上莊隧道富水砂層施工專項(xiàng)方案

中鐵二局寶蘭客運(yùn)專線甘肅段BLTJ-12標(biāo)上莊隧道富水砂層施工專項(xiàng)方案編制：周仁復(fù)核：審核：審批：寶蘭客專甘肅段項(xiàng)目部經(jīng)理部二〇一五年六月目錄1編制說明 11.1編制依據(jù) 11.2編制原則 11.3適用范圍 12工程概況 12.1隧道概況 12.2施工環(huán)境 22.3工程水文地質(zhì) 22.3.1地形地貌 22.3.2地質(zhì)特點(diǎn) 22.3.3水文地質(zhì) 32.4主要設(shè)計(jì)概況 42.5已施工段情況 72.5.1目前隧道施工進(jìn)展情況 72.5.2前期施工遇到主要問題 73工程特點(diǎn)、重難點(diǎn)及對策措施 83.1工程特點(diǎn) 83.2重難點(diǎn)及對策措施 84總體施工方案 84.1施工總體目標(biāo) 84.1.1安全目標(biāo) 84.1.2質(zhì)量目標(biāo) 94.1.3工期目標(biāo) 94.1.4環(huán)境保護(hù)目標(biāo) 94.1.5文明施工目標(biāo) 94.1.6職業(yè)健康目標(biāo) 94.2施工場地布置 94.3主要施工機(jī)械設(shè)備配備表 114.4工期安排 124.5總體施工方案 134.5.1總體施工方案 134.5.2總體施工順序 145施工方案、方法及技術(shù)措施 145.1超前支護(hù) 145.1.1密排φ42超前小導(dǎo)管 145.1.2管棚+φ42小導(dǎo)管 155.1.3超前帷幕注漿 165.2邊墻砂層注漿加固 235.2.1徑向后注漿 235.2.2中、下臺階注漿 235.3大鎖腳及縱向工字鋼連接 245.4單工序作業(yè) 255.5洞身開挖 255.6初期支護(hù) 265.7防排水 285.7.1施工臨時排水 285.7.2結(jié)構(gòu)永久性排水 305.8防水層 325.9二次襯砌 345.9.1仰拱及填充 345.9.2拱墻襯砌 345.10隧道附屬施工 375.10.1水溝電纜槽 375.10.2綜合洞室 375.10.3綜合接地 375.10.4綜合接地 375.11隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 385.11.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng) 385.11.2地質(zhì)分析 395.11.3地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào) 395.11.4超前短距離探孔 405.11.5紅外線探水 405.11.6地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施計(jì)劃安排 405.11.6地質(zhì)預(yù)報(bào)信息反饋 415.12隧道施工監(jiān)控量測 415.12.1監(jiān)控量測的目的 415.12.2量測斷面和測點(diǎn)布置 415.12.3量測頻率與結(jié)束標(biāo)準(zhǔn) 425.12.4監(jiān)測資料整理、數(shù)據(jù)分析及反饋 435.12.5監(jiān)控量測管理 445.12.6監(jiān)控量測信息化預(yù)警機(jī)制 47圖5.12.6-1 486技術(shù)保證措施 486.1安全技術(shù)保證措施 486.2質(zhì)量技術(shù)保證措施 506.3環(huán)水保技術(shù)保證措施 51（1） 51（2） 51圖6.3-1 52圖6.3-2 53（3） 53（4） 54（5） 546.4水土保持措施 546.4.1水土保持管理組織機(jī)構(gòu) 546.4.2水土保持原則 546.4.3主體工程區(qū)保護(hù)措施 556.5工期技術(shù)保證措施 556.5.1工期保證體系 55圖6.5.1-1 566.5.2主要措施 566.6職業(yè)健康技術(shù)保證措施 576.6.1勞動保護(hù)用品配備 576.6.2完善勞動安全衛(wèi)生設(shè)施 586.6.3降低勞動強(qiáng)度 586.6.4職業(yè)危害因素監(jiān)測 586.6.5定期體檢 587應(yīng)急預(yù)案及演練 587.1應(yīng)急預(yù)案 587.1.1風(fēng)險(xiǎn)源辨識 587.1.2應(yīng)急預(yù)案 607.1.3應(yīng)急物資 647.2演練 647.2.1演練目的 647.2.2演練項(xiàng)目及主要內(nèi)容 647.2.3應(yīng)急救援組織機(jī)構(gòu) 647.2.4參與演練人員 657.2.5演練方案 667.2.6應(yīng)急救援工作流程 667.2.7應(yīng)急搶險(xiǎn)物資準(zhǔn)備 67上莊隧道富水砂層施工專項(xiàng)方案1編制說明1.1編制依據(jù)(1)新建寶雞至蘭州客運(yùn)專線施工設(shè)計(jì)圖。(2)國家和鐵道部現(xiàn)行的有關(guān)的隧道工程質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)暫規(guī)、施工技術(shù)指南、安全技術(shù)規(guī)程。(3)國家和鐵道部的適用于本標(biāo)段的設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南、規(guī)程、規(guī)則、規(guī)定、質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等。(4)施工現(xiàn)場實(shí)際情況及調(diào)研結(jié)果。(5)設(shè)計(jì)變更情況。(7)剩余段落地質(zhì)補(bǔ)勘資料。(8)實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)。1.2編制原則上莊隧道剩余段落經(jīng)地表鉆孔，掌子面開挖揭示洞身基本將穿越富水砂層的地質(zhì)。明確上莊隧道富水砂層施工的技術(shù)要點(diǎn)，預(yù)防涌泥災(zāi)害發(fā)生，避免發(fā)生塌方事故，保證隧道安全施工和正常運(yùn)營，更好的組織、指導(dǎo)現(xiàn)場施工，提高施工質(zhì)量及生產(chǎn)效率，保質(zhì)保量的完成施工進(jìn)度。1.3適用范圍本方案適用于中鐵二局寶蘭客專甘肅段BLTJ-12標(biāo)上莊隧道富水砂層段施工。2工程概況2.1隧道概況寶蘭客專上莊隧道位于蘭州市榆中縣甘草店鎮(zhèn)，地處黃土高原溝壑梁峁區(qū)，地面高程1885～2120m，地表沖溝發(fā)育，溝深坡陡。隧道起訖里程DK979+361～DK983+425，全長4064m，單洞雙線，洞身縱坡為4‰及3‰的單面下坡。洞身通過主要地層為第四系上更新統(tǒng)沖積砂質(zhì)黃土（Q3al3）、中更新統(tǒng)風(fēng)積黏質(zhì)黃土（Q2eol3）和第三系上新統(tǒng)泥巖（N2MS）。隧道拱頂最大埋深203m，最小埋深19m，洞身于DK980+430、DK982+095處兩次淺埋下穿黃土沖溝，拱頂埋深均為34m。隧道Ⅴ級圍巖長1574m，占總長的39%，Ⅳ級圍巖長2490m，占總長的61%。隧道采用進(jìn)出口雙口掘進(jìn)，洞身于DK980+700處設(shè)一長約370m的1號斜井輔助施工。2.2施工環(huán)境根據(jù)榆中縣氣象觀測站資料顯示：該地區(qū)屬半干旱氣候區(qū)，季節(jié)性溫差較大，雨季和旱季分明，年降水量較少。年平均氣溫6.7℃，極端最高溫度35.8℃，極端最低溫度-27.2℃，年平均降雨量395.3mm，年平均蒸發(fā)量1343.7mm，平均相對濕度63％，最大風(fēng)速17m／s，年平均八級以上大風(fēng)日數(shù)6.3天，最大積雪厚度16cm，最大季節(jié)凍土深度126cm。2.3工程水文地質(zhì)2.3.1地形地貌上莊隧道地處黃土粱峁溝壑區(qū)，地面高程一般為1885～2120m，相對高差200～250m，在水流切割侵蝕作用下階地沖溝發(fā)育，溝深坡陡。隧道洞身最大埋深203m。2.3.2地質(zhì)特點(diǎn)地質(zhì)情況①砂質(zhì)黃土（Q3eol）：淺黃色，地表分布，厚25～35m，土質(zhì)均一，顆粒以粉粒為主，土體較疏松，垂直節(jié)理發(fā)育，稍密-中密，稍濕-潮濕，Ⅱ級普通土，σ0＝120kPa。②黏質(zhì)黃土（Q2eol）：褐黃色，位于風(fēng)積砂質(zhì)黃土層下，厚45～80m，土質(zhì)均一，硬塑，Ⅲ級硬土，σ0＝180kPa。③黏質(zhì)黃土（Q2al）：褐黃色，位于風(fēng)積黏質(zhì)黃土層下，單層厚10～45m，硬塑為主，Ⅲ級硬土，σ0＝180kPa。局部段落土質(zhì)不均，夾層狀、透鏡體狀、窩狀雜砂層，以中、粗砂為主，砂層含水。④中、粗砂（Q2al）：雜色，夾雜于沖積黏質(zhì)黃土層中，厚度變化大，單層厚約0.5～6m，中密為主，潮濕-飽和，Ⅰ級松土，σ0＝180kPa。⑵地質(zhì)構(gòu)造情況上莊隧道位于隴西系內(nèi)旋褶帶，構(gòu)造相對簡單。隧道洞身通過第四系黃土與第三系泥上新統(tǒng)泥巖，未見明顯構(gòu)造形跡。⑶特殊巖土①膨脹巖隧道區(qū)第三系上新統(tǒng)泥巖為易崩解的膨脹巖，具弱膨脹性。②濕陷性黃土第四系上更新統(tǒng)砂質(zhì)黃土具自重濕陷性，濕陷等級Ⅳ級，黃土濕陷土層厚度約22～26m。③松軟土隧道洞身范圍內(nèi)表層砂質(zhì)黃土為松軟土，厚15～18m。④中、粗砂夾雜于沖積黏質(zhì)黃土層中，厚度變化大，單層厚約0.5～6m，黏質(zhì)黃土夾中、粗砂透鏡體，弱富水。施工期間對剩余段落進(jìn)行了地質(zhì)補(bǔ)勘，砂層分布情況如下：表2.3.2-1上莊隧道預(yù)測飽水砂層分布位置表里程段長度部位砂層類型層厚備注DK981+181～DK981+390209m拱頂Q2al中砂3.0～3.5mDK981+390～DK981+645255m上、中臺階Q2al中砂2.0～3.0mDK981+713～DK981+80087m中臺階Q2al中砂3.5～4.0mDK981+800～DK982+066266m上臺階、中臺階Q2al中砂夾薄層黏質(zhì)黃土4.0～10m2.3.3水文地質(zhì)⑴地表水隧道區(qū)地表水不發(fā)育，各溝內(nèi)基本無水，只在雨后形成短暫水流。陽山溝內(nèi)岀露泉水，泉流量不大，小于0.1L/s。泉水季節(jié)性變化大，干旱期常干涸。隧道區(qū)溝谷地表水水化學(xué)類型為SO4·Cl·HCO3-Na·Mg型。該區(qū)地表水水質(zhì)較差，礦化度一般大于1.77g/L。⑵地下水隧道區(qū)內(nèi)地下水主要為黃土孔隙裂隙水，賦存于第四系砂質(zhì)黃土的孔隙裂隙中，區(qū)內(nèi)降雨量少，地下水接收大氣降水的季節(jié)性補(bǔ)給，補(bǔ)給條件有限。隧道進(jìn)出口地形坡度大，為泄水地形，貧水；溝谷內(nèi)匯水條件較好，雨水多以面流形式沿地面順斜坡匯聚于沖溝內(nèi)形成地表徑流，地表水沿砂質(zhì)黃土孔隙裂縫下滲補(bǔ)給深部地下水，相對而言，富水性較弱。隧道區(qū)地表水和地下水對圬工均具有氯鹽及硫酸鹽侵蝕性，環(huán)境作用等級為L1及H1。（3）隧道洞身經(jīng)過地下水地質(zhì)補(bǔ)堪顯示，隧道洞身經(jīng)過富水砂層，，已開挖段最大出水量約100m3/d。2.4主要設(shè)計(jì)概況隧道為雙線隧道，起訖里程DK979+361～DK983+425，全長4064m，隧道進(jìn)口至DK979+763.102段位于半徑＝11004.6m的曲線上、DK979+763.102至出口段位于直線上，洞身縱坡為4‰及3‰的下坡。本隧設(shè)計(jì)時速250km/h,隧道進(jìn)、出口均以路基相連。隧道采用復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)采用噴錨支護(hù)。暗洞凈空12.2m（寬）×8.68m(高)，洞內(nèi)采用CRTSⅠ型雙塊式無碴軌道結(jié)構(gòu)，無碴軌道結(jié)構(gòu)高51.5cm，進(jìn)、出口洞內(nèi)10m范圍內(nèi)設(shè)置剪力筋加強(qiáng)道床板與隧道仰拱填充層或底板之間的連接。原設(shè)計(jì)隧道Ⅴ級圍巖長1574m，占總長的39%，Ⅳ級圍巖長2490m，占總長的61%。已施工段落Ⅳ級圍巖變更為Ⅴ級圍巖共570m，根據(jù)掌子面開挖揭示及地質(zhì)補(bǔ)勘資料預(yù)計(jì)剩余817m應(yīng)均為Ⅴ級圍巖。表2-4上莊隧道襯砌類型及施工輔助措施表序號起訖里程圍巖分級長度（m）斷面代號超前支護(hù)施工方法鋼架類型鋼架間距二襯砼標(biāo)號溝槽砼標(biāo)號侵蝕等級附注1DK979+361DK979+378Ⅴ17ZQDM明挖法C40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H12DK979+378DK979+408Ⅴ30SLMD-Ⅱ明挖法C40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H13DK979+408DK979+438Ⅴ30Ⅴe108管棚+拱部42超前小導(dǎo)管三臺階臨時仰拱法I25a0.6mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H1洞口淺埋4DK979+438DK979+488Ⅴ50Ⅴe拱部雙層42超前小導(dǎo)管三臺階+橫撐法I25a0.6mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H1洞口淺埋5DK979+488DK979+610Ⅴ122Ⅴb拱部42超前小導(dǎo)管三臺階+橫撐法I20b0.6mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H1洞口淺埋6DK979+610DK979+775Ⅳ165Ⅳb拱部42超前小導(dǎo)管三臺階法I181.0mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H1洞口淺埋7DK979+775DK980+200Ⅳ425Ⅳd拱部42超前小導(dǎo)管三臺階七步開挖法I20a0.8mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H1洞口淺埋8DK980+200DK980+380Ⅴ180Ⅴd拱部42超前小導(dǎo)管三臺階+橫撐法I22a0.6mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H19DK980+380DK980+500Ⅴ120Ⅴe拱部42雙層超前小導(dǎo)管三臺階+橫撐法I25a0.6mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H1淺埋溝10DK980+500DK980+600Ⅴ100Ⅴd拱部42超前小導(dǎo)管三臺階+橫撐法I22a0.6mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H111DK980+600DK981+365Ⅳ765Ⅳd拱部42超前小導(dǎo)管三臺階七步開挖法I20a0.8mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H112DK981+365DK981+565Ⅳ200Ⅳe拱部42超前小導(dǎo)管三臺階七步開挖法I22a0.8mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H113DK981+565DK981+850Ⅳ285Ⅳd拱部42超前小導(dǎo)管三臺階七步開挖法I20a0.8mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H114DK981+850DK982+030Ⅳ180Ⅴd拱部42超前小導(dǎo)管三臺階+橫撐法I22a0.6mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H115DK982+030DK982+150Ⅴ120Ⅴe拱部雙層42超前小導(dǎo)管三臺階+橫撐法I25a0.6mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H1淺埋溝16DK982+150DK982+250Ⅴ100Ⅴd拱部42超前小導(dǎo)管三臺階+橫撐法I22a0.6mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H117DK982+250DK982+900Ⅳ650Ⅳd拱部42超前小導(dǎo)管三臺階七步開挖法I20a0.8mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H118DK982+900DK983+050Ⅴ150Ⅴe拱部雙層42超前小導(dǎo)管三臺階+橫撐法I25a0.6mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H1洞口淺埋19DK983+050DK983+365Ⅴ315Ⅴe拱部雙層42超前小導(dǎo)管三臺階臨時仰拱法I25a0.6mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H1洞口淺埋20DK983+365DK983+395Ⅴ30Ⅴe108管棚+拱部42超前小導(dǎo)管三臺階臨時仰拱法I25a0.6mC40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H1洞口淺埋21DK983+395DK983+408Ⅴ13QLMD-Ⅱ明挖法C40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H122DK983+408DK983+425Ⅴ17ZQDM明挖法C40鋼筋混凝土C30混凝土L1、H12.5已施工段情況2.5.1目前隧道施工進(jìn)展情況截止2015年6月3日，上莊隧道進(jìn)、出口明洞工程均已完成，進(jìn)口與1號斜井寶雞端已貫通，2號斜井蘭州端與出口端已貫通，隧道累計(jì)開挖3247m，剩余817m，各掌子面施工進(jìn)度示意圖如下：圖2.5-1工程進(jìn)度示意圖2.5.2前期施工遇到主要問題前期淺埋下穿深切黃土沖溝、洞身穿過新老黃土分界面、飽和黃土，已通過大管棚、變更支護(hù)措施、帷幕注漿等已順利通過。其中上莊隧道1#斜井施工至130m遇到高含水率飽和黃土，最高含水率達(dá)30%；隧道出口端洞身穿過新老黃土高含水率飽和黃土，最高含水率達(dá)32.1%，經(jīng)專家論證、工管中心、建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位召開專家論證會，主要采用分段帷幕注漿后三臺階臨時仰拱或三臺階臨時橫撐施工；嚴(yán)重制約施工。鑒于上莊隧道洞身經(jīng)過地質(zhì)與原設(shè)計(jì)存在較大變化，2014年8月下旬至11月下旬地質(zhì)補(bǔ)堪顯示剩余洞身主要經(jīng)過新老黃土分界面、泥巖與黃土分界面，形成飽和黃土和富水砂層，嚴(yán)重制約隧道施工進(jìn)度。2014年5月底，經(jīng)建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、咨詢、施工單位五方現(xiàn)場變更設(shè)計(jì)會勘決定：由于上莊隧道地質(zhì)原因，為確保施工工期滿足建設(shè)單位指導(dǎo)性施組工期要求，于洞身DK982+335增設(shè)一長度約284m的2號斜井輔助施工。2014年11月初，經(jīng)五方現(xiàn)場變更設(shè)計(jì)會勘決定，于洞身DK981+676增設(shè)一長度約470m的3號斜井輔助施工。3工程特點(diǎn)、重難點(diǎn)及對策措施3.1工程特點(diǎn)上莊隧道兩段洞身淺埋下穿深切黃土沖溝，最小埋深30m，補(bǔ)堪揭示隧道大部分洞身穿過新老黃土分界面、飽和黃土和富水砂層分界面，黃土結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，遇水極易軟化造成圍圍巖、初支大變形。3.2重難點(diǎn)及對策措施經(jīng)施工期間地表鉆孔地質(zhì)補(bǔ)勘及掌子面開挖揭示可推斷1號斜井蘭州端至3號斜井寶雞端剩余464m、3號斜井蘭州端至2號斜井寶雞端剩余353m洞身穿越富水砂層，砂層厚度、位于洞身位置不盡相同，單個掌子面出水量約為80～120m3/d,剩余長段落的富水砂層施工是本工程難點(diǎn)。隧道未施工段預(yù)測飽水砂層分布位置詳見下表。長段落的富水砂層施工，防止拱頂?shù)魤K、坍塌、控制初期支護(hù)沉降、掌子面失穩(wěn)是本工程重難點(diǎn)。主要采取的措施有加強(qiáng)超前支護(hù)、初期支護(hù)、增強(qiáng)鎖腳等，詳見下表：表3.2-2重難點(diǎn)及對策措施表序號重難點(diǎn)對策備注1拱頂砂層厚度較小于3m，易發(fā)生小范圍的掉塊。超前支護(hù)（加固）密排φ42超前小導(dǎo)管2拱頂砂層厚度較大于3m，拱部易發(fā)生坍塌時。φ108中管棚+φ42密排小導(dǎo)管3拱部砂層厚度大于3m，地下水較大，圍巖無法自穩(wěn)超前帷幕注漿4砂層位于洞身邊墻，厚度小于3m，圍巖尚能自穩(wěn)。徑向注漿加固砂層徑向后注漿5砂層位于洞身邊墻，厚度大于3m，圍巖穩(wěn)定性較差。提前徑向注漿6初支沉降量較大。大鎖鎖腳配合措施7富水砂層圍巖穩(wěn)定性差，施工難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高地段。單工序作業(yè)4總體施工方案4.1施工總體目標(biāo)4.1.1安全目標(biāo)⑴無重大施工安全事故，杜絕責(zé)任死亡及以上事故。⑵無重大道路交通責(zé)任事故。⑶無重大火災(zāi)、爆炸事故。⑷控制一般責(zé)任事故。4.1.2質(zhì)量目標(biāo)符合國家和鐵道部有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定及設(shè)計(jì)文件要求，檢驗(yàn)批、分項(xiàng)、分部工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)合格率達(dá)到100%，單位工程一次驗(yàn)收合格率達(dá)到100%，主體工程質(zhì)量“零缺陷”。4.1.3工期目標(biāo)上莊隧道剩余長度為1075m，計(jì)劃于2016年4月18日全隧貫通，鋪軌日期為2016年11月23日，建設(shè)單位要求鋪軌日期為2017年2月1日，提前70天，滿足建設(shè)單位工期要求。4.1.4環(huán)境保護(hù)目標(biāo)嚴(yán)格執(zhí)行國家《環(huán)境保護(hù)法》、《水土保持法》和地方政府有關(guān)規(guī)定，堅(jiān)持做到“少破壞、多保護(hù)，少擾動、多防護(hù)，少污染、多防治”，確保鐵路沿線景觀不受破壞，地表水和地下水水質(zhì)不受污染，植被有效保護(hù)；堅(jiān)持做到環(huán)保保護(hù)、水土保持設(shè)施與主體工程“同時設(shè)計(jì)、同時施工、同時投入使用”；堅(jiān)持做到臨時用地植被恢復(fù)率100%。4.1.5文明施工目標(biāo)遵守法律、法規(guī)和有關(guān)工程建設(shè)的規(guī)定，自覺維護(hù)社會公共利益和人民群眾的合法權(quán)益。不擾民、不損害公眾利益。施工現(xiàn)場臨時設(shè)施建設(shè)統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布局，永臨結(jié)合，節(jié)約用地，注重實(shí)用，符合標(biāo)準(zhǔn)。4.1.6職業(yè)健康目標(biāo)注重職工的職業(yè)健康，保證文明施工，保障勞動保護(hù)，杜絕職業(yè)病發(fā)生；加強(qiáng)衛(wèi)生監(jiān)控，確保無大的疫情，無傳染病流行。4.2施工場地布置上莊隧道由第四、五、第六工程大隊(duì)共同管理，其中第五工程大隊(duì)為新設(shè)置工程大隊(duì)，對上莊隧道新增2號、3號斜井進(jìn)行管理，僅需增設(shè)該工程大隊(duì)臨時設(shè)施?，F(xiàn)場駐地均采用新建活動板房，第五工程大隊(duì)新建房屋面積300m2；新建便道約500m。借用便道2.5Km；施工用電采用永臨結(jié)合方式，利用寶蘭鐵路永久電路，在隧道口與大電“T接”，在施工洞口設(shè)置變壓器管理房。同時在每個主要重要工點(diǎn)配置2臺200KW柴油發(fā)電機(jī)，以防施工過程中發(fā)生停電。在上莊隧道每個工點(diǎn)分別打設(shè)1口150m深的水井取水，共打設(shè)2口井。經(jīng)過檢測，如果地下水對圬工具有氯鹽及硫酸鹽侵蝕性，則在每口井附近設(shè)置1臺凈化處理器。井水使用前進(jìn)行化驗(yàn)，符合使用標(biāo)準(zhǔn)后方可采用。本項(xiàng)目不設(shè)隧道高壓蓄水池，改用在每個隧道施工點(diǎn)設(shè)置2座20m3的鋼板蓄水池，放于洞口，洞內(nèi)高壓水采用增壓泵增壓。各洞口分別設(shè)空壓機(jī)房，每個機(jī)房配置2～4臺22m3/min螺桿式空壓機(jī)供隧道鉆眼與噴漿。詳見下表：表4.2-1洞口空壓機(jī)配備表項(xiàng)目名稱空壓機(jī)備注功率（m3/min）數(shù)量(臺）2號斜井2233號斜井223鋼筋加工場⑴在各個隧道口作業(yè)點(diǎn)附近設(shè)置鋼筋加工場。隧道鋼筋加工場占地尺寸為63.5×7.5m，鋼筋棚分成原材料堆放區(qū)、加工區(qū)、成品堆放區(qū)、廢品區(qū)等。⑵鋼筋加工場首先進(jìn)行場地的清表和平整，使用20cm砂礫石作墊層，20cm厚的C20混凝土作面層。場地設(shè)計(jì)為四周低，中間高，面層排水坡度為1.5%，利于排水。場地四周設(shè)置M7.5砂漿抹面的50cm×50cm的漿砌片石排水溝。⑶原材料和半成品區(qū)設(shè)置墊塊，墊塊采用C20混凝土，高50cm，寬25cm，長度按照平面圖布設(shè)。鋼筋棚立柱、縱橫連接件、棚頂縱向桿件采用槽鋼或鋼管，鋼筋棚側(cè)面、后側(cè)及頂棚采用彩鋼瓦封閉，但因原材料堆放區(qū)的鋼筋棚設(shè)置成可移動式，因此，其四周不用彩鋼瓦封閉。鋼筋加工場均采用封閉式管理，場內(nèi)醒目位置設(shè)置公示欄、宣傳欄、標(biāo)語橫幅等；各種設(shè)備均掛“安全操作規(guī)程牌”，電動設(shè)備掛設(shè)“當(dāng)心觸電”警示牌等，原材料處掛設(shè)原材料規(guī)格標(biāo)志牌。噴漿拌合站由于隧道初期支護(hù)每循環(huán)的混凝土使用量較小，受地形條件的限制，運(yùn)輸?shù)缆防щy，在隧道口附近設(shè)置初期支護(hù)噴射混凝土拌和站較有利于施工及工程質(zhì)量的控制，因此，上莊隧道各工點(diǎn)分別設(shè)置初期支護(hù)混凝土自動計(jì)量簡易LS750拌和站1座，拌和站占地面積為900平方米，拌和站四周采用磚砌圍墻并按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行企業(yè)文化及工程建設(shè)相關(guān)內(nèi)容的宣傳；場地內(nèi)用壓路機(jī)碾壓密實(shí)后，上鋪5cm厚的碎石墊層，再澆筑厚度為20cm的C20混凝土進(jìn)行場地硬化。棄砟場上莊隧道2號斜井、3號斜井棄砟至出口工區(qū)棄砟場。4.3主要施工機(jī)械設(shè)備配備表表4.3-1主要施工機(jī)械設(shè)備配備表序號設(shè)備名稱規(guī)格型號投入數(shù)量用于施工部位備注1超前水平地質(zhì)鉆機(jī)MGJ891隧道2管棚鉆機(jī)KR804122隧道3錨桿鉆機(jī)JMZ1502隧道4注漿鉆機(jī)DXA1652隧道5注漿泵ZTGZ60/2104隧道6通風(fēng)機(jī)DKS-H0107隧道7電焊機(jī)UN1-10012隧道8鋼筋切斷機(jī)GQ-403隧道9鋼筋彎曲機(jī)GW-403隧道10鋼筋調(diào)直機(jī)GTJ-143隧道11普通車床C620*15003隧道12搖臂鉆床Z3050*16A3隧道13木工圓鋸機(jī)MJ1053隧道14木工刨床MB1063隧道15襯砌臺車12m7隧道16管棚鉆機(jī)YGL-100A2隧道17多功能開挖臺架6m3隧道18防水板焊機(jī)JTT-8103隧道19水泵DYWS70-12*500020隧道20自卸車15t15隧道21電動空壓機(jī)22m3/min7隧道22簡易棧橋MIB-1長度12m7隧道23地質(zhì)雷達(dá)SIR30001隧道24紅外探測儀HW-3041隧道25地質(zhì)羅盤儀2隧道26裝載機(jī)柳工856Ⅲ6隧道27手持鉆機(jī)YT2860隧道28混凝土輸送車ZLJ5253GJB18m36綜合29混凝土輸送車JCGY-66m33綜合30混凝土輸送泵HBT6060m3/h3綜合31柴油發(fā)電機(jī)組GCF200200kw3綜合32變壓器S10-6300/106綜合33全站儀賓得R-202NE3測量34精密水準(zhǔn)儀蘇州一光DSZ23測量4.4工期安排（1）1號斜井蘭州端與3號斜井寶雞端富水砂層按月進(jìn)度22m。（2）3號斜井蘭州端與2號斜井寶雞端富水砂層按月進(jìn)度20m。（3）隧道貫通后至鋪軌開始共需220天。其中：換拱、仰拱處理等需30天；換拱、仰拱處理等需30天；二襯及附屬施工需30天，沉降觀測需90天；無砟道床施工按120m/天進(jìn)度，需42天；等強(qiáng)度28天。（4）拱頂砂層厚度較小，設(shè)置密排φ42超前小導(dǎo)管，一循環(huán)施工時間約3～4小時。（5）砂層厚度較大，水量較小，拱部設(shè)φ108管棚+φ42小導(dǎo)管超前支護(hù)，一循環(huán)施工時間約2～3天。（6）砂層厚度大、地下水較大，采用超前帷幕注漿加固，一循環(huán)施工時間約10～15天。具體根據(jù)注漿加固圈范圍，注漿孔個數(shù)確定。表4.4.1-1上隧道剩余工程工期計(jì)算表序號施工方向起訖里程長度（m）進(jìn)度指標(biāo)（m/d）工期（d）開始日期結(jié)束日期附注11#斜井蘭州端DK981+181DK981+4132320.733162015/6/72016/4/1823#斜井寶雞端DK981+413DK981+6452320.733162015/6/72016/4/183蘭州端DK981+713DK981+8901770.672662015/6/72016/2/2742#斜井寶雞端DK981+890DK982+0661760.672642015/6/72016/2/265合計(jì)8174.5總體施工方案4.5.1總體施工方案上莊隧道目前剩余掌子面為1號斜井蘭州端，3號斜井寶雞端、蘭州端，2號斜井寶雞端，共4個掌子面3個作業(yè)工區(qū)。進(jìn)口、出口僅剩仰拱、二襯及相關(guān)附屬工程。針對隧道剩余817m富水砂層地質(zhì)情況，并根據(jù)砂層分布的不同位置、厚度等情況，主要通過加強(qiáng)超前支護(hù)，帷幕注漿、徑向注漿改良加固地層，加強(qiáng)鎖腳控制初支沉降等措施，防止隧道發(fā)生坍塌，確保施工安全。拱頂砂層厚度較小于3m，易發(fā)生小范圍的掉塊，拱部設(shè)置密排φ42超前小導(dǎo)管。拱頂砂層厚度較大于3m，拱部易發(fā)生坍塌時；拱頂砂層厚度較大于3m，拱部易發(fā)生坍塌時，拱部設(shè)φ108中管棚+φ42密排小導(dǎo)管；拱部砂層厚度大于3m，地下水較大，圍巖無法自穩(wěn)，采用帷幕注漿；砂層位于洞身邊墻，采用徑向注漿。4.5.2總體施工順序隧道原設(shè)計(jì)采用進(jìn)出口雙口掘進(jìn)，洞身于DK980+700處設(shè)一長約370m的1號斜井輔助施工。經(jīng)過設(shè)計(jì)變更先后增設(shè)了2號斜井、3號斜井輔助施工，目前隧道剩余817m未開挖。1號斜井向蘭州開挖；3號斜井向?qū)氹u、蘭州兩個方向開挖；2號斜井向?qū)氹u方向開挖。5施工方案、方法及技術(shù)措施本方案主要針對上莊隧道富水砂層不良地質(zhì)情況制定，5.1節(jié)至5.4節(jié)為主要針對富水砂層所采取的對應(yīng)方案，5.5節(jié)至5.12節(jié)為隧道施工常規(guī)施工方案。5.1超前支護(hù)根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)及掌子面開挖揭示地層情況，判定隧道拱頂可能發(fā)生掉塊、坍塌、及掌子面突泥失穩(wěn)，通過四方現(xiàn)場會勘變更設(shè)計(jì)，采取以下3種對應(yīng)的超前輔助加固措施：（1）拱頂砂層厚度較小，水量較小時，圍巖尚能自穩(wěn)但易發(fā)生小范圍的掉塊時，對隧道拱部砂層設(shè)置密排φ42超前小導(dǎo)管，并預(yù)注漿加固。（2）砂層位于拱頂上部，厚度較大，水量較小，掌子面能夠自穩(wěn)但拱部易發(fā)生坍塌時，拱部設(shè)φ108管棚+φ42小導(dǎo)管超前支護(hù)，并預(yù)注漿加固。（3）砂層厚度大、地下水較大，圍巖無法自穩(wěn)易流沙、涌泥時，掌子面采用超前帷幕注漿加固，帷幕注漿漿液采用雙液漿。5.1.1密排φ42超前小導(dǎo)管拱頂砂層厚度較小，水量較小時，圍巖尚能自穩(wěn)但易發(fā)生小范圍的掉塊時，對隧道拱部砂層設(shè)置密排φ42超前小導(dǎo)管，并預(yù)注漿加固。（1）小導(dǎo)管單根長3.5m.（2）環(huán)向間距15cm（3）外插角10°～15°。（4）漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，水泥漿水灰比為0.8～1。水泥漿-水玻璃體積比為1:1。（5）注漿壓力為0.5～1.5MPa。（6）一環(huán)124根。圖5.1.1-1密排小導(dǎo)管橫斷面布置示意圖圖5.1.1-2密排小導(dǎo)管縱斷面布置示意圖圖5.1.1-3小導(dǎo)管示意圖5.1.2管棚+φ42小導(dǎo)管砂層位于拱頂上部，厚度較大，水量較小，掌子面能夠自穩(wěn)但拱部易坍塌，拱部超前支護(hù)采用φ108管棚+φ42密排小導(dǎo)管，并預(yù)注漿加固。拱部設(shè)置φ108管棚+φ42小導(dǎo)管超前支加固，管棚長度為12m，縱向9米一環(huán)，環(huán)向間距60cm，外插角0～3°，縱向水平搭接不小于3m；管棚間內(nèi)插φ42小導(dǎo)管，長4m，縱向3米一環(huán)，環(huán)向間距60cm，外插角10°，縱向搭接不小于1m。每環(huán)共布設(shè)31根管棚，31根小導(dǎo)管，管棚布置見下圖。圖5.1.2-1管棚正面布置示意圖管棚施工前先設(shè)置工作室，長800cm，高90cm。按照35cm初支厚度、50cm預(yù)留沉降量，工作室高度應(yīng)擴(kuò)挖尺寸為設(shè)計(jì)開挖輪廓線+175cm。管棚工作室按Ve初支參數(shù)施做初支，前后兩端采用掛鋼筋網(wǎng)錨噴，噴射砼厚度40cm。大管棚采用外徑φ108mm，壁厚6mm熱軋無縫鋼管加工，每節(jié)長按6m和3m加工，采用絲扣連接。為避免管棚接頭在一個斷面上，單號采用6m+3m的配管形式，雙號采用3m+6m的形式。沿管壁布設(shè)4排Φ6mm對稱溢漿孔，梅花形布設(shè)，孔間距50cm，每根管棚末端2m不布設(shè)溢漿孔，前端加工成椎形尖端并封閉。管棚安設(shè)完成后裝入鋼筋籠，進(jìn)行全孔一次性注漿。大管棚施作流程：（1）測量放線，根據(jù)設(shè)計(jì)孔位標(biāo)出開孔位置。（2）調(diào)整好鉆孔角度，先采用地質(zhì)鉆機(jī)引孔，成孔后再下入大管棚至設(shè)計(jì)深度。（3）為防止管棚安設(shè)過程中泥漿進(jìn)入管棚內(nèi)，影響注漿施工，管棚布設(shè)完成后，對管棚進(jìn)行全孔一次性注漿。（4）注漿材料水泥單液漿，液漿配比0.8～1。（5）注漿終壓：1～2MPa。5.1.3超前帷幕注漿砂層厚度大、地下水較大，圍巖無法自穩(wěn)易流沙、涌泥時，掌子面采用超前帷幕注漿加。（1）場地布置為確保鉆孔設(shè)備在工作面自由移動，不陷車，應(yīng)進(jìn)行場地硬化，硬化層采用C25砼澆筑，長度約10m，厚度20cm。工作面設(shè)臨時排水系統(tǒng)，橫向設(shè)置坡度為2%的人字坡，縱向設(shè)置2%的反坡，將水匯集至臨時集水井中，通過潛水泵抽排至洞外。場地布置如下圖所示：圖5.1.3-1場地布置圖（2）止?jié){墻設(shè)置①止?jié){墻墻體采用C30模筑混凝土澆筑，中心高度7.5m，墻體厚3.0m。②為保證止?jié){墻與開挖輪廓線（初支面）連接穩(wěn)固，在止?jié){墻與初支接觸面拱部和基礎(chǔ)打設(shè)2排3m長φ42的鋼管進(jìn)行錨固，鋼管打入圍巖1m，預(yù)留2m嵌入墻體。③基礎(chǔ)土體承載力低，為提高承載力，在止?jié){墻基礎(chǔ)布設(shè)φ42鋼管樁，長度3m，橫向向設(shè)置2排，間距2m。④便于施工和考慮現(xiàn)場實(shí)際情況，止?jié){墻分3次澆筑，考慮連續(xù)3次澆筑界面的連接密實(shí)性，在澆筑分界面處增設(shè)2排接茬鋼筋，鋼筋采用φ20螺紋鋼預(yù)埋，埋入和預(yù)留深度均為50cm。圖5.1.3-2止?jié){墻縱斷面圖圖5.1.3-3止?jié){墻橫斷面圖（3）超前全斷面帷幕注漿方案設(shè)計(jì)全斷面帷幕注漿方案是針對隧道洞身大部分為富水砂層（或土體為軟弱圍巖）所采用的方案，通過超前帷幕注漿對圍巖土體擠密加固，能明顯降低開挖范圍內(nèi)土體含水率，固結(jié)砂層，達(dá)到改良圍巖土體的目的。上莊隧道富水砂層超前帷幕注漿方案加固圈范圍為：隧道拱墻開挖輪廓線外4m，底部為拱頂設(shè)計(jì)開挖線下10m，漿液擴(kuò)散距離為1.5m，共計(jì)注漿孔74個（超前帷幕注漿加固圈范圍、布孔數(shù)量等具體參數(shù)應(yīng)根據(jù)圍巖情況適當(dāng)調(diào)整）。詳見附件一：《上莊隧道富水砂層段帷幕注漿設(shè)計(jì)圖》。圖5.1.3-4開孔布置圖圖5.1.3-5終孔布置圖圖5.1.3-6縱斷面示意圖（4）施工工藝流程圖圖5.1.3-7工藝流程圖（5）注漿設(shè)計(jì)參數(shù)表5.1.3-1注漿設(shè)計(jì)參數(shù)表序號參數(shù)名稱參數(shù)值備注1縱向加固段長長度25m暫定2橫向加固范圍拱部開挖輪廓線外4m3漿液擴(kuò)散半徑1.5m4注漿速度5～110L/min5注漿終壓4～6MPa施工時可適當(dāng)調(diào)整6終孔間距2～4m7注漿方式前進(jìn)式分段注漿結(jié)合孔底注漿分段長度5～10m8鉆孔數(shù)量注漿孔單循環(huán)74個重點(diǎn)薄弱區(qū)域可補(bǔ)孔檢查孔根據(jù)現(xiàn)場情況確定9孔口管L=1.2m，φ127mm，壁厚6mm（5）注漿材料表5.1.3-2注漿材料表序號名稱配合比1水泥水玻璃雙液漿W:C=0.8;C:S=1：1（6）注漿順序注漿順序按“由外到內(nèi)、由上到下、間隔跳孔”的原則進(jìn)行，以達(dá)到控域注漿，加結(jié)的目的。（7）鉆孔注漿工藝①先用鉆機(jī)開孔深1.2m，直徑Φ135mm的鉆孔，安設(shè)固結(jié)1.2m長Φ127mm孔口管。②通過孔口管鉆設(shè)Φ115mm注漿孔，鉆到10m深時開始實(shí)施注漿作業(yè)。③采取前進(jìn)式分段注漿工藝與深孔后退式注漿工藝相結(jié)合的方式，注漿分段長度5～10m。即鉆進(jìn)5～10m，注漿一次，注漿結(jié)束后再鉆5～10m進(jìn)行注漿，依次循環(huán)，直至結(jié)束該孔注漿。鉆孔至設(shè)計(jì)深度后，之后再進(jìn)行注漿。前進(jìn)式注漿主要運(yùn)用在鉆孔施工中，地層易坍塌，成孔較困難的情況下，通過由外向內(nèi)注漿逐步改良地層，確保成孔率。后退式注漿主要運(yùn)用在鉆孔施工中，地層不易坍塌，可一次性成孔。④若鉆孔過程中遇到突水、涌泥，則應(yīng)立即停止鉆孔進(jìn)行注漿。（8）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)①單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)注漿過程中，壓力逐漸上升，流量逐漸下降，當(dāng)注漿壓力達(dá)到4～6MPa并穩(wěn)壓10min后，且注漿量大于設(shè)計(jì)量，即可結(jié)束該孔注漿。②全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)a.設(shè)計(jì)的所有注漿孔均達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，無漏注現(xiàn)象。b.按總注漿孔的5%設(shè)計(jì)檢查孔，檢查孔滿足設(shè)計(jì)要求。（9）效果檢查及評定注漿效果評定是決策開挖施工方案的依據(jù)。①根據(jù)現(xiàn)場鉆孔所揭示的地質(zhì)狀況，注漿結(jié)束后，可采取分析法即結(jié)合注漿過程中P-Q-t曲線分析及反算注漿后地層的漿液填充率判斷注漿效果。②根據(jù)注漿量分析漿液對地層裂隙的填充率，當(dāng)漿液填充率達(dá)到80%以上，滿足開挖要求。(針對該地層以含水率作為地層裂隙進(jìn)行計(jì)算)③選擇可能出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行鉆孔檢查，檢查孔鉆不坍孔，不涌泥，涌水量小于0.2L/m·min。檢查孔另行設(shè)計(jì)。若達(dá)不到注漿效果應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。注：P-Q-t曲線即“壓力-流量-時間”曲線，根據(jù)實(shí)際注漿過程，隨著時間的增長，壓力注漿變大，流量逐漸變小。（10）資源配置①機(jī)械配置表5.1.3-3機(jī)械設(shè)備配置表序號機(jī)械名稱型號數(shù)量單位備注1多功能地質(zhì)鉆機(jī)1臺2雙液注漿泵KBY系列3臺3水泥漿攪拌桶2臺容量≥300L4自攪拌儲漿桶2個儲存水泥漿5儲漿桶2個儲存水玻璃6清水桶自制4個容量≥100L7混合器T型15個與注漿泵配套購置8高壓注漿管300m與注漿泵配套購置9防震壓力表20個②勞動力配置表5.1.3-4勞動力配置表序號分工小計(jì)工作安排1項(xiàng)目負(fù)責(zé)人1項(xiàng)目總體負(fù)責(zé)2生產(chǎn)負(fù)責(zé)人3現(xiàn)場組織生產(chǎn)4工班長3負(fù)責(zé)勞動力組織安排5司鉆3鉆機(jī)操作6司泵4注漿機(jī)操作7拌漿6漿液的配制及注漿管路維護(hù)8機(jī)修1現(xiàn)場機(jī)械維修與保養(yǎng)9雜工9上、下鉆桿等合計(jì)305.2邊墻砂層注漿加固當(dāng)砂層位于隧道洞身邊墻時，應(yīng)對砂層進(jìn)行注漿加固，根據(jù)不同情況采取徑向后注漿加固及對中、下臺階砂層提前注漿加固。5.2.1徑向后注漿砂層位于中、下臺階，砂層厚度小于3m，水量較小，圍巖尚能自穩(wěn)，但初支易突發(fā)向線路內(nèi)側(cè)變形。當(dāng)中、下臺階初支施做完，長度約5m時，立即對砂層影響范圍的初支進(jìn)行徑向后注漿加固。（1）采用4m長Φ42小導(dǎo)管，打孔深4米.（2）加固圈范圍：①高度為砂層上下各1.5m范圍內(nèi)②寬度為開挖輪廓線外4m。（3）孔底間距按2.2m×2.2m梅花型布置。（4）漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，水灰比W：C=0.8，C:S=1：1。（5）注漿壓力為1.5～2Mpa。圖5.2.1-1中、下臺階徑向注漿示意圖5.2.2中、下臺階注漿砂層位于中臺階或下臺階時，砂層厚度小于3m，水量較大，圍巖穩(wěn)定性較差時，在上臺階（或中臺階）初支已施后，提前對中（或下）臺階砂層影響范圍部位進(jìn)行注漿加固。（1）注漿加固范圍：為砂層上方1.5m至砂層底面下1.5m范圍，外側(cè)加固至開挖輪廓線外4m范圍（2）注漿壓力：2～4Mpa（3）材料：水泥-水玻璃雙液漿，水灰比W：C=0.8，C:S=1：1。（4）小導(dǎo)管布設(shè)：沿隧道前進(jìn)方向孔間距1.0m，沿橫斷面方向布置22排，梅花型布置。開孔排間距50～100cm，終孔間距不大于1m。小導(dǎo)管長度2.4m～6.5m。圖5.2.1-2中、下臺階注漿示意圖5.3大鎖腳及縱向工字鋼連接富水砂層施工過程中，發(fā)現(xiàn)初支沉降較大時，為加強(qiáng)初支的整體性，控制沉降，在增設(shè)了其它措施后，同時可在拱架間設(shè)置縱向I18型鋼連接，并設(shè)置4m長Φ89鋼管大鎖鎖腳。（1）直徑：大鎖腳采用Φ89鋼管。（2）鎖腳設(shè)置部位：拱腳上部約50～100cm位置。（3）大鎖腳長度4m。（4）注漿:采用M10水泥漿將鋼管填充滿。（5）大鎖腳管身布有6～８mm直徑注漿孔，間距15cm×15cm梅花型布置，鋼管頂端加工成錐形，示意圖如下。示意圖如下：圖5.3.1-3大鎖腳示意圖a圖5.3.1-3大鎖腳示意圖b5.4單工序作業(yè)富水砂層段施工難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，為確保安全，盡量縮短仰拱、二襯步距，圍巖穩(wěn)定性較差的情況下要求：仰拱初期支護(hù)距離掌子面不大于20米，二次襯砌距離掌子面不大于35米。為保證安全步距，必要情況下實(shí)施單工序作業(yè)，即一個作業(yè)面施工時，停止其它作業(yè)面施工，撤離相應(yīng)作業(yè)面人員。如：在施工上臺階時，停止中、下臺臺階、仰拱等施工。5.5洞身開挖（1）三臺階＋臨時橫撐法三臺階法+臨時橫撐開挖施工，開挖主要采用人工配合挖掘機(jī)開挖；將隧道斷面分成上中下三個部分進(jìn)行開挖的施工工法；要求及時施作各部臨時橫撐；各部位的開挖與支護(hù)沿隧道縱向錯開、平行推進(jìn)的隧道施工方法。上臺階每循環(huán)施工長度為1榀拱架間距；中、下臺階每循環(huán)施工長度為2榀拱架間距；仰拱一次性開挖長度不能大于3m.（2）四臺階＋臨時橫撐法由于上莊隧道富水砂層圍巖穩(wěn)定性差，初支沉降量大，為避免侵限，施工時加大預(yù)留沉降量（Ve襯砌設(shè)計(jì)預(yù)留沉降量為15～20cm）至90cm；同時為降低開挖高度，減小圍巖臨空面，部分段落采用四臺階施工。Ve型襯砌斷面設(shè)計(jì)高度：開挖拱頂至下臺階拱腳為10.41m。拱部預(yù)留沉降量預(yù)留高度：0.9m。實(shí)際開挖高度為：11.31m。臺階劃分高度：按實(shí)際開挖高度11.41m進(jìn)行劃分，采用4臺階法施工，1臺階高度為3.8m,2臺階高度為2.5m，3臺階高度為2.5m，4臺階高度為2.51m。示意圖如下：圖5.1-1四臺階示意圖四臺階除臺階數(shù)量比三臺階多一個外，其它施工方法及要求與三臺階+臨時橫撐法相同。5.6初期支護(hù)（1）噴射混凝土洞身開挖后，立即進(jìn)行初噴，厚度≮4cm，復(fù)噴在完成錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼架安裝后進(jìn)行，一次達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。必須保證噴射砼密實(shí)無空洞。對于滲漏水比較小的地方，噴射應(yīng)從無水處向有水處進(jìn)行，對于滲漏水較大的地方，應(yīng)先采取引流措施后再噴砼。（2）錨桿本隧初期支護(hù)錨桿采用Φ22砂漿錨桿，錨桿采用風(fēng)鉆鉆孔，使用高壓風(fēng)吹凈鉆孔。砂漿錨桿作業(yè)程序是：先注漿，后放錨桿。具體操作是：將已調(diào)好的砂漿倒入泵內(nèi)。將注漿管插至錨桿眼底，將泵蓋壓緊密封，一切就緒后，慢慢打開閥門開始注漿。在氣壓推動下，將砂漿不斷壓入眼底，注漿管跟著緩緩?fù)顺鲅劭?，始終保持注漿管口埋在砂漿內(nèi)，以免漿中出現(xiàn)空洞，將注漿管全部抽出后，立即把錨桿插入眼孔，然后用止?jié){塞堵塞眼口，防止砂漿流失，最后在錨桿末端戴上墊板，然后擰緊螺母。（3）鋼筋網(wǎng)隧道初期支護(hù)鋼筋網(wǎng)采用φ8鋼筋，網(wǎng)格尺寸為20cm×鋼筋網(wǎng)片采用φ8鋼筋焊制，在鋼筋加工場內(nèi)集中加工。先用鋼筋調(diào)直機(jī)把鋼筋調(diào)直，再截成鋼筋條，鋼筋網(wǎng)片尺寸根據(jù)拱架間距和網(wǎng)片之間搭接長度綜合考慮確定。鋼筋焊接前要先將鋼筋表面的油漬、漆污、水泥漿和用錘敲擊能剝落的浮皮、鐵銹等均清除干凈；加工完畢后的鋼筋網(wǎng)片應(yīng)平整，鋼筋表面無削弱鋼筋截面的傷痕。按圖紙標(biāo)定的位置掛設(shè)加工好的鋼筋網(wǎng)片，鋼筋片隨初噴面的起伏鋪設(shè)，綁扎固定于先期施工的系統(tǒng)錨桿之上，再把鋼筋片焊接成網(wǎng)，網(wǎng)片搭接長度為1～2個網(wǎng)格。（4）鋼架鋼架在加工間設(shè)置的1∶1制作樣臺上，采用冷彎、分段制作，按單元拼焊及試拼裝后，運(yùn)至現(xiàn)場安裝。加工時做到尺寸準(zhǔn)確，弧形圓順；焊接長度滿足設(shè)計(jì)要求，焊接成型時，沿鋼架兩側(cè)對稱進(jìn)行，鋼架中心與隧道中線重合，鋼架平面與隧道中線垂直，接頭處相鄰兩連接鋼板重合，連接孔位準(zhǔn)確。加工后先試拼，檢查有無扭曲現(xiàn)象，接頭連接每榀可以互換，沿隧道周邊輪廓誤差必須符合技術(shù)規(guī)范要求。鋼架運(yùn)至現(xiàn)場拼裝，安設(shè)前進(jìn)行斷面尺寸檢查，及時處理欠挖部分，首先測定隧道中線，確定高程，然后再測定其橫向位置。保證鋼架正確安設(shè)，鋼架內(nèi)側(cè)有4cm、外側(cè)有4cm的噴射砼，安設(shè)拱腳或墻腳前清除墊板下的松碴，將鋼架置于原狀圍巖上，在軟弱地段，采用拱腳下墊鋼板的方法。鋼架與封閉砼之間緊貼，在安設(shè)過程中，當(dāng)鋼架與圍巖間有較大間隙時安設(shè)墊塊，兩榀鋼架間沿周邊設(shè)φ22縱向連接筋，形成縱向連接體系，拱腳高度不夠時設(shè)置鋼板調(diào)整。安設(shè)到位后在拱腳處設(shè)置鎖腳錨管對鋼架進(jìn)行固定，錨桿尾部與鋼架焊接在一起。5.7防排水5.7.1施工臨時排水鑒于隧道地質(zhì)為富水砂層地質(zhì)，洞內(nèi)涌水必須及時排出洞外，否則浸泡隧道底板及拱腳，將導(dǎo)致隧道初支變形、坍塌。因此，洞內(nèi)排水是本隧道施工的關(guān)鍵之一。（1）隧道上坡排水施工隧道上坡施工段采用機(jī)械抽排和自然排放相結(jié)合的方式，上坡段，掌子面的附近的水溝設(shè)置在中間位置，防止浸泡拱腳，散水通過中間水溝自動匯集至集水坑，再由潛水泵抽到已施工仰拱填充的側(cè)溝內(nèi)（若側(cè)溝未施工，則排至側(cè)溝位置附近設(shè)置的臨時排水溝中），利用洞內(nèi)排水側(cè)溝排至洞口污水處理池。（2）隧道下坡排水施工下坡段采用機(jī)械抽排的方式，掌子面和開挖仰拱下的匯水通過10KW水泵（該水泵大小可根據(jù)實(shí)際水量進(jìn)行調(diào)整）抽排至集水井，集水井尺寸為1m×1m，距離掌子面15m設(shè)一個，靠邊墻2m，間距300米。再由水泵分級抽排至洞口污水處理池。（3）斜井工區(qū)排水施工斜井進(jìn)入正洞施工后，已在斜井與正洞相交的斜井一側(cè)，進(jìn)正洞約20米，設(shè)置了一個大型水倉，水倉長12m，寬4m，深1m，水倉分為沉淀和儲水兩個隔艙。抽水機(jī)選用55KW型大流量低揚(yáng)程的污水泵，正洞地下水及污水由各級集水井排入斜井井底水倉，隨斜井排水系統(tǒng)排出洞外。①隧道未襯砌地段集水坑的設(shè)置集水坑設(shè)置在排水管一側(cè)的墻角處，集水坑距離掌子面不得大于10m,尺寸2m(沿隧道縱向)x1m(橫向)*1m(深),容積2立方一個,掌子面附近積水匯入集水坑,然后通過抽水機(jī)排入仰拱集水坑尺寸2m(沿隧道縱向)*2m(橫向)*1m(深),容積4立方一個,然后通過仰拱集水坑排入臨近集水井。②隧道襯砌成型地段集水井的設(shè)置沿隧道側(cè)壁每隔300m設(shè)一集水井，尺寸3m(沿隧道縱向)*3m(橫向)*1m(深),容積9m3，仰拱集水坑內(nèi)積水通過抽水機(jī)排入臨近集水井,然后通過集水井依次排入斜井井底水倉,最后通過斜井井底水倉大功率抽水機(jī)把水排出洞外。圖5.7.1-1斜井集水井及集水坑布置圖圖5.7.2-1斜井正洞工區(qū)排水示意圖③抽水設(shè)備選擇根據(jù)設(shè)計(jì)院提供地勘資料，進(jìn)行抽水設(shè)備選擇計(jì)算。該段可能最大涌水段，可能最大涌水量為3.498m3/dm?？紤]最不利情況下，以該段涌水量進(jìn)行計(jì)算。為保證隧道的正常施工，按隧道最大涌水量的1.2倍計(jì)算隧道抽水設(shè)備，即Q=1.2×3.498×300=1259.28m3/d，平均每小時涌水量為52.47m3/h。水泵所需功率按下式計(jì)算：N=Q*H/367/gN：軸功率，單位是千瓦（kW）Q：流量，單位是立方米每小時（m3/h）H：揚(yáng)程，單位是米(m)367：是常數(shù)，是一個固定值g：取值0.6～0.85：是水泵的效率，一般流量大的取大值，流量小的取小值；通過計(jì)算得到應(yīng)該使用功率為33.36KW以上的水泵。根據(jù)計(jì)算得到于集水井位置配置1臺250QJ80-140/7的潛水泵（水泵揚(yáng)程為140m，電機(jī)功率為55KW），即功率55KW>33.36KW,可滿足隧道排水要求。（一個工區(qū)2臺備用）。查中鐵二局《隧道施工手冊》：φ159鋼管：流量：252m3/h；流速：2.25m/s；管道阻力損失：44.2水柱米/1000m。查同濟(jì)大學(xué)水力學(xué)教材《鑄鐵管水力計(jì)算表》：根據(jù)設(shè)計(jì)資料，本標(biāo)段所有隧道可能,最大涌水量為10214.16m3/dm，考慮最不利情況下，以該段涌水量進(jìn)行計(jì)算。為保證隧道的正常施工，按隧道最大涌水量的1.2倍計(jì)算隧道排水管道，即Q=1.2×10214.16=12256.99m3/d，平均每小時涌水量為510.7m3/h。綜合判定于每個集水井位置水泵配置1根φ159鋼管，合計(jì)流量626.4m3/h>510.7m3/h，可滿足排水要求。管道布設(shè)：沿途布設(shè)2根φ159鋼管,1根備用。5.7.2結(jié)構(gòu)永久性排水隧道防排水按照“防、截、排、堵、因地制宜,綜合治理”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，采取適應(yīng)的防水措施，以保證隧道結(jié)構(gòu)物和運(yùn)營設(shè)施的正常使用和行車安全。隧道防排水以結(jié)構(gòu)自防水為根本，加強(qiáng)鋼筋砼結(jié)構(gòu)的抗裂防滲能力，提高其耐久性、防水性，同時以變形縫、施工縫等接縫防水作為重點(diǎn)，以防水層加強(qiáng)防水。（1）環(huán)向排水盲管施工環(huán)向排水盲管沿隧道法線斷面布置，縱向5～10m安裝一環(huán)，并應(yīng)在隧道內(nèi)滲水、漏水地段加密布置。在初期支護(hù)施作完成之后，防水板鋪設(shè)之前，緊貼初支面滲水巖壁安設(shè)，以減少地下水由圍巖進(jìn)入排水盲管的阻力；盲管布置應(yīng)圓順，不得起伏不平。盲管安裝應(yīng)牢固，可用U型卡固定于初支面，并應(yīng)采取保護(hù)措施（土工布包裹），防止水泥漿竄入、堵塞排水盲管。盲管下端進(jìn)行圓彎接入隧道側(cè)溝。引出襯砌長度不小于1.5米。隧道拱墻設(shè)直徑50～80mm軟式透水管環(huán)向盲管，環(huán)向盲管每隔8～10m設(shè)置，并每隔5～10m在水溝外側(cè)留泄水孔，并采用三通接盲管與縱向盲管相連。（2）縱向排水盲管施作方法縱向排水盲管沿縱向布設(shè)于左、右墻角水溝底上方，為兩條直徑為80～100mm的軟式透水管盲溝。排水管采用鉆孔定位，定位孔間距在30cm～50cm，將膨脹錨栓打入定位孔或用錨固劑將鋼筋頭預(yù)埋在定位孔中，固定釘安在盲管的兩端，用無紡布包住盲管，用扎絲捆好，用卡子卡住盲管，然后固定在膨脹螺栓上。排水管安裝嚴(yán)格按照隧道縱坡安裝，每段排水管安裝順直；每隔8～10m用135°彎管接頭引出襯砌，長度不小于1.5米，以便于引入水溝（或引出襯砌表面，待水電槽施工時用接頭引入水溝）。排水管出口設(shè)置宜避開隧道施工縫設(shè)置，避免在止水帶上打孔影響施工縫防水效果?？v向排水管在布設(shè)時，用土工布將縱向排水管包裹，使泥砂不得進(jìn)入縱向盲管，再用防水卷材半裹排水管。采用三通與環(huán)向透水管、連接盲管相連?？v向排水盲管按設(shè)計(jì)規(guī)定劃線，以使盲管位置準(zhǔn)確合理，盲管安設(shè)的坡度與線路坡度一致。（3）橫向排水管施作方法橫向排水管在二襯內(nèi)層鋼筋綁扎、固定后安設(shè)，與已經(jīng)安設(shè)好的縱向透水管通過135度角彎頭連接，采用涂抹密封膠或包裹土工布的措施處理。橫向排水管定好位并與縱向透水管連接牢固后，用綁絲先與內(nèi)層結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎牢固，外層鋼筋綁扎、固定后，再用綁絲與外層結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎固定，最后用土工布或編織袋等將管口封緊以免二襯砼澆筑時灌入混凝土（4）中心排水管中心水溝由原設(shè)計(jì)的矩形斷面調(diào)整為預(yù)制混凝土圓管，圓管采用φ600mm（壁厚6cm）的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)。道床底部每隔30m兩側(cè)各設(shè)一道φ100mm橫向引水管將側(cè)溝與中心水溝檢查井連通；道床中心設(shè)置直徑為16cm的半圓形排水明溝，道床積水經(jīng)由明溝引排至檢查井，通過檢查井流入中心水溝。其中設(shè)仰拱地段為防止中心管溝上方素混凝土開裂，填充面層寬180cm范圍增設(shè)一層φ12mm鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)間距25×25cm，鋼筋網(wǎng)片埋置于半圓形排水明溝下方5cm位置。圖5.7.2-1仰拱斷面排水系統(tǒng)布置圖5.8防水層防水層采用自制臺架墊片法無釘鋪設(shè)，施工示意圖如下：圖5.8-1防水層布置圖（1）防水層鋪設(shè)準(zhǔn)備防水層施工時先進(jìn)行基面處理，利用防水板臺架，噴射砼面外露的鋼筋、錨桿頭等尖銳物割除，再用砂漿將不平整面和已割除的鐵件頭抹平。噴射砼表面凹凸不平面的跨深比不大于1/7，大于1/7的凹坑用細(xì)石混凝土抹平，確保噴射混凝土基面平整，無尖銳棱角。（2）設(shè)無紡布緩沖層首先用作業(yè)平臺車將半幅無紡布固定到預(yù)定位置，然后用專用熱熔襯墊及射釘將無紡布固定在噴射混凝土上。專用熱熔襯墊及射釘按梅花型布置，拱部間距0.5～0.8m，邊墻0.8～1.2m。無紡布鋪設(shè)松緊適度，使之能緊貼在噴射混凝土表面，不致因過緊被撕裂或因過松使無紡布褶皺堆積形成人為蓄水點(diǎn)。無紡布間搭接寬度大于15cm。（3）鋪設(shè)防水板防水板采用無釘鋪設(shè)，焊接方式為熱風(fēng)焊接，分自動焊接和手動焊接。①防水板手動焊接手動焊接主要針對陰陽角、漸變段等復(fù)雜的細(xì)部處理和損壞部位的修補(bǔ)。先用簡易作業(yè)平臺車將防水板固定到預(yù)定位置，然后用手動電熱熔接器加熱，使防水板焊接在固定無紡布的專用熱熔襯墊上。防水板鋪設(shè)松緊適度，使之能與無紡布充分結(jié)合并緊貼在噴射混凝土表面，防止過緊或過松，防水板受擠壓破損變形而形成人為蓄水點(diǎn)。防水板間搭接縫與變形縫、施工縫等薄弱環(huán)節(jié)錯開1m以上。②防水板間自動熱熔焊接焊接前先除盡防水板表面灰塵再焊接，防水板搭接寬度不小于15cm。防水板之間用自動雙縫熱熔焊接機(jī)按照預(yù)定的溫度、速度焊接，單條焊縫的有效寬度不小于1.5cm，焊接后兩條焊縫間留一條空氣道，用空氣檢測器檢測焊接質(zhì)量。③焊縫檢測采用檢漏器檢測防水板焊接質(zhì)量，先堵住空氣道的一端，然后用空氣檢測器從另一端打氣加壓，直至壓力達(dá)到0.25MPa，保持15分鐘，允許壓力下降10%，如達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，則說明完全粘合，否則需用檢測液（如肥皂水）找出漏氣部位，用手動熱熔器焊接修補(bǔ)后再次檢測，直至完全粘合。防水板焊接如下圖所示。圖5.8-2防水板焊接示意圖（4）變形縫及施工縫的防水處理嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及相關(guān)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。（5）二次襯砌結(jié)構(gòu)自防水隧道的任何單一輔助防水措施都不能一勞永逸解決滲水問題，結(jié)構(gòu)防水是一個綜合性、全過程性的工程。二次襯砌是隧道防水的主要防線。為確保二次襯砌防水砼質(zhì)量，達(dá)到結(jié)構(gòu)自防水效果，必須在以下幾個方面采取有效措施：①嚴(yán)格配料；②嚴(yán)格防水砼的拌合和運(yùn)輸；③嚴(yán)格防水砼灌注；④嚴(yán)格襯砌拱頂砼灌注密實(shí)；⑤嚴(yán)格防水砼養(yǎng)護(hù)；⑥各種接縫和變斷面的砼的搗固；⑦襯砌背后注漿。5.9二次襯砌仰拱采用普通弧形模板施工，二次襯砌拱墻，采用12m液壓襯砌臺車進(jìn)行施工，砼在拌合站集中拌制，砼攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸，砼輸送泵泵送入模，插入式搗固器振搗密實(shí)。一般地段二次襯砌距掌子面的距離大于70m。仰拱距掌子面的距離不得大于30m。5.9.1仰拱及填充仰拱、填充采用普通弧形模板進(jìn)行施工，端頭采用木模，一次性施工長度3m。仰拱與填充必須分開澆筑，間隔時間不小于8小時。隧底嚴(yán)禁浸泡積水，澆筑前虛砟必須清理干凈。5.9.2拱墻襯砌拱墻二次襯砌采用全斷面襯砌臺車施工襯砌臺車立模：立模前在邊墻上畫出臺車模板腳線標(biāo)高，臺車到位立好模后，檢查臺車模板腳線標(biāo)高，模板是否與邊墻密貼，擋頭板是否撐牢等。臺車兩側(cè)設(shè)帶螺旋千斤頂?shù)男蓖戎危缺ＷC砼施工時不中斷運(yùn)輸作業(yè)，又保證灌筑砼時臺車不跑模移位。為與隧道防排水系統(tǒng)防水分區(qū)配套，決定采用12m襯砌模板臺車；砼采用8～10m3的砼罐車運(yùn)輸，60m3選定合理的砼配合比，防止砼在罐車內(nèi)凝固，堵塞輸送管，影響施工進(jìn)度及質(zhì)量。在保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度和質(zhì)量的情況下，提高早期強(qiáng)度，保證拆模工序正常進(jìn)行。采用合適的坍落度，保證有效的泵送高度和長度。泵送砼時左右均勻進(jìn)行，砼灌注間斷時間小于1.5h。⑴襯砌模板襯砌模板臺車必須按照隧道內(nèi)凈空尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造，設(shè)計(jì)制造時應(yīng)考慮施工誤差、貫通測量調(diào)差及預(yù)留沉落等因素。鋼結(jié)構(gòu)及鋼模必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，能承受所澆筑砼的重力、側(cè)壓力及施工荷載，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可投入使用。模板安裝必須穩(wěn)固牢靠，接縫嚴(yán)密，不得漏漿。模板與砼的接觸面必須清理干凈并涂刷隔離劑。澆筑砼前，模板內(nèi)的積水和雜物應(yīng)清理干凈。二次襯砌在初期支護(hù)穩(wěn)定前施工的，拆模前的砼強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級的100%；二次襯砌在初期支護(hù)穩(wěn)定后施工的，拆模前的砼強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到8MPa。拆除非承重模板時，砼強(qiáng)度不得低于2.5MPa，并應(yīng)保證其表面及棱角不受損傷。預(yù)埋件和預(yù)留孔洞的設(shè)置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。⑵鋼筋鋼筋進(jìn)場檢驗(yàn)必須按批抽取試件做力學(xué)性能和工藝性能試驗(yàn)，其質(zhì)量符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定和設(shè)計(jì)要求。鋼筋的品種、級別、規(guī)格和數(shù)量，連接方式必須符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋接頭的技術(shù)條件和外觀質(zhì)量應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。鋼筋焊接接頭，應(yīng)按批抽取試件作力學(xué)性能檢驗(yàn)，其質(zhì)量必須符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定和設(shè)計(jì)要求。承受靜力荷載為主的直徑為28～32mm的帶肋鋼筋采用冷擠壓套筒連接接頭，應(yīng)按批抽取試件作力學(xué)性能檢驗(yàn)，其質(zhì)量必須符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定和設(shè)計(jì)要求。鋼筋應(yīng)平直、無損傷，表面不得有裂紋、油污、顆粒狀或片狀銹蝕。鋼筋的加工應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋接頭應(yīng)設(shè)置在承受應(yīng)力較小處，并應(yīng)分散布置。配置在“同一截面”內(nèi)受力鋼筋接頭的截面面積，占受力鋼筋總截面面積的百分率，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋的安裝及保護(hù)層厚度允許偏差應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。⑶砼水泥進(jìn)場時，必須按批對其品種、級別、包裝或散裝倉號、出廠日期等進(jìn)行驗(yàn)收，并對其強(qiáng)度、凝結(jié)時間、安定性進(jìn)行試驗(yàn)，其質(zhì)量必須符合技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)的規(guī)定。任何新選貨源或使用同廠家、同批號、同品種的水泥達(dá)3個月及出廠日期達(dá)3個月的水泥，應(yīng)進(jìn)行燒失量、氧化鎂、三氧化硫、細(xì)度、凝結(jié)時間、安定性、強(qiáng)度及堿含量等試驗(yàn)。防水砼所用的水泥應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)規(guī)定，水泥強(qiáng)度等級應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；所用細(xì)骨料應(yīng)按批進(jìn)行檢驗(yàn)，其含泥量、泥塊含量、顆粒級配、細(xì)度模數(shù)、堅(jiān)固性指標(biāo)應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。所用粗骨料應(yīng)按批進(jìn)行檢驗(yàn)，其顆粒級配、壓碎指標(biāo)值、針片狀顆粒含量應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。外加劑進(jìn)場時，必須按批對減水率、凝結(jié)時間差、抗壓強(qiáng)度比進(jìn)行檢驗(yàn)，其質(zhì)量必須符合技術(shù)規(guī)范和有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定。鋼筋砼結(jié)構(gòu)中，各種原材料（水泥、骨料、礦物摻和料、外加劑和水等）中氯離子含量應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。砼摻用的礦物摻合料，應(yīng)按批對細(xì)度、含水率、需水量比、抗壓強(qiáng)度比進(jìn)行檢驗(yàn)，其質(zhì)量應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。拌制砼宜采用飲用水，當(dāng)采用其他水源時，水質(zhì)應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。配合比應(yīng)根據(jù)原材料性能、砼的技術(shù)條件和設(shè)計(jì)要求，按技術(shù)規(guī)范規(guī)定，通過試驗(yàn)后確定，試配時不得隨意提高砼強(qiáng)度等級。防水砼的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)增加抗?jié)B性能試驗(yàn)，試配時按照技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，其抗?jié)B水壓值應(yīng)比設(shè)計(jì)值提高0.2MPa，摻引氣劑的砼還應(yīng)進(jìn)行含氣量試驗(yàn)。每立方米砼的水泥和礦物摻合料總量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。最大水膠比、砂率、砼含氣量應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。砼強(qiáng)度等級必須符合設(shè)計(jì)要求，襯砌應(yīng)采用同條件養(yǎng)護(hù)試件檢測實(shí)體強(qiáng)度，砼強(qiáng)度試件應(yīng)在砼的澆筑地點(diǎn)隨機(jī)抽樣制作。砼拌合物的坍落度應(yīng)符合設(shè)計(jì)配合比要求，防水砼的坍落度應(yīng)符合設(shè)計(jì)配合比要求，并應(yīng)控制在100～210mm范圍內(nèi)。隧道襯砌的厚度嚴(yán)禁小于設(shè)計(jì)厚度。隧道超挖回填必須符合設(shè)計(jì)要求。墻腳以上1m范圍內(nèi)和整個拱部的超挖部分應(yīng)采用同級砼進(jìn)行回填。砼拌制前，應(yīng)測定砂、石含水率，并根據(jù)測試結(jié)果和理論配合比調(diào)整材料用量，提出施工配合比。當(dāng)遇雨天或含水率有顯著變化時，應(yīng)增加含水率檢測次數(shù)。砼澆筑完畢后，應(yīng)按施工技術(shù)規(guī)范要求及時采取有效的養(yǎng)護(hù)措施。5.10隧道附屬施工5.10.1水溝電纜槽在模筑襯砌完成后，組織水溝、電纜槽施工，襯砌施工時即完成水溝溝底施工，注意溝底平順。水溝電纜槽身采用移動模架現(xiàn)澆砼施工，注意預(yù)埋泄水孔并將底部接觸面清洗鑿毛，蓋板在預(yù)制場集中預(yù)制，人工搬運(yùn)安裝，鋪設(shè)平穩(wěn)，無晃動或吊空，邊緣整齊，兩端與溝壁縫隙用砂漿填平。5.10.2綜合洞室隧道內(nèi)設(shè)置綜合洞室（兼電纜余長腔），綜合洞室不設(shè)于襯砌斷面變化處、沉降縫、工作縫或伸縮縫處，各洞室均設(shè)置通信、信號過軌鋼管和通信、信號接地體。洞室間距為250m，洞室沿隧道兩側(cè)交替布置。5.10.3綜合接地隧道地段貫通地線敷設(shè)在兩側(cè)的通信、信號電纜槽內(nèi)，并采取砂防護(hù)措施。線路兩側(cè)的貫通地線通過隧道內(nèi)環(huán)向接地鋼筋實(shí)現(xiàn)橫向連接。在兩側(cè)的通信信號電纜槽的線路側(cè)外緣各設(shè)一根縱向接地鋼筋，每100斷開一次，用于隧道內(nèi)的接地極、接觸網(wǎng)斷線保護(hù)接地及接地鋼筋間的等電位連接。接地端子的位置：隧道內(nèi)的接地裝置均采用橋隧型接地端子；從隧道進(jìn)口2m處開始，在兩側(cè)的通信信號槽底部，每間隔100m設(shè)置一個接地端子，小于100m的隧道在中部設(shè)一處，接地端子供隧道接地裝置與貫通地線連接；從隧道口2m處開始，在兩側(cè)通信信號電纜槽靠近線路側(cè)壁上，每間隔50m設(shè)置一個接地端子，接地端子供軌旁設(shè)備設(shè)施接地；在每個專用洞室、變壓器洞室兩側(cè)下部設(shè)置接地端子，供洞室設(shè)備、設(shè)施接地。5.10.4綜合接地考慮到無砟軌道施工鋪軌前對線下仰拱填充面的平整度、橫坡及標(biāo)高要求較高，我單位在施工仰拱填充時預(yù)留了30cm混凝土表層未施工，在隧道各段開挖、仰拱、二襯施工完畢后，組織專業(yè)的作業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行隧道仰拱面預(yù)留層施工?？傮w施工方案：隧道仰拱面預(yù)留層混凝土標(biāo)號采用C25混凝土，根據(jù)隧道斷面尺寸，預(yù)留層混凝土擬分3次澆筑：①隧道中線左側(cè)3.7m范圍內(nèi)為第一次澆筑段；②中線右側(cè)3.7m范圍內(nèi)為第二次澆筑段；③水溝電纜槽為第三次澆筑段；④為了滿足立模和震動臺工作，以及臺車退出隧道的空間要求，左右側(cè)預(yù)留83cm寬后澆帶，混凝土澆筑縱向錯開距離不小于100m。隧道水溝電纜槽施工在仰拱面預(yù)留層施工完畢后施工。對于仰拱表面坑洼不平造成的積水，將仰拱積水清除、表面清理干凈，坑洼部位用砂漿或細(xì)石混凝土填平?？傮w施工順序：測量放線—底層檢驗(yàn)和整修—洞內(nèi)仰拱面止水—安裝模板和安設(shè)鋼筋—復(fù)測—混凝土攪拌與運(yùn)輸—混凝土攤鋪及振搗—提漿刮平—鋪土工布—灑水養(yǎng)護(hù)—拆模—機(jī)械切縫—養(yǎng)護(hù)至齡期—開放交通。5.11隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)針對本工程，我部委托中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，擬成立“隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)小組”，負(fù)責(zé)實(shí)施隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)、數(shù)據(jù)收集及處理、反饋等。小組由經(jīng)理部總工程師任組長，鐵一院超前地質(zhì)預(yù)報(bào)現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)人為副組長，隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)施工小組，在總工程師的指導(dǎo)下開展工作。5.11.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)圖5.11.1-1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)流程圖5.11.2地質(zhì)分析地質(zhì)調(diào)查：對地貌、地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查與地質(zhì)推理相結(jié)合的方法有針對性的補(bǔ)充地質(zhì)資料。補(bǔ)充地質(zhì)資料的主要內(nèi)容包括：不同巖性、地層在隧道地表的出露及接觸關(guān)系，巖層產(chǎn)狀及變化情況；構(gòu)造在隧道地表的出露、分布、性質(zhì)、變化規(guī)律及產(chǎn)狀變化；地表巖溶發(fā)育情況和分布規(guī)律。地質(zhì)調(diào)查方法：地質(zhì)預(yù)報(bào)組人員根據(jù)建立的標(biāo)準(zhǔn)地層剖面，結(jié)合沉積規(guī)律，確定各巖層層序、厚度、位置。對地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行跟蹤調(diào)查后，展開有針對性的地質(zhì)調(diào)會，詳盡地核對細(xì)化勘察設(shè)計(jì)資料，為地質(zhì)預(yù)報(bào)做好基礎(chǔ)工作。隧道開挖面地質(zhì)素描：地質(zhì)預(yù)報(bào)人員對隧道開挖面的地質(zhì)狀況作如實(shí)的調(diào)查和編錄，采集必要的數(shù)據(jù)，具體包括：開挖面地層、巖性、節(jié)理發(fā)育程度、受構(gòu)造影響程度、圍巖穩(wěn)定狀態(tài)等進(jìn)行編錄。5.11.3地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)是用電磁波反射原理進(jìn)行探測，通過測定與含水性有關(guān)的介電常數(shù)的變化來探測充水的地質(zhì)體，含水的斷層、巖性界面等。采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行短距離(10～30m)的精細(xì)巖性結(jié)構(gòu)變化情況的預(yù)報(bào)。地質(zhì)雷達(dá)用于隧道底部、邊墻、隧頂外或其它出水部位可能隱伏巖洞穴的探測，效果較好。圖5.11.3-2地質(zhì)雷達(dá)布設(shè)與原理示意圖地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)方法和預(yù)報(bào)成果表見下表：表5-11-3-1地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)方法和預(yù)報(bào)成果表預(yù)測方法預(yù)報(bào)成果探測充水的地質(zhì)確定斷層、巖性和煤層、溶洞的界面，確定異常巖體的規(guī)模、性質(zhì)、危害程度。5.11.4超前短距離探孔利用目前擁有的機(jī)械設(shè)備，采用潛孔鉆進(jìn)行超前短距水平探孔，以探明前方地質(zhì)情況。一次鉆孔深度約15m，每次布置3個探孔，布孔示意圖如下：圖5.11.4-1超前水平探孔布置圖5.11.5紅外線探水紅外線進(jìn)行探水能夠定性的確定一定深度（20～30m）范圍內(nèi)地層中含水的部位和類型，預(yù)報(bào)掌子面前方或洞壁四周是否隱狀含水體。在隧道施工中，主要通過探測掘進(jìn)掌子面巖體場強(qiáng)的變化差異值，和隧道開挖段圍巖場強(qiáng)沿縱向的變化規(guī)律，來推斷前方是否為隱伏含水構(gòu)造體，有無發(fā)生突涌水的可能。5.11.6地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)施計(jì)劃安排施工時必須將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)納入施工工序，做到先探測、后施工，不探測，不施工。實(shí)施計(jì)劃總的思路是：地質(zhì)雷達(dá)全程進(jìn)行短距離探測，進(jìn)一步強(qiáng)化、補(bǔ)充和驗(yàn)證，每次探測30m；結(jié)合地質(zhì)雷達(dá)預(yù)報(bào)的情況，砂層較厚、水量較大時采用超前水平鉆短距離鉆探，每次鉆探15m，地質(zhì)較差地段加密鉆探；同時加強(qiáng)常規(guī)地質(zhì)綜合分析。5.11.6地質(zhì)預(yù)報(bào)信息反饋地質(zhì)預(yù)報(bào)方法就是建立一個地質(zhì)信息系統(tǒng)，通過各種方法收集地質(zhì)信息，輸入信息處理系統(tǒng)，進(jìn)行綜合分析、判斷，并將處理結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)單位及施工現(xiàn)場，及時調(diào)整施工方法和參數(shù)。然后從施工過程中獲取新的地質(zhì)信息，更新地質(zhì)信息系統(tǒng)，經(jīng)處理后，再一次反饋給施工現(xiàn)場，如此往復(fù)。通過地質(zhì)信息系統(tǒng)的及時、準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，為信息化施工提供決策依據(jù)。5.12隧道施工監(jiān)控量測5.12.1監(jiān)控量測的目的現(xiàn)場監(jiān)控量測是“新奧法原理”施工的三大要素之一，是復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)、施工的核心技術(shù)。本隧按新奧法設(shè)計(jì)施工，施工中加強(qiáng)監(jiān)控量測對準(zhǔn)確判定圍巖的安全狀態(tài)、合理確定二次襯砌的施作時機(jī)非常重要。同時通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的反饋分析，可驗(yàn)證施工設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，以及施工方法、支護(hù)方案的可行性，以便及時、準(zhǔn)確地調(diào)整支護(hù)參數(shù)，修正施工方法及施工程序，確保施工安全。隧道監(jiān)控量測的項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模大小和設(shè)計(jì)要求綜合選定。量測項(xiàng)目可分為必測項(xiàng)目和選測項(xiàng)目兩大類。選測項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、地質(zhì)條件、隧道埋深、開挖方法及其他要求，有選擇地進(jìn)行。監(jiān)控量測工作必須緊跟開挖、支護(hù)作業(yè)。按設(shè)計(jì)要求布設(shè)測點(diǎn)，并根據(jù)具體情況及時調(diào)整或增加量測的內(nèi)容。根據(jù)本線隧道的特點(diǎn)，必測項(xiàng)目包括：⑴洞內(nèi)外觀察；⑵水平相對凈空變化量測；⑶拱頂相對下沉量測；⑷淺埋地段地表下沉量測；選測項(xiàng)目應(yīng)包括下列項(xiàng)目：⑴圍巖內(nèi)部變形量測；⑵錨桿軸力量測；⑶圍巖壓力量測；⑷支護(hù)、襯砌應(yīng)力量測；⑸鋼架內(nèi)力及所承受的荷載量測；⑹圍巖彈性波速度測試；5.12.2量測斷面和測點(diǎn)布置表5.12.2-1各級圍巖量測斷面間距序號圍巖級別斷面間距（m）1Ⅴ～Ⅵ52Ⅳ10根據(jù)不同的開挖方法，設(shè)置相應(yīng)的測點(diǎn)，一般設(shè)置在隧道的拱腳、墻中兩側(cè)壁之間、拱頂部位等受力的敏感點(diǎn)。除設(shè)置了沉降觀測點(diǎn)、收斂點(diǎn)之外，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況布置多點(diǎn)位移計(jì)、壓力盒及鋼筋計(jì)。監(jiān)控量測點(diǎn)埋設(shè)采用φ20圓鋼加工制作，長度250mm，一端打磨成圓頭，埋入深度220mm，外露長度30mm。如下圖所示。圖5.12.2-1測點(diǎn)埋設(shè)示意圖監(jiān)控量測嚴(yán)格進(jìn)行拱頂下沉量測、水平凈空收斂量測兩項(xiàng)量測，測點(diǎn)布置見下圖，測點(diǎn)斷面布設(shè)間距5米。圖5.12.2-2監(jiān)控量測測點(diǎn)布置圖5.12.3量測頻率與結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)⑴量測頻率必測項(xiàng)目的監(jiān)控量測頻率應(yīng)根據(jù)測點(diǎn)距開挖面的距離及位移速度分別按表2確定。由位移速度決定的監(jiān)控量測頻率和由距開挖面的距離決定的監(jiān)控量測頻率之中，原則上采用較高的頻率值。出現(xiàn)異常情況或不良地質(zhì)時，應(yīng)增大監(jiān)控量測頻率。表5.12.3-1隧道圍巖量測頻率表變形速率（mm／d）量測斷面距開挖工作面的距離（m）量測頻率≥5（0～1）B(1～2)次／d1～5（1～2）B1次／d0.5～1（1～2）B1次／（2～3d）0.2～0，5（2～5）B1次／2d＜0.2＞5B1次／周注：B表示開挖寬度。⑵結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)收斂速度判別。一般地段，收斂速度>5mm/d時，圍巖處于急劇變化狀態(tài)，加強(qiáng)初期支護(hù)系統(tǒng)；收斂速度<0.2mm/d時，圍巖基本達(dá)到穩(wěn)定。淺埋地段和斷層帶，除滿足上述要求外，必要時加強(qiáng)初期支護(hù)強(qiáng)度和剛度，嚴(yán)格控制過大變形。各量測項(xiàng)目在持續(xù)變形基本穩(wěn)定2周后結(jié)束，軟弱圍巖大變形地段位移長時間不能穩(wěn)定時，延長量測時間。5.12.4監(jiān)測資料整理、數(shù)據(jù)分析及反饋現(xiàn)場量測所取得的原始數(shù)據(jù)，不可避免的會具有一定的離散性，其中包含著測量誤差。因此，應(yīng)對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)處理。數(shù)學(xué)處理的目的是：將同一量測斷面的各種量測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比、相互印證，以確定量測數(shù)據(jù)的可靠性；探求圍巖變形或支護(hù)系統(tǒng)的受力隨時間變化的規(guī)律，判定圍巖和初期支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。在取得監(jiān)測數(shù)據(jù)后，及時由專業(yè)監(jiān)測人員整理分析監(jiān)測數(shù)據(jù)。結(jié)合圍巖、支護(hù)受力及變形情況，進(jìn)行分析判斷，將實(shí)測值與允許值進(jìn)行比較，及時繪制各種變形或應(yīng)力～時間關(guān)系曲線，預(yù)測變形發(fā)展趨向及圍巖和隧道結(jié)構(gòu)的安全狀況，并將結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)、監(jiān)理，從而實(shí)現(xiàn)動態(tài)設(shè)計(jì)、動態(tài)施工。目前，回歸分析是量測數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)處理的主要方法，通過對量測數(shù)據(jù)回歸分析預(yù)測最終位移值和各階段的位移速率。具體方法如下：（1）將量測記錄及時輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)記錄繪制縱橫斷面地表下沉曲線和洞內(nèi)各測點(diǎn)的位移u-時間t的關(guān)系曲線，見圖。（2）若位移-時間關(guān)系曲線如上圖中b所示出現(xiàn)反常，表明圍巖和支護(hù)已呈不穩(wěn)定狀態(tài)，加強(qiáng)支護(hù)，必要時暫停開挖并進(jìn)行施工處理。（3）當(dāng)位移-時間關(guān)系曲線如上圖中a所示趨于平緩時，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或回歸分析，從而推算最終位移值和掌握位移變化規(guī)律。回歸分析函數(shù)在下列函數(shù)中選擇：u(mm)u(mm)u(mm)t(d)t(d)正常曲線反常曲線ab圖5.12.4-1位移u-時間t的關(guān)系曲線圖對數(shù)函數(shù)：u=a+b/lg(1+t)或u=a×lg(1+t)指數(shù)函數(shù)：u=a×e-b/t或u=a×(1-e-b/t)雙曲函數(shù)：u=t/a+b×t或u=a×[1-(1/(1+b×t))2]式中：a、b—回歸常數(shù)；t—初讀數(shù)后的時間(d)；u—位移值(mm)。各測試項(xiàng)目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定后，才能進(jìn)行二次襯砌的施作。(4)各測試項(xiàng)目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定后，進(jìn)行二次襯砌的施作。5.12.5監(jiān)控量測管理圍巖穩(wěn)定性的綜合判別，應(yīng)根據(jù)量測結(jié)果按以下方法進(jìn)行。表5.12.5-1變形管理等級表管理等級管理位移施工狀態(tài)ⅢU<Uo/3可正常施工ⅡUo/3≤U≤2Uo/3應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)ⅠU>2Uo/3停工，采取特殊措施后方可施工注：U為實(shí)測位移值；Uo為最大允許位移值。施工設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)現(xiàn)場施工監(jiān)控設(shè)計(jì)監(jiān)控量測資料調(diào)研量測結(jié)果的計(jì)算機(jī)信息分析處理必測項(xiàng)目量測的回歸分析選測項(xiàng)目的應(yīng)