宜万铁路岩溶隧道施工技术ppt课件.ppt

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1、宜万铁路岩溶隧道施工技术铁道部宜万铁路建设指挥部二九年三月,目 录1、宜万铁路工程概况及进展 2、岩溶分类 3、岩溶治理技术及工程案例4、“释能降压法”治理高压富水充填溶腔新技术（专利技术） 5、岩溶隧道施工风险管理,1、宜万铁路工程概况及进展,1、宜万铁路工程概况及进展,宜万铁路东起宜昌，西至万州，全长377km 。宜昌至土城约30km为长江中下游平原构造侵蚀丘陵区。土城至齐岳山约300km为清江与长江分水岭靠北侧地带，属构造溶蚀侵蚀中低山区，岩溶极其发育。齐岳山至万州约50km为川东红层构造侵蚀、剥蚀中低山区。,宜万铁路共有隧道159座，其中：八字岭、野三关、大支坪、云雾山、马鹿箐、齐岳山

2、和别岩槽被称为宜万铁路八座级风险隧道。目前，除齐岳山隧道外，全线其它隧道均已贯通。,1、宜万铁路工程概况及进展,2、岩溶分类,隧道岩溶发育虽千奇百怪、复杂多变，无规律性，但也有其内在的类型特征。针对宜万线已揭示的900余处岩溶及岩溶水，根据其不同的类型特征，采取五种分类方式，从而“对症下药”，制定出“规模对策”、“充填性对策”、“充填物对策”和“水对策”，实现岩溶“标准化”治理。,2、岩溶分类,相关照片与录像,洞穴型,2、岩溶分类,无充填大型干溶洞,2、岩溶分类,龙麟宫隧道DK231+796半充填大型溶洞,2006年8月5日揭示该溶洞。溶洞发育纵向长100m、横向宽150m、向上高出拱顶以上1

3、0m、向下深21m。,半充填大型干溶洞,2、岩溶分类,充填块石土型,2、岩溶分类,充填粉细砂型,2、岩溶分类,充填泥水型,2、岩溶分类,充填清水型,2、岩溶分类,隧道与暗河正交型,2、岩溶分类,高压富水型,齐岳山隧道进口正洞DK363+090超前探测涌水录像,2、岩溶分类,高压富水型,齐岳山隧道进口正洞DK363+629超前探测涌水录像,2、岩溶分类,高压富水型,齐岳山隧道出口F11断层超前探孔涌水录像,3、岩溶治理技术及工程案例,3、岩溶治理技术及工程案例,3.1岩溶及岩溶水治理基本对策根据岩溶分类，针对不同类型岩溶，制定基本处治对策。洞穴型、管道型岩溶：回填方案充填型岩溶：注浆加固+大管棚

4、方案过水型岩溶：引排方案大型干溶洞（主要针对基底处理）：托梁+板跨方案、型钢混凝土+板跨方案、钢管群桩方案、桩基+承台方案、路基填筑方案、梁跨方案岩溶水治理：注浆堵水方案、泄水洞方案、堆积体加固堵水方案、绕避方案,3.2 工程实例：洞穴型、管道型岩溶对策：回填方案,案例2004年10月3日，八字岭隧道DK108+865处揭示岩溶洞穴，直径约3m。针对该岩溶洞穴，采用I18钢架C20砼护拱，外设干砌片石缓冲层。溶洞内预埋竖向排水盲管。,3、岩溶治理技术及工程案例,充填无水型岩溶对策：周边注浆加固+大管棚方案,注浆加固+大管棚方案标准模式图,3、岩溶治理技术及工程案例,案例 2005年10月15日

5、，云雾山隧道开挖揭示DK247+562特大型充填块石土岩溶，岩溶纵向发育线为DK247+563+445(长118m)，线为DK247+573+435(长138m)，溶腔向线左发育，宽约60m，基底以下局部深度超过80米。对该溶腔采取“超前注浆+大管棚”方案处理后通过。,3、岩溶治理技术及工程案例,注浆前,注浆后,注浆加固,3、岩溶治理技术及工程案例,过水型岩溶对策：引排方案 针对过水型岩溶，原则上引排维持既有通道方案处治，不得随意对岩溶管道堵塞，以免形成水害。,案例 2005年8月11日，野三关隧道进口开挖揭示DK119+512隧底发育过水型岩溶，右侧为岩溶大厅。岩溶为两头窄的芒果状，最宽处约

6、18.3m，岩溶水流自左向右流入大厅消水洞，旱季水流量为43m3/h。针对该岩溶：清除大厅内堆积体，锚网喷防护，隧道基底采用“托梁+钢筋砼板”跨越，隧道结构加强。,3、岩溶治理技术及工程案例,案例 2005年3月29日，王家岭隧道开挖到DK61+473，超前探测表明前方为正交型过水岩溶管道，经放水试验，最大流水量为540m3/h。后爆破开挖，发现管道由左拱腰向右拱脚发育。入水口直径分别为1.5m和0.7m，出水口直径为1.5m。针对该岩溶，采用600mm波纹管引排、浆砌片石回填、隧道结构加强。,3、岩溶治理技术及工程案例,大型干溶洞：托梁+板跨方案、型钢混凝土+板跨方案、钢管群桩方案、桩基+承

7、台方案、填筑路基方案、梁跨方案,案例 2005年6月20日，长鹰坝2#隧道开挖到DK240+890处，隧道左边墙发育一横向溶槽，宽6m，纵向长20m，向下深不见底。针对该岩溶，基底采取“型钢混凝土+板跨”方案、隧道结构加强。,3、岩溶治理技术及工程案例,实例高坪1#隧道开挖到DK139+598时，揭示出一条斜穿隧道的干溶洞。溶洞自左上向右下发育，横向宽30m，纵向长9m，向上高20m，向下深6.5m。针对该岩溶，基底采“钢管群桩注浆加固”方案、隧道结构加强。,3、岩溶治理技术及工程案例,案例 2005年4月23日，鲁竹坝2#隧道开挖到DK204+610处揭示大型半充填型干溶洞，溶洞纵向长125

8、m。DK204+610+654段发育1#溶腔，左侧最宽41m，右侧最宽21.6m，轨面以上15m，轨面以下约010m；DK204+677+735段发育2#溶腔，左侧最宽6.3m，右侧最宽20.5m，轨面以上12m，轨面以下左墙脚下011m；DK204+654+677段为1#、2#溶腔连接通道，通道宽413m，高1.54m。针对该岩溶，基础采取“桩基+承台”方案。,3、岩溶治理技术及工程案例,3、岩溶治理技术及工程案例,案例 2005年6月4日，龙麟宫隧道出口施工到DK232+467时，揭示DK232+467+397特大型溶洞。溶洞纵向长约70m，横向宽约50m，深约80m，基底为堆积体。受施工

9、爆破影响，6月19日18:48顶部覆层坍塌。该岩溶基底采取“路基填筑、注浆加固”方案。,3、岩溶治理技术及工程案例,案例 2006年1月2日，下村坝隧道施工至DK237+091处，揭示一溶腔，该溶腔沿线路纵向发育30m，拱顶以上发育2030m，隧底以下发育1020m。溶腔横穿隧道，发育至隧道左侧边墙外28m，隧道右侧边墙外约22m斜向下发育一落水洞，落水洞深度未知。针对该隧道基底，采取“拱跨”方案。采用1-22.5m实腹式拱跨结构，拱圈为半径18.75m的钢筋混凝土圆弧板拱，矢高3.75m，矢跨比1:6。拱桥拱圈及拱座上回填C15混凝土形成桥面。对局部溶腔，采用C40混凝土回填。,3、岩溶治理

10、技术及工程案例,案例 2006年3月3日，齐岳山隧道施工到PDK366+195，进行超前水平钻探，探孔深度38m，单孔最大涌水量700m3/h，水压力3.1MPa。针对该地下水，采取“注浆堵水”方案。,对岩溶地下水的对策：注浆堵水方案、泄水洞方案、堆积体加固方案、绕行方案,注浆堵水方案,3、岩溶治理技术及工程案例,齐岳山隧道出口PDK366+195高压水录像,3、岩溶治理技术及工程案例,3、岩溶治理技术及工程案例,案例 2004年5月31日，齐岳山隧道平导施工至PDK361+870处，采用超前炮眼孔进行超前探测时，探孔中射出高压水，射程5m，单孔涌水量60方/小时。随后加强探测，表明：前方发育

11、充水溶槽，溶槽由左上向右下发育，最大宽度12m。测试水压力为0.26MPa，预测涌水量为3000方/小时。考虑到隧道为反坡施工，富水溶腔处理难度大，采取”泄水洞”方案处理。,泄水洞方案,3、岩溶治理技术及工程案例,堆积体加固堵水方案,实例五爪观隧道DK49+274DK49+345段与五爪观暗河正交,暗河最大流量36000万方/小时。暗河岩溶大厅横向宽约120m，为巨块状崩塌块石充填。该段路肩设计标高约542m，堆积体顶部标高约582m，岩溶大厅顶板最高处标高约600m。暗河岩溶大厅堆积体上部为巨块状崩塌块石，下部为卵石土、块石土及粉质黏土夹砾砂等组成，饱和、透水性好。卵石磨圆度好，直径29cm

12、,个别达11cm以上；顶板及周壁为坚硬完整灰岩。根据该岩溶暗河特点，采取“堆积体加固堵水，抬升暗河”方案，总体处理顺序为：清除堆积物施做大里程端底板分段施做截流区注浆、挡水坝排水渠区注浆、修建排水渠、导流大里程区钻孔注浆、小里程区底板小里程区钻孔注浆。,3、岩溶治理技术及工程案例,3、岩溶治理技术及工程案例,五爪观隧道暗河堆积体注浆及开挖效果,3、岩溶治理技术及工程案例,绕行方案,案例齐岳山隧道进口平导施工至PDK364+005时，超前探测表明：前方发育高压动水充填粉细砂层溶洞，溶洞由左向右发育，左侧规模大，右侧规模小，探测表明右侧纵向长度45m，但左侧经多次注浆后，由于高压动水粉细砂层注浆难

13、度大，仍无法探到对方基岩。针对齐岳山隧道进口反坡施工特点，以及平导的功能特点，对该岩溶不再处理，采取“绕行”方案。绕行后顺利通过规模较小的充填粉细砂层溶洞。,3、岩溶治理技术及工程案例,4.1 隧道施工中遭遇的高压富水充填溶腔突水突泥,（1）野三关隧道“602溶腔”突水突泥：2007年8月5日，野三关隧道出口线施工到DK124+602，遭遇突水突泥灾害，瞬间最大涌水量达15万方/小时，突水持续1小时后稳定为1万方/小时。伴随突水，多台机械设备被冲走、扭曲解体。事后进洞观察，突泥堆积长度约400m，掌子面附近隧道被堵满。突水突泥造成巨大经济损失和人员伤亡。,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技

14、术,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（2）大支坪隧道“990溶腔”突水突泥：2006年7月26日，大支坪隧道平导开挖至PDK132+930突发大规模突水涌砂，涌砂量约300方。9月4日，向前开挖到+960时又发生大规模突水，瞬时涌水量达1500方/小时。9月29日，向前开挖到+990时再次发生突水突泥，瞬时涌水量达5000方/小时。2008年4月30日，DK132+913经注浆后进行开挖，开挖时发生突水涌砂，涌砂量约4000方。,4-30突水涌砂录像,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（3）云雾山隧道“617、526溶腔”突水涌砂：2008年7月21日，隧道出口DK245+6

15、45超前探孔时发生突水涌砂，瞬间涌水量达780方/小时，涌砂约1000方，涌水造成线淹井1035m、线淹井710m。8月26日完成抽水及清砂。9月6日，10#横通道超前探孔时又发生突水涌砂，再次造成淹井。08年10月12日，隧道进口线遭遇DK245+526溶腔，溶腔内充填泥砂，探测期间突出泥砂约250方，涌水量约为90方/小时。,云雾山隧道DK245+617溶腔突水突泥后进洞观察照片,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（4）马鹿箐隧道“978溶腔”突水突泥：2006年1月21日，马鹿箐隧道出口平导反坡施工到PDK255+978时，发生突水突泥。平导施工人员立即逃生。突水经横通道涌入正洞

16、，使正洞作业人员遇难。突水时最大涌水量为30万方/小时，持续7小时后，涌水量稳定为300方/小时。,马鹿箐隧道1-21突水突泥录像,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,4.2 研究新技术的必要性,宜万铁路突水突泥夺走了多名职工的生命，造成了巨大的经济损失，同时，也对宜万铁路正常施工造成影响，令人心痛。痛定思痛，突水突泥的根源是没有一套成熟的、行之有效的，用于解决高压富水充填溶腔安全施工的技术手段。因此，如何掌握高压富水充填溶腔突水突泥规律，顺其自然，规避灾害，研究安全可靠、经济适用的治理技术是宜万铁路参建各方需要共同研究的重要课题。,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,4.3 “释

17、能降压法”概念、内容、施工方针及施作步骤,（1）概念：释能降压法是针对高压富水充填溶腔采取有计划、有目的精确爆破，释放溶腔所存储能量，降低溶腔施工及运营过程水土压力。之后，通过配套处治措施完成溶腔治理。（2）主要内容（七项）：溶腔特征分析、临近界面锁定、相邻洞室分隔、洞外排水规划、精确爆破设计、预警预报监控、配套措施实施。（3）二十四字施工方针：探介质、锁边界、选时机、精爆破、严监控、畅排放、细处理、勤检查 。,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（4）四个施作步骤：查找溶腔阶段、锁定溶腔阶段、打开溶腔阶段、处治溶腔阶段,“释能降压法”施作程序,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,

18、“释能降压法”八项专项安全设计,（5）八项专项安全设计,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（）查找溶腔阶段,超前地质预测预报：宜万铁路建设初期，对岩溶隧道高风险采取地质素描、TSP、地质雷达、红外探水、超前钻探五种方法。实践证明：地质素描和TSP起到了一定的宏观预报作用，但地质雷达和红探水对岩溶水难以起到定量分析作用，而超前钻探预报准确率几乎达到100%。因此，后期采取“地质素描、TSP先行，以钻孔为主”进行岩溶及岩溶水超前预测预报。 溶腔特征分析：处理高压富水充填溶腔，必须对溶腔充填物、水压力、水量和纵向发育长度进行确定，对溶腔型态、规模和水源进行分析与判断，为释能降压做好专项地质分

19、析工作。,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,上侧位交叉突水模式,下侧位交叉突水模式,（）锁定溶腔阶段,锁定溶腔是释能降压的关键，它对溶腔精确爆破起到决定性作用。 临界距离：高压富水充填溶腔爆破前必须确保掌子面有一定的安全距离。针对隧道纵向穿越岩溶时上侧位交叉和下侧位交叉两种模式。采用FLAC2D程序研究岩溶突水机理，确定岩溶突水临界距离。,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,隔离岩柱与隧道涌水量关系曲线,研究结果表明：随着隧道接近溶腔，隧道涌水量与位移量逐渐增大，当隔离岩柱接近2.53m时，隧道涌水量和位移量急剧增大，因此，将2.53m完整岩柱作为隧道开挖接近溶腔的临界距离。 溶

20、腔界面锁定：隧道接近溶腔时 ，通过风钻钻探来锁定溶腔界面。钻探时根据钻进速度、排碴情况、水量大小，从而准确地锁定溶腔临近界面。,隔离岩柱与隧道最大位移量关系曲线,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（）打开溶腔阶段 隧道掌子面到达高压富水充填溶腔临界距离后，采取精确爆破专项打开溶腔，释放溶腔内水和充填物，消除能量。 精确爆破专项设计要求爆破后揭开溶腔断面面积不小于2m2m，以利于水和充填物快速、彻底释放。 （）处治溶腔阶段 高压富水充填溶腔释能降压后，溶腔基本处于0水压，溶腔处理是安全的。 溶腔释能降压后，由于受充填介质特征、水压力高低、水量大小、释放季节等因素影响，可能会出现三种情况：

21、一是水和充填介质完全释放，二是水释放、充填介质未释放，三是水释放、充填介质部分释放。根据状态不同，确定处治方案。实施时，应“因地制宜、适时调整”。,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,云雾山“526溶腔”完全释放,大支坪“990溶腔”水释放、介质未释放,云雾山“617溶腔”水释放、介质部分释放,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,释能降压后溶腔施工处治方案选择程序,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,完全释放：这种情况下，溶腔处理极其容易，主要采取回填，在隧道结构外形成护拱。,回填护拱法模式,回填护拱法工艺流程,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,台阶法开挖模式,台阶法

22、开挖工艺流程,水释放、介质未释放：这种情况下，应对充填介质稳定性进行评判，若介质含水量低（一般低于30%），有一定的自稳能力，可采取三台阶开挖。否则，应采取注浆-管棚法，以防止开挖过程中发生坍方。a.三台阶法：台阶开挖应采用三台阶，以降低每次开挖高度，上台阶开挖时采取预留核心土弧形导坑开挖，以保证掌子面稳定。,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,大支坪上半断面预留核心土环形开挖照片,大支坪隧道上半断面横向支撑及径向注浆照片,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,b.注浆管棚法：对隧道拱部周边注浆，对掌子面适当加固，施作超前大管棚，以防止开挖过程中出现坍方。,注浆管棚法模式,注浆管棚法

23、工艺流程,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,马鹿箐隧道注浆管棚法施工,马鹿箐隧道三台阶法开挖,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,水释放、介质部分释放:这种情况可采取清方置换法处治。清方置换法是采用机械设备对堆积体清方，使堆积体空隙率增大，局部形成空洞，然后采用混凝土或水泥砂浆回填空洞，胶结堆积体，之后采取三台阶法开挖支护。,清方置换法结构模式,清方置换法工艺流程,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,野三关隧道“602溶腔”清方照片,野三关隧道“602溶腔”回填置换照片,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,结构处治：（1）基底处理：原则上，基底发育深度不超过2m时，采

24、取混凝土换填；超过2m时，采用桩基承台。（2）永久泄水洞导排：为确保运营安全，设置永久泄水洞对高压岩溶水进行导排。（3）结构加强：对高压富水充填溶腔段，衬砌结构应加强。（4）结构长期监测：为全面掌握高压富水充填溶腔施工及运营过程受力状况，进行结构长期监测。项目有：水压力、注浆加固圈稳定性、围岩与初支接触压力、初支内力、初支与二衬间接触压力、二衬内力、基底沉降以及注浆加固圈渗水量共8项。,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（5）八项专项安全设计,水文监测专项设计：包括降雨量、涌水量、水压力、地表水位四个方面。洞外排水系统专项设计：高压富水充填溶腔释能降压前，必须调查洞外环境、查找消水洞、

25、明确排水线路，设置排水沟渠能力不得小于10000方/小时，且保证排水通畅。对排水线路中存在安全隐患房屋进行拆除。,(a) 云雾山隧道横洞至立交位置,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,(b) 立交至弃碴场拐角处,(c) 弃碴场至消水洞,云雾山隧道“526溶腔”释能降压洞外排水线路,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,洞外警戒系统专项设计：释能降压前，对洞外警戒系统进行专项设计，内容包括：警戒区域、警戒时段、警戒标识等。洞内排水线路专项设计：释能降压前，根据释能降压点所处位置，确定合理洞内排水线路。a.顺坡施工后部全贯通，采取封堵横通道顺排。,顺坡施工后部全贯通时排水线路,4、释能降

26、压法治理高压富水充填溶腔新技术,b.顺坡施工后部局部未贯通，原则先贯通、顺排。若剩余工程量大，可采取绕排，但绕排会使临近隧道施工受到影响。,顺坡施工后部未全贯通时排水线路,c.反坡施工时，先迂回贯通，实施顺排。,反坡施工时排水线路,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,洞内相邻洞室分隔专项设计：为减少释能降压时水及充填物进入相邻洞室，保证相邻洞室正常施工，应对相邻洞室进行隔离。封堵位置宜选择在横通道靠近排水线路侧。封堵材料根据工程要求及现场条件确定。封堵高度，原则上，掌子面后退1km范围全堵、1km以外半堵。封堵厚度应进行检算。 洞内外预警监控系统专项设计：释能降压时视频监控各主要监测点，

27、记录全过程。 进洞条件专项设计：根据水文监测数据分析，研究地表降雨与洞内排水关系，制定出隧道安全进洞条件。 进洞观察安全撤离线路专项设计：监控掌子面释能降压情况，24小时后，确认无异常，可进洞观察。为避免进洞观察出现不测，应选择合理线路撤离。,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,a.顺排时，最靠近掌子面横通道半堵，作为进洞观察安全通道。进洞观察遇到险情时，尽快经安全通道进入相邻洞室掌子面，确认安全时再出洞。b.绕排时，按同样线路撤离。,顺坡施工后部全贯通时进洞观察撤离线路,顺坡施工后部未全贯通时进洞观察撤离线路,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,c.迂回排水时，进洞观察遇到险情，

28、向上游撤离直接出洞。,反坡施工时进洞观察撤离线路,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,云雾山隧道“526、617溶腔”（1）溶腔探测：云雾山隧道发生两次突水涌砂淹井后，对掌子面进行封闭，经探测，“617溶腔”纵向长45m（DK245+579+624）。“526溶腔”经探测，纵向长21m（DK245+526+547），发育高度超过隧道5m。,云雾山隧道“617、526溶腔”发育型态图,617溶腔探孔出水照片,4.4 “释能降压法”工程案例,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（2）溶腔特征分析充填介质特征：对钻孔涌砂取样筛分，筛分表明，溶腔充填物为中砂。针对高压富水中砂地层，采用普通

29、水泥注浆，很难达到满意的注浆堵水效果，既使采用超细水泥注浆，技术要求很高，注浆堵水难度很大。,云雾山隧道“526溶腔”涌出砂的筛分曲线,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,溶腔放水试验： 在10#横通道利用探孔进行放水试验。试验时，3#、5#孔通过钢管将水引排至消水洞，1#孔通过泵站抽水至消水洞。试验自08年9月26日到10月7日，共12天。,云雾山隧道“617溶腔”放水试验位置图,云雾山隧道“617溶腔”放水试验布置示意图,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,分析试验数据，可以得出以下结论：钻孔排水与地表降雨有响应关系，降雨1天内钻孔水量变大，但充填介质经常堵塞钻孔，影响排水。水

30、压力未超过0.8MPa，水压力与地表降雨有响应关系。钻孔排水对水压力影响不大，通过钻孔很难短时间将水压力降低。,云雾山隧道“617溶腔”放水数据分析图,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,溶腔水文特征：溶腔段位于背斜核部，溶腔水主要为地表岩溶洼地汇水，暗河系统对溶腔不形成水力补给。,“526、617溶腔”水文地质图,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（3）专项安全设计与实施：洞内相邻洞室分隔：释能降压前对洞内相邻洞室进行封堵分隔。洞内排水线路规划：释能降压时，水和充填介质沿线顺排，经横通道出洞。,“526溶腔”释能降压洞内相邻洞室分隔及排水线路,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔

31、新技术,洞外排水系统专项设计：洞外排水线路系统设计如图,洞外排水线路系统专项设计,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,安全监控系统专项设计：在洞口调度室设置监控站，各主要观测点设观测探头，采取视频监控洞内外各主要风险点的动态情况，迅速作出反应。洞外警戒系统专项设计：设定警戒范围，进行泄水期间交通管制。水文监控系统专项设计：在5#横通道设水位观测点，在山顶台地设降雨观测点，在洞湾暗河设流量观测点，在横洞口设水量观测点。安全进洞专项设计：通过监控系统，确定泄水情况，以此制定安全进洞专项设计。进洞观察安全线路专项设计：经6#横通道进洞观察，遇到险情时，经6#横通道进入线掌子面。,4、释能降压法

32、治理高压富水充填溶腔新技术,（4）锁定溶腔边界：爆破前对溶腔边界准确锁定。将溶腔划分为四个区域。 区岩盘厚度小于2.5m， 区岩盘厚度为2.54.5m， 区岩盘厚度为4.59m， 区岩盘厚度大于9m。因此，爆破设计必须打开溶腔区和区。,“526溶腔”边界锁定图,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（5）精确爆破： 为确保爆破一次成功，对下部岩盘厚度较厚位置施工导洞以形成临空面。根据掌子面岩盘厚度锁定，分区设计炮眼深度。,“526溶腔”精确爆破炮眼深度布置图,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,“526溶腔” 精确爆破专项设计,精确爆破专项设计参数：掏槽方式：斜眼掏槽周边眼间距：60

33、cm抵抗线：63cm炮眼深度：距溶腔3040cm精确控制炮眼数量：127个炮眼密度：2个/平方米单位用药量：2.28kg/方 起爆顺序：掏槽眼掘进眼二圈眼（底板眼）周边眼,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（6）释能降压 08年11月25日10时准时实施精确爆破，对“526溶腔”释能降压。,“526溶腔” 释能降压泄水录像,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（7）释能降压成果526溶腔”释能降压成果：释能降压后进洞观察，溶腔内充填介质完全释放，水由拱顶岩溶管道流出，掌子面为岩溶大厅。,“526溶腔”释能降压照片,“526溶腔”释能降压水痕照片,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔

34、新技术,“617溶腔”释能降压成果：“526溶腔”释能降压时，对“617溶腔”进行水压监控，随着“526溶腔”释能降压，“617溶腔”水压力也降为0，因此，“526”与“617”属同一水源溶腔。“526溶腔”释能降压也彻底解决了“617溶腔”处理难题。,“617溶腔”水压力监测曲线,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,洞外洞湾暗河水文观测成果：释能降压前后对洞湾暗河流量进行观测，无任何变化，因此，释能降压主要是释放溶腔大厅静储量，它不会对地表产生影响。,2008年11月23日,2008年11月25日,2008年11月26日,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（8）实施释能降压后溶

35、腔处治 “526溶腔”处理：“526溶腔”释能降压后，水和充填介质全部释放，因此，采取回填护拱法处理。,“526溶腔”处治方案设计,“526溶腔”回填护拱法施工照片,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,“617线溶腔”处理：“617线溶腔”在“526溶腔”释能降压后处于无水状态。对溶腔采取清方回填，对隧底溶腔采取换填。,“617线溶腔”处理方案设计,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,“617线溶腔”：“617线溶腔”在“526溶腔”释能降压后处于无水状态。对溶腔采取清方置换，按三台阶开挖。目前溶腔已贯通，待基底补勘后确定基底处理方案。,“617线溶腔”清方,“617线溶腔”清方后

36、回填置换,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,野三关隧道“602溶腔”泄水支洞溶腔释能降压工程案例录像,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,（5）释能降压后溶腔处治：泄水支洞释能降压后，正洞处于0水压。对溶腔进行清方置换。目前，溶腔已贯通。,“602溶腔”回填置换,“602溶腔”贯通,“602溶腔”清方,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,马鹿箐隧道“978溶腔”泄水洞溶腔释能降压工程案例录像,4、释能降压法治理高压富水充填溶腔新技术,5、岩溶隧道施工风险管理,5.1 以建设单位为核心，决策重大技术方案。 宜万铁路复杂岩溶高风险隧道地质条件极其复杂，面临巨大的安全风险和工期压

37、力，坚持“以人为本”，把保证人的生命安全作为第一目标，创新建设单位在重大关键技术方案决策上必须起核心主导作用的新理念，成立以指挥长为组长的级风险隧道重大技术方案管理小组，组织参建各方分析风险隧道施工安全、技术方案，邀请院士、专家研讨复杂岩溶隧道设计施工技术，由建设单位决策重大技术方案，监督各方严格执行，方案变更必须经过相应程序，不得擅自更改。,5、岩溶隧道施工风险管理,5.2 强化高风险隧道现场管理，完善组织机构和专项安全机制 按照“六位一体”和标准化管理要求，完善各项管理制度和措施，体现到合同上、责任书上，把责任层层分解到各单位，落实在现场，用制度来保证技术方案的落实。 (1)成立以指挥部领

38、导为组长的风险隧道特别管理小组和工作组进驻现场，负责风险隧道现场建设管理，主抓现场施工技术方案及安全措施落实，现场研究、决策风险隧道处理技术问题。 （2）制定高风险隧道八个专项施工管理机制，包括施工地质勘察与超前预测预报专项机制、突发性事件防范应急预案专项机制、应对复杂地质和工程难题的设计与施工预案专项机制、重难点工程监控专项机制、隧道施工量测监控专项机制、严格规范施工工艺监控专项机制、严格履约考核奖罚专项机制、信息收集反馈和快速反应专项机制。,5、岩溶隧道施工风险管理,5.3 狠抓超前地质预测预报和帷幕注浆两个关键技术环节 超前地质预测预报和帷幕注浆是岩溶处理的两个关键技术。为确保风险隧道施

39、工安全，一是建立宜万铁路复杂岩溶隧道超前地质预测预报管理制度和宜万铁路复杂岩溶隧道注浆施工管理制度，明确隧道注浆和超前地质预报专人管理、专业队伍施作、检查签证责任到人，并纳入施工企业信用评价；二是指挥部成立帷幕注浆督导组，对风险隧道施工单位进行注浆专题培训，对注浆施工进行现场培训指导；三是引进国内水平最高的专业注浆队伍，对重要隧道进行帷幕注浆科技攻关；四是对超前地质预测预报钻孔设计、施钻、验孔、判释实行分级管理，责任到人，做到“物探现行、钻探验证、有疑必钻、不明不掘”及坚持“三定三探”原则（即：定人定孔定检查、重探密探加深探）。,5、岩溶隧道施工风险管理,5.4 严格落实现场安全措施 创新设计

40、理念，在国内首创宜万线复杂岩溶隧道防灾报警系统设计和宜万线风险隧道水文观测专项设计，包括声光报警、应急通信及电视监控、逃生通道及疏散标志（逃生线路）、应急照明及供电系统、逃生装备、排水设计等，其目的是从设计源头通过技术手段和工程措施提高施工过程中的预警和防灾能力。 建立和落实现场安全管理制度，对风险隧道分级管理，制定施工安全等级管理制度，落实安全隐患分级督办，完善防灾报警系统，规划安全逃生线路，下发风险征兆明白卡，设置专职安全员，定期组织逃生演练等。特别是对风险隧道，根据日降雨量、水压力、泄水洞日排水量等实行进洞安全等级管理，确定进洞施工警戒条件，确保施工人员绝对安全。,5、岩溶隧道施工风险管理,马鹿箐隧道安全等级管理,