东家山隧道穿（揭）煤层专项施工方案

申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程东家山隧道穿（揭）煤层专项施工方案编制：复核：审核：浙江省大成建设集团有限公司申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程TJ03标项目经理部2020年6月申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程东家山隧道穿（揭）煤层专项施工方案第一章编制说明根据浙江省交通运输厅文件浙交〔2019〕197号文件中，《浙江省公路水运危险性较大分部分项工程安全专项施工方案管理办法》（ZJSP17-2019-0018）中所列的危险性较大分部分项工程和超过一定规模的危险性较大分部分项工程范围、《公路工程施工安全技术规范》（JTGF90-2015）、《公路水运工程施工安全标准化指南》等文件要求，结合本工程的实际情况，遵循原有申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程TJ03标段东家山隧道安全专项施工方案，补充编制了申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程TJ03标段东家山隧道穿（揭）煤专项施工方案，。1.1编制依据1.1.1法律法规1、《中华人民共和国安全生产法》（主席令【2014】第13号）；2、《中华人民共和国消防法》（主席令【2019】第6号）；3、《中华人民共和国环境保护法》（主席令【2014】第9号）；4、《公路水运工程安全生产监督管理办法》交通运输部令【2017】第25号。1.1.2规范标准1、交通运输部《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》（试行）；2、交通运输部《公路水运工程施工安全标准化指南》；3、中国交通建设监理协会《公路水运工程施工安全重大隐患排查要点》；4、《隧道施工安全九条规定》（安监总管二〔2014〕104号）；5、《浙江省安全生产条例》（2016年修订版）；6、《公路隧道施工技术规范》（JTGF60—2009）；7、《公路工程施工安全技术规范》（JTGF90-2015）；8、《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60-2009）；9、《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30—2015）；10、《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）；11、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（JTGF90-2015）；12、《爆破安全规程》（GB6722-2014）；13、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；14、《防治煤与瓦斯突出细则》（2019-048）；15、《煤矿安全规程》（2016）等。1.1.3规范性文件及通知文件1、浙江省交通运输厅《浙江省高速公路施工标准化管理实施细则》；2、《浙江省公路水运危险性较大分部分项工程安全专项施工方案管理办法》（ZJSP17-2019-0018）；3、《浙江省公路山岭隧道机械化装备应用指导手册》；4、《浙江省公路隧道监控量测技术指南》；5、《关于进一步加强公路隧道施工质量管理的通知》浙交〔2013〕219号等。1.1.4与项目相关文件及资料1、《申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程TJ03标段岩土工程勘察报告》；2、《申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程第3合同两阶段施工图设计》；3、《申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程施工安全总体风险评估报告》；4、《申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程TJ03标段施工安全专项风险评估报告》；5、《申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程第3合同段隧道超前地质预报及监控量测实施方案》；6、《申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程TJ03标段施工组织设计》；7、《申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程TJ03标段隧道工程爆破施工专项方案》；8、现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。1.2编制目的依据安全可靠，经济合理的原则，认真贯彻落实“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针，保障本项目隧道开挖、穿（揭）煤层施工、监控量测、支护的顺利施工，并确保设备的安全使用和从业人员在施工过程中的安全与健康，最大限度地控制危险源，保障人身和财产安全。实现“四无一创建”的安全生产目标，即：无人身伤亡事故，无安全生产责任事故，无重大机械毁损事故，无重大火灾事故，创建品质工程，同时，编制本隧道穿（揭）还有以下目的：（1）检测和鉴定煤和瓦斯突出的可能性，防止发生煤层突出和瓦斯突出安全事故；（2）监测隧道瓦斯含量，预防瓦斯伤人和瓦斯爆炸；（3）勘察煤层是否具有采空区，确保施工安全；（4）确保初期支护及二次衬砌有效防止瓦斯外溢，为按时、优质、高效完成该工程,提供专项技术支撑。煤系地层段专项施工方案的意义：（1）通过对施工过程中的瓦斯监控和地质超前探孔等综合超前地质预报方法，掌握开挖掌子面的地质情况,以便优化施工组织设计，指导现场施工，确保隧道施工安全与质量，预防重大安全事故。（2）采用现场实测瓦斯及煤的数据，确定瓦斯的浓度和瓦斯分级，以便采用相适应的施工方法。（3）通过本专项方案的具体实施，确保在安全的条件下快速完成本隧道施工任务。1.3适用范围本专项施工方案适用于申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程TJ03标段东家山隧道工程施工。第二章工程概况2.1设计概况东家山隧道左线起讫桩号为ZK179+938~ZK180+375，长437m；右线起讫桩号为YK179+933~YK180+385，长452m，设计为分离式隧道。其中明洞总长80m（左洞42m、右洞38m），占隧道总长9.0%，Ⅴ级围岩169m（左洞75m、右洞94m），占隧道总长19.0%，Ⅳ级围岩370m（左洞180m、右洞190m），占隧道总长41.6%，Ⅲ级围岩270m（左洞140m、右洞130m），占隧道总长30.4%。进、出口端左、右线均采用削竹式洞门，进口左、右洞设置15m明洞；出口左线设置27m明洞，右线设置23m明洞。本隧道洞口为丘陵斜坡，坡度较缓，隧道埋深较浅。隧道右洞位于缓和曲线和圆曲线上，圆曲线半径为1700m，进洞口最大超高3%；隧道左洞位于缓和曲线和圆曲线上，圆曲线半径为1600m，进洞口最大超高3%；隧道左、右洞纵坡均采用单向坡，先上坡0.75%，再上坡2.45%。隧道工程设计参数见表2.1-1~2.1-4，建筑限界宽11.0m。隧道平、纵面布置图见图2.1-1~2.1-8。表2.1-1东家山隧道左右洞门情况表序号隧道名称隧道型式进口端出口端（终点段）隧道长度（m）洞口桩号洞门型式洞口桩号洞门型式1东家山隧道分离式ZK179+938削竹式ZK180+375削竹式437YK179+933削竹式YK180+385削竹式452表2.1-2东家山隧道左右洞围岩占比情况表左洞右洞桩号长度（m）围岩等级比例桩号长度（m）围岩等级比例ZK179+938～ZK179+953明洞15Ⅴ级——YK179+933～YK179+948明洞15Ⅴ级——ZK179+953～ZK180+01057Ⅴ级14.4%YK179+948～YK180+01567Ⅴ级16.2%ZK180+010～ZK180+155145Ⅳ级36.7%YK180+015～YK180+170155Ⅳ级37.4%ZK180+155～ZK180+295140Ⅲ级35.4%YK180+170～YK180+300130Ⅲ级31.4%ZK180+295～ZK180+33035Ⅳ级8.9%YK180+300～YK180+33535Ⅳ级8.5%ZK180+330～ZK180+34818Ⅴ级4.6%YK180+335～YK180+36227Ⅴ级6.5%ZK180+348～ZK180+375明洞27Ⅴ级——YK180+362～YK180+385明洞23Ⅴ级——暗洞长度395暗洞长度414说明：左洞：Ⅴ级围岩合计比例为19.0%；Ⅳ级围岩合计比例为45.6%，Ⅲ级围岩合计比例为35.4%。右洞：Ⅴ级围岩合计比例为22.7%；Ⅳ级围岩合计比例为45.9%，Ⅲ级围岩合计比例为31.4%。表2.1-3东家山隧道左右洞围岩表围岩级别左洞（m）右洞（m）合计（m）占总长度比隧道总长437452889V级围岩759416919.0%Ⅳ级围6%Ⅲ级围4%明洞4238809.0%东家山隧道主要技术标准表2.1-4主要技术标准表序号项目技术标准1道路等级高速公路2设计速度100Km/h3汽车荷载等级公路Ⅰ级4单洞车道数量25隧道净高5m6隧道净宽11.0m7最小净空高度机动车道5m申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程东家山隧道穿（揭）煤层专项施工方案图2.1-5东家山隧道项目位置图图2.1-6东家山隧道平面图图2.1-7东家山隧道左线纵断面布置图图2.1-8东家山隧道右线纵断面布置图申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程东家山隧道穿（揭）煤层专项施工方案图2.1-9东家山隧道标准横断面总体布置图图2.1-10东家山隧道左洞进洞口端洞门设计图图2.1-11东家山隧道左洞出洞口端洞门设计图图2.1-12东家山隧道右洞进洞口端洞门设计图图2.1-13东家山隧道右洞出洞口端洞门设计图2.2工程概述2.2.1地形地貌项目区域主要为丘陵地貌，间夹冲积平原，在丘陵山前，局部有冲洪积平原分布。丘陵高程67~366m，高差小于200m，山体多呈浑圆状，沟谷切割深度不大。丘陵被北东向沟谷切割，沟谷间为冲积平原，北东向沟谷高程27~145m，地形较为平缓，多由南西倾向北东；在沟谷中有溪流发育，流向北东。次级沟谷有北西向、南北向和北东向，宽度较窄。冲洪积平原范围较小，分布于沟口，多呈扇形分布。根据场地的地形地貌、地质构造、水文地质和工程地质条件、岩土组成特征等，本区可划分为二个工程地质分区，即堆积平原区、丘陵区。堆积平原区可细分为冲洪积平原、坡洪积斜地；丘陵区主要为侵蚀剥蚀低山丘陵。2.2.2气象、水文1、气象工程区地处北亚热带季风气候区。气候总的特点是：季风显著，四季分明；雨热同季，降水充沛；光温同步，日照较少；气候温和，空气湿润；地形起伏高差大，垂直气候较明显。全市年平均气温12.2~17.3℃，最冷月一月，平均气温-0.4~5.5℃，最热月七月，平均气温24.4~30.8℃，无霜期224~246天，年日照时数1613~2430小时，年太阳辐射总量102~111千卡/厘米2，年降水量761~1780毫米，年降水日数116~156天，年平均相对湿度均在80%以上。风向季节变化明显，冬半年盛行西北风，夏半年盛行东南风，三月和九月是季风转换的过渡时期，一般以东北和东风为主。年平均风速1.7~3.2米/秒。此外，晚春及秋冬季节，有大雾天气，影响通视，易引起交通事故，应引起重视。2、水文路线沿西苕溪及其支流展布，沿途河流均属西苕溪水系。西苕溪发源于安吉县与安徽宁国县交界处的狮子山南麓大沿坑，经安城至梅溪镇后，流经长兴县、湖州市与东苕溪汇合后注入太湖。河流呈山溪性特征源短流急，谷地狭小，河床比降大，水位、水量受大气降水的季节性变化影响显著，洪水暴涨暴落，洪水期发生在5、6月和8、9月期间，水位变化幅度4~10m，大暴雨过后易形成山洪。在线路东侧有老石坎水库，西侧有赋石水库。除上述较大的河流外，拟建工程所在平原区河流密布，纵横交错，多数相互连通丘陵山区分布较多的山塘、水库等。山塘、水库以小~中型为主，以灌溉功能为主，大坝多采用浆砌块石泥石坝。据区域及附近工程水文地质资料：地表水对砼微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀，在干湿交替状态下部分地表水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀。2.2.3工程地质条件1、地层岩性项目区地层发育较齐全，主要有震旦系、寒武系、奥陶系、志留纪、第四纪等。（一）第四纪前地层（1）震旦系下统蓝田组（Z1-21）：上段为泥晶灰岩、白云质微晶灰岩；下段为粉砂质泥岩；底部为粉晶白云岩。（2）震旦系上统皮园村组（Z2∈1p）：中厚层状白云质灰岩与薄层状泥岩互层。（3）寒武系下统荷塘组、大陈岭组并层（∈1h-d）：碳质硅质页岩、碳质硅质泥岩，底部夹磷矿层及石煤层；条带状微晶灰岩及瘤状微晶灰岩。（4）寒武系中统杨柳岗组（∈2y）：饼条状灰岩、含灰岩透镜体泥质灰岩、碳质硅质泥岩。（5）寒武系上统华严寺组（∈3h）：上段为泥灰岩夹少量瘤状灰岩；下段为瘤状灰岩或网纹状灰岩与泥灰岩组成韵律层。（6）寒武系上统奥陶系下统西阳山组（∈Ox）：上段为泥灰岩夹少量瘤状灰岩；下段为瘤状灰岩或网纹状灰岩与泥灰岩组成韵律层。（7）奥陶系下统印渚埠组（O1y）：上段为钙质泥岩与瘤状钙质泥岩互层；下段为钙质泥岩。（8）奥陶系下统奥陶系中统宁国组（O1-2n）：泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩。（9）奥陶系中统奥陶系上统胡乐组（02-3h）：泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、硅质炭质页岩。（10）奥陶系上统长坞组（O3c）：上部为砂岩夹粉砂岩；下部为细砂岩、粉砂岩互层夹泥质粉砂岩及泥岩。（11）志留系下统霞乡组（S1x）：上部为砂岩夹粉砂岩下部为灰黄、黄绿色岩屑石英细砂岩夹粉砂岩。（12）志留系下统河沥溪组（S1h）：细砂岩、粉砂岩及泥质粉砂岩。（13）志留系下统-志留系中统康山组（长石石英砂岩粉砂岩、粉砂质泥岩及泥岩。（14）志留系中统唐家坞组（S2t）：灰绿色夹紫红色中细粒岩屑长石石英砂岩夹少量粉砂质泥岩或泥质粉砂岩。（二）第四纪地层区域内第四系广泛连续分布于沟谷及山间凹地。主要有：（1）第四系残坡积层（Qel+dl）分布于坡麓，岩性多为混碎石亚黏土，厚度不均匀，分布不连续。（2）第四系崩坡积层（Qc+dl）零星分布陡坡低山丘陵坡脚，岩性以含粘性土碎石、块石为主，厚度变化大，一般2～5m。（3）第四系滑坡堆积层（Qdel）主要分布于杭垓互通A匝道，位于低山丘陵坡脚，岩性以含粘性土碎石、含碎石粉质黏土为主，一般2～3m。（4）第四系上更新统坡洪积（Q3dl+p1）主要分布于山麓前缘、山前或山间谷口洪积扇、坡积裙等，多为洪积、坡积成因，岩性一般为棕黄色、褐黄色黏性土，下部为砾石层，夹砂质充填，砾石呈次棱角状，含铁锰质结核层，厚3～10m不等。（5）第四系冲洪积（Q4al+p1）分布开阔的山间沟谷平原，以冲洪积成因为主，表部为含砂黏性土，下部为细砂、卵石层等，具二元结构。（三）侵入岩沿线出露中生代侏罗纪晚世、白垩纪早世的花岗岩（γ）花岗斑岩（γπ）、辉绿岩（βμ）等，多以岩株、岩脉的形式产生。2、地质构造项目区所处大地构造为扬子准地台之钱塘台褶带，区内构造总体以褶皱为主，断裂也较发育。褶皱轴向和断层走向均以北东向为主，北西向次之。项目区沿线地质构造较复杂，褶皱主要有杭域一长兴复向斜和学川一白水湾复背斜，区域性大断裂主要为孝丰一三门湾大断裂⑩、学川一湖州大断裂⑩等。图2.2-1项目区地质构造图（1）区域性大断裂孝丰三门湾大断裂⑩由安吉障吴往南经临浦、嵊州盆地，到宁海以北伸入三门湾，走向290～310°，全长约250km。该断裂明显地切错了北东、北北东向的构造线，两侧与不同时代地层接触，在港口和四明山—带更为显著。西北段主断裂东北侧，北西向断裂十分发育。东南段发育在上侏罗统和白垩系中，地表断裂连续延伸较长，破碎帯中的擦痕和劈理显示右行张剪断裂。断裂可能形成于燕山早期，于燕山晚期和喜马拉雅期都有强烈的活动。学川～湖州大断裂④西南端被东西向断裂截切，往北东蜿蜒曲折伸至太湖，总体走向北东，断面倾向南东，倾角60°～80°。（2）褶皱构造杭垓长兴复向斜⑤位于学川—湖州大断裂西北侧，主要由奥陶系、志留系组成，轴向北东35～40°，局部近东西向。西南端始于杭垓，往北东经梅溪之后被第四系掩盖。西北翼的次级褶皱均为短轴状。其中杭—长兴复向斜⑤、学川—白水湾复背斜⑥走向与路线走向近于平行，与路线相伴而行，影响项目区基岩的完整性，基岩层理与坡面顺层易形成顺层崩塌等问题。根据本次调查和区域地质资料，项目区未发育全新统活动断裂，构造稳定性较好。受区域构造影响，场地中次级构造较发有。受其影响，岩体完整性较差，风化较强烈，对路堑边坡稳定性及隧道围岩完整性有一定影响。另外，线路走廊带内节理较发育，走向以北东东向为主，次为北北西向，节理发育程度不均，密度一般3～5条/米，局部密集处可达8～9条/米，以剪切节理为主，大多闭合，部分微张，未充填，结构面平直，铁锰质渲染，属硬质结构面，倾角以陡倾为主。节理裂隙及其不利组合对路堑边坡的稳定性有一定影响。受区域构造影响走廊带内次级构造发育本次详勘对沿线的断层进行了复核，全线共有断层24条，节理密集带1条。断层的发育破坏了岩体的完整性，对隧道围岩、路堑边坡的稳定性及桥梁桩基承载力有影响。3、不良地质及特殊性岩土项目区不良工程地质问题主要为岩溶，特殊性岩土主要为花岗岩残积土、塘泥、填土。K180+100～K180+410路线穿越低山丘陵区，地势较起伏，浅部分布残坡积粉质黏土，天然状态下地基土物理力学性质较好，饱水后强度快速降低；下伏基岩为震旦系上统皮园村组白云质灰岩，浅部溶蚀现象较发育，多为溶蚀沟槽。该段岩溶弱发育，设隧道1座东家山隧道。2.2.4隧道工程地质概况1、进洞口段：YK179+940~YK180+015（ZK179+935~ZK180+010），V级丘陵斜坡，自然坡度约20~25°，隧道埋深0~40m，斜坡上部分布含砾粉质黏土，厚约1~2m，棕黄色。下伏基岩为寒武系下统荷塘組、大陈岭组并层炭质泥岩夹石煤层，强风化炭质泥岩，黑色，岩芯多呈块状中风化炭质泥岩，黑色，泥质结构，薄层状构造，岩芯多呈柱状，节长5~20cm，最长50cm，少量块状，2~8cm，岩质较硬，锤击声脆，不易破碎，采取率80%。石煤层，黑色，呈砂土状、碎块状，碳质含量较高，钻机钻进易塌孔，工程性质较差，Rc=23.5~27.3MPa。发育节理主要有①308°∠75°平直、闭合、延伸长，2~3条/m；②9°∠25°平直、闭合、延伸长，3~4条/m；③层理210°∠77°。地下水主要为基岩裂隙水，汇水面积小，地下水易于排泄，水量较贫乏；节理裂隙较发育，降雨时沿裂隙有淋雨状出水。隧道埋深浅，穿越残坡积和强—中风化基岩，呈散体—镶嵌碎裂结构，[BQ]<250，总体评定为V级围岩。施工时应加强地质超前预报，遇石煤层需及时封闭、加强支护。2、洞身段：YK180+015~YK180+335（ZK180+010~ZK180+330）（1）YK180+015~YK180+130（ZK180+010~ZK180+115），Ⅳ级丘陵斜坡，自然坡度约20~25°，隧道埋深40~105m。斜坡上部分布含砾粉质黏土，厚约1~2m，棕黄色。下伏基岩为寒武系下统荷塘组、大陈岭组并层炭质泥岩，局部夹石煤层，强风化炭质泥岩，灰黑色，岩芯多呈块状中风化炭质泥岩，灰黑色，泥质结构，薄层状构造，岩芯多呈柱状，节长5~20cm，最长50cm，少量块状，2~8cm，岩质较软，锤击易破碎，采取率80%完整性较差石煤层，黑色，呈砂砾状，碎块状，碳质含量较高，钻机钻进易塌孔，工程性质较差Kv=0.42~0.48，Rc=23.5~35.5Mpa。发育节理主要有①308°∠75°平直、闭合，延伸长，2-3条/m；9∠25°平直、闭合、延伸长，3~4条/m；③层理54°∠81°。其中YK180+095~YK180+130段位于断层硅化带，原岩成分炭质泥岩和白云质灰岩为主，硅化严重，存在差异风化，局部风化强烈，节理裂隙较发育，局部夹石煤层，厚度2~3m。地下水为基岩裂隙水，赋存于强~中风化基岩中总体较微弱。施工时可能沿节理有渗水或滴水现象。隧道穿越中风化基岩，岩质较软，完整性较差，地下水总体较丰富，建议Kv按0.44取用，Rc按33MP取用，修正系数，K1=0.2，K2=0.2，[BQ]=259，综合评定围岩级别为Ⅳ级。该段隧道穿越断层硅化带及局部石煤层分布，地下水易富集，施工时应加强地质超前预报，遇石煤层需及时封闭、加强支护。（2）YK180+130~YK180+170（ZK180+110~ZK180+155），Ⅳ级丘陵斜坡，自然坡度约20~25°，最大埋深105m。斜坡上部分布含砾粉质黏土，厚约1~2m，褐黄色.下伏基岩为断层硅化带，硅化带原岩成分炭质泥岩和白云质灰岩为主，硅化严重，岩质坚硬，抗风化能力较强存在差异风化，局部风化强烈，节理裂隙较发育。Kv=0.42~0.62，Rc=44.3~68.6MPa。发育节理主要有①25°∠75°平直、闭合、延伸长，1~2条/m；②118°∠70°平直、闭合、延伸长，1~2条/m，硅化带产状26°∠80°。地下水为基岩裂隙水，赋存于强~中风化基岩中，总体较微弱。施工时可能沿节理有渗水或滴水现象隧道穿越断层硅化带，岩质较硬，完整性一般，地下水总体较弱，建议Kv按0.52取用，Rc按50MPa取用，修正系数，K1=0.，K2=0.4，[BQ]=300，综合评定围岩级别为Ⅳ级。该段隧道洞身岩性接触带，地下水易富集，施工时应加强地质超前预报工作并及时加强支护。（3）YK180+170~YK180+300（ZK180+155~ZK180+295），Ⅲ级丘陵斜波，自然坡度约15~20°，最大埋深80m。斜坡上部分布含砾粉质黏土，厚约1~2m，褐黄色。下伏基岩为震旦系上统皮园村组白云质灰岩，表层有溶蚀现象。中风化白云质灰岩，浅灰色~灰白色，隐晶质结构，厚层状构造，裂隙发育，岩芯以柱状为主，节长5~25cm，最长大于1m，少块状，2~7cm；见石英及方解石岩脉，锤击声脆，不易碎，采取率约为85%，RQD约为65%，岩体完整性较好。Kv=0.48~0.81，Rc=44.3~68.6MPa。发育节理主要有①25°∠75°平直、闭合、延伸长，1~2条/m；②118°∠70°平直、闭合，延伸长，1-2条/m；③层理28°∠65°。地下水为基岩裂隙水，赋存于强—中风化基岩中总体较微弱。施工时可能沿节理有渗水或滴水现象。隧道穿越中风化基岩，岩质较硬，完整性较好，地下水总体较微弱，建议Kv按0.66取用，Rc按60MPa取用，修正系数，K1=0.2，K=0.3，[BQ]=385，综合评定围岩级别为Ⅲ级。（4）YK180+300~YK180+335（ZK180+295~ZK180+330），Ⅳ级丘陵斜坡，自然坡度约15~20°，最大埋深80m，斜坡上部分布含砾粉质黏土厚约1~2m，褐黄色.下伏基岩为震旦系上统皮园村组白云质灰岩，表层有溶蚀现象。中风化白云质灰岩，浅灰色~灰白色，隐晶质结构，厚层状构造，裂隙发育，岩芯以柱状为主，节长5-25cm，最长大于1m，少量块状，2~7cm；见石英及方解石岩脉，锤击声脆，不易碎，采取率约为85%，RQD约为65%，岩体完整性较好，Kv=0.48~0.81，Rc=44.3~68.6MPa。发育节理主要有①25°∠75°平直、闭合、延伸长，1-2条/m；②118°∠70°平直、闭合、延伸长，1~2条/m；③层理28°∠65°。地下水为基岩裂隙水，赋存于强一中风化基岩中总体较微弱。施工时可能沿节理有渗水或滴水现象。YK180+300~YK180+335隧道穿越中风化基岩，岩质较硬，完整性较好，地下水总体较弱，建议Kv按0.56取用，Rc按44.3MPa取用，修正系数，K1=0.3，K2=0.3，[BQ]=305，综合评定围若级别为Ⅳ级3、出洞口段：YK180+335~YK180+380（ZK180+330~ZK180+360），V级丘陵斜坡，自然坡度约20~25°，隧道埋深0~15m斜坡上部分布含砾粉质土，厚约2~3m，褐黄色。下伏基岩为震旦系上统皮园村组白云质灰岩，表层有溶蚀现象。中风化白云质灰岩，浅灰色~灰白色，隐晶质结构厚层状构造，裂发育，岩芯以柱状为主，节长5~25cm，最长大于1m，少量块状2~7cm见石英及方解石岩脉，锤击声脆，不易碎，采取率约为85%，RQD约为65%，Kv=0.48~0.81，Rc=44.3~68.6MPa。发育节理主要有①25°∠75°平直、闭合、延伸长，1-2条/m；②118°∠70°平直、闭合、延伸长，1~2条/m；③层理28°∠65°。地下水主要为基岩裂隙水，汇水面积小，地下水易于泄，水量较贫乏；节理裂隙较发育，降雨时沿裂隙有淋雨状出水。隧道埋深浅，穿越残坡积和强~中风化基岩，呈散体—镶嵌碎裂结构，[BQ]<250，总体评定为V级围岩。表2.2-2东家山隧道左右洞煤层带分布情况表桩号长度（m）是否含煤比例备注ZK179+938～ZK179+9402无岩石0.5%左洞进洞口段ZK179+940～ZK180+01070石煤层16%左洞进洞口段ZK180+010～ZK180+115105石煤层24左洞洞身段ZK180+115～ZK180+15540无9%左洞洞身段ZK180+155～ZK180+295140无32%左洞洞身段ZK180+295～ZK180+33035无8%左洞洞身段ZK180+330～ZK180+36030无6.5%左洞出洞口段ZK180+360～ZK180+37515无岩石4%左洞出洞口段左洞合计437m100%K179+933～ZK179+9407无岩石1.5%右洞进洞口段K179+940～K180+01575石煤层16.5%右洞进洞口段K180+015～K180+130115石煤层25.5%右洞洞身段K180+130～K180+17040无9%右洞洞身段K180+170～K180+300130无28.5%右洞洞身段K180+300～K180+33535无8%右洞洞身段K180+335～K180+38045无10%右洞洞口段K180+380～K180+3855无岩石1%右洞洞口段右洞合计452100%煤层分布带长度统计：左洞煤层分布带长度175m，占左洞（437）的40%。右洞煤层分布带长度190m，占右洞长度（452）的42%；合计煤层分布带长度365m，占左右洞合计长度（889）的41%。煤层实际长度，通过断面图目测，左线一处交叉，交叉桩号ZK180+100，石煤长度约2-5m，右线两处交叉，交叉桩号YK179+970，石煤长度约5-10m，交叉桩号YK180+110，石煤长度约2-5m，左线石煤长度合计2-5m，右线石煤长度合计7-15m，左右线石煤长度合计9-20m。图2.2-3东家山隧道左右洞煤层分布带示意图图2.2-4东家山隧道进口工程地质断面图（隧道正立面）图2.2-5东家山隧道（右线）地质纵断面图图2.2-6东家山隧道（左线）地质纵断面图图2.2-7东家山隧道进口（右线）地质纵断面图表2.2-8石煤的物理力学指标及承载力图表2.2-9石煤地质层组特征表表2.2-11东家山隧道围岩指标及分级确定表东家山隧道石煤段地质总结：煤层分布带长度统计：左洞煤层分布带长度175m，占左洞（437）的40%。右洞煤层分布带长度190m，占右洞长度（452）的42%；合计煤层分布带长度365m，占左右洞合计长度（889）的41%。煤层实际长度，通过断面图目测，左线一处交叉，交叉桩号ZK180+100，石煤长度约2-5m，右线两处交叉，交叉桩号YK179+970，石煤长度约5-10m，交叉桩号YK180+110，石煤长度约2-5m，左线石煤长度合计2-5m，右线石煤长度合计7-15m，左右线石煤长度合计9-20m。石煤层，黑色，呈砂土状（或砂砾状）、碎块状，碳质含量较高，钻机钻进易塌孔，工程性质较差。石煤层与路线走向正交，从图上看没有大面积接触，石煤给定的湿密度为2.62g/cm3，正常煤的密度为0.7-1.0g/cm3，极大的超过正常煤的密度，可以推断出更接近于岩石。2.3参建单位情况本工程相关参建单位详见下表：表2.3-1相关参建单位一览表参建单位单位名称业主单位浙江吉宁高速公路有限公司设计单位浙江省交通规划设计研究院施工单位浙江省大成建设集团有限公司监理单位湖州市公路水运工程监理咨询股份有限公司2.4施工平面布置2.4.1施工总体部署根据项目工程内容、工程量、工期及现场实际情况，在东家山隧道安排一个作业队伍（隧道施工二队），负责东家山隧道的施工，隧道施工二队再分两个劳务作业队，一作业队施工进口，二队施工出口。2.4.2临时设施结合现场实际情况，本着少占用地、布置简洁合理、满足施工需要的原则进行施工现场布置。东家山隧道营区设置在杭垓镇桐杭村，营区位置较为开阔，可从306省道沿既有便道直接进入至营区，营区平面布置详见图2.4-3。1、场地平整及硬化场地平整采取测量放样，机械整平，人工修整，局部复绿的办法，地面硬化采用C20混凝土浇筑厚度25cm，空压机房、变压器房及重型施工机械通过区硬化厚度35cm，并设置2%的纵、横向排水坡。便道按4.5m～6m宽进行拓宽，100m范围设会车道（会车道长20m，路面宽7米），便道基础采用宕渣填筑，路面结构层为洞渣碎石。2、生活区生活及办公区占地面积为2000m2，采用单层彩钢板房并列两排，板房基础尺寸为1.5m×0.7m，每间房屋尺寸为6m×4m，可容纳150人的生活用房，如后续增加工人，可扩建房屋或就近租用当地民房，场地内设置会议室、职工之家、活动室、锅炉房、浴室、食堂等。在工地建造临时房屋时，在房屋四周设置排水沟，以便将场地内雨水排入区域水系；在生活区和施工区域内设垃圾集中堆放区及配备相关消防设施，定期将垃圾进行消毒和及时清理至指定地点，生活、生产污水进行处理符合排放标准后方可排放，避免对周边环境造成污染。3、生产及生活用水现场地表下10m即有丰富水源，可采用打井泵抽的方式蓄水，满足生产及生活用水要求，为保证生产、生活用水连续，设置1个6.0m×8.0m×3.0m（长×宽×深）的施工生产用水水箱和一个5.0m×1.5m×1.5m（长×宽×深）的生活用水水箱采用8mm厚无缝钢板焊接而成，确保无漏水。4、生产及生活用电生产及生活用电由附近高压供电干线接架空线至施工现场，东家山隧道出口右侧上方设1600KVA变压器1台，同时各配备315KW发电机1台（当停电时，发电机组自动启动，并网发电），保证供电干线停电时施工正常进行。5、场地建设①本隧道混凝土取自施家山隧道出口左侧的拌合站。②弃渣场设置：在东家山隧道进洞口附近400m处，桩号YK178+250~YK178+750附近处设置一处弃渣场，弃渣场占地面积约37393.7m2。③碎石加工场：本项目在施家山隧道出洞口左侧设碎石加工场一处，碎石用于隧道混凝土施工。东家山隧道碎石取自施家山隧道左侧碎石加工厂。图2.4-1东家山隧道项目布置图6、施工排水东家山隧道由进洞口向出洞口单向掘进，为顺坡排水。顺坡施工时在隧道一侧设排水沟，使水自流至洞外沉淀池处理后排放。7、临时火工品库为保证爆破用品的安全，通过与公安部门的充分协商，并综合考虑了火工品用量、经济运距、地形地貌等因素，在施家山隧道出口设置临时火工品库一处（K181+320），按要求进行修建。火工品由安吉县公安局全过程监控，由公安局指定的民用爆炸物品公司进行配送。2.4.3隧道洞口及周边情况东家山隧道进口右侧，距离80-150m存在民房，不在用地界限内，不拆除，房子旁边有常压电力线路，目前电力线路已埋入地下，无其它管线等其他设施；东家山隧道出口处无建筑和管线。针对隧道开挖施工，放炮对周边建筑影响范围与大小，主要在东家山隧道进口右侧有居民房屋，存在一定的安全影响。施工期间共进行不少于20个爆破振动检测断面和在房屋上设置沉降观测点进行观测，对隧道爆破施工进行动态控制，同时采取控制爆破，控制炸药用量，覆盖炮被，大型挖掘机带破碎锤开挖洞口等措施，减少爆破施工对房屋及常压电力线路的影响。进入洞口以后，随着距离拉大，对房屋和电力线影响逐渐减轻、减弱。图2.4-2东家山隧道进洞口现场照片图2.4-3东家山隧道出洞口现场照片图2.4-4东家山隧道进洞口建筑电力线示意图2.4.4施工平面布置图东家山隧道施工平面布置图详见下图。申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程东家山隧道穿（揭）煤层专项施工方案图2.4-4申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程第TJ03标段总体施工平面布置图图2.4-5东家山隧道出洞口弃渣场平面布置图图2.4-6东家山隧道施工平面布置图申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程东家山隧道穿（揭）煤层专项施工方案2.5施工准备情况2.5.1施工前调查场地调查：主要调查施工场地的状况，以便合理布置临时房屋、机械设备和材料存放地等。线路调查：主要调查线路走向及高压电线、通讯光缆、河流分布情况。沿线房屋及鱼塘调查：对进入施工影响范围内的建筑物均进行详细的调查，并清楚地列出房屋当前状况，包括建筑材料、建筑物的结构形式、基础状态、垂直度及损坏情况。对建筑物的内外结构（包括建筑物的表面情况和维修情况）进行检测并记录，以便制定出针对性的技术措施，保证施工安全。项目部和涉爆现场结构物归属单位签订安全协议，和涉爆点村委会签订安全协议，提前对相关的事项进行约定，为后期的爆破施工打好基础。2.5.2施工技术准备1、选配技术人员根据工程特点及各施工队担负的工程任务情况，我单位配备有施工经验的隧道高级工程师1名、工程师2名、技术员4名。开工后，作好技术人员的分工，实行定人定岗，各负其责，以提高技术人员的工作积极性和主观能动性。2、施工设计文件的复核及技术资料的准备开工前，立即进行现场调查，对设计文件认真核对和审查，发现问题及时向业主、设计单位、监理工程师书面汇报。备齐定型图、参考图、规范、检验评定标准等各种与施工有关的技术资料。3、工地试验室试验人员已到场、已做好原材料、混凝土配合比的外委试验工作，已到当地质监部门备案。4、技术培训施工前对技术人员和特殊工种工人进行岗前培训，内容包括：公路隧道施工常识、操作规程、质量意识和安全意识教育等。培训结束后进行考核，成绩合格者方可持证上岗。5、施工标牌的设置在工地现场设置施工告示牌，标明工程名称、工程数量、起止里程、质量目标、安全保证体系、施工负责人、技术负责人和开竣工日期等。2.5.3物资材料供应准备为了保证隧道工程的材料供应，对全部采购的原材料、构件、成品、半成品等材料制定切实可行的材料供应计划及工程物资管理办法，建立健全进场前验收和取样送检制度，杜绝一切不合格材料进入施工现场。钢材：钢材由公司物资部门通过招投标方式进行采购。水泥：经过招标，采购南方水泥品牌供应。碎石：前期经过考察并招标采用湖州新开元碎石，后期在隧道进口设碎石加工场供应碎石。中粗砂：经过招标，选用安吉天子湖石冲砂。外加剂：经过招标，选用浙江五龙新材股份有限公司的外加剂。2.5.4控制测量和施工测量本合同段内共有设计院提供的二等控制点共21个，经我项目部工程技术人员研究讨论针对现场地形及导线点的分布情况，研究讨论决定主线控制点采用GPS相对静态定位模式进行复测、增设控制点。所有测量仪器和设备均经过标定和校核。开工前，首先复测设计中线，并布设导线网联系进出洞口方向，达到设计精度，进出口高程进行复测闭合，采用统一高程。1、地表平面控制为保证洞口投点的相对精度，平面控制网根据设计提供的控制点和实地地形情况布设精密控制网，并保证洞口附近有2个或2个以上的精密控制网点。地表控制网经过多级复测，复测无误后方可进行引线进洞的测量工作。2、洞口联测为保证地面控制测量精度很好地传递到洞内，采用如下洞口控制测量方案：（1）在洞口仰坡完成及洞口施工至设计标高后，在洞口埋设二个稳固的导线控制点。（2）洞口附近在基础稳定处埋设2～4个水准点，与地表水准控制网组网观测及平差计算，以便于隧道进洞水准测量。3、洞外控制测量实施采用导线网形式，在隧道进出口位置分别布设加密控制点，每个洞口布设一定数量的控制点且相互通视，以便进行路线进洞施工测量。隧道控制测量关键点为在与设计院交桩之后，要重新复测隧道控制点，每一个隧道洞口要设有自己独立的控制网，即隧道的控制点在参与全线平差后，利用GPS建立独立的网再进行一次复测平差，以便提高隧道贯通准确度。4、洞内控制测量洞内控制测量的目的是以必要的精度，按照洞外控制测量的坐标系统，建立洞内的平面控制系统，测设隧道中心线，放样隧道衬砌位置及其它附属设施，定出隧道开挖的方向，保证相向开挖的隧道在规定的精度范围内贯通。洞内平面控制网采用以洞口投点为起始点沿隧道两侧布设成交叉双导线形式。选点时要求：导线边长近似相等，直线段不短于200m，曲线段不短于70m；导线边距离洞内设施不小于0.2m。当双线隧道同时掘进时，分别布设导线，并通过横通道连成闭合环。洞内外导线连接方式和洞内交叉双导线的布网形式如图所示。图2.5-1洞内外导线布设示意图2.5.5施工安全专项风险评估根据《申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程施工安全总体风险评估报告》，东家山隧道总体风险等级为Ⅱ级中度风险；根据《申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程TJ03标段施工安全专项风险评估报告》对东家山隧道各区段在施工时发生瓦斯突出、水突出、坍塌、洞口失稳的事故可能性等级、事故严重程度等级、专项风险等级评估结论详见下表。表2.5-2东家山隧道各重大危险源专项风险等级汇总表风险事故序号桩号事故可能性等级事故后果严重程度等级风险等级瓦斯1K179+940～K180+015（ZK179+953～ZK180+010）Ⅱ重大Ⅲ2K180+015～K180+130（ZK180+010～ZK180+115）Ⅱ重大Ⅲ水突出3K179+948～K180+015（ZK179+953～ZK180+010）=1\*ROMANI2Ⅱ4K180+015～K180+130（ZK180+010～ZK180+115）=1\*ROMANI2Ⅱ5K180+130～K180+170（ZK180+115～ZK180+155）=1\*ROMANI2Ⅱ6K180+170～K180+300（ZK180+155～ZK180+295）=1\*ROMANI2Ⅱ7K180+300～K180+335（ZK180+295～ZK180+330）=1\*ROMANI2Ⅱ8K180+335～K180+362（ZK180+330～ZK180+348）=1\*ROMANI2Ⅱ坍塌1K179+948～K180+015（ZK179+953～ZK180+010）Ⅲ2Ⅲ2K180+015～K180+130（ZK180+010～ZK180+115）Ⅲ2Ⅲ3K180+130～K180+170（ZK180+115～ZK180+155）Ⅲ2Ⅲ4K180+170～K180+300（ZK180+155～ZK180+295）Ⅱ2Ⅱ5K180+300～K180+335（ZK180+295～ZK180+330）Ⅱ2Ⅱ6K180+335～K180+362（ZK180+330～ZK180+348）Ⅲ2Ⅲ洞口失稳1ZK179+938～ZK179+953（YK179+933～YK179+948）偶然重大Ⅲ2ZK180+348～ZK180+375（YK180+362～YK180+385）偶然重大Ⅲ2.6重难点分析1、本隧道洞身穿越石煤层和断层硅化带，此段施工安全风险较大东家山隧道洞身YK179+948～YK179+980段存在石煤层；YK180+095～YK180+130（ZK180+095～ZK180+130）段位于断层硅化带，原岩成分炭质泥岩和白云质灰岩为主，硅化严重，存在异风化，局都风化强烈，节理裂除较发育，局部夹石煤层，厚度2~3m。此段施工是本隧道施工的一个重难点。存在瓦斯突出的风险2、本项目K180+100～K180+410处发育岩溶，影响本隧道安全穿越K180+100～K180+410路线穿越低山丘陵区，地势较起伏，浅部分布残坡积粉质黏土，天然状态下地基土物理力学性质较好，饱水后强度快速降低；下伏基岩为震旦系上统皮园村组白云质灰岩，浅部溶蚀现象较发育，多为溶蚀沟槽。隧道地质情况复杂，对本隧道施工影响较大，是一个难点。3、进出洞口坡度较缓，浅埋区段施工安全风险较大本项目进洞口为丘陵斜坡，自然坡度约20~25°，隧道埋深0~40m，斜坡上部分布含砾粉质黏土，厚约1~2m，棕黄色。出洞口为丘陵斜坡，自然坡度约20~25°，隧道埋深0~15m斜坡上部分布含砾粉质土，厚约2~3m，褐黄色。出洞口为丘陵斜坡，自然坡度约20~25°，隧道埋深0~15m斜坡上部分布含砾粉质土，厚约2~3m，褐黄色。进出洞口均属浅埋区段，施工安全风险较大。浅埋区段覆盖层薄，岩石整体性普遍较差，围岩应力变化大，造成初期支护长期承受较大的围岩压力。在初期支护未封闭时易出现失稳，造成塌方。在围岩压力较大的情况下进行初期支护落底施工时，易出现初期支护失稳塌方、冒顶、侧壁失稳等风险。4、隧道进洞口右侧存在民房和地方道路，施工需进行交通管制东家山隧道进洞口右侧约70m处存在多处民房和地方道路，洞口施工布置以及隧道施工对道路通行能力造成一定影响，尤其爆破施工，需与周边民房分别签订协议并进行爆破影响监控、量测、评估。爆破时要进行道路临时封闭管制，难度很大。5、东家山隧道出洞口与施家山隧道进洞口距离较近，平面距离约80m，影响施工场地布置，洞口施工和进洞存在施工干扰。6、隧道渣石运输量较大，增加洞内交通安全风险隧道内照明相对不足，粉尘、烟雾、噪音以及相对狭窄空间内的会车都会增加洞内驾驶的安全风险。一方面，要求运输车辆性能满足要求；另一方面，需要加强对洞内车辆管理，实现人车分离，以提高交通运输的安全性。另外，弃碴点的渣土边坡稳定性及周边环境因素也应予以高度重视。

第三章施工工艺3.1总体施工方案1、原东家山隧道安全施工专项方案东家山隧道采用新奥法开挖，分台阶加预留核心土堆法方式掘进。从进洞口向出洞口单向掘进，先施工左洞，待左洞进洞30m后再施工右洞。采用钻孔台架配合凿岩机钻孔、人工装药、挖掘机配合侧卸式装载机装碴、自卸汽车出渣。隧道主洞二次衬砌采用10m自行式液压钢模衬砌台车立模，混凝土拌合站集中拌制混凝土，砼运输车运送、混凝土输送泵泵送入模，全断面衬砌。隧道由专业化施工队伍负责施工，根据洞内不同工序，隧道施工队分为：开挖班、支护班、操作班、衬砌班等工班，分别负责各工序的施工。2、东家山隧道穿（揭）煤层专项施工方案根据地质报告显示，隧道处于煤层分布带长度分别为180-190m，在隧道地质纵断面图上目测，煤层与隧道交叉的实际长度在9-20m左右，，石煤湿密度2.62g/cm3，远远高于正常褐煤的密度0.7-1.0g/cm3，可以判断为低卡数的石煤，释放瓦斯的可能性很小或者有轻微的瓦斯溢出。为慎重起见，我单位按有瓦斯隧道的方案考虑施工。石煤段隧道开挖采用CD法，探瓦斯的方案是在距掌子面15-20m处钻孔探煤，距掌子面10m处钻孔取煤芯，在距掌子面5m处钻孔探瓦斯情况，如果有瓦斯则采用钻孔排放措施，没有则按煤层隧道方式掘进。东家山隧道安排两伙专业化施工队，一队施工进洞口，二队施工出洞口，每个专业化施工队再分成两个班组，分别从进洞口和出洞口对向掘进，进口先施工左洞，待左洞进洞30m后再施工右洞；出口先施工右洞，待右洞进洞30m后再施工左洞。采用钻孔台架配合凿岩机钻孔、人工装药、挖掘机配合侧卸式装载机装碴、自卸汽车出渣。隧道主洞二次衬砌采用10m自行式液压钢模衬砌台车立模，混凝土拌合站集中拌制混凝土，砼运输车运送、混凝土输送泵泵送入模，全断面衬砌。隧道由两伙专业化施工队伍负责施工，根据洞内不同工序，隧道施工队分为：开挖班、支护班、操作班、衬砌班等工班，分别负责各工序的施工。3.1.1施工方案1、洞口施工前，将地表的坑洞、陷穴、裂缝回填密实，防止地表水下渗，造成围岩失稳。洞口边仰坡上方约10m外设洞顶截水沟，以拦截地表水，避免地表水冲刷边仰坡危及洞门安全。2、洞口边仰坡由上至下采用挖掘机刷坡，人工配合。开挖后及时支护，以防边坡失稳垮塌。3、隧道进洞应加强支护措施，采用大管棚进行超前支护。4、按照新奥法原理进行施工，坚持“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早成环”的施工原则。5、东家山隧道Ⅴ级围岩（SA5-JQ、SA5a型衬砌段）采用超前管棚或小导管对围岩进行预支护，采用留核心土环形开挖法；Ⅳ级围岩（SA4、SA4-1型衬砌段）采用超前锚杆对围岩进行预支护，主洞Ⅳ级围岩均采用上下台阶法开挖；Ⅲ级围岩（SA3-JQ型衬砌段）采用超前锚杆对围岩进行预支护，主洞Ⅲ级围岩采用全断面法开挖。同时根据开挖揭示的地质条件，在保证安全的前提下，可适当调整施工工法，以加快施工进度，缓解工期压力。V、Ⅳ、Ⅲ级围岩尽量采用弱爆破法施工，以微震动光面爆破和预裂爆破开挖为主。表3.1-1东家山隧道施工一览表左洞桩号长度（m）围岩等级衬砌类型支护类型开挖方式弃渣位置ZK179+938～ZK179+953明洞15Ⅴ级SAM——东家山隧道进洞口ZK179+953～ZK180+01057Ⅴ级SA5-JQ、SA5a、SA5大管棚、小导管预留核心土ZK180+010～ZK180+155145Ⅳ级SA4-JQ、SA4超前锚杆台阶法ZK180+155～ZK180+295140Ⅲ级SA3—全断面ZK180+295～ZK180+33035Ⅳ级SA4、SA4-JQ超前锚杆台阶法ZK180+330～ZK180+34818Ⅴ级SA5a大管棚预留核心土ZK180+348～ZK180+375明洞27Ⅴ级SAM——右洞YK179+933～YK179+948明洞15Ⅴ级SAM——东家山隧道进洞口YK179+948～YK180+01567Ⅴ级SA5-JQ、SA5a、SA5大管棚、小导管预留核心土YK180+015～YK180+170155Ⅳ级SA4-JQ、SA4超前锚杆台阶法YK180+170～YK180+300130Ⅲ级SA3—全断面YK180+300～YK180+33535Ⅳ级SA4、SA4-JQ超前锚杆台阶法YK180+335～YK180+36227Ⅴ级SA5a大管棚预留核心土YK180+362～YK180+385明洞23Ⅴ级SAM——6、隧道洞碴随挖随运，采用挖掘机配合装载机装碴，自卸汽车运输。7、喷射混凝土采用湿喷工艺。钢支撑、钢筋网等构件由洞外加工成半成品，经洞外检验合格后运输到现场进行安装。8、仰拱的及时施做能够有效控制拱顶的进一步下沉和围岩变形，仰拱与掌子面的距离控制根据围岩等级确定。仰拱采用自制模板进行施工。9、隧道拱、墙二衬采用衬砌台车，台车长10m，模板台车外轮廓尺寸比隧道净空断面半径加大5cm，以防止由于台车变形及施工误差造成隧道净空不够。混凝土采用自动计量拌和站拌和、砼运输罐车运输，泵送入模，插入式振捣器配合附着式振捣器振捣。3.1.2施工工艺流程隧道施工工艺流程如图所示。施工准备施工准备临时排水系统地表加固超前支护洞口开挖、防护洞门、明洞施工洞身开挖洞身支护仰拱填充二次衬砌沟、槽（检修道）路面洞内装饰清扫、退场防水板铺设测量放线图3.1-2隧道总体施工工艺流程图3.1.3供电系统东家山隧道进洞口附近配1600KVA变压器1台，同时配备315KW备用发电机2台。洞内供电：照明线、动力线按安全距离分层布置在洞壁一侧，照明电压在成洞地段和不作业地段采用220V，作业地段为36V，照明灯具采用冷光源，漏水处采用防水灯具。3.1.4供风、供水隧道用风主要为钻孔、喷砼用风。按全断面114平米，每6平米1台风枪，每台风枪需3.2m3风计算，共60.8m3，因喷锚与钻孔不同步，空压机房安装4台24m3空压机，能满足供风要求。洞内外供风管线：靠近空压机站的供风管接头用法兰盘加石棉垫连接，洞内供风管线设在电缆线相对一侧。2、供水现场地表下10m即有丰富水源，可采用打井泵抽的方式蓄水，满足生产及生活用水要求，为保证生产、生活用水连续，设置1个6.0m×8.0m×3.0m（长×宽×深）的施工生产用水水箱和一个5.0m×1.5m×1.5m（长×宽×深）的生活用水水箱采用8mm厚无缝钢板焊接而成，确保无漏水。3.1.5隧道通风在进出洞口左右洞各安装一台90KW高效、低噪、节能SDDF-I/BP型（单速/变频）轴流式通风机(共4台)，进行压入式通风。风机设在洞口外约20米的位置，通过1500毫米拉链式软风管将新鲜空气压至工作面附近，洞内污浊空气沿隧道排出。3.1.6洞内管线布置为便于维修和更换，通风软管、高压水管、高压风管布置在一侧，施工动力电、照明线路及灯具布置在隧道另一侧。进洞线路采用三相五线制。洞内设置固定式照明设备。1、通风管的布设，通风软管用铆钉固定铁丝挂于隧道起拱线以上位置。风管采用接头为拉链式的φ1500的塑布软管。2、给水管路的布设：给水管路与高压供风管同一角钢支架上，管道距开挖面40m处，用直径50mm软管接分水器。3、洞内供电线路的布设：成洞地段固定的电线路，应采用绝缘良好的胶皮线架设。施工地段采用橡套电缆，竖井、斜井宜使用铠装电缆。4、排水管路的布设，采用多级泵排水至洞外。图3.1-3洞内施工管线布置示意图3.2施工方法、工艺及措施3.2.1洞口施工洞口工程的施工工序为：边坡及仰坡放样→开挖排水系统基坑→砌筑截水沟、排水沟→边坡仰坡清表→开挖边坡、仰坡（预留核心土）→检查坡度及稳定情况→初喷砼→搭设钻孔工作架→钻孔→清孔→注浆→安装砂浆锚杆→挂设A6钢筋网→复喷砼至设计厚度（双层网片进行两次挂网复喷）→锚喷支护成品验收→开挖护拱基础→基底标高及地基承载力检验合格→浇筑护拱基础砼→制作安装护拱钢拱架及孔口管→测量放线定位→支立模板→验收合格→浇筑护拱砼→管棚钻孔→管棚安装及注浆→准备进洞。1、洞顶截水沟洞口工程边沟开挖和截水沟开挖施工方法如下：（1）洞口边、仰坡处的截水沟于明洞土石方开挖前施工；下游出水口应引入排水系统并妥善处理。开挖出的截水沟及时采用浇筑C20砼，防止地表水流沿沟下渗；（2）洞口及洞顶范围地面上的坑洼积水采取先挖水沟排水，后夯填，再封顶的措施处理；（3）洞口边仰坡以外上方不得堆置弃土，以免弃土流失堵塞排水沟槽、威胁洞口安全；（4）截水沟与永久排水系统相结合，并能及时排入。申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程东家山隧道穿（揭）煤层专项施工方案图3.2-1隧道施工示意图申嘉湖高速公路安吉孝源至唐舍段工程东家山隧道穿（揭）煤层专项施工方案2、边仰坡防护1）坡率1：1，15cm厚C20喷砼+双层A6钢筋网+φ22螺纹钢筋砂浆锚杆（长3.5m，间距1.2×1.2m）；2）坡率1：0.75，20cm厚C20喷砼+双层A6钢筋网+φ22螺纹钢砂浆锚杆（长4.5m，间距1.2×1.2m）；3）坡率1：0.5，15cm厚C20喷砼+双层A6钢筋网+φ22螺纹钢砂浆锚杆（长3.5m，间距1.5×1.5m）；4）地表，10cm厚C20喷砼+双层A6钢筋网+φ22螺纹钢砂浆锚杆（长2.5m，间距2.0×2.0m）。5）应选择旱季少雨季节施工，施工前应确定刷坡坡顶位置，并在刷坡线外5m修筑截水沟，护拱施工前预留明洞范围内的核心土。边仰坡防护施工顺序：清理危石→测量放样→截水沟施工→边坡、仰坡开挖→初喷混凝土→φ22砂浆锚杆施工→锚杆注浆→施工挂设钢筋网→复喷混凝土。（1）边、仰坡开挖边、仰坡开挖按设计图纸放出中线和开挖边线，人工清除开挖面上方的危岩，自上而下采用人工配合挖掘机进行刷坡，分层刷坡，刷一层喷一层，支护紧跟开挖。严禁上下垂直作业及掏底开挖。机械开挖时要预留20～30cm坡面厚度，人工修坡清除虚土。开挖中应随时检查边仰坡，如有滑动、开裂等现象，应随时处理并适当放缓坡度，保证边仰坡稳定和施工安全。用挖掘机与装载机配合装碴，自卸汽车运碴至弃碴场。为了确保边坡的平顺和稳定，尽量减少超、欠挖和对边坡的过大扰动，如需爆破开挖则采用控制爆破，严格控制爆破参数，不得采用深眼大爆破开挖边仰坡。边仰坡挖至隧道洞顶标高以下2米时，做一平台为大管棚施工使用，并对坡面作锚喷支护。坡面的防护是隧道进洞阶段防止地表水浸入软化围岩，保证成洞面稳定的一个关键措施，要严格按设计要求施作锚、喷、网防护。（2）锚杆施工锚杆使用钢筋按设计要求选材，钢筋进场后报监理抽样检查合格才能制作使用。锚杆安设前必须除油、除锈、调直。锚杆安设尺寸按设计要求进行施作。先在坡面上画出需施工安设锚杆的孔位，采用YT-28风钻钻孔、高压风枪清孔，孔位偏差不大于15mm，钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直。水泥砂浆锚杆孔径应大于杆体直径15mm。孔深偏差不大于±50mm。锚孔钻孔完成后，报检锚杆长度、数量、孔深情况、钢筋网片的规格。锚孔清净锚杆施工时先注浆后插入锚杆，然后加垫板和螺母，待锚杆与砂浆有一定的强度后，拧紧螺母。浆料配合比按设计要求，砂浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完。注浆孔口压力不得大于0.4MPa。注浆管应插至距孔底5～10cm处，随浆料的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体插入，锚杆杆体插入长度不得短于设计长度的95%。若孔口无砂浆流出，应将杆体拔出重新注浆。锚杆安设后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物。锚杆安设时应按1%且不少于3根的锚杆预留长出喷射砼面层10cm，作为后期拉拔试验用。每道工序完成后要有现场记录及签字。（3）钢筋网施工钢筋网规格为双层A6钢筋网片，根据边仰坡分层支护高度加工成网片，然后现场拼接。钢筋网使用前清除锈蚀，钢筋网制作时其末端各方向定型的间距不少于200mm。安装时钢筋网应与锚杆连接牢固，喷射混凝土时不得晃动，并用混凝土块衬垫在钢筋和岩石之间，以保证钢筋和岩面之间有3~5cm间隙。（4）喷射砼施工采用湿喷砼工艺，喷射速度快，回弹量少，粉尘少。混凝土由洞外拌和站集中拌料，混凝土运输车运到工作面。支护紧随开挖面及时施作，以控制围岩变形和减少围岩暴露时间。喷射中发现松动石块或遮挡喷射混凝土的物体时，应及时清除。喷射混凝土作业：1）喷射砼施工前先用高压风自上而下吹净岩面，埋设控制喷射混凝土厚度的标志钉。2）喷射距离一般为0.6～1.2m，且垂直于岩面。初喷厚度4～6cm，复喷每次7～10cm，直至设计厚度。施喷时由下而上、分段进行。如岩面凹凸不平时，先喷凹处找平。喷嘴缓慢呈螺旋形均匀移动，一圈压半圈，行与行之间搭接20～30cm。后一层喷射则在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时，则在后一层施喷前要将受喷面用高压气体、水清洗干净。3）有水地段喷射混凝土应采取下列措施：当涌水点不多时，用开缝摩擦锚杆进行导水处理后再喷射；当涌水范围大时，设树枝状排水导管后再喷射；当涌水严重时，可设置泄水孔，边排水边喷射。并根据实际情况调整混凝土配合比，增加水泥用量。先喷射干混合料，待其与涌水融合后，再逐渐加水喷射。喷射时由远而近，逐渐向涌水点逼近，然后在涌水点安设导管，将水引出，再在导管附近喷射混凝土。东家山隧道的4个洞口护拱均为厚1m，长2m，导向管两端封堵，以防进浆。护拱采用C30混凝土，护拱施工流程图：施工准备施工准备护拱基坑开挖，承载力检查，浇筑基础混凝土管棚导向钢架和孔口管安装立模浇筑拱墙部砼砼搅拌拆模、养护图3.2-2护拱施工流程图图3.2-3护拱断面示意图（1）护拱基础护拱基础开挖前，测量进行放样，放样纵向应和管棚纵向线平行，并考虑曲线修正。放样完成后人工配合机械开挖基坑，进行地基承载力检测，铺底，支立周边模板并加固，确定顶面标高并标记，经检验合格后浇筑C15片石混凝土，采用搅拌站集中拌制。砼运输车输送。（2）管棚导向钢架和孔口管安装安装前在基础上进行精确放样，并检测预埋件精度。钢架采用I18工字钢在钢筋加工棚内采用工字钢冷弯机弯制，按照设计焊接连接板并对每节编号。在平整地面上测量放大样，并进行预拼装，将预拼装结果和大样比较，偏位和翘曲误差符合设计及规范后拆解运至现场。工字钢安装全部完成后由测量进行检测拼装质量，并在第一榀和第三榀上放样每根孔口管和拱架连接部位的精确高程及纵向方向点并标记，将2m长ø140钢管按照放样点电焊固定于钢拱架上，当不能密贴时，可采用钢板支垫后焊接，最后用ø16mm钢筋弯制成“Ω”型固定筋固定于钢拱架上。（3）护拱模板安装先在钢拱架环向焊接长度大于护拱厚度15cm的径向ø22mm短钢筋，间距50~60cm为宜，在钢筋上标记并焊接环向钢筋，在环向钢筋内插厚度不小于5cm厚的木板作为内模，并用带顶撑的木撑和核心土支撑牢固，当内模支立、孔口管口封堵完成后支立封头板，封头板径向尺寸应等于套拱厚度。在外侧插入木板，同铁丝和环向筋固定，两侧外模首次高度为1.5m左右。外侧模板随混凝土浇筑高度增高随时增高，直至整个护拱浇筑完毕。（4）护拱混凝土浇筑护拱混凝土采用拌合站集中拌和，混凝土运输车运至现场，人工配合挖掘机入模，插入式振捣棒振捣，自下而上分层、对称浇筑，两侧混凝土浇筑高度差不大于50cm，避免偏压引起的护拱移位或变形。（5）拆模及养护浇筑完成后，当混凝土强度达到设计强度70%或不小于5Mpa时拆除外模，并割除钢筋头等尖锐物，外侧覆盖洒水养护。当强度达到90%时拆除内模，喷淋洒水养护，养护时间不少于7天，洒水应指派专人每3小时洒水一次，避免出现干缩裂纹。4、管棚施工钢管规格：热轧无缝钢管φ108mm，壁厚6mm，节长3m，6m，钢管前端呈尖锥状，相邻两根管棚接头错开布置；管距：环向间距中至中为40cm，距隧道外初支轮廓线40cm；注浆参数：水泥浆（水灰比0.5～0.8：1，掺入适量的速凝剂）；注浆压力：0.5～2Mpa，注浆前进行现场注浆实验，根据实际情况确定注浆参数；钢管施工误差：径向不大于20cm；倾角：仰角2°；方向：平行于路线中线；钢花管上钻注浆孔，孔径12mm，孔间距20cm，呈梅花形布置，尾部留不小于4m的不钻孔的止浆段；钢管接头采用丝扣连接，丝扣长度15cm，隧道纵向同一断面处的接头数量不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1m。图3.2-4洞口段Ⅴ级围岩管棚支护图3.2-5钢导管大样施工工艺流程图施工准备施工准备制作导向架、安装导向管浇筑护拱场地平整、搭设钻机平台奇数孔钻孔注浆管安装孔口及掌子面密封处理注浆注浆效果检查暗洞开挖及初支偶数孔钻孔掌子面密封处理注浆场地布置、备料安装搅拌机具管棚钢管加工管棚运入现场图3.2-6管棚施工工艺流程图（2）施工工艺1）搭钻孔平台安装钻机钻机定位：本隧道采用湿式潜孔钻机进行钻孔，钻机要求与已设定好的导向管方向平行，必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线也孔口管轴线相吻合。2）钻孔=1\*GB3①护拱中预埋的φ140mm孔口管作为导向管进行钻孔。坡面必须按要求先喷一层C20素混凝土作为止浆墙，以确保坡面在进行压力注浆时不出现漏浆、坍塌，保障坡面围岩稳定。钻孔角度按照设计角度钻进。=2\*GB3②钻孔前先检查钻机机械状况是否正常；钻孔时根据情况确定是否加泥浆或水泥浆钻进，当钻至砂层易塌孔时，应加泥浆护壁方可继续钻进；如不能成孔时，可加套筒或将钻头直接焊接在钢管前端钻。=3\*GB3③钻机开孔时钻速宜低，钻深至20cm以后转入正常钻速；钻进过程中不断调整钻机钻进方向。=4\*GB3④第一节钻杆钻入岩层尾部剩20～30cm时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆，钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入第二节钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻孔尾部，方向对准后联接成一体。每次接长，按上述方法进行。=5\*GB3⑤换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心气孔是否畅通等，不符合要求的应更换，以确保正常作业。=6\*GB3⑥为防止钻杆在推力和振动力双重作用下钻杆上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时应把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移，确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进。=7\*GB3⑦钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。=8\*GB3⑧认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述。作为开挖洞身的地质预探预报，作为指导洞身开挖的依据。3）清孔验孔=1\*GB3①用地质岩芯钻杆配合钻头进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。=2\*GB3②用高压气从孔底向孔口清理钻渣。=3\*GB3③用经纬仪或者全站仪、测斜仪等检测孔深，倾角，外插角。4）安装管棚钢管=1\*GB3①钢管应在专用的管床上加工，棚管四周钻φ12出浆孔，间距15~20cm交错钻眼成梅花形布置，管头焊成圆锥形，便于入孔。=2\*GB3②棚管顶进采用大孔引导和棚管机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力，将安有工作管头的管棚沿引导孔钻进，接长棚管，直至孔底。=3\*GB3③采用丝扣连接方式，相邻钢管的接头应前后错开。钢管进场后，应按照配管方案分类摆放整齐，由专业技术人员检查验收。=4\*GB3④施工中的钢管在安装前必须逐孔逐根进行编号，按编号顺序接管推进、不得混接。管棚钢管由机械顶进，钢管节段间采用丝扣连接方式，顶进时，节长采用3m、6m二种管节。管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用电焊满焊封堵再用带有注浆管和排气管的封口板焊接堵塞。=5\*GB3⑤顶管时，当第一节钢管推进孔外剩余30～40cm时，吊起第二根钢管，人工微调保证与第一根钢管在一条直线上，利用管钳将丝扣拧紧。钻机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。=6\*GB3⑥顶管施工完毕后对每根管进行清孔处理，防止杂物堵塞在管内造成后续管棚注浆工作无法开展。=7\*GB3⑦封口当所有管送完后，最后一节需在孔外预留0.5~0.7m，以便安装封口板，封口板安装完成后方可全部送入。钢管安装时，要连排气管一同安装，排气管采用Ø10mm塑料管，全长安装，随钢管一同入孔。封口板制作及安装：割取同导向管等大的钢板作为封口板，板上预留排气管孔和注浆管孔，焊接约15cm长排气管和注浆钢管，将塑料排气管从封口排气管中穿出。先将封口板和管棚钢管端焊接，送入导向管后端头位置再和导向管焊接。5）注浆=1\*GB3①机械设备和人员配备每洞口主要机械设备：注浆机1台、净浆搅拌机一台、装载机一台。人员配备：6~8人其中水泥搬运工2人、搅拌机和注浆机及装载机操作手各一人、注浆口2~3人。=2\*GB3②注浆准备：应将P.O42.5R普通硅酸盐袋装水泥按照设计数量堆放于搅拌机旁并编号，试验员在搅拌机内按照每盘两袋用水量，使用红油漆标示水位线，准备好比重计和量筒、台秤等计量设备。准备水电线路，橡胶管和搅拌机、注浆管有效连接，设备经试运行后方可开始注浆。=3\*GB3③注浆选择最初3~5根作为注浆试验管，用于总结注浆工艺及浆液控制、结束注浆时机标准，试验管注浆参数可采用设计推荐，待取得试验参数后，以试验参数为准。注浆控制：注浆开始前，先用水试注，润湿管路、检验设备性能、检查渗漏点再开始正式注浆。开始采用注浆压力0.5Mpa，待排气管均匀流出浆液，封闭排气管，将压力逐渐增大到1.5~2Mpa。在完成管棚注浆不少于8小时后，在其支护环保护下，按设计方法进行暗洞掘进施工。5、明洞与洞门施工图3.2-7明洞施工工艺流程图明洞开挖前，洞顶及四周应设防水、排水设施。开挖应自上而下，石质地段开挖应控制爆破炸药用量，开挖后应立即施作边坡防护，当开挖到松软地层边、仰坡应随挖随支护。（1）边墙施工①明洞边墙基础设置在落在稳固的地基上，地基承载力设计为300KPa以上；边仰坡开挖按设计坡率，洞门地基承载力300KPa，明洞地基承载力300KPa，基坑的渣体杂物、风化软层和积水清除干净。严禁超挖回填虚土，回填同级砼施工。②基础施工完成后及时回填，避免雨水等侵蚀地基。（2）明洞衬砌及防水①明洞衬砌及防水的施工要点与洞内二次衬砌基本相同，明洞衬砌与暗洞衬砌应连接良好，暗洞施工的同时预留出明洞顶部分防水板，与明洞防水连接，确保防排水质量。②在拱圈混凝土达到设计强度的75％后，按设计规范要求施作防水层及拱脚纵向排水管、环向盲沟，防水板与暗洞防水板连接良好。（3）明洞回填①拱圈混凝土达到设计强度、拱墙背防水设施完成后，回填拱背土方。②先进行两侧回填土石方（粒径不大于10cm）再进行洞口M7.5浆砌片石（高3.2米，纵向2