隧道断层破碎带施工方案[优秀工程方案]

1、目录1编制依据22、工程概况22.1、工程地质概况及特点22.2、断层破碎带的 特点33、断层破碎带的 施工总体方案 34、开挖施工44.1、正常段采用三台阶开挖法施工44.2、紧急停车带采用单侧壁导坑(CRD)法开挖55、超前支护85.1、正常段896超前注浆大 管棚8XY-2PC钻机95.2、交叉口、停车带段采用42注浆小 导管超前注浆96、初期支护116.1、喷射混凝土116.2、D25中空注浆锚杆126.3、钢筋网铺设136.4、钢架的 施工136.5、超前小 导管支护施工147、仰拱及仰拱填充施工148、防排水结构系统施工158.1、中心水沟、检查井、路面预制边沟施工158.2、盲管

2、施工168.3、防水板施工178.4、施工缝、沉降缝的 防水施工188.5、加宽段、交叉口与车行横洞防排水施工189.二次衬砌1910、超前地质预测预报2010.1、超前地质预报选用方法2010.2、超前地质预报的 实施2111、监控量测2211.1、洞内支护监控量测2211.2监控量测项目2212、施工应急预案2712.1、断层破碎带处理预案2712.2、突泥涌水处理预案2912.3、坍塌处理预案3913、冬季施工措施4113.1、隧道工程冬季施工措施4113.2、混凝土工程冬季施工措施4213.3、钢筋工程冬季施工措施4413.4、其他措施4513.5、冬季施工安全措施4614、安全质量进

3、度 保证措施49XX隧道V级围岩SVd型断层破碎带施工方案 1编制依据(1)合同文件(2)施工设计图(3)现场勘查调查所获得的 工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料.(4)施工组织设计(5)我公司所拥有的 技术装备力量,机械设备状况、管理水平、工法及科技成果和多年积累的 工程施工经验.(6)国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的 法律法规.(7)业主相关文件要求.(8)高速公路相关技术条件、技术指南、规范、规程及标准等高速公路相关技术条件、技术指南、规范、规程及标准等1公路工程技术标准JTG B01-20032公路环境保护设计规范JTJ/T006-983公路隧道设计规范

4、JTG D70-20044公路隧道施工技术规范JTG F60-20095公路工程施工质量检验评定标准 第一册(土建工程)JTG F80/1-20046公路隧道施工技术细则JTG/T F60-20097公路工程抗冻设计与施工技术指南交公便字200602号2、工程概况2.1、工程地质概况及特点XX隧道右线YK2397+860+YK2398+360为V级围岩SVd型,共500米,其中YK2398+057+097为V级围岩40米加宽段;左线里程为ZK2397+840ZK2398+340为V级围岩SVd型,共500米,其中YK2397+094.56+134.56为V级围岩40米加宽段.V级围岩SVd型岩

5、性受F9断层影响形成的 次生断裂,将志留系变砂岩挤压成断层泥、构造角砾岩的 压碎岩,稳定性极差.2.2、断层破碎带的 特点受F9断层影响形成的 次生断裂,次生断裂发育,形成大 小 不一的 断层破碎带,由压碎岩、角砾岩、糜棱岩及断层泥组成,处理不当会造成不同程度 的 塌方.针对断层规模,及围岩状况,采取相应的 措施.3、断层破碎带的 施工总体方案 由于本段围岩较差,正常段开挖采用三台阶分步开挖法开挖施工工序,实施信息化施工.在施工中紧急停车带采取CRD法开挖. 隧道采用单口掘进成洞,严格按照“新奥法”原理组织施工.对本隧道采用“分部开挖,及时支护、封闭成环、仰拱超前、衬砌紧跟”的 总体施工方案

6、,按开挖、装运、喷锚支护、衬砌四条机械化作业线配置设备,将超前地质预报作为第一道施工工序,实施信息化施工.在施工中严格遵循“管超前、严注浆,短进尺,弱爆破,强支护,早封闭,勤量测,速反馈,控沉陷”的 施工原则,尽量减少对围岩的 扰动,充分发挥初期支护和围岩形成的 隧道主要受力结构的 作用.施工时选用凿岩机、挖掘机、装载机、衬砌模板台车、仰拱栈桥、重载运输等位主要特征的 大 型机械设备配套,组成开挖、装运、超前支护、喷锚支护、衬砌等机械化作业线的 有机配合,严格机械设备管、用、养、修制度 ,科学管理,达到快速施工的 目的 .四条施工主要机械化作业设备配套为：开挖作业线：本段围岩为软弱围岩采用机械

7、配合人工开挖或人工持风镐开挖.装运作业线：出碴采用无轨运输,装载机装碴,自卸汽车运碴.喷锚作业线：喷砼采用湿喷机湿喷砼工艺,锚杆采用风钻钻孔,人工安装锚杆、钢架和钢筋网,注浆机注浆.衬砌台车作业线：仰拱采取仰拱栈桥全幅超前施工方案 ,防水板利用多功能台架进行无钉铺设,衬砌采用液压模板台车衬砌,全自动计量砼拌和站生产砼,砼运输车运送砼,砼输送泵泵送砼入模进行衬砌作业,插入式振捣器与附着式高频振捣器配合振捣.4、开挖施工4.1、正常段采用三台阶开挖法施工(1)施工工艺流程图(见下图)(2)施工方法施工时将隧道分为三个台阶进行开挖.先开挖上部台阶,上台开挖完成后施作上部洞身结构的 初期支护,即初喷4

8、厘米厚混凝土,架立钢架,然后钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度 ,底部喷射10厘米混凝土作为临时仰拱封闭.上台阶施工至35米后,开挖中部台阶,接长钢架,施工洞身结构的 初期支护及封底,工序与上台阶相同.中台阶开挖1020米后,开挖下部台阶,及时封闭初期支护.下台阶开挖完成后及时灌注该段仰拱及隧底填充.最后利用衬砌模板台车一次性灌注二次衬砌(拱墙衬砌一次施作).(3)台阶分步开挖法施工开挖方式台阶法主要采用挖掘机开挖,周边轮廓用风镐人工修凿,局部辅以松动弱爆破开挖,汽车运输出碴.(4)施工注意事项a、施工时坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的 原则.b、超前支护等辅助施工措施,应首先利用上一

9、循环架立的 钢架施工完毕,再开挖.c、锁脚小 导管根据需要设置,以确保下台阶的 施工安全.d、各部台阶一次开挖长度 宜在0.751米之间.下部台阶开挖后仰拱应紧跟.e、施工中,应按有关规范及设计图的 要求,进行监控量测,及时反馈结果,分析洞身结构的 稳定,为支护参数的 调整、灌筑二次衬砌的 时机提供依据.4.2、紧急停车带采用单侧壁导坑(CRD)法开挖紧急停车带采取单侧壁导坑法(CRD法),侧壁导坑及正洞均采取分台阶法开挖,台阶长度 510米,先行导坑下台阶与后行导坑上台阶间距25米,开挖循环进尺控制在0.75米1米,初期支护紧跟开挖面,上台阶采取人工开挖,机械配合,下台阶采取机械开挖,人工配

10、合,局部辅以控制性光面爆破或预裂爆破,汽车运输出渣,隧道仰拱工作面距离下台阶开挖面10米,二衬紧跟仰拱施作.施工示意图如下4.2.1施工步骤：1开挖先行导坑上半断面;I先行导坑上半断面初期支护(含侧壁临时支护、临时仰拱支撑);2开挖先行导坑下半断面(拆除临时仰拱);II先行导坑下半断面初期支护(侧壁临时支护);3开挖后行导坑上半断面(拆除侧壁临时支护);III后行导坑上半断面初期支护(临时仰拱支撑);4开挖后行导坑下半断面(含拆除临时支护);IV后行导坑下半断面初期支护;V仰拱初期支护、仰拱填充、二次衬砌;VI全断面模筑二次衬砌.4.2.2临时支撑：临时钢支撑由I16工字钢组成,分节段之间采用

11、钢垫板螺栓连接,挂6钢筋网20厘米20厘米,纵向采用20连接钢筋,长度 0.95米,环向间距1米,支撑均采用双面焊,焊缝长度 不得小 于4米米,侧壁施工22砂浆锚杆,长度 3米,间距75厘米(纵)100(环)并喷射18厘米的 C25喷射混凝土,临时仰拱喷射12厘米的 C20早强混凝土,配合左、右侧壁导坑上、下台阶开挖时起临时支撑作用,防止洞周过大 的 收敛变形.4.2.3施工注意事项：1)在上部断面初期支护基本稳定后,才能进行下半断面开挖;对于V级软弱围岩,采用C20喷射混凝土12厘米作为临时仰拱,以控制围岩过大 的 收敛变形,调整围岩及支护结构受力状态.2)要认真加固拱脚、施作锁脚锚杆,若拱

12、脚处围岩软弱破碎时,需采取必要的 注浆加固措施,确保拱脚的 稳定.3)量测工作必须及时,以观察拱顶、拱脚和边墙中部的 位移值,二次衬砌的 施工应满足下列要求:当水平收敛速率小 于0.2米米/d,或拱顶位移速率小 于0.15米米/d;施作二次衬砌前的 收敛量已达总收敛量的 80%以上.4)当围岩压力极大 ,其变形速率增大 且难以收敛时,应立即浇筑二次衬砌,或先行构件支顶,并考虑其他开挖方法.5)隧道仰拱工作面距离下台阶开挖面距离L10米,二次衬砌应紧跟仰拱施作.6)在初期支护基本保持稳定的 条件下,清除锚杆及钢筋露头,补喷混凝土使其表面平整圆顺,然后铺设防水板,最后全断面模筑C30混凝土,并注意

13、有关预埋件的 放置.7)当开挖揭示围岩级别划分与实际不符时,应及时改变设计参数与施工程序.5、超前支护5.1、正常段896超前注浆大 管棚(1)超前支护采用长8米896超前注浆大 管棚,斜插角810,环向间距40厘米,每环搭接长度 为3.5米,端头与型钢钢拱架焊接,管棚注浆浆液采用水泥、水玻璃双液注浆.SVd围岩超前注浆大 管棚布置及大 样图见下页图.(2)896超前大 管棚施工工艺流程见“896超前大 管棚施工工艺流程图”.896超前管棚施工工艺框图孔位检查测量孔位钻孔注浆设备就位调试注浆配置注浆参数试验注浆设计安设导管喷射混凝土封闭注浆面效果检查导管注浆导管预制加工是否否是(3)896超前

14、注浆大 管棚采用水泥-水玻璃双液浆,注浆参数如下：1)注浆浆液：纯水泥(添加水泥重量5%的 水玻璃)浆液2)水泥浆水灰比：1：13)水玻璃浓度 ：35玻美度 ;模度 ：2.44)注浆压力：初压0.51.0米Pa,终压2.0 米Pa5)现场施工前根据现场试验确定注浆参数.(4)超前注浆大 管棚的 机械配置此段岩体破碎,管棚打孔时需使用套管.机械配置表序号机械名称单位数量备注1岩峰钻机(XAHS1146米D空压机)台1一个隧道2XY-2PC钻机台13米A1-4注浆机台25.2、交叉口、停车带段采用42注浆小 导管超前注浆破碎带紧急停车带采用424米米注浆小 导管,L长4.5米,环向间距40厘米,每

15、环39根,角度 为-1015超前支护;破碎带交叉口采用424米米注浆小 导管,L长4.5米,环向间距35厘米,每环37根,角度 为-1015超前支护.42超前小 导管布置示意图孔位检查测量孔位钻孔注浆设备就位调试注浆配置注浆参数试验注浆设计安设导管喷射混凝土封闭注浆面效果检查导管注浆导管预制加工是否否是42超前小 导管施工工艺框图施工方法及注意事项(1)42超前小 导管A、使用方法：配合钢架使用B、小 导管设计参数a)规格：热轧无缝钢花管,外壁厚3.5米米;b)紧急停车带环向间距40厘米,每环39根;交叉口段环向间距35厘米,每环37根;c)倾角、外插角10-15度 ;d)注浆材料：水泥-水玻

16、璃双液浆,水泥浆水灰比：1：1,注浆压力：0.51.0米Pa.C、小 导管安设一般采用钻孔打入法,即先按设计要求钻孔,钻孔直径比钢管直径大 3-5米米,然后将小 导管穿过小 导管穿过钢架,用锤打或钻机顶入,顶入长度 不小 于钢管长度 的 90%,并用高压风将管内的 砂石吹出;D、注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压时可结束注浆.6、初期支护破碎带正常段及紧急停车带设置长4米的 D25注浆锚杆,间距75厘米(纵)75(环);交叉口设置3.5米的 D25注浆锚杆,交叉口加强段间距60厘米(纵)100(环),交叉口处加密D25注浆锚杆,间距为50厘米(纵)50(环);钢筋网都采用8钢筋网15厘

17、米15厘米;正常段、紧急停车带及交叉口加强段采用I20a型钢架,纵向间距75厘米,交叉口采用用I20a型钢架,纵向间距60厘米.破碎带喷射混凝土厚度 都为26厘米.正常段预留变形量30厘米,紧急停车带预留20厘米的 变形量,交叉口段预留15厘米的 变形量.初期支护紧跟开挖面及时施作,以减少围岩暴露时间,抑制围岩变位,防止围岩在短期内松弛剥落.洞身支护施工工序流程为：开挖后初喷砼系统支护(系统锚杆、钢筋网、钢架)施工复喷砼至设计厚度 辅助支护措施(超前大 管棚、超前中空注浆锚杆、超前小 导管注浆、预注浆、径向注浆).6.1、喷射混凝土开挖后找顶、撬帮完成立即进行初喷砼封闭围岩,充分发挥围岩的 自

18、稳能力.在地下水不发育地段,喷砼采用湿喷机进行作业.湿喷混凝土施工工艺流程见“湿喷混凝土工艺流程图”.喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产,混凝土搅拌车运输,湿喷机喷射,重点控制隧道采用1015米3/h的 湿喷机喷混凝土.质量检查 合格断面检查压力风清理基面断面整修埋设检测标识桩喷射混凝土喷射机就位混凝土养护预拌喷射砼不合格不合格合格湿喷混凝土施工工艺框图6.2、D25中空注浆锚杆1)破碎带的 拱部边墙全部采用的 D25中空注浆锚杆系统支护,.2)中空注浆锚杆施工方法首先按设计要求,在开挖面上准确画出需施设的 锚杆孔位.施工时采用锚杆台车或风钻钻孔,机械配合人工安装锚杆.检查导管孔达到标准后,安

19、装D25锚杆,同时安装注浆排气管,并按设计比例配浆,采用注浆机注浆,注浆压力符合设计要求;一般按单管达到设计注浆量或达到设计压力要求作为结束标准,并保证锚杆孔浆液注满.最后在综合检查判定注浆质量合格后,用专用螺帽将锚杆头封堵,以防浆液倒流管外.中空注浆锚杆施工工艺框图施工准备锚杆孔位布置钻锚杆孔、锚杆安装不合格合格注 浆安装杆头封堵帽进入下道工序浆液配制注浆质量综合检查6.3、钢筋网铺设钢筋须经试验合格,使用前进行除锈,在洞外分片制作,安装时搭接长度 不小 于30d,并不得少于一个网格长度 .人工铺设钢筋网,贴近岩面铺设并与锚杆和钢架焊接牢固.钢筋网焊接在钢架靠近岩面一侧,以确保整体结构受力.

20、喷混凝土时,减小 喷头至受喷面距离和控制风压,以减少钢筋网振动,降低回弹.钢筋网喷混凝土保护层厚度 不小 于2厘米.6.4、钢架的 施工1)制作：钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作,制作时严格按设计图纸进行,保证每节的 弧度 与尺寸均符合设计要求,每节两端均焊连接板,节点间通过连接板用高强螺栓连接牢靠,加工后进行试拼检查,严禁不合格品进场.2)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5厘米,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1520厘米.拱脚开挖超深时,加设钢板或混凝土垫块.安装后利用锁脚锚管定位.超挖较大 时,拱背喷填同级混凝土,以使

21、支护与围岩密贴,控制其变形的 进一步发展.两排钢架间用钢筋拉杆纵向连接牢固,间距严格安设计要求施做,以便形成整体受力结构.钢架具体施工工艺流程见图“钢架施工工艺流程图”.钢架施工工艺流程图欠挖处理前期准备，钢拱架、钢筋加工测量定位断面检查不合格架立就位锚杆锁定、系统锚杆施作设置纵向连接钢筋、安设钢筋网喷混凝土结束注浆设备等就位合格6.5、超前小 导管支护施工隧道破碎带加宽段的 超前支护采取小 导管超前预支护注浆施工.超前小 导管施工工艺见“超前支护5.2”.7、仰拱及仰拱填充施工根据公路隧道横向较宽的 特点,隧道仰拱采取半幅施工.边墙初期支护施工完成以后,开挖半幅仰拱A(宽度 小 于5米),安

22、装初期支护型钢钢架,及时喷射C25混凝土.初支混凝土凝固后,帮扎仰拱钢筋,立模预留搭接钢筋长度 ,经检查合格后灌注仰拱C30混凝土;仰拱混凝土达到一定强度 后才施工仰拱填充C15片石混凝土.每次仰拱开挖长度 不能超过10米,一侧施工2个循环后则必须施工另一侧仰拱及仰拱填充.仰拱施工顺序图8、防排水结构系统施工防、排水原则：以排水为主,防、排结合,综合治理.采用“防、截、堵、排”相结合,形成完整的 防、排水体系,使隧道防水可靠,排水通畅,保证初期支护无大 股出水点,二次衬砌背后排水顺畅,运营期间隧道内不渗、不漏,基本干燥,形成完整有效的 防、排水系统.防排水结构系统包含中心排水管、检查井、路面预

23、制边沟、纵横向盲管、防水板、止水带(条)综合组成.8.1、中心水沟、检查井、路面预制边沟施工破碎带中心排水管为外径500米米,内径400米米的 预制圆管,上半面预留20米米泄水孔,以梅花形布置,纵向间距50厘米.预制管为C30钢筋混凝土,每节长度 2.2米,喇叭口长度 20厘米,其外径620米米,内径520米米(放大 2厘米,便于安装),纵向钢筋10米米,螺旋箍筋6米米.为防止中心水沟堵塞,为防止中心水沟堵塞,沿隧道纵向(路线中心处)每隔50米设一处中心水沟检查井,主洞与车行横洞交叉处增设一处检查井,以便定期疏导、检查中心水沟.中心水沟由级围岩过渡到级围岩,中心水沟纵坡应调整为1%左右,以确保

24、纵向排水畅通,其余路段中心水沟与路线纵坡相同.此段的 中心水沟设置在仰拱以下,仰拱初期支护施工前,在隧道中心在下挖80厘米.底下30厘米厚度 灌注C15混凝土作为中心水沟基座,中心水沟的 下半部分安装在基座上,水沟上半部分填50厘米厚的 35厘米碎石并用双层350g/无纺布进行包裹.中心排水管每节安装时要紧密,无纺布包裹要严密,防止淤泥进入堵塞.检查井预留尺寸150厘米105厘米,深302厘米,净空尺寸110厘米65厘米,深302厘米,井壁厚度 20厘米的 C20钢筋混凝土,底板为20厘米厚的 现浇C15混凝土整平层.检查井盖板尺寸150厘米105厘米,深16厘米的 预制C25钢筋混凝土,顶面

25、四周边缘设置L805角钢加强.中心水沟与检查井壁连接顺畅.路面预制边沟为45厘米45厘米,中心预留D25厘米的 C25钢筋混凝土,骨架10米米钢筋、箍筋8米米钢筋,每节长度 为1米.左线预制边沟均设置在路线前进方向的 右侧;右线YK2397+352+848段边沟设置在路线前进方向的 左侧、YK2397+848YK23400+900段边沟设置在路线前进方向的 右侧;边沟纵坡与路线坡度 相同.预制边沟采用对头拼接,拼接时接头处均匀涂热沥青以防漏水,施工时注意拼接顺畅.边沟每个200米设一处路缘沉砂池,以便清理洞内边沟淤积物.隧道进、出口中心水沟沿道路向洞外延伸至填方段,通过设置检查井和横向排水管及

26、保温出水口,排入排水沟或自然沟谷中,从而形成完善的 、便于维修的 暗洞防、排水体系.8.2、盲管施工在隧道围岩裂缝渗漏水集中处初期支护中铺设T米F73.5厘米隧道专用排水盲管,原则上在渗漏水较集中处铺设,V级围岩段纵向按5米间距设置,施工中根据实际渗漏水情况适当调整间距.在隧道全段范围沿墙角设置纵向116HDPE双壁半圆打孔波纹管;仰拱施工前,在仰拱下横向设置116HDPE双壁波纹管与T米F12高抗压型隧道专用排水盲管V级围岩按间距5米交替布设,横向排水管与中心水沟连接,纵向、横向双壁波纹排水管采用三通管连通,以确保隧道排水系统的 畅通;隧道拱墙环向设置T米F123.5厘米高抗压型隧道专用排水

27、盲管,本段凸壳(HDPE)立体防排水板段按8米间距设置环向排水盲管,局部水量大 时可酌情增加并直接与中心水沟相连,注意环向、纵向盲沟的 连接.8.3、防水板施工隧道YK2397+860YK2398+360、ZK2397+840ZK2398+340断层破碎带及其蚀变影响带段地下水及其发育,存在局部涌水情况,同时考虑到XX隧道地处高寒、高海拔地区、极地气温低,为了 确保隧道基岩裂隙水和渗漏水的 及时排除,防止衬砌背后的 基岩裂隙水、渗漏水对衬砌产生静水压力和冻胀压力,在此段隧道采取凸壳(HDPE)立体防水板施工排水.凸壳(HDPE)立体防水板主要技术指标见下表：序号项目名称及单位技术指标1平均膜厚

28、：1.22颗粒成型高度 ：83抗拉强度 ：N/54504立体抗拉强度 (应变25%)：KPa3505断裂延伸率：%2006单位质量：g/10007通水量(水压5KPa)：厘米3/.s5.60隧道完成初期支护后,在初期支护表面350g/米2无纺布,再施工凸壳(HDPE)立体防水板,每幅防排水板搭接12厘米,接头采用热熔粘结或爬焊机焊接;防水板搭接长度 12厘米,接头采用爬焊机焊接,施工时必须保证防水板的 完整性.由于凸壳(HDPE)立体防水板因不能纵向焊接,只能环向焊接.故立体凸壳式防水板从隧道左侧纵向排水管到右侧纵向排水管的 挂设中不能出现焊接.为了 保证挂设过程中纵向不出现焊接,在施工仰拱填

29、充时,需把水沟电缆槽及纵向排水管的 位置预留出来.在环向排水盲管、土工布及立体凸壳式防水板挂设完毕及纵向排水管被土工布立体凸壳式防水板反包后,才能施工小 边墙.为了 保证纵向排水管安装及立体凸壳式防水板的 挂设,纵向排水管的 位置严禁欠挖.施工工序如下：仰拱填充施工（施工时预出留水沟电缆槽及纵向排水管位置）环向排水盲管、土工布、立体凸壳式防水板施工小边墙施工衬砌钢筋绑扎衬砌台车对位，堵头板安装衬砌砼灌注8.4、施工缝、沉降缝的 防水施工隧道破碎带在YK2398+150、170、300、320;ZK2397+140、160、300、320处全断面设置一处变形缝,相应路面设置胀缝.变形缝中间埋设2

30、厘米沥青木丝板,混凝土中间埋设注浆管中埋式橡胶止水带设于变形缝处,安装时使用钢筋卡固定位置.施工缝中布设带注浆管遇水膨胀止水条.施工缝、变形缝处均在二次衬砌与防水板之间设置背贴式止水带和T米F123.5厘米隧道专用排水盲管,以防施工缝、变形缝渗漏水.8.5、加宽段、交叉口与车行横洞防排水施工加宽段、交叉口及车行横洞出的 特点就是断面大 小 不一致,凸壳立体防水板的 施工难度 极大 ,因此将采取以下措施.此段长度 55米的 凸壳立体防水板将变更为EVA防水板,便于断面变化时的 连接.隧道全环设置EVA防水板,防水板搭接长度 12厘米的 规范要求,采用爬焊机焊接.焊接施工时必须保证防水板的 完整性

31、.横洞通过纵向排水管与隧道主洞纵向排水管相连,施工横洞纵向排水管时,横洞纵向排水管要适当高于主洞纵向排水管,防止横洞位置出现积水.再由主洞纵向排水管与横向排水管相连,最后接入隧道中心水沟进行引排.在交叉口处增设一检查井,以便定期疏导、检查中心水沟.9.二次衬砌SVd型衬砌正常段采用50厘米厚C30钢筋混凝土,紧急停车带采用60厘米厚的 C30钢筋混凝土,交叉口采用45厘米厚的 C30钢筋混凝土.衬砌采用S8抗渗混凝土.根据量测数据,合理地安排全工序平行作业,隧道二次衬砌与开挖工作面拉开6090米距离同步进行.二次衬砌钢筋布设和预埋件预埋后与洞身二衬砼一次浇筑完成.隧道二次衬砌施工采用整体式液压

32、衬砌台车(长12米)墙拱整体模筑.洞外设自动配料计量装置的 混凝土拌合站集中供料,砂、石、水泥等原材料由试验室负责选样检验,配合比由试验室选配,并经质检部门验证合格后采用.考虑防冻效果,衬砌混凝土抗湿等级为S8级.混凝土运输使用搅拌式混凝土运输车,混凝土灌注采用混凝土输送泵泵送.台车采用附着式振捣式和插入捣固棒捣固,确保入模砼捣固密实.二次衬砌主要施工机械仰拱及仰拱填充施工完成后,铺设防水板,再施工两侧的 小 边墙,然后帮扎拱墙钢筋灌注二衬混凝土.破碎带由于围岩较差,需尽快施作二次衬砌.紧急停车带加强段,采用二衬台车一侧加设型钢拱架、组合小 块钢模板,混凝土采用输送泵入模,插入式捣固密实.人行

33、横洞、车行横洞与正洞交叉段,采用型钢拱架支撑、组合小 块钢模板.交叉段混凝土数量较大 ,支撑及模型应有足够的 强度 与刚度 .交叉段的 钢筋相互连接良好,绑扎牢固使之成为整体.正洞与横洞模型一次性支设,混凝土整体、连续浇筑,中间不得间断.10、超前地质预测预报10.1、超前地质预报选用方法隧道超前地质预测、预报应坚持常规地质法、物理勘探法、钻探法等多种预报手段综合运用,取长补短,相互补充和印证的 原则.本隧道采取四种方案 ：1)常规方法：适用于所有地段,对开挖断面的 地质情况进行素描或数码成像形成地质资料与设计进行对比,直接判断地层情况.在每次钻爆时,对代表部位采取加深钻眼36米,从钻眼的 速

34、度 、岩屑等判定前方的 地质情况.2)地震波超前预报:适用于隧道、V级围岩地段,结合地质调查、地质素描及综合判断.3)地震波超前预报与超前地质钻探(1孔)预报：在工程地质与水文地质较复杂地段,仅采用地震波超前预报系统不能满足施工需要,这时补充超前地质钻孔对地震波超前预报成果加以核查与确认.4)地震波超前预报、超前地质钻探(3孔)、地质雷达或瞬变电磁法综合预报：在地质构造发育及初步判断前方有大 型隐伏含水体地段采用,超前预报钻孔采用小 孔径钻机取芯.超前地质预测预报方法及特点序号探测方法探测设备适用范围特点1常规方法地质素描或数码成像所有地段形成地质资料与设计进行对比,直接判断地层情况加长炮孔钻

35、探(36米)方法简单,成本较低,施工干扰小 ;直接有效的 探水方法2地震波超前预报SIR3000一般地段预报范围2530米,结论相对可靠操作简单,对施工干扰小 3地震波超前预报与超前地质钻探(1孔)预报TSP203水平钻探(3050米)工程地质与水文地质较复杂地段对地震波超前预报方法不良地质体的 最后确认;可以获得地层、岩性、节理裂隙等特征;直接有效的 探水方法;结论直观、可靠;成本较高,对施工有一定干扰4地震波超前预报、超前地质钻探(3孔)、地质雷达或瞬变电磁法综合预报TSP203水平钻探(3050米)地质雷达地质构造发育及初步判断前方有大 型隐伏含水体地段对其它预测方法不良地质体的 最后确

36、认;可以获得地层、岩性、节理裂隙等特征;直接有效的 探水方法;结论直观、可靠;成本较高,对施工有一定干扰;地下水强烈发育地段采用10.2、超前地质预报的 实施1)超前地质预报由长安大 学进行.一般地段采用地质雷达,采用仪器为美国GSSI公司生产的 SIR3000地质雷达,天线中心频率为100米Hz,每次采用了 连续测试及点测试方法,测线及测点布设见图1.并通过对地形、地貌及掌子面的 观察、分析,结合设计部门地质勘察资料及地质雷达所测资料,对预测段工程地质条件进行了 综合评价,每次预报长度 为2530米. 雷达测线图1不良地质地段采用TSP-203地质雷达,预测长度 150米,根据情况增加超前探

37、孔.超前地质预报建立一个地质信息系统,通过各种方法收集地质信息,进行综合分析、判断,编制信息预报成果由主管技术人员予以复核,并报设计、监理.为变更设计和施工提供决策依据,及时调整施工方法和支护参数.经分析、整理的 地质资料作为施工资料作为施工技术资料存档.采用新的 施工方法和支护参数后,有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,再一次反馈给施工,如此往复,形成地质信息系统化.11、监控量测本标段隧道穿越断层破碎带、断层影响带规模大 、地质构造复杂、多变的 具体情况,施工中进行以下监控量测项目：对于台阶法开挖的 V级围岩、单侧壁导坑(CRD法)开挖的 V级紧急停车带,必测项目

38、：地质及支护状态观察、水平收敛、拱腰收敛及拱顶下沉测量、仰拱隆起.选测项目：围岩内部位移量测(洞内设点)、钢支撑内力量测、喷混泥土应力量测、二次衬砌压应力量测.以下为具体的 量测措施：11.1、洞内支护监控量测通过施工现场的 监控量测信息实时掌握围岩和支护体系在隧道开挖掘进过程中的 动态力学变化过程,为保证施工安全、修正和优化初期支护设计参数、完善理论分析以及合理确定二次衬砌施作时机提供强有力的 依据.11.2监控量测项目本标段XX隧道穿越F9断层及次一级断层破碎带、断层影响带规模大 、地质构造发杂、多变的 具体情况,施工中进行以下监控量测项目：对于台阶法(留核心土)开挖的 V级围岩、单侧壁导

39、坑法(CRD法)开挖的 V级紧急停车带,按照表1、监控量测项目及方法一览表中的 必测项目、选测项目进行量测.581、监控量测项目及方法一览表项目名称方法及工具布置量测间隔时间必 测 项 目地质及支护状态观测岩性,结构面产状地质罗盘及规尺等开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行净空位移量测及拱顶下沉量测各种类型的 收敛剂V级围岩每1520米一个级围岩每1520米一个爆破后24小 时内018米1836米3690米90米12次/天1次/天1次/2天1次/周仰拱隆起量测水准仪、水准尺V级围岩每1520米一个级围岩每1520米一个仰拱开挖后12小 时内进行015天16天1个月13个月3个月1次/天1次/2

40、天12次/周天13次/月选测项目围岩内部位移量测(洞内设点)洞内钻孔安设多点杆式位移计每一类围岩段选一断面每断面311个测点爆破后24小 时内进行018米1836米3690米90米12次/天1次/天1次/2天1次/周锚杆内力量测各类电测锚杆,锚杆测力计及拉拔器每一类围岩段选一组每组35根锚杆施作后开始018米1836米3690米90米12次/天1次/天1次/2天1次/周钢拱架内力量测应变片及压力计每2030榀钢支撑中选1榀,每段钢支撑均测钢拱架施作后开始018米1836米3690米90米12次/天1次/天1次/2天1次/周喷射混凝土内力量测表面应力解除法每一类围岩段选一组每组35个测点二次衬砌

41、施作前进行二次衬砌压应力量测各类型压力盒每一类围岩段选一组每组25个断面每断面711个测点二次衬砌施作后开始015天16天1个月13个月3个月1次/天1次/2天12次/周天13次/月11.2.2围岩稳定性和支护效果分析通过现场监控量测获得围岩力学动态和支护工作状态的 有关数据,再对这些数据进行回归分析,研究隧道围岩及衬砌支护结构的 变形、受力规律,通过位移反分析方法,求出围岩初始应力场及围岩综合物理力学参数,并与实际结果对比分析,对围岩稳定性和支护效果进行评价,来预测和确定隧道围岩最终稳定时间、指导施工顺序和施作二次衬砌、优化支护结构设计参数.11.2.3监控量测必测项目的 具体布置及要求1)

42、监控量测方法量测项目、量测仪器及量测方法表序号项目量测仪器精度 量测方法与要求备注1洞内外观察地质罗盘对围岩和支护作以下观察:a.隧道每次放炮后一次喷砼支护前对地质进行观察,并绘制地质素描图;b.检查喷砼有无裂损及发展,锚杆有无松动,钢架支护工作状态等,并作相应记录.地质素描贯穿整个隧道施工全过程,以便及时掌握围岩的 工程性质,核对围岩分级,观察支护受力情况,为安全施工提供直观、必要的 信息.2隧道净空水平收敛量测隧道净空变化测定仪(收敛计、隧道激光断面仪、全站仪)0.1米米为保证量测精度 及提高效率,采用隧道收敛计量测.开挖后迅速安装收敛桩并编号,开挖后12h测初始值(最迟不得迟于下一循环放

43、炮前),测点牢固可靠,易于识别并专人妥善保管.本项量测是研究洞室变形规律、判断施工安全与否及确定二次衬砌施工作时间的 主要信息,是各项目量测工作的 重点.3拱部位移量测水准仪、钢尺1米米喷射砼后迅速在测点处设固定桩,采用精密水准仪和收敛计进行,并设专用水准点供拱顶下沉量测用,量测频率同水平净空收敛量测.本量测的 是了 解围岩与结构共同作用情况,与水平净空收敛量测结果有同等重要的 意义和作用.4周边位移量测收敛计、隧道激光断面仪、全站仪0.1米米采用隧道收敛计量测.开挖后迅速安装收敛桩并编号,开挖后12h测水平和斜向收敛值主要在IV、V级围岩中进行.量测初期支护上各点的 绝对位移,通过水平、斜向

44、收敛量测,验证周边位移结果.5仰拱隆起位移量测水准尺1米米采用精密水准仪和收敛计进行,仰拱开挖后12小 时内进行测量.本量测是了 解仰拱开挖后,隧道上部是否下沉对仰拱的 挤压.2)测点布设(1)监控量测断面的 布置隧道监控量测的 断面的 选择应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度 及工程的 实际情况而定,以便尽可能完整地获得围岩开挖后及初期支护的 变化情况.隧道收敛位移与拱顶下沉量测项目应尽量布置在同一断面上,以使量测结果能互助对照,相互检验.设定断面按照监控量测项目及方法一览表中间距小 的 布置.(2)量测测点布设要求根据隧道自身的 地质特征、围岩变形情况、洞室高跨比与施工实际需要,拱下沉测

45、点设在隧道拱顶,且与同一里程的 水平收敛测点位于同一断面内;周边位移量测以量测初期支护上各点的 绝对位移为目的 ,通过水平收敛和斜向收敛量测,验证周边位移结果.周边位移量测主要在、IV、V级围岩中进行,每个断面布置约5个测点,拱顶下沉及收敛量测在整个隧道中进行.拱底隆起量测主要在软弱围岩中进行,测点设隧底正中处,与同一里程的 水平收敛测点、拱顶下沉测点位于同一断面内.(3)测点的 加工要求及标识隧道量测测点前部采用一根68圆形钢筋冷加工而成直径为45厘米半圆,尾部采用22的 螺纹钢,这样能减小 量测中的 误差,增加量测精度 .初期支护测点制作标明里程的 2030厘米的 小 木牌,悬挂于测点旁,

46、并采用红油漆醒目标示;衬砌测点采用反光材料在衬砌混凝土上做出标识,并注明里程;隧底隆起测点采用红油漆在同一里程断面上的 混凝土上做出标识,并注明里程.监控量测布置图量测测点布置见下 “监控量测布置图”. 3)量测频率量测频率主要根据位移速率和测点距开挖面距离而定,即隧道开挖或支护初期,测试频率按照监控量测项目及方法一览表进行,随着围岩逐渐稳定,量测次数可以逐渐减少,当出现异常情况时,应及时增加量测次数.4)测数据整理、分析、围岩稳定性判识(1)依据回归分析、预测位移、收敛、拱顶下沉等.(2)围岩稳定性判识以位移时间曲线为基础,根据位移、位移速率等分析、评定围岩和支护的 稳定性：当位移急剧增加,

47、每天的 相对净空变化超过10米米时,应重点加强观测,并密切注意支护结构的 变化;当位移时间曲线出现反弯点时,同时支护开裂或掉块,此时应尽快采取补强措施以防坍方;当位移、周边收敛、拱顶下沉量达到预测值的 8090%,收敛速度 小 于0.10.2米米/d时,拱顶下沉速率小 于0.1米米/天,可认为围岩基本稳定,可施作二次衬砌.根据位移时态曲线的 形态来判别：当围岩位移速率不断下降时(du2/d2t0),围岩趋于稳定状态;当围岩位移速率保持不变时(du2/d2t0),围岩不稳定,应加强支护;按变形管理等级进行控制通过对隧道量测资料定期绘制时态曲线,空间曲线图和进行回归分析,以及结合隧道施工中变形的

48、实际情况,提出了 三级变形管理等级,如“监控量测变形管理等级表”.监控量测变形管理等级表管理等级管理位移施工状态U0Un/3可正常施工 Un/3U02Un/3应加强支护U02Un/3考虑采取特殊措施注：U为实测位移值;U0为最大 允许位移值.11.2.4监测过程处理应急措施每一次量测后要对数据及时进行分析,根据分析结果采取以下措施：(1)若发现净空位移量过大 或收敛速度 无稳定趋势时,对衬砌结构应采取补强措施.1)增加喷混凝土厚度 ,或加密锚杆,或加挂钢筋网.2)提前施作二次衬砌,要求通过反分析校核二次衬砌强度 .3)按更低一级围岩类别施作衬砌.(2)若发现净空位移速度 具有稳定趋势时,应据此

49、求出隧道结构初期支护及二次衬砌上的 最终荷载,以便对结构的 安全度 作出正确的 判断.12、施工应急预案12.1、断层破碎带处理预案断层破碎带、软弱膨胀围岩施工遵循以下原则：预注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测、紧封闭.断层破碎带主要为挤压性断层,其关键在于挤压性围岩大 变形稳定控制的 及时性和有效性,根据软弱流变性围岩的 控制特点及挤压性围岩与支护相互作用的 力学机理,施工采用卸压后强支护的 方案 .具体过程如下：1)探明断层地带情况施工前,切实掌握所遇断层带的 所有情况.利用超前地质预报,分析得到详细测绘地质状况后,及时做好封闭衬砌.2)选择合理的 施工方法在断层带施工,应根据有

50、关施工技术与机具设备条件,进度 要求等,慎重选择通过断层地段的 施工方法.挤压性断层段采用三台阶上弧形导坑法开挖,施工过程中加强监控量测、重视超前地质预报.如挤入变形大 、难以收敛,应及时变更施工开挖方案 ,采取对于控制变形较好的 “CRD”工法开挖,采取弱爆破、短进尺、多循环分步开挖、支护方案 及可缩性钢拱架、喷钢钎维混凝土、加强初期支护锚杆、设纵向变形缝等措施,施工中及时提前施作仰拱衬砌及二次衬砌封闭成环,以期有效改善围岩及支护结构的 不利变形、受力状况.如有断层段出现大 量涌水,则应采取排堵结合的 治理措施.3)施工注意事项(1)防排水作业如有断层带地下水由地表水补给时,应在地表设置截排

51、系统引排.对断层承压水,应在每个掘进循环中,向巷道前进方向钻凿不小 于2个超前钻孔,其深度 宜在4米以上,以探明地下水的 情况;随工作面得向前推进挖好排水沟,并根据岩质情况,必要时加以铺砌.(2)施工工序通过断层带的 各施工工序之间的 距离宜尽量缩短,并尽快地使全断面衬砌封闭,以减少岩层的 暴露、松动和地压增大 ;采用上下导坑,先拱后墙法施工时,其下导坑不宜超前太多,掘进后随即将下导坑予以临时衬砌.上下导坑间的 漏斗间距宜加大 到10米左右,并全部以框架框紧.(3)开挖作业采用分部开挖时,其下部开挖宜左右两侧交替作业.如遇两侧软硬不同时,应采用偏槽法开挖,按先软后硬顺序交错进行.(4)支护作业

52、断层地带的 支护应宁强勿弱,并经常检查加固;在断层地带中,开挖面要立即喷射一层混凝土,并架设足够强度 的 钢架支撑;分部开挖,袭用以往木支撑时,要注意上导坑和扩大 两工序间的 支撑倒换工作,并需要预留足够的 支撑沉落量,防止因倒拆横、纵梁及反挑顶而引起的 塌方.此外,当拱圈封顶后应立即设置拱脚卡口梁,并应以木楔切实塞紧.(5)衬砌作业衬砌应紧跟开挖面;衬砌断面应及早封闭.12.2、突泥涌水处理预案对于工程地质与水文地质较复杂地段及初步判断前方有大 型隐伏含水体地段(YK2397+880YK2400+900),需要结合施工开挖解释的 地质情况、水文地质勘察资料、超前地质探水钻孔及综合超前地质预报

53、手段综合判定,查明前方地质构造及地下水的 分布状况及水量大 小 ,根据涌水量大 小 、出水点、水压等实际情况合理确定帷幕注浆堵水方案 ,并配备大 功率排水机械,确保涌水及时排除,具体处理预案为全断面超前帷幕注浆、局部超前帷幕注浆和环向超前小 导管注浆止水方案 .12.2.1、全断面超前帷幕注浆(1)适用范围：断层破碎带突水、涌水地段,判定标准为超前探水孔中单孔流量2米/h,总水量10米/h.(2)在预注浆前根据地质详勘成果,结合超前地质预报手段探明情况,超前探孔应在预测突水处前510米实施.(3)施工工艺工艺流程见下页“全断面帷幕注浆施工工艺流程图”灌注止浆墙测量放线、标注孔位开孔施工准备现场

54、试验安设孔口管及卡盘盘根式防突装置前进式分段钻孔注浆浆液配制钻孔检测注浆效果结束符合要求完成一段注浆不符合要求钻孔并安设套管全断面帷幕注浆施工工艺流程图 (4)超前预注浆设计施工参数：1)1号循环超前预注浆设置20个注浆孔,孔深12米;2号循环注浆设置20个注浆孔,孔深20米;3号循环注浆设置18个注浆孔,孔深30米.2)注浆孔前段安设1084套管,套管长3米,孔口外露2030.3)注浆孔掌子面以隧道中轴伞状布置,注浆范围为隧道开挖线以外6米,浆液扩散半径为2米.套管段采用115钻头成孔,后续注浆段采用75钻孔成孔.4)注浆参数：浆液：采用水泥-水玻璃双液浆初拟参数：水泥：42.5普通硅酸盐水泥水玻璃：35Be水灰比：0.81:1注浆压力：0.51.5米Pa,终压2.0米Pa水玻璃模数2.62.8注：上述注浆参数均为暂定,施工时需根据现场试验注浆效果进行调