隧道工程硕士研究生毕业论文.doc

学位论文第一章 绪论1.1 工程概述及工程与水文地质特征1.1.1工程概述圆梁山深埋特长隧道是渝怀线的关键性控制工程，隧道全长11068m。隧道进口位于细砂车站怀化端，车站伸入隧道949m，出口紧邻炭厂河一号大桥。隧道地处渝、鄂、黔三省市毗连地区，为川东褶皱山地与鄂西山地、贵州高原的接触带，属中、低山地形。主要发育毛坝向斜、桐麻岭背斜及伴生断裂、向斜区内发育较多横张断裂。地貌形态明显受构造和岩性控制，具带状展布特征，以褶皱构造为骨架，形成北北东向山脉和纵向河谷相间。隧道穿越乌江水系与沅江水系的分水岭武陵山脉。地形条件十分困难，地质条件异常复杂，该隧道被称为国内隧道设计、施工禁区。该工程主要工程地质问题有：岩溶涌（突）水、高水压、高应力及煤层瓦斯，其中岩溶、高压富水地质是最为关键的问题。11.1.2 水文、气象特征本区水系基本呈格子状水系，主河流大多沿北北东向发育。背、向斜中的可溶岩地块中多为各自封闭的岩溶洼地，难以形成较大的地表径流。本区河流除细纱河属于乌江水系外，其余均属沅江水系，两者分水岭位于毛坝向斜西翼标高1350m以上的长条形山地。本区气候温和，具有春雨、夏旱、秋绵、冬干的特点，多年平均气温17.7，最高温度44.1，最低气温8.1。多年平均降水量1386.6mm，且分布不均匀，主要集中在5、6、7、8四个月，占年降雨量的54.3%，各月降雨量、气候的垂直分带较明显，随海拔高度的增加年平均气温降低、雨量增加。1.1.3 地层岩性本区广泛分布巨厚层的海相地层，出露最老的地层为桐麻岭背斜轴部的寒武系中统高台组，最新为毛坝向斜部的三叠系下统嘉陵江组，中间缺失整个石炭系、志留系中、上统和泥盆系中、下统。本区出露地层由新至老分述如下。工程地质状况如图1所示。（1）三叠系（T）嘉陵江组（T1j）：灰色薄层至中厚层状泥岩、白云质灰岩，未见顶，与下伏地层整合接触。属V级次坚石。大冶组（T1d）：厚378m，按其岩性可分为三段。大冶组一段（T1d1）：灰绿色薄层状泥岩夹泥灰岩，底部的黄绿色水云母粘土岩与下伏地层分界，整合接触，厚17m，属级软石。该段在走向上分布不稳定，在向斜东翼杉木坳至茨竹坝变薄至尖灭。二段（T1d2）：上部为浅灰色厚层状鲕粒灰岩及生物碎屑灰岩，厚326m，属V级次坚石。三段（T1d3）：紫红色薄层泥岩、砂质泥岩夹泥灰岩及灰岩，厚34m，属级软石。（2）二叠系（P）长兴组（P2c）：灰、深灰色中至厚层状燧石结核灰岩，局部地段成为白云岩化的生物灰岩，厚52m，与下伏地层呈整合接触，属V级次坚石。吴家坪组（P2w）：上部为深灰、灰黑色薄至中厚层状灰岩与硅质灰岩不等厚互层；中、下部为厚510m灰黑色薄层含炭泥岩及煤层（厚0.050.3m）、铝土质泥岩，含较多黄铁矿结核，底界面凹凸不平，厚84m，与下伏地层呈假整合接触，属级软石级次坚石。茅口组（P1m）：浅灰、灰色厚层状灰岩，含少量燧石结核，下部为灰黑色中厚层状沥青质灰岩，含透镜状有机质泥岩及燧石结核，俗称“眼球状灰岩”，厚249m，与下伏地层呈整合接触，属V级次坚石。栖霞、梁山组（P1l+q）：灰、深灰色中厚层状灰岩与灰黑色沥青质泥岩，厚183m，属V级次坚石。底部梁山组厚1.8m，（3）三叠系（D）本区内残留上统水车坪组（D3s）：厚40m，属级软石，与下伏地层呈假整合接触。岩性由上至下分别为：灰、黄色中厚层状灰岩，黄绿、紫红色泥岩，底部为厚2.9m灰白色厚层状细粒石英岩状砂岩。（4）志留系（S）志留系在中部为黄绿色，紫红色薄层状泥岩、砂质泥岩，下部为灰绿色薄至中厚层状粉砂岩与砂质泥岩不等厚互层，底部为黄绿色、黑色粉砂质页岩，厚1960m，与下伏地层呈整合接触，属级软石。（5）奥陶系（O）奥陶系中、上统（O2+3）：由上至下分别为黑色薄层状页岩、深灰色含泥灰岩（瘤状灰岩），灰色中厚层状龟裂纹灰岩，下部为灰、灰绿色瘤状灰岩，厚75m，与下伏地层呈整合接触，属级软石V级次坚石。大湾组（O1d）：上部为灰绿色薄层状粉砂岩夹钙质泥岩；中部为紫红色薄至中厚层状泥灰岩；下部为灰绿色、紫红色薄层状钙质泥岩，厚145m，与下伏地层呈整合接触，属级软石。红花圆、分乡及南津关组（O1n+f+h）：上部灰至深灰色厚层状结晶灰岩；中部为灰绿色薄层状灰岩与钙质泥岩互层；下部为灰色中至厚层状灰岩，含白云质及燧石结核；底部为厚3040m灰色厚层状生物碎屑灰岩，含较多介壳化石，厚254m，与下伏地层整合接触，属V级次坚石。（6）寒武系（）毛田组（3m）：灰色中厚状含白云质灰岩、灰质白云岩，上部夹竹叶状灰岩及燧石结核；具涡卷状构造，底部具假鲕状结构，厚190m，与下伏地层整合接触，属V级次坚石。耿家店组（3g）：灰色中至厚层状结晶白云岩，细至中晶结构，砂状断口，下部含灰岩及白云质灰岩，厚333m，与下伏地层整合接触，属V级次坚石。平井组（2p）：灰色薄至中厚层状白云质灰岩、灰岩，常具涡卷状构造，偶见豹皮状构造，底部为黄色薄层状泥质白云岩夹钙质泥岩，厚373m，与下伏地层整合接触，属V级次坚石。高台组（2g）：零星出露于背斜轴部，本区内未见底，岩性为灰色中厚层状白云岩，属V级次坚石。1.1.4 地质构造本区构造单元属扬子准地台东南部的上扬子台坳，为川东陷褶束之秀山穹褶束与黔江凹褶束结合部。区内主要发育毛坝向斜、桐麻岭背斜及伴生断裂，次级褶皱不发育，仅在桐麻岭背斜西翼发现一次级褶曲，向斜区内发育较多横张断裂。在地表DK352+710DK355+600为二叠系（P）、三叠系下统（T1）可溶岩地层构成的毛坝向斜地段，DK351+465DK352+710和DK355+600DK357+820为泥盆系（D）、志留系（S）非可溶岩地层构成的翼部地段，DK357+820DK362+530为寒武系（）、奥陶系（O）可溶岩地层构造的桐麻岭背斜地段，DK358+750DK358+900为耿家店组（3g）可溶岩地层构成的冷水河浅埋段，此段隧道埋深约150180m。测区内断裂主要为NNE向的纵向断裂和NWW向的横向断裂，形成了燕山期。测区内共有13个断层，其中桐麻岭背斜区3条，毛坝向斜区10条，除F1、F2、F3、F01、F02为走向逆断层，具压性特征外，其余均为横向断层，具张扭特性。1.1.5 隧道通过地带岩溶和岩溶水发育分布特征（1）毛坝向斜通过地带岩溶和岩溶水隧道穿越毛坝向斜富水区长度2200m，通过泥盆系（D3S）中厚层灰岩、泥岩，二叠系栖霞、梁山组（P1l+q）中厚层灰岩与泥岩互层，二叠系茅口组（P1m）厚层灰岩，二叠系吴家坪组（P2w）中厚层灰岩、中下部含炭泥岩及煤层（厚0.030.3m）。向斜翼部最大埋深780m，核部最小埋深550m。该段正常涌水量55000m3/d，最大涌水量83000m3/d，特大暴雨之后，可达200000m3/d。毛坝向斜与区域主要构造形迹的产状一致，其南段呈北北东向，而向北渐变为北东向，总体形貌呈向北西凸出的弧形。两翼为下古生界，核部为上古生界中古生界，核部向斜的形态呈长舟形状。南北长65km，东西宽23.5km；平面形态呈“S”状；总体走向为北东南南西向；两端分别向北东和南南西方向扬起。（2）冷水河浅埋段岩溶和岩溶水DK358+750DK358+900段为3g可溶岩地层构成的冷水河浅埋段，此段隧道埋深约150180m左右。 3g地层因冷水河河谷深切，风化与卸荷回弹致使浅部075m段裂隙相当发育，通过地表河水动态观测，表明冷水河在隧道通过地带存在渗漏。该段正常涌水量10000m3/d，最大涌水量15000m3/d。从位于背斜西翼冷水河边Ddz-y-5#钻孔的钻探结果来看，地下水具承压性，水头高出孔口1.3m（海拔高程688.14m），浅部比深部岩溶发育。浅部（75m以上）岩溶发育以溶蚀裂隙及蜂窜状溶孔为主。溶蚀裂隙多为直立的溶蚀裂隙与沿层面发育的溶蚀裂隙，地下水为岩溶孔隙裂隙水，岩石渗透性较好（k3g浅=0.1130m/d）；深部（100m以下）岩溶发育较差，以孤立的溶孔为主。而且不连续，偶见蜂窝状溶孔，见少量溶蚀裂隙；地下水主要赋存于溶孔中，岩层渗透性较浅部差（k3g深=0.0113m/d）。（3）桐麻岭背斜核部岩溶和岩溶水桐麻岭背斜区在本区内为四周被地表水系所切割的单独水文地质单元，地下水为寒武、奥陶系下统的岩溶水。DK357+655DK358+750地段属奥陶系中、上统（Q2+3）、下统的大湾组（Q1d）、红花圆和分乡及南津关（O1n+f+h）、寒武系上统的毛田组（3m）、耿家店组（3g）等以灰岩、白云质灰岩为主构成的桐麻岭背斜西翼部分，其预测正常涌水量为4300m3/d，最大涌水量为6450m3/d。DK358+750DK358+900地段属桐麻岭背斜西翼寒武系耿家店组（3g）的白云质灰岩、灰岩为主的冷水河浅埋段，其预测正常涌水量为10000m3/d，最大涌水量为15000m3/d。DK358+900DK359+925地段属桐麻岭背斜核部西部寒武系耿家店组（3g）、平井组（2p）、高台组（2g）以白云质灰岩、灰岩为主地段，其正常涌水量为：6840m3/d，预测最大涌水量为10300m3/d。DK359+925DK360+675地段属桐麻岭背斜核部西部寒武系平井组（2p）、高台组（2g）以白云质灰岩、灰岩为主地段，其预测正常涌水量为4890m3/d，最大涌水量为7350m3/d。DK360+675362+530地段属桐麻岭背斜核部东部及东翼寒武系高台组（2g）、平井组（2p）、耿家店组（3g）、毛田组（3m）及下奥陶（O1n+f+h）以白云质灰岩、灰岩为主地层的地段，其预测正常涌水量为12100m3/d，最大涌水量为18200m3/d。（4）隧道涌水量及毛坝向斜区水压预测全隧道总涌水量预测全隧道正常总涌水量为：9.8×104m3/d。全隧道正常总涌水量为：14.5×104m3/d。特大暴雨之后，全隧道最大涌水量可能达30×104m3/d以上。毛坝向斜区水压预测根据深孔钻探资料证实存在P2w+c、P1q+m两层呈压水。相对于隧道洞身标高而言，其静水头（H）：P1q+m为460m，P2w+c为446m。这表明在隧道洞身处确实存在P1q+m层段4.6Mpa和P2w+c层段4.46Mpa的静水压力。31.2 研究的必要性国内外在高水压、富水、岩溶地层修建的隧道不多，施工技术并不成熟。日本青函隧道全长53.85km，海底段长23.3km，埋深最浅处距海底100m（此处海水深140m），共有10多条大断层和1000多条小断层，大断层的影响大，近断层处的破碎带海水易灌入，施工过程中曾遇到四次大的突水、涌泥。例如：1974年1月8日，吉冈作业坑最大涌水量达15840m3/d，采用注浆堵水法直接通过，处理时间为362天；1976年5月6日，吉冈作业坑又发生100800 m3/d涌水，采用遇回导坑法通过，处理时间为162天，给施工造成了很大损失。青函隧道的灌浆材料主要为矿渣胶体水泥和（S）1水玻璃浆，灌浆泵主要为双液注浆泵，灌浆最高压力为8MPa左右，基本上采用全孔一次性灌注，其完工时的漏水量为45 m3/s，现在还有28 m3/s，每年的排水费用高达3000万日元。大瑶山隧道F9断层（DK4+600DK5+065）为区域性大断层，其上盘为挤压破碎富水的石英砂岩，地下水位高出洞顶400m；下盘为强裂片理化、千枚化并受强烈切割的灰岩；核心带为40m宽的膨胀性断层泥。1988年6月11日，DK4+850处发生涌水，其正常涌水量为1500028000 m3/d，峰值涌水量高达42000m3/d。主要原因是，隧道内地下水不仅以垂直岩溶管道形式和地面水有水力联系，而且还通过各种裂隙、孔道使断层上盘与下盘发生水力联系。针对这一情况，在洞内采用了周边预注浆，径向注浆和围截堵水注浆等地层加固方法使隧道顺利通过。但在运营过程中，隧道的F9断层区域又不断出现涌水、涌砂，造成中断行车的事故。地下水大量流失，造成隧道底部鄱浆冒泥，拱墙渗漏水，地表出现多处陷坑，给隧道周围环境带来了不利影响，为此1990年铁道部专门组织成立了“大瑶山隧道治水技术攻关组”，采取了地表注浆加固等技术措施进行处理，虽然取得了一定效果，但仍未达到根治地下水的目的，为些，2000年又利用出口及滑石排斜井打排水平洞放水，取得了较好的效果，但由于种种原因，排水平洞未达到F9断层，因此洞内涌水、涌砂影响行车问题能否彻底解决还有待于进一步研究与观察。总之，从国内外的施工实例及发展趋势来看，高水压、富水、岩溶地段的注浆理论还不成熟，堵水及岩溶的处理技术有待发展，注浆材料、注浆方式、注浆参数等等内容还需进一步的研究和完善。根据国内外施工实例来看，针对圆梁山隧道高压富水这一特点，若施工中采取大量排水将引起岩溶地下水水位大幅度下降造成翼部暗河出口水量减小，甚至可能被袭夺疏干；水位大幅下降，水力梯度大幅增加，溶蚀加强，随着时间的推移，隧道通过地带村民引饮水水源的局部运流系统小岩溶泉水点将被袭夺疏干，从而增加了居民生产、生活用水的困难；由于隧道和地下水的埋深均较大，地表松散层很薄，疏干排水甚至可能产生危及生命、财产安全的大面积岩溶塌陷；局部溶洞充填物或溶蚀漏斗、洼地覆土层被岩溶水水流不断携带，可能产生局部地面岩溶塌陷或开裂；同时，堵水施工又是保证安全开挖的前提，因而，经过多次专家会议论证，为确保圆梁山隧道修建成功，为确保圆梁山隧道修成后的“绿色工程”，圆梁山隧道采取“以堵为主、限量排放”的原则实施各项工程技术措施。依托圆梁山隧道工程，对高压、富水、岩溶隧道进行注浆技术研究是十分必要的。671112131.3 国内外注浆技术发展现状注浆用于堵水和改良地层已有尽二百年的历史。早在1802年法国人别鲁尼第一次用撞击泵向地层中注入粘土和水凝性石膏来稳定地层；自1824年发明波特兰水泥后，1885年德国人提琴斯首先采用向岩层裂隙注入水泥浆的方法，来防止涌水取得成功，并在欧洲矿山建设中广为应用。1920年，荷兰人尤斯登发明用水玻璃-氯化钙浆液分开注入地层，利用两种浆液的化学反应加固地层。日本于1924年在旧丹那铁路隧道中，采用水泥-水玻璃混合浆液注入断层破碎带，取得了良好的效果，以后在隧道工程中广泛应用。注浆经过二百年的发展，由开始的单液注浆发展到多液注入；浆材由粘土类发展到高效无毒易注的化学类浆；设备由单一的注浆设备发展到勘测、制浆、灌注、记录、检查分析配套专用设备。工艺技术日臻完善，应用领域愈加广泛。在我国应用注浆只有几十年的历史，但真正发展是从1955年开始的。材料从水泥浆发展到水泥-水玻璃双液浆、化学浆等。工艺从单液注浆发展到双液注浆再到化学注浆，设备也从泥浆泵等代用设备发展到成套专用注浆设备。但与欧洲和日本等先进国家相比，特别是在高压注浆泵、自动记录设备方面，还存在较大差距。141722231.4研究主要内容根据国内外注浆技术的发展现状，结合圆梁山隧道的具体工程及水文地质特征，依托圆梁山隧道对高压富水隧道工程主要进行以下方面内容的研究。（1）注浆施工方案的研究与制定；（2）超前地质预测预报；（3）注浆材料的选择与研究；（4）机械设备配套研究；（5）注浆施工工艺研究第二章 注浆方案设计研究2.1设计依据（1）新建铁路重庆至怀化线补充技术设计圆梁山隧道设计图（第五册，共九册） 铁道部第二勘测设计院 2001.5（2）圆梁山隧道富水区高水压地段注浆堵水实施性施工方案 中铁隧道集团有限公司 2001.6（3）国家、地方及各部委相关的规范及标准（4）采用工程类比，参照其它类似注浆工程施工实际2.2注浆方案的选择标准注浆方案的选择主要是研究地层的注浆方式、注浆圈加固厚度。2.2.1注浆方式注浆方式包括预注浆和后注浆两种。预注浆是指在开挖面采取超前钻孔，通过钻孔进行注浆施工，预注浆包括全断面超前预注浆和局部超前预注浆，及探水孔预注浆；后注浆是指在开挖完成后，对开挖面不能满足工程质量要求时而采取的一种注浆措施，后注浆包括径向注浆、局部注浆和补充注浆。注浆方式的选择应以掌子面能否满足进行安全开挖施工为前提，若掌子面前方地质条件能满足安全开挖施工要求，则应首先进行掌子面的开挖施工，在开挖施工完成后进行后注浆措施，以达到注浆堵水、加固围岩的目的；若掌子面前方地质条件不能满足安全开挖施工要求，则应首先在掌子面进行预注浆措施，以达到注浆堵水、加固围岩的目的，满足隧道的安全开挖施工要求。关于注浆方式的选择标准主要参考铁二院地质设计资料，新建铁路重庆至怀化线补充技术设计圆梁山隧道设计图（第五册，共九册）所提供的相关内容；现场进行超前TSP预报资料、洞内地质素描和预测预报资料；现场超前地质探孔预测预报等。在施工过程中，通过监控量测，根据铁二院动态设计要求，在施工中对注浆方案选择标准进行完善。圆梁山隧道注浆方式选择标准如表1所示。23注浆方式选择标准表 表1方 案选择标准超前预注浆方案一可溶岩与非可溶岩接触带，断层破碎带及毛坝向斜核部；施工中可能发生严重突水突泥等地段；探水孔流水量10m3/h。方案二岩层接触带，物探电阻异常带；施工中可能发生严重突水突泥等地段；探水孔流水量10m3/h。后注浆方案三一般富水地段；岩体完整，探水孔流水量2m3/hQ10m3/h，开挖后大面积淌水。方案四一般富水地段；岩体完整，探水孔流水量2m3/hQ10m3/h。开挖后局部有较大的流水；初支完成后不能满足铁二院设计的排水量5m3/m·d要求，不能确保结构防排水的等级需要；2.2.2注浆圈加固厚度注浆圈加固厚度主要应满足开挖施工安全要求，开挖后抗水压要求。根据力学模拟计算，注浆加固圈厚度一般情况下应满足下式要求：910式中：注浆加固圈厚度（m）；开挖断面宽度或高度（m）。根据注浆加固圈计算公式，结合圆梁山隧道工程及水文地质特点，以及开挖施工状况，注浆加固圈厚度选择标准如表2所示。注浆加固圈厚度选择标准表 表2参数值全断面超前预注浆径向注浆平导3m5m3m下导坑2m3m5m8m正洞5m8m5m隧道开挖施工主要包括平导开挖、正洞全断面开挖、下导坑开挖，以及利用下导坑进行正洞扩挖等四种开挖型式。平导全断面超前预注浆可根据地层中水量大小，围岩破碎状况选择注浆加固圈厚度为3m、5m两种；径向注浆加固圈厚度为3m；下导坑全断面超前预注浆可根据地层中水量大小，围岩破碎状况选择注浆加固圈厚度为2m、3m两种；径向注浆主要是通过下导坑加固正洞开挖轮廓线外5m、8m两种，以满足正洞的安全施工及抗水压要求；当正洞采用全断面开挖施工时，正洞全断面超前预注浆可根据地层中水量大小，围岩破碎状况选择注浆加固圈厚度为5m、8m两种；径向注浆加固圈厚度为5m；2.3设计参数注浆设计参数，主要是根据力学计算，工程类比等手段选择合理的浆液扩散半径、终孔间距、注浆段长度、止浆岩墙厚度等参数，并在施工中不断完善、优化。41516182.3.1浆液扩散半径根据堵水要求和注浆加固后的抗水压要求，结合圆梁山隧道工程地质及水文地质特点，注浆材料选择采用普通水泥-水玻璃双液浆、普通水泥单液浆、和TGRM单液浆三种注浆材料。根据注浆材料的颗径尺寸，采取工程类比，浆液扩散半径选取为：=2m。在现场注浆施工过程中，可根据注浆施工中地层的吸浆能力，注浆效果的检查评定等状况，对浆液扩散半径进一步调整。2.3.2终孔间距根据注浆加固交圈理论，注浆后应能形成严密的注浆帷幕，在注浆终孔断面上，根据注浆扩散半径进行注浆设计时不应有注浆盲区存在，这样，在进行注浆设计时，注浆终孔间距应满足下式要求。式中：注浆终孔间距（m）；浆液扩散半径（m）。2.3.3注浆段长度注浆段长度一般应综合考虑选择钻机的最佳工作能力、余留止浆墙厚度、根据加固圈要求进行注浆设计时盲区最小时的最佳设计孔数等等内容。根据工程类比，经过进行预设计，在进行超前预注浆施工时，注浆段长度选择为=30m。2.3.4止浆岩墙厚度止浆岩墙主要是指在进行超前预注浆施工时，为满足抵抗注浆施工过程中注浆压力的要求而采取的止浆模式。在注浆工程施工中，除第一循环止浆岩墙采用模筑砼施工外，其它循环段止浆岩墙主要由喷射砼层（或模筑砼层）+上一注浆循环余留止浆墙共同组成。（1）第一循环注浆施工采用模筑砼止浆岩墙。止浆岩墙厚度一般按下式进行计算。式中：止浆岩墙厚度（m）；最大注浆压力（MPa）；注浆断面面积(m2 )；混凝土容重（t/m3）。上式计算结果一般偏大，在国内煤矿部门进行注浆施工时，一般采用如下经验数值。当<2MPa时，取=1m；当=25MPa时，取=1.52.0m；当=57.5MPa时，取=2.53.0m 。根据计算公式，并结合国内煤矿部门的经验数据，在圆梁山隧道注浆施工中，止浆岩墙厚度按表3进行取值。止浆岩墙厚度选择标准表 表3参数值注浆加固圈厚度2m3m5m8m平导0.81.0m1.01.5m下导坑0.50.8m0.81.0m正洞1.01.5m1.52.0m（2）自第二循环开始，当采取余留上一注浆循环止浆墙时，一般情况下，止浆岩墙厚度按下式进行计算。式中：止浆墙厚度（m）；注浆段长度（m）。在进行超前预注浆施工时，注浆段长度选择为=30m，由公式计算得止浆墙厚度=69m。一般情况下，喷射砼或模筑砼层选择标号为C20，厚度一般为3050cm；余留止浆墙可参考计算结果，并结合尽量消除注浆盲区，减少注浆孔的布设数量的原则，采取工程类比，进行余留止浆墙的设计。2.4注浆设计根据注浆设计参数进行注浆设计。2.4.1平导注浆设计（1）超前预注浆（=3m）平导超前预注浆（=3m）注浆设计如图2所示，注浆孔设计参数如表4所示。注浆孔横断面布设图 注浆孔终孔交圈图注浆孔纵剖面布设图图2 平导超前预注浆（=3m）注浆设计图平导超前预注浆（=3m）采用MKD-5S钻机成孔，成孔直径90mm，钻孔深度参照注浆孔布设参数表。注浆段长度30m，注浆施工采用水囊式止浆塞进行后退式分段注浆，若地层围岩较差，出现返浆现象严重时，可采用袖阀管后退式分段注浆工艺进行注浆施工。注浆完成后开挖26.2m，余留3.8m作为下一循环注浆施工的止浆岩墙。在该注浆设计中，针对钻孔-注浆盲区，应在长管注浆完成后，应每开挖2m，采取超前小导管进行补充注浆，以提高注浆施工质量，确保开挖施工安全。48平导超前预注浆（=3m）注浆孔布设参数表 表4注浆孔号开孔坐标终孔坐标偏角（度）立角（度）孔深（m）X0(cm)Y0(cm)X(cm)Y(cm)163.9279.8135.1591.81.45.930.22178.9224.4378.5474.63.84.830.23258.6124.5546.9263.45.52.730.24287.00.0607.00.06.10.030.25258.6-124.5546.9-263.45.5-2.730.26178.9-224.4378.5-474.63.8-4.830.2763.9-279.8135.1-591.81.4-5.930.28-63.9-279.8-135.1-591.8-1.4-5.930.29-178.9-224.4-378.5-474.6-3.8-4.830.210-258.6-124.5-546.9-263.4-5.5-2.730.211-2870.0-607.00.0-6.10.030.212-258.6124.5-546.9263.4-5.52.730.213-178.9224.4-378.5474.6-3.84.830.214-63.9279.8-135.1591.8-1.45.930.2150.0124.50.0320.00.03.730.116129.3124.5226.3226.31.91.930.017143.50.0320.00.03.40.030.118129.3-124.5226.3-226.31.9-1.930.0190.0-124.50.0-320.00.0-3.730.120-129.3-124.5-226.3-226.3-1.9-1.930.021-143.50.0-320.00.0-3.40.030.122-129.3124.5-226.3226.3-1.91.930.0230.00.00.00.00.00.030.0（2）超前预注浆（=5m）平导超前预注浆（=5m）注浆设计如图3所示，注浆孔设计参数如表5所示。平导超前预注浆（=5m）采用MKD-5S钻机成孔，开孔直径130mm，开孔深度2m，开孔完成后安设108mm孔口管，之后，采用90mm钻头进行钻孔，若地层破碎，可采取前进式分段注浆工艺进行注浆施工，否则，可采取后退式分段注浆工艺进行注浆施工。钻孔深度参照注浆孔布设参数表。注浆段长度30m，注浆完成后开挖23m，余留7m作为下一循环注浆施工的止浆岩墙。针对钻孔-注浆盲区，应在长管注浆完成后，每开挖2m，采取超前小导管进行补充注浆，以提高注浆施工质量，确保开挖施工安全。注浆孔横断面布设图 注浆孔终孔交圈图注浆孔布设纵剖面布设图图3 平导超前预注浆（=5m）注浆设计图平导超前预注浆（=5m）注浆孔布设参数表 表5注浆孔号开孔坐标终孔坐标偏角（度）立角（度）孔深（m）X0(cm)Y0(cm)X(cm)Y(cm)10.0287.00.0807.00.09.830.42124.5258.6350.1727.14.38.930.43238.3160.0631.0503.27.56.530.44281.648.1786.8179.69.62.530.55279.8-63.9786.8-179.69.6-2.230.46224.4-178.9631.0-503.27.7-6.230.47124.5-258.6350.1-727.14.3-8.930.480.0-287.00.0-807.00.0-9.830.49-124.5-258.6-350.1-727.1-4.3-8.930.410-224.4-178.9-631.0-503.2-7.7-6.230.411-279.8-63.9-786.8-179.6-9.6-2.230.412-281.648.1-786.8179.6-9.62.530.513-238.3160.0-631.0503.2-7.56.530.414-124.5258.6-350.1727.1-4.38.930.41539.3234.0135.1591.81.86.830.216117.8209.3378.5474.65.05.130.217158.8160.0546.9263.47.42.030.318204.70.0607.00.07.60.030.319194.5-63.9546.9-263.46.7-3.830.320164.8-121.4378.5-474.64.1-6.730.32199.3-178.9135.1-591.80.7-7.830.322-99.3-178.9-135.1-591.8-0.7-7.830.323-164.8-121.4-378.5-474.6-4.1-6.730.324-194.5-63.9-546.9-263.4-6.7-3.830.325-204.70.0-607.00.0-7.60.030.326-158.8160.0-546.9263.4-7.42.030.327-117.8209.3-378.5474.6-5.05.130.228-39.3233.9-135.1591.8-1.86.830.2290.0160.00.0320.00.03.130.03079.4160.0226.3226.32.81.330.031102.30.0320.00.04.20.030.13280.0-63.9226.3-226.32.8-3.130.1330.0-121.40.0-320.00.0-3.830.134-80.0-63.9-226.3-226.3-2.8-3.130.135-102.30.0-320.00.0-4.20.030.136-79.4160.0-226.3226.3-2.81.330.0370.00.00.00.00.00.030.0（3）径向注浆（=3m）平导径向注浆是在平导开挖完成后，垂直于开挖轮廓线环向布设42注浆钻孔。注浆钻孔呈梅花型布置，开孔间距1.49m，排距3.2m。根据围岩状况，当围岩条件较好时，可不安设注浆小导管，直接采用TSS止浆系统进行注浆施工；当围岩条件较差时，应进行注浆小导管的安设，利用注浆小导管进行注浆施工，加固围岩，以达到抗水压要求。平导径向注浆（=3m）注浆设计如图4所示。注浆孔横断面布设图 注浆孔终孔交圈图图4 平导径向注浆（=3m）注浆设计图（4）局部注浆和补充注浆局部注浆是指当探水孔出水量大于2m3/h，而小于10m3/h时，对探水孔采取的一种注浆措施。局部注浆还包括隧道开挖完成后局部出水量较大的情况，而仅对局部采取注浆措施。补充注浆是指隧道开挖后，不能满足铁二院设计的排水量5m3/m·d要求，不能确保结构防排水的等级需要，而对初支结构采取的一种注浆措施。2.4.2正洞注浆设计（1）超前预注浆（=5m）正洞超前预注浆（=5m）注浆设计如图5所示，注浆孔设计参数如表6所示。注浆孔横断面布设图 注浆孔终孔交圈图注浆孔纵剖面布设图图5 正洞超前预注浆（=5m）注浆设计图正洞超前预注浆（=5m）采用MKD-5S钻机成孔，成孔直径90mm，钻孔深度参照注浆孔布设参数表。注浆段长度30m，注浆施工采用水囊式止浆塞进行后退式分段注浆，若地层围岩较差，出现返浆现象严重时，可采用袖阀管后退式分段注浆工艺进行注浆施工。注浆完成后开挖23m，余留7m作为下一循环注浆施工的止浆岩墙。在该注浆设计中，针对钻孔-注浆盲区，应在长管注浆完成后，应每开挖2m，采取超前小导管进行补充注浆，以提高注浆施工质量，确保开挖施工安全。正洞超前预注浆（=5m）注浆孔布设参数表 表6注浆孔号开孔坐标终孔坐标偏角（度）立角（度）孔深（m）X0(cm)Y0(cm)X(cm)Y(cm)10536.401035.10.09.430.42-161.0489.2-321.1968.3-3.19.130.43-294.9365.3-611.6754.4-6.07.430.44-385.4213.5-824.5455.2-8.34.630.45-434.550.0-940.9108.0-9.61.130.46-443.5-114.7-936.8-241.6-9.3-2.430.47-410.0-285.3-832.9-577.9-8.0-5.630.48-314.9-437.2-611.7-846.1-5.7-7.830.49-160.8-510.7-313.1-987.2-2.9-9.030.4100.0-535.90.0-1036.00.0-9.530.411160.8-510.7313.1-987.22.9-9.030.412314.9-437.2611.7-846.15.7-7.830.413410.0-285.3832.9-577.98.0-5.630.414443.5-114.7936.8-241.69.3-2.430.415434.550.0940.9