削竹式洞门隧道毕业设计

1、 第1章 绪论1.1 研究背景 随着我国社会、经济的高速发展，全社会客运量和货运量都成倍增长。铁路在长途运输中占有明显优势。高速铁路是现代化铁路的重要标志，隧道是关键的基础工程之一。高速铁路的修建为了获得更好的线路线性，为了环保的需要，必然会出现大量的隧道群。目前我国大规模、高标准的铁路建设全面展开，客运专线对隧道的工程质量、耐久性、环境与水土保持、运营管理等提出了更高的要求。 近几几年来，从从引进时时速200公里高高速列车车技术，到到自主开开发时速速350公里、380公里“和谐号”动车组组；从京京津城际际铁路运运营到京京沪高铁铁即将开开通，中中国迅速速跨入引引领世界界的“高铁时时代”！而我我

2、国多山山的特点点使得对对隧道技技术的研研究对实实现高铁铁时代具具有了更更为重要要的意义义。1.2 国国内外研研究现状状高速铁路隧隧道与常常速铁路路隧道最最大的区区别就是是当列车车以高速速通过隧隧道时，产产生的空空气动力力学效应应对行车车、旅客客舒适度度、列车车相关性性能和洞洞口环境境的不利利影响十十分明显显，因此此，在隧隧道断面面确定的的时候必必须考虑虑到空气气动力学学效应。施施工方面面，目前前各国的的高速铁铁路隧道道施工方方法仍以以新奥法法为主，以以喷射混混凝土锚锚杆作为为主要支支护手段段，通过过监测控控制围岩岩的变形形，充分分发挥围围岩的自自承能力力的施工工方法。新新奥法是是按照实实际观察

3、察到的围围岩动态态的各项项指标来来指导开开挖隧道道的方法法。新奥奥法施工原则可可以归纳纳为充分分保护，并并利用围围岩的自自承能力力；施工工要点为为控制爆爆破、锚杆支护和和施工监监测；实实施方法法为设计计、施工工和监测测三位一一体的动动态模式式。隧道道的开挖挖方法是是影响围围岩稳定定的重要要因素之之一。断面开挖方方法的选选择要注注重开挖挖方法的的多样性性。如开开挖隧道道的TBM法、矿矿山法、不不是相互互排斥的的方法，而而是可以以选择、可可以组合合的方法法。在选选择开挖挖方法时时，一方方面要考考虑隧道道围岩地地质条件件一方面面要考虑虑坑道范范围内岩岩石的坚坚硬程度度。高速速铁路隧隧道大部部分属于于

4、大断面面隧道，为为了减少少开挖对对围岩的的扰动，充充分“保护围围岩”，同时时减小震震动，保保护隧道道附近对对震动有有较高要要求的结结构物，选选择部分分地质件件适宜的的隧道采采用铣挖挖机、单单臂掘进进机、液液压破碎碎机、大大功率挖挖掘机等等装备开开挖，将将是一个个发展趋趋势，这这种采用用非钻爆爆法施工工的工法法会逐步步完善。同同时，国国内外铁铁路隧道道施工机机械的发发展正朝朝着高速速、高精精的数控控技术发发展。国内外隧道道施工都都充分证证实了在在高速铁铁路隧道道施工阶阶段，重重视和加加强地质质超前预预报，最最大限度度地利用用地质理理论和先先进的地地质超前前预报技技术，预预测开挖挖工作面面前方的的

5、地质情情况，对对于安全全施工、提提高工效效、缩短短施工周周期、避避免事故故损失都都具有重重要意义义。随着着科学技技术的发发展，超超前地质质预报的的仪器设设备也更更加精密密。国内内外隧道道施工期期地质超超前预报报技术方方法的发发展主要要经历了了地质法法阶段、超超前平行行导坑阶阶段、超超前水平平钻孔阶阶段、无无力探测测法阶段段。目前前应用较较广的有有TSP超前预预报，和和地质雷雷达超前前预报法法。TSP超前预预报系统统具有适适用范围围广、预预报距离离长、时时间短、对对施工干干扰小、费费用少等等优点，可可推断断断层和岩岩石破碎碎带等不不良地质质体的位位置、规规模、产产状、及及岩石动动力参数数。地质质

6、雷达对对隧底、边边墙、隧隧顶外围围岩的不不良地质质探测效效果最好好，在超超前平行行导坑中中应用可可对正洞洞起到超超前地质质预报的的作用。1.3 设设计内容容(1)计算算IV级、V级围岩岩荷载，确确定不同同的围岩岩级别条条件下衬衬砌类型型，衬砌砌长度，二二衬厚度度和计算算配筋，进进行洞身身二衬结结构检算算，并绘绘制衬砌砌结构横横剖面图图，结构构配筋图图。(2)按工工程类比比法确定定不同的的围岩级级别条件件下隧道道的初支支结构及及形式。(3)进行行隧道总总体施工工方案设设计，包包括总体体施工部部署、进进洞方案案、洞身身不同围围岩段开开挖方法法等。(4)设计计具体的的施工工工艺，包包括开挖挖、出碴碴

7、、初支支、二衬衬、防水水工程、量量测及其其它相关关施工工工艺，绘绘制相应应的施工工工法步步序图，防防水结构构图，监监测布置置图以及及其它必必要附图图。1.4 隧隧道总体体方案 本本隧道是是以“新奥法”为理念念，利用用围岩的的自穏自自承的能力力。虽然然由于地地质情况况不太理理想导致致使用钻爆法往往会会出现较较大的安安全隐患患以及一一系列安安全事故故，但是是这里的的地下水水不发育育就让很很多事故故出现的的概率降降低。要要考虑的的是开完完之后的的一些衬衬砌的风风华和雨雨水的问问题。为为了防止止洞口边边坡仰坡坡坍滑我我们决定定采用削竹式的洞门门，以及及明洞形形式。连连拱式的的洞身。 削削竹式洞洞门是一

8、一种为了了高速隧隧道而经经过改造造的一种种洞门形形式，它它首先确确保了环环境，保保证了洞洞门附近近的边坡坡仰拱的的稳定。其其次好的的洞门给给你留下下美的感感受，削削竹式洞洞门能起起到修饰饰周围生生态环境境的有机机结合的的作用。最最重要的的是其独独特的造造型能够够降低“音爆”的效果果，并且且在车体体进洞的的之前完完美的脱脱离空气气的乱流流。是适适用于高高速铁路路的一种种洞门。 卢家山二号号隧道概概况2.1 工工程概况况 卢家山山二号隧隧道线路路是一条条双线双双向的铁铁路隧道道，全长长216米。隧隧道进口口里程DK1366+1555，出口口里程DK1136+3711。本隧隧道线路路应用于于高速铁铁

9、路设计计时速250公里。2.2 地地质概况况 卢家家山二号号隧道全全程地质质较单一一，为第第四系残残积粉质质黏土、黄黄褐色、硬硬塑、厚厚度0.51m，侏罗罗系上统统白大畈畈组凝灰灰岩，紫紫灰色，全全风化弱风化化，地下下水不发发育。 其中中，DK1136+1555DK1136+2077是V级围岩岩段，长长52m；DK1136+2077DK1366+2550是IV级围岩岩段全长长43m；DK1136+2500DK1136+3422是III级围岩岩段，全全长92m；DK1136+3422DKK1366+3771为V级围岩岩段，长长29m。 本隧隧道工程程为本项项目重大大风险源源之一，可可能导致致的风

10、险险有洞边边仰坡坍坍滑、洞洞内坍方方、触电电、机械械伤害及及职业伤伤害。 在施施工中采采取的措措施：严严格按照照设计要要求进行行施工，加加强施工工程管理理。制定定各种安安全技术术操作规规程，进进行超前前地质预预报工作作及施工工中的监监控量测测工作，编编制应急急救援预预案并实实施安全全演练。2.3 工工期 本工程程总工期期为140天，冬冬雨季施施工时间间按实际际情况安安排。其其他时间间按8小时计计算。结构计算 根据据隧道地地质情况况，运用用工程类类比法确确定本隧隧道所有有围岩段段均采用用复合式式衬砌，衬衬砌结构构必须满满足运营营安全要要求、防防水要求求和美观观要求。3.1 衬衬砌结构构计算原原理

11、 卢卢家山二二号隧道道级围岩岩、级围岩岩的二次次衬砌结结构都采采用结构构力学方方法计算算。这种种方法又又叫作“荷载-结构”法，这这种方法法是将支支护和围围岩分开开考虑，支支护结构构是承载载主体，地地层对结结构的作作用只是是产生作作用在地地下结构构上的荷荷载，以以计算衬衬砌在荷荷载作用用下产生生的内力力和变形形的方法法。其设设计原理理是按围围岩分级级或由实实用公式式确定围围岩压力力，围岩岩对支护护结构变变形的约约束作用用是通过过弹性支支承来体体现的，而而围岩的的承载能能力则在在确定围围岩压力力和弹性性支承的的约束能能力时间间接考虑虑。3.2 荷荷载计算算公式 判判断隧道道的深埋埋于浅埋埋 浅浅埋

12、和深深埋隧道道的分界界，按荷荷载等效效高度值值，并结结合地质质条件、施施工方法法等因素素综合判判定。根根据铁铁路隧道道设计规规范(TBB100003-20005)荷载等等效高度度计算值值式中深深浅埋隧隧道分界界的深度度等效荷荷载高度度值（=q）级围围岩取=2.55。级及级级围岩产产生的围围岩压力力一般为为松动压压力，级围岩岩当岩体体结构面面胶结不不好时，也也可能产产生松动动压力。松松动压力力包括垂垂直压力力和水平平压力，为为了计算算简便，一一般均按按均布压压力计算算。垂直直压力计计算：式中围围岩容重重；隧道埋埋置深度度。 表 1 围岩水水平均布布压力围岩级别、水平均布压压00.155q（0.1

13、55-0.3）q（0.3-0.55）q（0.5-1.00）q注：H/BB1.7，式中H为隧道道开挖高高度，B为隧道道开挖宽宽度；不不产生显显著偏压压力及膨膨胀力的的一般隧隧道。同同时满足足这两个个条件时时方可使使用。 当隧隧道为深深埋时，采采用我国国铁路路隧道设设计规范范(TBB100003-20005)所推荐荐的单线线、双线线、及多多线铁路路隧道按按破坏阶阶段设计计时垂直直压力公公式式中hq等效荷荷载高度度值； SS围岩级级别，如如IIII 级围岩S=3；围岩的的容重； w宽度影影响系数数，其值值为w=11+i(B-55）其中B坑道宽宽度（m）； iB每增加加一米，围围岩压力力的增减减率（以

14、以B=55m为基准准），当当B55m，取i=00.1。 我国国铁路路隧道设设计规范范推荐荐，当隧隧道埋深深小于或或等于等等效荷载载高度时时（即时），围围岩垂直直均布压压力为= 式中k压力缩缩减系数数，其值值为 BB 隧道开开挖高度度； HH 洞顶岩岩体覆盖盖厚度。表2 各各级围岩岩的及 值围岩级别0.9（0.70.9）（0.50.7）（0.30.5）60700506004050030400求围岩水平平松动压压力 若水平平压力按按梯形分分布，则则作用在在隧道顶顶部和底底部的水水平压力力可直接接写为为侧压力系系数，可可由式 3-1计算 若水平平压力均均布，则则 3.3 荷荷载计算算 卢家家山二号号

15、隧道，进进口里程程DK1136+1555，出口口里程DK1136+3711，隧道道全长2166m。里程DK1136+1555至DK1136+2077为V级围岩岩，总长长52m，最大大埋深：h=110m。B=112m,此时i=00.1,内摩擦角角=2550粘聚力c=110KPPa。=0.4552S-111+i(BB-5)=112.224h,所以以按超浅浅埋计算算。选取DK1136+2077里程处处断面，h=110m，选取取=200kN/m3围岩垂直压压力：q=h=2010=2000kN/m2围岩水平压压力：e=0.5(H-ZZ)2tann2（)Z=2C/tan（）=1.57围岩水平压压力：e=（

16、0.5520（10-1.557）2）tann2（） =（7100.6449）tann2( ) = 1211.522里程DK1136+2077至DK1136+2500为IV级围岩岩，长43m，最大大埋深h=116m。=0.4522S-111+i(BB-5)=112.224令=2.55=300.6h=16按浅埋埋计算选取DK1136+2500里程处处断面，h=116m，选取取=233 kNN/m33 = ，=444O， ， =4.4496 =0.15443围岩竖向压压力： =2992.559 kkN/mm2水平方向压压力： 按梯形形分布 =566.78824 kN/m2 =433.533kN/m2

17、里程DK1136+2500至里程DK1136+3422为III级围岩岩，长92m，最小小埋深16m，最大大埋深25mm=0.4552S-1 1+ii(B-5)=122.244=（222.5）=244.488300.6所以按深埋埋计算：取=223 kkN/mm3围岩竖向压压力：q=223122.244=2281.62 kN/m2围岩水平压压力：e=00.155q=00.1552811.622=422.244 kNN/m22 里程DK1136+3422至DK1136+3711为V级围岩岩，长29m，最大大埋深17mm=0.4552S-1 1+ii(B-5)=122.244mh0.2h 时，由由抗拉

18、强强度控制制承载力力，不必必检算抗抗压。混凝土矩矩形截面面的大偏偏心受压压构件（x0.555h00），其其截面强强度按下下列公式式计算： 此时，中性性轴的位位置按下下式确定定：当轴向力作作用于钢钢筋Ag与Ag的重心心之间时时，式中中的左边边第二项项取正号号，当作作用于Ag与Ag重心之之外时，则则取负号号。 如计算算中考虑虑受压钢钢筋时，则则混凝土土受压区区的高度度应大于于等于2a,如不符符合，应应按下式式计算：式中 NN轴向力力（MN）; e,e钢筋Ag与Ag的重重心到轴轴向力作作用点的的距离(m)。钢筋混凝凝土矩形形截面的的小偏心心受压构构件（x00.555h0），其其截面强强度应按按下式计

19、计算：。表6 混凝凝土和砌砌体结构构的强度度安全系系数材料种类混凝土砌体荷载组合主要荷载主要荷载+ 附加荷荷载主要荷载主要荷载+附加荷载破坏原因混凝土或砌砌体达到到抗压极极限强度度 2.42.0 2.72.3混凝土达到到抗拉极极限强度度3.63.0表7 钢筋筋混凝土土结构的的强度安安全系数数荷载组合主要荷载主要荷载+附加荷载破坏原因钢筋达到计计算强度度或混凝凝土达到到抗压或或抗剪极极限强度度2.01.7混凝土达到到抗拉极极限强度度2.42.0表8 混混凝土极极限强度度（MPa）强度种类符号混凝土强度度等级C15C20C25C30C40C50抗压Ra12.015.519.022.529.536.

20、5弯曲抗压Rw15.019.424.228.136.945.6抗拉Rl1.41.72.02.22.73.13.5.22 前度检检验及配配筋 各各级围岩岩二衬结结构需检检算各节节点的安安全系数数，首先先由 或 反向解出出安全系系数K值，同同时用得得出的K值与规规范要求求K值进行行比较。当Kx K 时，则可以认为是安全的，不用进行配筋验算，可以按最小配筋率配筋，否则需要验算配筋。（1）IVV级围岩岩配筋 根根据规范范要求受受压构件件全部纵纵向配筋筋最小配配筋率可可知，单单侧纵向向钢筋面面积不应应小于0.22%bbh=9000mm22。采用用对称配配筋，取取每侧4根钢筋，则则单侧的的纵向钢钢筋面积积

21、As=As=12256mmm2,保护层层厚度取取40mmm，纵向向钢筋采采用102500，箍筋筋采用82250。表6 级级围岩配配筋检验验表节点号受压区高度度X（m）计算弯矩（N.m）配筋后的安安全系数数10.314425056603.0733220.311123482203.3744650.322213869905.9788经检算，以以上配筋筋量对应应的安全全系数均均能满足足规范要要求，故故可采用用上述配配筋。（2） VV级围岩岩配筋根据规范要要求受压压构件全全部纵向向配筋最最小配筋筋率可知知，全部部纵向钢钢筋面积积不应小小于0.22%bbh=10000mmm2。采用用对称配配筋，取取每侧4

22、根钢筋，则则单侧的的纵向钢钢筋面积积As=As=15520mmm2,保护层层厚度取取50mmm，纵向向钢筋采采用122500，箍筋筋采用102500。表7 VV级围岩岩配筋检检算表节点号受压高度XX（m）计算弯矩(N.m)配今后的安安全系数数10.334416882204.3577540.299921911103.8066670.227723606604.2877经检算，以以上配筋筋量对应应的安全全系数均均能满足足规范要要求，故故可采用用上述配配筋。3.6 隧隧道的结结构形式式以及支支护参数数 本隧隧道结构构形式以以及支护护参数的的选取采采用了工工程类比比的方法法。经过过查阅相相关地质质情况的

23、的设计资资料，选选取支护护参数如如表8表8 卢家家山二号号隧道隧隧道复合合式衬砌砌支护参参数表衬砌类型喷射混凝土土锚杆钢筋网钢架二次衬砌预留变形量量（cm）聚丙烯纤维维掺量(kg/m)部位厚度(cm）设置部位长度(m)间距(m) (环纵)网格间距(cm)设置部位规格间距(m)拱墙(cmm)仰拱/底板板(cm)1.2拱部18边边墙10拱部2.51.51.52525拱部无无3645351.2拱墙22仰仰拱15拱墙3.01.211.225255拱墙拱墙格栅1.04045581.2拱墙、仰拱拱25拱墙3.51.211.020200拱墙仰拱全环格栅0.7545*220220045*2202200812注

24、：表中中带者为钢钢筋混凝凝土；所有仰拱拱喷射混混凝土中中均掺加加合成纤纤维；喷射混凝凝土强度度等级为为C25，素混混凝土等等级为C25，钢筋筋混凝土土强度等等级为C30。 第四章 隧隧道施工工4.1 总总体方案案 合合武线卢卢家山二二号隧道道全程地地质较单单一，为为第四系系残积粉粉质黏土土、黄褐褐色、硬硬塑、厚厚度0.51m，侏罗罗系上统统白大畈畈组凝灰灰岩，紫紫灰色，全全风化弱风化化，地下下水不发发育。 卢卢家山二二号隧道道进口里里程DK1136+1555，出口口里程DK1136+3711，全长2166m。DK1136+1555-DKK1366+1770和里程DK1136+3599-DKK1

25、366+3771段为V级围岩岩超浅埋埋段，拟拟采用明明挖法施施工,修建拱拱式明洞洞；DK1136+1700- DDK1336+2207和DK1136+3422-DKK1366+3559为V级围岩岩段，拟拟采用CRD法施工工，施工工采用超超前注浆浆小导管管进行预预支护；DK1136+2077- DDK1336+2250为IV级围岩岩段，拟拟采用台台阶法进进行爆破破开挖，且且采用超超前注浆浆小导管管进行预预支护；DK1136+2500-DKK1366+3442为III级围岩岩段，拟拟采用台台阶法爆爆破施工工。4.2 隧隧道纵坡坡 采采用双向向人字坡坡，坡度度均为1.443%和-1.0266%。洞口

26、口到洞身身中间有有一个坡坡度，中中间低，两两边高。4.3 隧隧道平面面曲线因地质单一一，全程程选用R=668000的圆曲曲线内。4.4 隧隧道净空空断面 隧隧道净空空断面除除应符合合建筑限限界的规规定以外外，还应应考虑通通风设备备及排水水、照明明、消防防、监控控、管线线电缆等等设施所所需的空空间，并并考虑土土压影响响，施工工方法等等必要的的富裕量量。经综综合考虑虑该隧道道采用曲曲墙式断断面构造造。 4.4.1 净空 经过过断面优优化分析析后确定定隧道净净空断面面为单心心圆。内内空考虑虑了侧墙墙预留装装修层5cm，拱部部考虑了了施工误误差5cm，净高7.00m，并预预留20ccm，拱顶顶部可安安

27、装一组组（两台台）直径径11220mmm的射流流风机，通通讯、消消防、配配电洞室室等在侧侧墙部位位另留空空间。 4.4.2 横断面面构造（1）隧道道横断面面采用锚锚喷支护护复合模模筑混凝凝土衬砌砌，内夹夹防排水水层。（2）路面面采用单单面横坡坡，坡度度2%，路面面单侧设设排水沟沟，路基基中心设设中心排排水沟。（3）横断断面右侧侧沟槽设设弱电缆缆及消防防配水管管，左侧侧沟槽设设强电电电缆。（4）横断断面设计计宽度为为15m，其中中洞门宽宽度为6米，中中间连栱栱为3m。建筑筑限界为为5.335m。4.4.33 净空断断面尺寸寸拟订 RR=5.35mm,相应角角度 仰仰拱：，相相应角度度为 连接接段

28、：，相相应角度度为。4.5 开开挖顺序序与方法法4.5.11 明挖法法 洞口口段施工工应按照照“早进晚晚出”的原则则优化方方案。隧道进口里里程DK1136+1555地面标标高为1277.877m，内轨轨轨顶面面标高1277.088m，里程DK1136+1555DK1136+1700修筑拱拱式明洞洞。地质质条件为为第四系系坡积粉粉质粘土土，采用用明挖法法施工。(1)边仰仰坡施工工注意事事项有：准确定出出洞口的的位置，按按设计放放出边、仰仰坡及洞洞脸开挖挖边线。洞口土石石方开挖挖前，施施工洞顶顶截水沟沟，拦截截地表水水。仰坡开挖挖采用1：0.5坡度放放坡，仰仰坡开挖挖后及时时用锚杆杆加固并并挂双层

29、层钢筋网网喷射混混凝土进进行防护护。人工配合合挖掘机机按照审审计坡度度、尺寸寸进行洞洞门及明明洞土方方开挖。先先用挖掘掘机按照照测量放放线开始始粗刷，预预留部分分有人工工进行修修整。喷混凝土土之前，先先用高压压风对受受喷面进进行冲洗洗，清理理干净受受喷面的的浮土和和松散结结构。边边仰坡施施工具体体工序见见图4-11(2)仰拱拱施工和和明洞衬衬砌设计明洞的的轮廓与与隧道相相一致，但但是结构构截面的的厚度比比洞身隧隧道大。施工仰拱前前，先施施作调平平层，然然后安装装钢筋，施施工仰拱拱混凝土土。施工工计划在在仰拱完完成后，一一次性将将边墙和和衬砌混混凝土浇浇筑到位位，避免免形成施施工缝，利利于防水水

30、。明洞衬砌施施工如下下：衬砌模板板安装。采采用整体体式模板板台车浇浇筑混凝凝土，台台车在工工厂内订订制加工工，施工工时根据据现场情情况再做做局部改改进，以以便于施施工、拆拆模和移移动。台台车要现现场拼装装检验合合格，将将模板准准确定位位。精确确测量安安装轨道道。钢筋安装装。模板板安装完完成后，进进行钢筋筋安装施施工，钢钢筋安装装时注意意不得污污染模板板，对模模板内的的其他杂杂物应清清除干净净。注意意检查钢钢筋保护护层厚度度。外模安装装。该明明洞衬砌砌外模设设计采用用木模板板。背部部横撑采采用钢管管，在定定位后固固定，由由于高度度较高，增增加部分分斜撑，防防止胀模模。浇筑混凝凝土。混混凝土在在搅

31、拌站站集中拌拌和，由由混凝土土运输罐罐车运输输。采用用输送泵泵灌入，由由下至上上分层浇浇筑捣固固。拆模养护护。等混混凝土初初凝之后后使用脱脱模剂让让模板与与混凝土土分开。然然后拆掉掉模板。尽尽量不要要划伤混混凝土。4.5.22 CRRD施工 卢卢家山二二号隧道道V级围岩岩段采用用CRD法进行行开挖。该该方法是是将隧道道分侧分分层进行行开挖，分分部封闭闭成环。每每开挖一一部均及及时施作作锚喷支支护、安安设钢架架、施作作中隔壁壁、安装装底部临临时仰拱拱。一侧侧超前的的上、中中部，待待初期支支护完成成且喷射射混凝土土达到设设计强度度70%以上时时再开挖挖隧道的的另一侧侧的上、中中部，然然后开挖挖一侧

32、的的下部，最最后开挖挖另一侧侧的下部部，左右右交替开开挖。工工艺流程程图见图图4-2。11浇筑仰拱施作二次衬砌10拆除中隔壁和临时仰拱9 右侧仰拱开挖8左侧仰拱开挖7右侧中部开挖与初期支护，设置临时仰拱6右侧上部开挖与初期支护，设置临时仰拱5左侧中部开挖与初期支护，设置临时仰拱4左侧上部开挖与初期支护，设置临时仰拱3隧道顶部超前小导管注浆加固2 测量放线1 超前地质预报11浇筑仰拱施作二次衬砌10拆除中隔壁和临时仰拱9 右侧仰拱开挖8左侧仰拱开挖7右侧中部开挖与初期支护，设置临时仰拱6右侧上部开挖与初期支护，设置临时仰拱5左侧中部开挖与初期支护，设置临时仰拱4左侧上部开挖与初期支护，设置临时仰

33、拱3隧道顶部超前小导管注浆加固2 测量放线1 超前地质预报 图4-22 工艺流流程图 各各部开挖挖时，周周边轮廓廓要尽量量圆顺以以减小应应力集中中；每部部开挖完完成后要要及时设设置临时时仰拱，并并尽量缩缩短成环环时间；中隔壁壁和中间间临时仰仰拱在灌灌注二次次衬砌前前，应逐逐段拆除除，拆除除时应加加强量测测。 CCRD法施工工中开挖挖方式为为人工配配合机械械开挖，2部和4部采用用人工配配合小型型机械，大大型机械械辅助进进行。先先开挖边边墙处，再再开挖中中隔壁一一侧，预预留30ccm，采用用人工开开挖至设设计轮廓廓线。右右侧滞后后左侧控控制在10m以内。每每侧上部部台阶长长度控制制在10m，中部部

34、台阶控控制在10m以内。下下部开挖挖，根据据仰拱施施工离掌掌子面的的距离不不超过30m的原则则跟进。4.5.33 “眼镜法” 眼镜镜法也就就是双侧侧壁导坑坑法，卢卢家山二二号隧道道III级围岩岩段和IV级围岩岩段均采采用眼镜镜法，爆爆破开挖挖。先挖挖两侧，在在在中间间进行多多次开挖挖。防止止由于围围岩的不不稳定发发生垮塌塌。 卢家山山二号隧隧道III级围岩岩段地质质条件为为侏罗系系上统大大畈组凝凝灰岩，节节理裂隙隙稍发育育，地下下水不发发育，先先挖两侧侧就解决决了大多多数的不不利因素素。因为为要实现现支护及及早封闭闭，所以以开挖时时间要尽尽量的短短。4.6 爆爆破设计计4.6.11 级围岩岩段

35、爆破破设计 IIII级围岩岩段采用用钻爆法法开挖，为为了减少少超挖和和控制对对围岩的的扰动，综综合研究究地址情情况、开开挖断面面大小、开开挖进尺尺快慢、爆爆破器材材性能、钻钻眼机具具和出渣渣能力等等因素，在在此基础础上进行行钻爆设设计。爆破开挖全全部选用用2号岩石石铵梯炸炸药，药药卷直径径选用32mmm。该药药卷每米米质量为为0.778kgg/m。4.6.11.1 爆破参参数设计计（1）炮眼眼直径 炮眼直直径的大大小直接接影响钻钻眼速度度、工作作面的炮炮眼数目目、单位位耗药量量、爆落落岩石的的块度和和隧道轮轮廓的平平整性。根根据隧道道岩性、凿凿岩设备备和工具具、炸药药性能等等进行综综合分析析，

36、选用用炮眼直直径42mmm.（2）炮眼眼数目 炮眼数数目主要要与开挖挖断面、炮炮眼直径径、岩石石性质和和炸药性性能有关关。炮眼眼数目确确定的原原则是在在保证爆爆破效果果的前提提下，尽尽可能减减小炮眼眼数目。上台阶炮炮眼数上台阶面积积S=553.119m22单位耗耗药量q取1.22kg/m3 ，装药药系数取取0.55 。炮眼总数 = =1139.6，所以以炮眼数数取140个。掏槽眼设置置8个。周边眼数NN周的确确定，需需先确定定周边眼眼的间距距E。周边边眼间距距E与岩体体的抗拉拉、抗压压强度以以及炮眼眼的直径径有关。一一般情况况下，间间距E=（1015）d，d是炮孔孔直径。软软质岩石石E宜取大大

37、值，此此处取E=00.5mm。所以以取N周1 =35，N底1=226。辅助眼数=1400-355-8-26=71中台阶炮炮眼数 中台阶面面积S=665.004 mm2，单位位耗药量量q取0.99 kgg/m33，装药药系数取取0.55 。炮眼总数 = =1150.09，取150个。周边眼边距距E取0.55m，N周2=99.5226 00.5=19.05，取20个底眼数目 N底2=227辅助眼数=1500-200-277=1003下台阶炮炮眼数下台阶面积积S=330.228 mm2，单位位耗药量量q取1.00 kgg/m33 ，装药药系数取取0.5。炮眼总数=777.644 ，取78个周边眼边距

38、距E取0.55m，N周3=115.5590.5=331.118，取31个辅助眼数=78-31=47（3）炮眼眼深度 炮眼深深度指炮炮眼底部部到工作作面的垂垂直距离离。炮眼眼深度决决定每一一循环进进尺的工工作量，循循环时间间和次数数，对掘掘进速度度的影响响很大。考考虑该段段为III级围岩岩，围岩岩为凝灰灰岩，三三个台阶阶炮眼深深度均取取3m，掏槽槽眼深度度为取3.22m。（4）装药药量计算算 装药量量是影响响爆破效效果的重重要因素素。本设设计采用用的方法法是，先先根据装装药量体体积公式式计算出出一个循循环的总总装药量量Q1，然后后再按各各种不同同类型的的炮眼进进行分配配，按装装药系数数计算单单孔

39、装药药量及总总装药量量Q2，将Q1和Q2进行比比较，选选取更合合适的装装药量进进行装药药。上台阶装装药量计计算按装药体积积公式计计算：Q1=qV=1.22455.36630.993=1151.8kgg按装药系数数计算：III级围岩岩掏槽眼眼装药系系数=00.555，辅助助眼装药药系数=0.445，周边边眼装药药系数=0.4458个掏槽眼眼：单孔孔装药卷卷数=0.553.220.22=8.8，实际际取9卷 单孔装装药量=90.115=11.355kg35个周边边眼：单单孔装药药卷数=0.4530.2=66.755，实际际取7卷 单孔装装药量=70.115=11.055kg26个底眼眼：单孔孔装药

40、卷卷数=0.453.220.22=7.2，实际际取7卷 单孔装装药量=70.115=11.055kg71个辅助助眼：单单孔装药药卷数=0.4530.2=66.755，实际际取7卷 单孔装装药量=70.115=11.055kgQ2=81.335+33511.055+2661.05+711.005=1149.4kggQ1与Q22值基本本一致。中台阶装装药量计计算按装药体积积公式计计算：Q1=qV=0.99655.04430.993=1163.31kkg按装药系数数计算：III级围岩岩辅助眼眼装药系系数=00.455，周边边眼装药药系数=0.44520个周边边眼：单单孔装药药卷数=0.4530.2=

41、66.755，实际际取7卷 单孔装装药量=70.115=11.055kg27个底眼眼：单孔孔装药卷卷数=0.453.220.22=7.2，实际际取7卷 单孔装装药量=70.115=11.055kg103个辅辅助眼：单孔装装药卷数数=0.4530.2=66.755，实际际取7卷 单孔装装药量=70.115=11.055kgQ2=2001.05+271.005+11031.005=1157.5kggQ1与Q22值基本本一致。下台阶装装药量计计算按装药体积积公式计计算：Q1=qV=1.00300.28830.993=884.448kgg按装药系数数计算：III级围岩岩辅助眼眼装药系系数=00.455

42、，周边边眼装药药系数=0.44531个周边边眼：单单孔装药药卷数=0.4530.2=66.755，实际际取7卷 单孔装装药量=70.115=11.055kg47个辅助助眼：单单孔装药药卷数=0.453 00.2=6.775，实际际取7卷 单孔装装药量=70.115=11.055kgQ2=3111.05+471.005=881.99kgQ1与Q22值基本本一致。（5）光面面爆破参参数选择择周边眼间间距E与岩体体的抗拉拉、抗压压强度以以及炮眼眼的直径径有关。一一般情况况下，间间距E=（1015）d，d是炮孔孔直径。此此处取E=00.5mm。周边眼炮炮孔斜率率和深度度。炮孔孔斜率选选取0.004，深

43、度度为3m。光爆层厚厚度及炮炮眼密集集系数。光光爆层厚厚度就是是周边眼眼的最小小抵抗线线W。通常常以周边边眼的密密集系数数K表示，其其大小对对光面爆爆破的效效果有较较大影响响。实践践表明，K=00.8较为适适宜。取取W=EE/K=0.55/0.8=00.6225m。（6）炮眼眼布置 隧道内内布置炮炮眼时，必必须保证证获得良良好的爆爆破效果果，并考考虑钻眼眼的效率率。需要要注意的的是，该该爆破设设计炮眼眼深度为为3m，所以以靠近周周边眼的的内圈辅辅助眼应应与周边边眼有相相同的倾倾角0.004。4.6.22 钻爆设设计 钻钻爆施工工是把钻钻爆设计计付诸实实施的重重要环节节，包括括钻孔、装装药、填填

44、塞和爆爆破后可可能出现现的问题题处理等等。（1）钻眼眼 采采用凿岩岩台车钻钻眼。为为达到良良好的爆爆破效果果，施钻钻前应由由专门人人员根据据设计布布孔图现现场布置置，必须须标出掏掏槽眼和和周边眼眼的位置置，严格格按照炮炮眼的设设计位置置、深度度、角度度和眼径径进行钻钻眼。如如出现偏偏差，又又现场施施工技术术人员决决定取舍舍，必要要时应废废弃重钻钻。钻眼眼时应注注意如下下安全事事项：开开眼时必必须使钎钎头落在在实岩上上，如有有浮钎，应应处理好好后再开开眼。不不允许在在残眼内内继续钻钻眼。开开眼时给给风阀门门不要突突然开大大，待钻钻进一段段时间后后，再开开大阀门门。为避避免断钎钎伤人，推推进凿岩岩

45、机不要要用力过过猛，更更不要横横向用力力，凿岩岩时钻工工应站稳稳，应随随时提防防随时断断钎。一一定要把把胶皮风风管与风风钻接牢牢，并在在使用过过程中随随时注意意检查，以以防脱落落伤人。缺缺水或停停水时，应应立即停停止钻眼眼。工作作面全部部炮眼钻钻完后，要要把凿岩岩机具清清理好，并并撤至规规定的存存放地点点。（2） 装装药装药时应注注意以下下安全事事项：装药前，应应清除炮炮眼内的的泥浆和和岩屑。可可用钢管管输入高高压风的的方法吹吹出孔内内残渣和和泥浆，并并仔细检检查炮眼眼的位置置、深度度、角度度是否满满足设计计要求。 刚刚打打好的炮炮眼热度度过高，不不得立即即装药。如如果遇有有照明不不足，发发现

46、流砂砂、泥流流未经妥妥善处理理，或可可能有大大量溶洞洞涌水时时，严禁禁装药。应严格按按照设计计的装药药量进行行充填。应使用木木质或竹竹制炮棍棍装填炸炸药和填填塞炮孔孔。不应投掷掷起爆药药包和炸炸药，起起爆药包包装入后后应采取取有效措措施，防防止后续续药卷直直接冲击击起爆药药包。装药发生生卡塞时时，不应应拨出或或硬拉起起爆药包包中的导导火线，导导爆管、导导爆索和和电雷管管导线。在装药过过程中，不不应拔出出或硬拉拉起爆药药包中的的导火索索、导爆爆管、导导爆索和和电雷管管脚线。（3）填塞塞 填塞是是保证爆爆破成功功的重要要环节之之一，必必须保证证足够的的填塞长长度和填填塞质量量，禁止止无填塞塞爆破。

47、填填塞可采采用分层层捣实法法进行。（4）起爆爆 爆破网网络必须须保证每每个药卷卷按设计计的起爆爆顺序和和起爆时时间起爆爆，在起起爆前后后要发布布三次信信号，即即预警信信号，起起爆信号号和解除除警戒信信号。（5）爆后后检查和和处理 隧道开开挖爆破破后，经经通风吹吹散炮眼眼，检查查确认隧隧道内空空气合格格，等待待时间超超过15mmin后，方方准作业业人员进进入爆破破作业地地点。爆爆后的检检查内容容主要有有：检查查有无冒冒顶、盲盲炮、危危岩、支支撑是否否破坏，炮炮烟是否否排除等等。爆后后检查人人员发现现盲炮及及其他险险情时，应应及时上上报或处处理。处处理前要要在现场场设危险险标识。4.7 裝裝渣与运

48、运输该隧道为双双洞断面面隧道，出出渣量大大，要采采用机械械装渣与与运输，以以减少工工人劳动动强度，缩缩短作业业时间，但但仍需要要配少数数工人辅辅助。装装渣和运运输方式式均采用用无轨方方式。无无轨运输输不需要要铺设复复杂的轨轨道，具具有运输输速度快快、管理理工作简简单、配配套设备备少的特特点。第五章 施施工工艺艺5.1 超超前地质质预报 为为了避免免不良地地质对施施工的影影响，施施工时，充充分利用用地质超超前预报报技术，探探明前方方的岩溶溶、涌水水等不良良地质，以以便于提提前采取取措施，确确保施工工安全。 本本隧道设设计采用用超前钻钻探取芯芯法和地地质雷达达法相结结合进行行超前地地质预报报。超前

49、前钻探取取芯法主主要用于于测探断断层、突突水、涌涌泥等不不良地质质，此法法比较直直观、准准确。施施工时采采用液压压钻机超超前钻探探提取岩岩芯，通通过岩芯芯和钻进进过程中中的地质质情况分分析，即即可判定定前方不不良地质质情况。钻钻探过程程中如果果出现卡卡钻、顶顶钻，岩岩芯变为为断层角角砾岩、糜糜棱岩或或断层泥泥时，或或出现钻钻孔水流流失、钻钻孔往外外突水、涌涌泥时，即即可判断断为断层层。 地地质雷达达可以用用以实现现短距离离进行超超前预报报，可以以准确探探测开挖挖面前方方30m内的地地质情况况。地质质雷达反反应的是是地下介介质的电电性分布布，将其其转化为为地质体体分布时时必须把把地质、钻钻探、地

50、地质雷达达记录这这三方面面的资料料有机结结合起来来，以此此获得检检测对象象的整体体情况。5.2 监监控测量量5.2.11 测量目目的（1）确保保施工安安全及结结构的长长期稳定定性；（2）验证证支护结结构效果果，确认认支护参参数和施施工方法法的准确确性或为为调整支支护参数数和施工工方法提提供依据据；（3）积累累量测数数据，为为信息化化设计与与施工提提供依据据；（4）通过过监控量量测了解解该工程程条件所所表现、反反应出来来的一些些地下工工程规律律和特点点，为今今后类似似工程的的发展提提供借鉴鉴、依据据和指导导作用。5.2.22 监控测测量项目目 监监控量测测分为必必测项目目和选测测项目。必必测项目

51、目是隧道道工程应应进行的的日常监监控量测测项目，是是为了在在设计施施工中确确保围岩岩稳定、判判断支护护结构工工作状态态、指导导设计施施工的经经常性量量测。 必必测项目目有： 洞内、外外观察； 地表沉沉降量测测； 净空收收敛量测测； 拱顶下下沉量测测。 选选测项目目是对一一些有特特殊意义义和具有有代表性性的区段段进行补补充测试试，以求求更深入入地了解解围岩的的松弛范范围和稳稳定状态态以及喷喷锚支护护的效果果，为未未开挖区区段的设设计和施施工积累累现场资资料。根根据隧道道的地层层地质情情况，周周围环境境以及隧隧道施工工方法，本本隧道选选测项目目是围岩岩压力和和两层衬衬砌间压压力。5.2.33 监控

52、测测量设备备表5-1 监控量量测设备备配置表表序号量测项目量测仪器1洞内外数码相机和和规尺等等2地表沉降水准仪或全全站仪3隧道拱顶下下沉全站仪4隧道净空收收敛全站仪5围岩压力和和衬砌间间压力钢弦式压力力盒5.2.44 监控量量测流程程分析、研究地质勘查资料 监监测数据据分析为为达到预预定的监监测目的的，要进进行科学学合理的的组织安安排，监监测需要要严格执执行。流流程图见见下图5-1。分析、研究地质勘查资料制定监控量测计划制定监控量测计划施工施工 监控量测 监控量测数据处理开挖工作面状态评价数据处理开挖工作面状态评价已施工区段的支护加强安全否已施工区段的支护加强安全否完成施工施工方法变更支护加强

53、 是 否完成施工施工方法变更支护加强图5-1 监控量量测流程程图5.2.55 监控量量测测点点布置、量量测断面面5.2.55.1 地表沉沉降检测测（1）监测测点布置置 地地表监测测点与拱拱顶下沉沉、净空空收敛监监测点设设在同一一断面上上。为掌掌握地表表沉降范范围，在在与隧道道中线垂垂直的横横断面上上布置测测点，在在一个断断面上布布置13个点，靠靠近中线线位置测测点适当当加密。在在有可能能下沉的的范围外外设置不不会下沉沉的固定定测点。监测频率 地地表沉降降量测频频率：在在量测区区间内，当当开挖面面距量测测断面前前后距离离d22B时，每每天12次；当2Bd55B时，每每周量测测1次。5.2.55.

54、2 洞内监监控量测测洞内观察 开开挖后及及初支后后及时采采用肉眼眼观察和和地质罗罗盘仪对对开挖面面揭示的的地址情情况进行行描述，包包括围岩岩岩性、岩岩质、断断层破碎碎带、节节理裂隙隙发育程程度和方方向、有有无松散散坍塌现现象、有有无渗漏漏水等；初期支支护状态态包括喷喷层是否否产生裂裂隙、剥剥离和剪剪切破坏坏、钢支支撑是否否压曲进进行观察察分析。详详细描述述、记录录、并予予以评估估，作为为支护参参数选择择的参考考及量测测等级选选择的依依据。（2）洞内内监控量量测测点点布置 根根据设计计要求，隧隧道开挖挖方式有有CRD法和三三台阶法法。三种种开挖方方式的测测点布置置方式示示意图见见附图。 测测点应

55、在在距开挖挖面2m的范围围内尽快快安设，并并保证12h内读数数一次，最最迟不应应超过24h。净空收敛点点量测断断面间距距根据围围岩级别别、隧道道尺寸、埋埋置深度度及工程程重要性性确定。在在卢家上上二号隧隧道中，III级围岩岩段量测测断面间间距设40m，IV级围岩岩段设20m，V级围岩岩段设10m。 洞洞内监控控量测点点不得焊焊于钢架架上，必必须单独独打孔直直接安装装与岩体体中。同同时，由由于隧道道内作业业机械、设设备人员员较多，为为了防止止碰撞或或损坏监监测点，现现场应对对作业人人员进行行相关保保护的教教育，且且必须及及时对监监测点进进行标识识。标识识牌长21ccm，宽15ccm，红底底黄字。

56、（3）监控控量测频频率隧道拱顶下下沉及周周边收敛敛量测频频率见下下表表5-2 拱顶下下沉及周周边收敛敛量测频频率表位移速度（mm/d）量测频率52次/天151次/天0.5111次/23天0.51次/7天天5.2.66 围岩压压力和两两层衬砌砌间压力力量测 此此项目的的目的是是为了了了解围岩岩压力的的量值，判判断围岩岩和支护护的稳定定性，分分析二次次衬砌的的稳定性性和安全全度。 采用用钢弦式式压力盒盒量测。围围岩量测测的测点点埋设在在拱顶，拱拱脚和仰仰拱的中中间，其其量测断断面和支支护衬砌砌间压力力以及支支护、衬衬砌应力力的测点点布置在在一个断断面上，一一边量测测结果相相互印证证。5.2.77

57、数据分分析与反反馈 为为了真实实、及时时、准确确的反应应施工现现场信息息，在数数据采集集收集后后，应立立即对观观测数据据进行分分析处理理，同时时要注明明开挖方方法和施施工工序序以及开开挖面距距离监控控量测点点的距离离等信息息。数据据分析采采用散点点图和回回归分析析方法。信信息反馈馈应以位位移反馈馈为主，主主要依据据时态曲曲线的形形态对围围岩稳定定性、支支护结构构的工作作状态进进行判定定，并优优化设计计参数，指指导施工工。 监监控量测测信息反反馈及工工程对策策：信息息反馈应应根据量量测数据据分析结结果对工工程安全全性进行行评价，并并提出相相应工程程对策与与建议。施施工过程程中应进进行监控控量测数

58、数据的实实时分析析和阶段段分析。实实时分析析指每天天根据量量测数据据及时进进行分析析，发现现安全隐隐患应分分析原因因并提交交异常报报告。阶阶段分析析要按周周、月进进行阶段段分析，总总结监控控量测数数据的变变化规律律，对施施工进行行评价，提提交阶段段分析报报告，指指导后续续施工。5.3超前前注浆小小导管 超超前支护护是保证证隧道工工程开挖挖面稳定定而采取取的超前前于开挖挖的辅助助措施。卢卢家山二二号隧道道地下水水不发育育，所以以IV级和V级围岩岩段采用用超前小小导管进进行预支支护。5.3.11 超前小小导管设设计参数数 超超前小导导管规格格：采用用直径42mmm的无缝缝钢管制制作，长长度5m，前

59、端端做成尖尖形，每每隔20ccm交错钻钻眼，眼眼孔直径径8mm。 钢钢管沿开开挖轮廓廓线在拱拱部1200o 范围内内布置，环环向间距距30ccm，外插插角15o ，注浆浆材料选选用C25水泥砂砂浆5.3.22 超前小小导管施施工 测测量放样样，在设设计孔位位上标记记，采用用风枪钻钻孔，将将小导管管沿孔打打入。注注浆前先先喷射5cm厚混凝凝土封闭闭掌子面面，先用用高压水水冲洗清清除管内内杂物，然然后再注注浆，注注浆由下下向上进进行。浆浆液用拌拌合机拌拌合。 注注浆过程程中若出出现堵管管现象，则则应及时时清理锚锚杆、注注浆软管管和注浆浆泵。5.4初期期支护 初期支支护施作作后即成成为永久久性承载载

60、结构的的一部分分，它与与围岩共共同构成成了永久久的隧道道结构承承载体系系。卢家家山二号号隧道采采用格栅栅钢架、网网、锚、喷喷混凝土土联合支支护形式式。在隧隧道开挖挖完成后后，先喷喷射4cm厚度的的混凝土土封闭开开挖面，然然后打射射锚杆、架架立钢架架、挂钢钢筋网，对对初喷面面进行清清理后复复喷至设设计厚度度。5.4.11 喷射混混凝土喷射混凝土土采用湿湿喷机和和喷射混混凝土机机械手完完成。机机械手控控制喷头头可以减减少人力力劳动强强度和减减少粉尘尘危害，且且方便灵灵活。人人力直接接控制喷喷头只适适用于解解决少量量和局部部喷敷，且且一定要要注意佩佩戴防尘尘面具。喷喷射混凝凝土施工工工艺流流程见图图