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高瓦斯、多溶洞、隧道施工组织设计简介：

高瓦斯、多溶洞、隧道施工组织设计是一种针对特殊地质条件和环境的施工方案，主要应用于地质条件复杂、瓦斯易积聚、溶洞分布广泛的隧道工程。这类工程的设计和施工需要特别的考虑和策略，以确保施工安全和工程进度。

1. 高瓦斯环境：高瓦斯环境意味着隧道内部或周边存在大量可燃气体，如煤层气等。组织设计中需考虑通风系统的设计，确保施工区域的瓦斯浓度始终保持在安全范围内。施工设备应选择防爆型，人员培训也非常重要，以防止瓦斯爆炸事故的发生。

2. 多溶洞：溶洞地层通常松软，且容易发生塌方。设计时需要进行详细的地质探测，预估溶洞的位置和大小，制定相应的支护措施。此外，还要考虑如何处理溶洞内的地下水，防止涌水引发的安全问题。

3. 施工组织：施工组织设计需要根据工程特性，合理安排施工步骤，比如先进行地质稳定处理，再进行主体隧道的开挖。同时，应制定应急预案，以应对突发的地质灾害或安全事故。施工过程中，应严格遵守安全操作规程，确保施工质量和效率。

4. 科技手段：利用现代科技，如地质雷达、遥感技术等，进行动态监测，及时了解隧道内部的地质变化。同时，运用先进的施工设备和技术，如激光测距、定向爆破等，提高施工效率。

总的来说，这类施工组织设计旨在确保施工人员安全，同时保证工程的顺利进行，避免地质风险对工程造成重大影响。

高瓦斯、多溶洞、隧道施工组织设计部分内容预览：

4.9、隧道施工供电方案：

电源使用铁路永临结合的高压贯通线供电，在洞外设35/0.4KV配电房，采用双回路供电系统，一路为主电源，另一路为备用电源，备用电源采用内燃发电机供电。隧道施工到800m后，采用高压电缆进洞供电，洞内800m左右分别设一台变电站。

4.9.1、隧道洞外供电系统：

装配式混凝土结构质量控制要点，50页.pdf4.9.2、高压进洞供电：

进出口工区均采用高压进洞供电，洞内设315KVA移动变电站，

4.9.3、备用电源：

在洞口安装250KW柴油发电机组1台，提供备用电源。

担负进出口施工的第三、二工程队分别成立测量班，负责各洞口的日常施工测量。控制测量由指挥部精测班负责。开工前，首先对设计单位交付的地面控制桩进行复测、交接；对进、出口进行联测，并布设导线控制网，对隧道中线和标高进行控制，对主要桩位要增设2～3个保护桩，并定期检查，保证其精确性。为了确保隧道精确贯通，对隧道控制测量采用以下新技术：采用光电测距精密导线网作为洞内外的平面控制；沿着导线点采用光电测距三角高程方法控制隧道高程；采用概率论、数理统计处理观测数据的平差方法。

隧道横断面测量采用激光隧道限界检测仪进行测量。快速检测洞内开挖和衬砌限界，并与设计限界实现自动化数据比较，及时指导施工。

作业前必须对精密测角仪器进行检验，并每年对仪器进行鉴定。

严格按国家一等导线测量的仪器级别，技术精度指标进行施测。

严格执行换手复测制度。

导线尽量沿隧道中线布设成直伸形。直伸导线的图形精度最高，纵横向误差保持最小，还可以有效减少隧道壁旁折光的影响。

导线桩埋设应为砼包铁心桩，为确保其稳定，导线点应埋入隧道底基岩内。

洞内一等导线的测角中误差必须严格控制在±0.7″以内，这是因为直伸导线的测角误差直接影响隧道的横向贯通精度。

精密测角过程中必须自始至终保持仪器精平，为防止作业时不能发现的仪器碰动、脚架下沉，在地面打入三个铁桩，将脚架置于铁桩上面。

在保证洞内通风、照明、通讯问题解决的情况下，导线边长应尽量拉长，以减小方位角传递误差。

断层、溶洞处围岩沉降量和位移情况。

不良地质周边位移收敛量测，围岩体内位移量测。

4.13、隧道超前地质预报与不良地质施工方法

隧道地质复杂，含有断层、岩溶、突泥、涌水、煤层、瓦斯等多种不良地质，给施工带来较大困难。为了减少和化解不良地质给施工带来的影响，避免盲目性，使施工方案和技术措施更科学、更合理，在施工过程中将采用地质超前预报，并把地质超前预报纳入隧道施工的正常工序。施工中将根据超前地质预报探明的情况，有针对性的采

取处置措施，使不良地质给施工带来的不利因素减少到最低限度。

4.13.1、超前地质预报

选定北方交大为别岩槽隧道超前地质预报的协作单位，利用协作单位的技术优势和探测仪器为我所用。我部配备经验丰富的地质工程师同协作单位共同做好别岩槽隧道的地质超前预报工作。

制定统一的作业规程和技术标准，并严格执行；预报人员必须认真学习仪器的操作及数据处理方法，熟练掌握和运用探测仪器，具有较强的工作能力；地质工程师必须连续、及时地收集、整理分析资料，准确预报地质状况；超前地质预报随施工连续进行，直至隧道贯通；施工人员应支持、配合超前地质预报工作，并为其提供方便。

我方配备一名有10年以上工作经验的地质工程师，2～3名仪器操作人员。

预报断层、岩溶、突泥、涌水、煤层、瓦斯以及设计资料未提供的不良地质在隧道的出露位置、规模及其发展趋势；预报以上不良地质对施工的影响程度，并提出具体处理对策。

4.13.2、预报方法

4.13.2.1、超前钻探取芯法

采用煤炭科学院重庆分院制造的ZYG－150型全液压防爆钻机，该钻机转动角度大于90°，最长可钻进150m。超前钻探法可以提取岩芯，比地震波反射法和地质雷达探测法具有更直观、更准确的特点。虽是“一孔之见”，但能起到“管中窥豹”的作用。超前钻探能够直接揭示掌子面前方的地质，但成本高昂， 主要用于探测煤层、瓦斯、断层、突水、涌泥等不良地质。由于探测的距离长，探明的不良地质距工作面较远，因此，便于提前调整施工方案和技术措施。

在钻探过程中要仔细观察是否有卡钻、顶钻、瓦斯喷孔等动力现象，仔细观察钻孔内排除的浆液和岩屑变化情况，作好记录。当钻进速度明显加快，浆液变黑，并出现煤屑时，表明已进入煤层。

在距初探煤层位置10m（垂距）处的开挖工作面上打3个超前探孔B1、B2、B3，并取岩（煤）芯，分别探测工作面前方、上部及左右部位的煤层位置，并计算出产状。B1和初探孔A均为仰孔，起控制煤层倾角的作用；B2、B3为边平孔，起控制煤层走向的作用。各孔要求穿透煤层并进入煤底板0.5m以上。为了节省钻探工程量，在布孔时应本着一孔多用的原则，要对钻孔兼作首次取样进行预测参数的测定，同时也要考虑起到排放孔的作用。

根据掘进过程中的地质情况，并参考设计资料提供的断层位置， 向工作面前方布置一个探测孔。钻探过程中如出现卡钻、顶钻，岩芯

变为断层角砾岩、糜棱岩或断层泥时；或出现钻孔水流失、钻孔往外涌水、突水、涌泥时，即可判断为断层。

4.13.2.2、5m超前钻探法

在掘进过程中，每次打眼都用5m钻杆在隧道拱部和底部各钻2个探测孔，而放炮则控制在3m以内，使工作面始终保持距不良地质2m以上的安全距离。

当钻孔出现不良地质征兆时，可以及时采取应对措施。

爆破点沿着隧道一侧洞壁平行于隧道底面呈直线排列，孔距1.5m，

接收点的接收传感器将接收到的反射波数据输给记录仪电脑储存起来，利用软件对储存数据进行处理，形成反映相关界面的隧道映象点图，由分析人员进行解释，得到预测的前方的地质情况。

4.13.2.4、地质雷达（或ZGS1610型近距离探测仪）

地质雷达或ZGS型智能工程探测仪是以发射天线T将高频电磁波以脉冲形式由隧道工作面发射至地层中，经地层界面反射回隧道工作面，由另一天线R接收，进而对接收信号分析解释，达到对短距离进行超前预报的目地。其探测范围为前方30m内，因此可以作为TSP地质预报系统的主要辅助手段。

地质雷达数据处理的目标是压制随机的和规则的干扰，以最大可能的分辩率在图像剖面上显示反射波，提取反射波的各种参数，包括振幅、波形、频率等以帮助判释检测成果。

由于红外线探测仪的局限性，主要探测含水断层、含水破碎带、含水溶洞、含水陷落柱、地下暗河等。

红外线探测法施工方法及步骤如下：

进入探测地段后，沿隧道边墙以5m点距用粉笔或油漆标好探测顺序号直至掘进工作面。在掘进工作面，先对前方探测。在返回的路径上，每遇到一个顺序号，就站在隧道中央，分别用仪器的激光器打出光斑，使光斑落在左侧边墙中心位置、拱部中线位置、右侧边墙中心位置、隧底中线位置，并扣动扳机分别读取探测值，做好记录。然后转入下一序号点，直至全部探完。

探测数据输入计算机后，由专用软件绘成顶板探测曲线、底板探测曲线和两边墙探测曲线。红外探测曲线是以直角坐标系给出的，其纵轴表示红外辐射场场强值，横轴表示以某点为起点的隧道距离。

4.13.2.6、工程地质法

工程地质法是传统的地质预报方法，是根据零星的测绘和钻探资料分析、推断隧道围岩状况，是一切超前地质预测、预报的基础。在掘进过程中，要认真收集地质资料，绘制地质素描图。做为以上诸种预报手段的参考和补充。

4.13.3、不良地质施工

隧道地质复杂，含有断层、岩溶、突泥、涌水、煤层、瓦斯等多种不良地质，为确保施工的安全、顺利进行，将采取以下施工措施。

4.13.3.1、断层及破碎带施工

别岩槽隧道穿越方斗山背斜、茨竹垭断裂和多条次级断层，断层对施工的影响不容忽视.

对断层及破碎带进行超前预加固，采用长管棚及帷幕注浆来防止涌水、涌泥和塌方。富水地段采用帷幕注浆，贫水地段采用超前长管棚预加固。

对断层破碎带开挖，采用短进尺、微台阶法施工，台阶长度控制在3～5m，辅之以锚喷网支护。

衬砌时仰拱紧跟，以稳定地层。同时，根据围岩量测结果及时指导二次衬砌施作，采用泵送混凝土拱墙一次性整体浇筑，施工缝处设止水带和止水条为防止开挖断层及破碎带时出现坍塌，保证施工安全，开挖前应对断层及破碎带进行地质探测。根据探测的水量大小、水压高低等情况决定采取相应的处置措施：大水量、高水压地段要以堵为主，限量排放。先帷幕注浆，再开挖，辅以小导管注浆。水量不大时采用长管棚注浆超前支护，然后开挖，水以排为主，排堵结合。

单孔注浆结束标准：注浆压力逐步升高达到2MPa再继续稳压注浆

10min以上；注浆结束时的进浆量小于20L/min。全段注浆结束标准：所有注浆孔均符合单孔注浆结束标准。

视围岩性质，采用短进尺、弱爆破、短台阶留核芯土环状开挖，

开挖一环封闭一环。或采用上下导坑超短台阶法开挖，台阶长度控制在3～5m。

开挖后及时施作初期支护并架设钢支撑。初期支护网喷C20混凝土15cm；拱墙设φ8钢筋网，间距25×25cm；拱墙设系统锚杆，长3.0m，

间距1.0×1.0m，按梅花型布置；拱墙设1.0榀/m的格栅钢架，格栅

钢架间采用Φ22钢筋连接交通安全设施施工方案 .doc，连接钢筋间距1m。

必要时采用小导管注浆进行加固。小导管注浆应根据注浆后渗漏水情况和围岩裂隙走向调整注浆管的位置、角度和长度，并适当调整浆液配合比，使浆液凝固时间尽量缩短。

对涌水、涌泥规模小的部位，可采取清除填充物，用浆砌片石回填处理，再施做仰拱；对涌水、涌泥规模大的部位，底板可采用钢筋混凝土仰拱，并在施工仰拱时预埋注浆管，待仰拱混凝土达到强度时，注浆加固其填充物。

加强地质观测与变形量测，如发现地质情况变化或围岩变形速度加快时，应及时采取措施，如增加混凝土喷射厚度、施作长锚杆、增加钢支撑数量或提前施作二次衬砌等。

4.13.3.2、岩溶地段施工

隧道长距离穿越碳酸岩地段JC∕T 2294-2014 二氧化硫凝露气氛下的腐蚀试验，岩溶十分发育。其形态主要为溶沟、溶槽、落水洞、竖井、漏斗、塌陷、石芽等。