丽水快速横井施工方案

丽水快速横井施工综合技术方案一、工程概况1.1地质条件分析本工程位于浙江省丽水市莲都区，施工区域为典型的浙西南山区地貌，地表高程230-280m，相对高差50m。根据前期地质勘察数据，横井穿越地层主要由三层结构组成：0-8m为第四系残坡积层，以含碎石粉质黏土为主，松散结构，渗透系数1.2×10⁻³cm/s；8-22m为侏罗系凝灰岩风化层，节理裂隙发育，岩体完整性指数0.45-0.65；22m以下为微风化凝灰岩层，单轴抗压强度35-50MPa，岩体完整性指数＞0.75。地下水位埋深6-10m，主要接受大气降水补给，雨季可能形成短暂潜水位上升。1.2工程设计参数横井设计全长185m，净断面尺寸3.2m×3.8m（宽×高），采用直墙半圆拱型断面。设计坡度3‰，起点里程K0+000，终点里程K0+185，与主隧道形成30°交角。井身支护采用复合式衬砌结构：初期支护为Φ22中空注浆锚杆（长3.5m，间距80×80cm）+C25喷射混凝土（厚25cm）+I18型钢拱架（间距60cm）；二次衬砌为C35模筑混凝土（厚40cm），抗渗等级P8。1.3工程重难点本工程核心挑战在于：①中风化凝灰岩层节理密集带可能引发塌方；②穿越3处断层破碎带（推测宽度2-5m）；③需控制硬岩段掘进效率以满足60天工期要求；④施工区域临近瓯江支流，需采取严格防水措施。针对上述难点，方案设计采用"地质超前预报+动态工法转换+智能装备应用"的三位一体技术路线。二、施工总体部署2.1施工分区规划将185m横井划分为三个施工段：进口段（K0+000-K0+030）：采用正井法施工，重点处理松散覆盖层主体段（K0+030-K0+160）：采用反井钻+人工扩挖联合工法贯通段（K0+160-K0+185）：采用控制爆破技术，确保与主隧道精准对接2.2施工平面布置在洞口50m范围内布置：①混凝土搅拌站（HZS50型，生产能力50m³/h）；②材料仓库（分钢材区、水泥区、外加剂区）；③机械设备停放区（含钻机维修平台）；④办公生活区（采用集装箱式临建）。设置双回路供电系统（200kW柴油发电机备用），供水管路采用Φ100mmPE管从300m外山涧引水。2.3施工进度计划采用Project软件编制四级进度计划体系，关键节点控制如下：第1-5天：施工准备及洞口加固第6-15天：进口段30m正井法施工第16-45天：主体段130m反井钻+扩挖施工（日进尺≥4.5m）第46-55天：贯通段25m控制爆破施工第56-60天：支护收尾及验收准备三、关键施工技术3.1多工法组合掘进工艺3.1.1进口段正井法施工采用台阶法开挖：上台阶高2.2m，下台阶高1.6m。配备YT-28风动凿岩机（钻孔直径42mm，孔深2.5m），周边眼间距45cm，抵抗线60cm，采用2#岩石乳化炸药（单段最大装药量控制在15kg）。爆破后采用ZLC-30侧卸式装载机装渣，1.5t防爆自卸车运输。初期支护紧跟掌子面，滞后距离≤2m，喷射混凝土采用湿喷工艺，水泥选用P.O42.5R级，砂率45%-50%。3.1.2主体段反井钻施工选用沈阳鑫万泉XWZ-200型反井钻机，钻孔直径216mm，扩孔直径2.0m。导孔施工参数：转速30-50r/min，扭矩18-25kN·m，推进压力8-12MPa。扩孔阶段采用Φ2000mm牙轮钻头，转速8-12r/min，扭矩120-180kN·m。循环介质采用膨润土泥浆（比重1.15-1.25g/cm³，黏度35-45s），设置三级沉淀池进行固液分离。扩孔完成后进行人工二次扩挖，采用YT-28凿岩机配合7655气腿式凿岩机，实行"短进尺、弱爆破"，循环进尺控制在1.2m以内。3.1.3贯通段控制爆破技术采用VCR（垂直深孔球状药包）爆破法，炮孔直径100mm，孔深3.5m，药包埋深2.8m，单孔装药量12kg。采用导爆管雷管起爆网络，段间隔时间≥50ms。为确保与主隧道精准对接，在距贯通面5m时采用地质雷达进行超前探测，最后2m采用静态破碎剂开挖。爆破振动控制标准：主隧道衬砌部位振速≤1.5cm/s，居民区≤2.5cm/s。3.2复合支护体系施工3.2.1初期支护施工锚杆施工采用MQT-130气动锚杆钻机，钻孔角度与岩面法线夹角10°-15°，注浆压力0.6-1.0MPa，水灰比1:1。钢拱架在洞外加工车间分节制作，每节长度2.5m，法兰盘连接，安装偏差控制：高程±3cm，中线±5cm，垂直度±2°。喷射混凝土采用TK961型湿喷机，工作风压0.4-0.6MPa，喷头距岩面1.5-2.0m，以螺旋状轨迹均匀喷射。3.2.2二次衬砌施工采用12m长整体式钢模台车，模板厚度10mm，面板采用65Mn钢板。混凝土浇筑采用HBT60型拖泵，坍落度控制在160-180mm，初凝时间≥6h。沿隧道纵向每10m设置一道变形缝，宽度2cm，填塞聚乙烯泡沫板+遇水膨胀止水条。施工缝采用中埋式橡胶止水带（宽30cm）+外贴式止水带（宽20cm）双重防水措施。3.3地质超前预报与灾害防治3.3.1三维地质预报系统组合运用三种超前探测手段：①TSP203超前地质预报（探测距离100-150m）；②地质雷达（探测距离10-30m，分辨率5cm）；③超前水平钻探（Φ76mm钻孔，每循环30m）。建立地质数据库，采用FLAC³D数值模拟软件预测掌子面前方岩体稳定性。3.3.2断层破碎带处理针对F1、F2、F3三条断层，采用"管棚+注浆"联合加固方案：管棚：Φ108mm热轧无缝钢管，长15m，环向间距35cm，外插角1°-2°注浆：采用水泥-水玻璃双液浆，水灰比1:0.8-1:1.2，水玻璃浓度35-40Be'，注浆压力2.0-3.0MPa，单孔注浆量Q=πr²Lη（r为扩散半径，L为注浆段长，η为孔隙率）3.3.3防排水施工实施"以防为主、排堵结合"的综合治理措施：排水系统：设置双侧排水沟（断面30×40cm）+集水井（容积5m³，间距50m），配备2台15kW潜水排污泵（一用一备）防水体系：基面喷射水泥基渗透结晶型防水涂料（厚1.2mm）+1.5mm厚EVA防水板（搭接宽度10cm，双缝焊接）+无纺布缓冲层（单位面积质量≥300g/m²）四、设备配置与资源投入4.1主要施工设备清单设备名称型号规格数量功率/能力主要用途反井钻机XWZ-2001台160kW导孔及扩孔施工装载机ZLC-302台75kW装渣作业自卸车1.5t防爆型4台30kW渣土运输凿岩机YT-286台2.8kW爆破钻孔湿喷机TK9612台55kW喷射混凝土锚杆钻机MQT-1304台4.0kW锚杆施工注浆泵ZBYSB-100/1202台37kW锚杆及管棚注浆通风机SDS-No11.02台55kW洞内通风4.2材料资源配置钢材：I18型钢拱架（Q235B）185t，Φ22锚杆（HRB400E）45t，钢筋网（Φ8@15×15cm）28t水泥：P.O42.5R级水泥850t，P.O52.5级水泥120t（注浆专用）砂石料：机制砂1200m³（细度模数2.6-2.8），5-10mm碎石800m³，10-20mm碎石1500m³外加剂：聚羧酸系高效减水剂（掺量1.2%）12t，速凝剂（掺量3%-5%）25t4.3人力资源配置采用三班制作业，每班8小时，配置如下：管理团队：项目经理1人，技术负责人1人，安全工程师1人，施工员3人作业班组：掘进班（12人），支护班（10人），机电班（6人），运输班（8人），辅助班（5人）特种作业：爆破工4人，焊工3人，起重工2人，电工2人（均持证上岗）五、质量控制体系5.1质量标准与检验方法5.1.1开挖质量控制超挖控制：平均线性超挖≤15cm，最大超挖≤25cm（采用激光断面仪检测，每5m一个断面）轮廓平整度：起伏差≤15cm/2m（用2m靠尺检查）爆破效果：半孔率≥85%（硬岩）、≥75%（软岩），岩块最大尺寸≤30cm5.1.2支护质量控制喷射混凝土：厚度允许偏差+8cm/-5cm（采用凿孔法检测，每10m检查一个断面），强度达到设计值95%以上（回弹法配合钻芯取样）锚杆施工：孔位偏差≤15cm，孔深偏差+5cm/-0cm，抗拔力≥150kN（每300根做一组试验，每组3根）钢拱架：安装间距偏差±10cm，横向偏差±3cm，高程偏差±5cm（全站仪每榀检测）5.2过程质量控制措施建立"三检制+第三方检测"质量管控模式：自检：班组质检员对每道工序进行100%检查，填写《工序质量评定表》互检：相邻工序班组进行交叉检查，重点核查工序衔接质量交接检：质检工程师对工序转换进行验收签证，未经签字不得进入下道工序第三方检测：委托丽水市建筑工程质量检测中心进行月度抽样检测，主要指标包括混凝土强度、锚杆抗拔力、断面尺寸等5.3质量通病防治喷射混凝土空鼓：采用高压风清理基面，控制骨料含水率≤5%，分层喷射（每层厚度5-8cm）锚杆锚固力不足：严格控制钻孔角度和深度，注浆前清孔时间≥3min，确保浆液饱满钢拱架安装偏差：采用激光投线仪定位，设置临时支撑固定，拱脚支垫钢板（厚度≥10mm）防水板破损：采用无钉铺设工艺，缓冲层搭接宽度≥5cm，焊接温度控制在180-220℃（热风枪距板边3-5cm）六、安全生产管理6.1危险源辨识与控制根据JSA工作安全分析法，识别重大危险源6项，制定专项控制措施：危险源名称风险等级控制措施责任人员掌子面塌方重大1.超前地质预报

2.控制循环进尺≤1.5m

3.初期支护紧跟掌子面技术负责人爆破伤害重大1.持证上岗，严格执行"一炮三检"制

2.设置警戒区（半径≥100m）

3.爆破后通风≥15min方准进入安全工程师瓦斯超限较大1.配备便携式瓦斯检测仪（报警浓度≥0.5%）

2.加强通风（风量≥3m³/min·人）

3.禁止使用明火作业通风队长高处坠落较大1.设置1.2m高防护栏杆

2.作业人员佩戴双钩安全带

3.脚手架验收挂牌使用施工员物体打击较大1.材料堆放不超巷高1/2

2.设置防砸棚（抗冲击能量≥5kJ）

3.严禁上下交叉作业安全员触电事故一般1.采用TN-S接零保护系统

2.设备定期绝缘检测（每月1次）

3.潮湿环境使用安全电压（≤36V）机电班长6.2安全技术措施通风系统：采用压入式通风，风筒选用Φ800mm阻燃风筒（百米漏风率≤2%），掌子面风量≥150m³/min，风速≥0.25m/s照明系统：采用隔爆型LED照明灯（≥50lux），间距≤15m，应急照明连续照明时间≥90min提升运输：设置声光信号系统，运输巷道宽度≥2.5m，会车视距≥40m，弯道处设置反光镜消防系统：每50m设置消防水栓（流量≥15L/s），配备4kg干粉灭火器（每100m²不少于2具），设置防火沙袋（每处≥2m³）6.3应急管理编制《横井施工应急预案》，成立应急小组（由项目经理任组长），配备应急物资：救援设备：担架2副，急救箱2个，氧气呼吸器4台，自救器20台通讯设备：防爆对讲机8台，应急电话1部（直拨119/120）支护材料：速凝混凝土5t，Φ200mm钢管20m，木板50m²演练计划：每月组织1次桌面推演，每季度1次实战演练，重点训练塌方救援、瓦斯泄漏处置等科目七、施工进度保障措施7.1进度控制方法采用Project软件进行进度计划管理，设置三级进度控制点：一级控制点（关键线路）：反井钻机安装调试（第5天）、导孔贯通（第15天）、扩孔完成（第30天）、全断面贯通（第55天）二级控制点：进口段支护完成（第10天）、主体段初期支护完成（第45天）、二次衬砌完成（第58天）三级控制点：每5天进尺≥22m，支护作业滞后开挖≤10m7.2效率提升措施设备保障：建立"三定"制度（定人、定机、定岗），实行预防性维护（每日班前检查、每周保养、每月大修）工序优化：采用"钻爆-出渣-支护"平行作业模式，掌子面与支护作业面保持8-10m安全距离物资供应：建立材料储备库（钢材≥50t，水泥≥100t），与丽水本地商混站签订应急供应协议激励机制：实行"超额奖励、延误处罚"制度，设定基准进尺4.5m/天，每超额0.5m奖励班组2000元7.3赶工预案当出现进度延误（偏差≥3天）时，立即启动赶工措施：增加作业班次：由三班制改为四班三运转，每日净作业时间延长至21小时设备增援：从公司设备库调拨2台凿岩机、1台装载机，增加平行作业面优化参数：在确保安全前提下，反井钻扩孔转速提高10%，爆破循环进尺从1.2m调整为1.5m资源倾斜：优先保障本工程的人员、材料、设备需求，必要时从其他项目抽调骨干力量八、环境保护措施8.1扬尘控制洞口设置洗车平台（长15m，宽4m，配置高压冲洗设备），运输车辆必须冲洗轮胎后方可出场弃渣场设置6m高防尘网（2000目），定期洒水降尘（每日不少于4次）拌合站安装PM10在线监测仪（报警值≤0.5mg/m³），采用封闭式料仓储存水泥、粉煤灰等粉料8.2废水处理施工废水经三级沉淀池处理（总容积50m³），投加PAC絮凝剂（投加量50-80mg/L），pH值调节至6-9生活污水采用一体化污水处理设备（处理能力5m³/d），处理后用于场地绿化灌溉油料库设置防渗池（渗透系数≤1×10⁻⁷cm/s），配备吸油棉、防渗膜等应急物资8.3噪声控制高噪声设备（空压机、破碎机）设置隔音棚（降噪量≥25dB），安装消声器作业时间限制：昼间（6:00-22:00）噪声≤70dB，夜间（22:00-6:00）禁止施工（特殊情况办理夜间施工许可）敏感区域（距居民区≤200m）设置声屏障（高度3m，长度50m，插入损失≥15dB）8.4固废处理弃渣分类堆放：可利用石料（块度≥30cm）单独存放，用于路基回填（利用率≥30%）生活垃圾实行"四分类"管理，设置分类垃圾桶（可回收物、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾）危险废物（废油、废炸药包装）交由丽水市危废处置中心处理，转移联单保存3年以上九、验收标准与流程9.1验收依据《水利水电工程施工质量检验与评定规程》（SL176-2022）《公路隧道施工技术规范》（JTG/T3660-2020）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2015）本工程设计图纸及变更文件9.2验收内容与标准断面尺寸：净宽≥3.2m，净高≥3.8m，中线偏差≤5cm混凝土强度：达到设计强度100%以上，表面平整度≤5mm/m防水性能：无渗漏，湿渍面积≤0.1m²/m²，单个湿渍面积≤0.01m²通风效果：风速≥0.25m/s，粉尘浓度≤2mg/m³9.3验收程序施工单位自检：完成《工程竣工自检报告》及相关资料整理（包括隐蔽工程记录、试验报告等）监理评估：监理工程师组织预验收，出具《工程质量评估报告》正式验收：由建设单位组织设计、施工、监理、勘察等单位进行联合验收，分为资料审查、现场核查、功能测试三个环节验收备案：验收合格后15日内，向丽水市住建局提交《工程竣工验收备案表》及相关资料十、技术创新与应