许家梁隧道过F1断层专项施工方案

府谷煤炭铁路专用线五标项目府谷煤炭铁路专用线五标项目 许许家家梁梁隧隧道道 过过 F F1 1 断断层层 专专项项施施工工方方案案 编制 编制 复核 复核 审核 审核 中铁隧道集团府谷煤炭铁路专用线项目 2012 年 7 月 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 1 1 目录目录 一 工程概况 2 二 施工方案 3 三 施工方法 3 超前支护 3 隧道开挖 5 隧道支护 6 径向注浆 9 四 资源保证措施 11 资源配置 11 资源保证措施 12 五 质量保证措施 13 大管棚施工 13 开挖 14 初期支护 14 六 安全保证措施 15 防坍塌的安全保证措施 15 防突泥 涌水的安全保证措施 17 支护安全保证措施 18 施工现场安全技术措施 19 施工用电安全技术措施 19 施工机械的安全保证措施 20 瓦斯地段的安全保证措施 20 监控量测 25 地质超前预报 27 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 2 2 一 工程概况一 工程概况 许家梁隧道 F1 断层影响范围为 DK37 995 DK38 075 设计位于 DK38 020 处于正 洞相交 与正洞交角约为 54 F1 断层为张性正断层 东西向延伸出测区 走向 N60 W N70 W 倾角约 65 70 断距约 70m 140m 断层带内端面较平直 岩体节理裂隙发育 岩体破碎 该断层的导水性一般 对 隧道施工有较大影响 隧道去属斜地层 岩层产状 330 3 4 岩体节理裂隙发育 呈碎石状镶嵌结构 超前支护 超前大管棚 89 无缝钢管 L 10m 间距 40cm 初期支护 拱部组合中空锚杆 L 3 0m 边墙砂浆锚杆 L 3 0m 拱架为 I18 工 字钢架 间距 0 6m 钢筋网为 8 圆钢 20 20cm 喷射砼厚度 25cm 具体见图 1 初期支护完成后对该段围岩进行径向注浆 二次衬砌 40cm C25 喷混凝土 25cm 拱部 22组合中空锚杆 L 3 0m 二次衬砌 40cm C25 喷混凝土 25cm 边墙 22砂浆锚杆 L 3 0m I18工字钢架 间距0 8m 钢筋网 8 20X20cm I18工字钢架 间距0 8m 钢筋网 8 20X20cm 图图 1 1 级加强支护断面图级加强支护断面图 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 3 3 二 施工方案二 施工方案 洞内支护按照 V 级围岩加强支护衬砌施工 DK37 995 DK38 075 段超前支护采用 89 超前大管棚 每循环 L 10m 环向间距 40cm 每循环搭接长度 3m 开挖施工采用 环形预留核心土法 开挖支护采用锚喷构筑法施工 钢架采用 I18 工字钢 布置间距 为 0 6m 系统锚杆边墙采用 22L 3m 的砂浆锚杆 系统锚杆拱部采用 22L 3m 的组 合中空锚杆 钢筋网片采用 8 200 200mm 喷射混凝土采用 25cm 厚 C25 混凝土 初 期支护完成后对隧道拱部进行径向注浆 径向注浆与掌子面距离错开 30 40m 注浆孔 间距为 2 5m 2 5m 梅花形布置 孔深 3m 采用钢花管注浆 三 施工方法三 施工方法 超前支护超前支护 超前支护采用 89 超前大管棚 开始施作里程为 DK37 995 每 7m 设 1 循环 每 循环打设 10m 长管棚 DK37 995 DK38 075 段 共需打设 11 个循环 分别为里程 DK37 995 DK38 002 DK38 009 DK38 016 DK38 023 DK38 030 DK38 037 DK38 044 DK38 051 DK38 058 DK38 065 大管棚施工工艺 洞内大管棚施工工艺具体见图 2 所示 钻机定位 在开挖上台底面设设置钻机作业平台 进行钻机就位 先根据已知导线点及隧道 中线对钻机进行定位 再使用水平尺调整钻机水平 最后使用导向仪对导向孔坡度进 行调整 成孔较容易时 先成孔后顶进管 成孔较难时 改装扩孔偏心钻头套管跟进 若 钻孔过程阻力较大 可退回 1m 多次反复 阻力减小后继续钻进 钻机带管钻进 钢管管头设计为 V 型 400mm 的尖角 前端密封 以防止泥土进入 钢管连接采用套丝管连接 管棚 89 钢管一端外车丝扣另一端内车丝扣 两端 各 15cm 钢管接头应错开 隧道纵向同一断面内的接头数不大于 50 相邻钢管的接头至 少错开 1m 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 4 4 清土注浆 清土 为了方便钢管内注浆 必须清除管内余土 采用对钢管内注入高压风 或 隧道扩挖及支护 三榀 掌子面喷砼封闭 钻机就位 定位 钻孔 下管 管棚加工 注浆 是否达到 终孔标准 否 隧道开挖施工 下 一 循 环 图图 2 2 洞内管棚施工工艺流程图洞内管棚施工工艺流程图 图图 3 3 洞内洞内 89 89 管棚施工示意图管棚施工示意图 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 5 5 高压水 冲出管内余土的方法 注浆 为了加固隧道周边围岩 控制地表下沉 增大管棚钢度 充填钢管口周边 空隙 必须对钢管内进行注浆填充 注浆时 孔口压力控制在 0 5 1 0MPa 浆液采用 水灰比为 1 1 重量比 水泥浆 并采用定量注浆法控制注浆量 注浆前做注浆实验 根据情况可调整注浆参数 当全段注浆量达到标准的 80 而且无渗漏现象方可结束全 部注浆 注浆结束后用 M7 5 水泥砂浆封堵注浆孔 效果检查 钻孔注浆分两个序列进行 当一序列孔完成注浆后 施钻二序列时可 取芯检查浆液分布和固结情况 大管棚支护参数 表表 1 1 大管棚主要参数表大管棚主要参数表 项目编号技术参数施工标准及技术要求 1 管棚设计长度 10m 2 管材标准管径 89 壁厚 5mm 的无缝钢管 3 布设范围开挖轮廓线外 100mm 拱部 140 范围内 4 外插角5 8 5 方向与中线平行 6 管棚与结构关系钢管中心超出结构外轮廓尺寸线 250mm 7 布设间距环向间距 400mm 8 管节长度3 6m 9 施工误差 左右偏差 150mm 上偏差 150mm 下偏差 100mm 10 接头错缝要求接头错开距离 1 0m 同一断面接头数量 50 11 管节联结方式采用套丝管连接 隧道开挖隧道开挖 隧道开挖采用环形开挖预留核心土法施工 开挖前采用超前小导管或管棚进行超 前支护 上部弧形 左 右侧墙部 中部核心土开挖各错开 3 5m 进行平行作业 上 台阶支护完成后 且喷射混凝土达到设计强度 70 以上时 将核心土与下台阶一起开挖 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 6 6 预留核心土面积不小于整个断面的 50 上下台阶错开 3 5m 开挖后 及时架立钢 架并且初期支护紧跟 随时监控量测初支的受力状态及围岩的稳定性 根据量测信息 反馈信息随时做好预防措施 形成全断面初支闭合环后 经监测沉降稳定后及时施作二 次衬砌 环形开挖预留核心土法施工工艺流程图见图 4 所示 环形开挖预留核心土法 施工步骤示意见图 5 图 6 所示 隧道支护隧道支护 隧道支护锚喷构筑法施工 钢架采用 I18 型钢钢架 间距为 0 6m 钢架纵向采用 22 螺纹钢筋焊接连接 连接筋布置于钢架内侧间距 1m 拱脚每处设 42L 4m 锁脚 施工准备超前地质预报 爆破设计测量放线 必要时加深炮孔探测 拱部超前支护 一侧墙开挖支护 拱部支护 弧形导坑开挖 另一侧墙开挖支护 监控量测 超前地质预报 底板开挖封闭 核心土开挖 稳定性判断 下一循环施工 调 整 支 护 参 数 图图 4 4 环形开挖预留核心土法工艺流程环形开挖预留核心土法工艺流程 图图 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 7 7 锚管 2 根 拱部 157 42 范围布置 22L 3m 的组合中空锚杆 锚杆间距为 1m 1 2m 侧墙部分布置 22L 3m 的砂浆锚杆 锚杆布置间距为 1m 1m 初支采用 25cm 喷射混凝土 锚管 杆 施工 系统锚管主要为注浆锚管 本段暗挖隧道为 级围岩 系统锚管采用 22 组合中 空锚杆 锚管原材料规格 长度 直径符合设计要求 锚管杆体不能有油污或其它不符 合规范要求的缺陷 孔位 孔深及布置形式符合设计要求 锚管钻孔严格按设计要求定出孔口位置 孔位偏差不大于 0 2m 钻孔保持圆顺 图图 5 环形开挖预留核心土法示意图环形开挖预留核心土法示意图 1 5 2 3 4 6 图图 6 6 环形开挖预留核心土法示意图环形开挖预留核心土法示意图 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 8 8 而平直 孔口岩面平整 钻孔与岩面垂直 钻孔深度及直径与杆体相匹配 型钢钢架加工要求 加工时应按交底图纸放大样 现场放样完成后应由工程部主管工程师验收合格 后方可加工 型钢在使用前表面要清理干净 清除表面油渍 漆皮 鳞锈等 拼装时在需要焊接的位置可用楔形卡卡住 防止电焊时局部变形 待所有焊接 点卡好后 先在焊缝两端点焊定位 然后进行焊缝施焊 施工顺序应由一端开始到另一端进行 先焊骨架下部 后焊骨架上部 相邻的 焊缝宜采用分区对称跳焊 药皮应随焊随敲掉 用电弧焊焊接 A3 钢和 Q235 钢时采用 E43 型焊条 钢架安装要求 级围岩型钢钢架架立应垂直线路中线 环向应闭合 允许偏差为 横向 50mm 钢架间距 100mm 高程 50mm 垂直度 2 保护层厚度偏差为 5mm 型钢钢架与壁面应楔紧 每榀型钢钢架节点及相邻型钢钢架纵向必须分别连接 牢固 型钢钢架在架立时 根据施工交底控制水平 标高 垂直度及同步 连接脚板 的螺栓应带齐 拧紧 带不上的经现场技术员同意后用 22 连接筋帮焊 并加强焊接 钢筋网加工允许偏差为 钢筋间距 10mm 钢筋搭接长度 50mm 钢筋网铺设应平整 并与格栅或锚杆连接牢固 每层钢筋网之间应搭接牢固 且搭接长度不应小于 100mm 喷射砼工艺要求 喷射机械安设调整好后 先注水 通风 清除管道内杂物 清扫施喷面松散土 体或杂物 岩面处理和渗水处理 岩面处理 对开挖面尺寸认真检查 清除松动危石 欠挖超标过多的先行局部处 理 用高压风或水清洗受喷面 将开挖面的粉尘和杂物清理干净 埋设喷层厚度检查 标志 渗水处理 做好排水引流 安设导管处理 当初支封闭后 背后回填注浆填充止 水 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 9 9 喷射前 先开速凝剂阀门 后开风 再送料 以易粘结 回弹小 表面湿润光 泽为准 严禁随意增加速凝剂掺量 尽量用新鲜的水泥 存放较长时间的水泥将会影 响喷射混凝土的凝结时间 喷嘴需对受喷岩面作均匀的顺时针方向的螺旋轨迹转动 一圈压半圈的横向移 动 螺旋直径约为 20 30cm 或采用 S 形往返移动前进 每次长度 3 4m 喷射机的 工作风压严格控制在 0 3 0 4Mpa 范围内 喷嘴与受喷面垂直 有钢筋时角度适当放 偏 30 左右 喷嘴与受喷面距离控制在 1 0 1 2m 范围内 喷射厚度的确定 一般每次喷射厚度为边墙 70 100mm 拱顶 50 60mm 对渗 水或滴水地段 先喷一层厚 2cm 细骨料混凝土 然后再逐层喷射混凝土至设计厚度 喷射混凝土由专人喷水养护 以减少由于水化热引起的开裂 发现裂纹用红油 漆作上标识 进行观察和监测 确定其是否继续发展并找出原因进行处理 径向注浆径向注浆 1 施工程序 径向注浆施工程序为 钻孔 注浆 注浆验收 2 工艺流程 径向注浆施工工艺流程见图 7 所示 3 施工工艺 钻孔 初期支护施工完毕后在洞身周边按照 2 5cm 间距进行钻孔 孔深 3 0m 按梅花形 布置 钻孔纵向间距 2 5m 钻孔完毕后及时进行清孔 验收合格后进行注浆管安装 安装注浆管 钻孔结束后安装注浆管 注浆管采用 42 3 5mm 钢花管 长度 3m 参照小导管 进行开孔 注浆管采用锚固剂锚固 注浆准备 注浆前掌子面应喷射混凝土封闭 防止掌子面处溢浆 注浆前进行管路调试 检 查注浆管路及设备 确保注浆压力表完好 注浆前孔口管埋设牢固 并安装止浆管 注浆 拌制水泥浆 钻孔快完成时 应先加水后加水泥 水泥浆液水灰比按 1 1 拌和 10 20min 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 1010 注浆方案 实行跳孔注浆方案 注浆顺序分区从两侧到拱顶 注浆压力 1 5 2Mpa 注浆孔壁与钢管之间用锚固剂填实 孔口设止浆塞 注浆过程中若发生串 浆 则关闭孔口阀门待其他孔注浆完毕后再打开阀门 注浆用料 采用 1 1 水泥浆 水泥采用 425 号普通水泥 必要时掺水玻璃 水 图图 7 7 径向注浆施工工艺流程图径向注浆施工工艺流程图 差补孔注浆 施工准备 测量定位 凿岩机钻孔 清孔 安装导管 封堵导管 注浆结束 Y 喷混凝土封堵掌子面 注浆效果分析 N 连接注浆管路 调试 注浆作业 注浆设计 浆液选择 浆液制备 地质调查 注浆 参数 调整 N Y N 钻孔验收 N Y 图图 7 7 径向注浆施工工艺流程图径向注浆施工工艺流程图 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 1111 玻璃浓度 35Be 水泥浆与水玻璃体积 比 1 1 1 0 6 注浆结束标准 单孔结束标准 当达到设计终压并继续注浆 10min 以上 单孔进浆量小于 20L min 检查孔涌水小于 0 2L min 全段注浆结束及评定标准 所有注浆孔均已符合单孔注浆标准 无漏浆现象 注浆后段内涌水量不大于 5m m d 选择 5 径向注浆孔位进行压水试验 在 1 0Mpa 压力下 进水量小于 2L m min 四 资源保证措施四 资源保证措施 资源配置资源配置 1 劳动力计划 许家梁隧道进洞工程开挖支护施工作业人员由隧道工 电工 钳工 机修工 电 焊工 喷砼工及机电司机等工种组成 并配备一定数量的普工 人员配备计划见表 2 所示 表表 2 2 许家梁隧道进口人许家梁隧道进口人员配备计划员配备计划 部 门工种 职务 人 数备 注 架子队队长 1 领工员 2 技术主管 1 质检员 1 技术员 1 专职安全员 2 机械管理人员 2 物资管理 2 工区管 理人员 小计 12 班长 2 电焊工 6 杂工 6 加工班 小计 14 开挖班班长 3 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 1212 开挖工 24 焊工 6 喷浆工 3 运输车司机 6 修理工 2 电工 3 小计 47 总计 73 2 主要机械设备配置计划 主要机械设备配置计划见表 3 所示 表表 3 3 许家梁隧道进口许家梁隧道进口主要机械配备计划主要机械配备计划 序号名称规格型号数量 台 备注 1自卸汽车8t4 2发电机300kw1 3装载机ZL 401 4自动配料机PLD8001 5电动空压机PES7202 6交流电焊机BX1 5006 7钢筋切断机GQ401 8钢筋弯曲机GW401 9钢筋调直机GT161 10潜孔钻机YMG80A1 11风镐03 1110 12农用车1t2 13挖掘机PC2001 14注浆机KBY50 701 15冲击钻XY 28 3001 16湿喷机PZ 72 17模筑混凝土搅拌站JZC3501 18喷砼搅拌站JS5001 资源保证措施资源保证措施 1 劳力保证 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 1313 安排技术能力高 有类似隧道程施工经验的工人 管理人员投入施工 施工人 员使用我单位基本力量 全单位内统一调配 在专业工种和劳动力数量等方面 满足 现场施工需要 根据总体施工进度安排 逐季 逐月作出劳动力使用计划 保证劳动力充足 积极做好节假日期间的工作安排 力保节假日期间施工正常进行 2 物资保证 保证料源充足 开工前组织专业人员编制各类物资和半成品备料计划 专人负 责提前考察各种材料的货源 储量 运距等 详细制定出进料计划 保证各种物资的 供应 根据生产计划编制材料供应计划 超前订货加工 做到材料 半成品按时适量 供应 安排专人进行验收工作 严把原材质量关 杜绝由于物资供应而影响进度现象 发生 主要材料储备量保证满足施工要求 3 机械保证 本工程涉及施工机械种类多 优先安排本工程需要的一切施工机械 力求提高 施工机械化水平 减轻劳动强度 加速施工进度 必须按照计划配足各类机械设备 同时做好设备的使用 保养 维修工作 保 证各种设备的正常运转 并提高其完好率 利用率 施工现场车站 高架桥各设一个 机械维修车间 以保证机械正常运行 对常用易损的机械配件 重要机械配备整机或部分总成配件有足够的库存量 五 质量保证措施五 质量保证措施 大管棚施工大管棚施工 1 搭设钻机平台 确保平台支撑于稳固的地基上 钻机要与孔口方向平行 用仪 器 挂线 钻杆导向相结合的方法 反复调整 精确核定钻机位置 2 钻孔前 按测量定好钻孔的范围 平面位置 并对每个孔进行编号 钻孔由高 孔位向低孔位进行 开钻时应低速低压 钻进时遇到坍孔 卡钻时 钻孔时要慎重 每钻进 1 米要退钻 若卡钻太频繁 要注浆后再钻 保证钻孔成孔质量较好 确保下 管顺利 钻进中经常采用量测钢管钻机的偏斜度 发现偏斜超过技术交底要求 及时 纠正 至终孔仍超限者补注浆后再原位重钻 在施钻过程中及时记录和绘制孔位布置 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 1414 图 用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔 清除浮渣 3 钢管节长设 3m 6m 两种 在管节两端车内 外丝 采用丝扣连接 丝扣长 15cm 下管前要先对每个钻孔的钢管进行配管和编号 下管时按照编号分段施工钢管 节与节之间采用丝扣连接 相邻钢管的接头前后错开 同一横断面内的接头数不大于 50 相邻钢管接头至少错开 1m 纵向两组管棚搭接长度不得小于技术交底要求 4 钢管内插入注浆管和排气管 排气管要深入孔底 对预留的管口进行保护后 对孔口空隙进行封堵和施作掌子面喷射砼止浆墙 钢管与导向管间隙用速凝水泥或其 它材料堵塞严密 以防浆液冒出 堵塞时设置进浆孔和排气孔 5 注浆顺序由下往上 由低到高 隔孔灌注 初压为 0 5 1 0Mpa 终压 2Mpa 施工中持压 15min 后停止注浆 若注浆量超限 还没达到压力要求 应该调整浆液浓 度继续注浆 持压 15min 后可停止注浆 开挖开挖 1 开挖断面尺寸要符合设计要求 开挖轮廓线采用有效的测量手段进行控制 拱 部允许超挖平均为 15cm 最大不超过 25cm 边墙平均为 10cm 仰拱 隧底平均 10cm 最大 25cm 2 注意控制上半断面的开挖中线和水平 确保开挖断面圆顺 钢格栅安装位置正 确 3 尽可能缩短开挖台阶和各开挖分部的施工间隔 使初期支护尽快闭合 以减小 围岩变形量 4 避免分部施工格栅拱脚出现悬空引起下沉 防止累计沉降过大 钢格栅下端设 在稳固地层上 或设在扩大钢板 混凝土垫块上 5 型钢钢架安装位置要准确 各节点要对齐 连接要牢固 确保格栅可靠受力 6 初支成环后及时回填注浆 以降低拱顶及地表沉降 7 作好开挖的施工记录和地质断面描述 加强对洞内外的观察 作好地质超前预 报工作 8 开挖过程中必须加强监控量测 当发现拱顶 拱脚和边墙位移速率值超过正常 允许值或出现突变时 应及时采取加临时支撑 封闭掌子面注浆等措施 以控制位移 和变形 对连续沉降的地段 根据量测结果及时进行跟踪注浆 9 掌子面钻孔 爆破过程中 如开挖面暴露时间长 易引起围岩应力释放 造成 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 1515 坍塌 对于此类围岩 超前注浆效果不明显 拱架架立前对开挖面进行临时封闭 开 挖成型后 立即在超前小导管上挂网初喷 厚度为 10cm 形成临时支护 避免因岩体 应力释放造成坍塌 10 开挖采用光面爆破技术 喷射砼厚度 锚杆方向 长度 抗拔力符合设计要 求 初期支护初期支护 1 型钢钢架 型钢钢架及型钢加工在平整的场地上进行 控制平面翘曲度 钢架加工不得有假 焊 焊缝表面不得有裂纹 焊瘤等缺陷 检查焊点是否漏焊 合格品的要编号 避免 混用 安装拱架前先对围岩进行 4cm 的素喷 以保证安全 钢架的下端设在稳固的地 层上 拱脚开挖高度低于上部开挖底线 15 20cm 下垫砂层和钢板 便于安装和下部 连接 各节钢架间以螺栓连接 连接板必须密贴 钢架横向和高程误差为 5cm 垂直 度 2 左右纵向误差 5cm 钢架与初喷混凝土之间尽量贴紧 如因开挖造成凹凸 不平 并有较大间隙时 设置混凝土垫板或钢板 严禁用片石和木材填塞 保护层厚 度不小于 2cm 钢架要全部被喷射混凝土覆盖 保护层厚度不小于 3cm 2 砂浆锚杆 杆体直径要均匀 一致 无严重的锈蚀 弯折 孔径要与锚杆直径相匹配 锚杆 孔径大于设计的锚杆直径 15mm 孔深比锚杆稍长一些 10cm 以上 孔向按设计方向钻 进 垂直坡面或岩面 锚杆杆体除锈除油 杆体插入锚杆孔时 保持位置居中 杆体 插入孔内的长度不得短于设计长度的 95 实际粘接长度亦不短于设计长度 95 砂浆 未达到设计强度的 70 时 不得随意碰撞 3 天内不得悬挂重物 3 中空注浆锚杆 隧道拱部中空锚杆均采用带排气装置的中空注浆锚杆 中空注浆锚杆直径为 25mm L 3 0m 杆体直径要均匀 一致 无严重的锈蚀 弯折 孔径要与锚杆直径 相匹配 锚杆孔径应大于设计的锚杆直径 15mm 孔深一般比锚杆稍长一些 10cm 以上 孔向应按设计方向钻进 垂直岩面 锚杆规格 长度 直径符合设计要求 锚杆杆体 除锈除油 注浆压力控制在 0 5 1 0MPa 终压控制在 2 2 5MPa 砂浆未达到设计强 度的 70 时 不得随意碰撞 3 天内不得悬挂重物 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 1616 六 安全保证措施六 安全保证措施 防坍塌的安全保证措施防坍塌的安全保证措施 隧道坍塌主要原因是地质因素及施工方法措施不当造成 所以隧道施工必须按照 设计及规范要求进行标准化 规范化作业施工 同时要加强围岩监控量测与地表沉降 观测 及时与业主沟通 信息化指导施工 确保隧道施工安全 1 围岩坍方前兆 围岩的变形破坏 失稳坍方 是从量变到质变的过程 量变过程中 在围岩的工 程水文地质特征及岩石力学反应出一些征兆 根据征兆预测围岩稳定性 进行地质预 报 保证施工安全 防治隧道坍方 特殊和不良地质 如断层及破碎带 地下水 松 散地层等稳定性差的围岩的变形破坏 失稳坍方 有以下征兆 水文地质条件的变化 如干燥的围岩突然出水 地下水突然增多 水质由清变 浊 地下水将断层泥带走 等都是即将发生坍方的前兆 拱顶不断掉下小石块 甚至较大的石块相继掉落 预示着围岩即将发生坍方 围岩节理面裂缝逐步扩大 支护状态变形 拱架接头挤偏或压劈 喷射混凝土出现大量的明显裂纹或剥落 等 敲击发声清脆有力 甚至发出声响 围岩或初期支护 拱脚附近的水平收敛率大于 0 2mm d 拱顶下沉量大于 0 1mm d 并继续增大时 说明围岩仍在发生变形 处于不稳定的状态 有可能出现失 稳坍方 2 发生塌方地隐患 地质因素 隧道穿过断层及其破碎带 一经开挖 潜在应力释放 承压快 围岩失稳而坍 塌 当通过各种堆积体时 由于结构松散 颗粒间无胶结或胶结差 开挖后引起坍 塌 在挤压破碎带 岩脉穿插带 节理密集等碎裂结构地层中 岩块间互相挤压钳 制 一经开挖则失稳 常见围岩掉块 坍落 在软弱结构面发育的情况下 或泥质充 填物过多 均易产生较大坍塌 薄层岩体在构造运动的作用下形成的小褶曲 错动发育地段 施工中常常发生 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 1717 坍方 岩层软硬相间或有软弱夹层地岩体 在地下水的作用下 软弱夹层地岩体强度 大大降低 因而发生滑塌 地下水地软化 浸泡 冲蚀 溶解等作用加剧岩体的失稳和坍落 施工方法和措施不当 施工方法选择不当 或工序间距安排不合理 各工序间距拉得较长 地层暴露 时间过久 引起围岩松动 风化 招致坍方的发生 喷锚不及时 或喷混凝土质量 厚度不符合要求 采用钢支撑时 支撑架设质量欠佳 支撑与围岩不密贴 两者间的空隙填塞不 密实 或联结不够牢固 不能满足围岩压力所需要的强度要求 有时抽换支撑操作不当 或者当支撑以出现受力过大的现象而未及时加固 爆破作业不当 用药量过多 处理危石措施不当 引起危石坠落 牵动岩层坍塌 防突泥 涌水的安全保证措施防突泥 涌水的安全保证措施 洞内突水对隧道施工的危害很大 施工中必须采用相应的防水 排水措施 进行 超前地质预报 根据预报情况提前加设积水井 加设抽水设备 同时做好应急准备 一旦发生涌水 迅速排出 以防大量地下水在洞内囤积 造成危害 1 对突水的预测 根据施工图提供地质资料 加强该段超前地质预测预报工作 采用超前钻探进行 明确掌子面前方的具体情况 在钻孔出现喷水时采用相似比拟法对涌水量 水压 赋 水规模 补给情况等进行分析预测 为确保掌子面作业安全 对掌子面向后方 10m 范 围内采用 25 钻杆进行开挖轮廓外 5 0m 进行钻探 进一步明确洞室周边地下水挤压 岩体的情况 消除安全隐患 确保作业环境的安全 2 确定施工措施和应急预案 根据设计的地质资料 地面地质补充勘察结果 综合物探预测预报 超前钻孔探 测和径向探测结果 必须按设计的排水量布设洞内排水设施 并在此基础上有针对性 的采取特殊材料填充 超前帷幕注浆固结等不同的施工方案 人员配置 洞内排水 选用有经验的专业队伍 上岗前先培训后上岗 确保洞内排水的可靠 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 1818 性 备用排水措施 项目部在每个洞口已设了完整的移动泵站一套 如遇突发涌水 泵无法正常使用 移动泵站即可进行排水 特殊材料充填 如预先探明隧道底部的岩溶水规模小于 5000m3 且为静水 静水压小于 2 5Mpa 补给水量在正常情况下小于排泄水量时 依次采用填充碎石 填砂 注入 C15 混凝土 等对溶腔进行实物充填 充填范围不小于隧道洞室直径的 2 倍 以确保隧道在开挖时 的安全 在开挖过程中坚持 预注浆 短开挖 快封闭 强支护 勤量测 紧衬砌 的原则 超前帷幕注浆固结 针对较大型的充水溶腔 在完成填充后 或小型静水溶腔 或大型充填性溶腔 采用开挖轮廓外 3 8m 范围内进行超前帷幕注浆 固结开挖轮廓外围岩破碎体 3 突泥地段施工 根据地质超前预测预报实施方案对洞内进行全过程综合超前地质预报预测 另外 再对掌子面向后方 10m 范围内采用 25 钻杆进行开挖轮廓外 5 0m 进行钻探 进一步 明确洞室周边可能隐覆的溶腔突泥情况 消除安全隐患 确保作业环境的安全 根据 对周围地质的了解程度 为确保掌子面作业安全 提前分别采用超前小导管预注浆 进行封堵 以加固地层并止水 支护安全保证措施支护安全保证措施 1 隧道开挖后必须及时进行支护 支护质量必须达到设计规定标准 2 施工期间 现场值班负责人员每天应同安全质检人员对开挖面地质以及各部支 护情况进行一次检查 不良地质地段每班检查一次 当发现支护变异或损坏时立即加 固处理并作出详细记录 3 量测人员发现量测数据有突变或异变时 应于量测后半小时内向技术负责人汇 报 并立即采取应急措施或通知施工人员暂时撤离危险地段 4 钢拱架架立时不得置于虚碴或活动石上 软弱围岩地段基底夯实加设垫板或加 设木楔楔紧 锚杆支护 孔深 间距 方位必须到设计要求 注桨要饱满 钢筋网初 喷砼必须达到设计厚度 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 1919 5 洞内支护 坚持 随挖随支护 的原则 支护至开挖面的距离最大不得超过 4m 如遇石质破碎 风化严重时 尽量缩小支护工作面 6 喷射支护前 清除危石及松动石块 脚手架要牢固可靠 喷射手配戴防护用品 机械各部完好正常 压力保持在 0 2Mpa 左右 喷浆管喷嘴严禁对人放置 7 当发现已喷锚区段的围岩有较大变形或锚杆失效时 立即在该区段增设加强锚 杆 其长度不小于原锚杆长度的 1 5 倍 如喷锚后发现围岩突变或围岩变形量超过设 计允许值时 用钢架配长锚索加强支护 8 随着隧道各部开挖工作的推进 及时进行衬砌或压浆 特别是洞门建筑的衬砌 必须尽早施工 地质不良地段的衬砌尽早完成 9 机械转动部分设置防护罩 电动机必须有接地装置 移动或修理机器及管线路 时 先停电 并切断电源 风源 10 加强洞内通风 照明管理 确保达到符合国家相关标准的工作环境 11 二次衬砌施工距离掌子面距离严格控制在 70m 以内 施工现场安全技术措施施工现场安全技术措施 1 施工现场的布置符合防火 防爆 防洪 防雷电等安全规定及文明施工的要求 施工现场的生产 生活办公用房按批准的总平面布置图进行布置 施工现场设置大幅 安全宣传标语 2 施工道路符合安全技术标准要求 保证平整 坚实 畅通 危险地点悬挂 GB2893 2001 安全色 和 GB2894 2008 安全标志及其使用导则 规定的警告牌 有人 车经过的坑 洞应设防护围栏和明显的红灯示警 3 现场的生产 生活区设足够的消防水源和消防设施网点 消防器材有专人管理 不乱拿乱放 每作业队组成一个由 15 20 人的义务消防队 所有施工人员要熟悉并掌 握消防设备的性能和使用方法 4 各类房屋 库棚 料场 油库等安全消防距离符合有关规定 严格按照防火 防爆的有关规定设置爆破品仓库 油库 料库等临时性设施 临时设施区域内配足消 防器材 现场的易燃物随时清理 严禁在有火种的场所或其近旁堆放易燃物品 5 从事爆破 电力 高处作业及起重作业等特殊作业人员 各种机械的操作人员 及机动车辆驾驶人员 必须经过劳动部门专业培训并考试取得合格证后 方准持证独 立操作 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 2020 6 所有道路的便桥在桥头设立标志 注明载重能力和限制速度 7 加强爆破器材领用 运输 使用 退库管理 严禁爆破器材流失 8 施工场地的油库 炸药库 变电站均设置防雷设施 定期检查接地电阻 防止 雷击 雷电将临时 立即停止所有炸药运输和短程搬运 所有人员立即撤至安全地点 并迅速将雷电来临和雷电已过的信号 通知洞内外人员 施工用电安全技术措施施工用电安全技术措施 施工用电按 施工现场临时用电安全技术规范 要求进行设计 检测 施工照明 线路电压在施工区域内不大于 36V 施工区域以外用 220V 动力设备为 380V 所有电 力设备设专人检查维护 并设示警标志 操作电气设备 须符合如下规定 1 非专职电气操作人员 不得操作电气设备 2 操作高压电气设备 戴绝缘手套 穿电工绝缘靴并站在绝缘板上 3 手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部位 有良好绝缘 使用前进 行绝缘检查 4 各种施工机械和低压电气设备加装漏电保护 5 电气设备有良好的接地保护 每班均由专人检查 6 施工现场自备发电机 应防止突然停电造成安全事故 7 所有施工用电线路均按施组要求分别定位悬挂 由值班电工负责检查管理 加强工地洞内外用电管理 照明 高压电力线路的架设顺直 线路架设高度和 照明度符合标准 严防行走运行机械损坏输电线路 临时用电线路的安装 维修 拆除 均由经过培训取得上岗证的专业电工完成 非电工不准进行电工作业 施工机械的安全保证措施施工机械的安全保证措施 1 各种机械操作人员和车辆驾驶员必须取得操作合格证 不准将机械设备交给无 证人员操作 对机械操作人员要建立档案 专人管理 做好各种机动车辆的管理 严 禁违章开车 各种车辆应严格遵守交通规则 保证行车安全 2 机电设备和机动车辆在投入使用前 按规定的安全技术标准进行检测 验收 确保机械状况良好 安全运行 使用期间 严格执行机电设备 机动车辆安全技术操 作规程 操作细则 并进行定期维修 保养 保证机械设备始终处于良好工作状态 操作人员必须按照机械说明规定 严格执行工作前的各项检查制度 工作中注意观察 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 2121 和工作后的检查保养制度 3 机械设备在施工现场集中停放 严禁对运转中的机械设备进行检修 保养 机 械作业的指挥人员的指挥信号必须准确 操作人员必须听从指挥 严禁违令作业 4 保持机械操作室整洁 严禁存放易燃易爆物品 不准酒后操作机械 机械不带 病运转 不超负荷运转 5 起重作业严格按照 建筑机械使用安全技术规程 JGJ33 2001 和 建筑安 装工人安全技术操作规程 规定的要求执行 6 定期组织机电设备以及车辆安全大检查 对每次检查中查出的安全问题按照 四定原则 即定人 定措施 定整改完成时间 定验证人员 进行整改 对于发生 安全事故按照 四不放过 原则 即事故原因查不清不放过 责任者和职工未受到教 育不放过 没有制定出防范措施不放过 责任人未按照追究制度追究不放过 进行调 查处理 制定防范措施 防止机械事故的发生 瓦斯地段的安全保证措施瓦斯地段的安全保证措施 因瓦斯隧道施工易发生爆炸 中毒等重大事故 所以从不良地质隧道施工中单列 学习 瓦斯隧道必须坚持 加强通风 勤测瓦斯 严禁火源 三条基本原则 防止瓦斯 燃烧爆炸的关键 一是及早探明隧道瓦斯的出露里程 部位 二是防止瓦斯的聚集 降低瓦斯在空气中浓度 1 瓦斯隧道施工工艺安全技术措施 瓦斯隧道施工必须制订瓦斯控制方案及安全技术措施 要采用正台阶法开挖 拱部开挖一次成形 及时喷砼封闭围岩减少瓦斯溢出 开挖采用光面爆破 减少岩面坑洼不平造成局部瓦斯积聚 钻爆开挖要坚持多打眼 少装药 短进尺 快喷锚 强支护 勤检测 采用超 前注浆锚杆双液注浆 加固并堵塞岩体裂隙 减少或阻止瓦斯外溢 钻孔装药 采用煤电钻打眼 孔深小于 60 公分时 不能装药放炮 孔深 60 100 公分时 封泥不小于孔深一半 孔深 1 2 5 米时 封泥不小于 50 公分 孔深大于 2 5 米时 封泥不小于 1 米 起爆 要采用电力起爆 起爆母线要采用单回路铜芯绝缘线 起爆器要 在洞口 20 米处 放炮时洞内要停电 同一串联网络的雷管必须是同一厂家 同一批 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 2222 号 同一牌号 最后一段雷管的延续时间不得超过 130 毫秒 雷管和炸药 必须使用取得生产许可证的煤矿专用雷管和煤矿专用炸药 炸药 内加盐可降低猛力 阻止产生火花 采用湿式作业 钻孔与喷射砼作业要做到先开水后开风 以密闭粉尘 避免产 生火花 拱架连接 所有格栅和型钢拱架连接钢筋一律采用机械连接 不得焊接连接 二次衬砌砼 加入气密剂 如 NF B 型气密剂 增强衬砌砼的气密性 二 衬砼拆模时要用木棰敲打 防止产生火花 2 瓦斯 CH4 隧道施工通风安全技术措施 瓦斯隧道施工前 要根据勘测设计文件提供的瓦斯最大涌出量 里程段落 投 入机械设备及人员数量等因素 考虑一定富裕系数 提前做好通风设计计算 确定施 工通风风量 风速 不小于 1m s 科学选配通风设备 确保隧道中的瓦斯稀释到允许 浓度以下 瓦斯隧道施工通风设计计算选配通风机械设备要考虑设备故障因素 配备足够 的备用设备 防止设备故障造成洞内瓦斯积聚与超限 要选用防爆型风机 阻燃型防静电风管 风机距洞口 20 米布设 施工过程中加强瓦斯隧道施工通风管理 对通风机械设备 通风管路要做到经 常性维护保养和检查 降低通风系统的故障率 减少通风管路的漏风量 确保施工通 风系统正常和通风效果 瓦斯隧道施工通风机必须设两路供电系统 并装设风电闭锁装置 当一路电源 停止供电时 另一路电源应有 15min 启动 保证风机的运转 注意保证施工通风供电 线路的维护 管理和检修 必须配置自发电及备用供电系统 避免因停电或供电线路 故障时造成洞内瓦斯积聚或超限 因停电 通风机械设备故障等因素造成的通风系统停止运行 在恢复正常通风 后 对隧道上部 坍塌洞穴 避车洞等通风不良 瓦斯易积聚的地点 瓦斯不得超过 2 当检查超过此浓度时 应停止施工 撤出人员 切断电流 停止电动机运转或开启电 器开关 待进行局部充分通风处理后 由瓦斯检测员进行再次专项检测 证实瓦斯浓 度低于规定允许浓度 确认安全后方可恢复施工 工作面若采用局扇通风 由于局扇或供电故障造成局扇停风时 在恢复局扇通 风前 必须检查瓦斯浓度 证实爆破工作面附近 20 米范围内的瓦斯浓度不超过 1 且 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 2323 局扇及其开关附近 10 米风流中 瓦斯浓度不超过 0 5 时 方可启动局扇通风 否则 必须先采取相应排除瓦斯的安全措施 因工序衔接 施工组织等临时停工的施工地点不得停风 不得在停风或瓦斯超 限的区域进行机械施工作业 对施工通风系统或通风设施等出现异常时 如通风风筒脱节或破坏等 必须及 时组织修复 尽快恢复正常通风 发生瓦斯涌出 喷出的异常状况时 必须及时采取措施 首先考虑杜绝一切可 能产生火源 断电 加强通风 同时尽快撤出施工人员 对隧道进行警戒 进一步研 究采取抽排瓦斯的具体安全措施 3 隧道瓦斯检测安全技术措施 对瓦斯隧道施工必须制订并实施相应的瓦斯检测制度 隧道内一般地段瓦斯浓度不宜超过 0 5 否则应加强通风和检测 在隧道开挖 工作面风流中 瓦斯浓度不得超过 1 当检查超过此浓度时 应停止钻眼放炮 当浓 度超过 1 5 时 应停止施工 撤出人员 切断电源 停止电动机运转或开启电器开关 待采取措施处理后进行再次检查 确认安全后方可施工 要指派 3 名专职瓦斯检测员 实行 三班制 24 小时不间断巡查检测 检测频 率每小时检查一次 低瓦斯隧道要配置便携式瓦斯检测仪 高瓦斯或可能瓦斯突出的隧道还要配置 高浓度瓦斯检测仪和瓦斯自动检测报警断电装置 对瓦斯检测仪器 装置要经常性检查和校准 确保其有效性 加强对洞内死角 尤其是隧道上部 坍塌洞穴 避人 车 洞等各个凹陷处通风 不良 瓦斯易积聚的地点 严格进行浓度检测 如瓦斯浓度超过 2 以上时 应立即采 取局部加强通风措施进行处理 瓦斯检查人员要详细做好瓦斯检测记录 履行交接班签字手续 瓦斯检测员 技术员 施工员 工班长 接班时要查阅上班的检测记录 并向项目经理部安全专管部 门汇报 每天的瓦斯检测记录交项目经理部安全专项部门 由安全专管部门专职工程师 进行数理统计和分析 提前掌握洞内瓦斯溢出的发展动态 发现有异常现象 及时向 项目总工程师 项目经理提出采取措施处理的建议 项目经理或总工程师每天应审阅通风瓦斯日报表 进洞时必须携带瓦斯检查仪 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 2424 进行瓦斯检查 根据洞内瓦斯涌出或溢出情况 可考虑安装设置自动量测警报系统 如采用 GDS 2000 固定式气体自动监测记录器 4 瓦斯隧道机电设备管理安全技术措施 不准在洞内拆卸和修理设备 瓦斯工区使用的光电测距仪及其他有电源的仪器设备 均应采用防爆型 当采 用非防爆型时 在仪器设备 20m 范围瓦斯浓度必须小于 1 安装后的机电设备 必须经过外观 防爆性能 操作性能的检查 合格后方可 投入使用 机电设备重点检查专用供电线 专用变压器 专用开关 瓦斯浓度超限与供电 的闭锁情况 供电线路应无明接头 接头连接应牢固 紧密不松散 有漏电保护及接 地装置 电缆悬挂整齐 防护装置齐全 瓦斯隧道使用的机电设备 在使用期间 要经常检查 固定敷设的照明 通信 信号和控制用的电缆应采用铠装电缆或矿用塑料电缆 电缆不应与风 水管敷设在同一侧 当受条件限制时 必须敷设在管子的上方 其间距应大于 0 3 米 所有洞内照明一律采用防爆型照明灯具 为防止洞内施工机械摩擦火花和机械磨擦 冲击热源引起的瓦斯隐患 洞内施 工机械应采取如下措施 在机械磨擦发热部件上安设过热保护装置和温度检测报警 装置 对机械动力传动部位或机构可能产生磨擦热处 要及时润滑 保养 清除污 物 严防异物进入 在机械磨擦部件金属表面 溶敷活性低的金属铭 使之外表面 形成的磨擦火花难以引燃瓦斯 在铝合金表面涂丙烯酸甲基酯等涂料 以防磨擦火 花的发生 5 瓦斯隧道消防 防火 安全管理措施 消防 防火 设施 必须在洞外设置消防水池和消防用砂 水池中经常保持不 小于 200m3 储水量 保持一定的水压 设置灭火器等灭火设备或设施 并经常保持 良好状态 洞内火源管理 必须严格执行 严禁烟火进入隧道 的安全规定 作业人员 进洞前 必须经洞口值班人员检查 严禁携带烟草 点火物品和穿化纤衣服入洞 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 2525 洞内严禁使用灯泡和电炉等 不得从事电 气焊等工作 洞口值班房 通风机房等 洞口附近 20m 范围内不得有火源 出碴运输车辆要安装尾气排放净化器 防止排放 尾气带有火花 易燃品管理 瓦斯隧道洞内及洞口附近不得存放各种油类 废油及时运出洞 外 加强油料运输管理 严禁在瓦斯隧道洞内及洞口附近发生油料的 滴 漏 跑 冒 现象 留下安全隐患 6 瓦斯隧道施工人员的管理 爆破工 焊工 电工和特种设备司机等特业人员和安全员 瓦斯检测员 仓库 保管员必须经过正规安全培训 懂得瓦斯隧道施工安全知识 保证 100 持证上岗 所有参与瓦斯隧道施工的作业人员上岗前必须经专门的瓦斯隧道施工安全知识 培训 考核合格后方可上岗作业 进入瓦斯隧道的人员必须在洞口进行登记 并均要求携带个人自救器 严禁穿易产生静电的服装进入含有瓦斯的工区 钻工必须穿棉质服装 雨衣和胶鞋 佩戴防尘口罩 瓦斯隧道各道工序 各种作业施工前 必须对作业人员严格执行安全技术交底 制度 7 预防瓦斯突出或煤与瓦斯突出的安全技术措施 预防瓦斯突出可采用 探 排 引 堵 的安全技术措施 具体如下 探 即超前探明地质结构 瓦斯隧道施工 在掘进工作面前方和两侧钻孔 探 明是否存在含有大量瓦斯的断层 裂隙和溶洞 以及它们的位置 范围和瓦斯情况 排 即排放瓦斯 在探明地质构造后 若断层 裂隙范围不大 溶洞容积较小 或瓦斯不多时 则让其自然排放 若范围较大或瓦斯较多时 喷出持续时间可能较长 就不能让其自然排放 应将钻孔封堵 接入抽放瓦斯管进行抽放 引 即将瓦斯引至回风流 排出洞外 若喷出瓦斯的裂隙范围小和瓦斯量不大 时 可用金属罩或帆布罩将喷瓦斯的裂隙盖住 然后在罩上接风筒或管子将瓦斯引至 回风流排出洞外 堵 即封堵裂隙 喷瓦斯的裂隙较小 瓦斯量较少时 可用黄泥或其它材料封 堵裂隙 阻止瓦斯的喷出 对有瓦斯喷出可能的隧道地段 应适当加大施工通风量 保证瓦斯不超限 对开挖工作面进行超前地质预测预报工作 采取打超前探孔和检查孔的办法 府谷煤炭铁路专用线五标段项目部 许家梁隧道过 F1 断层专项施工方案 2626 预测和判定瓦斯突出的危险性 以便采取相应措施 通过超前地质钻孔探测 量测 记录钻孔取芯溢出气体的浓度 压力及成份 确定可能溢出的瓦斯气体成分和含量 在超前探测孔钻进过程中 可能会有瓦斯突出发生 且探孔直径越大 引发瓦 斯突出的几率越大 故应做好防瓦斯突出的应急救援准备措施 超前探测距掌子面一 般不小于 20m 探测孔一般不