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4.８.5支护施工应注意事项28
4．８．6主洞二次衬砌ﻩ30
4.8.7洞向附属31
4．８.8洞门施工ﻩ３２
4．8．9施工注意事项ﻩ32
5.施工进度计划35
5.1施工进度计划编制的依据及原则ﻩ35
5.1.1施工进度计划编制的依据ﻩ35
５．2 主要施工机械配备及施工队伍和劳力组织ﻩ35
5.2.2劳动力分配3６
5.3 进度计划安排ﻩ3７
５.3.1施工进度计划3７
６.２现场各个场地布置位置ﻩ42
6.２．１便道设置4２
6.2.2材料堆放场布置42
6.2.3生活及生产设施布置４2
7.施工中的监控量测和超前地质预报４4
7.1 超前地质预报ﻩ４４
７.1.１超前地质预报的目的4４
7.１.２隧道施工地质超前预报的特点４4
７.1．3ＴSＰ超前地质预报ﻩ４4
7.２ 施工监控量测4５
7.２.1监控量测的目的4５
7．2.2量测要求45
７．3量测项目与方法4６
7.５.1数据处理的目的47
7．5.2数据处理的内容及方法ﻩ４8
７.5.3量测数据的应用48
8．施工质量、安全及环保保证措施４９
8.２.2劳动安全保证措施５0
8.２.３交通安全措施ﻩ５０
8．3环境保护措施51
结 论ﻩ53
参考文献55
附录
1.绪论
1.1隧道概况
１.1.１隧道的概念
隧道是一种修建在地下,两端有出入口,供车辆、行人、水流及管线等通过的建筑物。
隧道及地下工程有两方面的含义：
一方面是指研究和建造各种隧道及地下工程的规划、勘测、设计、施工和养护,是一门应用科学和工程技术，是土木工程的一个分支；
另一方面是指在岩体或土层中修建的通道和各种类型的建筑物。
１．1.2隧道的作用及优点
在公路线路中设置隧道,能使路线顺利克服由山岭、水域，已有建筑物所造成的地理地形障碍;
能在总体上拓宽路线走向的选择。
能使路线在整体布置上顺畅、简洁、直达、最短;
能提高行车安全和舒适性;
降低运输成本和节省运输时间；
还能增加运输的隐蔽性，减少受气候、自然灾害的影响。
隧道在山岭地区可用做克服地形或高程障碍,改善线形，提高车速,缩短里程，节约燃料，节省时间，减少对植被的破坏,保护生态环境；
还可用做克服落石、坍方、雪崩、雪堆等危害。
在城市可减少用地,构成立体交叉,解决交叉路口的拥挤阻塞，疏导交通,保护环境,提高社会综合效益。
在江河、海峡、港湾地区,可不影响水路通航。
修建隧道既能保证路线平顺、行车安全、提高舒适性和节约运费，又能增加隐蔽性、提高防护能力和不受气候影响。
1.1.3我国隧道发展及前景
我国在过去由于公路建设资金严重短缺,技术缺乏，修公路多以盘山公路为主。
据统计,２０世纪50年代,我国仅有３0多座隧道，总长约２.５公里。
六七十年代，我国干线公路上曾修建了百米以上的公路隧道。
1９64年修建的北京至山西原平公路上,修建了两座200米以上的隧道,已是非常大的工程。
到1979年，我国公路隧道通车里程仅为52公里，数量为３74座。
1993年发展到682座，总长１36公里。
隧道平均长度为１99米,均是二级以下的短隧道为主。
目前我国的隧道工程矿山法施工中已普遍的采用了新奥法，岩石隧道除采用钻爆法掘进外，也已开始采用掘进机掘进；
城市等浅埋隧道明挖或盖挖法施工中也开始使用了地下连续墙,暗挖时采用的盾构法和浅埋暗挖法也具有较高的技术水平。
长3．45公里的北京八达岭高速公路潭峪沟隧道,单洞开挖宽度约1５米,为我国３车道公路隧道修建积累了经验;
沈大高速公路中一条隧道为单向４车道行车,单洞开挖宽度约20米；
上海的8车道沉管越江隧道即将建成,标志着我国在沉管隧道领域达到了国际先进水平。
特别提出的是,于2０07年１月20日通车的秦岭终南山隧道,全长18．02km，双向四车道,设计时速80公里,是目前世界上最长的高速公路隧道，为我国的 公路隧道建设开辟了新纪元。
同时,它的建成也为我国隧道建设在通风、照明、防灾、救援等难题上积累了宝贵的经验。
截止201０年底,我国建成的铁路隧道总长度已超过700０公里。
全国公路隧道为7３84座，总长达51２２．６km，其中特长隧道265座、1138.0km。
长隧道１218座、2020.8km。
预计到2020年我国规划建设５000多座隧道,总长度超过９００0多公里。
我国已成为世界上隧道和地下工程建设最多、发展最快的国家。
隧道修建技术的进步为长大隧道的建设和开发利用地下空间奠定了基础,同时，大规模地下工程的修建也必将对隧道修建救赎提出更高的要求。
为了更好地适应今后我国隧道建设的需要,我们必须做好：
第一、加强施工中隧道地质勘查工作;
第二、加快隧道施工的机械化工作；
第三、在隧道施工运营中运用新技术并加快新技术的研究;
第四、加强隧道的现代化管理。
1.１.4新奥法施工
新奥法即新奥地利施工方法的简称,它是上世纪四十年代开始发展起来的,是应用岩体力学的理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时地进行支护,控制围岩变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道和地下工程设计施工方法的方法和原则。
新奥法要求开挖时尽量采用控制爆破或机械掘进，在施工中采用能与围岩密贴、及时砌筑又能随时加强的柔性支护，如：
锚喷支护。
在施工中采用监控量测，指导施工，随时变更施工计划。
在隧道施工中采用复合式衬砌，即初期支护、防水层和二次衬砌。
在施工中，为改善支护结构的性能，应尽快闭合支护结构。
另外,隧道断面尽可能圆顺，以避免拐角处的应力集中。
1.２ 本设计的目的和意义
１.2.1设计的目的
毕业设计是对大学四年学习知识的检验和考察，通过这次毕业设计使学生对本专业的知识有更深一步的了解,和更深一步的掌握,以便在以后的学习工作中能灵活的运用所学专业的知识。
本设计主要解决黄土隧道的施工方案及防排水措施。
针对一些围岩较差的隧道提供了一些施工方法和处理措施。
1.2.2设计的意义
毕业设计是大学本科阶段教育的最后一个环节，也是最重要的一个环节。
经过大学四年的学习,我们已经掌握了公共基础课、专业基础课、选修课等许多基本知识。
毕业设计就是我们队这些知识的综合应运，是理论是时间相结合的一个过程。
通过毕业设计，我们必须应运这些基本知识和基本技能，去解决实际问题;
是我们将来作为一个工程设计人员必须经历的。
从中我们可以发现问题，解决问题，从而弥补自身专业不足，也可以拓展视野。
在毕业设计时,我们通过制图、撰写论文、实例计算等步骤,培养了我们刻苦钻研、实事求是的工作作风。
为我们的毕业进入工作岗位打下坚实基础。
2．编制施工组织设计的说明
２.1编制依据
2.1.1编制依据包括
（1）设计文件和变更设计文件;
（２）国家、交通部的设计规范、施工规范和验收标准等有关文件;
（3）施工承包合同书;
（4）施工单位常年施工积累的经验、成熟的施工工艺及同行业的施工经验;
（5）施工期间有关的会议精神或施工单位指示性施工组织设计方案。
2．2 编制内容
2.２.1编制内容包括
（1）柳林隧道工程概况；
（2）柳林隧道现场的地形、地貌、地质和水文地质勘查的资料；
（3）施工准备和施工临时设施；
（4）任务划分、工期及劳动力组织；
（5）施工中机械配备状况；
（6）主要施工方案与安排;
（7）在施工中,遇到特殊地段时主要施工措施；
（８）采用的新工艺、新技术。
2.3 编制原则
根据隧道工程技术经济的特点，以及多年来的建设经验，在施工组织设计中应贯彻一下几点：
（1）严格遵守签订的承包合同或上级下达的施工期限,保证按期或提前完成施工任务,交付通车运营使用；
（2）遵守施工规范和规章制度及操作规程，确保施工质量及施工安全;
（３）采用新技术和先进的施工方法,逐渐提高施工机械化和预制装配化施工程度,降低成本，提高劳动效率,减轻劳动强度,统筹安排施工,做到均衡生产；
（4）贯彻就地取材的原则，尽量利用当地的资源;
（5）开源节流,精打细算，充分利用已有设备设施,尽量减少临时工程,降低成本，提高投资经济效益；
（6）合理组织冬、雨季施工和建筑材料运输,贮备工作，增加全年施工工作日,并力求降低冬、雨季施工的附加费用；
（7）节约施工用地,少占或不占农田,注意水土保持和环境保护；
（8）统筹布置施工场地,要确保施工安全,同时要方便职工的生活和生产。
2.4 编制程序
编制施工组织设计要遵守一定的程序，要按照施工的客观规律,协调和处理好各个因素的关系，用科学的方法进行编制，一般编制程序如下:
（1）施工调查和技术交底；
（2）分析设计资料，拟定、研究施工方案和施工方法；
（3）编制工程施工进度图；
（4）计算工人、材料、机具的需求量，制定供应计划；
（5）临时工程、供水、供电、供热计划;
（6）工地运输组织；
（7）布置施工平面图；
（8）编制技术措施计划与计算技术经济指标；
（9）编制说明书。
２.5编制施工组织设计所需的原始资料
2.5．1自然方面的资料
地质资料、地形资料、水文资料、气象资料、不良地质情况、地震级数等；
２.5.2技术经济方面的资料
（１）工地附近的场地，需要拆迁的建筑物和需要处理的青苗，可租用的民房等；
（2）当地可利用的地方材料及其供应能力,利用的地方工业及其加工能力;
（３）当地的交通运输道路，可提供的交通运输工具;
（4）当地的水源和电源，供水及供电线路、通讯网等;
（5）当地的医疗卫生、文化教育、支援救援的能力等。
2．5.3设计方面的资料
（1）建设地区的区域规划、人防规划等资料;
（２）建设工程的初步设计、施工图和概预算等资料;
（３）地质及水文勘察资料;
（４）业主及有关部门对建设工程的要求；
（５）参考资料。
3．方案比选及工程概况
3．1工程概况
柳林隧道是一个二级公路隧道,是单洞双向行车隧道。
隧址地处陕西省延安市柳林镇,位于黄土高原腹地，是典型的黄土隧道。
该地区的平均海拔在１132米左右,其中该区的黄土结构疏松、沟壑纵深，地形破碎，崩塌、滑坡等地质灾害频发。
根据地质勘测和实地勘察，隧道设计围岩为Ⅳ级、Ⅴ级两种围岩级别,其中Ⅳ级围岩总长度1761米,Ⅴ级围岩总长度为530米,明洞长4０米,隧道总长度为2331米。
Ⅴ级围岩地质情况以马兰黄土和新黄土为主,岩石的饱和抗压强度为1２.１MPa,Ⅳ级围岩以块状结构的离石老黄土为主,岩石的饱和抗压强度为22.1MPa。
该区的黄土节理有一定的延续性，施工时极易产生坍塌。
隧道地区大部分位于地下水位线以下，地下水无侵蚀性。
３．２方案比选
３．2．１方案介绍
（一）方案Ⅰ：
用直线连接了AＢ两地,其中隧道长23４8m,桥梁总长20１ｍ，整条线路为直线。
优点:
线路为直线；
缺点：
桥梁斜跨河流,施工比较困难，加之隧道跨越地区地下水比较发育,对黄土隧道施工不利。
（二）方案Ⅱ：
用一个隧道和两个桥梁组成,其中隧道长１632m,桥梁总长86.3ｍ。
整条线路连接过往村庄,可以带动区域经济较快发展；
缺点:
在穿越村庄的线路路基处理比较困难,增加工程投资。
（三）方案Ⅲ：
用一个隧道和两个桥梁组成,其中隧道长2331m,桥梁总长7８.9ｍ,利用河流的优势，采用沿河展线。
隧道围岩条件相对较好，且地下水不发育，有利于黄土隧道的施工。
隧道可能一次性投资比较大,但收益较好。
３．2.2方案比选
表1方案比选
项目
方案Ⅰ
方案Ⅱ
方案Ⅲ
线性指标
线路总长为３6９２米,其中隧道一座２34８米，桥梁两座总长201米。
线路总长为43０0米,其中隧道总长为1632米,桥梁总长为86米。
线路总长为3968米，其中隧道一座总长为２３３1米，桥梁长为7９米。
工程数量
隧道长2３48米,主要以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主。
隧道长1632米,以Ⅴ、Ⅵ级围岩为主。
隧道长2３３1米,Ⅳ、Ⅴ级围岩为主。
施工 难度
桥梁斜跨河流,施工难度较大；
隧道地表水比较发育,对黄土隧道施工不利。
有６00多米路需要做深路堑，挖方量较大；
隧道长度适宜,但围岩较差。
隧道长度比较长，但隧道进出口开阔，利于出渣;
可以利用以前的公路进行改进。
施工费用
隧道较长且地表水发育,施工费用较大;
桥梁最长，施工费用加大。
隧道长度适宜,费用较小;
但线路穿过学校,给拆迁带来难度。
隧道长度较长，但是围岩较好;
利用以前的公路改进,较少投资。
环境保护
填挖方量适中，利于缓解保护。
挖方量很大，对原有的生态破坏严重。
挖方量很少,对保持良好的边坡有利。
经济效益
线路基本没有通过主要城镇，经济效益不好。
线路虽通过主要村庄,经济效益好。
线路通过大多数村庄，后期经济效益很好。
1.方案Ⅰ航空距离短，虽工程量少,但是施工难度大，一次性投资大。
带来的经济效益不是很理想;
2.方案Ⅱ航空距离最长,工程量也最大，投资很大,但是能带来比较好的收益；
3．方案Ⅲ航空距离适中,对环境破坏最小，虽然工程造价小,济效益很好。
综上所述，本项目推荐方案为方案Ⅲ。
4.施工方案说明
4．１施工总体说明
由于黄土隧道的特殊工程性质,所以黄土隧道的施工方法必须遵循“短进尺、少扰动、强支护、勤量测、严治水”的原则。
国内已建成的黄土隧道主要采用的施工方法有：
上半断面小导管超前支护环形开挖、双隔墙侧壁导坑法、中隔墙导坑法等方法。
由于本隧道处于湿陷性黄土中,隧道质量要求比较高、工期紧。
所以本隧道施工方法选择应满足一下几点的要求：
（1）能够有效防止工作面坍塌,保证施工安全、可靠；
（２）尽可能使用大型机械设备,提高施工效率,满足工期需要；
（3）工序简单，便于现场施工；
（４）有效地控制拱顶及地表下沉，控制洞室周边位移收敛。
综上在黄土隧道施工时,为了预防黄土隧道坍塌和变形大等问题，采用台阶分布开挖法（又称环形开挖留核心土法），结合喷射砼及时封闭开挖面，用超前管棚支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布,实施短开挖，快循环来减少对土体的扰动,是目前黄土隧道施工的较完整的方法。
4．2 开挖方法
根据柳林隧道的围岩工程性质特点，本隧道采用环形开挖留核心土法。
Ⅴ级围岩采用机械开挖,Ⅳ级围岩采用钻爆法开挖,即采用钻孔台车或简易钻孔平台钻孔，炸药爆破开挖围岩。
柳林隧道采用的是光面爆破法，周边眼不偶合间隔装药，非电毫秒雷管起爆（跳段使用），火雷管起爆，起爆网路采用复式网路,上台阶一次开挖成形。
４.2.１施工要点
1.爆破设计
（1）确定上台阶断面开挖尺寸:
根据柳林隧道的工程地质条件、使用的施工及出渣机具,在确保施工便捷的原则下,确定Ⅳ级围岩上台阶开挖高度为5.6５m,宽度为11.94ｍ。
（2）进尺及掏槽型式的选择:
采用光面爆破的方式进行开挖，关键是控制好爆破循环进尺。
根据柳林隧道的实际情况,确定循环进尺为3.5ｍ，掏槽式采用单式楔形掏槽方式。
中空眼直径5０mｍ,数量为３个,于开挖面中下部单排竖向布置。
（３）光面爆破的技术参数:
装药不偶合系数D，周边眼间距Ｅ,周边眼最小抵抗线V,相对间距E／V，周边眼装药集中度ｑ，装药结构,起爆方式等。
柳林隧道的爆破主要技术参数为：
装药不偶合系数D选定为１.5~2.0,周边眼间距E定为0.35-0．45m，周边眼最小抵抗线Ｖ确定为４5～55cｍ,相对间距E/V为0．8，周边眼装药集中度q为0.1~０.15ｋg/ｍ,周边眼装药结构采用不偶合间隔装药的方式，采用２0小直径光爆药卷;
其他眼孔采用连续装药的结构方式,不偶合系数控制在1.6~2.0，毫秒雷管反向连接,或用导爆索联接,起爆方式采用复式网路。
2．施工准备
（１）测量放样:
采用经纬仪和水准仪布出隧道开挖中线及底线采用五寸台法标出上台阶开挖轮廓线，每50m采用全站仪进行导线复核。
布出周边眼钻孔孔位,用红油漆做好标记。
（2）钻孔台架就位:
隧道开挖钻孔,采用简易钻孔台架。
钻孔台架结构采用紧固件和型钢连接，便于拆装和重复使用。
钻孔台架上部分２层，下部做成门架形式，以便出渣车辆通过。
作业台架上设有供风管和供水管，可分别与隧道的风水管进行快速连接，还设有分水器和分水器与风动凿岩机连接，使准备工作大为简化。
3.机具准备
根据柳林隧道的实际情况，按照因地制宜原则,机具设备如下表所示:
表2 机具设备
序号
机具名称
规格型号
数量
１
空气压缩机
L-1０/9
2台
2
钻孔台架
自制
1台
3
风动凿岩机
Y28
１4台
４
经纬仪
ＴDJ2Ｅ
1台
5
全站仪
徕卡
１台
6
水准仪
DＳ23-2D
4.质量控制标准
（１）平均线性超挖10cm，最大线性超挖20cm，炮眼残痕率大于70%;
禁止欠挖;
炮眼利用率大于９5%;
（2）质量控制措施：
１）测量人员严格按照设计要求布眼，用经纬仪控制掘金方向，全站仪复核；
2）采用水平尺和自制的光爆辅助尺，边钻孔边设钻孔方向标志；
３）钻孔采用定人定岗的方法，成了光爆QC小组,发现问题，及时纠正；
4）执行“三检“制度：
钻孔前检查孔位布置,装药钱检查钻孔精度,爆破前检查装药及起爆网络。
4．３ 出渣运输
出渣是隧道施工的一项基本作业。
出渣能力的强弱决定了整个作业循环的时间长短。
出渣包括装渣、运渣、卸渣三个环节。
4．3.1装渣
根据柳林隧道的开挖断面大小、围岩的条件、一次开挖量、机械配套能力以及经济性和施工工期要求等因素,柳林隧道采用机械装渣，主要使用蟹爪式装渣机。
4.3.2运输
隧道运输有有轨运输和无轨运输两种。
结合柳林隧道的经济性及机械配备等因素，本隧道采用无轨运输,采用载重为５t的轮胎行走的自卸卡车。
4.４初期支护
当隧道开挖后，由于黄土隧道围岩稳定能力不足,则须加以支护才能使其进入稳定状态，称为初期支护。
初期支护能迅速控制或限制围岩变形,充分发挥围岩的自承能力，是隧道施工的重要环节。
严格按照要求施工,做好初期支护，能保证隧道施工和运营安全。
表３柳林隧道的初期支护参数如下
围岩级别
喷射混凝土 （cm）
φ2２药卷式锚杆
钢筋网
格栅支撑
布置形式
长度（m）
间距（cm）
设置部位
网格间距（cm）
纵向间距（ｃｍ）
Ⅳ
4５
梅花形布置
3.０
1０0×
１0０
拱墙
15×
1５
９0
Ⅴ
50
3.5
10０×
６0
60
初期支护的一般工序流程为:
开挖后初喷混凝土→系统支护施工（锚杆、钢筋网、钢拱架）→复喷混凝土至设计厚度。
4．４.１喷射混凝土
为了降低粉尘,减少回弹量,提高喷射砼的质量，本隧道喷射混凝土均采用湿喷法,喷射机型号为ＴＫ-96１。
混凝土由洞外拌合站拌合,混凝土罐车运输至洞内卸入TK-96１湿喷机料斗，人工抱喷嘴湿喷。
（1）喷射混凝土材料如下:
水泥：
32.5普通硅酸盐水泥；
砂：
河砂，细度模数＞2．5;
石子：
粒径大于１5mm;
速凝剂：
ＴＸ-1型液体,掺量4~7%；
参考施工配合比;
水:
硅粉：
高效减水剂=1∶2.47∶１.５3∶0.４３:
0.1:
０.０07
施工过程：
先将水泥、砂、石子、水、硅粉和高效减水剂按配合比投入强制式搅拌机进行拌合，然后由搅拌运输车运至洞内，卸至喷射机进料口,在喷嘴处再加入液态速凝剂4～7％后,喷射岩面上。
4.4.２施工的注意事项
（1）喷射作业应分段依次进行，喷射顺序自下而上进行；
（2）一次喷射厚度可根据喷射部位和设计厚度确定,且拱部不得超过６cｍ,边墙不得超过１0cm;
（3）喷嘴与岩面保持垂直,且距受喷面１．5～２.0m为宜；
（４）喷射混凝土应控制好风压和速凝剂掺量,减少回弹,喷射压力控制在0.１5~0．2ＭPａ为宜;
（5）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后再喷射，应先用清水清洗喷射表面；
（6）对于较大的凹洼处,首先喷射填平;
（7）下一循环爆破应在混凝土终凝３ｈ后进行；
（8）喷射后应对机具进行清洗。
4.4．３锚杆施工
柳林隧道采用药卷式锚杆。
药卷锚杆主要施工程序如下:
施工准备、钻孔、清孔、内锚段速凝型锚固药卷灌注、杆体安装、封口、孔口垫座安装、张拉、自由段注浆、外露锚杆杆体保护。
（1）药卷式锚杆的施工注意事项：
1）杆身必须调直无缺损；
2）锚杆长度大于孔深６~１０cｍ，每根加工长度误差不大于±
1cm，缝长误差不大于±
5cm。
并除去杆上油污、铁锈、杂质；
３）锚杆孔位置误差不大于±
１０cm;
4）钻孔后,孔内石粉必须用高压水冲洗干净;
5）钻到设计深度时,若流出的岩粉呈黄色或褐色,或钎头冲击异常时,说明遇到较软弱的岩石或破碎夹层,则变更锚杆深度与位置。
（2）药卷式锚杆施工质量控制:
１）对锚杆精轧螺纹钢、锚固剂药卷、水泥等重要材料，要求相关资料齐全，并进行进场抽检，以确保材质优良。
张拉前首先对扭力扳手进行率定，率定合格后再用于张拉施工。
施工过程中中扭力扳手极易损坏，要求每周率定一次,确保张拉精度。
２）造孔是质量控制的要害环节之一,孔位必须经测量放样，并用红油漆标识。
液压凿岩台车要选用经验丰富,责任心强的操作手,开钻前要认真调整好钻臂方向，确保孔向垂直
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