張仙寨隧道施工方案一、工程概況1.1隧道總體設(shè)計(jì)張仙寨隧道為分離式雙洞特長隧道，左線起訖樁號K29+765至K33+957，全長4192米，右線平行布置，線間距35米。隧道采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)時速100公里/小時，最大埋深372米，凈空斷面尺寸為10.25m×5.0m（寬×高），采用曲墻式馬蹄形斷面結(jié)構(gòu)。1.2地質(zhì)條件隧道穿越區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，主要發(fā)育5條斷層帶（F1-F5），其中F3斷層寬度達(dá)85米，破碎帶內(nèi)充填斷層泥及糜棱巖，巖體呈碎塊狀-角礫狀結(jié)構(gòu)。洞身穿越3條節(jié)理密集帶及2個巖性接觸帶（石英斑巖與花崗巖接觸帶），存在巖性突變引發(fā)的失穩(wěn)風(fēng)險。水文地質(zhì)方面，隧道區(qū)發(fā)育3條季節(jié)性沖溝，雨季單點(diǎn)最大涌水量達(dá)5100立方米/天，地下水主要為基巖裂隙水和構(gòu)造裂隙水，對施工影響顯著。1.3主要工程量項(xiàng)目名稱單位數(shù)量備注隧道開挖立方米1280000含左右洞噴射混凝土立方米38500C25早強(qiáng)混凝土錨桿支護(hù)米156000Φ22螺紋鋼鋼拱架噸8900I20b工字鋼二次襯砌立方米42800C35模筑混凝土超前管棚米12600Φ108無縫鋼管二、施工總體部署2.1施工組織采用"進(jìn)出口雙向掘進(jìn)+斜井輔助"的施工方案，左洞進(jìn)口、右洞出口分別設(shè)置施工工區(qū)，在K31+500處設(shè)置1座斜井（長680米，坡度11%），承擔(dān)隧道中部3個斷層帶的施工任務(wù)。每個工區(qū)配置2個掘進(jìn)班組，實(shí)行"三班制"24小時連續(xù)作業(yè)，確保月進(jìn)尺穩(wěn)定在80-100米。2.2施工平面布置洞口區(qū)域設(shè)置：棄土場：容量26.5萬立方米，配備1.4公里施工便道建材加工區(qū)：年產(chǎn)30萬噸建筑石料加工生產(chǎn)線及HZS120混凝土拌合站機(jī)械設(shè)備區(qū)：布置鑿巖臺車、裝載機(jī)、自卸車等大型設(shè)備停放及維修場地辦公生活區(qū)：采用集裝箱式臨建，配備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)（4臺高清攝像機(jī)）2.3施工進(jìn)度計(jì)劃總工期36個月，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制：左洞進(jìn)口進(jìn)洞施工：2024年12月斜井施工完成：2025年5月F3斷層帶穿越：2026年3-8月（雨季前完成）隧道貫通：2027年6月二次襯砌完成：2027年12月三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1超前地質(zhì)預(yù)報建立"長-中-短"三級預(yù)報體系：長期預(yù)報：采用地質(zhì)雷達(dá)與音頻大地電磁法（AMT），探測距離100-150米，圈定斷層破碎帶范圍中期預(yù)報：利用超前水平鉆探，每循環(huán)施作3個Φ90mm探孔，孔深20米，獲取巖芯樣分析巖體完整性短期預(yù)報：掌子面地質(zhì)素描+紅外探水儀，預(yù)測前方5-10米范圍內(nèi)涌水情況對F3等寬斷層帶，在隧道中線20米外增設(shè)3m×3m調(diào)查導(dǎo)坑，提前探明破碎帶特征。3.2開挖施工根據(jù)圍巖級別采用分級開挖方法：Ⅲ類圍巖段：全斷面法施工，循環(huán)進(jìn)尺3.5米，光面爆破參數(shù)：周邊眼間距45cm，抵抗線60cm，裝藥量0.3kg/mⅣ類圍巖段：臺階法施工，上臺階高度3.2米，循環(huán)進(jìn)尺2.0米，采用微震爆破Ⅴ類圍巖及斷層帶：CRD工法（交叉中隔壁法），分4個導(dǎo)洞開挖，單循環(huán)進(jìn)尺0.8米，非爆破作業(yè)采用液壓破碎錘開挖3.3出碴運(yùn)輸采用"無軌運(yùn)輸"系統(tǒng)：開挖面配備2臺側(cè)卸式裝載機(jī)（ZL50GN）裝碴進(jìn)口工區(qū)使用15噸自卸汽車運(yùn)輸至棄土場斜井工區(qū)采用3臺防爆蓄電池機(jī)車牽引梭式礦車（容積8m3）提升出碴四、特殊地質(zhì)段施工技術(shù)4.1斷層破碎帶處理4.1.1超前支護(hù)體系針對不同寬度斷層采用分級支護(hù)：窄斷層（<5m）：Φ42超前小導(dǎo)管注漿，長度5米，環(huán)向間距30cm，外插角10°，采用水泥-水玻璃雙液漿（水灰比1:1，凝膠時間30-60秒）寬斷層（5-20m）：Φ108管棚支護(hù)，管長20-30米，環(huán)向間距40cm，設(shè)置鋼拱架導(dǎo)向墻（C25混凝土，厚1.2米）超寬斷層（>20m）：雙層管棚+格柵拱架聯(lián)合支護(hù)，上層管棚長40米，下層管棚長30米，搭接長度不小于10米4.1.2注漿加固工藝采用"劈裂注漿+帷幕注漿"復(fù)合加固方案：止?jié){墻施工：在距斷層帶5米處施作2米厚C25混凝土止?jié){墻，嵌入圍巖0.5米注漿孔布置：按梅花形布設(shè)3排孔，孔深超斷層帶5米，孔徑Φ91mm，間距1.5×1.5米注漿參數(shù)：注漿壓力1.5-2.0MPa，單孔注漿量3-5m3，采用P.O42.5水泥+水玻璃雙液漿，擴(kuò)散半徑1.5米效果檢查：注漿后進(jìn)行鉆孔取芯，固結(jié)體抗壓強(qiáng)度不小于2.5MPa，滲透系數(shù)<1×10??cm/s4.2涌水處理實(shí)施"堵排結(jié)合、分級控制"的治水策略：少量滲水（<5m3/h）：設(shè)置環(huán)向透水軟管+邊墻盲溝，引排至隧道側(cè)溝中等涌水（5-50m3/h）：掌子面周邊布置Φ50排水孔（深6米，間距1.2米），配合集水坑（容積10m3）+臥泵（揚(yáng)程50米）排水大規(guī)模涌水（>50m3/h）：采用"超前鉆孔泄水+徑向注漿堵水"聯(lián)合措施，先施工3個Φ130mm泄水孔降低水壓，再施作全斷面帷幕注漿（注漿段長15米，止水后允許涌水量<0.5m3/h）4.3巖性接觸帶施工針對石英斑巖與花崗巖接觸帶的差異性變形，采?。杭訌?qiáng)監(jiān)控量測頻率（1次/2小時），重點(diǎn)監(jiān)測拱頂下沉和水平收斂采用"柔性支護(hù)"體系：增加鋼拱架間距至0.6米，設(shè)置可壓縮性接頭（預(yù)留2cm變形量）接觸帶前后5米范圍加密鎖腳錨桿（每榀鋼拱架設(shè)4根Φ25鎖腳錨桿，長5米）噴射混凝土采用鋼纖維混凝土（摻量30kg/m3），提高抗裂性能五、支護(hù)體系設(shè)計(jì)5.1初期支護(hù)采用"噴-錨-網(wǎng)-架"聯(lián)合支護(hù)：噴射混凝土：分兩次施作，初噴4cm封閉圍巖，復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度（Ⅲ類8cm，Ⅳ類12cm，Ⅴ類15cm）錨桿系統(tǒng)：系統(tǒng)錨桿采用Φ22螺紋鋼，長度3.5-4.5米，梅花形布置；拱部增設(shè)Φ25中空注漿錨桿，注漿壓力0.5-1.0MPa鋼筋網(wǎng)：采用Φ8鋼筋，網(wǎng)格間距20×20cm，搭接長度30cm，在噴射混凝土第二層施工時鋪設(shè)鋼拱架：Ⅲ類圍巖采用I18工字鋼，間距1.2米；Ⅳ類圍巖I20b工字鋼，間距0.8米；Ⅴ類圍巖I25a工字鋼，間距0.6米，拱腳設(shè)Φ25鎖腳錨桿（長4.5米）5.2二次襯砌采用C35模筑混凝土，厚度：Ⅲ類圍巖：40cmⅣ類圍巖：50cmⅤ類圍巖及斷層帶：60cm施工要點(diǎn)：采用12米液壓整體式襯砌臺車，確保一次澆筑長度拱墻設(shè)置Φ10排水盲管，環(huán)向間距5米，與縱向盲溝連通施工縫設(shè)置中埋式止水帶（寬30cm）+背貼式止水帶（寬40cm）抗?jié)B等級不低于P8，采用粉煤灰摻合料（摻量20%）改善和易性5.3監(jiān)控量測建立三維監(jiān)控量測體系：必測項(xiàng)目：拱頂下沉（精度0.1mm）、凈空變化（精度0.1mm）、地表沉降（洞口段）選測項(xiàng)目：鋼拱架應(yīng)力、圍巖接觸壓力、錨桿軸力量測頻率：開挖后1-15天：1-2次/天16-30天：1次/2天31天-3個月：1次/周預(yù)警值：拱頂下沉≤10cm，水平收斂≤8cm，變形速率≤5mm/天六、輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.1通風(fēng)系統(tǒng)采用"壓入式+巷道式"混合通風(fēng)：洞口設(shè)置2臺2×110kW軸流風(fēng)機(jī)，通過Φ1.8米風(fēng)筒向掌子面壓風(fēng)斜井工區(qū)增設(shè)1臺2×132kW抽出式風(fēng)機(jī)，形成循環(huán)風(fēng)流爆破后通風(fēng)時間不少于30分鐘，確保洞內(nèi)粉塵濃度<2mg/m3，能見度>10m6.2排水系統(tǒng)順坡段：設(shè)置雙側(cè)水溝（寬40cm，深50cm），采用重力排水反坡段：每300米設(shè)置集水坑（容積20m3），配置2臺110kW臥泵（一用一備），揚(yáng)程150米斷層帶：掌子面設(shè)置臨時集水坑（5m3），配備2臺75kW潛水泵應(yīng)急排水6.3供電系統(tǒng)洞口設(shè)置315kVA變壓器2臺（一用一備），洞內(nèi)采用10kV高壓進(jìn)洞，每隔500米設(shè)置降壓變電所，提供380V/220V電源。重要設(shè)備（通風(fēng)機(jī)、排水泵）設(shè)置雙回路供電，確保連續(xù)運(yùn)行。6.4照明系統(tǒng)掌子面50米范圍：采用36V安全電壓，配置2盞1000W投光燈掘進(jìn)工作面至二次襯砌段：每10米設(shè)置2盞400W高壓鈉燈已襯砌段：每20米設(shè)置1盞250W高壓鈉燈，照度不低于30lux七、質(zhì)量安全保證措施7.1質(zhì)量管理建立"三檢制"（自檢、互檢、交接檢）質(zhì)量控制體系原材料實(shí)行"二維碼"追溯管理，每批材料需經(jīng)第三方檢測合格混凝土采用自動計(jì)量拌合站，嚴(yán)格控制水灰比和坍落度（180±20mm）隧道開挖輪廓采用激光導(dǎo)向儀控制，周邊眼偏差≤5cm每月開展質(zhì)量巡查，重點(diǎn)檢查錨桿拉拔力（Ⅲ類≥80kN，Ⅳ/Ⅴ類≥100kN）7.2安全管理實(shí)行"五必須"制度：必須持證上崗、必須佩戴勞保用品、必須進(jìn)行安全交底、必須設(shè)置警示標(biāo)志、必須開展應(yīng)急演練高風(fēng)險作業(yè)（爆破、注漿、有限空間）實(shí)行"作業(yè)許可"管理斷層帶施工設(shè)置逃生通道（Φ800mm波紋管，長度≥30米）洞內(nèi)每隔500米設(shè)置應(yīng)急避難硐室，配備自救器、急救箱和通訊設(shè)備建立遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，在進(jìn)出口及掌子面布設(shè)高清攝像機(jī)，實(shí)施24小時動態(tài)監(jiān)管7.3環(huán)境保護(hù)棄土場設(shè)置擋渣墻（高3米）和截排水溝，防止水土流失拌合站設(shè)置三級沉淀池（總?cè)莘e150m3），廢水處理達(dá)標(biāo)后排放施工便道采用硬化處理（20cm厚C20混凝土），配備灑水車降塵噪聲控制：破碎機(jī)、空壓機(jī)設(shè)置隔音棚，晝間≤70dB，夜間≤55dB八、施工進(jìn)度計(jì)劃控制8.1關(guān)鍵線路左洞進(jìn)口→F1斷層帶→斜井工區(qū)→F3斷層帶→右洞出口貫通，總工期36個月。8.2進(jìn)度保障措施斷層帶施工預(yù)留3個月緩沖期，雨季（5-9月）重點(diǎn)安排洞內(nèi)支護(hù)作業(yè)關(guān)鍵設(shè)備備用率100%（鑿巖臺車、裝載機(jī)各備用1臺）建立周進(jìn)度考核機(jī)制，滯后超5%時啟動趕工預(yù)案（增加作業(yè)班組、調(diào)整循環(huán)時間）采用BIM技術(shù)進(jìn)行4D進(jìn)度模擬，實(shí)時對比計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)度偏差8.3資源保障高峰期投入勞動力680人，其中技術(shù)工人占比不低于60%主要材料儲備量滿足1個月施工需求，建立材料進(jìn)場預(yù)警機(jī)制資金?？顚Ｓ茫_保月度工程進(jìn)度款及時支付九、應(yīng)急預(yù)案9.1突水突泥應(yīng)急處置預(yù)警響應(yīng)：當(dāng)超前探孔涌水量>50m3/h或水壓>1.5MPa時，立即啟動Ⅰ級響應(yīng)處置措施：掌子面人員立即撤離至安全區(qū)域，關(guān)閉掌子面附近防水閘門啟動備用排水系統(tǒng)，增加臨時排水設(shè)備（每小時排水能力≥1000m3）采用"速凝混凝土+型鋼拱架"構(gòu)筑止?jié){墻，墻厚≥2米實(shí)施全斷面帷幕注漿，注漿壓力高于靜水壓力0.5-1.0MPa9.2塌方處理初期控制：立即停止作業(yè)，撤離人員設(shè)備，設(shè)置警戒區(qū)采用噴射混凝土封閉塌方體表面（厚度≥10cm）塌腔頂部打孔泄水，降低水壓加固處理：施作Φ108管棚（長20米）跨越塌方體塌腔內(nèi)采用注漿鋼管樁（Φ50鋼管，長6米）加固采用CRD工法分步開挖，每循環(huán)進(jìn)尺≤0.5米9.3應(yīng)急物資儲備物資