寧德石壁爐隧道施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)石壁爐隧道位于福建省寧德市境內(nèi)，是G7021寧德至武漢高速公路的控制性工程。隧道采用分離式雙洞設(shè)計(jì)，左線全長(zhǎng)4685米，右線全長(zhǎng)4652米，最大埋深456米，設(shè)計(jì)時(shí)速100公里，雙向四車道標(biāo)準(zhǔn)，單洞建筑限界凈寬11.0米、凈高5.0米。隧道穿越凝灰熔巖與花崗巖復(fù)合地層，地質(zhì)條件復(fù)雜，存在8處節(jié)理裂隙密集帶及豐富地下水，屬特長(zhǎng)高風(fēng)險(xiǎn)隧道工程。1.2主要工程量項(xiàng)目單位左線工程量右線工程量備注隧道開(kāi)挖立方米185200183600含超挖量初期支護(hù)噴射混凝土立方米1280012650C25噴射混凝土錨桿支護(hù)米156800155200Φ25中空注漿錨桿鋼拱架噸28502820I20b工字鋼二次襯砌立方米3250032200C35防水混凝土防排水系統(tǒng)米46854652EVA防水板+環(huán)縱向排水管二、施工總體部署2.1施工組織架構(gòu)項(xiàng)目部設(shè)隧道專業(yè)工區(qū)，配置管理人員28人，下設(shè)5個(gè)專業(yè)工班：開(kāi)挖工班：32人，負(fù)責(zé)鉆爆作業(yè)與機(jī)械開(kāi)挖支護(hù)工班：45人，承擔(dān)初期支護(hù)及超前加固施工襯砌工班：30人，負(fù)責(zé)二次襯砌及防排水施工機(jī)電工班：15人，保障洞內(nèi)風(fēng)水電及通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)輸工班：20人，負(fù)責(zé)渣土運(yùn)輸與材料轉(zhuǎn)運(yùn)2.2施工平面布置洞口區(qū)域劃分五大功能區(qū)：材料堆放區(qū)：分鋼材區(qū)（30m×20m）、砂石料區(qū)（50m×30m）、水泥罐區(qū)（3個(gè)100t罐）加工區(qū)：鋼拱架加工棚（40m×15m）、鋼筋加工棚（30m×15m）、模板堆放區(qū)（20m×15m）拌合區(qū)：設(shè)置HZS90混凝土拌合站1座，配套80t水泥罐3個(gè)、粉煤灰罐1個(gè)辦公生活區(qū)：采用集裝箱式臨建，占地1500㎡棄渣場(chǎng)：選址隧道出口右側(cè)1.2km處，容量12萬(wàn)立方米，設(shè)擋渣墻及截排水溝2.3施工進(jìn)度計(jì)劃采用四級(jí)進(jìn)度控制體系，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)如下：準(zhǔn)備階段：2025年8月1日-8月31日（洞口工程及臨建）進(jìn)洞施工：2025年9月1日-2026年3月31日（左右洞進(jìn)洞及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)）洞身開(kāi)挖：2026年4月1日-2027年10月31日（日均進(jìn)尺3.5米）二次襯砌：2026年6月1日-2028年1月31日（滯后開(kāi)挖面50-80米）收尾工程：2028年2月1日-3月31日（路面及機(jī)電安裝）三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與圍巖分級(jí)采用"地質(zhì)雷達(dá)+超前鉆探+紅外探水"綜合預(yù)報(bào)體系：長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)：TSP203系統(tǒng)，每100m一次，探明前方地質(zhì)構(gòu)造中距離預(yù)報(bào)：地質(zhì)雷達(dá)，每30m一次，識(shí)別節(jié)理裂隙發(fā)育情況短距離預(yù)報(bào)：超前水平鉆探，每15m一循環(huán)，控制掌子面前方水體根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整圍巖分級(jí)，本隧道劃分為：Ⅱ類圍巖（1200m）：洞口淺埋段及斷層破碎帶Ⅲ類圍巖（2100m）：節(jié)理密集帶及強(qiáng)風(fēng)化花崗巖段Ⅳ類圍巖（1350m）：弱風(fēng)化凝灰熔巖段Ⅴ類圍巖（580m）：微風(fēng)化花崗巖核心段3.2洞口工程與進(jìn)洞方案零開(kāi)挖進(jìn)洞工藝：洞口邊仰坡采用"Φ25錨桿（L=4.5m）+掛網(wǎng)（Φ8@200）+噴射C20砼（10cm）"防護(hù)超前管棚支護(hù)：Φ108大管棚（L=30m，環(huán)向間距40cm），采用管棚鉆機(jī)施工明洞段采用CRD工法開(kāi)挖，每循環(huán)進(jìn)尺0.5m，及時(shí)施作型鋼拱架（I22b，間距50cm）3.3洞身開(kāi)挖與支護(hù)根據(jù)圍巖類別采用差異化工法：3.3.1Ⅱ類圍巖段（CRD工法）分4個(gè)導(dǎo)洞開(kāi)挖，臺(tái)階高度3.5m，循環(huán)進(jìn)尺0.5m初期支護(hù)參數(shù)：I20b型鋼拱架（間距60cm）+Φ25中空錨桿（L=4.5m，間排距80×80cm）+Φ8鋼筋網(wǎng)（@20×20cm）+噴射C25砼（25cm）臨時(shí)支護(hù)：I18型鋼橫撐（間距1.2m）+Φ22鎖腳錨桿（L=3.5m，每榀8根）3.3.2Ⅲ類圍巖段（臺(tái)階法）上臺(tái)階高度5m，下臺(tái)階高度3m，循環(huán)進(jìn)尺1.5m初期支護(hù)參數(shù)：格柵拱架（間距100cm）+Φ22砂漿錨桿（L=3.5m，間排距100×100cm）+噴射C25砼（15cm）仰拱超前：滯后掌子面不大于10m，采用弧形模板整體澆筑3.3.3Ⅳ/Ⅴ類圍巖段（全斷面法）循環(huán)進(jìn)尺3.0m，光面爆破開(kāi)挖，炮孔殘留率≥85%支護(hù)參數(shù)：Ⅳ類采用Φ20錨桿（L=3.0m）+噴射C25砼（10cm）；Ⅴ類僅施作噴射砼（8cm）3.4鉆爆作業(yè)設(shè)計(jì)光面爆破參數(shù)：周邊眼：Φ42mm，間距50cm，抵抗線70cm，裝藥集中度0.25kg/m掏槽眼：采用楔形掏槽，深度比其他炮眼深20cm炸藥選型：周邊眼用乳化炸藥（Φ25mm），其他炮眼用2#巖石硝銨炸藥起爆網(wǎng)絡(luò)：非電毫秒雷管，導(dǎo)爆管傳爆，采用"V"型起爆順序3.5防排水系統(tǒng)施工三層防水體系：初期支護(hù)防水：噴射砼表面平整度控制（D/L≤1/6），施工縫采用止水條+注漿管防水層：EVA復(fù)合防水板（1.5mm厚），采用無(wú)釘鋪設(shè)工藝，搭接寬度10cm（熱熔焊接）二次襯砌防水：C35防水砼（抗?jié)B等級(jí)P8），設(shè)置Φ100環(huán)向排水管（間距10m）+Φ150縱向排水管（雙側(cè)）+Φ200橫向?qū)埽?0m）3.6二次襯砌施工采用12m液壓整體式襯砌臺(tái)車，施工要點(diǎn)：臺(tái)車定位：采用激光導(dǎo)向系統(tǒng)，確保中線偏差≤5mm，高程偏差≤10mm砼施工：分層澆筑（厚度≤50cm），插入式振搗棒（Φ50/Φ30）配合附著式振搗器養(yǎng)護(hù)：采用噴淋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期不少于14天，強(qiáng)度達(dá)到85%后方可拆模施工縫處理：采用"鑿毛+高壓水沖洗+涂刷界面劑+安裝止水帶"工藝3.7監(jiān)控量測(cè)建立三級(jí)量測(cè)體系：必測(cè)項(xiàng)目：洞內(nèi)外觀察：每日1次周邊位移：每1-2天1次（淺埋段），3-5天1次（深埋段）拱頂下沉：與周邊位移同步進(jìn)行凈空變化：采用收斂計(jì)，精度0.1mm選測(cè)項(xiàng)目：圍巖內(nèi)部位移：采用多點(diǎn)位移計(jì)，每50m布設(shè)1個(gè)斷面鋼架應(yīng)力：采用鋼筋計(jì)，每100m布設(shè)1組二次襯砌應(yīng)力：采用應(yīng)變計(jì)，監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)量測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)警值：周邊位移速率≥5mm/d或累計(jì)位移≥100mm時(shí)啟動(dòng)預(yù)警機(jī)制。四、輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1通風(fēng)系統(tǒng)采用"壓入式+巷道式"混合通風(fēng)：洞口設(shè)置2臺(tái)2×110kW軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒采用Φ1.8m阻燃風(fēng)筒掌子面風(fēng)量計(jì)算：按每人每分鐘3m3，同時(shí)考慮爆破排煙需求，總風(fēng)量≥2000m3/min當(dāng)掘進(jìn)超過(guò)2000m時(shí)，在隧道中部設(shè)置射流風(fēng)機(jī)輔助通風(fēng)4.2排水系統(tǒng)反坡排水方案：掌子面積水：設(shè)置集水井（1m×1m×1.5m），配置2臺(tái)15kW潛水泵（一用一備）中段排水：每500m設(shè)置中轉(zhuǎn)集水井（3m×2m×2m），配置2臺(tái)37kW污水泵排水管路：采用Φ150無(wú)縫鋼管，耐壓≥1.0MPa，每10m設(shè)固定支架4.3供電系統(tǒng)雙回路供電配置：洞口設(shè)置800kVA變壓器1臺(tái)，備用200kW柴油發(fā)電機(jī)洞內(nèi)干線：采用YJV22-10kV高壓電纜，每隔1000m設(shè)置配電箱照明系統(tǒng)：掌子面采用36V安全電壓，作業(yè)區(qū)采用220VLED投光燈（間距15m）4.4出碴運(yùn)輸采用無(wú)軌運(yùn)輸系統(tǒng)：開(kāi)挖面：PC200挖掘機(jī)裝碴，配2臺(tái)ZL50裝載機(jī)輔助運(yùn)輸車輛：8臺(tái)20t自卸汽車，洞內(nèi)行車速度≤15km/h運(yùn)輸?shù)缆罚翰捎肅20砼硬化（厚度20cm），每200m設(shè)會(huì)車道五、質(zhì)量安全與環(huán)保措施5.1質(zhì)量管理體系原材料控制：鋼材、水泥等主要材料實(shí)行"二維碼"追溯管理砼拌合站采用全自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，每盤計(jì)量偏差≤±1%防水板、錨桿等關(guān)鍵材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收合格率100%過(guò)程控制：實(shí)行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢），關(guān)鍵工序監(jiān)理旁站鋼拱架安裝采用全站儀定位，確保拱頂高程偏差≤±3cm噴射砼厚度采用預(yù)埋鋼筋法檢查，每10m一個(gè)斷面試驗(yàn)檢測(cè)：建立工地試驗(yàn)室，具備砼抗壓、鋼筋力學(xué)等常規(guī)檢測(cè)能力第三方檢測(cè)：每500m取砼芯樣1組，錨桿抗拔力每300根測(cè)1組5.2安全生產(chǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)防控重點(diǎn)：瓦斯防治：配備便攜式瓦斯檢測(cè)儀（量程0-4%），每小班檢測(cè)3次瓦斯?jié)舛取?.5%時(shí)預(yù)警，≥1%時(shí)立即停工撤人突水突泥防治：建立"預(yù)測(cè)-預(yù)警-處置"機(jī)制，配備應(yīng)急排水設(shè)備（總功率≥200kW）遇異常涌水（≥10m3/h）立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案爆破安全：采用電雷管起爆，爆破網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)合格后方可起爆爆破警戒半徑：洞內(nèi)300m，洞外500m，警戒時(shí)間≥30min應(yīng)急管理：配備應(yīng)急救援隊(duì)伍（30人），每月開(kāi)展1次應(yīng)急演練洞內(nèi)每500m設(shè)置應(yīng)急物資儲(chǔ)備點(diǎn)（含自救器、急救箱等）5.3環(huán)境保護(hù)措施水土保持：棄渣場(chǎng)設(shè)置擋渣墻（高度5m，頂寬2m）+截排水溝（梯形斷面，底寬0.5m）施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池（總?cè)莘e500m3）處理后回用揚(yáng)塵控制：拌合站設(shè)置霧炮機(jī)（射程30m），料場(chǎng)采用封閉大棚出洞口設(shè)置洗車平臺(tái)（高壓水槍+三級(jí)沉淀池）噪聲控制：破碎機(jī)等設(shè)備設(shè)置隔音棚，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB爆破作業(yè)避開(kāi)周邊村莊休息時(shí)段（12:00-14:00，22:00-6:00）六、創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用6.1智能建造技術(shù)隧道監(jiān)控系統(tǒng)：洞內(nèi)布設(shè)高清攝像頭（每500m1個(gè)），實(shí)現(xiàn)施工全過(guò)程可視化采用BIM+GIS技術(shù)，建立三維地質(zhì)模型與施工進(jìn)度模擬智能裝備應(yīng)用：濕噴機(jī)械手：TK961型，噴射效率≥15m3/h，回彈率≤15%自動(dòng)錨桿機(jī)：實(shí)現(xiàn)鉆孔-安裝-注漿一體化作業(yè)，效率提升40%智能二襯臺(tái)車：配備自動(dòng)布料系統(tǒng)與砼強(qiáng)度監(jiān)測(cè)傳感器6.2綠色施工技術(shù)節(jié)能措施：采用LED節(jié)能燈具，比傳統(tǒng)燈具節(jié)能60%拌合站設(shè)置太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，滿足養(yǎng)護(hù)用水需求循環(huán)利用：棄渣再利用：破碎篩分后作為路基填料，利用率≥70%廢水回收：經(jīng)處理后用于降塵、洗車，年節(jié)水3萬(wàn)噸七、應(yīng)急預(yù)案7.1坍塌事故應(yīng)急處置預(yù)警響應(yīng)：當(dāng)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)超預(yù)警值時(shí)，立即啟動(dòng)Ⅲ級(jí)響應(yīng)人員疏散：采用應(yīng)急廣播系統(tǒng)，30分鐘內(nèi)撤離全部人員搶險(xiǎn)措施：掌子面坍塌：立即啟動(dòng)備用通風(fēng)，采用管棚+注漿加固前方圍巖初支失穩(wěn)：增設(shè)臨時(shí)支撐（I25b型鋼），注漿加固圍巖7.2突水事故應(yīng)急處置排水方案：?jiǎn)?dòng)三級(jí)排水系統(tǒng)，備用泵全部投入，抽排能力≥500m3/h堵水措施：采用"速凝砼+注漿"雙堵水，注漿材料選用超細(xì)水泥+水玻璃人員救援：配備潛水設(shè)備，建立水下救援通道7.3火災(zāi)事故應(yīng)急處置火源控制：洞內(nèi)嚴(yán)禁吸煙，動(dòng)火作業(yè)辦理許可證并配備滅火器滅火措施：初期火災(zāi)采用干粉滅火器，大面積火災(zāi)啟動(dòng)洞內(nèi)消防水管排煙方案：利用通風(fēng)系統(tǒng)反