京福铁路福建境某标段隧道实施性施工组织设计

标尾四小隧道实施性施工组织设计1、编制说明1.1编制依据.成贵铁路标尾四小隧道施工设计图及相应参考图；.成贵铁路招标文件和投标文件；.本工程相关地质勘察、水文资料；.现场调查资料；.客运专线铁路隧道工程施工技术指南；.国家及部委颁布的有关规范和标准。1.2 编制范围本施工组织设计编制范围为：标尾四小隧道正洞及开挖、支护、衬砌、洞口工程、附属工程以及临时工程。1.3 编制原则遵循“严肃性、标准性、先进性、可行性、连续性、均衡性、节奏性、协调性、经济性”的九性原则。2、工程概况2.1 工程概述标尾四小隧道起讫里程为：DK785+655DK793+588，全长7933米，DK785+655DK792+500为8.468的上坡，DK792+500DK793+588为16.702的下坡；隧道内设综合洞室31处沿隧道两侧交错布置；唐山塔斜井位于线路前进方向右侧，斜井与线路左线相交于DK789+500处，与线路小里程方向夹角为57，斜井长918米，综合纵坡8.77%。隧道以级为主，占隧道长度80.4%，其次级围岩，占隧道长度12.8%，级围岩占隧道长度0.5%，级围岩占隧道长度6.3%，详见表2.1-1-1。标尾四小隧道是本标段的主要控制工程之一，同时又是本标段的重点工程。拟安排3个隧道作业队，分别负责隧道进口、斜井和隧道出口的施工。表2.1-1-1 标尾四小隧道围岩分级统计表工程名称围岩级别长度(米)占全隧比例备注标尾四小隧道(7933米)级围岩638380.4%级围岩101712.8%级围岩400.5%级围岩4936.3% 唐山塔斜井隧道围岩分级统计表工程名称围岩级别长度(米)占全隧比例备注唐山塔斜井隧道(918米)级围岩42546.3%级围岩18019.6%级围岩879.5%级围岩22624.6%隧道暗洞均采用复合式衬砌，明洞采用整体式结构，暗挖隧道采用曲墙复合式衬砌。级围岩隧道采用曲墙带仰拱衬砌结构形式，级围岩采用曲墙带钢筋混凝土底板及曲墙带仰拱两种衬砌结构形式。隧道复合式衬砌参数见表2.1-1-2。4表2.1-1-2 双线隧道复合式衬砌支护参数统计表衬砌类型a型b型a型b型c型a型b型c型a型b型c型预留变形量（cm）35588101015二次衬砌拱墙材料C30C30C30C30C30C35C35C35*C35*C35*C35*厚度（cm）3535404040404045505050底板/仰拱材料C35*/C30C35*/C30/C30/C30/C30/C35*C35*/C35*/C35*厚度（cm）30/3535/40/40/50/50/55/60/60/60初期支护C30喷纤维砼设置部位及厚度（cm）拱墙:20拱墙:25拱墙:25拱墙:25拱墙:28拱墙:28拱墙:28C25素喷砼设置部位及厚度（cm）拱墙:5拱墙:5拱墙:15拱墙:15仰拱:10仰拱：25仰拱:25仰拱:28仰拱:28仰拱:28钢筋网钢筋规格（HPB235）/666666666设置部位/拱部拱部拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙拱墙网格间距（cm）/252525252525202020202020202020202020拱部锚杆长度（m）2.52.53333.53.53.5444间距（环向m纵向m）局部局部1.21.51.21.51.21.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.5边墙锚杆长度（m）/33.53.53.5444间距（环向m纵向m）/1.21.51.21.21.21.21.21.21.21.01.21.01.21.0钢架规格/22140格栅22160格栅25180格栅I20a型钢HW150型钢I22a型钢HW175型钢设置部位/拱墙拱墙全环全环全环全环全环纵向间距（m）/1.2110.80.60.80.60.6中铁二局京福铁路客专闽赣标 标尾四小隧道实施性施工组织设计2.2地形、地貌及气象条件2.2.1地形地貌标尾四小隧道位于福建省闽侯县白沙镇和闽侯县荆溪镇交界处，隧区主山体呈东西走向，地形起伏较大，最高点为海拔740m，最低点是隧道进出口端的冲沟海拔约50m。线路穿行于中低山区，山势雄伟，起伏较大，植被较发育，多悬崖峭壁，相对高差较大。2.2.2气象特征福州地区四季温暖湿润，海洋性气候较强。雨量充沛，日照充足，夏长冬短，四季分明。全年平均气温在1919.9，最热月（七月）平均气温为3234，极端最高气温41.8，最冷月（一月）平均气温为9.7。年平均降雨量为1653mm，24小时最大降雨量为218.3mm。2.3工程地质2.3.1工程地质隧道穿越的主要地层岩性主要为粉质黏土、熔结凝灰岩。DK786+460、DK786+710处侏罗纪南园组（J3n）晶屑熔结凝灰岩与花岗斑岩脉成侵入接触；节理、裂隙发育，岩体较破碎；地下水为构造裂隙水，较发育;该段涌水量为500m3/d。2.3.2水文地质隧区主山体呈东西走向，山高坡陡，沟谷坡度较大，地表水大部分由北向南，排泄汇入闽江水系。地下水分基岩裂隙水和构造裂隙水：基岩裂隙水主要赋存于低山丘陵区岩石的层间裂隙、风化裂隙以及构造裂隙中，主要接受大气降水的补给，以泉的形式出露排泄; 构造裂隙水岩体破碎，节理裂隙发育，导水性较好，地下水较丰富。2.3.3不良地质分布洞身地质以凝灰熔岩、花岗斑岩、花岗闪长岩为主，较破碎、极软弱或富水岩体地质区间详见下表。表2.3-2-1 序号里程长度围岩等级地质特点涌水量1DK786+087DK786+437350m岩体较破碎2DK786+460DK786+710250m岩体较破碎500m/d3DK790+800DK791+180380m岩体较破碎37m/d2.3.4地震动参数隧区地震动峰值加速度为0.05g；地震动反映谱特征为0.4s。2.3.4水文地质特征根据本隧道地表及地下水样分析，未见微量元素超标现象，水质对砼无侵蚀性。2.3.5环境工程地质该隧道弃渣应合理堆放，堆放于低洼或相对平缓地带，并设挡渣墙，防止水土流失。2.3.6隧道工程地质评价隧道围岩总体坚硬分布稳定以凝灰熔岩、花岗斑岩、花岗闪长岩为主，无其它不良地质和特殊岩土、总体工程地质条件较好。2.4设计标准隧道设计速度目标值350km/h，线间距5m。隧道采用CTRS型板式无砟轨道，一般地段轨道结构高度为779mm（设置端刺地段需根据端刺结构另行确定）。3、工程特点及重难点3.1 工程重难点(1) 不良地质段的预报，防止灾害性事故发生，是本工程的难点。(2) 富水段结构防水是本工程的重点。(3) 进度压力大，安全风险高，安全快速施工是本工程难点。(4) 为满足高速铁路工程结构耐久性要求，结构物采用高性能耐久性混凝土。对混凝土结构耐久性提出了严格要求，是本工程难点。3.2 重难点的主要对策表3.2-1 重难点主要对策工程名称对 策隧道工程配足优良的机械设备和专业隧道施工队伍，合理进行施工组织安排，进场后，先抢通施工便道，突击洞口工程，及早进洞。按照“弱爆破、强支护、短进尺、衬砌紧跟”的原则组织施工，稳扎稳打，确保施工安全、质量。不良地质段预报、灾害性事故建立长期、中期、短期相结合的预报制度，综合采取地质分析、物探与钻探相结合的预报体系，预报中拟将使用TSP、地质雷达、红外探水等综合物探手段，同时做好突水突泥地质预报，建立地质素描及预报与实际揭露的地质分析，对异常部位采取钻孔验证，以提高对含水构造的预报准确率。安全快速施工针对本隧道的特点，从设备配备上和队伍的选择上，都要严格挑选。组建与本工程相适应的具有多年铁路施工经验的施工队伍和机械设备，在人员、资金、物资、机械上优先保证，确保本工程的顺利实施。以施工设计图和本标段的总体施工组织设计为依据，根据现场实际情况和业主工期的安排，进一步优化和及时编制实施性施工组织设计，落实重点工程及关键技术项目的施工方案，科学、合理地调配各种生产资源。抓关键、保重点，加强宏观控制，重点工程重点突破。进行工期倒排，对每一步过渡的阶段性工期目标，加以分解，把责任落实到各专业、各部门，保证人员、机械设备及时到位，加强路地协调，确保工期目标。混凝土结构耐久性配制满足高性能指标及工作性能要求的高性能混凝土，控制混凝土的原材料质量及搅拌、运输、浇筑和振捣作业程序，强化混凝土的保湿保温养护过程，加强搬运、储存及防护管理，防止结构开裂，是保证结构耐久性最重要的技术措施。4、总体施工组织规划4.1施工目标4.1.1施工总目标深入贯彻“以人为本、系统优化、着眼发展”的铁路建设新理念，全面实施“六位一体”管理，以创建精品工程、安全工程为载体，精心组织，精心施工，精心管理，打造百年不朽工程。4.1.2质量目标施工质量检验合格率100%，单位工程一次验收合格率100%，优良率达95%以上，主体工程质量零缺陷；开通速度达到设计速度目标值；杜绝工程质量特别重大事故，遏制工程重大事故。4.1.3安全生产目标施工过程中必须坚持“管生产必须管安全”的原则，实现“四无”、“一杜绝”、“一达标”。不发生生产性人身伤亡事故；不发生生产性原因造成的直接经济损失达10万元以上的机械设备、交通和和火灾事故；不发生生产性原因造成重大环境污染事故和重大突泥、突水事故；不发生重大工程质量事故；不发生性质恶劣影响较大的其它责任事故；杜绝重伤事故；安全生产达到国家标准。4.1.4工期目标2010年8月11日开工至2012年6月30日洞内主体工程完成，隧道主体施工总工期为23个月，到目前为止，剩余施工工期为17.5个月。4.1.5职业健康目标注重职工的职业健康，保证文明施工，保障劳动保护，杜绝职业病发生；加强卫生监控，确保无大的疫情，无传染病流行。4.1.6文明施工目标遵守法律、法规和有关工程建设的规定，自觉维护社会公共利益和人民群众的合法权益。不扰民、不损害公众利益。施工现场临时设施建设统筹规划，合理布局，永临结合，节约用地，注重实用，符合标准。5、总体施工组织安排为满足施工工期要求，标尾四小隧道共分为进口、出口、唐山塔斜井三个工点，标尾四小隧道进口承担隧道主洞2150米， 出口承担隧道主洞3088米，唐山塔斜井承担斜井870米及正洞2695米。5.1围岩开挖循环时间表隧道各级围岩开挖循环时间表工序/围岩台架就位放线开挖装药爆破找顶出渣钢架锚杆挂网喷混其它级围岩0.5h0.75 h3.0 h1.0 h0.5 h3.5 h0.75 h1.5 h0.5 h级围岩0.5 h0.75 h2.5 h1.0 h1.0 h3.0 h1.5 h1.0 h1.5 h0.5 h级围岩0.5 h0.5 h2.0 h1.0 h0.5 h2.0 h1.75 h1.0 h1.0 h1.75 h0.5 h级围岩0.5 h0.5 h2.5 h1.0 h1.5 h2.5 h2.5 h2.0h1.5h3.0 h0.5 h合 计级围岩级围岩级围岩级围岩工序合计小时循环进度(m)月进度(m)工序合计小时循环进度(m)月进度(m)工序合计小时循环进度(m)月进度(m)工序合计小时循环进度(m)月进度(m)123.05.018013.252.03.0120121.590181505.2施工工期计划表5.2-1 标尾四小隧道剩余工程量施工工期计划表序号任务划分里程段落长度(m)围岩级别施工任务(m)进度指标(m/月)施工工期(天)开始日期结束日期1标尾四小隧道进口DK785+655DK785+68934 缓冲结构2150 已施工2DK785+689DK785+74960 3DK785+749DK785+81061 4DK785+810DK785+952142 5DK785+952DK785+98028 50172011-2-252011-3-146DK785+980DK786+02040 90132011-3-142011-3-277DK786+020DK786+120100 150202011-3-272011-4-168DK786+120DK786+415295 180492011-4-162011-6-49DK786+415DK786+43520 15042011-6-42011-6-810DK786+435DK786+48045 90152011-6-82011-6-2311DK786+480DK786+710230 180382011-6-232011-7-3112DK786+710DK786+75747 90162011-7-312011-8-1613DK786+757DK786+77720 15042011-8-162011-8-2014DK786+777DK787+8051028 1801712011-8-202012-2-715斜井-进口DK787+805DK788+8081003 1003 1202662011-5-102012-1-3116斜井DK788+808521 210742011-2-252011-5-1017斜井-出口DK788+808DK789+470662 1692 1501322011-6-12011-10-1118DK789+470DK789+53060 120152011-10-112011-10-2619DK789+530DK790+500970 1501942011-10-262012-5-720出口DK790+500DK790+750250 3088 180422012-4-122012-5-2421DK790+750DK790+80050 150102012-4-22012-4-1222DK790+800DK791+700900 1801502011-11-42012-4-223DK791+700DK791+850150 150302011-10-52011-11-424DK791+850DK791+93080 180132011-9-222011-10-525DK791+930DK792+110180 150362011-8-172011-9-2226DK792+110DK793+1461036 1801732011-2-252011-8-1727DK793+146DK793+300154 已施工28DK793+300DK793+430130 29DK793+430DK793+46030 30DK793+460DK793+49434 31DK793+494DK793+55460 32DK793+554DK793+58834 缓冲结构进口剩余工期15个月，斜井及主洞开挖剩余工期17.5个月，出口开挖剩余工期为17.5个月。5.3施工进度5.3.1施工进度计划表剩余工程量施工进度计划表序号工程项目起讫工期日历天（d）1标尾四小隧道进口进口开挖及初支2011.2.252012.2.7348 进口主洞二次衬砌2011.2.252012.3.15385 进口水沟及电缆槽2011.2.252012.5.31462 洞口及附属工程2012.6.12012.6.3030 2标尾四小隧道斜井斜井开挖及支护2011.2.252011.5.1075 斜井至进口主洞开挖及初支2011.5.102012.1.31267 斜井至出口主洞开挖及初支2011.6.12012.5.7342 斜井至进口主洞二次衬砌2011.7.12012.3.10254 斜井至出口主洞二次衬砌2011.7.12012.6.5341 斜井主洞水沟及电缆槽 2011.8.152012.6.20311 3标尾四小隧道出口出口开挖及初支2011.2.252012.5.24455 出口主洞二次衬砌2011.2.252012.6.25487 出口水沟及电缆槽2011.5.152012.6.30594 洞口及附属工程2012.7.12012.7.3031 5.3.2施工进度计划横道图125.4管理人员及施工劳动力安排计划表 隧道施工分进出口及唐山塔斜井三个工点，施工过程中配备足够劳动力，以保证本工程施工顺利进行。本工程分季分工种劳动力计划详见下表5.4-1。表5.4-1：劳动计划表工种分季度劳动计划2011年2012年备注一季度二季度三季度四季度一季度二季度管理人员40 40 40 40 40 30 钢筋工110 140 140 140 100 10 砼工200 220 220 220 180 150 木工60 80 80 80 60 40 起重工10 12 12 12 10 5 试验工10 12 12 12 10 10 电工10 12 12 12 10 10 开挖工100 120 120 120 80 40 测量工10 12 12 12 10 10 修理工30 30 30 30 30 10 焊工60 70 70 70 40 30 机械工40 50 50 50 30 20 普工100 100 100 100 100 60 合计780 898 898 898 700 425 5.5劳动力动态计划5.6隧道施工主要机械配置表表5.6-1 主要机械设备配置表序号机械设备名称规格及型号单位设备数量备注进口斜井出口合计1轴流通风机1322KW台12142电动空压机27 m3/h台484163出碴车载重19.5t以上辆6126244装载机ZL50C台363125挖掘机PC220台23276湿喷机TK500（5m3/h）台464147液压衬砌台车12m台12148液压衬砌台车6m台119变压器800KVA台111310变压器1000KVA台111311变压器1250KVA台1112输送泵60m3/h台121413水平地质钻MGJ89台11共用14地质雷达SIR-3000台11共用15地震波物探仪TSP203台11共用16水平收敛仪台3317限界断面仪台115.7物资管理本工程所需的钢筋、水泥、砂石料等主要原材料均为甲控材料，为保证隧道施工进度，物资管理应遵循以下原则：(1)由专业的物资人员进行管理运作，根据实施性施工组织设计，结合项目建设年度投资计划及施工实际进度和施工安排，做好物资需用量计划工作。(2)根据物资供需情况与项目建设物资消耗规律，建立科学合理的库存储备，有效化解施工高峰期和特殊条件下物资的供需矛盾，保证隧道施工的连续性。(3)对钢材、水泥、砂石、粉煤灰等消耗量大的材料，选择两家以上的大厂产品同时供应，防止出现意外而断货，招标时选择信誉良好、有能力按时按量供应的厂家。建立充足的仓库和储料场，根据市场情况，提前作好材料储备。各种材料主要靠汽车运输到工地。(4)火工产品能否正常供应关系到隧道能否正常开挖进行，在隧道口附近修建炸药库，做好火工产品的采购，与当地民爆公司、公安局协调好，保证火工产品的供应。(5)柴油供应受市场影响较大，为了保证生产用油，选择两家以上的供应商，防止出现意外而断货，同时在工地修建储油罐，保证施工用油的连续供应。6、临时设施施工场地和加工区全部围蔽，围蔽四周设通长排水沟；根据标准化工地建设要求设置标志牌，场地布置综合考虑洞口实际地形进行布置。6.1施工便道标尾四小隧道进口从闽兴公司前面道路引入，修建一座15.2m便桥跨过排污沟，新修便道约1500m到洞口，便道前面段为水田，需要做基底处理和埋设横向涵管，后面一段为挖方，需要进行边坡防护。标尾四小隧道斜井，从115县道右侧引入，跨峰福铁路平交道口，接当地乡村公路，扩宽和改建道路4000m，新修便道1000m。标尾四小隧道出口，在闽侯县荆溪镇关东村从112县道引入，利用当地乡村公路进入，加宽和路面硬化加长1000m，采用浆砌条石加宽，利用红线范围新修便道500m到洞口，到炸药库利用改建原有道路600m，新修便道200m到炸药库。6.2施工驻地隧道进口作业队驻地设置在隧道进口右侧，通过租用当地民房、新建活动板房相结合的形式，解决因洞口场地狭小无法安排办公、生活区的问题。需增修生活用房600，生产用房950。斜井作业队驻地设置在斜井洞口附近，新建活动板房和彩钢棚作为生活和生产用房。隧道出口作业队部分工班设置在隧道出口线路左侧100m左右，需新修生活用房500m2，生产用房1300m2。6.3施工供水隧道施工及砼拌合站均需较大用水，因此供水设施必须满足以上施工需要。在标尾四小隧道进口、斜井、出口临近山顶适当位置各设一座150m3的高压水池，进出水管路都铺设100的钢管，水源分别取自附近的溪流。6.4施工供风在标尾四小隧道进口、出口分别设4台27m3/min的电动空压机；斜井在洞口设6台27m3/min的电动空压机，根据需要增设23台空压机，以满足隧道开挖和喷射砼用风需要。隧道进出口各设一台2132KW轴流风机，斜井设两台2132KW轴流风机，压入式通风，通风管采用1800mm的软式风管。6.5施工用电隧道施工用电采用T接系统电，同时各隧道口各配备1台350kw柴油发电机，以防突然停电。供电线路采用“三相五线制” 洞内开挖及支护作业照明的电压为36V的安全电压，非作业区照明电压为220V，动力线电压为380V。动力线和照明线采用绝缘良好的电力线分开安装在绝缘支撑板上，工作区附近的临时动力线和照明线采用防水绝缘的电缆线。洞内电力线应做到平顺、绝缘、美观。标尾四小隧道进口计划安装电动空压机4台，单机功率185KW。隧道口安装2*132KW通风机1台。隧道内安装315KVA变压器1台、采用50平方毫米高压铠装电缆进洞。洞内施工衬砌台车1台.喷浆机4台计60KW。抽水、照明、混凝土输送泵和其他临时动力计250KW。 隧道内施工达800米至1000米以上蓄水池抽水120KW，生活区用电150KW，钢筋加工场180KW。计划安装1000KVA变压器1台，800KVA变压器1台。标尾四小隧道斜井计划安装电动空压机68台.单机功率185KW，隧道口安装2*132KW通风机2台。隧道内安装315KVA变压器1台、采用50平方毫米高压铠装电缆进洞。洞内施工衬砌台车2台，喷浆机6台计90KW，抽水、照明、混凝土输送泵和其他临时动力计400KW。蓄水池抽水120KW，生活区用电150KW， 钢筋加工场180KW。计划安装1250KVA变压器1台，1000KVA变压器1台，800KVA变压器1台。标尾四小隧道出口计划安装电动空压机4台.单机功率185KW，隧道口安装2*132KW通风机1台。隧道内安装315KVA变压器1台、采用50平方毫米高压铠装电缆进洞。洞内施工衬砌台车1台.喷浆机4台计60KW抽水、照明、混凝土输送泵和其他临时动力计250KW。蓄水池抽水120KW，生活区用电150KW， 钢筋加工场180KW 。计划安装1000KVA变压器1台，800KVA变压器1台。6.6施工用火工品炸药库的设置满足国家和地方相关管理部门的法律、法规要求，符合爆破安全规程有关规定；由于火工品的领取、运输、使用要求必须有相应的资质，相关人员必须经公安部门培训合格后才能进行火工品的领取、运输、使用；严格按照有关法规和规定办理。标尾四小隧道炸药和雷管使用量较大，于隧道出口（约300m处）修建一座炸药库，库房容量两个5t(合计10t)。7、总体施工方案7.1洞口路基及边仰坡加固 土石方开挖之前，先行施作洞顶截水沟，及时施作排水系统。隧道洞门土石方开挖与洞口路基土石方开挖同时施工。按照设计放坡开挖洞口及洞口路基土石方，及时清刷路基边坡、洞口仰坡至设计位置；其次根据开挖后的实际地质情况结合设计及时进行仰坡及边坡的加固；松软地层开挖边、仰坡时，加强防护、随时监测、检查山坡的稳定情况。洞口加固：正洞洞口边坡根据设计坡度刷坡，并采用喷锚网进行临时支护，洞口边坡及回填后的仰坡采用骨架护坡，隧道进暗洞前应对拱顶开挖线外23m范围采用喷锚网防护，同时对临时边坡采用喷锚网防护，锚杆采用22砂浆锚杆，L-4m，间距1.51.5m，梅花形布置；喷射砼采用10cm厚C25网喷砼，钢筋网采用8，网格2525cm。边仰坡开挖后，根据设计隧道进口线路左侧和隧道出口线路右侧各有一段挡墙，基坑开挖后，立模浇筑砼。洞口明挖段回填施工应均匀对称进行，分层夯实，两侧回填土面高差不得大于50cm，夯实厚度不得超出30cm。7.2暗洞进洞方案隧道进入暗洞前应对掌子面黏土或全风化底层采用22玻璃纤维锚杆注浆加固，锚杆长度6m，间距1.51.5m，梅花形布置。表面喷射砼采用10cm厚C25网喷砼，钢筋网采用8圆钢，网格2525cm。洞口段级围岩均采用暗挖法施工，在洞口边仰坡按设计要求加固完成后，采用超前108大管棚进行超前支护，三台阶临时仰拱法、四步CD法或者六步CD法开挖进洞。大管棚首先施工导向墙，注意预留管棚孔口定位管的位置准确，导向墙施工完成后，采用管棚钻机钻孔，人工配合钻机顶进安装108大管棚进行超前支护，管棚采用水泥浆液进行注浆，注浆结束后用M10水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。完成长管棚施工后，在长管棚支护环的保护下，根据围岩地质级别确定的开挖方法进行暗洞洞身开挖施工。在洞口处先安装一榀上半断面钢架，开挖上半断面环形土体并预留核心土，当掘进达到0.6m时，再安装一榀钢架，并按设计喷射砼和施作系统锚杆，以确保洞口稳定。在上半断面开挖进入稳定后，下部开始落底跟进，锚杆、钢架、网喷砼紧跟。7.3超前地质预报方案本隧道主要岩层地质以凝灰熔岩为主，围岩级别为级。为确保施工安全，成立超前地质预报小组，配备相关专业人员和设备，采用工程地质分析法（地质调查和全断面地质素描）、超前水平钻探，TSP203超前地质预报、红外线探水、地质雷达等方法进行超前地质预测预报工作，根据所获得的信息调整隧道施工方案。在接近断层破碎带富水区时，采用TSP对掌子面前方100200米范围内的不良地质体的位置、规模、性质作较为详细的预报，粗略的预报围岩级别和地下水情况，每100米施作一次，当有异常情况时适当加密。在TSP的基础上采用超前探测验证。对掌子面前方30米左右范围的地质情况作更为准确的预报，先进行红外超前探测，然后每个断面布设5个探测孔（其中一孔取岩芯），对掌子面前方地下水、地温及围岩情况进行探测，探测孔25米一个循环，单孔长度为30米，相邻探测孔之间搭接长度为5米。当有异常情况时，结合预测结果判释，可加密钻孔和加深部分爆眼孔。对多项预测预报手段所得的资料进行综合分析与评判，并结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测、判断，根据超前地质预测预报结果，相应调整优化施工方案，以确保施工安全。表7.3-1 地质预报方法比较表地质预报方法预报内容优缺点TSP203探测断层破碎带及不良地质情况探测距离为100200m，但耗费时间较多，对断层破碎带较准.地质调查岩层产状及其变化；构造在隧道地表的表现；节理发育规律。地质素描掌子面地质素描及预报超前水平地质探孔为避免地质灾害发生，广泛采用超前水平探孔。能比较准确地预报前方围岩含水构造、水量、水压等；探测距离较长，为30m左右，每次耗时45天。地质雷达隧道底部探测、隧道周边出水部位探测。辅助TSP探测，确定断层、岩性和煤层、溶洞的界面，确定异常岩体的规模、性质、危害程度。红外探水探测开挖面前方地下水情况。能较为准确的预报前方或者洞壁四周隐含水体，耗费时间较少，但是对水量、水压无法预测，且距离较短。地质雷达探测前方围岩构造，断层破碎带探测距离为30m，耗费时间较少，对断层的情况探测较准确。7.4开挖方案 隧道正洞级围岩采用三台阶临时仰拱法、四步CD法或者六步CD法施工，级围岩采用三台阶法施工；级围岩采用台阶法施工，级采用全断面法施工。隧道开挖采用YT28凿岩机钻眼，乳胶炸药配以非电毫秒雷管进行光面爆破。7.5出碴方案本隧道采用无轨运输出碴，主洞洞内每个工作面开挖爆破后采用2台WA380型正装侧卸装载机同时装碴，1台柳工Z50C正装侧卸装载机备用（兼打杂），VOLVO240、PC220挖掘机配合人工找顶，15T北奔重卡自卸汽车运输出碴至路基填筑段或弃碴场（配置数量见下表）。仰拱及台阶法施工的下断面洞碴由挖掘机装碴。运碴设备配置见下表:表7.5-1 运碴设备配置表序号运输距离配置数量设备型号备注11000米范围内5台15T北奔重卡210002000米8台15T北奔重卡320003000米11台15T北奔重卡7.6超前支护和初期支护方案洞口及局部浅埋段洞身超前支护采用108大管棚或者89管棚支护，洞身段超前支护采用42单层小导管或50双层小导管，初期支护采用型钢（或格栅）钢架，组合中空注浆锚杆、砂浆锚杆、钢筋网和喷射砼。在出碴完成后进行初喷混凝土，安设钢架、施作锚杆、挂设钢筋网，完成后复喷混凝土至设计厚度。锚杆施工采用YT28风钻钻孔，安装锚杆和钢筋网。钢架、小导管、钢筋网等采用在洞外加工成型后，汽车或装载机运至洞内进行安装。7.7衬砌施工方案隧道衬砌采用12米长穿行式液压模板衬砌台车，梧山隧道进出口各配置1台衬砌台车，斜井正洞配置2台衬砌台车；砼由带电子计量的拌合站集中拌制，砼由8立方砼罐车运输， HBT60B砼输送泵泵送入模。仰拱超前洞身衬砌30米施工，采取搭栈桥（I20工字钢焊拼见下图）纵向分段一次性浇灌，每次浇注长度控制在12m以内，仰拱和仰拱填充分开施工。仰拱、填充采用搭设移动式栈桥进行施工，一次施工长度12m。第一步：栈桥安装就绪，允许各种车辆通过，准备桥下仰拱作业。第二步：桥下仰拱作业，各种车辆正常通过，桥上桥下互不干扰。第三步：仰拱施工结束，坡桥在液压油缸作业下升起，离开地面，同时行走轮下降，行走轮接地后油缸继续伸长，行走轮逐渐将整个栈桥撑起。第四步：启动行走电机，行走轮旋转，带动栈桥向前移动，栈桥行走12米。 第五步：栈桥行走到位后，行走轮支撑油缸收缩，当栈桥完全由栈桥桥墩支撑时停止，此时放下坡桥，完成栈桥准备工作。7.8施工供风方案 隧道施工洞口布置4台27m3/min的电动空压机负责供应压缩空气；根据计算压缩空气流量，选择150钢管送风到开挖掌子面。管道连接采用焊接法兰盘螺栓连接，管道要求平顺，接头密封，防止漏风。压缩空气管道在总输出管道上，必须安装总闸阀以便控制和维修管道，主管道每隔400米（可根据隧道进度进行调整）应分装闸阀，根据施工要求，在适当地段加设三通接头和50mm闸阀各一个，以便备用，管道前端距开挖面距离保持在30m左右，采用高压软管接分风器，通往各工作面的软管长度不大于50m，与分风器连接的胶皮软管长度不大于15m。进场初期洞口石方施工采用12m3/min内然空压机过渡供风，进入洞身施工后，在施工洞口端设置空压机房，采用空压机供风，另配置内燃空压机备用，送风采用150钢管供风到掌子面。7.9施工通风方案 7.9.1通风方式标尾四小隧道为长大隧道，施工中通风的布置、管理犹为重要，本隧道采用压入式机械通风方式，主风机设在洞口外上风侧压入，以改善施工作业面工作环境。7.9.2风量计算及设备选择根据隧规及其条文说明，风量计算主要从四个方面予以考虑，即按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气，计算出所需风量Q1；按在规定时间内，稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度，计算出所需风量Q2；根据不同的施工方法，按坑道内规定的最小风速，计算出所需风量Q3；当隧道内采用内燃机械施工时，还须按内燃设备的总功率（kw），计算出所需风量Q4；通过上述计算，取Qmax=Max（Q1，Q2，Q3，Q4），再考虑风管的损失率（百米漏风率），即确定洞内所需的总供风量Q机，从而确定风机的功率和风管的直径。（1）计算参数的确定一次开挖断面：S=130m2(全断面）一次爆破耗药量：G=442kg（一次开挖长度4m）通风距离：L=2800m（以斜井-进口施工长度计算）洞内最多作业人数：m=100人爆破后通风排烟时间：t30min通风管直径：=1800mm管道百米漏风率：=1.2%（2）风量计算按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气，计算：Q1=3km=31.25100=375 m3/min式中： 3隧规规定每人每分钟需供应新鲜空气标准为3m3/min k风量备用系数，一般取1.151.25，按1.25取值 m同一时间洞内工作最多人数，按100人计按全断面开挖，30分钟内稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度，计算： Q2=V1(KV1t+1/ V2)1/t=V1 1(kV1/ V2)1/t =1106 m3/min式中 V1一次爆破产生的炮烟体积V1=SLs =130103.4=13442 m3 S-一次开挖的断面面积，按130m2Ls炮烟抛掷长度，按经验公式Ls=15+G/5=15+442/5=103.4m G同时爆破的炸药消耗量，G=442kg V2一次爆破产生的有害气体体积V2=aG=4010-3442=17.68 m3 a 单位重炸药爆破产生的有害气体换算成CO的体积，40L/kg K CO允许浓度，取100ppm，换算为110-4 m3 t 通风时间，取30min按洞内允许最低风速，计算：Q3=60VS=600.15130=1170 m3/min式中 V 洞内允许最小风速，隧规规定全断面开挖时取值0.15m/s S 开挖断面积，130m2 60min和s换算常数 按稀释内燃机废气计算风量：考虑在洞内同时有2台ZL50型装载机（功率158kw）和3辆T815自卸车（功率210kw）作业，总功率736kw，取机械设备的平均利用率为70%，按隧规1kw需供风量不小于3m3/min，算得： Q4=9460.703=1546 m3/min设备供风能力取Qmax=Max（Q1，Q2，Q3，Q4）=1546 m3/min。对于长大隧道，管道的漏风现象造成入口处与出口处的风量差别很大，按百米漏风率（取=1.2%）计算洞口风机风量：Q机= Qmax/(1-)L/100=1546/(11.2%)2800/100=2168 m3/min。（3）风压计算通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力，即hh阻，按下式计算：h阻=h动+h沿+h局=3061pa其中: 管口动压h动一般可考虑为50pa。 沿程压力损失计算：h沿=lUpQmax2g/s3=2737pa；式中 风管摩擦阻力系数，取=310-4 kg.s2/m3 l风管长度，取2800mU风管周边长，D=5.652 m p漏风系数，P=1/（1-）L/100=1.4022，=1.2% Qmax计算掌子面所需风量，1546 m3/min并折合成25.77m3/s g重力加速度，取9.8m/s2S风管截面积，D2/4=2.511m2；D风管直径1.8m局部压力损失，按沿程压力损失的10%进行估算： h局=h沿10%=274pa（4）设备选择根据计算所需风量2168m3/min，风压3061pa，标尾四小隧道斜井-出口方向选择1台2132轴流风机，风管直径1.8m，供风量2250 m3/min，全压46506500pa，能够满足要求。同理，通过计算闽侯进口选择1台2132轴流风机，斜井选择2台2132轴流风机，风管直径1.8m。7.9.3布置方案施工通风采用混合式通风方式，以压入式为主，吸出式为铺，主风机设在洞口外上风侧压入，斜井和衬砌工作面辅以局扇吸出。在隧道进口设置一台2132KW的轴流式通风机，风管采用1800mm，隧道出口设置一台2132KW的轴流式通风机，风管采用1800mm，斜井设置两台2132KW的轴流式通风机，风管采用1800mm。进口施工通风示意图出口施工通风示意图唐山塔斜井通风示意图7.9.4通风管理加强环境意识，重视通风工作，成立专门的通风队伍，负责通风机、通风管安装，维护，以及通风方式变换，承担通风效果的责任。通风监测是搞好通风除尘的首要工作，通风技术人员负责日常的有害气体浓度，放射性物质监测，根据浓度调整风量，合理供风。爆破后采用水幕降尘器灭尘，该方法还可以溶解部分H2S，降低粉尘的浓度，增加能见度。风机由专业人员管理，并记录电机的工作电流和电压及U型管压力。U型管安装在风机出口的1020m处，U型压力管可粗略了解风机的工作压力，以免造成风阻过载而烧毁电机。压入风管的出风口距工作面1520m，通风管的安装做到平顺，接头牢固严密，避免转小于135急弯，弯道半径不小于管径的3倍。7.9.5隧道主要管线布置示意图7.10防排水方案隧道防排水采用“防、排、堵、截相结合，因地制宜，综合治理”的原则组织施工。标尾四小隧道进出口均为顺坡施工，施工期排水通过洞内侧沟和中心沟排出洞外。唐山塔斜井，标尾四小隧道出口大约1100米为反坡施工，每300500米设置集水井，用水泵将水排至顺坡处,利用水自身重力排除洞外。洞口施工前，洞顶应先挖截、排水沟做好防排水工作。进洞后要尽早做好洞门及洞口附近的排水、截水设施，并与路堑排水系统连通，以免地表水冲刷坡面。施工场地内设置排水沟，施工产生的污水排入沉淀池，经沉淀处理达标后排入当地排污系统，避免造成污染；生活场地内设有排水沟，经排水沟进入沉淀池(3级沉淀池)沉淀处理达标后，排入临近的既有沟渠之中。7.11隧道弃碴防护方案隧道进口弃碴位于线路DK786064DK786+568右侧810m1250m,北坑坳地，运距1.2km；斜井弃碴位于线路DK788+890DK789+841右侧970m1350m处杜昔里东南侧山谷，运距0.5km；隧道出口弃碴位于线路DK793+447DK793+885左侧100m400m处安里湾坳地内，运距0.5km。根据施工及环保要求要将弃碴场进行防护，具体的防护措施如下:弃碴场弃碴前需清除原植被，对地面进行整平，坡面挖成1米宽台阶状。 对弃碴坡脚采用M10浆砌片石挡墙防护，挡墙高度不大于4m，堑顶平台宽度不小于2m。挡碴墙基底承载力不小于250Kpa，并保持碴场稳定；挡墙尺寸根据地形起伏按直线变化过渡，趾前挡碴墙基础埋置深度不小于1.5m。为防止墙趾被水冲刷，在墙趾外5m范围内用M10浆砌片石铺砌，铺砌厚35cm。墙背底部设置一层30cm 厚砂加卵石反滤排水层，墙体上间距1.51.5m设置一1520cm泄水孔；挡碴墙每隔10m设置一道2cm伸缩缝。弃碴填筑边界边坡坡率不得陡于1：1.25，填筑分级高度不得大于6m，分级平台不得小于3m，弃碴场最大填筑边坡高度不得大于20m。弃碴要分层进行，分层厚度不大于2m，弃碴场底部填筑硬质岩碴，填筑厚度不小于2m。弃碴挡墙20m宽范围内的弃碴碾压密实，压实度K0.9；弃碴场基底进行清除表层不少于50cm的软弱土层，斜坡地段要顺坡面挖台阶，台阶宽度不小于2.0m。在弃碴场周围5m外设一道截水天沟，截流山体坡面汇水，水沟要砌筑在自然边坡稳定土体上，沟宽60cm，高60cm，M10浆砌片石铺砌，沟槽基础做成台阶型，以增加稳定性。截水沟的排水坡度不得缓于1。碴场底整平后平行设置2400mm波纹管外包无纺布（300g/m）, 2400mm波纹管两侧连接100带孔波纹管外包无纺布（300g/m），间距10m，树枝状布置。400波纹管在管周2/3以上部位打孔，安装时打孔侧朝上，无孔部分埋设水泥砂浆保护层上（并位于地面下，施工中先挖槽），100mm波纹管同400mm波纹管的连接在400mm的波纹管2/3以上部分连接。弃碴场顶向外作3的排水坡，并设纵向排水沟一道，沟宽3m，高1.5m，M10浆砌片石铺砌；在弃碴场底部纵向每20m铺设一根100塑料排水盲沟，以利排水。弃碴场表面和边坡采用清淤弃土或清除的地表种植土、表土等覆盖，覆土厚度不少于0.5m，复耕或撒播草籽、乔灌结合绿化。施工期间做好挡碴墙的监控量测工作，发现问题及时反馈至项目部工程部。标尾四小隧道进、出口及斜井施工场地布置中，在洞口外适当位置设置污水处理池，施工中产生的废碴、废液不得随意弃置、排放。7.12主要不良地质处理方案7.12.1地下水的处理原则为避免隧道施工突水涌泥的出现，导致对周围环境的破坏，并有利于施工，采取对预测的较大涌水点进行超前防渗封堵。隧道地下水处