凉水井隧道开挖施工安全方案.docx
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凉水井隧道开挖施工安全方案
目录
一、工程概况1
1、本隧道的特点和难点：
1
2、不良地质现象：
1
3、隧道主体工程2
二、编制依据3
三、风险源分析及预防措施3
1.危险源辨识3
2.洞身开挖预防与控制措施4
四、设计图与计算书5
五、施工准备5
六、施工部署6
1、进洞开挖6
2、正洞洞身开挖8
3、钻爆设计10
4、钻爆施工11
5、隧道洞口排水12
6、隧道结构防排水13
七、人员计划14
八、施工控制14
1、开挖及凿孔14
2、爆破15
3、洞内机械、车辆安全管理措施16
4、洞口门禁制度管理办法17
5、隧道掌子面与二衬间安全距离控制18
九、应急预案处置措施18
凉水井隧道开挖施工安全方案
一、工程概况
麻柳湾至昭通高速公路是国家高速公路网规划中南北纵线G85重庆-昆明高速公路中的一段，是我国高速公路主骨架的重要组成部分，也是云南省南北高速公路大通道的一段。
本工程为麻柳湾至昭通高速公路A3标段凉水井隧道，为普通分离式隧道。
左线起止里程为ZK9+396～ZK11+112，长度为1716m；右线起止里程为K9+293～K11+139，长度为1846m。
本隧道围岩划分为V2、V1、IV3、IV2、III1五种围岩级别。
1、本隧道的特点和难点：
本隧道围岩级别低，岩石整体性差，建设条件一般，具体特点及针对措施如下：
（1）本隧道主要穿越中风化泥灰岩、砂质灰岩地层，围岩级别较低，完整性较差，结合洞身水文地质情况设置了超前支护及排水系统。
（2）本隧道麻柳湾端洞口，地面横向、纵向均相对较陡，偏压较严重，拱肩外侧覆盖层较浅，设计中采用SFmb型明洞衬砌结构，隧道右线采用反压回填注浆加固处理，暗洞提前进洞。
同时洞身衬砌结构选用SF5a型加强衬砌，覆盖层较浅的段落，设置了地表锚杆加固地层。
提高洞口段围岩整体稳定性，减弱洞口偏压对隧道结构的影响。
（3）本隧道昭通端洞口穿越岩堆体，围岩破碎，埋深浅，结构较松散，均匀性差，工程地质条件较差。
在施工扰动、暴雨、地震等不利作用容易失稳。
设计中针对这一区域设置了SF5a+型加强衬砌，初期支护采用强度高，刚度大的I22a型钢，仰拱采用注浆小导管加固处理，同时隧道洞口浅埋段落采用地表注浆加固，提高围岩的整体性及围岩的承载能力，降低垂直压力。
2、不良地质现象：
隧址区主要不良地质现象为危岩、崩塌、岩堆与岩溶。
（1）危岩、崩塌、岩堆
隧道麻柳湾端洞口段下方岩堆发育，岩堆坡面基本呈直线形，为单面坡，地表主要为碎石、块石，植被发育，坡体中下部已有民用建筑无变形现象，天然状态下基本稳定，线路位于岩堆体上方，岩堆对隧道边、仰坡稳定影响小；洞口段上方为陡崖，基岩出露，主要为泥质灰岩、灰岩等，倾角较小，差异风化明显，见危岩体，易产生崩塌、落石，对隧道施工及运营安全有较大影响。
隧道昭通端ZK10+880～ZK11+112、K10+860-K11+139段从岩堆体中上部穿过；昭通端洞口处岩堆总长约280m，厚约8-89.8m不等，总体积约1.04×106m3，主要由碎石、块石组成，块石块径一般300～500mm，个别1200mm，块石母岩成份主要为泥质灰岩、砂岩等，棱角状，碎石、砂及泥质充填，均匀性差。
岩堆体坡面上部及下部较陡，中部相对平缓，植被发育，多为灌木，该岩堆为“上下陡中间缓稳定型岩堆”；据调查，坡体下部村舍民用建筑无变形现象，天然状态下基本稳定。
（2）岩溶
根据本次勘察结果，结合初勘资料分析，CSDZK23钻孔揭露孔深20.6m～21.0m为软塑状黏土全充填溶洞，溶洞顶底板溶蚀发育，溶蚀裂隙和洞穴破坏了岩体的完整性，隧道开挖时洞顶容易产生坍塌，对隧道施工及其运营有一定的影响。
3、隧道主体工程
1）、隧道洞门
麻柳湾端和昭通端洞门均采用端墙式洞门。
隧道临时边仰坡根据具体地质条件采用锚、网、喷砼进行防护。
隧道洞门采用C20砼，设置抗震连接钢筋，以达到施工方便、安全和快速，洞门墙采用拱抱石镶面装饰。
2）、隧道衬砌设计
（1）明洞段衬砌方案
明洞均采用C30钢筋砼整体式衬砌结构，厚60cm。
（2）洞身段衬砌结构设计
隧道洞身段支护衬砌按新奥法原理设计，采用初期支护和二次衬砌相结合的复合式衬砌，即以锚杆、湿喷砼、格栅钢架、型钢钢架等为初期支护，模筑砼为二次衬砌。
初期支护：
对于V-IV级围岩，由喷射砼、径向锚杆、钢筋网及工字钢钢架（或格栅钢架）组成。
钢架之间用纵向钢筋连接，并与径向锚杆及钢筋网焊为一体，与围岩密贴，形成承载结构。
在初期支护与二次衬砌之间铺设各类透水排水管、土工布及防水卷材。
二、编制依据
1、安徽省交通规划设计研究院设计的《国家高速公路网G85渝昆高速麻柳湾至昭通段高速公路两阶段施工图设计》。
2、招标文件及所附相关资料、补遗书等。
3、《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）
《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）
《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；
《公路隧道设计方案》（JFGD70-2004）；
《公路隧道设计细则》（JTGT070-2010）；
《混凝土机构设计规范》（GB50100-2010）；
《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）；
《公路隧道消防技术规范》（DBJ53-14-2005；
《公路隧道爆破安全规程》GB6722-2003；
《公路工程安全施工技术规程》JTJ076-95；
4、《A3实施性施工组织设计》。
5、《云南省麻昭高速公路标准化要点指南》。
三、风险源分析及预防措施
1.危险源辨识
作业活动
危险源
可能导致事故
危险源评价
风险级别
L
E
C
D
隧道开挖
爆破防护不足
人员伤亡、财产损失
1
6
40
240
2
爆破警戒制度不严
飞石伤人
1
6
40
240
2
炸药单耗选取不当
人员伤亡、财产损失
1
6
40
240
2
风动凿岩机钻孔人员防护不当
噪声聋
0.5
6
7
21
4
工作面支护不牢固
落物、石伤人
1
6
15
90
3
隧道开挖进尺控制不严
隧道塌方
1
6
15
90
3
隧道开挖
掌子面无专人找顶帮忙
人员伤亡、财产损失
1
6
15
90
3
钻爆参数设计不合理
隧道塌方
1
6
40
240
2
钻爆操作部规范、参数不准
飞石伤人、损坏设施
1
6
15
90
1
花岗岩岩层具有放射性射线
射线伤害、病变隐患
1
6
7
42
4
注：
1级：
极度危险；2级：
高度危险；3级：
显著危险；4级：
一般危险；5级：
稍有危险
2.洞身开挖预防与控制措施
安全保证措施：
1、在隧道施工前，洞身开挖施工作业队必须研究本工程《岩土工程勘察报告》及设计文件并制订可行的技术施工措施，确保进洞施工安全；
2、隧道周边必须要有良好的排水系统和设施，在洞口山坡上设截水沟，防治山水、雨水流入隧道内；
3、夜间洞口必须设有充足的照明，隧道内按照现场施工用电管理规定设24V低压照明，沿隧道应设红色标志灯；
4、隧道作业环境标准：
a、粉尘允许浓度：
每立方米空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘应小于2mg；含有10%以下游离二氧化硅的水泥粉尘应小于4mg；b、氧气（O2）按体积计算不得小于20%；c、瓦斯（CH4）或二氧化碳（CO2）按体积计算不得大于0.5%；d、一氧化碳（CO）浓度不得大于30mg∕m3；e、氮氧化物换算而二氧化氮（NO2）不得大于10mg∕m3；f、二氧化硫（SO2）浓度不得大于15mg∕m3；g、硫化氢（H2S）浓度不得大于10mg∕m3；h、氨（NH3）浓度不得大于30mg∕m3；i、隧道内的气温不得大于30℃；
5、隧道通风采用压入式风管机械通风，为轴流式鼓风机，通风口距掌子面一般40m,遇到突然断电，风机停运现象，应由安全员进入隧道进行有毒有害气体检测，经检测结束符合作业条件要求，方可同意作业人员进行现场作业；
6、隧道施工时的通风，应设专人管理，应保证没人供给的新鲜空气不得少于3m3∕min；
7、无论通风机运转与否，严禁人员在风管的进出口附近停留，通风机停止运转时任何人员不得靠近软管行走或在软管旁停留，不得将任何机具和物品放置在通风口或管口上；
8、施工时采用湿式凿岩机钻孔，用水炮泥进行水封爆破以及湿喷混凝土喷射等有利于减少粉尘浓度的施工工艺；
9、在凿岩和装渣工作面上应做好一下防尘工作：
a、在吹入式的出风口，宜放置喷雾器；b、放炮前后应进行喷雾和洒水；c、出碴前应用水淋透渣堆和喷湿岩壁，一般洒水量在10L—20L∕T，如果岩石湿度较大，水量可适当减少；
10、瓦斯预防应做好一下工作：
a、各工班应采用瓦斯检测报警仪对隧道的瓦斯情况进行检测，以便提前做好预防工作；
b、隧道施工发现瓦斯时，应加强通风，采取防范措施；
c、瓦斯防治主要是消除瓦斯超限和积存，断绝一切可能引燃瓦斯爆炸的火源；
d、隧道内严禁使用油灯、电石灯、汽灯等有火焰的灯火照明。
任何人员进入隧道必须接受检查，严禁将火柴、打火机及其他可自燃的物品带入洞内。
四、设计图与计算书
详见“国家高速公路网G85渝昆高速麻柳湾至昭通段高速公路两阶段施工图设计；第三合同段；第四册；凉水井隧道施工设计图”。
五、施工准备
隧道计划总工期26个月
施工准备：
2013年3月28日～2013年4月30日
开挖初支：
2013年5月1日～2014年12月31日
二次衬砌：
2013年6月15日～2015年2月28日
路面施工：
2015年2月14日～2015年4月30日
附属工程及装饰：
2015年3月17日～2015年5月31日
六、施工部署
1、进洞开挖
本隧道采用“CD”法开挖：
“CD”法适用于开挖宽度较大的V级软弱围岩，本隧道昭通端进口段采用此法开挖。
“CD”法即在隧道断面中部设置中隔墙，将断面分块，达到降低开挖跨度和开挖高度的效果，进行分部开挖，分块成环，化大为小，步步封闭，环环相扣形成全断面初期支护封闭结构各洞室开挖采用台阶法施工，台阶长度控制在3～5m以内，在遇水开挖困难地段台阶长度适当缩短。
开挖循环进尺严格控制为0.5m。
同时在施工中，加强监控量测，依靠量测数据进行支护与施工。
CD法：
先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法，即将洞室全断面分为4大块，左侧导坑上、下台阶，右侧导坑上、下台阶，隧道中部设置中隔壁。
先行导坑上台阶初期支护封闭后，开挖先行导坑中台阶并初期支护封闭，然后下台阶落底并初支封闭成环，左右导坑纵向拉开距离不小于2D（D为开挖跨度）时，后行导坑可跟进平行施工，再拆除中隔壁临时支护，分部施工防排水系统和仰拱、边墙、拱部二次模筑砼衬砌。
施工中采用多部开挖，减小分部开挖跨度和开挖高度，小分割，短进尺，弱爆破，快支护，勤量测，早封闭的原则，同时分块分环，化大为小，步步封闭，环环相扣，施工安全有保障，如图1-1所示。
图9.3.1-1CD法开挖示意图
施工步骤：
a、左侧洞上部开挖-I，施作左侧洞上部初期支护和临时支护-1、2；
b、左侧洞下部开挖-II，施作左侧洞下部初期支护和临时支护-3、4；
c、右侧洞上部开挖-III，施作右侧洞上部初期支护和临时支护-5；
d、右侧洞下部开挖-IV，施作右侧洞下部初期支护和临时支护-6；
e、分段拆除临时支护-2、4，浇筑仰拱砼-7；
f、施作仰拱回填砼-8；
g、铺设防水层、浇筑衬砌-9。
各施工辅助措施完成并达到强度后方可进行下道工序。
左右洞内侧导坑的开挖断面和支护纵向错开长度不宜超过5m，以便于中间岩柱的
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