隧道施工施工组织设计Word格式文档下载.docx
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2.1.隧道建筑限界
根据《铁路隧道设计规范》设计隧道建筑限界如下图：
2.2.隧道横断面及衬砌内轮廓设计
隧道断面均采用曲墙带仰拱形式，Ⅱ级围岩设置钢筋混凝土底板，Ⅱ级以下围岩设置仰拱，仰拱与边墙采用圆顺连接，仰拱矢跨比一般不小于1／12，连接部半径为2.25m。
轨面自沟槽顶面下移30cm，双侧水沟方案，各设置两槽一沟，隧道两侧沟槽顶面宽1.60m，电缆槽宽分别为30cm、30cm，水沟宽30cm，深均为52cm。
电缆槽设置盖板，能开启维护。
沟槽边线距同侧线路中线2.2m。
2.3隧道坡度及纵断面设计
该隧道全长392m，洞内为2.5‰的下坡。
根据现行《铁路隧道设计规范》，当隧道长度小于400m时可忽略洞内空气阻力及列车车轮与轨道粘着系数的变化，坡度可以不用折减。
综上设计隧道纵断面如下图：
第三章:
隧道开挖施工方案设计
3.1.开挖方案的确定
综合当地工程地质条件我们拟采用套拱法进洞，Ⅳ级围岩开挖采用台阶法施工，围岩破碎方式采用钻爆法。
3.2隧道钻爆开挖设计
根据本标段隧道洞身围岩的特点，Ⅳ级围岩一般采用控制爆破，适用于软弱围岩的减轻地震动控制爆破技术爆破。
总的设计思想是拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，核心采用控制爆破。
主要采用水压光面爆破掘进作业，严格控制超、欠挖，尽量减小扰动围岩。
控制单循环进尺在左右。
在施工中根据光面爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，达到最优爆破效果，采取边开挖边初期支护。
根据围岩情况，台阶长度满足机具正常作业要求，每次开挖进尺根据围岩情况而定,开挖后及时完成初期支护。
光面爆破施工工艺见下图:
3.2.1.水压光面爆破
水压光面爆破也是采用与光面爆破相同的设计、起爆方法、药量计算和起爆技术，仅在孔口封堵环节、装药结构有所区别：
水压爆破机理：
向炮眼的一定位置注入一定量的水，炮口用炮泥填塞密实。
炸药爆炸时产生冲击波，冲击波在水中传递，用于水的不可压缩性，爆炸所产生的能量将毫无损失地经过水传递到周边围岩中，其更加有利于岩体的爆破、分离。
此外，其产生“水楔”的效应，将更加有利于岩体的破碎，同时爆破产生的水雾能很好的起到降尘、降温的作用。
装药结构及封堵措施：
周边炮眼采用不耦合装药，利用炮孔内的空气起到隔离孔内药包的作用，炮眼之间用导爆索连接，一定要确保周边眼起爆后产生的切线方向拉力大于其附近围岩的抗拉强度，使被爆围岩被拉断从而形成贯穿的裂缝及光爆面。
掏槽眼及辅助眼内采用连续装药的装药方法，在孔底或孔口注入水，孔口用炮泥紧密塞实。
3.2.2.隧道爆破参数确定
（1）炮眼直径
炮眼直径应根据岩石性能、凿岩设备和炸药性能确定，隧道所选用的炮眼直径取值一般在32-50mm之间，我们这里取35mm，药包与所在炮眼眼壁之间的间隙一般为炮眼直径的10％-15％。
周边眼药包直径取25mm，辅助眼与掏槽眼药包直径取32mm。
（2）炮眼数目
炮眼数目主要与炮眼直径、岩石的性能、炸药的性能与开挖的断面有关。
在保证爆破效果的前提下，炮眼数目不宜取太多，以减少钻眼工作量。
我们一般根据炮眼平均分配炸药的原则来进行计算，其公式如下：
N=
其中N----为炮眼数目
q----为单位耗药量，一般取值为1.2-2.4kg/m3
τ----为装药系数，其取值见下表一：
γ----为每米药卷的炸药质量，其取值详见表二：
注：
我们这里炸药选取为2号岩石铵锑炸药，以上数据可通过查阅相关设计规范得出其取值。
表一
装药系数τ的取值
炮眼名称
围岩类别
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
掏槽眼
0.5
0.55
0.6
辅助眼
0.4
0.45
周边眼
表二
2号岩石铵锑炸药每米质量表
药卷直径/mm
32
35
38
40
44
45
50
τ/（kg.m）
0.78
0.96
1.1
1.25
1.52
1.59
1.9
（3）炮眼深度计算
炮眼深度是指炮眼底部至工作面的垂直距离，合理的炮眼深度取值有助于提高炮眼利用率和掘进速度。
我们这里炮眼深度按每掘进循环的计划尺数确定。
其计算公式如下：
L=
式中：
L----炮眼深度，m
l----每掘进循环的计划进尺数，m
η----炮眼利用率，一般要求不低于0.85
（4）装药量的计算
装药量对爆破效果影响极为重要，合理的药量应根据工程地质条件、炸药性能与质量、开挖断面尺寸、炮眼深度与直径、自由面数等要求来确定。
Q=qV
其中Q----掘进每循环所需总炸药量，kg
q----单位耗药量，kg/m3,其取值详见表三
v----1个循环进尺爆落的岩石总体积，m3,其值为
V=SLη
其中S----隧道掘进断面面积
L----炮眼的平均深度
η----炮眼利用率，一般要求不低于0.85
表三
掘进断面积/m²
Ⅳ~Ⅴ
Ⅲ~Ⅳ
Ⅱ~Ⅲ
Ⅰ
4~6
1.5
1.8
2.3
2.9
7~9
1.3
1.6
2.0
2.5
10~12
1.2
2.25
13~15
1.4
1.7
2.1
16~20
40~43
表中所使用炸药是2号岩石铵锑炸药
3.2.3.炮眼种类及其布置
（1）掏槽眼的布置
掏槽眼一般布置于工作面的中下部，在爆破作业时掏槽眼为最先起爆的炮眼，为了更加充分的发挥其掏槽的作用，其炮眼深度比一般炮眼深15-25cm，装药量比一般炮眼多15％-20％，采用连续装药的结构。
根据本工程自身情况，我们设计掏槽眼形式为锲形掏槽，按照相关设计规范，我们掏槽眼的数量选择为8个，炮眼倾角为76°
，炮眼深度取3.8m。
其具体布置情况见下表：
（2）周边眼的布置
周边眼是指沿隧道周边最外的一圈炮眼，其钻眼方式为水平钻眼，起到控制隧道外轮廓的作用，其装药量最小且多采用间隔装药。
一般情况下周边眼间距E=（10～18）d，当炮眼直径为32～40mm时，一般去E=320～720mm。
周边眼间距与光爆层厚度W存在密切联系，以周边眼密集系数K来表示，K=E/W,实践数据表明K取0.8较为适宜。
我们这里取E=450，W=600。
（3）辅助眼的布置
辅助眼是介于周边眼和掏槽眼之间的所有炮眼，它的作用是扩大掏槽眼创造的临空面面积，为周边眼的爆破创造有利的条件，其多采用连续装药结构，我们可以根据隧道断面大小来确定它的圈数。
我们这里取其炮眼间距为900mm，其也采用平行打眼的方法钻孔。
（4）断面炮眼布置详图及爆破图表
3.4.装药形式设计
周边眼采用间隔不耦合装药结构,掏槽眼和底眼采用连续装药，炮泥封口，其中炮泥长度取100cm，水包长度取20cm，其装药结构详见下图。
图3-2爆破装药结构示意图
第四章:
隧道支护方案设计
支护结构的基本作用是与围岩一起组成有足够安全度的隧道结构体系，其必须能承受可能出现的各种荷载，另外支护结构还要起到防止围岩结构的进一步恶化的作用。
任何一种类型的支护都应该具有与上述作用相适应的力学、构造特性和施工可能性。
4.1.隧道支护设计原则
①必须要与周围岩石全面紧密接触，保证支护结构与周围岩石联成一个整体，一起进行工作。
②要允许围岩产生可控制的变形。
③要求其易于操作、能及时施做并且能够分期施工
4.2.隧道支护结构类型选择
根据隧道所处区域的工程地质条件，按照新奥法原理进行支护设计。
邯济铁路四标段隧道的支护采用复合式衬砌结构模式；
初期支护选用锚杆、喷射混凝土、钢拱架和钢筋网共同组成的混合防护体系；
二次衬砌采用模筑防水混凝土结构模式。
4.2.1初期支护
邯济铁路四标段隧道Ⅳ级围岩的初期支护选用锚杆、喷射混凝土、钢拱架和钢筋网共同组成的混合防护体系进行初期支护。
钢拱架之间使用纵向连接筋连接，并且让他与系统锚杆和钢筋网焊接为一个整体，与围岩紧密接触，从而形成共同承载结构。
4.2.2二次衬砌
邯济铁路四标段隧道可采用模筑混凝土或模筑钢筋混凝土结构作为二衬衬砌结构，以加强隧道自身承载力，从而确保隧道支护结构的安全。
4.2.3仰拱
衬砌截面可以采用连接圆顺的等厚衬砌断面，仰拱厚度尽可能与拱墙厚度相同，采用模筑钢筋混凝土进行施工制作，其具体参数见表四。
4.2.4预留变形缝
在开挖断面确定时，除应满足结构尺寸和隧道净空外，还应该考虑围岩与初期支护的变形，并且预留适当的变形量。
预留变形量的取值大小应根据断面大小、围岩级别、埋置深度、施工方法以及支护等情况，采用工程类比法进行预测。
邯济铁路四标段隧道的围岩等级为Ⅳ级围岩，所以预留变形量初步设置为60mm。
复合式衬砌一般采用工程类比法进行设计，并通过理论分析进行验算。
初期支护及二次衬砌的支护参数可按下表四选用，其具体情况应根据现场围岩监控量测数据及时对设计支护参数进行调整。
表四
围岩级别
初期支护数据
二次衬砌（cm）
喷射混凝土厚度（cm）
锚杆（m）
钢筋网
钢拱架
拱、墙砼
仰拱砼
拱部、边墙
仰拱
位置
长度
间距
25
3.5
拱、墙@10*10
拱墙
邯济铁路隧道为Ⅳ级围岩，故按照上表取值进行计算。
4.3.隧道支护形式示意图
邯济铁路4标段隧道支护形式如下：
防水层由防水卷材、防水板、内设排水管共同组成；
其具体尺寸如下：
第五章:
隧道内辅助设施设计
5.1.通风排烟方案
隧道施工通风必须满足洞内各项施工作业所需要的合理风量。
具体计算方法是按照每1kw内燃机械供风量不小于3m3/min，每人每分钟供应新鲜空气3m3计算，最小风速不得小于0.25m/s。
计算表明，该工程合理风量为480m3/min。
采用一台JBT3型通风机进行压入式通风既可满足通风排烟的需要。
洞内通风示意图如下：
5.3.工程运碴、弃碴方案
本工程采用侧卸装载机装碴，自卸式汽车运输出碴，采用人工配合小型挖掘机找顶，并就近设置一处弃渣厂。
5.3洞内排水方案
隧道渗漏水是铁路隧道质量检验评定标准的重要一环，其对工程质量的评定影响极大。
它会直接影响到隧道机电通讯设施的正常运行、外观质量及行车安全，如果排水不畅，地下水还会加大对隧道衬砌结构的压力，影响到隧道衬砌结构的稳定性与营运安全，对于某些特殊土质区段，例如黄土及软岩隧道，它很有可能会改变周围岩石的力学特性，直接影响隧道衬砌结构的稳定，因此，一个成功的隧道工程必须有良好的排水体系。
5.3.1隧道排水相关规定
（1）、隧道防排水设计应将防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理，确保营运设备和隧道结构物的正常使用和行车安全。
隧道防排水设计还应对地下水、地表水进行妥善处理，让洞内洞外共同形成一个完整通畅的防排水系统。
（2）、隧道防排水设计，应注意保护周边环境。
尽量减少对周围地表水资源与地下水资源的影响。
5.3.2防水
（1）.当隧道地表渗水对隧道有影响时，宜采用沟补、疏导、填平和铺砌等处治措施。
废弃不用的坑穴、钻孔等应封闭填实。
当隧道附近的河流、水库、湖泊、井泉水、地下水有可能渗入隧道时，应及时采取防水或减少其下渗速度的相关处理措施。
（2）．当隧道采用复合式衬砌时，其二次衬砌与初期支护之间应当设置防水板及无纺布。
其具体要求如下：
（1）最好用易于焊接的防水卷材作为防水板，其厚度不得小于1.0mm，接缝搭接长度不应小于100mm。
（2）无纺布密度不得小于300g/m2.
本设计方案具体选择情况如下：
（1）采用厚1.2mm的隧道专用防水卷材，搭接长度120mm。
（2）采用400g/m2土工布。
3.隧道二次衬砌的伸缩缝、沉降缝、施工缝应采取可靠的防水措施。
隧道内防水板铺设流程详见下图：
5.3.3排水
（1）.隧道洞内宜按营运清洗污水、消防污水和地下水分离排放的原则设置纵向排水系统，确保洞内排水畅通。
（2）.隧道内排水设计应遵循以下规定：
（1）隧道路面两侧应设置纵向排水沟，以用来排放消防水、营运清洗水和其它废水。
（2）隧道纵向排水坡应当与隧道纵坡保持一致。
（3）路侧边沟可设置为开口式明沟或暗沟。
当边沟为暗沟时，应设沉沙池、滤水蓖，其间距为25m。
（4）人行道或检修道的道面也应考虑排水，可设置0.5%～1.5%左右的横坡，也可以在检修道与墙脚交角处设置深30mm、宽50mm的纵向凹槽，以方便道面清洁排水。
5.3.4洞口防排水设计
（1）.隧道洞身、明洞以及辅助坑道的洞口必须施做截水沟和排水沟，洞口的仰坡、边坡也应当采取相应的防护措施，防止地表水的冲刷与渗透。
（2）.为防止洞外水流入隧道内，可在洞口外设置反向排水边沟或采取截流措施。
5.4.洞内照明确定
隧道内照明应满足前方施工人员正常作业的要求、急情况下的人员疏散及救援人员的通行要求以及隧道内车辆安全行驶的要求。
（1）.在前方掌子面附近应设置探照灯具，以保证工作面有充足照明。
（2）.应急照明灯具间距取40mm。
（3）.施工作业区、工具存放区以及应急消防通道均需设置照明灯具。
5.5.施工用电
邯济铁路四标段隧道施工用电需进行施工用电量设计计算，并采用较为安全的三级配电二级保护模式。
5.5.1隧道内供电电压
（1）.本工程施工，电源采用10kv供电电压，经过变压器变压后对相关用电设备进行供电；
（2）.低压供电方式采用380v/220v三相五线系统；
（3）.照明电压，隧道内施工作业区段采用110v电压，不作业地段采用220v电压，照明电压统一采用110kv电压。
5.5.2洞内供电线路布置和安装
电路线路用塑料导线来架设。
施工段的电路线路应当采用绝缘性能优良的橡套电缆。
照明以及动力电线线路固定在隧道的同侧，分层架设，照明电线线路固定在上，动力电线线路固定在下。
5.6.洞内三管两线的具体布置
隧道内照明线路以及动力系统安装在洞内同侧上下段，通风管、排水管、供水管以及高压风管安装在洞内另一侧。
其具体布置详见下图：
第六章：
隧道施工组织设计
6.1.概述
隧道施工组织设计是组织隧道施工的基本文件。
它是根据隧道工程特点、设计文件要求、周围环境、现场围岩条件、施工力量和施工技术装备、工期要求等经济与技术因素，在确保经济、安全的前提下编制而成的。
通过施工组织设计来确定适合本工程的施工方法，对整个工程施工过程做出科学、全面的规划和部署，并合理的制订出工程所需的设备、投资、机具、材料、劳动力等的供应计划，并提出可行的组织措施以及对可能出现问题的解决方法，确保隧道施工安全顺利的进行。
6.1.2施工原则
1．邯济铁路4标段隧道按喷锚构筑法原则全程实现信息化组织施工，钻爆开挖，锚喷网混合支护，模筑衬砌。
采用隧道新奥法中的台阶法施工。
2．隧道进口段岩体较为破碎、层理节理都较为发育，围岩的稳定性与完整性都比较差，施工时应进行预加固与超前支护处理，进口边仰坡需要放缓，并及时设置支挡及坡面防护措施，加强堵截排放地表水。
洞身施工时应加强支撑防护，开挖后需要及时施作衬砌。
3．土质及软弱破碎围岩隧道宜采用人工风镐开挖，尽量减少对周围岩石的扰动。
Ⅳ级围岩段隧道采用光面爆破、预裂爆破，严格控制超欠挖。
对层理、节理发育段围岩的开挖应遵循浅眼、多眼、少药的方针，尽量降低对围岩的扰动。
4．挖、装、运，锚喷施工支护、衬砌等工序按配套完善、合理原则组织机械化作业。
5．施工过程中应严格遵循“短开挖、弱爆破、强支护、严注浆、早封闭、勤量测”的原则，确保隧道施工安全进行。
6.2.施工平面布置及临时工程
6.2.1.道路设置
隧道进口区进场道路状况：
隧道进口山坡有一段较陡的坡道，我们考虑在主便道旁在新修一条约300m左右爬坡便道直达洞口（洞底）标高。
隧道出口区进场道路状况：
出口有一段长约350m的路堑段，我们必须先施工此段路堑才能进洞施工，因此进场道路需修至本段路堑的端头，再通过该段路堑到达洞口，从主便道到此段新修便道的距离大约为300m。
6.2.2.拌合设备设置
进出口各修建一座JS750拌和站，设置2台强制式拌合机生产喷射混凝土。
6.2.3.空压机房及锻钎机房布置
为减少弯头风压损失，空压机房应当设置在洞口附近，同时为方便锻钎机房的高压风供应，锻钎机最好布置在一座空压机房旁。
6.2.4火工器库房位置
炸药库与雷管库应该分开设置，相隔距离需符合相关爆破安全操作规程的规定，并且应当远离施工及生活区。
同时，应当严格执行当地公安部门对于火工品使用的相关规定。
6.2.5供水系统
该工程所处区域附近没有河流、水库等大规模地上水资源，我们可以挖井集水并沉淀做为隧道供水水源，并在附近设置抽水泵房，经过上水管路，将储存的井水泵送至高位水池，在经下水管路及压力泵将供水泵送至洞内和生活区。
经泵送入洞内的压力水，必须满足掌子面用水最小压力3kg/cm2。
6.2.6.供电系统
隧道进出口各设置一台1250KVA变压器一台，分别向洞内及洞外生产房和生活区供电。
6.2.7生活区的设置
进出口施工队各设置生活区一处，生活区应包含食堂、厕所、临时卫生所、小卖部等设施，在方便队伍管理的同时，也满足了工人们的基本生活要求。
6.2.8.平面布置
施工平面布置详见下图：
6.3.主要施工机械配置
6.3.1.机械配备原则
坚持以人为本的理念，最大限度地的实行施工机械化，尽可能地减低施工人员的劳动强度。
坚持经济高效的原则，钻孔用掘进台车、出碴装运机械、砼拌制运输机械、二次衬砌设备均应采用先进的施工设备，而且需要做到机械设备相互合理配套，以最大限度发挥各类机械的作业能力，使施工经济、高效的进行。
注意施工设备外形尺寸是否能在衬砌后的隧道断面中自由、高效的运行，一定要选定外形尺寸适和该隧道工程的施工机械。
6.3.2.施工机械配置表
该隧道工程详细机械配置见下表：
6.4.施工队伍及劳力组织配置
本工程共一个施工队分6个班组共计150人，其具体配置情况见下表：
6.5.隧道施工进度计划
本隧道工程计划工期：
从2017年7月1日到2018年10月30日，共计安排4个月，其中各施工程序具体安排时间如下：
施工准备时间:
1个月。
隧道掘进时间：
2个月，隧道双向两个掌子面同时进行掘进，平均每个洞口掘进速度100m/月。
二次衬砌（含防水层）时间：
随着开挖、支护同步进行，等到全线开挖贯通时，施做进出口连接处二次衬砌。
机电设施及路面安全设施施工时间：
1个月。
施工网络计划图如下：
6.6.隧道工程施工工艺
6.6.1.锚杆施工工艺及注意事项
1、施工工艺
采用风动凿岩机钻孔，采用普通砂浆锚杆进行隧道进出口边仰坡的防护，锚杆长度3.5m，间距1.2m，呈梅花型布置，采用螺纹钢筋现场施工制作。
采用风动凿岩机钻孔，用高压风将孔内杂物吹净，将砂浆注入锚孔，将锚杆插入钻孔内，轻轻锤击锚杆使之深入孔底。
钻孔应圆而直，孔口岩石整平，并使岩面与钻孔方向垂直。
锚杆水泥砂浆配合比可采用灰骨比1:
1~1:
2，水灰比0.38~0.45，砂浆搅拌均匀，随拌随用，灌浆时导管深入孔底，边灌浆边抽拔导管，要求锚杆内砂浆饱满，灌浆工作连续不中断，保证锚杆、砂浆、围岩间的粘聚力。
2、注意事项
在实际施工中我们应根据现场具体施工状况，结合设计图纸和施工规范要求确定孔位、孔深和倾角，当围岩发生变化时，应当及时的调整孔位和间距。
锚杆、垫板、锚固材料应进行规定的实验和检查，合格后方可使用。
施工前要选择相同地质条件地点进行拉拔实验，从而确定能否获得足够的锚固力。
6.6.2.钢拱架制作要求及安放注意事项
1、制作要求
格栅钢架、工字钢钢架加工后应进行试拼，允许误差不得超过3mm。
沿隧道周边轮廓误差不应大于±
3cm，格栅钢架、工字钢钢架由拱部、边墙各单元钢构件拼装而成。
各单元采用螺栓连接。
螺栓孔眼中心间距不超过±
0.3cm，格栅钢架平放时，平面曲翘应小于±
2cm。
格栅钢架、工字钢钢架按设计要求采用钢筋、工字钢现场冷弯制作成型，其要求尺寸准确，弧形圆顺。
2、拱架安装注意事项
为保证型钢钢架置于稳定的地基上，施工中在钢架基脚部位预留0.18m左右的原地基，软弱地段在钢架基脚处设置槽钢以增加基底承载力。
钢架平面应垂直隧道中线，其倾斜角不大于±
2°
。
格栅钢架、型钢钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于2°
钢架安装间距不超过设计间距的±
50mm。
为保证钢架位置安设准确，隧道开挖时在钢架的各连接处预留钢架连接板凹槽；
两拱脚处和两边墙脚处预留安装钢架槽钢凹槽。
初喷混凝土时，在凹槽处打入木栔，为架设钢架留出连接板位置。
当型钢钢架与初喷层之间间隙较大时应设骑马垫块，型钢钢架与围岩间隔不得大于50mm.
为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接在一起，沿钢架设直径为Φ22的纵向连接筋，并按环向间
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