丘北隧道施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)丘北隧道為雙向四車道高速公路分離式隧道，左幅全長3473米，右幅全長3466米，設(shè)計(jì)速度80公里/小時(shí)，凈空高度11米，行車道寬度7.75米。隧道采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為公路-Ⅰ級(jí)，隧道防水等級(jí)按一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，二次襯砌及仰拱混凝土抗?jié)B等級(jí)不低于P8。作為師丘高速公路控制性工程"4隧1橋"的關(guān)鍵項(xiàng)目之一，隧道建成后將有效縮短師宗縣至丘北縣的行車距離，解決區(qū)域交通"堵卡難"問題。1.2主要工程量隧道主體工程包括：洞身開挖：Ⅴ級(jí)圍巖段1830米，Ⅳ級(jí)圍巖段1646米初期支護(hù)：噴射混凝土15800立方米，鋼拱架2860榀，鋼筋網(wǎng)860噸二次襯砌：C30模筑混凝土22500立方米防排水系統(tǒng)：HDPE防水板48000平方米，環(huán)向排水盲管32000米輔助工程：施工便道2.5公里，通風(fēng)豎井1座（深120米），斜井1座（長380米）1.3施工總體部署采用"進(jìn)口單向掘進(jìn)+斜井輔助"的施工方案，右幅隧道先行施工，左幅滯后右幅150米。施工分區(qū)劃分為：進(jìn)口工區(qū)：負(fù)責(zé)正洞K0+000~K1+800段施工斜井工區(qū)：負(fù)責(zé)正洞K1+800~K3+466段施工輔助系統(tǒng)區(qū)：布置混凝土拌合站（HZS90型2座）、空壓機(jī)房（20m3/min空壓機(jī)4臺(tái)）、材料倉庫及辦公生活區(qū)二、工程地質(zhì)條件2.1地形地貌與地層巖性隧道區(qū)位于南盤江南岸，屬低中山構(gòu)造侵蝕、剝蝕地貌區(qū)，地形陡峻，最大埋深423.96米。洞身穿越地層主要為：第四系坡殘積層：黃褐色粉質(zhì)粘土，厚0~5米，松散~稍密狀態(tài)中寒武系貓貓頭組：中~強(qiáng)風(fēng)化泥巖、碳質(zhì)泥巖為主，夾薄層灰?guī)r，巖體破碎，呈層狀碎裂結(jié)構(gòu)斷層破碎帶：主要發(fā)育F1、F2兩條斷層，破碎帶寬5~15米，由碎裂巖、糜棱巖組成2.2水文地質(zhì)特征隧道區(qū)地下水主要為第四系孔隙水和基巖裂隙水，受大氣降水補(bǔ)給明顯，具有季節(jié)性變化特征。雨季（5-10月）日最大涌水量可達(dá)5869立方米，枯季日涌水量約1200立方米。地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，需采取防腐措施。2.3不良地質(zhì)段分布淺埋段：洞口段50米范圍埋深2.5~19.1米，存在偏壓現(xiàn)象富水段：K1+200~K1+500段，巖性為碳質(zhì)泥巖，節(jié)理發(fā)育，透水性強(qiáng)斷層破碎帶：K2+100~K2+115段（F1斷層），K2+850~K2+865段（F2斷層），巖體極破碎，穩(wěn)定性差2.4圍巖分級(jí)根據(jù)地質(zhì)勘察及超前預(yù)報(bào)結(jié)果，隧道圍巖分級(jí)如下：Ⅴ級(jí)圍巖：占比53%，主要分布于洞口段、斷層破碎帶及富水段，巖性以碳質(zhì)泥巖為主，巖體完整性系數(shù)Kv<0.3Ⅳ級(jí)圍巖：占比47%，分布于洞身主體段落，巖性為中~強(qiáng)風(fēng)化泥巖，巖體完整性系數(shù)0.3≤Kv≤0.5三、施工方法3.1總體施工原則嚴(yán)格遵循"管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測"的十八字方針，針對(duì)不同圍巖級(jí)別采用差異化施工工法，確保施工安全與進(jìn)度。3.2洞口工程施工洞口段采用"先截排、后開挖"的施工順序：截排水系統(tǒng)：施作洞口截水溝（C20混凝土，斷面50×60cm）、邊仰坡截水溝，形成完善排水系統(tǒng)邊仰坡防護(hù)：采用噴錨網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)，噴射C20混凝土厚10cm，Φ22砂漿錨桿（長3.5m，間距1.5×1.5m），掛Φ8鋼筋網(wǎng)（間距20×20cm）洞門施工：進(jìn)口采用翼墻式洞門，出口采用臺(tái)階式洞門，明洞段采用明挖法施工，仰拱超前，墻拱整體澆筑3.3洞身開挖方法3.3.1Ⅴ級(jí)圍巖段（三臺(tái)階預(yù)留核心土法）臺(tái)階劃分：上臺(tái)階高3.5米，中臺(tái)階高3.0米，下臺(tái)階高2.5米，核心土長度3~5米循環(huán)進(jìn)尺：0.5~0.6米/循環(huán)，每日1~2循環(huán)開挖方式：采用微震爆破配合機(jī)械開挖，周邊眼間距40cm，抵抗線50cm，裝藥量控制在0.15kg/m以下施工工序：超前支護(hù)施工（Φ42小導(dǎo)管，長5米，環(huán)向間距30cm）上臺(tái)階開挖及初期支護(hù)中臺(tái)階左右側(cè)交錯(cuò)開挖及初期支護(hù)下臺(tái)階左右側(cè)交錯(cuò)開挖及初期支護(hù)核心土開挖仰拱開挖及支護(hù)（每循環(huán)3米）3.3.2Ⅳ級(jí)圍巖段（環(huán)形開挖預(yù)留核心土法）環(huán)形開挖：拱部120°范圍環(huán)形開挖，環(huán)寬1.2米循環(huán)進(jìn)尺：1.0~1.2米/循環(huán)，每日2循環(huán)開挖方式：光面爆破，周邊眼間距50cm，裝藥集中度0.25kg/m施工工序：拱部超前小導(dǎo)管支護(hù)環(huán)形開挖及初期支護(hù)核心土開挖（留土高度3米）下部臺(tái)階開挖（左右錯(cuò)開2~3米）仰拱施工（每循環(huán)6米）3.4裝渣運(yùn)輸出渣系統(tǒng)：采用無軌運(yùn)輸方式，配置2臺(tái)3m3側(cè)卸式裝載機(jī)，5臺(tái)20t自卸汽車運(yùn)輸路線：掌子面→斜井→洞口棄渣場（運(yùn)距1.8公里）渣場管理：分區(qū)分層堆放，最大堆高不超過8米，坡率1:1.5，設(shè)置擋渣墻及截排水設(shè)施四、支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)4.1初期支護(hù)系統(tǒng)4.1.1Ⅴ級(jí)圍巖段支護(hù)參數(shù)噴射混凝土：C25早強(qiáng)噴射混凝土，厚度25cm，分兩次噴射（初噴5cm，復(fù)噴20cm）鋼拱架：I20b型鋼拱架，間距50cm/榀，連接采用Φ22螺栓，每榀拱架設(shè)8根Φ25鎖腳錨桿（長4.5米）鋼筋網(wǎng)：雙層Φ8鋼筋網(wǎng)，間距15×15cm，層間間距10cm，搭接長度30d錨桿：系統(tǒng)錨桿采用Φ25中空注漿錨桿，長4.5米，間距1.0×1.0米，梅花形布置超前支護(hù)：Φ42熱軋無縫鋼管（壁厚4mm），長5米，環(huán)向間距30cm，搭接長度1.5米，注漿材料為1:1水泥漿，注漿壓力0.5~1.0MPa4.1.2Ⅳ級(jí)圍巖段支護(hù)參數(shù)噴射混凝土：C25噴射混凝土，厚度20cm鋼拱架：I18型鋼拱架，間距100cm/榀，每榀拱架設(shè)6根Φ22鎖腳錨桿（長3.5米）鋼筋網(wǎng)：單層Φ8鋼筋網(wǎng)，間距20×20cm錨桿：Φ22砂漿錨桿，長3.5米，間距1.2×1.2米超前支護(hù)：Φ42小導(dǎo)管，長4.5米，環(huán)向間距40cm，注漿壓力0.5MPa4.2二次襯砌結(jié)構(gòu)形式：復(fù)合式襯砌，采用C30混凝土，抗?jié)B等級(jí)P8厚度：Ⅴ級(jí)圍巖段60cm，Ⅳ級(jí)圍巖段50cm施工時(shí)機(jī)：初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定后施作，要求拱頂下沉速率≤0.5mm/d，累計(jì)下沉量≤100mm施工工藝：采用12米液壓模板臺(tái)車，泵送混凝土澆筑，插入式振搗棒配合附著式振搗器振搗，施工縫設(shè)置中埋式止水帶+背貼式止水帶4.3輔助支護(hù)措施對(duì)斷層破碎帶等特殊段采用加強(qiáng)支護(hù)：超前地質(zhì)預(yù)報(bào)：采用地質(zhì)雷達(dá)+超前探孔（3個(gè)/循環(huán)，長30米）預(yù)加固措施：Φ108管棚（長15米，環(huán)向間距40cm）+全斷面帷幕注漿（擴(kuò)散半徑2.5米）臨時(shí)支護(hù)：增設(shè)I16臨時(shí)鋼拱架，縱向間距1.0米，形成格柵拱架體系五、防排水施工5.1排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1.1洞內(nèi)排水環(huán)向排水：每10米設(shè)置一道Φ50環(huán)向排水盲管，采用彈簧透水管外包無紡布縱向排水：兩側(cè)邊墻腳各設(shè)一道Φ100縱向排水盲管，坡度與線路坡度一致橫向排水：每30米設(shè)置一道Φ150橫向排水管，將水引入中心排水溝中心排水：隧道底部設(shè)Φ600鋼筋混凝土中心排水溝，壁厚15cm5.1.2洞口排水洞口截水溝：在邊仰坡頂5米外設(shè)截水溝，斷面尺寸50×60cm，C20混凝土澆筑洞口排水溝：與洞內(nèi)排水系統(tǒng)銜接，設(shè)置沉沙池（尺寸2×1.5×1.5米）邊坡排水：坡面設(shè)菱形骨架護(hù)坡，骨架內(nèi)植草，骨架間設(shè)坡面排水溝5.2防水施工5.2.1防水層施工基面處理：噴射混凝土表面平整度D/L≤1/6，凹坑處采用同級(jí)混凝土修補(bǔ)防水層結(jié)構(gòu)：基層處理劑：噴涂瀝青基防水涂料，厚度≥1mm防水板：1.5mm厚HDPE防水板，采用無釘熱合鋪設(shè)工藝，搭接寬度10cm，雙縫焊接保護(hù)層：5cm厚C20細(xì)石混凝土保護(hù)層，鋪設(shè)Φ6鋼筋網(wǎng)（間距20×20cm）5.2.2施工縫與變形縫處理環(huán)向施工縫：設(shè)置中埋式橡膠止水帶（寬度30cm）+背貼式止水帶+遇水膨脹止水條縱向施工縫：設(shè)置鋼板止水帶（厚度3mm，寬度30cm）+遇水膨脹止水膠變形縫：采用EPDM橡膠止水帶+聚苯乙烯泡沫板填縫+密封膏嵌縫5.3特殊段排水措施富水段（日涌水量>5000m3）加強(qiáng)措施：超前排水：打設(shè)Φ76排水孔，長15米，環(huán)向間距1.0米，傾角10°~15°洞內(nèi)降水：設(shè)置集水井（尺寸3×2×2米），配置2臺(tái)150m3/h潛水泵（一用一備）排水管路：采用Φ200無縫鋼管，壁厚6mm，每50米設(shè)固定支架六、監(jiān)控量測6.1量測項(xiàng)目與頻率量測項(xiàng)目量測儀器斷面間距量測頻率洞內(nèi)外觀察目測+相機(jī)全段每次開挖后拱頂下沉水準(zhǔn)儀+銦鋼尺Ⅴ級(jí)5m，Ⅳ級(jí)10m1-15天：1次/天

16-30天：1次/2天

>30天：1次/周凈空變化收斂計(jì)Ⅴ級(jí)5m，Ⅳ級(jí)10m同拱頂下沉圍巖壓力壓力盒代表性斷面1次/天鋼拱架應(yīng)力應(yīng)變計(jì)代表性斷面1次/天錨桿軸力錨桿測力計(jì)代表性斷面1次/天6.2數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用數(shù)據(jù)處理：采用隧道監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，繪制位移-時(shí)間曲線變形管理等級(jí)：Ⅰ級(jí)：U<U0/3，可正常施工Ⅱ級(jí)：U0/3≤U≤2U0/3，加強(qiáng)監(jiān)控量測，調(diào)整施工參數(shù)Ⅲ級(jí)：U>2U0/3，暫停施工，采取加固措施（注：U為實(shí)測位移值，U0為允許位移值）6.3量測預(yù)警與響應(yīng)預(yù)警值設(shè)定：拱頂下沉：Ⅴ級(jí)圍巖≤100mm，Ⅳ級(jí)圍巖≤80mm水平收斂：Ⅴ級(jí)圍巖≤80mm，Ⅳ級(jí)圍巖≤60mm位移速率：Ⅴ級(jí)圍巖≤1.0mm/d，Ⅳ級(jí)圍巖≤0.5mm/d預(yù)警響應(yīng)：三級(jí)預(yù)警：當(dāng)達(dá)到預(yù)警值70%時(shí)，發(fā)出警示，加密量測頻率二級(jí)預(yù)警：當(dāng)達(dá)到預(yù)警值85%時(shí)，發(fā)出警報(bào)，調(diào)整支護(hù)參數(shù)一級(jí)預(yù)警：當(dāng)達(dá)到預(yù)警值100%時(shí)，發(fā)出緊急警報(bào)，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案七、施工進(jìn)度計(jì)劃7.1關(guān)鍵線路計(jì)劃準(zhǔn)備階段：60天（含施工便道、拌合站建設(shè)）洞口工程：90天（含邊仰坡防護(hù)、洞門施工）洞身開挖及初期支護(hù)：右幅420天，左幅450天二次襯砌：右幅300天，左幅320天洞內(nèi)附屬工程：150天竣工驗(yàn)收：60天總工期控制在720天內(nèi)完成。7.2進(jìn)度保障措施資源保障：投入2套隧道施工專業(yè)隊(duì)伍，配置液壓鑿巖臺(tái)車2臺(tái)，裝載機(jī)4臺(tái)，自卸汽車10臺(tái)技術(shù)保障：采用微震爆破、無軌運(yùn)輸?shù)认冗M(jìn)工藝，優(yōu)化循環(huán)作業(yè)時(shí)間組織保障：實(shí)行項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制，設(shè)立隧道專業(yè)工程師，建立周進(jìn)度考核機(jī)制應(yīng)急保障：儲(chǔ)備備用設(shè)備（柴油發(fā)電機(jī)2臺(tái)，備用空壓機(jī)1臺(tái)），制定雨季施工專項(xiàng)方案八、安全保障措施8.1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，設(shè)置專職安全員5名，各班組設(shè)兼職安全員管理制度：建立安全生產(chǎn)責(zé)任制、安全技術(shù)交底、安全檢查等12項(xiàng)管理制度培訓(xùn)教育：特種作業(yè)人員持證上崗，每日開展班前安全講話，每周組織安全培訓(xùn)8.2專項(xiàng)安全措施8.2.1開挖作業(yè)安全爆破安全：爆破作業(yè)由專業(yè)隊(duì)伍實(shí)施，設(shè)置警戒區(qū)，采用非電毫秒雷管起爆通風(fēng)防塵：采用壓入式通風(fēng)，風(fēng)機(jī)功率≥110kW，風(fēng)量≥2000m3/min，作業(yè)面粉塵濃度≤2mg/m3照明供電：洞內(nèi)采用36V安全電壓照明，每10米設(shè)一盞防爆燈，備用電源保證連續(xù)供電≥2小時(shí)8.2.2支護(hù)作業(yè)安全高空作業(yè)：設(shè)置作業(yè)平臺(tái)，高度超過2米時(shí)系安全帶，平臺(tái)滿鋪腳手板，設(shè)1.2米高防護(hù)欄桿鋼拱架安裝：采用機(jī)械吊裝，拱架支撐牢固，安裝位置偏差≤5cm，傾斜度≤2°噴射作業(yè)：作業(yè)人員佩戴防塵口罩，噴嘴與受噴面保持1.5~2米距離，垂直噴射8.3應(yīng)急管理應(yīng)急預(yù)案：編制隧道坍塌、涌水、火災(zāi)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：儲(chǔ)備救生擔(dān)架2副，急救箱3個(gè)，應(yīng)急照明10套，滅火器20臺(tái)，備用氧氣瓶10個(gè)通訊保障：洞內(nèi)安裝有線電話（每500米1部），配備防爆對(duì)講機(jī)10臺(tái)，確保通訊暢通8.4地質(zhì)災(zāi)害防治超前預(yù)報(bào)：采用地質(zhì)雷達(dá)與超前鉆探相結(jié)合，每循環(huán)預(yù)報(bào)30米，確保不留盲區(qū)涌水防治：對(duì)富水段采取"以排為主，排堵結(jié)合"的原則，配置大排量排水設(shè)備坍塌防治：嚴(yán)格控制開挖進(jìn)尺，及時(shí)支護(hù)，對(duì)變形超限段立即停止開挖，采取加固措施九、質(zhì)量控制措施9.1材料質(zhì)量控制原材料檢驗(yàn)：鋼材、水泥、砂石料等主要材料進(jìn)場需提供出廠合格證，并按規(guī)定進(jìn)行抽樣送檢混凝土質(zhì)量：嚴(yán)格控制配合比，坍落度損失≤20mm/h，抗壓強(qiáng)度試件每50m3留置1組鋼筋加工：鋼筋表面無損傷，調(diào)直后允許偏差±10mm，彎鉤角度偏差≤3°9.2施工過程控制測量控制：建立三級(jí)復(fù)核制度，洞內(nèi)外控制點(diǎn)定期復(fù)測，確保隧道貫通誤差≤150mm開挖控制：超挖控制在10cm以內(nèi)，欠挖嚴(yán)禁出現(xiàn)，輪廓平整度≤15cm/2m支護(hù)控制：噴射混凝土厚度采用鑿孔法檢測，每10米檢測1點(diǎn)，合格率≥90%襯砌控制：模板安裝位置偏差≤10mm，標(biāo)高偏差≤±5mm，混凝土表面平整度≤5mm/2m9.3試驗(yàn)檢測現(xiàn)場試驗(yàn)：建立工地試驗(yàn)室，配備壓力試驗(yàn)機(jī)、抗?jié)B儀等設(shè)備，滿足常規(guī)試驗(yàn)需求第三方檢測：委托第三方檢測單位對(duì)隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損檢測（地質(zhì)雷達(dá)掃描、聲波測試）質(zhì)量評(píng)定：分部分項(xiàng)工程驗(yàn)收合格率100%，單位工程優(yōu)良率≥90%十、環(huán)境保護(hù)措施10.1水土保持沉淀池：在拌合站、洗車臺(tái)等部位設(shè)置三級(jí)沉淀池，廢水處理達(dá)標(biāo)后排放棄渣管理：棄渣場采取"先擋后棄"，設(shè)置擋渣墻、截水溝，渣場頂面覆土綠化表土保護(hù)：剝離表土集中堆放，用于后期植被恢復(fù)，剝離厚度≥30cm10.2噪聲與揚(yáng)塵控制噪聲控制：破碎機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備設(shè)置隔音棚，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB揚(yáng)塵控制：施工便道硬化處理，出入口設(shè)置洗車臺(tái)，拌合站安裝霧炮降塵設(shè)備廢氣控制：運(yùn)輸車輛加蓋篷布，柴油機(jī)械安裝尾氣凈化器，減少廢氣排放10.3生態(tài)保護(hù)植被恢復(fù)：工程結(jié)束后及時(shí)恢復(fù)施工便道、棄渣場等臨時(shí)用地植被，恢復(fù)率≥90%野生動(dòng)物保護(hù)：設(shè)置野生動(dòng)物通道，嚴(yán)禁捕獵野生動(dòng)物，施工期減少夜間作業(yè)文物保護(hù)：