铁路工程隧道出洞方案

重庆至贵阳铁路扩能改造工程YQZQ-10标段王家寨二号隧道出洞施工方案
编制：
审核：
批准：
项目负责人：
中铁三局集团渝黔铁路土建10标项目经理部
二〇一四年四月
渝黔铁路10标王家寨2＃隧道出洞方案
目录
1．工程概况 ............................................................................................................................................... - 2 -
1.1工程概况....................................................................................................................................... - 2 -
1.2地形地貌....................................................................................................................................... - 2 - 2．出洞开挖施工方案 ............................................................................................................................... - 2 -
2.1 洞外施工...................................................................................................................................... - 3 -
2.2 洞内施工...................................................................................................................................... - 4 - 3．施工步骤 ............................................................................................................................................... - 4 -
3.1 洞口边仰坡开挖及防护.............................................................................................................. - 4 -
3.2 洞口管棚施工.............................................................................................................................. - 5 - 4．监控量测 ............................................................................................................................................. - 11 -
4.1 监控量测项目............................................................................................................................ - 11 -
4.2 点位布设.................................................................................................................................... - 11 -
5、劳动力和机械设备配置 ..................................................................................................................... - 14 -5.1劳动力配置......................................................................................................................................... - 14 -
5.2主要施工机械设备、质量监测设备的配置..................................................................................... - 14 -
6、应急预案 ............................................................................................................................................. - 15 -7．安全、质量控制措施 ......................................................................................................................... - 17 -
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渝黔铁路10标 王家寨2＃隧道出洞方案
中铁三局集团渝黔铁路10标第三分部
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王家寨2#隧道出洞方案
1．工程概况
1.1工程概况
王家寨2号隧道位于息烽县养龙司乡，全长141m ，起讫里程
DK265+629～DK265+770。

其中出口端DK265＋743～DK265+763为暗挖，DK265＋743～DK265＋770设计为明挖，明暗挖分界线里程为 DK265+763。

隧道出口左侧边坡顺层，于DK265+764、DK265+770、 DK265+776处设置预加固桩。

洞身段最大埋深约28m,最小埋深约1.5m;出洞口处覆盖层较浅，自然坡度35°～45°，围岩级别为Ⅴ级。

该段隧道处于3.4‰的上坡，线路位于直线上。

设计线间距为4.4m ，采用复合式衬砌结构。

1.2地形地貌
隧址属黔中低山地貌，表层主要为坡残积层粘土，红粘土，厚度约
0～2m ，下伏三叠系中统松子坎组一段白云岩，二者整合接触，单斜构
造。

2．出洞开挖施工方案
出洞遵循“早进晚出”的原则，出洞前对洞口段地形、地质进行了现场
调查，出口原地面坡度较陡，坡度45°左右，地表为红粘土覆盖层，厚度
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0.3～1.25m，下层为弱风化泥岩，层厚1.25m～22m。

设计DK265+763～DK265+770段为明洞，为创造工作面，先将该段明洞开挖至上台阶底部位置。

贯通面DK265+763处与设计一致，该处覆盖层厚度2.8m，通过现场查看，揭露为弱风化泥岩，岩层裂隙不甚发育，有少量竖向节理，岩层整体性较好，满足贯通条件。

隧道DK265+743～DK265+763段出洞施工，采用从隧道外向隧道内单项掘进的方式进行，出洞里程为DK265+763，该处开挖轮廓拱顶标高828.532m，地面标高831.332m，覆盖层厚度为2.8m。

当隧道掘进至DK265+743时，停止掘进，封闭掌子面。

利用当地村道，以及自建便道，采用从出口端向进口端掘进方式贯通隧道。

2.1 洞外施工
先对DK265+770～+763明洞段进行部分开挖，深度至隧道中台位置，即“揭盖子”开挖。

然后对洞口段进行清表刷坡，清除表层红粘土和松散岩体，边坡按1：0.25坡度进行刷坡，开挖完成后立即施做预加固桩并对临时边仰坡进行防护施工，在左侧二级边坡挂设25cm×25cmφ8钢筋网片，喷射一层8cm厚混凝土，并打设4.5m长φ22砂浆锚杆，间距1.2m×1.2m 梅花形布置，以保证破面稳定。

一级边坡采用挂设25cm×25cmφ8钢筋网片，喷射一层10cm厚混凝土，并打设8～10m长φ32砂浆锚杆和6m长φ26的砂浆锚杆，间距1.2m×1.2m梅花形布置，以保证破面稳定边坡防护施工完毕后，从洞外往小里程方向打设一环φ108管棚，长20m，倾角上倾2°，里程为DK265+763～DK265+743。

管棚施工完毕后，
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- 4 - 先从洞外往洞内开挖1.2m ，并排架设2榀I22b 工字钢拱架。

然后继续从洞外往洞内按大拱脚台阶法进行开挖掘进，直至隧道贯通。

2.2 洞内施工
目前掌子面里程已接近至DK265+743，此段按要求采用大拱脚台阶
法，当上台阶掘进至DK265＋738，即距贯通面25m 时，为减小对围岩的扰动，保证安全，每循环进尺控制在0.6m 以内，每开挖0.6米，立即支护一榀钢拱架。

施工中严格按照“短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行施工，严格控制装药量，增加周边眼和辅助眼的数量。

当掌子面往大里程掘进至DK265＋743时，停止开挖，喷射混凝土封闭掌子面。

3．施工步骤
3.1 洞口边仰坡开挖及防护
3.1.1 边、仰坡刷坡
为保证洞口边坡的稳定，防止后期被雨水冲刷，出洞前对仰坡进行刷坡。

边仰坡施工时采用人工配合挖掘机开挖，施工洞口边仰坡外的截水沟天沟，截水沟天沟距仰坡边坡线的距离不少于5m 。

3.1.2 锚杆及钢筋网
在左侧二级边坡挂设25cm ×25cm φ8钢筋网片，喷射一层8cm 厚混
凝土，并打设4.5m 长φ22砂浆锚杆，间距1.2m ×1.2m 梅花形布置，以保证破面稳定。

一级边坡采用挂设25cm ×25cm φ8钢筋网片，喷射一层10cm 厚混凝土，并打设8～10m 长φ32砂浆锚杆和6m 长φ26的砂浆锚杆，间距1.2m ×1.2m 梅花形布置，锚杆施工前由技术在地面上标出范围及孔位，钻孔后进行安装，钻孔应保证锚杆顺直，并与岩面基本垂直。

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钢筋网为φ8钢筋，纵横间距为20cm。

铺设钢筋网时，与接触面的距离不得大于3cm，并应与锚杆连接牢固。

施作混凝土喷射作业时尽量减少对网片的震动，降低回弹量。

3.1.3 喷射混凝土
边坡部位锚杆及钢筋网施工完毕后，喷射一层10cm厚混凝土。

喷射作业应分层分片、由下而上顺序进行，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，坡面有较大凹洼时，应结合初喷予以找平。

喷射混凝土终凝2ｈ后，应喷水养护，养护时间不少于7ｄ。

3.1.4 截水沟、排水沟的砌筑
洞口5m范围外设置截水天沟，天沟与排水沟相连接，保证排水畅通，流到山梁以外。

砌筑砂浆采用M10水泥砂浆，片石的最小截面不应小于20cm，应及时勾缝，并进行洒水养护。

3.2 洞口管棚施工
（一）、管棚施工
1、技术要求
1.1检查开挖的断面中线及高程，开挖轮廓线应符合设计要求；
1.2钢架安装垂直度允许误差为±2°，中线及高程允许误差为±5cm；
1.3在钢架上沿纵向钻设管棚孔，其外插角以不侵入隧道开挖轮廓线为准。

孔径比管棚钢管直径大20～30mm。

钻孔环向中心间距为40cm。

钻孔顺序由高孔位向低孔位进行；
1.4管棚钢管为热轧无缝钢管，并分段安装，钢管外径宜为108mm壁厚6mm。

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渝黔铁路10标 王家寨2＃隧道出洞方案 中铁三局集团渝黔铁路10标第三分部 - 6 - 1.5每段长度宜为4～6m 。

两段之间用丝扣连接，丝扣长度不应小于
15cm ，接头应在隧道横断面上错开。

1.6当需增加管棚钢架支护的刚度时，可在钢管内架设钢筋笼，钢筋笼
由4根φ22主筋和固定环组成。

注浆结束后用M7.5水泥砂浆充填钢管，水泥砂浆用注浆泵灌注。

封堵塞应有进料孔和出气孔，当出气孔流浆后，方可停止压注。

1.7满足设计文件及隧道规范的其他技术要求。

2、施工要求
2.1施工准备
管棚施工前应先对管棚施工方法、施工技术进行详细的了解。

2.2施工工艺
喷混凝土封闭 注浆口防护
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2.2.1架设导向拱
⑴测量组根据隧道纵断面设计线、隧道洞轴线及明暗洞开挖轮廓线，放出隧道开挖轮廓线；施工队根据开挖轮廓线及测量技术交底，将上半断面轮廓线以外的土石方清除掉，要求清除面平整，圆顺；为了便与导向拱及钻机安装就位，垫设施工平台时可在洞口预留长4米的核心土，顶宽度为6米，核心土的高度控制在管棚顶以下1米处；在紧靠核心土四周挖一条小沟，将掌子面的水从中间排出。

⑵测量组检查开挖断面合格后，放出洞口钢拱架的具体位置、里程、高度，并布置好桩点、作好交底。

⑶施工队根据测量交底及现场桩点，安装洞口工字钢拱架，间距为符合设计要求，焊接牢固，用锁脚锚杆锁定锚固。

用全站仪、水平仪将长为2米的φ140×4mm导向管按照1～２°的外插脚精确定位，并用Φ25连接钢筋与工字钢牢固焊接为一整体。

⑷导向管安装完毕后，经测量组复测，满足精度要求后，安装模板，按照规范要求浇筑套拱混凝土，并养生。

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- 8 - 2.2.2搭设作业平台
⑴钻机工作平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由
1～2台钻机由高孔位向低孔位进行。

⑵工作平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在
施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量，造成安全事故。

⑶钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻
机位置。

用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。

2.2.3钻孔
⑴为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆连接套应与钻杆
同材质，两端加工成内螺扣（钻杆首尾端外螺扣），联结套的最小壁厚≥10mm 。

为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移。

⑵钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编
号。

⑶根据孔口管的倾角和方向，利用钻杆的延伸和吊锤准确确定钻孔的方
向，即可固定钻机。

钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定，一般控制1°～3°.利用钻机的变角度油缸，参照导向管的倾角确定钻机的倾角，确保钻杆线与开孔角度一致，以达到钻进的导向作用。

钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右，并控制在20 cm ～30 cm 。

，
⑷钻机就位前，可先利用M20的沉头螺栓将钻机固定在基台木上，再
按确定好的方位角将基台木固定在搭设的井型钻作业平台上，四周用横木支
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⑸钻机开孔时钻速不易过高，钻深20㎝后转入正常钻速。

第一节钻杆钻入岩层尾部剩余20～30㎝时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻秆,钻机低速反转，托开钻杆,钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆,并在钻杆前端安装好联结套,方向对准后联结成一体。

钻孔达到深度要求后，按同样方法拆卸钻杆，钻机退回原位。

⑹换钻杆时，应注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心喷水孔是否顺畅等，不符合要求的应及时更换以确保正常作业。

⑺钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。

⑻引导孔直径应比管棚大15～20mm，孔深要大于管长0.5m以上。

⑼钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

⑽认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。

2.2.4 清孔验孔
⑴用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。

⑵用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

⑶用全站仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。

2.2.5管棚加工
⑴钢管在专用的管床上加工好丝扣，导管四周钻设孔径10～16mm注浆孔(靠孔口2.5m处的棚管不钻孔)，孔间距15～20cm，呈梅花型布置。

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管头焊成圆锥形，便于入孔。

⑵采用Z525-2A型台式多用钻床对φ108×6mm的管棚进行加工，根据长管棚的长度，来确定下料长度，一般长度控制在4m或6m，丝扣长度为15cm，丝扣为2mm的螺旋方丝，钢管一端为内丝，另一端为外丝，丝扣加工端正，不得偏位；钢管上每隔15cm交错钻孔直径为8mm的注浆孔。

先下奇数管孔，第一节用3米长的钢管，偶数孔时第一节采用6米长的钢管，以后每节均采用6米长钢管。

每孔第一节端头加工成锥型，长为10cm，最后一节尾部焊φ10mm加强箍。

2.2.6安装
⑴管棚顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于管棚直径的引导孔，然后用装载机在人工配合下顶进钢管。

施工前应首先做好套拱，套拱长度按设计采用1米长1米厚，导向管按设计位置布孔、并标注，架设管棚钻机，配备电动油压钻机1台，钻孔及推进钢管，钻孔时钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一孔便顶进一根钢管。

钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm。

各钻孔均应做好施工记录。

⑵接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。

同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。

2.2.7注浆
⑴安装好有孔钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。

⑵注浆材料为水泥浆。

水泥浆水灰比控制在1:1，注浆初压力为0.5～
1.0MPa，终压力为
2.0～2.5MPa，注浆结束后用M7.5水泥砂浆填充，形- 10 -
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成钢管混凝土；坍方及围岩破碎且富水地段，宜在钢管内应先放置ø22钢筋，再向管内注水泥浆（水灰比为1：1）。

⑶注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。

注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。

注浆从低向高进行。

浆液由稀到浓,一般单管达到设计注浆量作为注浆结束的标准。

当注浆压力达到设计终压10分钟后,进浆量仍达不到设计注浆量时,也可结束注浆。

4．监控量测
4.1 监控量测项目
1）洞外地表沉降观测；
2）周边收敛量测；
3）拱顶沉降量测。

4.2 点位布设
在DK265+763～DK265+743段地表，沿中线方向纵向每10m设置一处沉降观测桩，横向两侧各20m范围内每5m设置一处沉降观测桩，共设置50个观测点。

洞内每5m布置1个拱顶下沉点和4个净空水平收敛量测点，用徕卡全站仪观测点位的动态变化。

4.2.1 地表下沉点的布置要求
1）高程基准点设置在开挖线影响范围以外2～3个。

2）监控点的埋深：在埋设点挖长、宽、高均为200mm的坑，然后放
入沉陷测点，测点一般采用Ф20～30mm，长300～400mm圆头钢筋制成。

测点四周用混凝土填实。

3）控制点的测量时间：地表下沉量测采用水准仪加测微器观测，在衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。

4.2.2 拱顶下沉及周边收敛
洞口内每隔5m作一个观测断面，最前端的一个断面紧跟掌子面，每断面4对测点用收敛计和水准仪分别观测水平收敛值和拱顶下沉值。

4.2.3 量测频率
洞内观测分为开挖工作面观测和初期支护状态观测两部分。

开挖观测应在每次开挖后进行，地质情况基本稳定无变化时，可每天进行一次。

对初期支护的观测也应每天至少进行一次。

净空水平收敛和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。

量测频率见下表：量测数量的处理与反馈：根据量测数据及时绘制拱脚水平相对净空变化、拱顶相对下沉和地表下沉的时态曲线及其与开挖工作面距离的关系图。

对初期支护时态曲线进行回归分析，选择与实测数据拟合性好的函数进行回归，预测可能出现的最大位移。

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拱顶下沉和净空变化监控量测频率表
注：B 为隧道开挖宽度。

4.2.4 根据量测结果按下列要求进行隧道稳定性综合判别 1）隧道稳定性综合评价标准
① 实测最大值或回归预测值最大值应不大于允许值或设计最大值。

② 根据位移速率判别：
当周边位移速率小于 0.1～0.2mm/d 时或拱顶下沉速率小于 0.07～0.15mm/d 时，则认为围岩位移达到基本稳定；
当周边位移或拱顶下沉速率大于 1.0mm/d 时，表明位移不稳定，应加强观测；
当周边位移或拱顶下沉速率大于 5.0mm/d 时，应报警，进行加固。

4.2.5 二次衬砌施做在满足下列要求时进行
① 各测试项目的位移速率明显收敛、围岩基本稳定； ② 已产生的各项位移已达到预计总位移量的80%～90%；
变形速度
(mm/d)
量测断面距开挖断面距离
量测频率 ≥5 ＜1B 2次/d 1～5 (1～2)B 1次/d 0.2～0.5 (2～5)B 1次/3d ＜0.2 ＞5B
1次/周
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③ 周边位移速率小于0.1～0.2mm/d ，或拱顶下沉速率小于0.07～0.15mm/d ；
④ Ⅴ级围岩地段不宜单纯强调洞室的收敛变形量，具备条件时应尽早施作二次衬。

5、劳动力和机械设备配置 5.1劳动力配置
主要劳动力配置计划表 序号
部门、工班 作业班组名称 人数
备注
1 管理人员 5 合计：104人。

2 测量组 测工 5
3 机械班 机械工
4 4 运输班 自卸汽车司机 8 砼汽车司机 4
5 电工班 电工 2
6 混凝土工班 混凝土工 6
7 模板工班 模板工 6
8 喷射混凝土班 喷射工 30
9 综合班 普工 4 10
钻爆班
钻爆
30
5.2主要施工机械设备、质量监测设备的配置
序号 械名称 规格
数量 备注
1 挖掘机 2台
2 风钻 12台
3 混凝土搅拌机 2台
4 砼运输车 2台
5 自卸汽车 3台
6 柴油发电机 2台
7 电动空压机 4台 8
变压器
3台
测量仪器设备表
序号机械设备名称规格型号数量备注
1 全站仪RTS238 2台
2 水准仪DSZ2 2台
6、应急预案
高效有序地做好突发公共事件应急防治工作，避免或最大程度地减轻灾害造成的损失，维护人民生命、财产安全和社会稳定。

设立应急救援管理工作组织
1）领导机构
成立由项目经理任组长，项目副经理、总工程师任副组长，经理部各部门负责人为组员的突发公共事件应急指挥组，负责突发公共事件的应急管理工作；同时服从当地政府和业主的突发公共事件应急管理工作的行政领导机构的指挥和部署。

2）办事机构
安全质量部设项目部应急管理办公室，履行值守应急、信息汇总和综合协调职责，发挥运转枢纽作用。

3）工作机构
经理部有关部门依据国家和地方政府有关法律、行政法规和各自职责，负责相关类别突发公共事件的应急管理工作。

具体负责相关类别的突发公共事件专项和部门应急预案的起草与实施，贯彻落实经理部有关决定事项。

有关部门包括：安全质量部、工程管理部、物资设备部、计划财务部、综合部等。

项目部应急指挥组下设四个小架子队：
（1）应急预案督导小架子队
工程管理部部长任架子队长，负责应急预案的制定、检查及监督，应急预案实施中协助项目经理进行现场指挥和协调。

（2）机械物资供应小架子队
物资设备部部长任架子队长，负责抢险机械、物资的供应。

（3）后勤保障小架子队
综合部部长为架子队长，成员为全体食堂人员及驻工地派出所干警、所有现场巡守人员。

负责抢险期间抢险人员的饮食及现场保卫，引导、疏散无关人员。

（4）现场抢救小架子队
主管生产项目副经理任架子队长，成员为医务人员、经过抢险培训的施工人员，负责积极处置和抢救人员、设备。

4）专家组
建立各类专业人才库，项目部可以根据实际需要聘请有关专家组成专家组，为应急管理提供决策建议，必要时参加突发公共事件的应急处置工作。

5）工作原则
预防为主，以人为本。

建立健全群策群防机制，最大程度地减少突发公共事件造成的损失，把保障人民群众的生命财产安全作为应急工作的出发点和落脚点。

统一领导、分工负责。

在应急指挥组统一领导下，有关部门各司其职，密切配合，共同做好应急防治工作。

6）适用范围
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本隧道范围内发生的自然灾害、事故灾难应急处理、公共卫生事件、社会安全事件等。

7．安全、质量控制措施
⑴加强对技术、施工人员及相关人员的培训，提高全体参建人员的安全、质量意识。

⑵施工时严格按照“短进尺、弱爆破、勤量测、早封闭”的原则组织施工，严禁超挖、乱挖。

⑶严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工。

⑷在隧道开挖前，对隧道地表中线附近范围进行勘察，对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进行统计，施工中应加强监控量测工作，严格按设计方案施工，确保隧道安全、顺利通过。

⑸每循环进行测量放样，严格控制超欠挖。

定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。

⑹边墙、仰拱等的地基承载力必须满足设计要求。

⑺开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息。

⑻隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度等，核对设计情况，判断围岩的稳定性。

⑼隧道在开挖过程中，尽量减少挖掘机对隧道边沿的开挖，应采用人工风镐对隧道周边进行修整，减少对围岩的扰动，避免侧壁或拱顶掉块现象。

拱脚、墙角应预留30cm人工开挖，严禁超挖。

土质隧道拱墙脚严禁被水
浸泡。

开挖完毕后，应尽早对围岩进行支护封闭，减少围岩暴露的时间。

⑽制定安全施工应急预案，做好应急物资储备。

⑾施工过程中，严格按照冬季施工措施进行施工。

⑿洞口施工前，应先检查边、仰坡以上山坡稳定情况，清除悬石，处理危石，施工期间实施不间断监测和防护。

⒀隧道施工做好洞顶、洞门及洞口防排水系统。

防止季节性地表水及施工用水下渗，破坏边坡稳定，危及施工安全。

⒁施工时，派专人检查地表边坡的稳定情况。

发现边坡有开裂、变形现象时，应立即对边坡体进行加固处理，确保安全后方可继续进行施工。

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