陈昌沟隧道组织设计doc6.docx
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陈昌沟隧道组织设计doc6
四川交通职业技术学院地下工程与隧道工程技术专业
毕业设计陈昌沟隧道组织设计
班级：
DS11-3
姓名：
邓翰卿
学号：
20112364
3.临时用地计划..........................................................8
4.隧道路面的施工方案及方法.................................8
（五）隧道二次衬砌施工程序和方法.............................23
（六）隧道围岩监控量侧................................................................................25
九、附表..........................................................................................................................................43
毕业设计陈昌沟隧道组织设计
一、编制依据、原则、设计范围
1.1.编制依据
（1）《公路工程技术标准》JTGB01-2003
（2）《公路隧道设计规范》JTGD70-2004
（3）《公路隧道通风照明技术规范》JTJ026.1-1999
（4）《公路隧道交通工程设计规范》JTG/TD71-2004
（5）《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2002
（6）《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89
（7）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）
（8）《地下工程防水技术规范》GB50108-2001
（9）中华人民共和国工程建设标准强制性条文《公路工程部分》
（10）《公路工程基本建设项目建设文件编制办法》（交公路发[2007]358号）
（11）现场踏勘调查资料。
（12）隧道施工大样图
1.2.编制原则
根据隧道工程的技术与经济特点，在编制隧道施工组织设计时应贯彻以下原则：
1．严格遵守签订的工程施工承包合同或上级下达的施工期限，保证按期或提前完成隧道施工任务，交付使用通车运营。
2．遵守隧道施工技术规范和操作规程，确保隧道工程质量及施工安全。
3．采用新技术、新工艺、新方法，不断提高机械化施工及预制装配化施工进度，降低成本和提高劳动生产率，减轻劳动强度，统筹安排施工及尽量做到均衡生产。
4．开源节支，精打细算，充分利用现有设施，尽量减少临时工程，降低工程造价，提高投资经济效益。
5．认真贯彻就地取材的原则，尽量利用当地资源。
6．合理组织冬、雨季施工和隧道工程建筑材料运输、贮备工作，增加全年施工工作日，力求降低冬、雨季施工的附加费用。
7．节约隧道施工用地，少占或不占农田，注意水土保持和重视环境保护。
8．统筹布置隧道施工场地，要确保施工安全，要方便职工、民工的生产和生活。
1.3.设计范围
隧道长度、桩号一览表
隧道
长度
进口端洞口
出口端洞口
桩号
高程
桩号
高程
785m
K146+460
3017.75
K147+245
3040．44
二、工程概况
1.概述
1.1：
陈昌水电站位于四川省木里县唐央乡境内，木里河左岸一级支流陈昌沟上游的陈昌沟干流上，为陈昌沟流域梯级开发的第三级水电站，采用引水式开发。
电站由首部枢纽、引水建筑物和厂区枢纽三大部份组成。
电站装机容量2×3500kW，设计水头122.0m，设计引用流量6.97m3/s，年利用小时3829h，多年平均发电量2681万kW·h。
本电站的开发任务主要是发电，兼顾生态环境用水要求，在保证生态环境用水要求的前提下用余水发电。
该项目2011年10月已经核准，对外交通非常方便，工程于2011年11月开始三通一平，本标段计划2012年11月1日施工单位进场施工，2013年12月1日首台机组发电，12月30日最后一台机组投产，2014年1月工程全部完工。
工程施工总工期为14个月。
2.隧道工程地质条件：
（1）隧道进洞脸为反向坡，具备成洞条件，地表分布地系残坡积物后0-1.5m，洞室穿越奥陶系人工组第六段第一层变志石英砂岩，岩层产状N75度W/NE<58度，强风化下限埋深40m-70m，弱风化下限埋深60-102m。
（2）地面山脊的缓坡地段分布第四系紫黄色，暗浅黄色粘土厚0-1.5m，坡度稍陡处，基岩裸露，洞石穿越陶系人公组第六段，第二层千枚化板岩，第三层变质石英砂岩，第四层千枚化板岩，第五层变质石英砂岩，第六层千枚化板岩及第七层变质石英砂岩，岩层产状N65度至70度W/NE<58度至72度，强风化下限埋深40m-73m，弱风化下限埋深60m-110m。
（3）隧道出口洞脸为顺向坡，尽避免切角开挖，否则应加强支护，地表分布第四系残坡积物，厚0-2m，洞室穿越奥陶系人公组第六层千枚化板岩，岩层产状N65度W/NE<52度，强风化下埋深40m-60m，弱风化下限埋深60m-92m。
4.主要工程数量
隧道主要工程量表
序号
工程项目
单位
数量
1
洞身
开挖石方
IV级围岩
m3
7888.84
2
III级围岩
m3
38656.7
3
洞身支护
喷射混凝土
C20
m3
1581.85
4
钢筋网
φ6.5钢筋
kg
29042.45
5
锚杆
Φ22砂浆锚杆
m
26683.37
6
二次衬砌
C25防水混凝土
m3
1321
7
隧底填充
C10片石混凝土
m3
551.08
8
钢筋
HRB335钢筋
kg
46729.22
9
HPB235钢筋
kg
23232.74
10
11
钢支撑
HRB335钢筋
kg
3450.6
12
18工字钢
kg
52444.5
13
螺母及垫圈
套
3206
14
钢板
kg
2284
15
明洞
明洞衬砌
C25防水混凝土
m3
222.8
16
钢筋
HRB335钢筋
kg
15117.32
17
HPB235钢筋
kg
1400.96
18
边沟
边沟盖板
C25混凝土
m3
546.16
19
钢筋
HRB335钢筋
kg
0
20
HPB235钢筋
kg
6358.5
21
防排水
防水板
m2
2204
22
无纺布
m2
2204
23
纵向透水管
m
200
24
横向透水管
m
759
25
洞门
端墙
C20混凝土
m3
721.38
26
M7.5浆砌片石
m3
156.87
27
边坡临时支护
C20喷射混凝土
m3
40
28
φ22锚杆
m
568
29
φ6.5钢筋网
kg
1348.84
30
路面工程
C35砼面层
m2
4710
31
C15砼调平层
m2
5102
32
钢筋
kg
1983.4
33
隧道主要工程量表
三、工程特点及重难点
1.工程特点
陈昌沟隧道附近可能有次生断层破碎带。
隧道轴线岩体可能受断裂影响岩层节理裂隙发育，岩体较破碎。
另隧道洞身存在浅埋段洞顶上方弱风化基岩层厚底较薄，围岩自稳能力差。
且隧道进出口及局部沟谷深切地段埋深只有20m，给隧道施工带来较大困难。
2.工程重难点
本隧道的重难点有三点：
1、洞门：
隧道进出口段IⅤ级围岩地段，跟据隧道施工“早进晚出”的原则，隧道进出口地段埋深均较浅，加之洞口段埋深较小，洞口段施工难度较大，在隧道进出口段的施工中必须按设计要求超前大管棚进洞，并注浆对周围地层进行固结，开挖时严格控制每茬炮的开挖进尺，采用“管超前，严注浆，短进尺，弱爆破，强支护，早封闭，勤量测，速反馈，控沉陷”的措施，必要时采用临时仰拱加固，保证顺利安全进洞。
2、涌水：
左右两段由于断层由压碎岩体组成，围岩相当破碎。
本段需严格按设计要求，采用超前小导管预加固，并对初期支护进行加强处理；由于该断层破碎带易形成富水带，勘察时对隧道钻孔处进行了抽水试验，隧道施工时应做好防涌水处理，确保施工安全。
3、浅埋：
本隧道某些部位洞身存在浅埋段，洞顶上方弱风化基岩层厚底较薄，围岩自稳能力差需要采取地表注浆预加固、洞内小导管超前支护等措施通过。
按台阶法施工通过，施工中必须加强超前地质预报，采用TSP、红外探水仪、地质雷达等综合物探手段，对施工前方进行综合超前预报、预测，并结合常规法（加深部分炮眼2～3m）进行探测。
以查明断层构造的位置、岩体破碎程度、岩溶发育情况、地下水赋存情况。
预防出现突水、突泥，掉空等情况发生，保证施工安全。
3.临时用地计划
1,根据工期计划见附表
4..隧道路面的施工方案及方法.
1隧道路面
本隧道路面自上而下结构形式为：
C35水泥混凝土面层，基层采用C15水泥混凝土面板整平层。
有仰拱地段下部采用C10片石混凝土回填，无仰拱地段下部采用15CM厚的C15砼整平。
1）基层施工全断面摊铺，混凝土由拌和站拌制集中拌制，采用汽车运输，摊铺机摊铺，平地机整平，插入式振动棒震捣。
面层水泥混凝土施工一次浇筑到设计厚度。
采用汽车运输，摊铺机摊铺，振动梁整平。
2）施工注意事项
路面混凝土严格按设计配料施工，大小碎石分开堆放。
混凝土浇筑24h后，要及时洒水养护。
混凝土达到设计强度的25%～30%时，采用切缝机进行切缝。
然后压注填缝料。
横向缝的传力杆长度的一半固定于混凝土中，另一半涂沥青，能够滑动。
传力杆要与缝壁垂直，且与中线平行，并要与支承体一起安设。
2洞内装饰
本隧道拱顶部分采用深色防火涂料、边墙部分采用浅色防火涂料修饰。
防火材料要求受火2h后距混凝土表面25mm处的钢筋温度不大于250℃，混凝土表面不大于380℃。
施工时应注意：
①衬砌表面的泥土、油污等必须清除干净。
衬砌表面不平顺的地方进行修凿处理。
②喷涂机具必须干燥清洁；喷涂材料应搅拌均匀，并及时使用。
③防火层宜分2～3层施工，每层厚度不宜小于2mm，喷涂均匀，不得产生气泡。
④喷涂材料须密封保存，并贮藏于阴凉干燥处。
四、施工总体设计
（一）施工目标
1、质量目标
确保全部工程达到国家、交通运输部现行的工程质量验收标准，单位工程一次验收合格率达到100%。
2、安全目标
杜绝责任职工死亡事故；杜绝重大火灾、爆炸事故；杜绝锅炉压力容器爆炸事故；确保施工安全和公共安全。
必须坚持“安全第一，预防为主”的方针，消灭一切责任事故的发生，确保人民生命财产不受损害。
3、文明施工及环境保护目标
做到依法施工，文明施工，杜绝违法施工、野蛮施工事件发生；环保、水保工程与主体工程“三同时”（即同时设计、同时实施、同时投入生产和使用），不留尾巴，不留后患。
（二）施工方案
总体施工方案
（1）明洞施工：
采用明挖法；隧道进出口明洞采用2-3米小进尺开挖，并及时进行明洞衬砌浇筑
（2）洞身地段根据围岩特征及开挖后的应力分布情况，建议洞身Ⅳ级围岩地段采用台阶法开挖施工，Ⅲ级围岩地段采用全断面开挖法施工。
（3）为减少对围岩扰动及减少超挖，必须采用光面爆破技术。
（三）、施工顺序
由隧道进口向出口施工，先开挖明洞段的土石方和截水沟的开挖砌筑以及仰坡的开挖、锚喷挂网作业，然后进行洞口加强段的上弧导坑的开挖、初期支护，再进行下导坑的开挖、初期支护，上下导坑的距离相距在60米左右，最后进行防排水板的铺挂和二次衬砌的浇注，衬砌距离开挖面保持在50米左右。
五、主要项目施工工艺及方法
（1）洞口施工
（1）洞口段采用边坡、仰坡自上而下分层开挖，施工机械以挖掘机为主，尽量不采用爆破，保证不扰动原地层；洞口场地用装载机辅以推土机整平压实；遇坚硬石质地层人工钻眼爆破，运输采用自卸车，挖方弃往指定的弃碴场。
洞口段衬砌结构为复合式衬砌。
初期支护为锚喷支护，同时辅以钢架支撑，由于洞口段风化裂隙较发育。
施工时应在进洞之前首先作好边仰坡的防护和加固，尽量减少对围岩的扰动。
洞口段开挖将充分考虑洞内施工。
（2）边仰坡防护、边仰坡开挖按设计坡度一次整修到位，并分层进行边仰坡挂网喷锚防护，以防围岩风化，雨水渗透而坍塌。
以稳定边仰坡。
刷坡防护到路基面标高。
（3）隧道洞门在进洞施工正常后，适时安排施工。
综合考虑地形地质条件及洞口美化等条件。
进洞施工前，先将洞外排水系统做好，再行进洞，以防对洞门造成威胁。
隧道支护参数表
项目
洞口加强段
IV围岩段
初期支护
C20喷射砼
24cm
15cm
Ф22砂浆锚杆
L3.5
Ф22砂浆锚杆
@100X100cmL=2.5
Φ6.5钢筋网
RC-65/35-BN钢钎维
型钢拱
二次衬砌
60cm
40cm
（5）明洞拱、墙与洞内相邻的拱、墙衬砌时，应同时施工连成整体；
（6）洞门及洞口附近的排水、截水设施应配合洞门施工尽早做好，并与洞外排水系统连通，以免地表水冲刷坡面。
（7）洞门仰坡和边坡宜在进洞前刷好，坡度的施工允许偏差为5%；洞口土石方宜采用控制爆破施工，不得使用集中药包爆破，以免影响仰边坡的稳定。
（二）明洞
（1）明洞基础施工：
明洞基础施工，隧道进出口明洞采用2-3米小进尺开挖，并及时进行明洞衬砌浇筑
①明洞边墙基础必须置稳固的地基上。
遇有地下水时，须将地下水引离边墙基础。
②凹形地段或外墙深基部分，施工时本着先难后易的原则，可先开挖、砌筑最低凹处，逐步向两端进行，以利利用施工查明基础情况。
③边墙基础挖至设计标高后，核对地质承载力是否与设计要求相符。
④若地基承载力不足时，可考虑采用沉井基础或挖孔桩基础进行地基加固。
⑤明洞开挖采用全部明挖法，若施工需要或工程师要求，也可采用拱上明挖拱下暗挖法进行开挖施工，但无论哪种方法开挖，均实行爆破药量控制。
⑥明洞开挖前，预先做好洞顶防水、排水设施，防止地面水冲刷而招致边坡、仰坡落石、塌方。
在作施工计划安排时，合理避开雨季施工。
（2）边墙施工：
架立支架、绑扎明洞钢筋。
支架采用24号工字钢作支柱、横梁及纵梁，斜撑、纵向连接、横向连接均采用角钢，各连接头均采用螺栓连接。
内模采用定型钢模板，外模和挡头板模板采用定制的木模加钉铁皮，挡头板内，外弧线在现场按实际比例放样后，精确加工。
泵送砼灌注，灌注时其模板支撑必须牢靠，防止跑模造成砌衬侵入限界。
（3）拱圈施工：
①拱架一般在立柱上架设，立柱基底坚实，若在松软路肩上，则设纵向卧木，并将各立柱纵向联结成整体。
②拱架采用特制大跨度钢拱架，组合钢模安装拱部内模。
（4）防水层及回填与拆除拱架：
①防水材料的铺设方法按设计进行施工，从两侧拱脚自下而上向拱顶方向进行。
防水板采用无钉铺设，衬垫为梅花形布置，间距0.8×0.8米，防水板接缝采用自动热融机进行双焊缝焊接。
②墙背与拱顶回填：
待混凝土达到设计强度的70%后，即可进行回填。
在回填前先作好纵向盲沟；当超挖较大时，用浆砌片石回填，回填土石与边坡接触处挖成不小于0.5m的台阶并用粗糙透水材料填塞以增加摩擦力保持稳定。
拱部回填对称分层夯实，每层厚度不宜大于0.3m，机械回填时，必须在人工回填至少0.7m后方可使用机械回填。
在拱背需作粘土隔水层并保证与边坡、仰坡搭接良好、封闭紧实。
③拆除台架：
待混凝土达到设计强度的70%后，才能拆除台架。
采用土石方机械填筑时，须待拱顶回填完成后方能拆除。
（5）保证措施：
①衬砌浇注前要复测中线、高程，边墙、拱圈放样立模时预留施工误差，以保证衬砌不侵入建筑限界。
②大跨度拱架采用分5段组合拼装，螺栓连接牢固，用钢管脚手架加固大跨拱架，使其大跨度拱架有足够的稳定性。
③明洞拱圈按断面要求制作定型挡头板和外模，随着灌筑逐步向上安设，除临时支顶外，还必须将外模板拉紧固定。
④拱墙施工缝除设接岔钢筋外，对接头部分的砼要凿毛冲冼，保证砼间连接牢固。
⑤明洞与暗洞衬砌一并施工，注意明洞与暗洞的衔接。
（6）明洞施工工艺构图
截水沟的开挖和修筑
边仰坡修整
排水沟的修筑
清理施工现场
测量放线
测量放线
明洞土石方分层开挖
明洞砌筑
回填土石
边仰坡临时防护
不合格
边坡修整及防护工程
检查是符合计要求
（三）洞身施工作业程序
1、洞口加强段
上弧导坑的开挖—锚杆施工—初喷射现浇混凝土—立钢拱架—复喷现浇混凝土—下导坑的开挖—锚杆施工—初喷现浇混凝土—立钢拱架—复喷现浇混凝土—铺挂防排水板—衬砌台车立模—浇筑砼
2、Ⅳ级围岩段
全断面开挖—锚杆施工—喷射现浇混凝土—铺挂防排水板—衬砌台车立模—浇筑砼
3、洞身开挖
（1）Ⅳ级围岩开挖方法
Ⅳ级围岩地段采用台阶法开挖施工。
。
Ф22砂浆锚杆、锚喷挂网、钢拱架初期支护。
施工顺序：
详见横断面示意图。
①作业循环
开挖和二次衬砌可同时施工，控制工期的作业为开挖初期支护，二次衬砌不控制工期。
开挖及初期支护每循环进尺3.0米，每循环作业时间25h。
一、上半断面开挖
二、上半断面初期支护
三、下半断面开挖
四、下半断面初期支护
五、防水板和无纺布铺设
六、拱墙二次衬砌
七、隧底片石砼回填
5
2
5
1
2
5
4
4
3
5
5
6
5
4
B
横断面示意图
1.上断面开挖2.上断面支护3.下断面开挖
4.下断面支护5.二次衬砌6.隧底填充
②开挖及初期支护循环时间见下表（每循环进尺3.0米）。
序号
工序名称
上断面（h）
下断面（h）
1
测量放线
0.5
0.5
2
钻孔
2.5
2.5
3
装药
1.0
1.0
4
爆破通风
0.5
0.5
5
清理危石
0.5
0.5
6
装渣运输
2.5
2.0
7
初喷混凝土
0.5
0.5
8
锚杆
1.5
1.0
9
钢拱架
2.0
2.0
10
复喷混凝土
1.5
1.5
11
合计
13
12
③二次衬砌（每循环12米）：
序号
工序名称
工作量及进尺
循环时间（h）
备注
1
检测断面
1.0
2
挂无纺布及防水板
2.0
3
立模
衬砌长度12.0m
3.0
4
泵送混凝土入模
4.0
5
养护及脱模
18.0
6
合计
28.0
④光面爆破设计
全断面面积为110m2，上半断面面积68m2,下半断面面积42m2，按全断面综合取单位控制药量q=0.94kg/m3，平均每米炮眼用药0.5kg/m，装填糸数a=0.65，炮眼数N=0.0012×qs/a/d2=0.0012×
0.94×88/0.65/0.0322=186取185个上半断面N=qs/r=1.0×68/0.5=136，取125个；下半断面N=qs/r=0.7×60/0.5=28,取25个。
本断面代表地段钻孔深3.5m左右，循环进尺3m。
施工时通过爆破试验修正爆破参数。
光爆参数为：
围岩类别
周边眼间距
E（cm）
周边眼抵抗线W（cm）
密集系数
E/W
装药集中度
（kg/m）
Ⅲ
48
60
0.8
0.20
爆破参数
部位
炮眼类别
炮眼深度（m）
炮眼个数
单孔药量
炸药总重
（kg）
装填系数
卷/眼
kg/眼
上半断面
掏槽眼1,2
3.0
15
12.7
1.9
28.5
0.85
辅助眼3,4
2.8
23
10.5
一、1.57
36.11
0.75
掘进眼5,6
二、2.8
36
三、9.8
1.47
52.92
四、0.7
周边眼7
2.8
33
5.3
0.8
26.4
五、间隔
底板眼8
2.8
18
11.2
1.68
32.24
0.8
小计
125
174.17
下半断面
掘进眼
2.8
25
9.8
1.47
36.75
0.7
周边眼
2.8
15
5.3
0.8
12
间隔
底板眼
3.0
20
12.7
1.9
38
0.85
小计
60
86.75
总计
260.92
⑤炮眼布置
4
4
4
1
2
1
5
3
3
4
4
2
2
1
（2）Ⅲ级类围岩开挖方法
Ⅲ级围岩地段采用全断面开挖法施工，锚喷初期支护。
3
2
2
1
3
3
横断面示意图
1、施工顺序
全断面开挖
全断面初期支护
防水板和无纺布铺设
拱墙二次衬砌
隧道底板
1.全断面开挖2.全断面初期支护3.拱墙二次衬砌4.底板填充
2、作业循环
开挖和二次衬砌可同时施工，控制工期的作业为开挖初期支护，二次衬砌不控制工期。
开挖及初期支护每循环进尺4.0米，每循环作业时间24h。
每天进度4.0米。
开挖及初期支护循环时间见下表（每循环进尺4.0米）。
序号
工序名称
时间（h）
1
测量放线
1.0
2
钻孔
6.0
3
装药
2.0
4
爆破通风
0.5
5
清理危石
1.0
6
装渣运输
6.0
7
锚杆
2.5
8
喷射混凝土
5.0
9
合计
24.0
3、爆破点设计
4
4
4
1
2
1
5
3
3
4
4
2
2
1
（3）微震爆破施工程序和施工方法
本隧道洞身穿过III、IV级围岩，根据围岩类别分别进行爆破设计，为避免对围岩的扰动和对地表的影响，采用微差松动爆破技术施工。
1、炸药选型
理论和实践证明，炸药爆速对爆破质点震动速度有直接影响，爆速越高，爆破产生的震动越大，综合本隧道的地质特点，选取用爆速低于3000m/s的乳化炸药。
为实现微差爆破采用国产Ⅱ型系列非电毫秒雷管（15段）。
2、非电微差起爆网络设计
爆破震动与同段齐爆的炸药用量密切相关，采用非电微差起爆技术，不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效地控制每段雷管的起爆时间，使爆破震动波形不成叠加。
这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果，又能消除爆破震动的有害效应。
在掏槽眼，掘进眼、底眼或周边眼中，每段起爆药量较大的段别雷管，间隔时差设计为200ms，即跳段设置。
可使爆破震动速度降低30%。
3、掏槽形式
隧道爆破的掏槽眼是爆破成败的关键，也是产生最大震动的部位。
本区段在Ⅲ级围岩段采用直眼掏槽，Ⅳ级采用楔形掏槽。
4、装药结构
周边眼采用小直径药卷（φ22）空气间隔装药结构。
如下图：
炮泥
其余炮眼采用标准药卷（φ32）连续装药结构。
如图：
雷管
5、安全防护措施
为了减小震动、飞石，保证洞内初期支护及作业安全，采用降震设计，堵塞长度不小于20d（d为炮眼孔径），并保证堵塞材料质量，避免飞石溢出，降低噪声，减弱震动。
6、放出开挖断面中线水平和断面轮廓线，根据爆破设计图标出炮眼的
位置。
符合设计要求后进行钻孔，再按炮眼布置
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