一、工程概况。
1.1 隧道概况。
纸坊隧道位于甘肃省岷县县城东边，于洮河右岸岷县奈子沟村东侧山坡进洞，在岷县正龙骨料饲料厂后山进洞。隧道位于西秦岭中山区，山高沟深，地形起伏很大，洞身最大埋深248m，梁顶植被覆盖较好。隧道起讫里程为dk201+820～dk206+955，全长5135m的双线隧道。
隧道dk201+820～dk202+854.809和dk206+154.144～+955位于r=4000m的曲线上，其余段落位于直线上。
隧道进口位于国道g212路边，交通方便。
1.2 工程地质。
1.2.1地形地貌。
隧道位于西秦岭中山区，山高沟深，地形起伏很大，洞身最大埋深248m，梁顶植被覆盖较好。
1.2.2地层岩性。
隧道洞身经过的地层有第四系全新统坡积粉质黏土、碎石、二叠系下统碳质板岩、板岩、砂岩三叠系中统板岩、砂岩。山坡表层覆盖第四系全新统坡积粘质黄土、坡积、滑坡堆积粗角砾土、碎石土等。
1.2.3地质构造
1）主要构造。
隧道位于礼县-柞水冒地槽褶皱带分界处，两构造单元以合作-岷县断裂构造f3为界。区域断裂f3长160km,宽20～40km。其西段为一系列走向70°～80°东向北陡倾的叠瓦试构造，东段由数条长20～60km的断裂构造，断层面以北倾为主，倾角50°～70°，总体呈西南凸的弧形，从断层面大量擦痕及派生褶皱组成的入子型构造表明北盘向南东斜冲，致使中石碳统推覆在下二叠统之上、下二叠统逆冲于三叠统之上，破碎带宽达600m以上。
受合作-岷县断裂构造带f3影响，隧道工程范围内二叠系及三叠系砂岩、板岩地层褶曲构造及断层构造及其发育。f3断层及其次生断层f22 、f23 、f24通过隧道洞身，隧道工程地质条件差。
2）断裂。受合作-岷县断裂构造带f3影响，隧道工程范围内发育多条级次级断层及构造破碎带，主要有f22 、f23 、f24。这些断裂大多数被第四系坡积地层覆盖，但地貌上断层或断层垭口较为明显，结合地质野外调绘及物探成果，f3断层为区域性断层，压扭性逆断层，产状n29°w/60°n,发育于二叠系地层。
隧道在dk202+960～dk203+180穿越该层地貌上表现为大沟谷。f22断层产状n30°w/76°s,下盘产状n52°w/45°n，上盘产状n35°w/55°n.隧道在2）断裂穿越该层破碎带约101m，地貌上表现为断层崖。
f24断层产状n45°w/75°n断层带宽200m隧道在dk205+855～dk206+120通过该断层。
3）褶皱。隧道dk202+390～dk202+540段通过一背斜及向斜构造。岩性为二叠系下统板岩夹砂岩为主夹灰黑色碳质板岩。
背斜轴部位于dk202+440附近，北翼产状n52°w/45°n南翼产状n65°w/62°n；向斜轴部位于dk202+492附近，南翼产状n55°w/53°n背斜及向斜轴面向北陡倾，走向与两侧断层走向一致。岩体节理裂隙发育，砂岩岩质较硬，受构造应力作用具压碎结构，板岩岩质软，易发生扰曲变形。
1.3 水文地质。
1）地下水。
地下水类型为第四系松散层孔隙潜水和基岩裂隙水。。
2）地表水。
隧道区域内山体冲沟发育，沟床丛坡比降较大，但汇水面积较小，常年仅有4条沟，沟水流量随季节变化较大。
3）隧道涌水及富水区。
隧道涌水量按正常的3倍考虑，该隧道的正常涌水量是2180.39m3／d,可能现的最大涌水量为6541.17m3／d.
施工时应做好防范措施，该隧道的富水区dk201+820～dk202+926、dk203+590～dk204+584共两段长度2100m.占整个隧道的40.9﹪该段为中等富水区。
根据隧道区的地层岩性、地质构造、围岩富水性分区长度，**涌水量综合分析，该隧道工程水文地质条件相对较差。
6）水动力条件。
洞身进口汇水面积小，地质复杂地表水及地下水的渗透，隧道穿过的不良地质发育区，在多雨季节仍存在突水、滑坡、泥石流可能，施工时不容忽视。
二、施工注浆方案。
2.1注浆以劈裂浆为主，渗透注浆为辅。渗透注浆主要通过浆液与山体水形成具有一定强度的聚合反应物，加强岩体颗料间胶结，阴塞渗水通过，防止颗料流失造成岩体结构破坏并止水，劈裂注浆则通过高压劈裂挤密软弱岩体，利用强度较好的浆液凝固体在软弱层面形成骨架，约束岩体变形，提高岩体的整体稳定性，同时用浆液置换岩体中的饱水空间，整体上提高岩体抗水软化能力。
从现场情况来看，岩层属于软弱松散体，注浆效果要求主要对隧道拱顶以上进行填充，来作为永久性的加固体，应以满注和高强度为前提，依据上述原因，设计注浆参数如下：
注浆浆液采用水泥单液浆，水灰比为1：1。
单孔注浆量：0.8h(m3)；
注浆速度：90l／min；
注浆初压：0.5～2mpa；
注浆施工机具表。
2.3.超前小导管注浆。
2.3.1超前小导管设计。
超前小导管配合型钢钢架使用，应用于隧道ⅴ级围岩拱部超前注浆预支护，其纵向搭接长度不小于1m。
超前小导管设计参数：
超前导管规格：φ42无缝冷轧钢管、壁厚3.5mm；符合设计要求；
小导管环向间距40cm；
倾角：外插角5°～10°，可根据实际情况调整；
注浆材料：m20水泥浆或水泥砂浆；
设置范围：拱部120°范围。
2.3.2 超前小导管施工。
施工工艺流程见图1。
2.3.3 制作钢花管。
小导管前端做成尖锥形，尾部焊接φ12mm钢筋加劲箍。小导管构造见图2。
图1 超前小导管施工工艺流程图。
2.3.4 小导管安装。
测量放样，在设计孔位上做好标记，用凿岩机钻孔，孔径较设计导管管径大20mm以上。
成孔后，将小导管按设计要求插入孔中，或用凿岩机直接将小导管从型钢钢架上部、中部打入，小导管宜从钢架腹部穿过，特殊情况下亦可以从钢架顶部或底部穿入，外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。
2.4组合中空锚杆注浆。
2.4.1技术参数。
1）φ22组合中空注浆锚杆用于v级炭质板岩初期支护，沿设计开挖轮廓线在拱部径向打设。ⅴ级炭质板岩组合中空注浆锚杆长6.0m, 环纵向间距1.
0×0.8m,梅花型布置，每环15根。
组合中空锚杆在上台阶钢拱架位置布置。
锚杆必须加锚垫板，锚垫板必须和锚杆连接牢固。
2）.附图。
说明：组合中空锚杆布置在拱顶120度范围内。
图2 中空注浆锚杆施工工艺流程图。
2.4.2 中空锚杆安装。
1、选择φ40的钻头匹配钻机钻孔，孔深6m，钻孔方向根据岩层情况适当调整，使其与岩层主要结构面尽量垂直。
2、钻孔完毕，用高压风将孔眼冲洗干净，并用塞子塞紧空口，防止石渣掉入。
3、将组合中空锚杆放入孔内，并抹浆处理垫块与围岩的接触面，放入垫块，使垫块紧贴岩面，旋入挡环，使之刚好与垫块接触。
2.5 注浆。
1）、注浆：
、注浆管路系统的试运**设备就位后，用1.5～2倍的注浆终压对系统进行吸水试验检查，并接好风、水、电；检查管路系统能否耐压，有无漏水；检查管路连接是否正确；检查设备、机具性能是否正常，进行试运转，时间一般为20min。
、注浆浆液。
用水泥浆，为实现连续注浆，配备1～2个贮浆桶。
a、注浆材料及配比水泥：
采用活性高，出厂日期不超过3个月的425＃以上普通硅酸盐水泥，水泥浆浓度：。
水：饮用水，水温不低于6℃，ph值在5～8之间。
b、注浆配比：
浆液水灰比为：1：1。
注浆顺序。先压注无水孔，后压注有水孔。根据降水漏斗的原理，从拱顶顺序向下压注，如遇串浆或跑浆，则间隔一孔或几孔压注，相邻孔内流浆后及时堵塞继续压注浆液，确保达到预定压力。
注浆压力的控制。
注浆压力由注浆泵的油压控制调节，控制在2.0～2.5mpa。为防止压浆速度过大，造成升压过快返浆、漏浆，进行间歇性反复注浆。
2）施作顺序。
为防止串浆，钻孔、注浆按上、下、左右孔错开顺序进行。注浆终孔后及时关闭止浆阀。
注浆停止2天后，根据隧道的渗漏情况分区域重点注浆。
三、注浆质量控制。
1）确定注浆量：对有代表性的孔位进行注水试验，确定岩土的孔隙率为0.8,填充率为90%，由此来调整注浆参数，确定注浆量的大小、速度和注浆压力。
2）注浆：注浆时，遵从从低处向高处注浆，从外向内注浆的原则，尽量减少相邻注浆管串浆现象发生，并设专人盯注压力表的变化，防止堵管和注浆管的脱管。在注内排孔时，适当提高注浆压力。
在达到预计注浆量后，稳定一段时间后拆除注浆管迅速用塞子堵塞注浆管，防止浆液流出。在未达到设计注浆量时而压力达到预定值时，进行原因分析，确定已饱和时，才能换管另注。有时发生窜管，浆液从其它管中冒出时，马上停止注浆，尽早补注出浆管，否则要补充钻孔。
注浆施工中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。
四、注浆安全注意事项。
串浆时及时堵塞串浆孔，然后可间隔一孔或数孔灌注。
泵压突然升高时，可能发生堵管，应停机检查。
进浆量很大，压力长时间不升高，应重新调整砂浓度及配合比，缩短胶凝时间。
施工期间，尤其在注浆时，应对支护的工作状态进行检查。当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，采取措施。
注浆结束4小时后，方可进行掌子面的开挖。
相邻两排小导管搭接长度应符合设计要求，且不小于1米。
钢管要与拱架焊接牢固，注浆后注浆孔要堵塞密实。
注浆作业开始或中途停止超过30min时，应测定砂浆坍落度。其值小于30mm时，不得入罐使用。注浆作业开始或中途停止超过3min时，应用水润滑灌浆罐及其管路。
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