最新高速公路隧道施工方案.docx
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最新高速公路隧道施工方案
隧道施工方案
编制：
复核：
审核：
二0一五年月
隧道施工方案
1、工程概况
1.1工程简介
1.2编制依据、原则
编制依据：
1
2、隧道Ⅴ级围岩施工方案变更设计
3、本合同段施工合同文件
4、《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009
5、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004
6、本公司的技术管理水平
编制原则：
1、遵守招标文件条款、响应招标文件要求。
2、坚持“科学组织、合理投入、优质安全、快速高效”的施工指导思想。
3、坚持实事求是的原则，根据我公司的能力，确保施工组织的可行性、先进性和合理性。
4、注重信息化施工的原则，重视隧道工程的工程地质、水文地质调查及超前地质预报工作，把超前地质预报纳入施工工序进行管理，建立以地质工作内容为先导、以量测为依据的信息化施工管理体系。
1.3自然地理条件
（1）地形地貌
隧址区属构造剥蚀低山地貌，山势较陡，坡度40°～50°。
进口附近基岩裸露，坡度较陡。
出口附近植被发育，坡积层厚，坡度较陡。
RK2+730附近为最高峰，高程为397.28m。
隧道左线最大埋深在ZK2+680处，右线最大埋深在K2+730处，埋深为95米。
（2）气候气象
项目区地处中纬度欧亚大陆东缘，横跨太行山中段东坡和华北平原的山前地区，属于暖温带大陆性季风气候。
最冷平均气温-2.8℃，最热平均气温26.6℃。
降水集中，地区分布不均，降水量集中在7、8月份，年平均降水量为556.4毫米。
（3）水文地质
隧道由一道山脊下部穿过，山脊坡降较大，利于地表水的排泄。
隧道范围内的雨季冲沟内会有暂时性流水，由于下部为强风化基岩，裂隙发育，地表为残坡积碎石及全风化基岩，可造成地表水的渗入，施工时可能会产生滴水现象。
隧道区域内地下水主要为第四系松散层含水和基岩孔隙裂隙水，进口处裂隙中及出口段碎石层，由于地表坡度较缓，可能产生滴水和渗水，雨季可能形成珠串状流水。
（4）地质特征
晋获断裂于隧道进口附近处（ZK2+755）通过该断裂，该断裂主要活动时代在晚第三纪晚期，中更新世有过明显活动，该断裂长治以北为晚更新世活动断裂。
水准测量表明（1971-1991）上盘下降速率约为0.2mm/a。
沿断裂有多次中强地震及小震群发生，最大震级为5.5级，该断层为寒武系白云岩地层内的逆断层，为高倾角断层，坡走向NWW，倾向SE，断层破碎带宽度不大，断层西侧为Z1d紫色砂石，页岩地层，东侧为白去岩地层。
位于隧道进口东北向约230米处，存在一向斜，向斜倾向为295°，倾角22-25°，走向为NE20°，受向斜影响，该处岩层较为破碎。
隧址区山坡分布第四系坡积（Q2d1）碎石、块石，其它地段大部分基岩裸露。
基岩为寒武系白云岩、震旦系砂页岩。
隧道进口部位基岩出露且埋深较浅，受晋获断裂带的影响，裂隙很发育，且为紫红色砂、页岩与白去岩接触带，隧道仰坡稳定性差，应当进行加强防护。
隧道出口位于坡积碎石处，坡积坡度较陡，受到开挖扰动后可能会失稳，建议对出口处坡积物进行清理，并进行适当放坡并对仰坡进行支护。
（5）地震
路线经过区域地震动反映谱特征周期为0.4s，地震动峰值加速度为0.05~0.10g，地震基本烈度为Ⅵ度。
1.4隧道围岩衬砌类别和主要工程数量
（1）段隧道各级围岩类别及长度，详见表1-1；
隧道围岩衬砌类别统计表表1-1
序号
围岩衬砌类型
左洞长度（m）
右洞长度（m）
备注
1
明洞
10
20
2
Ⅴ浅
60
65
3
Ⅴ深
50
20
4
Ⅳ
30
30
5
Ⅲ
110
140
6
Ⅳ
40
40
7
Ⅴ浅
65
70
8
明洞
10
10
合计
375
395
（2）隧道各级围岩汇总表，详见表1-2；
隧道围岩衬砌类别表表1-2
序号
衬砌类别
单位
左洞
右洞
合计
百分比
1
明洞
洞延米
20
30
50
6.5%
2
Ⅴ浅
洞延米
125
135
260
33.8%
3
Ⅴ深
洞延米
50
20
70
9.1%
4
Ⅳ
洞延米
70
70
140
18.2%
5
Ⅲ
洞延米
110
140
250
32.5%
合计
375
395
770
100.0%
（3）岩复合式衬砌支护参数
各级围岩复合式衬砌支护参数见下表1-3。
隧道围岩复合式衬砌支护设计参数表表1-3
项目
单位
衬砌型式
明洞
Ⅴ级浅埋
Ⅴ级深埋
Ⅳ级
Ⅲ级
喷混凝土
C25早强混凝土
cm
28
26
24
15
径向锚杆
直径
mm
中空Φ25
中空Φ25
中空Φ25
砂浆Φ22
长度
cm
400
400
350
300
锚杆布置
cm
100×65
100×70
100×90
120×120
钢筋网
直径
mm
Φ8
Φ8
Φ8
Φ8
钢筋布置
cm
20×20（双层）
20×20（双层）
20×20
20×20
二次模注混凝土
C30混凝土
cm
45
C30钢筋混凝土
cm
80
60
55
50
仰拱厚度
喷C25早强混凝土
cm
28
26
二次C30钢筋混凝土
cm
80
60
55
50
超前支护
类型
洞口Φ108长管棚，Φ50小导管
Φ50小导管
Φ50小导管
间距
cm
40，35
35
45
长度
m
30/40，4.5
4.8
4.8
（4）本合同段主要工程量如下表1-4。
本标段主要工程数量表表1-4
序号
施工项目
单位
工程量
备注
1
隧道开挖
m3
109883
2
现浇混凝土
m3
30208
含隧道拱墙、仰拱、电缆槽、边沟、路面、洞门等。
3
喷射混凝土
m3
7874
洞内外初支和临时支护喷C20、喷C25混凝土总量
4
钢筋
t
1400
不含钢架连接件
5
工字钢架
t
1149
含隧道初支、临时支护，不含连接件
6
无缝钢管
kg
255732
含隧道初支、临时支护
7
中空锚杆
m
78876
8
防水板
m2
23161
明、暗洞防水板
2、组织机构
2.1项目管理组织机构
（1）项目组织机构图
成立“石家庄市高速公路项目NRC-9标段项目经理部”，实行项目经理责任制，按项目法组织施工。
项目经理部全面负责组织、指挥、协调现场施工，并与业主、监理及设计单位密切配合，搞好施工组织、对外协调和各类保障工作。
本项目的实施采取项目部、劳务队两级管理模式。
项目经理部下设工程技术部、安全环保部、计划合同部、财务部、物资设备部、工地试验室、综合部、农民工工资管理办公室、档案室，共9个职能部室；配备5个专业施工队进场施工。
项目组织机构图图2-1
总工程师
（2）项目部室的工作职能
各部室主要职责表表2-1
部门
职责
工程技术部
施工技术方案编制、现场技术指导、测量控制、分析处理质量问题
安全环保部
安全管理制度的检查、落实和质量检查、质量监督、分析处理质量安全问题，环保措施的制定和检查落实。
计划合同部
制定施工计划、统计报表、计量、合同管理、经济核算等
财务部
经济核算，财务管理
物资设备部
材料、物资、机械设备的供应及管理
工地试验室
各种试验及检测工作
综合办公室和农民工工资管理办公室
外部协调、秘书、劳资、公务、后勤、治安、党务、政工、工会、农民工工资管理等
2.2施工队伍安排
根据本工程进度要求及工程数量，拟组织1个专业隧道施工队；施工队将以熟练技术工人为骨干组成，工种配置合理齐全。
参加工程施工人员按任务划分和施工进度安排陆续进场，劳动力动员周期从业主允许进场日期开始，动员周期为整个施工期。
隧道队下设8个班组：
开挖班、立架班、加工车间、出渣班、衬砌班、杂工班、路面及电缆槽等附属工程作业工班，劳动力最高峰时144人，劳动力安排计划见“劳动力计划表”。
劳动力计划表表2-1
序号
岗位或工种
按工程施工阶段投入劳动力情况（人）
2015年
3季度
2015年
4季度
2016年
1季度
2016年
2季度
2016年
3季度
1
开挖班（炮工）
10
30
30
30
10
2
立架班（电焊、力工等）
5
10
10
10
8
3
喷锚班（喷浆、力工等）
10
20
25
25
10
4
加工车间（电气焊工）
3
5
7
7
5
5
出渣班（挖机、装载机、汽车司机等）
10
15
15
15
10
6
拱墙衬砌班（模板、钢筋、混凝土工等）
5
25
30
30
30
7
杂工班
3
5
7
7
5
8
路面、电缆槽班（模板、钢筋、混凝土工等）
15
20
20
合计
46
110
139
144
98
3、投入工程主要施工机械设备
拟投入本工程的主要施工设备表表3-1
序号
设备名称
型号规格
单位
数量
备注
1
空压机
22m³/min
台
4
动力风
2
轴流式通风机
50KW*2
台
2
洞内除尘
3
装载机
ZL50（侧卸）
台
2
洞内出渣
4
装载机
ZL50（正铲）
台
2
辅助运输
5
挖掘机
1.2m3
台
1
出渣、排险
6
混凝土输送泵
HBT90
台
1
二衬
7
自动湿喷车
KC-30
台
1
30m³/h
8
型钢冷弯机
WGJ-250液压
台
1
钢架加工
9
自卸车
15m³
辆
10
运渣
10
发电机组
200KW
台
1
备用电源
11
风动凿岩机
Y128
台
30
钻孔
12
双液注浆泵
ZKHB-6
台
1
13
潜孔钻
KY140
台
1
注浆
14
电焊机
BX1-500型
台
12
管棚钻孔
15
钢筋调直切断机
TZ5-10
台
1
16
钢筋切断机
GQ50型
台
1
17
钢筋弯曲机
GW50型
台
1
18
衬砌台车
长12米
台
1
拱墙衬砌
19
全站仪
拓普康ES602G
台
1
20
水准仪
新北光DS-32
台
1
4、施工总平面布置及现场临时设施
施工现场临设布置严格按照《河北省交通厅高速公路建设项目“阳光工程”施工方案（试行）》[冀交体法字（2005）323号]、《河北省交通运输厅关于印发深入推进高速公路建设“十公开”实施方案的通知》[冀交基（2011）688号]、《中共河北省交通运输厅党组关于深入推进高速公路建设“十公开”制度的意见》[冀交党组（2011）33号]和业主指定的标准化管理办法的相关要求进行布置。
4.1施工总平面布置图
本工程施工总平面布置见图4-1：
隧道施工平面布置图。
4.2施工临时设施
（1）施工便道
施工便道从既有392省公路中引入，施工时部分村道可扩建加宽作为施工进场便道。
本隧道共需新修便道约0.2km。
（2）临时办公、生活设施
在隧道洞口处设隧道队部办公生活区、隧道作业工班民工生活房，占地2000M2，采用彩钢活动板房建设。
（3）施工用水及生活用水
拟在洞口打一眼100米深机井，用高压水泵抽至生活区、生产区蓄水池内，同时作为生活和施工用水。
生活用水设一个10m3水箱。
洞口设一座30m3水箱，向洞内供水采用7.5KW加压泵，通过φ100主管道向洞内作业面提供高压施工用水。
（4）施工供电系统
供电采用从隧道口附近高压电网“T”接引入，现场各洞设400KVA变压器1台，供隧道施工用电。
隧道内照明在成洞段和不作业段采用220V，一般作业地段用低压电源不大于36V。
现场架设专线至各主要施工点，通过设置变压器并架设动力线路至施工现场作为施工用电；同时配备一定数量的低噪音柴油发电机组辅助供电。
（5）施工动力用风
在隧道洞口附近建一座空压站，供风站内设4台22m3/min电动空压机，利用φ200无缝钢管向洞内供风。
隧道施工平面布置图图4-1
（6）隧道通风
拟在各隧道掘进端洞口处各安设一台50KW*2轴流式通风机进行通风，均采用管道压入式通风方案。
施工时开挖在150m以内采用自然通风，150m以后采用机械通风。
风机安装在距洞口外30m处，通风管直径为1.0m，采用PVC增强纤维纶布材料柔性优质风管。
风管安装在隧道拱部，风管末端距工作面的距离为20～30m。
污浊空气
隧洞通风示意图图4-3
（7）隧道施工排水
本隧道为下坡作业时，施工排水采用机械分级接力式排水方式。
在开挖掌子面处挖集水坑，安装潜水泵，并随掌子面一同前移，同时隧道内每隔50m～100m设一个集水坑，均安装潜水泵，潜水泵及排水管大小根据出水量决定。
隧道洞口设沉淀池，洞内水排入沉淀池经处理符合排放标准时排出或供工程使用，防止污染周围环境和河道。
富水地段施工时在隧道内配置足够数量的排水设备以备隧洞内出水量较大或突发性涌水时施工排水需要。
洞内管线布置图图4-4
（8）混凝土拌和站
隧道混凝土由拌合站统一拌制，距隧道洞口约600米，采用混凝土搅拌运输车运输。
拌和站设有2座90型拌和机，拌和站场地采用水泥碎石进行硬化，设置集中污水处理池。
（9）隧道钢筋加工场
为施工方便，拟在出口右洞右侧设置设钢筋加工场，占地面积35*60m，主要用于型钢钢架、二衬钢筋、钢筋网片、超前小导管等的加工制作。
（10）各类库房
材料库设在隧道出口右侧。
（11）弃土场
隧道弃方主要堆弃在本合同段1#弃土场，弃土场位于K3+400右侧4km处，弃土堆应堆置整齐，并夯拍边坡表面，设置排水沟，使弃土堆保持稳定和排水畅通，以防止雨水冲刷造成水土流失。
施工中避免对土堆周围的建筑物、排水及其它任何设施产生干扰和破坏。
弃土完毕后将场地进行平整、绿化和复耕，以满足环保和水土保持的需要。
5、施工进度计划
5.1工期安排
根据招标文件的工期要求，本标段分离式隧道工程计划于2015年10月1日开工，2016年8月31日完工，工期11个月。
（1）主要施工进度指标见“隧道开挖方法及施工进度指标表”。
序号
围岩级别
开挖方案
开挖进度指标
1
Ⅲ级围岩
上下台阶法
100m∕月
2
Ⅳ级围岩
预留核心土法
60m∕月
3
Ⅴ级围岩
三台阶开挖法
40m∕月
隧道开挖方法及施工进度指标表表5-1
（2）主要节点工期表
详见表5-2：
隧道施工时间安排表
隧道施工时间安排表表5-2
序号
施工项目
左洞
工作量
右洞
工作量
开始
时间
结束
时间
持续时间
（月）
1
出口明洞开挖支护
10m
10m
2015/10/1
2015/10/31
1
2
进口明洞开挖支护
10m
20m
2016/3/1
2016/3/31
1
3
隧道出口管棚
20m
20m
2015/11/1
2015/11/30
1
4
隧道进口管棚
20m
20m
2016/4/1
2016/4/30
1
5
隧道开挖支护
355m
365m
2015/12/1
2016/5/30
6
6
仰拱初支、衬砌、填充
375m
395m
2016/1/1
2016/6/31
6
7
拱墙衬砌（含明洞）
375m
395m
2016/2/1
2016/7/31
6
8
进口洞门混凝土
1项
1项
2016/6/1
2016/6/30
1
9
出口洞门混凝土
1项
1项
2016/7/1
2016/7/31
1
10
路面基层及面层
375m
395m
2016/5/20
2016/8/20
3
11
土建附属工程附属
375m
395m
2016/6/1
2016/8/31
3
12
工程收尾、缺陷处理
1项
2016/7/30
2016/8/31
1
5.2施工进度计划表
详见表5-3：
隧道施工进度计划表
6、施工方案、方法与技术措施
6.1总体施工方案
本工程安排1个隧道施工队负责本隧道施工，根据现场施工环境，拟由隧道出口向进口单向施工。
（1）隧道开挖方案
按新奥法原理组织施工，洞口明洞段采用明挖法，暗挖段采用锚喷构筑法施工，光面爆破。
采用凿岩机与钻孔台架配合钻孔；围岩较好地段采用非电毫秒雷管起爆、光面爆破技术。
对于不宜爆破的软弱围岩采用小型挖掘机直接开挖或采用人工风镐开挖。
（2）隧道支护方案
初期支护、超前支护采用专用机械施工。
喷射混凝土采用大型砼喷射机施喷；锚杆采用手风钻钻孔施工；钢筋网片、钢架在洞外加工厂定型加工，现场安装。
初期支护在开挖完成后及时施工，紧跟开挖面，开挖一环，支护一环。
（3）装渣及运输方案
隧道采用无轨运输，出渣采用大型装载机装渣，大型汽车运输；分部开挖时上台阶采用小型挖掘机向下台阶翻渣，大型自卸汽车进洞出渣，运输至指定弃渣场。
（4）衬砌方案
贯彻仰拱先行的原则，采用仰拱栈桥进行施工，整断面一次成型；隧道洞身采用12米长液压式衬砌台车拱墙一次衬砌施工。
（5）超前地质预测预报、监控量测及测量方案
全部采用全断面地质观察，在岩层接触带、松散破碎带等地段，采用TSP超前探测等手段进行超前地质预报。
监控量测项目包括必测项目和选测项目两大类，选测项目根据工程规模、地质条件、隧道埋深、开挖方法及其它特殊要求，有选择进行。
其中必测项目包括洞内外观察、周边位移、拱顶下沉、地表下沉等四项，测试精度及量测间隔时间按照规范执行。
各项量测作业均持续到变形基本稳定后15~20d结束。
控制测量采用全站仪施测，控制点的高程用精密水准仪测定。
6.2施工测量
6.2.1一般要求
（1）隧道施工测量方案设计，应根据隧道规模和贯通误差的要求，综合考虑控制网等级和图形、测量仪器精度与测量方法、估算误差范围。
（2）隧道施工测量仪器按照《中华人民共和国计量法》及相关法规鉴定与维护。
断面测量必须采用隧道激光断面仪。
（3）项目部对设计交桩应按照规范要求进行复测，平差后报监理工程师。
监理工程师应按照监理规范的要求对复测结果进行实际测量复核，满足要求后进行测量成果批复。
施工中按照批复的成果进行控制测量。
施工期间每年春融后进行导线点、水准点及临时控制点进行复测，复测结果经监理工程师复核后方可使用。
6.2.2控制测量
（1）平面控制测量可采用GPS测量导线测量、三角测量。
洞外平面控制测量利用已有的定测控制网，并符合隧道贯通误差的有关规定和隧道施工要求。
见下表。
贯通中误差表表6-1
测量部位
两开挖洞口间长度
高程中误差（mm）
L<3000
3000≤L<6000
L≥6000
横向贯通中误差允许值（mm）
洞外
≤±45
≤±60
≤±90
≤±25
洞内
≤±60
≤±80
≤±120
≤±25
整个贯通区
≤±75
≤±100
≤±150
≤±35
隧道平面控制测量等级表表6-2
隧道长度（m）
测量等级
隧道长度（m）
测量等级
L≥6000
二等
1000≤L<3000
四等
3000≤L<6000
三等
L<1000
一级
（2）高程控制测量，采用水准测量，隧道高程控制测量等级见下表。
隧道高程控制测量等级表表6-3
隧道长度（m）
测量等级
水准线路最大长度（km）
L≥6000
二等
600
3000≤L<6000
三等
60
L<3000
四等
25
（3）导线测量和水准测量的主要技术要求，按照《公路勘测规范》（JTGC1—2007）的要求进行。
（4）洞内平面控制测量
洞内平面控制测量采用导线测量。
洞内导线，应根据贯通精度的要求布点，选择在施工干扰少、通视的地方布点。
直线段不小于200m，曲线段不小于70m。
联系洞外和洞内的控制测量，宜选在洞外和洞内观测条件接近的时段进行。
（5）每个洞口应设置不少于4个平面控制点，2个高程控制点。
隧道控制测量桩点应定期进行复核。
6.2.3施工测量
（1）开挖前，应在开挖面上标出设计断面轮廓线，开挖工作完成后及时测量超欠挖并绘制横断面图。
（2）洞内施工用的水准点，应根据洞外、洞内已设定的水准点，按照施工需要加密，并定期复核。
（3）在开挖断面形成后，及时进行断面测量，根据测量数据修正开挖参数，控制超欠挖。
6.2.4贯通误差的测定和调整
（1）贯通误差的测定应按照以下要求进行：
采用导线测量时，在贯通面附近定一临时点，由进出的两方向分别测量该点的坐标，所得的闭合差分别投影至贯通面及其垂直的方向上，得出实际的横向和纵向贯通误差，在置镜于该临时点测求方位角贯通误差。
采用中线法测量时，应由测量的相向两方向分别向贯通面延伸，并在贯通面上分别得出中线点，量出两点的横向和纵向距离，即为该隧道的实际贯通误差。
水准路线由两端向洞内进测，分别测至贯通面附近的同一高程点或中线点，所测得的高差即为实际高程的贯通误差。
（2）隧道贯通后，洞内导线、施工中线及高程的实际贯通误差，应在贯通面两侧未衬砌段调整，该贯通误差调整段的长度应根据中线形式、贯通误差值、支护和衬砌（包括仰拱）施工情况综合确定，不宜小于200m（贯通面两侧对称）。
该段的后续工序均应以调整后的中线及高程为准进行放样。
（3）采用导线法测量、贯通误差不超过允许值时，应按以下要求进行贯通误差调整：
方位角贯通误差分配在未衬砌地段（该段长度不小于200m）导线角上。
坐标闭合差在贯通误差调整段的导线上，按边长比例分配。
采用调整后的导线坐标作为贯通误差调整段的放样依据。
（4）采用中线法测量、贯通误差不超过允许值时，应按以下要求进行贯通误差调整:
贯通误差调整段为直线，宜通过加设曲线来调整路线中线，所加
设曲线的极限参数应满足《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）的要求。
贯通误差调整段全部位于圆曲线地段时，贯通误差应由曲线的两端向贯通面按长度比例调整中线。
贯通误差调整段既有直线又有曲线时，宜通过调整曲线偏角和曲线起（终）点位置调整中线，满足《公路路线设计规范》（JTGD20—2006）的要求。
（5）高程贯通误差超过允许值时，贯通点附近的高程控制点，应采用由两端分别引测的高程平均值作为调整后的高程，将高程贯通误差的一半分别在贯通面两端未衬砌地段的高程控制点上按水准线路长度的比例调整。
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