1#斜井支护专项方案.docx
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1#斜井支护专项方案
吕梁山隧道1#斜井支护
专
项
施
工
方
案
祁离高速公路第三合同段第七工区项目部
2017年5月1日
施工组织设计（专项施工方案）报审表
工程名称：
吕梁山隧道工程编号：
致：
吕梁公路工程监理技术咨询公司（监理单位）
我方已完成了吕梁山隧道项目工程1#斜井支护专项施工方案的编制，并经公司技术负责人批准，请予以审查。
附：
吕梁山隧道1#斜井支护专项施工方案
总承包单位（章）：
项目负责人：
日期：
专业监理工程师审查意见：
专业监理工程师：
日 期：
总监理工程师审核意见：
项目监理机构（公章）：
总监理工程师：
日期：
吕梁山隧道1#斜井支护专项施工方案
1 工程概述
1.1 主要情况
吕梁山隧道开始于山西省文水县寨子沟村，途径岳家岭村、下庄村，终点位于离石市的牛家岭村，是一座上、下行分离的四车道高速公路隧道，隧道净宽10.25m，净高5m，设计行车速度为80Km/h。
左线隧道起止桩号为GZK68+538——GZK78+356,长9818米。
右线隧道起止桩号为GK68+560——GK78+378,长9818米。
左右线均属特长隧道，隧道总体走向呈260°。
隧址区大部位于剥蚀侵蚀中低山区，局部（GK70+200~GK70+350）位于黄土梁峁区和（GK70+200~GK70+350和GK72+050~GK72+480）山间河谷区，区间地形起伏较大，基岩冲沟与基岩山脊发育，洞体地表地形较为破碎，地貌形态变化较大，整个隧道地表海拔高程介于1477.50~1969.80米，相对高差约为492.30米，施工难度较大。
1#斜井总长度为523.436m，起点里程为K0+000，纵坡为11.508%。
经勘察，该处多为Ⅳ—Ⅴ级围岩，本支护方案为1#斜井的支护施工方案。
1.2 设计简介
1.2.1 设计标准
1#斜井主要施工阶段主要用于增加工作面，隧道贯通后用作通风通道。
1.2.2 斜井路面
斜井路面采用15cm厚C30混凝土路面。
1.3 施工条件
1.3.1 交通条件
隧址位置从文水县可由S219省道到达，从离石经G307、S219到达，但路程遥远，交通情况不太便利。
进入施工现场的道路根据村庄便道加以改造，可以满足施工运输需要。
1.3.2 电力条件
施工现场附近有10KV的高压电通过，斜井安装800KW变压器1台，可作为前期生产生活用电。
后期联系供电部门架设35KV专线供全线使用。
1.3.3 施工材料
隧道施工主要材料水泥、钢材、柴油、止水带、防水板等为甲供材，自购材料砂、碎石、白灰等联系规模较大的厂家供应（如：
吴城黎明砂场、文水瑞鑫砼业有限公司、吕梁诚信砂石料场），零星材料如焊条、木模板等可在文水县及吕梁市（或离石区）就近购买。
1.3.4 施工用水
施工位置所在村庄有河流，经实地查看，村民饮水采用此水源，该水源可直接作为施工和生活用水。
2 施工安排
2.1工程施工目标
2.1.1 工期目标
1#斜井连接到左洞位置需要210天，开始时间为2017年7月15日，完成时间为2018年2月9日，平均日进尺为3m。
2.1.2 质量目标
全部工程必须达到国家及交通部现行的工程质量验收标准，工程验收合格率100%，分部、分项工程合格率100%，工程质量评分值95分以上，达到业主制定的创优规划和目标，争创部优工程。
2.1.3 安全目标
贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全方针，以安全达到国标为总目标。
做到“三无一杜绝”、“一创建”，即“三无”：
无工伤死亡事故、无交通死亡事故、无火灾事故；“一杜绝”：
杜绝重伤事故；“一创建”：
创建安全生产文明施工优良样板工地。
2.1.4 环境保护目标
我项目部将以“做改变人类生存环境的先行者”的中心思想，在优化改变环境的同时，更应注意保护环境，爱护自然，维护生态。
为此我项目部施工时将严格按照《环境管理标准》以及交通部、山西省的有关要求进行施工管理和控制，尤其对于保护自然、扰民、降噪、粉尘污染等环境因素将严格控制。
为确保周边美好的环境不受影响，周边人员在施工期间内有一个文明、舒适、安静的环境而尽我们最大的努力。
本工程环境保护的目标是：
“两不破坏”“三不污染”即不破坏景观、不破坏生态、不造成水质污染、不造成大气污染、不造成噪音污染。
2.1.5 成本控制目标
施工成本管理是一项复杂的系统工程，不但需要项目管理层的重视和支持，而且需要广大员工的积极配合、协调。
成本管理和控制必须是对全过程的管理和控制，内部要健全各种制度，对外要从队伍选取，人、材、机费用控制，施工中把控质量、安全、工期，只有如此才能真正达到节约社会资源、企业利润最大化的目的。
2.2 工程施工顺序
1#斜井连接到左洞位置需要210天，平均日进尺为3m，贯通后立即安排1套班组向大里程方向继续施工左洞正洞。
施工50米后与打导洞与右洞连通，连通后安排第2套班组继续向右洞施工正洞。
隧道工程遵循“新奥法”原理，按施工准备（测量放样）→洞口防排水系统施工→洞口段施工→洞身开挖及支护→监控量测→二次衬砌→水沟工程→洞内路面的施工顺序进行组织施工。
其关键在于实现光爆效果，采用喷锚支护手段，充分发挥围岩自身的自承能力，利用先进的量测手段，预测支护的有效程度及围岩的稳定性，同时为二次衬砌施作时间的确定提供科学的依据。
另外，为防止路面被污染，路面工程安排在最后施工。
2.3 工程重难点及其对策
2.3.1 工程难点
（1）工程量大、工期紧
1#斜井长523.436m，连接到左洞位置需要210天，平均日进尺为3m。
（2）现场条件较困难
隧址位置距离G307距离较远，S219路段车辆较多，路况较差，冬季材料运输会受影响。
（3）施工条件困难
1#斜井坡度较大，洞内出渣受限，洞内各作业面工序衔接、协调难度大。
2.3.2 施工对策
（1）加强地质预报和围岩监控量测、优化施工方案
第三方监控量测单位采用先进的隧道地震波超前地质预报系统和监控量测技术对隧道施工过程进行监控，项目部要经常与第三方监控量测单位沟通，通过隧道地质预报和围岩监控量测数据，确定科学、合理的掘进方式和掘进参数，优化施工方案。
对于Ⅳ、Ⅴ类围岩采用台阶法开挖，喷、锚、网支护，及时封闭成环，并结合地质条件辅以管棚、超前锚杆等预加固措施。
（2）科学规划、合理投入、保障施工生产
根据隧道进口区现有地形条件，科学规划，将钢筋场地安排在离洞口30m左右位置，合理规划加工区弯曲机、切断机等布置，避免钢材二次倒运。
配备足够数量的钻、挖、装、运及支护、衬砌设备，全力保障施工生产。
提前跟项目公司物资部对接，确保材料的按时供应。
做好全方位多工作面的施工用料计划、采购、检验；全方位保障施工生产的顺利进行。
（3）加强施工调度
施工中对各工序合理安排，加强作业循环与施工交叉的协调与指挥等施工调度工作。
（4）加强施工现场的标准化管理，突出质量与安全目标，确保工期
吕梁山隧道工程规模大、设计标准高、技术较复杂、工期紧。
为了高标准、高质量、高效率地按期完成施工任务，在施工中加强现场文明施工管理，建立标准化作业制度，杜绝施工安全事故，切实落实提前实现工期目标的承诺，以高度的责任心和使命感投入到施工生产中。
3 施工进度计划
开工日期:
2017年7月15日，竣工日期:
2018年2月9日，总工期为210天。
4 施工准备与资源配置计划
4.1 施工准备
4.1.1 技术准备
进场后及时组织有关技术人员全面熟悉施工图纸、资料和有关文件，参加业主工程部门或设计单位组织的技术交底和图纸会审并作好记录。
项目管理层逐级进行技术交底，把设计要求、施工技术要求和质量标准贯彻到基层，具体包括施工图纸交底、施工技术措施交底、安全技术交底等，并做好各项技术培训工作。
（1）及时组织技术交底
技术交底的目的是把工程的设计内容、施工计划安排、施工技术特点等内容，详尽地向全体施工人员交代清楚。
这是落实施工计划和技术责任制的有效措施，必须尽早进行。
（2）交底时间
在工程或分部分项工程开工前及时进行，以保证工程严格地按照设计图纸、施工组织设计、安全操作规程和施工验收规范等要求组织施工。
（3）交底的内容
向所有参加者交代清楚工程的施工进度计划、月（旬）作业计划；施工组织设计，尤其是施工工艺、质量标准、安全技术措施、降低成本措施和施工验收规范要求；新结构、新材料、新技术和新工艺实施方案及保证措施；图纸会审所确定的有关部位的设计变更和技术核定等事项。
（4）交底反馈
参建人员接受施工技术、施工组织设计、计划等内容后，要组织其进行认真地分析和讨论，弄清关键部位、质量标准、安全措施和操作要领，必要时进行现场示范，并明确任务及做好分工协作，同时建立健全岗位责任制和保证措施。
4.1.2 技术管理
（1）按专业划分，系统地编制测量、试验、技术值班和质量、安全检查等各项工作细则。
把安全、技术、质量管理办法作为主要内容纳入整个项目管理制度中，以便具体实施。
（2）设立工地试验室，对搅拌站供应的混凝土进行跟踪质量检测，并及时出据资料，反馈信息，加强合作。
提前做好原材料检验、混凝土配合比等试验工作，根据不同的施工季节，选择优化的配合比满足需要。
常规试验：
各种原材检测，包括水泥、钢筋、砂、石等，钢筋连接试验，混凝土和砂浆的抗压强度试验，锚杆拉拔试验。
标准试验：
各标号混凝土和砂浆的配合比设计。
（3）指导施工、质检人员做好原始记录工作，培养技术人员严谨的工作作风，尊重事实和科学，以数据说话，不弄虚作假。
主动配合监理的各项工作。
（4）协助第三方检测单位做好隧道施工的超前地质预报和监控量测，对各道工序进行全过程的跟踪监测，并及时反馈施工全过程的各类信息，以便更好地指导施工。
现场隐蔽工程留存影像资料，要能全面反映单位工程中主要检验批、分项、分部工程的质量验收与过程控制情况，记录施工全过程的质量情况。
应能反映现场人员对关键部位、关键工序等重点内容的见证情况。
影像资料应有相应文字说明，具体包括编号、提名、内容简述、拍摄时间、地点等内容.照片图像应清晰、画面完整、色彩纯正，不能对照片进行修剪。
每月1日前将上月影像资料交由工程部管理，并定期做好影像资料的备份工作。
4.1.3 现场准备
施工场地的修建及队伍驻地建设按改善提高作业人员的工作环境与生活条件，保护生态环境，促进安全生产，文明施工的总体要求，合理规划、布置和建造驻地建设。
（1）队伍驻地建设
本标段地形、地貌情况比较复杂，经实地考察后，斜井队伍驻地建设情况如下图。
占地约为3600㎡，整体规划按照项目管理手册中驻地建设的要求建设，房屋建设全部采用耐火的岩棉彩钢板活动房。
（2）砼拌和站建设
本段设置一台HZS75拌和楼和1台1500的负责供应斜井方向的喷射混凝土及二衬混凝土。
配备一台400KW的发电机，应对突发停电情况。
拌和站前期配备1辆8m3的混凝土运输车，后期视情况增加。
配置1台ZL50型装载机上料。
（3）电力线路
为保证施工用电，我部已与当地供电部门联系，将10KV的线路连接至工地，现场设置800KVA变压器1台，现已通电完成。
（4）生产生活用水
施工及生活用水采用当地的水源，搅拌站设置容量为20m3的蓄水池，隧道口设置容量为200m3的蓄水池，生活用水采用村庄沿线河水，安装过滤净化设备后供生活使用，沿线河水及井水对混凝土无侵蚀性，可直接作为施工用水，通过铺设管道引至洞顶蓄水池供施工使用。
（6）钢筋加工区
钢筋、钢拱架加工设置在斜井场区主便道东侧，钢筋场地搭设钢筋料棚，钢筋加工区包括原材料存放区（工字钢、钢板、锚杆、钢筋）、加工作业区（盘条调直、焊接、工字钢冷弯、成品焊接）、成品堆放区。
4.14 资金准备
根据施工进度安排资金。
4.2 资源配置计划
4.2.1 劳动力配置表
斜井施工目前人员为40人，全面施工时可达到320人，人员根据施工进度计划的需要安排分批进场。
施工人员主要乘坐汽车到达施工现场。
劳动力配置见下表。
表2 主要劳动力配置表
序号
工种（人）
隧道三队
1
爆破工
8
2
风枪手
32
3
喷锚工
24
4
钢筋工
24
5
电焊工
26
6
砼工
24
7
架子工
20
8
模板工
24
9
砌石工
8
10
修理工
8
11
电工
4
12
钳工
4
13
管道工
8
14
其它工种
20
15
各种台车司机
8
16
装载机司机
8
17
挖掘机司机
8
18
各种汽车司机
20
19
空压机司机
6
20
拌合机司机
4
21
砼输送泵司机
4
22
配料机司机
4
23
路面刻纹人员
6
24
测量人员
2
25
试验员
26
安全员
4
27
质检人员
4
28
其他管理人员
8
合计
320
4.2.2 物资配置计划
（1）主要材料数量表
表3 物资配置表
序号
单位名称
位置
使用部位
材料品种
型号
单位
需求总量（暂估）
1
1#斜井
长管棚
长管棚注浆
热轧不锈钢钢管
Φ108x6mm
m
828.3
2
水泥砂浆
M30
m³
7.42
3
水泥浆
m³
56.65
4
套拱
工字钢
I18型
kg
2325.36
5
钢筋
HRB400C22
kg
172.21
6
钢筋
HRB400C25
kg
332.64
7
孔口管
Φ127x5mm
m
54
8
钢板
A3220*240*15
kg
249
9
螺栓、螺母
AM20*70、AM20
套
96
10
混凝土
C25
m³
15
11
明洞
衬砌
钢筋
HPB300
kg
1545.2
12
钢筋
HRB400
kg
18204.4
13
模筑衬砌
拱+墙
m³
222.2
14
模筑衬砌
仰拱
m³
70.8
15
混凝土
C30
m³
23.8
16
片石混凝土仰拱回填
C15
m³
65.8
17
XJV型
衬砌
注浆小导管
Φ42x4mm
m
18309.2
18
水泥浆
m³
809.83
19
中空注浆锚杆
Φ25
m
46276
20
锚垫板、螺母
150*150*10
套
15427.01
21
钢筋网
Φ6
kg
26809.9
22
喷射混凝土
C25
m³
2882.19
23
工字钢
I18型
kg
386243.64
24
钢筋
HRB400C22
kg
45290.12
25
钢板
A3220*240*15
kg
41693.67
26
螺栓、螺母
AM20*70、AM20
套
16096
27
早强砂浆锁脚锚杆
C22
kg
47966.08
28
钢筋
HPB300
kg
28082.49
29
钢筋
HRB400
kg
426423.28
30
模筑衬砌
拱+墙
m³
5030
31
模筑衬砌
仰拱
m³
1986.85
32
混凝土
C30
m³
598.57
33
片石混凝土仰拱回填
C15
m³
1654.87
（2）主要机械设备配备表
表4 主要机械设备配备表
序号
作业项目
机具名称
规格型号
单位
数量
备注
1
开挖
通风机
2*55KW
台
1
高压供风
2
电动空压机
24m³
台
4
3
注浆机
HJB-3
台
2
注浆
4
挖掘机
Cat320
台
2
开挖装渣
5
风镐
G10
台
10
6
铲车
50
台
2
侧翻式
7
渣土车
前2后8
辆
2
自卸
8
发电机组
400kw
台
3
9
风钻
/
台
8
10
初支
掘进台车
台
1
自制
11
电焊机
BXI-500A
台
6
12
湿喷机
KSP-9
台
1
13
钢筋加工设备
/
套
1
包括切割机、调直机、弯曲机等
14
搅拌机
JS750
台
1
搅拌机
JS1500
台
1
16
氧气焊
套
6
17
二衬
台车
10m
台
1
模筑
18
混凝土输送泵
HBT60型
台
1
19
附着式振捣棒
50
个
5
20
衬砌台车
台
1
钢筋绑扎，防水层铺设
23
罐车
台
1
5 施工方法及工艺要求
5.1 洞口工程
洞顶截水沟施工完成后，组织施工人员及机械，采用人工配合机械的方法，进行洞口开挖。
洞口段采用明挖法，分台阶自上而下进行。
开挖前根据设计资料进行边坡、仰坡放线，准确控制开挖轮廓。
开挖使用挖掘机、装载机配自卸车进行。
土方采用挖掘机装，边坡相交处采用圆角开挖，配合以人工修整，确保边坡的稳定。
明暗洞口边仰坡的刷坡施工，明洞为20m。
将洞口按1：
0.5的坡度先刷至斜井起拱线高度，挖方由上至下分层开挖，开挖到成洞面附近时要求预留核心土体。
洞口边仰坡刷坡完成后，施作临时支护。
洞口锚杆施工采用风钻从上至下分层钻孔，首先严格依照设计图纸测放布置孔位，孔轴方向应垂直于开挖面。
洞口开挖边坡采用挂φ6@20×20cm钢筋网+喷射10cm厚C25混凝土并打设3m长φ22@=120×120cm的早强砂浆锚杆作为临时防护，锚杆采用梅花形布置；仰坡临时支护跟边坡相同。
施工工艺流程：
施工准备→布孔→钻孔→清孔→装药卷→插入杆体→钢筋网片铺设→安装垫板→喷射混凝土。
其施工步骤
施工准备
a根据锚杆类型，规格及围岩情况准备钻孔机具。
b根据设计要求截取杆体并除锈。
c钢筋网片在钢筋加工场提前加工成成品。
d喷射混凝土配合比的设计应满足：
强度达到C25，厚度10cm。
布孔
测量人员根据施工设计图纸要求，在围岩面上标出锚杆位置。
钻孔（土成孔，孔径）
根据进口土质情况采用风枪钻孔，锚杆孔径应大于锚杆体直径15㎜；锚杆孔应圆而直，钻孔深度允许偏差为±50mm。
清孔：
钻孔内若残存有积水、岩粉、碎屑或其它杂物，会影响灌浆质量和妨碍锚杆杆体插入，也影响锚杆效果。
因此，锚杆安装前，必须采用高压风或水清除孔内积水和岩粉、碎屑等杂物。
注浆及安装
锚杆使用前，必须进行矫直、除锈、除油。
成孔后，先填塞药卷，再插入锚杆（锚杆加设保护层支架），药卷终凝后安设孔口垫板，且终凝前不得任意敲击锚杆。
铺设钢筋网片
按标定的位置挂设加工好的钢筋网片，钢筋网片随初喷面的起伏铺设，绑扎固定于先期施工的系统锚杆之上，再把钢筋片焊接成网，网片搭接长度为1～2个网格。
喷射混凝土
a喷射混凝土作业应采用分段、分片、分层依次进行，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。
喷射时先将低洼处大致喷平，再自下而上顺序分层、往复喷射。
b喷射混凝土分段施工时，上次喷混凝土应预留斜面，斜面宽度为200～300mm，斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土。
分层喷射时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。
一次喷混凝土的厚度以喷混凝土不滑移不坠落为度，既不能因厚度太大而影响喷混凝土的粘结力和凝聚力，也不能太薄而增加回弹量。
c喷射速度要适当，以利于混凝土的压实。
风压过大，喷射速度增大，回弹增加；风压过小，喷射速度过小，压实力小，影响喷混凝土强度。
因此在开机后要注意观察风压，起始风压达到0.5MPa后，才能开始操作，并据喷嘴出料情况调整风压。
d喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽可能接近90°，喷嘴与受喷面间距宜为0.6～1.2m；喷嘴应连续、缓慢作横向环行移动，若受喷面钢筋网覆盖时，可将喷嘴稍加偏斜，但不宜小于70°。
如果喷嘴与受喷面的角度太小，会形成混凝土物料在受喷面上的滚动，产生出凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷射混凝土的质量。
5.2 超前支护
超前支护包括：
超前长管棚、超前钢管、超前锚杆的施工。
5.2.1 超前长管棚支护
长管棚采用Φ108×6mm，节长3m、6m热轧无缝钢管，环向间距40cm，仰角1—3°（不包括路线纵坡），方向与路线中线平行，径向误差不大于20cm。
管身钻孔，孔眼为12mm，间距15cm，孔眼交错布置。
管头加工成锥形，接头采用15cm长的丝扣连接。
为防止浆液倒流，在钢管尾部焊接止浆板，止浆板采用钢板制作，中间留置Φ12mm的眼，作为注浆时使用。
根据实际施工地质条件，钻孔时先钻有孔钢花管，注浆后在每两根有孔钢花管中间再打无孔钢花管，无孔钢花管可以作为检查管，检查注浆质量。
管棚注浆达到浆液扩散半径不小于0.5m，注浆采用水泥浆液，采用P.O42.5水泥，水泥浆水灰比1：
1，注浆压力：
初压0.5—1.0MPa，终压2.0MPa。
注浆前应先进行注浆试验确定注浆参数，注浆结束后及时清除管内浆液，并用M30水泥砂浆紧密充填，增强导管的强度和刚度。
（1）施工流程
①施工准备，钢管加工，为使钢管接头错开，加工钢管时将钢管进行钢节编号，根据加工的钢管节搭配好并做好记录待用。
φ108mm钢管管壁打孔，布孔以梅花型布置，孔径为12mm，孔间距为15cm，孔眼交错布置。
钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm，为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3m管，编号为偶数的第一节管采用6m钢管，以后每节均采用6m长钢管。
最后打入的一节钢管结合套拱长度截取合适长度，钢管入土长度为设计长度L-200cm。
②潜孔钻机移动、就位。
③钻孔，钻孔直径：
120mm（比钢管直径大12mm）。
套拱预留φ127mm孔口管，在钻进过程中随时观察附近土体变化情况。
先钻有孔管，再钻无孔管。
开钻时，先低速低压，等成孔几米后，再加速加压。
钻进过程中，必须沿钻机定位后定下来的基线钻孔，随时检查钻孔方向的准确度，发现孔斜超过允许范围，则停止钻孔，进行注水泥浆充填，凝固后重新钻孔。
根据地质情况的变化，选择不同的钻头，如遇坚硬孤石不能钻进时，采用冲击钻头，把岩石击碎，为普通稍软岩石或土质时，采用合金管钻进行钻进。
钻进过程遇特殊复杂地层，如不能钻进或难以成孔时，采用预注浆加固钻进成孔。
钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向正确，每钻完一孔，便顶进一根钢管，钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜度超过设计要求，及时纠正。
④扫孔，钻孔完毕后，用钻杆配合钻头进行反复扫孔、清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。
扫孔的目的是清除孔内岩碴和顺通孔道。
如遇下管困难，连续扫孔几次，直到孔内清扫干净。
⑤验孔,管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钻孔不得相撞和立交。
检查钻孔的间距、直径、深度等。
允许偏差：
方向角误差1°，孔口距±50mm，孔深：
±50mm。
⑥顶管，顶管时，当推进第一节钢管孔外剩余30~40cm时，安装第二节钢管，安装前对钢管逐孔逐根进行编号，按编号顺序接管推进，不得混接。
当孔壁不易坍塌时，采用直接撞击法将导管撞击至设计位置，当孔壁容易坍塌时，用导管与钻头同时钻进的方法。
如钢管顶进遇到故障，顶不进时，查清原因，必要时重新扫孔后再将钢管顶进
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