隧道开挖施工组织设计.docx
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隧道开挖施工组织设计
隧道施工组织设计
本段设天坪丘隧道一座，位于篆塘镇大坝村一社，全长185m，进口桩号为K93+165，出口桩号为K93+350，交通不便，距最近乡村道路约2km。
（一）地形地貌及地质概况
隧道区属红层深丘地貌，地势较高，覆盖层厚度小，岩层倾角大，地下水贫乏且不稳定，区内无不良地质现象；洞身穿过III类、IV类、V类围岩，岩体稳定性良好，裂隙不发育，主要地质特征以中~厚层和厚层泥岩、砂岩为主。
（二）工期安排
接到中标通知书后，立即进行隧道施工的准备工作，一方面对机械、人员进行调配及水电路布置，另一方面进行进出口施工场地的平整和施工场地的布置，全部施工准备为2002年3月24日~2002年5月5日。
2002年5月5日~5月31日完成进出口边坡及仰坡开挖施工
2002年5月20日~2003年3月10日完成隧道开挖和二次衬砌施工
2003年2月10日~2003年5月1日完成仰拱混凝土及排水沟、电缆槽与收尾施工。
具体施工进度详见“天坪丘隧道施工计划表”
（三）劳动力组织及主要机械配备和施工用料
1、劳动力组织
（1）从隧道出口安排施工队伍掘进，其施工人员约100人，其组织机构如下：
2、主要机械设备
天平丘隧道长185m，设计为新型M型连拱隧道，隧道施工难度较大，是本合同段的关键工程之一，准备投入使用的主要机械设备如下：
主要机械设备配备表
序号
隧道机械设备名称
数量
1
装载机ZLM30E
2
2
压风机4L20/8
2
3
混凝土捣固器HZ-50
8
4
混凝土输送泵HBT60C
1
5
柴油发电机120GF-W
1
6
喷浆机
2
7
注浆机
2
8
混凝土搅拌机JSJ500
2
9
电动水泵
3
10
钢筋切断机GQ40
1
11
木工圆盘锯
1
12
木工刨床
1
13
变压器315KVA
1
3、主要施工用料
主要施工材料计划表
序号
材料名称
单位
数量
1
拱架
榀
100
2
高压风管
M
600
3
高压水管
M
800
4
电缆
M
250
（四）施工准备
1、施工场地
①隧道作业队驻地租用当地闲置的民房，配电房、压风机房设在出口路基上、混凝土搅拌站、钢筋车间等生产房屋设在进口洞口处路基上。
②隧道施工用电由附近乡镇高压电引接，接线长约2.5km，在隧道出口安装一台315KVA变压器，另外配备一台120KW发电机以作备用。
③施工用水：
根据现场条件，天坪丘隧道出口附近水源较丰富，就近自建泵站，采用高位水池供水，在天坪丘隧道出口设蓄水池一座，在山顶上建一座高山水池，高山水池建于施工工作面40米以上，以保证隧道开挖时的水压力，容量50m3，高山水池在隧道开挖前修建完工。
④施工用风：
在隧道出口设供风站一处，内设电动空压机1台。
⑤三管两线布置：
综合施工现场实际情况，将高压风管、高压水管、通风管布置在洞口右侧，动力线和照明线布置在左侧，三管两线布置见“三管两线布置图”。
照明线面成洞地段采用220V，掌子面附近采用36V安全电压。
⑥砼工厂
在隧道进口设2台JS500强制式拌合机，混凝土由混凝土输送泵输送。
（五）施工方案
1、总体方案和部署
①天坪丘隧道较短，但是该隧道设计为M型新型隧道，开挖及支护施工难度较大，隧道开挖必须采用光面爆破，控制好爆破用药量，减少对围岩的扰动，保证开挖轮廓圆顺，减少超挖，不允许欠挖。
②初次支护紧跟开挖面，爆破以后立即对围岩进行初喷、打设锚杆、挂钢筋网、初喷厚度不小于4mm，喷射砼分1~3次复喷达到设计要求，并覆盖钢筋网和锚杆露头。
中空锚杆施工采用专门设备和专用工艺。
要求注浆饱满。
③钢筋网不允许预扎成片挂设，必须单根现场绑扎，并随岩面起伏，贴岩面。
④初期支护达到设计要求后的地段距开挖面的距离不得大于10m。
⑤二次衬砌砼浇筑采用机械泵送，一次成型。
⑥加强施工监控量测工作，成立专门的监控量小组，及时掌握围岩衬砌的应力、应变状态。
量测信息应及时反馈，施工、监理、设计随时掌握围岩和结构的工作状态，以便及时调整设计参数，制定合理的施工措施和支护手段，节约工程费用，保证施工安全。
2、洞身施工
天坪丘隧道按新奥法设计，采用复合式衬砌，初次支护以喷射砼、锚杆和钢筋网为主要手段，部分辅以格栅拱架加强支护，以超前锚杆作为施工的辅助措施；二次衬砌采用整体式现浇砼或钢筋砼。
根据隧道进出口的围岩情况，决定从隧道出口向进口方向掘进，在开挖过程中，严格遵守新奥法施工的基本原则：
“少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭”。
（1）暗挖法施工
暗洞施工采用上下导坑法开挖，先从隧道左线出口端开挖进洞，待上半断面开挖、支护完成后，再进行下半断面的开挖。
在上下断面的开挖中，连同隧道设计中隔墙部分一次开挖成型，在隧道的初期支护中，对中隔墙顶部范围，采用加密φ22锚杆、钢筋网和喷射混凝土进行加固。
初次支护紧跟掌子面及时施作，控制围岩变形，最大限度地发挥围岩的自承能力，喷射砼标号为20号，采用湿喷工艺，增加密实性，减少回弹量，改善作业环境。
锚杆采用MAIR25中空注浆锚杆，锚杆露头加设配套钢垫板，施工时采用专用注浆设备和注浆工艺，确保注浆饱满，保证锚杆与围岩全粘结，垫板安装时应紧贴岩面，钢筋网采用φ6.5钢筋，III型衬砌初次支护中以格栅拱作为加强措施，格栅拱用Φ20钢筋和φ10钢筋加工而成。
二次衬砌中墙采用钢筋砼，III类围岩段拱部和边墙采用C25钢筋砼，其余围岩段采用C25素砼，拱部、边墙二次衬砌施工时采用全断面模板台车施作，以提高砼的整体性，减少施工缝。
对于超挖部分用同级砼或同级片石砼回填，明洞衬砌为C25钢筋砼。
每衬砌类型变化处应设沉降缝，沉降缝宜设在施工缝处；隧道洞身段围岩为III类、IV类、V类，其衬砌类型为III型、IV型、V型，支护参数如下所示，隧道开挖过程中应加强监控量测，掌握围岩变化情况，保证施工安全。
复合衬砌支护参数表
衬砌类型
锚杆
喷射砼
预留
变形量
二次衬砌
厚度
初次支护
加强
备注
III型
3.5m,
@100×100
22cm
10cm
50cm
格栅拱,1榀/米
除仰拱外,其余衬砌均为钢筋砼
IV型
3.0m,
@100×100
10cm
3cm
40cm
中墙为钢筋砼
V型
3.0m,
@100×100
10cm
3cm
35cm
中墙为钢筋砼
超高缓和
3.0m,
@100×100
10cm
3cm
40cm
中墙为钢筋砼
（2）防止右线开挖时对中隔墙砼的破坏，待中隔墙混凝土达到设计强度后，在中隔墙右侧表面用装满锯沫的草袋覆盖，在草袋外侧用7.5号浆片进行防护。
进行仰拱开挖时，在开挖前应对中隔墙用草袋进行保护。
在仰拱施工完成并达到设计强度后，进行二次衬砌施工。
（3）在左线隧道衬砌完成40米后，右洞开始掘进，右洞开挖时，中隔墙部分提供了临空面，可进行弱爆破上下断面开挖。
隧道施工期间应进行以下量测工作:
围岩地质衬砌支护观测、地表沉降观测、周边收敛观测、拱顶下沉观测等必测项目量测，加强信息反馈。
3、隧道洞口施工
洞口施工时结合洞口地质及地形条件，尽量使洞口简洁、美观、自然，与环境协调。
①隧道进口为端墙式洞门，洞门墙后设有5m明洞，洞口侧墙及洞门端墙采用C20素砼，墙面采用釉面砖镶面，表面镶缝应顺直、均匀、美观；明洞拱背以土石回填，在靠近明洞拱背30cm范围内以粘土回填，明洞端部及其上仰坡均采用喷、锚、网作为临支护，喷锚网应及时施作，坡面开挖面不宜暴露过久，锚杆采用MAIR25中空注浆锚杆。
②出口地形较陡且围岩很好，为拱翼式洞门，施工时采用仰坡面喷射砼、锚杆、钢筋网防护，洞门墙采用10号浆砌块石砌筑，条石镶面，表面砌缝应顺直、均匀、美观。
洞口路堑开挖时应采用控制爆破技术，尽量减少对边、仰坡的振动。
4、防排水施工
①洞身防排水
天坪丘隧道为山岭隧道，地下水量不大，隧道防排水施工的原则量“以排为主，防排结合”。
洞身衬砌防水是在喷射砼和二次衬砌之间设不复合SLQ-PVC防水板和无纺布作为防水层，施工缝设BW-96型膨胀型止水条，沉降缝设沥青木丝板夹E型橡胶止水带。
无纺布为300g/m2，防水板厚度不小于1.2mm。
防水板必须粘接牢固，搭接宽度不小于10cm。
无纺布不须搭接，但需连续铺设。
无纺布与防水板局部粘接。
衬砌排水是在喷射砼和防水层之间设φ116打孔波纹管作纵、横向盲沟。
纵向盲沟设在边墙基脚部位和中墙顶，边墙部盲沟标高稍高于侧沟沟底，在隧道两侧均应布设。
横向盲沟沿拱背布设，并下伸与纵向盲沟连通，横向盲沟每10m设一道，在集中出水地段可适当增加，边墙部在纵向盲沟与侧沟之间设φ116打孔波纹管将纵向盲沟中的水排入侧沟中，泄水盲沟每4m设一道，中墙顶预埋φ80镀锌钢管将纵向盲沟中的水排入右洞右侧排水沟，同样每4m设一道，洞内排水沟采用现浇20号砼，其盖板为钢筋砼预制板，路面两侧每25m设铸铁篦子进水口一个。
②洞口防排水
洞口明洞防水层是在衬砌外壁抹2cm厚的10号水泥砂浆，刷一层热沥青后再铺防水板无纺布防水层，回填时在靠近明洞拱背20～30cm范围内以粘土回填，明洞墙脚设φ116打孔波纹管排水盲沟将水排出洞外。
洞口端墙、侧墙中以2×2间距敷设φ116打孔波纹管及泄水孔，明洞背设排水沟，洞顶设洞顶截水沟。
5、路面
隧道路面为钢性路面，宽度为8.0m，面层为C35水泥砼，厚度为25cm，垫层为16cm厚C15素砼。
（六）施工方法
本隧道长为185m，采用从出口单口掘进，使用大型机械施工，III类围岩地段根据地质情况，采用超短台阶法施工，IV、V类围岩地段采用微台阶法施工，隧道支护按先拱部后边墙的顺序实施，初次支护采用喷锚支护，衬砌全断面整体式衬砌，并采用复合衬砌，在施工过程中加强监控量测，施工工艺详见：
隧道总体施工程序图；洞口段、洞身段施工方法图。
1、洞口施工
（1）土石方开挖施工，土方采用人工刷坡，装载机挖装，自卸汽车运输。
（2）洞口仰坡、截水沟及排水沟施工
首先施工洞口边仰坡外的截水沟及排水沟，以稳定坡面和防止地面水影响洞口的稳定，边仰坡开挖采用人工、风钻由上而下，坡面进行挂网喷砼加固坡面或防挡措施处理，以达到良好的防护效果。
2、洞内施工
开挖爆破
（1）爆破设计
①钻孔：
钻孔采用风动凿岩机进行钻孔作业。
②爆破：
进行爆破试验并不断修正设计爆破参数，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，确保正常实施，其具体措施如下：
A、测量放线:
a、隧道中线测桩之间距，直线上不超过20米、曲线上不超过10米，每50米设一水准（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，及时调整爆参数，以达到最佳爆破效果。
B、钻孔作业方法步骤:
a、钻孔前，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6cm，方向相互平行，严禁相互交错，硬岩炮眼利用率达90%以上，中硬岩达85%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、严格控制周边眼钻孔外插角度，相邻两茬炮之间错台不大于10cm。
C、爆破作业的技术要求
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。
（2）光面爆破的施工方法：
根据设计围岩类别不同，采用不同的爆破方案。
A、钻爆方案
a.为减少对围岩的
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