新建铁路云桂线隧道专项施工方案147594730.docx

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新建铁路云桂线隧道专项施工方案147594730

新建铁路云桂线（云南段）YGZQ-2标段

叭郎隧道

实施性施工组织设计

中铁二十五局集团云桂线2标段项目经理部

叭郎隧道实施性施工组织设计

一、工程概况

1.1编制依据、编制原则及编制范围

1.1.1编制依据

1.1.1.1云桂公司发布的有关设计图纸和技术资料及施工合同。

1.1.1.2我单位对现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。

1.1.1.3我单位从事类似工程施工的经验、工法、技术力量、综合施工能力、机械设备情况。

1.1.1.4国家及铁道部现行施工规范、工程质量检验评定标准、试验规程、安全规程。

1.1.1.5中铁二十五局集团有限公司通过质量体系认证中心认定的《质量手册》和《程序文件》。

1.1.1.6国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规。

1.1.2编制原则

1.1.2.1确保结构安全，主体工程质量“零缺陷”的原则。

1.1.2.2建立健全质量管理体系，确保满足高标准的质量要求。

1.1.2.3确保施工机械配备先进性的原则，组织机械化、专业化施工。

1.1.2.4贯彻“以人为本、安全第一，百年大计、质量为本”的施工原则。

1.1.2.5贯彻执行通过质量体系认证中心认定的ISO2000质量管理体系、OHSMS18000职业健康安全管理体系、ISO14001环境管理体系。

1.1.3编制范围

该施工组织设计的编制里程范围为：

新建云桂铁路云南段2标叭郎隧道工程（D4K354+176～D4K355+477）,全长1301m。

2.工程简介

八朗隧道位于云南省境富宁县境内，全隧D4K354+176～D4K355+477段1301m位于半径为6000m的曲线上。

隧道D4K354+430～D4K354+465段为明洞。

富宁断裂从隧道进口端穿线路而过，隧道于D4K354+852处发育一条性质不明断层，该断层走向N24E,倾向SE,倾角约70°。

该断层在D4K354+080～+130穿过线路，与线路夹角约35°，倾向SW，倾角约70°。

受断裂影响，隧道区岩体节理发育，岩体破碎。

明洞工区任务1301米。

2.1技术标准：

本隧按200km/h，预留250km/h双线隧道设计。

内轮廓采用"通隧（2008）0201-08"图。

本隧道按照新奥法组织施工，光面爆破，锚喷网初期支护，模筑混凝土衬砌结构。

本隧进口采用单压式明洞门，出口也采用单压式明洞洞门。

进、出口边仰坡均采用砼骨架护坡。

隧道防排水采取“防、排、堵、截相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”。

3.自然条件

3.1地形地貌

隧道区处于富宁盆地北西侧边缘，属中低山地貌，地形波状起伏。

地面高程795.0～930.00m，相对高差小于150m，自然坡度一般10°～45°，局部较陡。

洞身上覆土层较薄，基岩局部裸露，隧道进口地段沟槽等低洼地带覆土较厚，隧道出口基岩裸露。

隧道区植被较差。

隧道最大埋深75m，属浅埋隧道。

隧道区属南亚热带季风气候，多年平均气温19.5℃，极端最高气温39.5℃，极端最低气温－3.7℃，年平均风速1.3m/s，多年平均降雨量为1156.6mm，多年平均蒸发量为1611.6mm。

隧道离富宁县城近，附近有便道通往县城，交通较方便。

3.2地震动参数

测区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应地震基本烈度属Ⅵ度。

4.工程地质及水文地质

4.1地层岩性

测区上覆第四系全新统坡残积（Q[4]（dl+el））粉质黏土、冲洪积（Q[4]（al+pl））粉质黏土、坡残积（Q[4]（dl+el））细角砾土，下伏上第三系（N）泥岩、二叠系下统（P1）灰岩、第一期碱性基性侵入岩钛辉辉长辉绿岩带（υ-βμ（a））辉绿岩。

沿断层带发育压碎岩（F[br]）。

4.2水文地质特征

隧道区属珠江水系，地表水为河水、沟水、水田水，受大气降水补给，地表水不发育，地表水主要沿沟槽流向低处排泄。

地下水为第四系土层孔隙水及基岩裂隙水。

第四系坡残积层以黏性土为主，其含水性及透水性较差，含水量甚微。

隧道主要通过第一期碱性基性侵入岩（υ-βμ（a））钛辉辉长辉绿岩相带，岩体原生节理及风化裂隙发育，连通性及透水性一般，多为泥质、粉砂质半充填，发育程度随深度增加而减弱，富水性一般。

灰岩岩溶发育中等，富水性中等，但地下水埋深较大。

灰岩岩溶发育中等，含水性及透水性较好，富水性中等。

在可溶岩与非可溶岩接触带，局部可能形成富水地带，富含地下水。

地下水主要为大气降水补给，测区丰富的水资源为裂隙水提供了良好的补给条件。

据在隧道出口沟中采取水样化验，地表水为HCO[3]（-）-Ca（2+）型水，无侵蚀性。

根据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设〔2005〕157号及〔2007〕140号），在环作用类别为化学侵蚀环境及氯盐环境时，水中SO[4]（2-）、Mg（2+）、pH值、Cl（-）对混凝土结构无侵蚀性。

4.3地质构造

测区地处华南褶皱带一级构造单元，次一级构造单元为华南褶皱带的滇东南褶皱系，西北面以弥勒－师宗断裂与扬子准地台分界，属于华南褶皱带与扬子准地台之间的过渡带，其地壳活动经历了由地槽（加里东期）到地台（华力西期）再到地槽（印支期）的复杂演化过程。

工程区属于富宁幅划分的北西向构造，其为滇东南地区比较广泛存在的一种构造型式。

富宁断裂即为该构造的一条主要断裂。

该断裂为一区域性大断裂，其北起自红岩村，经大普弄越过西洋江，经过里叩、下者进入富宁盆地，再经过板伦、青龙坪向北平延伸。

断裂线北西-南东向延伸，穿谷越岭，波状弯曲。

该断裂面一般平直如刀切，局部地层见有较多的擦痕和摩擦镜面。

断裂两侧地层因强烈挤压而直立、倒转。

据区域资料，该断裂带内各条断裂相互交切，具有压性特征与张性特征，显示出现多次活动的迹象。

在富宁一带，沿断裂发育有笔直的线状断层谷、条带状山脊与高达400余米的断层崖，根据派生构造及断层擦痕显示，断裂具有右旋水平运动特征，破碎带、角砾岩普遍存在。

断裂对沉积相的控制作用明显。

在那坡至富宁一带，有北西向的上泥盆统硅质岩相带分布，远离断裂带变成碳酸盐岩类。

断裂西南侧的二迭系至下三迭统为深水相硅质岩、泥质岩、复理石沉积；中三迭统为沉积岩。

富宁、里叩一带的下第三系陆相盆地沿断裂带分布，并被后期复活断裂切穿。

此外，断裂旁侧还有多期次的海底火山活动，其中以印支期基性侵入岩分布较多。

4.4不良地质及特殊岩土

隧道区不良地质为岩溶，无特殊岩土。

桥址区分布的二叠系下统（P1）灰岩，呈浅灰、灰白色等，中厚层及薄层状，岩体节理裂隙较发育。

灰岩主要分布于隧道进口-D4K354+198、D4K354+285-D4K354+687、D4K354+790-D4K354+844、D4K355+127-隧道出口四段，经地质测绘及钻探，未发现溶洞、洼竖井、漏斗等岩溶形态，仅岩石表面可见溶沟、溶槽、分析认为该灰岩岩溶发育程度中等，局部可能发育有溶洞等溶蚀孔洞，特别是在可溶岩与非可溶岩接触带可能岩溶较发育，会有较多的溶蚀空洞，对工程不利。

易涌水、塌方地段一览表

序号

起止里程

长度

预防病害

1

D4K354+190

～

D4K354+330

140

涌水、塌方

2

D4K354+330

～

D4K354+430

100

塌方

3

D4K354+465

～

D4K354+570

105

塌方

4

D4K354+670

～

D4K354+710

40

涌水、塌方

5

D4K354+770

～

D4K354+880

110

涌水、塌方

6

D4K355+100

～

D4K355+150

50

涌水、塌方

7

D4K355+360

～

D4K355+468

108

塌方

D4K362+268～+808段低阻体两侧等值线呈陡立状畸变，梯度变化大，其间夹三个局部的极低阻封闭圈，此为断层破碎带的电性反应，施工时应注意预防涌水、突泥和塌方。

5.施工条件

5.1交通条件

叭郎隧道目前既有一条经过明洞附近的便道，为满足施工需要，可将该便道部分进行改道处理，并对部分路段进行拓宽处理，以满足施工车辆通行需要。

进入施工及生活区需要新建820米的便道。

具体见“便道工程数量表”

叭郎便道工程数量表

里程

改建便道（m）

新建便道（m）

备注

DK0+000-101

干道路基宽度为7.5m，路面宽度为6.5m，支线路基宽度为4.5m，路面宽度为3.5m。

采用15cm的泥结碎石硬化路面。

DK0+101+201

100

DK0+201-541

340

DK0+541-820

279

5.2当地资源

隧道位于富宁县，隧道附近有便道通往富宁县城，交通条件较

为方便。

5.3施工用水

该隧道所经区域地表和地下水丰富，山间溪流一般长年有水，施工用水可就山间溪流取用。

明洞附近高山上可建高压水池，通过抽水解决施工用水。

隧道施工用水所建水池地势应高于隧道掘进最高点30米以上，总容量为50方以确保用水压力及用水量。

5.4施工用电

根据项目部安排，从变电站拉设铁路建设供电专线，施工时可从专线拉线引至隧道口经变压器降压后使用。

隧道供电线路采用380V三相五线系统。

明洞施工工区采用一台变压器功率为800KVA的变压器。

5.5施工通讯

当地可通程控电话，通讯方便。

项目经理部与施工队内部采用小型程控交换机和无线电话相互联系；对外联系在当地电讯部门安装程控电话，洞内与洞口值班采用程控电话联络。

5.6生产生活房屋

生产生活房屋（职工生活营房、施工办公室、调度值班室，各种材料存放库房）采用活动板房。

5.7砼拌和站

与附近工点共同使用一号搅拌站，并且在洞口设置喷浆料搅拌站。

5.8火工品管理

在三腊村至里颇村公路十公里处设置一座火工品库，叭郎隧道由该火工品库领取火工品。

由项目部正式员工看守和发放，严格执行火工品储存、管理和发放制度。

5.9消防设施

根据消防要求，在办公区、生活区、仓库等地按规定配备足够数量的手持灭火器、防火砂等消防器材。

二、整体地质分析与判断

2.1意义

施工中对整体地质分析与判断从而降低安全风险，首先对隧道围岩岩性有个初步的认识和感观，根据设计文件和对地表现场调查的资料，确定对隧道工程地质条件有影响的褶皱、断层等主要构造。

在施工中要采取地质超前预报进一步确认。

2.2隧道沿线地层岩性

<4-2>粉质黏土（Q[4]（al+pl））：

褐灰、褐黄色，硬塑状，局部软塑状。

含约20%的泥岩质卵砾石，分布于隧道进口端沟槽中，厚0～3m。

属Ⅱ级普通土，C组填料。

<6-3>粉质黏土（Q[4]（dl+el））：

褐黄、褐红色，硬塑状。

含30%左右泥岩质角砾。

分布于隧道山体坡面段，一般厚0～3m。

属Ⅱ级普通土，C组填料。

<6-4-1>细角砾土（Q[4]（dl+el））：

灰绿色，夹黑色，稍湿，稍密~中密。

角砾成份为辉绿岩、灰岩、炭质页岩等的风化角砾，棱-次棱状，粒径2-20mm，少量20-80mm，部分用手可掰断，含量约60%，粉质黏土充填。

分布于坡面。

属Ⅱ级普通土，B组填料。

<8-1>泥岩（N）:

灰黄，褐灰色，薄~中厚层状，成岩作用较差，岩质软。

全风化（W[4]）呈土状，局部含黑褐色淤泥质土；强风化（W[3]）呈灰黄色，半成岩，属Ⅲ级普通土，属C组填料；弱风化（W[2]）呈灰黄色，岩体破碎，节理裂隙发育。

属Ⅳ级软石，C组填料。

<9-4>压碎岩（F[br]）：

青灰、深灰，岩体破碎呈块状、角砾状，沿断层破碎带分布。

原岩为灰岩。

属Ⅳ级软石，B组填料。

<13>灰岩（P1）：

灰色、深灰色，显晶结构，厚层块状夹薄层状构造。

强风化带（W[3]）灰、灰黄色，岩层破碎，岩芯多呈20-50mm的角砾，属Ⅳ级软石，为A组填料；弱风化带（W[2]）灰、灰黑色，岩质较坚硬，裂隙发育，裂面呈褐红色，短柱状，属Ⅴ级次坚石，为A组填料。

<20>辉绿岩（υ-βμ（a））：

灰绿色夹黑色，风化层呈灰黄夹黑色，中粗粒结构及辉绿结构，节理裂隙发育。

全风化（W[4]）岩体呈角砾土状，有残余结构面，手捏易碎，属Ⅲ级硬土，C组填料；强风化（W[3]）岩体呈碎、块石状，局部短节柱状，属Ⅳ级软石，B组填料；弱风化（W[2]）岩体呈短柱状，完整性较好，属Ⅴ级次坚石，A组填料。

测区地处华南褶皱带一级构造单元，次一级构造单元为华南褶皱带的滇东南褶皱系，西北面以弥勒－师宗断裂与扬子准地台分界，属于华南褶皱带与扬子准地台之间的过渡带，其地壳活动经历了由地槽（加里东期）到地台（华力西期）再到地槽（印支期）的复杂演化过程。

工程区属于富宁幅划分的北西向构造，其为滇东南地区比较广泛存在的一种构造型式。

富宁断裂即为该构造的一条主要断裂。

该断裂为一区域性大断裂，其北起自红岩村，经大普弄越过西洋江，经过里叩、下者进入富宁盆地，再经过板伦、青龙坪向北平延伸。

断裂线北西-南东向延伸，穿谷越岭，波状弯曲。

该断裂面一般平直如刀切，局部地层见有较多的擦痕和摩擦镜面。

断裂两侧地层因强烈挤压而直立、倒转。

据区域资料，该断裂带内各条断裂相互交切，具有压性特征与张性特征，显示出现多次活动的迹象。

在富宁一带，沿断裂发育有笔直的线状断层谷、条带状山脊与高达400余米的断层崖，根据派生构造及断层擦痕显示，断裂具有右旋水平运动特征，破碎带、角砾岩普遍存在。

断裂对沉积相的控制作用明显。

在那坡至富宁一带，有北西向的上泥盆统硅质岩相带分布，远离断裂带变成碳酸盐岩类。

断裂西南侧的二迭系至下三迭统为深水相硅质岩、泥质岩、复理石沉积；中三迭统为沉积岩。

富宁、里叩一带的下第三系陆相盆地沿断裂带分布，并被后期复活断裂切穿。

此外，断裂旁侧还有多期次的海底火山活动，其中以印支期基性侵入岩分布较多。

富宁断裂从隧道进口端右侧35m向N35°W方向与线路相伴延伸、展布，距隧道最大距离约370m。

断层走向N35°E，倾向SW，倾角约70度。

断层的上盘为二迭系下统（P1）灰岩和第二期中期碱性基性侵入岩（υ-βμ（a））辉绿岩，下盘为第二期碱性基性侵入岩（υ-βμ（a））辉绿岩，该断层为一逆断层，兼具走滑性质。

据钻探揭示断层破碎带100～150m，以断层压碎岩及角砾岩为主。

另在D4K354+773处发育一断层，该断层走向N24°E，倾向及倾角不清，断层与线路大角度相交，交角62°。

该断层切穿断了富宁断裂。

隧道受富宁断层的影响较大，受其影响，岩石节理裂隙发育，多呈密闭型或微张型，岩体较破碎。

隧道进口主要节理产状：

（1）N41°E/75°SE，

（2）N32°W/85°NE，隧道洞身节理产状及隧道出口节理产状为：

（1）N69°E/64°SE，

（2）N18°W/67°SW。

2.3围岩级别

根据隧道沿线岩土分析，隧道围岩级别分为III～V级，其中III级围岩长470m，占36%；IV级围岩长340m，占26%；V级围岩长491m，占38%，工程地质条件一般。

具体分布情况如下：

叭郎隧道沿线围岩统计表

序号

起止里程

长度

围岩级别

1

D4K354+176

～

D4K354+190

14

Ⅴ

2

D4K354+190

～

D4K354+210

20

Ⅴ

3

D4K354+210

～

D4K354+230

20

Ⅴ

4

D4K354+230

～

D4K354+330

100

Ⅳ

5

D4K354+330

～

D4K354+410

80

Ⅴ

6

D4K354+410

～

D4K354+430

20

Ⅴ

7

D4K354+430

～

D4K354+440

10

Ⅴ

8

D4K354+440

～

D4K354+465

25

Ⅴ

9

D4K354+465

～

D4K354+480

15

Ⅴ

10

D4K354+480

～

D4K354+490

10

Ⅴ

11

D4K354+490

～

D4K354+493

3

Ⅴ

12

D4K354+493

～

D4K354+500

7

Ⅳ

13

D4K354+500

～

D4K354+503

3

Ⅲ

14

D4K354+503

～

D4K354+580

77

Ⅲ

15

D4K354+580

～

D4K354+630

50

Ⅳ

16

D4K354+630

～

D4K354+670

40

Ⅲ

17

D4K354+670

～

D4K354+707

37

Ⅳ

18

D4K354+707

～

D4K354+710

3

Ⅳ

19

D4K354+710

～

D4K354+717

7

Ⅲ

20

D4K354+717

～

D4K354+720

3

Ⅲ

21

D4K354+720

～

D4K354+770

50

Ⅲ

22

D4K354+770

～

D4K354+810

40

Ⅳ

23

D4K355+810

～

D4K354+880

70

Ⅴ

24

D4K354+880

～

D4K354+910

30

Ⅳ

25

D4K354+910

～

D4K355+100

190

Ⅲ

26

D4K355+100

～

D4K355+150

50

Ⅳ

27

D4K355+150

～

D4K355+330

180

Ⅲ

28

D4K355+330

～

D4K355+360

30

Ⅳ

29

D4K355+360

～

D4K355+442

82

Ⅴ

30

D4K355+442

～

D4K355+448

6

Ⅴ

31

D4K355+448

～

D4K355+468

20

Ⅴ

32

D4K355+468

～

D4K355+477

9

Ⅴ

三、风险评估

3.1风险评估依据

隧道施工阶段的风险评估、监测、处理、管理应参照《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》（铁建设[2007]200号）有关规定办理。

3.2风险评估原则

施工阶段的风险评估，在施工全过程根据风险识别情况，分阶段进行风险监控和管理，力求在确保安全、质量、工期的前提下把残余风险控制在可接受的水平上。

3.3风险评估流程

根据设计阶段的评估结果，进一步评估设计确定的主要风险源、风险等级以及采取的降低风险措施的实施可能性，提出施工阶段的风险评估结果及措施。

风险评估流程见下图：

3.4典型性风险因素识别

结合叭郎隧道设计文件及风险评估依据，叭郎隧道中各段落中存在的风险因素及可能发生的典型风险事件如下表所示。

序号

起止里程

长度（m）

风险因素

可能发生典型风险事件

处理措施

1

进口

隧道进口纵坡陡峭，灰岩强风化，表面岩体破碎易崩塌掉落

危岩落石风险

2

D4K354+430～D4K354+465

35

隧道明洞口纵坡陡峭，辉绿岩节理发育，表面岩体易崩塌掉落

危岩落石风险

3

D4K354+852

发育性质不明的一条断层

塌方

超前周边注浆加固

4

出口

隧道进口纵坡陡峭，灰岩强风化，表面岩体破碎易崩塌掉落

危岩落石风险

隧道施工可能在一定程度上疏干地下水，造成部分泉水和地表水流量减少，影响附近居民点生产生活。

综上所述，叭郎隧道存在的典型风险类型有：

塌方和危岩落石。

建立叭郎隧道风险评估指标体系如下表所示：

叭郎隧道风险评估指标体系

风险因素风险事件

风险因素

塌方

突水

突泥

危岩

落石

地形

地形陡峭

★

地质

构造（断层）

★

地下水

★

★

不良地质

岩溶

★

★

设计情况

常规设计

★

★

监控量测设计

★

隧道

断面

★

风险评估流程图

超前地质预报

不满足

3.5叭郎隧道初始风险评价

通过风险分析，对叭郎隧道各段落中存在的初始风险评价结果见下表。

叭郎隧道初始风险等级表

风险事件

风险段落

塌方

突水突泥

危岩落石

概率

等级

后果等级

风险等级

概

率

等

级

后果等级

风险等级

概率等级

后果等级

风险等级

起止里程

进口

3

2

III

D4K354+430～D4K354+365

3

2

III

D4K354+852

3

2

III

出口

3

2

III

经评估，叭郎隧道存在的初始风险等级段落，主要集中在进出口和明洞段的主要风险为危岩落石，风险等级均为中等；另一个为在里程D4K354+852处发育一条性质不明的断层，存在塌方的可能，风险等级均为中等。

综上所述，本隧道中的典型风险事件为塌方、危岩落石，主要风险因素为隧道洞口上方破碎带、性质不明的断层。

3.6叭郎隧道风险控制措施

为减缓本隧道中的塌方，降低风险危害程度，本隧道采用了以下风险控制措施：

1．塌方控制措施

1）高度风险地段加强支护措施采用全环工20b工字钢架及拱部φ42小导管，钢架间距0.6m；施工方法采用大拱脚台阶法。

2）中度风险地段加强支护措施采用全环工20b工字钢架及拱部φ42小导管，钢架间距0.8m；施工方法采用大拱脚台阶法。

3）施工中应加强监控量测，开挖后及时施做初期支护，必要时应及时喷砼封闭开挖面表面裂隙。

加强塌方风险高度段的监控量测，并根据监控量测及时调整支护参数，并及时施作二次衬砌。

2．突水突泥控制措施

1）对隧道洞身浅埋，施工中加强洞内及洞外监控量测。

2）其它段（可溶岩地段）采用常规地质法+综合超前物探+水平钻孔超前探测（超前钻孔每断面不少于1孔）进行超前地质预报。

3）其它段（非可溶岩地段）采用常规地质法+综合超前物探；当综合物探异常时，增设超前钻孔探测。

4）施工中根据超前地质预报结果对地下水处理措施进行优化调整。

3、危岩落石控制措施

在隧道明洞存在危岩落石段施工前先调查表面岩石风化程度及危岩体情况，对可以清除的危岩体应提前清除，难以清除的采取有效的固定及加固措施。

3.7评估结论

结合本阶段工程地资料和相关设计文件，对叭郎隧道进行风险评估得出如下结论：

1、该以目前的地质资料所反映的情况看，本隧道中存在有风险等级的段落，以塌方和危岩落石风险尤为为主，特别是在隧道进出洞口及明洞段的危岩落石的风险。

下阶段设计及施工中都应引起足够重视。

2、在本阶段地质资料基础上，在兼顾了投资和工期的前提下，针对各种风险均采用的合理措施以有效降低隧道中各种风险的等级，残留风险等级均已降至中度以下，为可接受范围。

3.8典型风险处理措施

针对本阶段残留的塌方、突水突泥风险，在下阶段应有针对性加深地质勘探工作及调查工作。

针对塌方风险需对隧道穿越底层的岩性、破碎程度，地下水状况节理裂隙发育程度等情况进行进一步调查，并在设计中采取针对性措施，将风险进一步降低。

针对突水突泥风险（主要集中在向斜褶皱带及地下水水平循环带中的可溶岩及可溶岩与非可溶岩接触带），需对可溶岩地层的地下水位、地下水赋存情况、局部富水地质构造等情况进行深入调查，以方便下阶段设计工作。

四、超前地质预报

隧道掘进时必须进行超前地质预报，并作为工序纳入施工组织管理，提前探测地质条件的变化，根据地质情况采取合适的预加固措施和施工方法来确保施工