隧道顺层偏压软岩大变形段施工方案

中铁十二局成贵铁路项目经理部高坡隧道顺层偏压、软岩大变形段施工方案目录HYPERLINK\l"_Toc381222802"一、编制依据222HYPERLINK\l"_Toc381222803"二、工程概况222HYPERLINK\l"_Toc381222804"1、工程范围222HYPERLINK\l"_Toc381222805"2、辅助坑道设设设置2HYPERLINK\l"_Toc381222806"三、软岩大变形形形段落3HYPERLINK\l"_Toc381222807"四、影响因素333HYPERLINK\l"_Toc381222808"五、施工方法333HYPERLINK\l"_Toc381222809"六、顺层偏压段段段施工4HYPERLINK\l"_Toc381222810"七、隧道防坍塌塌塌施工措措施44HYPERLINK\l"_Toc381222811"1、工前准备工工工作5HYPERLINK\l"_Toc381222812"2、隧道洞身施施施工防坍塌塌措措施5HYPERLINK\l"_Toc381222813"八、其它管理控控控制措施施6HYPERLINK\l"_Toc381222814"九、施工中坍方方方及预防防措施施6HYPERLINK\l"_Toc381222815"1、不良地质地地地段坍方及及预预防7HYPERLINK\l"_Toc381222816"2、富水地段塌塌塌方及预防防77HYPERLINK\l"_Toc381222817"十、隧道坍塌前前前征兆7HYPERLINK\l"_Toc381222818"十一、隧道坍塌塌塌处理方方案88HYPERLINK\l"_Toc381222819"十二、应急救援援援11HYPERLINK\l"_Toc381222820"十三、安全保障障障措施111高坡隧道顺层偏偏偏压、软软岩大大变形段段施工工方案一、编制依据1、施工图纸和和和现场实际际地地形、地地貌、外外部环境境等情情况。2、隧道施工需需需要3、成贵公司对对对隧道施工工的的相关要要求4、我分部相关关关资源配制制和和管理需需要5、其他有关法法法律法规和和规规范等。二、工程概况高坡隧道位于镇镇镇雄至毕毕节区区间，正正洞里里程为D3K33338+66011～D3K33443+11699，长45688m；其中，Ⅲ级围岩11455m，Ⅳ级围岩19266m，Ⅴ级围岩14977m。平导里里程程PDK33440+33711.46～PDK33443+11133，长29777m。本隧道除D3K33339+11611—D3K33441+88144.0001段位于半半径90000m的右偏曲曲线线上外，其其余余地段均均位于于直线上上，隧隧道采用用双块块式无碴碴轨道道结构。隧道D3K34400+39000—D3K33443+11699为高瓦斯斯隧隧道段，为为满满足施工工通风风需要，结结合合地形、地地质质条件，设设置置“2横洞+1平导+1通风竖井”的辅助坑坑道道配置方方案。于于隧道左左线线线路中心心前进进方向右右侧35m设平导，长长长度为29777m，采用有有轨轨双车道道运输输。1、工程范围围表1高坡隧隧隧道工程范范围围序号名称隧道工程量通风方式送风距离辅助坑道正洞1高坡隧道1#横横横洞108m1789m压入式1789m2高坡隧道2#横横横洞443m2779m巷道式-3高坡隧道平导2977m-巷道式-4高坡隧道通风竖竖竖井47.5m-巷道式-2、辅助坑道设设设置为满足工期及施施施工通风风及排排水要求求，隧隧道设置置了“2横洞+1平导+1通风竖井”的辅助坑坑道道配置方方案。高高坡1#横洞位于于吴吴家寨，设设于于隧道右右侧，与与线路走走向夹夹角72°，与正洞洞相相交里程D3K33338+66700，长108m，纵坡为-3%，为单车车道道无轨运运输，为为运营期期间正正洞排水水通道道；高坡2#横洞位于于毛毛坡，设设于隧隧道右侧侧，与与线路走走向夹夹角64°，与正洞洞相相交里程D3K33440+33900，长443m，纵坡为-1%，为双车车道道有轨运运输，为为运营期期间防防灾救援援通道道；于隧隧道左左线线路路中心心前进方方向右右侧35m设平导，长长长度为29777m，采用有有轨轨双车道道运输输，为施施工及及运营期期间排排水、排排气通通道。竖竖井在在平导PDK33440+44000左侧15m处，直径径为180ccm，井深47.55m，通风竖竖井井在2#横洞与正正洞洞贯通前前施工工完毕，以以便便尽快形形成巷巷道式通通风，减减轻洞内内施工工通风压压力。三、软岩大变形形形段落表1大变形段段落表表序号里程长度地质岩性及构造造造变形等级主要变形岩体围岩级别衬砌类型1D3K342+++1000~D3K342+++2400140高坡1#背斜附附近，地地层为为P2L泥岩，灰灰质质页岩，铝铝土土岩夹煤煤层中等大变形泥岩，灰质页岩岩岩，铝土土岩夹夹煤层Ⅴ大变形Ⅱ型（全全全封）2D3K343+++1000~D3K343+++169969高坡1#背斜附附近，地地层为为P2L泥岩，灰灰质质页岩，铝铝土土岩夹煤煤层中等大变形泥岩，灰质页岩岩岩，铝土土岩夹夹煤层Ⅴ大变形Ⅱ型（全全全封）四、影响因素主要包括：地应应应力条件件、岩岩体强度度、地地质构造造影响响程度、地地下下水发育育特征征、围岩岩分级级、岩石石膨胀胀性。五、施工方法⑴开挖采用台阶阶阶法加临时时仰仰拱的方方法施施工，见见图1；⑵钢架采用I2220b全环工字字钢钢加φ42小导管全全环环超前支支护；；⑶衬砌类型为大大大变形Ⅱ型全封。⑷施工中应加强强强监控量测测和和超前地地质预预报。图1台阶法带带临时时仰拱施施工横断断面图图六、顺层偏压段段段施工隧道在D3K33338++9000～D3K33441+22000段为泥质质砂砂岩，该该段围围岩级别别为Ⅳ级为主，隧隧隧道左侧侧边墙墙顺层偏偏压。隧隧道施工工易产产生左侧侧边墙墙变形、坍坍塌塌。⑴顺层偏压段施施施工⑵为确保施工安安安全,系统锚杆杆采采用不对对称设设置,将顺层侧(左侧)锚杆加密,非顺层侧侧锚锚杆适当当减少少.⑶该段于左侧上上上台阶拱脚脚处处设置φ76锁脚锚管管，改改善钢架架受力力条件，抑抑制制围岩变变形。其其中D3K33339+00500～D3K33339+99000为Ⅲ级围岩，设设设置拱墙墙格栅栅钢架。七、隧道防坍坍塌施施工措施施1、工前准备工工工作⑴制定周密的的施施工组织方方方案。施施工方方案结合合现场场实际情情况制制定，充充分考考虑隧道道开挖挖观察施施工安安全，制制定合合理的施施工措措施，防防止隧隧道开挖挖塌方方。⑵安全防护措措施施配置齐全全全。隧道道施工工所需要要的各各项安全全防护护材料、设设备备、机械械器具具等应在在开工工前配置置齐全全，并定定期检检查，确确保使使用状态态良好好。⑶班前教育。开开开工前必须须对对作业人人员进进行班前前教育育，提高高作业业人员对对防坍坍方等施施工的的意识，做做好好施工安安全技技术交底底等。2、隧道洞身施施施工防坍塌塌措措施复杂软弱地段地地地层一般般遵循循“线预报、多多多分部、短短进进尺、弱弱爆破破、强支支护、快快封闭、勤勤量量测”的原则，洞洞洞身施工工时，应应根据实实际地地质情况况，本本着经济济合理理的原则则，选选择合理理的施施工措施施，严严格按照照施工工工艺、施施工工程序施施工。隧道施工带班人人人员应随随时观观察洞内内掌子子面、仰仰拱及及后部围围岩的的稳定情情况，掌掌子面岩岩层变变化情况况等，为为隧道地地质预预报人员员及监监测人员员提供供第一手手资料料。如掌掌子面面围岩变变化或或洞内围围岩有有异常变变化、涌涌水、突突泥等等现象时时及时时上报，经经专专业技术术人员员确认，采采取取合理措措施后后，方可可继续续施工。⑴隧道施工掌掌子子面防坍塌塌塌措施掌子面的稳定是是是安全施施工的的前提条条件，对对于软弱弱破碎碎围岩，应应选选用辅助助施工工方法，如如超超前支护护、开开挖面喷喷射混混凝土和和安装装锚杆等等。隧隧道施工工掌子子面防坍坍方，应应根据隧隧道超超前地质质预报报情况，结结合合开挖面面实际际地质情情况，严严格按照照隧道道施工方方案，采采用有效效合理理的超前前支护护、预加加固措措施。施施工中中严格控控制各各开挖分分部循循环进尺尺，开开挖和支支护工工序必须须衔接接紧密，以以减减少围岩岩变形形。a在接近断层层及及接触带时时时，加强强地质质预报，结结合合管棚、小小导导管、炮炮眼钻钻进及岩岩性情情况进行行综合合分析，判判定定开挖前前方工工程地质质、水水文地质质、围围岩松动动情况况及围岩岩类别别，提出出合理理性施工工方案案建议。b超前支护：：施施工方法主主主要有超超前管管棚、超超前小小导管、预预注注浆等几几种施施工方法法。c减少开挖进进尺尺，采用无无无爆开挖挖或松松动爆破破，尽尽量减少少对围围岩的扰扰动；；洞内配配备足足够的装装土草草袋、木木料；；一旦发发现掌掌子面塌塌方或或有塌方方征兆兆，立即即撤出出所有人人员及及机械。d及时支护，做做做到即挖即即护护。e加强施工组组织织管理，严严严格施工工工序序，并组组织好好物资供供应工工作。f松散地层施施工工：松散地地地层的主主要特特点是稳稳定性性差，结结构松松散，若若有地地下水时时，施施工中极极易发发生坍塌塌。若若遇上这这种地地层，主主要是是应减少少对围围岩的扰扰动，施施工中可可采用用先支护护后开开挖，密密闭支支撑，边边开挖挖边封闭闭的办办法，以以防止止坍方。⑵隧道施工拱拱顶顶、边墙防防防坍塌方方施工工a加强监控量量测测，及时反反反馈信息息。b遇到监控数数据据发生变化化化或地质质条件件突变时时，要要及时采采取措措施，加加强支支护参数数。c做好隧道洞洞内内外的防排排排水。在在施工工中，特特别注注意洞内内地下下水的变变化，采采取防、排排、堵堵、截相相结合合的排水水方案案，因地地制宜宜，综合合治理理。d严把质量关关。隧隧道内的的衬砌、支支护护等材料料必须须保证质质量，按按施工工工艺施施工，防防止因因偷工减减料、材材料质量量等问问题造成成人为为事故。八、其它管理控控控制措施施隧道施工的危险险险源很多多，其其中隧道道坍方方处理是是一项项艰难而而复杂杂的作业业，处处理方法法很多多，需根根据坍坍方的规规模、部部位、具具体情情况而定定。施施工中应应制定定各项管管理制制度，加加强监监管，控控制安安全事故故的发发生。⑴开展安全生生产产教育活动动动。立足足强化化全员安安全意意识，着着力促促使施工工一线线作业班班组牢牢固树立立安全全生产意意识，规规范作业业行为为。⑵成立安全生生产产检查机构构构。定期期对隧隧道施工工进行行检查，进进一一步完善善安全全责任制制，提提高制度度的有有效性和和可操操作性。⑶加大施工现现场场控制力度度度。加强强技术术管理，优优化化施工方方案，落落实作业业监控控，以技技术手手段保证证安全全。对劳劳务人人员实施施统一一集中管管理，严严禁无正正式职职工带班班自行行施工，凡凡是是违规盲盲干的的必须清清退出出场。⑷对违反施工工要要求，不服服服从指挥挥，产产生安全全隐患患或造成成影响响和不良良后果果的，坚坚决根根据情况况进行行处理，绝绝不不姑息。九、施工中坍方方方及预防防措施施1、不良地质地地地段坍方及及预预防当隧道通过断层层层、断层层影响响带，或或岩石石较破碎碎，风风化严重重时；；或岩层层产状状、结构构不利利组合地地段时时，合理理的开开挖方法法，能能很好预预防隧隧道坍方方的发发生。强强支护护是预防防坍方方的主要要措施施。2、富水地段塌塌塌方及预防防在地下水较丰富富富的断层层破碎碎带，大大量的的渗水、甚甚至至于涌水水的部部位，不不仅影影响施工工的进进度和质质量，还还容易造造成坍坍方。在在该类类地段施施工时时，及时时排水水是预防防塌方方的关键键，在在了解岩岩石节节理裂隙隙破碎碎带的走走向、倾倾向和倾倾角后后，对于于少量量集中渗渗水、涌涌水地段段，在在透水层层部位位布置一一定数数量的排排水孔孔或埋设设排水水管，将将渗水水集中到到排水水孔内导导出；；也可在在钢筋筋网片的的背后后铺设过过滤层层或隔水水层，将将其固定定在围围岩上，通通过过软管排排水。十、隧道坍塌前前前征兆围岩的变形破坏坏坏、失稳稳坍方方，是从从量变变到质变变的过过程，在在量变变的过程程中，必必然会出出现围围岩的工工程地地质和水水文地地质特征征及岩岩石力学学上反反应出一一些征征兆。根根据这这些征兆兆来预预测围岩岩的稳稳定性，进进行行地质超超前预预报，从从而保保证施工工的安安全，防防治隧隧道坍方方。围围岩的变变形破破坏，失失稳坍坍方有如如下一一些征兆兆。1、遇特殊和不不不良地质条条件件，如断断层及及其破碎碎带、滑滑动层、溶溶洞洞、堆积积体、地地下水、松松散散地层等等稳定定性差的的围岩岩。2、水文地质条条条件的变化化，如如干燥的的围岩岩突然出出水，地地下水突突然增增多，涌涌水量量增大，水水质质由清变变浊等等是即将将发生生坍方的的前兆兆。3、开挖面上有有有可能不稳稳定定岩体的的出露露，尤其其是小小断层或或其他他软弱结结构面面和围岩岩的节节理裂隙隙构造造的出露露处，往往往是围围岩局局部坍方方的部部位。4、拱顶非层岩岩岩体不断掉掉下下小石块块，甚甚至较大大的石石块相继继掉落落，预示示着围围岩即将将发生生坍方。5、岩石裂隙周周周围出现岩岩粉粉或洞内内无故故发现有有岩粉粉飞扬时时，也也说明可可能即即将发生生坍方方。6、围岩和喷射射射混凝土出出现现裂缝，甚甚至至有扩展展的趋趋势，伴伴有响响声，可可能要要发生坍坍塌。7、敲击支撑发发发出的声音音比比较清脆脆，要要及时观观测预预防塌方方的发发生。8、围岩或隧道道道支护，拱拱脚脚附近的的水平平收敛大大于0.2,,mmm/d，或拱顶顶下下沉量大大于0.1mmmm/d，并继续续增增大时，说说明明围岩仍仍在发发生变形形，处处于不稳稳定的的状态。十一、隧道坍塌塌塌处理方方案㈠可能出现坍坍塌塌的部位(1)Ⅴ级围岩岩岩段易发生坍塌的原原原因：围围岩破破碎，自自稳能能力差，超超前前支护不不到位位时易发发生坍坍塌现象象。(2)断层构构构造带易发生坍塌的原原原因：断断层带带围岩破破碎，自自稳能力力差，如如超前地地质预预报不及及时，当当到达断断层带带时，未未及时时改变施施工方方法，易易形成成坍塌现现象。(3)硬软围围围岩交界界处易发生坍塌的原原原因：围围岩由由较完整整、强强度较高高的Ⅲ、Ⅳ级围岩变变化化到Ⅴ级围岩时时，如如超前地地质预预报不及及时，施施工方法法未及及时改变变，易易发生坍坍塌现现象。处理塌方常视塌塌塌方规模模大小小而定。所所谓谓大小是是按塌塌方地段段的塌塌穴高度度、长长度范围围和塌塌渣量来来区分分。小塌塌方较较容易支支护与与回填，以以清清为主；；大塌塌方情况况较复复杂，一般般隧隧道衬砌砌后需需要回填填，因因此原则则上暂暂不清除除衬砌砌断面线线外的的塌渣；；为了了保护塌塌体上上部的围围岩，应应采取先先护后后挖，谨谨慎施施工，稳稳妥前前进。㈡小规模塌方的的的处理方方案小规模塌方采用用用在原支支撑拱拱架上部部立小小拱架的的方式式，用拱拱架把把坍塌面面支撑撑起来，同同时时对坍塌塌面用用锚网喷喷进行行封闭。然然后后再对原原断面面进行喷喷射砼砼施工，原原断断面初期期支护护施工时时要在在坍塌位位置的的拱部预预留注注浆管。待待支支护稳定定后第第一次对对坍塌塌的空腔腔压注注砂浆或或泵送送砼进行行填充充，第一一次填填充高度度以40~6600cm为宜。待待此此处二衬衬施作作完毕后后再进进行第二二次填填充(此处二衬衬必必须尽早早施作作)。如图2。㈢大规模塌方方的的处理方案案案首先对坍塌段掌掌掌子面的的后方方一定范范围内内进行支支护加加固。支支护采采用三台台阶法法施工。上上台台阶支护护加固固至距坍坍塌里里程1.5m处停止，同同同时对上上台阶阶坍塌堆堆积表表面挂钢钢筋网网喷射砼砼进行行封闭。封封闭闭后对前前方上上部进行行注浆浆导管安安装及及注浆施施工。加加固范围围为开开挖轮廓廓线外外4m，深度4m。然后改改变变上台阶阶高度度，按每每循环环50cm进行开挖挖支支护施工工。保保证注浆浆搭接接长度1m。而后重重复复上述注注浆及及开挖支支护施施工。具具体步步骤如下下：图2小规模模模塌方处理理方方法示意意图(1)在坍塌塌塌所形成成的碴碴堆后方方进行行回填，回回填填长度4~5m，回填到到上上台阶底底部的的标高。主主要要有2个方面的的作作用：一一是能能稳定坍坍塌的的碴堆；；二是是作为立立设拱拱架的施施工平平台。(2)首先对对对塌方体体表面面用喷射射砼进进行封闭闭，封封闭范围围为整整个上台台阶的的所有坍坍塌体体及掌子子面外外露部分分，喷喷射砼封封闭厚厚度20cm，局部需需要要铺设钢钢筋网网的先铺铺设钢钢筋网再再进行行喷射砼砼施工工。然后后对坍坍塌段后后方一一定范围围内采采用上台台阶、中中台阶、下下台台阶三台台阶法法进行支支护加加强。上上台阶阶高度为3m，中台阶阶高高度为3m，下台阶阶高高度2.7m。拱架采采用I20的工字钢钢，间间距1m。全环铺铺挂20×220钢筋网，3m长φ22砂浆锚杆杆，环环向×纵向间距距为1.2mm××1m。对后方方进进行注浆浆加固固时，不不能扰扰动塌方方体。上上台阶加加强支支护施工工至距距坍塌区1.5m处停止。(3)在距坍坍坍塌区0.5m处，上台台阶阶高度改改为2m，在此处处立立设1榀拱架。(4)对坍塌塌塌区上方方及前前方3m范围内进进行行注浆加加固。然后在坍塌区开开开始处的的位置置环向安安装一一排导管管并进进行注浆浆，接接着在隧隧道轮轮廓线内50cm处安装第第二二排导管管并进进行注浆浆，最最后在坍坍塌区区后退50cm处沿隧道道壁壁环向安安装第第三排导导管进进行注浆浆。导管采用φ5000×5的钢管，第第第一排长长度4.4mm/根，外叉叉角45°。第二排排长长度3.6mm/根，外叉叉角34°。第三排排长长度3.6mm/根，外叉叉角58°。导管环环向向间距均均为1m，梅花布布置置。(5)注浆加加加固完成成后，进进行上台台阶开开挖及立立拱支支护。进行上台阶开挖挖挖前，必必须先先施作超超前导导管。超超前导导管长度4m，环向间间距40cm。然后才才能能进行开开挖及及立拱支支护施施工。每每循环环开挖进进尺不不得超过50cm，拱架间间距50cm，每次只只立立设一榀榀拱架架。喷射射砼厚厚度20cm。立设上台阶拱架架架时，锁锁脚锚锚杆必须须锁牢牢，可在在拱架架两侧对对称同同时安装装锁脚脚锚杆。同同时时，拱脚脚垫板板必须安安装牢牢固，避避免拱拱架悬空空和变变形。开开挖拱拱脚时，深深度度可多开开挖20cm，拱架立立设设完毕后后，对对拱脚及及拱架架垫板底底部喷喷射砼把把拱脚脚包起来来，这这样可避避免拱拱脚不实实的情情况。坍坍塌段段开挖及及拱架架尺寸预预留变变形量按20cm考虑。(6)在上循循循环注浆浆加固固区还剩剩余1m时，停止止开开挖，进进行第第二循环环的注注浆加固固，上上循环注注浆及及下循环环注浆浆必须有1m的重叠区区。依依次累推推，进进行第三三、第第四循环环的注注浆加固固。在进行下循环注注注浆加固固的同同时，对对已掘掘进坍塌塌段进进行径向向注浆浆，对已已施工工段再进进行注注浆加固固围岩岩。径向向注浆浆导管环环向及及纵向间间距1.5m，导管长3m，采用φ50×5的钢管。(7)在下循循循环的注注浆加加固及上上循环环的径向向注浆浆完成后后，继继续进行行上台台阶的开开挖及及立拱支支护施施工。(8)在上台台台阶开挖挖及支支护完成成后，进进行中间间台阶阶的开挖挖及接接拱架支支护施施工。进进行中中部开挖挖及接接拱架初初期支支护施工工时，左左右侧跳跳槽施施工，每每循环环进尺0.5m，每次只只接接一榀拱拱架。(9)中间台台台阶开挖挖及支支护完成成后，进进行下台台阶开开挖及拱拱架接接腿、初初期支支护施工工。(10)坍塌塌塌段处理理完毕毕后，钻钻设并并安装φ100钢管到坍坍塌塌的空腔腔里面面，对空空腔采采用输送送泵泵泵送C25砼对空腔腔进进行充填填，充充填厚度度不少少于60cm。利用充充填填的砼在在隧道道范围外外侧形形成护拱拱。充充填砼采采用大大塌落度度的砼砼，以利利于砼砼的流动动。十二、应急救援援援发生隧道坍塌事事事故后，施施工工现场负负责人