鄭西鐵路客運專線秦東隧道

施工2023年5月15日1主要內容

一、工程概況二、設計情況三、工程特征分析四、施工方案五、進度安排六、針對性措施2023年5月15日2

一、工程概況

新建鐵路鄭州至西安客運專線重點隧道工程第三合同段，位于陜西省潼關縣境內，標段全長8.3km。本合同段重點工程項目為秦東隧道，雙線黃土隧道，主要工程項目數量如下表。2023年5月15日3名稱數量備注秦東隧道正洞7684Ⅳ級圍巖7300mⅤ級圍巖384m1#斜井1001m坡度10%、輔助坑道2#斜井1084m坡度8%、輔助坑道3#斜井336m坡度10%、永久結構路基工程312m潼洛川大橋304m

隧道及斜井通過區多為砂質黃土，局部為粉質黏土層。不良地質為錯落、溜坍，主要分布于遠望溝兩側坡面。特殊巖土主要為濕陷性黃土，通過取樣化驗分析，隧道進口風積砂質黃土為Ⅲ級自重濕陷性黃土，出口風積砂質黃土為Ⅳ級自重濕陷性黃土。工程用電由渭南市供電局架設專線，地下水資源豐富，水質較好，施工用水可采用打井方案取地下水。

2023年5月15日4二、設計情況

秦東隧道除進口段1546.18m位于R-10000m的曲線地段外，其余洞身位于直線上。洞身進口段縱坡為+3‰，出口段縱坡為+5‰、+6.5‰。進出口分別設計有93m及14m明洞，兩端均采用斜切式洞門。明洞段基底采用水泥土擠密樁對底部的新黃土全部進行處理，樁長深至老黃土地層2.0m，樁頂采用灰土換填，換填厚度仰拱底部厚約1m，邊墻底部約1.9m。

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進口端K333+405～K333+462段和出口端K340+996～936段暗挖段仰拱底部采用φ30cm樹根樁進行處理，間距1.2×1.2m，梅花型布置，樁頂采用灰土換填，換填厚度50cm，暗洞邊墻底部間距0.6×0.6m，梅花型布置，樹根樁樁底均深至老黃土地層約2m。2023年5月15日62023年5月15日7

正洞Ⅳ級圍巖開挖斷面155.08m3，最大開挖寬度14.82m,最大開挖高度12.80m，采用噴錨網、50cm鋼筋混凝土復合式襯砌結構。

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正洞Ⅴ級圍巖開挖斷面163.81m3，最大開挖寬度15.20m,最大開挖高度13.18m，采用噴錨網、60cm鋼筋混凝土襯砌結構。

2023年5月15日9斜井設計2023年5月15日10

秦東隧道設3座斜井輔助正洞施工，斜井各項參數如下：

項目長度（m）與正洞交點里程與正洞平面夾角坡度（%）備注1#斜井1001DK335+45685°102#斜井1084DK337+19890°83#斜井336DK339+03065°10按永久結構設計

斜井均為曲墻式襯砌，井底交叉口25m、錯車道地段和Ⅴ級圍巖地段采用鋼筋混凝土襯砌，仰拱超前，Ⅳ級圍巖單車道地段為噴錨襯砌，鋪底厚30cm。

該隧道劃分為進口、出口、1#、2#、3#斜井五個工區平行組織施工。各工區人員、設備、管理、獨立組織完善。

2023年5月15日11秦東隧道工區劃分工區項目進口工區1#斜井工區2#斜井工區3#斜井工區出口工區合計里程DK333+312～DK334+865DK334+865～DK336+520DK336+520～DK338+169DK338+169～DK339+905DK339+905～DK340+996施工任務（m）1553165516491736109176842023年5月15日12三、工程特征分析2023年5月15日131、工程特點

（1）施工標準高、質量要求嚴。本客運專線要求基礎工程滿足350km/h設計時速目標的要求；采用無碴軌道系統，工后沉降量控制在15mm范圍內；基礎工程100年使用壽命的要求；因而對隧道開挖、支護、基底處理、二襯砌等每一道工序的施工工藝質量都提出了很高的要求。

2023年5月15日14（2）圍巖自穩能力差、開挖斷面大、防排水要求高。本隧道為黃土隧道，圍巖自穩時間短，特別是隧道進、出口段均為淺埋，加之開挖斷面大，達160m2左右，且鄭州端洞口暗挖段為偏壓段，該段施工不當易坍塌；同時黃土受水的影響較大，施工中須重視含水量對黃土穩定性的影響，重視對施工用水的控制2023年5月15日15

（3）隧道長度長，各工序相互干擾大，對管理人員的組織協調能力要求高。本隧道全長7684m，分進、出口和三個斜井共五個工區組織施工，且斜井工區內同時向兩端施工，適應本隧道開挖的CRD法和弧形導坑法各工序間相互干擾大，組織協調要求高。（4）環境保護要求高。施工中須采取有效環保措施，做好對周圍環境的環保工作，避免隧道棄碴流失對周圍的農田、水源、植被等造成的影響。2023年5月15日162．工程重點

(1)預防坍塌。隧道進、出口處埋深淺，斷面大，圍巖自穩性差，開挖不當容易引起坍塌，隧道進、出口淺埋暗挖段的安全施工是本工程的一個施工重點。(2)地基處理。隧道進、出口位于新黃土段，地基處理質量要求高，進、出口新黃土段地基處理質量控制是本工程的另一個施工重點。(3)遠望溝處理。隧道軸線與遠望溝斜交，在溝心處淺埋，需要在洞身施工前處理洞頂部分，處理效果影響隧道洞身的施工。2023年5月15日17四、施工方案2023年5月15日181、確定隧道開挖方法并繪制工序展開圖；2、確定隧道采用的支護類型；3、確定隧道Ⅳ、Ⅴ級圍巖合理的進尺；4、確定隧道采用了哪些機械設備2023年5月15日19

隧道施工遵循“短開挖、早封閉、嚴治水、快支護、緊襯砌”的原則穩步推進，采用大型機械按無軌運輸非爆破方式施工組織施工。2023年5月15日201.開挖

正洞洞口淺埋段在拱部120°范圍內設φ108mm超前管棚預支護下采用CRD法開挖，循環進尺為0.6m，盡量采用人工開挖。管棚參數：管棚采用熱扎無縫鋼管制作，壁厚6mm，每根長L-20m，環向間距50cm，外插角3～5°，鋼管內充填M20水泥砂漿。洞身Ⅴ級圍巖段在拱部120°范圍內設φ42mm超前小導管注漿預支護下采用CRD法施工，鋼管采用外φ42mm，壁厚3.5mm的無縫鋼管，鋼管長度L-4.5m，環向間距40cm，外插角5°～10°，縱向搭接長度不小于1.5m，小導管內填充M20水泥砂漿。每循環開挖進尺不超過0.8m，開挖后立即施作型鋼剛架、掛網、噴錨等初期支護。2023年5月15日212023年5月15日22

洞身Ⅳ級圍巖段采用正臺階弧形導坑預留核心土法施工，其中仰拱以上部分采用三臺階預留核心土法開挖，每臺階高度為3.5m～4m，長度3～5m，每循環開挖進尺不超過1.2m。開挖采用風鎬配合挖掘機進行，上臺階翻碴采用長臂挖掘機進行翻碴，翻至下部后采用3m3以上側翻式裝載機配合挖掘機裝碴，15t自卸汽車運碴。斜井上臺階采用長臂挖掘機翻碴，下部采用R130LC-5型挖掘機裝碴，12t自卸汽車運輸。斜井工區內正洞開挖運碴采用15t自卸汽車。

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具體詳見正洞Ⅴ、Ⅳ級圍巖開挖方案示意圖。正洞洞身開挖支護主要分項工程的施工程序為：上部開挖及支護→下部開挖及支護→基底檢測(不合格時處理)→仰拱施工→仰拱填充→墻拱襯砌→水溝、電纜槽施工。正洞開挖出碴作業：挖掘機+風鎬+多功能作業平臺+3m3以上側翻式裝載機+15t自卸汽車。斜井開挖出碴作業：挖掘機+風鎬+多功能作業平臺+挖掘機+12t自卸汽車。2023年5月15日242023年5月15日252．錨桿施工

開挖斷面成型后，由技術人員按設計對錨桿位置進行定位標記，鉆孔采用煤礦螺旋鉆，鉆孔完畢后，進行清孔，拱部采用錨固劑人工安裝，墻部人工配合壓漿機注漿安裝錨桿。錨桿端頭安裝墊板應與基面密貼。

錨桿的插入長度應與設計長度相符，安裝后，不得隨意敲擊。并按《標準》逐根驗收。2023年5月15日263.鋼拱架安裝

斷面成型后，按設計由現場技術人員標注鋼架安裝位置進行人工安裝，應在腳板下鋪墊板以防止拱架下沉。并及時打注鎖腳錨管，檢查拱架與開挖斷面的密貼情況，并將孔隙用砼墊塊予以填塞。仰拱開挖時，應及時將仰拱拱架與拱墻快速成環，予以封閉。2023年5月15日274．噴射混凝土

噴射砼前檢查開挖斷面凈空尺寸，滿足設計要求后，即可進行噴射砼作業，采用濕噴工藝，選用TK-961濕噴機施工。聚丙烯微纖維的摻量按照設計要求1.2kg/m3進行。濕噴機的工作風壓控制在0.3～0.5Mpa范圍內。嚴格控制好噴嘴與受噴面的距離和角度。噴嘴與受噴面垂直，有鋼筋時角度適當放偏30°左右，噴嘴與受噴面距離控制在1.0～1.2m范圍內。噴射順序自下而上，料束呈旋轉軌跡運動，一圈壓半圈，縱向按“S”形運動。針對黃土地段噴射混凝土脫落現象。噴射前用高壓風清除表面松土和拱墻處的浮土，采用分層噴射，先噴2cm厚砂漿，再進行第一層噴射混凝土，厚度不大于10cm，后一層噴射應在前一層初凝后進行。2023年5月15日28

埋設鋼筋頭做為控制噴射混凝土厚度的標志，分層噴射混凝土達到設計要求。洞外噴射砼采用自動計量設備拌合、6m3砼罐車運輸，現場檢查混凝土的初凝時間、終凝時間和坍落度損失情況，及時調整，確保噴射混凝土的施工質量。2023年5月15日295.防水板掛設

隧道一般地段拱墻鋪設EVA防水板，防水板厚度1.5mm，土工布重量≥400g/m2，二次襯砌采用防水混凝土，其抗滲等級不小于P8。防水板采用人工多功能平臺作業。鋪設防水板前先鋪設短纖土工無紡布；用水泥釘和防水板相匹配套的圓墊片將無紡布固定在基面上，按梅花形布置，固定間距拱頂為40cm，拱腰為60cm，邊墻為70～80cm。無紡布之間采用搭接法進行連接，搭接寬度不小于10cm，搭接縫部位采用滿焊進行焊接，無紡布鋪設時應基面密貼，不得拉的過緊或起大包。鋪設防水板時，宜采用沿環向鋪設的方法并排鋪設兩幅防水板，根據防水板幅面大小，將防水板托起貼著噴混凝土表面由拱頂向兩側墻部鋪設，松緊適度。保證防水板鋪設質量。防水板之間采用雙焊縫進行熱熔焊接，焊接完畢后采用沖氣法進行檢測。

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中埋式止水帶采用橡膠止水帶，寬度30～35cm，采用熱熔對接法連接、專用鋼筋夾固定。背貼式止水帶兩端不透水焊接在防水板表面，焊接寬度不小于4cm，采用搭接法或對接法連接，手工焊接，防水板背后環向設置φ50mm透水盲溝，盲溝間距8～15m兩側墻腳縱向設置φ80mm透水盲溝，底端設φ50mm泄水孔連接到隧道側溝，泄水孔間距按12m一處布設。環向施工縫處設置中埋式止水帶防止地下水的滲入，縱向施工縫表面涂界面劑并設置中埋式止水帶；變形縫防水采用中埋式止水帶、背貼式止水帶。2023年5月15日316.襯砌鋼筋施工

采用洞外集中加工下料，洞內人工利用多功能作業平臺焊接安裝。為了確保鋼筋混凝土保護層厚度不應小于50mm，在起拱線下鋼筋和開挖面之間采用強制性支撐系統，限制鋼筋變形。從而保證襯砌鋼筋不在自重作用下下沉，造成保護層不滿足要求。鋼筋下料長度應進行優化設計，以保證同一截面焊接接頭數量不超過50%，接頭間距不小于35d。鋼筋的規格、數量符合設計要求。鋼筋接頭采用雙面焊縫搭接焊時，焊縫不小于5d；當采用單面焊縫搭接焊時，焊縫不小于10d。2023年5月15日327.襯砌混凝土施工

正洞洞身二次襯砌按照“仰拱超前、墻拱整體施工”的次序，仰拱澆筑時利用移動式棧橋維持洞內交通運輸的暢通；仰拱混凝土在基底檢測合格后才能施工，分段整體施工，每次施做長度一次為3m。墻、拱襯砌采用液壓模板臺車（12.2m）整體澆筑。二次襯砌耐久性砼采用自動計量的拌和站、攪拌輸送車(8m3)運輸、混凝土輸送泵(HBT60)泵送入模的機械化流水作業線，以保證二次襯砌混凝土的質量。二襯混凝土強度達到8MPa以上方可脫模。輔助洞室砼襯砌采用特制模板臺架、人工立鋼模、泵送砼施工。

2023年5月15日33(1)混凝土的生產水泥除滿足國家和鐵道部行業標準外，還應符合招標文件要求。砂細度模數宜在2.6～3.2之間的河砂。不同細度模數的砂子的4.75mm、0.6mm和0.15mm篩的累計篩余量分別為0～5%、40～70%和≥95%。石子的最大公稱粒徑不宜超過25mm，且不應超過鋼筋保護層厚度的2/3。水采用飲用水或無侵蝕性的潔凈水。外摻料要求:為減少水化熱的產生，施工時在砼中摻入部分粉煤灰，粉煤灰宜采用Ⅰ級標準，借以提高砼的和易性。各種外摻料進場后需抽樣進行試驗，并經業主及監理工程師的批準，確保其各項性能指標符合結構質量要求。2023年5月15日34(2)混凝土的攪拌混凝土攪拌采用強制式攪拌機攪拌，攪拌次序為先將砂、石、水泥加入拌和站進行拌和0.5～1.0min，再加水攪拌1.5～2.5min。外加劑最后加入。攪拌前外加劑先用拌和水進行稀釋均勻，攪拌時間延長至3min。砼攪拌不僅僅使材料均勻的混合，還起到一定的塑化和提高和易性作用，對防水砼的性能影響較大，砼攪拌達到色澤一致后方可出料。(3)混凝土的運輸采用8m3砼運輸罐車運送砼。在運輸過程中砼罐不得停止轉動，確保入模砼的質量。2023年5月15日35(4)混凝土澆筑及振搗仰拱及鋪底砼采用移動式棧橋配合仰拱模板整體澆筑，其混凝土均在洞口拌和站拌合，砼罐車運到現場，泵送入模，插入式振搗器搗固。澆注混凝土從仰拱中心向兩側對稱進行。為防止仰拱上浮，在仰拱兩側設定位錨桿固定。仰拱每3m分成一段，利用棧橋縱梁維持洞內交通運輸的暢通，棧橋強度及剛度必須滿足行車荷載的要求。仰拱填充在仰拱施工完成后進行，禁止仰拱與填充混合施工。拱墻二襯砼的入模采用HBT60輸送泵。模板臺車就位并安設擋頭板后即可進行砼的灌注。灌注砼之前，鋼模板臺車外表面需涂抹脫模劑，以減少脫模時的表面粘力。灌注砼時，先從臺車模板最下排工作窗口對稱進行灌注砼，灌注砼至砼快要平齊工作窗口時，關閉工作窗，然后從第二排工作窗口進行灌注砼，依次類推，最后于拱頂輸料管處關閉閥門封頂。

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砼的振搗采用插入式搗固棒振搗。振搗時，按“快插慢拔”操作。砼分層灌注時，其層厚不超過振動棒長的1.25倍，并插入下層不小于5cm，振搗時間為10～30s。搗固棒應等距離的插入，均勻的搗實全部砼，插入點間距應小于振搗半徑的1倍。前后兩次搗固棒的作用范圍應相互重疊，避免漏搗和過搗。振搗時嚴禁觸及鋼筋和模板2023年5月15日378.地基加固處理

（1）水泥灰土擠密樁施工用沖擊碾壓進行地表處理后，再采用二八灰土(水泥土)擠密樁、樁頂鋪設灰土墊層進行地基加固處理。樁徑0.5m，樁長10-15m采用沉管成孔，人工分層回填灰土（水泥土），機械分層夯實。水泥土擠密樁采用振動沉管法施工，打樁機械采用DZ75KS，振動沉拔樁錘。其打樁順序采取梅花形的插打法，施工推進按先打第一排的各樁，接著向前推進隔一排打第三排的各樁，然后再退回打第二排各樁，依此類推。施工工藝流程：施工準備→布置樁位→樁機就位→開機→沉管造孔→填料→擠密成樁→關機就位。2023年5月15日38

（1）施工準備

①施工場地平整，樁機運行場地進行預壓處理。

②設置樁軸線控制樁及水準基點樁，放線定樁位，并經換手復核無誤。

③進行土方、成孔、夯填和擠密效果試驗，確定有關施工技術參數，并對試樁進行測試承載力和擠密效果等。

（2）施工設備

①成孔設備：4t柴油打樁機，樁管直徑500mm，長10-15m。

②夯實設備：提升式夯實機。

③回填設備：鐵鍬、量斗、鐵篩、手推車等。2023年5月15日39（3）施工工藝①成孔工藝：采用錘擊打樁機將與樁孔同直徑鋼管打入土中拔管成孔，樁管頂設樁帽，下端作成60°角度錐形活動樁尖，施工前在樁架或鋼管上標出控制深度標記，以便施工中進行鋼管深度觀測。成孔順序為先外排后里排，同排內間隔1-2孔進行，以免因擠壓造成相鄰孔縮孔或坍孔。成孔后清底夯實、夯平，夯實次數不小于8擊，成孔后進行孔中心位移、垂直度、孔徑、孔深檢查，合格后進行下道工序施工或用蓋板蓋住孔口防止雜物落入。②灰土（水泥土）拌制與運輸：土料選用取土場黃土，石灰選用Ⅲ級以上新鮮塊灰，使用前1～2天澆水充分消解并過篩，顆粒直徑小于5mm，不含未熟化生石灰塊，水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥。灰土（水泥土）配合比按設計要求采用廠拌，采用運輸車覆蓋運輸。2023年5月15日40

④注意事項：灰土（水泥土）樁盡可能打一孔填一孔，打孔時采用間隔打法。孔徑、回填質量等符合設計圖紙和施工規范的要求，杜絕漏打和漏填。灰土要計量拌勻，干濕適度，嚴格控制虛鋪厚度。機械夯實時落錘高度及錘擊次數等嚴格按要求施工，以免出現夾層、松散等情況，確保樁身質量。

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（2)樹根樁施工樹根樁成孔采用GW-40液壓地質鉆機（性能參數:成孔直徑300-400mm、成孔深度30-100m、功率350HP）進行成孔，鉆孔時采用干鉆，高壓風出土及清孔。其施工工藝流程為：施工準備→布置樁位→樁機就位→成孔→吊放鋼筋籠和注漿管→填灌碎石→注漿。考慮施工空間限制，鋼筋籠分兩段焊接采用汽吊入孔，并安放直徑50mm的注漿管，之后填入5-20mm沖洗干凈的碎石，然后注入M20水泥砂漿，直至翻至孔口。其打樁順序采取梅花形的插打法，施工推進按先打第一排的各樁，接著向前推進隔一排打第三排的各樁，然后再退回打第二排各樁，依此類推。

2023年5月15日429.監控量測

黃土隧道自穩能力差。監控量測項目主要有圍巖和支護狀態觀察、水平凈空變化量測、拱頂下沉、地表下沉、隧底上鼓、錨桿軸力、土體壓力及兩層支護間壓力、鋼支撐內力及外力、支護、襯砌應力應變及裂隙量測；主要方法及工具有：觀察法、地質羅盤、水平收斂計、水平儀、水準尺、水準儀、鋼尺、電測錨桿測力計、拉拔器、壓力盒、應變計、應力計等。量測斷面布置、量測頻率按照監控量測計劃書執行，成立專門量測小組。及時對現場量測數據進行處理、分析，繪制時態曲線和空間關系曲線，及時反饋并用于指導施工。2023年5月15日432023年5月15日44五、進度安排1.施工進度指標

正洞開挖指標：Ⅴ級圍巖洞身段在超前小導管支護下開挖；每循環進尺0.8米,循環時間960分鐘，每日1.5個循環；日進尺1.2m,月進尺36m；斜井正洞主攻按照90％考慮，月進尺32m；副攻按照60%考慮，月進尺22m。Ⅳ級圍巖開挖每循環進尺1.20米,循環時間800分鐘，每日1.8個循環；日進尺2.2m,月進尺65m；斜井正洞主攻按照90％考慮，月進尺58m；副攻按照60%考慮，月進尺39m。正洞成洞進度指標：Ⅳ級圍巖62m/月、Ⅴ級圍巖33m/月。斜井擔負的正洞成洞進度指標：Ⅳ級圍巖主攻方向56m/月、Ⅳ級圍巖副攻方向37m/月、Ⅴ級圍巖20m/月。斜井自身的成洞進度指標：Ⅳ級圍巖120m/月、Ⅴ級圍巖90m/月。2023年5月15日45秦東隧道各工序施工指標表

正洞斜井項目名稱圍巖級別指標（m／月）項目名稱圍巖級別指標m／月）進、出口工區開挖、支護（大管棚/小導管）Ⅴ27/36斜井開挖、支護Ⅴ90Ⅳ65Ⅳ120進、出口工區襯砌(含仰拱、填充）Ⅴ27/361#、2#斜井鋪底Ⅴ90Ⅳ65Ⅳ120斜井擔負正洞開挖、支護（主攻/副攻）Ⅴ33/223#斜井襯砌（含仰拱、填充）Ⅴ90Ⅳ58/39Ⅳ120斜井擔負正洞襯砌主（主攻/副攻）(含仰拱、填充）Ⅴ33/22水溝、電纜槽

450Ⅳ58/392023年5月15日462.主要分項工程工期安排

開挖及支護：2008年1月25日前；基底處理、仰拱及仰拱填充、拱墻二襯：2008年2月5日前；水溝、電纜槽：2007年6月15日～2008年2月25日；竣工自檢及場地清理：2008年2月26日～2008年3月15日。2023年5月15日47六.針對性措施2023年5月15日481、洞口淺埋段及正洞下穿遠望溝段防坍塌措施

（1）淺埋段加固：淺埋段覆蓋層加固主要采用超前大管棚注漿預支護。施工時采用洞內管棚注漿和小導管注漿相