集寧隧道風險評估及對策.doc

中鐵六局橋隧分公司集寧隧道項目部隧道風險評估及對策措施 文件編號：JNSD-04 編制： 復核：審批：鐵六局橋隧分公司集寧隧道項目經(jīng)理部1工程概況集寧隧道位于既有古營盤車站和葫蘆車站之間，設計為兩座單線隧道，集寧左線隧道長5875m（DK494+684DK500+559）。正線隧道除進口961.31m位于半徑為1600m的曲線上，洞身1549.33m位于半徑為1604.2m的曲線上及出口720.87m位于半徑為1600m的曲線上之外，其余地段均位于直線上，隧道縱坡為人字坡，進口516m、4400m分別位于5.2、3單面上坡，出口959m位于3.0的單面下坡。右線隧道長6070m（DyK494+690DyK500+760）。右線隧道除進口990.36m位于半徑為1600m的曲線上，洞身1806.28m位于半徑為1600m的曲線上及出口1055.28m位于半徑為1600m的曲線上之外，其余地段均位于直線上，隧道縱坡為人字坡，進口610m、5240m位于5.0、3單面上坡，出口220m位于3的單面下坡上。集寧隧道在榆樹灣村以北約400m斜坡進洞，由南向北，穿過翟家溝、玻璃圖村，在高家村以南約400m處出洞。左線和右線隧道在進口端至DyK498+000段基本并行，線間距較小，DyK498+000之后兩隧道逐漸分開，至出口端時相距320m左右。左線隧道最大埋深約83m，最淺埋深24m。右線隧道最大埋深約70m，最淺埋深約21m。隧道進口位于集寧市榆樹灣村北，出口位于既有葫蘆車站以東，高家村以南約400m處。隧道地表分布既有道路和208高速公路，交通較為便利。2圍巖的支護措施2.1圍巖超前支護設計 序號圍巖級別長度預支護措施施工方法備注1V3026108管棚預支護臺階法42 L-4管棚注漿小導管臺階法2IV348242 L-4管棚注漿小導管臺階法3III5410全斷面法2.2初期支護參數(shù)表初期支護參數(shù)表序號圍巖級別錨桿類型錨桿長度(m)錨桿間距(縱*環(huán)m)錨桿數(shù)量(根/m)支護類型備注1V25中空注漿錨桿31.2*1.07.5/22.5I16鋼架，1.0m/榀拱、墻、22砂漿錨桿10/302V加強25中空注漿錨桿31.2*1.07/21工18型鋼鋼架0.8m/榀拱、墻、22砂漿錨桿11/333V泥巖25中空注漿錨桿31.2*1.08.5/25.5工18型鋼鋼架0.8m/榀拱、墻、仰拱22砂漿錨桿12/364IV25中空注漿錨桿31.2*1.215/522砂漿錨桿30/105IV加強25中空注漿錨桿31.2*1.215/5I16鋼架，1.2m/榀拱、墻22砂漿錨桿30/106IV泥巖25中空注漿錨桿31.2*1.27/21I16鋼架，1.2m/榀拱、墻、22砂漿錨桿11/337III25中空注漿錨桿22砂漿錨桿2.51.2*1.510/420/83.隧道風險評估3.1風險評估流程圖見圖一3.2風險評估表序號風險因素風險事件初始風險等級1進出口及大部分洞身段淺埋塌方風險等級：-極高 -高度 -中度 -低度4風險對策及措施4.1進出口及大部分洞身段淺埋4.1.1施工采取的對策采用108長管棚預支護，采用偏壓襯砌，工18鋼架，對邊坡采用噴錨支護，加強超前地質(zhì)預報和監(jiān)控量測。仰拱緊跟，及時襯砌。4.1.2施工過程工藝控制措施長管棚施工鉆孔前，精確測定孔的平面位置、傾角、外插角，并對每個孔進行編號。鉆孔外插角13以為宜，工點應根據(jù)實際情況作調(diào)整。鉆孔仰角的確定應視鉆孔深度及鉆桿強度而定，一般控制在13。施工中應嚴格控制鉆機下沉量及左右偏移量。嚴格控制鉆孔平面位置，管棚不得侵入隧道開挖線內(nèi)，相鄰的鋼管不得相撞和立交。經(jīng)常量測孔的斜度，發(fā)現(xiàn)誤差超限及時糾正，至終孔仍超限者應封孔，原位重鉆。嚴格控制鉆孔的長度，在鉆孔過程中認真作好鉆進過程的原始記錄，及時對孔口巖屑進行地質(zhì)判斷、描述，作為洞身開挖時的地質(zhì)預測預報參考資料，從而指導洞身開挖。鉆孔結(jié)束后用地質(zhì)巖芯鉆桿配合鉆頭進行反復掃孔，清除浮渣，確?？讖?、孔深符合要求，防止堵孔。長管棚安裝過程，棚管頂進采用裝載機和管棚機鉆進相結(jié)合的工藝，然后用裝載機在人工配合下頂進鋼管。接長鋼管應滿足受力要求，相鄰鋼管的接頭應前后錯開。同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管接頭至少錯開1m。嚴格控制注漿工藝，采用“雙控”指標（壓力指標及注漿量），初壓0.51.0MPa，終壓2MPa，持壓15min后停止注漿；注漿量水泥控制在2t左右；初期支護施工a.鋼拱架制安鋼架應按設計位置安設,鋼架之間必須用鋼筋縱向連接，并要保證焊接質(zhì)量。拱架安設過程中當鋼架與圍巖之間有較大的空隙時，沿鋼架外緣每隔2m應用混凝土預制塊楔緊。鋼拱架的拱腳采用縱向托梁和鎖腳錨管等措施加強支承。鋼架應盡可能多地與錨桿露頭及鋼筋網(wǎng)焊接，以增強其聯(lián)合支護的效應。噴射混凝土時，要將鋼架與巖面之間的間隙噴射飽和達到密實。噴射混凝土應分層次分段噴射完成，初噴混凝土應盡早進行“早噴錨”，復噴混凝土應在量測指導下進行，即“勤量測”的基本原則，以保證噴射混凝土的復噴適時有效。型鋼鋼架應采用冷彎成型，鋼架加工的焊接不得有假焊，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。每榀鋼架加工完成后應放在水泥地面上試拼，周邊拼裝允許誤差為3cm，平面翹曲應小于2cm。鋼架應在初噴混凝土后及時架設, 各節(jié)鋼架間以螺栓連接，連接板必須密貼。鋼架安裝嚴格控制安裝間距，誤差不超過5cm。鋼架安裝前應清除底腳下的虛碴及雜物,鋼架底腳應置于牢固的基礎上。b.鋼筋網(wǎng)安裝鋼筋網(wǎng)在初噴混凝土4cm以后鋪掛，且保護層厚度不得小于4cm。砂層地段應先加鋪鋼筋網(wǎng)，沿環(huán)向壓緊后再噴射混凝土。鋼筋網(wǎng)應隨初噴面的起伏鋪設，與受噴面的間隙一般不大于3cm，與錨桿（錨桿安裝3d后）或其它固定裝置連接牢固。開始噴射時，應減小噴頭至受噴面的距離，并調(diào)整噴射角度。噴射中如有脫落的石塊或混凝土塊被鋼筋網(wǎng)卡住時，應及時清除后再噴射混凝土。c.錨桿施工錨桿安裝的數(shù)量應符合設計要求，錨桿的類型、規(guī)格、性能等應符合設計要求和國家現(xiàn)行有關技術(shù)標準的規(guī)定。錨桿的鉆孔深度要不小于錨桿長度, 錨桿孔距允許偏差為15cm， 錨桿插入長度不得小于設計長度的95%。對錨桿支護體系的監(jiān)控量測中發(fā)現(xiàn)支護體系變形、開裂等險情時，應采取補救措施。當險情危急時，應將人員撤出危險區(qū)。若已錨地段有較大變形或錨桿失效，立即在該地段增設加強錨桿，長度不小于原錨桿長度的1.5倍。d.噴射砼施工請濕噴機廠家進行現(xiàn)場培訓、指導，按照濕噴機操作方法進行嚴格執(zhí)行。對于原材料進貨，由試驗部門進行進場前試驗，不合格材料一律不得進場。制定質(zhì)量保證體系，抓好每一環(huán)節(jié)、每一步驟的監(jiān)控，并責任到人，狠抓落實。每次噴射作業(yè)前，做好人員、機具、物資、技術(shù)、測量、試驗、運輸?shù)葴蕚涔ぷ?。施工技術(shù)人員對噴射作業(yè)環(huán)節(jié)進行認真檢查（內(nèi)容包括：噴層厚度、噴層與受噴面粘結(jié)情況、噴射作業(yè)中各種參數(shù)），嚴格把關。e.邊仰坡噴錨支護邊仰坡開挖前，首先施工洞頂天溝，防止雨水的沖刷對邊仰坡的影向；邊仰開挖嚴格控制開挖坡度，噴錨支護與開挖同步進行，每開挖3m，必須施做錨桿、鋼筋網(wǎng)及噴射砼作業(yè)；嚴格控制噴射混凝土的厚度及鋼筋網(wǎng)片的搭接，鋼筋網(wǎng)片搭接不少于2個孔眼，噴射混凝土噴射前設定厚度標尺。監(jiān)控量測量測頻率 a.土質(zhì)隧道第一次拱頂下沉、水平變形量測時間應在開挖完成后36小時內(nèi)完成；石質(zhì)隧道第一次拱頂下沉、水平變形量測時間應在開挖完成后12小時內(nèi)完成； b.洞內(nèi)量測頻率按日變形量和距開挖面距離雙因素指標控制： U5mm/d 或 （01）B： 每日2次 5mmU0.2mm/d或 （12）B： 每日1次 0.2mmU或距開挖面距離2B： 每3日1次，5日后變?yōu)?日1次。 （注：U：日變形量 B：隧道開挖寬度）c. 地表下沉觀測頻率：第一次觀測必須在隧道開挖前5日內(nèi)完成初始觀測值，以后按洞內(nèi)同頻率進行地表觀測。d. 地表布置的位移測點在開挖面前方不小于一倍洞徑處取得初測值，地表進行的量測項目應測至二次襯砌施作后不小于一個月時間。洞內(nèi)必測項目應測至二次襯砌施作時。e. 洞內(nèi)、外觀察每日一次定時檢查并記錄。監(jiān)控量測質(zhì)量保證措施a. 將監(jiān)測管理及監(jiān)測實施計劃納入施工生產(chǎn)計劃中，作為一個重要的施工工序來抓，并保證監(jiān)測有確定的時間和空間。各施工單位應由工程技術(shù)管理中心組成專門監(jiān)測小組，具體負責各項監(jiān)測工作。b. 制定切實可行的監(jiān)測實施方案和相應的測點埋設保護措施，并將其納入工程的施工進度控制計劃。c. 施工監(jiān)測緊密結(jié)合施工步驟，監(jiān)控每一施工步驟對周圍環(huán)境、圍巖、支護結(jié)構(gòu)、變形的影響，據(jù)此優(yōu)化施工方案。d. 積極配合監(jiān)理、設計單位做好對監(jiān)測工作的檢查、監(jiān)督和指導，及時向監(jiān)理、設計單位報告情況和問題，并提供有關切實可靠的數(shù)據(jù)記錄，工程完成后，根據(jù)監(jiān)測資料整理出標段的監(jiān)測分析總報告納入竣工資料中。e. 量測項目人員要相對固定，保證數(shù)據(jù)資料的連續(xù)性。量測儀器專人使用、專業(yè)機構(gòu)保養(yǎng)、專業(yè)機構(gòu)檢校。量測設備、元器件等在使用前均經(jīng)過檢校，合格后方可使用。f. 測試完畢后檢查儀器、儀表，做好養(yǎng)護、保管工作，及時進行資料整理及信息反饋。4.1.3塌方的預防監(jiān)控措施。 加強地質(zhì)的超前預報工作，發(fā)現(xiàn)開挖面前方有異常情況出現(xiàn)時，應及時研究并采取相應對策措施，軟弱圍巖、特殊巖土和不良地質(zhì)地段，應采取正確的開挖方法及有效的支護手段。 初期支護，必須及時施作并保證質(zhì)量，在發(fā)現(xiàn)初期支護來裂隙時，采用工18型鋼進行加強支護，間距0.8m，查明原因后進行設計變更處理。 二次襯砌不得嚴重滯后初期支護，在軟弱圍巖地段宜緊跟開挖。二次襯砌距掌子面距離：級圍巖不超過120m,、及以上圍巖不超過90m。 隧道開挖過程中發(fā)生塌方后，應及時迅速處理，不得隨意拖延時間。處理前，必須仔細觀測塌方的范圍、形狀、數(shù)量大小及坍體的地質(zhì)狀況。地下水的分布、活動情況等，分析塌方發(fā)生的原因，研究制定處理方案。 隧道塌方應根據(jù)發(fā)生的部位、規(guī)模及地質(zhì)條件，采取“治塌先治水，治塌先加強”的原則，采取噴錨支護、注漿、管柵、加強二次襯砌、設置護拱等技術(shù)措施，不失時機，不留隱患地進行處理。4.1.4坍塌事故應急措施有下述現(xiàn)象發(fā)生時，由現(xiàn)場安全員組織指揮，撤出工作面的施工人員和機械設備。監(jiān)控量測人員進行監(jiān)控：a 圍巖量測所反映的圍巖變形速度急劇加快；b 圍巖面不斷掉塊剝落；c 支護噴混凝土表面龜裂、裂縫或脫皮掉塊，鋼架嚴重變形；d 掌子面節(jié)理裂隙中滲水量或涌水量明顯加大。對發(fā)生坍塌事件后，由隧道及地質(zhì)工程師對塌方處進行觀察、記錄，以提供對該事件分析的原始資料，在確保安全的前提下，在后方起拱線、邊墻設置橫向支撐，必要時在拱部設傘形支撐以防