广成山隧道洞身开挖施工方案首件制0811.docx
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广成山隧道洞身开挖施工方案首件制0811
目录
1编制依据1
1.1编制依据1
1.2编制依据1
1.3编制范围1
2工程概况1
2.1工程简介1
2.2气象、水文及地质条件1
2.2.1气象条件1
2.2.2水文地质条件2
2.3隧道洞身工程地质评价2
2.4洞身支护参数2
3施工准备3
3.1施工用水3
3.2施工用电3
3.3钢构件和钢筋加工场4
3.4砼拌和站及砂石料场4
3.5材料准备4
3.6各项技术及安全准备4
4.进度计划及资源配置4
4.1施工工期4
4.2资源配置5
5Ⅴ级围岩洞口浅埋（土质）段开挖6
5.1施工工艺流程6
5.2主要开挖施工方法7
5.2.1开挖环形拱部7
5.2.2开挖核心土8
5.2.3开挖下部围岩8
5.3施工注意事项9
6分项验收标准主控项目10
7安全保证措施11
7.1软弱破碎围岩地段安全保证措施11
7.2其他安全保证措施11
广成山隧道洞身开挖首件制施工方案
1编制依据
1.1编制依据
明确隧道洞身开挖施工工艺、操作要点和相应的工艺标准，掌握施工中常见事故预防及应急措施，掌控洞身开挖施工的质量和安全文明措施等；指导、规范隧道洞身开挖施工。
1.2编制依据
（1）、《重庆忠县至万州高速公路两阶段施工图设计――广成山隧道》；
（2）、重庆忠县至万州高速公路A7标工程地质勘察报告。
（3）、《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009；
（4）、《公路工程施工安全技术规范》JTJ076—95；
（5）、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1—2004；
（6）、《工程测量规范》GB50026—2007；
（7）、《重庆市高速公路施工标准化指南》（试行）；
（8）、中交路桥质量、环境和职业健康安全管理手册；
（9）、其它相关国家标准、行业标准等；
1.3编制范围
本施工方案适用于重庆忠万高速A7标合同段广成山隧道Ⅴ级围岩洞口浅埋（土质）段洞身开挖的施工。
2工程概况
2.1工程简介
广成山隧道洞身开挖施工采用单向掘进的方式，由出口端开挖进洞，隧道出口位于一斜坡下部，为单向坡，斜坡坡向60-70°，坡角20-35°。
斜坡坡向与线路走向夹角30-40°。
我部决定选取隧道出口左洞ZK67+960-ZK67+958.2段做为首件制洞身开挖施工试验段，该段包括三个循环，每循环开挖长度为0.6m，围岩衬砌类别为S5at型。
2.2气象、水文及地质条件
2.2.1气象条件
隧址区属亚热带湿润季风气候，四季分明，盛夏炎热，冬无严寒，雨量充沛，无霜期长。
多年平均气温：
18.1℃，极端最高气温：
42.2℃，极端最低气温：
-2.7℃，平均最高气温：
34.2℃，最冷月平均气温：
7.1℃，最热月平均气温：
28.6℃。
年平均相对湿度：
88%，月平均最小湿度：
68%。
平均风速：
1.0m/s，历年最大风速：
31.5m/s，常风向：
东北风频率7%，次多风向：
北风频率6%，平静风率：
57%。
年最多降雨：
1363.4mm（1975年），多年平均降雨：
1072.3mm，雨量集中在5月~10月，月最大降水量322.8mm，日最大降水量127.6mm。
2.2.2水文地质条件
隧址区水文地质条件较简单，为单斜构造，植被较发育，部分基岩裸露，地表水排泄条件好，降雨经斜坡面排泄于两侧进出口溪沟，经溪沟沟直接汇于西南侧长江。
隧址区地下水类型主要有第四系松散土层孔隙水及基岩裂隙水。
出洞口有小冲沟，冲沟内无常年性流水，受季节性控制，该冲沟对隧道施工影响不大。
2.3隧道洞身工程地质评价
（1）Ⅴ级围岩稳定性评价
组成Ⅴ级围岩的地层岩性主要为洞口段页岩、砂岩洞身段泥质粉砂岩、页岩，岩质多软弱，以软岩为主，风化裂隙较发育，强风化带较厚，层间结合多一般，岩体受地质构造及风化作用影响较重，裂隙较发育，呈碎、裂状，松散结构，易坍塌，围岩无自稳能力，跨度5m或更小时，可稳定数日。
（2）偏压
隧道走向与岩层走向小角度相交，隧道进口洞轴线与斜坡坡向交角约80°，存在顺层偏压现象。
隧道出口斜坡坡向与洞轴线夹角约40°，存在顺层和浅埋偏压现象。
2.4洞身支护参数
隧道洞口浅埋加强衬砌段采用喷、锚、网和工字钢作为施工临时支护，二次衬砌拱墙及仰拱采用模筑钢筋混凝土，Ⅴ级围岩土质段第一环施工辅助措施超前大管棚支护，其余段为超前小导管预支护；Ⅴ级围岩岩质段采用超前小导管预支护，以确保洞口段稳固安全。
洞口加强段二次衬砌应紧跟开挖施作。
洞口浅埋加强衬砌段支护参数见表2.4-1。
洞口浅埋加强段支护参数表表2.4-1
项目
Ⅴ级围岩
衬砌类型
S5at
S5ay
适用范围
洞口浅埋土质段或强风化带
洞口浅埋中
～弱风化岩质段
初期
支护
C20早强喷射混凝土
24cm
24cm
φ6.5钢筋网
@20X20cm
@20X20cm
系统锚杆
@60×120cm,L=3.5m
φ22砂浆锚杆
@80×120cm,L=3.5m
φ22砂浆锚杆
预留变形量
12
12
二次衬砌拱墙
50cmC25钢筋砼
50cmC25钢筋砼
二次衬砌仰拱
50cmC25钢筋砼
50cmC25钢筋砼
辅助施工措施
超前大管棚/超前小导管
超前小导管
初期支护加劲措施
18工字钢@60cm（全封闭）
18工字钢@80cm（拱墙）
3施工准备
3.1施工用水
广成山隧道作业队制定多种施工用水方案，以保证施工用水连续，满足隧道施工要求。
（1）、根据实地勘察在渝利铁路（广成山隧道横洞洞口）有油沙村供水塔一座，计划把该点水源作为广成山隧道的生活及施工用水。
在生产过程中，在洞口上方约50m处修建100m2高位水池，为隧道开挖提供高压水。
（2）、从中心拌合站连接抽水管道至隧道口，抽调油沙河河水作为施工用水。
（3）、隧道右洞出口右侧已做一拦水坝，目前能够满足隧道洞身浅埋段施工用水的需求。
3.2施工用电
施工用电采取从地方高压线“T”接点位置接入，当地电力部门已将线路架设到隧道洞口处变电所，出口设置变压器及配电箱室，采用两台800KVA变压器供隧道施工使用。
出口现场又自备360KW发电机一台，供临时设施施工及停电应急使用。
变压器、配电房、发电机及空压机房集中布设在左洞洞口的左侧。
3.3钢构件和钢筋加工场
拟建1333.4㎡的钢材料场及钢材加工厂，主要加工型钢支架、格栅钢架、加工管棚钢管、小导管，钢筋、零星用模板加工等，同时作为所加工材料、成品存放场地。
放样、组拼场地必须采用混凝土硬化，面积不小于12×12m2，表面必须平整。
3.4砼拌和站及砂石料场
拟建3600㎡的砼拌合站及砂石料场，平时料场应存足地材，避免雨季材料运输困难，影响隧道施工进度。
骨料应分级堆放，设置足够的料仓，每种规格的骨料应至少设置两个料仓（已检测合格仓和待检测仓），每个仓大小不得小于400方的存料量，料仓底必须设置不小于2‰的坡度（进料口低），便于骨料中的水能向外排除，料仓间用厚0.4m、高2m的砖墙分隔，骨料仓和料斗应设置美观、牢固的雨棚。
搅拌站的场地应全部用混凝土硬化；场地应做好排水系统，搅拌站四周应设置围档，搅拌站应在大门附近设置清洗池，用于清洗车辆的轮胎，避免轮胎上的泥污染场地；搅拌站还应设置清洗设备，用于清洗含泥超标的骨料。
3.5材料准备
为了保证本标段的材料供应，必须对全部采购的原材料、构件、成品、半成品等材料制定切实可行的材料供应计划及工程物资管理办法，建立健全进场前验收和取样送检制度，杜绝一切不合格材料进入施工现场。
火工品与当地公安机关取得联系并办理好相关手续，从当地公安机关许可或指定的地方购买，由售货方汽车送货到工地。
在进洞口附近修建材料库、堆料场，按照材料计划供应进场，做到不积压、不短缺。
3.6各项技术及安全准备
开工前已对图纸进行了详细阅读，掌握了施工所需的技术参数，并对坐标、标高、尺寸等进行了复核，确保无误。
开工前对项目部施工、技术、安全及特种作业相关人员进行了技术交底和安全交底，能够从技术、施工、安全角度保证施工正常进行。
4.进度计划及资源配置
4.1施工工期
隧道洞身ZK67+960-ZK67+958.2段开挖施工计划开工日期2013年8月16日，计划完工日期2013年8月17日，计划工期共2个工作日。
4.2资源配置
洞身开挖施工人员配置见表4.2-1。
人员配备情况表4.2-1
人员及组别
工作内容
管理
人员
队长
1
施工现场、调度室、全面管理、组织
技术副队长兼主管
2
主管技术工作，并兼职环保
工程师
1
配合技术主管搞好技术工作
安全员
2
安全、质量检查
掘
进
班
钻爆工
52
钻孔、装药、起爆、打管棚
出碴工
12
装碴运碴、扒碴、机械排险
喷锚工
18
锚杆、喷砼、挂网、注浆
机修工
2
机械维修
钢筋工
10
格栅钢架加工、安装
杂工
5
扒碴、物料倒运、洞内掘进辅助工作
调度室
调度长
2
洞内、洞外各工序协调
调度员
3
洞内开挖、出碴、衬砌各工序协调
保障班
电工
2
电气设备安装、维修
供风、水工
3
高压送风、供水、通风、管路维修
合计
115
洞身开挖施工所需机械资源配置见表4.2-2。
机械配备情况表4.2-2
序号
机械名称
型号规格
额定功率（kw）或容量（m3）或吨位（t）
数量（台）
1
风动凿岩机
YT-28
/
40
2
电动空压机
4L-20/8
130KW/20M3
8
3
挖掘机
PC200
1.0m3
2
4
装载机
ZL50C
3.0m3
4
5
自卸汽车
20t
12
6
发电机
/
360KW
2
7
变压器
/
830KVA
2
5Ⅴ级围岩洞口浅埋（土质）段开挖
当洞口大管棚以及仰坡防护施工完成后，即可进行暗洞的开挖施工。
洞口部分的暗洞围岩均为Ⅴ级围岩，Ⅴ级围岩基本为土质，岩体破碎、节理发育，施工时围岩可能发生失稳和坍塌，甚至出现地表下沉或冒顶。
为了确保施工安全，采用人工配合机械开挖的方法，个别机械开挖不动的地段，严守“短进尺，弱爆破，强支护，早成环”的原则，采用微震或预裂爆破施工。
针对广成山隧道左洞出口Ⅴ级围岩洞口浅埋（土质）段，我部决定采用留核心土台阶分步开挖法施工，并在施工中加强监控量测，根据量测结果，及时调整开挖方式和修正支护参数。
台阶分步开挖法施工及开挖参数表详见下图。
5.1施工工艺流程
中线、水平测量→喷混凝土封闭开挖面→超前小导管（锚杆）施工→注浆固结→上部环形断面①开挖（或爆破）→喷混凝土封闭岩面→出渣→初喷4cm厚砼→打系统锚杆→挂钢筋网→立拱部钢架→拱部二次喷砼至设计厚度Ⅱ→核心土③开挖（或爆破）→下部台阶④开挖→仰拱Ⅴ开挖→下部初期支护→铺设防水层→模筑二次衬砌Ⅵ→沟槽路面施工Ⅶ。
（备注：
浅埋段Ⅳ级围岩与Ⅴ级围岩施工工艺类似，只是支护参数略有不同）
图5.1-2Ⅴ级围岩施工分步图
5.2主要开挖施工方法
广成山隧道左洞出口ZK67+960-ZK67+958.2段采用人工配合机械开挖的方法开挖施工，个别机械开挖不动的地段，采用微震或预裂爆破施工。
5.2.1开挖环形拱部
（1）、开挖时预留核心土，利用大管棚施工时已预留的核心土，预留长度距离掌子面为2-4m，以方便挖机开挖；
图5.1-1环形开挖留核心土示意图
（2）、挖机沿着已施工完成的大管棚套拱内壁进行挖掘，顺序由拱顶至拱腰处缓慢挖掘，挖掘过程中尽量不要磕碰套拱壁，并注意调整好挖机大臂角度。
（3）、洞口段开挖施工，围岩情况本来就很差，挖机开挖时要控制好力度，动作不能太大，可采用点刨式，一点一点挖除岩土，避免造成隧道超挖甚至垮塌等情况的发生。
（4）、现场必须安排一名指挥人员，指导挖机开挖施工，挖出的洞渣直接由出渣车运送至弃渣场。
（5）、隧道洞口浅埋段一次开挖循环进尺宜为70-80cm，避免过大的开挖，要保证钢支撑安装时有一定操作距离。
（6）、开挖轮廓面松动石块要及时清理，由人工修整整平后，通知测量人员检测，对欠挖的部分进行局部处理，保证开挖轮廓要满足设计要求，在通知现场监理检验合格后，方可进入下道工序的施工。
5.2.2开挖核心土
（1）、在进行下一循环的环形拱部开挖时，可一起开挖等长度的核心土。
预留核心土长度至少为2m。
（2）、核心土开挖至拱腰位置，与环形拱部底部齐平。
（3）、保证上半断面距离核心土至少2m。
（4）、核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成后、喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。
5.2.3开挖下部围岩
（1）、边墙两侧必须错开开挖，错位距离5m，挖至边墙底部。
图5.2-1边墙开挖施工
图5.2-2边墙错开开挖情况
（2）、开挖过程中，挖机尽量不要刮碰已支护完毕的侧墙，相比较上半断面拱圈开挖，侧墙开挖要简单、安全的多。
由于这时隧道整个开挖断面已经成型，在没有施做仰拱成环的情况下，初支结构受力还不稳定，所以要尽快施做仰拱，确保洞身初支安全。
图5.2-3仰拱施工完成后隧道断面
5.3施工注意事项
由于Ⅴ级围岩段岩性软弱，破碎程度严重，稳定性差，所以在施工过程中，把确保围岩稳定、杜绝坍塌放在首位，及时有效地做好初期支护工作，严禁盲目掘进。
其施工原则是：
“弱爆破、强支护、短进尺、多循环”。
同时注意如下几点：
①、对洞身的水文地质情况进行认真研究，对地下水情况做到心中有数，并制定详细的防排水措施，避免造成危害。
开挖前在掌子面超前探孔，孔长10m，设5孔，防止突然涌水造成危害。
②、随时注意观察岩性的变化情况，及时进行准确的岩石编录，并据此及时调整施工方法。
③、及时进行围岩量测，根据量测数据处理的结果，对围岩的变形趋势作出准确的分析判断，据此指导施工、调整施工方法、修正支护参数，使施工更加经济合理。
④、及早封闭是新奥法的基本原则，也是减少变形的最有效的办法，施工时切不可有丝毫疏忽，开挖后及时完成初喷并在12小时内完成初期支护。
⑤、为保证衬砌厚度及衬砌结构不侵限，开挖轮廓按设计要求预留变形量。
施工时，结合测量结果及时予以修正。
⑥、暗洞分步开挖时，在满足设计规范及安全质量要求的前提下，应尽量采用适合机械化作业的施工工艺，分步尺寸划分合理，各分部尽量平行作业，从而达到快速施工的目的。
⑦、弃碴时要由专人指挥、堆放整齐、边坡平整，弃碴场需设置挡墙。
施工过程中杜绝随意倾倒弃碴和弃土。
施工完毕后，对弃碴场及时平整，并做好绿化、防护，避免水土流失。
6分项验收标准主控项目
（1）、隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。
检验数量：
施工单位每一开挖循环检查一次；监理单位按施工单位检查数量的10%平行检验。
检验方法：
采用仪器测量。
（2）、隧道开挖应严格控制欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。
拱脚和墙脚以上１ｍ内断面严禁欠挖。
检验数量：
施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：
施工单位采用自动断面仪测量等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，现场核对开挖断面。
（3）、洞身开挖中，应在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。
检验数量：
施工、监理单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：
施工单位进行工程地质观察和描述；监理单位见证检查。
（4）、隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求。
隧底范围石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。
检验数量：
施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：
施工单位用仪器测量底部高程，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，核对开挖断面。
（5）、隧底开挖后应及时核对隧底地质情况。
当需要进行加固处理时，应符合设计要求。
检验数量：
施工单位、监理单位每处检查一次。
检验方法：
施工单位进行地质描述；监理单位见证检查。
7安全保证措施
7.1软弱破碎围岩地段安全保证措施
（1）、采用TSP203地质预报系统、超前钻探、地质雷达等超前地质预报预测手段进一步探明掌子面前方的工程地质、水文地质的活动态势等情况，主要探测破碎带地段岩石的强度、岩性、岩层的破碎程度、涌水压力和涌水量等情况，从而正确选择开挖方法、注浆参数及相应技术参数。
（2）、采取管棚、小导管和预注浆进行预支护。
采用“早预报、预注浆、管超前、半断面、留核心、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤测量”的施工原则保证施工安全。
7.2其他安全保证措施
（1）、施工过程中，应对围岩进行监控量测，根据量测结果及时反馈信息，合理修正支护参数和开挖方法，指导施工和确保施工安全。
（2）、施工中应采取有效措施防止出现塌方，为保证塌方后施工人员能及时逃生，必须设置逃生管设施，制定逃生预案并进行演练。
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