连拱隧道主洞开挖施工方案.doc

连拱隧道主洞开挖施工方案完整
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连拱隧道主洞开挖施工方案

本隧道（峡石隧道)全长220m，主要围岩级别为Ⅴ级浅埋和Ⅳ级围岩，根据图纸设计要求,Ⅴ级浅埋围岩段施工开挖采用三导洞法，既中导洞先行，完成后侧导洞续后,主洞采用正台阶方法施工开挖,这种方法曾有利增强支护及小面积开挖对岩体破坏较小.
本隧道Ⅴ类围岩主要结构面为风化裂隙、节理和层面裂隙,属破碎岩体，无自稳能力。三导洞对围岩的扰动较大。根据计算及现场施工放样情况，侧导洞开挖掘进难度较大：1、侧导洞洞身最大范围不足5m，且成弧形逐渐减小上升，顶部空间不足50cm，侧卸装载机无法进入施工出渣。2、在侧导洞超前支护钻孔、打锚杆、注浆时，施工人员无法作业，钻机操作空间不足。
基于这些情况，本隧道提出几点措施,减少对围岩的扰动，方便施工人员施工操作，加强对岩体的支撑。1、Ⅴ级浅埋段围岩主洞采用正台阶法，整体上下分层施工掘进，上台阶为主洞三分之一范围，考虑岩层的结构变化，要求预留多数核心土，超前小导管钻孔,安装压浆完成，在上台阶凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差光面爆破后，一次性爆破深度不超过钢拱架支撑间距1。5倍。2、上台阶开挖至规定允许深度时,立即初喷射砼,封闭围岩外露面，紧跟掌子面,打锚杆挂网，安装主洞钢拱架，一端与中导洞顶钢拱架焊接，如中间交错没有焊接位置时,在中导洞钢拱架上纵向焊接槽钢，将主洞钢拱架与之焊接牢固。另一端采用预制水泥块或大面积钢板先垫起支撑，水泥预制块及钢板要求面积较大，再喷射砼至设计厚度。钢拱架与核心土之间竖向用钢管及木料支撑，用于增强稳定岩层。在钢拱架支撑牢固后方可进行核心土的开挖.3、主洞分台阶开挖,下层仰拱钢拱架与上拱钢拱架用锁脚锚杆紧密连接，在外拱拱底用钢板或水泥预制块将拱架垫起,增大受力面积,减小压强,防止拱架下陷。
在施工过程中为了减少施工事故的发生，提高自防自救的意识，本隧道指定了一系列的安全应急预案措施，具体突发事故的应急处理措施如下：
1．隧道塌方处理与自救互救措施
在断层破碎带及软岩地段易塌方，造成塌方的原因多数是地下水原因引起裂隙开张，降低了围岩相互作用力，加速围岩变形，使支护失稳而塌方，防止塌方措施是按设计要求和工艺要求做好超前支护和开挖后的联合支护，特别是超前注浆,一是截断地下水流入开挖面通道，二是提高结石率，增强围岩相互作用力，减轻支护圈压力，达到降低塌方机率。如果出现塌方我们将按下述方案进行处理。
小型塌方处理：小塌方先清理塌方面,然后对塌方面用超长锚杆加固，将锚杆伸入到围岩的稳定区，锁住松动圈,然后用加强联合支护法支护，最后再进行塌方处理。
较大塌方处理：塌方的一般规律是围岩压力增大，支撑压紧,发出声响，接着产生位移变形，围岩掉碴，出现裂缝,直至滑动、坍塌.大塌方处理一般是塌方基本稳定后进行,先查看塌方规模，分析产生塌方原因,再制定塌方处理方案或按预案执行。处理方法一般有支顶法、固结法,两种方法均需先进行治水和支护加固，防止塌方事态扩大。
支顶法一般选择围岩稳定地段开挖导洞，埋入型钢，用钢筋砼锁住溶洞两侧,上部用浆砌片石封填，对较大塌方可用套拱法,保证塌方面稳定后再进行清理.固结法是采用注浆法，先将塌体和松动部分进行注浆处理，将松动部分固结后再清理塌体.
塌方时的自救与互救：在开挖断层破碎带或软岩地段时，除了在开挖时用微震动法外，专职安全员跟班作业，发现不安全因素立即撤离施工人员,对装碴设备，在顶部安装钢板顶棚，当发现有岩粉飞扬，掉碴、喷锚开裂、或支架发出声响立即组织撤离，如开挖面后方塌方,工班长立即制止人员跑动、组织人员自救互救，洞口值班室立即到洞内查看险情，制定抢救方案,想方设法利用未砸断管给洞内人员供风、供氧、供水。
2．电、火、气体事故 
如遇到电、火及不明气体发生危害，现场人员按以下方法避灾抢救：
（1）发生触电事故立即切断或用干燥的木棒或绝缘物挑开身上的电源，关闭开关.触电人脱离电源后，立即将其抬到新鲜风流处，平放,并解开衣裤，进行人工呼吸和心脏挤压法急救。
(2）发生火灾时，先正确确定火源位置，火势大小，及时利用现场消防器材灭火，控制火势大小,组织人员撤出火区。同时及时向所在地公安消防机关报警，寻求帮助。
（3）发生作业中毒事故时,迅速协助伤员一齐撤出到通风安全地区，并立即检查伤员的心跳、脉搏、呼吸及瞳孔,并注意保暖,同时保持伤者呼吸通畅。如受一氧化碳中毒，中毒者还没有停止呼吸或呼吸停止但心脏仍跳动,要立即搓摩他的皮肤，温暖后立即进行人工呼吸。如心脏停止,迅速进行体外心脏挤压，同时进行人工呼吸。如因二氧化碳等窒息，情况不严重时，抬至新鲜风流中稍作休息,即会苏醒.如窒息时间较长，就要在皮肤搓摩后进行人工呼吸。情况严重时立即拨打事故抢救 “120”，向上级有关部门或医院打 抢救.
3．机械伤害事故
发生机械伤害事故后，由项目经理负责现场总指挥，发现事故的第一人首先高声呼喊,通知现场安全员。安全员立即向应急救援小组汇报并拨打“120”急救 ,并进行可行的应急抢救，如现场包扎、止血等措施，防止受伤人员流血过多造成死亡事故发生.同时安排人员在路口迎接来救护的车辆，有程序的处理事故、事件,最大限度的减少人员和财产损失。如事故严重，立即报告上级有关部门,并启动项目部应急救援预案。
4．交通事故
施工现场发生交通事故后，根据事故现场情况，进行事故抢救,利用各种工具,设备将伤员救出，并保护事故现场。根据伤情对伤员进行必要的包扎,伤势严重立即转送至所在地附近医院或急救中心进行抢救。
5．停电事故处理
为保证施工现场在出现突发停电事故能正常作业，减少因停电造成的各种意外，保证施工现场正常供电，针对现场实际情况，采取以下处理措施:
施工现场全过程配置备用发电站，一旦出现突发停电事故,立即启动发电机提供临时电力.
设专人负责发电机日常管理和维修保养。
加强施工用电线路的检查和维护,对破损线路必须及时更换，确保线路正常、安全输电。
综上所述，我隧道会根据规范要求严格施工操作，善有其他有利施工操作,望给予指导,我隧道将虚心请教，认真执行.

内蒙古联手路桥有限责任公司
武吉线C11标项目经理部
二OO六年十一月十二日
棋盘关连拱隧道快速施工方案、施工方法
一、工程概况
棋盘关隧道位于四川省广元市转斗乡黎明村一组，距广元市约55km,位于陕川交界处。设计单洞建筑限界净宽10.25m，净高5。0m，为连拱隧道.隧址区位于四川盆地北部边缘,属构造侵蚀浅切割中低山地形。隧道洞身段穿越地层主要是志留系页岩，洞身段围岩的稳定性主要受岩体坚硬程度、完整性及地下水的活动制约。隧道设计基本概况如下表：
隧道概况一览表 表1
隧道名称
起讫桩号
长度
洞门型式
通风方式
照明方式
进口端
出口端
棋盘关隧道
左:ZK0+330.44
～ZK0+629。89
299.45
直削式
削竹式
自然通风
组合灯具
右: K0+330
～K0+630
300

二、工程特点和难点
1、九个月建成棋盘关双连拱隧道，这在中国乃至世界上都是空前的，如果能够顺利完成，我们将创造双连拱隧道施工新的世界纪录,我们将创造历史.
2、棋盘关隧道地质条件较差，施工条件一般，隧道进出口围岩情况较差，洞身中段围岩情况较好，主要围岩类别为Ⅳ、Ⅴ级,且属连拱结构，选择合理的施工方案，减弱施工对围岩的扰动，是确保结构稳定和施工安全的关键。
3、减少对中隔墙的扰动，增强其稳定、设计位置是施工的难点。
4、连拱隧道施工工序复杂，相互干扰大，合理选择施工工艺和安排施工工序是加快施工进度,保证工程质量的关键.
5、K0+470处有一冲沟，该处最小埋深为27m，如何做好及时的防排水并顺利通过该浅埋段是本隧道施工的又一难点。
6、隧道进出口场地狭窄,施工交通受二专线影响较大。

三、施工方案的总体考虑及施工原则
（一）总体施工方案
棋盘关隧道施工开挖断面大，围岩自稳性不强,为加速施工，隧道左右洞均采用三导坑分块开挖，锚喷及钢架支护成洞方法。由于工程工期紧，加之中导洞及侧导坑开挖断面小，为了按期完成施工任务，在保证施工安全和工程质量的前提下，开挖支护与二次衬砌同时作业，二次衬砌滞后下导开挖不超过60m，混凝土仰拱浇筑与土石方开挖出渣同时进行,采用以下施工方案（图1）：

图1 双连拱隧道三导洞施工流程图
1、中导洞和左、右侧导洞同时掘进，初期支护紧跟,但三导洞不同时爆破。开挖速度和导洞间前后距离不受限制,三洞各自尽快向前施工。
2、为了保证主洞拱部开挖支护的安全及主洞有足够的作业面，根据围岩情况，侧导洞开挖宽度应不小于5m。
3、施工中选围岩较好地段开设横通道增加施工工作面,以加快进度，共设3条横通道,如图2

图2 横通道平面位置图
4、中导洞和左、右侧导洞开挖、初期支护完全通过第一横通道后继续向前施工，出渣、运输从左侧导洞进出。同时中导洞采用整体模板从洞口向里衬砌.待中导洞衬砌强度达到100％，右主洞开始施工。右洞先进行主洞顶上导坑开挖及支护，下导坑开挖也应相应跟进。
5、左主洞施工方法同右主洞。左、右主洞施工作业面间距保持在20—30m左右.
6、仰拱及路面施工采用隧道底部搭设排架,不影响施工底部初期支护、混凝土仰拱浇筑和回填混凝土。
7、由于棋盘关隧道进、出口地段均为Ⅴ类围岩，且进、出口端均设计有明洞,从进场条件考虑，原则上棋盘关隧道左右洞均以出口端作为主攻方向，采取双向施工，进口施工滞后出口施工15天。
8、K0+470浅埋地段根据导洞开挖情况及时进行地表注浆，封闭裂隙阻止地表渗水.
9、出口出碴采用5t自卸汽车运输，跨越二专线直接运至弃碴场。进口出碴由5t自卸汽车运至洞口，临时倒入右线右侧临时堆放点，然后采用15t自卸汽车跨越二专线转运至弃碴场。
10、进口施工材料无法运送至洞口，施工中采用吊车或卷扬机将钢材吊运至陕西端高速公路右幅桥面，将右幅桥面作为钢材加工场.喷浆料在桥下转运，由吊车吊运至洞口.混凝土施工可将输送泵置于桥下输送至作业面。
（二）施工原则
连拱隧道的特点是分块切割,多次扰动,这种扰动不仅来自本洞,而且来自邻洞。多次扰动将使岩体力学指标下降，危及洞身山体稳定，造成坍塌.施工过程将严格遵循“少扰动、短进尺、严注浆、快封闭、弱爆破、勤量测、紧衬砌”的施工原则，充分保护和利用围岩的自稳能力。
1、少扰动。一是在开挖机械的选用上，使用对围岩震动小的机械，Ⅴ级软岩使用镐产或挖掘机开挖；需钻眼时选用一般风动凿岩机，以免其用水量大、压力大、震动大导致围岩过大扰动；二是在左右洞施工工序的先后安排上，要利于围岩的稳定；三是弱爆破。
2、短进尺。棋盘关隧道主要为Ⅳ、Ⅴ级围岩，开挖应结合设计钢拱架、钢格栅的纵向间距确定循环进尺，Ⅴ级围岩段循环进尺0。5～1.0m，Ⅳ级围岩地段循环进尺1.0～1.5m。
3、严注浆.注浆加固围岩是确保连拱隧道施工的一个重要手段，可以提高围岩的整体性和自承能力,注浆严格施作，以确保其加固效果.
4、快封闭。强调支护的时效性,是确保软弱围岩坍陷的有效措施。除立即按设计要求进行初期支护外，对于主洞还要及时落底施做仰拱。同时做好防排水，防止围岩浸水弱化。
5、弱爆破。即采用微震光面爆破技术，加强爆破震动监测,减少爆破震动对围岩的影响,并确保已经施作了的二衬的安全。
6、勤量测。通过精心、规范的监控量测和快速灵敏的信息反馈体系,随时掌握围岩和支护的变形情况，科学修正支护参数，调整施工方案,保证施工安全。
7、紧衬砌.即在监控量测的指导下，及时进行二次衬砌，以发挥其作用。

四、施工安全措施
1、加强监控量测指导施工。发现监测数据异常，立即上报监理工程师，在监理工程师许可下及时采取加强支护措施。
2、根据以往施工经验三导洞开挖后应力在中墙与左右洞拱脚的交点处、拱顶及拱腰较为集中，导洞在大部分区域处于压应力,底拱一小部分将产生拉应力,为施工安全考虑，三导洞底板应进行拱架封闭,侧墙支护应进行加强.
3、考虑赶工情况下，正洞开挖与二次衬砌留有足够的操作空间，减少各工序施工干扰，二次模筑衬砌到主洞掌子面的最大间距应至少保证60m，为使收敛变形可控，应加强洞身初期支护。
4、左正洞开挖应滞后右正洞开挖至少20m。
5、为保证中导洞上方土体充分卸荷,正洞开挖应至少在中墙浇筑30天后进行。
6、为确保赶工期间的施工安全，浅埋段及时进行地表预注浆，以固结围岩封闭地表水的渗入.
7、侧导洞应在横通道口前后15m加强支护，见图3。

图3 三导横通道段加强支护平面图

五、三导洞及横通道设计建议
1、喷射混凝土强度等级建议提高至C30.
2、正洞初期支护钢架建议采用Ⅰ22b 工字钢.
3、侧导及中导洞初期支护钢架建议采用Ⅰ20b 工字钢.
4、三导坑初期支护药卷锚杆建议采用φ25 L=3。5m.
5、横通道口前后15m的侧导洞初期支护应加强，拱架间距建议不大于50cm.
6、三导坑底部建议采用Ⅰ20b 工字钢连接边墙拱架，以使三导坑初期支护闭合,形成一个整体受力体。C30喷射早强砼，24cm厚.
7、三导坑断面应不小于5m×6m(宽×高），横通道断面不小于6.5m×7.5m(宽×高)。
8、横通道初期支护建议采用Ⅰ20b 工字钢,间距0。5m；φ25 L=3。5m径向药包锚杆，纵环向间距1m×0.5m;全断面铺设φ8钢筋网片，C30喷射混凝土厚度26cm.

六、施工部署及工期安排
右洞在2009年12月31日前完成通车，装饰工程及剩余附属工程在2010年3月底左洞完成通车后施工，总合同工期不变。
拟投入人员及机械设备见表1
施工进度计划见表2
目 录
一、编制依据、编制范围及设计概况2
1。1编制依据2
1。2编制范围2
二、原设计概况及变更、病害概况2
2.1原设计概况2
2.2变更设计原因、范围及内容3
三、地质特征4
3。1自然及工程地质特征4
四、施工组织安排6
4。1建设总体目标6
4.2建设组织机构7
4。3工程施工工期安排7
4.4施工组织机构、队伍部署和任务划分7
五、施工方案8
5.1换拱施工准备工作及注意事项8
5。2换拱措施10
5。3人员配置16
5.4侵限处治控制要点16
六、监控量测16
6。1地表沉降观测16
6。2洞内监控量测17
七、管理措施18
7。1质量管理措施18
7。2安全管理措施21
八、换拱施工安全注意事项及要求24
九、应急预案27
9。1应急预案的方针与原则27
9.2应急预案工作流程图27
9。3应急准备27
9.4应急响应31
9。5突发事件应急方案32
9.6现场恢复36
9。7预案管理与评审改进36
附图：苏家湾隧道换拱工程进度横道图。36

施工方案
一、原设计概况及变更、病害概况
原设计概况
隧道DK24+890～DK25+310里程段原设计采用IV级围岩复合式衬砌，初支拱墙采用格栅钢架，间距1。5m/榀，二衬厚度30cm,二衬采用混凝土结构。DK25+310~DK25+380 IV级围岩地段原设计采用IV级围岩加强复合式衬砌，初支拱墙采用格栅钢架，间距1。2m/榀，二衬厚度35cm，二衬采用混凝土结构。DK24+852～DK24+890和DK25+380~DK25+409段采用V级加强复合式衬砌，初期支护采用工18型钢钢架，间距0。8m/榀，二衬采用钢筋混凝土结构.隧道洞身穿越砂泥岩互层，断层破碎带,泥岩具有弱膨胀性,地质条件整体较差.

2.1。1病害变形情况
于2021年10月初发现初支变形，并停止掌子面掘进，截止10月15日，掌子面里程为DK25+029.5,下台阶跟进至DK25+094;仰拱跳跃施工，分段范围为DK25+419～DK25+172和DK25+132~DK25+102，共277m；二衬施工段落为DK25+419～DK25+274.9，共144。1m.
隧道DK25+269~DK25+100线路右侧上下台阶连接板处出现明显纵向裂缝，个别断面自拱脚至拱顶出现半侧环向裂缝，裂缝未贯穿全环。在降雨的影响下,结构变形加大，上下台阶连接处钢架受压弯曲，向隧道中线方向出现鼓包，初支侵入二衬界限，并有个别下台阶初支与岩壁脱离,呈开口状向隧道中线倾斜。尤其以DK25+140~DK25+156范围变形最大,其中DK25+144~Dk25+148之间的小避车洞岩壁初支破碎，岩体产生竖向裂纹.线路左侧围岩变形幅度很小，但在DK25+172～Dk25+180范围内的小避车洞也出现竖向裂缝.
2021年11月12日，根据施工单位提供的监测数据，DK25+220~DK25+115段侵限较为严重，右侧侵限8~35cm，左侧侵限5～14cm，其中右侧DK25+180~DK25+150段最为严重均在20cm左右，左侧DK25+200~DK25+180段最为严重在10cm左右。DK25+274。9~DK25+220和DK25+094段右侧变形较大，达到10～25cm，左侧变形相对较小，均在5cm左右.
在对变形隧道仰拱检查时发现DK25+270～DK25+227段仰拱出现纵向裂缝,开缝位置距左侧初支约1。5m,裂缝自大里程向小里程发展，并逐渐变窄,裂缝最大宽度约1cm.加之近期降雪影响，雪水下渗，洞内出现渗水现象，围岩条件进一步恶化。
2021年11月27日相关单位对现场仰拱进行普查,发现仰拱在线路左侧的裂缝的范围扩大为DK25+276～DK25+172，共104m,离左侧初支边墙1。5m,宽度为1～10mm，由大里程往小里程方向裂缝宽度越来越小，DK25+132～DK25+125段仰拱在离右侧初支边墙1。5m左右处出现纵向裂纹，裂纹宽1～1.5mm,长度为7m,DK25+144～DK25+139段临时遂底混凝土开裂程度加剧，从原来的平均1。0mm增大到2mm.DK25+132-102仰拱两侧也均出现开裂现象,现DK25+084~DK25+054未开挖下台阶段地面原状土发生不规则龟裂。
2.2变更设计原因、范围及内容
2。2。1变更设计原因
隧道施工期间恰逢雨水集中，2021年6月至10月,府谷线降水量为452.8mm，七月份最大降水量只有121mm,降水量增大了将近一倍。隧道变形地段洞顶地层以砂岩为主，节理缝隙发育，透水性好，地层受施工爆破及开挖扰动影响，下渗量和下渗速率会增加，隧道周边围岩含水率增大导致岩体的强度降低。另外隧道洞身地层以泥岩为主，砂岩主要分布于拱部，泥岩具有弱膨胀性，在地下水干、湿交替影响下,导致岩体发生反复的膨胀、崩解、强度降低,促使局部围岩变形增大，导致隧道初期支护变形侵限。
2.2。2变更设计范围及内容
变更设计范围为DK24+890～DK25+274.9段，该段围岩等级由IV级调整为V级。DK25+274。9～DK25+094段初期支护发生开裂变形，需要进行换拱处理，同时对支护措施进行加强,初期支护采用工20a型钢钢架,间距0。75m/榀,二衬采用钢筋混凝土结构,由于该段仰拱有不同程度的开裂，对该段仰拱进行凿除，重新施做尽早封闭成环；DK25+094~DK25+029。5段，上台阶已经开挖，根据现场实际情况，为保证施工安全，对该段的支护措施进行调整，初期支护采用工18型钢钢架，间距0。75m/榀,二衬采用钢筋混凝土结构。DK24+890~DK25+029.5段尚未开挖，根据现场实际情况，为保证施工安全，对围岩级别进行调整，由IV级调整为V级，采用V级加强复合式衬砌，初期支护采用工18型钢钢架,间距0。75m/榀，二衬采用钢筋混凝土结构,超前支护采用Φ42小导管注浆加固地层.DK24+852～DK24+890段，对原设计的初期支护措施进行适当加强，钢架间距由原设计的0.8m/榀调整为0.75m/榀。对DK25+276~DK25+172和DK25+132~DK25+102段仰拱进行凿除重新施做。
三、地质特征
3。1自然及工程地质特征
3.1。1自然特征
依据调查及钻探资料显示的地层，上层为第四系上更新统风积层（Q3eol）黄土；下伏侏罗系中统（J2）砂岩（J2Ms+Ss）、泥岩（J2Ss+Ms）为主，其岩性特征详述如下：
黄土（Q3eol）：黄褐色，硬塑，含少量碎石，厚度12。4～22.0m，II级普通土。
砂岩（J2Ss）：灰白色—青灰色，弱风化,泥质胶结，粗粒结构，薄层状结构，节理裂隙发育，透水性好，岩层产状近乎水平，岩体呈交错层理状，局部夹紫红色泥岩条带，与砂岩呈互层状，研质脆,遇水浸泡后易软化，IV级软石,分布于隧道上、下台阶位置，厚度大，遇水浸泡后膨胀，风干后崩解，IV级软石，主要分布于隧道洞身位置，层厚3。0m—5。0m。
3.1.2地质特征
拟建工程场地内没有发现对工程有影响的地质构造。隧道区属于单斜地层，节理裂隙发育,岩层产状位230∠4°.
隧道进出口地势陡峭,岩性为砂岩、泥岩，节理裂隙发育，由于差异风化及重力作用,坡面发育危岩，影响隧道洞口施工及运营安全。
特殊岩土为砂质黄土，坚硬，手搓有砂感，σs=0.006—0。044,II级（中等）自重湿陷性黄土。
从区域地质来讲,本区域岩层为沉积造成，产状平缓。从府谷至哈镇沿线地形地貌上来看，隧道所处河谷应为后期区域性逆冲推覆构造带并经风蚀、水流冲刷作用造成。主要现象如下：
隧道位于河谷一侧，属于傍山隧道。从隧道两侧出露岩层来看，河谷左侧（靠隧道侧)同位岩层要比右侧同位岩层高,说明本地区域性构造带为逆冲，其中左侧构造带边缘岩层受力有上扬之势，右侧岩层有下倾之势，隧道侧山体为上盘。
从隧道出口左侧岩层开裂情况，可以看出该处岩层受力后开裂、破碎严重;洞内青灰色砂岩等类似断层角砾的捕掳体，受构造应力的高温高压作用，变质严重，粒间松散，岩体呈透镜状、周边磨圆；从设计院钻孔取芯率看出靠山体侧钻孔取芯率比外侧低可以说明靠山侧破碎严重；洞内强风化岩层基本接近水平和有反倾趋势说明洞身围岩与山体不整合,另外在隧道洞身开挖过程中多次揭示滑动面或擦痕。这些现象说明，隧道处于区域性逆冲推覆构造带中,隧道洞身围岩不稳定，受力容易产生变形、坍塌等。
3.1。2。1地表特征
地表地势总体南高北低,冲沟发育，下部砂岩节理裂隙发育，为地表水入渗的主要通道。黄土覆盖层物质主要为砂质黄土及块石土，两侧及前缘厚度较薄,覆盖层达5—30m厚土石分界面继承了原风积砂质黄土沉积时古地形,基本是沿古地形发育而成。即土石分界面具有南高北低，整体倾向沟心方向，与山前黄土缓坡坡向趋同的特点.本隧道明显为傍山隧道。隧道初期支护变形里程为DK25+100—270段，位于地表DK25+274冲沟、DK25+148冲沟及DK25+075三条大冲沟之间,地表坡度约37-45°.在线路左侧(靠山侧）距离中线50米左右的位置，三条大冲沟顶存在明显错动痕迹，呈台阶状,错台高度30—70cm不等。黄土覆盖层为古滑坡体已经得到确认。同时在坡体靠河侧也存在滑坡体的剪出趾与滑覆面;同样在隧道出口端右侧空压机房后及钢筋场位置发现明显滑动面，擦痕明显。从远处观察,可明显发现由减损凹陷所围成的滑坡体。事实证明苏家湾隧道浅层斜坡为老黄土古滑坡，虽然之前已经趋于稳定，但是由于2021年雨水较大及隧道开挖过程爆破扰动存在导致古滑坡复活的可能，这里不能排除古滑坡复活对隧道洞内围岩产生作用。
3。1。2.2洞内围岩特征
隧址地层主要为第四系上更新统风积层黄土、三叠系中统泥岩及砂岩组成.其中黄土主要覆盖于隧道地表,厚度5~30米不等；黄土下为砂岩，局部为泥岩夹砂岩结构；洞身围岩主要以砂岩、泥岩为主，中厚~厚层状构造，局部夹薄层状泥岩.
从隧道开挖中揭示的围岩情况来看，围岩层理比较明显，构造较复杂，洞顶到隧底分别为黄褐色砂岩，为全风化状，节理裂隙较发育，自稳性较差;黄褐色砂岩下部为15～20cm厚的青灰色泥岩夹层，易崩解；青灰色泥岩以下为褐红色泥岩，泥质结构，易崩解，具有弱膨胀性。围岩中含有少量裂隙水。砂岩透水性比较好，今年雨水较大，黄土覆盖层及砂岩不能起到很好的隔水作用，山顶地表又存在多处黄土陷穴，造成了大量雨水下渗，围岩自重增加，泥岩透水性较差，雨水严重软化，造成失稳后的泥岩不能承受上层砂岩及黄土覆盖层所施加的力，发生压挤变形，造成砂泥岩互层产生滑动。如苏家湾隧道DK25+120避车洞位置存在贯通性滑动面，擦痕明显。
四、施工组织安排
4。1建设总体目标
质量：换拱工程达到铁道部新建铁路施工质量验收标准，满足设计使用功能，单位工程一次验收合格率100％。
安全：无人身因工死亡事故，无重大火灾、交通、爆炸事故,无锅炉、压力容器爆炸事故.
环境保护目标：污水排放控制达标率100％，施工扬尘控制达标率100%,施工噪声污染控制达标率100％;
水土保持目标：确保排迁红线外植被不受破坏，杜绝乱砍乱伐；规范取弃土，杜绝污水和泥浆乱排乱放现象；
文物保护目标：执行国家有关文物保护的规定，确保国家文物和文化遗产不受损害。
工期目标：本隧道计划于2021年洞身开挖、洞门工程全部完成。除洞内附属外,其余完成80％.其中2021年5月1日隧道进口开始施工，2021年7月31日隧道完成贯通。
4。3工程施工工期安排
隧道计划于2021年3月15日开工至2021年11月30日，开挖、洞门全部完成.除洞内附属外，其余完成80％。初期支护换拱计划2021年4月1日开工至2021年8月15日全部完成。仰拱换拱施工计划2021年4月5日开工至2021年8月20日全部完成.换拱里程段二衬施工计划2021年4月10日至2021年8月26日完成.
4.4施工组织机构、队伍部署和任务划分
4。4.1施工组织机构、队伍部署和任务划分
4。4。1.1施工组织机构
项目经理部成立侵限处治专项工作领导小组，全面负责侵限处治工作,，现场施工员、技术员、安全员、材料员、试验员、工班长为成员.施工过程中，专项工作组成员轮流24小时现场值班。
4。4.1。2队伍部署和任务划分
1、队伍部署：根据施工需要和现场工程数量，现场侵限处治施工共设置加工班、支护班、注浆班、开挖班、二衬班、运输班、综合班六个作业班组。
2、任务划分:
①加工班:负责钢支撑、钢拱架、连接筋、钢筋网、锁脚钢管、小导管的加工制作.
②支护班:负责临时钢支撑的加固、拆除，侵限段初期支护拆除后钢拱架、连接筋、钢筋的安装，喷射混凝土等结构施工作业。
③注浆班:负责径向小导管注浆浆液的拌制、灌注作业。
④开挖班:负责侵限段初期支护的拆除、小导管、锁脚钢管的打孔、安装作业.
⑤二衬班:负责仰拱及二衬施工.
⑥运输班：负责洞内弃碴装运、混凝土运输.
⑦综合班：负责现场综合保障。
五、施工方案
5.1换拱施工准备工作及注意事项
5.1。1施工准备
1、所有参与的施工人员必须经过培训，先从管理人员，再对作业人员培训,有人员调动的时候也要培训上岗，对工序、工艺、工法进行培训考核,结果上报监理单位和建设指挥部。考核合格后方可上岗作业。确保换拱安全；
2、做好现场劳动力组织，准备好施工所需的各种施工机械，并检查其性能及完好率，使其能满足施工要求;
3、组织好施工所需的各项材料，在数量和质量上应满足施工要求。
5。1。2变形开裂段初支断面超欠挖检查
换拱施工工艺流程图如下图:

断面超欠挖检查

凿除侵限部位砼
换拱（钢筋网、锚杆、锁脚）
先拱后墙及时初喷
喷射砼覆盖
拱架加工、运输
拱架底部加设锁脚锚管并注浆及背后空洞回填注浆

拆除下榀待换拱架的辅助拱架
进入下榀换拱施工
换拱部位打注浆管注浆加固，安设辅助拱架

施工准备
画出侵限范围
1、材料进场、检查;
2、拱架加工、运输。

\、
埋点、监控量测

1、测量组对初支变形地段每榀拱架进行断面净空检查，绘出超欠挖断面图;
2、测量组根据技术交底在现场用油漆标出换拱的起止里程、部位，方便现场换拱施工。
5.1.3换拱部位临时支撑加固及拆除
换拱前，首先对已施做的初期支护进行临时加固，防止在换拱的过程中局部变形过大导致塌方，在原有的钢架的位置架立临时支撑.
DK25+140～DK25+180段范围采用加固锁脚锚管注浆处理,每榀格栅拱架拱脚及上下台阶衔接处各加固一处3。5m长锁脚锚管。
DK25+102~DK25+269段采用横向支撑加固，其中变形最为严重的DK25+140~DK25+156段设置Φ159mm钢管做横撑，其余为Φ108钢管，横支撑上下钢管间距为80cm，横支撑每隔3m设置一处，两端设置20cm×20cm×1.5cm钢垫板.每处在初期支护上下拱架连接处上下各400mm位置拱架上焊接20cm×20cm×1.5cm钢板，并用Φ42mm钢管做斜撑对横支撑进行加固.每道横撑之间采用Φ42mm钢管做剪刀撑状加固，确保横撑不变形.
DK25+235～DK25+257段此段由于之前挂有防水板，故未设置横支撑。现对此段布置横支撑，间距3m/道。
DK25+274～DK25+215段设置竖向支撑，3m/道，此竖向支撑与横向支撑交替错开布置。
DK25+140~DK25+172段之前按照3m/道布置过横向支撑,现对其进行竖向支撑.竖向支撑采用工18型钢，工字钢接头处不得在一个位置，两根工字钢接头错开至少1m。两端设置20cm×20cm×1。5cm钢垫板，每处在初期支护上下拱架连接处上下各400mm位置拱架上焊接20cm×20cm×1。5cm钢板。竖撑架立平台采用0.9×0。9m碗扣式脚手架搭设，脚手架搭设前地面必须平整夯实。竖撑上部端头钢垫板焊接在拱架上，仰拱未施做段竖撑下部垫枕木，已施做段垫设木板，枕木或木板与下部端头钢垫板之间用木楔堵塞牢固，木楔长宽大于钢垫板每边3cm。
在拆除临时支撑时，必须保证前一榀换拱拱架已封闭成环，每3m换拱施工封闭成环后拆除下榀临时支撑。临时支撑拆除顺序为先横撑后竖撑。确保结构稳定。
在换拱施工时要对下一拼临时支撑进行监控量测,如果数据有突变，则需要立即停止换拱作业对临时支撑进行加固，监测数据稳定后方可进行换拱作业。
5。1。4换拱前技术准备工作
1、测量组对初支变形地段每榀拱架进行断面净空检查,并绘出超欠挖断面图。
2、根据各段不同的换拱部位采取有针对性的换拱方案,并进行技术交底。
3、测量组根据技术交底在现场用油漆标出换拱的起止里程、部位，方便现场换拱施工。
5.2换拱措施
5。2。1 DK25+274.9~DK25+094处理措施
DK25+274~DK25+272。5里程段作为首件换拱位置，依次由DK25+274到小里程进行换拱，每施工循环为75cm/天。
施工顺序流程见示意图:

换拱施工顺序示意图
1、施作径向小导管
首先该段初期支护打设L=3m、Φ42mm注浆小导管，沿隧道拱墙周壁进行围岩径向注浆加固。注浆钢管间距为1m（环向）×1m(纵向）。注浆采用1:1水泥浆，注浆压力1。2～1。4MPa，具体注浆压力根据施工过程中围岩变化、注浆情况、帷幕范围适当调整。注浆前要对注浆设备及压力表进行检验，每次注浆前要确保压力表归零,安排专人观察注浆压力值。待浆液凝固后，结合净空测量数据,变形稳定后方可进行换拱处理。
人员配置情况：施作径向小导管设2个班组进行昼夜轮换，每班组6人。
2、拆除矮边墙及初期支护混凝土
对换拱部位矮边墙混凝土进行拆除，矮边墙拆除每循环3m，首件拆除矮边墙位置为DK25+274～271，先拆除变形较大一侧，然后拆除变形较小一侧,矮边墙拆除采取松动爆破配合人工风镐的施工方式，炮眼间距为30＊30cm梅花型布置。
对喷射砼DK25+274～DK25+272。5里程段中间的DK25+273。775～272。725共计105cm的位置进行松动爆破配合人工风镐凿除，炮眼间距为30＊30cm，深度为15cm，凿除循序为先拱后墙，拆除至钢筋网或连接筋混凝土面时，要优先切断钢筋网及连接筋，确保全部切断后方可对剩余混凝土进行凿除。在拆除喷射砼过程中对既有的钢筋网及连接筋采用水焊进行切割处理。确保不破坏既有拱架受力.拆除后进行扩挖至设计轮廓线，预留沉降量为15cm，扩挖后对岩面进行混凝土初喷。初喷封闭围岩后再进行初期支护施工。
待拱部换拱工序结束之后方可进行边墙砼拆除及支护工程,原则为先拆除变形较大侧然后拆除变形较小侧。
人员配置情况:拆除矮边墙及初期支护混凝土设2个班组进行昼夜轮换，每班组6人。其中炮眼布置及若膨胀爆破1人。水焊1人.风镐凿除4人。
3、架设工型钢及喷射砼：
DK25+273。625~272。875段架设工20a型钢钢架，钢架间距为75cm,拱脚打设Φ42mm注浆钢花管,两边拱腰、拱脚及墙角每节点各2根，每根长4m,与岩面成45°角打设,注水泥浆,设计注浆压力（终压值)为1.0MPa;安装Φ8钢筋网，网格尺寸20×20cm，钢拱架处外露10cm作为搭接预留筋;安装Φ22mm组合中空锚杆及砂浆锚杆;纵向每2榀钢架采用Φ22mm钢筋纵向连接，环向间距100cm,外露10cm作为搭接预留筋；C25网喷射混凝土厚27cm。架立钢架按照先拱后墙的顺序进行，拱脚采用C25砼垫块垫设。
在安装钢筋网时预埋初支背后空洞注浆孔。孔径50mm，纵向每1.5m设一个，环向每3m设一个
人员配置情况:架设工型钢及喷射砼设2个班组进行轮换,每班组15人，架设钢拱架9人，喷射混凝土6人。
4、重复上述步骤对DK25+272。125～DK25+271.375进行换拱，然后对DK25+272.125 ~ DK25+272。875段进行既有格栅拱架及喷射砼拆除,然后对其扩挖加固，喷射砼。
5、仰拱及填充施工
仰拱施工每循环3m,初期支护换拱4个循环进行一次仰拱施工，仰拱采用工20a型钢钢架，0。75m/榀，钢架间用Φ22mm纵向拉杆焊接在一起，拉杆环向间距1m。
首先对已施工仰拱进行凿除,范围为DK25+274。9~172及DK25+132～102凿除方式为松动爆破配合人工风镐的施工方式。既有仰拱凿除后对已换拱的型钢进行临时仰拱的架设，间距为1.5m，临时仰拱采用φ158钢管，两侧采用木楔加固,确保支护的稳定。对仰拱进行扩挖，在扩挖工程中随时观测基地围岩的变化,如果基地围岩达不到设计地基强度要求，则需要对仰拱下开挖地基进行径向注浆处理，满足要求后方可进行仰拱支撑的架设及仰拱砼的施工。DK25+276～+274.9段仰拱凿除在换拱处理完成后进行。
仰拱填充施工时要对其里程进行调整，确保填充与仰拱的施工缝不在同一平面，错缝距离至少达30cm。
每一循环仰拱施做时，在距洞内左侧拱脚1。5m处设0.5m（长）×0。5m（宽）×1m(深）集水坑。如出现渗水时将集水坑内水抽除，清除坑底因渗水产生的淤泥，将水降至仰拱底以下方可进行仰拱施工。
人员配置情况：仰拱及填充施工设1个班组。仰拱及填充设4人。其中振捣1人，其余3人。
仰拱施工工艺流程图（见下一页）：

仰拱施工工艺流程图

6、二衬施工
二衬施工每循环9m，仰拱施工3个循环后进行二衬施工,二衬施工采用V级加强衬砌，C35钢筋混凝土结构。
人员配置情况：二衬班组设12人。
7、安全步距要求
施工过程中要确保仰拱距离换拱施工作业面不得多余9m，二衬距离施工作业面不得多余18m.如果超出步距要求则必须停止换拱进行仰拱及二衬施工。
5。2.2 DK25+094~D