四川某铁路隧道实施性施工组织设计.docx
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四川某铁路隧道实施性施工组织设计
白雀寺隧道实施性进洞施工方案
1、编制依据、原则
1.1、编制依据
（1）、新建铁路成都至绵阳、乐山客运专线白雀寺隧道施工图。
（2）、白雀寺隧道现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。
（3）、我公司所拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果和多年积累的工程施工经验。
（4）、《成绵乐公司铁路客运专线工程质量管理办法》。
（5）、《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005）。
（6）、《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005）。
（7）、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》。
（8）、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》。
（9）、《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》铁建设〔2005〕157号。
（10）、《铁路工程施工安全技术规程》。
（11）、《地下工程防水技术规范》（GB50108）。
（12）、《铁路混凝土与砌体工程施工规范》（TB10210-2001）。
（13）、《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）。
（14）、《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108-2002）。
（15）、其他铁路工程技术规范及国家行业标准、规则、规程。
（16）、国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规。
（17）、中铁五局（集团）有限公司企业标准：
《施工技术管理办法》（Q/G.ZTWJ001-027-2001）。
1.2、编制原则
（1）“突破重点工程、避免工序干扰、注意季节影响、组织均衡生产、合理调整资源配置、确保总工期目标”的原则。
（2）坚持科学性、先进性、经济性、合理性与实用性相结合的原则。
（3）整体推进，均衡生产，确保总工期的原则。
（4）保证重点，突破难点，质量至上的原则。
（5）保持施组设计严肃性与动态控制相结合的原则。
（6）强化组织指挥，加强管理，保工期、保质量、保安全。
（7）优化资源配置，实行动态管理。
（8）文明施工，保护环境。
（9）节能减排目标达到国家相关标准。
（10）积极配合业主、设计和监理等单位，解决好施工中的关键问题。
2、工程概况
2.1、工程简介
白雀寺隧道位于四川省乐山市苏稽镇境内，隧道全长为L=230m，起讫里程为DK299+560～DK299+790，其中暗洞长度191米，进口段明洞长度15米，出口段明洞长度24米。
中心里程为DK299+675。
本隧道为直线隧道，隧道纵坡为单面下坡，坡度为6.2‰。
进口洞门设计为单压式，出口洞门设计为斜切式。
全隧均为Ⅴ级围岩，隧道穿过层为砂岩夹泥岩，岩体较破碎，不良地质为泥岩风化剥落。
明洞采用明挖法开挖，整体式衬砌；暗洞采用大拱脚弧形导坑法开挖，喷锚钢架支护，其中DK299+620～299+680段为格栅钢架支护，DK299+575～299+620及DK299+680～299+766段采用I20b型钢钢架支护，间距均为0.8米/榀,衬砌均为C35钢筋混凝土复合式衬砌。
大管棚进洞（进口为Ф108钢管，出口为Ф89钢管）,隧道计划开工日期：
2010年10月1日，计划衬砌完工日期：
2011年4月25日。
2.2、工程数量
主要工程数量
序号
名称
单位
工程数量
1
暗洞洞身开挖（191m）
M3
27403
2
C35钢筋砼（拱墙仰拱）
M3
4806
3
C20砼仰拱填充
M3
1870．5
4
C30拱墙仰拱砼
M3
254
5
C25耐腐蚀喷射砼
M3
2367
6
中空锚杆
m
11842
7
砂浆锚杆
m
21021
8
格栅钢架
t
157．45
9
型钢钢架（I20b）
t
218.85
10
I18型钢（大拱脚临时支护）
t
17．35
11
超前小导管（Ф42钢花管）
t
27.18
12
Ф108钢管大管棚（进口）
t
20.07
13
Ф89钢管大管棚（出口）
t
9.33
14
施工缝（中埋式橡胶止水带）
m
1290
15
施工缝（外帖式橡胶止水带）
m
1424
16
中埋式钢边橡胶止水带
m
82
17
防水板
m2
5105
18
无纺布
m2
5105
19
HRB335钢筋（未含格栅钢架钢筋）
t
282．36
20
HPB235钢筋（未含格栅钢架钢筋）
t
149．50
21
HRB400钢筋
t
3．03
22
注水泥砂浆
M3
396
23
Ф500CFG桩基底加固（进口）
m
1162
24
外加剂（耐腐蚀剂）
t
89．6
25
Ф75钢管桩注浆加固（进口）
m
1381
26
预加固桩桩身砼（进口1.5×2.5×20）
M3
75
27
M10浆砌片
M3
1554
2.3、地形地质
1）工程地质特征
该隧道址区地貌为丘陵地貌，地形起伏较大，地面高程395～472米，相对高差77米，自然横坡较陡，均不呈陡崖直立。
丘坡表层多为荒山，植被多为乔木、灌木，沟槽地带多垦为水田。
无任何道路相通，交通条件差。
最大埋深为50米。
2）地层岩性及地质构造
上覆第四系全新统坡洪积（Q4dl+pl）松软土；破残积（Q4dl+el）粉质粘土；下伏基岩为白垩系下统灌口组（K1g）泥岩夹砂岩，夹关组（K1j）砂岩夹泥岩。
地层岩性分述如下：
（1）松软土（Q4dl+pl）：
黄褐、灰褐、灰等色，硬塑，土质不均，部分含少量卵砾石及砂泥岩质角砾，为软塑状粉质黏土，分布于DK299+790~845段沟槽表层，厚0～6米，无硬壳层，硬底为全风化砂岩夹泥岩，属于Ⅱ级普通土。
（2）粉质黏土（Q4dl+el）：
紫褐、褐红、褐黄色，硬塑，质不均，局部夹5～25%的砂、泥岩质角砾，厚0～2米，局部较厚，分布于段内丘坡表层。
属于Ⅱ级普通土。
（3）泥岩夹砂岩（K1g）：
紫红、黄灰色、泥、铁质胶结，中厚层状，以粘土矿物组成为主，岩质软，具遇水软化崩解、失水收缩开裂等特性。
钻探揭示全风化带（W4）厚0～5米，属Ⅲ级硬土；强风化带（W3）厚0～10米，属Ⅳ级软石。
其下为弱风化带（W2）,质较软，属Ⅳ级软石。
据附近段取泥岩样试验，泥岩为膨胀岩，自由膨胀率为Fs=28～39%，饱和吸水率Wsa=6.10～17.26%,具遇水膨胀，失水收缩开裂，并产生往复胀缩变形的性能。
钻孔揭示本组地层普遍含有石膏、钙芒硝。
钻孔揭示普遍含石膏，多呈条带状、斑点状、薄层状分布，并且石膏有溶蚀现象。
（4）砂岩夹泥岩（K1j）：
紫红、黄灰色、泥、铁质胶结，中厚层状岩质软，成岩性差，敲击声闷。
该层砂岩部分由于胶结物和矿物组成的差异，存在差异风化，弱风化带内夹全-强风化透视体。
钻探揭示全风化带（W4）厚2～15米，属Ⅲ级硬土；强风化带（W3）厚5～30米，属Ⅳ级软石。
其下为弱风化带（W2）,质较软，属Ⅳ级软石。
2.4、气象水文
地表水主要为沟水及水田水，水量随季节性变化较大，受大气降水补给，以蒸发及补给地下水等方式排泄。
据附近段取（2010-成绵乐水-80，-288）地下水水质分析结果，水质类型为HCO3-—Ca2-、HCO3-.Cl-—Ca2-型。
根据《混凝土结构耐久性设计规定》（铁建设[2005]157号及[2007]140号），在环境作用类别为化学侵蚀环境及氯盐环境时，水中SO42-、Mg2+、Cl-、侵蚀性CO4对混凝土结构均无侵蚀性，pH值对混凝土结构侵蚀等级为H1
4）地震动参数
根据国家地震局《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）、国家标准第1号修改单及中国地震局地壳应力研究所《成都至绵阳、乐山城际铁路工程场地地震安全性评价报告》（2008年10月），测段地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.40s。
5）气象
本段所属地区主要受西南季风气候和地形影响，冬无严寒、夏多暴雨，阴天多，日照少。
气象特征表如下：
气象特征值
单位
乐山
峨眉
历年平均降雨量
mm
1394
1508.4
历年平均气温
ºC
18
17.1
历年最高气温
ºC
42
38.3
历年最低气温
ºC
-3
-4.4
历年最大风速
m/s
12
20
2.5、技术标准
（1）铁路等级：
客运专线
（2）设计速度目标值：
250km/h
（3）正线数目：
双线
（4）正线线间距：
4.6m
（5）本隧道位于直线上
（6）最大坡度：
6.2‰
（7）机车类型：
电动车组
（8）列车运行方式：
自动控制
（9）行车指挥方式：
综合调度
（10）轨道类型：
无碴轨道
2.6、交通运输
交通主要以苏九公路和乡村公路为主，进入施工管段主要利用乡村机耕道和新建的施工便道。
自DK301+080左侧乡村公路进入并加固拓宽乡村机耕道800米至DK300+300处进入红线，再沿红线新建施工便道600米至隧道出口，出口弃碴场运距为350米。
2.7、工程特点、重点、难点
1）地质条件复杂、施工难度大
白雀寺隧道围岩级别为Ⅴ，地质条件差，开挖易塌方，初始风险等级为高度，残余风险等级为中度。
2）隧道便道较长，交通条件差，材料运输和物资供应困难。
3）隧道出口设计为斜切式洞门，施工工序复杂，施工难度大。
4）隧道进口明洞为单压式和偏压式，且地质条件差，施工工序复杂，安全风险大。
5）隧道施工工期紧迫，架桥机通过该隧道时间为2011年5月4日，隧道衬砌台车需于2011年5月3日前拆出洞外。
距开工不到7个月时间，必须认真组织施工。
3、工期、质量、安全、环保、文明施工要求
3.1、工期要求
计划2010年10月1日开工,2011年4月25日完成衬砌，总工期205天。
平均月成洞33.66米。
3.2、质量要求
确保隧道工程质量全面达到国家及铁道部客运专线工程质量验收标准，并满足设计速度开通要求。
隧道工程按客运专线工程质量验收标准的要求进行检测；工程一次验收合格率达到100%。
3.3、安全要求
坚持“安全第一，预防为主,综合治理”的方针，建立健全安全管理组织机构，完善安全生产保证体系，杜绝安全特别重大、重大、大事故，杜绝死亡事故，防止一般事故的发生。
消灭一切责任事故，确保人民生命财产不受损害。
创建安全生产标准工地。
3.4、环保要求
把隧道施工对环境的不利影响减至最低限度，确保施工场地周围景观不受破坏，水质不受污染，植被有效保护。
3.5、文明施工要求
施工场地环境整洁、纪律严明、设备完好、物流有序、信息准确、生产均衡、创部级文明施工样板及安全标准工地。
4、主要材料计划用量
序号
材料名称
规格
单位
计划用量
1
水泥
t
4593
2
砂
中粗
M3
3663
3
碎石
M3
8057
4
中空锚杆
φ22
m
11842
5
砂浆锚杆
Ф22
m
21021
6
格栅钢架
t
157．45
7
无缝钢管
Ф89
t
9.33
8
型钢钢架
I20b
t
218.85
9
小导管
Ф42
t
27.18
10
无缝钢管
Ф108
t
20.07
11
防水板
厚1.5mm
m2
5105
12
无纺布
m2
5105
13
钢筋
HRB335
t
282．36
14
钢筋
HPB235
t
149．50
15
钢筋
HRB400
t
3．03
5、临时工程及施工平面布置
5.1、临时工程
5.1.1、临时房屋修建
办公及生活房屋为新建，采用双层彩钢板房结构，新建生活、办公房屋共约1020平方米。
生产房屋的水泥库、材料库、修理房及配电房等采用砖墙结构，屋顶盖石棉瓦，其他钢筋房、空压机房等采用钢支架盖彩钢板，新建生产房屋约1100平方米。
所有房屋及生活区场地地面采用10cm厚C15砼硬化。
5.1.2、施工便道
新建贯通便道至隧道出口，不需另建便道即可进入隧道洞口。
自隧道出口至弃碴场需新修便道350米。
5.1.3、施工供电
该隧道施工供电，本隧道施工用电以地方供电为主，在白雀寺隧道出口DK299+790右侧50米左右安设500KVA变电器一台。
洞外低压供电线路采用三相五线制架空线，隧道内采用电缆线供电，不考虑变电器进洞增压。
5.1.4、施工供水
在DK299+900线路右侧100米处钻井取水，经取样化验该处水可做生活和生产用水。
在隧道出口拌合场内设置储水池，蓄水池容积为60m3，蓄水池采用钢板焊接，供水管采用Ф100钢管，共需铺设管路500m左右。
配备一台扬程100米，每小时80立方米，30KW功率的抽水机。
并配备一台备用抽水机。
5.1.5、施工供风
隧道采取从出口进洞。
在隧道出口洞口安装一台2×55KW轴流通风机进行施工通风。
5.1.6、施工通讯
设置专人负责信息化系统的管理和维护，接受业主的指导和领导，通过信息化管理系统提交工程实施、管理过程中的相关资料。
项目部与架子队及现场施工人员之间利用移动电话和飞信平台进行联络，确保工程信息的实时性、完整性和全面性。
5.2、施工场地布置见附图一。
6、施工进度安排
6.1、施工准备时间
施工准备时间为20天。
6.2、总工期目标
计划2010年10月1日正式开工，2011年3月30日完成开挖及初期支护，2011年4月25日完成二次衬砌，2011年10月10日完成通风、消防、水沟及电缆沟槽等附属设施，隧道竣工。
6.3、隧道工期目标
主要进度指标：
开挖及初期支护：
大拱脚弧形导坑开挖法36m/月。
6.3.1、开挖工法循环进度分析
大拱脚弧形导坑开挖法在V级围岩循环进度分析
工序名称
测量放线
、超前支护
开挖及出 碴
初喷混 凝 土
锚杆、钢筋网及拱架安装
复喷
循环时间（min）
计算
月进尺（m）
计划月进尺（m）
作业时（min）
90
180
270
50
180
120
890
39
36
进度长度（m）
0.8
0.8
0.8
0.8
6.3.2、二次衬砌循环进度分析
工序名称
施工准备
（测量放线）
台车就位
（含台车调整
定位）
安装止水条及堵头挡板
混凝土浇注
混凝土养护
拆模
（含清洗模板并涂脱模剂）
循环时间（h）
计划月进尺（m）
作业时间（h）
1
8
4
20
36
3
72
60
进度长度（m）
10
10
10
10
6.4、总体施工进度横道图
见附图二
7、施工组织及规划
7.1、施工准备
（1）、测量
总体测量方案按项目部编制并经监理工程师审核批准实施的《中铁五局成绵乐铁路工程乐山指挥部第三项目部施工测量方案》进行。
1）平面控制网的贯通测量复核由局测试公司组织实施，首级平面控制网采用GPS（B级）控制网进行施测，并与CPI、CPⅡ线路控制网联测，水平控制网按二等水准测量要求进行复核，复测成果由业主组织相关单位评估后方可使用。
2）首次导线点及水准点加密由公司测量队组织实施，导线控制网采用GPS（C级）控制网进行施测，并与CPⅡ线路控制网联测，加密导线点采用三角形或大地四边形，各点间要求相互通视，并力求图形坚强；水平控制网按二等水准测量要求进行加密水准点。
3）施工过程中的导线点及水准点加密工作由项目部测量组负责；施工过程中的测量放样由架子队组织实施，经项目部测量组复核。
导线点采用全站仪按三角测量或导线测量方法进行，测量精度按三等测量精度控制；水平测量采用精密水准仪进行，水平测量按精密水准测量精度控制。
（2）、审查图纸
对设计资料进行仔细复核，并根据设计资料复查现场，将设计资料的复核及现场复查的情况书面报告监理工程师。
（3）、技术交底
施工前：
组织技术人员和现场管理人员编制实施性施工组织，进行详细的施工技术交底。
进洞前：
计算出隧道各主要部位（起拱线、内拱顶，外拱顶、两侧边墙基底等）的标高，制定出《标高表》，上报主管部门审核后作为施工测量的依据。
（4）试验管理
本隧道试验工作由项目部统管，现场建立取样标准养护室。
开工前，试验人员提前就位，提前做好工地用料、建材的送样检测工作和砂浆、砼配合比的委托设计工作。
7.2、施工组织机构、施工队伍安排及劳动力、机械设备配备情况
7.2.1、组织机构
本隧道由中铁五局成绵乐铁路工程第三项目部隧道架子队组织施工。
施工组织机构框图见下图：
防水班
试验员
质
量
员
7.2.2、劳动力安排
劳动力组织：
隧道架子队计划进口安排145人，其中技术及管理人员20人，下设开挖班30人、支护班20人，衬砌班15人、综合班30人，防水班10人，钢筋班20人。
在生产高峰期可考虑补充部分当地劳动力担负非专业工种的施工。
7.2.3、机械设备配备情况
见附表一
8、隧道总体施工方案
根据本隧道的长度及工期要求，该隧道施工采用单口掘进。
隧道出口采用Ф89长大管棚加固后采用大拱脚弧形导坑法进洞施工。
考虑到隧道穿越岩溶,断层破碎带及浅埋段,施工中把超前地质预报纳入施工工序,建立以地质工作为先导,以量测工作为依据的信息化施工管理体系。
根据预报结果采取相应的处理措施,制定可靠的处理方案和技术措施,发现围岩级别与地下水状态与设计不符时,及时提出变更设计,确保施工安全和不留隐患。
隧道开挖采用多功能作业台架钻眼,光面爆破,软弱围岩地带采用机械配合人工开挖或人工持风镐开挖。
装载机装碴，自卸汽车运碴。
实施掘进、锚喷支护、衬砌三条机械化作业线。
初期支护喷射混凝土采用湿喷机湿喷工艺,锚杆采用风钻钻孔,人工安装锚杆,钢架,和钢筋网，注浆机注浆或灌浆。
仰拱采取仰拱栈桥全幅超前施工方案，防水板利用多功能台架进行无钉铺设，衬砌模板采用液压衬砌台车，衬砌砼由4#拌合站负责生产和供应；砼运输车运至隧道施工现场，泵送砼入衬砌台车模板，插入式振捣器和附着式振捣器振捣。
喷射砼由设于隧道出口的小型拌合站负责生产和供应。
针对本隧道的工程地质条件，施工中采用“短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”等施工技术措施，并根据现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案和指导隧道施工，确保隧道施工安全、优质、均衡、高效、按期生产。
9、施工方法
9.1、洞口施工
隧道进口DK299+560～+575和出口DK299+766～+790两段处于浅埋土石堆积体段，且在进出口处断层发育，土体破碎，稳定性差，施工两段隧道口时采取明挖法施工。
长管棚预加固后采用大拱脚弧形导坑法进暗洞掘进施工。
进口洞门为单压式洞门，出口洞门为斜切式洞门。
洞门及洞口段施工顺序为：
测量放线→洞口开挖（地表处理→截水天沟→洞口土石方开挖）→边仰坡刷坡与防护→超前大管棚施工→暗洞进洞施工→洞口段基底处理→洞门施工→回填。
（1）、洞口开挖
施工顺序：
测量放线→地表处理→边仰坡截、排水沟施工→洞口土石方开挖→边仰坡支护。
①地表处理及截水天沟
进、出口施工前先进行测量放线，根据测量放线做好边坡开挖轮廓线和截水天沟，以利截排水，同时将洞口段开挖线以外10～15米范围的漏斗、洼地进行回填封闭处理，防止地表水向下渗漏或陷穴等继续扩大影响隧道安全，对危石进行清理，确保边仰坡稳定。
②洞口土石方开挖
洞口土石方用挖掘机挖装，开挖方法采用自上而下分层分台阶进行，台阶高度3～4米，石方采用弱爆破，挖掘机、装载机装碴，自卸汽车运碴。
③边仰坡刷坡与支护
边仰坡刷坡自上而下分层进行，每层高度2～3m，随开挖及时进行锚网喷等支护。
做好坡面喷砼防护层与原坡面衔接，防止坡面风化，引起水土流失、导致边仰坡防护受到损坏。
9.2、隧道开挖
9.2.1、隧道施工超前地质预测预报
（1）超前地质预报内容
不良地质预报及灾害地质预报：
预报施工掘进面前方一定范围内有无突水、突泥塌方、有害气体等灾害地质，并查明范围、规模、性质等；岩溶的的位置、规模及其性质，提出施工措施意见。
水文地质预报：
预报洞内含水构造的位置、规模及其性质，并评价施工开挖对环境水文地质的影响。
断层及其破碎带的预报：
断层及断层影响带的位置、规模及其性质；软弱夹层的位置、规模及其性质；主要预报断层的位置、宽度、产状、性质等情况，提出相应施工措施。
围岩稳定性及其类别的预报：
预报开挖面前方的围岩稳定性，与设计比较，不同岩性、围岩级别变化界面的位置为修改设计、调整支护类型和二次衬砌时间提供依据。
（2）施工期拟采用的地质超前预报系统
全隧道超前地质预报采用地震波反射法（TSP）及地质调查法。
9.2.2、正洞Ⅴ围岩开挖施工
白雀寺隧道开挖设计采用大拱脚弧形导坑开挖法。
大拱脚弧形导坑开挖法主要在断层破碎带及其影响带采用此施工方法进行开挖。
核心上部、右侧拱脚区域、左侧拱脚区域、核心下部错开一定距离后平行作业。
环形开挖每循环开挖度宜为0.5～1.0m，最大不超过1.5米。
具体施工方法见“大拱脚弧形导坑开挖及施工工序流程图”。
大拱脚弧形导坑开挖法开挖断面大样图如下:
大拱脚弧形导坑法施工示意图
全断面衬砌
大拱脚弧形导坑法施工工艺流程图
爆破设计
1）设计原则
据地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材等编制爆破设计方案。
①根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽眼加深20cm。
②严格控制周边眼装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。
③选用低密度低爆速、低猛度的炸药，本工程采用乳化炸药，非电毫秒雷管起爆。
④采用微差爆破，周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差。
2）钻爆参数的选择
通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照“光面爆破参数表”。
光面爆破参数表
岩石种类
周边眼间距
E（cm）
周边眼最小抵抗线
W（cm）
相对距离
E/W
装药集中度q
（kg/m）
极硬岩
50～60
55～75
0.8～0.85
0.25～0.3
硬岩
40～50
50～60
0.8～0.85
0.15～0.25
软质岩
35～45
45～60
0.75～0.8
0.07～0.12
3）掏槽方式
采用中空直眼或斜眼掏槽。
直眼掏槽操作较简单，钻孔方向易掌握；当石质较硬、断面较大时，采用斜眼掏槽，以便减少钻眼数量。
4）装药结构及堵塞方式
①装药结构
周边眼：
用小直径药卷间隔装药，岩石很软时采用导爆索代替药卷。
②堵塞方式
所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于25cm。
5）爆破效果监测及爆破设计优化
①爆破效果检查
检查项目主要有：
断面周边超欠挖检查；开挖轮廓圆顺度，开挖面平整检查；爆破进尺是否达到爆破设计要求；爆出石碴块是否适合装碴要求；炮眼痕迹保存率，硬岩≥80％，中硬岩≥60％并在开挖轮廓面上均匀分布；两次爆破衔接台阶不大于10cm。
②爆破设计优化
每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。
根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼。
根据爆破后石碴的块度大小修正装药参数。
根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，使爆破眼眼底基本落在同一断面上。
9.3、隧道支护
9.3.1
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