隧道工程施工组织设计.docx
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隧道工程施工组织设计
一.编制依据..............................................3
二.编制原则..............................................3
三.工程概况..............................................3
四.本隧道设计情况........................................4
五.施工组织计划..........................................4
六、施工进度计划安排....................................7
七、主要工序的施工方案、方法............................9
八.隧道塌方预防措施.....................................24
九.工期及其它保证措施...................................26
十.冬季和雨季施工安排.................................29
十一.质量保证体系.......................................31
十二.安全保证体系.......................................32
十三.环境保护措施.......................................33
十四.文明施工措施.......................................35
阳城隧道2号斜井施工组织方案
一.编制依据
1.1招标文件
1.2阳城隧道设计施工图
1.3《铁路隧道施工技术指南》《铁路隧道工程施工质量验收标准》、《铁路混凝土工程施工技术指南》
1.4现场实际踏勘情况
二.编制原则
按招标文件和实施性施工组织设计的要求，结合现场实际情况，合理安排各施工工序，确保隧道顺利进洞，确保施工质量，确保施工安全，保证后续工序的顺利进行。
三.工程概况
3.1概述
阳城隧道2号斜井位于陕西省榆林市靖边县龙州乡双城村附近，隧道正洞起讫里程DK246+400～DK248+200，全长1800米，为双线隧道。
斜井长度725米，斜井与正洞交汇里程DK247+300。
地形地貌
隧道位于黄土高原区，地表高程一般为1238～1489m。
自然坡度一般大于45度，沟壑交织，沟谷多呈狭窄的U型、V型，局部段滑坡较发育。
隧道洞身最大埋深207米。
3.3气象及水文地质
隧道属半干旱大陆性气候，雨量集中，蒸发量远大于降雨量，温差变化大，多风。
本隧道所在地区最冷月平均气温约-12度，最大季节冻土深度。
隧道洞身主要为基岩裂隙水，水量一般，雨季受地下水渗入影响，水量可能会增大。
3.4用电、用水。
施工用电采用高压电力干线T接变压器及施工用电支线。
洞口处设一台800KVA变压器，接线至施工现场，供施工生产用电。
施工用水及生活用水采用打井，并对水质进行检验化验。
四.本隧道设计情况
斜井采用直切式明洞门，洞口边仰坡采用1：
1刷坡，采用锚喷网防护，洞口浅埋段采用25米的管棚，保证进洞施工安全。
隧道采用台阶法开挖，全断面整体式复合式衬砌结构。
即以锚杆、钢筋网、喷射砼、钢拱架等为初期支护，使其与衬砌到达共同受力。
五.施工组织计划
施工人员组成
施工人员组成
序号
岗位
人数
备注
1
队长
1
2
副队长
1
3
财务
1
4
材料
3
5
技术
2
6
值班
8
7
开挖
20
8
初期支护
60
9
二衬
44
10
杂工
16
11
司机
22
合计
178
施工平面布置
施工现场内，根据实际情况，本着合理利用空间及施工安全、“少占地、少拆迁、少扰民、注重环保和减少对既有道路交通的干扰”的原则，布置变压器、空压机房、生活区、施工便道以及施工管线等。
施工临建
生活、办公用房设在斜井洞口上方，占地面积约900m2，主要临建项目及数量见下表。
主要临建项目及数量
序号
项目
单位
数量
1
办公用房
m2
200
2
生产、生活用房
m2
500
3
库房
m2
100
4
空压机房
m2
100
合计
900
施工主要机械设备
主要施工机械设备表
序号
机械设备名称
规格及型号
数量
技术状况
进场日期
1
挖掘机
2
良好
2015.9.25
2
装载机
2
良好
2015.9.25
3
出渣车
6
良好
2015.9.25
4
发电机组
2
良好
2015.9.25
5
泵车
2
良好
2015.9.25
6
通风机
2
良好
2015.9.25
7
空压机
5
良好
2015.9.25
8
湿喷浆机
2
良好
2015.9.25
9
砂轮机
2
良好
2015.9.25
10
钢筋弯曲机
2
良好
2015.9.25
11
木工台锯
2
良好
2015.9.25
12
切割机
2
良好
2015.9.25
13
钢筋调直机
2
良好
2015.9.25
14
管棚钻机
1
良好
2015.9.25
15
电焊机
8
良好
2015.9.25
16
钢筋切断机
2
良好
2015.9.25
17
注浆机
4
良好
2015.9.25
18
风枪
20
良好
2015.9.25
19
生活车
3
良好
2015.9.25
20
全站仪
2
良好
2015.9.25
21
水准仪
1
良好
2015.9.25
施工期间风水电计划
隧道供风采取洞外压风站集中供风的方式，空压机站内根据供风距离和用风量配备相应数量的空压机，配备2台22m3/min的空压机。
沿线施工用水及生活用水采用打井。
施工用电从高压电力干线T接变压器及施工用电支线。
设一台800KVA变压器，供施施工生产用电。
六、施工进度计划安排
斜井长度725米，计划月进度100米/月，计划工期7.5个月。
斜井挑顶处工期预留一个月。
正洞长度1800米，分两个施工队伍同时进行施工，每个队伍各施工900米，计划月进度80米/月，计划工期12个月。
施工计划横道图
序号
项目名称
时间/月〔2015年10月～2017年9月〕
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
管棚及洞口边仰坡
2
斜井施工
3
斜井挑顶
4
正洞开挖
5
正洞衬砌
6
附属设施
七、主要工序的施工方案、方法
总体施工方案
本隧道采用无轨运输、喷锚支护及湿喷技术，采用台阶开挖法施工，施工中加强对围岩及支护体系的监控测量及分析，及时调整支护参数；隧道开挖后仰拱、二衬紧跟，隧底先行施工，拱墙衬砌采用整体台车一次性立摸灌注，土石分界处设置变形缝。
隧道加强监控量测工作，开展超前地质预测预报和监控量测工作，通过对地质系统数据的处理、分析，及时调整施工方案。
各分项工程施工方案及施工方法
7.2.1、隧道进洞方案及施工方法
隧道位于浅埋偏压地段，主要为砂质黄土，滑坡堆积，进洞采用大管棚超前支护。
结合地质情况，洞口施工尽量减少对周围地形的破坏，坚持强支护、后开挖短进尺、快封闭、勤量测。
7.2.2、洞口施工方案及施工方法
〔1〕洞口防排水
边、仰坡周围的排水沟、截水沟应在边、仰坡开挖前修建完成，为防止冲沟的地表水冲刷隧道边仰坡，在洞口边仰坡外缘设环形截水沟拦截地表水，截水沟开挖线距边仰坡边缘5～10m，沟底以地形顺坡。
〔2〕拉槽
开挖前，先检查边、仰坡以上的山坡稳定情况，清除悬石、处理危石。
开挖时要防止大面积开挖，使临空面过大，造成边坡滑塌。
开挖前，先进行测量放样，放出护桩，做好标高控制点，准确定出洞门位置，画出洞门边坡轮廓线，洞开挖采用先沿线路留斜坡开挖至洞口。
采取挖掘机分层开挖法，拉成台阶形式，上台阶高为5～6m，坡度比为1：
0.15，下台阶高为4～5m，坡度比为1：
1〔见附图1隧道洞口开挖示意图〕。
附图1隧道洞口开挖示意图
〔3〕边仰坡刷坡
刷坡前先进行测量放样，放出护桩、开挖边线、开挖深度；洞口段侧坡及仰坡均应防止大挖大刷〔边坡分两次刷坡〕，挖掘机分层开挖，维护好原有的生态地貌。
〔4〕边仰坡支护
开挖边仰坡并及时进行防护，采用锚喷网支护。
锚喷网防护应自上而下，采用L=4.0m的φ22砂浆锚杆，间距150cm×150cm呈梅花形垂直打入坡面，及时施做250×250mm的φ8钢筋网片，喷射15cm厚C25混凝土进行坡面加固，施工时应特别注意坡顶喷砼防护层与原坡面的衔接。
〔5〕施做导向墙
隧道洞口均处于浅埋偏压地段、地质条件差，导向墙采用C20混凝土，截面尺寸为1m×1m。
为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I18工字钢架，钢架外缘设φ140壁厚6mm导向钢管，钢管与钢架焊接。
〔6〕洞口大管棚施工程序与工艺流程
洞口前准备工作完成后进行大管棚超前支护。
a管棚施工施工工艺框图〔如以下图〕。
b施工要点：
在拱部衬砌开挖轮廓外侧1m范围内设一环φ108mm壁厚6mm的管棚，长25m，向上倾斜角度1º，环向间距33cm，管棚导管采用每段长4～6m的热扎无缝钢管以丝扣连接而成，同一断面内接头数量不得超过总钢管数的50%。
钢管按跳孔设钢花管注水泥浆加固围岩。
7.2.3、洞身开挖支护方案及施工方法
台阶法施工示意图
（5）.施工工艺流程
围岩段设计采用台阶法开挖施工，台阶法施工工艺流程如以下图所示。
隧道台阶法开挖工艺框图
（1）.施工工艺说明
采用台阶法开挖，在每一开挖循环中，利用人工配合挖掘机开挖；出碴用ZL50C装载机装碴，自卸汽车运输至弃碴场；锚杆台车进行锚杆安装、钢筋网挂设和喷混凝土施工，喷混凝土采用湿喷技术。
〔2〕.施工工序:
1〕①.利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。
②.人工配合机械分部开挖上台阶，同时，每循环进尺一次，掌子面喷5cm厚混凝土封闭。
③.分步施作上台阶周边的初期支护。
④.施作锁脚钢管。
⑤.钻设系统锚杆后进行喷锚。
2〕.①.在滞后于上台阶一段距离后，人工配合机械左右交错开挖下台阶。
②.喷5cm厚混凝土封闭掌子面。
③.施作钢架，并设锁脚钢管。
④.钻设系统锚杆后进行喷锚。
7.2.4、小导管施工方法及工艺
〔1〕小导管施工方法
开挖前沿拱部开挖轮廓线外10cm施作。
超前小导管外插角为5°～10°，其纵向搭接长度不小于，采用YT－28型风枪〔佩带Φ50mm大钻头〕钻孔，人工将小导管打入孔内，尾部与钢架焊接固定，注浆泵进行注浆作业。
〔2〕超前小导管的施工工艺
钻孔、插小导管：
导管孔钻打前，进行孔位测量放样，孔位测量做到位置准确，钻孔要按放样进行，并设方向架控制钻孔方位，使孔位外插角度符合设计要求。
钻孔完成后，要用高压风、水清洗，吹冲干净孔内砂尘及积水，所有钻孔完成均要进行检验。
注浆：
采取跳孔施工或对串浆孔同时注浆。
注浆前先喷砼封闭掌子面以防漏浆，对于强行打入的钢管先冲洗管内的积物，然后再注浆。
注浆先进行压水实验，注浆顺序由下向上进行，浆液用拌合机搅拌。
采用水泥砂浆，其水灰比1：
1，注浆压力为1.0～2.0Mpa。
施工中根据现场试验确定合理的注浆参数。
7.2.5、锚杆施工方法及工艺
先进行孔位测量放样，孔位测量做到位置准确，采用锚杆台车或人工手持风枪按放样进行钻孔，标志杆做控制钻孔方位，使孔位角度符合设计要求，钻孔完毕打入锚杆后，随即在钻杆尾部安设垫板，上紧螺帽，然后连接注浆管，再用高压注浆设备注浆，注浆顺序自两侧起拱线向拱顶逐根进行。
锚杆孔采用倒退式注浆，人工打入锚杆。
7.2.6、钢筋网施工方法及工艺
〔1〕钢筋网施工方法
针对开挖断面的形状，确定场外制作网片，网片与岩壁紧贴安装，预留保护层厚度。
挂网利用简易台架进行。
〔2〕钢筋网施工工艺
①钢筋网施工工艺框见下附图10。
②钢筋网安装工艺说明
钢筋网材料采用Φ8、Φ6钢筋，网格间距为20cm。
铺设钢筋网按照以下要求执行：
钢筋网在初喷混凝土4cm以后铺挂，使其与喷混凝土形成一体；采用单层钢筋网时，钢筋网环向、纵向搭接长度不小于20cm。
附图10钢筋网安装工艺框图
钢筋网应与锚杆或型钢钢架连接牢固；开始喷射时，应减小喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋保护层厚度不得小于2cm；喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋卡住时，应及时清除。
7.2.7、格栅〔钢架〕施工方法及工艺
〔1〕钢架施工方法
安装前应清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物，为增强钢架的整体稳定性，将钢架与定位锚杆焊接在一起，沿钢架设纵向连接钢筋，钢架背后用喷砼填充密实。
架立钢架后应尽快进行喷砼作业，并将钢架全部覆盖，确保喷射砼覆盖钢架厚度在3cm以上，以使钢架与喷砼共同受力。
〔2〕钢架施工工艺
①钢架施工工艺框见下附图11。
②施工工艺说明
钢架在洞外按设计加工短构件，在洞内用螺栓连接成整体。
开挖后在洞内进行安装，与定位锚杆焊接。
钢架间设纵向连接筋，钢支撑必须安放在牢固的基础上，架立时垂直隧道中线，当钢架和围岩之间间隙过大时设置垫块。
③钢架制作：
钢架在洞外按1∶1比例放样加工，按设计图冷弯成形，焊接完成后，先试拼再运进洞内安装。
附图11钢架施工艺框图
④钢架安装：
安装前先准确定出每榀钢架的位置，钢架安设前先喷不小于4cm的射混凝土，钢架必须置于原状岩石上，在软弱地段，可采用拱脚垫钢板，防止拱脚下沉。
钢架安装完成后，应和锁脚锚杆或与之相接触的锚杆头焊接，使之成为整体结构。
⑤喷射砼：
钢支撑架立后随即喷射砼，先将钢支撑与围岩间空隙喷满，然后将钢支撑全部覆盖，使钢支撑与喷射砼连成整体共同受力。
钢架施工质量要求：
钢架应架设在与隧道轴线垂直的平面内，钢架安设正确后，纵向连接牢固，并与锚杆焊接成一整体。
7.2.8、隧道出碴运输方案
隧道掌子面采用挖掘机配合风枪进行钻孔。
隧道洞内采用无轨运输，装载机配合自卸式运输车出碴，同时配备挖掘机一台，配合装载机出碴。
运输车配备6台，供出碴、材料运送。
7.2.9、隧道衬砌施工方案
隧道开挖后仰拱和二次衬砌紧跟。
仰拱距掌子面距离Ⅳ级围岩不大于50m、Ⅴ级围岩不大于40m；二次衬砌Ⅳ、Ⅴ级围岩不大于90m。
〔1〕仰拱及铺底
仰拱混凝土应及早施工，尽快与初期支护结构形成环状的封闭结构。
仰拱应整幅模注，仰拱与仰拱填充一次性浇筑。
为不影响洞内交通运输，仰拱混凝土施工采用防干扰栈桥平台作业。
〔2〕拱墙衬砌
拱墙二次衬砌采用液压衬砌台车衬砌，混凝土输送泵泵送入模内，一次性浇筑。
〔3〕隧道洞身防排水施工方案
隧道防排水遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，采取切实可靠的措施，到达防水可靠、排水畅通、经济合理的目的。
7.2.10、水沟及电缆槽施工
沟槽施工在二衬混凝土完成后进行。
为使新旧混凝土结合密贴，对旧混凝土界面进行凿毛处理。
水沟电缆槽采用槽钢和角钢制作支架，模板采用定型钢模。
捣固采用插入式振动器。
施工时注意模板安装顺直、尺寸正确、支承牢固、捣固密实。
拆模后及时洒水养护并防止损坏，盖板安装平稳。
通信信号过轨钢管在施工时提前预埋，按要求施工。
7.2.11、不良地质和特殊地段施工
隧道不良地质主要包括滑坡、断层等，施工时注意施工安全和施工质量。
〔1〕不良地质地段施工应做好预测、预报工作，坚持预防为主的原则，在确保安全的前提下，制定切实可行的施工方案并做出专门的施工设计。
〔2〕不良地质地段的隧道施工应采取短进尺、强支护、早衬砌的原则，稳步前进。
〔3〕在施工过程中经常观察岩层和地下水的变化情况，检查支护、衬砌的受力状态，防止突发事故发生。
如有险情，即刻分析情况，迅速采取措施进行处理。
7.2.12、地质超前预报
〔1〕隧道洞口附近山前缓坡带，浅埋段落较长，隧道洞身地层主要为泥岩夹砂岩，具弱膨胀性，施工中应进行超前地质预报，主动获取地质信息，正确选择开挖方法、注浆参数及可靠的支护措施并严格实施，并将其纳入正常施工工序，为设计施工提供依据，以便确定相应的处理措施，确保安全。
〔2〕监控量测
隧道量测断面间距根据围岩级别、隧道断面尺寸及埋置深度等确定，Ⅴ级围岩量测断面间距为5～10m,Ⅳ级围岩量测断面间距为10～30m，开挖时刻注意围岩监控量测，准确掌握围岩状况，确保施工安全。
针对本隧道的特点，在施工全过程中，建立地质超前地质预报体系，并将其纳入施工工序，施工中采用多种预报方法相结合的综合预报方法，即以工程地质法〔图析法及地质素描法〕进行超前宏观预报；以TSP203超前地质预报系统进行长距离〔不小于100m〕预报；地质雷达、地质素描进一步补充和验证，加强常规地质综合分析，多管齐下，力争把地质灾害的几率降为最低。
7.2.13、施工注意事项
〔1〕仰拱宜超前拱墙二次衬砌，施工前必须将隧底虚渣、杂物、积水等清楚干净，超挖应采用同级混凝土回填。
仰拱施作应一次成型，严禁分幅施工。
仰拱施工缝和变形缝应做防水处理，其工艺及要求同衬砌拱墙的施工缝。
〔2〕灌注混凝土应振捣密实，防止收缩开裂，振捣时不应破坏防水层，二次衬砌拆模时，混凝土强度应到达有关标准的要求，隧道衬砌施工完成并到达70%强度后，应按标准要求进行衬砌背后回填注浆。
〔3〕衬砌背后的防水盲管应配合衬砌一次施工，施工中应防止衬砌混凝土侵入盲管内堵塞水路。
〔4〕为确保衬砌对围岩的支护效果，衬砌超挖回填应符合标准要求，墙角以上1m范围内和拱部的超挖应采用同级混凝土一次灌注，其他部位可用与衬砌同级的混凝土回填。
墙角以上1m范围内和拱部的超挖严禁用水泥砂浆砌片石回填。
〔5〕洞口及浅埋段应防止在雨季施工，施工前应清理洞顶坡面，做好地表及洞顶的排水系统，使地表水远离隧道，封闭洞顶地表裂缝，夯填平整洞顶的低凹、空洞等，严防地表水下渗；洞口衬砌完成后，应及早修建洞门，尽可能保持洞口段边、仰坡的自然状态；同时应加强洞内施工用水管理，防止积水浸泡墙基。
〔6〕冬季施工应严格按照有关混凝土施工的规定，确保混凝土的施工质量。
〔7〕施工期间应做好超前地质预报，确定围岩的工程地质、水文地质特性，及早发现不良地质、特殊地质情况，为设计施工提供依据，以便确定相应的处理措施，确保施工安全。
〔8〕泥岩底层具有膨胀性，施工中应加强施工用水管理，采取短开挖、早封闭、并加强监控量测，根据监控量测资料适当加大预留变形量。
膨胀岩地段开挖后，应及时封闭暴漏的岩体，必要时采用可缩钢架时，其滑动节的个数与整个布点的活动量，应满足膨胀岩的膨胀量和约束量；喷混凝土可采用逐次加喷或预留纵向变形缝，满足膨胀岩的膨胀。
〔9〕本隧道黄土地层洞口段具有湿陷性，应做好地表水引排设施，防止地基湿陷对隧道产生危害。
隧道开挖时应坚决杜绝爆破。
开挖进尺应严格控制在满足两榀钢架之间的距离，随挖随支，及时喷锚，约束围岩早期变形，防止隧道产生坍塌。
衬砌紧跟，缩短衬砌与开挖距离，减少围岩暴漏时间，及时施作仰拱，形成封闭受力结构。
1.二次衬砌施工时，不能脱模过早，并要定期检查衬砌拱架和模板台车的刚度，以防止因其变形造成衬砌开裂。
2.黄土地段施工应密切观察垂直节理，并评价垂直节理对隧道工程的影响，为控制初期支护的变形量应尽早对黄土隧道进行仰拱封闭，在初次开挖到仰拱封闭前，每天应进行两次量测，并根据量测动态调整支护参数。
黄土地层变形过大或初期支护变形不收敛，又难以及时补强时，可设置临时仰拱或横撑以封闭开挖面，必要时可提前施作二次衬砌，以确保围岩和支护结构稳定。
〔10〕出口坡面陡峭，采用喷锚网封闭。
〔11〕隧道施工中应加强地质超前预报，短进尺，及时支护、衬砌，确保施工安全。
〔12〕隧道主要通过泥岩夹砂岩，该地层岩层倾角较小，接近水平，施工中应采取措施防止大面积掉块等，防止较大超挖回填。
〔13〕施工过程中应与设计密切沟通，隧道进洞前应核对地形及地质情况，确保进洞安全及洞口稳定，洞内应分段仔细核对工程地质和水文地质，如有不符及时变更设计。
八.隧道塌方预防措施
8.1围岩塌方前兆
围岩的变形破坏、失稳塌方，是从量变到质变的过程。
量变过程中，在围岩的工程水文地质特征及岩石力学反应出一些征兆。
根据征兆预测围岩稳定性，进行地质预报，保证施工安全，防治隧道塌方。
特殊和不良地质，如地下水、松散地层等稳定性差的围岩的变形破坏、失稳塌方，有以下征兆：
⑴水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、水质由清变浊〔地下水将断层泥带走〕等都是即将发生塌方的前兆；
⑵拱顶不断掉下小块，预示着围岩即将发生塌方；
⑶围岩节理面裂缝逐步扩大；
⑷支护状态变形〔拱架接头挤偏或压劈、喷射混凝土出现大量的明显裂纹或剥落等〕、敲击发声清脆有力、甚至发出声响；
⑸围岩或初期支护，拱脚附近的水平收敛率出现反弹，并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定的状态；有可能出现失稳塌方。
8.2隧道塌方预防措施
8做好超前地质预报工作。
尤其是施工开挖接近设计探明的富水、富泥时，要认真及时地分析和观察开挖工作面岩性变化，遇有探孔突水、涌泥、渗水增大和整体性变差等现象，及时改变施工方案。
8加强围岩量测工作。
通过对量测数据分析处理，按照时间—位移曲线规律，及时调整和加强初期支护，同时重视混凝土衬砌及时施作。
8严格控制开挖轮廓，尽量减小对软弱破碎围岩的扰动。
8保证施工质量，超前预注浆固结止水，钢架制作、初期支护和混凝土衬砌混凝土质量必须符合设计及验标要求。
8严格控制开挖工序，尤其是一次开挖进尺，杜绝各种违章施工。
8施工期间，洞口应常备一定数量的塌方抢险材料，如方木、型钢钢架等，以备急用。
8有下述现象发生时，应先撤出工作面上的施工人员和机械设备，指定专人观察和进行加固处理。
①围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快。
②围岩面不断掉块剥落。
③初期支护喷混凝土外表龟裂、裂缝或脱皮掉块，钢架严重变形。
④初期支护发出异常响声。
九.工期及其它保证措施
10.1工期保证措施
10生产要素保证
10成立由项目经理任组长，有关人员参加的领导小组，健全岗位责任制，从组织上、制度
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