隧道掘进机施工方案.doc

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隧道掘进机施工方案

1、编制依据

1.1、符合设计文件和相关的施工图纸，并按照项目部总体实施性施工组织设计编制。

1.2、遵照《中华人民共和国安全生产法》（2011修正版）、《建设工程安全生产管理条例》（国务院令第393号）、《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076—95）、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33—2001）、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）、《公路水运工程安全生产监督管理办法》（交通部令2007年第1号）等工程建设安全生产管理规定，符合《公路工程质量检验评定标准》（JTJF80/1-2004）、《公路隧道施工技术规范》（JTJ042—94）、《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003、J253-2003）、《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120-2002~J160-2002）、《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81－2002）等规范、标准的规定进行编制。

1.3、国家、交通部、省、直辖市现行环境保护、劳动保护有关政策、法律、法规等。

1.4、对合同段的现场踏勘所获当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。

2、工程地质水文

掘进机法经济切割岩石适用于围岩岩石极限抗压强度不大于90mpa的各级围岩，地下水无碍，最大切割岩石硬度可达到120MPa。

3、掘进机施工临建布置

3.1、用电

掘进机用电额定电压为1140V电压，隧道口需有10KV电压的线路接口。

专用变压器变压到1140V，提供掘进机使用，专用变压器至掘进机端低压线缆不宜大于500m，所以，较长的隧道应使用高压铠装电缆进洞，专用变压器随开挖进展逐步向隧道开挖齐头移动。

3.2、用水

掘进机工作状态时为润滑和降尘，需使用高压水，供水压不小于3Mpa，用水量不小于100立方米/天。

因此，需在隧道洞口山顶修建高山水池，高山水池所处的位置较隧道拱顶高出30～50米，以提供强大的水压力在修建高山水池有困难的地方，也可使用双台增压泵，在水池采用球阀开关分支连接，确保在其中一台高压水泵损坏的情况下，另一台为掘进机供水。

3.3、出碴

隧道掘进机在掘进过程中，截割部截割岩石后，由星形铲板通过第一运输机把石碴运至掘进机尾部，自卸汽车在此等候和跟进，洞碴直接卸于车厢里，然后自卸汽车将碴运出洞外。

在保证开挖速度的情况下，也可采用装载机、挖掘机等设备辅助进行出碴。

隧道出碴可在开挖同期进行，节省了时间。

3.4、其它临时设施部署

隧道洞口设生产区和生活区，生产区主要考虑路基土石方施工机械、隧道施工动力设备、桥台施工设备的存放调度区，并根据工程需要布置拱架和钢格栅加工区，周转料及料库、喷砼搅拌区三大块。

生活区与生产区分开，生活区建设时尽量保留原地貌中的树木，便于撤场后的地貌恢复和绿化工作。

一般一个隧道一个口生活区按200人的容纳标准修建。

3.5、隧道弃碴场

隧道掘进机切割下的岩石碴块粒径本身较小，可简单破碎筛分后经试验达到强度要求，即用于本隧道喷砼、衬砌及仰拱填充骨料，即使洞碴经过加工强度不能满足高标号混凝土要求，亦可利用于本标段低标号混凝土，至少能用于路面工程沥青路面水稳层骨料。

因此在弃碴场选用时应考虑上述因素，确定弃碴场的大小及砸石设备布置，多余弃碴弃置于弃碴场，弃碴场采用挡护措施，避免雨水冲刷流失，污染农田和花圃、果林、沟渠等，弃碴场表面覆盖地表植被土，以便绿化和再造林。

4、隧道掘进机施工进度安排

4.1、开挖分层及后台配置

以新型徐工EBZ260悬臂式掘进机开挖设备为例，近年来，掘进机施工方法已渐趋成熟，施工进度很快，如果还需加快，可采用正台阶方法施工，上断面高度不宜大于5.5m，上半断面掘进机、下半断面采用传统钻爆法，效率更高，加之隧道喷射混凝土也需要较强大的高压风，因此，在隧道的开挖后台仍需完全按传统钻爆法配置资源（电力系统和空压机配备满足钻爆法），在掘进机故障检修保养期即刻调整为传统钻爆法。

4.2、隧道开挖进度计算

掘进机法隧道施工依然遵循新奥法原理，开挖前做好隧道测量工作，每个洞口设三个以上经反复复核过的三角精密导线控制网点。

施工准备期间，隧道洞口高压电就位、掘进机组装、空压机安装、高山水池的修建、二衬拱架加工场合喷射混凝土搅拌站等应同期完成。

迅速投入隧道施工，进场临时便道需高标准建设。

隧道一旦开始掘进，由于掘进机生产效率较高，与之匹配的装运作业线、支护作业线、衬砌砼作业线，超前地质预报作业线、辅助作业线（包括通风、注浆、洞内排水）应满足要求，提前谋划，如防水卷材铺设平台、仰拱栈桥、二衬模板台车应提前加工组装。

掘进机调试正常，其它匹配工序能满足掘进机进度以后，按照以下开挖循环安排组织施工。

下表为估算时间表。

单头掘进机掘进循环时间、工期计算

III、IV级围岩

V级围岩

序号

工程名称

工程数量

时间

工程数量

时间

（min）

（min）

1

测量

30

30

2

超前支护

120

120

4

每循环掘进进尺

3m

210

1.8m

210

5

6

7

8

出碴

60

60

11

安装拱架格栅、挂网

120

120

12

喷砼

180

180

13

循环时间

720

720

14

循环进尺

3

1.8

15

日循环数

2

2

16

最高日进尺

6

3.6

17

平均月进尺

160

90

由上表可知，隧道初期支护工序转换较多，耗时较长，需配备足够力量满足要求，紧跟齐头。

开挖后即刻开始支护,如果支护不能满足进展要求，应随时动态添加。

为保证二次衬砌跟进，隧道仰拱应在初期支护完10天左右进行，衬砌台车长12m，按照两天一个循环，每月可完成180m，基本上满足要求。

考虑到紧急停车带需对台车进行改装后才能施工，因此，紧急停车带有可能将会在开挖过程中长期暴露在外，在进行初期支护时一定要加强支护质量控制。

当然，如果在正常段保证3天2模，每个月衬砌进度至少可达到240m,甚至可在衬砌同期完成紧急通车带扩大段或汽车通道扩大段二次衬砌施工。

5、隧道主要工序施工要点

5.1、洞口段开挖

隧道洞口选择遵循“早进晚出”的原则，尽可能采用“无仰坡”开挖技术进洞，禁止人为“大挖大刷”现象，如发现洞口设计里程与以上原则不符，应及时通知设计进行变更，以保证进洞安全。

隧道进洞后根据进度安排其它开挖、建筑、附属工程施工，但应及时施工洞口明洞段和洞门端墙。

洞口采用分层开挖，施工机械以大功率挖掘机为主，

洞口场地以装载机辅以推土机整平压实，遇坚硬石质地层钻眼爆破，采用自卸车弃往制定弃土场或填方地段。

隧道洞口围岩均为块碎石松散地带，为保证洞口围岩稳定，采用台阶分步法开挖，第一步将土石方开挖至开挖线形状，保留核心土，以便在核心土台上施作超前支护大管棚；第二步在超前支护完成后，挖除核心土，进行正洞开挖。

先墙后拱衬砌，先修好洞门，及时施做防水层。

该段施工避开雨季并遵循“短进尺，弱爆破，快封闭，强支撑”的施工原则。

洞口段施工

根据隧道进口实际地址情况，围岩类型差，边、仰坡顶覆盖层厚。

为保证施工的安全性和可靠性，在边，仰坡施工完工后，应首先进行明洞的施工，待洞门工程结束回填后，再进行洞口段开挖。

隧道出口围岩相对较好。

可视实际施工情况，决定明洞施工顺序。

5.2、边仰坡施工

进洞前，首先完成洞顶排水沟、洞外截水沟，以便预计引离地表水。

然后，自上而下进行边仰坡开挖，严禁掏底取土

或使用大量爆破，施工中尽量减少对原岩层的扰动，最后，按设计坡度对边仰坡一次修整到位，并分层进行边坡防护，以防岩土风化，雨水渗透而坍塌。

隧道洞口边，仰坡采用锚喷防护，坡面修整好后按设计要求成孔，成孔后及时将锚杆送入孔中。

使用水泥砂浆注浆，水泥砂浆强度不低于20Mpa，其配合比要符合设计要求。

注浆时先高速低压从孔底注浆，当水泥砂浆从孔口溢出后，再低速高压从孔口注浆，注浆压力为0.4Mpa。

为增加浆液的和易性和水泥砂浆的早期强度，在浆液中掺入适量的减水剂和早强剂。

编钢筋网时，依托锚杆头挂焊Φ6钢筋网，逐点焊牢，同时边敲击筋条贴合岩面凹凸起伏（间距不大于3cm），保持平顺，特别凹陷处应增加挂网锚杆固定。

喷射小石子砼前对岩面应先喷水湿润，以免砼层成壳脱落，在网片生锈前及时从上向下喷射。

喷射小石子砼的配合比、外加剂掺量、气压、水量、喷距、每次喷厚、层次等应经现场工艺试验确定。

5.3、超前大管棚

施工顺序：

施作砼套拱→钻机就位→钻孔→扫孔→插入钢管→孔口密封处理→喷砼封闭→管棚钢管注浆→开挖及支护→进入开挖支护循环

砼套拱：

按设计要求进行砼套拱施工，套拱内设工字钢拱架，并安装孔口导向管，工字钢与导向管焊成整体。

钻孔：

采用地质钻机从导向管钻进，并顶进长管棚钢管，开孔时低速低压。

钻机纵轴方向准确定位，保证孔向正确，每钻完一孔即顶进一根钢管，注一孔浆。

管棚插入：

钢管节采用丝扣连接，为确保同一横断面内接头数量不超过50%，相临钢管的接头错开量不小于1m，施工前先确定本次顶入长度，编排好每孔管节顶入顺序，并做详细交底。

孔深阻力大时，采用机械顶进。

注浆：

利用间隔位置先行敷设的钢管进行，注浆压力控制在0.5～1.0Mpa，终压2～2.5MPa。

注浆时做好记录，根据压力状况和跑浆情况确定终止时间。

5.4、隧道掘进机开挖

5.4.1、开挖原则

开挖方式采用台阶法开挖，运输采用无轨运输，及时封闭开挖面施做初期支护，做好隧道监控量测，以监测结果及时调整支护参数和防水、衬砌施做时间。

洞口进洞浅埋和全隧断层破碎地带穿越遵循“短进尺、弱爆破（虽采用掘进机开挖，局部仍不可避免会使用爆破方式）、强支护、早封闭、勤量测、衬砌紧跟”的原则。

5.4.2、掘进机设备参数（如下页参数表）

掘进机参数表

项 目

参数

整机质量

120t

外形尺寸　　　　　　　　　

长

13000mm

宽

铲板

3800mm

机身

3000mm

高

截割头水平放置最高点

2700mm

机身

2195mm

卧底深度

280mm

地隙

270mm

定位切割

高度

5700mm

   范围

宽度

7000mm

面积

39.9m2

龙门高度

400

最大/经济切割岩石抗压强度

≤120/90MPa

爬坡能力

±18°

行走速度

0~6.3/10m/min

接地比压

0.17Mpa

总功率

595KW

切割电机功率

320KW

泵站电机功率

200kW

供电电压

AC1140V

切割头转速

30.6r/min

装载能力

星轮式/4.3m³/min

履带宽度

720mm

履带外宽

2930mm

喷雾水压

内喷雾水