小坳坡隧道下穿高速公路安全专项施工方案.docx

1、小坳坡隧道下穿高速公路安全专项施工方案小坳坡隧道下穿凯麻高速公路施工 安全专项方案1、编制依据（1）国家、铁道部和贵州省政府的有关政策、法规和条例、规定；（2）国家和铁道部现行高速铁路设计规范、验收标准、施工指南、技术规程等；（3）现行铁路施工、材料、机具设备等定额；（4）发包合同、招投标文件；（5）新建铁路沪昆客运专线长沙至昆明段（玉屏至昆明）小坳坡隧道施工设计咨询图及相关设计文件；（6）我项目部现场踏勘调查资料，水文地质调查资料；（7）我单位从事铁路工程积累的施工经验、技术总结等成果，及我公司现有的施工力量和机械设备、装备情况；（8）贵广公司指导性的施工组织设计；（9）中交一公局资源状况，

2、施工技术水平及管理水平；（10）其它相关依据。2、工程概况小坳坡隧道起讫里程为DK561+569、DK564+855，全长3286m。隧区位于三穗凯里南区间，双线隧道，左右线间距为，设计为3及的人字坡，变坡点为DK563+300。全隧除DK564+DK564+855段位于半径R=9005的右偏曲线上外，其余地段均为直线。隧道按速度目标值350km/h客运专线双线隧道设计。开挖断面2，开挖最大宽度为。小坳坡隧道在DK563+313DK563+403段下穿G60高速公路,长度90m，该段落由小坳坡隧道出口负责施工。高速公路与隧道线路走向成35度夹角，隧道结构顶部距离高速公路路面为32米，为级围岩，

3、属浅埋地段。下穿高速公路段如图所DK563+313DK563+403昆明昆明沪昆客运专线图 小坳坡隧道下穿G60高速公路段平面图3下穿段落工程地质与水文地质地层岩性小坳坡隧道在DK563+313DK563+403段及附近段落主要穿越地层为寒武系中统高台组（2g）。白云岩（2g）：灰黄、灰白色白云岩，节理极其发育，裂隙多泥质充填，岩体极其破碎，为弱风化带(W2)，属级次坚石。该段落围岩以白云岩为主，岩溶弱发育，岩溶形态主要为溶隙、溶孔。地质构造及地震地质构造岩层产状N20/12S，构造简单，岩层单斜，局部产状凌乱。地震动参数根据中国地震动峰值加速度区划图（1/400万）和中国地震动反应谱特征周期

4、区划图（1/400万），隧区地震动峰值加速度，地震动反应谱特征周期为。水文地质特征地表水地表水以山间沟水为主，水量较小，雨季时沟内水量增加明显，为23L/s，故该段落地表水不发育，主要以季节性水流为主。地下水特征地下水类型主要为基岩裂隙水、岩溶水，经取地表水、地下水样分析，对混凝土结构无侵蚀性。1基岩裂隙水基岩孔裂隙水主要分布于白云岩基岩孔裂隙中。测区全段为白云岩，岩体破碎，区内岩体形成了良好的地下水含水体，该段落孔裂隙水较丰富。2. 岩溶水下穿高速公路段落以白云岩为主，岩溶弱发育，岩溶形态主要为溶隙、溶孔。可溶岩岩溶水较不发育，主要受大气降雨及地表水补给。不良地质及特殊岩土不良地质为岩溶，无

5、特殊岩土。该段落为寒武系中统高台组（2g）白云岩，由于受区域构造影响，白云岩岩层中网状裂隙较发育，多呈微涨张开状，大部分有泥质充填。地表调查见溶沟、溶槽、溶孔等岩溶现象发育，未发现溶洞。4超前地质预报为确保小坳坡隧道下穿凯麻高速的安全，对D1K563+313D1K563+403段进行超前地质预报，并委托铁一院进行检测。根据设计图纸要求，检测方式采用WT-2，ZT-5。其中WT-2主要采取TSP203+红外探水，TSP每次预报距离100m，搭接长度10m；红外探水30m每环，纵向每环搭接长度5m。即在D1K563+313段做一次TSP预报，预报范围为D1K563+313D1K563+413；红外

6、则分别在D1K563+313、D1K563+338、D1K563+363、D1K563+388、D1K563+413这几个桩号进行预报。ZT-5主要采取超前钻孔（5孔）+加深炮孔（10孔），超前地质钻探采用单孔水平取岩心钻探法，超前探测20-30m，每25m一循环，每孔长30m；加深炮孔深度5m，炮孔沿开挖外轮廓线布设，外插脚15，炮孔孔径40mm，采用40mm钻头钻孔。每开挖循环做一次，每次共10个孔。上台阶6孔，下台阶边墙2孔，基底2孔，其示意图如下：图3-1 加深炮孔布置图5、下穿高速监控量测实施方案监控量测是保证小坳坡隧道D1K563+313D1K563+403段安全下穿凯麻高速的重要

7、施工工序。编制依据（1）铁路隧道监控量测技术规程(TB10121-2007)（2）新建铁路工程测量规范(TB10101-99)（3）工程测量规范(GB002693)（4）建筑沉降变形测量规程(JGJ/T8-2007)（5）国家一、二等水准测量规范(GB/T 12897-2006)（6）铁路隧道施工技术指南（7）新建铁路长沙至昆明客运专线玉屏至昆明段小坳坡隧道施工设计图（8）隧道监控量测作业指导书人员配置成立专业监测领导小组，由项目总工程师、监测负责人和监测小组组成，从组织上保证监测的顺利进行，使施工完全进入信息化控制中。表12：隧道监控量测人员配备表工种或职务姓名项目总工程师杨金龙监测负责人白

8、金龙测量工杨佳佳、郝一宁、裴中政仪器设备我部配备全站仪一台，标称精度为1（徕卡TCIP1201+）用于高速公路中央分隔带地表沉降观测及隧道内拱顶沉降、水平收敛观测，电子水准仪一台（天宝Dini03）用于高速公路两侧地表沉降观测。所有仪器设备均已按规定、按检定周期送到有检定资质的部门进行检定，检验合格后方可投入使用。并做好日常保养，保证仪器处于良好状态并做好标识，建立仪器设备台账；绝对禁止使用超过使用有效期的仪器和缺损的仪器。监控量测保证（1）做到观测人员固定；仪器设备固定；基准点，工作基点，沉降观测点固定；观测环境固定；观测方法固定。（2）定期维护和保养测量仪器，保证仪器的正常工作。（3）严格

9、执行测量双检制度，做到每一个点位都能换手测量（4）组织业务能力强的测量人员，组成专业测量班组，负责现场的变形监测（5）测量数据取得后，应及时进行校队和整理，并报隧道技术主管，保证监控测量信息传递渠道畅通、反馈及时有效。监控量测项目本段隧道主要设置地表沉降观测和隧道内拱顶沉降和拱(墙)脚收敛观测。表13：监控量测项目及精度要求:序号监控量测项目常用测量仪器和设备精度备注1洞内、外观察现场观察、数码相机、地质罗盘2拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪采用全站仪非接触观测法3净空变化收敛仪、全站仪采用全站仪非接触观测法4地表沉降水准仪、铟钢尺或全站仪隧道浅埋段必测监控量测测点布置、量测频率及监控量测基准地

10、表沉降变形观测点布置及埋点样式：为了不影响凯麻高速正常运行，监控量测地表沉降观测点沿公路两侧及中央分隔带布置，并在两侧路基排水沟中设立变形点，观测路基变形情况。地表变形观测点埋设示意图：B452-5m基准点量测范围图5-1地表沉降横向测点布置示意图H0注：H0为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。变形观测点埋设方式：工作基准点在隧道施工至该段前一个月提前埋设并做好保护。基准点的选点与埋石要求必须能够保证基准点能长期有效的保存下去。(1)沿公路两侧采用直接在路面钉设水泥钉，并标记点号。(2)沿公路边排水沟内直接在沟底中央钉设水泥钉，并标记点号。(3)公路两侧草丛内变形点埋设：先清理杂草，在挖40cm40

11、cm80cm的坑，然后夯实并注入C25混凝土，中间插入50cm20钢筋，露出外面的必须磨圆。(4)高速高路中央分隔带采用在路沿贴反光贴。洞内沉降观测(1)小坳坡隧道在下穿凯麻高速段属于级围岩，断面纵向间距采用5m。变形点布置和初读数应符合下列规定。测点布置如下图所示：图5-2测点布置示意图上部弧形导坑开挖并施做拱部初期支护后，布设拱顶下沉测点A和第一条净空测量基线B-C，在36h内取得初读数；下台阶开挖并施做上部边墙初期支护后，布设第二条净空测量基线D-E，在36h内取得初读数；拱（墙）脚净空变化、拱顶、地表观测点应布设在同一断面，便于分析、比较。在洞身开挖时，围岩与支护变形有以下规律：开挖中

12、台阶时，A点和B-C基线位移会发生突变，中台阶墙部初期支护施做完成后，变形趋于平缓； A点和D-E基线位移会发生突变，仰拱初期支护是做完成，支护全环闭合后，变形趋于平缓。(2)埋点样式连接观测目标的钢筋必须深入岩体10厘米以上，以保证观测数据的可靠性。考虑到隧道内施工作业对监测点破坏，在埋设监测点时要将预埋件保护起来，以防破坏后达不到监控数据的可分析性，现埋点如下图所示：图5-3埋点布置示意图（3）监控量测频率监控量测频率应根据监测点距开挖面的距离及位移速度分别按表5-3和表5-4 确定。由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中，原则上采用较高的频率值。出现异常情况

13、或不良地质时，应增大监控量测频率。表14：按距开挖面距离确定的监控量测频率监控量测断面距开挖面距离（m）监控量测频率（01）B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/23d5B1次/7d注：B为隧道开挖宽度表15：按位移速度确定的监控量测频率位移速度（mm/d）监控量测频率52次/d151次/d11次/23d1次/3d1次/7d开挖面地质素描、支护状态、影响范围内的建（构）筑物的描述应每施工一循环记录一次，必要时应加大频率。（4）监控量测基准(1)监控量测控制基准包括隧道内位移、地表沉降、爆破振动等，应根据地质条件、隧道施工安全性、隧道结构的长期稳定性，以及周围建(构)筑物特点和重要性等因素

14、制定。(2)隧道初期支护极限相对位移可参照表5-5。表16：跨度7mB12m隧道初期支护基线相对位移围岩级别隧道埋深h（m）h5050h300拱脚水平相对净空变化（）拱顶相对下沉（）注:本表适用于复合式衬砌的初期支护，硬质围岩隧道取表中较小值，软质围岩隧道取表中较大值。表列数值可以在施工中通过实测资料积累作适当的修正。拱脚水平相对净空变化指拱脚测点间净空水平变化值与其距离之比，拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。初期支护墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化极限值乘以后采用。位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移按表5-6要求确定。

15、表17：位移控制基准类别距开挖面1B（U1B）距开挖面2B（U2B）距开挖面较远允许值65% U090% U0100% U0注:B为隧道开挖宽度，U。为极限相对位移值。表18：为V级围岩下变形极限位移量(隧道埋深50米，单位：毫米)监测项目III级管理（1B变形极限值）III级管理（2B变形极限值）II级管理（1B变形极限值）II级管理（2B变形极限值）拱脚水平收敛13182636拱顶相对下沉45810（1）地表沉降监测A、基点埋设：基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方；基点数量根据需要埋设，基点要牢固可靠。B、沉降测点埋设：混凝土桩埋设在冻结线以下

16、米，直径2030mm的圆头钢筋，四周用混凝土填实。C、测量方法：观测方法采用精密水准测量方法。基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差宜严格控制，每测点读数高差不宜超过，对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视点读数，以作核对。首次观测应对测点进行连续两次观测，两次高程之差应小于，取平均值作为初始值。（2）隧道拱顶沉降及水平收敛监测 测量仪器：收敛计或全站仪Leica TCRA1201+、Leica反射片。 监测实施方法全站仪法：基点及测点埋设：基点埋设在受施工扰动的范围以外的结构物上。测点布设在管片上的设计位置，测点为长10cm的角钢，用膨胀螺栓固定在初期支护

17、表面上，反射片（4040mm）附在角钢上。收敛仪法:A、收敛量测元件：挂钩用直径6mm的圆钢做成等边三角形。B、当收敛计在处于测试状态的时候，一定要使仪器的弹簧处于正常的受拉变形状态之下，而不是在受压迫性或非正常受拉的状态之下，每次量测务必读三次数，然后取平均值作为最后的数值。注意在每次量测之前，务必认真对所使用的收敛计进行检查，查看每个构件是否发生了松动或者变形，如发现仪器损坏，立即进行更换,另外，还需要对温度计进行检查，看是否准确。收敛量测元件的埋设也是保证量测精度的关键。元件不要焊接到钢构件上，要牢固地预埋在围岩中。监控量测方法洞内、外观察：开挖工作面观察应在每次开挖后进行，及时绘制开挖

18、工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘查资料进行对比。已施工地段观察，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态。洞外观察重点在洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、地表渗水漏情况等，同时还应对地面建（构）筑物进行观察。变形监控量测：首先必须建立变形测量监测网以便系统的对隧道进口监测控制。(1)基准点要求建立在沉降变形区以外的稳定地区，同大地测量点的比较，要求具有更高的稳定性，其平面控制点一般应设有强制归心装载。基准点使用设计院提供的二等精密高程控制测量水准点；(2)工作点要求这些点在观测期间稳定不变，测定沉降变形点时作为高程和坐标的传递点，同基准点一样，其

19、平面控制点应设有强制归心装置。工作点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。(3)沉降变形点直接埋设在要测定的沉降变形体上。点位应设立在能反映沉降变形体沉降变形的特征部位，不但要求设置牢固，便于观测，还要求形式美观，结构合理，且不破坏沉降变形体的外观和使用。监测网由于自然条件的变化，人为破坏等原因，不可避免的有个别点位会发生变化。为了验证监测网点的稳定性，应对其进行定期检测。本次技术方案设计垂直位移监测网的观测分为首次观测和施工过程中的定期

20、复测，定期复测按每半年进行一次，并结合精测网复测进行。实施监测工作：(1)地表沉降监控量测采用水准测量方法，利用电子水准仪、铟钢尺进行，在中央分隔带采用全站仪进行。(2)拱顶沉降监控量测采用全站仪非接触发观测。(3)净空测量采用全站仪非接触发观测。监控量测数据采集净空变形量测在每次开挖后尽早进行，初读数在开挖后12h内读取，最迟不得大于24h，且在下一循环开挖前，必须完成初读数。隧道浅埋地段地表下沉的量测宜与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一横断面内。当地表有建筑物时，应在建筑物周围增设地表下沉观测点。测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次，取算术平均值作为观测值；每次测试都

21、要认真做好原始数据记录，并记录开挖里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。各项量测作业均应持续到变形基本稳定后23周后结束。对于膨胀性和挤压性围岩，位移长期没有减缓趋势时，应适当延长量测时间。具体量测要求见下表。表18：量测频率表项目量测时间间隔围岩地质及支护状态观察工作面每次开挖后进行，已支护地段喷砼、锚杆、钢架 1次天地表沉降开挖面距量测面5B 时，1次周周边位移收敛变形速度5mm/d,量测断面距开挖面距离（01）B变形速度15mm/d,量测断面距开挖面距离（12）B变形速度1mm/d,量测断面距开挖面距离（12）B变形速度d,量测断面距开挖面距离（25）B变形速度d,量测

22、断面距开挖面距离5B12次天1次天1次2天1次2天1次周拱顶下沉同上注：B表示隧道开挖宽度。监控量测资料整理、数据处理及信息反馈及时整理及反馈数据给现场技术人员，以便分析施工中的沉降情况。量测数据处理与应用将量测记录及时输入计算机系统，根据记录绘制纵横断面地表下沉曲线和洞内各测点的位移u-时间t的关系曲线。见图3。若位移-时间关系曲线如下图中b所示出现反常，表明围岩和支护已呈不稳定状态，加强支护，必要时暂停开挖并进行施工处理。当位移-时间关系曲线如下图中a所示趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。回归分析函数在下列函数中选择：A、对数函数：u = a+b/l

23、g(1+t) 或 u =a lg(1+t) B、指数函数：u =ae-b/t 或 u=a(1-e-b/t )C、双曲函数： u=t/a+bt 或 u=a1-(1/(1+bt)2式中：a、b回归常数；t初读数后的时间(d)； u位移值(mm)。各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定后，进行二次衬砌的施作。拱顶下沉、周边收敛测试数据按标准格式记录。u(mm)u(mm) t(d)备好抢修器材，以正常曲线反常曲线t(d a b 图5-4位移u-时间t的关系曲线图根据现场量测数据绘制位移-时间曲线或散点图，在位移-时间曲线趋平缓时应进行回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。当位移时间曲线出现反

24、弯点，即位移出现范畴的急剧增加现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，应及时加强支护和必要时应停止进行掘进，采取必要的安全措施。根据位移变化速率判断围岩稳定状况，变形基本稳定应符合下列条件：隧道周边变形速率有明显减缓趋势；拱脚水平相对净空变化速度小于d，拱顶相对下沉速度小于d。围岩及支护的稳定性应根据开挖工作面的状态、净空水平收敛值及拱顶下沉量的大小和速率综合判断，并及时反馈于设计和施工中，根据水平相对净空变化值进行判断时，应符合铁路隧道喷锚构筑法技术规范的有关规定。量测过程中如发现异常现象或与设计不符时，应及时提出，以便修改支护参数。主要对策：(1)稳定掌子面（注浆、超前支护）(2)调整开挖方法

25、（双侧壁导坑法）(3)调整初支强度并及时支护(调整钢架间距)量测评判标准：当拱顶下沉速率5mm/d时或收敛速率5mm/d时，围岩处于急剧变化情况，应加强初期支护。当收敛速率0.2mm/d时围岩处于稳定状态。各测量项目持续到仰拱封闭成环变形稳定后一周结束。6、专项防护方案（1）与高速公路产权单位协商在隧道下穿凯麻高速时，进行测点布设及测点观测时，注意行车速度，确保作业人员安全。（2）严格按照设计、施工组织设计及专项方案进行施工，确保施工质量，进而保证施工安全。（3）严格控制每循环进尺，每循环进尺。（4）加强围岩监控量测，及时反馈信息，指导施工，特别是洞顶路面沉降观测。发现异常情况，立即停止开挖，

26、并采取加固措施，待隧道稳定后方可进行施工。（5）公路两侧设置限速牌，限速20km/h通过。（6）派专职联络员在下穿路段值班，并配备对讲机，及时将车辆的运行情况通报工地；施工现场设防护员负责与值班联络员联络，并将信息及时通报，确保工程安全有序进行。（7）隧道要遵循“短进尺、快封闭”的施工原则。待仰拱施工完毕封闭成环后，安排拆除临时支撑。（8）在高速公路路面进行监控量测时，在距量测地点前后500m处设置警示标志，确保量测人员的人身安全。（9）与公路部门保持紧密联系，万一洞内发生滑塌、下沉等异常情况时，应立即通知高速公路管理部门，对公路执行必要的交通疏解。 （10）制订实施方案，施工中严格按照批准的

27、时间、方案和安全措施进行施工，不得擅自变更施工方案。7、安全保障措施（1）严格遵守当地政府及道路交通部门关于维护公路畅通的有关规定，组建维护交通安全领导小组，组长由项目经理担任，并配备防护专职人员。施工前由安全领导小组出面，同当地政府、公安交警部门及公路管理部门协商有关事宜，制订交通安全措施、交通维护措施及对行车通过施工地段的具体要求。（2）施工现场设置安全标志牌，危险地区悬挂“危险”或者“谨慎通行”等标志，分别在施工地段公路前后50m、100m处设施工警示牌，必要时设临时交通指挥。（3）采用机械施工时，制订作业程序和运行路线，确保协调施工，安全生产。夜间施工有良好的照明设备。（4）地下光、电

28、缆防护措施施工前，探明地下光缆、电缆管线位置、走向、深度、用途等情况，做好标识。查清的地下光电缆制定相应的安全措施，并与设备主管部门签订安全协议后方可施工，施工中设专人监控，确保电缆安全。对未探明挖出的电缆线，采取有效的保护措施，立即通知主管单位，并配合设备主管单位人员及时处理和恢复。对不能及时恢复的电缆线，加强保护，设置防护设施和安全警示标志，同时制定相应的施工安全措施，并根据实际情况，设专人进行防护看守。施工中挖出的电缆线上不得放置任何材料、工具和其他物品，不搭接任何临时供电通信等线路。施工完毕后，电缆线恢复埋设时，请主管部门进行检查验收，合格后方可埋设恢复。（5）临时用电做到一机、一闸、

29、一箱、一漏（漏电保护器），在电缆、电线接头处做好绝缘，并设置在相应安全的高度。施工现场设置足够的灭火器，灭火器设置的位置必须是在比较容易起火的危险源附近，在此位置备部分沙土和专用的消防用铁锹、斧子、水桶等。（6）大型机械、高位钻机要制订并落实防倾覆措施；机械进场检验报告及时收集并报项目部；所有参战人员造册、特殊工种操作证必须有效、齐全，并报项目部安质部。（7） 所有人员进入施工现场必须佩带安全帽；电工作业必须配备绝缘鞋及相应的绝缘装备；电焊工作业时必须使用电焊面罩和绝缘手套,防止人身伤害事故的发生。8、应急预案 潜在事故分析在施工过程中可能发生由于隧道下穿公路时，围岩失稳，造成隧道塌方；已经有

30、隧道在穿过公路的过程中，造成公路路面下沉。 应急组织体系 应急领导小组组 长： 黄解放 副组长： 周岩 杨金龙 刘鹏组 员： 张茂松 白金龙 原素明 丁爱枫 赵云 王春云 应急领导小组职责（1）负责指挥、协调应急救援工作，进行应急任务的分配和人员、应急资源设备调度，保证在最短时间内完成对事故现场的应急行动；在第一时间向上级领导报告，及时反馈后续紧急情况的处理。（2）救援结束后：小组全体成员根据预案实施过程中发生的变化和发现的问题，及时对预案提出调整、修改和补充意见，安全员负责收集意见并修订预案。（3）安全部门、施工部门负责组织预案的培训和演练。应急领导小组成员电话姓 名联系电话姓名联系电话黄解放丁爱枫周 岩原素明