隧道不良地质专项施工方案.docx

1、隧道不良地质专项施工方案一、 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 18.21六、文明施工管理措施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)成武高速公路建设指挥部编成武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 (JTG F80/1-2004 )；( 5)施工现场临时用电安全规范 (JGJ462005)；(6)公路工程技术标准(JTJ076 95)( 7)公路工程抗震

2、设计规范 ( JTJ004-89 )( 8)公路隧道设计规范 ( JTGD70-2004)( 9)公路隧道施工技术规范 ( JTGF60-2009)( 10)锚杆喷射混凝土支护技术规范 ( GB50086-2001)( 11)地下工程防水技术规范 (GB 50108-2008)( 12)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

3、控制，科学管理的原 则。二、工程概况1 、 工程概况 本合同段布设有两座隧道，分别是陈家山隧道(后半段)和索池隧道(前半段) 。1 、陈家山隧道为一座左、右线分离的四车道高速公路隧道，位于甘肃省成县苏元乡董家坝村东侧。隧道左线起止桩号为 ZK+130-ZK4+725全长595m属于石质中隧道。右线起止桩号为YK4+512-YK5+740全长1228m属于石质长隧道。左线纵坡-2.8% ;右线为-2.6%。进出口均采用端墙式洞门。本合同段隧道范围为右线 YK5+120-YK5+740长620m 左线ZK4+400-ZK4+725长325m 左右线总长为 945m2、索池隧道为一座左、右线分离的分

4、离的四车道高速公路隧道，位于甘肃省成县苏 元乡杜家湾村东侧。隧道左线起止桩号为 ZK8+883-ZK8+725全长1842m右线起止桩号为 YK10+908-YK10+698全长1790m 隧道纵坡均为单向坡，左线纵坡 -0.5%;右线为 -0.55%。属于石质长隧道，进出口均采用端墙式洞门。本合同段隧道范围为右线 YK8+908-YK8+800 长 892m左线 ZK8+883-ZK9+800 长 917m 左右线总长为 1809m 2、 地形、地貌隧道区属于构造侵蚀低中山区，海拔在 990-1320m地形起伏大，基岩冲沟发育， 隧道进出口段位于甘沟子左右两岸山体坡角处，进出口自然坡高在 3

5、0-90m， 坡度约30-45 o；出口端坡高在25-70m,坡度约20-30 0。洞身位于基岩山体。山体顶部覆盖 黄土，局部已被人为改造为耕地。3 、地层岩性根据勘察资料，隧址区出露地层岩性：石炭系（C）砂岩、灰岩：该套地层在左线隧道出口甘沟子沟底出露，岩性主要以 中厚层夹薄层灰岩为主，局部夹页岩、砂岩、多属于较坚硬岩。上第三系（N）红色砾岩、砂砾岩夹泥岩：遂址区广泛分布，该地层岩性主要由两 部分组成；下部（N1）为红色砾岩、砂砾岩夹砂岩、泥岩，以砾岩为主，磨圆较差，多 角砾状，多为基地式胶结，泥铁质胶结较好；上部（N2）为紫红色粉砂之泥岩、页岩、 砂岩、砂砾岩、砾岩夹灰白色疏松砾岩分布，多

6、为泥铁质胶结，胶结较差岩层产状近于 水平，140-220 o3-13 0。山体上部覆盖灰黄、土黄色黄土，厚度随地形变化较大，约 2-60m。隧道洞身主要通过第三系上新统（N2）红色砾岩、砂砾岩、砂岩、泥质粉砂岩、泥 岩互层，局部呈夹层，以砾岩、泥岩为主，层厚 0.5-1.5m 不等，以中厚层为主，岩层 产状平缓，岩体中节理裂隙发育，以层面裂隙为主局部互相切割使岩体较破碎，对围岩 的稳定不利，经声波测试岩体波速2430-3870m/s，平均值3020m/s,完整性系数kv=0.73， 岩体较完整。4、地质构造及地震动参数（1） 、区域构造隧址区位于秦岭东西向构造带西延部分的秦岭印支褶皱带内之徽成

7、断陷盆地西 缘。隧址区内区域性断裂和褶皱均不发育。（2）、断层 隧址区未发现区域性断层，岩层产状平缓，发育有少量的层错动带，多有泥质及 构造角砾填充，泥铁质胶结一般，对洞室洞顶稳定有一定影响。（3）、地震隧址区新构造运动较为强烈。在区内表现为白 系与第三系呈角度不整合接触关 系；地壳上升较强烈，河谷下切较强烈，“V字型河谷发育，高差达300m在隧道进出 口甘沟子沟道两岸有多级阶地残留。根据国家地震局颁布的中国地震动峰值加速度区划图 、中国地震动反应谱特 征周期区划图（G18306-2001图A和图B），并结合甘肃省地震灾后恢复重建工作陇 南、甘南地区地震动峰值加速度区划图和甘肃省地震灾后恢复重

8、建工作陇南、甘南 地区地震动反映谱特征周期区划图 ，隧址区的场地反应谱特征周期为 0.40s ，地震动峰 值加速度0.20g，相当于地震基本烈度毗度区。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 我部施工的索池，陈家山在突泥、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：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、超前预注浆堵水炮眼超前

9、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。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。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。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，

10、如发现隧道周边 5M以内有空腔必须进行填充和加固。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。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。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。应急预

11、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。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。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

12、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。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

13、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

14、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T煤与瓦斯突出危险性预测一钻孔排放瓦斯一防突效果检 验T石门揭煤T过石门坎T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 75mm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）

15、、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 50mr）。（ 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0.5m0.3

16、5, K10.4 或 fv0.35 , K10.3 时，有突出危险；b、 瓦斯瞬间解吸压力0.03MPac、 钻孔瓦斯涌出初速度q4L/min ;d、 瓦斯压力P0.74MPa有突出危险；e、 打钻期间动力现象：喷孔、顶水、顶钻、卡钻。当具备a或d时，有突出危险，同时具备b、c、e时，有突出危险(4) 、控制煤层层位的钻孔布置在隧道瓦斯设防段掘进过程中，必须连续施作超前钻孔，以探明施工前方地质情况， 防止误揭煤层。工作面掘进至距煤层 20m（垂距）之前，沿隧道前进方向打一个穿透煤层 全厚且进入底板不小于0.5m的前探钻孔；在隧道工作面掘至距煤层10m（垂距）时，打三 个穿透煤层全厚且进入底板不

17、小于 0.5m的前探钻孔。钻孔布置见“探测孔布置图”。煤层所有探孔要求详细记录岩芯资料，以利于探明突出煤层的相对位置。若隧道工作面掘至距煤层 20m（垂距）时，发现地质构造变得复杂、岩石破碎，则必 须在隧道断面四周轮廓线外 5m范围煤层内布置一定数量的前探钻孔，以保证能确切地 掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况等。（5）、突出预测方法及预测钻孔布置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。1）、钻屑解吸指标K1的测定a、 钻机一钻进煤层就取一次钻屑，以后每钻进 1m取一次钻屑作解吸指标 测定。取样时，把秒表、筛子准备好（1mm勺筛子在下，3mm勺筛子在上）。钻孔 钻到

18、预定深度时，用组合筛子在孔口接钻屑，同时启动秒表，一面取样，一面筛分，当钻屑量不少于100g时，停止取样，并继续进行筛分。b、 把筛分好的13mm的煤样装入 WTC瓦斯突出参数仪的煤样杯，将盛满 煤样的煤样杯放入煤样罐中，盖好煤样罐，将阀门转动到煤样罐或煤样瓶与大气相 通的位置。c、 当秒表计时到预定时间t0 （通常规定t0为12min）,转动阀门使煤样 罐或煤样瓶与测量系统接通、与大气隔绝，启动仪器开始测量钻屑瓦斯解吸量。2）、钻孔瓦斯涌出初速度q的测定a、 钻进煤层后每钻进1m测定一次钻孔瓦斯涌出初速度 q。b、 当钻孔钻进至预定深度后，立即用秒表计时。随后迅速拔出钻杆，把封孔器送入孔底进

19、行封孔。全部封孔操作应在规定进行流量计读数的时间以前完成。C、在封孔操作的同时，应及时将流量计与导气管口连接好，待封孔完成后即可进行测定。采用的流量计读数为瞬时流量时， 在秒表走时至2min时读数，即为 钻孔瓦斯涌出初速度值；采用的流量计读数为累计气体流量时，则应在秒表走时至 1.5min时读出流量计数值。当秒表走时至 2.5min时再读一个流量计数值，后一数 减去前一读数即为钻孔瓦斯涌出初速度值。两种类型流量计，使用时只能确定一种而不能混用，以免造成较大的测量误 差。如果因封孔操作不及时等原因，测定瓦斯流量的时间已超过了规定的时间时，该测定结果不能作为判定工作面无突出危险的依据。3）、突出预

20、测指标临界值根据揭煤点的实际情况，取煤样进行实验研究，确定钻屑解吸指标 K1临界值。每次揭煤都应作好钻屑解吸指标 K1、钻孔瓦斯涌出初速度q及其临界值考察。 总结分析，为下一次揭煤突出预测提供可靠的依据。（6）、防治突出技术措施防治突出技术措施采用多排钻孔排放或抽放。由于隧道开挖断面大，为防止煤层突 然揭开时大量涌出瓦斯，需实施多排钻孔预排瓦斯。从防治突出的角度来看，多排钻孔 预排瓦斯是一种防治突出措施。结合突出预测情况，如煤层确实存在较大的突出危险， 可将钻孔封孔、接抽，以达到加速和有效地消除突出危险的目的。钻孔控制范围：隧道轮廓线外上方 7m，左、右两帮6m底部3m排（抽）放钻孔孔 径90

21、110mm排（抽）放半径取1.0m。钻孔布置见“排放孔位置布置图”。煤层lw剖面煤层钻孔排放平面* 平面排放瓦斯顺序：上导坑打排放钻孔(坑底距煤层不小于5m 一排放瓦斯一揭煤穿过煤层一下导坑打 超前钻孔及预测孔。当判定有突出性危险一由下导坑底顺煤层施作扇形排放钻孔一排放瓦斯一下导坑揭煤穿过煤层。(7) 、超前支护隧道放炮揭开和穿过煤层时，为防止煤层垮落诱发突出，需采用超前小导管对开挖 轮廓外岩体进行超前注浆加固。注浆加固措施在排 (抽)放孔实施后，放炮揭煤前实施， 控制隧道拱部及拱脚1米范围。超前小导管参见施工工法图。(8) 、防突措施效果检验执行防治突出措施后，按突出预测相同的方法和指标检验

22、措施效果。一个效果检验 孔布置在揭煤断面中部，并应位于措施孔之间；其它效果检验孔位于隧道上部和两侧。 终孔位置应位于措施孔控制范围的边缘线上。如检验结果的各项指标都在突出危险临界 值以下，则认为措施有效；反之，认为措施无效，必须补充防治突出措施，再进行效果 检验。直至措施有效，方可放炮揭煤。(9) 、放炮揭煤及穿过煤层爆破设计通过排放效果煤层无突出危险性后，封堵排放钻孔，采用超前小导管对开挖轮廓外 岩体进行超前注浆加固，同时安装钢架，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。1) 、石门揭煤采用“

23、低爆力震动放炮部分露煤揭石门”方法。露煤揭开石门及过石门坎图如下：A 、揭开石门a、 刷斜面或台阶。b、 石门钻眼及爆破石门爆破的炮眼长度按一次揭开石门长 33.5m确定，顶部露煤长度不大于1.5m，在岩石段装药（普通爆破）采用矿用安全炸药和矿用安全电雷管。c、 支护 斜面顶板设临时支护，揭开石门进行锚喷支护后立即进行斜面部分的顶板扩挖进行支护。d、 石门必须一次揭穿。B、 过石门坎施工原则：勤检验、短进尺、弱爆破、强支护、快喷锚。a、 勤检验揭开煤层后，检验工作面前方10m地段有无突出危险性，若指标合格掘进 5m然后再检验10m，掘进5m，如此循环。指标不合格，停工进行钻孔排放。b、 短进尺

24、：每次爆破掘进1.0m,防止冒顶。c、 弱爆破：多打眼少装药，只打岩石眼。煤层打眼使用电煤钻，采用矿用安全 炸药及五段电雷管。d、 强支护：安装锚杆、钢架。e、 快喷锚：爆破后立即进行锚喷初期支护。C、 煤层掘进a钻眼放炮：采用电煤钻钻孔，坚硬煤层炮眼数较岩石爆破多一倍，使用矿用 安全炸药和五级矿用电雷管。b、 开挖支护：同石门坎。c、 正洞下半断面煤层掘进：采用简易台架，电煤钻水平打眼，眼距 6080cm 单位药量 0.6kg/m3 ，五段起爆，及时喷锚封闭。2）、爆破设计A、 为了安全起见，不管有无瓦斯突出，隧道进口端掘进施工爆破作业均采 3#矿用硝氨炸药、 15段毫秒延期电雷管、电力起爆

25、器。最后一段的延期时间不得大于 130ms。B、 电路设计：a同一串联网路中，必须使用同厂、同批、同牌号的电雷管。b、 一个开挖工作面不得使用两台或多台起爆器，起爆器必须经检验，电流、电 压符合要求后方可使用。c、 必须使用爆破专用仪表进行雷管的电阻值测量和网路的导通检查。d、 采用单一的串联网路3）、有关技术要求：a、 在瓦斯浓度不大于0.3%的石质坑道内，可采用非电雷管常规爆破。b、 在有瓦斯突出地段的煤层中，必须使用 3#硝氨炸药。c、 采用电力起爆时，最后一段雷管延期时间不得超过 130ms（ 10）、安全防护措施为防止突出预测失误或防突措施失效而发生的突出， 在隧道揭穿煤层的整个施工

26、阶 段，都必须采用安全防护措施。安全防护措施包括隧道揭穿煤时的震动放炮或远距离放 炮、避难所和压风自救系统等内容。在采取有效的防突措施，经措施效果检验，确认无突出危险时，可采用远距离放炮 揭开煤层。否则，应采用震动放炮揭穿煤层。远距离放炮比震动放炮可以少打眼、少装 药，其它安全要求（如通风系统、停电等）则相同。远距离放炮时，人员必须撤到洞外 或避难所。a、 揭煤前的准备工作1） 、保证最小垂厚不小于1.5m岩柱的前提下刷斜面；2） 、封堵排 （ 抽） 放孔；3） 、实施超前锚杆注浆；b、 有关要求1） 、揭煤时，掘进工作面与煤层之间必须保持一定的岩柱，其最小垂厚应不小于1.5m，遇岩石松软、破

27、碎，还要适当增加岩柱厚度。2） 、岩眼不得打入煤层，眼底距煤层应保持 0.2m 的距离。如果岩眼已打入煤层， 必须在眼底的岩石中充填0.2m的炮泥；3） 、炸药必须采用煤矿许用安全炸药。4） 、所有炮眼都要在炸药与封泥间装12个水炮泥，封泥都必须密实地装至孔口；5） 、装填雷管炸药时， 应按设计将雷管炸药分组。 炮眼编号挂牌， 凭牌取雷管炸药。 记录员检查对照，记录校核数据。6） 、震动放炮必须采用铜脚线的毫秒雷管。最后一段的延期时间不得超过 130ms， 并不得跳段使用。电雷管使用前必须进行阻值测定，选用阻值相近的。电雷管的联接采 用串联方式，但都必须使通过每一电雷管的电流达到电雷管的引爆电

28、流的两倍。放炮母 线必须采用专用电缆，并尽可能的减少接头，以减少放炮母线的电阻（建议采用遥控引 爆器）。7） 、震动放炮时，回风系统内电气设备必须切断电源。8） 、工作面必须有独立可靠的回风系统，必须保证回风系统中风流畅通。9） 、放炮地点设在地面，左、右隧道同时停止施工并停电。全部人员撤至洞外，且 人员和机电设备均不要正面对洞口。10） 、放震动炮由总工程师统一指挥，并由救护队在指定地点值班。放炮后至少经 30mi n,由救护人员进入工作面检查。根据检查结果，确定采取恢复送电，通风及排除 瓦斯等具体措施。11） 、如放炮未能一次揭开煤层，在掘进剩余部分时，必须采取预防突出措施。12） 、在隧

29、道揭穿煤层和煤层掘进的全过程中，应对围岩进行超前注浆加固。3.4.3 、瓦斯检测瓦斯监测采用人工监测，配置了四个便携式瓦检仪对工作面的 CH4 CO C02等气体进行监测。洞内设固定瓦斯检测仪，并人工手持瓦检仪，对作业面、开挖台车、衬砌 台车处及洞内其他部位跟班检查。坚持一炮三检制度，作业前，作业时，下班前都须检 查到位，保证瓦检数据的可靠性。（1） 、瓦斯检测人员要求1） 、瓦检员属于国家规定的特种作业人员，必须是经培训考核合格并取得了 相应上岗证之后持证上岗， 对工作认真负责， 有高度的责任心， 且无妨碍从事本工 种作业的疾病和生理缺陷担任。2） 、瓦斯隧道瓦检员必须专职，其配备数量为每班至少有一名专职瓦检员。3） 、瓦检员必须严格按照检测要求，及时准确检测出各检测部位的瓦斯浓度， 不得出现空班、漏检、少检、假检等违规情况，并且严格执行现场交接班制度。4） 、当