溪层ⅰ号隧道主要工程项目施工方案施工方法.docx

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溪层ⅰ号隧道主要工程项目施工方案施工方法

层溪Ⅰ号隧道主要工程项目

施工方案

施工方法

一、工程概况及特点

1、层溪Ⅰ号隧道

本隧道为连拱隧道，位于平曲线内，平曲线半径为523.925米，进口桩号K15＋545，设计高505.50米，出口桩号K15＋755，设计高499.40米，全长210米，隧道纵坡–2.9％，隧道进出口洞门均采用城墙式洞门。

该隧道地处低山地貌，最高标高为555米，最大相对高差为56米，土层覆盖较厚，植被发育，天然斜坡较陡，基本稳定，未见滑坡等不良现象。

洞身围岩II～V类，主要为风化程度不等的石英云母片岩。

据水质分析结果，地下水对砼无腐蚀性。

该隧道各种围岩类别长度及各类衬砌长度见表1.1-1。

表1.1-1层溪Ⅰ号隧道各类围岩及支护长度表（单位：

m）

围岩类别

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

合计

长度

55

31

96

28

210

衬砌类型

LS2-1

LS3

LS4

LS5

合计

长度

75

31

86

18

210

2、双连拱隧道复合衬砌（支护）类型

两个隧道按照围岩类型，采用了不同的衬砌（支护）方式，见表1.2-1

表1.2-1双连拱隧道复合衬砌参数表

围岩类别

衬砌类型

初期支护

20#湿喷砼（cm）

锚杆

钢支撑

二次衬砌

类型

位置

直径（mm）

长度（mm）

间距（mm）

规格

位置

纵距（m）

拱墙

仰拱

Ⅱ类围岩

LS2-1

◆23

中空锚杆

拱墙

25

4

80

U25

拱墙

仰拱

0.5

55

50

中导坑

◇18

普通锚杆

拱墙

22

3.5

100

4Ф25格栅

拱墙

0.8

侧导坑

◇16

4Ф25格栅

拱墙

0.5

Ⅲ类围岩

LS3-1

◆20

普通锚杆

拱墙

22

3.5

100

U25

拱墙

仰拱

0.5（0.8）

45

40

LS3

◆20

普通锚杆

拱墙

22

3.5

100

U25

拱墙

1.2

40

40

中导坑

◇15

普通锚杆

拱部

22

3

120

4Ф25格栅

拱墙

1.2

Ⅳ类围岩

LS4

◆15

普通锚杆

拱部

22

3

120

35

中导坑

10

普通锚杆

拱部

22

2.5

140

Ⅴ类围岩

LS5

15

35

中导坑

8

注：

表中◆表示钢纤维砼，◇表示普通砼，锚杆采用锚固剂锚固

3、工程特点

本隧道属连拱隧道，进出口地质条件较差，其中Ⅱ、Ⅲ类围岩86米，占隧道总长的41%。

施工方法采用中洞法加侧壁导坑法（Ⅱ、Ⅲ类围岩地段），工序复杂，施工相互干扰大。

如何减少开挖对围岩的扰动和减少对中隔墙的扰动，确保隧道结构稳定和施工安全；如何合理选择施工工艺和施工工序，保证施工质量都十分关键。

二、总体施工方案及顺序

1、总体施工方案

本隧道按新奥法原理组织施工，根据本隧道地形、地貌及地质条件和连拱隧道施工的特点，结合本标段的总工期的要求，确定如下施工方案：

（1）、本隧道进出口围岩类别均较低，施工中极易造成洞口区的围岩塌坍而影响进洞。

但有利的条件是本隧道较短，经测算，只要施工方法正确安排得当，每一隧道只一端开口单向施工，不致影响整个标段的总工期，因此，拟选择从三明端（出口端）进洞施工，其一是距离弃碴场较近，出碴方便，其二是从出口端进洞为顺坡施工，易于地下水自然排出洞外。

（2）、由于采取了上述单向施工的方案，故仅在隧道出口区安排一个专业化施工队担负本隧道的施工。

（3）、根据双连拱隧道施工特点，施工顺序上考虑中导坑先施工并贯通，后进行从洞口向洞内进行中隔墙砼的浇筑，再按先左后右的顺序施工主洞，详见下面将要阐述的总体施工顺序安排。

2、总体施工顺序安排

本隧道总体施工顺序安排如下：

（一）、施工准备

主要完成线路复测，隧道控制测量，配合业主完成征地拆迁和随着征拆的完成修建临时生产房、生活房，安装变压器及配电装置和完善供水设施，制定详细的施工组织设计方案等。

（二）、洞口工程

准备工作完成或进行一段时间准备具备开工条件后，进行洞口段洞门开挖施工（洞口段洞门开挖视情况分两期进行，此处指第一次开挖）。

3、隧道主体工程施工

洞口段洞门开挖（第一次开挖）完成后，进入隧道主体工程施工阶段，其施工顺序如图2.3-1所示

图2.3-1隧道总体施工顺序图

各阶段施工顺序说明如下：

1、洞口段分两次进行开挖，第一次开挖出中导洞成洞面，第二次开挖时间安排在中导洞即将全部完成（即贯通）时开始，在洞口段中隔墙浇筑完成前结束即可。

2、套拱及管棚在洞口段中隔墙完成后再施工，此时，洞口段第二次开挖已完成，可以展开套拱及管棚的施工。

3、套拱及管棚完成后，按先左洞后右洞的顺序开挖主洞。

主洞的开挖按照所处地段的围岩类别采用不同的施工方法和顺序。

⑴Ⅱ类围岩地段：

采用侧导坑分部开挖法施工，先开挖侧导坑，再按台阶法先上台阶后下台阶法开挖正洞。

⑵Ⅲ类围岩地段：

按照先上台阶（上台阶根据情况采用先环形开挖，预留核心土）再下台阶法开挖。

⑶Ⅳ、Ⅴ类围岩地段：

采用全断面开挖。

4、由于洞口段围岩类别较低，在有仰拱地段开挖后及时封闭抑拱，二次衬砌也紧跟隧道开挖适时展开。

二次衬砌采用左右洞同时对称浇筑的方式进行，防止不对称浇筑造成偏压影响中隔墙的稳定。

5、出口洞门砌筑可以在二次衬砌完成至少20m后进行，进口洞门砌筑，在二次衬砌全部完成后进行。

6、洞内沟槽路面在隧道二次衬砌全部完成后进行，装饰工程在沟槽路面完成后再开始。

详见开挖支护顺序图（图2.3-2、图2.3-3、图2.3-4）

三、施工队伍及劳力安排

本隧道在出口安排一个施工队担负本隧道的施工，劳力定员150人，如表3.1-1所示

表3.1-1双连拱隧道施工队劳力安排表

班组名称

任务安排

劳力（每个班组）

管理及技术人员

负责施工队包括生产生活、施工技术、质量、安全等各项管理

共8名

钻孔爆破

及出碴班组

担负钻孔、装药爆破、通风排烟、洞内排水、装运碴作业。

凿岩工24名，锻钎工2名，装载机司机2名，自卸汽车司机8名,普工10名，

共46人。

支护班组

担负超前小导管注浆、管棚、喷锚、格栅钢架等施工作业。

凿岩工5名，喷锚手4名，电焊工2名，普通工9名，计20名。

衬砌班组

担负隧道结构防排水、隧道衬砌、仰拱回填、洞内路面、洞内装饰等施工作业。

台车及振捣工8名，木工4名，电焊工2名，砼输送泵2名，防水板6人，砼养护整修4名，普通工14名，计40人。

综合班组

担负风水电供应，洞内高压风管、通风管、水管、供电线路接长。

电工2名，压风机司机2名，抽水泵站司机1名，普工5名，计10名。

钢筋加工棚

担负锚杆制作，格栅钢架制作，二次衬砌钢筋加工等。

钢筋工6名，电焊工4名，普工4名，

计14名。

洞外拌合站（机）

担负喷砼及零星砼的拌合及向洞内运送

拌合机司机2名，运输车4名，普通工6名，计12名。

合计

150名

四、供水、供风及供电

供水：

供水主要考虑湿式凿岩、洞内降尘、施工人员生活用水、拌合喷砼等。

计划于附近半山腰修一容量60m3高位水池，山下设集水井和抽水泵房，用抽水泵抽水经上水管路至高位水池，再由高位水池经下水管路向隧道施工区和生活区供水。

其上水管径80mm，下水管径100mm。

供风：

洞外设3台20m3/min电动空压机（一台备用），前期供应中洞，后期供应左右主洞施工用高压风，供风管直径120mm。

电力：

计划安设500KW变压器一台，分别向Ⅳ号大桥和层溪Ⅰ号隧道洞内及生活区、空压机房、拌合机、钢筋棚等生活、生产设施供电。

另配一台250KW发电机在临时停电时使用。

五、施工平面布置及临时工程

详见层溪Ⅰ号隧道平面布置图（图5.1-1）

图5.1-1

六、主要施工机械配置（见表6.1-1）

表6.1-1本连拱隧道主要机械设备表

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

1

掘进台车

自制，可行式

台

2

2

万能工作台架

穿行式

台

2

3

凿岩机

YT-28

台

30

4

风镐

G-10

台

15

5

液压全断面衬砌台车

液压、12m

台

1

6

自行式热合焊机

YL-03

台

2

7

注浆泵

BW-250/50

台

1

8

混凝土湿喷机

TK-961

台

2

9

混凝土输送泵

HBT60C

台

1

10

砼输送罐车

60m3

台

2

11

变压器

500KVA

台

1

12

柴油发电机

250KW

台

1

13

轮式装载机（侧式）

ZL50C

台

2

14

自卸汽车

红岩

台

4

15

电动空压机

4L-120/20

台

3

16

管棚钻机

XY-28-300

台

1

17

钢筋加工、焊接机械

各型

台

1

18

各类砼振动器

各型

台

6

19

强制式砼拌和站

JS500

套

1

20

收敛仪

JSS30-10/15A

台

1

21

测斜仪

各型

台

1

七、施工进度计划

本隧道施工进度见表7.1-01

八、主要施工方案、方法

1、洞口工程

（一）开挖排水沟及拦截地表水

洞口段土石方开挖前，先施工洞顶截水沟，拦截地表水，防止雨水及地表水浸入洞口施工区。

（二）开挖

洞口开挖分两次进行，第一次开挖致中导洞成洞面，第二次开挖在进口段中隔墙完成前适时开挖，保证中隔墙完成后立即进行套拱及大管棚的施工。

第二次开挖挖成最终成洞面。

洞口段土石方坚持能用机械开挖时绝不用爆破法开挖的原则进行。

土方开挖采用装载机挖装自卸汽车外弃方法进行，石方采用微差松动减震弱爆破，以减少对岩体的扰动。

（三）开挖临时支护

开挖时采取有效支护手段以保证成洞面及仰坡的稳定和顺利进洞，具体做法：

采用边挖边对新鲜岩面采取打锚杆及挂网喷砼的施工技术措施，防止岩面风化，保证成洞面稳定。

锚杆采用Φ22普通锚杆长5m，用锚固剂锚固，梅花型布置，间距1.0m，钢筋网采用φ6钢筋，网格间距20cm*20cm，喷C20砼厚10cm。

在施工中，开挖成一定的坡面后立即进行喷锚作业。

（四）洞门砌筑

本隧道的洞门均为浆砌端墙式洞门，洞门砌筑在洞口段二次衬砌完成后开始。

施工前将严格进行洞门砌筑设计方案，并征得业主和设计单位意见，严格挑选技术过硬的砌石工砌筑。

1、中导洞开挖及临时支护

中导坑施工是本隧道施工的关键工序。

一是便于探明地质情况，为确定主洞施工方案提供依据；二是通过初期支护和中隔墙施工，提前对上部围岩进行支护，