金鸡岭隧道出口坍塌方案

1、中铁四局南龙铁路NLZQ-标项目经理部二分部 南平至龙岩铁路扩能改造工程第标段金鸡岭隧道出口坍塌段处理施工方案 文件编号：NLTL7-ZTSJ-JJLSDCKTTDCLSGFA- 版 本 号：A版 修改状态：0发放编号：编 制：复 核：审 核：批 准： 有效状态：中铁四局南龙铁路NLZQ-7标项目经理部二一四年十二月八日 目 录一、编制说明31.1编制依据31.2编制范围3二、工程概况32.1工程简介32.2 地质构造4三、隧道施工坍塌方原因43.1工程地质因素43.2水文地质因素5四、坍塌方处理方案和施工流程54.1处理方案54.2现场实施方案64.3施工流程64.4主要工程量8五、安全保证

2、措施90 金鸡岭隧道出口坍塌方施工方案一、编制说明 1.1编制依据1、改建铁路南平至龙岩铁路扩能改造工程施工图设计金鸡岭隧道设计图；2、铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南（TZ231-2007）；3、铁路隧道设计规范（TB1003-2005）；4、客运专线铁路隧道工程施工技术指南（TZ214-2005）；5、铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB10005-2010）；6、金鸡岭隧道实施性施工组织设计。 1.2编制范围金鸡岭隧道出口施工范围为DK200+190DK200+180。二、工程概况 2.1工程简介 金鸡岭隧道进口位于福建省漳平市西园乡可人头村，出口位于龙岩市新罗区苏坂乡汶水溪村，进口里程D

3、K196+353，出口里程DK200+771.31，隧道全长4418.31米，明暗分界里程分别为DK196+376、DK200+761.31；暗挖段全长4385.31米，其中级围岩950米，级围岩2550米，级围岩625米，级围岩260.31米。金鸡岭隧道出口为连续反坡，坡度分别为11、11.5。 2.2 地质构造根据测绘资料，结合区域地质资料、物探以及遥感判译等综合勘探手段，查明隧址区共发育有3条断层及1处不整合接触带，具体特征分述如下：F3断层：该断层与线路相较于地面里程DK199+9151附近，与线路交角为60度，产状为83度<86度，倾向小里程，根据物探解译结果显示，断层附近存在

4、电阻区段，地表为沟谷地貌，应加强防护措施。三、隧道施工坍塌方原因金鸡岭隧道出口DK200+190-DK200+180段，原设计为III级b类，突然塌方，坍塌范围：拱顶至右侧拱腰处，塌方深度为4m，坍塌部位岩体为炭质粉砂岩，线路右侧右下角见隙质煤层，层厚0.2m左侧与右侧岩性同样，顶部为碳质岩、粉砂岩与隙质煤互层。事故发生前，隧道没有做任何施工，而是属于自然塌方造成的，所幸塌方当时现场未进行施工，故没有人员伤亡。根据现场塌方后观察和分析，坍塌处岩层形成一个V字型滑动面，裂隙发育，结构面胶结差，稳定性较差。 此次发生坍塌方的原因有以下两种3.1工程地质因素工程地质条件变化是造成隧道坍塌的主要原因。

5、一般对隧道设计的地质勘探，仅有的几个勘探钻孔很难准确的掌握隧道岩体的岩性、断裂构造和节理裂隙发育情况，岩石的类型虽易判断清楚，但断层节理发育情况却千差万别。因此在隧道施工中，局部地段地质构造变化、断层破碎带、软弱夹层等工程地质条件变化，如果施工预防措施不当、不及时，极易造成隧道坍塌方事故。3.2水文地质因素水是隧道施工中最难控制的因素之一。在隧道施工中，对水的作用切不可忽视，地下水是一个体系，随时随地都在变化，受地形、地貌、地质、气候等条件影响。在隧道施工中，由于岩石中水的变化，水沿岩体软弱面流动，破坏岩体组织，造成岩体失稳造而发生岩体坍塌方事故；雨水渗入断层带而裂隙后形成滑面，岩体相互滑动，

6、内里挤压型钢变形也易形成坍塌。4、施工组织计划 4.1、项目成立换拱领导组织机构为确保“安全、高效”完成本段塌方处理，我单位组织具有丰富的长大隧道施工经验的管理和技术人员组建“塌方处理专项领导小组”。组织机构如下：组长：李春林副组长：潘继业、王伦、张泉民成员：曹亮、李铁、齐杰锋、周百顺、闫波、陈锋、张东文、程刚、沈兆坤、徐雨田、李波、廉春雷。4.1.1、组织职责及分工 组长职责：全面负责换拱施工管理工作，确保高效、安全的完成施工任务。副组长职责：对换拱施工质量、安全、技术保障，贯彻质量方针和目标,根据工程情况，合理配置所需资源。安全总监站曹亮：负责现场安全生产、施工。总工程师李铁：全面负责本段

7、的施工技术指导和质量管理工作，组织编制本段的实施性施工组织方案。工程管理组：成员为齐杰锋、周百顺、沈兆坤、徐雨田、廉春雷。负责本段施工技术管理工作。组织现场监控量测，编制实施性施工组织方案；对本段施工全过程进行施工技术交底、技术控制、技术指导和现场施工技术管理。安全质量环保组：成员为闫波、王明德、白国伟。负责本段施工的安全体系运行的管理实施，负责制定安全管理规划、安全技术方案、应急预案等措施，并贯彻落实；负责进行每日的安全检查并做好记录，及时监督整改事故隐患。物资设备组：成员为张东文，程刚、李波。负责本段施工机械设备管理及物资保障；根据施工进度，及时提供物资和机械，对该段施工使用的材料、设备、

8、机械的质量和管理全程负责。综合管理组：成员为潘继业、陈锋。负责本段施工的日常管理、后勤工作；负责接待、医疗卫生、对外关系协调等工作；负责可能存在的事故救治等工作。4.2、塌方处理施工目标3.2.1、质量目标处理完后该段工程达到国家及铁道部现行施工质量验收标准，并满足设计要求。3.2.2、安全目标坚持“以人为本”的宗旨，按照“安全第一”的原则进行施工处理。杜绝次生灾害发生，确保施工安全。4.3、劳动力组织主要劳动力配置表 序号工 种数 量1风枪手52喷锚工83钢筋工54电焊工45砼 工166支护工147杂工38电 工19装载机司机210挖掘机司机112测量人员613安全人员414质检人员415技

9、术人员716其他管理人员5 合计854.4、机械设备组织4.4.1、配备原则根据塌方处理方案中不同的工序施工，上足性能好、效率高、机况良好的机械设备，实现人工和机械化的有机配合。4.4.2、主要机械设备、检测设备塌方段处理主要施工机械及设备表机 械 名 称规 格型 号额定功率(kw)或容量(m³)吨位(t)单位数量挖掘机ZX2303 m³台1装载机柳工855B140KW台2砼湿喷机耿力PS-5台2注浆机CU33台2风动凿岩机YT28台2空压机1-22/7台3砂浆搅拌机UJW3台1发电机GT120台1电焊机BX-500台3自卸汽车康明斯260台2全站仪台14.5、主要材料供应

10、及保障措施该段处理施工首先由工程部根据施工方案迅速上报该段施工物资需求计划，上报后物资部根据计划迅速组织物资进场并检验。对在原设计基础上加强的处理措施所用到的物资需尽快联系厂家及时进料，确保现场施工不受影响。主要工程量序号名称规格单位数量备注1石渣回填反压m³640.92洞内石渣m³2534.43钢管100t204混凝土C30m³120 5工字钢I18t13.68 6工字钢I20at14.79 7型钢HW175t28.23 8连接板16mmt10.87 9定位系筋16t2.99 10纵向连接筋22t7.21 11螺栓/螺母M27套3036 13混凝土垫块C20m&

11、#179;3.01 14橡胶垫板3mm56.16 15锁脚钢管42t27.43 16注浆量1:1m³187.84 17连接钢筋22t2.33 18钢管108t13.89 19导向钢管140t0.77 20接头钢管114t0.44 21钻孔m92022封孔(水泥砂浆)M10m³7.523锁脚锚管42t7.624喷射混凝土C25m³102.625轻型工字钢I18t13.86 26连接钢板16mmt2.23 34喷混凝土C30m³149.335混凝土C20m³036钢筋网6t1.22 39钢筋混凝土C35m³369.740二衬钢筋t32.4

12、7 四、坍塌方初步处理方案和施工流程4.1初步处理方案4.1.1严把进洞制度在洞内已施工二衬端头位置设置安全警戒线，洞口严格执行进洞登记制度，所有作业人员和管理人员进洞必须登记并由现场安全员指挥，无关人员严禁进洞。4.1.2立即停止掌子面的开挖，封闭掌子面。4.1.3掌子面及塌腔利用洞渣反压回填，喷射C25混凝土10cm厚封闭掌子面。利用反压堆砟在塌腔顶部预埋两根100钢管，通过预埋钢管向塌腔内灌注C30混凝土护拱，回填高度至拱顶以上2-3m，回填时需确保护拱两侧拱脚位于基岩上，使混凝土在塌腔内形成护拱结构，以起到对拱顶处掉块的防护作用。4.1.4对塌方影响段DK200+210-DK200+2

13、00拱墙采用临时钢拱架进行加固，钢拱架采用I18工字钢，间距0.8m/榀，设置于初期支护拱架中间部位。待塌方段通过后、本段施工二衬时拆除。4.1.5DK200+192-DK200+191位置设置两榀I18工字钢架作为导向墙，自DK200+192起拱部140°范围内采用108，壁厚6mm洞身长管棚，管棚单根长度20m，间距40cm。4.1.6 DK200+190DK200+180段初期支护采用H175型钢钢架，间距0.6m/榀，二次衬砌由b型复合式衬砌调整为采用c型复合式型衬砌。采用型超前注浆小导管进行超前预支护。施工工法由台阶法调整为三台阶临时仰拱法施工。4.1.7 DK200+18

14、0-170段初期支护采用I20a型钢钢架，间距0.8m/榀；二次衬砌由b型复合式衬砌调整为采用b型复合式型衬砌。采用型超前注浆小导管进行超前预支护。施工工法由台阶法调整为三台阶临时仰拱法施工。4.1.8 待二衬施作完成且混凝土达到设计强度后，利用预留管道对塌腔回填泡沫混凝土。4.1.9 施工过程中应加强控制爆破、瓦斯监测、超前地质预报及监控量测工作，如有变化，及时反馈信息并加强支护措施，确保施工安全。4.2现场实施方案 塌方处理方案的目的塌方处理方案首先在隧道拱腰顶部位置形成施工作业平台在施工作业平台上将原有钢拱架进行加固处理，形成长管棚的支撑点。施工长管棚，将洞顶以上塌方体和洞内塌方体分隔，

15、上部塌方体不再往下滑落。逐步向前开挖，施工竖向支撑，通过塌方区域。4.3施工流程4.3.1回填反压掌子面及塌腔利用洞渣反压回填，喷射C25混凝土10cm厚封闭掌子面采用洞渣料进行回填，挑选质量坚硬的石渣进行回填，块度过大、洞口开挖的土料不能作为回填主要材料。利用反压堆砟在塌腔顶部预埋两根100钢管，通过预埋钢管向塌腔内灌注C30混凝土护拱，回填高度至拱顶以上2-3m，回填时需确保护拱两侧拱脚位于基岩上，使混凝土在塌腔内形成护拱结构，以起到对拱顶处掉块的防护作用。4.3.2临时刚拱架加固对塌方影响段DK200+210-DK200+200拱墙采用临时钢拱架进行加固，钢拱架采用I18工字钢，间距0.

16、8m/榀，设置于初期支护拱架中间部位，每榀拱架纵向连接采用22钢筋连接，定位系筋采用16，锁脚锚管采用42，壁厚3.5mm，喷砼C25，厚度10cm。待塌方段通过后、本段施工二衬时拆除。4.3.3大管棚施工（1） 反压完成后再顶部修筑施工平台，平台宽度为隧道宽度，修筑长度为10m，DK200+192-DK200+202。便道及平台表面采用粒径较小的碎石及粘土铺垫20cm厚，以便在其上放置临时仰拱时基础受力均匀。（2） 利用DK200+192-DK200+191位置设置两榀I18工字钢架（拱架加强加固）作为导向墙作为支撑点施工大管棚，拱架间距0.5m，锁脚每处4根，长度4m，纵向连接筋间距1m，

17、定位系筋间距1m，长管棚采用108热轧无缝钢管，钢管壁厚6mm。大管棚水平投影长度20m,外插角度6°-8°，大管棚施工范围为拱顶140°，间距40cm，共计施工46根。（3）采用全站仪测出导向拱架的位置，标高，中线，采用红色油漆准确标示处导向管环向间距。（4）钻孔、清孔及验孔：采用隧道台车钻孔作业平台，定位、定向孔口及孔轴线，严格控制钻孔上抬量和角度，选用管棚钻机风动干钻法钻进成孔。若钻进过程阻力较大，可退回1m左右，多次反复，阻力减少后继续钻进。初钻用低压定金，以保持方向，防止孔位偏斜。清孔采用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求

18、，防止堵孔，再用高压风从孔底向孔口清理钻渣。验孔合格后方可进行管棚安装，对不合格的孔应封孔重钻。管棚安装采用装载机和管棚钻机相结合，在工人配合下顶进钢管管口与孔口周壁用水泥密封。注浆前进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，可同时采用35根管注浆。注浆浆液有ZJ-400高速制浆机拌制。注浆材料为1:1水泥浆，注浆量为钻孔圆柱体的1.5倍，若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围空隙充满饱满。4.3.4 DK200+190DK200+170段三台阶法和临时仰拱施工此段所需初期支护钢拱架由钢结构加工厂统一加工，运至

19、现场进行安装。（1）DK200+190DK200+180段钢架采用H175型钢制作，采用c型复合式型衬砌。DK200+180DK200+170段钢架采用I20a型钢制作，采用b型复合式型衬砌。（2）钢架连接板采用GB709-88厚度16mm钢板，270×240×16mm和320×400×16mm。（3）连接螺栓由GB/T5781-2000型号M27×80及GB/T41-2000型号M27×80组成。（4）钢架连接钢板焊接成型，单元间由螺栓连接，螺栓孔直接为29mm，接头处焊缝应严格按照钢结构的有关要求进行，接头处焊缝高度：腹板为9mm

20、，翼缘为12mm。（5）临时仰拱采用I18工字钢制作，连接板采用GB709-88厚度16mm钢板，280×230×16mm和365×230×16mm；连接螺栓由GB/T5781-2000型号M27×60及GB/T41-2000型号M27×60组成。上台阶临时拱架由a单元2节、中台阶临时拱架由b单元2节组成；连接钢板焊接成型，单元间由螺栓连接，螺栓孔直接为29mm，接头处焊缝应严格按照钢结构的有关要求进行。4.3.5DK200+190DK200+170段超前小导管注浆 （1）超前小导管采用热轧无缝钢花管，单根长4.5米，外径42mm，壁

21、厚3.5mm，小导管环向间距40cm。倾角外插角以10-15度为宜。水泥浆液1:1（重量比）。注浆压力：0.5-1.0MPa。 （2）开始施工的条件及施工准备工作初支钢架架立完毕后施作超前小导管。施工准备：风钻4台、注浆机1台、气焊机1台、电焊机1台；施工人员,超前小导管安装6人，注浆4人，共10人；超前小导管加工。（3）施工工艺1.小导管制作：小导管前端制作成尖锥形，尾部焊接8mm钢筋加劲箍、管壁每隔1020cm梅花型布置钻眼、眼孔径为68mm、尾部长度不小于30cm作为不钻孔的止浆段，小导管构造图见附图。2.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，孔径较设计导管直径大20

22、mm以上。成孔后，将小导管按设计要求插入孔中，或直接将小导管从型钢钢架上部、中部打入，外露20cm直撑于开挖面后方的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。3.注浆：采用注浆机注浆，注浆前先喷射混凝土510cm厚封闭掌子面，形成止浆面。注浆前先冲洗小导管内的沉积物，由下至上顺序进行。单孔注浆压力达到0.51Mpa时持续注浆10min，且注浆速度为开始的1/4或进浆量达到设计的80%以上时注浆结束。注浆完毕后管内灌注M10水泥砂浆封孔。4.3.6待二衬施作完成且混凝土达到设计强度后，利用预留管道对塌腔回填泡沫混凝土。4.3.7施工过程中应加强控制爆破、瓦斯监测、超前地质预报及监控量测工作，如有变化，及

23、时反馈信息并加强支护措施，确保施工安全。4.4施工注意事项1、施工期间加强洞内监控量测，保证施工安全，如有异常情况，现场应立即停止施工并通知项目部，等拿出可行的方案后再进行施工。2、施工改DK200+220改DK200+170段时，要加强量测，在拆除护拱或临时仰拱后应立即施工二衬。3、反压回填施工时，要有专人观察指挥，如塌方体出现异常，有滑落等情况出现，则应停止施工，等稳定后再进行施工，防止出现塌方松散体滑塌砸伤人员、破坏机械等情况。4、泵送混凝土时，塌腔下方严禁人员停留，同时要有专人进行观察，如有异常，人员应全部撤离到安全位置，等项目部人员分析原因并拿出处理方案后，方可再次进行施工。5、对施

24、工完毕段，在监控量测数据显示围岩已经稳定后，要及时施工仰拱和采用二衬台车半位施工5米一段浇筑二衬。仰拱及时跟进施工，施工时下台阶两侧拱脚落到实处，保障拱脚不悬空。6、施工期间对塌方段超前小导管注浆要严格控制，注意施工质量，确保左侧在施工期间不出现安全隐患。五、安全保证措施 5.1安全措施（1）施工时严格按照有关规范进行，确保施工安全和质量。如发现异常及时向上级领导汇报，以便及时处理，并立即采用应急预警措施，以确保施工安全。（2）加强隧道应急物资的储备，特别是应急型钢钢架，确保临时应急。（3）施工过程要加强监控量测，随时掌握围岩的变形情况，以便进行及时处理。（4）拱脚处应进行夯实处理，同时支垫砼

25、预制块。拱架背后必须填补密实，不允许有任何空洞，以免留下安全隐患。（5）如有侵限段或者坍塌段施工队应引起高度重视，严格按照规范和交底的要求进行施工，设置专人值班，发现问题及时讲人员撤离，并快速上报处理。（6）现场技术人员应进行跟班作业，做好记录及影像资料，特别是管棚，小导管注浆。加强监督检查，严格控制，保证每一工序的施工质量，对于上道工序不能达到技术标注、质量要求的，严禁进行下道工序的施工，防止安全施工的发生。（7）施工过程中要严格控制进尺长度，必须严格控制每循环进尺为1榀拱架间距，间距杜绝冒进情况发生。（8）施工中药及时封闭仰拱，二衬紧跟，确保施工安全。（9）加强机械施工安全和用电安全意识，

26、并采取措施进行防范。5.2安全教育5.2.1施工前对所有现场人员进行全员安全教育，并进行施工操作安全技术交底，落实岗位责任制，从思想上高度重视（附现场值班表）。5.2.2在正式施工前，组织相关施工人员进行安全规避的应急演练，让每个施工人员熟悉自己的撤离方向和路径，达到能够快速反应为止。5.3 防坍塌应急预案5.3.1为了加强对隧道换拱可能出现的应急救援工作的指导，项目部特成立重大安全事故应急救援领导小组，小组以项目经理为组长，总工程师、副经理为副组长，各部、室负责人及项目部安全负责人为组员的应急救援领导小组，负责重大安全事故的应急救援的领导工作。应急救援领导小组办公室设在安质环保部。组长：李春

27、林副组长：潘继业、王伦、张泉民成员：曹亮、李铁、齐杰锋、周百顺、闫波、陈锋、张东文、程刚、沈兆坤、徐雨田、李波、廉春雷。5.3.2 现场应急指挥小组重大事故发生后，重大事故现场最初应急领导小组，替代重大安全事故应急救援指挥领导小组，行使项目部的现场指挥权；项目部最初应急小组的责任在于保证在任何时候接到报警后能立即采取行动，及时正确的应急行动，把事故减至最低点。现场应急指挥小组构架：应急指挥小组现场总指挥：现场行政职务最高的员工应急指挥小组现场副总指挥：现场主管工程师成 员：现场工程技术人员及工人5.3.3 当发生重大安全事故时，应急救援系统迅速启动，指挥领导小组成员及应急救援专业组迅速到达指定

28、岗位。5.3.4 职责分工5.3.4.1 指挥领导小组职责（1）、负责本单位“预案”的制定、修订和演练。（2）、组织指挥各方面力量处理重大事故，统一指挥对重大事故现场的应急救援，控制事故蔓延和扩大。（3）、检查督促现场做好抢险救援、信息上报、善后处理以及恢复生产秩序的工作。（4）、确定事故的升级、求援，落实接应、配合救援的组织工作。（5）、发布和解除应急救援命令。（6）、向有关上级单位通报事故情况，接待和配合上级有关部门人员进行事故调查，必要时向有关单位发出救援请求。（7）、根据重大事故应急处理的需要，项目部有权紧急调集人员、储备的物资、交通工具以及相关设施、设备；必要时，对人员进行疏散或者隔

29、离，并可以依法对污染区域实行封闭。（8）、组织事故调查，总结应急救援工作经验教训。5.3.4.2 救援专业组分工（1）、应急救援组：由安质环保部、工程部和项目部及分部有关人员组成，负责人：项目经理。担负查明危险源，提出应急和补救措施；项目经理负责人员和劳力的调配。（2）、后勤保障组：由物资设备部、计划财务部和项目部及分部有关人员组成，负责人：物资部长。担负应急车辆、资金的调配以及伤员生活必需品和救援、器材、物资的供应任务。（3）、伤员救治组：由项目部安质环保部及分部安质人员等有关人员组成，负责人：安质环保部长。担负受伤人员的现场急救和护送伤员入院医治，取得伤员伤害程度诊断报告、死亡证明等。（4

30、）、通信联络组：由工程部人员组成，负责人：工程部长。担负各应急小组之间的联络和对外联系通信任务。（5）、治安保卫组：由项目部人员组成，负责人：项目分部经理。担负现场治安，交通指挥，设立警戒，指导人员疏散。（6）、调查取证组：由安质环保部、工程部等有关部门人员组成，负责人：安质部长。负责搜集事故现场物证、痕迹，测量并绘制事故现场示意图，标注现场遗留物的尺寸、位置、特征、名称等。对事故现场全貌、方位、遗留物、致害物、痕迹、尸体、伤害部位等拍照、摄像。收取事故目击者、责任者、相关人员的口述、笔述、笔录及伤亡人员档案，并复制、拍照、建档。对有涂改、灭失可能或以后难以取得的相关证据，应登记封存，事故调查终结后，予以启封送还。（7）、技术分析组：由安全环保部、工程部、物资设备部等有关部门人员组成，负责人：总工程师。负责收集有关设计、施工方案、作业指导书，工程日志和班前安全讲话等相关材料，对有关设备、设施、器具、起因物（指导致事故发生的物质、物体）、致害物（指直接作用于人体引起伤害和中毒的物质、物体）、痕迹