冯庄隧道不良地质和高风险段项施工方案施工方案综述

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1、大准至朔黄铁路联络线 ZCZQ11 标 冯庄隧道不良地质和高风险段专项施工方案 中铁二十一局准池铁路项目部 1 新建铁路大准至朔黄铁路联络线新建铁路大准至朔黄铁路联络线 ZCZQ11 标标 冯庄隧道不良地质和高风险段冯庄隧道不良地质和高风险段 专项施工方案专项施工方案 编制：编制： 审核：审核： 批准：批准： 中铁二十一局集团有限公司神华准池铁路项目部中铁二十一局集团有限公司神华准池铁路项目部 20122012 年年 4 4 月月 大准至朔黄铁路联络线 ZCZQ11 标 冯庄隧道不良地质和高风险段专项施工方案 中铁二十一局准池铁路项目部 2 目录目录 一、适用范围一、适用范围 3 3 二、编制

2、依据二、编制依据 3 3 三、隧道概况和风险分析三、隧道概况和风险分析 3 3 3.1、隧道概况 .3 3.1.1、工程概况 .3 3.1.3、地震动参数 .5 3.1.4、水文地质特征 .5 3.1.5、地质构造 .5 3.1.6、本隧道各级围岩级别及所占比例 .5 3.2、冯庄隧道风险分析 .6 3.3 冯庄隧道初始风险评价.8 3.4、组织机构 11 3.4.1、组织机构及联系方式 12 四、不良地质和高风险地段施工方案四、不良地质和高风险地段施工方案 1212 4.1、塌方风险施工方案 12 4.2、突水突泥风险地段施工方案 15 4.3、变形风险地段施工方案 18 4.4 洞口失稳地

3、段施工方案18 大准至朔黄铁路联络线 ZCZQ11 标 冯庄隧道不良地质和高风险段专项施工方案 中铁二十一局准池铁路项目部 3 冯庄隧道 不良地质和高风险段专项施工方案 为加强隧道施工中不良地质的管理和监控，预防和控制危险源可 能出现的紧急情况，尽可能减少事故造成的人员伤亡和财产损失，根 据上级要求并结合本工程项目的实际，特制定此专项施工方案。 一、适用范围 冯庄隧道 二、编制依据 1、 中华人民共和国安全生产法 2、 建设工程安全生产管理条例 3、 生产安全事故报告与调查处理条例 4、 安全生产事故隐患排查治理暂行规定 5、 铁路工程施工安全技术规程 6、 冯庄隧道风险评估报告 7、 施工现

4、场临时用电安全技术规程 8、 铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南 9、铁建设【2007】102 号文关于印发加强铁路隧道工程安全工 作的若干意见的通知 10、铁建设函【2007】1007 号关于进一步加强铁路隧道安全工 作的通知 11、铁建设【2010】120 号关于进一步明确软弱围岩及不良地 质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知 12、设计图纸及现场的实际情况 三、隧道概况和风险分析 3.1、隧道概况 3.1.1、工程概况 大准至朔黄铁路联络线 ZCZQ11 标 冯庄隧道不良地质和高风险段专项施工方案 中铁二十一局准池铁路项目部 4 冯庄隧道位于中山区,地势起伏较大,地形较陡峭,自然坡度 20

5、30植被不发育。工点所经区域地面标高 15021554m，相对 高差约 52m。隧道进口洞口山坡为台阶地，自然坡约 35，黄土层覆 盖较厚。出口山坡较缓，局部可见基岩外露。隧道行政隶属山西省忻 州市神池县，进口线路右侧约 350m 有小神线通过，交通尚比较便利。 隧道起讫里程为 DK166+850DK167+421，全长 571m，洞身最大 埋深约 67m，为单洞双线隧道。整个隧道位于曲线段，左线和右线的 曲线半径分别为 R=800 和 R=804.39。洞内左线路肩设计纵坡为 3.2 单面上坡。 3.1.2、地层岩性 工程内地层为第四系上更新统洪，风积砂质黄土；下伏基岩为奥 陶系中统灰岩。其

6、岩性特征详述如下： 砂质黄土（Q3pl+eol3）：主要分布在隧道进出口,褐黄色,硬塑，土 质均匀，颗粒成份以粉粒为主，厚 014m，级普通土， 0=150KP。 黏质黄土（Q3pl+eol3）：主要分布在隧道进出口，褐黄色，硬塑， 土质不均匀，局部夹粗角砾石，厚约 14m，级普通土， 0=150KP。 奥陶系中统地层： 灰岩（O2Ls）：灰白色，岩质较硬，隐晶质结构，中厚层状构造； 强风化层厚 27m，级软石，0=500KP；其下弱风化灰岩，级 次坚石，0=1200 KP。 灰岩岩层产状近水平。 发育三组节理： J1：N85E/80S，为封闭节理。裂隙中铁，锰质侵染，节理间 大准至朔黄铁路联

7、络线 ZCZQ11 标 冯庄隧道不良地质和高风险段专项施工方案 中铁二十一局准池铁路项目部 5 距约 0.2m； J2：N10E/80S，为封闭节理。裂隙中铁，锰质侵染，节理间 距约 0.3m； J3：N60E/89S，为张开节理。裂隙中铁，锰质侵染，节理间 距约 0.3m，缝宽约 40mm，延伸长度约 2m。 3.1.3、地震动参数 根据 GB183062001中国地震动参数区划图 ，结合实地调查， 隧道区地震动峰值加速度 0.10g(地震基本烈度为度)，地震动反应 谱特征周期 0.40s，地震动反应谱特征周期分区为二区。 3.1.4、水文地质特征 勘察期间未见地下水，属地下水较为贫乏地区。

8、隧道区地下水埋 深大，隧道洞身岩体节理裂隙发育，雨季地表水下渗，局部水量较大， 雨季施工时应注意排水。 3.1.5、地质构造 场地内地形地貌单一，地层岩性主要为第四系上更新统洪、风积 砂质黄土及奥陶系中统灰岩，无影响工程的大的断裂构造。 3.1.6、本隧道各级围岩级别及所占比例 隧道各级围岩分级表 里程长度围岩分级 DK166+850DK166+88737 DK166+887DK166+92538 DK166+925DK166+96035 DK166+960DK167+00545 DK167+005DK167+10095 DK167+100DK167+17070 DK167+170DK167+

9、22050 大准至朔黄铁路联络线 ZCZQ11 标 冯庄隧道不良地质和高风险段专项施工方案 中铁二十一局准池铁路项目部 6 DK167+220DK167+28565 DK167+285DK167+36075 DK167+360DK167+39636 DK167+396DK167+42125 级围岩 43% 级围岩 13% 级围岩 34% 级围岩 10% 图 1 隧道围岩级别比例图 3.2、冯庄隧道风险分析 根据本阶段地质勘测资料：本隧道穿越奥陶系中统灰岩，灰白色， 弱风化，节理裂隙稍发育，地下水为基岩裂隙水，岩体完整性一般， 隧道进出口分布第四系风坡积砂质黄土，褐黄色，具湿陷性，湿陷土 层厚度

10、约 15m，湿陷系数 0.0220.037，为级（中等）自重湿陷性 场地。施工中应考虑黄土的湿陷性对隧道的影响，需采取措施进行处 理。黏质黄土局部夹粗角砾石，褐黄色，厚约 14m，下伏基岩为奥陶 系中统灰岩，灰白色，弱风化，节理裂隙稍发育，厚 25m，其下弱 风化，节理裂隙稍发育。地下水主要为基岩裂隙水，不发育。隧道 级围岩占 13%，级围岩占 34%，级围岩占 43%。进出口为新黄土地 层，具有湿陷性，上覆土层较薄，洞身顶处地表存有冲沟。因此，本 隧道主要风险为塌方、变形、突水突泥、洞口失稳等风险，全隧存在 的风险和可能发生的典型风险事件分析如下： 大准至朔黄铁路联络线 ZCZQ11 标 冯

11、庄隧道不良地质和高风险段专项施工方案 中铁二十一局准池铁路项目部 7 1、出口为桥隧相连，施工工序干扰性较大，组织不利容易产生 施工安全风险和废弃分项工程。隧道进口浅埋段，表层为第四系风坡 积砂质黄土，稳定性差，基底发现溶洞，出口浅埋段，奥陶系中统灰 岩节理裂隙稍发育，洞口边仰坡开挖。 2、DK166+850DK166+887 段，进口浅埋段，表层为第四系风坡积 砂质黄土，稳定性差，基底发现溶洞，本断施工施工时，很可能发生 塌方，洞口失稳，变形。 3、DK166+887DK166+925 段，本段为级围岩黄土浅埋段，施工 时，很可能发生塌方，变形。 4、DK166+925DK166+960 段

12、，本段为土石分界线，施工时很可能 发生塌方，突水突泥。 5、DK166+960DK167+005 段，本段为级围岩黄土浅埋地段，岩 体完整性一般，本段施工时，可能发生塌方，变形。 6、DK167+005DK167+100 段，级围岩，岩体整体性一般，施工 时可能发生塌方，变形。 7、DK167+100DK167+170 段，级围岩水平岩层，岩体完整性一 般，施工时可能发生塌方，变形。 8、DK167+170DK167+220 段，级围岩水平岩层，施工时可能发 生塌方，变形。 9、DK167+220DK167+285 段，级围岩水平岩层，岩体完整性一 般，施工时可能发生塌方，变形。 10、DK1

13、67+285DK167+360 段，级围岩，岩体完整性一般，施 工时可能发生塌方，变形。 11、DK167+360DK167+396 段，级围岩地段，节理裂隙稍发育， 施工时可能发生塌方，变形。 12、DK167+396DK167+421 段，出口浅埋段，奥陶系中统灰岩节 大准至朔黄铁路联络线 ZCZQ11 标 冯庄隧道不良地质和高风险段专项施工方案 中铁二十一局准池铁路项目部 8 理裂隙稍发育，洞口边仰坡开挖，施工时可能发生塌方，洞口失稳， 变形。 综上所述，冯庄隧道存在的安全风险类型有：突水突泥、埸方、 洞口失稳、大变形。突水突泥主要集中在 DK166+925DK166+960 段； 本隧

14、道全隧均存在高度和中度等级的埸方风险；变形风险主要集中于 隧道进口、出口、洞身浅埋地段，全隧变形风险等级均为高度及以下。 洞口浅埋段容易发生洞口失稳。 3.3 冯庄隧道初始风险评价 通过风险分析，冯庄隧道各段落中存在的初始风险评价结果见表 1： 经评估，本隧道中的主要典型风险事件类型为塌方、洞口失稳、 大变形及突水突泥风险；初始风险为高度及以上的共有 20 处。具体 情况如下： 1、塌方风险 11 处 风险等级为高度的段落共 3 处，风险等级为中度度的段落共有 9 处。 2、突水突泥风险 1 处 风险等级为高度的段落共 1 处。 3、变形风险 10 处 风险等级为高度的段落共 2 处。 4、洞

15、口失稳 2 处 风险等级进口处为高度风险等级，出口为中度风险等级。 大准至朔黄铁路联络线 ZCZQ11 标 冯庄隧道不良地质和高风险段专项施工方案 中铁二十一局准池铁路项目部 9 大准至朔黄铁路联络线 ZCZQ11 标 冯庄隧道不良地质和高风险段专项施工方案 中铁二十一局准池铁路项目部 10 表 1 冯庄隧道风险等级分析评价 冯庄隧道风险评估表 里程 初始风险残余风险 残余风险处 理 起始里程终止里程 长度 (m) 风险事件 概率等 级 后果等 级 风险等 级 风险处理措施 概率等 级 后果等 级 风险等 级 加强监控量 测 DK166+850DK166+88737 塌方、洞口失稳、 变形 43 高度108 管棚预加固，岩溶普查，锚喷支护，CRD 法施工 21 低度 加强监控量 测 DK166+887DK166+92538塌方、变形 43 高度42 超前小导管预加固地层，三台阶七步开挖法施工 21 低度 加强监控量 测 DK166+925DK166+96035塌方、突水突泥 43 高度42 超前小导管预加固地层，加强初期支护 21 低度 加强监控量 测 DK166+960DK167+00545塌方、变形 32 中度 级围岩复