不良地質(zhì)段專項(xiàng)安全技術(shù)方案三都隧道進(jìn)口

1、新建貴陽至廣州鐵路站前工程貴陽至賀州段GGTJ-2標(biāo)第二項(xiàng)目部三都隧道進(jìn)口不良地質(zhì)段專項(xiàng)施工方案編 制： 審 核： 批 準(zhǔn)： 中鐵隧道集團(tuán)貴廣鐵路GGTJ-2標(biāo)第二項(xiàng)目部二00九年四月目 錄一、編制依據(jù)1二、編制原則1三、工程概況1四、不良地質(zhì)及判定標(biāo)準(zhǔn)2五、施工方案2七、安全、質(zhì)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(jù)1、新建貴廣鐵路貴陽至賀州段三都隧道設(shè)計(jì)圖；2、施工設(shè)計(jì)參考圖時(shí)速250公里（預(yù)留提速條件）客運(yùn)專線鐵路雙線隧道復(fù)合式襯砌貴廣貳隧參03；3、鐵路隧道工程施工技術(shù)指南（TZ204-2008）；4、客運(yùn)專線隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)鐵建設(shè)2005160

2、號(hào)；5、鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)（鐵建設(shè)2005160號(hào)）；6、國家現(xiàn)行有關(guān)施工規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及相似地質(zhì)條件施工經(jīng)驗(yàn)；7、現(xiàn)有的施工技術(shù)水平、施工管理水平和機(jī)械設(shè)備配備能力及對(duì)新建貴廣鐵路。二、編制原則1、優(yōu)先考慮施工安全、質(zhì)量、環(huán)保。精心組織施工，合理安排工序，確保無安全、質(zhì)量、環(huán)境事故發(fā)生。2、在施工方案中，堅(jiān)持施工技術(shù)先進(jìn)、施工方案可行、重信譽(yù)守合同、施工組織科學(xué)合理、按期優(yōu)質(zhì)安全高效、不留后患。3、現(xiàn)場施工的實(shí)際情況。三、工程概況1、設(shè)計(jì)概況我項(xiàng)目部承建的三都隧道進(jìn)口段，長度4018米，起訖里程DK124+982DK129+000。為滿足建設(shè)工期，解決施工，運(yùn)營排水，緩解施工

3、通風(fēng)壓力，超前探明地質(zhì)，于線路前進(jìn)方向左側(cè)30米設(shè)置一號(hào)平行導(dǎo)坑，全長2270米，起訖里程P1DK000+790P1DK127+060。平導(dǎo)設(shè)4個(gè)橫通道與正洞相連。平導(dǎo)坑底高程比正洞坑底高程低1米。進(jìn)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(zhì)水文概況三都隧道進(jìn)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(xiàn)，一般相對(duì)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(zhì)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(zhì)及判定標(biāo)

4、準(zhǔn)1、涌水突泥：對(duì)隧道施工影響最大的不良地質(zhì)是可能出現(xiàn)的涌水突泥，根據(jù)三都隧道進(jìn)口地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，在隧道施工中穿越導(dǎo)水性斷層時(shí)，可能發(fā)生突水，在穿越斷層或巖溶時(shí)，則在突水時(shí)可能發(fā)生突泥。當(dāng)隧道出水量突然快速上升或出水水壓很大時(shí)，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(zhì)，即可判定有突泥發(fā)生。本隧道設(shè)計(jì)采用綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)手段探明掌子面前方地質(zhì)條件，對(duì)可能出現(xiàn)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(jí)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(yán)重、局部坍塌，甚至出現(xiàn)塌方，即可判為軟弱圍巖段，在地應(yīng)力較大處圍巖可

5、能出現(xiàn)塑性流變現(xiàn)象時(shí)，必須立即轉(zhuǎn)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(nèi)部應(yīng)力開挖時(shí)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(zhì)預(yù)報(bào)手段(地質(zhì)素描、地質(zhì)超前預(yù)報(bào)儀)，探明開挖面前方及隧道周邊圍巖特性、軟弱地質(zhì)段、斷層破碎帶、富水段、溶洞及構(gòu)造等情況，及時(shí)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(jù)，指導(dǎo)施工，杜絕事故發(fā)生，保證工程質(zhì)量，使施工順利進(jìn)行。2) 施工中，根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果，對(duì)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(bǔ)給方式、變化規(guī)律及地層破碎帶位置，根據(jù)結(jié)果采取相應(yīng)的處治措施：(1) 處理原則：根據(jù)判明的涌水突泥性質(zhì)，采取“大堵、小疏、疏堵結(jié)合，以堵為主和地下綜合治理”的原則，其關(guān)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(shè)備，并在隧道內(nèi)設(shè)臨時(shí)蓄水箱，用抽水機(jī)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(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果，確定探孔布置及數(shù)量，詳細(xì)記錄出水點(diǎn)、水量、壓力等。根據(jù)水量大小、補(bǔ)給方式等確定處治措施。 如水量較小，又無補(bǔ)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(nèi)對(duì)隧道進(jìn)行全斷面帷幕注漿堵水；若探水孔涌水量較小時(shí)，對(duì)這

7、些孔進(jìn)行局部注漿堵水。 若探水孔涌水量及涌水壓力不大時(shí)(小于0.5MPa)，采用橡膠止?jié){塞封堵孔口，直接對(duì)探水孔進(jìn)行注漿堵水，在開挖過程中進(jìn)行排水。 若探水孔涌水量及涌水壓力較大時(shí)(大于0.5MPa)，則在出水孔附近24m范圍內(nèi)鉆12個(gè)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(yù)注漿加固范圍根據(jù)涌水量、水壓力大小及地質(zhì)情況等，控制在開挖輪廓線外5m和8m，每循環(huán)開挖預(yù)留10m，再進(jìn)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(yù)注漿工藝流程見圖1。注漿設(shè)計(jì)結(jié) 束轉(zhuǎn)入下一鉆孔測量放孔（用油漆標(biāo)注在掌子面上）鉆機(jī)平臺(tái)就位、固定鉆機(jī)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(yàn)孔深確認(rèn)注 漿漿液制備是否已經(jīng)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(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)補(bǔ)注漿鉆孔位置及深度接通動(dòng)力電源安裝供風(fēng)糸統(tǒng)安裝滅塵供水系統(tǒng)是否圖1 預(yù)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(diǎn)周圍適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)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(yuǎn)到近，由外至里，層層縮小包圍圈，在注漿深度范圍內(nèi)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(kuò)散更有方向性，沿大裂隙逆流而上到達(dá)更深遠(yuǎn)的部位，把水堵到更深的地

9、層。(3) 對(duì)圍巖破碎帶堅(jiān)持“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測、快反饋、緊襯砌”的原則，循環(huán)進(jìn)尺控制在0.50.8m。當(dāng)圍巖量測結(jié)果顯示圍巖和支護(hù)變形異常時(shí)，增大支護(hù)參數(shù)，或改變施工方法，及時(shí)封閉初期支護(hù)。2、坍塌(1)對(duì)軟弱圍巖段堅(jiān)持“管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測、快反饋、緊襯砌”的施工原則，嚴(yán)格控制超挖。當(dāng)圍巖量測結(jié)果顯示圍巖和支護(hù)變形異常時(shí)，增強(qiáng)支護(hù)參數(shù)。堅(jiān)持“早預(yù)報(bào)、管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、緊封閉、勤量測、快反饋、緊襯砌”的原則，步步為營，穩(wěn)步前進(jìn)。首先按要求施作超前支護(hù)，然后才能進(jìn)行開挖。(2)施工中針對(duì)地質(zhì)情況，采用減震控制爆破。嚴(yán)格

10、掌握炮眼數(shù)量、深度及裝藥量，盡量減少爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)。(3)施工支護(hù)措施開挖后應(yīng)立即噴砼封閉巖面，然后進(jìn)行鋼架支撐、錨、網(wǎng)、噴聯(lián)合支護(hù)，并及時(shí)進(jìn)行量測反饋修正支護(hù)參數(shù)。(4) 加強(qiáng)監(jiān)控量測，及時(shí)反饋圍巖和支護(hù)的變形信息，評(píng)價(jià)支護(hù)的可靠性和圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)，指導(dǎo)施工，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)。當(dāng)圍巖量測結(jié)果顯示圍巖和支護(hù)變形異常時(shí)，增大支護(hù)參數(shù)，及時(shí)封閉初期支護(hù)，必要時(shí)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(yīng)加強(qiáng)地應(yīng)力監(jiān)測、搞好預(yù)報(bào)，加強(qiáng)施工支護(hù)，施工中應(yīng)對(duì)地層的變化進(jìn)行準(zhǔn)確的判定，及時(shí)調(diào)整施工方案及加固措施。 (1)預(yù)測預(yù)報(bào) 施工中對(duì)堅(jiān)硬巖地段巖爆采用超前預(yù)測預(yù)報(bào)，并預(yù)測巖爆等級(jí)。結(jié)合超前地

11、質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)，用隧道地震儀對(duì)掌子面及前方1520m的地段進(jìn)行監(jiān)測，用地震波速推算巖石強(qiáng)度，進(jìn)行巖石強(qiáng)度室內(nèi)試驗(yàn)，并根據(jù)巖石強(qiáng)度及有關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式，結(jié)合巖爆發(fā)生三要素：地層巖性條件（堅(jiān)硬、完整、脆性），地應(yīng)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(jí)。 (2)施工方法巖爆段采取新奧法原理施工，光面爆破，臺(tái)階法開挖。(3)施工技術(shù)措施針對(duì)施工中發(fā)生巖爆主要采取“以防為主、防治結(jié)合”的原則，根據(jù)巖爆等級(jí)采取相應(yīng)措施，達(dá)到軟化圍巖、釋放應(yīng)力、保護(hù)人員及設(shè)備、保證結(jié)構(gòu)安全等目的，并結(jié)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(jí)微弱巖爆中等巖爆強(qiáng)烈?guī)r爆超前措施超前鉆孔爆破破碎圍巖釋放應(yīng)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(jìn)尺、光面爆破軟化巖爆程度加強(qiáng)支護(hù)網(wǎng)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(hù)強(qiáng)度注：表中表示采用，表示根據(jù)實(shí)際情況部分采用或全部采用。超前應(yīng)力釋放措施隧道爆破后，對(duì)于微弱巖爆地段，直接在開挖外露面上灑水，促使應(yīng)力的釋放和調(diào)整；中等巖爆地段采用在設(shè)計(jì)斷面外超前鉆大孔后在孔內(nèi)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(yīng)力釋放措施：即在施工過程中，一邊應(yīng)力解除，一邊掘進(jìn)，在洞室未開挖之前使巖體原

13、始應(yīng)力得以釋放，以減緩開挖后的圍巖應(yīng)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(diào)整施工方法采用短進(jìn)尺、多循環(huán)、弱爆破、及時(shí)支護(hù)，減少巖體暴露的時(shí)間和暴露的面積，減緩剩余能量的釋放速率和釋放量級(jí)，達(dá)到降低巖爆危害的目的。優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)，減小周邊孔間距，周邊眼間距控制在50cm內(nèi)，采用小藥卷間隔裝藥，增加起爆雷管數(shù)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(qiáng)對(duì)開挖作業(yè)人員的培訓(xùn)，提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，使隧道開挖周邊圓順，減少局部的應(yīng)力集中。加固圍巖措施在巖爆地段及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，第一是改善圍巖

14、應(yīng)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(yīng)力狀態(tài)變?yōu)槿驊?yīng)力狀態(tài)，第二是起防護(hù)作用，防止巖石彈射與塌落等破壞性事故的發(fā)生。及時(shí)進(jìn)行錨網(wǎng)噴，達(dá)到“以柔克剛”的目的，加固圍巖措施如下：a、及時(shí)初噴開挖后及時(shí)進(jìn)行初噴砼，同時(shí)掌子面進(jìn)行噴砼封閉，噴砼厚度5cm左右。b、超前支護(hù)施工中若發(fā)現(xiàn)有巖爆的征狀，判定巖爆等級(jí)，則需采錨網(wǎng)取噴支護(hù)，網(wǎng)噴砼厚度視巖爆的等級(jí)確定?；虿捎贸板^桿、超前小導(dǎo)管支護(hù)。c、設(shè)臨時(shí)防護(hù)網(wǎng)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(hù)鑿巖人員和機(jī)具。d、監(jiān)測控制措施結(jié)合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)，并根據(jù)巖石強(qiáng)度及有關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式判定存在巖爆的可能性。六、必要的

15、施工準(zhǔn)備1、組織機(jī)構(gòu)成立以工區(qū)主任為組長的應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)機(jī)制，應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)見附圖。2、勞動(dòng)力配備勞動(dòng)力配備為在涌水突泥、易坍塌及巖爆地段的情況下的勞動(dòng)力配備。詳見下表：勞 動(dòng) 力 配 備 表班組人數(shù)負(fù) 責(zé) 內(nèi) 容各隊(duì)人數(shù)總?cè)藬?shù)人×班地質(zhì)預(yù)報(bào)、探測6負(fù)責(zé)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)及探測6168注漿6負(fù)責(zé)超前錨桿及注漿6通風(fēng)3負(fù)責(zé)通風(fēng)3鉆爆8×3負(fù)責(zé)鉆眼爆破。24支護(hù)10×3負(fù)責(zé)初期支護(hù)30出碴10×3負(fù)責(zé)清碴和出碴。30襯砌15負(fù)責(zé)二襯混凝土的運(yùn)輸澆灌15安裝10負(fù)責(zé)通風(fēng)機(jī)和配電設(shè)施的安裝。10輔助19負(fù)責(zé)施工用水、用電供應(yīng)19管理25負(fù)責(zé)全工區(qū)生產(chǎn)、安全、質(zhì)量管理及測量工作

16、。253、機(jī)械配備除了正常的施工用機(jī)械外，還必須配備一定的應(yīng)急施工用機(jī)械。應(yīng)急施工機(jī)械設(shè)備表序號(hào)機(jī)具名稱型 號(hào)單位數(shù)量1注漿機(jī)臺(tái)22鉆孔機(jī)30m鉆孔機(jī)臺(tái)13備用發(fā)電機(jī)TZH-355-4250kw14發(fā)電機(jī)600kw15空壓機(jī)20m3/s臺(tái)16鍛釬機(jī)JD2-1臺(tái)17軸流式通風(fēng)機(jī)74kw臺(tái)18抽水機(jī)8J35×26臺(tái)24、物資準(zhǔn)備 應(yīng)急物資平時(shí)應(yīng)有一定地儲(chǔ)備，在地質(zhì)超前預(yù)報(bào)有不良地質(zhì)或涌水突泥時(shí)，根據(jù)探測結(jié)果，超前進(jìn)行采購所需物品。七、安全、質(zhì)量保證措施7.1涌水突泥及易坍塌段1、必須及時(shí)進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報(bào)、預(yù)測，根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果決定是否轉(zhuǎn)入相應(yīng)的防坍塌或涌水突泥段施工。2、在轉(zhuǎn)入相應(yīng)的施工程序時(shí)，必須嚴(yán)格按照交底及專項(xiàng)施工方案進(jìn)行。3、在進(jìn)行鉆孔探測涌水突泥時(shí)，必須按照交底進(jìn)行布孔，位置準(zhǔn)確，深度足夠。4、根據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)，做好應(yīng)急的一切準(zhǔn)備工作，實(shí)施防排堵相結(jié)合。6、嚴(yán)格按交底及本專項(xiàng)施工施工，以保證工程質(zhì)量。7、本專項(xiàng)施工方案未明確的部分，嚴(yán)格按照項(xiàng)目部下發(fā)的相關(guān)安全規(guī)定施工和操作。8、加強(qiáng)監(jiān)控量測，及時(shí)對(duì)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、反饋，指導(dǎo)施工。7.2巖爆地段以總工程師為首，組織全體干部、職工認(rèn)真、細(xì)致的學(xué)習(xí)“巖爆”地區(qū)施工方法，認(rèn)清巖爆的危害性。認(rèn)真按照“要求”及時(shí)做好超前支護(hù)和噴、錨、網(wǎng)噴支護(hù)施工。嚴(yán)格控制光面爆破質(zhì)量，減少因應(yīng)力集中而產(chǎn)生巖爆。派專人負(fù)責(zé)觀察“巖爆