新哨隧道突泥涌水专项施工设计方案

新建铁路云桂线(段)站前六标段新哨隧道防突泥涌水安全专项施工案
编制封波
审核姬传军
批准樊秋林
中铁十八局集团有限公司云桂铁路段六标
项目经理部二分部
2012年03月
中铁十八局集团云桂铁路（段）六标段
新哨隧道防突泥涌水安全专项施工案
一、工程概况
新哨隧道全长11512米（DK607+430～DK618+942），位于南盘江至弥勒区间，设计为双线隧道，旅客列车最高行车时速200km/h，预留250km/h条件。

在隧道左线线路右侧35米设置无轨运输单车道平行导坑二座，进口平导长度6200米，出口平导长度3200米。

整个隧道在正洞与平导之间共设置横通道，间距为400～450米。

隧道纵坡设计为人字坡，自进口开始,5470米处于15.5‰的上坡，1200米处于8.6‰的上坡,4842米处于3.4‰的下坡。

隧道出口段处于R=10000米的右偏曲线上，其余均位于直线段。

正洞轨顶面以下210cm处为相应断面平行导坑坑底标高。

新哨隧道线下结构按双块式整体道床施工。

本隧道施工图按普通钻爆法掘进，无轨运输出碴，施工通风进出口第一个横通道贯通前按压入式通风，之后按巷道式通风。

主要存在的不良地质有：岩溶、蚀变带、构造破碎带、高地应力高地温、红黏土、潜在不稳定斜坡。

新哨隧道是在地质条件极为复杂的山区修建的高标准干线铁路，地质条件复杂多变，它集中国山区铁路艰、险、难之大成。

不仅岩溶极端发育，断层节理也较多，突水、突泥、塌、岩爆等地质灾害发生的机率较高，工程施工风险极大。

为有效防和化解施工期间的高风险，安全、有序、优质、高效的完成施工任务，我们特制订了本专项安全施工案。

二、超前探测
1.勘察与超前地质预测预报实施案
1.1.工作容
通过勘察、物探、钻探等多种手段收集隧道沿线地质信息。

对收集到的隧道地质信息进行综合研究判读，了解隧道掌子面前的地质状况，形成地质预测预报结论。

结合地质预报结论，提出下段隧道施工案，及时反馈给施工队伍。

1.2.地质预报
分部落实专业地质工作技术人员、设备，保证满足隧道施工综合超前地质预报要求。

所有专业地质工作人员在实施超前地质预报前，必须认真研究设计文
件，详细掌握设计已探明的地质资料，结合新哨隧道具体情况制订隧道施工综合超前地质预测预报计划，合理组织使用各种地质预报法，确保地质预报能够顺利地进行并尽可能达到目的。

地质工作组应制定全面的地质工作管理制度，保障综合超前地质预报工作的顺利进行。

地质工作组应积极开展综合超前地质预报宣传，结合各种地质预报设备，进行地质预报培训，培训合格后上岗。

1.2.1.沿线地质调查和核查
开工前，项目分部地质工作组在新哨隧道沿线开展各种地质调查。

地质调查（核查）容见表1-1。

预测区域不良地质的初步情况，判定隧道沿线的岩层产状、岩性、断裂构造带、褶皱构造带、岩溶、暗河、地下水等发育状况及相互关系，并将可能影响隧道施工的地质信息及时反馈给主管部门。

1.2.2.掌子面综合地质编录
掌子面编录预测法分为岩层岩性及层位预测法、条带状不良地质体影响隧道长度预测法以及不规则地质体影响隧道长度预测法三种。

对掌子面已揭露出的岩层进行地质编录（观察岩的矿物成分及其含量，结构构造特征和特殊标志），给予准确定名，测量岩层产状和厚度。

测量该岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离，并计算其垂直层面的厚度。

将该岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图相比，确定其在地表地层（岩层）层序中的位置和层位。

依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序，结合探测成果，反复比较分析，最终推断出掌子面前一定围即将出现的岩层在隧道中的位置和规模。

施工过程中，每次爆破后由地质工程师进行掌子面地质记录，容包括掌子面正面及侧面稳定状态、岩层产状、岩性风化程度、节理裂隙发育程度（产状、间距、长度、充填物、数量）、喷射混凝土开裂、掉块现象、涌水情况、水质情况、水的影响、不良气体浓度等。

同时定期对地表水文环境进行观测和监测记录，及时了解隧道施工对地表水的影响，确定施工控制措施，最终做出掌子面地质素描图和洞身地质展示图。

及时对洞涌水进行水质分析和试验，提交分析和试验结果，对影响隧道衬砌结构的水质提出处理意见，上报专管地质工作的项目副总工程师，以利采取有效的防护措施。

1.2.3.超前地质预报
施工中我们计划采用100m～150m量测步距。

当超前地质预报系统表明前存在不良地质体时，结合已有的地质资料，综合使用其它勘探预报手段，如超前地质探等。

采用超前地质预报时应提前做好准备工作，对隧道采集到的原始资料进行技术处理，得到掌子面前地层结构的剖面及各种地震参数。

最后通过人工解译，得出反射界面的岩性参数、产状及其相互关系以及各步解释后的隐含信息，以预测不良地质段的性质。

1.2.4.地质雷达
采用地质雷达进行短距离地质预测。

地质雷达系统由现场数据采集主机和后处理单元两部分组成，整个系统由一个数据库来支持，数据库具有管理所有数据及将数据和结果归档的双重功能，最终将探测结果转换成各种CAD图像。

地质雷达作为一种探地雷达，适用于对隧道底部或其它出水部位可能隐伏溶洞的探测。

探测距离为30m。

1.2.5.红外探水仪
红外探水仪主要根据被探测岩体红外场强的变化来预测掌子面前是否有含水体存在，其探测距离可达20m～30m。

并且具有测速快基本不占用施工时间、资料分析快、判断前有水无水的准确率较高等特点。

针对本隧道岩溶发育，突水突泥较多的特点，施工中红外探水仪进行含水地质构造的预报。

探测时，测量步距取15m～20m，整个隧道全长使用。

操作法：进入探测地段后，采用油漆在边墙、拱顶、底板上按间距3m,排距5m布置测点,直至掌子面。

掌子面上则矩形布置4排5列测点。

采用探水仪站在隧道中线上由外向里逐点逐个断面检测，并记录测点红外场强。

将测得的数据输入电脑，每条测线上的点绘制一条探测曲线。

掌子面上的点直接绘在断面图上。

注意事项：每次探测地段应重叠10m左右，作为正常参考段。

发现异常点时应围绕该点测一圈予以确认。

量测段所有暴露的水均探测并做好记录。

雨季施工时每次大雨后均复测，通过与初测结果对比及时排除隐患，防止出现突水突泥。

1.2.6．超前地质探预报
超前探是隧道施工期地质超前预测预报最直接、最有效的法，也是对其他探测手段成果的验证和补充。

通过钻钻进速度测试和对钻岩芯的观察及相关试验获取隧道掌子面前岩的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度及地下水、气状况等诸面的资料。

预报分为单和多水平钻探两种，其中多按6计，深一般40～60m，采用潜钻机接杆钻。

单水平钻探灰岩地段每150m计划单水平钻探一；碎屑岩、花岗岩地段每250m计划单水平钻探一。

为防止遇高压水时突水失控，开采用φ120钻头，放入3.0m长的φ108钢管做为口管，口管伸出掌子面50cm，壁间用环氧环脂加水泥浆锚固，口管伸出部分安封闭装置，并与注浆泵联接，以便遇高压水时及时封堵并注浆。

钻时作业平台要求平稳、牢固，钻机施工时不晃动。

施钻过程中，由地质工程师详细记录钻速、水质、水量变化情况，并对岩芯进行统一编录、收集，综合判断预报前水文、地质情况。

1.3.地质信息综合处理及超前地质预报
完成地质信息的采集后，及时对其进行综合分析。

项目部地质工作组专业技术人员对资料进行初步整理和判读，上报给地质工作室，然后由地质工作室结合设计文件进一步整理、分析、判读，通过相互对比，对照验证，综合判断掌子面前的真实地质情况，形成预报结论及相应的施工、变更建议。

预报结论通过地质专家组评审后，由指挥部副总工程师主持编写综合超前地质预报成果，报有关单位批准后及时反馈给各项目部，以指导现场施工。

完成超前预报后24小时，将预测预报结果报监理单位审核后反馈给设计单位。

地质预报过程中，应建立地质勘察与超前预报资料台账。

并为设计单
位提供预测预报的原始数据和成果。

1.4．地质信息复核及总结
每次开挖预报段隧道时，均通过照片、地质编录等法及时搜集现场真实地质信息，复核地质预报结论，通过对比验证，分析预报中的得失，总结经验教训，并形成记录。

隧道施工过程中积极和各交流，提高预报能力和预报质量。

不仅地质小组之间要每月定期进行交流，也要和地勘监理、设计等交流。

三、安全施工案
3.1 总体原则
坚持“早预报、先治水、强支护、快封闭，早衬砌”的施工原则组织施工。

施工前格执行超前地质预报工作，通过超前地质预报资料进行分析，确定岩溶或断层破碎带延伸、规模、向与类型。

对可能存在突泥涌水地段采取全断面超前预注浆结合局部注浆法，经注浆止水效果达到要求后，可组织开挖施工。

注浆结束后，进行注浆效果检查。

当地层含水量不大时，浆液填充率须达到70%以上，地层富含水丰富时，浆液填充率须达到80%以上。

按总注浆的5～10%设置检查，检查的布设应在均布的原则下，结合注浆资料的分析做重点检查。

检查应无涌泥、涌砂，不塌，渗水量应小于0.2L/min·m。

不取芯钻时，应记录钻进速度、钻进压力、排渣成份等，进行认真分析。

注浆效果达到要求后，可组织开挖施工。

为防止突泥涌水对人员及设备造成危害，隧道施工时，通过综合超前地质预报手段探明掌子面前地质条件，以便采取有效的施工措施，避免施工突发灾害的发生。

遇溶隙、裂隙水可以以堵为主；遇到暗河或管道流，必须以疏、排为主。

3.2 工艺流程
超前地质预报——超前支护——短开挖——强支护——仰拱砼——拱墙二衬
3.3 突泥涌水探测
施工时加强超前地质预报，把超前地质预报纳入施工工序管理，建立完善的超前地质预报系统，采用先进可靠的预报法（TSP203地震波法、红外线探水仪、水平声波反射法、地质雷达和超前钻等），采取长短结合、相互验证的综合预报手段，根据预报成果采取相应的处理措施，制订施工
案。

四、施工法
3.4.1隧道进、出口成立超前地质预测预报和围岩监控量测小组，小组需配备1名专职地质工程师及1名隧道工程师和1名测量专业技术人员，专门负责该项工作。

每个开挖工班必须配一名工程师跟班。

随时掌握掌子面地质情况，并指导督促措施、技术标准、技术交底的落实，确保按操作规程标准化作业。

3.4.2施工到设计突泥涌水段前，开挖班打炮眼时，必须用风钻打一长炮眼，长度比一般炮眼长3米，目的用于探测前是否有涌水流出。

若无涌水流出，则按正常施工法进行。

3.4.3若探明前有突泥涌水，则对掌子面进行帷幕注浆。

3.4.4帷幕注浆结束后，进行弱爆破短开挖，开挖一榀钢架距离及时立钢架锚喷支护。

3.4.5开挖支护够12延米后，及时施作仰拱砼。

3.4.6开挖支护够24延米后，仰拱砼施作12延米后，及时施作拱墙二衬。

3.4.7按此法反复循环施工，直至渡过突泥涌水段。

五、应急救援预案
为保证可能在新哨隧道发生突泥涌水事故后，急救工作程序化、科学化、机动化，把人员伤亡和经济损失降低到最小程度，并明确在急救预案中的机构设置和相关部门、人员在应急中的职责，根据项目确认的高中度风险，特制定本预案。

5.1可能发生的场所及部位
5.1.1在新哨隧道施工中可能发生突泥、涌水地质灾害的重点地段有：DK607+440~DK608+120、DK608+120~DK610+780、DK610+780~DK611+000、DK611+000~ DK611+350、DK611+350~DK612+700、DK612+700~DK613+550、DK613+550~DK616+638、DK616+638~DK618+171、DK618+171~DK618+942段。

5.1.2可能发生的以下几种事故：
（1）开挖爆破作业后引起的隧道突泥涌水事故；
（2）初期支护受压变形引起的隧道突泥涌水事故。

5.2应急资源
5.2.1人员
洞身坍塌事故应急人员由项目部经理任组长，书记、总工、施工现场负责人、调度员、值班电工、现场保卫、医务员、抢险人员为组员的应急救援小组、善后处理组等。

5.2.2物资、机具、设备
（1）报警系统及通讯设备：对讲机、、手机等通讯设备。

（2）应急设施及机具：防爆电线、电缆、电灯、手电筒、应急灯、移动配电箱等照明所需物料；轮式装载机、挖掘机、自卸汽车、抽水机等抢险设备。

（3）其它材料工具：钢筋爬梯、救生绳、救生圈、氧气袋、木材、型钢、铁锹、撬棍、钢丝绳，枕木等。

（4）伤员急救设备：伤员担架、消毒剂、急救箱。

（5）救护车辆及交通工具：指挥车、微型车、材料运输车、救护车等。

5.2.3洞紧急逃生设施的设置：隧道两侧安装钢筋爬梯并挂逃生绳和足够数量的救生圈，靠近掌子面的地段挂充足的氧气袋。

隧道作业人员密集地段在拱部设置逃生平台并设急救箱。

5.3应急组织机构
5.3.1项目经理部成立应急领导小组
组长：辉
副组长：金东姬传军黄长喜罗美华毅
组员：鲜于文权封波唐荣明生波春波东升敢书左菊辉志民
本项目实行三级应急组织体系，即项目经理部、工区、作业队。

各级均设立应急领导小组。

5.3.2项目部应急救援各负责人责权
负责组织坍塌事故应急救援预案的编制、修订和监督实施，并报上级主管部门审批备案；负责监督各工区及作业队坍塌事故应急小组组建并组织应急培训和演练，建立应急通信与报警，监督落实抢险、救援、救护面的物资设备；负责对工区及作业队坍塌事故应急准备工作和应急物资的定期检查和不定期抽查；负责应急救援过程中各部门协调、统筹工作；负责事故调查和组织工作，并对事故的教训和应急救援经验进行总结。

发生事故应急响应期间，由组长负责全面指挥各组织、成员进行救援，副组长负责集中人力、物力，调配救灾物质协助组长进行救援活动。

5.3.2.1工程技术组：具体负责及时组织相关人员，根据施工现场情况对救援和防次生灾害提出技术建议，为抢险救援提供技术支持。

5.3.2.2疏散引导组：负责抢救被困人员及贵重物资，抢险救灾按照“先人员，后物资，先重点，后一般”的原则进行。

在人员集中的场所，要有计划、有组织的疏散人员，，对现场抢救出的人、财、物进行管理和疏散，预防破坏、哄抢、盗窃等案件的发生。

抢救过程中及抢救工作结束后对现场加以保护，防止次生灾害发生。

5.3.2.3物资供应组：负责落实抢险物资、设备、器材的有效供应，确保抢险物资、设备、器材及时赶赴现场展开救援作业。

5.3.2.4医疗救护组：负责现场上各种受伤人员的抢救、医治、转移工作，并协助做好现场防护工作。

5.3.2.5事故调查组：负责对事故现场的调查、取证，查清事故原因和事故责任，总结事故教训，制定防措施，同时积极配合上级调查组的调查工作。

5.3.2.6 外部协调组：负责确定灾害伤亡人员的赔付标准，并做好火灾损失统计，及时向上级部门汇报。

5.3.2.7 安全防护组：负责事故现场保护工作，防止和控制事故蔓延，依据工程技术组或上级领导指示对现场进行安全防护。

5.3.2.8 通讯联络组：负责应急抢险期间及时专递各种信息，确保通讯畅通，保证各级指挥命令的下达和现场具体情况的及时回馈，保证抢险救援工作高速运转。

5.4工作程序
5.4.1 响应分级
按照突泥、涌水危害程度、影响围和单位控制事态的能力，将应急响应行动分为三级。

5.4.1.1 Ⅰ级应急响应
出现下列情况之一者，为Ⅰ级响应：一次造成死亡1人以上，重伤10人以上或直接经济损失100万元以上安全事故的。

5.4.1.2 Ⅱ级应急响应
出现下列情况之一者，为Ⅱ级响应：一次造成死亡0人以下，重伤5人以上或直接经济损失30万元以上安全事故的。

5.4.1.3 Ⅲ级应急响应
出现下列情况之一者，为Ⅲ级响应：一次造成死亡0人以下，重伤5人以下或直接经济损失30万元以下安全事故的；
5.5 响应程序
5.5.1 Ⅰ级响应程序
由项目经理部防突泥、涌水应急领导小组组长主持，项目应急救援机构成员和各工区安全事故应急领导小组组长参加做出应急工作部署，加强工作指导，并在1小时到事故现场。

项目经理部增加值班人员，加强值班。

项目经理部计划财务部门为事故现场及时提供资金帮助；物资设备部门紧急调拨所需物资；各工区负责救护组及时救助受伤人员和物资，各工区救护组紧急赴事故现场开展医疗救治和疾病预防控制工作。

各工区其他应急救援小组按照职责分工，做好有关工作。

5.5.2 Ⅱ级响应程序
由发生事故的各工区防突泥、涌水应急领导小组组长主持，工区防突泥、涌水应急救援机构成员和工区应急组长参加做出应急工作部署，加强工作指导做好重点工程调度，并在半小时到事故现场。

工区增加值班人员，加强值班。

工区计划财务部门为事故现场及时提供资金帮助；物资设备供应组紧急调拨所需物资；救护组及时救助受伤人员并急赴事故现场开展医疗救治和疾病预防控制工作。

项目经理部其他应急救援小组按照职责分工，做好有关工作。

同时报请项目经理部安全事故应急领导小组，请求协助应急工作。

5.5.3 Ⅲ级响应程序
由工区防突泥、涌水应急领导小组组长主持并做出应急工作部署，加强工作指导做好重点工程调度，并在半小时到事故现场。

增加值班人员，加强值班。

工区计划财务部门为事故现场及时提供资金帮助；物资设备部门供应组紧急调拨所需物资；救护组及时救助受伤人员并急赴事故现场开展医疗救治和疾病预防控制工作，其他应急救援小组按照职责分工，做好有关工作。

同时报请项目经理部安全事故应急领导小组，请求协助应急工作。

5.6处置措施
5.6.1人员的安全疏散,所有抢险人员应坚持“救人重于救物”的原则。

5.6.2施工过程中隧道施工现场或发生无法预料的需要紧急抢救处理的危险时，迅速逐级上报，次序为作业队（工班）、工区、项目经理部。

5.6.3紧急情况发生后，现场要做好警戒和疏散工作，保护现场，及时抢救伤员和财产，并由在现场的队（工班）或工区最高级别负责人指挥，及时用对讲机、等通讯手段报告值班室，主要说明紧急情况性质、隧道里程地点、发生时间、有无伤亡、是否需要派救护车或警力支援到现场实施抢救，如有需要可直接拨打120、110、119等求救。

5.6.4值班人员在接到紧急情况报告后必须在2分钟将情况报告到紧急情况领导小组组长和副组长。

小组组长组织讨论后在最短的时间发出如进行现场处置的指令。

分派人员车辆等到现场进行抢救、警戒、疏散和保护现场等。

由项目经理部在1小时以单位名义打向上一级有关部门报告。

遇到紧急情况，全体职工特事特办、急事急办，主动积极地投身到紧急情况的处理中去。

各种设备、车辆、器材、物资等统一调遣，各类人员必须坚决无条件服从组长或副组长的命令和安排，不得拖延、推诿、阻碍紧急情况的处理。

5.6.5现场处理
隧道突泥涌水事故有人员伤亡时一般需要进行紧急救护，为了挽救遇难者的生命，在事故现场须毫不迟豫地采取以下急救措施：
（1）组织疏散围观人员、立即抢救被困受伤人员，搀扶受伤人员离开现场救治，对重伤人员立即送往京城路富源县人民医院进行抢救。

（2）立即进行现场封锁，无关人员禁止进入现场，并检查隧道突泥涌水事故后边的围岩、初期支护状态，对有可能发生的状况进行处理，防止事态的进一步扩大。

（3）对于现场的一些被污染的火工材料、油料等应进行临时隔离保护措施，防止引起爆炸和火灾。

（4）安质、工程部门派专人及时对事故现场进行照相、录像，对现场进行认真、全面地勘验，发现和收集确定事故原因的各种痕迹、物证等。

5.5后续处理
5.5.1现场急救工作完成后，对现场进行隔离，在进行清理工作的同时，加强对现场的保护，现场要有人值班看守，防止闲杂人员入。

5.5.2项目经理按《生产安全事故报告和调查处理条例》（国务院令第493号）调查程序安排相关部门配合、协助调查；在征得事故调查小组的同意后，召集各部门研究、讨论制定恢复生产案。

5.5.3安排对受伤人员进行治疗，把人员伤亡减少到最低程度。

5.5.4工程管理部门研究制定防止事故再次发生的可行性具体措施，并对措施的可靠性进行评估。

六、安全、环保措施
6.1安全措施
6.1.1进行全面的、针对性的安全技术交底。

6.1.2格安全监督，建立和完善定期安全检查制度，各级安全领导小组定期组织安全检查，各级安全监督人员要经常检查，真正把事故消灭在萌芽状态。

6.1.3加强火工品的管理，爆破器材存储于干燥的仓库，温度保持在18~30℃，库设消防设施，不同性质的炸药分开，雷管和炸药分库存储，运至工地的炸药当天未使用完，必须如数退回，不得在工地留存过夜。

领用运输过程中必须有押运员负责。

6.1.4施工人员到达工作地点后，施工员首先组织人员分头检查工作面、机具设施是否处于安全状态，详细检查围岩及初期支护是否有变化，拱顶和拱墙是否稳定，如有松动和裂纹，要及时进行加固处理。

6.1.5施工期间，现场施工人员要会同有关人员对各部位、个部分进行定期检查，在不良地质地段，每班组指派专人检查，当发现喷锚支护变形或损坏时，应立即增设锚杆并复喷混凝土或增设钢支撑，必要时立即进行衬砌。

6.1.6当发现监控量测数据有突变或变异时，及时通知现场负责人，并采取应急措施，保证施工安全。

6.1.7加强施工班组建设。

做好工班长、安全员及全体施工人员的安全教育工作，执行“三工、三检”和“每一”安全互检，集思广益，发现问题，找出隐患，杜绝安全事故的发生。

6.2环保措施
6.2.1施工现场、场地、运输便道须进行硬化处理，并制定专人定期洒水清扫，形成制度，防止扬尘。

6.2.2施工废水、生活污水按照有关要求进行处理，不得直接排入农田、河流和渠道。

6.2.3清洗骨料的水和其他施工废水，采取过滤、沉淀处理合格后再排放，避免污染河道和围环境。

6.2.4施工机械排放的废油废水，采用隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。

6.2.5生活污水采取三级生化或化粪池等措施进行净化处理，经检查符合排放标准后准排放。

6.2.6对运输水泥及易飞扬物料须用帆布覆盖密，并保证装载适中，。