正定路隧道施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目基本信息正定路隧道為城市主干道分離式雙向四車道隧道，左線起訖里程ZK0+000～ZK0+860，全長860m；右線起訖里程YK0+000～YK0+885，全長885m。隧道凈寬10.5m，凈高5.0m，設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h，采用曲墻式復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)。洞口形式分別采用削竹式（進(jìn)口）和臺階式（出口），洞門仰坡采用人字骨架護(hù)坡結(jié)合植草綠化。1.2地質(zhì)水文條件地層分布：自上而下依次為①素填土（厚0.8-1.5m）、②粉質(zhì)黏土（厚2.5-4.2m，γ=19.2kN/m3，c=20kPa，φ=17°）、③中砂層（厚1.5-3.0m，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=22）、④中風(fēng)化石灰?guī)r（揭露厚度6.0-9.5m，飽和單軸抗壓強(qiáng)度32MPa）。不良地質(zhì)：隧道穿越兩條平行逆沖斷層（F1、F2），斷層破碎帶寬5-8m，傾向195°，傾角55°-65°，巖體破碎，巖溶發(fā)育，存在小型溶洞（最大尺寸2.5m×1.8m）。圍巖分級：左線Ⅲ級圍巖420m、Ⅳ級350m、Ⅴ級90m；右線Ⅲ級445m、Ⅳ級360m、Ⅴ級80m。明洞段左線20m、右線15m。水文條件：地下水主要為巖溶裂隙水，受大氣降水補(bǔ)給，雨季（6-9月）最大涌水量預(yù)計(jì)350m3/d，正常涌水量120m3/d，對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。1.3周邊環(huán)境隧道穿越城市建成區(qū)，沿線地下管線密集，涉及給水管（Φ800mm，埋深1.2m）、雨水管（Φ1500mm，埋深2.5m）、燃?xì)夤埽é?00mm，埋深1.0m）、10kV電纜等11種管線。北側(cè)25m為4層磚混結(jié)構(gòu)居民樓（淺基礎(chǔ)），南側(cè)18m為城市綜合管廊。二、施工總體部署2.1施工組織采用“進(jìn)口左洞先行、出口右洞跟進(jìn)”的雙向掘進(jìn)方案，配置6個(gè)專業(yè)施工隊(duì)：掘進(jìn)隊(duì)：負(fù)責(zé)鉆爆作業(yè)及出碴運(yùn)輸，配置2個(gè)作業(yè)班組（進(jìn)口/出口）支護(hù)隊(duì)：承擔(dān)超前支護(hù)、初期支護(hù)施工，配置錨桿、噴砼、鋼拱架3個(gè)工班襯砌隊(duì)：負(fù)責(zé)二次襯砌及防水層施工，配置模板、鋼筋、混凝土3個(gè)工班機(jī)電隊(duì)：負(fù)責(zé)洞內(nèi)供電、通風(fēng)、排水及臨時(shí)設(shè)施維護(hù)測量監(jiān)控隊(duì)：承擔(dān)施工測量、監(jiān)控量測及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)管線遷改隊(duì)：負(fù)責(zé)施工范圍內(nèi)地下管線改移與保護(hù)2.2施工順序總體流程：施工準(zhǔn)備→洞口截排水→邊仰坡防護(hù)→超前支護(hù)→洞身開挖→初期支護(hù)→防水層→二次襯砌→洞內(nèi)設(shè)施→洞口工程→竣工驗(yàn)收。特殊段流程：淺埋偏壓段：地表加固→管棚支護(hù)→環(huán)形開挖→核心土留設(shè)→仰拱封閉→二次襯砌斷層破碎帶：超前地質(zhì)預(yù)報(bào)→全斷面注漿→短臺階開挖→立即支護(hù)→監(jiān)控量測→適時(shí)襯砌2.3機(jī)械設(shè)備配置設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量用途空壓機(jī)20m3/min電動3臺風(fēng)動設(shè)備動力鑿巖機(jī)YT28型風(fēng)動15臺鉆爆作業(yè)裝載機(jī)ZL50GN2臺裝碴運(yùn)輸自卸汽車15t8輛棄碴運(yùn)輸管棚鉆機(jī)MGJ-501臺超前管棚施工注漿機(jī)HJB-62臺超前注漿、錨桿注漿襯砌臺車9m液壓式2臺二次襯砌（左右線各1臺）混凝土噴射機(jī)PZ-7B3臺噴射混凝土地質(zhì)雷達(dá)SIR-40001臺超前地質(zhì)預(yù)報(bào)軸流風(fēng)機(jī)2×110kW2臺洞內(nèi)通風(fēng)2.4施工進(jìn)度計(jì)劃總工期450日歷天，關(guān)鍵線路如下：施工準(zhǔn)備（30d）→地下管線改遷（40d）→洞口工程（25d）→洞身開挖支護(hù)（210d）→二次襯砌（100d）→機(jī)電安裝（60d）→竣工驗(yàn)收（25d）。三、主要施工方法3.1超前支護(hù)3.1.1管棚支護(hù)（洞口Ⅴ級圍巖段）參數(shù)：Φ108mm×6mm熱軋無縫鋼管，長度30m，環(huán)向間距40cm，外插角1.5°-2°施工工藝：導(dǎo)向墻施工：C25混凝土護(hù)拱（厚80cm，長2m），內(nèi)設(shè)I20a工字鋼（間距50cm），預(yù)埋Φ127mm導(dǎo)向管鉆孔：地質(zhì)鉆機(jī)成孔，孔徑130mm，孔位偏差≤5cm/m，每鉆進(jìn)5m測斜糾偏鋼管安裝：采用絲扣連接，每節(jié)長4-6m，頂進(jìn)時(shí)控制軸線偏差＜15cm注漿：1:1水泥漿，注漿壓力，單孔注漿量Q=πr2Lη（r=0.05m，L=30m，η=1.2），確保擴(kuò)散半徑≥1.5m3.1.2超前小導(dǎo)管（Ⅳ、Ⅴ級圍巖段）參數(shù)：Φ42mm×3.5mm無縫鋼管，長度4.5m（Ⅳ級）/5.0m（Ⅴ級），環(huán)向間距30cm（Ⅳ級）/25cm（Ⅴ級），外插角5°-10°施工要點(diǎn)：管身鉆Φ8mm注漿孔（間距15cm，梅花形布置），前端制成錐形Ⅳ級圍巖采用水泥漿（水灰比0.8-1.0），Ⅴ級及斷層段采用水泥-水玻璃雙液漿（體積比1:0.5，凝膠時(shí)間30-60s）注漿壓力，注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：進(jìn)漿量＜20L/min，穩(wěn)壓30min3.2洞身開挖3.2.1全斷面開挖（Ⅲ級圍巖）循環(huán)進(jìn)尺：3.5m（炮孔深度4.0m）鉆爆參數(shù)：周邊眼間距50cm，抵抗線60cm，裝藥集中度0.25kg/m；掏槽眼采用楔形掏槽，裝藥集中度1.2kg/m出碴方式：裝載機(jī)裝碴，自卸汽車運(yùn)輸，循環(huán)時(shí)間控制在12h內(nèi)技術(shù)措施：采用光面爆破，周邊眼采用Φ25mm藥卷間隔裝藥，導(dǎo)爆索起爆，超挖控制在15cm以內(nèi)3.2.2臺階法開挖（Ⅳ級圍巖）臺階劃分：上臺階高度3.5m，超前下臺階10-15m開挖工藝：上臺階采用環(huán)形開挖預(yù)留核心土（核心土面積≥50%斷面），人工配合機(jī)械開挖下臺階分左右馬口錯(cuò)開開挖，步距3-5m，避免對稱開挖引起圍巖失穩(wěn)循環(huán)進(jìn)尺1.5-2.0m，弱爆破（單響藥量控制在30kg以內(nèi)）出碴運(yùn)輸：上臺階人工扒碴至下臺階，裝載機(jī)裝碴，自卸汽車運(yùn)輸3.2.3CRD工法（Ⅴ級圍巖及斷層破碎帶）斷面劃分：分為4個(gè)導(dǎo)洞（左上、右上、左下、右下），導(dǎo)洞尺寸3.5m×4.0m（寬×高）施工順序：左上導(dǎo)洞超前→右上導(dǎo)洞（滯后5m）→左下導(dǎo)洞（滯后10m）→右下導(dǎo)洞（滯后15m）循環(huán)進(jìn)尺：0.5-1.0m，人工風(fēng)鎬開挖，局部輔以微震爆破（單響藥量＜10kg）臨時(shí)支護(hù)：I18工字鋼橫撐（間距1.0m），C25噴射混凝土（厚20cm），Φ25鎖腳錨桿（L=4.0m，每處2根）3.3初期支護(hù)3.3.1支護(hù)參數(shù)圍巖級別錨桿類型鋼筋網(wǎng)噴射混凝土鋼拱架Ⅲ級Φ22藥卷錨桿，L=3.5m，間距1.2×1.2mΦ6@20×20cmC25，厚10cm無Ⅳ級Φ25中空注漿錨桿，L=4.0m，間距1.0×1.0mΦ8@15×15cmC25，厚15cmI18工字鋼，間距1.0mⅤ級Φ25自進(jìn)式錨桿，L=5.0m，間距0.8×0.8mΦ8@10×10cmC25，厚25cmI20a工字鋼，間距0.6m3.3.2施工要點(diǎn)錨桿施工：Ⅲ級圍巖采用風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔，Ⅳ、Ⅴ級采用液壓鑿巖臺車；注漿壓力，錨固力≥150kN（Ⅲ級）、≥200kN（Ⅳ、Ⅴ級）噴射混凝土：分兩次噴射，初噴4cm（圍巖開挖后2h內(nèi)完成），復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度；采用潮噴工藝，回彈率控制在≤15%（邊墻）、≤25%（拱部）鋼拱架安裝：拱腳置于C20混凝土墊塊（厚30cm，尺寸50cm×50cm）上，鎖腳錨桿與鋼拱架焊接固定，安裝偏差：高程±5cm，中線±3cm，垂直度±2°3.4二次襯砌3.4.1施工準(zhǔn)備防水層：1.5mm厚EVA防水板+350g/m2無紡布，環(huán)向搭接寬度10cm，縱向搭接15cm，雙縫焊接（焊縫寬10mm，氣壓檢測0.2MPa，保持30s不降）排水系統(tǒng)：環(huán)向Φ50mm透水管（間距5m），縱向Φ100mm透水管（設(shè)置于水溝側(cè)墻頂部），通過橫向排水管（Φ100mm，間距10m）接入洞內(nèi)排水溝鋼筋工程：主筋Φ22@20cm，分布筋Φ12@25cm，保護(hù)層厚度5cm；采用直螺紋連接（Ⅰ級接頭），連接區(qū)段長度35d，同一截面接頭率≤50%3.4.2混凝土施工配合比：C30P8混凝土，坍落度160±20mm，摻加粉煤灰（摻量25%）、聚羧酸系減水劑（摻量1.2%）、聚丙烯纖維（0.9kg/m3）澆筑工藝：分層澆筑（厚度≤50cm），插入式振搗器振搗（振搗時(shí)間15-30s），臺車兩側(cè)對稱澆筑（高差≤50cm），拱頂采用壓注法施工（壓力）養(yǎng)護(hù)：覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期≥14d，強(qiáng)度達(dá)85%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可拆模3.5監(jiān)控量測3.5.1監(jiān)測項(xiàng)目與頻率監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量精度要求監(jiān)測頻率洞內(nèi)外觀察全斷面-每次開挖后周邊位移每10m/斷面±1mm開挖后1-15d：1次/d；16-30d：1次/2d；30d后：1次/周拱頂下沉每10m/斷面±1mm同周邊位移凈空變化每20m/斷面±1mm開挖后1-30d：1次/2d；30d后：1次/周周邊建筑沉降12點(diǎn)±0.5mm施工期間：1次/2d地下管線沉降36點(diǎn)±1mm施工期間：1次/d3.5.2預(yù)警值周邊位移：Ⅲ級圍巖100mm，Ⅳ級80mm，Ⅴ級50mm拱頂下沉：Ⅲ級圍巖80mm，Ⅳ級60mm，Ⅴ級40mm周邊建筑沉降：20mm（差異沉降≤0.002L）地下管線沉降：給水管15mm，燃?xì)夤?0mm，雨水管20mm四、特殊段施工技術(shù)4.1斷層破碎帶（F1：ZK0+320～ZK0+328；YK0+340～YK0+347）4.1.1超前加固地質(zhì)預(yù)報(bào)：采用地質(zhì)雷達(dá)（探測距離20m）+超前鉆探（3個(gè)孔，孔徑75mm，孔深30m，搭接5m）全斷面注漿：鉆孔Φ90mm，間距1.5×1.5m（梅花形布置），注漿深度12m，漿液采用水泥-水玻璃雙液漿（體積比1:0.8），凝膠時(shí)間30-60s，注漿壓力，單孔注漿量Q=πr2Lη（r=0.045m，L=12m，η=1.3）4.1.2開挖支護(hù)采用CRD工法分4步開挖，循環(huán)進(jìn)尺0.5m，人工風(fēng)鎬開挖，禁止爆破初期支護(hù)加強(qiáng)：I20a工字鋼（間距0.5m）+Φ25自進(jìn)式錨桿（L=6m，間距0.6×0.6m）+Φ8@10×10cm鋼筋網(wǎng)+C25噴射混凝土（厚30cm）臨時(shí)橫撐采用I20a工字鋼（間距0.5m），設(shè)置Φ32鎖腳錨桿（L=5m，每處3根）仰拱緊跟掌子面（距離≤5m），采用C30早強(qiáng)混凝土（3d強(qiáng)度≥20MPa）4.2淺埋偏壓段（ZK0+020～ZK0+070，埋深3.2-5.8m）4.2.1地表處理反壓回填：偏壓側(cè)填筑5m厚片石（分層夯實(shí)，壓實(shí)度≥90%），頂面設(shè)置2%排水坡地表注漿：采用Φ50mm袖閥管（間距1.5×1.5m，梅花形布置），注漿深度至開挖線以下2m，漿液采用水泥漿（水灰比0.8），注漿壓力4.2.2洞內(nèi)施工超前支護(hù)采用Φ108mm管棚（長20m）+Φ42mm小導(dǎo)管（長5m，環(huán)向間距25cm）開挖采用環(huán)形開挖預(yù)留核心土法，循環(huán)進(jìn)尺1.0m，核心土面積≥60%斷面初期支護(hù)及時(shí)封閉成環(huán)，鋼拱架落底至基巖（必要時(shí)設(shè)置Φ150mm鎖腳鋼管，L=6m）二次襯砌提前施工（距掌子面距離≤20m），采用C35P8混凝土，加厚至60cm4.3巖溶段處理探測：采用地質(zhì)雷達(dá)結(jié)合超前鉆探，查明溶洞位置、大小、充填情況空溶洞：采用C20片石混凝土回填（充填率≥90%），頂部設(shè)置Φ100mm排氣管富水溶洞：先排水（設(shè)置Φ150mm排水管接入洞內(nèi)排水系統(tǒng)），再采用漿砌片石回填+注漿加固半充填溶洞：清除松散充填物，采用C15混凝土回填，設(shè)置Φ50mm注漿管（間距2m）進(jìn)行補(bǔ)充注漿五、輔助工程措施5.1洞口工程邊仰坡防護(hù)：開挖坡率1:1.25，采用Φ25錨桿（L=4m，間距1.5×1.5m）+Φ8@20×20cm鋼筋網(wǎng)+C25噴射混凝土（厚10cm）截排水系統(tǒng)：洞頂設(shè)置50cm×60cm截水溝（M7.5漿砌片石），洞口兩側(cè)設(shè)置40cm×50cm排水溝，與路基排水系統(tǒng)連通明洞施工：采用明挖法施工，仰拱先行，拱墻采用整體式模板臺車澆筑（C30P8混凝土），防水層施工完成后，墻背回填50cm厚碎石土（壓實(shí)度≥93%）5.2洞內(nèi)排水施工排水：掌子面設(shè)置集水井（80cm×80cm×100cm），配置Φ150mm潛水泵（Q=50m3/h，H=20m），抽排至洞外沉淀池（三級，總?cè)莘e50m3）永久排水：雙側(cè)水溝（左側(cè)排水溝40cm×50cm，右側(cè)電纜溝30cm×40cm），水溝采用C25混凝土澆筑，坡度2‰防水措施：施工縫設(shè)置中埋式鋼邊橡膠止水帶（350×8mm）+遇水膨脹止水條（20×30mm），變形縫設(shè)置中埋式橡膠止水帶+外貼式止水帶+背貼式排水板5.3通風(fēng)與照明通風(fēng)系統(tǒng)：采用壓入式通風(fēng)，洞口設(shè)置2×110kW軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒直徑1.5m（百米漏風(fēng)率≤2%），風(fēng)量計(jì)算Q=3×V×S（V=0.25m/s，S=58m2），需風(fēng)量435m3/min照明系統(tǒng)：掌子面30m范圍內(nèi)采用36V安全燈（每5m1盞），洞內(nèi)采用220V高壓鈉燈（150W，間距10m，照度≥50lux），應(yīng)急照明連續(xù)照明時(shí)間≥90min5.4交通疏解分三期導(dǎo)改：第一期：占用北側(cè)6m寬車道，保留雙向4車道（寬度2.8m/車道），設(shè)置2.5m高彩鋼板圍擋第二期：轉(zhuǎn)換至南側(cè)6m寬車道，施工北側(cè)結(jié)構(gòu)第三期：恢復(fù)主車道通行，施工兩側(cè)輔道及人行道臨時(shí)交通設(shè)施：設(shè)置可移動隔離墩（長1.5m，重80kg）、爆閃警示燈（間隔50m）、LED導(dǎo)向牌，配備交通協(xié)管員4名（24小時(shí)輪班）六、質(zhì)量安全保證措施6.1質(zhì)量管理原材料控制：鋼材、水泥、防水材料等主要材料進(jìn)場檢驗(yàn)（每批鋼材力學(xué)性能檢驗(yàn)，每500m2防水板抽檢1組），建立材料臺賬及可追溯系統(tǒng)工序控制：實(shí)行“三檢制”（自檢、互檢、交接檢），關(guān)鍵工序（錨桿、鋼拱架、防水層、混凝土澆筑）實(shí)行“首件認(rèn)可制”試驗(yàn)檢測：建立工地試驗(yàn)室，混凝土試塊每50m3留置1組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊，同條件試塊每100m留置1組；錨桿抗拔力每300根抽檢1組（每組3根）質(zhì)量通病防治：針對隧道超挖、噴射混凝土空鼓、防水層破損等通病，制定專項(xiàng)防治措施，建立質(zhì)量問題臺賬，實(shí)行銷號管理6.2安全管理危險(xiǎn)源辨識：辨識重大危險(xiǎn)源12項(xiàng)（隧道坍塌、突水突泥、高處墜落、物體打擊等），制定專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案并組織演練（每季度1次）安全防護(hù)：掌子面設(shè)置逃生通道（Φ800mm波紋管，長度≥20m），洞內(nèi)設(shè)置應(yīng)急照明、消防器材（每50m1組），高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)（爆破、注漿）實(shí)行作業(yè)許可制度用電安全：采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，洞內(nèi)電纜架空敷設(shè)（高度≥2.5m），配電箱設(shè)置漏電保護(hù)器（動作電流≤30mA，動作時(shí)間≤0.1s）爆破管理：嚴(yán)格執(zhí)行爆破作業(yè)“三人連鎖”制度，爆破前進(jìn)行安全警戒（警戒距離≥200m），爆破后通風(fēng)30min方可進(jìn)入掌子面檢查6.3環(huán)境保護(hù)揚(yáng)塵控制：出碴車輛加蓋篷布，棄碴場設(shè)置洗車平臺（高壓水槍2臺），洞內(nèi)采用霧炮降塵（每50m1臺）噪聲控制：破碎機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備設(shè)置隔音棚，夜間（22:00-6:00）禁止高噪聲作業(yè)，噪聲限值晝間≤70dB、夜間≤55dB廢水處理：施工廢水經(jīng)三級沉淀（投加PAC絮凝劑）處理后回用（用于降塵、洗車），生活污水經(jīng)化糞池處理后排入市政管網(wǎng)棄碴管理：棄碴場分層碾壓（壓實(shí)度≥90%），頂面覆蓋30cm厚種植土并綠化，棄碴量控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)（總量12萬m3）七、應(yīng)急預(yù)案7.1隧道坍塌應(yīng)急處置預(yù)警：當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)警值（周邊位移50mm/天或拱頂下沉30mm/天）或出現(xiàn)噴混凝土開裂、鋼拱架變形等征兆時(shí)，立即發(fā)出預(yù)警響應(yīng)：啟動Ⅰ級應(yīng)急響應(yīng)，撤離洞內(nèi)人員設(shè)備，封閉洞口，設(shè)置警戒區(qū)；采用地質(zhì)雷達(dá)探測坍塌范圍，制定加固方案（管棚+注漿）處置：先加固未坍塌段（增設(shè)臨時(shí)鋼支撐），再采用小導(dǎo)管注漿加固坍塌體，然后采用CRD工法分步開挖清理，必要時(shí)進(jìn)行地表注漿加固7.2突水突泥應(yīng)急處置預(yù)防：超前地質(zhì)預(yù)報(bào)發(fā)現(xiàn)富水地層時(shí)，提前進(jìn)行排水降壓（設(shè)置排水孔），對溶洞進(jìn)行預(yù)處理