白岩坡隧道开挖项目设计方案

1 白岩坡隧道开挖项目设计方案 （ 1） 隧道长、工期紧，通风、运输等困难。 （ 2） 本隧道为分离式长隧道，左幅隧道起讫桩号为 0106,全长 1305m，最大埋深约 256m，右幅隧道起讫桩号为 30 60,全长 1230m,最大埋深约 254m。左右幅隧道进出口均位于曲线上 ,左幅隧道曲线半径分别为 1000m， 1500m。右幅隧道曲线半径分别为 1100m， 1400m。中间段为直线，隧道左右幅线间距进口段约为 27m，出口段约为 28m。左右幅隧道进口段均为上坡， 纵坡坡度为 +出口段均为下坡，纵坡坡度分别为 （ 3） 施工通信条件 利用工区所在当地政府开通的移动、联通和电信等通信条件为整个工区提供通信服务，保证隧道施工顺利进行。 （ 4） 弃料场和存料场 由于施工场地限制，弃料场和存料场主要位于该隧道进出口的前端外缘空地处。其中弃料场主要是位于隧道进出口处，几个填方，以及附近的弃土场。 第二章 工程地质及水文 地质条件 自然地理 地形地貌 2 水文、气候 工程地质 地层岩性 隧道区覆盖层为第四系残坡积层 (下伏 寒武纪 下统 杷榔组一 段 ( 1 p)粉沙质 泥岩 。 地质构造与地震 据 1/20万芷江幅区域地质调查报告，隧道区内位于梵净山背斜东南翼，铜仁大断裂北西盘，呈北东向多字构造，为扬子准地台基底褶皱的组成部分，隧道区并为发现断层通过。隧道进口岩层产状 160 5；隧道中部岩层产状 95 16，岩层产状倾向由大变小，倾角由小变大，综合底层产状采用 110 14，岩体节理发育，岩石较破碎，进口处节理产状 235 56， 160 82。出口处节理产状 230 60， 16585，节理间距 20 根据中国地震动参数区划图（ 8306得测区地震动反应谱特征周期小于 震动峰值加速度小于 区地震基本烈度小于度。场区无新的构造运动迹象，整体稳定。 土体工程地质特征及隧道围岩级别划分 坡积层（ 碎石粘土：灰黄，黄褐色，可塑状，含约 20%的粉砂质泥岩碎石及角砾，沿地表零星分布，地势较低部位相对较厚， 2. 岩体工程地 质特征 : 隧道区基岩为 寒武纪 下统 杷榔组 ( 1 p)粉沙质 泥岩 ，据岩体的节理，裂隙发育特征，硬度与完整性，结合钻探岩芯及其钻进快慢将桥区基岩分为强 中风化两层。 （ 1） 黄色，薄至中厚层状，节理很发育，岩体破碎，岩 3 质软，岩芯呈短柱状，碎块状，揭露厚度 （ 2） 色，薄至中厚层状，节理不发育，岩体较完整，脱水后沿层面散体，岩质较软，岩芯呈长柱状，柱状，饼状。 过现场地质测绘，以及对隧道区的区域地质构造，区域水文地质的分析，根据隧道区 岩体的裂隙特征以及硬度与完整性特征，物探成果等进行综合分析，并结合工程类比，按公路隧道设计规范 (所规定的围岩分级标准对隧道围岩进行分级。其各段评价如下： 隧道左幅： （ 1） 0100 段，段长 99m，为隧道进口，隧道埋深 0 41m，隧道围岩为覆盖层，强至中风化粉沙质泥岩，岩体节理裂隙发育，岩体破碎较破碎，呈碎，裂状松散结构，围岩易坍塌，处理不当会产生大坍塌，进口处易出现沉陷或坍至地表。本段按级围岩进行支护。 （ 2） 0040 段，段 长 440m，为洞身段，隧道埋深 41 110m，隧道围岩为粉沙质泥岩，岩石较软，岩体节理裂隙较发育，岩体较破碎，呈中薄层状结构，拱部无支护时可产生小坍塌，侧壁有时失去稳定，本段按级围岩进行支护。 （ 3） 4000 段，段长 460m，为洞身段，隧道最大埋深 259m，隧道围岩为粉沙质泥岩，岩体较完整，呈大块状砌体结构，拱部无支护时可产生较小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍塌，本段按级围岩进行支护。 （ 4） 00 65,段长 165m，为洞身段，隧道埋深 58 175m，隧道围岩为粉沙质泥岩，岩石较软，岩体节理裂隙较发育，岩体较破碎，呈中薄层状结构，拱部无支护时可产生较大坍塌，侧壁有时失去稳定，本段按级围岩进行支护。 （ 5） 6506 段，段长 141m，为隧道出口，隧道埋深 0 58m，隧道围岩为覆盖层，强至中风化粉沙质泥岩，岩体节理裂隙发育，岩体破碎较破碎，呈碎裂状松散结构，围岩易坍塌，处理不当会产生大坍塌，进口处易出现沉陷或坍至地表。本段按级围岩进行支护。 4 隧道右幅： （ 1） 3010 段，段长 80m，为隧道进口，隧道埋深 2 道围岩为覆盖层，强至中风化粉沙质泥岩，岩体节理裂隙发育，呈碎裂状松散结构，围岩易坍塌，处理不当会产生大坍塌，进口处易出现沉陷或坍至地表。本段按级围岩进行支护。 （ 2） 000 段，段长 490m,为洞身段，隧道埋深 163m，隧道围岩为粉沙质泥岩，岩体节理裂隙较发育，岩体较破碎，呈中薄层状结构，拱部无支护时可产生较大坍塌，侧壁有时失去稳定，本段按级围岩进行支护。 （ 3） 00 60 段，段长 360m，为洞身段，隧道最大埋深 360m，隧道围岩为粉沙质泥岩，岩体较完整，呈大 块状砌体结构，拱部无支护时可产生较小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍塌，本段按级围岩进行支护。 （ 4） 6020 段，段长 160m，为洞身段，隧道埋深 189m，隧道围岩为粉沙质泥岩，岩体节理裂隙较发育，岩体较破碎，呈中薄层状结构，拱部无支护时可产生较大坍塌，侧壁有时失去稳定，本段按级围岩进行支护。 （ 5） 2060 段，段长 140m，为隧道出口，隧道埋深 3 道围岩为覆盖层，强至中风化粉沙质泥岩，岩体节理裂隙发育，呈碎，裂状松散结构，围岩易坍塌， 处理不当会产生大坍塌，进口处易出现沉陷或坍至地表，本段按级围岩进行支护，由于松散覆盖层沿斜坡堆积，隧道开挖易造成覆盖层滑坡，宜加强坡体支护。 据各段围岩具体地质情况，结合现场地调，地震勘探结果，按照公路隧道设计规范（ , 5 推荐隧道分段围岩分级如下表： 分 幅 桩号范围 段长 （ m） 围岩 级别 （ KN/ E ( c ( ( ) K (m) 左 幅 0100 99 1 3 10 150 150 0040 440 4 5 16 300 300 4000 460 8 5 20 400 600 0065 165 4 5 16 300 300 6506 141 1 3 10 150 150 右 幅 3010 80 1 3 10 150 150 1000 490 4 5 16 300 300 0060 360 8 5 20 400 600 6020 160 4 5 16 300 300 2060 140 1 3 10 150 150 K 弹性抗力系数： 内摩擦角： c 粘聚力： 水文地质条件 表水 隧道贯穿条形山体，未见常年性地表流水，不存在对隧道建设和运用有影响的地表水。 下水 隧道区为粉砂质泥岩分布区，为隔水岩层，地下水主 要赋存于强风化基岩裂隙内及第四系松散层孔隙内，基岩裂隙水和松散孔隙水为隧道区主要地下水类型。降水沿裂隙渗入式补给，下伏中风化粉砂质泥岩为隔水地层，受到阻隔后，以散流形式在坡体下部露出，部分形成季节性泉点，雨季流量在 11/s 之间，旱季干涸。 6 道涌水预测 隧道洞身围岩为粉砂质泥岩，只在强风化层内形成上层滞水，雨季进出口段有少量地下水存在，隧道涌水量小。 不良地质分析 通过工程地质调绘及勘探资料 ，拟建隧道区未发现不良地质现象。隧道区为软质岩石分布区，隧道开挖后，岩 石强风化层较厚，易沿强，中风化层风化界面发生崩塌和滑移，对隧道进出口边坡构成危害。 工程地质评价 场地稳定性评价 隧道区地处云贵高原向湘西丘陵过度的斜坡地带，隧道贯穿条形山体，进口，出口均位于斜坡前沿。隧道进，出口段为第四系土层掩盖，地势较陡处基岩裸露，植被发育，原为农用，采取一定施工措施以后， 适宜建隧道。 隧道进出洞口边仰坡稳定性评价 （ 1）隧道进口处边仰坡稳定性评价 隧道进口段基岩节理裂隙很发育，覆盖层松散且基岩层岩体破碎，隧道开挖易造成覆盖层及强风化层局部滑塌。 左幅进口： 0100 段，段长 99m，为隧道进口，隧道埋深 0 41m，隧道围岩为覆盖层，强至中风化粉沙质泥岩，岩体节理裂隙发育，岩体破碎较破碎，呈碎，裂状松散结构，围岩易坍塌，处理不当会产生大坍塌，进口处易出现沉陷或坍至地表。本段按级围岩进行支护。 右幅进口： 3010 段，段长 80m，为隧道进口，隧道埋深 2 道围岩为覆盖层，强至中风化粉沙质泥岩，岩体节理裂隙发育，呈碎裂状松散结构， 7 围岩易坍塌，处理不当会产生大坍塌，进口处易出现沉陷或坍至地表。本 段按级围岩进行支护。 （ 2）隧道出口处边仰坡稳定性评价 隧道出口处于冲沟边缘坡脚地带，地形纵、横坡都陡，钻孔揭露覆盖层厚 风化层厚 盖层及强风化基岩稳定性差，开挖后坡脚产生临空，隧道开挖易产生覆盖层及强风化层滑移。 左幅出口： 6506 段，段长 141m，为隧道出口，隧道埋深 0 58m，隧道围岩为覆盖层，强至中风化粉沙质泥岩，岩体节理裂隙发育，岩体破碎较破碎，呈碎裂状松散结构，围岩易坍塌，处理不当会产生大坍塌，进口处易出现沉陷或坍至地表。本段按级 围岩进行支护。 右幅出口： 2060 段，段长 140m，为隧道出口，隧道埋深 3 道围岩为覆盖层，强至中风化粉沙质泥岩，岩体节理裂隙发育，呈碎，裂状松散结构，围岩易坍塌，处理不当会产生大坍塌，进口处易出现沉陷或坍至地表，本段按级围岩进行支护，由于松散覆盖层沿斜坡堆积，隧道开挖易造成覆盖层滑坡，宜加强坡体支护。 隧道施工对环境影响评价 隧道出口段植被发育，主要为灌木，洞口放坡会对植被造成一定的破坏。 结论与建议 结论 1） 隧道贯穿条形山体，进口， 出口均位于斜坡前沿。隧道进，出口段为第四系土层掩盖，地势较陡处基岩裸露，植被发育，原为农用，采取一定施工措施以后， 适宜建隧道。 2）场区岩性变化大， 洞口处为、级围岩 洞身为级围岩，洞口处 岩体破碎 较破碎 ，隧道围岩级别低 。 8 3） 场区地下水主要为基岩裂隙水和松散孔隙水，降水沿裂隙渗入式补给，下伏中风化粉砂质泥岩为隔水地层，受到阻隔后，以散流形式在坡体下部露出，隧道洞身围岩为粉砂质泥岩，只在强风化层内形成上层滞水，雨季进、出口段有少量地下水存在，隧道涌水量小。 4) 场区地震烈度 小于 度 且场区无新构造运动 迹象，整体稳定。 建议 1） 场区植被发育，在施工阶段应减少对环境的破坏和本地居民的影响。 2）隧道进口、出口仰坡坡度较陡，岩土工程力学性质较差，稳定性较差，建议对该段进行注浆加固或挂网喷锚等合理措施进行加固。 3）隧道区不良地质发育，建议施工中应加强超前预报工作 4）由于岩层产状变化大，勘探点有限，变形区范围是根据地表调查和推测得到的，施工中如发现异常，应补充勘察后及时处理。 5） 9 第三章 隧道开挖方案设计 隧道设 计技术参数 隧道进出口高程、平、纵线形设计 本隧道根据隧址区地形、地质条件、环境、造价、功能等因素综合确定。在综合考虑线形指标及工程造价的前提下，通过实地勘察，充分研究了隧道所处的地域的地形地质情况，主要考虑进出口地形条件、隧址区工程地质条件、运营管理设施、场地等因素拟定本隧道方案。 本隧道为分离式长隧道，左幅隧道起讫桩号为 0106,全长 1305m，最大埋深约 256m，右幅隧道起讫桩号为 30 60,全长 1230m,最大埋深约 254m。左右幅隧道 进出口均位于曲线上 ,左幅隧道曲线半径分别为 1000m， 1500m。右幅隧道曲线半径分别为 1100m， 1400m。中间段为直线，隧道左右幅线间距进口段约为 27m，出口段约为 28m。左右幅隧道进口段均为上坡，纵坡坡度为 +出口段均为下坡，纵坡坡度分别为 隧道设计标准 隧道按高速公路标准设计（ 80km/h），主要技术标准如下： 1. 公路等级：高速公路； 2. 洞内计算行车速度： 80km/h； 3. 隧道建筑界限： 10 图 隧道建筑界限 限界净宽： *界净高： 详见附图 ）。 4. 设计荷载：公路 级。 洞身围岩工程特性及围岩级别划分 根据我国工程岩体分级标准（ 94）确定岩体基本质量，国标岩土分级采用了定性、定量两种方法分别确定岩体质量的好坏，相互协调，相互调整，以确定岩石的坚硬程度与岩体的完整性指数，并根据岩体基本质量划分质量等级。 岩体的基本质量指标（ 下式计算： 0+350 （ 3 式中 岩体基本质量指标； 岩石单轴饱和抗压强度（ 岩体完整性系数。 公式（ 3使用时，应遵循下列限制条件： 1) 0 0 时，应以 0 30 和 代入公式计算 ； 11 2) c+，应以 c+ 代入公式计算 。 按上述公式所确定的 ，根据表 进行岩体基本质量分级。 表 岩体基本质量分级 基本质量分级 岩体基本质量的定性特征 岩体基本质量指标 （ 坚硬岩体，岩体完整 550 坚硬岩，岩体较完整； 较坚硬岩，岩体完整 550 451 坚硬岩，岩体较破碎； 较坚硬岩或软硬岩互层，岩体较完整； 较软岩，岩体完整 450 351 坚硬岩，岩体破碎； 较坚硬岩，岩体较破碎 破碎； 较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整 较破碎； 软岩，岩体完整 较完整 350 251 较软岩，岩体破碎； 软岩，岩体较破碎 破碎； 全部极软 岩及全部极破碎岩 250 表 铁道隧道围岩分级表 12 通过取样试验，岩石物理力学试验指标统计表如下： 表 岩石物理力学试验指标统计表 样品名称 统计 参数 最大值 最小值 平均值 标准差 变异 系数 标准值 样本 备注 中风化粉砂质饱和重度（ KN/ 5 单轴 饱和抗 0 13 样品名称 统计 参数 最大值 最小值 平均值 标准差 变异 系数 标准值 样本 备注 泥岩 压强度 (岩石弹性纵波速度（ m/s） 3945 2846 3424 282 294 15 弹性模量（ 泊松比 2 粘 聚力 C（ 内摩擦角 （ ） 根据 表 调成果及钻探、声波测试资料分析，并结合室内岩体试验数据，该隧道的围岩级别划分及相关物理力学指标 如下： 隧道左幅： （ 1） 0100 段，段长 99m，为隧道进口，隧道埋深 0 41m，隧道围岩为覆盖层，强至中风化粉沙质泥岩，岩体节理裂隙发育，岩体破碎较破碎，呈碎，裂状松散结构，围岩易坍塌，处理不当会产生大坍塌，进口处易出现沉陷或坍至地表。本段按级围岩进行支护。 （ 2） 0040 段，段长 440m，为洞身段，隧道埋深 41 110m，隧道围岩为粉沙质泥岩，岩石较软，岩体节理裂隙较发育，岩体较破碎，呈中薄层状结构，拱部无支护时可产生小坍塌，侧壁有时失去稳定，本段按级围岩进行支护。 （ 3） 4000 段，段长 460m，为洞身段，隧道最大埋深 259m，隧道围岩为粉沙质泥岩，岩体较完整，呈大块状砌体结构，拱部无支护时可产生较小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍塌，本段按级围岩进行支护。 14 （ 4） 00 65,段长 165m，为洞身段，隧道埋深 58 175m，隧道围岩为粉沙质泥岩，岩石较软，岩体节理裂隙较发育，岩体较破碎，呈中薄层状结构，拱部无支护时可产生较大坍塌，侧壁有时失去稳定，本段按级围岩进行支护。 （ 5） 6506 段，段长 141m，为隧道出口，隧道埋深 0 58m，隧道围岩为覆盖层，强至中风化粉沙质泥岩，岩体节理裂隙发育，岩体破碎较破碎，呈碎裂状松散结构，围岩易坍塌，处理不当会产生大坍塌，进口处易出现沉陷或坍至地表。本段按级围岩进行支护。 隧道右幅： （ 6） 3010 段，段长 80m，为隧道进口，隧道埋深 2 道围岩为覆盖层，强至中风化粉沙质泥岩，岩体节理裂隙发育，呈碎裂状松散结构，围岩易坍塌，处理不当会产生大坍塌，进口处易出现沉陷或坍至地表。本段按级围岩进行支护。 （ 7） 000 段，段长 490m,为洞身段，隧道埋深 163m，隧道围岩为粉沙质泥岩，岩体节理裂隙较发育，岩体较破碎，呈中薄层状结构，拱部无支护时可产生较大坍塌，侧壁有时失去稳定，本段按级围岩进行支护。 （ 8） 00 60 段，段长 360m，为洞身段，隧道最大埋深 360m，隧道围岩为粉沙质泥岩，岩体较完整，呈大块状砌体结构，拱部无支护时可产生较小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍塌，本段按级围岩进行支护。 （ 9） 6020 段，段长 160m，为洞身段，隧道埋深 189m，隧道围岩为粉沙质泥岩，岩体节理裂隙较发育，岩体较破碎，呈中薄层状结构，拱部无支护时可产生较大坍塌，侧壁有时失去稳定，本段按级围岩进行支护。 （ 10） 2060 段，段长 140m，为隧道出口，隧道埋深 3 道围岩为覆盖层，强至中风化粉沙质泥岩，岩体节理裂隙发育，呈碎，裂状松散结构，围岩易坍塌，处理不当会产生大坍塌，进口处易出现沉陷或坍至地表，本段按级围岩进行支护，由于松散覆盖层沿斜坡堆积，隧道开挖易造成覆盖层滑坡，宜加强坡体支护。 据各段围岩具体地质情况，结合现场地调 ，地震勘探结果，按照公路隧道设计 15 规范（ 围岩体物理力学指标 及分级 如表 表 隧道分段岩土物理力学指标推荐值表 分 幅 桩号范围 段长 （ m） 围岩 级别 （ KN/ E ( c ( ( ) K (m) 左 幅 0100 99 1 3 10 150 150 0040 440 4 5 16 300 300 4000 460 8 5 20 400 600 0065 165 4 5 16 300 300 6506 141 1 3 10 150 150 右 幅 3010 80 1 3 10 150 150 1000 490 4 5 16 300 300 0060 360 8 5 20 400 600 6020 160 4 5 16 300 300 2060 140 1 3 10 150 150 K 弹性抗力系数： 内摩擦角： c 粘聚力： 隧道结构形式及断面设计 隧道设计除考虑工程地质、水文地质等相关条件外，同时受线路纵横指标以及三方面组合设计的制约，还需要考虑跨度、埋深、开挖方式、开挖方法和施工经验等条件，并进行安全、经济、技术等方面的综合比较。因此，合理设计隧道线形及选择隧道形式对适应地形条件，环境保护及工程量和造价上部具有十分重要的意义。 分离式隧道是深埋长大高速公路隧道施工的主要方式 ,鉴于两洞 的施工进度不同 ,利用先开挖洞的岩爆发生情况 ,对后开挖洞的岩爆发生情况进行了预测 ,并采用有限元数值模拟进行计算分析 当初始应力场中的水平应力和竖向应力相当时 ,随着研究区侧压力系数的增大和净距的减小 ,后开挖洞拱底发生岩爆的强度会随之增大 随着研究区侧压力系数的增大和净距的减小 ,后开挖洞拱顶发生岩爆的强度会随之减少 6 果进行了验证 ,结果表明 ,隧道实际发生岩爆的情况和计算结果较为吻合 。 目前高速公路和高等级公路建设中常常会遇到长度超过 500不足 100据本设计隧道较长，埋深较深，山体大，其洞口两端引线长度与隧道相比，在土地利用和工程量上较多。由于，隧道施工场地处于较为偏僻的地带，引线布置容易，拆迁量小；并且地形、地质条件比较单一，主要为侵蚀 剥蚀型低山地貌，线路平面位置可移动的范围较大，故采用分离式隧道，开挖方式为台阶法。 拟建的白岩坡隧道 拟建隧道横穿山岭，为一 双向 6 车道 隧道， 隧道 全长： 最大埋深 259m。单洞室建筑界线净宽 高 5m。 综上所诉， 考虑衬砌内轮廓的形状和尺寸 根据围岩级别、结构受力特点以及便于施工等因素 ，根据隧道所处的地质条件、地形条件、隧道长度、 跨度、埋深、开挖方式、开挖方法和施工经验等条件，并进行安全、经济、技术等方面的综合比较，本隧道采用分离式。但是，由于该隧道所处的进出口围岩较软弱，属于浅埋地段，故本隧道在浅埋地段和、级围岩段采用 环形开挖留核心土法（ 详见附图 ） 。 离式隧道的特点及亟待解决的问题 根据国内外已建成的分离式隧道工程实例及成功经验，它与其他单洞隧道相比有很多优点，主要有：地形条件限制少，线性顺畅，造价低，工期短。此外，分离式隧道 对环境植被破坏较小，便于紧急时交通疏散与管理，可提高日常使用和施工的安全性，具有一定的环境和社会效益。 但是，分离式隧道洞身埋深较深，在施工中出现的问题也比较多。应注意下列一些问题： 隧道施工严格按照“严控水、管超前、后开挖、短进尺、强支护、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则组织施工，应特别注意地表冲沟、陷穴对隧道的影响，要加强调查和处理。 隧道开挖前，首先根据设计图纸完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防 护一段（台阶）。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施套拱，然后施做暗洞超前大管棚，随后进入暗洞施工。明洞衬砌应 17 选择适当的时机施作，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。施工通风采用管道压入式通风。 挖方案的选择 分离式隧道常用的开挖方法 目前我国分离式隧道施工操作较为灵活，施工方法不尽相同，下面仅举其中几种典型的、最常用方法的具体施工步骤。 1双侧壁导坑法 分部 开挖隧道两侧的导坑，并进行初期支护，再分部开挖 分部 剩余部分的方法。其施工步骤参见图 （ 8 ）（ 1 3 ）139（ 4 ）（ 1 0 ）5711（ 2 ）（ 1 4 ）（ 4 ）（ 1 0 ）（ 1 4 ）（ 1 3 ）（ 6 ）（ 1 2 ）13957111197531（ 1 2 ）（ 1 0 ）（ 8 ）（ 1 3 ）（ 1 4 ）（ 1 4 ）（ 6 ）（ 4 ）（ 1 4 ）（ 1 4 ）（ 2 ）1197（ 6 ）（ 4 ）（ 2 ）5317531（ 4 ）（ 1 0 ）（ 1 0 ）（ 1 0 ）（ 8 ）（ 9 ）（ 6 ）（ 6 ）3751（ 2 ）（ 2 ）（ 7 ）（ 6 ） 5543154133（ 5 ）31（ 2 ）（ 4 ）11（ 3 ）（ 2 ）1图 侧壁导坑法法施工横断面及纵断面示意图 施工顺序说明： ）导坑开挖；（ 2）左（右）导坑初期支护； ）导坑开挖；（ 4）右（左）导坑初期支护； 6）上台阶初期支护、导坑隔壁拆除； 8）仰拱初期支护；（ 9）仰拱超前浇筑；（ 10）全断面二次衬砌。 施工要点 : （ 1）围岩开挖应尽量采用挖掘机和人工配合无爆破施工，局部需爆破施工时，宜弱爆破施工，以尽量减少对地层的扰动。 （ 2）开挖应 严格按规范做好监控量测工作，随时掌握围岩及支护的变形情况，以便及时修正支护参数，改变施工方法；同时，应有较准确的超前地质预报。 18 （ 3）开挖时的排水工作要认真做好，在保证排水畅通的同时，重点要对两侧临时排水沟铺砌抹面，防止钢支撑基底软化。 （ 4）侧壁导坑开挖后，应及时施工初期支护并尽早形成封闭环；侧壁导坑形状应近于椭圆形断面，导坑跨度宜为整个隧道跨度的三分之一；左右导坑施工时，前后拉开距离不宜小于 15m；导坑与中间土体同时施工时，导坑应超前 30 50m。 本隧道进、出口处可采用此法。 形）预留核心 土法 先开挖上部导坑成环形，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的施工方法。 其施工步骤 参见图 图 环形开挖留核心土法施工工序示意图 施工顺序说明：（ 1）上弧形导坑开挖；（ 2）拱部初期支护；（ 3） 4) 5） 6）仰拱超前浇筑；（ 7）全断面二次衬砌。 施工要点： （ 1）环形开挖 留核心土法，将开挖断面分为上、中、下及底部四个部分逐级掘进施工 ，核心土面积应不小于整个断面面积的 50%。上部宜超前中部 3 5m，中部超前下部 3 5m，下部超前底部 10方便机械作业，上部开挖高度控制在 部台阶高度也控制在 部台阶控制在 （ 2）核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成后、喷射混凝土强度达到设计强度的 70%后进行。为防止上台阶初期支护下沉、变形，其底部宜加设槽钢托梁，托梁与钢架连为一体，钢架底部应按设计要求设置锁脚锚杆，并与纵向槽钢焊接，锚杆布设 19 俯角宜为 45 （ 3） 每一台阶开挖完成后，及时喷射 4立型钢钢架及锁脚锚杆，分层复喷混凝土到设计厚度，必要时各台阶设临时仰 拱加强支护，完成一个开挖循环。 （ 4）对土质的隧道应以核心土为基础设立 3根临时钢架竖撑以支撑拱顶和拱腰，核心土应根据围岩量测结果适当滞后开挖。 3. 台阶法 开挖上半断面 ,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面 ,上下半断面同时并进的施工方法。 其施工步骤参见图 （ 8 ）（ 1 3 ）139（ 4 ）（ 1 0 ）5711（ 2 ）（ 1 4 ）（ 4 ）（ 1 0 ）（ 1 4 ）（ 1 3 ）（ 6 ）（ 1 2 ）13957111197531（ 1 2 ）（ 1 0 ）（ 8 ）（ 1 3 ）（ 1 4 ）（ 1 4 ）（ 6 ）（ 4 ）（ 1 4 ）（ 1 4 ）（ 2 ）1197（ 6 ）（ 4 ）（ 2 ）5317531（ 4 ）（ 1 0 ）（ 1 0 ）（ 1 0 ）（ 8 ）（ 9 ）（ 6 ）（ 6 ）3751（ 2 ）（ 2 ）（ 7 ）（ 6 ） 5543154133（ 5 ）31（ 2 ）（ 4 ）11（ 3 ）（ 2 ）1图 阶法法施工工序示意图 施工顺序说明：（ 1）上台阶开挖；（ 2）上台阶初期支护；（ 3） 4）下台阶初期支护；（ 5）全断面二次衬砌。 施工要点 : （ 1）台阶不宜多分层，上下台阶之间的距离尽可能满足机具正常作业，并减少翻渣工作量；当顶部围岩破碎，需支护紧跟时，可适当延长台阶长度。 （ 2）施工亦应先护后挖，宜采用超前锚杆或超前小钢管辅助施工措施。开挖应尽量采用微震光面爆破技术。 （ 3）初期支护应紧跟开挖面；上台阶施工时，钢架底脚宜设锁脚锚杆和纵向槽钢 20 托梁以利下台阶开挖安全。下台阶在上台阶喷射混凝土强度达到设计强度的 70%后开挖。 （ 4）隧道两侧的沟槽及铺底部分应和下台阶一次开挖成型。 （ 5）台阶分界线不得超过起拱线，上台阶长度不得大于 30m， 下台阶马口落底长度不大于 2榀钢拱架的长度，应一次落底，并尽快封闭成环。 （ 6）台阶长度不宜过长，应尽快安排仰拱封闭间，改善初期支护受力条件。 4. 全断面开挖法 采用全断面一次开挖成形的施工方法 ，施工步骤参见图 主要应用于 两车道、及 级 较好 围岩和 三车道 、 、 级围岩 段 的施工。 （ 8 ）（ 1 3 ）139（ 4 ）（ 1 0 ）5711（ 2 ）（ 1 4 ）（ 4 ）（ 1 0 ）（ 1 4 ）（ 1 3 ）（ 6 ）（ 1 2 ）13957111197531（ 1 2 ）（ 1 0 ）（ 8 ）（ 1 3 ）（ 1 4 ）（ 1 4 ）（ 6 ）（ 4 ）（ 1 4 ）（ 1 4 ）（ 2 ）1197（ 6 ）（ 4 ）（ 2 ）5317531（ 4 ）（ 1 0 ）（ 1 0 ）（ 1 0 ）（ 8 ）（ 9 ）（ 6 ）（ 6 ）3751（ 2 ）（ 2 ）（ 7 ）（ 6 ） 5543154133（ 5 ）31（ 2 ）（ 4 ）11（ 3 ）（ 2 ）1图 断面法施工横断面及纵断面示意图 施工顺序说明：（ 1）全断面开挖；（ 2）初期支护；（ 3）全断面二次衬砌。 施工要点： 循环进尺宜控 制在 3 4m。 采用大型机械配套作业；超前开挖导洞时，应控制好开挖距离 。 ） 是在软弱围岩大跨度隧道中，先 分部 开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再 分部 开挖另一侧的施工方法 。其施工步骤参见图 21 （ 8 ）（ 1 3 ）139（ 4 ）（ 1 0 ）5711（ 2 ）（ 1 4 ）（ 4 ）（ 1 0 ）（ 1 4 ）（ 1 3 ）（ 6 ）（ 1 2 ）13957111197531（ 1 2 ）（ 1 0 ）（ 8 ）（ 1 3 ）（ 1 4 ）（ 1 4 ）（ 6 ）（ 4 ）（ 1 4 ）（ 1 4 ）（ 2 ）1197（ 6 ）（ 4 ）（ 2 ）5317531（ 4 ）（ 1 0 ）（ 1 0 ）（ 1 0 ）（ 8 ）（ 9 ）（ 6 ）（ 6 ）3751（ 2 ）（ 2 ）（ 7 ）（ 6 ） 5543154133（ 5 ）31（ 2 ）（ 4 ）11（ 3 ）（ 2 ）1图 隔壁法（ 工工序横断面及纵断面示意图 施工顺序说明：（ 1） 2）先行导坑上部初期支护； 4）先行导坑中部初期支护； 6）先 行导坑下部初期支护； 8）后行导坑上部初期支护； 10）后行导坑中部初期支护； 12）后行导坑下部开挖；（ 13）仰拱超前浇筑；（ 14）全断面二次衬砌。 施工要点 : （ 1） 上 部 导坑的开挖循环进尺控制为 1榀钢架间距（ 下 部 导坑 的开挖 进尺 可依据地质情况适当加大。 （ 2）中隔壁法或交叉中隔壁法施工时 ， 初期支护完成后方可进行下一分部开挖，地质较差时，每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱；各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺；应 在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后再进行另一侧开挖；左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于 15m；当开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。 （ 3） 导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整 。应配备适合导坑开挖的小型机械设备，提高导坑开挖效率 。 （ 4）中隔壁的拆除应滞后于仰拱，并应于围岩变形稳定后才能进行，一次拆除长度应根据量测数据慎重确定，拆除后应立即施作二次衬砌。 6. 交叉中隔壁法（ 分部 开挖隧道一侧，施作中隔壁和横隔板， 22 再 分部 开挖隧道另一侧 并 完成横隔板施工的施工方法。 其施工步骤参见图 8 ）（ 1 3 ）139（ 4 ）（ 1 0 ）5711（ 2 ）（ 1 4 ）（ 4 ）（ 1 0 ）（ 1 4 ）（ 1 3 ）（ 6 ）（ 1 2 ）13957111197531（ 1 2 ）（ 1 0 ）（ 8 ）（ 1 3 ）（ 1 4 ）（ 1 4 ）（ 6 ）（ 4 ）（ 1 4 ）（ 1 4 ）（ 2 ）1197（ 6 ）（ 4 ）（ 2 ）5317531（ 4 ）（ 1 0 ）（ 1 0 ）（ 1 0 ）（ 8 ）（ 9 ）（ 6 ）（ 6 ）3751（ 2 ）（ 2 ）（ 7 ）（ 6 ） 5543154133（ 5 ）31（ 2 ）（ 4 ）11（ 3 ）（ 2 ）1图 叉中隔壁法（ ）施工横断面及纵断面示意图 施工顺序说明： (1) 2）左侧上部初期支护；（ 3） 4）左侧中部初期支护；（ 5） 6）右侧上部初期支护 (7) 8）右侧中部初期支护；（ 9） 10）左侧下部初期支护； (11) 12）右侧下部初期支护；（ 13）仰拱超前浇筑；（ 14）全断面二次衬砌。 施工要点： （ 1） 为确保施工安全，上 部 导坑开挖循环进尺控制为 1榀钢架间距（ 下部开挖可依据地质情况适当加大，仰拱一次开挖长度依据监控量测结果、地质情况综合确定，一般不宜大于 6m。 （ 2） 中间支护系统的拆除时间应考虑其对后续工序的影响，当围岩变形达到设计允许的范围之内，并在严格考证拆除的安全性之后，方可拆除。中隔壁混凝土拆除时，要防止对初期支护系统形成大的振动和扰动。 （ 3）中隔壁的拆除应滞后于仰拱。 （ 4）应配备适合导坑开挖的小型机械设备，提高 导坑开挖效率 。 开挖方案分析及比选 根据 白岩坡 隧道所处的地质条件、地形条件、隧道长度、 跨度、埋深考虑。隧道区所通过的围岩主要为、和级围岩，围岩较软，隧道埋深较深、隧道较长。因 23 此放弃了上一节中的最后两个方案，及中隔墙法和交叉中隔墙法，因为这两种方法所使用的隧道跨度大、隧道的长度较短并且埋深浅。 综合比较上节几种方法和对照基本资料可得出下列几种方案： 方案一：双侧壁导坑法、全断面开挖法。在、处采用双侧壁导坑法，和级围岩处采用全断面开挖法。在该方案中，双侧壁导坑法开挖面块较多，对围 岩的扰动次数增加，且初期支护全断面闭合时间长。该法施工安全，稳定性高，但进度慢，造价高，适用于断面跨度大，地表沉陷要求严格的隧道。 方案二 : 分部（环形）预留核心土法、台阶法。在、处采用分部预留核心土法，和级围岩处采用台阶法（根据现场围岩情况，若围岩较好可以采用全断面开挖代替台阶法）。在该方案中分部预留核心土法将开挖断面分成环形拱部、上部核心土和下部台阶三个部分。上部核心土起到支挡开挖面及能够及时进行初期支护的作用。所以开挖工作面稳定性好，核心土和下部开挖都是在拱部初期支护保护下进行的，施工安全性好 。主要适用于土质围岩及软弱围岩。 方案三：全过程采用台阶法。台阶法有三种，分别为长台阶法、短台阶法和超短台阶法。根据不同的地质情况和围岩种类，采用不同的台阶法。采用哪一种台阶法是根据下列两个条件来决定的： （ 1） 岩越差，要求必和时间越短，则台阶必须缩短。 （ 2） 可以缩短支护必和时间故台阶可以加长。 开挖方案的确定 由于隧道区所通过的围岩主要为、和级围岩，围岩较软，主要为中风化粉砂质泥岩，隧道埋深较深、隧道较长。结合各种施工方法的 特点以及各种方案的工程造价，决定启用第二种方案作为白岩坡隧道的开挖方案。 在进、出洞口、级较软围岩处采用分部（环形）留核心土开挖方法（图 24 图 环形开挖留核心土法施工工序示意图 施工顺序说明：（ 1）上弧形导坑开挖；（ 2）拱部初期支护；（ 3） 4) 5） 6）仰拱超前浇筑；（ 7）全断面二次衬砌。 开挖到 和级围岩之后，换用台阶法开挖（若洞身围岩较好可采用全断面开挖，详见图 （ 8 ）（ 1 3 ）139（ 4 ）（ 1 0 ）5711（ 2 ）（ 1 4 ）（ 4 ）（ 1 0 ）（ 1 4 ）（ 1 3 ）（ 6 ）（ 1 2 ）13957111197531（ 1 2 ）（ 1 0 ）（ 8 ）（ 1 3 ）（ 1 4 ）（ 1 4 ）（ 6 ）（ 4 ）（ 1 4 ）（ 1 4 ）（ 2 ）1197（ 6 ）（ 4 ）（ 2 ）5317531（ 4 ）（ 1 0 ）（ 1 0 ）（ 1 0 ）（ 8 ）（ 9 ）（ 6 ）（ 6 ）3751（ 2 ）（ 2 ）（ 7 ）（ 6 ） 5543154133（ 5 ）31（ 2 ）（ 4 ）11（ 3 ）（ 2 ）1图 阶法法施工工序示意图 施工顺序说明：（ 1）上台阶开挖；（ 2）上台阶初期支护；（ 3） 4）下台阶初期支护；（ 5）全断面二次衬砌。 25 开挖方案设计 要求 本线隧道按新奥法原理组织施工，并 要 根据不同围岩级别及周边环境 选择相应 工法 ，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌 。 隧道开挖前，首先根据设计图纸完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖 一段（台阶）防护一段（台阶）。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做套拱（ 1、立架， 2、支模， 3、浇筑砼 ），然后施做暗洞超前大管棚（注浆），随后进入暗洞施工。 在施工过程中应不断总结经验，优化工艺。加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道安全。本标段隧道围岩主要有、级，各级围岩采用开挖方法见 “表1”。 序号 开挖方法 围岩级别 备注 1 全断面法 较好的级围岩 2 上、下台阶法 、 3 环形预 留核心土法 、 表 1 隧道各级围岩开挖方法汇总表 隧道明洞采用明挖法施工，在确保洞口边仰坡稳定的条件下，就地全断面整体模筑钢筋混凝土。暗洞均采用新奥法施工， 对 V 级围岩采用预留核心土法施工， 围岩采用台阶法施工，级围岩采用全断面法施工。 环形开挖留核心土法上部留核心土支挡工作面