湖北省某隧道工程监理安全控制措施.doc

**隧道安全专项施工方案

一　工程概况

**隧道为上下行分离的四车道隧道，左右洞室净距在35m左右。左洞起止里程为ZK103+110—ZK106+800，长3690m，右洞起止里程为YK103+125—YK106+790，长3665m，大部分位于曲线上，纵坡为单面上坡。隧道净宽9.75米，净高5米，最大埋深为247米。隧道采用三心圆曲墙式衬砌断面，按围岩类别不同，分为10种不同的衬砌形式，初期支护以注（砂）浆锚杆、药卷锚杆、喷射混凝土（厚6-28cm）为主，部分地段采用钢拱架支撑，二次衬砌为模注混凝土（厚30-60cm）。
该隧道地质条件较为复杂，为岩溶发育区，隧道洞顶洼地、落水洞、天坑等岩溶地貌发育。隧道地处清太坪复式向斜中，在YK105+592、ZK105+575处与石虎坪断裂（F6-1）相遇，此外区内岩石节理裂隙较发育。
该隧道洞身段地表水系不发育，仅在石虎坪一带有一长900米的小溪汇入暗河入口，在高四洞一带有一长900米的小溪注入徐家河大落水洞内，洞体上方分布有顺坡沟谷和岩溶洼地，主沟谷一般无地表径流，但溶沟、溶槽、溶蚀漏斗及串珠状落水洞发育，降水形成的地表面流汇积低洼地下径流，是隧道涌水的主要水源，对隧道施工影响较大。

二　施工总体部署及主要施工方法

根据该隧道的长度、地质条件、工期要求等因素，采用双洞口四个工作面掘进。由于该隧道所穿越地层围岩稳定性较差，且上、下行隧道间距较近，中线间距约50m，爆破作业对相邻隧道的稳定性有一定的影响。
在施工安排上，同一掘进方向，上、下行隧道掌子面掘进拉开50m左右，支护紧跟并实行严格的光面控制爆破。按新奥法组织施工，隧道出渣、进料采用无轨运输方式，实施掘进（钻、爆、装、运）、喷锚混凝土（拌、运、锚、喷）、衬砌（拌、运、灌、捣）等三条机械化作业线。针对本座公路隧道地质条件差，施工中采用“短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”等施工技术措施，并根据现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案和指导隧道施工，确保隧道施工安全、优质、均衡、高效、按期生产。
1隧道开挖
隧道开挖采用光面爆破技术，尽量减少对围岩的扰动，严格控制超挖和欠挖。Ⅱ、Ⅲ类围岩开挖采用正台阶法开挖，采用人工风钻钻眼，风镐配合松动爆破开挖。Ⅳ、Ⅴ类围岩采用全断面开挖，在简易台架上人工风钻钻眼。出碴采用无轨运输方式运输，即采用侧翻装载机配合自卸汽车装运施工。
2 初期支护
对于Ⅱ、Ⅲ类围岩由工字钢拱架（或钢筋格栅）、径向锚杆、钢筋网及喷射砼组成初期支护体系。对于Ⅳ、Ⅴ类围岩由径向锚杆、钢筋网及喷射砼（或钢纤维喷射砼）组成初期支护体系。钢拱架之间用纵向钢筋连接，并与径向锚杆及钢筋网焊为一体，与围岩密贴，形成承载结构。
3 超前支护
本隧道辅助施工措施主要有超前长管棚、超前自进式注浆锚杆、超前小导管加固注浆和超前锚杆。
(1)超前长管棚：位于两端洞口，通过注浆提高围岩自身承载能力，管棚钢管采用Φ108*6mm热扎无缝钢管，环向间距40～50cm。
(2)超前自进式注浆锚杆：位于地质较好的洞口辅助进洞措施及溶洞
极发育Ⅰ类围岩地段，锚杆型号R32，环向间距约40～50cm。
(3)超前小导管：位于Ⅱ类围岩地下水发育地段，小导管采用外径42mm，长350cm的热扎无缝钢管，环向间距约40～50cm。
(4)超前锚杆：位于隧道中间的Ⅲ类围岩地段，锚杆采用直径22mm，长350cm的20MnSiΦ22钢筋，环向间距约40～50cm。
4 洞身衬砌
本隧道衬砌结构按照施工方法和作用在支护上荷载的差异，分为明洞衬砌、浅埋段（包括浅埋偏压）复合式衬砌和深埋段复合式衬砌。二次衬砌施作的合理时间应根据施工监测数据确定。
本隧道衬砌采用穿行式液压自行衬砌台车进行衬砌，每环衬砌长度12m。在隧道进出口各设置一座砼搅拌站拌制混凝土，砼输送车运输砼，砼输送泵送混凝土入模。
5 施工通风及降尘
(1)隧道通风：进出口均采用压入式通风，压入式通风可采用多机串联方式进行。在隧道进、出口处，各建高压风站一座，各安装2～3台20m3/min电动空压机，进出口各配备轴流式通风机2～4台，供应隧道施工通风。压入式通风示意图见下：

＞10m
L＜15m
隧道口
φ1500软管
作业面
水幕除尘器
压入式通风机

压入式通风示意图
L＞400m

(2)隧道降尘
洞内施工，采用综合防尘措施，进行施工环境综合治理，采取有湿式凿岩方式，喷雾洒水，加强机械通风和加强劳动者个人防护。此外掌子面增设水幕降尘器扑尘，T式除尘器吸收空气中残余粉尘，并配空气引射器等，进行综合防治，改善掌子面工作环境。
6 施工排水
(1)顺坡地段：不必设大型排水设施，在仰拱或铺底衬砌时一次到位，利用设计的侧沟排水，要定时清理水沟，达到文明施工的要求。作业面根据实际情况用3kw的潜水泵抽出局部基坑水。
(2)反坡地段：需要大扬程的抽水机排水，洞内设φ150mm的排水管，每间隔300～500m设一处集水井，作业面的水通过3kw的潜水泵抽至集水井。洞内排水设施布置图见下：
作业面
隧道口
＜50m
300～500m
300～500m
潜水泵软管
φ150钢管
φ150钢管
集水井
3kw潜水泵
集水井
25kw潜水泵
集水井
25kw潜水泵
洞内排水设施布置图

7 洞内管线布置图

进风管
进水管
排水管
照明线
高压线
动力线

排水沟
起拱线处
成型地段管线布置图

排水管
进水管
照明线
动力线
高压线

进风管
排水沟

管线过衬砌台车布置图

三　不安全因素（危险源）分析

由于本隧道较为复杂的地质水文条件，本隧道除与一般隧道有一些共性的不安全因素外， 另有遭遇溶洞、涌水的危险。
1、一般危险源
见附后的隧道工程危险源识别表。
2、特殊危险源
1）溶洞
本隧道地处岩溶发育区，地表有多处岩溶洼地、落水洞、天坑等典型的岩溶地貌，根据设计提供的地质物探资料，本隧道洞身有多处岩溶发育地段，遭遇溶洞的可能性极大。
2）涌水
本隧道地表径流不发育，降水多通过落水洞、溶槽、地下暗河等岩溶管道形成的地下水系排走，由于隧道洞身所经地段岩溶管道发达，本隧道在雨季发生涌水的概率很大。

四　技术组织措施
1、防范一般危险源的技术组织措施
1)隧道施工应做好施工前期准备工作，正确选用施工方法，并结合地形、地质等实际情况，编制施工技术方案，并向施工人员进行技术交底，合理安排施工。
2)隧道施工各班组间，应建立完善的交接班制度。在交接班时，交班人应将本班组的施工情况及有关安全事宜及措施向接班人详细交待，并记载于交接班记录本上，工地值班负责人(领工员)应认真检查交接班情况。每班开工前未认真检查工作面安全状况，不得施工。
3)开挖施工前进行超前地质预报工作，采取TSP地质探测仪、地质雷达结合超前钻孔，探明情况，采取预防措施，不得盲目冒进。施工中应对围岩加强检查与量测。对不良地质段隧道施工，应采取弱爆破、短开挖、强支护、早衬砌、先护顶等小循环的施工方法。隧道施工要充分利用监测手段预测预报围岩位移与支护结构受力状况，量测要为生产安全服务。
4)如发现隧道内有险情，必须在危险地段设置明显标志或派专人看守，并迅速报告施工现场负责人，及时采取措施处理，情况危险时，应将工作人员全部撤离危险区，并立即上报。
5)所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带好安全防护用品，遵章守纪，听从指挥。
6)未刷好洞口仰坡或未做好洞顶防护和排水设施，不得开挖进洞。
7)隧道掌子面钻眼
(1)钻眼人员到达工作地点时，应首先检查工作面是否处于安全状态，如支护、顶板及两帮是否牢固，如有松动的岩石，应立即加以支护或处理。
(2)台车和凿岩机进行钻眼时，必须采用湿式凿岩。
(3)严禁在残眼中继续钻眼。

(4)不在工作面拆卸修理凿岩设备。
9)爆破作业
(1)洞内爆破作业必须统一指挥。
(2)进行爆破时，所有人员必须撤至不受有害气体、振动及飞石伤害警戒区外，并设置安全警戒，其安全警戒的距离应遵守有关规定。
a独头坑道内不小于100m；
b相邻的上下导坑不小于200m；
c内爆破不得使用TNT(三硝基甲苯)、苦味酸、黑色火药等产生大量有害气体的炸药。爆破后必须经过通风排烟15min后，并经过以下各项检查和妥善处理后，其他工作人员才准进入工作面。
d如发现瞎炮，必须由原爆破人员按规定进行处理。
e严禁在炸药加工房以外地点进行炸药加工工作，加工人员严禁穿着化纤衣物。
f爆破器材运输：洞外运输爆破器材，必须遵守现行的《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》。在洞内运输爆破器材均必须遵守其有关安全规定。
g每日放炮时间及次数，应根据施工条件有明确规定，装药后到点炮时间不应过久。
10)支护
(1)隧道各部开挖后应根据围岩情况，选用有效的支护。
(2)施工期间，现场施工负责人应会同有关人员对各部支护进行定期检查。在不良地质地段，每班应责成专人检查，当发现支护变异或损坏时，应立即整修加固。
(3)当喷射砼尚未达到一定强度即趋失稳的围岩，或喷锚后变形量超过设计容许值以及发生突变的围岩，宜用钢架支撑进行支护。

(4)安装钢架支撑，应遵守起重和高处作业等有关安全规则，宜用小型机具进行吊装。
(5)对开挖后自稳程度很差的围岩，应采用超前锚杆和挂网喷射砼的办法进行临时支护。
(6)应把喷层的异常裂缝作为主要安全检查内容之一，经常进行观察与检查，并作为施工危险信号引起警惕。
(7)喷砼及注浆作业，要按规定带好防护用品。
11)装碴与运输
(1)各种运输设备不得人料混装，各种摘挂作业，均应设立专职联络员。
(2)装碴机上的电缆或高压风管，应有专人收放。
12)二次衬砌
(1)衬砌工作台上应搭设不低于1m的栏杆，跳板设防滑条，梯子应安装牢固，不得有钉子露头和突出尖角。
(2)工作台、跳板、脚手架的承重量，不得超过设计要求，并应在现场挂牌标明。脚手架与工作台的底板应铺设严密，木板的端头必须搭在支点上。
(3)吊装拱架、模型板时，工作地段应有专人监护。
(4)在隧道内作业地段倾卸衬砌材料时，人员与车辆不得穿行。
(5)在2m以上高处工作时，应符合高处作业的有关规定。
(6)检查、修理压浆机械及管路，应停机并切断风源与电源。
(7)拆除混凝土输送软管或管道，必须停止混凝土泵的运转。
12)通风与防尘
(1)隧道施工中的通风应符合隧道设计和施工规范的要求。并应设专职人员管理。隧道内的空气成份，应每月至少取样分析一次。风速、含尘
量每月至少检测一次。
(2)无论通风机运转与否，严禁人员在风管的进出口附近停留。
(3)通风机停止运转时，任何人员不得靠近通风软管行走和在软管旁边停留，不得将任何物品放在通风管或管口上。
(4)隧道施工必须采用综合防尘措施，定期检查测定粉尘浓度。
(5)隧道施工在凿岩和装碴工作面，必须做好下列防尘工作：
a放炮前后必须进行喷雾与洒水，
b出碴前应用水淋透碴堆和喷湿岩壁;
c在压入式的出风口，宜设置喷雾器。
13)供电与电气设备
(1)施工机械、机具和电气设备，在安装前按照安全技术标准进行检测，经检测合格后方可安装，经验收确认状况良好后才可运行。
(2)隧道施工照明线路电压在施工区域内不大于36V。所有电力设备设专人检查维护，并设警示标志。
(3)在操作洞内电气设备时，要符合以下规定：
a非专职电气操作人员，不得操作电气设备。
b操作高压电气设备主回路时，必须戴绝缘手套，穿电工绝缘胶鞋并站在绝缘板上。
c手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部位，要有良好的绝缘，使用前应进行绝缘检查。
d低压电气设备宜加装触电检查。
(4)电气设备要有良好的接地保护，每班均由专职电工检查。
(5)电气设备的检查、维修和调整工作，必须由专职的电气维修工进行。
(6)洞内照明的灯光应保证亮度充足、均匀及不闪烁，凡易燃、易爆
等危险品的库房或洞室，必须采用防爆型灯具或间接式照明。

2、溶洞处理技术措施
1)当溶洞边缘与隧道开挖边缘之间的距离大于2～3倍隧道平均半径以上时，并且满足围岩稳定和工程安全的话，可以不做特殊处理。
2)当溶洞边缘与隧道开挖边缘之间的距离在2～3倍隧道平均半径以内，但并没有与隧道开挖边缘相交时，则应该考虑采用处理措施。如采用填充灌浆，注浆补强，排水降压，强化支护等进行处理。
3)如果溶洞边缘与隧道开挖边缘的上部有相交，则应该采用锚杆加固处理措施，并加设隧道护拱及拱顶回填的办法处治。
4)如果溶洞边缘与隧道开挖边缘的下部部分相交，可采用梁、拱跨越，跨越时梁端或拱座应置于稳固可靠的岩层上，必要时灌砼进行加固，遇特大溶洞时，可采用明洞结构形式。
5)如果溶洞洞穴大，隧道开挖边缘的下部都进入洞穴的情况下，隧道衬砌可采用拉杆拱、边墙梁结构，有条件时，可采用锚索对溶洞与隧道连挂处进行加固。
6)如果根据隧道内地质超前预报资料，能够明确开挖面前方的溶洞大小和形态，则应该采用预注浆等超前支护措施，以防止突发性涌水涌泥，造成重大工程事故。尤其在岩溶富水情况下，洞穴内存在大量的高压水，同时有填充泥，更应采用围幕高压注浆方法进行系统改良围岩和堵水防塌。

溶洞处理方案图（一）

溶洞处理方案图（二）

3、涌水处理技术措施
对岩溶水的处理原则是宜疏不宜堵，根据隧道地质情况及设计要求，全隧道拟进行超前地质探测，根据探测出的情况，采取“截、堵、排、防”综合措施。
3.1 涌水预测预报
隧道岩溶富水地段，拟采取TSP地震波、掌子面超前水平钻探孔和地质素描等综合方法进行地下水的超前预测预报。尤其是超前探孔探测地下水的工作必须引起高度重视。根据我公司岩溶隧道施工的经验，涌水特征一般如下：
(1)大涌水的物质成分：开始为泥浆，然后为泥浆夹带粗砂，水色呈黄色，且沿整个隧道的底部沉积大量泥沙。
(2)出水处的地表所见，一般有串珠状分布的圆形地表塌陷陷坑。
(3)若局部地表面水沿陷坑已流干，说明隧道出水（泥）带与地表直接相通，出现地表漏水洞、漏斗。
3.2 涌水处理方案制定
(1)积极组织排水，为洞内其它防排水施工创造条件。顺坡开挖时，可由隧道两侧排水沟自然排水，反坡开挖时，采用泵站排水方案。
(2)暗沟排水
隧道穿过无填充物的溶洞，上游有常流水沿岩溶通道至消水洞排出时，为使不致在修建隧道后阻塞水流，在隧道底设置石砌暗沟，使岩溶水仍沿原有道路自行排出。
(3) 管道排水
隧道基底横穿溶蚀裂隙，岩溶裂隙水且承压，为疏导水流，在隧道仰拱底部用管子引出，在铺设仰拱时，预埋竖向φ20cm的铸铁管，其下横放φ30cm的带孔混凝土管，周围回填卵石，水流进入有孔混凝土管后，
流经铸铁管及横向水沟排入侧沟（见下图）。
横向水沟
混凝土仰拱
φ20cm铸铁管
φ30cm带孔混凝土管
岩溶裂隙
混凝土铺底
卵石

(4) 堵水施工方案
a)制作φ38带闸阀的孔口管并插入出水口进行导流，钢管与出水口间的缝隙用麻筋填塞，再进行止浆墙砼施工，然后关水注浆及钻孔注浆。
b)先用φ260钢管罩住涌水出露点，对出水进行初步归流，再进行止浆墙砼施工，然后关水注浆及钻孔注浆。若出水位置在拱顶，很难全部将涌水归于一管，必须采用千斤顶及脚手架对φ260引水管进行再加固，然后在止浆墙上部靠近引水管端部作一个1.1m×1.3m×1.8m（长×宽×高）的水箱，以集中散水，便于止浆墙砼施工。
3.3 岩溶富水区全断面帷幕注浆技术
1)帷幕注浆施工方案
帷幕注浆是通过在掌子面钻地质探孔和注浆孔，再向孔内压注水泥（或水泥-水玻璃）浆液，浆液挤出开挖断面及其周围一定范围内的岩缝中的水，保证围岩的裂隙被具有一定强度的混合浆体填密。
2)帷幕注浆施工工艺
在隧道高压富水段，首先建立了远期、中长期、及临前预报网络。通过地质调查，地面地质体投射等方法，大致预测可能出现地下水的区域，采用TSP地震波进行中长期预报，并采用30～50m超前探水孔进行准确勘测，探明前方出水点的精确位置，涌水压力、大小、泥沙含量，围岩工程
特性等，为制定堵水方案以及设定帷幕注浆参数提供全面准确的水文地质资料。
施工工艺见“帷幕注浆施工工艺框图”。

待注浆区域
已注浆区域
钢导管帷幕注浆施工示意图

隧道洞身
3)帷幕注浆构造:见下图

止浆墙
布 孔
埋孔口管
钻 孔
顶入钢管
注 浆
洗孔复注浆若干次
终 孔
注浆结束
设置注浆泵站
钢管加工
注浆观测
浆液材料准备
帷幕注浆施工工艺框图

4)施工主要参数
(1)注浆范围：根据工程地质、水文地质、注浆目的及开挖方式等因素确定，一般为毛洞开挖半径的2～5倍。每一循环注浆长度为20m。注浆孔深一般在15～30m。
(2)注浆压力：一般最终压力为涌水压力的2～3倍，即：Pz＝（2～3）P。
(3)浆液选择：可采用水泥浆液、水玻璃浆液或其它化学类浆液。水泥浆液的水灰比采用1:1～0.5:1,水泥与水玻璃两液体积比取0.5:1～1:1。
(4)注浆顺序：先注无水孔，后注有水孔。在无水地段，可以从拱脚起顺序注浆，也可以从拱顶顺序注浆。