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1、新建成都至兰州铁路成都至川主寺段站前工程施工CLZQ-11标 软岩大变形专项施工方案新建成都至兰州铁路成都至川主寺段站前工程(CLZQ-11标)软岩大变形专项施工方案中铁十四局成兰铁路工程指挥部二0一四年九月十日目 录一、编制依据- 2 -二、适用范围- 2 -三、工程概况- 2 -四、软岩大变形难点分析- 3 -五、软岩大变形设计原则及控制技术措施- 4 -六、机械设备、人员配置- 4 -七、超前地质预报- 6 -1、地质分析法预报- 6 -2、地质仪器法预报- 7 -3、地质超前预测预报频率及数量- 9 -4、地质信息收集处理与综合判析- 9 -八、软岩大变形施工方案- 10 -1、超前小
2、导管- 10 -2、初期支护- 15 -3、钢筋网- 19 -4、钢支撑施工- 19 -5、喷射混凝土- 21 -6、施工要点- 23 -九、监控量测数据分析- 25 -1、监控量测数据的计算分析- 25 -2、监控量测信息反馈- 26 -十、技术保证措施- 27 -1、开挖质量保证措施- 27 -2、支护质量保证措施- 29 -3、钢筋工程质量技术保证措施- 30 -十一、安全保证措施- 30 -1、超前地质预报- 31 -2、加强围岩监控量测管理- 31 -十二、应急救援- 31 -1、应急工作小组- 31 -2、应急救援小组分组- 31 -3、应急救援程序- 32 -4、应急救援及措施-
3、 32 -5、事故报告- 35 -6、应急结束及恢复- 36 -软岩大变形专项施工方案一、编制依据1、新建铁路成都至兰州线金瓶岩隧道设计图、新建铁路成都至兰州线王登隧道设计图；2、隧道施工工法及辅助措施成兰隧参(11)19；3、双线隧道复合式衬砌（无砟）成兰铁路隧参（11）08；4、成兰铁路CLZQ-11标实施性施工组织设计；5、高速铁路隧道工程施工技术指南（铁建设2010241号）；6、铁路隧道工程施工安全技术规程(TB10304-2009)；7、高速铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10753-2010）；8、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规定的通知（铁建设20101
4、20号）9、铁路隧道超前地质预报技术指南铁建2008105号10、铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）11、关于铁路高风险隧道安全管理工作的实施意见（工管质201136号12、铁建设2010162号13、工管质201136号14、国家现行的其他铁路工程建设技术标准和规范、验收标准、安全规程等； 15、现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况、民族风俗及施工环境等调查资料。二、适用范围本方案最终实施以设计变更文件、动态设计图纸为准。三、工程概况 我单位负责承建新建成都至兰州铁路成都至川主寺段站前工程CLZQ-11标，起止里程为DK189+358DK213+346
5、.08，线路全长24.191km，隧道主要工程为：解放村隧道兰州端（1727m），金瓶岩隧道（正洞全长12773m，1#横洞730m，2#横洞941m，3#横洞530m，4#横洞92m），王登隧道（正洞全长6601m，1#横洞83m，2#横洞442m），隧道全长21101m，隧道长度占线路长度的87.2%，岩性条件极为软弱松散破碎。隧道穿越围岩较差，多数为、级围岩，围岩主要以千枚岩、板岩、砂岩为主。隧道所处地段地质条件十分恶劣，隧道穿越顺层偏压、高低应力、煤层、有害气体、多条断裂带等不良地质段，极易发生软岩大变形、岩爆、瓦斯爆炸、坍塌等灾害，安全管理要求极高，施工风险较大。金瓶岩隧道预测发生软
6、岩大变形1350米，王登隧道预测发生软岩大变形700米。各隧道预测软岩大变形里程如下：金瓶岩隧道软质岩大变形预测段落序号里程长度（m）围岩分级变形等级1D2K195+350D2K195+450100中等2D2K195+650D2K195+850200中等3D2K197+050D2K197+250200中等4D2K197+850D2K198+200350轻微5D2K198+200D2K198+400200严重6D2K198+400D2K198+600200中等7D2K199+850D2K199+950100轻微总计1350王登隧道软质岩大变形预测段落序号里程长度（m）围岩分级变形等级1D1K20
7、6+800D1K207+050250、严重2D1K209+050D1K209+250200中等3D1K209+650D1K209+900250、轻微总计700四、软岩大变形难点分析深埋隧道通过软岩和断层带时，在高的地应力和富水条件下通常产生大变形。这种隧道围岩变形量大，而且位移速度也很大，一般可以达到数十厘米到数米，如果不支护或支护不当，收敛的最终趋势是隧道将被完全封死，如果发生在永久衬砌构筑以前，往往表现为初期支护严重破裂、扭曲，挤出面侵入限界。这种大变形危害巨大，严重影响施工工期或者线路正常运营，而且整治费用高昂，严重威胁了工程安全,影响了工程质量,制约了工期。人们通常把大变形机制分为两大
8、类：（1）大变形的原因之一，是开挖形成的应力重分布超过围岩强度而发生塑性变化。如果发生缓慢就属于挤出（如果是立刻发生就属于岩爆）。（2）大变形的原因之二，是岩石中的某些矿物成分和水反应而发生膨胀。发生膨胀变形的围岩在开挖时一般有较高的强度，变形主要发生在隧道运营过程中，一般表现为底部鼓起，而隧道顶部和边墙保持较好的工作状态。在隧道通过炭质千枚岩和断层带时，引起大变形的原因主要为第一条。五、软岩大变形设计原则及控制技术措施高地应力软岩大变形地段，施工中应在可控条件释放围岩变形，降低支护的围岩压力。当支护变形过大且支护发生破坏且无补强空间时，应对初期支护进行拆除重建。二衬施作时机应合理确定，须在初
9、期支护变形稳定且不发生破坏的一定时期后施作，一般不少于3个月。软质岩大变形及支护结构预设计原则a、对大变形轻微地段，采用大变形I型衬砌。b、对大变形中等地段，采用大变形II型衬砌。c、对大变形严重地段，采用大变形III型衬砌。大变形衬砌的施工工法、支护、特有监控量测均按照设计施工，按照先试验后推广的原则进行措施调整。在施工中应进行超前地质预测预报，测试地应力，根据监测数据判断是否存在大变形，并根据变形大小及实际情况采取以下施工措施。a通过超前水平钻孔、地应力测试等超前预测预报手段建立大变形时空预测系统。如发生大变形，按动态设计程序根据变形等 级进行相应处理。b加强围岩监控量测确定二次衬砌修筑时
10、间，监控量测除必测项目外，增加锚杆轴力、钢架内力及所受荷载、围岩内部变形量等选测项目。c采用锚、注、喷一体化围岩加固支护系统；开挖后及时支护，采用全环布设工字钢架，充分利用围岩自承能力，将围岩的松动圈变为承载拱；初期支护锚杆采用加长中空注浆锚杆，必要时采用长预应力径向锚杆；增大初期支护预留变形量，提高二次衬砌结构强度，采用加强复合式衬砌结构。六、机械设备、人员配置表1 劳动力配置表序号人员类别单位人数1架子队队长名12工班长名23隧道工程师名44测量员名25安全员名26电工名27仓库管理员名18后勤人员名49驾驶人员名710开挖工班名1511支护工班名912喷锚工班名813衬砌工班名1614钢
11、筋工班名1415清洁工名216合计名89表2 设备机具配置表序号设备名称单位数量功能型号1挖掘机台1大宇2202侧翻装载机台2LG504自卸汽车辆421m5空压机台68m6通风机台2110kw7输送泵台190kw8气腿式凿岩机把209二衬台车台19m10湿喷机械手台168KW11小型湿喷机台122KW12柴油发电机台1300kw13电焊机台4500W14插入式振捣棒台6ZX-5015附着式振动器台142.2KW16污水泵台27.5KW17注浆泵台2TBW-25018高速制浆机个119储浆桶个2七、超前地质预报隧道施工过程的地质超前预报预测，主要是根据地表和已经开挖的隧道的地质调查和各种探测方法
12、取得的资料，以及地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内围岩的工程地质条件。如：地面地质调查法、洞身地质素描法、钻速测试法、综合物法、钻探孔法、涌水量观测、有害气体预测、岩体结构面量测和围岩变形观测。物探测试主要有TSP法、地质雷达法。预测时根据地质条件的不同，采用一种或几种方法组合综合预报，以工程地质法（包括图析法及地质素描法）进行超前宏观预报为前提，结合TSP203超前地质预报系统、地质雷达、红外线探测仪、超前探孔、经验法等综合手段，分长期预报、中期预报、短期预报三个阶段对隧道岩体特征、断层、涌水等不良工程地质进行超前预测预报：采用TSP系统与地质分析法相结合进行长期（长距离）（大于60
13、m范围）地质预报；采用岩芯钻机钻孔进行3060m距离的中期地质预报；利用台车钻孔和地质雷达、红外探测仪相结合，进行距离小于30m的短期地质预报；采用在钻爆循环中加深（4m）35个炮孔进行掌子面前方4m范围的下一循环的探测。结合掌子面地质素描预测法进行掌子面作业影响区域内的当前地质预报。对物探异常区采用钻孔进行验证，以便指导施工。对于软岩大变形地段主要采取的超前地质预报的措施及手段说明。1、地质分析法预报由项目总工程师组织工程地质工程师及相关技术人员对设计图纸进行详细分析，对现场地表裸露情况进行核对。对隧道地表进行GPS测量，绘制地形图，计算汇水面积，判断不良地质，利用地面测绘和其它基础资料对隧道的地层界线、大型断层、围岩类别、涌水以及其他的特殊工程地质问题进行预测。通过地表区域地质调查和对辅助洞掌子面已揭露地质体（岩层、不良地质等）进行观测与编录，以图文方式及表格形式来宏观判断可能以发生地质灾害及其程度。通过掌子面所揭露的地层岩性、岩体结构面的发育程度、岩体的完整性、断层发育情况、岩溶化地层与非岩溶化地层分布、地下水渗流等进行地质素描，判断前方可能会出现的破碎岩体、出水构造情况以确定采用仪器探测和超前钻孔的布置形式。预报以表格形式随时提出，并根据开挖情况来完善预测预报技术，为决策提供依据，以及时采取相应的防治手段，避免或减少地质灾害所带来的损失和负面影响。2、地质仪器法预报
