隧道大洞進(jìn)小洞施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與設(shè)計(jì)參數(shù)本項(xiàng)目為某高速公路隧道工程，主洞（大洞）設(shè)計(jì)為雙向四車道，凈寬10.5m，凈高5.0m，采用三心圓拱型斷面；支洞（小洞）為緊急救援通道，凈寬4.0m，凈高4.5m，采用單心圓斷面。大洞與小洞在K12+350處交匯，交角75°，小洞軸線與大洞軸線切線夾角為15°，采用"斜交正做"方式施工。交匯段圍巖等級為Ⅳ級，以中風(fēng)化砂巖為主，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整性系數(shù)0.65-0.75，地下水位位于洞底以下2.5m，設(shè)計(jì)地震烈度Ⅶ度。1.2關(guān)鍵工程難點(diǎn)斷面過渡控制：大洞向小洞過渡段存在12m漸變段，需精確控制開挖輪廓線，避免應(yīng)力集中圍巖穩(wěn)定性：交匯區(qū)形成"品"字形結(jié)構(gòu)，存在3處應(yīng)力集中區(qū)，最大主應(yīng)力達(dá)18MPa施工干擾：小洞施工需穿越大洞初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，需確保主洞結(jié)構(gòu)安全排水通風(fēng)：交匯段空間狹小，易形成積水和粉塵聚集，需強(qiáng)化輔助系統(tǒng)1.3主要工程量項(xiàng)目名稱單位工程量備注大洞開挖m31850交匯段30m范圍小洞開挖m3620接入段20m范圍管棚支護(hù)m320φ108×6mm，長15m噴射混凝土m3280C25早強(qiáng)混凝土錨桿根520φ25中空注漿錨桿鋼拱架榀45I20b工字鋼二、施工總體部署2.1施工分區(qū)劃分將交匯段劃分為三個(gè)功能區(qū)：A區(qū)：大洞超前加固區(qū)（K12+330-K12+350），長20mB區(qū)：交叉過渡區(qū)（K12+350-K12+362），長12m漸變段C區(qū)：小洞延伸區(qū)（K12+362-K12+382），長20m2.2施工順序規(guī)劃大洞施工至K12+330處暫停，施作管棚超前支護(hù)對A區(qū)實(shí)施臺(tái)階法開挖，完成初期支護(hù)施工B區(qū)漸變段，采用CRD工法分4部開挖小洞C區(qū)采用全斷面開挖，滯后B區(qū)5m跟進(jìn)完成交匯段二次襯砌及防排水系統(tǒng)2.3施工平面布置在大洞左側(cè)設(shè)置20m×8m作業(yè)平臺(tái)，配置：小型拌合站（HZS35型）1座材料堆放區(qū)（鋼材、水泥、砂石料）機(jī)械設(shè)備停放區(qū)（挖掘機(jī)、裝載機(jī)、注漿泵）臨時(shí)辦公及監(jiān)控室（配備視頻監(jiān)控和量測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)）三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1超前加固系統(tǒng)3.1.1大洞管棚支護(hù)在K12+330處施作環(huán)向管棚，采用φ108×6mm熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距40cm，共27根，每根長15m。管棚外插角1°-2°，采用XY-28型鉆機(jī)鉆孔，孔徑127mm，鉆孔偏差控制在1%以內(nèi)。管棚安裝后進(jìn)行水泥-水玻璃雙液注漿，水灰比1:1，注漿壓力1.2-1.5MPa，單孔注漿量不小于3.5m3。3.1.2小洞鎖口管棚在小洞洞口（K12+350右側(cè)壁）設(shè)置10根φ89×5mm導(dǎo)向管棚，長度9m，外插角3°，采用"先墻后拱"方式施工。導(dǎo)向墻采用C20混凝土澆筑，截面尺寸1.0m×0.8m，內(nèi)設(shè)2榀I18工字鋼鋼架，導(dǎo)向管與鋼架焊接固定。3.2開挖施工工藝3.2.1大洞A區(qū)開挖采用上下臺(tái)階法施工，循環(huán)進(jìn)尺1.0m：上臺(tái)階：高度3.0m，采用微震爆破，周邊眼間距45cm，裝藥集中度0.15kg/m下臺(tái)階：滯后上臺(tái)階5m，采用機(jī)械破碎開挖，保留核心土2m寬仰拱：每循環(huán)開挖4m，及時(shí)施作C30鋼筋混凝土仰拱，與掌子面距離不超過15m3.2.2漸變段B區(qū)開挖采用CRD工法分四部開挖：左上導(dǎo)坑：寬5.0m×高3.5m，超前其他導(dǎo)坑3-5m右上導(dǎo)坑：寬5.5m×高3.5m，滯后左上導(dǎo)坑2m左下導(dǎo)坑：寬5.0m×高2.0m，滯后右上導(dǎo)坑3m右下導(dǎo)坑：寬5.5m×高2.0m，滯后左下導(dǎo)坑2m導(dǎo)坑間設(shè)置臨時(shí)中隔壁，采用I16工字鋼+噴射混凝土（厚20cm）支護(hù)，隔壁間距不大于6m。3.2.3小洞C區(qū)開挖采用全斷面微震爆破，循環(huán)進(jìn)尺1.2m，具體參數(shù)：掏槽眼：φ42mm，深度1.5m，單孔裝藥量0.6kg輔助眼：間距80cm，梅花形布置，裝藥量0.3kg/孔周邊眼：間距40cm，采用空氣間隔裝藥，裝藥集中度0.12kg/m起爆網(wǎng)絡(luò)：非電毫秒雷管，段間隔50ms，采用"V"型起爆順序3.3初期支護(hù)體系3.3.1噴射混凝土施工分三次施作：初噴：開挖后立即噴射4cm厚C25混凝土封閉巖面復(fù)噴：安裝錨桿和鋼筋網(wǎng)后噴射至設(shè)計(jì)厚度（大洞25cm，小洞20cm）補(bǔ)噴：鋼拱架安裝完成后填補(bǔ)空隙，確保表面平整度≤5cm/2m采用濕噴工藝，工作風(fēng)壓0.4-0.6MPa，噴頭距巖面1.0-1.5m，添加速凝劑（摻量3%-5%），初凝時(shí)間≤5min，終凝時(shí)間≤10min。3.3.2錨桿施工采用φ25中空注漿錨桿，長度4.5m（大洞）/3.5m（小洞）：鉆孔：采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，孔徑40mm，孔深超設(shè)計(jì)長度10cm注漿：水灰比0.5:1，注漿壓力0.8-1.0MPa，飽滿度≥95%安裝：錨桿外露長度10-15cm，與鋼拱架焊接固定檢測：每30根抽樣1組進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，設(shè)計(jì)抗拔力≥180kN3.3.3鋼拱架安裝大洞采用I20b工字鋼，間距0.8m；小洞采用I18工字鋼，間距1.0m：加工：在洞外按1:1比例放樣，分節(jié)長度3-4m，法蘭盤連接安裝：采用液壓臺(tái)車定位，高程偏差≤±5cm，中線偏差≤±3cm連接：縱向采用φ22鋼筋連接，環(huán)向間距1.0m，焊接長度≥10d鎖腳：每榀拱架設(shè)4根φ42鎖腳錨桿，長度3.5m，注漿加固四、特殊段施工技術(shù)4.1大洞結(jié)構(gòu)破除工藝當(dāng)小洞開挖至大洞初期支護(hù)面時(shí)，采用靜態(tài)爆破法破除：鉆孔布置：按1.5倍鋼筋間距梅花形布孔，孔徑42mm，孔深2.0m藥劑填充：采用HSCA-1型靜態(tài)破碎劑，水灰比0.3:1，分層灌注破除順序：先破除拱部，后破除邊墻，最后破除底部，每次破除面積≤10m2安全控制：設(shè)置臨時(shí)支撐，監(jiān)測數(shù)據(jù)超限時(shí)立即停止作業(yè)4.2交叉段防水處理采用"三縫合一"防水體系：施工縫：設(shè)置中埋式止水帶+背貼式止水帶，止水帶搭接長度≥10cm變形縫：采用橡膠止水帶+聚乙烯泡沫板，縫寬2cm誘導(dǎo)縫：間距8m設(shè)置，內(nèi)置可排水止水條，與排水盲管連通防水層采用1.5mm厚EVA防水板，采用無釘鋪設(shè)工藝，搭接寬度10cm，熱風(fēng)焊接，充氣檢測壓力≥0.2MPa，保持30min壓力下降≤10%。4.3監(jiān)控量測系統(tǒng)4.3.1量測項(xiàng)目與頻率量測項(xiàng)目量測儀器量測頻率控制標(biāo)準(zhǔn)洞內(nèi)外觀察數(shù)碼相機(jī)、測桿1次/天無明顯掉塊周邊位移收斂計(jì)1-15天：1次/天≤5mm/天拱頂下沉水準(zhǔn)儀16-30天：1次/2天≤3mm/天凈空變化全站儀1-3月：1次/周累計(jì)≤100mm圍巖壓力壓力盒1次/3天≤設(shè)計(jì)值80%4.3.2預(yù)警響應(yīng)機(jī)制設(shè)置三級預(yù)警：黃色預(yù)警：變形速率≥3mm/天，加密監(jiān)測頻率至2次/天橙色預(yù)警：變形速率≥5mm/天，暫停開挖，加強(qiáng)支護(hù)紅色預(yù)警：變形速率≥10mm/天，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，撤離人員設(shè)備五、施工輔助系統(tǒng)5.1排水系統(tǒng)采用三級排水體系：掌子面排水：設(shè)置臨時(shí)集水坑（1m×1m×1.2m），配置2臺(tái)φ100mm污水泵（一用一備）洞內(nèi)排水：側(cè)溝斷面0.4m×0.5m，坡度2‰，間隔50m設(shè)沉淀池交叉段排水：在小洞與大洞交匯處設(shè)置環(huán)形排水溝，配置自動(dòng)排水系統(tǒng)5.2通風(fēng)系統(tǒng)采用壓抽混合式通風(fēng)：壓入式風(fēng)機(jī)：2×11kW軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒直徑800mm，距掌子面≤15m抽出式風(fēng)機(jī)：1×15kW離心風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒直徑600mm，吸風(fēng)口距掌子面≤5m風(fēng)量計(jì)算：按每人每分鐘3m3計(jì)算，需風(fēng)量≥240m3/min，風(fēng)速≥0.25m/s5.3照明與供電照明：掌子面采用36V安全燈，每5m設(shè)1盞；洞內(nèi)采用220V防爆燈，間距10m供電：設(shè)置2臺(tái)315kVA變壓器，洞內(nèi)采用380V三相五線制，線路懸掛高度≥2.5m應(yīng)急電源：配置1臺(tái)50kW柴油發(fā)電機(jī)，確保停電時(shí)排水、通風(fēng)系統(tǒng)正常運(yùn)行六、質(zhì)量安全保障措施6.1質(zhì)量控制要點(diǎn)原材料控制：鋼材、水泥等主要材料需經(jīng)第三方檢測，合格率100%混凝土施工：嚴(yán)格控制坍落度（180±20mm），抗?jié)B等級≥P8，每50m3留置1組試塊錨桿施工：注漿飽滿度采用聲波檢測儀檢測，合格率≥95%，抗拔力抽檢頻率1%斷面控制：采用激光斷面儀檢測，超挖量≤15cm，欠挖量≤5cm6.2安全防護(hù)措施洞口防護(hù)：設(shè)置防護(hù)棚（寬5m×長6m），采用雙層10mm厚鋼板，下設(shè)緩沖層高空作業(yè)：作業(yè)平臺(tái)設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，滿掛安全網(wǎng)，人員佩戴雙鉤安全帶爆破安全：爆破警戒半徑≥200m，采用數(shù)碼雷管，實(shí)行"三人連鎖"爆破制度用電安全：設(shè)置三級配電兩級保護(hù)，接地電阻≤4Ω，定期檢測絕緣性能6.3應(yīng)急預(yù)案坍塌事故：儲(chǔ)備200m應(yīng)急鋼支撐，制定"先加固后救人"的救援流程涌水事故：配置大功率排水泵（揚(yáng)程≥50m），儲(chǔ)備200m排水管火災(zāi)事故：每50m設(shè)置消防箱（含4kg干粉滅火器2具、消防水帶20m）應(yīng)急演練：每月組織1次專項(xiàng)演練，每季度組織1次綜合演練，演練記錄存檔七、施工進(jìn)度計(jì)劃7.1關(guān)鍵線路大洞超前加固（15天）→A區(qū)開挖支護(hù)（20天）→B區(qū)CRD法施工（30天）→小洞C區(qū)開挖（15天）→二次襯砌（25天）→系統(tǒng)調(diào)試（10天），總工期115天。7.2進(jìn)度保障措施資源保障：配置2套作業(yè)班組，實(shí)行"兩班倒"工作制，確保每天2個(gè)循環(huán)設(shè)備保障：關(guān)鍵設(shè)備備用率100%，配備專業(yè)維修人員24小時(shí)待命技術(shù)保障：成立專項(xiàng)技術(shù)小組，對疑難問題實(shí)行"不過夜"解決機(jī)制激勵(lì)機(jī)制：設(shè)置進(jìn)度考核獎(jiǎng)金，超額完成計(jì)劃獎(jiǎng)勵(lì)2000元/天，延誤處罰1000元/天八、環(huán)境保護(hù)措施8.1粉塵控制采用濕噴混凝土工藝，粉塵濃度≤2mg/m3出碴車輛必須加蓋篷布，出場前沖洗輪胎洞內(nèi)每50m設(shè)置噴霧降塵系統(tǒng)，定期開啟8.2噪音控制選用低噪音設(shè)備，晝間≤70dB，夜間≤55dB破碎機(jī)等強(qiáng)噪音設(shè)備設(shè)置隔音棚，降噪量≥20dB合理安排作業(yè)時(shí)間，避免夜間（22: