葛洲壩高速隧道施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與總體設(shè)計(jì)本項(xiàng)目為葛洲壩集團(tuán)承建的高速公路隧道工程，位于喀斯特地貌與烏蒙山區(qū)過渡帶，線路全長5219米，采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度100公里/小時(shí)，隧道凈寬10.25米，凈高5.0米。作為全線控制性工程，隧道穿越3條區(qū)域性斷層破碎帶，最大埋深152米，洞身穿越灰?guī)r、頁巖及煤層等復(fù)合地層，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度大。1.2主要技術(shù)指標(biāo)結(jié)構(gòu)形式：復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)采用噴射混凝土+錨桿+鋼拱架，二次襯砌采用C35模筑混凝土設(shè)計(jì)荷載：公路-Ⅰ級防水等級：二級，拱墻采用EVA防水板（1.5mm）+土工布（300g/㎡）通風(fēng)方式：豎井+射流風(fēng)機(jī)聯(lián)合通風(fēng)照明系統(tǒng)：LED節(jié)能燈具，應(yīng)急照明連續(xù)供電時(shí)間≥90min二、地質(zhì)條件分析2.1地形地貌隧道穿越中低山區(qū)，進(jìn)口段位于緩坡地帶，自然坡度15°~25°，出口段地勢陡峭，坡度達(dá)40°~50°。洞身穿越溶蝕洼地、峰叢等典型喀斯特地貌，地表發(fā)育落水洞、漏斗等不良地質(zhì)現(xiàn)象12處。2.2地層巖性K0+000~K1+200：第四系覆蓋層，主要為粉質(zhì)黏土，厚0~8m，松散結(jié)構(gòu)K1+200~K3+500：三疊系灰?guī)r，中風(fēng)化~微風(fēng)化，巖質(zhì)堅(jiān)硬，局部發(fā)育溶腔K3+500~K4+800：二疊系頁巖夾煤層，巖層走向310°，傾向NE，傾角35°~45°K4+800~K5+219：寒武系砂巖，強(qiáng)風(fēng)化段巖體破碎，完整性差2.3水文地質(zhì)隧道區(qū)地下水類型主要為巖溶水和基巖裂隙水，富水性不均。預(yù)測最大涌水量為8000m3/d，主要集中在K2+100~K2+300溶蝕發(fā)育段。地下水位埋深5~30m，對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。2.4不良地質(zhì)段分布里程范圍不良地質(zhì)類型長度（m）圍巖等級處理措施K0+150~K0+300淺埋偏壓150V級管棚支護(hù)+地表注漿K2+100~K2+300溶腔發(fā)育200V級超前地質(zhì)鉆探+填充處理K3+800~K4+000斷層破碎帶（F1）200V級小導(dǎo)管注漿+格柵拱架K4+500~K4+650煤層瓦斯150IV級瓦斯監(jiān)測+防爆設(shè)備三、施工總體部署3.1施工組織架構(gòu)項(xiàng)目經(jīng)理部設(shè)5個(gè)職能部門：工程技術(shù)部、安全質(zhì)量部、物資設(shè)備部、計(jì)劃合同部、綜合管理部現(xiàn)場配置3個(gè)專業(yè)施工隊(duì)：隧道一隊(duì)（進(jìn)口段）、隧道二隊(duì)（出口段）、機(jī)電安裝隊(duì)關(guān)鍵崗位人員：項(xiàng)目經(jīng)理1人（高級工程師）、總工程師1人（教授級高工）、專職安全員4人（持C證）3.2施工平面布置進(jìn)口工區(qū)：設(shè)置拌合站（HZS90型，產(chǎn)能90m3/h）、鋼筋加工場（30m×60m）、材料倉庫（2000㎡）、生活區(qū)（板房50間）出口工區(qū)：布置空壓機(jī)房（20m3/min空壓機(jī)3臺）、炸藥庫（距洞口300m，抗爆墻結(jié)構(gòu)）、棄渣場（容量15萬m3）臨時(shí)便道：新建施工便道2.5km，寬4.5m，泥結(jié)碎石路面，每200m設(shè)會車道3.3施工進(jìn)度計(jì)劃總工期：28個(gè)月（含準(zhǔn)備期2個(gè)月）關(guān)鍵線路：洞口工程→洞身開挖→二次襯砌→機(jī)電安裝里程碑節(jié)點(diǎn)：進(jìn)口進(jìn)洞：第3個(gè)月月底出口進(jìn)洞：第4個(gè)月月底隧道貫通：第22個(gè)月月底竣工驗(yàn)收：第28個(gè)月月底四、主要施工技術(shù)4.1洞口工程4.1.1邊仰坡防護(hù)采用"截水溝+錨桿+噴射混凝土"聯(lián)合防護(hù)體系截水溝：C20混凝土，尺寸50cm×60cm，距坡口線2m布置錨桿：Φ22砂漿錨桿，長3.5m，間距1.2m×1.2m，梅花形布置噴射混凝土：C25，厚10cm，摻入聚丙烯纖維（0.9kg/m3）4.1.2管棚施工采用Φ108mm×6mm熱軋無縫鋼管，長30m，環(huán)向間距40cm導(dǎo)向墻：C25混凝土，厚80cm，內(nèi)設(shè)I20a工字鋼導(dǎo)向架鉆進(jìn)工藝：水平地質(zhì)鉆機(jī)，采用套管跟進(jìn)法，孔位偏差≤10cm/30m4.2洞身開挖4.2.1開挖方法III級圍巖（占比45%）：全斷面法，循環(huán)進(jìn)尺3.5mIV級圍巖（占比35%）：臺階法，上臺階高3.5m，循環(huán)進(jìn)尺2.0mV級圍巖（占比20%）：CRD法，分4個(gè)導(dǎo)洞開挖，循環(huán)進(jìn)尺0.5~1.0m4.2.2爆破參數(shù)設(shè)計(jì)炸藥類型：乳化炸藥（2#巖石），藥卷直徑32mm掏槽方式：楔形掏槽，掏槽眼深度4.0m，裝藥量1.2kg/m周邊眼：間距50cm，抵抗線60cm，裝藥集中度0.25kg/m爆破振動(dòng)控制：最大段藥量≤20kg，振速≤15cm/s（Ⅲ類圍巖）4.3初期支護(hù)4.3.1支護(hù)參數(shù)圍巖等級噴射混凝土錨桿鋼拱架鋼筋網(wǎng)III級C25，厚25cmΦ22砂漿錨桿，L=3.0m，1.5m×1.5m-Φ8，20cm×20cmIV級C25，厚30cmΦ25中空錨桿，L=3.5m，1.2m×1.2mI18工字鋼，間距1.0mΦ8，15cm×15cmV級C25，厚35cmΦ25自進(jìn)式錨桿，L=4.0m，1.0m×1.0mI20格柵拱架，間距0.6mΦ8，10cm×10cm4.3.2施工工藝噴射混凝土：濕噴工藝，工作風(fēng)壓0.4~0.6MPa，噴頭距巖面1.5~2.0m錨桿施工：采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，注漿壓力0.3~0.5MPa，注漿飽滿度≥90%鋼拱架安裝：全站儀定位，拱架間距誤差≤±5cm，垂直度誤差≤±2°4.4二次襯砌施工時(shí)機(jī)：初期支護(hù)完成后，圍巖變形速率≤0.15mm/d，累計(jì)變形量達(dá)預(yù)計(jì)總變形量的80%模板體系：液壓整體式襯砌臺車，長12m，面板厚度10mm，支撐間距≤1.0m混凝土施工：分層澆筑，厚度≤50cm，振搗采用插入式振搗棒（Φ50），振搗時(shí)間20~30s/點(diǎn)養(yǎng)護(hù)：噴霧養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥14d，強(qiáng)度達(dá)85%后方可拆模4.5防排水施工4.5.1排水系統(tǒng)環(huán)向排水管：Φ100mm雙壁波紋管，間距5~10m（富水段加密至5m）縱向排水管：Φ150mmHDPE管，坡度≥2‰橫向?qū)埽害?00mm鍍鋅鋼管，間距10m，與縱向排水管連通4.5.2防水施工基面處理：噴射混凝土表面平整度≤5cm/2m，尖銳物打磨處理防水板鋪設(shè)：采用無釘鋪設(shè)工藝，搭接寬度10cm，熱風(fēng)焊接，焊縫寬度≥1.5cm止水帶：中埋式鋼邊止水帶（Φ350mm），施工縫處設(shè)置，采用熱熔焊接連接4.6特殊地質(zhì)段施工4.6.1巖溶處理超前探測：采用地質(zhì)雷達(dá)（100MHz天線）+超前鉆孔（3個(gè)，L=30m）溶腔處理：小型溶腔（＜5m3）：C20混凝土回填中型溶腔（5~50m3）：漿砌片石+注漿填充大型溶腔（＞50m3）：管棚支護(hù)+型鋼骨架+混凝土回填4.6.2斷層破碎帶超前支護(hù)：Φ42小導(dǎo)管，L=5.0m，環(huán)向間距30cm，注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿開挖方式：短臺階法，循環(huán)進(jìn)尺0.5~1.0m，及時(shí)封閉成環(huán)臨時(shí)支護(hù)：增設(shè)臨時(shí)仰拱，采用I18工字鋼，與主拱架螺栓連接五、施工設(shè)備配置5.1開挖設(shè)備鑿巖臺車：2臺（進(jìn)口、出口各1臺），配備3臂液壓鑿巖機(jī)裝載機(jī)：3臺（ZL50型），斗容3.0m3挖掘機(jī)：2臺（PC200型），斗容1.0m3自卸汽車：15輛（20t），運(yùn)輸能力滿足日棄渣量需求5.2支護(hù)設(shè)備濕噴機(jī)：2臺（TK961型），生產(chǎn)能力5m3/h錨桿鉆機(jī)：4臺（MQT-130型），鉆孔直徑50mm注漿泵：2臺（HBW150型），工作壓力10MPa襯砌臺車：1臺（12m液壓整體式），自重85t5.3輔助設(shè)備通風(fēng)機(jī)：2臺（SDF-NO11.0型），風(fēng)量2200m3/min空壓機(jī)：3臺（20m3/min），電動(dòng)螺桿式抽水機(jī)：4臺（Φ150mm，揚(yáng)程50m），備用系數(shù)1.5變壓器：2臺（800kVA），滿足洞內(nèi)用電需求六、安全控制措施6.1危險(xiǎn)源辨識重大危險(xiǎn)源：突水突泥、瓦斯爆炸、塌方、高處墜落、物體打擊風(fēng)險(xiǎn)等級評估：采用LEC法，對12項(xiàng)作業(yè)活動(dòng)進(jìn)行評估，其中5項(xiàng)為高度風(fēng)險(xiǎn)6.2安全管理體系責(zé)任制：項(xiàng)目經(jīng)理為第一責(zé)任人，設(shè)置專職安全員4人，班組兼職安全員6人培訓(xùn)教育：特種作業(yè)人員持證上崗，崗前培訓(xùn)不少于24學(xué)時(shí)/人應(yīng)急管理：編制專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案8項(xiàng)，每季度組織1次應(yīng)急演練6.3專項(xiàng)安全措施6.3.1瓦斯防治監(jiān)測系統(tǒng)：KJ90X型瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，傳感器布置間距≤500m通風(fēng)要求：風(fēng)量≥1m3/min·人，瓦斯?jié)舛取?.5%時(shí)報(bào)警，≥1.0%時(shí)停產(chǎn)撤人防爆措施：洞內(nèi)電氣設(shè)備采用ExdⅠ級防爆型，爆破使用煤礦許用炸藥6.3.2防突水措施超前探水：采用地質(zhì)雷達(dá)與超前鉆孔相結(jié)合，鉆孔深度≥30m，循環(huán)搭接長度≥5m排水系統(tǒng)：設(shè)置三級排水，掌子面積水采用Φ100mm水泵抽排，揚(yáng)程≥100m預(yù)警指標(biāo)：水壓≥2MPa或涌水量≥10m3/h時(shí)，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案6.3.3塌方預(yù)防監(jiān)控量測：布設(shè)拱頂下沉、凈空變化測點(diǎn)，頻率1次/d（Ⅳ、Ⅴ級圍巖）支護(hù)時(shí)機(jī)：Ⅳ級圍巖開挖后4h內(nèi)完成初期支護(hù)，Ⅴ級圍巖2h內(nèi)完成加固措施：對潛在塌方段采用管棚+注漿加固，管棚長度10~15m七、質(zhì)量管理措施7.1質(zhì)量目標(biāo)單元工程合格率100%，優(yōu)良率≥95%混凝土強(qiáng)度合格率100%，抗?jié)B等級≥P8隧道貫通誤差：橫向≤100mm，高程≤50mm7.2質(zhì)量控制要點(diǎn)原材料控制：水泥、鋼筋等主要材料進(jìn)場檢驗(yàn)率100%，建立材料臺賬配合比管理：混凝土配合比設(shè)計(jì)經(jīng)第三方驗(yàn)證，施工中每50m3檢測1次坍落度工序檢驗(yàn)：實(shí)行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢），隱蔽工程驗(yàn)收留存影像資料7.3試驗(yàn)檢測計(jì)劃土工試驗(yàn)：每5000m3檢測1組，測定含水率、壓實(shí)度等指標(biāo)混凝土試驗(yàn)：抗壓強(qiáng)度每100m3留置3組試塊，抗?jié)B每500m3留置1組錨桿拉拔試驗(yàn)：每300根錨桿檢測1組，最低抗拔力≥設(shè)計(jì)值的90%八、環(huán)境保護(hù)措施8.1水土保持棄渣場：擋渣墻+截排水溝+沉沙池"三位一體"防護(hù)，擋渣墻高3m，頂寬1m施工廢水：設(shè)置三級沉淀池（10m×5m×2m），處理后回用率≥80%表土保護(hù)：剝離表土單獨(dú)堆放，用于后期植被恢復(fù)，保護(hù)面積≥15000㎡8.2噪聲控制設(shè)備降噪：破碎機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備設(shè)置隔音罩，噪聲≤85dB（A）時(shí)間限制：夜間（22:00~6:00）禁止爆破作業(yè)，確需施工時(shí)噪聲≤55dB（A）監(jiān)測頻次：每季度監(jiān)測1次，在距施工場界50m處設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)8.3生態(tài)恢復(fù)植被恢復(fù)：棄渣場、施工便道等臨時(shí)用地恢復(fù)植被覆蓋率≥90%物種保護(hù)：嚴(yán)禁砍伐古樹名木，施工區(qū)周邊500m范圍設(shè)置野生動(dòng)物通道環(huán)保教育：每月開展1次環(huán)保宣傳教育，提高施工人員環(huán)保意識九、應(yīng)急預(yù)案9.1突水突泥應(yīng)急處置預(yù)警：掌子面出現(xiàn)滲水突增、圍巖變軟等征兆時(shí)，立即發(fā)出預(yù)警信號響應(yīng)：啟動(dòng)Ⅰ級應(yīng)急響應(yīng)，現(xiàn)場人員沿逃生路線撤離，關(guān)閉掌子面防水閘門處置：采用"管棚+注漿"封堵，注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿，初凝時(shí)間30~60s9.2塌方應(yīng)急處置人員救援：采用生命探測儀確定被困人員位置，通過鉆孔輸送食物和氧氣加固措施：立即停止開挖，對塌方體周邊采用Φ25錨桿（L=5m）加固清方方案：小斷面導(dǎo)洞法，先加固后清方，每次清方量≤50m39.3應(yīng)急物資儲備物資名稱規(guī)格型號數(shù)量存放位置應(yīng)急照明手提式LED燈20臺洞口值班室自救器ZYX45型50臺施工人員配備擔(dān)架折疊式4副醫(yī)療救護(hù)點(diǎn)注漿泵HBW150型1臺設(shè)備庫備用十、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程10.1分部分項(xiàng)驗(yàn)收分部工程：共劃分8個(gè)分部，其