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1、铁路站前工程隧道工程施工方案方法及工艺1.1.1.工程概况本标段共设计有5座隧道总长5975.22m,其中单线2492m,双线3483.22m,双线隧道线间距为4.44.526m,曲线地段考虑加宽，除何家隧道进口采用单压式明洞门外，其余洞口均采用帽檐式斜切洞门。隧道除明洞段及斜切式洞门采用整体式衬砌，其余地段均采用复合式衬砌。复合式衬砌由初期支护、防水隔离层与二次衬砌组成。隧道初期支护采用锚网喷支护形式相结合，辅以型钢钢架、格栅钢架加强；超前支护采用管棚、超前小导管等预支护措施。级围岩采用曲墙加底板结构形式；II级围岩采用曲墙加底板结构形式；11IVI级围岩采用曲墙加仰拱结构形式二次衬砌采用模
2、筑混凝土，二次衬砌采用模筑混凝土，二次衬砌浇筑时拱顶预埋20注浆管。隧道二次衬砌混凝土抗渗等级不小于P10,地下水发育且寝室严重地段抗渗等级不低于P12o隧道初支和二衬背后设EVA防水板加土工布，防水板厚L5mm,土工布重量大于350gm2o各隧道概况详见表2-2.3-1表2-2.3-1隧道工程概况一览表隧道名称隧道进口里程隧道出口里程隧道长度(m)围岩级别备注II级级IV级V级隧道名称隧道进口里程隧道出口里程隧道长度(m)围岩级别备注II级级IV级V级何家隧道DK261+611.78DK264+7703158.229701320540328.22双线旗山隧道DK265+520DK265+84
3、53254060225双线娱蚣山隧道YDK30100YDK31+4591359690160509单线大坪坡隧道YDK34+174YDK34+627453453单线箸领隧人且YDK35+210YDK35+890680135200345单线1.1.2.施工队伍安排及任务划分本标段隧道共计5座，共投入4个隧道队伍负责组织施工O根据隧道各工作面的施工任务、工程特点、工期要求、投入的机械设备及所制定的施工方案，按照高度专业化、机械化作业的原则配备施工队伍，调遣有丰富施工经验的隧道施工专业队伍承担本标段隧道工程的施工任务，组成掘进作业班组、支护作业班组、衬砌作业班组、运输作业班组、辅助作业班组及技术室，实
4、行弹性编制，周密安排施工。各施工队伍承担的具体施工任务详见“第一章5.3.施工队伍部署”中相应内容。1.1.3.施工组织顺序组织4个专业隧道施工队伍，开出7个工作面同时进行平行流水施工，见表2-2.3-2。表2-2.3-2隧道工程总体施工顺序表序号施工队伍工作面总体施工顺序1隧道1队1何家隧进口2隧道2队2旗山隧道何家隧出口3隧道3队2大坪坡隧道磐领隧道4隧道4队2娱蚣山隧道施工工序为：测量放线（地质预报）一超前支护一钻爆一出渣、运输一初期支护一仰拱一防水层铺设一模筑二衬混凝土一水沟、电缆槽及附属工程；当洞身掘进一段并完成一段洞身衬砌后，在晴好季节及时安排施作洞门。1.1.4.施工进度安排主要
5、进度计划指标根据业主的总体计划安排及各施工队的工作任务划分,在施工中配足各种施工资源，挖掘施工潜力，在确保安全、质量的前提下，加快施工进度，确保在预定工期内完成施工任务。施工进度指标根据各工序循环作业时间，设备出勤率及运输距离等因素综合确定。隧道工程进度指标见“第三章L2.4.1隧道工程进度指标”中相应内容。施工进度安排按照招标文件给定的工期要求，根据本隧道各工作面的工程量和工程特点，综合考虑投入的人力、施工设备，隧道计划于2014年3月31日进场进行施工准备，2014年6月1日主体工程正式开工，2015年12月3日主体工程完工。隧道工程施工进度安排详见第三章“L2.3.2隧道工程进度计划”相
6、关内容。1.1.5.主要工程项目施工方案本标段隧道按新奥法原理进行施工，施工过程中全面贯彻新奥法施工原则，充分利用围岩的自承能力和开挖面的约束作用，采用锚杆及湿喷混凝土为主要初期支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导施工。表2-2. 3-3主要项目施工方案表施工项目主要施工方案（1）按新奥法组织施工，坚持监控量测，开挖采用光面爆破技术，对地表构筑物影响大或有震速要求者，采用控制爆破。各工作面均采用钻爆法开挖，洞内出渣均采用无轨运输。11级围岩采用全断面法施工；HI级围岩采用台阶法施工；，IV级采用三台阶法施工；V级三台阶临时仰拱法、四步CD法施
7、工。（2）洞口明洞、斜切洞门段采用明挖法施工。自上而下逐段分层开挖，土层采用挖掘机开挖，岩层施工必要时采用爆破开挖。（3）隧开挖方案道开挖钻孔采用YT28凿岩机与多功能钻孔台架配合钻孔、围岩较好地段采用三臂液压凿岩台车开挖。（4）围岩较好地段采用非电毫秒雷管起爆、光面爆破技术，严格控制超欠挖，初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺；软弱围岩地段采用微震光面爆破技术或非爆破开挖，以减轻对围岩的扰动和破坏。（5）长度小于Ikm的隧道一般情况按单口单向安排施工，长度大于IknI的隧道，按进出口相向组织施工。支超前超前支护主要有四种形式：洞口及洞身地质条件较差护支护地段采用108mm超前大管棚进行超前支护，洞
8、身浅理方方案段采用中89mm超前大管棚进行超前支护，洞身其他IV、施工项目主要施工方案案V级围岩地段根据情况采用中50mm或中42mm超前小导管进行超前支护。超前大管棚采用专用的管棚钻机成孔，超前小导管采用YT28风枪成孔，采用专用注浆泵注浆。初期支护方案初期支护在开挖完成后及时施工，紧跟开挖面。拱部系统锚杆采用中22mm中空注浆锚杆，边墙及临时支护采用22mm全长粘结型砂浆锚杆。喷射混凝土（素喷混凝土、网喷混凝土）为C25混凝土，采取湿喷工艺施工。V级围岩支护采用I22a、120a型钢钢架、IV级围岩支护采用中22格栅钢架或118型钢钢架进行加强支护。出渣方案采用无轨运输，采用挖掘机或侧卸式
9、装载机装车，自卸通WU方案采用独头压入式通风。通风管采用1500mm高强长纤衬砌施工方案工十亡1工备H昆文具业生田空一发进血地论症吐高亡业混电接山电左班业拓公左上迅左过空应签左油以血工建刑进械细签左么左L工2+z班2亚田12.上地演正计班公左混凝土浇筑混凝土采用自动计量的混凝土拌合站集中搅拌，搅拌运输车运输，泵送混凝土入模，附着式振动器和插入式振动器捣实。采用顺作法施工，即先墙后拱顺序连续浇筑。仰拱、填充仰拱超前二次衬砌施做、分段整体灌注，利用仰拱栈桥保持通行。机械清底，混凝土全幅浇筑，插入式振动器捣实，平板振动器整平。施工项目主要施工方案仰拱填充在仰拱满足强度要求后施做。1二采用定型钢模板，
10、钢管支撑体系加固，混凝土直接入模，水沟插入式振动器捣实。盖板在预制场集中预制，人工安装电缆槽就位。1、二次衬砌拱部、边墙及仰拱混凝土抗渗等级不小于PlO,地下水发育且侵蚀严重地段抗渗等级不低于PI2。2、防水板施工：在初期支护与二次衬砌之间拱墙铺设防水板加土工布，土工布采用射钉固定在初支表面，采用防水板铺挂台车采取无锚钉铺设。3、环向施工缝：拱墙环向施工设置“中埋式橡胶止水带+外贴式橡胶止水带仰拱环向施工缝处设置中埋式橡胶止水带。4、纵向施工防排水方缝：纵向施工缝处设置“中埋式橡胶止水带+遇水膨胀案橡胶止水条。5、变形缝：变形缝处理设置中埋式钢边橡胶止水带，拱墙衬砌墙衬砌内缘3cm范围内以聚硫
11、密封胶封堵，以外设置U型镀锌钢板接水盒排水，其余空隙采用填缝料填塞密实。仰拱变形缝处衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵，其余空隙采用填缝料填塞密实。为减少仰拱变形缝两侧沉降，仰拱部位二次衬砌内设50双层抗剪钢筋，钢筋环向间距50cm,钢筋长度为05,仰拱变形缝空隙采用填缝料填塞密实。6、排水施工项目主要施工方案盲管施工：拱墙初期支护与防水板之间环向设置60Cm宽塑料排水板，平均8m一环，在隧道俩侧边墙脚外底端设置纵向HDPElO7/93双壁打孔波纹管，每Iom一段,两端通过弯头接入隧道侧沟，环向排水板将水引入纵向排水管，由纵向排入隧道侧沟。隧道内排水管施工期间与运营期间应根据需要定期进行清洗
12、，确保管道畅通，以免管道堵塞引起衬砌后水压升高造成二衬隧道结构破坏。7、回填注浆：隧道内衬砌背后拱顶背后理设注浆管，压注水泥砂浆填充空隙，保证初支与二衬密贴，不形成水囊。6、洞内排水：洞内水沟采用双侧水沟加中心沟的方式排水。7、洞门顶部设截水天沟、天沟设于边仰坡坡顶以外不小于5m处，其坡度根据地形设置，但不应小于3%,以免淤积。8、明洞，拱脚设置纵向排水管及竖向排水管，纵向排水管采用HDPElo7/93双壁打孔波纹管，竖向排水管采用中50单壁打孔波纹管，并采用三通连接，竖向排水管纵向间距4m并根据地下水发育情况调整。边墙底部纵向设置HDPElO7/93双壁打孔波纹管双壁打孔波纹管，纵向排水管I
13、Onl一段，两端均直接入隧道侧沟。1.1.6.施工测量隧道洞外控制测量采用GPS结合全站仪测量。测量时要在隧道洞口附近布设平面及高程控制点，每个洞口设置三个平面控制点，视情况确定是否利用平面控制点作为高程控制点。所有的控制点要求相互之间能够通视，并且要求设在地基稳固不动，能与开挖后的洞口通视之处。施测时要加强和标段内相邻路基或桥梁控制点的联测工作。必要时要加强和相邻标段的沟通和协调，处于标段起、始点的隧道控制点要与相邻标段的控制点进行联测。测量前收集好各种地形资料和测设资料，并布设好洞口控制点，检校好仪器，施测时严格按照测量规范操作，收集数据后及时进行处理，并提供成果报监理工程师审查。隧道内中
14、线测量用全站仪进行精密导线测量，及时进行洞内控制网平差和中线调整，连续布设导线基线。隧道内高程测量采用水准测量。每个洞口布设两个高精度水准点。水准点布设在坚固、通视好、施工方便、便于保存且高程适宜之处。两个水准点的高差，以安置一次水准仪即可联测为宜。由洞外高程控制点传递，洞内每隔100m设立一对高程控制点，利用导线基线控制点兼作高程控制点，进行往返观测，观测限差和精度符合规定等级的精度要求。1.1.6.2.洞内控制测量进洞：利用距离洞口较近、通视效果较好的导线点SDl,后视其它导线点，分别测得SDl至洞口导线点的方位角。再取均值作为SDl距洞口导线点的方位角，可利用左右线隧道进行控制网的布测。
15、控制网见图2-2.3-1oSD.SD；BBar&B.BlSD图2-2.3-1交叉导线主控网示意图主网布设：采用交叉导线作为主控网，导线平均边长200-400m,主控网布设导线点如“交叉导线主控网示意图”所示。沿隧道中线布设Zi、Z2Zn各点，沿隧道一侧布设Bi、B2、Bn各点，B;、Z;近视在同一里程。各导线点同时作为水准点，可通过精密几何水准测Bi与Zi间高差来检核导线点稳定性。施工导线：在开挖面向前推进时，用以进行放样来指导开挖的导线，其边长直线段为150250m,曲线段为60100mo基本导线：当掘进100300m时，为了检查隧道的方向是否与设计相符，选择一部分施工导线，敷设20Om精度
16、较高的基本导线，以减小测量误差的传递与积累。1.1.6.2.2.洞内高程控制测量采用二等精密水准。路线往返测高差不符值、环闭合差、检测高差较差的限差等要求按G12897-91执行，每千米水准测量误差小于2mm。往返测高差不符值限差O.8nl2,n为两个水准点间单程测站数。每公里偶然中误差小于LOmm,水准网全中误差2.Ommo贯通面上的测量中误差为mh=m4Ll201.1.6.2.3.洞内施工放样隧道开挖放样分别采用BJSD-3型三维激光断面仪和J2激光经纬仪直接设站于洞内中线点上，将掌子面里程和仪器高程输入编程计算机后即可确定掌子面拱部中心，据此再放出开挖断而。1.1.6.2.4,竣工测量工
17、程竣工后，为了检查主要结构物及线路、隧洞位置是否符合设计要求，为机电设备安装、检修工程等提供测量控制点，进行竣工测量。竣工测量的主要内容有：隧洞贯通测量、线路中线、隧洞净空断面和永久性高程点。平面贯通测量：在隧洞贯通面处，采用坐标法从两端测定贯通，并归算到贯通断面和中线上，求得横向贯通误差和纵向贯通误差。高程贯通测量：隧洞贯通后，用水准仪从两端测定贯通点的高程，其误差即为竖向贯通误差。根据地下控制网平差和中线调整。采用激光断面仪（全站仪）进行隧洞净空断面测量。隧洞贯通后地下导线则由支导线经与另一端基线边联测成为附合导线，水准导线也变成了附合水准，当闭合差不超过限差规定时，进行平差计算。按导线点
18、平差后的坐标值调整线路中线点，改点后再进行中线点的检测，直线夹角偏差值W6”，高程亦用平差后的成果。将新成果作为净空测量、调整中线起始数据。并报监理工程师审查批准后使用。1.1.7.洞口段施工方法及工艺本标段共有隧道5座，各隧道进、出口地质状况较为复杂，覆盖层较薄，隧道口及明洞采取明挖法施工，及时进行边仰坡防护。隧道洞口段采用108mm大管棚超前支护后采用四步CD法或三台阶临时仰拱法施工，施工时尽快施作衬砌，确保洞口施工安全。另外部分隧道洞口需要采用锚固桩进行加固后才能进行洞口施工。施工顺序为：测量放线一洞口开挖（地表处理一截水天沟f洞口土石方开挖）一边仰坡刷坡与防护一超前支护施工一暗洞进洞施
19、工一明洞衬砌一洞门一回填。1.1.7.1.洞口开挖1. 1.7.1.1.地表处理及截水天沟进出口洞门施工前先进行测量放线，根据测量放线做好边坡开挖轮廓线和截水天沟，以利截排水，同时将洞口段开挖线以外1015米范围的漏斗、洼地、危石等进行处理，防止地表水向下渗漏或陷穴等继续扩大影响隧道安全，确保边仰坡稳定。2. 1.7.1.2.洞口开挖洞口开挖由外向里，从上至下分层分段开挖，台阶高度23米。土方和强风化岩采用反铲挖掘机挖装，人工配合清理边仰坡开挖面，局部陡坡段采用人工开挖，石方采用弱爆破。出渣采用装载机和反铲挖掘机配合装渣，15t以上自卸汽车运渣。洞口开挖弃渣运至指定弃渣场堆放。为进洞施工方便，
20、洞口5m范围土石方先开挖至上断面设计标高，作为进洞施工平台。2.1. 7.1.3.边仰坡防护边仰坡开挖后及时进行洞口边仰坡防护，以防围岩风化，雨水渗透而滑塌。1. 1.7.2.暗洞进洞暗洞施工前首先对洞口衬砌外l3m范围内的边仰坡进行锚喷（网）加固。洞口土石方开挖到达明暗洞交界处满足大管棚施作高度时，形成台阶做超前大管棚施作平台，在平台上施作超前大管棚，超前大管棚施工工艺见”图2.3.9.1超前长管棚”中相应内容。在超前大管棚施作完成后进行暗洞洞身开挖。暗洞进洞采用三台阶临时仰拱法或四步CD法施工，其施工方法及施工工艺见“2.3.11.3.三台阶临时仰拱法施工”和“2.3.11.4.四步CD法
21、施”工中相应内容。2. 1.7.3.明洞施工明洞施工工艺流程见图2-2.3-2o图2-2.3-2明洞施工工艺流程图3. 1.7.3.1.明洞开挖明洞土石方开挖采取横向分层纵向分段的方法进行施工，采用挖掘机开挖，必要时采取弱爆破和人工配合机械刷坡，装载机装渣，自卸汽车出渣。按照设计施作边仰坡防护。开挖完成后进行基底处理，基底承载力达到要求后施作仰拱、填充混凝土在仰拱混凝土终凝后进行浇筑。1.1.7.3.2.仰拱及边墙基础施工仰拱施工采用全幅施工，基础开挖采用挖掘机开挖，自卸汽车运输。钢筋安装前先根据测量放样的水平、中线点，设置定位钢筋，再安装钢筋，保证钢筋位置的正确。堵头模板处及边墙基础面预留接
22、头钢筋，并长短错开，保证满足钢筋焊接需要。钢筋焊接采用帮焊接头，纵环向施工缝处设中埋式止水带+止水条。仰拱及边墙基础混凝土浇注过程中，根据混凝土浇注的进度将拼装式钢模或木模板固定在钢筋骨架上方，保证仰拱混凝土的拱形。1.1.7.3.3.拱墙混凝土浇注仰拱及边墙基础混凝土浇注完毕48h后，将边基与拱墙施工缝连接处及时凿毛，清除浮浆，并用高压水吹干净。拱墙钢筋施工时，搭设钢管脚手架以模板台车为工作平台进行拱墙钢筋的安装，定位钢筋与模板之间设同标号砂浆垫块。端墙处预留钢筋与洞门端墙钢筋相连。明洞衬砌均采用模板台车作内模，外模采用组合钢模对拱墙衬砌混凝土一次性灌注，混凝土由自动计量拌合站生产，罐车运输
23、，泵送入模，插入式振捣器振捣。洞口衬砌与隧道洞门整体灌筑后进行洞顶回填施工。1.1.7.3.4.防水层施工明洞衬砌全部施工完毕后，在混凝土养护期满后进行防水卷材施工，先用砂浆将混凝土基面整平，然后再施作防水卷材。1.1.7.3.5.明洞回填洞外防水层施做完成且混凝土强度达设计强度后进行明洞回填。侧墙回填两侧同时进行。土质地层，将墙背坡面挖成台阶状，用片石分层码砌，缝隙用碎石填塞密实。拱部回填应两侧分层夯实，每层厚度不大于0.3m,两侧回填的土面高差不大于0.5m;回填至拱顶后，分层满铺至设计高程。采用机械回填时，应在人工夯填超过拱顶LOnl以上后进行。顶层回填材料采用粘土以利于隔水。隔水层与边
24、坡搭接平顺、封闭紧密，防止地表水下渗。1.1.7.4.洞门修筑在进洞施工正常后，适时安排洞门施工，洞门采用混凝土整体浇筑，浇筑时采用钢管搭设脚手架，大块模板立模，混凝土输送泵浇筑，插入式振捣器振捣。洞门施工工艺流程图2-2.3-3洞门施工工艺流程图洞门完成后及时修筑洞顶排水沟和边仰坡防护工程，保证洞口稳定和排水顺畅。洞口段结构混凝土在拌合站集中拌制、混凝土输送车运输车运输、输送泵泵送入仓，采用插入式捣固棒捣固，外侧模板采取在浇筑混凝土时按混凝土浇筑分层厚度分层支立，在每层混凝土浇至该层外模口IoCm时安装下一层外模，如此循环直至顶部。每层外模在安装前加工制作成整体，使其能短时间安装就位，防止混
25、凝土浇筑间断时间过长形成人为施工缝。1.1.8.超前地质预报施工方法及工艺按照铁路隧道超前地质预报技术指南要求，隧道应对软弱夹层、物探异常带、岩体破碎带、富水的岩层分界面、富水地层中的裂隙水等发育情况进行预测预报，并将超前地质预测预报纳入施工工序。隧道采用TSP2O3地质预报系统、地质素描、地质雷达、红外线探测和超前地质钻探等综合地质预报技术，预测开挖工作面前方一定范围内的工程地质信息，以便及时调整隧道施工方案，指导隧道安全施工，避免发生地质灾害。其预报组合见图2-2.3-4。岩层变化段U地质较差地防（不良地质和富水带）围岩较好地段一掌子面水平探孔未开挖地段已开挖段（进行地质效核，综合超前地质
26、探以便提高综合超前地质预测的地质构造带.报准确率）范围，,原地质资料的地质构造带范围图2-2.3-4综合超前地质预报示意图超前地质预报工作由各施工队技术室具体负责，主要资源配置见表2-2.3-4o超前地质预报施工流程见图2-2.3-5o表2-2.3-4超前地质预报主要设备配置表序县设各名称粒蛊1TSP2O3超前预报仪1在2SIR3000型地质雷达1台3红外探水仪1台4RPD-150C型全液压钻机（超前水平1台施工准备研究地质资料制定预报方窠-预报分级中长距离预报一异常段1长距离预报异常段图2-2.3-5超前地质预报施工流程图(1)地质预报计划施工过程中必须将超前地质预报纳入施工工序管理，做到先
27、探测、后施工，不探测不施工。地质超前预报计划见表2-2.3-5o表2-2.3-5地质超前预报计划表预测预仪器预报内容预报频率地质素描罗盘仪、地质锤、放大镜、皮尺、数码相机等简单工具对开挖面围岩级别、岩性、围岩风化变质情况、节理裂隙、产状、破碎带分布和形态、地下水等情况进行观察和测定后，绘制地质素描图，通过对洞内围岩地质特征变化分析，推测开挖面前方地质情况。地质素描在每次开挖后进行TSP203TSP203超前重点探查规模较大的破碎每隔IOonl用地质雷达周边SIR3000型地质雷达重点进行隧道周边的地质体探测，查找地质破碎带及其每隔2030In内红外探水红外探水仪根据构造探测结果，趋近不良地质体
28、和地质异常体时，利用便携式红外线探水仪进行含水构造探测。当洞内个别区段渗水量较大时，亦用红外探水仪探测预报，探明隧道周边隐伏的含水体。隔2Om30m对掌子面进行一次含水构造探测水平超前钻钻机选型用RPDT50C型将超前钻孔作为主要的探测手段，用以验证超前地质预每次钻孔深度30m,必要实施计划总的思路是：长期预报和短期预报相结合，采用TSP203超前地质预报系统进行长距离宏观控制，红外探水连续实施，地质雷达进一步强化、补充和验证，加大超前水平钻探和孔内数码成像的力度，加强常规地质综合分析，根据地质预报结果，经专业人员进行分析研究后，拟定相应对策以指导施工。多管齐下，力争把发生地质灾害的机率降至最
29、低。（2）预报方法地质素描地质素描预测法分为岩层岩性及层位预测法、条带状不良地质体影响隧道长度预测法以及不规则地质体影响隧道长度预测法三种。对掌子面已揭露出的岩层进行地质素描（观察岩石的矿物成分及其含量，结构构造特征和特殊标志），给予准确定名，测量岩层产状和厚度。测量该岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离，并计算其垂直层面的厚度。将该岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图相比，确定其在地表地层（岩层）层序中的位置和层位。依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序，结合TSP探测成果，反复比较分析，最终推断出掌子面前方一定范围内即将出现的不良地质在隧道中的位置和规模。施工过程中，每次爆破后由地质工
30、程师进行地质素描，内容包括掌子面正面及侧面稳定状态、岩层产状、岩性风化程度、节理裂隙发育程度（产状、间距、长度、充填物、数量）、喷射混凝土开裂、掉块现象、涌水情况、水质情况、水的影响、不良气体浓度等。同时定期对地表水文环境进行观测和监测记录，及时了解隧道施工对地表水的影响，确定施工控制措施，最终做出掌子面地质素描图和洞身地质展示图。及时对洞内涌水进行水质分析和试验，提交分析和试验结果，对影响隧道衬砌结构的水质提出处理意见，上报技术部门，以利采取有效的防护措施。TSP203地震（声）波由特定点上的小规模爆破产生，并由电子传感器接收。当地震波遇到岩石强度变化大（如物理特性和岩石类型的变化、破碎带、
31、破裂区、陷穴的出现）的界面时，在绕射点处部分射波的能量被反射回来。反射信号的传播时间与到达边界的距离成正比，因此能作为直接的度量方法。TSP203系统特别适用于高分辩率的隧道折射地震（微地震）勘探，以及断裂和岩石强度降低地带的监测。TSP203系统理论上可预测15030Om的距离。地质雷达预报应用电磁波反射原理进行探测。通过测定与含水性有关的介电常数的变化来探测充水的地质体，如含水的地层、岩性界面等。采用TSP203地震反射波法进行中长距离（IOom）较大的岩性结构变化情况的预报，采用探地质雷达进行短距离（3040m以内）的精细岩性结构变化情况的预报。作为TSP2O3超前地质预报的补充，在高水
32、压地段对TSP2O3预报的异常点，比如确定异常体的规模、性质、危害等有困难时采用地质雷达作为补充手段。红外探水红外探水每20m测量一次。红外探水仪通过接收岩体的红外辐射强度，根据围岩红外辐射场强的变化值来确定掌子而前方或洞壁四周是否有隐伏的含水体。红外探水有较高的准确率，但是它对水量、水压等重要参数无法预报。超前水平钻探超前钻探是隧道施工期超前地质预测预报最直接、最有效的方法，也是对其他探测手段成果的验证和补充。通过钻孔钻进速度测试和对钻孔岩芯的观察及相关试验获取隧道掌子面前方岩石的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度及地下水等诸方面的资料。预报一般为单孔，孔深一般3050m,必要
33、时也可以钻100m以上的孔，采用地质钻机接杆钻孔。为防止遇高压水时突水失控，开孔采用120钻头，孔内放入3.Om长的108钢管做为孔口管，孔口管伸出掌子面50cm,孔壁间用环氧树脂加水泥浆锚固，孔口管伸出部分安封闭装置，并与注浆泵联接，以便遇高压水时及时封堵并注浆。钻孔时作业平台要求平稳、牢固，钻机施工时不晃动。施钻过程中，由地质工程师详细记录钻速、水质、水量变化情况，并对岩芯进行统一编录、收集，综合判断预报前方水文、地质情况。(3)预报效果检查开挖到预报位置时，将实际地质进行素描，和预报地质资料进行对比，以此来评价预报的准确性，积累经验，为以后的预报提供参考，并及时将预测数据、结果反馈至设计
34、院，调整设计、改变施工方案。1.1.9.超前支护施工方法及工艺1.1.9.1.超前大管棚本标段隧道洞口段地质条件较差，采用108mm大管棚进洞，洞身地质条件较差地段，采用中89mm大管棚施工。超前大管棚布置洞口段超前大管棚采用每节长4或6m的热轧无缝钢花管(108mm),布置于隧道拱部。管棚外插角为1。3。洞口段管棚设置Im厚导向墙，采用C20混凝土，导向墙设2棉118钢架。(2)施工工艺超前大管棚施工工艺流程详见图2-2.3-6o准备工作1、制作钢花管2、制作导向,或加大加高I 钻孔 顶进钢管棚结束图2-2.3-6超前大管棚施工工艺流程图施工准备根据管棚施工的机械设备情况，在开挖至管棚施工段
35、时，预留下台阶不开挖，作为管棚施工操作平台。护拱施工：采用C20混凝土护拱作为管棚的导向墙、止浆墙，护拱在明洞的外轮廓线以外，紧贴洞口仰坡面。护拱内设两根120a工字钢制作的钢拱架为环向支撑，管棚的导向管焊接固定在钢拱架上。管棚制作：管棚采用108mm和89mm钢管制作，管壁打孔，布孔采用梅花型，孔径为1016mm,孔间距为15cm,钢管尾留IlOCm不钻孔的止浆段，钢管加工成4m和6m长的两种规格。编号为单号的采用钻孔的钢花管，施工时先打设钢花管并注浆，然后，在打设钢管的同时检查钢花管的注浆质量。钻孔作业平台采用方木按“井”字形搭设，顺序由下向上、由两边向中间，根据孔位依次搭好。方木间以扒钉
36、连接牢固，防止在钻孔时钻机摆动、倾斜、不均匀下沉而影响钻孔质量。钻孔采用液压钻机钻孔。选用的钻机首先应适合钻孔深度和孔径的要求，钻机要求平稳灵活，能在360度范围内钻孔。为减少因钻具移位引起的钻孔偏差，钻机立轴方向应准确控制，钻进过程中经常采用测斜仪量测钻杆钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求时及时纠正。钻孔直径：127mm100mm;钻孔平面误差：径向不大于20Cmo顶管、清孔、放钢筋笼钻孔检测合格后，将钢管连续接长，用钻机旋转顶进将其装入孔内。为使钢管接头错开，第一节管采用4m和6m交替布置，搭接长度为3m,编号为奇数的第一节管采用4m长钢管，编号为偶数的第一节采用6m长钢管，以后每节均采用
37、6m长钢管。同一断面内的接头数量不得超过钢管总数的50%,相邻钢管接头错开1m,钢管用钻机顶进，双号孔顶进无孔花钢管，单号孔顶进有孔钢管。如遇故障，需清孔后再将钢管插入。钢管中增设钢筋笼，增强钢管的抗弯能力。注浆采用全孔压入式向大管棚内压注水泥浆，选用KBY50/70型注浆泵注浆。注浆前先进行现场注浆试验，确定注浆参数及外加剂掺入量后再用于实际施工。注浆按先下后上，先稀后浓的原则注浆。注浆量由压力控制，达到结束标准后，停止注浆。注浆完成后及时清除管内浆液，并用MlO水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。1.1.9.2.超前小导管施工超前小导管施工工艺流程见图2-2.3-7o图2-2.3-7超
38、前小导管施工工艺流程图(1)小导管结构小导管前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲。小导管中间部位钻IOmm的注浆孔，注浆孔呈梅花形布置(防止注浆出现死角)，间距为15mm,尾部Im范围内不钻孔以防漏浆，末端焊直径为6mm的环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管联接。(2)小导管布置超前注浆小导管采用热轧无缝钢管，钢管长度为4.5m(5.0m);纵向水平搭接长度为LO(L5)m,外插角为10,环向间距40Cmo钻孔先将小导管的孔位用红漆标出，钻孔的方向垂直于开挖面，仰角10。15。采用风枪或凿岩台车成孔。钻孔钻进避免钻杆摆动，保证孔位顺直。钻至设计孔深之后，用吹管将碎渣吹出，避免塌孔
39、。(4)顶管在钻孔内插入钢花管，在管尾后段30Cm处，将麻丝缠绕在管壁上呈纺锥状，并用胶带缠紧。开动钻机，利用钻机的冲击力将钢花管顶入围岩中，钢管顶进长度不小于90%管长。(5)固定顶管至设计孔深后，将孔口用水泥-水玻璃胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口露出喷射混凝土面15cm,安装钢拱架后与拱架焊接在一期。压水管路连接完成后进行压水试验，检查管路及工作面有无渗漏现象。(7)小导管注浆小导管注浆使用不低于42.5强度的水泥。小导管注浆施工工艺流程见图2-2.3-8,小导管注浆施工见示意图2-2.3-9O图22.38小导管注浆施工工艺流程图止浆塞注浆嘴小导管进浆管注浆桶注浆泵高压胶管压力表图
40、22.39小导管注浆施工示意图注浆量为了获得良好的固结效果，必须注入足够的浆液量，确保一定的有效扩散范围。注浆范围按开挖轮廓线外O.30.5m设计并且浆液在地层中均匀扩散。注浆压力与岩层裂隙的关系见图2-2.3-10o图2-2.3-10注浆压力与岩层裂隙的关系图浆液单孔注入量Q和围岩的孔隙率有关，根据扩散半径及岩层的裂隙进行估算，其值为:Q=R2Ln(m3)式中：R浆液扩散半径(m);1.压浆段长度(m);n岩层孔隙率，砂土取40%,粘土20%,断层破碎带5%o注浆压力注浆压力为0.51.OMpa,施工中根据施工现场试验确定较合理的注浆参数。止浆盘由于采用低压加固注浆，止浆盘为510cm厚喷射
41、混凝土封闭，防止跑浆。注浆注意事项注浆前检查注浆泵、管路及接头牢固程度，防止浆液冲出伤人。注浆时密切监视压力变化，发现异常及时处理。注浆时注意防止串浆和跑浆，若发生串浆和跑浆要停止注浆，分析原因随时解决。做好注浆压力、注浆量、注浆时间等各项记录。1.1.10.钻爆施工方法及工艺隧道开挖必须尽可能减轻对围岩的振动，充分发挥围岩的自承能力。钻爆作业是保证开挖断面轮廓平整准确、减少超欠挖、降低爆破振动、维护围岩自承能力的关键。采用线形微震爆破新技术和光面爆破技术进行爆破作业，根据围岩情况，及时修正爆破参数，以达到最佳爆破效果，形成整齐准确的开挖断面。1.1.10.1.钻爆设计线形微震爆破新技术能使炸
42、药产生的能量尽量多的转换为破碎岩石，减少传给开挖范围以外岩石的能量。从而使开挖范围外的岩石引起的震动和损害最小，这样就可有效地保护围岩。线形微震爆技术的特点是：炮孔布置除周边眼和掏槽孔外都是线形，炮孔布置简单，炮孔参数准确；可提高炸药爆炸能量利用率，同样情况下用炸药量少，对围岩的扰动小，最适合采用“新奥法”施工；炮孔都是平行的，便于钻孔可提高钻孔效率，易于采用光面爆破，控制开挖轮廓；可以控制爆破块度，提高装运效率；此外，还可减轻对周围地层的震动。(1)爆破设计原则炮孔布置要便于机械钻孔；尽量提高炸药能量利用率，以减少炸药用量；减少对围岩的破坏，采用光面爆破，控制好开挖轮廓；控制好起爆顺序，提高
43、爆破效果；在保证安全的前提下，尽可能提高掘进速度，缩短工期。爆破器材选用采用塑料导爆管非电毫秒雷管起爆系统，毫秒雷管采用特定的26段等差(50ms)毫秒雷管，引爆采用火雷管。炸药采用2#岩石锈睇炸药和乳化炸药(有水地段使用该种炸药)，选用25、3235三种规格，其中25为周边眼使用的光爆药卷，35为掏槽眼使用药卷。(3)掏槽形式本标段隧道II、IV级围岩爆破采用中空直眼掏槽。(4)装药结构及堵塞方式掘进眼、内圈眼、底板眼采用连续装药结构方式，周边眼采用25的药卷间隔装药方式。所有装药炮眼均采用炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。爆破设计优化每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆
44、破效果，改善技术经济指标。根据岩层节理裂隙发育程度、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼；根据爆破后石渣的块度修正参数。石渣块度小，说明辅助眼布置偏密；块度大说明炮眼偏少，用药量过大。根据爆破振速监测，调整单段起爆炸药量及雷管段数；根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，眼底基本上落在同一断面上。1.1.10.2.钻爆作业钻爆是保证开挖断面轮廓平整准确，减少超欠挖，降低振动、维护围岩自承能力的关键。因此，施工时按照爆破设计进行钻眼、装药、连线和引爆。如开挖条件出现变化需要变更设计时，由主管技术人员确定，其它人员不可随意改变。测量测量是控制开挖轮廓准确度的关键。每一循环都由测量技术人员在掌子而标
45、出开挖轮廓和炮孔位置，并在洞内拱顶及两侧起拱线处安装三台激光指向仪，以减少测量时间及确保开挖轮廓线精度。钻孔钻孔用TY28手持钻机，并按以下要求钻孔：按照炮眼布置图正确对孔和钻进；掏槽眼比其它眼深20cm,对孔误差不大于3cm,并保持平行；掘进眼对孔误差不大于5cm;周边眼位置在设计断面轮廓线上，其环向误差不大于5cm,眼底不超出开挖面轮廓线IOCm,孔深误差小于IoCm;开挖面凹凸较大时，应按实际情况，调整炮眼深度，力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一垂直面上；钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查，有不符合要求的炮眼重钻，经检查合格后，才能装药起爆。装药装药前先用高压风将孔中岩粉吹净，并用炮棍检查
46、孔内是否有堵塞物，装药分片分组，严格按爆破参数表及炮孔布置图规定的单孔装药量，雷管段别“对号入座”。爆破网路连接、检查及起爆，按照爆破设计要求执行。(4)堵塞堵塞炮孔可以提高炸药能量利用率，从而减少炸药用量，降低爆破振动效应。装药后要求炮孔堵塞好，光面爆破孔孔口堵塞长度不小于20cm,掏槽孔不装药部分全堵满，其余掘进孔堵塞长度大于抵抗线的80%。炮泥使用2/3砂和1/3黄土制作并使用水炮泥。装药和堵塞工作按有关安全规程执行，以确保安全。(1)结起爆网路为了保证起爆准确可靠，采用塑料导爆管传爆雷管复式网路，即每处传爆雷管都用2发。连线时导爆管不打结不拉细；联结的每簇雷管个数基本相同且不超过20个。传爆雷管用黑胶布缠好。网路联好后由专人
