[杭州]城市隧道群施工经验交流汇报材料

1、中铁三局2015年隧道施工经验交流会杭州紫之隧道汇报材料 2015年12月22日 杭州 前言工程概况 杭州市紫之隧道（紫金港路之江路）全长14.4公里，为国内第一长度城市隧道群。隧道呈南北走向，沿线穿越杭州市城西西山，并绕过西湖景区 。工程总体规模为双向六车道，为机动车专用隧道。中铁三局西南公司施工的土建工程V标包含：隧道、道路、通风井、地下风机房、防排水、管沟及路面、给排水（含消防）及附属工程的预埋结构等工程的施工及质量保修，其中主隧东线长2690米，主隧西线长2650米，北匝道东线485米，北匝道西线495米，隧道最大开挖跨度约计25米，合同价约3.48亿元，总工期696天。 本标段位于杭

2、州市西溪路与紫金港路交叉口，紧靠杭州市汽车西站，毗邻西溪湿地、西湖风景区，为杭州交通限行区域，人员、交通密集。施工场地狭小，施工干扰大。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越紫之隧道线路布置北匝道之浦路露头点露头点南匝道V标分界 杭州市紫之隧道(紫金港路之江路)工程位于杭州绕城高速与西湖景区之间,市区“二环、三纵、五横”快速路网西侧,呈南北走向,南起之浦路,北至天目山路以北紫金港路,全线绕避西湖核心景区,基本组成:工程由地下隧道(主线和匝道)与地面道路组成。本工程位置图图1、位置图中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越本工程场地示意图图2、施

3、工场地图中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越本工程特点1、隧道在匝道与主线交叉处断面超大（最大断面约计400平方）2、隧道穿越密集居民区、杭州市重点寺庙、输水隧道，振速要求高。3、隧道地处主城区，文明施工要求高。4、匝道与主隧道立体交叉。5、匝道与主隧道超小净距（最小净距50cm）。6、隧道围岩较差、裂隙发育，断层较多。7、衬砌结构形式多（主隧道有13种衬砌形式，通风井有14种衬砌形式）。本次汇报以上述前三个方面为主。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越第一部分 超大型隧道快速开挖施工一、大跨段工程概况原设计大跨段采用双侧壁弧形导坑施工工

4、法。结构形式跨1跨2跨3跨4开挖宽度/m25.223.521.519.1开挖高度/m17.416.114.710.6围岩级别中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越大跨段设计施工工法图 大跨段设计施工工法 中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越 我标段由匝道开挖至大跨段时，由于受输水隧道影响，隧道停工2个月。输水隧道影响结束时，在紫之隧道全线六个标段中，我标段剩余工程量最多，工期最为紧张。因此，大跨段的安全快速施工成为重中之重。 如按隧道常规施工工艺，大跨段采用双侧壁弧形导坑工法施工，大跨段开挖支护施工最少需4-5个月，且东、西两线需组织两台大

5、跨衬砌台车方能满足施工需要和施工安全。 经多方研究和论证，决定大跨段施工采用以下施工方法：中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越大跨段施工工法-一1、大跨段施工采用双侧壁导洞中的一个导洞先行，同时优化该导洞的高度、宽度，满足大型设备通行；2、大跨导洞施工完成后，直接进行三车道施工；3、三车道施工200米后，增加工作面开始由三车道返向施工剩余大跨段工程；4、东、西两线通过合理调整施工工序，采用1台大跨段衬砌台车依次完成东、西两线大跨段衬砌。 大跨段导洞施工 本方案实施后，我标段用时1个月顺利通过大跨段提前进入三车道施工，为三车道施工节省工期3个月；节省大跨衬砌台车一部，

6、约计费用150余万元。中铁三局集团有限公司西南公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越大跨段施工工法-二 大跨段返向施工中，原设计为双侧壁弧形导坑法，现场施做导洞过程中发现大跨段围岩较好。为满足剩余大跨部分的快速施工及一台衬砌台车施工工期需要，我标段对剩余大跨部分开挖支护进行了工法优化，即剩余部分不采用双侧壁导坑法开挖，改用三台阶法施工，同时保留先行导洞的侧壁支撑。 为保证施工安全，项目部制定以下措施：1、加强监控量测频率，以监测数据指导施工；2、增加监测项目，在拱架上布置应变片；3、储备临时支撑，在监控数据出现异常时，能及时架设临时支撑；4、缩小台阶一次开挖进尺。中铁三局集团西南工程有限公司

7、知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越大跨段返打施工照片导洞至三车道施工照片中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越大跨段施工工法-三 大跨段共计四种衬砌断面形式，我项目部采取和台车厂家共同研发方式，共同开发了可变形式大跨衬砌台车，该衬砌台车具有以下特点：1、1部台车可满足四种衬砌断面形式；2、台车每次变形速度快（每次约计5天）；3、台车受力结构稳定，浇筑方式等同于一般衬砌台车，两天可浇筑一环衬砌。大跨台车示意图中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越大跨段衬砌台车及衬砌图大跨段衬砌台车已成型大跨段衬砌中铁三局集

8、团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越一、紫之隧道V标周边环境 本标段采用一对匝道进洞，匝道位于杭州市西湖区王家坞和老东岳社区中间地带，隧道埋深较浅（1530m），隧道沿线山体两侧均为密集居民区，经调查民房均为上世纪80年代建造，房屋基础均为回填片石，无圈梁结构，且后期私自加高、加宽现象普遍，房屋质量偏差。 北匝道东线距最近房屋17米，北匝道西线距最近房屋22.8米。第二部分 临近构筑物隧道控制爆破施工技术中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越二、匝道与周边构筑物位置关系中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越 法华寺于1999

9、年经浙江省佛教协会和原东岳村委会复建，2003年建成。法华寺部分围墙已经开裂、缺损；寺庙正门口的两个雕塑部分已经缺损；两个新建石塔的塔尖和法华寺牌坊上粘结的雕刻已松动；建筑物上的瓦片部分已掉落等。 杭州市法华寺的部分建（构）筑位于隧道线路上方，此段隧道埋深约40米。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越正洞与法华寺位置关系中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越 杭州市西区输水隧洞修建于1993年，主要功能为输送自来水，结构形式为圆形断面，开挖直径3.6m，无初期支护，衬砌后直径2.9m，衬砌厚35cm，为素混凝土结构。 该输水隧洞作为杭州市为

10、数不多的水工隧道，供应着杭州市城西自来水。 本隧道与西区输水隧洞最小距离36m。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越与输水隧道相对位置关系图中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越三、爆破的器材和相关规范1、爆破器材及监测仪器炸药：2号岩石乳化炸药 2号岩石乳化炸药是以硝酸铵为主要成分，通过油相、水相溶化配制和二次乳化制备成油包水型乳胶基质，经过化学物理复合敏化制成的外观呈乳白色胶状炸药。其特点是不粘手、威力大、烟尘少、抗水性好。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越雷管： 采用毫秒延期导爆管雷管（俗称：毫秒雷管）、

11、半秒延期导爆管雷管（俗称：半秒雷管） 毫秒雷管分为1段、3段、5段、7段、9段、11段、13段、15段、17段，不同段位延时长度见下表： 半秒雷管分为1段、3段、5段、7段、9段、11段、13段、15段， 不同段位延时长度见下表：毫秒雷管段位1357911131517延时长/ms15501102103104606508801150半秒雷管段时长/s瞬时0.511.522.753.54.5中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越起爆方式：微差延时爆破，装药采用不耦合间隔装药，并采用塑料导爆管起爆系统起爆。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争

12、第一勇于跨越，追求卓越TC4850爆破测振仪（成都中科测控有限公司 ） TC-4850爆破测振仪是一款专为工程爆破设计的便携式振动监测仪。该仪器体积小、重量轻、耐压抗击、可靠易用，配接相应的传感器能完成加速度、速度、位移、压力、温度、湿度等动态过程的监测、记录、报警和分析。监测仪器中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越四、爆破规范爆破规范为爆破安全规范（GB6722-2003），具体规范要求见下： “6.2 爆破振动安全允许距离 6.2.1 评价各种爆破对不同类型建（构）筑物和其他保护对象的振动影响，应采用不同的安全判据和允许标准。 6.2.2 地面建筑物的爆破振动判

13、据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度和主振频率；水工隧道、交通隧道、矿山巷道、电站（厂）中心控制室设备、新浇大体积混凝土的爆破振动判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度。”安全允许标准如下页：中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越 根据规范确定本隧道为浅孔爆破，爆破频率为50100HZ，根据规范，相关构筑物震速标准为：2.73.0cm/s。我项目部根据爆破评估报告及周围环境、房屋质量，确定本隧道爆破震速要求为不高于1.0cm/s。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越五、具体调整爆破实施情况隧道开挖钻爆设计 洞身开挖分上下台阶爆破，洞身上

14、台阶分为掏槽爆破和压顶爆破，下台阶为左、右侧分开爆破。掏槽爆破时在地面建筑物一侧打两排减震孔，压顶爆破时左右侧分开爆破。钻孔深度1.1米，循环进尺1.0米，炮眼孔径为42mm，炮眼利用率为9095%，药卷直径32mm；上台阶开挖断面52.5m，每一循环耗炸药量20.3kg，单耗0.58kg/m3；下台阶开挖断面34.5m，每一循环耗炸药量35.12kg，单耗0.58kg/m3；周边眼间距E=0.55m，最小抵抗线V=0.60m，相对距E/V=0.75，装药不耦合系数D=4.0。爆破单段最大装药量控制在6.0kg以内，循环进尺1.0m，爆破振速控制在1.0cm/s以内。中铁三局集团西南工程有限公

15、司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越控制爆破的方法 对于浅埋隧道“短进尺，弱爆破，多循环，强支护、早封闭、勤测量”是爆破开挖施工的基本原则。 采用控制爆破技术和控制炸药单耗实现降低爆破振动强度，减少对爆破施工区段建筑物的影响，尽量减轻对围岩扰动，充分利用围岩自有强度维持隧道的稳定性，有效地控制地表沉降，控制隧道围岩的超、欠挖，达到规则的轮廓成形。 对于城市浅埋隧道，采用光面爆破和先进的掏槽减震技术是前提；实施毫秒延时，降低单响药量爆破是关键；控制爆破规模，即控制一次起爆药量也是降低爆破振动的保证。具体的要求为： （1）以爆破施工全过程的安全实时监测为依托，全面、超前掌握围岩和应保护建筑物的安

16、全动态，指导施工安全； （2） 以降低爆破振动、爆破对围岩的损伤为重点，制定科学、合理的施工方案，采取有效的综合措施，确保隧道附近建筑物的安全。 （3） 以实施信息化施工为手段，加快反馈速度，及时调整爆破参数，优化设计，有效的控制爆破对环境的影响。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越控制爆破具体办法如下： 1）、首先通过萨道夫斯基经验公式，计算出最小单段药量，根据最小单段药量，改进掏槽形式，使其满足经验公式要求。 2）、通过现场爆速的监测数据和洞内爆破的质量，继续调整爆破参数。 3）、首先从最安全的爆破形式逐步进行改进，最终达到建筑物安全、隧道爆破质量好、隧道开挖快

17、速、开挖作业成本低几个目标点平衡。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越六、具体调整爆破参数情况1、改进掏槽方式，选用多级楔形掏槽+毫秒雷管掏槽模式，采用先爆破掏槽部分、后压顶爆破方式。（具体爆破布孔及参数见下图）中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越监测数据为：隧道掏槽产生的爆速为： 隧道掏槽单段最大装药量3.6kg，产生的爆速为：0.911.13cm/s压顶产生的爆速为：压顶单段最大装药量4.4kg产生的爆速为：0.630.76cm/s。结论：隧道控制爆破中，振动与单段药量有直接关系，单段药量越大，振动越大；掏槽爆破产生振速较大。中铁三局

18、集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越 2、采用与上述同样装药方式，改用半秒雷管替代毫秒雷管（具体爆破布孔及参数见下图）中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越隧道掏槽产生的爆速为： 隧道掏槽产生的爆速为：0.781.01cm/s压顶产生的爆速为： 压顶产生的爆速为：0.610.71cm/s。结论：由于采用半秒雷管，振动波的叠加效应减弱，减少约为：15%18%。监测数据为： 中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越 3、采用毫秒雷管和半秒雷管一次爆破的方式，并在隧道周边眼中间布设减震孔。（具体爆破布孔及参数见下图）中铁三局集团西

19、南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越六、洞口爆破对楼房等主要构筑物影响的计算隧道洞口段最近距离的房屋为22.8m，进洞50m采用机械开挖，之后进行爆破施工，爆破工作面距房屋为72.8m,按照爆破安全规程GB6722-2003进行验算如下：(1)爆破震动安全距离验算爆破振动安全允许距离 ， 式中： R爆破振动安全允许距离，单位为米（m）；Q炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为千克（kg ）；本工程洞口段下台阶一次爆破总药量Q=35.12kg，单段最大起爆药量Q=12.76kg；V保护对象所在地质点振动安全允许速度，单位为厘米每秒（cm / s ），本工程取V0.

20、5cms；K、与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，可按下表选取，或通过现场试验确定中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越K值和值与岩性的关系本项目根据围岩情况，确定本隧道K，取值分别为：200, 1.8。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越空气冲击波的安全验算 裸露爆破时空气冲击波的安全允许距离可按 公式 计 算， 爆破经过修正，按照公式： 计算：式中：RR：空气冲击波对掩体内人员的最小允许距离，单位（m）；Kn：修正系数，保守取值10；Q：次爆破的炸药量，秒延时爆破取最大分段药量计算，毫秒延时爆破按一次爆破的总药

21、量计算，单位为千克（kg）。本工程匝道爆破设计中最大段起爆药量为35.12kg，根据公式计算，R=32.75米，进洞后50m才开始爆破施工，爆破时所有人员均撤离至洞外，因此，空气冲击波安全距离符合爆破安全规程GB6722-2003规定。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越爆破飞石的安全验算飞石安全距离的确定： R=20Kn2W 式中：R：个别飞散物的安全允许距离，单位为（m）；K：安全系数，选1.5；n：爆破作用指数，掏槽眼为抛掷爆破，选2。W：最小抵抗线，m，本工程选1.0则：R=20*1.5*22*1=120m为防止飞石伤人，在爆破施工时应做好防护措施。中铁三局

22、集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越七、飞石防护方案 为保证周围构筑物及行人、车辆的安全，确保工程施工进度，每天计划安排2个循环，按照爆破施工作业方法，1个循环1个洞口需要爆破2次，因此每天2个循环2个洞口需要爆破8次。根据隧道爆破作业的特殊性，如果采取临时封道措施，每次封道时间最少40分钟以上，显然本工程施工时采取封道措施不现实。因此爆破作业时，为确保周边安全，必须做好安全周密的防护措施。本工程根据现场实际情况，做了如下三道防护措施：中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越第一道防护措施： 为防止飞石伤人，在洞内距洞口200米范围内爆破时，距爆破作

23、业面40米采用钢架台车加竹条板封堵形式防护措施，爆破时贴近围岩安放（留一定间隔便于火药气体顺利排放），断面防护要求不留任何死角（爆破时任何角度产生的飞石均能控制在防护台车以内），台车可在防护断面顶部两侧设计分解结合支架。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越第二道防护措施：为防止从第一道防护措施穿过的飞散物，在洞口安装可移动式炮被，洞内200米范围内起爆时，用炮被将洞口全断面封堵，爆破结束后收起。炮被由废旧车胎制成，有较高的强度、弹性和韧性，不易折断，具有透气好，安全系数高的特点，并有一定的重量，不会被爆炸气浪抛起，可修复、多次重复使用，炮被厚度不小于1厘米，编织严实

24、，四面用钢丝扎紧，能够有效的减小爆破冲击波及飞溅物。第三道防护措施：洞内爆破时，洞口对面加油站所有设施及人员已撤离，两侧围墙上均安装3米高的声屏障，即能防声又能阻止飞石；同时利用洞口对面的楼房进行防护，楼房高度为8米，大于洞顶标高，楼房至东侧围挡之间采用密目网加棚布固定在用钢管架上，高度为6米，大于洞顶标高，这样在洞口北侧形成了一个全封闭的安全屏障，成够全面的阻止爆破冲击波及飞溅物。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越防护结构示意图及防护照片第三道防护第二道防护第一道防护中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越八、结论 本项目共计调整爆破参数

25、27次，采集震速数据133组， 最终研究及用实际数据验证的结论为： (1)、控制单段药量为控制爆破的关键。隧道掘进爆破中掏槽孔的单段药量最大，控制隧道掏槽孔单段药量并改进掏槽孔的布置是隧道控制爆破成功的关键。 (2)、微差延时爆破时，非电毫秒雷管各段位间的爆破振动波会产生叠加，振动波叠加会造成最大单段药量产生的爆破振动增加15%18%。非电半秒雷管不会产生振动波的叠加。 （3）、布设减震干扰孔可阻止应力波的继续传播，使应中铁三局集团有限公司西南公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越 力波的能量在孔中得到转换和释放，波形会发生畸变，降低了应力波的传播能量。 （4）、控制爆破是动态的调整过程，根

26、据围岩节理、强度不同要及时调整爆破参数。现场振动监测至关重要，及时反馈振动数据有助于规范施工，优化爆破数据，更加确保施工的安全。 （5）、对于断面更大的隧道，可采用分区爆破或缩短一次开挖进尺，可控制隧道爆破产生的振动。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越第三部分 文明施工情况汇报 城市施工作业空间有限，周围人员密集，环保、水保要求高。为了保护环境，合理规划作业空间，隧道施工生产中形成大量土石方堆弃、洞内涌水及废水排放、洞内通风系统及扬尘、噪音治理是环境保护实施的重点。文明施工控制要点 1、施工前期通过对现场的熟悉，掌控隧道区间范围内土建工程施工主要环境要素。 2、项

27、目部在施工的全过程中，根据客观存在的粉尘、污水、噪声和固体废物等因素，实施全过程污染预防控制，尽可能地减少或防止不利的环境影响。 3、预防为主，加强宣传，全面规划，合理布局，改进工艺，节约资源，为企业争取最佳经济效益和环境效益。 4、严格遵照国家和地方政府部门颁布的环境管理法律、法规和有关规定及对环境保护的管理规定。 针对上述文明施工控制要点，我项目部进行如下控制：中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越1） 噪声污染控制 我项目施工区域处于居民密集区，为了减少对附近居民生活所造成的噪音干扰，在靠近居民楼的两侧围挡上均安装3米高的声屏障，通过声屏障阻止直达声的传播，给周

28、边居民创造一个相对安静的生活环境。同时采用低噪音设备，以及通风机移至洞内等措施降低噪声污染。施工现场声屏障中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越2） 自动洗车轮设备 我项目部积极响应地方建委要求，及时安装自动洗车轮设备，该自动冲洗设备利用高压水嘴对车辆的轮胎及底盘等部位进行高压冲洗，可自动完成清洗的工作，并安排专人对车轮的清洁度进行监督，防止施工进出车辆将泥土带入城市道路，污染城市道路。自动洗车轮设备正在冲洗作业中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越3） 碴场及洞口喷淋设备 施工现场为了更好的抑制弃碴场弃碴产生的扬尘，在弃碴场周边围挡设置喷淋设备，有效的抑制了出碴车倾倒碴土产生的扬尘。同时在洞口顶部设置喷淋设备，有效抑制来往车辆的扬尘。施工现场喷淋设备正在降尘作业施工现场弃碴场中铁三局集团西南工程有限公司4） 除尘风送式喷雾机（简称雾炮） 为了弥补碴场喷淋设备的局限性，进一步抑制扬尘，我项目部购入移动式除尘风送式喷雾机，对