隧道工程施工技术方案

隧道工程施工技术方案

本项目全线共设置隧道2座，分离式长隧道1座长2200m，双联拱隧道1座长415m。

隧道设计标准

公路等级：高速；

汽车荷载等级：公路—Ⅰ级；

地震：设防烈度Ⅷ度，地震动峰值加速度为0.20g ；

设计速度：100km/h；车道数：双向六车道；

行车道净空：限界净高为5m。

隧道施工方法及工艺

4.4.1控制测量

⑴施工前平面控制网复测

施工前根据设计院和建设单位技术部门现场进行的交接测量控制桩橛点及办理的相关手续，组织测量人员对交接的导线网点和水准基点进行闭合复核测量，复核导线点的坐标和水准基点高程的准确性，测量结果经过平差后与所交的控制点结果进行对比，完全无误后作为施工用控制点。隧道每掘进1km或雨季前后各进行洞内外导线控制点联测一次。

⑵平面控制附合导线测设

洞内布置双导线，形成闭合导线，利用全站仪、精密水准仪等测量仪器，精确控制隧道施工。

洞口导线点位使用不锈钢钢筋（顶上刻十字线）埋于洞口附近坚固稳定的地面上，并用混凝土固定桩位，点与点之间通视良好。点位布置完毕后，利用设计院交接的导线网GPS点（已知）作基准点，以三维坐标法，使用全站仪引测附合导线上各点的精确坐标值（并经平差），使用精密水准仪从高等级的2个BM 点测定导线上各点的准确高程（并经平差）。水平角的观测正倒镜六个测回中误差≤±1.8″，每条附合导线长度必须往返观测各三次读数，在允许值内取均值，导线全长闭合差≤±1/80000。

⑶高程控制

高程控制点的布设利用平面控制点的埋石作为高程控制点，如特殊需要时进行加密，加密的水准点精度不低于高程控制点的精度，其布置形式为附合水准线路。精密水准点的复测采用S1等级水准仪对所交精密水准点进行复测，往返测量。观测精度符合偶然误差±2mm，全中误差±4mm，往返闭合差≤±8mm（L 为往返测段路线段长，以km计）。两次观测误差超限时重测。当重测结果与原测成果比较不超过限值时，取三次成果的平均值。

4.4.2施工测量

根据本合同段隧道特点在各施工洞口各配备一个测量班，每个测量班均由1名测量工程师、4名测量技工组成，共同完成测量工作。测量班依据工作内容配置测量仪器。测量作业程序流程见图所示。

⑴洞口测量

根据隧道洞口的设计结构和洞口地形标高，详细计算洞口边仰坡开挖边线的坐标和各桩中心坐标。利用附合导线与以上计算坐标的相对关系，使用全站仪在地面上放出洞口边仰坡开挖轮廓线，十米桩中心坐标点位，以放出的坐标点为中心放出开挖边线桩，控制洞口边仰坡的开挖。

测量作业程序流程图

⑵洞身测量

隧道洞身施工测量根据隧道设计文件，精确计算出线路百米桩的坐标及结构的相关尺寸和标高，并按每10m编制出所有隧道标高表。测量工程师利用洞内测量控制点，及时向开挖面传递中线和高程；由测量班用断面测量仪测设隧道开挖轮廓线、支护钢架架立前后和二次衬砌立模前后轮廓尺寸，进行复核，确认准确后方可进行下道工序施工，并对混凝土净空断面应用激光隧道限界检测仪检查。

在洞内进行施工放样时随时配带气压标、温度计，随时根据实际情况对仪器进行气压、温度的修正。

4.4.3 竣工测量

每20m对已衬砌段隧道净空采用激光限界检测仪进行洞身净空检查，隧道洞身开挖贯通后，及时组织测量人员进行贯通测量。

依据有关测量规范及测量结果，调整贯通误差，并将结果及时上报监理和建设单位有关部门。

依据设计图纸检查完工后的结构物尺寸，如实填写检查结果，并将检查资料作为竣工资料的一部分存档。

4.4.4 测量质量的保证措施

测量桩点的交接，必须双方参与，持交桩表逐桩核对，交接确认，遗失的坚持补桩，无桩名者视为废桩，资料与现实不符的应予以更改。

执行有关测量技术规范，按照规范技术要求进行测量作业检测，保证各项测量成果的精度和可靠性。

测量放样的依据是施工图纸及相关规范，要求使用的图纸及规范必须盖“受控”章，确保其有效。

定期组织测量人员与相邻隧道队队共同进行洞内外控制点联测，保证控制点的准确性。

所有现场测量原始记录，必须将观测者、记录者、复核者记录清楚且须是各岗位操作人员自己的签名。

加强仪器的维修和保养，保持其良好状态，制定仪器维修和保养制度及周检计划，按时送检。

4.4.5 超前地质预测预报及监控量测

⑴超前地质预报

隧道施工中，超前地质预报关系到工程安全、质量和进度，为确保各项目标顺利实现，针对本合同段隧道工程地质情况，施工中委托第三方单位进行超前地质预报，采用：TSP预报、地质雷达、远红外线探水仪、超前水平钻孔、地质素描(数码成像)综合分析预报；将以上方法有机结合、综合应用，发挥各自长处，相互补充、相互验证，从不同方面发现异常、揭示异常，组成地质超前预报完整的技术体系，并坚持将超前地质预报合理纳入工序进行组织管理。对未开挖地段

进行地质预测和分析，采集各种水文、地质、变形、应变等信息，及时进行信息反馈，以确定合理的开挖、支护参数，制定合理的施工方法。

⑵地质预报项目

地面预报：在施工过程中，根据设计提供的地质勘探资料，对重点地段地表开展综合物探，沿隧道轴线绘制纵向剖面图；同时进行地表补充地质测绘。

洞内预报：施工中加强断裂破碎带、溶洞、煤矿采空区、夹煤层、涌水的超前地质预报工作，如采用开挖面掌子面地质素描、超前钻孔并辅以TSP等物探手段进行综合预测。对软岩塑性变形进行超前预报，根据超前预报及有关监测结果及时变更施工方案。

⑶超前地质探测与预报方法及工艺

①TSP超前地质预报系统

TSP超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况。它是在掌子面后方边墙一定范围内布置一排爆破点，进行微弱爆破，产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播，当岩石强度发生变化，比如有断层或岩层变化时，会造成一部分信号返回，界面两侧岩石的强度差别越大，反射回来的信号、返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，得到岩体强度变化界面的信号也就越强。返回信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放大，根据信号返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理，就可以得到岩体强度变化界面的位置及方位。TSP地质预报系统实际操作中有如下特点：适用范围广，适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况；距离长，能预测掌子面前方100m～200m范围内的地质状况，围岩越硬越完整预报长度就越大；对施工干扰小，可在施工间隙进行，即使专门安排时间，也不过一小时左右；提交资料及时，在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。采用专用处理软件，将复杂多解的波形分析转换为直观的单一解的波形能量分析图。将隧道顶部和底部的波形能量分析图分析确定之后，可得出断层破碎带、软弱夹层或其它不良地质相对于隧道的空间位置，计算机自动绘出弹形波速度有差异的地质界面相对于隧道轴线的地质平面图和纵断面图。但也存在预报准确性和预报精度方面的问题，需要采用其他预报手段来补充和完善。

TSP地质预报系统现场测试示意图如图所示。