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1、中国建筑中国建筑Z Z局隧道公司局隧道公司目目 录录一、工程概况一、工程概况二、工程特点与难点介绍二、工程特点与难点介绍 三、工程进展情况三、工程进展情况 四、主要施工方案四、主要施工方案 五、隧道施工中的主要困难与对策五、隧道施工中的主要困难与对策1.中梁山隧道的地理位置中梁山隧道是重庆市轨道交通一号线 （沙坪坝大学城段）双碑北站赖家桥 站区间的一部分，两侧与高架桥线路连接 ，隧道进洞口位于沙坪坝区中冶十八局预 制构件厂背后中梁山的东麓山坡，出洞口 位于陈家湾镇香蕉园村常五间社中梁山西 麓的山坡上。2.工程建设规模隧道进口起点里程为K23+808.000，隧道出 口终点里程为K28+137.
2、000，全长约4329m，项 目建设工程2年，投资概算3.68亿。3.工程地质条件中梁山隧道沿线出露地层主要为第四系崩坡积土 、粉质粘土、粘土；以及侏罗系的下沙溪庙组、新田 沟组、自流井组、珍珠冲组和三叠系的须家河组、雷 口坡组、嘉陵江组地层，根据区域资料推测隧道开挖 在背斜轴部还可能出现飞仙关地层。隧址区的岩层以 碳酸盐岩为主，约占岩层的60%左右；泥质岩和砂岩为 次，约占隧道所遇岩层的40%左右。3.1地层岩性3.2围岩分级中梁山隧道沿线地层完整性系数在0.670.78之间，岩体 较完整。在各地层接触带附近围岩破碎。3.3岩溶发育状况上堰岩溶发育带可疑破碎带隧道区域岩溶发育，东槽谷区有岩溶
3、泉出露，以上堰为代表 。余家湾岩溶发育带西槽谷区有岩溶泉出露，以余家湾水库为代表。3.4 溶洞地质勘察过程中发现洞身局部存在岩溶现象，有溶洞出现 。3.5 地下水情况本隧道位于岩溶地下水深部循环带上，施工时很可能 遇到管道型岩溶水突出，具有流量大、压力高，伴有流沙 等特点。隧道下穿上堰和余家湾水库，预测平常期总涌水 量为约1万m3/d、雨水期为2.6万m3/d；隧道衬砌承受地下 水最大水头压力为1.51.8MPa。新田沟、自流井组地层地下水贫乏；珍珠冲组、须家 河组地层内有一定量地下水；雷口坡组和嘉陵江组的碳酸 岩含有丰富的地下水；飞仙关组地层灰岩、泥灰岩内岩溶 发育，可能出现突水。岩层倒转：
4、中梁山背斜西翼构造应力强烈，使地层形 成了直立岩层，硬质岩石表现为破碎，软质岩石表现为塑 性变形、常出现厚度增厚尖灭现象、在地表受重力作用可 见岩层局部倒转现象，但此现象仅出现在浅表部位，深埋 隧道围岩正常。煤系地层：隧道穿越中梁山背斜两翼的三叠系上统须 家河组地层中的煤系地层，揭煤施工时可能遇到煤层瓦斯 。隧道穿煤时瓦斯含量低，瓦斯压力小，隧道穿煤时的最 大瓦斯涌出量估计不大于0.5m3/min。石膏岩：在三叠系下统嘉陵江组存在石膏岩地层，为 软质岩类的软岩，具有易溶性、膨胀性和腐蚀性。 3.6其它不良地质条件4、设计断面形式因中梁山隧道长达4.3km，考虑施工从两端洞 口同时向中间开挖，为
5、解决施工时排水问题，隧 道纵断面设计为“人”字坡，变坡点位于隧道中 点偏向出洞口一侧约700m。隧道断面主要分为三 种断面形式，衬砌厚度按承受水压标准不一样， 厚度分别选用400mm、600mm、800mm、1000mm。全 部为钢筋混凝土结构。隧道的防水采用全包防水 ，地下水的处理原则为“以堵为主，限量排放” 。业主单位：重庆市轨道交通总公司监督单位：重庆市质监总站、重庆市安全管理总站设计单位：北京城建设计研究总院施工单位：中国建筑第五工程局有限公司监理单位：中铁二院监理公司科研单位：北京交大、中国人民解放军后勤工程学院等5、各参建单位情况二、工程特点与难点介绍1.1 地质复杂，水量大，水压
6、高，施工难度大。隧道沿线地层复杂多变，隧道区域岩溶发育，东槽谷区 有岩溶泉出露（以上堰为代表），西槽谷区有岩溶泉出露（ 以余家湾水库为代表），勘察过程中发现洞身局部存在岩溶 现象，有溶洞出现。隧道地下水高峰期达26000m3，隧道衬砌 承受地下水最大水头压力为1.51.8MPa。1.2 断面大，工法多，工期紧。隧道单洞双线设计，最大开挖断面达120m2，施工中根据 隧道区域地质条件，主要采用CD法、上下台阶法、三台阶多 步开挖法等多种方法进行施工。由于地质情况比较复杂，施 工进度很难达到合同要求，工期比较紧张。1、工程特点1.3 隧道结构防腐、抗渗要求高。本工程使用年限按100年设计，隧道二衬
7、为 C40、C30防腐砼，抗渗等级为S10，初期支护要 求达到不渗不漏，二次衬砌达到级防水。1.4 施工风险大。本工程的地下水、溶洞等是隧道施工中的 最大风险，稍有不慎，很可能在施工中发生涌 水、突水和突泥，造成隧道持续坍塌或严重进 水，将对施工人员及机械设备造成极大威胁， 造成无可挽回的损失。2.1 偏压和浅埋及下穿铁路、民房段的施工隧道进口下穿襄渝二线和一栋民房,同时该段属偏压和 浅埋段,浅埋段属强风化层段(级)施工。由于该段隧 道处于强风化地段，埋深浅，岩体强度低，围岩自稳能力 差，预防坍塌和结构变形，是本工程的难点。2.2 煤系地层掘进施工的安全保障本工程在K27+250K27+800
8、和K24+450K25+100段穿煤 系地层，洞身上下均可能有采空区，瓦斯。如何确保煤系 地层掘进的安全，是本工程的难点。2、工程难点2.3 隧道在富水地段的施工本隧道位于岩溶地下水深部循环带上，施工时很可能 遇到管道型岩溶水突出，具有流量大、压力高，伴有流沙 等特点。隧道下穿上堰和余家湾水库，预测平常期总涌水 量为约1万m3/d、雨水期为2.6万m3/d；隧道衬砌承受地下 水最大水头压力为1.51.8MPa。 新田沟、自流井组地层地下水贫乏；珍珠冲组、须家 河组地层内有一定量地下水；雷口坡组和嘉陵江组的碳酸 岩含有丰富的地下水；飞仙关组地层灰岩、泥灰岩内岩溶 发育，可能出现突水。对地下水量大
9、，风险高的地段进行 施工如何保证安全快速是本工程的难点。2.4 岩溶地质条件下的安全快速施工隧道穿过嘉陵江组地层段，岩溶较为发育，地下水丰 富，在该地质条件下，如何保证超前地质预报的准确性， 如何在不同岩溶地质条件下保证快速施工并确保施工安全 是本工程的难点。2.5 地表水源和地下水的保护本工程下穿南溪村饮用水源暗河、上堰水库、余家湾 水库，同时本工程处于地下水非常丰富的地层中，如何防 止地下水系失衡和保护地表水是本工程施工面临的巨大挑 战。三、工程进展情况截至2009年11月22日，隧道进口完成开挖 支护530m，隧道完成开挖支护300m，累计掘进 支护830m，总长的19.2；仰拱完成71
10、0米， 占总长的16.4%；二衬完成450米，占总长的 10.5。开挖支护累计完成830米仰拱完成710米二衬完成450米四、主要施工方案1、进出洞口施工方案本工程地处城区，环境保护非常重要，从保护环境 角度出发，隧道进出洞口采用“零开挖、环保进洞方案 ”进行施工。超前支护采用大管棚和小导管超前支护体 系，初支为钢拱架和格栅拱架及锚喷支护体系。2、洞身开挖方案根据施工图、结合项目实际地质情况及以往相似工程 施工经验，对洞口浅埋段、下穿襄俞铁路段、居民房屋段 ，采用减振爆破与机械破碎短台阶相结合施工方法。 围岩较好的地段采用上下台阶或全断面开挖，、 级围岩及地质条件更差地段采用CD法施工，如图4
11、1、图 42所示；根据地质条件，局部采用三台阶多步开挖法施 工，如图43 、图4-4所示。隧道进、出口均位于村民居 住区，村民房屋大多为简易砖房或简易棚，抗震动能力非 常差,以及隧道K23+895915下穿铁路和民房，为保证施 工安全，做到施工不扰民，隧道进、出口采用机械开挖； 其它采用微振动爆破开挖，每循环进尺为0.52.0m。隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测 ，衬砌紧跟”的原则。开挖时注意留足沉降量，具体数值根据设计要求和监控 量测结果确定。图41 CD法施工示意图及施工 工艺流程图图42 CD法工序纵断面示意图图4-3 CD工法工序平面图图4-4 三台阶七步法开挖实景
12、3、爆破开挖方案洞身段开挖钻 爆采用光面爆破或 预裂爆破，其施工 工艺流程如右图所 示。本工初期支护主 要由：型钢钢架或钢 筋格栅拱架、砂浆锚 杆、中空注浆锚杆、 挂钢筋网、喷射混凝 土等多种形式组成。 初期支护施工工艺如 图45所示。4、 初期支护方案图45 初期支护施工工艺流程图为保证喷射混凝土的厚度和质量，喷射混凝土分二 至三次完成，即初喷和复喷。喷射混凝土采用湿喷技术 。新喷射的混凝土按规定洒水养生，施工过程如图46所 示。图46 湿喷砼施工示意图喷射混凝土外观质量5、仰拱铺底施工方案喷锚支护全断面施作完成后，及时开挖并灌注混凝 土仰拱及仰拱填充，使支护尽早闭合成环，为运输提供 良好的
13、条件。仰拱施工采用过梁式栈桥，以保证掌子面 开挖、支护的正常进行。过梁采用型钢结构构件，上覆 1.0cm厚钢板。混凝土仰拱施工工艺流程如图47所示。仰拱施工示 意如图48所示。图47 仰拱施工工艺流程图图48 仰拱施工示意图6、防、排水施工方法及工艺隧道防排水采取“以堵为主，防、排、截结合，因 地制宜，综合治理”的原则。隧道工程防水均为一级防 水，采用防水板和其它配套排水设施组成防排水系统。 并按设计要求做好施工缝、变形缝的防水及排水盲沟等 防排水设施。纵向排水盲管应与环向透水盲管、泄水管 用变径三通连为一体，形成完整的排水系统。防排水施工工艺见图4-9，环向盲管安装示意图如图 410所示,引
14、流盲管安装示意图如图411所示。图49 防、排水设施施工工艺流程图图410 环向盲管安装示意图图411 引流盲管安装示意图防水板施工施工缝止水胶7、二衬施工方法二次衬砌在开挖支护完成，围岩量测稳定后尽快 施工，经监理验收合格，首先是安装防水卷材，然后 是钢筋工程的施工；钢筋在洞外钢筋加工车间下料加 工，运到洞内后由人工现场安装；二衬混凝土采用业 主提供的商品混凝土，混凝土搅拌输送车运输混凝土 ，混凝土输送泵灌注，插入式振捣器振捣，并附加护 壁式振捣器振捣。衬砌台车采用9m(曲线段)、12m(直线段)长自行式全断面液 压钢模衬砌台车。台车结构如图412所示；挡头模采用 自制钢模和木模。图412
15、衬砌台车结构示意图钢筋制作及安装主筋机械连接：钢筋在洞外钢筋加工车间下料加工 ，弯制成型，洞内安装。8、超前地质预报针对本隧道地质情况复杂，存在破碎断裂带、岩溶 等不良地质地段的情况，施工前必须采取超前地质预报 措施，提前探明掌子面前方一定范围内的地质状况，采 用 TSP203Plus地质预报系统、地质雷达、HY-303红外线 探测仪及掌子面编录预测法、超前钻探、超前炮孔进行 超前探测，确保施工安全。9、监控量测隧道施工中的监控量测，按铁路隧道监控量测技 术规程（TB10121-2007）的规定和图纸要求，确定必 测项目和选测项目。通常情况的必测项目为：洞内外观 察、周边位移量测、拱顶下沉量测
16、等。选测项目为：洞 口浅埋段地表沉降监测，围岩与喷层接触压力监测，钢 支撑（格栅支撑）内力监测等。五、施工中的主要技术难点与对策1、中梁山隧道的技术难点中梁山隧道是一个岩溶隧道，施工上存在一定的技 术难度和很大的安全风险，主要体现在以下三方面：1.1、复杂地质条件长大隧道施工超前地质预报技术 的应用和准确性的保证。1.2、隧道穿越煤系及瓦斯地层的施工安全风险预防 与控制。1.3、岩溶区隧道突水突泥防治与地下水处理的技术 措施应用。2、拟采取的技术措施2.1、复杂地质条件长大隧道施工综合超前地质预报技术 的应用与可靠性保证做为本隧道安全施工的先行保证,施工中严格将超前 地质预测预报工作纳入隧道施工工序，坚持“综合探测 、相互验证、先探后干、有疑必探”的综合超前地质预 测预报原则。根据目前国内外超前地质预报的技术现状, 隧道施工过程中拟采取多种手段相结合,多种预报结果相 互印证的超前地质预报手段,最大限度地对掌子面前方的 地质条件进行预报,以确保施工安全,同时为支护
