安全专项方案

新建向莆铁路青云山隧道安全专项方案编制：审核：批准：中铁二十三局向向莆铁路FJ-10标指挥部二OO八年八月月二十八日青云山隧道安全全专项方案一、青云山隧道道概况1、设计概况青云山隧道位于于福建省福州州市永泰县和和莆田市涵江江区，起点位位于永泰县城城峰镇穴利村村，为向莆铁铁路全线最长长的双洞单线线隧道，是向向莆铁路的重重点工程和控控制性工程。左左洞起讫里程程DK4911+253～DK5133+428长22.1775Km，右洞起讫讫里程YDK4991+5777～YDK5113+4144，长21.8443Km。隧道施工工方法为钻爆爆法施工，由由于地处青云云山国家级风风景名胜区、藤藤山和老鹰尖尖省级自然保保护区，为了了保护风景名名胜区和自然然保护区，设设计了4座斜井作为为辅助施工坑坑道，1#、2#、3#、4#斜井均为无无轨运输斜井井，坡度大、井井身长，坡度度和长度分别别为1.44%%/12733.5m、7.65%%/21066.3m、5.94%%/18644.3m、7.93%%/763..5m），隧道最大大埋深900m。2、地质概况青云山隧道穿越越青云山国家家4A级风景区和和藤山及老鹰鹰尖省级自然然保护区，经经莆田市大洋洋镇孝池村、莲莲峰村，止于于庄边镇泮洋洋村，202省道大致平平行线路纵贯贯全段，交通通较为方便。隧隧道处于戴云云山脉南段中中低山山间地地貌，山脉主主要走向为北北东～南西，山山峰林立，沟沟谷深切，多多悬崖峭壁。凝凝灰岩、凝灰灰熔岩、熔结结凝灰岩为主主。剥蚀中、低山区区构造发育，受受构造影响，岩岩体节理、裂裂隙较发育；；火山岩和部部分花岗岩存存在不均匀风风化现象，基基岩裂隙水和和孔隙水不发发育，构造破破碎带和节理理裂隙密集带带地下水较为为发育。隧道洞身穿过十十条（F3～F12）主要断层层（均为强富富水）、软质质岩地层、高高地应力区等等不良地质地地段，地质条条件复杂，施施工难度大，技技术含量高，工工期紧。二、青云山隧道道的风险源分分析本隧道施工阶段段安全风险因因素主要有：：强富水带突突水突泥、软软岩大变形、岩岩爆、塌方、地地表失水，是是安全风险管管理的重点。1、突水突泥突水突泥是指隧隧道施工时，当当挖穿含水体体等不良储水水结构时，致致使赋存的大大量地下水、泥泥瞬间倾泄的的灾难性现象象。青云山隧隧道穿越F3～F12等十个断层层，其中日涌涌水量超过100000m3的断层有F7和F9断层，日涌涌水量分别为为111677m3和121966m3。F7断层为区域域断层，与对对山水库有联联系，F9断层通过长长大深切沟谷谷，区域断层层，汇水面大大。F5、F6、F7、F8、F9、F11断层均为区区域断层，预预测涌水量相相对较大，隧隧道施工均可可能引起较大大的突水突泥泥安全事故，因因此突水突泥泥安全风险因因素主要在于于富水断层破破碎带，断层层涌水情况见见下表。强富水断层一览览表风险事件易发地段断层最大单位涌水量量（m³/d..m）风险级别长度（m）合计长度（m）强富水DK495+4476～DK4955+546F3断层25.3Ⅱ（高风险）70877DK496+4483～DK4966+553F4断层26.2770DK498+3303～DK4988+383F5断层40.2480DK499+7735～DK4999+815F6断层69.0580DK500+5525～DK5000+637F7断层99.71112DK501+9900～DK5011+975F8断层71.6575DK502+4400～DK5022+455F9断层221.7555DK506+5526～DK5066+596F10断层15.3970DK510+9925～DK5111+007F11断层30.482DK512+9932～DK5133+020F12断层9.92882、大变形一般在隧道埋深深大、围岩强强度低时，隧隧道原始地应应力与岩体强强度比值偏高高，这将导致致开挖后的围围岩产生大变变形。围岩大大变形将导致致支护开裂、侵侵限，甚至引引起衬砌开裂裂、洞身支护护失稳，从而而危及隧道施施工安全。青青云山隧道共共存在4280米软岩段，可可能存在软岩岩大变形的安安全风险。软软岩分布位置置及地质情况况见下表。软岩大变形地段段一览表风险事件易发地段埋深（m）地质特性岩质风险级别长度（m）合计长度（m）大变形DK500+6600～DK5044+618＞326极高应力区凝灰质砂岩Ⅱ（高风险）40184280DK504+6618～DK5044+880174～3266高应力区凝灰质砂岩2623、岩爆岩爆是指在高地地应力岩层中中开挖隧道时时，围岩应力力突然释放而而引起的岩块块爆裂引起开开挖洞身发生生围岩片帮、掉掉块、甚至激激发抛掷等现现象。青云山隧道隧址址地应力强度度属中等应力力场地区，对对于硬质脆性性岩类地段的的围岩，在隧隧道埋深在260～390m范围，有岩岩爆发生的可可能或产生轻轻微岩爆。埋埋深在390～730m范围，会产产生中等规模模的岩爆。埋埋深大于730m时，会发生生较强岩爆。根根据设计图纸纸提供数据显显示，易发岩岩爆地段见下下表。岩爆易发地段一一览表风险事件易发地段风险区岩质埋深风险级别长度（m）合计长度（m）岩爆DK492+2250～DK4933+850高应力区515Ⅱ（高风险）16006300DK494+5500～DK4955+400高应力区540900DK495+7700～DK4988+000高应力区6752300DK499+1100～DK5000+300高应力区7211200DK500+3300～DK5000+600极高应力区8093004、塌方青云山隧道左右右线穿过10条断层破碎碎带、左线进进口浅埋段及及凝灰质砂岩岩软岩大变形形段，这些地地段均是易产产生塌方的危危险地段。5、地表失水水青云山隧道穿越越穿越青云山山国家4A级风景区和和藤山及老鹰鹰尖省级自然然保护区，且且穿越F3～F12共10条断层破碎碎带；断层破破碎带与地表表存在良好的的水力联系，地地下水发育。地地表水受大气气降水补给，向向两侧坡脚排排泄，由于隧隧址区岩石裂裂隙较发育，地地表水的下渗渗是地下水的的主要补给源源。在洞内渗渗涌水量较大大时，对地下下水位影响可可能比较明显显。若地下水位降低低严重，可能能会导致地表表缺水，影响响植被及生态态，存在环境境风险。三、风险控制措措施加强在风险地段段施工过程中中进行隧道风风险的监测，包包括施工监测测、工况和环环境巡视、作作业面状态描描述、风险处处置过程和发发展趋势等内内容，采用长长短结合的超超前地质预报报全面监测工工程自身结构构及环境风险险，并提前识识别和预测地地质风险因素素，保证施工工安全。根据实时检测数数据、工况、环环境巡视和作作业面异常状状态等，确定定预警级别，形形成异常状态态报告。对可可能发生重大大突发风险的的事件，各项项目部及施工工队要立即启启动应急预案案，专人监测测和预警。1、突水涌泥风风险管理地下水处理应遵遵循“先探后掘、以以堵为主、堵堵排结合、可可控排放、择择机封堵”的原则，根根据地下水出出水形态和处处理时机，高高压富水段施施工拟采取以以下措施：1.1地质预报报分析结合设计及采取取TSP2003、红外探测测仪、高密度度电法和超前前地质钻孔进进行中长距离离预报；采用用地质素描法法和钻爆施工工时用长炮眼眼孔进行短距距离预报；依依据超前地质质预测数据进进行前方涌水水量量分析，并将所采集原始数据、分析过程、分析结果报专家审核，根据预测结果制定下一步实施方案。1.2超前灌浆浆、超前支护护由于地下水具有有随机分布、突突发性、压力力高、稳定流流量大的特点点，一旦开挖挖揭露，再行行处理相对困困难，因此应应运用超前预预测预报方法法预测隧洞掌掌子面前方的的储水构造，采采用超前预注注浆措施进行行超前堵水，超超前预注浆的的目的是在隧隧洞围岩周围围通过一定压压力将浆液压压入岩体，形形成止水层以以避免因开挖挖引起洞周地地下水大量动动态泄放，最最终达到切断断通道、封闭闭出水裂隙的的目的，确保保施工人员和和机械的安全全，保障隧洞洞顺利掘进。1.3监测稳定定性在高压富水区施施工，建立监监控量测和信信息反馈系统统，为施工安安全性判断和和制定对策提提供依据。对对掌子面地质质钻孔、主要要出水眼涌水水量变化、水水压大小、泥泥沙含量等进进行监测，设设立总流量监监测，预测前前方掌子面发发生突发性涌涌水的可能性性，当发生水水压水流量突突变时停止掘掘进及时采取取灌浆措施。1.4系统支护护堵水对于已经开挖揭揭露的涌水，在在支护过程中中采用钢格栅栅或钢拱架对对其进行封挡挡卸压，待开开挖通过后进进行系统堵水水，进行地下突突涌水点的处处理。对于渗渗滴水和线状状渗水，因其其量少、水压压力相对较低低，不会对开开挖及初期支支护工序造成成较大影响，但但不加以封堵堵会对混凝土土衬砌施工产产生影响，因因此也选择在在掌子面后方方，衬砌施工工前进行局部部堵水灌浆。1.5衬砌和固固结灌浆为了保证围岩的的长期渗透稳稳定安全在围围岩渗涌水洞洞段经过堵水水灌浆与混凝凝土衬砌（或或喷混凝土支支护）后进行行防渗固结灌灌浆。1.6应急方案案及演练在掌子面涌水时时，为了控制制涌水量和水水压力，在掌掌子面附近配配备足够的堵堵漏材料，如如快凝水泥、早早强水泥、钢钢钎，麻丝等等。另外储备备足够的砂袋袋和水泵，用用于抢险。组组织施工人员员定期进行演演练。1.7应急物资资储备排水系统能力储储备应急排水设备及及时启用，抽抽排水设备要要有一定的储储备量，用200m3/h的水泵排水水，回水管及及时向洞外排排水，同时改改装进水管，利利用多路管路进行抽抽排水。2、软岩大变变形在施工中应进行行超前地质预预测预报，测测试地应力，根根据监测数据据判断是否存存在大变形，并并根据变形大大小及实际情情况采取以下下施工措施2.1通过TSSP203超前地质预预报系统、超超前水平钻孔孔、地应力测测试、地质素素描等超前预预测预报手段段建立大变形形时空预测系系统。每次测测试分析成果果要及时报监监理、业主单单位进行审查查。2.2加强围岩岩监控量测确确定二次衬砌砌修筑时间，监监控量测除必必测项目外，增增加锚杆轴力力、钢架内力力及所受荷载载、围岩内部部变形量等选选测项目。2.3采用锚、注注、喷一体化化围岩加固支支护系统；开开挖后及时支支护，采用全全环布设工字字钢架，充分分利用围岩自自承能力，将将围岩的松动动圈变为承载载拱；初期支支护锚杆采用用加长中空注注浆锚杆，必必要时采用长长预应力径向向锚杆；增大大初期支护预预留变形量，提提高二次衬砌砌结构强度，采采用加强复合合式衬砌结构构。3、岩爆为预防和及时处处理在隧道施施工过程可能能产生的岩爆爆，可综合采采用以下措施施3.1加强地质质超前预报。岩岩爆的预报方方法有地形地地貌分析法、地地质分析法、声声发射法、温温度探测法等等。预报工作作应同辅助地地下水预报工工作互相配合合。3.2在开挖过过程中采用“少药量、短短进尺、多循循环”的掘进方法法，并利用光光面爆破技术术，使开挖断断面尽可能规规则，以尽量量减少爆破对对围岩的扰动动，降低局部部应力集中的的发生，改善善围岩应力状状态。3.3在掌子面面布置超前钻钻孔，深度10～20m左右，既可可起到超前探探测作用，又又可释放掌子子面的应力。若若预测到地应应力较高，可可向超前钻孔孔中注水，或或者在超前钻钻孔中进行松松动爆破，使使围岩内部形形成破碎带，降降低洞壁和掌掌子面的应力力，将提高应应力转移至围围岩深部。3.4对已开挖挖的洞壁及掌掌子面前方围围岩进行支护护加固和超前前支护。其作作用是改善围围岩的应力状状态，并具有有防护作用。其其方法有：锚锚杆和超前锚锚杆支护、锚锚喷混凝土支支护、钢纤维维喷混凝土支支护、钢支撑撑和及时浇筑筑二次混凝土土衬砌等。3.5加强施工工监测。通过过现场观测围围岩和支护结结构的变化，以以及观测主洞洞拱顶下沉，两两维收敛和锚锚杆测力计、多点位移移计的测值变变化，可以定定量地预测滞滞后发生的深深部冲击型岩岩爆，以指导导现场开挖和和支护施工，确确保人身和工工程安全。3.6对于强烈烈岩爆段，必必要时采取待待避岩爆高峰峰期，确保人人员、设备的的安全。4、塌方在断层破碎带、左左线进口浅埋埋段及凝灰质质砂岩软岩大大变形段这些些易产生塌方方的危险地段段施工时，结结合相应的超超前预报成果果按设计采用用的加强支护护措施严格进进行施工管理理，按“短开挖、强强支护、早封封闭、勤量测测”的原则安排排各工序施工工。若出现塌塌方，首先要要组织业主、设设计、监理等等有关专家正正确分析造成成塌方的原因因，制定处理理措施，编制制专项施工方方案，经报批批后组织施工工，对施工方方案要进行风风险评估，尽尽可能减小残残留风险程度度。5、地表失水水严格按照“以堵堵为主、堵排排结合、限量量排放”的原则，采采用超前预注注浆或径向注注浆的手段，以以降低围岩的的渗透系数，控控制地下水流流失。在施工工过程中对景景区范围的泉泉点、地表水水库、瀑布、沟沟溪等进行长长期的地表水