济南高速铁路隧道施工与管理（共50）

隧道施工与与管理2016.9.济南前言隧道施工质质量安全是是铁路项目目建设管理理的重点；；长昆段地地处山区，，隧道多处处在软弱围围岩、浅埋埋、偏压地地段。它所所占比例大大，施工难难度大，安安全风险大大，质量要要求高。隧隧道施工质质量安全是是整个项目目管理的重重中之重；；借此机会会和大家共共同交流一一些隧道施施工与管理理方面的体体会。通过过交流能够够在接下来来的工程实实施过程中中注意去认认识隧道、、管理隧道道。确保隧隧道质量合合格运营安安全，实现现建不朽工工程的要求求。内容提要一、隧道建建设管理1.安全管理依依据（文号号及要点））2.质量管理依依据3.公司质量安安全规定二、隧道施施工管理1.施工准备2.预加固3.开挖与支护护4.超前预报5.风险评估6.防排水工程程7.仰供与填充充8.量测与观测测9.衬砌10.应急预案11.施工资料12.验收一、隧道概述据不完全统统计，从2006年到2010年目前为止止，4年多时间内内，发生塌塌方事故28起，死亡71人，其中掌掌子面后方方“关门”坍方占47%，事故发生之之频繁，死死亡人数之之多，令人人心痛，尤尤其是非掌掌子面关门门坍方施工工。究其原原因，除个个别地质和和环境的复复杂性外，，主要原因因是技术措措施不合理理、施工方方法不当、、施工工艺艺不到位、、现场管理理薄弱等。。因此，提提高对隧道道施工的质质量安全认认识，加强强隧道施工工管理，提提高施工水水平，做到到“三超前、三三紧跟、四四到位、一一强化”，对杜绝工工程质量安安全事故的的发生十分分重要。为为规范管理理，积极推推行隧道施施工标准化化，为控制制隧道变形形和塌方，，应从以下下12方面予以高高度重视。。备注：三超前：超前预报、、超前加固固、超前前支护。三紧跟：支护紧跟、、仰供紧跟跟、二衬紧紧跟。四到位：工法选择到到位、工艺艺施作到位位、工序衔衔接到位、、光爆实施到位位。一强化：强化量测隧道施工--1隧道施工准准备资源配置设备配置与与隧道施工工设计方案案相匹配，，为主流通通用机械，，成龙配套套，并具有有一定的先先进性。按按照超前地地质预报、、开挖、支支护、衬砌砌工序等组组建专业架架子队，架架子队实行行劳务管理理，坚决杜杜绝包工队队“毒瘤”。大临规划大临规划按按分离、分分区、有利利、封闭和和安全原则则布置。分离即生活和生生产区分离离，生活区区宜布置不不受生产区区噪音干扰扰且上下班班安全方便便地段。分区即生产区分分区布置在在隧道洞口口附近两侧侧，分为机机加工区、、配电打风风区、材料料区等区域域。有利即布置有利利于施工、、有利于职职工上下班班，有利于于施工便道道布置。封闭生活和生产产区封闭管管理。安全即生产和生生活区避免免不良地质质地段，满满足防洪要要求，同时时便道等大大临修建不不影响隧道道主体工程程安全。隧道施工--1隧道施工准准备施工图核对对在施工前，，认真组织织审核施工工图纸，了了解设计意意图、设计计标准，熟熟悉设计内内容，核实实现场地形形、地表和和地质（含含水文），，结合实际际对施工图图提出意见见，使其更更加完善合合理。核对对发现问题题汇总后会会同业主、、设计、监监理研究解解决，未书面答复复前施工单单位不得擅擅自施工及及变更。原材料根据原材材料需要要量计划划组织其其进场，，按规定定地点和和方式储储存或堆堆放，进进场后，，应进行行各项材材料试验验、检验验。不得使用用不合格格的原材材料，不不得使用用铁道部部已经公公示为不不合格产产品，杜杜绝不检检使用和和未检先先用的现现象，加加强粉煤煤灰和外外加剂质质量管理理，严格格地材稳稳定性监监控。隧道施工工--1超前预报报隧道施工工--2设计一般般根据地表探测测和少量的的地质钻孔孔，来推断断地下深深处的隧隧道地质质条件，，往往与实际地地质条件件存在差差异。除设计计阶段加加强地质质勘察外外，施工工阶段也也必须进进行超前前地质预预报工作作，这一一点尤为为重要，，应把地质超前前预报作为一个个工序纳入生产产过程。。预报主要要内容：（1）开挖面面前方的的地质情情况；（2）围岩整整体性、、断层、、软弱破破碎带在在前方的的位置和和对施工工的影响响；（3）地下水水活动情情况等。。超前预报报隧道施工工--2地质预报报方法主要有：：地质素描描、TSP203、地质雷雷达、红红外线探探水、超超前钻探探（含加加深炮孔孔）等方法优点缺点TSP法(1)一次预报距离长。在软岩条件下探测距离为100～150m；在硬岩条件下探测距离为150～200m。(2)一次占用掌子面时间约30min，对施工干扰少。(3)对断层破碎带构造预报准确度较高。(1)对岩溶预报的准确性不高。(2)对地下水无法预报。(3)费用较高。地质雷达(1)对断层破碎带有较高的预报准确性，对岩溶预报有一定的准确性。(2)基本不占用掌子面，对施工干扰少。(1)对地下水无法预报。(2)一次预报距离较短，一般为10～40m。(3)费用较高。超前水平钻探(1)可根据工程需要选择合适的钻机，一次预报距离可以选择。(2)预报的准确度很高。(3)浅孔钻探基本不占用施工时间，费用较低。(1)深孔钻探需要专用钻孔机械。(2)深孔钻探占用掌子面时间较长。(3)费用高。(4)一孔之见，较难形成面的概念。红探水(1)对水构造能定性判定。(2)费用低。(3)不占用掌子面时间。(1)对水量大小无法预测，对断层破碎构造无法预报。(2)预报距离短，一般为20～30m。超前预报报隧道施工工--2不良地质质预报要要求：（铁建建设〔2008〕105号）断层预报报应以地质质调查法法为基础础，以弹弹性波反反射法探探测为主主，必要要时采用用红外探探测及超超前钻探探法验证证。岩溶预报报应以地质质调查法法为基础础，以超超前钻探探法为主主，结合合多种物物探手段段进行综综合超前前地质预预报，并并采用宏宏观预报报指导微微观预报报，长距距离预报报指导中中短距离离预报的的方法。。瓦斯预报报可采用地地质调查查法为基基础，超超前钻探探法为主主，结合合多种物物探手段段进行综综合超前前地质预预报。涌水、突突泥预报报可采用地地质调查查法为基基础，以以超前钻钻探法为为主，结结合多种种物探手手段进行行综合超超前地质质预报。。超前预报报隧道施工工--2参建各方方都应该该重视施施工阶段段超前地地质预报报工作，，建立责责任制，，明确责责任和分分工。高高和极高高风险隧隧道，必必须进行行超前地地质预报报的专项设计计。（铁建设〔2010〕120号）连续两循循环搭接长度度：超前水水平钻孔孔不小于于5-8m，地质雷雷电探测测和红外外探水应应大于5ｍ，弹性性反射法法和高分分辨直流流点法10ｍ以上，，加深炮炮孔较爆爆破孔深深3ｍ。（（铁建设〔2008〕105号）超前加固固与支护护隧道施工工--31.超前加固固超前加固固主要是是采取注注浆加固固，注浆浆加固是是利用注注浆设备备把配制制好的具具有凝胶胶性能的的浆液注注入地层层，浆液液凝胶后后充填裂裂隙和胶胶结土砂砂颗粒，，形成整整体，提提高岩体体的自稳稳能力，，稳定开开挖面和和止水，，保证隧隧道施工工安全。。常用的围围岩加固固方法是是注浆法法。注浆浆法主要要分全断断面注浆浆、局部部注浆两两种。在断层破破碎带和和软弱地地层，特特别是富富含水时时，必须须对围岩岩进行超超前加固固，改良良地层，，确保隧隧道安全全施工。。必须配备备专业队伍伍、专业设备备，进行专项设计计，保证加加固效果果。无论是全全断面注注浆，还还是局部部注浆，，都要求求必须配配备先进进的钻孔孔注浆设设备，必必须采取取信息化化注浆。。超前加固固与支护护隧道施工工--3全断面帷帷幕注浆浆局部注浆浆超前加固固与支护护隧道施工工--3注浆加固固范围纵向加固固长度应应根据钻钻机能力力和地层层特点确确定，一一般为20～30m。特殊地地层条件件下，应应及时调调整纵向向注浆加加固长度度，否则则既影响响进度，，又影响响质量。。环向加固固厚度一一般为3～5m，局部可可增加到到5～8m。全断面帷帷幕注浆浆宜采用用通过上上台阶进进行全断断面注浆浆和无工工作室管管棚施工工技术。。全断面帷帷幕注浆浆结束后后，必须须进行注注浆效果果检查评评定，未未进行注注浆效果果评定不不得开挖挖。隧道施工工--3预加固与与支护上断面进进行全断断面注浆浆设计上断面进进行全断断面注浆浆照片预加固与与支护注浆信息息化管理理齐岳山隧隧道F11断层无工工作间管管棚施作作录像隧道施工工--3预加固与与支护施工缝未未采取防防水措施施。隧道施工工--32.超前支护护常用的超超前支护护方式有有超前大大管棚和和超前小小导管两两种。（1）超前大大管棚大管棚是沿沿开挖轮轮廓线以以较小的的外插角角、向开开挖面前前方打入入钢管构构成的棚棚架来形形成对开开挖面前前方围岩岩的预支支护超前大管管棚一般般是在对对沉降有有严格要要求时使使用，适适宜于浅浅埋洞口口、堆积积体、砂砂土质地地层、断断层破碎碎带地层层，以及及下穿公公路、铁铁路、地地面建筑筑物时采采用。大大管棚一一般采用用φ70mm～φ159mm的钢管，，纵向长长度10～100m根据工程程需要设设置。纵向两组组管棚搭搭接长度度≮3ｍ，纵向向同一截截面接头头数不大大于50％，相邻邻钢管接接头至少少错开1ｍ。预加固与与支护隧道施工工--3洞内大管管棚（2）超前小小导管超前小导导管是在在隧道开开挖前，，沿隧道道开挖轮轮廓线外外按一定定角度打打入直径径为32~70mm，长度3~5m的带孔钢钢管，利利用钢管管注浆，，并与钢钢架连成成一体进进行围岩岩加固的的超前支支护方式式。超前小导导管是在在对施工工安全要要求较高高的条件件下使用用。在破破碎围岩岩、堆积积体、砂砂土质地地层、断断层破碎碎带中普普遍采用用。当地层卡钻严严重时，可采采用自进式锚锚杆。小导管一般采采用φ32mm～φ60mm的钢管，纵向向长度2.5～6m根据工程需要要设置。小导管必须注注浆以加固围围岩且提高钢钢管刚度起到到棚护作用，，孔口露出喷喷砼面15cm,与拱架焊接。。预加固与支护护隧道施工--3预加固与支护护超前小导管隧道施工--33.初期支护初期支护是为为了及时封闭闭开挖后的围围岩，控制围围岩的变变形和松弛弛，充分发挥挥围岩自身的的支护作用，，并和二次衬衬砌共同形成成结构承担荷荷载。初期支护方式式：锚网喷；；锚网喷+钢拱架，钢架架形式有格栅栅钢架、工字字钢、H型钢。特殊地地质条件下使使用喷钢纤维维混凝土。初期支护受力力特征：隧道道开挖后短时时间或变形量量小时，初期期支护与地层层共同承受形形变压力。支支护不及时或或支护后变形形量过大，岩岩体松动后荷荷载加大，由由初期支护完完全被动地承承受松动压力力。因此，必必须保证初期期支护的强度度和刚度，及及时支护，控制变形形。预加固与与支护隧道施工工--33.初期支护护喷砼：喷射混凝凝土应采采用湿喷喷工艺。。初期早期期强度24h不小于10Mpa。锚杆：应沿隧道道轮廓线线法线方方向，并并尽可能能与围岩岩主要节节理面相相垂直，，中空锚锚杆必须须注浆，，垫板安安装与岩岩面密贴贴。钢筋网：：钢筋网铺铺设应贴贴近岩面面，并与与锚杆相相焊接固固定，搭搭接长度度1～2格，喷砼砼保护层层不小于于3ｃｍ。拱架：严禁钢钢架两侧侧同时开开挖接长长，钢架架间距不不超过±10cm，单元间间螺栓连连接满扣扣，底脚脚支撑应应与基岩岩接触稳稳固，避避免悬空空或不实实；钢拱拱架与岩岩面间空空隙必须须用喷射射混凝土土填充密密实，严严禁充填填片石或或其他材材料。预加固与与支护隧道施工工--3铁建设〔2010〕120文件：双线隧道道Ⅳ、Ⅴ级围岩采采用台阶阶法开挖挖时，必必须设置置锁脚锚锚杆（管管）等控控制拱（（墙）脚脚位移的的措施。。双线隧道道Ⅴ级围岩应应设置横横向临时时支撑或或临时仰仰拱，临临时支撑撑采用型型钢，纵纵向每2榀设1处。钢拱架宜宜采用八八字节格格栅拱架架。钢拱架应应工厂化化制造，，出厂前前必须进进行检验验、试拼拼装。喷混凝土土原则上上采用湿湿喷工艺艺，特殊殊地质条条件下可可另行设设计。预加固与与支护隧道施工工--31.开挖工法法客运专线线常用的开开挖工法法有全断断面法、、台阶法法、环形形开挖预预留核心心土法、、三台阶阶七步流流水法、、双侧壁壁导坑法法等。现场施工工应严格格执行设设计工法法，不得擅自自更改、、如需要要变更必必须履行行手续。隧道开挖挖采用光光爆设计计，尽量量减少对对围岩的的扰动，，控制变变形、减减少超欠欠挖，避避免应力力集中。。开挖隧道施工工--4（1）全断面面法全断面开开挖法是是按设计计断面将将隧道一一次开挖挖成型，，再施做做初支和和二次衬衬砌的隧隧道开挖挖方法，，长昆段段Ⅱ级围岩采采用此法法。开挖隧道施工工--4初期支护护：Ⅱa、Ⅱb:喷砼5cm,拱部局部部设置22中空锚杆杆开挖台车钻眼眼施工自制台架架施工隧道施工工--4开挖光面爆破破隧道施工工--4（2）台阶法法：该工法一一般适合合于Ⅲ级围岩，，要求台台阶长度度不大于于1倍洞径，初期支支护仰拱拱距掌子子面距离离不大于于2倍洞径。开挖与支支护隧道施工工--4（3）环形导导坑(预留核心心土)法适用双线线Ⅲ、Ⅳ级围岩，，该方法法利用核核心土稳稳定掌子子面，然然后开挖挖两侧边边墙、中中部核心心土，最最后开挖挖仰拱。。该工法法步骤多多，工艺艺要求高高。全断面初初期支护护完成距距拱部开开挖面不不超过２２D。开挖隧道施工工--4（3）环形导导坑(预留核心心土)法开挖施工要求求：环形开挖挖进尺一一般为0.5～1.0m；开挖后应应及时施施作喷锚锚支护、、安设钢钢架支撑撑，每两两榀钢架架之间采采用连续续钢筋连连接，并并加锁脚脚锚杆；；当围岩地地质条件件差，自自稳时间间较短时时，开挖挖前施作作超前支支护;特点：开挖工作作面稳定定性好施工干扰扰大、工工效低隧道施工工--4（4）三台阶阶临时仰仰拱法（（或支撑撑）用于双线线Ⅴ级围岩，，该方法法台阶开开挖后及及时施作作仰拱或或支撑使使初期支支护闭合合成环。。开挖隧道施工工--4开挖76-3777776-376-26-1仰供栈桥三台阶七七步开挖挖法示意意图三台阶七七步开挖挖法（5）三台阶阶七步开开挖法一般适用用于黄土土地区隧隧道施工工，也可可用于其其它Ⅳ～Ⅴ级级围岩地段段。衬砌超前支护护隧道施工工--4铁建设〔2010〕120号文件：台阶法法施工：：上台阶每每循环开开挖进尺尺Ⅴ、Ⅵ级围岩不不大于1榀钢架，，Ⅳ级不大于于2榀。边墙开挖挖进尺不不大于2榀。仰拱开挖挖前必须须完成钢钢架锁脚脚锚杆（（管），，每循环环开挖进进尺不大大于3m。初期支护护封闭成成环位置置距掌子子面距离离原则上上不宜不不大于2倍洞径.根据地质质、量测测情况，，设置临临时支撑撑或仰拱拱，临时时支撑采采用型钢钢，纵向向每2榀设1处。开挖隧道施工工--4（4）双侧壁壁导坑法法该工法适适用双线线Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩，，在特大大断面等等特殊条条件下采采用。该该工法先先开挖隧隧道两侧侧导坑，，再进行行中部开开挖支护护。工法法特点：：控制沉沉降变形形好，但但连接点点多，受受力复杂杂，对工工艺要求求高。开挖隧道施工工--4防排水工工程隧道施工工--5基面处理理：围岩渗漏漏水采用用引排措措施，清清除基面面外露钢钢管及钢钢筋头，，用水泥泥砂浆抹抹平，初初期支护护表面平平整度用用2m直尺进行行检查，，达到验验标要求求。排水盲管管：纵环向排排水盲管管采用三三通联接接，用锚锚钉和防防水板窄窄条固定定在岩面面上。缓冲层铺铺设：缓冲层材材料采用用无纺布布垫层，，用塑料料焊圈射射钉固定定，拱部部间距0.5～0.8m，边墙间间距0.8～1.0m，底部1～1.5m，呈梅花花形排列列。防水板铺铺设：按1.1～1.2:1留松弛量量，用热热合器使使防水板板融化与与塑料垫垫圈粘结结牢固。。掌握好好温度和和时间，，防止焊焊穿或焊焊接不牢牢。防排水工工程隧道施工工--5防水板焊焊接：双焊缝焊焊接，每每焊缝不不小于15mm，搭接宽宽度15cm，避免漏漏焊、假假焊、烤烤焦、焊焊穿现象象，现场场配备灭灭火装置置，焊接接完按规规定采用用充气式式检查。。止水带固固定：中埋式止止水带连连接应采采用热硫硫化连接接的方法法，搭接接长度不不得小于于10cm，焊接缝缝宽不小小于50cm。矮边墙顶部和边边墙必须须施作防防水设施施。洞内反坡排水水，配备抽水水机的排排水能力力应大于于涌（漏漏）水量量的20%以上，并并应有备备用台数数。局部抽水水宜选用用潜水泵泵。防排水水工程程隧道施施工--5洞口截截排水水设施施防水板板及土土工布布铺设设仰供与与填充充隧道施施工--6仰拱及及时施施作，，尽快快形成成封闭闭环。。根据据部有有关要要求：：Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级围岩岩距开开挖面面分别别不得得超过过90m、50m、40m。仰拱施施工前前应清清除虚虚碴、、杂物物和积积水。。必须全全幅灌灌注，，严禁禁半幅幅施工工。仰仰拱施施工缝缝和变变形缝缝处应应做防防水处处理。。仰拱填填充严严禁与与仰拱拱同时时施工工，宜宜在仰仰拱混混凝土土终凝凝后施施作。。为减少少与出出碴运运输的的干扰扰，采采用仰仰拱栈栈桥跨跨过仰仰拱施施工地地段施施工。。仰供与与填充充隧道施施工--6隧道内内仰拱拱栈桥桥仰拱钢钢筋绑绑扎衬砌二次衬衬砌混混凝土土应连连续灌灌筑，，衬砌砌混凝凝土结结构表表面应应密实实平整整、颜颜色均均匀，，严禁禁露筋筋，不不得有有蜂窝窝、孔孔洞、、疏松松、麻麻面和和缺棱棱掉角角等缺缺陷。。衬砌砌表面面接缝缝无明明显错错台，，无渗渗漏水水，达达到设设计要要求。。坍落度度不足足，不不得擅擅自加加水，，应当当在技技术人人员的的指导导下用用追加加减水水剂的的方法法解决决。使用外外加剂剂及粉粉煤灰灰时必必须严严格计计量。。隧道施施工--7衬砌由于目目前初初支＋＋二衬衬共同同承载载的设设计方方法，，适时时进行行二次次衬砌砌对安安全施施工十十分重重要，，根据据部有有关要要求：：Ⅰ级和Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级围岩岩二衬衬距开开挖面面分别别不得得大于于200m、120m、90米，Ⅴ级、Ⅵ级不大大于70m，这些经经验数数据是是十分分重要要的，，现场场必须须严格格执行行。二次衬衬砌的的厚度度严禁禁小于于设计计厚度度，衬衬砌的的轮廓廓线严严禁侵侵入设设计轮轮廓线线。隧道施施工--7衬砌二次衬衬砌隧道施施工--7监控量量测是是在隧隧道施施工过过程中中，使使用专专用仪仪器和和工具具对围围岩和和支护护结构构的变变形、、受力力以及及它们们之间间的关关系进进行观观测，，并对对其稳稳定性性、安安全性性进行行评价价，据据此对对施工工方法法、结结构支支护参参数进进行验验证、、调整整的工工作。。是隧隧道施施工安安全的的“眼睛”。监控量量测要要作为为施工工组织织设计计一个个重要要组成成部分分，纳纳入施施工工工序，，由专人负责，，建立等等级管管理、、信息息反馈馈和报报告制制度。。建立最最大日日变形形量和和累计计变形形量的的风险险预警机机制；监控量量测与与观测测隧道施施工--8围岩监监控量量测最最核心心的环环节是是量测测后的的数据据整理理和数数据回回归分分析，，根据分分析结结果调调整支支护参参数，，并及及时将将量测测数据据和分分析结结果反反馈给给设计计、监监理单单位，，设计计单位位验证证后应应及时时根据据量测测数据据调整整设计计参数数，施施工单单位按按变更设设计进行施施工。量测结结果是是用于于指导导施工工和安安全质质量管管理，，坚决决反对对量测测工作作中的的表面面文章章、流流于形形式、、走过过场和和虚假假现象象，把把量测测工作作落到到实处处。监控量量测与与观测测隧道施施工--8监控量量测主主要包包括拱拱顶下下沉和和水平平收敛敛。目目前采采用有有尺量量测和和无尺尺量测测。为为确保保量测测数据据准确确和操操作方方便，，大断断面隧隧道宜宜使用用无尺尺量测测。无尺量量测有尺量量测隧道施施工--8监控量量测与与观测测铁建设设〔2010〕120文件：：隧道浅浅埋、、下穿穿建筑筑物地地段，，地表表必须须设置置监测测网点点并实实施监监测。。隧道监监控量量测必必须设设置专专职人人员，，培训训后上上岗，，实行行专业业化管管理，，城市市隧道道要引引入第第三方方监测测。量测断断面布布置间间距Ⅳ级围岩岩10m（规程程10～30m）、Ⅴ级围岩岩5m（规程程5～10m）。拱顶下下沉或或水平平收敛敛速率率达5mm/d或位移移累计计达100mm时，要要暂停停施工工，分分析产产生原原因，，提出出处理理措施施。（这些些经验验数据据是十十分重重要的的）。量测和和观测测隧道施施工--830cm4cmΦ20钢筋φ8钢筋采用有有尺量量测时时，测测点挂挂钩要要做成成闭合合三角角形，，保证证不变变形、、点接接触，，埋点不不得焊焊接在在钢架架内。。根据《铁路隧隧道风风险评评估与与管理理暂行行规定定》（铁建建设〔2010〕200号）规规定，，承建建单位位施工工前对对承担担施工工的全全部工工程进进行施施工阶阶段风风险评评估，，评估估侧重重于隧隧道塌塌方、、瓦斯斯、突突水突突泥、、岩爆爆、大大变形形等典典型风风险，，实时时风险险监测测