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云南大丽高速公路第18-1A合同段双龙隧道不良地质专项施工方案

国家高速公路网横12杭州至瑞丽公路大理至丽江联络线

隧道不良地质

专项施工方案

编制人：

复核人：

审核人：

中铁十二局集团有限公司

云南大丽高速公路土建第18-1A合同段项目经理部

年月日

一、编制依据与原则………………………………………………………………….01

二、工程概况……………………………………………………………………..01

三、不良地质专项安全施工方案………………………………………………..02

四、安全施工保证措施…………………………………………………………..15

五、应急预案……………………………………………………………………………………18

六、文明施工管理措施…………………………………………………………..21

双龙隧道不良地质专项施工方案

一、编制依据与原则

1、相关标准、规范和施工图

（1）招标文件、两阶段施工图设计、实施性施工组织设计；

（2）施工调查及现场勘察资料；

（3）大丽高速公路建设指挥部编《云南大丽高速公路建设项目管理办法》；

（4）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；

（5）施工现场临时用电安全规范（JGJ462005）；

（6）《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076—95）

（7）《云南省公路建设项目危险性较大的分部分项工程专项方案安全管理办法》；

（8）公司拥有的施工工艺、施工方法成果、机械设备、管理水平、技术装备及多年积累的类似工程施工经验。

2、编制原则

（1）严格遵守招标文件明确的设计规范，施工规范和质量评定验收标准。

（2）坚持技术先进性，科学合理性，经济适用性，安全可靠性与实事求是相结合。

（3）对施工现场坚持全员、全方位、全过程严密监控，动态控制，科学管理的原则。

二、工程概况

1、工程概况

我部承建的双龙隧道，隧道区所在地隶属云南省剑川县甸南镇玉华村。

所在地地处山区，远离村落，交通情况差。

本隧道起止里程为LK120+455~LK122+280,其地质特点为洞内围岩较差，渗水量较大，安全风险等级高，施工难度较大。

为本标段的重难点工程，同时也是工期控制性工程。

2、地形、地貌

隧道区域段属于切割中山地貌区，南向与上关甸山间盆地相接，北向与玉龙潭1号大桥相连。

进口地段为上关甸盆地东缘，微地貌为双龙山山前洪积扇，自然边坡坡向约160~250°，坡度10~40°.出口地段为玉龙潭村南缘，微地貌为山前河谷，自然坡向约0~90°，坡度25~60°.洞身最高点标高2659m，隧道最大埋深约170m。

整体上沿隧道走向呈中间高两边低，自然坡度总体上北高南低。

3、地层岩性

根据勘察资料，隧道区域地层自上而下主要由第四系全新统残坡积（Q4el+sef）成因粉质黏土、碎石土，二叠系（Pβ）玄武岩及其风化层组成。

4、地质构造及地震动参数

隧道区域大的构造单元为扬子准地台（I）的二级构造单元丽江台缘褶带（Ii），路线范围内的构造以近南北向构造占绝对优势，构成主体构造格架，以断裂构造为主，褶皱次之，地层多成单斜产出，但受断裂构造影响，地层产状变化较大。

隧道区域抗震烈度为9度区，地震动峰值加速度为0.3g，地震动反应谱特征周期为0.4s。

5、水文地质条件

根据钻孔水文地质观测和地表水文点观察，结合地形地貌，岩性和构造条件判断，隧道区域地表水受季节影响较大，主要赋存于山间凹地、冲沟之中，地下水发育，主要以第四系松散沉积物孔隙水、风化带基岩裂隙水为主。

6、不良地质的预见

本隧道主要存在的不良地质现象为突水涌泥、瓦斯、断层和高地应力等。

三、不良地质专项安全施工方案

1、突水涌泥专项施工方案

我部施工的双龙隧道，存在突泥、突水的可能；隧道通过断层，岩体破碎，易发生涌水，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超前地质预测预报

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、TSP长距离超前地质预报、炮眼超前钻孔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、突泥的地段施工，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

注浆结束后先施工超前管棚然后开挖，根据围岩级别采取三台阶法开挖，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”的原则组织施工。

⑷开挖后隧道周边情况探测

开挖完成后及时采用地质雷达对隧道的拱顶、边墙及隧底情况进行探测，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以内有空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地下水环境保护

对隧道洞顶，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。

⑺综合评价

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。

⑻应急预案

存在突泥、突水可能的地段，在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。

隧道暴雨后不施工、连续降雨后观察施工。

2、隧道坍塌安全专项施工方案

隧道隧址区底层岩性较复杂，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

断层段严格按“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、TSP203地震反射法、HSP水平声波反射法、地质雷达、红外探水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双侧壁导坑法、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、煤层瓦斯安全专项施工方案

本隧道为无瓦斯隧道至低瓦斯隧道之间，但属于溶蚀破碎带中可能存在局部瓦斯聚集，所以该段施工的关键问题是瓦斯的防治。

防治瓦斯的原则是超前预报、严格瓦斯检测、加强通风、防火防爆、排防、封闭相结合。

3.1揭煤防突施工方法

作业程序：

煤层超前探测→煤与瓦斯突出危险性预测→钻孔排放瓦斯→防突效果检验→石门揭煤→过石门坎→煤层掘进。

（1）、施作超前钻孔，探明煤层位置和瓦斯情况

结合超前地质预报，上导坑开挖工作面掘进至煤层20m（垂直距离）时，打3个穿透煤层全厚的超前钻孔，并进入顶（底）板不小于0.5m，详细记录岩芯资料，结合上导坑的超前钻孔和开挖，推测煤层是否有畸变。

施作超前钻孔时直径为Ф75mm，若发现地质构造变的复杂、岩体破碎，则必须在隧道开挖轮廓线外5m范围内布置一定数量的超前钻孔，确保能准确掌握煤层厚度、角度变化及瓦斯情况等。

（2）、施作预测孔，进行煤与瓦斯突出危险性预测

考虑到测定瓦斯压力要达到原始压力值时间较长，并且单独用瓦斯压力并不能确切判明煤层的突出危险性，本设计揭煤前不测定瓦斯压力，以节约施工时间。

突出预测采用钻屑指标法为主，钻孔瓦斯涌出初速度法为辅的方法。

隧道采用上、下导坑法开挖，突出预测孔主要控制上、下导坑断面（预测孔直径Ф50mm）。

（3）、防治瓦斯突出技术措施

防治突出采用多排钻孔排放或抽放。

结合突出预测情况，如煤层确存在较大突出危险，可将钻孔封孔接抽，达到加速和有效的消除突出危险性目的。

钻孔控制范围：

隧道轮廓外上方7m，左右两侧6m，底部3m；钻孔孔径108mm，并进入底板岩层不小于0.5m。

抽排半径取1.5m。

上导坑施作钻孔时工作面坑底距煤层顶板垂距不小于5m，由超前钻孔确定，下导坑排放钻孔在上导坑排放完毕并揭煤后进行。

（4）、瓦斯排放

排放孔进行瓦斯排放时，所有洞内掘进施工应停止，排放15天。

排放瓦斯顺序：

上导坑打排放钻孔（坑底距煤层不小于5m）→排放瓦斯15天→揭煤穿过煤层→下导坑打超前钻孔及预测孔。

当判定有突出性危险→由下导坑底顺煤层施作扇形排放钻孔→排放瓦斯15天→下导坑揭煤穿过煤层。

（5）、防突效果检验

瓦斯排放完成后，上下导坑分别打检查孔，确定瓦斯排放是否结束。

检查孔布置在揭煤端面中部，并位于措施孔之间，终孔位置位于措施孔控制范围的边缘线上。

若煤层不具有突出危险性，则结束排放。

否则视排放效果应继续排放或采用水力冲孔等其它措施处理。

（6）、放炮揭开和穿过煤层

通过排放效果检验，煤层无突出危险性后，封堵排放钻孔。

采用自进式锚杆对开挖轮廓外岩体进行超前注浆加固，同时安装格栅钢架，而后采用震动放炮揭煤。

揭煤时，掘进工作面与煤层之间必须保持一定岩柱，其最小垂直厚度应不小于1.5m。

遇岩石松软、破碎还应增加岩柱厚度。

3.2揭煤、防突及排放瓦斯具体设计

隧道揭穿突出煤层，即隧道自顶板岩柱穿过煤层，进入底板的全部作业过程，都必须采取防治突出措施。

（1）、隧道防治突出措施包含下列内容。

a、控制突出煤层层位的钻孔布置；

b、突出预测方法及预测钻孔布置；

c、防治突出技术措施；

d、防治突出技术措施效果检验；

e、安全防护措施。

（2）、揭煤防突施工工艺流程如下图：

煤层突出危险性预测

打前探钻孔

无突出危险

有突出危险

多排钻孔排（抽）放瓦斯

防突措施效果检验

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