双向八车道公路隧道群建设关键技术与管理创新

双向八车道公路隧道群建设关键技术与管理创新济南2017年10月山东高速济泰城际有限公司山东高速济莱城际有限公司赵

然2017全国桥梁与隧道建设关键技术创新成果研讨会·01项目概况02项目重难点0304管理创新

汇报提纲建设关键技术济南绕城高速济南连接线工程和京沪高速济南连接线工程，全长21.59公里，设隧道6座，项目概算投资72.3亿元，平均每公里造价3.3亿元。其中六条隧道均为双向八车道，建设数量和规模创世界之最。一、项目概况一、项目概况

济南市“三横六纵”城市快速路系统的重要组成部分！重大意义：完善高速路网体系，提升区域综合交通运输体系的服务水平和物流运输效率，实现了东连京沪、南接绕城、北通市区、西临二环的交通功能，拓展济南发展空间！二环路市区一、项目概况京沪高速泰莱高速京台高速青银高速青银高速济南绕城高速京广高速济聊高速京沪京台连接线济泰高速建设中

打通济南向南出口，连通南部山区和泰安，大大加强济南与泰安的联系！增加东向出口，加快济莱协作区建设、助力统筹区域经济发展！实现与济南周边多条高速公路的便捷转换！01项目概况02项目重难点0304管理创新

汇报提纲建设关键技术（一）

世界最大规模的双向八车道隧道群

六条隧道全长9.74

km，开挖宽度达20m，断面219.8m2

，扁平率0.678。浆水泉隧道全长3101m，居同类工程世界首位，这是世界上八车道隧道建设规模和数量最大的公路工程。老虎山隧道1888米（4）小岭隧道500米大岭隧道965米浆水泉隧道3101米（1）龙鼎隧道2183米（2）港沟隧道1105米（5）隧道总长9742米20.008米断面219.8平方米二、项目重难点潜在进洞坍塌、小净距岩墙失稳、浅埋地表沉陷风险。二、项目重难点（二）建设难度和施工风险极高浅埋地表沉陷进洞坍塌9.88米小净距岩墙二、项目重难点沿线地质复杂，存在断层、破碎带等重大灾害源，受泰山-济南泉域水系影响，地下水丰富，施工存在塌方、雨季涌水风险。泉水涵养区塌方雨季涌水（二）建设难度和施工风险极高二、项目重难点工程位于市区，存在市区大规模运输，炸药管制和场地狭小等突出问题，施工效率难以保证。（三）施工组织难度大、环保要求高市区大规模运输场地狭小二、项目重难点点工程穿越4A级风景区、泉水涵养区和人口密集区，环保形势严峻峻。4A级风景区泉水涵养区（三）施工组织织难度大、环保保要求高01项目概况02项目重难点0304管理创新汇报提提纲建设关键技术三、管理创新（一）入股施工工一体化，设计计施工总承包集团首个“入股股施工一体化””融资模式建设设的项目《山东高速集团团“入股施工一一体化”模式研研究》获得集团团管理创新一等等奖《高速建设企业基基于设计施工总总承包项目投资资控制管理》获山东省企业管理理现代化创新成成果一等奖集团首个“设计施工总承包包”项目三、管理创新（二）动态设计计动态施工聘请领域知名专家组成成隧道专家组，，施工全程把脉、控制制风险。三、管理创新（二）动态设计计动态施工TRT地质雷达围岩分分级动态优优化调调整三、管管理创新（三））全面面推行行1234管理标准准，夯夯实质质量基基础“一个个平台台”质量安安全曝曝光台台三、管管理创创新（三））全面推行1234管理标准准，夯夯实质质量基基础“两个个标准准化””场站标标准化化场站建建设标标准化化隧道洞洞口项目驻驻地搅拌站站钢筋加加工场场三、管管理创创新工艺标准化化（工工艺集集群））边墙纵纵向止止水带带定位位夹具具仰拱钢钢筋定定位卡具防水板板超声声波焊焊接止水带带焊接接仰拱钢钢筋定定位模具热熔垫垫片固固定卡卡具检检验（三））全面面推行1234管理标准准，夯夯实质质量基基础“两个个标准准化””三、管管理创创新原材料料留样样制度度化学试试剂留留存水泥、、砂石石料留留存（三））全面面推行1234管理标准准，夯夯实质质量基基础“三项项制度度”三、管管理创创新隧道施施工质质量责责任台台账隐蔽工工程施工现场二维码码质量可可追溯溯制度度（三））全面面推行1234管理标准准，夯夯实质质量基基础“三项制制度”三、管管理创创新首件工工程认认可制制度隧道二二衬施施工质质量首首件总总结（三））全面面推行1234管理标准准，夯夯实质质量基基础“三项制制度”三、管管理创创新（三））全面面推行1234管理标准准，夯夯实质质量基基础“四项微微攻关关”拱架安安装机机器人人用工数数量由由原来来的11人减少少到4人，每每循环环作业业效率率提高高25%三、管管理创创新二衬养养护台台车（三））全面面推行1234管理标准准，夯夯实质质量基基础“四项微微攻关关”显著提提高了了二衬衬混凝凝土养养护效效果，，解决决了隧隧道二二衬养养护难难题三、管管理创创新BIM技术指指导机机电安安装施施工“BIM技术指指导京京沪高高速济济南连连接线线龙鼎鼎、港港沟隧隧道机机电安安装施施工””在““第十十五届届中国国国际际住博博会·2016年中国国BIM技术交交流会会暨优优秀案案例展展示会会”中中荣获获“最佳佳BIM专项应应用奖奖二等等奖””。（三））全面面推行1234管理标准准，夯夯实质质量基基础“四项微微攻关关”三、管管理创创新隧道二二次衬衬砌模模板台台车用用堵头头模板板、堵堵头节节点及及封堵堵方法法大幅度度提升升二衬衬施作作工效效，提提高二二衬施施工缝缝处施施工质质量（三））全面面推行1234管理标准准，夯夯实质质量基基础“四项微微攻关关”三、管管理创创新重大事事故隐隐患清清单管管理制制度分项工工程开开工安安全工工程师师签字字制度度（四）健全安安全管管理体体系，，完善善安全全管理理制度隧道工程质量安全全动态管理实施办办法三、管理创新（四）健全安全管理体系系，完善安全管理理制度轮值名单及排查清单公示班前轮值讲话微信平台曝光相关责任人整改回复安质部考核整改落实情况整改否是书面交接轮值安全员制度实施流程图轮值安全员制度核核心是无责任曝光三、管理创新（四）健全安全管理体系系，完善安全管理理制度轮值安全员制度每日轮值安全员及及检查项目公示安全管理成效：多重监督，不留死死角增加安全管理人员员投入强化安全知识，构构建全员抓安全提高协作队伍安全全意识和整改积极极性三、管理创新静态风险评估（五）多措并举强化风险管控控三、管理创新风险管控和隐患排排查治理双重预防防（五）多措并举强化风险管控控三、管理创新根据超前预报、监控量量测、围岩判定、、地质调查等数据结合现场实实际情况动态分析、评价项目风险并做出应对控制措措施，形成动态风风险评估报告，提提交施工、监理、、建设单位。隧道风险源进行动态风险评估（五）多措并举强化风险管控控01项目概况02项目重难点03管理创新04建设关键技术汇报提纲纲四、建设关键技术与集团院士工作站站、山东大学等17个单位合作，成立立了《复杂城区环境下大大跨度公路隧道群群建设关键技术》课题组。理论开展了系统的理论、装备、材料、工艺和技术研究，力争成为我我国双向八车道隧隧道建设的样板工工程。装备材料工艺技术四、建设关键技术考虑市区总体交通通路线优化，设计计了顺势展布、三隧互通和景区棚洞桥的总体路线。（一）双向八车道隧道群群选线与设计方法法三隧互通景区棚洞桥四、建设关键技术提出了洞口大跨、小净距岩墙与洞身浅埋段隧道设计标准。12.77米20.008米3.4米（一）双向八车道隧道群群选线与设计方法法本规范适应于以钻爆法为主要开挖手段的各级公路双车道隧道，其他形式的公路隧道可参照执行。四、建设关键技术（一）双向八车道隧道群群选线与设计方法法建立了施工中支护护参数动态优化的设计方法，最大大限度的减少开挖面积，最大限度的压缩隧道净距，充分利用围岩承承载能力，降低支支护自重，节省圬圬工，节约用地，，实现工程建设的的绿色、环保、节能能。四、建设关键技术公路单向四车道大大跨度隧道设计标标准（初稿）针对沿线赋存的重重大地质灾害源，，研发了隧道掌子面自动编编录系统，实现了隧道结构构岩体参数的快速获取。（二）隧道重大地质灾害害源数字化识别与与定位定量预报高斯过程分类模型型围岩等级可靠度分分析四、建设关键技术隧道施工中采用TRT、雷达等探测方法法，初步确定灾害害源沿线分布情况况，创新研发了钻孔式数字化扫描描探查装备，实现了断层、溶溶洞等灾害源的真实成像与位置、大小的精确探查。（二）隧道重大地质灾害害源数字化识别与与定位定量预报随钻摄像装备激光扫描装备硬件搭载软件调控断层溶洞定位定量识别钻孔式数字化扫描描探查装备四、建设关键技术基于GIS系统开发，集成勘察、设计、物探探、钻探资料及序列掌子面图像资料，建立了隧道道三维可视化模型型，实现了隧道地地质结构及不良地地质体的真实再现。（二）隧道重大地质灾害害源数字化识别与与定位定量预报基于GIS的区域地质构模结构面信息精细嵌入建模多源异构信息靶向建模耦合GIS区域地质模型、特殊地质体靶向模型、结构面精细模型构建精细的隧道三维精细可视化地质模型四、建设关键技术隧道进口大部分浅埋、大跨、偏压压，进洞坍塌风险极极高，尤其是老虎虎山隧道进口为残蚀土，无成功进洞经验验。老虎山隧道进口（三）超大断面隧道进洞洞与小净距岩墙稳稳定性控制技术四、建设关键技术提出了土质和岩质质两种情况下最佳佳的进洞方式，实实现了大断面开挖挖快速安全进洞与风风险控制。（三）超大断面隧道进洞洞与小净距岩墙稳稳定性控制技术数值校验理论分析现场监测四、建设关键技术确定了中夹岩墙承载特征征、破坏模式与前后洞最佳距离。。建立小净距隧道近近接施工的影响分分区标准，填补了了设计规范中大跨跨隧道中夹岩墙承载力计算的空白。前后洞最佳距离承载力公式中夹岩墙破坏模式（三）超大断面隧道进洞洞与小净距岩墙稳稳定性控制技术模型试验四、建设关键技术提出了双向八车道小净距距隧道爆破震动控控制标准。电磁波CT法爆破震动测试爆破震动控制标准（三）超大断面隧道进洞洞与小净距岩墙稳稳定性控制技术电磁波CT法四、建设关键技术建立了IV级围岩半部CD工法，极大缩短了拆撑撑时间，减少了临临时支撑用量。半部CD工法（四）超大断面隧道快速速施工优化与安全全施工技术四、建设关键技术半部CD工法施工支护最大主应应力云图半部CD工法施工围岩竖向位位移云图半部CD工法现场施工图建立了基于洞周位位移正交比率的围围岩稳定性判别方法。制定了施工过程围岩稳稳定性位移管理基准。现场原位试验围岩级别拱顶下沉Ⅳ80～100mmⅤ120～150mm分级施工管理基准准：当实测位移小于位位移限值的70%时可正常施工；当大于限值的70%时应及时调整开挖挖、支护方案。数值计算位移管理基准（四）超大断面隧道快速速施工优化与安全全施工技术四、建设关键技术引进三臂液压凿岩台车车和湿喷机械械手，形成了超大断面面隧道快快速施工工与围岩岩变形控控制成套套技术。建立一套集光爆一次次成型、、拱架机机械安装装、二衬衬智能养养护、电电缆槽台台车作业业等于一体体的机械械化作业业流水线。施工效率提高26%，是保障工期期的重要举举措。光面爆破拱架安装机器人二衬养护台车电缆槽台车三臂凿岩台车湿喷机器手（四）超大断面面隧道快快速施工工优化与与安全施施工技术术四、建设关键键技术（五）隧道断层层破碎带带与隐伏伏溶洞围围岩稳定定性及灾灾害控制制技术采用连续-非连续数数值分析析方法，开展了了隧道穿穿越断层层等施工过程模拟拟，揭示示了整个个过程围岩荷载载释放与与变形时时空演化化规律。建立了围岩整体体荷载释释放率计算方法法。数值分析析整体荷载载释放率率四、建设关键键技术隧道沿线线水平层层状岩体体发育，，施工中中存在板状巨石石垮塌等风险。。研发了岩体结构构信息扫扫描装备备，每次爆爆破后进进行采集集，连续续构建三三维地质质模型，，通过不不稳定块块体搜索索方法，，实现掌掌子面附附近不稳稳定块体体的准确判识识与垮塌塌预警。（五）隧道断层层破碎带带与隐伏伏溶洞围围岩稳定定性及灾灾害控制制技术四、建设关键键技术引进德国国巴斯夫夫、瓦克克技术，联合研发发了新型喷射射混凝土土与防水材料料，创造性性提出了了初喷混凝凝增韧-韧性高黏黏防水喷喷涂-二衬厚度度控制的新型结结构形式式，有效效降低了了隧道沿沿线薄弱弱部位运运营期渗渗漏水风风险。初喷混凝增韧-韧性高黏防水喷涂-二衬厚度控制（五）隧道断层层破碎带带与隐伏伏溶洞围围岩稳定定性及灾灾害控