廣深港客運專線廣州至深圳段zh-2標二分部
牛牯鬥1#隧道工程
(dk89+664～dk89+781)施工
方案中鐵十七局集團廣深港鐵路客運專線zh-2標
專案二分部
二00七年五月十九日
一、工程概況
牛牯鬥1#隧道全長117m，起訖里程分別為dk89+664和dk89+781，隧道分界里程分別為dk89+664和dk89+781。隧道縱坡坡度為14.0‰和-4.
8%，在dk89+664～+781段設定圓曲線型豎曲線,豎曲線半徑25000m。
(一)地形地貌
隧道洞身穿越地段為丘陵地貌區，植被主要為灌木夾少量喬木，山體自然坡度約20°，相對高差約50m，進出口附近均有一公路通過，交通較便利。
(二)地層岩性
隧道大部分通過白堊系中粒花崗岩地層。
(1)第四系殘坡積粉質土,棕黃色～土黃色,硬塑～堅硬狀,厚2～9m;
(2)下伏基岩燕山期早期中粒黑雲母花崗岩，灰白,淺肉紅色，較破碎，地表風化後呈帶紅色褐紅色，全風化層厚約8～16m,強風化層厚2～5m。
隧道圍岩全部為ⅴ級圍岩。具體見隧道形象圖(圖2-1)和支護設計及輔助施工措施表(表2-1)。
圖2-1 隧道形象圖
表2-1 支護設計及輔助施工措施表
(三)水文地質條件
場地內有少量基岩淺層裂隙水。根據《岩土工程勘察規範》(gb5002-2001)評價標準判定,地表水對混凝土具弱腐蝕性,對鋼筋混凝土中的鋼筋無腐蝕性,對鋼結構具弱腐蝕性,地下水對混凝土及鋼筋混凝土中的鋼筋無腐蝕性,對鋼結構具弱腐蝕性。
二、施工方案
根據本隧道工程的水文地質條件、圍岩級別、斷面設計及隧道分布，本隧道處在嚴重偏壓和淺埋地段，擬定施工方法如下：
(一)施工準備
開工之後首先修築臨時施工便道，架設施工供電線路、修築供水設施和鋪設供水管道，砌築洞頂截水溝，開挖洞口段土石方。洞口場地開挖完成後，安裝和修建隧道供水、發電、混凝土生產、鋼結構加工等裝置與設施。洞門工程在隧道進洞施工正常後選擇非雨季節及時安排施工。
洞口開挖盡量避免大開挖，最大限度地保證山體自然坡的穩定。
(二)施工測量
施工前根據設計院和業主技術部門現場進行的交接測量控制樁橛點及辦理的相關手續，組織測量人員對交接的導線網點和水準基點進行反覆複核測量，複核導線點的座標和水準基點高程的準確性，測量結果經過平差後與所交的控制點結果進行對比，經監理複測完全無誤後作為施工用控制點，方可進行洞口邊仰坡開挖線及洞內控制測量。
洞內控制測量：採用以下兩種導線：① 施工導線：
在開挖面向前推進時，用以進行放樣來指導開挖的導線，其邊長為5～50m。② 測量精度：水平角測量每站左右角各6個測回，圓周角閉合差小於二等導線限差2.
0″；水準測量採用往返閉合環，每千公尺水準測量中誤差小於2mm。
(三)超前地質**預報
針對本隧道工程地質情況複雜的特點，成立專業的超前地質**預報小組。提前掌握開挖地層的特性，確定合理的支護引數和施工方法，制定施工中可能出現的各種問題的處理預案，確保工程質量和施工安全。本隧道採用超前鑽孔探測。
(四)超前支護
1.大管棚施工
本隧道ⅴ級圍岩洞口段設計採用大管棚超前支護進出口分別為40公尺和43公尺的大管棚。
大管棚採用φ108鋼花管，壁厚6mm，環向間距0.4m，長40和43m，外插角1～3度，環與環搭接長度不小於3m，壓注水泥漿。鋼花管上鑽注漿孔，孔徑10～16mm，孔間距188mm，呈梅花形布置，尾部留不鑽孔的止漿段150cm。
編號為雙號的鋼管不開孔。
2.洞身開挖
指導原則：按新奧法原理組織施工。軟岩地段施工堅持「先預報、管超前、短進尺、控爆破、強支護、快封閉、勤量測」的原則。
根據圍岩級別(ⅴ級)及周邊環境採取雙側壁導坑法的開挖方式,並形成超前支護、開挖、初期支護、仰拱填充、二次襯砌、附屬工程均衡生產、整體推進的施工格局，斷層破碎帶及其影響帶地段初期支護及時成環，根據圍岩量測結果及時施作二次襯砌。
2.雙側壁導坑法
(1)雙側壁導坑法施工工藝流程
見圖4-4 「雙側壁導坑法施工工藝流程圖」,和圖4-5「雙側壁導坑法作業線示意圖」。
(2)雙側壁導坑法施工工藝流程文字說明
首先進行超前支護及注漿加固地層，必要時封閉掌子面，先分部開挖左（右）側壁導坑土體，並進行初期支護及臨時支護；再分部開挖右（左）側壁導坑土體和初期支護、臨時支護，左、右兩側壁導坑前後相錯15～20m；最後分部開挖中部土體，並進行初期支護及臨時支護。在施作二次襯砌時，分段拆除臨時支護，然後依次施作仰拱及拱牆二次襯砌混凝土。
3.初期支護
本隧道初期支護採用帶排氣裝置的φ25中空注漿錨桿、ф22mm砂漿錨桿、鋼筋網、型鋼鋼架、c25噴射（合成纖維）混凝土。依據圍岩類別設計綜合使用。
支護緊跟開挖面及時施作，儘量減少圍岩暴露時間，抑制圍岩變形，防止圍岩在短期內鬆弛剝落。
鋼架、鋼筋網和錨桿在洞外構件廠加工，人工安裝鋼架，掛設鋼筋網，錨桿台車或風動鑿岩機施作系統錨桿，溼噴机噴射混凝土。
(1)系統錨桿
隧道拱部系統錨桿採用帶排氣裝置的φ25中空注漿錨桿，邊牆及臨時支護採用ф22mm砂漿錨桿。
錨桿施工要在初噴混凝土後進行，以保證錨桿墊板有較平整的基面。錨桿用的水泥砂漿，其強度不能低於m20。錨桿孔內灌注砂漿要飽滿密實。水泥砂漿達到一定強度後才能上緊墊板螺母。
①砂漿錨桿施工工藝流程
見圖4-6「砂漿錨桿施工工藝流程圖」。
②砂漿錨桿施工工藝流程文字說明
錨桿孔眼間距、深度和布置符合設計引數的要求，其方向垂直於岩層層面。檢查錨桿型別、規格、質量及其效能是否與設計相符。根據錨桿型別、規格及圍岩情況準備鑽孔機具。
圖4-6 砂漿錨桿施工工藝流程圖
錨桿的錨頭製成y字型，錨端頭最大寬度與錨固劑直徑相等，將錨桿的錨頭安放在錨固卷底部，用風動攪拌機帶動錨桿快速旋轉，邊旋轉邊徐徐推進，錨頭在旋轉與推進中強烈攪拌浸水後的錨固卷，使水泥漿獲得良好的和易性，水泥漿如沿孔壁下滑，孔口用紙堵塞，施工過程要求迅速，時間不要過長。
錨桿施工完成後,經監理工程師檢驗合格後,方可進入下道工序。
(2)鋼筋網
鋼筋網預先在洞外加工成型。鋼筋型別及網格間距按設計要求施作。鋼筋冷拉調直後使用，鋼筋表面不得有裂紋、油汙、顆粒或片狀鏽蝕。
安裝搭接長度為1～2個網格，採用焊接。砂層地段先鋪掛鋼筋網，沿環向壓緊後再噴混凝土。鋼筋網隨受噴麵起伏鋪設，與受噴麵的間隙一般不大於3cm。
與錨桿或其它固定裝置連線牢固。開始噴射時，縮短噴頭至受噴麵的距離，並調整噴射角度，鋼筋保護層厚度不得小於5cm。噴射中如有脫落的石塊或混凝土塊被鋼筋網絡卡住時，須及時清除。
該工序施工完成後,經監理工程師檢驗合格後,方可進入下道工序。
(3)型鋼鋼架
鋼架按設計預先在洞外加工成型，在洞內用螺栓連線成整體。鋼架加工的焊接不得有假焊，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。每榀鋼架加工完成後放在水泥地面上試拼，周邊拼裝允許誤差為±3cm，平面翹曲小於2cm。
鋼架在開挖或噴混凝土後及時架設。安裝前清除底腳下的虛碴及雜物。鋼架安裝允許偏差：
鋼架間距、橫向位置和高程與設計位置的偏差不超過±5cm，垂直度誤差為±2°。鋼架拼裝可在開挖面以外進行，各節鋼架間以螺栓連線，連線板密貼。鋼架採用φ16mm定位鋼筋，縱向採用φ22mm的鋼筋連線，鎖腳鋼管採用用φ42mm的無縫鋼管。
沿鋼架外緣每隔2m用鋼楔或混凝土預製塊楔緊。鋼架底腳置於牢固的基礎上。鋼架盡量密貼圍岩並與錨桿焊接牢固，鋼架之間按設計縱向連線。
見圖 4-7「型鋼鋼架安裝工藝流程圖」。
圖4-7 型鋼鋼架安裝工藝流程圖
型鋼鋼架在初噴5cm後安裝，確保主筋外緣有足夠的混凝土保護層厚度，在安裝過程中格柵和圍岩之間的空隙內，設混凝土墊塊。 鋼架安設前檢查掌子面開挖淨空，並挖除鋼架底腳處虛碴，墊混凝土塊或型鋼進行高差調整。鋼架校正後，沿拱部每隔2.
0m用楔子將鋼架與初噴麵緊貼。不密貼的地方加混凝土塊。
鋼架架設完畢後,經監理工程師檢驗合格,方可進入下道工序。
(4)噴射混凝土
噴射混凝土採用洞外自動計量拌合站拌合，濕式噴射混凝土施工，溼噴混凝土可減少回彈量，降低粉塵，提高工作效率和施工質量。噴射支護前撬去表面鬆土和欠挖部分，用高壓風清除雜物；遇開挖面水量大時，採取措施將水集中引排。噴前對裝置進行檢查和試運轉；在受噴麵、各種機械裝置操作場所配備充足照明及通風裝置。
粗骨料加入拌合前要再次過篩，以防超徑骨料混入，造成堵管。細骨料要堆放在防雨料庫，以控制含水量。噴射纖維混凝土中的石子最大粒徑不宜大於15mm，骨料級配宜採用連續級配；混凝土攪拌宜優先採用將纖維、水泥、骨料先乾拌後加水溼拌的方法，且幹拌時間不得少於1.
5min。
混凝土噴射機安裝除錯好後，在料斗上安裝振動篩（篩孔15mm），以避免超粒徑骨料進入噴射機。噴射方向與受噴麵垂直；若受噴麵被鋼架、鋼筋網覆蓋時，可將噴咀稍加偏斜，但不宜小於70°。
一次噴射厚度不宜超過5～10cm，過大會削弱混凝土顆粒間的凝聚力，使噴層因自重過大而大片脫落，或使拱頂處噴層與圍岩面形成空隙；過小，則粗骨料容易彈回。分次噴至設計厚度，兩層噴射的時間間隔為15～20min。影響噴層厚度的主要原因是速凝劑作用效果和氣溫。
為提高工效和保證質量，噴射作業要分片進行。為防止回彈物附著在未噴巖面上影響噴層與岩面間的粘結力，按照從下往上施噴，呈「s」形運動；噴前先找平受噴麵的凹處，再將噴頭成螺旋形緩慢均勻移動，保證混凝土層面平順光滑。噴混凝土的原材料、配合比（包括速凝劑的新增量）不僅要滿足要求，而且速凝劑的凝結時間、與水泥的相容性、對強度的影響都要達到要求。
噴射混凝土的現場配比要適當提高其強度等級，以確保附著在圍岩面上的噴混凝土層的設計強度。
噴射混凝土緊跟開挖掌子面進行，圍岩較完整、穩定時間較長時，初噴、錨桿、鋼筋網等施工後即可進行開挖作業，待下一迴圈初期支護時間再復噴，可將設計厚度的噴層厚分兩、三次完成，由於每層間隔為一迴圈時間，每層因爆破產生的裂紋在下一次噴混凝土時被填充，而新噴層距掌子面漸遠，所受的爆破振動亦越小，使噴混凝土層的支護能力更強。
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