新建蒙西至华中地区铁路MHSS-7标段九岭山隧道岩爆地段施工专项方案中铁十九局集团蒙西华中铁路MHSS-7标段项目经理部二O一六年四月新建蒙西至华中地区铁路MHSS-7标段九岭山隧道岩爆地段施工专项方案编制:审核:批准：中铁十九局集团蒙西华中铁路MHSS-7标段项目经理部二0一六年四月目录1.编制依据 (1)2.编制原则 (1)3.编制范围 (1)4.工程概况 (1)4.1设计概况 (1)4.2工程地质条件 (2)4.3水文地质条件 (3)5.九岭山隧道岩爆地段施工原则 (3)6.九岭山隧道岩爆地段专项施工方案 (4)6.1岩爆地段总体施工方案 (4)6.1.1监控量测 (4)6.1.2超前地质预报 (5)6.1.3超前锚杆施工 (6)6.1.4钻爆施工 (9)6.1.5锚喷初期支护 (9)6.2高地应力围岩段施工预测及施工措施 (15)6.2.1预测 (15)6.2.2施工措施 (16)6.3劳动力组织 (19)6.4机械设备配置（每工作面） (19)6.5质量控制要点 (19)6.6安全措施 (20)6.7其他安全保证措施 (20)6.7.1重视劳动保护工作 (20)6.7.2劳动保护用品配备 (20)6.7.3完善劳动安全卫生设施 (21)7成立九岭山隧道施工安全应急小组 (21)7.1施工安全应急小组: (21)7.2应急安全小组职责： (22)8.施工风险管理组织机构及相应的职责 (22)8.1施工风险管理组织机构 (22)8.2施工风险管理职责 (22)9. 安全应急预案 (23)9.1应急预案的方针与原则 (23)9.2危险源分析 (23)9.3应急方案 (24)9.3.1预防坍塌、掉块 (24)9.3.2高处坠落 (25)9.3.3机械伤害 (25)9.4应急物资 (26)9.5应急电话 (26)九岭山隧道岩爆地段专项施工方案1.编制依据⑴国家、铁道部现行的铁路工程建设施工规范、验收标准、安全规程等。
⑵九岭山隧道施工图设计文件。
⑶《蒙西华中铁路九岭山隧道指导性施工组织设计》(修改）⑷《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417-2003）⑸当前铁路建设的技术水平、管理水平和施工装备水平⑹九岭山隧道现场办公会议纪要、蒙华铁路重点隧道工程技术方案优化专题会议精神及变更设计图纸。
2.编制原则⑴遵循设计文件的原则。
⑵遵循“安全第一、预防为主、综合治理”的原则。
⑶遵循节约资源和可持续发展的原则。
⑷遵循科学、经济、合理的原则。
⑸遵循引进、创新、发展的原则。
⑹遵循“六位一体”管理的原则。
⑺遵循施工生产与环境保护同步规划，同步建设，同步发展原则。
3.编制范围新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHSS-7标段九岭山隧道工程。
4.工程概况4.1设计概况九岭山隧道位于江西省宜春市境内，起于铜鼓县小水村附近，止于宜丰县黄岗镇。
隧道结构形式为单洞双线，进口里程DK1680+696，出口里程DK1696+086，隧道全长15390m，主要不良地质有断层破碎带（断层6条，节理密集带4条）、岩爆、软岩大变形、地热等。
隧道Ⅱ级围岩8805m，III级围岩4520m，Ⅳ级围岩1492m，Ⅴ级围岩573m，Ⅱ、III、Ⅳ、Ⅴ级围岩分别占全长的57.21%，29.38%，9.69%，3.72%；1#斜井位于线路前进方向左侧，采用双车道断面，斜井与隧道正洞交于DK1685+000处，斜井与1线线路中线大里程方向交角143°25′24.5″，斜井综合坡度为9.33%，井口里程X1DK1+707，斜井斜长1713.4米；3#斜井位于宜丰县黄岗镇汪家槽村，线路左侧，采用双车道断面，斜井与隧道正洞交于DK1691+600处，斜井与1线线路中线大里程方向交角60度，斜井综合坡度为9.15%，井口里程X3DK1+607，斜井斜长1613.7米。
隧道正线为单洞双线、两座斜井设计为无轨运输双车道，按照新奥法设计，洞身结构为初期喷锚（必要时加钢架）支护、复合式衬砌（洞口段、洞内软弱围岩段、三叉口处）；辅助措施有：超前注浆小导管、3m 帷幕注浆、5m帷幕注浆、3m径向注浆、5m超前注浆等。
4.2工程地质条件隧道区为中低山区，山体陡峻，流水侵蚀切割剧烈，地形起伏较大，自然陡坡度约30°～60°，相对高差1000m左右，隧道最大埋深约862ｍ，山坡植被多为松树林及灌木丛，自然坡度为20°～30°。
九岭山隧道进口段表层覆盖粉质黏土，黄色，硬塑，厚约 1.1m,下伏基岩为花岗岩、花岗闪长岩，褐黄色，全风化，层厚约10m；出口段表层覆盖粉质黏土，黄色，硬塑，厚约1.1m，谷地表层为粉质粘土，褐黄色，软塑，厚0~6m，下伏基岩为花岗岩、花岗闪长岩，褐黄色，全风化，层厚约24.5m。
4.3水文地质条件隧道区地下水类型包括第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，受大气降水补给，向低洼处排泄。
由于山体切割强烈，沟谷纵横，地下水径途径较短，受大气降雨影响较大。
5.九岭山隧道岩爆地段施工原则九岭山隧道属于地下工程，是典型的地质工程，具有隐蔽性、复杂性和不可预见性的特征。
由于工程地质勘查的局限性，决定了勘测阶段的地质资料难以达到与实际地质情况完全一致，因此施工时必须采取地质调查、地质素描结合超前地质预报系统等综合手段，尽可能保证对前方开挖的地质情况做到心中有数，才能保证施工安全。
九岭山隧道不良地质段施工按照“短进尺、光爆破、弱爆破、先护顶、强支护、早成环”的原则，稳步前进。
岩爆隧道施工应遵循以下原则：①适当控制循环进尺。
②采用光面爆破或预裂爆破技术，使隧道周边圆顺，降低岩爆发生的强度；严格控制装药量，减少对围岩的扰动。
③采用喷射机械手进行网喷纤维混凝土。
④在拱部及边墙布置预防岩爆的短锚杆，锚杆长度宜为2m左右，间距宜为0.5~1.0m，挂网喷射纤维混凝土。
6.九岭山隧道岩爆地段专项施工方案针对九岭山隧道岩爆地段的实际情况，制定了专项施工方案如下：结合施工现场生产要素及施工生产能力，按照“短开挖、光爆破、弱爆破、早支护、快封闭、勤量测、速反馈”的施工原则，在岩爆地段采用提前部分释放围岩应力，超前预支护，开挖轮廓圆顺，及早喷锚支护进行施工。
6.1岩爆地段总体施工方案九岭山隧道DK1685+640～DK1688+200段、DK1691+140～DK1692+160、三号斜井X3DK0+000～+340段，可能存在低岩爆现象，隧道洞身DK1688+200～DK1691+140段极可能有中等岩爆发生。
隧道岩爆地段，应遵循以防为主，防治结合的原则，对开挖面前方的围岩特性，水文地质情况等进行预测预报，发现有较强烈岩爆存在的可能性时，应及时研究施工对策，做好施工前的准备。
6.1.1监控量测初期支护完成后，在拱顶、拱脚及边墙的内轨顶面标高处埋设测点进行拱顶下沉和水平收敛量测。
测试元件用φ12圆钢加工而成，每根元件长25cm，锚入初期支护体20cm，外露5cm，以防震动影响量测结果。
量测点每隔5m布设1组。
水平收敛量测采用收敛仪进行观测。
量测初始读数在2h内进行，量测频率开始6h观测1次，然后根据变形量的减小而减小量测频率，即12h、24h、48h、72h、168h，根据量测结果及时进行数据分析、及时调整工序及预留变形量、开挖进尺等，便于指导施工，确保施工安全。
弱爆破开挖可减小对围岩的扰动，有效控制超欠挖。
超前锚杆预支护，可以大量减少拱部围岩的掉块，保证了施工安全、质量和进度。
通过现场监控量测，给施工提供可靠的数据，来指导施工，根据量测的结果及数据分析进行相应的施工方法调整。
6.1.2超前地质预报根据隧道工程实际地质条件、施工方法及施工工艺，我标段联系了具有相关资质的单位进行超前地质预报监控，对隧道围岩进行超前地质预报，及时向我标段提供书面地质预报情况，我标段结合地质预报内容，及时调整施工方法、施工工艺，确保隧道安全施工。
具体采用TGP203地质预报系统、探地雷达、超前钻孔探测及地质素描等综合地质预报技术，长距离预报与短距离预报相结合，预测开挖工作面前方一定范围内的工程地质。
施工中将超前地质预报工作纳入施图6-1-1 综合超前地质预报示意图⑴辅助探测方法①地质调查法：包括地表补充地质调查、全洞洞内开挖工作面地质素描和全洞洞身地质素描。
②超前水平钻探法：在富水软弱断层破碎带、富水岩溶发育区、重大物探异常区等复杂地质条件地段必须采用超前水平钻探，且超前钻探必须设置防突装置。
在超前地质预报异常带的前方30m掌子面中上部采用超前冲击水平钻孔验证前方地质情况，钻孔深度应超过异常带不少于10m。
钻孔孔径为89mm，两次钻孔之间搭接长度5m。
钻孔深度不小于60m；必要时在地质复杂地段采用回转取芯钻取芯鉴定断层破碎带的物质成分及岩土强度，超前回转取芯钻水平钻孔在距离超前地质预报异常带30m的掌子面布设1~3孔，并设置一定的外插角探测。
⑵物探法①地震波反射法：在主要的断层破碎带、宽大节理密集带、喷出岩接触带及其他接触带的前方100m，根据现场开挖的具体实际情况，采用超前地质预报系统或同等性能的仪器进行连续不少于2次探测，每次探测距离为100m。
②地质雷达：隧道遇到灰岩地段时，采取地质雷达对掌子面及基底岩溶进行探测，掌子面探测一般30m一次，必要时辅助钻探进行验证。
6.1.3超前锚杆施工本隧道岩爆地段拱部采用超前锚杆进行超前预支护，超前锚杆采用风枪或钻孔台车进行钻孔。
施工工艺流程见图6-1-2。
超前锚杆施工见图6-1-3。
⑴锚杆制作按设计要求将螺纹钢筋加工成设计长度的锚杆，并在一端车丝。
图6-1-2 超前锚杆施工工艺流程图图6-1-3 超前锚杆施工示意图⑵钻孔用风钻或凿岩台车钻孔，钻孔前确定锚杆方向和夹角，保证锚杆角度正确，钻孔时控制用水量以防坍孔。
⑶注浆利用注浆泵往孔内注入早强砂浆。
注浆时将搅拌好的砂浆装入注浆器并充满管路，并将注浆管插入孔中，使管口离孔底10cm间隙，开进风阀门，用高压空气将水泥砂浆压入孔中，注到孔深的2/3以上时停止注浆，有插入的钢筋将孔内砂浆挤出填满为止。
注浆过程中要始终保持罐内有足够的砂浆。
尤其是最后一根锚杆，防止高压风将孔中砂浆吹掉，并确保安全。
⑷锚杆安装锚杆钢筋在使用前应较直和清楚污锈并用水湿润，以保证和砂浆紧密结合。
先注浆后插入锚杆，先将钢筋头部加工成扁铲形，以利于减少阻力并增大锚固力；插入钢筋时，要沿孔轴线缓慢推入。
如遇插入阻力大，可用锤子轻轻打入。
⑸在施作超前锚杆前应注意：第一，喷3～5cm厚混凝土封闭掌子面作为止浆墙，防止岩石脱落；第二，准确测量隧道中心线和高程，并按设计标出超前锚杆的位置，误差±15mm；第三，用线绳定出隧道中心面，随时用钢尺检查钻孔或推进超前锚杆的方向，以控制外插角达到设计标准；第四，施工顺序为从两侧拱腰向拱顶进行，为提前注浆留好作业空间。