金童路南段道路及配套工程火风山隧道右线 YK0+990～YK0+935坍塌及影响段处理专项方案
一、工程概况
1、工程概述
金童路南段位于重庆市北部新区人和组团，道路沿线穿越天宫殿片区N区及I区，是连接N区与I区、重庆北站（龙头寺火车站）与北部新区的重要道路。道路设计起点接N区1＃路，从童家院子立交西侧穿越内环高速、机场高速、火风山公园，形成火风山隧道，终点接北部新区金童路。
火风山隧道共三个单洞，即左、右线隧道和C匝道，左右线隧道分别长725m， C匝道205m，单洞合计1655m。左右线隧道轴线间距约22m。隧道最大埋深为31.612m（右线），最小埋深为1.630m（C匝道），隧道采用曲墙三心圆形断面，最大净宽10.23m，隧道中心处最大净高6.73m。主线隧道最大纵坡为2.0%。C匝道隧道最大纵坡为3.5%。
表1-1 火风山隧道围岩及衬砌型式
隧道名称 火风山隧道左线 火风山隧道左线 C匝道 2、地形地貌
进出口桩号 K0+430～K1+155 K0+430～K1+155 CK0+912～CK1+117 围岩级别 ⅣA 1.15 461.13 ⅤA 51 61 48 ⅤB 105 175 129 明洞 27.85 27.85 27.85 拟建道路处于浅丘斜坡地带，原始地貌由丘脊、丘坡、丘谷组成。整个线路大致跨越2条“U型”冲沟，场地起伏不平，高差较大，总体上讲，冲沟谷底及斜坡坡顶地形较平坦，地形坡度角1°～10°。斜坡地形坡度相差较大，地形坡度角10°～50°，坡顶前缘甚至形成陡崖。场区最高海拔高程为320.24m(ZY17)，最低海拔高程为265.03m(ZY7),相对高差55.21m。
3、工程地质
隧道拟建区内出露的地层由第四系全新统的填筑土、粉质粘土和下伏侏罗系中统沙溪庙组砂质泥岩和砂岩组成。
原地勘资料地质情况：火风山隧道Ⅳ级围岩穿越沙溪庙组中风化泥岩，泥岩为软岩，岩体较完整，岩体完整系数Kv=0.~0.66，岩体纵波速Vp=2.6~3.4km/s；岩石饱和抗压强度标准值7.3MPa，K1=0.2，K2=0.2，K3=0，中风化带泥岩围岩
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基本质量指标BQ=275.9，修正围岩基本质量指标[BQ]=235.9。围岩岩体较完整，地下水水量小，呈点滴状出水，岩体较完整，为中厚~厚层状，稳定性较好。此类围岩以软岩为主，岩体较完整，层间结合较好~一般，拱部及侧壁无支护时可产生较大的坍塌，侧壁有时失去稳定。施工可采用光面爆破，台阶法开挖，应加强洞顶及右侧壁支护措施，短开挖，快支护，局部岩体完整性较差地段加强支护。
4、塌方概述
2013年3月5日，火凤山隧道右洞在开挖至K0+980时，拱顶出现坍塌，地表塌腔直径约2.5m，深约2m。我方随即对现场进行了封闭与处理，至3月11日，施工单位通知参建各方于现场召开会议。因洞内塌体已清理，洞顶已封闭，现场所见开挖掌子面全为中风化岩石，渗水量小，参建各方一致认为该段隧道围岩级别暂不调整，仍为IV级，但支护参数应较IV级A型加强考虑。（详见《金童路南段道路及配套工程火凤山隧道右线YK1+980～YK1+978段坍塌及地表塌陷会议纪要》）。
2013年3月12日，当隧道右洞开挖至YK0+973时，爆破施工后随即发生塌方，地表塌陷坑直径约18m，深约4m。3月13日，参建各方于现场召开会议，会议决定由地勘单位进行补勘，设计单位根据补勘资料出支护处理方案，第三方监测单位加强现场监测，施工单位做好现场地表与洞内的封闭、安全防护工作。（详见《金童路南段道路及配套工程火凤山隧道右线YK0+973处冒顶处理会议纪要》）
2013年4月22日下午，在北部新区总部基地A1座213会议室，召开了关于金童路南段道路及配套工程火风山隧道右线YK0+980～YK0+973段坍塌及地表沉陷处理方案专家论证会。（详见《金童路南段道路及配套工程火风山隧道右线
YK0+980～YK0+973段坍塌及地表沉陷处理方案专家论证会议纪要》。
5、塌方原因分析
经过地勘单位补勘，该段隧道洞顶粘土及泥岩夹带破碎层厚达8m，隧道洞顶中风化岩层厚度最薄仅为1m，围岩条件的预判与实际情况存在严重偏差，施工方法、支护参数等不能满足隧道施工安全的实际需要是塌方的主要原因。故围岩级别由原设计IV级调整为V级。
二、编制依据
1、投标文件及设计图纸；
2、设计变更S02S-03及塌方沉陷段会议纪要； 3、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）； 4、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）； 5、《重庆市城市隧道工程施工质量验收规范》（DBJ50-107-2010）； 2
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6、《实施性总体施工组织设计》有关隧道的施工方案条款； 7、施工现场实际地形及地质情况； 8、地质补勘报告；
9、结合我单位综合实力、施工经验、技术总结及工程惯例。
三、施工计划
1、进度计划
施工时严格按工期计划安排，绘制工程进度管理曲线，检查施工进度。项目经理每周组织一次现场施工协调会，向现场施工管理人员、班组长检查本周计划完成情况及下达下周施工计划，月底根据考核班组生产完成任务情况来进行奖惩。
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2、材料计划
主要材料投入计划表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 材料名称 φ42×5mm小导管 φ108×6mm钢管 I22b工字钢 I16工字钢 Φ22自进式锚杆 φ8钢筋 Φ25螺纹钢筋 Φ22螺纹钢筋 Φ16螺纹钢筋 Φ25锁脚锚杆 C30P8商混凝土 C15片石混凝土 42.5水泥 砂 碎石（5-10mm） 片石15-30cm 水玻璃 单位 m m t t m t t t t t m³ m³ t t t m³ m³ 数量 12000 3100 110 25 1200 5 16 90 28 16 950 400 800 230 300 1200 20 备注 地表注浆、洞内超前 超前支护 钢拱架 临时支护 临时支护 支护 支护 支护、衬砌 衬砌 支护 衬砌 仰拱填充 地表、洞内 支护 支护 塌陷坑回填M7.5 35Be'
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3、设备计划
隧道工程投入的主要机械设备
序号 1 2 3 设备名称 衬砌台车 挖掘机 破碎锤 型号 规格 定制自动 CAT324D 小松PC240 柳工50c 柳工856 红岩18m3 YXZ-70全液压跟进 HB300 YT28 YDD 20m3 数量 1 3 2 5 2 22 1 2 5 2 4 45 2 8 6 20 6 8 4 国别 产地 重庆 美国 日本 中国 中国 重庆 中国 上海 重庆 湖南 重庆 重庆 重庆 重庆 重庆 成都 中国 南昌 重庆 性能 8成 8成 8成 8成 全新 9成 全新 全新 全新 8成 8成 8成 8成 8成 8成 8成 全新 全新 额定功率 （KW） 10KW 110KW 75KW 10KW 17.5KW 15KW 132 KW 5.5 KW 5.5 KW 用于施 工部位 隧道 隧道 隧道 隧道 道路 隧道 隧道 隧道 隧道 隧道 隧道 隧道 隧道 隧道 隧道 隧道 隧道 隧道 隧道 备注 4 侧翻式装载机 5 6 7 装载机 渣车 管棚钻机 8 工字钢冷弯机 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 通风机 砼输送泵 砼喷射机 风钻 锻钎机 电焊机 空压机 风镐 平台振动器 注浆机 19 双液体注浆机 四、施工方法、工序及工艺
1、设计变更
1.1、地表塌陷周边一定范围内，采用Φ42钢花管及M30水泥浆进行地表处
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理，注浆孔间距80cm*80cm梅花形布置；见附图7-1
1.2、对YK0+935～+973段尚未开挖，围岩级别调整V级，开挖采用人工辅助机械，禁止爆破，支护参数按VB执行。为了保证衬砌背后的密实性，减少地表沉降，增强防水效果，初支施作时，在拱顶及两侧拱腰处，分别预埋一根Φ42钢花管，L=0.8m，纵向间距3m，初支完成后背后进行压浆填充；
1.3、YK0+973～980段为塌方部分，增设小管棚与小导管，二衬厚度不变，配筋加强，由Φ20@150调整为Φ22@150；
1.4、YK0+980～YK0+990段初支已施作，初支稳定，仍为IV级围岩，考虑塌方影响，二衬厚度不变，配筋加强，由Φ20@150调整为Φ22@150；
1.5、YK0+935～YK0+980段，采用Φ108管棚支护，L=9m，纵向间距6m，共7环，外插角5°管棚端部架立3榀I22b钢拱架作为固定端，见附图7-2；采用Φ42小导管半超前注浆，L=4.5m，纵向间距为2.0m，共24环，以固结洞周围岩，见附图7-3；
1.6、在打设管棚及挖除塌方体的施工过程中，应在YK0+973～YK0+990段初支内皮架设I16临时钢拱架，纵向间距1m，纵向连接筋Φ22，环距1m；
1.7、YK0+935～+990段待二衬施作完毕后，采用浆砌片石进行对塌陷坑回填处理，回填高度应高于原地面不小于0.5m，后期回填地面表面荷载≤20KN/㎡，见附图7-4。
2、总体施工工序
地表截水→塌方体封闭→地表注浆加固→管棚、小导管施作→清除洞内塌体→CD开挖掘进→初支及压浆→监控量测→仰拱及回填施工→二衬→塌陷回填
3、地表处理
3.1施工准备
3.1.1施工便道
从临时弃碴场修建施工便道进入地表坍塌区域。 3.1.2施工用水、电
地表处理施工用水、电从隧道洞口处接入施工现场。 3.2处理方法
3.2.1沉陷区外侧15m施作M7.5浆砌片石环形截水沟，沉陷区四周设置截水沟、排水沟，阻止地表水渗入洞内。截水沟尺寸详见图4-1
3.2.2地表塌陷周边一定范围内，采用Φ42钢花管及M30水泥浆进行注浆处理，注浆孔间距80×80cm梅花形布置，地表注浆主要是对塌方段填土层进行注浆加固，注浆管打至岩面0.3m为止。 6
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30305030302560
图4-1 截水沟大样图
注浆施工分为两部分:
先施工外围一排注浆管，注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆，体积比1:0.5，水玻璃浓度35Be，425号普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比1:1，压力0.5～1MPa，稳压5min；
然后跳槽内部注浆管，采用由中间注浆孔逐渐向外注浆，注浆材料采用水泥净浆，425号普通硅酸盐水泥，水灰比1:0.8，压力0.2~0.5MPa，稳压20min；
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3.3注浆工艺
图4-2 地表预注浆施工工艺框图
3.3.1施工准备
施工放线，全站仪根据图纸坐标，放出注浆轮廓线，打设间距3～5m的木桩圈定注浆范围；地表清理杂物、植被，用皮尺进行中间注浆点加密。
3.3.2钻孔
钻机采用XY-100地质钻机，钻头直径75mm，因地质为粘土层及强风化破碎带区，钻杆护筒暂定长度6m，参考实际情况进行调整；钻进设前调整好平面位置
表4-1 钻孔质量检验
项次 1 2 3 4 检 查 项 目 长度(m) 孔位(mm) 钻孔深度(mm) 孔径(mm) 规定值或允许偏差 不小于设计 ±50 ±50 大于杆体直径+20 检查方法和频率 尺量：检查 10% 尺量：检查 10% 尺量：检查 10% 尺量：检查 10% 8
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3.3.3清孔
为保证注浆效果，地表注浆采用两次扫孔分段注浆的方式。钻孔完毕后，采用后退式方式扫孔一遍，清孔完毕后，再将钻杆插入孔底，重复扫孔一次即可。
3.3.4注浆管
采用Φ42mm×5mm热轧钢管制作，每隔15cm梅花形布置钻8mm的对穿射浆孔，上部1.5m不开孔，为防止下管堵塞，底部做成10cm锥形封闭。
图4-3 Φ42mm×5mm钢管大样图
3.3.5注浆
注浆前先封闭塌方体，注浆机采用BW-150双液注浆机，为防止注浆跑浆液，依设计要求外围注浆钻孔完成后立即注浆，内部注浆钻孔完成后，采取跳注进行。注浆压力由低到高，达到设计要求持压20min，注浆时，派专人进行周边巡视，防止跑浆污染周边环境及水源。如果出现跑浆现象立即停止该孔注浆，换其它孔注浆，若还是跑浆就采取间歇注浆。
4、洞内施工
4.1 塌方体处理
对塌方体采用15cm厚C25喷射砼进行封闭，初支和塌体接触面处，特别是塌腔口附近加强封闭，喷至20cm，加强对塌体稳定，防止地表注浆和管棚注浆时跑浆。
待地表注浆结束后，清除塌方体，加强监控量测，严格按照规范上报洞内、地表沉降，及时指导施工，防止二次坍塌。
4.2塌方影响段
4.2.1在打设管棚及挖除塌方体的施工过程中，应在YK0+973～YK0+990段初支内皮架设I16临时拱架，拱脚分别设2φ25锁脚锚杆与围岩固定，拱架纵向间距1m，纵向联系钢筋φ22，环距1m。拱架和初期支护间的间隙用木楔子楔紧，使拱架承受到初期支护传来的外力。
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4.2.2组织测量组、监控量测组对塌方影响已施工初支侵线部分，进行逐榀换拱。换拱必须在初支内皮架设I16临时拱架支好后，管棚、小导管加强支护达到强度后进行。
4.2.3右线塌方影响段左线对应里程段二衬ZK0+990～+965段，仰拱、二衬及时封闭成环。目前左线该段二衬已经施工完成，并达到设计强度。
4.3 Φ10管棚施作工艺
YK0+980~+935段增设Φ10管棚超前支护，单根管棚长度为9米，纵向间距6米，每环48根，共7环。管棚为短管棚，不设管棚室，施工管棚端部架立3榀I22b钢拱架作为固定端。
4.3.1施工准备
测量组依据图纸及规范，准确测量定位。
根据设计变更，Φ108无缝钢管，壁厚6mm，环距0.4m，L=9m，外插角5°，纵向间距3m，范围起拱线180°范围，在YK0+980处施作第一环，待地表注浆加固结束，清除洞内塌体结束后，搭设钻机平台，掌子面及时封闭10cm厚C25喷射砼。
4.3.2施工顺序
施工准备→组装钻具和安装第一节套管→推送钻具及钢套管至套拱→解开动力头后退、接杆、联接动力头、开孔跟管钻进→继续跟管钻进至套管末端距套拱30 cm为止→解开动力头后退、安装第二节钢套管、联接动力头→联接钢套管→继续跟管钻进→反转钻具, 卸出所有钻杆和钻具。
4.3.3设钢架套拱：管棚端部架立3榀I22b钢拱架作为固定端，间距0.8m，纵向连接筋Φ22，环距1m，在需进行超前大管棚施工的地段端部设定位钢架套拱。管棚孔口必须准确测量放样定位，以确保大管棚的施作符合设计要求。
4.3.4钻机作业平台搭设：在所开挖的工作面上，用型钢或方木搭设钻机作业平作业平台的高度需根据大管棚在隧道拱顶及拱脚部位处的设计尺寸和钻机作业高度要求搭设。作业平台须牢固稳定，以防止钻孔时钻机摆动、倾斜等而影响钻孔质量。
4.3.5钻机就位： CSJ40锚固钻机安置的位置距工作面的距离以不小于2m为宜。钻机安置后，根据钻孔要求进行严格定位定向，把钻杆的平行线延伸固定下来，以达到钻机钻进的导向作用。
4.3.6开孔：先检查设备, 对已组合好的钻具要检查丝扣联结是否紧密, 偏心扩孔器是否灵活。
4.3.7正常钻进:将钻杆装在动力头的钻杆接头上, 如需钻进循环介质, 则将循环介质输送管道与水管头接通; 当钻具接触到孔位后, 根据工艺要求, 旋扭调压阀的手柄调定给进压力, 满足钻进需要；在钻进过程中, 根据实际工况及时更换转10
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速档位和调整给进压力。
4.3.8加接钻杆：当一个给进行程结束后，要加接钻具。
4.3.8.1先关闭循环介质，插好垫叉，操作“动力头旋转”手柄置于“反转”，旋开钻杆接头处丝扣，同时点动“动力头移动”手柄“起拔”，使动力头后退，让出丝扣， 最后将动力头“起拔”置于顶端后“停止”；
4.3.8.2将新钻杆公、母分别与孔内钻杆接头和动力接头对准，操纵“动力头移动”手柄“给进”使钻杆接头相接触，然后点动“动力头旋转”手柄“正常”使钻杆接头丝扣旋入几扣后停止并取走垫叉，再将“动力头旋转”手柄置于“正转”，同时操纵“动力头移动”手柄“给进”， 使钻杆丝扣旋好；
4.3.8.3至此钻具加接完毕，开通介质进行下一个回次的钻进。 4.3.9起拔钻杆
4.3.9.1先将垫叉插入口处，通过动力头反转松开一扣，然后取下垫叉，并将钻杆防松器在动力头钻杆接头处放置好；
4.3.9.2起拔钻杆至孔口板处露出钻杆下接头插口后停止，插好垫叉，动力头反转旋开钻杆孔口端丝扣；
4.3.9.3再拿开防松器，人工配合旋开钻杆与动力头接头间的丝扣，取走钻杆； 4.3.9.4动力头前进旋接孔内钻杆，拿走垫叉起拔钻杆柱，重复操作拆卸下一根钻杆，直至全部起拔完毕。
4.3.10封闭注浆：注浆机注浆，采用M30水泥砂浆,注浆压力为0.7～1.5Mpa，特殊地段达2.5Mpa，浆液配合比和注浆压力可通过现场试验确定，灌浆浆液的浓度由稀到浓，注浆压力由低到高，逐级变换；注浆扩散半径通过试验确定，并通过注浆半径确定是否增减注浆孔。在注浆过程中如果遇到局部漏浆，如遇到注浆压力长时间不上升或上升缓慢，则采取间歇式注浆（注入一定量浆液后暂停4～6h，等待浆液凝固后再继续注浆）或调整浆液配比，缩短浆液凝结时间，同时观察有无漏浆、跑浆现象。
表4-2 主要注浆参数及注浆表
序号 1 2 3 4 5 6 7 参数名称 注浆加固长度 径向加固范围 浆液扩散半径 注浆压力 水泥浆浆液配比 注浆时间 注浆方式 径向前进注浆 9m 隧道开挖轮廓线外3m～5m 2m～3m（试验确定） 正常控制在0.7～1.5mMpa W：C=0.8：1.0～1.0：1.0 30min至4h 前进式 4.3.11注意问题
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4.3.11.1地表加固：由于坍体较为松散，并有少量块石，会因碴体太松散，钻头碰到坍体内的块石时无力反压使钻头滑偏，导致跟进的钢套管偏斜和卡钻现象，所以钻进前应予以适当注浆加固。
4.3.11.2取消孔口管：由于跟管钻进的长管棚钢套管是在钻进扩孔的同时靠冲击器锤打管鞋，将钢套管拖拉进入钻孔内的，并在拖进过程中，钢套管本身不发生转动，主要是克服孔壁周边的摩擦力直线前进，钢套管前进起到了对松散孔壁及孔口的护壁作用，故不需在导向墙预埋孔口管。
4.4半超前小导管施工
4.4.1施工方法
里程YK0+935～YK0+980段采用φ42小导管半超前注浆，L=4.5m，纵向间距2.0m，以加固洞周围岩。为了保证衬砌背后的密实性，减少地表沉降，增强防水效果，YK0+935～YK0+990段初支施作时拱顶及两侧拱腰分别预留一根φ42小导管，L=0.8m，纵向间距3m，初支完成后对初支背后进行压浆。该段防排水措施也相应加强，环向排水管适当加密。
半超前小导管采用φ42×5mm热轧无缝钢管加工，管长4.5m。钢管前端加工成尖锥状，尾部焊加筋箍，管口段0.5m钢管不开孔，其余管壁上按15cm间距交错梅花形设置孔径8mm的压浆孔，尾部不少于0.25m不设压浆孔。采用风动凿岩机钻孔，成孔后高压风清孔，钻机推进顶管至孔底，注浆机注水泥浆。
4.4.2施工工艺要点
4.4.2.1小导管环向间距40cm，施作时小导管呈45°外插角打入岩体，尾部与拱架上部焊接牢固。
4.4.2.2小导管纵向排距为2m，施工时可以根据实际围岩情况调整超前导管搭接。
4.4.2.3注浆机注水泥浆，水灰比0.4～0.6，注浆压力0.5～1.0Mpa。
4.5洞身开挖 4.5.1开挖方法
塌方段变更段未开挖段YK0+973～+935段，变更V级围岩，采用中隔壁法（CD法）施工，先用挖掘机挖出松土，局部填土岩石破碎锤配合挖机掘进。单次掘进进尺控制在0.5m/循环，每天两循环，每天进尺暂定1m，人工配合机械出渣。V级围岩开挖步序见设计图纸《VA、VB级浅埋段围岩开挖图》。
中隔壁法（CD法）施工左部导洞1的开挖超前左部导洞2的开挖8m， 左部导洞1的开挖超前右部导洞3的开挖距离大于16m，右部导洞3的开挖超前右部导洞4的开挖大于8m，拆除中隔墙临时支护5延后右部导洞4的开挖8m以上，拆除中隔墙临时支护5后紧跟浇筑仰拱6。隧道仰拱一次开挖长度不超12
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过8m，二次衬砌与开挖面控制在35m以内，如地质围岩变化较大，缩短1部3部开挖长度至3~5m，控具体见CD法开挖步序平面图。
图4-5 CD法开挖步序平面图
4.5.2施工步骤
中隔壁法（CD法）施工步骤为：
开挖导坑上台阶，初期支护→开挖导洞下台阶，初期支护→剩余部分上部开挖，初期支护→剩余部分下部开挖，初期支护→拆除临时支撑→仰拱衬砌、回填→模筑拱墙衬砌混凝土。
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4.6钢架、锁脚锚杆及钢筋网施工
开挖掌子面初喷10cm厚C25混凝土后，立即进行钢拱架、钢筋网以及锁脚锚杆施工。
4.6.1钢架制作与安装
变更施工段，钢架I22b型钢拱架。钢拱架采用冷弯机械加工，分段在加工平台上焊接。采用装载机运至掌子面，人工配合装载机安装。架立钢板与工字钢采用焊接连接，架立钢板就位前，必须清除基底虚渣，必要时，可先浇注混凝土基座，以保证工字钢不下沉。相临钢架间设Φ22纵向连接筋，环向间距1m，连接筋与钢拱架焊接，每根连接筋沿纵向需要焊连，搭接焊缝长度单面焊不小于10d，双面焊不小于5d。钢架与垫板采用贴角焊，焊缝高不小于6mm。节点用螺栓就位后，连接板间应做三边围焊，以保证节点整体性。钢拱架与初喷混凝土之间要求密切接触，空隙处用混凝土垫块楔紧。
4.6.2钢筋网制作及安装
φ8@20×20cm钢筋网在洞外分块加工，洞内铺挂，并和钢拱架、锚杆焊接牢固，防止喷砼时晃动，减少回弹。
4.6.3锁脚锚杆施作
采用2Φ25锁脚锚杆，长度3.0m，施作时用凿岩台车或风动凿岩机钻孔，人工安装。施工时严格按照设计要求施作，施作时遵循尽量使锚杆穿透更多结构面原则。锚杆安装完毕其尾端焊接在钢拱架上，拱脚锁脚锚杆单侧增加至4根。
4.6.4喷射混凝土施工
4.6.4.1施工方法
采用湿喷法，混凝土在洞外用自动计量拌和站拌和、混凝土运输车运料，湿喷机分层喷射，每层喷射厚度5～8cm。 14
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4.6.4.2施工工艺要点
①喷射混凝土前，埋设标志或利用锚杆头外露长度以控制喷射混凝土厚度。 ②喷射砼施工时，系统风压应保证不小于0.5MPa，风量不小于10m3/min。 ③喷头距岩面距离0.8～1.2m，喷头垂直受喷面，喷初支钢拱架、钢筋网时，可将喷头稍加偏斜，角度大于70°。喷射路线先边墙后拱部，分区、分段“S”形运动，喷头作连续不断的圆周运动，后一圈压前一圈1/3，螺旋状喷射。
④砼喷射完毕表面应基本平顺。
⑤当岩面普遍渗水时，可先喷砂浆，并加大速凝剂掺量，保证初喷后，再按原配比施工。当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施，将水引导疏出后再喷砼。
⑥有钢筋网和型钢支护地段，要调整喷射角度，保证钢筋网和型钢背后喷射密实，杜绝出现空洞。在安装排水半管的地方，喷射时防止打破排水半管外膜。
⑦混凝土终凝到下一循环爆破作业时间不应下于4h。
⑧喷射混凝土终凝后2小时起，开始洒水养护，养护期不得少于7天。
⑨喷射混凝土表面要平整，2m直尺检查平整度不得大于5cm，且成圆顺状，不允许出现尖锐石块和其他突出物，便于防水板安装。
5、仰拱二衬施工
完成开挖及初支后应及时施作仰拱、二衬，仰拱、二衬及时跟进封闭成环，二衬滞后掌子面应不大于30m。
采用仰拱与填充先行于衬砌的施工方法，距开挖工作面距离符合相关要求。及时施作仰拱，起到早闭合，防塌方，同时能保证洞内道路的畅通，利于洞内排水。仰拱施做，势必影响到车辆的运行，为此采取防干扰简易平台做为过渡通道，以保证掌子面正常施工。
洞身衬砌采用12.0m整体大钢模板液压衬砌台车定位浇筑。钢筋洞外加工，洞内人工绑扎、焊接、机械连接。采用商品C30混凝土，砼搅拌输送车运输，输送泵泵送砼入模、机械捣固。
YK0+990~+973段初支已施作，IVA二次衬砌衬厚度不变，配筋加强，主筋由φ20@150调整为φ22@150。
YK0+973~+935段按照VB复合衬砌断面图进行施工，仰拱、二次衬砌厚度为50cm。
6、施工质量控制
6.1洞身开挖
洞身开挖采用人工辅助机械，软弱破碎围岩地段施工时严格贯彻“短进尺、弱爆破、强支护、严封闭、勤量测”的指导思想，科学组织施工，确保施工质量
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和施工安全。
严格按照设计文件及经监理工程师批准的施工方法进行施工，保证隧道按照设计方向与坡度及结构尺寸施工，做到不欠挖、不超挖。
严格控制欠挖，当岩层完整、岩石抗压强度大于30MP时并确认衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别突出部分（每1m2内大不大0.1m2）欠挖，但其隆起不得大于5cm，拱、墙角以上1m内。
6.2初期支护
施工支护紧随开挖面及时施作，以控制围岩变形和减少围岩暴露时间。 不同的围岩段，严格按施工图纸采取不同形式的施工支护。努力提高初期支护的施工质量，按规定检查锚杆的抗拔力和喷射混凝土层厚度，做到断面尺寸符合设计规范，支护结构稳定可靠。
建立监控量测小组，配备专用量测设备、仪表，按规定频率进行量测，准确、完整、及时收集数据，分析掌握围岩收敛和初期支护位移变化情况，描述工程地质，及时反馈信息，为施工提供科学依据。
软弱围岩地段施工时，加强超前地质预报，严格按设计进行小导管注浆、管棚预加固地层施工，以确保施工质量。
6.3洞身二次衬砌
衬砌施工时，其中线、标高、断面尺寸和净空大小均须符合设计要求。 6.3.1 模板工程
衬砌支架及模板应经过严格计算和检算，以保证其刚度。模板拼缝应紧密、不漏浆。混凝土施工中派专职人员进行检看，以确保施工质量。
不断改进立模、振捣、拆模等主要环节的工艺，保证混凝土内实外光，强度达到设计要求。
拆模时间应严格按模板操作工艺的有关要求做，以免人为造成混凝土结构的损坏。拆模时应谨慎小心，选择适当部位撬动模板，以防损坏混凝土的边角棱面。
6.3.2 混凝土工程
严把材料进场关，对水泥、砂石料外加剂及防水材料等均进行严格检测，检测合格方可用于混凝土工程施工，并对混凝土进行侵蚀性试验和抗渗性试验，以确定混凝土的掺合剂及其配合比是否满足设计的技术要求。
严格执行混凝土操作细则，实行责任挂牌制，施工采用微机控制的自动计量混凝土搅拌设备，并设专门技术人员和质量检查人员负责技术指导和质量监督。
严把混凝土的“配制、搅拌、运输、浇筑、养护”五关，确保混凝土工程质量，保证结构内实外美。
防水混凝施工应连续浇筑，尽量减少施工缝，隧道拱顶及仰拱不留纵向施工缝。 16
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泵送混凝土施工时，混凝土的供应保证输送泵能连续工作，输送管线接头应严密不漏气。每次混凝土施工完毕后应立即用高压水冲洗管道内残留混凝土，以免造成管道堵塞。
混凝土浇筑完毕后，及时进行养护。
五、施工安全保证措施
1、施工的危险源和可能发生的安全问题
1.1隧道坍方特点及预防措施
该段隧道洞顶粘土及泥岩夹带破碎层厚达8m，隧道洞顶中风化岩层厚度最薄仅为1m，且地表原为水田、鱼塘，隧道埋深浅，施工中要加强地表沉降观测、开挖后围岩收敛和初期支护受力变形观测，根据监测资料及时采取预防措施，确保施工安全。隧道施工过程中，可能发生坍塌、冒顶、有害气体中毒、突发大量涌水涌泥、透水等事故，可能造成以下后果：
1.1.1施工人员受到打击、被坍塌土体掩埋以及因中毒、爆炸、淹溺等造成人身伤害。
1.1.2施工人员被困在洞内，如不及时解救，会因缺氧、缺水和缺食等危及生命安全。
1.1.3工程实体遭受破坏，施工机械设备、物料、通风设备、电线路等遭到损坏。
2、塌方前兆
围岩的变形破坏、失稳坍方，是从量变到质变的过程，在量变的过程中，必然会在围岩的工程地质和水文地质特征及岩石力学上反应出一些征兆。因此，根据这些征兆来预测围岩的稳定性，进行地质预报，从而保证施工的安全，防治隧道坍方。围岩的变形破坏、失稳坍方，有以下一些征兆。
2.1遇特殊和不良地质条件，如断层及其破碎带、滑动层、溶洞、陷穴、古河槽、堆积体、流沙、淤泥、地下水、松散地层等稳定性差的围岩。
2.2水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、涌水量增大、水质由清变浊（地下水将断层泥带走）等都是即将发生坍方的前兆。
2.3开挖面上有可能不稳定块体出露，尤其是小断（夹）层或其它软弱结构面和围岩的节理裂缝构造可能不稳定块体的出露处，往往是局部围岩坍方的部位。
2.4拱顶不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生坍方。
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2.5岩石裂缝旁出现岩粉或洞内无故发现有岩粉飞扬时，也说明可能即将发生坍方。
2.6围岩发生裂缝，并逐步扩大，很可能要发生坍方。
2.7支护受力（敲击发声清脆有力，拱架接头挤偏或压劈等）变形甚至发出声响时，说明围岩压力增大，有坍塌的可能。
2.8喷射砼出现大量的明显裂纹，亦说明围岩压力增大，有可能出现失稳坍方。 2.9围岩或隧道支护，拱脚附近的水平收敛率大于0.2mm/d，或拱顶下沉量大于0.1mm/d，并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定的状态。
3、坍方预防措施
3.1在出渣完成后，进行通风，然后用挖掘机械对岩面做第一次安全排查，对松动围岩进行敲邦问顶，清除掉不稳定的岩石（严禁用挖机在掌子面下扣、敲欠挖围岩），支护人员应该选用从事过开挖、支护作业、经过正规培训的有经验的工人进行排险工作，排险时应站在前一般初期支护下，向前排险；从排险～支护过程中，安排专人观察围岩变化情况，是否倾听围岩有掉、裂声音，及时按特定信号通知人员、设备撤离。
3.2对前一循环初期支护检查，如发现扭曲、压屈等现象或征兆时，必须及时采取加固措施，必要时应使其他人员迅速撤至安全地带，防止坍塌造成伤亡事故。
3.3在架设工字钢前，应采用垫板等将钢拱架的基础面垫平，架设时应采用纵向连接杆将相邻的钢拱架连接牢固，在拱脚打拱脚锚杆固定好钢拱架，防止钢拱架倾覆或扭转等事故。在紧固钢拱架顶部连接螺栓、楔紧钢拱架时，作业人员应正确的姿势站立在平衡、牢固的台车上，应克服麻痹思想，防止发生工人坠落事故。
3.4拱架架设完毕后，先用Ф22连接筋按间距1m连接并焊接在工字钢上，然后打锁角锚杆，在打锚杆过程中应避开岩体有裂缝及易掉渣处。
3.5开挖掌子面出完渣排险后，及时进行初喷，初喷厚度符合要求。在后续锚杆施作、钢拱架和钢筋网片安装、超前小导管、喷射混凝土施工时，要注意观察围岩情况，当出现异常时及时撤离。
4、 隧道施工安全保证措施
4.1完善洞外排水系统，进行地表加固，并严格按“短进尺、强支护、严封闭、勤量测”的原则施工完成洞内施工，确保安全。
4.2所有进入隧道施工的人员，要进行登记，严格执行隧道施工的规定，必须按规定配带安全防护用品。
4.3严格按喷锚构筑法组织施工，根据围岩类别严格按设计进行施工支护，坚持监控量测，按反馈信息指导施工，严禁盲目冒进、草率支护、冒险施工。
4.4各施工班组间，上下各道工序间，建立完善的交制度，在交时交18
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人应将本班组工作情况及有关安全措施向人详细交待，并做好交记录。
4.5洞内作业面狭窄，机电设备多，管线多，作业面多，设专人负责统一组织指挥，按安全规则操作，合理布设管线，洞内要有充足的照明，除成洞地段架设220V电线外，其它地段照明均应设36V安全灯，其它动力线用橡胶绝缘电缆。
4.6在隧道洞口或适当处所，应设置急救材料储备库，储备防火、防水、支撑材料及各种适用工具等。
4.7隧道如有塌方险情，立即在危险地段设立明显标志或派专人看守，并及时采取处理措施。
4.8对特殊及不良地质段隧道施工，采取地质超前预报技术，提前掌握地质变化情况，有针对性地制定切实可行的安全施工细则，采取防范措施，并加强施工中的安全监控。
4.9进入隧道的内燃机械与车辆，选用柴油发动机，并安装尾气净化装置。 4.10无轨运输的运输车辆规定限速15km/h行驶。
4.11车辆洞内行驶时严禁超车，同向行驶时，前后两车距离不小于20m，洞内能见度较差时，加大间距。
5、隧道监控量测
5.1量测目的
为了及时掌握施工中隧道围岩和初期支护变形收敛程度，确保洞内开挖安全及施工安全，本隧道必须进行监控量测。其目的是进行隧道日常的施工管理，经对量测数据分析处理与必须的计算判断后，进行预测和反馈，以保证施工安全和隧道稳定，并为今后设计和施工提供依据。
5.2量测项目
5.2.1工程地质及初期支护状况的观察； 5.2.2水平净空收敛量测； 5.2.3拱顶下沉量测； 5.2.4锚杆抗拔力； 5.2.5地表下沉量测；
5.2.6钢架拱内力及外力量测； 5.2.7量测程序与方法。 5.3量测程序
埋设测点→第一次量测→第二次量测→„„→数据处理→工作面及量测断面状态评价→稳定性判别→支护参数是否修改→工作完成否→结束。
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5.4量测方法
5.4.1 地质和初期支护状况观察
每次开挖后，专人对开挖工作面地质情况观察，并作出描述，作好记录。记录其里程、位置、岩层走向与隧道轴线交角、地质特征、渗水情况等。支护后1天～3个月对支护进行观察。
5.4.2 水平净空收敛量测
在各围岩中采用收敛仪对开挖后围岩和支护水平收敛进行量测。 5.4.3 拱顶下沉量测
在开挖支护以后，在拱部埋设测点，用精密水准仪测量拱顶下沉量。 5.4.4 锚杆抗拔力
在锚杆施工后孔内浆液终凝达到设计要求时，用锚杆测力计每10~50米选择一个断面，每个断面上测三根锚杆，量测锚杆抗拔力是否符合设计要求。
5.4.5 在隧道洞身开挖过程中，对地表相对洞内里程点，地表每5设一个断面，每断面至少埋设3个测点，用精密水平仪水准尺进行量测，用于指导洞内安全施工。
5.4.6 每10～50m抽一榀钢拱架用测力计进行量测。
监控量测测点布置，量测频率和方法详见监控量测设计图《隧道现场监控量测项目及量测方法》。
5.5测点埋设
洞内：收敛量测采用钢筋，前端钻一直径10 mm的孔，后端做成间隔10mm一段的锥形，长度30厘米，用电钻或风钻钻孔，用砂浆固定在测点位置上（有钢架支护时，可焊在钢架上）。拱顶下沉量测，在拱顶埋设30厘米长的钢筋，端部外露，也可焊在钢架上。
地表:YK0+990~+935段地表埋设监控量测点，单排5个点，横向间距3m，排距5m，为防止点位沉降便宜，采用混凝土基础包裹钢筋头，洞内监控点尽量与地表同一断面。
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5.6量测数据的分析、处理
现场量测数据应及时绘制位移~时间曲线（或散点图）图5-1，时间的横坐标下，应注明施工工序和开挖工作面距量测断面之间的距离。当位移一时间曲线趋于平缓时，应进行数据处理或回归分析，以推算最终位移值和掌握位移变化规律。当位移～时间曲线出现反弯点，即位移出现反常和急骤增长现象，此时表现围岩和支护已出现不稳定状态，应加密监视，并适当加强支护，必要时应立即停止开挖，并进行施工处理。 位移(mm)位移(mm) 正常曲线 正常曲线 反常曲线反常曲线 图5-1 时间-位移曲线和距离-位移曲线 5.7允许相对位移值 时间(d)距离(m)隧道周边任意点的实测相对位移或用回归分析推算的最终位移值均应小于下表所列数值。当位移速度无明显下降，而此时实测相对位移值已接近表中规定的数值，或者支护混凝土表面已出现明显裂纹时，必须立即采取补强措施，并改变施工方法或设计参数。隧道周边允许相对位移值（%）。
表5-1 隧道周边允许相对位移值（%）
围岩类别 V 覆 盖 层 厚 度 （m） <50 0.2-0.8 50～300 0.6-1.6 300～500 1.0-3.0 注：相对位移值系指实测位移与两测点间距离之比，或拱顶位移实测值与隧道宽度之比；脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值，本表所列数值可在施工中通过实测和资料积累作适当修正.
5.8隧道监控量测流程 22
分析研究地质勘测资料 制定监控量测计划 中铁十八局集团有限公司 金童路南段道路及配套工程 火风山隧道YK0+990~+935段塌方处理专项方案
5.9量测管理
为加强隧道监控量测和施工测量管理，成立专门的领导小组，详见隧道监测及预报小组机构图。施工测量及量测工作由测量小组负责，暂定员三人，属工程部管理。施工测量机监控量测严格执行设计图纸和相关技术规范要求，并注意以下几点：
5.9.1测点要牢固可靠，易于识别，并要妥善保护。 5.9.2量测的仪器必须符合精度要求。
5.9.3实际测点布置图；量测记录汇总及围岩位移~时间曲线图；经量测需变更设计和施工方法地段的信息反馈记录；应纳入竣工文件。上述资料必须专人妥善保管。
5.9.4隧道现场监控量测项目、量测频率及量测方法详见设计图纸《隧道现场监控量测项目及测量方法》。
6、隧道塌方应急预案
1、总则
隧道坍塌是指隧道施工中遇软弱或破碎围岩发生突变时引起的较大及以上规模的土石塌方事故，是隧道施工中较为常见和严重的地质灾害之一，一般情况下会造成较大的经济损失，有时还会引起施工人员的伤亡，给施工单位造成无法弥补的损失，因此在施工中应引起项目队高度重视。当遇软弱破碎围岩或地质条件发生突变时，应及时采取相应的施工技术措施，以防止隧道坍塌带来的严重损失，做到防患于未然，确保不发生任何隧道坍塌事故；当发生隧道坍塌时，应尽量保
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证避免人员伤亡；若发生人员伤亡时，应采取积极的抢救措施，控制隧道坍塌带来的损失，减少人员伤亡程度，积极组织人力、物力、财力弥补坍塌损失，尽快恢复正常施工生产。
2、应急小组组织机构及职责
组 长：李建华（项目经理）
副组长：黄立桓、陈坤（项目副经理）、赵建宇（项目总工）
成 员：冯永生、胡亚军、陈禹林、罗志翔、吴晓志、刘海、廖智佳、黄彬 2.1组长职责：
对项目的安全生产负全面领导责任和直接领导责任。 应宣传、贯彻执行各种安全生产法律、法规及制度。 定期向企业职工代表大会报告安全生产情况。 贯彻和落实各级安全生产责任。
定期听取安全情况汇报，研究和解决施工生产中的安全问题。
负责审批隧道防止坍塌施工安全技术措施，积极采纳合理化建议，总结推广安全生产中的新技术、新工艺、新设备。
组织大型安全检查和安全活动，加强安全教育。
组织发生坍塌事故时的抢险救援工作，并主持重大伤亡事故的调查分析，提出处理意见和改进措施，并督促落实。
2.2副组长职责：
在组长的直接领导和指挥下进行各项安全工作，对项目队施工生产的安全负具体领导责任。
认真贯彻执行安全生产的各项法律、法规、制度、标准和条例，负责制定和落实隧道防止坍塌施工安全技术措施。
不违章指挥，经常组织安全检查，清除事故隐患。 制止违章作业。
坚持对职工进行经常性的安全教育。
发生安全事故时，组织并领导抢险救援工作，及时上报，参加伤亡事故的分析、调查处理，总结经验教训。
2.3成员职责：
在项目领导下，认真执行各项安全生产施工技术措施。 对安全生产积极提出合理化建议。
当发生坍塌事故时，在应急小组领导的指挥下，进行各种抢险救援工作，积极参加事故原因的调查、分析，总结经验教训，防止类似事故的再次发生。
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3、应急抢险设备、物资
3.1项目办公室（办公室主任负责调动使用） 抢险车辆二台、通讯电话二部。 3.2项目物资部
钢拱架（提前加工）、钢管管棚钢管、锚杆、锚固剂、喷浆设备及材料（现场拌制）
4、预防措施
4.1技术人员依据设计图纸、相关隧道施工规范进行技术交底，认真领会设计意图，严格要求开挖衬砌班按技术交底施工。
4.2开挖掌子面应及时布点，实行监控量测。对拱部下沉、两侧收敛/鼓胀、中间弯折及发生位移时进行回归分析，及时反馈至项目和技术部指导前方施工作业。
4.3隧道开挖支护应具有超前性、及时性和实效性。根据不同类别围岩性质，依照设计及时施作支护，确保围岩开挖后稳定，防止围岩变化而引起坍塌。
4.4当遇到与设计地质不相符，而围岩自稳力又极差，极易坍塌时，现场必须立即采取果断支护措施，在确保施工人员生命安全的情况下，及时进行封闭支护，防止围岩变形扩大，引起坍塌。
4.5支护相对稳定后，及时向监理、设计院上报，根据现场实际地质情况采取相应的变更设计施工支护措施，以防止隧道坍塌，确保施工人员安全及施工生产顺利进行。
4.6若现场无法及时进行封闭，而又无法保证施工安全，或已有明显坍塌预兆时，现场安全员、领工员或工班长，必须立即组织人员撤离可能坍塌危险区，在撤离时，应保持秩序，危险部位先撤出的原则，严禁出现乱拥、乱挤的现象，以防止其它意外事故的发生。
4.7所有人员撤出坍塌危险区域后，现场安全员在安全位置负责观察围岩变化情况，同时设置安全警戒线，防止其他人员进出危险区域。
4.8立即通知项目经理、副经理、总工程师及相关人员立即赴现场处理，采取相应的施工技术措施，防止坍塌，确保施工人员生命安全，保障正常施工顺利进行。
5、应急处理措施
5.1当发现坍塌时，发现人应及时发出警告信号，在危险区域的人员立即撤离，同时禁止其他工作人员接近或进入危险区域。
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5.2工作人员撤离至安全位置后，及时清点现场施工人员数量，查看有无人员伤亡情况。
5.3现场负责人或值班安全员、工班长等立即报告项目队领导，并立即启动应急抢险程序。
5.4当发生人员伤亡时，立即采取紧急救援工作，救援时必须2人以上进行防护，在确保救援人员无生命安全威胁的情况下进行抢救工作；若坍塌继续无法救援时，则在安全位置守侯待命，以便及时进行抢救，抢救过程中一定要保证抢救人员的生命安全，防止坍塌损害进一步扩大。
5.5当抢救出伤员时，根据伤员人数、受伤程度，由医务人员在现场采取相应的救治措施，采取“先重后轻”的原则及时将伤员送到医院进行抢救、治疗。
5.6若坍塌特别严重，自身救援能力有限时，应立即上报地方或相关救助部门，请求紧急救援，同时做好相关配合救援工作。
5.7现场采取与坍塌程度及范围相对应的施工技术措施，控制坍塌的进一步发展。在确保施工人员安全的环境下，积极进行坍塌处理，尽快恢复正常施工生产。
5.8根据伤亡程度及时向上级机关汇报坍塌损害情况，等待上级指令或进一步调查、处理。
6、成立坍塌事故调查处理小组
6.1 对一般事故由项目部事故调查小组进行分析事故发生原因，同时做好记录、总结施工中的经验教训，防止类似事故的再次发生。对相关责任人按企业规章、制度进行处罚。做好相关善后工作事宜，并按规定及时上报相关部门。
6.2若为重大或特大事故，根据国家和地方各级部门相关法律及条例的规定，立即上报地方或相关部门，等待上级事故调查小组的调查、处理，同时配合做好相关善后事宜和工作
六、劳动力计划
1、管理人员配置
隧道工程师2名，测量工程师4名，施工员4名，安全工程师1名，安全员2名，质检工程师1名，实验工程师1名
2、作业人员配置
开挖班：20人，人工配合机械开挖，两班制 支护班：30人，两班制
钢筋、二衬班：40人 两班制 杂工：5名 洞内文明施工 26
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七、计算书及相关图纸
1、隧道塌方地表注浆图7-1； 2、塌方段管棚支护图7-2；
3、Ⅴ级围岩半超前小导管预支护图7-3； 4、隧道塌方体C25喷砼封闭示意图7-4
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