六郎隧道方案终稿

云桂铁路云南段站前五标六郎隧道施工方案中铁十七局集团云桂铁路云南段项目经理部二 O 一 O 年七月总 目 录一、工程概况二、隧道总体施工方案三、六郎隧道通风方案四、岩溶富水段施工方案一、工 程 概 况1、隧道概况六郎隧道起讫里程为 DK573+782DK587+895,全长 14113m。其中 V 级围岩共 1573m，级围岩为 2640m，级围岩为 6220m，级围岩为 3680m。线路设计为人字坡，DK573+782DK578+800 为 3上坡，坡长 5018m；DK578+800FDK580+300 为 8下坡，坡长1500m；DK580+300FDK587+895 为 15.5下坡,坡长 7595m。 2、水文地质 地质构造 隧道主要穿越三叠系中统法郎组 B 段（T2fb）岩性为黄灰色薄至中厚层状泥岩、砂质泥岩、钙质粉泥岩、粉（细）砂岩，该套地层中普遍含钙质；个旧组二段（T2g） ，岩性为灰色、灰白色厚层至块状泥岩、白云岩、局部夹泥灰岩、钙质泥岩等。隧道区地质构造复杂，隧址发育 2 条背斜，6 条断层，隧道穿越的基岩主要为灰岩、白云岩，岩溶强烈发育，断层及节理裂隙发育，岩体破碎，并且本隧道地下水及岩溶水极其发育，尤其雨季地下水更是成倍增加。 水文条件 隧道区地下水类型分为：松散岩类孔隙浅水、碎屑岩类孔隙裂隙水、碳酸盐岩类岩溶水的三种类型。 预测隧道正常涌水量约为 37.5104m3/d，雨季最大涌水量约为80.3104m3/d。 对此施工期间可能发生的突水、涌泥等重大隧道工程地质问题，并重点对突水、涌泥工程地质问题进行超前地质预报。六郎隧道涌水量最大涌水量（m3/d） 不良地质 主要不良地质现象为岩溶及岩溶水，施工中可能发生突泥、突水现象， 主要工程地质问题有地表水的漏失、软质岩及软弱夹层、构造破碎带及构造裂隙水、崩塌落石等。 进口工区地质简图 进口里程地 质 情 况线 路 平 面 及 辅助 坑 道 的 位 置坡 长 （ ）坡 度 （ m）里 程 DK574+0 DK57+0 DK576+0 DK57+0 DK578+0+572+792 +63221 +472+892+302+72142+5621 2 4 5 6 873 9 105103偏 坡 寨 1号 断 层 偏 坡 寨 2号 断 层 偏 坡 寨 背 斜正 洞平 导 进 口 工 区 1小 新 寨 1号 断 层+801506170819024130210908 240W 45S2g138W 43S2g1 235W 45W10E 52N横洞工区地质简图DK579+0 DK582+0DK580+ DK581+0+562 +402 +82 +24 +62 +24+562112 13 14 15 16 17 18 191503+30横 洞小 新 寨 1号 断 层 横 洞 工 区+8040 26N2g1 2g2出口工区地质简图DK583+0 DK584+0 DK587+0DK58+0 DK586+0出口里程+402 +24 +62+82 +502 +92 +342 +802 +592 +392+172+08220 21 2 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32165015.+30横 洞小 坝 心 腻 革 龙 断 层 腻 脚 断 层 大 黑 山 断 层 平导里程出 口 工 区干 塘 子 背 斜2g26E 68N 2g2 42E 26S47E 18N 22g 70E 14S六郎隧道围岩统计表 级26% 级44% 级19% 级11% 级 级 级 级3、辅助坑道设置模式 本隧道设置一横洞+一平导的辅助坑道模式，于隧道线路左侧30m 设贯通平导，平导进口里程 PDK573+782,出口里程PDK587+912，全长 14130m；于 DK582+300 左侧设置横洞一座，横洞长 244m，交角为 90。 4、设计施工方案 六郎隧道采用钻爆法开挖，以贯通平导辅助正洞施工,有轨运输。平导以快速掘进为主，通过施工横通道进入正洞辅助正洞开挖，达到缩短工期的目的，同时起到超前地质预报、形成巷道式通风，降低长距离通风难度等作用。 辅助坑道采用有轨运输，其中 PDK578+155PDK582+730 采用有轨单车道运输，内净空尺寸 4.0（宽）4.95m（高） ， 其余段落采用有轨双车道运输，内净空尺寸 5.4（宽）4.95m（高） 。 本隧道共分进口、横洞、出口三个工区施工，横洞进入正洞后只向进口方向施工。隧道贯通工期 48 个月。六郎隧道设计方案示意图施工任务划分表 工区 里程 长度 备注DK573+782DK578+800 5018 正洞进口 工区 PDK573+782PDK578+800 5018 平导HDK0+244HDK0+000 244 横洞DK578+800DK582+300 3500 正洞横洞 工区PDK578+800PDK582+300 3500 平导出口 DK582+300DK587+895 5595 正洞工区 PDK582+300PDK587+912 5612 平导横洞、平导断面二、六郎隧道总体施工方案1、施工方案 总体安排参照原设计进行 ，保留贯通平导与横通道。六郎隧道采用钻爆法开挖，以贯通平导辅助正洞施工,无轨运输。正洞 、级围岩采用全段面法开挖， 级围岩采用台阶法开挖， 级围岩采用三台阶七步法开挖，平导 、级围岩采用全段面法开挖，级、 级围岩采用台阶法开挖。 原设计平导通过1#、4#、7#、10#、21#、24#、26#、29#、32#横通道辅助正洞施工，没有充分利用横通道来担任正洞施工任务，为正洞创造多工作面施工。因此对原设计 6#、25 #、27 #横通道调整方向（调整为与原设计相反方向）以便辅助正洞开挖施工，对原设计5#、7#、28#、26#、24#横通道调整方向（调整为与原设计相反方向），以便形成巷道式通风。进口工区平导通过 2#、4 #、6 #、8 #、10 #横通道辅助正洞施工，横洞工区平导通过 18#、16 #、14 #横通道辅助正洞施工，出口工区平导通过 31#、29 #、27 #、25 #、23 #、21 #横通道辅助正洞施工。 建议将平导断面由原单车道 4.0（宽）4.95m（高）断面、双车道 5.4（宽）4.95m（高）断面优化为单车道+错车道断面，每隔 250m 设错车道，单车道断面采用 5.0（宽）6m（高） ，错车道断面采用 7.1（宽）6.2m（高） ，横洞统一采用双车道断面7.1m（宽）6.2m（高） ，断面优化后，改有轨运输为无轨运输。 设计正洞及平导长度各 680m 断层及其破碎带富水段采用超前周边预注浆堵水；设计平导及正洞长度各 390m 断层影响带采用超前局部注浆，施工采用，钻孔采用 C6、MK-5 钻机，注浆采用单液、双液普通注浆机。 本隧道分进口、横洞、出口三个工区施工，分别担任正洞施工任务为 5018m、3500m、5595m，横洞进入正洞后只向进口方向施工。 2、有轨运输改无轨运输方案可行性 平导断面设置单车道+错车道，可满足无轨运输机械车辆错车需要，平导每 420m 左右设有施工横通道，可满足无轨运输机械车辆掉头需要。 横通道贯通前采用压入式通风，横通道贯通后风机进洞形成巷道式通风，通过安装大功率风机（206kw） 、大管径的通风管(1800mm)，可以满足作业面的新鲜空气的要求。 3、有轨运输与无轨运输方案对比 六郎隧道洞口位置地形陡峭，场地狭小，不能满足有轨运输对场地要求，而无轨运输场地可以满足要求。 无轨运输组织较简单，可操作性强，有轨运输对轨道、车辆、操作人员要求相对较高，施工组织难度相对较大。 无轨运输条件下，仰拱作业面跨度小，仰拱施工组织较简单，仰拱施工速度快，开挖面出碴进料影响小；而有轨运输条件下，仰拱作业面跨度大，仰拱施工组织非常复杂，特别是拨道、顺道工作量大且很频繁，仰拱施工速度慢； 对开挖面出碴进料、 设备调动影响非常大。在无轨运输条件下， 仰拱施工对开挖面的施工干扰较有轨运输小的多， 因此施工效率较高。 无轨运输条件下，衬砌混凝土罐车运输量大，速度快，效率高，对混凝土质量性能保障较好；而有轨运输条件下，轨行式混凝土罐车运量小，速度慢，效率低。 、 级围岩正洞每循环进尺 3m，无轨运输出碴采用 20m3自卸车 8 辆， 出碴时间 4.5 小时；无轨运输采用电瓶车，矿斗尺寸为 6.1 1.6 2.45m，出碴时间 6 小时，无轨运输比有轨运输每循环出碴时间少 1.5 小时。 有轨运输设备需要的维修、保养和轨道布置人员水平参差不齐，尤其是电路部分修理人员要求也较高。另外，有轨机械配件不属于本地常用件，需要到厂家直供，时效性上也不满足使用要求。所以有轨组织的施工技术要求要高得多。 采用有轨运输投入专用设备多，一个隧道口所投入专用设备约 1500 万元，不利于公司目前隧道设备周转使用， 采用无轨运输方案，将对机械运输成本得到很大的节约，由于有轨运输，施工机械的投入相对较大，且维修及配件的成本很高，对施工进度给予了很大的制约，无轨运输的灵活性发挥了很大的作用，机械设备等的资源配置能够得到很合理的组织，规模效益很大。 有轨运输出碴需要汽车转运，无轨运输出碴直接运至弃碴场不需要转运。 无轨运输掘进达 3KM 以后，通风排烟较有轨运输困难，但通过合理配置通风设备，改进通风方案，能够确保满足施工要求。 通过以上对比，无轨运输较有轨运输，投入小，机动灵活、 施工组织简单， 施工干扰小， 作业效率高，可以加快开挖、仰拱、二次衬砌的速度确保工程质量。 4、施工组织及主要机械设备配置 进口工区进口工区承担平导 5018m、正洞 5018m 的施工任务，超前周边注浆 210m、超前局部注浆 130m，平导通过 2#、4#、6#、8#、10#横通道辅助正洞施工，使正洞保证两个工作面，平导一个工作面，共三个工作面同时施工，根据施工组织安排，六郎隧道进口主要机械设备配备如下：六郎隧道进口机械设备配置表设备名称 规格型号 单位 数量 备注自制开挖台车 台 3防水板铺设台架 台 2衬砌台车 12m 台 2湿喷机（10-30m3/h） ATLS-20 台 5喷射砼机械手 台 1挖掘机 Pc220 台 3装载机 ZL50 台 4扒碴机 YWB-60 台 1普通钻机 MK-7 台 2 超前注浆钻孔注浆泵（单双液） XDY70(D) 台 4轴流风机（74-220kw） SFD-NO.11 台 2射流风机 台 16自卸车 斯太尔、 EQ3242G 辆 20空气压缩机 4L-22/7 台 12管棚钻机 PG115 台 1砼罐车 辆 6 横洞工区横洞工区承担横洞 244m、平导 3500m、正洞 3500m 的施工任务，超前周边注浆 70m、超前局部注浆 60m，平导通过 18#、16#、14#横通道辅助正洞施工， 使正洞同时有两个工作面， 平导一个工作面施工，根据承担施工任务及工期要求，六郎隧道横洞主要机械设备配备如下：六郎隧道横洞机械设备配置表设备名称 规格型号 单位 数量 备注自制开挖台车 台 3防水板铺设台架 台 2衬砌台车 12m 台 2湿喷机（10-30m3/h） ATLS-20 台 8挖掘机 Pc220 台 3装载机 ZL50 台 4普通钻机 MK-7 台 2 超前注浆钻孔注浆泵（单双液） XDY70(D) 台 4轴流风机（74-220kw） SFD-NO.11 台 2射流风机 台 5自卸车 斯太尔、 辆 20EQ3242G空气压缩机 4L-22/7 台 8砼罐车 辆 6出口工区出口工区承担平导 5612m、正洞 5595m 的施工任务，超前周边注浆 400m、超前局部注浆 200m，平导通过31#、29#、27#、25#、23#、21#横通道辅助正洞施工，为正洞施工创造工作面，使正洞保证两个工作面， 平导一个工作面， 共三个工作面同时施工，根据施工组织安排，六郎隧道出口主要机械设备配备如下：六郎隧道出口机械设备配置表设备名称 规格型号 单位 数量 备注自制开挖台车 台 3防水板铺设台架 台 2衬砌台车 12m 台 2湿喷机（10-30m3/h） ATLS-20 台 8挖掘机 Pc220 台 4装载机 ZL50 台 4多功能钻机 C6 台 2 超前注浆钻孔注浆泵（单双液） XDY70(D) 台 6轴流风机（74-220kw） SFD-NO.11 台 2射流风机 台 16自卸车 斯太尔、 EQ3242G 辆 20空气压缩机 4L-22/7 台 12管棚钻机 PG115 台 1砼罐车 辆 65、施工节点工期安排 六郎隧道开挖指导工期 48 个月（包括正洞及平导 2 个月准备工期） ， 我部确定工期为 44 个月，较指导工期提前了 4 月。六郎隧道开工时间 2010 年 6 月 1 日，完工时间 2014 年 2 月 4 日，总工期 44个月，其中施工准备 2 个月，开挖贯通 42 个月。 六郎隧道施工方案示意图 横 洞进 口 出 口201.74681014618235279311369201.74352.1732.1020.156820.1548203.140.7192801.46701.243201.56201.4853201.7 201.86201.3201.983201.938201.9557201.948 20.813201.779注：1、进口工区平导通过 2#、4#、6#、8#、10#横通道辅助正洞施工。 2、横洞工区平导通过 18#、16#、14#横通道辅助正洞施工。 3、出口工区平导通过 31#、29#、27#、25#、23#、21#横通道辅助正洞施工。六郎隧道进口工区节点工期安排表施工区段 里程 施工长度 起止时间 节点工期平导 平导进口至 2 号横通道 PDK573+782PDK574+762 980 2010.8.12011.2.15 194至 4 号横通道 PDK574+762PDK575+602 840 2011.2.162011.6.12 116至 6 号横通道 PDK575+602PDK576+442 840 2011.6.132011.12.4 171至 6 号横通道 PDK576+442PDK577+272 830 2011.12.52012.5.30 174至 10 号横通道 PDK577+272PDK578+112 840 2012.5.512012.10.27 146至分界点 PDK578+112PDK578+800 688 2012.10.282013.3.17 139平导进口至 2 号横通道 DK573+782DK574+792 1010 2010.8.12011.7.4 333 至 4 号横通道 DK574+792DK575+632 840 2011.3.162011.9.14 178 至 6 号横通道 DK575+632DK576+472 840 2011.7.132012.4.8 270 至 6 号横通道 DK576+472DK577+302 830 2012.1.52012.11.17 312 至 10 号横通道 DK577+302DK578+142 840 2012.7.12013.3.3 242 正洞至分界点 DK578+142DK578+800 658 2012.11.282013.7.19 231六郎隧道横洞工区节点工期安排表 施工区段 里程 施工长度 起止时间 节点工期横洞 HDK0+244HDK0+000 244 2010.8.102010.9.15 35 至 18 号横通道 PDK582+300PDK581+592 708 2010.9.152011.1.14 119 至 16 号横通道 PDK581+592PDK580+692 900 2011.1.152011.5.27 132 至 14 号横通道 PDK580+692PDK579+852 840 2011.5.282011.9.24 116 平导至分界点 PDK579+852PDK578+800 1052 2011.9.252012.2.17 142 正洞 至 18 号横通道 DK582+300DK581+562 738 2010.10.152011.4.28 193 至 16 号横通道 DK581+562DK580+662 900 2011.2.152011.10.8 233 至 14 号横通道 DK580+662DK579+822 840 2011.6.282011.12.22 174 至分界点 DK579+822DK578+800 1022 2010.10.252012.5.23 208 六郎隧道出口工区节点工期安排表施工区段 里程 施工长度 起止时间 节点工期至 31 号横通道 PDK587+912PDK587+022 952 2010.8.102011.6.26 316 至 29 号横通道 PDK587+022PDK586+202 820 2011.6.272011.10.16 117 至 27 号横通道 PDK586+202PDK585+372 830 2011.10.172012.3.13 146 至 25 号横通道 PDK585+372PDK584+532 840 2012.3.142012.9.28 194 平导至 23 号横通道 PDK584+532PDK583+692 840 2012.9.292013.3.1 152 至 21 号横通道 PDK583+692PDK582+822 870 2013.3.22013.9.2 180 至分界点 PDK582+822PDK582+300 522 2013.9.32013.11.18 75至 31 号横通道 DK587+895DK586+992 903 2010.8.102012.1.3 503 至 29 号横通道 DK586+992DK586+172 820 2011.7.272012.2.4 187 至 27 号横通道 DK586+172DK585+342 830 2011.11.172012.6.20 213 至 25 号横通道 DK585+342DK584+502 840 2012.4.142013.2.28 314 至 23 号横通道 DK584+502DK583+662 840 2012.11.112013.7.9 258 至 21 号横通道 DK583+662DK582+822 840 2013.4.22014.1.21 289 正洞至分界点 DK582+822DK582+300 522 2013.10.32014.2.4 1216、进度指标分析正洞开挖及支护每循环作业时间围岩时间项目 （h） 岩溶富水 段测量 1 1 1 1 0.5超前支护 2 1.5钻爆 4 4 3.5 2 1.5出碴 5 5 4.5 2 2初喷 1 1 1 0.5 0.5立架、锚杆、挂网 3.5 2 2复喷 1.5 2.5 3.5 2.5 2.5合计 12.5 13.5 17 12 10.5正洞进度指标：级围岩：24 小时/天12.5 小时/循环3m/循环30 天/月=172.8m/月，考虑工序衔接等其它因素影响，计划进度指标 165m/月。级围岩：24 小时/天13.5 小时/循环3m/循环30 天/月=160m/月，考虑工序衔接等其它因素影响，计划进度指标 150m/月。级围岩：24 小时/天17 小时/循环2m/循环30 天/月=84.7m/月，考虑工序衔接等其它因素影响，计划进度指标 70m/月。级围岩：24 小时/天10.5 小时/循环0.8m/循环30 天/月=54.8m/月，考虑工序衔接等其它因素影响，计划进度指标 50m/月。级围岩富水段，考虑注浆，工作时间按照 18 天计算，24 小时/天12 小时/循环0.8m/循环18 天/月=33m/月，考虑工序衔接等其它因素影响，计划进度指标 30m/月。平导开挖及支护每循环作业时间围岩时间项目 （h） 岩溶富水 段测量 1 1 1 1 0.5超前支护 2 1.5钻爆 3 3 2.5 2 2出碴 3 3 2.5 2 1.5初喷 1 1 1 1 0.5立架、锚杆、挂网 3 3 2复喷 1.5 1.5 2.5 2.5 1.5合计 9.5 9.5 12.5 14.5 9.5平导进度指标：、级围岩：24 小时/天9.5 小时/循环3.5m/循环30 天/月=265m/月，考虑工序衔接等其它因素影响，计划进度指标 240m/月。级围岩：24 小时/天12.5 小时/循环2.5m/循环30 天/月=144m/月，考虑工序衔接等其它因素影响，计划进度指标 120m/月。级围岩：24 小时/天14.5 小时/循环2m/循环30 天/月=99m/月，考虑工序衔接等其它因素影响，计划进度指标 90m/月。级围岩富水段，考虑注浆，工作时间按照 20 天计算，24 小时/天9.5 小时/循环1m/循环20 天/月=50m/月 。施工进度指标表（m/月） 超前注浆小于 3km 正洞 165 150 80 50 30大于 3km 正洞 145 130 70 50 30小于 3km 平导 240 240 120 90 50大于 3km 平导 230 230 110 90 50三、六郎隧道通风方案根据确定的施工方案和任务划分情况，六郎隧道施工通风主要采用分阶段压入式结合巷道式通风，通风管选用直径 1800mm 的PVC 软式通风管，洞外风机进风口至洞口距离 30m，风管出风口至掌子面距离 L=30m。1、隧道进口正洞及平导通风方案六郎隧道进口正洞长 5018m； 平导长 5018m， 平导通过2 、4 #、6 #、8 #、10 #横通道承担正洞施工任务，进口正洞及平导施工分阶段采取压入式及混合巷道式通风形式。第一阶段：平导到达 2#横通道之前以及平导由 2#横通道辅助正洞阶段（正洞出口未与 2#横通道贯通） ，分别采取单管路独头压入式通风，在洞口各自设置轴流风机进行通风，风管在 2#横通道处平导通过横通道进入正洞的位置增加设置一个三通，保证平导洞身继续向前掘进的施工通风，同时保证平导通过横通道进入正洞辅助正洞的施工通风。此时最长通风距离正洞长 1010m，平导长 1140m。通风示意图如下：第二阶段 此阶段正洞出口与 2#横通道贯通后，平导由 4#横通道辅助正洞施工，正洞出口未与 4#横通道贯通，将 1#横通道临时封闭，正洞洞口风机移至 2#横通道小里程方向 100m 处（PDK584+682） ，风管通过2#横通道送风入正洞，同时为保证空气质量，该通道采取有效措施进行临时封闭，仅容许轴流风机风管通过。平导洞口风机向平导洞内移至 3#横通道小里程方向 200m 处（PDK574+982)，风管在 4#横通道处平导通过横通道进入正洞的位置增加设置一个三通，保证平导洞身继续向前掘进的施工通风，同时保证平导通过横通道进入正洞辅助正洞的施工通风；并按 400m 间距依次增加设置射流风机向洞内输送新鲜空气，打通 3#横通道，并在 3#横通道口设置射流风机，将平导内污浊空气通过 3#横通道诱导引入正洞排出。此时压入式最长通风距离：正洞 980m，平导 1040m。通风示意图如下：第三阶段 此阶段正洞出口与 4#通道贯通后，采取混合巷道式通风方式，利用平导作为进风巷，正洞作为回风巷组织通风；将 2#横通道小里程方向 100m 处（PDK584+682）风机移至平导洞内 4#横通道小里程100m 右侧 PDK575+532 处，该风机通过 4#通道送风入正洞，同时为保证空气质量，该通道采取有效措施进行临时封闭，仅容许轴流风机风管通过；3 #横通道小里程方向 200m 处（PDK574+982)处风机向前移至 PDK576+242 处；并按 400m 间距依次增加设置射流风机向洞内输送新鲜空气；打通 5#横通道，并将 3#横通道射流风机移至 5#横通道口，将平导内污浊空气通过 5#横通道诱导引入正洞排出；临时关关闭 3#横通道；在正洞洞内右侧每间隔 700m 按照施工进度情况依次增加设置射流风机，形成负压，将正洞内污浊空气向洞外排出；此时压入式最长通风距离：正洞 980m，平导