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