苍南公路隧道专项施工方案.docx
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苍南公路隧道专项施工方案
公路隧道专项施工方案
第一章 编制依据及编制原则
一、编制依据
1、苍南灵溪至龙沙公路改建工程总承包合同文件；
2、苍南灵溪至龙沙公路改建工程两阶段施工图设计文件；
3、交通部现行的施工技术规范、验收标准及有关文件；
4、苍南灵溪至龙沙公路改建工程施工项目招标文件；
5、对施工现场的实地勘察、调查资料；
6、我公司积累的成熟技术、科技成果、施工工艺方法及同类工程的施工经验。
7、苍南灵溪至龙沙公路改建工程总体施工组织设计。
二、编制原则
1、工期保障原则
根据业主对本标段工程总工期及节点工期要求，科学组织施工，合理配置资源，计划安排周密，使各项分部工程施工衔接有序，资源利用充分，以保证总体施工计划的实现，从而确保总工期。
2、技术可靠性原则
施工方案制订遵循技术先进、安全可靠、经济适用相结合的原则。
根据本项目工程特点，吸收国内外类似工程施工和管理的成熟技术，结合我单位相关施工的成功经验，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案，确保工程安全、优质、快速建成。
3、经济合理性原则
充分考虑了工程的实际需要及我单位相应资源配置，力求方案经济合理，并在施工过程实施动态管理，以使施工方案优化，效率提高，施工成本降低。
4、安全、环保、职业健康原则
以确保安全生产、文明施工为原则制订各项措施，严格执行安全操作规程，施工现场全过程处于严密监控状态。
以有利生产、方便生活为目标布置施工总平面。
5、突出重点及难点的原则
根据本项目工程特点，以隧道、桥梁工程为重点、以各分项工程的难点进行编制，总体上使施组具有重点、难点突出、内容全面、思路清晰的特点。
第二章 工程概况
第一节工程简介
石塘隧道进洞段为小净距，其余段为分离式。
其中左线隧道桩号为：
ZK17+610~ZK18+500，长890m，其中明洞19m，暗洞871m；右线隧道桩号为：
Y17+613~Y18+480，长867m，其中明洞25m，暗洞842m。
明洞按明挖法施工，暗洞按新奥法（NATM）施工。
设计隧道为双向分离式+小净距隧道，洞高8.07m，洞宽15.36m。
隧道断面采用三心圆曲墙式断面，半径为R1=7.8m，R2=5.3m。
隧道建筑限界净宽为9.75m，净高为5m。
隧道设计采用柔性支护体系结构的复合式衬砌，二次衬砌断面全部采用曲边墙式等截面断面。
根据地质情况，对隧道洞口Ⅴ级围岩浅埋段进暗洞第一环采用大管棚超前支护进洞，其后采用小导管对前方围岩进行注浆加固，深埋Ⅴ级及Ⅳ级围岩段采用小导管对前方围岩进行注浆加固后再开挖，开挖时采用打锚杆、安装型钢钢架、挂钢筋网及喷射混凝土等初期支护。
为了防止柔性防水层由于施工原因而可能出现局部地方防水失效，故二次衬砌做成自防水砼结构，其抗渗标号要求P8
一、工程地质特征
石塘隧道位于丘陵区覆盖主要为崩坡积的碎、块石及殘坡积的含碎石粉质粘土，一般覆盖层较薄，进洞口及洞身厚约1~2.8m，局部基岩裸露，出洞口崩坡积的碎、块石较厚，可达1.2~5.6M。
下伏基岩主要为白垩系小坪田组含角砾玻屑熔结凝灰岩，进洞中处局部分布侵入岩钾长花岗岩，一般岩质坚硬。
进洞段：
YK17+613~653,ZK17+614~654为Ⅴ级围岩；YK17+653~+770,ZK17+654~760为Ⅳ级围岩；YK17+770~YK18+313,ZK17+760~ZK18+318为Ⅲ级围岩；YK18+257~272为F9断裂,产状186∠700,与隧道斜交,带宽1.7m,带内岩体破碎,节理发育,两侧围岩岩体较破碎,节理较发育,综合判定为Ⅳ级围岩；YK18+313~420,ZK18+318~440为Ⅳ级围岩；出洞口段YK18+420~480,ZK18+440~500为Ⅴ级围岩。
Ⅳ级围岩、Ⅴ级围岩开挖后需加强排水，加强支护，及时衬砌。
二、气象、水文
隧址区位于浙江省东南部，属亚热带海洋性季风型气候；湿润多雨，四季分明，年降雨量1850cm左右，主要集中在4月至6月梅雨季节和7月至9月份台风暴雨期，在台风期台风频繁，其风力一般为8－12级，最大可达12级以上，对隧道施工产生很大影响。
第二节工程特点、重点及施工对策
一、本工程特点
1、洞口Ⅴ级围岩段，围岩自稳能力差，易坍塌。
2、隧道进洞口为小净距段，且洞口位置参差不齐，左线路基的开挖将对右洞口暗洞段衬砌产生一定偏压。
3、小净距隧道开挖对中岩柱产生一定扰动。
二、施工重点
1、防隧道塌方、冒顶是施工时的一个重点；
2、本隧道小净距施工开挖是本隧道施工的安全控制重点。
三、实施对策
隧道施工采用新奥法施工原理，坚持“短进尺、强支护、勤量测、快封闭”的原则。
1、小净距隧道段施工方案：
a、在III级围岩段主洞先掘进洞主洞采用全断面法施工；后掘进洞主洞开挖时，先在断面底部中心开挖一道宽2~3m，高4~5m的超前导洞，超前长度5~10m，然后采用光面爆破对剩余断面一次开挖到位。
b、在IV级围岩段采用先掘进洞主洞采用上下台阶两步开挖法施工；后掘进洞主洞采用上下台阶三步开挖施工。
先掘洞主洞应超前后掘进洞主洞开挖工作面不小于40m；后掘进洞开挖开施工必须在先掘洞仰拱支护完成后进行，且宜超前先掘进洞二次衬砌，以减少对先掘进洞的干扰。
c、在V级围岩段主洞侧导坑可根据实际情况采用上下台阶分部开挖，开挖后应及时进行初期支护；隧道拱部采用拱部预留核心土弧形导坑开挖施工。
先掘洞主同应超前后掘进洞主洞开挖工作面不小于5Om；后掘进洞开挖开施工必须在先掘洞仰拱支护完成后进行，且宜超前先掘进洞二次衬砌，以减少对先掘进洞的干扰。
2、分离式隧道段施工方案：
Ⅴ级围岩应超前预支护后开挖，洞口段预支护优先考虑采用φ108管棚+注浆，洞身其他地段可采用“小导管+注浆”预支护。
开挖宜采用留核心环形开挖，人工挖掘或弱爆破开挖。
Ⅳ级围岩采用台阶法。
Ⅱ、Ⅲ级围岩宜用全断面开挖。
为了减少对围岩扰动及减少超挖，应采用控制爆破技术，拱部采用光面爆破，边墙用预裂爆破。
第三节施工总体部署
根据现场实际情况，设隧道工区，下设二个施工队，一施工队负责左线隧道，二施工队负责右线隧道。
2013年8月～2015年8月完成隧道施工。
1、隧道开挖
拟投入B353E型三臂凿岩台车3台，20m3空压机3台，挖掘机2台、装载机2台、自卸汽车20台，激光断面仪一套，发电机组2套等机械。
安排3个专业作业班组。
2、隧道支护
拟投入管棚钻机海王星NE-1型钻机2台、凿岩机20台、湿喷机4台、锚杆注浆机2台等机械设备。
共安排3个专业作业班组。
3、隧道二次衬砌施工
拟投入10.5m自行式液压钢模台车2台、混凝土输送泵2台、混凝土输送车6台、自动计量拌合站1套等机械设备。
共安排3个专业作业班组。
第三章主要施工方案及施工方法
隧道根据“新奥法”施工原理，坚持“弱爆破、短进尺、少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭”的原则，根据监控量测结果，及时调整开挖方法，分析情况，恰当调整支护参数，以保证安全。
第一节施工准备及施工测量
一、施工准备
开工之前首先修筑临时施工便道，架设施工供电线路、铺设供水管道，砌筑洞顶截水沟，开挖隧道进出口明挖段土方。
洞口场地开挖完成后，进行场地平整碾压和硬化工作，修建生产和生活房屋，然后安装和修建隧道供风、供水、发电、喷射混凝土生产、钢结构加工等设备与设施。
洞门工程在进洞施工正常后及时安排施工，尽量避开雨季。
二、施工测量
开工前期要依据设计文件进行施工测量，施工测量分为洞内测量和洞外测量两部分，开工前主要是洞外测量。
洞外测量采用GPS确定洞口的位置、高程，组织测量队进行连侧（模拟贯通测量），加密水准点和导线点。
洞内采用全站仪设置导线点，进行施工放样。
1、工程测量组织
（1）项目部成立测量组（隶属工程部管理），专门负责本工程的施工测量及围岩监控量测工作。
（2）由于石塘村隧道进出口分属于五、六合同段分别施工，故除对开工前对各自标段及相邻的导线点、水准点进行系统的复测工作，五标及六标合同段测量人员要相互联系，共同联测两个标段的隧道控制点及测设出隧道洞口位置，确保无误。
并向监理工程师提交复测报告。
（3）当复测结果在规范规定的误差范围内时，经监理认可，在此基础上根据施工需要进行导线点和水准点加密，作为施工测量的依据。
若发现复测误差超限时，应再进行复测，直至达到规范要求的精度为止。
每年对导线、水准都要复测一次。
（4）测量仪器配备GPS、全站仪、J2经纬仪，自动安平水准仪等。
各种测量仪器定期送交有资质的检验单位进行检验，使其保持良好的状态。
（5）各种测量原始资料、计算成果和图表，必须记录真实、清楚并不得涂改。
测量资料必须保持完整，整理成册，分类分项归档。
2、洞内施工测量
（1）洞内导线
洞内导线应根据洞口投点向洞内作延伸测量，洞口投点应纳入控制网内，由洞口投点传递进洞方向的联接角测角中误差，不应超过测量等级的要求，后视方向的长度不宜小于300米。
导线点应尽量沿路线中线布设，控制导线边长在直线地段不宜短于200m，曲线地段不宜短于150m。
无闭合条件的单导线，应进行二组独立观测，相互校核。
（3）开挖前应在开挖断面标出设计断面尺寸线，开挖工作完成后应及时测量给出断面图。
采用上下导坑法施工的隧道，上部导坑的中线每延伸一定距离后，应与下部导坑的中线联测一次，用以校核上部导坑的中线点或向上部导坑引点。
（4）供衬砌用的临时中线点，必须用经纬仪测定，其间距可视放样需要适当加密，但不宜大于10m。
（5）衬砌立模前，应复核中线和高程，标出拱架顶、边墙底和起拱线高程，用设计衬砌断面的支距控制架立拱模和墙模。
立模后必须进行检查和校正，确保无误。
（6）洞内水准测量
洞内水准路线应由洞口高程控制点向洞内布设，结合洞内施工情况，测点间距200—500米。
洞内施工用的施工点，应根据洞外、洞内已设定的水准点，按施工需要加设，满足施工要求。
3、贯通误差的测定及调整
（1）贯通误差的测定应按下列要求进行：
①采用精密导线测量法，在贯通面附近定一临时点，由进测的两方向分别测量该点的坐标,所得的闭合差分别投影至其垂直的方向上，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。
②水准路线由两端向洞内进测，分别测至贯通面附近的同一水准点或中线点上，所测得的高程差值即为实际的高程贯通误差。
（2）贯通误差的调整应按以下方法进行：
①采取精密导线测量，贯通误差用坐标增量及角度平差来调整。
②进行高程贯通误差调整时，贯通点附近的水准点高程，采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程。
③隧道贯通后，施工中线及高程的实际贯通误差，应在未衬砌的100m洞段内（即调线地段）调整。
该段的开挖及衬砌均应以调整后的中线及高程进行放样。
4、竣工测量
（1）隧道竣工后，应在直线地段每50m、曲线地段每20m及需要加测断面处，测绘以路线中心为准的隧道实际净空，标出拱顶高程、起拱线宽度、路面水平宽度。
（2）隧道永久中线点，应在竣工测量后用混凝土包埋金属标志。
直线上的永久中线点，每200—250m设一个，曲线上应在缓和曲线的起终点各设一个；曲线中部，可根据通视条件适当增加。
永久中线点设立后，应在隧道边墙上画出标志。
（3）洞内水准点每公里埋设一个，并在隧道边墙上画出标志。
第二节洞口段工程
一、洞口段工程
1、洞口段土方开挖
石塘隧道出口主要为残坡积层块石夹土，故开挖采用挖掘机或人工风镐进行洞口段土方开挖前。
施工前先人工开挖并施作截水沟。
明洞段采用明挖法进行施工，开挖由外向里，从上自下分台阶进行施工，必须边开挖边支护。
下台阶必须在上台阶支护完毕后再行开挖，并应加强监控量测。
开挖主要以挖掘机进行，由装载机配合挖掘机装渣，大吨位自卸汽车运输。
开挖不得采用爆破法，以免破坏洞口土体稳定。
边仰坡开挖遇有明显渗水时，在边仰坡面上应打仰斜式排水孔，内插ф50MM打孔波纹管,与水平夹角成7°~9°,深4.5M,间距4*4,局部富水区域可适当加密。
应选择旱季少雨季节施工，护拱施工作前应预留明洞范围内核心土。
2、明洞段临时边仰坡
明洞临时边坡全风化1：
1，强风化为1：
0.5，中风化为1：
0.3。
在洞口边、仰坡处，机械预留30cm左右由人工进行刷坡。
确保边坡休整圆顺、美观。
为保证明洞开挖临时边仰坡稳定，对边仰坡采用挂网防护。
出口支护参数为：
15cm厚C20喷砼+双层E6钢筋网+φ22砂浆锚杆（长3.5m，间距@1.2×1.2m）。
进口端在完成地表注浆加固的施工后才能进行这仰坡的开挖，加固支护参为：
20cm厚C20喷砼+双层E6钢筋网+φ42*4小导管（长5m，间距@1.0×1.0m）。
3、明洞及洞门端墙、偏压耳墙混凝土施工
由于本隧道地形复杂，洞口围岩属于ⅴ级围岩，埋深浅，围岩对隧道洞口产生偏压。
为减少围岩对隧道结构产生的偏压，灵溪端左线洞口采用接长4m偏压明洞进洞方案。
施工时，洞门端墙与明洞一次性整体浇筑。
洞门端墙、偏压耳墙外模采用尺寸为150*50*0.5cm（长*宽*厚）的钢模，内模和模板台车内模共用，堵头模板采用3cm的木模。
明洞浇注模板砼时：
分成仰拱、拱墙两步进行，端墙基础和仰供整体浇注。
先施工仰拱及边墙脚部钢筋砼并设置接茬筋（端墙和二称钢筋分开焊接及绑扎），拆模后将施工接缝面凿毛，然后施工拱墙部钢筋砼。
仰拱及边墙脚砼采用组合钢模板，人工立模浇注；拱墙砼施工采用整体移动式模板台车作内模，外模采用组合钢模板，先固定整体框架，随砼浇筑高度增加逐层安装外模。
拱墙及洞门端墙、偏压耳墙砼施工使用搅拌站生产砼，运输车运至施工地点，利用泵送砼入模，插入式捣固器振捣，拱墙砼一次浇筑成型。
耳墙上部在拆模后另行支模一次性浇注。
为提高洞门轮廓的整体性和美观性，灌注洞口明洞时堵头采用大面胶合板，按洞门弧形轮廓下料，接头处使用胶水粘接并打磨光滑，灌注砼时连续施工，减少施工冷缝，达到洞门轮廓圆顺，光洁度、平整度高，砼质量内实外美的目的。
明洞混凝土强度达到设计强度的70%时，才可拆卸模板。
明洞洞顶应及时回填夯实。
回填时要在明洞背防水层外铺一层30cm厚水泥砂浆保护层后对称进行回填，分层夯填密实。
同时，及时施工永久边仰坡。
明洞基础应置于稳定的基岩上，要求其地基承载力不小于300kpa,当承载力不足时，应实测地基承载力，再根据实际情况处理。
第三节 洞身开挖
施工应严格按照设计要求及新奥法原则施工，应坚持：
管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭的基本原则，确保施工及隧道结构安全。
施工过程中，应根据不同的隧道结构类型和围岩类别，按不同的开挖顺序进行：
隧道进出口段及V级围岩首先在拱部打超前长管棚+注浆，与工字钢支撑锚喷网联合支护，采用侧壁导坑方法开挖，IV级围岩段采用超前小导管+注浆超前预支护，采用上下台阶法施工；III级围岩采用锚喷网支护，采用全断面开挖法施工。
一、上部弧形导坑预留核心法施工
㈠施工工序
Ⅴ级围岩地段，采用上部弧形导坑预留核心法施工。
上部弧形导坑预留核心法施工程序见图1.3。
图1.3上部弧形导坑预留核心法施工程序框图
㈡施工方法
Ⅴ类围岩地段采用超短台阶法施工，台阶长度控制在5m以内。
在钻进式注浆锚杆超前预支护下，上台阶采用弧形导坑预留核心土法开挖，以人工风镐开挖为主。
开挖后及时喷砼封闭岩面及核心土，及早施作拱部喷锚网、钢架初期支护，喷砼采用湿喷工艺。
开挖上部弧形导坑时，同时开挖中台阶或中、下台阶，循环进尺相同。
开挖后立即喷砼封闭岩面，及时施作边墙喷锚网、钢架初期支护。
左右侧槽不能对称开挖，须错开2~3m。
每循环进尺0.6~1m。
为提高工效，上台阶开挖出碴采用CAT320挖掘机扒碴到下台阶，由ITC-312H隧道挖装机装碴。
施工中认真进行围岩量测工作，根据围岩变化，及时调整初期支护参数。
上部弧形导坑预留核心掘进喷锚作业循环时间见图1.5。
上部弧形导坑预留核心喷锚作业循环时间图
图1.5
工序
作业时间（min）
循环时间（min）
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
测量放线
30
超前支护
90
开挖
120
初喷
60
出碴
90
架钢架、挂网、打锚杆
120
喷砼
120
二、正台阶法施工
洞身Ⅳ级围岩地段采用正台阶法施工，上台阶开挖采用YT-24凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。
每循环进尺1.2～2.4m。
上下台阶由CAT320挖掘机和ITC-312H挖装机装碴，施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。
隧道开挖后及时施作喷锚支护，下半断面开挖后仰拱施工紧跟。
正台阶法掘进喷锚作业循环时间见图1.6。
三、全断面法施工
Ⅲ级围岩地段采用全断面法光面爆破施工，塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。
每循环进尺2.8～4.6m。
Ⅲ类围岩开挖采用H－178三臂液压钻孔台车钻眼，初期支护采用芬兰产H530锚杆台车施作锚杆，湿喷机进行喷砼作业。
洞内作业供电采用630KVA可移动变压器、10KV高压进洞。
砼衬砌采用全断面液压钢模衬砌台车、泵送砼作业。
全断面法掘进作业循环时间见图1.7。
施工程序见图1.8。
III类围岩台阶法施工循环作业时间图（单线）图1。
6
工序
作业时间
（min）
循环时间（min）
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
720
测量放线
30
开挖
180
初喷
60
出碴
120
架格栅、挂网、打锚杆
180
喷砼
150
全断面法掘进作业循环时间图（单线）
图1.7
工序
作业时间（min）
循环时间（min）
60
120
180
240
300
360
420
480
540
测量放线
30
钻眼
180
装药
60
水幕降尘通风
60
清危喷砼
60
出碴
150
在全断面爆破作业中，采用水幕降尘，确保作业面粉尘含量达到标准。
施工中采用“W”型水幕降尘器喷雾降尘。
每个爆破作业面共设两道水幕降尘，距离掌子面分别为20m和40m；每道共设4个水幕降尘器，左右边墙各1个，基底2个；在爆破工点炮后离开时逐组启动喷水系统，开始水幕降尘作业。
装碴作业面和倒运碴场，人工配合专用洒水器洒水降尘，确保施工环境良好。
装载机装碴时，人工配合专用洒水器洒水降尘，确保作业面环境良好。
四、光面爆破
根据围岩走向、层厚、石质等地质情况及支护施工方法，设定爆破方法如下：
㈠Ⅳ级围岩采用正台阶法掘进。
爆破器材选用2#岩石硝铵炸药、塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。
正台阶炮孔布置、雷管段分别布置；Ⅳ级围岩断面开挖药量分配表见表1.1；Ⅳ级围岩断面主要技术经济指标见表1.2。
Ⅳ级围岩正台阶光面爆破炮眼药量分配表
表1.1
序号
上下台阶
炮眼
分类
炮眼数
雷管
段数
炮眼
长度
炮眼装药量
每孔
药卷数
单孔
装药量
合计
药量
个
段
cm
卷/孔
Kg/孔
Kg
1
上
台
阶
掏槽眼
4
1
165
7
1.4
5.6
2
4
3
285
13
2.6
10.4
3
扩槽眼
9
5
250
11．5
2.3
20.7
4
内圈眼
10
7
250
11．5
2.3
23.0
5
周边眼
23
9
260
5
1．0
23.0
6
底板眼
6
11
260
12．5
2.5
15．0
7
合计
56
97.7
8
下
半
断
面
掘进眼
5
2
250
11．5
2.3
11．5
9
4
4
250
11．5
2.3
9．2
10
5
6
250
11．5
2.3
11.5
11
周边眼
10
8
260
5.5
1.1
11．0
12
底眼
5
10
260
12．5
2.5
12．5
13
合计
29
55．7
Ⅳ级围岩正台阶光面爆破主要经济技术指标（单线）
表1.2
序号
项目
单位
数量
1
开挖断面积
m2
52.12
2
预计每循环进尺
m
2.5
3
每循环爆破石方
m3
130.3
4
炮眼总数
个
85
5
钻孔总数
m
214.9
6
雷管用量
发
85
7
炸药用量
Kg
153．4
8
比钻眼数
个/m2
1.63
9
比钻眼量
m/m3
1.65
10
比装药量
Kg/m3
1.18
11
单位体积岩体耗雷管量
发/m3
0.65
12
预计炮眼利用率
%
96%
㈡Ⅲ级围岩采用全断面法掘进，坚硬岩石施工加强掏槽爆破，控制周边光爆孔，确保无超欠挖。
爆破器材选用2#岩石硝铵炸药，塑料导爆管非电起爆系统毫秒微差有序起爆。
全断面炮孔布置、雷管段别布置、。
Ⅲ级围岩采用三臂钻孔台车钻孔时，其光面爆破设计如下：
钻爆采用平行直眼掏槽方法，中部设大直径中空孔，中空孔直径为102mm。
2#岩石硝铵炸药；遇水采用乳胶炸药，不偶合系数为1.14～1.20。
1、爆破参数选择
⑴掏槽眼型式选择及其装药参数
⑵周边眼孔距E的选择
周边孔间距一般为0.3～0.65m，本设计取E=0.6m。
⑶抵抗线W的选择
W=E/MM为周边孔密集系数，一般取0.6～1.2，本设计M取0.8，
W=0.6/0.8=0.75。
⑷炮孔深度L的选择
初步设计循环进尺不低于3.5m，故周边孔L=3.6m，掘进主炮孔L=3.6m，掏槽孔底板眼采用L＝3.6m。
2、爆破材料采用1-18段塑料导爆管，非电毫秒雷管。
周边孔采用传爆线竹片。
小直径间隔装药，孔外网路采用复式网路联接，全断面一次起爆。
3、爆破药量分配
全断面开挖药量分配见表1.3。
4、各断面光爆主要技术经济指标表
全断面光爆主要技术经济指标见表1.4。
Ⅲ级围岩全断面光面爆破炮眼药量分配表
表1.3
序号
炮眼分类
炮眼数
（个）
雷管
段数
（段）
炮眼深度
（cm）
炮眼装药量
每孔
药卷数
（卷/孔）
单孔
装药量
（Kg
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