本擬建工程為青島至蘭州公路（寧夏境）東山坡至毛家溝段高速公路，是國家高速公路規劃網中18條橫線的第6條，是國家高速公路網的重要環節和組成部分，本合同段為第4合同段，合同段起點里程k12+500，終點里程k18+601.7，合同段全長6.1017km，施工內容包括路基、橋梁、涵洞、隧道等施工內容。
本合同段重點工程為六盤山隧道工程出口段，隧道左線長3210m，右線長3260m。
計畫施工工期33個月，計畫開工日期：2023年7月，計畫交工日期：2023年3月。缺陷責任期為自實際交工日期起24個月。
2、地質情況
隧道洞身穿越白堊系下統李窪峽組泥質粉砂岩、粉砂質泥岩及第三系漸新統清水營組磚紅色粉砂質泥岩夾砂礫巖，結構較完整，穩定性相對較好，圍岩級別ⅳ級。洞身軸部穿越公尺缸山大背斜及多個小型褶曲形成的褶皺帶，地形上表現為山體呈波狀起伏。施工時可見基岩裂隙滲水，多以滴流或線流形式出現，溝谷分布地段及褶皺構造帶部位有發生突湧水的可能。
岩體縱向節理裂隙較為發育，泥岩遇水易軟化、崩解，洞室開挖爆破拱部圍岩支護不當，會產生區域性掉塊、塌落，甚至會出現坍塌現象。隧道洞身深埋段高應力集中，深部軟質岩區有發生大變形的可能。
3、大變形段判定指標
當採用常規支護的隧道由於地應力較高而使其初期支護發生程度不同的破壞且位移值與隧道當量半徑之比大於3%時，認為發生大變形。
本專案六盤山隧道穿越地層岩性主要以中風化粉砂質泥岩為主，岩石風化不均，風化層厚度變化大，且這些段落埋深較大，岩質屬較硬—較軟岩，加之區內存在高地應力現象，因此隧道深部軟質巖（中風化粉砂質泥岩）存在大變形的可能。
①大變形分級標準
目前關於大變形國內尚無統一分級標準，本次設計參照國內專家對軟岩大變形的分級方案的研究成果進行等級劃分。具體標準如下：
a、 現場判定依據
注：表中ua為洞壁位移，a為隧道當量半徑；表中變形及位移均在初期支護已施工的條件下產生，該支護系常規標準支護。
b、 理論判定依據
注：p0為平均地應力（隧道橫斷面上最大主應力與最小主應力的平均值）；p01、p02、p03分別為研究成果的三條回歸曲線（此處對研究過程不作詳述），rcm為岩體抗壓強度（採用圍岩內摩擦角φ及粘聚力c按庫倫屈服公式推算），。
c、六盤山隧道可能發生大變形段的岩石基本物理力學引數
由於六盤山隧道岩性較為單一，洞身圍岩主要為中風化粉砂質泥岩，根據鑽孔zk4、zk5實測地應力值，結合六盤山隧道地勘資料以及《公路隧道設計規範》，判定本隧道在施工過程可能發生大變形的段落以及大變形的等級。
表中帶「（1）」的為根據實測資料計算的結果，表中帶「（2）」的為根結合《公路隧道設計規範》圍岩c、φ值計算的結果。從以上兩種情況的計算結果分析，按實測值計算的結果表明隧道開挖過程中不會發生大變形，而按照規範計算的結果表明在埋深約500公尺或大於500公尺處，可能發生大變形段。由於發生大變形的因素很多，通過理論計算較難判定大變形的標準，在設計階段更難以加以預判，本次設計考慮到地下工程的諸多不確定性，設計對部分段落進行大變形預處理，本合同段左右線各計100公尺。
根據國內現階段的研究成果，除預判為可能發生大變形段以外施工過程中應加強監控量測，通過「理論判定依據」並結合「現場判定依據」對隧道是否發生大變形作出及時、有效的判定，為隧道設計、施工提供實時的圍岩引數以及變化規律，確保施工的安全。
3、施工方案
大變形段襯砌支護引數設計
根據對隧址區地應力及岩體強度的分析，並結合等級劃分標準，認為本段大變形發生的等級為輕度大變形區，具體支護引數如下：
軟弱圍岩段施工工藝流程如下圖
1、首先應先施做超前導管
2、超前支護採用42超前注漿導管支護，l-4.5m，環向間距40cm，α-10°，施工時可根據施工方法、施工機具適當修正一次注漿深度和導管長度，超前小導管外插角10-20°，搭接長度不小於1.00m；注漿材料為水泥淨漿液，水泥漿水灰比1:
1，小導管注漿壓力為0.5-1.0mpa,必要時可在孔口處設定止漿塞，止漿塞應能承受最大注漿壓力。
注漿前應進行現場試驗，以確定最終的注漿引數；施工時可在確保洞室穩定和安全的情況下調整開挖方式,邊牆部可視坑道穩定情況，適當加設小導管注漿。
2、開挖及初期支護
軟弱圍岩大變形段開挖採用環向留核心土法，具體施工順序如下圖：
上台階留核心土開挖，掘進長度宜控制住一公尺內，隧道預留變形量按25cm考慮，隧道施工中應根據圍岩監控量測結果確定最終的施工開挖預留變形量
開挖完成後應及時進行初期支護，初期支護採用i18工鋼拱架，縱向間距70cm，鋼筋網片採用8鋼筋網片，網格尺寸為25cm*25cm,中空注漿錨桿長度為6m，縱環間距均為1m。
鋼拱架設計未考慮預留變形量，施工時可根據開挖和具體施工方式調整鋼拱架半徑和每段長度；接點處經螺栓拼接後，騎縫焊接牢固，焊接縫都應焊接飽滿，不得有砂眼；兩榀鋼拱架之間的連線筋n2焊接在工字鋼翼緣內側，除一般情況下按圖布設外，可視拱架的穩定情況加設交叉連線筋；鋼拱架與開挖輪廓間所有間隙必須噴混凝土充填密實,先噴拱架與輪廓之間隙,再噴拱架周圍,然後再噴拱架之間；施工開挖後架立拱架的同時應做好拱腳處理，必要時增設鎖腳錨管，鎖腳錨管的設定根據實際情況確定，每榀拱架按4根φ42，長3.5m的小導管；
鋼筋網全斷面布設,錨桿布設按梅花形布置,並結合岩層產狀適當調整錨桿位置和方向。
支護設計如下圖所示
初期支護結束後應及時施做仰拱封閉成環，仰拱施工和二襯施工及時跟進，縮小施工步距。
4、施工重點
⑴施工嚴格遵循「管超前，嚴注漿，短進尺，少擾動，強支護，早封閉，勤量測，速反饋」的原則，愛護圍岩，加強超前地質預報，動態方案設計，動態施工。
⑵加強超前地質預報，提早預防。
通過超前水平鑽孔、地應力測試等超前**預報手段建立大變形時空**系統。採用tsp-203系統和地質雷達地質預報手段進行長短距離相結合探測，配合超前地質鑽孔，及時地質情況，保證技術方案的針對性、合理性。
⑶加強超前預支護及初期支護。
拱部鋼管棚注漿加固地層並超前支護，拱牆設系統長錨桿，錨桿採用加長中空注漿錨桿，必要時採用長預應力徑向錨桿；掌子面正面噴射砼封閉，架設全環鋼架、掛網噴錨加強支護，採用錨、注、噴一體化圍岩加固—支護系統，設底部橫撐或臨時仰拱，提高隧道抗擠壓，抗變形的強度。嚴格按超前及初期支護設計進行施工。
⑷支護採用先柔後剛，先放後抗原則。
為了使初期支護能適應大變形的特點，上半斷面的噴射混凝土在縱向預留三道縱縫，每道縱縫寬度視大變形的變形量確定，採用可縮式u型剛架，同時將噴射混凝土分兩次進行，待變形後再噴第二次。
⑸增大初期支護預留變形量。
為了防止噴層變形後侵入二次襯砌的淨空，開挖時即加大預留變形量。
(6)短進尺，微震爆破開挖，防坍塌。
開挖採用短台階或雙側壁導坑法，短進尺。拱部盡量不爆破或採用微震爆破，盡可能減少開挖對圍岩的擾動。強支護，快封閉，仰拱緊跟對穩定支護的作用很大，要保持仰拱、二次襯砌緊跟，盡量縮短仰拱、二襯到掌子面步距。
(7)加強防水和襯砌，提高二次襯砌結構剛度。
採用加強複合式襯砌結構, 提高襯砌材料的強度和彈性模量，採用鋼纖維混凝土，增加受力鋼筋數量,保證結構最終安全。在襯砌前，對岩面殘留水進行處理，布設透水管盲溝，拱牆鋪設防水板，減少地下水對二次襯砌的壓力和侵蝕。襯砌採用整體台車，幫浦送砼澆注，接頭縫嚴格鑿毛，加強振搗，襯砌砼強度達到設計強度時才能拆模。
（8）、加強超前地質預報和圍岩量測，根據圍岩量測結果隨時調整支護引數。
五、施工組織安排
（1）超前施工
1、勞動力組織
超前施工由隧道掘進隊進行施工，嚴格執行標準化管理模式，由隊長和技術負責人主要負責，下設技術員、質檢員、安全員、材料員、試驗員各負其責，組織生產。
人員配備表
2、主要裝置
鑽孔注漿主要機械配套見下表。
機械裝置配套表
（2）正洞施工
1、勞動力組織
施工隊伍勞力安排及工班任務劃分
2、主要施工機械、裝置配置
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一 工程概況 1 工程概況 本工程為青島至蘭州公路 寧夏境 東山坡至毛家溝段高速公路，是國家高速公路規劃網中18條橫線的第6條，是國家高速公路網的重要環節和組成部分，本合同段為第4合同段，合同段起點里程k12 500，終點里程k18 601.7，合同段全長6.1017km，施工內容包括路基 橋梁 涵...
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