XX隧道施工组织设计.docx
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XX隧道施工组织设计
第一章工程概况
本工程是为了改善XX县城内的交通条件而设计，在红星广场与县汽车站之间修建，将来形成快速通道。
隧道全长402.33m，净宽10m,净高6.73m，半园拱形断面，曲墙加仰拱（仅Ⅳ类围岩地段无仰拱），洞门为端墙式。
洞内纵坡I=4.4%，受两端连接道路标高及地形控制无法降低，进出口路面设计高程相对高差17.703m，为一超规范要求坡限的单洞双车道隧道。
本工程包括洞口工程、洞身工程、路面工程、装饰工程，照明工程等项。
地震烈度按6度设防。
一、地理位置及交通概况
1、地理位置
xxxXX忠州隧道位于XX县城内规划的红星广场和XX汽车站之间，是连接红星广场和XX汽车站及玉溪大桥的重要公路隧道。
隧道起点位于红星广场南侧的斜坡地带；终点位于XX汽车站北侧及XX物资公司仓库陡坡地带。
2、交通概况
隧道施工区与多条城内公路相连，且邻近长江，客运、货运轮船均可抵达县城，交通较为便利。
二、地形地貌及气候条件
1、地形地貌
隧道区位于红星广场和XX汽车站之间的山丘地带，地形中间高两头低。
隧址区高点在种子公司内，高程为286.71m，低点在汽车站一带，高程为193.32m，相对高差为93.39m，地形起伏较大。
由于XX旧城改建和库区移民工程的修建，在该段原地形地貌经人工活动改造变化较大，人类建、构筑物基本分布在整个隧道穿越地区，仅在进口位置处和其它零星地段保留了原地貌形态。
场地属侵蚀浅丘地貌。
隧道进洞口段为一斜坡，地形坡度约300左右，地面高程约为220.00~260.00m，相对高差为40.00m，倾向近正北方向；斜坡植被较发育，部分地段被开垦为旱田。
隧道出洞口段为一陡峻岩质高边坡，地形坡角70~800，有砂、泥岩互层出露，边坡顶部高程为234.00m，底部高程为205.00m，相对高差为29.00m。
具有人类开凿痕迹，为人工岩质边坡，经调查人工边坡形成已3~5年，目前没有采取任何防护措施。
边坡四周为人类活动区，建筑物较多。
经调查在隧道出口处有一防空洞，高程为217.00m，走向约为40~750，长度约为18.5m，洞身尺寸约为2.00×2.00m。
围岩为砂岩，洞顶洞侧无衬砌。
2、气候条件
本区属亚热带湿润气候区，温暖湿润，雨量充沛。
具冬暖夏热，秋雨连绵，无霜期长的特点。
现将收集的XX气象资料引用如下：
多年平均气温在18.20C，最高气温42.10C（1992年8月26日），最低气温-4.10C（1961年1月17日）。
该区多年平均降雨量1100~1400mm，最大年平均降雨量1641.90mm（1993年），最小年平均降雨量886.60mm（1988年），日最大年平均降雨可达230mm，最大连续降雨量可达550mm。
降雨量分配不均，一般集中在4月下旬至7月下旬和8月下旬至10月中旬，旬降雨量大于58.00mm的有5月下旬、6月下旬、7月上旬和9月中旬，降雨量最小为1月上旬，仅有3.00~4.50mm。
三、工程地质及水文地质条件
1、工程地质条件
经工程地质测绘及钻探揭露，场地主要地层由第四系填筑土、第四系残坡积层及侏罗系中统蓬莱组泥岩和砂岩组成。
地层岩性主要为：
填筑土（Q4me）;残坡积亚粘土（Q4el+dl）和侏罗系蓬莱组基岩（J3P），基岩为泥，沙岩互层。
各岩土层工程地质基本特征及分布范围分述如下：
杂色。
主要由粘性土及强风化状的泥岩、砂岩碎块石组成，含建筑垃圾，硬杂物粒径一般为50~500mm，含量占20~30%，稍密，稍湿。
揭露层厚2.90~4.50m，主要分布在居民区，为工程修建的回填土，回填年限3~10年不等。
褐黄色，紫红色。
含泥岩、砂岩风化碎屑，呈硬塑状，摇振无反应，无光泽。
揭露层厚0.70~6.80m,主要分布在进洞口斜坡地带及ZK4附近。
砂岩：
灰白色、紫红色。
主要由长石、石英、云母及少量暗色矿物组成，局部含少量灰绿色泥质结核。
粉~细粒结构，中厚~巨厚层状构造，钙、泥质胶结。
强风化带岩芯破碎，多呈碎块状，岩质强度较低；弱风化带的岩石较完整，节理、裂隙较发育，岩芯多呈柱状，岩质强度较高；微风化带的岩石完整，节理、裂隙较发育，岩芯多长呈柱状，锤击声响，岩质强度高。
经采样做室内试验，微风化岩石天然抗压强度标准值为36.60MPa，饱和抗压强度标准值为27.70MPa，软化系数为0.76，属软质岩。
泥岩：
紫红色。
主要由粘土矿物组成。
泥质结构，中厚~厚层状构造。
其强风化带岩石破碎，多呈碎块状，网状风化裂隙发育，岩质强度较低；弱风化带的岩石较完整，岩芯多呈柱状，节理裂隙较发育，岩质强度较高；微风化带的岩石完整，岩芯多呈长柱状，节理、裂隙较发育，岩质强度高。
经采样做室内试验，微风化岩石天然抗压强度标准值为12.3OMPa，饱和抗压强度标准值为8.20MPa，软化系数为0.67，属软质岩。
经工程地质测绘及钻探揭露表明，未发现断裂构造、构造破碎带和软弱夹层等不良地质作用，场地现状稳定，适宜修建隧道。
抗震设防烈度为6度，建筑场地类别为Ⅱ类，设计特征周期0.35S。
属可建筑的一般地段。
在岩石强度及波速划分的基础上，考虑围岩特征、环境等因素进行围岩分类。
较稳定的砂岩层为Ⅳ类；薄~中厚层状的泥岩层和砂岩、泥岩互层，层间结合较差，划分为Ⅲ类；处在洞口附近一带围岩因受防空洞影响岩体较薄，划为Ⅱ类。
从隧道进口到隧道出口围岩分布：
KO+000.00~KO+020.00Ⅰ类围岩20m；
KO+020.00~KO+097.53Ⅲ类围岩77.53m；
KO+097.53~KO+136.53Ⅳ类围岩39m；
KO+136.53~KO+223.53Ⅲ类围岩87m；
KO+223.53~KO+277.53Ⅳ类围岩54m；
KO+277.53~KO+341.53Ⅲ类围岩64m；
KO+341.53~KO+382.33Ⅱ类围岩40.8m；
KO+382.33~KO+402.33Ⅰ类围岩20m。
其中Ⅰ类围岩40m，Ⅱ类围岩40.8m,Ⅲ类围岩228.53m,Ⅳ类围岩93m，共402.33m.。
围岩开挖后的稳定状态：
Ⅰ类围岩：
易坍塌，不稳定。
Ⅱ类围岩：
围岩易坍塌，处理不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌，浅埋时易出现地表下沉（陷）或坍至地表。
Ⅲ类围岩：
稳定性较差，无支护时可产生较大的崩塌，侧壁有时失去稳定。
Ⅳ类围岩：
拱部无支护时可产生小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍。
2、水文地质条件
（1）、地表水
根据水文地质调查，隧道区无大的地表水通过，也未发现有井、泉出露。
隧址区以种子公司一带为分水岭。
分水岭北侧，在隧洞进口北侧50.00m处有一溪沟，主要接受大气降水和附近居民生活用水的补给，呈S型向北流动，最后在西北方向排泄汇入长江，该溪沟狭窄，坡度较缓。
勘察期间采用矩形堰测其流量，其流量约156.5m3/d，流量较小，该溪沟流量与降雨量关系密切，随季节变化而变化；分水岭南侧，地表在接受大气降水和附近居民生活用水的补给后，向西南汇于到居民区排水沟中，最后排泄汇入长江。
（2）地下水
隧道区地下水类型按含水介质可分为松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水两种类型。
松散堆积层孔隙水主要接受大气降水和生活废水的补给，主要以地表蒸发、渗入基岩裂隙的方式排泄，或向场地中的低洼处径流排泄。
基岩裂隙水，以砂岩层面裂隙水为主；其次为砂岩与泥岩的接触带，特别是上层为砂岩，下层为泥岩性组合地带，发育有裂隙水；该层地下水主要赋存于厚~巨厚层状砂岩层中，为相对的含水层。
泥岩层裂隙不发育，仅局部发育有不规则裂隙，透水性差，为相对的隔水层。
各砂岩层与泥岩层相间产出，相互隔离，泥岩层将砂岩层分隔为相对独立的含水单元。
基岩裂隙水，岩层在露头地段接受大气降雨和地表水体入渗补给，在第四系土层覆盖的地段接受松散土层的下渗补给，径流排泄方式以就近补给就近排泄的特点，迅速向地势低洼处径流排泄。
经出口处防空洞（岩性以砂岩为主）水文观察，洞壁有浸润现象，洞顶有地下水渗出，呈点滴状，在洞底未形成水流。
四、砂石材料来源
1、砂、砾石料
XX采砂场位于隧址区北西侧分布的长江岸边，两岸一级阶地及漫滩发育，蕴藏丰富的砂料及卵砾石料，砂粒成分以石英为主，次为岩屑，泥质含量少，经洗选，可作为隧道建设所需的建材。
开采和运输条件都十分方便，运距约为2.00~3.00km.
2、条石、块（片）石料
XX采石场位于XX火电厂段的长江岸边，采石场的石材为长石砂岩，主要由长石、石英、云母等矿物组成，呈厚~巨厚层状，岩质硬度大，抗风化能力强，耐磨性好，是较好的条石、块石，片石材料。
开采和运输条件都十分方便，运距约为4.00~5.00km。
五、弃碴处理
忠州隧道横断面积92.13~73.93m2，总长402.33m,则总体积为3.40万方。
隧道施工开挖后，则弃渣体积约5.10万方。
忠州隧道施工区属主城区，没有地势开阔、范围较大的天然弃碴场地，弃碴不能在隧道进出洞口及冲沟处堆放，否则弃碴洞碴堆放后如阻断冲沟，在暴雨季节容易形成泥石流。
目前XX城区的建设项目的建筑垃圾均运到位于下渡口的弃碴场，运输条件十分方便，运距约为3.00~4.00km，较近。
故建议本隧道开挖的弃碴也运往下渡口的弃碴场。
六、支护参数及工程数量总表
1、支护参数表
项目
Ⅰ类衬砌
Ⅱ类衬砌
Ⅲ类衬砌
Ⅳ类衬砌
初期支护
C20喷混凝土
25cm
25cm
15cm
10cm
Φ8钢筋网
@20×20cm
@20×20cm
@25×25cm
Φ22锚杆
@100×80cm
L=350cm
@100×80cm
L=350cm
@100×100cm
L=300cm
@120×100cm
L=250cm
格栅钢架
3榀/2m
1榀/1m
二次衬砌
60cm
60cm
50cm
45cm
仰拱
45cm
45cm
45cm
Φ22锚杆超前支护
@50×200cm
L=350cm
@50×200cm
L=350cm
2、工程数量总表
工程项目
单位
数量
洞口工程
帽石及端墙
C20混凝土
M3
345.4
侧墙
C15片石混凝土
M3
/
排水沟
M5浆砌片石
M3
13.8
边仰坡
防护
喷C20混凝土
M3
54.0
Φ22锚杆
kg
2685.6
Φ8钢筋网
kg
1137.6
挖方
土、石
M3
1584.0
洞身工程
开挖
Ⅰ、Ⅱ类围岩
M3
7444.1
Ⅲ类围岩
M3
19690.2
Ⅳ类围岩
M3
6875.5
超前支护
锚杆（Φ22）
kg
17299.3
初期支护
喷C20混凝土
M3
1488.1
系统锚杆（Φ22）
kg
79757.9
垫板、螺母
套
8810
钢筋网（Φ8）
kg
24704.3
格栅钢架及纵向连接筋
kg
46722.2
二次衬砌
C25钢筋混凝土
M3
480.8
Ⅰ级钢筋
kg
6705.6
Ⅱ级钢筋
kg
22001.6
C25混凝土
M3
5224.6
C25混凝土（超挖回填）
M3
949.5
工程项目
单位
数量
防排水工程
C25钢筋混凝土沟道盖板
M3
49.9
钢筋
kg
9857.1
C25混凝土沟道墙身、基础及路缘石
M3
684.0
橡胶止水带
M
300
膨胀橡胶止水条
M
440
防水板
M2
9046.3
无纺布
M2
9046.3
Φ100纵向盲沟（HM-100塑料盲管）
M
804.7
Φ50环向盲沟（HM-50塑料盲管）
M
594
横向排水管（HM-50塑料盲管）
M
75.6
ZY砼膨胀剂
T
190
装饰
白色亚光瓷砖
M2
2896.8
防水涂料
M2
4667.1
路面
C35混凝土面层
M3
708.1
C15混凝土垫层及隧底填充
M3
1686.2
配电照明
塑料绝缘电线
KM
按需
电力电缆
米
按需
金属卤化物灯
盏
132
照明配电箱
个
2
注：
本表工程量摘自原施工图设计。
六、隧道进洞施工的必要条件：
1、尽快移交平面控制座标点，高程控制水准点；
2、尽快提供可用于指导路基施工的修改设计图；
3、尽快提供可用于指导隧道施工的修改设计图；
4、作好隧道进口地面防排水工程；
5、作好隧道进口段路堑开挖工程；
6、作好隧道出口地面防排水工程；
7、作好隧道出口民房拆迁工作；
8、预先设置好永久性弃碴场。
第二章施工平面布置
根据隧道进洞施工的必要条件及目前施工现场的实际情况分析，本隧道施工面临三种可能性：
1、首先从进口往出口方向施工，然后再从出口往进口方向施工，以进口方向施工为主，出口方向施工为辅；
2、从进、出口同时相向施工，至隧道中部贯通，不分主次；
3、首先从出口往进口方向施工，然后再从进口往出口方向施工，以进口方向施工为主，出口方向施工为辅。
上面三种施工方式的取舍，主要取决于出口民房拆迁进度的快慢，为适应上面的三种施工方式，必须在进、出口都要考虑设置隧道施工工点，才能满足隧道施工的工期要求。
二、施工平面布置说明
1、进场道路
（1）进口于路基右侧修建汽车便道200m，单车道标准，路基宽度4.5m,路面宽度3.5m,片石基层厚30cm,，泥结碎石路面厚10cm.
（2）出口于洞口起修建汽车便道50m，双车道标准，路基宽度9m，路面宽度7m，片石基层厚30cm，泥结碎石路面厚10cm。
以克服设计洞口路面高程较现有市政道路高程低3m多的高差，达到与现有市政道路顺接。
2、供电
根据隧道单口施工用电负荷统计，单口施工用电量达400KW左右。
故请业主在进、出口洞口附近100m范围内设置500KWA变压器各一台，以供我方就近在变压器上搭火供电。
3、供水
供水采用自来水。
根据隧道单口施工用水量统计，单口施工用水量达昼夜30m3。
故请业主在进、出口洞口附近100m范围内设置2吋水管提供水源，以供我方就近接水管供水。
我方在进、出口自来水源附近修建高位水池各一个，容积30m3。
，施工结构，周围用木质栅栏围护，高度1.8m。
进口高位水池池底高程大于进洞口路面高程30m以上，出口高位水池池底高程大于出口洞口路面高程45m以上。
4、通讯
采用1台长途电话，2台市话，1台上网电脑和若干手机。
5、消防
按消防部门规定设置足够的消防设施，配备足够的消防器材。
6、医疗卫生
进、出口工点各设医务室一个，配备医生各一人。
7、临时房屋
（1）临时生活用房
临时生活用房主要采用在工地附近租用民房，砖混结构及简易结构，共计850m2。
（2）临时生活用房
临时生活用房主要利用在业主征地拆迁范围内的空地就近搭建，砖木结构及简易结构，共计963m2
临时生活用房及临时生产用房，合计1813m2
（3）临时房屋一览表
类别
序号
名称
特征
单位
数量
备考
临时生活用房
1
项目部办公室
砖混结构
M2
100
2
职工宿舍
砖混结构
M2
2×210
3
食堂
砖木结构
M2
2×60
4
厨房
砖木结构
M2
2×36
5
锅炉房
砖木结构
M2
2×12
6
澡堂
砖木结构
M2
2×30
7
厕所
砖木结构
M2
2×12
8
医务室
砖木结构
M2
2×15
小计
M2
850
临时生产用房
1
进口调度室
砖木结构
M2
2×30
2
压风机房
砖木结构
M2
2×45
3
电工房
砖木结构
M2
2×15
4
钳工房
砖木结构
M2
2×15
5
钢筋加工房
砖木结构
M2
2×60
6
材料库
砖木结构
M2
2×30
7
水泥库
砖木结构
M2
2×30
8
砂、石料场
露天
M2
2×100
9
搅拌站
简易结构
M2
2×30
10
工地实验室
简易结构
M2
2×12
11
钢结构放样加工场
露天
M2
2×80
12
变电房
砖木结构
M2
2×12
13
抽水房
简易结构
M2
5
仅用于进口洞口
14
炸药库
砖木结构
M2
2×20
小计
M2
963
合计
M2
1813
8、施工排水
（1）进口施工排水
于洞口处设一集水井，汇集洞口附近的地表水及洞内施工的井下涌水。
故请业主设置一台10KW的低扬程水泵集中抽排，此泵从进口进洞施工至全隧道贯通的整个过程都需要不停的工作，方能保证我方洞内施工安全。
（2）出口施工排水
出口施工是顺坡施工，洞内井下涌水能经洞内水沟自流出井。
据勘察报告称：
隧道一般涌水量为315.37~368.22M3/d，考虑到计算的误差，建议隧道涌水量取最大平均值355.013/d。
此井下涌水设法归入市政排水系统或开挖排水沟引水下河，否则，将水漫大街，污染环境。
9、弃碴处理
（1）进口方向的隧道弃碴少部份可用来填筑路基，大部份应弃于永久性弃碴场；
（2）出口方向的隧道弃碴应全部弃于永久性弃碴场；
（3）请业主尽快指定永久性弃碴场，容积5万方。
第三章工程测量
一、控制测量
1、平面控制测量
根据业主提供的相关资料和基本控制点，建立、健全本工程的平面控制网，因平面控制测量精度要求高，作业量较大，任务较重，故测量仪器选用精度高又便于操作的全站仪，仪器在使用前进行精确的检验和校正。
根据业主提供的资料，对主要控制桩进行导线复测工作。
复测精度应符合规范要求：
角度闭合差（″）：
±16n（n为测点数）；
坐标相对闭合差：
±1/10000。
对不能满足精度要求的控制点，分析原因，作出正确估计，组织力量重测。
如果控制点位移或与业主提供的资料不符，在报请监理工程师确认后，按相同测量等级重测，重新补设位移或与业主提供资料不符的控制点。
2、高程控制测量
所使用的仪器在使用前应进行精确的检验和校正，只有在满足精度要求的前提下方可投入使用。
对业主交付的水准点进行复测，水准点闭合差须满足规范测量精度要求：
≤20L，其中L为水准路线长度，以KM计。
对不能满足规范要求的水准点，应分析相关原因，进行重新测量。
如确定某水准点产生了沉降或与业主提供的资料不符，在报请监理工程师确认以后，按相同测量等级重测，重新补设产生了沉降或与业主提供的资料不符的水准点。
二、施工测量
1、洞内中、腰线的引进及施放
利用业主认可的复测资料平面控制点，在洞口洞外附近隧道轴线上埋设中线点一个，沿进洞的相反方向再埋设后视点一个，此两点必须保证通视，距离以150~200m为宜。
以此两点作为引进洞内施工中线的依据。
利用业主认可的复测资料高程控制水准点，在洞口洞外附近埋设水准点一个。
以此点作为引进洞内施工腰线的依据。
引进洞内施工中、腰线的中线点及水准点必须埋设牢固可靠，并设置明显的标记，加以妥善保护。
洞内开挖每隔20m施放一组中、腰线。
洞内衬砌每隔10m施放一组中、腰线。
（2）施工放样
①开挖放样
洞内开挖进行前，应标定开挖断面的中线、腰线，起拱线及拱顶线，并画出开挖断面轮廓线，以此作为掘进工钻眼布孔的依据。
开挖工作完成后应及时检查开挖断面尺寸，以达到清除欠挖，控制超挖的目的。
②衬砌放样
衬砌放样包括拱部衬砌放样，边墙衬砌放样，仰拱及铺底的施工放样，洞门砌筑放样。
衬砌进行前，应标定衬砌断面的中、腰线，待模板工支立模板后，应检查支立模板是否到位，检查支立模板准确无误后，方能浇筑衬砌混凝土。
三、贯通误差的测定及调整
采用中线法测量时，应由测量的相向分别向贯通面延伸，并取一临时点，量出两点的横向和纵向距离，得出该隧道的实际贯通误差。
水准路线由两端向洞内进测，分别测至贯通面附近的同一水准点或中线上，所测得的高程差值即为实际的高程贯通误差。
隧道贯通后，施工中线及高程的实际贯通误差，应在未衬砌的100米地段内（即调整地段）调整。
该段的开挖及衬砌均应以调整后的中线及高程进行放样。
直线隧道其中线采用折线法调整。
因调整而产生的转角在5＇以内，作为直线考虑；转角在5＇~25＇时，按顶点内移量考虑；转角大于25＇时，则应加设半径为4000m的曲线。
贯通点附近的水准点高程，采用由进、出口分别引测的高程平均值，作为调整后的高程，其他各点按水准路线的长度比例分配，作为施工放样的依据。
四、竣工测量
隧道竣工后，应在直线地段50m，曲线地段每20m及需要加测断面处，测绘以路线为准的隧道实际净空，标出拱顶高程、起拱线宽度，路面水平宽度。
隧道永久中线点，应在竣工测量后用混凝土包金属标志，直线上的永久中线点，每200~500m设一个，曲线上应在缓和曲线的起终点各设一个；曲线中部，可根据通视条件适当增加。
永久中线点设立后，应在隧道边墙上画出标志。
洞内水准点每公里设一个，短于1KM的隧道应至少设一个，并应在隧道边墙上画出标志。
第四章主要工程施工方案及方法
一、施工方案
根据本隧道所处位置的特殊性：
1、上覆岩层厚度较薄的城市隧道，放炮作业受到限制；
2、岩石强度低，遇水易软化；
3、进口高，出口低，高差大，为一纵坡超限的城市隧道；
4、进口地面水、地下水源丰富，地势低洼，易于积水，需设置集水井，安设水泵长期抽排；
5、进口施工受地面洪水威胁。
故本隧道拟采用上半断面先拱后墙法施工。
上、下半断面以起拱线分界。
上、下半断面施工分开独立进行。
具体的施工工序为：
上半断面Ⅰ类围岩地段采用分部开挖：
1、开挖中间上部
②施作初期支护，架设格栅钢架A单元；
3、开挖左侧部份；
④施作初期支护，架设格栅钢架B单元；
5、开挖右侧部份；
⑥施作初期支护，架设格栅钢架B单元；
7、开挖中间下部。
上断面Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩地段采用全断面开挖：
1、上半断面开挖；
②施作初期支护，架设格栅钢架A、B单元；
③上半断面二次衬砌。
下半断面各类围岩地段一律采用分部开挖：
1、中槽落底开挖；
2、马口跳槽开挖；
③施作初期支护，架设格栅钢架C单元；
④边墙二次衬砌；
5、仰拱开挖；
⑥仰拱衬砌。
水沟开挖与边墙墙基开挖一并进行，水沟衬砌在边墙衬砌之后进行。
仰拱充填在仰拱衬砌后进行，路面砼浇筑在仰拱衬砌后进行。
具体实施步骤为：
1、从进、出口相向施工上半断面至全隧贯通，上半断面开挖，初期支护，二次衬砌全部施作完毕；
2、下半断面施工从出口往进口方向单向进行，直至全隧施工完毕。
隧道开挖采用钻爆法，出碴采用无轨运输。
超前支护采用锚杆，初期支护采用锚喷网+格栅钢架或锚喷网、锚喷。
二次衬砌上半断面采用模筑台车浇筑拱部砼，下半断面采用人工支模浇筑边墙砼。
砼在洞外集中搅拌站拌合，砼运输车运送砼，砼输送泵灌注砼，插入式振捣器捣实砼。
采用这种施工方案可达到：
1、有效保护城市地面建，构筑物及公共设施；
2、有效防止洞内水淹浸泡基脚；
3、有效防止地面洪水对洞内施工造成的
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