第六章重点（关键）和难点施工方案和措施

第六章重点（关键）和难点施工方案和措施6.1本标段的重点和难点输水隧洞施工I标段桩号50+850m～56+850m，全长6000m，其中XX江穿江隧洞段桩号55+325.5m～56+519.5m，长度约1194m；在穿江隧洞范围内桩号55+930m～56+130m段，有约200m长断层影响带。该断层段位于XX江左岸，地质围岩较破碎，围岩类别为IV～V类，f=1～2，存在施工时易发生涌水、易坍塌的风险。XX岭钢衬段桩号51+897m～53+122m，长度约1225m，该段岩土覆盖厚度较薄，一般在20m～80m左右，为XX岭浅埋段，其中桩号52+475m～52+660m，长约185m，该段覆盖层岩体厚度仅为17m，由断层泥和碎裂岩组成，影响带宽约2m，且陡倾角节理较为发育，岩体完整性较差，围岩类别为Ⅳ类，f=1～2，局部不稳定，且该段富含地表水，隧洞顶部地表位置与附近分布的民房较近，该段施工时也存在涌水、坍塌的风险。因此，将以上穿江隧洞断层影响带、XX岭浅埋段的施工作为本标段的重点和难点。两段围岩类别一致，施工方案及施工方法可以通用。见附图6-1-1穿江隧洞断层影响带位置图、6-1-2下穿XX岭浅埋段隧洞位置图。308m308m图6-1-1穿江隧洞断层影响带位置图图6-1-2下穿XX岭浅埋段隧洞位置图6.2XX江穿江隧洞断层影响带施工6.2.1概述6.2.1.1穿江隧洞断层影响带概述XX江穿江隧洞段1194m，桩号55+325.5m～56+519.5m；断层影响带桩号为55+930m～56+130m，长约200m，该断层段位于XX江左岸，地质围岩较破碎，围岩类别为IV～V类，f=1～2，存在施工时易发生涌水、易坍塌的风险。该段的施工通道为XX江2#支洞，支洞位于XX江左岸，支洞长度360m，与主洞交叉桩号56+490.5m。为安全顺利的施工该隧洞约200长的断层影响带，而编制此专项施工方案。6.2.1.2穿江隧洞地质条件（1）地层岩性覆盖层主要为第四系全新统残坡积（el-dlQ4）含碎石粉质粘土及第四系全新统冲洪积（al-plQ4）砂砾卵石，局部地段，如桐郑公路及S208省道下方有人工堆积碎石土和砼等。第四系全新统残坡积（el-dlQ4）含碎石粉质粘土，灰黄色，可塑，两岸山坡上厚度一般为1.0m～2.0m，右岸坡脚局部厚达10m。第四系全新统冲洪积（al-plQ4）砂砾卵石，松散～稍密，渗透系数K=1.3×10-4cm/s～1.5×10-2cm/s，属中等透水性～强透水性，厚度一般为8.0m~20.2m，分布于河床及滩地。基岩主要为侏罗系上统黄尖组（J3h）晶屑凝灰岩以及志留系上统唐家坞组（S3t）砂岩。侏罗系上统黄尖组（J3h）晶屑凝灰岩，有不同程度的角岩化现象，灰~浅灰色，新鲜岩石致密坚硬。弱风化带厚度0.9m～6.6m，分布于右岸（上游侧）及河床段。上游段岩体较为完整，未见明显的断裂构造迹象，仅发育少量中陡倾角节理；下游段岩体完整性一般较差，节理发育，以中陡倾角为主，节理面一般铁锰质渲染或方解石脉充填。志留系上统唐家坞组（S3t）灰色中厚～厚层状砂岩，间夹中至薄层粉砂质泥岩，弱风化带厚约3.0m～7.0m，分布于左岸（下游侧）。上述两套地层在S208省道附近呈断层（Ffs3）接触，受其影响，左岸坡脚一带约50m范围内岩体破碎，同时在江水的冲蚀下，基岩面埋藏深，钻孔揭露的最深部位在高程-26m以下。（2）地质构造XX江江底隧洞施工段位于侏罗系亚构造层南侧边缘附近，各种规模的断裂构造相对较为发育。断层Ffs3：NNS向，倾向SW，表现为一系列断裂，倾角较陡，钻孔揭示一般在80°左右，断裂破碎带多由断层泥、碎裂岩等组成，该断层为黄尖组与唐家坞组的接触带，断层上盘为侏罗系上统黄尖组，下盘为志留系上统唐家坞组，其影响带宽度较大，初步推断宽度约为50m。断层两侧岩体呈现不同程度的角岩化。另外在ZKFSJ5及ZKFS9号钻孔中分别揭示有小规模的陡倾角断层，性状与Ffs3相似，估计为断层Ffs3的次一级断层。6.2.2断层影响带施工总体施工方案管）跟进的方法钻进、长管安装一次完成；利用专用高压注浆泵注浆。（2）超前预注浆总体施工方案：施做止浆墙，拟采用日本矿研生产的功能钻注一体机RPD-150C进行钻孔、注浆。（3）超前注浆小导管总体施工方案：轻型潜孔钻在爆破渣堆上造孔，小导管在钢筋加工厂制作，浆液在灰浆拌合机拌制利用注浆泵注浆施工。（4）洞身开挖总体施工方案：该断层段拟采用上下台阶法法开挖，上下断面间距10～15m，掘进方式采用铣挖机开挖辅以人工风镐凿除。出渣采用挖掘机配合侧卸式装载机装渣，自卸汽车运输的方式。（5）支护采用自动计量拌和站生产喷射砼，混凝土搅拌运输车运输，湿喷机喷射砼。6.2.3施工布置6.2.3.1施工通道利用XX江2#支洞作为施工通道，通道长度360m。6.2.3.2风、水、电的布置利用正常段穿江隧洞施工时使用的风、水、电等配套设施。施工排水：施工期排水主要包括掌子面渗水、注浆施工废水以及地下渗水等的抽排，利用潜水泵、离心泵等抽排至正常段开挖期已建的排水泵站。6.2.4断层影响带超前地质预报XX江穿江隧洞最薄岩石覆盖厚度9～30m，地下水可能丰富，施工中最大施工风险为突然出现较大渗、漏水，或发生塌陷。根据情况主要采用物探（以TSP203、地质雷达和雷达CT等为主）和超前钻孔相结合的方法对隧洞进行围岩岩性、地下水等预测预报和监测，以超前探孔为主，探测掌子面前方水量。超前探孔水量、水压测定见图6-2-1，综合超前地质预报见图6-2-2。涌水量预测围岩稳定性预测图6-2-1超前探孔探测水量、水压图涌水量预测围岩稳定性预测综合超前地质预报涌突水预测无有施工危险性判别无有施工危险性判别不注浆保证施工安全为目的的不注浆保证施工安全为目的的超前周边（局部）注浆图6-2-2综合超前地质预报图6.2.5断层影响带超前长管棚施工穿江隧洞55+930m～56+130m段约200m为断层影响带，围岩较为破碎，设计为V类围岩，采用20m注浆长管棚超前支护，长管棚为φ80热轧无缝钢管，壁厚6mm，环向间距50cm，见下图6-2-3。 90R250 80x6@0.5mx15m,L=20m小导管超前支护80x6@0.5mx15m,L=20m锌 90R250 80x6@0.5mx15m,L=20m小导管超前支护80x6@0.5mx15m,L=20m锌 钢板内钢板内))(壁厚4mDN65镀(壁厚4m 图6-2-3穿江隧洞断层影响带超前管棚示意图（1）施工工艺预埋导向管光耙测斜仪控制钻机就位长管在现场加工制作，汽车运输到工作面；长管棚采用管棚钻机施工，利用套管（长管）跟进的方法钻进、长管安装一次完成；利用专用高压注浆泵注浆。长管棚施工工艺流程见图6-2-4。预埋导向管光耙测斜仪控制钻机就位施工护拱钢管、管节联接套加工制作钻管棚孔（先拱顶、后两侧拱腰）一孔钻完后、顶第一节管棚接第二节管顶第二节管棚管直至达到设计长度注浆水泥砂浆填充钢管图6-2-4穿江隧洞超前管棚施工流程图（2）施工要点1）施工准备现场制作钢花管，钢管上按设计要求钻孔，孔径为10～16mm，梅花状布置，孔间距为15cm。钢管节间采用丝扣联接，丝扣长15cm，在第一节钢管上焊接套管跟进环套。注浆采用纯水泥浆液。水泥进场后，进行相关试验，进行注浆参数设计，并进行类比试验。钢管封孔采用M10水泥砂浆充填，施工准备期间同时进行M10水泥砂浆配合比设计，为施工做好准备。2）孔口定位严格按设计要求测量定位，准确定出长管棚管孔位置，并用油漆标示明确。按照设计尺寸施作导向墙，并埋设导向钢管，施工导向墙过程中，严密监测导向钢管的位置，不得出现大于允许误差的位置偏移。3）钻孔、打钢管每钻完一孔便顶进一根钢管。管棚钻机就位，依次安装钻杆、套管及钻孔系统，钻孔系统包括：导向钻头、环形套管钻头、套管跟进环套。套管跟进工作原理：套管跟进套环焊接到第一个钻孔套管上。环形套管钻头用锁定钢丝锁定在跟进套环上，且当套环和套管保持静止时，环形钻头可以转动。这一特点可以确保安全解锁和重新将环形钻头锁定在导向钻头上。采用标准的连接将导向钻头安装在钻杆上。钻孔时导向钻头自动与环形钻头锁定在一起。钻孔达到设计孔深后，反方向轻轻转动钻杆，将导向钻头与环形钻头分开。在钻进过程中，前一节管外露30cm～40cm时，接长钻杆和套管，钻进直至达到设计长度，完成一根管的钻进施工，退出导向钻头及钻杆，进入下一根管施工。钻进全程采用测斜仪控制钻进倾斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。4）注浆浆液在灰浆拌合机拌制，采用分段注浆形式，灌注浆液为纯水泥浆。水泥浆水灰比1：1（重量比注浆压力：初压暂定0.5Mpa，终压暂定为1.0～1.5MPa。利用专用高压注浆泵劈裂注浆施工，注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压是可结束注浆。注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆情况发生。注浆完成后，及时清理管内浆液，利用M10水泥砂浆充填，以增强管棚的刚度和强度。6.2.6断层影响带超前预注浆施工6.2.6.1超前预注浆施工方案浆液有效注入范围为开挖轮廓线2～4m，每一循环长度40m,开挖35m,留5m作为止浆岩盘。（1）钻孔：在隧洞通过区域有部分地段因受断层和风化的影响，岩体破碎，（1）钻孔易引起坍方和较大涌水，拟采用全断面（帷幕）超前预注浆，在隧洞室四周形成注浆堵水圈，封闭基岩中输水裂隙和涌水空间。帷幕注浆采用钻注一体机RPD-150C型施工钻机，钻注一体机RPD-150C型是目前世界上比较先进的钻孔设备，钻灌一体化的功能相当强大，水平钻最大孔深度为150m；钻孔直径为65～225mm。（2）注浆注浆材料根据要求选用具有结石强度高、可灌性好、抗渗透、抗腐蚀、无污染、耐久性好等特点水泥基灌浆材。一般地段采用普通水泥浆，水灰比0.5：1~0.8：1；或根据止水需要采用普通水泥-水玻璃双液浆，水泥浆与水玻璃体积比1:1～1:0.3，水玻璃浓度（Be’）30～35。浆液凝胶时间：单液浆不超过8小时，双液浆30sec～3min。当岩溶裂隙发育，水量及水压大时，需根据具体情况选用具有快凝、早强、抗流失性能的水反应型浆材。如硫铝酸盐水泥单液浆，水灰比1:1～1.5:1；超细水泥单液浆，水灰比0.6:1～2:1；超细水泥-水玻璃双液浆，35；TGRM（或HSC）单液浆，水灰比0.8:1～1.5:1。6.2.6.2超前预注浆施工工艺超前帷幕注浆施工顺序见图6-2-5。止浆墙施工Φ80钻孔3m安装固定套管安装防突装置奇数孔Φ60分段前进式钻孔注超前支护超前支护偶数孔Φ60钻孔检查是否符合涌水标准追加钻孔注浆直至符合标准图6-2-5超前预注浆施工顺序示意图6.2.6.3超前预注浆施工方法在掌子面预先设置20cm厚C35喷射混凝土止浆墙。采用多功能钻孔机RPD-150C钻孔，开孔直径Φ110mm，终孔直径Φ80mm。1）钻孔前先根据注浆孔起终点坐标计算出其钻进竖直角和水平角，施工时根据计算结果和实际施工效果随时调整。每孔起点段安设套管，套管与孔壁之间可以采用环氧树脂充填粘结。钻孔时须确保套管安装牢固和在钻杆前端设置与选用钻杆配套的孔口防突装置。2）在钻进的同时随作业班做好记录。记录的内容是：钻进进尺、钻孔深度、钻具尺寸、变径位置、岩石名称、节理裂隙发育情况和分布位置、出水量、终孔深度等，并将取得的岩芯（区分注浆前后）摆放整齐，登记编号后放入岩芯箱。3）钻进注意事项：必须按试验方案设计的定位准确开孔。开孔时要轻加压、慢速、大水量，防止将钻孔开斜，钻错方向。注浆孔成孔之前根据坐标实地放样，每孔起点坐标误差范围不超过20cm，终孔不超过50cm。作业人员未离开作业面之前，不准开钻。钻机运转中不得换档。孔深超过30m后，不得高压、快速钻进，防止造成塌孔或断杆事故。（2）注浆注意事项超前注浆施工施工工艺流程图6-2-6。注浆工艺要点：1）注浆前，先进行注浆试验，初步掌握浆液充填率、注浆量、浆液配合比、凝胶时间、浆液扩散半径、注浆终压等指标。2）孔口位置应准确定位，与设计位置的允许偏差为+5cm，偏角应符合设计要求，每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置偏差应小于30cm。3）孔口管长2～3m为宜，埋设牢固，并有良好的止浆设施。4）一个孔段的注浆作业一般应连续进行到结束，不宜中断，应尽量避免因机械故障、停电、停水、器材等问题造成的被迫中断。对于因实行间歇注浆，制止串浆冒浆等而有意中断，应先将钻孔清理至原深度以后再行复注。5）遵循定量-定压相结合原则，减少浆液损失。6）遵循多孔少注原则，减少注浆盲区。（3）注浆施工方法1）注浆方式拟采用上行法（后退式）—即将钻孔一次钻完，由孔内向外分段注浆；2）注浆前的准备工作试泵：为保证注浆泵的正常运转，施工前进行试泵。试验方法是：先将三通阀调到回浆位置，开泵后待泵吸水正常时，将三通阀回浆口慢慢调小，泵的压力徐徐上升。当泵的压力达到预定的注浆压力，并持续3分钟不出故障，即可认为泵的性能正常。下注浆器：试泵同时，根据选定的试验注浆方式，确定止浆塞的位置，下注浆器。压水试验：目的是检查注浆管路的连接性能，冲洗钻孔，检查止浆塞止水效果，测定岩石裂隙的吸水率，为配置浆液提供数据。试验方法是：先开泵压水，如性能良好，加大水量，增加压力，观察止浆塞止水效果。当泵压力达到预定注浆压力并持续3分钟，无串水跑水现象，即可停止压水，准备注浆。 止浆墙施↓测量放线、标注孔口位置钻机就位固定开孔 配置浆液!注浆机就位 前进式或后退式分段注↓ 钻孔注浆至设计深度钻孔检查注浆效果是否符合注浆结束标准否是重新钻孔注浆合结束钻孔注浆图6-2-6超前注浆施工工艺流程图3）选择注浆参数凝胶时间：根据压水试验的进水量，初步选择凝胶时间。如进水量大、泵压力长时间不升高，则选择较短的凝胶时间；反之则选择较长的凝胶时间。注浆压力：注浆设计压力根据围岩水文地质条件合理确定，一般比静水压力大0.5～1.5Mpa；当静水压力较大时宜为静水压力的2～3倍。注浆速率主要取决于地层的吸浆能力（即地层的孔隙率）和注浆设备的动力参数，注浆速率范围取5～110L／min，施工中根据实际情况进行调整。配浆：注浆材料采用普通水泥浆，水灰比0.5：1～0.8：1；或根据止水需要采用普通水泥-水玻璃双液浆，水泥浆与水玻璃体积比1:1～1:0.3，水玻璃浓度（Be’）30～35。浆液凝胶时间：单液浆不超过8小时，双液浆30sec～3min。当岩溶裂隙发育，水量及水压大时，需根据具体情况选用具有快凝、早强、抗流失性能的水反应型浆材。如硫铝酸盐水泥单液浆，水灰比1:1～1.5:1；超细水泥单液浆，水灰比0.6:1～2:1；超细水泥-水玻璃双液浆，水灰比0.6:1～2:1，水泥浆与水玻璃体积比1:1～1:0.3，水玻璃浓度（Be’）30～35；TGRM（或HSC）注浆：随着注浆压力的缓慢升高，进浆量要相应减小。由于断层段注浆主要为劈裂注浆而非渗透注浆，故注浆压力不易过高，达到设计注浆量即可停止注浆，避免过多的扰动地层。施工时注意控制跑浆、串浆。停止注浆后，压入一定量的清水，把浆液冲出管路，最后提拔、拆卸注浆器，冲洗保养注浆机具。采取反复注入、稀浆与浓浆交替、压力控制与注入浆量控制相结合的措施。注浆压力从低到高逐渐加压，初始注浆压力可采用1.2倍静水压力，注浆时间根据浆量的注入速率进行灵活调整。（4）注浆结束标准1）单孔结束标准a注浆压力逐步升高至设计终压，并继续注浆10min以上；b注浆结束时的进浆量小于20L/min；2）全段结束标准a所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注现象；b检查孔涌水量小于0.2L/m.min。6.2.7超前注浆小导管施工隧洞洞内开挖时，Ⅴ类围岩洞段采用超前注浆小导管进行超前支护，小导管在顶拱设计开挖线外围布置，采用φ42mm，δ=3mm，L=3.0m，的钢管加工而成，尾部焊套箍，顶部做成锥形，管壁按梅花型布钻小孔，孔眼直径φ6～8mm，间距为10～20cm，小导管的环向间距为0.5m。见图6-2-7超前注浆小导管示意图。 690 690隧洞中心线小导管超前支护(42x4@0.4mx1.6m,L=3m)钢板内衬 42x4超前注浆小导管(L=3.0m)尾端焊接于钢支撑上镀锌钢管DN65(壁厚4mm)160160160160隧洞开挖方向4mm)钢板内衬 42x4超前注浆小导管(L=3.0m)尾端焊接于钢支撑上镀锌钢管DN65(壁厚4mm)160160160160隧洞开挖方向4mm) 480图6-2-7超前注浆小导管示意图地质调查配比试验现场试验效果检查（1）施工工艺流程，见图6-2-8地质调查配比试验现场试验效果检查浆液选择注浆设计注浆参数设备准备管材加工施工准备材料准备机具准备管材加工施工准备材料准备机具准备制定施工方案进入施工喷混凝土封闭掌子面钻孔打小导管安孔口止浆塞注浆站布置注浆站布置连接止浆管 浆液配置注浆开挖图6-2-8超前注浆小导管施工工艺流程框图（2）施工工艺措施1）布孔及钻孔注浆小导管孔位在顶拱设计开挖线外围布置，孔口距设计开挖线100～200mm，环向间距400mm（视岩石破碎情况而定轻型潜孔钻在爆破渣堆上造孔。钻孔到设计深度后，及时用高压风管吹洗，至孔口不返岩粉为止。2）工作平台为方便施工操作，在工作面用石渣堆积成平台，作为支护施工工作平台。3）钢管制作钢花管采用φ42mm（外径δ=3mm的热轧无缝钢管加工而成，现场用套管4）钢管安装钢管在造孔结束并吹洗干净后及时安装，在孔口分段连接施压推进，直至孔底为止。钢管入岩长度不小于管长的90%，外露部分在安装钢筋格栅时，与钢支撑焊接成整体。5）孔口封闭钢管安装后，孔口钢管与岩壁之间用止浆塞或水泥砂浆封堵，以保证注浆顺利进行。6）注浆材料水泥应符合质量标准；拌合用水符合混凝土施工用水标准；添加剂在使用之前进行试验；注浆时，若需用砂，就采用质地坚硬、干净、粒径不大于2.5mm，细度模数小于2的细砂，以保证泵送。7）浆液选用注浆材料采用1:1水泥浆。浆液在灰浆拌合机拌制；注浆压力：初始注浆压力0.2～0.3MPa，终压为1.0~1.5MPa。利用注浆泵注浆施工，注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压是可结束注浆。注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆情况发生。6.2.8穿江隧洞断层影响带开挖支护施工6.2.8.1断层影响带洞身开挖施工方案（1）基本原则断层影响带洞身开挖要坚持“先探后挖”的施工原则，并将超前地质预报纳入施工循环，不探明前方地质，坚决不开挖。同时要本着稳定掌子面、及时闭合和加固地层的原则，相互补充，择优选择。在穿江隧洞穿越断层影响带时，要按照“探水——注浆——开挖”施工循环，注浆与开挖交替进行，即巩固一段，开挖一段的方式施工。（2）开挖方法、掘进方式结合招标文件和设计图纸，断层影响带为Ⅳ、Ⅴ类围岩，拟采用上下台阶法开挖方法，掘进方式采用铣挖机开挖辅以人工风镐凿除。以最大限度地减少对周边岩体的扰动，控制超欠挖，提高初期支护的承载能力和岩体本身的自稳能力。6.2.8.2铣挖机开挖施工工艺铣挖机是一种利用铣挖头切削破碎岩石的广泛应用的开挖机械，德国艾卡特公司开发生产的铣挖机能安装在各种类型的液压挖掘机上，从而使挖掘机成为一台灵活的隧洞掘进机，在软弱破碎围岩及全强风化围岩条件使用铣挖机开挖掘进，不会引起围岩松动，提高施工安全性。（1）艾卡特铣挖机的主要性能艾卡特公司生产的铣挖机是主要配用在液压挖掘机上，按铣挖盘的方向不同，分为横向铣挖现和纵向铣机两种系列，根据铣挖头直径、功率的不同又分为多种不同的级别型号，本项目拟采用的ER1500-S铣挖机是一种横向铣挖机，与之相匹配挖掘机是小松PC220型挖掘机。铣挖机的结构形式如图6-2-9所示。图6-2-9ER1500铣挖机（2）使用铣挖机开挖隧洞的优点使用铣挖机开挖隧洞适用于在Ⅳ、Ⅴ围岩条件下的隧洞开挖，与钻爆法相比具有如下优点：1)铣挖机具有耐用的铣挖头轴承结构和耐磨刀头，可以大面积挖掘中硬及中硬以下的岩石；2）减小了对围岩的扰动，避免由于爆破振动而造成的岩石强度降低，岩石结构松动，岩石结构局部破裂等不利情况；3）有利于保护岩体原有的自承能力，不易造成大面积变形及局部塌方；4）适应能力较强，可以挖掘任意形状和尺寸的断面：铣挖机具有不同的和可改变的铣挖头宽度，无须把铣挖机从挖掘机上拆下，便可把铣挖机作360度铣挖角度的调整，每步22.5度；5）可选择的铣挖机快速换装系统，可以在30秒种之内实现挖斗与铣挖机的更换，突破以钻孔爆破的循环施工方式，实现连续作业。6）利用铣挖机开挖隧洞便于控制超欠挖，实现隧洞轮廓的精确成型，特别隧洞局部欠挖处理、仰拱施工时，铣挖机更具有简便、经济、快速、精确的优点。（3）铣挖机开挖隧洞工艺铣挖机主要应用于隧洞穿越围岩较破碎的断层地段，可将铣挖机安装在PC220挖掘装载机上，自下而上直接铣挖掌子面，局部拱顶部位，配合人工使用风镐凿除，换上挖斗，将石碴装上自卸车运至洞外，每掘进两榀拱架长度即1.6m，立即进行锚喷支护及超前支护，完成后换上铣挖机进行下一轮开挖。如果围岩条件很差，在完成超前支护后，可用铣挖机沿隧洞断面轮廓先开挖轮廓槽，轮廓槽宽1m，深1.6m左右，以现场便于工人操作为适，然后在槽内安装型钢或格栅拱架及锚喷支护，最后进行中间开挖。铣挖机与挖斗、破碎锤之间更换方便，在岩质稍硬时，用破碎锤与铣挖机配合，能提高铣挖效率。（4）关于铣挖机的施工效率一般中等硬度以下的岩石均适用于铣挖机开挖，ER1500-s铣挖机开挖的岩石最大硬度能达到120MPa，我公司承建的厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道工程中使用铣挖机开挖，每小时的铣挖量为30～40m3，日掘进进尺能达到2～3m。6.2.8.3洞身支护支护施工方案铣挖机开挖完成后，立即进行锚喷支护，施工方案同正常段。断层影响带全长约200m，考虑按照上下台阶法施工，上台阶设计支护参数为：型钢拱架I20a，间距0.8m；系统锚杆为中空注浆锚杆，每环14根，超前小导管每环28根；超前大管棚长20m，每环31根，考虑管棚搭接，有效长度按16m计。根据超前大管棚、超前预注浆的进尺，超前预注浆每循环40m，留5m止浆盘，开挖35考虑，来分析断层影响带工期。35m范围内，超前大管棚施做2次，每次6天，2次需要12天。超前预注浆（含止浆墙需要18天，合计为30天。分析开挖支护时间，按照管棚16m施工时间，每次开挖长度按2榀型钢拱架考虑，管每个月按照25天施工时间考虑，每月开挖进尺40m。加上施做超前管棚和超前预注浆的时间，完成40m需要2个月，所以每个月折合进尺20m，施工完成断层影响带200m，需要10个月。开挖支护强度分析见表6-2-2表6-2-1每16m循环施工时间安排表（单位：小时）项目管棚室开挖支护管棚钻孔、安装管棚注浆超前小导管安装、注浆开挖、出渣锚喷支护合计每循环时间444864.59循环次数111777共用时间44484231.563240.5表6-2-2断层破碎带上台阶开挖支护施工强度分析循环进超前管棚（min）超前导管（min）铣挖机开挖（min）支护（min）日进尺（m）实际月进尺（m）36024030540144040（1）开挖支护施工人员配置拟投入本合同工程标段断层影响带施工的主要设备见表6-2-3，主要试验和检测仪器设备表见表6-2-4。表6-2-3断层影响带施工主要设备配置表序号设备名称型号规格数量国别产地制造年份额定功率（kW）生产能力用于施工部位备注1钻注一体机RPD-150C12014预注浆2管棚钻机KR804121德国2013超前长管棚3铣挖机ER1500-S1德国2013洞挖4挖掘机PC220120141.3m3洞挖5轻型潜孔钻QZJ-100B1河北宣化2014超前导管6压浆机CZT-30C1中国兰州2013注浆7注浆泵ZMP726E1瑞士201434注浆8注浆泵2TGZ-90/1401中国葫芦岛2014注浆9双液注浆机2ZTG—60/2101中国葫芦岛201421注浆灰浆搅拌机SJB-150L1中国郑州2013150L注浆单级双吸泵200S-633中国上海201438280m3/h掌子面抽水多级离心泵100DW3中国上海201445抽水说明：其他超前支护、出渣、运输、系统支护、抽排水设备等与正常段施工时共用。表6-2-4断层影响带施工主要试验和检测仪器设备表序号仪器设备名称型号规格数量国别产地制造年份已使用台时数用途备注1超前地质预报仪TSP2031中国北京201431超前预报2地质雷达SIR-101中国上海201428超前预报3红外线探水仪HY-3031中国上海201430超前预报（2）开挖支护施工人员配置为确保工程的施工强度和进度，拟组建下列人员承担穿江隧洞工程开挖支护施工，施工人员配置情况见表6-2-5。表6-2-5断层影响带开挖支护施工人员配置表（单班）工种管理人员测量工钻工机械操作工修理工支护工普工合计人数358842546.2.11.1建立安全预警体系根据XX江穿江隧洞的断层、节理裂隙分布情况，有必要对隧址区结构面及断层分布进行综合分析，确定开挖面的稳定性，并建立断层、裂隙区隧洞钻爆法施工的安全预警系统。结合监测数据，制定一套可靠的安全预警体系，其主要目的包括：掌握围岩动态，对围岩稳定性作出评价；了解支护结构的受力状态和应力分布；作为调整和修改支护设计的依据，监控隧洞围岩和支护结构的变位和应力不超过设计标准；预见事故和险情；评价支护结构的合理性和安全性。6.2.11.2建立健全工程灾害预警系统工程灾害预警系统是对本隧洞危险段（点）工程灾害进行全面科学的安全管理。将灾害预警与抗灾救灾有机结合，工程灾害的风险管理由过去分散的、独立的状态向全面的、系统的、动态的方向转变，使工程灾害防治工作形成一项系统安全管控工程，较传统的安全理念有较大的提高。工程预警系统以科学管理为主线，工程技术、安全监督、质量监督为支撑，监控量测、超前地质预测预报为基础。依靠全体参建人员的共同努力，在发包人的大力支持下，提高预警准确度，降低工程灾害事故发生率，减少人员伤亡，避免财产损失。6.2.11.3建立健全安全监测网络安全监测网络是对本合同段在施工过程可能发生的工程灾害（段）点进行定点、定人、定时地监测。以迅速发现险情，及时预警自救，减少人员伤亡和财产损失为目的。监测网络分为作业班（组）安全监测网、施工班组安全监测网和项目部安全监测网。监测网络建立后，应配备必要的监测仪器，对监测人员进行定期培训，加强网络动态管理，保证人员到位，信息畅通，及时反馈信息，以便业主进行科学决策。6.2.11.4建立应急救援组织机构项目经理部成立应急救援指挥部，由项目经理担任指挥长，项目经理部书记和分管指挥调度中心的副经理任副指挥长，相关部门负责人和应急救援小组小组长为指挥部成员。应急救援指挥部统一领导工程灾害防灾、救灾工作，负责处理一切突发事件，负责与业主沟通与协调，服从业主指挥部的领导和安排；组织编制突发性工程灾害应急救援预案；对出现的险、灾情迅速做出应对决策，并组织、指挥抢险救灾工作。工程灾害发生后，应急救援预案启动，在应急指挥部的指挥下，充分利用和发挥现有救援资源，及时联系社会救援机构，对已有的各类应急指挥机构、人员、设备、物资、信息、工作方式进行资源整合，对突发性工程灾害进行及时处置。应急救援组织由以下部门组成：应急指挥部办公室、现场抢险抢修组、医疗救护组、疏散协调警戒组、后勤保障组。6.2.11.5信息报告和现场保护安全事故发生后，事故现场人员必须以最快捷的方法，立即将所发事故的情况报项目经理，接到事故报告后，立即报告业主工程指挥部和地方安全监督管理部门，同时上级应急救援指挥部等决策部门。按照预定的应急救援程序派人立即赶赴现场救援。安全事故发生后，必须严格保护事故现场，并迅速采取必要措施抢救人员和财产，防止事故蔓延扩大。6.2.11.6应急决策、协调和响应程序应急指挥部做出启动应急救援预案的决策后，按照该应急救援程序确定应急救援方案，协调各有关方面，调动各应急救援小组、物资和设备展开应急救援工作。应急指挥办公室指挥协调相关部门的抢险救援工作。6.2.11.7警戒、疏散、信息发布应急救援指挥部认为事故可能危及公众生命财产安全时，指挥长授权疏散协调警戒组组长负责发出指令，动员可能受到事故危害范围内的公众，采取必要的安全防范措施或者紧急撤离危险场所。组织现场勘察和治安保卫，负责现场警戒和清理疏散现场方圆150m范围内的居民。6.2.11.8应急救援设备、工具和器材资源的配置应急救援资源包括应急救援队伍和应急救援器材设备两个方面。应急救援队伍由训练有素的专业救援队伍和培训合格的人员组成。对现场、武警、消防、卫生、防疫、公安、医院等部门可用的应急资源、设备建立长期联系，确保联系畅通和抢救及时。对应急救援设备如：发电照明器材、登高车、切割焊接机械、挖掘装载机械、通风机械、钻孔机械、抢险工程车船、起重吊装机械、简单医疗急救设备、个体防护设备（呼吸器、防护服、救生衣）等。6.2.12.1突水、突泥事故的预防和处理措施及防灾预案穿江隧洞施工必须要在超前地质预报安全可靠的情况下施工。施作超前地质探孔（探水孔）时，应详细记录钻孔情况，以准确预报前方地质情况及一旦发生特殊情况时立即采取必要的措施并立即上报。当探明有涌水存在时，要测试水压、水量和水的浑浊程度，以便采取不同的处理方法。当水量和水压较大时，施工人员不得冒险靠近，应停止掘进，待水量减少水压降低到常压后，再进行施工。施工期间主隧洞施工工作面均须安装警报装置，警报装置开关分别设于主隧洞最前开挖工作面。一旦开挖工作面发生涌水突泥等紧急情况，值班人员和安全负责人立即通过警报装置通知洞内所有工作面施工人员进行紧急撤离。利用修建的防洪门封闭掌子面，为人员逃生提供时间。当涌水突泥不可避免地发生时，必须按照人的生命高于一切的原则，迅速组织洞内施工人员撤离至安全地带，同时通知后方人员撤离至安全地带并作好救援准备。若遇大的涌水涌砂灾害时，应及时撤出人员和设备。（1）隧洞突水突泥事故的预防穿江隧洞由于其施工条件的复杂性，决定着施工必须以安全为前提，防止隧洞施工过程中出现突水突泥事故，XX江穿江隧洞覆盖层浅，隧洞涌水后江水将直接灌入隧洞，对人员和机械设备造成危害，加长隧洞施工的周期，带来巨大的经济损失。穿江隧洞施工随时受着地下水的威胁，且不具备排水条件，施工过程中要采用多种措施并举，建立施工作业安全保证体系，正确使用地质超前预测预报系统、对不良地质地带以及探测到的可疑地层采用预注浆加固措施，严格施工规范，加强施工监测，设立隧洞逃生通道，建立隧洞防水闸门系统，以防止在施工过程中出现意外情况，能保证人员迅速撤离工作面。制定安全预案防台风预案防坠落预案防火灾预案防地质灾害预案防触电防台风预案防坠落预案防火灾预案防地质灾害预案防触电预案防车辆事故预案制定安全措施预案在洞内设置消防器材如：灭在洞内设置消防器材如：灭火器、灭火砂进行安全车辆维修保养及施置安全警示专业人员持证上岗，进行用育，定期检确标示。高空作业安装防护栏、安全网。定期检查作业平台的稳定性加强天气资料收集，进行施工机械、材料、施工人员的防护强化地质围岩监控量测预案加强施工支护及施工防护启动非常时期的救灾工程应急机制调配救灾启动非常时期的救灾工程应急机制调配救灾机械设备器材、工具和物资制定救灾技术方案和技术措施调查灾害的起因，为救灾提供科学依据储备防台风材定防台风施工方案救护预案立灾导，责织灾施立灾导，责织灾施图6-2-10安全应急预案流程图（2）避难措施XX江穿江隧洞施工时通过施工支洞进入隧道掌子面施工，工作面离出口较远，出现险情时的危害是陆地隧洞施工所难以相比的，施工中的风险极大，因此主要做好施工安全措施，防淹对策、紧急情况下的撤离训练。1）一般情况下的防排水对策对防水系统的设计除结构防排水设外，还应对施工过程中的防排水系统进行设计。隧洞内应设计足够的积水坑和抽水能力，泵站应按隧洞或某段隧洞最大涌水量来配备抽水设备，并至少配置一套能力相同的备用泵，泵站要有两路以上相互独立的电源。保证有24小时不间断的排水能力。2）大量涌水涌泥时的应急措施大量涌水涌泥时首先要考虑的是如何防止泥水线的后延。较有效的办法是在各通道口及重要部位加设移动式防水闸门，一旦发生突泥突水灾害，人员撤离后可将防水闸门关闭，以阻挡灾害的蔓延，从而将灾害的波及范围降低到最小限度。（3）突水突泥事故的应急救援1）人员组织救援隧洞施工过程是以安全第一位为前提的，出现意外突水突泥时，按照应急救援程序处理和组织人员疏散。在隧洞出现涌水涌泥意外情况时，可有组织的安排人员从救护通道撤离，先关闭防水闸门，再压注砂浆，控制涌水涌泥蔓延。避灾路线与安排：2）隧洞开挖工作面有涌水突泥的迹象时，当班施工负责人立即按响警报开关，通知其他工作面人员紧急撤离；或接到紧急撤退警报信号或通知时，立即停止所有施工，向洞外撤退。（4）孔口防突涌水涌泥的形成和发展是一个能量积蓄的过程，当围岩支护或加固厚度强度不足时，会逐步使掌子面出现围岩蠕动和变形，施工过程中，一是通过变形监测来预测变形规律，二是通过超前探孔判明前方