隧道施工方案方法说明.docx

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隧道施工方案方法说明

隧道施工方案、方法说明

1隧道总体概述

本合同段隧道共两座：

南石壁隧道、坪山隧道。

下面主要以南石壁隧道为主进行介绍：

1.1工程概况：

xxx隧道位于xx县xx镇xx水库与xx市xx县xx乡xx村之间，设计为分离式隧道，里程为ZK172+136～ZK173+060（YK172+136～YK173+100）处，全长924m（964m），最大埋深110米。

隧道走向N-S。

隧道左幅位于交点号ZJD7左偏圆曲线上，曲线半径R=2100m，右幅位于交点号YJD7的左偏圆曲线上，曲线半径R=2025m。

隧道，纵面线型：

左线2.096%；右线2.211%的单向坡。

断面净宽8.12+0.32+0.56=9m，净高5.7+1.113=6.813m。

设计围岩级别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，其分布情况见表6-1

表1南石壁隧道、坪山隧道围岩及衬砌型式

隧道名称

进出口桩号

围岩级别

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

明洞

南石壁隧道

（长左、右）

ZK172+136~ZK173+060

468

418

9

29

YK172+136~K173+100

502

398

44

20

坪山隧道

（长左、右）

ZK173+388~ZK174+100

155

292

480

38

47

YK173+398~YK174+140

150

297

201

48

46

隧道衬砌采用曲墙式复合衬砌。

隧道进、出口采用台阶式洞门和削竹式洞门，边仰坡开挖采取锚、喷、网支护加固措施。

洞门仰坡永久防护采用人字骨架护坡种草。

南石壁隧道构造上位于蒙山复背斜的南翼，地层单斜向南西倾，产状2150∠260左右。

同时位于区域性构造—萍乡-新建大断裂的断裂带内。

该断裂带在本隧道内有两条平行的逆冲断层，倾向1900左右，倾角500-600，地形上形成长达数百米、高数十米的陡崖（断层坎），大致与隧道相交于K172+290及K172+350处。

隧道岩层除进口段被岩层覆盖，基岩出露较好外，其余地段表层多为残坡积层覆盖，基岩零星出露，为石炭系上统船山组及二叠系下统栖霞组地层。

隧道的不良地质条件主要表现为岩溶和裂隙发育。

围岩级别见表2、3

表2隧道围岩级别分段一览表（左洞）

里程桩号

围岩级别

长度（m）

工程地质条件

水文地质

Z172+136～ZK172+160

Ⅳ

24

洞口浅埋段为厚层状灰岩，弱风化，节理裂隙发育，浅层溶蚀较强烈。

渗水，雨季顺裂隙小规模涌水

Z172+160～ZK172+204

Ⅲ

44

围岩为厚层状灰岩，节理、裂隙发育，充填方解石脉，局部有溶蚀现象。

渗水，雨季顺裂隙小规模涌水

Z172+204～ZK172+270

Ⅳ

66

围岩为厚层状灰岩，发育一逆断层；岩溶、裂隙发育，岩体破碎。

渗水，雨季顺宽大裂隙涌水

Z172+270～ZK172+320

Ⅲ

50

围岩为厚层状灰岩，节理、裂隙发育，一般充填方解石脉。

渗水

Z172+320～ZK172+336

Ⅳ

16

围岩为厚层状灰岩，发育一小规模逆冲断层，岩体受挤压较为破碎。

渗水，雨季顺宽大裂隙涌水

Z172+336～ZK172+436

Ⅲ

100

围岩为厚层状灰岩，受本区区域性断裂影响节理裂隙发育，充填方解石脉。

无水或轻微渗水

Z172+436～ZK172+588

Ⅳ

152

围岩为灰岩与钙质页岩互层，局部含碳质灰岩及煤线，另受本区区域性断裂影响岩体较为破碎。

无水或轻微渗水

Z172+588～ZK172+862

Ⅲ

274

围岩为中-厚层状灰岩，局部夹页岩，节理裂隙发育，方解石脉充填成网状。

无水或轻微渗水

Z172+862～ZK173+022

Ⅳ

160

围岩为钙质页岩、碳质灰岩，推测为岩溶、裂隙发育区，局部发育小规模溶洞。

渗水，雨季顺宽大裂隙或融蚀裂隙小规模涌水

Z173+022～ZK173+060

Ⅴ

38

围岩为残、坡积碎石土，松散稍密，碎石成分主要为灰岩、页岩，亚粘土充填。

表3隧道围岩级别分段一览表（右洞）

里程桩号

围岩级别

长度（m）

工程地质条件

水文地质

Y172+140～YK172+160

Ⅳ

20

洞口浅埋段为厚层状灰岩，强、弱风化，节理裂隙发育，浅层溶蚀较强烈。

渗水，雨季顺裂隙小规模涌水

Y172+160～YK172+202

Ⅲ

42

围岩为厚层状灰岩，节理、裂隙发育，充填方解石脉，局部有溶蚀现象。

渗水，雨季顺裂隙小规模涌水

Y172+202～YK172+268

Ⅳ

66

围岩为厚层状灰岩，发育一逆冲断层；岩溶、裂隙发育，岩体破碎。

渗水，雨季顺宽大裂隙涌水

Y172+268～YK172+318

Ⅲ

50

围岩为厚层状灰岩，节理、裂隙发育，一般充填方解石脉。

渗水

Y172+318～YK172+334

Ⅳ

16

围岩为厚层状灰岩，发育一小规模逆冲断层，岩体受挤压较为破碎。

渗水，雨季顺宽大裂隙涌水

Y172+334～YK172+442

Ⅲ

108

围岩为厚层状灰岩，受本区区域性断裂影响节理裂隙发育，充填方解石脉。

无水或轻微渗水

Y172+442～YK172+592

Ⅳ

150

围岩为灰岩与钙质页岩互层，局部含碳质灰岩及煤线，另受本区区域性断裂影响岩体较为破碎。

无水或轻微渗水

Y172+592～YK172+894

Ⅲ

302

围岩为中-厚层状灰岩，局部夹页岩，节理裂隙发育，方解石脉充填成网状。

无水或轻微渗水

Y172+894～YK173+036

Ⅳ

142

围岩为钙质页岩、碳质灰岩，推测为岩溶、裂隙发育区，局部发育小规模溶洞。

渗水，雨季顺宽大裂隙或融蚀裂隙小规模涌水

Y173+036～YK172+100

Ⅴ

64

围岩为残、坡积碎石土，松散稍密，碎石成分主要为灰岩、页岩，亚粘土充填。

隧道除明洞外，均采用复合式衬砌结构，衬砌断面采用三心圆内轮廓。

隧道明洞按明挖施工，暗洞均按新奥法原理进行设计及施工。

2隧道工程总体施工方案

①方案一（主体方案）：

利用既有上高至新余的省级公路在南港镇员山经村道将施工便道引到南石壁隧道进口、出口和坪山隧道出口处，单洞单向掘进，进口从左洞开始掘进，出口从右洞开始掘进。

洞身贯通剩余200m时，开始进口右洞和出口左洞的洞口开挖和支护。

明洞衬砌完成后及时进行回填，并进行洞门修筑。

②方案二（备用方案）：

施工过程中遇到较差的地质情况，正常掘进速度已经无法满足计划工期要求时，立即进行进口右洞洞口和出口左洞口的开挖支护，改为双洞双向掘进。

③进口设计为Ⅳ级围岩，完成开挖和边仰坡支护后，可以直接进行洞身掘进，上拱部采用超前锚杆作为辅助措施；出口设计为Ⅴ级围岩，为保证进洞的安全，上拱部采用超前大管棚的辅助措施。

④Ⅴ级围岩地段采用超短台阶（上台阶超前长度不超过5m），上台阶采用环形预留核心土开挖法施工，环形开挖长度1～1.5m，开挖周边宽度1.5～2.5m，下半断面拉中槽、马口开挖逐步成型；Ⅳ级地段采取中长台阶法分步开挖，上台阶长度超前不宜超过40m，下半断面围岩情况较差时可以考虑拉中槽、马口开挖逐步成型；Ⅲ级围岩地段采用长台阶法或全断面法施工，根据开挖的围岩具体情况确定，以全断面开挖为主导方案；Ⅱ级围岩采用全断面法施工。

施工中，对于洞口段和除采用锚网喷初期支护外，辅以小导管超前小导管注浆（超前锚杆）及格栅钢架（型钢）支护。

初期支护采用锚、网、喷联合支护。

隧道支护参数见“表4隧道围岩支护参数”

表4隧道围岩支护参数

衬砌类型

初期支护

超前支护

锚杆

喷射砼

钢筋网

钢拱架

明洞

S0

--

--

--

--

――

――

Ⅱ

S2

局部锚杆￠22单根长2.5m

1.4×1.4m

6cmC20砼

局部单层￠６＠25×25cm

――

――

Ⅲ

S3

锚杆￠22，

单根长2.5m

1.2×1.2m

10cmC20砼

单层￠６＠25×25cm

――

――

Ⅳ

S4-1

砂浆锚杆，

单根长3.0m

0.75×1.0m

20cmC20砼

单层￠８＠20×20cm

钢格栅纵距0.75ｍ

３.５ｍ单层￠42超前

锚杆（导管注浆），纵向间距2m（1.5m）,环距４０ｃｍ

S4

砂浆锚杆，

单根长3.0m

1.0×1.0m

20cmC20砼

单层￠８＠25×25cm

钢格栅纵距1.0ｍ

3.5ｍ单层￠22超前

锚杆（￠42导管注浆），纵距2m（1.5m）,环距４０ｃｍ

Ⅴ

S5-1

中空注浆锚杆￠25，

单根长3.0m

0.5×1.0m

25cmC20砼

双层￠８＠20×20cm

Ｉ１8工字钢纵距０.5ｍ

3.5ｍ单层￠42×3.5cm超前导管（￠108x6cm管棚），环距40cm

S5

中空注浆锚杆￠25，

单根长3.0m

0.75×1.0m

25cmC20砼

双层￠８＠20×20cm

Ｉ１8工字钢纵距０.７5ｍ

3.5ｍ单层￠42×3.5cm超前导管（￠108x6cm管棚），环距40cm

⑤出口段分别设置￠108X6MM大管棚；进、出口段采用水平钻机、地质雷达、超前平行导洞实施超前地质预报。

⑥Ⅴ级围岩段采用风镐和人工、长臂挖掘机辅以小爆破开挖，围岩强度和整体性允许的地段，采用风动凿岩机钻孔开挖，光面爆破；Ⅱ、Ⅲ级围岩段采用自制钻孔台车辅以风动凿岩机钻孔开挖；出碴采用挖掘机、侧卸式装载机配合运输汽车无轨方式出碴；初期支护的喷混凝土采用湿喷机；防水层施工采用移动支架或作业台架、无钉铺设双焊缝工艺；仰拱混凝土浇筑采用无干扰仰拱作业平台；二次衬砌采用12m长的液压衬砌台车，搅拌输送车运送混凝土，HBT60型输送泵泵送灌筑工艺。

正洞各类围岩施工方案如下：

2.1Ⅴ级围岩段

设计上采用超前支护（Ф42热扎小导管）、网（Φ8网20*20cm）、锚（Ф22砂浆锚杆）、喷（25cm厚C20）、架（I18型钢支架）组成柔性初期支护。

施工过程中严格遵循“管超前、严注浆、强支护、勤量测、早封闭”的原则进行施工。

正洞开挖前，先根据设计施作长管棚注浆超前预支护，然后进行正洞开挖。

根据地质情况，Ⅴ级围岩采用超短台阶、环形留核心土开挖方法，具体详见“图6-1分离式隧道Ⅴ级围岩开挖方案”。

开挖完成后，先初喷4cm厚混凝土封闭围岩，及时沿径向打入系统锚杆，铺设钢筋网，架立格栅（型钢）钢架支撑，然后喷射C20砼直至设计厚度且表面圆顺；二次衬砌前仰拱及C15片石砼回填层先行，防止基底及初期支护拱脚软化，二次衬砌采用整体式衬砌台车配合混凝土输送泵施工。

Ⅴ级围岩地段，施工时坚持“短进尺、弱爆破”的原则进行施工，开挖进尺宜控制在2.0m～2.5m/循环，进洞段根据围岩的实际情况，可以控制在1m左右。

施工时尽量采取人工辅以小型机具（风镐等）配合长臂挖掘机直接进行开挖，若必须采用爆破开挖时，在征得监理工程师批准后采取微振控制爆破技术，严格控制爆破规模，把对周边围岩的扰动减小到最低限度（见分离式隧道Ⅴ级围岩开挖方案图）。

施工时，根据隧道围岩断面和机具配备情况，综合分析施工中各道工序先后顺序及所需时间，绘制掘进循环图表以指导施工。

初步计划循环进尺见“表5Ⅴ级围岩地段分步开挖掘进循环图表”。

表5Ⅴ级围岩地段分步开挖掘进循环图表

序号

作业项目

循环

时间

（h）

4

8

12

16

20

24

28

32

36

40

44

48

1

拱部超前支护

4．5

2

上弧导开挖支护

18

3

核