东海隧道专项施工方案.docx
《东海隧道专项施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《东海隧道专项施工方案.docx（52页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
东海隧道专项施工方案
东海隧道施工专项方案
一、工程概况
（一）隧道概况
东海隧道是一座上下行分离的四车道公路隧道。
隧道横穿的山体最高海拔高程约为76m，隧道最大埋深约为63m。
在ZK2+520～ZK3+200m范围隧道下穿宝珊花园，房子密集分布，楼高大部分在10米以下，基础形式一般为浅基础，埋深预计为3-5米，地下及地上均有通讯、电力等设施，特别是局部路段地下埋设有大口径的污水、雨水管等。
在ZK3+200～ZK3+468m隧道暗洞出口段，下穿宝秀小区二期用地，该段隧道埋深约15M；明洞段处待拆厂区及在建宝秀小区，建筑物为浅埋基础，紧邻隧道，施工难度较大。
本标段隧道左线起迄里程为ZK2+520～ZK3+660，总长1080m，其中ZK3+468～ZK3+600为明洞段，长132M；右线隧道起讫里程为YK2+470～YK3+571，总长1101m，其中YK3+435～YK3+571为明洞段，长136M。
该隧道位于分离式路基段，为平行双洞，左右线隧道中线相距30m。
左线隧道进口端以R＝2500右转曲线进洞，以R＝562.64左转曲线出洞；右线隧道进口端以R=1800右转曲线进洞，以R=601.352左转曲线出洞。
左右线隧道纵断面线型均为人字坡：
左线隧道进口段切线纵坡为+0.691%，出口段切线纵坡为-0.3%，变坡点桩号ZK1+755，竖曲线半径R=12000m。
右线进口段切线纵坡为+0.740%，出口段切线纵坡为-0.3%，变坡点桩号YK1+730，竖曲线半径R=15000m。
（二）隧道工程地质、水文条件
1、工程地质条件
本标段地表为第四系填土呈带状分布于沿线各个地段,以杂填土为主，厚度0.80-6.80m不等，沿线填土呈松散状、稍湿，欠固结压实；下为第四系坡残积土层，厚1～40m；基岩为燕山早期侵入混合二长花岗岩、燕山晚期侵入辉长岩。
本标段穿越II、III、IV、Ⅴ四种围岩级别，累计所占长度如表所列：
围岩级别
II
III
IV
Ⅴ
长度（m） 左线隧道
60
630
250
140
长度（m） 右线隧道
50
570
300
181
2、水文地质条件
本标段所处区域属亚热带海洋性季风气候，温暖湿润四季长青。
该区域气候温暖湿润，降雨充沛，地表径流丰富。
年平均降雨量1290.6mm；年平均气温19.5℃～21℃，最低日气温0℃；该区域内地下水以第四系冲洪积层孔隙水、基岩风化层孔隙裂隙水、基岩构造裂隙水为主，地下水类型为B型，对钢筋砼结构无腐蚀性。
3、不良地质情况
本段穿越F2断裂构造带，带中成分以挤压蚀变的断层泥、挤压破碎的混合岩为主，底部24.70～31.00mm胶结程度较一般，风化不均、较强烈，裂面蚀变较强，岩芯呈块状～短柱状，给隧道施工带来一定难度。
隧道出口段处于全风化-微风化岩体中，岩石风化较剧烈，岩体完整性一般-差，岩石较破碎-完整，且地表均为建筑群，施工条件较复杂，属Ⅳ-Ⅴ级围岩。
（三）设计情况
东海隧道主要技术标准：
1、设计行车速度：
60km/h
2、隧道总净宽：
3.75*2+0.5*2+1.0*2=10.5m
3、行车道宽度：
2-2×3.75m
4、 限界净高：
5.0m
5、隧道紧急停车带段净宽：
3.75*2+3.0+0.5*2+1.0*2=13.5m ：
6、设计洪水频率：
1/100
7、抗震设防烈度：
Ⅷ 度
本隧道设计为上下线分离的四车道高速公路隧道，建筑限界净宽10.5m，净高5.0m，左右线进口出口均为端墙式洞门。
本合同段范围内设人行横洞2处，车行横洞2处，并根据隧道埋深及围岩类别的不同，共设计了明洞、暗洞等几种衬砌形式。
复合式衬砌设计参数表如下：
围岩等级
支护参数
支护参数
Ⅱ级
Ⅲ级
Ⅳ级
Ⅴ级
紧急停车带
Ⅱ级
Ⅲ级
初期
支护
砂浆
锚杆
直径
φ18
φ18
φ22
φ22
φ18
φ22
长度（m）
2.0
2.0
2.5
3.0
3
3.5
间距（cm）
局部
150×150
100×75
100×50
局部
100×75
钢筋网
（cm×cm）
/
局部
φ6.5（环）×
φ6.5（纵）
25×25
φ6.5（环）×
φ6.5（纵）
25×25
φ8（环）×
φ8（纵）
20×20
局部
φ6.5（环）×
φ6.5（纵）
25×25
φ8（环）×
φ8（纵）
20×20
钢架
/
/
拱、墙
格构拱架
拱、墙、仰拱
I20a工字钢架
/
拱、墙I18
工字钢架
C25喷射混凝土（cm）
拱、墙
8
拱、墙
12
拱、墙
22
拱、墙、
仰拱26
拱、墙
10
拱、墙
25
二次
衬砌
拱、墙（cm）
30（C25防水混凝土）
35（C25防水混凝土）
40（C25防水钢筋混凝土）
45（C25防水钢筋混凝土）
40
45（C25防水混凝土）
仰拱（cm）
/
/
40（C25防水混凝土）
45（C25防水钢筋混凝土）
/
45（C25防水混凝土）
二、东海隧道总体施工部署
（一） 总体安排
1、东海隧道施工采用新奥法、机械化快速掘进施工方案。
隧道开挖必须采用光面爆破技术，Ⅳ、Ⅴ级围岩中需爆破时，应采用微震光面爆破技术，以最大限度地保护周边岩体的完整性，同时减少超挖量，提高初期支护的承载能力。
Ⅱ、Ⅲ级围岩一般地段采用全断面法施工，Ⅳ、Ⅴ级围岩采用短台阶法开挖施工，紧急停车带采用短台阶法。
下穿宝珊花园别墅区的ZK2+520～ZK3+200（YK2+470～YK3+170）范围，Ⅱ、Ⅲ级围岩地段采用下导坑超前、全断面扩挖法开挖；Ⅳ级围岩地段为短台阶法开挖，并采用控制爆破技术。
ZK3+220～ZK3+468（YK3+140～YK3+435）下穿宝秀二期，该段围岩降级设计，Ⅲ级按Ⅳ级围岩衬砌支护，初期支护采用格构拱架加强，纵距0.75M，采用短台阶法施工；Ⅳ级按Ⅴ级衬砌支护，开挖前用超前小导管预注浆加固，初期支护用I20a工字钢架加强，纵距0.5M，施工为短台阶法。
右线出口段Ⅴ级围岩采用超前长管棚预注浆加固，初期支护I20ａ工字钢架加强，纵距0.5M，超短台阶施工。
左线进洞口修坡后发现实际围岩状况与右线相近，建议原设计超前小导管预注浆加固也改为采用超前长管棚预注浆加固，洞口为超短台阶施工。
2、东海隧道左线施工长度为1080m，右线施工长度1101m，均采用无轨运输方式。
洞碴路基填方利用，多余部分弃至洞外指定的弃碴场，弃碴场要先砌挡墙，后弃碴，并按设计及地方环保部门要求做好挡护工程，碴体预留排水盲沟。
3、为保证工程质量，喷射混凝土采用湿喷技术，二次衬砌采用全液压钢模衬砌台车全断面衬砌，Ⅳ、Ⅴ级围岩仰拱先行，及早闭合衬砌，增强衬砌结构的承载能力。
4、由于右洞Ⅳ、Ⅴ级围岩段较长，我司计划右洞先行开挖。
明暗洞交界处左右线间距小，为避免爆破对邻洞的影响，待右洞施工50M以上方可开始左洞挖掘。
主洞开挖至横洞时，先作好主洞的初期支护，然后再单向掘进开挖车行横洞、人行横洞，并随即做好支护。
隧道的二次衬砌工序施工时间应满足初期支护的收敛与位移速度的要求，且不宜距离开挖面过远，同时注意二衬与爆破面的距离不少于50M。
洞口及Ⅴ级围岩地段一般距离台阶下部开挖断面3～5M,Ⅳ级围岩可适当长些，但也不宜超过15M。
5、施工通风采用长距离软管通风新技术，分别于洞口外30m设置92-1型轴流通风机各一台，并配备足够的φ1200通风软管，进行压入式通风。
（二） 机械设备配备
东海隧道是本合同段的控制工期工程，在设备选型、配套上把握“先进、适用、合理”的原则。
详见主要施工机械设备、检测设备表。
隧道施工主要施工机械设备、检测设备表
序号
名称
规格
产地
现状
数量（台）
设备来源
1
挖掘装载机
ITC312
国产
新
2
自有
2
装载机
ZL50 柳
柳州
良好
2
自有
3
液压反铲
CAT320B
徐州
新
2
自有
4
喷射机
AL1VA-285
国产
新
2
自有
5
液压衬砌
台车
国产
新
2
自有
6
自卸汽车
YQ562B
一汽
良好
4
自有
7
砼拌合楼
HZ60
洛阳
良好
1
自有
8
湿喷机
TK-961
成都
良好
2
自有
9
砼配料机
PL800
山东
良好
2
自有
10
注浆泵
YSB250/120
锦州
良好
2
自有
11
注浆泵
KBY50/70
河北
良好
2
自有
12
轴流通风机
92-1
天津
良好
2
自有
13
运输汽车
EQ141
湖北
良好
4
自有
14
锚杆注浆机
NZ130A
太原
良好
4
自有
15
钻机
YT2、YSP45
良好
各1
自有
16
电动空压机
4L-20/8
沈阳
良好
2
自有
17
发电机
120KW
闽东
良好
2
自有
18
凿岩机
YT-27
沈阳
良好
36
自有
19
风镐
沈阳
良好
18
自有
20
多级水泵
DA-150×6
良好
8
自有
21
潜水泵
QW65-10
沈阳
良好
16
自有
22
钢筋加工设备
沈阳
良好
2套
自有
23
插入式振动器
ф50、ф75
沈阳
良好
36
自有
24
注砂浆机
M2-1
沈阳
良好
4
自有
25
全站仪
拓普康GTS-102N
日本
良好
2
自有
26
水平仪
南方NL32A
南京
良好
3
自有
（三） 洞口平面布置
东海隧道施工所需的临时工程设施（库房、钢架及钢筋格栅架加工场、地材堆放场地等）设置于明洞段场地上，变配电室、拌合站、空压机、发电机、水池等均设于洞口顶宝秀二期场地上。
（四） 施工组织
1、工期安排：
东海隧道计划开工日期为2009年8月8日，2011年2月4日隧道完工，现场清理准备后计划于2月8日竣工验收，总工期550天。
暗洞施工开挖及初级支护安排见下表（二次衬砌穿插）：
右线暗洞施工进度安排
里程桩号
围岩
级别
长度（M）
开挖方法
施工时间（天）
起迄时间
YK3+435套拱及长管棚
40
2009.9.1－2009.10.10
YK3+435～YK3+390
Ⅴ
45
超短台阶法
45（1m/d）
2009.10.11－11.24
YK3+390～YK3+120
Ⅳ
270
短台阶法
135（2m/d）
2009.11.25-2010.4.8
YK3+120～YK3+065
Ⅲ
55
短台阶法
16（3.5m/d）
2010.4.9-2010.4.24
YK3+065～YK3+035
Ⅳ
30
短台阶法
15（2m/d）
2010.4.25-2010.5.9
YK3+035～YK2+675.638
Ⅲ
359.362
下导坑超前、全断面扩挖法
103（3.5m/d）
2010.5.10－2010.8.20
YK2+675.638～YK2+635.638
Ⅲ
40
短台阶法
12（3.5m/d）
2010.8.21-2010.9.1
YK2+635.638～YK2+520
Ⅲ
115.638
下导坑超前、全断面扩挖法
33（3.5m/d）
2010.9.2-2010.10.4
YK2+520～YK2+470
Ⅱ
50
下导坑超前、全断面扩挖法
11（4.5m/d）
2010.10.5－2010.10.15
左线暗洞施工进度安排
里程桩号
围岩
级别
长度（M）
开挖方法
施工时间（天）
起迄时间
ZK3+468套拱及长管棚
40
2009.9.15－2009.10.24
ZK3+468～ZK3+410
Ⅳ
58
短台阶法
29（2m/d）
2009.11.29-2009.12.27
ZK3+410～ZK3+370
Ⅲ
40
全断面法
12（3.5m/d）
2009.12.28－2010.1.8
ZK3+370～ZK3+180
Ⅳ
190
短台阶法
95（2m/d）
2010.1.9－2010.4.13
ZK3+180～ZK3+113.363
Ⅲ
66.637
短台阶法
19（3.5m/d）
2010.4.14－2010.5.2
ZK3+113.363～ZK3+080
Ⅲ
33.363
下导坑超前、全断面扩挖法
10（3.5m/d）
2010.5.3－2010.5.12
ZK3+080～ZK3+040
Ⅳ
40
短台阶法
20（2m/d）
2010.5.13－2010.6.1
ZK3+040～ZK2+700
Ⅲ
340
下导坑超前、全断面扩挖法
97（3.5m/d）
2010.6.2－2010.9.6
ZK2+700～ZK+660
Ⅲ
40
短台阶法
12（3.5m/d）
2010.9.7－2010.9.18
ZK2+660～ZK2+580
Ⅲ
80
下导坑超前、全断面扩挖法
23（3.5m/d）
2010.9.19-2010.10.11
ZK2+580～ZK2+520
Ⅱ
60
下导坑超前、全断面扩挖法
13（4.5m/d）
2010.10.16-2010.10.29
表中为暗洞开挖至初期支护时间，仰拱、铺底、衬砌施工穿插进行至2010.11.20完成。
暗洞开挖完成后转入明洞及隧道路面、装饰、洞门工作，直至竣工。
具体时间安排详见横道图《东海隧道工程施工进度计划》及网络计划图。
2、施工顺序
隧道进口段施工队伍进场后，马上投入抢修便道，平整场地，修建临时生产、生活房屋及施工需要的临时设施，安装调试施工机械设备，组织材料进场，进行职工开工前技术岗位培训，为进洞作好准备。
进洞前，先做好仰坡开挖及锚喷支护，同时作好洞顶天沟。
随后着手洞口外基坑开挖与边坡防护，并进行场地硬化，开辟施工场地，为正洞施工排水、出碴、通风提供条件。
施工顺序安排首先是进洞口套拱与长管棚施工，然后进行开挖进洞，暗洞挖好后施作明洞及洞门工程。
施工中仰拱先行，水沟、电缆沟紧跟衬砌，最后统一铺筑混凝土路面。
3、关键工序安排：
东海隧道的关键工序为Ⅳ、Ⅴ级围岩及紧急停车带和不良地质地段（F2断裂带）的开挖衬砌施工。
4、劳动力安排：
东海隧道左右出口各设一个综合隧道施工队，每一施工队劳动力组织安排见下表：
东海隧道每一施工队劳动力安排表
人员及组别
人数（人）
工作内容
管理人员队长
1
施工现场、调度室、全面管理、组织
技术副队长
2
负责技术工作，主抓环保
安全员
3
安全、质量检查
其他人员
16
技术、测量、试验、计划、财务、物资等
掘进班 钻爆工
50
钻孔、装药、起爆、自进式锚杆施工
出碴工
24
装碴运碴、扒碴、机械排险
喷锚工
20
锚杆、喷砼、挂网、注浆
机修工
12
机械维修
钢筋工
20
格栅钢架加工、安装
杂工
24
扒碴、物料倒运、洞内掘进辅助工作
调度室 调度长
2
洞内、洞外各工序协调
调度员
3
洞内开挖、出碴、衬砌各工序协调
衬砌班 砼拌合工
4
拌合砼、拌合机械维修
砼输送工
10
运输砼、运输车保养维修、输送泵操作
砼工
50
台车移位、立端头模、捣固、接泵管等
防水工
20
安装透水管、引排水、铺设防水板
杂工
30
洞外物料倒运、衬砌辅助工作
保障班 电工
6
电气设备安装、维修
供风、水工
15
高压送风、供水、通风、管路维修
运输工
12
运料、砂、石、钢材、水泥等运输
合 计
324
三、东海隧道暗洞施工方法、施工工艺
隧道洞口土石方开挖前，根据设计变更方案，先清除边仰坡上的现有石挡墙，并按1：
1坡度放坡，随即施工¢18砂浆锚杆（长2M），挂设¢6.5＠300×300钢筋网，喷射C20砼，确保边坡可靠防护，做好边仰坡顶深60CM浆砌片石截水沟，以防地表水冲刷而造成边仰坡失稳。
接着施工现状台阶处及以下1：
0.5坡面喷锚，确保进洞施工安全。
（一）Ⅴ级围岩超短台阶法施工方法
隧道Ⅴ级围岩集中在暗洞口段至明洞段，岩层风化强烈、覆盖层厚度薄，左线长140M，右线181M。
岩层软弱，地质条件复杂，稳定性差，施工难度大。
施工中一定做到“小扰动，强支护，短进尺，弱爆破，早封闭， 勤量测”，保证围岩稳定，Ⅴ级围岩段采用超短台阶法施工。
本工程进洞前先施工套拱，随即进行超前长管棚支护，以保证开挖面稳定。
洞口采取超短台阶预留核心土挖法，支护Ⅰ20a工字钢架间距0.5m一榀，开挖后立即初期支护，及时封闭围岩。
超短台阶法主要施工工序为：
开挖上部台阶→上段拱部初支→开挖下部台阶两侧（预留核心土）→完成边墙初支→开挖核心土→完成仰拱初支→完成仰拱模筑二次衬砌→模筑拱部及边墙二衬施作。
作业循环时间（min）：
掘进台车就位与测量放线40、找顶30、初喷20、锚杆钻孔安装及钢筋网钢架180、超前支护100、复喷60、钻孔爆破230，通风出碴60，每一循环计720min。
超短台阶法上台阶长度3～5M，每循环进尺0.5m，开挖一环后立即支护。
下半部开挖必须在上部断面初支基本稳定后进行，宜采用单侧落底，避免上断面初期支护两侧拱脚同时悬空引起的下沉，落底后迅速完成初期支护。
洞口及Ⅴ级围岩地段仰拱先行尽早封闭，二次衬砌施工紧跟开挖面，一般距离台阶下部开挖断面5～7M。
开挖以人工开挖为主，挖掘机配合松动控制爆破开挖为辅，应采用微震光面爆破技术。
日掘进1M，月进尺30M。
（二） Ⅳ级围岩及紧急停车带Ⅲ级围岩短台阶法施工方法
Ⅳ级围岩及紧急停车带Ⅲ级围岩采用短台阶法施工。
施工程序见图示：
说明：
1、图中数字代表各工序施工先后 顺序。
2、先开挖上台阶10～15M，下台 阶开挖可分左右半幅单侧落底开
挖，最后挖除核心土。
台阶法开挖施工步骤示意图
Ⅳ级围岩段左线250M，右线300M，岩石较软弱破碎，处于下穿宝珊别
墅区及宝秀二期区段内，采用短台阶法。
本标段隧道左右线各设有紧急停车带2处，建筑限界净宽13.05M，同样采用短台阶施工。
作业循环时间（min）：
掘进台车就位与测量放线90、找顶40、初喷60、锚杆钻孔安装及钢筋网钢架300、超前支护280、复喷120、钻孔爆破250，通风出碴160，每一循环计1300min。
短台阶法上台阶长度10～15M，每日进尺2m，开挖一环后立即支护。
下部断面开挖必须在上部断面初支基本稳定后进行，采用单侧落底，落底后迅速完成初期支护。
Ⅳ级围岩地段仰拱与二次衬砌施作时间应满足收敛和位移速度要求，一般距离台阶下部开挖断面不超过15M（停车带不超25M）。
本着稳步开挖和安全施工的原则，采用微震光面爆破技术。
月进尺安排60m，掘进作业循环时间约22h。
（三）Ⅲ级围岩全断面施工方法
Ⅲ级围岩段衬砌左线630m，右线570m，采用全断面法施工。
由于Ⅲ级围岩段基本处于下穿宝珊花园地段，采用下导坑超前、全断面扩挖法开挖，光面减震控制爆破。
施工步序如下：
下导坑爆破开挖 →全断面扩挖其余部分 → 施作初期支护 → 拱部及边墙二次衬砌。
作业循环时间（min）：
掘进台车就位与测量放线100、找顶40、初喷60、锚杆钻孔安装及钢筋网70、复喷60、钻孔爆破400，通风出碴300，每一循环计1110min（19h）。
下导坑长度宜为8～10M,每一步序应在上一步序应力基本释放后进行。
采用挖掘装载机装碴，自卸汽车运输。
洞身开挖后，立即施作锚、网喷初期支护，及时封闭围岩。
二次衬砌距离爆破面最少50M，50M外的待初期支护基本稳定后应及时施作二衬。
Ⅲ级围岩地段每日进尺3.5M，每月约36循环，月进尺安排125m。
（四）Ⅱ级围岩全断面施工方法
Ⅱ级围岩段左线60M，右线50M,完全处于下穿宝珊花园地段，同样采用下导坑超前、全断面扩挖法开挖，光面控制爆破，锚喷初期支护，全断面衬砌。
采用钻孔台车钻孔，挖掘装载机装碴，自卸汽车运输，全断面衬砌钢模台车衬砌。
作业循环时间（min）：
掘进台车就位与测量放线90、找顶40、初喷30、锚杆钻孔安装及钢筋网70、复喷60、钻孔爆破350，通风出碴300，每一循环计940min（16h）。
Ⅱ级围岩每循环16h进尺3.0m，日进尺4.5M。
（五）横洞施工方法
东海隧道出口段共设车行横洞2处，人行横洞2处，均采用单向掘进，以减少施工面。
施工中采用人工钻眼，全断面衬砌，自然通风。
（六）洞口及明洞工程施工方法
1、明洞基坑开挖
明洞与暗洞交接处至五福厂区段开挖基坑至隧道仰拱底下30CM，遇岩石则采用静态爆破方式，避免对邻近的宝秀小区建筑物结构安全产生不利影响。
首先尽量加快暗洞口位置石方开挖，确保套拱及超前长管棚能先行施工，为实现早日进洞创造条件。
基坑采用大开挖形式，土边坡为1：
1坡度，坑底设排水沟，坡面浆砌片石防护，坡顶设截水沟。
基坑土石方完成后随即铺设15CM碎石垫层，上层场地硬化采用15CM厚C35砼浇筑，作为隧道进洞施工平台与通道，工程随即转入隧道暗洞开挖与衬砌施工。
2、明洞施工
待暗洞开挖及衬砌完成后，转入明洞施工。
明洞底仰拱先行施工，接着进行边墙与拱部就地绑扎明洞钢筋全断面浇筑砼。
明洞内模采用拼装式衬砌钢模台车，拱部外模采用钢模板与钢拱架支撑。
由砼输送泵泵送砼入模，插入式振捣器振捣。
当明洞衬砌砼强度达到设计强度的70%时，按图纸要求做好拱背的防排水设施，然后先进行C15片石砼与M10浆砌片石回填，拱部回填土应分层捣实，每层厚度不宜大于30cm，两侧回填的土面高差不得大于50cm，回填至拱顶齐平后，立即满铺分层向上填筑至设计标高，并做好洞顶粘土隔水层及洞口天沟。
3、明洞门施工
明洞身施工完成后，立即着手隧道出口的洞门施工，在洞口仰拱上立模浇筑C20洞门墙，随后进行花岗岩贴面。
（七）暗洞主要工序施工工艺
1、施工测量
东海隧道为确保隧道有很好的贯通精度，必须制定切实可行的控制测量方案。
1）平面控制测量
① 洞外控制点布设
设计已提供导线点，我方根据进洞需要在隧道出洞口附近选择隧道施工控制点，至少设三个通视良
升级会员 