宣威隧道施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目基本信息宣威隧道為雙洞四車道高速公路隧道，左洞長(zhǎng)12.0公里，右洞長(zhǎng)12.0公里，設(shè)計(jì)速度100公里/小時(shí)，路基寬度26米。隧道穿越區(qū)域地形復(fù)雜，最大埋深約380米，地質(zhì)條件以灰?guī)r、砂巖、泥巖為主，局部存在軟弱夾層及玄武巖地層。項(xiàng)目總投資約50億元，采用分離式隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是連接宣威市與周邊城市的重要交通通道。1.2地質(zhì)水文條件地形地貌：隧址區(qū)位于云貴高原東北部，穿越高聳丘陵地帶，進(jìn)出口段地形陡峭，坡面植被稀疏。洞身穿越箐門背斜構(gòu)造帶，巖層產(chǎn)狀變化顯著，進(jìn)口段宣威組巖層產(chǎn)狀119°∠58°，出口段茅口組巖層產(chǎn)狀292°∠75°。地層巖性：主要涉及第四系坡殘積層、二疊系上統(tǒng)宣威組砂巖夾泥巖（含煤線）、峨嵋山玄武巖組及下統(tǒng)棲霞-茅口組灰?guī)r。其中玄武巖段巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，兩組主要節(jié)理產(chǎn)狀分別為N70°W/90°S、N30°E/60°S。水文地質(zhì)：地下水類型包括第四系孔隙潛水、碎屑巖類孔隙裂隙水及碳酸鹽巖類巖溶水。進(jìn)出口段為常年性溪溝，洞身段發(fā)育季節(jié)性沖溝，部分段落存在涌水風(fēng)險(xiǎn)，最大涌水量預(yù)計(jì)達(dá)500m3/d。不良地質(zhì)：隧道穿越3處斷層破碎帶，長(zhǎng)度分別為120m、80m、150m，破碎帶內(nèi)巖體完整性差，富水性強(qiáng)。K3+200-K3+500段存在煤層瓦斯風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)測(cè)瓦斯?jié)舛?.3-0.8%。二、施工總體部署2.1施工組織架構(gòu)設(shè)立項(xiàng)目經(jīng)理部，配置“五部?jī)墒摇惫芾眢w系，下設(shè)3個(gè)隧道工區(qū)，每個(gè)工區(qū)負(fù)責(zé)4公里隧道施工。采用“進(jìn)口+出口+2個(gè)斜井”的多工作面施工方案，斜井設(shè)置于K6+000和K9+000處，坡度12°，斷面尺寸6m×5m，作為輔助坑道承擔(dān)通風(fēng)、出碴及材料運(yùn)輸功能。2.2施工平面布置洞口區(qū)：設(shè)置辦公生活區(qū)、材料倉(cāng)庫(kù)、混凝土攪拌站（HZS120型）、機(jī)械設(shè)備維修區(qū)及棄碴場(chǎng)。每個(gè)洞口配置2套JS500混凝土攪拌機(jī)，確保初期支護(hù)混凝土供應(yīng)。洞內(nèi)布置：采用無軌運(yùn)輸方式，主洞設(shè)置雙車道運(yùn)輸?shù)缆?，路面采?0cm厚C20混凝土硬化。每隔500m設(shè)置會(huì)車道，配置LED防爆照明系統(tǒng)及應(yīng)急通道指示牌。2.3資源配置計(jì)劃?rùn)C(jī)械設(shè)備：投入3臺(tái)三臂鑿巖臺(tái)車、2臺(tái)濕噴機(jī)械手、4臺(tái)側(cè)卸式裝載機(jī)、8臺(tái)20t自卸汽車、2套隧道專用通風(fēng)機(jī)（2×110kW）。斜井配置2臺(tái)JK-2.5提升機(jī)用于垂直運(yùn)輸。人力資源：高峰期投入管理人員120人，技術(shù)工人480人，每個(gè)作業(yè)面實(shí)行“三班制”連續(xù)施工，每班配置開挖工12人、支護(hù)工15人、機(jī)械操作工8人。材料供應(yīng)：建立水泥、鋼筋、鋼拱架等主要材料的儲(chǔ)備庫(kù)，確保庫(kù)存量滿足15天施工需求。炸藥庫(kù)設(shè)置于距洞口1.5km安全地帶，實(shí)行“雙人雙鎖”管理。三、主要施工方法3.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)采用“地質(zhì)調(diào)查法+物探+鉆探”的綜合預(yù)報(bào)體系：長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)：每500m進(jìn)行一次TSP203地震波反射法探測(cè)，圈定不良地質(zhì)體范圍。中距離預(yù)報(bào)：每100m采用地質(zhì)雷達(dá)（RAMACX3M）掃描，識(shí)別掌子面前方30m范圍內(nèi)的裂隙發(fā)育情況。短距離預(yù)報(bào)：每30m施作3個(gè)超前水平鉆孔，孔徑φ108mm，孔深35m，測(cè)定涌水量及瓦斯?jié)舛取?.2洞口工程邊仰坡防護(hù)：采用“截水溝+錨桿格梁+噴混”聯(lián)合防護(hù)體系。截水溝采用M7.5漿砌片石，斷面尺寸50cm×60cm；錨桿長(zhǎng)4.5m，間距1.5m×1.5m；格梁為C25混凝土，截面20cm×30cm。管棚施工：洞口段設(shè)置長(zhǎng)15m的Φ108mm管棚，環(huán)向間距40cm，外插角1-3°。采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，管內(nèi)灌注M30水泥漿，注漿壓力控制在1.0-1.5MPa。3.3洞身開挖根據(jù)圍巖級(jí)別采用分級(jí)開挖方法：Ⅲ級(jí)圍巖：全斷面法施工，循環(huán)進(jìn)尺3.5m，采用光面爆破，周邊眼間距50cm，抵抗線60cm，裝藥量控制在0.25kg/m。Ⅳ級(jí)圍巖：臺(tái)階法施工，上臺(tái)階高度5m，循環(huán)進(jìn)尺2.5m。上臺(tái)階采用環(huán)形開挖留核心土，核心土面積不小于斷面的30%。Ⅴ級(jí)圍巖及斷層破碎帶：CRD法施工，將斷面分為4個(gè)導(dǎo)洞，每個(gè)導(dǎo)洞開挖進(jìn)尺1.0-1.5m，及時(shí)施作臨時(shí)中隔壁（I18型鋼）及橫撐（I16型鋼）。爆破參數(shù)：采用2#巖石乳化炸藥，非電毫秒雷管起爆。周邊眼采用Φ25mm小直徑藥卷，不耦合系數(shù)1.8。掏槽眼采用楔形掏槽，深度比其他炮眼深20cm。3.4初期支護(hù)噴射混凝土：分初噴和復(fù)噴兩次施工。初噴在開挖后立即進(jìn)行，厚度4cm；復(fù)噴在錨桿、鋼拱架安裝完成后進(jìn)行，總厚度Ⅲ級(jí)圍巖10cm、Ⅳ級(jí)15cm、Ⅴ級(jí)25cm。采用C25噴射混凝土，添加速凝劑（摻量3%）。錨桿施工：Ⅲ級(jí)圍巖采用Φ22mm藥卷錨桿，長(zhǎng)度3m；Ⅳ、Ⅴ級(jí)采用Φ25mm中空注漿錨桿，長(zhǎng)度4.5-6m，注漿壓力0.5-1.0MPa。錨桿間距：Ⅲ級(jí)1.2m×1.2m、Ⅳ級(jí)1.0m×1.0m、Ⅴ級(jí)0.8m×0.8m。鋼拱架安裝：Ⅳ級(jí)圍巖采用I18型鋼拱架，間距1.0m；Ⅴ級(jí)及斷層破碎帶采用I20型鋼拱架，間距0.6-0.8m。拱架連接板采用10mm厚鋼板，螺栓連接，拱腳設(shè)置20cm×20cm鋼板墊塊。3.5防排水施工防水層：采用“EVA防水板（1.5mm）+土工布（350g/m2）”復(fù)合防水層。防水板采用無釘鋪設(shè)工藝，搭接寬度10cm，熱熔焊接，焊縫寬度不小于1.5cm，采用氣密性檢測(cè)確保焊接質(zhì)量。排水系統(tǒng)：環(huán)向排水盲管：Φ50mm軟式透水管，間距5-10m，嵌入初期支護(hù)與防水層之間?？v向排水盲管：Φ100mm雙壁波紋管，設(shè)置于兩側(cè)邊墻底部，坡度2‰。橫向?qū)埽害?50mmPVC管，間距30m，將環(huán)向盲管水引入縱向盲管。排水溝：主洞設(shè)置雙側(cè)排水溝，斷面尺寸40cm×50cm，采用C20混凝土澆筑。3.6二次襯砌施工時(shí)機(jī)：根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果確定，當(dāng)圍巖變形速率≤0.2mm/d、累計(jì)變形量達(dá)預(yù)計(jì)總變形量的80%時(shí)進(jìn)行。Ⅲ級(jí)圍巖段滯后開挖面100-150m，Ⅳ、Ⅴ級(jí)滯后50-80m。模板體系：采用12m長(zhǎng)液壓整體式襯砌臺(tái)車，模板厚度10mm，面板采用65Mn鋼板。臺(tái)車支撐系統(tǒng)設(shè)置16個(gè)液壓千斤頂，確保定位精度（誤差≤5mm）?；炷潦┕ぃ翰捎肅30防水混凝土（抗?jié)B等級(jí)P8），坍落度控制在160-180mm。采用輸送泵連續(xù)澆筑，分層厚度30cm，振搗采用插入式振搗棒（Φ50mm），振搗時(shí)間20-30s。施工縫設(shè)置中埋式止水帶（Φ300mm）+遇水膨脹止水條（20mm×30mm）。3.7特殊地質(zhì)段處理斷層破碎帶：采用“超前大管棚（Φ108mm，L30m）+帷幕注漿”預(yù)處理。注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，注漿壓力2.0-2.5MPa，加固范圍開挖輪廓線外5m。涌水處理：當(dāng)涌水量＞10m3/h時(shí)，采用“超前鉆孔泄水+井點(diǎn)降水”措施。泄水孔孔徑Φ130mm，間距3m，孔深20m；井點(diǎn)降水設(shè)置于兩側(cè)邊墻，間距5m，深度15m。瓦斯段施工：配置KJ90N瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，洞內(nèi)每隔50m設(shè)置瓦斯傳感器，報(bào)警濃度0.5%，斷電濃度0.8%。采用防爆型機(jī)械設(shè)備，禁止使用鐵質(zhì)工具敲擊，爆破采用煤礦許用炸藥及雷管。四、監(jiān)控量測(cè)4.1量測(cè)項(xiàng)目與頻率量測(cè)項(xiàng)目?jī)x器設(shè)備量測(cè)頻率控制標(biāo)準(zhǔn)洞內(nèi)外觀察地質(zhì)羅盤、相機(jī)每次開挖后無掉塊、涌水拱頂下沉水準(zhǔn)儀、銦鋼尺1-15天：1-2次/天

16-30天：1次/2天

＞30天：1次/周Ⅲ級(jí)≤100mm

Ⅳ級(jí)≤150mm

Ⅴ級(jí)≤200mm凈空變化收斂計(jì)同拱頂下沉Ⅲ級(jí)≤80mm

Ⅳ級(jí)≤120mm

Ⅴ級(jí)≤180mm圍巖內(nèi)部位移多點(diǎn)位移計(jì)1-15天：1次/天

16-30天：1次/3天最大位移≤250mm錨桿軸力錨桿測(cè)力計(jì)1-7天：1次/天

8-28天：1次/3天不超過設(shè)計(jì)值80%4.2數(shù)據(jù)處理與反饋建立監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，繪制位移-時(shí)間曲線。當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)立即停止開挖，采取加強(qiáng)措施：拱頂下沉速率＞5mm/d或凈空變化速率＞3mm/d；位移累計(jì)值達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)的80%；出現(xiàn)突水、涌泥或瓦斯?jié)舛瘸迺r(shí)。五、輔助系統(tǒng)5.1通風(fēng)系統(tǒng)采用“壓入式+抽出式”混合通風(fēng)方式。洞口設(shè)置2臺(tái)2×110kW軸流風(fēng)機(jī)，通過Φ1.8m阻燃風(fēng)筒向掌子面送風(fēng)；斜井設(shè)置1臺(tái)2×75kW抽出式風(fēng)機(jī)，形成負(fù)壓排風(fēng)。風(fēng)機(jī)配置自動(dòng)控制裝置，根據(jù)洞內(nèi)瓦斯?jié)舛燃胺蹓m含量自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量（3000-5000m3/min）。5.2排水系統(tǒng)掌子面排水：設(shè)置集水井（1m×1m×1.5m），配置2臺(tái)Φ150mm污水泵（揚(yáng)程50m），將水排至洞內(nèi)排水溝。斜井排水：每50m設(shè)置一個(gè)集水井，采用多級(jí)接力排水方式，水泵揚(yáng)程不小于200m。污水處理：洞口設(shè)置三級(jí)沉淀池（容積50m3），經(jīng)處理后的水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后排放。5.3供電系統(tǒng)采用雙回路供電，從地方電網(wǎng)引入10kV高壓電，洞口設(shè)置2臺(tái)500kVA變壓器。洞內(nèi)采用380V/220V三相五線制供電，每隔100m設(shè)置一個(gè)配電箱，配置漏電保護(hù)器（動(dòng)作電流≤30mA）。六、施工進(jìn)度計(jì)劃6.1關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制前期準(zhǔn)備階段：2個(gè)月（場(chǎng)地平整、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、技術(shù)交底）洞口及管棚施工：1.5個(gè)月/洞口洞身開挖與支護(hù)：左洞18個(gè)月，右洞17.5個(gè)月（平均月進(jìn)尺650m）二次襯砌：滯后開挖面3-6個(gè)月，總工期12個(gè)月機(jī)電安裝及附屬工程：3個(gè)月竣工驗(yàn)收：1個(gè)月6.2進(jìn)度保障措施采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬，優(yōu)化工序銜接，減少交叉作業(yè)干擾。建立“周調(diào)度、月考核”制度，對(duì)滯后工序采取增加資源投入、調(diào)整作業(yè)班次等措施。儲(chǔ)備2套關(guān)鍵設(shè)備（如鑿巖臺(tái)車、通風(fēng)機(jī)），應(yīng)對(duì)設(shè)備故障。與供應(yīng)商簽訂材料供應(yīng)保障協(xié)議，確保鋼材、水泥等主要材料按時(shí)到場(chǎng)。七、質(zhì)量安全與環(huán)保措施7.1質(zhì)量管理體系原材料控制：每批鋼筋、水泥進(jìn)場(chǎng)需提供出廠合格證，并按規(guī)定進(jìn)行抽樣送檢（鋼筋力學(xué)性能、水泥強(qiáng)度及安定性）。工序檢驗(yàn)：實(shí)行“三檢制”（自檢、互檢、交接檢），隱蔽工程需經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收簽字后方可進(jìn)入下道工序。試驗(yàn)檢測(cè)：建立工地試驗(yàn)室，開展混凝土坍落度、抗壓強(qiáng)度、鋼筋焊接等常規(guī)試驗(yàn)，試驗(yàn)頻率滿足規(guī)范要求。7.2安全管理措施安全教育培訓(xùn)：對(duì)所有進(jìn)場(chǎng)人員進(jìn)行三級(jí)安全教育，特種作業(yè)人員持證上崗。每月組織一次安全技術(shù)交底。風(fēng)險(xiǎn)管控：編制《隧道施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告》，對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)工序（如斷層破碎帶開挖、瓦斯段爆破）實(shí)行作業(yè)許可制度。應(yīng)急管理：配備應(yīng)急救援隊(duì)伍（20人），儲(chǔ)備應(yīng)急物資（擔(dān)架2副、氧氣瓶5個(gè)、急救箱3個(gè)）。每季度組織一次突水、瓦斯爆炸應(yīng)急演練。個(gè)人防護(hù)：為作業(yè)人員配備安全帽、反光背心、防塵口罩（N95級(jí)）、瓦斯報(bào)警儀等防護(hù)用品，定期檢查防護(hù)效果。7.3環(huán)境保護(hù)措施噪聲控制：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。粉塵防治：采用濕式鑿巖、爆破噴霧降塵、出碴前灑水等措施，洞內(nèi)粉塵濃度≤2mg/m3。棄碴處理：棄碴場(chǎng)設(shè)置擋碴墻（高度3m）和截排水溝，碴體表面覆蓋土工布并綠化恢復(fù)。水土保持：施工廢水經(jīng)處理后回用，生活污水經(jīng)化糞池處理后排入市政管網(wǎng)。八、應(yīng)急預(yù)案8.1突水突泥事故預(yù)警：當(dāng)超前鉆孔出現(xiàn)涌水量＞20m3/h或水壓＞1MPa時(shí)，立即發(fā)出預(yù)警。響應(yīng)：?jiǎn)?dòng)一級(jí)應(yīng)急響應(yīng)，撤離洞內(nèi)人員，關(guān)閉掌子面附近閥門，啟用備用排水系統(tǒng)。處置：采用“管棚+注漿”封堵涌水通道，注漿材料選用水泥-水玻璃雙液漿，注漿壓力2-3MPa。8.2瓦斯爆炸事故檢測(cè)：瓦斯傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)濃度達(dá)到0.5%時(shí)發(fā)出報(bào)警，0.8%時(shí)自動(dòng)切斷電源。撤離：立即組織人員沿應(yīng)急通道撤離，佩戴自救器（使用時(shí)間≥45min）。滅火：使用干粉滅火器或沙土滅火，嚴(yán)禁使用水滅火（電氣設(shè)備著火時(shí)）。8.3塌方事故支護(hù)加固：立即對(duì)塌方體周邊施作鎖腳錨桿（長(zhǎng)度6m）和臨時(shí)鋼拱架，防止塌方擴(kuò)大。人員救援：采用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)塌方體后是否有生命跡象，必要時(shí)采用小導(dǎo)洞進(jìn)行救援。清理方案：待圍巖穩(wěn)定后，采用“短進(jìn)尺、弱爆破”方式清理塌碴，同步施作超