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隧道安全专项方案
隧道安全专项方案
京昆高速河北省石家庄至冀晋界公路LJ-11项目经理部二
O一三年月八日
1、工程概况、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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2、地质、水文状况、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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3、施工方案、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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3、1V级围岩侧壁导坑法开挖、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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3、2级围岩上下断面正台阶法、、、、、、、、、、、错误!
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4、现场监控量测、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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4、1现场量测项目及内容、、、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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4、2超前地质预报、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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5、隧道施工安全保证措施、、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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5、1隧道开挖安全技术措施、、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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5、2钻孔安全保证措施、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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5、3爆破施工安全保证措施、、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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5、4装碴与运输安全保证措施、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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5、5隧道支护安全保证措施、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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5、6隧道衬砌安全技术措施、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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5、7防止隧道坍塌的措施、、、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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5、8洞内通风与防尘安全保证措施、、、、、、、、、、、错误!
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5、9洞内防火与防水安全保证措施、、、、、、、、、、、错误!
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5、10洞内电气设备安全保证措施、、、、、、、、、、、错误!
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6、隧道危险源分析、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、错误!
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辛庄隧道开挖专项施工方案
1、工程概况本合同段辛庄隧道为1座分离式隧道,左洞起讫里程为ZK59+461ZK61+081,长1620m,右洞起讫里程为K59+441K61+056,长1615m,净空(宽高)
14、5米
5、0米,洞门形式为端墙式。
隧道左线最大埋深约325m,右线最大埋深283m。
其中左线ZK59+880ZK60+000,右线K59+660K59+880段为浅埋段,最小埋深为
11、2m。
辛庄隧道围岩类别一览表左线右线起点里程终点里程长度围岩类别支护方式起点里程终点里程长度围岩类别支护方式59+46159+47615VDM59+44159+45615VDM59+47659+51640VZ5P59+45659+50650VZ5P59+51659+60690VZ559+50659+57165VZ559+60659+66660Z459+57159+64170Z459+66659+826160Z4P59+64159+751110Z4P59+82660+026200VZ5P59+75159+931180VZ5P60+02660+866840Z359+93160+881950Z360+86661+006140Z460+88160+96180Z461+00661+06660VZ5P60+96161+02665VZ561+06661+08115VDM61+02661+05125VZ5P61+05161+0565VLM总长度16202015辛庄隧道支护参数表围岩类别超前支护初期支护参数系统锚杆钢筋网钢支撑喷射混凝土LM108大管棚DM108大管棚Z5P双层
4、5米42导管RD25N中空注浆锚杆,长4米50*100梅花型820*20双层22B工字钢50C25/28Z5单层
4、5米42导管RD25N中空注浆锚杆,长4米75*100梅花型820*20双层22B工字钢65C25/28Z4P单层
4、5米42导管25砂浆锚杆,长
3、5米100*100梅花型820*2020工字钢100C25/24Z4单层
4、5米42导管25砂浆锚杆,长
3、5米100*100梅花型820*2020工字钢100C2524Z3-22砂浆锚杆,长3米120*120梅花型
6、525*25-C2518
2、地质、水文状况隧道走向近东向西,隧址区属构造剥蚀低山地貌,地形起伏大,地面标高5
93、79
23、6m,高差3
29、9m。
地势总体由东向西逐渐抬高。
隧址区主要是强风化、中风化、微风化石灰岩。
其中强风化、中风化岩石风化裂隙发育,岩体破碎,稳定性较差;微风化石灰岩节理裂隙较发育,岩体较破碎,呈块状镶嵌结构,围岩稳定性一般,有掉块和冒顶现象,有小断层,局部岩体为碎裂结构,易坍塌。
地势中间高,两侧低,储存及接收大气降水补给条件差,地下水不发育。
隧址区树枝状侵蚀谷比较发育,坡度大,沟谷无常年性水流。
隧址区域内地下水主要为岩石裂缝水,但水位远低于隧道设计标高,对隧道影响不大,雨季时可能有滴水和渗水现象。
3、施工方案左右线间距30m,分别由两端洞口向分界点掘进,采用光面爆破技术施工。
开挖掘进采用YT28风动凿岩机打眼,爆破器材采用乳化炸药、毫秒雷管、导爆索。
钻孔布设采用掏槽眼、辅助眼、周边眼布局形式。
施工原则“管超前、短进尺、弱爆破、勤量测、早封闭、适时衬砌”。
、级围岩每循环不大于3m。
总体实施掘进(钻爆、无轨运输出碴)支护(管棚、拌、运、锚、喷)衬砌(拌、运、灌、振捣)三条机械化作业线。
通风采用大功率通风机、大口径软管、压入式长大隧道供风技术。
洞口段采用长大管棚超前支护(采用108mm无缝管,间距40cm,长20m,拱顶120范围布设),洞内超前支护采用
4、5米小导管预注浆,初期支护系统锚杆采用砂浆锚杆或中空注浆锚杆,湿式混凝土喷射机喷射混凝土,人工架设钢拱架,出碴采用装载机配自卸汽车运输。
施工过程中地质工程师每循环对地质条件进行复核,定期或不定期采用地质雷达或地震波反射法(SP-203系统)或超前钻探取芯法等手段对开挖断面前方进行地质状况探查,为下一掘进支护提供参考数据。
3、1V级围岩侧壁导坑法开挖洞口浅埋段及V级围岩地质较差地段采用双侧壁导坑法施工。
明暗交界洞口先施工套拱,管棚、小导管超前预支护后施工。
开挖预留变形量按设计要求12cm,施工过程中根据前三个循环测量情况做适当调整。
3、1、1施工工序如下:
、主洞全断面长管棚超前注浆预支护左侧导洞上半断面开挖、左侧导洞上半断面初期支护(安装钢拱架、挂设钢筋网、安装锚杆、喷射混凝土)左导洞下半断面开挖、左侧导洞下半断面初期支护(安装钢拱架、挂设钢筋网、安装锚杆、喷射混凝土)右侧导洞上半断面开挖、右侧导洞上半断面初期支护右侧导洞下半断面开挖、右侧导洞下半断面初期支护(安装钢拱架、挂设钢筋网、安装锚杆、喷射混凝土)。
主洞上部开挖、主洞上部初期支护(安装钢拱架、挂设钢筋网、安装锚杆、喷射混凝土)主洞中部开挖主洞下部开挖、主洞下部初期支护、浇筑主洞仰工、敷设防水板,采用模板台车全断面一次模筑二次衬砌混凝土双侧壁导坑法开挖及支护施工工序图
3、1、2工序拉开距离说明左侧导洞上下台阶作业面间距812m;右侧导洞上下台阶作业面间距812m;左右侧导洞作业面拉开距离812m。
中导洞上台阶距中台阶10m,中台阶与下台阶距离10m。
二次衬砌滞后中导洞下台阶不大于25m。
3、1、4浅埋段施工左线ZK59+880ZK60+000,长120m;右线K59+660K59+880,长220m为浅埋段,最小埋深为
11、2m。
施工图设计超前支护为双层42小导管,长
4、5米;系统锚杆RD25N中空注浆锚杆,长4米;双层8钢筋网;钢拱架为22b工字钢、间距50cm,喷射混凝土为C25,28厚。
实际开挖接近该位置时,通过掌子面围岩状况及超前地质预报确定正确支护方案。
加强超前支护及预注浆,减小钢拱架间距,每循环进尺控制在30cm,必要时采用管棚。
3、1、5施工注意事项在各分部开挖时,严格遵守“短进尺、强支护、快封闭、早成环、勤量测”的原则,开挖一循环,支护一循环。
开挖进尺控制在12榀格栅钢架间距。
施工中,各分部适当拉开间距,平行作业,严格管理,减少干扰。
开挖施工中,拱部稳定最为关键。
在两侧壁导坑开挖支护完成后,拱部应力集中围岩应力增大,应在监测指导下开挖,控制施工进度,及时施工拱部模筑砼。
施工时,须根据监测情况调整施工参数,加强支护结构,改变施工工序。
增加监测点数,加大监测频率,信息化施工。
中间核心土开挖时,注意对衬砌结构的保护,防止碰撞。
仰拱开挖后须及时浇注,防止积水软化基底。
监测是施工中重要一环,对施工指导意义重大,由专人负责按频率进行量测,以确保因施工影响引起的局部突变,信息及时反馈。
双侧壁导洞尺寸以满足机械设备和施工条件为主确定。
施工时左右侧导洞错开10m间距。
中间核心土开挖在两侧导洞稳定后进行。
双侧壁导坑法施工时,控制关键点是施工安全,因而在施工组织时在现场设专职安全质量监督员,对施工过程中的各个工序、各个部位安全情况进行检查监督,督促落实项目部各项有关安全质量的规章制度,保证施工过程安全。
施工过程中,同时施工工序多,施工干扰大,现场专职指挥调度员,根据现场施工实际情况调配施工资源,对现场施工设备统一管理,针对关键工序、关键部位施工采取资源倾斜,保证施工安全。
3、2级围岩上下断面正台阶法开挖预留变形量按设计要求7cm,施工过程中根据前三个循环测量情况做适当调整。
3、3、1级围岩施工顺序说明
(1)
(3)
(2)
锁脚锚杆级围岩施工顺序图
(1)上台阶开挖、初期支护;
(2)下台阶开挖、初期支护;(3)安装防水板、钢筋、浇筑二衬混凝土。
3、3、2注意事项
(1)步序距离要求,上台阶开挖长度控制在3050m,二次衬砌滞后下台阶长度不大于80m。
(2)隧道开挖按3m为一循环进尺,初期支护边开挖边支护,二次衬砌应根据监控量测结果综合分析,适时施做。
(3)施工过程严格遵循“短进尺、弱爆破、二衬紧跟、勤量测”的原则,控制最大临界速度不大于15cm/s
4、现场监控量测
4、1现场量测项目及内容主要量测项目及内容序号量测项目量测仪器主要内容1洞内、外观察现场观测、地质罗盘
1、开挖面围岩自稳性;
2、岩质破碎带、褶皱节理等情况;
3、核对围岩类别及风化变质情况;
4、地下水情况;
5、支护变形开裂情况;
6、洞口浅埋地表下沉情况。
2周边收敛位移WPm-3收敛计根据收敛情况判断:
1、围岩稳定性;
2、支护设计和施工方法的合理性;
3、模筑二次衬砌。
3拱顶下沉NA28水准仪挂钩式钢尺水准尺监视拱顶下沉值,了解断面变化情况,判断拱顶的稳定性,防止坍方。
4洞口地表沉陷NA28水平仪、水准尺判断隧道开挖对地表产生的影响及防止沉降措施的效果。
选测项目:
钢架内力及外力;围岩体内位移;围岩压力及两层支护间压力;支护、衬砌内应力;锚杆轴力。
a、周边水平位移量测测点埋设:
喷锚支护施作后,用风钻凿40mm、深200mm的孔,先用1:
1水泥砂浆灌满后再插入测点固定杆,尽量使同一基线两测点的固定方向在同一直线上,等砂浆凝固后,即可进行量测工作。
量测方法:
采用WPm-3收敛仪监测。
即用一根在弹簧作用下被拉紧的带状钢尺作为传递位移的媒介,通过百分表测读隧道周边两点相对位置的变化,从而计算出该两点基线方向上的相对位移。
b、拱顶下沉量测拱顶位移量测的测点用风枪打眼埋设好固定杆,并在外露杆头设挂钩。
测点的大小要适中,如过小,测量时不易找到;如过大,爆破时易被打坏。
支护结构施工时要注意保护测点,一旦发现测点被掩埋,要尽快重新设置,以保证数据不中断。
采用水平仪、水准尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉,精度可达12mm。
量测时用一把24m长的挂钩式钢尺挂上即可。
拱顶下沉量测见图。
全断面测点布置图1正台阶测点布置图2
1、5
1、5起拱线
2、0
1、0拱顶下沉测点
1、5
1、5起拱线
1、0
1、0
1、0拱顶下沉测点拱顶下沉量测示意图c、地表下沉量测测点布置:
与洞内收敛、拱顶下沉量测断面里程对应,地表下沉量测点集中设在隧道中线附近,并在开挖面前方H+h1处设测点,(H为隧道埋深,h1为上半断面净高),直到开挖面后方约35B处。
测量方法:
采用水平仪、水准尺配合测量地表沉降,精度可达24mm。
用经纬仪将所有测点布设于同一直线上。
测点钢筋安设就位后,表面磨平,并用钢钉等锐器在其表面冲眼标记。
地表沉降量测区间及测点布置见下图。
地表沉降量测测点布置图d、量测频率量测项目每段相隔距离每段安设量测频率0-15天16-30天31天以后隧道内地质和支护状况的观察隧道各掌子面1次/每天1次/每天1次/每天隧道净空变位测定5-20m水平收敛3对测点1-2次/每天1次/每2天1次/每周拱顶下沉量测定5-20m3点1-2次/每天1次/每2天1次/每周地表下沉测定5m洞口段35m1次/每天1次/每2天
4、2超前地质预报为避免不良地质对施工的影响,施工时,充分运用地质超前预报技术,探明前方的岩溶、涌水等不良地质,以便于提前采取措施,确保施工安全。
超前地质预报可根据实际情况选用下面几种办法
(1)地震波反射法TSP-203系统TSP超前地质预报系统是目前隧道及地下工程地质预报工作中采用的较为先进的设备,其工作原理是利用地震波在不同地层中产生的不同的反射波特性来预报隧道前方及周围临近区域的地质状况,分析判断开挖面前方100200m范围内的地质情况。
该系统的使用,可极大提高对地质情况的判识能力,为施工生产提供安全保证,该方法是地质复杂隧道施工中采用的主要预报手段。
(2)超前钻探取芯法超前钻探主要用于探测断层、突水、涌泥等不良地质,此法较地震波反射法和地质雷达探测法更具直观、准确的特点。
施工时采用液压钻机超前钻探法提取岩芯,通过岩芯和钻进过程中的地质情况分析,即可判定前方的不良地质情况。
钻探过程中如出现卡钻、顶钻,岩芯变为断层角砾岩、糜棱岩或断层泥时,或出现钻孔水流失、钻孔往外涌水、突水、涌泥时,即可判断为断层。
(3)地质雷达地质雷达可以作为TSP地质预报系统的主要辅助手段,用以实现短距离进行超前预报,可以准确探测开挖面前方30m内的地质情况。
地质雷达反映的是地下介质的电性分布,将其转化为地质体分布时必须把地质、钻探、地质雷达记录这三方面的资料有机结合起来,以此获得检测对象的整体状况。
通过对雷达数据处理,以最大可能的分辩率在图像剖面上显示反射波,提取反射波的各种参数,包括振幅、波形、频率等以帮助判释检测成果。
超前地质预报方法示意图接收器爆炸点前方地质情况预报周围地质情况预报开挖掌子面探1探3探2TSP预报法超前钻探法层面说明:
1、预报范围长200m以内结论相对可靠;
2、超前探孔作为对TSP预报结果的补充与确认;
3、探孔
1、探孔3采用38mm孔径钻机取芯,探孔2采用76mm孔径钻机取芯;
4、岩溶、地质构造强烈发育地段两种方法结合使用。
5、隧道施工安全保证措施
5、1隧道开挖安全技术措施隧道开挖过程中,建立一套完善科学的洞内施工安全监测体系,定期进行内、外部观测,用观测资料指导施工,制定钻爆设计时,充分考虑水平层、节理裂隙、碎石状结构及地下水较丰富等因素,防止振动过大,引起洞体不稳定,制定的钻爆破设计必须经现场爆破试验检验后再推行,并依据监测资料的变化及时调整施工程序。
对破碎地段及浅埋段采用松动爆破,以减少地层的拢动。
施工过程中应采取“短进尺、弱爆破、严控水,早封闭”等技术措施,确保安全通过不良地段。
5、2钻孔安全保证措施钻孔前,首先检查工作面是否处于安全状态,灯光照明是否良好,保证满足施工规范中要求的最低规定亮度(一般照明系统最低亮度相当于100W白炽灯以6m间隔所产生的亮度,照明系统电压不得高于220V),检查支护、顶板及两侧是否牢固,有无松动的岩石,如有松动的岩石及时支护或清除。
严禁在残眼中继续钻眼;严禁在工作面拆卸修理钻孔工具。
进洞施工人员必须戴安全帽、防护手套、穿工作服;电工和电钻工穿绝缘鞋和戴绝缘手套。
台车两侧限界位置贴反光标识并设红色警示灯。
5、3爆破施工安全保证措施严格按照爆破安全规程的规定,做好爆破材料的运输、储存、加工、现场装药、联线、起爆及瞎炮处理。
爆破器材采用乳化炸药、毫秒雷管、导爆索,首次开挖实际用药量略小于计算用药量,根据爆破效果及围岩状况逐步调整,保证爆破质量和安全。
洞内各爆破作业做到统一指挥,爆破前调度人员通知受影响的相邻工作面人员、车辆撤离到安全距离外,一般距爆破工作面的距离不少于200m。
爆破期间,所有动力及照明电路均断开或改移到距爆破点不小于50m的地点,并加以防护。
当开挖面与衬砌面平行作业时,根据混凝土强度、围岩特性以及爆破规模等因素确定其距离,一般不小于30m。
每日放炮时间及次数根据施工条件明确规定,控制装药与放炮时间。
爆破前爆破人员严格检查爆破网络,确保一次起爆成功。
遇到下列情况严禁装药爆破:
照明不足;工作面岩石破碎尚未支护;高压水涌出地段。
装炮时严禁携带火种,严禁明火点炮,严禁装药与打眼同时进行。
爆破后立即进行通风排烟,且其相距时间不少于15min,并检查有无残余炸药或雷管;顶板两侧有无松动石块;支护有无损坏与变形等,妥善处理后,工作人员才准进入工作面。
爆破后要立即进行安全检查,检查有无瞎炮,按爆破安全规程的有关规定进行处理,确认无误后再出碴。
5、4装碴与运输安全保证措施洞内装碴作业的人员、车辆听从统一指挥。
运输车辆严禁人、料混装。
机械装碴时,确保隧道断面尺寸满足装碴机械安全限界,并符合下列要求:
装碴不准高于车厢;装碴机与运碴车之间不准有人;为确保运碴车就位良好和安全进出,派专人指挥。
车辆行驶遵守下列规定:
洞内能见度较差时,车辆起动前进行观察与鸣笛警示;保证驾驶室不搭载其它人员;车辆严禁带故障运行,速度控制在5Km/h以内。
车辆在洞内行驶时,施工人员严格遵守下列规定:
不准与车辆机械抢道;不准扒车、追车和强行搭车。
卸碴时,检查设备状态符合要求时再卸碴并且要有专人指挥。
5、5隧道支护安全保证措施施工期间现场负责人会同有关人员对各部位支护定期检查。
在不良地段,每班指定专人检查,当发现支护变形或损坏时,立即修整加固。
对开挖后自稳程度很差的围岩、喷射混凝土尚未达到一定强度即趋失稳的围岩、喷锚后变形量超过设计允许值以及发生突变的围岩,应及时采取加强临时支护的措施。
对洞内围岩和地表布置的变形观测点定期观测,发现洞内和地表位移值等于或大于允许位移值,以及地面或洞内围岩、支护出现裂缝时,立即通知作业人员撤离现场,待安全处理后再施工。
对未喷锚地段的危石应及时处理完毕,脚手架、防护栏杆、照明设施确保符合安全要求。
喷射机械定机、定人、定岗,认真执行安全操作规程,坚持交接班,并作好记录。
5、6隧道衬砌安全技术措施采用衬砌台车衬砌,确保台车结构设计合理并满足施工要求,衬砌台车的吊装指定专人监护,灌注作业时指定专人监测,发现异常,及时处理。
平台、台车不得堆放料具,工作台上脚手架满铺,铺放牢固。
控制砼的入仓速度,防止模板走形甚至崩仓事故发生,台车的移动应统一指挥,任何人不得随意启动牵引设备。
仓内和泵车设电铃或对讲机联系,泵车操作人员听从仓内指挥。
模板拆除后要堆放整齐,不得乱堆乱放,钢筋尽量不堆放于洞内,备仓时随用随运。
严禁乱接电焊机线路,振捣器和电焊机线路由专业电工接线。
拆除混凝土软管或管道时,必须停止混凝土泵的运转,电源设备完整无损。
边拱混凝土挡头板安装牢固,按先边墙后拱部的顺序,两侧对称浇筑。
5、7防止隧道坍塌的措施以保护围岩,减小爆破振动和加强支护为原则,按照“超前探、预支护、短进尺、弱(不)爆破、快喷锚、勤量测、紧衬砌”的施工程序组织施工。
开挖作业必须制定切实可行的施工方案和安全措施。
(1)洞内二衬与掌子面坍塌安全保证措施根据以往的经验教训,当隧道掌子面后方发生塌方等事故时容易造成施工人员被困洞内的情况;为了保证被困人员的安全,快速、有效的实施救援,最大限度地减少事故损失,在隧道施工阶段应采取以下相关措施:
、隧道主洞施工至人行或车行横通道时,应及时贯通横通道;以供救援时使用。
、靠近掌子面的通风管采用800钢管,长度根据二衬跟进情况和围岩自稳状态确定;钢管在隧道内塌方时可作为被困人员的逃生通道。
、洞内设置无线电话,施工照明采用UPS供电照明。
、掌子面附近准备食品、紧急医用药物及相关设备。
、洞外准备临时钢架、木材、钻头、抽水机具等设施。
(2)穿越断层破碎带的安全保证措施、采用非爆破开挖,掌子面难以自稳的,先采用喷射混凝土封闭掌子面。
、采用超短台阶分部分块中隔墙法开挖,每循环进尺控制在0、8m,开挖侧导坑上半断面超前下半断面控制在510m,并及时进行初期支护封闭成环。
5、8洞内通风与防尘安全保证措施隧道通风设备专人管理。
通风机运转时,严禁人员在风管的进出口附近停留。
通风机停止运转时,任何人不准靠近通风软管行走和在软管旁边停留,不准将任何物品放在通风管或管口上。
采用大直径增强型通风管,以保证提供给隧道内的每一作业人员最少m3/min新鲜空气,保持空气流动速度不小于15m3/min,二氧化硅粉尘含量小于1mg/m3,开挖作业空间的空气中烟雾的亚硝酸、一氧化碳和二氧化碳的浓度不超过有关劳动法规要求的标准。
隧道开挖中使用
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