大别山隧道施工方案

大别山隧道施工技术方案由中铁隧道集团承建的合武铁路WHSD-2标段，根据现场施工条件、合理安排工、料、机。现制定大别山隧道施工技术方案。编制依据及原那么编制依据〔1〕新建铁路沪汉蓉通道合肥至武汉大别山隧道工程施工总承包招标文件(编号JS2005-19)。〔2〕新建铁路沪汉蓉通道合肥至武汉大别山隧道工程施工总承包招标文件附件(WHSD-2标)。〔3〕新建铁路沪汉蓉通道合肥至武汉大别山隧道工程施工总承包招标文件答疑书。〔4〕新建铁路沪汉蓉通道合肥至武汉段新建工程施工图(先期开工段)。〔5〕2005年5月17日标前会会议精神。〔6〕现场调查的资料及本单位施工队伍、技术装备能力及施工实践经验。〔7〕国家、铁道部现行设计施工标准及验收标准和国家、地方的有关政策和法规。〔8〕本工程所涉及的地方和国家有关政策和法规，特别是环境保护、水土保持方面的政策和法规。编制原那么〔1〕遵循招标文件条款，响应招标文件要求。〔2〕指导思想是：科学组织、合理投入、优质平安、快速高效、不留后患。(3)坚持实事求是的原那么，根据本单位的能力，确保施工组织的可行性、先进性和合理性。(4)实行“工程法施工〞的组织原那么。做到依靠科技、精心组织、合理安排、突破重点。(5)重视大别山隧道的工程地质、水文地质调查及超前地质预报工作，把超前地质预报纳入施工工序。建立以地质工作内容为先导、以量测为依据的信息化施工管理体系。工程概况及工程特点、重点及应对措施工程概况概述大别山隧道先期开工段工程为新建铁路沪汉蓉通道合肥至武汉段湖北境内的一局部，设计里程DK212+300～DK226+600，全长14.30km。其中大别山隧道全长13253m，为单洞双线长大隧道，是全线工期控制性工程。从大别山隧道中局部界，划为两个合同段，本合同段为WHSD-2标，位于湖北省麻城市境内。本合同段〔WHSD-2〕主要工程内容为：大别山隧道出口段、大别山二号斜井、碧绿河隧道及局部路基、涵洞工程。其中大别山隧道出口段正洞长6908m；大别山二号斜井长1077.08m；碧绿河隧道位于大别山隧道出口方向，相距250m，长212m，最大埋深29m，属大跨浅埋隧道；路基长706m，挖方47797.45m3，填方82869.5m根据本工程的工程特点和承诺的工期要求，我工程部承当大别山隧道正洞DK218+774～DK225+682段6908米，碧绿河隧道212米及706米路基、6座钢筋砼盖板涵洞工程，其中路基挖方47797.45m3，填方82869.5m设计概况①设计标准线路等级：Ⅰ级；正线数目：双线；最小曲线半径：4500m；旅客列车设计速度：200km/h，预留250km/h及以上条件；正线线间距：4.6m；最大坡度：6‰；到发线有效长度：850m；牵引种类：电力；牵引质量：4000t；闭塞方式：自动闭塞；行车指挥方式：综合高度集中；建筑界限：满足双层集装箱运输条件。②隧道平、纵断面设计大别山隧道平面出口段位于曲线上，左线曲线半径为7000m，右线曲线半径为7004.6m，曲线段长799.93m，其余均为直线。隧道位于5.0‰的下坡上。③洞门工程大别山隧道出口采用柱式洞门，隧道出口里程为DK225+682，洞口及洞身浅埋段按《铁路建设贯彻国防要求的规定》进行加强，洞门端墙采用C25钢筋混凝土整体浇筑，能承受冲击波压力0.2Mpa。④隧道衬砌结构设计隧道除明洞及洞口段采用整体式衬砌外，其余地段均采用复合式衬砌，局部地段根据需要予以加强。隧道衬砌结构见表2-1。表2-1隧道衬砌结构设计表工程围岩状况衬砌级别长度〔m〕大别山隧道出口段6908mⅤ207拱墙C30钢筋砼，仰拱C30砼Ⅳ91拱墙C30钢筋砼，仰拱C30砼Ⅲ305拱墙C25砼，仰拱C25砼Ⅱ6305拱墙C25砼，仰拱C25砼⑤防排水设计本隧道一般采取“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理〞的原那么；在地下水与地表水联系密切对水环境有严格要求地段，采取“以堵为主，限量排放〞的原那么。全隧道初期支护与二次衬砌间拱墙铺设高分子卷材加土工布防水，防水卷材厚度≥1.2mm，土工布重量≥300g/m2。全隧道防水卷材背后环向设置和纵向透水管盲沟；拱、墙纵向施工缝采用涂界面剂防水，环向施工缝设置中埋式止水带防水和波纹管外包土工布排水；仰拱环向施工缝设置中埋式止水带防水；变形缝处设置钢板腻子止水带及聚硫密封胶防水，并设置排水暗槽排水；隧道二次衬砌采用掺外加剂的防水混凝土，防水等级不低于P8，到达一定强度后，拱顶范围内进行衬砌背后回填注浆。⑥附属工程设计隧道内设置双侧水沟和电缆槽，线路前进方向左侧设有电力和信号电缆槽，线路前进方向右侧设有通信、信号电缆槽。各电缆槽均采取分槽设置。隧道内间距500m左右设置综合洞室，隧道两侧交错布置，每个综合洞室内均设置余长电缆腔。气候条件及地形地貌①气候条件沿线属北亚热带季风气候，冬季干旱，夏季多雨，干湿交替，四季清楚。线路所经地区，年均降雨量900～1600mm，每年6～9月为汛期，此期间降雨量一般占全年降雨量的60%以上。全年平均气温为14.6℃～16.4℃，七月最热，平均气温27.2℃～28.7℃，极端最高气温43.3℃；一月最冷，平均气温1.4℃～3.3℃，极端最低气温-12.9℃。平均无霜区为210～259天左右，风力最大8～9级，风速为21m/s～25m/s。②地形地貌本工程隧道及辅助坑道位处剥蚀中低山区，山势陡峻，沟谷纵横，植被发育，灌木杂草丛生，境内最高点位于孟匠岩，高程为879.9m，最低处为隧道出口附近，高程约为190m，其相对高差达690m，自然坡度为10～45度不等。洞身地段沟谷地表水发育，在桃李冲、石冲、饶家畈等处形成谷地。工程与水文地质条件①地层岩性工程所处区域地层出露主要有Dbc下元古界大别山群片麻岩组合和K1白垩系花岗岩系列及少量第四系坡洪积层。具体表达见“表2-2地层岩性特征表〞：②地质构造隧道位于大别山中间隆起带，洞身断层、节理发育，共穿越十余条断层及节理密集带，对本标段正洞及辅助坑道工程地质条件有影响的按里程顺序分述见“表2-3隧道地质构造表〞：表2-2地层岩性特征表序号地层时代特征所处地段1早白垩世乌石岩单元〔K1W〕中细粒黑云二长花岗岩、中粒黑云二长花岗岩，局部片麻状构造发育DK218+870～DK225+6822早白垩系楼下湾单元〔K1L〕细粒黑云二长花岗岩、中粒黑云二长花岗岩，局部片麻状构造发育DK218+774～+870处3第四系全新统冲洪积层〔Q4al+pl〕卵石土、漂石土及粉质黏土夹碎石，厚度一般＜5米主要分布在开阔的谷地区表2-3隧道地质构造表序号地质

构造带出露里程特点及其影响1Fd5节理密集带DK219+390与线路以85°角相交，走向大致为350°，产状80°～85°，长度大于3km，节理带近乎直立。地貌表现为一沟谷，河谷中大局部被覆盖。影响洞身范围：DK219+370～+400。长30m。2Fd6节理密集带DK221+560节理产状大致为120°～80°，带内岩体被切割，较破碎，石质坚。影响洞身范围：DK221+543～564。长21m。3Fd7饶家畈断层DK222+760与线路夹角大致为75°，断层走向约30°，产状300°75～80°，长约20.5km；地貌表现为一沟谷，主断裂面位于河谷中央，被第四系覆盖，根据其旁侧断裂分析，为一右行平移断层，破碎带有硅化现象。影响洞身范围：DK222+750～+800，长50m。4Fd8断层DK225+060与线路夹角大致为70°，断层走向约10°，产状100°～85°，延伸规模较小，长约1.2km；地貌表现为一冲沟，断裂面位于沟谷坡脚被覆盖，沟中基岩顺山谷方向的节理发育。影响洞身范围：DK225+018～+063，长45m。其他规模较小的断层，多为节理式高角度断层，无明显的断层破碎带及断层角砾，岩体较完整。③水文地质条件隧道位于大别山核心地带，地壳抬升剧烈，剥蚀冲沟发育，地下水主要为构造裂隙水，接受大气降水及地表水的下渗补给。隧道通过断层破碎带及节理密集带地段时，隧道洞身开挖施工地下水涌水量较大。对工程施工有一定影响。各地质构造带水文详细表达见“表2-4隧道水文地质特征表〞④不良地质在隧道中部深埋地段，基岩较完整坚硬，存在高地应力的可能。表2-4隧道水文地质特征表序号地质构造带水文特征(1)Fd5节理密集带地表为一沟谷，宽约70m，河水流量较大，常年有水，破碎带接受地表河水补给，地下水较发育，隧道洞身开挖时涌水量较小。(2)Fd6节理密集带地表为一冲沟，常年有水，地下水较发育，隧道洞身开挖最大涌水量约500t/d。(3)Fd7断层饶家畈断层，出露于DK222+760处，地表为一沟谷，测时根本无水，雨季接受山区汇水，地下水较发育，隧道洞身开挖时涌水量3000～8000立方米/天。(4)Fd8断层出露于DK225+060处，地表为一冲沟，测时根本无水，雨季接受山区汇水，地下水稍发育，隧道洞身开挖时涌水量为930立方米/天。⑤围岩特征及分级见“表2-5隧道围岩特征及分级表〞：表2-5隧道围岩特征及分级表序号里程围岩特征围岩级别大别山隧道出口1DK218+774～+821黑云二长花岗岩，微片麻状构造，局部节理较发育，基岩裂隙水较发育。Ⅲ2DK218+821～+DK219+330为入侵接触带及其附近，胶结较好，节理较发育。Ⅱ3DK219+330～DK219+360黑云二长花岗岩，微片麻装构造，局部节理较发育，基岩裂隙水较发育。Ⅲ4DK219+360～+410Ⅳ5DK219+410～+440节理密集带及其影响带，走向350°，破碎带宽约15m，角砾之间胶结差，地表为一沟谷，构造裂隙水发育。Ⅲ6DK219+440～DK221+450黑云二长花岗岩，微片麻装构造，局部节理较发育。Ⅱ7DK221+450～DK221+485Ⅱ8DK221+485～+533Ⅲ9DK221+533～+574节理密集带及其影响带，表现为一组节理密集带，走向30°，岩体破碎。构造裂隙水稍发育，地下水不发育。Ⅳ10DK221+574～+604Ⅲ11DK221+604～DK222+710Ⅱ12DK222+710～DK222+740黑云二长花岗岩，微片麻状构造，局部节理较发育。地下水不发育。Ⅲ13DK222+740～DK222+810Ⅴ14DK222+810～+840Ⅲ15DK222+840～DK224+978饶家畈断层破碎带及其影响带，断层走向约30°，破碎带宽约15m，断层角砾之间胶结较好。地表沟谷为一河流，构造裂隙水发育。Ⅱ16DK224+978～DK225+008Ⅲ17DK225+008～DK225+073黑云二长花岗岩，局部微片麻状构造，局部节理较发育。基岩裂隙水较发育。Ⅴ18DK225+073～DK225+103Ⅲ19DK225+103～+610断层破碎带及其影响带，断层走向约10°，破碎带宽约20m。地表沟谷为一小溪，构造裂隙水发育。Ⅱ20DK225+610～+682黑云二长花岗岩，局部微片麻状构造，基岩裂隙水较发育。Ⅴ施工条件①交通运输情况本线在麻城市与京九线相交，设备物资可通过京九铁路运至麻城站货场，再通过公路转运至现场。大别山隧道出口位于三河口镇平斗山乡程棚畈村附近，距麻城约32km，下县道X104后，经过8km长的机耕道〔需拓建〕，再步行约1.8Km〔需新修施工便道〕可抵达大别山隧道出口。本线河流根本上不通航，不考虑水运方案。②当地建筑材料分布砂：主要产于阎家河水域，砂资源较为丰富，距工地仅有20km左右。工程用石料：据调查，距麻城11km处有一家大规模石场，碎石价格大概为35元左右，该石场距工地大概为50km左右。为降低本钱，方案尽快将碎石场建成，形成生产能力。③沿线水、电、燃料等施工用水：大别山隧道出口和碧绿河隧道位于碧绿河河边，常年流水，水量丰富，从碧绿河河中抽水上山，高差约60m，长度约400m。施工用电：由于业主提供外电至大别山隧道出口洞口和和碧绿河隧道出口。施工用燃料：与中国石油公司麻城分公司联系，在我工地安装油罐，根据施工需要将油料运至工地。临时房屋：大局部施工房屋需要新建。住宿、公共用房屋采用砖瓦结构；办公房屋采用彩钢房；料库、水泥库、加工车间、修理车间等生产房屋采用砖瓦结构；砂石料场、加工场采用棚式结构。工程特点、重点和难点及应对措施工程特点①大别山隧道总长13253m，为国内少有的双线铁路特长隧道，仅次于已建成的大瑶山隧道。作为全线的控制性工程，大别山隧道的平安、优质、快速施工显得优为重要。隧道总体地质条件较好，具备机械化快速施工条件。②大别山隧道数处穿越断层破碎带或节理密集带，局部地段埋深大，存在发生岩爆可能，这些都要求施工单位有很强的技术力量和丰富的施工经验。③本线路设计时速200km/h，预留250km/h及以上条件，设计标准高，相应质量标准要求高，需严格控制路基工后沉降等指标。④环境保护要求高，对隧道弃碴防护、污水处理、水资源保护和植被保护等方面都有较高要求。工程重、难点及对策见表2-6。表2-6工程重、难点及其对策序号重、难点主要施工对策1大别山隧道洞口软弱围岩段段施工采用地表注浆加固和大管棚超前支护措施。2大别山特长隧道快速施工采用全机械化大型设备，选择适用工法，科学合理组织施工。3断层破碎带及节理密集带施工=1\*GB3①加强超前地质预报、超前探水工作；②超前支护，超前治水；③加强监控量测，指导施工；④CRD法开挖，短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭；⑤仰拱及时施工，衬砌紧跟；=6\*GB3⑥准备足够的物资和排水排泥设备，以备突水涌泥时使用。4隧道长距离施工通风专业的通风设计，配备节能型的通风设备；加强通风管理，减少风量损失，确保通风质量；汽车净化装置。5埋深大、可能发生岩爆地段施工=1\*GB3①加强地质监测和预报，及早采取措施，确保施工平安；=2\*GB3②采取光面爆破减少围岩个别点位应力集中；=3\*GB3③采取向岩面喷水、喷雾或深孔注水方法，降低外表脆性或降低岩石硬度；=4\*GB3④打预裂孔提前释放应力；=5\*GB3⑤及时喷锚网支护，减少围岩暴露时间，减少岩片剥落造成的平安隐患；=6\*GB3⑥对施工设备加强防护、对施工人员加强平安教育，减少不必要的平安损失。6环境保护及水资源保护要求高弃碴防护按设计指定位置先挡后弃，严格施工纪律，防排水设施齐全；复耕、绿化。植被保护少占地，占荒地；有害物质预处理，防泄漏；复耕、绿化。水资源保护废水处理达标后排放；保护生活水源；防止施工材料、油料泄漏；过断层时防止地面失水，尽量不改变原水流通道。总体施工布置施工组织布置原那么针对本工程的施工规模和特点，我们确立本标段施工指导思想和原那么：“机构精干，队伍专业，科技先行，设备精良，管理标准，施工科学，关系和谐，保护环境，保障平安，保证工期，确保部优，力争国优〞。机构精干：配备管理经验丰富、业务能力强、思想素质高、工作责任心强的人员按工程法组建工程经理部。队伍专业：实现专业化施工，整建制调入专业化施工队伍承当各项施工任务。科技先行：对工程的重、难点进行提前研究，结合现场攻关为工程保驾护航。坚持信息化施工，始终把施工过程中的各种可变因素掌握在可控的范围内。设备精良：配备大型设备进行施工，合理配套，机况良好，满足工程快速施工要求。管理标准：实现工程法管理，科学组织、合理安排、均衡生产。施工科学：按设计施工，按标准施工，按标准化作业要求施工。关系和谐：尊重设计、服从业主、监理，搞好路地共建，营造和谐环境。保护环境：自始至终把“环境保护〞工作放在施工过程中日常工作的重要位置，确保工程所处环境不受污染和破坏。保证平安：建立健全平安体系，确保实现平安目标。保证工期：目标工期逐阶段分解量化，合理配置资源，确保工期目标实现。工程做到开工必优、一次成优，确保大别山隧道创部优，力争国优。施工组织机构本工区采用B4型管理模式，成立新建铁路沪汉蓉通道合肥至武汉段大别山隧道工程WHSD-2标段出口工区，对本工区的平安、质量、工期负直接责任。设置工区主任一名；工委书记一名、工区副主任一名；工区总工一名；下设五部一室，即工程管理部、质量检查部、平安环保部、设备物资部、财务部、办公室。工区下设五队一班，即隧道一队、隧道二队、衬砌队、机械队、路基队和综合班。组织机构见图3-1组织机构框图。表3-1组织机构框图任务划分各作业施工任划分情况见表3-2施工任务划分表表3-2施工任务划分表作业队工作内容隧道开挖一队负责大别山隧道出口4182米的开挖、初期支护等工作衬砌队负责大别山隧道出口4182米及碧绿河隧道的二次衬砌及仰拱铺底工作路基队负责路基、涵洞施工工作机械运输队大别山隧道出口正洞运输、机械维修、保养综合班砂、石料生产、碴场防护、施工供排水工程及施工便道养护、大修及养道工区主要管理人员及部门的主要职责工区主要管理人员及部门的主要职责见表3-3。表3-3工区主要管理人员及部门的主要职责划分表人员或部门管理职责工区主任主持出口工区全面工作，对工程质量、平安、工期和本钱控制负全责；负责工程经理部内部行政管理工作，包括人员调配、财务管理、对外协调和合同管理等。配合局工程部做好对业主、监理的合同谈判，验工计价等工作工区副主任主抓施工进度和队伍管理，负责组织指挥施工生产、各作业层的接口界面协调和内部考核，监督年、季、月施工方案执行。工区总工程师负责出口工区的技术管理和重大技术方案的制定，负责编制年、季、月施工方案，配合工程部做好与监理单位、设计单位和业主技术部门的协调工作，负责竣工交验。工程管理部组织设计文件会审，熟悉施工图纸、施工合同和技术标准、验收标准，根据合同要求，编制实施性施工组织设计。负责工程测量、量测、试验、配合设计、监理的工作。负责建立技术管理日志，做好工程技术档案管理工作。掌握出口工区各作业队的工程进展情况，归纳分析影响进度的因素，并提出改良措施。组织重点技术问题攻关，负责技术交底，检查指导作业队的技术工作。成立地质工作组，做好超前地质预测预报工作，动态指导施工。制定不良地质预报及处理的方案、方法。负责本工区的所有工程的试验和检验工作。及时反应，指导施工，配合各部门检查和监督现场的施工质量，协助做好新材料的施工试验工作。按照质量体系文件，全面开展各项质量活动，建立质量管理日志。负责隐蔽工程的检查与评定。质量检查部负责本工程的工程质量检查、验收工作，做好与监理等协调工作。切实监管质量体系文件执行情况，做好质量监督工作；调查影响工程质量的不利因素，及时制定相应措施。配合监理、业主及内部各部门做好各类工程质量的检查验收。设备物资部按施工组织设计及合同要求，负责现场设备的管理，为工程施工提供保障。编制设备、配件供给方案，经主管经理批准后负责实施。建立设备管理台帐。掌握工程各生产单位的工程进展情况，归纳分析设备影响进度的因素，并提出改良措施。根据工程管理特点，制定设备管理标准和实施方法，对工程使用的机电设备的质量和管理负责。按施工图、施工组织设计及合同要求，负责材料订货、采购。编制材料、设备供给方案，经主管经理批准后负责实施。整理保管好一切材料、机电设备的资料和报告证件等，建立管理台帐，做好各项材料消耗和库存统计工作。根据工程管理特点，制定物资设备管理标准和实施方法，对工程使用的材料、机电设备的质量和管理负责。平安环保部根据工程具体情况，结合工程管理特点，制定平安、环保等方案及其管理细那么，组织处理平安质量事故。负责进行日常的平安生产检查并做好记录，建立平安管理日志，做好平安、环保档案管理工作。制定环境保护及水土保持措施，并监督执行。财务部根据合同要求，结合工程具体情况，编制工程本钱方案和资金使用方案，确定、分解本钱控制目标。归口管理变更洽商，办理验工计价和内部承包核算。办理与业主间工程款的收取、支付。办理工程施工中各项资金的收支手续和财务报表，负责合同管理，负责与业主代表办理保险、索赔事宜。办公室办公室是工区的综合协调部门，主要负责工程的对外联络、文件的收发、人事劳资、治安保卫、医疗卫生以及内部行政事务。施工场地布置说明及布置图施工场地布置说明①施工场地布置原那么大别山隧道地处大别山腹地湖北省麻城市，穿越大别山山脉孟匠岩主峰。区内山势陡峻，沟谷纵横，植被发育，灌木杂草丛生，交通不便，施工条件比拟艰苦。施工场地布置遵循以下原那么进行：严格按甲方关于建设工程施工现场管理的要求，结合现场具体情况进行施工现场的布置和管理。遵循“平安、经济、合理、文明、合法〞的原那么，严格遵照招标文件，尽量减少施工用地，少占农田，使场地布置紧凑合理。所有生产生活设施均满足平安防火和劳动保护要求，并充分考虑防洪的要求。弃碴场布置在业主指定的范围内，炸药库那么根据当地公安部门的要求修建。②施工用电业主提供外电至大别山隧道隧道出口。安排两台630KVA变压器和一台500KVA变压器，隧道掘进一定距离后安排高压进洞，500KVA变压器移入洞内。碧绿河隧道出口设一台500KVA变压器。③施工便道大别山隧道出口和碧绿河隧道位于三河口镇平斗山乡程棚畈村附近，距麻城约32km，其中距离县道X104约有长约8km机耕道，距洞口有长约1.8Km需新建便道。既有道路需经过拓宽加固改造，每200m设一处会车道，。④施工用水大别山隧道出口位于碧绿河河边，河中常年流水，水量丰富，满足施工需要。施工时在高于出口洞口60m处修建270m3高压水池，采用两台高扬程抽水机从碧绿河抽水，输水管采用φ100钢管〔高差约60m，长度约400m〕。当地植被茂盛，地表水水质良好，高位水池的水一局部经过处理后提供生活使用，其他用于洞内外生产。⑤现场通讯施工现场安装程控与外界联系，生活办公区内接入宽带，以保证与外界信息畅通。⑥施工房屋住宿、公共用房采用砖瓦结构、办公房屋采用彩钢房，房屋内采用水泥砂浆地面。住房按5m2/人，办公及公用生活效劳设施按5m2/人安排。料库、水泥库、加工车间、修理车间等生产房屋采用砖瓦结构，砂石料场、加工场采用棚式结构。机械用房面积要求满足机体距墙距离不小于1m，机体间距不小于1.5m。⑦砼拌和站为保证混凝土生产质量，砼生产均采用自动计量拌和设备，配置两台750L搅拌站和一台500L搅拌机，用于混凝土拌制，混凝土罐车运输。⑧弃碴场地为防止弃碴在雨季被冲走，污染环境，在碴堆坡脚设大石码砌挡护，碴顶设截水天沟，并作好碴场排水系统。弃碴完成后，将弃碴场整平，碴顶复垦，并进行绿化。⑨出口工区施工场地布置图出口工区施工场地平面布置见“图3-4大别山隧道出口工区平面布置图〞。总体施工方案、技术措施、施工工艺和方法总体施工方案本工区承当大别山隧道出口段4182m〔DK221+500～DK225+682〕，地质条件较好Ⅱ、Ⅲ级围岩占全长的94%，根据隧道设计及地质情况，正洞隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩段采用全断面法开挖,开挖采用三臂台车打眼光面爆破施工或多功能台架作业；Ⅳ级、Ⅴ级围岩段采用台阶法、CD法或双侧壁导坑法施工；采用风镐开挖或手持风钻钻孔进行弱爆破施工。出碴采用无轨运输，挖掘机配合装载机装碴，由自卸汽车直接运到指定的弃碴场地；隧道支护锚杆利用锚杆台车钻孔、安装锚杆，利用作业台架安装钢架和钢筋网。喷混凝土采用湿喷工艺施工；隧道拱墙衬砌采用12m模板台车，泵送混凝土灌注施工。仰拱混凝土采用搭设栈桥全幅整体灌注的方案施工。防水板铺设采取无钉铺设法施作。结构混凝土由自动计量混凝土拌和站集中拌制，混凝土罐车运送混凝土；施工通风采用压入式通风方案；施工排水采用自然排水方案。经过仰拱施工段时，采用水泵强力排水与自然排水相结合的方案。信息化施工：把超前地质预报纳入施工工序，建立以地质工作内容为先导，以量测为依据的信息化施工管理体系。根据本工区工程的特点，切实把握“依靠科技、精心组织、重点突出、快速有序、重视环保、平安优质〞的原那么组织施工。进洞方案根据施工图设计及实地勘察，进洞前先做洞顶截水天沟，处理洞顶危石，首先对地表进行加固处理，确保边、仰坡稳定，土质天沟随挖随砌，使水不冲刷坡面；仰坡坡底做临时排水沟，防止洞口积水。开挖前先按设计对进洞的各个桩点进行复核，对边仰坡进行放样，土石方开挖自上而下分层开挖。土方采用人工配合挖掘机开挖；石方开挖采用风钻钻孔，弱爆破。在大别山隧道出口洞口施作大管棚，管径φ108mm，管棚长度为是22m，施工时方向较线路方向外插1～2°，具体方法见后述。施工方法及技术措施大别山隧道出口施工方案隧道开挖：详见表4-1《隧道开挖方法和设备配备表》。表4-1隧道开挖方法和设备配备表项目围岩级别开挖方法支护方式运输方式主要钻爆设备主要装运设备主要支护、衬砌设备Ⅱ、III全断面法锚、网、喷方式无轨三臂凿岩台车钻眼或多功能台架挖掘机配合装载机装碴；重型自卸汽车出碴。锚杆台车安设锚杆，人工安装网片、钢架，机械手配湿喷机喷砼。液压模板台车衬砌。IVCD或台阶法小导管超前，钢架+锚、网、喷方式无轨主要采用风镐开挖；必要时手风钻打眼弱爆破V双侧壁导坑法或台阶法小导管超前，钢架+锚、网、喷方式无轨主要采用风镐开挖；必要时手风钻打眼弱爆破ⅣCD或台阶法小导管超前，钢架+锚、网、喷方式无轨台阶法采用台车开挖，其他主要采用风镐开挖；必要时手风钻打眼弱爆破V双侧壁导坑法或台阶法小导管超前，钢架+锚、网、喷方式〔大管棚进洞〕无轨主要采用风镐开挖；必要时手风钻打眼弱爆破洞口段及洞门施工大别山隧道出口洞门其洞门型式为：柱式。详见工艺“图4-2〞。①洞口开挖支护施工前准备工作：洞口开挖前，先做洞顶截水天沟，处理洞顶危石，首先对地表进行加固处理，确保边、仰坡稳定，土质天沟随挖随砌，使水不冲刷坡面；仰坡坡底做临时排水沟，防止洞口积水。开挖前先按设计对进洞的各个桩点进行复核，对边仰坡进行放样，土石方开挖自上而下分层开挖。土方采用人工配合挖掘机开挖；石方开挖采用风钻钻孔，弱爆破。边仰坡随开挖随支护，开挖完成后及时进行喷锚作业，封闭岩面。而且无渗漏现象方可结束全部注浆。测量放线挖洞门根底报验测量放线挖洞门根底报验立模报验模板台车就位立模绑扎钢筋测量复查拱墙砼施工拆模、养生边墙根底砼施工砼制备砼制备钢筋预制测量放线挖明洞仰拱及根底报验绑扎钢筋立模报验仰拱及边墙基砼施工钢筋预制砼制备不合格不合格不合格不合格合格合格合格合格合格不合格回填及坡面处理防水层施作报验注：洞门墙与明洞钢筋混泥土一次性整体浇筑；在拱、墙背防水层施作前先找平基底，防止刺破防水板。②洞口大管棚在大别山隧道出口洞口施作大管棚，管径φ108mm，壁厚是9mm，管棚长度是22m，施工时方向较线路方向外插1～2°。φ108mm大管棚施工流程见“图4-3〞。钻机扫孔测量放线钻孔掏孔检查钻机扫孔测量放线钻孔掏孔检查是否有坍孔、探头石安装注浆管固定注浆管孔口处理喷砼封闭注浆注浆管制作注浆口防护注浆效果检查进入开挖工序补孔不合格合格施作套拱：洞口明暗洞交界处施作导向墙：在洞外明暗洞交界处架立二榀型钢拱架，间距50cm，用钢筋焊接成一个整体。在钢支撑上安装长100cm的导向钢管，与管棚位置方向一致，然后浇注砼包裹钢支撑和导向管，形成导向墙。导向墙完成后，喷射C20砼15cm厚封闭周围仰坡面，作为注浆时的止浆墙。搭设钻孔平台架、安装钻机：用方木搭设钻孔平台架，平台上满铺木板，搭设牢固，以防钻孔时钻机晃动。或采取明洞开挖至管棚施作空间位置时，预留钻机作业平台；根据现场施工实际情况选定。钻孔:采用水平地质钻机，从导向管内钻孔。安装管棚钢管：管棚钢管由机械顶进，钢管节段间用丝扣连接，顶进时，节长采用4m管节。管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用水泥砂浆或其它材料堵塞严密，以防浆液冒出。堵塞时设置进浆孔和排气孔。相邻管棚接头必须错开，可增加2m长管节来错开管棚接头。确保同一环管棚中接头位置相应错开不小于1m。注浆：浆液采用单液注浆机灌注，水泥浆水灰比1：1，注浆压力为2～3Mpa。当排气孔流出浆液后，关闭排气孔，继续注浆，到达设计注浆量或注浆压力时，稳定10分钟以上停止注浆。进浆量一般20～30L/min。施工过程中，为了防止注浆过程中发生串浆，每钻完一个孔，随即就安设该孔的钢管并注浆，然后再进行下一孔的施工。效果检查：钻孔注浆分两个序列进行。当一序列的孔完成注浆后，施钻二序列时可取芯检查浆液分布状况和固结强度。每环取2～3个孔做效果检查并做综合分析。施工技术措施：注浆操作人员必须经过专门培训，并实行岗位责任制；在注浆前充分做好各项准备工作，特别是机具设备的检修工作，发现问题及时排除，使其处于良好状态；认真检查注浆管路系统，包括混合器、接头、阀门等，如有破损立即更换，有问题的接头、阀门，不得使用，防止在高压下发生脱扣的危险事故；注浆前，在洞外将管路全部接通，进行试压，试压可用清水进行。在试压时，如管路不通或接头有漏水现象，予以排除，保持管路系统各部件完好畅通；根据现场注浆情况，注浆浆液的参数可适当调整；在注浆过程中，所有拆卸下来的接头、阀门，安排专人及时清洗干净，以备轮换使用；配备专业电工，在电路、电器设备发生故障时及时排除；注浆完毕后，去除管内浆液，用30号水泥砂浆紧密充填，以增强管棚的强度和刚度。认真清洗干净所有的机具设备，特别是搅拌机、注浆管、接头、阀门、贮浆桶等，以备下阶段注浆时使用。③柱式洞门施工：洞门结构混凝土采用组合钢模，并按设计设置泄水孔；立模完毕后采用内拉杆加固，确保砼灌注过程模板不变形。自动计量拌和站生产砼，砼运输车运输，泵送入模，插入式捣固器捣固密实。撤除模板后，端墙背后回填土方按要求采用手持式冲击打夯机进行对称分层夯实，每层厚度不大于0.3m，两侧回填的土面高差不大于0.5m；回填至拱顶后分层满铺填筑，顶层回填材料采用粘土以利于隔水。④进洞考前须知尽可能减少明挖土石方数量，以保持地表的原始状态，刷坡后及时以锚、网、喷对地表加固。进洞段上部开挖应保持短进尺，用风镐配合挖掘机开挖，喷砼分两次进行，即开挖后初喷，架立钢架〔钢架在拱脚处打锁脚锚杆防止拱顶下沉〕，安装系统锚杆、挂网后复喷，及时封闭，保证支护质量。洞口段衬砌时，由洞内向洞外方向施作，洞口段第一个循环与洞门同时灌注。以“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测〞作为进洞施工的指导方针。施工前应注意核对洞口地形、地貌及标高等，如发现与设计不符时及时提出，以便修改设计和施工方法。洞身开挖及初期支护大别山隧道，围岩类型存在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ四种级别，根据不同的围岩类别、埋藏深度等选择采用双侧壁导坑法、CD工法、台阶开挖法或全段面开挖法。①全断面法施工顺序：测量→全断面打掘进眼→装药→起爆、通风→出碴→初喷→设置锚杆→挂网〔局部〕→复喷→下一循环开挖：利用三臂液压凿岩台车钻眼，循环进尺控制在3.0～4.0m,光面爆破。出碴：采用挖掘机配合ZLC-50C侧卸式装载机装碴，自卸汽车运输出碴。初期支护：利用锚杆台车钻锚杆孔，多功能台架辅助进行锚、喷作业，局部地段挂网。开挖完成后，及时施作初期支护，并加强量测，准备进行下一循环开挖，形成程序化作业。全断面施工方法见图4-4《隧道全断面施工方法示意图》。②台阶法施工顺序：测量放线→上部打掘进眼→装药→起爆、通风→找顶→初喷→出碴→设置锚杆→架设钢架→挂网〔局部〕→复喷→下一循环。测量放线→下部打掘进眼→装药→起爆、通风→出碴→初喷→设置锚杆→架设钢架→复喷→下一循环。开挖：上台阶采用人工手持风钻开挖，下台阶采用三臂凿岩台车开挖，光面爆破，上下台阶一次爆破。出碴：采用挖掘机配合ZLC-50C侧卸式装载机装碴，自卸汽车运输。初期支护：利用锚杆台车钻锚杆孔安设锚杆，多功能台架辅助进行锚、喷作业，局部地段挂网。开挖后及时依设计施作系统锚杆、挂网、喷砼等支护，埋设量测点，加强隧道拱顶下沉及边墙收敛观测，及时掌握围岩变形情况。台阶法施工方法见图4-5《隧道台阶法施工方法示意图》。③中壁〔CD〕法施工顺序：按图4-6《中壁〔CD〕法施工方法示意图》中壁〔CD〕法施工分六步进行，每循环进尺控制在1.0～1.2m之间。开挖采用手风钻打眼，弱爆破。每部开挖完成后，及时架立临时钢架。出碴：采用挖掘机配合装载机装碴，自卸汽车运输出碴。初期支护：采用多功能台架辅助进行锚、网、喷作业及拱架施作。初支完成后，根据监控量测结果分析，待初期支护收敛稳定后，撤除中壁支撑，施作仰拱、隧底填充和边墙根底砼。第一步：施工①部隧道侧壁及导坑侧壁水平锚杆超前支护→弱爆破开挖①部→初喷→出碴→架设①部永久拱架及临时钢架→打锁脚锚杆、径向锚杆并注浆→复喷砼至设计厚度。第二步：弱爆破开挖②部→导坑周边初喷砼→出碴→接长②部永久拱架及临时钢架→打锁脚锚杆、径向锚杆并注浆→复喷砼至设计厚度。第三步：滞后②部一段距离，弱爆破开挖③部→出碴→接长③部临时钢架→复喷砼至设计厚度。第四步：开挖④部，并施作导坑周边初期支护及临时支护，步骤及工序同第一步。第五步：开挖⑤部，并施作导坑周边初期支护及临时支护，步骤及工序同第二步。第六步：滞后⑤部一段距离，弱爆破开挖⑥部→出碴→复喷砼至设计厚度。④双侧壁导坑法开挖：采用人工风镐配合挖掘机开挖，上下台阶错开长度为3～5m，左右导坑错开9～15m，循环进尺控制在0.8～1.0m之间。出碴：采用挖掘机和装载机装碴，自卸汽车运输出碴。支护：利用多功能作业台架钻孔、湿喷机、钢架架设等初期支护作业。初期支护施工及时进行，并尽快进行仰拱、填充和边墙根底砼施工，使其与拱墙初期支护封闭成环。施工方法见图4-7《双侧壁导坑法施工方法示意图》。施工顺序：第一步：施工①部隧道侧壁及导坑侧壁水平锚杆超前支护→弱爆破开挖①部→初喷→出碴→架设①部永久拱架、临时钢架及横撑→打锁脚锚杆、径向锚杆并注浆→挂网→复喷砼至设计厚度。第二步：弱爆破开挖②部→导坑周边初喷砼→出碴→接长②部永久拱架、临时钢架及横撑→打锁脚锚杆、径向锚杆并注浆→挂网→复喷砼至设计厚度。第三步：开挖③部，并施作导坑周边初期支护及临时支护，步骤及工序同第一步。第四步：开挖④部，并施作导坑周边初期支护及临时支护，步骤及工序同第二步。第五步：滞后②部一段距离，弱爆破开挖⑤部→出碴→接长⑤部临时钢架→挂网→复喷砼至设计厚度。第六步：滞后④部一段距离，弱爆破开挖⑥部→出碴→接长⑥部临时钢架→挂网→复喷砼至设计厚度。第七步：施工⑦部隧道拱部超前支护→弱爆破开挖⑦部→初喷→出碴→架设⑦部永久拱架、临时钢架及横撑→挂网→打径向锚杆并注浆→复喷砼至设计厚度。第八步：开挖⑧部→喷砼封闭掌子面。第九步：开挖⑨部→喷砼封闭掌子面。第十步：开挖⑩部→出碴→导坑底部初喷砼→安设拱架封闭成环→挂网→复喷砼至设计厚度⑷钻爆设计为保证快速施工，大别山隧道主要作业面采用三臂凿岩台车钻孔，周边采用光面爆破。凿岩台车开挖支护施工工艺见图4-8。光面爆破施工工艺见图4-9。图4-4隧道全断面施工方法示意图图4-5隧道台阶法施工方法示意图图4-6中壁〔CD〕法施工方法示意图图4-7《双侧壁导坑法施工方法示意图》图4-8凿岩台车开挖支护施工工艺框图测量放线测量放线钻孔装药联线找顶接台车高压水管及动力电缆台车退出掌子面至平安位置起爆洒水、通风、排烟台车移至掌子面、定位、升支架撤除台车高压水管及动力电缆初喷砼出碴钻孔并安装锚杆、复喷砼进入下一循环图4-9光面爆破施工工序框图爆破效果分析施工准备爆破效果分析施工准备爆破设计测量放线钻眼药量计算装药掏槽眼起爆辅助眼、周边眼起爆装碴运输进行下一循环信息反应注：爆破采用微差减震控制爆破技术，以降低震动速度。采用微差控制爆破技术和接力式起爆网络技术，控制单段允许装药量降低爆破震动速度。①设计原那么采用光面爆破，根据地质条件、开挖断面、开挖进尺、爆破器材等条件编制爆破设计。根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深10cm。严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。本工程采用乳化炸药，塑料导爆管非电毫秒雷管起爆，采用毫秒微差有序起爆，一般周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差。②钻爆参数选择:通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照“表4-10光面爆破参数表〞。表4-10光面爆破参数表岩石种类周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线W〔cm〕相对距E/W周边眼装药参数〔kg/m〕硬岩55～7060～800.7～1.00.30～0.35中硬岩45～6560～800.7～1.00.2～0.30软岩35～5045～600.5～0.80.07～0.12③掏槽方式本工程大局部地段使用凿岩台车钻孔，采用中空直眼掏槽。④装药结构周边眼：用小直径药卷间隔装药。其它眼：均采用底部连续装药结构。⑤堵塞方式所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于30cm。爆破效果监测及爆破设计优化:⑥爆破效果检查断面仪检查断面超欠挖。开挖轮廓圆顺，开挖面平整检查。爆破进尺是否到达爆破设计要求。爆出石碴块是否适合装碴要求。炮眼痕迹保存率≥80％，并在开挖轮廓面上均匀分布。两次爆破衔接台阶不大于15cm。⑦爆破设计优化每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距、装药量，特别是周边眼。根据爆破后石碴的块度修正参数。石碴块度小，说明辅助眼布置偏密；块度大说明炮眼偏疏，用药量过大。根据爆破振速监测，调整单响起爆炸药量及雷管段数。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，爆破眼眼底根本上落在同一断面上。超欠挖控制措施:成立超欠挖管理领导小组，编制超欠挖管理方法，制订详细的奖罚措施，并严格执行。派专人负责超欠挖控制，每次爆破由专业工程师值班检查监督爆破全过程，以保证钻爆作业按设计进行。采用光面爆破，减少对周边围岩的扰动，保证开挖成型质量。每循环用全站仪对开挖面进行检查，并根据检查结果进行分析，及时将分析的信息反应到施工中，不断优化设计，以进一步改良光面爆破质量。选择合理的爆破参数，周边眼采用光爆小药卷不藕合装药，选择合理周边眼间距和光面层厚度，以确保光面爆破。施工时设备操作人员相对固定，以利于提高钻眼质量。初期支护及辅助施工措施喷射砼采用湿喷机进行湿喷砼，工艺流程见图4-11。喷砼料由洞外自动计量拌和站生产。汽车搅拌输送车运输砼，卸入砼喷射机。施工技术措施喷射前处理危石，检查开挖断面净空尺寸。在不良地质地段，设专人随时观察围岩变化情况，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理。检查电线路、设备和管路。设置控制喷砼厚度的标志。用高压水冲洗受喷面，当受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩面。喷射作业分段、分片、分层，由下而上顺序进行，有较大凹洼处，先喷射填平。喷嘴与岩面垂直，距受喷面0.8～1.2m。掌握好风压，减少回弹和粉尘，喷射压力0.15～0.2MPa。砂浆锚杆砂浆锚杆施工工艺见“图4-12〞。施工方法：采用锚杆钻机施作锚杆孔，人工安装锚杆，水泥砂浆终凝后安设孔口垫板，紧贴岩面且焊接好。中空注浆锚杆中空注浆锚杆施工工艺见“图4-13〞。施工方法：按设计要求，在开挖面上准确画出需施设的锚杆孔位。钻孔方式同砂浆锚杆施工，如果成孔困难，那么采用自进式中空注浆锚杆。然后注浆，注浆前导管孔先检查是否到达标准，然图4-11湿喷砼工艺流程图前期准备前期准备施喷面的清理计量配料拌合砂、石、水泥、水混凝土搅拌站装运喷料现场施喷综合检查结束加速凝剂不合格合格混凝土喷射机就位补喷混凝土图4-12砂浆锚杆施工工艺流程图后按设计比例配浆，采用电动注浆机压注浆，注浆压力为0.5～1.0MPa，一般按单管到达设计注浆量作为结束标准。当注浆压力到达设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆。检查注浆质量，合格后，用专用螺帽将锚杆头封堵，以防浆液倒流管外。超前锚杆施工超前锚杆沿开挖轮廓线布置，外插角控制在3～5o，工艺同砂浆锚杆。施工技术措施锚杆原材料规格、长度、直径符合设计要求，锚杆杆体除锈。锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求，锚杆用的水泥砂浆，其强度不低于C20，水泥用普通硅酸盐水泥，砂用中细砂，粒径不大于3mm。孔距允许误差±150mm内；保持锚孔顺直，并与岩面根本垂直；钻孔深度及直径与杆体相匹配。杆体插入锚杆孔时，保持位置居中，砂浆W／C符合设计要求，除预留抗拔试验的锚杆外锚杆杆体露出岩面长度不大于喷层厚度。图4-13中空注浆锚杆施工工艺流程图施工准备施工准备锚杆孔位布置锚杆钻进注浆戴杆头封堵帽进入下道工序注浆质量综合检查双液浆液配制合格不合格为保证锚杆孔内砂浆或水泥浆饱满密实，砂浆或水泥浆内添加适量的微膨胀剂。有水地段先引出孔内的水或在附近另行钻孔再安装锚杆。锚杆垫板与孔口砼密贴。随时检查锚杆头的变形情况，紧固垫板螺帽。钢筋网铺设钢筋须经试验合格，使用前要除锈，在洞外分片制作，安装时搭接长度不小于10cm。人工铺设，必要时利用风钻气腿顶撑，以便贴近岩面，与锚杆和钢架绑扎连接〔或点焊焊接〕牢固。钢筋网和钢架绑扎时，应绑在靠近岩面一侧。喷砼时，减小喷头至受喷面距离和风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。钢筋网喷砼保护层厚度不小于2cm。格栅钢架施工制作：格栅钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作，制作时严格按技术交底执行，保证每节的弧度与尺寸均符合要求，每节两端均焊连接板，节与节之间通过连接板用螺栓连接牢靠，洞外加工后试拼检查。安装：钢架按设计要求安装，安装尺寸允许偏差：横向和高程为±5cm，垂直度±2°。钢架的下端设在稳固的地层上，拱脚高度低于上部开挖底线以下15～20cm。拱脚开挖超深时，加设钢板或砼垫块。超挖较大时，拱背垫填混凝土垫块，以便抵住围岩，控制其变形的进一步开展。两排钢架间用φ22钢筋拉杆纵向连接牢固，环向间距1m，以便形成整体受力结构。施工技术措施：在开挖及初喷砼后及时安装。钢架与围岩之间的间隙用喷砼喷密实，禁止用石块、木楔、背柴等填塞。钢架安装时，严格控制其内轮廓尺寸，且予留沉降量，防止侵限。钢架安装好后，用锁脚锚杆锁固固定，防止其发生移位。钢架要全部被喷射砼覆盖，保护层厚度不小于4cm。钢架施工工艺见“图4-14〞。图4-14钢架施工工艺框图施工准备施工准备连接钢筋加工钢架拼装位置检查钢架架立测量定位断面检查欠挖处理洞外钢架加工，检查，倒运焊接纵向连接筋喷混凝土结束合格返工合格不合格不合格初喷混凝土超前小导管施工超前小导管规格：φ=42mm，壁厚3.5mm，L=3.2m或4.5m。小导管在洞外加工成型，且周边打孔，加工成花管。采用风钻钻孔，风钻顶入小导管。每环小导管施工完成后均应注浆。浆液采用普通水泥单液浆〔水灰比0.6～1〕，HFV-5D型注浆机注浆。施工工艺见“图4-15超前小导管施工工艺流程图〞。图4-15超前小导管施工工艺流程图制浆制浆钻探孔施工准备测量定位钻孔、清孔设备就位连接管路注水试验系统状况注浆标准判断停止注浆效果检查开挖作业补钻注浆孔检修封闭岩面掌子面泄漏是否良好主要技术措施：超前锚杆或超前小导管外插角控制在3～5o，尾部与格栅钢架焊接牢固。超前锚杆或超前小导管与线路中线方向大致平行。孔位偏差不超过10cm，孔眼长大于小导管长，钢管顶入长度不小于管长的90％。洞内超前大管棚施工:大别山隧道洞身〔DK225+008～+073〕大管棚，管径φ108mm，壁厚为6mm，管棚长度为10m，施工时方向较线路方向外插1～2°。该地段施工同前面洞口大管棚施工最大的不同是在开挖面〔即掌子面〕外侧工作室施作套拱。其他步骤〔施作套拱、搭设钻孔平台架、安装钻机、钻孔、安装管棚钢管、注浆等〕都同前面“洞口大管棚〞内容。装碴运输方法大别山隧道采用无轨装碴运输。其中双侧壁导坑法、CD法及短台阶法施工段，上台阶采用人工或机械翻碴至下台阶，下台阶装载机装碴、自卸汽车运至弃碴场；全断面法施工采用挖掘机配合装载机装碴，自卸汽车运至弃碴场。弃碴场的防护大别山隧道出口和碧绿河隧道出口共用一个弃碴场，在DK226+500左侧和右侧水田及坡地。挡碴墙、排水系统:弃碴场挡碴墙按多级挡护修建。采用人工配合挖掘机清理基层覆土，挖掘机开挖基坑，人工清理基底至设计标高。人工砌筑，机械拌合砂浆。浆砌片石挡墙、水沟采用坐浆法施工，砂浆饱满。砂浆搅拌机拌制砂浆，随拌随用。挡墙每隔25m设置一条30mm的伸缩缝，缝内填塞沥青麻筋或木板。弃碴堆放时为防止大块碴石直接冲击挡墙，应分层堆弃，靠挡墙处人工配合推土机填筑。墙背底部第一排泄水孔以上设置一层卵石排水层，墙的中部梅花型每隔3m埋设φ25排水管，墙底部每10m埋设一根φ100透水软管；挡碴墙周边及碴场顶部设排水沟和截水沟，形成通畅的排水系统，应防止污染环境。植草皮：隧道及斜井完工后，推土机整平弃碴场顶面，挖掘机配合自卸汽车取土，人工配合推土机整平土层，按设计要求进行覆土复耕或绿化种草、植草皮。隧道防排水隧道防排水措施本隧道防水等级：满足《地下工程防水技术标准》〔GB50108〕规定的一级防水标准。隧道防排水采用“防、排、堵、截结合，因地制宜，综合治理〞的原那么。截水措施主要针对地下水发育、地下水无控制排放影响生态环境情况，采用开挖前预注浆或开挖后径向注浆等措施对地下水进行截堵，在隧道开挖线外一定范围内截断地下水与隧道之间的水流通路，到达限制地下水向洞内排放的目的。根据综合超前地质预报成果判定，水量丰富、导水性好的断层破碎带等地段，当围岩无自稳能力，施工中可能产生突水、突泥时，采取超前预注浆措施；当在一般地段裂隙水较发育、围岩涌水量超过允许排放量、施工中围岩可自稳时，采用开挖后围岩径向注浆措施，对围岩自稳性好、局部面状淋水或局部渗流、渗水量超过允许排放量等状况，采用局部注浆。对于注浆材料，根据地质情况选择使用普通水泥、超细水泥及其他特殊材料，提高浆液材料的耐久性。防水措施隧道防水措施主要通过防水卷材及模筑衬砌防水砼的双重作用，防止地下水从砼外表渗入。本隧道一般地段拱墙设防水卷材加土工布，二次衬砌砼采用防水砼，环向施工缝拱墙部位设置中埋式止水带及排水管，仰拱施工缝设置中埋式止水带；纵向施工缝设置刷涂砼界面剂。变形缝拱墙部位防水采用中埋式止水带、沥青木丝板塞缝、聚硫密封胶等措施；沉降缝仰拱部位采用中埋式止水带、沥青木丝板塞缝并环向设置双层抗剪钢筋措施，以减小沉降缝两边的不均匀沉降。疏排水措施主要针对可以明确的地下水通路位于隧道开挖范围内而被截断时，采用在隧道开挖线以外埋设不小于原通路水量的PVC管〔外套钢管〕，连通被截断的出入水口，保证地下水通路的畅通。隧道衬砌防水卷材背后环向设置每8m间距φ50塑料透水管盲沟，在隧道两侧边墙墙脚外侧泄水孔标高处分段设两道φ80透水管盲沟，每段长按8m计，环向盲沟均直接与隧道侧沟连通。当地下水发育时，加密布置透水管。防水板施工防水板为可粘结防水卷材，厚度1.2mm，土工布300g/m2，防水卷材铺设施工工艺“图4-16防水板铺设施工工艺框图〞；防水卷材施工采用无钉铺设工艺，施工程序见“图4-17隧道防排水施工示意图〞。图4-16防水卷材铺设施工工艺框图1.工作平台就位；1.工作平台就位；2.接通电路线；3.烧断锚杆及钢筋网端头；4.如超挖超过铺板规定，编铁丝网回填；5.拱顶画出隧道中线第一环，画出垂直隧道中线的横断面线。1.防水卷材质量检查；2.画焊缝搭接线；3.防水卷材分拱部和边墙两段截取，将拱部的对称卷起。准备工作固定防水板焊接防水卷材搭接缝焊补缀强质量检查移工作平台结束洞外准备洞内准备电热压焊器及爬行式热合器，垫上隔热纸图4-17防排水施工准备工作洞外准备:检查防水板质量，用特种铅笔划焊接线及拱顶分中线，并按每循环设计长度截取，对称卷起备用。洞内准备:施工时采用两个作业台架，一个用作基面处理，一个用作挂防水板，基面处理超前防水板铺设两个循环。基面处理：检查开挖断面，整修初期支护外表，处理外露锚杆及锋利物，在铺设基面标出拱顶中线。铺设防水卷材防水板铺设采用无钉铺设工艺，洞外已准备好的防水板，从两边向中间卷成两卷，铺设时，从拱部向下展铺。焊接防水板搭接缝：采用爬行式热合器焊接，双焊缝。将热合器预热，把预热后的热合器放在两层防水板之间，边移动融化防水板边顶托加压，直至接缝粘结牢固。检验方法检查防水层质量，无老化、波纹、斑点、刀痕、撕裂、孔洞缺陷。检查基面有无锚杆头和钢筋头外露。检查防水板与基面的密贴情况。检查焊缝有无假焊、漏焊、烧焦、烧穿。防水板铺设完，按“验标〞要求进行检查，填写隐蔽工程检查证，符合验收标准前方可进行模板台车定位。施工技术措施防水板铺设前，先割除砼衬砌外表外露的锚杆头，钢筋尖头等硬物，凸凹不平处需先喷平，使砼外表平顺；局部漏水处需先进行处理。防水板的搭接宽度为10cm，搭接焊缝为双焊缝，每条焊缝宽度不小于5cm。铺设防水板地段距开挖工作面不小于爆破平安距离。灌注衬砌砼时，不损坏塑料防水板。衬砌砼灌注前对已铺设完的防水板进行气密性检查，并请监理工程师签认。止水带施工工艺隧道拱、墙施工缝设置中埋式止水带，仰拱施工缝设置中埋式止水带止水带施工工艺施工工艺流程如“图4-18止水带施工工艺框图〞。图4-18止水带施工工艺框图钻钢筋孔钻钢筋孔穿钢筋卡放置止水带下一环节止水带定位下一环止水带定位拆挡头板灌注砼沿衬砌轴线每隔不大于0.5m钻一φ12的钢筋孔。将制成的钢筋卡，由待灌砼侧向另侧穿过挡头模板，内侧卡紧止水带一半，另一半止水带平靠在挡头板上。待砼凝固后撤除挡头板，将止水带拉直，然后弯钢筋卡紧止水带。排水管施工工艺环向排水盲管施作方法隧道拱墙设软式透水管环向盲管，环向盲管间距按设计设置，并每隔5～10m在水沟外侧留泄水孔，并用连接盲管与纵向盲管相连。纵向排水盲管施作方法纵向排水盲管沿纵向布设于左、右墙角水沟底上方，排水盲管规格数量按设计设置。纵向排水盲管按规定划线，以使盲管位置准确合理，盲管安设的坡度与线路坡度一致。沿线钻孔，定位孔间距在30cm～50cm。将膨胀锚栓打入定位孔或用锚固剂将钢筋头预埋在定位孔中，固定钉安在盲管的两侧。用无纺布包住盲管，用扎丝捆好；用卡子卡住盲管，然后固定在膨胀螺栓上。采用三通和环向透水管、连接盲管相连。边墙泄水管施作方法模板台车就位后开始施作边墙泄水管，在模板台车对应于泄水管的位置开与泄水管直径相同的孔。泄水管一端安在模板台车的预留孔上，另一端安在纵向排水管上。泄水管与纵向排水盲管用三通连接，并固定牢固。主要技术措施按规定划线，以使盲管位置准确合理，划线时注意盲管尽可能走基面的低凹处和有出水点的地方。盲管与岩面的间距不得大于5cm，盲管与岩面脱开的最大长度不得大于10cm。集中出水点沿水源方向钻孔，然后将单根集中引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封堵，以使地下水从管中集中引出。盲管上有接头用无纺布等渗水材料包裹，防止喷砼料或杂物进入堵塞管道。二次衬砌二次衬砌在开挖及初期支护结束后，并预留一定的施工距离和间隙时间后开始的。其施工流程详见“图4-19隧道二次衬砌施工工艺框图〞及“图4-20二次衬砌施工方法示意图〞。仰拱、填充及边墙根底正洞Ⅳ、Ⅴ级围岩段仰拱为C30钢筋砼，Ⅲ级围岩段C25钢筋砼，仰拱填充为C20砼。Ⅱ级围岩段铺底为C30钢筋砼仰拱及填充仰拱及填充紧随开挖进行，采用分段整体灌注。为减少其与出碴运输的干扰，采用仰拱栈桥(见图4-21)。仰拱和填充〔铺底〕超前为拱墙衬砌台车轨道铺设提供条件，有利于文明施工，以保证隧道底部的施工质量，从根本上消除隧底质量隐患，有利于结构稳定。仰拱及填充〔铺底〕砼由洞外自动计量拌合站生产。图4-19隧道二次衬砌施工工艺框图喷砼面处理喷砼面处理排水肓管安装报验铺设防水板钢筋安装报验去污、涮脱模剂洞室立模台车定位预埋件安装报验立堵头板、安止水带(条)灌注砼脱模上台养护台车就位拼防水板砼制备图4-20二次衬砌施工方法示意图图4-21仰拱栈桥示意图边墙根底施工图4-21仰拱栈桥因大别山隧道跨度大，结构受力复杂，为改善受力条件，边墙根底严格按设计图纸的尺寸施工。仰拱施工缝设置中埋式止水带；边墙根底施工纵向施工缝设置刷涂砼界面剂。变形缝拱墙部位防水采用中埋式止水带、沥青木丝板塞缝、聚硫密封胶等措施；沉降缝仰拱部位采用中埋式止水带、沥青木丝板塞缝并环向设置双层抗剪钢筋措施，以减小沉降缝两边的不均匀沉降。拱墙二次衬砌隧道正洞二次衬砌拱墙Ⅳ、Ⅴ级围岩段为C30钢筋砼、Ⅱ、Ⅲ级围岩段C25砼。砼外加剂可选用防水剂和高效抗裂防水膨胀剂。为保证二次衬砌砼施工质量、耐久性、衬砌内轮廓光洁圆顺，和隧道净空断面尺寸，砼浇筑采用长度为12m的模板台车，台车衬砌尺寸外放5cm，砼泵送入模。砼由自动计量拌合站拌制，砼搅拌运输车直接运送至作业面，泵送砼入模。钢筋砼衬砌地段，钢筋在洞外下料加工，弯制成型，洞内绑扎或拼装焊接。当砼强度到达2.5MPa时即可脱模，当湿度不够时，脱模后喷水养护，养护期14天。为确保衬砌对围岩的支护效果，衬砌超挖回填符合设计要求，墙脚以上1m范围内和拱部的超挖应采用同级砼一次灌注，其它部位可用衬砌同级砼或M10水泥砂砌片石回填。附属洞室施工本标段主要有综合洞室，综合洞室内预留通信及电力等相关专业设备空间，综合洞室的间距为单侧500m。为减小附属洞室施工时对隧道的影响，附属洞室在隧道开挖到相应位置时开挖，采用人工风钻钻孔，预留光爆层光面爆破，人工配合挖装机装碴，出碴方式和正洞出碴方式相同，人工施作锚、网支护，湿喷砼，衬砌时与正洞衬砌一起施做，综合洞室采用组合钢模板。衬砌时按要求设置预埋件，衬砌完成后人工安设洞室门。施工通风、防尘本工区大别山隧道出口采用压入式通风。由于通风距离较长，本隧道的通风作为科研工程与集团公司科研所进行合作，进行专业通风设计与攻关。施工通风布置出口工区的施工通风在隧道口布置两台轴流风机〔SDF(B)-No11型和SDF(C)-No12.5型各一台〕和两道通风管路向开挖工作面压入式送风。各通风设备的性能参数和配置数量见“表4-22〞：表4-22主要通风设备参数表名称型号技术参数数量速度〔r/min〕风压〔Pa〕风量〔m3/min〕功率〔KW〕轴流式风机SDF〔B〕-No111480624～41501015～198555×21台SDF〔C〕-No12.5高速1378～53551550～2912110×21台中速629～24451052～196834×2低速355～1375840～147516×2拉链式软风管PVCФ1500㎜平均百米漏风率0.015，摩阻系数0.02，每节长度20m/节或10m/节〔20m/节占75%以上〕。大别山出口工区配置10000m；施工通风管理1、由专业队伍进行现场施工通风管理和实施，风管安装必须平、直、顺，通风管路转弯处安设钢性弯头，并且弯度平缓，防止转锐角弯，以减小管路沿程阻力和局部阻力，并且要加强日常维修和管理。2、必须配有专业技术人员对现场通风效果进行检测，根据检测结果及时进行阶段调整。3、必要时可以根据检测结果及时对通风系统作局部调整，必须保证洞内气温不得高于28℃、一氧化碳〔CO〕和二氧化氮〔NO2〕浓度在通风30min后分别降到30mg/m3和5mg/m34、风机必须配有专业风机司机负责操作，并作好运转记录，上岗前必须进行专业培训，培训合格前方可上岗。5、电工必须定期检修风机，及时发现和解决故障，保证风机正常运转。对施工的要求1、为了保证风机能够正常启动和运转，必须为风机提供适宜的供电设备。2、加强日常通风检测，保证足够的风量和风压，并且要保护通风管路，防止对通风管路的破坏，降低漏风率。3、要求通风管每节长度大局部为20m/节，根据掌子面衔接风管长度的需要可以配置少量10m/节的风管。4、洞口风机需要安设在距离洞口20m以外的上风向，防止发生污风循环；风管出风口距开挖工作面的距离不许超过35、因为所选择的风管直径较大，必须保证隧道有足够的净空，防止发生过往车辆和机械刮破风管而影响施工。6、运输车辆的尾气排放口必须安设净化装置，以降低对隧道内施工环境的污染程度。7、因为该隧道为长大隧道，采用的内燃设备较多、功率较大，所以排放的尾气量很大，隧道开挖产生的有害气体和粉尘也较多。为了防止对施工人员和大气造成危害，对洞内排出的污风进行空气质量监测，如果发现不符合排放标准，及时采取有效的处理措施，以满足环境保护的要求。洞内供风、供水、供电及其管线布置供风和供水在大别山隧道出口设置4台移动式空压机和2台内燃空压机。以满足隧道开挖、支护等风动机械作业需求，隧道开挖面风压不小于0.5MPa。在高压风管最低处设置油水别离器，定时放出管中的积油和水。大别山隧道出口位于碧绿河河边，常年流水，水量丰富，从碧绿河河中抽水上山，高差约60m，长度约400m；在距隧道洞口高60m处设270m3高位水池一座。各抽水站设75KW高扬程抽水机两台，采用φ100钢管输水。抽水站设置自动开关的电路系统，确保水池内水位能够满足日常生产、生活需要。设置管道将水由高位水池送至隧道内、生活区、拌合站、机械修理厂等用水点，并且保证隧道内施工水压不小于0.3MPa。高压风、水管路敷设平顺、接头严密、不漏风、不漏水并符合相关要求，设专人负责检查、养护。供电及照明在隧道出口设置2台630KVA变压器和一台500KVA变压器供洞内外生产区、生活区、加工区、拌合站、碎石场以及抽水站〔含碧绿河隧道〕；。隧道进入正洞一定距离后采取高压电进洞。满足隧道施工需要。隧道照明，成洞段和不作业地段采用220V，一般作业地段不大于36V，手提作业灯为12～24V；选用的导线截面应使线路末端的电压降不得大于10%，36V及24V线不得大于5%。线路的架设、接入作业时，参照现行的《电业平安工作规程》的规定办理，并设专人经常进行检查维修。为保证隧道内大型设备用电需要，正洞作业面距离洞口超过800m时洞内设移动式变压器将高压引进洞内，随正洞工作面的掘进，移动式变压器分时段向前移动。在网电未送电之前，采用250KW内燃发电机自发电，网电供电后自发电作为备用电源，本工区配置2台250KVA内燃发电机，以供前期生产生活用电。管线布置洞内管线布置详见“图4-23施工管线布置示意图〞。施工排水顺坡排水大别山隧道出口段正洞施工为5‰上坡施工；采用顺坡排水，即采用机械抽排和自然排放相结合的方式。该方式为：正洞两侧排水沟顺坡排水至洞口污水处理池，掌子面与已施工仰拱填充之间的散水汇积至集水坑，再由污水泵将污水由集水坑抽排至已施作仰拱填充地段侧沟内，污水顺侧沟自然流至洞口污水处理池。信息化施工管理隧道掘进过程中，通过TSP203进行中长距离〔100～150米〕预报，对一定规模的断层、不良地质、岩层交替带进行预报，在施工过程中，利用超前水平地质钻孔对掌子面方向进行15～30米的钻探，验证不良地质体的发育范围，地下水水量、水压等地质参数。开挖时利用开挖钻机，对掌子面进行5～8米的超前钻孔，可以防止掌子面方向出现突发性坍塌、涌水事故的发生。施工过程中常规的地质素描、地质调查分析严格认真落实。通过以上的系统性不良地质检测预报及验证，根本可以到达超前地质预报的目的。地质超前预报措施组织机构设置大别山隧道工程地质复杂，为确保隧道施工平安和工期，设立超前地质预报小组是有必要的。为此，成立专职地质组和专职地质管理人员负责该隧道的地质工作。施工中配备有经验的地质工程师分三班轮流值班，进行24小时全过程监控指导，确保各种措施的落实。地质工作组织机构见“图5-1〞。隧道施工地质预报措施：由于隧道工程地质复杂，隧道施工采取相应的预测预报措施探明隧道施工地质情况，并根据预报结果，及时报相关单位后，调整设计、改变施工方案，隧道地质预报措施见“表5-2〞。图4-23施工管线布置示意图图5-1地质工作组织机构图沪汉蓉通道合武段WHSD-02标段工区总工沪汉蓉通道合武段WHSD-02标段工区总工工程部地质作业组超前钻探记录地质素描工作TSP203地质预报其它地质工作地质资料整理分析上报表5-2沪汉蓉通道合武段WHSD-02标综合超前地质预报表措施项目单位数量位置地质素描〔数码成像〕洞顶及洞壁m12546左侧洞壁、右侧洞壁、洞顶掌子面张440每10米拍摄一张数码相片计算物探方法TSP〔不良地质探测〕次4通过断层、节理密集带时超前水平钻探单孔水平钻探〔一般钻孔深度可达40～60米〕m/孔16灰岩地段每150米方案单孔水平钻探一孔；碎屑岩、花岗岩地段每250米方案单孔水平钻探一孔。测试试验长期水文观测点〔泉、暗河、钻孔、沟谷等〕处6溪流流量观测、深孔1孔水压力测试m1000F2断层、溪谷地下水侵蚀性判定取样组40灰岩地段每150米方案取样一组；碎屑岩、花岗岩地段每250米方案取样一组地质信息收集与处理：超前地质预报的方法就是要建立一个地质信息系统，通过各种方法收集地质信息，输入信息处理系统，进行综合分析、判断，并将处理结果反应给施工，及时调整施工方法和支护参数。采用新的施工体系施工后，重新从施工过程中获取新的地质信息，更新地质信息系统，经处理后，再一次反应给施工，如此往复。通过地质信息系统的及时、准确预报，为施工提供决策依据。在地质预报工作中不断总结经验，对已披露的实际地质情况与前期地质预报内容相比拟，评估预报的准确性，为以后的超前预报工作积累经验。经分析、整理的地质资料作为施工技术资料。监控量测是信息化施工的重要内容。通过施工现场的监控量测，为判断围岩稳定性，支护、衬砌可靠性，二次衬砌合理施作时间，以及修改施工方法、调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据，指导日常施工管理，确保施工平安和质量。隧道监控量测方案隧道监控量测分为必测工程和选测工程两种。一般围岩段必测工程是浅埋段的地表下沉、隧道围岩及支护状态观察、周边位移及收敛、拱顶下沉等；选测工程是围岩及支护结构的接触应力及支护结构的应力状态量测，量测内容按设计执行。监控量测断层破碎带地段、突泥突水段等不良地质段必测工程是隧道围岩及支护状态观察、净空变化〔拱顶下沉、底板隆起、净空收敛和围岩位移〕、围岩压力〔围岩及支护结构的接触应力〕、支护结构的应力状态〔钢架内力和锚杆轴力〕的监控量测；选测工程是围岩弹性波速度测试、初期支护喷射砼应变和二次衬砌砼应变的监控量测。围岩及支护状态观察根据工作面的工程地质与水文地质情况，作地质素描，包括围岩岩性、岩质、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落掉块现象、有无渗漏水等；观察开挖面附近初期支护状况包括喷层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏、格栅支撑是否压屈，判断围岩、隧道的稳定性和初期支护的可靠性，并进行评估作为支护参数选择的参考及量测等级选择的依据。范围：工作面及初期支护后的地段进行观察。监测仪器：地质罗盘仪等。周边位移及收敛、拱顶下沉、底板隆起拱顶下沉及周边收敛位移量测一般布置在同一个断面，根据围岩类别、隧道尺寸和埋深等，沿隧道纵向在拱顶和墙中布设测点，测点间距一般Ⅴ级围岩为5～10m，Ⅳ级围岩为10～30m，Ⅲ级围岩为30～50m，Ⅱ级围岩为80～100m。拱顶下沉量测测点布置在拱顶。周边位移量测以量测初期支护上各点的绝对位移为目的，通过水平及斜向收敛量测，验证周边位移结果。周边位移量测主要在Ⅳ、Ⅴ围岩中进行，每个断面布置约10个测点，拱顶下沉及收敛量测在整个隧道进行。净空变位量测在开挖后尽早进行，初读数在开挖12小时内且在下一循环开挖前读取，采用无尺量测法。监测仪器：LeicaTCL402全站仪、数显式收敛计等。测点及测线布置见“图5-3〞。图5-3一般地段拱顶下沉及收敛量测测点布置图Ⅳ、Ⅴ级别围岩量测布置示意图Ⅱ、Ⅲ级别围岩量测布置示意图地表沉降监测洞口浅埋段，隧道开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工平安，进行地表沉降监测。布点原那么为：在1-3倍的洞径范围进行，量测断面布置与洞内一致，每个断面上的测点间距为2-5m。地表下沉量测断面间距见表5-4。同时在横向依据实际情况，选定主断面，沿主断面布设测点，以了解地表沉降的横向影响范围。表5-4地表下沉量测断面间距表埋置深度H量测断面间距〔m〕H>2B20～50B<H<2B10～20B<H<2B5～10注：B表示隧道开挖宽度，地表无建筑物时取表中上限值监测仪器为：NA2002全自动电子水准仪，铟钢尺等。围岩及支护间的接触应力此项量测可在Ⅴ级软弱围岩中进行，断面间距5～10m，断面上测点对称布置。初期支护的格栅主筋应力此项量测可在Ⅴ级围岩中进行，测点布置在围岩及支护间的接触应力量测的断面上，以利校对，每个断面上布设约15-20个测点，对称布置，选择具有代表性的断面进行。围岩压力的监控量测为了全面了解支护背后的围岩压力情况，该监测工程在施工初期阶段必须严格执行在掌握其变化规律后可减少或选择代表性地质的地段进行监测。断面上测点对称布置24个测点，测点仪器放在钢架支撑板底下面和每个钢架单元中间〔必须与支护和围岩紧密相贴〕。各测点布置图如图5-5。图5-5断层破碎带段拱顶下沉及收敛量测测点布置图支护结构的应力状态的监