蘄太高速隧道施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景本項(xiàng)目為蘄春至太湖高速公路隧道工程，線路起于蘄春縣株林鎮(zhèn)，止于檀林鎮(zhèn)鄂皖省界，全長(zhǎng)49.571公里，其中隧道工程總長(zhǎng)約1.746公里，占線路總長(zhǎng)的21%。全線共設(shè)隧道5座，包括楊家沖隧道、盧家塆隧道、胡家?guī)r隧道、枕頭村隧道等，均采用分離式雙向四車道設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)速100公里/小時(shí)。隧道穿越鄂皖交界大別山腹地，最大埋深達(dá)172米，IV、V級(jí)圍巖占比高達(dá)67.5%，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度大。1.2地質(zhì)條件隧道區(qū)域整體穿越破碎帶，洞身節(jié)理裂隙發(fā)育，地下水位高，巖體穩(wěn)定性差。主要不良地質(zhì)現(xiàn)象包括：斷層破碎帶：洞身穿越3條區(qū)域性斷層，破碎帶寬度5-15米，巖體完整性系數(shù)Kv<0.3富水地層：隧道涌水量最大達(dá)80m3/h，主要為基巖裂隙水和斷層承壓水軟弱夾層：存在多層炭質(zhì)頁(yè)巖夾層，遇水易軟化，單軸抗壓強(qiáng)度<15MPa高地應(yīng)力：埋深超過(guò)100米段落存在輕微巖爆風(fēng)險(xiǎn)，需采取超前應(yīng)力釋放措施1.3主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)隧道凈寬10.25m（單洞）建筑限界高度5.0m設(shè)計(jì)荷載公路-I級(jí)防水等級(jí)二級(jí)（拱墻不滲水，路面不積水）抗震設(shè)防烈度VI度二、施工總體部署2.1施工組織架構(gòu)采用"項(xiàng)目部-工區(qū)-作業(yè)隊(duì)"三級(jí)管理模式，設(shè)置隧道專業(yè)工區(qū)，配置管理人員35人，下設(shè)：技術(shù)管理部：負(fù)責(zé)施工方案編制、技術(shù)交底、地質(zhì)預(yù)報(bào)安全質(zhì)量部：實(shí)施全過(guò)程安全監(jiān)控和質(zhì)量驗(yàn)收施工管理部：統(tǒng)籌現(xiàn)場(chǎng)施工組織和資源調(diào)配設(shè)備物資部：保障機(jī)械設(shè)備和材料供應(yīng)測(cè)量監(jiān)控組：負(fù)責(zé)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和監(jiān)控量測(cè)2.2施工分區(qū)根據(jù)隧道分布特點(diǎn)，劃分為三個(gè)施工區(qū)段：株林區(qū)段：含楊家沖隧道（左線820m/右線795m），配置2個(gè)隧道作業(yè)隊(duì)張塝區(qū)段：含胡家?guī)r隧道（左線640m/右線620m）、枕頭村隧道（左線480m/右線465m），配置3個(gè)隧道作業(yè)隊(duì)大同區(qū)段：含盧家塆隧道（左線549m/右線507m）及省界隧道，配置2個(gè)隧道作業(yè)隊(duì)2.3資源配置2.3.1主要機(jī)械設(shè)備設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量用途三臂鑿巖臺(tái)車H1384臺(tái)隧道開(kāi)挖鉆孔智能濕噴機(jī)械手SikaP7005臺(tái)初期支護(hù)噴射混凝土全液壓二襯模板臺(tái)車12m5臺(tái)二次襯砌施工地質(zhì)雷達(dá)RD15002臺(tái)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)混凝土輸送泵HBT6010臺(tái)混凝土澆筑軸流風(fēng)機(jī)SDF(C)No1110臺(tái)隧道通風(fēng)注漿機(jī)ZJB-308臺(tái)超前注漿加固2.3.2材料供應(yīng)鋼材：采用HRB400E級(jí)鋼筋，從武漢鋼鐵集團(tuán)直供水泥：P.O42.5級(jí)水泥，選用黃石華新水泥廠產(chǎn)品炸藥：乳化炸藥（2#巖石型），由當(dāng)?shù)孛癖九渌头浪牧希?.5mm厚EVA防水板+400g/m2無(wú)紡布2.4施工進(jìn)度計(jì)劃總工期24個(gè)月，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制：第1-3月：施工準(zhǔn)備及洞口工程第4-18月：隧道主體開(kāi)挖及初期支護(hù)第12-22月：二次襯砌施工第20-24月：機(jī)電安裝及附屬工程節(jié)點(diǎn)目標(biāo)：IV、V級(jí)圍巖月進(jìn)尺不少于100米，III級(jí)圍巖月進(jìn)尺150米三、主要施工方法3.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)采用"長(zhǎng)短結(jié)合、多手段互補(bǔ)"的綜合預(yù)報(bào)體系：長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)：TSP203地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)，預(yù)報(bào)距離100-150米，每50米施作一次中距離預(yù)報(bào)：地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)，預(yù)報(bào)距離30-50米，每10米掃描一次短距離預(yù)報(bào)：超前水平鉆探，采用Φ108mm鉆孔，預(yù)報(bào)距離30米，每循環(huán)驗(yàn)證實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：洞內(nèi)涌水量、圍巖收斂、拱頂下沉監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)異常時(shí)加密預(yù)報(bào)頻次3.2開(kāi)挖施工根據(jù)圍巖級(jí)別采用差異化開(kāi)挖工法：3.2.1V級(jí)圍巖段（占比32%）采用三臺(tái)階七步開(kāi)挖預(yù)留核心土法：上臺(tái)階開(kāi)挖：循環(huán)進(jìn)尺0.5-0.8米，采用弱爆破中臺(tái)階開(kāi)挖：分左右兩部，滯后上臺(tái)階3-5米下臺(tái)階開(kāi)挖：分左右兩部，滯后中臺(tái)階5-8米核心土開(kāi)挖：最后開(kāi)挖，保持1.5倍洞徑長(zhǎng)度的核心土支護(hù)緊跟：每循環(huán)開(kāi)挖后立即施作初噴（5cm厚）+錨桿+鋼拱架+復(fù)噴（至設(shè)計(jì)厚度）3.2.2IV級(jí)圍巖段（占比35.5%）采用臺(tái)階法開(kāi)挖：上下臺(tái)階高度比1:1.5，臺(tái)階長(zhǎng)度3-5米循環(huán)進(jìn)尺1.0-1.2米，光面爆破開(kāi)挖初期支護(hù)及時(shí)封閉成環(huán)，封閉距離≤10米3.2.3III級(jí)圍巖段（占比32.5%）采用全斷面開(kāi)挖：循環(huán)進(jìn)尺2.5-3.0米，光面爆破周邊眼間距40-50cm，裝藥集中度0.15-0.2kg/m初期支護(hù)滯后掌子面≤20米3.3支護(hù)體系設(shè)計(jì)3.3.1初期支護(hù)圍巖級(jí)別支護(hù)參數(shù)V級(jí)I20b型鋼拱架（間距0.6m）+Φ25中空注漿錨桿（L=4.5m，間距1.0×1.0m）+Φ8鋼筋網(wǎng)（網(wǎng)格20×20cm）+噴射C25混凝土（厚度26cm）IV級(jí)I18型鋼拱架（間距1.0m）+Φ22砂漿錨桿（L=4.0m，間距1.2×1.2m）+Φ8鋼筋網(wǎng)（網(wǎng)格25×25cm）+噴射C25混凝土（厚度20cm）III級(jí)Φ20藥卷錨桿（L=3.5m，間距1.5×1.5m）+Φ6鋼筋網(wǎng)（網(wǎng)格25×25cm）+噴射C20混凝土（厚度10cm）3.3.2超前支護(hù)V級(jí)圍巖：Φ108管棚（L=10m，環(huán)向間距40cm）+Φ42小導(dǎo)管（L=5m，環(huán)向間距30cm）IV級(jí)圍巖：Φ42小導(dǎo)管（L=4.5m，環(huán)向間距40cm）斷層破碎帶：采用Φ50自進(jìn)式錨桿（L=6m）+超前帷幕注漿3.4防排水施工采用"防、排、截、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理"的原則：洞口排水：設(shè)置截水溝、邊溝、排水溝形成排水系統(tǒng)洞身防水：基面處理：噴射混凝土表面平整度D/L≤1/10防水層：1.5mm厚EVA防水板（搭接寬度10cm，雙縫焊接）止水帶：中埋式鋼邊止水帶（寬度35cm）+背貼式止水帶（寬度30cm）排水系統(tǒng)：環(huán)向排水管：Φ50打孔波紋管，間距5-10米縱向排水管：Φ100雙壁波紋管，每側(cè)各1道橫向?qū)埽害?50PVC管，間距10-15米中央排水溝：寬×深=40×50cm，C25混凝土澆筑3.5二次襯砌采用C30鋼筋混凝土，抗?jié)B等級(jí)P8，施工要點(diǎn)：模板臺(tái)車：12米長(zhǎng)整體式液壓臺(tái)車，走行軌道偏差≤2mm混凝土澆筑：分層對(duì)稱澆筑，厚度30-50cm，振搗采用附著式振搗器+插入式振搗棒養(yǎng)護(hù)：采用養(yǎng)生臺(tái)車噴霧養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥14天施工縫處理：鑿毛+界面劑+止水條，確保結(jié)合緊密3.6特殊地質(zhì)處理3.6.1斷層破碎帶采用"超前注漿加固+短進(jìn)尺開(kāi)挖+強(qiáng)支護(hù)"方案：超前地質(zhì)預(yù)報(bào)確定破碎帶范圍施作Φ108管棚（L=15m）+Φ42小導(dǎo)管（L=5m）全斷面帷幕注漿，注漿壓力1.5-2.0MPa，擴(kuò)散半徑≥2.0m三臺(tái)階七步開(kāi)挖，循環(huán)進(jìn)尺0.5米，支護(hù)緊跟3.6.2涌水段處理超前鉆探探明涌水位置和水量水量<20m3/h：設(shè)置排水孔+局部注漿水量20-50m3/h：環(huán)向帷幕注漿+排水系統(tǒng)加強(qiáng)水量>50m3/h：全斷面預(yù)注漿+掌子面封閉四、安全質(zhì)量控制4.1安全管理體系4.1.1安全防護(hù)措施洞口防護(hù)：設(shè)置截水溝、擋墻、防落石棚洞內(nèi)防護(hù)：承插式逃生管道（Φ800mm，壁厚10mm），緊跟掌子面應(yīng)急照明系統(tǒng)，每50米設(shè)置應(yīng)急燈消防設(shè)施，每100米設(shè)置消防栓和滅火器通風(fēng)防塵：壓入式通風(fēng)，風(fēng)量≥3m3/min·人采用水幕降塵+濕式作業(yè)，粉塵濃度≤2mg/m34.1.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)人員定位：采用UWB定位系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控人員位置環(huán)境監(jiān)測(cè)：在線監(jiān)測(cè)CO、O2、粉塵濃度，超標(biāo)自動(dòng)報(bào)警視頻監(jiān)控：洞內(nèi)每200米設(shè)置高清攝像頭，實(shí)現(xiàn)全程可視化應(yīng)急通訊：配置有線電話+對(duì)講機(jī)+應(yīng)急廣播系統(tǒng)4.2質(zhì)量管理措施4.2.1關(guān)鍵工序控制噴射混凝土：采用濕噴工藝，坍落度8-12cm，回彈率≤15%錨桿施工：采用機(jī)械錨固+注漿，抗拔力≥150kN鋼拱架安裝：拱架間距偏差≤5cm，垂直度偏差≤2°防水板施工：搭接寬度≥10cm，焊接質(zhì)量采用氣壓檢測(cè)（0.2MPa保持30min）4.2.2檢測(cè)方法項(xiàng)目檢測(cè)頻率標(biāo)準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度每50m3一組試塊≥設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%鋼筋保護(hù)層厚度每20m測(cè)1個(gè)斷面合格率≥95%隧道凈空每50m檢測(cè)1次允許偏差±5cm防水層完整性全斷面檢測(cè)無(wú)破損、無(wú)滲漏4.3監(jiān)控量測(cè)按《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》要求，實(shí)施以下監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：必測(cè)項(xiàng)目：洞內(nèi)外觀察、周邊位移、拱頂下沉、凈空變化選測(cè)項(xiàng)目：圍巖壓力、錨桿軸力、鋼架應(yīng)力、襯砌應(yīng)力監(jiān)測(cè)頻率：開(kāi)挖面距量測(cè)斷面<2B時(shí)，1-2次/天2B≤開(kāi)挖面距量測(cè)斷面<5B時(shí)，1次/2天開(kāi)挖面距量測(cè)斷面≥5B時(shí)，1次/周數(shù)據(jù)處理：采用回歸分析，預(yù)測(cè)最終位移，判斷圍巖穩(wěn)定性五、進(jìn)度保障措施5.1工序優(yōu)化平行作業(yè)：開(kāi)挖、支護(hù)、襯砌平行作業(yè)，合理安排工序銜接循環(huán)作業(yè)：建立"開(kāi)挖-支護(hù)-出碴"循環(huán)考核機(jī)制，IV級(jí)圍巖循環(huán)時(shí)間≤12小時(shí)資源調(diào)配：根據(jù)圍巖條件動(dòng)態(tài)調(diào)整作業(yè)班組，確保人員設(shè)備高效利用5.2技術(shù)創(chuàng)新智能化施工：應(yīng)用智能濕噴機(jī)械手、無(wú)人攤鋪技術(shù)，提升效率25%信息化管理：采用BIM+GIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度、質(zhì)量、安全一體化管理工法優(yōu)化：對(duì)斷層破碎帶采用"超前管棚+注漿加固"工法，縮短處理時(shí)間30%5.3應(yīng)急預(yù)案突水突泥：儲(chǔ)備200m3/h排水設(shè)備，設(shè)置三道防水閘門塌方處理：準(zhǔn)備速凝混凝土、鋼拱架等應(yīng)急物資，制定專項(xiàng)搶險(xiǎn)方案火災(zāi)事故：建立消防通道，配置應(yīng)急救援隊(duì)伍，定期演練六、環(huán)境保護(hù)措施6.1施工期環(huán)保廢水處理：設(shè)置沉淀池（三級(jí)），處理后水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)棄渣管理：棄渣場(chǎng)選址于荒溝，設(shè)置擋渣墻+截水溝，棄渣完成后復(fù)墾噪聲控制：采用低噪聲設(shè)備，夜間施工噪聲≤55dB(A)揚(yáng)塵控制：施工便道硬化+灑水車灑水，揚(yáng)塵排放符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》6.2生態(tài)保護(hù)植被恢復(fù)：洞口采用噴播綠化，棄渣場(chǎng)復(fù)墾率100%水土保持：設(shè)置攔渣壩、截排水溝，水土流失治理度≥95%野生動(dòng)物保護(hù)：嚴(yán)禁捕獵野生動(dòng)物，設(shè)置野生動(dòng)物通道七、結(jié)論與建議本施工方案針對(duì)蘄太高速隧道工程特點(diǎn)，采用"超前預(yù)報(bào)、管超前、預(yù)注漿、