关键性技术问题的认识及对策措施.docx

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1、关键性技术问题的认识及对策措施一、关键性技术问题的认识本项目工程勘察设计中将遇到的主要关键技术问题见下表:项目关键技术问题要点路线总体加强总体设计研究和路线方案的综合比选连续长纵坡的安全设计路基路面顺层边坡的勘察与处治软土的勘察与处治重视取弃土设计，合理利用土地资源桥梁工程山区复杂地形地质条件下桥位、桥梁结构型式选择跨越既有高速公路桥梁方案选择陡坡桥梁设计方案桥梁地质勘察隧道工程隧道工程地质勘察隧道穿越采空区段处治对策隧道穿越煤层瓦斯段处治对策隧道穿越富水段处治对策隧道防灾救援二、对策措施（一）路线总体1、加强总体设计研究和路线方案的综合比选问题提出：总体设计是一个系统工程，包含众多专业设计，

2、总体设计是各专业设计的有 机融合，是公路设计的灵魂，也决定了一个项目的成功与否。对策措施：（1）路线方案比选是总体设计的关键，路线方案布设不仅要考虑自然因素，还要考虑 社会环境因素、经济发展因素和政治因素，只有经过大量反复深入细致的研究比较，才能选 择出一条技术合理、实施可能、综合最优的方案。将对路线方案进行三个层次的研究：不同 走廊带、同一走廊带内、细部工程方案（如高路堤与桥梁、隧道与明挖等）。初步设计阶段 确保不遗漏有价值的路线方案。建立人工检测和瓦斯探头自动检测相结合的瓦斯监测制度,在洞口设置自动化瓦 斯遥测中心,瓦斯超限时自动报警，自动闭锁。考虑运营期安全,对于瓦斯气体含量较高、压力较

3、大路段,设计中还应采取瓦 斯隔离层、模筑混凝土中掺气密剂、施工缝气密处理等措施。隧道运营通风应引 入洞内瓦斯允许浓度指标,根据预计。4、隧道穿越富水段处治对策问题提出：隧道穿越的岩溶地区、褶皱构造和断层构造，岩体裂隙发育，地下 水主要为岩溶水和断层破碎带涌水,施工时有突发性涌水的可能。在这些地段施 工前应做好超前地质预报工作,查明掌子面前方地质条件及富水情况（包括含水 层的水量大小,是否含泥等）。对策措施：根据不同情况采取分别采取掌子面超前帷幕注浆、周壁注浆封堵裂隙、超前 钻孔泄水等综合措施,安全通过涌突水段。5、隧道防灾救援问题提出：隧道防灾救援遵循以防为主,防救结合的原则。救灾的基本理念是

4、 以人员逃生为。对策措施：针对上述要求,本项目隧道采取如下措施：1 .设置可靠的消防灭火设施隧道现场灭火设施设置有洞内消火栓、固定式水成膜泡沫灭火装置、灭火器 和室外消火栓水泵接合器。2 .制定合理的救援预案救援预案应在全面了解掌握隧道的整体布局、耐火等级、防火分区、火灾危 险性类别、人员数量，以及疏散设施、防排烟设施、消防设施器材等情况下进行 制定。预案的主要内容应包括制定的目的、依据、适用范围,组织指挥机构，火灾 险情设定,灭火和应急疏散的程序与措施等。（1）消防灭火预案影响隧道火灾量级并影响生命安全的主要参数是“时间”，隧道火灾的初期 灭火工作不容忽视隧道火灾的初期灭火工作一般由发生火灾

5、车辆的司乘人员（第 一梯队)和隧道管理人员(第二梯队)实施,第三救援梯队由专业消防人员组成，专 业救援队伍到达火灾现场的时间不宜超过8min,否则，将给救援和灭火工作带来 很大的困难。隧道一旦发生火灾,应尽量在火灾初期灭火，防止隧道内充满烟雾而使避难 环境恶化。同时通过交通信号系统、广播等对使用者提供确切的情报,防止车辆 驶向火灾现场并对驶向隧道出口的车辆给予正确的引导，使其安全撤离失火隧道。(2)通风控制预案当隧道中一条隧道发生火灾时，火灾隧道按火灾救援风速通风，另一条隧道 主风机按正常运营通风,用射流风机保证打开的联络通道处火灾隧道的风压小于 正常运营隧道风压，使火灾隧道的烟雾和高温气体不

6、蔓延到另一隧道。火灾情况 下的风流组织应视逃生和灭火救援工作的进度分阶段实施。当发生火灾后首先应 调整风机运行状态,采用救援风速控制火灾的发展和烟气流动方向，待隧道内逃 生人员完全安全撤离后，启动排烟通风组织系统。排烟通风组织系统的机械通风 应根据火灾点的位置选择不同的通风方向，排烟的基本原则是使烟气沿较近的洞 口排出。(3)交通控制预案隧道内发出火警后两条隧道同时关闭，严禁车辆驶入：隧道前方立交设置 交通信号灯及可变信息标志,提示车辆禁止驶入,并关闭相应匝道入口。打开发生火灾隧道所有火灾点上风侧横通道；火灾下风侧的车辆快速有序地驶出事故隧道；火灾点上风侧车辆通过横通道安全疏散到另一座隧道。（

7、2）下阶段根据现场勘测、地质勘察，对方案进行重点研究分析，进一步降低桥隧比 例。（3）根据地形、地势条件，灵活选用整体式路基、分离式路基以及错台式路基、半路 半桥、棚洞等多种方案，以期减小开挖面，避免高填深挖，利于水土保持和环境保护。（4）充分搜集与研究与本项目交叉的道路相关设计资料，在此基础上结合工程规模对 比，互通服务水平等多角度，进行结点综合设计，确保交通顺畅转换和服务地方的功能。2、连续长纵坡的安全设计问题提出：项目终点段地形起伏大。其中K25+600-K34+000段高差达，高差达272米, 平均纵坡3.23%。近年来我国交通事故统计分析表明，山区公路的交通事故主要集中在长大 下坡路

8、段，而且随着交通运输行业的发展，连续长大下坡的事故数量呈递增趋势。因连续下 坡路段事故频发，且事故后果严重，其安全问题应引起道路设计、运营管理、政府等多方面 部门的高度重视。对策措施：（1）按公路路线设计规范（6口2017）中表连续长、陡下坡路段中 的平均坡度与连续坡长进行控制纵断面设计。（2）针对本项目连续长坡路段，将结合本项目的实际情况将近年来我公司研 究成果应用到设计中，尽可能采取主动安全的适宜工程方案，使连续长下坡路段 的安全性和经济性达到合理平衡。安全设计方法和体系的应用合理采取设计标准、灵活运用设计指标、有效控制急弯、长大陡坡等情况, 保证特长隧道、大桥的行驶安全性，提高公路断面、

9、视距、超高、交通沿线设施 的安全服务水平。针对性研究公路几何线形指标的运用原则,特别是低限指标的采用、相邻路段 技术指标的过渡和平纵横线形组合等问题;利用安全性评价系统，动态检测路线 方案的运行速度、视距、车辆受力等安全指标，以科学的手段和方法提高本项目 的安全性品质优化路线方案,合理设置平纵指标。已经进行了深入方案研究，初设阶段在目前研究成果的基础上,进一步优化 线位,从路线几何设计上下功夫,尽量贴合地形，同时要做到方案穷尽。下坡方向主动安全的工程方案研究:分析下坡方向分段降速(缓坡降速、倒坡 降速)的工程条件,消除安全富裕，降低工程造价:研究增大下坡方向纵坡的可能 性,尽量缩短路线长度,减

10、少工程总体投资。上坡方向保证通行能力的方案研究：在通行能力分析的基础上，进行不设爬 坡车道与设置爬坡车道,上坡方向、下坡方向整体路基与分离路基比较论证,并进 行组合分析。安全性评价及被动安全措施的研究:对初步确定的连续长下坡推荐方案,进 行运行速度分析安全性评价,对可能产生的安全隐患,研究被动安全调整、应对措 施。超长连续纵坡路段抗车辙沥青路面结构的应用连续上、下坡路段长，载重汽车受纵坡的影响很大,重载、超载车已不能正常 爬坡,行驶速度很低,车轮荷载的作用时间成倍延长;车辆行驶表现为车轮间歇的 跳跃式前进,对路面产生一附加的水平冲击力,加速了沥青路面的车辙破坏。车辙 是高速公路沥青路面除了裂缝

11、和水损害之外的一种危害性较大的病害类型，因 此,研究超长连续纵坡路段沥青路面车辙预防处治措施具有重要的意义。通过完 成车辙产生机理研究、长纵坡沥青路面力学分析、施工质量控制研究，将成果应 用于设计,提高公路服务水平。(二)路基路面1、顺层边坡的勘察与处治问题提出：路线在K27至明月山隧道(K32)段路线走向与岩层走向基本一致, 左侧边坡开挖倾向与岩层倾向夹角为525度,岩性为砂泥岩互层,形成顺层边坡 段。对策措施(1)重视外业调查与地质勘察外业调查对出露基岩的岩性、产状、节理裂隙及水文等情况进行调查，加强 地质勘察,通过挖探、钻探等综合手段杳明坡体情况,确保基础资料准确。(2)优化调整线位该段

12、岩层倾角为3540度,边坡开挖切脚，易引起垮塌,路线在此段尽量控制 边坡开挖高度避免纵向整体切穿岩层接触面,降低施工风险。(3)加强边坡防护及施工监测结合稳定性分析及地形条件,采用沿顺层倾角清方、在坡脚处设置支档,坡面 采用锚杆、锚索框架防护等措施进行对比，选择合理方案。在施工周期及运营期 进行位移监控。(4)设置综合排水措施水是边坡稳定性的重要影响因素,在坡口线外设置堑顶截水沟，在开挖平台 处设置平台截水沟,并封闭平台,减少降雨渗入坡体,减小影响。2、软土的勘察与处治问题提出：项目区大面积为泥岩、砂质泥岩与砂岩互层，构成丘陵、低山地 貌,沟谷发育,沟谷堆积残坡积、坡洪积低液限黏土,在排泄不畅

13、处和局部鱼塘、 水库区黏土在地下水和地表水作用下多呈可塑一软塑状，形成软弱地基土，厚度 约0. 52. 0m, 土体物理力学性质极差,地基允许承载力低,横向厚度变化大，当路 堤填高较大时可产生不均匀沉降,路堤存在失稳风险,工后沉降难以满足规范要 求。主要分布于丘间谷地的水塘及积水区。对策措施：(1)勘察重点在路线两侧地质调绘,对分布路段进行汇总，初步判断软土的分布范围后 布置勘探点。采用钻探、静力触探、螺纹钻等勘探手段为设计提供详实可靠的物理力学 性质指标。(2)处治措施软土厚度3m的浅层路段,换填透水性材料处治,充分利用开挖硬质石渣、 片石等材料。软土厚度3m的深层路段,采用碎石桩或预制管桩

14、处治，顶上应铺设砂砾 垫层及土工格栅。水塘段的软土或淤泥质土，采用抛石挤淤提高基底强度,避免路基土受水 浸泡而软化。对于处治后稳定性较差的软基段,采用加筋处理。3、重视取弃土设计，合理利用土地资源问题提出：项目区土地资源紧张,且土地是不可再生的资源,合理使用土地资 源关乎可持续发展的大计，因此做好取弃土设计为关键问题之对策措施加强路线平纵面设计、路线尽量少占良田，尽量做到填挖平衡、减少填挖 方,从而减少占地和减少对植被的破坏。(2)重视取弃土场的选址,本着少占良田，尽量减少破坏植被、诱发新的地质 病害,不破坏生态环境的原则设置弃土场,尽量选择在河流边滩荒地、无水流或水 流极小且沟底坡度较缓的山

15、间沟谷荒地弃土。(3)对取弃土场采取必要的排水、防护和绿化措施，避兔水土流失。取弃土完 成后,表层加盖集中放置的种植土,进行复垦,变荒地为耕地。(三)桥梁工程1、山区复杂地形地质条件下桥位、桥梁结构型式选择问题提出：工程区区域地质构造位于新华夏系第三沉降带之四川盆地的东部, 属川东弧形构造带的组成部分。区内构造形迹以北北东北东向梳状褶皱为主,背 斜近轴部局部伴生有逆冲断层,南部因川黔经向构造带伸入。成生了一系列南北 向压性构造行迹,与北北东-北东向构造形迹形成系列复杂的复合关系。区内暴雨 多,滑塌、泥石流、岩溶等不良地质发育，为保证公路工程安全，需加强桥位选择 和桥型设计。对策措施(1)山区复

16、杂地形地质条件下桥位的选择桥位应尽量避开发震断裂带,难于避免的尽量以路基通过。若采用桥梁跨 越发震断裂带,尽量垂直穿越。公路桥位应避开大型泥石流、滑坡和崩塌地段,减小地震次生灾害危及桥 梁安全。路线布线时应尽量降低桥梁标高,减小桥墩高度,降低桥梁的重心;尽量减 小桥梁上部结构的自重(如钢混组合结构)，有效减小地震作用力。(2)山区复杂地形地质条件下桥型方案的选择针对本项目的具体情况和特点，本项目桥梁拟以适用经济为考虑首选,抗 震设防为重点。采用合理的桥梁上下部结构和支承体系,注意墩、梁抗弯刚度协调,相邻跨 之间的桥墩刚度协调。对于具有滑坡和泥石流的沟谷，采用大跨桥梁直接跨越滑坡和泥石流沟, 既

17、可减少对已经十分脆弱的自然环境的扰动，同时还可以避免自然灾害对结构的 破场。(3)选择合理的下部结构,克服陡坡地形采用小间距的柱式桥墩，既可以减少桩基施工中的相互干扰,最大限度的 减少环境破坏还可以加快施工进度,提高功效。采用桥墩不等高设计,尽量减小桥梁施工平台过大开挖，降低次生灾害对 桥梁影响，节约工程投资。2、跨越既有高速公路桥梁方案选择问题提出：本项目起点设置牌坊枢纽与运营的包茂高速公路相交,部分匝道 与既有公路相接部分立交桥与既有公路交叉,如何保证施工期间既有公路交通安 全及运营畅通是项目设计的重点之对策措施(1)尽可能采用跨越既有道路的匝道布设方式。(2)桥梁跨径的选择和墩台布设位置

18、应尽量利于安全保畅。(3)选择合理的匝道与既有道路的拼接方式，以利于安全畅通。(4)采用钢结构桥梁进行快速施工,缩短施工周期，降低施工影响。(5)加强施工组织计划，配合建设部门做好立交区施工组织安排与交通组织 管理。3、陡坡桥梁设计方案问题提出：本项目终点段约7km左右路线沿明月山山脚斜坡布设,该段地面 横坡较陡。当桥梁从陡坡、沟槽通过，往往在桥梁墩台施工中没有作业平台，施工 难度大，同时对山坡体过大的开挖,既不利于环保也不经济。因此怎样设计好陡坡 路段桥梁,减少工程量,简化施工难度，降低工程造价，保护环境是本合同将要面 临的直接问题。对策措施：(1)避免在陡坡上设置桥墩,无法避免时调整跨径,

19、尽量少设桥墩。(2)当陡斜坡路段场地地震烈度较低、地质条件较好时可采用独柱墩方案或 整幅采用双柱起修建的桥墩型式,减少墩柱和桩基根数以减少施工作业点，能更 有效的减少开挖,节省工程量减少对自然的破坏，保护环境。(3)当地质条件较差时可采用小间距双柱式桥墩，以使同一个桥墩的两根墩 柱刚度相差较小、便于系梁设置并减小施工开挖影响面以利于环保。(4)采用相对较大的跨径以适当减少下部结构工程量。(5)避免采用带整体式承台的桥墩型式,尽量减小承台尺寸、采用分离式小承 台桩帽或不设承台,将一般桥墩尽量采用柱与桩直接相连结,不设承台过渡,桥墩 系梁设于地面以上。(6)当路线经过岩性良好的陡岩路段时,部分半填

20、半挖路段由于横坡太陡,采 用半边桥或挡土墙方案实施起来相当困难，在陡岩上开挖桩基或挡墙基础均会较 大地破坏自然环境,此时可采用傍山桥方案或悬出路台，在半幅挖方路基上开挖 桩基并悬臂浇筑大悬臂梁,大悬臂梁上纵向搁置小跨径预制梁,对挖方坡面以垂 吊植物加以绿化、美化。4、桥梁地质勘察问题提出：本项目地质条件探明程度，将直接关系到设计和施工方案、工程 的经济性、工程的实施难度等因素。因此只有采用先进的技术手段，查明沿线的 地质情况,才能确定合理的设计施工方案,降低工程造价。对策措施(1)严格按照资料收集、调查测绘、勘探测试、报告编制、成果审定的程序 进行。制订周密细致的勘察方案,严格执行工序管理的要

21、求,采用综合勘探方法, 提高勘探效率和成果精度，以保证勘察质量。(2)勘察重点工程为地基、桥梁、环境保护、筑路材料等。对淤泥质软土和 风化基岩，应详细查明其分布范围、性质、提供处治设计所须的地质资料、其对 本工程的影响应进行定性及定量评价。(3)勘察方法主要采用：工程地质遥感、测绘、物探、槽探、钻探、原位测试、 室内试验等。(四)隧道工程1、隧道工程地质勘察问题提出：本项目隧道穿越白云质灰岩、条带状灰岩地区，两阶段勘察设计 时应加深地质勘察的深度,进行详细勘察,取得较为完整、详实的基础资料后，为 隧址选择提供依据，“避重就轻、趋利避害”，应尽可能从源头上避免大幅度增 加工程投资的可能性;若必须

22、通过不良地质区段时应充分调查和掌握隧道地区的 工程地质与水文地质资料，尽量避让或减短影响区长度;对工可阶段确定的隧址 推荐方案，进行补充地质调绘和勘察，对隧道所在区域的地形、地貌、工程地质条 件及水文地质条件作出详细评价,并根据围岩的定性、定量指标进行综合岩体分 级,依据相关成果对局部路线进行优化、细化,最终确定隧址方案。特长隧道工程地质勘察应分阶段进行，并与设计阶段相对应，工程地质勘察 的结果分析应建立在综合分析的基础上，为隧址选择提供“地质选线”与“环境 选线”的依据。通过对项目招标文件和工可文件的工程地质研究，下阶段工程地 质勘察的重点措施包含以下几个方面：对策措施：(1)断层破碎带勘察

23、重点项目区构造主要为川东弧形构造带的组成部分，区内构造形迹以北北东北东向梳 状褶皱为主,背斜近轴部局部伴生有逆冲断层,沿线仅发育瓦屋咀-饶家甥冲断层。 勘察阶段分析区域地质资料,确定区域存在的主要断裂及其展布组合特征,进而 确定隧址区内可能存在的断层及其位置,通过现场踏勘和调绘追踪断层出露的位 置，同时结合物探对可疑地段进行勘探,布设钻孔加以验证,揭露断层的位置、规 模、产状。综合分析区域地震构造、地震活动性的基础上，在断层带两侧布设氧、汞探 测点进行场地断层气探测，结合断层样本的放射性14c年代测试,判定隧址区内 断层是否为活动断层,是否为发震断层,进行工程地震安全性评价。(2)岩溶勘察重点

24、查明隧道岩溶的发育强度、基本形态、规模大小、分布规律及其与地层岩性、 地质构造、地表水及地下水之间的关系。查明隧道岩溶水的埋藏特点、富水程度、 补给、径流、排泄条件，地下水位标高和水位变化特点。对软土与软岩层的岩溶 塌陷作出正确评价。2、隧道穿越采空区段处治对策问题提出：本项目穿越煤矿采空区，煤矿采空区是隧道主要地质病害之一。 由于煤矿开挖,在采空区四周形成松散区，当隧道施工至此进行爆破作业时极易 发生坍塌，对隧道危害较大。对策措施：勘察：收集、研究已有资料，通过调查，结合物探、钻探及其他有效手段查 明煤矿采空区的形成年代、分布范围、具体规模等资料，为隧道采空区治理措施 提供可靠依据采空区治理

25、过程中主要的方案有:开挖回填法、跨越法、灌浆充填加固法、 灌浆柱支撑加固法、片石（或干浆）回填法等，其中灌浆法应用较广。设计时需要 根据采空区的规模、位置、开采方法、采空区年代等综合确定处治策略。3、隧道穿越煤层瓦斯段处治对策问题提出：本项目明月山隧道、铜锣山隧道均穿越含煤地层，隧道建设中可 能存在瓦斯风初勘应在分析区域地质资料及地质调绘的基础上，进行钻孔内相应 层位瓦斯含量及其压力的测试评价煤系地层及瓦斯气体对隧道施工、运营期间的 影响，并采取相应的治理措施。对策措施：煤系地层围岩具有以下特点:煤层强度低，多呈碎块状、蝮片状、粉状，坚固 性系数f值较小:煤层中含瓦斯,其浓度、压力变化不定:富

26、水软弱的煤系地层隧 道结构初期支护变形大,开挖易塌方,对施工非常不利。设计应根据煤层中瓦斯含 量及瓦斯压力,合理确定瓦斯等级及瓦斯工区。煤系地层段隧道设计的重点在于防瓦斯突出、防爆和防塌。根据隧道中的瓦 斯逸出量进行专门的施工通风设计,制定合理的施工通风方案,加强施工通风。防突的关键是对煤层瓦斯赋存情况探测与揭煤量的掌握，施工时在前期勘察 的基础上，通过物探、超前钻孔等地质预报手段确切掌握煤层层位、厚度、瓦斯 压力、顶底板岩性等。当瓦斯气体含量较高、压力较大时,加固岩体并封闭开挖 线外煤层裂隙,减少瓦斯溢出量,并设置超前钻孔排放开挖范围内瓦斯气体。防爆的关键在于安全操作制度的制定与落实情况。施工前应按现行公路隧 道施工技术规范JTG/T3662020,及相关规制定安全操作制度,并对作业人员进 行安全教育。施工中严格执行安全操作制度，并加强通风及瓦斯浓度实时监测,