香山隧道施工技術(shù)交底一、工程概況1.1項(xiàng)目基本信息香山隧道為雙洞分離式城市主干路隧道，左線全長(zhǎng)1840米，右線全長(zhǎng)1890米，設(shè)計(jì)時(shí)速60公里/小時(shí)，雙向四車道，單洞凈寬10.5米，采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。隧道起點(diǎn)接明月橋延伸線，穿越黃荊山山脈，途經(jīng)華新水泥廠、黃荊山周邊社區(qū)，下穿采石場(chǎng)后止于金山大道，與慶洪路順接，線路全長(zhǎng)5.863公里，其中隧道占比約32%。1.2地質(zhì)條件隧道穿越地層以Ⅲ-Ⅴ級(jí)圍巖為主，主要巖性為強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖、砂巖及富水粉細(xì)砂層，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，成巖作用差。施工區(qū)域存在9處斷層破碎帶及4處淺埋富水段，最大日涌水量達(dá)5700立方米，1號(hào)斜井大里程方向存在590米第三系富水粉細(xì)砂夾泥段，圍巖穩(wěn)定性極差，易發(fā)生涌水、涌砂及坍塌事故。隧道最小埋深38米，下穿冰溝段地質(zhì)條件復(fù)雜，單日最大涌水量1251立方米。1.3工程特點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式：采用"兩洞+五斜井"布局，設(shè)置10個(gè)掌子面同步施工，斜井長(zhǎng)度949-1200米不等施工難點(diǎn)：富水粉細(xì)砂層施工、斷層破碎帶穿越、高地應(yīng)力巖爆防治、大涌水控制技術(shù)要求：隧道拱部、墻部不滲水，路面干燥無(wú)水，排水系統(tǒng)通暢，襯砌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足百年設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)二、施工總體部署2.1施工組織采用"長(zhǎng)隧短打"策略，將隧道劃分為5個(gè)斜井工區(qū)，每個(gè)工區(qū)設(shè)置2個(gè)掌子面，配置367臺(tái)套大型施工設(shè)備，實(shí)行24小時(shí)三班制循環(huán)作業(yè)。項(xiàng)目部成立爆破實(shí)施領(lǐng)導(dǎo)小組、地質(zhì)預(yù)報(bào)小組及應(yīng)急處置小組，建立"項(xiàng)目經(jīng)理-工區(qū)主任-技術(shù)員-班組長(zhǎng)"四級(jí)管理體系，關(guān)鍵工序?qū)嵭袑Ｂ毎踩珕T全程盯控制度。2.2施工順序洞口工程：優(yōu)先完成邊仰坡防護(hù)及截排水系統(tǒng)，采用管棚+注漿超前支護(hù)進(jìn)洞洞身開(kāi)挖：Ⅲ級(jí)圍巖采用全斷面法施工，Ⅳ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法，Ⅴ級(jí)圍巖及特殊段采用三臺(tái)階預(yù)留核心土法支護(hù)體系：遵循"巖變我變"原則，動(dòng)態(tài)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，初期支護(hù)緊跟掌子面（Ⅴ級(jí)圍巖滯后≤1米）襯砌施工：初期支護(hù)變形穩(wěn)定后施作二次襯砌，采用12米液壓模板臺(tái)車整體澆筑輔助工程：同步推進(jìn)施工便道、拌合站、鋼筋加工場(chǎng)及通風(fēng)、供電系統(tǒng)建設(shè)2.3施工進(jìn)度計(jì)劃洞口工程：60天（含邊仰坡防護(hù)及管棚施工）洞身開(kāi)挖：Ⅲ級(jí)圍巖日進(jìn)尺3-4米，Ⅳ級(jí)圍巖日進(jìn)尺1.5-2米，Ⅴ級(jí)圍巖日進(jìn)尺0.5-1米特殊段施工：富水粉細(xì)砂段月進(jìn)尺控制在20米以內(nèi)襯砌施工：?jiǎn)窝h(huán)襯砌長(zhǎng)度12米，施工周期72小時(shí)三、關(guān)鍵施工工藝3.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)采用TSP-203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)與地質(zhì)雷達(dá)組合探測(cè)，配合超前水平鉆探，形成"長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)+中距離驗(yàn)證+短距離確認(rèn)"的三級(jí)預(yù)報(bào)體系。每循環(huán)預(yù)報(bào)長(zhǎng)度30-50米，鉆探孔深度較預(yù)報(bào)距離長(zhǎng)5米，對(duì)富水段及斷層破碎帶加密探測(cè)頻次，確保前方地質(zhì)情況判斷準(zhǔn)確率≥90%。3.2洞口及邊仰坡施工截排水系統(tǒng)：進(jìn)洞前完成洞口截水溝、排水溝及集水井施工，溝底縱坡≥2%，采用M7.5漿砌片石砌筑，厚度30cm邊仰坡開(kāi)挖：自上而下分層開(kāi)挖，每層高度2-3米，坡度1:0.5-1:1.25，開(kāi)挖后立即噴射5cm厚C25混凝土封閉超前支護(hù)：洞口段采用Φ108mm大管棚支護(hù)，管棚長(zhǎng)度30米，環(huán)向間距40cm，傾角1-3°，管內(nèi)灌注水泥漿，配合Φ42mm超前小導(dǎo)管（長(zhǎng)度4.5米，環(huán)向間距30cm）3.3開(kāi)挖作業(yè)3.3.1鉆爆施工（Ⅲ-Ⅳ級(jí)圍巖）炮孔布置：周邊眼間距40-50cm，抵抗線50-60cm，掏槽眼深度較輔助眼深20cm裝藥量控制：周邊眼線裝藥密度0.2-0.3kg/m，采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，導(dǎo)爆管毫秒延期起爆開(kāi)挖輪廓：采用光面爆破，超挖量控制：拱部≤150mm（Ⅲ級(jí)）、≤200mm（Ⅳ級(jí)），邊墻≤100mm，嚴(yán)禁欠挖循環(huán)進(jìn)尺：Ⅲ級(jí)圍巖3.5米，Ⅳ級(jí)圍巖2.0米，爆破后掌子面平整度≤15cm3.3.2特殊地質(zhì)段開(kāi)挖（Ⅴ級(jí)圍巖及富水粉細(xì)砂段）三臺(tái)階預(yù)留核心土法：上臺(tái)階高度3.5米，中臺(tái)階4.0米，下臺(tái)階3.0米，核心土長(zhǎng)度2-3米，寬度為隧道開(kāi)挖寬度的1/3循環(huán)進(jìn)尺：富水粉細(xì)砂段≤0.5米/循環(huán)，斷層破碎帶≤1.0米/循環(huán)開(kāi)挖方式：采用人工配合機(jī)械開(kāi)挖，嚴(yán)禁爆破作業(yè)，配備液壓破碎錘進(jìn)行巖石破碎3.4支護(hù)體系施工3.4.1初期支護(hù)噴射混凝土：采用C25早強(qiáng)混凝土，濕噴工藝，厚度：Ⅲ級(jí)圍巖10cm，Ⅳ級(jí)15cm，Ⅴ級(jí)25cm，分兩層噴射，每層厚度不超過(guò)15cm，初凝時(shí)間≤15分鐘錨桿施工：Φ25mm中空注漿錨桿，長(zhǎng)度3.5-5.0米，間距1.0-1.5米，梅花形布置，注漿壓力0.5-1.0MPa，注漿飽滿度≥90%，錨桿拉拔力≥150kN鋼拱架：Ⅴ級(jí)圍巖采用I20b工字鋼，間距0.6-0.8米；Ⅳ級(jí)采用I18工字鋼，間距1.0-1.2米，拱架安裝垂直度偏差≤2°，連接螺栓扭矩≥300N·m鋼筋網(wǎng)：Φ8mm鋼筋，網(wǎng)格間距20×20cm，搭接長(zhǎng)度≥30d，與錨桿焊接牢固3.4.2超前支護(hù)管棚：Φ108mm×6mm熱軋無(wú)縫鋼管，節(jié)長(zhǎng)4-6米，絲扣連接，注漿采用水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，凝膠時(shí)間30-60秒超前小導(dǎo)管：Φ42mm×4mm鋼管，長(zhǎng)度4.5米，外插角5-10°，環(huán)向間距30cm，注漿壓力1.0-1.5MPa帷幕注漿：富水粉細(xì)砂段采用Φ91mm鉆孔，孔深15米，環(huán)向間距0.8米，注漿材料為超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿，擴(kuò)散半徑≥1.5米，加固后圍巖滲透系數(shù)≤1×10??cm/s3.5防排水施工3.5.1排水系統(tǒng)洞內(nèi)排水：設(shè)置雙側(cè)排水溝，溝寬40cm，深50cm，坡度2‰，每隔50米設(shè)集水井，配備Φ150mm排水泵，揚(yáng)程≥50米地表降水：富水粉細(xì)砂段地表布置81口降水井，呈梅花狀排列，井深170米，井距5-8米，單井出水量≥50m3/d，將地下水位降至隧道底以下2米排水監(jiān)測(cè)：安裝水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，實(shí)時(shí)監(jiān)控涌水量變化，當(dāng)涌水量超過(guò)300m3/h時(shí)啟動(dòng)備用排水系統(tǒng)3.5.2防水施工防水板：采用1.5mm厚EVA防水卷材，無(wú)釘鋪設(shè)工藝，搭接寬度≥15cm，雙縫焊接，焊縫寬度≥10mm，充氣檢測(cè)壓力0.2MPa，保持時(shí)間≥15分鐘止水帶：施工縫采用中埋式橡膠止水帶（寬30cm），變形縫采用背貼式+中埋式復(fù)合止水帶，安裝位置偏差≤5cm，固定間距≤50cm注漿防水：二次襯砌后進(jìn)行回填注漿，注漿孔間距3×3米，梅花形布置，注漿壓力0.3-0.5MPa，注漿量2-3m3/孔，確保襯砌背后回填密實(shí)3.6二次襯砌施工模板臺(tái)車：12米液壓整體式臺(tái)車，面板厚度≥10mm，剛度滿足混凝土澆筑荷載要求，模板安裝軸線偏差≤10mm，截面尺寸偏差≤±5mm混凝土施工：C35P8抗?jié)B混凝土，坍落度180±20mm，采用輸送泵連續(xù)澆筑，分層厚度≤50cm，振搗時(shí)間30-40秒，確保密實(shí)無(wú)空洞養(yǎng)護(hù)措施：澆筑完成后12小時(shí)內(nèi)覆蓋保濕，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥14天，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后方可拆模施工縫處理：清除浮漿，鑿毛處理，涂刷界面劑，設(shè)置止水條，下次澆筑前灑水濕潤(rùn)3.7特殊地質(zhì)段專項(xiàng)施工技術(shù)3.7.1富水粉細(xì)砂層施工（"地表深井降水+洞內(nèi)帷幕注漿"組合工藝）地表降水：降水井布置：沿隧道軸線兩側(cè)5米處布設(shè)，井深170米，間距5米，梅花形排列抽水系統(tǒng)：每口井配置2臺(tái)Φ150mm潛水泵（一用一備），日抽水量≥800m3水位控制：將地下水位降至隧道開(kāi)挖面以下2米，水位降深監(jiān)測(cè)頻率1次/2小時(shí)洞內(nèi)帷幕注漿：注漿范圍：開(kāi)挖輪廓線外3-5米，形成環(huán)形止水帷幕注漿材料：超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿，水泥漿水灰比0.8:1-1:1，水玻璃濃度35Be'注漿參數(shù)：孔距0.8米，排距1.0米，注漿壓力1.5-2.0MPa，單孔注漿量5-8m3效果檢查：注漿后進(jìn)行鉆孔取芯及壓水試驗(yàn)，滲透系數(shù)≤1×10??cm/s，巖體完整性系數(shù)≥0.63.7.2斷層破碎帶施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)：采用TSP+地質(zhì)雷達(dá)+超前鉆探組合預(yù)報(bào)，探明斷層產(chǎn)狀、寬度及富水情況管棚支護(hù)：采用Φ127mm大管棚，長(zhǎng)度20-30米，環(huán)向間距30cm，注漿加固圍巖開(kāi)挖支護(hù)：采用CRD法分塊開(kāi)挖，每塊開(kāi)挖面積≤10m2，立即施作初期支護(hù)，封閉成環(huán)監(jiān)控量測(cè)：加密量測(cè)頻率至1次/2小時(shí)，當(dāng)變形速率超過(guò)5mm/d時(shí)，立即停止開(kāi)挖，加強(qiáng)支護(hù)四、施工難點(diǎn)及解決方案4.1流砂、涌水控制預(yù)防措施：超前地質(zhì)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率≥90%，富水段提前10米施作超前注漿應(yīng)急處理：掌子面發(fā)生涌砂時(shí)，立即停止作業(yè)，噴射混凝土封閉掌子面，施作Φ42mm超前小導(dǎo)管，間距0.3×0.3米，注漿加固后再行開(kāi)挖排水系統(tǒng)：掌子面積水井+臨時(shí)排水溝+主排水系統(tǒng)三級(jí)排水，配備大功率排水設(shè)備，排水能力為最大涌水量的1.5倍4.2圍巖失穩(wěn)防治監(jiān)控量測(cè)：布設(shè)拱頂下沉、凈空收斂測(cè)點(diǎn)，量測(cè)頻率：Ⅴ級(jí)圍巖1-2次/天，Ⅳ級(jí)1次/2天，Ⅲ級(jí)1次/周預(yù)警指標(biāo)：拱頂下沉速率＞5mm/d，累計(jì)下沉＞150mm；凈空收斂速率＞8mm/d，累計(jì)收斂＞200mm時(shí)啟動(dòng)預(yù)警加固措施：立即增設(shè)臨時(shí)仰拱，縮短鋼拱架間距至0.5米，采用Φ25mm鎖腳錨桿（長(zhǎng)度4.5米，每榀8根），必要時(shí)進(jìn)行反壓回填4.3巖爆防治超前預(yù)報(bào)：采用地應(yīng)力測(cè)試及微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，預(yù)測(cè)巖爆發(fā)生可能性及強(qiáng)度解危措施：采用超前鉆孔卸壓，孔徑Φ100mm，孔深10-15米，間距1.5米，每循環(huán)布置10-15個(gè)卸壓孔支護(hù)措施：巖爆段采用柔性支護(hù)體系，噴射鋼纖維混凝土（摻量30kg/m3），安裝可縮性鋼拱架，預(yù)留變形量10-15cm4.4斷層破碎帶穿越超前加固：采用全斷面帷幕注漿，注漿壓力2.0-2.5MPa，加固圈厚度5米，確保注漿后巖體完整性系數(shù)≥0.7開(kāi)挖方式：短進(jìn)尺（0.5米/循環(huán)），快支護(hù)（開(kāi)挖后2小時(shí)內(nèi)完成初期支護(hù)），強(qiáng)監(jiān)測(cè)（1次/小時(shí)）結(jié)構(gòu)加強(qiáng)：斷層段二襯厚度增加20cm，設(shè)置加強(qiáng)型鋼拱架（I25b工字鋼），間距0.6米，拱腳增設(shè)Φ32mm鎖腳錨桿（長(zhǎng)度6米）五、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收要求5.1原材料質(zhì)量控制水泥：P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)項(xiàng)目：強(qiáng)度、安定性、凝結(jié)時(shí)間，抽檢頻率1次/200噸鋼筋：HRB400E級(jí)鋼筋，力學(xué)性能及重量偏差檢驗(yàn)，抽檢頻率1次/60噸防水材料：防水卷材、止水帶等進(jìn)場(chǎng)需提供出廠合格證，每批抽檢1組，進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等指標(biāo)檢測(cè)砂石料：粗骨料采用5-25mm連續(xù)級(jí)配碎石，含泥量≤1%；細(xì)骨料采用中砂，含泥量≤3%，進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)1次/400m35.2關(guān)鍵工序質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)工序名稱主控項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法洞身開(kāi)挖輪廓尺寸拱部≤150mm（Ⅲ級(jí)）、≤200mm（Ⅳ級(jí)）、≤250mm（Ⅴ級(jí)）激光斷面儀，每5米1個(gè)斷面錨桿施工拉拔力≥設(shè)計(jì)值的90%錨桿拉拔試驗(yàn)，每300根1組噴射混凝土厚度≥設(shè)計(jì)值的90%鑿孔法，每10m21點(diǎn)鋼拱架安裝間距、垂直度間距±50mm，垂直度±2°全站儀，每榀檢查防水板搭接寬度、焊縫質(zhì)量搭接≥15cm，焊縫無(wú)氣泡、假焊目測(cè)+充氣檢測(cè)，每100m1處二次襯砌混凝土強(qiáng)度、厚度強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)值，厚度≥設(shè)計(jì)值回彈儀+鉆芯法，每50米1組5.3質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)定分項(xiàng)工程檢驗(yàn)：每個(gè)分項(xiàng)工程檢驗(yàn)批合格率≥90%，關(guān)鍵項(xiàng)目合格率100%隱蔽工程驗(yàn)收：支護(hù)前、防水層施工前、襯砌澆筑前進(jìn)行三方聯(lián)合驗(yàn)收，留存影像資料第三方檢測(cè)：委托第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行隧道凈空、襯砌厚度、混凝土強(qiáng)度等檢測(cè)，檢測(cè)頻率不低于10%質(zhì)量評(píng)定：?jiǎn)挝还こ藤|(zhì)量評(píng)定等級(jí)達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，分部工程優(yōu)良率≥85%六、安全施工保障措施6.1安全管理體系組織機(jī)構(gòu)：成立安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，配備專職安全員30人，每個(gè)掌子面設(shè)專職安全員1名責(zé)任制：建立"項(xiàng)目經(jīng)理-工區(qū)主任-班組長(zhǎng)-作業(yè)人員"四級(jí)安全責(zé)任制，簽訂安全承諾書培訓(xùn)教育：特種作業(yè)人員持證上崗，全員安全培訓(xùn)不少于24學(xué)時(shí)/年，每日班前安全講話不少于10分鐘6.2高風(fēng)險(xiǎn)工序安全控制6.2.1爆破作業(yè)安全爆破設(shè)計(jì)：由專業(yè)工程師編制爆破方案，經(jīng)監(jiān)理審批后實(shí)施，裝藥量偏差≤±10%警戒范圍：爆破警戒半徑300米，起爆前30分鐘清場(chǎng)，設(shè)4個(gè)警戒點(diǎn)，確認(rèn)無(wú)誤后方可起爆啞炮處理：起爆后15分鐘方可進(jìn)入檢查，啞炮處理采用注水法，嚴(yán)禁掏出炮泥重新裝藥爆破監(jiān)測(cè)：設(shè)置振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，控制振速≤15cm/s，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)立即調(diào)整爆破參數(shù)6.2.2瓦斯防治（穿越500米瓦斯地段）檢測(cè)設(shè)備：配備便攜式瓦斯檢測(cè)儀，每掌子面2臺(tái)，報(bào)警濃度≥0.5%通風(fēng)系統(tǒng)：采用壓入式通風(fēng)，風(fēng)量≥3m3/min·人，瓦斯?jié)舛取?%時(shí)立即停止作業(yè)，撤離人員防爆措施：洞內(nèi)電氣設(shè)備采用防爆型，作業(yè)人員禁止攜帶火種，使用銅制工具監(jiān)測(cè)頻率：正常地段1次/小時(shí)，瓦斯異常段1次/15分鐘，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳監(jiān)控中心6.3應(yīng)急管理應(yīng)急預(yù)案：編制坍塌、涌水、瓦斯爆炸等專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，每季度組織1次應(yīng)急演練應(yīng)急物資：每個(gè)工區(qū)配備應(yīng)急救援物資庫(kù)，儲(chǔ)備救生衣、呼吸器、擔(dān)架等物資，滿足30人應(yīng)急需求通訊聯(lián)絡(luò)：洞內(nèi)安裝防爆電話，每500米1部，配備衛(wèi)星電話2部，確保應(yīng)急通訊暢通醫(yī)療救護(hù)：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置醫(yī)務(wù)室，配備醫(yī)護(hù)人員2名，與就近醫(yī)院簽訂急救協(xié)議，急救響應(yīng)時(shí)間≤30分鐘6.4監(jiān)控量測(cè)與預(yù)警監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：拱頂下沉、凈空收斂、地表沉降、圍巖內(nèi)部位移，監(jiān)測(cè)頻率根據(jù)圍巖等級(jí)動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)警值：拱頂下沉≥150mm，凈空收斂≥200mm，地表沉降≥300mm時(shí)啟動(dòng)紅色預(yù)警響應(yīng)機(jī)制：黃色預(yù)警（變形速率超過(guò)5mm/d）：加密監(jiān)測(cè)；橙色預(yù)警（接近預(yù)警值80%）：調(diào)整施工參數(shù)；紅色預(yù)警（達(dá)到預(yù)警值）：立即停工，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案七、環(huán)境保護(hù)措施7.1施工廢水處理沉淀池：在洞口設(shè)置三級(jí)沉淀池（總?cè)莘e500m3），廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放油污處理：機(jī)械維修廢水經(jīng)隔油池處理，含油率≤10mg/L循環(huán)利用：處理后的廢水用于降塵、混凝土養(yǎng)護(hù)，水循環(huán)利用率≥80%7.2揚(yáng)塵控制洞口降塵：設(shè)置霧炮機(jī)2臺(tái)，進(jìn)出洞口車輛必須沖洗，路面硬化長(zhǎng)度≥50