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隧道工程施工方案87917

XXX工程

隧道工程施工方案

编制：

审核：

审批：

XXX有限公司

XXX工程项目部

二〇一三年二月

第一章工程概况

1.1隧道简介

隧道位于XXX，设计为双向六车道的上下行分离式隧道。

隧道大致沿东西向展布，横穿山丘，山顶最高处海拔1049m，隧道最大埋深约162m。

左右幅间最小净距为16.5m，属于小净距隧道。

左洞：

ZK1+220～ZK1+900，长680米；右洞：

YK1+220～YK1+900，长680米，属于中长隧道。

1.2区域地质与水文地质

隧道位于XXXXXX，为低中山溶蚀地貌，坡面植被一般发育，多为灌木林。

隧道表面多见基岩出露，覆土较薄。

隧道轴线通过处最高海拔约1049m，最大相对高差约162.6m。

隧道区内岩石节理裂隙发育，溶沟石芽发育。

地质构造简单，无区域性断裂带褶皱带经过，呈单斜地层。

根据区域地质图及现场调查，岩层产状为N11°W/16°NE。

主要不良地质现象为岩溶。

路线通过地层三叠系中统关岭组，以白云岩为主，岩溶多以覆盖型溶沟、溶槽及充填溶洞为主，岩溶中等至强烈发育，对工程影响较大；顶部附近共发育3个较大溶洞及落水洞：

K1+620右侧20米，洞口呈长方形状，高度3～5米，宽8～10米，洞内深度约25米，洞内有滴水现象，洞口外植被灌木林发育，对隧道影响较大；K1+550右75米处地表，洞径10米左右，深不见底，未见地下水，洞口小灌木发育，对隧道有一定影响；K1+440右120米处地表，洞径12米，可见深度2～3米，底部为粘土充填，草皮及小灌木发育，对隧道影响小。

勘查区属亚热带季风气候华中湿润区，热量丰富、雨量充沛，无霜期长，年均温14°C左右，年积温4574～5609°C，无霜期245～278天。

年均降水量1033～1220毫米。

区域内河流属珠江水系。

主要河流有XXX河、石板河流经工程区，另有多处水塘水及沟水发育，公路与XXX河近垂直相交，与石板河两次相交。

工程区地表水较发育，XXX河、石板河流经工程区，有多处水塘水和冲沟水，地表水季节变化性大。

根据勘察区地质构造、地貌特点、含水层组、地下水覆存条件和动力特征，考虑水文、气象等因素，区内地下水类型可分为松散岩类孔隙水和碎屑岩类裂隙水。

1.3隧道平面及纵断面设计

1.3.1平面

XXX隧道左洞ZK1+220～ZK1+900全段位于直线段内，无超高。

XXX隧道右洞YK1+220～YK1+900全段位于直线段内，无超高。

1.3.2纵断面

XXX隧道左洞纵坡采用单向坡形式，上坡+1.5％。

市区端洞口设计高程为881.26m，火车站端洞口设计高程为893.08m。

XXX隧道右洞纵坡采用单向坡形式，上坡+1.5％。

市区端洞口设计高程为881.26m，火车站端洞口设计高程为893.08m。

1.4隧道横断面设计

隧道内轮廓断面为三心圆，内空考虑了侧墙预留装修层10cm，拱部考虑了施工误差5cm。

设计隧道建筑限界为净宽13.0米，横断面组成为：

0.5m（左侧检修道）+0.5m（左侧侧向宽度）+3.5m×3（行车道）+0.5m（右侧侧向宽度）+1.0m（右侧检修道），限界净高为5.0米。

双侧设检修道，内轮廓考虑对结构受力有利及便于施工和模板台车的制作，补砌断面内轮廓采用三心圆,隧道净高7.8米。

隧道横断面采用锚喷支护复合模注砼衬砌，内夹防排水层。

路面采用单面横坡，坡度2.0％，路面设单侧路面边沟及双侧排水盲沟。

横断面行车方向左、右侧检修道、人行道沟槽下设强、弱电缆等管线槽，尺寸分别为深60cm宽45cm、深65cm宽60cm。

横洞及紧急停车带设置：

洞内不设置行车、行人横洞及紧急停车带。

1.5主要工程量

隧道主要工程项目包括：

隧道明洞、正洞开挖、支护、衬砌、路面、洞内装饰、洞口工程、附属工程、临时工程等。

各级围岩衬砌类型长度见下表：

隧道名称

线位

洞门桩号

围岩级别、衬砌类型及长度（m）

S明

Ⅴ级

Ⅳ级

合计

S5a

S5b

S4

XXX隧道

左线

ZK1+220～+900

17

173

140

350

680

右线

K1+220～+900

45

145

140

350

680

1.6施工平面布置

施工平面布置见“第十四章”附图《XXX隧道施工平面布置图》。

1.7临时工程

1.7.1施工生产、生活设施

计划设置砼拌和站、砂石料场、材料库、钢架及钢筋加工棚、变压器房及空压机房等。

临时生产、生活设施布置见图《XXX隧道施工平面布置图》。

为保证正常施工生产，在隧道进口左侧配电房旁设置一台200KW备用发电机。

1.7.2施工便道

利用原XXX作为主要交通要道，以方便材料及设备的进场，隧道在路左侧100m左右，施工交通条件很便利。

1.7.3施工用电

隧道口采用高压变压器供电。

在洞口配电房安装1台800KVA的变压器,将其降为380V后，引至施工区各点。

另外在变电站配置一套完整的自发电源，构成两套完整的双回路电源，即一路外供电，一路自发电。

1.7.4供风、供水

在左洞和右洞洞口处设6台20m3/min电动空压机负责掘进及支护用风。

高压风管在入洞内采用φ250无缝钢管，风压为0.8MPa。

风管置于线路墙脚（左洞右侧、右洞左侧）。

施工中加强管理防止漏风。

洞外风管埋入地下，空压机站和水池总输出管上设总闸阀，主风管每隔300m分装闸阀，在管路最低处设油水分离器，定时放出管中的积油和水。

在进口右洞右侧山顶建一座100m3的高位水池，水池高出洞口拱顶50m。

水源利用抽水供应。

供水管敷设于高压风管同侧，铺设φ120无缝钢管引入隧道各用水点。

支管采用长约20～30m的φ15橡胶软管。

1.8各级围岩施工参数

隧道设计洞内围岩级别为V、IV两种，分为S5a、S5b、S4及明洞Sm。

具体施工方法及支护参数如下表所示。

序

号

围岩

级别

衬

砌

型

式

施工

方法

超前支护型式

初期支护

衬砌

锚杆

喷砼

钢筋网

拱架

仰拱

拱部及

边墙

1

Sm

明挖

/

/

/

/

/

C25钢筋砼-70cm

C25钢筋砼-70cm

2

V

S5a

侧壁导坑法

φ89管棚-35m,φ42导管-4（6）m

φ25中空注浆锚杆-4.5m

C25-25cm

φ8-双层

Ⅰ20a-纵50cm

C25钢筋砼-60cm

C25钢筋砼-60cm

3

V

S5b

侧壁导坑法

φ42导管-4（6）m

φ25中空注浆锚杆-4.5m

C25-25cm

φ8-双层

Ⅰ20a-纵80cm

C25钢筋砼-60cm

C25钢筋砼-60cm

4

IV

S4

侧壁导坑法

或短台阶法

φ42导管-4（6）m

φ22砂浆锚杆-4.0m

C25-22cm

φ8-单层

Ⅰ18-纵100cm

C25钢筋砼-50cm

C25钢筋砼-50cm

第二章资源配置

2.1劳动力配置

为确保隧道按期、优质、安全的完成施工，我们抽调专业化隧道施工队伍并对隧道工程实行专业化作业分组，抽调经验丰富、专业性强的人员参加隧道施工，配足人员、设备。

劳动力安排如下表:

人员及组别

人数

工作内容

管理人员

队长

1

施工现场、调度室、全面管理、组织

副队长

2

对外协调、后勤保障工作

技术主管

2

主管技术工作，并兼职环保

测量员、实验员

4

配合技术主管搞好技术工作

安全员

2

安全、质量检查

调度员

4

洞内、洞外各工序协调

掘

进

班

钻爆工

36

钻孔、装药、起爆、打管棚

出碴工

20

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

8

机械维修

钢筋工

16

格栅钢架加工、安装

杂工

8

扒碴、物料倒运、洞内掘进辅助工作

衬

砌

班

砼拌合工

6

拌合砼、拌合机械维修

砼输送工

4

运输砼、运输车保养维修、输送泵操作

砼工

24

台车移位、立端头模、捣固、接泵管等

防水工

8

安装透水管、引排水、铺设防水板

杂工

8

洞外物料倒运、衬砌辅助工作

保障班

电工

2

电气设备安装、维修

供风、水工

2

高压送风、供水、通风、管路维修

运输工

12

运料、砂、石、钢材、水泥等运输

合计

197

2.2机械设备配备

设备选型、配套上把握“先进、适用、合理”的原则。

详见下表

主要施工机械表

机械名称

规格

型号

额定功率（kw）或容量（m3）或吨位（t）

预计进场时间

厂牌及

出厂时间

数量

挖掘机

PC220

1.1m3

2013.3

日立2011

2

装载机

ZL50C

154.5Kw

3.0m3/斗

2013.3

柳州工程机械厂2011

4

砼拌合设备

JS500

25m3/h

2013.3

郑州鑫宇2012

1

砼拌合设备

JS750

35m3/h

2013.3

郑州鑫宇2012

1

砼搅拌运输车

JC-6

190kw、6m3

2013.3

三一重工2012

2

东风洒水车

S8.2、8200L

8.2t

2013.3

随州汽车改装厂2011

1

自卸车

红岩

载重15T

2013.3

南骏、2011

5

通风机

DSF6.3/60

1200m3/min

2013.3

天津市通风机厂2011

2

电动空压机

1-22/7

120Kw

2013.3

徐州2012

6

凿岩掘进台车

2013.3

自制、2013

2

衬砌台车

ZZ-90

16m

2013.6

2013

2

潜孔钻机

乌卡斯30

Ø100mm

2013.3

宣化工程机械厂2013

2

砼输送泵

HBT60

75Kw

60m3/h

2013.5

三一重工2011

2

自动计量砼拌和站

PLD800

48m3/h

2013.3

郑州革新2011

1

发电机组

GF92-250

250kw

2013.3

扬州英泰2012

1

发电机组

GF92-50

50kw

2013.3

扬州英泰2012

1

混凝土喷射机

TJK96-1

141kw

2013.3

成都岩锋2013

2

自吸泵

JET-200L

1.5KW、150L/m

2013.3

福安大成2013

3

凿岩机

YZ-28

2.4m3/min

2013.3

甘肃天水.2013

10

锚杆注浆机

MZ-1

2013.3

成都.2013

2

水泥砼切割机

HQS6

5.5KW

2013.3

温州.2013

1

水泥砼路面抹光机

HMD800

1.1KW

2013.5

温州.2013

1

砼提浆整平机

HZ500

2013.5

南京.2012

1

2.3试验仪器

配备本工程的试验、测量、质检仪器设备表

序号

仪器设备名称

规格型号

单位

数量

预计进

场时间

1

一、混凝土、砂浆试验检测设备

2

水泥标准养护箱

SBY-20

台

1

2013.3

3

砼标准养护室

自建

M2

1

2013.3

4

标准砂石筛

新标准φ300

套

2

2013.3

5

强制式砼搅拌机

50L

台

1

2013.3

6

混凝土振动台磁式

1m2

台

1

2013.3

7

2000KN压力机

YE-2000KN

台

1

2013.3

8

600KN万能材料试验机

WE-600KN

台

1

2013.3

9

负压筛析仪

FSY-150

台

1

2013.3

10

标准稠度仪

电动

台

1

2013.3

11

雷氏沸煮箱

CF-A

台

1

2013.3

12

水泥凝结时间测定仪

2KS-100

台

1

2013.3

13

水泥胶砂流动度测定仪

LCY-80

台

1

2013.3

14

水泥净浆搅拌机

SJ-160B

台

2

2013.3

15

水泥胶砂搅拌机

新标准

台

2

2013.3

16

水泥胶砂振动机

GI-85B新标准

台

1

2013.3

17

水泥强度电动抗折机

DKZ-600

台

2

2013.3

18

坍落度测定仪

SG-6型

套

3

2013.3

19

抗渗仪

台

1

2013.3

20

砼抗折试验机

DKZ-600

台

1

2013.3

21

砼回弹仪

C3-A

台

2

2013.3

22

二、检测仪器

23

水准仪

拓普康

台

1

2013.3

24

全站仪

科力达

台

1

2013.3

25

弯沉仪

5.4m

套

1

2013.3

26

激光断面检测仪

BJSD-2

台

1

2013.3

27

锚杆拉拔仪

ML-20

台

1

2013.3

28

围岩收敛仪

GY-85

台

2

2013.3

29

洛氏硬度仪

台

1

2013.3

30

锯石机

台

1

2013.3

31

多点位移计

个

12

2013.3

32

氏斯测定仪

台

1

2013.3

33

超声波探测仪

台

1

2013.3

第三章总体施工方案

3.1施工方案总述

本隧道采用新奥法施工，V级围岩采用侧壁导坑法开挖，Ⅳ级围岩采用短台阶法施工。

隧道施工采用型钢拱架、钢筋网片、喷锚支护的初期支护方式、洞内出碴采用无轨运输。

洞内无轨运输,采用侧卸装载机装碴,自卸车运输到弃碴场弃碴。

支护采用喷砼、挂网、锚杆、超前锚杆（管棚、小导管）、钢拱架等构成的组合支护体系。

总体施工思路确立为：

以超前地质预报为先导，施工中严格按“短进尺，弱爆破（或人工开挖），快封闭、强支护，勤量测，早衬砌”的原则进行施工组织，保证隧道软弱围岩段安全施工。

3.2总体施工步骤

第一步：

洞口刷坡、边坡防护及天沟施作；

第二步：

洞口套拱兼管棚导向墙施作；

第三步：

管棚施工；

第四步：

正洞开挖与初期支护；

第五步：

仰拱及仰拱填充；

第六步：

正洞二次衬砌；

第七步：

明洞二次衬砌；

第八步：

隧道洞门施作；

第九步：

隧道附属工程（水沟、电缆沟）施工；

第十步：

洞内装修；

第十一步：

砼路面施工；

第十二步：

验收检查；

第十三步：

交付使用。

3.3总体施工计划

3.3.1XXX隧道计划2013年3月1日，2015年3月1日全部分项工程完工，总工期24个月。

根据人员及机械设备配备，隧道主要控制项目工序的月平均进度指标分别如下：

开挖及支护：

Ⅴ级围岩40m/月，Ⅳ级围岩60m/月；衬砌：

150m/月。

第四章主要分项工程施工工艺及方法

4.1洞口

1.在明洞刷坡线以外不小于5米以外按设计施工截水沟，其上游进水口与原地面紧密衔接或略低于原地面，下游出水口与天然沟或路堑排水系统顺接。

截水沟采用人工开挖,M7.5浆砌片石砌筑,截水天沟断面见《截水天沟断面尺寸图》。

2.隧道洞口土石方开挖前，首先清除边、仰坡上的浮土、危石，做好边仰坡的施工排水设施，以防地表水冲刷而造成边、仰坡失稳，并作好洞顶地面截水沟。

然后清除地表植被，按设计图纸的坡度进行施工测量，精确测设出边、仰坡开挖轮廓线。

开挖直接采用挖掘机开挖，辅以人工清理，从坡顶开始自上而下进行刷坡，用装载机装碴，汽车运输。

3.长管棚及套拱施作

详见长管棚超前支护。

4.2明洞施工

明洞按先墙后拱法施工，提前施作明洞仰拱，然后施工矮边墙，矮边墙施工完毕后，台车就位，绑扎明洞钢筋，外模端头封闭，灌筑混凝土。

明洞施工工艺见下图《隧道明洞施工工艺框图》。

隧道明洞施工工艺框图

4.3洞身开挖

以“早预报、勤量测、管超前、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、紧衬砌”为指导进行施工。

V级围岩采用侧壁导坑法施工，IV级采用台阶法施工，Ⅲ级围岩采用全断面法施工。

1.Ⅴ级围岩开挖

XXX隧道Ⅴ级围岩地段有：

左洞314m，右洞295m,共609m。

Ⅴ级围岩开挖采用侧壁导坑法开挖。

侧壁部分采用风镐开挖，人工装碴，机械出碴，自卸汽车运输。

工序详见“Ⅴ级围岩段施工方案设计图”。

其作业循环时间详见“双线隧道侧壁导坑法开挖作业循环时间表”。

施工要点概述

⑴侧壁法施工应遵循“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行，以人工开挖为主，个别地段采用人工辅以弱爆破的方式开挖，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。

⑵各部台阶长度控制在3～5m，采用人工装碴入自卸汽车运碴，运至指定弃碴场。

同时作出开挖的质量评定结论。

2.Ⅳ级围岩开挖

阳明山隧道Ⅳ级围岩地段有：

左线：

350m，右线：

350m，共700m。

Ⅳ级围岩开挖设计采用侧壁导坑法进行施工，施工时可根据围岩状况和实际情况采用短台阶法或预留核心土环形开挖法施工，每次开挖进尺控制在2.5~3.0m左右，主要采用弱爆破掘进作业，辅以微光面爆破技术控制超欠挖。

Ⅳ级围岩台阶法钻爆设计见图《隧道Ⅳ级围岩台阶法钻爆设计图》。

双线隧道侧壁导坑法开挖作业循环时间表

（循环进尺1.0m）

序号

工序名称

时间（h）

2

4

6

8

10

12

14

16

备注

1

超前地质探测

超前钻孔一次钻深30m，地质雷达、红外线探水一次探测距离30m（超前地质预报项目选其一至两种），每月超前地质探测影响作业循环按1个循环计

2

测量放线

0.5

3

台架就位

0.5

4

超前支护

4.0

拱部超前小导管注浆（其作业时间分摊到每个循环里）

5

人工开挖

4.0

6

出碴

2.0

出碴和人工开挖可以同时进行

7

架设拱架

1.0

8

初期支护

5.0

合计

15.0

每个作业循环留0.5h作机动时间，每2天完成3个循环，每月按30天计可完成45个循环，减去超前钻孔等地质探测影响的1个循环，减去4个循环用于不稳定因素影响，实际完成40个循环，实际月进尺40×1.0m=30m。

⑶侧壁导坑支护钢拱架的底部均设置锁脚锚杆。

⑷根据设计要求进行超前地质预报。

⑸加强现场监控量测工作，及时进行数据处理，正确指导施工。

⑹由于本施工方法把断面分为四个小部分施工，作业面相当狭小，故需特别注意施工安全，洞内设值班人员统一调度指挥。

⑺隧道洞身的开挖质量主控项目中的断面中线、高程及断面尺寸必须符合设计图纸要求。

每一循环开挖后对中线、标高及断面欠挖情况用全站仪、水准仪、自动断面仪会同现场监理检查一次并作记录。

3.Ⅲ级围岩开挖

本隧道设计无Ⅲ级围岩地段，但根据洞口现场石质、围岩层厚及设计地下水情况判别，估计洞内个别地段围岩级别有可能会达到Ⅲ级，故制定本节方案。

Ⅲ级围岩采用全断面法开挖，围岩采用深孔全断面光面爆破技术，全断面开挖采用自制凿岩台车，风钻钻眼，周边眼间隔装药一次性起爆的光面爆破技术。

爆破方案采用塑料导爆管非电起爆，微震光面爆破技术。

Ⅲ级围岩全断面光面爆破炮眼布置、装药系数及各种爆破参数见《全断面开挖爆破设计图》，光面爆破施工工艺流程见《光面爆破施工工艺流程框图》。

钻爆作业注意事项：

㈠钻眼前应根据钻爆设计图准确的定出各炮眼的位置。

㈡炮眼方向要与中心平行，周边眼则以5°的外插角略向外扩散，掏槽眼则向内倾斜。

㈢采用毫秒雷管微差顺序起爆。

㈣除掏槽眼外，其余爆眼眼底应位于同一垂直面上，如开挖面凹凸较大时，可适当调整钻眼深度及其用药量。

㈤钻眼完成后，应详细记录实际爆眼布置图，有不符合要求的爆眼应重钻，所有炮孔经检查合格后才能装药。

㈥装药前应用高压风管向爆孔内吹气清孔，将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净，确保爆孔内无掉碴堵塞。

已装药的炮眼及时用炮泥堵塞密封。

㈦爆破时，所有人员应撤至安全地点，爆破后必须待有害气体排出后方可进至开挖面工作。

Ⅲ级围岩全断面法钻爆设计见图《全断面开挖爆破设计图》。

4.出碴与运输

爆破完成后，进行通风除尘，恢复照明，并立即进行清危排险，然后利用简易台车或爆出来的碴堆，进行锚喷封闭，然后进行出碴作业。

为提高运输效率，加快车辆周转，保证施工连续不间断，隧道的出碴运输采用机械化无轨运输方案，采用侧翻式装载机装碴，大吨位自卸汽车运输。

施工中，加强车辆调度，避免相互干扰。

出碴前对洞内坑洼不平地段进行修整，确保路面平坦，出碴时，开启通风机，及时排出洞内机械产生的废烟废气。

出碴施工注意事项：

①装碴作业按秩序进行，禁止抢装抢运。

②车辆装载禁止超限以减少运输过程中的石碴坠落，保持良好的施工环境。

③车辆在同方向行驶时，两辆车的间距不得小于15m。

④车辆行驶过程中应派专人指挥，保证施工安全。

⑤卸碴外线路应设置大于1%的坡道。

卸碴场应派专人指挥卸碴，注意防止溜车等意外情况。

4.4洞身初期支护

新奥法洞身支护体系为锚喷初期支护和二次衬砌，也就是常说的初衬和二衬，其中初期支护包括锚杆、拱架、钢筋网、喷射砼。

超前支护作为辅助措施也一并列入初期支护体系中予以阐述。

1.超前支护

超前支护定义：

以稳定掌子面和地层下沉为目的的拱形薄壳结构体。

其作用：

不仅沿隧道纵向具有梁结构的作用，在横断方向还具有拱形结构支护效果的支护。

由于掌子面围岩自稳性能差，为了在后续初期支护的施工中提供足够的时间和安全保护，需要采取辅助施工措施，一般有超前管棚、超前锚杆、超前小导管等。

本隧道采用超前管棚、超前小导管支护。

1.1长管棚超前支护

为了确保洞口段的进洞安全，在隧道进出口拱部设φ89×6mm的长管棚33根/环作超前支护，管棚长35m。

管棚套拱长为2.0米，并设I20a型钢架以加强支护。

施工工艺见《超前长管棚施工工艺流程图》。

a.长管棚钢管加工

管棚采用φ89钢管制作，管壁厚为5mm，管间距为50cm。

管壁打孔,布孔采用梅花型，钢管尾留200cm不钻孔的止浆段，钢管加工成4m、6m长的两种规格，管间丝扣连接，确保同断面接头不大于50%，且接头应在隧道横断面上错开值不小于1.0m。

长管棚分单双号制作，双号管为无孔钢管，单号管为有孔钢管，单号有孔长管棚钢管加工如下图所示。

长管棚钢管加工示意图

超前长管棚施工工艺流程图

b.套拱施作

在隧道边仰坡坡面防护施作后，明洞与正洞交接处施作4m长，60cm厚C25钢筋混凝土套拱，套拱在明洞衬砌外轮廓线以外，紧贴洞口仰坡面。

拱架脚底安设砼扩大基础，扩大基础用C25砼施作，基础严禁放在虚土上,在施工套拱基础前应对地基承载力进行测试，不小于250kpa。

拱架安设牢固后在拱架外缘上放出孔口管的位置，孔口管采用Φ127钢管。

管棚上方用φ22钢筋环作