密级：内部查阅范例代码：ZJLQ-CD&TD-B-001 隧道环形开挖预留核心土施工方案范例精选编制：复核：审定：中交路桥建设有限公司二〇一五年月日目录目录 (1)1. 编制依据 (3)1.1 编制说明 (3)1.2 编制依据 (3)2.工程概况 (3)2.1 工程简介 (3)2.2自然条件 (4)2.2.1气象水文 (4)2.2.2工程地质 (4)3.方案比选 (5)3.1工法比较 (5)3.2工法选定 (6)4.施工准备 (6)4.1人员安排 (6)4.2机械配置 (7)4.3进度计划安排 (8)4.4技术准备 (8)4.5物资准备 (8)5施工部署 (8)5.1环形预留核心土法施工工艺 (9)5.2爆破施工 (12)5.3监控量测 (14)5.3.1地质支护状态观察 (14)5.3.2地表沉降 (14)5.3.3拱顶下沉 (16)5.3.4水平收敛检测 (17)6.安全风险源分析 (19)6.1原因分析 (19)6.2防范处理措施 (19)6.3隧道坍塌应急预案 (19)7.质量保证体系 (20)7.1 质量保证目标 (20)7.2 质量保证体系 (20)8．安全生产保证体系及保证措施 (21)8.1 安全目标 (21)8.2 安全生产保证体系 (21)9.文明施工、环保保证措施 (22)1. 编制依据1.1 编制说明马鹿沟岭隧道地质复杂，施工难度较大，为了保证隧道顺利施工项目部根据招标文件、施工图纸、施工规范及吸取以往施工经验，特编制隧道环形开挖预留核心土施工技术方案。

1.2 编制依据1.《鹤岗至大连高速公路小沟岭至抚松段A1设计段》施工图设计；2.《马鹿沟岭隧道工程地质勘察报告质勘察报告》SIVA-3；3.《公路隧道施工技术规范》(JTG F60—2009)；4.《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60-2009）；5.《吉林省高速公路施工标准化管理指南》（试行）；6.国家及行业现行的其他相关施工技术规范、验收标准及质量、安全技术规程；7.现场调查的工地自然条件、地区资源条件等。

2.工程概况2.1 工程简介新建鹤岗至大连高速公路小沟岭至抚松段ZT02合同段位于吉林省敦化市境内，主线起讫里程桩号K535+000～K558+000，长22.987Km（含短链13m），互通匝道长 6.223Km。

线路起于雁鸣湖互通，过马鹿沟岭、经嘀达咀南、在新红屯南跨越国道G201，经海青房北、开荒屯、柳菜沟，于官地镇西北设互通立交与国道G201连接，经惠民屯南、西甸子南抵达本段终点。

标段内隧道共1座，为马鹿沟岭隧道，该隧道设计为分离式隧道。

马鹿沟岭隧道位于张广才岭西侧，山体总体北东走向，属于低山丘陵地貌，洞口顶板标高为405.05米，相对高差34.61米。

隧道起止桩号K538+199~K539+561(YK538+190～YK539+579), 左幅长1362m，右幅长1389m，是长隧道，洞门形式均为削竹式洞门。

洞口段为V级，洞身段为IV级、V级围岩为主，围岩主要为碎石、碎石土，杏仁状玄武岩，节理裂隙发育，围岩极为破碎，地质复杂，施工难度较大，安全风险较高。

施工时工作面较小，难以用大规模设备开展作业，限制了进度，对工期产生一定的影响。

是本标段的重点、难点及关键性工程之一。

隧道主洞建筑限界见下表：表 2.1-1主洞建筑限界2.2自然条件2.2.1气象水文隧址区气候属于北半球西风带大陆性中温带湿润气候区中的温凉和冷凉气候区，主要特点气温冷凉，雨量较充沛，日照较充足，春季干燥多风，夏季短暂温热多雨，秋季温和凉爽，冬季漫长寒冷，江河结冰，大地封冻。

区内地下水类型主要为第四系孔隙水和基岩风化裂隙水，第四系孔隙水主要赋存于沟谷堆积的坡洪积层内，含水岩性为坡洪积的碎石土，水位埋藏较浅，水量受季节变化较大，4-5月份积雪融化期，7-8月份雨季对地下水均有补给作用。

部分雨水顺坡流淌汇入沟谷排泄，少部分渗入地下或存于基岩风化裂隙发育、地势相对较低的强风化带内，微风化层透水性能较弱，但垂向节理发育带可能透水性较强，富水性较弱。

2.2.2工程地质隧道区在大地构造上位于吉黑褶皱带敦化隆起区，主要区域构造为敦化～密山岩石圈断裂带。

该断裂带走向北东，中新生代以来活动频繁，控制了区域构造轮廓，北东、北北东向构造发育。

第三纪以来发生断限，大面积的多期玄武岩喷溢，成为熔岩盆地。

形成北东向的玄武岩分布区带，晚更新世以来趋于稳定状态，没有发现火山活动的迹象，玄武岩盖层中没有发现较大的断裂构造，说明晚近时期构造活动不强烈，隧道位于该带内，围岩主要为玄武岩。

3.方案比选围岩分级统计，PYQM5：526m，QM5：466m，SM5：875m，SM4：685m，JJ4:80m。

在V级围岩中拟采用单侧壁导坑法开挖或环形开挖预留核心土开挖方法。

3.1工法比较⑴单侧壁导坑法单侧壁导坑法是在软弱围岩大跨度隧道中，先分部开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再分部开挖另一侧的施工方法。

上部导坑的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距（0.75-0.8m），地质较差时，每个台阶底部均应设置临时钢架或临时仰拱。

此方法优点在于：各部封闭成环的时间短，结构受力均匀，变形较小，且由于支护刚度大，施工时隧道整体下沉微弱，地层沉降量不大，容易控制。

单侧壁导坑法施工时化大跨为小跨，步步封闭，因此每步开挖扰动土层的范围相对小的多，封闭时间短，结构很快处于整体较好的受力状态。

同时，临时仰拱和中隔墙也起到了增大结构刚度的作用，有效抑制了结构变形。

单侧壁导坑法的缺点：①由于地层软弱，断面较小，只能采取小型机械或人工开挖及运输作业，且分块太多，工序繁多、复杂，进度较慢。

②临时支撑的施作和拆除困难、成本较高。

⑵环形开挖预留核心土法环形开挖预留核心土法是一种先开挖上部导坑成环，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的施工方法。

环形开挖预留核心土法，将开挖断面分为上、中、下及底部四个部分逐级掘进施工，进尺控制为0.5-1m，核心土面积应不小于整个断面面积的50％。

上部宜超前中部3-5m，中部超前下部3-5m，下部超前底部10m左右。

优点：①开挖过程中上部留有核心土支撑面，能迅速及时地建造拱部初次支护，能够保证开挖面的稳定性。

②核心土和下部开挖都是在拱部初次支护保护下进行的，施工安全性好。

③与台阶法相比较，台阶长度可以适度加长，可以减少上、下台阶施工干扰。

相对于侧壁导坑法，施工机械化大大提高，施工速度加快。

缺点：对隧道断面下半部围岩的稳定性和强度有一定要求，必须要时需要对拱脚和墙角围岩进行注浆加固或增设锁脚锚杆。

3.2工法选定马鹿沟岭隧道围岩类型为V级、IV级围岩，经现场勘探隧道开挖断面围岩所表现出来的特点基本上是上半部围岩较差，仅需人工或机械开挖即可；下半部围岩比较稳定，风化深度不如上半部围岩，具有一定强度，多数情况下需要先采用松动爆破后再开挖。

此种情况下如采用单侧壁导坑法施工，在隧道断面下半部分进行爆破开挖时，对侧壁具有一定破坏性。

另外，环形开挖预留核心土法，上、下台阶施工干扰小，大大提高施工机械化，能使施工速度加快，大大缩减工期。

因此，从地质条件、施工速度、投资、施工风险等多种情况综合分析决定，洞口段及偏压浅埋段V级围岩采用单侧壁导坑法，浅埋V、深埋V和JJ4施工段采用环形开挖预留核心土法。

4.施工准备4.1人员安排表4-1 开挖施工人员安排表4.2机械配置标表4-2 开挖机械设备配置表4.3进度计划安排隧道施工计划554天完成，跨越一个冬季，冬休时间为2014年11月1日至2015年3月31日，长151天，共计705天。

图4-1马鹿沟岭隧道施工计划横道图4.4技术准备技术部组织人员熟悉图纸，明白设计意图，对作业班主进行技术交底。

试验室完成相关混凝土的配比申报审批，钢筋、型钢、超前锚杆等原材申报审批工作，并进行优化。

4.5物资准备将施工所需材料提前做好材料采购计划，并上报给物资设备部。

由物资设备部及时采购施工所需材料，以免耽误施工进度。

5施工部署方案比选，QM5、SM5、JJ4采用环形开挖预留核心土法。

环形开挖预留核心土法，将开挖断面分为上、中、下及底部四个部分逐级掘进施工，核心土面积应不小于整个断面面积的50％。

仰拱部位初期支护封闭成环距离掌子面不得大于35m。

开挖前，由测量人员用全站仪放出隧道开挖轮廓线，并用红色油漆做出明显标志。

图5-1 预留核心土开挖施工顺序示意5.1环形预留核心土法施工工艺图5-2 环形开挖预留核心土法施工工艺流程图5.1.1超前预支护在开挖过程中，做好超前支护的关键在于打好超前小导管，采用短进尺环形开挖，依靠小导管的棚护作用进行初喷混凝土、及时架立I20a （I18a ）型钢钢架。

小导管采用A 42×3.5mm 无缝钢管，环向设置33根，间距41.6cm ，小导管纵向搭接长度为1.03m 。

图5-3超前小导管预注浆施工工序框图钢花管的制作：小导管前端做成尖锥形，尾部焊接φ6mm 钢筋加劲箍，管壁上每隔10cm 加工钻眼，眼孔直径10mm ，呈梅花形布置。

小导管尾部100cm 作为不钻孔的止浆段，钢管前端20cm 做成锥形。

小导管的构造见下图。

图5-4 超前支护小导管大样图超前小导管预注浆支护施工要点：①超前小导管和钢架联合支护，宜从钢架腹部穿过，超前小导管沿隧道纵向开挖轮廓线向外以10°～15°的外插角钻孔，将小导管打入底层。

②安装小导管后，管口用麻丝和锚固剂封堵刚管与孔壁间空隙，管口安装封头和孔口阀，小导管注浆采用水泥单浆液，注浆压力为0.5～1.0MPa。

5.1.2拱部环向开挖环形开挖进尺宜为0.5～１ｍ，核心土面积应不小于整个断面面积的５０％。

开挖台阶间距控制为：上部宜超前中部３～５ｍ，中部超前下部３～５ｍ，下部超前底部１０ｍ左右。

5.1.3拱部初期支护上部环形开挖完毕后，及时安装工字钢A25 锁脚锚杆、系统锚杆；挂钢筋网、复喷混凝土。

5.1.4下部施工作业程序核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成、喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。

下半断面落地时，采用拉中槽左右侧交替落地，左右侧错开 2.5～3m，及时施工边墙初期支护（包括边墙支撑钢架、系统锚杆、锁脚锚杆、挂钢筋网、喷射混凝土）；开挖并浇筑仰拱使初期支护结构成环。

5.1.5超欠挖控制隧道开挖严格控制欠挖。

拱脚、墙脚以上1m范围内严禁欠挖，应尽量减小超挖，不同围岩地质条件下的允许超挖值规定如下表。

表5-1 平均和最大允许超挖值（mm）5.2爆破施工本段落采用人工配合机械开挖，如需爆破，采用微爆破开挖，爆破震速不大于15cm/s 。

开挖前，用全站仪放出隧道开挖轮廓线，并定出开挖断面中线、水平线，并用红色油漆做出明显标记。