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1、-大独山隧道突水突泥专项施工方案-第 - 1 - 页大独山隧道突水突泥专项施工方案1 编制依据（1）铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424-2010；（2）铁路混凝土工程施工技术指南铁建设【2010】241号；（3）高速铁路隧道工程施工技术指南铁建设【2010】241号；（4）高速铁路隧道工程施工质量验收标准TB10753-2010；（5）大独山隧道设计图 第二册 共四册；（6）大独山隧道设计图 第三册 共四册；（7）时速350公里双线隧道辅助施工措施及施工方法；2编制范围根据设计图纸：大独山隧道预测隧道正常涌水量为91200m3/d，最大涌水量为177000m33/s，隧道涌水量将会成
2、倍、甚至十倍的增加。 根据断层分析有可能出现突水、突泥的段落：D1K854+510+610、D1K855+200+320、D1K855+580+680、D1K856+110+160、D1K856+615D1K857+075、D1K857+225+325、D1K857+645+860、D1K858+020+160、D1K859+300+450、D1K859+800+950、D1K862+375+475段穿越破碎带、断层、岩溶接触带及地表村庄等，施工过程中极易发生突水、突泥现象且可能造成地表失水。根据现场施工揭示或超前地质预报结果：有发生突水、突泥可能的变更地段。3工程概况3.1 设计概况大独山隧
3、道位于关岭普安区间，起讫里程为D1K852+772D1K864+654，全长11882m。全隧共设置2座横洞1座贯通平导，均采用无轨单车道。在D1K856+500线路左侧设置长约1043m的一号横洞，在D1K861+500线路左侧设置长约1361m的二号横洞，贯通平导长11829m，起讫里程为PD1K852+768PD1K864+597，平行设置于线路前进方向右侧，与左线线路中线的距离为35m。4 施工组织方案4.1 总体原则坚持“早预报、先治水、强支护、快封闭，早衬砌”的施工原则组织施工。施工前严格执行超前地质预报工作，通过超前地质预报资料进行分析，确定岩溶或断层破碎带延伸、规模、方向与类型
4、。对可能存在突泥涌水地段采取全断面超前预注浆结合局部注浆方法，经注浆止水效果达到要求后，方可组织开挖施工。注浆结束后，进行注浆效果检查。当地层含水量不大时，浆液填充率须达到70%以上，地层含水丰富时，浆液填充率须达到80%以上。按总注浆孔的510%设置检查孔，检查孔的布设应在均布的原则下，结合注浆资料的分析做重点检查。检查孔应无涌泥、涌砂，不塌孔，渗水量应小于/minm。不取芯钻孔时，应记录钻进速度、钻进压力、排渣成份等，进行认真分析。注浆效果达到要求后，方可组织开挖施工。为防止突泥涌水对人员及设备造成危害，隧道施工时，通过综合超前地质预报手段探明掌子面前方地质条件，以便采取有效的施工措施，避
5、免施工突发灾害的发生。遇溶隙、裂隙水可以以堵为主；遇到暗河或管道流，必须以疏、排为主。4.2 工艺流程超前地质预报超前支护短开挖强支护仰拱砼拱墙二衬。4.3 突泥涌水探测施工时加强超前地质预报，把超前地质预报纳入施工工序管理，建立完善的超前地质预报系统，采用先进可靠的预报方法（TSP203地震波法、红外线探水仪、水平声波反射法、地质雷达和超前钻孔等），采取长短结合、相互验证的综合预报手段，根据预报成果采取相应的处理措施，制订施工方案。（1）TSP203全程施作TSP203，软弱、破碎低层或岩溶发育区，每次预报距离采用120m,搭接20m；岩层较好的硬质岩每次预报距离采用150m,搭接20m。（
6、2）超前地质水平钻在可能发生涌水段落采用超前地质水平钻施作3个探孔，钻孔直径采用89，活动断裂带超前探测长度80100m,搭接长度不小于10m,其余地段超前探测长度不小于30m，搭接长度不小于5m。（3）加深炮孔在每个掌子面采用风钻在拱顶、拱腰两侧、中部处施作加深炮孔，炮孔深度为5米，根据钻孔的速度和出水情况，判定前方围岩情况。（4）掌子面素描在开挖过程中，对每个掌子面进行地质素描，根据掌子面围岩的节理、产状、出水点位置和围岩走向，判定前方围岩情况。综合对比分析各种超前地质预报的结果，以确定前方隧道是否存在涌水突泥的段落并制定相应的施工预案。4.4 施工措施隧道在可能发生突水突泥地段施工时,应
7、根据综合超前地质预报及现场实际情况,判识前方围岩软塑状断层破碎带及溶洞的分布范围、类型情况（大小、有无水、溶洞是否发育中、以及充填物大小）、岩层稳定程度和地下水情况（有无长期补给来源、雨季水量有无增减），并采取相应的施工措施。4.4.1突泥治理方案 岩溶洞穴有填充物，其一般下沉量大、强度低、稳定性差，大多由泥砂及其混合物组成。当隧道必须穿越时，隧道基底可采取换填、注浆加固、钢管桩、旋喷桩等方法来处理。对于充填淤泥的溶洞：在隧道施工中，采取综合超前地质超前预报判明前方存在充填淤泥质溶洞时，应停止施工。然后采用超前预注浆加固淤泥质地层，并采取超前大管棚支护，台阶法开挖。开挖后及时进行径向注浆，及时
8、施作二次衬砌结构。对于充填粉质粘性土型的：在隧道施工中，采取综合超前地质超前预报表明前方存在充填粉质粘土层时，鉴于粉质粘性土层有一定的自稳能力，对于拱部及边墙的溶洞可采用超前小导管支护，必要时在隧道拱部设大管棚超前支护，分部开挖，钢架支撑的处治方案，开挖后及时进行径向加固注浆。基底的溶洞可采取钢管群桩或高压旋喷桩进行加固处治。加固后及时施作二次衬砌结构，根据水压力测试结果确定是否采取抗水压二次衬砌结构形式。当溶洞较大、较深,填充物较多时，可采用梁、拱跨越。但梁端或拱座应置于稳固可靠的基岩上,必要时用圬工加固。当遇到一时难以处理全填充型溶洞时,可采用迂回导坑绕过溶洞区,继续进行隧道施工,再行处理
9、溶洞。隧道在施工时,应根据超前地质预报及现场实际,探明前方围岩软塑状断层破碎带及溶洞的分布范围、类型情况（涌水大小、溶洞是否发育中）、岩层稳定程度和地下水情况（有无长期补给来源、雨季水量有无增减），并采取相应的施工措施。（1）当涌水量不大，涌水类型为基岩裂隙水时，在长段落范围内进行注浆是不经济的，也会对隧道的建设工期产生严重影响。因此，在这种条件下按照“适量排放”的原则，做好隧道施工排水和运营排水。（2）当涌水量较大、涌水集中在一定的范围内，严重影响隧道掘进进度时，采用超前注浆和帷幕注浆技术、径向注浆的方式进行堵水，来加快隧道施工进度。（3）施工中出现大集中涌水时，采取局部注浆的方式进行封堵，
10、对剩余的小股涌水进行集中引排。同时加大施工中抽水泵站抽水能力的配备和储备，按设计中预测的最大涌水量配备各级泵站，具体排水系统布设方案等。为了防止突然涌水，发生涌水风险事件，在施工中严格控制台阶长度，并随时进行补注浆，保证隧道施工安全。（4）当有暗河和大量涌水时,宜排不宜堵。在查明水源流向及其与隧道位置的关系后，采取暗管、涵洞、小桥等设施以渲泄水流，最后利用隧道内排水系统将水排出洞外。(5)局部注浆技术措施如岩层的溶隙、软弱夹层的局部有股状涌水现象，出水比较清澈，受大气降雨影响不大，其处理方法有直接封堵法和间接封堵法。直接封堵法：对于涌水压力P的股状出水点，如来水方向可以确定，可采用直接封堵法进
11、行处理。沿着出水部位和出水方向直接钻孔，孔间距应控制在，钻孔深度应为开挖轮廓线外1.0)D，如孔内的出水部位距离孔口较远，可安设和钻孔长度一样的注浆花管；如孔内的出水部位距离孔口较近，可安设左右的孔口管，每根注浆管前端应开花孔，保证水从管中排出。管口均应安装球阀，管外壁和孔壁之间的空隙用锚固剂填充，注浆管安设完毕后，应进行挂网，网格外侧应用20的钢筋将注浆管焊成整体，然后喷混凝土20cm作为止浆墙。注浆材料应选用普通水泥浆，如局部出现漏浆可采用水泥水玻璃浆液进行封堵。注浆前应作压水试验，以确定注浆压力，注浆压力应大于2倍3倍涌水压力。由于注浆压力较高，注浆管和注浆泵之间应采用丝扣连接。注浆泵应
12、选用中、低压力的注浆泵（压力大于）。注浆顺序应从上到下，当发生未注浆的管子串浆时，应及时关闭球阀，直到将最后一根流水的注浆管堵住为止。间接封堵法：对于涌水压力P的股状出水点，或来水方向不能明确判断的出水部位，可采用间接封堵法进行处理。在围岩表面距离出水部位处，向出水方向钻斜孔，孔间距控制在，钻孔深度与直接注浆法类似，大部分孔应穿过出水岩层，将水引出。其注浆材料、注浆工艺、注浆结束标准和间接注浆法类似。该方法的特点是，钻孔受水的影响较小，且钻孔容易探到出水部位，同时对围岩加固效果好。注浆机械应选用中等压力的注浆泵, 其泵压应大于。注浆的顺序为：先堵出水最小的孔，再依次封堵出水较大的孔，如哪根管子
13、串浆，可将孔口阀门暂时关闭，待其他孔注浆完成后，再打开串浆管的阀门，如流水或流浆，应继续进行注浆。当涌水压力大于时，且出水点和与该出水点连通的管道距离孔口较远（一般情况下应），可选用高压泵（压力），利用水压或气囊式止浆塞深入孔内进行注浆。但注浆过程中一定应加强对围岩和支护结构变形的监测，防止局部突然破坏，影响施工安全。上述情况也可采用以下2种方法进行处理：第一种方法是采用C20混凝土将出水部位及附近的隧道空间完全填充，进行超前注浆处理；第二种方法是预留排水管，待抗水压衬砌完成后进行处理。后一种处理方法带有相当大的风险，一旦封堵后，水压过高，可能导致二次衬砌破坏。(6)当隧道已发生涌水时，立即启
14、动应急预案，组织电工和抽水工24小时不间断抽水，防止浸泡发生其他事故，同时安排挖掘机挖集水井并安排装载机配合运送抽水泵及排水管，增大隧道排水系统排水能力。.施工段落设计措施突水、突泥的段落：D1K854+510D1K854+610段采用级抗水压0.5Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施超前周边注浆。D1K855+200D1K855+320段采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环，全环2
15、0b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施超前周边注浆。D1K855+580D1K855+680采用级抗水压0.5Mpa复合式衬砌，台阶法，全环16型钢拱架，间距1.0m。根据超前预报实施帷幕注浆。D1K856+110D1K856+160段采用级抗水压0.5Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施超前周边注浆。D1K856+615D1K857+075段内D1K856+615D1K856+750段采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，
16、每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施帷幕注浆。D1K856+750D1K856+820段采用级抗水压0.5Mpa复合式衬砌，台阶法，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环，全环18型钢拱架，间距0.6m。D1K856+820D1K857+075采用级抗水压0.5Mpa复合式衬砌，台阶法，全环16型钢拱架，间距1.0m。D1K857+225D1K857+325段采用级抗水压0.5Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环，全环20b型
17、钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施超前周边注浆。D1K857+645D1K857+860段内D1K857+645D1K857+695 段采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置423.5mm的小导管，每环50根，每根长度为4.0m，纵向每2.4m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施帷幕注浆。D1K857+695D1K857+770段采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施帷幕注浆。D1K857+770D1K857+
18、860段采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置423.5mm的小导管，每环50根，每根长度为4.0m，纵向每2.4m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。D1K858+020D1K858+160段内D1K858+020D1K858+070段采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时横撑，拱部设置423.5mm的小导管，每环40根，每根长度为4.0m，纵向每2.4m一环，全环18型钢拱架，间距0.6m。D1K858+070D1K858+110段采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时横撑，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环
19、，全环18型钢拱架，间距0.6m。D1K858+110D1K858+160段采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时横撑，拱部设置423.5mm的小导管，每环40根，每根长度为4.0m，纵向每2.4m一环，全环18型钢拱架，间距0.6m。D1K859+300D1K859+450段内D1K859+300D1K859+350段采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施帷幕注浆。D1K859+350D1K859+400段采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶
20、法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施帷幕注浆。D1K859+400D1K859+450段采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置423.5mm的小导管，每环50根，每根长度为4.0m，纵向每2.4m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施帷幕注浆。D1K859+800D1K859+950段内D1K859+800D1K859+900段采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环，
21、全环20b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施帷幕注浆。D1K859+900D1K859+950段采用级抗水压1.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置423.5mm的小导管，每环50根，每根长度为4.0m，纵向每2.4m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施帷幕注浆。D1K862+375D1K862+475段采用级抗水压0.5Mpa复合式衬砌，台阶法临时横撑，拱部设置423.5mm的小导管，每环50根，每根长度为4.0m，纵向每2.4m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。D1K856+650D1K856+700段内可能揭示张家寨暗河，支护参数：段采用级抗水压1
22、.0Mpa复合式衬砌，台阶法临时仰拱，拱部设置766mm的中管棚，每环50根，每根长度为8.0m，纵向每6m一环，全环20b型钢拱架，间距0.6m。根据超前预报实施帷幕注浆。.施工处理根据现场揭示有较大压力的泄水时，应上报设计院，及时变更。施做泄水孔等措施如不能降压进行释能降压，及时上报设计院变更。或设置导坑引排水。确保掌子面施工安全。4.4.5突水突泥地段隧道施工注意事项(1)施工前应对地表进行详细勘查,注意研究岩溶状态,估计可能遇到溶洞的地段。(2)了解地表水、出水地点的情况,并对地表进行必要的处理,以防止地表水下渗。(3)施工达到溶洞边缘,各工序应紧密衔接。同时设法探明溶洞的形状、范围、
23、大小、充填物及地下水等情况,据以制定施工处理方案及安全措施。(4)当在下坡地段遇到溶洞时,应准备足够数量的排水设备。(5)施工中注意检查溶洞顶板,及时处理危石。当溶洞较大、较高时,应设置施工防护架或钢筋防护网。(6)在溶蚀地段的爆破作业,应尽量做到多打眼、打浅眼,并控制药量。(7)在溶洞充填体中掘进,如充填物松软,可用超前支护法施工。如充填物为极松散的砾、块石堆积或有水,可于开挖前采取预注浆加固。(8)溶洞未做出处理方案前,不要将弃碴随意填洞中。(9)处理情况复杂的溶洞,要根据现场具体情况制定安全措施,以确保施工安全。5 应急救援预案为保证可能在大独山隧道施工中发生突泥涌水事故后，急救工作程序
24、化、科学化、机动化，把人员伤亡和经济损失降低到最小程度，并明确在急救预案中的机构设置和相关部门、人员在应急中的职责，根据项目确认的高中度风险，特制定本预案。可能发生的场所及部位大独山隧道预测隧道正常涌水量为91200m3/d，最大涌水量为177000m3/d。其中D1K855+300D1K858+918段内的断层带内，岩芯破碎，且地表岩溶形态和地下岩溶管道发育，有发生岩溶涌水突泥的危险。在D1K856+650D1K856+700段内可能揭示张家寨暗河，该暗河雨季流量约为1.5m3/s，隧道涌水量将会成倍、甚至十倍的增加。 可能发生的以下几种事故：（1）开挖爆破作业后引起的隧道突泥涌水事故；（2
25、）初期支护受压变形引起的隧道突泥涌水事故。5.2应急资源人员沪昆客专工程指挥部一分部成立以项目经理为组长，书记、安全总监、总工程师为副组长、各部门负责人、施工现场负责人、调度员、值班电工、抢险人员为组员的应急救援工作小组。物资、机具、设备（1）报警系统及通讯设备：对讲机、电话、手机等通讯设备。（2）应急设施及机具：防爆电线、电缆、电灯、手电筒、应急灯、移动配电箱等照明所需物料；装载机、挖掘机、自卸汽车、抽水机等抢险设备。（3）其它材料工具：钢筋爬梯、救生绳、救生圈、木材、型钢、铁锹、撬棍、钢丝绳，枕木等。（4）伤员急救设备：伤员担架、消毒剂、急救箱。（5）救护车辆及交通工具：指挥车、微型车、材
26、料运输车等。洞内紧急逃生设施的设置：隧道两侧安装钢筋爬梯并挂逃生绳和足够数量的救生圈。隧道内作业人员密集地段在拱部设置逃生平台并设急救箱。应急组织机构项目经理部成立应急领导小组 组 长：祝建周；副组长：党承胜、袁昌生、舒尤波；组 员：各部门负责人、施工现场负责人、调度员、值班电工；抢险人员：大独山隧道作业队全体施工人员；工作程序报告、联络（1）发生隧道突泥涌水事故后，施工现场负责人应尽可能的组织疏散和抢险，并立即向项目部领导报告，在通讯工具无法接通时，可采用传递方式，争取第一时间，进行救援。（2）调度立即报告指挥部。（3）项目经理应立即报告指挥部并召集应急领导小组成员，应急领导小组成员按照应急
27、预案中规定的责权开展工作。应急报告隧道突泥涌水事故发生后，负责人在1小时内将事故发生的时间、地点、伤亡人数及事故的简要经过用传真或电话报告给当地人民政府安全生产监督管理部门和上级主管部门。现场处理隧道突泥涌水事故有人员伤亡时一般需要进行紧急救护，为了挽救遇难者的生命，在事故现场须毫不迟豫地采取以下急救措施：（1）组织疏散围观人员、立即抢救被困受伤人员，搀扶受伤人员离开现场救治，对重伤人员立即送往医院进行抢救。（2）立即进行现场封锁，无关人员禁止进入现场，并检查隧道突泥涌水事故后周边的围岩、初期支护状态，对有可能发生的状况进行处理，防止事态的进一步扩大。（3）对于现场的一些被污染的火工材料、油料
28、等应进行临时隔离保护措施，防止引起爆炸和火灾。（4）安质、工程部门派专人及时对事故现场进行照相、录像，对现场进行认真、全面地勘验，发现和收集确定事故原因的各种痕迹、物证等。后续处理现场急救工作完成后，对现场进行隔离，在进行清理工作的同时，加强对现场的保护，现场要有人值班看守，防止闲杂人员入内。项目经理按生产安全事故报告和调查处理条例（国务院令第493号）调查程序安排相关部门配合、协助调查；在征得事故调查小组的同意后，召集各部门研究、讨论制定恢复生产方案。安排对受伤人员进行治疗，把人员伤亡减少到最低程度。工程管理部门研究制定防止事故再次发生的可行性具体措施，并对措施的可靠性进行评估。6安全、环保
29、措施6.1.1进行全面的、针对性的安全技术交底。6.1.2严格安全监督，建立和完善定期安全检查制度，各级安全领导小组定期组织安全检查，各级安全监督人员要经常检查，真正把事故消灭在萌芽状态。6.1.3加强火工品的管理，爆破器材存储于干燥的仓库内，温度保持在1830，库内设消防设施，不同性质的炸药分开，雷管和炸药分库存储，运至工地的炸药当天未使用完，必须如数退回，不得在工地留存过夜。领用运输过程中必须有押运员负责。6.1.4施工人员到达工作地点后，施工人员首先组织人员分头检查工作面、机具设施是否处于安全状态，详细检查围岩及初期支护是否有变化，拱顶和拱墙是否稳定，如有松动和裂纹，要及时进行加固处理。
30、6.1.5施工期间，现场施工人员要会同有关人员对各部位、各部分进行定期检查，在不良地质地段，每班组指派专人检查，当发现喷锚支护变形或损坏时，应立即增设锚杆并复喷混凝土或增设钢支撑，必要时立即进行衬砌。常时，及时通知现场负责人，并采取应急措施，保证施工安全。6.1.7加强施工班组建设。做好工班长、安全员及全体施工人员的安全教育工作，执行“三工、三检”和“每周一” 安全互检，集思广益，发现问题，找出隐患，杜绝安全事故的发生。6.2.1施工现场、场地、运输便道须进行硬化处理，并制定专人定期洒水清扫，形成制度，防止扬尘。6.2.2施工废水、生活污水按照有关要求进行处理，不得直接排入农田、河流和渠道。6
31、.2.3清洗骨料的水和其他施工废水，采取过滤、沉淀处理合格后再排放，避免污染河道和周围环境。、废水，采用隔油池、沉淀池等有效措施加以处理，不得超标排放。6.2.5生活污水采取三级生化或化粪池等措施进行净化处理，经检查符合排放标准后方准排放。6.2.6对运输水泥及易飞扬物料须用帆布覆盖严密，并保证装载适中，不得超限运输。6.2.7在有粉尘的作业环境中作业时，除洒水外，作业人员还必须配备劳动防护用品。6.2.8施工、生活垃圾，应集中处理。6.2.9施工和生活中的废弃物也可以经当地环保部门同意后，运至指定地点。6.2.10消除一切可能造成火灾、爆炸事故根源，严格控制火源，易燃物和易爆物的存储。6.2.11对洞内施工的作业人员，在施工前进行灭火、通报、联络、避难、救护等基本教育和训练。确保发生紧急状态时，能够实施紧急救护。目录1 编制依据- 1 -2编制范围- 1 -3工程概况- 1 -3.1 设计概况- 1 -4 施工组织方案- 2 -4.1 总体原则- 2 -4.2 工艺流程- 2 -4.3 突泥涌水探测- 2 -4.4 施工措施- 3 -5 应急救援预案- 10 -可能发生的场所及部位- 10 -应急资源- 10 -应急组织机构- 11 -工作程序- 11 -后续处理- 12 -6安全、环保措施- 12 -安全措施- 12 -环保措施- 13 -