中建营盘山隧道2号斜井泄水专项施工方案

国家高速公路网G4216成都至丽江高速公路华坪至

丽江高速公路第10合同段

营盘山隧道2号斜井泄

水专项施工方案

中国建筑第七工程局有限公司

2023年6月

目录

1工程概况...............................................................................1

1.1危大工程概况....................................................................1

1.1.1工程简介..................................................................1

1.1.2工程现状..................................................................2

1.1.3涌水经过..................................................................3

1.2水文地质........................................................................5

1.2.1主洞及斜井地质纵断图......................................................5

1.2.2设计地质及水文情况........................................................6

1.2.3主洞掌子面围岩情况........................................................7

1.2.4涌水前斜井转主洞掌子面围岩情况............................................7

1.3重难点分析及解决措施...........................................................10

1.4主要工程量.....................................................................11

2编制依据..............................................................................12

2.1编制说明.......................................................................12

2.2设计文件.......................................................................12

2.3法律、法规及制度条例...........................................................12

2.4主要施工标准规范规程...........................................................13

2.5管理体系文件...................................................................14

3施工计划..............................................................................15

3.1施工进度计划...................................................................15

3.1.1总体思路.................................................................15

3.1.2施工目标.................................................................15

3.1.3施工步骤及施工内容.......................................................15

3.1.4降水排水施工进度计划横道图...............................................16

3.2材料、设备及监测仪器需求计划...................................................18

3.2.1材料配备计划.............................................................18

3.2.2机械设备配备计划.........................................................19

3.2.3监测监控仪器配备计划.....................................................20

3.2.4应急救援物资配备计划.....................................................20

4施工方法及工艺........................................................................22

4.1工艺流程.......................................................................22

4.2施工准备.......................................................................22

4.2.1技术准备.................................................................22

4.2.2现场准备.................................................................23

4.2.3资金准备.................................................................25

4.3主要施工方法...................................................................25

4.3.1超前预报.................................................................25

4.3.2掌子面封闭...............................................................26

4.3.3挡水墙施工...............................................................28

4.3.4泄水孔钻孔...............................................................33

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4.3.5斜井抽水.................................................................35

4.3.6仰拱施工.................................................................38

4.3.7正洞剩余100m施工........................................................39

4.3.8隧道通风.................................................................42

4.3.9临电方案.................................................................43

5安全保证措施..........................................................................45

5.1安全目标.......................................................................45

5.2组织保障体系...................................................................45

5.3组织保障措施...................................................................49

5.3.1培训制度.................................................................49

5.3.2奖罚措施.................................................................50

5.3.3职业健康管理措施.........................................................51

5.3.4安全检查制度.............................................................51

5.4技术保障措施...................................................................52

5.5监控量测措施...................................................................53

5.6危险源辨识及管控措施...........................................................57

5.6.1危险源辨识...............................................................57

5.6.2安全管控重点及措施.......................................................59

5.7环境保护、水土保持保障措施.....................................................60

5.7.1总体要求.................................................................60

5.7.2影响因素及危害...........................................................60

5.7.3环保组织机构.............................................................60

5.7.4治理措施.................................................................61

5.8文明施工措施...................................................................61

5.8.1现场布置.................................................................61

5.8.2道路和场地...............................................................61

5.8.3班组场地清理.............................................................61

5.8.4环境保护措施.............................................................62

5.9其它保证措施...................................................................62

6施工管理及作业人员配备及分工..........................................................63

6.1组织机构.......................................................................63

6.2管理人员配备及分工.............................................................68

6.3作业人员配备...................................................................69

7验收要求..............................................................................72

7.1验收内容及标准.................................................................72

7.1.1泄水设备调试验收.........................................................72

7.1.2风、水、电等设备安装及调试验收...........................................72

7.1.3挡水墙施工验收...........................................................73

7.1.4泄水孔施工验收...........................................................73

7.1.5应急物资准备验收.........................................................74

7.2验收程序及人员.............................................................74

7.3交底要求.......................................................................74

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8应急措施及救援预案....................................................................75

8.1编制目的.......................................................................75

8.2易引发事故类型.................................................................75

8.3应急组织机构及职责.............................................................75

8.3.1应急组织机构.............................................................75

8.3.2职责.....................................................................75

8.4信息报告和响应程序.............................................................76

8.4.1信息报告.................................................................76

8.4.2响应程序.................................................................77

8.5事故应急处置措施...............................................................78

8.5.1坍塌.....................................................................78

8.5.2物体打击.................................................................79

8.5.3触电.....................................................................80

8.5.4淹溺.....................................................................81

8.5.5高处坠落.................................................................82

8.5.6火灾.....................................................................82

8.5.7机械伤害.................................................................82

8.5.8中毒和窒息...............................................................83

8.5.9突水突泥.................................................................83

8.5.10车辆伤害................................................................84

8.6应急终止条件...................................................................84

8.7保障措施.......................................................................84

8.7.1通讯与信息保障...........................................................84

8.7.2应急队伍保障.............................................................85

8.7.3物资装备保障.............................................................85

8.7.4其他保障.................................................................85

8.8应急预案演练...................................................................86

9计算书及相关图纸......................................................................87

9.1存水计算.......................................................................87

9.2泄水计算.......................................................................87

9.3水压力计算.....................................................................89

9.4抽水计算.......................................................................89

9.5营盘山隧道2号斜井降水相关图纸.................................................90

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1工程概况

1.1危大工程概况

1.1.1工程简介

营盘山隧道全长11.28km，属于特长隧道，分9标、10标两个合同段（进口和1#斜井、

出口和2#斜井）进行施工。我司承建第10合同段（出口和2#斜井），长5623m。2#斜井分

送风井和排风井，长1344m（1255m），平均纵坡10%，斜井口与正洞交汇处高差约135米，

2号斜井进主洞后向进口方向推进承担施工任务。

目前正洞出口端正在施工，截止到2023年6月9日，左线已施工2983m，剩余184m，

右线已施工2950m，剩余288m（距离贯通面）。2#斜井截止到2023年3月31日被淹没，主

洞已开挖施工505m，剩余1951m，右线已开挖施工400m，剩余2011m。

图1.1.1-1营盘山隧道出口段及2号斜井施工现状图

表1.1.1-1正洞施工情况表

合同段段落划分起止桩号计划长度开挖长度剩余长度备注

左线ZK29+860-ZK26+69331672983184

10出口端

右线K29+890-K26+65232382950288

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2号斜左线ZK26+693-ZK24+23724565051951

井转主

洞右线K26+648-K24+23724134002011

图1.1.1-2营盘山隧道2号斜井施工现状图

表1.1.1-2斜井施工情况表

斜井设计长度m开挖长度m剩余长度m二衬施工m备注

送风井1430.921015.5415.42469

2

号排风井1483.471483.470415

1.1.2工程现状

2号斜井工区水文地质条件异常复杂，自2023年3月初，营盘山隧道2#斜井被淹以后，

涌水不断从洞口溢出，截止目前，洞口流水量一直维持在1500m³/h。斜井及转主洞洞内存水

约26万m³。出口段主洞施工开挖掌子面距斜井存水区域目前长度为左线184m，右线288m，

现在需要对斜井进行降排水施工，以保证出口段左洞的施工安全与安全贯通。

正洞作业面前方26万方的斜井区域存水以及斜井与主洞135米高差的水压，将对正洞

泄水施工带来极大风险。另外根据设计文件，主洞ZK26+793-ZK26+693段位于褶皱段，围岩

极其破碎、随时有涌水、突泥、坍塌等风险。

综上所述，“营盘山隧道2号斜井泄水专项施工方案”需按《公路工程施工安全技术规范》

JTGF90-2015的有关规定进行施工并进行专家论证。

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图1.1.2-1营盘山隧道2#斜井涌水现状平面图

1.1.3涌水经过

2023年3月3日，隧道2号斜井转正洞左线掌子面掘进573m（桩号ZK26+188），爆破

后在隧道上台阶左下方出现一个直径约2米的溶洞，随后溶洞发生小规模的涌水和少量涌泥，

项目部立即停止掌子面施工，观察并记录涌水和涌泥情况。

图1.1.3-13月3日ZK26+188掌子面左下方涌水

3月4日，第三方检测单位进行了超前地质雷达检测和超前钻孔探测，在掌子面位置钻

孔5个，钻孔深度17米，其中掌子面顶部钻孔出现压力水喷出，通过钻孔的情况探明隧道

掌子面前方存在长约9米的空腔并有松散渣体。3月5日至6日溶腔多次发生小规模涌水和

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涌泥，每小时涌水量200m³至400m³。

图1.1.3-2掌子面超前钻孔及压力水喷出

3月7日，涌水量突然增大，达到了二级泵站的极限排水量，泵站满负荷工作，隧道开

始出现积水（当日抽水记录显示抽水量达到6.3万m³）。项目部紧急撤离隧道内人员和部分

机械设备。

图1.1.3-33月7日ZK26+188涌水和涌泥

3月8日凌晨6时左右，隧道内突发涌水，瞬时突水量8000m³，涌水量达11万m³，涌水

水头高度达1.5米；同时突泥量达5000m³以上。凌晨7时，隧道内人员全部撤离，随后隧道

二级泵站被淹，二级泵站停止工作，当天整个隧道主洞被淹没。

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图1.1.3-4人员撤离时洞内照片

随着主洞被淹，水位上升，整个斜井被淹没。目前斜井洞口出水量经实际测量，流量约

1500m³/h。

图1.1.3-5现阶段2号斜井洞口

原设计图纸显示营盘山隧道洞室内呈点滴状或淋雨状出水，设计抽水量为250万m³。但

截至2023年3月8日2#斜井停工,2#斜井现场实际抽水量为1770万m³，已远超出设计总量。

洞内存水量：主洞存水量Q1=90500m³，斜井存水量Q2=175000m³，总水量

Q=Q1+Q2=175000+90500=260000m³。（计算书详见9.1）

1.2水文地质

1.2.1主洞及斜井地质纵断图

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图1.2.1-1出口端左洞未施工段地质纵断面图

图1.2.1-2斜井施工段地质纵断面图

1.2.2设计地质及水文情况

地质情况主要以微风化白云岩为主，局部受褶皱影响，岩体极破碎，岩质坚硬，节理裂

隙发育，可能存在溶腔、溶槽，裂隙水较发育，围岩整体稳定性差，多夹层、节理及裂隙。

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水文情况显示隧址区冲沟发育，汇水面积大，水位及流量受季节控制明显，地下水主要

为第四系松散覆盖层中孔隙水、基岩中的裂隙水及岩溶水。

图1.2.2-1微风化白云岩图1.2.2-2软弱夹层

1.2.3主洞掌子面围岩情况

主洞左线掌子面ZK26+876围岩情况：该段设计高程1637.616，地面高程2308.29。围

岩主要为微风化、强风化白云岩，受褶皱影响，节理裂隙不完全-完全发育，岩体较破碎，

自稳能力较差，局部会发生掉块，呈雨淋状或大股状出水。根据超前钻孔显示前端有溶腔、

溶槽和软弱夹层。

图1.2.3-1隧道主洞掌子面围岩状况图图1.2.3-2超前地质钻孔

1.2.4涌水前斜井转主洞掌子面围岩情况

主线左洞小桩号ZK26+188掌子面围岩:以微风化白云岩为主，受褶皱影响，岩体极破碎，

岩质坚硬，节理裂隙发育，可能存在溶腔溶槽，裂隙水发育，围岩整体稳定性差。

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图1.2.4-1隧道ZK26+188掌子面围岩状况

主线右洞小桩号K26+248掌子面围岩:以微风化白云岩为主，受褶皱影响，岩体极破碎，

岩质坚硬，节理裂隙发育，可能存在溶腔溶槽，裂隙水发育，围岩整体稳定性差。

图1.2.4-2隧道K26+248掌子面围岩状况

主线左洞大桩号ZK26+693掌子面围岩:以微风化白岩为主，岩体较完整，岩质坚硬，节

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理裂隙不发育，裂隙水弱发育、成点滴状出水，围岩整体稳定性一般。

图1.2.4-3隧道ZK26+693掌子面围岩

主线右洞大桩号K26+648掌子面围岩:以微风化白云岩为主，岩体较完整，岩质坚硬，节

理裂隙不发育，裂隙水弱发育、成点滴状出水，围岩整体稳定性一般。

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图1.2.4-4隧道K26+648掌子面围岩

1.3重难点分析及解决措施

序

重、难点重、难点分析解决措施

号

1、对掌子面采用锚、网、喷支护形式进行封闭，当围

岩特别破碎时增加掌子面全断面注浆；

掌子面前方存水量大，斜井2、在距离掌子面2m处增设2m厚钢筋混凝土挡水墙，

泄水孔在钻孔与主洞高差135米，折算到用以缓解水流冲击；

过程中因水压每个孔内的理论静水压力3、在挡水墙上预埋拉钩并用钢丝绳与钻机端头连接，

大，容易造成达2.4t，理论最大动水压力缓解水压推力；

1

各种不可预见达4.8t，泄水孔在打通瞬间4、在钻机前端增加5cm厚橡胶圈与挡水墙紧靠，防止

情况，危险系或退杆过程中，因压力增大钻进和退杆过程中高压水（砂）伤害作业人员；

数高造成设备损坏或钻孔人员5、对作业人员进行安全专项培训，设置安全操作平台，

受伤保证作业人员距钻机3m的安全距离，钻机作业人员及

一线施工人员配备喷砂服和救生衣等防护用品，并购

买高额人身意外伤害保险。

1、在止水墙上安装导向管，并固定牢靠，精确控制仰

泄水孔纵深达100米，因钻角在1°-3°、左右方向与隧道轴线平行；

超长钻孔精度

头钻杆自重下沉、围岩裂隙、2、钻机就位时，测量人员严格控制钻杆仰角和轴线；

2控制及成孔难

岩性不均等原因，导致钻孔3、挡水墙外侧钻机工作区域施作15cm厚C15混凝土

度大

偏位、串孔、塌孔、堵孔等地坪，确保钻机就位平稳；

4、充分考虑泄水的不利因素，增加泄水孔数量。

1、保持电力持续供电；

2、水泵配置满足需求，分启动泵和检修泵，并额外配

保证抽水设备电力供应中断；水泵损坏；备足够的备用泵；

3连续运转，持工人操作失误；3、对所有泵体均安装防砸保护架；

续抽水4、配备足够水泵维修工及看泵工人，24小时轮流值

守；

5、加强所有人员的技术、安全教育。

洞内涌水点多、洞内积水及涌水经仰拱汇1、配备大型泵组及时集中抽水，确保工作面满足施工

4涌水量大，对入隧道排水沟，仰拱施工边要求；

仰拱施工影响抽水边施工，严重影响仰拱2、增加作业人员的防水、防电、淹溺等安全防护措施。

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大作业人员安全及施工质量

和进度

1、采用超前钻孔，并结合地质预报和地震波反射法对

掌子面前方水文地质情况进行准确预判，稳步向前推

距离贯通面越来越近,随时进；

现阶段施工不

可能出现大量涌水、突水、2、带班人员密切关注掌子面围岩变化情况，发现围岩

可预料因素多，

突泥、大范围坍塌等不可预突变及涌水量大增等情况及时上报;

5安全隐患大

料情况3、编制专项应急预案，并备齐应急救援物资，进行突

水、突泥专项应急演练。出现突水、涌泥等情况，立

即启动应急预案。

1.4主要工程量

表1.4-1主要工程数量表

序号工程名称规格单位数量备注

C25钢筋混凝土m³195.84

1挡水墙

HRB400-16kg2148

2泄水孔钻孔Φ150米2200

3超前地质探孔Φ150米4015

临时排水沟米120凿挖、浆砌

4排水系统

C20混凝土m³24拦水墙

万方80.64抽水量

5斜井抽水

方830清淤量

C25钢筋混凝土m³10.76

HRB400-12钢筋

6掌子面封闭kg748

网片

砂浆锚杆kg3099

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2编制依据

2.1编制说明

2023年11月14日，项目部编制的《营盘山隧道2#斜井降排水专项施工方案》经专家

论证通过。因设计方案调整，我部根据通过专家论证的《营盘山特长隧道涌突水处治方案设

计》编制本施工方案。

2.2设计文件

表2.2-1设计文件一览表

序号图纸名称图号出图日期设计单位

K24+237～K29+905第一册工程中交公路规划设计院

1两阶段施工图2016.11

地质勘察报告有限公司

K24+237～K29+905第一册总体中交公路规划设计院

2两阶段施工图2016.11

设计、路线有限公司

K24+237～K29+905第二册路基、

中交公路规划设计院

3两阶段施工图路面、其他工程、筑路材料、2016.11

有限公司

施工方案

K24+237～K29+905第三册（第

一分册）营盘山隧道设计说明、中交公路规划设计院

4两阶段施工图2016.11

隧道表、工程数量表、土建图有限公司

纸

K24+237～K29+905第三册（第

中交公路规划设计院

5两阶段施工图二分册）营盘山隧道土建设计2016.11

有限公司

图纸

《营盘山特长隧道涌突水处治中交公路规划设计院

6两阶段施工图2023.6

方案设计》有限公司

2.3法律、法规及制度条例

主要建筑法规及规章制度，行业规定，地方规定及政府文件见下表。

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表2.3-1主要法规一览表

序号类别名称文号

2023年4月第十三届全国

1中华人民共和国建筑法

人大常委会修正

1999年3月第九届全国人

2中华人民共和国合同法

大会议通过

3中华人民共和国安全生产法2014年主席令第13号

2023年4月第十三届全国

4中华人民共和国消防法

国家人大常委会修正

中华人民共和国国务院第

5建设工程质量管理条例

714号令

6建设工程安全生产管理条例2003年国务院令第393号

7《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》住建部37号令（31号文）

住房城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大的

8建办质（31号文）

分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知

2.4主要施工标准规范规程

表2.4-1主要施工标准、规范、规程一览表

序号类别名称编号

1《公路隧道设计规范》JTGD70-2004

2《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009

3规范行业类《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ`60-2016

4《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194-2014

5《钢结构设计标准规范》GB50017-2017

6标准基础类《公路工程技术标准》JTGB01-2014

7标准行业类《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2012

标准

8行业类《公路水运工程施工安全标准化指南》2013年版

指南

9《公路工程施工安全技术规程》JTGF90-2015

规程施工类

10《施工现场机械设备检查规程》JGJ`60-2008

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11《建筑机械使用安全技术规程》JGJ`33-2012

安全总管二（2014）104

12规定国家《隧道施工安全九条规定》

号文

13规范行业类《水利水电工程施工导流设计规范》SL623-2013

2.5管理体系文件

表2.5-1管理制度及体系文件

序号名称备注

1公路工程施工标准化指南

2本企业《质量管理手册》（CSCEC7B/QMS/A01）

3本企业《环境与职业健康安全管理手册》（CSCEC7B/O+E/A02）

4《项目管理办法》

5本企业《施工项目管理手册》

6《项目管理核心流程汇编》

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3施工计划

3.1施工进度计划

3.1.1总体思路

用HM90AC潜孔钻机进行超前地质钻孔，结合TSP及地质雷达进行超前地质预报，在确

保安全的情况下，左洞上台阶施工至ZK26+793（距贯通面100m），仰拱和二衬施工至距离

掌子面60m，右洞施工至K26+800（距贯通面150m）时停止施工。

左洞上台阶掌子面进行锚、网、喷封闭，沿隧道两侧边墙分别凿挖临时排水沟，在距离

掌子面1.5m处模筑一道2m厚的全封闭钢筋混凝土挡水墙，用HM90AC潜孔钻机施作Φ150泄

水孔至ZK26+743（距贯通面50m)开始泄水。

如果钻进过程无明显水流排放、斜井水位无明显下降时，开始从斜井口抽水，将斜井已

施做二衬段415米水抽排，降低水头40米。然后继续加深泄水孔（要求不一次性打穿剩余

岩体），如能正常泄水，则等待排水即可，如不能正常排水（此情况必须让建设单位、设计

单位和监理单位同时见证），再考虑打穿岩体，将钻孔与洞内积水连通。最后进行仰拱及剩

余100m的主洞施工。

待出口左洞与斜井贯通后，由建设单位牵头对斜井及正洞情况进行现场勘查、评估，并

出具下一步设计方案。

3.1.2施工目标

根据隧道出口端现有施工进度及围岩情况雨季结合营盘山隧道工程施工的特点，计划施

工工期为2023年8月1日开始降水施工。按照最不利条件下至2023年12月14日结束(本

计划未考虑因不可预见因素导致施工时间的延长）。

根据工期安排，项目部将迅速组织人员、设备、材料进场，并合理安排，为泄水施工创

造有利条件。

3.1.3施工步骤及施工内容

根据降水需要和斜井实际情况分为以下几个阶段，如下表所示：

表3.1.3-1施工步骤

时间段划分施工内容备注

施工方案审批、隧道内的施工材料及人员退场、隧道大型机械设

准备阶段备退场、隧道排水沟清理、洞口临时设施防护。

泄水施工队伍及机械设备进场、材料购置、加工、设备购置及调

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试、应急救援物资进场、斜井抽水设备购置及调试

超前地质探用HM90AC潜孔钻机进行超前地质钻孔，掌子面稳步向前推进

孔

隧道掌子面掘进至K26+793（距离贯通面100m）时，对掌子面采

用15cm厚C25喷射混凝土进行锚、网、喷封闭（锚杆：HRB400-22

第一步

L=8m@1×1m，钢筋网片：HRB400-12@20×20cm)；在距离掌子面

掌子面工程

1.5m处施作2m厚C25钢筋混凝土挡水墙，在挡水墙内设置双排

施工

钢筋网片，挡水墙周边设置砂浆锚杆对其进行锚固，沿隧道两侧

边墙分别凿挖1×1m临时排水沟。

第二步

用HM90AC潜孔钻机施作泄水孔（ZK26+793，距离贯通面100m），泄水孔长度50

（ZK26+793

将斜井段洞内积水、涌水直接通过泄水孔将水引排（本阶段实施米，泄水孔按

—ZK26+743）

过程中，左右洞均停止掘进施工）。22个∅150考虑。

施作泄水孔

如果钻进过程无明显水流排放、斜井水位无明显下降时，先将静

第三步

水位降至排风井K0+840（二衬施工完成段），根据主洞现场钻孔

斜井抽水

作业监控信息再确定静水位降低高度。