云南隧道明洞进洞方案文档格式.docx
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，局部较陡。
洞身上覆土层较薄，基岩局部裸露，隧道进口地段沟槽等低洼地带覆土较厚，隧道出口基岩裸露。
隧道区植被较差。
隧道最大埋深75m，属浅埋隧道。
隧道区属南亚热带季风气候，多年平均气温19.5℃，极端最高气温39.5℃，极端最低气温－3.7℃，年平均风速1.3m/s，多年平均降雨量为1156.6mm，多年平均蒸发量为1611.6mm。
隧道离XX县城近，附近有便道通往县城，交通较方便。
2.3围岩级别
XX隧道围岩级别分为Ⅲ～
级，
级围岩长470m，占36.1%；
级围岩长340m，占26.1%；
级围岩长433m，占33.3%，明洞58m，占4.5%，整体地质条件复杂，岩性变化频繁。
2.4.地层岩性
测区上覆第四系全新统坡残积（Q[4]（dl+el））粉质黏土、冲洪积（Q[4]（al+pl））粉质黏土、坡残积（Q[4]（dl+el））细角砾土，下伏上第三系（N）泥岩、二叠系下统（P1）灰岩、第一期碱性基性侵入岩钛辉辉长辉绿岩带（υ-βμ（a））辉绿岩。
沿断层带发育压碎岩（F[br]）。
地层岩性分述如下：
<
4-2>
粉质黏土（Q[4]（al+pl））：
褐灰、褐黄色，硬塑状，局部软塑状。
含约20%的泥岩质卵砾石，分布于隧道进口端沟槽中，厚0～3m。
属Ⅱ级普通土，C组填料。
6-3>
粉质黏土（Q[4]（dl+el））：
褐黄、褐红色，硬塑状。
含30%左右泥岩质角砾。
分布于隧道山体坡面段，一般厚0～3m。
6-4-1>
细角砾土（Q[4]（dl+el））：
灰绿色，夹黑色，稍湿，稍密~中密。
角砾成份为辉绿岩、灰岩、炭质页岩等的风化角砾，棱-次棱状，粒径2-20mm，少量20-80mm，部分用手可掰断，含量约60%，粉质黏土充填。
分布于坡面。
属Ⅱ级普通土，B组填料。
8-1>
泥岩（N）:
灰黄，褐灰色，薄~中厚层状，成岩作用较差，岩质软。
全风化（W[4]）呈土状，局部含黑褐色淤泥质土；
强风化（W[3]）呈灰黄色，半成岩，属Ⅲ级普通土，属C组填料；
弱风化（W[2]）呈灰黄色，岩体破碎，节理裂隙发育。
属Ⅳ级软石，C组填料。
9-4>
压碎岩（F[br]）：
青灰、深灰，岩体破碎呈块状、角砾状，沿断层破碎带分布。
原岩为灰岩。
属Ⅳ级软石，B组填料。
13>
灰岩（P1）：
灰色、深灰色，显晶结构，厚层块状夹薄层状构造。
强风化带（W[3]）灰、灰黄色，岩层破碎，岩芯多呈20-50mm的角砾，属Ⅳ级软石，为A组填料；
弱风化带（W[2]）灰、灰黑色，岩质较坚硬，裂隙发育，裂面呈褐红色，短柱状，属Ⅴ级次坚石，为A组填料。
20>
辉绿岩（υ-βμ（a））：
灰绿色夹黑色，风化层呈灰黄夹黑色，中粗粒结构及辉绿结构，节理裂隙发育。
全风化（W[4]）岩体呈角砾土状，有残余结构面，手捏易碎，属Ⅲ级硬土，C组填料；
强风化（W[3]）岩体呈碎、块石状，局部短节柱状，属Ⅳ级软石，B组填料；
弱风化（W[2]）岩体呈短柱状，完整性较好，属Ⅴ级次坚石，A组填料。
2.5.地质构造
测区地处华南褶皱带一级构造单元，次一级构造单元为华南褶皱带的滇东南褶皱系，西北面以弥勒－师宗断裂与扬子准地台分界，属于华南褶皱带与扬子准地台之间的过渡带，其地壳活动经历了由地槽（加里东期）到地台（华力西期）再到地槽（印支期）的复杂演化过程。
工程区属于XX幅划分的北西向构造，其为滇东南地区比较广泛存在的一种构造型式。
XX断裂即为该构造的一条主要断裂。
该断裂为一区域性大断裂，其北起自红岩村，经大普弄越过西洋江，经过里叩、下者进入XX盆地，再经过板伦、青龙坪向北平延伸。
断裂线北西-南东向延伸，穿谷越岭，波状弯曲。
该断裂面一般平直如刀切，局部地层见有较多的擦痕和摩擦镜面。
断裂两侧地层因强烈挤压而直立、倒转。
据区域资料，该断裂带内各条断裂相互交切，具有压性特征与张性特征，显示出现多次活动的迹象。
在XX一带，沿断裂发育有笔直的线状断层谷、条带状山脊与高达400余米的断层崖，根据派生构造及断层擦痕显示，断裂具有右旋水平运动特征，破碎带、角砾岩普遍存在。
断裂对沉积相的控制作用明显。
在那坡至XX一带，有北西向的上泥盆统硅质岩相带分布，远离断裂带变成碳酸盐岩类。
断裂西南侧的二迭系至下三迭统为深水相硅质岩、泥质岩、复理石沉积；
中三迭统为沉积岩。
XX、里叩一带的下第三系陆相盆地沿断裂带分布，并被后期复活断裂切穿。
此外，断裂旁侧还有多期次的海底火山活动，其中以印支期基性侵入岩分布较多。
2.6.不良地质及特殊岩土
隧道区不良地质为岩溶，无特殊岩土。
桥址区分布的二叠系下统（P1）灰岩，呈浅灰、灰白色等，中厚层及薄层状，岩体节理裂隙较发育。
灰岩主要分布于隧道进口-D4K354+198、D4K354+285-D4K354+687、D4K354+790-D4K354+844、D4K355+127-隧道出口四段，经地质测绘及钻探，未发现溶洞、洼竖井、漏斗等岩溶形态，仅岩石表面可见溶沟、溶槽、分析认为该灰岩岩溶发育程度中等，局部可能发育有溶洞等溶蚀孔洞，特别是在可溶岩与非可溶岩接触带可能岩溶较发育，会有较多的溶蚀空洞，对工程不利。
易涌水、塌方地段一览表
序号
起止里程
长度
预防病害
1
D4K354+190
～
D4K354+330
140
涌水、塌方
2
D4K354+430
100
塌方
3
D4K354+465
D4K354+570
105
4
D4K354+670
D4K354+710
40
5
D4K354+770
D4K354+880
110
6
D4K355+100
D4K355+150
50
7
D4K355+360
D4K355+468
108
6、D2K362+268～+808段低阻体两侧等值线呈陡立状畸变，梯度变化大，其间夹三个局部的极低阻封闭圈，此为断层破碎带的电性反应，施工时应注意预防涌水、突泥和塌方。
2.7.水文地质
隧道区属珠江水系，地表水为河水、沟水、水田水，受大气降水补给，地表水不发育，地表水主要沿沟槽流向低处排泄。
地下水为第四系土层孔隙水及基岩裂隙水。
第四系坡残积层以黏性土为主，其含水性及透水性较差，含水量甚微。
隧道主要通过第一期碱性基性侵入岩（υ-βμ（a））钛辉辉长辉绿岩相带，岩体原生节理及风化裂隙发育，连通性及透水性一般，多为泥质、粉砂质半充填，发育程度随深度增加而减弱，富水性一般。
灰岩岩溶发育中等，富水性中等，但地下水埋深较大。
灰岩岩溶发育中等，含水性及透水性较好，富水性中等。
在可溶岩与非可溶岩接触带，局部可能形成富水地带，富含地下水。
地下水主要为大气降水补给，测区丰富的水资源为裂隙水提供了良好的补给条件。
据在隧道出口沟中采取水样化验，地表水为HCO[3]（-）-Ca（2+）型水，无侵蚀性。
根据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设〔2005〕157号及〔2007〕140号），在环作用类别为化学侵蚀环境及氯盐环境时，水中SO[4]（2-）、Mg（2+）、pH值、Cl（-）对混凝土结构无侵蚀性。
2.8.地震动参数
测区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应地震基本烈度属Ⅵ度。
3.施工方案
首先施工明洞段截水天沟，然后完成明洞段钢管桩施做，完成对边坡的加固及稳定，再完成明洞段的边仰坡刷坡及喷锚支护确保边坡稳定，施做进洞管棚导向墙及管棚施做等综合处理措施方案。
3.1.施工准备
开工之后首先修筑临时施工便道，架设施工供电线路、修筑供水设施和铺设供水管道，砌筑洞顶截水沟，开挖明洞段前土石方。
明洞口场地开挖完成后，安装和修建隧道供风、供水、发电、混凝土生产、钢构件加工等设备与设施。
3.2.施工测量
控制测量主要搞好施工前平面控制网复测、平面控制附合导线测设及高程控制；
施工测量主要搞好洞口测量、洞身测量；
最后完成竣工测量填写竣工资料。
为了保证测量质量必须制定严格的保证措施。
3.2.1.控制测量
3.2.1.1.施工前平面控制网复测
施工前根据设计院和业主技术部门现场进行的交接测量控制桩橛点及办理的相关手续，组织测量人员对交接的导线网点和水准基点进行反复复核测量，复核导线点的坐标和水准基点高程的准确性，测量结果经过平差后与所交的控制点结果进行对比，在充许误差范围内时作为施工用控制点。
隧道每掘进500m或雨季前后各进行洞内外导线控制点联测一次。
3.2.1.2.平面控制附合导线测设
洞内布置双导线，形成闭合导线，利用全站仪、精密水准仪等测量仪器，精确控制隧道施工。
洞口导线点位使用钢筋（钢筋顶上刻十字线）埋于洞口附近坚固稳定的地面上，并用混凝土固定桩位，点与点之间通视良好。
点位布置完毕后，利用设计院交接的导线网GPS点（已知）作基准点，以三维坐标法，使用全站仪引测附合导线上各点的精确坐标值（并经平差），使用精密水准仪从高等级的2个BM点测定导线上各点的准确高程（并经平差）。
水平角的观测正倒镜六个测回中误差≤±
2.5″，每条附合导线长度必须往返观测各三次读数，在允许值内取均值，导线全长闭合差≤±
1/30000。
3.2.1.3.高程控制
高程控制点的布设利用平面控制点的埋石作为高程控制点，如特殊需要时进行加密，加密的水准点精度不低于高程控制点的精度，其布置形式为附合水准线路。
精密水准点的复测采用S1等级水准仪对所交精密水准点进行复测，往返测量。
观测精度符合偶然误差±
2mm，全中误差±
4mm，往返闭合差≤±
8
（L为往返测段路线段长，以km计）。
两次观测误差超限时重测。
当重测结果与原测成果不超过限值时，取三次成果的平均值。
3.2.2.施工测量
3.2.2.1.明洞口测量
根据隧道明洞口的设计结构和明洞口地形标高，详细计算明洞口边仰坡开挖边线的坐标和各桩中心坐标。
利用附合导线与以上计算坐标的相对关系，使用全站仪在地面上放出洞口明边仰坡开挖轮廓线，十米桩中心坐标点位，
以放出的坐标点为中心放出开挖边线桩，控制明洞口边仰坡的开挖。
3.2.2.2.洞身测量
隧道洞身施工测量根据隧道设计文件，精确计算出线路百米桩的坐标及结构的相关尺寸和标高，并按每10m编制出本标段隧道标高表。
测量工程师利用洞内测量控制点，及时向开挖面传递中线和高程；
由测量队用断面测量仪测设隧道开挖轮廓线、支护钢架架立前后和二次衬砌立模前后轮廓尺寸，进行复核，确认准确后方可进行下道工序施工，并对混凝土净空断面应用激光隧道限界检测仪检查。
在洞内进行施工放样时随时配带气压表、温度计，随时根据实际情况对仪器进行气压、温度的修正。
3.3.超前地质预测预报
实现信息化施工，随时掌握浅埋及含水量变化情况，确定合理的支护参数和施工方法，制定施工中可能出现的各种问题的处理预案，是确保工程质量和施工安全的必要措施。
在设计地质资料的基础上，采用地面预报和洞内超前预报相结合的模式，主要以洞内超前预报为主，对未开挖地段进行地质预测和分析，采集各种水文、地质、变形、应变等信息，及时进行反馈，确定合理的支护参数，制定合理的施工方法。
根据工程地质特点，洞内超前预报主要通过TSP203地质超前预报系统和超前钻孔等手段进行。
并将该项工作纳入施工工序管理。
3.4.XX隧道洞口风险评估及对策措施
风险因素
风险事件
初始风险等级
风险对策措施
残留风险等级
隧道进口施工
塌方突水突泥
Ⅱ
超前大管棚、台阶法施工；
加强监控量测，仰拱紧跟、及时衬砌。
予以清除并及时对边仰坡进行锚喷网混凝土进行防护和加固。
进行超前地质预报，了解围岩情况及时更改施工方案。
Ⅲ
隧道出口施工
3.5.超前地质探测与预报组织机构及职责
3.5.1地质预报组织机构
项目经理部成立专业的超前地质预报室，配置水文地质、试验专业工程师并配备先进的预测、预报设备和仪器，进行超前地质预报工作，由总工程师负责。
编制《隧道施工测试与超前预报实施细则》，并严格遵照执行。
将超前地质预报作为隧道施工的一道工序。
组织机构见图。
地质预报机构图
3.5.2.地质预报项目
地面预报：
在施工中，根据设计提供的地质勘探资料，对重点地段地表进行踏勘，对地面可见不良地质进行测量定位，进行地表补充地质测绘，采集地表代表性土样，将样品在室内做对比分析和物探资料分析整理。
洞内预报：
施工中加强对断层破碎带等的超前地质预报工作，采用全断面地质素描和TSP203进行超前地质预测预报。
在Ⅴ、Ⅳ级围岩段其断层影响带进行超前水平钻孔探测（Ф50孔，每断面一孔）。
3.5.3.超前地质探测与预报方法及工艺
根据本标段隧道工程地质条件，结合本投标人以往施工中在超前地质探测与预报方面所积累的经验，拟采用TSP203地质预报系统和超前钻探法等进行地质预报，预测开挖工作面前方一定范围内围岩的工程地质和水文地质条件。
初步确定本标段采用以下方法进行超前地质探测与预报。
①TSP203超前地质预报系统
TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况。
它是在掌子面后方边墙一定范围内布置一排爆破点，进行微弱爆破，产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播，当围岩强度发生变化，比如有断层或岩层变化时，会造成一部分信号返回，界面两侧岩石的强度差别越大，反射回来的信号、返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，得到岩体强度变化界面的信号也就越强。
返回信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放大，根据信号返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，就可以得到岩体强度变化界面的位置及方位。
TSP203地质预报系统实际操作中有如下特点：
适用范围广，适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况；
距离长，能预测掌子面前方100m～200m范围内的地质状况，围岩越硬越完整预报长度就越大；
对隧道干扰小，可在隧道施工间隙进行，即使专门安排时间，也不过一小时左右；
提交资料及时，在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。
采用专用处理软件，将复杂多解的波形分析转换为直观的单一解的波形能量分析图。
将隧道顶部和底部的波形能量分析图分析确定之后，可得出软弱夹层或其它不良地质相对于隧道的空间位置，计算机自动绘出弹形波速度有差异的地质界面相对于隧道轴线的地质平面图和纵断面图。
但也存在预报准确性和预报精度方面的问题，需要采用其他预报手段来补充和完善。
TSP203地质预报系统现场测试示意图
②超前钻孔探测
进洞前首先进行超前钻孔探测，“物探先行，钻探验证”，超前钻探是一种传统而可靠的工程地质探测方法，具有直观、准确的特点，针对本标段隧道围岩特点，拟采用超前钻探方法进行探测，以超前水平岩芯钻探为主，辅以浅孔钻探。
超前水平钻探可根据需要探测和了解隧道开挖前方几十米范围内围岩的工程地质情况；
通过岩芯观察和分析对隧道开挖前方的不稳定岩层进行准确定位；
直接采取岩芯样本进行各种抗压强度试验，获取围岩物理力学性质参数。
通过超前钻探可直接探明断层规模及围岩赋水情况，通过浅孔钻探可以进一步验证。
在钻进过程中，尽可能避免钻头偏移，导致探测结果发生误差。
3.5.4.工作程序
超前地质预报程序见下页《超前地质探测预报工作程序图》
3.5.5.资料交付
地质测试与超前预报成果资料采取分报告与总报告相结合的交付方式。
每天将现场采集的资料进行分析和汇总，并向施工和技术负责人进行汇报；
每周进行一次归纳汇总。
对地质条件与设计变化较大、影响隧道施工安全，可能产生地质灾害的重点地段所做的地质超前预报，及时报监理、业主、设计单位；
情况紧急时，先采取防范措施，再以书面形式报告业主、设计单位，以保证施工安全。
超前地质探测预报工作程序图
3.6.截水沟
在洞顶边仰坡开挖线5m以外，按设计要求人工开挖并施作洞顶截水天沟，作好洞口地表防排水。
洞口应加强防排水，洞口场地形成向外3%的纵坡，以利排水，并做好临时排水系统，防止积水长时间浸泡墙脚和隧底，造成边墙围岩失稳。
3.7.进洞前的加固处理及超前支护
3.7.1.坡面钢管桩砂浆锚杆挂网加固
首先对明洞D4K354+430-D4K354+465段施做Φ75钢管桩进行加固处理，施做完成钢管桩后，按照设计要求对边仰坡面进行刷坡处理，并清除表面危石、滚石，边仰坡面按设计每开挖刷坡完成3米高度，永久边仰坡位于〈6-4-1〉层时，采用锚杆框架梁防护，主锚杆长度为6m，位于〈13〉W3或W2层时，采用喷砼防护，厚8cmC20混凝土封闭坡面。
3.7.2.超前支护
3.7.2.1.超前大管棚施工
3.7.2.1.1大管棚主要设计参数
钢材规格：
大管棚——φ108热轧无缝钢管，壁厚6mm，以丝扣连接，同一断面内接头数量不超过总钢管数的50%。
管长：
D4K354+410～+430段为20m；
D4K354+465～+480段为15m。
管距：
环向间距中至中40cm；
外插角：
1～3°
；
接头位置：
同一环管棚接头位置相互错开不小于1m；
管棚注浆：
水泥浆水灰比1:
1（重量比）;
注浆压力:
0.5-2.0Mpa。
3.7.2.1.2、工艺流程
大管棚施工工艺流程见下图：
大管棚施工工艺流程图
3.7.2.1.3、施工方法及要求
1、施工方法
（1）、施工准备
先开挖好洞口第一级钻孔平台，施作导向墙，导向墙采用C20混凝土施作，厚80cm。
导向墙内设工18型钢钢架三榀，间距0.5m/榀，导向墙长2m，两端各预留25cm保护层，钢架纵向采用Ф22钢筋螺纹钢连接，环向间距1m，在导向墙两侧拱脚设置大拱脚，以加强导向墙稳定。
大拱脚内布设Ф22钢筋，大拱脚尺寸为长*高=2m*1m，宽同导向墙长度。
施钻前先加工好部分钢花管。
（2）、钻孔
采用潜孔钻机钻孔，施工前通过导向墙控制好孔位、立轴方向及打设角度。
经检查合格后才能开钻，施钻过程中随时记录好每一段的围岩情况，施钻完毕后用高压风清孔。
检查钻孔、打管质量时，画出草图，对孔位编号、逐孔、逐根检查并认真填写记录。
（3）、送管
钻孔完毕及清孔后，及时顶进钢管。
钢管按设计要求加工制作，现场安装成型。
钢管接长采用丝扣连接，同时安装过程中注意同一截面接头错开。
（4）、管口注浆孔加工
管口注浆孔采用30cm长φ20镀锌钢管，一头与管棚堵头钢板焊接（钢板先加工一与镀锌管内径相同的圆孔），另一头接注浆管。
排气孔亦采用镀锌管置于钢管内侧上方。
（5）、压水试验
注浆前，先调试好注浆设备，检查管路是否畅通，并做压水试验，记录好用水量、压力、流量等参数。
（6）、注浆
注浆材料采用水泥砂浆，水泥浆液水灰比1：
1，最大注浆压力采用2Mpa。
单根钢花管的注浆量按下式计算：
取Q=πR2kLη式R为浆液扩散半径，取R2k=0.6Lo;
Lo为注浆钢花管中至中的距离；
L为钢花管长；
η为围岩空隙率，各种地层条件下围岩空隙率参考值：
砂土40%，粘土20%，断层破碎带5%。
注浆压力应逐步升高，达到设计终压后继续注浆10min以上，并记录好每孔进浆量、注浆持续时间等数据。
注完浆的钢管要立即堵塞孔口，防止浆液外流。
2、工艺要求
（1）.工程材料控制措施
水泥、钢材等材料必须三证（出厂证、合格证、检验证）齐全，进场后按规定抽检，合格后方可使用。
施工前钢管施工员必须对施工顺序、操作方法和要求向操作人员详细交底，施工过程中对钢管规格、数量、位置随时进行复核检查。
同一截面钢管的接头数量应符合规范的要求。
（2）.管棚加工及安装
管棚钢管应按设计要求分节加工,现场组装时,应控制接头位置的准确及对接牢固,对不符合要求的重新加工安装。
管棚在开挖轮廓线上按设计位置及角度打入。
孔位误差不得大于5cm；
角度误差不得大于2度。
（3）.注浆
注浆前先进行压水试验,得出部分施工参数,用以指导施工。
注浆压力应由小到大，先采用小压力注浆，待孔满后封闭排气孔加压至设计终压持续10min以上。
必须保证孔眼浆液饱满密实，扩散范围达到设计要求。
注浆过程中，要逐管填写记录，标明注浆压力、注浆量、发生情况及时处理。
注浆效果检查在洞身开挖后进行，主要检查注浆量偏少和有怀疑的钢管，认真填写检查记录。
通过钻孔检查注浆范围及厚度，小于30cm时，补打小导管、注浆。
3.7.2.2.超前小导管施工
洞身单Ⅴ级B型复合衬砌段，采用Φ42超前小导管注浆预支护，小导管采用热轧无缝钢管加工，长度为4.5m，环向间距0.4m，每环38根。
水平搭接不小于1m。
并按设计要求控制好外插角。
洞身Ⅳ级B型复合衬砌段，采用Φ42超前小导管注浆预支护，小导管采用热轧无缝钢管加工，长度为4.5m，环向间距0.5m，每环31根。
①施工工艺
小导管施工工艺流程见图
②施工方法
小导管在构件加工厂制作，前端做成尖锥形，尾部焊接φ6mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm交错钻眼，眼孔直径为φ10mm。
钻孔时,按照设计要求控制好角度，钻孔完毕后，将小导管按设计要求插入孔中，尾部与钢架焊接到一起，共同组成预支护体系。
沿小导管布置线喷C25混凝土形成止浆盘，注入水泥单液浆，当单孔注浆量达到设计注浆量时，结束注浆。
注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。
注浆作业中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。
开挖前试挖掌子面，无明显渗水时进行开挖作业。
小导管
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