特长隧道独头掘进通风施工工法

特长隧道独头掘进综合式通风施工工法

一、前言

施工通风一直是困扰特长隧道施工的难题，严重影响施工进度、施工安全和施工人员身心健康。明月山隧道全长6700米，分左右线,进口独头掘进近4000米。施工单位采用永临结合、压入式抽出式、射流无风门式、大直径拉链式PVC软风管等多种方式和设备成功解决了长隧道施工通风问题。

二、工法特点

三、适用范围 四、工艺原理 五、施工工艺 六、机具设备 七、劳动组织 八、质量控制 九、安全措施 十、效益分析 十一、工程实例

明月山隧道通风竖井,井筒中心位于左线K8+650左侧垂直距离50。375m处,竖井标高为：井口设计高程6.00m，井底高程411。00m,井深278m,净宽7.4m.联络通风道为167。82m。通风井中设有中隔板,将井筒分为两部分,一侧为送风道，另一侧为排风道。中隔板钢筋混凝土构成,厚30cm.

明月山隧道通风竖井，井筒中心位于左线K8+650左侧垂直距离50.375m处，竖井标高为：井口设计高程6.00m，井底高程411。00m,井深278m，净宽7。4m。联络通风道为167。82m。通风井中设有中隔板,

特长隧道独头掘进通风施工工法

将井筒分为两部分,一侧为送风道,另一侧为排风道.中隔板钢筋混凝土构成，厚30cm。

二、施工工序 1.施工准备

施工准备工作主要有技术工作准备、工程准备、材料设备准备、劳动力的准备、对外准备工作,具体内容如下：

（1）做好技术交底工作.为了确保本工程的优质、高速、安全、低耗，我们准备先分级做好技术交底工作，交底的内容包括本工程的情况、施工组织设计的主要内容和项目经理对本工程的总体部署、各工种各工序的作业设计交底、本工程应注意的安全、文明施工和周围环境情况，分层分项交底最后落实到责任作业长和操作工人头上。

（2)完成测量实测及测量定位工作。根据建设方提供的水平座标、水准点及设计总图，做好测量总控制,建立适合本工程的测量定位网络和标高控制网络，设制基准点，对工程进行定位放线。其中重要的控制座标要做成相对永久性的座标点。

（3）落实施工设备和材料供应并组织进场。按照设计图纸和施工组织设计及时提供材料计划，供应部门及时组织并提供合格材料、产品且必须附带材料合格证及相应材质复检报告。工程所需材料、机具设备根据施工进度组织进场，以满足施工需要。材料进场后，合理堆放，避免现场二次倒运并采取相应的防护和保管措施。

（4）按劳动力计划组织人员进场，并对所有进场人员进行各种必要的技术培训工作。

（5)完成井口场地平整及工业临时设施.主要为卷扬机基础、压风机基础、稳车基础、井架基础、卷扬机房、压风机房、稳车棚、临时变电所和炸药库及循环水池.其中基础开挖量为550m，浇灌砼量为480m。为保证压风机及施工用水，需用红砖砌筑一7m×3m×1。5m（长×宽×高)的蓄

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特长隧道独头掘进通风施工工法

水池,水池内外采用2cm厚砂浆抹面.

由于工程量较大，在井筒锁口段施工的同时,进行卷扬机基础、压风机基础、稳车基础、井架基础的施工，基础施工完后同时进行卷扬机房、压风机房、稳车棚、临时变电所和炸药库的施工,以确保工程工期.

（6)完成凿井设施的准备工作.

通风井工程的凿井设施、设备及其布置,涉及因素多，难度大，是一项技术比较复杂的工作，也是本次施工极为关键的工作之一.确定主井凿井机械装备见表。

通风井工程凿井机械装备表

项 目 凿 岩 装 岩 井 架 卷 扬 提技 术 特 征 YT28凿岩机15台 0.6m长绳悬吊式抓岩机2套 Ⅲ型凿井井架 JK—2.5/20 333出碴容器 2m吊桶（施工准备期配2个1 m吊桶) 升 吊盘、溜灰10t稳车5台,5t稳车2台，3t小卷扬管及其他 1台，1t小卷扬1台 抓岩机 翻 矸 排 水 通 风 测 量 模板 砌筑砼 模板 10t频繁升降稳车1台 坐钩式自动翻矸 风泵（10 m)、吊泵(扬程300m) 28KW轴流式通风机 全站仪 整体模板(井筒砌筑砼） 成型式木模板（施工准备期用） 3配料机 PLD—1600一套 特长隧道独头掘进通风施工工法

搅拌机 JS—1500一台 搅拌站 HD35 砼下料 溜灰管 Ф159 喷射砼 吊 盘 安全梯 混凝土喷射机2台 双层吊盘Ф7400mm 自制 ①施工设备布置

凿井施工作业装备自下而上依次为：吊盘、封口盘、井架、翻矸平台（安装自动翻矸装置及相应的矸石仓和排碴系统）、天轮平台及相应的卷扬稳车提升系统、砼搅拌站和一些辅助设施。

②井筒布置

井筒施工采用卷扬单钩提升，出碴时配备1台0.6m的长绳悬吊式抓岩机（配NZQ-0。6抓斗二台，其中一台备用）和2个2m的吊桶。排水采用风泵排水随装碴吊桶提出井口。其它悬吊设施包括风、水管各一趟，Ф400 mm 铁皮风筒一趟，通讯、信号、照明、爆破电缆各一趟，通讯、信号电缆附在铁皮风筒上,照明、动力电缆附在风水管上,爆破电缆采用单独悬吊方式.

③吊盘

它是竖井施工时重要的工作盘，它既为前期掘进、砌筑砼、喷射砼等施工的工作平台，又可用于后期安装。本次井筒吊盘设计为直径7.4m，层高2。3m的钢结构双层吊盘。

④封口盘

封口盘采用钢结构。井口盘高出地表300mm。井盖门按电动井盖门设计,采用1t小卷扬配直径为5.7钢丝绳，通过翻矸平台上的导向滑轮开启井盖门.

⑤凿井井架及附属设施

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凿井井架采用Ⅲ型钢管井架，角距跨度12.00m，井架高21m，井架自重约40吨。井架上下各部分之间的联系由井口至翻矸平台、天轮平台安装三段扶梯。井架翻矸平台设在高度为6。6m处。

2。锁口段施工

竖井表土层厚度为5m，根据设计，井筒上部第一个壁座设计在+681。0m（即sk0+008）处,由于井口设计标高比地面标高0。59m，故竖井锁口段实际开挖深度为7.41m。又由于永久性井架及井筒施工设施尚未形成，故此井圈掘进采用人工配合挖掘机进行施工，即利用挖掘机进行前5m开挖,并进行喷砼稳定表土层。待余下2。41m岩石爆破后,利用人工配合挖掘机出碴。锁口段开挖成型后,再由下至上进行初期支护，待初期支护完成后，即可进行本段二次衬砌砼的施工。井圈锁口段二次初砌支护采用成型组合式钢模板，模板高1。3m，为保证井筒掘进方便施工,预先多进行2m的爆破但不出碴，先在井筒碴面上找平工作面，后在工作面上立模浇灌砼。由于表土的结构松散，裂隙发育，吸水性较强，为减轻井壁压力，增加井壁的稳定性，对井口地表降水要设专门的排水沟及时排出；地表作防渗处理，减少渗水；锁口段施工尽量避开雨季,并尽快成井。

3.sk0+008～sk0+030段施工

在进行锁口段二次衬砌砼最后一模时，预先埋设临时井架所需预埋件，即利用二次衬砌砼做临时井架基础.待二次衬砌砼达到设计强度后，即可采用临时井架提升系统进行前30m的开挖.掘进过程中,采用人工装碴,临时井架系统（配1m吊桶)出碴。当吊桶装满碴后提到井口后卸碴。

4。永久井架安装

井架制作完毕以后，移至井口附近进行拼装。拼装完毕后,用2台10t的稳车配合2辆25t的吊车进行井架的安装。先用吊车从井架顶端两侧同时起吊,吊至井架倾斜45°时，由稳车从另两侧进行配合,直至井架直立起来，再缓慢移至井架设计位置.然后把井架底脚与基础固定,井架安装完毕。

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井架安装完毕后，即可拆除临时井架系统，并进行天轮安装、吊盘安装及锁口盘的安装。

5。 sk0+030以下开挖及初期支护

完成全部凿井设施的悬吊布置以及所有施工前的准备工作（地面及井下的配套设施）后，即可进行井筒的施工。井筒施工采取掘砌交叉作业的施工方式，掘进时根据岩石的性质及施工情况，进行井壁初期支护，一次初期支护段高为1~2米;待掘进至第二个壁座位置时,从第一壁座开始由下向上进行二衬砼施工，一次衬砌长度4.5米，以此类推掘进至第三壁座时从第二壁座开始进行二次衬砌。

(1）钻眼

钻眼采用YT28凿岩机钻眼，眼深2。0m。为确保施工质量，井筒掘进采用全断面光面爆破。井筒掘进炮眼布置数量间距等视围岩类别适当调整,以达到良好的光爆效果.减少超挖量。

(2）装药

主井井筒掘进时掏槽眼、辅助眼及周边眼均采用连续装药方式。 （3)起爆

主井掘进施工在井深30m以内时，由导爆管引至地面用火雷管起爆。30m以下井筒爆破时，由于吊盘已安装完毕，为了确保安全，故用电雷管引爆。

(4)出碴

井筒出碴时采用长绳悬吊式抓岩机抓碴，JK—2.5/20卷扬提升2m吊桶出碴。

（5)初期支护

井壁初期支护为喷射混凝土锚杆钢筋网：井筒毛断面掘到设计尺寸后,在喷射混凝土前，对井壁松危岩石进行清除，并除去附在井壁上的粉尘。然后进行喷射混凝土，作业时本段支护从下向上进行，第一次喷射厚度40mm,等喷射混凝土达到一定强度后,打锚杆眼,安装锚杆，格栅钢架，挂

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钢筋网，再进行喷射混凝土作业，直到达到设计的喷射混凝土厚度。进行初期支护的段高Ⅱ、Ⅲ类围岩为1。0m，Ⅳ类围岩为3-5m，可根据围岩的稳定性作适当调整。

6.二次衬砌

由于利用竖井进行风井联络道出渣效率低,工期长，所以只施工排风和送风道的15米,以确保马头门段的衬砌，其余段利用主洞出渣。井筒二次衬砌与开挖交叉作业，从最上面壁座开始由下向上进行二次衬砌,上面一段衬砌结束后，模板随吊盘移至下一壁座开始由下向上衬砌，以此类推，全部二次衬砌施作完成后再由下至上施作井筒中隔墙部分。

井筒底部至最下部壁座二次衬砌模筑砼施工时,首先从两个马头门开始安装防水板、排水管、绑扎钢，安装模板，确认符合设计要求，然后进行混凝土浇灌。砼浇灌分层进行，每层厚度不超过400mm。浇灌工作连续进行，间歇时间不超过砼的初凝时间。浇灌时对称作业，以避免模板受力不均产生位移.捣固采用插入式振动棒，振动棒要插入下层砼50～100mm，振动时间为20~30秒，下插要快,上拔要慢,不要触及模板和预埋件。

井筒内混凝土浇灌采用整体钢模板，第一次浇灌4.5米高砼,等混凝土初凝（不发生塑性变形）后，拆除钢模板。接着安装上一层模板，搭接到前一次浇筑的砼上，搭接高度为20cm。安装完模板后浇筑第二次砼，浇筑高度为4.3m。依次循环。井筒内混凝土浇筑除锁口段外 共分为三次浇筑,第一次为sk0+008~sk0+127段混凝土浇筑；第二次为sk0+127～sk0+213段混凝土浇筑；第三次为sk0+213~sk0+278段混凝土浇筑。

砼料搅拌及输送:井口工业场地上设有砼搅拌站，配制砼的骨料严格按砼设计配合比进行配制。搅拌站搅拌好的砼料通过溜灰管下放到砼施工地点。

7。中隔墙施工

中隔板砼浇灌采用定制组合钢模板,人员站在吊盘上组装钢模板,每块钢模板高1米,第一次拼装2米高。浇灌2米高砼，等混凝土初凝（不

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发生塑性变形）后,拆除下一层模板。上面一层模板留作下一循环二次衬砌模板的底座.人员站在吊盘上拆除一层下部模板，马上安装一层上部模板.安装完2米高模板后浇筑第二次砼，依次循环.中隔板钢筋与井筒二次衬砌砼间采用锚杆形式连接,并焊接牢固。

8.联络通风道施工

排风、送风联络通道马头门段15米利用竖井出渣送料，完成此段的开挖、初期支护和二次衬砌，开挖采用钻爆法；出渣采用斗车送至吊桶，通过竖井提升出渣；初期支护采用挂网锚喷防护；二次衬砌采用工字钢拱架，组合钢模支撑，人工浇筑。其余段利用主洞出渣、运料,完成开挖、初期支护和二次衬砌,开挖采用钻爆法;出渣采用装载机运渣至主洞，初期支护采用锚喷防护;二次衬砌采用工字钢拱架，组合钢模板，泵送砼浇筑。

明月山隧道通风施工方案

一、工程概况：

本工程为沪蓉国道主干线支线（GZ55—1）垫江至邻水高速公路DL1合同段,是国道主干线上海至成都公路支线的重要组成部分。本合同段隧道起于川渝交界的明月山(K7+700）,止于K10+973,其中明月山隧道是本标段的重点工程，该隧道左线独头掘进长度3273m,右线独头掘进长度3270m，其中距邻水端洞口左线2323m处设有一竖井,深277。41m。 二、施工通风：

隧道通风就是将钻孔、爆破和出碴产生的有毒有害气体、出碴设备排出的尾气、油烟和粉尘在较短时间内排出洞外，并将新鲜空气输送到施工作业面，隧道通风是保证隧道施工安全和提高工效的一项重要措施. 1、风量计算

1.1按洞内同时工作的最多人数计算，需风量Q为： Q=Kmq(m/min）

q-每个工作人员需要的风量，取3m/min;

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m－同时工作的最多人数，取56人; k-风量备用系数，取1.1；

Q=Kmq（m/min）＝1.1×56×3＝184。8m/min

1。2按同时爆破的最多炸药量计算所需风量Q为： Q=7。8×t×（ASL）

—１

22

１／３

3

3

（m/min）

3

A—同时爆破的最多炸药（kg），实际为288kg; S—坑道的净断面积（m）,实际为80.96m; t-爆破后的通风时间（min)实际为240min；

L-坑道长度（m），最大按2323m考虑； Q=7.8×t×(ASL）

/３

-１

22

１／３

2

2

(m/min）＝7.8/240×（288×980.96×2323）

322１

≈704。52m/min

1.3通风机需供风量QG为： QG＝k176Q/P

k1—风管的漏风系数，取1。70；

P—与海拔高度相应的大气压力（cmHg柱），为72cmHg柱;

QG＝k176Q/P＝1.7×72×704。52/72≈1179.684（m/min）

2、风机选择

根据计算风量选择风机:

风量应≥1365m/min,结合施工经验，风压应≥1000Pa以上,正常情况选择

SDF©—NO12已满足施工需要.

转风机 型号 速速度 (r/mi（P(m3/min（m3/mi率（kw） 电机功压 量 效风高点功用 风 风 高最最大配3

3

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特长隧道独头掘进通风施工工法

n） 高 a) 610～4100 295~1900 160～1095 1378～5355 629~2445 355～1375 ） 1000~1980 690～1345 0～n）量 155107 率(kw) 1480 9855×2 速 0 1098 33。17×2 5 SDF中速 ©-№11 低 速 高 0 750 1480 980 750 825 1006 1550~2912 1052~1968 840～1475 23815 8×2 216 速 中速 低速 5 1610 1208 67.SDF©-№12 110×2 34×2 5 28。16＊2 4

由于本隧道在左线进洞2323m处设有一竖井，所以通风采用两套方案，2323m前采用混合式通风，通风管布置详情见图1。 3、1800m内通风方案：

在两个主洞口各安装一台2×110KW轴流风机(风量2912m/min，风压5000Pa），通风管采用Φ1800mm阻燃高强软风管进行压入式通风，在瓦斯段安装1台37KW射流风机进行压出式通风，详见图2。

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挂钩隧道中线通风管ф18020基底标高排水沟600

图1 洞内通风管布置示意图

4、1800m～2360 m段通风方案:

1800m～2360 m段采用混合式通风，洞口设110KW×2的轴流通风机向洞内压风,洞内1500m和750m处各设一台射流风机向洞外压风,形成循环.详见图3。 5、2360m后通风方案:

2360m后利用竖井通风，在竖井底口设两台2×110KW轴流风机向两个掌子面压新鲜风，详见图４。

采用以上通风方式要确保洞内风速不小于0.15m/s,空气中瓦斯浓度不超过0.5％。

衬砌台车K10+973隧道洞口掌子面φ1.8m风管≥30m2×110KW轴流风机 30～50m

图2 1800m以内通风系统布置示意图

100mK9+47337KW射流风机37KW射流风机掌子面K10+973φ1.8m风管≥30m2×110KW轴流风机 30～50m图3 1800～2360m

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段通风系统布置示意图

K8+650竖井φ1.8m风管2×110KW轴流风机封闭衬砌台车K10+973隧道洞口掌子面37KW射流风机30～50m37KW射流风机 图4 2360m后通风系统布置示意图

三、施工通风保障措施：

1、选用合理的通风设备,根据隧道长度、隧道断面及瓦斯含量，计算出所需通风量，

然后根据所需风量，确定启动风机数量.

2、成立通风管理小组,建立专人管理制度，左、右线分别设专职人员负责风机起动

运行，并定期对风机、风管及线路进行检查，发现问题及时进行处理；设专职维护人员，每日对通风管进行检查，确保风流畅通,无漏风，以保证各作业面有良好的作业环境.

3、每台风机设电源,确保施工断电通风机能正常供风.

4、备用一定数量的通风机、通风带及发电机，确保风机损坏和停电后能尽快恢复

通风。

中铁十二局集团有限公司

垫邻高速公路DL1合同段项目经理部

二○○六年五月一日

特长隧道独头掘进通风施工工法

DL01合同段竖井通风施工方案

一、工程概况:

本工程为通风竖井，井筒中心位于左线K8+650左侧垂直距离50。375m处，竖井标高为:井口高程6.00m,井底高程411.00m，井深277。41m，净空直径7.4m.联络通风道167。82m。 二、施工通风：

由于竖井较短且竖井筒身自身有抽风的效果,所以本竖井施工采用压入式通风方案。根据井筒断面大小及每循环炮眼个数、装药量、通风时间,理论计算工作风量为1200m/min，在井口设一台30KW轴流式通风机，通风管采用Ф300mm的阻燃高压软式风管，风筒末端超过下层吊盘，详见图1。

施工中发现有风管破损时,立即进行修补，确保不中断供风，保证正常施工。为减少洞内烟尘，出碴前，根据情况，可在碴堆面洒水降尘、通风以达到最佳效果。

20～30m吊盘封口盘30KW轴流风机3

特长隧道独头掘进通风施工工法

图1 竖井通风示意图

三、施工通风保障措施:

１、选用合理的通风设备，根据竖井长度、竖井断面及瓦斯含量,计算出所需通风量，然后根据所需风量，确定风机、通风管型号、数量.

２、建立专人管理制度,专职人员负责风机起动运行，并定期对风机及线路进行检查,发现问题及时进行处理；设专职维护人员，每日对通风管进行检查，确保风流畅通，无漏风，以保证作业面有良好的作业环境. 3、风机设电源，确保施工断电通风机能正常供风。

4、备用一定数量的通风机、通风带及发电机，确保风机损坏和停电后能尽快恢复

通风。

中铁十二局集团有限公司

垫邻高速公路DL1合同段项目经理部

二00六年五月一日

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明月山隧道通风施工方案

一、工程概况：

本工程为沪蓉国道主干线支线（GZ55—1）垫江至邻水高速公路DL1合同段，是国道主干线上海至成都公路支线的重要组成部分，明月山隧道双幅单洞长度63m，本合同段隧道起于川渝交界的明月山（K7+700），至于K10+973，单口掘进长3273m，隧道在左线进洞2323m处设有一竖井，深277.41m. 二、施工通风：

由于本隧道在左线进洞2323m处设有一竖井,所以通风采用两套方案，2323m前采用压入式通风，通风管布置详情见图1。 １、1800m内通风方案：

在两个主洞口各安装一台2×110KW轴流风机（风量2912m/min，风压5000Pa)，通风管采用Φ1800mm阻燃高强软风管进行压入式通风。详情见图2。

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挂钩隧道中线通风管ф18020基底标高排水沟600

图1 洞内通风管布置示意图

2、1800m～2360 m段通风方案：

1800m～2360 m段采用压入式通风,除洞口通风机外,当二衬超过1500m后,在洞内1500m处左、右洞各增设一台55KW轴流式通风机,进行串联接力供风。详情见图

特长隧道独头掘进通风施工工法

3。

3、2360m后通风方案：

2360m后利用竖井通风，在竖井底口设两台2×110KW轴流风机向两个掌子面压新鲜风，详情见图４。

采用以上通风方式要确保洞内风速不小于0。15m/s，空气中瓦斯浓度不超过0。5%。

衬砌台车K10+973隧道洞口掌子面φ1.8m风管≥30m2×110KW轴流风机 30～50m

图2 1500m以内通风系统布置示意图

K9+473K10+973掌子面55KW轴流风机φ1.8m风管≥30m2×110KW轴流风机 30～50m图3 1500~2360m

段通风系统布置示意图

K8+650竖井φ1.8m风管2×110KW轴流风机衬砌台车K10+973隧道洞口掌子面30～50m

图4 2360m后通风系统布置示意图

三、施工通风保障措施：

1、选用合理的通风设备，根据隧道长度、隧道断面及瓦斯含量，计算出所需通风

量，然后根据所需风量，确定风机、通风管型号、数量。

2、成立通风管理小组，建立专人管理制度,左、右线分别设专职人员负责风机起动

运行，并定期对风机、风管及线路进行检查，发现问题及时进行处理；设专职

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维护人员，每日对通风管进行检查，确保风流畅通，无漏风，以保证各作业面有良好的作业环境。

3、每台风机设电源,确保施工断电通风机能正常供风.

4、备用一定数量的通风机、通风带及发电机，确保风机损坏和停电后能尽快恢复

通风。

中铁十二局集团有限公司

垫邻高速公路DL1合同段项目经理部

二○○六年三月十五日

明月山隧道施工技术总结

一、工程概况：

1、设计概况:本工程为沪蓉国道主干线支线(GZ55-1）垫江至邻水高速公路DL1合同段,是国道主干线上海至成都公路支线的重要组成部分，是开发川东、渝东北地区资源，振兴山区经济的需要。采用高速公路技术标准建设，计算行车速度80Km/h,其中明月山隧道左线全长6557m、右线全长6555m，为分离式双车道单向高速公路隧道，是全线控制性工程。隧道主洞建筑限界净宽10.25m，净高5。0m，紧急停车带建筑限界净宽13。0m，净高5。0m，在左洞K8+650左侧50m处设有一通风竖井，井深277.41m.

特长隧道独头掘进通风施工工法

本合同段内隧道总长63m,其中左洞长3273 m，右洞长3270 m；设有行人横洞9座共长288m；行车横洞4座共长147.8m，变配电洞2座共长m。

明月山隧道设计概况 隧道长坡度 度 （％） （m) 表1。1 围岩类别与长度地层岩性 （m） Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类 泥岩、砂岩、页岩97 1186 1990 和灰岩 序号 隧道名称 起迄里程 1 2 左 线 K7+700~K10+973 3273 2.25％ 右 线 YK7+700～YK10+970 泥岩、砂岩、页岩3270 2。25％ 88 1207 1975 和灰岩 2、工程特点：单口掘进距离长，地质构造复杂，围岩角度平缓且节理发育，有破碎断层带、采空区、煤系地层等不良地质。 二、 主要施工方案及方法

明月山隧道按新奥法原理组织施工，软弱围岩地段施工坚持“管超前、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌\"的原则。

1、 洞口工程

1.1 洞口边仰坡施工

明月山隧道所属区域雨量充沛,洞口施工前先在洞顶施作截水沟，将

顶部沟谷水全部引入两侧边沟，临时边仰坡采用挂网锚喷防护,以确保边坡稳定，为及早进洞创造良好条件。

1.2 洞口大管棚施工

我部施工的明月山隧道出口端洞口为残坡积松散土及强风化泥岩夹砂岩，岩体较破碎且为近水平，无自稳能力，为尽量减少对山体的扰动，避免大挖大填，洞口施工采用大管棚施工工艺，在边仰坡开挖至拱顶位置时,留出3～5m洞脸暂不开挖（用

特长隧道独头掘进通风施工工法

作核心土支挡功能），拉槽逐层开挖洞脸两侧并进行锚喷支护.然后架立3榀I18钢

。

拱架（间距80cm），施作止浆墙，在拱部150范围施作Φ10管棚，通过注浆将拱部松散岩体固化后再进行开挖 。

图1：洞口大管棚施工图

图2：已施作好的大管棚

2、 洞身开挖及初期支护

洞身开挖根据围岩类别而定,不同的围岩类别采用不同的开挖方案，具体施工方法如下：

2。1 Ⅱ类围岩采用三台阶七步平行流水作业法施工

左右线隧道洞口段300米的Ⅱ类围岩,我部按三台阶七步平行流水作业法施工，超前支护后在三个台阶上分七个开挖作业面，以前后七个不同的位置相互错开同时开挖，然后分部同时采用锚、喷、网、钢支撑等联合支护措施，及时形成整体支护，

减小作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。用此工法，可使各工序平行流水作业，相互干扰较小，解决了软

图3：三台阶七步平行流水开挖法

岩地段分部开挖工序繁杂,相互干扰大的问题，安全系数也较高很适合于大断面隧道，大大加快了施工进度。

2.2 Ⅲ类围岩段施工

特长隧道独头掘进通风施工工法

在Ⅲ类围岩段， 我部根据围岩具体情况，采取了相应的开挖方法和支护措施，在本隧道对Ⅲ类超浅段、格栅段围岩（即有超前支护）采用三台阶法施工。对Ⅲ封、Ⅲ（a） 、Ⅲ网 段围岩采用全断面法施工，但严格控制循环进尺，每循环进尺为2。0～3。0米。在支护方式上我部及时同业主、设计、监理沟通,根据围岩的破碎程度，采用超前支护、增加锚杆个数或长度、增设粗钢筋网、增加喷砼厚度、增加钢支撑等多种局部加强措施，开工一年多来，已安全掘进2000多米的Ⅲ类围岩。 4、 Ⅳ类围岩全断面法施工

Ⅳ类围岩段我部开挖采用全断面法施工，开挖作业平台采用全断面钢轮自制台车，YT-28凿岩机钻眼，光面爆破采用塑料导爆管、导爆索等非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。出碴采用无轨运输,装载机装碴，红岩自卸汽车运碴；初期支护采用凿岩机钻孔施作锚杆，围岩局部破碎段采用挂Φ18钢筋网加强支护，针对水平岩层倾角平缓的特点，将系统锚杆合理的向拱部150°范围集中，在拱部迅速形成承载拱。砼喷射采用PZ—5B砼喷射机施工。 为实现快速掘进，我部在开挖作业面布置2部自制作业台车，一部主要用作钻眼掘进、施作锚杆，一部用作初喷、挂网、钢支撑、喷砼施工，尽量进行开挖、支护平行作业。按照两个台架有序的施工方法，即减少开挖后初期支护施作对开挖面的影响，又能保证初期支护高质量的完成,根据施工监测情况,此种方法是安全稳妥的，可加快掘进速度有利于快速施工。

图4：Ⅳ类围岩光面爆破成形图

3、仰拱、整平层、排水沟施工

明月山隧道在Ⅱ类围岩、Ⅲ类围岩段设仰拱;Ⅳ类围岩无仰拱，路面下设16cm

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整平层,隧道中部设置排水沟，为使初期支护及早闭合成环，同时为排水提供通道和良好的车辆运行通道,掌子面开挖后及时进行仰拱、整平层、排水沟施工,为不影响掌子面施工,仰拱、整平层、排水沟施工时采用左右幅交错进行，每次施工长度控制在30米左右，采用定型钢模立模浇注,以便加快施工进度.清基和砼浇筑工序调节在掌子面钻眼和喷砼期间，以减小对其它工序的干扰，仰拱距掌子面距离以100米为宜。 4、二衬砼施工

4。1明月山隧道采用复合式衬砌型式，采用监控量测信息指导施工，开挖支护后待围岩基本稳定,即：变形速率明显下降；拱脚水平收敛小于0。2㎜/d，拱顶下沉速率小于0.5㎜/d时，开始进行二次砼衬砌。衬砌采用整体式全液压钢模台车,一次衬砌长度12米,输运泵泵送入仓、砼运输车运输、强制式搅拌机拌料、电脑自动计量的机械化一条龙作业。

4.2为确保二衬砼不渗不漏，本隧道在施工中采取如下措施:

注重开挖及喷砼质量，采用光面爆破技术，使开挖轮廓成形良好；注重喷砼质量，对局部地段因地质素出现凹凸不平，喷砼时尽量找平，使喷砼面大面平整圆顺。

对涌水部位,采用安装透水软管、橡塑排水板等措施,将水通过排水管道排入排水沟，涌水量较大部位，我部已制定了注浆堵水方案。

防水板的铺挂采用热风双焊缝无钉孔施工工艺,防水板搭接宽度不小于10cm，防水板铺挂安毕后，严格执行三检制度，确保防水板焊缝牢固、无破损。

在二衬砼加入HEA微膨胀剂,使防渗效果达到S8标准，同时在浇筑过程中加强振捣,确保砼内实外光。

在纵向环向施工缝安装带注浆管的遇水膨胀止水条,充分发挥缓膨胀止水条止水机理和方便安装的优点，并预备注浆积极补偿的功能，同时对砼所有的施工缝加强凿毛处理。

5、通风井施工

井筒施工采用正掘方式，钻爆法施工，施工时采用YT28凿岩机钻眼，全断面光

3

面爆破一次掘进1.0～2.0m（根据围岩类别确定）,竖井排矸采用0。6 m长绳悬吊

3

式抓岩机与3m吊桶配合使用，通过卷扬机提至地面井架上的翻矸装置,倒入矸石仓，后由汽车运走，形成排矸机械化作业线。竖井衬砌与掘行作业，待井筒掘完成二个壁座后,在第一壁座开始由下向上进行二次衬砌,工作人员在吊盘平台上进行钢筋的制安、模板安装和混凝土的浇灌。井筒砼砌筑采用整体模板，模板高4。5米，砼施工用料采用溜灰管(或底卸式吊桶)下放，一次浇灌段高为4。3m。

特长隧道独头掘进通风施工工法

图5：明月山隧道通风井施工图

图6：井下观天

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图7：井下抓岩、装岩作业

三、不良地质段施工预案及方法

明月山隧道为特长公路隧道，本隧道主要有如下不良地质：煤窑采空区、近水平的煤系地层含瓦斯，岩体较破碎，节理较发育。明月山隧道在不良地段施工中采取了如下措施:

1、煤窑采空区处理

在隧道穿越三叠系须家河组煤系地层段时采取物探、超前水平钻孔等方法进行煤窑采空区探测，防止因采空区而引起塌方沉陷及漏水等工程地质灾害。发现采空区后采用超前预钻孔释放采空区内富集的瓦斯气体和地下水。明月山隧道所遇见的煤层采空区横穿隧道顶部，围岩破碎，并且拱部形成1米多高的空腔。我部采用三

台阶七步开挖法,拱部辅以超前小导

管注浆加管破碎围岩体，短进尺弱爆破，格栅拱架施工时加长锁脚和系统锚杆。对拱部已经采空的空腔全部喷C20砼回填密实，并加强瓦斯等害气体的检测。对采煤巷道出露隧道端采用1米厚M7。5浆砌片石封堵。二次衬砌时，仰拱设防水层全封闭。

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图8:煤层采空区

2、 煤层、瓦斯段施工

2.1在瓦斯防治方面我们主要采取如下措施：

2.1。1在左右洞口各设一台2Х110KW大功率轴流式通风机，采用Ф1800高压阻燃通风管压入式通风，风管出风口距掌子面不超过30m;在瓦斯段设37KW射流风机。 2.1。2钻眼采用湿式作业,出渣前用水淋透渣堆和喷湿岩壁,以免灰尘太多后产生火花。

2.1.3洞内机电设备均采用防爆型，并设自动报警和断电装置；供电设双回路电源线路，供电系统要“三专”、“两闭锁”,“三专”即专用变压器、专用开关、专用供电线路，“两闭锁”即瓦电闭锁（瓦斯浓度超过1.5％时停止供电）、风电闭锁（通风停止则动力设备停止工作；通风机启动一段时间后，其他动力设备才启动）。 2。1。4洞口安设2台200KW发电机作为备用电源，外部电源发生故障,发电机可在10min内启动供电，解决洞内通风、照明等用电。

2。1。5洞口设瓦斯浓度预告牌,并将瓦斯测定情况及时向各级主管部门汇报。 2。1。6在开挖台车上设瓦斯报警器，瓦斯检测员每人配备手持式瓦斯监测器和光干涉式甲烷测定器。 2.1.7设专人检测瓦斯，，对工作面、围岩凹陷处、二衬台车拱部、各横洞处作为重点检测部位，并作好详实记录。发现异常情况及时处理和报告，开挖工作面风流中瓦斯含量达到1.0％时,必须停止工作,撤出人员，切断电源，进行处理。 2。2煤层及不良地质段坍方预防措施

2.2。1 做好超前地质预报工作。尤其是施工开挖接近设计探明的富水、富泥及断层破碎带和煤系地层时，要认真及时地分析和观察开挖工作面岩性变化，遇有

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探孔突水、涌泥、渗水增大和整体性变差等现象，及时改变施工方案。

2.2。2 加强围岩量测工作.通过对量测数据分析处理，按照时间—位移曲线规律，及时调整和加强初期支护，如围岩拱脚附近的水平收敛率大于0.2mm/d,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；有可能出现失稳坍方。

2。2。3 严格控制爆破装药量，尽量减小对软弱破碎围岩的扰动。

2。2.4严格控制开挖工序和循环进尺，采用无爆开挖或微差控制爆破技术,尽可能减少对围岩的扰动。

2.2.5明月山隧道多为近水平岩层,岩性为泥岩、砂岩,多数地段节理较发育,层理较薄，稳定性较差，并且层间含煤线及炭屑，拱部极易坍塌，为使锚杆较早发挥锚固效应，我部和业主、设计、监理及时沟通，将原设计的Φ25中空注浆锚杆调整为Φ22全长粘结性药卷锚杆,可更好的在水平岩层中发挥锚杆的支护机理，及早承力。

2.2。6及时与业主、设计、监理沟通对围岩类别、稳定性合理定性，适时采用锚杆、钢筋网、钢架等加强支护措施，确保施工安全。

2.2.7 施工期间，洞口常备一定数量的坍方抢险材料，如方木、型钢钢架等，以备急用.

3、施工通风：

由于本隧道在左线进洞2323m处设有一竖井,所以通风采用两套方案，2323m前采用混合式通风，通风管布置详情见图9. 3.1 1800m内通风方案：

3

在两个主洞口各安装一台2×110KW轴流风机（风量2912m/min，风压5000Pa),通风管采用Φ1800mm阻燃高强软风管进行压入式通风,在瓦斯段安装1台37KW射流风机进行压出式通风,详见图11. 3。2 1800m～2360 m段通风方案：

1800m~2360 m段采用混合式通风，洞口设110KW×2的轴流通风机向洞内压风,洞内1500m和750m处各设一台射流风机向洞外压风，形成大循环通风网络。详见图12。

3。3 2360m后通风方案：

2360m后利用竖井通风，在竖井底口设两台2×110KW轴流风机向两个掌子面压新鲜风,详见图13。

采用以上通风方式要确保洞内风速不小于0.15m/s，空气中瓦斯浓度不超过0.5％。

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挂钩隧道中线通风管ф18020基底标高排水沟600

图9 洞内通风管布置示意图

图10 良好的洞内通风环境

瓦斯段衬砌台车K10+973隧道洞口掌子面30KW射流风机30KW射流风机30KW射流风机φ1.5m风管≥30m2×110KW轴流风机 30～50m

图11 1800m以内通风系统布置示意图

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100mK9+47337KW射流风机37KW射流风机掌子面K10+973φ1.8m风管≥30m2×110KW轴流风机 30～50m

图12 1800～2360m段通风系统布置示意图

K8+650竖井φ1.8m风管2×110KW轴流风机封闭衬砌台车K10+973隧道洞口掌子面37KW射流风机30～50m37KW射流风机 图13 2360m后通风系统布置示意图

四、科学配置生产要素

1、项目部管理机构

本项目部的项目经理、总工、副经理均有从事10年以上的隧道施工经验，技术、测量、试验等重要职能部门技术人员均是从高等院校毕业,从事隧道工作最低有5年的施工经验，责任心比较强等高素质的技术和管理人材。

健全的管理，根据本工程的特点，项目部从开工伊始就组建了技术部、测量班、试验室、物资部、计划部、质量环保部、财务部，各部门分工明确，各负其责，相互配合,优势互补。

中铁十二局集团有限公司 垫邻高速公路DL1合同段项目经理部 项目经理 项目副经理 项目总工 项目副经理 特长隧道独头掘进通风施工工法

竖 井 施 工 队 砼拌合运输队 钢筋加工队 汽车运输 队 左线 开挖队 左线 衬砌 右线开挖队 右线衬砌队 竖井施工队 队

图14 项目管理机构图

2、施工队伍安排及任务划分表

施工队伍为我公司专业施工队伍，施工过多条长大隧道和地质较为复杂的隧道,为满足明月山隧道施工需要我部组建了左、右线开挖队，分别负责左右线开挖和初期支护施工任务；左、右线衬砌队，分别负责左、右线二衬、仰拱、排水沟、电缆沟等砼施工任务；汽车运输队负责左右线洞碴运输任务；钢筋加工队负责左右线钢筋制作任务；砼拌合站负责左右线砼拌合，运输、泵送入仓任务。

施工队伍安排及任务划分表 表1.1

序号 施工队伍 劳动力（人) 施工任务划分 特长隧道独头掘进通风施工工法

1 左线开挖队 左线二衬队 右线开挖队 右线二衬队 竖井施工队 汽车运输队 钢筋加工队 砼拌合运输队 合 计 80 负责左线隧道开挖及初期支护 负责左线隧道仰拱及二衬砼施工 负责右线隧道开挖及初期支护 负责右线隧道仰拱及二衬砼施工 负责明月山隧道竖井施工 2 80 3 80 4 80 5 106 6 48 负责隧道石碴装运 7 42 负责标段内的钢筋加工 8

40 556 负责内标段的砼拌合运输 3、机械设备配置情况

因明月山隧道全长达6557米,属特长隧道，是垫邻高速公路的控制性工程,项目部在设备配置时左右线单独考虑，并有一定富余，由项目部统一管理,统一调配。

3

为满足左右线开挖施工用风在洞口安装12台20m空气压缩机，（左右线同时钻眼需10台空压机）。机械设备配置根据配套和实用的原则做到合理匹配，由于本隧道单口掘进距离长，左右线同时施工,开挖断面大,一次出碴方量多,隧道出碴效率将直接制约工程的进度，故设备配备时我们重点考虑了掘进与出碴运输设备,本着“装碴能力大于钻爆能力、运输能力大于装碴能力”的原则，根据单洞出碴时需挖掘机

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1台，装载机1台，红岩车6台,项目部共配置挖掘机3台，装载机3台，红岩车

3

14台。左右线砼施工共配备12m台车二部、7.5 m台车二部,砼输送泵2台、8.0m砼运输车4台,砼拌合站2座；隧道施工通风设备目前共配2×110KW轴流通风机2台、2×55KW轴流通风机2台、37KW射流通风机2台.隧道从2005年3月20日开工到目前14个月的施工，左右线共掘进30米，未出现一起因机械设备不足而影响施工进度现象，实践证明本合同段机械设备的投入完全能满足工程施工需要。

本工程投入的主要机械设备见表1。2。

图15：明月山隧道单洞机械设备配备图

隧道工程主要施工机械设备表 表1.2

机械名称 规格型号 额定功率（kW） 或容量（m3） 或吨位（t） 1。0m3 1。0m3 3。0m3 3.0m3 3。0m3 20m3/min 数量（台） 备注 厂牌及 出厂时间 日本 2001 美国1999 常林2002 广西 2005 广西 2002 自贡 2001 挖掘机 挖掘机 装载机 装载机 装载机 电动空压机 EX220 CAT320B WA470 ZLC50D ZLC50C SA—5150W 1 2 1 1 2 12 特长隧道独头掘进通风施工工法

自卸汽车 运输汽车 混凝土拌合站 混凝土运输车 混凝土输送泵 全液压钢模衬砌台车 全液压钢模衬砌台车 混凝土喷射机 轴流式通风机 轴流式通风机 射流式通风机 移动变压器 发电机组 红岩 CA141 JZ500+PL800 NNJ5260GJB HBT60 12m 7。5m PZ—7B 18t 5t 50m3/h 8.0m 3重庆 2001 长春 2002 上海 2000 辽宁 2000 四川 2000 自制 2004 自制 2004 焦作 2000 侯马 2004 侯马2002 侯马2006 上海 2002 太原 2002 16 4 2 4 2 2 2 6 2 2 3 4 2 60m3/h 30KW 30KW 8。7KW 2×110KW 55KW 37 KW 400KVA 200KW DT—12。5 GF92-200 五、目前施工情况：

1、施工进度情况：

施工进度情况:自2005年4月进洞以来,隧道左线掘进里程至K8+923,掘进长度2050m，隧道右线掘进里程至YK9+020,掘进长度1950m，累计完成4000m，占总量63延米的61.13％。隧道左线衬砌里程至K9+323,衬砌长度1650m，隧道右线衬砌里程至YK9+370，衬砌长度1600m，累计完成3250m，占总量63延米的49.67％。竖井掘进及初期支护完成200m，占总长度277 m的72。2%. 2、质量管理情况

2。1建立健全质量管理体系，项目部成立质量管理领导小组，实行项目经理和总工质量目标管理责任制。配齐专职质检工程师和质检员，并制定相应的对策和质量岗位责任制，推行全面质量管理和目标责任管理，使创优规划真正落到实处；建立以总工为首的技术管理体系，实行技术人员岗位承包责任制,逐级责任到人。项目部配备相应的专业工程师，负责工程的技术管理、技术保障和技术攻关。

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2。2按照技术规范的要求对整个施工过程的质量进行监控，各工序施工中严格执行了“三检”制度，即：班组自检、项目部技术员检查和监理工程师检查，坚持上道工序检查不合格，严禁下道工序开工的原则；经监理工程师确认后方可进行下道工序施工.

2.3坚持控制质量的源头，严把原材料采购关，对原材料进场前实行严格检验,进场后定期不定期抽检,不符合国家标准及技术规范的材料决不使用。

2。4坚持各工序施工中技术员、实验员、测量工跟班作业,将质量隐患及时消除在萌芽状态。

项目部全体员工通过一年多的科学管理,精心施工,工程质量始终处于授控状态，受到业主、设计、监理等社会各界的一致认可。 3、安全管理情况

3。1建立健全管理体系,项目部和工程队均成立安全生产领导小组,由经理（施工队长）任组长，定期召开安全生产会议，分析安全生产形势，总结和部署安全生产工作，组织安全培训。

3。2建立健全各项安全制度

3.2.1各类机械的操作、安全作业制度； 3.2。2用电安全、电路架设养护作业制度； 3。2。3高空作业安全制度；

3。2。4上下班人员乘坐车辆安全规定； 3。2.5施工现场保安制度;

3.2。6工区防洪、防火、防风措施；

3。2。7工区的各种信号的设置规则及维护措施

3.3项目部配专职安全管理干部3名,施工队各配专职安全员2名，安监人员实行责任制.项目部每周定期进行安全检查，安全员每日进行安全巡视，对发现的安全隐患提出整改措施并限期整改;

3。4各工序施工前，进行技术交底的同时进行安全交底，强调安全注意事项和安全操作规程；

3。5在现场醒目的位置安设安全警示标牌，时刻提醒施工人员注意安全； 3.6安排专人进行火工品的管理，严格火工品的领发和回收登记制度；现场管理抓好：易燃易爆品保管、工程材料的合理堆放、各种交通、施工信号标识明晰、正确使用风水管路、供电线路.

3.7制定了各种突发事件的应急预案，备足应急材料和设备；

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3.8全面落实安全生产责任制,做到责权利相统一，层层签订安全生产包保责任状，奖罚严明。

4、结合本工程具体情况，分别制定了防瓦斯、防坍塌、防涌突水、防触电、防高空坠落等各种预案。

在全体员工的共同努力下，开工至今未发生一起安全事故.

六、今后打算：

一年多来通过全体员工的共同努力，虽取得了一定的成绩，但随着隧道掘进的不断延伸，隧道通风问题将成为今后的重点和难点,同时变化莫测的水平围岩也是安全防范的重点，今后在施工中加强通风设备的投入和通风方案的优化，同时做好有害气体的监测工作,为各施工作业面创造良好的工作环境；深入开展超前地质预报和监控量测工作，根据量测信息指导施工；在质量方面我部将信守承诺，严管质量体系确保省优质工程,争创鲁班奖;同时加大人员和设备的投入。确保明月山隧道按期顺利贯通，为垫邻高速公路早日投入运营而做出应有的贡献.

中铁十二局集团有限公司 DL01合同段垫邻高速公路项目经理部

二00六年五月二十日