隧道防坍塌专项方案

中铁二十局集团二公司雅康高速公路C14合同段隧道防坍塌专项方案1中铁二十局集团第二工程有限公司雅康高速公路C14合同段隧道防坍塌专项方案编制复核审核中铁二十局集团第二工程有限公司雅康高速公路C14合同段项目经理部中铁二十局集团二公司雅康高速公路C14合同段隧道防坍塌专项方案2目录一、工程概况................................4二、隧道工程地质条件...........................41、地形地貌.................................42、水文地质条件..............................43、地层岩性.................................54、地质构造.................................5三、隧道发生坍塌原因...........................51．地质因素.................................52．施工方法和措施不当..........................6四、防坍塌方案...............................61、施工原则...........................................................................................................62、超前支护...........................................................................................................73、隧道开挖...........................................................................................................94、隧道围岩变化时动态调整措施.....................................................................115、隧道衬砌.........................................................................................................13五、隧道坍塌处理措施..........................14（一）坍塌发生前征兆...........................................14（二）隧道坍方处理措施...................................................................................141、防止坍塌扩大范围.........................................................................................142．处理坍塌方措施.............................................................................................14中铁二十局集团二公司雅康高速公路C14合同段隧道防坍塌专项方案3六、安全保障措施............................21（一）个体防护措施.............................................21（二）开挖支护安全防护措施...........................................................................22（三）加强围岩量测、超前地质预报工作.......................................................22（四）安全注意事项...........................................................................................23（五）坍方事故应急措施...................................................................................23七、制度保证措施............................23中铁二十局集团二公司雅康高速公路C14合同段隧道防坍塌专项方案4隧道防坍塌专项方案一、工程概况四川省雅安至康定高速公路C14标段隧道全长9412m，其中前碉2号隧道左线长566m；前碉2号隧道右线长562m；前碉3号隧道左线长1839m；前碉3号隧道右线长1661m；大柏牛隧道左线长2348m；大柏牛隧道右线长2423m。二、隧道工程地质条件1、地形地貌隧址区属构造、剥蚀高中山地貌区，区内地貌多形成高山、峡谷。沟谷多呈“V”型，谷底陡窄，沟床坡降大，水系呈树枝状。山脊最高约1680m，沟谷最低约1250m，地形总体变化大。2、水文地质条件隧址区地下水主要有松散层孔隙水和岩浆岩裂隙水。（1）松散孔隙水松散孔隙水主要赋存于第四系松散堆积层中，接受大气降水及地表水的补给，顺地形向沟以及沟下游排泄，并部分补给下伏地下水，具有补给条件差、径流距离短的特征，地下水不丰富。（2）岩浆岩裂隙水岩浆岩裂隙水主要赋存于花岗岩的裂隙中，埋藏分布于风化带裂隙和构造裂隙中。其丰富性和透水性较好。本次降水未见泉水出露，但在雨季时季节性泉水出露，泉水多沿破碎裂隙处渗出，泉水量小，约0.03L-0.1L/s。中铁二十局集团二公司雅康高速公路C14合同段隧道防坍塌专项方案53、地层岩性场地出露的地层有第四系全新统松散堆积层及元古代基底构造层。（1）第四系全新统松散堆积层：主要由坡残积层成因类型的碎石及粘土组成，在隧道地表零星分布，对拟建隧道无影响。（2）元古代基底构造层花岗岩类：为肉红色斑状，灰白色花岗岩类，中~粗粒结构，块状结构；局部可见流层状构造。风化后颜色呈褐黄色、黄色，局部可见铁锈。工作区大面积出露。4、地质构造工程区大地构造上处于扬子地台西缘，龙门山、大巴山台缘断褶带之西南端，西邻康滇地轴，东接四川台坳，西北侧相邻松潘-甘孜地槽褶皱系。构造部位上处于NE向龙门山断裂带和NW向鲜水河断裂带及SN向安宁河断裂带构成“Y”字形构造交汇部位东侧，具体构造部位处于龙门山断裂带西南端内。工作区地质构造简单，无褶皱及断层。隧址区内地震动峰值加速度为0.2g，地震动反应谱特征周期0.40s，对应地震基本烈度为Ⅷ度。三、隧道发生坍塌原因1．地质因素(1)隧道穿过断层及其破碎带,一经开挖,潜在应力释放，承压快、围岩失稳而坍塌；中铁二十局集团二公司雅康高速公路C14合同段隧道防坍塌专项方案6(2)当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌；(3)在挤压破碎带，岩脉穿插带、节理密集带等碎裂结构地层中，岩块间互相挤压钳制，经开挖则失稳，常见围岩掉块、坍落。在软弱结构面发育的情况下，或泥质充填物过多，均易产生较大的坍塌；(4)在构造运动的作用下，薄层岩体形成的小褶曲、错动发育地段，施工中常常发生坍塌；(5)岩层软硬相间，或有软弱夹层的岩体，在地下水的作用下，软弱面的强度大大降低．因而发生滑坍；(6)地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍塌。2．施工方法和措施不当(1)施工方法选择不当，或工序间距安排不合理。各工序间距拉得较长久，引起围岩松动、风化、招致坍方的发生；(2)喷锚不及时，或喷混凝土质量、厚度不符合要求；(3)采用钢支撑时，支撑架设质量欠佳，支撑与围岩不密贴，两者间的空隙填塞不密实，或联接不够牢固，不能满足围岩压力所需要的强度要求；(4)当初期支护钢支撑出现受力过大的现象时，未及时加固；(5)爆破作业不当，用药量过多,对围岩扰动大；(6)处理危石措施不当，引起危石坠落，牵动岩层坍塌。四、防坍塌方案1、施工原则中铁二十局集团二公司雅康高速公路C14合同段隧道防坍塌专项方案7隧道施工严格遵循超前地质预报先行，围岩破碎段“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、快加固、早成环、勤量测”的原则进行施工。2、超前支护2.1大管棚隧道进口及出口较软弱段采用大管棚作超前支护，大管棚采用Φ108热轧无缝钢管，环向间距40cm，壁厚6mm，环向间距40cm。两段钢管采用“V”型对焊或丝扣连接，钢管上钻孔径为12mm注浆孔，间距15cm，呈梅花型布置，尾部3m不钻孔作止浆段。管棚安装完成后插入4根B16钢筋制作的钢筋笼，注浆采用1:1纯水泥浆，水泥强度等级为42.5，注浆压力0.5～1.0Mpa。施工顺序：套拱范围环形开挖→临时开挖支护→导向墙及套拱施工→钻机就位→钻孔→扫孔→插入钢管→孔口密封处理→管棚钢管注浆→开挖及支护→进入开挖支护循环钻孔：采用地质钻机钻进，并顶进长管棚钢管，开孔时低速低压。钻机纵轴方向准确定位，保证孔向正确，每钻完一孔即顶进一根钢管，注一孔浆。管棚插入：钢管节采用“V”型对焊或丝扣连接，为确保同一横断面内接头数量不超过50%，相临钢管的接头错开量不小于1m，施工前先确定每节的顶入长度，编排好每孔管节顶入顺序，采用机械顶进，并做详细交底。注浆：注浆压力控制在0.5～1.0Mpa。注浆时做好记录，根据注浆压力及注浆量确定终止时间。主要技术措施：a.注浆操作人员必须经过专门培训,并实行岗位责任制，在注浆前充分做中铁二十局集团二公司雅康高速公路C14合同段隧道防坍塌专项方案8好各项准备工作。b.注浆前，在洞外将管路全部接通，进行试压，试压可用清水进行。在试压时，如管路不通或接头有漏水现象，予以排除，保持管路系统各部件完好畅通。c.注浆完毕后，清除管内浆液，用水泥砂浆紧密充填，以增强管棚的强度和刚度。认真清洗干净所有的机具设备，特别是搅拌机、注浆管、接头、阀门、贮浆桶等，以备下阶段注浆时使用。2.2超前小导管、超前锚杆超前小导管采用Φ42热轧无缝钢管，长4.5m、壁厚4mm，管壁应钻孔注浆，孔径8mm，间距10cm呈梅花型布置，尾部30cm不钻孔作止浆段；小导管前端应从钢架腹部穿过，导管就位后应焊接在刚加上，搭接长度不小于1m；注浆采用1:1纯水泥浆，水泥强度等级为42.5，注浆压力0.5～1.0Mpa。表1超前小导管每延米工程数量表超前支护类型衬砌类型单位数量超前支护类型环向间距备注BZ5j、Z5qm90Φ42注浆小导管40cm双层每环70根CZ5m43.71Φ42注浆小导管40cm每环34根Z4jm42.43Φ42注浆小导管40cm每环33根T4m72Φ42注浆小导管40cm每环56根DZ4m32.14Φ22药卷锚杆40cm每环25根施工顺序：测量放样→钻孔→清孔→钢管插入→封口→注浆→与钢架焊接。采用风钻钻眼，并将钢管顶入孔内，钢管尾端与钢架或系统锚杆焊接在中铁二十局集团二公司雅康高速公路C14合同段隧道防坍塌专项方案9一起，必要时加环向钢筋。注浆根据压力状况和跑浆情况确定终止时间，确保注浆效果。超前锚杆施工方法和系统锚杆一样，施工时根据岩体节理产状确定锚杆的最佳方向，并保持不小于1m的搭接长度，尾部焊接在钢架。3、隧道开挖根据隧道围岩情况采用不同的开挖方法：表1隧道开挖方法选择围岩级别开挖方法爆破及监控量测V预留核心土法严格爆破控制，严格监控量测IV台阶法严格爆破控制，严格监控量测Ⅲ全断面法3.1施工要求（1）施工原则：施工时先超前支护、后开挖，开挖后及时初期支护。（2）隧道左右线同时开挖时，掌子面之间距离不小于50m。（3）隧道爆破开挖前，必须根据开挖段围岩的地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循