长沙市营盘路湘江隧道东岸主线暗挖普通段施工方案.doc

1 1 编制依据、原则编制依据、原则及适用范围及适用范围 1.11.1 编制依据编制依据 1、长沙市营盘路湘江隧道工程施工图纸设计； 2、长沙市营盘路湘江隧道实施性施工组织设计； 3、劳动力组织、施工机械配备和施工组织管理； 4、长沙市营盘路湘江隧道有关合同文件； 5、本标段总体工期情况。 1.21.2 编制原则编制原则 1、在熟悉施工设计图纸、场地水文地质情况及施工现场管线、结构物调查的基础上 采用先进、合理、经济、可行的施工方案； 2、施工进度、劳力资源等安排均衡、高效； 3、保护环境、保护文物，文明施工； 4、严格贯彻“安全第一”的原则； 5、确保工程质量和各种既有管线、结构物的安全运行； 6、加强施工管理，提高生产效率，降低工程造价。 1.31.3 适用范围适用范围 本方案适用于东岸南北主线隧道普通暗挖段，分岔大跨段及断层带施工方案另见专项 方案。 2 2 工程概况工程概况 2.12.1 工程位置工程位置 长沙市营盘路湘江隧道工程位于长沙市市区内，连接开福区与岳麓区，处于橘子洲大 桥和银盆岭大桥之间，其中江中段距橘子洲大桥约 1.3km，距银盆岭大桥约 2.1km，隧道 东端接线道路为营盘路，隧道西端接线道路为咸嘉湖路，西岸设一进一出两匝道，接主 线北侧的潇湘北路；东岸设一进一出两匝道，进口匝道接主线南侧的湘江中路，出口匝 道接主线北侧的湘江中路,如图 2-1“工程地理位置图” 。 2.2.2 2 设计概况设计概况 长沙市营盘路湘江隧道工程位于长沙市市区内，连接开福区与岳麓区，处于橘子洲 大桥和银盆岭大桥之间，其中江中段距橘子洲大桥约 1.3km，距银盆岭大桥约 2.1km，主 线平面分南、北两线设计，北线全长 2843m，南线全长 2850.61m。 北线暗挖施工里程 nk0+682-nk2+544，长 1862m，其中暗挖普通段长 1401.026 米， 大跨段及连拱段里程为 nk0+885.5-nk0+991.5、nk1+830.026-nk2+017，长 292.974m，断 层破碎带里程为 nk1+334-nk1+422、nk2+140-nk2+220，长 168 米。 南线暗挖施工里程 sk0+578.716-sk2+443.150，长 1864.434m，其中暗挖普通段长 1313.093 米，大跨段及连拱段里程为 sk0+695-sk0+945、sk1+828.159-sk1+945，长 366.841m，断层破碎带里程为 sk1+189-sk1+273、sk2+019.5-sk2+120，长 184.5 米。 东岸南北线最小净距 5.3m；江底最小埋深 14.4m，陆域最小埋深 8.3m，南北线间设 有车行横通道。 南北主线隧道平面图见图 2-2。 南北主线隧道纵断面图见附图 2-3。 江底断层破碎带 ps 衬砌结构设计见图 2-4；陆域级围岩 l5 衬砌结构设计见 2-5 图； 江底级围岩 s5 衬砌结构设计见 2-6 图；江底级围岩 s4a、s4b 衬砌结构设计见 2-7 图；陆域小净距段 lx5a、lx5b 衬砌结构设计见 2-8 图。 图 2-1 工程地理位置图 图 2-1 工程地理位置图 图 2-2 南北主线隧道平面图 图 2-3 江底断层破碎带 ps 衬砌结构设计图 明 暗 挖 交 界 1 号 竖 井 nk2+209.7 傅 家 洲 竖 井 nk1+390 nk0+682 sk0+579.213 明 暗 挖 交 界 sk2+443.15 nk2+544 819.7m 334.3m 图 2-4 陆域级围岩 l5 衬砌结构设计图 图 2-5 江底级围岩 s5 衬砌结构设计图 图 2-6 江底级围岩 s4a、s4b 衬砌结构设计图 图 2-7 陆域小距段 lx5a、lx5b 衬砌结构设计图 2.32.3 施工参数施工参数 东岸主线暗挖隧道设计参数东岸主线暗挖隧道设计参数 表表2-12-1 断面形式 施工参数 lx5a、lx5bs5psl5s4a、s4b 预注浆 地面袖阀管预 加固 全断面超前帷幕预注浆，注浆 圈6m，水泥-水玻璃双液浆 地面袖阀管预 加固 全断面超前帷 幕预注浆，注 浆圈6m，水泥 -水玻璃双液 浆 管棚 t76自进式管 棚环距 30cm，l=18m ，拱部150 打设。 t76自进式管 棚环距 30cm，l=18m ，拱部130 打设。 t76自进式管 棚环距 30cm，l=18m ，拱部180 打设。 t76自进式管 棚环距 30cm，l=18m ，拱部150 打设。 / 超前小导管 （见示意图） 单层42超前 小导管 t=4mm，l=5.0 m，环向间距 30cm，拱部 150布置。 单层42超前 小导管 t=4mm，l=5.0 m，环向间距 30cm，拱部 150布置。 单层42超前 小导管 t=4mm，l=5.0 m，环距 30cm，拱部 180布置。 单层42超前 小导管 t=4mm，l=5.0 m，环距 30cm，拱部 150布置。 双层42超前 小导管 t=4mm，l=5.0 m，环距 30cm，拱部 130布置。 土方开挖方量 每延米 93.82 m3 每延米 97.33m3 每延米 99.10m3 每延米 95.57m3 每延米 94.87m3 钢拱架i22b工字钢，钢架间距50cm i20b工字钢， 钢架间距 50cm 中空锚杆25中空注浆锚杆，l=4m，500mm（纵向）*750mm（环向） ，梅花形拱墙布置 纵向连接筋单层22钢筋，环向间距1m ，斜向内侧布置 钢筋网双层8钢筋150mm150mm网格，全断面布置 双层8钢筋200mm200mm网 格，全断面布置 锁脚钢管50钢管t=3.5mm，l=4.5m，每拱脚处打设2根 防水卷材自粘式防水板 二衬钢筋环向主筋25、22，纵向连接钢筋14，拉勾8 二衬混凝土c35防水钢筋混凝土 2.42.4 工程地质及水文地质工程地质及水文地质 2.4.12.4.1 工程地质工程地质 隧道穿越及洞顶的岩、土层有：杂填土、素填土、淤泥及淤泥质土、粉质粘土、粉 细砂、圆砾、残积粉质粘土、强风化板岩、中风化板岩、微风化板岩及断层破碎带。 (1)杂填土(q4ml)(为地层代号，下同) 灰色、褐色、褐黄色，干湿，松散状，物质构成以建筑垃圾及生活垃圾为主，混 粘性土，局部以粘性土成分为主，具高压缩性，软硬不均，工程性状差，堆填时间在 10 年以上，广泛分布于东西两岸，厚度 1.20-10.50m，重型圆锥动力触探试验击数范围一般 为 15 击。 (2)素填土(q4ml) 褐黄色，湿，粘性土成分为主，软可塑状，局部充填较多生活垃圾或腐生物等有机 质，具高压缩性，工程性状差，堆填时间较短，一般为筑堤新近堆填，局部时间较长， 见于两岸河堤及橘子洲上，厚度 0.60-7.20m。重型圆锥动力触探试验击数范围一般为 46 击。 (3)淤泥(淤泥质土)(q4h) 褐灰色、灰黑色，软可塑流塑状，局部充填较多生活垃圾或腐生物等有机质，具 高压缩性，工程性状差。线路东西两岸沿线已回填的老沟渠、池塘等位置及河堤范围内 广泛分布，厚度 1.104.20m。 (4)粉质粘土(q4al) 褐灰色，软可塑状，含黑色铁锰质氧化物。捻面较光滑，无摇震反应，干强度低， 韧性低。见于东西两岸河堤附近范围内及江心洲，厚度 0.807.90m。 (5)粉细砂(q4al) 褐黄色，湿，松散稍密状，成分为石英质，含云母，粘土充填。见于橘子洲及两 岸河堤，厚度 0.80-9.00m。 (6)圆砾(q4al) 褐黄色，饱和，中密状。圆砾含量 60%以上，成分以石英质为主，磨圆度较好，一般 粒径 0.202cm。混卵石 20%以上，粒径为 4-6cm，中粗砂充填。见于东西两岸河堤附近 范围内及江心洲，厚度 0.20-6.50m。其内局部见粉细砂夹层。 (7)圆砾(q2al) 褐黄、黄色，稍湿-饱和，稍密-密实状。圆砾含量 60%，成分以石英质为主，磨圆度 较好，分选性差，一般粒经 0.2-2cm。混卵石，砂、粘性土充填，分布于东西两岸，厚度 0.30-6.40m。 (8)残积粉质粘土(qel) 灰色、黄色、褐红色，硬塑坚硬状，由板岩及泥质粉砂岩风化残积形成。捻面较 光滑，无摇震反应，中等干强度，中等韧性。见于东西两岸，厚度 0.30-2.00m。 (9)强风化泥质粉砂岩(k) 褐红、紫红色，岩芯呈土夹块状及碎块状，极软岩，岩块用手易折断，冲击钻进较 困难，岩体基本质量等级为类。分布于东岸湘江大道以东，厚度 0.10-4.70m。 (10)中风化泥质粉砂岩(k) 红、紫红色，节理裂隙较发育，多呈闭合状，节理裂隙面上可见黑色铁锰质浸染。 岩面粗糙，偶见溶蚀小孔，岩芯呈柱状，极软岩，敲击声哑，岩体基本质量等级为类。 分布于东岸湘江大道以东，厚度6.30m。 (11)微风化板岩(pt) 灰色、灰褐色、褐红色、青灰色，为较软岩，岩芯呈大块状、块状，短柱状、长柱 状，锤击声脆，板理发育，节理稍发育，岩体基本质量等级为类。在该层中局部夹有 强风化板岩透镜体。分布于西岸、湘江河道及东岸湘江大道附近，最小厚度 4.20 2.4.22.4.2 水文地质水文地质 2.4.2.12.4.2.1 地下水类型地下水类型 根据钻探揭露，按地下水埋藏条件，场地内地下水可分为孔隙水及基岩裂隙水二种 类型。 1、孔隙水 （1）上层滞水：主要赋存于表层人工填土层中，受大气降水和周边生产生活用水补 给，含水层透水性差，水量小。 （2） 孔隙承压水：含水层由粉细砂、圆砾层组成，广泛分布湘江阶地及河漫滩、 江心洲，地下水量丰富，地下水化学类型主要为 hco3ca，粉细砂渗透系数 k0.91m/d，圆砾渗透系数 k11.98-27.60m/d，影响半径 r36.61-69.92m，圆砾 渗透系数 k9.0615.85m/d，影响半径 r15.0519.91m。 2、基岩裂隙水 赋存于基岩各风化带中，随着深度增加，水量逐渐减弱。河床中板岩节理裂隙较发 育，地下水渗透性呈中等较差状态。 2.4.2.22.4.2.2 地下水补给、迳流、排泄条件地下水补给、迳流、排泄条件 地下水主要接受大气降水补给及外围侧向补给。枯水期时，地下水由两侧向湘江径 流。以侧向渗流运动方式向河流排泄。汛期时，河流水位急剧抬升，河水向两侧补给地 下水。地下水动态变化较大，水位变幅一般为 1.55.0m，汛期可达 10.0m 以上。由于湘 江防洪堤及堤内防渗帷幕的实施，削弱了浅层地下水与地表水的水力联系。 2.4.32.4.3 地形地貌地形地貌 地貌单元由典型的河流侵蚀堆积地貌、湘江河床、江心洲、漫滩及其级堆积阶 地组成。 隧道湘江段沿线开阔，两岸平直，岸坡较平缓，现均已修筑防洪堤，橘子洲傅家洲为 江心洲，将湘江分为东、西河汊，江心洲宽约 460m，其中有一小河汊呈北东向将洲分为 东西两半，东边为橘子洲、西边为傅家洲，小河汊宽约 80m，标高 31.0934.50m，洲周 边均已施工砌置挡墙，高约 46m，东汊河床宽约 420m，西汊河宽约 310m，河漫滩标高 变化 24.8127.46m。湘江东西两岸现主要为城市街区，西岸地形标高变化 32.3838.60m，东岸地形标高变化 34.0040.11m。 2.52.5 工程数量表工程数量表 主线隧道工程数量表 表2-2 断面 类型 项目型号单位 每延米量长度(m)工程量 土方开挖 m3 94.8716317 喷射砼 c25m3 9.531639 钢筋网（圆钢） 8t 0.27547.3 中空注浆锚杆 25m 488256 小导管 42m 7613072 t76自进式管棚 76m 6911868 工字钢 i22bt 2.15369.8 连接筋（螺纹钢） 22t 0.1830.96 钢板 16mmt 0.35260.544 螺栓及螺母 m30 套 7212384 锁脚钢管 50m 7212384 仰拱砼 c35m3 6.341090.48 仰拱填充砼 c15m3 10.591821.48 拱墙砼 c35m3 10.951883.4 自粘式防水卷材 m2 33.165703.52 s4a 钢筋 hrb335t1.292 172 222.24 钢筋 hpb235t0.14825.456 土方开挖 m3 97.3321957.33 喷射砼 c25m3 10.332330 钢筋网（圆钢） 8t 0.37283.9 中空注浆锚杆 25m 409024 小导管 42m 9020304 t76自进式管棚 76m 8218499 工字钢 i22bt 2.552575.7 连接筋（螺纹钢） 22t 0.1227 钢板 16mmt 0.42295.2 螺栓及螺母 m30 套 8018048 锁脚钢管 50m 7216243 仰拱砼 c35m3 6.951567.92 仰拱填充砼 c15m3 10.592389.10 拱墙砼 c35m3 12.002707.2 自粘式防水卷材 m2 33.487553.8 钢筋 hrb335t 2.026457.06 s5 钢筋 hpb235t 0.198 2256 44.67 土方开挖 m3 99.1017887 喷射砼 c25m3 10.421880 钢筋网（圆钢） 8t 0.36565.88 中空注浆锚杆 25m 244332 小导管 42m 10518952 t76自进式管棚 76m 9416967 工字钢 i22bt 2.582466 连接筋（螺纹钢） 22t 0.1221.66 钢板 16mmt 0.42276.17 螺栓及螺母 m30 套 8014440 锁脚钢管 50m7212996 仰拱砼 c35m37.571366.39 仰拱填充砼 c15m3 10.591911.50 拱墙砼 c35m3 13.062357.33 自粘式防水卷材 m2 33.796099.10 ps 钢筋 hrb335t2.90 1805 523.45 钢筋 hpb235t0.29953.97 土方开挖 m3 95.5718077 喷射砼 c25m3 10.241936 钢筋网（圆钢） 8t 0.26950.88 中空注浆锚杆 25m 203783 小导管 42m 9017023 t76自进式管棚 76m 8215510 工字钢 i22bt 2.529478.3 连接筋（螺纹钢） 22t 0.12022.69 钢板 16mmt 0.42279.82 螺栓及螺母 m30 套 8015132 锁脚钢管 50m 7213618 仰拱砼 c35m3 6.341199.211 仰拱填充砼 c15m3 10.592003.099 拱墙砼 c35m3 10.952071.193 自粘式防水卷材 m2 32.536153.05 钢筋 hrb335t 2.279431.073 l5 钢筋 hpb235t 0.296 18915 55.988 土方开挖 m3 93.8242969 喷射砼 c25m3 10.134639.54 钢筋网（圆钢） 8t 0.335153.43 中空注浆锚杆 25m 209160 小导管 42m 9041220 t76自进式管棚 76m 8237556 工字钢 i22bt 2.5141151 连接筋（螺纹钢） 22t 0.12054.96 钢板 16mmt 0.379173.58 螺栓及螺母 m30 套 7232976 锁脚钢管 50m 7232976 仰拱砼 c35m3 5.732624.34 仰拱填充砼 c15m3 10.594850.22 拱墙砼 c35m3 9.914538.78 自粘式防水卷材 m2 32.8515045.3 钢筋 hrb335t 2.006918.748 lx5a lx5b 钢筋 hpb235t 0.180 458 82.44 3 3 施工方案施工方案及部署及部署 3.13.1 施工总原则施工总原则 为确保施工过程中的安全，施工过程中遵循以下施工原则： (1)对湘江大堤进行认真的调查，对其结构形式、基础等了解清楚及与隧道的关系。 (2)遵循“早预报、预加固、小断面、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、快衬砌” 的原则进行开挖支护施工，及时封闭成环，改善支护受力条件，充分发挥其支护效果， 严格控制开挖进尺，及时施作初期支护。 (3)加强超前地质预报，将超前地质预测预报纳入施工工序管理并认真实施，主要采 取 tsp 超前预报和超前探孔相结合的方式进行。 (4)严格按照预注浆方案进行全断面注浆，在检验合格后方可进行隧道开挖。 (5)开挖前要严格按设计进行超前管棚及小导管的施工，支护效果达到设计要求，否 则不得进行开挖作业。 (6)严格控制隧道开挖循环进尺，减少隧道的超挖量，保证施工安全。 (7)隧道开挖时，遇到渗水时采用喷射混凝土方式进行封堵，遇到涌水时立即封闭工 作面，重新进行注浆止水。 (8)根据实际情况选用 crd 工法，化大洞为小洞，步步为营，及时封闭初支，保证初 期支护的强度与刚度，减小地表变形。开挖主要采用机械配合人工风镐修整成形，尽量 避免爆破施工，减少爆破震动对岩体的扰动，以最大程度的发挥岩体的自承载作用。 (9)严格按照设计进行施工，确保施工质量。隧道初支尽早封闭成环，二次衬砌施工 紧跟初支，改善护结构受力条件，保证施工安全。 (10)穿越湘江大堤时，南、北线采取分别通过的方式，即在先行洞完成二次衬砌后， 后行洞方进行开挖通过。 (11)加强对湘江大堤的监测工作，严格控制大堤变形，堤顶沉降不大于 10mm，水平 位移不大于 10mm；根据受力、变形情况，进行信息化施工。 (12)隧道内设计足够的积水坑和抽水设备，安设防水闸门、准备足够的抢险物资和设 备，以备突水时使用并做好逃生路线规划。 (13) 在湘江汛期，安排专人进行 24 小时巡视，发现问题及时向长沙市防汛领导小组 报告。 3.23.2 暗挖段初支方案暗挖段初支方案 3.2.13.2.1 暗挖普通段开挖初支方案暗挖普通段开挖初支方案 南北主线暗挖段开挖初支断面为“三心圆”马蹄型断面，开挖工法采用三台阶临时 仰拱法、四步 crd 法和六部 crd 法开挖。初期支护采用 i22b 的钢拱架，纵向间距 50cm， 布置双层 8 的钢筋网，连接筋为 22 螺纹钢，c25 喷射混凝土厚度为 30cm，二衬施工 紧跟开挖初支面。 主线暗挖段采用的超前支护有：全断面超前帷幕注浆，注浆加固圈固结范围为开挖 轮廓线外 6m。每段注浆长度为 30m，分三段实施，第一段长 14m，第二段长 20m，第三段 长 30m；t76 自进式管棚，拱部 120180范围内设置，环向间距 30cm，每环打设 37 根，管棚长 18m，纵向间距 12m，纵向搭接长度为 6m；42 超前小导管，小导管沿拱顶 与管棚钢管间隔布置，环向间距设计为 30cm，外插角 15，纵向搭接长度2m，拱部 120150范围内设置。辅助施工措施采取径向后注浆，初期支护拱部预埋 5m 长的 32 钢管，3-5 根/每环，纵向间距 1.0m，压注水泥浆。 主线暗挖段的施工方法有三台阶临时仰拱法、四部 crd 法和六部 crd 法施工。三台 阶临时仰拱法施工台阶长度：上、中、下各台阶之间的长度均为 45m，开挖时以人工配 合挖机开挖为主，局部弱爆破辅助施工，洞内出碴采用挖掘机配合自卸汽车装运卸至井 底，由 45t 门吊吊出卸置临时碴槽，再经挖机配合自卸汽车装运运至指定碴场。 采用四部 crd 法施工时，1 部超前，4 部及时跟进成环，1、3 部开挖一榀支护一榀。 土方开挖时，四部 crd 法 1、3 部采用人工开挖，并配合手推小斗车出渣至 2 部、4 部后 采用小型挖机装渣，小型农用车运渣至竖井口；四部 crd 法 2、4 部拟采取人工配合小型 挖机开挖，采用小型农用车出渣至竖井口，地表 45t 门吊垂直提升至地表渣坑。 采用六部 crd 法施工时，1 部超前，6 部及时跟进成环，1、3 部开挖一榀支护一榀。 土方开挖时，六部 crd 法每部均采用人工开挖，且人工推斗车的方式运渣至挖机工作范 围，然后集中装渣，自卸汽车运至竖井口后，由地表 45t 门吊提升至地表渣坑。 3.2.23.2.2 小净距隧道超前支护方案小净距隧道超前支护方案 东岸陆域暗挖段圆砾层厚度为 7.2m，且与江底相连通。为保证安全施工，先进行地 表袖阀管加固注浆。加固范围为隧道开挖轮廓线外 6 米，加固深度应以进入中或强风化 岩 2 米为标准，对于隧道底部个别地质变差时，加固深度应达到隧道底部 6 米。袖阀管 间距为 1.5m，梅花形布置；注浆材料为 1：1 水泥水玻璃双液浆。施工超前大管棚及超前 小导管预支护，并结合超前地质预报，待预加固及预支护合格之后再进行土石方开挖， 并且两隧道之间采取错开的方式开挖，其余见普通段施工方案。 3.33.3 初支施工方法初支施工方法 主线南线暗挖段 sk1+640sk2+443.150 分段长度及开挖工法 表 3-1 序号起讫里程开挖工法衬砌类型分段长度(m) 1sk1+ 640725.5 三台阶临时仰拱法 s4a85.5 2sk1+ 725.5828.159 6 步 crd 法 s5102.659 3sk1+828.159 926.232 大跨段 /98.073 4sk1+926.232 945 连拱小净距 /18.768 5sk1+945 sk2+19.5 6 步 crd 法 s574.5 6sk2+19.5 sk2+120 6 步 crd 法 ps100.5 7sk2+120 sk2+214.15 4 步 crd 法 l594.15 8sk2+214.15 sk2+290 先 4 步 crd 后 6 步 crd lx5a75.85 9sk2+290 sk2+443.15 先 4 步 crd 后 6 步 crd lx5b153.15 主线北线暗挖段 nk1+743sk2+544 分段长度及开挖工法 表 3-2 序号起讫里程开挖工法衬砌类型分段长度(m) 1nk1+ 743830.026 三台阶临时仰拱法 s4a87.026 2nk1+ 830.026991.5 大跨段 /161.474 3nk1+991.5 nk2+17 连拱段 /25.5 4nk2+17 nk2+140 6 步 crd 法 s5123 5nk2+140 nk2+220 6 步 crd 法 ps80 6nk2+220 nk2+315 4 步 crd 法 l595 7nk2+315 nk2+395 先 4 步 crd 后 6 步 crd lx5a80 8nk2+395544 先 4 步 crd 后 6 步 crd lx5b149 3.3.13.3.1 四部四部 crdcrd 法施工法施工 1、施工方法 主线隧道陆域级围岩 l5、陆域小净距 lx5a、lx5b 先行隧道采用四部 crd 工法， 2、4 部又采用上下台阶法进行开挖施工。 2、施工步序 主线隧道陆域级围岩 l5、陆域小净距 lx5a、lx5b 先行隧道采用四部 crd 法施工， 具体施工步序见图 3-1、图 3-2、图 3-3。 1部 2部上台阶 3部 4部上台阶 2部下台阶4部下台阶 图 3-1 隧道四部 crd 法施工工序横断面图 图 3-2 隧道四部 crd 法施工工序纵断面示意图 初支 临时支护之工字钢架 45m 开挖方向 初支初支 临时支护之工字钢架 二次衬砌边线 45m 拱部超前支护 喷射砼 二次衬砌 初期支护 仰拱 隧底填充 2025m1520m68m 初支砼 45m 45m2025m1520m68m 初支砼 拱墙二次衬砌 拱墙二次衬砌 仰拱及隧底填充 仰拱及隧底填充 图 3-3 隧道四部 crd 法施工工序平面示意图 3、 四部 crd 法施工台阶高度 图 3-4 四部 crd 法施工台阶高度划分图 4、各部间的台阶长度 四部 crd 法开挖各部间的台阶长度：1 部超前 2 部 45m，2 部超前 3 部 2025m，3 部 超前 4 部 45m。 3.3.23.3.2 六部六部 crdcrd 法施工法施工 1、施工方法 主线江底围岩 s5、陆域小净距 lx5a、lx5b 后行隧道采用六部 crd 工法进行开挖施工。 2、施工步序 主线隧道江底级围岩 s5、陆域小净距 lx5a、lx5b 后行隧道、江底断层破碎带 ps 采用六部 crd 工法进行开挖施工，具体施工步序见图 3-5、图 3-6、图 3-7。 部部 部部 部 部 初支砼 中立柱 临时仰拱 临时仰拱 图 3-5 隧道六部 crd 法施工工序横断面图 图 3-6 隧道六部 crd 法施工工序纵断面示意图 拱部超前支护 喷射砼 二次衬砌 初支 开挖方向 临时支护 二次衬砌边线 临时支护 开 挖 高 度 初期支护 仰拱 隧底填充 45m2025m45m 2025m45m68m68m此段临时钢架已拆除 开 挖 高 度 开 挖 高 度 图 3-7 隧道六部 crd 法施工工序平面示意图 3、六部 crd 法施工台阶高度 图 3-8 六部 crd 法施工台阶高度划分图 4、各部间的台阶长度 六部 crd 法开挖各部间的台阶长度：1 部超前 2 部 45m，2 部超前 3 部 2025m，3 部 超前 4 部 45m， 4 部超前 5 部 2025m，5 部超前 6 部 45m。 3.3.33.3.3 三台阶临时仰拱法施工三台阶临时仰拱法施工 拱墙二次衬砌 初支砼 临时支护 初支砼 拱墙二次衬砌 45m2025m45m 2025m 45m68m68m 隧底填充 1、施工方法 主线隧道江底级围岩 s4a 采用三台阶临时仰拱法进行开挖施工。 2、施工步序 图 3-9 三台阶临时仰拱法施工工序横断面图 开挖方向 初期支护 仰拱 隧底填充 临时仰拱 临时仰拱 初支 二次衬砌 二次衬砌边线 拱部超前支护 45m 45m2025m1520m 45m 45m2030m 图 3-10 隧道三台阶临时仰拱法施工工序纵断面示意图 3、台阶长度 三台阶临时仰拱法施工台阶长度：上、中、下各台阶之间的长度均为 45m，具体台 阶长度见图 3-11。 初期支护 仰拱及隧底填充 拱墙二次衬砌 初期支护仰拱及隧底填充 拱墙二次衬砌 45m2030m45m45m 图 3-11 隧道三台阶临时仰拱法施工工序平面示意图 4、施工台阶高度 图 3-12 三台阶临时仰拱法施工台阶高度划分图 3.43.4 开挖支护主要工序施工工艺及措施开挖支护主要工序施工工艺及措施 3.4.13.4.1 超前地质预报超前地质预报 1、tsp 超前地质预报 tsp203+每开挖 200m 预报一次，采取重叠式预报，利用重叠部分(不小于 10m)对比 分析，对每次探测结果与开挖揭示情况对比分析。经现场数据采集和室内计算机数据分 析处理，得出不良地质体性质、规模、发育位置，岩石弹性波波速等预报成果。 图 3-13 判断不良地质段位置流程图 现场数据采集：洞内数据采集包括打接收器孔、爆破孔、埋置接收器管、连接接收 信号仪器、放炮接收信号等过程。 室内计算机数据分析处理：采集的 tsp 数据，通过 tspwin 软件进行处理, 处理流程 为：数据设置带通滤波初至拾取拾取处理炮能量均衡q 估计反射波提取p- s 波分离速度分析深度偏移提取反射层。通过速度分析，可以将反射信号的传播时 间转换为距离(深度)，可以用与隧道轴的交角及隧道工作面的距离来确定反射层所对应的 地质界面的空间位置，并根据反射波的组合特征及其动力学特征解释地质体的性质。 通过 tspwin 软件处理，可以获得 p 波、sh 波、sv 波的时间剖面、深度偏移剖面、 提取的反射层、岩石物理力学参数、各反射层能量大小等成果。 预报成果：采集的数据，经过软件处理，给出各种不良地质体性质、规模、发育位 置；岩石弹性波波速等参数。 2、超前地质探孔 超前地质探孔是利用水平钻机在隧道工作面进行水平钻探获取地质信息的一种地质 超前预报方法，是对其他预报手段探测到的不良地质体的确认。 超前地质探孔一般工作面布置 15 个，探孔直径 90mm，最大深度 30m，探孔孔 位布置及数量见图 3-16“超前探孔孔位布置及数量”。施工中根据钻进速度变化、冲洗 液颜色和流量变化、钻进压力、岩粉成份、卡钻位置、突进里程等的变化，并通过量测 孔内水量、水压，判断开挖工作面前方工程地质条件。 a、地质素描与编录 根据专职地质工程地质素描和编录得到地层岩性、地质构造、不良地质、水文地质 特征等，判定围岩完整性和围岩分级，结合勘察、地质调查及辅助洞开挖取得的地质资 料预测隧道前方地质条件。 b、综合地质分析 tsp202/203+预报断层(裂)位置界面 地质雷达短距离精确探测不良地质段 距界面 1015m 进行超前地质钻孔核定不良地质段界面 利用水平钻孔岩芯、含水量划定不良地质段性质 判断不良地质段位置和性质(严重、一般) 图 3-14 超前探孔孔位布置及数量 根据对以上超前地质预报结果，综合分析工作面围岩的岩性、结构、构造和地下水 情况，判断工作面前方围岩的工程地质、水文地质特征，并依此提出工程措施建议和下 一步预报方案。 根据开挖段围岩的工程地质、水文地质特征进行预报结果的验证，提出是否修改预 报方法及参数的意见。 根据开挖段及工作面水文地质情况，详细分析具体位置和情况，并提出注浆止水方 案的建议。 c、超前地质预报信息化管理 地质预报由地质预报组负责，其它施工、质检人员予以配合，进行资料收集、统计、 分析和编制信息预报成果，由主管技术人员予以复核，并报建设相关方，为变更设计、 修改施工方法提供依据。 总之，加强超前地质预报，将超前地质预测预报纳入施工工序管理并认真实施，主 要采取 tsp 超前预报和超前探孔相结合的方式进行；在接近断层破碎带和断层破碎带内 施工时，采用 tsp203+及超前探孔等地质预报手段，准确预报断层破碎带位置，发育程 度，影响范围及与隧道的相互关系，以便根据预测结果采取合适的施工方案。 3.4.23.4.2 t76t76自进式管棚自进式管棚 主线隧道洞身段打设 t76 自进式管棚，拱部 120180范围内设置，环向间距 30cm，管棚长 18m，纵向间距 12m，纵向搭接长度为 6m。 a、长管棚注浆采用水泥浆液，注浆参数如下： （1）水泥浆液水灰比 0.8:11：1（重量比） （2）注浆压力：0.52.0mpa b、自进式管棚设计参数： （1）钢管规格：每节长 34m 的冷轧无缝钢管（76mm，壁厚不小于 9mm）以丝扣连 接而成，钻头大小115mm，同一断面内接头数量不得超过总钢管数的 50%。 （2）管距：环向间距中至中为 30cm。 （3）倾角：钢管轴线与衬砌外缘线夹角不大于 12。 （4）注浆:根据现场地质情况可选择边钻边注浆或管棚达到设计长度后再注浆。 c、施工注意事项： （1）长管棚为超前预支护，应在隧道暗洞开挖之前完成。 （2）钢管棚需按设计位置施工，为保证精度，应注意运用测斜仪，进行钻孔偏斜度测 量，严格控制管棚打设方向，并作好每个钻孔地质记录。 （3）管棚施工时，应对钢管主要材料进行材质检验。 （4）作好钻机和钻具的选型工作，选用钻机首先应适合钻孔深度和孔径的要求，钻机 要求平稳灵活，能在水平方向 360范围内钻孔，施钻时应有导向架。 3.4.33.4.3 地表袖阀管注浆地表袖阀管注浆 针对东岸陆域小净距段，设计地质情况以强风化板岩为主，围岩级别级。考虑到 工期及现场场地情况，采用袖法管注浆的方式进行地表加固，加固范围为隧道开挖轮廓 线外 6 米范围内，加固深度以进入中或强风化岩 2 米为标准，对于隧道底部地质变差差 时，加固深度应达到隧道底部 6 米。袖阀管注浆采用 1：1 水泥水玻璃双液浆，注浆间距 为 1.5m，梅花形布置。袖阀管施工工艺流程见图 3-15。 1、施工工艺： 施工准备及场地平整 场地平整后，在作业区内做好临时排水排浆系统，并与场区内排水系统相连。 钻孔 钻孔采用地质钻机间隔钻孔，开孔孔径 110mm，垂直偏差不大于 1%。对隧道方向 30m 范围内的首个钻孔做好详细的地质记录。 注浆管的安设 钻孔至设计深度后，拔出钻杆用清水清洗，然后用钻杆向孔内注入封壳料。插入袖套 管至孔地，地面预留长度不小于 30cm。建议配合比（质量比）为：水泥：膨润土：水 =1：（23）：2。配制时，先将称好的水泥和膨润土分别置于水槽中制成浆液且搅拌均 匀。析水率为 6%10%，7d 抗压强度不小于 0.4mpa。 钻孔 钻孔至设计深度 安设袖套注浆管 第一段注浆 配置浆液 钻孔检查注浆效果是否合格 配置浆液 否 施工准备及场地平整 测量放线、钻孔标注 注浆设备就位 是 第 n 段注浆 钻孔检查注浆效果是否合格 配置浆液 否 是 第二段注浆 结束注浆、封孔 图 3-15 袖阀管施工工艺流程图 注浆 注浆材料采用 1：1 水泥水玻璃双液浆，注浆采用跳孔式注浆，待套壳料强度起来 （约 24h）后，在袖套管内安设双向密封注浆芯管，进行跳孔分序分次注浆。每段注浆完 毕后，应用清水冲洗袖套管内的残留浆液。整孔注浆完成后，应封闭孔口。 效果检查 注浆结束后，通过注浆效果分析法和钻孔取芯法对注浆效果进行检查评价，从而确 定注浆质量。 i 注浆效果分析法:通过整理分析注浆记录资料，分析注浆施工过程中的 p-q-t 曲线， 定性地评价注浆效果；注浆结束后，汇总注浆量，通过对地层填充率的反算分析，确定 地层中浆液的填充情况，定量地确定注浆效果。 钻孔取芯法 钻孔取芯是注浆工程中较为普遍的一种效果检验方式，具有直观性强、简单易操作 等优点，但其对砂质、粘土类地层较为有效，而对于砾石含量较高地层取芯完整率较低， 仅能通过观察进行定性地评价。 钻孔取芯是指注浆完成后在注浆区域通过地质钻机钻孔，尽可能完整地从地层内取 出岩芯，再根据取芯率、浆液分布及充填状况等指标对注浆效果进行分析评价。取芯强 度应不小于 1.0mpa，渗透系数应小于 1x10-4cm/s。 2、袖阀管加固施工注意事项 （1）地面钻孔施做前，应对钻孔范围内管线调查清楚，待管线查清后，方可进行布 孔施钻。 （2）为确保注浆质量，防止串浆的发生，当采取钻孔、注浆施工平行作业时，钻孔 和注浆孔间隔距离应在 6m 以上。 （3）浅层管线调查主要按照勘测设计所提供的设计图纸进行揭开路面查清。 （4）钻孔水平孔位误差5cm，钻孔垂直度1。钻孔内（套管内）不得有杂物， 以便有利于注浆管的安设。 （5）注浆方式采用后退式分段注浆，即在注浆带内由孔底向上分段进行注浆，每次 注浆段长为 35m，注完此段后，再后退注另一段，直至全孔注浆完毕。每段注浆由止浆 塞控制，浆液在止浆塞控制下，只能在该段向地层扩散。当全孔注浆结束后，立即取出 芯管清洗，以防止浆液在芯管中凝固。 （6）注浆顺序按先周边、后中间、隔排跳孔的原则进行。 （7）在施工中若发现地质情况与祥勘存在较大差异时：对于洞身地质变差时，加固 深度应以进入中或强风化岩 2 米为标准；对于隧道底部地质变差时，加固深度应达到隧 道底部 6 米。 3.4.43.4.4 洞内全断面帷幕注浆洞内全断面帷幕注浆 根据实际情况，对没有条件进行地表加固的江底隧道进行洞内全断面注浆预加固。 a、设计参数 （1）注浆加固圈固结范围为开挖轮廓线外 6m。每段注浆长度为 30m，分三段实施， 第一段长 14m，第二段长 20m，第三段长 30m，全断面共布孔 100 个（见下图全断面注 浆孔位布置图 、 全断面注浆纵断面图和全断面注浆加固圈示意图 ） 。 （2）注浆孔自掌子面沿开挖方向，以隧道中轴为中心呈伞状布置。浆液扩散半径为 2m，孔底间距不大于 3m，开孔直径 120mm，终孔直径 91mm；孔口管采用 108，壁 厚 5mm 的热轧无缝钢管。 （3）注浆材料采用超细水泥浆或超细水泥-水玻璃双液浆，双液配比为：c：s（体 积比）=1:1.0， 水泥浆水灰比 0.8：11：1，水玻璃模数 2.62.8，水玻璃浓度 35be。注浆压力一般参考注浆处静水压力加 12mpa。 其具体布置如 3-16、3-17 和 3-18。 图 3-16 全断面注浆孔位布置图 图 3-17 全断面注浆加固圈示意图 图 3-18 全断面注浆纵断面布置图 b、施工方法 （1）施工工艺流程 洞内全断面注浆施工工艺流程见图 3-19。 （2）钻孔注浆施工方法 施工准备 按设计在掌子面将钻孔位置，用红油漆标出；将钻具对准注浆孔孔口位置，调整钻 机至钻孔方向和设计钻孔方向一致（即偏角和立角与设计相同） ，固定钻机。 开孔 钻机采用低压力、慢钻速，采用 120mm 钻头开孔，钻深 2m，退出钻杆。 孔口管安装 孔口管在孔口管距法兰盘端部 30cm、60cm 处缠绕棉纱两道，孔内放入环氧树脂锚固 剂或水泥水玻璃双液浆，将孔口管顶入孔内，用螺栓固定。 孔口管安装及防突装置采用法兰盘球阀装置进行控制。 钻孔注浆 导向管段采用 120mm 钻头成孔，后续注浆段采用 91mm 钻头成孔。注浆时原则上 采取后退式注浆，当岩层破碎易塌孔时采用前进式注浆工艺时，通过孔口管钻进 510m 后，停止钻孔，进行注浆施工，之后每钻进 57m，注浆一次，如此循环下去，直至该孔 钻注 测量放线、标注钻孔位置 开 孔 安 设 孔 口 管 采取前进式分段注浆 钻孔注浆至设计深度 钻孔检查注浆效果 否 是否符合注浆结束标准 是 钻孔注浆结束 施 工 准 备 配 置 浆 液 配 置 浆 液 图 3-19 全断面注浆施工工艺流程图 到设计深度。当采用后退式注浆工艺时，将注浆管（芯管）一直插到孔底，由孔底开始 进行注浆，边注浆边后退，注完一段后，后退一次注浆管，每次后退长度 57m，每段注 浆在孔内设止浆系统，如此循环，直至全孔注浆完毕。 注浆顺序 钻孔和注浆顺序由内向外，同一圈孔间隔施工。 注浆效果检查 注浆完成后，在开挖线范围内打设检查孔，检测注浆效果，每循环设 5 个检查孔， 其中拱部 2 个左右边墙各 2 个，底部 1 个，检查孔直径 110mm，长度约 30m，压力检查， 在 1mpa 的压力下，吸水量小于 2l/min，加固体抗压强度不小于 3mpa；岩体 rqd 指标达 到 7580。满足上述条件，则认为注浆达到效果。 3.4.53.4.5土石方开挖及出渣方式土石方开挖及出渣方式 三台阶临时仰拱法施工时，洞内出渣一般采用挖掘机配合自卸汽车装运卸至井底， 由 45t 门吊吊出卸置临时碴槽，再经挖机配合自卸汽车装运运至指定碴场。当施工地质 条件较差，土石开挖时，四部 crd 法 1、3 部采用人工开挖，配合手推小斗车出渣至 2 部、 4 部后采用小型挖机装渣，小型农用车运渣至竖井口；四部 crd 法 2、4 部拟采取人工配 合小型挖机开挖，小型农用车出渣至竖井口，地表门吊垂直提升至地表渣坑。六部 crd 法开挖土石方时,可采用人工手持风镐开挖,并采用人工推斗车至挖机工作范围内,然后挖 机装渣,小型农用车运渣至竖井口, 地表门吊垂直提升至地表渣坑。 3.4.63.4.6 隧道爆破施工隧道爆破施工 隧道爆破施工另见长沙市营盘路湘江隧道工程爆破方案设计书 。 3.4.73.4.7 钢架、连接筋及钢筋网钢架、连接筋及钢筋网 考虑到施工误差及横向收敛变形的影响，开挖尺寸均外放 10cm，抬高 15cm，控制超 挖，严禁欠挖。开挖轮廓经尺寸检查满足设计要求初喷后，即开始架立钢架，依据断面 中线及标高，准确就位。拱架结构尺寸详见图 3-20。 钢架架立时注意控制连接板精度，同时注意钢架的净空。每片钢架间采用螺栓连接， 要求保证螺栓连接质量。在上、中、下三台阶钢架落腿处，分别设置 2 根壁厚 3.5mm50 锁胶钢管，锁脚钢管长 4.5m。钢架之间采用 22 纵向连接筋连接，连接筋纵向搭接长度 满足规范要求（双面焊 5d、单面焊 10d） ，同时保证焊接质量。钢架定位后，横通道满铺 单层 8 钢筋网片，主线满铺双层 8 钢筋网片，网格尺寸 15cm15cm。钢拱架架立施 工流程详见图 3-21。 图 3-20 i22b 钢架结构尺图 图 3-21 i22b 钢架施工流程图 3.4.83.4.8 中空注浆锚杆中空注浆锚杆 匝道侧墙设置 25 中空注浆锚杆,l=5.0m，5075(纵环),梅花形布置。测量组按 设计要求在岩面上画出锚杆孔位，用 yt28 型手持式风动凿岩机造孔，造孔完成后用水 泥砂浆进行注浆。中空锚杆结构详见图 3-22。 图 3-22 中空锚杆结构图 施工工艺： 前期准备断面检查测量定位拱架拼装拱架架立 挂网焊连接筋检查拱架 o1 隧 道 中 线 o2o2 a单元 b单元 c单元 接头 定位系筋 33419“ 33419“ 33419“ 33419“ 33419“ 33419“ 6348“ 474712“ 25534“ 474712“ 6348“ r1 r1 r1 r1 r1 r1 r1 r2 r2 r3 25534“ 设计标高 （1）钻进:用普通凿岩机钻孔并清孔。 （2）插入锚杆:将安装好锚头的中空注浆锚杆插入孔中,锚头上的倒刺立即将锚杆挂住。 （3）安装止浆塞,垫板,螺母。 （4）连接注浆机:通过快速注浆接头将锚杆尾端和所选注浆机连接。 （5）注浆:开动机器注浆,注浆压力根据设计参数和注浆机性能确定。 3.4.93.4.9 超前小导管及注浆施工超前小导管及注浆施工 3.4.9.13.4.9.1施工流程施工流程 施工流程图见图 3-23。 图 3-23 超前小导管注浆施工流程图 3.4.9.23.4.9.2 超前小导管制安超前小导管制安 隧道拱部土层打设超前小导管，小导管在打管前，按照设计要求放出小导管的位置。 风钻作动力，用专用顶头将小导管顶入。小导管尾部置于钢架腹部，增加共同支护能力。 小导管安装后用塑胶泥封堵导管外边的孔口。小导管采用 42 热轧钢管，小导管沿拱顶 与管棚钢管间隔布置，环向间距设计为 30cm，外插角 15，纵向搭接长度2m，注浆管 一端做成尖形，另一端焊上加劲箍。在距离加劲箍 1.0m 处开始钻孔，钻孔沿管壁间隔 75mm，呈梅花型布设，孔位互成 90，孔径 6mm，详见图 3-24。 测量定位 打入小导管 封 面 注 浆 注浆检查 小导管加工 注浆机调试注浆材料配制 注浆参数选择 注浆参数试验 图 3-24 小导管构造示意图 3.4.9.33.4.9.3 超前小导管注浆超前小导管注浆 1、用注