上浦高速青金山隧道施工方案一、工程概況1.1隧道基本參數(shù)青金山隧道為上浦高速項(xiàng)目唯一隧道，設(shè)計(jì)為雙向四車道分離式小凈距隧道，左線全長1195米（樁號ZK18+965-ZK20+160），右線全長1235米（樁號YK18+960-YK20+195），設(shè)計(jì)時(shí)速100公里，建筑限界凈寬10.25米、凈高5.0米。隧道最大埋深約210米，左右線間距18-30米，采用新奧法施工，復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度，設(shè)計(jì)洪水頻率1/100。1.2工程地質(zhì)條件隧道穿越構(gòu)造剝蝕低山地貌單元，地形起伏較大，進(jìn)口段為緩坡殘積層，出口段為陡峭基巖。主要地層巖性包括：第四系覆蓋層：進(jìn)口段分布0.5-3米厚的坡積粉質(zhì)黏土，松散結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性差燕山期花崗巖：占隧道總長65%，節(jié)理裂隙發(fā)育，呈碎裂狀-鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)寒武系變質(zhì)巖：占隧道總長25%，以千枚巖、片巖為主，遇水易軟化不良地質(zhì)段：存在3處大型巖溶裂隙帶（K19+200-K19+350、K19+700-K19+820）和2條區(qū)域性斷裂破碎帶，其中F1斷層破碎帶寬約15米，巖體呈角礫狀松散結(jié)構(gòu)，地下水豐富，易發(fā)生突水突泥1.3水文地質(zhì)特征隧道區(qū)地下水類型主要為基巖裂隙水和巖溶水，富水性受巖性和構(gòu)造控制：裂隙水：主要賦存于花崗巖節(jié)理密集帶，滲透系數(shù)1.2-3.5m/d巖溶水：集中在寒武系灰?guī)r段，發(fā)育溶蝕孔洞和管道系統(tǒng)，最大涌水量達(dá)800m3/d地表水系：隧道進(jìn)口500米處有青金山水庫，庫容量12萬m3，需采取截排水措施二、施工總體部署2.1施工組織架構(gòu)設(shè)立隧道工程項(xiàng)目經(jīng)理部，配置"三總師"及五大管理部門，現(xiàn)場管理采用"工區(qū)負(fù)責(zé)制"，下設(shè)：掘進(jìn)工區(qū)：負(fù)責(zé)左右洞開挖、支護(hù)作業(yè)，配置2個(gè)掘進(jìn)班組（進(jìn)口班、出口班）支護(hù)工區(qū)：承擔(dān)噴錨支護(hù)、襯砌施工，分設(shè)初支作業(yè)隊(duì)和二襯作業(yè)隊(duì)機(jī)電工區(qū)：負(fù)責(zé)通風(fēng)、排水、供電及機(jī)械設(shè)備管理測量監(jiān)控中心：實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、監(jiān)控量測及數(shù)據(jù)分析2.2施工平面布置遵循"因地制宜、節(jié)約用地"原則，在隧道進(jìn)出口分別設(shè)置：進(jìn)口工區(qū)：布置混凝土攪拌站（HZS90型，產(chǎn)能90m3/h）、鋼筋加工棚（30m×20m）、材料倉庫（200㎡）、空壓機(jī)房（配置4臺(tái)20m3/min空壓機(jī)）出口工區(qū)：設(shè)置機(jī)械設(shè)備停放區(qū)、炸藥庫（距洞口300m，符合公安規(guī)定）、污水處理站（三級沉淀+壓濾處理）施工便道：修建4.5m寬雙車道便道2.3km，路面采用20cm厚C20混凝土硬化2.3施工進(jìn)度計(jì)劃采用Project軟件編制四級進(jìn)度計(jì)劃體系，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制如下：準(zhǔn)備階段（2個(gè)月）：完成施工便道、臨建工程及設(shè)備進(jìn)場掘進(jìn)階段（14個(gè)月）：左洞平均月進(jìn)尺85米，右洞平均月進(jìn)尺80米支護(hù)襯砌（與掘進(jìn)平行作業(yè)，滯后300米）：月完成二襯120米收尾階段（3個(gè)月）：機(jī)電安裝、洞內(nèi)裝飾及缺陷修復(fù)關(guān)鍵線路：洞口管棚施工→斷層破碎帶處理→隧道貫通→二襯施工→機(jī)電調(diào)試三、主要施工方法3.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與圍巖分級建立"長短結(jié)合、多手段互補(bǔ)"的預(yù)報(bào)體系：長距離預(yù)報(bào)：采用地質(zhì)雷達(dá)（探測距離30-50m）和TSP-203系統(tǒng)（探測距離100-150m），每50米進(jìn)行一次中距離預(yù)報(bào)：超前地質(zhì)鉆探（φ108mm鉆孔，深度20-30m），每30米布設(shè)3個(gè)探測孔近距離預(yù)報(bào)：掌子面地質(zhì)素描+紅外探水儀（探測距離5-10m），每次開挖后進(jìn)行圍巖動(dòng)態(tài)分級：根據(jù)現(xiàn)場揭露地質(zhì)條件，結(jié)合RQD值、節(jié)理密度等指標(biāo)，每月進(jìn)行圍巖級別復(fù)核調(diào)整3.2洞口工程與進(jìn)洞方案3.2.1洞口邊仰坡防護(hù)進(jìn)口段采用"截水溝+抗滑樁+掛網(wǎng)噴砼"聯(lián)合防護(hù)：設(shè)置50m長環(huán)形截水溝，采用M7.5漿砌片石砌筑，底寬0.8m，深1.0m施作6根φ1.2m抗滑樁，樁長12m，間距3m，C30混凝土澆筑坡面噴射10cm厚C20砼，內(nèi)掛φ8@200×200mm鋼筋網(wǎng)，設(shè)φ22砂漿錨桿（L=3.5m，間距1.5m×1.5m）3.2.2管棚支護(hù)進(jìn)洞洞口段管棚：采用φ108mm×6mm熱扎無縫鋼管，長30m，環(huán)向間距40cm，外插角1-3°導(dǎo)向墻：C25混凝土，截面1.2m×1.0m，內(nèi)設(shè)2榀I18工字鋼導(dǎo)向架鉆孔工藝：采用XY-2PC地質(zhì)鉆機(jī)，管棚鋼管采用絲扣連接，每節(jié)長6m注漿參數(shù)：水灰比1:1水泥漿，注漿壓力1.0-1.5MPa，單孔注漿量3-5m33.3開挖作業(yè)3.3.1開挖方法選擇根據(jù)圍巖級別采用分級開挖方式：Ⅲ級圍巖段（占30%）：全斷面開挖，循環(huán)進(jìn)尺3.5m，采用光面爆破Ⅳ級圍巖段（占40%）：臺(tái)階法開挖，上臺(tái)階高3.5m，循環(huán)進(jìn)尺2.0mⅤ級圍巖段（占30%）：一般段：三臺(tái)階七步開挖法，循環(huán)進(jìn)尺1.0-1.5m斷層破碎帶：CRD工法（交叉中隔壁法），分4個(gè)導(dǎo)洞開挖，每循環(huán)進(jìn)尺0.5m3.3.2爆破參數(shù)設(shè)計(jì)采用毫秒微差爆破技術(shù)，優(yōu)化爆破參數(shù)：Ⅲ級圍巖：周邊眼間距50cm，抵抗線70cm，裝藥集中度0.25kg/mⅣ級圍巖：周邊眼間距45cm，抵抗線60cm，裝藥集中度0.20kg/m掏槽方式：采用楔形掏槽，掏槽眼深度比其他炮眼深20cm炸藥類型：選用2#巖石乳化炸藥，周邊眼采用φ25mm小直徑藥卷，間隔裝藥3.4初期支護(hù)遵循"及時(shí)支護(hù)、動(dòng)態(tài)調(diào)整"原則，支護(hù)參數(shù)按圍巖級別確定：圍巖級別噴射砼錨桿鋼筋網(wǎng)鋼拱架Ⅲ級C25，厚25cmφ22藥卷錨桿，L=3.0m，間距1.5×1.5mφ8@20×20cm，雙層無Ⅳ級C25，厚30cmφ25中空注漿錨桿，L=3.5m，間距1.2×1.2mφ8@15×15cm，雙層I18工字鋼，間距1.2mⅤ級C25，厚35cmφ25自進(jìn)式錨桿，L=4.0m，間距1.0×1.0mφ8@10×10cm，雙層I20工字鋼，間距0.6m噴射砼施工：采用濕噴工藝，工作風(fēng)壓0.4-0.6MPa，噴頭距巖面1.0-1.5m，分兩層噴射（初噴5cm封閉圍巖，復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度）錨桿施工：藥卷錨桿采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，中空錨桿采用注漿泵注漿，注漿壓力0.5-1.0MPa鋼拱架安裝：采用全站儀定位，拱腳置于牢固基巖上，設(shè)置鎖腳錨桿（φ25，L=4.0m），拱架間采用φ22縱向連接筋（間距1.0m）3.5二次襯砌采用整體式液壓襯砌臺(tái)車施工，臺(tái)車長度12m，模板厚度10mm，走行系統(tǒng)采用液壓驅(qū)動(dòng)：施工時(shí)機(jī)：初期支護(hù)完成后，根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果確定，一般在圍巖變形穩(wěn)定后施作（拱頂下沉速率≤0.15mm/d，周邊收斂速率≤0.2mm/d）襯砌參數(shù)：C30防水混凝土，抗?jié)B等級P8，厚度：Ⅲ級30cm、Ⅳ級40cm、Ⅴ級50cm澆筑工藝：分層澆筑，每層厚度≤50cm，采用插入式振搗器振搗，振搗時(shí)間30-40s拱頂設(shè)置注漿管，待混凝土強(qiáng)度達(dá)80%后進(jìn)行回填注漿，注漿壓力0.3-0.5MPa防水層施工：采用1.5mm厚EVA防水板+400g/m2無紡布，無釘鋪設(shè)工藝，搭接寬度10cm，熱熔焊接3.6輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.6.1通風(fēng)系統(tǒng)采用壓入式通風(fēng)方式，配置2臺(tái)2×55kW軸流風(fēng)機(jī)（一用一備）：風(fēng)筒選用φ1.8m阻燃風(fēng)筒布，百米漏風(fēng)率≤2%通風(fēng)量計(jì)算：按洞內(nèi)同時(shí)作業(yè)人數(shù)（80人）、爆破排煙量（300m3/min）和最小風(fēng)速（0.25m/s）控制，需風(fēng)量450m3/min洞內(nèi)每隔500m設(shè)置一道風(fēng)門，實(shí)現(xiàn)分區(qū)通風(fēng)3.6.2排水系統(tǒng)順坡排水段（進(jìn)口→K19+500）：設(shè)置單側(cè)水溝（寬40cm×深50cm），坡度2‰，水溝內(nèi)設(shè)置φ150mm排水盲管反坡排水段（K19+500→出口）：設(shè)置三級排水系統(tǒng)：掌子面積水坑→φ150mm污水泵（揚(yáng)程50m）→中間集水井中間集水井→φ200mm污水泵（揚(yáng)程100m）→洞口沉淀池沉淀池→污水處理站處理達(dá)標(biāo)后排放3.6.3供電系統(tǒng)采用雙回路供電，洞內(nèi)設(shè)置移動(dòng)變電站（2×500kVA），供電線路布置：高壓電纜：采用YJV22-10kV-3×70mm2交聯(lián)電纜低壓電纜：動(dòng)力線路選用VV22-0.6/1kV-4×120mm2電纜照明系統(tǒng)：每隔10m設(shè)置250W防爆投光燈，作業(yè)面配備3kW應(yīng)急燈四、特殊地質(zhì)段施工技術(shù)4.1巖溶裂隙帶處理對K19+200-K19+350巖溶發(fā)育段采用"超前探測→預(yù)加固→分步開挖"的施工方案：超前探測：采用地質(zhì)雷達(dá)結(jié)合鉆孔CT掃描，圈定巖溶發(fā)育范圍預(yù)注漿加固：施作φ108mm管棚（長20m，環(huán)向間距30cm）管棚內(nèi)進(jìn)行全斷面帷幕注漿，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2.0-2.5MPa，單孔注漿量控制在8-12m3開挖支護(hù)：采用CRD工法開挖，每循環(huán)進(jìn)尺0.5m，初期支護(hù)后立即施作臨時(shí)仰拱，封閉成環(huán)4.2斷層破碎帶施工針對F1斷層破碎帶（K19+700-K19+715）采取"管棚支護(hù)+注漿加固+微震爆破"的綜合措施：超前支護(hù)：施作雙層大管棚，內(nèi)層φ108mm管棚（長25m），外層φ76mm管棚（長15m），梅花形布置注漿加固：采用前進(jìn)式分段注漿，注漿材料為超細(xì)水泥漿（粒徑≤3μm），擴(kuò)散半徑≥2m開挖方式：采用控制爆破，單響藥量≤50kg，開挖后立即噴射5cm厚砼封閉巖面監(jiān)控措施：加密量測頻率至1次/2h，當(dāng)變形速率超過5mm/d時(shí)，增設(shè)臨時(shí)橫撐4.3突水突泥防治建立"預(yù)測-預(yù)防-應(yīng)急"三級防控體系：預(yù)測預(yù)警：超前鉆探發(fā)現(xiàn)涌水量＞100m3/h或水壓＞1.0MPa時(shí)，立即停止開挖預(yù)防措施：對高風(fēng)險(xiǎn)段施作防水隔離層（采用φ42mm小導(dǎo)管注漿，間距30cm×30cm）儲(chǔ)備200m3/h排水能力的備用設(shè)備應(yīng)急處置：突水時(shí)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采用速凝混凝土封閉掌子面安裝φ150mm排水鋼管（帶閘閥）控制涌水量，逐步實(shí)施注漿堵水五、監(jiān)控量測5.1量測項(xiàng)目與頻率按《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》要求，實(shí)施以下量測項(xiàng)目：量測類別項(xiàng)目名稱量測儀器量測頻率必測項(xiàng)目洞內(nèi)外觀察地質(zhì)羅盤、相機(jī)每次開挖后周邊收斂數(shù)顯收斂計(jì)（精度0.01mm）U≤1mm/d：1次/1d

U≤3mm/d：1次/2d

U≤5mm/d：1次/3d拱頂下沉水準(zhǔn)儀+銦鋼尺（精度0.1mm）同周邊收斂選測項(xiàng)目圍巖內(nèi)部位移多點(diǎn)位移計(jì)1次/3d錨桿軸力錨桿測力計(jì)1次/7d襯砌應(yīng)力混凝土應(yīng)變計(jì)1次/14d5.2數(shù)據(jù)處理與反饋建立監(jiān)控量測數(shù)據(jù)庫，采用Excel和Surfer軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，繪制位移-時(shí)間曲線當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)，立即調(diào)整支護(hù)參數(shù)并采取加固措施：周邊收斂速率＞5mm/d或累計(jì)收斂值＞100mm拱頂下沉速率＞3mm/d或累計(jì)下沉量＞50mm位移-時(shí)間曲線出現(xiàn)反彎點(diǎn)（加速變形）量測數(shù)據(jù)及時(shí)反饋設(shè)計(jì)單位，作為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)依據(jù)，一般每100m提交一次量測報(bào)告六、質(zhì)量控制措施6.1原材料質(zhì)量控制鋼材：每批鋼筋進(jìn)場需進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)，屈服強(qiáng)度偏差≤±5%，伸長率≥25%水泥：采用P.O42.5級水泥，初凝時(shí)間≥45min，終凝時(shí)間≤600min，安定性合格砂石料：碎石采用5-20mm連續(xù)級配，含泥量≤1%；砂子選用中粗砂，細(xì)度模數(shù)2.6-3.0外加劑：減水劑減水率≥20%，緩凝時(shí)間4-6h，氯離子含量≤0.02%6.2關(guān)鍵工序質(zhì)量控制6.2.1噴射混凝土質(zhì)量控制配合比設(shè)計(jì)：水泥:砂:碎石=1:2:2，水灰比0.45，摻加8%粉煤灰和4%速凝劑厚度檢測：采用鑿孔法或雷達(dá)檢測，每10m檢測一個(gè)斷面，每個(gè)斷面測5點(diǎn)，合格率≥90%強(qiáng)度檢驗(yàn)：每50m3制作1組（3塊）試塊，28d抗壓強(qiáng)度≥25MPa6.2.2錨桿施工質(zhì)量控制鉆孔質(zhì)量：孔位偏差≤100mm，孔深偏差+50mm/-0mm，孔徑≥錨桿直徑15mm注漿飽滿度：采用錨桿注漿密實(shí)度檢測儀，合格率≥95%抗拔力試驗(yàn)：每300根錨桿抽樣1組（3根），抗拔力≥設(shè)計(jì)值（150kN）6.2.3防水層施工質(zhì)量控制基面處理：噴射砼表面平整度D/L≤1/6（D為起伏差，L為兩凸點(diǎn)距離）焊接質(zhì)量：采用真空檢測法，氣壓下降速率≤2kPa/30min完整性檢查：雨后或注水試驗(yàn)（水頭高度1m，恒壓30min無滲漏）6.3質(zhì)量檢測與驗(yàn)收分部分項(xiàng)驗(yàn)收：嚴(yán)格執(zhí)行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢），隱蔽工程需經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收簽字第三方檢測：委托第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行：隧道斷面尺寸檢測：每50m一個(gè)斷面，限界合格率≥98%混凝土強(qiáng)度回彈：每100m檢測一個(gè)襯砌段，強(qiáng)度推定值≥設(shè)計(jì)值地質(zhì)雷達(dá)掃描：全隧道襯砌質(zhì)量檢測，脫空面積≤0.2m2/處七、安全生產(chǎn)管理7.1安全風(fēng)險(xiǎn)分級管控建立四級風(fēng)險(xiǎn)管控體系：重大風(fēng)險(xiǎn)（紅色）：斷層破碎帶突水突泥、巖溶區(qū)坍塌，實(shí)施專項(xiàng)施工方案+專家論證較大風(fēng)險(xiǎn)（橙色）：Ⅴ級圍巖開挖、爆破作業(yè)，執(zhí)行作業(yè)許可制度一般風(fēng)險(xiǎn)（黃色）：初期支護(hù)施工、機(jī)械設(shè)備使用，落實(shí)崗位責(zé)任制低風(fēng)險(xiǎn)（藍(lán)色）：輔助系統(tǒng)運(yùn)行、材料運(yùn)輸，日常檢查管理7.2專項(xiàng)安全措施7.2.1爆破作業(yè)安全爆破器材管理：實(shí)行"雙人雙鎖"制度，炸藥、雷管分庫存放，距離≥30m爆破參數(shù)控制：嚴(yán)格執(zhí)行爆破設(shè)計(jì)，裝藥前檢查孔位、深度和角度安全警戒：爆破前30min設(shè)置3道警戒線，警戒半徑：淺孔爆破300m，深孔爆破500m瞎炮處理：爆破后15min方可進(jìn)入工作面，瞎炮處理采用二次爆破法，嚴(yán)禁掏挖7.2.2高處作業(yè)安全作業(yè)平臺(tái)：采用滿堂腳手架或液壓臺(tái)車，搭設(shè)高度≥作業(yè)面1.2m防護(hù)欄桿個(gè)人防護(hù)：佩戴雙鉤安全帶、防滑鞋，安全帶固定在牢固構(gòu)件上臨邊防護(hù)：洞口、掌子面周邊設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，掛安全網(wǎng)（網(wǎng)目密度≥2000目/100cm2）7.2.3用電安全臨時(shí)用電：執(zhí)行"三級配電兩級保護(hù)"，設(shè)置總配電箱、分配電箱、開關(guān)箱接地系統(tǒng)：保護(hù)接地電阻≤4Ω，重復(fù)接地電阻≤10Ω洞內(nèi)照明：采用36V安全電壓，潮濕段選用防水燈具7.3應(yīng)急管理應(yīng)急預(yù)案體系：編制1個(gè)綜合預(yù)案、5個(gè)專項(xiàng)預(yù)案（突水突泥、坍塌、火災(zāi)等）和8個(gè)現(xiàn)場處置方案應(yīng)急物資儲(chǔ)備：救援設(shè)備：液壓剪、救生擔(dān)架、應(yīng)急照明（備用電源≥4h）醫(yī)療物資：急救箱、氧氣袋、止血帶等通訊設(shè)備：防爆對講機(jī)（通訊距離≥2km）、應(yīng)急電話（每500m設(shè)置1部）應(yīng)急演練：每季度組織1次綜合演練，每月組織1次專項(xiàng)演練，演練記錄存檔備查八、環(huán)境保護(hù)措施8.1水土保持棄渣場管理：設(shè)置攔渣壩（高5m，頂寬2m）、截排水溝和沉沙池（3級，總?cè)莘e500m3）施工廢水處理：采用"格柵+沉淀池+氣浮+過濾"處理工藝，COD≤100mg/L，SS≤70mg/L表土保護(hù)：剝離表土單獨(dú)堆放，用于后期植被恢復(fù)，剝離厚度0.5-0.8m8.2噪聲與揚(yáng)塵控制噪聲防治：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揚(yáng)塵控制：施工便道每日灑水3次（干燥天氣增加至5次）拌合站設(shè)置霧炮機(jī)（覆蓋半徑30m）出洞口車輛必須經(jīng)過洗車平臺(tái)（高壓沖洗+三級沉淀池）8.3生態(tài)保護(hù)植被恢復(fù)：洞口段采用"噴播綠化+植生袋"技術(shù)，噴播基材配比：土壤:有機(jī)肥:草灌種子=6:3:1野生動(dòng)物保護(hù)：設(shè)置動(dòng)物通道（寬5m，高3m），嚴(yán)禁捕捉野生動(dòng)物文物保護(hù)：施工前進(jìn)行文物勘察，發(fā)現(xiàn)文物立即停工并報(bào)告文物部門九、施工機(jī)械設(shè)備配置主要施工機(jī)械設(shè)備配置表（按單洞配置）：設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量功率/產(chǎn)能用途鑿巖臺(tái)車三臂液壓1臺(tái)-鉆孔作業(yè)挖掘機(jī)PC220-82臺(tái)110kW裝碴、清底裝載機(jī)ZL50GN2臺(tái)162