隧道工程专项安全施工实施方案

重庆市涪陵-丰都-石柱高速公路B2标(K66+000～K86+800)隧道工程专项安全施工方案重庆涪丰石高速公路总承包部第三工程处28 隧道工程专项安全施工方案一、工程概况及风险分析本标段为重庆市丰都-石柱高速公路B2标段，起讫桩号为K66+000～K86+800，路线全长20.8km。本标段主要位于重庆市丰都县境内、部分位于石柱县境内，K83+550为丰都、石柱县城交界处。路线起点K66+000位于丰都县兴义镇，近似南北走向，建汶溪特大桥跨越长江一级支流汶溪沟至高家镇，设高镇互通与303省道相连。由K67+800路线向东延伸，路线呈东西走向，修绿豆湾大桥、粉场坝大桥、朱家沟大桥、关田沟大桥、大店子大桥跨越常年冲沟，在K72+990处路基由整体式进入分离式，经石龙、建国场，至关田沟水库。设牛登坡隧道穿山至金家坪，修古家湾大桥、姜家院大桥、端公坡大桥、蒋家沟大桥跨越蒋家沟及其冲沟水系，至端公坡隧道、文庙隧道穿山至蒋家沟村，设方斗山隧道穿山至本标段终点K86+800。（一）、隧道总体概况方斗山隧道为本标段的最长隧道，为全线的重点控制性工程。隧道进口位于丰都县高家镇太运乡蒋家沟，出口位于石柱县下路镇罗林沟之间，隧道出口距下路镇约4Km，有乡村公路连通，交通较为便利。方斗山隧道为一座分离式特长隧道，进出口左右洞间距较小约18-20m，中部地段左右洞间距为30m,出口段位于直线上和R-2600m,左偏圆曲线与直线段上。隧址区的不良地质现象主要有：危岩、采空区、岩溶、煤层。危岩分布于出口段陡崖等处，主要为K85+680右50m危岩体；采空区主要分布于方斗山背斜西翼近轴部，距隧道左轴线约1公里，为横梁煤矿煤层采空区，危岩及采空区对隧道基本无影响；隧道区岩溶受地质构造及地层岩性控制，分布成带状，与岩层走向近一致，其发育区主要分布于里程K79+400～K82+900段的地层。大的岩溶形态多分布在标高700m以上及地表，隧道轴线处路面设计标高位置属于550～580m的岩溶发育带，其岩溶规模一般不大，以溶穴、溶孔、岩溶裂隙为主，岩溶管道高度一般小于2m，故方斗山特长隧道穿越可溶岩地层时遇到大的岩溶管道的可能性小。隧道穿越处煤层埋深约450m，且路面设计标高低于区内最低采空区标高约400m，环境的封闭性较弱，方斗山特长隧道穿越煤层时存在发生瓦斯事故的可能，即有煤尘爆炸危险性。初勘中未发现膨胀性岩层，但根据区域资料，方斗山特长隧道穿越地层P1中可能含有膨胀性岩层。进口洞轴线与岩层走向近于正交，洞口主要处于强风化泥灰岩中，岩体较破碎，均匀性差，松散～稍密，岩层产状306∠30°，其岩体中主要发育50°∠81°、173°∠8028 °两组节理。根据仰坡坡向、岩层产状与结构面组合关系分析，岩层产状形成外倾面，且岩体因裂隙已被切割成独立的楔形体，其稳定性差，在进行仰坡开挖中将可能产生沿基岩面顺层滑动；岩层产状与边坡大角度相交，边坡整体稳定性良好，隧道洞口边坡开挖后不会产生整体大规模滑移现象。出口位于罗林沟谷坡底部，为顺向坡，洞轴线与岩层走向近于正交，洞口地面表层覆盖崩坡积土层，厚约0.00～2.40m，斜坡基岩大部出露。隧道斜坡顶部标高约680m处存在危岩体，距隧道洞顶约100m。洞口主要处于第四系崩坡积土层与强风化粉砂质泥岩中，岩土均匀性差，松散～稍密，岩体受层面136°∠58°、裂隙255°∠32°、53°∠55°三组结构面的控制，根据仰坡坡向、岩层产状与结构面组合关系分析，岩层产状形成外倾面，且岩体因裂隙已被切割成独立的楔形体，其稳定性较差，在进行仰坡开挖中将可能产生沿基岩面顺层滑动；岩层产状与边坡大角度相交，边坡整体稳定性良好，隧道洞口边坡开挖后不会产生整体大规模滑移现象。遂址区地震基本烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1g，设计特征周期0.35s。牛登坡隧道位于丰都县高家镇建国场十一村关田沟水库东端，隧道穿越牛登坡山脉，进口段地势较缓，坡度约15°，与岩层走向斜交，覆盖土层较厚，为大片稻田和玉米地，与大店子大桥相接；出口位于一脊状山嘴中部，地势较陡，坡度约36°，植被茂密，冲沟发育，以灌木为主，与牛登坡大桥相接。隧道最大埋深约119m。出洞口段工程地质条件总体较好，洞口处于岩层强、弱风化界面附近，岩体裂隙较发育，岩层产状平缓，强风化层破碎，可能发生掉块和洞口坍塌现象，但弱风化岩体较完整，其整体稳定性较好。仰坡上部的第四系崩塌堆积覆盖层厚度不大，稳定性较差，可能产生沿不利结构面的崩塌破坏。地下水为第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水两大类，其地下水富水性差，水量贫乏。隧址区未发现瓦斯气体和其它有毒有害气体，无滑坡、泥石流等不良地质。洞身围岩为Ⅴ～Ⅳ级，以Ⅳ级为主。遂址区地震基本烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计特征周期0.35s牛登坡隧道位于丰都县高家镇建国场十一村关田沟水库东端，隧道穿越牛登坡山脉，进口段地势较缓，坡度约15°，与岩层走向斜交，覆盖土层较厚，为大片稻田和玉米地，与大店子大桥相接；出口位于一脊状山嘴中部，地势较陡，坡度约36°，植被茂密，冲沟发育，以灌木为主，与牛登坡大桥相接。隧道最大埋深约119m。28 出洞口段工程地质条件总体较好，洞口处于岩层强、弱风化界面附近，岩体裂隙较发育，岩层产状平缓，强风化层破碎，可能发生掉块和洞口坍塌现象，但弱风化岩体较完整，其整体稳定性较好。仰坡上部的第四系崩塌堆积覆盖层厚度不大，稳定性较差，可能产生沿不利结构面的崩塌破坏。地下水为第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水两大类，其地下水富水性差，水量贫乏。隧址区未发现瓦斯气体和其它有毒有害气体，无滑坡、泥石流等不良地质。洞身围岩为Ⅴ～Ⅳ级，以Ⅳ级为主。遂址区地震基本烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计特征周期0.35s端公坡隧道位于丰都县高家镇杂角岭村附近，隧道穿越端公坡所在山体的北面半腰，山脚下为蒋家沟河流。隧道进口段地势较缓，坡度约17°，覆盖土层较厚，为玉米地，与端公坡大桥相接；出口地势较陡峭，坡度约38°，植被茂密，以灌木为主。隧道最大埋深约35m。端公坡隧道设置为分离式隧道，起止桩号左线ZK76+720～ZK76+850，长130m；右线YK76+700～YK76+875，长175m。隧道左线进口位于R=2500的圆曲线上，出口位于直线段上，纵坡1.95%；右线进口位于R=3000的圆曲线上，出口位于直线段上，纵坡1.95%。隧道左右线间距进口段由16.3m渐变至21.5m。隧道进口采用削竹式洞门，出口采用端墙式洞门。隧道进出口段交通不方便，需新修筑较长的施工便道。隧道进口段施工场地较平缓、开阔，离村庄近，出口段施工场地狭窄。施工用水较方便，用电可利用附近高压电线或设置专线（二）、隧道施工工艺（详见施工组织设计）坚持“早预报、管超前、预注浆、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测、快反馈、紧衬砌”的原则，步步为营，稳步前进。隧道洞身开挖采用光面爆破,分离式隧道Ⅴ级围岩段采用拱部环形留核心土开挖法，Ⅳ级、Ⅲ级围岩段采用上下台阶法开挖；小净距隧道Ⅴ级围岩段采用“先行洞拱部环形留核心土、后行洞单侧壁导坑”开挖法，Ⅳ级围岩段采用“先行洞上下台阶、后行洞拱部环形留核心土”开挖法，Ⅲ级围岩段采用上下台阶法开挖。人工风镐开挖，必要时弱爆破，人工手持风钻钻孔，人工扒碴到下台阶，循环进尺控制在1.0m之内或与格栅钢架间距相适应。（三）、隧道安全风险分析隧道施工中通过溶洞、富水区及断层时有可能产生突然涌水现象，需预防造成重大地质灾害。另外隧道工程施工中，设计不合理、施工方法不当或偶遇不良地质条件等都可能会引起隧道坍方。主要存在安全风险如下：28 1、隧道塌方、溶洞、地表沉陷；2、支撑系统失稳倒塌；3、突泥、涌水；4、电气设备故障、严重漏电、引起停电；5、施工火灾、爆炸；6、其他。二、隧道主要施工方案施工组织中把超前地质预报纳入施工工序，建立完善的超前地质预报系统，采用先进可靠的预报方法（TSP地震波法、红外探测、地质雷达和地质超前钻孔等），根据预报结果采取相应的处理措施，制定可靠的处理方案和技术措施，科技攻关部进行科研攻关，专家组进行技术把关，借鉴我公司施工的八达岭青龙隧道施工中处理大规模的不良地质的经验，及其他国内外类似工程的施工经验总结，准备好应对各种地质病害的预案，确保在施工安全的前提下，实现隧道的快速掘进。施工中成立专业的地质作业队，每个工作面配备一名专职地质工程师和一名专职安全员，做好地质预报及施工指导、监督工作。每个开挖工班均固定配一名工程师跟班值班。进行24小时全过程监控、指导，保证各种措施、技术标准、技术交底的落实，确保按操作规程标准化作业，安全顺利通过不良地质段。加强监控量测，地表加密布置量测点，当量测结果显示围岩和支护体系变形异常时，及时修正支护参数，必要时施作仰拱和二次衬砌。突发性灾害的处理预案：在充分进行地质超前预报探明前方地质情况后，对可能突水等地段进行帷幕注浆并进行效果检查，采取强大的超前支护措施，并在开挖后及时初期支护，是不会出现大的突水突泥的。但由于隧道地质复杂多变，各种地质预报方法都有一定的局限性，施工中有可能在采取了完善的超前地质预报后，发生小型突发性地质灾害也是有可能的。因此应制定应急预案，成立管理机构，成立技术攻关组、工程抢险突击队，设置常备抢险物资、抢险组织、现场设置逃生紧急通道、应急照明线路、主动力线路。28 突水：隧道内出现突水时，为保证围岩稳定、防止充填物流失造成地下水与地表直接连通，对地表生态等造成损害，应及时在开挖面适当位置设置围堰，后方设置止水墙，止浆墙强度满足堵水要求时，首先逐个封堵预埋的排水管，然后进行回填细石混凝土和砂浆，之后对前方进行钻孔注浆和必要的帷幕注浆，经检查孔检查达到固结效果，浆液强度达到要求后，才能再次开挖。三、隧道信息化施工方案（一）、监控量测监控量测是新奥法原理的重要组成部分，是隧道施工中不可缺少的重要环节，是判定围岩稳定状况、选择支护时机以及评价支护效果的主要依据。1）监控量测计划：监控量测的项目、方法和频率及测点布置严格按设计图纸和有关规范要求进行。除必测项目外，还备齐选测项目所用仪器、设备等，当监测工程师及设计代表认为有必要时，立即实施选测项目。必测项目有地表下沉、拱顶下沉、周边位移收敛及锚杆拉拔力等。必测量测点布置见下周边位移、拱顶下沉量测测线布置图和地表下沉量测测点布置示意图。各监控量测项目采用仪器及量测频率详见下页《隧道监测项目表》。（1）、量测项目以洞内观察、水平收敛量测、拱顶下沉量测为必测项目，其它特殊地段可根据工程需要要求进行。洞外在进口浅埋段地表布点，进行地表下沉量测。（2）测量短面间距在洞内按照Ⅲ、Ⅳ级围岩地段50m、Ⅴ级围岩及断层破碎带地段10m布设量测断面。在施工过程中，围岩特性比较突出地段加设量测断面。每种岩层必须设置至少一个量测断面。（3）、量测断面测点布设测点布置：每个量测断面各布置拱顶下沉测点和一条水平净空收敛量测基线。台阶开挖时，Ⅳ、Ⅴ级围岩在拱脚以上0.5m加测一条。测点布置方法见图5.3-25。（4）、量测频率洞内观察分为开挖工作面观察和初期支护状态观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后进行，地质情况基本无变化时，可每天进行一次，对初期支护的观察也应每天至少进行一次，观察内容包括喷射砼、锚杆、钢架的状况。洞外观察包括边仰坡稳定，地表水渗透等。28 净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。量测频率见下表，实际量测频率从下表中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。2）监控量测程序分析地质勘察资料制定监控量测资料施工监控地表观测地质预测与开挖验证围岩支护结构状态观测围岩支护结构受力形变量测修改支护参数综合分析判断应急措施施工是否完成结束否否是是监控量测程序图3）量测方法（1）、量测仪器：采用高精度水准仪测量地表下沉量和拱顶下沉，采用SWJ-W收敛仪测量净空收敛。（2）、量测间隔时间：量测频率表表5.3-7量测频率变形速度（mm/d）量测断面距开挖工作面距离量测频率≥5<1B2次/d1～5(1～2)B1次/d0.2～0.5(2～5)B1次/d<0.2>5B1次/周28 现场监控量测是保证安全施工和及时了解地质情况的重要依据。依据详细的量测数据可以及时修正围岩参数和指导现场施工。4）数据处理及要求：在取得量测数据后，将同一断面的各种量测数据互相印证，以确认量测结果的可靠性。绘制位移～时间、位移速度～时间变化曲线，位移～工作面距离、位移速度～工作面距离变化曲线，利用电子计算机进行数据处理，分析围岩变形的空间分布规律，了解围岩的稳定性特征，以推算最终位移，掌握位移变化规律。变形管理等级见下表，可根据等级表指导施工。表5.3-8管理等级管理位移施工状态ⅠU0>(2Un/3)应采取特殊措施Ⅱ(Un/3)≤U0≤(2Un/3)加强支护ⅢU0<(Un/3)继续正常施工Un:洞室极限位移,U0洞室实测位移变形管理等级（1）、应及时对现场量测数据处理绘制位移—时间曲线和位移—空间关系曲线。（2）、当位移—时间曲线趋于平缓时，应进行数据处理或回归分析，以推算最终位移和掌握位移变化规律。（3）、当位移—时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时应密切注意围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。（4）、根据隧道周边实测位移值用回归分析推算其相对位移值，满足《监控量测标准表》的要求。当位移速率无明显下降，而此时实测位移值已接近表列数值，或者喷层表面出现明显裂缝时，应立即采取补强措施，并调整原支护设计参数或施工方法。（5）、建立管理基准。当围岩的予计变形量确定后，即可按规范的要求建立管理基准，并根据管理基准，判断围岩的稳定状态，决定是否采取补强加固措施。28 图5.3-26周边位移、拱顶下沉量测测线布置图E隧道中线设计标高ABDC2.5m1.7m5m5m8m8m2～7×5m2～7×5m5~25m测点基准点45°45°图5.3-27地表下沉量测测点布置示意图5）量测注意事项（1）为取得开挖后围岩早期状态变化数据，各项测点及早靠近开挖面布置（不大于2m）并标定初始位置，读取初始值。在开挖后24h内和下次开挖前，读取第一次读数，以保证量测数据的准确及时。（2）周边收敛、拱顶下沉及地表下沉各项测点应尽量集中断面布设，以便量测成果协调分析，综合运用。（3）量测时把钢尺拉出停放20min，以便钢尺温度与环境气温达到基本一致；同一洞内连续量测若干断面，如果洞内温差相差不大，可连续量测，每次量测时同时量测温度，以便对量测数据修正。（4）用台阶法开挖时，当下断面开挖靠近上半断面时，量测频率应适当增加。（5）测设点安设在距开挖工作面1m范围内，且不大于一个循环进尺，并细心保护，不受下一循环开挖的破坏。28 （6）各项位移的测点，尽量布置在同一断面内，以便于测设结果能相互印证，协同分析和应用。6）隧道地质超前预报方斗山隧道为特长隧道，隧址范围内有断层破碎带及岩溶发育带，围岩条件复杂，在施工过程需中加强超前地质预报，利用超前地质预报手段，探明开挖前方围岩特性、软弱地层段、断层破碎带等情况等，根据得出的结果，信息反馈，为正确的选择施工方法等提供依据，指导施工。本工程将采取以超前地质预报方法:（1）隧道开挖面的地质素描对开挖掌子面和两侧边墙作地质素描，并作地质展示图。地质素描图主要内容有以下几点：岩性、地质时代、岩层产状、软弱夹层、岩脉穿插及溶洞等情况。断层及破碎带的形态、产状、宽度及充填物特征。主要节理裂隙的形态产状规模及相互切割关系。地下水出水点及出露情况用符号表示，水量大的部位应表明水量大小。围岩内鼓变形部位或地段。不稳定块体的位置、形态、范围、坍塌掉块部位和地段范围。（2）岩体结构面调查岩体结构面调查，是在查明围岩体的结构特征的基础上，分析评价围岩的稳定性，从而进行地质预报。岩体结构面调查，按不同岩组或岩段、不同构造部位，选择有代表性的边墙岩面进行观测。（3）、隧道开挖面上的浅孔钻探：在施工中只在设计中提到的断层或破碎带地段超前钻孔5～10米，以便探清前方地质情况，为施工提供可靠依据。采用浅孔钻探方法，主要是在钻进过程中，从钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色及钻机的情况分析地质情况。四、不良地质处理措施在施工过程中，为防止意外事故发生，保证施工顺利进行，根据施工经验特对不良地段施工加以叙述：（一）、概述对本标段不良地质地段如有断层破碎带和浅埋强风化地段，施工时容易发生坍方和涌水，给工程带来损失和延误工期，因此要予以重视。根据我公司以往隧道施工中处理不良地质地段的施工经验，确定总体施工方案如下：在接近断层及接触带时，加强地质预报，结合管棚、小导管、炮眼钻进及岩性情况进行综合分析，准确判定出开挖前方工程地质、水文地质、围岩松动情况及围岩类别，提供相应的图表资料和提出合理性施工方案建议。（1）必要时利用钢拱架和超前导管注浆防护；28 （2）减少循环进尺，采用无爆开挖或松动放炮，尽量减少对围岩的扰动；（3）及时支护，做到随挖随护；（4）加强施工组织管理，严格施工工序，并组织好物资供应工作；（5）加强施工量测，及时反馈信息。（二）、松散地层施工松散地层的特点是稳定性差，结构松散，若有地下水时施工中极易发生坍塌。在这种地层施工，主要是减少对围岩的扰动。施工中常用手段：先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭的办法。超前支护施工方法主要有超前大管棚、超前小导管预注浆等几种施工方法。（三）、溶洞处理在岩溶发育地段进行隧道开挖施工时，采用超前探测钻孔对溶洞发育规律进行探测预报，根据探测结果，采取相应的处治措施。溶洞水的处理：以排为主，堵排结合。隧道通过岩溶含水带时，对于超前探水孔中单孔流量＞2L/S，或总流量的溶洞＞10L/S，预留5～10m岩盘进行注浆堵水。对于富存岩溶水的岩溶，凡与上部岩层或地表有水力联系的，溶洞水无法在衬砌之前排干的，则采用全封闭衬砌；而与地表及溶洞外部岩层无水力联系的干溶洞或溶洞水囊，采用半封闭衬砌，并与墙背设置弹簧排水管，引水入中心排水沟。（1）、预防突水技术措施：1）、加强地质预报。利用液压钻孔台车超前钻挖和现场工程地质预报综合分析判断相结合，超前探明前方地质与水文情况。每次探水段长7.5m，开挖5m，保留2.5m开始下一次探水。探水孔孔径（终孔）为55mm，钻孔外偏角为10°，并对探水孔出水点位置、水量、水压等做详细记录。具体布置如下图所示：2）、开挖中的预防。爆破开挖中，在周边与中间夹钻数个超深度的检查孔，未见异常才进行爆破作业，并严格控制爆破规模。（2）、注浆堵水：1）、如果出现涌水量超过设计范围的情况，我部将首先填写实际测量的数据资料上报驻地监理办。2）、对于可能突水地段超前探水孔中2/3孔出水且总水量大于10m3/h的情况采用全断面堵水注浆。注浆孔布置如下图所示：28 注浆范围为隧道平均开挖半径的2倍，单孔注浆有效扩散半径为R=3.6米，注浆孔底中心距D=1.5m、R=5.4m，注浆最终压力为出水口压力的2—3倍。断层破碎带采用前进式注浆，注浆小分段长度5—10m，岩层较好，涌水量不大时，可一次全孔注浆。图示注浆段可根据现场情况进行调整。设计30m一环全断面注浆，施工中根据探水钻孔探明的出水点位置，可调整注浆长度。注浆后，总出水量小于2立方米/小时且一处出水量小于0.6m3/h，即可结束注浆。注浆材料采用水泥——水玻璃浆液，水泥为425号普通硅酸盐水泥，水灰比W/C=0.6-1.1，水玻璃玻镁度30-40Be，双液体积比c/s=0.7-1.4，凝胶时间根据现场实际情况确定。3）、对于灰岩地段超前探水孔中总水量小于10m3/h，但个别探水孔出水量大于2m3/h的情况。其注浆孔布置如下图所示：28 施工时根据探水钻孔探明的出水点位置、水量和预注浆段岩层节理、裂隙发育情况等布置注浆个数和位置。注浆范围为：在出水通道范围内，隧道开挖轮廓线以外5—6m，单孔注浆有效扩散半径R=3.6m，注浆最终压力为出水口压力的2—3倍。注浆后，总出水量小于2立方米/小时且一处出水量小于0.6m3/h，即可结束注浆。注浆材料采用水泥——水玻璃浆液，水泥为425号普通硅酸盐水泥，水灰比W/C=0.6-1.1，水玻璃玻镁度30-40Be，双液浆体积比c/s=0.7-1.4，凝胶时间根据现场实际情况确定。（四）、隧道穿过围岩断层破碎带的施工28 本隧道洞身穿越F1断层破碎带，以碎石状压碎结构为主，围岩稳定性差。施工时易发生坍塌，对隧道施工安全和质量影响较大。为确保施工方案科学、可行、可靠，在认真阅读图纸提供资料的基础上，结合我公司以往在隧道断层破碎地段施工中的成功经历和丰富经验，采用超前钻探，全封闭深孔注浆固结、堵水，大、小管棚相结合的超前支护施工方案，特制定以下具体施工措施：（1）、在接近洞身断层破碎带20m时，加强超前地质预报和围岩量测，在开挖面拱顶、隧底、左右边墙及开挖面中心等部位超前深钻孔，依据超前钻孔施工情况，判断开挖面前方地质类别及地下水情况等，制定相应对策。（2）、在开挖断层带地段之前，对临近断裂带的洞身完成二次衬砌，提高意外时的应对能力。在断裂带施工期间，通过断层带的各施工工序之间的距离尽量缩短，二次模筑衬砌紧跟开挖面、初期支护施工，减短断裂带开挖后的暴漏时间。（3）、断层带地段超前支护施工采用打设拱部超前锚杆，纵横向间距800×800mm，必要时加设钢筋格栅拱架，间距为800mm。断层地段有涌水时，采用深孔超前单液预注浆进行堵水。（4）、采用爆破法掘进时，严格控制炮眼数量、深度及装药量，尽量减小爆破对围岩的震动。（5）、断层带地段采用分部开挖法施工，上台阶开挖面到下台阶开挖面的距离控制在3～5米。下部开挖左右采用两侧交替作业。（6）、断层地带的支护经常检查加固，开挖后开挖面立即进行喷砼作业。根据具体情况及时调整超前支护、初期支护参数。（7）、将左右线隧道进入断层带施工的时间错开，先施工右线断层地段，沿路线纵向间距错开50米，避免相互影响。（8）、断层破碎地段施工时，成立“断层带施工领导小组”和两个应急突击队，领导小组由项目经理任组长，项目总工和安全监察长任副组长，实行主要领导24小时轮流值班制度；突击队由党员、团员、模范职工、技术骨干组成，共计80人，坚持24小时轮流值班待命，做到“闻风而动”。（9）、物资设备部组成应急物资供应小组，按照施工技术方案和领导小组的指示，组织、加工、储备各种应急抢险设备、车辆、物资，运至隧道内有序堆放，做到供应及时，数量充足。（10）、施工过程中加大围岩量测的频率，及时对量测结果进行分析，并及时向领导小组汇报分析结果和处理措施。（五）、防止隧道坍塌施工措施28 隧道在施工中，一旦发生塌方，将对施工工期、工程造价、工程质量、施工安全产生难以预料的影响，故本施工组织设计，在已知工程地质条件下，采用的施工方案均以确保工程体的整体安全为出发点，对于不良工程地质地段的施工方案及方法，贯彻预防为主、查明情况、处理及时、措施稳妥的原则有效地预防和处理塌方，维护施工顺利进行。始终坚持以护为主，宁强勿弱，步步为营，稳中求快，施工贯彻“管超前，少扰动，早喷锚，强支护，紧封闭，勤测量”原则，主要技术措施是：（1）、预防施工塌方的措施实施施工全过程的工程地质超前预报工作，通过工程超前预报，提前预测，发现前方不良工程地质状况，及时制定施工方案，呈报业主、监理工程师审批，确保施工方案的正确可行。全过程、全方位进行围岩量测。对已施工地段围岩及支护状况的安全、稳定作出定性、定量分析，反馈指导于施工，为维护围岩深层稳定，必要时建议增加预应力锚索，确保已开挖地段的工程地质体的稳定。严格实施光面爆破施工技术，确保开挖周边轮廓的平整及顺直，并严格控制初期支护的施工质量，确保初期支护及时可靠，严格执行掘进爆破后及时喷射砼封闭开挖面的规定，使围岩与初支护及时组成一个承载体系，充分发挥围岩自身承载能力。1）、尽快摸清地质情况—超前探孔或上台导洞先行。2）、选用合适的开挖方法—调整台阶长度和优化钻爆设计。3）、采用掌子面周围边予注浆、径向注浆固结围岩等技术，加强对拱脚、边墙、墙边底部加固。4）、对围岩自稳时间极差的地段，可采用予设导坑，留核心土环挖法施工，此法可结合木支撑进行临时支护，更为安全可靠。5）、尽快完成初期支护和二次环形衬砌的结构封闭，以支撑围岩。6）、用测量指导施工，对围岩应形实施有效的监控，及早发现险情，以采取相应措施。（2）、处理塌方的措施施工中，万一发生了隧道塌方，将采取下述措施进行处理：及时撤出人员及设备，确保施工设备及人员的安全，派出现场安全监察哨。组成以项目总工为组长、以安全检察长、隧道工程师、施工队长、施工技术员为组员的塌方抢险领导小组，全面分析产生塌方的原因，所影响的范围，制定处理塌方的方案，并及时向监理工程师和业主呈报审批。28 根据已制定的方案进行塌方处理，首先是加固未塌方地段，防止塌方地段的延伸。如为小量岩体沿节理面下滑形成的塌方，围岩整体较稳定，则及时清理塌方，对塌方处埋设中空预应力锚杆、挂网、喷射砼进行支护；如为大塌方，已形成隧道堵塞，则应先对塌体进行注浆固结，然后用大导管或大管棚进行超前支护，通过时增加预应力锚杆及钢支撑、网喷砼，并及早进行该段的被覆，被覆时预留砼泵送口及注浆口，以便对塌穴用同级砼回填，确保工程安全。（六）、施工中具体排水工作（1）、顺坡地段：采用自然排水，不必设大型排水设施，在仰拱或铺底衬砌时一次到位，利用设计的侧沟排水，要定时清理水沟，达到文明施工的要求；在工作面附近，根据实际的出水情况，用3kw的潜水泵抽出局部基坑水，保证不间断地排除掌子面积水。（2）、反坡地段：采用接力集中抽水方式，工作面积水由水泵抽往集水箱，再由高压泵抽向洞外，集水箱采用薄钢板制做，随洞身开挖的加深，根据水量情况每200m左右，随高压水泵向前移动。并由涌水量大小和高压水泵的扬程计算随时增设集水箱和高压水泵。需要大扬程的抽水机排水，洞内设φ150mm的排水管，每间隔300～500m设一处集水井，作业面的水通过3kw的潜水泵抽至集水井。洞内排水设施布置图见下：作业面隧道口＜50m300～500m300～500m潜水泵软管φ150钢管φ150钢管集水井3kw潜水泵集水井25kw潜水泵集水井25kw潜水泵洞内反坡排水设施布置图（3）、排水由专职人员负责，加强排水设施的维护，及时延伸管路和设备，做到有备无患。五、隧道安全环保体系建立健全安全保障体系和措施。项目经理为安全生产第一责任人。经理部成立安全环保领导小组，下设专职的安全员，班组设兼职安全员。施工安全保证体系详见下图。28 施工安全保证体系安全教育安全管理安全活动安全监督安全目标：1、杜绝重伤以上（含重伤）工伤事故；2、工伤事故率不超过2‰；3、职业病发生率控制在1‰以内；无机械设备、行车事故；无火灾事故。质量安全文件学习日常安全教育安全操作培训特殊工种培训制定安全生产制度制定安全保证措施制定安全奖罚标准定期或不定期检查周一安全日活动安全无事故活动安全文明施工竞赛安全总结整改制度执行情况检查措施执行情况检查重点部位防范检查按四不放过分析事故组长：项目经理安全环保领导小组建立以项目经理为首的环保施工组织机构。科学、合理地组织施工生产，加强现场施工管理，减少对周围环境的影响。环保体系如下图：文明施工、环境保护、水土保持体系28 文明施工、环境保护、水土保持体系组织保证施工保证制度保证项目经理总工程师副经理工程部部长安全环保部部长成本合同部部长物资装备部部长各作业队长质检部工程部物资装备部成本合同部综合办公室制定环保方案和措施对照检查、监督落实协助监督环保方案措施的落实制定设备、物资防治措施制定环保目标责任制密切与当地环保部门联系贯彻执行环保法规文件依据质量状况，监督奖金发放，按有关制度进行奖罚部门检查积极配合各接受管理执行环保法规落实到个人分解到工序环保信息及时反馈减少污染最大限度地综合办公室主任（一）、组织机构28 1、建立以岗位责任制为中心的安全生产逐级负责制，制度明确，责任到人，奖罚分明。认真贯彻执行国家安全生产、劳动保护方面的方针、政策和法规。2、建立安全保证体系，明确各部门、各级人员的安全职责。建立和实施安全生产责任制。3、成立综合治理办公室，日常办公设在施工现场，负责防爆、防火、防洪、防盗，以及工程保卫等工作。（二）、安全教育1、严格广泛开展安全生产的宣传教育，使各级领导和广大职工群众真正认识到安全生产的重要性、必要性，懂得安全生产的科学知识，牢固树立安全第一的思想，自觉遵守各项安全生产法令和规章制度。2、编制详细可行的安全技术措施，逐条落实。3、定期和不定期的进行安全检查，并建立记录台帐，及时发现和解决不安全的事故隐患，杜绝违章作业和违章指挥。4、建立安全教育和培训考核制度，定期进行，当有新员工或施工人员入场，应及时进行。5、加强特殊工种的技术培训和安全教育。（三）安全纪律1、制定安全生产条例及奖惩措施，严禁违章作业和违章指挥。2、严格执行交接班制度，坚持每周一“安全活动日”的活动。3、严肃现场防护装置配备及个人防护用品发放使用管理。4、遵守劳动纪律，坚守劳动岗位。服从领导和安全检查人员的指挥。5、特殊工种持证上岗，不得从事非本工种作业。（四）安全检查1、安全检查工作程序详见下图。2、制定安全生产管理及检查制度。对检查中发现的安全问题，要建立登记、整改、消号制度，在隐患没有消除前必须采取可靠的防护措施。如有险情，立即停止施工，处理合格后方可施工。28 3、落实安全生产责任制，实施奖惩制度，保证“管生产必须管安全”。安全检查工作程序检查工作内容安全保证体系安全日常检查检查预防安全事故措施检查安全防护用品使用情况检查安全制度落实情况检查安全宣传教育工作检查安全目标规划检查日常安全活动检查安全奖罚条例执行检查安全制度制订落实检查安全法规配置检查安全工作报表上报检查安全会议记录安全工作总结安全目标安全管理六、隧道安全施工注意事项（一）、一般规定1、施工场地应作出详细的部署和安置，出碴、进料及材料堆放场地应妥善布置，弃碴场地应设置在不堵塞河流、不污染环境、不毁坏农田的地段。对风、水、电等设施作出统一安排，并在进洞前基本完成。2、进洞前应先作好洞口工程，稳定好洞口的边坡和仰坡，作出天沟、边沟等排水设施，确保地表水不致危及隧道的施工安全。3、隧道施工的各班组间，应建立完善的交接班制度，并将施工、安全等情况记载于交接班的记录簿内，工地值班负责人应认真检查交接班情况。28 4、所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带安全防护用品，遵章守纪，听从指挥。5、遇有不良地质地段施工时，应按照先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌的原则稳步前进。如设计文件中指明有不良地质情况时，必要时应进行超前钻孔，探明情况，采取预防措施。6、本规定适用于山区公路隧道的施工，不适用于水底公路隧道。（二）、开挖及凿孔1、开挖人员到达工作地点时，应首先检查工作面是否处于安全状态，并检查支护是否牢固，顶板和两帮是否稳定，如有松动的石、土块或裂缝应先清除。2、人员开挖土质隧道时，操作人员必须相互配合，并保持必要的安全操作距离。3、机械凿岩时，宜采用湿式凿岩机或带有捕尘器的凿岩机。4、站在渣堆上作业时，应注意渣堆的稳定，防止滑坍伤人。5、风钻钻眼时，应先检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好；管子接头是否牢固，有无漏风；钻杆有无不直、带伤以及钻孔阻塞现象；湿式凿岩机的供水是否正常；不合要求者应予修理或更换。6带支架的风钻钻眼时，必须将支架安置稳妥。风钻卡钻时应用板钳松动拔出，不可敲打，未关风前不得拆除钻杆。7、在工作面内不得拆卸、修理风钻。8、严禁在残眼中继续钻眼。9、钻孔台车进洞时要有专人指挥，认真检查道路状况和安全界限，其行走速度不得超过25m/min。台车在行走或待避时，应将机具收拢到放置位置，就位后不得倾斜，并应刹住车轮，防止移动。（三）、爆破1、装药与钻孔不得平行作业。2、爆破器材加工房应设在洞口50m以外的安全地点。严禁在加工房外的地点改制和加工爆破器材。长隧道施工必须在洞内加工爆破器材时，其加工砼室的设置应符合国家现行的《爆破安全规程》（GB6722-86）的有关规定。3、爆破作业和爆破器材加工人员严禁穿着化纤衣物。4、进行爆破时，所有人员应撤离现场，其安全距离为：独头巷道不小于200m；全断面开挖进行深孔爆破（孔深3-5m）时，不小于500m。5、洞内每天放炮次数应有明确的规定，装药离放炮时间不宜过久。28 6、装药前应检查爆破工作面附近的支护是否牢固；炮眼内的泥浆，石粉应吹洗干净；刚打好的炮眼热度过高，不得立即装药。如果遇有照明不足，发现流砂、流泥未经妥善处理，或可能有大量溶洞涌水时，严禁装药爆破。7、隧道采用非电塑料导爆系统，这是一种安全可靠、操作方便的新型起爆系统。8、爆破后必须经过15min通风排烟后，检查人员方可进入工作面，检查有无“盲炮”及可疑现象；有无残余炸药或雷管；顶板两帮有无松动石块；支护有无损坏与变形。在妥善处理并确认无误后，其他人员才可进入工作面。9、当发现“盲炮”时，必须由原爆破人员按规定处理。10、装炮时应使用木质炮棍装炮，严禁火种。无关人员与机具灯均应搬至安全地点。11、两工作面接近贯通时，两端应加强联系与统一指挥。岩石隧道两工作面距离接近15m（软岩20m），一端装药放药时，另一端人员应撤离到安全地点。导坑已打通的隧道，两端施工单位应协调放炮时间。放炮前要加强联系和警戒，严防对方人员误入危险区。土质或岩石破碎隧道接近贯通时，应根据岩性适当加大预留贯通的安全距离，此时只准一端掘进，另一端人员和机具应撤离到安全地点，贯通后的导坑应设专人看管，严禁非施工作业人员通行。（四）、洞内运输（1）各类进洞车辆必须处于完好状态，制动有效，严禁人料混载。（2）进洞的各类机械与车辆，宜选用带净化装置的柴油动力，燃烧汽油的车辆和机械不得进洞（如通风良好，达到“通风及除尘”要求者除外）。所有运载车辆均不准超载、超宽、超高运输。运装大体积或超长料具时，应有专人指挥，专车运输，并设置显示界限的红灯。（3）进出隧道的人员应走人行道，不得与机械或车辆抢道，严禁扒车、追车或强行搭车。（4）机械装渣时，坑道断面应能满足装载机械的安全运转，作业场地的电缆或风、水管道应有专人收放，装渣机操作时其回转范围内不得有人通过。（5）无轨运输遵守下列规定：①洞内运输的车速不得超过：人力车5km/h；机动车在施工作业地段单车10km/h，有牵引车及会车时5km/h；机动车在非作业地段单车20km/h，有牵引车时15km/h，会车时10km/h；②车辆行驶中严禁超车。③在洞口、平交道口及施工狭窄地段应设置“缓行”标志，必要时应设专人指挥交通。④28 凡停放在接近车辆运行界限处的施工设备与机械，应在其外缘设置低压红色闪光灯，组成显示界限，以防止运输车辆碰撞。⑤在洞口倒车和转向时，必须开灯鸣号或有专人指挥。⑥洞外卸渣场地段应保持一段的上坡段，并在堆渣边缘内0.8m处设置挡木。⑦路面应有一定的平整度，并设有专人养护。⑧洞内车辆相遇或有行人通行时，应关闭大灯光，改用近光或小灯光。（6）爆破器材运输：⑴在隧道工程外部运输爆破器材时，应遵守《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》。⑵在任何情况下，雷管与炸药必须放置在带盖的容器内分别运送。人力运送时雷管与炸药不得由一人同时运送，其间距应相隔50m以上。⑶人力运送爆破器材时必须有专人护送，并应直接送到工地，不得在中途停留；一人一次运送的炸药数量不得超过20kg或原包装一箱。⑷汽车运送爆破器材时，汽车排气口应加装防火罩，运行中应显示红灯。器材必须由爆破工专人护送，其他人员严禁搭乘。爆破器材的装载高度不得超过车厢边缘，雷管或硝化甘油类炸药的装载不得超过二层。⑸严禁用翻斗车、自卸汽车、拖车、拖拉机、机动三轮车、人力车、自行车、摩托车和皮带运输机运送爆破器材。（7）发生意外事故，要及时进行抢救，并及时上报，事后分析事故原因，总结经验教训。（五）、隧道支护（1）喷锚支护时，危石应清除，脚手架应牢固可靠，喷射手应配戴防护用品；机械各部应完好正常，压力应保持在0.2MPa左右；注浆管喷嘴严禁对人放置。（2）做好监控量测，当变形、收敛基本稳定后，及时进行二次衬砌。（3）当发现已喷射区段的围岩有较大变形或锚杆失效时，应立即在该区段增设加强锚杆，其长度应不小于原锚杆长度的1.5倍。如喷砼后发现围岩突变或围岩变形量超过设计允许值时，宜用钢支架支护。（4）当发现测量数据有不正常变化或突变，洞内或地表位移值，洞内或地面出现裂缝以及喷层出现异常裂缝时，均应视为危险信号，必须立即通知作业人员撤离现场，待制定处理措施后才能继续施工。（5）发生意外事故，要及时进行抢救，并及时上报，事后分析事故原因，总结经验教训。（六）、衬砌28 （1）衬砌台车下的净空以保证运输车辆顺利通行为原则计算，并悬挂明显的缓行标志。衬砌台车由专人操作并准确就位，防止侵限发生电瓶车行车事故。衬砌台车的吊装必须指定专人监护，灌注作业时指定专人监测，发现异常，及时处理。（2）台车上的材料、工具等不得乱堆乱放，防止高空坠落砸伤下面行人和机械车辆。台车上不得堆放料具，工作台上满铺底板，绑扎牢固，衬砌台车上的操作人员应注意安全，防止从台车上坠落发生人身安全事故。（3）拆除混凝土软管或管道时，必须停止混凝土输送泵的运行。（4）灌注混凝土前先检查边拱砼挡头板是否安装牢固，浇筑时按先边墙后拱部的顺序，两侧对称浇筑。（七）、隧道斜井施工安全技术保证措施（1）、以井口为中心，在井口与井底之间和井口与绞车房之间建立声光信号，安装直通电话，随时掌握井上、井下运输行车情况。立统一的调车管理制度，并由专人负责，在信号不明、机况不良、隐患不除的情况下不得调车。（2）、绞车安装深度指示器，并在钢丝绳上设明显深度标志。（3）、在井身或井底车场变坡点设挡车器，车辆本身设断绳保险装置，以防跑车。（4）、在建井期间工作面处设置简易防跑车装置，或在井身内安装电动防跑车装置，电源与绞车的安全回路互相闭锁。（5）、连挂时安装断绳保险，挂钩加设保险栓。（6）、长材运输时必须落实长材装运安全措施，运行速度不大于3m/s。（7）、井下作业人员上班必须戴安全帽，穿防滑鞋，上班前不得饮洒，上下班时不准坐斗车。（8）、加强地质超前预报工作，作好防突水、防瓦斯、防岩爆三防工作及应急措施。（9）、施工中根据围岩地质情况及开挖断面净空变化，不断修正爆破参数，优化设计方案，尽量减小对围岩扰动，以防范坍方隐患对施工安全的威胁。（八）、通风、降尘及排水通风防尘主要解决两方面的问题，一类是有毒气体，主要来源于爆破炮烟和内燃机械废气；另一类是粉尘，主要来源于洞内开挖爆破和机械作业扬起的灰尘等。1）通风总体方案28 以通风降尘净毒为主，同时狠抓机械净化，实施水幕降尘，减少污染源。通风采用管道压入式通风方式供风，风机距洞口30米安设，风管口距工作面50米左右。为减少通风管路对其它工序作业的影响，主洞通风管设置在左洞左侧和右洞右侧。辅助工作面的通风管设置在前进方向的左侧。风机布置图如下：93-1型轴流风机30mφ1300mm风管隧道通风示意图（1）、隧道双向掘进，每个工作面掘进距离不大于1700m，尼采用1台天津93-1型风机配以Φ1300mm软质风管通风（掘进600m后，洞口300m采用加强型风管）；（2）、为加快隧道内排烟速度，节约时间，在洞内根据施工情况安设局扇，以压出方式进行辅助通风。2）通风设计（1）、风量计算经计算洞口风机风量最小值：Q需=1000/[1－1.3%×(1700/100)]=1284m3风量计算主要从四个方面予以考虑，即按洞内允许最低风速计算得Q1；按洞内最多工作人员数计算得Q2；按排除爆破炮烟计算得Q3；按稀释内燃机废气计算得Q4；通过上述计算，取Q=Max(Q1.Q2.Q3.Q4)，并考虑其它不利因素，计算出洞口风机的需供风量：Q需。①按洞内允许最低风速计算：Q1=60×V×S=60×0.15×80=720m3/min式中V—洞内允许最小风速，取0.15m/s，S—开挖上台阶断面积，80m260—min和s换算常数②按洞内最多工作人员数计算：Q2=3×k×m=3×1.25×80=300m3/min式中3—每人每分钟需供应新鲜空气标准（m3/min）k—风量备用系数，取1.2528 m—同一时间内工作最多人数，按80人计③按排除爆破炮烟计算风量：Q3=V1－(K×V1t+1/V2)1/t=5840－[1－（100×10-6×5840/8.7）1/30]=503m3/min式中V1—一次爆破产生的炮烟体积V1=S×LS=80×73=5840m3LS—炮烟抛掷长度，按经验公式LS=15+G/5计算，LS=15+290/5=73mG—同时爆破的炸药消耗量，G=290kgV2—一次爆破产生的有害气体体积V2=a×G=3×10-2×290=8.7m3a—单位重炸药爆破产生的有害气体换算成CO的体积，30L/kgK—CO允许浓度，取100ppmt—通风时间，取30min④按稀释内燃机废气计算通风量：考虑在洞内同时有2台ZL50D型装载机（功率154KW）和4辆T815自卸车（功率210KW）作业，总功率1148KW，取机械设备的平均利用率为75%，1kw需供风量不小于1m3/min，算得：Q4=1148×0.75×1=861m3/min设备供风能力取Q=Max(Q1.Q2.Q3.Q4)=861m3/min。根据计算取值861m3/min，并考虑机械设备老化、工作面要求的温度（不得超过30℃）等因素，确定工作面的风量为1000m3/min。对于长大隧道，管道的漏风现象造成入口处与出口处的风量差别很大，按百米漏风率（取1.3%）计算洞口风机风量：Q需=1000/[1-1.3%×(1700/100)]=1284m3（2）风压计算通风机应有足够的风压以克服系统阻力，即h>h阻，按下式计算：h阻=∑h动+∑h沿+∑h局=4457pa①使用风管通风时，管口h动一般可考虑为55pa。②沿程压力损失系数，取h沿=ap1Q需2g/s3=4002pa;式中a—风管摩擦阻力系数，取a=3×10-4kg.s4/m31—风管长度，取1700mp—断面的周界长（m）Q需—计算风量，1284m3/min=21.4m3/sg—重力加速度，取9.8m/s228 d—风管直径1.3m③局部压力损失，按沿程压力损失的10%进行估算：h局=h沿×10%=400pa3）通风方案的确定经计算发现，供风距离越长，管道摩阻越大是困扰长距离隧道独头管道通风的难题。预选主风机风压为5000pa，则其通风有效保证长度为：1947m。假设在距洞口1800m处串联安装风压仍为5000pa风量为1000m3的接力风机，则完全满足要求。同时，为增快排烟速度，在洞内增设移动局扇进行压出式通风。4）通风设备选型和设置位置通风机和风管选用如下表：方斗山隧道每工作面施工通风设备表表5.3-9风机型号风量(m3)全压(pa)功率(kw)数量(台)备注津93-120005000110×22洞口主机，左右洞口各一津88-11000500055×22接力风机，左右洞口各一津93-120005000110×22洞口主机，1#、2#洞口各一津88-11000500055×22接力风机，1#、2#洞口各一津88-11000500055×21洞口主机，3#竖井洞口一台SDF-No6.5500-8001600-360022×22局扇通风管Φ1300mm软质风管，洞口300m为加强型主洞风管通风管Ф800mm软质风管辅助工作面风管5）通风注意事项（1）为避免“循环风”现象出现，通风机进风口距隧道出风口的距离不得小于15m。（2）通风管靠近工作面的距离不大于15m。（3）通风机装有保险装置，发生故障时能自动停机。（4）通风管如有破损，必须及时修理或更换。28 （5）通风系统定期测通风的风量、风速、风压，检查通风设备的供风能力和动力消耗并做好记录。（6）如通风设备出现事故或洞内通风受阻，所有人员撤离现场，在通风系统未恢复正常工作和经全面检查确认洞内已无有害气体之前，任何人均不得进入洞内。（7）采用机械通风，施工场所的噪声不得超过90分贝，如有超出，第一，检查风机消声器的工作性能，第二，改装或增设消声器。（8）设立通风排烟作业班组，作业人员实行通风排烟值班。6）采用湿式凿岩凿岩机凿眼时先送水后送风，施工人员佩带防尘口罩。7）机械设备净化（1）加强对进洞机械车辆的维修保养，定期检查空气滤清器是否堵塞，进、排气是否畅通，喷油效果不好的油嘴及时更换。（2）在柴油中加入净化剂。（3）禁止排烟净化未达标的车辆进入洞内。28