中梁山隧道工程煤系地层段专项施工方案.doc
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1、重庆市轨道交通一号线(沙-大段)中梁山隧道工程煤系地层段专项施工方案编制:审核:批准:中建五局重庆市轨道交通一号线中梁山隧道工程项目经理部二一年九月第一章 工程概况及编制依据1.1工程概况中梁山隧道是重庆市轨道交通一号线(沙坪坝大学城段)双碑北站赖家桥站区间的一部分,两侧与高架桥线路连接,为单洞双线轻轨专用隧道,隧道进口起点里程为K23+808。000,隧道出口终点里程为K28+137.000,全长约4329m,是目前国内城市轨道交通领域拟建的最长山岭隧道,属长大山岭隧道。1。2工程地质中梁山隧道位于川东南弧形地带,华蓥山帚状褶皱束东南部.构造骨架形成于燕山期晚期褶皱运动。隧道段沿线出露地层主
2、要为第四系崩坡积土、粉质粘土、粘土;以及侏罗系的下沙溪庙组、新田沟组、自流井组、珍珠冲组和三叠系的须家河组、雷口坡组、嘉陵江组地层。隧道所通过的须家河组1、3、5段为含煤地层,隧道K24+520K24+585、K24+681K24+735、K24+880K24+956、K27+136K27+300、K27+300K27+420、K27+523K27+575、K27+680K27+730,共长581m,为瓦斯段,围岩级别为V级。隧道沿线地面约70%基岩出露,30为红粘土覆盖区,覆盖层厚度小.从地质调查的结果可知,新田沟、自流井组地层地下水贫乏;珍珠冲组、须家河组地层内有一定量地下水。根据襄渝铁路
3、水质分析结果推测须家河组煤系地层具有强腐蚀性(强结晶类、分解类腐蚀性),因此,施工期间需进一步对须家河组地层段采水样进行水质分析,核实腐蚀性。1。3煤系地层设计参数初期支护: C25喷射混凝土(掺加气密剂),8200*200钢筋网,拱架采用I18工字钢,间距1榀/0.5m,设42超前小导管注浆预支护。二次衬砌:采用C40钢筋砼(S10,耐腐蚀性砼、气密性砼),厚600mm(其中K24+880+956、K27+136+300段衬砌厚1000mm)。1。4。 编制依据 1。4。1重庆市轨道交通一号线中梁山隧道工程岩土工程详细勘察报告。 1。4。2铁路瓦斯隧道技术规范(TB10120-2002) 1
4、。4。3 防治煤与瓦斯突出规定。(2009版) 1。4。4 煤矿安全规程.(2009版) 1.4。5 铁道部铁路隧道施工规范(TB102042002). 1.4.6 铁道部铁路隧道设计规范(100032005). 1.4.7 重庆市轨道交通一号线(沙坪坝大学城段)中梁山隧道工程设计施工图。 1。4。8 中梁山隧道实施性施工组织设计. 1.4.9 重庆市轨道交通一号线中梁山隧道工程煤系地层段专项施工方案专家评审意见.第二章 煤系地层段专项施工方案的目的及意义2。1、编制煤系地层段专项施工方案的目的中梁山隧道工程煤系地层段处于须家河地层组,本专项施工方案的目的主要是:(1)检测和鉴定煤和瓦斯突出的
5、可能性,防止发生煤层突出和瓦斯突出安全事故;(2) 监测隧道瓦斯含量,预防瓦斯伤人和瓦斯爆炸;(3)勘察煤层是否具有采空区,确保施工安全;(4)确保初期支护及二次衬砌有效防止瓦斯外溢,为按时、优质、高效完成该工程,提供专项技术支撑.2。2 煤系地层段专项施工方案的意义(1) 通过对施工过程中的瓦斯监控和地质超前探孔等综合超前地质预报方法,掌握开挖掌子面的地质情况,以便优化施工组织设计,指导现场施工,确保隧道施工安全与质量,预防重大安全事故.(2) 采用现场实测瓦斯及煤的数据,确定瓦斯的浓度和瓦斯分级,以便采用相适应的施工方法.(3) 通过本专项方案的具体实施,确保在安全的条件下快速完成本隧道施
6、工任务.第三章 煤系地层段专项施工组织管理为确保隧道瓦斯专项施工方案的顺利实施,项目部成立煤系地层段专项施工管理组,全程负责煤层突出和瓦斯突出的预防、瓦斯爆炸的预防、瓦斯浓度的监测、煤层瓦斯段施工技术的管理等工作。3。1 煤系地层段专项施工管理组织机构根据本项目的特点和我单位综合实力,为明确的煤系地层专项施工组织管理岗位责任,将任务细化分解层层落实,特组建煤系地层段专项施工管理小组,同时聘请重庆市煤科院瓦斯防治方面的专家进行全程技术指导。专项施工管理小组组织结构框图如下图所示: 常务经理(组长)生产经理、总工(副组长) 长)组 ) 长)技术组瓦斯检测组通风组监控管理组3.2 人员配备具体人员配
7、备见下表: 组织机构人员表序号姓名性别职务工作内容备注1袁晏仁男组长总负责进出口2彭科堂男副组长现场技术管理负责进口端3陈云辉男副组长现场技术管理负责出口端4李涛男瓦斯检测一组小组长负责检测组的瓦斯现场检测工作,对超标地段警戒,通知人员撤出出口端5江章保男瓦斯检测二组小组长负责检测组的瓦斯现场检测工作,对超标地段警戒,通知人员撤出进口端6康业男监控管理组一组小组长视频监控系统管理及地质素描、瓦斯自裂缝泄出情况观察出口端7彭悦男监控管理组二组小组长视频监控系统管理及地质素描、瓦斯自裂缝泄出情况观察进口端8李金求男技术组二组小组长超前预报、超前钻孔、瓦斯段的技术处理、配合煤科院开展鉴定和预测工作等
8、进口端9郭一鸣男技术组二组组员超前地质预报(物探)、配合煤科院开展鉴定和预测工作等进口端10孟轲男技术组二组组员超前钻孔、配合煤科院开展鉴定和预测工作等进口端11刘钺男技术组一组小组长超前预报、超前钻孔、瓦斯段的技术、配合煤科院开展鉴定和预测工作处理等出口端12段志坚男技术组一组组员超前地质预报(物探)、配合煤科院开展鉴定和预测工作等出口端13陈举飞男技术组一组组员超前钻孔、配合煤科院开展鉴定和预测工作等出口端14任时清女通风组一组小组长负责洞内日常通风,煤层瓦斯含量、放散速度检测等进口端15刘都成男通风组二组小组长负责洞内日常通风,煤层瓦斯含量、放散速度检测等出口端 根据本工程实际,按两个工
9、区进行分区管理,每个工区设一个瓦斯检测组,每个组设四名专职瓦检员(瓦检员经培训后持证上岗),携带便携式智能光干涉甲烷测定器或便携式瓦检仪24小时进行瓦斯检测。第四章 隧道瓦斯检测与监控4.1 瓦斯自动检测监控系统4。1。1、自动监控系统的选型中梁山隧道穿过煤系地层,该地层内富含瓦斯等多种有害气体。这些气体构成复杂,赋存状态不明确,且危害性极大.结合工程实际特点,选用煤炭科学研究总院重庆分院生产的KZJ001瓦斯监控系统.该系统由工控机、打印机、数据通讯接口、分站、通讯电缆、传感器组成。进、出洞口各配一套KZJ001瓦斯监控系统。4。1。2、监测监控系统的管理(1)瓦斯监控系统面布设瓦斯监控地面
10、中心站布置在隧道口外20m以远的位置,地面中心站内设工控机1台、打印机1台、数据通讯接口1台。1台中型分站及1台断电仪,分站通过数据传输线与数据通讯接口连接,分站与各地点传感器通过通讯电缆连接;断电仪与控制开关的36V控制电路连接.如图1所示。(2)瓦斯监控系统配置 瓦斯监控系统配置详见瓦斯监控系统配置表。瓦斯监控系统配置表设 备 名 称规 格 型 号单位数量备注打印机A4纸、喷墨台1音箱台1系统软件KZJ001台1电源避雷器KHD90套1信号避雷器KHX90台1UPS 电源STK 1KV/2H台2数据接口KZJ001-J台1中分站KZJ001-F台1瓦斯传感器KG9701A台1设备开停传感器
11、GTL(A)台6其中备用3台馈电断电器KJD-18台2其中备用1台两通接线盒KP5001 A2台1三通接线盒KP5001 A3个50通讯电缆MHYVR1*47/0。43个10甲烷标气2/4升Km4进出口各配监控系统一套,配置相同.(3)瓦斯监控系统报警、断电、复电点设置根据煤矿安全规程,参考其他隧道的瓦斯监控系统设置,中梁山隧道报警瓦斯浓度设置为0.5,断电瓦斯浓度设置为0。8,复电瓦斯浓度设置为0.5。4.1。3 有关管理制度及注意事项项目部各工区建立瓦斯监控专业组,分别配备1名工程技术人员担任组长,隧道洞内配置传感器维修、调试专职人员,中心站作业人员由专职技术员担任,所有工作人员必须明白传
12、感器的安装地点,报警及断电范围,并能熟练地进行监测系统各种功能的调用.(1)中心站的管理中心站的操作人员必须经过培训,方能上岗操作。对中心站的日常操作,如报表的打印、查看洞内各作业点的瓦斯、及设备的开停等,可由调度室的调度员进行操作.对中心站的各种参数设置或改变隧道安全监控系统的安装需进行重新调试,只能由专职监测工进行操作,其它人员不得进行操作和调试.进入安全监控系统进行调试的人员必须严格按煤矿安全规程和相关的技术要求进行设置和调试各传感器的报警、断电、复电值,不得违规操作。当值班人员发现安全监控系统的设备出现故障时,必须立即向相关的部门汇报,及时进行处理,并作好记录备查。严禁任何时候关闭主机
13、电源,使系统不能实时收集各传感器的数据。任何人员操作中心站的主机后必须填好操作记录,且接受调度室的监督.(2)分站的管理与分站连接的所有电路和电器设备必须是本质安全电路或本质安全型电气设备。必须按说明书规定的要求来连接电路和设备,分站各种未用的接口和插座不得随意占用。每次使用前必须检查分站,板上所有的IC芯片和继电器的安装方向要正确,接线插头无误。检查分站连接插头座连接电缆是否正确。检查分站拨号是否正确。在做了上述检查无误后,方可开启电源。不得随意拧动主板上的各个电位器。检修分站时,不得改动原电路参数及条件,不得改动电气元件的规格和型号。(3)传感器的管理仪器应固定专人使用,严格按照使用说明书
14、进行操作,非专职人员禁止随便拆开仪器,按动按键等.在使用中避免摔打、碰撞.对仪器的零点、测试精度要定期调校,一般为三周一次,若未超差时可继续使用,此外,应及时擦拭、清扫仪器外部的煤尘,保持清洁、美观。(4)监控系统使用注意事项除监测工外,其他人员不得拆开、摔打监控系统的任何设备。电缆按要求吊挂整齐,出现破损及时更换。工作面瓦斯浓度传感器距工作面距离不得超过5m,在隧道施工过程中及时延接电缆;传感器吊挂在距顶板约250mm左右的隧道中线位置;每次放炮时应对工作面传感器加强保护或临时移动至后巷安全位置、放炮后及时恢复原位。二次衬砌台车前方的瓦斯浓度传感器距离二衬台车前缘05m,传感器吊挂在距顶板约
15、250mm左右的隧道中线位置;每次前移台车时应同时前移传感器。回风瓦斯浓度传感器吊挂于距隧道口1015m处的隧道拱顶中线位置,距离隧道拱顶250mm左右。瓦斯监控系统通讯电缆应吊挂整齐,距动力电缆间距不得小于0。2m。4。2 人工检测瓦斯4。2.1瓦斯监测仪器配置瓦斯检测采用便携式智能光干涉甲烷测定器、便携式甲烷检测报警仪和安全监测监控系统三种方式进行。便携式智能光干涉甲烷测定器由专职瓦检员佩带并按操作规程检测瓦斯,从事隧道施工的工班长及特殊工作人员进洞时,必须携带便携式甲烷检测报警仪,随机检测瓦斯浓度。瓦斯检测仪器配置见表4。2.1。表4。2。1 瓦斯检测仪器仪器名称型 号数量主要技术指标仪
16、器特点使用人员进口出口便携式智能光干涉甲烷测定器CJG10X4台4台测CH4:0 10;重量:800g读数直观,数据准确可靠,使用方便瓦检人员随身携带巡检便携式甲烷检测报警仪AZJ200060台60台测CH4:0 5;连续声光报警;重量:175g数字显示、自动跟踪报警、操作方便进入隧道的工班负责人4。2。2瓦斯检测管理规定 基本规定 从事隧道施工的所有人员进洞时,必须在洞口接受安全检查,领班或安全员携带便携式甲烷检测报警仪;瓦斯检查工必须携带便携式智能光干涉甲烷测定器。 开挖掌子面处、开挖和衬砌变截面处和使用中的机电设备的设置地点、有人员作业的地点都应纳入检查范围。 有瓦斯突出或喷出危险的开挖
17、掌子面和瓦斯涌出较大、变化异常的开挖掌子面,必须有专人经常检查,并安设瓦斯断电仪。 开挖掌子面二氧化碳浓度应每班至少检查2次;有二氧化碳突出危险和涌出量较大、变化异常的开挖掌子面,必须有专人经常检查二氧化碳浓度.本班未进行工作的开挖掌子面,瓦斯和二氧化碳应每班至少检查1次;可能涌出或积聚瓦斯或二氧化碳的地方应每班至少检查1次。 瓦斯检查人员必须执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度,并认真填写瓦斯检查记录。每次检查结果必须记入瓦斯检查班记录表和检查地点的记录牌上,并通知现场工作人员。瓦斯浓度超过有关规定时,瓦斯检查工有权责令现场人员停止工作,并撤到安全地点. 瓦斯日报必须送项目经理、项目总工程师审
18、阅。同时送洞口现场负责人、技术主管审阅。对重大的通风、瓦斯问题,应制定措施,进行处理。 相关规定 开挖掌子面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1。0%时,必须停止打眼;爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1。0%时,严禁爆破。 开挖掌子面及其他作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1。0时,必须停止工作,切断电源,撤出人员,进行处理。 开挖掌子面及其它地点,体积大于0。5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2。0时,附近20m内必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行处理. 对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备,必须在瓦斯浓度降到1.0以下时,方可通电开动。 开
19、挖掌子面风流中二氧化碳浓度达到1。5时,必须停止工作,撤出人员,查明原因,制定措施,进行处理。 隧道施工必须有因停电和检修通风机停止运转或通风系统遭到破坏以后恢复通风、排除瓦斯和送电的安全措施.恢复正常通风后,所有受到停风影响的地点,都必须经过通风、瓦斯检查人员检查,证实无危险后,方可恢复工作。所有安装电动机及其开关的地点附近20m的范围内,都必须检查瓦斯,只有瓦斯浓度不超过1。0时,方可开启. 临时停工区内瓦斯或二氧化碳浓度达到3。0或其他有害气体浓度超过规定不能立即处理时,必须咨询有关专家,制定安全技术措施后,方可进行排放。 停风区中瓦斯浓度超过1。0或二氧化碳浓度超过1。5,最高瓦斯浓度
20、和二氧化碳浓度不超过3.0%时,必须采取安全措施,控制风流排放瓦斯。 停风区中瓦斯浓度或二氧化碳浓度超过3。0%时,必须制定安全排瓦斯措施。 在排放瓦斯过程中,排出的瓦斯与全风压风流混合处的瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0。75%,且隧道回风系统内必须停电撤人,其它地点的停电撤人范围应在措施中明确规定。只有恢复通风的隧道风流中瓦斯浓度不超过1.0和二氧化碳浓度不超过1.5%时,方可人工恢复局部通风机供风隧道内电气设备的供电和隧道回风系统内的供电. 开挖掌子面接近地质破碎带时,必须有专职瓦斯检查工经常检查瓦斯,发现瓦斯大量增加或其它异状时,必须停止施工,撤出人员,进行处理。第五章 超前地质预报及瓦
21、斯预防的施工方法及技术措施5。1 超前地质预报及瓦斯预防的施工方法本隧道穿煤层地段为V级围岩段,施工采用CD法开挖,所有施工均应按照煤层瓦斯防治措施,进行超前探测,标定各煤层准确位置,掌握其赋存情况及瓦斯状况,以勘察有无煤层及有无瓦斯,如勘察有煤层,进行煤和瓦斯突出检验,在无突出可能的情况下,可按照石门揭煤。施工技术流程如下:打超前钻孔煤 层 突 出 危 险 性 预 测无突出危险有 突 出 危 险防 突 措 施 设 计预防突出措施预防突出措施效果检验措 施 有 效措 施 无 效补 救 措 施安 全 防 护 措 施揭 开 煤 层作业程序:煤层超前探测 煤与瓦斯突出危险性预测 钻孔排放瓦斯 防突效
22、果检验 石门揭煤 过石门坎 煤层掘进.5。1。1、煤层超前探测(1)探测孔布置 接近煤系地层位置前,应在距设计煤层位置1520m(垂距)处的开挖工作面打108超前探孔1个,初探煤层位置。石门工作面在距煤层10m垂距处(岩层破碎时20m),设3个108探孔,穿透煤层,并超出煤层不小于0.5 m,同时取出岩(煤)芯,再分别探测开挖工作面前方上部及左右部位煤层位置。 钻孔过程中应观察孔内排出的浆液,煤屑变化情况,并做好记录.(2)确定煤层位置按各孔见煤、出煤点计算煤层厚度、倾角、走向及与隧道的关系,并分析煤层顶、底板岩性。(3)掌握并收集探孔施工过程的瓦斯动力现象;5.1.2、煤与瓦斯突出危险性预测
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