山嶺隧道施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1隧道基本參數(shù)本隧道為分離式雙向四車道山嶺隧道，左線全長(zhǎng)2857m，右線全長(zhǎng)2785m，最大埋深206m。隧道進(jìn)口里程D1K24+690，出口里程D1K27+547，穿越脊?fàn)钌搅旱匦?，洞身穿越三疊系中統(tǒng)雷口坡組中厚層狀泥灰?guī)r夾頁巖地層，巖層傾角50～60°，走向與線路走向基本一致。其中出口段D1K27+390～D1K27+542段為淺埋偏壓段，覆蓋層厚度2～6m，屬Ⅴ級(jí)圍巖，施工難度較大。1.2主要工程數(shù)量項(xiàng)目類別圍巖級(jí)別長(zhǎng)度(m)支護(hù)類型備注主洞Ⅲ級(jí)圍巖725噴射混凝土+錨桿+鋼筋網(wǎng)光面爆破Ⅳ級(jí)圍巖475鋼拱架+錨桿+噴網(wǎng)臺(tái)階法施工Ⅴ級(jí)圍巖182大管棚+小導(dǎo)管+雙層鋼拱架淺埋偏壓段明洞-19整體式襯砌進(jìn)出口段輔助通道車行橫洞4處全斷面開挖每500m設(shè)置人行橫洞8處臺(tái)階法施工每250m設(shè)置1.3地質(zhì)水文條件隧道穿越地層主要為泥灰?guī)r夾頁巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，存在3條斷層破碎帶（F1～F3），其中F2斷層寬度約8m，可能存在涌水風(fēng)險(xiǎn)。地下水位位于隧底以上2～10m，雨季可能出現(xiàn)集中涌水，最大涌水量預(yù)計(jì)達(dá)500m3/d。出口淺埋段存在明顯地形偏壓，地面坡度35°～45°，易發(fā)生順層滑動(dòng)。二、施工總體部署2.1施工組織架構(gòu)設(shè)立項(xiàng)目經(jīng)理部，配置隧道工程師3名、安全工程師2名、測(cè)量工程師2名，下設(shè)3個(gè)專業(yè)施工隊(duì)：開挖支護(hù)隊(duì)：負(fù)責(zé)洞身開挖、超前支護(hù)、初期支護(hù)作業(yè)襯砌作業(yè)隊(duì)：承擔(dān)防水層、二次襯砌、溝槽施工機(jī)電安裝隊(duì)：負(fù)責(zé)通風(fēng)、照明、消防系統(tǒng)安裝2.2施工平面布置洞口區(qū)域劃分：材料堆放區(qū)：設(shè)置鋼材庫（20m×15m）、水泥罐（3個(gè)100t）、砂石料場(chǎng)（30m×40m）加工區(qū)：鋼拱架加工棚（30m×20m）、鋼筋加工棚（25m×18m）拌合站：配置HZS120型混凝土拌合站，生產(chǎn)能力120m3/h生活區(qū)：采用集裝箱式臨建，配備宿舍、食堂、浴室等設(shè)施2.3施工進(jìn)度計(jì)劃總工期24個(gè)月，關(guān)鍵線路：洞口工程（2個(gè)月）→超前支護(hù)（1個(gè)月）→洞身開挖支護(hù)（15個(gè)月）→二次襯砌（8個(gè)月）→機(jī)電安裝（3個(gè)月）Ⅴ級(jí)圍巖段月進(jìn)尺控制在25～30m，Ⅳ級(jí)圍巖40～50m，Ⅲ級(jí)圍巖80～100m三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1洞口工程施工邊仰坡開挖：采用1:0.75坡率分級(jí)開挖，每10m設(shè)2m寬平臺(tái)，挖掘機(jī)配合自卸車出碴。開挖后立即施作Φ25中空注漿錨桿（L=4.5m，間距1.2m×1.2m），掛設(shè)Φ8鋼筋網(wǎng)（20cm×20cm），噴射C25混凝土（厚度10cm）進(jìn)行防護(hù)。管棚施工：洞口段設(shè)置Φ108mm×6mm大管棚，長(zhǎng)度40m，環(huán)向間距40cm，外插角2°。施工步驟：施作C30混凝土護(hù)拱（厚度80cm），預(yù)埋Φ140mm導(dǎo)向管采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，孔徑120mm，每循環(huán)施工5根管棚鋼管采用絲扣連接，注漿采用1:1水泥砂漿，注漿壓力0.8～1.2MPa明洞施工：采用明挖法施工，分區(qū)分段開挖，隨挖隨支。明洞襯砌采用12m模板臺(tái)車整體澆筑，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后進(jìn)行拱背回填，回填采用7.5號(hào)漿砌片石（拱腳3m范圍）和碎石土分層夯實(shí)（壓實(shí)度≥93%）。3.2洞身開挖與支護(hù)3.2.1開挖方法選擇圍巖級(jí)別開挖方法循環(huán)進(jìn)尺輔助措施Ⅲ級(jí)全斷面法3.5mΦ22超前錨桿（L=3.5m）Ⅳ級(jí)臺(tái)階法上臺(tái)階3m，下臺(tái)階5mΦ50小導(dǎo)管（L=5m）Ⅴ級(jí)CRD法每部1.5m雙層小導(dǎo)管+臨時(shí)仰拱3.2.2鉆爆設(shè)計(jì)光面爆破參數(shù)：周邊眼間距45cm，抵抗線60cm，裝藥集中度0.15kg/m掏槽眼采用楔形掏槽，深度3.8m，裝藥量1.2kg/孔采用乳化炸藥（2號(hào)巖石），非電毫秒雷管起爆，周邊眼采用導(dǎo)爆索起爆控制措施：每循環(huán)進(jìn)行爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度控制在15cm/s以內(nèi)爆破后及時(shí)測(cè)量開挖輪廓，超挖量控制在15cm以內(nèi)，欠挖嚴(yán)禁出現(xiàn)3.2.3初期支護(hù)支護(hù)參數(shù)：Ⅲ級(jí)圍巖：C25噴射混凝土（10cm）+Φ22錨桿（L=3m，1.5m×1.5m）+Φ6鋼筋網(wǎng)（20cm×20cm）Ⅳ級(jí)圍巖：C25噴射混凝土（15cm）+I18鋼拱架（間距1m）+Φ25錨桿（L=4m，1.2m×1.2m）Ⅴ級(jí)圍巖：C25噴射混凝土（25cm）+I20a鋼拱架（間距0.6m）+雙層Φ8鋼筋網(wǎng)（15cm×15cm）施工要點(diǎn)：鋼拱架安裝前進(jìn)行中線高程復(fù)核，底腳設(shè)C20混凝土墊塊（10cm×20cm×32cm）錨桿采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，注漿壓力0.5～0.8MPa，注漿飽滿度≥90%噴射混凝土分兩層施工，初噴4cm封閉圍巖，復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度，回彈率控制在15%以內(nèi)3.3超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與圍巖加固超前預(yù)報(bào)體系：長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)：采用TSP203地質(zhì)雷達(dá)，每100m探測(cè)一次中距離預(yù)報(bào)：地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，孔徑90mm，深度30m，每50m一個(gè)循環(huán)短距離預(yù)報(bào)：掌子面地質(zhì)素描+紅外探水儀，每循環(huán)進(jìn)行圍巖加固措施：小導(dǎo)管注漿：Φ50mm×5mm無縫鋼管，長(zhǎng)度5m，環(huán)向間距30cm，注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿（水灰比1:1，水玻璃濃度35Be'）深孔注漿：富水段采用Φ90mm鉆孔，深度20m，間距3m×3m梅花形布置，注漿壓力1.5～2.0MPa反壓回填：偏壓段采用片石混凝土回填外側(cè)邊坡，寬度5m，高度至拱頂以上2m3.4防水層施工施工工藝：基面處理：采用噴射混凝土找平，平整度D/L≤1/10（D為兩凸點(diǎn)間距離，L為凸點(diǎn)高度）緩沖層鋪設(shè)：采用350g/m2土工布，用水泥釘（間距1m）固定防水板施工：采用1.5mm厚EVA防水板，熱風(fēng)焊接機(jī)雙縫焊接，搭接寬度10cm，焊縫寬度≥2cm，氣密性試驗(yàn)壓力0.2MPa，保持15min壓力降≤10%特殊部位處理：施工縫：設(shè)置中埋式橡膠止水帶（寬度30cm）+背貼式止水帶變形縫：采用Ω形橡膠止水帶+聚乙烯泡沫板填充陰陽角：做成半徑5cm圓弧，增設(shè)50cm寬防水加強(qiáng)層3.5二次襯砌施工襯砌臺(tái)車：采用12m液壓整體式臺(tái)車，模板厚度10mm，面板接縫錯(cuò)臺(tái)≤2mm。施工前進(jìn)行臺(tái)車定位，誤差控制在：高程±10mm，中線±5mm，斷面尺寸±20mm?；炷潦┕ぃ号浜媳龋篊30混凝土，坍落度160～180mm，摻加粉煤灰（摻量20%）和聚羧酸減水劑澆筑：采用混凝土輸送泵分層澆筑，厚度30cm/層，插入式振搗棒（Φ50、Φ30）振搗，振搗間距≤50cm，時(shí)間15～30s養(yǎng)護(hù)：澆筑完成12h內(nèi)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期≥14d，強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa前嚴(yán)禁碰撞施工縫處理：清除浮漿，鑿毛處理，露出新鮮混凝土面安裝止水帶，采用鋼筋卡固定，間距50cm澆筑前灑水濕潤，涂刷水泥凈漿（水灰比0.4）四、施工監(jiān)測(cè)與質(zhì)量控制4.1監(jiān)控量測(cè)必測(cè)項(xiàng)目：洞內(nèi)外觀察：每日進(jìn)行掌子面地質(zhì)描述、支護(hù)開裂情況檢查周邊位移：采用收斂計(jì)，每10m設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，初期1～2次/d拱頂下沉：水準(zhǔn)儀配鋼尺，與周邊位移同步監(jiān)測(cè)凈空變化：全站儀三維坐標(biāo)測(cè)量，每50m一個(gè)斷面監(jiān)測(cè)頻率與控制值：|監(jiān)測(cè)項(xiàng)目|監(jiān)測(cè)頻率|報(bào)警值|控制值||---------|---------|-------|-------||周邊位移|U≤5mm/d|80mm|100mm||拱頂下沉|V≤3mm/d|50mm|60mm|數(shù)據(jù)處理：建立監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫，采用Excel進(jìn)行回歸分析，預(yù)測(cè)最終位移值當(dāng)位移速率＞5mm/d或累計(jì)位移達(dá)控制值80%時(shí)，啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制，采取加強(qiáng)支護(hù)措施4.2質(zhì)量控制要點(diǎn)原材料控制：鋼材：每60t為一批次進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)水泥：同廠家、同標(biāo)號(hào)每200t做一次強(qiáng)度和安定性試驗(yàn)防水材料：防水板每10000m2進(jìn)行一次拉伸強(qiáng)度和耐候性試驗(yàn)工序控制：開挖輪廓：采用激光斷面儀檢測(cè)，每5m一個(gè)斷面，超挖回填采用同級(jí)混凝土錨桿拉拔：每300根一組（3根），抗拔力≥設(shè)計(jì)值90%襯砌厚度：采用地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)，每20m一個(gè)斷面，合格率≥95%五、安全保障措施5.1危險(xiǎn)源管控重大危險(xiǎn)源辨識(shí)：掌子面坍塌：Ⅴ級(jí)圍巖段、斷層破碎帶涌水突泥：富水地層、斷層破碎帶瓦斯爆炸：煤系地層（本項(xiàng)目不涉及）火災(zāi)：機(jī)電設(shè)備、易燃材料堆放區(qū)管控措施：制定專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，每季度組織一次應(yīng)急演練配備瓦斯檢測(cè)儀、有毒氣體報(bào)警器，實(shí)行24h監(jiān)測(cè)易燃材料單獨(dú)存放，配備ABC型滅火器（每50m2不少于2具）5.2施工安全防護(hù)洞口防護(hù)：設(shè)置值班室，配備門禁系統(tǒng)，非施工人員嚴(yán)禁入內(nèi)洞口上方設(shè)截水溝（斷面50cm×50cm），洞口兩側(cè)設(shè)擋碴墻（高度2m）洞內(nèi)防護(hù)：照明：采用LED防爆燈，間距10m，照度≥30lux通風(fēng)：軸流風(fēng)機(jī)（功率110kW）壓入式通風(fēng)，風(fēng)量≥3m3/min·人供電：雙回路供電系統(tǒng)，備用發(fā)電機(jī)（200kW）運(yùn)輸：設(shè)置會(huì)車道（每200m一處），限速15km/h5.3特殊作業(yè)安全爆破作業(yè)：實(shí)行"一炮三檢"制度（裝藥前、爆破前、爆破后）爆破警戒半徑：淺孔爆破300m，深孔爆破500m啞炮處理：距啞炮孔30cm處平行鉆孔，重新裝藥起爆高處作業(yè)：作業(yè)平臺(tái)設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，滿鋪腳手板，掛安全網(wǎng)人員佩戴雙鉤安全帶，嚴(yán)禁酒后作業(yè)腳手架搭設(shè)后進(jìn)行荷載試驗(yàn)（1.2倍設(shè)計(jì)荷載）六、施工排水與環(huán)境保護(hù)6.1排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)洞內(nèi)排水：設(shè)置雙側(cè)水溝（斷面40cm×50cm）+中心水溝（斷面50cm×60cm）每50m設(shè)集水井（1m×1m×1.5m），配置潛水泵（揚(yáng)程50m，流量50m3/h）斷層破碎帶設(shè)置環(huán)向盲管（Φ100mm），與縱向盲管（Φ150mm）連接洞口排水：洞頂設(shè)截水溝（斷面60cm×80cm），引入自然溝渠洞口設(shè)沉淀池（三級(jí)，總?cè)莘e50m3），廢水處理后排放6.2環(huán)境保護(hù)措施揚(yáng)塵控制：出碴道路硬化（20cm厚C20混凝土），配備灑水車（2輛），每2h灑水一次拌合站設(shè)置封閉料倉，水泥罐安裝除塵裝置出碴車輛加蓋篷布，出場(chǎng)前沖洗輪胎噪聲控制：爆破時(shí)間限定在8:00～18:00，采用低噪聲設(shè)備高噪聲作業(yè)區(qū)設(shè)置隔聲屏障，距離居民區(qū)50m內(nèi)夜間禁止施工棄碴處理：棄碴場(chǎng)選址在荒溝地帶，設(shè)置擋碴墻（高度5m）和截排水系統(tǒng)碴體表面覆蓋30cm厚耕植土，進(jìn)行綠化恢復(fù)七、應(yīng)急預(yù)案7.1坍塌事故應(yīng)急處置響應(yīng)流程：立即啟動(dòng)一級(jí)響應(yīng)，現(xiàn)場(chǎng)人員撤離至安全區(qū)域技術(shù)組評(píng)估坍塌范圍，制定搶險(xiǎn)方案搶險(xiǎn)組采用管棚+注漿加固塌方體，設(shè)置逃生通道醫(yī)療組現(xiàn)場(chǎng)急救，重傷員及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)物資準(zhǔn)備：備用鋼拱架（I20a，20榀）、注漿設(shè)備（2套）、應(yīng)急照明（10套）救生擔(dān)架（4副）、急救箱（2個(gè)）、氧氣袋（10個(gè)）7.2涌水突泥應(yīng)急處置預(yù)防措施：超前鉆探探明富水情況，預(yù)測(cè)涌水量預(yù)備排水設(shè)備（大功率水泵4臺(tái)，總揚(yáng)程200m）處置步驟：立即