隧道施工方案、方法说明

隧道施工方案、方法说明

1 隧道总体概述

本合同段隧道共两座：南石壁隧道、坪山隧道。下面主要以南石壁隧道为主进行介绍：

1.1工程概况：

南石壁隧道位于上高县南港镇南港水库与新余市分宜县洞村乡苍上村之间，设计为分离式隧道，里程为ZK172+136～ZK173+060（YK172+136～YK173+100）处，全长924m（964m），最大埋深110米。隧道走向N-S。隧道左幅位于交点号ZJD7左偏圆曲线上，曲线半径R=2100m，右幅位于交点号YJD7的左偏圆曲线上，曲线半径R=2025m。隧道，纵面线型：左线2.096%；右线2.211%的单向坡。断面净宽8.12+0.32+0.56=9m，净高5.7+1.113=6.813m。

设计围岩级别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，其分布情况见表6-1

表1 南石壁隧道、坪山隧道围岩及衬砌型式

隧道衬砌采用曲墙式复合衬砌。隧道进、出口采用台阶式洞门和削竹式洞门，边仰坡开挖采取锚、喷、网支护加固措施。洞门仰坡永久防护采用人字骨架护坡种草。

南石壁隧道构造上位于蒙山复背斜的南翼，地层单斜向南西倾，产状2150∠260左右。同时位于区域性构造—萍乡-新建大断裂的断裂带内。该断裂带在本隧道内有两条平行的逆冲断层，倾向1900左右，倾角500-600，地形上形成长达数百米、高数十米的陡崖（断层坎），大致与隧道相交于

K172+290及K172+350处。

隧道岩层除进口段被岩层覆盖，基岩出露较好外，其余地段表层多为残坡积层覆盖，基岩零星出露，为石炭系上统船山组及二叠系下统栖霞组地层。隧道的不良地质条件主要表现为岩溶和裂隙发育。围岩级别见表2、3

表2 隧道围岩级别分段一览表（左洞）

表3 隧道围岩级别分段一览表（右洞）

隧道除明洞外，均采用复合式衬砌结构，衬砌断面采用三心圆内轮廓。隧道明洞按明挖施工，暗洞均按新奥法原理进行设计及施工。

2 隧道工程总体施工方案

①方案一（主体方案）：利用既有上高至新余的省级公路在南港镇员山经村道将施工便道引到南石壁隧道进口、出口和坪山隧道出口处，单洞单向掘进，进口从左洞开始掘进，出口从右洞开始掘进。洞身贯通剩余200m时，开始进口右洞和出口左洞的洞口开挖和支护。明洞衬砌完成后及时进行回填，并进行洞门修筑。

②方案二（备用方案）：施工过程中遇到较差的地质情况，正常掘进速度已经无法满足计划工期要求时，立即进行进口右洞洞口和出口左洞口的开挖支护，改为双洞双向掘进。

③进口设计为Ⅳ级围岩，完成开挖和边仰坡支护后，可以直接进行洞身掘进，上拱部采用超前锚杆作为辅助措施；出口设计为Ⅴ级围岩，为保证进洞的安全，上拱部采用超前大管棚的辅助措施。

④Ⅴ级围岩地段采用超短台阶（上台阶超前长度不超过5m），上台阶采用环形预留核心土开挖法施工，环形开挖长度1～1.5m，开挖周边宽度1.5～2.5m，下半断面拉中槽、马口开挖逐步成型；Ⅳ级地段采取中长台阶法分步开挖，上台阶长度超前不宜超过40m，下半断面围岩情况较差时可以考虑拉中槽、马口开挖逐步成型；Ⅲ级围岩地段采用长台阶法或全断面法施工，根据开挖的围岩具体情况确定，以全断面开挖为主导方案；Ⅱ级围岩采用全断面法施工。施工中，对于洞口段和除采用锚网喷初期支护外，辅以小导管超前小导管注浆（超前锚杆）及格栅钢架（型钢）支护。初期支护采用锚、网、喷联合支护。

隧道支护参数见“表4隧道围岩支护参数”

表4 隧道围岩支护参数

⑤出口段分别设置￠108X6MM大管棚；进、出口段采用水平钻机、地质雷达、超前平行导洞实施超前地质预报。

⑥Ⅴ级围岩段采用风镐和人工、长臂挖掘机辅以小爆破开挖，围岩强度和整体性允许的地段，采用风动凿岩机钻孔开挖，光面爆破；Ⅱ、Ⅲ级围岩段采用自制钻孔台车辅以风动凿岩机钻孔开挖；出碴采用挖掘机、侧卸式装载机配合运输汽车无轨方式出碴；初期支护的喷混凝土采用湿喷机；防水层施工采用移动支架或作业台架、无钉铺设双焊缝工艺；仰拱混凝土浇筑采用无干扰仰拱作业平台；二次衬砌采用12 m长的液压衬砌台车，搅拌输送车运送混凝土，HBT60型输送泵泵送灌筑工艺。

正洞各类围岩施工方案如下：

2.1 Ⅴ级围岩段

设计上采用超前支护（Ф42热扎小导管）、网（Φ8网20*20cm）、锚（Ф22砂浆锚杆）、喷（25cm 厚C20）、架（I18型钢支架）组成柔性初期支护。施工过程中严格遵循“管超前、严注浆、强支护、勤量测、早封闭”的原则进行施工。正洞开挖前，先根据设计施作长管棚注浆超前预支护，然后进行正洞开挖。根据地质情况，Ⅴ级围岩采用超短台阶、环形留核心土开挖方法，具体详见“图6-1分离式隧道Ⅴ级围岩开挖方案”。开挖完成后，先初喷4cm厚混凝土封闭围岩，及时沿径向打入系统锚杆，铺设钢筋网，架立格栅（型钢）钢架支撑，然后喷射C20砼直至设计厚度且表面圆顺；二次衬砌前仰拱及C15片石砼回填层先行，防止基底及初期支护拱脚软化，二次衬砌采用整体式衬砌台车配合混凝土输送泵施工。

Ⅴ级围岩地段，施工时坚持“短进尺、弱爆破”的原则进行施工，开挖进尺宜控制在2.0m～2.5m/循环，进洞段根据围岩的实际情况，可以控制在1m左右。施工时尽量采取人工辅以小型机具（风镐等）配合长臂挖掘机直接进行开挖，若必须采用爆破开挖时，在征得监理工程师批准后采取微振控制爆破技术，严格控制爆破规模，把对周边围岩的扰动减小到最低限度（见分离式隧道Ⅴ级围岩开挖方案图）。

施工时，根据隧道围岩断面和机具配备情况，综合分析施工中各道工序先后顺序及所需时间，绘制掘进循环图表以指导施工。

初步计划循环进尺见“表5 Ⅴ级围岩地段分步开挖掘进循环图表”。

表5 Ⅴ级围岩地段分步开挖掘进循环图表

表6 Ⅴ级围岩地段上弧导开挖掘进循环图表

2.2 Ⅳ级围岩段

Ⅳ级围岩地段开挖前，按设计要求施作小导管或超前锚杆注浆支护。Ⅳ级围岩开挖采取短台阶法进行施工，上台阶采用简易钻架、凿岩机钻眼，非电毫秒微差光面爆破开挖，下台阶采用简易钻架人工凿岩机钻眼，光面爆破开挖，无轨运输出碴。仰拱采取半边开挖，和掌子面的距离控制在40～50m，一次开挖的长度控制在8～10m，及时施做初期支护。开挖进尺宜控制在1.5m～2.5m/循环，进洞段根据围岩的实际情况，可以控制在0.8m～1m以内。开挖后及时进行系统锚杆、格栅支架及喷砼支护，人工清底，二衬前立模浇筑仰拱及回填层。

初步计划循环进尺见“表7 Ⅳ级围岩地段分步开挖掘进循环图表”。

表7 Ⅳ级围岩地段分步开挖掘进循环图表