某市海底隧道工程施工技术.doc

1、目录第一章 工程概述3第一节 工程概况3第二节 工程地理位置3第三节 工程数量3第四节 工程地质、水文条件4第五节 主要技术标准5第六节 工程工期6第七节 工程质量目标6第八节 工程安全目标6第二章工程 特（难）点分析6第一节 陆域全强风化地层施工难点6第二节 土石交界段施工难点7第三节 海底风化深槽施工的难点7第四节 二次衬砌防排水施工特点8第三章 工程施工组织及施工方法8第一节 施工组织编制原则8第二节 施工理念9第三节 施工方法103.1 总体施工顺序103.2 陆域全强风化地层施工103.3 土石交界183.4 风化深槽施工193.5 竖井施工243.6 二次衬砌施工及防排水26第四章

2、质量保证措施39第五章安全保证措施415.1施工安全措施415.2施工现场用电安全措施415.3机械安全措施425.4施工用高压风425.5火工品管理和爆破安全管理42第六章水保环保措施44第七章文明施工措施45八章取得成果46第九章结束语47第一章 工程概述第一节 工程概况xxxx隧道及两岸接线工程位于福建省xx地区，是连接xx市本岛和xx区陆地的重要通道，兼具高速公路和城市道路双重功能。xxxx海底隧道是我国第一条自行设计、施工、大断面公路海底隧道，也是我国第一条用钻爆法施工的、浅埋和超浅埋暗挖的大断面公路海底隧道，隧道全长6050m，采用三孔隧道建设方案，左右两孔设双向六车道，中间一孔为

3、服务隧道共三条平行的海底隧道，见图1-1-1三孔布置图，其最大开挖宽度达17.2 m，最大开挖高度达12.8 m，最大开挖断面达170多平米。该隧道海底段长度达4200 m，最大埋深在海平面以下70 m，其中最大水深35 m左右，隧顶最大复盖层厚度达35 m左右，最小埋深4 m多，最大纵坡3%。岛内端级围岩长达908 m，岛外xx端级围岩长达1070 m，其中有450 m隧道上半断面在富水砂层地段，该砂层与海水连通，给施工造成极大困难。该隧道地质极复杂，长距离杂填土，沙粘土和全强风化花岗岩，透水性强，地下水丰富。进入洞口就在海平面以下1.5 m，隧道施工受地下水和海水渗透影响严重。隧道在海底段

4、通过9条风化深槽，该风化深槽与海水连通，地质为泥土、沙土带膨胀性高岭土和强全风化花岗岩，是施工成败的关键。图1-1-1三孔布置图第二节 工程地理位置xxxx隧道及两岸接线工程位于xx岛东北端的湖里区五通村与xx区西滨村之间，见图1-2-1“工程地理位置图”。第三节 工程数量我标段承担任务：主要包括xx端左线主隧道和服务隧道以及两隧道之间的横通道、通风竖井、洞内集水池通道及水泥路面等附属结构物施工。标段起讫里程ZK6+540ZK9+700，全长3160m。见图1-3-1 A1标段施工范围平面图。图1-2-1工程地理位置图图1-3-1 A1标段施工范围平面图第四节 工程地质、水文条件根据地质测绘和

5、钻探揭示,本标段地层主要为第四系覆盖层及燕山期侵入岩两大类。第四系地层以侵入岩残积土为主，其次为上更新统冲洪积、以白色基调为主的粘性土和粘土质砂为主，间有少量全新世冲坡积或海积砂土、粘性土、淤泥等，陆域段主要为全强风化花岗闪长岩、全风化花岗闪长岩，岩土体呈粘性，饱含水。全风化花岗闪长岩，呈棕黄灰黄色，夹灰白色及褐色斑点，岩体已呈砂质粘土或砂质亚粘土状。合同段行车隧道及服务隧道岩性主要为花岗闪长岩，依据其风化及完整程度及隧道上方顶板厚度等状况分为5个级别。隧道各级围岩所占比例，图1-4-1“隧道左线分级所占比例图” 图1-4-2“服务隧道分级所占比例图”图1-4-1 隧道左线分级所占比例图图1-

6、4-2 服务隧道分级所占比例图第五节 主要技术标准本项目采用双向六车道的高等级公路设计标准，计算行车速度采用80km/h。主要设计标准见表1-5-1“主要技术标准表”表1-5-1主要技术标准表项 目单位标准备注公路等级高等级公路服务等级二级计算行车速度km/h80行车隧道建筑限界净宽m13.5括号内为城市道路标准行车隧道建筑限界净高m5.0服务隧道检修及逃生空间m3.02.5管廊m2.62.15高压电缆预留空间m3.02.15隧道纵面主隧道最大纵坡%2.86本标段隧道纵坡主隧道最大坡长m2003.426凹曲线半径m100000汽车荷载等级公路级，按城A级验算设计洪水频率道路1/100、隧道1/

7、300第六节 工程工期本工程于2005年8月15日开工，2010年3月31日竣工，施工工期为56个月。第七节 工程质量目标全部工程达到国家和交通部现行的工程质量验收标准，确保工程质量优良，争创鲁班奖。第八节 工程安全目标实现“五杜绝，一控制，三消灭，一创建。”五杜绝：杜绝重大死亡事故，杜绝多人伤亡事故，杜绝重大机械事故，杜绝重大交通事故，杜绝重大火灾事故。一控制：年负伤率控制在12以下。三消灭：消灭违章指挥，消灭违章作业，消灭惯性事故。一创建：创建安全文明标准工地。第二章工程 特（难）点分析第一节 陆域全强风化地层施工难点xx隧道xx岸进口段陆域浅埋段全长989m，埋深317m的浅埋段占陆域总

8、长度的80%以上，地质为全、强风化花岗岩，为V级围岩，其中穿越全风化层600多米，全强风化层近400米，属超浅埋、浅埋隧道。具有以下难点：陆域浅埋段施工距离长，在采用钻爆法施工的隧道中，目前还尚无这么长距离的全强风化花岗岩地层施工，现场施工统一协调、统一管理困难。陆域浅埋段软弱富水，受地层构造影响，该段隧道穿过围岩含水量大，且受海水直接补给，围岩软弱松散，自稳能力差，初期支护沉降变形大。设计断面大，该段设计开挖断面达到170m2。开挖施工时为反坡施工，坡度为-2.86，掌子面易积水，围岩泡水后软化造成坍塌。陆域段埋深有限，地表易沉降且陆域段地表有民房、环岛路等构筑物，施工不当将造成严重后果。陆

9、域段岩层间接合较差，开挖后易形成沿片理、层理间的滑坍，在伴有地下水的情况下，岩层软化成泥状，将沿开挖后的掌子面挤出而造成涌泥。第二节 土石交界段施工难点xxxx隧道地质条件复杂多变，围岩跨级式突变(即土质围岩同石质围岩间直接突变)频繁出现，土石交界面存在跨越距离长、软硬不一、不规则、水量大等诸多不良地质现象，施工难度极大。土石交界段施工的成功经验对海底风化深槽的施工有着显著的借鉴意义。所以，能否顺利穿越土石交界段的施工对整条海底隧道的施工有着重要的影响。xx端行车隧道穿越的陆域地段土石交界段长约400m，拱顶埋深816m；xx端行车隧道穿越的陆域地段土石交界段长长约300m，拱顶埋深513m。

10、xx端服务隧道穿越的陆域地段土石交界段长约400m，拱顶埋深930m；xx端服务隧道穿越的陆域地段土石交界段长约290m，拱顶埋深622m。同时，地下水通过地表渗流及地下径流作用，汇集到土石交界面处。这种特殊的地质条件也导致了交界面不规则、距离长、软硬交替变化、富水等地质特点。(1)土石交界面不规则主要体现在交界面形态及产状的多样化，如有呈水平状交界面、竖直状交界面、倾斜状交界面、混杂状交界面等；(2)土石交界段穿越距离长主要体现在交界面沿着隧道轴线方向延伸距离长，在xxxx隧道修建过程中，土石交界面沿隧道轴向最长的达400m之多，给施工带来极大的困难；(3)土石交界段围岩软硬变化主要体现在隧

11、道围岩一边为软弱围岩、另一边为硬岩，从而导致施工中同一里程段需要采用两种或多种开挖方法，工序复杂，且半软半硬的围岩地质会产生不均匀沉降；(4)土石交界段极其富水主要是因为土石交界面多为汇水点，地下水及其发育。在地下水的影响下土质遇水即崩解塌垮，并呈流塑状堆塑。第三节 海底风化深槽施工的难点xx东通道海底隧道工程风化深槽段施工是整个工程风险最大、难度最高的地段，风化深槽施工的成败直接决定着本工程的成败。该隧道需穿越F1、 F2、 F3、F4 、F5(只在左线隧道)共计13次共计约915m的风化深槽，其覆盖层厚度为28.447.6m，最大水深为28m，拱顶最大静水压力0.62MPa。风化深槽段围岩

12、破碎，为全强风化带，岩体强度低，自稳能力差，且其位于海底，水压大，在极端地质条件下存在发生渗透破坏的可能，施工难度极大，并由于头顶无限海水，施工风险极大，故能否安全通过海底风化深槽，是本工程施工成败的关键，所以穿越海底风化深槽是本工程首要的重点和难点。海底风化深槽施工具有以下特点和难点：(1)因为xx隧道是国内第一条大断面海底隧道，海底风化深槽施工国内没有施工先例，也就没有成功经验可借鉴，海底风化深槽施工只能在未知的创新和探索中进行。(2)虽然前期设计勘察对风化深槽做了大量地质预报工作，但实际施工中对风化深槽的位置、大小规模、地质状况、涌水多少等情况都不是很清楚，而这些都是风化槽施工的关键参数

13、，确定这些关键参数就必须对风化深槽进行详细的地质探查。(3)风化深槽段围岩破碎，为全强风化带，岩体强度低，自稳能力差，且其位于海底，水压大，并由于地下水很有可能通过围岩裂隙与海水连通，受无限海水补给，施工风险极大，稍有不慎就有可能造成海水倒灌，形成灾难性后果，如何对风化深槽段围岩进行超前加固成为风化深槽施工的关键。(4)风化深槽开挖过程中如何防止沉降变形引起裂缝贯穿到海底的渗透破坏和掌子面塌方，采取怎样有效控制沉降的措施，防止贯通裂隙裂缝的产生，也是风化深槽施工的重要环节。(5)如何防止海水的侵蚀也是海底隧道一大特点和难点。第四节 二次衬砌防排水施工特点xx隧道海域段总长4200m，地下水压力

14、大(近70m水头、与海水连通)，在施工过程中会带来涌水、塌方等风险，并对混凝土及钢筋有腐蚀，所以，防排水施工是xx隧道工程成败的关键。施工中采取“以堵为主，限量排放，因地制宜，综合治理”的原则，通过采用多种探测手段，分别采取有效的防水措施，二次衬砌前达到初期支护表面仅有潮湿和个别渗水点；二次衬砌后达到“不滴、不漏、不渗”的要求。为了保证海底隧道达到一级防水 ,坚持“建设防水系统工程、建立完善防水体系、严格全过程防水工艺 ”的防排水施工理念 ，将防水原则、防水设计、材料选择、防水施工工艺、防水施工管理等纳入防水体系中。第三章 工程施工组织及施工方法第一节 施工组织编制原则在xx隧道施工过程中，始

15、终坚持贯彻“安全高于一切、质量同于生命、防患胜于补救、责任重于泰山”的宗旨，精心组织、科学施工，并遵循如下施工原则：1、坚持“以人为本”的理念，“安全第一、预防为主、综合治理”为原则施工组织设计的编制始终按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则进行，特别是浅滩全强风化层、海域风化深槽等不良地质地段的隧道施工安全等。在施工过程中遵循“安全第一，预防为主”、“管生产必须管安全”的原则，坚持“以人为本”的理念，确保总体安全目标的实现。2、坚持科学发展观，以优质高效为原则坚持科学发展观，引进先进的管理理念、施工机械设备和施工技术，进场后组织各专业技术人员围绕本工程项目开展科技攻关。严格贯彻执行ISO90

16、01质量体系标准，积极推广、使用“四新”技术，确保创优规划和质量目标的实现。坚持试验先行，样板引路，选用适于本工程项目的管理方法、机械设备、施工工艺和方法等。突出工程重点、难点，坚持规范化管理、标准化作业，不断优化施工组织设计，以质量保安全，以质量创效率。3、方案优化的原则科学组织，合理安排，优化施工方案是工程施工管理的行动指南，在施工组织设计编制中，对不同围岩级别的爆破掘进、不良地质条件的处理、二次模筑衬砌等关键工序进行多种施工方案的综合比选，在技术可行的前提下，择优选用。4、科学配置的原则根据工程量大小及各项管理目标，在施工组织中实行科学配置，选用有丰富隧道施工经验的管理人员和专业化施工队

17、伍，投入高效先进的施工设备，确保流动资金的周转使用，并做到专款专用。选用优质材料，确保人、财、物、设备的科学合理配置。第二节 施工理念在海底隧道这个特殊的环境中施工，为确保施工安全和施工质量，在整个施工过程中，始终坚持“突出治水、动态施工、爱护围岩、内实外美、重视环境”的海底隧道施工五大理念。突出治水：海底隧道与山岭隧道最大的区别之处，就是洞顶上方是汪洋大海，有无穷无尽的水，在不良地质段，稍有不慎，就会带来重大灾难。因此在施工中要时刻考虑到“水”，按照防范在先的原则，采取有针对性的果断措施治“水”。动态施工：xx隧道长度较大，沿线穿越全强风化花岗岩、陆域土石交界段、浅滩段的富水砂层、海域段的F

18、1F4强风化深槽等地段，地质条件差异较大，施工过程中采用的各种施工方法和技术措施必须适应这种变化，各种决策都要在施工阶段的地质超前预报技术、量测技术和质量控制技术的基础上孕育产生，先预再立，遇事可成。爱护围岩：一是要千方百计减小对围岩的扰动，采用控制爆破技术或者在软弱围岩段采用机械开挖甚至人工开挖的方法来解决，二是要通过各种手段和方法，如采用预加固技术等辅助施工技术增强围岩的自稳支护能力。内实外美：关键是内实，内实的关键就是要做到认认真真、切切实实把“四密实”落实到每道工序和每个施工环境中去。“四密实”即混凝土本体密实，喷混凝土本体密实，喷混凝土与围岩密实密贴，二次衬砌与初期支护密实无空洞，这

19、样才能满足隧道设计100年的基准周期要求。重视环境：一是指内部环境，即施工作业环境；二是指外部环境，即对周边环境影响，充分体现“以人为本”，人与自然和谐的理念，做好环境保护工作。以上五大理念体现在施工方案、工艺和方法之中，体现在整个隧道施工过程中。第三节 施工方法3.1 总体施工顺序图3-1-1总体施工顺序图3.2 陆域全强风化地层施工由于行车隧道开挖净空为：净宽16.74m；净高12.26m，属于超浅埋浅埋隧道，断面大无法形成自然拱。且全处于地下水水位以下，距海岸线特别的接近，地下水补给充分而丰富。在这样隧道地质条件差、开挖断面大的情况下，施工时采用将大的断面划分为四个部位的CRD 工法进行

20、暗洞开挖支护。陆域段CRD 工法施工严格按照新奥法原理，十八字方针(管超前，严注浆，短进尺，弱爆破，快封闭，勤量测)的施工原则组织施工。CRD工法分部图如下：图3-2-1 CRD工法施工图3.2.1开挖支护步长步序的调整：左线隧道在陆域软弱围岩段前期采用CRD工法施工(-施工步序)，图3-2-2 CRD工法施工现场全景图洞身开挖施工顺序见图3-2-3洞身开挖流程图、图3-2-4原设计开挖步序、步长示意图，开挖过程中采用机械配合人工开挖，人工风镐配合修整成型，必要时采用弱爆破，机械出渣。图3-2-2 CRD工法施工现场全景图图3-2-3 洞身开挖流程图图3-2-4 原设计开挖步序、步长示意图通过

21、监测，采用-施工步序、步长时，对隧道初期支护及隧道施工进度影响较大，主要原因如下：施工步序为-部开挖顺序时部距过长，不利于初期支护及时封闭，支护结构收敛变形过大，远远超过了设计的预留变形量，导致整个初支结构受力失衡，对施工安全造成较大威胁。见图3-2-5 、部受力示意图及初期支护变形图原设计CRD工法施工步序和步长在施工过程中，各部施工干扰大，不利于资源的统筹安排，对施工进度影响较大。分析原因，主要是由于CRD工法上台阶施工材料供应困难和上下台阶施工相互影响所致。以上台阶运送喷浆料为例，由于部在部之后，部开挖后临时仰拱不能行车，、部运输道路阻断，为解决该问题只得在、部同时施做投料孔。若、部联通

22、，则不需如此繁琐。同时上台阶开挖因、部之间步长较大，出渣距离较大，对施工进度影响较大。 图3-2-5 、部受力示意图及初期支护变形图由于xxxx隧道工期十分紧张，其中全长989m陆域全强风化浅埋段是制约工期的关键点，而且本工程引进拥有大量先进机械设备，但限于CRD工法上台阶空间限制，机械设备利用率低下，施工进度缓慢，产值低，造成施工成本高。因此将原设计-施工步序、步长1015m调整为施工步序-部 施工步长调整为810m，调整后CRD工法施工步序见图3-2-6。图3-2-6 调整后CRD工法施工步序图经长期实验和优化认为CRD工法施工考虑围岩稳定滑移面角度为45度，确定台阶长度为35m。见图3-

23、2-7 CRD工法各部台阶法开挖施工图；3-2-8 CRD工法台阶法开挖现场效果图。开挖采用左右环形预留核心土方法，将开挖断面缩小到最小。同时，预留核心土体部分能够起稳定开挖面的作用；还能够为立设工字钢拱架提供作业平台，利于初期支护的快速进行。图3-2-7CRD工法各部台阶法开挖施工图图3-2-8 CRD工法台阶法开挖现场效果图调整后初期支护结构受力情况：在开挖过程中、部支护结构形成了以主拱架为主、临时支撑为偏平支柱的受力对称，分布较合理的结构，减少了结构受偏压的可能，结构受力更合理。调整后隧道施工统筹管理、进度方面：、部上台阶整体施工，在施工过程可统筹规划，统筹管理，既减少了机具、设备、原材

24、料的投入，又提高了使用效率，加快了施工进度。调整后的CRD工法施工步序见图3-2-9及图3-2-10受力分析图图3-2-9 改进后的开挖步序示意图图3-2-10 、部上台阶受力示意图3.2.3 初期支护参数的调整初期支护主要施工工序流程均为开挖后初喷混凝土系统支护(锚杆、钢筋网、钢拱架及连接钢筋)施工复喷混凝土至设计厚度辅助支护措施(超前小管棚、超前中空注浆锚杆、超前小导管、超前锚杆)。图3-2-11初期支护施工作业顺序陆域段初期支护钢拱架支护前期永久支护为20b工字钢拱架，临时支撑采用I14工字钢拱架，拱架间距50cm。安装拱架施工方法见 “图3-2-12 架施工工艺框图”。陆域段采用CRD

25、工法施工中各部开挖都对其他部位的钢支撑和围岩土压力有影响，可以说每个部位开挖支护一次，围岩压力都要转变一次，相应的钢支撑的受力也要转变，并逐渐趋向稳定，直到CRD工法的部封闭成环后，方能逐渐稳定下来。也就是说在CRD四部封闭成环之前，钢支撑所受的围岩土压力是个动荷载，这对支护结构的稳定非常不利。由于前期初期支护出现多次险情，经检测原设计钢支撑I20、I14工字钢不能满足施工安全系数，进过验算和现场验证将工字钢变为I22b工字钢，临时支撑(包括竖向和横向)变为I18工字钢，连接螺栓由原来的普通M20型改为M30加强型。同时将钢拱架加工成分节不同的两种拱架，立设拱架时两种拱架交替使用，使拱架连接板

26、相互错开80cm以上，以减少由于连接板处的应力集中。图3-2-13 CRD工法改进支护参数图。图3-2-11 初期支护施工作业顺序图3-2-12 钢架施工工艺框图图3-2-13 CRD工法改进支护参数图3.2.4施工机械设备的改进3.2.4.1 出渣设备配置行车隧道采用四部CRD工法进行开挖支护，改进后按照部部部部的施工工序进行。开挖断面总面积170m2，平均每个断面大小约40多平方米， 各开挖断面较小，特别是针对部、部由于开挖断面尺寸小，临时仰拱又不能够承受过大的载重，所以开挖时选用体积较小的小型挖掘机，人工风镐配合进行开挖修整成型。机械开挖采用特定的小型MX337挖掘机,将上台阶土体开挖并

27、扒碴至下台阶。本工程不断改进出渣方法，最后采用皮带输送机将洞渣传送至后方的出碴口，导卸至部(部)出碴口下方的自卸车沃尔沃A25C出碴车，然后直接一次性运至指定的洞碴场。见图3-2-14 、部小型挖掘机开挖施工图。 图3-1-14 CRD工法、部开挖出碴现场施工图部、部开挖断面相对较大，无临时仰拱的束缚，开挖出碴可以直接采用较大型机械。部、部开挖选用GRADALL(XL-4200)直臂挖机(或PC200中型挖掘机)配合人工风镐施工，由于该机配备液压伸缩臂可进行240度旋转，所以在缩短开挖时间的同时还减少了人工风镐的工作量。部、部下台阶开挖时选用PC120小松挖掘机和PC200挖掘机。部、部的出碴

28、相对较容易，洞碴直接由挖掘机装到出碴车上运到弃碴场。见下图3-2-15 、部机械使用图所示。 图3-2-15 CRD工法、部开挖出碴现场施工图3.2.4.2 喷浆设备配置CRD工法初期支护作业主要是拱架的立设及喷砼作业。左线行车隧道钢支撑的立设采用人工作业；级围岩初期支护需要喷射32cm厚的混凝土，由于湿喷、混合喷射对喷射机械要求高，机械清洗和故障处理较麻烦，而且湿喷技术对喷射材料的要求很高，即对砂和米石的要求特别高，且容易堵管，施工操作不方便。另外，由于围岩软弱富水，湿喷砼的回弹率极高，封闭时间太长，造成了一定的安全隐患。干喷除了喷射混凝土强度比其它方式喷射混凝土强度较低外，水灰比也不容易控

29、制，混凝土的匀质性、强度稳定性也比较差而且容易产生较大的粉尘，回弹量大，综合考虑干喷、潮喷、湿喷和混合喷的优缺点；再选用湿喷和潮喷进行现场试验对比，最后选用回弹量小、粉尘少、机械清洗和故障处理容易的潮喷，喷浆机选PZ-6T及PZ-5C型。由于喷浆料运输车不能将喷浆料直接送至部、部，如果通过机械把喷浆料从部、部提升至部、部，工序太烦琐而且时间较长，本工程通过在掌子面后方垂直向地表打投料口来解决喷浆料的运输问题，喷浆料运输车将喷浆料运至地表的投料口，通过投料口将喷浆料传送到隧道内的自卸翻斗车上，再运到喷浆作业面，既方便又快捷。见下图3-2-16喷砼作业及砼投料口所示。部、部喷砼作业时，可通过运输车

30、直接将砼运至喷砼作业面进行支护作业。 图3-2-16喷砼作业及砼投料口3.2.4.3 通风设备xxxx隧道陆域段采用CRD工法施工，为保证工人的作业环境，采用CRD四个部位分别一次性送风技术。通风设备选用山西侯马SDF-NO12.5型通风机，通风量最大可达到2912m3/min。通风机置于洞口清新空气处，共两台，分别将新鲜空气输送至、部及、部，保证CRD工法四个断面的空气清洁度，提高工人的工作效率。详见下图3-2-17 CRD工法施工通风设备所示。 图3-2-17 CRD工法施工通风设备3.2.4.4 CRD工法排水设备及技术选型对于本隧道施工时造成影响的水首先为大气降水造成的地表水,二是地表

31、水渗流,三是开挖面用水、混凝土养护用水、清洗施工机械及文明施工等洞内作业产生的水。地表水主要在洞口设置截排水沟、积水池等防排措施；洞内排水主要通过积水池用机械逐级抽至污水处理池，经净化后再排至市政排水系统。3.3 土石交界3.3.1开挖方法及初支参数的选择行车隧道过土石交界处的施工原理与服务洞一致，只是开挖方法由于断面大小而异。根据其特殊的地质条件采用左右环形开挖法(预留核心土法)，即在一般台阶法的基础上，上台阶部分先左右环形开挖(当土体极其不稳定，下台阶同样分左右两部开挖)，将核心土预留以保证工作面的稳定，有利于隧道的开挖支护。上台阶长度一般取一倍洞径，核心土部分的长度与台阶长度一致。开挖时

32、，先机械开挖左右环形部分土体，人工风镐配合修整成型后进行初期支护；然后核心部分土体不动，再将下台阶左、右边腿处机械开挖到设计轮廓线进行支护，由于土体呈流塑状，不断向临空面推涌，故下台阶核心部分土体亦先不动，且左右边腿的开挖也不能同时进行，需要错开一定距离，用以保证上台阶已支护部分的稳定；最后再进行仰拱的开挖和封闭。当存在石方爆破时，采用减震爆破技术，严格控制装药量，严格控制爆破进尺。以“密布眼，少装药，打浅孔”的原则进行爆破开挖。3.3.2 初支参数的加强根据监控量测结果及现场实践表明，在土石交界段原有的支护参数难以满足施工需要，支护变形大，沉降及收敛都难以控制。通过初期支护的加强，支护结构能

33、够有效的控制住沉降及收敛量，能够满足施工。例如依服务隧道在正常V级围岩段，初支参数为22格栅钢架，50cm/每榀；6 20*20单层钢筋网；23cm厚C25喷射混凝土；L=3m，42*4.2mm锁脚锚管；在土石交界段，初支参数改用I18工字钢拱架，50cm/每榀；6 20*20单层钢筋网；23cm厚C25喷射混凝土；L=3m，42*4.2mm锁脚锚管(25药卷锚杆) 能够有效的控制住沉降及收敛量，确保了隧道的施工安全。3.3.3 辅助施工措施的选择土石交界处是围岩特殊的地段，采用何种辅助施工措施，必须要有准确的工程地质及水文地质参数作为重要凭据。故采用直观、可靠的水平超前探孔是尤为必要的。根据

34、隧道断面的大小，一般布置至少3个探孔(拱顶及两腰各一个)，要求探孔深度穿越土石交界面，以准确了解土石交界面的距离、工程地质、水文地质等重要参数。根据水平探孔超前地质预报所获得的地质参数进行辅助施工措施的选择。隧道过土石交界段采用的辅助施工措施主要有：全断面帷幕注浆加固堵水、局部注浆加固堵水、小导管周边注浆、临时护拱、临时仰拱、洞内真空降水、地表深井降水、超前大小管棚、拱背补偿(回填)注浆填充地层、气动夯管锤大管棚施工法、地质钻机大管棚施工法等，通过实践证明以上辅助措施能够保证安全、快速、顺利地通过土石交界段，满足正常施工进度的需要。3.4 风化深槽施工xx东通道海底隧道工程风化深槽段施工是整个

35、工程风险最大、难度最高的地段，风化深槽施工的成败直接决定着本工程的成败。我项目部共需穿越F1、 F2、 F4、F5(只在左线隧道)共计7次共计约498m的风化深槽，其覆盖层厚度为28.447.6m，最大水深为28m，拱顶最大静水压力0.62MPa。3.4.1 海底风化深槽整体施工思路考虑风化深槽特殊的岩土水文地质，施工期间主要是防止其坍塌和涌突水。要安全通过风化深槽，要对隧道穿越风化深槽段预注浆堵水，加固围岩。快支护、早成环，直至通过风化深槽；开挖以人工机械为主，必要时弱爆破，严防对围岩产生大的扰动。开挖过程中严格按设计要求做好超前管棚支护和注浆加固。总体施工原则为:、系统做好超前地质预报工作

36、,重点准确探明风化深槽前后土石交界面位置及走向；、做好帷幕注浆预加固工作；、采用CRD法或多台阶法开挖，支护适当加强，掘进过程中严格遵守 “早预报、预加固、管超前、严注浆、小断面、短进尺、弱爆破、勤量测、早封闭、快衬砌”的施工原则；、做好应急抢险救援预案工作。图3-4-1海域风化深槽段施工工艺流程图3.4.2 海底风化深槽的准确探明和定位风化深槽超前地质预测预报总体方案为：物探钻探相结合、长短结合，先物探后钻探，先长后短。隧道施工在距离风化槽50m左右采用TSP203长距离探测一次，先通过TSP203初步探明掌子面前方的含水体、裂隙等地质情况，尤其是两端的土石交界面位置。在接近风化深槽时使用水

37、平钻探准确探出土石交界面位置，穿越风化深槽时加大短距离预报密度，主要以地质素描、超前水平钻探、地质雷达和红外探水为主，同时可对TSP预报成果进行验证。进行多种方法相互补充，相互印证。3.4.3 全断面帷幕注浆技术3.4.3.1注浆压力的确定根据设计，注浆压力取静水压力的35倍。即：P = (35)P0 式中，P注浆终压(MPa)；P0渗透地下水压力(MPa)。在海底风化深槽地段注浆虽然主要采用劈裂注浆和挤密注浆而非渗透注浆，注浆压力从低到高逐渐加压，但注浆压力不易过高，达到设计注浆量即可停止注浆，避免过多的扰动地层。计算得全断面帷幕注浆注浆压力取值为：2.04.0MPa。3.4.3.2浆液扩散

38、半径扩散半径按下式计算： 孔隙等效半径e0.000045cm，注浆材料凝胶强度s9dyn/cm2，注浆孔半径r30cm。计算得到注浆扩散半径为1.5m。3.4.3.3注浆加固范围注浆区域应按围岩止水的有效范围进行计算，行车隧道全断面超前预注浆范围为开挖轮廓线外5m，服务隧道为开挖轮廓线外4m。3.4.3.4 注浆速度浆液在裂隙中的摩擦阻力受裂隙大小、延伸方向和其中存在的填充物有关，同时取决于浆液的密度和粘度。参照达西流体运动方程： 式中，Cd2介质渗透特性函数；流体特性函数。改变上述方程，简化成单位长度内渗透速度的变化与相应水土压力h的变化方程：对于注浆的浆液而言： 注：上述公式中的cs、cs

39、应为无量纲值。经计算注浆速度可取5110L/min，并根据现场作业情况进行调整。3.4.3.5 注浆孔布置及相应注浆参数全断面帷幕注浆孔终孔间距一般为注浆扩散半径的1.51.75倍，即L=(1.51.75)R，根据服务隧道土石交界段注浆揭露情况，修正终孔间距定为2.2m。3.4.3.6注浆材料 根据全断面帷幕隧道注浆堵水要求和本着合理、高效、经济、耐久的原则，注浆堵水材料主要选用普通32.5水泥单液浆、超细水泥单液浆(MFC)、普通C-S双液浆和高早强高强度混凝土(HSC)为主。根据前期TSP超前地质预报及钻孔地质情况可知，注浆主要为辟裂注浆和挤密辟裂注浆。注浆材料的选择：P2Mpa时以超细水

40、泥浆单液浆和超细水泥水玻璃双液浆为主。浆液配比如表3-4-1所列。表3-4-1 浆液配比参数表序号名称配比参数水灰比W/C体积比水玻璃浓度1普通水泥单液浆(0.81.1):12普通水泥-水玻璃双液浆(0.81.1):1C:S=1:(1120.3)35Be3超细水泥单液浆(0.81.1):14超细水泥-水玻璃双液浆(0.81.1):1C:S=1:(10.3)35Be3.4.3.7配套设备钻孔设备选择意大利产卡萨C6钻机或日本矿研钻机。卡萨C6钻机是专门用于隧道钻孔的，该款钻机具有功率大，定位快，操作简单，钻进速度快，可钻孔也可注浆集多种功能于一身。是保证注浆质量和按时完工的主要硬件措施。注浆设备

41、配套如表3-4-2所示：表3-4-2 注浆设备配套表序号机械名称型 号数量单位1双液注浆泵KBY-80/706台2水泥浆搅拌机6台3自搅拌式储浆桶3个4储水玻璃桶2个5清水桶2个6混合器T型4个7麻丝若干3.4.4 风化深槽开挖风化深槽超前预注浆加固完成后采用CRD工法开挖，CRD工法最大的优点就是各个部位能够独自开挖作业，及时的进行支护，迅速各自封闭成环，有利于开挖支护的顺利进行，能够有效的控制沉降和收敛问题；且CRD工法便于工法的转换和施工工序的衔接。3.4.4.1施工工序风化深槽段CRD工法施工工序如图3-4-2和图3-4-3所示。图3-4-2 CRD工法开挖方案示意图图3-4-3 CR

42、D工法施工流程图3.4.4.2主要技术措施a)初支参数采取锚、网、喷、拱联合支护结构型式：主拱架钢支撑采用I22，临时支撑采用I20，间距50cm，设双层8=20cm钢筋网，22连接钢筋，504mm厚3.5m长锁脚注浆钢花管，C25喷砼厚度主体32cm，临时支撑30cm厚。b)预留变形量采用6cm。严格做好监控量测工作。c)对喷砼背后采取回填注浆措施。同时进行局部径向注浆堵水，采用4m长42注浆钢花管，按照环纵向间距为22m，若初期支护表面有渗漏水注浆管间距可适当调整，注浆材料为普通水泥单液浆，水灰比为1:11:1.5，为注浆压力0.5Mpa。通过施工不断优化风化深槽施工方案，最后采取周边帷幕

43、注浆、上台阶全断面注浆(I、III部)下台阶周边注浆等措施安全、有效、高速的顺利通过风化深槽为xx隧道提前通车创造了条件。3.5 竖井施工xx端竖井距xx端洞口1.31km，井深约46m；竖井断面皆为圆形，直径8.3m。3.5.1竖井地质情况xx端竖井的地质条件较好，井口部可见弱风化岩石露头，该处除表层为2m薄层填筑土，下覆围岩均为微风化花岗闪长岩。xx端竖井地质条件偏差，根据同位置钻孔XZK13揭示，表层为7m左右的淤泥，下层为8m左右的粗砂，其下是1.5m左右全风化黑云母花岗岩，底层为强弱风化黑云母花岗岩。 图3-5-1xx端竖井地质立面图3.5.2、竖井围堰施工方案由于xx岸竖井位于xx

44、端正在实施的滚装码头内，因此，该处只在竖井人工岛外设置临时性围堰，临时围堰填筑高程为5.5m。考虑地表淤泥层，临时围堰基底采用10100Kg抛石挤淤处理，抛石整平后其上填筑充土土工织物袋。临时围堰修筑好后，抽出围堰内海水并清淤，清理出竖井施工场地。等竖井井口段施工完毕后，进行人工岛填筑，人工岛底部铺设一层50cm厚砂层，砂层上填土，填土采用分层碾压处理，压实度不小于85。临时围堰基底采用10100Kg抛石挤淤处理，抛石整平后其上填筑充砂土工织物袋，围堰外侧采用200300Kg抛石护底，围堰顶部高程3.5m。临时围堰修筑好后，抽出围堰内海水并铺设一层50cm厚砂层，临时围堰内作为隧道弃碴场地。挡

45、墙外侧上部为防浪的圆弧形，高潮位时，弧形挡墙形成反射浪花，具有很强的观赏性。中部为直线与圆弧连接，底部坡度放缓，增加整体稳定性，减少波浪作用力。为减小墙体锁受土压力，墙后抛块石棱体并设置混合倒滤层，抛石棱体与倒滤层之间铺设二片石。为保证永久围堰的正常施工，在永久围堰外侧设置一圈临时围堰。临时围堰基底采用10100Kg抛石挤淤处理，直至抛石露出海面后整平填筑充砂土工织物袋，外侧采用200300Kg抛石护底，围堰顶部高程3.5m。临时围堰修筑完成后抽出堰内海水，整理场地施工永久围堰，在临时围堰与永久围堰之间抛设一层200300Kg块石护底，永久围堰施工完成后拆除临时围堰(围堰底部抛石保留)。弧形挡墙施工步骤：整理场地及铺设施工道路锤入钢筋混凝土预制桩现浇承台弧形挡墙浆砌块石施工墙体砌筑达到一定高度后，墙后抛填块石墙前护底块石抛填完毕浆砌块石内预埋钢筋，砌筑至设计高程现浇压顶混凝土墙后抛填块石、二片石和倒滤层并铺设土工布墙后填砂、填土并分层压实，拆除临时围堰弧形挡墙护岸后竖井人工岛填筑：高程3.3m以下填砂，3.3m以上填土。填砂采用灌水密实处理，填土采用分层碾压处理，压实度不小于85。人工岛填筑须为竖井施工预留场地，等竖井井口段施工完成后再填筑竖井周围人工岛。3.5.3竖井施工方案xx端竖井