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1、中鐵二十一局三公司寶漢高速公路漢中至陜川界HC-03標隧道施工方案優化一、 工程概況1、梁山一號隧道該隧道位于南鄭縣梁山鎮南寨村以南約50m，為分離式長隧道。隧道左線進口樁號ZK316+587,出口樁號ZK317+473,長886m；隧道右線進口樁號K316+586,出口樁號K317+438，隧道長度852m，進口位于直線上，出口位于曲線上。該隧道位于低山丘陵地貌區，植被較發育，隧道進口所在斜坡坡度較緩，約20；隧道出口所在陡坡較陡，約35。隧址區高程578.24653.30m,相對高差75.06m。隧道左線最大埋深61.74m, 右線最大埋深62.57m。隧道進口坡面約40，覆蓋層厚度約302、cm，主要為粉質粘土，可見基巖出露，巖性以白云巖為主，出露巖石節理裂隙發育、結構松散，洞口山體斜坡穩定；隧道出口為一季節性小沖溝兩側，右線覆蓋層較厚約1.5m,左線處基巖裸露，以灰巖為主，下部為頁巖。隧址區上覆第四系全新統殘坡積物（Q4d1+e1）粉質粘土，下伏震旦系上統（Zb）灰質白云巖及白云巖，溶蝕現象發育，巖體破碎，施鉆過程中滲水嚴重，孔壁掉塊，成孔困難；隧址區地下水主要以大氣降水為主要來源，通過裂隙向深部運移涌入隧道中，充水通道為巖層孔隙、裂隙及斷層破碎帶。根據區域水文地質普查報告，結合該區域地形特征，隧道預測最大涌水量為703.4（m3/d）。隧道出口左線洞口有覆蓋層，洞口開挖之前對3、覆蓋層首先進行適當的清理，洞口套拱及管棚施作完成后方可進洞。出口上方有一沖溝，匯水面積較小，為了確保洞口安全，進洞之前對沖溝進行修整，避免雨水影響洞口穩定。2、梁山二號隧道該隧道位于南鄭縣郭灘鄉查家溝村，為分離式短隧道。隧道左線進口樁號ZK317+737,出口樁號ZK318+021,長284m；隧道右線進口樁號K317+710,出口樁號K317+992，隧道長度282m，屬短隧道，進、出口位于半徑為1200m的圓曲線上。該隧道位于低山丘陵地貌單元，入口側植被稀少，出口側植被發育。隧址區高程583.75639.05m,相對高差55.3m。隧道最大埋深45m。隧道區構造屬揚子地臺構造單元，構造系由4、走向東西的緊密褶皺和壓性斷裂組成的強烈擠壓帶，地質構造極為復雜，斷裂活動極為明顯。但隧址區處在梁山向斜南翼隧址區上覆第四系全新統殘坡積物（Q4d1+e1）粉質粘土，下伏震旦系上統（Zb）白云巖。隧道進口位于山坡下部，坡度較緩，覆蓋層厚度約0.5m左右，坡面穩定。下部為強風化白云巖；灰白色，原巖結構部分破壞，巖芯成短柱狀，溶蝕較發育，巖質較差。上部巖性為薄層殘坡積物粉質粘土，全風化白云巖。洞口小里程山坡坡腳可見基巖出露，主要為灰質白云巖，基本無匯水條件，出露基巖表層節理裂隙發育，巖體相對破碎。出洞口位于生態農場道路旁一坡面之上，坡度約為70，坡面植被發育，覆蓋層約為50cm,可見基巖出露，出露基5、巖主要為強風化白云巖，灰白色，節理裂隙發育，溶蝕發育，巖芯碎塊及短柱狀。地下水分為松散巖類孔隙潛水、基巖裂隙水兩種類型，風化裂隙、張開微張的節理為地下水的主要徑流通道，以地下徑流的方式排泄于溝谷。隧址區屬于類環境類型。本隧道預測最大涌水量為432.83（m3/d）。3、梁山三號隧道該隧道位于南鄭縣郭灘鄉查家溝村，為分離式短隧道。隧道左線進口樁號ZK318+073，位于緩和曲線上,出口樁號ZK318+413, 位于直線上，長340m；隧道右線進口樁號K318+043, 位于半徑為1200m的圓曲線上，出口樁號K318+378，隧道長度335m，位于緩和曲線上。隧址區上覆第四系全新統殘坡積物（Q46、d1+e1）粉質粘土，下伏震旦系上統（Zb）白云巖。隧道進口位于一斜坡上，坡面植被稀疏，坡度約40，坡積厚度0.50m，洞口坡腳可見基巖出露。隧道出口位于一斜坡上，坡面植被稀疏，坡度約40，坡積厚度0.50m，坡面植被稀疏，基巖基本裸露，出露基巖巖性主要為白云巖，節理裂隙發育，裸露巖石主要成碎砂狀。隧道預測雨季最大涌水量為405.78（m3/d）。隧道洞身穿越地段以灰質白云巖、白云巖為主，晶質結構，塊狀碎裂狀構造，節理裂隙發育，最大埋深55m。圍巖穩定性較差，巖體破碎，溶蝕發育。二、 施工方案1. 明洞段開挖我項目部按照設計要求及施工現場具體情況，準備從梁山一號隧道出口，梁山二號隧道進口，梁山7、三號隧道出口進洞。一、洞口開挖明洞段自上至下分層開挖，表層土方采用挖掘機開挖，直接裝車運輸，基巖采用松動爆破開挖，裝載機裝車。爆破作業采用YT-28鑿巖機成孔，人工裝藥爆破，開挖一層防護一層。當上斷面開挖完成后，利用臺階施工超前支護，為暗洞施工做好準備。 （一）開挖施工工藝施工工藝流程圖見圖1圖1施工工藝流程圖清除地表測 量 放 線鉆 孔裝 藥 爆 破清 渣下一循環邊 仰 坡 防 護施工準備（二）明洞段施工工序（1）清除開挖邊線范圍內的樹木。對于不影響施工的植被盡量預留，不予以砍伐，以盡量確保山坡的穩定。同時采用挖掘機清除地表堆積層。（2）測量放樣：按設計斷面尺寸，放出開挖邊坡線，并打樁做出明8、顯標記。（3）在洞口兩側設計開挖邊坡以外5-8m位置挖設排水溝，在洞頂仰坡開挖邊線以上5-10m部位挖設截水溝，并使截水溝和排水溝順接，以保證水流暢通。（4）出碴：用挖掘機配合裝載機裝碴，自卸汽車運輸。（5）邊坡防護：邊坡開挖成型后按設計要求進行防護處理。（三）明洞開挖注意事項（1）在開挖前做好邊坡水溝、仰坡上方的截水溝，并使之連接為一體，避免地表水沖刷坡面，流入路塹內。（2）加強防護，隨時監測，檢查山坡穩定的情況。（3）為保護生態環境，開挖土石方應棄在設計要求的地點。二、明洞邊、仰坡防護洞口段邊仰坡采用錨、網、噴防護，洞口仰坡采用錨噴混凝土防護。錨桿采用22螺紋鋼砂漿錨桿，梅花形布置，間距19、.2m，錨桿長3.5m。鋼筋網片采用6盤條，網孔間距2020cm，噴射C20混凝土厚8cm。（一）明洞防護隧道為盡早進洞，方案采用模筑砼護拱大管棚支護。在明洞襯砌外緣設60cm厚C25號模注砼護拱，孔口管環向間距50cm,長2米，考慮管棚鉆進中的下垂，孔口管方向應較管棚設計方向上偏1度，再采用89*6mm熱軋無縫鋼管，環向間距50cm，接頭用長15cm的絲扣直接對口連接。（二）進洞方案（1）梁山一號隧道左線出口覆蓋層為薄層殘坡積粉質粘土，節理溶蝕發育，穩定性差，易產生滑塌，隧道出口明暗交接里程為ZK317+460，根據我項目部原地面測量結果，ZK317+460ZK317+440隧道出口覆蓋層很10、薄，在1.57.5m之間,最薄處為1.5m，而且隧道出口有一小沖溝。根據上述情況，我項目部建議對該淺埋段ZK317+460ZK317+440，20m進行地表預加固處理，橫向注漿寬度為隧道中線兩側各10m，縱向注漿長度為ZK317+460ZK317+440，共20m。注漿管采用42*4的熱軋無縫鋼管，注漿管前端鉆花管，鉆孔直徑1cm,間距40cm,梅花形布置，注漿管尾部視冒漿情況可不設花孔。注漿管間距1.5*1.5m，梅花形布置，注漿材料為水泥砂漿，水泥漿水灰比1:1，注漿壓力初壓為0.51.0MPa，終壓為2.0 MPa，漿液配合比和注漿壓力及管間距可以通過現場試驗確定。灌漿漿液的濃度應由稀到11、濃，注漿壓力由低到高，逐級變換。（2）梁山一號隧道右線出口覆蓋層為薄層殘坡積粉質粘土，節理溶蝕發育穩定性差，易產生滑塌，隧道出口明暗交接里程為K317+421，根據我項目部原地面測量結果， K317+421K317+403隧道出口覆蓋層很薄，在1.37.2m之間,最薄處為1.3m，而且隧道出口有一小沖溝。根據上述情況，我項目部建議對該淺埋段K317+421K317+403，18m進行地表預加固處理，橫向注漿寬度為隧道中線兩側各10m，縱向注漿長度為K317+421ZK317+403，共18m。注漿管采用42*4的熱軋無縫鋼管，注漿管前端鉆花管，鉆孔直徑1cm,間距40cm,梅花形布置，注漿管尾12、部視冒漿情況可不設花孔。注漿管間距1.5*1.5m，梅花形布置，注漿材料為水泥砂漿，水泥漿水灰比1:1，注漿壓力初壓為0.51.0MPa，終壓為2.0 MPa，漿液配合比和注漿壓力及管間距可以通過現場試驗確定。灌漿漿液的濃度應由稀到濃，注漿壓力由低到高，逐級變換。（3）梁山二號隧道左線進口覆蓋層為薄層殘坡積粉質粘土、全風化白云巖，原巖結構部分破壞，溶蝕較發育，巖質較差，手掰即碎，開挖時極易產生滑塌，隧道進口明暗交接里程為ZK317+742，根據我項目部原地面測量結果， ZK317+742ZK317+795隧道出口覆蓋層很薄，在1.78.2m之間,最薄處為1.7m。根據上述情況，我項目部建議對該13、淺埋段ZK317+742K317+795，53m進行淺埋段地表預加固處理，橫向注漿寬度為隧道中線兩側各10m，縱向注漿長度為ZK317+742ZK317+795，共53m。注漿管采用42*4的熱軋無縫鋼管，注漿管前端鉆花管，鉆孔直徑1cm,間距40cm,梅花形布置，注漿管尾部視冒漿情況可不設花孔。注漿管間距1.5*1.5m，梅花形布置，注漿材料為水泥砂漿，水泥漿水灰比1:1，注漿壓力初壓為0.51.0MPa，終壓為2.0 MPa，漿液配合比和注漿壓力及管間距可以通過現場試驗確定。灌漿漿液的濃度應由稀到濃，注漿壓力由低到高，逐級變換。（4）梁山二號隧道右線進口覆蓋層為薄層殘坡積粉質粘土、全風化白14、云巖，原巖結構部分破壞，溶蝕較發育，巖質較差，手掰即碎，開挖時極易產生滑塌，隧道出口明暗交接里程為K317+715，根據我項目部原地面測量結果， K317+715K317+724隧道出口覆蓋層很薄，在2.39,2m之間,最薄處為2.3m。根據上述情況，我項目部建議對該淺埋段K317+715K317+724，9m進行淺埋段地表預加固處理，橫向注漿寬度為隧道中線兩側各10m，縱向注漿長度為K317+715K317+724，共9m。注漿管采用42*4的熱軋無縫鋼管，注漿管前端鉆花管，鉆孔直徑1cm,間距40cm,梅花形布置，注漿管尾部視冒漿情況可不設花孔。注漿管間距1.5*1.5m，梅花形布置注漿材15、料為水泥砂漿，水泥漿水灰比1:1，注漿壓力初壓為0.51.0MPa，終壓為2.0 MPa，漿液配合比和注漿壓力及管間距可以通過現場試驗確定。灌漿漿液的濃度應由稀到濃，注漿壓力由低到高，逐級變換。（5）梁山三號隧道左線出口覆蓋層較厚，可按照由原設計采用型套拱，施作大管棚作為超前支護。（6）梁山三號隧道右線出口覆蓋層較厚，可按照由原設計采用型套拱，施作大管棚作為超前支護。（三）隧道出碴方案優化（1）梁山一號隧道、梁山二號隧道棄渣場按照設計要求隧道棄渣場為K320+700的棄土場，經實地勘查后發現，按照設計要求棄渣，梁山二號隧道、梁山三號隧道未貫通之前隧道棄渣運距太遠，而且沒有合適的便道供使用，造成16、施工成本增加，因此我項目部根據現場實際情況，梁山一號、二號隧道棄渣場地選擇在K317+450線路左側的谷溝低洼地帶，上路運距約300m，按此方案施工不僅節約了資金，而且能充分、合理地使用資源，并且加快了施工進度。（2）梁山三號隧道棄渣場按照設計要求隧道棄渣場為K320+700的棄土場，經實地勘查后發現，按照設計要求棄渣，運距太遠，而且沒有合適的便道供使用，造成施工成本增加，因此我項目部根據現場實際情況，梁山三號隧道棄渣場地選擇在隧道出口附近的臺子溝水庫，上路運距約200m，按此方案施工不僅節約了資金，而且能充分、合理地使用資源，并且加快了施工進度。寶漢高速公路漢中至陜川界HC-03標項目部隧道施工方案優化中鐵二十一局集團第三工程有限公司寶漢高速公路漢中至陜川段HC-03標項目經理部2010年10月31日