六盘山隧道安全专项方案.doc
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1、新建铁路天水至平凉线工程TPTJ2标六盘山隧道实施性施工组织设计附件专项安全施工方案二00九年五月目 录1编制依据32编制范围53工程概况及主要工程数量6工程简介63. 2 地质条件6地形地貌63.2.2 地层岩性73.2.3 地质构造10气候、水文条件133.3.1 气象特征133.3.2 水文地质条件133.4 地震动参数153.5 不良地质条件163.5.1 不良地质163.5.2 特殊岩土183.6 工程地质183.6.1 正洞183.6.2 进口斜井183.6.3 赵家山斜井203.6.4 湾湾河斜井203.6.5 磨坪斜井203.6.6 山王沟斜井203.7 隧道设计情况203.7
2、.1 隧道建筑界限及行车速度213.7.2 衬砌支护设计及辅助施工措施214隧道施工危险源和可能造成的伤害24危险源点及危险源概述24重要危险源具体如下24其他危险源25可能造成的伤害265隧道施工安全控制措施27控制的目标和指标27主要奋斗目标27主要控制指标27安全保证措施27管理措施27安全保障技术措施34六盘山隧道专项施工安全技术方案1编制依据1)招标文件;2)施工合同;3)建铁路天水至平凉线指导性施工组织设计及新建铁路天水至平凉线六盘山特长隧道指导性施工组织设计;4)天水至平凉线施工图六盘山隧道设计图;天平施隧1 0 1;天平施隧102;5)现场施工调查资料;6)国家有关方针政策,以
3、及国家和地方的相关法律法规;7)企业的相关规定及施工综合实力。8)六盘山隧道施工组织设计9)相关规范、技术指南及验收标准:(1)铁路隧道工程施工质量验收标准(TBJl 04172003);(2)铁路砼工程施工质量验收补充标准(铁建设20051 60(3)铁路隧道工程施工规范(TBl 02042 002);(4)铁路隧道喷锚构筑法技术规范(TBl01 082002);(5)锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB5 00862001);(6)铁路隧道防排水技术规范(TBl 01 192000)(7)地下工程防水技术规范(GB501 082001);(8)铁路隧道施工技术安全规则(TBJ4 0487);(
4、9)铁路混凝土及砌体施工规范(TBl 021 0-2001);(10)铁路砼结柯耐久性设计暂行规定(铁建设2005157号);(11)混凝土工程施工技术指南(TZ2102005);(12)铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南(Tz231-2007);(13)新建铁路工程测量规范;(14)相关的试验规程等。 2编制范围新建铁路天水至平凉线工程TP-TJ2标段六盘山特长隧道,隧道起、迄点里程为DIK83+500DIK100+190,隧道全长16687m。3工程概况及主要工程数量3.1工程简介六盘山隧道为全线第一特长隧道,位于甘肃省平凉市华亭县六盘山山脉,隧道起讫里程DIK83+498DIK100+18
5、5,全长,为全线最长的越岭隧道。隧道进口位于华亭县麻庵乡三角城左侧河峡谷内,出口位于华亭县西华镇青林村。全隧道除进口端位于R1200m的曲线上,其它地段均位于直线上;隧道全部段落均为下坡,坡率分别为5/2752m,13/13550m,6/385m,进口端574m为莲花台车站双线隧道。洞身最大深约700m。隧道出口有盘山乡村便道通至麻庵乡,但路窄、坡陡、弯道多,遇雨道路则车辆难以通行,交通条件较差。麻庵乡至隧道出口位置为山间峡谷地带,仅能步行到达隧道出口,隧道进口距华亭县城公路约30km,隧道出口有乡村道路可以到达,交通较为方便。主要工程内容:洞门、斜洞开挖、正洞开挖、隧道衬砌、排水系统、电缆槽
6、、整体道床,以及弃渣场防护工程施工。3. 2 地质条件地形地貌六盘山隧道位于六盘山中山区,洞身以N36E的走向穿越六盘山,其岭脊呈近东西走向。山势陡峻,岭高沟深,地面高程15302570m,相对高差300800m。丘坡自然坡度较陡,一般3055。本区域属于六盘山林场,经封山育林10年后,大部分土地为密灌林地,少部分为农田,山体植被覆盖率高,约90%,森林密布。 地层岩性六盘山隧道途经地层有第四系松散层,上第三系泥岩、白垩系下统砂岩夹泥岩、三叠系下统砂岩夹砾岩,局部夹页岩,震旦系硅质灰岩,断层角砾岩和断层泥砾。(1)第四系全新统(Q4):以滑坡堆积砂质黄土、碎石土,坡积碎石土为主,分布于隧道出口
7、斜坡及局部分布于洞身通过的各沟谷内。砂质黄土(Q4s13:浅黄色,厚度35m,土质不均匀,含砾石,稍湿,销密,级普通土,0=120kpa。碎石土(Q4D17):青灰色,厚度516m,颗粒成分以砂岩、砾岩为主,尖棱状,销湿,销密一中密,级硬土,0=500kpa。碎石土(Q4D17):青灰色,厚度510m,颗粒成分以砂岩、砾岩为主,磨圆度差,尖棱状,稍湿,销密一中密,级硬土,0=500kpa。上更新统:分布于六盘山隧道低中山区山顶大部地段,以风积砂质黄土为主,厚度不均。砂质黄土(Q3eo13):浅黄色,具大孔隙,局部含菌丝和姜石,垂直节理裂隙发育,稍湿,稍密一中密,级普通土,0=150kpa。隧道
8、洞身未通过该套地层。(2)上第三系分布在六盘山隧道中部地表(DIK93+300DIK96+400),为山间坳地型沉积,以土红、砖红色泥岩为主,夹砾岩。泥岩(NMs):棕红色,组成物质以粘土矿物为主,泥质胶结,层状构造,成岩作用较差,层理明显,层厚约2cm,岩层产状近乎水平,强风化为碎块状。强风化层厚1020m,级硬土,0=250kpa,完整基岩,级软石,0=400kpa。砾岩(Ncg):灰白色,砾石成份以砂岩,石英岩等为主,砾径较大,最大砾径达20cm,泥钙质胶结,层理不明显,强风化层厚25m,级硬土,0=400kpa,完整基岩,级软石,0=600kpa。(3)白垩系下统分布在盘山隧道进口段(
9、DIK83+500DIK92+150),为一套红色屑岩建造,岩性主要以红色砂岩夹泥岩为主,局部为砂岩夹砾岩。砂岩夹泥岩(KSs+Ms):砂岩灰绿色为主,砂状结构,中厚层状,铁钙质胶结,岩质较硬,弱风化为主,节理较发育,夹有泥岩薄层。泥岩红褐色,薄层状构造,全一强风化成土状或片状,泥质胶结。砂岩及泥岩存在风化差异。强风化层厚约35m,岩体破碎,级硬土,0=400kpa,完整基岩,级软石,0=600kpa。岩层产状N10WN30W/1020N。发育有两组主要节理:J1:N10W/72S,节理间距0.20.8m,多数大于,微张。J2:N45E/73S,节理间距0.10.5m,微张。砂岩夹砾岩(KSs
10、+Cg):局部分布,红褐色,砂状结构,铁、钙质胶结,岩质较坚硬,层理发育,薄层状一中厚层状构造,弱风化为主,强风化层厚约35m,级硬土,0=400kpa,完整基岩,级软石,0=800kpa。层理产状为:N8E/53NN9W/6N。发育有两组主要节理:J1:N24E/90,微张,无充填,节理间距约215 cm,J2:N84W/90,节理间距530cm,宽张,无充填。(4)三叠系下统分布于六盘山隧道出口段(DIK96+400DIK100+185),为陆相碎屑沉积,以紫红、暗紫、灰绿色砂岩、细砂岩夹砾岩为主,局部夹页岩、泥岩。砂岩夹砾岩(T Ss+Cg):灰色,灰白色,中厚层状构造,钙质胶结,组成砂
11、岩的物质以石英、长石等为主,锤击不易碎。节理发育,强风化层厚约35m,级软石,0=600kpa;完整基岩,级次坚石,0=1000kpa。层理产状为:N22E/12SN40E/14N。发育有两组主要节理:J:N60W/72S,间距为1060cm,张开,泥质充填;J2:N24E/88S,间距0.11m,微张,泥质充填。(5) 震旦系分布于六盘山隧道中段,隧道地表在线路右侧大面积出露,中线附近大部被第四系风积黄土覆盖,洞身在(DIK92+700DIK93+300)通过,为浅海相碳酸盐岩类沉积,以灰白色,青灰色白云岩为主。白云岩(ZDm):灰色、灰白色,结晶粒状结构,成分以白云石为主,纵向节理发育,产
12、状为J1:N20W/89N,间距0.21m,微张一张开,泥钙质充填。局部有石英脉,表层岩体呈块状,层理产状产不明显,强风化层厚约35m,级软石,0=600kpa完整基岩,级次坚石,0=1200kpa。(6)侵入岩玄武岩():灰黑色,主要成分以斜长石暗色矿物为主,班晶结构,块状构造,完整基岩,级次坚石,0=1200kpa。 地质构造隧道在大地构造单元上位于六盘山褶皱带,鄂尔多斯地台二个大地构造单元,六盘山褶皱带及鄂尔多斯地台以六盘山东麓断层(F5)分界,西南为六盘山褶皱带,东北为鄂尔多斯地台。六盘山褶皱带以庄浪一固关断层(F4)分界,又可分为次一级的构造单元六盘山褶皱带,六盘山褶皱带。隧道区多种
13、构造交叉穿织、复合叠置,褶曲、断裂较为发育,主体构造下向以北西向为主,及当地山脉走向基本一致。受构造影响,带内地貌切割剧烈,山大沟深,地形崎岖,森林密布,构造复杂。根据区域地质资料及现场调查,隧道通过二条区域性大断裂和一条次级断层,二处不整合接触,节理密集带等。.1断裂构造(1)庄浪固关断层(F4)断层发生在白垩系砂岩夹泥岩地层内,带内物质主要为断层角砾,断层泥等,成分由破碎泥岩夹砂岩组成。岩体层理混乱,结构破碎,岩体成碎块状,断面上可见揉皱、挤压现象,微型构造地貌明显,基岩团块之间可见泥状物质,为断层泥。该断层在工程场地内为正断层,形成典型的断层地貌。上盘位于大里程一侧,形成陡峻的岩壁;断层
14、带下陷,沿断层带形成串珠状洼地及零星分布豉丘,洼地地带地表松散层较厚,多被开垦为农田。沿下盘面则形成河流,前河沿断面下盘方向流动。断层上盘,下盘均为白垩系砂岩夹泥岩。经地质调查及物探测试,推断隧道在DIK85+150DIK85+270段垂直通过该断层,断层走向为N80W,倾向南,倾角约4050,断层带宽度150200m。(2)六盘山东麓断层(F5)根据地面调查和V8物探分析,F5断层在隧道附近为白垩系砂岩及震旦系白云岩的界线,平面上在DIK92+080DIK92+400处及线路相交,夹角为6580。该断层在DIK91+890DIK92+250附近通过隧道洞身。断层上盘为白垩系砂岩夹泥岩,下盘为
15、震旦系白云岩,为逆断层,产状:N80W/7080N,断层破碎带宽约300m,断层带为断层角砾、断层泥、压碎岩,角砾成分主要为砂岩、灰岩碎块。(3)湾湾河断层(F4-1)经地质调查及物探测试推断,隧道洞身在DIK86+975DIK87+140段大角度通过断层,夹角约55,断层走向为N70W,倾向小里程,倾角约80,断层带宽约150m。断层上下盘均为白垩系砂岩夹泥岩。.2不整合接触带隧道穿越的上第三系、白垩系下统、三叠系下统和震旦系地层,除白垩系下统及震旦系断层接触关系外,其余均为不整合接触。(1)震旦系及上第三系不整合接触带地表在震旦系白云岩,为上第三系泥岩,由于隧道中线上地表被第四系黄土覆盖,
16、接触带附近没有露头。根据V8物探和钻探分析,洞身在DIK93+290附近通过不整合接触带,破碎带约3050m.(2)上第三系及三叠系下统不整合接触带地表上位于早泥沟附近(DIK96+000),南侧为上第三系泥岩,北侧为三叠系砂夹砾岩,地表大部被第四系黄土覆盖,根据V8物探和钻探分析,洞身在DIK96+400通过不整合接触带,破碎带宽约520m。.3地应力任何一种构造形迹都是构造运动在地壳中遗留的陈迹,是地应力即构造应力作用的结果。通过对构造体系的分析,可以推测出应力作用的方式和方向。(1)区域构造应力场分析区域内广布多条近东西全新世活动的断裂,例如秦岭北麓断裂,通渭清水断裂带及北西的陇县宝鸡断
17、裂带、六盘山东麓断裂带以及北东向的礼县罗家堡断裂,反映了区域构造应力场最大主应力方向近南北向。(2)深钻孔水压致裂法地应力测试水压致裂地应力测量是能较好地直接进行深孔应力测量的先进方法。地应力特征以区域构造应力主,具有较为明显的现今水平构造应力作用,水平主应力作用为主;三向主应力具有随深度增加而增大的趋势。该孔洞身附近的最大水平文应力优势方向为北东东向(N5362E)。3.3气候、水文条件3.3.1 气象特征该区属于中温带亚湿润气候,冬无寒冷,夏无酷暑,春温高于秋温。四季分明,降水季节分配不均。夏短而冬长,冬春干旱多风,夏秋阴湿多雨,季风气候明显。据甘肃省安口南站气象资料:年平均气温,最热月(
18、7月)平均气温,最冷月(1月)平均气温,年平均降水量为年最大(1975)降水量为。该地区南风、东南风盛行。以春季最大,年平均大风日数5天,历年最大风速为北风,达/s,平均风速/s,最大季节冻土深度72cm。 水文地质条件.1 地系隧道洞身经过地区受地貌单元、地层岩性、地质构造等因素的控制及影响,地下水赋存条件各不相同,水文地质情况比较复杂,地下水分布类型为岩溶裂隙潜水、承压水及构造基岩裂隙潜水。.2 地下水分布特征及类型六盘山隧道地下水的分布、埋深及含水层(体)的富水性,受控于地形地貌、地层岩性、地质构造和气候条件。本区出露的地层主要有上第三系泥岩,白垩系砂岩夹泥岩、砂岩夹砾岩,三叠系砂岩及震
19、旦系白云岩。受构造影响,砂岩夹泥岩、砂岩夹砾岩区岩体风化严重,节理裂隙发育,有利于地下水的入渗及储存,白云岩生成年代早,溶隙、裂隙发育有利于地下水排泄,隧道区植被茂密,蓄水能力强,为大气降水补给入渗创造了条件。隧道工地下分布形式主要有风化裂隙水,构裂隙水及岩溶水。根据隧道区洞身岩性和含水介质特点,及隧道关系较密切的地下水类型可分为岩溶裂隙潜水、承压水及构造基岩裂隙潜水、承压水。构造裂隙水主要赋予于隧道过区的砂岩夹泥岩、砂岩夹砾岩等岩体构造节理裂隙及断层破碎带中。该区爱构造影响严重,岩休节理裂隙发育,节理裂隙延伸长大,且具有一定的张开性,断层破碎带较宽,多期构造作用表现明显,为地下水贮存创造了条
20、件,本区地下水以潜水为主,断层带等大型储水构造均具有一定的承压性。根据大地电磁V8深层测试,隧道通过的断层在隧道洞身位置及附近均有异常反映,地下水活动迹象十分明显。隧道区地下水的补给、径流、排泄受控于地形地貌、地层岩性、地质构造和气候条件。隧道通过区地层复杂,断层、褶皱等构造现象发育,水文地质条件、地表水及地下水之间的补给、径流、排泄条件十分复杂。.3 水化学测试隧道区地表水、泉水、钻孔水化学测试,水质良好,对圬工不具备氯盐和硫酸盐化学侵蚀性。.4 隧道涌水量预测六盘山隧道通过岩溶裂隙水中等富水区()、构造裂隙水弱富水区()。区:断裂构造裂隙、岩溶裂隙水中等富水区,隧道通过里程为DIK86+7
21、50DIK91+050、DIK91+050DIK93+700,总长。代表岩性为砂岩夹泥岩、砂岩夹砾岩、灰岩。预测隧道通过时单位正常涌水量:14401800m3/dkm。隧道区为构造裂隙弱富水区。隧道通过里程为DIK83+554DIK91+500、DIK93+700DIK99+870,总长。预测隧道通过时单位正常涌水量:240800m3/d3/dkm,最大涌水量约为51800m3/dkm。.5 环境水文地质评价本隧道环境水文地质主要是地下水的疏排和地表水的渗失两个问题。隧道地区处于六盘山、关山褶皱带,收结构影响岩体节理发育,地下水循环强烈。由于隧道埋深较深,隧道排水对沿线大的环境水文地质条件不会
22、产生太大的影响。隧道通过中等富水段存在突涌水可能性大,极有可能造成沟谷断流、泉水干枯等现象,施工中应加强地质超前预报,采取以堵为主,疏排结合的措施。对施工中的废水、废渣、废油的排放,应符合国家的现行排放标准,对超标的“三废”必须进行处理,做到有组织有计划地排放,不得成为地表水及地下水的污染源。3.4 地震动参数据中国地震动参数区划图(GB18036-2001)划分,场区地震动峰值加速度为(相当于地震基本烈度八度),地震动反应谱特征周期为0.45s。本地区地处兰州-天水地震带和宁夏-龙门山地震带(西海固地震带)的结合部位,全新世以来,附近局部地区有轻微地震活动。3.5 不良地质条件 不良地质隧道
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