一、工程概況
京臺線建甌至閩侯高速公路福州段牛巖山隧道，左線全長9252米，右線全長9198米，隧道設計行車速度：80km/h，最大埋深約500米。隧道左線採用三區段斜豎井送排式分段縱向通風，左線斜井水平距長度1366.66m，縱坡14.56%，豎井長XX米；隧道右線採用兩區段斜井送排式分段縱向通風，右線斜井水平距長度1030m，縱坡16.05%。
二、隧道標準化施工
1、洞口工程
隧道洞口工程按照“零開挖”進洞理念，遵循“早進洞、晚出洞”施工原則。儘量避免對山體的大刷大挖，隧道洞頂截水溝以內植被禁止砍伐破壞，分離式隧道中間山體開挖時儘可能保護兩側山體，維護原有的生態地貌，洞門力求與自然環境、人文景觀相協調。
隧道洞口
洞口邊仰坡開挖採用明挖法施工，自上而下分階段、分層進行開挖，並隨開挖隨支護，確保邊仰坡穩定。進洞大管棚套拱設置在穩定的基礎上，套拱內孔口管間距、角度安裝準確。鑽孔採用地質鑽機，鑽孔完成後及時安裝管棚，防止踏孔，管棚內注漿嚴格控制注漿壓力。
大管棚施工
2、超前地質預報
超前地質預報採用TGP、地質雷達、紅外探頂、超前加深炮孔等，分別探測前方120-150米、30米、5米的圍巖地質、水文等情況，通過長中短三種距離相結合的超前地質預報系統，動態掌控，相互驗證，確保開挖作業全過程能夠準確掌握前方地質情況，降低施工風險。
地質雷達
3、洞身開挖
牛巖山隧道開挖方法主要有中隔壁法（CD法）、正臺階法、全斷面法等。
CD法開挖
臺階法開挖
全斷面法開挖
隧道Ⅱ、Ⅲ級圍巖開挖採用全斷面法。石質隧道的爆破作業，採用光面爆破或預裂爆破。爆破作業根據工程地質條件、開挖斷面、開挖方法、循環進尺和爆炸材料進行鑽爆設計。鑽爆設計根據爆破效果不斷優化爆破參數。為了達到良好的爆破效果，施工過程中嚴格控制周邊眼間距及裝藥量，嚴格控制外插角角度。周邊眼間距一般40公分，裝藥採用間隔式裝藥，藥卷需提前加工，將乳化炸藥分段間隔捆綁在裝有導爆索的竹片上，後放入周邊眼內，所有裝藥炮眼均採用炮泥堵塞。鑽孔過程中採用定人、定崗、定鑽，分清責任區，以獎為主，獎罰分明的獎懲措施。
鑽爆開挖周邊眼放點
周邊眼藥卷加工
隧道光爆效果（拱部）
隧道光爆效果（邊牆）
4、初期支護與輔助工程措施
（1）噴射混凝土
牛巖山隧道初期支護噴射混凝土採用溼噴工藝，溼噴設備採用全自動噴漿機械手，其具有操作輕巧方便、噴漿速度快、回彈料少、施工環境較好、安全係數較高等優點。噴射混凝土作業採用分段、分片、分層依次進行，噴射順序自下而上，分段長度不宜大於6米。噴射時先將低窪處大致噴平，再自下而上分層、往復噴射至厚度控制標誌。
噴射混凝土作業時噴嘴垂直巖面。噴嘴與受噴面間距宜為0.6～1.2米。噴射混凝土終凝2小時後，噴水養護，養護時間不小於7天。
機械手溼噴
隧道噴漿效果（拱部）
隧道噴漿效果（邊牆）
（2）錨杆施工
隧道錨杆採用風動鑿岩機成孔，拱頂可採用YSP-45向上式高頻鑽機。錨杆鑽孔利用支護臺架施鑽，按照設計間距布孔；鑽孔方向儘可能垂直結構面或初噴砼表面；錨杆孔比杆徑大15㎜，深度誤差不得大於±50mm。
YSP-45向上式高頻鑽機鑽孔
砂漿錨杆作業程序是：先注漿，後安錨杆。採用單管注漿工藝，灌漿管插至距孔底50-100mm處，開始注漿後反覆將注漿管向孔底送，使砂漿將孔內多餘的水擠壓出孔外，之後隨水泥砂漿的注入緩慢勻速拔出，灌漿壓力不宜大於0.4MPa。所有錨杆都必須安裝墊板，墊板與噴射混凝土面緊貼。
錨杆安裝
錨杆支護效果
（3）鋼架施工
隧道鋼架支護分為型鋼鋼架和格柵鋼架兩種。型鋼鋼架彎制結合隧道開挖方法採用型鋼彎制機按照隧道斷面曲率分節進行彎制，彎制完成後，先在鋼拱架試拼臺上進行試拼。格柵鋼架在現場設計的工裝臺上加工，根據不同斷面的鋼架主筋輪廓放樣成鋼筋彎曲模型。鋼架的焊接在胎模內焊接，控制變形。按設計加工好各單元格柵鋼架後，組織試拼，檢查鋼架尺寸及輪廓是否合格。
鋼拱架整體冷彎成型
鋼拱切分成段
鋼拱架分段成品
連接板加工機床
拱架連接板
連接板焊接效果
鋼架安裝在掌子面開挖初噴完成後立即進行。根據測設的位置，各節鋼架在掌子面以螺栓連接，連接板密貼。為保證各節鋼架在全環封閉之前置於穩固的地基上，安裝前清除各節鋼架底腳下的虛碴及雜物。
拱架安裝腳底基礎鋼板效果
拱架安裝效果
（4）鋼筋網片
鋼筋網片採用Ⅰ級φ6.5鋼筋焊制，在鋼筋加工場內集中加工。按圖紙標定的位置掛設加工好的鋼筋網片，鋼筋網片隨初噴面的起伏鋪設，綁紮固定於先期施工的系統錨杆之上，再把鋼筋片焊接成網，網片搭接長度為1～2個網格。
鋼筋網安裝效果
（5）超前小導管
超前小導管和鋼架聯合支護時，宜從鋼架腹部穿過。沿隧道開挖線向外10°~15°外插角安裝，導管環向幾間距宜為200-500mm。注漿前對開挖面及周邊噴射混凝土封閉，以防注漿時孔口跑漿。
超前小導管佈設及注漿
5、仰拱與鋪底
隧道設有仰拱時，及時安排施工，使支護結構早閉合。仰拱、鋪底及時施作，與開挖面的距離宜為30米。仰拱砼整體澆注一次成型。仰拱施工時，可搭棧橋保證洞內臨時交通通暢。仰拱、鋪底施工前必須清除隧底虛碴、淤泥和雜物，超挖部分採用同級混凝土回填。
仰拱施工
底板施工
6、隧道防排水
牛巖山隧道防排水採用“防、排、截、堵相結合，因地制宜，綜合治理”的原則，達到防水可靠，經濟合理，不留後患的目的。隧道結構防水由噴射混凝土、全封閉柔性卷材防水層和二次襯砌結構自防水等組成。隧道二次襯砌混凝土採用防水混凝土，其抗滲等級不低於P8；拱牆設置PVC防水板加土工布；施工縫設置止中埋式止水帶。拱牆每8～10m設1環φ50環向透水盲溝，兩側邊牆外側洩水孔標高處設縱向貫通的直徑φ100“HDPE打孔波紋管”透水管，通過三通接頭與環向盲溝及邊牆洩水孔連通。
（1）排水盲管施工
排水管採用鑽孔定位，定位孔間距在30cm～50cm。將膨脹錨栓打入定位孔或將錨固劑將鋼筋頭預埋在定位孔中，固定釘安在盲管的兩端。用無紡布包住盲管，用扎絲捆好，用卡子卡住盲管，然後固定在膨脹螺栓上。採用三通與環向透水管、縱向波紋管、邊牆洩水孔相連。
排水管三通
（2）防水板施工
防水板施工前做好基面處理，平整度超標局部超挖段採用掛網補噴，使其表面平順，表面鋼筋頭、錨杆頭等切除後砂漿抹平。表面滲水採用注漿堵水設盲管引排。分離式防水板鋪設採用從下向上的順序鋪設，鬆緊適度，一般鬆弛率環向10%、縱向6%。防水板鋪掛前，用帶熱塑性圓墊圈的射釘將土工布平整順直地固定在基層上，固定點的間距宜為拱頂0.5～0.8m、邊牆0.8～1.0m、底部1.0～1.5m,呈梅花形排列。防水板宜採用電熱壓焊器熱熔熱塑性圓墊圈固定，使防水板與熱塑性圓墊圈熔化粘結為一體。
防水板熱熔墊片
防水板掛設效果
（3）止水帶施工
止水帶採用中埋式止水帶，止水帶埋設位置準確，其中間空心圓環與施工縫中心線重合，止水帶固定採用鋼筋卡固定，施工方法為：沿襯砌軸線每隔不大於0.5m鑽一φ12的鋼筋孔。將製成的鋼筋卡，由待灌混凝土側向另一側穿過擋頭模板，內側卡進止水帶一半，另一半止水帶平靠在擋頭板上。待混凝土凝固後拆除擋頭板，將止水帶拉直，然後彎鋼筋卡緊止水帶。
止水帶施工效果
7、二次襯砌
隧道初期支護完成後，為有效地控制其變形，仰拱儘量緊跟開挖面施工，二次襯砌距掌子面不得超過200m。
（1）二襯鋼筋
二襯鋼筋加工彎制前首先調直，並將表面油漬、水泥漿和浮皮鐵鏽等均清除乾淨。鋼筋安裝時鋼筋長度、間距、位置、保護層厚度滿足設計要求。為確保二襯鋼筋定位準確，鋼筋安裝間距及保護層厚度滿足要求，二襯鋼筋安裝採用鋼筋定位架進行控制，鋼筋保護層墊塊採用高強砂漿墊塊。
鋼筋定位卡具定位主筋間距
鋼筋層間距控制良好
鋼筋保護層墊塊效果
鋼筋綁紮整體效果
（2）二襯混凝土
板襯砌臺車必須按照隧道內淨空尺寸進行設計與製造，鋼結構及鋼模必須具有足夠的強度、剛度和穩定性。襯砌臺車經施工單位會同監理單位驗收合格後方可投入使用。為保證襯砌緊跟掌子面宜採用單洞雙臺車制度。現場重點控制原材料質量，實時調整混凝土坍落度，改進振搗工藝，加強模板臺車的維修和保養，使二襯混凝土拆模後表面平整、密實、光潔，色澤一致，達到內實外美效果。
二襯混凝土整體效果
二襯混凝土局部效果
噴淋式養護臺架養護襯砌
8、監控量測
牛巖山隧道監控量測項目列入施工組織設計，貫穿施工的全過程。監控量測工作按要求及時布點、儘快讀取初始數據，監測項目、量測斷面、測點佈置、監測頻率應符合要求。現場量測數據處理後及時將量測信息反饋給施工部門和設計單位，指導施工。
監控量測布點、測量
隧道洞口設置監控箱及公示牌
9、附屬工程施工
預留洞室位置準確提前開挖，洞室模板採用定型模板，模板定位準確與襯砌模板臺車連接並固定牢固，與襯砌砼同時澆築；預埋鋼管、鋼板、接線盒等，經測量定位後採取在襯砌臺車模板上鑽孔，用螺栓固定，並在管線內提前預留鋼絲，便於混凝土澆築完成後及時檢查管線是否通暢，發現問題及時處理。
隧道預留洞室
隧道預埋管線試穿
10、安全文明施工
（1）施工場地人員管理
隧道洞口設立門禁系統和值班室，並由專人負責值班，日常施工人員進洞需攜帶電子信息卡以便管理，其他人員進洞實行書面登記制。所有進入施工隧道的人員必須按規定佩戴安全帽、帶反光標識的防護服、防塵口罩、手套、耳塞等安全防護用品，進洞施工要領導帶班。
進洞人員登記
領導代班公式牌
（2）隧道通風
隧道施工須建立通風管理制度，隧道通風機及通風管應設置專人定期維護、修理，如有破損，必須及時修補或更換。當隧道掘進距離洞口超過150m時，必須實施管道通風。通風應能滿足洞內各項作業所需最大風量。送風式的進風管口宜設在距洞口30m以外。送風式通風管送風口距開挖面不宜大於15m，排風式風管吸風口距開挖面不宜大於5m。
長隧道通風采用巷道式通風，此通風方案具有工作面通風效果良好、汙風排出速度快、節約用電等優點，以下以JTA4合同段牛巖山隧道為例進行介紹。
牛巖山隧道通風方案部署為隧道右洞進入新鮮空氣，左洞排放汙風，右洞掌子面汙風通過2#行車橫通道排放至左洞，再排出洞外，進風段右洞禁止行車，所有進出車輛進入右洞掌子面需從左洞經2#行車橫通道後再前往右洞。將兩臺2*132kw軸流風機設置在右線距2#行車橫通道50m左右靠洞口一側，通過直徑1.8m風管分別向兩個開挖面送風；在距2臺軸流風機50m左右靠洞口一側設置2臺30kw射流風機，此射流風機可保證洞口新鮮空氣通過射流風機傳送至軸流風機內，並保證右洞汙風在2#行車橫通道壓入左洞；在左洞2#行車橫通道口設置一臺132kw軸流風機，通過直徑1.8m風管由洞內向洞外排放汙風；並在左洞1#行車橫通道附近設置一臺30kw射流風機，加快洞內汙風排放。
巷道式通風平面佈置圖
隧道進風2*132KW軸流風機+30KW射流風機設置
隧道排汙132KW軸流風機設置
隧道排汙排汙30KW設流風機設置
（3）隧道降塵
牛巖山隧道洞內降塵採用以水霧簾幕降塵結合環保除塵風送式噴霧機的綜合降塵系統。水霧簾幕採用霧化裝置安裝與作業臺架上，利用隧道施工用的高壓風和高壓水，即利用氣體介質與液體介質之間的相互擠壓、加速或剪切作用，將液體霧化，形成高壓水微粒霧蔽帶，使粉塵不能向外擴散，隨著水粒降落。水霧簾幕在降塵效率、排煙時間、改善洞內施工環境等方面均取得了顯著效果，且製作簡單、操作方便，具有極高的經濟和社會效益。
水霧簾幕降塵
噴霧機採用3WD2000-30型環保除塵風送式噴霧機。其具有射程遠、覆蓋面積大、霧粒細小、操作靈活、使用安全可靠、推拉自如、噴霧速度快、對粉塵霧珠附著力強、工作效率高等優點。 爆破作業後首先採用環保除塵風送式噴霧機對洞碴噴霧降塵，同時開放水霧簾幕降塵系統，並在隧道底板已完成地段加設路面沖洗設備，對路面及來往車輛沖洗除塵，形成隧道綜合降塵系統。
噴霧機降塵
底板沖洗降塵
（4）施工用電及防火
隧道施工供電採用三相五線供電系統，並做到三級配電兩級保護。施工現場所有配電箱和開關應有責任人和用途標識。 隧道內施工注意防火，隧道內的變壓器、襯砌臺車、防水層臺架處設置滅火器材，每處不少於2臺。
隧道三相五線供電系統
隧道臺車、臺架配備滅火器
（5）隧道施工應急及救援
牛巖山隧道日常施工中應急搶險物資配備充足。在軟弱圍巖段施工時掌子面的附近有足夠長度的逃生管道，管道管壁厚不小於10mm，管徑不小於600mm。隧道施工期間，定期組織應急預案演練。發生緊急情況時，立即啟動應急預案、並通知危險區域的人員撤離，優先保證人員安全，組織救險。
隧道逃生管道
應急演練
11、信息化管理
（1）隧道定位及考勤系統
隧道施工推廣採用信息化管理手段，其中定位考勤系統可以實時統計隧道內外人員姓名與數量、隧道內人員區域分佈，除在洞口監控室顯示外，還可在洞口LED屏滾動顯示。後臺系統可模擬隧道地圖顯示、回放人員活動軌跡、信息多點遠程共享。
監控室監控定位考勤情況
LED顯示考勤情況
（2）遠程視頻監控系統
隧道施工採用遠程視頻監控系統，在隧道洞口、實驗室、攪拌站、隧道內安裝監控設備，通過網絡實現各監控設備和隧道監控計算機間的通信，由隧道監控計算機對各監控設備進行遠程集中管理，形成實時、可控的遠程視頻監控系統。
遠程視頻監控系統
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