尤溪隧道綜合施工技術交流

尤溪隧道綜合施工技術交流第一頁，共71頁。目錄工程概況及原設計工區(qū)布置1工程特點及重難點2總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整

3尤溪隧道施工關鍵技術

4快速施工綜合管理技術

5第二頁，共71頁。1.1隧道工程概況

尤溪隧道位于福建省境內(nèi)，起于三明市沙縣南陽鄉(xiāng)大基村，止于三明市尤溪縣西城鎮(zhèn)新坑村。進口里程DK369+670；出口里程DK382+644，隧道全長12974m。隧道設輔助坑道2座，分別為：秀村口斜井，溪口尾斜井。本標段承擔：尤溪隧道溪口尾斜井至隧道出口段施工任務，里程DK375+856～DK382+644，長度6788m；溪口尾斜井位于尤溪縣秀村原小學附近，與隧道相交里程為DK377+115，斜井長1204米、平均坡度11.21%、采用單車道+錯車道斷面，原設計凈寬5.5m、凈高6.0m，每隔250米設30米長錯車帶，斜井與隧道接口成正交。1.2原設計平面布置原設計工區(qū)布置示意圖見“圖1-原設計工區(qū)劃分示意圖”1隧道概況及平面布置第三頁，共71頁。1隧道概況及平面布置圖圖1原設計工區(qū)劃分示意圖第四頁，共71頁。1隧道概況及平面布置圖溪口尾斜井場地布置圖第五頁，共71頁。

2工程特點及重難點2.1設計標準高⑴設計速度目標值高，結構的穩(wěn)定性要求高，設計壽命長（100年）。⑵隧道采用耐久性砼，保證結構物的耐久性。⑶設計行車速度為200km/h客貨共線，并預留250Km提速條件。2.2地質(zhì)復雜地質(zhì)復雜、斷層多、水量大。本隧道在本標段內(nèi)穿越F5、F6、F7、F8、F9、F10等6個斷層影響帶，其中F5斷層屬區(qū)域性扭性斷層，斷層規(guī)模大，可見寬度約45米，依據(jù)地勘資料顯示，為強富水斷層，預測涌水量為7386m3/d。第六頁，共71頁。2工程特點及重難點2.3隧道獨頭掘進長，通風難度大尤溪隧道為10Km以上特長隧道，為加快施工進度，實施長隧短打，設置了斜井輔助坑道。但每一個作業(yè)面的承擔任務較大，獨頭掘進距離長，給施工組織帶來很大壓力。施工通風難度加大，如何有效的解決施工中的通風問題也是我們的重難點。2.4尤溪隧道工程施工任務重、工期緊尤溪隧道既是本標段的重點工程同時又是向莆鐵路的重點工程和控制性工程。合同工期41.0月，包括隧道開挖、支護、襯砌、仰拱、溝槽及附屬、無砟道床等。2.5工法轉(zhuǎn)換頻繁地層結構復雜，圍巖類型多樣，施工方法交錯進行，工法頻繁轉(zhuǎn)換。施工組織是本項目工程的施工難點。第七頁，共71頁。3總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整3.1原設計情況尤溪隧道全長12974m，是全線控制工期工程之一。同時由于地質(zhì)條件復雜，是向莆鐵路重難點和控制工期工程。本標段由溪口尾斜井、出口工區(qū)組織施工。隧道掘進采用傳統(tǒng)的鉆爆法施工。各施工工作面貫通前采用長管路壓入式通風為主，局部貫通后采用自然通風與機械通風相結合。隧道仰拱、拱墻、溝槽及無砟道床墊層采用縱向分段，整體澆注，一次成型?；炷敛捎眉邪韬?，罐車運輸，泵送入模。依據(jù)目前國內(nèi)隧道施工技術水平和資源配置情況，確定施工進度指標見表1：第八頁，共71頁。3總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整表1雙線隧道施工進度指標表指標（m/月）項目Ⅱ級圍巖Ⅲ級圍巖Ⅳ級圍巖Ⅴ級圍巖超前帷幕注漿Ⅳ級圍巖Ⅴ級圍巖進出口施工開挖及初期支護16014070404030無碴軌道施工2000無軌斜井施工一個工作面開挖及初期支護14512560354030無軌斜井施工二個工作面開挖及初期支護11510050304030無軌斜井井身施工200150//第九頁，共71頁。3總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整3.2原設計施工總體方案3.2.1工區(qū)劃分及工期情況表2各工作面施工范圍一覽表和工期情況類別起始里程終點里程長度工期(月)溪口尾斜井DK377+115DK379+710259519.0尤溪隧道出口DK375+856DK377+115125911.5DK379+710DK382+644293425.0尤溪隧道按出口、斜井共2個工作面組織施工，尤溪隧道計劃開工時間2008-10-1，貫通工期為38.5個月（含施工準備），無碴軌道施工2.5個月，總工期41個月。第十頁，共71頁。3總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整3.2.2主要施工方法表3開挖方法主洞開挖方法輔助導坑圍巖情況Ⅴ淺埋（或Ⅳ偏壓段）Ⅳ（Ⅴ深埋段）ⅢⅡⅤ和ⅣⅢ和Ⅱ施工方法雙側(cè)壁導坑法三臺階七步開挖法臺階法全斷面法臺階法全斷面法第十一頁，共71頁。3總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整3.2.3原設計方案存在問題①地質(zhì)條件差尤溪隧道在本標段內(nèi)穿越F5、F6、F7、F8、F9、F10等6個斷層影響帶，其中F5、F8斷層更為突出。F5斷層為擠壓碎裂巖、糜棱巖帶，擠壓痕跡明顯，糜棱巖和綠色構造蝕變強烈，局部有斷層泥，斷面舒緩波狀，可見寬度約45m。屬區(qū)域性壓性斷層。上下盤裂隙帶影響寬度各約20m。圍巖穩(wěn)定性較差，易產(chǎn)生掉塊，應加強支護。斷層導水性較好，有泉水滲出，易產(chǎn)生涌水，預測Q為7386m3/d。

第十二頁，共71頁。3總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整

F8斷層為擠壓糜棱巖、硅化碎裂巖、構造蝕變帶，擠壓透鏡體和擦痕發(fā)育，糜棱巖和綠色構造蝕變強烈，有輝綠巖脈侵入。屬區(qū)域性壓扭性斷層，斷層規(guī)模大，可見寬度約125m，上下盤裂隙影響寬度各約30m。斷層走向穿過溪口尾水庫，水庫壩高12m，壩長約80m，為微型水庫。位于隧道左側(cè)約700m，隧道施工對水庫總體影響不大。施工時可能產(chǎn)生滲水或涌水，預測Q為2407m3/d。第十三頁，共71頁。3總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整②溪口尾斜井設計單車道斷面制約工期指標按設計文件斜井承擔正洞DK377+115～DK379+710段2595m的正洞施工任務。斜井原設計單車道+錯車道斷面存在：運輸效率低、影響施工通風效果、不利于反坡排水和不利于行車安全諸多問題，制約了施工進度指標從而影響整體施工工期。同時尤溪隧道原設計只有兩個施工掌子面，一個掌子面施工受阻，導致全盤皆輸。通過調(diào)整斜井的斷面尺寸使斜井具備兩個工作面同時施工能力，為整體工期提供了保證。第十四頁，共71頁。3總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整3.3施工方案優(yōu)化

尤溪隧道為向莆線重難點和控制性工程，依據(jù)本座隧道的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件及現(xiàn)有的設備條件和國內(nèi)施工水平，要實現(xiàn)目標工期，必須采取一定的工程措施。為此集團公司2009年3月25日、26日，邀請了專家和建設、設計、監(jiān)理等單位的人員對“向莆鐵路FJ-3A標特長隧道重難點施工方案”進行論證，根據(jù)專家意見和本座隧道施工的具體條件，尤溪隧道優(yōu)化和調(diào)整方案如下。第十五頁，共71頁。3總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整3.3.1溪口尾斜井斷面建議由單車道變?yōu)殡p車道斷面溪口尾斜井坡度為11.2%左右，單車道+錯車道的斷面尺寸難以實現(xiàn)計劃的進度指標，為了更好的解決通風問題存在的運輸效率問題，將溪口尾斜井調(diào)整為雙車道斷面進行施工3.3.2溪口尾斜井增設開叉支洞溪口尾斜井工區(qū)建議增設小里程方向的施工工作面，來滿足工期要求；溪口尾斜井與正洞連接部位增設開岔支洞，增大連接線的曲率半徑，以利于通風和運輸。為斜井同時開辟了兩個工作面提供前提條件。增設開叉支洞示意圖見圖2。第十六頁，共71頁。3總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整圖2溪口尾斜井及增設開叉支洞平面示意圖第十七頁，共71頁。3總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整增設的開岔支洞照片第十八頁，共71頁。3總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整3.2.3優(yōu)化后工期分析尤溪隧道只要兩個掌子面施工，分析工期，兩個掌子面應該是相互制約的，通過上述優(yōu)化和調(diào)整，溪口尾斜井具備雙向施工的能力，通過超前地質(zhì)預報，在地質(zhì)條件許可的情況下，實現(xiàn)向小里程方向施工，則直接減少了關鍵線路上的工期。為完成合同工期，提供了有力的保證。方案優(yōu)化好處：增強了運輸能力，有利于通風排煙，增加了工作面，縮短了工期。優(yōu)化后的工期對比表見表4。第十九頁，共71頁。3總體施工組織方案與優(yōu)化調(diào)整表4優(yōu)化后的工期對比表工區(qū)原設計情況優(yōu)化后情況提前時間（月）溪口尾斜井施工范圍工期（月）施工范圍工期（月）斜井自身8.0斜井自身10.0DK377+115-DK379+71019.0DK377+115-DK379+58521DK375+856-DK377+11512合計27.030-4.0出口工區(qū)DK382+644-DK379+71027.0DK382+644-DK379+58531.0DK375+856-DK377+11511.5合計38.531.07.5無碴道床DK375+856-DK382+6442.5無碴道床DK375+856-DK382+6445.0-2.5總工期41.036.05.0第二十頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.1通風方案本標段承建尤溪隧道全長6788m，由溪口尾斜井和出口兩個工區(qū)組織施工，獨頭掘進距離最長為溪口尾斜井3674m（其中斜井長度為1204m）。隧道掘進指標每月最高要到達160m以上滿足工期要求，因此施工通風制約生產(chǎn)的重要因素，解決好施工通風將會大大改善施工作業(yè)環(huán)境，加快施工進度。4.1.1施工通風重難點①目前國內(nèi)缺少對長距離輔助坑道施工通風的相關規(guī)范。②溪口尾斜井距離長、坡陡，綜合坡度為11.21%，導致大型柴油車爬坡時的煙霧排放量增加，當坡度>6％時，相關計算資料不多，特別對坡度修正系數(shù)的取值較難。第二十一頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術③長管路獨頭掘進隧道多工作面同時施工，通風設置很難滿足通風要求。④通風長度增加導致不確定因數(shù)的增多，計算結果不能準確的反映實際通風效果。⑤檢、鋪底和襯砌同時進行，對施工通風影響很大，對通風設備的各項指標要求更加嚴格。4.1.2施工通風方案的選擇施工通風的目的：①為洞內(nèi)人員和內(nèi)燃機械作業(yè)提供新鮮空氣，保持正常的洞內(nèi)施工和安全生產(chǎn)；②稀釋和排出洞內(nèi)各種有害氣體和粉塵，降低洞內(nèi)溫度；③創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，確保施工進度和施工質(zhì)量。第二十二頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.1.2.1施工通風方案選擇本次通風方案設計宗旨滿足通風目的需要，節(jié)能省電。本隧道施工方案主要考慮以長管路壓入式通風為主。由于本隧道工期較為緊張，輔助坑道通風方案設計考慮污風對正洞后續(xù)工作面的影響，原則上污風由輔助坑道排出。4.1.2.2各施工掌子面獨頭掘進距離第二十三頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術表5各掌子面獨頭掘進距離和需要通風的距離序號項目名稱施工里程長度（m)通風距離1尤溪隧道出口掘進DK382+644~DK379+585305930592溪口尾掘進斜井井身X2DK1+204~X2DK0+00012041204施工正洞DK377+115~DK379+58524703674施工正洞DK377+115~DK375+85612592463第二十四頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.1.2.3通風示意圖圖3尤溪隧道通風示意圖見第二十五頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.1.3通風計算4.1.3.1風量計算（1）按洞內(nèi)工作人員進行計算（高峰洞內(nèi)一次最多工作人員為110人，每人按照3m3/min）Q=110×3=330m3/min（2）按允許平均風速（一般正洞取0.15m/s，輔助坑道取0.25m/s）雙線正洞130m2Q=0.15×60×130=1170m3/min斜井55m2Q=0.25×60×55=825m3/min（3）按排除炮煙（有害物質(zhì)按100PPm控制）取一次爆破炸藥用量（取正洞最大量計算單耗為1.0Kg/立方，一個循環(huán)長度為3m）1×130×3=390Kg，炮煙拋擲長度L0=15+G/5=15+390/5=93m；第二十六頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術通風時間為20min（通風時間可根據(jù)實際情況選取，可以取15分鐘、20分鐘、30分鐘等）；Q=7.8/t×3√[G（AL）2]=7.8/20×3√[390×（130×93）2]=1500m3/min；（4）按稀釋內(nèi)燃設備廢氣計算（額定功率系數(shù)法計算，CO按50PPm控制）取一個工作面出碴時最大運距為4000m，出碴運輸用170KW的自卸車8臺；按3m3/min·KW計算。運輸車Q=170*8*3=4080m3/min簡算方法：對于170KW發(fā)動機的自卸車，相當于每公里洞內(nèi)運距配兩臺自卸車，每輛車的供風量為500m3/min，即運距1公里需要風量1000m3/min。第二十七頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術通風機的風量按隧道允許最低平均風速風量1170m3/min和排除炮煙所需工作面風量1500m3/min，取工作面風量1500m3/min。取風管平均百米漏風率為1.5%，漏風系數(shù)：PL=(1－P100×L/100)-1根據(jù)上述計算各掌子面最長距離需要通風量見表5：表6各施工掌子面最大需風量施工工區(qū)溪口尾斜井小里程出口工區(qū)斜井大里程方向通風距離（m）246330593674漏風系數(shù)PL1.591.852.23掌子面需求通風量238527753345稀釋尾氣風量246330593674最大需風量246330593674第二十八頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.1.3.2風機風壓計算管道風阻系數(shù)：Rf=6.5αL/D5α為摩阻系數(shù)，一般取0.0019~0.0024，上式中取0.0022；L為風管長度；d為風管的直徑(下同)。管道沿程風壓損失：hf=RfQj2/PL局部風壓損失：局部風壓損失可按增加10%~15%估算：風機全壓：ht=1.1×hf上式計算風壓見表6:第二十九頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術表7各施工掌子面風壓計算工區(qū)通風距離風管直徑漏風系數(shù)掌子面需用風量選用風機風量管道風阻系數(shù)管道風壓損失風機全壓單位mmm3/minm3/minN2S/m8PaPa斜井小里程方向24631.81.59246324001.8618722059斜井大里程方向36741.62.23367436005.080718878出口工區(qū)305921.85305936001.3726662932（備注向小里程方向風機，可根據(jù)實際工區(qū)劃分進行選擇，下同）第三十頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.1.4風機的選擇根據(jù)所需最大通風量和風壓計算選擇的風機型號見表8。表8各工區(qū)風機型號表工區(qū)掌子面需用風量風機全壓風機型號備注m3/minPa風量風壓功率型號斜井小里程方向24632059240020002*110125BD-2F1101臺斜井大里程方向36748878360092004*75HDF(d4-NO.11.5)1臺出口工區(qū)30592932360032002*132160BD-2SE1321臺（備注：以上型號根據(jù)天津同創(chuàng)風機廠提高的相應參數(shù)，施工可以在滿足風量和風壓的條件下進行選則）第三十一頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.1.5通風節(jié)能管理①實施變風量送風管理內(nèi)燃作業(yè)的隧道施工全過程中,不同階段所需供風量是不一樣的,隨隧道掘進距離的增長,運渣車的數(shù)量增加,排放廢氣的時間也增多就是同一作業(yè)循環(huán)中,各工序的所需風量也是不一樣的,因此通風量是隨工序和階段變化；隧道施工工序中，裝藥、爆破、運碴、錨噴的污染種類不一樣，稀釋風量不一樣，通風時間和風量也要隨之變化。

第三十二頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術②實施變風量雙風管通風排煙系統(tǒng)設計通風量指隧道施工最后階段所需的風量,如一開始就用一臺大風機一根大風管通風,投入太早,使風量過剩,對于溪口尾斜井采用雙管壓入通風的方式,將設計風量在后期用兩根風管完成.初期采用一根風管通風,中期增加一根風管通風,后期用兩根風管同時送風,則可達到階段變風量通風的目的,節(jié)能省電。依據(jù)施工組織設計安排，當向小里程方向施工完畢后，撤出小風機F1，利用F2風機直接向大里程方向供風。若揭示地勘資料與設計不符，為了加快工期需要更換原設計風機F2。第三十三頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.1.6通風技術管理方案實現(xiàn)長管路獨頭壓入式施工通風，不僅取決于設備工作質(zhì)量（如合理布置通風方式、合理選擇風管和風機）而且還取決于通風設備的配套程度，設備安裝質(zhì)量和通風系統(tǒng)的管理水平。組織專門的通風工班，建立健全管理制度，加強通風的日常管理，勤檢查、常維護，保證風機正常運轉(zhuǎn)。保證風管接頭嚴密，避免車刮炮崩，以防止漏風或盡量減少漏風。防止漏風是充分發(fā)揮機械通風效果的關鍵。管道漏風主要是由于風管破損所引起的。防止漏風的具體做法是減少接頭數(shù)量、重視風管連接質(zhì)量、保證接頭的嚴密性、及時修補和更換風管、盡量減少風管沿程阻力、風管安裝做到平順直。第三十四頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.2尤溪反坡排水施工方案4.2.1反坡排水總體方案尤溪隧道根據(jù)工區(qū)劃分，存在反坡排水，特別是溪口尾斜井施工及FJ-2標貫通前承擔的正洞DK375+856~DK379+585施工排水。排水總體方案采用機械排水，固定泵站和移動式泵站相結合的排水的方案。水泵及管路按照需要進行2倍配置，1套抽排，1套備用。將水經(jīng)洞口沉淀池排至洞外，以保持施工掌子面和隧道內(nèi)無積水，確保施工生產(chǎn)順利進行。溪口尾斜井工區(qū)排水示意圖見圖4。設計在DK377+095位置設置泵站水倉，容量一般按實際15min設計涌水量設計，并考慮施工和清淤方便綜合確定；臨時集水坑根據(jù)匯水段水量大小而定。工作水泵按使用1臺、備用1臺。為防止斷層突水和其他不可預見的因素影響，應急管路采用高壓風管和高壓水管。排水施工設置專職水隊伍進行管理和操作。第三十五頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術反坡排水施工照片第三十六頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術圖4排水方案示意圖第三十七頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.2.2階段排水方案4.2.2.1溪口尾斜井自身反坡排水在斜井自身施工時，斜井未達到正洞之前，隨掌子面設移動式泵站，泵站設在距掌子面20～30m位置，掌子面匯水采用流量20m3/h，揚程7m的潛水排污泵抽入移動泵站集水箱中，然后采用流量155m3/h，揚程150m的大功率排污泵（前期高差不大時，可采用現(xiàn)場可利用的小功率抽水泵），抽至洞外，經(jīng)沉淀池排出。溪口尾斜井地質(zhì)設計情況：整體地質(zhì)結構較為簡單，為強～弱風化，巖石堅硬、完整，裂隙不發(fā)育，洞身結構穩(wěn)定，無不良地質(zhì)。根據(jù)設計文件地下水的類型有基巖裂隙水和構造裂隙水，流量較小大體為0.001～0.01L/s。本次計算按照20m3/h，進行預計斜井最大涌水量，移動式泵站按照15min匯水量考慮，泵站集水箱設計尺寸為2m長×2m寬×1.5m高，容量6m3。4.2.2.2DK377+115～DK379+622正洞施工當斜井施工到正洞位置后，在斜井底設固定式泵站，設集水井詳見圖5。第三十八頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術圖5DK377+115～DK379+585正洞施工排水示意圖第三十九頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術

在溪口尾工區(qū)施工正洞DK377+115～DK378+600段時，在正洞左側(cè)設置排水溝，掌子面集水經(jīng)排水溝自然匯集至DK377+115處固定泵站，經(jīng)斜井管道排出洞外。DK378+600～DK379+585反坡段時，在隧道變坡點DK378+600處設置集水井，集水井與隧道左側(cè)側(cè)溝相連，反坡段掌子面施工采用移動式潛水泵抽至臨時反坡集水井內(nèi)，經(jīng)正洞DK377+115～DK378+600段左側(cè)排水側(cè)溝自然排至固定泵站集水井內(nèi)，經(jīng)斜井排出洞外。在溪口尾斜井工區(qū)與出口工區(qū)貫通后，該階段正洞DK378+600至隧道出口的隧道滲（涌）水經(jīng)側(cè)溝自然匯排至隧道出口。4.2.2.3DK375+856～DK377+115段正洞施工DK375+856～DK377+115段正洞按施工組織安排出口工區(qū)貫通后施工本段，目前根據(jù)揭示的圍巖情況，調(diào)整施工組織，由溪口尾斜井進行施工，在FJ-2標未貫通之前，隧道內(nèi)水仍由溪口尾斜井排出。DK375+856～DK377+115段正洞，施工處于5‰的反坡排水，掌子面施工采用移動式潛水泵抽至DK377+115處固定排水泵站內(nèi)，臨時經(jīng)斜井排出洞外。隧道全線貫通，形成自然順坡排水，溪口尾斜井不在承擔排水任務。排水示意圖見圖6。第四十頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術圖6DK375+856～DK377+115段正洞施工排水示意圖第四十一頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術表9溪口尾斜井反坡排水設備表使用部位斜井向小里程掌子面移動泵站斜井向大里程掌子面移動泵站井底點固定泵站預測正常涌水量預測最大涌水量地段為7386m3/d預測最大涌水量地段為1793m3/dQ=7386m3/d水泵型號200QW350-20-37100QW100-8-4MD155-30×5流量（m3/h）/揚程（m）350/20100/8155/150數(shù)量使用112備用111第四十二頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.3尤溪隧道出口下穿746縣道施工方案隧道進出口采用帽檐式斜切式洞門，洞口里程為DK382+644，隧線分界里程DK382+644,明暗分界處里程DK382+622。設計襯砌采用C30鋼筋混凝土。洞口位于坡面上且坡面較為陡峭，出口上方緊鄰746縣道，明暗交接處線路中心距縣道11.4m,此處隧道埋深7.5m，隧道出口屬典型偏壓淺埋、頂部有動載隧道洞口。洞口施工場地十分狹窄。洞口段采用55m設計為圍巖為V級，采用40m長管棚配合17m明洞進洞，暗洞采用雙側(cè)壁導坑進行開挖。具體情況參見圖7。第四十三頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術圖7尤溪隧道出口縱斷面圖第四十四頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.3.140m長管棚超前支護施工（1）邊仰坡防護防護方式采用打4.5m長，Φ22的砂漿錨桿，間距1.5×1.5m，梅花形布置。設單層鋼筋網(wǎng)片（Φ8鋼筋，網(wǎng)格尺寸20×20cm）；噴射20cm厚混凝土。（2）導向墻施工由于尤溪隧道出口受地形條件的限制，無法實現(xiàn)“零”開挖進洞。根據(jù)實測斷面情況，在明暗交接里程明暗分界處里程DK382+622位置施作混凝土導向墻，作為長管棚施工的起點。第四十五頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術圖8導向墻構造示意圖第四十六頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術由于地形條件限制，縱坡較陡，受洞頂公路的影響，仰坡達不到放坡條件。因此采用導向墻分段進行施工，先完成A單元，完成長管棚安裝和注漿后進行右側(cè)B單元施工，再進行左側(cè)B單元施工（左右側(cè)指沿線路方向左右方向下同）。在施工中僅開挖導向墻的位置，其他土體盡量少擾動或不擾動以策安全。導向墻范圍為140°，厚度為1m，導向墻內(nèi)設置5榀I18a型鋼拱架，間距40cm，導向墻外側(cè)140°范圍焊接φ140×5mm鋼管作為導向管，導向管中對中間距40cm，導向管傾角為1°～3°。（3）長管棚施工鋼管規(guī)格:熱軋無縫鋼管Φ108mm,壁厚6mm,節(jié)長4m、6m,采用絲扣連接。為了保證鋼管縱向接頭錯開,單號孔從外向里布管節(jié)長為:6m+6m+6m+6m+6m+6m+4m=40m,雙號孔從外向里布管節(jié)長為:4m+6m+6m+6m+6m+6m+6m=40m。管距:環(huán)向間距40cm,總共49根。鋼管采用內(nèi)套絲連接，采用具有轉(zhuǎn)向功能的管棚鉆機進行鉆孔和裝填，長管棚間隔進行打孔并注漿。第四十七頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.3.2洞口偏壓處理根據(jù)實際斷面測量情況，隧道洞口在明暗交接里程DK382+622前后各5m斷面比較明顯。長管棚右側(cè)B單元擴大拱腳施工方式以平衡和支撐洞口偏壓；同時長管棚施工完畢后，產(chǎn)生的棚架效應也有效克服了洞口偏壓；在坡面和洞頂設置地面沉降及變形觀測點，發(fā)現(xiàn)問題立即處理。為了防止仰坡的滑移或坍塌，在導向墻和長管棚施工完畢時。整個過程中必須保留核心土。在開挖暗洞前向大里程方向試作5m拱套，并在套拱兩側(cè)設置臨時擋墻，以防止開挖暗洞造成邊仰坡破壞。套拱施工完畢后，洞頂及時回填并封閉，防止仰坡坍滑。拱套厚度0.8m，采用C30混凝土，拱套內(nèi)緣尺寸采用明洞襯砌的外緣尺寸。拱套內(nèi)立I22a鋼架，鋼架架設在拱套內(nèi)緣到外緣的中心位置，每兩榀鋼架間距0.5m。相鄰鋼架的縱向連接筋采用Φ22螺紋鋼，間距1m布置，與鋼架夾角成60°布置，并焊于鋼架內(nèi)翼緣處。第四十八頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術圖9套拱加固施工示意圖第四十九頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.3.3746縣道的防護洞頂距離縣道僅11m，下穿縣道如何保證公路的穩(wěn)定，也是隧道施工的關鍵，從設計的文件和鉆孔的碴樣分析該處山體比較穩(wěn)定。在工程施工前增加混凝土連續(xù)防撞墻，墻面尺寸為1m*1m結構。防護范圍洞頂正上方左右各25m。在縣道路面上設置4條減速帶，間距為40m。邊仰坡與公路銜接部分處理：根據(jù)設計文件要求，對邊仰坡進行處理，同時在縣道路緣土路肩采用插打2排Φ42進行小導管并作注漿處理。同時采用噴錨方式封閉土路肩。防止雨水的侵蝕。加強對洞口尤其是左側(cè)高邊坡進行施工監(jiān)測，出現(xiàn)變形、位移立即采取其他加固措施。第五十頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.4溪口尾斜井進正洞施工方案4.4.1總體方案溪口尾斜井進入正洞處，以小斷面交大斷面并形成三岔口，根據(jù)圍巖級別和性狀確定斜井進入正洞位置，在保證圍巖穩(wěn)定、設計開挖輪廓尺寸，保證質(zhì)量和安全的前提下，快速進入正洞，并及早形成初期支護是斜井進入正洞處開挖施工的目的?？傮w方案：在斜井一側(cè)爬坡漸進到正洞頂拱，利用小臺架采用臺階法開挖大斷面，并及時作好初期支護，順利的實施工序轉(zhuǎn)換。4.4.2斜井和主洞結構尺寸及幾何關系斜井在正洞的左側(cè)進入正洞，斜井中線與隧道左線相交角度為60°，一與正洞相交處寬為9.71/cos60=11.21m；斜井與正洞左側(cè)線路中線相交處高程分別為：斜井底板：253.332m；正洞內(nèi)軌頂面高程：253.526m。斜井高度為6.82，距離相交處正洞頂為2.94m。平面布置圖見圖2溪口尾斜井及增設開叉支洞平面示意圖。第五十一頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.4.3施工方案斜井與主洞交匯段為Ⅱ級圍巖，地質(zhì)條件良好。本施工方案以良好圍巖為前提。施工總體方案為在斜井進入正洞５m后，利用爆破松碴形成施工作業(yè)平臺，雙向向拱部擴挖，直接將主洞拱部開挖成型，然后向兩個方向同時掘進上導，逐步出露主洞中、下導，形成３個臺階開挖，同時進行支護。在下導開挖相距60m后，副攻（向小里程）方向上導停止掘進，中、下導繼續(xù)跟進形成全斷面，在掌子面附近組裝掘進和支護臺架，利用臺架最終形成雙向全斷面施工生產(chǎn)能力。嚴格按照“先加固,后挑頂”的原則實施。①主洞上導挑頂以斜井方向開挖進入正洞10m后，斜井臺架作為作業(yè)平臺，雙向以45°斜角挑出正洞拱部（上導），斜井頂部與主洞拱頂高差2.94m，開挖3m后即可到主洞拱頂。當臺架的高度不足時可以利用洞碴回填墊高臺架，回填最大高度約為2m。同時上導兩側(cè)也同時以斜角開挖至設計輪廓線位置。然后利用斜井臺架分臺階開挖兩側(cè)主洞。挑頂時初期支護原設計采用Ⅲa支護方式，挑頂擴挖時時采用“一擴挖一支護”的原則進行，開挖后必須在網(wǎng)噴支護封閉后才能進行下一步施工。如圖10。第五十二頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術圖10斜井進正洞示意圖第五十三頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術②壓頂斜井與主洞交匯處，拱頂在兩側(cè)擴拱時殘留部分在上弧導開挖到輪廓線位置后回頭壓頂，使交匯處11.21+3*2=16.21ｍ范圍內(nèi)主洞拱部先成型，同時按照設計的參數(shù)進行支護予以支護。③三臺階施工作業(yè)上導開挖成型后，雙向同時推進，中導和下導分別滯后5～6m相應跟進，初步形成雙向開挖作業(yè)能力。④組裝臺架三臺階雙向開挖相距60ｍ后，小里程方向上導停止開挖，中、下導向前開挖形成全斷面，在掌子面附近組裝向大里程方向掘進和支護臺架。同時，大里程方向以三臺階法繼續(xù)開挖，臺車組裝成型后，大里程方向上導停止，中、下導跟進，形成全斷面，利用組裝好的臺架全斷面作業(yè)。此時，小里程方向掌子面繼續(xù)加工副攻方向掘進和支護臺架，加工好后進行全斷面作業(yè)，從而形成雙向全斷面正常作業(yè)。

第五十四頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術⑤監(jiān)控量測由于斜井與正洞連接地段結構受力情況比較復雜，除了對該段進行支護加強外，還要對該段加強監(jiān)控量測。在斜井與正洞相交斷面處以及斜井與正洞連接范圍內(nèi)按lOm間距布置拱頂下沉和邊墻收斂位移觀測點，監(jiān)控量測頻率前期≮2次/d，并及時對量測數(shù)據(jù)進行整理分析，發(fā)現(xiàn)異常立即停止施工，對支護進行加強，待變形穩(wěn)定后再進行下一步施工。4.4.4分叉支洞施工方案為了盡快緩解通風、排水和運輸壓力，挑頂施工時利用人員的優(yōu)勢對開叉支洞進行施工。施工直接由設計位置斜井側(cè)壁開始進行施工，施工距離正洞10～15m后停止施工，并加強該處的支護措施，保證由正洞掘進時安全。剩余部分由主洞施工里程至DK377+205后，在影響正洞施工的前提下，由正洞施工開叉支洞剩余部分，以減少開叉支洞進入正洞挑頂和擴挖工序轉(zhuǎn)換。第五十五頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.4.5“三岔口”段加固措施斜井與正洞、開叉支洞與斜井和正洞交接位置，受力機構比較復雜，同時在三岔口端部巖體呈“三角”形狀，尤其在銳角處，巖體較薄，施工應加強支護。該段設計30m范圍內(nèi)采用Ⅱ級圍巖“雙整體”支護形式。即初期支護采用厚為5cmC20噴射素混凝土初期支護，拱部錨桿為2.5m，間距為1.5m*1.2m。二次稱其混凝土厚度為30cmC30混凝土。實際施工中難以滿足及時襯砌的條件，為了盡快形成正洞施工能力。本方案對三岔口段初期支護進行調(diào)整。三岔口段按設計長度為30m，分別位于三角形三邊端部。此處建議開挖輪廓增加7cm，初期支護厚度調(diào)整為12cm。采用掛網(wǎng)20cm*20cm噴射混凝土。錨桿調(diào)整為全環(huán)。二次襯砌參數(shù)不變。二次襯砌施作時間主要根據(jù)圍巖的監(jiān)控量測情況。其次分階段施作，即斜井開叉支洞施工完畢后，形成通風、出碴能力后斜井加強段進行襯砌；斜井襯砌完畢后，開叉正洞加強段進行襯砌。第五十六頁，共71頁。4尤溪隧道施工關鍵技術4.5特殊地段不良地質(zhì)的處理措施

尤溪隧道受地質(zhì)構造影響，隧道洞身（FJ-3A標部分）先后穿越7條斷層及其影響帶，其中F5斷層依據(jù)地勘資料顯示，為強富水斷層，預測涌水量為7386m3/d。設計采取預支護措施為超前雙層小導管和加固圈3m超前帷幕注漿，在其兩側(cè)影響帶為超前小導管和3m徑向注漿處理方式。實際施工從工區(qū)劃分的角度上充分考慮F5斷層水產(chǎn)生的施工影響，調(diào)整方案僅考慮溪口尾斜井反向施工130m，在F5斷層前停止掘進?，F(xiàn)施工已經(jīng)進入F5斷層，按目前揭示圍巖情況，比原設計較好，向小里程方向邊探孔邊掘進，結合綜合超前地質(zhì)預報情況實施具體處理方案。及時調(diào)整施工方案，小里程方向由斜井工區(qū)進行施工。第五十七頁，共71頁。5快速施工綜合管理技術

尤溪隧道是控制全線工期的重點和控制性工程，工期極為緊張，如何保證快速施工仍是現(xiàn)場管理和組織的最重要的核心之一，也是決定長大隧道成敗的關鍵。按照工期要求，正洞Ⅲ級圍巖的平均月成洞指標在140m以上，Ⅳ圍巖（含帷幕注漿）平均70m、Ⅴ級圍巖（含帷幕注漿）地段平均每月成洞需保證在40m以上，綜合進度指標較高。而在此之前，國內(nèi)在如此復雜地質(zhì)條件下的超大斷面隧道快速施工技術尚無成功經(jīng)驗可借鑒，施工組織難度極大。隧道快速施工在工期及水文地質(zhì)情況一定的條件下，主要取決于現(xiàn)場組織管理、開挖支護工藝、機械設備配套及裝運模式、洞內(nèi)砼施工等關鍵工序的施工能否實現(xiàn)“以開挖支護為核心，其它工序圍繞合理展開”。第五十八頁，共71頁。5快速施工綜合管理技術5.1快速施工技術措施5.1.1溪口尾斜井快速施工技術措施溪口尾斜井與隧道相交里程為DK377+115，斜井長1204米、平均坡度11.21%，無軌運輸?shù)哪Ｊ?。輔助坑道的快速掘進，盡快實現(xiàn)正洞施工，作為長大隧道實現(xiàn)工期的重要保證措施。（1）施工方法及平、縱斷面優(yōu)化尤溪隧道溪口尾斜井圍巖弱風化似斑狀中細粒二長花崗巖為主，塊狀構造、完整、裂隙不發(fā)育，其中Ⅱ、Ⅲ圍巖1075m，占全長約90%。因此斜井開挖方法：Ⅱ、Ⅲ全斷面開挖，Ⅳ、Ⅴ采用短臺階開挖。挖掘機扒砟、內(nèi)燃裝載機裝砟，斯特爾19t自卸車運至棄砟場。結合正洞施工和斜井的布置和要求的進度的情況，將原設計單車道加錯車道斷面調(diào)整為雙車道斷面，同時在井底增設開叉支洞，已滿足施工需要。第五十九頁，共71頁。5快速施工綜合管理技術（2）施工機械的選型與配套機械設備的配套是實現(xiàn)隧道快速施工的根本出路。根據(jù)溪口尾斜井施工實踐，機械施工要針對施工的環(huán)境條件及工程地質(zhì)情況．實行合理配套，發(fā)揮綜合效能。本座斜井按全斷面施工最大運輸能力大于裝砟能力．而裝碴能力叉要大于鉆爆能力考慮。鉆爆及裝砟運輸是斜井施工的主生產(chǎn)線，為了保證其正常運轉(zhuǎn)，需要有許多輔助作業(yè)和工序保障，包括初期支護、供水、供電、排水通風、供高壓風等，這些輔助設備的配置必須與主生產(chǎn)線的能力相適直．取得最佳綜合工效。表10溪口尾斜井主要施工機械一欄表工序設備名稱型號數(shù)量備注鉆爆多功能平臺

2自制鉆爆風鉆YT2830備用10臺裝碴裝載機ZLC502備用1臺裝碴挖掘機EX200/PC220-72備用1臺運輸自卸汽車19t8備用2臺通風和排水詳見相應的施工方案第六十頁，共71頁。5快速施工綜合管理技術（3）鉆爆設計本斜井鉆爆設計通過不斷的優(yōu)化，最終確定采用大斜眼掏槽，不僅提高施工進度，而且節(jié)約了炸藥、節(jié)約了鉆爆時間同時節(jié)約了電能及高壓風。炮眼和掏槽的形式見圖11。圖11溪口尾斜井鉆爆設計第六十一頁，共71頁。5快速施工綜合管理技術表11爆破參數(shù)表炮眼類型炮眼個數(shù)各孔裝藥量(條)炮眼深度炮眼裝藥量每炮裝藥量合計周邊眼37330011122.2輔助眼47930539679.2底板眼9133.211723.4掏槽眼12122.7714428.8121540118036121335315631.2合計1291104220.8Kg循環(huán)進尺為2.8~3.0m，每延米開挖55.52m2，單位炸藥單耗為1.3Kg/m3。第六十二頁，共71頁。5快速施工綜合管理技術5.1.2正洞快速施工技術措施尤溪隧道通過的地層巖性，主要為花崗巖，其中Ⅱ級圍巖為3630m，Ⅲ圍巖為2403m，Ⅳ圍巖為600m，Ⅴ圍巖為155m。Ⅱ、Ⅲ級圍巖占89%，所以實現(xiàn)Ⅱ、Ⅲ級圍巖快速施工，決定隧道能否完成工期的關鍵。（1）全斷面快速掘進技術鉆爆開挖隧道按新奧法原理組織施工。投入先進的裝碴、運輸、測量、量測、試驗設備。形成挖、裝、運、錨、襯等多條機械化作業(yè)線。隧道開挖方案的選擇要與圍巖的特性相適應，是隧道施工成敗的最關鍵工序之一。①尤溪隧道出口采用較為成功的傳統(tǒng)鉆爆法施工，人工依托自制鉆孔臺架風動鑿巖機實施鉆孔。風槍的臺數(shù)基本按照1臺/4m2。大約需要130/4=30臺左右。第六十三頁，共71頁。5快速施工綜合管理技術②鉆爆設計采用大斷面斜眼掏槽。鉆爆實施前進行了多個爆破設計比選，爆破循環(huán)進尺的關鍵是掏槽眼能否達到預期的效果，一般認為中空孔直眼掏槽可獲得較大的掏槽深度，可直眼掏槽需要更多的擴槽眼和輔助眼，同時由于掏槽眼集中不能多臺鑿巖機同時施鉆，延長了鉆孔時間，針對隧道開挖斷面較大，結合鉆孔臺架的結構，選擇了斜眼掏槽，掏槽眼采用5m～6m的超長鉆桿成孔，這樣既減少了掌子面中下部的鉆孔數(shù)