定南隧道施工方案設(shè)計(jì)一、工程概況1.1隧道總體設(shè)計(jì)定南隧道為上下行分離式單向坡直線隧道，左線全長728m，右線全長692m，總長度1420m。隧道設(shè)計(jì)采用新奧法原理，洞門形式為衡重式端墻型，隧道內(nèi)行車道寬度8.5m，拱頂最大高度8.538m，最大埋深約97m，底板縱坡2.5%。隧道穿越區(qū)域地形以丘陵地貌為主，巖性主要為白堊系上統(tǒng)贛州組陸相紅色粗碎屑巖，包括細(xì)砂巖、砂礫巖及含礫砂巖等。1.2地質(zhì)條件隧道區(qū)共有三條斷裂構(gòu)造（F1、F2、F3），其中F1位于北洞口（左線K86+110、右線K86+080），F(xiàn)2位于隧道中段（左線K86+230、右線K86+350），F(xiàn)3位于南洞口（K86+820）。圍巖類別分布為：明洞段21m，Ⅰ、Ⅱ類圍巖177m，Ⅲ類圍巖232m，Ⅳ、Ⅴ類圍巖990m，其中Ⅴ類圍巖占比達(dá)47%（左洞380m、右洞320m）。地下水主要為基巖裂隙水，賦存于構(gòu)造裂隙中，水位及水量受季節(jié)影響顯著。1.3主要工程數(shù)量項(xiàng)目單位數(shù)量備注隧道總長度m1420左洞728m，右洞692m明洞長度m21右線進(jìn)口8m、出口7m，左線出口6m超前小導(dǎo)管m1820φ42×4mm熱軋無縫鋼管錨桿m28600Φ22藥包錨桿噴射混凝土m35200C25早強(qiáng)混凝土防水板m2151151.5mm厚EVA防水板鋼支撐榀320I16工字鋼及格柵鋼架二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備組織圖紙會(huì)審，重點(diǎn)復(fù)核圍巖分段、支護(hù)參數(shù)及防排水設(shè)計(jì)；編制專項(xiàng)作業(yè)指導(dǎo)書，明確各工序施工工藝標(biāo)準(zhǔn)；建立測量控制網(wǎng)，采用全站儀進(jìn)行洞內(nèi)外控制測量，導(dǎo)線點(diǎn)布設(shè)間距不大于500m，水準(zhǔn)點(diǎn)閉合差控制在±15√Lmm（L為路線長度，以km計(jì)）。2.2現(xiàn)場準(zhǔn)備洞口場地平整采用挖掘機(jī)配合自卸汽車作業(yè)，按“先截排、后開挖”原則，在邊仰坡開挖線10m外設(shè)截水溝（斷面50×60cm），與路基排水系統(tǒng)連通。施工便道采用20cm厚C20混凝土硬化，寬度4.5m，每200m設(shè)會(huì)車道。臨時(shí)設(shè)施布置包括：炸藥庫（距洞口300m以外）、拌合站（產(chǎn)能60m3/h）、鋼筋加工棚（30m×15m）及機(jī)械設(shè)備停放區(qū)，均設(shè)置在地勢較高處，避免洪水影響。2.3設(shè)備配置主要施工機(jī)械設(shè)備配置如下：開挖設(shè)備：3臺YT28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、2臺CAT320挖掘機(jī)、4臺15t自卸汽車支護(hù)設(shè)備：2臺TK961濕噴機(jī)、1臺注漿泵（雙液變量型）、2臺鋼筋彎曲機(jī)測量監(jiān)控：1臺全站儀、2臺水準(zhǔn)儀、4套圍巖收斂儀、2套裂縫監(jiān)測儀通風(fēng)設(shè)備：2臺2×55kW軸流風(fēng)機(jī)（壓入式通風(fēng)，風(fēng)管直徑1.5m）三、主要施工工序3.1洞口及明洞施工洞口段采用“早進(jìn)晚出”原則，邊仰坡開挖自上而下分層進(jìn)行，每層高度2m，坡度1:0.5～1:1.25。明洞段（Ⅰ、Ⅱ類圍巖）采用路塹式明挖，挖掘機(jī)配合預(yù)裂爆破施工，開挖輪廓線預(yù)留30cm保護(hù)層。邊仰坡加固采用φ22砂漿錨桿（長3.5m，間距1.5×1.5m）+掛網(wǎng)（φ8@20×20cm）+噴射5cm厚C25混凝土。明洞結(jié)構(gòu)施工流程：基底處理→仰拱澆筑→防水層施工→鋼筋綁扎→模板安裝→混凝土澆筑。模板采用1.5m高鋼模板，滿堂腳手架支撐，混凝土分段澆筑（每段10m），插入式振搗器振搗，養(yǎng)護(hù)期不少于14天。3.2洞身開挖3.2.1開挖方法選擇Ⅰ、Ⅱ類圍巖及洞口段：采用短臺階法，臺階長度3～5m，上臺階分弧形導(dǎo)坑（高度3m）及核心土（保留4～6m）開挖，循環(huán)進(jìn)尺0.5～0.8m。Ⅲ類圍巖：采用短臺階法，臺階長度30m，上臺階一次性開挖，循環(huán)進(jìn)尺1.0～1.2m。Ⅳ、Ⅴ類圍巖：采用全斷面法，循環(huán)進(jìn)尺2.8～3.0m。3.2.2鉆爆設(shè)計(jì)采用光面爆破技術(shù)，炮眼布置如下：掏槽眼：采用楔形掏槽，深度較掘進(jìn)眼深15cm，裝藥量0.8kg/m掘進(jìn)眼：間距80～100cm，抵抗線60～80cm，裝藥量0.6kg/m周邊眼：間距40～50cm，抵抗線50～70cm，采用空氣間隔裝藥，線裝藥密度0.25kg/m底板眼：距底板100cm，間距50cm，裝藥量0.7kg/m雷管采用非電毫秒雷管（1～15段），起爆順序：掏槽眼→擴(kuò)槽眼→掘進(jìn)眼→內(nèi)圈眼→周邊眼，總延期時(shí)間不超過130ms。炸藥選用2#巖石乳化炸藥，有水地段采用防水炸藥。3.3初期支護(hù)3.3.1支護(hù)參數(shù)圍巖類別超前支護(hù)錨桿鋼筋網(wǎng)鋼支撐噴射混凝土Ⅰ、Ⅱ類φ42小導(dǎo)管（L=4m）Φ22藥包錨桿（L=3.5m，間距1.0×1.0m）φ8@20×20cmI16工字鋼（間距0.8m）C25，15cmⅢ類Φ22超前錨桿（L=3.5m）Φ22藥包錨桿（L=3.0m，間距1.2×1.2m）φ8@25×25cm格柵鋼架（間距1.2m）C25，12cmⅣ、Ⅴ類無Φ22藥包錨桿（L=2.5m，間距1.5×1.5m）φ8@25×25cm無C25，10cm3.3.2施工工藝超前小導(dǎo)管：采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，外插角5～10°，注漿材料為1:1水泥漿，注漿壓力0.5～1.0MPa，單孔注漿量不小于200L。錨桿施工：采用“先注漿后插桿”工藝，鉆孔直徑50mm，注漿飽滿度≥90%，錨桿外露長度≤5cm。噴射混凝土：分初噴（3～4cm）和復(fù)噴（至設(shè)計(jì)厚度），采用濕噴工藝，噴頭距巖面1.0～1.5m，噴射角度75°～90°，混凝土初凝時(shí)間≤15min。鋼支撐安裝：Ⅰ16工字鋼采用冷彎成型，節(jié)段連接采用螺栓（M20×80mm），每榀偏差≤3cm，傾斜度≤2°，與圍巖間隙采用混凝土墊塊填塞。3.4防排水施工3.4.1排水系統(tǒng)環(huán)向排水：每10m設(shè)一道φ50mmHDPE打孔波紋管，外包土工布反濾層，采用卡箍固定于初期支護(hù)表面?？v向排水：雙側(cè)墻腳設(shè)φ100mmPE半邊打孔管，坡度與隧道縱坡一致（2.5%）。橫向排水：每15m設(shè)一道φ100mmHDPE波紋管，連接縱向排水管與中心水溝，坡度≥3%。中心水溝：全隧設(shè)置30×40cm鋼筋混凝土水溝，間隔50m設(shè)檢查井，溝內(nèi)設(shè)置φ150mm透水盲管。3.4.2防水系統(tǒng)基面處理：采用鑿巖機(jī)清除尖銳突起物，表面平整度D/L≤1/10（D為凹進(jìn)深度，L為兩凸面間距），錨桿頭切除后用砂漿抹平。防水層施工：先鋪400g/㎡無紡?fù)凉げ迹ù罱訉挾取?cm），再鋪1.5mm厚EVA防水板，采用熱合機(jī)雙縫焊接（溫度180～200℃，行走速度1.5～2m/min），焊縫寬度≥10mm，氣密性檢測壓力0.25MPa，保壓15min壓力下降≤10%。施工縫處理：環(huán)向施工縫設(shè)中埋式橡膠止水帶（6mm×270mm）+外貼式止水帶，縱向施工縫設(shè)遇水膨脹止水條+水泥基滲透結(jié)晶防水涂料（涂刷寬度30cm，厚度1.5mm）。3.5二次襯砌二次襯砌采用C30防水混凝土（抗?jié)B等級P10），施工在圍巖及初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后進(jìn)行（拱腳水平相對凈空變化速度≤0.2mm/d，拱頂下沉速度≤0.15mm/d）。模板：采用12m長液壓整體襯砌臺車，面板厚度12mm，支撐系統(tǒng)采用Φ150mm鋼管，臺車定位偏差≤10mm。鋼筋施工：主筋采用Φ22螺紋鋼，間距20cm，分布筋Φ10@25cm，保護(hù)層厚度5cm，采用綁扎連接（搭接長度35d），每斷面鋼筋接頭數(shù)量不超過50%?；炷翝仓翰捎幂斔捅眠B續(xù)澆筑，分層厚度30cm，振搗采用插入式振搗器（振搗時(shí)間20～30s），拱部采用附著式振搗器輔助振搗，拆模時(shí)混凝土強(qiáng)度≥8MPa。四、特殊地質(zhì)段施工4.1斷裂破碎帶（F1、F2、F3）施工采用“短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、勤量測”原則，具體措施：超前地質(zhì)預(yù)報(bào)：采用地質(zhì)雷達(dá)（探測距離20m）與超前鉆探（每循環(huán)3個(gè)孔，L=5m）相結(jié)合，探明破碎帶范圍及富水性。超前加固：采用φ42小導(dǎo)管（L=5m，環(huán)向間距0.3m）預(yù)注漿，漿液采用水泥-水玻璃雙液漿（水灰比1:1，水玻璃濃度35Be'，注漿壓力1.0～1.5MPa）。開挖支護(hù)：循環(huán)進(jìn)尺縮短至0.5m，鋼支撐間距加密至0.6m，增設(shè)臨時(shí)仰拱（I16工字鋼），形成閉合環(huán)。4.2涌水段處理當(dāng)掌子面積水超過10m3/h時(shí)，采取以下措施：排水：掌子面設(shè)集水坑（1.5m×1.0m×1.0m），配置2臺Φ100mm污水泵（揚(yáng)程50m）抽排。堵水：局部涌水點(diǎn)采用速凝混凝土（初凝時(shí)間≤5min）封堵，面滲區(qū)域設(shè)置環(huán)形導(dǎo)水盲管引流。加固：徑向注漿采用Φ50mm鉆桿（L=6m），間距1.5×1.5m梅花形布置，注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿，注漿壓力2.0～2.5MPa，并檢查注漿效果（鉆孔取芯，結(jié)石體強(qiáng)度≥5MPa）。五、施工監(jiān)控量測5.1量測項(xiàng)目必測項(xiàng)目：洞內(nèi)外觀察、周邊位移、拱頂下沉、凈空變化。選測項(xiàng)目：圍巖壓力、鋼支撐應(yīng)力、錨桿軸力、混凝土應(yīng)變。5.2量測頻率位移速率（mm/d）量測頻率位移速率（mm/d）量測頻率＞51～2次/天1～0.21次/2～3天5～11次/天＜0.21次/7天5.3預(yù)警指標(biāo)周邊位移：Ⅰ、Ⅱ類圍巖≤150mm，Ⅲ類≤100mm，Ⅳ、Ⅴ類≤50mm。拱頂下沉：Ⅰ、Ⅱ類圍巖≤100mm，Ⅲ類≤80mm，Ⅳ、Ⅴ類≤50mm。位移速率：當(dāng)單日位移超過5mm或累計(jì)位移達(dá)預(yù)警值80%時(shí)，發(fā)出預(yù)警，暫停施工并采取加固措施（如增設(shè)臨時(shí)支撐、縮短循環(huán)進(jìn)尺等）。六、施工組織管理6.1施工進(jìn)度計(jì)劃采用Project軟件編制進(jìn)度計(jì)劃，關(guān)鍵線路為：洞口工程→洞身開挖支護(hù)→二次襯砌→路面工程。總工期480天，其中左洞250天，右洞230天，兩洞平行施工，Ⅲ類及以上圍巖段每月進(jìn)尺：Ⅰ、Ⅱ類50m，Ⅲ類80m，Ⅳ、Ⅴ類120m。6.2資源配置人員：項(xiàng)目經(jīng)理1人，技術(shù)負(fù)責(zé)人1人，施工員6人，安全員4人，特種作業(yè)人員30人（爆破工、焊工等），普工80人，總?cè)藬?shù)122人。材料：水泥、鋼筋、炸藥等主要材料儲(chǔ)備量滿足15天施工需求，建立材料進(jìn)場臺賬，實(shí)行“先進(jìn)先出”管理。設(shè)備：主要設(shè)備備用率20%（如備用1臺挖掘機(jī)、2臺注漿泵），定期檢修（每月1次），確保完好率≥90%。6.3安全質(zhì)量保證措施安全管理：建立“三級安全責(zé)任制”（項(xiàng)目經(jīng)理→安全員→班組長），每日進(jìn)行班前安全技術(shù)交底，每月組織安全演練。爆破作業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”（裝藥前、爆破前、爆破后檢查），爆破警戒半徑不小于300m。質(zhì)量管理：實(shí)行“三檢制”（自檢、互檢、交接檢），建立試驗(yàn)檢測臺賬，混凝土試塊每50m3留置1組，錨桿抗拔力每300根抽檢1組（每組3根，抗拔力≥150kN）。6.4環(huán)境保護(hù)措施噪聲控制：破碎機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備設(shè)置隔音棚，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB。粉塵控制：出碴車輛加蓋篷布，洞口設(shè)洗車平臺，拌合站安裝霧炮機(jī)（覆蓋率100%）。污水處理：施工廢水經(jīng)三級沉淀池（容積50m3）處理后排放，懸浮物≤150mg/L。七、應(yīng)急預(yù)案7.1塌方應(yīng)急處理當(dāng)發(fā)生塌方時(shí)，立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案：現(xiàn)場人員撤離至安全區(qū)域，設(shè)置警戒標(biāo)志，禁止無關(guān)人員進(jìn)入。采用地質(zhì)雷達(dá)探測塌方范圍，對塌體頂部進(jìn)行噴錨加固（噴射混凝土10cm+Φ22錨桿L=3m）。小塌方（體積＜50m3）采用人工配合機(jī)械清碴；大塌方（體積＞50m3）采用管棚法（Φ10