02隧道突泥专项施工方案.docx

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02隧道突泥专项施工方案

固西公路A5合同段

隧道突泥专项施工方案

编制

审核

批准

中铁十四局固西公路A5合同段项目经理部

隧道突泥专项安全施工方案

一、工程概况

1.1设计概况

炸山嘴隧道为双线四车道、左右分离式隧道，左右线隧道长分别为2469m、2922m，本合同段左线桩号为ZK24+816.31～ZK26+004，长1187.69m，右线桩号为K24+800～K25+972右线全长1172。

左右线均位于直线段上，左右线洞内设单坡，-2.13%上坡施工，左右线暗洞里程分别为ZK25+988、YK25+956。

1.2地震

路线所经地区地震动峰值加速度0.20g～0.30g，相当于地震基本烈度

度。

1.3气候及气象

本标段区域属于干旱区大陆性季风气候，其特征是：

雨量少，蒸发强烈，春寒干旱，夏短温和，秋凉多雨，冬冷少雪，四季分布不均，无霜期短，全年100～150天，光照资源丰富。

日照时间长，年平均日照时数2322.3h，太阳总辐射为122.36千卡/cm2/年。

区域年均气温在4～7℃之间，历年极端最低气温为-28.1℃，极端最高气温34.6℃，最热月（7月）平均气温为17.8℃。

历年平均降水量在400～470mm之间，7～9月份降水量占全年总降水量的60.9%。

全年多风，年平均风速2.4m/s，最大风速20m/s，冬季多西北风，夏季多东南风。

主要灾害有干旱、冰雹、霜冻、暴雨等。

最大冻土深度120cm。

二、超前探测

2.1.勘察与超前地质预测预报实施方案

2.1.1.工作内容

通过勘察、物探、钻探等多种手段收集隧道沿线地质信息。

对收集到的隧道地质信息进行综合研究判读，了解隧道掌子面前方的地质状况，形成地质预测预报结论。

结合地质预报结论，提出下段隧道施工方案，及时反馈给施工队伍。

1.2.地质预报

与山东大学合作，山东大学提供专业地质工作技术人员、设备，保证满足隧道施工综合超前地质预报要求。

所有专业地质工作人员在实施超前地质预报前，必须认真研究设计文件，详细掌握设计方已探明的地质资料，结合新哨隧道具体情况制订隧道施工综合超前地质预测预报计划，合理组织使用各种地质预报方法，确保地质预报能够顺利地进行并尽可能达到目的。

地质工作组应制定全面的地质工作管理制度，保障综合超前地质预报工作的顺利进行。

地质工作组应积极开展综合超前地质预报宣传，结合各种地质预报设备，进行地质预报培训，培训合格后上岗。

1.2.1.沿线地质调查和核查

（一）地形、地貌

本项目位于宁夏回族自治区南部山区的黄土高原，地势呈南高北低，由于受河水切割、冲击，形成丘陵起伏，沟壑纵横，梁峁交错，山多川少，塬、梁、峁、壕交错的地理特征，属黄土丘陵沟壑区。

路线沿线地势起伏较大，海拔在1690—2200m之间。

区内地段地貌类型主要有侵蚀剥蚀中低山地貌、侵蚀堆积黄土丘陵地貌。

（二）区域内地质概况

1、地层岩性

主要为发育北祁连加里东褶皱带沉积碎屑岩，以河湖相沉积为主，在白垩系局部滨海相沉积，发育灰岩、泥灰岩。

地层主要为：

（1）白垩系下统乃家河组（K1n）：

按岩性可分为上、中、下三段，下段为浅蓝灰色钙质泥岩夹页岩及石膏质泥岩；中段为浅蓝与暗紫色泥岩互层；上段为暗紫色泥岩、砂质泥岩，内含丰富的植物化石。

下部灰质增多，局部还有方解石脉及铁质，风化面呈片状，块状；节理裂隙较发育，每米发育2～3条，裂隙延伸较短，裂隙间泥砂质充填。

（2）下第三系新统寺口子组（E2s）：

以河流、湖泊相沉积为主，局部为山麓相堆积。

岩性为一套棕红色、砖红色含泥质砾岩、砂砾岩、含泥质砂砾岩，夹有含砾泥质砂岩、粉砂岩及砂质泥岩透镜体。

局部地段泥质含量增高，成为泥质砾岩。

砾石成分以石英岩、绿泥石片岩和花岗岩为主。

半棱角状，分选性差。

砾径一般在0.2～2cm，大的可十几厘米。

泥质半胶结或未胶结，较疏松。

与下伏白垩系乃家河组呈平行不整合接触。

（3）老第三系渐新统清水营组（E3q）：

为湖相沉积为主，河流相为次，岩性下部为砖红色块状细砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩，底部普遍具有10～20m厚的中细砂岩；上部为紫红色泥岩、砂质泥岩夹蓝灰色泥岩及石膏层，含钙质结核层及砂岩薄层。

（4）第四系上更新统风积黄土（Q3eol）：

多为浅黄、灰黄、褐黄、土黄色黄土、粉砂质黄土，虫孔和大孔发育，见蜗牛碎屑和钙质粉末。

本组具有风成黄土的典型特征，如粉土粒级占绝大多数，具自重湿陷性，湿陷强烈。

（5）第四系全新统冲洪积物（Q4al+pl）：

分布于隧道中间地带，为隧址区小冲沟冲洪积所致，其岩性为粉质粘土、粉土和部分碎石土，其岩性单一，呈可塑-软塑状。

2、区域地质构造

本标段位于隧道出口段，地质构造相对简单，多为第四系覆盖。

2、区域地质构造

本标段位于隧道出口段，地质构造相对简单，多为第四系覆盖。

（三）水文地质

（1）地表水

本区域内水资源比较贫乏，丰水季节，在地表冲沟形成季节性径流。

（2）地下水

地下水主要受地质构造、地貌、岩性、气候和古地理等条件的控制和影响，根据各含水层的岩性和赋水特征，地下水可分为第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水。

本标段范围内地表水和地下水水质良好，对混凝土结构无腐蚀性，可用于混凝土施工。

（四）不良地质

本标段隧道不良地质主要是隧道出口浅埋段围岩等级偏弱，新黄土具有自重湿陷性，岩体属半成岩的极软岩，岩性呈散体状，隧道开挖后极易发生坍塌至地表。

1.2.2.掌子面综合地质编录

掌子面编录预测法分为岩层岩性及层位预测法、条带状不良地质体影响隧道长度预测法以及不规则地质体影响隧道长度预测法三种。

对掌子面已揭露出的岩层进行地质编录（观察岩石的矿物成分及其含量，结构构造特征和特殊标志），给予准确定名，测量岩层产状和厚度。

测量该岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离，并计算其垂直层面的厚度。

将该岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图相比，确定其在地表地层（岩层）层序中的位置和层位。

依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序，结合探测成果，反复比较分析，最终推断出掌子面前方一定范围内即将出现的岩层在隧道中的位置和规模。

施工过程中，每次爆破后由地质工程师进行掌子面地质记录，内容包括掌子面正面及侧面稳定状态、岩层产状、岩性风化程度、节理裂隙发育程度（产状、间距、长度、充填物、数量）、喷射混凝土开裂、掉块现象、涌水情况、水质情况、水的影响、不良气体浓度等。

同时定期对地表水文环境进行观测和监测记录，及时了解隧道施工对地表水的影响，确定施工控制措施，最终做出掌子面地质素描图和洞身地质展示图。

及时对洞内涌水进行水质分析和试验，提交分析和试验结果，对影响隧道衬砌结构的水质提出处理意见，上报专管地质工作的项目副总工程师，以利采取有效的防护措施。

1.2.3.超前地质预报

施工中我们计划采用100m～150m量测步距。

当超前地质预报系统表明前方存在不良地质体时，结合已有的地质资料，综合使用其它勘探预报手段，如超前地质探孔等。

采用超前地质预报时应提前做好准备工作，对隧道内采集到的原始资料进行技术处理，得到掌子面前方地层结构的剖面及各种地震参数。

最后通过人工解译，得出反射界面的岩性参数、产状及其相互关系以及各步解释后的隐含信息，以预测不良地质段的性质。

1.2.4.地质雷达

采用地质雷达进行短距离地质预测。

地质雷达系统由现场数据采集主机和后处理单元两部分组成，整个系统由一个数据库来支持，数据库具有管理所有数据及将数据和结果归档的双重功能，最终将探测结果转换成各种CAD图像。

地质雷达作为一种探地雷达，适用于对隧道底部或其它出水部位可能隐伏溶洞的探测。

探测距离为30m。

1.2.5.红外探水仪

红外探水仪主要根据被探测岩体红外场强的变化来预测掌子面前方是否有含水体存在，其探测距离可达20m～30m。

并且具有测速快基本不占用施工时间、资料分析快、判断前方有水无水的准确率较高等特点。

针对本隧道岩溶发育，突水突泥较多的特点，施工中红外探水仪进行含水地质构造的预报。

探测时，测量步距取15m～20m，整个隧道全长使用。

注意事项：

每次探测地段应重叠10m左右，作为正常参考段。

发现异常点时应围绕该点测一圈予以确认。

量测段内所有暴露的水均探测并做好记录。

雨季施工时每次大雨后均复测，通过与初测结果对比及时排除隐患，防止出现突水突泥。

1.2.6．超前地质探孔预报

超前探孔是隧道施工期地质超前预测预报最直接、最有效的方法，也是对其他探测手段成果的验证和补充。

通过钻孔钻进速度测试和对钻孔岩芯的观察及相关试验获取隧道掌子面前方岩石的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度及地下水、气状况等诸方面的资料。

预报分为单孔和多孔水平钻探两种，其中多孔按6孔计，孔深一般40～60m，采用潜孔钻机接杆钻孔。

单孔水平钻探灰岩地段每150m计划单孔水平钻探一孔；碎屑岩、花岗岩地段每250m计划单孔水平钻探一孔。

为防止遇高压水时突水失控，开孔采用φ120钻头，孔内放入3.0m长的φ108钢管做为孔口管，孔口管伸出掌子面50cm，孔壁间用环氧环脂加水泥浆锚固，孔口管伸出部分安封闭装置，并与注浆泵联接，以便遇高压水时及时封堵并注浆。

钻孔时作业平台要求平稳、牢固，钻机施工时不晃动。

施钻过程中，由地质工程师详细记录钻速、水质、水量变化情况，并对岩芯进行统一编录、收集，综合判断预报前方水文、地质情况。

1.3.地质信息综合处理及超前地质预报

完成地质信息的采集后，及时对其进行综合分析。

项目部地质工作组专业技术人员对资料进行初步整理和判读，上报给地质工作室，然后由地质工作室结合设计文件进一步整理、分析、判读，通过相互对比，对照验证，综合判断掌子面前方的真实地质情况，形成预报结论及相应的施工、变更建议。

预报结论通过地质专家组评审后，由指挥部副总工程师主持编写综合超前地质预报成果，报有关单位批准后及时反馈给各项目部，以指导现场施工。

完成超前预报后24小时内，将预测预报结果报监理单位审核后反馈给设计单位。

地质预报过程中，应建立地质勘察与超前预报资料台账。

并为设计单位提供预测预报的原始数据和成果。

1.4．地质信息复核及总结

每次开挖预报段隧道时，均通过照片、地质编录等方法及时搜集现场真实地质信息，复核地质预报结论，通过对比验证，分析预报中的得失，总结经验教训，并形成记录。

隧道施工过程中积极和各方交流，提高预报能力和预报质量。

不仅地质小组之间要每月定期进行交流，也要和地勘监理、设计等交流。

三、安全施工方案

3.1总体原则

坚持“早预报、先治水、强支护、快封闭，早衬砌”的施工原则组织施工。

施工前严格执行超前地质预报工作，通过超前地质预报资料进行分析，确定岩溶或断层破碎带延伸、规模、方向与类型。

对可能存在突泥涌水地段采取全断面超前预注浆结合局部注浆方法，经注浆止水效果达到要求后，方可组织开挖施工。

注浆结束后，进行注浆效果检查。

当地层含水量不大时，浆液填充率须达到70%以上，地层富含水丰富时，浆液填充率须达到80%以上。

按总注浆孔的5～10%设置检查孔，检查孔的布设应在均布的原则下，结合注浆资料的分析做重点检查。

检查孔应无涌泥、涌砂，不塌孔，渗水量应小于0.2L/min·m。

不取芯钻孔时，应记录钻进速度、钻进压力、排渣成份等，进行认真分析。

注浆效果达到要求后，方可组织开挖施工。

为防止突泥涌水对人员及设备造成危害，隧道施工时，通过综合超前地质预报手段探明掌子面前方地质条件，以便采取有效的施工措施，避免施工突发灾害的发生。

遇溶隙、裂隙水可以以堵为主；遇到暗河或管道流，必须以疏、排为主。

3.2工艺流程

超前地质预报——超前支护——短开挖——强支护——仰拱砼——拱墙二衬

3.3突泥涌水探测

施工时加强超前地质预报，把超前地质预报纳入施工工序管理，建立完善的超前地质预报系统，采用先进可靠的预报方法（TSP203地震波法、红外线探水仪、水平声波反射法、地质雷达和超前钻孔等），采取长短结合、相互验证的综合预报手段，根据预报成果采取相应的处理措施，制订施工方案。

四、施工方法

3.4.1隧道进、出口成立超前地质预测预报和围岩监控量测小组，小组需配备1名专职地质工程师及1名隧道工程师和1名测量专业技术人员，专门负责该项工作。

每个开挖工班必须配一名工程师跟班。

随时掌握掌子面地质情况，并指导督促措施、技术标准、技术交底的落实，确保按操作规程标准化作业。

3.4.2施工到设计突泥涌水段前，开挖班打炮眼时，必须用风钻打一长炮眼，长度比一般炮眼长3米，目的用于探测前方是否有涌水流出。

若无涌水流出，则按正常施工方法进行。

3.4.3若探明前方有突泥涌水，则对掌子面进行帷幕注浆。

3.4.4帷幕注浆结束后，进行弱爆破短开挖，开挖一榀钢架距离及时立钢架锚喷支护。

3.4.5开挖支护够12延米后，及时施作仰拱砼。

3.4.6开挖支护够24延米后，仰拱砼施作12延米后，及时施作拱墙二衬。

3.4.7按此方法反复循环施工，直至渡过突泥涌水段。

五、应急救援预案

为保证可能在新哨隧道发生突泥涌水事故后，急救工作程序化、科学化、机动化，把人员伤亡和经济损失降低到最小程度，并明确在急救预案中的机构设置和相关部门、人员在应急中的职责，根据项目确认的高中度风险，特制定本预案。

5.1可能发生的以下几种事故

（1）开挖爆破作业后引起的隧道突泥涌水事故；

（2）初期支护受压变形引起的隧道突泥涌水事故。

5.2应急资源

5.2.1人员

洞身坍塌事故应急人员由项目部经理任组长，书记、总工、施工现场负责人、调度员、值班电工、现场保卫、医务员、抢险人员为组员的应急救援小组、善后处理组等。

5.2.2物资、机具、设备

（1）报警系统及通讯设备：

对讲机、电话、手机等通讯设备。

（2）应急设施及机具：

防爆电线、电缆、电灯、手电筒、应急灯、移动配电箱等照明所需物料；轮式装载机、挖掘机、自卸汽车、抽水机等抢险设备。

（3）其它材料工具：

钢筋爬梯、救生绳、救生圈、氧气袋、木材、型钢、铁锹、撬棍、钢丝绳，枕木等。

（4）伤员急救设备：

伤员担架、消毒剂、急救箱。

（5）救护车辆及交通工具：

指挥车、微型车、材料运输车、救护车等。

5.2.3洞内紧急逃生设施的设置：

隧道两侧安装钢筋爬梯并挂逃生绳和足够数量的救生圈，靠近掌子面的地段挂充足的氧气袋。

隧道内作业人员密集地段在拱部设置逃生平台并设急救箱。

5.3应急组织机构

5.3.1项目经理部成立应急领导小组

组长：

任和祥

副组长：

董淑民徐福刚吴德磊贾红虎高文占焦目建

组员：

段占军郭玉杰李良李大森胡少青谢红仓安慧军

本项目实行三级应急组织体系，即项目经理部、工区、作业队。

各级均设立应急领导小组。

5.4工作程序

5.4.1响应分级

按照突泥、涌水危害程度、影响范围和单位控制事态的能力，将应急响应行动分为三级。

5.4.1.1Ⅰ级应急响应

出现下列情况之一者，为Ⅰ级响应：

一次造成死亡1人以上，重伤10人以上或直接经济损失100万元以上安全事故的。

5.4.1.2Ⅱ级应急响应

出现下列情况之一者，为Ⅱ级响应：

一次造成死亡0人以下，重伤5人以上或直接经济损失30万元以上安全事故的。

5.4.1.3Ⅲ级应急响应

出现下列情况之一者，为Ⅲ级响应：

一次造成死亡0人以下，重伤5人以下或直接经济损失30万元以下安全事故的；

5.5响应程序

5.5.1Ⅰ级响应程序

由项目经理部防突泥、涌水应急领导小组组长主持，项目应急救援机构成员和各工区安全事故应急领导小组组长参加做出应急工作部署，加强工作指导，并在1小时内到事故现场。

项目经理部增加值班人员，加强值班。

项目经理部计划财务部门为事故现场及时提供资金帮助；物资设备部门紧急调拨所需物资；各工区负责救护组及时救助受伤人员和物资，各工区救护组紧急赴事故现场开展医疗救治和疾病预防控制工作。

各工区其他应急救援小组按照职责分工，做好有关工作。

5.5.2Ⅱ级响应程序

由发生事故的各工区防突泥、涌水应急领导小组组长主持，工区防突泥、涌水应急救援机构成员和工区应急组长参加做出应急工作部署，加强工作指导做好重点工程调度，并在半小时内到事故现场。

工区增加值班人员，加强值班。

工区计划财务部门为事故现场及时提供资金帮助；物资设备供应组紧急调拨所需物资；救护组及时救助受伤人员并急赴事故现场开展医疗救治和疾病预防控制工作。

项目经理部其他应急救援小组按照职责分工，做好有关工作。

同时报请项目经理部安全事故应急领导小组，请求协助应急工作。

5.5.3Ⅲ级响应程序

由工区防突泥、涌水应急领导小组组长主持并做出应急工作部署，加强工作指导做好重点工程调度，并在半小时内到事故现场。

增加值班人员，加强值班。

工区计划财务部门为事故现场及时提供资金帮助；物资设备部门供应组紧急调拨所需物资；救护组及时救助受伤人员并急赴事故现场开展医疗救治和疾病预防控制工作，其他应急救援小组按照职责分工，做好有关工作。

同时报请项目经理部安全事故应急领导小组，请求协助应急工作。

5.6处置措施

5.6.1人员的安全疏散,所有抢险人员应坚持“救人重于救物”的原则。

5.6.2施工过程中隧道施工现场或发生无法预料的需要紧急抢救处理的危险时，迅速逐级上报，次序为作业队（工班）、工区、项目经理部。

5.6.3紧急情况发生后，现场要做好警戒和疏散工作，保护现场，及时抢救伤员和财产，并由在现场的队（工班）或工区最高级别负责人指挥，及时用对讲机、电话等通讯手段报告值班室，主要说明紧急情况性质、隧道里程地点、发生时间、有无伤亡、是否需要派救护车或警力支援到现场实施抢救，如有需要可直接拨打120、110、119等求救电话。

5.6.4值班人员在接到紧急情况报告后必须在2分钟内将情况报告到紧急情况领导小组组长和副组长。

小组组长组织讨论后在最短的时间内发出如何进行现场处置的指令。

分派人员车辆等到现场进行抢救、警戒、疏散和保护现场等。

由项目经理部在1小时内以单位名义打电话向上一级有关部门报告。

遇到紧急情况，全体职工特事特办、急事急办，主动积极地投身到紧急情况的处理中去。

各种设备、车辆、器材、物资等统一调遣，各类人员必须坚决无条件服从组长或副组长的命令和安排，不得拖延、推诿、阻碍紧急情况的处理。

5.6.5现场处理

隧道突泥涌水事故有人员伤亡时一般需要进行紧急救护，为了挽救遇难者的生命，在事故现场须毫不迟豫地采取以下急救措施：

（1）组织疏散围观人员、立即抢救被困受伤人员，搀扶受伤人员离开现场救治，对重伤人员立即送往京城路富源县人民医院进行抢救。

（2）立即进行现场封锁，无关人员禁止进入现场，并检查隧道突泥涌水事故后周边的围岩、初期支护状态，对有可能发生的状况进行处理，防止事态的进一步扩大。

（3）对于现场的一些被污染的火工材料、油料等应进行临时隔离保护措施，防止引起爆炸和火灾。

（4）安质、工程部门派专人及时对事故现场进行照相、录像，对现场进行认真、全面地勘验，发现和收集确定事故原因的各种痕迹、物证等。

5.5后续处理

5.5.1现场急救工作完成后，对现场进行隔离，在进行清理工作的同时，加强对现场的保护，现场要有人值班看守，防止闲杂人员入内。

5.5.2项目经理按《生产安全事故报告和调查处理条例》（国务院令第493号）调查程序安排相关部门配合、协助调查；在征得事故调查小组的同意后，召集各部门研究、讨论制定恢复生产方案。

5.5.3安排对受伤人员进行治疗，把人员伤亡减少到最低程度。

5.5.4工程管理部门研究制定防止事故再次发生的可行性具体措施，并对措施的可靠性进行评估。

确保发生紧急状态时，能够实施紧急救护。