中建隧道穿越煤系地层巷道专项施工方案

隧道穿越煤系地层巷道

专项施工方案

（格式最终版）

中国建筑一局（集团）有限公司

年月日

隧道穿越煤系地层巷道专项施工方案

目录

编制依据.....................................................................1

1.1施工组织设计............................................................1

1.2勘察设计文件............................................................1

1.3国家、行业、地方规范规程................................................1

1.4法律、法规及规范性文件..................................................2

工程概况.....................................................................2

2.1工程和各参建方基本情况..................................................2

2.2工程简介................................................................3

2.3分部分项工程简介........................................................4

2.4工程地质、水文概况......................................................6

2.5设计概况................................................................8

2.6工程重点及难点分析.....................................................15

施工总体部署.................................................................16

3.1方案比选...............................................................16

3.2组织机构...............................................................17

3.3施工进度计划...........................................................19

施工准备.....................................................................19

4.1技术准备...............................................................19

4.2材料准备...............................................................20

4.3机械设备准备...........................................................20

4.4测量、监测准备.........................................................22

4.5劳动力准备.............................................................22

4.6试验准备...............................................................23

4.7施工供风、供水、供电、通风、照明及排水系统准备.........................23

施工工艺.....................................................................25

5.1施工工艺流程图..........................................................25

主要施工方法.................................................................26

隧道穿越煤系地层巷道专项施工方案

6.1施工准备...............................................................26

6.2超前地质预报...........................................................26

6.3测量放样...............................................................28

6.4工作室开挖支护.........................................................31

6.5导向墙施工.............................................................31

6.6管棚钻孔施工...........................................................33

6.7钢管制作及安装.........................................................35

6.8钢管注浆...............................................................35

6.9掘进...................................................................36

6.10初期支护..............................................................39

6.11防水及二次衬砌........................................................40

6.12注浆回填..............................................................49

7监控量测.....................................................................50

7.1监测目的...............................................................50

7.2监测内容...............................................................50

7.3监测方法...............................................................50

7.4监测断面和测点的布置...................................................51

7.5监测频率...............................................................51

7.6瓦斯监测...............................................................52

8检查验收.....................................................................52

8.1验收标准...............................................................52

8.2验收人员...............................................................52

8.3验收程序...............................................................53

8.4验收内容...............................................................53

9进度保证措施.................................................................56

10质量保证措施...............................................................57

10.1保证措施..............................................................57

10.2质量通病预防措施......................................................61

10.3施工质量保证措施......................................................79

隧道穿越煤系地层巷道专项施工方案

安全施工保证措施...........................................................82

11.1风险源辨识、评价以及应对措施..........................................82

11.2安全目标..............................................................84

11.3安全保证体系及组织机构................................................84

11.4安全技术措施..........................................................86

11.5专项安全措施..........................................................87

11.6安全防范措施..........................................................92

11.7安全生产检查制度......................................................97

11.8消防及环保措施........................................................97

应急预案..................................................................100

12.1花鼓山隧道工程危险源辨识、风险评估及控制措施.........................100

12.2应急保障体系.........................................................122

12.3应急处理程序.........................................................128

12.4外援急救申请.........................................................130

12.5突发性事故应急处理...................................................130

12.6隧道逃生管设置措施...................................................132

12.7应急物资及队伍保障...................................................133

文明施工及环境保护措施....................................................133

13.1完善健全管理制度.....................................................133

13.2文明施工技术措施.....................................................134

隧道穿越煤系地层巷道专项施工方案

1编制依据

1.1施工组织设计

序号施组名称编号编制日期

国道G533水西至仙女湖（新余市绕城段）一级

1ZJ-XYHC0012017.10

公路改建工程实施性施工组织设计

1.2勘察设计文件

序号图纸名称出图日期

国道G533水西至仙女湖（新余市绕城

段）一级公路改建工程

两阶段施工图设计

12017.08

A3标段（K21+820〜K25+960、K27+460-

K33+060）

第四册第一分册

国道G533水西至仙女湖（新余市绕城

段）一级公路改建工程

2两阶段施工图设计2017.08

A3标段（K21+820〜K33+060）

工程地质报告（全一册）

新余市国省道（G533、S221和S312）绕

32017.09

城一级公路改建工程施工图设计（技术交底）

1.3国家、行业、地方规范规程

序号类别标准名称编号

混凝土结构工程施工质量验收

1GB50204-2015

规范

工程建设国

2家标准地下工程防水技术规范GB50108-2008

（GB）

3工程测量规范（附条文说明）GB50026—2007

4公路隧道施工技术规范JTG/TF60-2009

公路隧道施工地质预报技术规

5DB42/T561-2009

程

工程行业标

6公路隧道施工技术细则JTG/TF60-2009

准（CJJ）

7钢筋机械连接技术规程JGJ107-2016

8公路工程技术标准JTGB01-2017

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序号类别标准名称编号

9公路工程质量检验评定标准JTGF80/1-2004

施工现场临时用电安全技术规

10JGJ46-2005

范

11公路工程施工安全技术规范JTGF90-2015

1.4法律、法规及规范性文件

一

序

号名称编号

1中华人民共和国安全生产法国家主席令第13号

2建设工程安全生产管理条例国务院393号

3安全事故应急预案管理办法国家安监总局令第88号

4危险性较大的分部分项工程安全管理规定建办质(2018)31号

5危险性较大的分部分项工程管理规定住建部令第37号

江西省危险性较大的分部分项工程安全

赣建安(2019)11号

6管理实施细则

7建设工程质量管理条例国务院令第279号

中国建筑一局(集团)有限公司建设工程技

82019版

术质量红线

2工程概况

2.1工程和各参建方基本情况

序号项目内容

新余市国省道一级公路绕城改建工程

1工程名称

(环城路)PPP项目

2工程地址江西省新余市

3建设单位新余市交通运输局

4勘察单位江西省交通设计研究院有限责任公司

5设计单位江西省交通设计研究院有限责任公司

2

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6监理公司上饶市赣东公路工程咨询有限公司

7质量监督新余市交通工程质量监督站

8施工总包中国建筑股份有限公司

9劳务分包娄底市恒通劳务有限公司

湖南省交通规划勘察设计院有限公司

10监控量测

试验检测中心

11施工范围花鼓山隧道

12合同工期2017年9月15日至2019年9月15日共计：24个月

13质量创优目标集团“精品杯”工程；争创江西省优良工程

2.2工程简介

花鼓山隧道位于新余市北郊，马洪乡与下村镇的交界处，在马洪乡的内塘村与下

村镇的袁家村之间横穿花鼓山，花鼓山隧道是一座上下分离的四车道高速公路中隧道。

花鼓山隧道的起讫里程桩号为：左洞ZK22+590〜ZK23+367,长777米，右洞

YK22+574〜YK23+360,长786米，左右洞相距约20米，隧道东轴线为东西走向，

隧道设计路面标高（黄海高程系统）左洞为110.226（隧道进口）〜110.940（隧道出

口）米，右洞为110.018（隧道进口）〜110.996（隧道出口）米。隧道左右均线位于

直线内。左右隧道纵断面线型均为人字坡：1.3%—0.8%。

图2.2-1花鼓山隧道出口端

3

隧道穿越煤系地层巷道专项施工方案

2.3分部分项工程简介

隧道在开挖至K23+154附近时，通过超前地质雷达扫描（有效距离25-30米），

发现在掌子面前方5m区域左上方有一条早期煤矿开采留下的巷道，在后续的开挖中

发现，该巷道与隧道中轴线夹角约60°,从隧道左侧拱顶斜向穿过隧道，巷道宽约

4.4m,高约3.8m,与隧道左洞相交长度约20m。

当隧道开挖至ZK23+149时，发生了大面积坍塌，塌腔体的纵向长度约8m,径

向深度约5m,横向长度约6m,塌方量约240m3,且塌方体中伴有突水。

图2.3-1巷道走向纵剖面示意图

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图2.3-2巷道走向平面示意图

0

隧道穿越煤系地层巷道专项施工方案

图2.3-3巷道走向横断面示意图

5

隧道穿越煤系地层巷道专项施工方案

图2.3-4现场情况查看

图2.3-5巷道实景图

2.4工程地质、水文概况

2.4.1水文概况

花鼓山隧道地处亚热带温润季风气候区，气候温和，日照充足，雨量充沛，无霜

期长，严冬较短，一年四季气候分明，春季冷暖多变，多阴雨低温，盛夏高温炎热,

伏秋晴多易旱，冬季寒冷干燥。全市年平均气温在18℃之间，最热月月平均气温为

29.5C之间，最冷月1月平均气温为5.8C,历年极端最高气温为406C,极端最低

气温-8.3℃。年平均降雨量1590.2毫米，近50年最大降雨量为2101.0毫米，出现在

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1984年，降水量在时间分配上不均匀，集中雨季在4-6月，且多大雨和暴雨。年平均

日照为1655.4小时，无霜期281天，年平均蒸发量1497.8mm,低于平均降雨量，新

余风力多2级(历年平均风速20米/秒)，全年各月的平均风速变化不大。

花鼓山隧道所处的花鼓山为袁河支流马洪河与下河村的分水岭，隧道区的地表水

系不发育，所处山体未见水库、水塘等地表水体，山势陡峭，山坡多为雨季降水形成

的季节性面流，沟谷地可能形成短暂季节性洪流。隧道进口附近最大地表水体主要为

内塘水库，隧道出洞口附近为袁家水库。

2.4.2地理结构及岩性特征

根据地质调查及区域资料分析，隧址区主要地层为三叠系安源组(T3an)以及三

叠系大冶组(Tld),安源组地层岩性主要为灰黄、灰黑色中厚层状长石石英细砂岩夹

薄层状粉砂岩、炭质页岩及煤层，底部含燧石细砂岩，具有波状层理，厚度44-662m。

在隧道区地层产状为135。-156。/45。-58。，其走向与隧道呈大角度相交，岩性软硬相

间，裂隙非常发育，岩体较破碎，其组成的围岩洞室稳定性较差，大冶组地层主要岩

性为上部：灰白色，灰黑色中厚层状灰岩或白云质灰岩夹灰绿、紫红色页岩、粉砂岩、

砂质页岩和灰岩透镜体，该层岩体风化层巨厚，岩质软硬相间，总体较坚硬，裂隙发

育，岩体较破碎，岩溶较发育，对隧道组成的围岩洞室，洞门稳定性较差。

根据勘察设计地质资料得知，隧道洞口区地层结构自上而下依次为：第四系地层

(Q)和三叠系安源组(T3an)地层、三叠系大冶组(Tld)。

2.4.3不良地质

根据工程地质资料描述及超前地质预报，该段隧道区域内的不良地质现象存在以

下几点:

1)裂隙

洞内围岩节理裂隙发育，岩体破碎，隧道稳定性差，在隧道施工过程中易坍塌;

2)涌水

由于洞内存在裂隙，地下水丰富，存在巷道积水和裂隙水，当隧道开挖至本段时，

会产生突然涌水现象；

3)煤层及有毒、可燃气体

该隧道区地质调绘及钻孔揭露的主要岩性为灰黄、灰黑色中厚层状长石石英细砂

岩夹薄层状粉砂岩、炭质页岩及煤层，局部含碳量较高，煤层已存在膨胀变形，可能

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存在有害、可燃气体。

4）变形坍塌

隧道开挖至不稳定煤层时隧道易变形坍塌，对隧道围岩稳定性不利。煤系地层隧

道开挖后具有沿垂直层理方向的膨胀、应力释放及变形特点。对本段围岩的监控量测

结果显示，裂隙纵横交错，围岩有膨胀性，对初期支护不利，易变型，需要对初期支

护进行结构加强处理，增加变形预留量，加强围岩沉降收敛监测。此类围岩岩体破碎，

裂隙发育，随着水作用时间的延长，密度会逐渐减小，膨胀作用使岩体软弱，结合性

差，状态松散。

2.4.4地质构造对隧道工程的影响

受区域地质构造的影响，隧道区域内岩体较破碎，其成洞性差，隧道施工至破碎

带和构造裂隙时，容易引起掉块，甚至是洞壁岩体发生剥离等现象，不利于隧道的稳

定性。同时破碎带一般为地下水的富集地带，为区内的富水层，具承压性，当隧道施

工到破碎带时，常发生涌水现象。

隧道区为条带状分布的局部突兀丘陵山体，且岩体结构比较破碎，水平应力多已

消散，所以隧道区的主要地应力为垂直方向的自重应力。隧址区分布地层岩性有中厚

层长石石英细砂岩夹薄层状粉砂岩、炭质页岩及煤层等，以软质岩为主，开挖过程中

洞壁岩体容易位移，持续时间长，成洞性差，基坑有隆起现象，成形性较差。

2.5设计概况

2.5.1设计参数

表251-1ZK23+084-ZK23+175/YK23+102-YK23+209段设计参数表

序号设计内容设计值

1设计荷载公路一I级

10.75m：0.75（检修道）+0.50（侧向宽度）+2*3.75（车道宽

2隧道净宽

度）+1.0（侧向宽度）+1.0（检修道）

3隧道净高5.0m

4设计速度50km/h

5净空断面面积68.31m2

6净空断面周长32.35m2

7净空断面高度7.21m

8

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8宽度10.75m

9高宽比0.671

10面积利用率0.824

管棚长度40m,采用中108mmX8mm热轧无缝钢管制作

而成，导向墙厚度60cm,导向管①133mmX11mm热轧

无缝钢管制作而成，环向间距50cm,长度100cm,安装

11长管棚角度21°,固定方式采用＜M6Q钢筋进行固定焊接，导

向墙工字钢为118,间距为45cm/棉，工字钢之间采用①

22钢筋纵向焊接，环向间距80cm,采用C30泵送磴进行

浇筑。

支护采用120工字钢，安装间距50cm,工字钢之间采用

中22钢筋连接，与围岩密贴，并与岩体一起，形成承载

结构。钢筋网采用中8钢筋焊接加工而成，钢筋网间距按

20cm义20cm布设；将钢筋网片与钢拱架焊接成为一体，

12初支支护增加整体效果，网片事先在洞外加工成型。锁脚锚杆采用

L型①22钢筋，长度为4.5m/根。底部至拱肩处布设系统

锚杆，锚杆采用①22钢筋，长度为4.5m,环向间距1m,

纵向间距50cm,灌浆须饱满。锚杆入孔深度不得小于设

计长度95%。

主筋采用HRB400/822,间距20cmX20cm,分布筋采用

HRB400/中12,间距35cm,箍筋采用HPB300/①8,梅花

13二次衬砌

形布置，间距40cm,在拱顶预埋中140注浆孔，间距为

5m,衬砌混凝土采用C30泵送混凝土。

纵向盲沟采用OlOOmmHDPE管，半打孔；衬砌拱，墙背

后设环向盲沟，采用TS50软式透水管，间距5m一环。

横向排水管与隧道排水沟相接，每5m设置一道，路面下

1423防排水

设置横向"50mmHDPE单壁打孔波纹管，纵向间距为

10m。防水板采用1.2mm厚EVA防水板，止水带采用膨

胀式止水带和EVA背贴式止水带。

9

花鼓山隧道穿越煤系地层巷道专项施工方案

长管棚大样图

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长管棚大样图

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(1你管规格.

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江西省文**甘麻蛭51*0533水百至仙女洲

柿女任公司及长管用道计图日期2018.5

图251-1长管棚设计图

10

阅中国建筑一局(集团府限公司花鼓山隧道穿越煤系地层巷道专项施工方案

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日期2018.5

图251-2衬砌钢筋构