隧洞洞挖及支護專項施工方案

廣西桂西北治旱百色水庫灌區(qū)銀屯～凡平隧洞工程隧洞洞挖及支護專項施工方案批準：______________審核：______________校核：______________編制：______________中國能源建設集團廣西水電工程局有限公司百色水庫灌區(qū)銀屯～凡平隧洞工程經(jīng)理部二〇一九年七月編制說明1.1編制范圍銀屯至凡平隧洞位于有壓重力流輸水方案總干前端，銀屯至凡平隧洞起止樁號為：ZG0+653～ZG2+904m，隧洞總長為2251m。本工程隧洞襯后為圓型，開挖斷面為城門洞型，以Ⅳ類圍巖為主，占隧洞總長的74%左右，部分為Ⅲ類圍巖，局部為Ⅴ類圍巖。根據(jù)設計圖紙，劃分出隧洞Ⅲ類圍巖長約415.8m，占隧洞總長18.5%；Ⅳ類長約1663.2m，占隧洞總長73.9%；Ⅴ類長172m，占隧洞總長7.6%。隧洞各洞段斷面尺寸描述如下：（1）進、出口段隧洞進口段（范圍為ZG0+653~ZG0+695,長42m）、出口段（范圍為ZG2+854~ZG2+894m,長40m）采用A型斷面，出口鋼管連接段（范圍為ZG2+894~ZG2+904m,長10m）采用A′型斷面。隧洞開挖斷面采用“城門洞型”斷面，A型開挖斷面底寬4.3m，高4.15m；A′型開挖斷面底寬為6.8m、高4.9m。隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。（2）洞身段隧洞洞身段以Ⅳ類為主,局部為Ⅲ類，Ⅴ類圍巖為兩處斷層處及隧洞跨沖溝淺埋段。根據(jù)圍巖類別不同,分別布置A、B、C、D四種型式的類型。①Ⅳ類圍巖洞段Ⅳ類圍巖洞段采用B型斷面，開挖斷面采用“城門洞型”斷面,開挖斷面底寬3.8m,高3.7m。隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。②Ⅲ類圍巖洞段Ⅲ類圍巖洞段采用C型類型,開挖斷面采用“城門洞型”斷面,開挖斷面底寬3.8m,高3.7m。隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。③穿越斷層段穿越斷層洞段為V類圍巖,采用D型斷面。D型開挖斷面底寬4.3m，高4.15m；隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。④隧洞跨沖溝淺埋段隧洞跨沖溝淺埋段為V類圍巖,采用A型斷面。A型開挖斷面底寬4.3m，高4.15m；隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。1.2編制目的本工程Ⅳ類和Ⅴ類圍巖總長約1835.2m，占隧洞總長的81.5%，巖性較軟，特別是Ⅴ類圍巖，巖石破碎，如采用鉆爆法開挖，爆破會對圍巖造成振動破壞，造成塌方等不良現(xiàn)象，危及圍巖穩(wěn)定和施工人員的安全。本著堅持優(yōu)化技術方案和推廣“四新（新技術、新工藝、新材料、新設備）”成果，確保工程安全和質(zhì)量，本工程洞挖方式采用懸臂式掘進機開挖。懸臂式掘進機法與傳統(tǒng)鉆爆法相比較，掘進機開挖非常方便，掘進機開挖過程中，初期支護作業(yè)人員不需要避炮，所以在開挖的同時，可以進行初期支護施工（圍巖整體性好，短期暴露無垮塌的情形下），大大提高了初期支護工作效率。傳統(tǒng)爆破法與掘進機法相比較，增加了開挖鉆設炮眼、裝藥、起爆、找頂、排煙、出碴等工序，而掘進機開挖不使用炸藥，對圍巖擾動較小，對當?shù)卮髿馕廴竞吐曃廴鞠鄬^小，且爆破安全隱患減小等。懸臂式掘進機法有以下幾個優(yōu)點：（1）安全性方面①采用掘進機進行掘進施工，可以提高隧洞機械化施工程度及其配套施工技術并降低施工安全風險。②掘進機采用切削方式進行掘進，振動小，對圍巖擾動極小。③掘進機開挖功效高，支護能夠及早跟進，極大的縮短了開挖面的凌空時間。（2）質(zhì)量保證方面①掘進機施工對圍巖擾動較小，成型好。斷面不需要修形，可根據(jù)實際情況切割隧洞斷面形狀，提高了隧洞的開挖質(zhì)量；且開挖斷面圓順度高，便于噴砼支護，同時也提高了初期支護的質(zhì)量。②掘進機施工人員少、安全、低噪音，不影響周圍居民和建筑物（炮掘人員多、不安全、噪音大，容易引起安全事故和周圍居民阻礙施工）（3）施工進度方面懸臂式掘進機是一種不分斷面掘進機，集切削、裝渣、轉(zhuǎn)運和自行于一身，可以做到切削、轉(zhuǎn)運同步進行。具有連續(xù)掘進、地質(zhì)適應性強等優(yōu)點，施工速度是傳統(tǒng)鉆爆法的2倍以上，大大縮短建設工期。（4）風險控制懸臂掘進機具有多功能性和機動性，當遇到意外情況，便于及時調(diào)整施工方案，而不影響施工進度。2編制依據(jù)和原則2.1編制依據(jù)（1）相關文件、資料1）廣西桂北治旱百色水庫灌區(qū)銀屯～凡平隧洞工程《施工技術要求》；2）施工圖紙；3）廣西桂西北治旱百色水庫灌區(qū)銀屯～凡平隧洞工程《施工組織設計》；4）《廣西桂西北治旱百色水庫灌區(qū)銀屯～凡平隧洞工程》施工招標文件【招標編號：GSZBDL-BS-2018001(重2)】及補充通知；5）現(xiàn)場地形地貌、交通條件及現(xiàn)場勘查情況和有關資料；6）本承包人的類似工程的施工經(jīng)驗、工藝和方法。（2）引用的規(guī)程規(guī)范及相關的法律法規(guī)1)《錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范》(GB50086-2015)；2)《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095-2012)；3)《水利水電建設工程驗收規(guī)程》(SL223-2008)；4)《水利水電工程施工通用安全技術規(guī)程》(SL398-2007)；5)《水工建筑物地下開挖工程施工技術規(guī)范》(SL378-2007)；6)《水工建筑物巖石基礎開挖工程施工技術規(guī)范》(SL47-1994)；7)《水利水電工程施工測量規(guī)范》(SL52-2015)；8)《水利水電工程錨噴支護施工技術規(guī)范》(SL377-2007)；9)《水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范》(SL62-2014)；10)《鋼筋機械連接通用技術規(guī)程》(JGJ107-2016)、(J257-2003)；11)《鋼筋焊接接頭試驗方法標準》(JGJ／T27-2014)；12)《建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50202-2002)；13）水利水電施工組織設計規(guī)范》SL303-2004；14）《水利水電土建施工安全技術規(guī)程》SL399-2007；15）《水利水電工程施工安全防護設施規(guī)范》SL714-2015；16）《水利水電工程施工安全管理導則》SL721-2015；17）《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》；18）《建設工程安全生產(chǎn)管理條例》；19）《水利工程建設安全管理規(guī)定》。2.2編制原則（1）認真貫徹國家有關工程建設的法律法規(guī)，嚴格執(zhí)行工程建設規(guī)范。（2）在充分理解設計文件、招標文件及現(xiàn)場實際情況的基礎上，采用安全、合理、先進、經(jīng)濟的施工方案，嚴格控制施工質(zhì)量、確保施工安全，保證工期進度。（3）嚴格執(zhí)行設計文件、施工規(guī)范要求，遵循建筑施工工藝及其技術規(guī)律，堅持合理的施工程序和規(guī)律。（4）用先進的管理技術，合理計劃，統(tǒng)籌安排，突出重點，控制關鍵工作，實現(xiàn)均衡生產(chǎn)，連續(xù)施工。（5）科學規(guī)劃施工場地，保證施工全過程符合環(huán)保要求，并制定周密的環(huán)境保護措施。（6）加強施工管理，確保施工質(zhì)量，保證現(xiàn)場施工安全、文明施工，保護環(huán)境，保證職工身體健康。3工程概述3.1基本概況百色水庫灌區(qū)銀屯～凡平隧洞位于總干管首端，屬于總干管的一段，為灌區(qū)的一部分，其工程等別與整個灌區(qū)工程相同。銀屯～凡平隧洞單項工程包括隧洞、輸水管道兩種輸水建筑物，其中隧洞段長2251m，前、后接輸水管道總長18m(只計洞外段)，隧洞圍巖主要類別為Ⅲ類、Ⅳ類，局部Ⅴ類圍巖。本工程隧洞較長，且彎道較多，開挖深度較深，而施工工作面較少，只有兩個工作面，且隧洞進、出口地質(zhì)條件差，洞口成型比較困難。雖然現(xiàn)場施工條件較為便利，但施工工期緊、洞內(nèi)施工交叉作業(yè)較多，施工干擾大。銀屯～凡平隧洞工程主要施工項目包括管棚超前支護、石方洞挖、鋼支撐安裝和噴錨支護等。隧洞襯后為圓形，石方洞挖斷面為城門洞型，(Ⅴ～Ⅷ級)洞挖工程量約為29048m3，大管棚（φ89，L=20m）40根，小管棚（φ42，L=6m）2085根，隧洞系統(tǒng)錨桿支護(φ20，L=2.0m)約為19650根，隧洞破碎段支護錨桿(φ20，L=3.0m)約為1102根，洞內(nèi)噴混凝土C25(1)(有筋，厚100mm)約為1840m3，洞內(nèi)噴混凝土C25(1)(有筋，厚150mm)約為242m3，掛網(wǎng)鋼筋制安約為81t。3.2水文氣象（1）氣象百色水庫灌區(qū)工程所在區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L氣候區(qū)，年內(nèi)四季分明，春季低溫陰雨，雨日較多；夏季高溫濕熱，暴雨頻繁集中；秋季降雨漸少，氣溫適宜；冬季無嚴寒，氣溫較高，雨量稀少，常年不見霜雪。灌區(qū)所在的右江區(qū)、田陽、田東等地是廣西少雨區(qū)，年降雨量在1077～1178mm；雨量年內(nèi)分配不均，一般集中在4～9月，約占全年降雨量的75%～79%，尤其是6～8月，降雨量更為集中，占年降雨量的56%～61%。百色水庫灌區(qū)工程銀屯～凡平隧洞工程位于百色市右江區(qū)，區(qū)域內(nèi)有百色市氣象站，根據(jù)百色市氣象觀測站資料統(tǒng)計：區(qū)域內(nèi)多年平均氣溫22.1℃，歷年極端最高氣溫42.5℃，極端最低氣溫-2℃；年蒸發(fā)量1385.4mm，以7月為最大，1月為最??；相對濕度為77％；流域內(nèi)多東南風，多年平均風速1.2m/s；最大風速40m/s。（2）水文百色灌區(qū)涉及的范圍較廣，規(guī)劃灌溉面積較大，百色水庫灌區(qū)及附近流域現(xiàn)有4個水文站、1個水位站、4個大中型水庫站、3個氣象站以及一些雨量站。銀屯～凡平隧洞工程涉及區(qū)域較小，工程區(qū)內(nèi)沒有水文站、氣象站。①洪水右江流域洪水由暴雨形成，汛期為4～9月，每年4月入汛。右江流域年平均暴雨日數(shù)為3～7天，一次降雨過程多為3天左右，主要暴雨集中在一天之內(nèi)，1天暴雨占3天暴雨的80%左右。本工程所在右江支流—平陽河洪水主要由暴雨產(chǎn)生，由于地處山區(qū)，山坡陡，流域成扇形，集雨面積雖然不大，但其匯流時間短，洪峰模數(shù)較大，其洪水多為單峰型暴漲暴落。②度汛標準根據(jù)《灌溉與排水工程設計規(guī)范》(GB50288-99)，隧洞為4級建筑物，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2017)及《水利水電工程施工組織設計》(SL303-2004)規(guī)范，結合工程實際情況，百色水庫灌區(qū)銀屯～凡平隧洞工程洪水標準為50年一遇，隧洞進出口施工時段為全年施工。③施工洪水位成果根據(jù)設計院提供的隧洞結構和施工場地布置圖，隧洞進口開挖底部高程為EL191.4m，隧洞中心線高程為EL193.4m；隧洞出口開挖底部高程為EL149.0m，隧洞中心線高程為EL151.55m。隧洞進口銀屯施工區(qū)布置有辦公生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)等設施，其中辦公、生活區(qū)高程為EL225.4m，生產(chǎn)區(qū)高程為EL192.6m及以上，變壓器室高程為EL195.55m，空壓機房高程為EL193.0m。隧洞出口凡平施工區(qū)布置有生活區(qū)、生產(chǎn)區(qū)等設施，其中生活區(qū)高程為EL155.0m，生產(chǎn)區(qū)高程為EL152.0m及以上，變壓器室高程為EL160.0m，空壓機房高程為EL152.0m。隧洞進口位置在施工階段由于施工場地布置需要，圍堰施工對沖溝進行了回填，侵占了部分溝床，為確保隧洞施工安全，經(jīng)設計復核隧洞進口水位由初設時的EL191.37相應抬高為EL192.49m，洪峰流量為20.9m3/s；隧洞出口洪水位為149.6m，洪峰流量為30.8m3/s，本階段與初設階段施工導流洪水對比見下表。施工詳圖階段與初設階段施工導流洪水對比表序號項目名稱施工導流標準洪峰流量（m3/s）設計水位（m.85基準）初設階段施工圖階段初設階段施工圖階段初設階段施工圖階段1隧洞進口50年一遇50年一遇20.920.9191.37192.492隧洞出口30.830.8149.6149.63.3地質(zhì)條件銀屯至凡平隧洞位于有壓重力流輸水方案總干前端，銀屯至凡平隧洞起止樁號為：ZG0+653～ZG2+904m，總長度為2251m。根據(jù)設計圖紙，劃分出隧洞Ⅲ類圍巖長約415.8m，占隧洞總長18.5%，Ⅳ類長約1663.2m，占隧洞總長73.9%，Ⅴ類長172m，占隧洞總長7.6%。（1）進口段ZG0+653～ZG0+695m：長42m，為進口段范圍。邊坡覆蓋層為含碎石粘土，層厚0～2m；下伏基巖為三疊系中統(tǒng)百逢組（（T2b2））薄～中厚層狀粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖、粉砂巖等，上覆巖體厚度0～20m不等，強～弱風化為主，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。進口段圍巖極不穩(wěn)定，屬Ⅴ類圍巖。ZG0+653~ZG0+695,長42m，為隧洞進口段，采用A型開挖支護斷面，隧洞開挖斷面采用“城門洞型”斷面，A型開挖斷面底寬4.3m，高4.15m；隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。A型開挖斷面初期支護措施為：在洞口20m范圍內(nèi)、頂拱180°范圍內(nèi)，平行洞軸線布置Φ89,δ=10mm,L=20m的大管棚，管棚間距0.4m；其余洞段平行洞軸線布置Φ42,δ=3.5mm,L=6m的小管棚，管棚間距0.3m，大、小管棚之間的搭接長度為3m；A型斷面設I14@0.6m的鋼拱架支撐，鋼支撐底腳固定在巖體上，可以使鋼拱架迅速起到承載作用,有效抑制變形的發(fā)展。二次支護全斷面采用C30鋼筋混凝土襯砌，厚度為600mm，由于進口圍巖穩(wěn)定性差，屬V類圍巖，圍巖厚度不足，在襯砌內(nèi)側(cè)布置1道鋼板內(nèi)襯，鋼板厚度為δ=16mm。（2）洞身段①ZG0+695～ZG1+260m：該段隧洞埋深30-100m。洞身巖性為三疊系中統(tǒng)百逢組（T2b2）薄～中厚層狀泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖夾泥巖、粉砂質(zhì)泥巖等，微風化。該段巖層傾角較平緩,巖層傾角5~15°，巖層走向一般與軸線78°相交，節(jié)理裂隙發(fā)育段易形成不利組合引起洞頂?shù)魤K現(xiàn)象。該段圍巖類別以Ⅳ類為主，局部Ⅲ類。該段巖層透水性以弱透水性為主，局部微透水性，地下水位高于洞頂30～75m不等。其中0+960～0+975m:Fz02-1為平移逆斷層，斷層影響帶寬約15m，巖體破碎，該段巖體完整性差，圍巖極不穩(wěn)定，類別為Ⅴ類。ZG0+954～ZG0+969m，長15m，為平移逆斷層，采用D型開挖支護斷面，隧洞開挖斷面采用“城門洞型”斷面，D型開挖斷面底寬4.3m，高4.15m；隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。D型開挖斷面初期支護措施為：在隧洞開挖斷面平行洞軸線布置Φ42，δ=3.5mm,L=6m的小管棚,管棚環(huán)向間距300mm,縱向間距3000mm；設I14@0.3m的環(huán)向鋼拱架支撐,斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20@0.6m×1m,L=3m的系統(tǒng)錨桿；斷面兩側(cè)及頂拱掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴150mm厚C25混凝土。ZG0+969～ZG0+989m，長20m，為穿越?jīng)_溝淺埋段，巖石風化深度深，巖體破碎。采用A型開挖支護斷面，隧洞開挖斷面采用“城門洞型”斷面，A型開挖斷面底寬4.3m，高4.15m；隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。A型開挖斷面初期支護措施為：在平行洞軸線布置Φ42，δ=3.5mm，L=6m的小管棚，管棚環(huán)向間距0.3m，縱向間距3m；設I14@0.6m的環(huán)向鋼拱架支撐，斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20@0.6m×1m,L=2m的系統(tǒng)錨桿；斷面兩側(cè)及頂拱掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴150mm厚C25混凝土。ZG0+695～ZG0+954m和ZG0+989～ZG1+260m，總長530m，采用B型和C型開挖支護斷面。Ⅳ類圍巖洞段采用B型支護類型,開挖斷面采用“城門洞型”斷面,開挖斷面底寬3.8m,高3.7m。隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。初期支護的措施為：斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20@1m×1m,L=2m的系統(tǒng)錨桿；斷面兩側(cè)及頂拱掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴100mm厚C25混凝土；視開挖揭露情況隨機布設I14的鋼拱架支撐。Ⅲ類圍巖洞段采用C型支護類型,開挖斷面采用“城門洞型”斷面,開挖斷面底寬3.8m,高3.7m。隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。初期支護的措施為：斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20,L=2m的隨機錨桿；頂拱180°范圍掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴100mm厚C25混凝土。二次支護全斷面采用C30鋼筋混凝土襯砌，隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。②ZG1+260～ZG1+817m：洞身巖性為三疊系中統(tǒng)百逢組(T2b2)薄～中厚層狀粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾薄層狀細砂巖、泥巖等，微風化，該段巖層傾角較平緩，巖層傾角5~15°，巖層走向一般與軸線10°相交，上覆巖體厚度50～100m不等，巖體完整性較差，圍巖不穩(wěn)定，類別以Ⅳ類為主約占80%，局部Ⅲ類約占20%。地下水埋深距洞頂高約30～70m不等。ZG1+510～ZG1+530m，長20m，為穿越?jīng)_溝淺埋段，巖石風化深度深，巖體破碎。采用A型開挖支護斷面，隧洞開挖斷面采用“城門洞型”斷面，A型開挖斷面底寬4.3m，高4.15m；隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。A型開挖斷面初期支護措施為：在平行洞軸線布置Φ42，δ=3.5mm，L=6m的小管棚，管棚環(huán)向間距0.3m，縱向間距3m；設I14@0.6m的環(huán)向鋼拱架支撐，斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20@0.6m×1m,L=2m的系統(tǒng)錨桿；斷面兩側(cè)及頂拱掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴150mm厚C25混凝土。ZG1+260～ZG1+510m和ZG1+530～ZG1+817m，總長537m，采用B型和C型開挖支護斷面。Ⅳ類圍巖洞段采用B型支護類型,開挖斷面采用“城門洞型”斷面,開挖斷面底寬3.8m,高3.7m。隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。初期支護的措施為：斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20@1m×1m,L=2m的系統(tǒng)錨桿；斷面兩側(cè)及頂拱掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴100mm厚C25混凝土；視開挖揭露情況隨機布設I14的鋼拱架支撐。Ⅲ類圍巖洞段采用C型支護類型,開挖斷面采用“城門洞型”斷面,開挖斷面底寬3.8m,高3.7m。隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。初期支護的措施為：斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20,L=2m的隨機錨桿；頂拱180°范圍掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴100mm厚C25混凝土。二次支護全斷面采用C30鋼筋混凝土襯砌，隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。③ZG1+817～ZG1+842m：Fz02為平移逆斷層，斷層影響帶寬約25m，巖體破碎。該段巖體完整性差，圍巖極不穩(wěn)定，類別為Ⅴ類。地下水埋深距洞頂高約40m，該段存在涌水突泥的可能。ZG1+817～ZG1+842m，長25m，采用D型開挖支護斷面，隧洞開挖斷面采用“城門洞型”斷面，D型開挖斷面底寬4.3m，高4.15m；隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。D型開挖斷面初期支護措施為：在隧洞開挖斷面平行洞軸線布置Φ42，δ=3.5mm,L=6m的小管棚,管棚環(huán)向間距300mm,縱向間距3000mm；設I14@0.3m的環(huán)向鋼拱架支撐,斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20@0.6m×1m,L=3m的系統(tǒng)錨桿；斷面兩側(cè)及頂拱掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴150mm厚C25混凝土。二次支護全斷面采用C30鋼筋混凝土襯砌，隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。④ZG1+842～ZG2+854m：洞身巖性為三疊系中統(tǒng)百逢組(T2b4)薄～中厚層狀粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾薄層狀細砂巖、泥巖等，微風化，巖層走向一般與軸線20～40°相交，上覆巖體厚度40～70m不等。該段構造較發(fā)育，受斷層和褶皺影響，巖層扭曲巖層產(chǎn)狀變化大，巖體完整性差，節(jié)理裂隙發(fā)育，圍巖不穩(wěn)定，類別以Ⅳ類為主約占80%，局部Ⅲ類約占20%。地下水埋深距洞頂高15～25m不等，該段位于地下水以下。ZG1+842～ZG2+854m，總長1012m，采用B型和C型開挖支護斷面。Ⅳ類圍巖洞段采用B型支護類型,開挖斷面采用“城門洞型”斷面,開挖斷面底寬3.8m,高3.7m。隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。初期支護的措施為：斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20@1m×1m,L=2m的系統(tǒng)錨桿；斷面兩側(cè)及頂拱掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴100mm厚C25混凝土；視開挖揭露情況隨機布設I14的鋼拱架支撐。Ⅲ類圍巖洞段采用C型支護類型,開挖斷面采用“城門洞型”斷面,開挖斷面底寬3.8m,高3.7m。隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。初期支護的措施為：斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20,L=2m的隨機錨桿；頂拱180°范圍掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴100mm厚C25混凝土。二次支護全斷面采用C30鋼筋混凝土襯砌，隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。（3）出口段ZG2+854～ZG2+904m：長50m，為出口段范圍。覆蓋層為含碎石粘土，厚0～2m；下伏基巖為三疊系中統(tǒng)百逢組（T2b4）薄～中厚層狀泥質(zhì)粉砂巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾粉砂巖等，強～弱風化為主，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。出口段圍巖極不穩(wěn)定，屬Ⅴ類圍巖，該段巖層透水性為中等透水。ZG2+854~ZG2+894m，長40m，為隧洞出口段，采用A型開挖支護斷面。ZG2+894~ZG2+904m,長10m，為出口鋼管連接段，采用A′型開挖支護斷面。隧洞開挖斷面采用“城門洞型”斷面，A型開挖斷面底寬4.3m，高4.15m；A′型開挖斷面底寬為6.8m、高4.9m。隧洞襯后為圓形，洞徑為2.8m。A、A'型開挖斷面初期支護措施為：在洞口20m范圍內(nèi)、頂拱180°范圍內(nèi)，平行洞軸線布置Φ89,δ=10mm,L=20m的大管棚，管棚間距0.4m；其余洞段平行洞軸線布置Φ42,δ=3.5mm,L=6m的小管棚，管棚間距0.3m，大、小管棚之間的搭接長度為3m；A型斷面設I14@0.6m的鋼拱架支撐，A′型斷面設Ⅰ14@0.3m的鋼拱架支撐，鋼支撐底腳固定在巖體上，可以使鋼拱架迅速起到承載作用,有效抑制變形的發(fā)展。二次支護全斷面采用C30鋼筋混凝土襯砌，A類厚度600mm，A′類頂部厚度為0.8m，底部厚度1.15m，側(cè)面厚度為1.85m；由于出口圍巖穩(wěn)定性差，屬V類圍巖，圍巖厚度不足，在襯砌內(nèi)側(cè)布置1道鋼板內(nèi)襯，鋼板厚度為δ=22mm。4工程的特點、難點分析及對策4.1本工程的特點（1)本工程主體工程施工工作面較少，現(xiàn)場施工條件較為便利，但施工工期緊、洞內(nèi)施工交叉作業(yè)較多，施工環(huán)保要求高，存在一定的施工管理難度。施工時擬分為進口及出口兩個工作面同時進行施工，項目部組織協(xié)調(diào)好各工作面的施工進度，盡量避免施工相互干擾。同時，分別配備兩個工作面所需的掘進機、手風鉆、小型自卸車等洞室施工設備，確保所有施工設備數(shù)量充足，性能優(yōu)良，滿足高峰施工強度要求并有一定的富余度。同時，做好勞動力配置，以保證隧洞施工優(yōu)質(zhì)高效。（2)本標隧洞施工由于施工通道較長，且彎道較多，開挖深度較深，施工通風散煙困難，是制約本工程施工進度的一個重要因素。為保證施工人員身體健康，提高工作效率，加快施工進度，在進出口施工洞口外設置大功率通風機通風，以改善作業(yè)環(huán)境；施工過程中及時噴霧除塵。（3)隧洞地質(zhì)條件差，洞口成型比較困難，洞內(nèi)施工干擾大，施工安全問題突出。施工時對不同結構斷面的洞形采用不同的施工方案，配備相應的施工設備，隧洞采用全斷面開挖，對于Ⅴ類圍巖和破碎段等不良地質(zhì)段做好支護，并加強施工期臨時觀測，開挖過程中根據(jù)地質(zhì)情況、開挖部位及隧洞結構特點，設置臨時動態(tài)變形觀測點、圍巖收斂監(jiān)測斷面進行監(jiān)測，根據(jù)變形觀測數(shù)據(jù)分析結果，對開挖過程中隧洞穩(wěn)定進行評判，進而對開挖、支護程序的調(diào)控進行指引，并根據(jù)量測信息反饋結果，調(diào)整各單項工序的施工參數(shù)，以確保安全。4.2本工程的重點、難點分析及對策（1）隧洞洞線長、斷面小，洞內(nèi)通風是本工程的難點對策：洞挖施工時，擬在隧洞進、出口開挖工作面各安裝一臺直徑為φ600mm功率為2×22KW軸流風機進行強制壓入式通風，洞內(nèi)在適當距離安裝軸流風機接力，保證洞內(nèi)空氣達到規(guī)范要求。除加強機械通風外，再輔以以下措施改善洞內(nèi)環(huán)境。1)加強施工機械凈化，采用安全尾氣凈化器、摻柴油催化劑等方式減少污染源；2)采用濕法鉆孔；3)加強塵毒監(jiān)測，嚴格通風管理。（2）隧洞斷面小，線路長，出渣是難點對策：根據(jù)施工需要，工程開工后分別從進出口分兩個工作面對隧洞進行開挖，根據(jù)隧洞的斷面及圍巖特點，隧洞開挖選擇懸臂式掘進機進行開挖，洞內(nèi)出渣采用懸臂式掘進機裝小型自卸車運輸。為加快洞內(nèi)施工速度，洞內(nèi)每200m設置一個錯車洞，用于自卸車洞內(nèi)調(diào)頭及錯車，以提高出渣效率。（3）洞室地質(zhì)條件差，圍巖強度低，支護要求高，施工安全是重點。對策：根據(jù)不同洞段的地質(zhì)條件，對Ⅳ類、Ⅴ類圍巖洞段及不良地質(zhì)段的施工，將嚴格按“新奧法”原則施工，強調(diào)“超前支護、短進尺、少擾動、早封閉、強支護、勤量測”的工藝要旨，確保圍巖穩(wěn)定。施工中貫徹“穩(wěn)扎穩(wěn)打、步步為營、穩(wěn)中求快”的指導思想，杜絕圍巖塌方等重大事故造成損失，安全順利地通過不良地質(zhì)洞段。（4）隧洞施工排水是本工程施工的重點本標工程隧洞開挖由于施工通道較長且彎道較多，施工排水是本工程施工的重點。對策：隧洞洞挖施工前，做好洞口及其周邊的防排水措施，防止洞外地表匯水流入洞內(nèi)。對隧洞下游施工工作面為逆坡開挖，排水則為順坡，采用自流方式；對上游工作面施工為順坡開挖，排水為逆坡，水流匯集至集水井采用水泵抽出洞外排水溝。洞外排水溝內(nèi)的積水，要求需經(jīng)沉沙池沉淀處理后方可向下游河溝排放。對于地下水位線高于洞底設計線的，配足抽水設備采取挖集水坑集中排水。（5）涌水、突泥等不良地質(zhì)洞段處理是本工程施工的難點ZG0+960～ZG0+975m:Fz02-1為平移逆斷層，斷層影響帶寬約15m；ZG1+817～ZG1+842m：Fz02為平移逆斷層，斷層影響帶寬約25m。以上兩段巖體破碎，巖體完整性差，圍巖極不穩(wěn)定，類別為Ⅴ類。地下水位高于洞頂30～75m不等，存在涌水、突泥的可能。在開挖至以上兩段樁號附近時，加強現(xiàn)場觀測，并采用超前鉆孔予以確認。如在開挖過程中發(fā)生涌水、涌沙現(xiàn)象，，并且流動速度比較大，應立即停止開挖，對該處采用砂袋進行回填反壓，達到只流水不流泥為止，然后再考慮固沙止水方案：采用水泥漿和水玻璃的混合漿液注漿加固處理，形成具有一定強度的止水帷幕，以達到穩(wěn)固土體、填補因涌水造成的空洞和止水目標。同時做好集水井、排水溝等，并配置足夠的抽水、排污設備，及時將涌水排出洞外。對于涌泥，及時采用設備將涌泥及時裝運至洞外指定位置堆放。5施工準備5.1技術準備（1）施工調(diào)查組織施工調(diào)查，對本合同工程進行了深入細致的施工調(diào)查，主要內(nèi)容包括：全面了解工程特點，調(diào)查水文、氣象、地形、地質(zhì)、當?shù)刭Y源、建材、交通、水源、電源、地面拆遷、臨時工程條件與當?shù)氐拿耧L民俗、宗教信仰等。（2）圖紙復核接到監(jiān)理單位發(fā)放的設計文件后，組織工程技術人員認真閱讀和熟悉設計圖紙、施工技術要求等文件內(nèi)容，并形成會審記錄。（3）線路控制樁點交接及復測接樁后，立即派測量人員進行精密復核，形成測量控制文件，并報送監(jiān)理審批；完成洞口放樣定位工作，并進行測量資料交底。（4）施工技術文件準備根據(jù)設計圖紙及文件備齊各種標準圖集、施工規(guī)范、質(zhì)量評定表、檢查證和施工記錄表等資料。（5）編制質(zhì)量計劃及技術交底等根據(jù)施工圖紙的復核和圖紙會審情況，項目經(jīng)理部組織技術人員進行編制質(zhì)量計劃、過程檢驗與試驗計劃，組織技術交底工作。5.2道路規(guī)劃施工除充分利用已建成的道路外，場內(nèi)還需新建臨時施工道路，為保證各開挖區(qū)的順利進行，場內(nèi)新修建至施工區(qū)的施工道路，道路布置需考慮開挖分布。本工程施工區(qū)沿線交通較為便利，場內(nèi)施工道路以充分利用施工附近現(xiàn)有的縣道及鄉(xiāng)村道路，為了滿足本工程各部位施工需要修建的臨時道路如下：1#施工道路：銀屯～凡平隧洞進口→銀屯棄渣場；2#施工道路：現(xiàn)有道路→凡平棄渣場；3#施工道路：現(xiàn)有道路→銀屯～凡平隧洞出口；各場內(nèi)施工道路特性道路主要工程量見下表。場內(nèi)施工道路特性表道路名稱長度(m)路基寬(m)路面寬(m)路面結構備注1#施工道路14006.55.5泥結石2#施工道路3006.55.5泥結石3#施工道路7006.55.5泥結石5.3渣場規(guī)劃設計圖紙指定的棄渣場為銀屯棄渣場、凡平棄渣場棄渣。土石方明挖的部分土料可用于本工程土方填筑。不可利用或者多余的開挖渣料按合同要求運至指定的存、棄渣場分類堆放并進行棄渣平整。堆渣位置、范圍和高程必須嚴格按施工圖紙和監(jiān)理人指示實施。承包人還應注意保持渣料堆體周邊的邊坡穩(wěn)定。5.4施工供風（1）施工用風本工程洞室施工用風主要為洞內(nèi)支護鉆孔等用風，結合本工程地形情況及工作面布置，擬在隧洞進口及出口部位各布置一臺20m3/min電動空壓機，供支護用風。（2）洞內(nèi)通風洞內(nèi)掘進機掘進和手風鉆鉆孔過程中采用噴霧降塵、通風降塵等綜合方式，降低洞內(nèi)粉塵濃度。洞內(nèi)施工中采用有效的通風設施，保證洞內(nèi)空氣流通。本工程隧洞單頭掘進長1164m，隧洞斷面面積為12.5m2，采用掘進機法開挖，汽車運輸。本工程單頭掘進深度較大，洞內(nèi)通風條件困難，根據(jù)施工技術要求及《水工建筑物地下開挖工程施工規(guī)范》(SL378-2007)第11章的規(guī)定，綜合考慮隧洞單頭掘進長度、斷面大小、開挖方法、出渣運輸方式、設備條件等因素后，通過分析比較，確定壓入式通風較為適合施工，可使足夠的新鮮空氣能很快被送至工作面，實現(xiàn)快速掘進。1）通風、防塵標準①洞內(nèi)氧氣含量：不少于20%；有害氣體和粉塵含量的允許濃度如下表?？諝庵杏泻ξ镔|(zhì)的容許含量名稱容許濃度附注按體積(%)按重量(%)二氧化碳（CO2）0.5一氧化碳的容許含量與作業(yè)時間：容許含量為50mg/m3時，作業(yè)時間不宜超過1h；容許含量為100mg/m3時，作業(yè)時間不宜超過0.51h；容許含量為200mg/m3時，作業(yè)時間不宜超過20min；反復作業(yè)的間隔時間應在2h以上。甲烷（CH4）1一氧化碳（CO）0.0024030氮氧化合物換算成二氧化氮（NO2）0.000255二氧化硫（SO2）0.0005015硫化氫（H2S）0.0006610醛類（丙烯醛）0.3含有10％以上游離SiO2的粉塵2含80%以上游離sio2的生產(chǎn)粉塵不宜超過1mg/m3含有10％以下游離SiO2的水泥粉塵6含有10％以下游離SiO2的其他粉塵10②隧洞內(nèi)平均氣溫不應高于28℃；洞內(nèi)風速根據(jù)不同的洞內(nèi)溫度按下表進行調(diào)節(jié)。洞內(nèi)溫度與風速的關系洞內(nèi)溫度（℃）＜1515—2020—2222—2424—28風速（m/s）＜0.5＜1.0＞1.0＞1.5＞2.0③按洞內(nèi)同時工作的最多人數(shù)計算，洞內(nèi)每人每分鐘應供新鮮空氣3m3。若粉塵含量過高或巖層中含有害氣體時，新鮮空氣的供應量還應適當提高。④洞內(nèi)使用柴油機械時，按每千瓦每分鐘消耗4m3風量計算，并與工作人員所需風量相疊加。⑤計算通風量時，洞內(nèi)通風系統(tǒng)漏風系統(tǒng)可按1.20—1.45選取。⑥工作面附近的最小風速不小于0.15m/s，最大風速不大于下列規(guī)定值：A、隧洞為4m/s；B、運輸與通風洞為6m/s。2）風量計算①按洞內(nèi)同時工作的最多人數(shù)計算風量：—每人每分鐘呼吸所需新鮮空氣量，取3.0m3/min；—洞內(nèi)同時工作的最多人數(shù)，10人；—風量備用系數(shù)，取1.15。計算得：=34.5m3/min②按洞內(nèi)允許最低風速計算風量：Q2=60×v×sv—洞內(nèi)允許最小風速，按隧洞規(guī)范規(guī)定全斷面開挖時取值為0.15m/s；s—開挖斷面，取值12.5.0m2；（按實際開挖最大斷面積計算）60—min和s的換算常數(shù)。計算得Q2=112.5m3/min。③按稀釋洞內(nèi)內(nèi)燃機廢氣計算風量：本工程洞內(nèi)石渣采用自卸汽車運輸出渣，高峰期需要配置自卸汽車（功率為93kW）為3輛,則總功率為279kw，考慮洞內(nèi)面積狹小，只能單臺車單向行駛，所以掌子面按單臺車配置計算供風量，利用率按70%考慮。按照隧洞規(guī)范規(guī)定，1kw需供風量不小于4m3/min。計算得Q3=93×4×70%=260.4m3/min。④計算結果取值：洞內(nèi)使用柴油機械時，所需風量與工作人員所需風量相疊加后得：Qmax=Q1+Q3=34.5+260.4=294.9m3/min。以上計算結果Qmax＝294.9m3/min作為控制設計通風量。考慮漏風因素：據(jù)風管廠提供的技術指標，采用PVC增強塑纖布作風管材料，百米漏風率正常時可控制在2%以內(nèi)。據(jù)此計算漏風系數(shù)：—通風距離，隧洞單頭掘進長1164m，考慮洞外長度，L取值為1250m；—百米漏風率，取2%。計算得：＝1.333則風機供風量應不小于：Q＝Qmax×p=393.1m3/min3）系統(tǒng)風壓計算通風機應有足夠的風壓以克服管道系統(tǒng)阻力，即h＞h阻，按下式計算：h阻=∑h動+∑h沿+∑h局其中：①管口動壓h動一般可考慮為50pa。②沿程壓力損失計算：h沿=α×l×u×p×Q2×g/s3式中：α—風管摩擦阻力系數(shù)，取α=3×10-4kg·s2/m3；l—風管長度，取1250m；u—風管周邊長，u=πD=3.14×0.6=1.884m；p—漏風系數(shù)，經(jīng)計算取1.333；Q—計算掌子面所需風量，取393.1m3/min并折合成6.6m3/s；g—重力加速度，取9.8m/s2；s—風管截面積，s=πD2/4=0.283m2，D—風管直徑，取0.6m；計算得h沿=2545pa③局部壓力損失，按沿程損失的10%進行估算：h局=h沿×10%=245.5④系統(tǒng)風壓：h阻=∑h動+∑h沿+∑h局=50+2545+245.5=2840.5pa通風管徑越大，則系統(tǒng)阻力越小，根據(jù)全斷面掘進時斷面尺寸，設計時按φ0.6m風管計算。4）設備選型設備選型關系到整個方案的成敗，是通風系統(tǒng)運行好壞的基本保證。在立足現(xiàn)有、國產(chǎn)設備的基礎上，我們采用了河南鞏義市孝義光明機械設備廠生產(chǎn)的SDDF—180NO2型軸流式風機，其功率為22×2KW，風量達23718m3/h=395.3m3/min，全壓4341Pa。它具有空氣流動性能好、效率高、節(jié)省能量、噪音低、結構緊湊、安裝方便等特點。風管則選用了天津通風設備廠生產(chǎn)的PVC增強塑纖布拉鏈式φ0.6m柔性風管。該風管具有較強的抗拉強度和較小的伸長率，接頭方式新穎，使用方便，重量輕，易安裝，破損較少，徑向變形也小。接頭光滑、嚴密，能有效地減少漏風和系統(tǒng)阻力。由上述計算結果可知，選用2×22KW的軸流式風機和φ0.6m柔性風管應該可以滿足洞內(nèi)通風的要求。設備布置擬在隧洞進出口洞口外各布置一臺直徑為φ600mm、功率為2×22KW的軸流風機進行強制壓入式通風，并根據(jù)洞內(nèi)通風的情況采取加接力風機保證洞內(nèi)空氣達到規(guī)范要求。柔性風管接至距撐子面約10m地方，開挖過程中及時開啟排風機加快洞內(nèi)排煙除塵。（3）施工供風、洞內(nèi)通風主要設備及材料配置施工供風、洞內(nèi)通風主要設備及材料配置如下表：施工供風、洞內(nèi)通風主要設備及材料表設備、材料名稱型號、規(guī)格單位數(shù)量備注空壓機20m3/min臺2進出口各1臺軸流風機2*22kw臺2進出口各1臺軸流風機2*11kw臺2進出口各1臺通風管Ф600m2500進出口各1250m供風管Ф150m2500進出口各1250m5.5施工供水生產(chǎn)用水接自本工程的供水系統(tǒng)。再鋪設水管到工作面各用水點。供水主管管徑φ100mm，支管管徑φ50mm，主要工程量見下表，供水系統(tǒng)見附圖《施工總平面圖》。施工供水主要材料表材料名稱型號、規(guī)格單位數(shù)量備注抽水機Q=25m3/h、H=50m臺1出口使用供水管DN100鍍鋅鋼管m2500進出口各1250m水管DN50PVC膠皮管m100進出口各50m5.6施工供電（1）施工用電布置原則施工用電有1140V和380V，掌子面施工照明用電220V。洞內(nèi)為了安全，洞內(nèi)通行照明用電采用行燈變壓器降壓為36V安全電壓使用。洞內(nèi)動力線及照明線路安裝布置在洞內(nèi)右壁，分層架設，其原則是；高壓在上，低壓在下；主線在上，支線在下；動力線在上，照明線在下。電線架設符合有關安全規(guī)程。電纜的終端應裝有密閉和絕緣性能良好的接線盒，并安裝保護控制開關，洞內(nèi)外輸電線應按規(guī)定設置接地保護裝置。（2）用電荷載計算1）隧洞進口銀屯施工區(qū)用電荷載計算①隧洞進口銀屯施工區(qū)洞挖施工用電量計算及供電系統(tǒng)配置如下根據(jù)各作業(yè)點用電設備功率統(tǒng)計用電量序號設備名稱數(shù)量規(guī)格型號額定功率（KW）總功率（KW）備注1空壓機120m3／min1201202懸臂式掘進機1EBZ2604204203混凝土噴射機1TK96120204通風機12*22445通風機12*11226擠壓式注漿泵1GZJ-30C30307混凝土拌和站1ＨＸ6025258水泵55.527.59水泵52.21110鋼筋切斷機15.55.511冷彎機15.55.512抽水機13030合計738.5KW隧洞照明燈頭間距10ｍ，懸掛高度3ｍ，LED節(jié)能防爆燈40ｗ，1189m/10=119個，119×40＝4760w=4.764kw共用電最大負荷計算P＝1.1（K1∑P1+K2∑P2）∑P1—施工機械用電負荷之和，取738.5KW．∑P2洞內(nèi)照明用電負荷，∑P2取5KW；K1為同時施工用具系數(shù)取0.7，K2為洞內(nèi)照明同時工作系數(shù)，K2取0.8；K1∑P1＝0.7×738.5＝516.95KWK2∑P2=0.8×5＝4KWP=1.1（K1∑P1+K2∑P2）=1.1（516.95+4）=572.55KW②變壓器站容量選擇：考慮施工設備不同時工作用電，故選用一臺變壓器容量為630KVA，專供掘進機使用；另選用一臺容量為400KVA的變壓器，供洞內(nèi)施工用電和洞外生產(chǎn)、生活用電；同時自備柴油發(fā)電機組100KVA一臺，以備停電時使用。2）隧洞出口凡平施工區(qū)用電荷載計算①隧洞出口凡平施工區(qū)洞挖施工用電量計算及供電系統(tǒng)配置如下根據(jù)各作業(yè)點用電設備功率統(tǒng)計用電量序號設備名稱數(shù)量規(guī)格型號額定功率（KW）總功率（KW）備注1空壓機120m3／min1201202懸臂式掘進機1EBZ2604204203混凝土噴射機1TK96120204通風機12*22445通風機12*11226擠壓式注漿泵1GZJ-30C30307混凝土拌和站1ＨＸ6025258水泵52.2119鋼筋切斷機15.55.510冷彎機15.55.5合計681.0KW隧洞照明燈頭間距10ｍ，懸掛高度3ｍ，LED節(jié)能防爆燈40ｗ，1062m/10=106個，106×40＝4240w=4.24kw共用電最大負荷計算P＝1.1（K1∑P1+K2∑P2）∑P1—施工機械用電負荷之和，取681.0KW．∑P2洞內(nèi)照明用電負荷，∑P2取4.5KW；K1為同時施工用具系數(shù)取0.7，K2為洞內(nèi)照明同時工作系數(shù)，K2取0.8；K1∑P1＝0.7×681.0＝476.7KWK2∑P2=0.8×4.5＝3.6KWP=1.1（K1∑P1+K2∑P2）=1.1（476.7+3.6）=528.33KW②變壓器站容量選擇：考慮施工設備不同時工作用電，故選用一臺變壓器容量為630KVA，專供掘進機使用；另選用一臺容量為500KVA的變壓器，供洞內(nèi)施工用電和洞外生產(chǎn)、生活用電；同時自備柴油發(fā)電機組100KVA一臺，以備停電時使用。（3）用電布置本工程供電系統(tǒng)配置根據(jù)不同部位的用電需要和用電時段進行設置，采用動力電纜線進洞供施工區(qū)施工、照明等用電。本工程隧洞進口即銀屯施工區(qū)供電系統(tǒng)在隧洞洞外安裝一臺10/0.4kv、400kv變壓器，供生活區(qū)生活用電、生產(chǎn)區(qū)施工用電和洞內(nèi)施工用電及照明等用電；另配備一臺10/1.14kv、630kv變壓器專供掘進機使用。同時在洞口外還配備1臺100KVA柴油發(fā)電機組，確保洞內(nèi)施工安全。本工程隧洞出口即凡平施工區(qū)供電系統(tǒng)在隧洞洞外安裝一臺10/0.4kv、500kv變壓器，供生活區(qū)生活用電、生產(chǎn)區(qū)施工用電、洞內(nèi)施工用電及照明等用電；另配備一臺10/1.14kv、630kv變壓器專供掘進機使用。同時在洞口外還配備1臺100KVA柴油發(fā)電機組，確保洞內(nèi)施工安全。洞內(nèi)用電布置根據(jù)洞內(nèi)施工所需的設備用電進行配置。本隧洞開挖采用掘進機作業(yè)，掘進機用電荷載約300KV、電壓等級為1140V，其他配套設備用電約120KV。洞挖期間供電需要同時配置三種電壓等級線路，A、1140V電壓等級專供掘進機專用，B、380V電壓等級供常規(guī)機械設備使用，C、36V電壓等級供洞內(nèi)照明專用。1）掘進機專用電布置①1140V電壓等級按掘進機要求配置：在洞外安裝一臺10/0.4kv、500kv（400kv）變壓器（掘進機總功率300kw）低壓側(cè)安裝一個380V、1000A（或兩個500A）的帶漏電開關,出線端連接400V動力電纜線或掘進機專用1140V升壓變壓器。②在由1140v隨機專用電纜連接至掘進機電控箱，掘進機隨機自帶1140v專用電纜約500米，待洞挖至500米時，10/0.4kv、500kv（400kv）變壓器保留在原地，將0.4/1.14kvA變壓器移至洞內(nèi)500米處，兩臺變壓器之間用380v，載流量具備過600A的動力電纜線連接。2）工作面施工用電布置380V電壓等級供電主要在洞挖生產(chǎn)過程中滿足施工需要的一切功率輔助設施，設計洞挖坡度為2％，開挖面均在水位線以下，抽排水設備增加，所以在設置正常供電荷載的同時應提高一個級別，按正常工作考慮揚程25米、Q80—100m3的抽排水設備與供風設備同時使用率：22kw軸流風機兩級、22kw污水泵一臺、20kw電焊機一臺、5kwA行燈變壓器四臺，總荷載約157kw考慮非同時使用電焊機、抽水機等80％的功率因素，正常使用荷載約125.6kw。3）施工照明用電布置36V電壓等級為安全電壓照明用，初級電壓為220V或380v，經(jīng)小型行燈變壓器次級轉(zhuǎn)換為36V,其特性電壓低、電流電壓降大，使用范圍小，宜按其說明書有效使用范圍布置。掌子面照明采用200W的防爆LED燈，洞內(nèi)照明采用行燈變壓器變?yōu)?6V的安全電壓，并使用低壓防水、防爆燈泡，隔10m懸掛在邊墻上。洞內(nèi)照明按照下述規(guī)定實施：①作業(yè)地段采用36v安全電壓，使用投光燈照明時采用220V電壓。②照明線與動力電纜線分別安設，按照分層架設的原則：即高壓在上，低壓在下；干線在上，支線在下；動力線在上，照明線在下。③照明線懸掛高度不少于2m。④使用防水燈頭，淋水地段加防水燈罩。在重要部位配備柴油發(fā)電機組作為事故照明備用電源，每班作業(yè)人員配備手電筒或礦燈等作為事故照明輔助電源。（4）施工供電主要設備及材料配置施工供電主要設備及材料配置如下表：施工供電主要設備及材料表設備、材料名稱型號、規(guī)格單位數(shù)量備注變壓器S11—630KVA—10/1.14kv臺2進出口各1臺變壓器S13—400KVA—10/0.4kv臺1進口變壓器S13—500KVA—10/0.4kv臺1出口銅心電纜95m2m1200進出口各600m電力電纜VV22—3*25+1*16，0.4kvm2300進出口各1150m變壓器室石方洞挖m31002個變壓器室變壓器室C25混凝土回填m31002個變壓器室絕緣導線BLV—10m25005.7施工排水根據(jù)設計院提供的施工圖紙要求，在各洞挖工作面面洞口明挖開挖線外5m設截水溝，攔截地表水及天然坡面集水。洞口頂部的坡面面積比較小，相應的集雨面積也小，約600m2，截水溝尺寸為60*80cm，滿足坡面排水要求。施工期間，保持現(xiàn)場排水暢通，防地表水倒流入洞，影響洞內(nèi)正常施工。（1）洞內(nèi)排水洞挖時每進深150m設置一個集水井，沿洞設置排水溝或集水坑，將洞內(nèi)積水引或用潛水泵抽至集水井。再經(jīng)離心泵抽至洞外。洞口設污水沉淀池，污水經(jīng)處理合格后方可排放。洞內(nèi)抽水線路如下所示：集水坑(或工作面)2.2kw潛水泵→集水井→3BA-9離心泵→洞外污水沉淀池。（2）洞外抽排水洞外工作面根據(jù)現(xiàn)場具體情況設置排水溝，排水溝做成1～2%的坡勢，以利沉淀后排放（3）排水設備及材料配置：排水設備及材料配置表序號名稱型號及規(guī)格數(shù)量1潛水泵2.2kw10臺2潛水泵5.5kw5臺3抽水機30kw2臺4鍍鋅鋼管Ф1001000m5PVC膠坡管Ф10050m5.8施工通訊計劃在經(jīng)理部辦公室配置寬帶網(wǎng)絡，另外，項目經(jīng)理部主要管理人員各配備一部手機，配備4對對講機以便于生產(chǎn)調(diào)度和現(xiàn)場指揮。施工通訊系統(tǒng)工程量表項目名稱單位數(shù)量備注寬帶網(wǎng)絡套1對講機對46施工總體方案和施工方法6.1概述及主要工程量（1）概述1）進出口段隧洞進口段（范圍為ZG0+653~ZG0+695,長42m）、出口段（范圍為ZG2+854~ZG2+894m,長40m）采用A型開挖支護斷面,出口鋼管連接段（范圍為ZG2+894~ZG2+904m,長10m）采用A′型開挖支護斷面。隧洞開挖斷面采用城門洞型,A型開挖斷面底寬4.3m，高4.15m。A′型開挖斷面底寬為6.8m,高4.9m。A、A'型開挖斷面初期支護的措施為：在洞口20m范圍內(nèi)、頂拱180°范圍內(nèi),平行洞軸線布置Φ89,δ=10mm,L=20m的大管棚，管棚間距0.4m；其余洞段平行洞軸線布置Φ42,δ=3.5mm,L=6m的小管棚,管棚間距0.3m,大、小管棚之間的搭接長度為3m；進口段A型斷面設I14@0.6m的鋼拱架支撐,出口段A型斷面設Ⅰ14@0.3m的鋼拱架支撐,出口段A′類斷面設Ⅰ14@0.6m的鋼拱架支撐,鋼支撐底腳固定在巖體上,可以使鋼拱架迅速起到承載作用,有效抑制變形的發(fā)展。2）洞身段隧洞洞身段以Ⅳ類為主,局部為Ⅲ類，Ⅴ類圍巖為兩處斷層處及隧洞跨沖溝淺埋段。根據(jù)圍巖類別不同,分別布置A、B、C、D四種型式的支護類型。①Ⅳ類圍巖洞段Ⅳ類圍巖洞段采用B型支護類型,開挖斷面采用“城門洞”斷面,開挖斷面底寬3.8m,高3.7m。初期支護的措施為：斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20@1m×1m,L=2m的系統(tǒng)錨桿；斷面兩側(cè)及頂拱掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴100mm厚C25混凝土；視開挖揭露情況隨機布設I14的鋼拱架支撐。②Ⅲ類圍巖洞段Ⅲ類圍巖洞段平用C型支護類型,開挖斷面采用“城門洞”斷面,開挖斷面底寬3.8m,高3.7m。初期支護的措施為：斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20,L=2m的隨機錨桿；頂拱180°范圍掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴100mm厚C25混凝土。③穿越斷層段穿越斷層洞段為V類圍巖,采用D型襯砌。根據(jù)地質(zhì)勘查表明Fz02-1斷層位于“ZG0+954—ZG0+969”，為平移逆斷層,斷層影響帶寬約15m；Fz02位于“ZG1+817—1+842”，為平移逆斷層，斷層影響帶寬約25m，斷層影響帶巖體破碎,巖體完整性差，圍巖極不穩(wěn)定，存在涌水突泥的可能。在隧洞開挖斷面平行洞軸線布置Φ42，δ=3.5mm,L=6m的小管棚,管棚環(huán)向間距300mm,縱向間距3000mm；設I14@0.3m的環(huán)向鋼拱架支撐,斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20@0.6m×1m,L=3m的系統(tǒng)錨桿；斷面兩側(cè)及頂拱掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴150mm厚C25混凝土。④隧洞跨沖溝淺埋段隧洞跨沖溝淺埋段為V類圍巖,采用A型支護類型。ZG0+969~ZG0+989及ZG1+510~ZG1+530為穿越?jīng)_溝淺埋段,巖石風化深度深,巖體破碎。在隧洞開挖斷面平行洞軸線布置Φ42,δ=3.5mm,L=6m的小管棚,管棚環(huán)向間距300mm,縱向間距3000mm；設I14@0.6m的環(huán)向鋼拱架支撐,斷面兩側(cè)及頂拱布置Φ20@0.6m×1m,L=2m的系統(tǒng)錨桿；斷面兩側(cè)及頂拱掛鋼筋網(wǎng)Φ8@200×200并噴150mm厚C25混凝土（2）主要工程量銀屯～凡平隧洞工程主要施工項目包括管棚超前支護、石方洞挖、鋼支撐安裝和噴錨支護等。隧洞襯后為圓形，石方洞挖斷面為城門洞型，(Ⅴ～Ⅷ級)洞挖工程量約為29048m3，大管棚（φ89，L=20m）40根，小管棚（φ42，L=6m）2085根，隧洞系統(tǒng)錨桿支護(φ20，L=2.0m)約為19650根，隧洞破碎段支護錨桿(φ20，L=3.0m)約為1102根，洞內(nèi)噴混凝土C25(1)(有筋，厚100mm)約為1840m3，洞內(nèi)噴混凝土C25(1)(有筋，厚150mm)約為242m3，掛網(wǎng)鋼筋制安約為81t。6.2施工總體方案和施工程序（1）施工總體方案本工程石方洞挖及支護施工主要為銀屯～凡平隧洞，隧洞洞挖分為進口工作面、出口工作面，兩個工作面同時對銀屯～凡平隧洞進行開挖。石方洞挖Ⅲ類、Ⅳ類圍巖采用全斷面開挖，Ⅴ類圍巖采用短進尺全斷面開挖，破碎段采用短進尺分層開挖。進出口Ⅴ類圍巖：循環(huán)進尺取1.5—2m；破碎段：分層開挖，循環(huán)進尺取1.5—2m；洞身Ⅳ類圍巖：循環(huán)進尺3—4m；洞身Ⅲ類圍巖：循環(huán)進尺4—5m。洞挖工作面采用掘進機開挖。洞內(nèi)出渣采用5m3自卸汽車運輸。本工程隧洞采用掘進機開挖和裝渣，小型自卸汽車運輸?shù)姆绞匠鲈?，運至洞口外堆放，再由裝載機裝15t車運至堆渣場。本工程隧洞洞挖采用“三同時”法施工，即采用同時開挖、同時裝渣、同時出渣運輸?shù)姆绞竭M行，按運渣能力大于裝渣能力，裝渣能力大于掘進能力的原則進行強力配置。通過對掘進能力進行計算，Ⅴ類圍巖和破碎段掘進一個循環(huán)需要3個小時，按循環(huán)進尺1.5—2m計算，則每小時掘石方約9.5m3；Ⅳ類圍巖掘進一個循環(huán)需要7個小時，按循環(huán)進尺3—4m計算，則每小時掘石方約6.5m3；Ⅲ類圍巖掘進一個循環(huán)需要10個小時，按循環(huán)進尺4—5m計算，則每小時掘石方約6m3。按洞內(nèi)單邊最長距離1200m核算汽車運輸能力，隧洞內(nèi)倒車速度按2km/小時，則汽車倒車時間約需36分鐘；運輸距離按2km，行車速度按5km/小時計算，則運輸時間約需25分鐘。按每臺車裝5m3計算，Ⅴ類圍巖掘進和裝渣1車約需30分鐘，Ⅳ類圍巖掘進和裝渣1車約需50分鐘，Ⅲ類圍巖掘進和裝渣1車約需55分鐘。則：Ⅴ類圍巖出渣一車約需時間36+25+30=91分鐘，Ⅳ類圍巖出渣一車約需時間36+25+50=111分鐘，Ⅲ類圍巖出渣一車約需時間36+25+55=116分鐘，按小時出渣2車來配置運輸汽車，則需要配置汽車3臺，兩個工作面則需配置自卸汽車6臺，另配置1臺備用。為便于開挖出渣，隧洞底板上將墊一層0.3m厚左右的石渣作為出渣道路，墊渣在隧洞底板混凝土澆筑前挖除。因隧洞底寬不到4m,洞內(nèi)道路只能一臺車單向行駛，去掉風、水電線所需空間和行車安全距離，空間極為有限,因此每隔200m設一錯車道。洞挖及支護按新奧法原理進行施工，洞口Ⅴ類圍巖及淺埋段Ⅳ類圍巖開挖采用短進尺、多循環(huán)、支護緊跟開挖工作面；Ⅳ類圍巖開挖可加大循環(huán)進尺、支護緊跟開挖工作面；Ⅲ類圍巖加大循環(huán)進尺，支護跟進；破碎段開挖采用分層短進尺、多循環(huán)、上層開挖完成后支護緊跟開挖工作面。噴錨支護采用YT28鉆機、錨桿臺車鉆孔，人工插錨桿，TK961混凝土噴射機噴混凝土，人工編織鋼筋網(wǎng)。（2）施工程序Ⅲ類圍巖施工程序：掘進機就位→掘進機全斷面掘進1個循環(huán)→錨噴支護跟進。Ⅳ類圍巖施工程序：掘進機就位→掘進機全斷面掘進1個循環(huán)→錨噴支護和隨機鋼支撐跟進。Ⅴ類圍巖施工程序：超前管棚支護→掘進機全斷面掘進1個循環(huán)→鋼支撐及錨噴支護跟進。破碎段施工程序：超前管棚支護→掘進機上層掘進1個循環(huán)→上層鋼支撐及噴錨支護跟進→掘進機下層掘進1個循環(huán)→下層鋼支撐及噴錨支護跟進。根據(jù)施工程序和施工項目，各工序的施工方法描述如下。6.3洞挖施工方法（1)概述本工程隧洞襯后為圓型，開挖斷面為城門洞型，以Ⅳ類、Ⅴ類圍巖為主，占隧洞總長的85%左右，洞挖方式采用懸臂式掘進機開挖。其中進、出口破碎段設計有大管棚和小管棚超前支護，洞內(nèi)破碎段設計有小管棚超前支護，Ⅲ類、Ⅳ類圍巖為先挖后支護型式。在隧洞進、出口破碎段先進行大管棚和小管棚超前支護（洞內(nèi)破碎段小管棚超前支護）后，掘進機施工時掘進機先駛?cè)胨矶匆活^，利用切割部在隧洞掌子面進行切削掘進，切削下來的石渣直接裝入運渣車運至指定堆放點，掘進完成后利用掘進機切割頭將初期支護臺車運至掌子面進行初期支護（鋼拱架架設、錨桿、噴射混凝土等），掘進機則后退至不影響后續(xù)施工的位置等待下一循環(huán)掘進工序。整個隧洞開挖時實現(xiàn)全斷面機械開挖，不僅對圍巖擾動小，也避免了對周圍建筑物的影響。掘進機在隧洞施工中對圍巖擾動小，適應能力強，開挖質(zhì)量高，洞室開挖斷面圓順度高，便于噴混凝土支護，縮短工期，安全有保障。（2)技術參數(shù)EBZ260懸臂式掘進機由切割機構、鏟板總成、第一運輸機、本體總成、行走機構、后支承、操縱臺、液壓系統(tǒng)、除塵噴霧系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、護板、標識與涂裝構成。整機功率大，配置高，安全可靠。電控系統(tǒng)：電控設備主要由開關箱、操作箱、切割電機、油泵電機、二運電機、風機電機、低濃度甲烷傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等組成。主要用于控制掘進機的各電機的啟動、停止；提供控制信號并具有低壓漏電保護功能；對電機用油箱油位油溫進行監(jiān)控和保護，顯示各電機運行狀態(tài)及各種故障信息。液壓系統(tǒng)：采用恒功率、壓力切斷、負載敏感控制。除塵噴霧系統(tǒng)：采用環(huán)形三層水幕除塵，分內(nèi)、外噴霧水路。外來水經(jīng)一級過濾后分為二路，第一路經(jīng)球閥、二級過濾、減壓閥直接通往切割機構，由切割頭內(nèi)噴霧噴嘴噴出，起到冷卻截齒及滅塵作用。第二路經(jīng)球閥、二級過濾、減壓閥、水冷卻器及切割電機后分為二路，一路通往噴水架，由外噴霧噴嘴噴出；另一路通往風機。切割機構：由切割頭、切割臂、切割減速機、電機箱體及切割電機組成。切割頭外形為圓錐臺形結構，在其圓周螺旋分布74把截齒，布置合理，破巖能力強。鏟板總成：由主鏟板、側(cè)鏟板、左右驅(qū)動裝置、從動輪裝置等組成。通過兩個低速大扭矩液壓馬達直接驅(qū)動弧形五齒星輪，把切割下來的物料裝到第一運輸機內(nèi)。第一運輸機：第一運輸機位于機體中部，由前溜槽、后溜槽、驅(qū)動裝置、張緊裝置組成。運輸機前溜槽通過銷軸與鏟板相連，后溜槽通過銷軸和搖桿與后支承相連，構成雙搖桿滑移機構，鏟板轉(zhuǎn)動時第一運輸機實現(xiàn)隨動。行走機構：主要由定量液壓馬達、減速機、履帶鏈、張緊裝置、履帶架等組成。定量液壓馬達通過減速機及驅(qū)動輪帶動履帶鏈實現(xiàn)行走。支重形式采用支重輪滾動式，以提高行走能力。安全裝置：具備總急停按鈕、切割急停按鈕、切割起動預警、漏電閉鎖和低壓漏電保護、電機溫度、過載、過流保護、電機三相不平衡及斷相保護系統(tǒng)、過電壓、欠電壓保護、瓦斯閉鎖保護、油箱油位、油溫保護等功能。掘進機主要由刀頭和機身組成，施工現(xiàn)場進行組裝，具有自行功能。移動和工作均使用自身電機，通過1140電帶動油泵電機驅(qū)動各液壓元件，截割頭由截割電機帶動。主要技術參數(shù)見下表。掘進機技術參數(shù)表定位掘進高度拱形巷道3.3m～4.8m外型尺寸長11.677m矩形巷道3.3m～4.8m寬1.鏟板寬:3.6—2.8m(選配鏟板寬3m和3.2m)2.履帶兩側(cè)寬2.7m3.機身2.7m2.6m～4.8m定位掘進寬度m～6mm～6mm～6m高1.機身高:2.0m2.切割頭水平放置最高點高度2.65m3.切割頭落地時機器最高點高度2.05m操作控制標配爬坡能力±18°最大/經(jīng)濟截割巖石單向抗壓強度≤100/80MPa整機重量85t（含二運、除塵系統(tǒng)）掘進機適合巷道性質(zhì)適合軟巖、全巖巷掘進供電電壓1140V臥底深度275mm油泵電機功率132kW截割電機功率260/200kW裝機總功率410.5kW（含二運，除塵系統(tǒng)）截割頭轉(zhuǎn)速54/27r/min供水的PH值6～8裝載形式五齒星輪要求井下供水壓3～8MPa運輸機形式邊雙鏈刮板式120/30L/min最大不可拆卸件尺寸(長×寬×高)本體架最大不可拆卸件重量8700kg（3）施工準備配套設施準備：供電、風、水管、配套挖掘機及運輸車出渣，該準備工作為掘進機施工的前提。A、供電因掘進機采用1140V電壓，一臺掘進機需架設一臺專用變壓器（其輸出電壓為1140V），并配備相應長度電纜（從變壓器至掘進機工作處）。B、用水掘進機工作時，需使用高壓水冷卻及降塵，供水壓不小于3MPa，用水量不小于100m3/天。因此，需在隧洞洞口山頂修建高位水池，水池位置較隧洞拱頂高出30～50米，以提供足夠的水壓力，當水壓不足時可使用增壓泵方式供水。C、出碴掘進機在掘進過程中，截割部截割巖石后，由星形鏟板通過第一運輸機把石碴運至掘進機尾部，自卸汽車在此等候和跟進，洞碴直接卸于車廂里，然后自卸汽車將碴運出洞外，隧洞出碴可在開挖同期進行，大大節(jié)省了開挖時間。（4）施工方法A、操作順序油泵電機→開動第一運輸機→開動星輪→開動截割頭，以此作為開動順序。當沒有必要開動裝載時，也可以在開動油泵電機后，起動截割電機。當啟動油泵電機時，與其直接相連的油泵隨之啟動，供給液壓油。B、隧洞掘進機截割方式隧洞掘進機就位后，開始從掌子面底部水平割出一條槽，向前移動掘進機再一次就位，就位后截割頭采取自上而下，左右循環(huán)切削。在切削同時鏟板部耙爪將切削下來的渣裝入運渣車，直接運出洞外。從底部開挖至拱部完成后，進行第二次修整到準確設計斷面。當局部遇有硬巖時（≥100MPa），可先掘進周邊軟巖，使大塊硬巖墜落。隧洞掘進機的截割方式是從掃底開始切割，再按S型或Z型左右循環(huán)向上的截割路線逐級切割以上部分。掘進機截割方式選用右旋截割頭截割硬巖，先由右向左從掃底開始截割，再按從左至右、自下往上的方式或從右往左、自上而下逐步進行切割。如遇節(jié)理發(fā)育較高巖石，則應選擇巖石節(jié)理方向逐步切割。針對不同硬巖的巖石可制定不同的截齒，科學合理的截齒螺紋線排布，確保機器有更好的掘削能力，并具有自潔功能，可根據(jù)實際工況條件選擇最佳截割頭，提高施工效率。當局部再有硬巖時，可以選用小直徑切割頭，切割力大，破巖能力強，以降低掘進難度及截齒消耗量。掘進機施工示意圖C、噴霧在掘進時如何控制粉塵是非常重要的。截割頭外噴霧控制閥位于司機的右后側(cè)，在操作臺與電控箱之間，當開始掘進時應開此閥，使截割頭處噴霧，其水量可控制。其外噴霧噴嘴位于截割頭后部和機器兩側(cè)。另外，當欲進行截割頭內(nèi)噴霧時，打開控制閥，即實現(xiàn)截割頭的內(nèi)噴霧。但應注意不能單一的只使用內(nèi)噴霧，而必須內(nèi)、外噴霧同時使用。（5）隧洞掘進機出料運輸方式通過切割頭旋轉(zhuǎn)切削，直接裝入出渣車運出洞外，或運到指定堆渣點。（6）掘進施工后支護方案掘進機在掌子面掘進完成后，按照設計支護方式進行初期支護，如此循環(huán)施工。（7)開挖作業(yè)循環(huán)時間本工程石方洞挖主要以Ⅳ類圍巖為主，部分為Ⅲ、Ⅴ類圍巖。隧洞在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類圍巖開挖時，支護均及時跟進施工。每個循環(huán)掘進工作面，按測量放線、掘進、出渣、錨噴支護等工序循環(huán)作業(yè)。經(jīng)開挖循環(huán)作業(yè)安排分析計算，隧洞洞挖按以下月進尺進行控制：Ⅴ類圍巖月進尺43.75m/月，Ⅳ類圍巖月進尺85m/月，Ⅲ類圍巖110m/月，施工過程中，循環(huán)進尺應根據(jù)監(jiān)測結果進行調(diào)整。（8)施工人員、機械配置為保證隧洞24小時不間斷施工，實行兩班制，每臺班掘進機配套施工人員按每班8小時輪流上班，具體人員、機械配置如下：單個工作面每班人員配置：每班8人，包括掘進機操作手2人，電纜轉(zhuǎn)運1人，維修工人1人，渣土車司機3人，鏟車司機或挖掘機手1人。單個工作面每班機械配置：通過對掘進能力進行計算，Ⅴ類圍巖和破碎段掘進一個循環(huán)需要3個小時，按循環(huán)進尺1.5—2m計算，則每小時掘石方約9.5m3；Ⅳ類圍巖掘進一個循環(huán)需要7個小時，按循環(huán)進尺3—4m計算，則每小時掘石方約6.5m3；Ⅲ類圍巖掘進一個循環(huán)需要10個小時，按循環(huán)進尺4—5m計算，則每小時掘石方約6m3。按洞內(nèi)單邊最長距離1200m核算汽車運輸能力，隧洞內(nèi)倒車速度按2km/小時，則汽車倒車時間約需36分鐘；運輸距離按2km，行車速度按5km/小時計算，則運輸時間約需25分鐘。按每臺車裝5m3計算，Ⅴ類圍巖掘進和裝渣1車約需30分鐘，Ⅳ類圍巖掘進和裝渣1車約需50分鐘，Ⅲ類圍巖掘進和裝渣1車約需55分鐘。則：Ⅴ類圍巖出渣一車約需時間36+25+30=91分鐘，Ⅳ類圍巖出渣一車約需時間36+25+50=111分鐘，Ⅲ類圍巖出渣一車約需時間36+25+55=116分鐘，按小時出渣2車來配置運輸汽車，則需要配置5m3汽車3臺，另配置1臺備用。則配置的機械設備如下：掘進機1臺，專用變壓器1臺、挖掘機或者鏟車1臺，渣土運輸車4輛。（9）開挖安全措施①按照“勤量測、緊封閉”的原則施工。掘進機掘進完成后，立即施作一次支護，采用砂漿錨桿、掛網(wǎng)噴射混凝土、鋼支撐加強支護等手段，形成一柔性封閉環(huán)，限制圍巖變形過大。地下水較豐富的地方開挖后立即鉆排水孔集中排水。②成洞后按設計要求及時埋設各種觀測儀器，并進行觀測。通過勤量測及時反饋信息，指導開挖支護施工，確保成洞穩(wěn)定和施工安全。③通過變形觀測，如發(fā)現(xiàn)局部危巖變形速率陡增，采取一次支護措施后尚不能滿足穩(wěn)定要求時，進行頂拱混凝土襯砌。④超前物探配合在業(yè)主及監(jiān)理組織下，做好地質(zhì)超前預報技術，減少或避免施工中可能遇到的諸如塌方、涌水、流砂、涌土等地質(zhì)災害，以保證設備及人員的安全作業(yè)。6.4支護施工方法（1）概述初期支護按“新奧法”原則適時進行支護，采用噴混凝土、錨桿、管棚、鋼拱架支撐等支護型式。Ⅲ類圍巖段開挖后先對不穩(wěn)定巖體進行隨機錨噴支護，系統(tǒng)錨噴支護跟進。Ⅳ類圍巖地段由于地質(zhì)條件較差，一次支護及時進行，掘進后立即初噴混凝土封閉巖面，再采用砂漿錨桿及掛網(wǎng)噴混凝土等支護手段，形成一柔性封閉環(huán)，必要時采用鋼支撐確保圍巖穩(wěn)定。Ⅴ類圍巖及破碎地段巖石比較破碎，超前支護和一次支護及時進行。掘進前進行管棚超前支護，掘進后，立即初噴混凝土封閉巖面，再采用砂漿錨桿、鋼拱架及掛網(wǎng)噴混凝土等支護手段，形成一柔性封閉環(huán)，確保圍巖穩(wěn)定。施工時，在工地現(xiàn)場倉庫內(nèi)儲備一定數(shù)量的錨桿、鋼拱架和噴射混凝土的材料，以及有關設備。在地下開挖過程中，除及時按施工圖紙和監(jiān)理人的指示進行支護施工外，還對洞室圍巖做變形監(jiān)測，根據(jù)工作面的實際地質(zhì)情況，結合監(jiān)測資料隨時分析洞室圍巖的穩(wěn)定性，遇有可能發(fā)生坍塌的危險情況時，應及時采取緊急措施進行支護，并報告監(jiān)理人，以確保洞室圍巖的穩(wěn)定和施工安全。（2）支護施工程序本工程隧洞洞內(nèi)支護施工程序見下圖。支護施工程序圖下道工序下道工序施工準備清除危石噴槍巖面清理初噴混凝土3～5cm布設錨桿位置安裝錨桿錨桿加工噴射效果檢查噴混凝土至設計厚度檢查安設型鋼鋼架布設鋼筋網(wǎng)調(diào)整不合格（3）管棚支護施工隧洞進、出口設置大管棚，布置于隧洞進、出口頂部，與洞口開挖邊緣相距0.3m，水平布置，大管棚環(huán)向間距0.4m，其余Ⅴ類圍巖部位布置小管棚，管棚的插入方向根據(jù)施工掘進方向確定，管棚仰角為5—10o。1）施工程序管棚施工程序見下圖：導管加工導管加工施工準備灌漿鉆孔安插導管孔口封堵受噴面管棚施工程序圖2）施工準備①管棚施工前，從合格廠家購買管棚，并附有出廠合格證。②管棚進場后對管棚進行現(xiàn)場加工，管壁每隔500mm鉆梅花形散漿眼，孔徑為10—18mm，導管尾部留不鉆孔的止?jié){段，最終鋼管外側(cè)預留長度應大于2m，滿足套拱施工要求。③根據(jù)現(xiàn)場實際情況搭設鉆孔平臺，確保施工安全。3）施工方法①鉆孔根據(jù)實際地質(zhì)條件和施工條件，本工程進、出口各采用一臺高風壓潛孔沖擊鉆鉆機進行鉆孔作業(yè)，施工順序從拱頂開始，兩側(cè)對稱進行施工，鉆孔時鉆機距工作面距離一般情況下不少于2m。鉆孔沿頂拱開挖周邊線打設管棚管孔，環(huán)向間距30cm布設，鉆孔方向向洞頂外偏轉(zhuǎn)5°～10°。開鉆時，先低速低壓，等成孔幾米后，再加速加壓。鉆進過程中，必須沿鉆機定位后定下來的基線鉆孔，隨時檢查鉆孔方向的準確度，根據(jù)地質(zhì)情況的變化，選擇不同的鉆頭，當遇堅硬孤石不能鉆進時，采用沖擊鉆頭，把巖石擊碎；當遇普通稍軟巖石或土質(zhì)時，采用合金管鉆進行鉆進，鉆進過程中巖土對管壁的阻力較大，鉆孔選用比管棚直徑大20—30mm合金鉆頭，以便于鋼管容易頂入。鉆進過程遇特殊復雜地層，如不能鉆進或難以成孔時，采用預注漿加固鉆進成孔。鉆孔平面誤差不大于20cm。②插管加工鋼管時將鋼管進行鋼節(jié)編號，根據(jù)加工的鋼管節(jié)搭配好并做好記錄待用。插管時，當孔壁不易坍塌時，采用直接撞擊法將導管撞擊至設計位置，當孔壁容易坍塌時，用導管與鉆頭同時鉆進的方法。如鋼管頂進遇到故障，頂不進時，查清原因，必要時重新掃孔后再將鋼管頂進。③注漿a、成孔安管后注漿前先進行壓水試驗，注漿液選擇水泥漿，水灰比為1：1，注漿壓力0.3—0.5MPa，在施工中，根據(jù)設計參數(shù)和圍巖（土）情況做相應的調(diào)整，以達到預期效果。b、注漿順序由下向上，漿液用拌和機攪拌，注漿泵壓注水泥漿。c、注漿作業(yè)順序采用與鉆孔流水作業(yè)，成孔一根注漿一根。（4）鋼支撐支護施工方法1）材料鋼支撐根據(jù)設計圖紙要求采用Ⅰ14、Ⅰ16工字鋼。鋼支撐須同時配置螺栓、螺帽、鋼板、大釘、銷子、插筋、楔子、拉桿等附件，以及安裝鋼支撐所需的臨時木腳手架、扳手以及其它附屬設備。不允許將木材安裝在永久結構中,填塞塊可以是預制混凝土、鋼材或噴射混凝土。2）制作鋼支撐按結構尺寸在洞外利用胎架分段、分節(jié)加工制作成型，每榀拱架分節(jié)間通過鋼板用螺栓聯(lián)接。鋼拱架制作采用冷彎成型，焊接件的焊接工藝和質(zhì)量按《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-2001的要求操作和檢查。3）安裝鋼拱架安裝工作在初噴混凝土和打錨桿后進行，安裝時中線、高程和垂直度均由測量嚴格控制，測量定位后，由人工配合機械安裝，并與錨桿、鋼筋網(wǎng)焊接成整體，在兩榀鋼拱架之間環(huán)向每米設一根?20縱向連接鋼筋把鋼拱架連成整體。4）質(zhì)量要求鋼支撐要垂直于隧洞軸線安裝在設計規(guī)定的位置，立柱腳設鋼墊板，嚴格控制左、右拱腳標高，以防拱架下沉變形及發(fā)生偏斜。鋼支撐與圍巖接觸良好，每榀鋼支撐間設連接鋼筋和定位鋼筋，保證支撐物整體受力，以防止巖石掉塊，連接的鋼筋網(wǎng)應用焊接或其它方式與鋼支撐牢固連接。鋼支撐的附件采用鋼板或型鋼、鋼筋制作。附件安裝就位后，必需與鋼支撐、鋼筋格柵焊牢，以防松動。鋼拱架安裝時應與噴射混凝土密貼頂緊，若有空隙時可用特制的楔形混凝土墊塊擠緊，再噴混凝土填充密實，爾后進行噴混凝土作業(yè)，并同系統(tǒng)錨桿和鋼筋網(wǎng)連接，以增強鋼拱架的穩(wěn)定性。鋼拱架施工時要及時快速施作，鋼拱架安裝后應立即布設鋼筋網(wǎng)并及時噴射混凝土，噴射混凝土厚度不應小于100mm。每榀鋼拱架可根據(jù)實際情況進行分段安裝,分段接頭位置應避開應力較大的頂拱中心、邊墻中心及頂拱與邊墻交接部位設置。接頭可采用焊接、螺栓對接、夾板對接等方式。鋼支撐安