尤溪隧道综合施工技术交流

尤溪隧道综合施工技术交流第一页，共71页。目录工程概况及原设计工区布置1工程特点及重难点2总体施工组织方案与优化调整

3尤溪隧道施工关键技术

4快速施工综合管理技术

5第二页，共71页。1.1隧道工程概况

尤溪隧道位于福建省境内，起于三明市沙县南阳乡大基村，止于三明市尤溪县西城镇新坑村。进口里程DK369+670；出口里程DK382+644，隧道全长12974m。隧道设辅助坑道2座，分别为：秀村口斜井，溪口尾斜井。本标段承担：尤溪隧道溪口尾斜井至隧道出口段施工任务，里程DK375+856～DK382+644，长度6788m；溪口尾斜井位于尤溪县秀村原小学附近，与隧道相交里程为DK377+115，斜井长1204米、平均坡度11.21%、采用单车道+错车道断面，原设计净宽5.5m、净高6.0m，每隔250米设30米长错车带，斜井与隧道接口成正交。1.2原设计平面布置原设计工区布置示意图见“图1-原设计工区划分示意图”1隧道概况及平面布置第三页，共71页。1隧道概况及平面布置图图1原设计工区划分示意图第四页，共71页。1隧道概况及平面布置图溪口尾斜井场地布置图第五页，共71页。

2工程特点及重难点2.1设计标准高⑴设计速度目标值高，结构的稳定性要求高，设计寿命长（100年）。⑵隧道采用耐久性砼，保证结构物的耐久性。⑶设计行车速度为200km/h客货共线，并预留250Km提速条件。2.2地质复杂地质复杂、断层多、水量大。本隧道在本标段内穿越F5、F6、F7、F8、F9、F10等6个断层影响带，其中F5断层属区域性扭性断层，断层规模大，可见宽度约45米，依据地勘资料显示，为强富水断层，预测涌水量为7386m3/d。第六页，共71页。2工程特点及重难点2.3隧道独头掘进长，通风难度大尤溪隧道为10Km以上特长隧道，为加快施工进度，实施长隧短打，设置了斜井辅助坑道。但每一个作业面的承担任务较大，独头掘进距离长，给施工组织带来很大压力。施工通风难度加大，如何有效的解决施工中的通风问题也是我们的重难点。2.4尤溪隧道工程施工任务重、工期紧尤溪隧道既是本标段的重点工程同时又是向莆铁路的重点工程和控制性工程。合同工期41.0月，包括隧道开挖、支护、衬砌、仰拱、沟槽及附属、无砟道床等。2.5工法转换频繁地层结构复杂，围岩类型多样，施工方法交错进行，工法频繁转换。施工组织是本项目工程的施工难点。第七页，共71页。3总体施工组织方案与优化调整3.1原设计情况尤溪隧道全长12974m，是全线控制工期工程之一。同时由于地质条件复杂，是向莆铁路重难点和控制工期工程。本标段由溪口尾斜井、出口工区组织施工。隧道掘进采用传统的钻爆法施工。各施工工作面贯通前采用长管路压入式通风为主，局部贯通后采用自然通风与机械通风相结合。隧道仰拱、拱墙、沟槽及无砟道床垫层采用纵向分段，整体浇注，一次成型。混凝土采用集中拌和，罐车运输，泵送入模。依据目前国内隧道施工技术水平和资源配置情况，确定施工进度指标见表1：第八页，共71页。3总体施工组织方案与优化调整表1双线隧道施工进度指标表指标（m/月）项目Ⅱ级围岩Ⅲ级围岩Ⅳ级围岩Ⅴ级围岩超前帷幕注浆Ⅳ级围岩Ⅴ级围岩进出口施工开挖及初期支护16014070404030无碴轨道施工2000无轨斜井施工一个工作面开挖及初期支护14512560354030无轨斜井施工二个工作面开挖及初期支护11510050304030无轨斜井井身施工200150//第九页，共71页。3总体施工组织方案与优化调整3.2原设计施工总体方案3.2.1工区划分及工期情况表2各工作面施工范围一览表和工期情况类别起始里程终点里程长度工期(月)溪口尾斜井DK377+115DK379+710259519.0尤溪隧道出口DK375+856DK377+115125911.5DK379+710DK382+644293425.0尤溪隧道按出口、斜井共2个工作面组织施工，尤溪隧道计划开工时间2008-10-1，贯通工期为38.5个月（含施工准备），无碴轨道施工2.5个月，总工期41个月。第十页，共71页。3总体施工组织方案与优化调整3.2.2主要施工方法表3开挖方法主洞开挖方法辅助导坑围岩情况Ⅴ浅埋（或Ⅳ偏压段）Ⅳ（Ⅴ深埋段）ⅢⅡⅤ和ⅣⅢ和Ⅱ施工方法双侧壁导坑法三台阶七步开挖法台阶法全断面法台阶法全断面法第十一页，共71页。3总体施工组织方案与优化调整3.2.3原设计方案存在问题①地质条件差尤溪隧道在本标段内穿越F5、F6、F7、F8、F9、F10等6个断层影响带，其中F5、F8断层更为突出。F5断层为挤压碎裂岩、糜棱岩带，挤压痕迹明显，糜棱岩和绿色构造蚀变强烈，局部有断层泥，断面舒缓波状，可见宽度约45m。属区域性压性断层。上下盘裂隙带影响宽度各约20m。围岩稳定性较差，易产生掉块，应加强支护。断层导水性较好，有泉水渗出，易产生涌水，预测Q为7386m3/d。

第十二页，共71页。3总体施工组织方案与优化调整

F8断层为挤压糜棱岩、硅化碎裂岩、构造蚀变带，挤压透镜体和擦痕发育，糜棱岩和绿色构造蚀变强烈，有辉绿岩脉侵入。属区域性压扭性断层，断层规模大，可见宽度约125m，上下盘裂隙影响宽度各约30m。断层走向穿过溪口尾水库，水库坝高12m，坝长约80m，为微型水库。位于隧道左侧约700m，隧道施工对水库总体影响不大。施工时可能产生渗水或涌水，预测Q为2407m3/d。第十三页，共71页。3总体施工组织方案与优化调整②溪口尾斜井设计单车道断面制约工期指标按设计文件斜井承担正洞DK377+115～DK379+710段2595m的正洞施工任务。斜井原设计单车道+错车道断面存在：运输效率低、影响施工通风效果、不利于反坡排水和不利于行车安全诸多问题，制约了施工进度指标从而影响整体施工工期。同时尤溪隧道原设计只有两个施工掌子面，一个掌子面施工受阻，导致全盘皆输。通过调整斜井的断面尺寸使斜井具备两个工作面同时施工能力，为整体工期提供了保证。第十四页，共71页。3总体施工组织方案与优化调整3.3施工方案优化

尤溪隧道为向莆线重难点和控制性工程，依据本座隧道的工程地质和水文地质条件及现有的设备条件和国内施工水平，要实现目标工期，必须采取一定的工程措施。为此集团公司2009年3月25日、26日，邀请了专家和建设、设计、监理等单位的人员对“向莆铁路FJ-3A标特长隧道重难点施工方案”进行论证，根据专家意见和本座隧道施工的具体条件，尤溪隧道优化和调整方案如下。第十五页，共71页。3总体施工组织方案与优化调整3.3.1溪口尾斜井断面建议由单车道变为双车道断面溪口尾斜井坡度为11.2%左右，单车道+错车道的断面尺寸难以实现计划的进度指标，为了更好的解决通风问题存在的运输效率问题，将溪口尾斜井调整为双车道断面进行施工3.3.2溪口尾斜井增设开叉支洞溪口尾斜井工区建议增设小里程方向的施工工作面，来满足工期要求；溪口尾斜井与正洞连接部位增设开岔支洞，增大连接线的曲率半径，以利于通风和运输。为斜井同时开辟了两个工作面提供前提条件。增设开叉支洞示意图见图2。第十六页，共71页。3总体施工组织方案与优化调整图2溪口尾斜井及增设开叉支洞平面示意图第十七页，共71页。3总体施工组织方案与优化调整增设的开岔支洞照片第十八页，共71页。3总体施工组织方案与优化调整3.2.3优化后工期分析尤溪隧道只要两个掌子面施工，分析工期，两个掌子面应该是相互制约的，通过上述优化和调整，溪口尾斜井具备双向施工的能力，通过超前地质预报，在地质条件许可的情况下，实现向小里程方向施工，则直接减少了关键线路上的工期。为完成合同工期，提供了有力的保证。方案优化好处：增强了运输能力，有利于通风排烟，增加了工作面，缩短了工期。优化后的工期对比表见表4。第十九页，共71页。3总体施工组织方案与优化调整表4优化后的工期对比表工区原设计情况优化后情况提前时间（月）溪口尾斜井施工范围工期（月）施工范围工期（月）斜井自身8.0斜井自身10.0DK377+115-DK379+71019.0DK377+115-DK379+58521DK375+856-DK377+11512合计27.030-4.0出口工区DK382+644-DK379+71027.0DK382+644-DK379+58531.0DK375+856-DK377+11511.5合计38.531.07.5无碴道床DK375+856-DK382+6442.5无碴道床DK375+856-DK382+6445.0-2.5总工期41.036.05.0第二十页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.1通风方案本标段承建尤溪隧道全长6788m，由溪口尾斜井和出口两个工区组织施工，独头掘进距离最长为溪口尾斜井3674m（其中斜井长度为1204m）。隧道掘进指标每月最高要到达160m以上满足工期要求，因此施工通风制约生产的重要因素，解决好施工通风将会大大改善施工作业环境，加快施工进度。4.1.1施工通风重难点①目前国内缺少对长距离辅助坑道施工通风的相关规范。②溪口尾斜井距离长、坡陡，综合坡度为11.21%，导致大型柴油车爬坡时的烟雾排放量增加，当坡度>6％时，相关计算资料不多，特别对坡度修正系数的取值较难。第二十一页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术③长管路独头掘进隧道多工作面同时施工，通风设置很难满足通风要求。④通风长度增加导致不确定因数的增多，计算结果不能准确的反映实际通风效果。⑤检、铺底和衬砌同时进行，对施工通风影响很大，对通风设备的各项指标要求更加严格。4.1.2施工通风方案的选择施工通风的目的：①为洞内人员和内燃机械作业提供新鲜空气，保持正常的洞内施工和安全生产；②稀释和排出洞内各种有害气体和粉尘，降低洞内温度；③创造良好的工作环境，确保施工进度和施工质量。第二十二页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.1.2.1施工通风方案选择本次通风方案设计宗旨满足通风目的需要，节能省电。本隧道施工方案主要考虑以长管路压入式通风为主。由于本隧道工期较为紧张，辅助坑道通风方案设计考虑污风对正洞后续工作面的影响，原则上污风由辅助坑道排出。4.1.2.2各施工掌子面独头掘进距离第二十三页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术表5各掌子面独头掘进距离和需要通风的距离序号项目名称施工里程长度（m)通风距离1尤溪隧道出口掘进DK382+644~DK379+585305930592溪口尾掘进斜井井身X2DK1+204~X2DK0+00012041204施工正洞DK377+115~DK379+58524703674施工正洞DK377+115~DK375+85612592463第二十四页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.1.2.3通风示意图图3尤溪隧道通风示意图见第二十五页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.1.3通风计算4.1.3.1风量计算（1）按洞内工作人员进行计算（高峰洞内一次最多工作人员为110人，每人按照3m3/min）Q=110×3=330m3/min（2）按允许平均风速（一般正洞取0.15m/s，辅助坑道取0.25m/s）双线正洞130m2Q=0.15×60×130=1170m3/min斜井55m2Q=0.25×60×55=825m3/min（3）按排除炮烟（有害物质按100PPm控制）取一次爆破炸药用量（取正洞最大量计算单耗为1.0Kg/立方，一个循环长度为3m）1×130×3=390Kg，炮烟抛掷长度L0=15+G/5=15+390/5=93m；第二十六页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术通风时间为20min（通风时间可根据实际情况选取，可以取15分钟、20分钟、30分钟等）；Q=7.8/t׳√[G（AL）2]=7.8/20׳√[390×（130×93）2]=1500m3/min；（4）按稀释内燃设备废气计算（额定功率系数法计算，CO按50PPm控制）取一个工作面出碴时最大运距为4000m，出碴运输用170KW的自卸车8台；按3m3/min·KW计算。运输车Q=170*8*3=4080m3/min简算方法：对于170KW发动机的自卸车，相当于每公里洞内运距配两台自卸车，每辆车的供风量为500m3/min，即运距1公里需要风量1000m3/min。第二十七页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术通风机的风量按隧道允许最低平均风速风量1170m3/min和排除炮烟所需工作面风量1500m3/min，取工作面风量1500m3/min。取风管平均百米漏风率为1.5%，漏风系数：PL=(1－P100×L/100)-1根据上述计算各掌子面最长距离需要通风量见表5：表6各施工掌子面最大需风量施工工区溪口尾斜井小里程出口工区斜井大里程方向通风距离（m）246330593674漏风系数PL1.591.852.23掌子面需求通风量238527753345稀释尾气风量246330593674最大需风量246330593674第二十八页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.1.3.2风机风压计算管道风阻系数：Rf=6.5αL/D5α为摩阻系数，一般取0.0019~0.0024，上式中取0.0022；L为风管长度；d为风管的直径(下同)。管道沿程风压损失：hf=RfQj2/PL局部风压损失：局部风压损失可按增加10%~15%估算：风机全压：ht=1.1×hf上式计算风压见表6:第二十九页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术表7各施工掌子面风压计算工区通风距离风管直径漏风系数掌子面需用风量选用风机风量管道风阻系数管道风压损失风机全压单位mmm3/minm3/minN2S/m8PaPa斜井小里程方向24631.81.59246324001.8618722059斜井大里程方向36741.62.23367436005.080718878出口工区305921.85305936001.3726662932（备注向小里程方向风机，可根据实际工区划分进行选择，下同）第三十页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.1.4风机的选择根据所需最大通风量和风压计算选择的风机型号见表8。表8各工区风机型号表工区掌子面需用风量风机全压风机型号备注m3/minPa风量风压功率型号斜井小里程方向24632059240020002*110125BD-2F1101台斜井大里程方向36748878360092004*75HDF(d4-NO.11.5)1台出口工区30592932360032002*132160BD-2SE1321台（备注：以上型号根据天津同创风机厂提高的相应参数，施工可以在满足风量和风压的条件下进行选则）第三十一页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.1.5通风节能管理①实施变风量送风管理内燃作业的隧道施工全过程中,不同阶段所需供风量是不一样的,随隧道掘进距离的增长,运渣车的数量增加,排放废气的时间也增多就是同一作业循环中,各工序的所需风量也是不一样的,因此通风量是随工序和阶段变化；隧道施工工序中，装药、爆破、运碴、锚喷的污染种类不一样，稀释风量不一样，通风时间和风量也要随之变化。

第三十二页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术②实施变风量双风管通风排烟系统设计通风量指隧道施工最后阶段所需的风量,如一开始就用一台大风机一根大风管通风,投入太早,使风量过剩,对于溪口尾斜井采用双管压入通风的方式,将设计风量在后期用两根风管完成.初期采用一根风管通风,中期增加一根风管通风,后期用两根风管同时送风,则可达到阶段变风量通风的目的,节能省电。依据施工组织设计安排，当向小里程方向施工完毕后，撤出小风机F1，利用F2风机直接向大里程方向供风。若揭示地勘资料与设计不符，为了加快工期需要更换原设计风机F2。第三十三页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.1.6通风技术管理方案实现长管路独头压入式施工通风，不仅取决于设备工作质量（如合理布置通风方式、合理选择风管和风机）而且还取决于通风设备的配套程度，设备安装质量和通风系统的管理水平。组织专门的通风工班，建立健全管理制度，加强通风的日常管理，勤检查、常维护，保证风机正常运转。保证风管接头严密，避免车刮炮崩，以防止漏风或尽量减少漏风。防止漏风是充分发挥机械通风效果的关键。管道漏风主要是由于风管破损所引起的。防止漏风的具体做法是减少接头数量、重视风管连接质量、保证接头的严密性、及时修补和更换风管、尽量减少风管沿程阻力、风管安装做到平顺直。第三十四页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.2尤溪反坡排水施工方案4.2.1反坡排水总体方案尤溪隧道根据工区划分，存在反坡排水，特别是溪口尾斜井施工及FJ-2标贯通前承担的正洞DK375+856~DK379+585施工排水。排水总体方案采用机械排水，固定泵站和移动式泵站相结合的排水的方案。水泵及管路按照需要进行2倍配置，1套抽排，1套备用。将水经洞口沉淀池排至洞外，以保持施工掌子面和隧道内无积水，确保施工生产顺利进行。溪口尾斜井工区排水示意图见图4。设计在DK377+095位置设置泵站水仓，容量一般按实际15min设计涌水量设计，并考虑施工和清淤方便综合确定；临时集水坑根据汇水段水量大小而定。工作水泵按使用1台、备用1台。为防止断层突水和其他不可预见的因素影响，应急管路采用高压风管和高压水管。排水施工设置专职水队伍进行管理和操作。第三十五页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术反坡排水施工照片第三十六页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术图4排水方案示意图第三十七页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.2.2阶段排水方案4.2.2.1溪口尾斜井自身反坡排水在斜井自身施工时，斜井未达到正洞之前，随掌子面设移动式泵站，泵站设在距掌子面20～30m位置，掌子面汇水采用流量20m3/h，扬程7m的潜水排污泵抽入移动泵站集水箱中，然后采用流量155m3/h，扬程150m的大功率排污泵（前期高差不大时，可采用现场可利用的小功率抽水泵），抽至洞外，经沉淀池排出。溪口尾斜井地质设计情况：整体地质结构较为简单，为强～弱风化，岩石坚硬、完整，裂隙不发育，洞身结构稳定，无不良地质。根据设计文件地下水的类型有基岩裂隙水和构造裂隙水，流量较小大体为0.001～0.01L/s。本次计算按照20m3/h，进行预计斜井最大涌水量，移动式泵站按照15min汇水量考虑，泵站集水箱设计尺寸为2m长×2m宽×1.5m高，容量6m3。4.2.2.2DK377+115～DK379+622正洞施工当斜井施工到正洞位置后，在斜井底设固定式泵站，设集水井详见图5。第三十八页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术图5DK377+115～DK379+585正洞施工排水示意图第三十九页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术

在溪口尾工区施工正洞DK377+115～DK378+600段时，在正洞左侧设置排水沟，掌子面集水经排水沟自然汇集至DK377+115处固定泵站，经斜井管道排出洞外。DK378+600～DK379+585反坡段时，在隧道变坡点DK378+600处设置集水井，集水井与隧道左侧侧沟相连，反坡段掌子面施工采用移动式潜水泵抽至临时反坡集水井内，经正洞DK377+115～DK378+600段左侧排水侧沟自然排至固定泵站集水井内，经斜井排出洞外。在溪口尾斜井工区与出口工区贯通后，该阶段正洞DK378+600至隧道出口的隧道渗（涌）水经侧沟自然汇排至隧道出口。4.2.2.3DK375+856～DK377+115段正洞施工DK375+856～DK377+115段正洞按施工组织安排出口工区贯通后施工本段，目前根据揭示的围岩情况，调整施工组织，由溪口尾斜井进行施工，在FJ-2标未贯通之前，隧道内水仍由溪口尾斜井排出。DK375+856～DK377+115段正洞，施工处于5‰的反坡排水，掌子面施工采用移动式潜水泵抽至DK377+115处固定排水泵站内，临时经斜井排出洞外。隧道全线贯通，形成自然顺坡排水，溪口尾斜井不在承担排水任务。排水示意图见图6。第四十页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术图6DK375+856～DK377+115段正洞施工排水示意图第四十一页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术表9溪口尾斜井反坡排水设备表使用部位斜井向小里程掌子面移动泵站斜井向大里程掌子面移动泵站井底点固定泵站预测正常涌水量预测最大涌水量地段为7386m3/d预测最大涌水量地段为1793m3/dQ=7386m3/d水泵型号200QW350-20-37100QW100-8-4MD155-30×5流量（m3/h）/扬程（m）350/20100/8155/150数量使用112备用111第四十二页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.3尤溪隧道出口下穿746县道施工方案隧道进出口采用帽檐式斜切式洞门，洞口里程为DK382+644，隧线分界里程DK382+644,明暗分界处里程DK382+622。设计衬砌采用C30钢筋混凝土。洞口位于坡面上且坡面较为陡峭，出口上方紧邻746县道，明暗交接处线路中心距县道11.4m,此处隧道埋深7.5m，隧道出口属典型偏压浅埋、顶部有动载隧道洞口。洞口施工场地十分狭窄。洞口段采用55m设计为围岩为V级，采用40m长管棚配合17m明洞进洞，暗洞采用双侧壁导坑进行开挖。具体情况参见图7。第四十三页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术图7尤溪隧道出口纵断面图第四十四页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.3.140m长管棚超前支护施工（1）边仰坡防护防护方式采用打4.5m长，Φ22的砂浆锚杆，间距1.5×1.5m，梅花形布置。设单层钢筋网片（Φ8钢筋，网格尺寸20×20cm）；喷射20cm厚混凝土。（2）导向墙施工由于尤溪隧道出口受地形条件的限制，无法实现“零”开挖进洞。根据实测断面情况，在明暗交接里程明暗分界处里程DK382+622位置施作混凝土导向墙，作为长管棚施工的起点。第四十五页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术图8导向墙构造示意图第四十六页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术由于地形条件限制，纵坡较陡，受洞顶公路的影响，仰坡达不到放坡条件。因此采用导向墙分段进行施工，先完成A单元，完成长管棚安装和注浆后进行右侧B单元施工，再进行左侧B单元施工（左右侧指沿线路方向左右方向下同）。在施工中仅开挖导向墙的位置，其他土体尽量少扰动或不扰动以策安全。导向墙范围为140°，厚度为1m，导向墙内设置5榀I18a型钢拱架，间距40cm，导向墙外侧140°范围焊接φ140×5mm钢管作为导向管，导向管中对中间距40cm，导向管倾角为1°～3°。（3）长管棚施工钢管规格:热轧无缝钢管Φ108mm,壁厚6mm,节长4m、6m,采用丝扣连接。为了保证钢管纵向接头错开,单号孔从外向里布管节长为:6m+6m+6m+6m+6m+6m+4m=40m,双号孔从外向里布管节长为:4m+6m+6m+6m+6m+6m+6m=40m。管距:环向间距40cm,总共49根。钢管采用内套丝连接，采用具有转向功能的管棚钻机进行钻孔和装填，长管棚间隔进行打孔并注浆。第四十七页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.3.2洞口偏压处理根据实际断面测量情况，隧道洞口在明暗交接里程DK382+622前后各5m断面比较明显。长管棚右侧B单元扩大拱脚施工方式以平衡和支撑洞口偏压；同时长管棚施工完毕后，产生的棚架效应也有效克服了洞口偏压；在坡面和洞顶设置地面沉降及变形观测点，发现问题立即处理。为了防止仰坡的滑移或坍塌，在导向墙和长管棚施工完毕时。整个过程中必须保留核心土。在开挖暗洞前向大里程方向试作5m拱套，并在套拱两侧设置临时挡墙，以防止开挖暗洞造成边仰坡破坏。套拱施工完毕后，洞顶及时回填并封闭，防止仰坡坍滑。拱套厚度0.8m，采用C30混凝土，拱套内缘尺寸采用明洞衬砌的外缘尺寸。拱套内立I22a钢架，钢架架设在拱套内缘到外缘的中心位置，每两榀钢架间距0.5m。相邻钢架的纵向连接筋采用Φ22螺纹钢，间距1m布置，与钢架夹角成60°布置，并焊于钢架内翼缘处。第四十八页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术图9套拱加固施工示意图第四十九页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.3.3746县道的防护洞顶距离县道仅11m，下穿县道如何保证公路的稳定，也是隧道施工的关键，从设计的文件和钻孔的碴样分析该处山体比较稳定。在工程施工前增加混凝土连续防撞墙，墙面尺寸为1m*1m结构。防护范围洞顶正上方左右各25m。在县道路面上设置4条减速带，间距为40m。边仰坡与公路衔接部分处理：根据设计文件要求，对边仰坡进行处理，同时在县道路缘土路肩采用插打2排Φ42进行小导管并作注浆处理。同时采用喷锚方式封闭土路肩。防止雨水的侵蚀。加强对洞口尤其是左侧高边坡进行施工监测，出现变形、位移立即采取其他加固措施。第五十页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.4溪口尾斜井进正洞施工方案4.4.1总体方案溪口尾斜井进入正洞处，以小断面交大断面并形成三岔口，根据围岩级别和性状确定斜井进入正洞位置，在保证围岩稳定、设计开挖轮廓尺寸，保证质量和安全的前提下，快速进入正洞，并及早形成初期支护是斜井进入正洞处开挖施工的目的。总体方案：在斜井一侧爬坡渐进到正洞顶拱，利用小台架采用台阶法开挖大断面，并及时作好初期支护，顺利的实施工序转换。4.4.2斜井和主洞结构尺寸及几何关系斜井在正洞的左侧进入正洞，斜井中线与隧道左线相交角度为60°，一与正洞相交处宽为9.71/cos60=11.21m；斜井与正洞左侧线路中线相交处高程分别为：斜井底板：253.332m；正洞内轨顶面高程：253.526m。斜井高度为6.82，距离相交处正洞顶为2.94m。平面布置图见图2溪口尾斜井及增设开叉支洞平面示意图。第五十一页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.4.3施工方案斜井与主洞交汇段为Ⅱ级围岩，地质条件良好。本施工方案以良好围岩为前提。施工总体方案为在斜井进入正洞５m后，利用爆破松碴形成施工作业平台，双向向拱部扩挖，直接将主洞拱部开挖成型，然后向两个方向同时掘进上导，逐步出露主洞中、下导，形成３个台阶开挖，同时进行支护。在下导开挖相距60m后，副攻（向小里程）方向上导停止掘进，中、下导继续跟进形成全断面，在掌子面附近组装掘进和支护台架，利用台架最终形成双向全断面施工生产能力。严格按照“先加固,后挑顶”的原则实施。①主洞上导挑顶以斜井方向开挖进入正洞10m后，斜井台架作为作业平台，双向以45°斜角挑出正洞拱部（上导），斜井顶部与主洞拱顶高差2.94m，开挖3m后即可到主洞拱顶。当台架的高度不足时可以利用洞碴回填垫高台架，回填最大高度约为2m。同时上导两侧也同时以斜角开挖至设计轮廓线位置。然后利用斜井台架分台阶开挖两侧主洞。挑顶时初期支护原设计采用Ⅲa支护方式，挑顶扩挖时时采用“一扩挖一支护”的原则进行，开挖后必须在网喷支护封闭后才能进行下一步施工。如图10。第五十二页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术图10斜井进正洞示意图第五十三页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术②压顶斜井与主洞交汇处，拱顶在两侧扩拱时残留部分在上弧导开挖到轮廓线位置后回头压顶，使交汇处11.21+3*2=16.21ｍ范围内主洞拱部先成型，同时按照设计的参数进行支护予以支护。③三台阶施工作业上导开挖成型后，双向同时推进，中导和下导分别滞后5～6m相应跟进，初步形成双向开挖作业能力。④组装台架三台阶双向开挖相距60ｍ后，小里程方向上导停止开挖，中、下导向前开挖形成全断面，在掌子面附近组装向大里程方向掘进和支护台架。同时，大里程方向以三台阶法继续开挖，台车组装成型后，大里程方向上导停止，中、下导跟进，形成全断面，利用组装好的台架全断面作业。此时，小里程方向掌子面继续加工副攻方向掘进和支护台架，加工好后进行全断面作业，从而形成双向全断面正常作业。

第五十四页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术⑤监控量测由于斜井与正洞连接地段结构受力情况比较复杂，除了对该段进行支护加强外，还要对该段加强监控量测。在斜井与正洞相交断面处以及斜井与正洞连接范围内按lOm间距布置拱顶下沉和边墙收敛位移观测点，监控量测频率前期≮2次/d，并及时对量测数据进行整理分析，发现异常立即停止施工，对支护进行加强，待变形稳定后再进行下一步施工。4.4.4分叉支洞施工方案为了尽快缓解通风、排水和运输压力，挑顶施工时利用人员的优势对开叉支洞进行施工。施工直接由设计位置斜井侧壁开始进行施工，施工距离正洞10～15m后停止施工，并加强该处的支护措施，保证由正洞掘进时安全。剩余部分由主洞施工里程至DK377+205后，在影响正洞施工的前提下，由正洞施工开叉支洞剩余部分，以减少开叉支洞进入正洞挑顶和扩挖工序转换。第五十五页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.4.5“三岔口”段加固措施斜井与正洞、开叉支洞与斜井和正洞交接位置，受力机构比较复杂，同时在三岔口端部岩体呈“三角”形状，尤其在锐角处，岩体较薄，施工应加强支护。该段设计30m范围内采用Ⅱ级围岩“双整体”支护形式。即初期支护采用厚为5cmC20喷射素混凝土初期支护，拱部锚杆为2.5m，间距为1.5m*1.2m。二次称其混凝土厚度为30cmC30混凝土。实际施工中难以满足及时衬砌的条件，为了尽快形成正洞施工能力。本方案对三岔口段初期支护进行调整。三岔口段按设计长度为30m，分别位于三角形三边端部。此处建议开挖轮廓增加7cm，初期支护厚度调整为12cm。采用挂网20cm*20cm喷射混凝土。锚杆调整为全环。二次衬砌参数不变。二次衬砌施作时间主要根据围岩的监控量测情况。其次分阶段施作，即斜井开叉支洞施工完毕后，形成通风、出碴能力后斜井加强段进行衬砌；斜井衬砌完毕后，开叉正洞加强段进行衬砌。第五十六页，共71页。4尤溪隧道施工关键技术4.5特殊地段不良地质的处理措施

尤溪隧道受地质构造影响，隧道洞身（FJ-3A标部分）先后穿越7条断层及其影响带，其中F5断层依据地勘资料显示，为强富水断层，预测涌水量为7386m3/d。设计采取预支护措施为超前双层小导管和加固圈3m超前帷幕注浆，在其两侧影响带为超前小导管和3m径向注浆处理方式。实际施工从工区划分的角度上充分考虑F5断层水产生的施工影响，调整方案仅考虑溪口尾斜井反向施工130m，在F5断层前停止掘进。现施工已经进入F5断层，按目前揭示围岩情况，比原设计较好，向小里程方向边探孔边掘进，结合综合超前地质预报情况实施具体处理方案。及时调整施工方案，小里程方向由斜井工区进行施工。第五十七页，共71页。5快速施工综合管理技术

尤溪隧道是控制全线工期的重点和控制性工程，工期极为紧张，如何保证快速施工仍是现场管理和组织的最重要的核心之一，也是决定长大隧道成败的关键。按照工期要求，正洞Ⅲ级围岩的平均月成洞指标在140m以上，Ⅳ围岩（含帷幕注浆）平均70m、Ⅴ级围岩（含帷幕注浆）地段平均每月成洞需保证在40m以上，综合进度指标较高。而在此之前，国内在如此复杂地质条件下的超大断面隧道快速施工技术尚无成功经验可借鉴，施工组织难度极大。隧道快速施工在工期及水文地质情况一定的条件下，主要取决于现场组织管理、开挖支护工艺、机械设备配套及装运模式、洞内砼施工等关键工序的施工能否实现“以开挖支护为核心，其它工序围绕合理展开”。第五十八页，共71页。5快速施工综合管理技术5.1快速施工技术措施5.1.1溪口尾斜井快速施工技术措施溪口尾斜井与隧道相交里程为DK377+115，斜井长1204米、平均坡度11.21%，无轨运输的模式。辅助坑道的快速掘进，尽快实现正洞施工，作为长大隧道实现工期的重要保证措施。（1）施工方法及平、纵断面优化尤溪隧道溪口尾斜井围岩弱风化似斑状中细粒二长花岗岩为主，块状构造、完整、裂隙不发育，其中Ⅱ、Ⅲ围岩1075m，占全长约90%。因此斜井开挖方法：Ⅱ、Ⅲ全断面开挖，Ⅳ、Ⅴ采用短台阶开挖。挖掘机扒砟、内燃装载机装砟，斯特尔19t自卸车运至弃砟场。结合正洞施工和斜井的布置和要求的进度的情况，将原设计单车道加错车道断面调整为双车道断面，同时在井底增设开叉支洞，已满足施工需要。第五十九页，共71页。5快速施工综合管理技术（2）施工机械的选型与配套机械设备的配套是实现隧道快速施工的根本出路。根据溪口尾斜井施工实践，机械施工要针对施工的环境条件及工程地质情况．实行合理配套，发挥综合效能。本座斜井按全断面施工最大运输能力大于装砟能力．而装碴能力叉要大于钻爆能力考虑。钻爆及装砟运输是斜井施工的主生产线，为了保证其正常运转，需要有许多辅助作业和工序保障，包括初期支护、供水、供电、排水通风、供高压风等，这些辅助设备的配置必须与主生产线的能力相适直．取得最佳综合工效。表10溪口尾斜井主要施工机械一栏表工序设备名称型号数量备注钻爆多功能平台

2自制钻爆风钻YT2830备用10台装碴装载机ZLC502备用1台装碴挖掘机EX200/PC220-72备用1台运输自卸汽车19t8备用2台通风和排水详见相应的施工方案第六十页，共71页。5快速施工综合管理技术（3）钻爆设计本斜井钻爆设计通过不断的优化，最终确定采用大斜眼掏槽，不仅提高施工进度，而且节约了炸药、节约了钻爆时间同时节约了电能及高压风。炮眼和掏槽的形式见图11。图11溪口尾斜井钻爆设计第六十一页，共71页。5快速施工综合管理技术表11爆破参数表炮眼类型炮眼个数各孔装药量(条)炮眼深度炮眼装药量每炮装药量合计周边眼37330011122.2辅助眼47930539679.2底板眼9133.211723.4掏槽眼12122.7714428.8121540118036121335315631.2合计1291104220.8Kg循环进尺为2.8~3.0m，每延米开挖55.52m2，单位炸药单耗为1.3Kg/m3。第六十二页，共71页。5快速施工综合管理技术5.1.2正洞快速施工技术措施尤溪隧道通过的地层岩性，主要为花岗岩，其中Ⅱ级围岩为3630m，Ⅲ围岩为2403m，Ⅳ围岩为600m，Ⅴ围岩为155m。Ⅱ、Ⅲ级围岩占89%，所以实现Ⅱ、Ⅲ级围岩快速施工，决定隧道能否完成工期的关键。（1）全断面快速掘进技术钻爆开挖隧道按新奥法原理组织施工。投入先进的装碴、运输、测量、量测、试验设备。形成挖、装、运、锚、衬等多条机械化作业线。隧道开挖方案的选择要与围岩的特性相适应，是隧道施工成败的最关键工序之一。①尤溪隧道出口采用较为成功的传统钻爆法施工，人工依托自制钻孔台架风动凿岩机实施钻孔。风枪的台数基本按照1台/4m2。大约需要130/4=30台左右。第六十三页，共71页。5快速施工综合管理技术②钻爆设计采用大断面斜眼掏槽。钻爆实施前进行了多个爆破设计比选，爆破循环进尺的关键是掏槽眼能否达到预期的效果，一般认为中空孔直眼掏槽可获得较大的掏槽深度，可直眼掏槽需要更多的扩槽眼和辅助眼，同时由于掏槽眼集中不能多台凿岩机同时施钻，延长了钻孔时间，针对隧道开挖断面较大，结合钻孔台架的结构，选择了斜眼掏槽，掏槽眼采用5m～6m的超长钻杆成孔，这样既减少了掌子面中下部的钻孔数