暗挖隧道初期支护防侵限及塌方应急预案2

目录

1.编制依据 (1)

2.适用范围 (1)

3.工程概况 (1)

3.1线路概况 (1)

3.2技术标准 (2)

3.3主要工程内容和数量 (2)

3.4各隧道工程概况和工程特点 (2)

3.4.1云驿隧道高路堑开挖，边坡稳定安全风险高 (2)

3.4.2祥城1号隧道全隧设计为Ⅴ级围岩，地质复杂施工难度大 (3)

3.4.3祥城2号隧道地质条件复杂，施工风险高 (3)

3.4.4祥云隧道地质条件复杂，施工安全风险大 (3)

3.5自然特征 (3)

3.6工程地质 (4)

3.6.1地层岩性 (4)

3.6.2地质构造 (4)

3.6.3地质特征 (5)

3.7.水文地质 (6)

3.7.1水系分布 (6)

3.7.2工程水文 (6)

3.8各隧道不良地质风险段落 (7)

4.隧道出现变形侵限、塌方的原因 (8)

4.1隧道出现变形侵限的原因 (8)

4.2隧道出现塌方的原因 (8)

4.2.1地质因素 (8)

4.2.2设计因素 (9)

4.2.3施工因素 (9)

5.隧道变形侵限、塌方的防治措施： (9)

6.机械设备及人员配置 (13)

6.1人员配置 (13)

6.2机械设备 (13)

7.隧道出现侵限、塌方的应急预案 (14)

7.1应急组织机构及职责 (14)

7.2应急准备 (16)

7.3应急响应 (18)

7.3.1较大、重、特大事故和险情 (18)

7.3.2突发事故和紧急情况 (18)

7.3.3有预警的紧急状况 (18)

7.4应急恢复 (18)

7.5应急救援演练 (19)

7.5.1演练具体步骤 (19)

7.5.2应急演练计划 (20)

7.6内外部报告联络 (20)

7.6.1事故分类 (21)

7.6.2报告联络程序及时间要求 (21)

7.6.3报告事故应包括以下内容： (22)

7.7应急抢险救援注意事项 (22)

暗挖隧道初期支护防侵限及塌方

应急预案

1.编制依据

《广大铁路隧道设计施工图》；

《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204—2008）；

《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；

《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417-2003)；

《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007)；

《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设〔2008〕105号) 《中华人民共和国安全生产法》；

《中华人民共和国突发事件应对法》；

《建设工程安全生产管理条例》；

《危险化学品安全管理规定》；

《中华人民共和国防洪法》；

《特种设备安全监察条例》；

《职业病防治法》；

《广大铁路滇西铁路公司文件规定》。

2.适用范围

本预案适用于广大铁路站前六标隧道初期支护施工。

3.工程概况

3.1线路概况

广通至大理铁路扩能改造工程站前六标起讫里程为：D2K121+100～D1K148+646.45，正线全长27.552km。

主要内容包括：路基、桥涵、隧道(不含整体道床)和站前站后各专业接口工程(站后各专业有关接口工程有：综合接地、路基段声屏障、电缆沟槽、连通管道、绿色通道、防护栏、桥梁墩台上接触网立柱基础、地界桩、线路安全标桩、连续梁等)，以及道路改移、大临便道、大临电力等工程项目。

3.2技术标准

广通至大理铁路扩能改造工程铁路等级：Ⅰ级；正线数目：双线；路段旅客列车最高行车速度：200公里/小时；最小曲线半径：一般地段3500米、困难地段2800米；最大坡度：6‰，加力坡13‰；到发线有效长度：850米，双机地段880米；牵引种类：电力；牵引质量：4000吨；闭塞类型：自动闭塞。

3.3主要工程内容和数量

本标段工程数量：隧道4座/9.695km、桥梁8座/3.265km、路基长14.592km，车站1座。涵洞72座/1860.14横延米。区间路基土石方335.43万方，站场土石方117.6216万方。

3.4各隧道工程概况和工程特点

3.4.1云驿隧道高路堑开挖，边坡稳定安全风险高

云驿隧道起讫里程为D1K122+580-D1K123+020，全长440m，全隧为明洞型式。路堑挖方量为82.87万方，开挖高度最高约40米，边坡采用骨架护坡、

框架梁护坡防护，D1K122+580－670线路右侧边坡设置两排桩板墙。路堑地质为膨胀土，边坡稳定安全风险高。

3.4.2祥城1号隧道全隧设计为Ⅴ级围岩，地质复杂施工难度大

祥城1号隧道全长800m，最大埋深120m，隧区上覆第四系全新统坡残积黏土。下伏基岩石炭系下统灰岩及泥盆系中上统硅质岩夹砂岩，灰岩；局部地方钻孔揭示有晋宁期侵入体辉长岩呈不规则侵入。施工中应加强超前地质预报、监测工作，杜绝发生质量安全事故。

3.4.3祥城2号隧道地质条件复杂，施工风险高

祥城2号隧道全长1515m，最大埋深120m，其中Ⅴ级围岩972m，占隧道全长的64.2%，D1K134+695～D1K134+713和D1K135+325～D1K135+380段采用明挖发施工，隧区内主要特殊岩土为松软土及膨胀土（岩），对隧道施工影响较大，在隧道施工中加强监控量测，保障施工顺利进行。

3.4.4祥云隧道地质条件复杂，施工安全风险大

祥云隧道长6940m，Ⅰ级风险隧道，地质条件复杂，隧址区内不良地质主要有岩溶、高地应力；特殊岩土主要有软土及膨胀土；发育小沟断层,朝阳断层、上北邑断层、二台坡2#断层4条断裂破碎带。如超前地质预报不到位，监测工作不细致，处理措施不当，将会引起安全质量事故。

3.5 自然特征

广通至大理铁路扩能改造工程位于云南省西部地区，属云贵高原的西部，本标段位于祥云县附近。

线路主要通过构造侵蚀、剥蚀中、低山区及祥云断陷盆地以及其间的残丘缓坡地带，地形起伏较大，地势总体西高东低，海拔高程1780～2730m。沿线通过金沙江、元江分水岭，其中，楚雄至祥云为金沙江水系，祥云至上锦场为元江水系，沿线主要水系与山脉多呈北西或北北西向展布。

3.6工程地质

3.6.1地层岩性

区内覆盖层主要为第四系全新统人工填筑层（Q4ml）、冲洪积层（Q4al+pl）、坡洪积层（Q4dl+pl）、崩坡堆积层（Q4dl+col）、滑坡堆积层（Q4del）、坡残积层（Q4dl+el）、湖沼相沉积（Q4l+h），以及第四系更新统松毛坡组（Qps）等。下伏地层为上第三系（N2）、白垩系、侏罗系、三迭系上统、二迭系下统、石炭系、泥盆系下统、奥陶系下统，以及燕山期与喜山期岩浆岩。

3.6.2地质构造

本区地质构造复杂，新构造运动强烈，以活动断裂规模大与分布密集、切割深、强地震活动频繁为主要特征。沙桥至祥云属拉唔村～禾甸街褶断区，构造线主要呈南北向，局部有转为北东和北西向的现象，褶皱多倒转，断裂常扭曲；祥云至上锦场属向阳～弥渡褶断区，西侧以洱海（红河）深大断裂带与藏滇歹字形构造体系相隔，因同时受北东、北西向构造应力影响，造成明显的构造重叠与干扰，北东向、南北向、北西向构造线相互穿插、割裂，褶皱多扭曲，断裂极发育。

3.6.3地质特征

沿线主要的工程地质问题有（软质岩）风化剥落、砂土液化、溜坍、滑坡、错落、崩塌、泥石流、顺层、岩堆、岩溶、煤层瓦斯、放射性等不良地质现象，以及人工弃土、软土、松软土、膨胀（岩）土等特殊岩土。

不良地质有：

①砂土液化

沿线断陷盆地的冲洪积及湖积层、江河阶地地带粉、细砂层分布较广泛，多与软土、松软土共存，交替重叠，层厚一般0～3m，埋深一般2～8m。根据标贯试验，按国家行业标准《铁路工程抗震设计规范》（GBJ111-87）判定，该砂土多为液化土，液化等级轻微～严重，需结合软土、松软土进行处理。

②煤层、瓦斯

含煤地段为低瓦斯工区，隧道施工中应加强通风、监测，确保隧道施工安全。含煤地段地下水具有侵蚀性，应采取抗侵蚀性措施。

③岩溶

祥云至上锦场段地表岩溶形态主要为溶沟、溶槽、石芽、溶蚀裂隙等。可能存在较大的岩溶洞穴或较发育的岩溶裂隙。隧道工程需防止涌水、涌泥，桥涵及路基工程需对影响范围内的隐伏溶洞进行处理。

④高地应力

沿线长大隧道一般埋深较大，其地应力也会随埋深增大而增大，深埋隧道可能形成高地应力，施工中易造成软弱围岩的变形、破坏或硬质岩岩爆等。

⑵特殊岩土

祥云断陷盆地内分布有软土、松软土，在河谷阶地及山间洼地亦有分布，软土主要为淤泥、淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土，少量为软粘性土。软土、松软土具有压缩性高、孔隙比大、天然含水量高、力学性质差的特点，需结合工程特性进行处理。

3.7.水文地质

3.7.1水系分布

中河为祥云县内第一大河流，为人工开凿而成。河流无长流源头水，为夏秋涨水，冬春干涸的时令河，原为防洪排泄河流，经治理后，兼有防洪排泄、蓄水灌溉功能。

3.7.2工程水文

⑴地表水

一般河水位受季节性降雨变化，雨季水流较大。测区山间溪沟及次级小河流较发育，一般流程较短，流量受大气降雨控制，因季节变化而变化，以蒸发、下渗和径流等形式排泄。

⑵地下水

沿线地表水主要为第四系孔隙水、基岩裂隙水、构造裂隙水及岩溶水，一半以井泉及暗河形式出露，向龙川江、弥渡盆地及大理盆地等低洼地带排泄。

A.孔隙水

①冲沟槽谷：孔隙潜水主要为黏性土中上层滞水。多为就地补给，就地排泄，不易富集，经调查地下水出露很少，民用水井大多常年有水，但水位随季节变化较大，调查流量0.１～１m3/d，地下水较贫乏。

②第四系冲积层及河流阶地：河流两岸阶地砂卵石层，上部为粉质黏土，下部为砂、卵砾石层，含水较丰富，一般埋深2～8m，局部埋藏较深。受大气降水及河流补给，随季节而变化。

B.基岩裂隙水

地下水水量较丰富，受降雨补给，水量随季节变化。

C.岩溶水

岩溶水水量较丰富，分布不均匀，受岩溶发育形态及程度控制。地表常见泉流量0.5～10l/s。主要受大气降水及高处裂隙水补给。

⑶地下水化学特征

沿线地表水、地下水进行水质普查发现少数地表水及地下水对混凝土都具弱～中等侵蚀性，大部分地表水及地下水对混凝土无侵蚀性。部分地下水对混凝土普遍具弱硫酸型酸型侵蚀。

3.8各隧道不良地质风险段落

4.隧道出现变形侵限、塌方的原因

4.1隧道出现变形侵限的原因

根据国内外隧道施工的实践总结，在下述条件下，施工过程中必然发生大变形现象：挤压性围岩的挤压变形；膨胀性围岩的膨胀变形；断层破碎带的松驰变形；高地应力条件下的软弱围岩的大变形等。

它们共同的特征是：断面缩小、基脚下沉、拱顶上抬、拱腰开裂、基底鼓起等。变形初期不仅变形的绝对值很大，而且位移速度也很大，若不加控制或控制不及时，就会造成不可预计的后果。

软质岩大变形经验判断

注：σe为主应力，Rb为单轴饱和抗压强度。

4.2隧道出现塌方的原因

4.2.1地质因素

隧道工程属地下工程，地质情况千变万化，施工过程中受各种不可预见的地质现象及地质构造的影响巨大。隧道工程受多变的地质条件影响，如遇到地下水、岩溶、断层破碎带、高地应力、岩爆、瓦斯、偏压浅埋、膨胀土等条件，使施工难度大，安全性差；而且隧道开挖跨度大，形状扁平，且防水要求高,加之受勘查水平及其它很多相关因素的制约，这些无疑加大了隧道的施工难度和塌方事故产生。

4.2.2设计因素

隧道工程设计方法当前主要有工程类比法、理论计算法及现场监控法等, 这些方法又以工程类比法运用得最为广泛。在设计过程中若对围岩判断不准或情况不明，从而设计的支护类型与实际要求不相适应，也是导致施工中产生松驰坍塌等异常现象的原因，而且设计中的地质勘查周密详尽与否也是造成施工塌方事故产生的诱发甚至主导因素。

4.2.3施工因素

施工中的不规范施工也是导致塌方的重要因素之一。其中开挖完成后未及时封闭、开挖工法不合理、一次爆破进尺过大、装药过多、起爆顺序错误，周边眼间距过大等不规范施工现象较为普遍，在施工中加强对施工人员进行新奥法原理深入学习、提高认识、在应用中加强过程控制等措施保障隧道施工中减少塌方现象。

5.隧道变形侵限、塌方的防治措施：

为了确保围岩稳定和作业安全，通常采取的技术措施为：

(1)根据超前地质预报情况，如与设计不符时及时通知业主、监理、设计单位申请变更，保证设计支护参数满足施工需要，见表《工程安全性评价分级及相应应对措施》。

工程安全性评价分级及相措施

(2)加强围岩变形量测

严格按照监控量测频率监控量测，发现围岩变形速率大于5mm/d或者累计位移量大于10cm时，立即停止掌子面开挖,采用加固围岩方式施工，同时报业主、建设、监理单位制定相应的工程对策。见表《变形管理等级》。

变形管理等级

(3)排水

在施工前和施工中都要采取相应的防排水措施，施工时随工作面的向前推进应挖好排水沟。反坡掘进时，还应准备足够的抽水设备。坑壁或坑底有水流出时，应钻眼安置套管集中引排，使其不漫流。

(4)采用能尽早闭合的短台价法施工；缩短开挖进尺，采用若爆破施工。控制每循环进尺，使各部开挖工序间的距离尽量缩短，以减少围岩暴露时间。破碎岩层尽量用风镐等人工开挖，必须爆破时，要用浅眼、密眼，并严格控制装药量。

(5)加固围岩：变形侵限段架设临时钢支撑，并采用φ42小导管纵向、径向注浆加固围岩，防止变形继续扩大；纵向采用双层超前小导管注浆，以便更好的加固原有初期支护。

A临时支撑设置

发现初期支护侵限时及时安装临时钢架，此时隧道原有的平衡状态将遭到破坏，原有钢架会在自重及偏压作用下发生坍塌。为了避免此种情况，确保施工安全，必须对原有的支护系统设立临时支撑，使隧道拱架单元与临时支撑形成稳定的支撑体系。

临时支撑采用I20b型钢加工制作成支撑排架，其顶端、拱脚与原有初支钢架采用锚杆焊接加固牢固，临时支撑与原有初支间空隙采用水泥砂浆回填密实，底角埋入底座混凝土中。底座采用宽60cm，厚30cm的混凝土现场浇筑于仰拱填充面上。临时支撑见图1 I20钢临时支撑示意图。

B超前小导管施工

拱部采用双层超前小导管注浆加固围岩，小导管采用Ф42m，壁厚3.5mm 热轧无缝钢管，钢管长4.5m，环向间距0.4m，纵向3.0m一环。

小导管注浆采用水灰比0.5～1.0（重量比）的水泥砂浆，注浆压力0.5～

1.0MPa 。 砼底座

已完成初支

C 拱部径向注浆 侵限区域内采用径向注浆加固围岩，注浆孔按梅花形布置 ，孔口环向间距为1.5m ，孔底环向间距约2.2m ，纵向间距1.5m （径向注浆注浆孔布置见图2）。注浆管采用钢花管，钢花管制作采用φ42mm ，壁厚3.5mm 的热轧无缝钢管，钢管长4.0m ，注浆管应安装牢固，并有良好的止浆措施。

注浆采用水泥浆或双液浆，注浆压力1.0～2.0MPa ，浆液水灰比1：1（重量比）。

图1 I20钢临时支撑示意图

表1：注浆参数表

注浆小导管加工图

(6)在一般支护结构模式条件下，采用拱脚加强（增喷砼、施作长锚杆、大拱脚等）、临时仰拱闭合、缩短开挖进尺，缩短钢架间距，增大型钢钢架工字钢型号，等局部措施；

(7)加大预留变形量，允许初期支护后有较大变形；

(8)加强施工管理人员培训，加强过程控制力度，采用三级交底原则保障施工满足质量要求。

(9)提高二衬砼的刚度：二衬采用钢筋砼浇筑,增强二衬混凝土强度标号。

这些措施应综合使用，相互补充，并视具体情况具体采用。

6.机械设备及人员配置

6.1 人员配置

6.2 机械设备

7.隧道出现侵限、塌方的应急预案

7.1应急组织机构及职责

（1）应急预案体系

隧道侵限、塌方事故应急预案体系由本预案和项目部下属隧道架子队侵限、塌方事故应急预案组成。事故发生时，有关人员按照预案及时有效地开展应急处置。

（2）应急组织机构及职责

（一）应急小组办公室设在项目部安质部，隧道侵限、塌方应急领导小组成员：

组长：夏吉涛

副组长: 王振田、赵天智、孙明海

组员：贺高峰、孙志新、王连军、曲登殿、刘中海、赵青华、付瑞芳、贺胜卫、周宜芬、孙彦银。

（二）隧道侵限、塌方应急领导小组人员职责:

A、负责隧道侵限、塌方应急物资及设施的购置、维修、维护工作指导。

B、整体负责隧道侵限、塌方的预防及管理检查和一切善后处理组织工作。

C、按照“预案”迅速开展施救工作；根据事故发生状态迅速制定并组织实施防止事故扩大的安全防范措施。

D、迅速调集项目分部抢险队伍，并指挥其进行抢险救灾、伤员救治转送、物资转移，及时与外部救援119、120取得联系，寻得社会帮助。

E、负责调集抢险物资到位；指挥抢险队伍按抢险方案进行施救；组织事故现场员工撤离、伤员救治转送和物资转移。

F、收集应急救援工作情况和事故信息，汇总形成书面材料报项目部经理办公室。

(三)项目部隧道侵限、塌方应急小组成员职责

具体负责隧道侵限、塌方事故及紧急情况的应急响应工作:

A、孙志新的应急职责:

①负责消防应急物资及设施的购置、维修、维护工作的落实。

②拨打119火警、120急救电话。

B、贺高峰的应急职责

①协助提供紧急照明设施，组织人员疏散与人数清点、统计。

②负责抢险小组工作确保事故发生时能迅速组织其他小组成员，对现场所有用电设备进行排查，根据情况，下达停电命令及停电范围。

③组织人员进行必要的自救。

D、王连军的应急职责

①提供必要的紧急医疗救助设施。

②进行伤员紧急抢救与护理。

E、贺胜卫、周宜芬的应急职责

①负责保卫疏导工作。

②组织人员对现场封锁。保证救援通道的安全舒畅。

③负责调查事故引发的原因及对责任人进行调查取证。

④负责调查记录、签字确认等工作。

7.2应急准备

(1)按国家规定配置应急救援设施和器材、根据实际情况由各架子队配备机械设备车辆（如汽车、吊车、挖掘机、装载机、水平钻机等），应急救援工具和器材（如千斤顶、风镐、切割机、注浆机、临时发电机、通风机、应急灯、警戒旗、警戒绳、污水泵、高压泵、灭火器、灭火砂、水桶、锹、镐、方木、脚手钢管及扣件、型钢、草袋、梯子、安全绳、安全带、安全网、水泵、水管等排水用具，逃生管等），防护用具（如绝缘手套、绝缘鞋、防毒面罩、口罩等），医疗器械（如担架、氧气袋、小药箱、消毒液等），钢架、锚杆、钢筋网、超前小导管，袋装水泥。并定期组织检查维修，确保设施和器材完好有效。

(2)保障现场及危险品专用仓库内外的疏散通道、安全出口畅通，设置安全标志和疏散标志及报警、通讯设施。

(3)确定和公布内外部联系方式及电话号码

(4)进行应急培训和演练，确保防汛小组成员熟知各种危险品及机械设备的性质及应急处理方法；熟练掌握各种应急救援器材的使用方法，保持各小组成员之间的通讯联络畅通，一旦事故报告后，能立即通知防汛小组前往处理，危险区域人员能够及时撤离。并对预案进行评价和修改完善。

(5)逃生管道所用管材采用φ800mm的钢管，管节长度为6m，壁厚不小于

10mm，管节间可采用直径大于逃生管道10cm的套管连接，每端连接0.5m,采用橡胶圈或木楔临时固定,逃生通道设置在线路右侧边墙位置，设置起点为最新施作好的二衬端头处布置至距离开挖面20m以内的适当位置，逃生管道沿已初支线路右侧向掌子面铺设，管内预留工作绳，方便逃生、抢险、联络和传输各种物品。逃生管道拆移时应逐节拆除，随时确保逃生管道的效用。逃生管道在经过掘进台阶时，应按顺延台阶布置，可安装135°转接接头顺延，其管道架空高度和长度以不影响施工并便于开启逃生窗口为宜。设置的逃生管道应平整、干燥、顺畅，不得作应急逃生以外用途。

应急联系电话：

应急救援领导小组名单及联系电话

消防：119 急救：120 报警：110

7.3应急响应

7.3.1较大、重、特大事故和险情

在接到隧道侵限、塌方险情报告后，项目部应急领导小组以最快的时间到达现场，分析紧急状态和确定风险事故级别，负责向上级和有关地方管理部门、组织、机构联络和报告事故情况，制定抢险救援方案措施，指挥现场应急抢险救援工作。

7.3.2突发事故和紧急情况

（1）在现场发生事故或出现险情时，现场人员要大声呼叫险情，并迅速报告现场应急指挥长或通讯联络组成员。在可以进行抢险救援的情况下，进行抢险救援；

（2）现场人员立即停止施工操作，处于危险区域的人员要立即从疏散通道、安全出口等处脱离危险区域，并进行自救，不能脱险的人员尽可能躲避在安全区域或安全避难所，需要时发出求救信号，等待救援；

（3）现场应急抢险救援组织成员在发现情况或接到通知后，要立即赶到现场按职责分工进行应急抢险救援，并及时进行内外部联系和报告。

7.3.3有预警的紧急状况

在隧道出现塌方、侵限等预警时，现场应急抢险救援指挥长应立即组织相关人员做好应急防范和撤离、疏散工作。

7.4应急恢复

当应急救援结束，由现场指挥宣布应急程序结束。各行动组对自己负责