6 控制工程和重难点工程6.1 欢喜隧道6.1.1隧道工程设计概况欢喜隧道为客货共用单线隧道，位于吉林市丰满区与船营区交界处，隧道进口位于船营区欢喜乡铜匠沟村，出口位于船营区大绥河镇太平岭村。进口里程DK432+160，出口里程DK435+220，隧道全长3060m，进口端设置50米明洞，出口端设置35米明洞，最大埋深200m，隧道DK434+325.11至DK435+014.8位于R=1200m的曲线上，其余为直线段，隧道内纵坡设计为人字坡，坡度和洞内坡长分别为6.7/2590m，3.63/400m-6/70m。隧底设中心纵向保温水沟，位于仰拱填充面以下3.51m，保温水沟采用600mm钢筋水泥圆管，壁厚12cm，基坑底宽90cm，开挖上口宽4.67m，深度1.97m。每隔60m从避车洞地面下引拱形检查通道至保温水沟，检查通道长6.93m，底宽2.2m，开挖深度4.85m，避车洞处围岩横向开挖长度3.51m，向下开挖深度7.38m，纵向开挖2.66m。6.1.2隧道工程水文地质概况地层岩性：根据区域地质资料、地质调绘、物探及钻探揭示，隧址区地层岩性主要为第四系全新统坡洪积层粉质黏土、细角砾土、燕山早期花岗岩、二叠系下统范家屯组凝灰质砂岩。地质构造：隧址区未发现区域性大断层，但构造、接触带发育。隧址区构造发育，哈达湾马圈子沟倾伏背斜斜穿隧道，宽约3.55公里，轴向约260，两翼产状揭示，北西33050，南东15060，褶皱发育较紧密，起伏带状，不对称型，核部为P1f地层，北西翼由P1y1、P1y2地层组成，南东翼为P1y1地层，与J3s1地层呈断层接触，被华力西晚期花岗岩入侵破坏。不良地质和特殊岩土：本隧区未见不良地质和特殊岩土。地表水分布及特征：DK434+600右侧40m处有一水塘，面积约548m，水深约0.51.5m，塘埂高程310m。主要为降水后沟谷径流汇集形成，水量季节性变化较大。受春季雪水融化、夏秋季降雨影响，水量较大。DK434+100右侧600m处有一水塘，面积约5800，水深约23m，塘埂高程340m；DK434+300右侧1000m处有一水塘，面积约8400m，水深约24m，塘埂高程322m；DK434+500右侧2100m处有一水塘，面积约68500m，水深约35m，塘埂高程293m。以上3处水塘位于同一沟谷内，沟谷走向北东，主要为降水后沟谷径流汇集形成，水量季节性变化较大。受春季雪水融化、夏秋季降雨影响，冬季水量较小。此处位于岩性接触带，基岩破碎，节理裂隙发育，地表水有补给地下水的优良条件。地下水分布及特征：根据地下水赋存条件及水力特征，场区地下水可分为松散层孔隙潜水、基岩裂隙水。松散层孔隙潜水：分布于第四系覆盖层中，由大气降水和地表水塘水补给，以潜流、渗流、蒸发等形式排泄，动态变化较大，春季雪融、夏季雨水丰富时水位较高。基岩裂隙水：二叠系下统范家屯凝灰质砂岩、燕山早期花岗岩，受各类风化及地质作用的影响，节理裂隙较发育，含裂隙水，受大气降水和地表水塘补给，在落差较大的沟谷、陡坡处排泄于地表。沿线水质对混凝土侵蚀性评价：按照铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB100052010）进行判定，地下水对处于化学环境中的钢结构、钢筋混凝土结构及混凝土结构无侵蚀性。6.1.3隧道工程围岩特性地质围岩相对较差：隧道围岩以、级居多，占隧道围岩全长的71.7；级围岩长度占隧道围岩全长的21.41，主要不良地质为断层破碎带、板岩地质，不良地质地段较多。隧址区在 DK433+865DK433+925附近为岩性分界接触带，燕山早期花岗岩侵入二叠系凝灰质砂岩而成，接触带内岩体破碎。DK434+500DK434+550附近根据物探解译为低阻异常带，形状不规则为凝灰质砂岩节理密集带，受构造作用影响,岩石呈碎裂化、角砾化,围岩稳定性较差,易发生塌方冒顶等灾害详见表6-1-1 表6-1-1 欢喜隧道围岩分析表序号里程段落长度m围岩级别围岩特性1DK432+160DK432+21050隧道进口浅埋段，上覆粉质黏土，厚度312m，下伏早期花岗岩和凝灰砂岩，洞身穿越全弱风化层，节理裂隙极发育，岩体破碎极破碎，围岩稳定性差。2DK432+210DK432+5002903DK432+500DK432+595954DK432+595DK433+170575上覆粉质黏土，厚度24m，洞身围岩以花岗岩和凝灰砂岩为主，洞身穿越强弱风化层，节理裂隙发育，岩体破碎较破碎，围岩稳定性较差。5DK433+170DK433+495325洞身围岩为花岗岩为主，块状构造，弱风化，节理裂隙较发育，岩体较完整完整，围岩稳定性较好，出水点较多。6DK433+495DK433+535407DK433+535DK433+575408DK433+575DK433+7852109DK433+785DK433+82540洞身围岩为花岗岩为主，块状构造，弱风化；拱顶为凝灰质砂岩，层状构造，全弱风化，节理裂隙较发育，岩体较破碎较完整。DK433+865DK433+925附近为岩层分界接触带，接触带内岩体破碎；DK434+420DK434+550附近为凝灰质砂岩节理密集带，岩石呈碎裂化、角砾化，围岩稳定性差，地下水较丰富。10DK433+825DK433+8654011DK433+865DK433+9256012DK433+925DK434+06514013DK434+065DK434+17511014DK434+175DK434+2154015DK434+215DK434+35514016DK434+355DK434+57522017DK434+575DK434+935360隧道出口浅埋段主要穿越粉质黏土、细角砾土、粗角砾土、全弱风化凝灰质砂岩，节理裂隙发育，岩体破碎极破碎，围岩稳定性差，地下水受季节性影响较大。18DK434+935DK435+0006519DK435+000DK435+15015020DK435+150DK435+1853521DK435+185DK435+220356.1.4隧道工程重难点工序及施工方案6.1.4.1洞身开挖明洞采用明挖法，正洞洞身施工级围岩采用全断面法，、级围岩采用台阶法，采用二台阶临时横撑法施工。隧道开挖采用光面爆破，严格控制超欠挖。超挖在允许范围内时，用与衬砌同级砼回填密实；超挖较大时，按有关“规范”回填密实。台阶法及全断面施工，采用自制简易台架+人工风枪钻孔，欢喜隧道具体开挖方案详见表6-1-2。表6-1-2 欢喜隧道正洞分段开挖施工方法序号里程段落长度m围岩级别开挖方法1DK432+160DK432+210DK435+185DK435+22085明挖法2DK432+210DK432+500290二台阶临时横撑法3DK432+500DK432+59595二台阶弧形导坑预留核心土法4DK432+595DK433+575980、台阶法5DK433+575DK433+785210全断面6DK433+785DK433+86580、台阶法7DK433+865DK433+92560二台阶弧形导坑预留核心土法8DK433+925DK434+575650、台阶法9DK434+575DK434+935360二台阶弧形导坑预留核心土法10DK434+935DK435+00065二台阶法11DK435+000DK435+150150二台阶弧形导坑预留核心土法12DK435+150DK435+18535二台阶临时横撑法6.1.4.2仰拱及中心保温水沟开挖1、缩略图：中心保温水沟断面图中心保温水沟检查井断面图2、施工工艺：栈桥就位隧底开挖施作砼找平层施工缝处理隧底防水处理仰拱（底板）钢筋绑扎（如有）砼标高控制点埋设浇筑砼砼养护砼浇筑前检查清底、检查不合格不合格合格合格图6-1-3 仰拱施工工艺流程图仰拱施工工艺流程见图6-1-3，仰拱施工步骤见表6-1-4。仰拱、仰拱填充领先拱墙二次衬砌施工，待喷锚支护全断面施作完成后，及时开挖并灌注砼仰拱及部分填充，使支护尽早闭合成环，并为施工运输提供良好的条件。为确保隧道结构的稳定和安全，仰拱施工时浇筑部分边墙，再利用衬砌台车进行施工。由于出渣运输与仰拱施工存在干扰，无法正常作业。为了保证安全，有时不得不停止掘进而进行砼仰拱作业，这又延长了施工工期。为此采取防干扰仰拱栈桥做为过渡通道，以保证掌子面正常施工。3、仰拱栈桥施工：20m自行式仰拱栈桥走行轮可以90度旋转，这样栈桥既可纵向走行，也可横向走行。利于半幅清理仰拱，全幅一次灌注。表6-1-4 仰拱施工步骤表序号图 示施工顺序、步骤及措施1栈桥就位后准备浇筑A1段砼2A1段仰拱砼浇筑完毕后，提起前坡桥、后坡桥3前坡桥、后坡桥抬起后，伸出其后走行轮，液压缸顶起栈桥，准备移位4栈桥自动走行至A2位置后，收起前、后行走轮、落栈桥，放下前后坡桥。5浇筑A2段仰拱砼。仰拱端头采用大模板，砼浇注前必须将隧底虚渣、杂物、积水等清理干净，超挖部分应采用同级砼回填，由中心向两侧对称浇注，仰拱与边墙衔接处捣固密实。仰拱一次施工长度控制在36m，仰拱与填充连续施工，做好仰拱大样，保证填充砼不侵入仰拱断面。将上循环砼仰拱接头凿毛处理，且在与边墙施工缝处设16插筋，每延米单侧至少设4根，每根插筋在施工缝上下的埋设长度不小于30cm,并与边墙衬砌钢筋连接。自检合格后，报监理工程师做隐蔽工程检查签证，砼输送车运输浇筑，插入式振动棒捣固。为能尽早便于轨道通行，按配合比掺入早强减水剂。4、仰拱及中心保温水沟施工仰拱及保温水沟沟槽断面一次性爆破成型。隧道进出口明洞段作为爆破试验段，药量按照围岩岩性不同逐级递增试装，达到满意效果为止。作为暗洞开挖药量控制值。每次开挖长度3-5米，炮眼按照4排设计，炮眼斜率同沟槽边坡坡比，内排眼深1.5m，外排眼深2.5m；内排单眼药量1-1.5kg，外排单眼药量1.8-2.2kg；炮眼布置图如下图：雷管均采用非电毫秒雷管，段数为1段、3段、5段、7段；检查井通道沟槽开挖炮眼布置同上图。单元段中心水沟施工步骤：开挖底板找平并施工混凝土底座铺设混凝土预制管回填级配碎石并安装横向排水管保温混凝土施工仰拱拱架或钢筋施工仰拱填充层施工；检查井通道沟槽同水沟沟槽一同开挖，边墙及拱顶采用定型模板支架现浇法施工。6.1.4.3二次衬砌当围岩和初期支护变形基本稳定，量测监控数据表明位移率明显减缓、收敛值拱脚附近小