新建沪昆客专贵州段CKGZTJ-12标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案.doc

新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 1 - 目 录 一、编制依据及工程概况.1 1.1 编制依据1 1.2 隧道概况1 1.2.1 工程概况.1 1.2.2 地层岩性.2 1.2.3 地质构造及地震动参数.3 1.2.4 水文地质.3 1.2.5 隧道施工中的主要地质问题.4 二、出口反偏压进洞施工及洞顶截水处置.4 2.1 实施进洞施工方案4 2.1.1 施作天沟.5 2.1.2 明洞开挖.5 2.1.3 暗洞段边仰坡顺层清方及防护.6 2.1.4 洞口 DK951+440-+400 段左侧砼条形地基加固.6 2.1.5 棚洞施作.6 2.1.6 大管棚施作.6 2.1.7 洞身开挖及支护.7 2.1.8 反压回填.7 2.2 自然水沟截、排水处置方案7 2.2.1 回填土石.7 2.2.2 防排水设施.8 三、坍方、突水突泥预防及处理10 3.1 坍方预防及处理.10 3.1.1 断层破碎带施工坍方预防措施10 3.1.2 断层及破碎带坍方处理10 3.2 突水突泥预防及处理.13 3.2.1 岩溶地段施工预防措施13 3.2.2 洞穴充填物的处理20 四、隧道突水突泥应急预案23 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 2 - 4.1 总则.23 4.1.1 编制目的23 4.1.2 编制依据23 4.1.3 编制范围23 4.1.4 基本原则23 4.2 应急组织.24 4.2.1 事故类型和危害程度分析24 4.2.2 应急救援组织机构及其职责24 4.3 可能发生的紧急状况以及危害程度27 4.4 应急救援物资.27 4.5 主要抢险料具.27 五、预警与预防 .28 5.1 发生源控制.28 5.2 预警行动.28 5.3 应急处置.28 5.4 应急级别划分.29 5.5 应急响应.29 5.6 应急报告.30 5.7 接警与通知.30 5.8 应急启动.31 5.9 事故救援程序.31 5.10 抢险方案32 5.11 应急恢复34 5.12 应急结束34 5.13 信息发布与公众教育.34 5.14 事故报告和处理34 5.14.1 事故报告.34 5.14.2 处理流程.35 5.15 急训练与演习35 5.15.1 培训.35 5.15.2 演练.35 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 1 - 背阴坡隧道专项施工方案 一、编制依据及工程概况 1.1 编制依据 1、 铁路隧道风险评估与管理暂行规定 （铁建设2007200 号） 2、 铁路隧道设计规范 （TB10003-2005） 3、 地下工程防水技术规范 （GB50108-2008） 4、 混凝土结构耐久性设计规范 （GB/T50476-2008） 5、 铁路工程施工安全技术规程 （TB10401.1-2003） 6、 铁路工程建设项目水土保持方案技术标准 （TB10503-2005） 7、铁建设【2010】120 号文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 8、现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料； 9、供借鉴的客运专线铁路特殊围岩隧道及反偏压隧道进洞施工科研成 果 10、沪昆客专（贵州段）CKJZTJ-12DK950+752 背阴坡隧道施工图 1.2 隧道概况 1.2.1 工程概况 背阴坡隧道隧道位于云贵高原侵蚀低山丘陵区，最大埋深 137m。穿越 北西向展布的脊状山梁,两端为沟谷。地面高程 1711m1872m，相对高差约 155m，自然坡度 2030，局部陡峻，植被发育。本隧进口里程为 DK950+099，出口里程为 DK951+440，全长 1341m，隧道位于左偏曲线上 及纵坡为 25的单面上坡上，位于盘县富源北区间，隧道区基岩大多裸 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 2 - 露，隧道洞身主要通过三叠系下统永宁镇组第一段及缓坡地带有少量覆土， 工程地质条件较差。区内线路进口端穿越高速公路，且有机耕道与乡镇公路 相通，交通便利。 该隧道出口设置明洞段 DK951+467-DK951+440。明暗交界处为 DK951+440，洞口段 DK951+440-DK951+400 段左侧部分无覆盖层，不具备成 洞条件。设计对表土层进行顺层清方，再进行水泥土反压回填的方式创造成 洞条件，然后对该段采用大管棚超前支护和台阶法开挖施工进洞。 洞口段 DK951+440-DK951+400 段线路右侧山坡体,背斜沟谷深切，植被 发育，地面坡脚呈 5575，相对高差约有 30m；凹形山坡体常年积水冲击 坡体并形成一条大的自然冲沟；该处正对背阴坡隧道明洞段，施工应对该自 然冲沟进行施做截水设施并引排至右侧山坡体既有冲沟内，以防护隧道明洞 安全。 1.2.2 地层岩性 隧道区基岩大多裸露，隧道洞身主要通过三叠系下统永宁镇组第一段及 缓坡地带有少量覆土。地层由老到新描述如下： 松软土：灰褐色，软塑，为粉质粘土，厚 02m，主要分布于隧 道出口低洼处，属级普通土，E 组填料。 粉质黏土（Q4dl+pl）：灰褐色，硬塑，厚 02m，主要分布于隧 道出口低洼处，属级普通土，C 组填料。 粉质黏土（膨胀土） （Q4dl+el）：红褐色，硬塑，具有膨胀性， 夹含 20碎石角砾。主要分布于缓坡地带，属级普通土，E 组填料。 三叠系下统永宁镇组第一段上部为灰岩夹泥岩，下部为砂岩夹泥 岩：灰岩夹泥岩为浅灰深灰色，薄至厚层，强风化层节理发育，岩体破碎， 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 3 - 多呈碎块石土状，厚 25m，属级软石；B 组填料；弱风化层岩层较完整， 多呈短柱状，石质坚硬，属级次坚石，A 组填料。 砂岩夹泥岩为浅灰、棕红色，薄中厚层，细砂、泥质结构， 砂岩含泥质重。强风化层呈半岩半土状，厚 25m，属级软石，C 组填料； 弱风化层节理发育，多呈碎块状、短柱状，石质较软，属级软石级次 坚石，B 组填料。该段地层含数层石膏，不能用作建筑骨料。 1.2.3 地质构造及地震动参数 （一）地质构造 隧道位于亦资孔向斜东翼的单斜地层中，隧区内岩层产状为 N1545 NW。节理产状为 N10E/90、N80E/90，较规则，以构造型为主，节 理间距多数小于 0.4m，多呈密闭型，部分为微张裂隙，少有填充物。节理 发育，岩体被节理切割成块状。 （二）地震动参数 根据新建铁路沪昆客运专线玉屏至昆明段工程场区地震动参数区划报 告 ，隧址区地震平均场地峰值加速度为 0.05g，根据中国地震动反应谱特 征周期区划图 ，地震动反应谱特征周期为 0.45s。 1.2.4 水文地质 （一）地表水 测区地表水以山间沟水为主，水量较小，雨季时沟内水量明显增加，灰 岩地区岩溶、裂隙发育，主要以季节性水流为主。 （二）地下水特征 本区地下水类型主要为第四系松散土层孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水。 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 4 - 1、第四系松散土层孔隙水 主要赋存于坡面及槽谷中的第四系坡洪积、残坡积层中，该类地下水受 第四系分布面积及厚度控制，测区此岩土层分布面积小且厚度小，一般为厚 02m，局部厚达 25m。该岩土层主要为粘土层，富水性差，水量贫乏， 受大气降雨补给。 2、基岩裂隙水 基岩孔裂隙水主要分布于碎岩段砂岩夹泥岩中，位于隧道进口段 300m 范围内。隧区岩体受构造影响，岩体破碎，使区内岩体形成了较好的地下水 含水体。地下水较丰富。 3、岩溶裂隙水 隧道灰岩段灰岩裸露，岩溶化程度较高，以溶沟溶槽为特征。地下水以 大气降水补给为主，以网络状岩溶裂隙、岩溶管道下渗至地下。隧道中地下 水较丰富。隧道开挖可能会揭穿岩溶排水管道，可能产生突水突泥等灾害。 （三）隧道涌水量预测 隧道正常涌水量 Q2359m3/d，雨洪期最大涌水量 Q=5726m3/d。 1.2.5 隧道施工中的主要地质问题 1、突然涌水：隧道洞身通过岩溶中等发育的地层，该段岩体节理较发 育，岩体较破碎，可能赋存一定的岩溶水，因此，可能出现突然涌水现象。 本隧为岩溶隧道，以灰岩，泥灰岩为主，地表岩溶漏斗发育，全隧均为 可溶岩，隧道最大埋深约 137m，洞身穿越脊状山梁，位于亦资孔向斜，西 翼的单斜地层中，可岩溶段岩溶中等发育，有较丰富的地下水。 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 5 - 二、出口反偏压进洞施工及洞顶截水处置 2.1 实施进洞施工方案 方案步骤： 施作天沟 明洞开挖 边坡顺层清方 条形加固基础 棚洞 施作 大管棚施作 洞挖进洞 反压回填。 2.1.12.1.1 施作天沟施作天沟 在明洞开挖之前，先施作天沟。由于坡面陡峭，天沟开挖前，采用人工 清除树木杂草，用全站仪将洞口边仰坡开挖线放出，在边仰坡开挖线外 5m 外用白灰标出截水沟位置。截水沟采用从顶部往两侧人工开挖施工。沟身采 用 C25 砼浇筑。天沟位置和断面形式按照设计图纸实施。 2.1.22.1.2 明洞开挖明洞开挖 明洞采用采用机械和钻爆法开挖方式从上向下分层开挖。边开挖边作防 护。洞口和明洞段永久边仰坡采用 C20 砼嵌补防护。洞口和明洞段临时开挖 坡面采用喷砼防护，喷砼厚度为 8cm。 明洞段明暗分界直立开挖面防护采用喷锚网防护。喷射 C25 砼厚度为 10cm，钢筋网采用 8 钢筋网，网格间距为 25cm*25cm，开挖范围内锚杆采 用 25 纤维锚杆，锚杆长度 6m，间距 1.0m，其余范围内锚杆采用 22 砂 浆锚杆，锚杆长度 8m，间距 1.0m*1.0m。 洞口及明洞基础以下悬空部分及地层范围采用 C20 砼换填，深入 W3 中 1m，并与 DK95+460，DK951+466 线路左侧明洞边墙底设置 3#、4#预加 固桩对基地进行加固。3#、4#预加固桩尺寸 3.0m(长)*2.0m(宽)，桩长 18m，预加固桩钢筋伸入明洞外墙 60cm,具体按“长昆客专玉昆段施隧咨 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 6 - 217-05/05”图施作。 在 DK951+466 线路右侧设置 5#预加固桩，预加固桩尺寸 2.0m(长) *2.0m(宽)，桩长 18m，具体按“长昆客专玉昆段施隧咨217-05/05”图施 作。为加强预加固桩与端墙的整体性，于加固桩平行于线路侧边端墙范围内 设置接茬钢筋，接茬钢筋采用 22 钢筋，间距 0.5m（横向）*1.0m（竖向） 布置。 2.1.32.1.3 暗洞段边仰坡顺层清方及防护暗洞段边仰坡顺层清方及防护 DK951+440-+400 段拱部需要反压回填和施作棚洞的部位边坡上的土层 进行清方后，对棚洞拱架与边坡接触处每榀拱架采用 2 根长度为 3.5m22 砂浆锚杆加强边坡与拱架之间的整体性。 2.1.42.1.4 洞口洞口 DK951+440-+400DK951+440-+400 段左侧砼条形地基加固段左侧砼条形地基加固 当明洞开挖支护完成后，为了保证 DK951+440-+400 段施工棚洞架立拱 架基础承载力满足要求，减小沉降，对于 DK951+440-+400 暗挖段左侧在 W3 强风化层基础上挖出宽度为 1m，深度置于 W3 地层不小于 50cm，纵向长 度为 40m 的基坑，浇筑 C20 素砼对该段地基实施加固和找平处理。 2.1.52.1.5 棚洞施作棚洞施作 当加固条形基础达到 7.5Mpa 后，在此基础上架立 22 工字钢拱架，间距 为 0.6m,棚洞拱架位置以保持与洞身开挖初期支护拱架间距为 72cm 为准， 见附图，棚洞拱架纵向采用间距为 0.5m,22 钢筋连接，暂时不浇筑砼，等 洞挖初期支护施作完成后在浇筑砼至要求厚度。 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 7 - 2.1.62.1.6 大管棚施作大管棚施作 对 DK951+440-+400 段线路右侧具有覆盖层具备成洞条件的拱部部分采 用 108 壁厚不小于 6mm 的钢管，间距为 40cm,长度为 40m，施作超前支护 大管棚。施作大管棚时，先施作导向墙，导向墙纵向长度为 1m。大管棚采 用管棚机打眼，仰角控制在 2 度左右。管棚注浆采用 M10 水泥浆液。 2.1.72.1.7 洞身开挖及支护洞身开挖及支护 当棚洞和大管棚施作完成后，然后采用三台阶七步开挖法进行洞口段 DK951+440-+400 段洞身开挖支护。开挖过程中注意每步开挖进尺不能超过 1 榀拱架的间距的 1.5 倍。挖一榀，支一榀。拱架采用 22 工字钢，间距为 0.6m，纵向采用 22 螺纹钢筋连接牢固，初期支护拱墙喷射 C30 耐腐蚀纤 维砼。随着洞挖向前推进，纵向每 2m 及时灌注棚洞砼，使得初期支护和棚 洞及时形成整体受力骨架。 2.1.82.1.8 反压回填反压回填 随着棚洞砼的浇筑向前推进，纵向每 5m 一回填。线路左侧回填采用土 石回填，纵向设台阶分三次及时回填至设计高度和厚度，以平衡线路右侧偏 压作用力，确保支护结构的稳定性。 2.2 自然水沟截、排水处置方案 DK951+400 处明洞右侧背斜山体形成自然冲沟，按照“以截为主，防排 结合”的原则，对该冲沟下端与隧道洞身形成的淤水坑进行回填土石，抬高 汇水面高程，并通过在棚洞拱顶部反压回填的水泥土表面施以浆砌水沟的方 式，引排积水至左侧山坡体既有冲沟内，完成对明洞段右侧自然水沟积水的 排放处理，保护隧道安全。具体实施方案如下： 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 8 - 2.2.12.2.1 回填土石回填土石 对自然冲沟下端与隧道洞身交互范围，形成的淤水坑进行土石回填；据 现场实际调查，该地段冲沟淤水范围大致呈三角形，隧道洞顶至淤水坑底面 相对高度有 35m；采用全断面回填的方式进行。回填可按照路基填筑的施 工方法进行，但不能进行大范围振动碾压，以免对洞身形成侧压，影响其稳 定和安全。 （1）地基处理：清除地表淤泥、软质土及种植土，对淤水区内基底回 填以 50cm 厚砂砾石或块石土层，小型振动机压实；砂砾石粒径一般不大于 10cm，块石最大粒径不得大于 15cm； （2）回填土石：基底处理完成后，优选湿砂土和隧道内出渣碎、块石 分层进行床体回填。分层厚度不得大于 0.5m，小型振动机局部进行振动压 实。回填高度达到隧道拱顶以下 30cm 处，以上到隧道洞顶上部反压回填顶 面进行回填水泥土并与洞顶反压回填水泥土相顺接。 2.2.22.2.2 防排水设施防排水设施 （1）落水处消力水池 土石回填完成后，应开始在落水处（集中汇水面）施做消力水池。消力 水池采用 C20 素混凝土，可设置成长 3.0m，宽 2.0m，深度不小于 1.5m；消 力水池须伸入回填土石顶面以下 20cm，出露回填水泥土顶面高度不得小于 100cm，落水处消力池正对矩形截面排水沟，出水口采用 200 钢管进行预 埋，且钢管突出消力水池外侧面长度不小于 20cm。水从消力水池流出后经 一、二级排水沟引排至左侧山体自然冲沟内。 （1）施工缝防水处理 土石回填至拱顶处以下 0.3m 位置与上部水泥土回填接缝处应做防水处 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 9 - 理，可在接缝位置表面浇筑一层厚 10cm 强度等级为 C15 的无砂砼，并设置 2%的排水坡，坡向山体侧；沿山体侧纵向预埋 100 打孔波纹管一道；波纹 管设置 3%排水坡度通向落水处消力水池内；施工时须注意在消力水池底板 以上 20cm 位置预留排水孔口。 （2）排水沟设置 水泥土回填到顶面处应按照设计意图进行施工一、二级排水沟，排水沟 通过洞顶并与左侧山体自然冲沟相续接；一、二级排水沟均采用 M10 砂浆浆 砌片石铺砌，矩形截面尺寸按底宽 80m，高 1m 设置。 水泥土回填到顶，排水沟开槽深度为 1m，并与落水处消力水池相接， 施工开槽后，应在槽口底部铺筑 15cm 厚砂、碎石垫层，砂垫层应采用中、 粗、砾砂，不含草根、垃圾等杂质，用作排水固结时含泥量不得大于 3%， 碎石垫层应采用级配良好的未风化砾石或碎石，其最大粒径不得大于 50mm，含泥量不得大于 5%且不含草根、垃圾等杂质。砂、碎石垫层铺筑时 定要考虑预留排水坡度，可采取设置 3%5%的排水坡度，消力水池处砂、碎 石垫层厚度可适当增厚。 水沟砌筑底板厚度不得小于 25cm，底板顶面应采用毛石(可不去棱角)， 毛石突出底板厚度不得小于 2cm，以起到防冲作用。排水沟出水口，正对下 部应设置跌水坎以防止冲刷沟槽或溅水，跌水坎采用 C20 素混凝土，外形尺 寸设置：长 2.0m，宽 1.5m，高度为 1.0m，壁厚 15cm，底板厚度不得小于 20cm，出水口从坎檐往下 15cm 开槽口，宽度为 30cm；水从跌水坎出溢后 经二级排水沟引排至左侧山体自然冲沟，完成排水。 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 10 - 三、坍方、突水突泥预防及处理 3.1 坍方预防及处理 3.1.13.1.1 断层破碎带施工坍方预防措施断层破碎带施工坍方预防措施 断层破碎带严格按“早预报、先治水、前支护、短进尺、弱爆破、强支 护、快封闭、勤量测，步步为营，稳步前进”的原则组织施工。 通过手段主要是超前帷幕注浆，短开挖，强支护，快衬砌等。当通过注 浆加固后，涌水量仍较大，实测水压大于设计水压时，二衬采用加强型复合 式衬砌。 超前地质预测、预报、超前探水 采用综合地质预报方法进行超前地质预报，探明掌子面前方工程地质、 水文地质的活动态势。主要探测断层破碎带地段岩石的强度、岩性、岩层的 破碎、松散程度、涌水压力和涌水量等情况，为正确选择开挖方法、注浆参 数及采取相应的技术参数提供依据。 3.1.23.1.2 断层及破碎带坍方处理断层及破碎带坍方处理 1、当隧道有坍方或其他危险迹象时，必须立即在危险地段设立明显标 志或派专人看守，并迅速报告施工领导人员。情况严重时，应当停止工作将 人员撤出危险地段。若坍方造成人员被围岩伤亡时，应将情况层层上报，以 便相关抢险机构组织抢险工作。 2、抢险人员接到命令后迅速进入隧道坍塌现场，先观察作业面是否处 于安全稳定状态，有人员被困堵时，要立即利用通风设备、给水管线输送空 气、食用水给被救护人员。采取先护后挖的方法救援。用管棚支护或密布钢 架支撑，防止继续坍塌并利用管棚跟进快速挖掘导坑，尽快打通被堵地段。 待初步查明坍塌情况及确定坍塌原因，根据地质、前期施工围岩、支护体系 情况，逐步实施清方、支护、喷锚等防护措施，消除安全隐患，防止事故的 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 11 - 进一步扩大。 坍方处理要点： （1）如坍方已造成冒顶或洞顶开裂等现象，必要时要对地表进行处理， 并做好防排水、防止坍方的扩大。 （2）对于小坍方，纵向延伸不长、坍穴不高。采取喷射混凝土或锚喷 联合支护和小管棚对未坍方的边墙、拱部进行加固（见附图 3-1-1） ，以防止 坍方的进一步发展和扩大。利用坍方发生后围岩处于相对的暂时稳定状态， 抓紧时间沿坍塌面设外层初期支护，然后进行清碴。 图 3-1-1 隧道拱部小型坍方处理示意图 （3）对于大型的坍方，一般不采取清碴的方法，可采用“注浆+管棚” （见图 3-1-2）的整体加固处理方法，稳固岩体和坍体，待基本稳定后利用 管棚支护，按照先上部后下部的顺序清理和衬砌，管棚主要布置在拱部，必 要时延伸至边墙。 图 3-1-2. 管棚施作顺序 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 12 - （4）坍体为碎石土或砂松土，可采用小导管注浆，钢架支护，边墙竖 井施工的方法进行处理（见图附 3-1-3） 。为防止坍碴下沉，坍方规模扩大， 可在碴体及坡面码砌一层砂袋进行防护。 图 3-1-3 管棚注浆孔布置 图 3-1-4. 全断面开挖坍体表面封闭示意图 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 13 - 图 3-1-5. 台阶法开挖坍体表面封闭示意图 3.2 突水突泥预防及处理 3.2.13.2.1 岩溶发现和处理程序岩溶发现和处理程序 隧道开挖过程中，现场技术人员应详细做好地质调查记录，对开挖掌子 面存在正常设计溶洞揭示位置时，应及时通知现场监理工程师确认，并报项 目部提请设计单位进行现场地质核对。 如碰到特殊地质情况，比如溶洞揭示、断层影响带等地质情况与设计不 符的情况时，严禁私自回填或作其他措施处理，须第一时间通知现场监理进 行现场确认，并报项目部提请设计代表进行现场核对，由设计单位出具体施 工方案后，方可按照要求进行施工。现场技术人员须做好相应的技术准备： 现场拍摄附有尺寸的照片、描绘地质柱状图、描述溶洞、断层概况。 3.2.23.2.2 岩溶地段施工预防措施岩溶地段施工预防措施 1、岩溶地段施工预防措施 洞内突水突泥对隧道施工的危害很大，施工中必须采取相应的防水、排 水措施。根据涌水量的大小，提前封堵和疏排，同时做好应急准备，一旦发 生涌水，要尽快安装设备，迅速排出，以防大量地下水涌入洞内，造成危害。 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 14 - 2、涌水预测 根据本集团公司在类似地质条件隧道施工中的成功经验，以超前探水为 主，相似比拟法预测为辅。 3、施工方案 施工中认真研究设计文件，加强地质调查，进行超前钻孔探测，采用综 合物探手段预测预报，判明水源补给、涌水量和突出水压等情况，针对性地 采取帷幕注浆、超前注浆或管道引排等方案。 4、施工顺序 地质预探、预报,根据设计文件，在开挖进入富水地段前，加强地质预 探、预报工作，准确掌握前方地下水含量、压力、分布，并结合预测结果设 置超前探水孔，判断是否有发生涌水的可能。 根据水源补给、涌水量和突出水压等预测预报情况，分别采用帷幕注浆、 超前注浆和管道引排等方法，排除部分地下水，减少水量，降低水压。 采用分部开挖施工，并辅以超前小导管预注浆止水（浆液采用水泥-水 玻璃双液浆）穿越突水段。按顺序分步开挖隧道断面，施作支护。铺设复合 式防水层，全断面模筑钢筋混凝土。 涌水在较厚断层泥中往往导致突泥，而且使隧道周围岩体产生空隙以至 大体积的空洞，危害更大。 施工中，首先要依靠地质超前预报作出判断，根据断层规模，提前采用 超前帷幕注浆或超前小导管注浆进行封堵，以加固地层并堵水。 出现突泥时，必须尽快采用钢筋、钢管和型钢为骨架，填塞草袋，劈柴 和木板堵口；用喷混凝土将其封闭加固；然后沿开挖面周边设长、大超前钢 管支护，压注水泥水玻璃浆液；同时在此断面附近设置监控量测点，监控 量测围岩的收敛变形情况。 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 15 - 5、处理原则 岩溶处理措施首先应保证施工中人员、机械设备的安全，隧道修成后长 期运营安全可靠。一般岩溶地段处理应遵循“以疏为主、堵排结合”的原则。 对于隧道穿过可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带等地段，预计地下水较 大，根据超前地质综合评判和超前探水的情况，采用“以堵为主，限量排放” 的原则，达到施工安全、堵水有效、防水可靠、经济合理的目的。 在岩溶发育地段，设计中强调尽量维系岩溶暗河的既有通路，严禁随意 封堵溶洞、暗河。对于注浆材料，选择普通水泥、TGRM 水泥基注浆材料或 化学浆液，少用、慎用水玻璃，提高浆液材料的耐久性。 6、岩溶处理措施 岩溶处理主要以注浆加固、填充封闭、疏导、跨越等措施，施工时根据 岩溶形态、规模、充填物情况、含水情况等综合确定处理方案。其中注浆方 式包括超前帷幕注浆、后注浆、局部注浆、补注浆等四种方式。主要注浆机 具为凿岩台车（钻孔插角较大孔） 、水平钻机（钻孔插角较小孔） 、注浆泵、 搅拌机等。 超前帷幕注浆封堵 根据超前地质综合评判和超前探水，隧道掌子面及附近可能出现大的溶 洞，内部填充了大量的泥砂，且含有丰富的地下水，一旦揭穿，可能发生大 规模的突水、突泥，则采取超前帷幕注浆封堵的方法。 （实施帷幕注浆的标 准：探孔出水量大于 10m3/h 时）注浆加固范围应为隧道开挖轮廓线以外 12 倍洞径，每循环注浆段长应取 30m 左右，注浆孔孔径为 90108mm，注 浆终止压力应为水压力的 2 倍3 倍，浆液扩散半径为 2.0m。根据注浆压力， 第一循环砼止浆墙厚度应为 1.03.0m，注浆方式可根据水压大小、成孔难 易，采用袖阀管后退式注浆和安装孔口管分段前进式注浆。注浆材料可根据 溶洞内不同的填充物选用纯水泥浆、TGRM 浆、HSC 浆等。 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 16 - 注浆后应检验注浆效果，达到开挖要求时，每循环开挖 25m，留 5m 作 为止浆墙。在帷幕注浆完成后，需设置注浆效果检查孔，当检查孔水量不满 足结束注浆的标准时，应在检查孔周边进行补注浆和超前补注浆。 5。8m 30m 30m 4m 。 。 5m 5。6。 图 6-16.超前帷幕注浆示意图 径向注浆（后注浆） 在断层影响带及地质构造带，隧道周边可能存在较大的溶缝与裂隙，或 相互连通，隧道周边有可能出现大面积湿渍或渗漏水现象时，则应采取径向 注浆进行封堵。注浆加固范围一般为隧道开挖轮廓线外 0.51.0 倍洞径。 在出水部位及其附近钻孔，钻孔机械可以采用风枪或小型液压钻机，钻 孔直径为 40mm 左右，钻孔深度应为 3.05.0m，钻孔应呈梅花形布置，在 集中出水点处，间距应控制在 0.51.0m，在一般渗水处间距应控制在 1.01.5m。 注浆管采用 42mm 钢管，根据钻孔出水部位，在钢管前端 2.03.0m 的范围内钻花孔。 注浆材料应选用超细水泥浆、普通水泥浆、TGRM 水泥基灌浆料或其他 特种注浆材料。如水量较大，水泥浆在地层中凝固困难，可在浆液中加入外 加剂，缩短其凝胶时间，或者使用少量水泥-水玻璃浆液及化学浆液。注浆 材料配合比应根据现场注浆试验确定。 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 17 - 隧道开挖并完成径向注浆后，由于水流径路出现变化而产生新的出水点， 其水量超过允许标准，应对出水点及其周边进行径向补注浆。 3m3mB 3m B-。 3m 。 图 6-17.径向注浆示意图 局部注浆 对于部分段落如背斜轴部可能出现一些竖向溶缝、裂隙或小的溶管，导 致隧道周边局部出现股状涌水现象，出水受大气降雨影响不大，其处理可采 用局部注浆的方法进行封堵（局部注浆标准为：总涌水量小于 10m3/h，但 个别探孔或开挖后实测涌水点水量大于 2m3/h） 。 局部注浆可采用直接封堵法和间接封堵法。 直接封堵法： 对于涌水压力 P 0.5MPa 的股状出水点，如果来水方向可以确定，可 采用直接封堵法进行处理。沿着出水部位和出水方向直接钻孔，孔间距应控 制在 0.51.0m，钻孔深度应为开挖轮廓线外(0.51.0)D（D 为隧道开挖孔 径） 。 注浆材料应选用普通水泥浆、TGRM 浆，如局部出现漏浆可采用水泥-水 玻璃浆液进行封堵。 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 18 - 注浆前应做压水试验，以确定注浆压力，注浆压力应大于 2 倍3 倍涌 水压力。 间接封堵法： 对于涌水压力 0.5MpaP 1.0MPa 的股状出水点，或来水方向不能明确 判断的出水部位，可采用间接封堵法进行处理。在围岩表面距离出水部位， 向出水方向钻斜孔，孔间距控制在 0.51.0m，钻孔深度与直接注浆法类似， 大部分孔应穿过出水岩层，将水引出。其注浆材料、注浆工艺、注浆结束标 准和间接注浆法类似。该法的特点是，钻孔受水的影响较小，且钻孔容易探 到出水部位，同时对围岩加固效果好。 填充封闭 如隧道拱部、边墙或底部存在小型干溶洞或空腔，内部几乎无充填物、 无水，可采用砂石料、浆砌片石、干砌片石、水泥砂浆、砼等粗细骨料全部 充填，必要时可进行注浆加固。如空腔内有少量水流动，则填充不应完全阻 断地下水的过水通道。 根据岩溶洞穴大小及洞穴与隧道不同部位的关系，采用跨越、堵塞、加 固等处理措施： 当隧道与溶洞相交，溶洞规模较大，且含有大量松软冲击物时，先采用 长管棚对充填物进行高压劈裂注浆，使其固结后开挖。然后根据情况对隧底 充填物作换填处理。无法换填时，可在二次衬砌边墙下部设置桩基础和纵、 横向托梁跨越的办法通过。 当溶洞与隧道洞体拱部相交，洞壁发育溶蚀裂隙有掉块落石可能时，二 次衬砌前先在拱部设置钢筋混凝土护拱，其上回填一定厚度的碎石土防护层。 隧道底部先采用块石、碎石夯填密实，仰拱下部用混凝土进行加固并作 整平处理。 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 19 - 对于空间较小、形态复杂的溶洞，不便用块、碎石回填封闭，可以先采用混 凝土隔墙嵌补封闭（预留孔道）后，再用压砂注浆的方法填塞。对已停止发 育的干小溶洞，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石堵塞，必要时注浆加固防 止塌陷。溶洞处理方案见图 6-18 图 。 。 。 。 。 。 。 3-5-3 。 。 。 。 。 。 。 。 。 C 10。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 C 20。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 C 25。 。 。 。 。 。 。 C 20。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 : 1. 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 ; 2. 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 , 。 。 。 。 。 。 。 。 。 3. 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 4. 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 , 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 5. 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 6. 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 20 - 6-18. 溶洞处理方案 3.2.2 洞穴充填物的处理 洞穴充填物的特点是松软、下沉量大、强度低、稳定性差，并可能对隧 道结构安全留下隐患。当隧道穿越洞穴充填物地段时，可按不同情况采取桩 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 21 - 基、换填、注浆、压砂等办法进行处理。 岩溶管道水的处理 为了不改变地下水的流动规律，溶管水的处理应首先选择连通方案。通 过多种地质手段，探明隧道周围溶管的发育方向，对于流动路径比较明确的 溶管水，如果确系隧道将溶管截断，可以通过在拱顶、边墙或底部适当部位 增加辅助通道将溶管连通，开设过水通道，不改变地下水总的流动趋势。由 于溶管水一般含有大量泥砂，并且可能受大气降雨影响，因此这样的辅助管 道一方面应有较大的过水断面，另一方面应有一定的坡度，防止泥砂淤积。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 图 6-19.溶管疏导示意图 基底处理 如隧道底部为松散或软塑状的粘土或砂粘土沉积物，为了防止列车运行 过程中结构产生固结沉降，应加强对基底的处理，隧道底部的处理可采用注 浆加固、换填、桩基等方法。 如果基底溶洞充填物的厚度小于 2.0m(2.0m 以下为基岩或微风化地层)， 可以考虑采用换填方法，换填材料可以选用浆砌片石、砼等。 基底注浆加固：如基底溶洞充填物的厚度为隧道仰拱以下 2.010.0m，可考虑用注浆加固法，如图 6-20 所示。钻孔应深入基岩 3.0m 左右，孔间距为 1.02.0m，注浆管宜选用无缝钢管，直径为 76108mm， 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 22 - 注浆材料宜选用普通水泥或超细水泥浆，注浆压力不应大于 1.0Mpa，注浆 管上端应和仰拱相连，以提高支护结构的强度和刚度。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 图 6-20.基底溶洞注浆加固示意 7、注浆主要参数 超前帷幕注浆 浆液有效注入范围为开挖轮廓线外 5m（水压较小）或 8m（水压力较大） ， 平导的注浆范围可按 3m 或 5m 考虑，每一循环长度 30m，开挖 25m，留 5m 作 为止浆岩盘，注浆孔底间距按 3m 控制，浆液扩散半径 2m。 径向注浆 浆液有效注入范围为开挖轮廓线外 5m，梅花形布孔，注浆孔底间距按 3m 控制，浆液扩散半径 2m。 上述注浆参数应根据实际情况调整。 注浆材料 根据地层的情况采用抗分散型 TGRM 浆、超细水泥浆或一般水泥浆，水 灰比 0.40.5，其他注浆亦根据具体情况选择使用，一般情况下宜采用普 通水泥浆，少用、慎用水玻璃。 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 23 - 不同地层状况时的注浆材料可按注浆材料选择表选用。 表 6-14.注浆材料选择表 注浆施工方案注浆材料 非溶洞体富水地段单液水泥浆、TGRM 浆、HSC 浆 淤泥质溶洞体单液水泥浆、TGRM 浆、HSC 浆 粉细砂层溶洞体单液水泥浆、TGRM 浆、HSC 浆 超前预 注浆 爆喷型溶洞体TGRM 浆、HSC 浆、超细水泥水玻璃双液浆 底部加固超细水泥单液浆、TGRM 浆、HSC 浆 一般地段普通水泥单液浆径向加 固注浆特殊地段超细水泥单液浆 8、岩溶处理注意事项 施工过程中必须进行综合详细的地质超前预报工作，调查清楚岩溶的大 小和其他发育情况，根据其类型确定正确的处理方案。 保证施工期间的安全 充分体现以人为本的观念，确保施工安全。在施工过程中，喷锚支护及 开挖面应在无水压和低水压的状态下施工。在进入设计高水压地段施工前， 进一步加强工作面前方地质超前预测预报，施工中根据富水情况及水压大小， 采用超前帷幕注浆、径向注浆或限量管道排放等手段降低作业面水压。并在 开挖时严格遵循“短进尺、弱（不）爆破、早封闭、强支护、勤量测、紧衬 砌”的原则。 保证隧道支护安全和运营期间的使用安全 施工中注意检查溶洞顶板，及时处理危石。当溶洞较高时，应设置施工 防护排架或钢筋防护网。在溶蚀地段的爆破作业，应尽量做到多打眼，打浅 眼，并控制药量。在溶洞充填体中掘进时，加强超前支护措施，必要时采取 预注浆加固地层。溶洞未做出处理方案前，不要将弃碴随意倾填于溶洞中。 保证地表生态环境不受影响或少受影响 为防止隧道施工可能造成的地下水严重流失导致生态环境遭到破坏，做 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 24 - 好地表水、出水点的观测工作，必要时对地表进行处理。同时在岩溶发育地 段，尽量维系岩溶暗河的既有通路，使地下水恢复到原有水位。 四、隧道突水突泥应急预案 4.1 总则 4.1.1 编制目的 本项目部管段内背阴坡隧道地质条件复杂，埋深浅，岩溶发育，赋存地 下溶洞暗河，涌水量大，独头掘进距离长，部分地段存在有毒气体和瓦斯。 为避免人员伤亡和经济损失，本着“安全第一，预防为主”的原则，制定中 铁二十二局集团有限公司沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部“隧道突泥、 突水应急预案”。 4.1.2 编制依据 中华人民共和国安全生产法 铁路工程施工安全技术规程 生产安全事故报告和调查处理条例（国务院493号令） 生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则（AQ/T9002-2006）上级 有关安全生产的规定 4.1.3 编制范围 1、 时间：整个施工期间 2、 应急救援范围：沪昆铁路CKGZTJ-12标背阴坡隧道，里程为 DK950+038DK951+466。 4.1.4 基本原则 1、 使承担抢险、救援群的人员和队伍分工明确，工作有序迅速开展。 2、 减少隧道坍塌造成的人员伤亡和财产损失。 4.2 应急组织 4.2.1 事故类型和危害程度分析 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 25 - 1、本应急救援预案针对背阴坡隧道施工中因地质原因可能出现的隧道 坍塌、突泥涌水等危险性，为防止人员伤害、物资损失、工程质量事故。 2、依据风险评价 LEC 法，其危害程度为重大危险。 4.2.2 应急救援组织机构及其职责 （一）应急救援领导小组 组长由项目经理担任，相关部门负责人及架子队长为现场救援小组成员。 组长：翟辉存,副组长：陈道俊、肖辉、李文林、钱书臣 组员：刘昆、王力、曾晓川、陈振江、钱文秀、杨友顺 组长：负责召集各参与抢险救援部门和现场负责人研究现场救援方案， 制定具体救援措施。指挥疏散事故影响区域的人员，调集抢险队伍和施工机 械。筹措调集应急救援所需的交通工具、器材和通信设备。负责事故现场新 闻管理与信息发布的决定。 副组长：负责协助组指挥现场应急救援工作，对信息媒体及周围群众等 有关人员的信息发布，当组长不在位的时候代替组长职责。 刘昆、王力：具体制定应急预案；具体带领实施应急行动；事故结束后 配合进行调查、总结。 曾晓川：负责应急行动的物资供应和平时的保管、对下发施工队物资的 检查；负责应急行动的设备供应和平时的保养。 陈振江：负责处理事故所需的资金调配。 钱文秀：车辆调配；负责应急行动的协调；负责应急行动的对外联络。 杨友顺：负责组织背阴坡隧道进口施工队员（隧道一队）参加演练；参 加应急行动。 表 5-2-1.应急救援小组及周边医院联系方式 序 号部 门联 系 人联系电话 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 26 - （二）应急救援组织机构 以应急救援领导小组为基础，下设通讯联络小组、现场抢险抢修组、医 疗救护组、疏散协调警戒组、后勤保障组。应救援组织机构见图 5-2-1。 图 5-2-1.应急组织机构框图 1、通讯联络组 职责：接到报警后，必须立即通知其他部门组织救援。一方面要将事故 现场的情况随时报告事故现场指挥，以便指挥决策；另一方面要视人员伤亡 情况向当地的紧急救援机构报警，并做好接警的各项工作。 1 项目经理翟辉存2 项目总工肖辉3 项目副经理李文林4 安质部李强5 工程管理部刘昆6 物资设备部曾晓川7 财务部陈振江8 办公室钱文秀9 隧道一队队长杨友顺 10 盘江煤电(集团)有限责 任公司总医院 赵善群组长：翟辉存 副组长：陈道俊、肖辉、钱书臣、李文林 组员：各部门负责人、架子队长 通讯联络 小组 医疗救护 小组 疏散协调警 戒小组 后勤保障小 组 现场抢险 抢修小组 新建沪昆客专贵州段 CKGZTJ-12 标段背阴坡隧道岩溶处治专项施工方案 中铁二十二局集团沪昆客专贵州段工程指挥部第三项目部 - 27 - 人员组成：组长：钱书臣；组员：赵圆圆、王慧、将力、刘豪 2、现场抢险抢修组 职责：事故发生后，现场抢险抢修组负责事故现场的处置。根据事故发 生的实际情况，分析事故原因，及时制定处理方案，采用加固、抢修或排除 事故隐患等措施，有效的遏制事故的蔓延。同时，负责现场周围人员和器材 物资的抢救，为将事故的损失降到最小，避免事故范围的扩大和再次发生。 应急救援人员要具有丰富施工及抢险经验的管理人员及特种工人员。 人员组成：组 长：肖辉；组 员：刘昆、白明禄、敖涛 3、医疗救护组 职责：医疗救护组，负责现场的医疗救护，组织救护车辆及