隧道工程安全专项施工方案.docx
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隧道工程安全专项施工方案
隧道工程安全专项施工方案
1、编制说明
1.1编制依据
为保证中铁C局蒙河铁路工程指挥部第二项目部隧道工程施工安全，切实履行企业安全生产的责任主体,根据《建设工程安全生产管理条例》第二十六条和建设部《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》的规定，结合项目部管段隧道的特点，将太阳寨隧道和三家寨隧道、拉所二号隧道列为危险性较大工程，制订了隧道工程安全专项施工方案。
上述工程施工前，技术人员向班组长、作业人员进行书面安全技术交底，双方签字，并由专职安全生产管理人员进行监督。
1.2采用的标准规范
《工程建设标准强制性条文》
《铁路工程安全施工技术规程》上、下册[TB10401.1—2003]
《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）
《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33—2001
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
本项目的合同、招投标文件、图纸等
2、工程概况
2.1工程简介
中铁C局蒙河铁路工程指挥部第二项目部范围线路长37.715km，管段工程以桥隧为主，桥隧比高达85.42%。
其中隧道11座计30.310km，最长的隧道太阳寨隧道全长7354m，超过3km的隧道达5座；大中桥7座共1.904km。
站场3个（小岔河会让站、马度白会让站、河口北车站）；路基工程为区间路基土石方19.44万m3，站场土石方569.01万m3；公路桥2座；改移道路2处计3696.89m（分别为553.27m和3143.62m）及规划内的大型临时设施、过渡工程等。
2.2隧道工程概况
太阳寨隧道进口里程为DK107＋176，出口里程为DK114＋530，中心里程为DK110+853,隧道全长7354m。
隧道最大埋深460m，本隧为单线隧道电力牵引，设计行车速度120Km/h，全隧除DK109+773.75～DK110+568.5及DK113+495.94～DK114+216.86段位于左偏曲线以外，其余均位于直线上。
隧道范围线路设为“人”字坡，进口端2328m长为+3‰上坡，其余为700m长-5‰下坡、4285m长-12‰下坡，以及45m长平坡段。
洞内铺设弹性支承块式无砟轨道，其轨道结构高57cm，铺设60Kg/m钢轨，其中DK107+176～+196段20m、DK114+500～DK114+530段30m为有砟～无砟过渡段，其内轨顶面至路基面高度由有砟道床的77cm渐变至无砟道床的57cm。
三家寨隧道（DK128+252~DIK134+337）长6085m，为单线电力牵引隧道，设计行车速度120km/h，车站双线、喇叭口及过渡范围铺设重型有碴轨道（轨道结构高度77cm，Ⅲ型枕（长2.6米，60kg/m钢轨），单线铺设弹性支承块式无碴轨道（轨道结构高60cm）。
隧道工程概况表（长大隧道）
项目
太阳寨隧道
三家寨隧道
线路
单线隧道
DK128+252～+715.75段为双线隧道，其余为单线
地质特性
洞口围岩为强风化带，岩体破碎，节理发育，稳定性较差。
洞身围岩为弱风化片岩、片麻岩、大理岩。
不良地质为突泥突水、塌方、岩爆、高地温。
洞口处于全风化带，岩体破碎，节理发育，稳定性较差。
洞身围岩为片岩、片麻岩夹混合岩、大理岩。
不良地质为突泥突水、塌方、岩爆、高地温。
围岩级别及长度
V级围岩1021m；
Ⅳ级围岩1380m；
Ⅲ级围岩4920m；
V级围岩955m；
Ⅳ级围岩950m；
Ⅲ级围岩2330m；Ⅱ级围岩1850m
水文地质
地下水主要为孔隙潜水及基岩裂隙水。
段内坡洪积层含少量孔隙潜水；基岩裂隙水较发育，为隧道主要涌水来源。
地下水主要向隧道两端深切沟槽内排泄，未见地下水出露。
地表水较发育，第四系土层中含少量孔隙潜水水量较小，局部基岩裂隙水较大。
地表水水质较好，可直接利用作为施工用水水源。
地下水不发育，基岩裂隙水、岩溶水，水量小。
洞门
明洞门
进口桩柱式、出口翼墙式
衬砌
复合式衬砌
复合式衬砌
2.3水文地质条件
区内地质条件复杂，三隧道的不良地质现象主要为塌方、突泥突水、低风险的岩爆、高地温、放射性。
地勘报告中认为隧道处于岩溶地下水变化地带，隧道涌水来源主要是大气降水通过裂隙直接渗入引起。
雨季地下水位上涨，可能造成涌水。
拉所二号隧道靠近当地的槟榔寨隧道水库，水库水为当地饮用水源，最近距离260m，且发育两个断层，施工中要密切注意。
气象：
隧道所属区域降雨量多集中在4～8月，约占全年降雨量的50%，日降雨量可达100~300mm，是暴雨比较集中的地区之一。
地下水：
有第四系孔隙水、基岩裂隙水及岩溶水。
其中岩溶水分布不均衡，局部水量较大。
基岩裂隙水及岩溶水在地形条件适当时，向外排泄。
地下水受大气降水补给，呈季节性变化。
3、安全管理体系
3.1安全目标：
（1）杜绝因工较大及以上生产安全事故；
（2）严防重大爆炸、火灾、坍塌和交通事故；（3）年重伤率、轻伤率分别控制在0.5‰、3‰以下。
3.2安全管理机构
成立以项目经理为组长的安全生产领导小组，指派安全总监主抓安全工作。
项目部设立单独的安全管理部门，配备专职安全管理人员，隧道施工作业队必须配备专职安全员，班组配备兼职安全员。
3.2.1安全环保部职责
（1）协助项目安全总监工作，贯彻执行安全生产、劳动保护、职业病防治法律法规。
（2）修订有关安全生产制度，制订安全技术措施。
组织农民工的安全生产教育。
（3）参与危险源的识别与评价，编制重大危险源管理方案和应急预案。
（4）组织本项目定期安全生产大检查，按计划开展安全生产监督检查活动。
（5）参加安全事故的调查、分析和处理；定期向公司安全质量部报告安全生产状况。
3.2.2安全员职责
（1）经常深入施工现场进行检查，对于违章作业及时进行制止；积极协助有关领导组织生产安全检查或专项安全检查，针对发现的问题提出有效的解决措施，并监督实施。
（2）督促作业人员合理使用劳保防护用品，做好防尘、防毒、防职业病工作。
3.3安全生产责任制
建立纵向到基层班组、作业工人，横向到职能部门的安全生产责任体系。
明确各级领导、管理人员和职能部门对安全生产应负的责任。
3.3.1项目经理是工程项目安全生产第一责任人，对本项目安全生产负全面责任。
（1）贯彻落实国家、行业、上级有关法律法规、标准和各项规章制度。
（2）明确本项目专（兼）职安全管理人员，支持安全管理人员工作。
（3）履行工程施工承包合同，合理配置人力、物资、机具、资金等要素，积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料，大力推进安全标准工地建设。
（4）正确处理安全与进度，安全与效益的关系，把安全工作贯穿于施工生产全过程。
（5）经常听取职工群众对安全生产的意见和建议，总结推广科学管理经验。
（6）定期组织安全生产检查。
（7）组织制定本项目生产安全事故应急救援预案，发生生产安全事故，必须做好事故现场保护和伤员抢救工作，按规定及时如实上报，不得隐瞒、虚报和故意拖延不报。
3.3.2安全总监对安全生产负直接领导责任，其安全职责是:
（1）贯彻执行国家、行业有关安全生产、劳动保护方针、政策、法规和上级有关指示、决议，组织制定、修订企业安全生产规章制度及安全措施计划等。
（2）贯彻“五同时”原则，监督检查各项规章制度执行情况和职能部门职责履行情况。
（3）指导业务部门编制生产安全事故应急救援预案，领导开展重大事件应急响应工作。
（4）参加事故的调查、分析和处理。
3.3.3项目总工程师（技术负责人）对项目施工过程中的安全生产负技术责任。
其安全生产责任是:
（1）组织识别重大危险源，编制、审定施工组织设计、专项安全技术方案和安全施工、防护措施，对其技术可行性、经济合理性、安全可靠性负责。
（2）主持项目安全防护设施和设备的验收，严格控制不符合标准要求的防护设备、设施投入使用；使用中的设施、设备，按规定定期组织检查，发现问题及时处理。
3.3.4工程管理部安全职责
（1）负责参与重难点工程施工组织设计、风险性较大工程专项技术方案的编制、审核工作，提出方案优化意见和建议。
（2）参与大型非标设备的设计检算和验收工作。
3.3.5机电物资部安全职责
（1）负责起重设备、施工机械车辆、压力容器、变配电设备及电力线路的验收工作。
（2）负责对施工现场使用的安全防护设施、用品进行检查，保证采购使用合格产品。
3.3.6办公室，负责职工健康检查，指导防尘、防毒等卫生工作。
3.3.7材料、安质环保部，负责交通、消防和易燃、易爆、危险品的安全管理工作，并对其执行情况进行检查。
3.3.8财务部，负责对项目安全生产经费计划进行审查，确保安全生产经费及时、足额投入。
3.3.9作业队长的安全生产责任
（1）了解掌握职工健康状况，合理组织劳动力，对有禁忌病的职工、有禁忌的工作岗位，不得安排其从事相关作业活动。
（2）发生安全事故必须停止施工，组织事故抢险，防止事故扩大，按程序立即上报。
3.3.10班组长安全生产责任
（1）带领班组员工严格执行安全操作规程，遵守劳动纪律，制止“三违”行为。
（2）作业前，要对拟用机具、设备、防护用具及作业环境进行安全检查。
3.3.11操作工人的安全职责
（1）自觉遵守安全生产规章制度、操作规程，执行安全技术交底，服从安全管理人员的管理，按规定佩带个体防护用品。
做到不伤害他人，不伤害自己，不被他人伤害。
（2）作业前要对工具、机械、电气设备进行检查，发现问题应及时处理或向领导报告。
（3）对因违章操作、盲目蛮干或不听指挥而造成事故和经济损失承担直接责任。
3.4主要安全管理制度
（1）火工品管理制度：
爆炸物品购买、运输、储存、使用必须坚持“先审后用”的原则。
爆炸物品的发领，必须坚持“受检在前、审批在后，实物领用”的原则。
爆炸物品的使用，必须坚持“事前检查、事中控制、事后记录”的原则。
爆炸物品的清退，必须坚持“有效控制、及时清退”的原则。
（2）安全教育制度：
工人在上岗前，进行三级安全教育，掌握必备的基本知识和技能。
对重点岗位的生产知识、安全操作规程、安全制度、施工纪律进行培训和考核。
（3）特殊工种持证上岗制度：
从事特种作业的爆破工、起重工、电气焊工、电工、场内机动车辆驾驶员等，必须严格经过培训考试合格，获取劳动部门颁发的特种作业人员操作证者才能上岗。
（4）安全检查制度：
建立定期安全检查制度，对检查中发现的安全隐患，要建立登记、整改、消项制度。
要定人、定措施、定经费、定完成日期。
（5）安全技术交底制度：
实行项目部安全工程师给施工队进行安全交底，施工队安全员给工班长、施工人员进行安全交底的二级负责制。
（6）安全用电管理制度：
电气设备要有可靠的保护接地。
电工必须持证上岗，洞内外用电必须有专职电工负责，严禁非专业人员操作、维修电气设备，严禁私自接线。
（7）机械设备安全管理制度：
应当具有生产（制造）许可证、产品合格证，进入现场前进行查验。
使用机械坚持“两定三包”即定人、定机、包使用、包保管、包保养。
（8）人员进出洞登记制度：
进洞人员必须进行逐次、逐员、全额清点登记，建立人员进洞登记薄，专人负责。
项目部要对工地所有人员建立个人档案，要有年龄、籍贯、性别、身份证号等详细记录。
（9）安全事故报告制度：
严格执行国家有关生产安全事故报告的规定，发生事故必须立即上报，不得隐瞒。
4、技术方案
4.1工程特点及施工对策
由于太阳寨隧道、三家寨隧道、拉所二号隧道是重难点工程，岩体较破碎，浅埋段较多，不良地质有塌方、冒顶，极易发生突泥、突水。
采取的措施有：
（1）采用TSP203、探地雷达、超前水平地质钻探、地质素描和红外线探水等综合预报手段，准确揭示隧道掘进前方的地质状况，及时修正掘进参数，确保隧道施工安全。
（2）按新奥法原理施工，遵循“弱爆破、短开挖、勤量测、强支护、早封闭”的原则。
Ⅴ级围岩，隧道洞口土质或易坍塌的软弱围岩地段（三家寨隧道进口），采用双侧壁法分部开挖施工；采用￠108管棚+注浆预支护。
围岩稳定性允许的情况下，开挖也可采用留核心环形台阶开挖，人工挖掘或弱爆破开挖。
IV级围岩地段，采用正台阶法开挖，特别是在暗洞与明洞相接处附近应视实际情况选择正台阶或台阶分部开挖法。
III级围岩采用全断面法。
设计全隧道施工中采用TSP203地质预报系统、红外线探水仪、超前钻孔等手段进行综合预报；破碎富水带（拉所二号）要及时提请业主、设计、监理单位会勘，对饮用水源与隧道之间采用超前帷幕注浆加固、超前预注浆、周壁注浆等手段进行预加固。
（3）在软弱围岩地段采取开挖后，迅速初喷，然后架立钢架，施工锚杆，钢筋网，及时进行复喷，确保及时支护。
采用湿喷工艺。
（4）做好洞口、洞顶地表、浅埋段排导系统，减少地表水渗入地层；做好隧道纵、环向排水系统，确保衬砌背后的排导系统畅通；做好防水板铺设，处理好“三缝”防水；涌水量较大地段采用开挖前预注浆，开挖后补注浆等手段封堵。
4.2总体施工组织方案
太阳寨隧道进口由第九作业队施工，出口由第十作业队施工，三家寨进口由第十三作业队施工，出口由第十四作业队施工，拉所二号隧道由第十五作业队施工。
洞内钻爆作业采用多功能作业台架配合风动凿岩机为主，光面爆破，非电起爆，软弱围岩以人工开挖或小型挖掘机为主；洞内采用侧卸装载机装碴，自卸车运输出碴；开挖方法三家寨进口采用双侧壁法分部开挖、留核心环形台阶开挖、正台阶或台阶分部开挖法；喷混凝土采用机械手和湿喷机或多功能作业台架作业；二次衬砌采用整体式液压台车全断面衬砌，混凝土采用输送车运输，泵送入模；施工通风采用压入式；洞内顺坡排水由洞内侧沟排出洞外，反坡排水采用多级泵站接力排水至洞外；施工用电采用洞口设变压器变电的方式；施工用水采用高山水池；施工用高压风采用集中供风。
4.3隧道工程的施工顺序
太阳寨隧道分进口横洞、横洞往进口、出口斜井往小里程、出口往斜井四个工作面施工，三家寨隧道由进口、进口平导、出口三个工作面施工。
首先进行边仰坡和明洞的开挖与防护，然后进行暗洞的施工。
采用台阶法其施工顺序：
开挖上半断面→施工上半断面喷锚支护→开挖下半断面→边墙喷锚支护→仰拱、填充→防水层施工→二次衬砌的浇筑→洞门和翼墙→左右洞电缆槽、排水沟→隧道设备安装及装修。
全断面开挖法施工顺序：
全断面开挖→喷锚支护→仰拱、填充→防水层施工→二次衬砌的浇筑→洞门和翼墙→左右洞电缆槽、排水沟→路面现浇层→隧道设备安装及装修。
4.4主要施工方法、施工工艺简述
4.4.1隧道施工资源配置
隧道每个工作面人员配备表
序号
项 目
人数
备 注
一
开挖作业班
1
工班长
3
2
司钻工
24
含爆破员
3
安锚杆、钢架
18
4
操作注浆泵
4
5
喷砼工
20
6
装碴司机
3
7
汽车司机
12
小计
84
二
衬砌作业队
1
工班长
3
2
检 底
10
3
铺防水板
10
4
砼灌注
12
含台车定位
5
砼泵司机
6
6
砼捣固
6
7
木 工
4
8
钢筋工
20
小计
71
三
其它工种
修理工
6
电 工
3
电焊工
8
钳 工
4
其 它
10
小计
31
合计
186
主要施工机械、试验检测设备统计表（每个口）
序号
名称
规格型号
状态
数量（台）
备注
1
砼拌和站
JS750
良好
1
2
砼（砂浆）拌和机
JS500
好
1
3
砼搅拌运输车
东风（6m3）
良好
4
4
混凝土输送泵
HBT-60A，60m3/h
良好
2
5
衬砌模板台车
12m液压衬砌台车
良好
1
6
全站仪
良好
1
7
高压双液注浆泵
2TGZ60/210
良好
2
8
发电机组400KW
400KW
良好
1
9
砼喷射机（湿喷）
良好
1
10
开挖台架
良好
2
11
电动空压机
20m3
良好
6
12
风钻
YT28
良好
20
13
装载机
ZL50C
良好
2
14
潜孔钻机
良好
2
15
挖掘机
PC320
良好
1
16
运输汽车
15t
良好
8
17
风镐
G8
良好
30
18
电力变压器
S9-800KVA
良好
3
19
电力变压器
S9-200KVA
良好
2
20
电焊机
BXI-400、20KVA
良好
14
21
氧气焊
良好
2
22
钢筋调直机
良好
2
23
切割机
良好
2
24
冷弯机
良好
1
25
水准仪
良好
1
26
收敛计
JSS30A-30
良好
1
4.4.2一般地段施工方法简述
Ⅲ级围岩采用全段面开挖，砂浆锚杆及中空注浆系统锚杆、挂网、喷射砼进行喷锚支护；Ⅳ级围岩采用台阶法开挖、砂浆锚杆及中空注浆系统锚杆、格栅钢架加强支护，挂网、喷射砼进行喷锚支护；洞口土质或易坍塌的软弱围岩段Ⅴ级采用台阶法和双侧壁导坑法施工，采用超前长管棚预支护、超前小导管进洞，开挖后进行喷锚支护，洞身Ⅴ级围岩采用台阶法开挖，锚杆、钢筋网、I18（16）钢拱架喷砼支护。
喷砼采用湿喷工艺，二次衬砌采用整体液压衬砌台车全断面施工。
4.4.3突水、突泥地段施工
（一）突泥、突水地质灾害预报
1、隧道超前地质预报（委托具备相关资质、业绩、经验的地质预报单位），对危险地段进行超前地质预报，主要采用以下联合预报措施，相互印证：
①地质分析法：
对设计图纸标示的地质情况与掌子面揭示的岩层构造情况相互印证，并对前方地质情况进行预测分析。
②物探法：
ⅰTSP-203地震波反射法超前探测：
探测有效距离100~200m，探索采用多波理论区别“有水-无水”、“填充溶洞-无洞”等特征的可能性。
ⅱ红外法探水：
地下水活动会引起岩体红外辐射场强的变化，探测掌子面和洞壁四周这种变化，可以推测是否有隐伏的含水体，但无法预测预报水量和含水体具体前方位置。
③水平超前钻孔：
一般超前距离30～40m，超前探孔重叠长度不小于5m。
超前地质预报主要项目表
项目
预报主要内容
主要方法/仪器
重点预报地段
常规预报
围岩
类别
岩性特征，节理，裂隙发育特征和岩体结构特征
地质分析法，TSP203地震波反射法。
断层破碎带、软弱围岩地段
涌水
状态
涌水量大小、压力、变化规律，环境水文地质特征
红外法探水，地质雷达，超前水平钻孔。
岩溶地段、高水压地段
异常预报
断层
位置，规模，破碎程度，充填情况，含水情况等
TSP203地震波反射法，地表观察及地质素描法。
断层破碎带
岩溶
岩溶水
岩溶大小，位置；岩溶水类型及出水量
TSP203地震波反射法，超前水平钻孔，地表观察及地质素描法。
岩溶发育带
2、隧道内设置机械避让洞，洞内要在洞顶设置低压照明和强力通信系统.在邻近突水突泥地段爆破时，全洞要将移动式机械撤出洞外，避炮人员也要撤出，洞内不得留有人员。
3、在下列几中情况中，必须引起高度重视，加强超前地质预报。
（1）当岩石特别完整，几乎没有节理裂隙时，要高度重视，因为该岩石已具备堵水功能，前方或四周可能有较大的蓄水。
（2）在隧道埋深较深，但岩体中出现有富水泥夹层时，要高度注意，一般此类围岩中具备构造蓄水条件，可能有较大涌水。
（3）当地下水明显增多，但前方探孔中却没有溶洞显示，要高度警惕，溶洞可能在隧道轮廓外附近。
（二）出现突泥，尽快将口堵住。
以钢管和型钢为骨架，用喷砼将其封闭。
然后施作开挖面边的超前支护，再压注水泥～水玻璃浆。
处理突泥，首先沿开挖面周边设超前钢管支撑。
暂保留掌子面附近的泥夹石碴堆，然后封闭缺口。
清除流出的泥夹石，再次加厚喷层。
在超前方向安装6m长的注浆管，压注水泥～水玻璃浆液。
（三）突泥突水的预防方案详见第7章。
4.5.监控量测
对初期及时态曲线进行回归分析，预测可能出现的最大拱顶下沉和周边收敛值；根据开挖面状态、周边位移、拱顶下沉量的大小速率等进行综合分析，判断围岩及支护结构的稳定性，适时调整施工方案。
表监控量测项目、仪器及方法
项目名称
方法及工具
布置
量测间隔时间
1-15天
16天-1个月
1-3个月
3个月以上
应
测
项
目
地质及支护状态观察
岩性，结构面产状及支护裂缝观察和描述，地质罗盘及规尺
开挖后及喷锚支护后进行
每次爆破后
水平收敛及拱顶下沉量测
各种类型的收敛计
Ⅴ级围岩每15-20米一个，Ⅳ级围岩每20-40米一个
爆破后24小时内进行
0-18m
18-36m
36-90m
>90m
1-2次/天
1次/天
1次/2天
1次/周
地质超前预报
地质雷达或其他方法
需要间隔20m一次
仰拱隆起量测
水平仪、水准尺
Ⅴ级围岩每15-20米一个，Ⅳ级围岩每20-40米一个
仰拱开挖后12小时内进行
1-15天
16天-1个月
1-3个月
>3个月
1次/天
1次/2天
1-2次/周
1-3次/月
选
测
项
目
围岩内部位移量测
洞内钻孔安设多点杆式位移计
每一类围岩段选一断面,每断面3-11测点
爆破后24小时内进行
0-18m
18-36m
36-90m
>90m
1-2次/天
1次/天
1次/2天
1次/周
二次衬砌压应力量测
各类型压力盒
每一类围岩段选一组，每组2-5断面，每断面7-11个测点
二次衬砌施作后进行
1-15天
16天-1个月
1-3个月
>3个月
1次/天
1次/2天
1-2次/周
1-3次/月
锚杆内力量测
各类电测锚杆，锚杆测力计及拉拔器
每一类围岩段选一组，每组3-5根
锚杆施作后开始
0-18m
18-36m
36-90m
>90m
1-2次/天
1次/天
1次/2天
1次/周
钢支撑内力量测
支柱压力计或应变片
每20-30榀钢支撑选一榀，每段钢支撑均测
钢支撑施作后开始
0-18m
18-36m
36-90m
>90m
1-2次/天
1次/天
1次/2天
1次/周
喷射砼应力量测
表面应力解除法
每一类围岩段选一组，每组3-5个测点
二次衬砌施作前进行
5、风险策划和控制
工程开工前，对隧道工程施工可能存在的危险源进行辨识、评估，并采取控制措施。
5.1危险源种类
隧道施工存在的危险源主要有：
物体打击、机械伤害、触电、涌水淹溺、突泥突水、坍塌、爆炸、中毒和窒息等。
5.2危险源辨识和风险评估
从人的不安全行为、作业活动的不安全因素、设备设施和周围环境的不安全状态等方面，对隧道施工可能存在的危害进行识别。
现有的预防措施不能防止事故发生的，很可能造成人员伤亡的，列为重要危险源，其他可能造成伤害的判定为一般危险源。
5.3风险控制和管理
对评估出的危险源制定控制措施，有针对性地进行安全技术交底。
对危险性较大的专项工程应当编制专项工程施工方案。
安全生产管理部负责制定重大危险源识别和控制管理。
建立工程项目施
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