EPC模式下高速公路隧道施工安全技术管理

开 挖 完 成后 喷 ３ ４ｍ 厚 混 凝 土 封 闭 围 岩 ，立 型 钢 支 架 ， ～ ｃ
４ 超 前 地 质预 报 、进 行优 化 设 计
现 场 监控 量 测 是 隧 道 新 奥 法 施 工 的 核 心 ，是 隧 道 施 工 技 术 信 息 的 来 源 ，是 隧 道 安 全 施 工 的 前 提 条 件 。通 过 监 控 量 测数 据 的 分 析 处 理 ，掌 握 围岩 及 初 期 支 护 最 终 稳
本 项 目所 有 隧 道 开 挖 Ⅳ级 以上 围岩 均采 用 光 面 爆 破 技 术 。 现 场 实 施 按 传 爆 线 、小 直 径 药 卷 间 隔 装 药 结 构 ；破 碎 地 段 周 边 眼 采 用 钻 密 眼 ，人 为 切 开 一 条 缝 不 装 药 或 隔 孔 装 药 的措 施 。周 边 眼 与辅 助 眼 的 眼 底 在 同一 垂 直 面 上 ，保
【 键 词 】 设 计施 工 总 承 包 高 速 公路 隧道 关 安 全 管 理
设 计 上 采 用 贴 近 自然 的 新 式 （ 竹 式 ） 洞 门 外 ，施 工 中 削
１ 工 程 概 况
中 国 水 利 水 电建 设 集 团公 司 以 Ｅ Ｃ模 式 承 建 的武 夷 Ｐ 山 一 邵 武 高 速 公 路 ，是 交 通 部 第 一 批 设 计 ＋ 施 工 总 承 包 模 式 试 点 项 目 。本 项 目全 线 有 五 座 隧 道 ，其 中 四 座 为 分 离 式 单 向双 车 道 公 路 隧 道 ，一 座 为 联 拱 隧 道 ，单 洞 总 长 １ １ ｍ，按 新 奥 法 原 理 设 计 和 施 工 ，其 中 最 长 的 才 山 １５ ３
调 整 ，在 三 个 长 隧 道 口建 碎 石 加 工 场 ； 另 一 方 面 取 加 工 后 的碎 石 进 行 碱 集 料 、 抗 折 等 试 验 ， 充 分 论 证 其 可
隧 道监 控 量 测 和 超 前 地 质 预 报 工 作 指 导 隧 道 施 工 取
得 了较 好 成 果 ：
（ ）本项 目隧道 洞 口 Ｖ 、Ⅳ级 围岩 段 基本 都在 雨 季 施 １ 工 ，根 据 隧 道 监 控 量 测 的 数 据 反 馈 ，及 时 加 强 了部 分 洞 口初期 支 护 ，施 工 中 未 出 现 围 岩 坍 塌 和 初 期 支 护 下 沉 变 形 超预 留量 等 质量 或 安 全 隐 患 ，保 证 了隧 道 施 工 的 正 常
插 角 太 大 造 成 钢 管 与 开 挖 界 面 的距 离 太 大 ，两 者 都 降 低 了管 棚 的 支 护 效 果 。注 浆 管 分 为 两 种 ：一 种 为 周 边 有 孔
的 注浆 钢 花 管 ，另 一 种 为 仅 端 头 注 浆 的 普 通 钢 管 。两 种
钢管相 间布设 ，施工 时先埋钢 花管 ，注浆 完成后 再钻 孔
表 水 丰 富 ，地 下 水 位 高 ，孔 隙 水 发 育 ，地 形 属 于 山 岭 重
丘 区 ，地 质 以全 风 化 、强 风 化 ～ 微 风 化 的砂 岩 、 花 岗 岩
浆 。注浆 以水泥单 液浆 即可 ，注浆管 的外 插角要 控制 在
３～ ５ ，外 插 角 太 小 导 致 钢 管 容 易 侵 人 开 挖 界 面 内 ，外 。 。
证 开 挖 面 平 整 ，辅 助 眼 交 错 均 匀 地 布 置 地 周 边 眼 与 掏 槽
前 大 管棚 的 支 护 下 ，上 台阶 采 用 预 留核 心 土 、人 工 配 合
挖 掘机 环 向 掏 槽 开 挖 的 方 法 进 洞 ，既 能 发 挥 机 械 优 势 ，
又 保证 施 工 安 全 ，进 度 比较 快 。５座 隧 道 共 １ 隧 道 洞 ８个
企业经营与项 目管理
Ｅ Ｃ模 下 高 公 路 隧 道 施 工 安 全 Ｐ 式 速 技 术 管 理
露谢 亚章／ 中国水利水电第十六工程局有限公司） （
【 摘
要 】 福 建 武 夷 山一 邵 武 高速 公 路 全 线 五座 隧道 是 整 个 项 目的难 点 和 重 点 ， 水 文 地 质 条 件 复 杂 ，在 建 设 过 程
隧 道 （ 洞 长 度 ２ ７ ｍ， 右 洞 长 度 ２ ０ ｍ） 根 据 标 段 左 ７９ ８６ 。
最 大 限 度 地 保 护 原 地 貌 和 原 生 态 是 最 基 本 的 要 求 。公 路
隧 道 净 空 断 面 大 ，本 项 目 洞 口均 为 Ⅵ 级 、 Ｖ 级 软 弱 围
岩 ，地 质 上 以波 残 积 、堆 积 的 砂 黏 土 和 全 风 化 、强 风 化
定的信 息。结合本 项 目五座隧道 的分 布情况 ，组 织了两 个监控量Ｎｔ， 对洞 内外 地质及 支护 状况观 察、周边收 Ｊ ＇ 组
敛 、拱 顶 下 沉 、地表 下 沉 、锚 杆 抗 拔 力 等 五 项 设 计 及 规
即 由洞内向洞 口分段 开挖 仰拱 部 位并完 成 其初 期支 护 ， 使初期支护尽早形 成闭 合环 ，仰拱分 段开挖 的长度 视地
喷 混 凝 土 至设 计 厚 度 ，再 挖 除 核 心 土 ，进 行 下 一 循 环 的
开 挖 支 护 。上 台阶 开 挖 支 护 达 到 ２ ￣ ２ ｃ ０ ５ｍ，围 岩 变 形 基
本 达 到 收敛 ，即 可 跳 槽 开 挖 下 边 墙 ，接 立 型 钢 支 撑 ，完 成 初期 支 护 。下 边 墙 左 右 两 则 开 挖 支 护 达 到 １ ～ ２ ｍ， ５ ０
其 他 爆 破参 数 。
２ ３ 合理 利用 隧道洞渣 ．
加 强 隧 道 洞 渣 管 理 ，保 证 其 用 于 合 理 的 部 位 。 原 设 计 部 分 洞 渣 作 为 路 基 填 料 ，大 部 分 还 要 找 弃 土 场 弃 掉 。本 项 目一 方 面 通 过 对 路 基 土 石 方 调 配 方 案 的 重 新
破 、强 支 护 、快 封 闭 、勤 量 测 ” 的原 则 ，每 循 环 的 进 尺
控制在 ２ ｍ以内 ，开挖完成后及时架立格栅钢架 、复喷混 凝 土，完 成 初期 支 护 ，以确保 围岩 变 形尽 快达 到 收 敛
稳定 。 Ⅲ级 以上 围岩 采 用 全 断 面 开 挖 。施 工 过 程 中 根 据 围 岩 变 化 不 断 调 整 炮 眼 的 布 置 、 数 目、 装 药 量 和 装 药 结 构 、起 爆 方 法 等 爆 破 参 数 ， 以 达 到 最 佳 的 光 面 爆 破
管 棚 注 浆 完 成 后 ， 即 开 挖 进 洞 。 隧 道 专 家 组 通 过 现 场 考 查 ，发 现 碎 块 的 强 风 化 岩 的 注 浆 效 果 较 好 ，而 这 种
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水 利 水 电施 工 ２ ０１ １．第 ４期 总 第 １７期 ２
围 岩在 没有 水 害 侵 蚀 和 外 部 扰 动 时 自撑 能 力较 强 ，在 超
质情况采用 ２ ｍ，仰拱初期支护封闭达 到 ５ 以上 ，即 ～５ ｍ
可 按半 幅或 全 断 面 浇 筑 钢 筋 混 凝 土 仰 拱 、 隧底 片 石 混 凝 土填 充 层 和 调 平层 。 Ⅳ级 围岩 按 上 下 断 面 、短 台 阶 法 开 挖 ，上 下 两 个 断
面 的距 离 控 制 在 ３ｍ 左 右 。施 工 中 坚 持 “ 开 挖 、弱 爆 ０ 短
的花 岗 岩 、砂 岩 为 主 ，覆 盖 层 薄 ，地 下 水 位 高 ，加 上 受 工 期 限 制 ，大 部 分 洞 口必 须 在 雨 季 进 洞 ，为 避 免 洞 口软
弱 围岩在地表水 和地下孑 隙水 的作用下 软化 坍塌 ，为顺 Ｌ
利 进 洞 创 造 条 件 ，大 部 分 采 用 大 管 棚 超 前 预 支 护 ，个 别 围岩 能 达 到 Ⅳ 级 的 洞 口则 采 用 超 前 小 导 管 注 浆 预 支 护
口均 采 用 超 短 台 阶 预 留 核 心 土 环 向 掏 槽 开 挖 的 方 法
进洞 。
眼之 间 ，并 垂 直 于 开 挖 面 打 眼 ， 力 求 爆 破 的 石 渣 大 小 适 合 装 渣 的 要 求 。掏 槽 眼 选 用 复 式 楔 形 掏 槽 ，掏 槽 眼 比 辅
助眼眼底深 １ｃ ０ ｍ。
进行。
以 满 足 隧 道 水 泥 路 面 抗 折 强 度 的 要 求 ，为 隧 道 混 凝 土 施 工 和 路 面 水 稳 层 施 工 提 供 碎 石 ，优 化 了 设 计 和 施 工
效果 。
分析 ，根据围岩变化规律 判断前 方 围岩 级别 和裂 隙水 的
发 育 情 况 。 近距 离 的 超 前 探 孔 是 在 围 岩 变 化 处 结 合 钻 爆 凿 眼 在 掌 子 面 的周 边 及 中间适 当施 打 几 个 深 度 达 ６ 的超 ｍ 前 探 孔 ，根 据渣 样 和 钻 进 速 度 等 探 明 、分 析 掌 子 面 附 近 的 围岩 及其 变 化 情 况 ，并 以 此 确 定 适 当调 整 炮 眼 间 距 和
进洞 。
划分和地形 条件 ，四座 隧道 采 取 双 口掘进 和支 护衬 砌 。 联 拱 隧 道 则 采用 中 隔 墙 超 前 导 洞 掘 进 和 衬 砌 ，然 后 单 口 左 右正洞掘进方 式 。
本 条 路 线 隧 道 项 目位 于 闽 北 地 区 ， 降 雨 量 充 沛 ，地
大 管 棚 的 长 度 为 ４ ｍ 或 ２ ｍ，其 施 工 顺 序 为 ：施 筑 ０ ０ 钢 筋 混 凝 土 套 拱 、埋 导 向 管 一 钻 孔 一 顶 埋 注 浆 管 一 注
范要求 的必测项 目进行 了量测 ，在施 工过程 中根据地 质
变 化 ，对 必 测 项 目适 时 增 加 或 减 少 监 测 断 面 的 数 量 ， 同
时对 选 测 项 目作 适 当 的 调 整 。超 前 地 质 预 报 是 制 定 施 工 方 案和 措 施 的 主要 依 据 。本 项 目超 前 地 质 预 报 工 作 采 用 的 方法 主要 有 三 种 ：地 质 素 描 、 近 距 离 的 超 前 探 孔 、地 质 钻 机 水 平 超 前 钻 孔 。地 质 素 描 是 通 过 对 掌 子 面 围岩 岩 性 、断 面 、贯穿 性 节 理 、 岩 脉 及 地 下 水 情 况 进 行 记 录 和
顶 埋 普 通 钢 管 ， 以普 通 钢 管 钻 孔 的 渣 样 检 验 钢 花 管 的 注
２ 主 要 开 挖 掘 进 方 法
２ １ 进 洞方 案 ．
武 邵 高 速 公 路 为 交 通 部 典 型 示 范 工 程 ， 隧 道 洞 口 除
浆效果 。
２ பைடு நூலகம் 进 洞 及 洞 口段 的 开 挖 方 法 ．
为 主 。其 中 ，洞 口 Ⅵ 级 、 Ｖ 级 围 岩 ２ ２ ｍ， 占 隧 道 总 长 ０６
的 １ ． ；Ｉ级 围岩 １ ９ ｍ， 占 隧 道 总 长 的 １ ． ； １ ７６ Ｖ ９５ ７３ ］ Ｉ 级 围岩 ５ ５ｍ， 占 隧 道 总 长 的 ４ ． ； Ⅱ级 、 Ｉ级 围 岩 ４０ ７３ ２ ４ ｍ， 占隧 道 总 长 的 １ ． ％ 。 ０２ ７８
洞 口 Ⅵ级 、 Ｖ 级 围岩 在 大 管 棚 的 支 护 下 按 “ 留 核 预
心 土 、人工 配合 挖 掘 机 环 向 开 挖 拱 部 及 上 部 边 墙 一 左 右
两侧跳槽开挖下边墙～开 挖仰拱 ”的三步 台 阶法开挖进 洞 。上 台 阶 环 向开 挖 每 循 环 的进 尺 控 制 在 ０ ７ ～ １ ０ ． ５ ．ｍ，
中充分利 用总承 包技 术管理的优势 ，强化控制 总承 包风 险，组建隧道技术 专家组，加 强对现 场动态设 计和施工指
导 ，做 好 技 术和 质 量 、安 全 管理 ，全 线五 座 隧道 全部 按 期 顺 利 贯 通 并 完成 二 次 衬 砌 ， 实 现 了安 全 、质 量 、 工 期 控
制等管理 目标。本文主要介 绍现场技术管理 的有关经验和措施 。