中贵天然气管道安全施工技术方案.doc

新建西成铁路客运专线XCZQ-2标中贵天然气管道安全防护方案
目录
1、工程概况 1
2、编制原则 2
3、编制依据 2
4、防护方案 2
5、施工采取的具体措施 2
5。1超前支护 3
5。2隧道开挖 3
5。3初期支护 3
5。4仰拱、二次衬砌 4
5。5监控量测 4
5。5。1监控量测断面及测点设计 4
5.5。2主要监测项目测点布置 5
5.6超前地质预报 5
5。6.1超前地质预报目的和重点 6
5。6.2超前地质预报方法 6
5.7 通风技术措施 6
6、隧道塌方应急预案 6
6。1编制目的 6
6.2 组织结构及职责 7
6.3采取的措施 8
7、质量保证措施 8
中贵天然气管道防护方案
1、工程概况
新建西成铁路客专四川段华家梁隧道.隧道起讫里程：DK395+841～DK397+410，全长1569m。华家梁隧道进口97米处下穿中贵天然气管道,管道直径Ф1016mm,管道在隧道线路里程DK395+938,管道走向与隧道走向夹角77°，距离DK395+938隧道断面洞顶垂直距离约14.3m。
图1 天然气管道与华家梁隧道平面关系图
图2 天然气管道与华家梁隧道立面关系图
2、编制原则
保护中贵天然气管道不受破坏且不影响管道正常运营。
3、编制依据
1)设计文件，规则和技术要求；
2)现场踏勘及调查相关资料。
4、防护方案
根据设计要求,在隧道与管道交叉位置前后各60米范围，采用非爆破开挖施工，尽量采用凿岩机进行开挖，遇到较坚硬的孤石，可采用灌膨炸药施工.在隧道和管道交叉点位置,增加隧道开挖超前支护，采用Φ89管棚、加强隧道初期支护，严格控制开挖进尺.
此外，华家梁隧道在施工中,距离隧道与管道交叉点位置60m～150m范围,严格控制爆破装药量，控制隧道安全震动速度小于1cm/s。
为确保在隧道运营期间不影响输汽管道,在隧道两侧设阴极保护测试桩。
5、施工采取的具体措施
5.1超前支护
为避免隧道开挖出现坍塌风险,该段隧道进行了超前支护设计,尤其是在隧道与管道交叉位置,增加了超前管棚。各段超前支护如下：
在DK395+861—DK395+881,拱部设φ108大管棚，壁厚6mm，环向间距0。4，每环42根，每根长20m。在DK395+881—DK395+923，拱部设φ42小导管，壁厚3。5mm,环向间距0。4，每2。4m一环，每环48根,每根长4。0m。在DK395+923-DK395+953,拱部设φ89大管棚，壁厚5mm，环向间距0.4，每2。4m一环,每环42根，每根长30m.在DK395+953—DK395+958，拱部设φ42小导管，壁厚3。5mm，环向间距0。4，每2。4m一环，每环48根，每根长4。0m。在DK395+958-DK395+975，拱部设φ42小导管，壁厚3。5mm,环向间距0。5,每3.0m一环,每环38根，每根长4。0m。在DK395+975-DK395+998，拱部设φ42小导管,壁厚3。5mm，环向间距0.4,每2.4m一环，每根长4。0m。
5。2隧道开挖
该段隧道围岩主要为Ⅴ级围岩，隧道与管道交叉点前后各60米范围，严禁采用爆破施工，开挖掘进的方式尽量采用凿岩机+人工风镐对掌子面进行机械破碎,装载机装碴，自卸车辆进行运碴出碴.
隧道开挖根据围岩情况分别采用CRD法、三台阶临时仰拱法和三台阶法掘进施工，施工进尺0。6米，开挖掘进中坚持“短进尺、强支护、勤量测、紧衬砌、快封闭”的原则。
遇到大块坚硬的孤石，采用膨胀炸药的方式对孤石进行膨胀迫裂。膨胀炸药迫裂法作用机理：膨胀剂灌入孔中，发生水化反应，放热、固结、体积膨胀，对孔壁施加压力,将孔壁外的岩石破裂.因此不会产生爆破震动.
5.3 初期支护
为了控制隧道变形对管道带来不利影响，隧道DK395+861~+958段初期支护采用了全环I22a型钢钢架,钢架间距0。6m；DK395+958~+975段初期支护采用全环I18型钢钢架,钢架间距1.0m；DK395+975～+998段采用拱墙格栅钢架，间距为1.0m；有足够的强度和刚度控制围岩下沉变形，钢架支护及早封闭成环。
钢架由型钢弯制而成。钢架在洞外加工厂利用台架按设计加工制作成型,初喷混凝土之后在洞内进行安装，与定位钢筋焊接.钢架间以混凝土喷平,钢架与岩面之间的间隙用喷射混凝土充填密实，并使钢架埋入混凝土中，钢架拱脚必须放在牢固的基础上，架立时垂直隧道中线，架设时中线、高程和垂直度由测量技术人员严格控制，并将锚杆与钢架焊接连为整体，钢架靠近围岩侧的保护层厚度不小于40 mm。钢架拱脚处锁脚锚管必须按照设计要求施做。
5.4仰拱、二次衬砌
为保证施工安全，仰拱混凝土进行全幅整体浇筑，仰拱混凝土应及时施作,支护尽早闭合成环，整体受力,确保支护结构稳定。
二村采用55cm厚钢筋砼，混凝土浇筑前先铺设复合防水板和绑扎衬砌钢筋；二次衬砌采用12m长,全断面钢模整体式液压衬砌台车；混凝土采用拌和站生产，混凝土输送车运输，泵送混凝土灌筑施工.
5.5监控量测
监控量测的主要目的在于了解围岩稳定状态和支护、衬砌可靠程度,获取二次衬砌及仰拱施作时机，确保施工安全及结构的长期稳定性。在隧道施工期间实施监测，提供及时、可靠的信息用以评定隧道工程在施工期间的安全性，并对可能发生危及安全的隐患或事故及时、准确地预报，以便及时采取有效措施，避免事故发生的同时指导设计和施工，实现“动态设计、动态施工”的根本目的。
监控量测主要做好隧道内、外的监控量测工作,及时掌握隧道拱顶变化、净空变化、地表沉降情况，为安全施工起到指导作用。具体操作流程为:
5.5。1监控量测断面及测点设计
净空变化、拱顶下沉和地表下沉(浅埋地段、管道顶部及前后5m断面）等必测项目设置在同一断面,洞口及浅埋段量测断面间距取小值.本隧道Ⅴ级按5m布设一个监测断面.除变形缝外每断面布置2个沉降观测点，分别布置在隧道中线两侧各4。6m处，变形缝处每个观测断面布置4个沉降观测点,分别布置在隧道中线两侧各4.6m和变形缝前后各0.5m处。
5.5。2主要监测项目测点布置
(1）水平收敛
测方法采用水准抄平方法，基准点分别设置在洞内和洞外（用于校核），视线长度一般不大于30m,监测误差控制在1.0mm以内（高程误差0.7mm)，
必要时采用冗余观测方法来提高监测精度。
（2）拱顶下沉
在确定监测的断面隧道开挖或初喷后24小时内,在隧道拱顶部位埋设1个带挂钩的测桩（测桩埋设深度约15cm，钻孔直径约20cm，用早强锚固剂固定），并进行初始读数.监测仪器采用水准仪和水准尺。
（3）地表沉降
隧道浅埋地段地表下沉的量测与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一横断面内。监测断面垂直于隧道轴向布置，监测断面横断面方向应在隧道中线两侧每隔2～5m布设地表下沉测点，每个断面设5点，中心点在隧道拱顶正上方，直到拱脚与水平方向45度夹角的地层滑动线与地表交点,在最外测点以外至少5m设两个不动点作为参照基点，通过精密水准仪量测不同时刻测点的高程即可得到测点在不同时间段内的下沉值。
5。6超前地质预报 
为了降低开挖风险，特成立专业的超前地质预测预报小组,并将该项工作纳入施工工序管理。实现信息化施工，提前掌握开挖地层的特性,确定合理的支护参数和施工方法,制定施工中可能出现的各种问题的处理预案，确保工程质量和施工安全。在预设计地质资料的基础上，采用地面预报和洞内超前预报相结合的模式，主要以洞内超前预报为主，对未开挖地段进行地质预测和分析,采集各种水文、地质、变形、应变等信息，及时进行信息反馈，以确定合理的支护参数,制定合理的施工方法.
根据隧道工程地质条件，施工主要采用TPS、地质雷达进行预报,用超前水平钻孔（15m）来检验复核。
5。6。1超前地质预报目的和重点
超前地质预报是勘测设计阶段以后工程地质工作的继续，从超前预报中获取详实可靠的地质信息，如围岩类别、断层带、煤系地层和破裂带位置、性质、规模、富水等，进行信息反馈。为正确地选择施工方法、优化支护设计提供依据，指导施工,对防坍有重要意义。
5。6.2超前地质预报方法
隧道采用地质调查进行预报工作，包括隧道地表补充地质调查，洞内开挖工作面地质素描和洞身地质素描，地层分界线及构造线地下和地表相关性分析,地质作图等，相关工作方法如下：
A、地质编录人员和施工单位紧密配合，每次循环开挖后对掌子面和左右边墙进行地质编录，必要时进行数码照（摄）像.编录的原始记录、图、表须当天整理.
B、施工一定距离后，隧道地质编录，应分段完善、总结,并提交洞内的展示图、地质记录、正洞地质纵断面、结构面调查表、出水点调查表、重大涌水点、涌水—降水时间曲线图、岩样、水样试验成果。
5。7 通风技术措施
由于隧道是单口掘进，且隧道为低瓦斯隧道,设置两台110KW×2的通风机。为了减少风阻，在保证有效净空的情况下,选用大直径（1。5m）的风管。严格控制通风时间，确保掌子面附近空气的流通.
因DK395+938里程处的天然气管道在隧道顶部14。3m处，为防止天然气管道因施工发生开裂,导致天然气渗漏进隧道，在隧道内设置气体浓度检测仪，随时随地对隧道内的空气浓度进行检测。空气浓度一旦出现异常，立即停止施工，所有人员撤离现场，关闭电源、火源，在施工现场内停止使用手机，防止发生爆炸事故。
6、隧道塌方应急预案
6。1编制目的
在隧道施工过程中，虽然采取相应的防护措施,但由于种种原因，在施工过程中可能发生塌方对管道造成破坏，为降低和减少对环境和员工的危害特制定此方案。
6.2 组织结构及职责
指挥部成立应急领导小组，负责领导、组织施工安全的预防和应急处理工作, 应急小组成人员如下： 指挥长任组长， 副指挥长、 安全总监、总工程师、任副组长,综合部、工程管理部、安全质量部、计划合同部、财务会计部、物资设备部、公安分处、中心试验室负责人为组员。应急响应中心设在安全质量部，根据各职能部门的设置，下设应急组织,在工程指挥部应急领导小组领导下开展工作，分工明确，各司其责.各工程队均成立应急组织，负责施工安全的预防和应急处理工作。
各级组织的职责如下：
指挥部成立应急领导小组负责组织应急救援预案的编制、修订和监督实施，并报上级主管部门审批备案；并建立应急通信与警报、储备抢险、救援、救护方面的装备、物资；负责督促做好事故的预防工作和安全措施的定期检查工作，发生事故时发布和解除应急救援命令、信号;向上级部门、当地政府和友邻单位通报事故的情况，必要时向当地政府和有关单位发出紧急救援请求；负责事故调查 和组织工作，并对事故的教训和应急救援经验进行总结.发生事故应急响应期间,由组长负责全面指挥、调度各成员进行救援，副组长负责集中人力、物力，调配救灾物质协助救援活动。
抢救疏散组
负责人员疏散,抢险救灾按照“先人员,后物资,先重点，后一般”的原则进行；转移可能引起新危险源的物品到安全地带，在人员集中的场所，要有计划、有组织的疏散人员，对现场抢救出的人、财、物进行管理和疏散，预防破坏、哄抢、盗窃等案件的发生。抢救过程中及抢救工作结束后对事故现场加以保护。抢险人员自身要戴齐防护用具，注意自身安全，防止发生意外事故。
后勤保障组
负责抢险器材装备、供水排水、供电照明、运输工具、食品衣物等抢险工作所需的各种物资供以保障工作。
医疗救护组
负责现场上各种受伤人员的抢救、医治、转移工作, 并协助做好预防二次灾害的工作.
6。3采取的措施
发生事故时要迅速通知产权单位，封锁事故现场和危险区域，迅速撤离、疏散现场人员，设置警示标志，同时设法保护相邻装置、设备,关停一切火源、电源，防止静电火花，防止事态扩大和引发次生灾害;设置警戒线和划定安全区域，对事故现场和周边地区进行可燃气体分析、有毒气体分析、大气环境监测和气象预报，必要时向周边居民发出警报;及时制定事故应急救援方案（灭火、堵漏等）,并组织实施；现场救援人员要做好人身安全防护，避免烧伤、中毒等伤害;保护国家重要设施和标志,防止对江河、湖泊、交通干线等造成重大影响.
7、质量保证措施
认真加固拱脚,加强纵向联结等，通过打设超长拱脚锚杆或扩大拱脚减少下台阶开挖后的下沉量。使初期支护与围岩形成完整体系。
尽量单侧落底或双侧交错落底,避免上半断面两侧拱脚同时悬空;控制落底长度，视围岩情况采用1-3m.
找出每道工序的合理施工时间，各工序严格按标定时间进行控制，从而缩短循环作业时间，减少开挖面土体的暴露时间,支护及时封闭成环。及时监控量测围岩，观察拱顶，拱脚的收剑情况，据此调整初期支护参数.
合理进行围岩支护：采用聚丙烯纤维混凝土、锚杆、钢筋网及钢架进行联合支护,并紧跟开挖掌子面，并根据具体情况在隧道底部打设锚杆，或在隧道顶部打入超前注浆小导管支护，并尽可能使初期支护在开挖面周壁迅速闭合；衬砌结构尽早闭合,膨胀岩隧道开挖后，围岩向内挤压变形一般是在四周同时发生，所以施工时要求隧道衬砌及早封闭，要求隧道开挖能尽快形成全断面，以便快速完成隧道断面的二次衬砌施工。
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