超前地质预报方案设计.docx
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超前地质预报方案设计
TAl施工组织设计（方案）报审表
工程项目名称：
渝怀铁路增建第二线梅江至怀化段站前工程施工合同段：
GTYHZQ-Ⅲ标编号：
致中铁华铁工程设计集团有限公司渝怀铁路增建二线工程监理Ⅲ标监理项目部（项目监理机构）：
我单位根据承包合同的约定已编制完成超前地质预报方案，并经我单位技术负责人审查批准，请予以审查。
附：
超前地质预报方案
承包单位（章）
项目经理
日期
专业监理工程师意见：
专业监理工程师
日期
总监理工程师意见：
项目监理机构（章）
总监理工程师
日期
注：
本表一式4份，承包单位2份，监理单位、建设单位各1份。
渝怀铁路增建第二线
秀山至梅江至同田湾段站前工程Ⅲ标
超前地质预报方案
编制：
______________
复核：
______________
审批：
______________
中铁十五局集团有限公司
渝怀铁路增建二线Ⅲ标项目经理部
二〇一六年十月
超前地质预报方案
1编制依据
《铁路隧道超前地质预报技术规程》Q/CR9217-2015
《改建铁路中秋至怀化线梅江至怀化段增建第二线施工图》
2工程地质概况
本段新建隧道共6座，其中岩洞隧道、新矮坡隧道、新牛背脊隧道、新印江屯隧道、新巴干沟一号隧道、新巴干沟二号隧道进口位于松桃县孟溪镇，新巴干沟二号隧道出口位于松桃县寨英镇，均为铁路单线隧道。
2.1岩洞隧道
隧道位于贵州省铜仁市松桃县孟溪镇境内，全长75米，起止里程ZDK459+985～ZDK460+060，出口组织施工，开挖数量0.11万方，全隧Ⅳ、Ⅴ级围岩。
隧区地处构造剥蚀、溶蚀丘陵区，海拔438～503m，相对高差50～65m，自然坡度12°～55°，洞身坡面植被一般发育；进出口交通方便，隧道洞身仅有乡村人行路，交通不便。
隧道穿越白云岩、粘土、泥质白云岩、灰岩、页岩等。
不良地质主要为岩溶，特殊岩土主要为弱膨胀土。
2.2新半矮坡隧道
隧道位于铜仁市松桃县孟溪镇境内，全长99米，起止里程ZDK460+678～ZDK460+773,出口组织施工，开挖数量0.7万方，全隧为Ⅲ、Ⅳ级围岩，最大埋深34m。
隧道处于溶蚀构造类型的丘陵区，位于既有线左侧85～118m，海拔435～493m，相对高差达58m，自然坡度15°～60°，洞身坡面植被不发育；进出口仅有人行小道到达，交通不便。
隧道穿越灰岩白云岩。
不良地质为岩溶，特殊岩土为弱胀土。
2.3新牛背脊隧道
隧道位于贵州省铜仁市松桃县孟溪镇境内，全长173米，起止里程ZDK470+185～ZDK470+358，开挖数量1.57万方，全隧Ⅳ、Ⅴ级围岩，最大埋深约33m。
隧区地处丘陵谷底区，位于既有线左侧35m，海拔425～510m，相对高差达30～85m，隧道范围内基岩裸°露，植被不发育。
进出口均有乡村便道通往，交通方便。
隧道穿越灰岩、页岩、砂质页岩、软石。
不良地质为偏压、特殊岩土为弃土。
2.4新印江屯隧道
隧道位于贵州省铜仁市松桃县孟溪镇境内，全长576米，起止里程YDK473+504～YDK474+080，出口反坡组织施工，开挖数量4.26万方，全隧Ⅳ、Ⅴ级围岩，最大埋深70m，隧道地处构造剥蚀丘陵区，位于既有线右侧38～105m，地面标高460～640m，相对高差40～200m，洞身坡面植被发育；隧道进口段一乡村公路，交通较方便；隧道洞身及出口无公路通往，交通不便。
隧道穿越两个自然沟槽及粉质黏土、角砾土、砂质页岩、页岩等。
不良地质为顺层偏压，无特殊岩土。
2.5新干巴沟一号隧道
隧道位于贵州省铜仁市松桃县孟溪镇境内，全长257米，起止里程YDK474+248～YDK474+505，出口组织施工，开挖数量2.0万方，全隧为Ⅳ、Ⅴ级围岩，最大埋深32m。
隧道地处构造剥蚀丘陵区，位于既有线路基右侧43～93m,地面标高460～640m，相对高差40～200m，洞身坡面植被发育；隧道洞身及进出口无公路通往，交通不便。
隧道穿越人工填土、粉质粘土、角砾土、砂质页岩、页岩。
不良地质主要为顺层，无特殊岩土。
2.6新干巴沟二号隧道
隧道位于贵州省铜仁市松桃县孟溪镇和寨英镇交界，全长1103米，起止里程YDK475+300～YDK476+403，进口单口掘进，开挖数量5.6万方，全隧为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，最大埋深84m。
隧道地处构造剥蚀丘陵区，位于既有线右侧24～54m，地面标高460～640m，相对高差40～200m，洞身坡面植被发育；进口有公路通往，交通方便；出口仅有人行便道通往，交通不方便。
隧道穿越人工填土、软土、粉质粘土、砂质页岩、页岩。
无不良地质，特殊岩土为软土。
3超前地质预报类别及数量
渝怀铁路增建第二线Ⅲ标项目经理部共6座隧道，每座隧道超前地质预报类别及数量见表1-表6。
表1岩洞隧道超前地质预报数量汇总表
类别
单位
工程数量
隧道长度
m
75
地质调查法
m
67
物探法
地质雷达法
m
90
超前钻探法
加深炮孔
m
405
超前钻孔（不取芯）
m
72
表2新半矮坡隧道超前地质预报数量汇总表
类别
单位
工程数量
隧道长度
m
99
地质调查法
m
86
物探法
地质雷达法
m
106
超前钻探法
加深炮孔
m
528
超前钻孔（不取芯）
m
106
表3新牛背脊隧道超前地质预报数量汇总表
类别
单位
工程数量
隧道长度
m
173
地质调查法
m
173
超前钻探法
加深炮孔
m
630
超前钻孔（不取芯）
m
9
表4新印江屯隧道超前地质预报数量汇总表
类别
单位
工程数量
隧道长度
m
579
地质调查法
m
579
超前钻探法
加深炮孔
m
2074
超前钻孔（不取芯）
m
29
表5新干巴沟一号隧道超前地质预报数量汇总表
类别
单位
工程数量
隧道长度
m
257
地质调查法
m
252
超前钻探法
加深炮孔
m
909
超前钻孔（不取芯）
m
13
表6新干巴沟二号隧道超前地质预报数量汇总表
类别
单位
工程数量
隧道长度
m
1103
地质调查法
m
1089
超前钻探法
加深炮孔
m
3924
超前钻孔（不取芯）
m
55
4超前地质预报方案
4.1预报内容
（1）底层岩性，特别是对软弱夹层、破碎地层及特殊岩土的预测预报。
（2）地质构造，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完成性的构造发育情况的预测预报。
（3）不良地质，特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有害气体及高地应力等发育情况的预测预报。
（4）地下水，特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴及富水断层等的预测预报。
4.2预报方法
根据设计要求，我项目部预报方法分别为地质调查法、物探法及超前钻探法，具体如下：
4.2.1地质调查法
根据隧道已有勘察资料，地表补充地质调查资料和隧道内地质素描，通过地层层序对比、地层分界及构造线地下与地表相关性分析、断层要素与隧道几何参数的相关性分析、临近隧道内不良地质体的前兆分析等，利用常规地质理论、地质作图和趋势分析等，推测开挖工作面前方可能揭示地质情况的一种超前地质预报方法。
（1）适用范围：
各种地质条件下隧道的超前地质预报。
（2）内容：
隧道地表补充地质调查和隧道内地质素描。
（3）隧道地表补充地质调查和隧道内地质素描包括的主要内容参照改建铁路重庆至怀化段增建第二线施工图对应隧道超前地质预报设计说明。
4.2.2物探法
（1）地震波反射法划分地层界限、查找地质构造、探测不良地质体的厚度和范围。
软弱、破碎地层厚岩溶发育区，每次预报距离采用100~120m，前后两次搭接长度10m以上；岩体完整的硬质岩地层每次预报距离采用120~150m，搭接长度不少于10m。
（2）地质雷达探测主要用于岩溶探测，亦可用于断层破碎带，软弱夹层等不均匀体的探测，每25m一次，一次范围为30m，前后两次搭接长度5m以上。
4.2.3超前钻探法
超前钻探法分为超前地质钻探和加深炮孔探测。
（1）超前地质钻孔：
拟采用冲击钻和回转取芯钻，验证中近距离物探超前探测存在异常的地段，钻孔直径采用Φ89.活动断裂带超前探测长度80～100m，搭接长度不小于10m，其余地段超前探测长度不小于30m，前后两次搭接长度不小于5m。
钻孔是否取岩芯根据不同地质条件和探测目的确定。
根据不同地质条件及其相应要求，采取不同的钻探措施，钻探类型及钻探孔位布置参照改建铁路重庆至怀化段增建第二线施工图对应隧道超前地质预报设计说明执行。
（2）加深炮孔：
既加深炮孔超前探测，利用在隧道开挖工作面上钻小孔径浅孔获取地质信息的一种方法，在每一循环钻设炮孔时布设3~8个加深炮孔，较循环进尺加深3m以上作为探测孔。
根据不同的地质适用条件、隧道开挖工法、断面大小，所采用的加深炮孔孔数要求及孔位布置参照改建铁路重庆至怀化段增建第二线施工图对应隧道超前地质预报设计说明执行。
4.3预报状况及预防措施
4.3.1预报状况
水文地质条件的变化。
如干燥围岩突然出水、地下水突然增多、涌水量增大、水质由清变浊等都是即将发生坍方的前兆。
拱顶不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生坍方。
围岩节理面裂缝逐步扩大，很可能要发生坍方。
支护结构变形（钢架接头挤偏或压劈、喷射混凝土出现明显裂纹或剥落等），甚至发出声响，有坍塌的可能。
围岩或支护结构拱脚附近的水平收敛率大于0.2mm/d或拱顶下沉量大于0.1mm/d，并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定的状态，有可能出现失稳坍方。
如出现加速收敛现象，则表明坍方已经临近。
4.3.2预防措施
（1）隧道塌方预防措施
做好超前地质预报。
对开挖面前方地层进行探测预报，判明地层和含水情况，为超前支护和止水提供依据，及时修改或加强超前支护和支护参数。
加强施工监控量测，实行信息化施工。
对地表沉降、拱顶下沉、围岩收敛进行量测，及时对数据进行整理分析，及时反馈于设计和施工，及时优化设计参数和施工方法。
当量测数据表明围岩收敛变形接近控制标准的警戒值时，尽快采取加强措施进行加固，抑制变形，防止因变形突变引起坍塌。
据不同地质情况和开挖方式，采用超前小导管预注浆加固地层的超前支护措施，提高其自承能力，减少围岩松弛变形。
对不同围岩，分别采取CRD法、三台阶临时仰拱法、台阶法等开挖方法。
开挖时，支护要及时闭合成环，每一环支护均施作锁脚锚杆，加强支护，防止拱脚下沉和内移，引起过大变形，导致拱部岩层坍塌。
严格控制开挖工序，尤其是一次开挖进尺，杜绝各种违章施工。
控制爆破装药量，减小对软弱破碎围岩的扰动。
保证施工质量。
超前预注浆固结围岩、钢架制作、支护和衬砌混凝土质量必须符合设计及规范要求。
施工期间，洞口常备一定数量的抢险材料，如方木、型钢钢架等，以备急用。
有下述现象发生时，先撤出工作面施工人员和机械设备，指定专人观察和进行加固处理后，确认险情排除方可恢复工作面施工。
围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快。
围岩面不断掉块剥落。
支护喷混凝土表面龟裂、裂缝或脱皮掉块，钢架严重变形。
掌子面节理裂隙中渗水量或涌水量明显加大。
（2）超前地质预报
成立专业超前地质探测与预报小组，并将该项工作作为一个工序安排，运用超前钻探预报手段，提前推测前方地层岩性及异常情况，及时制定针对性的施工措施，优化施工方案。
超前地质预报工序流程见图1。
图1超前地质预报工序流程图
（3）砼结构耐久性控制技术措施
本隧道设计主体结构使用年限为100年，砼结构按《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》设计。
施工中对下列项目进行严格控制：
①原材料控制
水泥选用低水化热和低碱含量的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5级。
细骨料选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂。
粗骨料选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净二级级配碎石。
矿物掺合料选用品质稳定的粉煤灰、磨细矿渣粉。
外加剂采用减水率高、坍落度损失小、适当引气、能明显改善和提高砼耐久性的产品。
施工中严把原材料选择和进场关，质量专职部门和试验部门密切配合，严禁不合格的材料进场。
拌合用水PH值、不溶物、可溶物、氯化物、硫酸盐等指标满足要求。
以上各项原材料的技术指标均满足《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》。
②喷射砼配合比控制
按《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》的要求在耐久混凝土中掺加一定量的矿物掺合料。
砼强度等级必须满足设计强度的要求。
结构砼抗渗等级满足设计要求不低于P8。
（4）隐蔽工程质量保证措施
隐蔽工程质量保证措施见表6。
表6隐蔽工程质量保证措施
序号
措施
具体说明
1
把好隐蔽工程检查验收关
隐蔽工程施工完毕后，由技术员在隐蔽验收记录中填写工程验收的基本情况，技术负责人签字，并由质量员邀请监理单位现场代表，重要或特殊部位还邀请设计单位和质量监督单位派员参加，共同对隐蔽工程进行检查验收。
参加检查人员按工程检查证的内容进行检查验收后，提出检查意见，由质量检查员在工程检查证上填写工况，然后交参加检查人员签证。
若检查中存在问题需要进行整改时，施工工班长整改后，再次邀请有关各方进行复查，达到要求后，方可办理签证手续。
2
把好隐蔽工程检查签证关
坚持隐蔽工程检查签证的制度。
先由施工质量检查员检查合格后，报请监理工程师进行复检签证，不经签证的工程不得进行隐蔽和下道工序作业。
3
把好隐蔽工程检验关
实行工班自检、工序互检、质检人员专检的三级检查制度，按质计价，不合格工程，坚决返工重做，并对交接人员进行追查，按照奖优罚劣制度，做到奖罚分明。
5安全保证措施
5.1建立健全安全管理组织机构
项目经理部成立安全生产领导小组，项目经理为组长，副经理为副组长，职能部门和施工队负责人为组员，设立安全质量部负责项目安全监查和日常工作。
安全保证体系见图2，安全管理组织机构见图3。
图2安全保证体系图
图29安全保证体系
组长：
李少栋
项目部副组长：
陈虎
总工程师：
季香余
工程部：
黄亚斌
安质部：
徐浩
物资设备部：
丁钰
安全技术措施交底
制定施工安全技术措施
制定操作标准
司机安全教育
车辆状况检查
行车事故分析处理
行车安全教育
行车设备操作安全检查
作业人员安全教育
作业人员防护设施检查
作业人员操作违章检查
安全生产教育
违章作业安全事故处理
组织安全检查
安全质量标准工地建设
制定机电设备使用措施
机电设备状况检查
行车事故分析处理
各施工班组安全管理
图3安全管理组织机构图
5.2安全管理职责
项目经理部设安全质量部，配安全工程师，具体负责本工程项目的全部安全监察和管理工作，各施工队设专职安检员、各工班设兼职安检员。
安全监察（检查）员选派工作责任心强，有多年现场工作经验，经过安全管理专业技术培训的人员担任。
项目经理部安全管理领导小组的任务和职责：
贯彻执行上级各项安全法规规程；定期召开安全工作会议；总结和布置安全生产工作；决策重大施工安全方案；制订本项目各项安全制度规定；落实安全责任制；组织安全教育培训；开展安全检查等。
建立高效灵敏的安全管理信息系统。
系统规定各种安全信息的传递方法和程序，在施工中形成畅通无阻的信息网，准确及时地搜集各种安全信息（如执行“五同时”的信息，安全技术措施方案的编制、审批、交底、落实、确认信息，安全隐患、险肇事故及工伤信息等），并设专人负责予以处理。
5.3建立健全各项安全制度
根据本工程特点，制定具有针对性的各项安全管理制度：
安全生产责任制；安全生产包保责任制；安全生产风险抵押金制度；安全生产检查制度；各类机械的安全作业制度；用电安全制度；施工现场保安作业制度；防洪、防火、防风等措施；起重作业安全制度；各种安全标志的设置及维护措施等。
安全生产责任制：
安全生产责任制是施工中最基本的安全管理制度，从项目经理到生产工人（包括临时雇佣的民工）的安全管理系统必须做到纵向到底，一环不漏；各职能部门和人员的安全生产责任制横向到边，人人有责。
工程上场的同时主动与建设单位签署安全生产协议书，并在施工过程中严格遵守。
安全生产包保责任制：
项目经理、项目副经理、项目总工程师、各职能部门负责人、施工队长至施工人员，逐级签订安全生产包保责任书，以各级、各部门的安全确保整体工作的安全。
安全生产包保责任书每年进行签订，并逐年考核，达到安全生产包保责任的给予奖励，达不到安全生产包保责任的给予处罚。
在各项评比工作中给予安全否决。
安全生产风险抵押金制度：
根据本工程特点，分析、评估、评价存在的安全风险以及风险的危险程度，预测施工过程中承担的安全风险，确立各工程队具体的安全管理目标，对各工程队长收取风险抵押金，实现安全目标后退回风险抵押金并给予奖励，没有实现安全目标的，没收风险抵押金并给予处罚。
安全生产检查制度:
通过安全检查增强广大职工的安全意识，促进企业对劳动保护和安全生产方针、政策、规章制度的贯彻执行，解决安全生产上存在的问题。
5.4安全生产教育与培训
开工前，对所有参建员工进行上岗前的安全教育。
对于从事电器、起重、高空作业、焊接、机动车驾驶等特殊工种的人员，经过专业培训，获得《安全操作合格证》后，方准持证上岗。
建立安全教育培训制度。
施工单位具有劳动安全管理部门颁发的安全生产许可证，参加施工的人员接受安全技术教育，熟知和遵守本工种的各项安全技术操作规程，定期进行安全技术考核，合格者方能上岗操作。
对于从事电气、起重、建筑登高架设作业、焊接、机动车驾驶、爆破等特殊工种的人员，经过专业培训，获得《安全操作合格证》后，方准持证上岗。
每一单项工程开工前，对全体职工进行针对工程技术措施、施工方案、方法、工艺、质量标准的教育，以及重点、难点工程的安全和技术培训工作。
施工人员进入施工现场，进行“三级”安全教育和培训。
一级为项目经理部安全教育培训。
内容包括：
一般教育（建筑施工的特点，它给劳动者安全带来的不利因素；当前的安全生产情况）；安全生产法规和安全知识教育（建筑法、消防法、宪法、刑法有关条款、建设部颁布的建筑企业安全生产条例、规定，地方政府和主管部门发布的有关安全生产规定，联合体成员单位、项目经理部有关安全生产管理规定及细则，劳动部关于重伤事故范围的意见等）；建筑工程施工时容易发生的伤害事故及其预防。
二级为施工队安全教育培训。
内容包括：
《建筑工人安全技术操作规程》有关规定；建筑工程现场的安全管理规定细则；在建工程基本情况和必须遵守的安全事项等。
三级为班组安全教育培训。
内容包括：
本班组生产工作概况、工作性质及范围；个人从事生产工作的性质，必要的安全知识，各种机具设备及其安全防护设施的性能和作用；本工种的安全操作规程；容易发生事故的部位及劳动防护用品的使用要求等。
特种作业人员除进行一般安全教育外，还要通过地方劳动部门对特种作业人员进行培训，和本工种的安全技术教育，经考核合格发证后，方准上岗操作。
定期对特殊工种进行复审。
对从事有尘毒危害作业的工人，进行尘毒危害和防治知识教育。
定期培训各级领导干部和安全管理干部，提高政策水平，熟悉安全技术，劳动卫生业务知识，做好安全生产工作。
培训主要内容：
安全生产的重大意义；国家有关安全生产、健康与环境卫生方面的方针、政策、规定；安全生产法规、条例、标准；施工生产的工艺流程和主要危险因素，以及预防重大伤亡事故发生的主要措施；企业安全生产的规章制度、安全纪律以及保证措施；各级领导在安全生产中的职能、任务以及如何管理；编制、审查安全技术措施计划及施工组织设计安全技术措施的基本知识等。
5.5安全生产检查
开工前的安全检查。
主要内容包括：
施工组织设计是否有安全措施，施工机械设备是否配齐安全防护装置，安全防护设施是否符合要求，施工人员是否经过安全教育和培训，施工安全责任制是否建立，施工中潜在事故和紧急情况是否有应急预案等。
定期安全生产检查。
每月组织安全生产大检查，积极配合上级进行专项和重点检查；班组每日进行自检、互检、交接班检查。
经常性的安全检查。
安全工程师、安全员日常巡回安全检查。
检查重点：
石方爆破施工、炸药库设置及危爆物品管理、施工用电、机械设备、模板工程、高空作业、起吊运输等。
专业性的安全检查。
针对施工现场的重大危险源，对施工现场的特种作业安全、现场的施工技术安全、现场大中型设备的使用、运转、维修进行检查。
季节性、节假日安全生产专项检查。
5.6施工现场及临时工程安全技术措施
针对工程特点、施工环境、施工方法、劳动组织、作业方法、使用的机械、动力设备、变配电设施、以及各种安全防护设施等制定切实可行的安全施工技术措施。
施工现场常设一名经过培训具有担任安全工作资格的专职安全员，负责制定健康保护与事故预防措施和个人检查，查看所有安全规则和条例的实施情况。
驻地管理人员一律佩证上岗，佩证内容有姓名、职务和本人照片，安全员的佩证为红色以示醒目。
临时道路通过既有公路及其它机动车道时，经有关部门批准，并设置路标及防护措施，另外派专人负责指挥。
临时道路、通道在狭窄、陡坡、急弯、穿越电力通讯地段设置交通标志，大型施工机械及特种车辆通过时设有专人负责指挥。
工地施工用水和饮用水在施工前对水质进行化验鉴定，并采取相应的处理和防护措施。
生活用水必须符合中国卫生组织对饮用水的要求，PH值介于7.5至7.8之间。
工地内合理布置排水沟。
排水沟不得妨碍工地内的交通。
减少与既有通讯、电力等线路的交叉和干扰。
线路走向避开沟渠、陡坎、滑坡、河流及易受洪水冲刷等危险地区。
通讯线路与地面等建筑物的最小距离，符合国家现有规定。
临时电力及照明严格按照安全规定执行和设置，不得变通。
在施工作业区、施工道路、临时设施、办公区和生活区设置足够的照明。
在施工区内设置标准的安全标志，以引起职工对现场不安全因素的注意，对威胁安全与健康的物体和环境作出快速反应。
以红色安全色为主，提示内容有禁止标志、停止标志、交通禁令标志、消防和危险标志。
如禁止入内、禁止火种、禁止通行、禁止停留、禁止起动、禁止攀登等。
各种安全标志按国家标准GB2894-82《安全标志》要求的尺寸、颜色、几何图形、图形符号及补充标志等制作。
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