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芭蕉隧道施工组织设计

溜筒河大桥及连接线等县乡公路复建工程

芭蕉隧道

实施性施工组织设计

业主：

溪洛渡水电站雷波库区大中型水电站

复建项目服务中心

监理：

四川国际工程监理有限公司

承包人：

江西省路桥工程集团有限公司

编制日期：

2013年09月01日

溪洛渡水电站雷波库区等县乡公路复建工程

芭蕉隧道

1.编制依据

1.1.两桥一路合同文件。

1.2.芭蕉隧道施工图设计图。

1.3.公路隧道施工技术规范（JTGF60-2009）。

1.4.公路质量验收标准、技术安全规则及有关规定。

2.工程概况

2.1.概述

金沙江溪洛渡水电站是金沙江下游河段水电梯级开发中的一座特大型水电站，坝址位于四川省雷波县和云南省永善县接壤的溪洛渡峡谷，距两县城分别为20km和7km。

水库总库容122.3亿m3，正常蓄水位600m。

装机容量12600MW，近期年发电量573.5亿kW·h，是国家规划的“西电东送”的重要电源基地，兼有拦沙、防洪、改善下游航运的作用。

溜筒河大桥及其连接线工程为溪洛渡水电站复建工程，公路等级为四级公路，路线全长3.508km。

实际施工中，溜筒河连接线K0+000～K0+649段边坡局部发生垮塌，路基上方发生较大拉裂缝，考虑到边坡卸载及边坡防护工程量较大，安全性得不到保证，对该段路线采用隧道方案进行优化设计，改隧道方案路线起点桩号K0+000，终点桩号K0+766.294，设计路线长766.294m，其中隧道长度为605m。

2.2.隧道结构形式

隧道设计净宽3.5×2米，净高4.5米，衬砌结构：

采用复合式衬砌，以锚杆、湿喷混凝土（挂钢筋网）等为初期支护，辅以钢拱架、注浆小导管等为支护措施，二次衬砌采用C25砼，仰拱模砼采用C25砼，用C15片石混凝土填充。

2.3.地貌与地质情况

隧洞洞口上部基岩裸露，岩体破碎，易产生崩塌。

隧道进口处出露地层为寒武系泥质灰岩，岩层产状为290°∠30°，发育1组裂隙（节理），Ⅰ组裂隙，产状为15°∠72°；边坡坡向72°，自然坡角32°；隧道出口处出露地层为寒武系泥质灰岩，岩层产状为285°～320°∠20°～35°，发育1组裂隙（节理），Ⅰ组裂隙，产状为25°∠70°；边坡坡向73°，自然坡角29°。

岩层倾向与自然边坡走向一致，倾向相反，属稳定结构；Ⅰ组裂隙与自然边坡走向、倾向均相同，倾角大于坡角，属稳定结构。

隧道进出口段为Ⅱ类围岩，洞身以Ⅲ、Ⅳ类围岩为主，隧道进出口处于偏压状态。

2.4.气象、水文

隧址区地势高差悬殊，气候垂直变化显著，库周区域属于亚热带干热气候。

据坝址附近的永善气象站、雷波气象站和中兴场气象站资料，多年平均气温为12.0℃～19.7℃，极端最高气温34℃～41℃，出现在6～8月，极端最低气温0.3℃，出现在12～1月，无霜冻现象。

多年平均降水量586.3～851.2mm，主要集中在雨季4～10月，占全年的90.37～96.55%。

多年平均年蒸发量2139.0mm，多年平均相对湿度67%，平均风速3.0m/s。

库区暴雨多集中在6、7、8月，最大一日降雨量可达100mm，在暴雨中心区往往触发滑坡复活和泥石流暴发，是不良物理地质现象发生的主要诱发因素。

隧址区冲沟仅在雨季有汇集的地表水流，其它季节干涸无水。

根据地质调查，隧道洞体埋深范围内未见地下水。

2.5.地震烈度

地震烈度为Ⅶ度。

2.6.主要技术标准

公路等级：

四级双车道。

设计荷载：

公路Ⅱ级。

设计行车速度：

20Km/h。

行车道宽度：

2×3.25m。

2.7.主要工程数量

芭蕉隧道洞口部分工程数量表

材料种类

石方开挖（明挖）

土方开挖（明挖）

洞门C25砼（含墙帽、侧墙）

洞门C15片石砼场地回填

HRB335钢筋

洞口边坡喷砼（C20）

砂浆锚杆（Φ22，L=4.0m）

砂浆锚杆（Φ25，L=4.5m）

自进式中空锚杆（Φ25，L=6.0m）

钢筋网（Φ6.5）

M7.5浆砌片石截水沟

SNS防护系统（FSS-PD-500型）

大理石

装饰漆

拱顶回填粘土隔水层

拱顶回填土石

回填C15片石砼

M7.5水泥砂浆防水层

单位

m3

m3

m3

m3

kg

m2

根

根

根

kg

m3

m2

m2

L

m3

m3

m3

m2

数量

2100

400

340

80

498

550

140

172

65

1146

48

210

41.5

16

60

192

188

130

材料种类

C25混凝土外边墙

拱墙模砼衬砌（C25）

仰拱模砼（C25）

模筑砼HPB235钢筋

模筑砼HRB335钢筋

仰拱填充C15片石砼

EVA防水板+无纺布

φ100双壁波纹盲管

φ100PVC泄水管

石方开挖（洞挖）

注浆小导管（Φ42，L=4.5m）

喷砼衬砌C20砼

Φ22砂浆锚杆,L=2.5m

钢筋网（Φ6.5）

型钢钢架

I18工字钢

纵向连接钢筋φ22

锁脚锚杆（L=3.0m）

单位

m3

m3

m3

kg

kg

m3

m2

m

处

m3

根

m2

根

kg

kg

kg

根

数量

336

154.4

63.1

2871

19956

85.2

265.5

93

12

702

125

65.0

262

689

7604

582

115

隧道洞身部分工程数量表

材料种类

石方开挖（洞挖）

锚杆

格栅钢架

型钢钢架

Φ22,L=2.5m

Φ22,L=3.0m

Φ22,L=3.5m

HPB235钢筋

HRB335钢筋

型钢（含连接角钢、垫槽钢）

螺栓、螺母

锁脚锚杆

I16工字钢

I18工字钢

钢板

螺栓、螺母

纵向连接钢筋φ22

锁脚锚杆

单位

m3

根

根

根

kg

kg

kg

kg

根

kg

kg

kg

kg

kg

根

数量

40310

4187

4755

1264

1678

96585

14569

1859

1554

24322

129767

20206

3020

17889

2603

材料种类　

喷砼衬砌C20砼

喷锚支护钢筋网（HPB235）

拱墙模砼衬砌（C25）

仰拱模砼（C25）

模筑砼HPB235钢筋

模筑砼HRB335钢筋

仰拱填充C15片石砼

水泥砼路面面层（厚23cm）

路面基层C20砼（厚12cm）

HPB235钢筋

HRB335钢筋

传力杆

拉杆

路面标线

隧道轮廓标

单位　

m3

kg

m3

m3

kg

kg

m3

m2

m2

kg

kg

kg

kg

m

个

数量　

2510.6

26791

4999.2

1531.2

6762

80914

2660.5

3932.5

3932.5

643

100

1388

977

1210

60

材料种类

突起路标

Φ50HDPE单壁波纹管盲沟（纵向）

Φ50HDPE单壁波纹管盲沟（环向）

Φ50HDPE单壁波纹管盲沟（横向）

Φ100HDPE单壁波纹管盲沟（纵向）

排水沟

Φ100PVC泄水管

EVA防水板+无纺布

651型橡胶止水带

遇水膨胀橡胶止水条

超前锚杆（Φ25,L=4.5m）

注浆小导管（Φ42，L=4.5m）

单位

个

m

m

M

m

m

处

m2

m

m

根

根

数量

80

1210

1108

78

1210

1210

30

11542.7

250

1750

500

2371

3.建设、设计、监理及施工单位

建设单位：

溪洛渡水电站雷波库区大中型水电站复建项目服务中心

设计单位：

成都勘测设计研究院

监理单位：

四川国际工程监理有限公司

施工单位：

江西省路桥工程集团有限公司

4.总体施工部署

4.1.施工准备

4.1.1.施工平面布置

隧道出口右侧K0+670处设拌和站，K0+730---K0+850处搭设施工用活动板房，设现场办公室、生活区、材料库等。

高压电由项目部安装到施工现场，变压器设在出口右侧。

空压机房、蓄水池布置在隧道出口右侧,弃碴场设在K0+800路线左侧米处。

详见“芭蕉坡隧道平面布置图”（附图01）。

4.1.2.临时工程

4.1.2.1.施工便道

施工便道利用以基本完成的主线路基，及原有便道。

4.1.2.2.施工用水

利用隧道出口右下侧金沙江水源泵送至畜水池，然后利用增压水泵抽水形成高压水送到施工作业面。

生活用水使用项目部水管引水解决。

4.1.2.3.施工用电

使用项目部架设的施工高压线路引至隧道出口右侧处的630kVA变压器，供应隧道施工用电；另配备1台50kW发电机以备用。

4.1.2.4.临时通讯

工程队采用移动电话，进行对外通讯联系。

并配备对讲机，以便隧道洞内外进行联系。

4.1.3.组织机构及任务划分

4.1.3.1.组织机构

拟为承包本合同工程设立的组织机构图

隧道队

说明：

1、项目经理：

本工程实行项目经理责任制，由项目经理全面负责本合同段工程的施工管理、进度、质量、投资等工作，项目经理直接对总公司负责。

2、总工程师：

对工程实施过程中的质量、技术负全责，制定、贯彻质量、安全、工期管理目标、技术规章制度。

3、施工技术部：

负责各分部分项工程实施性施工组织的设计与实施，对合同工程从试验、质检、测量、施工等方面进行具体控制，并为现场施工提供技术服务，全面实施并完成各种计划任务。

4、物资设备部：

负责全部工程机械设备的使用、维修与调配以及劳动力的组织安排工作；负责工程材料的采购、验收、供应及其结算工作。

5、计统财务部：

负责项目的计划安排工作，以计划指导施工，同时不断修正计划，为施工服务；负责项目的计量、结算以及合同管理工作；负责施工技术资料归档工作；负责工程资金的计划、筹备、调拨、使用，做好项目的成本核算工作。

6、安全质量部：

负责工程的全面质量管理，建立健全质量保证体系，贯彻质量管理目标，对合同工程从原材料供应、工序质量、分部分项工程质量等进行检验、控制、评定；负责工地安全工作，制定各种安全规章制度，并予以检查、落实，负责职工安全教育工作，对工地现场安全与生产安全负全部责任。

7、工地试验室：

负责全标段试验工作。

8、综合办公室：

负责文书处理、征地拆迁以及工程建设中的环保工作，并协调与地方的关系。

4.2.劳动力安排

劳动力配置表

序号

工种

数量（人）

进场时间

备注

1

爆破工

2

2

风枪手

18

3

喷锚工

8

4

钢筋工

8

5

电焊工

4

6

砼工

5

7

模板工

4

8

修理工

2

9

电工

2

10

各种台车司机

4

11

装载机司机

2

12

挖掘机司机

2

13

空压机司机

1

14

拌合机司机

1

15

砼输送泵司机

1

16

测量人员

3

17

试验员

4

18

安质员

3

19

管理人员

14

合计

88

4.3．材料供应方式及来源和组织计划

4.3.1按照“提前准备、略有富裕、保证供应、加速资金周转、做到工完料尽”的原则，根据总工期、各分项工程工期安排和工程量情况，拟定每月材料使用计划，及时报送有关部门作为材料领取、采购、供应的依据。

材料供应拟计划如下：

4.3.2水泥拟采用宜宾筠连水泥，由厂家直接送货到施工现场；钢材采用成都达钢、四川攀钢提供的产品，其运输方式与水泥相同；砂、石等材料，根据试验结果就地取材加工；雷管、炸药等民爆物品按照《民爆物品管理规定》进行采购、运输、储藏和使用。

4.4.施工机械配置计划

机械配置计划表。

序号

名称

规格/型号

单位

数量

进场时间

备注

1

风钻

YT-28

台

2

风镐

G10A

台

3

20m3电动空压机

XP900E/135KW

台

5

多功能台架

台

7

射流风机（22KW）

DKJ-NO10

台

8

装载机

ZL50C

台

9

红岩自卸汽车

8t

台

10

砼输送泵

HBT-60C

台

11

衬砌台车

L-12m

台

12

砼搅拌站

JDY750

台

15

砼湿喷机（11KW）

TK961

台

17

注浆机（5.5KW）

ZJB（BP）30

台

18

混凝土运输车（6m3）

XZJ5057

台

20

挖掘机

PC200-6

台

24

发电机

50KW

台

25

抽水机（80m3/h）M3m

D46-30*5

台

26

钢筋加工设备

套

27

交流电焊机

DX-400

台

28

切缝机

QGR500

台

29

刻纹机

KW-500

台

5.工程特点

5.1.浅埋软弱围岩

隧址区岩性多寒武系泥质灰岩，多夹泥灰岩、页岩等。

部分基岩裸露，结构松散，裂隙较发育，由于岩体层面与裂隙相互切割，部分岩体严重松动，有的危岩体仅有底面与斜坡基岩接触，周围临空，易产生崩塌现象。

隧道进出口为浅埋段，围岩厚度约为0—20米。

根据设计资料围岩类别低，易坍塌，成洞困难，需采用小导管注浆固结处理。

5.3.工程难点

隧道进出口段设计为半明挖半暗开挖段。

属于偏压隧道，且偏压力较大，且隧道进出口Ⅱ类围岩开挖支护是施工难点。

4.4.施工顺序

隧道从出口端单向掘进贯通。

芭蕉隧道总体施工顺序如下：

施工准备→半明半暗隧道及洞门施工→洞身开挖及支护→仰拱及填充→二次衬砌→洞内装饰→路面

4.5.分项施工顺序

4.5.1.半明半暗隧道施工顺序

反压挡墙施工→明挖段施工→山体平台开挖→钢架格栅施工→模板安装→浇筑混凝土→洞顶回填

4.5.2.洞门施工顺序

挖基→洞门墙施工（含锁口圈梁）→挡墙→边沟、截水沟

4.5.3洞身开挖、支护作业施工顺序

4.5.4类浅埋围岩

导管预注浆超前支护→双侧壁导坑开挖→锚、喷、网、钢格栅联合支护→开挖中洞核心土→临时钢支撑→拱部锚、喷、网、钢格栅联合支护→拆除临时钢支撑→出碴

5.5.5、Ⅴ级围岩

超前小导管注浆加固围岩→上部断面台阶法开挖→锚、喷、网、钢格栅联合支护→出碴→下部开挖→出碴→锚、喷、网、钢格栅联合支护

5.5.6、Ⅳ级围岩

上部断面台阶法开挖→出碴→锚、喷、网、钢格栅联合支护→下部开挖→出碴→锚、喷、网、钢格栅联合支护

5.5.7、Ⅲ级围岩

上部断面台阶法开挖→清危→爆破效果检查→出碴→视情况支护→下部断面台阶法开挖→清危→爆破效果检查→出碴→视情况支护

5.5.7、衬砌施工顺序

5.5.7.1、Ⅴ、Ⅳ级围岩有仰拱断面

仰拱开挖→仰拱初期支护→仰拱混凝土施工→隧底填充→墙基以上衬砌断面施工→电缆槽、水沟施工

5.5.7.2、Ⅲ级围岩无仰拱断面

衬砌台车就位→防水层施工→安装模板→浇筑混凝土→拆模→养生

5.5.8、洞内路面施工顺序

现场清理→砼整平层施工→养生→砼面板施工→养生

5.施工进度计划

本工程施工工期安排为6个月，即：

2013年9月开工至2014年3月竣工。

6.采用的施工方法及技术

1、锚喷支护加固成洞面及防护洞顶仰坡的方法和技术。

2、小导管超前注浆及中空注浆锚杆超前支护。

3、实施分部施工，预裂可控弱振爆破、光面爆破施工方法及技术。

4、利用系统中空注浆锚杆、砂浆锚杆、U型钢支撑、锚喷砼进行围岩的加固的施工方法及技术。

5、从工程地质总体稳定及安全进行施工程序安排的系统工程方法和技术。

7.半明半暗隧道施工方案及方法

7.1、施工方案

首先开挖并施作洞口边仰坡截水沟，以截排地表水，截水天沟开挖线距倾坡边缘不小于5m，沟底纵坡不小于3%，排水沟与路基排水系统相衔接。

由于山体岩石整体稳定性比较差，在实际施工中，明挖部分开挖完成之后，将靠近山体一侧开挖成平面顶面作为初期支护的一个支撑点，立即用钢格栅和模筑混凝土进行支护，使初期支护和山体共同形成一个封闭环，混凝土达到设计强度后，立即进行回填，达到抵抗山体偏压的作用。

施工时首先将明挖部分逐段开挖支护完成并进行回填，然后再进行暗挖施工。

暗挖采用上下台阶法开挖，采用钢格栅喷射混凝土进行支护。

待围岩变化趋于稳定后，立即进行混凝土衬砌。

7.2、施工方法

7.2.1.反压挡墙施工

7.2.1.1、靠隧道壁一侧墙身按1:

0.35放坡开挖。

7.2.1.2、施作反压挡墙，墙身断面尺寸，墙顶宽0.5m，挡墙高度10.529m，面坡为1:

0.3，。

7.2.1.3、测量放线，施作反压挡墙，反压挡墙采用C25砼施作。

用全站仪精确定出墙身位置。

7.2.2.明挖开挖

右侧明挖部分采用人工配合挖掘机开挖，顺序开挖洞身左半部，遇有岩石，放小炮开挖。

7.2.3.修筑支护平台

采用人工风镐进行开挖50cm宽台阶，用作初期支护的支撑平台，用砂浆进行找平，防止初期支护受力不均。

作业时注意观察岩体，施工人员系好安全带，严禁上下交叉施工，确保施工安全，如下图所示。

支撑平台施工图

7.2.4.明挖部分初期支护

7.2.4.1、对明挖部分进行初期支护，纵向每间距0.6m安装型钢钢架，环向每间距0.4m焊接Φ22连接筋，与钢筋网及锚杆焊接在一起，防止钢架倾覆。

7.2.4.2、模筑C25砼浇筑,进行初期支护，形成半个封闭环。

7.2.4.3、回填C15砼到拱顶，再用土石回填1.5m最后铺0.5m厚粘土隔水层。

如下图所示

明挖部分初期支护施工

7.2.5右侧暗挖部分开挖支护。

暗挖部分采用上下台阶法施工。

7.2.4.1、测量放线，用全站仪准确确定出超前导管的打入位置，采用风枪钻孔，注浆机注浆。

7.2.4.2、开挖，采用光面爆破施工，正台阶法预留核心土开挖，开挖进尺每循环不大于0.5m。

顺序开挖洞身左侧，开挖至起拱线标高。

7.2.4.3、支护，拱部边墙挂φ6.5钢筋网片，按梅花形0.6×1.0m布置方式打Φ20中空锚杆，长3.5m注水泥浆。

7.2.4.4、环向每1m焊Φ22连接筋。

7.2.4.5、施作临时支护，用型钢与右侧钢格栅连接在一起，采用焊接。

7.2.4.6、施作初期支护，喷射C20砼厚0.3m，形成封闭环。

7.2.4.7.洞口与半明半暗隧道同时施工同时浇筑，保证洞门与洞身的整体性。

8、洞身土石方开挖方案及方法

8.1、开挖作业

8.1.1.Ⅴ级围岩

8.1.1.1Ⅴ级围岩段地段，采用上下台阶法施工。

开挖时考虑预留变量8CM，施工中切实遵循“早预报、勤量测、管超前、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、紧衬砌”的原则。

采用微震光面爆破或预裂爆破掘进，尽可能的减少超挖，减轻对围岩的扰动和破坏。

8.1.1.2、Ⅴ级围岩施工顺序

先超前支护（支护导管采用Φ42超前小导管，长度4.5m，环向间距40cm，纵向间距300cm），后开挖并及时初期支护；开挖时应短进尺，弱爆破，每循环进尺不得超过1米；初期支护及混凝土施工应及时封闭仰供。

8.1.2、Ⅳ级围岩段

8.1.2.1.Ⅳ级围岩段地段，断面掘进分上、下台阶进行，开挖时考虑预留变量5CM，采微震光面爆破或预裂爆破，切实减少爆破对围岩的震动。

8.1.2.2、开挖时要短进尺、弱爆破，以减轻爆破振动对围岩的破坏，确保围岩的稳定，除渣采用侧卸式装载机装碴，自卸汽车运碴。

除渣完成后用Φ20砂浆锚杆（长度2.5m，环向间距100cm，纵向间距120cm全断面梅花形布置）支护，网喷锚格栅钢架初期支护，循环进尺设计为2.0m。

洞身开挖后，立即施作锚喷网格栅拱架初期支护，及时封闭围岩。

8.1.3、Ⅲ级围岩段

8.1.3.1、Ⅲ级围岩段，断面掘进分上、下台阶进行，开挖时考虑预留变量3CM，Ⅲ级围岩比较稳定，开挖时可提高循环进尺，每循环设计进尺3m。

8.1.3.2、Ⅲ级围岩喷锚与掘进平行作业，光面爆破开挖，锚喷网初期支护，待围岩变形基本稳定后，全断面施作二次衬砌，采用侧卸式装载机装碴，自卸汽车出碴，

8.2、钻爆设计

8.2.1、钻爆设计是隧道施工控制工期、保证开挖轮廓的关键。

为了充分发挥围岩的自承能力，减轻对围岩的振动破坏，采用微振控制爆破技术，实施全断面光面爆破，并根据围岩情况及时修正爆破参数，达到最佳爆破效果，形成整齐圆顺的开挖断面，减少超欠挖。

钻爆设计示意图如下。

芭蕉隧道钻爆设计示意图

8.2.2、爆破设计原则：

一是炮孔布置要适合机械钻孔；二是提高炸药能量利用率，以减少炸药用量；三是减少对围岩的破坏，周边采用光面爆破，控制好开挖轮廓。

对于Ⅳ、Ⅴ级围岩，考虑开挖线内的预留量，爆破后，机械凿除至开挖轮廓线；四是控制好起爆顺序，提高爆破效果；五是在保证安全前提下，尽可能提高掘进速度，缩短工期。

8.2.3、钻爆参数

Ⅲ类围岩全断面开挖爆破参数表

项目

爆破参数

周边眼间距E（cm）

65

周边眼抵抗线W（cm）

80

相对距E/W

0.8

装药集中度（kg/m）

0.25

钻眼深度（m）

2.7

堵塞长度（cm）

40

装药结构（周边眼）

间隔装药

起爆方式

非电起爆

Ⅳ类围岩台阶法开挖爆破参数表

项目

爆破参数

周边眼间距E（cm）

45

周边眼抵抗线W（cm）

60

相对距E/W

0.8

装药集中度（kg/m3）

0.2

钻眼深度（m）

1.7

堵塞长度（cm）

40

装药结构（周边眼）

间隔装药

起爆方式

非电起爆

说明：

1.单位药耗:

0.5kg/m3

2.单次起爆最大药量：

14.4kg

3.Ⅴ级根据实际情况适当调整。

4.周边眼采用光面爆破。

8.3钻爆作业光面爆破施工工艺流程

放样布眼→定位开眼→钻孔→清孔→联结起爆网络→起爆→洒水降尘埃→通风→瞎炮处理→爆破效果检查

采用钻孔台车架配手持式风动凿岩机钻孔，人工装药起爆。

按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。

如围岩出现变化需要变更爆破设计时，由主管工程师确定。

炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接，均由考核合格的爆炮工负责。

8.3.1测量

测量是控制开挖轮廓精确度的关键。

采用隧道断面激光测量仪进行断面和炮孔划线。

每循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。

8.3.2定位开眼

采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道走线保持平行，台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。

对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3～5c