不良地质段专项安全技术方案(三都隧道进口)

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。不良地质段专项安全技术方案(三都隧道进口)新建贵广铁路GGTJ-2标第二项目部新建贵阳至广州铁路站前工程贵阳至贺州段GGTJ-2标第二项目部三都隧道进口不良地质段专项施工方案编 制： 审 核： 批 准： 中铁隧道集团贵广铁路GGTJ-2标第二项目部二00九年四月1212目 录一、编制依据1二、编制原则1三、工程概况1四、不良地质及判定标准2五、施工方案2七、安全、质量保证措施97.1涌水突泥及易坍塌段97.2岩爆地段9一、编制依据1、新建贵广铁路贵阳至贺州段三都隧道设计图；2、施工设计参考图时速250公

2、里（预留提速条件）客运专线铁路双线隧道复合式衬砌贵广贰隧参03；3、铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）；4、客运专线隧道工程施工质量验收暂行标准铁建设2005160号；5、铁路混凝土工程施工质量验收补充标准（铁建设2005160号）；6、国家现行有关施工规范、验收标准及相似地质条件施工经验；7、现有的施工技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力及对新建贵广铁路。二、编制原则1、优先考虑施工安全、质量、环保。精心组织施工，合理安排工序，确保无安全、质量、环境事故发生。2、在施工方案中，坚持施工技术先进、施工方案可行、重信誉守合同、施工组织科学合理、按期优质安全高效、不留后患。3、现

3、场施工的实际情况。三、工程概况1、设计概况我项目部承建的三都隧道进口段，长度4018米，起讫里程DK124+982DK129+000。为满足建设工期，解决施工，运营排水，缓解施工通风压力，超前探明地质，于线路前进方向左侧30米设置一号平行导坑，全长2270米，起讫里程P1DK000+790P1DK127+060。平导设4个横通道与正洞相连。平导坑底高程比正洞坑底高程低1米。进口段浅埋、且位于土层，DK124+985DK125+051暗洞段采用500旋喷桩加固地层。2、地质水文概况三都隧道进口位于王司镇仰克寨村，属溶蚀丘峰洼地地貌，丘峰呈低缓浑圆馒头状连绵起伏，宽缓谷地相间出现，一般相对高差50

4、150米，丘坡面植被茂密。隧址位于白云岩、灰岩地区，穿越营盘寨正断层、杨梅树1#、2#逆断层及褶皱等不良地质带，基岩裂隙水、褶曲及断层富水带、岩溶管道水发育。四、不良地质及判定标准1、涌水突泥：对隧道施工影响最大的不良地质是可能出现的涌水突泥，根据三都隧道进口地质及水文地质情况，在隧道施工中穿越导水性断层时，可能发生突水，在穿越断层或岩溶时，则在突水时可能发生突泥。当隧道出水量突然快速上升或出水水压很大时，即可判定有涌水发生；如涌水颜色混浊，伴有泥石等固体物质，即可判定有突泥发生。本隧道设计采用综合超前地质预报手段探明掌子面前方地质条件，对可能出现涌水突泥的地段采用超前帷幕注浆和局部注浆等堵水

5、措施。2、坍塌：本隧道、级围岩整体性较差，节理极发育，岩石破碎、裂隙水发育、涌水，围岩自稳能力差，开挖后片帮严重、局部坍塌，甚至出现塌方，即可判为软弱围岩段，在地应力较大处围岩可能出现塑性流变现象时，必须立即转为软弱围岩段施工。3、岩爆DK128+250DK129+550段以硬脆性灰岩、白云岩为主，埋深300m600m，岩体内部应力开挖时易突然释放，存在岩爆的可能。五、施工方案1、涌水突泥 1)利用超前地质预报手段(地质素描、地质超前预报仪)，探明开挖面前方及隧道周边围岩特性、软弱地质段、断层破碎带、富水段、溶洞及构造等情况，及时反馈信息，为选择正确的施工方法、采取特殊的处治措施提供依据，指导

6、施工，杜绝事故发生，保证工程质量，使施工顺利进行。2) 施工中，根据超前地质预报结果，对可能突水涌泥地段，采用超前钻孔探明的方法，提前探明是否突水或涌泥，判明涌水量、地下水分布情况、补给方式、变化规律及地层破碎带位置，根据结果采取相应的处治措施：(1) 处理原则：根据判明的涌水突泥性质，采取“大堵、小疏、疏堵结合，以堵为主和地下综合治理”的原则，其关键是地下水的治理。(2) 施工中以超前钻孔试探，在反坡排水处备有抽水设备，并在隧道内设临时蓄水箱，用抽水机将水抽出洞外。 首先钻深孔探水，钻孔直径100mm，深度不小于30m，根据超前地质预报结果，确定探孔布置及数量，详细记录出水点、水量、压力等。

7、根据水量大小、补给方式等确定处治措施。 如水量较小，又无补给源，可采取排放措施予以解决。 如水量较大，则在30m长度范围内对隧道进行全断面帷幕注浆堵水；若探水孔涌水量较小时，对这些孔进行局部注浆堵水。 若探水孔涌水量及涌水压力不大时(小于0.5MPa)，采用橡胶止浆塞封堵孔口，直接对探水孔进行注浆堵水，在开挖过程中进行排水。 若探水孔涌水量及涌水压力较大时(大于0.5MPa)，则在出水孔附近24m范围内钻12个分流孔，以减小涌水压力，方便注浆，探水孔和分流孔均作为注浆孔。 预注浆加固范围根据涌水量、水压力大小及地质情况等，控制在开挖轮廓线外5m和8m，每循环开挖预留10m，再进行超前探水。 注

8、浆材料采用水泥浆液或水泥-水玻璃双液浆，预注浆工艺流程见图1。注浆设计结 束转入下一钻孔测量放孔（用油漆标注在掌子面上）钻机平台就位、固定钻机平面及仰俯角确、固定开孔、安装孔口管安装灭尘器钻注浆孔压水试验孔深确认注 浆浆液制备是否已经完成本循环钻孔及注浆钻注浆效果检查孔是否满足注浆质量标准设计补注浆钻孔位置及深度接通动力电源安装供风糸统安装灭尘供水系统是否图1 预注浆工艺流程图 开挖过程中遇基岩裂隙面状出水，则采用“围截注浆法”注浆止水。先在出水点周围适当的范围内布孔注浆，以形成封闭式止水帷幕，浆液充填与大裂隙连通的小裂隙，既加固了这部分围岩，又利于提高其抗水压的能力。这样从远到近，由外至里，

9、层层缩小包围圈，在注浆深度范围内使岩溶裂隙水和砂岩裂隙面状水成为管道型涌水，最后在集中出水口作逆流注浆。这样浆液扩散更有方向性，沿大裂隙逆流而上到达更深远的部位，把水堵到更深的地层。(3) 对围岩破碎带坚持“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、快反馈、紧衬砌”的原则，循环进尺控制在0.50.8m。当围岩量测结果显示围岩和支护变形异常时，增大支护参数，或改变施工方法，及时封闭初期支护。2、坍塌(1)对软弱围岩段坚持“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、快反馈、紧衬砌”的施工原则，严格控制超挖。当围岩量测结果显示围岩和支护变形异常时，增强支护参数。坚持“早预报、管超

10、前、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测、快反馈、紧衬砌”的原则，步步为营，稳步前进。首先按要求施作超前支护，然后才能进行开挖。(2)施工中针对地质情况，采用减震控制爆破。严格掌握炮眼数量、深度及装药量，尽量减少爆破对围岩的扰动。(3)施工支护措施开挖后应立即喷砼封闭岩面，然后进行钢架支撑、锚、网、喷联合支护，并及时进行量测反馈修正支护参数。(4) 加强监控量测，及时反馈围岩和支护的变形信息，评价支护的可靠性和围岩的稳定状态，指导施工，及时调整支护参数。当围岩量测结果显示围岩和支护变形异常时，增大支护参数，及时封闭初期支护，必要时施作二次衬砌。3、岩爆在可能有岩爆发生的地段施工中应加强地应力

11、监测、搞好预报，加强施工支护，施工中应对地层的变化进行准确的判定，及时调整施工方案及加固措施。 (1)预测预报 施工中对坚硬岩地段岩爆采用超前预测预报，并预测岩爆等级。结合超前地质预报技术，用隧道地震仪对掌子面及前方1520m的地段进行监测，用地震波速推算岩石强度，进行岩石强度室内试验，并根据岩石强度及有关经验公式，结合岩爆发生三要素：地层岩性条件（坚硬、完整、脆性），地应力条件，施工触发因素，判定存在岩爆的可能性及岩爆的规模等级。 (2)施工方法岩爆段采取新奥法原理施工，光面爆破，台阶法开挖。(3)施工技术措施针对施工中发生岩爆主要采取“以防为主、防治结合”的原则，根据岩爆等级采取相应措施，

12、达到软化围岩、释放应力、保护人员及设备、保证结构安全等目的，并结合隧道施工工艺，尽量减小岩爆的危害，岩爆地段辅助施工措施参照下表。岩爆地段辅助施工措施参照表辅助施工措施目的岩爆分级微弱岩爆中等岩爆强烈岩爆超前措施超前钻孔爆破破碎围岩释放应力超前钻孔注水软化围岩降低脆性开挖面喷雾射水软化围岩降低脆性开挖后措施径向钻孔注水软化围岩降低脆性施工工艺全断面开挖、短进尺、光面爆破软化岩爆程度加强支护网喷、砼超前锚杆加长系统锚杆、钢架软化岩爆程度增加支护强度注：表中表示采用，表示根据实际情况部分采用或全部采用。超前应力释放措施隧道爆破后，对于微弱岩爆地段，直接在开挖外露面上洒水，促使应力的释放和调整；中等

13、岩爆地段采用在设计断面外超前钻大孔后在孔内喷灌高压水。降低围岩表面温度，在岩爆中等烈度发生地带可采取应力释放措施：即在施工过程中，一边应力解除，一边掘进，在洞室未开挖之前使岩体原始应力得以释放，以减缓开挖后的围岩应力释放烈度。其施工方法：从掌子面起沿拱部周边向前方打超前斜孔，在孔底装药爆破形成一定厚度的人工破碎带，且洞壁保持一定厚度的完整岩层作为安全距离。调整施工方法采用短进尺、多循环、弱爆破、及时支护，减少岩体暴露的时间和暴露的面积，减缓剩余能量的释放速率和释放量级，达到降低岩爆危害的目的。优化爆破设计，减小周边孔间距，周边眼间距控制在50cm内，采用小药卷间隔装药，增加起爆雷管数以减少同段

14、起爆药量，提高光爆效果，尽量减少诱发岩爆的因素。加强对开挖作业人员的培训，提高业务素质，使隧道开挖周边圆顺，减少局部的应力集中。加固围岩措施在岩爆地段及时进行支护，第一是改善围岩应力状态，不仅要改变大小及其分布，还要使隧道周边岩体从二向应力状态变为三向应力状态，第二是起防护作用，防止岩石弹射与塌落等破坏性事故的发生。及时进行锚网喷，达到“以柔克刚”的目的，加固围岩措施如下：a、及时初喷开挖后及时进行初喷砼，同时掌子面进行喷砼封闭，喷砼厚度5cm左右。b、超前支护施工中若发现有岩爆的征状，判定岩爆等级，则需采锚网取喷支护，网喷砼厚度视岩爆的等级确定。或采用超前锚杆、超前小导管支护。c、设临时防护

15、网在掌子面及其附近岩爆地带加铁丝帷幕，以增加作业场所的安全，保护凿岩人员和机具。d、监测控制措施结合超前地质预报技术，并根据岩石强度及有关经验公式判定存在岩爆的可能性。六、必要的施工准备1、组织机构成立以工区主任为组长的应急领导机制，应急组织机构见附图。2、劳动力配备劳动力配备为在涌水突泥、易坍塌及岩爆地段的情况下的劳动力配备。详见下表：劳 动 力 配 备 表班组人数负 责 内 容各队人数总人数人×班地质预报、探测6负责地质超前预报及探测6168注浆6负责超前锚杆及注浆6通风3负责通风3钻爆8×3负责钻眼爆破。24支护10×3负责初期支护30出碴10×3

16、负责清碴和出碴。30衬砌15负责二衬混凝土的运输浇灌15安装10负责通风机和配电设施的安装。10辅助19负责施工用水、用电供应19管理25负责全工区生产、安全、质量管理及测量工作。253、机械配备除了正常的施工用机械外，还必须配备一定的应急施工用机械。应急施工机械设备表序号机具名称型 号单位数量1注浆机台22钻孔机30m钻孔机台13备用发电机TZH-355-4250kw14发电机600kw15空压机20m3/s台16锻钎机JD2-1台17轴流式通风机74kw台18抽水机8J35×26台24、物资准备 应急物资平时应有一定地储备，在地质超前预报有不良地质或涌水突泥时，根据探测结果，超前

17、进行采购所需物品。七、安全、质量保证措施7.1涌水突泥及易坍塌段1、必须及时进行地质超前预报、预测，根据预报结果决定是否转入相应的防坍塌或涌水突泥段施工。2、在转入相应的施工程序时，必须严格按照交底及专项施工方案进行。3、在进行钻孔探测涌水突泥时，必须按照交底进行布孔，位置准确，深度足够。4、根据地质预报，做好应急的一切准备工作，实施防排堵相结合。6、严格按交底及本专项施工施工，以保证工程质量。7、本专项施工方案未明确的部分，严格按照项目部下发的相关安全规定施工和操作。8、加强监控量测，及时对监控量测数据进行分析、反馈，指导施工。7.2岩爆地段以总工程师为首，组织全体干部、职工认真、细致的学习“岩爆”地区施工方法，认清岩爆的危害性。认真按照“要求”及时做好超前支护和喷、锚、网喷支护施工。严格控制光面爆破质量，减少因应力集中而产生岩爆。派专人负责观