甲山隧道施工方案設(shè)計一、工程概況1.1項目基本信息甲山隧道為分離式雙向四車道公路隧道，左線起訖里程ZK15+200～ZK16+180，全長980m；右線起訖里程YK15+195～YK16+220，全長1025m。隧道凈寬10.25m，凈高5.0m，設(shè)計時速80km/h。隧道最大埋深135m，進口采用削竹式洞門，出口采用端墻式洞門，洞門仰坡采用錨桿框架梁結(jié)合植生防護。1.2地質(zhì)條件隧道穿越燕山期花崗巖體及志留系砂巖地層，地質(zhì)構(gòu)造復雜，存在3條斷層破碎帶（F1、F2、F3），走向與隧道軸線夾角35°～50°。圍巖分級及分布情況如下表：圍巖級別左線長度(m)右線長度(m)地質(zhì)特征描述Ⅲ級520565中厚層狀砂巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整性較好Ⅳ級340330斷層影響帶，裂隙密集，巖體呈碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)Ⅴ級120130斷層破碎帶及洞口淺埋段，巖體破碎，呈角礫狀松散結(jié)構(gòu)明洞2025洞口段覆蓋層厚3-8m，坡積碎石土1.3水文條件隧道區(qū)域地下水類型主要為基巖裂隙水和斷層帶承壓水，受大氣降水補給明顯。正常涌水量左線280m3/d、右線320m3/d，雨季最大涌水量預(yù)計達800m3/d。F2斷層帶附近存在集中涌水風險，單涌水量可達150m3/h。1.4主要技術(shù)標準設(shè)計荷載：公路-Ⅰ級結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限：100年防水等級：二級，拱墻不允許滴水，路面不允許積水抗震設(shè)防烈度：Ⅵ度，按Ⅶ度采取構(gòu)造措施二、施工總體部署2.1施工組織架構(gòu)采用項目經(jīng)理部負責制，配置5個專業(yè)施工班組：測量監(jiān)控組：負責施工測量、監(jiān)控量測及超前地質(zhì)預(yù)報掘進作業(yè)隊：分2個工班，承擔鉆爆、出碴作業(yè)支護作業(yè)隊：負責超前支護、初期支護施工襯砌作業(yè)隊：承擔防水層及二次襯砌施工機電保障隊：負責機械設(shè)備維護及洞內(nèi)供電通風2.2施工順序規(guī)劃采用"進口雙向掘進、出口單向跟進"方案，左線先行施工，右線滯后左線50m。施工總體流程如下：施工準備→洞口工程→超前地質(zhì)預(yù)報→洞身開挖→初期支護→防水層施工→二次襯砌→洞內(nèi)附屬工程→洞口綠化→竣工驗收關(guān)鍵線路：洞口管棚施工→Ⅲ級圍巖全斷面開挖→Ⅳ級圍巖臺階法施工→F2斷層帶特殊處理→二次襯砌→機電安裝2.3施工平面布置洞口區(qū)設(shè)置：材料倉庫區(qū)：水泥罐2個（50t/個）、鋼材堆放區(qū)（300㎡）、砂石料倉（分倉設(shè)計，400㎡）混凝土攪拌站：HZS60型攪拌站1座，配套JS1000攪拌機機械設(shè)備區(qū)：空壓機站（20m3/min空壓機3臺）、修配車間（150㎡）辦公生活區(qū)：彩鋼板房（800㎡）、消防水池（200m3）棄碴場：選址于進口右側(cè)1.2km處，容量8萬m3，設(shè)置擋碴墻及截排水溝2.4資源配置計劃主要機械設(shè)備配置：開挖設(shè)備：液壓鑿巖臺車2臺、裝載機3臺（ZL50GN型）、自卸汽車8輛（20t）支護設(shè)備：濕噴機4臺（TK961型）、錨桿鉆機6臺、管棚鉆機2臺（MGJ-50型）襯砌設(shè)備：12m液壓襯砌臺車2臺、防水板自動鋪設(shè)機1臺輔助設(shè)備：軸流風機2臺（2×110kW）、注漿機3臺（HJB-6型）三、主要施工方法3.1超前地質(zhì)預(yù)報與圍巖分級采用"地質(zhì)雷達+超前鉆探"綜合預(yù)報體系：長距離預(yù)報：TSP203系統(tǒng)，每100m探測一次，預(yù)報前方200m地質(zhì)情況中距離預(yù)報：地質(zhì)雷達，每30m掃描一次，分辨率達0.1m短距離預(yù)報：超前水平鉆探，采用Φ76mm鉆孔，每循環(huán)3個孔，孔深5-8m建立動態(tài)圍巖分級機制，每50m進行一次綜合評估，根據(jù)實際揭露地質(zhì)情況調(diào)整支護參數(shù)。3.2洞口工程施工3.2.1洞口截排水系統(tǒng)洞頂截水溝：C20混凝土澆筑，斷面60×80cm，設(shè)置于邊仰坡5m以外洞口排水溝：與截水溝順接，采用M7.5漿砌片石，斷面50×60cm邊仰坡防護：錨桿（Φ25，L=4.5m，間距1.5×1.5m）+掛網(wǎng)（Φ8@20×20cm）+噴C25混凝土（厚15cm）3.2.2管棚支護施工洞口Ⅴ級圍巖段采用大管棚超前支護：管棚參數(shù)：Φ108mm×6mm熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距40cm，外插角1°～3°，每環(huán)36根套拱施工：C30混凝土，截面1.2m×1.0m，內(nèi)設(shè)I20a工字鋼拱架2榀，預(yù)埋Φ133mm導向管鉆孔工藝：采用管棚鉆機鉆進，孔徑127mm，孔位偏差≤15cm/10m注漿參數(shù)：水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，注漿壓力，凝膠時間30-60s3.3洞身開挖施工3.3.1Ⅲ級圍巖全斷面開挖循環(huán)進尺：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，采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)起爆網(wǎng)絡(luò)：非電毫秒雷管起爆，周邊眼采用導爆索起爆，時差控制在50ms以內(nèi)出碴方式：裝載機裝碴，自卸汽車運輸，循環(huán)時間控制在12h內(nèi)3.3.2Ⅳ級圍巖臺階法開挖臺階劃分：上臺階高度3.5m，下臺階高度2.5m，臺階長度5-8m開挖工藝：上臺階采用弧形導坑預(yù)留核心土開挖，核心土面積不小于斷面的50%鉆爆控制：上臺階周邊眼采用光面爆破，下臺階采用預(yù)裂爆破，最大段藥量控制在30kg以內(nèi)出碴組織：上臺階采用小型裝載機配合皮帶運輸機，下臺階采用側(cè)卸式裝載機裝碴3.3.3Ⅴ級圍巖CRD法施工分部開挖：分為4個導洞，每個導洞開挖尺寸3.5m×3.0m循環(huán)進尺：0.5-1.0m/循環(huán)，日循環(huán)1-2次支護緊跟：每開挖完成一個導洞立即施作初期支護，封閉成環(huán)時間≤6h臨時支護：采用I18工字鋼橫撐，間距1.0m，設(shè)置Φ25鎖腳錨桿（L=4.0m）3.4初期支護施工支護參數(shù)按圍巖級別差異化設(shè)計，具體如下表：圍巖級別錨桿類型及參數(shù)噴射混凝土鋼筋網(wǎng)鋼拱架Ⅲ級Φ22藥卷錨桿，L=3.5m，1.2×1.2mC25，厚10cmΦ6@20×20cm無Ⅳ級Φ25中空注漿錨桿，L=4.0m，1.0×1.0mC25，厚15cmΦ8@15×15cmI18工字鋼，1.0mⅤ級Φ25自進式錨桿，L=5.0m，0.8×0.8mC25，厚25cmΦ8@10×10cm雙層I20a工字鋼，0.6m施工要點：錨桿施工：采用風動鑿巖機鉆孔，注漿壓力控制在，錨桿抗拔力≥150kN噴射混凝土：分兩次噴射，初噴4cm封閉圍巖，復噴至設(shè)計厚度，初凝時間≤10min鋼拱架安裝：拱腳置于C20混凝土墊塊（30×30×20cm），安裝偏差：高程±5cm，中線±10mm3.5防水層與二次襯砌施工3.5.1防水層施工基面處理：噴射混凝土表面平整度D/L≤1/6，采用砂漿找平防水層結(jié)構(gòu)：1.5mm厚EVA防水板+350g/m2無紡布緩沖層鋪設(shè)工藝：由下向上環(huán)向鋪設(shè)，搭接寬度：縱向15cm，環(huán)向10cm，雙縫焊接寬度10mm質(zhì)量檢測：焊接質(zhì)量采用氣壓檢測，壓力，保持30min下降≤20%3.5.2二次襯砌施工襯砌參數(shù)：C30混凝土，抗?jié)B等級P8，厚度：Ⅲ級45cm，Ⅳ級55cm，Ⅴ級70cm鋼筋配置：主筋Φ22@20cm，分布筋Φ12@25cm，保護層厚度5cm澆筑工藝：分層澆筑，厚度≤50cm，采用插入式振搗器（Φ50mm）振搗，頻率≥10000次/min養(yǎng)護措施：帶模養(yǎng)護≥7d，拆模后灑水養(yǎng)護至28d，強度達85%設(shè)計值方可拆模3.6特殊地質(zhì)段施工技術(shù)3.6.1F2斷層破碎帶處理（長120m，Ⅴ級圍巖）超前加固：全斷面帷幕注漿，Φ90mm鉆孔，間距1.5×1.5m，梅花形布置，注漿深度20m，搭接5m開挖方法：三臺階七步開挖法，循環(huán)進尺0.5m，每循環(huán)施作臨時仰拱支護加強：采用I22a工字鋼拱架，間距0.5m，設(shè)置Φ50mm鎖腳錨管（L=6m），每榀8根排水措施：設(shè)置雙側(cè)縱向排水溝（Φ300mm），環(huán)向盲管加密至2m一道3.6.2巖溶段處理小型溶腔（直徑＜3m）：采用C25混凝土回填，預(yù)埋Φ50mm排水花管大型溶洞（直徑≥3m）：清除充填物后，采用鋼筋混凝土拱跨越，拱厚80cm，設(shè)置仰拱及抗剪鍵充填型溶洞：先進行注漿加固（水泥-水玻璃雙液漿），再采用CRD法開挖四、輔助工程措施4.1洞內(nèi)排水系統(tǒng)施工排水：掌子面設(shè)置集水井（2m×1.5m×1.5m），配置2臺Φ150mm污水泵（一用一備）永久排水：雙側(cè)水溝+中心排水溝系統(tǒng)，水溝斷面40×50cm，采用C25混凝土澆筑排水管路：Φ200mm耐磨PE管，每50m設(shè)檢查口，安裝坡度≥2‰4.2施工通風與照明通風系統(tǒng)：壓入式通風，洞口設(shè)置2×110kW軸流風機，風筒直徑1.5m，百米漏風率≤2%洞內(nèi)照明：掌子面30m范圍采用36V安全燈（200W），間距5m；其他地段采用220V高壓鈉燈（150W），間距10m照度標準：掌子面≥50lux，開挖段≥30lux，襯砌段≥20lux4.3施工供電與供水供電系統(tǒng)：雙回路供電，洞口設(shè)置315kVA變壓器2臺，洞內(nèi)采用380V/220V三相五線制備用電源：配置200kW柴油發(fā)電機1臺，確保停電時應(yīng)急供電供水系統(tǒng)：在進口處修建高位水池（300m3），采用Φ150mm鋼管輸水至掌子面，水壓≥五、施工進度計劃5.1關(guān)鍵節(jié)點控制施工準備期：60d（含洞口工程）左線開挖貫通：240d右線開挖貫通：270d二次襯砌完成：360d洞內(nèi)附屬工程：400d竣工驗收：450d5.2進度保障措施資源保障：關(guān)鍵設(shè)備備用率100%，材料儲備量滿足15d施工需求工序銜接：建立工序交接檢制度，確保開挖與支護間隔≤4h雨季施工：提前儲備防雨物資，洞口設(shè)置防水擋墻（高1.2m），洞內(nèi)配備足夠排水設(shè)備夜間施工：配置夜間照明系統(tǒng)，關(guān)鍵工序?qū)嵭腥嘀七B續(xù)作業(yè)六、質(zhì)量安全與環(huán)境保護6.1質(zhì)量管理體系質(zhì)量目標：分項工程合格率100%，優(yōu)良率≥95%，杜絕重大質(zhì)量事故控制措施：原材料控制：水泥、鋼筋等主要材料實行"二維碼"追溯管理工序控制：實行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢），關(guān)鍵工序監(jiān)理旁站試驗檢測：建立工地試驗室，混凝土試塊留置頻率：每100m3一組，抗?jié)B試塊每500m3一組測量監(jiān)控：隧道凈空每月復測一次，允許偏差：±50mm6.2安全生產(chǎn)管理安全目標：零死亡事故，輕傷頻率≤3‰，爭創(chuàng)"平安工地"專項措施：洞口防護：設(shè)置防護棚（長5m，寬12m，高5m），安裝門禁系統(tǒng)爆破管理：采用電雷管起爆，設(shè)置3道警戒防線，爆破前進行安全技術(shù)交底瓦斯監(jiān)測：配備便攜式瓦斯檢測儀，每50m設(shè)置固定式監(jiān)測點，濃度≥0.5%立即停工應(yīng)急管理：編制12項專項應(yīng)急預(yù)案，每季度組織一次應(yīng)急演練6.3環(huán)境保護措施水環(huán)境保護：設(shè)置三級沉淀池（總?cè)莘e50m3），施工廢水處理達標后排放大氣污染控制：拌合站安裝PM10在線監(jiān)測儀，出碴車輛必須覆蓋篷布噪聲控制：空壓機等設(shè)備設(shè)置隔音棚，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB生態(tài)恢復：棄碴場采用"擋碴墻+截水溝+植被恢復"措施，綠化率≥90%七、監(jiān)控量測與信息化施工7.1量測項目與頻率量測項目量測儀器量測頻率控制標準洞內(nèi)外觀察地質(zhì)羅盤、相機每次開挖后無明顯掉塊、涌水周邊位移收斂計（JSS30A）U≤5mm/d時1次/1dⅢ級≤100mm，Ⅳ級≤150mm拱頂下沉水準儀（DSZ2）U＞5mm/d時2次/1dⅢ級≤50mm，Ⅳ級≤80mm凈空變化全站儀（TS06）穩(wěn)定后1次/7d累計變化速率≤0.1mm/d7.2數(shù)據(jù)處理與反饋數(shù)據(jù)處理：采用隧道監(jiān)控量測分析系統(tǒng)，自動生成位移-時間曲線預(yù)警機制：三級預(yù)警：黃色（速率＞5mm/d）、橙色（累計＞50%控制值）、紅色（累計＞80%控制值）動態(tài)調(diào)整：當位移超過控制值120%時，立即停止開挖，采取加強支護措施八、應(yīng)急預(yù)案與風險控制8.1主要風險防范突水突泥：在F2斷層帶設(shè)置超前探水孔（3個，L=30m），配備200m3/h排水能力塌方處理：儲備應(yīng)急鋼拱架（I25a）20榀，速凝混凝土50t，備用注漿設(shè)備1套火災(zāi)事故：洞內(nèi)每50m設(shè)置消防箱（含4kg干粉滅火器4具、消防水帶20m）觸電事故：配備絕緣