米倉山隧道施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景米倉山隧道作為G85銀川至昆明高速公路的控制性工程，位于川陜兩省交界處，全長13.8公里，最大埋深1060米，單洞凈寬10.25米，設(shè)計(jì)速度80公里/小時(shí)。隧道穿越秦巴山脈，連接陜西省漢中市南鄭區(qū)與四川省巴中市南江縣，其中陜西境3公里，四川境10.8公里，采用左右線分離式設(shè)計(jì)，線路呈"S"型曲線布置，既滿足行車安全需求，又適應(yīng)"一山二嶺夾一谷"的特殊地貌。1.2主要技術(shù)指標(biāo)隧道全長：左線13772米，右線13800米設(shè)計(jì)速度：80km/h建筑限界：凈寬10.25m（車道寬2×3.75m+右側(cè)硬路肩3.0m+左側(cè)路緣帶0.5m），凈高5.0m通風(fēng)系統(tǒng)：設(shè)置兩組斜井（陜西境1900m、四川境1600m）和一組430m深豎井，采用縱向分四區(qū)段送排式通風(fēng)結(jié)構(gòu)形式：復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)采用噴射混凝土+錨桿+鋼拱架，二次襯砌采用模筑混凝土二、工程地質(zhì)與水文條件2.1地質(zhì)特征隧道穿越地層主要為：第四系坡殘積層：洞口段分布碎石土，厚2-8m，松散結(jié)構(gòu)第三系砂巖、礫巖：占隧道總長35%，呈巨厚層狀，節(jié)理裂隙發(fā)育石英閃長巖：占隧道總長45%，單軸抗壓強(qiáng)度100-170MPa，屬硬脆性巖體白云巖：占隧道總長20%，局部發(fā)育巖溶裂隙主要不良地質(zhì)包括：巖爆：埋深超過500m地段頻發(fā)，最大沖擊能量達(dá)250kJ/m2瓦斯：局部段落為低瓦斯環(huán)境，CH?濃度0.1-0.3%硫化氫氣體：獨(dú)頭掘進(jìn)段H?S絕對(duì)涌出量達(dá)262.5L/min巖溶涌水：日涌水量最高80000m3，主要集中在白云巖段2.2水文條件地下水類型：松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、巖溶水三類涌水量：正常涌水量左線4324m3/d，右線4083m3/d，最大突水量達(dá)500m3/h水質(zhì)：pH值6.5-7.8，總硬度120-250mg/L，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性三、施工總體部署3.1施工分區(qū)采用"兩端掘進(jìn)+斜井輔助"的多作業(yè)面施工方案，劃分為三個(gè)工區(qū)：陜西境工區(qū)：負(fù)責(zé)進(jìn)口段3km正洞及1900m斜井施工四川境工區(qū)：負(fù)責(zé)出口段10.8km正洞及1600m斜井施工豎井工區(qū)：負(fù)責(zé)430m深通風(fēng)豎井施工，采用"短段掘砌逆筑法"3.2施工順序前期工程（3個(gè)月）：施工便道整修（17.5km）、洞口截排水系統(tǒng)、施工營地建設(shè)輔助坑道施工（12個(gè)月）：優(yōu)先施工斜井及豎井，形成通風(fēng)通道正洞施工（48個(gè)月）：分六個(gè)作業(yè)面同步掘進(jìn)（進(jìn)出口+斜井聯(lián)絡(luò)通道）二次襯砌及附屬工程（18個(gè)月）：滯后開挖面50-80m平行作業(yè)3.3資源配置機(jī)械設(shè)備：配置三臂鑿巖臺(tái)車6臺(tái)、濕噴機(jī)械手4臺(tái)、盾構(gòu)機(jī)2臺(tái)（軟巖段）、軸流風(fēng)機(jī)（2×1100kW）4臺(tái)勞動(dòng)力：高峰期投入800人，按專業(yè)分為掘進(jìn)、支護(hù)、機(jī)電、通風(fēng)等12個(gè)作業(yè)班組材料供應(yīng)：在漢中、巴中設(shè)置混凝土攪拌站（HZS120型），儲(chǔ)備鋼材、炸藥等物資四、關(guān)鍵施工技術(shù)4.1開挖作業(yè)4.1.1鉆爆設(shè)計(jì)根據(jù)圍巖級(jí)別采用差異化開挖方法：Ⅲ級(jí)圍巖：全斷面開挖，循環(huán)進(jìn)尺3.5m，光面爆破參數(shù)：周邊孔間距50cm，抵抗線70cm，裝藥集中度0.25kg/mⅣ級(jí)圍巖：臺(tái)階法開挖，上臺(tái)階高度5.0m，循環(huán)進(jìn)尺2.5m，采用楔形掏槽，掏槽孔深度4.0mⅤ級(jí)圍巖：CRD法開挖，分4個(gè)導(dǎo)洞施工，單循環(huán)進(jìn)尺1.0m爆破器材選用2#巖石乳化炸藥（φ32mm藥卷），非電毫秒雷管起爆，總裝藥量控制：Ⅲ級(jí)圍巖280kg/循環(huán)，Ⅳ級(jí)圍巖342kg/循環(huán)。4.1.2巖爆段施工采用"微震監(jiān)測+能量調(diào)控"綜合防控體系：預(yù)警系統(tǒng)：布設(shè)12通道微震監(jiān)測儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測巖體應(yīng)力變化，預(yù)警準(zhǔn)確率≥90%卸壓措施：掌子面鉆設(shè)φ108mm應(yīng)力釋放孔，孔深8-12m，間距1.5m，單循環(huán)釋放能量≥30%柔性支護(hù)：采用"噴射混凝土（5cm）→錨桿（φ25mm，L4.5m）→鋼拱架（I20b型鋼，間距0.8m）→柔性防護(hù)網(wǎng)（RXI-200型）→復(fù)噴混凝土（15cm）"工藝，支護(hù)時(shí)間控制在爆破后2小時(shí)內(nèi)完成4.2支護(hù)體系4.2.1初期支護(hù)圍巖級(jí)別噴射混凝土錨桿鋼拱架鋼筋網(wǎng)Ⅲ級(jí)C25，厚25cmφ22藥卷錨桿，L3.5m，間距1.2×1.2m無φ8，網(wǎng)格20×20cmⅣ級(jí)C25，厚30cmφ25中空注漿錨桿，L4.0m，間距1.0×1.0mI18型鋼，間距1.0mφ8，網(wǎng)格15×15cmⅤ級(jí)C30，厚35cmφ25自進(jìn)式錨桿，L4.5m，間距0.8×0.8mI20b型鋼，間距0.6mφ10，雙層網(wǎng)格10×10cm4.2.2二次襯砌采用C35P8防水混凝土，厚度：Ⅲ級(jí)圍巖50cm，Ⅳ級(jí)圍巖60cm，Ⅴ級(jí)圍巖80cm。施工采用12m液壓模板臺(tái)車，澆筑順序?yàn)橄葔蠊?，振搗采用附著式振搗器+插入式振搗棒聯(lián)合作業(yè)，確保密實(shí)度。4.3特殊地質(zhì)處理4.3.1瓦斯防治監(jiān)測系統(tǒng)：布設(shè)便攜式瓦斯檢測儀（量程0-4%），每500m設(shè)置固定式傳感器通風(fēng)要求：獨(dú)頭掘進(jìn)面風(fēng)量≥300m3/min，瓦斯?jié)舛瘸^0.5%時(shí)自動(dòng)報(bào)警并加強(qiáng)通風(fēng)防爆措施：選用ExdⅠ級(jí)防爆設(shè)備，爆破采用煤礦許用炸藥，電雷管起爆4.3.2硫化氫治理采用"三級(jí)防控"技術(shù)：一級(jí)預(yù)防：掌子面預(yù)注漿封堵裂隙，注入硫脲類抑制劑二級(jí)處理：安裝H?S吸附裝置（活性炭+氧化鐵雙介質(zhì)），處理效率≥95%三級(jí)防護(hù)：作業(yè)人員配備正壓式呼吸器，空氣中H?S濃度超過10ppm時(shí)緊急撤離4.4通風(fēng)與防塵4.4.1施工通風(fēng)獨(dú)頭掘進(jìn)段：采用"壓入式+抽出式"混合通風(fēng)，配置2×1100kW軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒選用φ1.8m阻燃風(fēng)筒，百米漏風(fēng)率≤1.5%斜井輔助段：利用斜井形成自然風(fēng)壓，輔助軸流風(fēng)機(jī)（2×550kW）增強(qiáng)對(duì)流，確保洞內(nèi)風(fēng)速≥0.25m/s4.4.2粉塵控制濕式作業(yè)：鉆孔采用風(fēng)水聯(lián)動(dòng)，爆破后噴霧降塵30分鐘除塵系統(tǒng)：在距掌子面50m處設(shè)置布袋除塵器，處理風(fēng)量20000m3/h個(gè)體防護(hù)：作業(yè)人員佩戴N95防塵口罩，粉塵濃度控制在2mg/m3以下五、施工進(jìn)度計(jì)劃5.1關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制輔助坑道施工：斜井月進(jìn)尺150m，豎井月成井40m，12個(gè)月完成正洞開挖：Ⅲ級(jí)圍巖月進(jìn)尺180m，Ⅳ級(jí)圍巖月進(jìn)尺120m，Ⅴ級(jí)圍巖月進(jìn)尺60m貫通目標(biāo)：右線2018年6月貫通，左線2018年8月貫通，總工期54個(gè)月5.2進(jìn)度保障措施資源保障：備用三臂鑿巖臺(tái)車2臺(tái)，確保設(shè)備完好率≥90%工序銜接：采用"掘進(jìn)→支護(hù)→襯砌"平行作業(yè)，循環(huán)時(shí)間控制：Ⅲ級(jí)圍巖12小時(shí)，Ⅳ級(jí)圍巖18小時(shí)應(yīng)急機(jī)制：針對(duì)巖爆、涌水等風(fēng)險(xiǎn)，儲(chǔ)備速凝混凝土、注漿泵等應(yīng)急物資六、質(zhì)量與安全管理6.1質(zhì)量管理體系檢測頻率：混凝土強(qiáng)度每50m3留置試塊1組，錨桿抗拔力每300根檢測1組監(jiān)控量測：布設(shè)拱頂下沉、凈空收斂測點(diǎn)，Ⅲ級(jí)圍巖1次/2天，Ⅳ級(jí)圍巖1次/天，量測數(shù)據(jù)及時(shí)反饋設(shè)計(jì)優(yōu)化質(zhì)量驗(yàn)收：分檢驗(yàn)批、分項(xiàng)、分部工程三級(jí)驗(yàn)收，合格率100%6.2安全防控措施風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)：將巖爆、瓦斯、涌水列為重大風(fēng)險(xiǎn)源，制定專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案安全培訓(xùn)：特種作業(yè)人員持證上崗，每月開展巖爆、瓦斯逃生演練監(jiān)測系統(tǒng)：洞內(nèi)設(shè)置視頻監(jiān)控（每500m1個(gè)攝像頭）和環(huán)境監(jiān)測儀（CO、O?、溫度），數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控中心七、環(huán)境保護(hù)措施7.1生態(tài)保護(hù)棄渣處理：在關(guān)壩鄉(xiāng)設(shè)置集中棄渣場（容量300萬m3），采用擋渣墻+截排水溝+植被恢復(fù)措施噪聲控制：洞口設(shè)置聲屏障（高度5m），施工機(jī)械加裝消聲器，晝間噪聲≤70dB水土保持：施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池處理（處理能力500m3/d），回用率達(dá)80%7.2文物保護(hù)隧道穿越米倉山國家森林公園段（長2.5km），采?。嚎刂票疲航档蛦味纹鸨幜恐?5kg，減少振動(dòng)對(duì)地表植被影響生態(tài)修復(fù)：洞口段采用噴播綠化（草灌比7:3），恢復(fù)面積12000㎡八、應(yīng)急預(yù)案8.1巖爆應(yīng)急處置預(yù)警響應(yīng)：微震監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警后，立即停止作業(yè)，人員撤離至500m外安全區(qū)臨時(shí)支護(hù)：采用液壓升降平臺(tái)快速安裝鋼拱架，噴射速凝混凝土封閉掌子面能量釋放：鉆設(shè)臨時(shí)卸壓孔（φ50mm，深5m），每平