2米攀项目特殊地质施工交流汇报材料综述

米攀项目特殊地质施工经验交流汇报材料成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目部2015年7月17日让

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通尊敬的各位领导、各位同事大家好！下面由我来对米攀项目的特殊地质施工状况给大家做简要汇报。汇报主要分三部分：1、米攀项目隧道工程概况；2、隧道特殊地质施工重难点分析及风险识别；3、应对措施及经验总结。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部前言

我标段为成昆铁路米易至攀枝花段扩能改造工程站前工程MPZQ-2标，起讫里程D2K540+183.55～DK572+313.4。线路起于攀枝花市米易县垭口镇，于垭口隧道新建双线向南行进，至白沙沟大桥后穿越盐边隧道，于盐边县城东侧设盐边车站，然后线路穿越桐梓林隧道，止于金沙江北侧，线路长31.813km。标段共有3座长大隧道，分别为垭口隧道12447m、盐边隧道11292m、桐梓林隧道6092m。隧道占线路比例达93.79%。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部一、米攀项目隧道工程概况

工程特点为施工线路长，工程规模大，以长大隧道为主，施工组织要求高，工期风险大；隧道地质条件恶劣，施工难度大；结构耐久性要求高；绝大多数洞口位于高陡边坡地段，隧道施工便道和场地受限较大，建设条件困难。工程整体施工难度大，风险高。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部

我标段位于山区，属于构造剥蚀高中山地貌，地形起伏大，穿越岩性复杂多变，沉积岩、变质岩及岩浆岩均有出露。施工中遇到不良地质较多，风险较大，主要风险源为：滑坡、泥石流、有害气体、软质岩风化剥落、高地应力、高地热温害、第三系昔格达（N2x）地层、膨胀性泥岩、危岩落石、岩溶、岩堆、煤层与瓦斯、高放射性、缓倾岩层等。目前施工中遇到的特殊地质有：滑坡、第三系昔格达（N2x）地层、危岩落石。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部二、隧道特殊地质施工重难点分析及风险识别

三座隧道特殊地质情况如下：

垭口隧道是本标段最长隧道全长12447m，最大埋深890m，隧道洞身主要发育风流山逆断层、五马箐断层、小火山逆断层、昔格达1号正断层、昔格达2号正断层和昔格达3号逆断层。主要不良地质有滑坡、泥石流、岩溶、有害气体、软弱岩风化剥落、高地应力、高地温热害、第三系昔格达（N2x）地层。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部

盐边隧道全长11298m,隧道最大埋深约945m。隧道出口埋深较浅，隧道断层共有6处，分布在隧道的进口、1#、2#斜井和出口工区内，其中进口有1处，1#斜井有2处，隧道出口有3处，分别为楠木河逆向断层、对阱逆向断层、马鞍山正新断层、新房子断层、下棉花地断层、盐边断层等，不良地质主要有滑坡、岩爆、高地应力、有害气体、岩溶。

桐梓林隧道全长6092m，沿线不良地质主要有滑坡、危岩落石、岩堆、煤层瓦斯、高地应力、高放射性及缓倾岩层，第三系昔格达（N2x）地层。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部

在施工风险应对方面，针对具体的风险源，以相关规范及设计文件为依据，采取科学合理的风险控制措施，制定应急预案，同时参考国内外先进施工经验，有针对性的制定施工方案，现汇报如下：成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部三、应对措施及经验总结1、第三系昔格达（N2x）地层施工昔格达地层主要为页岩夹砂岩及砂岩夹页岩。它是攀西地区的一种特殊半成岩，分布在四川南部至西北部，伴随着青藏高原隆起过程中所形成。遇水即会崩解溶化成泥浆状态，强度降低较大，凝聚力比天然状态下降低较多。透水性弱，页岩常起隔水作用，在地表水下渗、排水不畅的情况下易引起昔格达之上的第四系覆盖层或堆填物沿昔格达顶部产生滑动。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部

昔格达组地层遇水极易软化，特别是大断面隧道施工扰动后，自稳能力极差，易造成大变形及塌方。

目前对于该地层的研究主要集中在滑坡治理、边坡防护等，但对隧道穿越昔格达地层有关研究和文献相对非常少，特别是开挖面积超过110m2的大断面隧道，修建技术方面的研究资料尚为空白，施工可参考经验少，工程风险较大。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部昔格达地层土样原始状态成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部昔格达地层土样遇水后软化成泥成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部垭口隧道进口昔格达边坡开挖后原状土成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部垭口隧道进口洞内昔格达地层页岩夹砂岩成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部垭口隧道进口昔格达地层引起的洞内坍塌成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部垭口隧道进口昔格达地层引起的地表下陷成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部垭口隧道1#斜井昔格达地层遇水后成泥，导致挖机下陷成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部桐梓林隧道进口无水状态下昔格达地层成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部桐梓林隧道进口昔格达地层，有毛细水渗出。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部桐梓林隧道进口昔格达地层地基软化，导致初支开裂为解决昔格达地层中隧道建设的成套关键施工技术问题，实现隧道快速掘进、安全贯通，也为类似地层条件下铁路隧道建设积累经验，联合西南交通大学、中铁二院等单位进行科研攻关，开展昔格达地层软弱围岩隧道支护及施工关键技术研究。主要研究内容为昔格达地层变形特征及变形机理、昔格达地层隧道支护型式和支护参数、昔格达地层隧道变形规律及控制基准、昔格达地层隧道围岩稳定性控制及施工技术。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部①总体施工方案

施工应严格按照“管超前、少扰动、短进尺、强支护、严控水、勤量测、紧封闭、早衬砌”方针；施工应严格遵循“快挖、快喷、快支、快封闭”的原则。安全步距严格执行仰拱封闭面距离掌子面不超过30米，二衬距离掌子面不超过60米。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部②具体施工方案原设计采用三台阶临时仰拱法。加强支护采用Ⅰ20b型钢钢架；超前支护采用拱部φ76中管棚套打φ42小导管。现场采取以下加强措施：各台阶拱脚采用φ42双排锁脚锚管；中台阶增加28a槽钢支垫；纵向Φ22连接筋间距加密；超前支护调整拱部双层φ42小导管。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部针对现场上、下台阶接长钢架时发生较大沉降的问题。现场在昔格达隧道采用大锁脚措施，加强拱脚稳定性，有力控制沉降。具体为：采用Φ108或Φ76，长6m无缝钢花管大锁脚，在两榀拱架之间搭接纵向型钢拱架，纵向型钢拱架上预留Φ108或Φ76的孔，待拱架立好，喷射混凝土后，钻孔安设大锁脚锚管。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部Φ76大锁脚锚管

2、滑坡、泥石流地段施工滑坡地段主要存在于各隧道洞口位置，以垭口隧道出口为例，滑塌体主要由基岩组成，上部有部分残坡积的含黏性土细角砾土，基岩主要为强中风化砂细砂岩、粉砂质泥岩，局部泥岩夹炭质页岩及煤线，破碎，大块状。此段围岩松散破碎，仅采用喷射混凝土等一般人工支护方法不能保证坑道稳定，需采取如超前管棚等超前支护，对于浅埋段，超前支护强度不足，易出现塌方、冒顶等风险。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部垭口隧道出口滑坡整治后

为提高围岩自稳能力，施工前须对既有结构加固处理，并严格执行超前支护、加强支护措施。针对距离开挖面较近的滑坡体及不稳定滑坡体需采取设置锚索、抗滑桩等防护措施。根据坍塌体特征，考虑坍塌段隧道施工安全及坍塌体稳定，采用封闭裂缝、适当清方后坡面防护、抗滑桩稳定坍塌体等综合治理措施。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部

⑴对坍塌体上部坡体已经形成的裂缝灌注M30水泥浆进行封闭，对上部浮石及不稳固塌体清方。由于坍塌体后壁较高，主滑段较陡，滑体较厚，滑动面较深，先在坍塌体后缘及主滑段刷方减重，方便布设抗滑桩。⑵D2K552+655-D2K552+683.571左侧设置7根锚索抗滑桩，锚索抗滑桩截面2×3m～1.5×2m桩间距均为5米，桩长16～29米，桩身锚索位置处应预留Φ130锚孔，桩身采用C35混凝土灌注，桩孔开挖时采用C20混凝土锁口护壁防护、及护壁锁口设计。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部

⑶在D2K552+662处线路左线变更新增设3根抗滑桩。截面1.5×2.5m桩间距均为6米，桩长20米，桩身均采用C35混凝土。边坡设六级锚索框架梁护坡，框架梁采用C35混凝土现浇。3、有害气体地段施工桐梓林隧道通过三叠系宝鼎组下段(T3bd1)地层中夹煤线，隧道开挖可能遇瓦斯等有害气体，该段隧道埋深较浅，采取主要措施如下：成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部

⑴施工时应通过加深炮眼超前探测瓦斯信息，加深长度不小于5m。若探测有瓦斯则应在其逸出孔附近施作超前钻孔，设置瓦斯检测点，以定量检测瓦斯参数。⑵施工中应加强瓦斯监测，加强通风。隧道设备配置、施工作业程序、施工通风方案、施工管理等应按照《铁路瓦斯隧道技术规范》、《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出细则》等规范、规定办理。⑶开挖后应采用专用设备加强对H2S、SO2等有害气体的监测，H2S气体的浓度不得超过0.00066%，SO2气体的浓度不得超过0.0005%。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部

4、软质岩风化剥落地段施工软质岩风化剥落地段存在于垭口隧道D2K540+220～D2K541+135里程段，穿越第三系昔格达（N2x）页岩夹砂岩。该地层为半成岩状，易风化剥落；出口段穿越第三系昔格达底层及三叠系宝鼎组下段(T3bd1)页岩夹石英岩及煤线地层，页岩岩质较软，岩体破碎，在风雨日晒等自然作用下易呈碎屑状风化剥落，对隧道边仰坡的稳定有一定的影响。对于隧道洞口处的危岩落石，先人工排除，清理掉松动的小石块，大的石块作出标记，然后采用机械排除，最后再人工检查，确认松动岩石全部排除，洞口段按照设计要求施工。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部

5、高地应力地段施工标段内三条隧道均可能存在高地应力段，对于该段施工加强隧道施工监测及超前地质预报，对于大变形发生可能性较高，进行重点防护，加强超强支护。针对高地应力大变形地段，本着“预支护、快挖、快支、快闭合”的施工原则进行。在高应力软岩中，围岩变形表现出很强的应变软化特性，但适当地改善围岩变形的围压环境，能在一定程度上减轻围岩应变软化的程度，提高其残余强度，从而能有效地降低作用于支护结构上的围岩压力。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部因此，在开挖后应立即施作临时支护，如果能够控制这些变形的初期发展，即可控制隧道围岩的松弛。通常情况下，在围岩测量稳定后可施做二次衬砌，但软岩高地应力的变形是一个非常缓慢的过程，支护或者衬砌上的压力一直在变化，可认为是软弱围岩蠕变的结果。对于页岩、泥岩等软弱岩石蠕变现象更为变形。故除了加大初期支护的强度、厚度和刚度以外，还需要合理的加大二次衬砌中的厚度和强度等，使用钢筋混凝土等施工策略。另外，根据实际的测量和工程的实际情况等，如果发现地质有异常现象，在必要的情况下必须及时的进行二次衬砌，确保工程顺利的进行。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部6、高地热温害地段施工隧道施工中，人员和机械都受到地热较大影响，主要情况如下：⑴很多施工人员由于作业时间长，会出现头晕、呕吐情况；⑵由于施工机械散热难问题，造成故障率逐渐升高；

⑶在部分地段围岩表面，潮解现象时有出现，遇水变成粉末状，造成岩面喷射混凝土很难粘结；⑷大部分砂浆锚杆强度降低；成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部垭口隧道D2K545+000～D2K546+770、D2K549+935～D2K550+160段落可能存在高地温热害，施工中需加强超前地质预报，加强监测与通风，采取以下应对措施：①加强隧道通风，加大通风量，降低作业区温度。②个体防护：对于温度过高段，工人穿含有干冰、压缩空气的防护服。③减少热源:可以通过在隧道壁面敷设一层隔热材料或能降低隧道壁面与空气热传导系数的物质，来减少原岩对空气的放热量。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部④喷雾降温：从洞外水池把冷水水管接至洞中，把两根φ100mm的输送钢管顺着洞顶分别架设于两侧，还要每隔3～5m在钢管上安设喷雾器装置，做到沿洞线喷雾。利用水雾冷却洞内岩面，使其与洞内热空气混合，达到有效的降低洞内温度的目的。设置集水坑利用水泵将热水排出洞外，以达到缩短热水在洞内与周围空气进行热交换的时间段，有利于降低洞内环境温度。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部⑤必要时人工制冷降温：独立移动式制冷机，各工作面施工局部制冷的方式；大型制冷机安设在隧道外，实行集中固定式制冷，即制冷机在隧道口冷却全部进风的制冷方式以及制冷机的冷水用送水管送至工作面附近与移动式热交换器配套，组成局部冷却的分散制冷方式。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部7、膨胀性泥岩地段施工垭口隧道于D1K554+440前一段落穿越侏罗系下统一门组泥岩夹砂岩，由于泥岩具有遇水膨胀的特性，因此在施工中，着重于治理地下水和控制施工用水。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部⑴治理地下水①利用设计采取的超前管棚和超前锚杆进行注浆，堵塞岩石裂隙，减少地下水的渗流。②在开挖后立即喷混凝土，封闭洞壁和掌子面，封闭透水层通向膨胀围岩的通路，隔绝膨胀岩与空气中水分接触。③防止透水层中的地下水向膨胀围岩中流动，在透水层和膨胀围岩的交界处进行注浆，以形成止水帷幕，隔绝地层，使其不产生水压的变化。必要时在邻近交接处的透水层中设置排水孔。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部⑵严格控制施工用水①由于采取钻爆施工，钻孔时需要使用大量的水，而水是膨胀围岩发生膨胀的外因，因此，膨胀围岩尽量减少钻爆而改用机械开挖。如必须钻爆施工，则对用水量进行控制。②加强排水工作：在掌子面附近设置集水井，挖排水沟将掌子面施工用水和渗流水引至集水井，用抽水机排出洞外。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部8、危岩落石地段施工危岩落石对垭口隧道出口、桐梓林斜井工区有较大影响。对于本隧道的危岩落石，先人工排除，清理掉松动的小石块，大的石块作出标记，然后采用机械排除，最后再人工检查，确认松动岩石全部排除。洞口要按照设计要求设被动防护网等施工防护以及加固设施。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部9、岩溶地段施工我标段垭口隧道、盐边隧道可能存在较大规模隐伏岩溶形态。隧道过溶洞处置方式有内增设边墙梁及行车梁、托梁、支墩、悬壁梁承托纵梁、拱桥、加大隧道净空宽度跨度跨越岩溶或对隧道周边岩体进行封闭、注浆加固、支顶加固、加强衬砌等。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部

盐边隧道1#斜井掌子面施工至X1DK0+858.4出现溶洞，开挖时填充物突然涌出，经设计变更，采用泵送C20砼回填的方案进行处理。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部（1）溶洞跨越处理：当溶洞规模较大、溶洞内充填物松软，基础处理工程修建困难、耗资巨大，或者溶洞虽小但水流较大时，可根据具体条件采用相应梁跨、板跨等形式跨越岩溶地段。此方式一般采用钢筋混凝土梁跨越，梁体采用抗侵蚀混凝土。当隧道衬砌断面需要开挖围岩才能满足净空要求时，应先开挖围岩，再施工跨越结构，以确保安全，同时应注意不同受力结构间的断缝设置及连接措施设置。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部（2）封闭处理：已停止发育的干溶洞，在考虑有效的过水通道后，可采用混凝土、浆砌片石或干砌片石堵塞、充填溶洞。（3）锚杆、钢管加固处理：为防止洞穴岩壁或顶板坍塌，在清除松动岩石困难的情况下，可采用锚杆或大钢管、钢轨加固岩体。此时隧道衬砌应考虑抗冲击措施，一般是采用明洞衬砌，衬砌顶部设置回填体，其表面设置护面结构，回填体以上空间的溶洞洞壁采用锚杆、钢筋网、喷射混凝土封闭支护；若溶洞较大，可设置横向钢轨横或设人字形钢轨栅架。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部（4）支顶处理：当隧道穿过的溶洞由碎、块石及淤泥土充填，充填物的松散密实程度不一时，隧道底部应考虑采用钢筋混凝土底板，清除底板下松散体，回填碎石，并在底板下加设钢筋混凝土桩进行支顶。（5）岩溶水的处理：对岩溶水的处理通常原则是以“排”为主，截、堵、排、防相结合的综合处理措施，岩溶水处理的较大工程措施有泄水洞和涵洞两类：成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部①泄水洞排水，当预测到隧道区域的岩溶水量大、水压大，而隧道确实无法避开时，需考虑专门设置排水隧洞，达到排除岩溶水，降低地下水位，保持隧道干燥和施工安全的目的。泄水洞应位于地下水来向的一侧，为防止岩溶水突然袭击，施工中要采用超前钻孔探测，预备足够的抽水设备。泄水洞的设置可能对生态环境有不利影响，是否采用应从施工、环保、安全等多方面进行评价，以保证方案考虑周全，成本最低。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部②涵洞、倒虹管吸过水：隧道断面与岩溶水相交时，为保证岩溶水畅通，在隧道底部设钢筋混凝土圆涵，或倒虹管，同时涵洞出入口周边至隧道边墙外缘采用浆砌片石回填密实。在采用此方案时要正确考虑涵洞过水断面，一般应按丰水季节流量考虑。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部10、岩堆地段施工采用注浆固结，爆破松动等处理方法，利用主动防护与被动防护相结合的防护方式，治理岩石堆积体，确保施工安全。特别是桐梓林斜井的岩石堆积体，因为成昆铁路既有线在其下方，确保岩石堆积体无偏压及扰动。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部11、煤层与瓦斯地段施工⑴开挖开挖时，坚持超前钻探，分次起爆，随时支护，保证安全的原则。钻孔时采用湿式钻孔。装药采用正向连续装药结构，电雷管只许由药卷的顶部顶入，并全部插入药卷内。装药长度不得超过炮眼深度的1/2。管药以外全部用炮泥堵塞密实。电雷管的连线，只能采取串联方式。起爆前，应仔细检测瓦斯浓度，在放炮地点附近20米以内风流中沼气浓度大于1%时，不能起爆。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部另外还要检查一下风量大小及方向，炮眼内有无异状，炮眼堵塞情况以及全线路的电阻值和导通情况等。当符合起爆要求后，方能起爆。每次起爆的雷管段别最后一段的延期时间不能超过130MS。爆破器材选用煤矿许用炸药和煤矿许用雷管，采用电力起爆。

成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部⑵支护爆破开挖之后，应及时进行初期支护：架设钢架和喷混凝土支护。若喷射混凝土不能及时有效地封闭开挖面时，应使二次衬砌紧跟开挖面，保证开挖段的安全稳定。进行支护作业时，应随时检测瓦斯浓度，重点检查拱顶及超挖处，台架等易于形成瓦斯积聚的地方。

成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部⑶穿越煤层施工进入煤层前，应进行超前钻孔探测煤层情况，以便准确掌握煤层的位置、储量条件及瓦斯的情况。若探测的瓦斯压力为0.6-1MPa时，可采用震动放炮法揭穿煤层，若瓦斯压力小于0.6MPa时可正常掘进。瓦斯压力大于1MPa时，应停止施工，进行处理。有瓦斯突出危险的煤层，应对突出区段进行超前预注浆。

采用震动放炮措施揭穿煤层时，开挖工作面到煤层间应留有岩柱。岩柱的大小应根据岩石性质，煤层情况等确定，但应保证开挖工作面距煤层之间的最小垂直距离不小于2米。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部12、高放射性地段施工桐梓林隧区内广泛分布有岩浆及变质岩，地壳深部岩浆活动及岩体蚀变作用强烈，隧道围岩及地下水中可能存在高放射性。采取以下应对措施：⑴对隧道施工中发现的局部零星小块放射性矿石，立即清除并采用C20素混凝土充填捣实。⑵对挖出的少量放射性矿石，用非矿石石碴在弃碴场就地掩埋，并在弃碴场四周设置排水沟，竣工后覆土夯实，形成封闭体系。成昆铁路米攀段MPZQ-2标项目经理部⑶在施