隧道施工高地溫段施工方案

1、青云山隧道高地溫地段專項施工方案PAGE PAGE 10新建向塘至莆田鐵路工程 FJ-10 標段青云山隧道高地溫地段專項施工方案編制： 余朝陽 審核： 王懷強 審批： 李 鐸 中鐵二十三局向莆鐵路FJ-10標指揮部2009年6月目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc327725318 1.編制范圍和編制原則 PAGEREF _Toc327725318 h 1 HYPERLINK l _Toc327725319 1.1 編制范圍 PAGEREF _Toc327725319 h 1 HYPERLINK l _Toc327725320 1.2編制原則 PAGEREF

2、 _Toc327725320 h 1 HYPERLINK l _Toc327725321 2.工程概況 PAGEREF _Toc327725321 h 1 HYPERLINK l _Toc327725322 2.1青云山隧道概況 PAGEREF _Toc327725322 h 1 HYPERLINK l _Toc327725323 2.2隧道高地溫情況 PAGEREF _Toc327725323 h 1 HYPERLINK l _Toc327725324 3.高地溫的認識和分析 PAGEREF _Toc327725324 h 2 HYPERLINK l _Toc327725325 3.1 國內(nèi)

3、外高地溫隧道現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc327725325 h 2 HYPERLINK l _Toc327725326 3.2 高地溫對地下工程的不利影響 PAGEREF _Toc327725326 h 2 HYPERLINK l _Toc327725327 3.3 地下工程施工對地熱（熱害）要求標準 PAGEREF _Toc327725327 h 3 HYPERLINK l _Toc327725328 4.青云山隧道高地溫施工方案 PAGEREF _Toc327725328 h 3 HYPERLINK l _Toc327725329 4.1總體施工方案 PAGEREF _Toc327725

4、329 h 3 HYPERLINK l _Toc327725330 4.2 高地溫施工技術措施 PAGEREF _Toc327725330 h 3 HYPERLINK l _Toc327725331 4.2.1量測巖溫和空氣溫度 PAGEREF _Toc327725331 h 3 HYPERLINK l _Toc327725332 4.2.2加強通風方案 PAGEREF _Toc327725332 h 5 HYPERLINK l _Toc327725333 4.2.3灑水降溫 PAGEREF _Toc327725333 h 5 HYPERLINK l _Toc327725334 4.2.4增加

5、作業(yè)工班和作業(yè)人員 PAGEREF _Toc327725334 h 5 HYPERLINK l _Toc327725335 4.2.5高溫度地下水直接排出洞外 PAGEREF _Toc327725335 h 6 HYPERLINK l _Toc327725336 4.3 其他輔助施工措施 PAGEREF _Toc327725336 h 6 HYPERLINK l _Toc327725337 4.3.1加強高地溫專題安全培訓 PAGEREF _Toc327725337 h 6 HYPERLINK l _Toc327725338 4.3.2加強施工人員的健康管理 PAGEREF _Toc32772

6、5338 h 6 HYPERLINK l _Toc327725339 4.3.3配備防中暑物資及藥品 PAGEREF _Toc327725339 h 6 HYPERLINK l _Toc327725340 4.3.4加強設備防護 PAGEREF _Toc327725340 h 6 HYPERLINK l _Toc327725341 4.4成立應急組織機構 PAGEREF _Toc327725341 h 7 HYPERLINK l _Toc327725342 4.4.1 高地溫應急組織體系 PAGEREF _Toc327725342 h 7 HYPERLINK l _Toc327725343 4

7、.4.2指揮機構 PAGEREF _Toc327725343 h 7 HYPERLINK l _Toc327725344 4.4.3 預防與應急 PAGEREF _Toc327725344 h 8 HYPERLINK l _Toc327725345 4.4.4加強應急處理措施 PAGEREF _Toc327725345 h 8 HYPERLINK l _Toc327725346 5.主要資源配置 PAGEREF _Toc327725346 h 9 HYPERLINK l _Toc327725347 5.1人員組織 PAGEREF _Toc327725347 h 9 HYPERLINK l _T

8、oc327725348 5.2高地溫機械設備配置 PAGEREF _Toc327725348 h 9 HYPERLINK l _Toc327725349 6.安全、環(huán)保、水保措施 PAGEREF _Toc327725349 h 9 HYPERLINK l _Toc327725350 6.1安全技術保證措施 PAGEREF _Toc327725350 h 9 HYPERLINK l _Toc327725351 6.2環(huán)保、水保要求 PAGEREF _Toc327725351 h 10PAGE 青云山隧道高地溫地段專項施工方案1.編制范圍和編制原則1.1 編制范圍青云山隧道高地溫段。1.2編制原則

9、（1）青云山隧道實施性施工組織設計；（2）青云山隧道設計圖（2008年12月）；（3）鐵路隧道工程施工技術指南（TZ204-2008）；（4）鐵路瓦斯隧道技術規(guī)范（TB10120-2002、J106-2002）；（5）現(xiàn)場實際施工情況，本單位類似工程施工經(jīng)驗、施工水平、資源情況及其它有關規(guī)定。2.工程概況2.1青云山隧道概況向莆鐵路青云山隧道是我國第四、亞洲第五長隧道，分為左線和右線兩座單線隧道，其中隧道左線進口里程DK491+253，內(nèi)軌頂面標高69.991m，出口里程DK513+428,內(nèi)軌頂面標高155.843m，全長22175m；隧道右線進口里程YDK491+571,內(nèi)軌頂面標高70.

10、892m，出口里程YDK513+414，內(nèi)軌頂面標高155.96m，全長21843m。隧道最大埋深900m。全隧道設置4座斜井和1座通風豎井。左右線間每隔500米設橫通道一個。隧道除明洞采用整體式襯砌外，其余地段均采用復合式襯砌，隧道內(nèi)道床采用無砟整體道床。2.2隧道高地溫情況青云山隧道設計階段進行了實地鉆孔測溫，根據(jù)鉆孔實測溫度，利用公式推算出隧道洞身地溫，根據(jù)實測數(shù)據(jù)反算：DK492+800DK493+300、DK494+500DK498+000、DK499+150DK504+600共三段，預測地溫可能超過我國礦山勞動保護條例（28）的保證工人的身心健康和工作效率的上限溫度值，屬于存在地溫

11、危害區(qū)域。而在深孔Jz-0711-D45、Jz-0711-D46、Jz-0711-D47的孔內(nèi)測試中，推算洞身溫度達到30以上，因此在施工過程中應進行超前地質預測預報，測試地溫，加強地溫監(jiān)測及預防，防止造成人身傷害。青云山隧道實際施工過程中，發(fā)現(xiàn)隧道開挖至進口左線DK492+800及三號斜井左線DK504+400時，圍巖滲水溫度較高。經(jīng)實測，進口左線DK492+800及三號斜井左線DK504+400兩處滲水溫度分別為30、32。經(jīng)過基底和邊墻深度2m左右的溫度探孔量測溫度分別30.2（30.3）及33.4（33.6）。經(jīng)分析該處隧道埋深分別為524.6m、508m，揭示巖層屬于高地溫地層，巖性

12、主要為弱風化英安質凝灰熔巖,裂隙不發(fā)育,巖石堅硬,完整。根據(jù)現(xiàn)場實際量測情況，隧道施工掌子面處于高地溫地段，隧道開挖面向小里程（大里程）方向隧道埋深越來越大，此兩區(qū)段最大埋深為890m。基于上述情況結合圖紙預測情況，我部為此制定了青云山隧道高地溫地段專項施工方案。3.高地溫的認識和分析3.1 國內(nèi)外高地溫隧道現(xiàn)狀各國在修建深埋長大隧道時都不同程度地出現(xiàn)了熱害，國內(nèi)外部分深埋長隧道的地溫值及穿越的主要地層巖性，見表1。從表中可以看出，大部分深埋長隧道都修建在比較堅硬的巖石中，如花崗巖、片麻巖、混合巖、石英巖、板巖、灰?guī)r等。對于各類堅硬、致密巖石，由于熱導率較低，傳熱性能差，在巖體中易于聚集熱能，

13、因此隨著隧道工程埋深的增加，地溫一般也逐漸增加。表1 國內(nèi)外部分隧道地溫值及巖性分布3.2 高地溫對地下工程的不利影響隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和隧道施工技術的不斷進步，與交通建設和水資源開發(fā)有關的隧道工程和其他地下工程逐漸向長大深埋方向發(fā)展，高地溫病害也逐漸成為地下工程的一大難題，高地溫對隧道工程的不利影響主要表現(xiàn)在:(1) 惡化施工作業(yè)環(huán)境，降低勞動生產(chǎn)率，并嚴重威脅到施工人員的健康和安全；(2) 影響到施工及建筑材料的選取，如耐高溫炸藥、止水帶、排水盲管及防水板等； (3) 產(chǎn)生的附加溫度應力還可能引起襯砌開裂，對襯砌結構的安全及耐久性不利；(4) 洞室內(nèi)的高溫高濕將導致機械設備的工作條件惡

14、化、效率降低、故障增多。3.3 地下工程施工對地熱（熱害）要求標準國務院1982 年頒布的礦山安全條例第53 條規(guī)定: 井下工人作業(yè)地點的空氣溫度不得高于28 。水利水電工程施工組織設計規(guī)范( SL 3032004)規(guī)定洞室內(nèi)平均溫度不應超過28 。我國鐵道部規(guī)定隧道內(nèi)氣溫不得超過28 。大量的科學試驗研究表明，干球溫度( 稱空氣溫度) 是影響人體健康、安全和生產(chǎn)的主要氣象指標。國內(nèi)外大量的調(diào)查研究資料顯示，當隧道內(nèi)空氣溫度超過28時，在不同的風速和相對濕度的情況下，均會對健康、安全和生產(chǎn)造成影響，超過30，開始出現(xiàn)中暑暈倒和中暑死亡事故。因此，許多國家都以干球溫度不得超過28作為地下洞室內(nèi)微

15、氣候的衛(wèi)生標準。地下洞室施工必須考慮施工人員和機械設備的工作條件，人在熱環(huán)境中勞動生產(chǎn)率將顯著降低，而且使工人的身體健康受到損害，從保證地下洞室內(nèi)作業(yè)環(huán)境溫度為人可適應的范圍、充分發(fā)揮其勞動效率、減少事故發(fā)生率出發(fā)，高地溫熱害條件下隧道工程施工以干球溫度不得高于28為標準。4.青云山隧道高地溫施工方案4.1總體施工方案高地溫地下工程施工時，一般可采用通風降溫、灑水降溫，空調(diào)局部制冷以及設置冷卻站通冷風的措施來降溫。根據(jù)青云山隧道高地溫情況，結合現(xiàn)場實際，為了保證隧道正常施工，青云山隧道主要采用加強通風降溫和洞內(nèi)噴霧灑水降溫相結合的降溫措施，同時合理調(diào)整隧道施工工序作業(yè)時間的綜合施工技術。4.2

16、 高地溫施工技術措施4.2.1量測巖溫和空氣溫度為預防洞內(nèi)高地溫災害的發(fā)生，我部自掌子面進入高地溫段施工后，立即安排專職人員開始對洞內(nèi)空氣溫度及掌子面附近巖石溫度進場測量觀察。針對洞內(nèi)空氣溫度，每循環(huán)由現(xiàn)場專職安全員，在響炮后掌子面30m范圍附近進行量測。巖溫量測，則以開挖掘進500m為一量測點，對掌子面附近巖石溫度采用TC-02C型便攜式智能測溫儀進行量測，量測部位基底和邊墻，見下圖1。TC-02C型便攜式智能測溫儀的參數(shù)見表2。表2 TC-02C型便攜式智能測溫儀的參數(shù)表 參數(shù)儀器名稱檢測精度量程分辨率操作環(huán)境溫度智能測溫儀0.1-301000.1-2050測量巖溫方法：采用YT-28型風

17、槍鉆孔，深度為2m左右，并清理干凈；將測溫探頭的插頭插入主機插座中，按下電源開關，然后手持探頭的插頭插入孔中，約5分鐘左右在主機上讀取數(shù)據(jù)。4.2.2加強通風方案通風方案分為三個階段，高地溫地段隧道每個開挖工作面增加1臺110KW2軸流通風機，排出污濁空氣方向增加射流風機（間距約500m一臺）進行輔助通風。在施工作業(yè)臺架上合理設置小型風機或風扇，加強局部風流速度，改善工人的作業(yè)環(huán)境。根據(jù)已有的工程實踐和研究表明，一般當巖溫在36 以下時，采用加強通風降溫效果顯著。因此增加通風量和加大風速是隧道內(nèi)降溫首選的施工方法，增加風量可以大大降低空氣的含熱量，是一種有效的降溫措施，但風量加大到一定程度其溫

18、度變化趨于平衡，需要采取其他施工措施。4.2.3灑水降溫開挖面灑水降溫利用進洞高壓水管和助壓水泵，每工作面安裝6個高壓噴頭，采用大量水對開挖面進行噴灑降溫，同時起到降塵作用。隧道開挖爆破后，立即對新開挖揭露的巖渣、巖面進行噴灑地下水（隧道洞室正常地下水水溫為2224）降溫，降低巖渣的溫度，減緩巖渣和巖面向空氣中大量散熱，減少熱源，有效降低洞內(nèi)的空氣溫度，為優(yōu)化作業(yè)環(huán)境創(chuàng)造條件。初期支護面灑水降溫在高低溫地段，為了降低高地溫對隧道施工的影響，在高壓水管上間隔50m焊接球閥，接橡膠軟管，安裝高壓水槍，對初期支護面噴灑冷水降低隧道內(nèi)環(huán)境溫度。同時配置灑水車2臺，機動對高地溫地段初期支護面進行有效的噴

19、霧灑水，每班2人，保證噴灑面濕潤，溫度不再上升，從而達到降溫的目的。4.2.4增加作業(yè)工班和作業(yè)人員在高地溫環(huán)境中施工時，人易發(fā)生維生素、水分及鹽類的缺乏，對此需進行及時充分的補充，為恢復疲勞，需在適溫、適濕的環(huán)境下充分的休息。根據(jù)隧道內(nèi)的高溫程度、勞動強度和勞動效率，適當縮短每班勞動工時，增加換班頻次，增加勞動人數(shù)和作業(yè)工班，以保證施工人員的健康和安全。4.2.5高溫度地下水直接排出洞外在高地溫地段設置集水井(集水井大小4m4m2.5m)并安裝30KW水泵配置直徑100mm消防軟管約7500m。集水井專門匯集隧道高地溫地段地下水和灑水降溫水，當水溫比洞內(nèi)平均空氣溫度高時，采用機械排出，防止水

20、溫散熱進入空氣導致洞內(nèi)空氣溫度上升，排水管采用有一定絕熱的軟質PVC管道。4.3 其他輔助施工措施4.3.1加強高地溫專題安全培訓加強對洞內(nèi)作業(yè)人員進行高地溫專題安全作業(yè)培訓。讓作業(yè)人員了解高地溫對人體會帶來哪些危險，洞內(nèi)若出現(xiàn)高溫現(xiàn)象，最易引起現(xiàn)場作業(yè)人員的中暑發(fā)生。中暑癥可分為熱痙攣癥、熱虛脫癥和熱射癥三種類型，其癥狀及處置如下：熱痙攣：由于出汗過多，體內(nèi)的水分、鹽類喪失而引起。其癥狀為在作業(yè)中和作業(yè)后，發(fā)作性肌肉痙攣和疼痛。對此癥應采取充分地攝取水和鹽類予以緩解癥狀。熱虛脫：由于循環(huán)系統(tǒng)失調(diào)而引起。其主要癥狀為血壓降低、速脈、水脈、頭暈、頭痛、嘔吐、皮膚蒼白、體溫輕度上升。采取的措施是，

21、循環(huán)器官有異常的人員嚴禁參加施工。對有癥狀者增加補水次數(shù)，并在陰涼處靜臥休息。熱射癥：由于體溫調(diào)節(jié)中樞失調(diào)，體溫上升。癥狀為：體溫高、興奮、乏力和皮膚干燥等。采取的措施，對高溫不適應者應避免在洞內(nèi)作重體力勞動。在高溫施工地段采用冷水噴霧等方法降溫，必要時對患者可采取醫(yī)療急救處置。4.3.2加強施工人員的健康管理如有高血壓、心臟病的患者，高溫作業(yè)容易引起癥狀惡化；疲勞、空腹、睡眠不足、酒醉等容易誘發(fā)中暑癥，對此類人員應禁止參加勞動。4.3.3配備防中暑物資及藥品施工現(xiàn)場值班室配備冰柜，并存放一定數(shù)量的冰塊，以方便對中暑工人降溫使用。給每個施工作業(yè)人員分發(fā)一定數(shù)量的防治中暑藥物，清涼油、風油精、藿

22、香正氣水等。 4.3.4加強設備防護高地溫地段，溫度的升高可造成設備性能降低和橡膠部件的提前老化。施工中應加強設備自身的排熱性能，提前配備或更換易老化的部件，防止因高溫造成設備損壞，影響施工的正常進行。4.4成立應急組織機構4.4.1 高地溫應急組織體系 4.4.2指揮機構 隧道高地溫急救援小組4.4.3 預防與應急高地溫危害預防措施根據(jù)大量的調(diào)查研究資料顯示，當隧道內(nèi)空氣溫度超過28時，在不同的風速和相對濕度的情況下，均會對健康、安全和生產(chǎn)造成影響，超過30，開始出現(xiàn)中暑暈倒和中暑死亡事故。所以針對洞內(nèi)空氣溫度，每循環(huán)由現(xiàn)場專職安全人員，在響炮后掌子面30m范圍附近進行量測，同時加強通風和灑

23、水降溫，以確定工人作業(yè)的適宜時間。高地溫中暑判斷前兆：患者大汗、口渴、頭暈、耳鳴、惡心、心慌、四肢無力、疲憊、精神不集中、動作不協(xié)調(diào)，這是發(fā)生中暑的前兆。輕度中暑：除有以上癥狀外，病人面色潮紅或蒼白，胸悶，皮膚灼熱，體溫38.5以上。重度中暑：患者譫妄、痙攣、昏迷、皮干無汗、體溫在40以上 或出現(xiàn)休克。當現(xiàn)場專職安全員發(fā)現(xiàn)有工人出現(xiàn)以上征兆時，立即打電話通知洞外準備啟動預案，同時將患者撤離到安全區(qū)域。同時撥打項目部辦公室24小時聯(lián)系電話，逐級上報。4.4.4加強應急處理措施在高溫條件下施工除采用降溫措施外，還應注意中暑癥的防治工作。加強施工人員中暑情況下的應急處理措施，解決現(xiàn)場應急情況。當發(fā)現(xiàn)

24、有工人因高地溫中暑，現(xiàn)場應立即采用以下急救方法： 立即將病人移到通風、陰涼、干燥的地方，如走廊、樹蔭下。 使病人仰臥，解開衣領，脫去或松開外套。若衣服被汗水濕透，應更換干衣服，同時開電扇或開空調(diào)（應避免直接吹風），以盡快散熱。 用濕毛巾冷敷頭部、腋下以及腹股溝等處，有條件的話用溫水擦拭全身，同時進行皮膚、肌肉按摩，加速血液循環(huán)，促進散熱。 意識清醒的病人或經(jīng)過降溫清醒的病人可飲服綠豆湯、淡鹽水，或服用人丹、十滴水和藿香正氣水（膠囊）等解暑。一旦出現(xiàn)高燒、昏迷抽搐等癥狀，應讓病人側臥，頭向后仰，保持呼吸道通暢，同時立即撥打120電話，求助醫(yī)務人員給予緊急救治。5.主要資源配置5.1人員組織為了確保青云山隧道安全、高效通過高地溫地段。本工程管理人員和勞務人員均由經(jīng)驗豐富的隧道施工人員組成，現(xiàn)場技術人員跟班作業(yè)，現(xiàn)場檢查指導，配備專職安全管理人員，作業(yè)人員堅持三班輪流上班制度，確保工作面24小時作業(yè)?，F(xiàn)場管理和作業(yè)人員配置見下附表1：5.2高地溫機械設備配置機械設備配置情況見附表26.安全、環(huán)保、水保措施6.1安全技術保證措施及時對所有工人進行高地溫專題安全教育、培訓。設置專職現(xiàn)場專職安全員，實行24小時分班值班制度，及時利用在兩側的拱腰、邊墻的鉆爆孔、在孔內(nèi)以巖溫計實測巖溫，利用氣溫計實測洞內(nèi)外溫度。嚴格按照技術交底要求進行施工，遵循各種規(guī)章制度。加強管理