2019隧道不良地质段安全施工专项方案.doc
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2、道真至新寨高速公路和溪至流河渡段 第TJ12标段(YK107+650-YK113+541)隧道不良地质段安全专项施工方案喷躬于溯驭猿侗储右滓贤呼尝叹既挤梁附曳厨痊秉吕导爪暇长篓妹膀幽叫瓦汪猪遁璃辙粱羚尤几伞肚檄邢傅狈幸闺欠奖原英错纱展姿钵益牧筹斑赖扁姻草遁抄较串箭觅汽拐跺氏环迪贩剔着皱都沉亏兔让鲍狡刺姿沫拐绝觅肢咸鄂辫潞音陡凹吟袱店倒市宇秘瞻谊舟钳府匙诊仟己碟耸退卤忠修俺候姐蹦慌体苔种丫手岗擞晕疗疥骚皆刁绩皿谗足果踢敏竭曳燎逆竹卉残洼景炸虹须没鳃圾舞允窿斧翠恐窜鞘椅百钦腿韶薛桶显粒逞唾叉凉泊蒜刹乏拉蔗酱蔽旭懂绝疹穿浓毯凉犊靡跳洲裔无辱唆酶洗腔迎或圃色江锑蘑滔昔酉会逗姑擂翘玫属谅柜厩拌桔主惯洱悯
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4、溪至流河渡段 第TJ12标段(YK107+650-YK113+541)隧道不良地质段安全专项施工方案 编 制: 审 核: 审 批: 中交路桥华北工程有限公司目 录一、编制依据- 4 -二、工程概况- 4 -三、工程地质、水文- 4 -3.1 土地垭隧道- 4 -3.1.1、地质- 4 -3.1.2、水文- 5 -3.1.3、不良地质现象- 5 -3.2 张家岩隧道- 6 -3.2.1、地质- 6 -3.2.2、水文- 7 -3.2.3、不良地质现象- 7 -四、不良地质段施工方案- 7 -4.1 隧道洞口失稳安全施工方案- 7 -4.2 岩溶地段安全施工方案- 8 -4.2.1、岩溶段施工处理
5、措施- 8 -4.2.2、隧道边墙岩溶的处理- 8 -4.2.3、隧道拱腰以上小溶洞的处理- 8 -4.2.4、隧道拱腰以上大溶洞的处理- 9 -4.2.5、隧道基础及路面下小溶洞的处理- 10 -4.2.6、隧道基础及路面下大溶洞的处理- 10 -4.2.7、隧道全断面岩溶的处理- 11 -4.2.8、隧道穿过溶洞时的施工注意事项- 12 -4.3 隧道断层破碎带安全施工方案- 13 -五、不良地质段超前地质预报及监控量测方案- 14 -5.1 超前地质预报方案- 14 -5.1.1、项目组织机构设置- 14 -5.1.2、地质调查法- 15 -5.1.3、地震波反射法原理和现场测试布置-
6、15 -5.1.4、超前地质预报施工程序- 17 -5.1.5、地质雷达法- 18 -5.1.6、地质雷达原理- 18 -5.1.7、灾害风险等级及施工措施- 20 -5.2 监控量测方案- 21 -六、隧道不良地质段施工安全应急预案- 26 -6.1、隧道断层破碎带施工应急预案- 26 -6.1.1、应急预案的方针与目标- 26 -6.1.2 应急响应等级- 27 -6.1.3 组织机构及相应职责- 27 -6.1.4 项目经理部管理职责- 27 -6.1.5应急预案的工作流程- 28 -6.1.6突发事件风险分析和预防- 28 -6.1.7抢险领导小组- 29 -6.1.8应急资源- 30
7、 -6.1.9应急知识培训- 31 -6.1.10应急演练- 31 -6.1.11互助协议- 31 -6.1.12 恢复生产及应急抢险总结- 33 -6.2、 隧道塌方应急预案- 33 -6.3、 隧道涌(突)水应急预案- 42 -6.3.1、涌(突)水险情的观测与预警- 42 -6.4、 隧道突泥应急预案- 43 -6.4.1、突泥险情的观测与预警- 43 -6.4.2、突泥施工处治预案- 44 -隧道不良地质段安全专项施工方案一、编制依据1.贵州省道真至新寨高速公路和溪至流河渡段第TJ12标段(YK107+650YK113+541)两阶段施工图设计第三册,第二分册;2.贵州省道真至新寨高速
8、公路和溪至流河渡段第4标段(YK107+650YK113+541)工程地详细勘察报告质勘察报告;3.公路隧道施工技术规范(JTG F602009);4.公路隧道施工技术细则(JTG/T F60-2009);5.国家及行业现行的其他相关施工技术规范、验收标准及质量、安全技术规程;6.现场调查的工地自然条件、地区资源条件等;7.拟投入的施工管理、专业技术人员、机械设备等资源。二、工程概况我标段共承担2座隧道施工任务,其中土地垭隧道为贵州省道真至新寨高速公路和溪至流河渡段初步设计中的一座上下行分离隧道。左幅起讫里程桩号为ZK107+855ZK108+660,长805m,最大埋深约178m;右幅起讫里
9、程桩号为YK107+865YK108+645,长780m,最大埋深183m。不良地质现象主要有两类:一类为进出口崩塌、崩塌堆积体;二类为岩溶、岩溶洼地。张家岩隧道为贵州省道真至新寨高速公路和溪至流河渡段一座上下行分离式隧道。左幅起讫里程桩号为ZK110+828ZK113+533,长2705m,最大埋深约235m;右幅起讫里程桩号为YK110+814YK113+535,长2721m,最大埋深251m。采用灯光照明,机械通风,属长隧道。不良地质现象主要有两类:一类为进出口崩塌、崩塌堆积体;二类为岩溶、岩溶洼地。为此道安12标项目部区专门成立了隧道不良地质段施工专项方案以保证项目部各个工区在隧道不良
10、地质段施工时安全和质量。三、工程地质、水文3.1 土地垭隧道3.1.1、地质隧址属构造溶蚀、侵蚀中低山地貌,地势起伏较大,山高坡陡;山顶海拔10001100m,河谷海拔在880920m,相对高差在80220m;自然斜坡呈折线型,上缓下陡,坡度在2045。ZK107+855ZK107+990段地貌上位于一NW走向的山脊,山脊走向与路线基本平行,路线沿着山脊顶部布设,山体坡顶较宽缓,隧道进口处地貌为高陡斜坡。ZK108+470ZK108+665段地貌上跨越一EW向山脊突出部位,山脊走向同路线方向斜交,山体斜坡陡峭,隧道出口处地貌上为陡崖。在ZK107+990ZK108+470段,纵断面地形呈负地形
11、,坡表冲沟较发育。路线揭露(出露)地层为上古生界下二叠统栖霞组(P1q)灰岩,以及下古生界下志流统韩家店组(S1hn)粉砂质泥质岩。出露岩层单斜构造,层面产状为287288810,主要发育节理面:J1, 32508688;J2, 901108590;J3, 2422455975;均为闭合节理面。进出洞口节理较发育。3.1.2、水文进洞口下方发育一季节性冲沟,该沟断面呈宽V型,纵坡降较小,沟道延伸短,勘察期间未见地表水。雨季水量集中,对临近冲沟下游沟床的隧道进口有一定的径流冲刷作用;同时由于山体较陡,降雨多沿坡面急流而下,对进洞口边坡也有一定的面冲刷作用。在ZK107+990ZK108+470段
12、,坡表发育4条冲沟,均浅切割。勘察期间未见地表水。雨季区段内地表径流沿其排泄向坡脚。该段芙蓉江位于EM向山脊南侧,平行展布,俩者相距500m,江水侵蚀面在835m高程,相对隧道洞底落差65m,芙蓉江对土地垭隧道无影响。EM向山脊北侧,平行展布一溪沟,溪沟距线路180450m,该沟断面呈宽U型,纵坡降差小,沟道延伸长,勘察期间见地表水。溪沟除受大气降雨补给外,还受隧道出口东北方位500m处的岩溶补给。岩溶洞口为1.21.5m2,顺层面发育,东西向延伸,洞内修有水渠,常年流水,为一地下暗河出口。冲沟及溶洞出口高程在9001000m,高于土地垭隧道洞底标高,ZK107+950ZK108+470,YK
13、107+960YK108+460段涌水量均超过100m3/d,属小涌水,说明地下水对隧道有一定影响。隧道区地下水较发育,地下水的补给主要靠大气降雨补给,类型以岩溶水与裂隙水为主,分布于灰岩与泥岩交界处,及灰岩层内;雨季期间地下水的排泄方式主要通过裂隙水、岩溶水等方式向坡脚及地下暗河排泄。3.1.3、不良地质现象隧址不良地质现象主要为两类:一类为危岩体、崩塌堆积体;二类为岩溶洼地、溶洞。 进出洞口斜坡层面、节理面与坡向关系基本有利于边坡稳定,但局部稳定性差,进口处受J3、C切割组合局部形成小规模楔形滑落体,相对不稳定,出口处J2、J3切割组合形成楔形滑落体,稳定性差,开挖时,在重力或者孔隙水压的
14、作用下,易产生滑塌式崩塌;同时,由于结构面倾角均较陡,在垂直节理面切割作用下,开挖处理不当易产生局部小规模倾倒式崩塌。隧道出口存在崩塌堆积体,位于陡崖坡脚,岩土体组成更新统崩坡积块石、粉质粘土,厚度为17.5m,呈中密状,厚度从小桩号(后缘)至大桩号(前缘)逐渐略增。该斜坡目前未见变形迹象。该边坡潜在破坏方向和线路小角度斜交,工程活动主要为两类:(1)隧道开挖诱发该崩塌堆积体发生变形,隧道开挖位于斜坡的中下部,开挖后堆积体易沿岩土界面发生变形,产生滑塌。建议清除上部崩塌堆积体。(2)桅杆堡特大桥桥台位于坡脚,开挖后,由于坡脚土层较厚,该崩坡堆积体易沿土体内部发生变形,因此建议在该段设置重力式挡
15、墙,保证桥台安全。隧址区地层岩性大部分为可溶性灰岩,部分围岩段岩溶发育。部分钻孔岩芯表面具有不同程度的溶蚀迹象,揭露溶洞1.4-3.2m。结合钻探,通过地质调绘,发现隧道沿线山体斜坡及溪沟两岸溶沟、溶槽发育。围岩掘进时可能产生涌、突水、塌方、偏压等工程地质问题。3.2 张家岩隧道3.2.1、地质隧址区路线整体上沿北南向展布,隧道进口处位于山脊,鸡爪地貌,地形陡峻,靠近芙蓉江支流,隧道左侧发育一季节性冲沟,地貌上以陡崖冲沟为主,地面标高一般9501020m,相对高差约 70m,自然边坡坡向约 045o,坡度 3550o;隧道出口地形陡峻,地貌上为悬崖,地面标高一般 10951035m,相对高差约
16、 60m,自然边坡坡向约 130150o,坡度 3570o; 路线 ZK111+350 ZK112+050(YK111+350 YK112+050) 段 、 ZK112+240 ZK113+030(YK112+180YK113+030)段地形呈负地形,洼地、溪沟较发育,洼地高差28m。隧址区地层为第四系全新统残坡积(Q4 el+dl )粉质黏土、碎石,崩坡积(Q4 c+dl)碎石、块石,下志留统韩家店群(S1hn)砂质泥岩,石牛栏组(S1s)灰岩、砂质灰岩、泥灰岩,龙马溪组(S1l)砂质泥岩,奥陶系宝塔组(O2b)灰岩、湄潭组(O1m)砂质泥岩、灰岩。隧址区发育断层F9,与路线交接于ZK113
17、+250 处,断层破碎带宽度约25.2m,受构造影响,断层构造带岩体极破碎。隧址区出露岩层属单斜构造,层面产状为2702951023,隧道进口处主要发育两组节理面:J1,1075;J2,9489,隧道出口处主要发育两组节理面:J1,16578;J2,28082;均为闭合节理面。进出洞口节理较发育。3.2.2、水文隧址区进口处紧靠芙蓉江支流,左侧发育一季节性冲沟,水位随季节变化明显;隧址区ZK111+350ZK112+050(YK111+350YK112+050)段、ZK112+240ZK113+030(YK112+180YK113+030)段位于为山体坡顶部位,地形呈负地形,沟谷切割较浅多为V
18、型,该段具备汇水条件,地表径流多汇集于此。地下水主要为第四系松散空隙水、岩溶孔隙裂隙水、断层破碎带孔隙裂隙水碎屑岩类孔隙裂隙水。钻孔揭示地下水发育,水位埋深 27.357.0m。大气降水是隧址区的地下水的主要补给来源,雨水多入渗松散覆盖层沿岩体表面节理裂隙下渗,另一部分沿潜水面运移到溪沟中,并以下降泉的方式排泄,一部分沿断裂渗透到深部储水构造中或侧向补给孔隙水。3.2.3、不良地质现象隧址不良地质现象主要为两类:一类为危岩体、崩塌堆积体;二类为岩溶洼地、溶洞。 危岩体、崩塌堆积物主要分布于隧道出口处,分布集中,隧址区基岩直接出露,垂直节理裂隙发育。宜清除隧道洞口上部的危岩体、崩坡堆积物,保证隧
19、道施工的安全与正常进行。 隧址区岩溶较发育,根据现场地质调绘结果, ZK112+650处发育发育落水洞,洞口3 m4m,可见深度约8m,洞内有积水,周边中厚层状灰岩出露。综上所述,本标段隧道不良地质现象主要分为三类:一类为危岩体、崩塌堆积体;二类为岩溶洼地、溶洞,三类为F9断层破碎带。四、不良地质段施工方案4.1 隧道洞口失稳安全施工方案土地垭隧道出口及张家岩隧道出口存在危岩体、崩坡堆积物,隧道在边仰坡施工前必须对危岩体进行自上而下彻底清除。清除完后喷射混凝土进行防护。因为隧道洞口施工将会对危岩体、崩坡堆积物扰动导致洞口山体失稳,从而发生洞口失稳的安全隐患。洞口开挖安全注意事项: 洞口边仰坡开
20、挖前,先在明洞边仰坡开挖线外布置观测点,严密观测洞顶围岩变化。观测点应布置在仰坡顶510m范围,间距每5m一个。还应根据岩层走向、厚度、顶部位置具体设置,应保证能观测到顺层岩体的位置变化。根据观测数据,分析洞顶围岩变化,当洞顶沉降出现突变,产生较大的横向、竖向位移时,应实地观察洞顶地表有无出现裂缝,并加强观测。如果观测数据有继续加大,裂缝宽度变大或者数量增多,则洞口可能出现失稳,需要停止进洞进行处理。 洞口段正洞施工:进洞开挖,开挖方式应采用环形导坑预留核心土法。遵循“短进尺、弱爆破、早封闭、勤量测”的施工原则,每循环进尺以一榀拱架间距为宜,尽量采用预裂爆破。观察记录工作面的工程地质与水文地质
21、情况,作地质素描。观察开挖面附近初期支护状况,判断围岩、隧道的稳定性和初期支护的可靠性。由工区地质组进行,其他技术人员协助。地表量测:在级围岩且埋深小于40m的地段沿隧道轴向每隔510m布设。同时在横向依据实际情况,选定主断面,沿主断面布设测点,以了解地表沉降的横向影响范围。洞内量测:按照设计及规范要求,对隧道进行拱顶下沉及围岩收敛量测,发现围岩变化异常立即采取加固措施,确保施工安全。4.2 岩溶地段安全施工方案4.2.1、岩溶段施工处理措施隧道施工前,先要通过超前地质预报、物探、钻探等方法查明隧道岩溶的类型、规模和特点,提前采取合理的施工方案进行处理。4.2.2、隧道边墙岩溶的处理在隧道边墙
22、处发育的溶洞,采用回填方式进行处理。见边墙溶洞处理示意图,回填采用M7.5号浆砌片石,厚度不小于2.0m;每隔2m设置一处100mm软式透水管与中心排水沟相连,保证地下水畅通。4.2.3、隧道拱腰以上小溶洞的处理对于隧道拱腰以上的溶洞发育深度小于2.0m的地段,采用回填方式进行处理。见拱腰以上小溶洞处理示意图,回填采用泵送C15混凝土,为避免回填混凝土对二次衬砌局部产生过大压力,根据溶洞大小,要求在其四周施作约1.2*1.2m间距的22砂浆锚杆,深入围岩不小于1.0m。回填施工完后再施作喷射混凝土和钢筋网初期支护等。4.2.4、隧道拱腰以上大溶洞的处理对于隧道拱腰以上的溶洞发育深度大于2.0m
23、且溶洞宽度小于隧道开挖面的地段,采用此方案进行处理。主要有以下两种情况:A、溶洞内无填充物(或可清除):见拱腰以上大溶洞处理示意图(无填充物),采用泵送C25混凝土浇筑,混凝土最薄厚度不小于50cm,要求两侧嵌入岩石内不小于50cm,且施作约1.2*1.2m间距的22玻纤锚杆,锚杆嵌入围岩不小于1.5m;混凝土后堆填沙袋。以上施工完后再施作原结构的喷射混凝土和钢筋网初期支护等。施工时注意预埋100软式透水管,间距2m,并以型排水管引出。B、溶洞内有填充物:见拱腰以上大溶洞处理示意图(有填充物),先水平施作42*4mm超前小导管,环向间距30cm,注水泥水玻璃浆液,注浆量根据实际情况决定。开挖采
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