香山隧道施工技术交底

香山隧道施工技术交底一、工程概况1.1项目基本信息香山隧道为双洞分离式城市主干路隧道，左线全长1840米，右线全长1890米，设计时速60公里/小时，双向四车道，单洞净宽10.5米，采用复合式衬砌结构。隧道起点接明月桥延伸线，穿越黄荆山山脉，途经华新水泥厂、黄荆山周边社区，下穿采石场后止于金山大道，与庆洪路顺接，线路全长5.863公里，其中隧道占比约32%。1.2地质条件隧道穿越地层以Ⅲ-Ⅴ级围岩为主，主要岩性为强风化页岩、砂岩及富水粉细砂层，岩体破碎，节理裂隙发育，成岩作用差。施工区域存在9处断层破碎带及4处浅埋富水段，最大日涌水量达5700立方米，1号斜井大里程方向存在590米第三系富水粉细砂夹泥段，围岩稳定性极差，易发生涌水、涌砂及坍塌事故。隧道最小埋深38米，下穿冰沟段地质条件复杂，单日最大涌水量1251立方米。1.3工程特点结构形式：采用"两洞+五斜井"布局，设置10个掌子面同步施工，斜井长度949-1200米不等施工难点：富水粉细砂层施工、断层破碎带穿越、高地应力岩爆防治、大涌水控制技术要求：隧道拱部、墙部不渗水，路面干燥无水，排水系统通畅，衬砌结构强度满足百年设计标准二、施工总体部署2.1施工组织采用"长隧短打"策略，将隧道划分为5个斜井工区，每个工区设置2个掌子面，配置367台套大型施工设备，实行24小时三班制循环作业。项目部成立爆破实施领导小组、地质预报小组及应急处置小组，建立"项目经理-工区主任-技术员-班组长"四级管理体系，关键工序实行专职安全员全程盯控制度。2.2施工顺序洞口工程：优先完成边仰坡防护及截排水系统，采用管棚+注浆超前支护进洞洞身开挖：Ⅲ级围岩采用全断面法施工，Ⅳ级围岩采用台阶法，Ⅴ级围岩及特殊段采用三台阶预留核心土法支护体系：遵循"岩变我变"原则，动态调整支护参数，初期支护紧跟掌子面（Ⅴ级围岩滞后≤1米）衬砌施工：初期支护变形稳定后施作二次衬砌，采用12米液压模板台车整体浇筑辅助工程：同步推进施工便道、拌合站、钢筋加工场及通风、供电系统建设2.3施工进度计划洞口工程：60天（含边仰坡防护及管棚施工）洞身开挖：Ⅲ级围岩日进尺3-4米，Ⅳ级围岩日进尺1.5-2米，Ⅴ级围岩日进尺0.5-1米特殊段施工：富水粉细砂段月进尺控制在20米以内衬砌施工：单循环衬砌长度12米，施工周期72小时三、关键施工工艺3.1超前地质预报采用TSP-203超前地质预报系统与地质雷达组合探测，配合超前水平钻探，形成"长距离预报+中距离验证+短距离确认"的三级预报体系。每循环预报长度30-50米，钻探孔深度较预报距离长5米，对富水段及断层破碎带加密探测频次，确保前方地质情况判断准确率≥90%。3.2洞口及边仰坡施工截排水系统：进洞前完成洞口截水沟、排水沟及集水井施工，沟底纵坡≥2%，采用M7.5浆砌片石砌筑，厚度30cm边仰坡开挖：自上而下分层开挖，每层高度2-3米，坡度1:0.5-1:1.25，开挖后立即喷射5cm厚C25混凝土封闭超前支护：洞口段采用Φ108mm大管棚支护，管棚长度30米，环向间距40cm，倾角1-3°，管内灌注水泥浆，配合Φ42mm超前小导管（长度4.5米，环向间距30cm）3.3开挖作业3.3.1钻爆施工（Ⅲ-Ⅳ级围岩）炮孔布置：周边眼间距40-50cm，抵抗线50-60cm，掏槽眼深度较辅助眼深20cm装药量控制：周边眼线装药密度0.2-0.3kg/m，采用不耦合装药结构，导爆管毫秒延期起爆开挖轮廓：采用光面爆破，超挖量控制：拱部≤150mm（Ⅲ级）、≤200mm（Ⅳ级），边墙≤100mm，严禁欠挖循环进尺：Ⅲ级围岩3.5米，Ⅳ级围岩2.0米，爆破后掌子面平整度≤15cm3.3.2特殊地质段开挖（Ⅴ级围岩及富水粉细砂段）三台阶预留核心土法：上台阶高度3.5米，中台阶4.0米，下台阶3.0米，核心土长度2-3米，宽度为隧道开挖宽度的1/3循环进尺：富水粉细砂段≤0.5米/循环，断层破碎带≤1.0米/循环开挖方式：采用人工配合机械开挖，严禁爆破作业，配备液压破碎锤进行岩石破碎3.4支护体系施工3.4.1初期支护喷射混凝土：采用C25早强混凝土，湿喷工艺，厚度：Ⅲ级围岩10cm，Ⅳ级15cm，Ⅴ级25cm，分两层喷射，每层厚度不超过15cm，初凝时间≤15分钟锚杆施工：Φ25mm中空注浆锚杆，长度3.5-5.0米，间距1.0-1.5米，梅花形布置，注浆压力0.5-1.0MPa，注浆饱满度≥90%，锚杆拉拔力≥150kN钢拱架：Ⅴ级围岩采用I20b工字钢，间距0.6-0.8米；Ⅳ级采用I18工字钢，间距1.0-1.2米，拱架安装垂直度偏差≤2°，连接螺栓扭矩≥300N·m钢筋网：Φ8mm钢筋，网格间距20×20cm，搭接长度≥30d，与锚杆焊接牢固3.4.2超前支护管棚：Φ108mm×6mm热轧无缝钢管，节长4-6米，丝扣连接，注浆采用水泥-水玻璃双液浆，水灰比1:1，凝胶时间30-60秒超前小导管：Φ42mm×4mm钢管，长度4.5米，外插角5-10°，环向间距30cm，注浆压力1.0-1.5MPa帷幕注浆：富水粉细砂段采用Φ91mm钻孔，孔深15米，环向间距0.8米，注浆材料为超细水泥-水玻璃双液浆，扩散半径≥1.5米，加固后围岩渗透系数≤1×10⁻⁶cm/s3.5防排水施工3.5.1排水系统洞内排水：设置双侧排水沟，沟宽40cm，深50cm，坡度2‰，每隔50米设集水井，配备Φ150mm排水泵，扬程≥50米地表降水：富水粉细砂段地表布置81口降水井，呈梅花状排列，井深170米，井距5-8米，单井出水量≥50m³/d，将地下水位降至隧道底以下2米排水监测：安装水位自动监测仪，实时监控涌水量变化，当涌水量超过300m³/h时启动备用排水系统3.5.2防水施工防水板：采用1.5mm厚EVA防水卷材，无钉铺设工艺，搭接宽度≥15cm，双缝焊接，焊缝宽度≥10mm，充气检测压力0.2MPa，保持时间≥15分钟止水带：施工缝采用中埋式橡胶止水带（宽30cm），变形缝采用背贴式+中埋式复合止水带，安装位置偏差≤5cm，固定间距≤50cm注浆防水：二次衬砌后进行回填注浆，注浆孔间距3×3米，梅花形布置，注浆压力0.3-0.5MPa，注浆量2-3m³/孔，确保衬砌背后回填密实3.6二次衬砌施工模板台车：12米液压整体式台车，面板厚度≥10mm，刚度满足混凝土浇筑荷载要求，模板安装轴线偏差≤10mm，截面尺寸偏差≤±5mm混凝土施工：C35P8抗渗混凝土，坍落度180±20mm，采用输送泵连续浇筑，分层厚度≤50cm，振捣时间30-40秒，确保密实无空洞养护措施：浇筑完成后12小时内覆盖保湿，养护时间≥14天，混凝土强度达到设计强度70%后方可拆模施工缝处理：清除浮浆，凿毛处理，涂刷界面剂，设置止水条，下次浇筑前洒水湿润3.7特殊地质段专项施工技术3.7.1富水粉细砂层施工（"地表深井降水+洞内帷幕注浆"组合工艺）地表降水：降水井布置：沿隧道轴线两侧5米处布设，井深170米，间距5米，梅花形排列抽水系统：每口井配置2台Φ150mm潜水泵（一用一备），日抽水量≥800m³水位控制：将地下水位降至隧道开挖面以下2米，水位降深监测频率1次/2小时洞内帷幕注浆：注浆范围：开挖轮廓线外3-5米，形成环形止水帷幕注浆材料：超细水泥-水玻璃双液浆，水泥浆水灰比0.8:1-1:1，水玻璃浓度35Be'注浆参数：孔距0.8米，排距1.0米，注浆压力1.5-2.0MPa，单孔注浆量5-8m³效果检查：注浆后进行钻孔取芯及压水试验，渗透系数≤1×10⁻⁶cm/s，岩体完整性系数≥0.63.7.2断层破碎带施工超前地质预报：采用TSP+地质雷达+超前钻探组合预报，探明断层产状、宽度及富水情况管棚支护：采用Φ127mm大管棚，长度20-30米，环向间距30cm，注浆加固围岩开挖支护：采用CRD法分块开挖，每块开挖面积≤10m²，立即施作初期支护，封闭成环监控量测：加密量测频率至1次/2小时，当变形速率超过5mm/d时，立即停止开挖，加强支护四、施工难点及解决方案4.1流砂、涌水控制预防措施：超前地质预报准确率≥90%，富水段提前10米施作超前注浆应急处理：掌子面发生涌砂时，立即停止作业，喷射混凝土封闭掌子面，施作Φ42mm超前小导管，间距0.3×0.3米，注浆加固后再行开挖排水系统：掌子面积水井+临时排水沟+主排水系统三级排水，配备大功率排水设备，排水能力为最大涌水量的1.5倍4.2围岩失稳防治监控量测：布设拱顶下沉、净空收敛测点，量测频率：Ⅴ级围岩1-2次/天，Ⅳ级1次/2天，Ⅲ级1次/周预警指标：拱顶下沉速率＞5mm/d，累计下沉＞150mm；净空收敛速率＞8mm/d，累计收敛＞200mm时启动预警加固措施：立即增设临时仰拱，缩短钢拱架间距至0.5米，采用Φ25mm锁脚锚杆（长度4.5米，每榀8根），必要时进行反压回填4.3岩爆防治超前预报：采用地应力测试及微震监测系统，预测岩爆发生可能性及强度解危措施：采用超前钻孔卸压，孔径Φ100mm，孔深10-15米，间距1.5米，每循环布置10-15个卸压孔支护措施：岩爆段采用柔性支护体系，喷射钢纤维混凝土（掺量30kg/m³），安装可缩性钢拱架，预留变形量10-15cm4.4断层破碎带穿越超前加固：采用全断面帷幕注浆，注浆压力2.0-2.5MPa，加固圈厚度5米，确保注浆后岩体完整性系数≥0.7开挖方式：短进尺（0.5米/循环），快支护（开挖后2小时内完成初期支护），强监测（1次/小时）结构加强：断层段二衬厚度增加20cm，设置加强型钢拱架（I25b工字钢），间距0.6米，拱脚增设Φ32mm锁脚锚杆（长度6米）五、质量控制标准及验收要求5.1原材料质量控制水泥：P.O42.5级普通硅酸盐水泥，进场检验项目：强度、安定性、凝结时间，抽检频率1次/200吨钢筋：HRB400E级钢筋，力学性能及重量偏差检验，抽检频率1次/60吨防水材料：防水卷材、止水带等进场需提供出厂合格证，每批抽检1组，进行拉伸强度、断裂伸长率等指标检测砂石料：粗骨料采用5-25mm连续级配碎石，含泥量≤1%；细骨料采用中砂，含泥量≤3%，进场检验1次/400m³5.2关键工序质量验收标准工序名称主控项目允许偏差检验方法洞身开挖轮廓尺寸拱部≤150mm（Ⅲ级）、≤200mm（Ⅳ级）、≤250mm（Ⅴ级）激光断面仪，每5米1个断面锚杆施工拉拔力≥设计值的90%锚杆拉拔试验，每300根1组喷射混凝土厚度≥设计值的90%凿孔法，每10m²1点钢拱架安装间距、垂直度间距±50mm，垂直度±2°全站仪，每榀检查防水板搭接宽度、焊缝质量搭接≥15cm，焊缝无气泡、假焊目测+充气检测，每100m1处二次衬砌混凝土强度、厚度强度≥设计值，厚度≥设计值回弹仪+钻芯法，每50米1组5.3质量检测与评定分项工程检验：每个分项工程检验批合格率≥90%，关键项目合格率100%隐蔽工程验收：支护前、防水层施工前、衬砌浇筑前进行三方联合验收，留存影像资料第三方检测：委托第三方机构进行隧道净空、衬砌厚度、混凝土强度等检测，检测频率不低于10%质量评定：单位工程质量评定等级达到优良标准，分部工程优良率≥85%六、安全施工保障措施6.1安全管理体系组织机构：成立安全生产领导小组，配备专职安全员30人，每个掌子面设专职安全员1名责任制：建立"项目经理-工区主任-班组长-作业人员"四级安全责任制，签订安全承诺书培训教育：特种作业人员持证上岗，全员安全培训不少于24学时/年，每日班前安全讲话不少于10分钟6.2高风险工序安全控制6.2.1爆破作业安全爆破设计：由专业工程师编制爆破方案，经监理审批后实施，装药量偏差≤±10%警戒范围：爆破警戒半径300米，起爆前30分钟清场，设4个警戒点，确认无误后方可起爆哑炮处理：起爆后15分钟方可进入检查，哑炮处理采用注水法，严禁掏出炮泥重新装药爆破监测：设置振动监测点，控制振速≤15cm/s，监测数据超标立即调整爆破参数6.2.2瓦斯防治（穿越500米瓦斯地段）检测设备：配备便携式瓦斯检测仪，每掌子面2台，报警浓度≥0.5%通风系统：采用压入式通风，风量≥3m³/min·人，瓦斯浓度≥1%时立即停止作业，撤离人员防爆措施：洞内电气设备采用防爆型，作业人员禁止携带火种，使用铜制工具监测频率：正常地段1次/小时，瓦斯异常段1次/15分钟，监测数据实时上传监控中心6.3应急管理应急预案：编制坍塌、涌水、瓦斯爆炸等专项应急预案，每季度组织1次应急演练应急物资：每个工区配备应急救援物资库，储备救生衣、呼吸器、担架等物资，满足30人应急需求通讯联络：洞内安装防爆电话，每500米1部，配备卫星电话2部，确保应急通讯畅通医疗救护：现场设置医务室，配备医护人员2名，与就近医院签订急救协议，急救响应时间≤30分钟6.4监控量测与预警监测项目：拱顶下沉、净空收敛、地表沉降、围岩内部位移，监测频率根据围岩等级动态调整预警值：拱顶下沉≥150mm，净空收敛≥200mm，地表沉降≥300mm时启动红色预警响应机制：黄色预警（变形速率超过5mm/d）：加密监测；橙色预警（接近预警值80%）：调整施工参数；红色预警（达到预警值）：立即停工，启动应急预案七、环境保护措施7.1施工废水处理沉淀池：在洞口设置三级沉淀池（总容积500m³），废水经处理达标后排放油污处理：机械维修废水经隔油池处理，含油率≤10mg/L循环利用：处理后的废水用于降尘、混凝土养护，水循环利用率≥80%7.2扬尘控制洞口降尘：设置雾炮机2台，进出洞口车辆必须冲洗，路面硬化长度≥50