【導(dǎo)讀】中鐵X局第X工程有限公司吉草高速公路第C04合同段項(xiàng)目經(jīng)理部

　　

【正文】 質(zhì)預(yù)報(bào)，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)不良地質(zhì)災(zāi)害，做好不良地質(zhì)施工處理預(yù) 案，加強(qiáng)施工監(jiān)控量測(cè)，狠抓工序銜接，加強(qiáng)科學(xué)管理、合理組織、強(qiáng)化調(diào)度指揮為手段，采用合理、先進(jìn)、配套的機(jī)械設(shè)備，形成預(yù)報(bào)、鉆爆、運(yùn)輸、噴錨、襯砌機(jī)械化作業(yè)流水線。軟弱圍巖施工全過(guò)程嚴(yán)格遵循“超前探、管超前、 嚴(yán)注漿 、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、早封閉”的原則。 石咀子隧道工程進(jìn)出口段分左、右洞 4 個(gè)作業(yè)區(qū)。無(wú)軌運(yùn)輸，鉆爆法開挖，壓入式通風(fēng)。裝載機(jī)裝渣，自卸汽車運(yùn)輸出渣。噴射砼采用濕噴機(jī)作業(yè)。仰拱先行，二襯緊跟，墻拱采用 12m全斷面液壓襯砌臺(tái)車一次澆筑成型，砼在拌和站集中拌制，砼罐車運(yùn)輸，輸送泵泵送入模。隧道 洞身Ⅴ級(jí)圍巖加強(qiáng)采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法施工，Ⅲ級(jí)圍巖采用全斷面法施工。 涵洞基坑采用人工配合挖掘機(jī)開挖。漿砌片石鋪砌采用擠漿法施工，基礎(chǔ)及墻身砼在拌和站拌，砼罐車運(yùn)輸，吊車入模。蓋板在預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，蓋板由汽車運(yùn)輸，人工配合吊車安裝施工。 路基附屬工程及隧道附屬工程等統(tǒng)籌安排， 原則上與路基土方平行交叉作業(yè) ，不漏做、不事后破壞路基補(bǔ)做，施工 一段，成型一段。 隊(duì)伍布置及任務(wù)劃分 本項(xiàng)目 下轄 四 個(gè) 作業(yè) 隊(duì) ， 2 個(gè)綜合作業(yè)隊(duì)主要負(fù)責(zé)石咀子隧道工程施工以及兩端的路基工程施工， 2 個(gè)橋涵作業(yè)隊(duì)分別負(fù)責(zé)石 咀子隧道兩端的本合同段的涵洞及通道橋等中鐵 X 局第 X 工程有限公司吉草高速公路第 C04 合同段項(xiàng)目經(jīng)理部 21 施工。 4 施工方案與方法 重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 重點(diǎn)、難點(diǎn)介紹 本標(biāo)段工程重 、難 點(diǎn)是 石咀子 隧道 ， 石咀子 隧道 右 線長(zhǎng) 1080m、左線 長(zhǎng) 1125m，隧洞圍巖軟，等級(jí)低， 級(jí)別為Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ級(jí)。 并且發(fā)育 F1 斷裂破碎帶，破裂帶內(nèi)巖石破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，其與隧道呈小角度相交，對(duì)隧道影響大。隧道埋深淺，涌水量大易坍塌等，冬季條件惡劣，降雪集中在每年 10 月至次年 2 月，積雪深度可達(dá) 40~50cm，霜凍期 5~6個(gè)月，約 160 天，初凍一般在 10月上旬，次年 5 月下旬才能完全解凍，最大凍深 米。安全、科學(xué)、優(yōu)質(zhì)、快速完成隧道施工任務(wù)是重點(diǎn)，因此石咀子隧道是本合同段控制工期工程， 加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和施工監(jiān)控 量 測(cè) 工作，穩(wěn)打穩(wěn)扎 ，確保施工安全 、均衡生產(chǎn) 。 隧道長(zhǎng)度及圍巖級(jí)別概況等見下表： 隧道圍巖分級(jí)表 序號(hào) 隧道名稱 起始里程 終止里程 長(zhǎng)度（ m） 圍巖級(jí) 1 石咀子 隧道左幅 ZK144+650 ZK144+ Ⅴ ZK144+ ZK144+970 Ⅳ ZK144+970 ZK145+469 499 Ⅲ ZK145+469 ZK145+540 71 Ⅳ ZK145+540 ZK145+775 235 Ⅴ 2 石咀子 隧道右幅 YK144+670 YK144+ Ⅴ YK144+ YK144+ Ⅳ YK144+ YK145+529 Ⅲ YK145+529 YK145+590 61 Ⅳ YK145+590 YK145+750 160 Ⅴ 、難點(diǎn)工程的施工方案和施工方法及措施 隧道不良地質(zhì)地段施工 淺埋段施工 本 標(biāo)段 隧道 部分洞口處于 淺埋段， 距地 表 僅十余米 ， 巖層 節(jié)理裂隙發(fā)育，圍巖穩(wěn)定性差，地下水豐富。 該地段施工應(yīng)加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和監(jiān)控量測(cè)工作，開挖前先進(jìn)行超前鉆孔探測(cè)前方中鐵 X 局第 X 工程有限公司吉草高速公路第 C04 合同段項(xiàng)目經(jīng)理部 22 地質(zhì)和地下水情況，如果地下水較大并具承壓性， 采取 超前 鉆孔引排釋放 。先施作 φ42超前注漿小導(dǎo)管，然后進(jìn)行洞身開挖及初期支護(hù)。施工中嚴(yán)格遵循 “超前探、 管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、早襯砌 ” 的原則。 、洞壁失穩(wěn)的措施 本標(biāo)段 隧道地質(zhì)多變，不良地質(zhì)地段施工可能發(fā)生拱頂坍塌、涌水 、洞壁失穩(wěn)等影響施工安全和施工進(jìn)度的地質(zhì)病害，針對(duì)上述可能發(fā)生的現(xiàn)象，我們將采取以下措施。 1）做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和排水 認(rèn)真做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，采用先進(jìn)的 TSP202 系統(tǒng)，結(jié)合設(shè)計(jì)資料，真實(shí)掌握前方施工區(qū)段不良地質(zhì)情況，及時(shí)修正施工參數(shù)，制訂切實(shí)可行的施工方案進(jìn)行施工。在施工前和施工中均需采取相應(yīng)的防排水措施，盡可能將坑外之水截于坑道之外。 2）加強(qiáng)超前支護(hù)及注漿、網(wǎng)噴混凝土施工質(zhì)量 控制 加強(qiáng)超前支護(hù)及注漿、網(wǎng)噴混凝土施工質(zhì)量，對(duì)各種不良地質(zhì)地段做到超前加固，有針對(duì)性地選用開挖方法及手段，堅(jiān)持做到 “ 短進(jìn)尺 、少擾動(dòng)、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、緊襯砌、勤量測(cè) ” 施工原則，以有效的方法減少病害的發(fā)生。 3）加強(qiáng)調(diào)查與分析 對(duì)預(yù)料不到的地質(zhì)病害，及時(shí)與業(yè)主、監(jiān)理工程師和設(shè)計(jì)人員進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)查和分析，找出原因，確定統(tǒng)一的施工方案，認(rèn)真組織實(shí)施。 4）加強(qiáng)科技先導(dǎo) 加強(qiáng)科技先導(dǎo)，重視監(jiān)控量測(cè)，合理安排施工工序，杜絕盲目搶工期、趕進(jìn)度的做法，做到 “ 安全第一、文明施工、質(zhì)量創(chuàng)優(yōu) ” ，防止各類事故的發(fā)生。 ⑴探明斷層地帶情況 采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)探測(cè)斷層的地質(zhì)情況，提前掌握所遇斷層的基本信息，提前作好通 過(guò)斷層的技術(shù)方案、措施、物資準(zhǔn)備。 ⑵選擇合理的施工方法 在斷層地帶施工，根據(jù)有關(guān)施工技術(shù)與機(jī)具設(shè)備條件、進(jìn)度要求、材料供給等，選擇通過(guò)斷層地段的施工方法。 ⑶作好控爆設(shè)計(jì) 斷層破碎帶與一般的軟弱圍巖相比，最大的不同之處是：前者破碎，后者軟弱。從單軸抗壓強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，前者均高于后者。 中鐵 X 局第 X 工程有限公司吉草高速公路第 C04 合同段項(xiàng)目經(jīng)理部 23 因此，必須控制好 破碎巖層 的 爆破技術(shù) ， 斷層破碎帶的爆破除采用常規(guī)的縮短循環(huán)進(jìn)尺，控制裝 藥 量外，關(guān)鍵是合理設(shè)計(jì)周邊部位的鉆眼，裝藥參數(shù)及裝藥結(jié)構(gòu)，保證良好的成型，盡可能避免對(duì)隧道圍巖的擾動(dòng)破壞作用。盡可能維護(hù)隧道輪廓線以外圍巖的原始狀 態(tài)，要求良好的成型，要求爆破產(chǎn)生的地震動(dòng)強(qiáng)度最小。采取適宜的掏槽形式，鉆爆參數(shù)及起爆順序。 ⑷開挖支護(hù) 采用短臺(tái)階法預(yù)留核心土環(huán)狀開挖，循環(huán)進(jìn)尺 ～ 。 在開挖手段上，選取盡可能地減小開挖對(duì)圍巖的擾動(dòng)的開挖手段，主要有兩種方法：一是在特別軟弱的圍巖段，采用風(fēng)鎬開挖或利用小型挖掘機(jī)械開挖。另一種是采用控制爆破措施，如松動(dòng)爆破、微震動(dòng)爆破等。 開挖后盡早施作支護(hù)，盡早封閉成環(huán)，形成封閉的受力體系。采用超前錨桿＋系統(tǒng)錨桿＋拱部掛網(wǎng)＋拱墻噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)體系，必要時(shí)拱部增設(shè)鋼架支撐； 設(shè)立鋼架支撐段，每 榀鋼架兩側(cè)各施作 2根Φ 42mm 鎖腳錨管，錨桿長(zhǎng) ～ 。并注入水泥。根據(jù)支護(hù)的位移量測(cè)結(jié)果，評(píng)價(jià)支護(hù)的可靠性和圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，錨管頭與鋼支撐連接牢固，加強(qiáng)支護(hù)，確保施工安全。 圖 預(yù)留核心土環(huán)狀開挖 及支護(hù)施工順序圖 中鐵 X 局第 X 工程有限公司吉草高速公路第 C04 合同段項(xiàng)目經(jīng)理部 24 圖 支護(hù) 斷面 圖 地質(zhì)超前預(yù)報(bào) 本合同隧道地質(zhì)條件極其復(fù)雜，隧道通過(guò)巖溶、涌突水和天然氣等多種不良地質(zhì)段。為了保證安全生產(chǎn)，必須做好地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作。 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)采用中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)和短期預(yù)報(bào) 二 種技術(shù)手段相結(jié)合，采用 超前水平巖芯鉆探法 、地震反射波法（ TSP）、 地質(zhì)雷達(dá) 、地質(zhì)分析法等方法對(duì)掌子面前方的不良地質(zhì)條件進(jìn)行地質(zhì)勘查以及綜合預(yù)報(bào)的全過(guò)程。 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)手段 （ 1）超前水平巖芯鉆探 超前水平鉆孔法是本隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法之一，具體方法是在掌子面上用水平鉆孔機(jī)，進(jìn)行 30 米超前取芯探孔，根據(jù)鉆取的巖芯狀況、鉆井速度和易難程度、循環(huán)水質(zhì)、涌水情況及相關(guān)試驗(yàn)，獲得精度很高的綜合柱狀圖，獲取掌子面前方巖石的強(qiáng)度指標(biāo)、可鉆性指標(biāo)、底層巖性資料、巖體完整程度指標(biāo)及地下水狀況等諸多直接資料，來(lái)進(jìn)行預(yù)報(bào)孔深范圍內(nèi)的地質(zhì)狀況。 中鐵 X 局第 X 工程有限公司吉草高速公路第 C04 合同段項(xiàng)目經(jīng)理部 25 超前鉆孔布置圖 圖 超前鉆孔布置圖 （ 2） 地震反射波法（ TSP） 預(yù)報(bào)原理 ： TSP202 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)是利用地震波在不同均勻地質(zhì)體中產(chǎn)生的反射波特性來(lái)預(yù)報(bào)隧道掘進(jìn)面前方及周圍臨近區(qū)域地質(zhì)狀況的。它是在掌子面后方邊墻上一定范圍內(nèi)布置一排爆破點(diǎn)，依此進(jìn)行微弱爆破，產(chǎn)生的地震波信號(hào)在隧道周圍巖體內(nèi)傳播，當(dāng)巖石強(qiáng)度發(fā)生變化，比如斷層或巖層變化時(shí)，會(huì)造成一部分信號(hào)返回（見下圖），界面兩側(cè)巖石的強(qiáng)度差別越大，反射回來(lái)的信號(hào)也越強(qiáng)。返回的信號(hào)被經(jīng)過(guò)特殊設(shè) 計(jì)的接收器接收轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并進(jìn)行放大，根據(jù)信號(hào)返回的時(shí)間和方向，通過(guò)專用數(shù)據(jù)處理軟件處理，就可以得到巖體強(qiáng)度變化界面的方位。 數(shù)據(jù)采集 ： 洞內(nèi)數(shù)據(jù)采集包括打接收器孔和爆破孔、埋置接收器管、連接接收信號(hào)儀器及爆破接收信號(hào)等過(guò)程。 TSP202 超前地震預(yù)報(bào)系統(tǒng)洞內(nèi)爆炸的接收器孔和爆破孔不是在掌子面上，而是在掌子面附近的邊墻上，一般情況下，它是一個(gè)接收器孔和 24 個(gè)爆破孔組成。接收器距掌子面約 55m，最后一個(gè)爆破孔距掌子面約 。爆破孔間距 ，孔深 ，孔徑 19～ 45mm，孔口距隧底約 ，向 掌子面方向傾斜約 12176。 ，向下傾斜 12～ 20176。 ；接收器與第一個(gè)爆破孔間距 20m，接收器孔深 ，孔徑 32～ 45mm，孔口距隧底 ，向洞口方向傾斜約 12176。 ，向下傾斜 12～20176。 。 周邊預(yù)報(bào)地震接收儀( RCV )爆破點(diǎn)數(shù)字記錄儀TA 隧道軸線超前預(yù)報(bào)斷層帶中鐵 X 局第 X 工程有限公司吉草高速公路第 C04 合同段項(xiàng)目經(jīng)理部 26 為使接收器能與周圍巖體很好地藕合以保證采集信號(hào)的質(zhì)量，采集信號(hào)前至少 12h 時(shí)應(yīng)將一個(gè)保護(hù)接收器的接收器套管插入孔內(nèi)，并用含兩種特殊成分的不收縮水泥砂漿使其與周圍巖體很好地粘結(jié)在一起。每個(gè)爆破孔裝藥量 12～ 40g，根據(jù)圍巖軟硬和完整破碎程度以及距接收器位置的遠(yuǎn)近而不同。若地震情況特別復(fù)雜，有時(shí)需要在隧道另一邊墻上也布置一個(gè)接 收器和 24 個(gè)爆破孔，通過(guò)左右邊墻所測(cè)資料的對(duì)比分析，得出較為準(zhǔn)確的判斷結(jié)果。 數(shù)據(jù)處理 ： 將洞內(nèi)采集的地震數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞覂?nèi)計(jì)算機(jī)上，應(yīng)用 TSP202 數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行地震波分析處理：波形處理、預(yù)報(bào)計(jì)算、預(yù)報(bào)輸出。根據(jù)所掌握的地質(zhì)資料，判斷出巖體強(qiáng)度變化界面節(jié)理密集帶、斷層還是巖性分界面。 （ 3） 地質(zhì)分析法 地質(zhì)素描采用連續(xù)跟蹤的方式開展預(yù)報(bào)工作。在每茬炮后，對(duì)影響巖體穩(wěn)定性的主要因素，如斷層、軟弱夾層、貫穿性強(qiáng)的大節(jié)理等，作為地質(zhì)素描的重點(diǎn)，同時(shí)對(duì)地層產(chǎn)狀、巖石特征進(jìn)行記錄，并用數(shù)碼相機(jī)拍照。通過(guò)素描和作圖 （幾何作圖、塊體坐標(biāo)作圖、赤平投影作圖、斷層露頭作圖、洞身地質(zhì)展示圖等）和地質(zhì)分析（如，斷層前兆構(gòu)造特征分析、地下水循環(huán)交替分析、巖溶發(fā)育分布規(guī)律分析、相關(guān)性分析等），結(jié)合超前探測(cè)成果，對(duì)掌子面前方一定范圍內(nèi)（約 5～ 20m）的地質(zhì)條件進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。 地質(zhì)信息處理和預(yù)報(bào) 根據(jù)地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)鉆孔鉆探收集到的地質(zhì)信息，利用前推法和平推法進(jìn)行綜合分析研究，對(duì) 斷層、巖脈破碎帶在前方出露的位置 及其 對(duì)施工的影響，對(duì)可能構(gòu)成不穩(wěn)定塊體的大裂隙，對(duì)地下水活動(dòng)情況和地應(yīng)力情況等做出預(yù)報(bào) 。 對(duì)于地質(zhì)超前預(yù)報(bào) 儀收集到的地質(zhì)信息，可以直接傳入計(jì)算機(jī)，利用相應(yīng)的地質(zhì)信息處理軟件直接得到 圍巖類別 ， 斷層及其影響帶 、 軟弱巖層的分布、裂隙發(fā)育帶、含水情況 等圖形化的分析結(jié)果。 得到地質(zhì)超前預(yù)報(bào)成果后，及時(shí)報(bào)施工技術(shù)部門。就施工方法，施工中應(yīng)注意的問(wèn)題等提出意見，指導(dǎo)施工。 監(jiān)控量測(cè) 本隧道按新奧法復(fù)合式襯砌設(shè)計(jì)。為確保隧道施工安全，成立專門監(jiān)測(cè)組，在總工程師的直接領(lǐng)導(dǎo)下負(fù)責(zé)測(cè)點(diǎn)設(shè)置、日常量測(cè)工作和數(shù)據(jù)處理信息反饋，做到信息化施工。施工全過(guò)程中，加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)工作，及時(shí)掌握圍巖和支護(hù)的力學(xué)動(dòng)態(tài)及穩(wěn)定程度，中鐵 X 局第 X 工程有限公司吉草高速公路第 C04 合同段項(xiàng)目經(jīng)理部 27 并及時(shí)反饋 ，以指導(dǎo)施工作業(yè)，保證施工安全；通過(guò)對(duì)圍巖及支護(hù)的變位、應(yīng)力量測(cè)，為評(píng)價(jià)和修改初期支護(hù)參數(shù)、力學(xué)分析及二次襯砌施作時(shí)間提供信息依據(jù)；積累施工技術(shù)資料，對(duì)施工過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行分析，為今后類似工程施工提供技術(shù)參考。 監(jiān)測(cè)目的及項(xiàng)目 （ 1） 監(jiān)測(cè)目的 為確保隧道施工安全，由專職人員組成監(jiān)控量測(cè)組，在項(xiàng)目總工程師的直接領(lǐng)導(dǎo)下負(fù)責(zé)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置、日常量測(cè)工作和數(shù)據(jù)的處理信息反饋工作，做到信息化施工。監(jiān)測(cè)主要目的如下： 掌握施工中圍巖及支護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)動(dòng)態(tài)信息，確保施工安全性和圍巖穩(wěn)定性； 通過(guò)量測(cè)取 得第一手資料（量測(cè)數(shù)據(jù)），根據(jù)各量測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)和施工方案，確定后續(xù)工序的安排； 對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，將其結(jié)果反饋到隧道支護(hù)設(shè)計(jì)中； 積累施工技術(shù)資料，對(duì)施工過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行分析，為今后類似工程施工提供技術(shù)參考。 （ 2） 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 為 了 全面收集掌握該段隧道工程在施工過(guò)程中圍巖及支護(hù)的變形和受力狀況，結(jié)合本 標(biāo) 段隧道地形 、 地質(zhì)條件、支護(hù)類型、施工方法等特點(diǎn)，選擇確定下列監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目： ① 洞內(nèi)外觀察 、② 拱頂下沉量觀測(cè) 、③ 凈空水平收斂量測(cè) 、④ 地表下沉量測(cè) 、 ⑤ 圍巖壓力量測(cè) 、⑥ 圍巖內(nèi)部變形量測(cè) 、⑦ 鋼 架應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè) 、⑧ 天然氣監(jiān)測(cè) 、