山嶺隧道預(yù)留土法施工技術(shù)方案一、工程概況1.1隧道設(shè)計參數(shù)本隧道為分離式雙向四車道山嶺隧道，左線全長1280m，右線全長1320m，最大埋深260m。隧道凈空斷面采用三心圓結(jié)構(gòu)，建筑限界寬10.25m、高5.0m，開挖斷面面積約68.5㎡。地質(zhì)勘察顯示洞身穿越中風(fēng)化砂巖夾頁巖地層，圍巖級別以Ⅲ-Ⅳ級為主，其中Ⅳ級圍巖占比約62%，設(shè)計時速80km/h。1.2預(yù)留土核心工法特點本方案采用弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法施工，通過設(shè)置環(huán)形開挖面與中心預(yù)留土柱形成時空效應(yīng)支護體系。核心土長度控制在3-5m，寬度為隧道開挖寬度的1/3-1/2，縱向分臺階高度按2.5-3.0m控制，循環(huán)進尺根據(jù)圍巖條件動態(tài)調(diào)整（Ⅲ級圍巖1.5m/循環(huán)，Ⅳ級圍巖0.8m/循環(huán)）。二、施工總體部署2.1施工分區(qū)劃分開挖作業(yè)區(qū)：分為弧形導(dǎo)坑（上部）、側(cè)墻（中部）、核心土（下部）三個作業(yè)單元，采用微震控制爆破技術(shù)支護作業(yè)區(qū)：設(shè)置初期支護（噴射混凝土+錨桿+鋼拱架）與二次襯砌兩個獨立作業(yè)面輔助系統(tǒng)區(qū)：包含通風(fēng)排煙、排水降水、電力供應(yīng)三個功能模塊2.2施工機械設(shè)備配置設(shè)備類型規(guī)格型號數(shù)量主要參數(shù)鑿巖臺車三臂液壓鑿巖機2臺最大鉆孔深度5m，工作半徑8m裝載機ZL50CN3臺斗容3.0m3，額定功率162kW濕噴機TK9612臺噴射能力8m3/h，工作壓力0.6MPa鋼拱架安裝機CFG2001臺最大起重量20t，作業(yè)高度9m軸流風(fēng)機SDS-No11.52臺風(fēng)量2200m3/min，風(fēng)壓3500Pa2.3施工進度計劃采用四級進度控制體系：總進度計劃：左線14個月，右線15個月月進度計劃：Ⅲ級圍巖段28m/月，Ⅳ級圍巖段18m/月周進度計劃：循環(huán)作業(yè)7天/循環(huán)日作業(yè)計劃：兩班制（早8:00-晚20:00為主作業(yè)班，晚20:00-早8:00為維護班）三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1弧形導(dǎo)坑開挖工藝3.1.1測量放樣采用LeicaTS60全站儀進行三維坐標(biāo)放樣，每5m設(shè)置一個控制斷面，導(dǎo)坑輪廓線預(yù)留15cm沉降量。放樣精度控制：拱頂±30mm，邊墻±50mm，中線±20mm。3.1.2鉆爆參數(shù)設(shè)計掏槽方式：采用楔形掏槽，掏槽眼深度1.8m，裝藥集中度0.8kg/m周邊眼：間距40cm，抵抗線50cm，采用φ25mm藥卷間隔裝藥輔助眼：呈梅花形布置，排距80cm，孔深1.5m爆破網(wǎng)絡(luò)：非電毫秒雷管分段起爆，段間隔時間≥50ms3.1.3核心土預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)平面尺寸：5m（長）×4m（寬）×3m（高）坡面坡度：1:0.75（縱向），1:0.5（橫向）加固措施：表面噴射5cm厚C20混凝土封閉，設(shè)置φ42mm鎖腳錨桿3.2初期支護施工技術(shù)3.2.1噴射混凝土施工采用濕噴工藝分兩層施工：底層：4cm厚C25早強混凝土，初凝時間≤15min面層：6cm厚C25纖維混凝土，摻加0.9kg/m3聚丙烯纖維施工控制要點：噴射角度與受噴面保持75-90°夾角噴頭移動速度控制在0.5-0.8m/s分層噴射間隔時間≥2h3.2.2錨桿支護體系系統(tǒng)錨桿：φ25mm中空注漿錨桿，長度3.5m，間距1.2×1.2m，梅花形布置鎖腳錨桿：φ42mm自進式錨桿，長度4.5m，每榀鋼拱架設(shè)置4根注漿參數(shù)：水灰比1:1，注漿壓力1.2-1.5MPa，注漿飽滿度≥95%3.2.3鋼拱架安裝采用I20b工字鋼拱架，間距：Ⅲ級圍巖1.2m/榀，Ⅳ級圍巖0.8m/榀。安裝工藝要求：拱架定位偏差≤±30mm拱架連接采用10.9級高強度螺栓拱腳設(shè)置20cm厚C25混凝土墊塊3.3核心土開挖與支護3.3.1開挖順序弧形導(dǎo)坑超前開挖（1部）→2.左側(cè)墻開挖（2部）→3.右側(cè)墻開挖（3部）→4.核心土開挖（4部）→5.仰拱施工（5部），循環(huán)步距0.8-1.5m。3.3.2臨時支護措施在核心土與側(cè)墻開挖面之間設(shè)置臨時橫撐，采用φ159mm無縫鋼管，壁厚8mm，每2m設(shè)置一道。橫撐兩端與鋼拱架采用法蘭盤連接，預(yù)加軸力50-80kN。四、監(jiān)控量測實施方案4.1量測項目設(shè)置量測類別監(jiān)測項目儀器設(shè)備監(jiān)測頻率控制標(biāo)準(zhǔn)必測項目洞內(nèi)外觀察地質(zhì)羅盤+數(shù)碼攝像1次/天無明顯掉塊、裂縫凈空變化收斂計1-2次/天（初期）日變化量≤5mm拱頂下沉水準(zhǔn)儀+銦鋼尺1-2次/天（初期）累計下沉≤100mm選測項目圍巖壓力壓力盒1次/3天最大壓力≤2.5MPa錨桿軸力鋼筋應(yīng)力計1次/3天屈服強度≤335MPa4.2數(shù)據(jù)處理與反饋建立三級預(yù)警機制：黃色預(yù)警：監(jiān)測值達到控制標(biāo)準(zhǔn)的60%，加密監(jiān)測頻率至2次/天橙色預(yù)警：監(jiān)測值達到控制標(biāo)準(zhǔn)的80%，啟動局部加固措施紅色預(yù)警：監(jiān)測值超過控制標(biāo)準(zhǔn)，立即停止作業(yè)實施搶險支護五、輔助系統(tǒng)設(shè)計5.1通風(fēng)排煙系統(tǒng)采用壓抽混合式通風(fēng)方案：壓入式風(fēng)機：SDS-11.5型軸流風(fēng)機，置于洞口10m處抽出式風(fēng)機：SDS-10型軸流風(fēng)機，安裝在距掌子面50m處風(fēng)筒布置：φ1.8m阻燃風(fēng)筒，每100m設(shè)置剛性骨架支撐5.2排水降水系統(tǒng)掌子面積水：設(shè)置集水井（1.5m×1.0m×1.2m）+潛水泵（揚程50m）圍巖滲水：環(huán)向盲管（φ50mm）+縱向排水管（φ100mm）+橫向?qū)埽é?0mm）三級排水體系排水能力：按最大涌水量300m3/d設(shè)計，配備備用泵組5.3供電照明系統(tǒng)雙回路供電：10kV高壓進線，洞內(nèi)設(shè)置315kVA移動變電站照明布置：掌子面采用36V安全電壓投光燈（2000W），每隔50m設(shè)置LED防爆燈（100W）六、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)6.1開挖輪廓控制超挖控制：平均線性超挖≤15cm，最大超挖≤25cm（Ⅳ級圍巖）欠挖控制：嚴(yán)禁出現(xiàn)欠挖，局部欠挖量≤5cm且面積≤0.1㎡6.2支護施工偏差項目允許偏差檢查方法鋼拱架安裝位置±50mm全站儀三維坐標(biāo)檢測噴射混凝土厚度-5mm超聲波厚度檢測儀錨桿孔位偏差±150mm鋼尺丈量鋼筋保護層厚度+10mm,-5mm電磁感應(yīng)式測定儀6.3混凝土施工質(zhì)量坍落度控制：初期支護100-120mm，二次襯砌140-160mm抗?jié)B等級：二次襯砌不低于P8強度標(biāo)準(zhǔn)：28d齡期抗壓強度≥設(shè)計值的95%七、安全文明施工7.1爆破安全控制爆破振動：質(zhì)點振動速度≤15cm/s（Ⅲ級圍巖）、≤10cm/s（Ⅳ級圍巖）爆破警戒：半徑300m，爆破前30min清場，爆破后15min檢查啞炮處理：采用注水降溫法，禁止二次引爆7.2圍巖穩(wěn)定性控制掌子面封閉：爆破后4h內(nèi)完成初噴支護（厚度≥4cm）超前地質(zhì)預(yù)報：采用地質(zhì)雷達（TRT6000）+超前鉆孔（30m/循環(huán)）不良地質(zhì)處理：遇斷層破碎帶采用管棚支護（φ108mm，長度15m）7.3職業(yè)健康防護粉塵控制：采用濕式鑿巖+水幕降塵+個體防護三級措施，粉塵濃度≤2mg/m3噪聲控制：鑿巖設(shè)備加裝隔音罩，作業(yè)人員佩戴降噪耳塞，噪聲≤85dB通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)：每人每分鐘供風(fēng)量≥3m3，洞內(nèi)CO濃度≤30mg/m3八、應(yīng)急預(yù)案8.1突水突泥處置預(yù)警指標(biāo)：掌子面涌水量突增≥50m3/h，水質(zhì)渾濁度變化率≥30%處置流程：立即啟動防水閘門→管棚注漿加固（水泥-水玻璃雙液漿）→排水系統(tǒng)滿負荷運行物資儲備：快速封堵袋（1000條）、注漿泵（2臺）、止水針頭（500套）8.2塌方處理措施分級響應(yīng)：一級塌方（塌方量＜50m3）：局部加固+短進尺開挖二級塌方（50-100m3）：管棚支護+注漿加固三級塌方（＞100m3）：啟動隧道搶險預(yù)案8.3火災(zāi)事故處置消防系統(tǒng)：每50m設(shè)置消防栓箱（含25m水帶+干粉滅火器4具）疏散通道：設(shè)置熒光導(dǎo)向標(biāo)識，每隔20m安裝應(yīng)急照明（連續(xù)照明時間≥90min）滅火預(yù)案：電氣火災(zāi)采用CO?滅火器，油類火災(zāi)采用泡沫滅火器九、施工進度保障措施9.1循環(huán)作業(yè)優(yōu)化采用平行作業(yè)法：開挖與支護作業(yè)面間距保持30-50m工序銜接控制：爆破后30min內(nèi)完成危石清理，2h內(nèi)啟動初期支護設(shè)備利用率：關(guān)鍵設(shè)備實行"三班三運轉(zhuǎn)"，備用設(shè)備完好率保持100%9.2資源保障體系材料儲備：鋼材、水泥等主要材料儲備量滿足15