公路隧道施工组织设计Word格式.docx
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按新奥法组织施工，隧道工程施工开挖的出渣、进料采用无轨运输方式，实施掘进（钻、爆、装、运）、喷锚混凝土（拌、运、锚、喷）、衬砌（拌、运、灌、捣）等三条机械化作业线。
针对本座公路隧道地质条件差，施工中采用“短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”等施工技术措施，并根据现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案和指导隧道施工，确保安全、达到均衡、高效生产、优质工程、按期完成投资任务、早日竣工验收和交付国家运营。
2）隧道地理位置
3）隧道地质状况
4）气候、水文状况
5）地震烈度
6）隧道施工条件
2隧道施工布置
1）隧道施工安排总体布置
根据该隧道的长度、地质条件、工期要求等因素，采用双洞口掘进。
由于该隧道所穿越地层围岩稳定性差、为Ⅱ、Ⅲ类围岩，且上、下行隧道间距较近，中线间距约36m（上、下行隧道间石柱仅23m左右），爆破作业对相邻隧道的稳定性有一定的影响。
在施工安排上，同一掘进方向，上、下行隧道掌子面掘进拉开50m左右，支护紧跟并实行严格的微震控制爆破。
2）劳动力组织及施工任务划分
JDSH隧道根据工期要求排定和上场设备能力，拟定在进、出口分别安排2个施工队掘进，衬砌综合隧道队和机械综合队各1个。
按照公路隧道设计坡度特性，分别安排进出口两个作业队施工。
具体见下表：
队伍名称
人员数量（人）
任务范围
备
注
隧道综合一队
180
进口端：
上685m，下546.51m开挖与支护。
分别承担进口段全隧衬砌与铺底等。
隧道综合二队
出口端：
上430m，下500.49m开挖与支护。
分别承担出口段全隧衬砌与铺底等。
机械综合一队
60
隧道进口出渣、风、水、电、设备材料和混凝土拌合和运输等。
机械综合二队
隧道出口出渣、风、水、电、设备材料和混凝土拌合和运输等。
3）主要机械设备
JDSH公路隧道为本标段控制工期的拦路虎工程，因而在机械设备上予以优先保证，并配备先进的机械设备。
JDSH隧道按新奥法施工，出渣采用无轨运输，短台阶三臂液压台车打眼，实施掘进（钻、爆）、出渣（装、运、卸）、喷锚（运、锚、喷）、衬砌（拌、运、灌、捣）等四条机械化作业线。
JDSH隧道施工机械配备表
工序名称
设备名称
机械型号
进口
数量
出口
钻孔
1、三臂凿岩台车
2、风动凿岩机
3、风镐
4、简易台车
5、管棚机
1、H178
2、7655
3、G10
4、自制
5、采购
1
40
2
装、运碴
1、轮式侧卸装载机
2、轮式侧卸装载机
3、自卸汽车
1、WA420-33.5m3
2、ZLC50C2.3m3
3、红岩CQ302918T
阿维林RD03027T
奔驰2628K15T
3
衬砌
1、混凝土拌合站
2、整体液压衬砌台车
3、混凝土输送泵
4、插入式振动器
5、混凝土输送车
1、HZS-10050m3/h
2、自制（10m）
3、HB30
4、ZX-60
5、MR4500
12
施工通风
轴流风机
TZ-10055kw
电力、电器
及其它
1、变压器
2、柴油发电机
3、低压开关柜
4、内燃压风机
5、电动空压机
1、800KVA
315KVA
2、120kw
3、2000A
4、VY12/7
5、4L-20/8
6
锚、支护
1、水平钻机
2、强制式拌合机
3、混凝土喷射机
4、灰浆拌合机
5、灌浆机
6、风动凿岩机
7、双液注浆泵
1、FS6011
2、JS500
3、PZU-5
4、310
5、UB3
6、7655
7、2TG-60/210
4）隧道施工进度计划安排
（1）洞身Ⅱ、Ⅲ类围岩，均采用分部开挖法，三臂液压钻孔台车短台阶法施工、上下台阶一次钻眼、分次爆破、一次出碴，每循环进尺按1.0m考虑，每循环需570min（9.5h）。
（2）施工测量放样30min→钻孔140min→清孔装药60min→爆破30min→通风排烟尘30min→清理危石30min→喷锚支护90min→出碴160min。
（3）主要工序施工安排
详见“JDSH山公路隧道施工形象进度示意图”。
5）临时工程
（1）施工便道
隧道施工便道宽度6m，新建厚度0.2m泥结碎石路面，本隧道进口距320国道1km到洞口，其中0.8km可局部加宽整修后利用。
隧道出口距320国道200m，需新建200m施工便道到洞口。
隧道施工便道整修与新修建的基本要求：
采用浆砌片石挡墙方案，尽量减少占用农田和避免破坏植被。
（2）隧道施工用电
本公路隧道施工用电以地方供电为主，备用发电机为辅。
即进、出洞口端自10kV高压引入，分别在进、出洞口各安设800kV变压器一台，施工前进出口分别各配120kw发电机过渡，同时作为备用电源。
洞外低压供电线路采用三相四线制架空线，隧道内采用电缆供电，备用315kV变压器2台以作为洞内增压。
（3）隧道施工用水
根据现场条件，本隧道进、出口附近水源较丰富，可就近自建泵站，采用高位水池供水，确保生产和生活用水需要。
（4）隧道高压供风
在隧道进出口处，各建高压风站一座，分别安装6台20m3/min电动空压机，并配2台12m3/min内燃空压机备用，供应进出口施工用风。
（5）隧道内通风三管两路设置
隧道内采用软质风管悬挂于边墙一侧，进行压入式通风（见CAD：
JDSH三管两路布置图及JDSH隧道施工通风方案示意图）。
隧道动力线、照明线分开安装在另一侧的边墙顶部边缘上。
高压水管和高压风管安装在风管同侧临时水沟上方。
隧道底部设置施工道路，顺纵坡段两侧分别设置排水沟自流排水（排水沟不得侵入边墙基础，并防止基础被浸泡），反向纵坡段每隔60m设集水坑一个，自吸水泵排水总管集中排出洞外，并做好道路横向排水坡，确保道路平顺、不积水。
（6）隧道施工通讯
采用有线和无线对讲机相结合的联络方式。
（7）隧道施工生产、生活用房
生产、生活用房均为自建，其中，生产房屋1200m2，生活房屋1000m2，结构形式为石墙、波形瓦。
（8）隧道进口洞口外挡护及排水工程
本隧道在进、出洞口外均需做好引水、排水和挡护设施，防止水害及山体古滑坡、滚危石及安全。
3隧道主要施工方法
1）进洞施工方法
（1）先将洞门及明洞位置挖出。
开挖时，采用挖掘机按设计尺寸位置挖出洞门及明洞位置，避免对洞门仰坡及边坡的扰动。
施工过程中加强对仰坡的观测，如洞口仰坡在开挖过程中有滑坡迹象，应对仰坡和边坡采取加固措施，并采取保留核心土的办法，先将明洞和洞门衬砌好，再挖核心土石方。
（2）挖出洞门及明洞位置后，立即衬砌明洞及洞门。
（3）待明洞及洞门施工完毕，再向前掘进。
2）掘进开挖方法
（1）开挖方法
Ⅲ类围岩地段，采取短台阶上、下半断面法开挖；
Ⅱ类围岩地段及紧急停车带（Ⅲ类围岩）地段，采用台阶分部开挖法开挖，上断面环形开挖，保留核心土，上、下断面短进尺一次开挖，或下断面拉中槽挖马口。
实施超前支护（其中，Ⅱ类围岩洞口段S3类断面为超前大管棚，预注双液浆；
Ⅱ类围岩S4类断面为超前小导管，预注单液浆；
紧急停车带为超前小导管预注双液浆）、钢架（Ⅱ类围岩地段为工字瑚型钢钢拱架，紧急停车带为格栅钢架）、锚喷等手段。
具体见S4型衬砌段小导管超前支护（示意图）、S3型衬砌段大管棚超前支护（示意图）、S5型衬砌地段超前支护方案（示意图）。
（2）钻孔
钻孔以全液压凿岩台车为主，辅以自制台车配多台风动凿岩机进行钻孔作业。
（3）爆破
采用预裂爆破，并按微震控制爆破设计，塑料导爆管非电起爆。
隧道开挖施工中根据预裂爆破设计，结合现场地质情况进行爆破试验并不等于不断修正设计参数，以达到最佳爆破效果。
成立爆破作业小组，实行定人、定位、定标准的岗位责任制，精细规范实施，其具体技术措施如下：
a）测量放线
（a）隧道中线测设桩之间距，直线上超过10m、曲线上不超过5m，每50m设一水准（BM）点，并在每排炮开钻前准确绘出开挖轮廓线、周边眼、掏槽眼的位置；
（b）每次测量放线时，对上次爆破断面进行检查，利用自行开发的计算机软件《隧道开挖断面量测系统》对测量数据进行处理。
可以及时调整爆破参数，以达到最佳的爆破效果。
b）钻孔作业方法步骤
（a）钻眼前，钻工要熟悉炮眼布置图，严格按照钻爆设计实施；
（b）定人、定位，对周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻；
（c）严格控制炮眼间距，误差不得大于5cm，方向相互平行，严禁相互交错，硬岩残眼率达80%以上，中硬岩达70%以上，软岩开挖轮廓要圆顺、符合隧道设计轮廓线尺寸的要求；
（d）严格控制钻孔外插角度，相邻两茬炮之间错台不得大于20cm。
c）爆破作业技术要求
（a）装药作业要定人、定位、定段别；
（b）装药前，所有炮眼必须用高压风吹净尘沫；
（c）严格按设计的装药结构和药量装药；
（d）严格按钻爆设计的联接网络实施，注意导爆索的连接方向和连接点的牢固性。
d）微震控制爆破方法
（a）单段最大超爆药量按下式计算，并对相邻隧道及浅埋段地表构造物进行振动监测及时调整爆破方案。
V=K（Q1/3R）a（cm/s），式中：
Q—为单段最大起爆药量（kg）；
R—爆破中心距构造物距离（m）；
K—地质介质系数，K=50～360；
a—地震波衰减系数，取a=1.5。
（b）《爆破安全规程》中规定的建（构）筑物安全振速为：
土坯房、毛石房为1.0cm/s；
一般砖房2～3cm/s；
岩石不稳定，支护良好的地下巷道为10cm/s；
岩石中等稳定，支护良好的地下巷道为20cm/s。
钻孔布置见JDSH隧道钻爆设计图。
3）衬砌支护施工
（1）喷射砼
按湿式喷射混凝土施工法实施，并掺用自行研制，并获国家专利的STC粘稠剂。
a）工艺流程
喷射工艺流程图见湿法喷混凝土工艺流程图。
在含砂量大的土质地层喷射混凝土，先低压并加大STC掺量，喷射一层水泥砂浆，再按常规喷射混凝土。
b）施工要点
（a）选用普通硅酸盐水泥，细度模数大于2.5的硬质洁净砂或粗砂，粒径5～12mm连续级配碎（卵）石；
RC6535BN型钢纤维，掺量35kg/m3，化验合格的拌和用水；
（b）喷射混凝土严格按设计配合比拌和，配合比及搅拌的均匀性每班检查不少于两次；
（c）喷射混凝土前，认真检查隧道断面尺寸，对欠挖部分及所有开列、破碎、崩解的破损岩石进行清理和处理，清除浮石和墙角虚渣，并用高压水或高压风冲洗岩面，达到清洁干净；
（d）喷射砼作业采用分段、分块，先墙后拱、自下而上的顺序进行；
喷射作业时，喷嘴做反复缓慢的螺旋形运动，螺旋直径约20～30cm，以保证混凝土喷射密实。
同时掌握风压、水压及喷射距离，减少混凝土的回弹量；
（e）隧道喷射混凝土厚度＞5cm时，分两层作业。
第二次喷射混凝土如在第一层混凝土终凝1小时后进行，需冲洗第一层混凝土面。
两次喷射注意找平岩面，以便于铺设防水层；
（f）喷射混凝土终凝2小时后，进行喷水养护，养护时间不少于14天；
（g）喷射混凝土开挖时，下次爆破距喷射混凝土完成时间的间隔，不得小于4小时；
（h）在有水地段，喷射混凝土采取如下措施：
当水量不多时，可设导管引排水后再喷射混凝土；
当涌水量范围较大时，可设树枝状导管后喷射混凝土；
当涌水严重时可设置泄水孔，边排水边喷混凝土。
增加水泥用量，改变配合比，喷混凝土由远而近逐渐向涌水点逼近，然后在涌水点安设导管将水引出，再向导管附近喷射混凝土。
（2）锚杆
采用WTD25型砂浆锚杆，施工程序见下图所示。
注浆压力控制在0.5～1.0Mpa，并注意随时排除孔中空气，对长锚杆按本公司《深埋锚杆排气注浆工法》的规定实施。
（3）挂网
按设计要求加工钢筋网，随受喷面起伏铺设，同定位锚杆固定牢固，钢筋网与受喷面的间隙以3cm左右为宜，混凝土保护层大于2cm。
（4）钢架安装
a）钢架安装工艺流程
b）其施工注意事项
（a）安装前分批检查验收加工质量；
（b）清除干净底脚处浮渣，超挖处加设钢（木）垫块，其中间段接头板用砂子埋住，以防混凝土堵塞接头板螺栓孔；
（c）按设计焊接定位系筋及纵向连接，段间连接安设垫片拧紧螺栓，确保安装钢架质量；
（d）严格控制钢拱架的中线及标高尺寸；
（e）钢拱架与岩面间安设鞍形混凝土垫块，确保岩面与钢拱架密贴、牢靠、稳固；
（f）确保初喷质量，拱架在初喷5cm后架立。
（5）小导管超前注浆预支护施工工艺
a）小导管注浆施工方法
采用现场加工小钢管，喷射混凝土封闭岩面，用凿岩机钻孔或用凿岩机直接将小钢管打入岩层，压注水泥浆或水泥—水玻璃双液浆的施工方法。
b）小导管注浆工艺流程图
c）小导管注浆施工参数
（a）选φ42的有缝钢管，管长4m。
在管段中间部门（头部0.2m，尾部1.5m范围除外），梅花型钻φ8的出浆孔，孔距0.2m；
（b）钢管沿隧道开挖轮廓线布置，外倾角为50～100，间距0.3m，纵向前后两小钢管水平搭接长度不小于1.0m；
（c）单液注浆：
水泥浆水灰比为1.5:
1、1:
1、0.8:
1三个等级，水泥浆由稀到浓逐级变换，即注入稀浆，然后逐级变浓至0.8:
1的水灰比为止。
注浆预加固后尽快开挖坑道，选用普通水泥或早强水泥，并掺加减水剂；
（d）双液注浆：
水泥浆水灰比为1.25:
1.0～0.5:
1.0；
水玻璃模数2.4～2.8，浓度30～45波美度；
水泥浆、水玻璃体积比1.0:
1.0～1.0:
0.3通过调整浆液配合比或加入少量磷酸氢二钠的方法调节浆液初凝时间；
（e）注浆压力0.5～１.0Mpa；
（f）小导管注浆量计算：
Q=πR2Lsη
式中：
R—浆液扩散半径，0.2m；
L—小导管长度，取4m；
η—岩体孔隙率。
（g）喷混凝土厚度5～10cm，封掌子面。
d）注浆异常现象处理
（a）发生串浆现象，即液浆从其他孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆隔孔注浆；
（b）单液注水泥浆压力突然升高，可能发生了堵塞，停机检查；
（c）水泥与水玻璃双液注浆压力突然升高，则关停水玻璃泵，进行单液浆或注清水，待泵压正常时，再进行双液注浆；
（d）水泥浆单液或水泥与水玻璃双液注浆进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间，才能避免产生注浆不饱满。
（6）大管棚预加固施工工艺
本座长大公路隧道工程，大管棚均采用φ108×
6的无缝钢管，每节长度为6m，以长15cm的丝扣连接，长度在33～40m左右，其打设仰角为10～20，钢管上间隔25cm按梅花形钻8mm的小孔，并在钢管中注水泥浆液，其水泥浆水灰比控制在0.5:
1.5～1.0:
1.5之间，注浆初压力为0.5～１.0Mpa，终压力为2.0～2.5Mpa，注浆结束后用10号水泥砂浆填充，达到先支护后开挖的超前支护的目的。
利用钻孔台车施作长大管棚可以做到一机多用，不仅施工速度快，而且作业安全，技术可靠。
针对本隧道工程的具体情况，采用三臂液压钻孔台车钻深孔、压钢管施作管棚和采用管棚机打管棚，有关注浆部分参照小导管注浆工艺实施。
施工要点和组织情况如下：
a）钻深孔的工艺流程及操作要点
（a）钻深孔工艺流程
（b）钻深孔操作要点
使用液压钻孔台车施钻深孔，必须使用钻杆长度为4.3m、5.525m，几次接杆。
钻孔时随着孔深的增长，需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，尤其是推力要严格控制，不能过大；
为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆联接套应与钻杆同材质，两端加工成内螺扣（钻杆首尾端外螺扣），联接套的最小壁厚≥10mm。
为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移；
台车就位固定后，由测量工站在台车臂托篮上准确画出钻孔位置；
施钻时，台车大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动，提高施钻精度；
钻机开孔时钻速宜低，钻深20cm后转入正常钻速；
第一节钻杆钻入岩层尾部剩余20～30cm时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆，钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻极低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。
隧道拱圈起拱线以上的孔位，由于台车大臂离地面较高，不便装卸钻杆，这时应将大臂落下，人工在地面安装钻杆，大臂重新升起就位。
每次接长钻杆，均可按上述方法进行操作；
换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心喷水是否畅通等，不符合要求的应及时更换以确保正常作业；
引导孔直径应比棚管外径大15～20mm，孔深要大于管长0.5m以上；
钻孔达到要求深度后，按同样方法拆卸钻杆，钻机退回原位。
b）顶管的工艺流程及工艺原理
（a）顶管工艺流程见下
（b）顶管工艺
本隧道工程采用大孔引导和管棚钻进相结合的顶管工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力（顶进棚管时凿岩机不便用回转压力，不产生扭矩）将安有工作管头的棚管沿引导孔钻进，接长棚管，直至孔底。
（c）钢管顶进的作业要点
管件制作：
管棚采用φ108*6无缝钢管，钢管节长为6m，管棚长度33～40m，因此必须接长三次以上。
管棚接长时先将第一长钢管顶入钻好的孔内，再逐根联接。
事先加工好管节联接套，要预先焊接在每节钢管两端，便于联接。
第一根钢管前端要焊上合金钢片空心钻头，以防管头顶弯或劈裂。
接长管件应满足管棚受力要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一断面受力。
使用三臂液压钻孔台车施作管棚施工时，其中两个大臂用于钻引导孔（冲击钻头φ130mm），另一大臂用于顶进φ108mm管棚管。
在顶管大臂的凿岩机上，必须安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套，并在大臂上改换特制钢管扶直器。
待引导孔钻好后，使用顶管大臂进行顶进作业。
顶管作业：
先将钢管安放在大臂上，凿岩机要对已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击压力控制在18～22Mpa，推进压力控制在4.0～6.0Mpa。
接管：
当第一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm时，开动凿岩机反转，使顶进联接套与钢管脱离，凿岩机退回原位，大臂落下，人工装上第二节钢管，大臂重新对正，凿岩机缓、慢、低速前进对准第一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。
凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。
根据管棚设计长度，按同样方法继续接长钢管。
管棚管补强：
为了加强管棚的刚度和强度，按设计将管棚钢管全部打好后，应先用钻头掏尽钢管内残渣，进行棚管补强。
其补强方法：
一般地段在钢管内注入水泥浆，其水泥浆水灰比控制在0.5:
1.5之间，注浆初压力为0.5～1.0Mpa，终压力为2.0～2.5Mpa，注浆结束后用10号水泥砂浆填充，形成钢管砼；
坍方及围岩破碎且富水地段，建议在钢管内应先放置φ20钢筋笼，再向管内注水泥浆（水灰比为1:
1）或水泥、水玻璃浆液（双液比为1.0:
0.5，水玻璃浓度为30～35Be）可达补强。
c）机具设备和劳力组织
（a）需要的机具设备：
见下表
序号
设备名称及规格
单位
备注
一
机电设备
三臂液压钻孔台车
台
汽车
运料
交流电焊机
4
注浆机
2TGZ-60/210锦西注浆泵厂产
二
工具
链钳
把
管钳
大号板手
大锤
5
钻杆
个
冲击钻头φ130mm
7
冲击钻头φ76mm
8
钻杆联接套
9
钢管顶进联接套
10
注浆混合器
（b）劳力组织
本隧道工程可分两个工班进行作业，每个工班12人，其中：
施工指挥1人；
施工技术指导1人；
测量工1人（负责布孔、定位、量测、质量检查）；
台车凿岩司机1人（负责钻孔、下管）；
普通工人（负责装卸钻杆、装接钢管）；
电工1人（负责供水供电工作）；
电焊工1人；
汽车司机1人（负责运料）；
洞外调度1人。
d）安全措施如下
（a）加强全员安全意识教育；
（b）针对本隧道工程长大管棚施工特点和要求，参照有关规范制订安全规章制度；
（c）加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工；
（d）拆卸钻杆时，要有统一指挥、明确联络信号，扳钳卡钻方向应正确，防止管钳及扳手打伤人；
（e）钢管内注浆时，操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套；
（f）要有良好的照明条件。
下行隧道衬砌完工后，进行仰拱铺筑和填充，为加快施工进度，尽早为全线路面基层施工和架梁设施转移提供通道，仰拱铺筑和填充拟在混凝土中采用早强措施，施工采用机械运输、人工摊铺、机械震捣，注意加强养护。
1）公路隧道混凝土路面施工工艺流程，见下页：
2）混凝土路面施工工艺要点
公路隧道内水泥混凝土路面面板厚度为24cm，施工技术标准高，必须按照设计图纸和监理工程师的指示，在验收合格的基层上铺筑水泥混凝土面板。
路面面层全面开工前，在监理工程师到场时，按批准的施工方案，首先施工不小于400m2的试验路段，使用正常的全部设备，从而取得试验数据
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