成渝高速中梁山隧道施工组织设计毕业设计(编辑修改稿)

成渝高速中梁山隧道施工组织设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

隧道 1 座；南侧新建隧道 3 座。 两侧接线采用对称拓宽方式，标准路幅宽度由 拓宽为 ，形成双向 8 车道。 其中一标段主线里程桩号 K0+000K4+465，主要施工内容为： 新中梁山特长隧道西段（左线长 1668m，右线长 1623m）。 新宋家沟一号隧道（左线长 157m，右线长 256m），新宋家沟二号隧道（左线长 ，右线长 ）；其中新宋家沟一号隧道左线为原洞拓宽隧道。 西侧接线约 ，设车行地通道 2 座，跨铁路桥 1 座，宋家沟水库一、二号桥，桥长分别为 129m 和 174m。 隧道开挖方式：新建隧道距离既有隧道近距离等段采用机械开挖外，主要采用新奥法原理结合光面爆破施工，开挖方法依据围岩情况选择台阶（临时仰拱）法、 C(R)D 法、弧形导坑法；人行横通道均采用全断面法开挖，Ⅲ级围岩车行横通道均采用台阶法开挖，Ⅳ级围 岩车行横通道均采用台阶法加临时仰拱法施工，变电所横通道采用全断面或二台阶法开挖。 富水地段根据实际揭示的地质情况按动态设计采用抗水压衬砌，高瓦斯地段采用全封闭衬砌，其余地段采用普通衬砌。 中梁山隧道进口采用反坡施工，将制定反坡施工排水专项方案和应急预案，并配备充足的排水设备。 9 表 121 一标段主要施工内容 图 121 成渝高速中梁山隧道扩容改造工程一标段断面图 图 122 成渝高速新建中梁山隧道与既有隧道关系断面图 10 第二章 工程重难点分析及主要对策 工程难点 临近既有隧道及建（构）筑物保护难点分析及对策 临近既隧道及建（构）筑物保护难点分析 既有隧道保护：本工程新建中梁山隧道，位于既有中梁山隧道南北侧，新建中梁山左线隧道距既有左线隧道线间距 2568m，新建右线隧道距既有右线隧道线间距 3153m，新建隧道爆破过程及横通道施工不当势必引起既有隧道开裂、渗水等造成原结构破坏。 宋家沟一号隧道左线 157m 为原隧道扩容隧道，先施工拓宽侧后拆除原衬砌，拆除原隧道衬砌对围岩破坏较大，如何保证隧道围岩稳定为本工程的难点。 本段一座桥梁与铁路交叉，交叉点公路里程 K0+257，跨线桥跨越铁路施工过程保护既有铁路运营安全是本工程的难点。 隧道洞身多处下穿既有构筑物及老旧居民区、鱼塘，既有隧道施工过程对以上建构筑物保护是本工程的难点。 临近既隧道及建（构）筑物保护及施工对策 (1)既有隧道保护：为确保既有隧道安全，采取如下措施： ①施工前委托第三方监测单位对既有隧道进行安全评估，并记录现有隧道现状，为后期制定施工方案及保护措施提供依据。 表 211 运营隧道安全评估指标 ②施工中采取信息化动态监测手段，对既有中梁山隧道衬砌的力学行为的变化和爆破振动影响 重点开展以下监测：隧道衬砌的爆破地震波峰值监测、隧道衬砌的变形监测、隧道衬砌的表面应力应变监测，及时预报施工导致的既有隧道开裂、渗水等，根据监测结果调整施工方案（既有隧道变形、应力、应变监测点布置见图 211 ）。 ③新建隧道与既有隧道线间距 d15m 采用机械开挖， 15d30m 采取大直径螺旋掏槽控制爆破（见图 212 隧道大直径螺旋掏槽减振爆破措施图）；当线间距 30d60m 采取多分部弱爆破， 11 采用多打眼少装药的原则，预留部分不装药的空孔，并减少一次起爆的炸药总量。 ④建立应急机制，预防新建隧道施 工过程中可能导致既有隧道开裂、渗水等不良影响，成立项目应急小组，保障现场施工。 ⑤靠近新建隧道一侧，对既有隧道拱腰及边墙部位采用系统锚杆加固。 (2)既有铁路保护：铜西线桥梁施工时，严格遵循铁路运营线安全相关规范，主梁预制简支梁吊装时搭设跨越式防护棚架覆盖于铁路上方，避免施工坠物影响铁路运营安全（见图 213 跨桐西线铁路桥防护平面图 \图 214 防护棚横断面图 )。 (3)横通道与既有隧道交叉口处，由既有隧道向横通道掘进过程中采取铣挖机及劈裂机为主的机械开挖方案，减小对已成型隧道扰动及衬砌破坏。 (4)新宋家沟隧道施工时，对原隧道衬砌拆除采用机械破除为主，减小对围岩扰动，并计划对原隧道侧壁进行起前钻孔注浆固结，并做好临时支撑，及时施作大断面支护，保证拆除过程中既有隧道的安全（见图 215 新宋家沟隧道扩挖安全施工保护措施图）。 施工交通组织难点分析及对策 施工交通组织难点 本工程为在既有隧道群南北两侧各新建一个单洞两车道隧道，施工进出场困难，施工作业场地狭小，新建中梁山隧道左右线均需由既有隧道开通施工便道，施工过程中势必会对既有交通产生影响，如何将影响减少到最低限制，确保原有 交通是本工程的难点。 宋家沟一号隧道修建施工也需进行交通转换，隧道施工交通组织为施工难点。 施工交通组织对策 交通组织原则为在不影响既有中梁山隧道交通前提下，合理组织安排施工场内外交通。 (1)编制区域交通疏解方案，分流交通压力：进场后配合业主编制区域性交通组织方案，将该区域部分交通分流，减少该区域交通压力，并经相关主管及规划部门同意后，利用既有中梁山隧道道路接至新建中梁山隧道左线入口位置，进入隧道施工。 新建中梁山隧道完成后，需要进行交通转换，将既有中梁山隧道封闭，进行横洞施工和隧道加固（见图 216 成渝中梁山隧道区域性交通分流建议图）。 (2)隧道口设置临时渣场，集中夜间出碴措施：为避免对白天原本拥堵的中梁山隧道及内环形成较大的交通压力，出渣考虑临时堆渣，集中夜间出碴措施，主要针对中梁山隧道施工部分，相应的出碴均考虑二次装运措施。 (3)设置大型材料堆放场地，避免节假日及工作日交通高峰期材料进场导致交通拥堵：在隧道口及工程附近设置大型材料周转场地，充分利用夜间将外场材料转运施工现场，在保证正常施工的情况下避免白天对交通的影响。 (4)充分利用场外道路绕行 ,降低交通干扰：除考虑通过原有中梁 山隧道到达施工区域外，尽量考虑场外通道和临时道路解决交通出行，减小对既有隧道出入口交通的影响（见图 216 12 成渝中梁山隧道区域性交通分流建议图）。 (5)对宋家沟一号左线隧道扩建时，于宋家沟加油站附近设置 2 条全长约 326m 的临时转换道，对右线道路拓宽，将交通转换至宋家沟一号右线隧道，然后在隧道进口端修建出碴便道，再通过龙华支路运至弃碴点（见图 217 新宋家沟一号隧道扩挖阶段场内交通组织优化图）。 (6)待新建中梁山隧道全部贯通及主体施工完毕后，即将现有隧道交通转换到新建隧道，再行组织横通道与既有隧道交 叉后施工，减少横通道施工时对现有交通的影响（见图 218 既有隧道加固及横通道施工阶段交通组织优化图）。 详见第四章 节交通疏导组织协调保证措施。 涌水、瓦斯、断层等不良地质段施工难点分析及对策 岩溶、突水突泥及地下水防治难点分析与对策 (1)岩溶、突水突泥及地下水难点分析 中梁山隧道左线 ZK2+825～ ZK3+27右线 YK2+835～ YK3+246 段隐伏岩溶较发育，开挖过程中容易发生洞顶及洞壁及洞底坍塌，在地层交界处极其容易发生突水、突泥现象，左线ZK3+928～ ZK4+305 段地下水含量大，极易突水，发生地质灾害的可能性大。 本新建中梁山隧道左、右线纵坡分别为 %、 %的下坡，全线为反坡施工，大量涌水状况下反坡施工排水难度大。 针对以上特点，施工中做好岩溶区溶洞的预测及确保安全通过溶洞、防治隧道突水、突泥及处理地下水是本工程的难点。 岩溶、突水突泥及地下水处理对策 表 212 岩溶出露位置预测 采取针对性超前地质预报手段：对隧道岩溶富水段左线 ZK2+825～ ZK3+300、 ZK3+375～ 48ZK3+679～ 73 ZK3+901～ ZK4+33右线 YK2+840～ YK3+26 YK3+311～ 42 YK3+676～ 7YK3+849～ YK4+300 洞身段穿过断层地下水发育地带，采用地质调查法 +物探法（ TSP 法） +地质 13 雷达 +红外探水 +5 孔Φ 108 超前钻探法（加深炮孔 5 孔）进行超前地质预报。 其余段落采用采用地质调查法 +物探法（ TSP 法） +加深炮孔 5 孔进行超前地质预报，当 TSP 法资料显示为极破碎岩体并富水时，增加地质雷达、红外探水及增设 5 孔Φ 108 钻孔探测，地质雷达法、红外探水及Φ 108 钻孔探测。 溶洞水注浆处理：根据综合超前预报情况 ，每个探水孔出水且流量大于 10m3/min 时 ,进行全断面预注浆堵水；个别探水孔出水则仅对流量大于 ，当出水流量小于 ,视地质条件及环保要求确定是否注浆。 据此建立“以堵为主、限量排放”的注浆模型，将隧道分为强水区和弱水区，强水区实施重点注浆、弱水区不注浆或一般注浆施工，提高注浆效率、保证注浆效果（见图 219 信息化注浆模型）。 动态优化调整注浆：以注浆模型为依据优化注浆方案和动态指导注浆施工，以“围截顶水”为核心目的，建立一套完整的岩溶隧道围截顶水注 浆方案优化程序系统（见图 2110 岩溶隧道围截顶水注浆施工工艺图）；在保证注浆效果的前提下，简化注浆过程，减少注浆孔数，最大限度缩短 注浆周期；实现高效、可控岩溶隧道顶水注浆施工。 注浆效果检查及评定：待注浆完毕后采取分析法、检查孔法、综合预报法等方式，检测注浆效果，评定注浆液、注浆压力、注浆量等参数、进而指导隧道开挖及进一步完善注浆模型，为下一循环提供参考。 空腔处理：根据超前地质预报确定岩溶洞穴大小及与隧道的空间平面关系，巧妙的利用工字钢强度高、易成型的性能，在溶腔外部利用工字钢及混凝土快速成 型的特点形成包裹外壳，采用跨越、堵塞、加固、支撑桩、换填、注浆处理等措施，保证结构和施工安全。 不明溶洞处理：对于工作面水量大、前方又不明知溶洞、暗河的情况，采用“纵横钢构棚架护壳、短进尺、快封闭”的施工方法。 涌水监控量测：进行洞内涌突水的、地下水（岩溶水）地表排泄点与地表水等实时监测。 正洞洞身涌（突）水动态监测包括：涌（突）水点地质档案，涌（突）水点空间分布、单点涌（突）水量及其动态、涌（突）出机制、涌（突）水的化学与同位素化学动态特征（必要时）等，进一步了解岩溶规模、地下水来源、分布、水量、水压， 确保施工安全。 反坡排水：采用机械排水方式，设置集水井，排水用水泵逐段抽排入大集水井，接力至洞外废水处理池处理，经处理后排放。 并考虑隧道涌水、突水突泥的可能配备足够的应急抽排水设备。 煤系地层瓦斯及采空区掘进难点分析与对策 (1)煤系地层瓦斯及采空区掘进难点分析 拟建隧道穿越的龙潭组煤系地层中瓦斯相当突出，瓦斯浓度及压力较大。 隧道右线YK3+960YK4+160 段、左线 ZK4+000ZK4+200 段位于断层破碎带附近，可能有瓦斯涌出，且飞仙关组三段灰岩地层中可能存在油渍气体等，该气体易爆易燃。 既有隧道施工中揭穿煤巷，可 14 能发生煤巷采空区集水突涌和瓦斯涌出。 (2)煤系地层瓦斯及采空区掘进对策 制定穿煤、瓦斯洞段施工专项方案，做好瓦斯预测预报工作，成立专业的瓦斯检测队伍，配备专业的瓦斯检测设备， 24 小时监测瓦斯浓度。 提前做好穿煤瓦斯地层的超前地质预报及超前钻探工作 ,本隧 ZK3+901～ ZK4+280、YK3+850～ YK4+241 段隧道为高瓦斯段且岩溶发育：采用地质调查法 +物探法（ TSP 法） +地质雷达法 +红外探水法 +超前钻探法（加深炮孔 5 孔及 9 孔Φ 108 超前钻孔）。 加深炮孔每个断面 5 孔，若 探测有瓦斯则在炮眼附近采用超前Φ 108 钻孔，长度不小于 30m，并在逸出孔附近设置瓦斯检测点，以定量检测瓦斯参数，必要时根据瓦斯检测结果调整瓦斯处理措施。 瓦斯检测采用便携式瓦检仪人工检测、悬挂拱顶固式瓦检仪和超前钻孔探测相结合的检测方式（见图 2112 自动瓦斯监控系统设置图）。 瓦斯隧道均应进行全断面超前探测，探测孔可兼作超前探水孔，当实测瓦斯压力大于 1Mpa或单孔瓦斯涌出量大于 5L/min 时，在超前探孔处设置检测点，在涌出孔附近增设钻孔数量，以释放瓦斯、天然气等有害气体，并设置水汽分离装置，采用喷 雾、洒水等措施，稀释和排出洞内瓦斯，防止瓦斯积聚（见图 2113 瓦斯工点施工作业流程图）。 隧道穿越煤层或煤层采空区 ,采用沿衬砌外轮廓满铺防水层的全封闭衬砌以隔绝瓦斯渗入，并用水泥砂浆封堵严密；隧道沉降缝和施工缝采用止水带和膨胀止水条封闭。 隧道煤系或采空区段施工采用湿法钻孔，采用劈裂机进行机械掘进。 瓦斯隧道通风采用压入式的通风方式；施工期间建立和加强瓦斯监测、报警系统。 高瓦斯工区施工机电设备、电源改为防爆型及双回路，采用超前钻孔排放。 15 图 211 既有隧道变形、应力、应变监测 点布置图 16 本图尺寸以毫米计 .图中○为减振孔，●为装药孔。 ，阿拉伯数字代表雷管段位。 设计掏槽采取大直径螺旋掏槽爆破 . ,计划每循环进尺。 4.加强监测 ,地质描述与预测，准确分析评价围岩稳定性，根据围岩情况及爆破效果适当调整钻爆参数。 大直径螺旋掏槽爆破减振原理： 大直径螺旋掏槽技术通过水平机械掏槽，形成爆破临空面，使围岩在爆炸时沿着临空面破碎、开裂。