石郎山隧道断层专项施工方案Word下载.docx

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82

约80

约ZK4+077附近

里程位置ZK4+077，据物探资料显示，低电阻率，通过隧道轴线，与隧道轴线相交157°

，对施工有直接影响，经钻探验证，该处岩体以破碎块为主。

F2

22

292

50

约30

约ZK4+191附近

里程位置ZK4+191，据物探资料显示，低电阻率，通过隧道轴线，与隧道轴线相交90°

，对施工有直接影响。

F3

30

120

60

压扭性

约YK1+555附近

岩石挤压成碎裂状，局部为靡岩化及断层泥，节理裂隙发育，岩石破碎，本断裂通过隧道轴线，与隧道轴线相交成54°

F4

40

310

约15

约YK2+309附近

岩石挤压成碎块状，本断层通过通过隧道轴线，与隧道轴线相交92°

F5

70

333

62

约YK4+573附近

经地面工程地质调绘，岩体为构造角砾岩，见有断层泥，另据物探资料显示，低电阻率，通过隧道轴线，与隧道轴线相交135°

F6

212

122

45

约2.0

ZK4+387附近

里程位置ZK4+387附近，经地面工程地质调绘，岩体为霏细岩，另据物探资料显示，低电阻率，通过隧道轴线，与隧道轴线相交104°

F7

223

133

约3.0

ZK4+467附近

里程位置ZK4+467附近，经地面工程地质调绘，岩体为构造角砾岩另据物探资料显示，低电阻率，通过隧道轴线，与隧道轴线相交114°

F8

46

316

63

约1.5

ZK4+537附近

里程位置ZK4+537附近，经地面工程地质调绘，岩体为构造角砾岩另据物探资料显示，低电阻率，通过隧道轴线，与隧道轴线相交118°

2.1隧道分段地质情况

2.1.1左线隧道（ZK1+400～ZK4+670）

（1）ZK1+400～ZK1+540

该段隧道长140m,埋深约5.0～37.0m，三倍洞径范围内围岩主要为含黏性土碎石，强风化玻屑凝灰岩，中风化玻屑凝灰岩，围岩整体性差，稳定性差，围岩级别为Ⅴ级，地下水为孔隙潜水及基岩裂隙水，断层内水量丰富。

（2）ZK1+540～ZK1+670

该段隧道长130m,埋深约37～45m,三倍洞径范围内围岩主要为中～微玻屑凝灰岩，镶嵌碎裂结构，围岩级别为Ⅳ级，有少量基岩裂隙水渗入。

（3）ZK1+670～ZK2+492

该段隧道长822m，本段隧道埋深46～334m,三倍洞径范围内围岩主要为微风化玻屑凝灰岩，围岩级别为Ⅲ级，有少量基岩裂隙水渗入。

（4）ZK2+492～ZK2+512

该段隧道长20m，穿越F4断层影响带，节理发育，岩体破碎，呈碎裂状，围岩级别为Ⅳ级，地下水为基岩裂隙水。

（5）ZK2+512～ZK2+542

该段隧道长30m，穿越F4断层影响带，节理发育，岩体破碎，呈碎裂状，围岩级别为Ⅴ级，地下水为基岩裂隙水，水量丰富。

（6）ZK2+542～ZK2+566

该段隧道长24m,穿越F4断层影响带，岩体破碎，呈镶嵌碎裂结构，围岩级别为Ⅳ级，地下水为基岩裂隙水。

（7）ZK2+566～ZK4+069

该段隧道长1503m,洞顶埋深约48.0～404.0m,三倍洞径范围内围岩主要为微风化玻屑凝灰岩，呈块（石）碎（石）镶嵌结构，围岩级别为Ⅲ级，有少量基岩裂隙水渗入。

（8）ZK4+069～ZK4+103

该段隧道长34m,穿越F1断层破碎带，围岩裂隙发育，岩体破碎，围岩级别为Ⅳ级，地下水位基岩裂隙水，断层内水量较丰富。

（9）ZK4+103～ZK4+255

该段隧道长152m,穿越F1、F6断层破碎带，围岩裂隙发育，岩体破碎，围岩级别为Ⅴ级，地下水位基岩裂隙水，断层内水量较丰富

（10）ZK4+255～ZK4+340

该段隧道长85m,穿越F2、F6断层破碎带，围岩裂隙发育，岩体破碎，围岩级别为Ⅳ级，地下水位基岩裂隙水。

（11）ZK4+340～ZK4+360

该段隧道长20m，穿越F6断层破碎带，围岩节理裂隙发育，岩体较破碎，围岩级别为Ⅴ级，地下水为基岩裂隙水，水量丰富。

（12）ZK4+360～ZK4+433

该段隧道长73m，穿越F6、F7断层破碎带，围岩节理裂隙发育，岩体较破碎，呈镶嵌碎裂结构，围岩级别为Ⅳ级，地下水为基岩裂隙水。

（13）ZK4+433～ZK4+453

该段隧道长20m，穿越F7断层破碎带，围岩节理裂隙发育，岩体较破碎，呈镶嵌碎裂结构，围岩级别为Ⅴ级，地下水为基岩裂隙水。

（14）ZK4+453～ZK4+562

该段隧道长109m，穿越F7、F8断层破碎带，围岩节理裂隙发育，岩体较破碎，呈镶嵌碎裂结构，围岩级别为Ⅳ级，地下水为基岩裂隙水

（15）ZK4+562～ZK4+670

该段隧道长108m，洞顶埋深约4.5～19.0m三倍洞径范围内主要为含碎石粉质粘土，强风化玻屑凝灰岩，中风化玻屑凝灰岩，穿越F5、F8断层破碎带，松散结构，稳定性差，围岩级别为Ⅴ级，地下水为基岩裂隙水。

2.1.2右线隧道（YK1+430～YK4+680）

（1）YK1+430～YK1+588

该段隧道长158m,埋深约2.5～39.0m，三倍洞径范围内围岩主要为含黏性土碎石，强风化玻屑凝灰岩，断层角砾岩，均为土状，松散结构，围岩整体性差，稳定性差，围岩级别为Ⅴ级，地下水为孔隙潜水及基岩裂隙水，断层内水量丰富。

（2）YK1+588～YK1+673

该段隧道长85m,埋深约39～56m,三倍洞径范围内围岩主要为中～微玻屑凝灰岩，碎裂结构，围岩级别为Ⅳ级，有少量基岩裂隙水渗入。

（3）YK1+673～YK2+504

该段隧道长831m，本段隧道埋深52～308m,三倍洞径范围内围岩主要为微风化玻屑凝灰岩，呈中厚层状构造，块碎（石）镶嵌结构，围岩级别为Ⅲ级，有少量基岩裂隙水渗入。

（4）YK2+504～YK2+524

该段隧道长20m，穿越F4断层影响带，节理发育，岩体破碎，呈碎裂状，围岩级别为Ⅳ级，地下水为基岩裂隙水。

（5）YK2+524～YK2+555

该段隧道长31m，穿越F4断层影响带，节理发育，岩体破碎，呈碎裂状，围岩级别为Ⅴ级，地下水为基岩裂隙水，水量丰富。

（6）YK2+555～YK2+571

该段隧道长16m,穿越F4断层影响带，岩体破碎，呈镶嵌碎裂结构，围岩级别为Ⅳ级，地下水为基岩裂隙水。

（7）YK2+571～YK3+915

该段隧道长1344m,洞顶埋深约33.0～395.0m,三倍洞径范围内围岩主要为微风化玻屑凝灰岩，呈中厚层状构造，围岩级别为Ⅲ级，有少量基岩裂隙水渗入。

（8）YK3+915～YK3+997

该段隧道长82m,穿越F1断层影响带，围岩裂隙发育，岩体破碎，围岩级别为Ⅳ级，地下水位基岩裂隙水，断层内水量较丰富。

（9）YK3+997～YK4+090

该段隧道长93m,穿越F1断层破碎带，围岩裂隙发育，岩体破碎，围岩级别为Ⅴ级，地下水位基岩裂隙水，断层内水量较丰富。

（10）YK4+090～YK4+241

该段隧道长151m,穿越F1、F2断层破碎带，围岩裂隙发育，岩体破碎，围岩级别为Ⅳ级，地下水位基岩裂隙水。

（11）YK4+241～YK4+362

该段隧道长121m，穿越F2、F6断层破碎带，围岩节理裂隙发育，岩体较破碎，围岩级别为Ⅴ级，地下水为基岩裂隙水，水量丰富。

（12）YK4+362～YK4+446

该段隧道长84m，穿越F6、F7断层破碎带，围岩节理裂隙发育，岩体较破碎，呈镶嵌碎裂结构，围岩级别为Ⅳ级，地下水为基岩裂隙水。

（13）YK4+446～YK4+466

该段隧道长20m，穿越F7断层破碎带，围岩节理裂隙发育，岩体较破碎，呈镶嵌碎裂结构，围岩级别为Ⅴ级，地下水为基岩裂隙水。

（14）YK4+466～YK4+591

该段隧道长125m，穿越F7、F8断层破碎带，围岩节理裂隙发育，岩体较破碎，呈镶嵌碎裂结构，围岩级别为Ⅳ级，地下水为基岩裂隙水

（15）YK4+591～YK4+680

该段隧道长89m，洞顶埋深约1.5～15.0m三倍洞径范围内主要为含碎石粉质粘土，强风化玻屑凝灰岩，中风化玻屑凝灰岩，穿越F5、F8断层破碎带，松散结构，稳定性差，围岩级别为Ⅴ级，地下水为基岩裂隙水。

三、总体施工方案:

第一、系统做好超前地质预报工作，重点准确探明断层位置、走向，前方围岩水量情况及岩体破碎程度；

第二、Ⅴ级围岩采用预留核心土环形开挖施工，Ⅳ级围岩采用正台阶法开挖施工，严格遵守“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”方针施工。

3.1超前地质预报工作

断层超前地质预测预报总体方案：

物探钻探相结合、长短结合，先物探后钻探，先长后短。

隧道施工在距离断层50m左右采用TSP2000长距离探测一次，先初步探明掌子面前方的土石交界面位置、含水体、裂隙、地层物理力学性能等地质情况，在接近、穿越断层时加大短距离预报密度，主要以地质素描、超前水平钻探为主，准确探明风化深槽内地质情况，并对TSP预报成果进行验证，相互补充，相互印证。

有不良地质时通过和设计院、业主、监理沟通，确定变更的支护、开挖、辅助施工方案。

3.2洞身开挖

3.2.1Ⅴ级围岩采用预留核心土环形开挖施工

对洞口Ⅴ级围岩段，采用小型挖掘机配合人工分三台阶开挖，每循环进尺0.6m。

上台阶留核心土环形开挖，开挖高度为3m，中台阶开挖高度为3.5m（至起拱线位置），下台阶开挖高度为3.9m（至仰拱拱底）。

上台阶进洞8～9m时开始中台阶开挖，上、中台阶的核心土保持在3m左右。

上台阶进洞16m左右时开始施工下台阶，使钢拱架封闭成环。

下台阶与中台阶距离6m左右，高差3.9m，施工时中、下台阶的斜坡须方便设备及人员通行。

下台阶的施工分左右交替进行，每循环长度控制在3～5m（根据施工情况进行调整）。

详见下图：

3.2.2Ⅳ级围岩采用正台阶法开挖施工

Ⅳ级围岩段采用中长台阶开挖法施工，见Ⅳ级围岩段开挖示意图。

上台阶开挖采用凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统、毫秒微差有序起爆，预裂爆破，钻眼深度2.0m，每循环进尺1.8m。

下台阶采用液压钻孔台车钻眼，光面爆破。

上台阶由挖装机装渣，下台阶由ZL50-Ⅱ侧卸式装载机装渣，自卸车运渣。

3.3Ⅳ级围岩爆破设计

Ⅳ级围岩分上下台阶开挖，上台阶采用预留光面层光面爆破，直眼掏槽（二中空孔掏槽法），小直径药卷间隔装药。

起爆方式采用毫秒微差塑料导爆管有序起爆，根据实际的爆破情况及时调整爆破参数以达到最佳爆破效果。

1）上台阶开挖炮孔布置图及参数表

Ⅳ级围岩上半部分爆破参数表

炮眼

雷管段号

炸药

名称

数量（个）

眼深（m）

垂直

夹角

类型

每孔装药（节/孔）

每孔药量（kg）

总装药量（kg）

掏槽眼

4

1.8

1

2#硝铵

10

1.5

6.0

6

2.5

5

13

1.95

11.7

辅助眼

8

2.3

1.2

9.6

7

4.8

9

周边眼

15

0.9

13.5

11

底眼

12

10.8

合计

80.7

说明：

1、预计每循环进尺2.0m，循环方量约55m3。

2、炸药单耗约1.47kg/m3。

3、周边眼采用φ32×

150药卷间隔装药，其余炮眼采用φ32×

150药卷连续装药，有水眼采用乳化炸药。

2）下台阶开挖炮孔布置图及参数表

Ⅳ级围岩下半部分爆破参数表

8.4

3

7.2

84

93.6

1、预计每循环进尺2.0m，循环方量约115m3。

2、炸药单耗约0.81kg/m3。

3.4初期支护施工

初期支护是由锚杆、钢筋网、钢架和喷射混凝土组成的一种联合受力结构。

为保护围岩的天然承载力，初期支护要尽快施做。

施工支护紧随开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间，控制围岩变形，防止围岩在短期内松驰。

根据围岩类别及地表覆盖层厚度的不同采用不同的支护类型,具体见支护参数表。

围岩级别及衬砌类型

超前支护

锚杆

喷砼

钢筋网

钢拱架

Ⅴ级S5JQ

管棚或小导管注浆

Φ25先锚后灌式注浆锚杆，单根长3.5m,0.5m×

1.0m

25cmC20砼

ΦR6@15×

15cm（双层）

18号工字钢拱架间距0.5m

Ⅴ级S5a

Φ25先锚后灌式注浆锚杆，单根长3.5m,0.75m×

18号工字钢拱架间距0.75m

Ⅴ级S5b

小导管注浆

15cm（单层）

16号工字钢拱架间距0.75m

Ⅳ级S4a

超前锚杆（必要时）

Φ25先锚后灌式注浆锚杆，单根长3.0m,1.2m×

18cmC20砼

格栅钢架间距1.2m（必要时）

Ⅳ级S4b

1、钢拱架施工

（1）钢拱架应安设在隧道横向竖直平面内，其垂直度允许误差为±

2°

；

（2）钢拱架的拱脚应有一定的埋置深度，并必须落到原状土上，才能保证拱脚的稳定（即沉降值很少）。

采取用垫石、垫钢板、纵向加托梁或锁脚锚杆等措施；

（3）钢拱架的截面高度应与喷射混凝土厚度相适应，一般为10cm～20cm，且要有保护层；

应在初喷混凝土后安装钢拱架，初喷混凝土厚度约为4cm。

钢拱架应尽可能多的与锚杆露头及钢筋网焊接，以增强其联合支护的效应；

（4）可缩性钢拱架的可缩性节点不宜过早喷射混凝土。

应待其收缩合拢后，再补喷混凝土；

（5）喷射混凝土时，应注意将钢拱架与岩面之间的间隙喷射饱满和达到很密实；

（6）喷射混凝土应分层分次分段喷射完成，初喷混凝土应尽早进行“早喷锚”，复喷混凝土应在量测指导下进行，即“勤量测”的基本原则，以保证喷射混凝土的复喷适时有效等。

2、锚杆施工

（1）根据设计要求和围岩情况标记出孔位，允许偏差为±

15mm～50mm；

（2）沿隧道周边径向钻孔，孔径大于杆体直径15mm，方向宜尽量与岩层主要结构面垂直；

（3）用高压水将孔眼冲洗干净；

若是向下钻孔，须用高压风吹干净，并用塞子塞紧孔口，以防止石渣或泥土掉入钻孔内；

（4）按设计要求的尺寸截取锚杆或导管及制作粘结剂，外端不用垫板的锚杆应先弯制弯头；

（5）锚杆注浆及安设

注浆管应先插到距孔底5～10cm处；

开始注浆后（注浆孔口的压力不得大于0.4MPa），徐徐均匀地将注浆管往外抽出，并始终保持注浆管口埋在砂浆内，以免浆中出现空洞；

随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体插入，若孔口无水泥砂浆溢出，应将杆体拔出重新注浆；

杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%，实际粘结长度亦不应短于设计长度的95%。

杆体到位后，要用木楔或下石子在孔口卡住，防止杆体滑出。

3、喷射混凝土施工

（1）喷射作业施工准备工作做好后，严格掌握规定的速凝剂掺量，并添加均匀。

喷射时，喷射手应严格控制水灰比，使喷层表面平整光滑，无干斑或滑移流淌现象。

（2）在未上混凝土拌和料之前，先开高压风及高压水，如喷嘴风压正常，喷出来的水和高压风呈雾状。

（3）喷射应分段、分部、分块，按先墙后拱、自上而下地进行喷射。

喷嘴需对受喷岩面作均匀的顺时针方向的螺旋转动，一圈压半圈的横向移动，螺旋直径约为20cm～30cm，以使混凝土喷射密实。

（4）为保证喷射混凝土质量，减少回弹量和降低粉尘，作业时还应注意以下事项：

a、喷射时应分段长度不超过6m，分部为先下后上，分块大小为2m*2m，并严格按先墙后拱，先下后上的顺序进行喷射，以减少混凝土因重力作用而引起滑动或脱落现象的发生；

b、掌握好喷嘴与受岩面的距离和角度；

喷嘴至岩面的距离为0.8m～1.2m，过大或过小都会增加回弹量；

喷嘴与受岩面垂直，并稍微偏向刚喷射的部位，则回弹量最小、喷射效果和质量最佳。

（5）调节好风压和水压，根据喷射情况应适当调整风压，可参照下表及结合输料管长度进行调节风压。

风压调节参数表

输料管长度（m）

20

80

160

200

风压（10N/cm2）

10～15

（6）一次喷射厚度问题

喷射作业应分层进行。

一次喷射厚度不得太厚或太薄，它主要与喷射混凝土层与受喷面之间的粘结力和受喷部位等有关。

一般情况下，一次喷射厚度：

边墙为5cm～7cm，拱部为3cm～4cm。

当掺入速凝剂后，边墙不宜超过8cm，拱部不宜超过6cm。

分层喷射厚度，一般为粗骨料最大粒径的两倍。

（7）分层喷射的间隔时间

分层喷射，一般分2～3层喷射；

分层喷射间隔不得太短，一般要求在初喷混凝土终结以后，再进行复喷；

当间隔时间较长时，复喷前应将初喷混凝土表面清除干净；

且复喷时应将凹陷处进一步找平。

（8）喷射混凝土的养护

为使水泥充分水化，使喷混凝土的强度均匀增长，减少或防止混凝土的收缩开裂，确保喷混凝土质量。

因此，喷射后特别需要哟良好的养护，应在其终凝1h～2h后进行洒水养护，养护时间不应少于7天。

3.5仰拱施工

在设计有混凝土仰拱施工地段，拱墙按期支护施工完成后，要及时左右错位跳挖仰拱，安装仰拱钢架，进行混凝土仰拱施工，使初期支护尽早闭合成环构成稳固的初期支护体系。

并为施工运输创造良好环境。

四、资源配置

4.1劳动力组织（单口劳动力组织见表，共66人）

序号

作业项目

作业内容

人数

开挖

风镐

二次衬砌

搅拌站

风枪

运输砼

挖机司机

台车调试及倒管

装载机司机

其他

施工队队长

运输车司机

技术负责人

2

初期支护

钢架、格栅下料

专职安全员

制作钢架

质检员

安装钢架

施工员

电工

安装锚杆、挂钢筋网

修理工

喷射手

空压机负责

喷射机上料

风机负责

测量

技术员、测工

发电机负责

4.2机具设备（单口作业所需机具设备表）

机具设备名称

规格型号

单位

数量

备注

空压机

20m3

台

风机

55KW

YT-28

注浆机

GZJB

挖机

210

装载机

ZL50

运输车

钢筋切断机

钢筋折弯机

型钢加工

电焊机

搅拌机

Jsd350

湿喷机

ZSP-Ⅱ

工作台车