金凤隧道无害化设计

金凤隧道工程隧道无害化设计专篇目录TOC\o"1-2"\h\z\u1、编制说明 11.1工程概况 11.2编制原则 12、编制依据 12.1采用的规范和规程 12.2相关文件资料 13、专家评审意见及执行情况 24、隧道主要地质环境问题 24.1地表水源枯竭 24.2地下水疏干 24.3地热 24.4煤窑采空区 24.5有毒有害气体 34.6、结论与建议 35、隧道施工环境问题 35.1、隧道施工污水 35.2、隧道施工弃碴 46、无害化设计设计目标及内容 46.1设计目标 46.2设计内容 47、隧道选址设计 48、隧道结构与运营安全设计 59、隧道洞口工程专项设计 59.1.洞口位置、洞门形式的确定 59.2洞口结构 59.3洞口边仰坡防护 69.4主要施工步序 69.5其他注意事项 69.6洞口景观绿化设计 610、不良地质地段隧道动态处治措施设计 610.1高压富水段 610.2涌水突泥处治 710.3断层破碎带处治 710.4煤层及瓦斯处治 810.5采空区与老窑积水处治 910.6含煤地层地下水防腐处置措施 911、地表（下）水环境保护专项设计 1011.1设计原则 1011.2保护的对象重要性和内容 1011.3水环境保护设计 1011.4地下水污染防治措施 1311.5地表（水）环境保护分项设计 1311.6岩土体变形破坏防治设计 1311.7其它次生灾害的防治与地质环境恢复治理 1311.8施工要求 1311.9地质环境监测 1411.10地质环境保护工程验收 1512、隧道施工控制措施 1512.1施工开挖方案 1512.2临近建构筑施工控制措施 1612.3施工场地、便道及施工用水 1612.4污水处理 1612.5弃碴处理 1712.6对施工环境保护的建议 1712.7对施工的建议 1712.8加强BIM技术在施工及运营阶段的运用 1813、隧道安全事故应急处理预案 1813.1应急处理预案编制 1813.2隧道开挖中的应急处理措施 1913.3支护结构超过允许值或有失稳前兆的应急处理 1913.4坍方事故应急处理措施 1913.5突泥突水的应急处理措施 1913.6隧道瓦斯涌出爆炸应急处理措施 2014、隧道施工及运营管理注意事项 2014.1隧道施工注意事项 2014.2隧道运营管理注意事项 211、编制说明1.1工程概况金凤隧道工程总体呈东西走向，连接璧山区和主城区，路线西起璧山区的黛山大道，沿成渝高铁南侧向东布线，穿越缙云山后东接九龙坡高新区高新大道。道路全线设计全长约9.2km，城市主干路，双向六车道，全线设计行车速度为60km/h。全线共设置立交4座、隧道1座（金凤隧道长3.0Km）。图1.1-1项目总体布置图表1.1-1隧道规模表隧道名称项目起讫桩号地质概况建筑限界平面曲线设计纵坡隧道长度(m)隧道型式洞口型式通风方式限高(m)限宽(m)金凤隧道左线ZK3+650～ZK6+650背斜轴部以砂岩为主，夹泥岩、页岩以及煤线，两翼以泥岩为主夹砂岩5.013.5R=∞/R=50000.85/1700

-0.50%/13003000进口小净距+洞身分离式削竹式射流通风右线YK3+650～YK6+6505.013.5R=5000/R=∞0.85/1700

-0.50%/13003000削竹式射流通风1.2编制原则生态环境保护是我国的一项基本国策。金凤隧道呈近东西向横穿缙云山南段，缙云山为重庆市“四山”之一，北东向条形山，山体狭长，山脉走向与构造线方向一致。隧区为温塘峡背斜轴部地表剥蚀后形成高位槽谷，地表起伏较大，地形复杂，不良地质广布，地表水文网十分发育，鱼塘以及间歇性溪沟十分密集，地下水丰富，水系发育，生态环境保护要求标准高，必须引起高度重视，搞好生态环境保护，避免对居民生产生活的影响。为做好金凤隧道工程的生态环境保护工作，避免和减少由于隧道建设施工不当造成生态环境破坏和对居民生产生活的影响，编制金凤隧道无害化设计专篇。本专篇在金凤隧道工程施工图设计基础上进行编制，施工过程应严格按施工图并结合本设计专篇相关要求进行隧道无害化施工。2、编制依据2.1采用的规范和规程《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）；《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）；《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）；《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）；《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）；《地下工程地质环境保护技术规范》（DBJ50/T-189-2014）国家和地方颁布的相关技术规范。2.2相关文件资料《重庆市“四山”地区开发建设管制规定》重庆市人民政府令第204号《重庆市主城区“四山”保护提升实施方案》渝府办〔2019〕14号《重庆市人民政府办公厅关于印发重庆市主城区“四山”保护提升实施方案的通知》（渝建〔2019〕14号）；《关于穿“四山”隧道无害化设计专题研究纪要》重庆市城市建设投资（集团）有限公司纪要（2019-122）。《金凤隧道工程工程地质详细勘察报告》（重庆市市政设计研究院，2018年12月）《金凤隧道地下水环境保护方案》（招商局重庆交通科研设计院有限公司/重庆市设计院，2017.09）《金凤隧道工程施工图设计（主城区段）》（招商局重庆交通科研设计院有限公司/重庆市设计院，2019.03）《中华人民共和国环境保护法》、《中国固体废物污染环境防治法》、《中华人民共和国水土保持法》等相关环保法律法规；现场调查情况，当地政府及村民对环保、水保的要求，当地村民的风俗要求。3、专家评审意见及执行情况1）补充注浆材料的无害化论证。执行情况：按审查意见补充。2）进一步补充地质环境监测内容、周期。执行情况：按审查意见补充监测内容、周期。4、隧道主要地质环境问题拟建金凤隧道穿越自流井、珍珠冲、须家河地层，隧道建设可能诱发的地质环境问题主要为地表水源枯竭、地下水疏干、废水废渣外排污染和影响地热水。由此可能诱发建筑物变形、损毁，居民生产、生活缺水、土地利用功能下降等各类次生灾害问题。4.1地表水源枯竭须家河组地层大面积出露，地表多陡峻，植被密集，建筑物及耕地、人类活动虽然稀少，但区内主要为林场、苗木基地和风景区，人工池塘分布较多，水体漏失后会影响植被生长，造成经济损失。区内的主要居民区及人类活动最强烈的区域位于F3断裂下盘的珍珠冲地层，该区地表有大量池塘、水库及农作物，居民集中，其中上羊村水库，隧道刚好从水库北侧穿过。须家河地层中的基岩裂隙水和断裂带中的孔隙裂隙水漏失均有可能导致该区地表及地下水漏失，影响较严重。隧道北侧的李家沟水库为当地自来水厂的抽水水源，一旦漏失，其经济损失和社会影响都很严重。4.2地下水疏干隧道建设可能造成一定范围内地下水疏干或水位降低。除了引发地表水体漏失外，还能导致周边泉点、水井、矿坑等水点水量减少甚至干涸，从而影响周边居民的生活生产。特别是沿梅家店断裂走向分布的泉点和水井，利用率较高，地下水疏干或水位下降，可导致泉点、水井水量减少或干涸，其社会影响较大。并且梅家店断层（F3）位于背斜轴部附近，岩层产状较平缓，地表水入渗以后，以断层崖为地表水、地下水分水岭，向断层破碎带排泄。断层影响带一般岩体较破碎，次生裂隙发育，断层导水性较好。断层可能成为地下水排泄至隧道的通道，隧道施工可能有大量地下水从断层破碎带涌出，短时间内压力和流量较大，具有较强的破坏性，应引起足够的重视。现场可采用超前地质雷达、超前钻孔等，提前查明水压、流量等。隧道建设可能导致地表水体的补给量减少，例如隧道上方的上羊角水库和隧道北侧的李家沟水库，受地下水的补给比较明显，地下水疏干或水位下降均可能导致两个水库补给量明显减少。4.3地热本次勘察范围内的地热水井与拟建隧道的相对位置、井深及水位如下图：图2.3-1拟建隧道与临近地热井平面图位置金凤隧道开挖时在西翼裂隙发育地段或断层破碎带揭露到地热可能性较大，同时根据缙云山璧山隧道、成渝高速等多条已建隧道的工程地质情况，缙云山山脉断层及隐伏断层发育，也会形成地热水的导水通道。隧道揭露地热后，可能造成地热水流失，导致一定范围内地热水位下降，由于各地热井与隧道均有一定的距离，在短期内对于周边已有的温泉或矿权的影响可能不明显，但不加以封堵，长期作用下就可能会对周边温泉或地热矿权造成一定影响。4.4煤窑采空区据调查，隧址区小煤窑多在解放前及50年代断续开挖，后被关停。目前煤洞基本废弃、垮塌。由于年代久远，又无文档资料可查，煤巷的具体走向、埋深等尚不明确。隧道穿越须家河一段、三段、五段地层时，可能会遇到煤巷或采空区，但规模不会太大。煤窑采空区易发生突水、突泥和含瓦斯等有毒气体，隧道穿越煤层地段时，应加强通风，加强瓦斯监测及防火工作，采取措施防止煤尘爆炸，加强超前地质预报，超前支护，加强衬砌，防患未然。4.5有毒有害气体隧址区小煤窑多在解放前及50年代断续开挖，后被关停。目前煤洞已经废弃数十年，煤巷和采空区已经自行垮塌或封闭填塞，洞内可能有瓦斯等有毒有害气体聚集。隧道穿越须家河一段、三段、五段地层或揭穿越采空区时，可能有瓦斯等气体逸出。拟建金凤隧道穿越温塘峡背斜，背斜轴部断裂构造发育。根据以往工程经验，背斜轴部受强烈挤压、脱空，以及岩溶发育形成的溶蚀空腔等大范围存在，这些空腔、裂隙有利于甲烷、二氧化碳等气体溢出。根据收集的成渝高速缙云山隧道施工瓦斯监测资料和青木关青鹏煤业等煤矿资料，瓦斯（CH4）浓度一般0.1-0.3%，二氧化碳（CO2）浓度为0.1-0.4%，均属于低瓦斯。综合上述资料，金凤隧道穿越须家河煤系地层时，预测瓦斯涌出量为0.1～0.4m3/min之间，钻孔瓦斯压力分别为0.19MPa和0.55MPa，属于低瓦斯隧道，一般不会出现瓦斯突出现象，但不排除在节理裂隙密集带有瓦斯突出部位存在。隧道洞身围岩主要为三叠系上统须家河组（T3xj）地层。须家河组三段、一段泥岩、页岩夹煤系层位，在地热水及异常地温的作用下，可能会有大量H2S气体溢出。4.6、结论与建议1、隧址区内煤矿主要分布在三叠系上统须家河组一、三、五段地层中，金凤隧道开挖时在西翼裂隙发育地段或断层破碎带揭露到地热可能性较大，同时根据缙云山璧山隧道、成渝高速等多条已建隧道的工程地质情况，缙云山山脉断层及隐伏断层发育，也会形成地热水的导水通道。隧道揭露地热后，可能造成地热水流失，导致一定范围内地热水位下降，由于各地热井与隧道均有一定的距离，在短期内对于周边已有的温泉或矿权的影响可能不明显，但不加以封堵，长期作用下就可能会对周边温泉或地热矿权造成一定影响。建议应提前做好防渗漏技术方案，以确保地下水不得渗入隧道。若隧道在掘进过程中出现涌水时，应及时进行封堵，以减小对水资源环境的影响。隧道开挖时应密切监测洞内水温，如有异常应通知相关单位处理。鉴于勘察的地热条件及拟建工程对其影响，应充分考虑隧道施工可能造成的地热资源损失及其引起的系列经济社会问题，选择适宜的处理措施。2、拟建隧道的施工建设，将造成区内地质环境破坏，如地表水源枯竭、地下水疏干。建议在项目开工前应做好基础调查，并对可能发生地表水渗漏的范围，应设监测监控网点，适时监测；对危险大有潜在威胁的范围，应编制应急预案，发现险情应立即启动预案。拟建隧道建设过程中可能遭遇突水、突泥等情况。3、建议在进行隧道施工前1年建立水文地质长期观测工作，以利于施工过程中的预测预报做好超前调研。建议在隧道实施过程中加强水点、建筑物变形的监测工作，并且在在隧道运行阶段3年保持监测，为地面变形、水源枯竭、极端季节情况下对环境地质的影响研究提供资料。4、隧道出口段，即K6+260K6+320段洞顶有一农家乐，地表有3栋房屋和一个景观鱼塘。该位置隧道拱顶以上中风化基岩厚度约40m左右，围岩主要为珍珠冲组泥岩，岩质极软，围岩自稳能力差。5、隧址区主要含水岩组为碎屑岩类裂隙含水岩组，主要为须家河组二段、四段、六段以及珍珠冲组一段厚层状砂岩。根据工程经验预测，隧道平水期涌水量为4009.7m3/d，施工期间最大涌水量为平水期涌水量的1.5倍，为6014.6m3/d，丰水期最大涌水量为平水期的2.5倍，为10024.3m3/d。6、隧道在穿越含煤地层应加强隧道内瓦斯,煤尘等有害气体的定时监测和检查制度，含煤地层顶底板稳固性能较差，加强护壁护顶支护工作，确保安全生产。7、根据工程经验，须家河组砂岩多呈厚层、巨厚层状，在构造裂隙的切割下，岩体多呈块状。由于裂隙密度、连通情况、层间结构面的结合程度以及力学参数等，在不同围岩段可能差别较大。并且勘察与施工时间相差较久远，水文地质情况可能发生改变。5、隧道施工环境问题隧道施工过程中的环境问题主要有施工污水处理和施工弃渣处治。5.1、隧道施工污水隧道进出口较低，外侧各有一条常年性溪沟。大部分施工废水将以自流方式从隧道出口排出，其排出水量预计达2000-3000m3/d。废水的悬浮物含量较高，会对既有溪沟以及河流的水质及生态环境产生影响。在施工时，应优化施工程序，及时进行开挖面的衬砌与防护，减少废水的产生。同时，应设置专用排水管渠系统，减少施工机械废弃油污进入水体。5.2、隧道施工弃碴隧道开挖断面约156.7m2，单洞长约3000m，据此计算得隧道开挖量约为47.0万方，考虑到弃渣的碎涨性，松散系数按1.45考虑，则弃碴总量约68.2万方。隧道弃碴尽量用于路基填料及地方平场使用，符合条件的弃碴选做建筑材料，其余废碴应满足规划、统一堆放，严禁无序堆填。6、无害化设计设计目标及内容6.1设计目标依据国家和地方政府有关环保、水保方面的法律、法规，进行环保和水保专项设计，制定环保、水保措施，把环保和水保纳入施工管理，坚持施工与环保、水保同步。施工期间的弃碴、废水及泥浆应按规定排放和处理；隧道穿越富水地层采用“以堵为主、限量排放”的原则，尽量维护既有的地下水环境，完工后及时恢复植被。确保居民生产生活的不受影响、工程所处的既有生态环境不被破坏以及沿线地下水源不受污染。按国家环、水保标准制定对本工程项目的无害化设计目标如下：识别与本工程有关的地方、国家及行业法律法规，形成文件并贯彻执行。严格控制重要环境因素，施工污水排放、有害烟尘排放、固体废弃物、施工噪声符合标准要求，水土流失控制达到国家环保标准，严格遵守国家及行业标准。识别项目可能对所有周围生态环境保护、水土保持造成影响的因素，并制订相应工程措施，对重要生态环境保护、水土保持因素制订专项工程方案、施工工艺。坚持做到“少破环、多保护，少扰动、多防护，少污染、多防治”，使环境保护和水土保持监控项目与监控结果达到设计文件及有关规定，将金凤隧道工程建成一条环境优美的绿色通道。6.2设计内容根据本项目的主要地质环境问题，为保护当地水资源和现有植被，最大限度地减少对当地生态环境的破坏，本次无害化设计的主要内容如下：隧道选址设计隧道结构与运营安全设计隧道洞口工程专项设计；隧道不良地质地段隧道动态处治措施设计；地表（下）水环境保护专项设计；隧道施工环境控制措施设计；隧道安全事故应急处理预案。隧道施工及运营管理注意事项7、隧道选址设计上羊角水库水库上羊水库上羊角水库水库上羊水库金凤隧道线位比选图通过对规划、金凤隧道工程功能定位、现状地形、周边控制因素的分析，以及路网解读，本次设计对主线隧道提出了两个线位进行比选，具体比选分析如下。线位细部比选分析图1）方案一从现状高压铁塔之间和已发红线地块“飞强混凝土厂”北侧穿越，该方案的优缺点如下。（1）优点：①仅占用已发红线“飞强混凝土厂”范围北侧少量办公区，不影响混凝土厂生产，与已发红线地块冲突较小，协调难度小，可实施性较强。②隧道从上羊角水库上游库尾穿越，对水库及地下水影响相对较小。（2）缺点：①需迁改璧青路东侧10kv高压线塔一处；②线形标准相对偏低，主线半径仅为R=600m。2）方案二从现状高压铁塔群南侧穿越，需占用已发红线地块“明生能源”、“飞强混凝土”、“富康”用地，该方案优缺点如下。（1）优点：①与高压铁塔无冲突；②主线线形标准较高，最小半径为R=1000m，（2）缺点：①与已发“飞混凝土”、“民生能源”和“富康”三个地块红线有冲突，协调难度相对较大，可实施性相对较小。②隧道从上羊角水库正上方穿越，对对水库及地下水影响相对较大。因此通过综合比选，综合考虑工程总体规模、与周边环境结合、及工程可实施性等多种因素，在最佳选线区域内选定与地块冲突小、环境影响较小、可实施性强的方案一。8、隧道结构与运营安全设计隧道设计中始终贯穿“以人为本、安全至上、经济合理”的设计理念，并主要体现在以下几个方面：（1）隧道按新奥法施工原理进行洞身结构设计，并结合本隧道的地质、地形特点，通过结构分析计算和工程类比，综合拟定洞身衬砌支护参数，确保洞身结构具有足够的强度、稳定性和耐久性，满足隧道的营运安全。（2）隧道洞口区均布置了完善的截、排水系统，确保洞口不被暴雨冲蚀。同时，截排水沟两侧种植矮灌木遮掩，以消除其人工开挖的痕迹。（3）隧道内采用了流畅的线形，隧道的平纵面和横断面均严格按相关标准和规范执行，曲线隧道的横向视距满足要求，洞口内外线形均满足“3s”要求，确保了行车安全。（4）隧道内采用沥青砼复合式路面型式，与洞外路面一致，改善了原来水泥砼路面抗滑能力衰减速度快，在隧道出、入口路段因路面湿滑易造成事故的不利情况，从而大大提高了行车的安全性和舒适性。（5）隧道内布置了完善的照明、监控、消防、通风等机电设施，确保隧道的安全营运。9、隧道洞口工程专项设计9.1.洞口位置、洞门形式的确定洞口位置应根据地形、地质、水文等条件，充分贯彻“早进晚出、保护环境”的原则，着重考虑边、仰坡的稳定，同时还应结合洞外相关工程及施工条件、运营要求，通过综合分析比较确定，同时洞口工程应尽量结合施工场坪、便道引入等统筹考虑。金凤隧道进口位于璧山区青杠街道塘坊村，洞口位置位于已废弃院落范围内，地形平缓，横坡较缓、周边植被茂密；隧道出口属金凤镇海兰村，洞口位置位于斜坡中，地形平缓，横坡较缓，植被茂密。结合本项目隧道洞口地形缓、地质条件、东西朝向特点、景观绿化要求，金凤隧道进出口均采用两侧镂空的削竹式洞门，以达到较好的洞口光过渡效果。9.2洞口结构1）为减少洞口段病害的发生，同时考虑到环保、绿化及抗震的要求，在隧道进、出口及浅埋地段结合地形、地质情况设置钢筋混凝土明洞结构及加强衬砌对该段结构予以加强。2）明洞结构采用整体式钢筋混凝土衬砌，根据洞顶边坡稳定需要确定拱顶回填土厚度及回填土石顶面横坡；浅埋暗挖段采用超前大管棚及型钢钢架等辅助措施加强支护。9.3洞口边仰坡防护1）永久防护：洞口永久护坡采用三维网植草防护，明洞顶在回填耕植土上结合景观设计种植草皮及灌木绿化。2）临时防护及超前支护：隧道进口明洞段临时边、仰坡、明暗分界处直立开挖面及出口洞门端墙背后开挖面均采用锚、网、喷支护。同时于进出口地段拱部设置Φ108大管棚及型钢钢架加强支护，保障施工安全。9.4主要施工步序洞口周边清表及地表截水沟施作；洞口边仰坡开挖至洞顶标高并完成支护；两侧拉槽保留核心土施工开挖洞口下边坡并完成支护；下仰坡防护及超前大管棚施作，施工完成前掌子面应保留纵向长10m以上的核心土；开挖核心土及完成洞门结构及明洞的施工；洞顶回填及防护完成后进行暗洞的开挖与支护。先行施工右洞，待右洞暗挖段二衬完成30m以后，再进行右侧路基与隧道施工。9.5其他注意事项隧道施工前对隧道洞口段进行详细的测量和细致的勘察，仔细审核施工图纸和设计提供的地质资料，根据现场调查结果进行比对，发现问题及时提报业主及设计单位。开挖后对岩体情况进行复核，如有异常及时反馈。做好洞口临时及永久排水系统工程，洞顶截水沟应结合现场地形、汇水面等统筹考虑，应将汇集的水排泄至路基边沟，再排入既有排水系统中。洞口施工宜避开雨季。妥善处理好陷穴、裂缝，以免地面水侵蚀洞体周围，造成岩体破碎带坍塌。当可能有严重的较大区域的塌陷发生时，应及早采取措施减少损失。洞口施工应注意保护周边环境，洞口回填坡口线尽量与自然坡面顺接。洞口范围位于缙云山森林公园，施工应合理安排洞口施工用地，施工场地范围内的植被、树木需移除，不得随意砍伐或破坏，保护施工场地和临时设施附近的植被。9.6洞口景观绿化设计设计沿用福纹元素装饰削竹式洞口。洞口边坡力求恢复生态，与周边环境融合，减少构筑物生硬感。使环境良好过度，隧道仰坡，坡顶自然美观。洞口具体绿化、装饰等后期结合周边环境及洞外路基边坡防护进行景观打造，使洞口护坡与周围景观协调一致，详见后期专项设计文件。金凤隧道进洞口效果图10、不良地质地段隧道动态处治措施设计10.1高压富水段本隧洞身穿越观音峡背斜破碎带、梅家店断层及须家河接触带地段，且缙云山脉地表水库、堰塘众多，由于地表上、下水源联系分布情况复杂，构造带可能存在高压富水、突水涌泥等情况。隧道施工掘进时，如处理措施不当，将直接危及到施工和结构安全。当隧道遇到高压富水危害时，可按其对隧道产生的影响情况及施工条件，应用超前地质预测、超前探水预报、综合物探等措施，制定超前注浆堵水、突水涌泥处置动态设计预案。1）高压富水地段的处理措施：高压富水地段采用动态设计组织施工。（1）处理原则及方法：全隧于施工前、施工中、竣工后均设置地表上下水文综合监测网，充分掌握隧道影响带范围内地表水库、泉眼、鱼塘、深井及地下洞室开挖过程中，平时及汛期的水位变化情况、水量大小、冲沟流速、流量等资料，通过及时的分析、对比，及时调整隧道施工方案和措施。按照“先预报、常观测、帷幕堵、限量排、强支护、快封闭、早衬砌”等综合处理措施，采用远、中、近距离相结合的超前地质预报、防突、注浆止水和多功能快速钻机、三维成像地质超前预报系统，结合地表水文及洞室开挖等综合监测网，探测隧道工作面前方裂隙和高压水的大小、分布情况、距离等信息，分析、制定相应处置方案、堵水注浆参数及注浆方法。（2）根据所确定的堵水注浆参数和注浆方法，采用隧道注浆集成系统对工作面前方（或后方）高压水进行处理，以确保施工安全和地下水环境不被破坏。2）注浆堵水设计注浆方式：根据综合地质超前预测、预报及地表、地下水文检测成果，得到地下水的平衡基准时，可按地下水平衡排放原理，采用超前预注浆、开挖后注浆、局部注浆、补注浆四种堵水方案，基本注浆方案分为下列几种：①超前预（帷幕）注浆：每一循环长度25m。固结范围：为开挖轮廓线外5m，正洞为开挖轮廓线外5m；车行横通道为开挖线轮廓线外3m；人行横通道为开挖线轮廓线外1.5m。②开挖后全断面径向注浆注浆加固范围：正洞为开挖轮廓线外5m；车行横通道为开挖线轮廓线外3m；人行横通道为开挖线轮廓线外1.5m。3）高压富水段监控量测的项目有：主要对水压、水量、岩体综合渗透系数、围岩内部位移、接触压力、衬砌背后水压、衬砌外水压力进行量测。隧道开挖时应密切监测洞内水温，如有异常应通知相关单位处理。10.2涌水突泥处治金凤隧道穿越须家河3段、5段与2、4、6段接触带附近地下水含量丰富，施工开挖可能发生涌水现象；当揭穿煤巷或采空区时可能发生突水突泥现象；穿越梅家店断层富水性强、导水性好，施工易发生突水事故。10.2.1探水及防突水突泥措施金凤隧道地下水丰富，可能出现突水突泥事故，危及施工安全，对可能存在突水突泥现象的接触带、断层破碎带、煤层采空区等段落采用TSP或雷达超前探测预报，异常段采用钻孔超前探测验证，根据钻孔出水量按设计预案进行处治。超前地质预报须作为隧道施工工序中的重要一环落实到隧道施工的每个循环中。采用TSP或雷达超前探测预报，异常段采用超前钻孔探测验证。钻孔验证采用专用探水钻机施工探水孔，探水孔孔径（终孔）为108mm，钻孔外偏角为10°，每次探水段长30m，开挖25m，保留5m作为止水盘并开始下一循环探水。探水孔要详细记录出水点位置、水量、水压等。通过超前地质预报和超前钻探探水，可有效防止灰岩段突水突泥突发事故的产生，除此之外，施工单位应该预备足够的抽水设备，并做好防突水突泥突发事故的预案及演练。涌突水级别根据经验分为：小型涌突水（＜100m3/h）、中型涌突水（100~1000m3/h）、较大型涌突水（1000~10000m3/h）、特大型涌突水（＞10000m3/h）。现场根据涌突水情况进行专项施工应急预案编制。10.2.2注浆堵水根据超前钻孔探水的结果，分别采取不同的措施：1）单个探水孔出水且流量大于10m3/min且水压大于0.5MPa时,若判定有突水突泥可能，进行全断面预注浆堵水；若判定围岩开挖后有一定自稳能力，无突水突泥可能采用开挖后全断面径向注浆。2）个别探水孔出水且流量小于10m3/min且水压小于0.5MPa时，若判定有突水突泥可能，进行局部预注浆堵水；若判定围岩开挖后有一定自稳能力，无突水突泥可能，采用开挖后局部径向注浆。3）个别探水孔出水则仅对流量大于2.0m3/min的出水孔作局部注浆堵水，当出水流量小于2.0m/min时，视地质条件及环保要求确定是否注浆。当隧道开挖后地层裂隙水较大，周边存在大面积淋水或严重渗漏水，对地表生态环境影响较严重，但围岩稳定性较好，不影响掘进时，采用小导管注浆堵水（后注浆）。预注浆目的是防止岩溶突水突泥，确保施工安全，后注浆目的是确保隧道建设不对生态产生大的影响。10.2.3耐水压衬砌岩层破碎、接触带、煤层采空区，洞周水面临与地表连通的裂隙带，在堵水注浆施工后仍有可能出现规模大、水压力大且地下水疏干对地表环境影响较大的地段需各方协商、专家会评审通过后讨论实施耐水压衬砌。耐水压衬砌应严格执行“动态设计、信息化施工”原则，施工和运营过程中对水压力和结构内力进行监测，并在耐水压衬砌两端通过设置泄压管进行泄压。10.3断层破碎带处治金凤隧道穿越或接近梅家店断层破碎带，断裂带内岩体极破碎，构造裂隙发育，围岩无自稳能力，为此拟采取如下措施：（1）断层及影响段采用FSP型衬砌结构，对于富水断层根据揭露的水压可配合耐水压支护结构使用。（2）采用TSP203地质预报系统、超前钻探、地质雷达等超前地质预报预测手段进一步探明掌子面前方的工程地质、水文地质的活动态势等情况，主要探测断层破碎带地段岩石的强度、岩性、岩层的破碎程度、涌水压力和涌水量等情况，从而正确选择开挖方法、注浆参数及相应技术参数。（3）采取管棚、小导管和预注浆进行预支护。采用“早预报、预注浆、管超前、半断面、留核心、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤测量”的施工原则保证施工安全。（4）断层破碎带周边地下水静水压力大时，不能仅仅加强结构支护，应结合超前支护、全断面帷幕注浆，加强排水等措施，减小地下水对衬砌结构的不利影响。（5）断层破碎地段，初期支护予以加强，必要时增设的临时仰拱，使初期支护封闭成环。下半断面开挖前在拱脚处增设锁脚锚杆防止半断面拱架悬空。为尽量减少对围岩的扰动，采用微震爆破作业或人工和机械相结合的开挖方法，每次开挖进尺不得大于1.0m。（6）断层破碎带施工时，应对该段岩土及地下水进行试验，根据实际情况确定其腐蚀等级。10.4煤层及瓦斯处治1）煤层及瓦斯等有害气体分布情况根据本阶段地勘，本项目隧道穿越须家河一段、三段、五段地层或揭穿越采空区时，可能有瓦斯等气体逸出。隧道洞身围岩主要为三叠系上统须家河组（T3xj）三段、一段泥岩、页岩夹煤系层位，在地热水及异常地温的作用下，可能会有大量H2S气体溢出。2）处治措施为确保施工和运营安全，严格执行《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120-2002）的相关规定，遵循“超前探、勤监测、强通风、全封闭、防爆炸”的处治原则。（1）超前探测必须坚持全段落实施超前探测。施工接近预计煤层时，进行超前预报、钻孔验证确定煤层的确切位置，测定瓦斯浓度与压力，同时加强通风。（2）施工瓦斯及有害气体的监测隧道在穿越煤层或者采空区段，除采取超前地质预报外，在施工过程中须采用人工检测不间断地进行瓦斯监测，采用专用设备加强对H2S、SO2等有害气体的监测，若大范围穿越低瓦斯地层，宜采用人工检测与自动监测相结合的方式。煤层设计段瓦斯压力监测：每5～10米监测一次；瓦斯浓度监测：煤层设计段前后100米，在放炮前后监测各一次。（3）瓦斯隧道衬砌结构设计合理采用注浆、全封闭支护和防排水结构、气密性混凝土等手段，隧道穿越煤层及其前后各15m采用全封闭的结构：①设置仰拱，全断面喷射混凝土，厚度不小于15cm，全断面铺设防水板；②施工缝、沉降缝及纵向水平缝均采用全断面止水带和膨胀水泥砂浆封堵严密，确保沉降缝、施工缝位置封闭性能不亚于衬砌本身；③隧道衬砌采用气密性混凝土。二次衬砌中需掺加气密剂，低瓦斯工区掺量为5～8%（内掺法，等量替代水泥），要求模筑混凝土透气系数不大于10-11cm/s。。瓦斯段根据不同围岩级别分别采用FSW5、FSW4型衬砌，增加仰拱防水层，形成全包防瓦斯结构，防止运营期间瓦斯溢出进入隧道，瓦斯段衬砌地段的确定按动态设计原则办理。（4）施工通风合理采用施工通风技术，加强通风能力，有效降低有毒气体浓度至容许标准。施工通风方式应采用压入式通风，也可采用巷道式。通风所需风量应按照爆破排烟、同时工作的最多人数、作业机械及瓦斯绝对涌出量分别计算，并按允许风速进行检验，采用其中的最大值。同时满足瓦斯工区施工中风速不宜小于1m/s，全隧道最低风速不小于0.5m/s。全隧各工区进行不间断通风，H2S气体的浓度不得超过0.00066%，SO2气体的浓度不得超过0.0005%。（5）钻爆作业必须采用湿式钻孔，炮眼深度不小于0.6m，确保开挖工作面附近20m风流中瓦斯浓度必须小于1.5%，爆破地点20m内，风流中瓦斯浓度必须小于1.0%，瓦斯工区的爆破作业必须采用采用电力起爆，并使用煤矿许用电雷管，严禁使用秒或半秒级电雷管。在瓦斯工区进行爆破作业时，爆破15min后，后应巡视爆破地点，检查通风、瓦斯、煤尘、瞎炮、残炮等情况，遇有危险必须立即处理。在瓦斯浓度小于1%，二氧化碳浓度小于1.5%，解除警戒后，工作人员方可进人开挖工作面工作。（6）电气作业与机械设备低瓦斯工区的电气作业和机械设备可采用非防爆型。瓦斯工区内应采用双电源线路，其电源线上不得分接隧道以外的任何负荷。瓦斯工区内固定敷设的照明、通信、信号和控制用的电缆应采用矿用一般型电缆、恺装电缆、不延燃橡套电缆或矿用塑料电缆。电缆的敷设应符合下列规定：①电缆应悬挂；②电缆不应与风、水管敷设在同一侧，当受条件限制需敷设在同一侧时，必须敖设在管子的上方，其间距应大于0.3m；③高、低压电力电缆敷设在同一侧时，其间距应大于0.1m，高压与高压、低压与低压电缆间的距离不得小于0.05m。（7）运营通风瓦斯隧道在运营中，瓦斯浓度在任何时间、任何地点都不得大于0.5%；运营中必须进行瓦斯检测，通过计算机系统实现对装设在隧道内的风机的自动控制，实现瓦斯超标自动报警并开启备用风机，及时吹散瓦斯。10.5采空区与老窑积水处治1）采空区分布情况隧址区煤系地层主要为须家河一段、三段，五段含煤较少，煤质差。根据现场调查，隧道两侧3.0km范围内共发现四处废弃煤巷，据调查，隧址区小煤窑多在解放前及50年代断续开挖，后被关停。目前煤洞基本废弃、垮塌。由于年代久远，又无文档资料可查，煤巷的具体走向、埋深等尚不明确。隧道穿越须家河一段、三段、五段地层时，可能会遇到煤巷或采空区，但规模不会太大。2）采空区处治为探明掌子面前方采空区情况，隧道开挖接近预计采空区位置30~50m处增加地质雷达等物探，并辅以1孔超前偏角钻孔（取芯）作为初探孔，若发现前方可能为采空区，结合其孔内水量情况增加3孔超前偏角钻孔进行验证，探明采空区分布规律。采空区段衬砌采用加强支护，采空区衬砌地段的确定按动态设计原则办理。当煤层采空区在隧道底以下40m至隧道顶以上20m范围内时考虑对其进行处理，煤层采空区相对隧道所处位置分为：采空区位于隧道断面之上；采空区位于隧道断面内顶部或中部；采空区位于隧道断面底部或之下。针对这三种工况处理措施如下：（1）采空区位于隧道断面之上的工况：当采空区位于隧道断面之上，特别是近水平、缓倾斜的采空区，且距隧顶较近时，必须采用加强支护，在隧道顶部设置管棚，管棚采用钢架支撑，管棚可用Ф89钢管，长15m，环距0.4m。（2）采空区位于隧道断面内顶部或中部的工况当采空区贯穿隧道并位于隧道断面顶部或中部时，设置2m厚C15混凝土护拱，护拱两端嵌入基岩不小于0.5m，同时，对一定范围内洞壁采用锚网喷防护。拱部护拱上方设置干砌片石缓冲层。边墙护拱两侧选用洞渣中的片块石码砌。（3）采空区位于隧道断面底部或之下的工况当采空区贯穿隧道并位于隧道断面底部，对于仰拱以下5m深度范围内的采空区可参照小型溶洞处治进行洞渣和C15混凝土回填，采空区规模较大时，可采用桩基托梁、扩大基础等方式跨越。采空区位于隧道之下且相互不连通时，采用“探灌结合”的原则处理，在仰拱初期支护封闭成环后，在工字钢钢架之间布置Ф150mm钻孔，钻孔布置顺隧道纵向间距5m，横向2.5m，可采用梅花形布置。仰拱以下钻孔深度根据采空区位置合理确定，原则上深度不超过40m。对于塌孔严重段可边压浆边钻孔，逐段推进。压注M10水泥砂浆，注浆压力0.5～1.0MPa，如注浆时浆液消耗量大而压力无法上升时，应采用帷幕注浆。采空区底部圆管进出口不应堵塞，出口顺接原采煤巷道排水通道。采空区段施工应加强通风和瓦斯检测，隧道穿越采空区及其前后各20m采用沿衬砌外轮廓满铺防水层的全封闭以隔绝瓦斯渗入隧道，沉降缝和施工缝采用止水带和膨胀水泥砂浆封堵严密，喷砼和二次衬砌中需掺加气密剂，掺量按水泥用量（喷混凝土中水泥用量不小于400kg/m3，二衬圬工中水泥用量不小于320kg/m3）的6%，要求模筑混凝土透气系数不大于10-11cm/s，喷砼透气系数不大于10-10cm/s。10.6含煤地层地下水防腐处置措施根据现场勘察，金凤隧道沿线须家河一段、三段、五段地层基本为炭质页岩和炭质泥岩，煤质差、煤层薄，对工程影响不大。根据工程经验，该地层对混凝土结构一般具微腐蚀性。考虑到中梁山隧道及华岩隧道煤样分析具有弱腐蚀性的事实，根据《混凝土结构耐久性规范》（GB/T50476-2008），煤层地下水段对混凝土具有弱腐蚀性（对应环境作用等级为V-C级），本次含煤地段按地下水段对混凝土具有弱腐蚀性进行预设计，本隧道施工至上述地层时，应采集煤样、水样进行腐蚀性检测，进一步确定水及围岩的腐蚀性，并采取相应的防腐处理措施。1）处置原则含煤地层抗腐蚀按“动态设计、信息化施工”原则进行处治：在开挖后取水样进行水质分析（取水样频率为表列具腐蚀性地段每50m取3件），以进一步复核地下水是否具有腐蚀性，判明腐蚀类别与腐蚀等级。2）抗腐蚀设计措施根据《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/TB07-01-2006），设计采取如下措施：（1）二衬混凝土：本隧道设计基准期为100年，根据《混凝土结构耐久性规范》，对于在V-C级环境作用下，二次衬砌混凝土标号C45，抗渗等级P12。水泥要求采用抗硫酸盐水泥，最大水胶比为0.45，每立方混凝土水泥最小用量350kg且不宜大于450kg，C3A含量<8%，水泥细度不超过350m2/kg，游离氧化钙不超过1.5%，混凝土总含碱量不超过3.0kg/m3。并在混凝土中掺加4～6%抗腐剂（内掺法，等量代替水泥）作为防护层。钢筋混凝土保护层厚度不得小于45mm。抗腐剂物理化学性能指标需满足表6-4要求。（2）设防段落需向非腐蚀性围岩延伸不小于15m。3）施工要求（1）存在腐蚀性段落必须遵循动态设计、信息化施工原则。（2）施工至腐蚀性段落，必须取样验证其腐蚀类别和腐蚀程度再根据设计措施处治。（3）施工单位应按照混凝土结构防腐蚀耐久性设计的要求，制定保证混凝土质量的措施与实施细则，根据设计文件提供的环境类别和作用等级、工程设计基准期和对混凝土的技术要求，精心选择原材料，进行混凝土试配，在实验室的基础上优选混凝土配合比。对设计文件有疑问或疑义时，应主动向设计方讨论解决。（4）防腐蚀耐久混凝土的施工控制重点为：a、混凝土的振捣均匀性和密实性：采用强制式机械拌和、机械振捣，要求振捣密实、不漏振、不食振、不冒气泡，不得用人工振捣。b、混凝土的养护：砼连续养护时间不得少于28d，避免在5℃以下和35℃以上施工，可用混凝土养护剂一次性养护，能保证混凝土有足够的水分水化，防止塑性收缩和表层失水裂纹，能提高面层20%以上的早期强度和气密性能、耐磨性能、耐酸性能。c、钢筋的混凝土保护层厚度：混凝土浇筑前检查垫块的数量和高度，确保钢筋的混凝土保护层厚度不小于设计要求。d、施工阶段的混凝土裂缝控制：施工时随时巡视、检测裂缝情况，若出现裂缝应立即通知监理和设计会同参建各方处理。（5）掺用方法：采用水泥裹砂法与水泥和砂、石拌匀，最后加水拌和90-120S，泵送和夏季施工，宜采用后掺法。（6）施工前应仔细规划混凝土结构施工顺序，以尽量减少新浇混凝土硬化过程中的收缩应力与开裂。（7）衬砌混凝土浇筑前，应仔细检查混凝土层垫块的位置、数量及其紧固程度。（8）防腐蚀耐久混凝土施工质量检验与验收要求按《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/TB07-01-2006）5.3节处理。（9）其余未尽事宜详见《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/TB07-01-2006）相关条文。11、地表（下）水环境保护专项设计拟建金凤隧道穿越段地表有少量池塘、鱼塘和几条季节性溪沟分布，无规模较大的水库、河流等。K4+700～K5+200段隧道穿越山脊顶部的高位槽谷，槽谷中地形平缓，有多处鱼塘分布。其中最大一处鱼塘（上羊村水库）约40500m2，平均水深2.0-6.0m，现作为景观鱼塘利用。拟建金凤隧道穿越自流井、珍珠冲、须家河地层，隧道建设可能诱发的地质环境问题主要为地表水源枯竭、地下水疏干、废水废渣外排污染和影响地热水。由此可能诱发建筑物变形、损毁，居民生产、生活缺水、土地利用功能下降等各类次生灾害问题。区内的重要水源保护点主要有四处，分别为：龙潭沟水库、上羊村水库、李家沟水库和海兰村级改水工程(CT30、CT31)，这四处水源点主要是作为观光、饮用和养殖使用，漏失后可能影响的人数多，可能造成经济损失和社会影响很大。11.1设计原则隧道设计主要遵循原则如下：1）防排水采取“以堵为主、限量排放”的原则。2）堵水限排严格遵循“动态设计、信息化施工”原则。11.2保护的对象重要性和内容地质环境保护的内容包括：1）水环境问题：地表水水量减少、地表水水位下降；地下水水量减少、地下水水位下降。2）岩土问题：地表塌陷、地面沉降、地裂缝。11.3水环境保护设计11.3.1堵水与防水本隧道各分段地下水控制排放量详见下表。表10.3-1隧道分段地下水控制排放量编号里程桩号地层Q(m3/d)（平水期）1.5Q(m3/d)（施工期）2.5Q(m3/d)（洪雨期）地下水控制排放量（m3·m-1·d-1）单元1K3+785.72～K3+872.03西翼进口J1z119.629.449.0——2K3+872.03～K5+219.43西翼T3xj61924.22886.24810.40.5西翼T3xj4轴部T3xj2西翼T3xj4西翼T3xj63K5+226.31～K5+402断层下盘J1z1、T3xj22049.63074.45124.01.0K5+402～K5+439断层上盘T3xj41.0K5+439～K6+040.90断层上盘T3xj60.54K6+055.98～K6+279.15东侧出口J1z116.424.640.9——2）设计保护等级及相应设计措施①Ⅰ级：应用于地下水不发育区或保护对象为一般区。采取水环境保护措施为：开挖后径向注浆堵水和开挖后局部注浆堵水措施。②Ⅱ级：应用于地下水较发育区或保护对象为较重要区。采取水环境保护措施为：全断面周边预注浆堵水、局部断面预注浆堵水、开挖后径向注浆堵水和开挖后局部注浆堵水措施。③Ⅲ级：应用于地下水发育区或保护对象为重要区。采取水环境保护措施为：全断面帏幕预注浆设计图、全断面周边预注浆堵水、局部断面预注浆堵水、开挖后径向注浆堵水和开挖后局部注浆堵水措施。11.3.2隧道地下水保护分段设计1）超前地质预报为了更好的指导地下水保护施工，结合隧道作业需要，本隧道均实施超前地质预报，并根据不同的围岩情况及复杂程度，制定了C1、C2、C3三个地质预报等级。鉴于本隧道工程地质条件及水文地质条件很复杂，因此本隧道超前地质预报等级建议按C2、C3执行。施工前通过掌子面围岩分析，采用近、远距离物探相结合，富水区同时利用超深炮孔，并采用Ф110钻孔（必要时取芯）进行综合预报前方地质情况。2）超前探水隧道左线ZK3+941～ZK4+001、ZK4+091～ZK4+169、ZK4+313～ZK4+421、ZK4+820～ZK4+933、ZK5+292～ZK5+434、ZK5+307～ZK5+534、ZK5+666～ZK5+718、ZK5+990～ZK6+053段，隧道右线YK3+941～YK4+004、YK4+099～YK4+387、YK4+790～YK4+906、YK5+317～YK5+580、YK5+417～YK5+580、YK5+731～YK5+863段，实施超前钻孔探水。隧道采用专用探水钻机施工探水孔，探水孔孔径为108mm，钻孔外偏角为10°，每次探水段长30m，开挖25m，保留5m作为止水盘并开始下一循环探水。探水孔要详细记录出水点位置、水量、水压等。3）超前帷幕注浆堵水隧道左线ZK5+312～ZK5+434段，隧道右线YK5+317～YK5+417段开挖后进行径向注浆堵水。4）开挖后径向注浆堵水隧道左线ZK3+941～ZK4+001、ZK4+091～ZK4+169、ZK4+313～ZK4+421、ZK4+820～ZK4+933、ZK5+312～ZK5+544、ZK5+760～ZK5+856、ZK6+013～ZK6+07、ZK6+137～ZK6+209段，隧道右线YK3+941～YK4+004、YK4+000～YK4+061、YK4+084～YK4+158、YK4+308～YK4+388、YK4+856～YK4+951、YK5+241～YK5+292、YK5+479～YK5+541、YK5+640～YK5+766、YK5+810～YK5+878、YK6+023～YK6+097段开挖后进行径向注浆堵水。4）耐水压衬砌隧道左线ZK3+941～ZK4+001段预测外水压力0.14～0.6MPa，建议采取径向注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS1型，估计长度60m。隧道左线ZK4+091～ZK4+169段预测外水压力0.14～0.6MPa，建议采取径向注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS1型，估计长度78m。隧道左线ZK4+313～ZK4+421段预测外水压力0.14～0.6MPa，建议采取径向注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS1型，估计长度108m。隧道左线ZK4+820～ZK4+933段预测外水压力0.74MPa，建议采取径向注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS1型，估计长度113m。隧道左线ZK5+312～ZK5+434段预测外水压力1.48MPa，建议采取超前帷幕注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS2型，估计长度122m。隧道左线ZK5+434～ZK5+544段预测外水压力0.74～0.18MPa，建议采取径向注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS1型，估计长度100m。隧道左线ZK5+760～ZK5+856段预测外水压力0.74～0.18MPa，建议采取径向注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS1型，估计长度96m。隧道左线ZK6+013～ZK6+073段预测外水压力0.74～0.18MPa，建议采取径向注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS1型，估计长度60m。隧道左线ZK6+137～ZK6+209段预测外水压力0.74～0.18MPa，建议采取径向注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS1型，估计长度72m。隧道右线YK3+941～YK4+004段预测外水压力0.14～0.6MPa，建议采取径向注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS1型，估计长度63m。隧道右线YK4+099～YK4+387段预测外水压力0.14～0.6MPa，建议采取径向注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS1型，估计长度288m。隧道右线YK4+790～YK4+906段预测外水压力0.74MPa，建议采取径向注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS1型，估计长度116m。隧道右线YK5+317～YK5+417段预测外水压力1.48MPa，建议采取超前帷幕注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS2型，估计长度100m。隧道右线YK5+417～YK5+580段预测外水压力0.74～0.18MPa，建议采取径向注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS1型，估计长度163m。隧道右线YK5+731～YK5+863段预测外水压力0.74～0.18MPa，建议采取径向注浆的堵水方案，设计在注浆堵水后考虑采取设置耐水压衬砌FSNS1型，估计长度132m。耐水压衬砌是在实施注浆堵水后，根据水头压力设置的衬砌。施工中耐水压衬砌地段的确定必须严格按设计的动态施工程序进行动态施工，确保施工安全，结构耐久，经济合理，尽量减轻对地表的影响。当水压≤0.5MPa时耐水压衬砌支护参数，当水压>0.5MPa时采取控制排放结合耐水压衬砌的方式。6）注浆堵水设计当隧道开挖后地层裂隙水较大，周边存在大面积淋水或严重渗漏水，对地表生态环境影响较严重，但围岩稳定性较好，不影响掘进时，采用小导管注浆堵水（后注浆）。预注浆的目的是防止岩溶突水突泥，确保施工安全，后注浆的目的是确保隧道建设不对生态产生大的影响。（1）全断面帷幕预注浆：当超前探水孔中4孔出水且总水量大于10m3/h或水压≥2.0MPa，判定有突水突泥可能，启动全断面注浆。注浆范围为拱部及边墙注浆加固圈厚度≥5.0m，仰拱注浆加固圈≥3.0m，注浆段长度为25m，分两段实施，第一段长13m，第二段长25m。一个注浆段完成后留5m不开挖作为下一注浆段的止浆岩盘。注浆孔自掌子面沿开挖方向，以隧道中轴为中心呈伞状布置。浆液扩散半径为1.5～1.7m，孔底间距不大于3.0m，开孔直径Ф115，终孔直径Ф90。注浆材料：注浆浆液有纯水泥浆和水泥-水玻璃浆两种。初拟为：C：S（体积比）=1:(0.6～1.0)，水泥浆水灰比0.6：1～1：1，水玻璃模数2.6～2.8，水玻璃浓度35Be'。根据对浆液凝胶时间的要求，施工前，对不同浆液配比进行了分组试验。注浆时，根据涌水量大小和进浆情况确定合理配合比。当注浆孔涌水量小于30L/min时，应选用纯水泥浆；当注浆孔涌水量在30～200L/min范围内，选用凝胶时间为4～6min的浆液；当涌水大于200L/min，选用凝胶时间为3～4min的浆液。固结孔口管和封孔注浆时采用双液浆。注浆压力：初拟为1.5～3.0MPa，设计注浆压力按地勘静水压力0.74MPa～1.48MPa的2倍，施工中根据实测水压及现场注浆试验进行调整考虑。注浆结束标准：单孔注浆压力达到设计终压并继续注浆10min以上，或注浆量不小于设计注浆量、进浆速度为开始进浆速度的1/4时可结束本孔注浆。堵水注浆效果检查：一个注浆段的全部注浆孔注浆完成后，在主要出水点附近设置至少5个检查孔，测孔内涌水量，要求全断面小于1.0m3/d.m（0.5m3/d.m），否则应补孔注浆。全断面帏幕预注浆起始工作面应距预测突水点5～10m，以保证足够的止浆盘，其终点应超过预测突水段5m。（2）开挖后径向注浆：当10m3/h＞出水量≥2m3/h且水压＜2.0MPa围岩，开挖后有一定的自稳能力，无突水突泥可能、开挖后地层裂隙水较大时，启动开挖后径向注浆。设计注浆范围为隧道开挖外轮廓线外5m，采用Ф65钻孔，钻孔长度5.0m，注浆采用Ф57mm、壁厚4.0mm的小导管，孔口环向间距1.5m，纵向间距1.5m，梅花形布置，在集中出水点注浆孔加密，注浆小导管布置范围根据开挖后渗漏水位置合理确定，不一定要全断面布置，局部点出水可采用局部预注浆堵水方法处理；注浆材料采用水泥浆液，水泥标号为425，水灰比W/C＝0.6-1.1，凝胶时间根据现场情况确定。注浆压力：初拟为0.5～1.5MPa，设计注浆压力按地勘静水压力0.14MPa～0.74MPa的2倍，施工中根据实测水压及现场注浆试验进行调整考虑。注浆结束标准：单孔注浆压力达到设计终压并继续注浆10min以上，或注浆量不小于设计注浆量、进浆速度为开始进浆速度的1/4时可结束本孔注浆。（3）开挖后局部注浆堵水：开挖段落局部仍有较股状水存在，可启动开挖后局部注浆堵水。径向注浆采用Ф65钻孔注水泥浆液，钻孔长度5.0m，间距为1.5×1.5m，呈梅花形布置。套管采用外径Ф57mm、壁厚4.0mm的热轧无缝钢管加工制成，长2.0m，布设于径向注浆孔孔口处。径向注浆采用水泥浆液，水泥标号为425，水灰比W/C＝0.6-1.1，凝胶时间根据现场情况确定。注浆压力：初拟为0.5～1.5MPa，设计注浆压力按地勘静水压力0.14MPa～0.74MPa的2倍，施工中根据实测水压及现场注浆试验进行调整考虑。注浆结束标准：单孔注浆压力达到设计终压并继续注浆10min以上，或注浆量不小于设计注浆量、进浆速度为开始进浆速度的1/4时可结束本孔注浆。11.4地下水污染防治措施目前隧道注浆通常采用水泥浆液和水泥-水玻璃浆液，现有注浆技术的局限：1）在普通水泥浆处理复杂富水地层无效的情况下，通常采用水泥—水玻璃浆液，其局限在于：水泥—水玻璃要采用双液灌注，工艺复杂，存在浆液混合不够充分，使浆液出现长时间不凝固的现象，浆液和水玻璃的浪费量大。2）水泥—水玻璃浆液最致命的弱点是后期强度低，由于水玻璃都具有碱性，在长期水流水的作用下有可能会被溶出，从而使结石体的强度逐渐降低以致完全消失，同时水玻璃有毒和存在污染水体环境的风险。针对上述水泥—水玻璃浆液及注浆控制方法方面存在的不足，建议后期实施中采用无毒、注浆效果好的无机环保材料替代水玻璃（如C-GS1膏状浆液+水泥灌浆材料、SJP添加剂+水泥灌浆材料等）。根据类似工程初步测算，SJP灌浆材料较水泥—水玻璃浆液贵约250元/m3，金凤隧道注浆止水预设计浆液用量约33800m3，投资预计须增加约845万元。11.5地表（水）环境保护分项设计根据专项水文地勘报告，隧道强烈影响范围内需要保护的对象有：约161户人，人口约365人(主要为缙云台农民新村)；重庆九重源农业开发有限公司；上羊村水库、池塘12个，水库及池塘储量约19.1万方；观赏性苗圃1165亩；水井11个，泉点13个。当地表水漏失影响生产生活用水时，可采取以下措施：（1）沟谷、坑洼等少量积水区，采用地面铺砌措施；（2）与水库、池沼、溪流、井泉等重要地面水源毗邻区域，可采用地面截水帷幕措施；（3）地表水漏水点以及规模较大的塌陷坑，可在坑周围修建围堰。11.6岩土体变形破坏防治设计1）地表塌陷防治根据洞穴发育特征、发育程度及发生塌陷的可能性、危险性，并结合保护对象的重要性，通过加强洞内堵水、维持地下水环境等措施，避免发生塌陷。2）地裂缝控制应根据发育规模和危害程度采取不同的措施，规模和危害小时，可采用土石填充并夯实、防渗处理等措施，规模较大时，可采取填充、灌浆等措施。3）地面沉降控制应根据沉降要求、地质环境受影响的程度以及重要建筑和设施的保护要求，采取地面加固与地下工程内部加固相结合的防治措施。拟建隧道的施工建设过程，可能会造成区内岩土变形破坏，须在项目开工前应做好隧道顶地表的基础调查，施工过程加强地表监测，做好动态施工。11.7其它次生灾害的防治与地质环境恢复治理隧道地质环境问题引发的次生灾害可分为建筑变形损毁、生成生活缺水、土地利用功能下降。1）当隧道开挖导致当地生活、生产用水缺乏较重或严重的地区，应根据水资源漏失的情况及时进行地表和洞内封堵措施，对地面裂缝和塌陷坑应及时回填。必要情况下可采用洞口设置蓄水池。2）当隧道开挖导致地面塌陷而破坏植被，宜进行植被恢复与重建。因施工弃土石压占所导致的植被破坏应就地进行植被恢复与重建。地面植被恢复所选择的目标植物和群落类型应与地下工程所处的地理位置、气候条件、土石环境相匹配，确保植被重建的成效，且符合《造林技术规程》GBT15776的相关规定。其他相关要求参见重庆市地方标准《地下工程地质环境保护技术规范》DBJ50/T-189-2014。11.8施工要求1）隧道富水段开挖应符合：（1）开挖方法采用台阶法或其它分部开挖法；（2）爆破开挖时，应采用超前钻孔探测；（3）当隧道一侧遇到洞穴时，可先挖该侧，待支护完成后再开挖另一侧。2）注浆施工应先回填注浆后固结注浆的顺序，当帷幕注浆时，应先进行回填注浆、固结注浆，再进行帷幕注浆。超前预注浆后的漏水量应小于设计运行值，浆液固结体达到设计强度后方可开挖。回填注浆应在衬砌混凝土达到设计强度70%后进行，衬砌后围岩注浆应在回填注浆固结体达到70%强度后进行。3）衬砌防水混凝土施工应满足：（1）砂石集料应符合级配要求，水泥强度等级42.5以上；（2）水灰比不应大于0.55，最小水泥用量不少于320kg/m3，拱顶部分不小于350kg/m3；（3）冬季施工的防水混凝土，应掺用加气剂降低原水灰比，并按冬季施工有关要求施工；（4）调制混凝土拌合物时，水泥重量偏差不得超过±2%，集料重量偏差不得超过±5%，水及加气剂重量偏差不得超过±2%；（5）混凝土浇筑前，应清除模板上泥污杂物，且须用水湿润，确保模板光洁不漏浆；（6）有承压水时应先引流再浇筑防水混凝土。11.9地质环境监测1）监测目的隧址区区域地下水分布广泛，构造发育，地表上、下水力联系复杂，隧道施工遇高压涌水、突泥风险性较高，为保证施工及结构安全，降低施工的风险性，建议对金凤隧道影响范围的地下水及地表水、地表变形（塌陷、沉降等）等实施监测。2）监测实施要求应委托有资质和经验的第三方对隧道影响范围内（并加大范围）的地下水及地表水实施监测，且应至少提前隧道开工的一个年度周期。（1）各监测点初始状态的确认及水系分布情况调查：①查明地表居民和企事业单位生产、生活用水来源、水源分布情况，日用水量，补给条件。②查明地表水库、鱼塘、井、泉、溪沟水量、常水位及汛期水位、流量、流速关系，大气降雨补给量，与地下水的联系、关联程度，汇区面积、流域长度、等，水位随季节变化情况。③查明地表水库、鱼塘、井、泉、溪沟所属位置、高程、地层单元，以及与隧道洞身相应地层单元关系。④查明地表水库、鱼塘、井、泉、溪沟的补给、径流、排泄条件，以及隧道施工过程中洞身地层各构造单元对地表水库、鱼塘、井、泉、溪沟的影响。⑤通过地表水系调查、检测，分析、判断出隧道区地下水分布的范围、里程、地下水位线位置及隧道影响区的水资源平衡量、大气降水补给量，掌握日常大气降雨量及汛期洪峰流量及其变化规律，为隧道施工提供日常及汛期隧道涌水量及施工风险性评价依据；并分析、判断不同时间段隧道开挖对附近地下水环境的影响，进行隧区水源、泉眼水位、流量测绘、提供汇区大小、流量、容量，设置定点观测，收集数据。⑥于隧道影响范围地表附近的泉、井、塘及水库等处设置观测点，并利用综合地质超前预测、预报等手段，将隧道洞室开挖过程中的工程水文地质情况进行综合分析，形成地表（下）水检测网络，并对其初始状态进行布置及确认，同时建设单位及施工单位应与地方政府共同签字确认，或委托当地有资质的专业单位对初始状态及文件组成进行认定。（2）监测内容①隧道环境监测内容为缙云山山顶富水地段的地下水及地表水的监测，具体内容为泉、井、及塘堰、水库等的水位、流量的变化监测。②通过综合地质超前预测、预报及模拟技术，分析、查明掌子面前方地层分布情况、接触带界限、裂隙发育程度、水压、流量大小，管涌通道、地下水流方向、与隧道的空间、平面位置关系等。表10.9-1地质环境监测一览表序号项目名称方法监测仪器测试精度1地表水、地下水

位监测人工巡视用布卷尺、钢卷尺、测绳0.1mm/m钟响法测绳、测钟浮标尺浮标、平衡锤、滑轮、支架

自记水位仪自动采集电测水位仪自动监测仪远程遥测监测中心、通信网络、水位监测终端、水位计2地表水、地下

水水量和地下

工程内涌水量容积法量水箱、水池、钟表0.05m3/s（地表水）

0.1L/s（地下水）堰测法或测流仪三角堰、梯形堰、矩形堰、和水量表差位法孔压板、出水管、测压计3地面塌陷人工巡视用布卷尺、钢卷尺、测绳分层沉降标、水准仪1.0mm自动采集地表、地下位移计、可伸缩性的水准仪（分层桩）、报警器、报警地位装置GPS监测技术、InSAR监测4滑坡、危岩参照DZ/T0221《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》相关条文执行5瓦斯监测参照《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120-2019）相关条文执行6建筑物参照JGJ8-2007《建筑变形测量规范》中沉降观测和位移观测部分相关条文执行3）监测布点水环境检测工作应按水文地质单元布置，监测工作（点）应布置在预计对地表水、地下水有影响的范围内，同时，地下水监测工作应充分考虑到地下水的流向（平行与垂直流向）布置监测点。（1）监测点应结合地表水体及地下水出漏点布置，每个水文地质单元宜布置2-3个点，地下水出露点不能满足监测要求的，应采用钻探水文井进行监测。（2）地表变形监测点应布置在可能产生塌陷、沉降的地貌单元，每个单元不宜少于3个点。4）监测周期要求（1）施工前应对可能影响范围内重要的地表水体、地下水露头进行水环境监测，监测时间不宜少于1个水文年，每个两月至少监测一次；（2）施工中的地质环境监测周期应根据保护区重要程度和距掌子面距离综合确定。（3）竣工后的地质环境监测周期宜根据施工中和竣工后的监测稳定性情况而定，监测时间不应少于2水文年。表10.9-2施工中地质环境监测周期（d）监测对象距开挖面的距离小于5倍洞宽距开挖面的距离大于5倍洞宽重要区较重要区一般区重要区较重要区一般区地（表）下水位135357地（表）下水量地下工程内部涌水地面塌陷3575714滑坡（危岩）建筑物5）监测数据分析与整理（1）监测的各项原始记录，应及时整理、检查并填写报表、绘制时态曲线；（2）监测结果分析应根据时态曲线形态，选择与实测数据拟合较好的指数、对数曲线、分段函数等进行回归分析，分析隧道施工对周边环境影响现状；（3）对监测数据应急性单独项目分析和多项目综合分析，并定期提交阶段监测的各种图表和变形趋势分析报告；（4）根据监测数据分析结果，对地质环境保护效果进行评价，并提出工程对策与建议。11.10地质环境保护工程验收地质环境保护工程实体所用的主要原材料、半成品、构（配）件、设备等，进入施工现场应进行进场验收。地质环境保护工程实体的施工质量验收应按检验批、分项工程、分部工程、单位工程顺序进行验收。地质环境保护工程效果应根据下列监测结果进行评价：1）地表水水位及水量变化情况；2）地下水水位及水量变化情况；3）地面塌陷、地裂缝等地表变形情况；4）建筑物变形、损毁情况。5）煤系地层瓦斯浓度的施工前后变化情况地质环境保护效果评价内容应包括：1）隧道是否造成建筑物变形及其程度；2）隧道是否造成生产、生活缺水及其程度；3）隧道是否造成土地利用功能下降及其程度。12、隧道施工控制措施12.1施工开挖方案隧道施工应遵循“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则，开挖应采用光面爆破，严格控制超欠挖，控制爆破药量和爆破震动速度；初期支护应紧跟开挖，喷射混凝土应采用湿喷工艺，严禁采用干喷工艺；二次衬砌应根据监控量测成果适时施作，二次衬砌应采用大模板台车、输送泵浇注，应控制台车脱模时间，加强混凝土养生。隧道施工方案主要根据围岩级别、跨度、埋深确定：1）明洞及洞口斜切式洞门段施工均采用明挖法。2）Ⅲ、Ⅳ级围岩深埋、硬质岩地段可采用（两、三）台阶法施工。3）Ⅳ级围岩深埋软质岩、Ⅴ级围岩深埋地段可采用弧形导坑法施工。4）Ⅴ级围岩洞口浅埋、Ⅴ级围岩破碎带段采用双侧壁法施工。5）本隧道主洞、横通道施工方案见下表：表11.1-1隧道施工方案表隧道类别三车道隧道车行及人行横通道衬砌级别Ⅲ级台阶法施工全断面开挖Ⅳ级台阶法、弧形导坑法施工全断面开挖Ⅴ级双侧壁法、中隔壁（CD）法、弧形导坑法施工全断面开挖构造破碎带双侧壁法施工两台阶法12.2临近建构筑施工控制措施1）隧道临近建构筑概况（1）隧道出口段，即K6+260~K6+320段洞顶有一农家乐，地表有3栋房屋和一个景观鱼塘。该位置隧道拱顶以上中风化基岩厚度约40m左右，围岩主要为珍珠冲组泥岩，岩质极软，围岩自稳能力差。（2）隧道洞身ZK5+000~ZK5+160（YK5+000~YK5+160）段下穿上羊村水库，隧道埋深约为180m，围岩主要为须家河组砂岩，夹薄层状砂质页岩、页岩夹层，为软岩和较软岩互层，岩体较完整。2）施工控制措施（1）本隧ZK6+230~ZK6+350段下穿凤栖晓竹农家乐4F及3栋民房，隧道埋深约50m，采用控制爆破开挖，爆破振速应小于1cm/s，加强对的构筑物（沉降、倾斜、裂缝发展等情况）的监测，严格控制其基准值和爆破振动安全允许振速。（2）本隧ZK5+000~ZK5+160段下穿上羊村水库，为防止振动冲击影响，ZK4+900~ZK5+260段采用控制爆破开挖，对水库坝体爆破振速应小于0.5cm/s，上羊村水库坝体上下、库身等处应设置必要的测点，监测坝体沉降、位移变形等项目。（3）对既有建（构）筑物影响范围委托第三方实施监控量测，现场应在隧道开工前收集影像资料等。（4）施工过程中可通过地基进行注浆加固或者洞内注浆加固等手段，避免建（构）筑物基础因隧道开挖、地下水改变引起的不均匀沉降。12.3施工场地、便道及施工用水1）施工场地合理布置施工场地，生产、生活设施尽量布置在征地线以内，少占或不占耕地，尽量不破坏原有植被，在其周围植草或植树绿化，创建美好环境。（1）根据现场情况，隧道进口端主要临时设施布置在距隧道进口右侧约已废弃房屋的空地上，隧道出口端主要临时设施布置在洞外路基段上。（2）根据工程的实际情况，施工管理营房占地面积按250m2考虑，机械设备停放场及砂石备料场各按500m2考虑。（3）工程完工后，拆除一切临时用地范围内的临时设施和临时生活设施，搞好租用地复耕，恢复原貌。退场时的场地清理，达到地方政府、群众及相关部门的要求。2）临时施工便道（1）合理布置临时施工便道，尽量减少施工便道数量。（2）便道修筑时尽量利用沿线征地界线，需征用土地的必须办理完成征地手续、签定协议后方可使用。（3）便道跨越水渠段填筑时需埋设临时涵管保持其水系畅通，便道两侧设置排水沟。（4）便道在使用中应经常洒水，防止灰尘污染。经常对便道进行维修，保证路面畅通，平整不积水。3）施工用水（1）施工用水包括湿式凿岩用水、混凝土拌合用水、清洗施工机械用水等，同时也应考虑施工人员的生活用水。（2）隧道洞口所在地山坡植被茂盛，进口溪沟常年流水，出口灌溉沟渠密布，且水量充足，选择适当地点筑坝截流引水，以满足各隧道洞口（井口）施工用水和生活用水的需要。同时考虑到因雨季使水源浑浊影响到用水质量和对周边环境造成污染，还应修建具有一定容积的蓄水池作为水源沉淀之用。（3）靠近生活水源的施工，用沟壕或堤坝同生活水源隔开，避免污染生活水源，生活水经沉淀过滤后排到污管网。12.4污水处理金凤隧道地表水系发育，为确保水环境不受污染，隧道进、出口施工场地布置中，均须在洞口外合适位置设置一座污水处理池。施工中产生的废碴、废液应按环保要求进行处理，不得随意弃置、排放。（1）施工污水处理采用多级沉淀池过滤沉淀，污水处理的工艺流程为：污水→收集系统→多级沉淀池→沉淀净化处理→排入自然水系。（2