1、 国家高速公路十堰至天水联络线（ G7011） 陕西境 鄂 陕 界 至 安 康 公 路 陕鄂界隧道右洞贯通方案 编 制：刘芳同 审 核：黄传圣 批 准：张新建 中国中铁四局集团第七工程有限公司 十天 A-CD18 标项目经理部 二 一一 年十一月二十六日 目录 1 编制依据 . 3 2 工程概况 . 3 3 人员及机械设备配置 . 3 4 隧道贯通方案 . 4 4.1 贯通面的选择及贯通误差估算 . 4 4.1.1 洞外控制测量 . 4 4.1.2 洞内控制测量 . 5 4.1.3 横向贯通误差估计 . 6 4.2 贯通前的施工方案 . 8 4.3 实际贯通误差测定 . 11 4.4 贯通误差
2、调整 . 11 4.4.1 平面贯通误差调整 . 11 4.4.2 高程贯通误差调整 . 11 5 质量标准及保证措施 . 12 5.1 洞身开挖质量检验评定标准 . 12 5.2 洞身开挖质量保障措施 . 12 6 安全与环保措施 . 12 6.1 隧道安全施工保证措施 . 12 6.2 环境保护 . 14 陕鄂界隧道右洞贯通方案 1 编制依据 国家高速公路十堰至天水联络线（ G7011） 陕鄂界至安康公路 A-CD19 合同段两阶段施工图设计； 工程测量规范 GB50026-2007; 公路隧道施工技术规范 JTG F60-2009； 公路工程质量检验评定标准 JTG F80/1-2004
3、； 十天 A-CD18 标实施性施工组织设计； 项目已投入本工程的施工人员及机械设备，以及在其它同类工程施工中取得的成熟经验。 2 工程概况 十天高速 A-CD18 标位于湖北境内郧县胡家营镇两河口乡富家河村，负责承建鄂陕界特长公路隧道 (5601/5603m)进口端土建施工，左洞施工范围： ZK02+783ZK05+913，单向掘进 3130m；右洞施工里程： YK02+803 YK05+613，单向掘进2810m，单洞累计 5940m。 本隧道为分离式，隧道平面设计线路为直线加圆曲线，圆曲线半径分别为6000m、 6035m，圆曲线长度分别为 1067.124m、 1256.791m；竖向
4、高程设计为1.2%上坡后在 K5+260 处下坡，坡度 -0.8%，中间竖曲线半径 50000m，长度999.998m。 3 人员及机械设备配置 隧道贯通前，洞内超前支护、开挖、出渣、喷锚支护、钢拱架、防排水、二次衬砌等工序要保证平行流水作业。施工劳动力配置要求 130 人，单口劳动力计划见表 3-1。 表 3-1 单口劳动力计划配置表 序号 班组名称 人数配置 (人 ) 工作内容 备注 1 开挖班 38 钻孔、装药爆破 2 出渣班 12 装、运洞渣 3 支护班 28 安装钢拱架、锚杆（锚管）、钢筋网喷射砼 4 钢筋班 9 锚杆（锚管）、刚架、二衬钢筋制作安装 5 砼衬砌班 18 防水板安装、
5、立模、衬砌砼 6 杂工班 12 便道维护、通风、清理 7 电工班 3 电线安装、跟班值日 8 测量、试验工 5 测量、试验 9 水沟、电缆槽 5 水沟、电缆槽 合 计：单口需投入劳力 130 人 针对隧道贯通施工按专业化组织流水作业，以性能好 、效率高、机况良好的大型设备装配挖装运、锚喷、衬砌、辅助作业等主要作业线，实现各机械化作业线的有机配合，实现隧道的稳步前进和顺利贯通。主要机械设备配置见表 3-2。 表 3-2 主要机械设备配置 序号 名称 规格、型号、功率 数量 (台 ) 备注 1 装载机 ZL50c、侧翻、 154KW 2 2 挖掘机 PC200、 1.2m3 1 3 凿岩台架 自制
6、， 4 层 1 钻孔、挂布 4 空压机 电动 20m3/min 5 5 风动凿岩机 YT28 30 6 自卸汽车 东风 3242、 15t 7 7 喷浆机 PZ-5 4 8 模板台车 12m、整体液压 2 委外加工 9 搅拌站 60m3/h、 2 台 JS1000 2 供衬砌砼 10 搅拌站 20m3/h、 2 台 JS500 2 供喷射砼 11 砼输送泵 HBT60A 1 12 砼运输车 8m3 4 13 通风机 SDF(D4)-NO11.5、 75KW 4 SDF(C)-NO12.5、 110KW 2 14 洞外变压器 800KVA 1 15 洞内变压器 315KVA 1 16 发电机组
7、400KW 1 4 隧道贯通方案 4.1 贯 通面的选择及贯通误差估算 根据 18 标与 19 标界定的分界里程和施工情况，贯通里程定为 YK5+613。 4.1.1 洞外控制测量 陕鄂界隧道单洞长约 5600m，进口与出口分别建立了三等 GPS 平面控制网和二等高程控制网。洞内采用左右洞串联四等平面控制网和四等高程控制网。根据工程测量规范 GB 50026-2007 对各等级控制的精度要求做贯通误差估算。 洞外三等 GPS 控制点联测，形成大地四边形控制网形。其中 GPS14、 GPS13、ST1-1 为我标段洞外控制网点。 G9S15、 GPS16 为 19 标洞外控制网点（网形如下图 所
8、示）。高程控制网采用四等水准测量，将 GPS13 点高程引至左右洞口并设置一个检查复核点 BMF。各点的坐标如下表： 表 4-1 洞口控制点成果表 点名 坐标 高程 备注 X（ m） Y（ m） GPS13 3624349.386 509495.763 373.631 18 标控制点 GPS14 3624710.447 509295.704 390.357 18 标控制点 ST1-1 3624339.863 509244.486 18 标控制点 BMF 368.070 18 标控制点 GPS15 3623561.746 503497.37 369.109 19 标控制点 GPS16 36235
9、78.731 503059.153 357.347 19 标控制点 图 4-1 洞口控制点平面图 4.1.2 洞内控制测量 洞内控制网采用洞口控制点 GPS13、 ST1-1 点引入两洞，在洞内 150m 250m设置一个控制点，目前两洞共有控制点 28 个。洞内控制网采用莱卡全站仪 TCR402测量四等平面控制和四等水准高程控制。各点左边如表 4-2 洞内控制点坐标表，平面 图如图 4-2 洞内控制点位置示意图。 点名 X(m) Y(m) 高程（ m） 备注 STZ-1 3624335.5826 509176.0555 366.319 STZ-2 3624274.6591 508995.15
10、68 368.395 STZ-3 3624225.2907 508847.9587 370.253 STZ-4 3624162.2928 508649.5205 372.619 STZ-5 3624114.8921 508481.7830 374.959 STZ-6 3624085.4354 508367.6696 376.212 STZ-7 3624041.9082 508191.8712 378.427 STZ-8 3624001.6837 507985.7604 380.843 STZ-9 3623967.0616 507777.4719 383.361 STZ-10 3623946.5
11、950 507623.8301 385.113 Y11 2623975.3045 507435.6338 387.463 Y12 3623951.4359 507258.2611 389.687 Y13 3623932.0448 507088.8095 391.539 Y14 3623912.0191 506898.7285 392.689 STZ-11 3623926.6583 507445.0259 392.689 STZ-12 3623902.7630 507242.2308 389.964 STZ-13 3623884.6418 507083.6060 391.711 Y10 3623
12、999.7282 507645.2766 384.918 Y10-1 3624010.4890 507743.5167 4.1.3 横向贯通误差估计 导线的终点是导线精度的最弱点，横向贯通中误差是由导线测角误差及导线边长误差所引起，而横向贯通中误差主要影响隧道的贯通精度，下面主要分析横向贯通中误差。 根据误差传播定律，导线测角及测边是相互独立的两个量，则可得导线测角中误差所引起的横向贯通中误差 ysm 为 : 2Xyb Rmm 4-1-1 式中 : m 导线测角中误差 ; 2XR 观测角度的导线点到贯通面的垂直距离平方的总和。 导线测边误差所引起的横向贯通中误差 ysm 为： 2s ysy d
13、smm 4-1-2 Y9 3624033.7388 507898.1315 381.93 Y8 3624063.8157 508067.2654 379.849 Y7 3624099.3925 508233.8610 377.562 Y6 3624135.3023 508380.4694 375.9 Y5 3624194.3168 508597.1768 373.281 Y4 3624236.7925 508734.3147 371.062 Y3 3624277.0572 508874.2776 369.756 Y2 3624308.8764 508971.9554 368.091 Y1 36
14、24362.5211 509149.6265 366.58 式中 : sm 导线边长相对中误差； d2y 各导线边在贯通面上的投影长度平方和的总和 那么 ,导线测量误差在贯通面上所引起的横向贯通中误差 my 为 : 22ym ysyb mm 4-1-3 由于隧道贯 通误差受到洞外控制网的误差和洞内控制网的误差影响，而且是有各点误差累计形成。 洞外控制网采用相应的 GPS 数据处理软件进行平差处理分析。洞内控制网采用南方平差易 2002进行平差处理。 洞外控制外的精度为 3.4mm（小于规范中误差 35mm），洞内控制网最弱点的中误差为 52.1mm（小于规范中误差 65mm），则最弱点的中误差
15、为： 22 1.524.3 = 52.2mm 根据工程测量规范 GB 50026-2007 要求长度大于 4000m 的隧道贯 通限差为 150mm。按照一般测量精度要求将中误差的 2 倍作为限差，则规范中误差应为 150 2=75mm，大于测量最弱点 52.2m 的要求。故贯通误差满足规范要求。 高程测量： 3 3 7 9119*4 1*41 2 Rnm = 0.032m 70mm 满足测量规范要求。 4.1.4 测量操作原则及平差方法 1、测量操作原则 严格执行测量规范；遵守先整体后局部的工作程序，先确定平面控制网，后以控制网为依据，进行各局部轴线的定位放线 。 必须严格审核测量原始数据的
16、准确性，坚持测量放线与计算工作同步校核的工作方法。 定位工作执行自检、互检合格后再报检的工作制度。 测量方法要简捷，仪器使用要熟练，在满足工程需要的前提下，力争做到省工省时省费用。 明确为工程服务，按图施工，质量第一的宗旨。紧密配合施工，发扬团结协作、实事求是、认真负责的工作作风。 2、平差方法 施工测量可采用简易平差方法平差，控制网测量必须采用间接平差方法精密平差，具体如下： nnnnnnn XXXL dtbav nn +=+ 则得误差方程为 )21(21 nilxtxbxav itiiii ， =+= 经过一系列的加设和运算后得出，按最小二乘法原理，上式的 x 必须满足minPVVT 的要
17、求，因为 t 个参数为独立量，故可按数学上求函数自由极值的方法，得 02 = PVVxVPVxPVV TTT 转置后得 0PVBT 经计算后得到 PlBPBBx TT 1 )(= 4.2 平差步骤： 选定 t 个独立量作为参数，确定必要的观测个数 t。 写出平差方程 dXBVLL =+= 令 0 xXX += 列出误差方程 lXBV = ， 0X 由已知坐标和观测值求得近似值。 组成方程 0 =PlBXPBB TT 解法方程得参数改正数 WNx 1= 将 X 代入 lXBV = 得 VLL += 精度评定 0 协因数阵，函数协因数 ii Q202 。 4.2 贯通前的施工方案 在掌子面相聚 3
18、0 米时，停止 19 标段掌子面掘进，由我标段单向掘进贯通。施工时采用短进尺，弱爆破，每循环进尺 1.5 米 ,贯通面采用全断面法开挖，支护紧跟；支护按照 IV 级衬砌进行支护，即以 22 系统锚杆、喷射混凝土、钢筋网、型钢拱架为初期支护。 当隧道爆破作业接近贯通作业面时，考虑到双向掘进各自洞内施工场地、 临时设施的布置，特别是对方洞内人员的安全等因素，在隧道爆破贯通前安排专职人员统一指挥、协调配合，爆破时把双方洞内作业人员及其他设备全部撤至振动及飞石伤害的地点。隧道爆破贯通后通风排烟时间不得小于 30 分钟，经安全人员检查后，双方工作人员才能进入工作面。 4.2.1 爆破开挖 根据施工经验，
19、贯通点围岩级别预计为级强，采用全断面开挖，循环进尺1.0 1.5m，掘进过程中随时掌握开挖面前方的地质情况，及时调整爆破参数，优化爆破设计，尽量采用弱爆破，从而达到减少爆破对岩体的扰动。并做好对出现断层裂隙涌水、塌方等不良地 质情况的应对措施。 全断面法施工作业顺序详见图 4-2-1。 75炮眼 部位炮眼 名称炮眼 编号炮 眼深度(m)炮 眼间距(cm)抵抗线(cm)炮 眼数量(个)单眼装药量(kg)起爆顺序 雷管段数炮眼 部位开挖断面预计循环进尺爆破方量炸药单耗掏槽眼 辅助眼周边眼 底板眼钻爆参数及主要技术经济指标1、317 195153.8 3.5 3.5 3.55060507510080
20、80 8016 51101203.00.6751.8 1.5MS-1、3MS-17MS-515MS-1998.7m3.2m315.8m0.93kg/m223135777137111111999999511111313131311713131313 131515151515151515151517171717171717171717 1719191919191919191950505050505050505065 80 90 100 100 907575757578808080808080757890909090100100100100999950505080807980802406060100
21、100908065606010010090806585403509494131中铁四局集团有限公司十堰至天水高速公路鄂陕界至安康段(陕西境)隧道全断面开挖爆破设计图编 制复 核审 核图 号7.3.1-1日 期09-6-30何传峰黄传胜彭小兵每循环装药量294.2kg说明： 1、图中尺寸除注明外均以cm计。2、本设计适用于鄂陕界隧道级围岩全断面钻爆作业地段，钻爆参数需根据现场实际试验及爆破效果、围岩变化等情况作相应调高。3、用气腿式风动凿岩机钻眼，炮眼直径42mm。4、周边眼内移35cm，外插角不大于3cm/m；辅助眼与凿岩台架位置冲突时，可作适当调整。5、采用光面爆破、非电导爆管孔内微差簇联起
22、爆网路。周边眼用导爆索串联25mm乳化药卷间隔装药，其他炮眼用32mm2#岩石药卷密实装药 ，拱脚及墙脚处炮眼装药量可适当增加。6、所有炮眼宜用炮泥堵塞至眼口，堵塞长度不少于25cm。7、未尽事宜应遵守爆破安全规程。炮眼布置图掏槽眼布置图炮眼数量188个nx25炸药间隔装药结构350炮泥堵塞导爆索4.2.2 超前注浆小导管 超前小导管采用 50*4mm，长 5m 的热轧无缝钢管，环向间距约 40cm，外插角控制在 7左右，尾端支撑于钢架上，和焊接于系统锚杆的尾端。严格按照图4-2-1 级围岩段施工作业顺序图规范要求进行注浆处理。 注浆采用水泥砂浆，其浆液的配比为水泥 :砂 :水 =1:1:0.
23、54，注浆压力为 0.51.0Mpa，注浆时在孔口处设止浆塞。先注无水孔，从拱顶向下注，如遇窜浆或跑浆，则间隔一孔或几孔进行注浆。每次超 前支护后间隔 4 8h 后方可开挖或下一工序。 小导管注浆量计算： Q=2 RL 式中： R 浆液扩散半径，取 1.5m； L 小导管长度，取 6.0m； 岩体孔隙率，取 15%。 注浆异常现象处理： 1)发生串浆现象，即液浆从其他孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔注浆。 2)单液注水泥浆压力突然升高，可能发生了堵管，停机检查。 3)水泥浆单液注浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液
24、在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能 超过混合浆的凝胶时间，才能避免产生注浆不饱满。 4.2.3 钢拱架安装 为保证钢拱架置于稳固的地基上，施工中应在钢拱架基脚部位顶留(0.15 0.20)m 原地基，架立钢拱架时挖槽就位，并在钢拱架基脚处设槽钢以增加基底承载力。 钢拱架平面垂直于隧道中线，其倾斜度不大于 2 度。钢拱架的任何部位偏离铅垂面不应大于 5cm。 为保证钢拱架位置安设准确，在隧道开挖时： a、 钢拱架按设计位置安设，在安设过程中当钢拱架和初喷层之间有较大间隙时应设骑马垫块、钢拱架与围岩 (或垫块 )接触间距不应大于 50mm。 b、 为增强钢拱架 的整体稳定性，将钢拱架与锚杆焊接在一起，各种钢架应设纵向连接钢筋。 c、 为使钢拱架准确定位，钢拱架架设前均需预先安装定位钢筋。钢筋上端与钢拱架焊接在一起，另一端插入围岩中（ 0.5 1.0） m 并用砂浆锚固，当钢拱架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。 d、 安装好的钢拱架在拱脚处打好锁脚锚杆，每侧拱架至少 4 根。 e、 钢拱架架立后尽快施作喷射混凝土，并将钢拱架全部覆盖，使钢拱架与喷混凝土共同受力。喷射混凝土应分层进行，每层厚度（ 5 6） cm 左右，先从拱脚或墙脚向上喷射，以避免回弹料虚掩拱脚 (墙脚 )而不密实，强度不够， 造成
