五分部 隧道塌方处理安全专项方案

中铁二十五局云桂铁路（云南段）站前工程YGZQ-2标五分部 保上隧道塌方安全专项方案目 录一、工程概况1二、施工特点3三、隧道塌方专项施工方案的目的和目标3四、危险源辩别和风险评价3五、隧道塌方处理安全技术措施4六、隧道塌方应急预案6七、隧道塌方具体施工措施11保上隧道塌方安全专项方案一、工程概况本隧道位于白腊寨广南区间，保上隧道为本标段第一长隧道，属级风险隧道，是本标段重难点工程。洞身有三段位于曲线上，线路设计为单面上坡，进口里程DK398+335，出口里程DK407+070，全长8735m。为加快施工进度，解决施工通风及排水问题，结合地形、地质条件，本隧于进口端左线线路中线左侧30m处设置2000m长的平导一座；于线路右侧设置一座横洞（828m），与正洞相交于DK420+700。本隧分进口、横洞、出口3个工区施工，进口工区承担施工长度4365m，横洞工区承担施工长度2544m，出口工区承担施工长度1826m(反坡施工)。（一）地址特征测区覆盖层为第四系全新统坡残积（Q4dl+el）粉质黏土、红黏土、角砾土、碎石土。下伏基岩三叠系下统罗楼组（T1l）泥岩、砂岩、页岩偶夹灰岩透镜体，二叠系下统（P1）灰岩，石炭系（C1+2+3）灰岩、白云岩、白云质灰岩夹硅质岩，泥盆系上统榴江组（D3l+w）灰岩、白云岩偶夹硅质岩、页岩，中统东岗岭组（D2d）灰岩夹白云岩、硅质岩、泥质灰岩，坡折落组（D2p）灰岩夹硅质岩；下统芭蕉箐组（D1b）白云岩、泥质灰岩夹硅质岩、钙质泥岩；坡脚组（D1p）泥质砂岩夹页岩；寒武系上统博菜田组（3b）白云质灰岩、泥质条带灰岩夹泥质粉砂岩；断层角砾（Fbr）。测区在大地构造上处于南岭纬向构造体系的西端，黔桂经向构造带的西南端，构造复杂，段内发育董堡那桑圩断层，岩体受构造影响严重，节理发育较发育，岩体较破碎。（二）衬砌支护设计1、由于本隧岩溶发育，IV级围岩均采用IV级B型钢筋砼衬砌；2、对受断层 、可溶岩与非可溶岩接触带，物探断层破碎带影响地段衬砌应适当加强，具体段落如下：序号段 落影响因素采取结构加强支护其他1DK398+360+385、DK407+013DK407+038国防要求V级加强衬砌全环I20b及拱部超前大管棚2DK399+790DK399+950断层破碎带及其影响段V级加强衬砌全环I20b及拱部超前小导管超前周边注浆3DK398+385+430、DK406+945DK407+013浅埋段V级加强衬砌全环I20b及拱部超前小导管4DK399+260+300、DK404+970DK405+050、DK405+500+560、DK405+730+780物探显示极破碎V级加强衬砌全环I20b及拱部超前小导管DK404+970DK405+050超前周边注浆3、其余地段采用复合式衬砌，其中II级围岩采用带底板衬砌。4、IV级围岩段采用拱墙格栅钢架和超前小导管加强支护，V级围岩段采用全环I20b型钢钢架及拱部超前管棚和小导管加强支护，以确保安全。二、施工特点本工区隧道开挖断面大，标准要求高，工程地质条件复杂，不同程度地存在顺层偏压、浅埋、岩溶、突水、瓦斯等不良水文地质条件，存在隧道塌方隐患。三、隧道塌方专项施工方案的目的和目标为了确保斯隧道施工安全与质量，防止重大安全事故发生。通过提前制定隧道塌方施工安全专项方案，以应对隧道塌方情况的出现，及时调整施工方案，确保工程顺利进行。四、隧道危险源辨识和风险评价根据危险源辨识、风险评价和风险控制过程确定的隧道突泥、突水造成人员伤亡为重要危险源。1）可能发生事故的类型为隧道塌方，发生地点为为云桂铁路二标五分部隧道所涉及的施工作业场所。2）可能影响范围为隧道施工作业场所，可能影响的人数为现场施工作业人员。3）发生事故可能造成1人或数人伤亡，构成重大安全事故/事件。五、隧道塌方处理安全技术措施（一）监控措施1）施工过程：委托第三方现场超前地质预测预报和现场开挖班组打超前地质勘探孔（钻杆长度6米），对隧道开挖掘进前方的地质围岩状况进行预探预测。并做好过程记录（钻孔速度、卡钻次数、涌水情况等）。2）在隧道拱顶、两侧拱腰及边墙设置数个监测点（每5米一个断面），指定分部测量队专人负责，按要求对监测点的位移情况进行监测，并做好监测点位移量值的记录。对每个监测点位移量值应用统计技术（如时间位移量、累计位移量排列图）进行数据分析，随时掌握围岩的变化趋势。3）防坍塌检查。对隧道防坍塌的安全检查，要着重检查施工段是否有开裂变形以及下沉情况，危石或滑塌现象；查交叉口、断层处、破碎带、较大结构面、支护段及其它围岩软弱地段是否有裂纹变形现象；要把围岩松动、不密贴、掉碴、流泥流沙、明显的裂隙变化、水系变化、初支有明显的可见喷射混凝土开裂、掉块、锚杆的松弛或锚杆垫板的压紧或变形、钢支撑的扭曲变形等，都可作为隧道围岩与支护稳定性的危险信息，必须认真细致进行观测。如这些迹象变化速度快而明显，可作为隧道坍塌的前兆来研究施工安全对策，必须立即处理。（二）预防措施1）从宏观上查明隧道走向上有无大断层、大裂缝以及地下水活动情况，以便提出有针对性的预防措施。通过查阅地质报告、设计文件平面图与纵断面图以及总工组织技术、安全人员，沿线路轴线两侧150范围内勘察，查明隧道穿越沟谷、向斜核心、背斜两翼等的具体位置，做到宏观预报隧道施工中可能遇到的不良地质类型、规模、大约位置、方向和发生可能性。2）施工过程中应加强地质超前预报与预测，根据超前探测的地质条件应及时调整开挖及支护方案（时间允许时，应向驻地监理、建设单位、设计单位等相关方做出口头或书面汇报）。对不良地质地段应本着“短进尺、弱（不）爆破、早封闭、强支护、勤监测”的原则施工。3、施工过程中针对地质较破碎地段，危石、悬石较多时，可采用补打随机锚杆（悬挂锚杆）串挂危石、悬石的措施，来增强围岩的整体性。4）开挖过程中，加强光面爆破技术的应用能力，根据围岩情况，适时调整相应爆破参数，提高隧道开挖面轮廓质量，可避免开挖面不平顺造成较大超、欠挖和局部应力集中现象。5）发现被监测点的位移有突变的趋势时，被指定部门或专人应立即向主管领导及施工现场负责人汇报（时间允许时，应向驻地监理、建设单位、设计单位等相关方做出口头或书面汇报）。同时与技术人员沟通，根据监测数据确定相应加强支护方案。情况紧急时，应立即组织人员、机械设备撤离，并做好启动本应急预案的准备。六、隧道塌方应急预案本标段保上隧道地质条件复杂，存在突水、突泥坍塌、围岩失稳、轻微岩爆等重大地质问题或风险因素。为了保证施工顺利进行，避免人员伤亡和经济损失，本着“安全第一，预防为主”的原则，特针对可能发生围岩失稳的不良地质制定中铁二十五局集团有限公司云桂铁路2标段五分部“隧道塌方应急预案”。（一）可能发生的地段中铁二十五局集团有限公司云桂铁路2标段五分部保上隧道（二）塌方发生时人员、设备、装置、材料的部署2.1人员部署成立以施工负责人为第一责任人的塌方抢险及处理的组织机构，配置足够的应急抢险人员、设备，由施工技术部门制定应急的抢险预案，做到组织得力，分工明确，责任到人。2.2设备及材料的部署1）通讯设备：距掌子面150米处设直通分部调度有线报警电话一部；2）抢险设备：搅拌机、注浆泵、材料运输车、CAT挖掘机、装载机、风钻等；3）监测设备：全站仪、精密水准仪、塔尺、钢尺等；4）抢险材料：钢管、小导管、水泥、型钢、钢筋、速凝剂、砂石料、木材等。（三） 应急指挥体系及职责3.1 应急组织机构组 长：李太春 副组长：侯军山 王栋民 组 员：李凤英 孙奇云 王建明 宋玉喜李 林 陈则强 许红星 鲁 杰沈德闯 李志坚 仁至豪 张庆林李永松 郭 鹏 段鹏展 臧秀阳夏晓明 刘殿军 兰 亮 3.2 应急组织机构职责组长职责：（1）、学习并掌握安全知识，掌握对突发事件的处置措施。（2）、积极组织领导小组成员认真学习业务知识，明确责任落实到人，合理分工。（3）、积极响应安全活动，认真组织、学习安全工作中的技术性，及时消除隐患。（4）、突发事件发生后，应立即指挥现场抢救，负责指挥事故现场的一切处置工作。（5）、认真总结事故教训，丰富经验，按期召开安全会议。副组长职责（1）、学习并掌握突发事件的处置措施，积极组织专业处置组成员认真学习业务知识，提高应急能力及水平，明确责任，落实到人，合理分配。（2）、协助组长负责事故现场的指挥救援工作，负责组织工段部门及时抢险救灾。应急救援小组及职责：（1）、通讯联络组：由办公室、计划部组成，由办公室主任和计划部部长任组长和副组长。成员由办公室人员组成。主要职责是：负责对突发事件的报警（110、119、120），上报上级部门工作，做到报警及时，保持通讯联络畅通；并保证各种指令、信息能够迅速及时、准确的传达。办公室主任：李林 电话：18787613555计划部部长：宋玉喜 电话：15987557997（2）、抢险组：由局指和五分部安质部、工程部人员组成。主要职责是：负责组织实施抢险行动方案，协调有关部门的抢险行动；及时向应急指挥部报告抢险进展情况。局指安全总监：黄继荣 电话：15126878777工程部部长：臧秀阳 电话：15126985819安全部部长：张庆林 电话：15025252287（3）、安全保卫组：由测量队、实验室组成，由测量队队长和实验室主任分别担任组长和副组长，成员由实验室人员组成。、主要职责是：负责事故现场的警戒，阻止非抢险救援人员进入现场，负责现场车辆指挥、人员疏散疏通，引导外部救援力量到达事故发生现场，维持治安秩序，负责保护抢险人员的人身安全。测量队队长：许红星 电话：15126876957实验室主任：兰亮 电话：15126728797（4）、后勤保障组：由物资部、财务部组成，由物资部部长、财务部部长担任组长和副组长，成员物资部、财务部、食堂组成。主要职责是：负责调集抢险器材、设备、车辆、物资、资金后勤保障工作；解决全体参加抢险救援工作人员的食宿问题。物资部部长：宋玉喜 电话：15987557997财务部部长：付曦佳 电话：15126836111（5）、医疗救护组：组长由广南人民医院医生和分部医务室组成，成员由广南人民医院护士、救护车队和分部医务人员组成。主要职责是：负责现场伤员的救护等工作。 医务室主任：杨帅 电话：15912374727（6）、善后处理组：组长由项目经理担任，成员由项目领导班子组成。主要职责是：负责做好对遇难者家属的安抚工作，协调落实遇难者家属抚恤金和受伤人员住院费问题；做好其他善后事宜。（7）事故调查组：组长由项目经理、公司责任部门领导担任，成员有项目安全总监，公司相关部门，公司有关技术专家组成。主要职责是：负责对事故现场的保护和图纸的测绘，查明事故原因，统计事故损失，确定事件的性质，提出应对措施，如确定为事故，提出对事故责任人的处理意见。（四）可能发生的紧急状况以及危害程度4.1塌方在掌子面时，无人员伤亡，危险程度小（物资受损）4.2塌方在掌子面时，有人员伤亡，危险程度大（人员受损，物资受损）4.3塌方发生在已经开挖未衬砌段时，无人员伤亡，危险程度小（物资受损）4.4塌方发生在已经开挖未衬砌段时，有人员伤亡，危险程度大（人员受损，物资受损）（五）发生源控制5.1量测信息所反应的围岩变形速度和数值超过允许值。5.2喷射砼面产生纵横向的裂纹和龟裂。5.3在洞顶或洞壁发现不断掉下渣块，小石块或在构件支撑间隙不断漏出砂、石屑。5.4岩层的原理，节理缝或裂隙变大，张开。5.5隧道内渗水、滴水突然加剧或变浑。5.6以地面建筑物基础底部（或地面）至爆源中心的距离为安全控制半径，借助于经验公式V=k（Q/R）并以质点振动速度限制作为控制标准，进行反算各部分允许的单段用药量。公式中的k、a系数可根据工程类比，或通过实验爆破确定。5.7根据现场的施工条件，采用全断面一次钻眼，分台阶分次起爆，控制爆破规模以达到控制质点振动速度的目的。5.8炮眼按浅密原则布置，控制单眼装药量，使有限的装药量均匀的分布在被爆破体中，并采用非电毫秒雷管进行微差爆破，以减小爆破的地震速度。5.9掏槽眼的位置尽量布置在隧道底部，以加大掏槽部爆源至地表的距离，减小掏槽爆破对建筑物的震动影响。以上5.15.5情况的时候值班人员应该及时汇报并加强支护并派专人看守危险地段，避免人员及物资的损失。（六）应急处理的步骤及方法一旦发生坍塌事故，由掌子面技术负责人在洞内向分部调度拨打报警电话，分部立即上报局指经理部调度，有人员受伤时，经理部立即与当地医院联系安排住院抢救事宜，并立即启动应急预案，同时向当地安监部门报告。6.1首先撤出工作面施工人员及机械设备。6.2根据事故发生情况，统一步署应急预案的实施工作，应急指挥中心紧急调用全项目内可用于抢险的机具设备、物资、人员、资金投入抢险工作。6.3首先判断是否有二次坍塌的可能，确认围岩基本稳定后，组织人员和设备进洞抢险。七、隧道塌方具体施工措施（一）保上隧道塌方处理概况：保上隧道塌方，根据建设单位组织设计院、监理单位制定的坍塌处理会商纪要为依据。组织精干的管理、技术人员24小时现场负责安排施工，其他相应各部门全力配合。保上隧道进口于2011年6月24日上午，在DK399+085处发生掉块并随即发生坍塌，坍塌影响至已完初期支护DK399+054处。DK399+020060段设计为级B型复合式衬砌，DK399+060210段设计为级A型复合式衬砌。坍塌发生后，分部立即组织施工人员对DK399+047-054段未坍塌的初期支护，进行了内设I20b工字钢架支撑并喷砼，在初期支护的拱墙部位打设42注浆小导管进行注浆加固处理。2011年8月设计院提交了变更设计图“DK399+041-085塌方段之DK399+041-055段的处理方案图”（实际里程应修正为DK399+047+061）。2011年8月20日根据现场坍塌实际情况，项目部、分部与架子队共同确定了采取了出碴泵送砼浇筑护拱的方式处理坍塌。2011年10月1日采用此方法处理至DK399+073处，共计19米。2011年10月3日至11月2日期间对坍塌体进行出碴施工，DK399+073砼护拱前方未出现空腔，仍为下滑的坍塌碴体堵满。于2011年12月26日由建设单位组织设计院、监理单位到现场制定了DK399+079-094段坍塌处理会商纪要。拱部跟管打设89超前大管棚超前支护，初期支护采用双层初期支护方式处理坍塌。坍塌处理情况示意图如下：(二) DK399+051-054处理措施 1、 DK399+051-054段为确保施工安全，首先对坍塌体表面施作锚网喷防护封闭；喷C25砼厚10厘米；挂8钢筋网，网格间距2020厘米；打设42注浆小导管间距11米，梅花形布置，3.5米/根；并对塌方体坡脚采用砂袋码砌，并回填形成工作平台。2、原初期支护内拱墙位置设I20b工字钢架临时加固支撑，钢架间距1米/榀，钢架间采用22螺纹钢做为纵向连接筋，环向间距1米。每榀钢架拱脚位置打设2根4.5米长的42锁脚锚管。钢架与原初期支护间的间隙采用砼楔块楔紧。3、原初期支护受塌方影响较大，开裂变形较为突出，用钢架进行了喷C25砼加强处理，喷射砼厚度为30厘米。4、拱墙初期支护进行了打设42小导管径向注浆加固，小导管每根长4.5米，环向间距1米，纵向间距0.6米，梅花形布置，注水灰比1:1的水泥浆。注浆压力控制在0.3-0.6兆帕。5、原初期支护内设置的I20b工字钢架和喷砼为临时支撑，该段塌方处理好后进入二衬施工前需进行拆除处理。(三) DK399+054-073坍塌段的实际处理措施结合设计院提交的塌方处理方案图、现场实际情况、施工安全、施工可操作性等综合条件因素考虑，DK399+054-073段采取出碴后泵送砼浇筑砼护拱的方案进行处理坍塌。具体的施工方案步骤如下：、首先完成对DK399+047-054段初期支护进行加固处理，确保该段初期支护没有安全隐患后进入塌方段处理施工。、通过观察待坍塌岩面和坍塌形成的腔体稳定后，对坍塌体坡脚采用砂袋码砌，并形成工作平台。、在DK399+054处对坍塌形成的坍塌体进行机械出碴施工，当DK399+054端头初期支护与坍塌体坡面有一定作业空间时，停止出碴施工，使坍塌碴体形成一自然的坡面。为确保施工作业安全，首先对危石进行排除，然后对坍塌碴体坡面进行打22螺纹钢锚杆，锚杆横、纵间距为1米呈梅花形布置，每根锚杆长3米，挂8钢筋网，网格间距2020厘米，喷C25砼10厘米厚进行坡面封闭。对有条件进行喷砼施工的坍塌腔体围岩面进行喷C25砼封闭，避免坍塌碴体下滑和不稳定的围岩掉落，对施工人员和机械设备造成安全威胁。、为确保坍塌空腔下方施工作业人员的安全，在DK399+054初期支护端头与坍塌碴体形成的坡面间，采用I20b工字钢搭设以形成安全保护棚，在拱部12米弧长范围内搭设I20b工字钢保护棚，工字钢间的环向间距为20厘米（边至边间距），工字钢保护棚形成的内弧半径尺寸最小值控制在7.61米（考虑20厘米预留沉降量）。工字钢搭设形成的棚不仅起到安全的作用，还起到泵送砼时形成底模的作用。、完成好I20b工字钢的铺设后，进行拱部预埋2根133mm泵送砼钢管，预埋的泵送砼钢管从拱顶往上的垂直高度控制在4.5米，以确保浇筑的砼护拱在拱顶处的最小厚度为4.5米。在拱部预埋2根42钢管以检查泵送砼浇筑护拱的厚度。为便于缓冲层吹砂施工，在拱部预埋2根108mm的吹砂管，预埋的吹砂管从拱顶往上的垂直高度控制在6米，以确保吹砂缓冲层的厚度在1.5米。、完成好泵送砼钢管、吹砂钢管的预埋后，采用砂袋将工字钢棚与坍塌体坡面间的空间填堵满，并进行加固支撑，使其形成泵送砼浇筑护拱的底模。、进行泵送C20砼浇筑护拱施工中，砼连续作业施工，直至浇筑到预定的砼护拱厚度为止。、待砼护拱达到设计强度后，将护拱下方的砂袋和支撑杆件拆除，进入吹砂形成缓冲层和机械出碴施工环节。上台阶的开挖高度控制在3.5米，当出碴出到有施工作业空间时（纵向长度2米左右），进入上台阶初期支护施工。随着上台阶跟进施工，当有作业空间时进入中台阶和下台阶出碴及初期支护施工。初期支护拱墙I20b型钢钢架按“云桂施隧变102-I（4）-4”图施作，钢架间距0.6米/榀，钢架间采用22纵向连接筋连接，环向间距0.3米，在拱、墙脚位置设置42锁脚锚管，每处4根，每根长6米。在拱墙部位设置8钢筋网片。网格间距2020厘米，在边墙位置设置22砂浆锚杆，间距1.2米1米（环向纵向）。在拱墙位置喷射C25纤维砼，喷射砼厚度为28厘米。、当完成好一循环砼护拱、吹砂形成缓冲层及初期支护施工后，按上述施工步骤和方法进入下一循环出碴、砼护拱浇筑施工、吹砂形成缓冲层和初期支护施工。每循环进尺视出碴情况定。（四）DK399+073-088坍塌段处理（大管棚+初支）3.1 设计院出的变更设计会商纪要于2011年12月26日由建设单位组织设计院、监理单位到现场制定了DK399+079-094段坍塌处理会商纪要。该设计变更会商纪要方案的主要内容如下：3.1.1 根据超前地质预报及现场塌体揭示情况，经四方协商,决定将DK399+055-079段（实际里程为DK399+054-073段）按“云桂施隧变-102-I2/4”图施作，拱墙I20b型钢钢架按“云桂施隧变-102-I4/4”图施作。3.1.1 对DK399+079-094（实际里程DK399+073-088）段按以下方案处理：（1）、二次衬砌按“云桂施隧变-102-I2/4”办理。（2）、拱部初期支护采用双层初期支护，第一层喷C25砼，厚度25厘米，并内设I20b钢架，间距0.6米/榀，第二层为厚度30厘米模筑C30砼，内设I20b钢架，间距0.6米/榀。（3）、边墙初期支护采用C30模筑砼，内设I20b钢架并与拱部钢架顺接。（4）、径向锚管采用42钢花管，间距0.6米（纵向）1米（环向）并注水泥浆，钢筋网采用6网片，间距2020厘米。（5）、超前支护采用89大管棚，跟管施作，管棚长度20米，环向间距0.3米，搭接长度不小于5米，管内放3根22钢筋并注水泥砂浆。（6）、上、下台阶钢架连接采用4根76钢花管上注浆作为大拱脚；76钢花管长6米，斜向下台阶（两根为15度，两根为30度）。（7）、上、下台阶落底按0.6米/榀钢架制作。DK399+055-094段环盲管加密为纵向3米一道。（五）DK399+094开始向大里程方向段的处理措施，等建设单位组织设计院、监理单位制定新的方案后，为依据再处理。（六）监控量测塌方地段是最复杂的，不稳定的地段，不确定因素比较多，开挖开始，监控量测就必须跟上，量测内容包括净空水平收敛量测和拱顶下沉量测。量测分为开挖工作面观察和已施工区段观察两部分，开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次，在观察中如发现地质条件恶化，应立即通知施工现场负责人采取紧急措施。拱顶下沉量测与净空水平收敛量测采用相同的量测频率，当变形速度大于10mm/d时，量测频率采取大于3次/d，量测间距为35m，每一个断面布设4个净空水平收敛观测点，布设在拱脚部位，拱顶下沉观测点爱横断面上每3m布设一个，已施工区段也应根据情况实施测量。- 18 -