1、广宁寺隧道安全广宁寺隧道施工安全专项方案(DIK49+740DIK50+905)编制： 复核： 审准： 中铁二十一局集团大连铁路枢纽改造工程SN2标项目经理部二分部二一三年五月目 录一、编制依据及范围 31.1编制依据 31.2编制范围 3二、工程概况 32.1自然特征 32.2地震动参数 32.3岩土施工工程分表 42.4不良地质及特殊岩土 42.5地质水纹特征 42.6气候特征 52.7危险源与风险分析 52.8 平面布置及周边环境 7三、开挖及支护 93.1开挖方法 93.2.钢架支护 143.3喷射混凝土 183.4锚杆 203.5钢筋网 233.6.检查验收 233.7洞身衬砌 26
2、四、明洞段爆破设计 264.1施工方案 264.2浅孔台阶控制爆破参数 264.3边坡及洞口爆破 29五、暗洞爆破设计 305.1开挖方法 305.2光面爆破设计 305.3.爆破开挖施工工艺 33六.安全技术措施及应急预案 386.1洞门及边坡安全技术措施 386.2开挖、凿岩安全技术措施 386.3逃生通道设置措施 396.4爆破安全技术措施 406.5爆破技术措施 436.6火工品管理 436.7应急预案 446.8应急抢险物资 47七、施工组织 487.1组织机构设置 487.2劳动力配备 497.3 工期计划及施工进度安排 51一、编制依据及范围1.1编制依据本标段合同文件、施工图、
3、图纸会审纪要。国家和原铁道部、沈阳铁路局颁布的现行铁路工程施工技术规范、规程、验收标准及工程建设相关文件。丹大快速铁路有限责任公司编制的大连铁路枢纽改造工程指导性施工组织设计（广宁寺隧道段）铁路隧道工程施工技术指南(TZ204-2008)关于沈阳铁路局危险性较大工程安全管理办法（沈铁建发【2010】221号）的相关规定爆破安全规程(GB6722-2003)本公司所具备的技术管理水平、施工能力及类似工程的施工经验。1.2编制范围本方案只适用于大连铁路枢纽改造工程SN2标段中广宁寺隧道。二、工程概况2.1自然特征广宁寺隧道位于大连市保税区二十堡街道办事处赵家村初家屯及亮甲店街道办事处陈家店村陈家屯
4、境内，隧道通过低山及剥蚀丘陵区，地貌形态较复杂，沿线所经过之处山峦叠嶂，沟谷纵横，地形起伏较大，部分丘前缓坡及丘间沟谷中被第四系地层覆盖，地势总体呈北高南低，微向海岸倾斜。2.2地震动参数根据GB1830-2001中国地震动参数图，本区地震动峰值加速度0.15g，地震基本烈度。2.3岩土施工工程分表隧道岩土施工工程分级一览表地层时代地层密实度及风化程度岩土施工工程分级Q4dl+pl粗角砾土松散Ar片麻岩W4W3W2隧道洞身围岩分级表起讫里程围岩分级长度（m）DIK49+740DIK49+910170DIK49+910DIK50+147237DIK50+147DIK50+337190DIK50+
5、337DIK50+516179DIK50+516DIK50+754238DIK50+754DIK50+79945DIK50+799DIK50+9051062.4不良地质及特殊岩土隧道位于低山丘陵区，地形起伏不大，少数沟谷及人工开掘处岩石稳定性较差，另外由于该区基岩为强风化弱风化片麻岩，当节埋裂隙及其发育时，岩石稳定性也较差，对线路有一定影响。隧道进出口位置岩石稳定性较差，易发生崩塌等不良地质事故。2.5地质水纹特征工点区未见地表水、出口附近约230米处有一小溪，水深约0.5米，施工期间流量较小，流速缓，由北向南流径，补给来源主要为大气降水，具有暴涨暴跌的特征。地下水为基岩裂隙水，局部冲沟处理埋
6、藏较浅。地下水总的径流方向由东南向西北，主要受大气降水及地下径流补给，地下水季节变化幅度23m。2.6气候特征最冷月平均气温：-4.8C。隧道区内土壤最大冻结深度为0.93m。2.7危险源与风险分析广宁寺道主要的风险点在于隧道浅埋段。洞口浅埋段位于DIK49+740-DIK49+910（级围岩）、DIK50+799-DIK50+905（级围岩）、洞身浅埋段DIK50+147DIK50+337（级围岩）和天窗钱埋段DIK50+516DIK50+754（级围岩）。进洞环节拱部设置一环超前大管棚，级围岩采用双层小导管注浆超前支护，衬砌采用级围岩加强衬砌，级围岩为细圆砾土，已交结，开挖采用短台阶预留核
7、心土法，超前支护先行，“短进尺、强支护、勤量测”，将风险降低到最低。确保新建隧道的安全。风险评估及对策措施表序号里程范围长度（m）风险事件 平均埋深（m）初始风险风险处理措施残余风险残余风险处理措施起始里程终止里程概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级1DIK49+740DIK49+79050塌方2.254极高临时边仰坡采用喷锚防护明挖，避开雨季施工，并做好截排水措施22中度加强监控量测2DIK49+790DIK49+83040塌方5.844极高超前长管棚加超前小导管预支护台阶法（临时支撑）施工22中度加强监控量测及施工超前地质预测预报3DIK49+830DIK49+91080塌方1
8、044极高双层小导管预支护台阶法（临时支撑）施工22中度加强监控量测及施工超前地质预测预报4DIK49+910DIK50+147237塌方14.843高度超前小导管预支护短台阶法施工22中度加强监控量测及施工超前地质预测预报5DIK50+147DIK50+337190塌方16.644极高双层小导管预支护台阶法（临时支撑）施工22中度加强监控量测及施工超前地质预测预报6DIK50+337DIK50+516179塌方15.943高度超前小导管预支护短台阶法施工22中度加强监控量测及施工超前地质预测预报7DIK50+516DIK50+57054塌方11.144极高双层小导管预支护台阶法（临时支撑）施
9、工22中度加强监控量测及施工超前地质预测预报8DIK50+570DIK50+59020塌方4.544极高超前长管棚加超前小导管预支护台阶法（临时支撑）施工22中度加强监控量测及施工超前地质预测预报序号里程范围长度（m）风险事件平均埋深（m）初始风险风险处理措施残余风险残余风险处理措施起始里程终止里程概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级9DIK50+590DIK50+62030塌方2.654极高明挖，避开雨季施工，并做好截排水措施22中度加强监控量测10DIK50+620DIK50+64020塌方4.744极高超前长管棚加超前小导管预支护台阶法（临时支撑）施工22中度加强监控量测及施
10、工超前地质预测预报11DIK50+640DIK50+754114塌方10.544极高双层小导管预支护台阶法（临时支撑）施工22中度加强监控量测及施工超前地质预测预报12DIK50+754DIK50+79945塌方13.443高度超前小导管预支护短台阶法施工22中度加强监控量测及施工超前地质预测预报13DIK50+799DIK50+85051塌方10.544极高双层小导管预支护台阶法（临时支撑）施工22中度加强监控量测及施工超前地质预测预报14DIK50+850DIK50+89040塌方5.344极高超前长管棚加超前小导管预支护台阶法（临时支撑）施工22中度加强监控量测及施工超前地质预测预报15
11、DIK50+890DIK50+90515塌方2.554极高临时边仰坡采用喷锚防护明挖，避开雨季施工，并做好截排水措施22中度加强监控量测2.8 平面布置及周边环境广宁寺道在DIK50+570-DIK50+620明洞段展开工作面，分大小里程同时掘进，周边为玉米地和林地，距离居民区较远。生产营地设置在DIK50+560右侧约250米处。平面布置图如下：三、开挖及支护3.1开挖方法3.1.1台阶法台阶法施工就是将结构断面分成两个或几个部分，具有上下断面两个工作面或多个工作面，分步开挖。其优点是灵活多变、适用性强，有足够的作业空间和较快的施工速度，能较早地使支护闭合，有利于开挖面的稳定性和控制其结构变
12、形及由此引起的地面沉降。本隧道采用两台阶开挖。开挖上台阶施作上部初期支护监控量测开挖下台阶施作下部初期支护开挖仰拱施作仰拱初期支护仰拱混凝土浇筑仰拱填充混凝土施工监控量测评估施作二次衬砌。 台阶法流程图二次衬砌混凝土施工 台阶法施工工序图3.1.2台阶法（临时横撑）级软质岩及通过断层破碎带地段采用台阶法加临时横撑法施工，施工时将断面分为上下两部分。为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，上部导坑采用弱爆破，下台阶采用控制爆破开挖，减少对围岩的扰动各部开挖后及时封闭掌子面，喷网锚格栅（工字钢）钢架联合支护作业，施作临时横撑使初期支护及时成环。 台阶法（临时横撑）流程图
13、下断面边墙初期支护 台阶法（临时横撑）施工工序图 1.在上一循环的超前支护下，弱爆破开挖部施作部台阶周边的初期支护：初喷混凝土，架立钢架（设锁脚锚管），铺设钢筋网，并钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计高度架设底部的I18型钢临时横撑 。2.弱爆破开挖部-施做边墙初期支护：初喷混凝土，接长钢架（设锁脚锚管），铺设钢筋网，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。3.弱爆破开挖部-施做边墙初期支护，步骤及工序同2.4.弱爆破开挖部-施做隧底喷混凝土，必要时在墙脚处设置临时横撑。5.在滞后于部一段距离后，灌筑部仰拱与边墙基础。6.待仰拱混凝土初凝后，灌筑仰拱填充部至设计高度。7.根据监控量测结果分析，确定二次
14、模筑衬砌施作时机，拆除临时横撑利用衬砌模板台车一次性灌筑部（拱墙）衬砌。3.1.3短台阶法短台阶以分上、下两个台阶2个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进的施工方法。适用于新建陈家店隧道级围岩洞身开挖施工。先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上下半断面同时并进的施工方法。 短台阶法流程图 短台阶法开挖施工工序图 (1)开挖前施作超前支护（按设计要求或实际需要时），开挖台阶形成后施工顺序如下：a、爆破开挖部，爆破后暂不出渣，用挖机或装载机将炮渣沿上、下台阶处修整平缓坡，并将上台阶开挖台车移至下台阶。b、爆破开挖部，出渣。c、上台阶出渣完毕后将开挖台车移至上台阶，下台
15、阶开始出渣，上台阶同时施作周边的初期支护、既初喷4cm厚混凝土，架立工字钢架，钻射系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。d、下台阶出渣完，施作周边的初期支护、既初喷4cm厚混凝土，架立工字钢架（如设计有），钻射系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。e、重复a、b、c、d四步，反复循环。(2)开挖中各台阶长度、循环进尺、上、下台阶高度应严格控制：开挖上台阶高度约6米，上台阶长度宜为1012 m, 开挖下台阶高度约3米，下台阶长度宜为2030 m。(3)初期支护喷射混凝土强度达到设计强度的70%以上时进行下一部分的开挖。3.2.钢架支护3.2.1.钢架架设本隧道IV级围岩采用格珊钢架（骨架为钢筋）、级围岩采用
16、型钢钢架，（骨架为工字钢）。3.2.2设计参数IV级围岩：格栅钢架加强支护，纵向间距为1m；级围岩段：全环I20a型钢钢架加强支护，纵向间距0.6m。钢架之间通过22连接筋相连，连接筋长0.8m，环向间距为1.0m，单排布置。3.2.3钢架加工（一)工字钢架加工工作准备 施工放样 调试设备 下料、加工 钢架焊接检查验收工艺措施和作业要点：1、施工准备(1)做好施工用电，机械设备（如电焊机、弯筋机、切断机、卷扬机等）运转调试工作。(2)做好材料用量计划，进场计划等工作。(3)做好钢架加工平台的铺设工作。2、施工放样测量人员根据钢架设计图和操作工人的要求在钢平台上放样，画出1：1的钢架大样图，包括
17、各连接点的法线方向。3、钢材下料加工(1)操作者先复核下料单上各单元钢架的尺寸(考虑型钢弯制伸长率)及用料规格型号，检查是否符合设计要求。(2)操作者按复核后的下料单进行下料，下料后各种规格、尺寸都分类分开放置并标识,以免误用，对一些小料合理利用。(3)操作者进行钢材弯制，采用机械弯制，但弯制必须做到以下几点要求：a：弯起点必须做标记。b：弯曲机心轴直径应满足相关要求。c：自检弯制形状、尺寸是否正确，平面翘曲是否达到要求，均合格后，在钢架适当位置标示好钢架单元编号。d：将制作好的钢架连接钢板焊接到钢架两端部，焊接时应保证钢架几何断面尺寸垂直置于连接钢板的几何中心上，以保证钢架轴线偏差较小，同时
18、焊缝高度达到设计及验标要求。e、制作完成钢架后，立即向报驻地工程师检查验收，验收合格后，在合格的钢架上标示，并做好记录。f：将合格后的成品钢架存放于成品区，码放整齐，并做好遮盖等防锈措施。（二）格栅钢架加工加工采用程序化施工，简要施工流程如下： 工作准备 放样加工钢架单元模具 下料 钢筋焊接 检查验收工艺措施和作业要点：3.2.4.钢架的安装1、钢架施工流程图不合格2、钢架的安装顺序成品钢架选单元 放样 装运 钢架就为 复核 定位 连接检查3、工艺措施和作业要点：（1）选单元根据施工方法（开挖不同部位）选定相应合格的需用单元，对有锈蚀的钢架必须采取除锈措施，运至施工现场。（2）测量放样按设计要
19、求，由测量人员放样钢架位置，并将钢架位置、高程标示到围岩上，对欠挖部份进行处理。（3）装运将选定好的单元采用装载机运至作业面，该过程注意保护钢架，避免跌落、弯扭等现象。（4）初步就位人工清除钢架跟部浮碴，然后用人工将运至的钢架按放线的位置就位，并将各单元用螺栓连接上，不要扭紧以便调整。4、复核钢架初步就位后，马上进行复核。主要复核中线、标高、横向偏差、垂直度、纵向间距，发现问题及时调整达到设计及验标要求。5、定位复核合格后，扭紧连接螺栓，并与定位筋焊接牢固。然后按设计要求在钢架跟部设置锁脚锚杆。6、连接钢架定位后，及时焊接纵向连接筋，与前一榀焊接牢固，并在钢架外侧每隔2m设钢楔或混凝土预制块与
20、围岩顶紧。安装过程复核，连接为作业要点，因此必须符合下列要求：A：钢架净空必须符合设计要求，不得侵限。B：钢架标高、间距、横向偏差、垂直度、混凝土保护层厚度必须符合设计要求。C：螺栓必须扭紧。D：连接筋焊接必须符合施工规范、规定。7、检查验收钢架架立完成，自检合格后，报驻地监理工程师进行检查验收，待验收合格后，方可进行下道工序施工。3.2.5 质量标准钢架安装允许偏差见下表 序号项目允许偏差检查方法1横向偏差50mm尺量2间距100mm尺量3垂直度偏差2垂球吊线4高程偏差50mm测量5保护层厚度-5 尺量3.3喷射混凝土隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺。喷射混凝土在洞外拌和站集中拌和，由混凝
21、土搅拌运输车运至洞内，采用湿喷机喷射作业。在隧道开挖完成后，先喷射4cm厚混凝土封闭岩面，然后打设锚杆、架立钢架、挂钢筋网，对初喷岩面进行清理后复喷至设计厚度。对超挖部分全部用喷射混凝土进行填实。施工工艺见下图喷射混凝土工艺流程图不合格3.3.1.喷射前准备喷射前应对受喷岩面进行处理。一般岩面可用高压水冲洗受喷岩面的浮尘、岩屑，当岩面遇水容易潮解、泥化时，宜采用高压风吹净岩面。若为泥、砂质岩面时应挂设细钢筋网（网格宜不大于2020mm、线径宜小于3mm），用环向钢筋和锚钉或钢架固定，使其密贴受喷面，以提高喷射混凝土的附着力。喷射混凝土前，宜先喷一层水泥砂浆，待终凝后再喷射混凝土。检查机具设备和
22、风、水、电等管线路，湿喷机就位，并试运转。若遇受喷面有涌水、渗水或潮湿的岩面，喷射前应按不同情况进行处理。3.3.2.混凝土搅拌、运输湿喷砼搅拌采取全自动计量强制式搅拌机，施工配料应严格按配合比进行操作，速凝剂在喷射机喂料时加入。喷射混凝土应采用普通硅酸盐水泥，搅拌时间不得少于1.5min。运输采用砼运输罐车，随运随拌。混凝土拌合物的停放时间不得大于30min，喷射砼时，多台运输车应交替运料，以满足湿喷砼的供应。在运输过程中，要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝等现象。3.3.3.喷射作业喷射混凝土作业应采用分段、分片、分层依次进行，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。分
23、片喷射要自下而上进行并先喷钢架与壁面间混凝土，再喷两钢架之间混凝土。边墙喷混凝土应从墙脚开始向上喷射，使回弹不致裹入最后喷层。分层喷射时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。一次喷混凝土的厚度以喷混凝土不滑移不坠落为度，既不能因厚度太大而影响喷混凝土的粘结力和凝聚力，也不能太薄而增加回弹量。边墙一次喷射混凝土厚度控制在715cm，拱部控制在510cm，并保持喷层厚度均匀。3.3.4养护喷射混凝土终凝2小时后，应进行养护。养护时间不小于14d。当气温低于5时，不得喷水养护。3.4锚杆本隧道拱部采用25中空锚杆；边墙采用22砂浆锚杆。3.4.1.
24、锚杆的安装检查锚杆中孔，钻头水孔是否有异物堵塞，若有，应清除干净。连接钻头和锚杆。连接凿岩机和钎尾。连接钻机连接套和钎尾。连接锚杆和钻机连接套。锚杆对准设计的锚孔位置，凿岩机应先给风和水，然后钻进。钻进至设计深度后，应用水或高压风洗孔，检查钻头水孔是否畅通，确认畅通后将钻机连接套从锚杆上卸下；锚杆外露孔口长度为10cm15cm。用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm左右。安装垫板及螺母，但此时不宜上紧。3.4.2.锚杆的注浆中空锚杆施工工艺图标出锚杆位检查锚杆检查孔眼是否畅通并装止浆塞备 料 安装锚头、钢垫板及螺帽清洗整理安装锚固剂及锚杆锚杆锚固剂 砂浆锚杆施工工艺图焊设垫板本隧道边墙位
25、置采用全长粘接性砂浆锚杆。砂浆锚杆施工工艺为：钻孔：施工时采用风枪钻孔。孔位偏差应不大于10mm，孔深偏差不大于50mm，采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，钻头直径应大于锚杆直径15mm。系统锚杆在围岩开挖和初喷混凝土后打设，钻孔时确保孔口岩面整平，使岩面与钻孔方向垂直，局部随机锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向方向相反，其与滑动面的交角应大于70，间距根据不同的围岩类别为0.81.5m，梅花形布置。锚杆锚固：锚杆埋设前，对锚孔进行检查，孔位、孔深、沿直度、孔径、方向必须合格。同时应用高压风、水清孔，使孔干净无积水残碴。此外要检查锚杆钢材、直径、长度应符合设计要求，锚杆端头应加工螺纹长度不小
26、短于10cm。锚杆埋设采取先注浆后插杆施工，砂浆强度20MPa，配比试验选定，用羊角气泵胶管从孔底倒插式注浆，浆满后快速插入锚杆到埋设长度，然后用半 干硬砂浆封实孔口，用楔子固定锚杆，并安设垫板，上好螺帽。锚杆埋设后24h以内不许碰撞，不许悬挂重物，锚杆砂浆参膨胀及早强剂，以提高其早期强度，埋设24h后，拧紧螺母，使垫板紧贴岩石。3.5钢筋网本隧道钢筋网片采用HPB235,纵向、环向8、6的钢筋焊制，使用焊条进行焊接，在钢筋加工场内集中加工。先用钢筋调直机把钢筋调直，再截成钢筋条，钢筋网片尺寸根据拱架间距和网片之间搭接长度综合考虑确定。按图纸标定的位置挂设加工好的钢筋网片，钢筋片随初喷面的起伏
27、铺设，绑扎固定于先期施工的系统锚杆之上，再把钢筋片焊接成网，网片搭接长度为12个网格。3.6.检查验收 3.6.1喷混凝土验收标准 喷射混凝土掺加外加剂后，其性能必须满足设计要求。在使用速凝剂前，应做与水泥的相容性试验及水泥浆凝结效果试验，初凝不大于5min，终凝不大于10min；采用其他类型的外加剂或几种外加剂复合使用时，也应做相应的性能试验和使用效果试验。检验数量：同一生产厂家、同一批号、同一品种、同一生产日期且连续进场的外加剂，每5t为一批，不足5t应按一批计。每批抽检一次。检验方法：采用现场取样试验。 喷射混凝土的配合比设计应根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求通过试验选定，并应
28、符合下列规定： 胶骨比宜为1:41:5。水胶比宜为0.400.50。砂率宜为45%60%。钢（合成）纤维的掺量应符合设计要求。检验数量：施工单位对同强度等级、同性能喷射混凝土进行一次混凝土配合比设计，施工过程中，如水泥、外加剂等主要原材料的品种和规格发生变化，应重新进行配合比设计；监理单位全部检查。检验方法：施工单位进行配合比选定试验；监理单位检查配合比选定单。3.6.2.锚杆验收标准锚杆的规格及物理性能指标应符合设计文件和下表规定。序号锚杆规格牌号公称直径（mm）公称壁厚（mm）公称质量（kg/m）允许偏差（%）122mm砂浆锚杆HRB33522/2.984225mm7普通中空锚杆Q3452573.11检查数量：锚杆的规格施工单位、监理单位全检。锚杆的物理性能指标（公称直径、公称厚度、公称质量）施工单位随机抽样3%进行检验；监理单位按施工单位检查次数的10%进行平行检验和见证检验。检验方法：锚杆的规格检查产品合格证、出厂检验报告
