卡卡公路隧道施工组织设计.docx

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卡卡公路隧道施工组织设计

第一章编制依据及原则

1.1编制依据

（1）县城公路一阶段施工图设计；

（2）现场调查所得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等资料；

（3）我单位所拥有的技术力量、机械设备、管理水平、工法及科技成果和成熟的类似工程施工经验；

（4）主要的工程技术规范、标准、规则、规程：

《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）

《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）

《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）

《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）

《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）

1.2编制原则

（1）合理配置资源，满足工程需要的原则

以优质、高效、快速施工为目的，进行机械设备配套，合理配置施工队伍、组织工程材料供应。

（2）突出重点，统筹安排的原则

统筹安排，确保本隧道洞口开挖和围岩安全施工，科学合理地安排施工进度，组织连续均衡施工，做好工序衔接，确保按期和提前完成工程建设。

（3）应用“四新”技术，提高施工水平的原则

突出应用新技术、新设备、新材料、新工艺，提高施工的机械化作业水平，积极应用先进的科技成果，提高工程质量、加快工程进度、降低工程成本的目的，做到优质、快速、安全、高效按期完成本工程。

（4）安全生产，预防为主的原则

运用现代科学技术，采用先进可靠的安全预防措施，确保施工生产和人身安全。

始终按照技术可靠、措施得力、以人为本、确保安全的原则确定施工方案，施工重点控制爆破作业安全及隧道特殊地质段的施工安全。

（5）规范施工，确保工程质量的原则

严格执行国家和交通部现行的《施工规范》、《验收标准》，科学优化施工组织方案、施工工艺和施工方法，确保工程质量。

（6）保护环境，文明施工的原则

树立环保意识，严格按国家关于环境保护的有关规定组织施工，保护好周围生态环境，做到文明施工。

（7）确保工期的原则

编制科学、合理、周密的单位工程施工方案，合理安排进度，实行网络控制，搞好工序衔接，实施进度控制，确保工期目标的实现。

（8）贯彻执行国家和当地政府的方针政策，遵守法律法规，尊重当地的民风民俗。

第二章工程概况

2.1自然地理特征

2.1.1地形地貌

隧道区属于构造侵蚀剥蚀丘陵地貌，隧道穿越一个丘陵体，所穿越丘陵体地面标高在730.00～811.00m之间，相对高差约81m，进口自然斜坡坡度15°，坡比约1：

5；出口处自然斜坡坡度约50°～60°，坡比1：

0.6。

2.1.2地质构造

隧道位于新华夏系第三隆起带雪峰山二级隆起带西侧，武陵山及雪峰山弧形褶皱带之间，湘西断褶构造盆地内。

隧道区未发现有断裂构造通过，地质构造较简单。

场地附近岩层产状35°∠5°，为一倾向南西的单斜构造。

发育两组节理：

J1:

236°∠79°,J2:

328°∠80°，多呈密闭状态，密度1～2组/m。

2.1.3工程地质

（1）进口段K20+620～K20+680段，长度60m，围岩级别为Ⅴ级。

该段一般埋深小于40m，属浅埋段。

表层为粉质粘土、块石，一般厚度为10.80～18.20m；下伏强风化页岩，岩质软，节理裂隙发育，岩体较破碎。

地下水为基岩裂隙水，水量较贫乏。

（2）洞身段K20+680～K20+810段，长度130m，围岩类别为Ⅳ级。

该段最大埋深为87.29m，围岩为中风化页岩，为软质岩，遇水易软化崩解，岩体较完整～较完整，节理裂隙较多为不发育，局部较发育，岩层产状较平缓，层间结合一般，围岩稳定性较好，地下水为贫乏的基岩裂隙水。

施工时拱部无支护时可产生小坠落～坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍。

本区软质岩抗风化能力较差，应即时支护。

（3）出口段K20+810～K20+850段，长度40m，围岩类别为Ⅴ级。

该部位一般埋深小于40m，属浅埋段。

基岩基本裸露，为强～中风化页岩，岩质软，节理裂隙较发育，岩体较完整，自稳性一般，侧壁稳定性较好，成洞条件一般，水文地质条件较简单。

仰边坡较陡，无支护时易产生掉块，侧壁易产生小规模滑塌，洞口应即时加强支护与衬砌。

地质评价及工程建议如下：

（1）隧道进口部位岩层走向与隧道轴线走向基本垂直，岩层主要块石、强风化页岩，节理裂隙发育，岩体破碎。

隧道进口仰坡开挖后，洞顶表层块石厚约5m，存在诱发滑塌等不良地质的条件，稳定性较差，可以采用清理+洞门支护的手段进行防治。

（2）洞身段通行于丘陵体中部，岩层走向与隧道轴线走向基本垂直，节理裂隙以微张～密闭剪节理为主，其发育程度为较发育，岩体整体完整～较完整，围岩稳定性较好。

地下水类型以基岩裂隙水为主，水量贫乏，以结构面渗水与局部滴水为主，对隧道影响较小。

（3）隧道出口部位岩层走向与隧道轴线走向基本垂直，基岩基本裸露，为碎强～中风化页岩，节理裂隙发育。

隧道出口仰坡为较陡，开挖后易诱发滑塌等不良地质的条件，稳定性一般，可以采用洞门支护的手段进行防治。

综上所述本隧道进出口工程地质条件较差，诱发工程滑坡的可能性较大，尽量早进洞晚出洞，并结合洞门设置防护墙及在施工时即时支护衬。

根据地形地质条件在洞顶周边设置防水、排水措施，确保施工安全。

2.1.4不良地质及特殊岩土

本隧道区的特殊性岩土主要为强风化页岩，为软质岩，暴露、遇水易软化、崩解，岩体强度变化较大，在施工中应加以注意。

2.1.5地震

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）,本区地震动加速度峰值为0.05g，地震动反应特征周期0.35S，即地震基本烈度为VI度。

2.1.6水文、气象交通

①水系

隧道区第四系土层主要为碎石，透水性强，水量较为贫乏。

地下水类型主要为基岩裂隙水，赋存于碎屑岩组，富水性弱，水量较贫乏。

隧道部位地形地势较高，主要接受大气补给，地下水的补、径、排条件及特征与季节性气候关系密切。

根据相关规范与本区工程经验，该岩组属弱～微透水层，根据提水实验成果，完整～较完整红色碎屑岩组的渗透系数为0.022m/d,隧道区水文地质条件相对简单，隧道内基本不具备突水的条件。

钻孔揭露地下水位埋深19.30m，标高734.58m，根据隧道钻孔的连续水位观测，其稳定水位变化幅度约为1.00～3.00m。

②气象

本隧道所地处云贵高原东北边缘与鄂西山地交汇地带，属大陆亚热带温润气候区，气候温和湿润，四季分明，雨量充沛。

③交通

隧址所在地隶属位于县万坪镇卡卡村，隧道区交通状况一般，进出口均有村道分部。

2.2工程概况

至县城公路工程卡卡隧道位于县卡卡村，呈近南北向穿越丘陵体。

本隧道起讫里程为K20+620～K20+850，全长230m，属短隧道。

隧道进口地形标高为744.43m，出口地形标高为730.74m，设计标高为732.43～725.76m，呈纵坡—2.9%下坡；隧道总宽度为9.0m；隧道最大深埋约为87.29m。

该隧道位于低山丘陵区，地形起伏较大，相对高差达80.36m。

进出口皆为丘陵斜坡，地表植被较发育，进口基岩局部裸露，出口覆盖层较厚。

隧道区交通状况一般。

第三章施工部署及方案

3.1工程施工准备

在隧道施工前，完成各项准备工作。

1、五通一平

（1）水：

施工用水、生活用水的水源解决好。

铺设用水管路，修建高位水池，保证施工用水；

（2）电：

架设好高压供电线路，安装好变压器；

（3）路：

卡卡隧道进口修建进场便道；

（4）通讯：

保证有较好通讯条件；

（5）网络：

在有条件具备的情况下开通网络；

（6）工业广场平整：

有保证施工的用地，场地平整好；

2、修建临时住房及工业用房

在平整好的工业广场内修建职工宿舍、食堂、厕所、办公室、仓库、水泥库、修理车间、砂石棚、钢筋加工棚、材料棚、压风机房等；

3、设备材料进场

所需的设备、材料、按计划分批采购进场；

4、设备安装

安装压风机、通风机等设备；

5、技术准备

做好测量、实验、资料等技术准备工作；

6、拌料场

按照设计划分的拌料场地进行平整，安装好拌料场设备；

一切准备工作完成，具备开工的条件下，进行隧道施工。

3.2施工总体方案

卡卡隧道按设计计划从进口施工，按照“进口快速形成生产能力、工序紧凑平行、地质预报准确、措施有力及时、员工组织精干、机具配备精良、搞好环境保护、安全优质高效”的原则进行施工。

施工时选用以多功能作业台车、装载机（或挖机）、钢架、锚、网、喷支护、衬砌模板台车、仰拱栈桥、大型自卸汽车等为主要特征的大型机械设备配套，组成超前支护、钻爆、装运、喷锚支护、衬砌等机械化作业线的有机配合，严格机械设备管、用、养、修制度，科学管理，达到快速施工的目的。

四条施工主要机械化作业线设备配套为：

钻爆作业线：

隧道开挖采用钻孔台架作业台架钻眼，Ⅳ级围岩采用钻眼爆破，Ⅴ级软弱围岩段采用机械配合人工，弱爆破开挖。

装运作业线：

出碴采用无轨运输，装载机装碴，大型自卸汽车运碴。

喷锚作业线：

喷砼采用湿喷工艺，锚杆利用钻孔台架钻孔，人工安装锚杆、钢架和钢筋网，注浆机注浆。

衬砌作业线：

仰拱采取仰拱栈桥全幅超前衬砌施工，防水板利用多功能台车进行吊带铺设，衬砌采用液压模板台车，砼拌和站生产砼，砼运输车运送砼，泵送砼入模进行衬砌作业，插入式振捣器振捣。

3.3施工原则

①、隧道快速施工的原则；②、统筹兼顾，合理安排，均衡生产，突击重点的原则

③、坚持一体化、机械化、工厂化、专业化施工的原则；④、先试验后施工的原则

⑤、突出环保的原则；⑥、隧道混凝土施工坚持三密贴三密实的原则。

隧道洞内混凝土施工中做到喷射混凝土与岩面密贴，防水板与喷射砼密贴，衬砌砼与防水板密贴；喷射砼密实，喷射混凝土与钢架、钢筋网之间要密实，衬砌混凝土密实。

3.4施工顺序

1、大管棚施工顺序：

施工导向拱→钻孔机具就位→钻孔→清孔→安装钢花管→安装注浆阀→压注浆液→压注浆液→安装止浆阀→开挖。

2、小导管注浆超前支护施工顺序：

准备工作→钻孔→安装导管→密封孔口→注浆管路安装→压水检查→注浆→检查分析。

3、隧道光面爆破施工顺序：

光面爆破设计→测量放线→台车就位→钻孔→钻孔质量检验→装药及堵塞→连接起爆网→起爆→通风→危石处理。

4、喷锚支护施工顺序：

施工准备→通风排烟、清理危石、处理欠挖→冲洗岩面→检查断面超欠→初喷砼→打系统锚杆、挂网、安装钢拱架→喷砼至设计厚度→围岩量测→反馈、确定支护参数。

5、防水板铺设施工顺序：

准备工作→安装环向盲管→复合防水板就位→防水板固定→焊接防水板搭接缝→质量检查→移走吊挂台车。

6、隧道衬砌施工顺序：

铺设防水板→测量放样→台车就位→台车调整→立模→浇注砼→养护→拆模→台车移位。

3.5工程重难点及对策

表3-1卡卡隧道施工重点，难点

序号

重点及难点

简要说明

施工技术对策

1

衬砌结构的防开裂与耐久性

环境可能对混凝土结构带来不利影响

严格控制混凝土原材料，重视混凝土施工质量管理，加强养护、控制拆模时间，处理好施工接缝。

重视水害，做好开挖中防排水和衬砌防排水，及时全周支护封闭，防止破坏混凝土结构。

预防碱集料反应引起的混凝土破坏。

提高混凝土结构的密实度，增强结构自身的防破坏能力。

2

隧道出口开挖边坡防护

隧道进出口边坡岩层稳定性较差，开挖边坡时可能会有小规模崩塌或掉快现象。

施工中要加强对边仰坡稳定性监控测量，加强临时支护措施，以免造成工程灾害。

3

软弱断层破碎带

主要是V级围岩都位于洞口段覆盖层稳定性差，岩性呈粘性土夹碎石，散体结构，易坍塌。

开挖方法采取环型开挖预留核心土法开挖，加设临时仰拱，开挖进尺遵循“短进尺、弱爆破”的原则，在隧道开挖至断层破碎带距离5到10米时，提前做好超前地质预报。

对断层带采取超前长管棚注浆，初支采用工字钢钢架、锚杆、钢筋网片喷射混凝土支护。

4

岩溶发育地段

可能出现岩溶裂隙地段。

根据目前国内外设计与施工经验，一般可采取跨越