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花培岭隧道实施性施工组织设计

总体施工组织布置及规划

花培岭隧道位于广东与广西两省交界处，横穿两省省界，进口位于广西省苍梧县大坡镇都够村以东的冲沟边，隧道出口位于广东省郁南县平台镇古隆村以西的山坡，隧道起讫里程IDK252＋657～IDK258+575,全长5918m，最大埋深307m。

隧道穿越丘陵区，地面高程78～397m，相对高程20～200m，地形起伏大，丘坡自然坡度较陡，坡角25～48°，大部分土地为林地、果园，少部分为农田，植被覆盖率约80%。IDK253+045处沟谷地段建筑工地安全文明施工方案范本.doc，洞身浅埋；IDK256＋095～＋295附近线路东南侧130m处为大埇村；IDK258＋488.5～IDK258+575隧道洞身浅埋。

本地区属亚热带温湿季风气候，夏热冬冷，雨量充沛，受季风影响强烈。年平均气温20.8～24.4℃，6～8月年平均气温27.6～28.2℃，最高气温38.8℃，最低气温－3.4℃，多年平均降水量为1380～1605mm，年降水主要集中在4～9月，占全年降水量的60%；平均年蒸发量为1336～1848mm；日照春夏两季较长，秋冬两季较短，冬春常见浓雾和霜冻，4～9月多东～东南风，10月至次年3月多西～西北风，风速一般1～2米／秒，最大10～12米／秒。年平均相对湿度80～82%。

根据《中国地震动峰值加速度区划图》，本区地震动峰值加速度为0.05g，相当于地震基本烈度Ⅵ度区，地震动反应谱特征周期为0.35s。

线路分布的地层有第四系全新统（Q4el+dl）、燕山期花岗斑岩（γ52）、寒武系水口群（∈）。

隧道范围无大的区域性断层通过；

IDK255＋505处深94～（洞身）受区域性构造影响，岩体破碎，节理裂隙面可见绿泥石化现象，推测为倾向北面断层；

隧道洞身范围燕山期花岗岩两次和寒武系地层侵入接触，受侵入作用影响，接触带处岩体破碎，风化作用强烈。

区内地表水主要为沟谷小溪流及人工填筑的堤坝和水库。IDK253+110沟谷常年有水，在线路右侧50米沟谷下游筑有小水坝；IDK253＋588沟谷常年有水，水量较小；IDK257＋800线路左侧1～1.8公里沟谷下游分布有水库。

区内主要地下水类型及补排条件如下：

主要赋存于沟谷地段的第四系残坡积层中，受大气降水补给，水位及水量随季节变化较大，一般沿基岩面向下游渗流排泄。

寒武系砂岩、粉砂岩及燕山中期花岗岩，受各类风化及地质作用影响，局部节理裂隙较发育，含裂隙水，接受大气降水补给，在落差较大的沟谷、陡坡处排出地表。

地表水及地下水对普通混凝土无侵蚀性。

利用大气降水入渗法得：隧道正常涌水量Q＝2462m3／d。

隧道大部分地段在枯水季节处于无水状态。但在丰水季节，地下水位升高，地表水量丰富，隧道涌水量可能增加。

隧道进出口岩性为粉质黏土及全风化花岗岩，岩体较松散，且花岗岩存在不均匀风化，边坡稳定性差。隧址范围内无特殊岩土分布。

花培岭隧道进口距苍梧至大坡镇公路约，村内便道距隧道进口有；隧道出口距广东省道S368约，距古隆村村庄约。

本地砂、石料丰富，可供施工使用。水泥、钢材等从当地县城或省城以招标形式采购。

本标段地表水丰富，施工用水就近取用，本标段进出口各设1台1000KVA变压器，进出口隧道内各设1台400KVA移动变压器，施工用电从就近的高压干线引入。进口杆线牵入长度，出口杆线牵入长度。

工程特点、重点及技术措施

施工通风距离长，通风难度大

最大独头通风长度为3380m。如此长距离独头通风势必对通风机械及通风系统布置及管理提出了更高的要求。

为保证及时排除粉尘、炮烟及大量的内燃废气，确保人员的良好劳动环境，本标段采用混合式通风方式。

地下水发育、水量大，施工影响大，有发生涌水突泥风险

本地区属亚热带温湿季风气候，夏热冬冷，雨量充沛，受季风影响强烈。在丰水季节，地下水位升高,地表水量丰富,隧道涌水量可能增大，破碎带可能发生突泥、涌水，涌水量大，对施工影响较大。

施工过程中必须采取措施，做好超前小导管注浆或帷幕注浆，确保隧道防水质量和地质环境安全。

进出口段围岩软弱，施工难度大

进出口风化层厚，围岩软弱，覆盖层薄，施工过程中极易发生坍塌、冒顶。施工过程中必须做好洞口的防排水工作，禁止开挖时放大炮，防止坍塌，并采用超前长管棚配合钢架进行支护，以确保安全。

工程一次验收合格率达到100%，确保全部工程质量达到国家、铁道部现行的工程质量规范和验收标准。

确保部优，力争国优，隧道工程达到不渗、不漏、不裂，满足花培岭隧道创优规划要求。

坚持“安全第一，预防为主”的方针，建立健全安全管理体系，对本单位安全生产负全面责任，施工过程中杜绝较大及以上事故，遏制安全生产一般事故；杜绝因施工引起的特别重大和重大铁路交通事故，遏制因施工引起的较大铁路交通事故。消灭一切责任事故，确保人民生命财产不受损害。创建安全生产标准工地。

开工日期：2008年12月26日；

竣工日期：，总工期778天，满足招标文件要求。

严格执行环境保护和水土保持“三同时”制度，严格执行本项目《环境影响报告书》及批复意见《水土保持报告书》及批复意见及南广铁路公司《南广铁路建设环境保护、水土保持及文物保护管理办法》相关要求。

施工期间符合国家、铁道部、业主及地方政府有关环境保护、水土保持的规定和标准，在施工过程中严格按照国家有关部委批复的环保、水保方案实施，采取合理措施，努力把施工对环境的不利影响减至最低限度，确保铁路沿线景观不受破坏，地表水和地下水水质不受污染，植被得到有效保护，一次性通过国家验收。

施工现场布局合理，环境整洁，物流有序，标识醒目；工地、道路无飞尘、无泥泞、无坑洼；材料堆码整齐、机械设备摆放整齐，生产生活区整齐清洁、伙房餐厅清洁、厕所排污区清洁；水管不漏水、电线不漏电、房屋不漏雨、车辆不漏油、通风管道不漏风；尊重当地的宗教信仰和民族习惯，实行工程项目全面标准化管理，创建文明工地。

施工完成后做到工完料清，不留污染，把所占用地恢复原状，工程交付后文明撤离。做好文明工地建设，争创文明标段。

施工前先进行超前地质预报，根据超前地质预报工作获取的地质信息调整隧道的施工方案，以确保施工安全。

明洞及洞门安排在枯雨季节施工，明洞采用明挖法施工，短段落、分台阶、敞开式开挖，开挖完毕后及时进行砼浇筑。

开挖完毕后及时进行初期支护及二衬施工，喷射砼采用湿喷,二衬采用2台12m液压衬砌台车进行二衬施工，进出口各一台。

施工通风采用混合式通风。

隧道掘进分两个工作面分别从进口和出口相向掘进，每个作业面设六个专业施工队，分别为：开挖施工队、衬砌施工队、运输作业队、机械维修队、附属施工队、砼拌合站。

进口工作面负责施工IDK252+657～IDK255+195，施工主体长度2538m，出口工作面负责施工IDK258+575～IDK255+195，施工主体长度3380m。

仰拱和填充先于拱墙衬砌施作，二次衬砌及时施作，确保Ⅱ级围岩二衬距掌子面不大于200m，Ⅲ级围岩不大于90～120m，Ⅳ级围岩不大于70m。

依据招标文件及本工程的特点，本着“高起点、高标准、高速度、高质量、保安全”的原则，以“强化管理、信守承诺、建造满意工程，保护环境、持续改进、确保健康安全”为管理方针；以“依靠科技、精心管理、均衡有序、安全优质”为指导思想，力求“技术上精益求精、工艺上精雕细刻、生产上精心操作”。

本标段采用项目法进行施工组织，组建以工程施工项目为主控对象的现场组织机构：项目经理部。实行项目经理负责制，设管理层和作业层，全面实施“一级管理，两层分离，分级核算，风险共担”的全过程、全方位的施工项目管理模式。

根据铁建设［2008]51号关于积极倡导架子队管理模式的指导意见。本工程劳动用工管理采用经实践证明较好的架子队管理模式。

架子队按照“管理有效，监控有力，动作高效”的原则组建，要做到岗位明确，责任落实。

架子队的主要组成人员由我单位具有相应作业技能的正式职工担任，并经岗位培训合格后方可持证上岗，人员数量必须满足施工现场生产管理、各施工环节和过程不间断监督的需要。施工现场所有劳务作业人员纳入架子队统一集中管理。

架子队建立和实行技术交底制度，架子队主要组成人员在施工过程中保持稳定和完整，并根据施工安排适时调整作业班组用工数量。

根据本工程情况，项目经理部下辖12个专业施工队。施工中，采用先进完善的的信息化管理系统，进一步完善内、外部信息沟通、交流机制和手段，做到渠道畅通、反应快捷，更加准确、及时、高效地执行建设单位和监理单位的指令、要求。确保本标段的工程质量、进度、安全等始终处在项目经理部的有效控制下。

项目经理部设项目经理、总工程师、项目副经理及五部二室，即工程技术部、安质环保部、生产调度部、物资设备部、计划财务部、综合办公室、工地试验室七个职能部门，行使与其职责相适应的管理职能，承担施工管理责任。

临时设施本着“规划经济、综合利用、便于管理、注重环保、服务施工”的原则进行布置。

整修及新修施工便道至各弃土场和进出口施工点，满足重型车辆与工程机械通行要求，晴雨畅通；生产和生活设施、电力、供风、供水等设施满足施工高峰期需求，一次建设成型，符合环保要求，适合当地气候条件；取土场在设计指定位置，按环保要求高标准做好相应防护。

花培岭隧道进口距苍梧至大坡镇公路约，村内便道距隧道进口有；隧道出口距广东省道S368约，距古隆村村庄约。

为满足施工运输，需对现有道路进行改（扩）建和新建部分便道，根据现场情况，进口工点需新建便道，改（扩）建便道，新修弃渣便道。出口工点需新建便道，改（扩）建便道，新修弃渣便道。

原道路为平均宽土路，现要求施工便道路面采用厚泥结碎石路面，宽，每隔设错车道一处，长度，路面宽度。平均每米挖土方0.5方。新修便道从古隆村后靠山开挖一条有效宽度便道，山体自然坡度40度~50度，开挖~。新修弃渣便道均宽，泥结碎石厚度。

施工便道结构形式见图。

本标段进出口各设1台1000KVA变压器，进出口隧道内各设1台400KVA移动变压器，施工用电从就近的高压干线引入。进口杆线牵入长度，出口杆线牵入长度，出口为了开工典礼和临建临时架设线路不能满足施工需要，需要二次架设。

本标段地表水丰富，施工用水就近取用，进口取水在隧道口左侧设积水池，到隧道口垂直高度处设高压水池，供水管道；出口在古隆村前小溪旁挖积水池，在距隧道口垂直处设高压蓄水池，管道长度；均用φ108无缝钢管管道，满足隧道施工用水。

项目部设在隧道出口平台镇，新建彩钢板房满足项目部办公及生活需要。其他各施工队营地分别在各自施工的进出口附近布置，根据各自负责工程项目的工期情况修建生产房屋。新建生活房屋采用彩钢板房。施工队驻地平面布置见图。

为确保混凝土的拌制和供应质量，采取拌和站集中拌和，输送车供应混凝土。本标段进出口各设混凝土拌和站1台，每座拌和站占地7000～8000m2，场地均采用混凝土硬化处理。混凝土拌和站平面布置见附图。

隧道进出口山坡上各设一处高压水池，容量140m3。上下水管采用Φ80无缝钢管，洞外部分埋设于地下。

进出口拌和站旁各设一砼构件预制场，负责本段水沟电缆槽盖板等构件的预制供应。

在项目部设置工地试验室。工地试验室负责本项目所有的试验和检验工作，具体负责取样、送检工作，并及时反馈，指导施工，协助做好新材料的施工试验工作。

工地试验室，建筑面积为130m2，地面铺筑水泥地面，粉刷墙壁，室内配空调。砌筑牢固平整的试验操作台，试验室清洁整齐，作到采光好，管道、线路布置整齐。

进出口掘进工作面长，洞内容易出现各种险情，因此在洞内设报警系统，洞外设警报及警铃，以及时了解洞内险情，采取相应对策，并且每隔500m设一消防灭火器。

施工过程中，严格按照招标文件要求，遵守国家及当地政府有关环境保护与水土保持方面的法令法规，采取有效措施做好环境、水土保持。

临时工程施工前，要进行统筹计划，充分考虑当地自然资源，并取得当地环保部门的许可，与环保部门签订环保与水保协议，在施工中严格按协议要求处理。

施工场地应作好排水渠道，满足防洪需要，修建防护堤坝及污水处理设施，生活驻地内空余场地进行绿化。

新建的施工取水及用水设施，严禁破坏原有水源，未经处理达标的施工和生活废水不得直接排放，处理后方可排放。

在施工便道路口设置警示标志，对利用的既有道路安排专人和机械定期维护。

工程结束后，及时拆除施工临时设施，对占用场地进行清理和恢复，对占用的河道进行疏浚。

施工总平面布置见附图。

根据招标文件要求，本标段工程开工时间为2008年12月26日，竣工时间为2011年6月26日，总工期30个月。

长大隧道存在地质变化等不确定因素，为确保总工期目标，本实施性施工按合同工期的85%进行施工计划安排，计划开工时间为2006年12月26日，竣工时间2011年2月11日，施工总工期778天,2011年2月11日前达到铺架条件。

Ⅱ级围岩全断面开挖施工进度指标分析

根据上表，Ⅱ级围岩全断面开挖循环时间为9.5h，每循环进尺3.3m，每天2.5个循环，日进尺8.2m。考虑月有效施工时间25天，月进尺为205m。

Ⅲ级围岩全断面开挖施工进度指标分析

根据我单位施工经验在Ⅲ级围岩施工时，采用全断面开挖安全、经济。根据上表，Ⅲ级围岩全断面开挖循环时间为9.5h，每循环进尺3m，每天2.5个循环，日进尺7.5m。考虑月有效施工时间25天，月进尺187.5m，围岩较差地段进行超前予支护。

Ⅳ级围岩台阶法施工进度指标分析

根据上表，Ⅳ级（围岩较薄弱地段按设计要求采用三台阶七步开挖法施工）围岩台阶开挖循环时间为12h，每循环进尺2m，每天2个循环，日进尺4m。考虑月有效施工时间25天及工序干扰，月进尺为100m。

Ⅴ级围岩三台阶七步开挖法施工进度指标分析

根据上表，Ⅴ级围岩双侧壁导坑法完成一循环开挖支护时间为16h，每循环进尺1.5m，日进尺2.2m，每月按25天有效施工时间计算，月进尺55m。地质较差的特殊地段施工进度指标按45m／月考虑，需超前帷幕注浆的特殊地段施工进度指标按30m／月考虑。

Ⅱ、Ⅲ级围岩衬砌施工进度指标分析

由上表。衬砌一循环时间为48h，平均每2天完成1循环，台车长度12m，进出口各2台二衬台车同步作业，日进尺为12m，考虑均衡施工，进出口衬砌作业面月进度为236m（每月按20个循环，每个循环20cm搭接长度）。

围岩级别及开挖进度指标一览

工程进度网络计划图、进度横道图

施工进度计划网络图见附图。

施工进度计划横道图见附图。

主要工程项目的施工方案、施工方法

在保证围岩稳定或减少对围岩扰动的前提条件下，根据设计图纸开挖方法进行掘进,发现与设计地质不符时与设计单位联系,确定新的施工方法，并尽量提高掘进速度。在选择掘进方式时，一方面考虑隧道围岩地质条件及其变化，使围岩能保持稳定；另一方面考虑岩体的坚硬程度，既能保证掘进速度，又能减少对围岩的扰动，确保施工安全。

施工中坚持先探后挖的施工原则，将超前地质预报纳入施工循环，不探明前方地质，不能开挖。同时本着稳定掌子面、及时闭合和加固地层的原则，相互补充，合理选择开挖方法。

在隧道穿越断层破碎带及涌水地带时，按照“探水→注浆→开挖”施工循环，注浆与开挖交替进行，即注浆一段，开挖一段的方式施工。

在不良地质地段，隧道主要施工顺序是：超前地质预报→超前支护→开挖→初期支护→仰拱开挖及浇注混凝土→铺设防水材料→拱墙二次衬砌。在施工中做到前一工序未按设计要求完成，后一工序不能开工。

严格按“早预报、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测，步步为营，稳步前进”的原则组织施工。

隧道进出口采用大管棚进洞，岩性分界面、岩体破碎带、粉质黏土及全风化花岗岩采用双排小导管超前支护，对于富水段、涌水段采用帷幕注浆和局部注浆通过，一般地段拱部采用中空注浆锚杆，边墙采用砂浆锚杆支护。隧道施工贯彻仰拱先行，采用仰拱栈桥保护通过，拱墙衬砌采用整体式模板台车一次灌筑。

隧道按新奥法原理组织施工,根据围岩级别不同采用钻爆法和人工配合机械开挖法施工，开挖采用光面爆破，严格控制超欠挖，施工中采用超前地质预报，及时反馈监控量测用以指导开挖、支护作业。

隧道弃碴尽量利用作建筑材料和路基填料，不能利用的弃碴运至弃碴场，洞内运输全部采用无轨运输，侧卸装载机装碴，自卸车运输。装碴运输全部采用高效、低排放设备，以减少洞内污染。

弃碴场采用浆砌片石或片石混凝土进行防护，碴顶面采用表层土回填恢复植被，撒草籽绿化或复垦、植树，并做好排水系统，以防止弃碴流失，污染环境。

隧道开挖后立即锚、喷、网支护，在洞口段辅以管棚进洞，在岩性分界面、岩体破碎带、粉质黏土及全风化花岗岩段采用双排小导管超前支护，富水段及涌水地段采用超前帷幕注浆与局部注浆堵水通过，确保施工安全。

超前支护的大管棚采用管棚钻机施工，超前帷幕注浆采用先进的水平钻机钻孔，高压注浆泵注浆。超前小导管、系统锚杆采用凿岩机钻孔施工，挂钢筋网、支立钢拱架采用机械配合人工作业，喷射混凝土按照湿喷工艺采用喷射机器手施工。

监控量测作为施工组织设计的一个重要组成部分，监控量测工作必须紧接开挖、支护作业，按设计要求进行布点和监测，并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。量测数据及时分析处理，并将结果反馈到施工过程中。

隧道进洞前核对地形及地质情况，确保进洞安全及洞口稳定，洞内分段仔细核对地质情况，如发现与设计资料不符，及时与设计单位联系，确定新的支护方式，确保施工安全。

仰拱、仰拱填充与衬砌施工

施工应贯彻仰拱先行的原则，采用仰拱栈桥进行整幅施工，且成型段一次灌筑，仰拱填充与仰拱分开施做。二次衬砌采用拱墙一次整体式。

在铺设防水板之前，应对初期支护的渗漏水情况进行检查，并采取埋管引排、局部注浆等措施进行处理，防水板铺设采用作业台架。

隧道除进口DK252+662～+682为明洞段采用整体式衬砌外，其余地段均采用复合式衬砌，复合式衬砌由初期支护、防水层与二次衬砌组成。Ⅱ级围岩及Ⅲ级围岩硬岩地段采用曲墙加底板结构形式，Ⅲ（软岩段）～Ⅴ级围岩采用曲墙加仰拱结构形式。衬砌采用整体式模板台车泵送工艺施工。混凝土在洞外集中拌合，混凝土搅拌运输车运输。

施工通风采用混合式通风方式，通风形式分为二个阶段。详细通风方案见第五章。

DK252+662～DK254+808段3‰的顺坡，采用自然坡排水，隧道开挖分界点为DK255+200，进口作业队DK254+808～DK255+200，长392m为反坡排水，施工时根据水量大小设多个抽水泵将水抽至变坡点，通过水沟自然排水，出口施工DK255+200～DK258+580为顺坡排水，不需设置机械排水。

反坡段施工时为了防止突然涌水较大时发生积水事故，开挖面附近设置较强抽水移动泵。

隧道突涌水详细排水方案见第五章。

采用当地电源接至两洞口，在两洞口各设一个变电站，每个变电站设大容量变压器，在变压器的低压侧架设动力线路和照明线路进洞施工，低压线路采用三相五线制。

由于隧道较长，且凿岩台车用电量较大，当隧道进尺达到800m以上时，另配10KV高压电缆进洞，洞内设400KVA移动式变压器跟进，每400m移动一次。

考虑整修以及其它不可预见因素引起的停电情况，两洞口另外各配1台400KW和2台200KW发电机组组成的临时发电站，做为备用电源。

隧道供水采用当地水源，直接抽至隧道洞口附近高压水池，再通过变频调压供水装置给洞内供水。

利用φ150mm的无缝钢管输送至各用水点。水管设在边墙底部，并用托架将其托起，在水管的端部安装闸阀，闸阀至各用水机具间用高压皮管连接。

在两洞口各设置一个空压站，每个空压站安装3台20m3/min空压机，供隧道内施工用风，洞内设增加高压风罐进行风压、风量的补充。高压风从空压机站引至洞内，高压风管采用φ200mm的无缝钢管，设在边墙底脚处，管子下面采用托架将其托起，托架固定在底脚的边墙上。随着洞子的延伸，高压风管分段接至工作面附近，在管端安装闸阀以便接至用风机具，闸阀至用风机具之间用高压皮管连接。

机械设备选型时，主要依据本项目的特点：隧道长、运输、通风等干扰大、要求高，工期紧、要求形成快速作业。考虑上述特点，设备选型配套如下：

采用353E三臂液压凿岩台车及风动凿岩机钻孔，ZLC50C装载机和自卸车无轨运输，排放低，运能大，符合断面尺寸要求。

主要采用的超前地质预报方法

隧道地质条件较为复杂，进出口岩性为粉质黏土及全风化花岗岩，岩体较松散，且花岗岩存在不均匀风化，边坡稳定性差，洞身其它部位软弱夹层、物探异常带、岩体破碎带、富水的岩层分界面、富水地层中的裂隙水等发育情况进行预测预报，并纳入施工工序。本隧道采用的超前地质预测预报主要有地质素描、地质雷达、红外探测和超前地质钻探等。根据超前地质预测预报工作获取的地质信息调整隧道的施工方案，以确保施工安全。

对地质较简单的地段，以洞内地质编录为主，根据对洞内地层岩性、地质构造、岩体节理裂隙的发育情况、地下水的发育情况等，分析围岩的稳定情况，并据此预报掌子面前方围岩的工程地质条件、水文地质条件；对地质条件比较复杂的地段，如地层分界线、角度不整合接触带、物探异常段、次级断层、富水段等，在洞内地质编录的基础上，采用物探超前地质预报方法（TSP203、地震反射法等），对隧道掌子面前方的地质条件进行预报；对地质条件特别复杂的地段，如区域性断层、岩溶发育段、突涌水段等，在洞内地质编录的基础上，先进行物探超前地质预报，必要时采用超前水平钻探进行超前地质预报。

通过地质超前预报，及时发现异常情况，预报掌子面前方不良地质体的位置、产状、含水量情况及围岩结构的完整性，从而为优化施工隧道方案提供依据，为预防隧道突水、突泥、有害气体溢出及放射性等可能形成的灾害性事故及时提供信息。

超前地质预报的内容及技术要求

由专业地质人员对隧道的工程地质、水文地质特征进行详细的编录，根据掌子面的地质特征，并结合勘察设计地质资料，对掌子面前方的地质情况进行预测，并提出工程措施意见。具体内容如下：

作好洞内地层、岩性的划分和描述；核对包括地层岩性、断层构造等在内的主要地质界线在隧道洞身的实际位置；进一步确定各断带及其主、次断层（包括影响带）的位置、产状，断层带的物质组成、宽度、富水程度及工程性质。

对洞壁岩体主要结构面（断层、层理及节理、裂隙等）进行定性及定量统计量测，查明主要结构面的产状、性质、延伸长度、张开宽度、粗糙程度、蚀变情况、密度、地下水及充填情况等，并分析优势结构面对围岩稳定性的影响。

对岩体受构造影响程度、节理发育程度、岩体完整程度、富水程度及围岩稳定状态等进行详细编录，据此对围岩级别及其他地质参数进行修正，并提出有针对性的支护、衬砌或超前加固措施意见。

对重点地段，如软弱夹层、物探异常带、岩体破碎带、富水的岩层分界面、富水地层中的裂隙水及掌子面地质情况与地面调绘出入较大等重点地段进行核对和详细的调查与分析评价。

对地质条件复杂地段，如断层、地下水发育的突涌水段等，在地质编录的基础上，进行物探超前预报。

断层：要预报破碎带的位置、宽度、富水情况及岩体的完整性等。

地下水发育的突涌水段：要预报掌子面前方岩体的完整情况、节理裂隙发育情况、富水情况，并分析发生突涌的可能性等。

（1）TSP203地质超前预报系统

我们将采用安伯格测量技术公司研制的TSP203测量系统，在从事地质预报专家的指导下进行本工程的地质预报工作。TSP203地质超前预报系统能够进行隧洞施工中长期预报，该系统是建立在对反射地震波信号的接收和处理基础上，能较准确预报隧洞施工前方200m范围内地质条件和岩石特性的变化，对保证隧洞施工顺利进行具有直接的指导意义。其工作原理、量测方法、适用方法及预报工作操作注意事项如下所述。

地震(声)波由特定点上的小规模爆破产生，并由秒年电子传感器接受。当地震波遇到岩石强度变化大(如物理特性和岩石类型的变化、断层带、破裂区的出现)的界面时，在绕射点处部分射波的能量被反射回来。反射信号的传播时间与到达边界的距离成正比，因此能作为直接的度量方法。

TSP203超前地震预报系统洞内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边墙上，一般情况下，它是一个接收器孔和24个爆破孔组成。接收器距掌子面约55m，最后一个爆破孔距掌子面约0.5m。爆破孔间距1.5m，孔深1.5m，孔径111～45mm，孔口距隧底约1.0m，向掌子面方向倾斜约10°，向下倾斜10～20°；接收器与第一个爆破孔间距20m，接收器孔深2.4m，孔径32～45mm，孔口距隧底1.0m，向洞口方向倾斜约10°，向下倾斜10～20°。

为使接收器能与周围岩体很好地耦合以保证采集信号的质量，采集信号前至少12h时应将一个保护接收器的接收器套管插入孔内，并用含两种特殊成分的不收缩水泥砂浆使其与周围岩体很好地粘结在一起。每个爆破孔装药量10～40g，根据围岩软硬和完整破碎程度以及距接收器位置的远近而不同。若地震情况特别复杂，有时需要在隧洞另一边墙上也布置一个接收器和24个爆破孔，通过左右边墙所测资料的对比分析，得出较为准确的判断结果。

为了节省量测时间，TSP量测的所有准备工作(钻孔，粘接金属传感器的套管)都在常规的隧洞掘进作业中进行，量测准备工作包括传感器系统的插入，爆破孔的装药以及功能性测试，约需1h，地震信号记录包括每次爆破的引爆记录，约需45min，整个量测循环，包括仪器的清理，共需2h。

数据处理的图象反映了开挖面前方或开挖面周围的地层界面情况，因此可用来确定界面的位置。这种方法使用为标准PC机而专门开发的TSP203设备，并按系统的步骤操作。

首先，选定适当的调查区域，然后，进行波场处理以区分直达波场和反射波场。该平面，即绕2射叠加平面(DFS)，使由与隧洞轴线相平行的爆破点的中心线和通过相关调查区域的对角线确定的。

对于纵波(压缩波)和横波S(剪切波)(其速度为有价值的量测参数)，通常都能进行单独的人机对话数据分析。S波的数据处理能帮助提高含水断层带(断裂带)和岩体构造走向的识辨率。在其它相应的预报区域中，重复进行这种数据分析过程。

所有对独立空间区域数据分析的最终结果为工程师的综合图，该综合图为开挖隧洞的区段垂直和水平剖面图及其坐标系统。该图显示了预测的前面重要反射界面的进出点及其相应岩石强度变化，通过计算纵波和横波速度可以确定重要的岩石力学参数，如扬氏模量的泊松数。这些参数有助于隧洞工程师考虑施工措施，而且是连续进行TSP断面量测的一个有价值的岩石力学监测方法。

TSP203设备特别适用于高分辩率的隧洞折射地震(微地震)勘探，以及断裂和岩石强度降低地带的监测。其探测费用相当低，因此可以在常规方法的掘进中进行连续监测。

④预报工作操作注意事项

首先为保证预报长度、预报精度，提高预报质量，在一切可能的情况下尽量减少环境噪音，爆破接收信号时隧洞内应停止一切施工作业。确定好采样间隔和采样数目

另外，安放接收器保持与周围岩体很好地耦合，以保证采集信号的质量，用早强膨胀水泥砂浆，使接收器与岩体粘贴好。

天线耦合问题也是影响预报效果的一个关键因素，匹配好坏影响天线发射功率的变化。SIR—10型雷达系统的天线在开挖工作面上工作时，由于凹凸不平，测量时天线要移动，不能保证与开挖工作面的距离不变，因而必须研究弥补这种耦合问题造成影响的有效途径。对探测不远的目标，天线与开挖面最近接触距离＞1/2波长，而对于较远目标的探测可采用点测法、定点转角探测法及复测法，以克服耦合不良造成的信息忽大忽小以及形成假信号的问题。

雷达探测时，一些因素会给他带来一定的干扰。干扰因素有：隧道壁、出碴车、人走动等，它们来自侧立、背向，且干扰严重。其次人抬天线造成感应干扰、晃动造成方向干扰。100Hz天线带有屏蔽，能防止一定干扰，但不能完全清除干扰。为解决干扰问题，采用专用支架移动天线，避免人的感应和天线晃动所带来的干扰。

分辨率：相对介质常数为9m时，横向分辨率：采用80Hz天线时，在深度为20m时为1.8m左右，采用100Hz天线时为2.2m左右，

对规模较大的区域性断层、物探超前预报的异常段（可能的岩溶发育段及突涌水段），通过超前水平钻探进一步确定断层的位置、破碎带的宽度、富水情况，并进一步确定岩溶的发育情况，包括溶洞的位置、大小、充填情况等。

红外探水的特点一是测速快，基本不占用施工时间；二是资料分析快，测量完毕即可得出初步结论，室内成果整理及报告编写也可在2小时内完成；三是判断前方有水无水的准确率较高。

超前预报的重点及工作量

隧道全长5898m全部进行地质编录。

隧道通过主要区域性软弱夹层、物探异常带、岩体破碎带、富水的岩层分界面、富水地层中的裂隙水段，根据物探超前预报的结果，必要时采用超前水平钻探进行超前地质预报。

以上里程仅仅是根据目前设计资料确定的，由于隧道地质条件的复杂性，在施工中要根据施工揭示的地质情况和出现的地质问题，对超前地质预报的密度和位置做适当的调整，以保证隧道施工的安全。

隧道进出口，岩性为全风化花岗岩，为Ⅴ级围岩，花岗岩存在不均匀风化，结构较松散，边坡稳定性差，在地表水作用下，边坡易产生跨塌，开挖时严禁放大炮，并需加强超前支护，及时衬砌。

进口边仰坡：粉质黏土1:1.5，全风化花岗岩1:1.5～1:1.25，强风化花岗岩1:1.25～1:1。洞门顶部设截水天沟，天沟设于边、仰坡坡顶以外10m，其坡度根据地形设置，但不小于3‰，以免淤积。边、仰坡开挖时，土方用挖掘机，石方用松动爆破分层开挖，挖掘机装车，自卸汽车运输。

边坡由人工配合机械整修，并按照设计要求一次到位，完工后视边、仰坡稳定情况采用喷、锚、网等方法进行防护。洞口拉槽至设计标高后，采用推土机平整洞口场地，压路机压实。

明洞采用明挖法施工，仰拱先行，拱墙一次衬砌，完成衬砌后按设计要求施作明洞防水层，洞顶分层回填，小型夯实机具分层夯实。

隧道进洞正常施工后，按照设计要求并结合地形地质条件，尽早安排洞门及洞口设防段衬砌施工。明洞及洞门施工时要避开雨季，并与洞口段衬砌结构整体浇筑，以增强洞门的稳定性。在雨季来临之前，完成洞口的永久性排水设施，以利于洞口的排水和安全。

洞口段施工包括洞外地表防排水、边仰坡开挖和防护、明洞、进洞和洞门施工。

在洞顶按设计要求人工开挖并施作洞顶截水天沟和洞口地表排水沟；洞口段土方施工用挖掘机开挖，石方采用松动，挖掘机分层挖装，自卸汽车运输；人工辅助修坡，及时进行边仰坡防护。明洞及洞门安排在枯雨季节施工，明洞采用明挖法施工，短段落、分台阶、敞开式开挖，开挖完毕后及时进行砼浇筑；砼浇筑內摸采用衬砌台车，外模采用组合钢模，脚手架配合型钢支撑加固，混凝土采用泵送浇筑。

进口有20m明洞，采用明挖法施工，仰拱先行，拱墙一次衬砌；开挖方法与洞口拉槽段相同，拉槽至设计标高后，用推土机平整洞口场地，压路机压实。采用φ45mm超前小导管配合钢架进洞，在做好边仰坡防护后，先施工暗洞大管棚导向墙，然后打设大管棚及注浆；随后从内往外分段施工明洞衬砌混凝土，待明洞背后回填后采用三步七台阶开挖法进洞开挖施工，并随开挖进程进行超前小导管，同时进行洞门端墙施工，确保洞口安全。

出口设计没有明洞，但洞口段约150m覆盖层仅2~16m,为保证施工安全、加快施工进度、节约投资拟通过正常程序审批后改为明挖法施工，暗洞进洞采用φ45mm超前小导管配合钢架进洞。明挖施工和暗洞进洞施工方法与进口相同，并及时进行洞门施工，确保洞口安全。

隧道围岩大部分为Ⅱ、Ⅲ级，其次为Ⅳ级，洞口段、断层破碎带地段及部分洞身浅埋地段为Ⅴ级，岩性主要为风化砂岩、花岗岩。正洞开挖过程中先进行超前地质预报，根据超前地质预报获取的地质信息调整隧道的施工方案，以确保施工安全。

隧道相向掘进施工，当两端接近贯通时，应加强联系、统一指挥，并采取浅眼低药量控制爆破；当两开挖面间距离剩下10～15m时，应改为单向开挖，直到贯通为止。

Ⅱ级和Ⅲ级围岩采用全断面法施工，按设计断面将隧道一次开挖成型，喷射混凝土，后施作衬砌。

⑴根据围岩条件，合理确定台阶长度，一般不超过1倍孔径，以确保开挖、支护质量及施工安全。

⑵台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定。

⑶上台阶施工钢架时，采用施做锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形。

⑷下台阶应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。当岩体不稳定时，应采取缩短进尺，必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。

⑸施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。

Ⅳ级围岩、Ⅴ级围岩由于跨度大，围岩较差，为确保施工安全，该段采用三台阶七步开挖法施工。施工时将隧道分为三个台阶、七个步骤进行开挖。

第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为3～5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3～1/2。开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m ,开挖后立即初喷3～5cm混凝土上台阶开挖矢跨比应大于0.3，开挖后及时进行架设钢拱架、锚杆、网系统支护，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30º打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。

第2、3步，左、右侧中台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为3～3.5m，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土，及时进行施工接长钢架、锚杆、网、喷射混凝土系统支护在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30º打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。

第4、5步，左、右侧下台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为3～3.5m，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土，及时进行施工接长钢架、锚杆、网、喷射混凝土系统支护在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30º打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。

第6步，上、下、中台阶预留核心土：各台阶分别开挖预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。

第7步，隧底开挖：每循环开挖长度宜为2～3m，开挖后及时施做仰拱初期支护，完成两个隧底开挖，支护循环后，及时施做仰拱和仰拱填充，仰拱分段长度宜为4～6m。

①开挖方式应以人工配合机械开挖，必要时辅以弱爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。

②导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。

③工序变化处之钢架打设锁脚钢管，以确保钢架基础稳定。

④钢架之间纵向连接钢筋及时施做并连接牢固。

⑤仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；

⑥开挖过程中初期结构及核心土的稳定性，，必要时利用核心土体加设全断面环形临时支撑。

⑦施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全；

⑧完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。

爆破机理：向炮眼中一定位置注入一定量的水，炮口用专业设备加工成的炮泥填塞。由于炮眼中有水，在水中传播的冲击波对水不可压缩，爆炸能量无损失地经过水传递到炮眼周边围岩中，这种无能量损失的应力波十分有利于岩体破碎，此外，还会产生“水楔”效应，更有利于岩体破碎，同时水又会大大降低粉尘对环境的污染。

爆破要求：结合设计文件及施工规范的要求，爆破效果需满足：炮眼利用率大于90％；半眼痕保存率大于80％（整体性良好的坚硬岩石）；爆破后围岩面应圆顺平整，无欠挖，平均线性超挖面不超过20cm，且围岩面上无粉碎岩石和明显裂隙，以减少对围岩的施工扰动。

①周边眼间距E、最小抵抗线W

周边眼间距E是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素，借助于经验公式E＝Ki×d，一般情况下E=(8～12)d（d为炮眼直径）；抵抗线W＝（1.0～1.5）E。本设计炮眼间距E为500mm，炮眼直径D为35mm，满足对E、W值的要求，施工过程根据爆破效果和具体岩层适当调整。

②周边眼每米装药长度L、装药集中度q

L=2m2.8[δ]c/(V0×ρ0)1.4—L1.4

满足条件：每米装药长度L的精度达到0.005m即可

m ——不耦合系数 m＝D/d＝35/25＝1.4

[δ]c——岩石抗压强度，弱风化砂岩，[δ]c＝140MPa=1400Kg/ cm3

q＝（πd2/4）ρ0•L

＝π×3.22/4×0.95×0.0261＝0.2Kg/m

炮眼数量计算根据下列公式计算：

=(1.5×120)÷0.6=300(个)

S—— 开挖断面面积（m2）

r—— 每米炮眼长度装药量(kg)

实践证明，该公式求得炮眼数量偏小，N取值应在300～320个。

V—— 单循环爆破岩石体积（m3）

按此公式计算，Q=500Kg

围绕水压爆破关键技术，遵循药包对殉爆距离的要求，通过多个循环爆破效果对比分析，优化炮眼中上部注水长度与炮泥回填堵塞长度的最佳比例，后对各部位炮眼进行药量分配，掏槽眼及底眼采用大直径药卷，连续装药；辅助眼及内圈眼采用大直径药卷，连续装药，其装药量按照递减的原则进行分配；周边眼采用小直径药卷，各炮眼装药量详见钻爆设计图。

往炮眼中注水的方法为采取普通塑料袋灌注水工艺GB／T 37358-2019标准下载，即利用自动灌水、自动封口的水袋封口机现场加工水袋，长度20cm/个，调整封口温度，以130～150℃为宜，要求水袋封口后不泄不漏、灌填饱满。

雷管：孔外采用火雷管引爆，连接件及孔内均采用非电毫秒雷管（1、3、5、7、9、11、13段、15段、17段、19段），共10种段别。

导火索：火雷管采用导火索引爆。

①掏槽炮眼布置在开挖断面的中部采用直眼掏槽，炮眼方向在岩层层理或节理明显时，不得与其平行，应呈一定角度并尽量与其垂直。

②周边炮眼沿设计开挖轮廓线布置，以保证爆出的断面符合设计要求。

③辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆下的石碴块度适合装碴的需要。

GB／T 35208-2017标准下载⑤炮眼布置数量视隧道开挖断面的大小和围岩情况而定。

①采用光面爆破技术和微震控制爆破技术，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞碴粒径以利于挖堀装载机装碴。

②隧道开挖每个循环都要进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm。并采用激光准直仪来控制开挖方向。