隧道--早胜三号(南惠)隧道施工方案

12.2早胜三号（南惠）隧道施工方案2.2.1早胜三号（南惠）隧道2.2.1.1隧道概况早胜三号（南惠）隧道经过甘肃省庆阳市宁县平子镇、良平乡及早胜镇，为银西铁路控制性工程，设计为双线单洞。早胜三号（南惠）隧道走行于黄土梁塬沟壑区。地面高程995m-1250m，相对高差约225m，北高南低，沟梁相间，冲沟下切较深，多呈“V”字形，两岸边坡高陡，局部发育滑坡、溜坍、错落和黄土陷穴等不良地质现象。起讫里程：DK182+493.62-DK193+665，总长11171.38m。隧道最大埋深约210m，最小埋深约10m，进口位于北沟右岸，出口位于八寸沟水库支沟左岸，一号斜井出口位于下慧水库左岸，二号斜井出口位于大洪河右岸，交通不便。全隧道设两座斜井，一号斜井，位于线路左侧，与正线交叉里程DK185+700,长度903.84m，交角40°7′7″；二号斜井，位于线路左侧，与正线交叉里程DK189+500,长度688.79m，交角116°17′2″。整座隧道除进口6.38为12‰的上坡外，其余一次为-20‰、-3‰的下坡；进口1372.79m位于R-9000m的右偏曲线上，出口3030.402位于R-10000m的右偏曲线上，其余均位于直线上。2.2.1.2工程地质特征2.2.1.2.1地形地貌隧道经过的地层第四系全新统滑塌错落堆积层、洪积层、上更新统风积黏质黄土。2.2.1.2.2地层岩性隧道区地层分布有第四系全新统黏质黄土（Q4al3）、黏质黄土（Q4pl3）；第四系上更新统黏质黄土（Q3eol3）；第四系中更新统黏质黄土（Q2eol3）。2.2.1.2.3地质构造本段线路区域单元位于中朝准地台的陕甘宁台坳的西南部，该区以深厚的黄土覆盖，褶皱和断裂不发育。2.2.1.2.4地震动参数区划根据国家质量技术监督局颁布的《中国地震动参数区划图》2（GB18306-2015），工点范围地震动峰值加速度值为0.05g（相当于抗震设防烈度六度），反应谱特征周期为0.45s。2.2.1.2.5水文地质（1）地表水早胜三号（南惠）隧道走行于黄土梁塬沟壑区，隧道进口位于北沟流量约为40L/S，出口位于八寸沟水库上游，洞身附近冲沟地表径流发育，主要由沟脑泉水，该段冲沟泉水分部较多，流量1-2L/S，主要在主沟及支沟沟脑分部，泉水经汇聚径流后在冲沟中部及下游形成多个水库。（2）地下水类型及分布特征隧道区地层主要为第四系全新统冲积黏质黄土，上更新统、中更新统风积黏质黄土。隧道区地下水类型主要为第四系松散层孔隙潜水。第四系松散层孔隙潜水主要分布于黄土塬上部，含水层主要为中更新统黄土，黄土层既具有松散层孔隙潜水的一般特征，又具有裂隙水的水力性质，该层颗粒较粗，结构疏松，孔隙率高，是黄土塬区主要的含水层，也是地下水的储存空间和运移通道。地下水位线位于洞身以上，地下水位埋深受降雨量、黄土塬面大小、地形切割和黄土层厚度等因素控制。黄土台塬上水井分部较多，地下水是黄土塬居民的主要生产生活来源，位于早胜黄土塬的赵家村，地下水水位埋深约50～60m，尚家村、马家村地下水埋深70～85m，段家村水位埋深85m左右。总体上在黄土塬中心地下水赋存条件相对较好，水位埋深浅，在沟谷切割较深地段，地表水及地下水排泄条件较好，地下水赋存条件相对较差，在冲沟内地下水相对富集。（3）地下水补、径、排特征隧道区内第四系松散层孔隙潜水补给主要为大气降水的垂直入渗、地表水的侧向、下渗补给。黄土塬发育深切沟谷，含水层均被切穿而形成互为相对独立的水文地质单元，孔隙水流向严格受到地形地貌的控制，一般与区内地形坡度相一致，地下水最终以泉的形式排泄至附近冲沟、河流。隧道洞身主要冲沟及支沟受杨家堡水库、下慧水库、赵家水库及其泉水汇聚形成的地表水体等下渗补给，冲沟及其附近地下水相对富集，水位埋深较浅。（4）含水岩组分类及富水性分区3隧道通过的主要地层为黄土沟壑区中更新统黏质黄土，受地形地貌影响，地下水补给条件总体较好，排泄条件一般，属弱-中等富水区。（5）环境水对混凝土的侵蚀性判定隧道区地下水参考同地貌水质分析结果，具硫酸盐侵蚀性和氯盐腐蚀性，环境作用等级为H1和L1。施工中应分段对该隧道出现的涌水、渗水进行取样化验，以验证其侵蚀性。2.2.1.2.6主要不良地质及特殊岩土（一）不良地质1.滑坡、错落及溜坍1）隧道进口溜坍，位于北沟右岸，影响里程：DK182+478～DK182+532，线路从溜坍体通过，主轴长约50m，宽约99m，堆积体均厚3-5m，属于小型溜坍，目前处于稳定状态。隧道洞口正穿该溜坍体，洞口位于其后缘，滑坡体物质松散，在工程施工中极易使坡体产生变形、坍塌、围岩失稳，易诱发产生二次滑动或引起工程滑坡。2）DK182+723～DK182+904、DK185+765～DK186+930段滑坡群，隧道拱顶最大埋深大于60m，上部不良地质对洞身围岩影响较小。3）DK189+600～DK190+320段滑坡群，在DK190+148沟心处，隧道埋深最浅，深约26m，该处沟心较宽，两侧滑坡均为支沟内小型滑坡，滑体较薄，洞身拱顶距滑面最小距离30m，滑坡对下部土影响有限，对隧道影响较小。但隧道沟心浅埋，围岩易产生变形，坍塌失稳，且沟心易富水。4）DK192+370-DK192+580段溜坍群，其中在+576沟心处，隧道埋深最浅，深约27m,该处沟心狭窄，两侧溜坍发育，但滑面浅，滑体薄，洞身拱顶距滑面最小距离30m，滑坡对下部土影响有限，对隧道影响较小。5）DK192+945-DK193+086段溜坍群，其中在DK193+018沟心处，隧道埋深最浅，深约20m,该处沟心狭窄，左侧溜坍，右侧错落，左侧滑面浅，滑体薄，洞身拱顶距滑面最小距离20m，滑坡对下部土影响有限，对隧道影响较小。右侧#错落主轴长70m，宽度140m，主轴与线路交角25°，厚度10-15m,滑体物质主要为黄土。洞顶距滑面距离最小20m。6）DK193+134-DK193+168段，线路通过一处溜坍，其中在DK193+1684沟心处，隧道埋深最浅，深约10m,该处沟心狭窄，沟深约40-50m，左侧溜坍主轴长约30m，宽约50m，滑体厚约3-5m，规模小，滑面浅，滑体薄，黄土围岩易产生变形，坍塌失稳，且沟心易富水，对下部洞身围岩稳定产生一定影响。7）隧道出口溜坍，主轴长约46m，宽约76m，堆积体厚3-5m，属浅层小型溜坍，线路正穿该溜坍，洞口位于溜坍中部，堆积体较薄，对工程产生影响。2.黄土陷穴线路位于黄土梁塬沟壑区，黄土陷穴发育，一般位于梁缘坎边、滑坡滑体及后缘及冲沟沟心，直径5～23m，深8～25m，一般底部有出口，相邻陷穴相互连通。DK259+335～+390隧洞上部发育陷穴，直径10～15m，深15～20m。（二）特殊岩土1.湿陷性黄土第四系上更新统风积黏质黄土，垂直节理发育，直立性强，具湿陷性；中更新统风积黏质黄土，顶部局部具湿陷性。隧道进口及各辅助坑道洞口位于黄土残梁下部陡坎半坡，地层主要为深部中更新统黄土，无湿陷性。隧道出口位于黄土梁缘，地层主要为上更新统黄土，根据湿陷计算单，为自重湿陷性黄土场地，湿陷等级Ⅱ级，湿陷土层厚度6～9m。2.膨胀土第四系中更新统黏质黄土中的古土壤层及上第三系上新统红黏土黏土矿物含量高，根据膨胀性试验报告，具弱膨胀性。其中古土壤层自由膨胀率Fs（%）40～55，阳离子交换量CEC（NH4+）【mmol/kg】120～159，蒙脱石含量M（%）7～14.8；红黏土自由膨胀率Fs（%）40～66，阳离子交换量CEC（NH4+）【mmol/kg】123～182，蒙脱石含量M（%）7～18.6。2.2.1.3隧道涌水量隧道正常涌水量为9090m3/d，最大涌水量取正常涌水量的2-2.5倍。隧道涌水量预测结果见表1、表2。隧道分段涌水量预测结果表5起讫里程洞身长度L(m)富水性分区单位长度可能最大涌水量qo单位长度正常涌水量qs隧道可能最大涌水量Qo隧道正常涌水量Qs(m³/d·km)(m³/d·km)(m³/d)(m³/d)DK182+493.62DK184+5002.00638弱136068027291364DK182+493.62DK184+5002.4中等富水4175617092043681DK182+493.62DK184+5002.6弱110055030701535DK182+493.62DK184+5001.2弱230092027551102DK182+493.62DK184+5001.6弱9004501440720DK192+300DK193+6651.365弱10085041376688合计11.17138205749090斜井涌水量预测结果表斜井名称长度m相交里程单位长度正常涌水量qs斜井可能最大涌水量Qo斜井正常涌水量Qs(m³/d·km)(m³/d)(m³/d)一号斜井903.84DK185+700200054241803二号斜井688.79DK189+5001500315910532.2.1.4气象水文隧道工程位于庆城县境内，据庆城国家气象站气象资料，本区属于中温带半干旱气候区，地处西北内陆，属大陆型气候，四季分明，春迟夏短，秋早冬长，昼夜温差大，雨雪稀少，蒸发强烈，气候干燥，风大沙多。年平均气温9.7℃，极端最高气温38.1℃，极端最低气温-25.4℃，最热月平均气温25.9℃，最冷月平均-3.6℃；年平均降水量540.5mm，年最大降水量848.9mm，年平均蒸发量1493.9mm，年最大蒸发量1863.2mm；年平均风速1.9m/s，主导风向NNW，最大风速18.0m/s，；最大季节冻土深度83cm。62.2.1.5辅助坑道设置本标段庆阳隧道辅助坑道情况见下表：庆阳隧道辅助坑道设置表辅助坑道名称1#斜井2#斜井3#斜井导水洞与主洞交点里程DK263+000DK266+160DK269+300DK227+480坡度11%10%11.3%0.3%平面夹角角α(°)40°0＇0/150°21＇33108°36＇37/143°3＇52100°19＇6/104°3＇2126°38＇54坑道与线路相对位置右侧右侧左侧左侧断面形式双车道双车道双车道/运输方式无轨无轨无轨/辅助坑道长度（平距)850m820m482m430m后期处理避难所紧急出口紧急出口/2.2.1.6围岩分级庆阳隧道围岩分级统计表部位围岩分级计算长度（m）总长（m）Ⅳ级Ⅴ级明洞本标段10265362513890进口工区119585811.752064.751#斜井工区289548433792#斜井工区323732373#斜井工区14791435162930出口工区14598481823252.2.1.7施工组织安排2.2.1.7.1架子队伍安排及施工任务划分根据庆阳隧道施工总工期计划安排，结合洞口地形条件、弃碴调用及弃置、隧道长度等情况，本标段将隧道划分为进口工区、1#斜井工区、2#斜井工区、3#斜井工区及出口工区共5个工区，8个工作面（斜井进入正洞后向大、小里程方向同时掘进）。划分为架子队伍安排及施工任务划分见下表：7隧道工程架子队伍安排及任务划分表隧道名称作业面起点里程终点里程承担正洞长度架子队伍本标段庆阳隧道（13954m）进口工区DK259+318.25DK261+4232104.75隧道工程架子一队1#斜井工区DK261+423DK264+7613338隧道工程架子二队2#斜井工区DK264+761DK268+0533292隧道工程架子三队3#斜井工区DK268+053DK270+6272574隧道工程架子四队出口工区DK270+627DK273+2542627隧道工程架子五队2.2.1.7.2施工劳动力安排根据隧道各工作面的施工任务、工程特点、工期要求、投入的机械设备及所制定的施工方案，按照高度专业化、机械化作业的原则配备施工队伍，调遣我单位有丰富施工经验的隧道施工专业队伍承担本标段隧道工程的施工任务，组成钻爆（开挖）、支护、衬砌、运输等机械化作业线，实行弹性编制，按工序循环作业。庆阳隧道施工共投入施