高速公路双连拱隧道施工组织设计实施.docx

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高速公路双连拱隧道施工组织设计实施

XXX施工组织设计

1.施工总体布置及规划

1.1编制依据及编制原则

1.1.1编制依据

1、山西交科公路勘查设计院提供的《XX高速XX合同段两阶段施工图设计》等设计文件。

2、标段投标书（施工组织设计建议书）。

3、国家和交通部现行设计规范、施工规范、验收标准。

4、建设单位对工期质量的要求。

5、现场调查资料和各种定额。

6、本施工单位拥有的科技成果、工法成果、管理水平、现有的技术装备力量和多年积累的施工经验。

1.1.2编制范围

XX高速公路XX合同段XX隧道K17+854～K18+279段内所有的隧道工程。

含开挖、支护、防排水、路面及监控量测工程。

1.1.3编制原则

1、满足合同文件对本标段质量、工期、安全、环保、文明施工等各方面的要求。

2、临时设施布置因地制宜、紧凑有序。

贯彻“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的基本国策，依法用地、合理规划、科学设计，少占土地，保护林地，搞好工地文明建设。

3、充分考虑隧道施工的场地条件、施工环境和工程特点，在坚持实事求是的基础上，力求“技术先进、科学合理、经济适用”。

积极推行开挖、支护、二次衬砌流水线作业。

积极采用、鼓励研发新技术、新材料、新工艺、新设备，提高工程技术和施工装备水平，保证施工安全和工程质量，加快施工进度，降低工程成本。

4、突出工期、质量、安全的目标控制措施，采用主动控制与被动控制相结合的方法，正确进行风险分析和预测，时时进行目标验证，采取有效的纠偏措施，确保目标的实现。

1.2工程概况

1.2.1工程概况

XX高速公路XX合同段的XX隧道为一座上、下分离式的四车道高速公路连拱隧道，隧道净宽（10.25+2.5+10.25）m，内轮廓采用三心圆，半径R1=5.43m、R2=7.93m，建筑限界高度5.0m。

XX端洞口位于山西省晋中市XX县XX村附近，XX端洞口位于山西省晋中市XX县建都村附近，隧道起讫桩号为K17+854～K18+279，全长425m，其中洞身Ⅳ级围岩415m，Ⅴ级围岩10m。

XX隧道左、右线XX端洞口位于平曲线上，平曲线为右偏，半径为2018.72m，XX端平曲线范围内设置了超高，超高坡度为2%，XX端洞口位于直线上。

隧道左、右线XX端的纵坡为-2.500%，XX端处在凸型竖曲线上，纵坡分别为-2.500%和-3.500%。

隧道穿越的山体不存在采空区及有害气体。

衬砌结构设计为：

洞身段衬砌均按新奥法原理设计，初期支护采用喷、锚、网、钢拱架支护，二次衬砌采用钢筋砼砼衬砌，双跨连拱隧道中隔墙采用钢筋砼，洞口段采用大管棚预支护，洞内视地层、地质条件采用超前小导管进行预加固措施。

1.2.2主要技术标准

主要技术标准表

序号

项目

技术标准

1

地形类别

山岭重丘

2

公路等级

高速公路

3

车道数量

4

4

设计行车速度

80km/h

5

隧道建筑限界净宽

10.25m

6

隧道建筑限界净高

5m

7

汽车荷载等级

公路-I级

1.2.3自然状况

1地形、地貌

项目区位于山西省中东部，太行山脉西侧边缘，跨XX小盆地、和顺小盆地两个大地构造单元。

地形十分破碎，沟壑纵横，山多树少，岩石裸露，仅河谷地带有小块平川。

路线总廊道内总体地势东西两边高，中间低，以山地、丘陵居多。

分为五个地貌单元，分别是黄土冲沟区、黄土梁峁区、河谷区、岩溶中低山区、岩溶低中山区。

2地质构造

3气候

项目区属大陆性季风气候区，具有四季分明，冬长夏短，春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽湿润，冬季寒冷干燥，其中秋雨多于春雨，冬季雨雪偏少。

总体气温七月份温度最高，元月份温度最低，中部中高山区温度最低，两侧温度较高；降水受地形影响出现差异，山区降雨量较平原区较多，全年降雨量多集中在七八九月份，尤以七月最多。

年平均气温10℃左右，最低一月-21.8℃，最高7月39℃，年降水量550mm，霜冻期为十月上旬至次年四月下旬，无霜期165天。

5水文

6不良地质及工程设计应采取的主要对策

本隧道主要存在不良地质为褶皱，容易出现小塌方。

本隧道不存在采空区。

1.2.4主要工程数量

隧道主要工程数量见“主要工程数量表”。

主要工程数量表

序号

项目名称

单位

XX隧道

数量

备注

1

洞身石方开挖

m3

88969

88969

2

C25喷射混凝土

m3

3868.62

3868.62

3

φ42小导管

m

10014

10014

4

D25中空锚杆

m

22635.02

22635.02

5

φ22砂浆锚杆

m

45641.9

45641.9

6

工字钢（18型、20a型）

t

284.6

284.6

7

C25混凝土

m3

14605

14605

8

C15片石混凝土

m3

5830.8

5830.8

9

衬砌钢筋

t

563

563

10

超前砂浆锚杆

m

7849

7849

1.3施工组织机构及施工队伍安排

1.3.1隧道施工组织管理机构

为了加强建设项目管理、全面履行合同、控制建设投资，确保工程建设工期、质量、安全、保护生态环境，全面实现XX高速公路XX标的建设目标，XX有限公司按照项目施工法组建XX高速公路XX标项目经理部，工程技术和管理人员在全公司范围内抽调具有丰富的国内高速公路施工经验、专业技术能力强、综合素质高的工程技术和管理人员，承担该项目的施工任务。

本合同段隧道由本公司的一个隧道专业队承担施工。

隧道工程组织管理机构详见“隧道工程施工组织管理机构图”。

隧道工程施工组织管理机构图

XXXXXX项目经理部

………

项目经理

决

策

层

项目副经理

项目总工程师

………

试

验室

执

行

层

隧道施工一队

掘进班

初支班

二衬班

机械班

搅拌站

后勤保障组

………

操作

层

………

1.3.2施工队伍安排及任务划分

XX隧道安排一个隧道专业队施工，承担XX隧道全部施工任务。

项目部做好施工质量、安全控制，控制施工队左、右线均衡生产，积极引导施工队各工班施工的有序竞争。

隧道专业施工队建立队级管理领导小组，根据施工工序安排，成立开挖、支护、衬砌、混凝土搅拌站、机械班组、后勤保障班组，各隧道队所需专业工种详见《劳动力组织安排表》。

劳动力组织安排表

序号

工种名称

隧道施工三队

备注

1

管理人员

3

2

技术人员

3

3

工程调度

2

4

专职安全员

2

5

风枪工

35

6

爆破工

4

7

钢筋工

10

8

电焊工

5

9

喷锚工

8

10

模板工

6

11

混凝土工

13

12

普工

20

13

电工

1

14

机械修理工

2

15

推土机司机

1

16

挖掘机司机

4

17

装载机司机

3

18

砼输送车司机

6

19

自卸汽车司机

8

20

发电机机械手

1

21

压风机机械手

1

22

通风机机械手

1

23

砼拌和机机械手

2

24

地质钻机操作人员

3

25

地质预测预报人员

3

26

隧道监控量测人员

3

27

合计

150

1.4施工进度安排

1.4.1隧道施工开、竣工日期

开工日期：

X；

竣工日期：

X。

总工期：

X个月。

1.4.2施工进度计划

隧道总体施工进度计划分施工准备阶段、主体工程施工阶段、工程收尾阶段共三个阶段，各阶段具体完成的内容见“总体施工进度安排表”。

总体施工进度安排表

序号

阶段

具体工作

1

施工准备阶段

用1个月时间（2011年2月20日～2011年3月20日），主要完成施工便道、供风、供水、供电、生产生活用房、复测及控制测量、复核技术资料、混凝土配合比的选择及进场材料的试验、办理征地拆迁以及解决通讯、组织机械设备、人员、材料进场等。

2

主体工程施工阶段

用10个月时间（2011年3月20日～2012年2月20日），主要完成隧道开挖、支护、衬砌、路面、及装饰工程（包括中隔墙）。

3

工程收尾阶段

用0.5个月时间（2012年2月1日～2012年2月20日），完成隧道其它附属工程，完成工程验收及竣工资料的整理、编制、验交等工作。

1.4.3施工进度横道图

详见：

“XX隧道施工进度横道图”。

1.5主要施工机械设备、试验、监测设备配备

1.5.1主要施工机械设备配备

施工设备作为生产力的要素之一，是企业生产的重要手段，是企业完成施工任务的重要物质基础。

施工设备配置遵循科技含量高、性能优良、生产效率高、环保性能好的原则进行设备组合匹配，使施工设备的配置充分体现先进性、适用性，配置数量以满足施工需要为前提，使用过程中充分挖掘设备的潜力，做到均衡生产，确保使用，降低机械使用成本。

横道图

隧道施工设备配备了自制凿岩台架、风动凿岩机、侧卸装载机、自卸车组成挖装运机械作业线；锚杆台车或锚杆钻机、混凝土喷射机组成初期（超前）支护机械作业线；液压钢模衬砌台车、混凝土运输罐车、混凝土输送泵组成衬砌作业线以及风、水、电、混凝土生产设备。

隧道主要施工设备配备见“隧道主要施工机械设备配备表”。

主要机械设备配置表

编号

机械设备名称及类型

单位

数量

生产厂家

新旧程度

1

水泥混凝土拌和站

HZS120

座

2

山东方圆建筑机械设备有限公司

全新

2

JS750拌和机

台

1

山西建工

全新

3

凿岩台车

台

1

自制

全新

4

穿行式模板衬砌台车非标件，长12m

台

1

广汉金达隧道机械

全新

5

管棚钻机KR50412-3，114kW

台

1

全新

6

装载机ZL50E

台

2

山推工程机械股份有限公司

九成新

7

挖掘机小松-220

台

1

小松公司

八成新

8

推土机TY220，162kw，330m3/h

台

1

山推

七成新

9

自卸汽车2629，20t，210kW

台

5

内蒙古北方重汽

八成新

10

洒水车8102,8000L

台

1

东风专用汽车厂

八成型

11

砼搅拌运输车JC8，8m3

台

2

郑州中工

七成新

12

湿式砼喷射机

TK-961，5.5kW、5m3/h

台

2

成都岩峰机械厂

全新

13

砼输送泵HBT60，60m3/h

台

1

湖北工程机械厂

9成新

14

轴流风机，135kW，

台

1

山西省侯马市鑫丰康风机

全新

15

空压机

4L-20/8,27m3

台

6

成都空压机厂

全新

16

注浆机2UB6，5.5kW，6m3/h

台

1

河北吴桥

七成新

17

发电机组400GF,400kW

台

1

扬州发电机厂

七成新

18

凿岩机YT28

台

25

天水风动机械有限责任公司

七成新

19

地质钻机、XU-100

台

1

山东蒙阴沂蒙钻探机械厂

七成新

20

变压S11-1250（1250KVA）

台

1

西安变压器厂

全新

1.5.2主要试验、监测设备配备

XX有限公司XX高速公路XX合同段设立工地试验室，配置数量充足，性能可靠，能满足施工生产需要的试验、检测、监测及测量等仪器、设备。

进场后及时到有关部门办理相关资质及计量认证证书，获得试验检测资格后，负责隧道工程及本标段其它工程的试验、检测、监测工作。

试验室配备的隧道试验检测仪器见“主要试验检测仪器设备配备表”。

主要试验检测仪器设备配备表

设备名称

规格型号

产地

单位

数量

状态

万能材料试验机（100t）

浙江肯特WEW-1000B型

浙江

台

1

全新

万能材料试验机（30t）

浙江肯特WE-300E型

浙江

台

1

全新

电动压力机

DYE-2000KN

无锡

台

1

全新

标准养护室自动控制仪

FHBS-80型

北京

台

1

全新

水泥标准养护箱

YH-40B

天津

台

1

全新

水泥胶砂振动台

ZS-15型

无锡

台

1

全新

水泥胶砂搅拌机

JJ-5

无锡

台

1

全新

混凝土坍落筒

TLY-1

北京

个

6

全新

水泥抗折抗压恒应力机

BC-300D型

北京

台

1

全新

智能混凝土抗渗仪

HP-4.0型

天津

台

1

全新

混凝土搅拌机

HJW-60型

天津

台

1

全新

水泥净浆机

NJ-160A型

无锡

台

1

全新

砂浆稠度仪

145型

天津

台

1

全新

石子压碎值仪

φ150mm

沧州

台

1

全新

针片状规准仪

国标

沧州

台

2

全新

微波炉

P70D20N1L-M1（SO）

佛山

台

1

全新

电子天平

YP2001

天津

台

2

全新

磅秤

ACS-A系列

上海

台

1

全新

台秤

100Kg

上海

台

1

全新

电子控温干燥箱

HB-101

北京

台

1

全新

电动脱模器

LQ-200D型

北京

台

1

全新

全站仪

TS02POWER-2〞

日本

台

3

全新

水准仪

DSZ2

苏州

台

3

全新

1.6主要材料供应计划

为确保施工过程中，物资材料供应及时，且质量、数量满足工程需要，工程物资（包括钢材、油料、炸药、爆破器材、水泥、粉煤灰、外加剂、防水材料、装饰材料、砂石料等）由项目部统一按计划供应，其它非工程物资和小型材料由施工队自行购买。

隧道物资管理见“物资管理业务流程见图”。

信息链

物资管理业务流程图

1.6.1主要材料需求量

主要材料需求量表

序号

材料名称

单位

数量

1

钢材

t

1452

2

水泥

t

8563

3

砂石料

m3

128445

4

油料

t

672

5

炸药

t

110

1.6.2主要材料供应计划

主要材料供应计划详见《材料供应计划表》。

材料供应计划表

1.7施工总平面布置、临时工程及临时设施

1.7.1施工总平面布置

临时设施本着“节约林地、相对独立、便于管理、注重环保、方便施工”的原则进行布置。

临时设施主要布置在隧道洞口及洞外路基两侧。

生产临时设施有炸药库、油料库、材料库、机修房、变电房、压风机站、混凝土搅拌站、钢筋加工棚、弃碴场、碎石加工场等。

生活办公临时设施有职工生活营地、管理人员办公室、工地会议室、现场值班室等。

平面布置见“XX隧道出口端平面布置图”。

1.7.2施工临时设施布置及规划

施工便道：

XX隧道施工便道从省道317线引入，利用当地150m现有乡道，新建1.6km便道至洞口。

便道技术标准为路基宽度8m，其中单向行车道宽3.75m，土路肩宽0.25m。

施工用电：

XX隧道XX端施工用电采用接当地一3.5万伏高压线，距洞口距离约1.2km，在洞口线路右侧设置一变电房，安装1台1250KVA的变压器。

另外备一台200kw的柴油发电机备用。

施工用水：

XX隧道洞口上方设一个300m3蓄水池，采用拉水车将松溪河内自来水站的水运至现场。

铺设φ150钢管输水供隧道高压用水。

高压供风：

隧道进口建压风站一座，安装6台20m3/min电动空压机，供应进口施工用风。

三管两路及洞内排水：

隧道内通风管采用软质风管，通风方式采用压入式通风。

风管悬挂于一侧边墙，高压风管、水管安装在通风管同侧临时水沟上方。

隧道动力线、照明线安装在另侧边墙顶部。

隧道两侧分别设置排水沟，排水沟不得侵入砼衬砌基础，并防止基础被积水浸泡。

施工道路做好横向排水，确保道路不积水，保证道路畅通。

施工通讯：

采用手机与无线对讲机相结合的联络方式。

弃碴场设置:

XX隧道共设置1处弃碴场，弃渣场设置在K18+400线路左侧约60m的山沟内。

弃碴场坡脚按设计施作防护，顶面恢复植被，做好环境保护和防止水土流失。

生活、办公用房:

施工队营地根据洞口依势而建，结合地形构造进行场地平整、新建活动板房。

按照国家疾病预防与控制工作的总体布署和要求，施工营地生活、办公用房建筑面积指标按“施工营地建筑面积指标表”计算。

施工营地建筑面积指标表

序号

名称

指标（平米/人）

标准计算方法

1

办公室

3.5

按管理人员总数计算

2

宿舍（单人床）

3

按高峰期人数计算

3

食堂

0.5

按高峰期人数计算

4

医务室

0.05

按高峰期人数计算

5

浴室

0.07

按高峰期人数计算

6

小卖部

0.03

按高峰期人数计算

7

开水房

20m2

8

厕所

0.04

按高峰期人数计算

按此指标，生活用房按人均3.65m2布置，隧道施工一队住房共计548m2。

混凝土搅拌站:

XX隧道拌合站设置1台JS750的混凝土搅拌机，负责隧道喷射混凝土生产，拌合站占地400m2，设有1个加盖碎石料仓，1个加盖砂仓，一个散装水泥库、外加剂库。

普通混凝土在1#拌合站拌合，采用混凝土运输车运送至XX隧道。

1.7.3主要临时工程数量及用地计划

见“主要临时工程数量及用地计划表”。

主要临时工程数量及用地计划表

序号

临时设施项目名称

单位

数量

用地（亩）

1

改扩建汽车运输便道

km

2.2

15.3

2

变、配电站

座

1

3

高压电力干线

km

1.5

4

混凝土拌合站

座

1

5

弃碴场

处

1

6

蓄水池

处

1

7

施工队营地

m2

548

2.主要工程项目的施工方案、施工方法

2.1总体施工方案

隧道施工将严格按照新奥法组织，施工原则：

少扰动、管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、紧衬砌、勤量测、速反馈。

具体指隧道开挖时，应尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动持续时间及扰动范围。

采用超前长管棚、超前小导管、超前锚杆及加固注浆等辅助施工措施。

掘进循环进尺宜采用短进尺，支护应紧跟开挖面。

对易风化的自稳性较差的软弱围岩地段，应对开挖面及早作封闭式支护。

结合现场实际情况，将超前地质预报和隧道监控量测贯穿于整个隧道施工过程，准确预报隧道掌子面前方围岩构造及水文情况、监控量测隧道围岩变形、隧道支护与衬砌结构受力情况，以及时改变稳定围岩的辅助措施和调整初期支护参数或修改衬砌结构类型，确保隧道施工安全和隧道结构的稳定。

Ⅳ级、Ⅴ级围岩初支紧跟掌子面，仰拱距开挖面距离不到大于30m；Ⅳ级、Ⅴ级围岩二衬的施工时间必须在围岩与锚喷支护变形基本稳定后及时进行，距离开挖面不得大于100m。

隧道从XX隧道出口单头掘进，采用自制钻孔台架配合凿岩机钻孔、人工装药、挖掘机配合侧卸式装载机装碴、自卸汽车出渣。

隧道主洞二次衬砌采用12米自行式液压钢模衬砌台车立模，混凝土拌合站集中拌制混凝土，砼运输车运送、混凝土输送泵泵送入模，边拱墙全断面衬砌。

隧道明洞采用分层明挖，明洞结构采用就地模筑全断面整体式钢筋砼衬砌，隧道采用普通钻爆法施工。

连拱隧道Ⅴ级围岩、Ⅳ3级围岩浅埋段采用连拱隧道三导洞法开挖、Ⅳ级（除Ⅳ3级浅埋外）围岩采用中导洞法开挖。

凿岩钻孔台车并辅以风动凿岩机钻孔，IV、V级围岩地段采用人工配合挖掘机及风稿进行开挖，局部可施以小炮松动施工。

2.2施工顺序

2.2.1总体施工顺序

根据洞口的现场条件、工期要求和各工序相互独立并相互影响的特点，按照均衡生产原则进行施工安排，隧道总体施工顺序具体安排如下：

第一步：

交接桩与导线复测、控制网布设，临时设施和临时工程施工，施工队伍和施工机械设备进场，编制实施性施工组织设计。

第二步：

安排隧道进出口洞顶截水沟和坡顶截排水设施修建，截排水设施完工后进行洞口土石方施工。

第三步：

XX隧道进行中导洞洞身开挖及初期支护施工，待中导洞贯通后立即浇注中隔墙。

待中隔墙浇注完成后，再进行侧导洞开挖、主洞扩挖及支护施工。

第四步：

进行主洞二衬施工，待二衬施作完毕后，安排路面垫层、边沟、电缆槽等洞内附属工程施工。

第五步：

再进行路面混凝土施工。

第六步：

洞身装饰施工。

第七步：

收尾配套及清理场地，编制竣工文件和安排工程验交。

2.3双连拱隧道施工具体施工方案

XX双连拱隧道Ⅴ级围岩、Ⅳ3级围岩浅埋段施工方案详见“连拱隧道三导洞法施工作业程序图”，Ⅳ级（除Ⅳ3级浅埋外）围岩段施工方案详见“连拱隧道中导洞法台阶分部开挖施工作业程序图”，中导洞法开挖与三导洞法开挖的区别在于不需要施工侧导洞，中隔墙施工完毕后直接施工主洞。

具体施工方案为：

2.3.1隧道开挖

①中导洞先贯通：

根据隧道整体式双跨连拱设计断面和洞口所具备的施工条件，在隧道出口连拱部位进行中导洞开挖并使其贯通，中导洞采用全断面法开挖，中导洞开挖V级围岩临时支护参数：

φ22砂浆锚杆长2m、φ8钢筋网20*20cm、每60cm一榀I16型钢拱架、喷射20cm厚C25混凝土。

Ⅳ级围岩临时支护参数:

φ22砂浆锚杆长2m、φ8钢筋网25*25cm、每75cm一榀I16型钢拱架、喷射20cm厚C25混凝土。

超前支护均采用4.1m长φ42小导管，每3米一环。

②中隔墙砼浇筑：

中隔墙衬砌钢筋采用现场绑扎，自制整体式液压钢模台车整体衬砌，按每两天一循环，每循环12m施作。

台车就位后，利用中导洞钢架支护，对衬砌台车稳定性定位加固后，进行浇筑砼施工。

中导洞贯通后，自隧道进口向出口方向进行中隔墙砼浇注。

③侧导洞施工：

侧导洞断面形式采用弧型，在洞口超前长管棚施工完毕后，首先进行隧道左侧导洞开挖施工，左侧导洞开挖进尺超过30m后，进行隧道右侧导洞开挖施工；侧导洞开挖采用全断面法施工，V级围岩和Ⅳ3级围岩地段每循环开挖进尺均按一榀钢架间距进行，Ⅳ级（除Ⅳ3级浅埋外）围岩地段每循环开挖进尺均按两榀钢架间距进行；侧导洞开挖内侧壁临时支护与中导洞临时支护相同，侧导洞钢拱架支护注意与主洞边墙钢拱架的连接方式和连接部位。

④主洞施工：

XX隧道首先进行隧道左侧主洞开挖，隧道左侧主洞开挖进尺超过30m后，再进行隧道右侧主洞施工。

隧道主洞采用台阶法施工方案，在左侧隧道主洞开挖前，对中导洞右侧进行单侧加横向支撑，确保中隔墙不被破坏。

隧道主洞V级围岩和Ⅳ3级围岩地段采用上台阶留核心土分部开挖，每循环开挖进尺按一榀钢架间距进行；Ⅳ级（除Ⅳ3级浅埋外）围岩地段采用上下台阶开挖方案，上台阶预留核心土，每循环开挖进尺按两榀钢架间距进行；每循环开挖后立即进行初期支护施工。

2.3.2隧道超前支护施工

在隧道进洞口拱部120°开挖轮廓线外围施作30m长的φ108管棚，长管棚施作采用地质钻机进行钻孔及安装施工，洞口套拱连拱侧拱脚一定要落在中隔墙上。

洞内V级、Ⅳ级围岩采用双排φ42小导管超前支护，小导管采用人工风动凿岩机进行钻孔及安装施工；长管棚与小导管均采用单液注浆泵进行注浆施工。

2.3.3隧道开挖与支护