1号隧道位于辽宁省抚顺市张党镇辖治伙洛附近,分左右两条隧道。右线为难杂木至沈阳方向,隧道进口桩号为K9+983(设计高程为142.975m),出口桩号为K11+255(设计高程为146.623m),隧道全长1272m,隧道纵坡为0.314%;左线为沈阳至难杂木方向,隧道出口桩号为K9+980(设计高程为142.965m)进口桩号为K11+250(设计高程为146.431m),隧道全长1270m,隧道纵坡为0.314%。隧道左线位于半径为3200m的左偏圆曲线上,隧道右线位于半径为2800m的左偏圆曲线上,其中隧道右线全线设-2%超高。
(二)自然地理
1、气象水文
本地区属温带(半)湿润季风气候,一年四季分明,无霜期140天左右,隧道区南侧为大伙房水库,水量丰富。
2、地形地貌
随到位于辽宁省东北部,属长白山脉西延余脉,地形复杂,冲沟发育。山体总体呈近东西走向,南陡北缓。南侧坡角一般在20o~30o,局部可达70o。北侧一般在15o~20o,最低海拔标高121.70m,最高海拔标高267.40m,相对高差145.70m,属低山地貌。
(三)区域地质情况
1、工程地质层
隧道区玉露地层主要为太古界鞍山群通什村组混合岩,地表以强风化为主,局部为弱风化,其次为辉绿岩脉,地表为强风化。地层出露情况南侧及西侧较好,而北侧及东侧大面积被腐植土、碎石土及粘性土所覆盖,基本无基岩出露。
2、隧道区内构造特征
测区内皱褶构造不发育,但断裂构造及节理裂隙均很发育。
断裂构造:测区内断裂构造很发育,以北西走向及近东西走向为主,倾向南或西南,均为辉绿岩所充填。
节理:受构造影响,隧道区节理很发育,一般为4组,局部可达5组,均呈张性。
3、水文地质条件
隧道区属半湿润季风气候,冬季属枯水期,基岩裂隙水及第四系空隙水较贫乏。隧道围岩以混合岩为主,含水性差,但节理裂隙及断裂构造普遍发育,且连通性好,透水性强,隧道开挖过程中极易产生渗水现象。丰水期会产生涌水现象。
(四)设计概况
铁背山1号隧道为单向行车单洞双车道分离式隧道,右线隧道起讫里程K9+983~K11+255,隧道全长1272m;左线隧道起讫里程K9+980~K11+250,隧道全长1270m。隧道左线位于半径为3200m的左偏圆曲线上,隧道右线位于半径为2800m的左偏圆曲线上。设计行车时速100km/h。隧道净宽(单洞):基本总宽度10.75m(=0.75+0.5+0.75+2×3.75+0.75+0.5);隧道建筑限界净高5.5m;检修道净高2.5m;衬砌结构为“复合式”。
三、工程主要特点及技术措施
(一)工程主要特点
1、开挖断面大
本隧道开挖断面大,最大开挖高度10.231m,最大开挖宽度15.75m,最大开挖断面130.51m2.
2、地质条件差
本隧道出入口地段为亚粘土、有机质亚粘土、砂砾和强风化混合岩,其稳定性差,隧道开挖时边坡及仰坡不稳定,易坍塌及滑坡。
3、围岩含水性差,易产生渗水、涌水想象
隧道围岩以混合岩为主,含水性差,但节理裂隙及断裂构造普遍发育,且连通性好,透水性强,隧道开挖过程中极易产生渗水现象。丰水期会产生涌水现象,使围岩软化而产生坍塌。
4、施工工序多而复杂
本隧道出入口部分地质条件差,为I类围岩,设计为“复合式”衬砌,初期支护均为单层钢筋网,喷25cm厚钢纤维混凝土,18号工字钢拱架,并在洞口设有大管棚(洞内设双层小导管)超前支护,二次衬砌为钢筋混凝土,施工工序多而复杂。
5、施工干扰大
本隧道紧邻既有公路202国道,现正处改修阶段,路况很差,将来通车后,相互干扰大,影响施工进度。
(二)主要技术措施
根据铁背山I号隧道特点,结合我合同段的实力、大断面公路隧道施工经验及技术水平等,在施工中采取如下主要技术措施。
1、由于开挖断面大,地质条件差,隧道开挖采用线形微震爆破新技术和光面爆破技术,尽量减少对围岩的扰动维护围岩的自承能力,并及时做好初期支护,以确保施工安全和工程质量。
2、洞口浅埋段,围岩破碎,为了确保洞口稳定安全和顺利进洞,采用大管棚(双层小导管)超前支护。开挖尽量采用机械,以最大限度地减少对围岩的扰动。必须爆破时用短进尺、弱爆破。
3、由于开挖断面大、埋深浅、地质条件差,S0段开挖方法:第一方案,采用大管棚注浆分层分布分开挖;第二方案,CD法,人工开挖或若爆破开挖;S2衬砌段:采用超前小导管注浆台阶开挖法;S3衬砌段:采用台阶法施工;S4衬砌段,采用全断面法施工。明洞采用先墙后拱法施工。
4、二次衬砌采用液压钢模衬砌台车,先墙后拱施工,以保证衬砌的整体性和防渗性。
5、配备大型和小型机械,以适应不同开挖部位和断面的需要,提高施工效率,加快施工进度。
6、根据“新奥法”施工原理和要求,及时开展施工测量,做好信息反馈,以指导安全施工。
7、做好地质超前预报,明确前面围岩情况,用于指导施工,及时调整施工和支护方法。
(三)保证运营公路畅通措施
施工时的材料、车辆等不占既有公路路面,并在进出口附近既有公路处设专职交通指挥员,指挥既有公路运营车辆有序运行。此外,根据施工时的具体情况采取相应措施,减少干扰,保证既有公路畅通和施工正常进行。