新何家店隧道临近既有线隧道施工防护方案.doc

临近既有线隧道施工安全防护方案
一、 编制依据和原则
1、编制依据
1.1招投标文件及实施性施工组织设计文件等；
1.2《铁路工务安全规程》以及成铁局有关既有线施工的有关规定等；
1.3铁道第二勘察设计院的设计文件及技术交底等；
1.4现行的《铁路隧道施工规范》、《铁路隧道工程质量验收评定标准》的有关规范、规定等；
1.5《爆破安全规程》（GB6722-2003）和《拆除爆破安全规程》（GB13533-1992）等；
1. 6现场调查的有关资料。
2、编制原则
2.1认真执行国家、铁道部等颁布的有关法令、法规、办法等。
2.2严格执行现行铁路工程施工及验收规范、质量检验评定标准。
2.3在仔细踏勘工程实地、认真研究有关规定的基础上充分考虑本工程的特点、场地、交通、水文、料源、水电供应、气候等实际情况。
2.4施工组织机构的建立立足专业化，选配有实践经验的管理人员和有技术专长的技术人员组成强有力的施工组织机构，形成施工组织管理的核心层，全面负责工程安全、质量、进度、保证人力、物力、财力的合理分配，确保工程能顺利的进行。
2.5在机械设备及检测仪器配置方面立足高效的机械化作业及现代化的检测手段，为保证质量、工期提供强有力的设备和检测保证。
2.6在工期安排上，充分考虑各部工程的施工工期，立足于合理化，仔细分析、精心安排各项工程施工顺序，避免不合理的安排造成的施工干扰及窝工。
2.7在安全保证措施的方面，立足全面性、可靠性及可操作性，建立安全岗位责任制，确保既有线隧道结构安全，确保工程安全顺利进行，以确保行车安全为重点。
二、 工程概况
1、新文家坝隧道中心里程为YDK171+284.50，全长221m，为客货共线，旅客列车设计行车速度160km/h单线隧道，靠近既有线文家坝隧道，隧道进口距既有线20.32米，出口距既有线35.56米，新建隧道与既有线隧道最小线间距20.32米。
2、新何家店隧道中心里程为YDK171+770,隧道全长110m，为客货共线，旅客列车设计行车速度160km/h单线隧道。靠近既有线何家店隧道，隧道进口距既有线32.45米，出口距既有线28.64米,新建隧道与既有线隧道最小线间距29.02米。
3、地质及水文地质
（1）地层岩性及构造
隧道洞口段处于浅埋地段，为残坡积变质岩，属V级围岩，岩体不完整，工程地质较差，路段为低山丘陵地貌，沟槽上覆第四系冲洪积、残坡积层，厚0～2米;隧道穿越的围岩地质为V级、IV级，系侏罗系上统遂宁组（J3S）泥岩夹砂岩地层，岩层倾角平缓，泥岩质软，易风化，围岩结构主要为镶嵌结构的变质岩，节理裂隙发育，拱部易坍塌，侧墙易失稳。
（2）水文地质
隧道地表水主要为季节性沟水，无常年流水，地表水不发育。隧道地表泄水条件较好，岩性多为泥岩，为相对隔水层；岩层近于水平，无蓄水构造。本地层中局部含脉状石膏，地下水对砼具弱硫酸盐侵蚀性。
（3）特殊岩土
隧道进出口沟槽发育，松软土，厚度不一，分布不均，力学性能较差，不能作为天然持力层。隧道位于川中产油气田地层，基岩裂隙中可能有有害气体聚集。
三、 工期安排
1、新文家坝隧道施工计划于2006年6月20日开工，2007年3月20日完工，总工期9个月。
2、新何家店隧道施工计划于2006年7月20日开工，2007年1月20日完工，总工期6个月。
四、 施工组织
1、 组织机构
现场施工负责人：钱兵 施工队长 联系电话[phone]
技术负责人： 韦建正 工程师 联系电话[phone]
质量负责人： 刘平 助工 联系电话[phone]
安全员： 刘雷 安全员 联系电话[phone]；
2、劳动力安排
本隧道设置一个隧道专业施工队，下设7个工班， 具体劳动力安排见表1。
表1 劳动力安排表
序号
工班名称
劳力
承担任务
1
开挖工班
15
负责洞身开挖及锚杆、小导管、管棚钻眼安装，配合挖掘机扒碴，修整壁面，清理仰拱基底及工作面钻孔爆破工作。
2
风水电保障工班
4
负责洞内外水电的保障维修与检查、洞内排水工作。
3
支护工班
20
铺设钢筋网、安装钢架、喷射砼施工。
4
运输工班
8
出碴、卸碴、配合挖掘机或装载机装碴以及材料运输。
5
测量工班
3
负责开挖炮眼的布置、净空检查、围岩量测。
6
衬砌工班
15
负责防水层的铺设、衬砌台车定位、砼浇筑、台车整修、砼养护 。
7
安全员
2
负责洞内外安全及既有线施工安全。
3、机械设备配置
机械设备配套从本标段隧道工程特点出发，本着既要与施工方法相匹配，又能满足施工需要的原则，结合质量工期要求，做到既先进、又经济，合理配备。同时，还充分考虑设备的完好率和出勤率，拟投入本标段隧道施工的主要机械设备见表2。
表2 隧道主要施工机械设备配置表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
1
挖掘机
PC200
台
1
9
注浆机
CZT30-C
台
1
2
装载机
ZL50C
台
1
10
自卸汽车
15T
台
4
3
风动凿岩机
YT-28
台
15
11
砼振动棒
插入式
台
6
4
衬砌台车
自制简易
台
1
12
电动空压机
12M3
台
2
5
简易架子台车
自制简易
台
1
13
内燃空压机
12M3
台
1
6
砼输送车
6-8M3
台
3
14
柴油发电机组
75KW
台
1
7
砼输送泵
60M3
台
1
15
砼搅拌站
60
站
1
8
砼湿喷机
TK-961
台
1

五、 施工方法
1、既有线隧道现状的调查
（1） 新文家坝隧道与文家坝隧道的平面位置关系详见图1；
（2） 新何家店隧道与何家店隧道平面关系详见图2

为保证施工安全，施工前应详细调查既有线隧道的现状，其调查内容包括:
①既有线隧道的衬砌裂缝等，应表明裂缝位置、裂缝基本情况，有照片及文字记录；
②既有线隧道的竣工验收衬砌厚度（如雷达探测竣工资料等）；
③既有线隧道施工出现的坍方位置及坍方要素、处理情况，以及运营后暴露出的质量问题。
④其他应调查的情况。
根据资料反映的情况采取相应的措施，确保既有线结构物的安全。
2、施工方法
进出口均采用台阶式洞门。全隧采用台阶法，按新奥法施工，采用光面爆破及湿喷技术，施工中对围岩支护体系的稳定状态进行监测；初期支护为喷锚支护，全隧 V级围岩地段设置全环格栅钢架及拱部φ42钢花管超前支护，全隧 IV级围岩地段设置拱墙格栅钢架及拱部φ25水平砂浆锚杆。仰拱超前，拱墙一次衬砌；隧道内设置双侧沟双侧槽，隧道衬砌喷射混凝土与模筑混凝土之间拱墙设置复合防水板，全隧施工缝安装止水带。
（1）总体施工方法
安排一个施工队伍由隧道进口向隧道出口开挖、支护施工，全隧采用台阶法施工，上台阶开挖高度6.2米，下半断面开挖4.13米高，按新奥法施工，采用光面爆破及湿喷技术。隧道进口出洞方向路基段结合洞内施工也分上下分部开挖。
施工应遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”的原则进行施工。隧道V级围岩循环进尺控制在0.8m，IV级围岩循环进尺控制在1.0m。
（2）、洞口边仰坡施工
洞外边仰坡土石方尽量采用机械开挖，必须采用爆破开挖的石方，在做好防护的情况下，按照路基控爆方法进行施工。
石方控制爆破：针对该类地段的工程特点和地质条件及与既有线距离情况，对硬岩路堑采取浅孔小台阶法松动控制爆破法予以施工。钻爆设计如下：
a.台阶布置：台阶纵向平行于既有线路方向，台阶高度取H=2m。
b.炮孔布置：沿设计边坡布置一排预裂炮孔，炮孔方向按设计坡度1:1或1:0.7选取；垂直边坡方向布置主炮孔，炮孔取垂直孔，每一台阶布置1～２排主炮孔。边坡预裂爆破参数：
炮孔深度： L=H/sinα
炮孔间距： a=（7～12）d，
d—为炮孔直径，一般取a=0.4～0.6m
线装药密度：q=0.15～0.25Kg/m
装药结构：采用不耦合间隔装药，底部增加装药，上部适当减少。不耦合系数大于2，药卷之间的间隔控制在0.1～0.3m以内。
堵塞长度：在0.8～1.3m之间选取。
主炮孔爆破参数见表3。
表3 主炮孔爆破参数表
最小抵抗线
炮孔深度
炮孔间距
炮孔排距
单孔装药量
W底=（0.4～1.0）H，一般取W底=0.8～1.2m
L=H
a=（1.0～1.2）W底
b=（0.9～1.0）a
Q前排=q·W底·a·H，Q后排=（1.15～1.3）q·W底·b·H q=0.35～0.5kg/m3（台阶爆破单位用药量）
c.装药结构：间隔装药，底部集中装药，上部适当减少，总装药深度不大于炮孔深度的2/3。
d.堵塞长度：孔口未装药部分用炮泥堵塞，并用炮辊加压捣实。
e.起爆网路：使用非电塑料导爆系统、毫秒雷管起爆，跳段使用。同层起爆顺序是：预裂炮孔、前排主炮孔、后排主炮孔，上层预裂孔可与下层后排主炮孔同段起爆。每个孔只装一个雷管，导爆管接到孔外连接，联结块内装一个即发传爆雷管，最后用起爆器或激发枪起爆。
f.爆破防护：由于该隧道洞口距既有线距离很近，起爆前必须对既有线钢轨、枕木、道床进行有效的防护，在防护人员及爆破人员按各自的职责到位后，按给定的点实施爆破。洞口段的挖方段路堑采取在既有线水沟外侧设立建筑脚手架铺竹胶板单层排架防护，排架长度20米，排架高（露出地面）2.5米，控制炮碴滑向既有线；炮口采用整体联结的树枝捆覆盖放炮路堑，可以有效控制飞石，爆破防护见图3。

图3 爆破防护示意图
（3）、洞内开挖施工
洞内采取微震爆破技术开挖，微震爆破作业段最大一段允许装药量：
Qmax＝R3×（Vkp／K）3／a
式中：Qmax——最大一段爆破药量，kg；
Vkp——安全速度，cm/s；取Vkp＝2cm/s；
R——爆破安全距离，m；
K——地形、地质影响系数；
A——衰减系数。
K、a值是针对隧道的具体情况，在多次试爆的基础上进行回归分析后确定。根据爆破物距爆心的安全距离要求，并由此推出每段的最大装药量。
爆破参数选择：微振控制爆破参数见表4、表5。具体实施时，具体确定。
表4 上半断面爆破参数表
周边眼间距E（cm）
抵抗线
W（cm）
眼深
（m）
辅助眼间排距
（cm）
线装药密度
（kg/m）
最大段控制药量
（kg）
30～40
40～50
1.5
80～90
0.15～0.25
≯4.5

表5 下半断面爆破参数表
周边眼间距E（cm）
孔排距（m）
眼深（m）
线装药密度（kg/m）
最大段控制药量（kg）
60～80
0.8～0.9
2
0.2～0.3
≯4.5
（3）隧道二次衬砌
隧道二次衬砌采用一部长度10m的整体式简易钢模衬砌台车施作。在隧道洞口开挖后场地平整好后，立即组织安装衬砌台车；隧道地质较差时，衬砌紧跟掘进；隧道地质条件较好时，二次衬砌和掘进面之间的最大距离不超过60米。
六、 既有线隧道安全监测
隧道开挖同时对临近隧道的安全检测，安装爆破震动监测仪，监测爆破震动的大小，以便及时调整爆破参数。对隧道表面的裂纹进行量测，观察裂纹是否有发展，以便制定更加周密的防护措施。
1、现场调查
在爆破前后，对既有隧道进行观测描述、记录，对比爆破前后的地震破坏情况，量测隧道既有代表性裂缝宽度变化等，描述、记录方法有文字叙述、画图、照相、录像等。同时，在既有隧道衬砌裂缝处应作砂浆标示块，上面注明标示日期、裂缝宽度等，新建隧道施工期间应派人每天对裂缝情况进行检查，并做好文字记录，如有异常及时按规定要求向有关部门领导汇报。
2、仪器监测
（1）爆破振动测量系统
采用机械——电子一体化的技术进行爆破震动测量分析，其系统方框图如图4示。
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数据处理分析
拾振器
A/D转换
记录器
图
图4 爆破振动系统方框图
仪器：成都中科动态仪器有限公司生产的EXP3850型爆破振动记录仪。
（2）爆破振动测量系统具备的技术指标
① 可测参数值范围：速度0.05~50cm/s,加速度0.01~500m/s2
② 信号频率相应范围0.1~500Hz
③ 数据记录时间：>300s
④ 非线性：<2%
⑤ 通道数：2~3（垂直向、纵向和横向均可记录）
⑥ 分析参数：原始波形、波形积分和微分；幅度值、功率谱等；
⑦ 环境条件：温度0~40℃，相对湿度RH≤90%。
（3） 仪器测试记录
① 一般情况：时间、地点、环境温度、湿度、气压、风向、风力、测试单位和操作人员；
② 爆源情况：炸药名称、装药量、药包形状、爆区范围、起爆方式、爆破介质的名称、强度及覆盖厚度；
③ 测试场地情况：测点方位、方向、离爆区距离、测点地质情况、周围地物情况及传感器安装方法；
④ 仪器情况：每个测点的放大器、记录器的名称、型号、编号、运转状态、运转中曾发生什么异常；
⑤ 现场标定情况：标定方向、标定记录和标定波形；
⑥ 收场情况：系统和传感器是否会坏，测点附近抵制变化情况。
通过测定数据分析以及规范规定要求，确定被保护对象结构是否安全。
3、爆破安全允许标准
保护对象为铁路交通隧道，安全允许振速为10—20cm/s。（根据《爆破安全规程(GB6722-2003)》）
按爆破振动安全允许距离计算：
R=(K/V)1/a·Q1/3
式中：R---爆破振动安全允许距离，单位为米（m）;
Q—炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为千克（kg）;
V---保护对象所在地质点振动安全允许速度，单位为厘米每秒（cm/s）；
K、a-----与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数。
表6 爆区不同岩性的K、a值
岩性
K
a
坚硬岩石
50-150
1.3-1.5
中硬岩石
150-250
1.5-1.8
软岩石
250-350
1.8-2.0
K、a值可按表6取，或通过现场试验确定。根据新建隧道和既有隧道最小距离、围岩地质情况可计算出最大爆破药量，从而确定隧道爆破设计参数，以切实保证既有隧道的安全。
七、 既有线施工安全保证措施
1、成立安全小组，负责检查、指导、监督施工中的安全生产情况，发现问题及时整改，防止施工对营业线可能造成的各种安全隐患，遇有危及行车安全的重大问题应立即向上级单位和主管部门汇报，并立即采取措施确保行车安全。
2、当行车安全与施工发生矛盾时，要严格遵循“安全第一”的原则，服从行车安全的需要。
3、负责人和安检员要经常检查施工地点的安全情况，并做好安全记录，布置施工任务时，同时强调施工安全，从上到下全面系统地抓安全，确保行车、人身安全。
4、按达成公司规定签订施工安全协议，未经批准严禁施工。
5、严格按审定的施工组织方案组织施工，施工中认真落实安全措施。
6、工程质量按设计文件、《施工规范》和《铁路工程质量评定验收标准》施工。
7、未经设备管理单位和行车组织单位同意或监护人员未到现场严禁施工，遵守施工程序、安全建设标准，确保既有线施工安全。
8、严格执行《铁路技术管理规程》、《施工规范》和部、局有关安全管理规定。对可能发生危及行车安全的作业，要制定各项“卡死”制度；施工料具要集中管理，必要时派人看守，对影响行车的各个环节，要严密防范，确保行车安全。
9、建立健全安全保证体系。安全员、防护员、爆破员和工班长必须经过铁路局有关部门安全培训考试合格后持证（合格证）上岗。
10、凡参加施工的人员身体健康无聋、色盲等机能障碍，并经安全教育培训合格后上岗操作，上岗时不穿戴红、黄、绿三种颜色的衣帽。
11、在与既有线并行地段进行施工时，各种机械、设备等不得侵入铁路限界，为防止侵限，在出口段施工场地及既有线之间设置一安全隔离带，安全隔离带采用木立柱及胶竹板进行设置，立柱采用Ф≥12厘米的原木每隔1.5米设置一根,立柱长2.5米埋深0.7米,立柱上设置三道Ф≥6厘米的水平竹杆, 竹杆外设置胶竹板,立柱、竹杆及胶竹板之间采用铁丝连接,其他地段在靠近既有线一侧，设置标志明显的限界桩，并拉防护绳。
12、进行爆破作业时，严格执行“先护、后爆”的原则；施工爆破作业必须符合下列规定：
（1）、一切危及行车安全的爆破，均应在施工天窗时间内进行；驻站员驻站，现场安排防护员防护。
（2）、受爆破影响的既有设备，必须在开工前迁移或做好保护；
（3）、不得采用火雷管起爆，在已通电的电气化区段严禁使用电雷管；
（4）、放炮前应由工点负责人派专人检查，符合安全要求，并待防护工作一切就绪后，方可发出放炮信号；
（5）、放炮后应立即清除线路上的碴土、边坡上松动的石块及限界内有碍行车的障碍物。
（6）设置专职人员对既有线隧道的安全检查，每日8时、13时、16时对既有线隧道的安全进行定时检查，并且每次爆破前和爆破后均应进行检查，并填写好检查记录。
13、加强现场及施工人员安全管理
（1）、施工人员不得在线路中间、铁路中心或轨面上行走，且避开路肩。
（2）、横向跨越铁路时，在已停列车两端头通过时的距离不应小于5m，严禁在车辆下部或车钩处通过。
（3）、不得改变铁路设施原有状态。不得在铁路建筑界限以内的地方坐、卧、休息。
（4）、不得钻车、扒车、跳车及从车底下传递工具。不得在隧道侧沟上和桥梁扶手边避让列车。
（5）、隧道照明不得闪烁和炫目，亮度应均匀。
（6）、铁路线附近堆放的器材、工具必须牢固，严禁侵入铁路建筑界限。施工中搭设脚手架，堆放工程材料或机具设备等严禁侵入临时行车界限。
（7）、施工地段既有线设备发生损坏时，施工单位及时组织抢修，设备管理单位配合，尽快恢复正常使用。工具、机具等导线体不得同时接触两根钢轨及钢轨两端绝缘接头。
（8）、工人横过线路时要坚持“一站、二看、三通过”原则，确认无列车通过方可通过线路，保证人身安全。
八、 应急抢险措施
1、成立应急抢险小组
组长：钱兵 施工队长 联系电话 [phone]
副组长：韦健正 工程师 联系电话 [phone]）
组员：刘平、刘雷、陈健、徐纪龙、马文通
工人：40人
2、预防事故的措施
（1）广泛开展安全行车的宣传教育，使全体员工真正认识到安全行车的重要性和必要性，掌握安全行车管理的科学知识，牢固树立安全第一、预防为主的思想，自觉地遵守保证列车安全运行的法规、规定、措施和方法。全力确保行车和施工的安全。
（2）指挥部在施工现场备足抢险物资、机具、设备，遇特殊情况在确保行车安全的条件下，积极、快速的组织抢险，并及时通知相关运营单位配合抢险作业，抢险完毕放行列车前，必须对线路进行确认，无任何安全隐患后方可放行列车。
（3）在既有线附近严禁堆放各种材料，施工工具严禁侵入限界。
（4）严格执行工前精心安排、工中严格监督、工后仔细检查的三检制度，加强巡查。对于存在隐患危及行车安全的危险情况，必须及时处理，保证行车的绝对安全。
（5）炸药库、油库等危险品储存库必须设在远离既有线的现场。
3、发生行车安全事故处理措施
（1）发生铁路运输安全事故，及时通知本单位主管领导和运营及建设单位。并应当按照程序逐级上报。
（2）向事故现场派出救援队时，人员、工具、材料的运送，可利用一切交通工具，任何单位必须服从调动，不得借故拒绝。
（3）到达事故现场后，由主管领导指挥做好抢救工作，抢救负伤人员，保护国家财产；
（4）采取一切措施，清除线路上的障碍物，迅速恢复行车。
（5）如事故严重需出动救援列车进行救援时，应于救援列车到达前，做好各项准备工作，并保护事故现场痕迹。

中铁十八局集团达成铁路工程指挥部
2006年7月5日