隧道不良地质施工方案.doc

1、新建贵阳至广州铁路站前工程贵阳至贺州段隧道不良地质施工方案编 制： 审 核： 批 准： 二00九年十月三十日目 录第一章 编制依据及编制原则11.1 编制依据11.2 编制原则1第二章 工程概况12.1设计概况12.2地质构造22.3地层岩性22.4地下水情况2第三章 不良地质段2第四章 施工方案54.1断层破碎带施工方案54.2岩溶地段施工方案64.3突泥涌水6第五章 穿越煤系地层施工95.1施工方案95.2施工方法及措施95.2.1超前预报95.2.2加强通风115.2.3瓦斯监测11第六章 人员、机械设备配置12第七章 质量保证措施15第八章 安全保证措施15第九章 应急方案及措施162

2、第一章 编制依据及编制原则1.1 编制依据1、新建贵广铁路贵阳至贺州段DK106+220DK113+555段隧道设计图；2、施工设计参考图时速250公里（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、我部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。1.2 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

3、安排工序，确保无安全、质量、环境事故发生。坚持安全第一，预防为主。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、符合现场施工的实际情况。第二章 工程概况2.1设计概况本项目部施工段隧道共十座，总长4771米。主要不良地质情况是：溶蚀破碎带、断层破碎带、背斜、岩溶。以及富水地层和，含煤系地层。其中都匀一号隧道穿过都匀逆断层。因此主要的施工风险事故为：突泥涌水、塌方、瓦斯。2.1地质水文概况2.2地质构造构造体系分段：主要属于川黔经向构造体系影响带；构造线方向与线路呈大角度相交，对工程有利。褶皱：本施工段主要为都匀向斜。断层：本施

4、工段主要为都匀逆断层。2.3地层岩性沉积岩：沿线分布震旦系至第四系地层。可溶岩与碎屑岩相间分布，局部夹煤线。以灰岩为主，岩溶十分发育。第四系：山坡普遍覆盖厚度不大的坡残积黏性土；沟谷地区普遍分布冲洪积黏性土，部分为河流阶地砂、卵石层；局部见滑坡堆积土及人工弃土等。白岩二号隧道、都匀一号隧道进岩层夹煤线、高田头隧道、都匀东一号隧道含煤系地层可能存在瓦斯现象。2.4地下水情况本施工段地下水主要为岩溶裂隙水，较发育。部分地方可能存在岩溶涌水现象。第三章 不良地质段我项目部施工里程段落为DK106+220DK113+550段，共有十座隧道，总长4771米。根据设计图纸相关资料初步确定各隧道的不良地质情

5、况如下。1、高田头隧道：本隧道全长1109米，岂止里程为DK109+385DK107+494。本隧道洞身附近有多个溶蚀破碎或溶洞发育，隧道区岩溶发育程度强烈。其中隧道出口端DK107+100DK107+494段为高度危险段；其中DK107+120DK107+400为煤线发育段。本隧道施工风险有：塌方、突泥涌、瓦斯。2、白岩一号隧道：本隧道全长263米，岂止里程为DK 108+327DK 108+590。本隧道洞身通过中厚层薄层状含遂石致密灰岩、页岩、含裂隙水及岩溶水。隧道进口位于陡崖上。其中进出口DK108+327+350、DK108+570+590段为高度危险区。本隧道风险有：塌方、突泥涌水

6、，3、白岩二号隧道：本隧道全长504米，岂止里程为DK108+685DK109+189。隧道通过中厚层薄层状含遂石灰岩夹页岩，硅质岩及中厚层至厚层状遂石灰岩夹泥质灰岩段岩溶强烈发育，溶洞呈串珠状发育，洞径1.52米左右。其中除DK108+810DK109+070段为中度危险外，其余段段为高度危险区。本隧道风险有：塌方、突泥涌水。施工过程中需要时刻注意围岩变化情况，和做好超前地质预报。4、大坡隧道：本隧道全长241米，岂止里程为DK 109+296DK 109+537。本隧道区属剥蚀、溶蚀中低山地貌。主要为钙质砂岩，泥质灰岩，灰岩夹页岩；遂石灰岩，地下水位基岩裂隙水。其中除DK109+365DK

7、109+460段为中度危险外，其余段段为高度危险区。本隧道风险事件为：塌方、突泥涌水。5、都匀一号隧道：本隧道全长926米，岂止里程为DK110+140DK111+066。洞身穿过段岩溶中等强烈发育，部分溶洞富水。且穿过溶蚀破碎段、煤系地层带。其中DK110+140DK110+300、DK110+390DK110+970段穿越可溶岩地层，DK110+390DK110+970为煤系地层段。本隧道风险事件为：塌方、突泥涌水、瓦斯。6、都匀二号隧道：本隧道全长526米，岂止里程为DK111+267DK111+793。洞身段岩性以薄层状片状钙质页岩为主，夹钙质砂岩、泥质灰岩，夹石英砂岩。地下水含量中等

8、。其中DK111+267350及DK111+760793段隧道底部通过岩溶地区。本隧道风险事件为：塌方。7、芭蕉冲一号隧道：本隧道全长155米，岂止里程为DK111+951DK112+106。洞身段岩性为薄层泥质灰岩，地层产状基本稳定，局部受附近构造影响结构破碎。地下水较发育。本隧道风险事件为：塌方、突泥涌水。8、芭蕉冲二号隧道：本隧道全长210米，岂止里程为DK 112+217DK 112+427。洞身为泥质灰岩夹钙质页岩地层，节理裂隙发育，工程开挖易坍塌掉快。本隧道风险事件为：塌方、突泥涌水。9、都匀东一号隧道：本隧道全长394米，岂止里程为DK 112+540DK 112+934。洞身构

9、造溶蚀、剥蚀丘陡地貌；隧道区总体为单斜构造，线路走向基本垂直。岩体较破碎，节理较发育，岩体呈层状块石状夹碎石状结构；地表普见溶沟溶槽发育，地质勘探中普见溶洞，局部呈串珠状发育多为填充溶洞。最大洞径达到14米。溶洞强烈发育。洞身内管道水强烈发育。本隧道风险事件为：塌方、突泥涌水、瓦斯。10、都匀东二号隧道：剥蚀丘陵地貌，基岩为粉质粘土，构造角砾岩、石英砂岩夹页岩及碳质页岩，白云岩及灰岩，二者以断层破碎带相隔。隧道进口段发育马寨逆断层，洞身发育石门坎正断层。岩层完整性差，岩溶发育中至强度，地下水发育。本隧道风险事件为：塌方、突泥涌水。各隧道的不良地质情况及存在的风险序号隧道名称不良地质情况存在的风

10、险隧道全长（米）1高田头隧道溶蚀破碎带塌方、突泥涌水、瓦斯11092白岩一号隧道溶蚀塌方、突泥涌水2633白岩二号隧道洞口含煤线、岩溶塌方、突泥涌水5044大坡隧道溶蚀塌方、突泥涌水2415都匀一号隧道夹煤线、背斜、逆断层、岩溶塌方、突泥涌水、瓦斯9266都匀二号隧道破碎、富水塌方、突泥涌水5267芭蕉冲一号隧道构造、破碎、富水塌方、突泥涌水1558芭蕉冲二号隧道岩溶塌方、突泥涌水2109都匀东一号隧道煤系地层、岩溶塌方、突泥涌水、瓦斯39410都匀东二号隧道断层破碎带塌方、突泥涌水44311合计4771第四章 施工方案本项目施工段隧道不良地质段开挖根据设计图纸：一般不良地质段均采用大拱脚开挖

11、方法施工，特别破碎且强风化地段采用CRD法施工。4.1断层破碎带施工方案断层破碎带围岩整体性较差，节理、裂隙极发育，部分地段岩层极其破碎、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。施工处理方案1、断层破碎带围岩施工时：坚持“早预报、管超前、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。当围岩量测结果显示围岩和支护变形异常时，立即增强支护参数。3、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。4、开挖后应立即喷砼封闭岩面，然后进行钢架支

12、撑、锚、网、喷联合支护，并及时进行量测反馈修正支护参数。5、 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，必要时可加强二衬结构提前施作。4.2岩溶地段施工方案隧道岩溶地段一般为填充物或空洞。施工过程中围岩突变情况严重。岩溶多形成于炭质岩情况下。一旦穿过溶洞壁进入溶洞填充物段，围岩情况跳跃性的变化。施工过程中一旦出现疏忽大意则可能导致塌方现象。本施工段10做隧道均处于岩溶地段。施工过程中必须时刻注意围岩变化的情况，并根据超前地质预报结果做好相关施工准备。施工处理方

13、案1超前地质预报先行、稳步施工、勤量测、及时反馈、加强支护的原则进行施工。2、全隧采用地质素描和加深炮孔进行地质预报。特殊地段采用地质雷达和超前水平钻孔等多种预报手段进行综合预报，确保前方地质情况的尽量准确。3、施工中一旦发现溶洞段围岩出水，立即按照防突泥涌水现象施工。4、施工中加强量测布点和量测频率，确保数据获得得准确性，并及时根据量测数据进行加固措施。5、溶洞段围岩加固以固结注浆为主。严禁出现遇到拱顶、拱腰外侧空洞只要开挖初支通过后就不管的现象，必须进行回填注浆加固。4.3突泥涌水根据本施工段隧道地质及水文地质情况，可能存在穿越导水性断层，裂隙水发育或岩溶地段。因此可能存在突泥涌水现象。当

14、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。本施工段隧道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措施。施工处理方案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

15、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。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

16、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。注浆材料采用水泥浆液或水泥-水玻璃双液浆，预注浆工艺详见下图。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

17、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，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

18、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。第五章 穿越煤系地层施工本标段施工的3座隧道（高田头隧道、都匀一号隧、都匀东一号隧道）施工可能存在瓦斯风险，为确保施工安全和工程的顺利进行，施工通风和瓦斯监测工作十分重要。5.1施工方案施工前利用TSP203地质探测仪进行超前预报，同时使用108超前水平钻孔对物探成果进行验证并探明，加强通风与瓦斯监测管理，保证洞内瓦斯含量不大于0.3%。每个工作

19、口暂时考虑采用1台挖机装载机配合装碴，3台汽车运渣。5.2施工方法及措施5.2.1超前预报隧道施工前均开展超前地质预测预报工作，利用TSP203地质探测仪等综合物探手段，探明前方地质情况及节理裂隙密集带瓦斯赋存情况。除采用综合物探外，尚需采用108超前水平钻孔加深炮眼的方法对物探成果进行验证并探明，水平钻孔每个断面设置2孔（取岩芯），每孔30m，每25m设一循环，搭接长度为5m；并在超前探孔处设置检测点，以检测是否有有害气体涌出或煤层。若探测到有害气体或煤层，应根据记录初步确定有害气体的涌出位置，并在距煤层或出气点垂距10m处施作75探测孔，详细确定煤层位置或瓦斯的涌出量；并在距煤层或出气点垂

20、距5m处施作一组瓦斯预测孔（每组不少于3孔），按防治煤与瓦斯突出细则进行煤与瓦斯突出危险性预测，根据瓦斯含量大小、压力、涌出速度三个指标，进行低、中、高瓦斯隧道的分级，以确定采取不同的技术措施或修正设计。超前地质水平钻平面示意图超前地质水平钻纵断面示意图5.2.2加强通风通过煤系地层的施工，通风的重要性尤为突出，要作专题研究。加强通风保证有足够的风量及风速，以便稀释及加速瓦斯的排出，使洞内瓦斯含量不大于0.3%。5.2.3瓦斯监测建立完善的瓦斯监测检查制度采用瓦斯自动报警仪与人工检查相结合，配专职的瓦检员，每班两人，对隧道进行全天候交叉巡回检测，由洞外向洞内，对机电设备集中地点、各个作业面。有

21、可能瓦斯聚集处进行检测。对爆破作业，实行“一炮三检制”，即装药前、放炮前和放炮后对爆破工作面检测。瓦斯检测的要求瓦斯检测的地点及范围应符合下列要求:开挖工作面风流、回风流中，爆破地点附近20m内的风流中及局部塌方冒顶处。坑道总回风的风流中。局扇及电气开关前后10m的风流中。各种作业台车和机械附近20m内的风流中。电动机及其开关附近20m内的风流中。隧道洞室中，如变电所、水泵站、水仓等瓦斯易于积聚处。接近地质破碎带、节理裂隙密集带处。每个检测地点应设置明显的瓦斯记录牌。每次检测结果，应及时填写在瓦斯记录本和记录牌上，并逐级上报。瓦斯检测人员必须执行瓦斯巡回检查制度。瓦斯等有害气体排放在瓦斯等有害

22、气体涌出孔附近施作排放孔，排放钻孔直径108，排放孔设置根据瓦斯涌出部位、涌出量、涌出压力等确定。实施排放后，必须进行排放效果检验。瓦斯监测作业流程见下图：第六章 人员、机械设备配置1、组织机构成立以项目经理为组长的应急领导机制，应急组织机构见附图“应急组织机构框图”。2、劳动力配备除了一般地段施工的劳动力安排外，还必须做好的在不良地质段施工时的劳动力安排。详见下表“不良地质段劳动力安排表”：3、机械配备除了一般地段正常的施工用机械仪器外，还必须配备不良地质段施工需要的各种应急施工用机械和仪器。16瓦斯监测作业流程图应急组织机构框图不良地质段劳动力安排表班组人数负 责 内 容总人数人×

23、;班管理5负责地质超前预报、探测及相关技术服务单个不良地质段人员安排计划：共124人注浆6负责锚杆及各种超前支护注浆钻爆8×3负责钻眼爆破。出碴10×3负责清碴和出碴。支护10×3负责各种初期支护、锚杆及超前支护衬砌15负责模筑混凝土的运输浇灌通风3负责隧道施工各种情况下的通风电工3负责施工用水、用电供应机械8负责通风机和配电设施的安装和维修应急施工机械设备表序号机具名称型 号单位数量备注1注浆机台2为单个工点不良地质段的设备配置，本施工段份5个隧道工点2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鼓风机台17抽水机8J35×26台28瓦斯检测仪台1第七章 质量保证措施1、根据图纸设计要求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、在进入塌方、突泥涌水段施工时，必须严格按照交底及专项施工方案进行。严禁偷工减料、抢进度盲目施工。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、超前支护施工时，必须按照技术交底和专项施工方案进行注浆加固。严禁出现不注浆现象。5、严格控制支护参数。按照设计要求设置系统锚杆、钢拱架、锁脚锚杆。第八章 安全保证措施1、严格进洞登记措施，记录详细准确。2、工