火炉堂连体隧道实施性施工组织设计Word下载.docx
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工人在离隧道500米的民房里居住。
材料仓设在K134+650右侧50m临时征地2.5亩。
2、施工便道
根据实际地形分布及现场的交通情况，白塔镇路小线简易公路经过火炉堂连体隧道出洞口K134+650,交通运输十分便利。
3、电力设施
计划在K134+580的右线右侧约50m处，设560KVA变压器一台，配125KW柴油发电机1台，供隧道出口端的施工用电。
进口端拟在K133+400处从桥梁施工队用电处接380V/220V三相四线至洞口，同时配125KW柴油发电机1台，供隧道进口端的施工用电。
4、拌和场地
在火炉堂隧道右线进出洞口设砼拌和站各一处，拌和站采用二台S750强制式砼拌和机，供料系统采用一套带电脑计量系统3斗式供料系统供火炉堂隧道衬砌砼拌和用，并在靠洞口处安设混凝土输送泵；
采用二台350型拌和机设在K134+650右侧15米处供隧道喷射砼拌和用。
四、各分项工程的施工方案、方法及施工顺序
1、施工方案
火炉堂隧道为连体隧道，长为655米，隧道按新奥法原则组织施工，主要工序采用机械化作业，本工程组织二个施工作业班。
一个施工作业班从隧道进口向出口掘进，另一个作业班从出口向进口掘进,采取双向掘进。
掘进时先进行中导洞的施作，中导洞贯通后进行中隔墙的浇筑，正洞先施作左洞，后施作右洞，两个施工作业班四个作业面，每个作业面之间的纵向距离不少于30m，由于本隧道双向掘进作业面都为下坡，在隧道施工中尽可能做好排水工作。
本隧道开工前首先做好全员培训和考核。
准备好应备的机械、设备及物资，配备有经验的技术干部和技术工人。
计划投入的机械设备有：
空压机2台，门架式台车2台，装载机2台，砼喷射机2台，风镐若干，钢模衬砌台车1台，砼输送泵1台，强制式砼拌和机1台，砼拌和机1台，电子计量配料机1套，电焊机2台，压浆机2台，钢筋弯曲机1台，砂浆搅拌机2台，PC200挖掘机2台，运输汽车8辆。
计划投入的施工人员有：
技术管理人员8人，自检人员5人，①进口端开挖作业施工队47人，其中钻孔含锚杆施作人员10人、喷砼作业人员14人、出渣8人、装药爆破人员10人、其他5人。
砼衬砌作业线29人，其中防水层铺设8人、砼搅拌站7人、砼车送泵4人、衬砌台车操作10人。
②出口端开挖作业队62人，其中钻孔施工人员10人、装药爆破工10人、喷砼作业人员14人、喷射作业14人、出渣8人、其他5人。
出口端不配砼衬砌作业线施工人员。
2、施工方法
A）、隧道开挖前施工准备
a）进洞前必须将洞顶截水沟施工完毕。
b）制备10~15榀钢架。
c）备部分锚杆及喷砼材料，试喷检查机械设备。
d）为争取工期，应尽早完成洞口仰边坡开挖及支护。
B）、围岩开挖
火炉堂隧道开挖施工在出口端打开施工作业面。
先进行中导洞的开挖，在中导洞开挖完Ⅱ、Ⅲ类围岩进入Ⅳ类围岩20m，即开挖到207m时在里程K134+424处暂停开挖，进行明洞5m中隔墙浇筑（伸入暗洞3m），待中隔墙混凝土达到了一定强度后，进行左右正洞护拱及管棚施工。
同时为加快施工进度及提早贯通中导洞，为左右正洞开挖排水提供条件，计划于左洞开挖一15m的侧壁导坑，垂直于K134+419处开挖横通道进入中导坑。
从而形成两个工作面，一是出口左右正洞及大管棚施工、明洞衬砌，二是继续向前推进中导洞开挖，计划将此645m的中导洞在120天内贯通。
详细方法如下：
（A）、中导坑的开挖施工
1）导坑Ⅱ类围岩开挖在进出口端因围岩质量和稳定性很差，岩石裂缝较发育，为确保施工安全，在开挖施工前采用超前小导管进行支护。
为了能够保证装载机的转弯和运输车辆的正常运行，计划中导坑每开挖30～50m开挖一断面面积为12㎡左右，深度为4m的倒车洞。
2）中导坑Ⅲ类围岩开挖为了避免大范围扰动围岩，采用上下导坑开挖方法，两者相距30m以内，并要求支护紧跟开挖，出渣还是采用倒车洞的方法。
3）中导坑Ⅳ类围岩开挖采用全断面开挖全断面支护，出渣方法同Ⅲ类围岩施工。
（B）正洞开挖施工
1）进出口108×
6mm管棚护拱施工，测量放样。
18#工字钢拱架加工安装，Φ127×
4mm孔口管定位，间距为40cm，护拱立模、C25砼浇筑，搭设108×
6mm管棚钻孔工作台、钻机就位试车、钻孔、清孔。
108钢管加工钻孔，孔距为30cm，孔位呈梅花形设置，钢管接头丝扣连接加工，丝扣长度为15cm，钢管顶进，钢管接头应错开100cm，注浆，注浆终压为20MPa。
K134+549～+843段II类围岩，长度为66m，管棚施工采用工作室施工钻孔顶进，工作室长度视实际情况而定，工作室用同级砼回填。
2）Ⅱ类围岩开挖（详见开挖步骤图）根据埋深不同采取不同的方法。
在埋深较浅的出口端右洞开挖见图2a：
开挖Ⅰ部时，随紧跟支护14#工字钢B单元和A单元，当Ⅰ部进尺达6m左右时，回头开挖Ⅱ部，Ⅱ部和Ⅰ部开挖相距在3m左右，并保持此距离向前开挖。
当开挖到围岩状况较好地段时，可改为上下导坑法，即图2b所示法开挖。
埋深较深的出口端左洞开挖因内部结构相对稍好，可以先进行上部开挖至设计轮廓并进行工字钢A单元和B单元的支护（见图2b）。
当围岩结构为Ⅱ类稍好时，可将Ⅱ部和Ⅲ部同时开挖，否则，按图示开挖。
根据隧道出口端山体走向表明，全遂处于偏压状态，因此正洞开挖宜先开挖左洞，后开挖右洞。
左右洞必须错开施工，错开距离不少于30米。
上导坑出渣在前6m时，以人力胶轮车卸至洞口，以洞渣填筑至铲车可以进洞时（侧卸铲车）可用汽车出渣。
3）Ⅲ类围岩开挖采用上下导坑开挖法施工。
围岩呈松散结构时，改为下部抗槽三步开挖。
支护紧跟掌子面。
4）Ⅳ类围岩开挖采用全断面开挖。
《眼孔布置图附》后。
（C）各类围岩光面爆破设计
光面爆破施工总工艺流程是：
依据掌子面的地质情况、各类围岩类别，选定爆破方案——据爆破设计放线部眼——凿岩车钻眼——（按规程领取加工爆破火药）装药——工程设备退场——起爆——排烟——核查爆破效果——修正爆破设计——进入下道工序。
（1）Ⅱ类围岩减轻地震动控制爆破设计
Ⅱ类围岩的爆破设计,因考虑到围岩受浅埋、覆盖层表土为强风化岩部分，特别是隧道出口端处，岩石裂隙发育，有一产壮120°
∠80°
的断层。
断层带斜穿过左、右洞，围岩质量很差，况且偏压现象，另则地下水为基岩裂隙水。
因而，对Ⅱ类围岩的爆破设计，先采取参照Ⅲ类围岩周边眼、内圈眼进行顶部（预留核心上）环形爆破，待查明地质情况后再进行爆破方案设计。
（2）Ⅲ类围岩减轻地震动控制爆破设计
①炮眼深度化
通过工程类比，初步先循环进尺2m，掏槽眼为2.3m。
②炮眼布置
a.掏槽形式
从减少掏槽破的地震动强度出发，初步选定浅孔爆破的单临空孔掏槽，临空孔直径取102mm，临空孔与装药炮眼间距为15cm（裂隙发育时可采25～30cm）采用2号岩石硝铵炸药集中装药，掏槽孔起爆间隔50-75ms，让每一炮段都单独顺序起爆，槽腔逐渐扩大，一掏到底。
b.周边眼的布置
周边眼布置按“光面爆破”来考虑，选周边眼间距E=45cm，周边眼抵抗线W=26cm，则相对距离E/W=0.59，周边眼间隔装药。
c.扩槽眼、内圈眼、底板眼的布置
内圈眼的布置：
比掘进眼密，比周边眼烯，间距取80cm；
掘进眼按梅花型均匀布置，间距为85×
100cm；
为了不至于使底板越爆越高，又考虑到起爆眼的部分石渣堆在上面，爆破时负荷较大，因此底板眼的间距适当加密，取70cm。
③装药量的计算
a.单位岩体用药量K
根据实践经验资料、初步选K=0.75kg/m3。
b.周边眼单孔装药量Q
Q=1/4∏di2βLPo=0.3kg
式中：
di——炸药直径量（cm）；
β——光面爆破眼装填系数；
L——炮眼深度（cm）
Po——炸药的密度（g/cm2）
c.掏槽眼的装药量根据实践经验资料选取。
d.其他炮眼的装药量g、kg:
g=kawLλ
k——单位岩体用药量（kg/m3）;
a——炮眼间距（m）；
w——炮眼爆破方向的抵抗线（m）；
λ——炮眼所在部位余数，查表取值。
④装药结构
周边眼一般采用三种形式，详见《软石隧道装药结构图》，比较破碎软弱的岩层，采用双传爆线，如图中（a）；
轻岩类居中等岩层，采用竹片、传爆线、小直径药圈间隔绑扎装药结构，底部药量适当炸药的连续装药结构，见图中（c、d）；
上述装药结构均要求堵塞炮眼。
其他炮眼装药均采用连续装药结构，堵塞一般要求将炮眼堵在与装药相接的部位。
（祥见Ⅲ类围岩台阶法开挖爆破示意图）
⑤合理段间隔时差的选取
为了避免振动强度的叠加作用，雷管最好跳段使用，特别施1-5低段雷管。
为尽量避免振动波形的叠加，段间隔时差应控制在100ms左右。
⑥起炮顺序
拱部从掏槽眼开始，一层一层地往外进行，最后是周边光面爆破。
下半断面由上而下层层爆落。
Ⅲ类围岩装药参数表
断
面
炮眼名称
炮眼数（个）
非电雷管
单眼药数量
段药量
段别
数量
2#硝铵
1#防水
毫秒
发
kg
Kg
上
半
大空眼
1
掏槽眼
4
1.65
6.6
2
3
3.3
5
6
扩槽眼
7
0.9
3.6
掘进眼
10
8
9
5.4
底板眼
13
1.3
16.9
内圈眼
16
77
0.6
9.6
内圈底眼
11
2.6
周边眼
12
16×
0.45
7.2
17
空眼不装药
周边角眼
合计
81+18
97
54.6
22.1
下
一排
二排
三排
9.9
四排
14
1.5
21
内圈
周边
12×
88
94
44.1
注：
本表按钻孔深度2.0米计算，若眼深变化时应调整。
（3）Ⅳ类围岩光面爆破设计
①循环进尺的确定
考虑钻眼设备及装运机械设备能力、岩体所能承受的爆破地震动及循环作业能力，根据经验，我们初选3m（钻眼3.10m），待计可达5m（钻眼深5.15m）。
炮眼布置我们通过工程类比法初步选定，主要考虑以下因素：
A、掏槽眼的布置
为了便于石渣装运、爆后找顶及初喷砼作业，要求渣堆集中，相对高些，为此我们将掏槽区布置在断面的中下方，同时为了满足液压钻孔台车凿掏槽眼的方便，使之边到要求的精度，将掏槽眼偏离控制在15m左右，可满足各项施工作业要求。
掏槽眼根据经验我们选定双临空孔掏槽，临空孔直径为102mm，孔间距7-15cm，临空孔与装药炮眼间距为15cm（裂隙发育时可加大至25cm），装药选用2#岩石硝铵炸药集中装药，掏槽孔起爆间隔50-70ms，让每一炮段都单独顺序起爆，槽腔逐渐扩大，一掏到底。
B.周边眼的布置
周边眼布置按“光面爆破”要求进行，以求得比较适宜的块度，参照“施工规范”，选周边眼间距E=55cm，周边眼抵抗线W=76cm，则相对距离E/W=0.72。
C.扩槽眼、内圈眼、底板眼的布置
内圈眼的布置是为了将槽腔进一步扩大，为后续炮眼的爆破提供良好的临空面条件，因此适当地加密，间距取70cm；
为使炸药能量在内圈眼带均匀颁，减少对围岩的爆破破坏，内圈眼间距取中间数值80cm；
由于扩槽眼、掘进眼的爆破使部分岩渣堆积在底板上，增加了底板眼爆破的符合，因此底板眼距必须适当加密，取70cm。
D.掘进眼的布置
掘进眼采用直线型均匀布置，孔距为100cm，排距为105cm。
A.单位岩体用药量K
根据类比，初步选K=1.6kg/m3。
B.周边眼单孔装药量Qk
Q=1/4∏di2βLPo=0.72kg，取卷药，0.75kg。
di——炸药直径（cm）；
L——炮眼深（cm）；
Po——炸药的密度（g/cm2）。
C.掏槽眼的装药量根据经验资料选取。
D.其他炮眼的装药量q、kg:
q=kawLλ
L——炮眼深度（m）；
λ——炮眼所在部位系数，查表取值。
详见《隧道深眼爆破装药结构图》。
⑤合理段间隔时间的选取
参照有关经验，掏槽眼爆破段间隔时间为50-70ms，后续炮眼的爆破只能逐段进行安排，最大的达到200-300ms。
⑥起爆顺序
先掏槽，而后依次是扩槽眼、掘进眼、内圈眼、底板眼、最后是周边眼光面爆破。
Ⅳ类围岩装药参数
毫秒、半秒
1×
3.9
2×
7.8
15.6
小计
18
20
43.2
3.15
39.6
37.8
中间底板
9×
35.1
15
2.85
42.75
25
71.25
41
0.75
30.75
底角眼
161
181
70.2
411.15kg
本表参数按炮眼深3米计算，若眼深变化时应调整。
（D）、施工注意事项
①导坑地表锚杆孔钻孔后用高压风清孔，以清除孔内泥浆和积水，灌注水泥砂浆。
使孔内填塞密实保证地表锚杆的锚固效果。
②不同围岩地段导坑断面尺寸不同，断面变化应在一个开挖循环长度内过渡，过渡段设在小断面内。
③开挖后就即时喷射砼5-7cm厚，然后施工作锚杆、安设钢架、挂网，喷砼至设计厚度。
④洞内应及时安设量测测点，测点应紧靠开挖面（距离<
2mm〉量测数据应在喷锚后和下一次开挖前读取。
⑤导坑开挖，每工作面置风钻（或风镐）四台同时作业，做到定人、定机、定位、定顺序、定时间。
C）、初期支护
A、Ⅱ类围岩地段初期支护施工顺序
①开挖后先喷4cm砼封闭开挖岩面，而后出碴。
②正洞设置径向系统中空砂浆锚杆（ф25×
5mm，长3.5m），纵环间距为0.5×
1.0米，梅花形布置。
敷设钢筋网15×
15cm,喷砼25cm厚.中导洞用小导管做超前支护，径向系统锚杆采用长2.5米φ22钢筋砂浆锚杆，纵环间距为1.0×
1.0米，在拱部至起拱线以下1.5米范围内设置。
顶部挂钢筋网15×
15cm,喷砼10cm厚。
③正洞架设14号工字钢拱架，中导洞架设钢筋拱架。
④正洞挂金属扩张网（15×
15cm）,中导洞挂金属扩张网。
⑤架设后再进行复喷砼到设计厚度（正洞25cm，中导洞10cm）。
B、Ⅲ类围岩地段初期支护施工顺序
①开挖后先喷5cm砼封闭开挖岩面，而后出碴。
②正洞设置径向中空砂浆锚杆（ф25×
5mm，长3.0M），纵环间距为1.2×
中导洞拱部设置长2.0米φ22钢筋砂浆锚杆，纵环间距1.0×
1.0米。
③正洞架设14号工字钢拱架,中导洞架设钢筋拱架。
15cm）。
⑤复喷砼到设计厚度（正洞20cm，中导洞10cm）。
C、Ⅳ类围岩地段锚喷支护施工顺序
①开挖后，初喷5cm砼封闭岩面，而后出碴。
中导洞不做别的支护形式。
5mm，长3.0m），纵环间距为1.2×
1.5米，梅花形布置。
③挂金属扩张网（15×
④复喷砼到设计厚度（15cm）。
d、先锚后灌式砂浆锚杆施工工艺
锚杆安设作业应在初喷混凝土后及时进行，对Ⅲ类围岩段应尽快施作，Ⅳ类围岩可根据地质及实际施工情况适时施作，钻孔前应根据设计要求定出孔位，做出标记，孔位允许偏差为±
15mm，孔深允许偏差为±
50mm。
钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直，注浆使用挤压式注浆泵。
①锚杆的布置
在均质整体性的岩层中，锚杆应按设计的间距及形式基本垂直于开挖轮廓面均匀布置。
在岩层层理明显发育的岩层中，锚杆应穿层布置，把几层岩石用锚杆固结在一起，而不能平行于岩层布置。
②锚杆孔钻到位后，首先用高压风（或水）将孔内杂物吹掉，然后将锚杆插至距孔底5—10cm处并固定好，后将水泥砂浆注入。
③保证中空砂浆锚杆质量的措施
施工前认真检查锚杆的类型、规格、质量是否符合设计要求，低于设计标准的不得使用。
对符合设计要求的锚杆进行调直、除锈、除油等进一步加
工。
钻孔的孔径、孔位、孔深应符合设计及规范要求。
水泥砂浆所用水泥、砂子应符合要求，砂的粒径不大于3mm，砂浆配合比符合设计及规范要求。
砂浆拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完，超过初凝的砂浆不得使用，作废料处理。
锚杆在安设停当后，不得随意敲击或碰撞，其端部3天内不得悬挂重物。
e喷射砼施工工艺
喷射砼采用湿喷法，用湿喷机施工。
1喷射砼作业原理
细骨料
外加剂
粗骨料
速凝剂
水泥
喷头
喷射机
搅拌机
水
压缩空气
受喷面
②喷射砼施工工艺
检查作业面→设置喷砼厚度标志→机械准备→拌制砼→喷射作业
③喷射砼质量保证措施
对喷射砼所用材料、配合比及拌合均匀性，每工班至少检查两次，确保符合规范要求。
速凝剂的掺量，应通过试验确定。
喷砼作业前，清理岩面粉尘及杂物，撬除空响、裂隙岩石。
每作业班，都要做砼试件，及时进行抗压强度试验，如试件不合格，要对相应喷砼部位采取复喷等措施，给以补强。
喷射作业要分段（一般不大于6m）分片，自下而上呈现螺旋形进行。
岩面凹凸较大时，应先对凹处喷一遍，以使岩面平顺，再大面积喷射。
喷砼初凝后，应及时进行养护，养护期为14天。
用凿孔或事先在岩壁设钢筋头的办法，检查喷砼厚度。
用锤敲击，检查喷砼与围岩的粘结情况，如有空响，应凿除清洗后重喷。
如喷层有裂缝、脱落、露筋、渗漏水等情况，应予以补喷或用其它措施予以整治。
f、钢筋网的挂设
钢筋网在洞外加工成片，钢筋网用点焊张挂于锚杆头上，网片间采用焊接连接。
D）、模筑衬砌
二次模筑衬砌应在围岩初期支护形变基本稳定后进行。
采用导轨式模板台车，对称自两侧基底向拱顶依次灌注。
灌筑过程中按设计埋设纵横向排水管。
立模之前，应首先精确测量，内断面在设计基础上适当放大（约5cm左右）防止局部因跑模或其它意外原因侵入隧道净空。
灌注过程中应随时检查砼质量及灌注、捣固的质量，按规定施工，达到或超过设计要求。
仰拱的施作时间视开挖后的实际地质及监控测量数据分析结果而定。
如条件允许，可安排在开挖结束后施工，以避免对洞内开挖造成影响；
如围岩质差，压力较大，应及早施作仰拱，保证模筑衬砌质量的措施。
一般仰拱部分应及早施作，使受力环尽早封闭。
①隧道衬砌施工，要精确放样，其中线、标高、断面尺寸、净空等必须满足图纸规定。
②加强砼用集料级配控制，严格控制配合比，提高砼的密实度。
③按外加剂的掺用要求正确使用。
④灌注砼时，应尽可能连续施工，不留或少留工作缝。
⑤灌注砼时，应特别注意拌和均匀，捣固密实，加强养护。
⑥拱架和模板的制作安装应位置准确，连接牢固，严防走模。
⑦根据规范要求在砼强度达到2.5Mpa以上时才能拆除拱架和模板。
⑧沉降缝和伸缩缝要严格按设计图纸要求设置和施工，衬砌的工作缝应与沉降缝结合布置。
⑨灌注应从两侧拱脚向拱顶对称进行，层面成辐射状。
E）、洞内路面施工
当隧道衬砌、排水沟，全部施工结束，抄平
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