隧道突水突泥专项施工方案.doc
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1、目录1 工程概况11.1 概述11.2 概况11.3 涌水量预测11.3.1正洞隧道涌水量预测11.3.2平导、斜井隧道涌水量预测21.4编制依据31.5目前施工情况31.6超前地质预报揭示情况41.6综合分析42施工方法及处理方案52.1 突水、突泥和塌方的预防及处理措施52.2 突水、突泥段支护方案72.2.1 隧道防排水原则72.2.2 总体技术对策及处理原则72.2.3 径向注浆施工82.2.4 隧道突水、突泥和防塌方施工技术措施82.3 积极开展超前地质预报工作93 施工领导小组的分工及领导干部带班制度103.1 成立领导包保小组103.2 领导小组成员分工113.3 施工期间领导干
2、部带班制度113.4 项目部巡查制度123.5 险情上报制度124.隧道工程塌方突水突泥应急预案124.1 可能发生的场所及部位124.2 应急资源124.2.1人员124.2.2物资、机具、设备124.2.3洞内紧急逃生设施的设置134.3 应急组织机构134.3.1项目部成立应急领导小组134.3.2责权134.4 工作程序144.4.1报告、联络144.4.2应急报告154.4.3现场处理154.5 后续处理155安全、环保措施155.1安全措施155.2环保措施161 工程概况1.1 概述拉孟山隧道班奔弗班发当区间,设计时速160km/h 的单线隧道。进口里程:DK253+ 697、出
3、口里程:D1K261+585,全长7888m。全隧道除DK253+697DK254+362.734段位于半径R=7000m的右偏曲线上、D1K256+092.610D1K256+874.264段位于半径R=4500m的左偏曲线、D1K260+344.172出口段位于半径R=3500m的曲线上外其余区段均为直线。隧道为人子坡,线路纵坡按里程从小到大为6、-4、-14、-17,最大埋深424m。隧道设置斜井和平导各一座。斜井位于线路前进方向左侧,与正洞里程交于D1K255+800,斜井坡度为9.5% ,全长432m,设计断面7.56.2(宽高),采用无轨双单车道运输;平导位于线路前进方向右侧,与正
4、洞分别交于DK258+250,每隔300m设置一横通道兼做避车,平导坡度为-17,全长3499m;设计断面5.06.0(宽高),采用无轨单车道运输断面设计。1.2 概况隧道洞身D1K259+490D1K261+585段穿越可溶岩地层主要为二叠系灰岩、白云质灰岩,地表可见岩溶漏斗,岩溶中等强烈发育。根据附近河流高程,推测隧道处于岩溶垂直渗流带和季节变动带(局部处于水平径流带)中,在可溶岩与非可溶岩接触带岩溶发育,隧道施工可能遇溶洞、暗河等岩溶形态,易发生突泥、涌水等地质问题。另D1K259+490D1K261+585右侧360660m为会巴孟河,河床高程为380500m,纵坡坡度约5.5%,局部
5、较陡。该段隧道洞底高程为478425m,部分地段路基面低于河床面,隧道开挖后特别是雨季不排除地表水沿岩溶通道、贯通的节理面、层面涌入隧道,涌水量成倍增加,形成突水、突泥。为满足工期要求,加快施工进度,解决施工及运营期间排水问题,并兼顾洞身超前地质预报,在距隧道出口线路右侧设置无轨运输单车道平导一座,平行导坑长度为3499米。导坑与正洞间共设置10个横通道。1.3 涌水量预测1.3.1正洞隧道涌水量预测根据地勘资料显示,本隧道涌水量见下表1。 表1 隧道涌水量如下序号岩性起讫里程长度渗透系数静止水位至隧道底的深度影响半径系数涌水量B(m)KH(m)R(m)aQ(m3/d)1砂岩、泥岩、页岩夹煤线
6、DK253+697DK254+3506530.052040.02.0711102DK254+350D1K255+35010000.053073.51.9819493D1K255+350D1K256+2609100.0570261.91.8427124D1K256+260D1K256+7905300.0590381.81.8118365D1K256+790D1K258+25014600.05110515.91.7857356D1K258+250D1K259+1308800.0590381.81.8130487灰岩、白云质灰岩D1K259+130D1K260+20010700.15100774.6
7、1.70101018D1K260+200D1K261+58513850.1530127.31.816263隧道长7888涌水量合计32754预测隧道正常涌水量约3000m3/d;雨季最大涌水量约44000m3/d。1.3.2平导、斜井隧道涌水量预测 表2 平导涌水量如下序号岩性起讫里程长度渗透系数静止水位至隧道底的深度影响半径系数涌水量B(m)KH(m)R(m)aQ(m3/d)1砂岩、泥岩、页岩夹煤线PD1K258+250PD1K259+1408900.0590381.81.8129432灰岩、白云质灰岩PD1K259+140PD1K260+40012600.15100774.61.70114
8、233PD1K260+400PD1K261+73013300.1530127.31.815663隧道长3480涌水量合计20029预测平导正常涌水量约19000m3/d;雨季最大涌水量约27000m3/d。预测D1K255+800斜井正常涌水量约900m3/d,雨季最大涌水量约1100m3/d。1.4编制依据1、拉孟山隧道设计图及施工方法设计图等设计资料;2、地下工程防水技术规范(GB50108-2008);3、铁路工程基本作业施工安全技术规程(TB 10304-2009/J944-2009);4、铁路工程施工组织设计规范(Q/CR9004-2015);5、铁路隧道超前地质预报技术规程(Q/C
9、R9217-2015);6、铁路隧道监控量测技术规程(Q/CR9218-2015);7、铁路隧道工程施工技术指南(TZ204-2008);8、铁路隧道施工抢险救援指南(Q/CR9219-2015);9、铁路隧道规程施工机械配置技术规程(Q/CR9226-2015);10、经审核批准的实施性施工组织设计和施工作业指导书;11、施工总价承包招(投)标文件、施工合同、初步设计文件等;12、公司能力及类似工程施工工法、科技成果和经验;国内外相关铁路的施工工艺及科研成果;为完成本标段工程投入的管理人员、专业技术人员、机械设备等资源;13、现行的中国铁路技术标准,中国铁路总公司(原铁道部)颁布的现行法规、
10、技术标准、规范和规定等;14、现场施工组织及铁路建设的技术水平、管理水平和施工装备水平;15、公司经认定的ISO9001:2015质量管理体系及环境管理体系(GB/T28001-2011)和职业健康安全管理体系(GB/T28001-2011);16、老挝人民民主共和国及地方有关安全生产、环境保护和水土保持等方面的法律法规;1.5目前施工情况目前出口正洞已施工至D1K261+201,平导施工至PDK260+943,超前地质预报揭示掌子面岩性为白云质灰岩,薄中层状,弱风化为主,节理裂隙发育。1.6超前地质预报揭示情况 预报掌子面里程为:DK261+290,掌子面围岩岩性主要为二叠系白云质灰岩,弱强
11、风化,灰白色,岩质硬,块状结构,岩体较完整较破碎,节理裂隙较发育,掌子面局部可见铁质侵染现象。掌子面中上部发育有两个溶洞,规模分别约为20cm10cm、20cm20cm,两个溶洞均有清水流出,流量均约为0.9m3/h。 预报里程范围为DK261+290+170段(即掌子面前方120m),预报结论如下表3表3 拉孟山隧道DK261+290+170段TSP解释成果表预报里程范围 长度(米) 设计围岩级别 预报里程情况 预报围岩级别 DK261+290+220 70 V级 与掌子面围岩情况基本一致,围岩较完整较破碎,岩质硬,节理裂隙较发育,岩溶中等发育。其中,DK261+266+252段存在溶蚀裂隙
12、、溶穴。围岩稳定性一般较差。 IV级 DK261+220+170 50 V级 与前段围岩情况相比稍微变差,围岩较破碎,岩质硬,节理裂隙较发育,岩溶中等发育。其中,DK261+222+206段存在溶蚀裂隙、溶洞,含水。围岩稳定性较差。 IV级 超前水平钻孔情况:D1K261+201169(32m),钻孔过程前11米岩质较硬,钻进速度均匀无卡钻突进现象无空洞,11米24米之间岩质较软,有夹层,泥夹石,有股状浑水流出,无卡钻突进现象无空洞,24米32米岩质较硬,钻进速度均匀无卡钻突进现象无空洞1.6综合分析针对该风险段落(D1K259+490D1K261+585段)的设计支护参数及施工方法,结合超前
13、地质预报,施工时我部将根据现场实际揭示情况,如发现围岩变化或超前探测到掌子面前方存在富水区时,立即上报建设、设计单位,及时要求四方到现场进行实地核查,进行设计变更,确保施工安全。2施工方法及处理方案本风险段施工可能会遇到突水突泥,当遇到突水突泥时,及时提报变更处理建议书,由业主组织四方对塌方段进行现场勘查,并根据设计文件有关资料及现场实际,查明塌方范围情况(大小、有无水等)、岩层的稳定情况和地下水流情况(有无长期补给来源、雨季水量有无增长)等情况,采用“以排为主,防、排、截、堵结合、综合治理”的防排水原则,对岩体裂隙发育,富水及破碎带等突水突泥和塌方高风险段采用如下对策:、对地下水发育,施工时
14、可能产生突泥、涌水等危及安全的岩体破碎发育地段,采取“排水降压、注浆加固、加强超前支护、加强衬砌结构” 的综合治理原则。、施工中揭示岩溶管道水、暗河时,采取“以排为主”的治水原则,并尽可能维持原有径流路径。2.1 突水、突泥的预防及处理措施洞内突水突泥对隧道施工的危害很大,施工中必须采取相应的防排水措施。根据涌水量的大小,提前疏排,同时做好应急准备,一旦发生涌水,迅速排出,以防大量地下水涌入洞内,造成危害。1、涌水预测方法根据在类似地质条件隧道工程施工中的成功经验,以超前钻孔探水为主,相似比拟法预测为辅。2、施工方案施工中认真研究设计文件,加强地质调查,进行超前钻孔探测,采用综合物探手段预测预
15、报,判明水源补给、涌水量和突出水压等情况,有针对性地采取帷幕注浆、超前注浆或管道引排等方案。3、施工要点 加强地质预探、预报。根据设计文件,在开挖即将进入设计富水地段时,加强工作面前方的地质预探、预报工作,准确掌握前方地下水含量、压力、分布,并结合预测结果设置超前探水孔,判断是否有发生涌水的可能。 根据水源补给、涌水量和突出水压等预测预报情况及设计要求,分别采取帷幕注浆、超前注浆堵水措施;超前钻孔、管道引排等方法,排除部分地下水,减少水量,降低水压。 采用预留核心土法、短台阶法等开挖方法,并辅之以超前小导管预注浆止水(浆液为水泥水玻璃双液浆)穿越突水段。按顺序分部开挖隧道断面,施作支护。支护系
16、统锚杆由厚壁小导管代替,施作支护时,根据渗漏水的情况,在各渗漏水处钻眼引水,设置排水管。在大面积淋水或水流量仍很大的情况下,设置多层排水管,通过排水管将水引入墙脚,流入排水沟将水排出洞外。 富水地段备足抽水设备,加强施工用水、排水管理,防止拱脚和基底浸泡。4、突水、突泥高风险地段施工涌水在较厚断层泥往往导致突泥,造成坍方,而且使隧道周围岩体产生空隙以至大体积的空洞,危害更大。施工中,首先要依靠地质超前预报作出判断,根据断层或溶洞规模及填充物的性质,提前采用超前帷幕注浆或超前小导管预注浆进行封堵,以加固地层并堵水。当在瞬时出水量达到40m3/h(76探孔)、压力在0.06Ma以上的突水情况时和初
17、期支护变形、开裂明显,可能出现突泥时应启动应急响应措施。出现突泥时,必须尽快将口堵住。堵塞的材料以钢筋、钢管和型钢为骨架,填塞草袋,劈柴和木板。堵口后,用喷混凝土将其封闭,并将周围洞身加固;然后沿开挖面周边设超前钢管支护,采用直径42mm、60mm或89mm长68m的无缝钢管。必要时两层、三层重叠,形成“套管”以增大其抵抗松散地层压力的能力。同时在此断面附近设置监控量测点,监控量测围岩的收敛变形情况。隧道开挖可能引起突水、突泥,采取“以排为主,防、排、截、堵结合、综合治理”的防排水原则,采取“排水降压、注浆加固、加强超前支护、加强衬砌结构”的综合治理原则,保证施工安全。施工采用施作超前泄水孔,
18、小导管注浆对隧道四周围岩进行固结,注浆加固范围严格按设计要求。并加强初期支护防拱部及掌子面失稳坍塌。对注浆盲区、注浆后的岩面渗漏水应采用小导管法补注浆(见表2.1)。表2.1 突水突泥和塌方高风险隧道技术对策表序号项 目技术对策1超 前 预 报定性预测;洞内超前钻孔预报;2地下水处理方案暗沟排水方案;涵洞、泄水洞排水方案;渗沟、铺砌排水方案及注浆堵水方案3小型塌方处理方案浆砌封闭、回填压实;护拱防护;换填片石、加强衬砌;4开挖方法微震爆破技术;预加固、短进尺、弱爆破、强支护、勤测量、快衬砌的方针对于正洞水量的大小,含泥量的多少,可采用以排为主,或先排后堵的施工方法:主要采用超前地质钻孔进行排水
19、降压,在突水量减小后,采用施工期间的疏导方法。2.2 突水、突泥段支护方案2.2.1 隧道防排水原则对于与地表存在良好水力联系,地下水发育、具有较强富水性的断层及其影响带:采用“以排为主,防、排、截、堵结合、综合治理”的防排水原则,采用超前预注浆或径向注浆等手段,降低围岩渗透系数,控制地下水流失。2.2.2 总体技术对策及处理原则施工过程中严格遵循综合预报,先探后掘;排堵结合,综合治理;全程跟踪,突出重点;预案在先,规避风险;试验先行,快速决策;安全第一,确保进度的原则。根据施工期间洞壁围岩出水形式,制定施工阶段具有快速决策性的参考基准,对渗滴水、线状渗水和高压集中突水采取超前周边注浆、径向注
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