隧道工程安全专项施工方案Word格式.docx
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隧道开挖后，由于围岩应力出现重分布现象，会在洞室周边局部形成应力集中，如果围岩岩体承受不了应力重分布的应力作用，就可能发生塑性变形或破坏。
隧道局部岩体呈破碎状态，开挖后受应力重分配及水的作用的影响，极易出现塌方掉块的想象。
第二章周边环境
线路位于胶东半岛,地貌主要为冲洪积平原、剥蚀平原、滨海平原、丘陵低山区等。
威海至荣成为丘陵低山区,地形起伏较大,河流、沟谷发育,大部分地段基岩裸露,间有丘间宽谷、河谷阶地及小型滨海平原。
第三章风险事件专项安全实施方案
3.1岩爆地段安全专项施工方案
隧道穿越了坚硬的灰岩、石英砂岩等地层时，隧道在开挖过程中有可能产生岩爆现象，施工中加强预测预报，对岩体的岩性特征，岩石的物理力学性质，地应力特征等进行综合分析，预测可能出现岩爆的具体地段及岩爆等级。
对于岩爆地段主要采取以下措施：
3.2.1、超前预报
采用以超前钻孔为主，结合开挖面及其附近的观察，通过地质的观察、素描，分析岩石的“动态特征”，主要包括岩体内部发生的各种声响和局部岩体表面的剥落情况等，作出预报。
3.2.2、施工措施
⑴针对岩爆发生的特点和规律，采取超前钻应力释放孔加速原岩应力释放，降低开挖后岩爆烈度。
在开挖前，钻超前锚杆，释放部分原岩应力，通过超前锚杆与围岩的共同作用，提高其开挖后的整体性，缓解应力集中，避免出现大块岩石爆落。
⑵优化开挖措施，采用浅孔爆破，降低一次爆破用药量，尽可能减少爆破对围岩的影响，采用短进尺、多循环的作业方式；
严格采用光面爆破技术，使开挖断面轮廓园顺，尽量避免局部出现大的超欠挖，造成应力集中而引发岩爆。
⑶采用分步开挖，使应力逐步释放，以便降低开挖后的围岩应力。
⑷开挖后，在发生强烈岩爆的部位喷射高压水，降低岩石表面脆性，钻集中应力释放孔。
⑸加强初期支护，二次衬砌紧跟。
采用喷混凝土、挂网、径向锚杆防护，严重地段架设格栅拱架。
3.2.3、安全措施
隧道施工中一旦发生岩爆，应立即采取以下措施：
⑴彻底停机待避，同时进行工作面的观察记录，如岩爆的位置、强度、类型、数量以及山鸣等。
⑵岩爆后加强找顶工作，在工作面、边墙及拱部，每一循环内进行2-3次找顶，清除危石，确保施工安全；
。
⑶采用能及时受力的摩擦型锚杆。
⑷加强初期支护，二次衬砌紧跟。
⑸延长通风时间。
⑹对管理人员和施工人员加强岩爆知识教育，严格执行隧道施工的安全规定，强化个人防护意识。
⑺加强人员和机械的保护。
⑻已完成开挖的岩爆地段设立明显的警示标志，并由安全员加强对该施工段的巡视工作，确保通行人员、车辆的安全。
3.2隧道坍塌安全专项施工方案
隧道隧址区内地质复杂程度为中等复杂和简单，岩性为片麻状黑云二长花岗岩，破碎岩体可能引起坍塌或掉块，隧道洞室穿过破碎带时容易引起坍塌、冒落，施工时应引起重视。
⑴施工原则
岩体破碎段严格按“早预报、先治水、前支护、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测，步步为营，稳步前进”的原则组织施工。
⑵超前地质预报
采用开挖面地质素描、TGP12地震反射法和超前钻探进行超前地质预报。
对围岩的破碎和富水程度进行预测和验证。
及时进行信息收集、处理、反馈，以调整施工方案和施工方法。
⑶施工方法
根据超前地质预报所揭示地质断层及地下水的水量情况按设计采取超前预注浆、局部注浆、开挖后径向注浆和超前小导管注浆等注浆方式，确定注浆的范围。
注浆结束后，对注浆效果进行检查，是否进行补注浆，是否可以开挖。
①开挖
根据现有资料针对不同断层采取不同的开挖方法，在开挖过程中根据实际情况适时进行调整。
断层及破碎带施工主要采用弧形开挖预留核心土法、台阶法开挖施工。
②初期支护
采用喷、锚、网、喷支护紧跟、钢架支护。
喷射砼厚度符合设计要求，加强监控量测工作，根据位移量测结果，评价支护的可靠性和围岩的稳定状态，及时调整支护参数，确保施工安全。
钢架紧跟开挖施作，及时封闭成环，对双侧壁导坑法、七步台阶法施工地段，辅助钢架支护在衬砌前逐段拆除。
辅助支护施工措施根据实际进行设计变更以及现场施工安全需要进行施作。
③仰拱超前，衬砌适度紧跟
仰拱超前施工，衬砌适度紧跟，形成封闭结构，提高衬砌结构的承载力；
施工缝、沉降缝作特殊处理，一方面为了防水，另一方面可减弱地层活动性对衬砌结构的危害。
3.3隧道洞口失稳安全专项施工方案
隧道进口、出口洞口位于浅埋段，洞口施工将会对土体扰动导致洞口山体失稳，为保证施工安全，应加强施工过程中的监控和管理。
洞口开挖安全注意事项：
（1）洞口边仰坡开挖前，先在明洞边仰坡开挖线外布置观测点，严密观测洞顶围岩变化。
观测点应布置在仰坡顶5~10m范围，间距每5m一个。
还应根据岩层走向、厚度、顶部位置具体设置，应保证能观测到顺层岩体的位置变化。
根据观测数据，分析洞顶围岩变化，当洞顶沉降出现突变，产生较大的横向、竖向位移时，应实地观察洞顶地表有无出现裂缝，并加强观测。
如果观测数据有继续加大，裂缝宽度变大或者数量增多，则洞口可能出现失稳，需要停止进洞进行处理。
（2）洞口段正洞施工：
a、进洞开挖，开挖方式应采用三台阶七步开挖法或者三台阶临时仰拱法。
遵循“短进尺、弱爆破、早封闭、勤量测”的施工原则，每循环进尺以一榀拱架间距为宜，尽量采用预裂爆破。
b、观察记录工作面的工程地质与水文地质情况，作地质素描。
观察开挖面附近初期支护状况，判断围岩、隧道的稳定性和初期支护的可靠性。
由地质组进行，其他技术人员协助。
c、地表量测：
在Ⅴ级围岩且埋深小于40m的地段沿隧道轴向每隔5～10m布设。
同时在横向依据实际情况，选定主断面，沿主断面布设测点，以了解地表沉降的横向影响范围。
d、洞内量测：
按照设计及规范要求，对隧道进行拱顶下沉及围岩收敛量测，发现围岩变化异常立即采取加固措施，确保施工安全。
3.4地表失水专项施工方案
对隧道上方及周边影响范围的水源及泉点进行建点观测，并对隧道内出水量进行对比分析，一旦发现洞内渗水过大或地表水源干涸，必须立即变更隧道施工方案，对隧道渗水进行注浆封堵，减小隧道洞内出水，对隧道上方因隧道施工而造成生产、生活用水影响的进行调查、走访，并进行适当补偿。
3.5过岩溶地段突水涌泥专项施工方案
隧道穿越可溶岩地段，位于垂直循环带，存在岩溶、突泥、突水的可能；
隧道通过断层，岩体破碎，易发生暗河及岩溶突水，危急施工安全，同时也可能造成地表失水，影响居民生产生活用水，拟采取如下措施：
⑴前地质预测预报
岩溶地段要根据设计要求进行超前地质预测、预报，采用地质素描、地质调查、地质雷达、TGP长距离超前地质预报、长距离超前钻孔、炮眼超前钻孔和地质素描等综合方法进行预报，准确判定前方岩溶形态、地下水分布情况和储量，为制定施工方案提供依据。
⑵超前预注浆堵水
对可能发生大规模的突水、突泥的岩溶段施工，需要维系岩溶水通畅时，上报监理和设计单位进行变更，采取预注浆加固措施，预注浆加固前先采取引排措施，然后进行注浆。
⑶开挖、支护、二衬
帷幕注浆结束后先施工超前管棚然后开挖，根据围岩级别分别采取CD法、双侧壁导坑法或CRD法开挖，开挖后及时进行初期支护并封闭成环，仰拱和二衬及时紧跟，以“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”和“分步开挖”的原则组织施工。
⑷开挖后隧道周边岩溶发育情况探测
开挖完成后及时采用TGP12对隧道的拱顶、边墙及隧底岩溶发育情况进行探测，当发现异常时采用5m钻孔进行钻探验证，如发现隧道周边5m以内有溶腔必须进行填充和加固。
⑸隧道周边径向注浆
开挖后及时对隧道周边进行径向注浆，封堵地下水，控制地下水排量，如果隧道洞顶有住户，要严格控制地下水流失，采取“以堵为主，限量排放”的原则。
⑹溶洞处理
①溶洞处置的主要原则
隧道遭遇到发展和衰亡阶段的岩溶中的大型溶洞、暗河时，通用原则为确保隧道的衬砌结构有足够的安全保证、在可预见期内洞穴的稳定性有保证、原有水流通道不会被阻断、方案比较经济适用。
②溶洞处理主要方式
隧道过溶洞处置方式有内增设边墙梁及行车梁、托梁、支墩、悬壁梁承托纵梁、拱桥、加大隧道净空宽度跨度跨越岩溶或对隧道周边岩体进行封闭、注浆加固、支顶加固、加强衬砌等。
A、溶洞跨越处理
当溶洞规模较大、溶洞内充填物松软，基础处理工程修建困难、耗资巨大，或者溶洞虽小但水流较大时，可根据具体条件采用相应的梁跨、板跨等形式跨越岩溶地段。
此方式一般采用钢筋混凝土梁跨越，梁体采用抗侵蚀混凝土。
当隧道衬砌断面需要开挖围岩才能满足净空要求时，应先开挖围岩，再施工跨越结构，以确保安全，同时应注意不同受力结构间的断缝设置及连接措施设置。
B、封闭处理
已停止发育的干溶洞，在考虑有效的过水通道后，可采用混凝土、浆砌片石或干砌片石堵塞、充填溶洞。
C、锚杆、钢管加固处理
为防止洞穴岩壁或顶板坍塌，在清除松动岩石困难的情况下，可采用锚杆或大钢管、钢轨加固岩体。
此时隧道衬砌应考虑抗冲击措施，一般是采用明洞衬砌，衬砌顶部设置回填体，其表面设置护面结构，回填体以上空间的溶洞洞壁采用锚杆、钢筋网、喷射混凝土封闭支护；
若溶洞较大，可设置横向钢轨横或设人字形钢轨栅架。
D、支顶处理
当隧道穿过的溶洞由碎、块石及淤泥土充填，充填物的松散密实程度不一时，隧道底部应考虑采用钢筋混凝土底板，清除底板下松散体，回填碎石，并在底板下加设钢筋混凝土桩进行支顶。
③岩溶水的处理原则
对岩溶水的处理通常原则是以“通”为主，截、堵、排、防相结合的综合处理措施。
“通”是指尽量保持原有过水通道，不能因为隧道的修建发生大的变化：
“截”是指截断原有地下水通道，改走其他通道：
“堵”是封死相交的地下水通道：
“排”是特指引入隧洞，通过排水沟排走：
“防”是指防止地下水进入隧道即可。
岩溶水处理的较大工程措施有泄水洞和涵洞两类，采用泄水洞排水属于“排”和“截”的范围，采用涵洞过水属于“通”和“截”的范围。
A、泄水洞排水
当预测到隧道区域的岩溶水量大、水压大，而隧道确实无法避开时，需考虑专门设置排水隧洞，达到排除岩溶水，降低地下水位，保持隧道干燥和施工安全的目的。
泄水洞应位于地下水来向的一侧，为防止岩溶水突然袭击，施工中要采用超前钻孔探测，预备足够的抽水设备。
B、涵洞、倒虹管吸过水
隧道断面与岩溶水相交时，为保证岩溶水畅通，在隧道底部设钢筋混凝土圆涵，或倒虹管，同时涵洞出入口周边至隧道边墙外缘采用浆砌片石回填密实。
④洞穴堆积物及地表塌陷处置
洞穴堆积物的特点是松软、下沉量大、强度低、稳定性差。
当隧道必须穿越洞穴堆积物地段时，可采用桩基、换填、注浆等加固岩体的处理措施。
隧道中地下水渗流排泄，导致岩溶地面塌陷，使地质环境遭到破坏，造成隧道开挖时坍方、涌水、涌砂及突泥等危害。
施工中可采用化学注浆和管棚支撑开挖，同时从地表高压注浆，固结塌陷松散体，避免出现突泥现象。
⑺地下水环境保护
对隧道洞顶有住户的，要严格控制地下水流失，采取“以堵为主，限量排放”的原则。
施工中应根据地质超前预测预报及隧道环境监控实施情况，按设计采取相应的超前帷幕注浆堵水、开挖后径向注浆堵水、全环防水、抗水压衬砌等防堵水措施，以免给当地居民的生产生活及生态环境造成影响。
⑻综合评价
溶洞处理完成后进行综合评价，对处理效果和对隧道耐久性的影响，必要时再采取加强措施，确保不留隐患。
⑼应急预案
存在突泥、突水可能的岩溶隧道，在进洞施工前事先制定出超前探水与预注浆堵水方案，制定突发安全事件应急预案，配备安全防护及安全逃逸设施，明确逃逸路线，进行紧急逃生的培训与演练，施工中严格按照既定方案进行实施。
岩溶隧道暴雨后不施工、连续降雨后观察施工。
第四章施工方案及施工方法
4.1隧道开挖
据据施工工法图，结合现场实际围岩级别，采取全断面法、台阶法、弧形导坑预留核心土法、三台阶七步开挖法和三台阶临时仰拱法进行施工。
4.2隧道出碴运输
隧道出碴采用无轨运输出碴方式，用ZLC-50C侧卸式装载机装碴，12t自卸汽车运碴，在运输调度的统一指挥安排下，安全地运至弃碴场。
4.3隧道施工支护及辅助施工措施
隧道开挖后及时进行初喷，安装锚杆，挂钢筋网，最后进行复喷。
对于洞口加强段和软弱围岩地段，根据设计，初喷后施作钢拱架、格栅钢架、超前支护等辅助措施。
⑴施工支护
a.喷射砼：
喷射砼采用湿喷机，砼由洞外拌合站集中拌料，砼运输车运到工作面。
喷射砼前，先用水、高压风清理岩面粉尘、松动岩石和杂物，并使岩面保持一定的湿度。
喷射作业分段、分片、由下而上顺序进行，初喷厚度不小于5cm。
格栅钢架（若有）、锚杆等施作完后复喷砼，喷至设计厚度。
b.锚杆安装：
按设计要求布置锚杆位置，手持风钻或台车钻孔之后清孔并将锚杆顶入，孔口处理，注浆泵进行注浆。
c.钢筋网：
钢筋网施工在锚杆施作好后进行。
将洞外加工成片的钢筋网沿隧道岩面凹凸起伏敷设，用电焊焊于锚杆尾部，并固定牢固。
⑵辅助施工措施
a.超前小导管采用φ42mm无缝钢管，L=3.5m，外插角15°
，钻孔与线路中线尽量平行，每循环小导管搭接长度不小于1.0m。
超前小导管管口设止浆塞，钻孔后用带冲击套的风钻钻杆钻进顶入安装，注意保护管口不受损变形。
注浆前对开挖面及5米范围内的坑道喷射厚50～100mm的混凝土予以封闭。
注浆材料配合比根据地层情况和胶凝时间要求，经过试验而定。
注浆压力为0.5～1.0Mpa。
注浆4～8小时后方可进行开挖。
b.钢拱架、格栅钢架：
钢拱架、格栅钢架在洞外平整的场地上进行加工，以控制平面翘曲度在允许范围内。
经检查符合设计要求的要编号。
开挖面初喷后，测量放线，人工安装钢架，用纵向连钢筋连接，拱脚置于牢固的基础上。
钢架与围岩间隙用砼喷填，间隙过大时用砼楔块顶紧。
必要时加大拱脚或设置锁脚锚杆。
4.4隧道施工排水
隧道为人字坡，隧道进、出口端沿隧道侧沟顺坡排至洞外的污水处理池，经过处理达标后排放。
出口段穿过边坡点后，采用动力排水方式，将水抽至边坡点，然后排到洞外。
4.5隧道结构防排水
隧道洞身防水是在二次衬砌与初期支护之间铺设ECB防水板及无纺布；
灌注砼采用防水抗渗砼；
全隧二次衬砌施工缝设背贴式止水条带和中埋式止水带、沉降缝设钢边止水带。
隧道排水是在衬砌外缘防水层与喷射混凝土之间设纵环向盲管，环向盲管下伸到边墙脚与纵向排水沟相连，衬砌背后的地下水通过环向盲管、无纺布汇集到纵向排水沟后，通过横向排水管，将地下水引入隧道纵向排水沟排出洞外。
⑴盲管施工
施工时，用钢筋夹固好管子并用麻絮堵塞两端，防止在浇注砼时移位及堵塞管子。
⑵防水板施工
a.ECB防水板采用吊带无钉铺设施工方法铺设。
施工中使用作业台架，台架长6.0m。
铺设时先进行基面处理，后铺设防水层。
基面处理通常超前防水层作业两个循环。
b.防水板铺设：
利用防水板背后的布吊带将防水板固定于暗钉上。
防水板固定点为每平方米5点。
在凹凸处适当增加固定点，点间防水层不得绷紧，保证二次模注砼浇注时不损坏防水板。
⑶止水带的施工：
施工时用φ10钢筋夹固好止水带，防止其在砼浇注过程中移位，施工缝凿毛必须符合规范要求。
施工方法及工艺详见图4-1《隧道结构防排水施工方法示意图》。
4.6隧道二次衬砌
隧道洞内二次衬砌均采用以“新奥法”为基础的柔性支护体系复合式衬砌结构。
Ⅴ级围岩段衬砌，根据量测结果及时施作；
其它地段，在围岩和初期支护变形基本稳定后进行，施作时间符合规范规定要求。
隧道出口采用一台12m长液压整体钢模衬砌台车，衬砌砼由洞外自动计量站生产，砼输送车运到工作面，砼输送泵泵送入模。
施工方法见图4-2《隧道衬砌施工方法示意图》。
图4-1隧道结构防排水施工方法示意图
图4-2隧道衬砌施工方法示意图
（1）仰拱及仰拱填充施工
仰拱及仰拱填充先于衬砌浇注，开挖后尽快施作，以利于支护结构整体受力，同时利于文明施工。
仰拱采用大样模板，由仰拱中心向两侧对称一次浇注成形,浇注前将基底石碴、淤泥和积水清除干净。
仰拱拆模后即浇筑隧底填充。
仰拱及仰拱填充采用砼运输车运送，平板振动器、插入式振捣器捣固，振动梁振动找平。
为保证隧道安全施工和各种车辆行驶畅通，隧道运输车辆在浇注段采用仰拱栈桥从浇注段通过。
（2）拱墙衬砌施工
a.模板台车就位。
b.砼入模：
砼由输送泵送入模。
c.砼振捣：
在模板台车上开工作窗，内侧面安设附着式振捣器，浇注过程中利用插入式振捣器和附着振捣器及输送泵压力使砼密实。
d.砼脱模：
脱模时间由工地工地实验室根据强度要求确定。
e.砼养护：
脱模后砼表面采用洒水养护，养护期≮14天。
（3）主要技术措施
a.严格控制自动计量拌合站，绝对保证砼的生产质量符合设计要求，在生产前和生产中随时检查调试计量部分和自动控制部分，使其处于正常状态。
b.模板台车要加工精确，安装就位准确，锁定牢固，接头密贴上一衬砌面，保证衔接和衬砌轮廓的正确。
c.灌注砼时严格按规范操作，特别是封顶砼，从内向端模方向灌注，排除空气，保证拱顶灌注密实。
施工工艺见图4-3《隧道二次衬砌施工工艺框图》。
4.7隧道施工通风方案及措施
4.7.1通风设计
由于隧道属于长大隧道，因而通风系统的建立与运行，是确保安全施工的基础和关键。
图4-3隧道二次衬砌施工工艺框图
不合格
不合格
①风量和风阻计算
A.根据规范要求，设置机械通风的隧道的通风量，应在稀释隧道内粉尘和防止粉尘积聚最小风速之相应风量中取大者确定。
计算风压时需计入适量自然反风。
防止粉尘积聚的最小风速按1m/s计。
隧道需要的风量，必须按照爆破排烟、同时工作的最多人数分别计算，并按允许风速进行检验，采用其中的最大值。
B.主要计算参数
洞内同时工作最多人数按60人/工作面考虑；
洞内允许最小风速Vmin=1m/s；
洞内每人应供应新鲜风4m3/min；
风管平均百米漏风率为0.015，风管摩阻系数为0.02；
C.风量计算结果
1、按人数计算
根据统计，隧道内最多作业人员达60人左右，为确保隧道内每人每分钟供给4m3的新鲜风量，隧道内所需风量为：
Q=4×
N×
K
式中：
N-同时工作的最多人数。
单位：
人
Q-所需风量。
m3/m
K-通风系统（考虑不包括内部漏风和配风不均匀因素K可取值1.2）
K=4×
60×
1.2=288m3/min
2、按粉尘涌出量计算
根据设计资料，隧道为低粉尘隧道，隧道煤层的绝对粉尘涌出量取上限为：
0.5m3/min，隧道内作业所需风量为:
Q=100q×
Q-所需风量单位：
m3/min
q-掌子面的粉尘绝对涌出量；
K-掌子面的粉尘绝对涌出不均衡风量系数取2
Q=100q×
K=100×
0.5×
2=100m3/min
3、按爆破炸药量计算
根据统计，隧道内最大一次爆破所需炸药量为30Kg，隧道内所需风量则为:
Q=25×
A
A-隧道内一次爆破的最大炸药用量；
单位：
Kg
A=25×
30=750m3/min
4、按最低风速进行验算
由于掌子面穿过煤层，根据《铁路粉尘隧道技术规范》规定，防止粉尘积聚的最小风速按1m/s计，即60m/min。
Q≥60×
S式中：
S-隧道开挖最大断面积;
m2
S=60×
30=1800m3/min（考虑过煤层段采取导坑法，隧道开挖最大断面积按30m2计）
所以取最大值1800m3/min作为控制风量，再经过管路漏风折算可知所需通风机的总供风量应为2650m3/min左右。
②通风设备选择及配置
根据上面的计算结果，轴流风机选择了SDF（C）-No12.5型通风机，风管选择了便于装卸和维修的PVC拉链式软风管，直径Ф1800㎜。
各通风设备的性能参数和配置数量见表4-1：
表4-1主要通风设备参数表
名称
型号
技术参数
数量
速度（r/min）
风压（Pa）
风量（m3/min）
功率（KW）
轴流风机
SDF（C）-No12.5
高速
1378-5355
1550-2912
110×
2
进出各使用2台；
各口另考虑1台备用。
中速
629-2445
1052-1968
34×
低速
355-1375
840-1475
16×
拉链式软风管
PVCФ1800㎜
平均百米漏风率0.015，摩阻系数0.02，每节长度20m/节或10m/节（20m/节占75%以上）。
满足隧道进尺要求
③施工通风布置
根据实际情况采用压入式通风，在洞口配置两台轴流风机（110KW），单路φ1800mm软风管进洞，风管为阻燃、防静电型，加强通风循环，防止粉尘和有害气体聚积。
保证掌子面风量不小于1800m3/min，风速不小于1m/s。
4.7.2通风管理
由具有丰富通风经验知识的技术人员组成通风管理小组，包括专职粉尘检测员、通风管理员。
配备足够的检测有害气体设备，并且为检测试验人员提供合格的防毒面罩。
a.粉尘检测员负责有害气体的检测。
对隧道进行全天候交叉巡回检测，由洞外向洞内，选择机电设备集中地点、二次衬砌工作面、隧底作业面、开挖作业面和有可能存在粉尘等有毒气体聚集的断面作为检测断面。
对拱顶、两侧拱脚（或大跨度）和两侧墙脚距隧道周边20
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