不良地質段專項安全技術方案三都隧道進口

1、新建貴陽至廣州鐵路站前工程貴陽至賀州段GGTJ-2標第二項目部三都隧道進口不良地質段專項施工方案編 制： 審 核： 批 準： 中鐵隧道集團貴廣鐵路GGTJ-2標第二項目部二00九年四月目 錄一、編制依據1二、編制原則1三、工程概況1四、不良地質及判定標準2五、施工方案2七、安全、質量保證措施97.1涌水突泥及易坍塌段97.2巖爆地段9一、編制依據1、新建貴廣鐵路貴陽至賀州段三都隧道設計圖；2、施工設計參考圖時速250公里（預留提速條件）客運專線鐵路雙線隧道復合式襯砌貴廣貳隧參03；3、鐵路隧道工程施工技術指南（TZ204-2008）；4、客運專線隧道工程施工質量驗收暫行標準鐵建設2005160

2、號；5、鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準（鐵建設2005160號）；6、國家現行有關施工規(guī)范、驗收標準及相似地質條件施工經驗；7、現有的施工技術水平、施工管理水平和機械設備配備能力及對新建貴廣鐵路。二、編制原則1、優(yōu)先考慮施工安全、質量、環(huán)保。精心組織施工，合理安排工序，確保無安全、質量、環(huán)境事故發(fā)生。2、在施工方案中，堅持施工技術先進、施工方案可行、重信譽守合同、施工組織科學合理、按期優(yōu)質安全高效、不留后患。3、現場施工的實際情況。三、工程概況1、設計概況我項目部承建的三都隧道進口段，長度4018米，起訖里程DK124+982DK129+000。為滿足建設工期，解決施工，運營排水，緩解施工

3、通風壓力，超前探明地質，于線路前進方向左側30米設置一號平行導坑，全長2270米，起訖里程P1DK000+790P1DK127+060。平導設4個橫通道與正洞相連。平導坑底高程比正洞坑底高程低1米。進口段淺埋、且位于土層，DK124+985DK125+051暗洞段采用500旋噴樁加固地層。2、地質水文概況三都隧道進口位于王司鎮(zhèn)仰克寨村，屬溶蝕丘峰洼地地貌，丘峰呈低緩渾圓饅頭狀連綿起伏，寬緩谷地相間出現，一般相對高差50150米，丘坡面植被茂密。隧址位于白云巖、灰?guī)r地區(qū)，穿越營盤寨正斷層、楊梅樹1#、2#逆斷層及褶皺等不良地質帶，基巖裂隙水、褶曲及斷層富水帶、巖溶管道水發(fā)育。四、不良地質及判定標

4、準1、涌水突泥：對隧道施工影響最大的不良地質是可能出現的涌水突泥，根據三都隧道進口地質及水文地質情況，在隧道施工中穿越導水性斷層時，可能發(fā)生突水，在穿越斷層或巖溶時，則在突水時可能發(fā)生突泥。當隧道出水量突然快速上升或出水水壓很大時，即可判定有涌水發(fā)生；如涌水顏色混濁，伴有泥石等固體物質，即可判定有突泥發(fā)生。本隧道設計采用綜合超前地質預報手段探明掌子面前方地質條件，對可能出現涌水突泥的地段采用超前帷幕注漿和局部注漿等堵水措施。2、坍塌：本隧道、級圍巖整體性較差，節(jié)理極發(fā)育，巖石破碎、裂隙水發(fā)育、涌水，圍巖自穩(wěn)能力差，開挖后片幫嚴重、局部坍塌，甚至出現塌方，即可判為軟弱圍巖段，在地應力較大處圍巖可

5、能出現塑性流變現象時，必須立即轉為軟弱圍巖段施工。3、巖爆DK128+250DK129+550段以硬脆性灰?guī)r、白云巖為主，埋深300m600m，巖體內部應力開挖時易突然釋放，存在巖爆的可能。五、施工方案1、涌水突泥 1)利用超前地質預報手段(地質素描、地質超前預報儀)，探明開挖面前方及隧道周邊圍巖特性、軟弱地質段、斷層破碎帶、富水段、溶洞及構造等情況，及時反饋信息，為選擇正確的施工方法、采取特殊的處治措施提供依據，指導施工，杜絕事故發(fā)生，保證工程質量，使施工順利進行。2) 施工中，根據超前地質預報結果，對可能突水涌泥地段，采用超前鉆孔探明的方法，提前探明是否突水或涌泥，判明涌水量、地下水分布情

6、況、補給方式、變化規(guī)律及地層破碎帶位置，根據結果采取相應的處治措施：(1) 處理原則：根據判明的涌水突泥性質，采取“大堵、小疏、疏堵結合，以堵為主和地下綜合治理”的原則，其關鍵是地下水的治理。(2) 施工中以超前鉆孔試探，在反坡排水處備有抽水設備，并在隧道內設臨時蓄水箱，用抽水機將水抽出洞外。 首先鉆深孔探水，鉆孔直徑100mm，深度不小于30m，根據超前地質預報結果，確定探孔布置及數量，詳細記錄出水點、水量、壓力等。根據水量大小、補給方式等確定處治措施。 如水量較小，又無補給源，可采取排放措施予以解決。 如水量較大，則在30m長度范圍內對隧道進行全斷面帷幕注漿堵水；若探水孔涌水量較小時，對這

7、些孔進行局部注漿堵水。 若探水孔涌水量及涌水壓力不大時(小于0.5MPa)，采用橡膠止?jié){塞封堵孔口，直接對探水孔進行注漿堵水，在開挖過程中進行排水。 若探水孔涌水量及涌水壓力較大時(大于0.5MPa)，則在出水孔附近24m范圍內鉆12個分流孔，以減小涌水壓力，方便注漿，探水孔和分流孔均作為注漿孔。 預注漿加固范圍根據涌水量、水壓力大小及地質情況等，控制在開挖輪廓線外5m和8m，每循環(huán)開挖預留10m，再進行超前探水。 注漿材料采用水泥漿液或水泥-水玻璃雙液漿，預注漿工藝流程見圖1。注漿設計結 束轉入下一鉆孔測量放孔（用油漆標注在掌子面上）鉆機平臺就位、固定鉆機平面及仰俯角確、固定開孔、安裝孔口管

8、安裝滅塵器鉆注漿孔壓水試驗孔深確認注 漿漿液制備是否已經完成本循環(huán)鉆孔及注漿鉆注漿效果檢查孔是否滿足注漿質量標準設計補注漿鉆孔位置及深度接通動力電源安裝供風糸統(tǒng)安裝滅塵供水系統(tǒng)是否圖1 預注漿工藝流程圖 開挖過程中遇基巖裂隙面狀出水，則采用“圍截注漿法”注漿止水。先在出水點周圍適當的范圍內布孔注漿，以形成封閉式止水帷幕，漿液充填與大裂隙連通的小裂隙，既加固了這部分圍巖，又利于提高其抗水壓的能力。這樣從遠到近，由外至里，層層縮小包圍圈，在注漿深度范圍內使巖溶裂隙水和砂巖裂隙面狀水成為管道型涌水，最后在集中出水口作逆流注漿。這樣漿液擴散更有方向性，沿大裂隙逆流而上到達更深遠的部位，把水堵到更深的地

9、層。(3) 對圍巖破碎帶堅持“管超前、嚴注漿、短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測、快反饋、緊襯砌”的原則，循環(huán)進尺控制在0.50.8m。當圍巖量測結果顯示圍巖和支護變形異常時，增大支護參數，或改變施工方法，及時封閉初期支護。2、坍塌(1)對軟弱圍巖段堅持“管超前、短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測、快反饋、緊襯砌”的施工原則，嚴格控制超挖。當圍巖量測結果顯示圍巖和支護變形異常時，增強支護參數。堅持“早預報、管超前、短進尺、弱爆破、強支護、緊封閉、勤量測、快反饋、緊襯砌”的原則，步步為營，穩(wěn)步前進。首先按要求施作超前支護，然后才能進行開挖。(2)施工中針對地質情況，采用減震控制爆破。嚴格

10、掌握炮眼數量、深度及裝藥量，盡量減少爆破對圍巖的擾動。(3)施工支護措施開挖后應立即噴砼封閉巖面，然后進行鋼架支撐、錨、網、噴聯合支護，并及時進行量測反饋修正支護參數。(4) 加強監(jiān)控量測，及時反饋圍巖和支護的變形信息，評價支護的可靠性和圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)，指導施工，及時調整支護參數。當圍巖量測結果顯示圍巖和支護變形異常時，增大支護參數，及時封閉初期支護，必要時施作二次襯砌。3、巖爆在可能有巖爆發(fā)生的地段施工中應加強地應力監(jiān)測、搞好預報，加強施工支護，施工中應對地層的變化進行準確的判定，及時調整施工方案及加固措施。 (1)預測預報 施工中對堅硬巖地段巖爆采用超前預測預報，并預測巖爆等級。結合超前地

11、質預報技術，用隧道地震儀對掌子面及前方1520m的地段進行監(jiān)測，用地震波速推算巖石強度，進行巖石強度室內試驗，并根據巖石強度及有關經驗公式，結合巖爆發(fā)生三要素：地層巖性條件（堅硬、完整、脆性），地應力條件，施工觸發(fā)因素，判定存在巖爆的可能性及巖爆的規(guī)模等級。 (2)施工方法巖爆段采取新奧法原理施工，光面爆破，臺階法開挖。(3)施工技術措施針對施工中發(fā)生巖爆主要采取“以防為主、防治結合”的原則，根據巖爆等級采取相應措施，達到軟化圍巖、釋放應力、保護人員及設備、保證結構安全等目的，并結合隧道施工工藝，盡量減小巖爆的危害，巖爆地段輔助施工措施參照下表。巖爆地段輔助施工措施參照表輔助施工措施目的巖爆分

12、級微弱巖爆中等巖爆強烈?guī)r爆超前措施超前鉆孔爆破破碎圍巖釋放應力超前鉆孔注水軟化圍巖降低脆性開挖面噴霧射水軟化圍巖降低脆性開挖后措施徑向鉆孔注水軟化圍巖降低脆性施工工藝全斷面開挖、短進尺、光面爆破軟化巖爆程度加強支護網噴、砼超前錨桿加長系統(tǒng)錨桿、鋼架軟化巖爆程度增加支護強度注：表中表示采用，表示根據實際情況部分采用或全部采用。超前應力釋放措施隧道爆破后，對于微弱巖爆地段，直接在開挖外露面上灑水，促使應力的釋放和調整；中等巖爆地段采用在設計斷面外超前鉆大孔后在孔內噴灌高壓水。降低圍巖表面溫度，在巖爆中等烈度發(fā)生地帶可采取應力釋放措施：即在施工過程中，一邊應力解除，一邊掘進，在洞室未開挖之前使巖體原

13、始應力得以釋放，以減緩開挖后的圍巖應力釋放烈度。其施工方法：從掌子面起沿拱部周邊向前方打超前斜孔，在孔底裝藥爆破形成一定厚度的人工破碎帶，且洞壁保持一定厚度的完整巖層作為安全距離。調整施工方法采用短進尺、多循環(huán)、弱爆破、及時支護，減少巖體暴露的時間和暴露的面積，減緩剩余能量的釋放速率和釋放量級，達到降低巖爆危害的目的。優(yōu)化爆破設計，減小周邊孔間距，周邊眼間距控制在50cm內，采用小藥卷間隔裝藥，增加起爆雷管數以減少同段起爆藥量，提高光爆效果，盡量減少誘發(fā)巖爆的因素。加強對開挖作業(yè)人員的培訓，提高業(yè)務素質，使隧道開挖周邊圓順，減少局部的應力集中。加固圍巖措施在巖爆地段及時進行支護，第一是改善圍巖

14、應力狀態(tài)，不僅要改變大小及其分布，還要使隧道周邊巖體從二向應力狀態(tài)變?yōu)槿驊顟B(tài)，第二是起防護作用，防止巖石彈射與塌落等破壞性事故的發(fā)生。及時進行錨網噴，達到“以柔克剛”的目的，加固圍巖措施如下：a、及時初噴開挖后及時進行初噴砼，同時掌子面進行噴砼封閉，噴砼厚度5cm左右。b、超前支護施工中若發(fā)現有巖爆的征狀，判定巖爆等級，則需采錨網取噴支護，網噴砼厚度視巖爆的等級確定?；虿捎贸板^桿、超前小導管支護。c、設臨時防護網在掌子面及其附近巖爆地帶加鐵絲帷幕，以增加作業(yè)場所的安全，保護鑿巖人員和機具。d、監(jiān)測控制措施結合超前地質預報技術，并根據巖石強度及有關經驗公式判定存在巖爆的可能性。六、必要的

15、施工準備1、組織機構成立以工區(qū)主任為組長的應急領導機制，應急組織機構見附圖。2、勞動力配備勞動力配備為在涌水突泥、易坍塌及巖爆地段的情況下的勞動力配備。詳見下表：勞 動 力 配 備 表班組人數負 責 內 容各隊人數總人數人×班地質預報、探測6負責地質超前預報及探測6168注漿6負責超前錨桿及注漿6通風3負責通風3鉆爆8×3負責鉆眼爆破。24支護10×3負責初期支護30出碴10×3負責清碴和出碴。30襯砌15負責二襯混凝土的運輸澆灌15安裝10負責通風機和配電設施的安裝。10輔助19負責施工用水、用電供應19管理25負責全工區(qū)生產、安全、質量管理及測量工作

16、。253、機械配備除了正常的施工用機械外，還必須配備一定的應急施工用機械。應急施工機械設備表序號機具名稱型 號單位數量1注漿機臺22鉆孔機30m鉆孔機臺13備用發(fā)電機TZH-355-4250kw14發(fā)電機600kw15空壓機20m3/s臺16鍛釬機JD2-1臺17軸流式通風機74kw臺18抽水機8J35×26臺24、物資準備 應急物資平時應有一定地儲備，在地質超前預報有不良地質或涌水突泥時，根據探測結果，超前進行采購所需物品。七、安全、質量保證措施7.1涌水突泥及易坍塌段1、必須及時進行地質超前預報、預測，根據預報結果決定是否轉入相應的防坍塌或涌水突泥段施工。2、在轉入相應的施工程序時，必須嚴格按照交底及專項施工方案進行。3、在進行鉆孔探測涌水突泥時，必須按照交底進行布孔，位置準確，深度足夠。4、根據地質預報，做好應急的一切準備工作，實施防排堵相結合。6、嚴格按交底及本專項施工施工，以保證工程質量。7、本專項施工方案未明確的部分，嚴格按照項目部下發(fā)的相關安全規(guī)定施工和操作。8、加強監(jiān)控量測，及時對監(jiān)控量測數據進行分析、反饋，指導施工。7.2巖爆地段以總工程師為首，組織全體干部、職工認真、細致的學習“巖爆”地區(qū)施工方法，認清巖爆的危害性。認真按照“要求”及時做好超前支護和噴、錨、網噴支護施工。嚴格控制光面爆破質量，減少因應力集中而產生巖爆。派專人負責觀察“巖爆