1、某大型地下洞室群安全穩定快速施工方案第一章 概述根據對現場情況的初步了解，結合我局的長期隧道施工經驗制定本方案。1.1工程概況1、本工程為海軍軍事工程，工程范圍是建于緊鄰海岸山體內總長3km的隧道群，巖石洞挖工程量約110萬m3，包括主洞及若干條支洞。其中主洞為30m寬、28m高(凈尺寸)、長800m直墻拱形洞室，洞內設大噸位吊車梁(見圖1-1)。2、主洞洞身航道水深11m(最高潮位)，航道兩側設5m寬碼頭面。在方案中，假定主洞洞底高程為0.00，其他高程均以此推算。圖1-1 主洞斷面圖3、洞身段拱部鋼筋混凝土襯砌，邊墻錨噴支護；洞口段鋼筋混凝土全斷面防護襯砌。4、主洞開設若干條支洞，跨度分別

2、為8m、22m、15m，高度一般為15m左右，作為輔助用房。其中有兩處支洞分別高53m、38m，跨度15m，長200300m。5、本工程由輔助坑道(支洞)進入主洞施工，輔助坑道在不同里程處進入主洞中部(水位以上，約距底板15m)(見圖1-2)。洞口部分待洞內施工完畢后，在洞外偽裝保護下，完成開挖襯砌。6、地質條件：為整體性較好的、類花崗巖，最大抗壓強度為140150Mpa。不良地質對本工程影響不大。7、水電條件難以保證，需考慮自發電和海水淡化應用問題。8、工期緊迫，盡量快速施工。圖1-2 平面布置示意圖1.2 總體施工程序1.2.1 總體施工程序安排原則1、工程準備工作盡量加快，各項保障工作提

3、前準備就緒。2、以主洞施工為中心展開工作。3、多支洞(施工通道)同時進入主洞、多工作面平行作業，洞口段預留20m擋水段。4、主洞分三層開挖，先上層、后下層、最后開挖中層。5、支洞(盲洞)施工安排在中層開挖之前，上層開挖之后，與頂拱襯砌和下層開挖同時進行。6、洞內工作完成后，進行洞口段爆破。1.2.2 施工總體程序安排施工總體程序安排見框圖(圖1-3)所示。圖1-3 施工總體程序框圖施工準備支洞初挖、形成進主洞通道主洞上層開挖支護主洞上層襯砌支洞擴挖其他盲洞施工主洞下層開挖支護主洞中層開挖支護洞口預留段爆破清除竣工1.3 工程特點、主要技術難點及對策1.3.1 工程的主要特點1、特殊的使用工藝。

4、本工程為海軍基地的重要軍事工程，用途上不同于工業與民用工程，具有特殊性。主洞下部作為艦艇航道，航道兩側結構上設置碼頭面，有港口工程的特點。2、工程規模龐大。本工程為大跨度、高邊墻的龐大地下洞室群，主洞支洞平行交錯，結構體系復雜，結構尺寸上與水電站地下廠房類似。3、安全穩定性要求高。一方面施工期間要保證施工安全、杜絕質量事故；更重要的是使用運行階段的安全穩定，確保萬無一失。4、工期緊迫，施工強度高，施工組織復雜。5、花崗巖地質結構的特點。花崗巖具有強度高、滲透性小、抗風化等特點，但是巖體整體結構上的節理、裂隙的各種空間組合對于本工程的大跨度、高邊墻結構可能產生不利影響。1.3.2 模擬工程的主要

5、技術難點及對策經過認真分析,我們將本工程的主要技術難點和擬采取的對策整理如下:序號技 術 難 點對 策 概 要1如何保證在花崗巖地質條件下大跨度、高邊墻洞室施工的安全穩定。可能存在的大量節理裂隙的各種空間組合以及結構弱面，在大跨度的拱部、直立的高邊墻部位出現不穩定塊體的機率很大，威脅洞室的安全穩定。1、實行信息化施工，積極配合設計部門不斷優化方案。2、加強施工期地質工作。制定詳盡的地質工作方案，利用TSP超前預報系統提前探測洞室圍巖結構情況，施工中及時詳細進行地質素描登錄。3、建立完善的圍巖量測監控系統，并及時反饋，及時調整施工參數。4、及時制定加固措施。針對部穩定塊體，采用以錨固為主的支護方

6、案，應用預應力錨固技術，確保安全穩定。2洞群結構復雜，平行交錯，施工難度大。處理不當，可能產生應力集中，相鄰洞室互相影響造成破壞。1、合理規劃，科學選擇開挖方式和開挖步驟。堅持“二先二后”的原則，即隧道施工先研究后開挖、不良地質地段先支護后開挖。開挖前利用計算機模擬開挖后圍巖的變化情況，及時調整施工方案。2、加強監測工作，特別是開挖松動圈的監測工作。3工程規模大，施工強度高，工期緊迫。1、科學組織施工生產，多作業面同時施工，平行作業。2、合理配置先進高效的施工機具設備，實行大型機械化作業。3、選擇合理的施工方案，在充分保障安全穩定的前提下，大斷面開挖掘進，爭取時間。4、各工序有效協調，支護、監

7、測確保安全，以安全生產保障工程進度。5、根據工程特點，制定以出碴運輸為核心的進度保障方案。456第二章 施工進度計劃2.1 施工進度計劃安排通過本工程的認真分析，我們初步擬定了總工期18個月的施工計劃(見施工進度橫道圖)，確定以主洞為核心展開工作，其關鍵線路如下：施工準備對外支洞初挖，形成進入主洞通道主洞上層開挖支護主洞頂拱襯砌主洞中層開挖支護洞口處理工程竣工。2.2 主要施工強度指標安排根據工程的特性和初步擬定的工期目標，結合我局的施工技術方案以及以往類似工程的施工經驗排定施工強度指標。1、支洞初挖：以10m高斷面，采用臺車鉆孔、高效無軌出碴，迅速挖通進入主洞通道，安排工期75天，單口月開挖

8、量120150m。2、主洞上層開挖支護：層高10m，采用臺車鉆孔、高效無軌出碴，分別從3條通道進入，安排工期75天，單口月開挖量150180m。3、主洞頂拱襯砌：為主要控制工期項目。安排2臺簡易臺車，分別從兩端向中間襯砌。安排工期240天，每臺月完成量40m。4、洞內支洞(盲洞)施工：與主洞頂拱襯砌同時進行。多工作面同時展開，安排工期180天。5、主洞下層開挖支護：與主洞頂拱襯砌同時進行。層高9m，采用臺車鉆孔、高效無軌出碴，分別從1#、2#支洞進入工作面，安排工期120天，單口月開挖量120150m。6、主洞中層施工：層高10m，采用液壓鉆機施工，安排工期75天，月開挖量250300m。2.

9、3 工期保證措施1、合理嚴密的施工組織。2、先進實用的技術管理。3、嚴格規范的質量管理。4、科學周密的進度管理。5、完善高效的資源保障。第三章 開挖方案一、大型地下洞室施工方法概述(一)、概述大型地下洞室開挖方法主要根據洞室斷面尺寸、圍巖地質條件、施工機械設備狀況及施工通道等因素確定。一般而言，在地質條件允許的情況下，充分大型機械設備的作業能力，采用大斷面開挖盡量減少對圍巖的爆破擾動次數，以利于圍巖穩定。對地質條件差的大型地下洞室，通過增加分部數量，調整開挖順序，減小支護閉和時間，控制圍巖塑性變形，以保證洞室圍巖穩定和施工安全。一般情況下，先開挖和襯砌頂拱(即頂拱支撐法)，當地質條件較差，圍巖

10、難以形成拱座時，為了減少開挖跨度以降低塌落高度，多采用核心支撐法，先開挖洞室兩側，澆注砼邊墻，然后開挖、襯砌頂拱，再挖除洞室中間巖體。中間巖體開挖一般采用臺階法開挖，深孔梯段爆破，梯段高度一般為812米，頂拱部分多采用分部開挖，開挖高度和跨度視機械作業要求和地質條件而定，一般為68米。具體可分為：1、先開挖中部，然后兩側分部擴挖，一般在頂拱開挖完畢，再進行砼襯砌。2、先開挖兩側，然后擴挖中部。可分部進行砼襯砌，先襯砌兩側，后襯砌中間拱部。3、肋拱法。一次縱向開挖長度一般不超過510米，襯砌長度38米，即兩端砼表面距巖面各留1米左右的空間，適應圍巖地質件差的洞室。下部開挖一般可在上部開挖完成后，

11、從上而下分層進行。如圍巖地質條件較差，頂拱宜先進行砼襯砌，然后再開挖下部。對于下部有多層施工通道，為爭取工期，也可上、下同時施工，留中間巖板最后開挖，但應注意保留巖板的穩定，開挖方法主要可分為：1、大直徑鉆機鉆垂直或傾斜孔，梯段爆破開挖，適應于地質條件好的洞室。2、小直徑鉆機鉆垂直或傾斜孔，小梯段爆破，或鉆水平孔，分層向上抬炮開挖，適應于地質條件較差的洞室。3、核心支撐法，按砼襯砌厚度及立模和施工要求，先開挖寬度一般小于3.03.5米的側導洞，并澆注砼邊墻，適應于地質條件很差的洞室，一般頂拱在下部邊墻砼澆注后開挖和砼襯砌。大型地下洞室開挖的關鍵部位一般有：拱座開挖。吊車梁(或其他集中受力部位)

12、巖臺開挖。其他交通通道或洞室同大型地下洞室相交的交叉部位開挖。拱座和吊車梁巖臺都是受力較大的部位，開挖應采用防震孔或預裂爆破減震，以免巖體遭到破壞。與大型地下洞室交叉的洞口巖體是巖體開挖后應力集中部位，除采取控制爆破外，還應及時進行支護，以防巖體急劇變形而被破壞。此外，確定開挖方法時，對于因地質變化而可能變更開挖方法要有預見性，做好通盤安排和準備，以盡量減少因工序轉換時可能造成的不均衡生產情況的影響。對于地質構造變化較大地區的隧道所選用的開挖方法，要求適應性廣泛些，較易改變開挖程序。(二)、工程實例以下是七個工程實例：1、某巨型原子能地下廠房，斷面尺寸為42m85m。先開挖5個導洞，寬10m，

13、高7.5m。然后，通過導洞每隔16m進行橫向通道開挖。用阿力馬克爬罐開挖環向肋，向肋內的圍巖大錨桿，錨桿長1215m,直徑32mm，在肋內設置鋼筋式型鋼，然后澆注砼。在橫向通道內配置鋼筋并澆注砼，以起到支撐肋的作用。最后對中間部分巖體進行分部開挖。2、拉克德略地下廠房，分上、下各一半開挖。開挖時采取兩種措施：一種是從頂拱開挖至一半高度后，先澆6根1.43.0米的鋼筋砼梁做邊墻支撐，然后在梁支撐保護下，繼續下挖至洞底；另一種是在上、下游各半之間預留5.0米厚巖板，在巖板下設臨時砼支撐。當下部的砼工程完工后，再將巖板和臨時砼支撐炸除。3、小浪底電站地下廠房。斷面尺寸為2502652米(長寬高)，頂

14、拱分五部分開挖，先開挖中部寬6米，兩側分別按5米擴挖。頂拱采用錨桿、噴砼預應力錨索支護，錨桿、噴砼支護緊跟開挖面進行。錨索在開挖16米寬后，與兩側擴挖工作面間隔一定距離進行。4、東風水電站地下廠房位于河床右岸山體內，主廠房尺寸為105.521.748米(長寬高)；主變壓器及開關站兼尾水閘門廊道洞室尺寸為6619.526.4米。主廠房動工開挖采用先開挖中部，然后向兩側擴展方式。5、南水水電站地下廠房埋深70110米，寬高長為15.128.548.6米。地質情況為中、下泥盆系石英砂巖，地下水呈滲滴狀態。施工采用先挖邊墻，后挖頂拱，最后開挖廠房內部的施工方法。6、漁子溪二級水電站地下廠房寬高長為18

15、31.979.42米，地質情況為花崗閃長巖，裂隙塊裝結構。開挖后即進行襯砌頂拱。施工中為防止Fc-21與洞臉山坡面形成楔體失穩，頂拱部分采取邊拱導洞，肋條跳塊的開挖及襯砌方法。7、太平驛水電站地下廠房埋深170220米，寬高長為146066米。地質情況為花崗巖、閃長巖，巖石抗壓強度194Mpa，地應力較高，最大主應力為31.3Mpa。廠房在F28、F3、F27三條斷層圍限的棱形體中，巖石為裂隙快體結構，塊度小，但嵌合緊密，地下水不豐。施工中先拱后墻，自上而下開挖，光面爆破。頂拱挖完后，即行襯砌拱圈。國內部分地下洞室開挖循環時間表 單位：min項目魯布革引水隧洞隔河巖導流隧洞緊水灘導流隧洞上臺階

16、天生橋引水隧洞上臺階下臺階開挖斷面(m2)68.82279167273鉆孔深度(m)3.35.05.03.63.3測量放樣3230鉆孔124410420480裝藥爆破80150240210通風17303030撬頂2230出碴146190300630臨時支護總循環時間4209609601350960國內、國外部分地下廠房施工情況表國家工程名稱斷面尺寸長寬高(mmm)開挖方量(萬m3)廠房面積(m2)開挖工期(月)開挖強度(萬m3/月)加拿大邱吉爾瀑布3002550457500153.0日本天山抽水蓄能8924487.2243080.9日本喜撰山6026477.51560210.36加拿大拉格朗德

17、483264827460*4.58加拿大買加2362544745780164.4加拿大馬尼克三級擴建17723383040744.1原蘇聯上杜魯姆8618381505250.23中國白山122255472.569*中國四川壟嘴106255557*中國魯布革12518397.77210.37中國廣州抽水蓄能146214512.717.51.3中國小浪底電站2502652注：*表示包括尾水工程二、開挖方法選擇的原則1、在圍巖穩定條件好的情況下，最大限度地發揮機械設備的性能，減少分部、分塊數目，以減少對圍巖的重復性擾動。2、采用減震控制爆破，如頂拱采取光面爆破，預留光爆層；邊墻采取預裂爆破等，減少圍

18、巖松動半徑，最大限度的發揮圍巖自撐能力，保證洞室穩定。3、實現多工作面、多工序平行作業,開挖分部尺寸的確定要充分考慮支護施工的條件。4、開挖方法要具有較強的適應性和一定的靈活性，遇局部圍巖軟弱地段能較快的改變施工方法。三、開挖方案總體思路-開挖順序及施工分部(一)、總體思路-施工程序初步假定1#、2#、3#支洞擔負正洞掘進、支護、襯砌等施工的交通通道作用，4#支洞除完成本身洞室施工外，擔負其他盲洞的部分交通通道作用。1#、2#、3#支洞先進行上斷面開挖，創造條件及早進入正洞上層施工；考慮盡量減少通道運輸壓力，正洞上層先行貫通，貫通后平行進行如下工作：1、拱部襯砌；2、支洞交替擴挖；3、盲洞施工

19、；4、從1#、2#支洞同正洞相交處洞內展線進入正洞下層相向施工；上述工作基本完成后，最后進行中層開挖。(二)、總體思路-開挖分部及施工方法1、1#、2#、3#交通支洞1#、2#、3#交通支洞，開挖斷面(寬高)BH=8m15m，根據擬投入施工的液壓鑿巖臺車的作業斷面及及早進入正洞施工的總體思路，按上下斷面正臺階法開挖。上斷面開挖斷面BH=8m10m，施工分部見下圖。圖 交通支洞開挖分部示意圖上斷面掘進鉆孔采用瑞典ATLAS COPCO公司生產的353E液壓鑿巖臺車；下斷面鉆孔采用宣化英格索蘭公司生產的履帶式LM500C型液壓鉆車(潛孔)；裝碴采用美國CAT980裝載機；運輸采用15噸奔馳自卸車。

20、2、正洞正洞為特大型地下洞室，開挖尺寸BH=30m29m。正洞開挖分三層進行，上層、中層開挖高度各為10米，下層開挖平均高度為9米。施工分部示意見下圖。上層分三部開挖，先開挖中部，后開挖兩側。為改善中部開挖后的洞室受力條件，增強洞室穩定性，中部開挖斷面采用城門洞形，開挖跨度12米；上層兩側擴挖預留襯砌拱腳，拱腳單獨人工擴挖，見下圖。下層開挖分三部，先開挖中部，后開挖兩側。為改善中部開挖后的洞室受力條件，增強洞室穩定性，下層開挖斷面為城門洞形相交拱，中部開挖跨度12米，兩側擴挖寬度各9米；開挖平均高度9米，拱頂開挖高度10米。開挖分部示意圖見下圖。 中部開挖采取豎直鉆孔深孔梯段爆破，兩側各預留光

21、爆層1.25米， 一次開挖長度20米。預留光爆層開挖采取風槍人工開挖，提高開挖平順度，控制超欠挖并減少爆破擾動。上下層開挖鑿巖采用353E液壓鑿巖臺車；中層深孔梯段爆破鉆孔采用履帶式LM500C型液壓鉆車，中層預留光爆層采取風槍人工開挖。上下層裝碴采用美國CAT980裝載機，中層裝碴采用CAT980裝載機和國產ZL50C裝載機平行作業；運輸采用15噸奔馳自卸車。3、特大型支洞(4#支洞)對于特大型支洞3#支洞，BH=15米38米，洞外創造條件從上斷面進洞，多層正臺階法施工。臺階高度910米，施工分部示意見下圖。 上斷面開挖鑿巖采用353E液壓鑿巖臺車；分層臺階采用履帶式LM500C型液壓鉆車鉆

22、垂直孔，深孔梯段爆破，預留光爆層采取風槍人工開挖。裝碴采用CAT980裝載機和國產ZL50C裝載機平行作業；運輸采用15噸奔馳自卸車。4、特大型盲洞對于特大型盲洞，BH=1553米，假定無通風等洞室可供利用，擬采取下導洞先行，反臺階開挖。下導洞高10米，全寬15米城門洞形開挖反臺階開挖高度為1011米。分部開挖示意圖見下圖。下導洞開挖采用353E液壓鑿巖臺車鉆孔；上層反臺階先利用STH-5E型阿力馬克爬罐作施工平臺豎向打眼開挖豎向導井，并完成1520米擴挖，施工示意見下圖。利用1520米的擴挖空間安裝軌行門架及裝備導軌式液壓鑿巖機的升降式多層鑿巖平臺，并做為前期的避讓場地。利用多層鑿巖平臺水平

23、鉆孔，實現反臺階開挖，施工示意見下圖。裝碴采用CAT980裝載機和國產ZL50C裝載機平行作業；運輸采用15噸奔馳自卸車。5、巖塞為保持洞臉穩定，視地質情況從洞內向洞外施作超前支護(管棚、錨桿、注漿等)。海面以上部分采用巷道式分層、分部掘進，控制爆破；海面以下部分視地質、海水及洞室結構情況，參照水工工程的施工方法進行。三、爆破技術(一)、硬巖隧洞爆破關鍵技術影響爆破參數的因素主要有巖體地質條件、開挖斷面大小、炸藥性能、裝碴條件和施工進度要求等。一般說爆破參數選定采用工程類比。爆破參數與開挖斷面大小的關系表現在：開挖斷面大，單位面積鉆孔數少，單位體積巖石炸藥消耗小；爆破參數同巖體地質條件的關系表

24、現在：巖體堅硬完整，單位面積鉆孔多，單位體積巖體炸藥消耗量大；爆破參數同裝碴條件的關系表現在：裝載設備對石碴塊度要求低，單位面積鉆孔可以適當減少，單位巖體炸藥消耗；爆破參數同炸藥性能的關系表現在：從炸藥與巖體的能量匹配來講，要求破碎巖石所需的能量和炸藥爆炸產生的能量相等或接近相等，可不必嚴格要求硬巖選用高威力炸藥，增加單位面積鉆孔數量和單位體積巖體炸藥消耗量也可以，但必然對施工進度產生影響。要加快施工進度，對于硬巖洞室爆破應根據炸藥與巖體阻抗匹配的理論，選用高威力炸藥來降低炸藥用量和鉆孔數量。因此針對本工程強調施工進度，在硬巖中進行地下工程爆破設計需要重點解決的關鍵技術問題有：爆破器材和炸藥的

25、選用、深孔爆破掏槽技術。1、爆破器材和炸藥的選用爆破用非電毫秒雷管要求一方面分段多，要能滿足大斷面隧洞爆破分段起爆的需要；另一方面要求雷管延時準確，保證起爆網絡按設計起爆。硬巖爆破炸藥首選爆速高、爆后有毒氣體少且價格適中的水膠炸藥。2、硬巖深孔爆破掏槽技術掏槽爆破在隧洞掘進爆破中的作用舉足輕重，掏槽的效果直接影響炮眼利用率(爆破進尺)及光爆效果。液壓鑿巖臺車鉆孔進行隧洞開挖，一般都采用直眼掏槽。硬巖爆破后體積膨脹系數大更加劇了深孔直眼掏槽的難度。采用成熟簡單的深孔直眼掏槽技術，對提高炮眼利用率，加快施工進度至關重要。在本工程的隧洞掘進中將采用我局在秦嶺隧道特硬巖爆破中取得成功經驗的五大孔直眼掏

26、槽技術。五大孔直眼深孔掏槽方案見下圖。該掏槽方式最大的優點是對鉆眼精度要求不十分高，即使有一、二個炮眼鉆孔誤差較大也不會導致掏槽失敗，適合于施工進度要求快。(二)、典型斷面爆破炮眼設計1、正洞上層(下層)中部開挖爆破設計2、正洞上層(下層)兩側擴挖爆破設計3、正洞中層深孔梯段爆破設計4、1#、2#、3#交通支洞上斷面開挖爆破設計5、4#特大型支洞上斷面(特大型盲洞下斷面)開挖爆破設計6、特大型盲洞反臺階開挖爆破設計(三)、開挖方法1、硬巖開挖方法注：圖中數字為開挖先后順序。每分部之間縱向間距約50米70米。循環進尺4.5米。2、軟弱地層開挖方法注： 1-頂拱邊導洞開挖 -頂拱邊導洞初期支護(正

27、洞洞壁部分)及洞室臨時支護(噴砼、鋼支撐) 3-頂拱中部開挖 -頂拱中部初期支護(正洞洞壁部分) 及洞室臨時支護(噴砼、鋼支撐) 5-臺階兩側開挖 -臺階兩側初期支護(正洞洞壁部分) 及洞室臨時支護(噴砼、鋼支撐) 7-臺階中部開挖 -臺階中部洞室臨時支護(噴砼、鋼支撐)9-臺階兩側開挖 -臺階兩側初期支護(正洞洞壁部分) 及洞室臨時支護(噴砼、鋼支撐) 11-臺階中部開挖 -臺階中部洞室臨時支護(噴砼、鋼支撐) 每分部之間縱向間距3050米。循環進尺2.03.5米。3、斷層破碎帶開挖方法注：(斷層破碎帶局部環形開挖分部)1、超前大(小)管棚支護 2、拱頂環形開挖3、拱部初期支護及洞室臨時支護

28、 4、核心土開挖5、拱部臨時仰拱閉和 6、二層臺階邊墻開挖7、二層初期支護及洞室臨時支護 8、二層核心土開挖9、二層臨時仰拱閉和 10、三層臺階邊墻開挖11、三層初期支護及洞室臨時支護 12、三層核心土開挖13、三層臨時仰拱閉和每分部之間1020米。循環進尺1.02.0米。4、開挖斷面尺寸及開挖方法確定的依據擬投入的主要機械設備的作業能力。瑞典阿特拉斯353E液壓鑿巖臺車高效作業斷面(寬高)：12.511.5米。成套的各種類型大斷面隧道(雙、三線鐵路隧道，雙、三車道公路隧道，大斷面水工地下洞室)鉆爆法施工技術及豐富的施工經驗。充分考慮圍巖的各種不確定性因素，選取具有一定靈活性的開挖施工方法，遇

29、不良地質能方便的轉換施工方法。各種不良地質條件下地下洞室施工成熟的成套施工技術及豐富的施工經驗。國內、外大量大型地下洞室、廠房施工的類比。第四章 支護方案4.1 支護方案概述4.1.1 支護的指導思想目前，隨著隧道工程技術的發展，“新奧法”理論已逐漸被隧道工程技術人員接受。“新奧法”設計和施工的基本指導思想是：1、根據巖體具有彈塑性物理性質，研究洞室圍巖的應力-應變狀態，并采取措施將其變形發展控制在一定范圍內。既允許圍巖變形，但又限制變形自由發展，以防止圍巖松散破壞，使支護承受的變形壓力不致過大。2、充分利用巖體自身承載能力，把圍巖當作支護結構的基本組成部分。噴錨支護(也包括復雜地質條件下的其

30、他支護形式)與巖體組成承載拱共同工作，噴錨支護既要有一定的剛度，也要有一定的柔性，以適應圍巖的變形。3、監測圍巖的位移及其變形速。根據監測系統反饋分析，正確估計圍巖特性和圍巖變形的時間效應，已確定支護的措施和時機。4.1.2 支護的實施方式開挖、支護、監測和施工管理是一套系統方法，最終的目的是要充分發揮圍巖的自承能力。噴錨支護作為一種能夠適應圍巖變形的柔性支護型式是新奧法的靈魂。所以，設計施工中首先對地質勘察資料進行分析研究，選擇較為合理的噴錨支護參數；此外，要根據工程條件和地質條件選擇合適的開挖順序和開挖方法；同時，選擇合理的圍巖監測項目和監測方法。具體做好以下工作：1、采用控制爆破技術。即

31、中心有效掏槽，為崩落孔和周邊孔創造良好的臨孔面，降低爆破隊巖體的振動影響。周邊孔采用光面爆破，確保壁面憑證，為噴錨支護創造良好的工作條件。2、開挖后及早進行初期支護(如表面初噴混凝土封閉)，適時進行二次支護。3、通過施工監控量測得到的數據反饋于施工之中。據此調整施工程序、開挖方式、支護形式及支護參數，以確保圍巖穩定和施工安全。4.1.3 支護參數的確定1、依據圍巖地質特性的分類指標國家標準、各行業規范、巴頓Q系統分類法均推薦了一些可供參考的支護參數。2、依據圍巖穩定性分析成果地下洞室圍巖穩定性分析工作一般可進行平面非線性有限元分析、地質力學物理模型試驗和線彈性穩定分析等程序分析工作。不僅模擬計

32、算斷面上的主要構造面(斷層、巖層層面、主要節理組)，而且還要模擬洞室的開挖順序。這些分析成果將給出圍巖的塑性屈服區(或剪拉力區)、應力等值圖和變形情況。圍巖屈服區的深度對決定錨桿長度是一個非常有意義的參考值。根據彈塑性理論，臨空面附近由于徑向應力的釋放和切向應力的集中，導致圍巖進入塑性屈服狀態，這個屈服區就是常說的松弛深度。這個范圍以外與之緊相鄰的圍巖是切向應力集中區，應力集中區以外才是受開挖擾動較小的應力平穩區(見圖)。一般說來，錨桿長度錨入應力穩定區較合適。圖 松弛區、應力集中區、應力平穩區示意圖3、依據工程類比分析參考與工程條件和地質條件有可比性的工程進行對比分析。4.2 支護方法4.2

33、.1 噴射混凝土1、綜述噴射混凝土的主要作用(1)、與圍巖粘接起組合拱梁的作用。(2)、抵抗圍巖整體變形，使圍巖處于三維應力狀態，防止巖體強度惡化。(3)、與錨桿聯合作用，承受巖體壓力。(4)、封閉圍巖表面，防止圍巖風化、水蝕。2、噴射混凝土的施工方法我局在長期隧道施工實踐中總結出一套成熟的濕噴法噴射混凝土工法。有鋼筋網支護的隧洞內素噴砼分兩次進行，第一次達到噴射厚度的一半后，掛設鋼筋網，進行第二次噴射，達到設計厚度。目前，噴射混凝土性能在不斷改進，能夠適應更廣泛的地層條件。如摻入鋼纖維，可提高噴射混凝土的抗拉、抗彎、抗剪強度和抗沖、抗裂性能；摻入硅粉，可提高抗沖性能；摻入增強防水劑，在圍巖有

34、滲水的情況下，可提高與圍巖的粘接強度。3、濕式噴混凝土工藝流程水泥 100kg砂 S100石子 G100水 W/C=0.450.5投料攪拌 23min濕噴機噴射混凝土篩網阻止超徑石子風壓0.2 0.25 MPa水壓0.4MPa外加劑濕式噴射砼工藝流程見圖2。圖2 濕式噴射砼工藝流程圖4、施工要點(1)、選用普通硅酸鹽水泥，細度模數大于2.5的硬質潔凈中粗砂，粒徑512mm連續級配碎石，化驗合格的拌合用水。(2)、噴射砼嚴格按設計配合比拌和。配合比及攪拌的均勻性每班檢查不少于兩次。(3)、噴射前，對欠挖部分及所有開裂、破碎、出水點、崩解的破損巖石進行清理和處理，清除浮石和墻角虛碴，并用高壓水或風

35、沖洗巖面。(4)、噴頭距巖面距離以0.8m1.5m為宜，噴頭垂直受噴面，噴初支鋼架、鋼筋網時，可將噴頭稍加偏斜，角度大于70。分區、分段“S”形運動，噴頭作連續不斷的圓周運動，后一圈壓前一圈1/3，螺旋狀噴射。(5)、噴射砼作業采取分段、分塊、自下而上的順序進行。噴射時，噴嘴做反復緩慢的螺旋形運動，螺旋直徑約2030cm，以保證砼噴射密實。同時掌握風壓、水壓及噴射距離，減少回彈量。(6)、噴射砼終凝2小時后，進行噴水養護，養護時間不少于7天。(7)、噴射砼時，噴射砼完成時間距下次爆破時間的間隔，不得小于4小時。(8)、有水地段噴射砼采取如下措施：邊排水邊噴砼。同時增加水泥用量，改變配合比，噴砼

36、由遠而近逐漸向涌水點逼近，然后在涌水安設導管，將水引出，再向導管附近噴砼。當巖面普遍滲水時，加大速凝劑摻量，保證初噴后，再按原配比施工。當局部出水量較大時采用埋管、鑿槽，樹枝狀排水盲溝措施，將水引導疏出后，再噴砼。5、噴射鋼纖維砼網噴鋼纖維混凝土，噴射砼工藝與噴素砼基本一致，拌料時，噴砼拌合均勻后再加入鋼纖維拌合均勻，成品混合科中鋼纖維在混合料中應分布均勻，不得有成團，施噴時，為避免鋼纖維回彈傷人，必須嚴格遵守噴頭操作安全事項。4.2.2 錨桿支護1、錨桿支護概述1)、錨桿支護的作用(1)、懸吊危石。(2)、提高巖體整體性，其組合梁作用。(3)、擠壓加固作用。當圍巖發生收斂變形時，錨桿受拉，對

37、圍巖產生約束力，阻止圍巖變形的發展。同時，使巖體強度提高。2)、錨桿的類型按使用分錨桿主要有以下兩類：(1)、隨機(臨時)錨桿：隨機錨桿是在開挖過程中及時加固圍巖，特點是加固及時，與初噴混凝土聯合使用，及時封閉開挖面，作為初期支護的一部分。一般應用于開挖面暴露后目測到的一些夾層和節理面的開裂區域、地下水外滲的部位、洞室交匯處有較大變形的部位。目前，隨機錨桿主要由鋼筋錨桿和鋼管摩擦錨桿兩種。(2)、系統錨桿：系統錨桿與噴射混凝土一起構成噴錨支護。系統錨桿是支護的重要部分，是安全支護成敗與否的關鍵。根據圍巖的地質特性、穩定性分析成果以及近似工程的類比，確定系統錨桿的錨入深度。錨桿的類型主要有砂漿錨

38、桿、楔縫式錨桿、樹脂錨桿、脹殼式錨桿等。砂漿錨桿是普遍應用的錨桿類型，注漿質量是決定錨桿質量的關鍵。特大斷面地下洞室設計中可能采用：鋼管摩擦錨桿、砂漿錨桿、預應力錨桿，從長度分：可能采用長錨桿(桿體長度10米)、短錨桿(一般25米)。2、砂漿錨桿施工開 孔鉆孔、洗孔插 錨 桿桿體除銹、調直砂 漿 制 備注 漿移 位砂漿錨桿是廣泛采用的錨桿類型，依據注漿和插錨桿的順序又分為先注漿錨桿和后注漿錨桿。先注漿錨桿適用于深度較淺(25m)的錨桿；后注漿錨桿適應于深度大(10m)的錨桿，因深度大，漿材的穩定性顯得尤為重要。先注漿錨桿工藝流程見圖；后注漿錨桿工藝及錨桿施工要點見長錨桿施工部分。 圖 先注漿砂

39、漿錨桿施工工藝流程圖4、長錨桿施工(1)、長錨桿排氣注漿技術采用我局已正式形成工法推廣應用的深錨桿排氣注漿技術(見深錨桿排氣注漿示意圖)，采用錨桿臺車鉆孔(部分角度接近水平的孔由三壁液壓臺車鉆孔)，低壓泵排氣注漿。此法先插錨桿后注漿具有施工速度快、注漿效果好的特點，成功的解決了深長錨桿(特別是豎向等大角度錨桿)在施工中插桿困難、作業速度慢、孔底無漿等難題。與噴砼作業一樣，在保證施工安全的情況下，錨桿作業盡量與開挖作業面拉開一定距離。注漿管排氣管排氣管錨 桿止漿塞錨桿孔圖 深錨桿排氣注漿示意圖(2)、施工工藝流程砂漿錨桿施工工藝流程圖見圖8-3-3。開 孔鉆孔、洗孔注 漿砂 漿 制 備桿體除銹、

40、調直插 錨 桿拔 止 漿 塞準備止漿塞、排氣管理圖 長錨桿后注漿施工程序圖(3)、工藝要點a、錨桿孔開孔前做好量測工作，嚴格按設計要求布孔并做好標記，施工時開孔偏差及鉆孔角度偏差不得大于規范要求，以充分發揮錨桿的穿連和楔形分塊的作用。b、用壓風水沖洗錨桿孔，確保孔內不留石粉或其它影響砂漿與孔壁固結的雜物。c、砂漿堅持隨拌隨用的原則，對超過初凝時間的砂漿做報廢處理。砂漿的干縮率必須在允許的范圍內。d、止漿塞應塞入牢固以確保能承受錨桿及注滿錨桿孔砂漿的重量。排氣管必須確保插入錨桿孔底，排氣孔未出漿前，不得停止注漿。e、止漿塞在砂漿具有一定強度后方可拔出。拔出時就注意不得振動錨桿。4.2.3 預應力

41、錨索支護1、綜述在地下洞室斷面尺寸較大、地質條件較差(如斷裂構造發育，巖體完整性差時；或巖層近水平且被大量節理切割時；或巖體節理裂隙發育被切割成塊體時等等)時，可在圍巖中采用長錨索加固，改善洞室的受力條件，保持圍巖的穩定。預應力錨索典型構造見圖。圖 預應力錨索構造示意圖2、施工流程與工藝選擇錨索參數鉆 孔錨索制作、安裝注 漿壓水試驗張 拉 預應力錨索施工工藝流程圖見圖圖 預應力錨索施工工藝流程圖3、關鍵技術(1)、鉆孔鉆孔應滿足設計圖紙要求的參數，其誤差控制在規定范圍之內；鉆孔安裝后及時進行錨索安裝和注漿。錨索鉆孔在任何一個方向上的入口誤差不大于2.5；鉆孔在鉆進長度方向上的孔斜偏差不大于鉆孔

42、長度的1/30；鉆孔水平方向上的誤差不大于50mm，垂直方向誤差不大于100mm；(2)、錨索制作、安裝首先按設計長度截取鋼絞線，在張拉范圍內套上塑料管并注入油脂。錨索段的隔離支架和束環間距0.61.0m，張拉段的中間支架間距1.52.0m。確保錨索體推至預定深度后，保持排氣管和注漿管暢通；錨具外保留長度不小于5cm。安裝墊板和鎖定頭。(3)、注漿灌漿方式采用孔底有壓灌漿，漿液采用水泥和砂。水泥:砂:水=1:1:0.400.45。(4)、壓水試驗壓水試驗的水壓力一般不大于0.3Mpa。鉆孔經過壓水試驗后，入測得在0.1Mpa的壓力下10min內平均漏水量超過5L/min時，應對鉆孔進行預注漿。

43、(5)、張拉當注漿體達到設計強度后，即可進行張拉。預應力施加采用分級、間隔、循環張拉，一般分35級。為防止預應力損失，采用超張拉方法克服，超張拉值一般為設計預應力只的510%。每級最小穩定時間大于2min，一般采取1015min。張拉時，加載勻速平緩，速率控制在設計預應力值的10%/min左右，卸載速率控制在設計預應力值的20%/min。4.2.4 其它支護1、鋼拱架支護鋼拱架支撐在現場制作平臺上就地加工，人工就地安裝成型，裝載機配合安裝。格柵支撐主筋為22鋼筋制作。(1)、鋼拱架支護工藝流程見圖。安裝縱向連接筋初 噴定位錨桿施工中線標高測量清除底腳浮碴拱架加工、質量驗收鋼拱架預拼臺架上安裝鋼

44、拱架和定位錨桿焊連定位加設鞍形墊塊隱蔽工程檢查驗收包裹底腳連板噴 砼圖 鋼拱架支護工藝流程圖(2)、施工工藝要點a、安裝前分批按設計圖檢查驗收加工質量，不合格禁用。b、清除干凈底腳處浮碴，超挖處加設鋼(砼)墊塊，其中間段接頭板用砂子埋住，以防砼堵塞接頭板螺栓孔。c、按設計焊定位筋及縱向連接筋，段間連接安設墊片擰緊螺栓，確保安裝質量。d、嚴格控制中線及標高。e、拱架與巖面間安設砼墊塊，確保巖面與拱架密貼。f、確保初噴質量，鋼架在初噴5cm后架立。2、小導管預注漿加固施工導管的環向間距擬定a=40cm,排距擬定為b=40cm, 導管的搭接長度c100cm.根據地質善可適當調整a、b、c的值，導管的

45、布置范圍一般在隧洞頂部，必要時可加大到起拱線以下的適當范圍。(1)、工藝程序工藝程序見圖。施工準備鉆孔打小導管設備準備管材加工材料準備機具準備地質調查注漿設計現場試驗效果檢查制定施工方案進入施工漿液選擇配比試驗注漿參數噴混凝土封閉掌子面開 挖開 挖注 漿注漿站布置漿液配置安孔口止漿塞連接止漿管圖 小導管注漿施工流程圖(2)、施工工藝要求a、施工準備在熟悉設計圖約的基礎上，進一步調查地質情況，按灌比或滲透系數確定注漿類型。通過試驗確定或調整注漿半徑、注漿壓力和單管注漿量。加工導管，準備施工機具和器材。導管的直徑一般為2535mm，導管前部分四周按梅花型布置8mm的出漿孔，后端1.5m范圍內則不打

46、孔。一般情況下，小導管的前端應加工成圓錐形，以剩于導管打入巖體。對施工隊伍進行技術交底。b、封閉開挖面按照常規的施工程序和施工工藝對開挖面進行噴封或混凝土閉挖。c、鉆孔、打小導管測量放樣，在設計孔位點上作出標記用鉆孔機具鉆孔，將小導管沿孔打入，如地層松軟可用鉆孔機具將導管直接頂入清理小導管內的雜物，以防其阻礙漿液滲入。c、注漿注漿可采用單液注漿或雙液注漿，實施時根據具體情況而定。、單液注漿注漿順序由下而上順序進行，漿液采用機械拌合。注漿的漿液為水泥漿，水泥漿的水灰比分為三個等級，即：1.5:1、1:1和0.8:1，注漿時漿液由稀到濃逐級變換，為了傳巖體盡快固結，可選用普通水或早強水泥，并摻入適

47、當的堿水劑。滲入性注漿按試驗所確定的壓力和注漿量施工。劈裂、壓密注漿按有效固結厚度大于40cm施工，在施工中由大到小，逐步選取最佳注漿壓力和注漿量。注漿宜選用壓力在4.0Mpa以上的高壓注漿泵。當采用額定注漿壓力為1.5Mpa后，將注漿泵停下，等幾分釧后，若壓力降到0.6Mpa以下時，再繼續注漿，這樣反復多次直到壓力不能下降時為止。注完漿的導管要立即堵塞孔口，防止漿液外流。、水泥、水玻璃漿雙液注漿在地下水豐富或有淤泥、流砂等復雜地質條件下，宜選用水泥與水玻璃漿雙液法注漿，注漿時將兩種不同的漿液分放在兩個容器內，使用雙液注漿泵或兩臺注漿泵按選定的配合比分別吸入兩種漿液，兩種漿液在混合器內混合后注

48、入注漿管。采用雙液注漿時，水泥漿的水灰比為1.25：10.5：1，水玻璃欄數以2.42.8為宜，水玻璃濃度范圍為3045波美度，水泥漿與水玻璃漿的體積比為1：11：0.3，初凝時間可用不同的配合比和加入少量的磷酸氫二來控制。注漿泵的型號采用UB-3型注漿泵和2TGZ-60/120型雙液注漿泵。d、注漿異常情況處理、發生串漿現象，即液漿從其他孔中流出時，采用多臺泵同時注漿或堵塞串漿孔隔孔注漿。、單液注水泥漿壓力突然升高，可能發生了堵管，停機檢查。、水泥與水玻璃雙液注漿壓力突然升高，則關停水玻璃泵，進行單液注漿或注清水，待泵壓正常時，再進行雙液注漿。、水泥漿單液或水泥與水玻璃雙液注漿進漿量很大，壓

49、力長時間不升高，則應調整漿液濃度及配合比，縮短凝膠時間，進行小量低壓力注漿或間歇式注漿，使漿液在裂隙中有相對停留時間，以便凝膠，但停留時間不能超過混合漿的凝膠時間。e、開挖待漿液凝固后達到試驗時的設計強度后進行開挖，開挖時應根據工程的實際情況選擇合理開挖方法，以確保施工安全。必要時也可在小導管的尾端架立鋼支架，并使小導管與鋼支架間有良好的連接。2、短管棚施工(1)、施工準備短管棚棚管制作短管棚棚管采用806.0mm無縫鋼管，管長8.510m，鋼管導向端做成尖形，承壓端焊上鋼箍，在距承壓端1m處開始鉆孔，距孔壁60cm不鉆孔，鉆孔沿孔壁間隔300mm呈梅花形布置，孔位互成90，孔徑10mm(見圖

50、8-3-6 )。圖8-3-6 棚管加工示意圖(2)、鉆孔a、采用三臂液壓臺車鉆孔，孔徑大于管外徑17mm。鉆孔作業工藝流程見圖。 b、鉆孔操作要點、采用三臂液壓臺車鉆孔，鉆桿需要3次接桿，采用34m長鉆桿，鉆孔時隨孔深接桿。、鉆孔角度誤差控制在0.5以內。、開鉆時鉆進速度適當放慢，以防止孔位偏斜，鉆50cm后，轉入正常鉆速。、當鉆孔進尺達1m時，停機檢查，矯正鉆臂后繼續進行。、鉆孔前按設計精度畫出鉆孔位置。、鉆孔深度比棚管長度深50cm。、成孔后采用高壓風機清除內殘碴。測量布孔鉆臂矯正鉆機就位鉆機固定鉆孔及接長鉆桿鉆桿分節退出卸下鉆桿接長準備圖 鉆孔工藝流程圖(3)、頂管a、頂管工藝流程由于采

51、用大孔引導和棚管相結合的工藝，即先鉆大于棚管直徑的引導孔，然后利用鉆機的沖擊和推力將棚管沿引導孔鉆進至孔底。頂管工藝流程圖見圖8-3-8。鉆機就位連接套加工制作安裝棚管頂進連接套棚管就位棚管頂進管內注漿圖 頂管工藝流程圖安裝管鋼筋鋼筋加工b、工藝要點、利用鉆孔推管，必須另制推進聯接套。、鉆機要準確對位，低速推進棚管。、棚管在注漿前，用高壓風將管內殘碴清除干凈。(4)、注漿管棚注漿技術、內容與小導管注漿相同。第五章 混凝土襯砌方案5.1 混凝土襯砌方案概述5.1.1 工程特點大斷面隧洞混凝土襯砌具有以下特點：1、大斷面隧洞一般采用分步分塊開挖，隧洞混凝土襯砌作業與開挖作業一般交叉進行，施工干擾大

52、。2、由于洞身較高，頂拱混凝土必須在洞室第二層開挖前實施襯砌，這樣可以利用下層開挖巖面作為支撐體，以保證施工安全和便于立模。3、由于隧洞頂拱的大跨度，鋼模臺車勢必體積龐大，自重大，移動困難。4、采用全跨頂拱一次澆筑的方式施工，混凝土澆筑量大，混凝土的生產、運輸、澆筑均要求連續作業，循環周期長。5、由于斷面較大，模板支撐系統要充分考慮結構的穩定性。5.1.2 混凝土襯砌施工方案1、主洞頂拱混凝土襯砌從兩端向中間進行，分別以1#、2#及3#支洞做為混凝土和鋼筋的運輸通道，在三個支洞口外各設立一處混凝土拌合站，集中生產混凝土；混凝土采用混凝土攪拌運輸車運輸，拖式混凝土輸送泵泵送入倉。鋼筋在洞外加工成

53、型，運到洞內利用鋼筋臺車現場安裝。2、隧洞混凝土澆筑分段長度主要根據圍巖條件、混凝土供應能力、澆筑速度、模板結構型式等因素綜合分析確定，一般以915m為宜。模擬隧洞圍巖主要為整體性較好的I、II類花崗巖，頂拱采用鋼筋混凝土襯砌，圍巖對混凝土的約束較小，可采用全跨一次澆筑的方式進行襯砌施工，襯砌臺車采用穿行式鋼模臺車，每次澆筑10米。3、混凝土襯砌施工程序混凝土襯砌工程的施工，涉及到砂石料制備、混凝土拌合、混凝土運輸、鋼筋制作加工、模板及支撐體系、混凝土澆筑作業等，其施工程序如下圖5-1所示。臺車拼裝清理巖面洞底鋪設軌道安裝鋼筋立 模澆 筑養 護拆 模臺車移位清 理混凝土生產混凝土運輸混凝土泵送

54、入模鋼筋洞外加工鋼筋臺車圖5-1 混凝土襯砌施工程序5.2 模板及支撐結構體系5.2.1 模板隧洞混凝土襯砌模板從體積上可分為大型組合鋼模板和小型定型組合鋼模板兩種型式。1、大型鋼模板大型組合鋼模板具有表面光潔，接縫少、拆裝快速等特點，但大型鋼模板自重較大，拆裝需利用機械吊裝，與臺車加工在一起時，給本來就有較大重量的襯砌臺車增加重量，使其移動更加困難。2、定型組合鋼模板與大型鋼模板比較，定型組合鋼模板具有如下特點：（1）重量輕，拆裝方便。（2）不需要專門加工，批量生產，成本低。（3）混凝土表面平整，光滑。（4）組合方便，在與其它洞室交叉處，襯砌斷面更容易處理。通過對比，可以得出結論：采用小模板

55、進行大跨度隧洞頂拱襯砌具有更大的優勢，施工中可以選用P3015型定型鋼模板，P1515型模板做為調節模板，與前者搭配使用。5.2.2 鋼模襯砌臺架做為模板的支撐體系，施工中可采用簡易穿行式鋼模臺車，其結構型式如圖3-2所示，其特點如下：1、采用型鋼拼裝，可以將桿件運到隧洞內，現場拼裝。2、型鋼桿件重量較輕，安裝方便，采用桁架式結構，能充分發揮構件的承件的承載力，減輕臺車自重。3、中間采用門架式結構，大型運輸車如混凝土輸送車可以從其下穿過，汽車等設備的外緣至門架上橫梁和邊柱的間隙不小30cm，保證洞內施工車輛通行。4、采用軌道式臺車型式，移動時阻力較小，便于定位調整，5、支撐模板的拱架通過調節桿

56、可以很方便地頂緊或放松，臺車移動時無需拆除拱架，加快了立模時間。6、拱架采用3030cm小桁架式，較傳統的鋼軌或工字鋼拱架具有更大的鋼度，重量卻更輕。7、門架兩邊部分采用MEP型腳手桿拼裝，重量輕，臺車移動時將其下部伸縮腿提起，臺車定位后再將其伸長支撐在巖石地基上，整個臺車便能行走自如。8、臺車的行走采用液壓裝置，行走平穩，操作方便。9、該臺車需配堵頭板。堵頭板可用鋼模板或木模板或鋼木模板，周邊與巖面間的縫隙用易加工的木板拼補。并在頂拱巖石內打上錨桿，固定堵頭板。 圖5-2 頂拱混凝土襯砌臺車示意圖5.3 混凝土工程對于模擬隧洞的頂拱混凝土施工，除了要擁有大斷面襯砌臺車等相當配置的大型機械設備

57、外，解決好交叉施工問題是保證工程如期完成的關鍵，因此，混凝土工程施工前必須制定一套周密科學的施工組織方案。5.3.1 混凝土的生產及運輸組織1、混凝土的生產分別在1#、2#、3#支洞口外設三處混凝土拌合站，集中生產混凝土。每個混凝土拌合站配備一套HZS90型混凝土拌合樓。2、運輸組織主洞頂拱混凝土襯砌自兩端向中間推進，根據總體施工安排，并考慮到與開挖工作交叉平行施工的特點，主洞頂拱混凝土襯砌的運輸可分為兩個階段，每一階段主口第一層開挖完成至3#支洞完成擴挖，混凝土的運輸主要自1#、2#支洞中導洞向洞內運輸；第二階段是3# 支洞完成擴挖后，混凝土主要從3#支洞向洞內運輸，此時1#、2#支洞進行擴

58、挖，主洞進入下層開挖階段。為了更清楚地說明這個問題，詳見圖5-3。5.3.2 混凝土的澆筑1、隧洞混凝土機械化施工配套（1）隧洞混凝土運輸采用無軌運輸方式，對大斷面無軌運輸施工的隧洞，選用混凝土攪拌運輸車較優。（2）混凝土入倉采用泵送，每臺襯砌臺車配備4臺拖式混凝土輸送泵，從兩側對稱泵送入倉，拖式輸送泵，移動方便，生產率較高，非常適合地下隧洞工程。（3）混凝土的振搗采用高頻率插入式電動振動器振搗。隧洞混凝土機械化施工配套方案如圖3-4所示。2、混凝土澆筑施工注意事項（1）臺車就位后，鋼模拱腳處需安裝楔形墊木，由于墊木壓縮可能使鋼模下沉，在安裝鋼模時需預留5cm的下沉量。（2）擋頭板宜采用鋼木結

59、構，根據隧洞斷面制成標準堵頭板，與巖石間隙用木板臨時拼補。（3）為避免兩段鋼模對接處漏漿，保證襯砌表面平整，除要保證模板的質量外，沿模板接縫貼25cm寬的油毛氈，縫隙較大時，采用木條貼縫。（4）為便于脫模，混凝土澆筑前，在模板上涂刷脫模劑。（5）混凝土采用分層、對稱澆注，每層澆筑厚度不大于，兩側高度差控制在50cm以內，輸送軟管管口至澆筑面垂距控制在1.5m以內，以防砼離析。澆注過程要連續，避免停歇造成“冷縫”，間歇時間一般不得超過1h，否則按施工縫處理。（6）采用以ZW-50型插入式搗固棒機械搗固為主，人工小鏟插邊、木錘模外敲振為輔搗固，定人、定點、分區進行，振搗時間為混凝土不再顯著下沉，不

60、出現氣泡，表面開始泛漿時為準。即防漏振，致使砼不密實，又防過振，使砼表面出現砂紋。（7）封頂采用頂模中心封頂器接輸送管，按從里向外的順序逐漸封頂，當擋頭板上觀察孔有漿溢出，即封頂完成。3、混凝土澆筑施工循環澆筑段準備架立鋼筋立模澆筑混凝土混凝土養護臺車移位拆 模頂拱混凝土襯砌作業循環方式如圖5-5所示。 圖5-5 頂拱混凝土襯砌施工作業循環混凝土襯砌作業循環時間 t=t1+t2+ t3+t4+t5 t每一作業循環總時間 t1臺車移動就位時間 t2安裝模板時間 t3澆筑混凝土時間 t4混凝土養護時間 t5拆模時間下表為根據我們的施工經驗確定的模擬隧洞頂拱混凝土襯砌各工序的作業時間。混凝土襯砌各工

61、序時間表序號 工 序 名 稱作業時間 (小時)備 注t1臺車移動就位 8t2安裝模板 20t3澆筑混凝土 20t4混凝土養護 24t5拆模 85.3.3 關于混凝土的養護及拆模時間（1）根據水工混凝土施工規范（SDJ207-82）的規定，當圍巖穩定、堅硬時，頂拱在混凝土強度達到設計標號的40%50%后即可拆模。（2）美國混凝土學會（ACI）建議的最短拆模時間根據經驗和試件強度確定，對于外露混凝土面最短拆模時間不得小于12h。（3）拆模時間還應根據洞內溫度等影響混凝土強度增長的因素和隧洞斷面形狀、跨度及外部荷載確定。（4）幾個經驗數值。序號隧道名稱跨度混凝土養護時間12345.3.4 關于泵送混

62、凝土1、泵送混凝土最大骨料粒徑不超過1/3輸送管直徑，一般為二級配粗骨料。2、泵送混凝土應具有良好的和易性及流動性，不摻外加劑及流化劑時的坍落度宜采用818cm，含砂率不低于4045%。3、水泥用量一般不低于280kg/m3。4、使用密胺磺酸鹽混合物、磺酸鹽縮合物及其它外加劑作為流化劑時，坍落度可增大到20cm以上。5.4 鋼筋工程在洞外按設計圖紙先將鋼筋加工成形，分段制成鋼筋網片，運到隧洞內利用鋼筋臺車進行安裝。鋼筋安裝前先在頂拱打上錨桿，將鋼筋網片焊接在錨桿上進行固定，再安裝縱向聯接鋼筋，如圖3-6所示。圖5-6 頂拱鋼筋安裝示意圖5.4 特殊部位的混凝土澆筑5.4.1 洞口段混凝土襯砌主

63、洞入海口處要求全斷面襯砌，分兩步進行，在下部開挖前利用臺車襯砌頂拱，第二步跳槽開挖邊墻，自底部向上分段襯砌邊墻。模板采用大塊鋼板模，利用錨桿內拉支撐，混凝土泵送入模（圖5-7）。5.4.2 交叉洞口處的混凝土襯砌交叉洞口是圍巖應力比較集中的地段，洞口交叉段開挖后將會承受較大荷載，因此，洞口交叉處的開挖支護需要同時加固主洞和支洞洞室，當主洞頂拱混凝土襯砌到與支洞洞口時，交叉洞口段混凝土也同時進行。在支洞口采用鋼管排架支撐，模板采用定型組合鋼模板，與主洞頂拱相交處用木模拼補。5.6 巖錨吊車梁施工5.6.1 巖錨吊車梁的施工特點巖錨吊車梁地下廠房建設中采用的一種新型結構物，其主要特點是用長錨桿直接

64、將吊車梁固定在巖壁上，取消常設的吊車梁立柱，荷載由錨桿直接傳到圍巖內，它具有能充分利用圍巖本身的承載能力，使施工程序更加合理，使吊車能提早運行，為廠房的機組安裝等創造有利條件。從巖錨吊車梁結構自身受力特點出發要求施工嚴格控制爆破松范圍，保證圍巖自身承載能力，保證巖壁成型符合要求，特別是巖壁巖面傾角的形成。5.6.2 巖錨吊車梁巖壁輪廓線開挖巖錨吊車梁位于隧洞第二層巖壁上，如何保證巖錨吊車梁巖壁的輪廓線，是第二層開挖控制的核心。為保證巖錨梁的施工，第二層開挖時先開挖中間部分，兩側預留2m寬的光爆層，利用手持式鑿巖機自上而分層開挖，由于頂層及第二層中間部分的開挖，為控制爆破松動提供了技術保證。5.

65、6.3 巖錨梁混凝土的澆筑巖錨梁的混凝土澆筑利用預留開挖層做為操作平臺，支架采用鋼管支撐，模板采用3套大塊組合鋼模板，分段澆筑混凝土，泵送混凝土入倉，插入式振動棒振搗。第六章 監控量測方案6.1 綜述施工監控量測是在隧道開挖過程中，使用各種量測儀表和工具對圍巖變化情況和支護結構的工作狀態進行量測，及時提供圍巖穩定程度和支護結構可靠性的安全信息，預見事故和險情，作為調整和修改支護設計的依據，依據量測結果確定襯砌施做時間。結合本隧道工程，量測具有以下作用：(一)、根據量測數據采取相應措施，正確的應用支護手段，保證隧道施工安全；(二)、根據圍巖的位移、變形及應力狀況，將觀測成果及時整理，并據此調整鉆

66、爆參數及提出必要的安全支護措施，及時調整和修正支護參數；(三)、隧道開挖后僅做噴錨支護，而且圍巖暴露時間長，故在隧道內特別是在一些斷層破裂帶進行監控量測和圍巖松弛測定，通過分析性能較真實地反映圍巖的變形和位移，并通過位移反分析，反推圍巖力學參數和原始應力；(四)、積累資料，為同類工程施工積累經驗，以利提高設計質量和施工技術水平。6.2 量測項目見下表：表 施工監控量測項目表序號項目名稱監控手段及工具測點布置量測頻率數據處理115d1630d13月3月1地質和支護狀態觀察巖性、結構面產狀及支護裂縫觀察、描述，地質羅盤等。開挖后及初期支護后進行每次爆破后進行地質素描、巖性預測及支護變形統計預測2周

67、邊收斂位移收斂計每1050米一個斷面，每斷面35對測點12次/天1次/2天12次/周13次/月位移時間及開挖面距離回歸分析；位移速度、位移加速度時間及開挖面距離回歸分析。3拱頂下沉水準儀、水準尺、鋼尺或測桿每1050米一個斷面12次/天1次/2天12次/周13次/月位移時間及開挖面距離回歸分析；位移速度、位移加速度時間及開挖面距離回歸分析。4錨桿、錨索內力、拉拔力電測錨桿、錨桿測力計、錨桿拉拔計每10米一個斷面，每個斷面至少3根錨桿不同時間錨桿軸力深度回歸分析；各測點軸力時間及開挖面距離的回歸分析。5地表下沉水準儀、水準尺洞口段及淺埋段每550米一個斷面開挖面距量測斷面前后2B時，12次/天；

68、開挖面距量測斷面前后5B時，1次/2天；開挖面距量測斷面前后5B時，1次/周。縱向下沉時間及開挖面距離回歸分析；橫向下沉時間及開挖面距離回歸分析。6圍巖體內位移多點位移計每個代表性地段13個量測斷面，每個斷面不少于10個測點12次/天1次/2天12次/周13次/月不同時間位移深度回歸分析；位移時間及開挖面距離的回歸分析。7圍巖壓力及兩層支護間壓力壓力盒每個代表性地段13個量測斷面，每個斷面不少于20個測點12次/天1次/2天12次/周13次/月應力時間回歸分析。8鋼支撐內力支柱壓力計或其他測力計每個代表性地段13個量測斷面，每個斷面13對測點12次/天1次/2天12次/周13次/月應力時間回歸

69、分析。9支護、襯砌內應力各種砼內應力計或應變計每個代表性地段13個量測斷面，每個斷面不少于20個測點12次/天1次/2天12次/周13次/月應力時間回歸分析。10支護、襯砌表面里裂縫量測測縫計每個代表性地段13個量測斷面，每個斷面不少于20個測點12次/天1次/2天12次/周13次/月裂縫寬度及時間回歸分析；裂縫數量時間回歸分析。三、觀測資料的整編與分析1、及時收集整理各種觀測點的觀測資料，并檢驗數據的正確性、準確性。2、每次觀測后在現場將數據記錄于監理人批準的專用記錄表格內，當天繪制歷時曲線，分析整理成果，第二天向施工負責人反饋，當天觀測發生異常或警示性數據時，及時向施工負責人、監理人和發包

70、人反饋信息，以便盡快采取安全措施，保證圍巖和建筑物的穩定。3、在施工期間及時整理分析全部觀測資料，繪制測值變化過程線，分析邊坡、洞身穩定情況，并結合巡視檢查成果、設計計算復核成果進行比較，判識建筑物的工作狀態、存在異常的部位及其對安全的影響程度與變化趨勢等，并及時向有關單位報送觀測報告。使用電子計算機的量測處理系統見圖7-7。4、按監理人的指示，提交在遇洪水或異常情況下的監測資料分析報告。5、施工結束后，盡快將施工期的觀測資料和成果整理成專題報告，提供給監理、發包人及有關部門，并將各項儀器的有關參數、埋設后的初讀數和全部儀器設備的檔案卡等整編成冊，向有關單位移交。主電子計算機現場量測資料存檔繪

71、圖機印刷機地表下沉凈空變位拱頂下沉圍巖變位錨桿應力噴砼的應力其它（現場）資料存檔和有限元解分析的對比預測變形量解析其它資料存檔地表下沉圖、隨時間變化圖凈空變位及變位速度隨時間變化圖拱頂下沉隨時間變化圖圍巖變位隨時間變化圖錨桿、噴砼應力隨時間變化圖其它取出資料一覽表圖7-8 電子計算機處理系統示意圖四、隧道三維非接觸量測新技術在隧道工程中，工程測試技術越來越受到重視，但圍巖凈空位移量測基本上還是沿用20世紀6070年代的量測方法，一般采用鋼尺式收斂計，掛鋼尺抄平等接觸方式進行。這種方法具有成本低、簡便可靠、能適應惡劣環境等優點，但采用此種方法有以下幾點不利因素：(1)、該法對施工干擾大；(2)、

72、由于人為因素對測量精度影響較大，測量質量不穩定，容易產生人為錯誤，不能保證施工安全；(3)、測速慢，從而更加大了對施工的干擾；(4)、當跨度大于15m時，由于鋼尺的抖動、拉伸、溫差等因素及工作條件惡化使測量無法進行。以上這些都使鋼尺式收斂計越來越難以滿足現代隧道快速、大跨、安全施工的技術要求，因此，在施工中我們從高精度、簡單實用、快速準確的原則出發采用非接觸觀測。該技術目前已在我局在建隧道工程中廣泛采用。(一)、非接觸觀測非接觸觀測是以光學/電磁方式遠距離測定結構上點位的三維坐標。由于無須接近測點，該法避免了傳統接觸式觀測必須觸及測點才能觀測的缺點，是隧道變形觀測技術的發展方向。目前實現基于光

73、學方式的非接觸觀測一般有三種途徑：第一種是以精密測角的空間前方交會原理為基礎，由數臺電子經緯儀聯合進行的三維解析測量；第二種是以角度、距離同時測量的流動極坐標法為基礎，采用一臺全站儀的自由三維工作站；第三種則是三維近景攝影測量。在施工中我們采用全站儀自由設站，全站儀自由設站是儀器從任一未知點上設站觀測若干已知點的方向和距離，通過坐標變換求得該測站上儀器中心的坐標，然后以此測出其余新點的坐標。由于僅使用一臺測量儀器且儀器測站可以自由設置不需要造點對中，同時觀測數據可通過現場計算機快速處理，同時觀測數據可通過現場計算機快速處理，因此全站儀自由設站法對于在隧道狹窄空間內進行精度要求較高的實時變形觀測

74、作業是很適合的。全站儀的結構原理見圖。數字計算機總 線I/O豎直角系統水平補償系統測距系統水平角系統鍵盤鍵盤顯示器 存儲數據 程序輸入、輸出單元圖 全站儀結構原理圖(二)、觀測系統自由設站三維變形百接觸觀測系統由觀測主機全站儀、反射靶標以及計算機組成。對于用于隧道變形觀測的全站儀，具有三同軸光學系統，即視準軸與光波發射軸，接收軸共軸，同時具有良好的反射膜片觀測功能。提高全站儀的測角精度，則對提高橫斷面上的觀測精度大有益處。反射靶標采用一種具有超強回復功能的反射膜片以取代圓棱鏡，這樣可以大大降低觀測成本。這種超強反射膜片正面均勻滿布微棱鏡體，可以將入射光束高度地沿原路返回。膜片的反面涂有強力壓敏

75、膠，可以牢固地粘附在結構表面上，由于光束在微棱鏡體中的折射光路極其微小，因此回復反射膜片面性的物理棱鏡常數視為零。觀測主機采用瑞士LEICA公司的TC2002全站儀，反射靶標采用日本SOKKIA公司的RS反射膜片，觀測數據的存儲及取出則采用LEICA的GRM10(64K)記錄模塊和GIF10閱讀器。TC2002全站儀具有0.5、1mm+110-6的標稱精度，是LEICA公司WILD廠推出的TC2000系列全站儀中精度最高的一種。(三)、觀測要點1、目標點與測站設置(1)、基準點基準點用于建立三維坐標系，要求穩固不動，其坐標可根據現場情況自行設置而不必測量(如用于建立絕對三維位置坐標系則需先測定

76、基準點的坐標，對于變形作業一般無此要求)。在隧道在隧道出口設置4個地面基準點，其中2點為校核點；在洞內襯砌上設置后視點，用于坐標傳遞。地面基準點用混凝土澆鑄而成，埋置深度1m，采用對中桿及圓棱鏡觀測。洞內后視點由變形點反面粘貼反射膜片而成。(2)、變形點變形點為設置在結構上用于監測結構變形的測點。隧道在洞內襯砌上共設置了180個變形測點，每斷面3個，分別位于墻腳(路面以上1m)、起拱線以上0.5m及拱頂處。變形點由薄鋼板(2.5mm厚)彎成直角形狀并用膨脹螺栓錨固在襯砌表面上而成，反射膜片裁成70mm方片粘在鋼板上。變形點的觀測距離為29-85m，反射膜片與儀器光軸的傾斜角度不大于30度。(3

77、)、測站儀器測站在洞內設置了4個，洞外設置了2個。洞內測站設于邊墻電纜槽上。為避免車輛振動干擾以及安全起見，觀測時測站附近設置了防護區。由于是自由設站，測站上儀器無需對中。但為了消除膜片傾斜對測距的影響，測站位置大致固定(即在測站處做一標記，每次觀測儀器均架在該處)。2、觀測觀測前，把全站儀的各項軸系誤差及指標差進行準確調校。觀測時，打開儀器的角度改正及補償器功能，并對儀器進行氣壓和溫度的氣象改正。觀測采用記錄測量模式，所有觀測數據均存儲在GRM10模塊內。為了確保觀測精度，采用三次重復設站，每次設站采用雙盤測回結合三次重復照準的冗余觀測方法，即每一測站上分別用兩個盤位連續、重復照準三次目標點

78、，得23個觀測值，然后取其平均值作為一次設站觀測的結果。(四)、觀測精度及觀測結果的評定1、觀測量的實際觀測誤差觀測量為水平方向H、豎直角V和斜距D，其觀測誤差用標準差S評定，雙盤位連續照準三次的觀測量平均值的標準差按下式計算：式中X1、X2I、II盤觀測量X1(i)、X2(i)的平均值。2、三維坐標/收斂基線的觀測精度對于目標量F(三維坐標/收斂基線長)=H，V，D，觀測量平均值誤差、對F的一次觀測的影響SF可由誤差傳播率計算得出，則三次重復設站的平均值的精度為： 而平均值的精度還可根據目標量三次設站的實測結果，按貝塞爾式給出：根據觀測量的實際觀測誤差以及三次重復設站的實測結果，分別按上述計

79、算(2)與實測(3)方法對隧道三維坐標和收斂基線的觀測精度進行評定。3、變形觀測精度凈空變形的觀測結果ui為三維坐標/收斂基線的初始觀測值與當前觀測值之差，即，則在等精度條件下，其觀測精度為。4、變形觀測結果的評定按A類不確定度方法給出重復設站的變形觀測的最終結果為： 式中，ui為凈空實際變形的范圍值，其置信概率為p(一般取95%)。對于正態分布，覆蓋因子(由t-分布表查取)。對于三次重復設站，自由度v=2。5、凈空變形觀測成果根據觀測結果可得出：凈空收斂變形、凈空周邊點位移；根據收斂及周邊點位移的觀測結果，可對隧道的凈空變形形態進行評估及變形預測。采用非線性回歸和灰色理論對觀測結果進行預測，

80、建立三種預測模型進行綜合分析預測即： 模型I 模型II 模型III 上述式中，I，II為回歸預測模型，采用時間t加權最小二乘計算參數A、B、r，權函數為。III為GM(1，1)灰色模型所確定的預測方程。第七章 地質工作方案一、地質工作方案概述地質方法原始資料掌子面素描洞 體 展 現物探方法隧道圍巖地 質 超 前 預 報1、洞內地質超前預測預報程序洞內地質超前預測預報程序見圖7-7。圖7-7 洞內地質超前預測預報程序圖2、地質和支護狀態觀察每次爆破后，由地質工程師對開挖工作面進行觀察調查并作地質素描記錄。調查項目包括掌子面正面及側面穩定狀態、巖性風化程度、裂隙間距、形狀、涌水情況、水的影響等等。

81、素描記錄工作面的巖層產狀、構造及特殊地質現象，同時對靠近工作面的初期支護進行觀察，噴射砼是否開裂、是否有掉塊現象等。3、地質預測預報內容(1)、對照勘測階段的地質資料，預報地質條件的變化情況及對施工的影響程度。隨工作面素描地質結構狀態。(2)、可能出現坍方、滑動影響施工時，預報其部位、形式、規模及發展趨勢，并提出處理措施。(3)、隧道將穿越不穩定巖層，較大斷層等特殊地段需改變施工方法或作應急措施時的預報。(4)、預報可能出現突然涌水地點，涌水量大小，地下水、泥砂含量及施工的影響。(5)、軟巖再現內鼓、片幫掉塊地段，預報對施工的影響程度。巖體突然開裂或原有裂隙逐漸加寬時，應預報其危害程度。(6)

82、、在位移量測中發現圍巖變形速度加快時，預報對圍巖穩定性的影響程度。(7)、隧道淺埋段地面下沉或工裂，預報對隧道穩定和施工的影響程度。(8)、洞口可能出現滑坡、墜石時、及時預報。(9)、預報由于施工不當，可能造成圍巖失穩及其改進措施。(10)、繪制全洞地質斷面、剖面的展開圖。4、地質預報預測方法(1)、隧道開挖面地質素描；(2)、巖體結構面調查；(3)、涌水量觀測；(4)、超前鉆探(XY-1、YQ100A型)；(5)、淺層地震法(HSP地質預報儀)；(6)、對地表水、地下水的調查。根據地質預報方法得出的數據進行施工地質預測，及時調整施工方法，采取積極措施保證施工安全。5、施工檢測管理施工檢測的結

83、果應盡快地反饋到施工和設計中去，以指導施工。檢測工作注意以下事項：(1)、按各項量測的操作規程安裝好儀器儀表，每測點一般測讀三次，三次讀數相差不大時，取算術平均值作為觀測點，若讀數相差過大時應檢查儀器、儀表安裝是否正確，測點是否松動，當確認無誤時再進行測試。(2)、每次測試時都要做好記錄，并保持原始記錄的準確性。(3)、在現場進行粗略計算，若發現變形較大時，應及時通知現場負責人。6、位移速率標準(1)、當每天凈空變化大于1mm時，則認為圍巖處于急劇變形階段，加強支護，加強觀測；(2)、當每天凈空變化值在0.21.0mm之間時，則認為圍巖處于緩慢變形階段，表示圍巖向穩定方向發展；(3)、當每天凈

84、空變化值小于0.2mm時，則認為圍巖基本穩定。由于地質條件的變化，隧道施工現場常易反復發生突發性的意外情況。而控制不當或不利常導致諸如超挖、塌方以及涌水等事故。如果在碰到困難巖石之前能及時采取超前防范措施和設置安全網，如預注漿、巖石錨固系統、鋼拱支撐等，那么就能避免采取高昂的解決辦法以及減少破壞。目前，有不同的預測技術，包括勘探導洞、勘探鉆孔和無破損檢測方法，如地震和地質雷達法。然而，大多數的直接預測方法都會干擾掘進，因此費用增加很快。另一方面，在隧道掘進環境下，常規的無破損檢測方法，如地質物探技術易于產生操作提供附近地層的瞬時預報結果。二、TSP202地質超前預報系統我局引進了瑞士AMBER

85、G量測技術公司研制的專利技術-TSP202隧道掘進環境的量測和評價系統，該系統體積小、功能齊、使用方便，使用于中等到堅硬巖石環境。隧道地震超前預報下工程現場的布置和檢測任務。地震(聲)波特定點上的小規模爆破產生，并由秒年電子傳感器接受。當地震波遇到巖石強度變化大(如物理特性和巖石類型的變化 、斷層帶、破裂區的出現)的界面時，在繞射點處部分射波的能量被反射回來。反射信號的傳播時間與到達邊界的距離成正比，因此能作為直接的度量方法。通常，量測布置大約由24個爆破點組成，這些點沿離預計的地質邊界最近的隧道右或左邊墻排列。各隧道邊墻的傳感器元件用于調查隧道軸線周圍的4個達90的空間區域(如1左下)，各接

86、收系統均由傳感器組(加速度計)組成，其中有些元件沿隧道軸線，而另一些則與隧道軸線垂直排列。TSP能滿足一些特殊要求的應用。例如，大多數巖石中的地震信號的頻率范圍(在105000HZ之間)比用于常規地震勘探的頻率范圍約大10倍，因此需要特殊的傳感器元件和記錄設備。TSP具有多功能性，能用于不同方面。除了在隧道開挖面進行定期的預報(標準用途)外，由于在調查鉆孔中進行爆破，因此擴大了調查范圍，并能精確確定與鉆孔相交的邊界幾何形狀，TSP202設備特別適用于高分辯率的隧道折射地震(微地震)勘探，以及斷裂和巖石強度降低地帶的監測。該設備也能用于地面上的高分辨率工程地震勘探。其探測費用相當低，因此可以在T

87、BM或常規方法的掘進中進行連續監測、。為了節省量測時間，TSP量測的所有準備工作(鉆孔，粘接金屬傳感器的套管)都在常規的隧道掘進著作業中進行，量測上午準備工作包括傳感器系統的插入，爆破孔的裝藥以及功能性測試，約需1h，地震信號記錄包括每次爆破的引爆記錄，約需45min，整個量測循環，包括儀器的清理，共需2h。數據處理的圖象反映了開挖面前方或開挖面周圍的地層界面情況，因此可用來確定界面的位置。這種方法使用為標準PC機而專門開發的TSP202設備，并按系統的步驟操作。首先，選定適當的調查區域，然后，進行波場處理以區分直達波場和反射波場。該平面，即繞2射疊加平面(DFS)，使由與隧道軸線相平行的爆破

88、點的中心線和通過相關的調查區域的對角線確定的。對于縱波(壓縮波)和橫波S(剪切波)(其速度為有價值的量測參數)，通常都能進行單獨的人機對話數據分析。S波的數據處理能幫助提高含水斷層帶(斷裂帶)和巖體構造走向的識辨率。在其它相應的預報區域中，重復進行這種數據分析過程。所有的獨立空間區域的數據分析的最終結果為工程師的綜合圖，該綜合圖為開挖隧道的區段垂直和水平剖面圖及其坐標系統。該圖顯示了預測的前面重要反射界面的進出點及其相應的巖石強度變化，通過計算縱波和橫波速度可以確定重要的巖石力學參數，如揚氏模量的泊松數。這些參數有助于隧道工程師考慮施工措施，而且是連續進行TSP斷面量測的一個有價值的巖石力學監

89、測方法。TSP202軟件在現場可以進行快速、準確的數據分析。最為典型的是 在2h后就可以查看數據分析情況，綜合數據分析報告可在4h后生成。TSP超前預報的誤差量隨著量測范圍的擴大而增加。通過增加爆破點和炸藥量以拉大TSP的探測范圍。從幾百次調查經驗中發現，如果認識到潛在的數據分析錯誤(如巖石邊界掩伏的斷層臺階，曲線或不規則的邊界等)那么隨后的距離預報誤差范圍具有代表性。開 始數 據 庫選擇探測區域評 價波場處理預處理波場區分增強反射移動認可界面選擇繞射疊加顯示認可界面位置垂直/水平斷面重新處理地震道界面事件速度布置TSP從數據記錄器中輸入繼續其它區域工程師的概括平面/斷面YNNYYN圖2 進行

90、TSB量測程序流程圖第八章 機械配套方案8.1 機械設備總的配套原則1、由于該工程規模大，工程量集中，超大、超高斷面施工難度大。且主洞與支洞平行交錯作業，結構體系復雜，因此擬采用無軌運輸。2、施工機械要與施工方法配套，動力選型以電液為主。3、單機選型考慮質量可靠，經濟合理，維修方便。組合配套時，考慮外型尺寸與隧道斷面相適應，各機械之間外型尺寸適用，各設備之間能力匹配。4、引進設備考慮國產化的可行性，主機的零配件和易損件的供應渠道。5、選型配套必須與宏觀要求的施工進度相適應。8.2 鉆爆、裝運碴、噴錨支護三條主要作業線機械配套原則1、對鑿巖機械的基本要求(1)、保證斷面范圍內鉆爆破孔、鉆錨桿孔、

91、注漿孔及水平超前鉆孔等功能優良。(2)、能提供裝藥、安裝錨桿、找頂等工作平臺。(3)、設備的主要技術參數為一次掘進深度4.5m以上，鑿巖鉆孔速度2.5m/min，能測量鉆桿的偏斜度，且結構簡單，功能齊全，操作方便，鑿巖速度快，動力消耗少等特點。2、裝運碴作業線(1)、采用鉆爆法施工中的一個作業循環中，裝碴時間約占一個完整循環作業時間的一半左右，為了縮短循環時間，達到快速掘進的目標，裝碴設備選用大能力，大容量的機械。(2)、裝碴機械的基本性能應是，裝碴寬度在5m以上，生產能力300m3/h以上，生產效率60-70%，其動力是電動和內燃兩套，以電為主。(3)、對運輸車輛的主要要求是：在裝碴設備的配

92、合下，裝得多，盡量減少調車和運碴次數，運輸車輛盡可能采用大容量的礦車。3、噴錨支護作業線支護是一個很重要的環節，是安全施工的保證。噴錨支護作業機械必須滿足快速施工的需要，能力匹配并確保質量和改善作業環境，減少勞動強度，因此優先采用潮噴或濕噴工藝，降低回彈量，減少粉塵，并提高噴射質量。主要機具設備表類別機具名稱規格及類型數量備注開挖作業三臂鑿巖臺車353E4履帶液壓鉆機LM-500C履帶氣動鉆機CM-351潛孔鉆ROC612宣化輕型鉆QY220風動鑿巖機7655錨桿注漿機SP80裝載機980C裝載機ZL50DC挖掘機PC300傾卸車紅巖(太脫拉)15T傾卸車奔馳(東風)支護作業噴漿機器人PJR1

93、6M2/H襯砌作業砼攪拌站HZS 型60(90)/小時砼拌和樓SZS-10CP(日本)60/小時強制式拌和機400(800L)國產砼輸送車HBT60C砼輸送泵日本60/小時砼輸送泵HBT20型襯砌臺車振搗器其它機具變頻恒壓供水裝置80m2鋼筋電焊機BX1-300鋼筋切割機第七章 施工保障方案7.1 施工供風7.1.1 通風方式隧道施工中，管道式通風方式主要有三種即壓入式、抽出式和混合式。壓入式：具有有效射程大，沖淡和排出炮煙的作用較強的特點，對改善工作面的環境有利，尤其在有瓦斯及有害氣體的隧道更為合適。缺點是排出炮煙需要的風量大，通風排煙時間長，回風流污染整個隧道。抽出式：具有在有效吸程內排煙

94、效果好，排除炮煙所需的風量小，回風流不污染隧道的特點。缺點是通風的有效吸程短，只有風管口離工作面很近時才能獲得滿意的效果。混合式：綜合了前兩種方式的優點，適合于大斷面長距離隧道通風。根據本工程特點，隧道開挖擬采取由1#、2#、3#、4#支洞獨頭掘進，依據各自擔負的區域，最大掘進長度在600-800m，依據我局多年的隧道通風施工經驗，擬在本工程中采用壓入式供風方式。7.1.2 選風機和風管選型與匹配隧道通風設計其關鍵是通風系統必須合理，風機風管相匹配。反之，如果片面追求風機是大風量，高效率而風管直徑小，漏風嚴重，則不可能有好的效果。反之，風管直徑基礎，風阻小，而風機風量小，風壓低，效率低，也是難

95、以保證有好的通風效果。我局編寫的隧道施工通風防塵凈毒綜合治理工法獲國家一級工法，對長隧道施工通風，我局有豐富的經驗。在大斷面無軌運輸施工通風中，在無通風豎、斜井條件時，采用以管道壓入式通風方式比較合理。鑒于大風機的風壓在啟動時較高，目前國內大直徑軟管承壓強度較低，管道的配置易硬軟管相結合為好。故在本工程中擬選用MFA100P2-SC3型(風量1250m3/min、風壓4900pa、功率2*75kv)或津88-1型(風量1000m3/min、風壓4900pa、功率2*55kv)風機型號設置在每一個支洞口，分別供每個支洞施工通風。選用D=1.3風管(風機后300m為鍍鋅皮硬管，以防風機啟動時吹破軟

96、管，其余采用隧道局生產的軟管)作為主導壓入式通風經施工支洞接至主洞與支洞交接口，再用1.0m直徑風筒接至工作面，風筒三岔口處加轉換閥。各工作面均采用負壓式通風，開挖面附近加風扇輔助通風。其余按我局“降塵毒工法”實施7.2 高壓供風在隧道1#、2#及3#、4#支洞之間口分別建造空壓機站，共3座。其中1#、2#支洞口空壓機站內分別安裝三臺(其中一臺備用)20m3/min電動空壓機，3#、4#支洞之間空壓機站內安裝六臺(其中一臺備用)20m3/min電動空壓機。洞內采用150mm無縫鋼管輸風。供風管路每50m-100m設分風器一個，供分散使用。初期備用6臺912m3/min移動式內燃空壓機供各支洞洞

97、口施工。7.3 施工供電、生活用電充分利用當地電網供電，在1#、2#和3#、4#之間各自建變電站1座。因施工過程中，施工動力用電隨著工程進度的變化及機械設備進退場變化而變化，根據工程的施工安排，計算出不同施工階段的用電量及高峰用電量，為選擇電源容量提供依據。確保施工電源選得合理，即滿足需要又不浪費。根據擬投入的工程機械及擔負的施工任務，經計算，擬在1#、2#支洞分別配備一臺400KVA變壓器及配套低壓配電屏。在3#、4#支洞之間變電站配備一臺800KVA變壓器及配套低壓配電屏。為保證隧道施工照明，擬在1#、2#支洞口各自備一臺200KW柴油發電機，在3#、4#支洞之間變電站處自備2臺200KW

98、柴油發電機，以確保外電源停電后繼續供風及施工。洞內供電線路采用三相五線制，根據擬投入的機械設備，計算各自工區的負荷值，采用YTLV32370電纜10KV高壓進洞，與照明線路分開布設。照明電壓轉化段設一防爆變電所。7.4 施工供水由于該地缺少充足的淡水，我局擬利用海水淡化生產鍋爐提供所需淡水。并擬在各支洞口就近適當位置修建一座大口井供應隧道施工及生活用水。每個支洞口利用兩套循環軟啟動變頻恒壓供水裝置，通過管道接入供水管和生活用水管道。交流電動機變頻調速是我國“八五”期間重點推廣應用的節能新技術。近代交流調速技術是建立在微機處理、電力電子學、交流電機、現代控制理論和新一代電磁材料之上的一個新興邊緣

99、學科。我局同科研單位合作，組織研制了電動機變頻調速控制柜系列產品，該產品采用具有九十年代國際先進水平的交流電動機變頻調速技術。實現對水泵進行無極調速供水，整套系統在嚴格保證管網壓力下恒定（恒壓值由用戶根據實際需要設定）的前提下，依據用戶用水量的變化、隨時自動調節水泵達到恒壓變流量供水，從而達到大幅度的節電。該產品供水系統的性能與特點：1、系統設計合理，技術先進、操作方便、壓力穩定、運行安全可靠，噪音低、無污染。無需水塔、高位水箱、氣壓罐。只需電機水泵和一個變頻控制柜的位置。2、該系統在最高壓力和揚程后可實現自動運行，根據用水量大限自動調節電機轉速，需要多少供多少，不浪費，無需專人值班。3、該系

100、統采用閉環自動控制，可根據自動調節水泵轉速從而改變供水量。4、該系統高效、節能。該技術具有廣闊的推廣前景和使用價值，無需設置高山水池。目前，該技術在寧西線桃花鋪隧道施工中推廣。采用兩臺泵軟啟動恒壓供水示意見下圖。7.5 洞內排水根據本工程洞底坡度為平坡，為了便于洞內排水，擬采用多級水泵排水方式。即每100m左右在洞內一側挖積水坑，鋪設150mm排水鋼管，用電動自吸泵聚水抽出。排水溝臨時鋪砌以利排水，防止影響圍巖穩定。為減少環境污染，在各支洞口修建一座隧道施工污水凈化處理系統，洞內排出的污水經施工污水凈化處理系統凈化后，方可排出。7.6 施工通訊通訊系統采取有線和無線相結合。對外聯絡以程控電話、

101、手機為主，溝通項目部與監理、業主的聯系。現場指揮人員配對講機，進行內部聯絡。洞內施工通訊，擬采用我局同石家莊鐵道學院聯合在秦嶺隧道施工中開發的“洞內外同軸漏瀉電纜無線通訊技術”，建立隧道施工無線調度通訊系統，實施內外監控，使每個生產環節在通信網中自動銜接，通過通信網使生產指揮中心與各作業點、生活點、部門連通。1、在隧道支洞口值班室設立施工無線調度通訊系統基地站。設立編碼選呼終端機和編碼盤及洞外收信發射機，洞外設縱輻射高增譽空間天線。2、支洞和正洞內分別安裝40MHZ漏瀉電纜，雙向放大器，洞內未端安裝同頻收發信機。3、洞內拱頂安裝40MHZ460MHZ開路轉發機及室內螺旋極化天線。4、現場施工指

102、揮人員配發40MHZ手持機。第八章 環境保護方案工程建設會帶來嚴重的環境污染，對此，我們已有足夠的認識。且本工程位于海南旅游區，環境保護對工程建設提出了更高的要求。施工中，我局將嚴格貫徹國家“綠色通道”戰略，制定切實可行的環保組織措施和技術措施。8.1 環境保護項目8.1.1 土石碴料本工程開挖量較大，邊坡陡峻，土石料存在下海、下坡問題。8.1.2 噪聲施工噪聲主要由空壓機、鑿巖機、混凝土拌合機、運輸機械、加工機械等施工機械作業和車輛運輸產生。8.1.3 大氣污染施工挖土、裝卸、運輸、回填、夯實等施工過程和開挖面、露天堆料場會產生大量揚塵。此外，各種施工機械、運輸車輛和爐灶等燃具也會排放廢氣。

103、 8.1.4 水污染施工中產生的廢水有施工人員生活污水、施工泥漿水，車輛沖洗水等，其中施工廢水含泥砂量較大，車輛沖洗含油量較大。8.1.5 固體廢氣物污染施工期間產生的固體廢氣物主要有工程廢棄碴、建筑廢料和施工人員的生活垃圾等。8.2 環境保護目標在施工期間，對土、石碴料、噪聲、振動、廢水、廢氣和固體廢氣物進行全面的控制，最大限度地減少施工活動給周圍環境造成的不利影響。施工廢水處理達到國家，污水綜合排放的標準一級標準。8.3 環境保護措施1、在工程開工前，成立環境保護領導小組。負責組織和監督本工程環境保護措施的層層落實。在工程施工過程中，對施工中出現的環境保護與各相施工、經營之間的矛盾進行協調

104、，達到施工與環保協調發展。2、嚴格遵守國家和地方有關環境保護的法令法規，對施工活動界限內的生態環境加以認真保護。3、開工前對全體職工進行環境保護教育培訓，提高各級人員的環保意識。并建立健全施工中環保責任制，切實加以貫徹落實。自覺接受當地環保部門的監督和指導，積極改進施工中存在的環保問題，提高環保水平。4、開挖碴料按指定的地點和要求進行棄碴堆置，并做好棄碴場的保護工作。在棄碴廠附近設碎石加工廠一座，既滿足了施工中所需的碎石，又減少了棄碴。5、在施工過程中，加強機械的凈化(如摻柴油添加劑、配備催化劑附屬箱等)，減少污染源，配置對有害氣體的檢測裝置，禁止不符合國家廢氣排放標準的機械進入工區。加強對施工中有毒、有害、易燃、易爆物品的管理，防止管理不善而導致環境破壞事故發生。6、施工中精心進行鉆爆設計火熱論證，防止大爆破引起的山體塌方和不利影響。7、為防止施工廢水和生活污水污染周圍環境，污、廢水經排水管道匯集進入污水處理池進行處理，達到標準后排放。8、工程施工期間，環境保護領導小組定期或不定期組織有關人員進行以下環保情況檢查監督：目前施工的內容、工藝流程及產生的環境污染；環境污染物的排放情況；機械設備的布局和工作狀況；環保設備的工作狀況，運行情況和處理效果；棄碴場、垃圾站等易產生污染場所的管理情況；各項環保制度、措施的執行情況等。發現問題，按照“三定”原則，及時整改。