寶坪天臺(tái)山隧道施工方案一、工程概況1.1隧道總體設(shè)計(jì)本隧道為雙向六車道分離式高速公路隧道，左線全長(zhǎng)15491米，右線全長(zhǎng)15567米，最大埋深973米，設(shè)計(jì)時(shí)速80公里。建筑限界凈寬14米、凈高5米，單洞內(nèi)輪廓面積99平方米，采用1.65%單向縱坡設(shè)計(jì)。隧道穿越秦嶺主脊，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工區(qū)域氣候四季分明，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，為典型的超長(zhǎng)距離連續(xù)縱坡隧道群工程。1.2主要工程量開(kāi)挖工程：總出渣量517萬(wàn)立方米，相當(dāng)于723個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)面積（按1米高度計(jì)算）結(jié)構(gòu)工程：鋼材用量5.6萬(wàn)噸（相當(dāng)于8座埃菲爾鐵塔用鋼量），混凝土用量126萬(wàn)立方米（相當(dāng)于21個(gè)水立方容量）輔助設(shè)施：設(shè)置2座斜井（1號(hào)斜井長(zhǎng)915.7米，縱坡-40.175%；3號(hào)斜井長(zhǎng)1753.7米，縱坡-13%）和1座豎井（直徑8.5米，送風(fēng)井深554.68米，排風(fēng)井深560.91米）1.3地質(zhì)條件隧道穿越地層以V級(jí)圍巖為主，存在斷層破碎帶、巖爆、突涌水等不良地質(zhì)現(xiàn)象。洞身圍巖主要由砂巖和泥巖組成，整體強(qiáng)度較低，巖體破碎且穩(wěn)定性差，開(kāi)挖過(guò)程中易發(fā)生掌子面坍塌和落石風(fēng)險(xiǎn)。最大埋深段地應(yīng)力顯著，需采取特殊措施控制巖爆發(fā)生。二、施工總體部署2.1施工分區(qū)劃分隧道采用"分區(qū)分段、多工作面平行作業(yè)"模式，劃分為四個(gè)施工標(biāo)段，設(shè)置8個(gè)掌子面同步掘進(jìn)：進(jìn)口段：左線4200米，右線4300米出口段：左線3742米，右線3867米1號(hào)斜井工區(qū)：承擔(dān)主洞左右線各2800米施工任務(wù)3號(hào)斜井工區(qū)：承擔(dān)主洞左右線各4600米施工任務(wù)2.2施工順序規(guī)劃前期準(zhǔn)備階段（3個(gè)月）：完成施工便道、營(yíng)地建設(shè)、洞口預(yù)處理及設(shè)備進(jìn)場(chǎng)主體施工階段（48個(gè)月）：優(yōu)先施工斜井及豎井，形成輔助通道（12個(gè)月）同步開(kāi)展正洞掘進(jìn)，各掌子面平行作業(yè)（30個(gè)月）二次襯砌及附屬工程跟進(jìn)（24個(gè)月，與掘進(jìn)工序搭接）收尾階段（6個(gè)月）：路面鋪裝、機(jī)電安裝及系統(tǒng)調(diào)試2.3資源配置計(jì)劃?rùn)C(jī)械設(shè)備：配置三臂鑿巖臺(tái)車12臺(tái)、濕噴機(jī)械手8臺(tái)、全斷面掘進(jìn)機(jī)2臺(tái)、通風(fēng)設(shè)備48套（含2套豎井專用通風(fēng)系統(tǒng)）人力資源：高峰期投入施工人員1800人，實(shí)行"三班制"連續(xù)作業(yè)，關(guān)鍵工序采用領(lǐng)導(dǎo)帶班制度材料供應(yīng)：建立3個(gè)大型材料儲(chǔ)備基地，確保鋼材、水泥、炸藥等主要材料儲(chǔ)備量滿足30天連續(xù)施工需求三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1開(kāi)挖施工方法根據(jù)不同地質(zhì)條件采用分級(jí)開(kāi)挖工藝：3.1.1全斷面開(kāi)挖法適用于Ⅲ、Ⅳ級(jí)圍巖段，采用三臂鑿巖臺(tái)車鉆孔，毫秒微差爆破技術(shù)，循環(huán)進(jìn)尺3.5米。具體參數(shù)：周邊眼間距45-50cm，抵抗線60-70cm掏槽眼深度4.2米，裝藥集中度0.8kg/m采用聚能水壓爆破技術(shù)，減少超挖量至15cm以內(nèi)3.1.2臺(tái)階法開(kāi)挖適用于Ⅴ級(jí)圍巖段，分為上下兩臺(tái)階施工：上臺(tái)階高度5.5米，采用環(huán)形開(kāi)挖留核心土，循環(huán)進(jìn)尺1.5米下臺(tái)階滯后上臺(tái)階50米，采用單側(cè)交錯(cuò)開(kāi)挖臺(tái)階間設(shè)置臨時(shí)仰拱，封閉成環(huán)時(shí)間控制在12小時(shí)內(nèi)3.1.3特殊地質(zhì)段施工巖爆段：采用"應(yīng)力釋放孔+超前錨桿+鋼纖維噴射混凝土"聯(lián)合措施，釋放孔直徑108mm，深度6米，間距1.5米涌水段：實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，采用管棚注漿堵水，注漿壓力控制在1.5-2.0MPa，單孔注漿量不小于3m33.2支護(hù)體系設(shè)計(jì)采用"新奧法"施工原理，實(shí)行"動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、分級(jí)支護(hù)"：3.2.1初期支護(hù)噴射混凝土：C25早強(qiáng)混凝土，厚度25-30cm，采用濕噴工藝，初凝時(shí)間≤5分鐘錨桿系統(tǒng)：φ25中空注漿錨桿，長(zhǎng)度3.5-5.0米，間距1.0×1.0米，梅花形布置鋼拱架：Ⅴ級(jí)圍巖采用I20b工字鋼，間距0.8米；Ⅳ級(jí)圍巖采用I18工字鋼，間距1.2米3.2.2二次襯砌結(jié)構(gòu)形式：C35防水混凝土，厚度50-80cm，抗?jié)B等級(jí)P8施工工藝：采用12米液壓模板臺(tái)車，泵送混凝土連續(xù)澆筑，振搗采用附著式振搗器與插入式振搗棒相結(jié)合特殊工藝：拱頂帶模注漿技術(shù)，注漿壓力0.3-0.5MPa，確保襯砌密實(shí)度達(dá)98%以上3.2.3防水層施工采用"無(wú)紡布+EVA防水板"復(fù)合防水層，防水板厚度1.5mm，搭接寬度10cm，采用雙縫熱熔焊接施工縫設(shè)置中埋式止水帶+背貼式止水帶雙重防水措施變形縫處增設(shè)可排水止水帶，確保水密性同時(shí)適應(yīng)結(jié)構(gòu)變形3.3輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3.1通風(fēng)系統(tǒng)采用縱向分段式通風(fēng)方式，設(shè)置3座通風(fēng)井實(shí)現(xiàn)分段換氣：豎井通風(fēng)：2號(hào)豎井配備2臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)（單機(jī)功率1600kW），實(shí)現(xiàn)中間段空氣循環(huán)斜井通風(fēng)：每個(gè)斜井設(shè)置2套射流風(fēng)機(jī)（每套含4臺(tái)37kW風(fēng)機(jī)），形成接力通風(fēng)掌子面通風(fēng)：采用2×110kW變頻調(diào)速局部通風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒直徑1.8米，確保掌子面風(fēng)量≥300m3/min3.3.2排水系統(tǒng)掌子面積水：設(shè)置臨時(shí)集水井（容積50m3），配備2臺(tái)110kW潛水泵（一用一備）隧道排水：雙側(cè)排水溝+中心排水溝組合系統(tǒng)，排水坡度2‰，確保排水能力≥500m3/h斜井排水：1號(hào)斜井設(shè)置三級(jí)排水系統(tǒng)，每300米設(shè)一集水井，配備自動(dòng)抽水裝置3.3.3供電系統(tǒng)采用雙回路供電，洞口設(shè)置2臺(tái)1250kVA變壓器洞內(nèi)每隔500米設(shè)置一座配電箱，采用380V/220V低壓供電應(yīng)急電源：配備2臺(tái)500kW柴油發(fā)電機(jī)，確保停電時(shí)關(guān)鍵設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)四、關(guān)鍵施工工序控制4.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)建立"長(zhǎng)-中-短"三級(jí)預(yù)報(bào)體系：長(zhǎng)期預(yù)報(bào)：采用TSP203地質(zhì)雷達(dá)，預(yù)報(bào)距離100-150米，每50米施作一次中期預(yù)報(bào)：采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，孔深30-50米，每20米施作一次短期預(yù)報(bào)：掌子面地質(zhì)素描+紅外探水，每次開(kāi)挖前進(jìn)行4.2開(kāi)挖作業(yè)控制鉆爆參數(shù)：根據(jù)圍巖級(jí)別動(dòng)態(tài)調(diào)整，V級(jí)圍巖采用"多段少藥"原則，單循環(huán)炸藥用量控制在200kg以內(nèi)開(kāi)挖輪廓：采用三維激光掃描技術(shù)，每循環(huán)檢測(cè)開(kāi)挖輪廓，超挖量控制在15cm以內(nèi)，欠挖嚴(yán)禁出現(xiàn)出碴運(yùn)輸：1號(hào)斜井采用有軌運(yùn)輸，配備3臺(tái)30t電機(jī)車；正洞采用無(wú)軌運(yùn)輸，配置15臺(tái)20m3自卸車4.3支護(hù)施工控制鋼拱架安裝：采用液壓臺(tái)車安裝，確保拱架間距誤差≤±3cm，垂直度≤2°錨桿施工：采用錨桿鉆機(jī)鉆孔，注漿壓力≥1.0MPa，注漿飽滿度通過(guò)無(wú)損檢測(cè)確保達(dá)95%以上噴射混凝土：分層噴射，每層厚度5-8cm，初凝后及時(shí)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天4.4監(jiān)控量測(cè)必測(cè)項(xiàng)目：洞內(nèi)外觀察、周邊位移、拱頂下沉、凈空變化，頻率根據(jù)變形速率動(dòng)態(tài)調(diào)整選測(cè)項(xiàng)目：圍巖壓力、鋼拱架應(yīng)力、錨桿軸力，每50米設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面數(shù)據(jù)處理：采用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控中心，當(dāng)變形速率超過(guò)5mm/d時(shí)啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制五、特殊施工技術(shù)應(yīng)用5.1大坡度斜井施工技術(shù)針對(duì)1號(hào)斜井（縱坡-40.175%）施工難題，采取以下措施：運(yùn)輸系統(tǒng)：采用齒軌式礦車，配備防溜車裝置，軌道設(shè)置防滑條排水系統(tǒng)：設(shè)置三級(jí)排水平臺(tái)，每200米設(shè)一集水井，配備自動(dòng)排水系統(tǒng)施工組織：采用"短臺(tái)階、快循環(huán)"施工方法，循環(huán)進(jìn)尺控制在1.0米，及時(shí)施作臨時(shí)支護(hù)5.2深豎井施工技術(shù)2號(hào)豎井（深560.91米）施工關(guān)鍵技術(shù)：掘進(jìn)工藝：采用"兩階掏槽淺孔松動(dòng)光面爆破+深孔爆破"組合工藝，炮孔利用率達(dá)90%以上提升系統(tǒng)：采用提升機(jī)絞車直角布設(shè)方案，減少山體開(kāi)挖破壞，提升速度控制在6m/s安全控制：設(shè)置防墜器及應(yīng)急通道，井內(nèi)溫度控制在30℃以下，氧氣含量≥20%5.3路面施工技術(shù)隧道路面采用瀝青混凝土復(fù)合式結(jié)構(gòu)：基層：20cm厚水泥穩(wěn)定碎石，采用攤鋪機(jī)全幅攤鋪中面層：6cm厚AC-20溫拌瀝青混合料，攤鋪溫度控制在160-170℃上面層：4cm厚SMA-13瀝青混合料，添加阻燃劑，采用單機(jī)全幅一次成型工藝特殊處理：路面橫向坡度1.5%，設(shè)置抗滑構(gòu)造深度≥0.8mm，確保摩擦系數(shù)≥65BPN六、質(zhì)量安全保障措施6.1質(zhì)量管理體系質(zhì)量目標(biāo)：分項(xiàng)工程合格率100%，優(yōu)良率≥95%，杜絕重大質(zhì)量事故管控措施：實(shí)行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢），關(guān)鍵工序?qū)嵭?首件認(rèn)可制"建立混凝土質(zhì)量追溯系統(tǒng)，對(duì)每盤混凝土進(jìn)行編號(hào)跟蹤成立QC小組，針對(duì)隧道超挖控制、防水層施工等關(guān)鍵工序開(kāi)展質(zhì)量攻關(guān)6.2安全管理措施安全目標(biāo)：零死亡事故，輕傷率控制在3‰以下，爭(zhēng)創(chuàng)"平安工地"示范項(xiàng)目重點(diǎn)管控：巖爆防治：超前應(yīng)力釋放+主動(dòng)防護(hù)，配備巖爆預(yù)警系統(tǒng)防火防爆：洞內(nèi)嚴(yán)禁吸煙，炸藥庫(kù)設(shè)置在距洞口500米以外，實(shí)行"雙人雙鎖"管理用電安全：采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，定期檢測(cè)接地電阻（≤4Ω）通風(fēng)保障：確保洞內(nèi)氧氣含量≥20%，有害氣體濃度控制在規(guī)范限值以下6.3應(yīng)急管理應(yīng)急預(yù)案：編制12項(xiàng)專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，包括突水突泥、巖爆、火災(zāi)等應(yīng)急物資：每個(gè)工區(qū)設(shè)置應(yīng)急物資儲(chǔ)備庫(kù)，配備應(yīng)急發(fā)電機(jī)、急救設(shè)備、通訊器材等應(yīng)急演練：每月組織一次桌面演練，每季度組織一次實(shí)戰(zhàn)演練，提高應(yīng)急響應(yīng)能力七、施工進(jìn)度計(jì)劃7.1關(guān)鍵線路控制前期工程：3個(gè)月（0-3月）：完成施工準(zhǔn)備及洞口工程斜井施工：12個(gè)月（1-12月）：1號(hào)斜井6個(gè)月，3號(hào)斜井8個(gè)月，豎井12個(gè)月正洞掘進(jìn)：30個(gè)月（8-37月）：平均月進(jìn)尺450米，最高月進(jìn)尺600米襯砌施工：24個(gè)月（15-38月）：滯后掘進(jìn)工作面50-80米路面及附屬工程：8個(gè)月（35-42月）聯(lián)調(diào)聯(lián)試：3個(gè)月（43-45月）7.2進(jìn)度保障措施資源保障：關(guān)鍵設(shè)備備用率100%，材料儲(chǔ)備滿足30天需求技術(shù)保障：推廣應(yīng)用13項(xiàng)"四新技術(shù)"，包括三維激光掃描、聚能水壓爆破等管理保障：實(shí)行周調(diào)度、月考核制度，進(jìn)度滯后時(shí)及時(shí)采取趕工措施外部協(xié)調(diào)：提前與氣象、林業(yè)等部門建立聯(lián)系，確保施工不受外部因素影響八、環(huán)境保護(hù)措施8.1生態(tài)保護(hù)施工界限控制：嚴(yán)格控制施工作業(yè)面，不超范圍開(kāi)挖，棄渣場(chǎng)設(shè)置擋渣墻及截排水溝植被恢復(fù)：洞口及臨時(shí)用地采用"先擋后棄"原則，工程結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行植被恢復(fù)水土保持：施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池處理后排放，懸浮物含量控制在100mg/L以下8.2污染防治揚(yáng)塵控制：出洞口設(shè)置洗車平臺(tái)，運(yùn)輸車輛必須覆蓋篷布，洞內(nèi)采用灑水降塵噪音控制：高噪音設(shè)備設(shè)