大茂隧道施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)大茂隧道為桑植官地坪至瑞塔鋪公路（二期）工程的控制性工程，位于湖南省張家界市桑植縣境內(nèi)，隧道全長(zhǎng)2825米，采用分離式單洞設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)速度40公里/小時(shí)，建筑限界凈寬8.5米、凈高5.0米。項(xiàng)目總投資26466萬(wàn)元，合同工期30個(gè)月，屬二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)山嶺隧道，是連接人潮溪鎮(zhèn)與瑞塔鋪鎮(zhèn)的關(guān)鍵通道，建成后將縮短兩地通行距離約15公里，解決原有Y418縣道平縱指標(biāo)不足、病害嚴(yán)重等問(wèn)題。1.2地形地質(zhì)條件隧道穿越中低山侵蝕地貌區(qū)，最大埋深約410米，進(jìn)口位于陳家包山體東北側(cè)，出口接楊柳洞沖溝，洞身穿越二疊系灰?guī)r夾炭質(zhì)頁(yè)巖及三疊系灰?guī)r地層。地質(zhì)勘察顯示，隧道區(qū)巖溶發(fā)育中等，存在3處大型溶腔（K1+200、K1+850、K2+300段），溶洞充填物以粉質(zhì)黏土為主，局部含碎石；Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖占比達(dá)65%，其中Ⅴ級(jí)圍巖主要分布于進(jìn)出口淺埋段（各200米）及斷層破碎帶（K1+500~K1+600段）。地下水類(lèi)型為巖溶裂隙水，雨季日涌水量預(yù)計(jì)達(dá)800m3/d，存在突水、突泥風(fēng)險(xiǎn)。1.3主要工程數(shù)量項(xiàng)目單位數(shù)量備注隧道開(kāi)挖m3105200含超挖量初期支護(hù)m248600C25噴射混凝土，厚度25~30cm二次襯砌m318900C30模筑混凝土，抗?jié)B等級(jí)P8錨桿支護(hù)m62800Φ22藥卷錨桿，L=3.5~4.5m鋼拱架榀850I20a工字鋼，間距0.6~1.2m防排水系統(tǒng)m2825復(fù)合防水板（1.5mmEVA）+排水盲管施工便道km1.8進(jìn)口端雙車(chē)道，出口端單車(chē)道棄渣場(chǎng)處2總?cè)萘?萬(wàn)m3，位于進(jìn)口右側(cè)500m二、施工總體部署2.1施工組織架構(gòu)采用項(xiàng)目經(jīng)理部-工區(qū)-作業(yè)班組三級(jí)管理模式，配置隧道工程師5人、安全監(jiān)督員3人、地質(zhì)工程師2人，高峰期投入作業(yè)人員220人。設(shè)置進(jìn)口、出口兩個(gè)工區(qū)平行作業(yè)，進(jìn)口工區(qū)負(fù)責(zé)K0+000~K1+412段（1412米）施工，出口工區(qū)負(fù)責(zé)K1+412~K2+825段（1413米）施工，各工區(qū)配置獨(dú)立的開(kāi)挖、支護(hù)、襯砌作業(yè)班組。2.2施工平面布置進(jìn)口工區(qū)：設(shè)置拌合站（HZS50型，產(chǎn)能50m3/h）、材料倉(cāng)庫(kù)、機(jī)械設(shè)備停放區(qū)及生活區(qū)，占地面積約8000㎡；施工便道從既有縣道Y418接入，長(zhǎng)800m，寬4.5m，采用20cm厚C20混凝土硬化。出口工區(qū)：設(shè)置小型拌合站（HZS35型）、空壓機(jī)房（2臺(tái)20m3/min空壓機(jī)）及臨時(shí)棄渣場(chǎng)，利用原有鄉(xiāng)村道路改造施工便道，長(zhǎng)1000m。棄渣場(chǎng)：1#棄渣場(chǎng)位于進(jìn)口右側(cè)沖溝（容量5萬(wàn)m3），2#棄渣場(chǎng)位于出口下游300m河谷階地（容量3萬(wàn)m3），均設(shè)置擋渣墻（高3m，頂寬1m）及截排水溝。2.3主要施工設(shè)備配置設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量用途三臂鑿巖臺(tái)車(chē)AtlasBoomerXE臺(tái)2Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖開(kāi)挖裝載機(jī)柳工CLG856H臺(tái)4出碴、材料轉(zhuǎn)運(yùn)自卸汽車(chē)東風(fēng)EQ3250輛8棄碴運(yùn)輸濕噴機(jī)建科JP900臺(tái)4初期支護(hù)噴射混凝土模板臺(tái)車(chē)12m液壓式臺(tái)2二次襯砌施工地質(zhì)雷達(dá)RD1000臺(tái)1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)注漿泵雙液注漿機(jī)臺(tái)2圍巖加固及堵水三、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)調(diào)查法+物探+鉆探”綜合預(yù)報(bào)體系：長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)：洞口段采用TSP-203系統(tǒng)，每100米掃描一次，探明掌子面前方200米范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造；中距離預(yù)報(bào)：地質(zhì)雷達(dá)（100MHz天線）每30米探測(cè)一次，重點(diǎn)識(shí)別巖溶發(fā)育區(qū)；短距離驗(yàn)證：在物探異常區(qū)采用水平地質(zhì)鉆（Φ108mm）鉆孔3~5個(gè)，深度5~8米，驗(yàn)證溶洞位置及富水性。根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，如K1+200段探測(cè)發(fā)現(xiàn)直徑5米空溶洞，采用“管棚+注漿”預(yù)處理：施作Φ108管棚（L=15m，環(huán)向間距40cm），注入水泥-水玻璃雙液漿（水灰比1:1，凝膠時(shí)間30~60s）。3.2開(kāi)挖與支護(hù)施工3.2.1洞口段施工進(jìn)出口均采用“零開(kāi)挖”進(jìn)洞方案：洞口邊仰坡采用Φ25砂漿錨桿（L=5m，間距1.5×1.5m）+掛網(wǎng)（Φ8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格20×20cm）+C20噴射混凝土（厚度15cm）防護(hù)；超前支護(hù)：進(jìn)口段施作Φ108管棚（L=30m），出口段施作Φ42小導(dǎo)管（L=5m，環(huán)向間距30cm），注漿加固地層。3.2.2洞身開(kāi)挖方法Ⅴ級(jí)圍巖段：采用CRD工法（交叉中隔壁法），分4個(gè)導(dǎo)洞開(kāi)挖，循環(huán)進(jìn)尺0.5米，每循環(huán)耗時(shí)24小時(shí)；Ⅳ級(jí)圍巖段：采用臺(tái)階法開(kāi)挖，上臺(tái)階高度3.5米，循環(huán)進(jìn)尺1.5米，每日2個(gè)循環(huán)；Ⅲ級(jí)圍巖段：全斷面開(kāi)挖，循環(huán)進(jìn)尺3.0米，配置三臂鑿巖臺(tái)車(chē)實(shí)現(xiàn)鉆爆一體化。爆破參數(shù)優(yōu)化：周邊眼采用Φ25乳化炸藥，間隔裝藥，抵抗線50cm，裝藥集中度0.25kg/m，確保光面爆破半孔率≥85%。3.2.3初期支護(hù)施工噴射混凝土：采用濕噴工藝，分兩層施作（每層15cm），初凝時(shí)間控制在10min內(nèi)，終凝不超過(guò)30min；錨桿施工：藥卷錨桿采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，孔徑Φ42mm，錨桿外露長(zhǎng)度≤5cm；Ⅴ級(jí)圍巖段增設(shè)Φ8鋼筋網(wǎng)（網(wǎng)格15×15cm）及I20a工字鋼拱架（間距60cm）；鋼拱架安裝：采用全站儀定位，拱腳置于基巖上，超挖部分用C25混凝土回填，相鄰榀拱架采用Φ22縱向連接筋（間距1.0m）焊接。3.3防排水系統(tǒng)施工防水層：采用“無(wú)紡布（350g/㎡）+EVA防水板（1.5mm）”復(fù)合結(jié)構(gòu)，防水板采用無(wú)釘熱熔鋪設(shè)，搭接寬度10cm，雙縫焊接（焊縫寬15mm）；排水系統(tǒng)：環(huán)向盲管（Φ50mm軟式透水管，間距10m）+縱向盲管（Φ100mm，雙側(cè)布置）+橫向?qū)埽é?50mm，間距30m），將水引入中心排水溝；止水帶：施工縫設(shè)置中埋式鋼邊止水帶（寬35cm），變形縫采用背貼式止水帶+嵌縫膏（聚氨酯）雙重防水。3.4二次襯砌施工模板臺(tái)車(chē)：采用12米液壓整體式臺(tái)車(chē)，模板厚度10mm，面板平整度誤差≤2mm/m，使用前進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)（加載1.2倍設(shè)計(jì)荷載）；混凝土澆筑：采用輸送泵連續(xù)澆筑，分層厚度≤50cm，振搗采用插入式振搗棒（Φ50mm），間距≤50cm，確保密實(shí)度；養(yǎng)護(hù)：澆筑完成后12小時(shí)內(nèi)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期不少于14天，隧道內(nèi)溫度低于5℃時(shí)采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。3.5特殊地質(zhì)段處理3.5.1巖溶段施工對(duì)充填型溶洞（如K1+850段）采用“清淤+回填”方案：機(jī)械清挖洞內(nèi)粉質(zhì)黏土，自卸汽車(chē)運(yùn)至棄渣場(chǎng)；底部鋪設(shè)20cm厚片石墊層，澆筑C20混凝土找平；拱部采用Φ22格柵拱架（間距50cm）+噴射混凝土回填，必要時(shí)設(shè)置Φ150mm泄水孔。3.5.2斷層破碎帶施工（K1+500~K1+600段）采用“超前注漿加固+短進(jìn)尺強(qiáng)支護(hù)”措施：施作Φ42小導(dǎo)管（L=6m，環(huán)向間距30cm），全斷面注漿，擴(kuò)散半徑1.5m；開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺0.5米，立即施作I25a鋼拱架（間距50cm）+雙層鋼筋網(wǎng)（Φ8，網(wǎng)格10×10cm）；增設(shè)Φ50鎖腳錨桿（L=4.5m，每榀8根），控制拱腳下沉量≤10cm。四、施工進(jìn)度計(jì)劃4.1關(guān)鍵線路計(jì)劃采用Project軟件編制四級(jí)進(jìn)度計(jì)劃體系，關(guān)鍵線路為：洞口工程→洞身開(kāi)挖支護(hù)→二次襯砌→洞內(nèi)附屬工程，總工期28個(gè)月（比合同工期提前2個(gè)月），里程碑節(jié)點(diǎn)如下：第1~3月：施工準(zhǔn)備及洞口工程；第4~18月：洞身開(kāi)挖支護(hù)（進(jìn)口工區(qū)平均月進(jìn)尺90米，出口工區(qū)85米）；第12~24月：二次襯砌（滯后開(kāi)挖面30~50米）；第25~28月：機(jī)電安裝及缺陷修復(fù)。4.2進(jìn)度保障措施資源保障：高峰期投入2個(gè)開(kāi)挖班組（每班12人），實(shí)行“兩班倒”作業(yè)；儲(chǔ)備3套鋼拱架、5000㎡防水板等關(guān)鍵材料；技術(shù)保障：對(duì)Ⅴ級(jí)圍巖段采用“微震爆破”技術(shù)，減少對(duì)圍巖擾動(dòng)；推廣“大機(jī)配套”作業(yè)，三臂臺(tái)車(chē)比傳統(tǒng)鉆爆效率提高40%；雨季施工：洞口設(shè)置截水溝（寬1.2m，深1.0m）+集水井（容量50m3），配備2臺(tái)Φ150mm水泵（揚(yáng)程50m）；洞內(nèi)采用“分區(qū)排水”，掌子面積水井（Φ1.5m，深2m）配備潛水泵（排水量100m3/h）。五、安全與質(zhì)量管理5.1安全管控體系建立“三位一體”安全管理網(wǎng)絡(luò)：風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控：辨識(shí)重大危險(xiǎn)源12項(xiàng)（如高瓦斯、坍塌等），制定專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案并每季度演練；隱患排查治理：實(shí)行“班組日查、工區(qū)周查、項(xiàng)目部月查”，采用信息化系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤整改；現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)措施：掌子面配備瓦斯檢測(cè)儀（報(bào)警濃度0.5%）、逃生管道（Φ800mm，距掌子面≤20m）；高空作業(yè)（≥2m）設(shè)置臨邊防護(hù)欄桿（高度1.2m）及安全網(wǎng)。5.2質(zhì)量控制要點(diǎn)原材料控制：每批水泥、鋼筋進(jìn)場(chǎng)需進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，噴射混凝土骨料采用反擊破碎石（粒徑5~10mm），含泥量≤3%；工序驗(yàn)收：初期支護(hù)厚度采用地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)，每50米一個(gè)斷面；二次襯砌采用超聲波檢測(cè)，確保內(nèi)部密實(shí)度；通病防治：針對(duì)混凝土裂縫，優(yōu)化配合比（摻加粉煤灰15%），控制入模溫度≤30℃；止水帶安裝采用專(zhuān)用卡具固定，避免澆筑時(shí)移位。5.3環(huán)保與文明施工棄渣管理：棄渣場(chǎng)分層碾壓（壓實(shí)度≥90%），頂面覆蓋30cm厚耕植土復(fù)綠；噪聲控制：破碎機(jī)、空壓機(jī)設(shè)置隔音棚，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB；污水處理：拌合站設(shè)置三級(jí)沉淀池（總?cè)莘e150m3），廢水經(jīng)處理后回用（用于降塵、洗車(chē)），回用率達(dá)80%。六、應(yīng)急預(yù)案與監(jiān)測(cè)6.1突發(fā)事故處置6.1.1突水突泥事故立即啟動(dòng)Ⅰ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)，掌子面人員沿逃生管道撤離，關(guān)閉掌子面電源；啟用備用排水系統(tǒng)（2臺(tái)Φ200mm水泵），在洞口設(shè)置擋水墻（高2m）；采用“管棚+注漿”封堵：施作Φ108管棚（L=20m），注入水泥-水玻璃雙液漿，注漿壓力控制在1.5~2.0MPa。6.1.2塌方處理立即停止作業(yè)，采用無(wú)人機(jī)勘察塌方范圍，確認(rèn)無(wú)人員被困后，設(shè)置警戒區(qū)；小塌方（體積＜50m3）：清除塌渣后，加強(qiáng)初期支護(hù)（增設(shè)2榀鋼拱架）；大塌方（體積＞100m3）：施作Φ159管棚（L=30m），洞內(nèi)設(shè)置臨時(shí)橫撐，采用CRD法分步開(kāi)挖。6.2監(jiān)控量測(cè)按《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》要求開(kāi)展必測(cè)項(xiàng)目：洞內(nèi)外觀察：每日記錄掌子面巖性、涌水情況，初期支護(hù)裂縫寬度；周邊位移：采用收斂計(jì)（精度0.1mm），每10米布設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，Ⅴ級(jí)圍巖段1~2次/天，Ⅲ級(jí)圍巖段1次/周；拱頂下沉：水準(zhǔn)儀配銦鋼尺測(cè)量，預(yù)警值設(shè)為150mm，當(dāng)速率＞5mm/d時(shí)暫停施工，分析原因并加固。七、資源配置與成本控制7.1人力資源計(jì)劃工種人數(shù)工作內(nèi)容高峰期配置隧道工程師5技術(shù)管理、方案編制6開(kāi)挖工30鉆爆作業(yè)、出碴指揮40支護(hù)工40噴射混凝土、錨桿安裝50混凝土工25襯砌澆筑、養(yǎng)護(hù)30機(jī)械操作工20設(shè)備操作、維修257.2成本控制措施材料節(jié)約：噴射混凝土采用自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)，控制超挖量≤15%；鋼拱架工廠化加工，減少切割損耗；機(jī)械效率：實(shí)行設(shè)備“三班倒”作業(yè)，利用率達(dá)75%以上；定期保養(yǎng)鑿巖臺(tái)車(chē)鉆頭，延長(zhǎng)