某隧道工程施工组织设计.docx
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某隧道工程施工组织设计
第一章
工程概况及特点
.隧道地质概况
隧道地处剥蚀丘陵地带，植被发育，自然坡度30度，表层为褐黄粉质色粘土，硬塑，厚2～16m,下覆石炭系上中统壶天群灰岩、白云质灰岩，灰色，灰白色，弱风化，产状142°/61°，地下水发育。
其中IDK132+920～IDK133+135为浅埋段，土层较厚，岩溶较发育。
.围岩类别及初级支护、衬砌类型
见表、表各级围岩长度表
类别
Ⅲ类
Ⅳ类
Ⅴ类
合计
长度（m）
710
305
283
1298
占隧道总长
100
.工程特点
本隧道为铁路双线隧道，比单线隧道开挖断面较大，对开挖过程中确保隧道洞室安全稳定要求更高。
表各类衬砌支护参数表
衬砌类型
初期支护
二次衬砌
25#喷砼（cm）
锚杆
钢支架
拱墙
仰拱
部位
直径（㎜）
长度（m）
间距（m）
规格
间距（m）
厚度（cm）
厚度（cm）
Ⅲ
拱◇13、墙及仰拱△13
拱墙
拱○25、墙●22
环×纵
40C25
40C25
Ⅲ级围岩下锚段
（一）
拱◇13、墙及仰拱△13
拱墙
拱○25、墙●22
环×纵
40C25
40C25
Ⅲ级围岩下锚段
（二）
拱◇13、墙及仰拱△13
拱墙
拱○25、墙●22
环×纵
45C25
45C25
Ⅳ
拱墙□23、仰拱△23
拱墙
拱○25、墙●22
环×纵
HW150型钢
45C25
45C25
Ⅴ
拱墙□25、仰拱△25
拱墙
拱○25、墙●22
环×纵
HW175型钢
或
45C25
45C25
注：
表中◇表示网喷砼，△表示素砼，□表示聚丙烯网喷砼，○表示中空注浆锚杆，●表示砂浆锚杆所处地质情况较差，Ⅴ级围岩地段占20%以上，无Ⅰ、Ⅱ级围岩，难以实施全断面快速掘进施工。
在隧道中部存在一处浅埋段，最小埋深约8米，属于Ⅴ级围岩，稍有不慎，易引起塌方冒顶，给施工造成困难，因此，确保安全通过浅埋段非常重要。
同时，由于围岩类别低导致施工工法及开挖断面转换多（有CD法和台阶法相互转换，有不同级别围岩地段的开挖断面及下锚段开挖断面的转换），给施工增加了一定的难度。
另外，因本地地处岩溶发育地区，开挖前须做好超前预报，探明岩溶发育情况尤其重要。
第二章主要对策
XX隧道做为本标段重点工程，我部将加大科技投入，上一流的人才，配备先进、配套和适用的机械设备，确保本隧道资源配置满足安全、质量及施工进度要求。
加强地质超前预报，及时探明围岩级别及岩溶情况，一旦发现问题，及时调整施工方法，杜绝因盲目施工而引起的安全事故。
采用切实可行的方法确保工法转换和断面切换顺利过渡。
按照新奥法原理组织施工，采用新技术、新工艺，坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则，采用光面爆破技术，严格控制超欠挖。
投入全液压衬砌台车并按严格控制二次衬砌砼的浇筑工艺，确保二衬砼内实外美。
第三章施工平面布置及临时工程
.道路设置
进口区进场道路：
由于进口山坡较陡，考虑从主便道新修一条300m爬坡便道上至洞口（洞底）标高。
出口区进场道：
出口有约350m长的路堑段，在施工顺序上必须先施工此段路堑再进洞施工，故将进场道路修至本段路堑的端头，再经该段路堑到达洞口，从主便道至此段新修便道大约300m。
.拌合设备布置
进出口各设一座JS750拌和站，同时设2台强制式拌合机生产喷砼。
.空压机房及锻钎机房
空压机房设在洞口附近，以减少弯头风压损失，锻钎机布置在一座空压机房旁以方便锻钎机房的高压风供应。
.火工器库房
炸药库与雷管库分开设置，相隔距离符合有关爆破安全操作规程的规定，并远离施工及生活区。
同时，严格执行当地公安部门有关火供品使用的有关规定。
.供水系统
于河沟内挖井集水并沉淀做为隧道供水水源，并就近设置抽水泵房，经上水管路，泵送至高位水池，经下水管路及压力泵送水至洞内和生活区。
送入洞内的压力水，必须满足掌子面用水压力不小于3kg。
.供电系统
隧道进口设置一台1250KVA变压器一台，分别向洞内及洞外生产房和生活区供电。
出口设置一台2000KVA的变压器，供应隧道出口和八古塘大桥用电。
.生活区
进出口施工队各设置生活区一处，方便队伍管理。
.平面布置
详见XX隧道进口、出口平面布置图（图、-02）
第四章主要施工机械配置
本隧道机械设备配备具有以下特点：
一是坚持以人为本的理念，尽量实行机械化施工，最大限度地减轻施工人员的劳动强度；
二是经济高效，不论从钻孔用掘进台车到爆碴装运机械，还是从砼拌制运输到二次衬砌设备，均考虑单机设备先进的同时，做到机械设备相互合理配套，能最大限度发挥各类机械作业能力，各条施工作业线科学先进；三是尽量体现施工机械与施工方法配套；四是结合设备外形尺寸和衬砌后的隧道断面，选定外形尺寸适宜的施工机械。
配置的主要设备见表所示
第五章施工队伍及劳力组织
第六章本隧道进口、出口拟各安排一个施工队进行施工，每个队施工劳力150人，分六个工班组织施工作业。
具体任务分工和劳力安排见表总体施工方案
.进洞方案
采用套拱法进洞。
具体详见隧道施工及工艺。
.洞内装碴运输方案
采用侧卸装载机装碴，自卸汽车运输出碴。
找顶采用小型挖掘机，人工配合。
表隧道主要机械设备表
序号
设备名称
规格型号
数量
隧道进口
隧道出口
合计
1
掘进台车
自制
1
1
2
2
反铲挖掘机
PC200
1
1
2
3
钻孔凿岩台车
自制，可行式
11
2
4
万能工作台架
1
1
2
5
地质钻机
TUX-100
2
2
4
6
凿岩机
YT-28
20
20
40
7
风镐
G-10
20
20
40
8
液压衬砌台车
液压、10m
1
1
2
9
自行式热合焊机
YL-03
2
2
4
10
热合式塑料焊枪
4
4
4
11
注浆泵
UB-3
3
3
6
12
强制式砼拌合机
JS350
2
2
4
13
混凝土湿喷机
TK-961
2
2
4
14
混凝土输送泵
HBT40
2
2
4
15
通风机
JBT-2
55KW
1
1
2
16
变压器
630KVA
1
1
2
17
柴油发电机
150KW
1
1
2
18
强制式混凝土拌和机
JS350
2
2
4
19
装载机（侧式）
ZLC50C
1
1
2
20
电动空压机
4L-120/20
3
3
6
21
内燃空压机
P600
2
2
4
22
钢筋加工、焊接机械
各型
根据需要配置
23
各类砼振动器
各型
根据需要配置
24
地质超前预报仪
TSP-202
2
2
25
地质雷达探测仪
RAMAC/GPR
2
2
26
激光隧道限界检测仪
BJSD-2型
2
2
表XX隧道施工队劳力安排表（一个队）
班组名称
任务安排
劳力
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13名
钻孔爆破出碴班组
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14名，共50名。
支护班组
担负超前小导管注浆、喷砼、锚杆、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、仰拱回填等施工作业。
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计30名。
综合班组
担负风水电供应，洞内高压风管、通风管、水管接长等。
电工2名，压风机司机3名，抽水泵站司机1名，普工5名，计11名。
钢筋加工棚
担负锚杆制作，格栅钢架制作，衬砌钢筋加工等。
钢筋工6名，电焊工4名，普通工4名，计14名。
洞外拌合站（机）
担负喷锚料砼并向洞内运送
拌合机司机2名，运输车4名，普通工6名，计12名。
合计
150名
.通风排烟方案
隧道施工通风应满足洞内各项作业所需要的最大风量。
具体一是按照每人每分钟供应新鲜空气3m3计算；每1kw内燃机械供风量不小于3m3/min。
最小风速不小于s。
经计算，上述最大用风量为480/min。
因此选用一台JB3型通风机进行采用压入式通风可以满足通风排烟的需要。
采用压入式通风，进出口各配置一台JBT3型通风机向洞内供应新鲜空气。
如图图压入式通风示意图
.洞内排水方案
隧道进口为顺坡施工，在成洞段洞内一侧挖排水沟自然排水。
隧道出口为反坡施工，在邻近下台阶掌子面附近挖集水井，采用机械抽水经排水管道将积水抽出洞外。
.洞内三管两线布置
见图隧道开挖支护方案
按照不同的围岩级别采用不同的开挖方法，Ⅲ级围岩地段采
图洞内管路布置示意图
用台阶法施工，网喷砼及素砼及系统锚杆支护。
Ⅳ级围岩地段施工前施打超前锚杆再开挖，采用短台阶法施工，HW150型钢支撑并辅以聚丙烯网喷砼及素喷砼、系统锚杆支护，Ⅴ级围岩地段采用CD法开挖，小导管超前支护，开挖后采用HW175型钢支撑，并辅以聚丙烯网喷砼及素喷砼、系统锚杆支护。
.隧道弃碴方案
本工程设一处弃碴场，隧道弃碴量（紧方）180993,站场调配（含线路）共利用106530m3，剩余弃碴于ⅡDK132+650线路右侧150m处旱地，占地20亩，弃碴场边坡采用浆砌片石防护。
.隧道二次衬砌方案
采用液压模板台车施作整体式衬砌。
第七章施工进度计划
本隧道计划工期：
安排23个月；其中：
施工准备:
安排个月；
隧道掘进：
计划安排16个月;双向两个掌子面掘进，平均每口掘进速度Ⅴ级围岩30m/月，Ⅳ级围岩50m/月，Ⅲ级围岩61m/月。
二次衬砌（含防水层）：
计划安排个月，每个洞口每月完成80米。
水沟、电缆槽：
每个洞口按200m/月安排。
回填灌浆：
每个洞口也按200m/月考虑。
详见表及图表隧道施工进度计划表
工区
工程项目
工程量
工期（月）
2005年（季）
2006年（季）
2007年（季）
二
三
四
一
二
三
四
一
二
三
四
进口工区
施工准备
678m
2
开挖及支护
14
二次衬砌
水沟电缆槽
回填灌浆
出口工区
施工准备
620m
开挖及支护
二次衬砌
8
水沟电缆槽
回填灌浆
第八章隧道进洞方法
拟采用套拱法进洞。
.套拱设计
本隧道拟采用套拱法进洞，以确保进口段隧道施工安全。
套拱设计如图所示
说明：
砼套拱采用内侧立模，架立格栅后网喷砼的方法施工。
图隧道进洞套拱设计图
.拱部进洞
洞口段路堑开挖完成（拱部）进洞面后,安装两榀格栅,格栅宽30cm,格栅间距1m，格栅底部设卧木及锁脚锚杆，两榀格栅用φ22钢筋拉接固定，拉接筋环向间距1m。
架立格栅后立模网喷射C20砼,形成拱部棚状洞口。
在此棚状洞口支护下按照CD法进洞施工。
.下部进洞
下部洞外路堑开挖根据CD法施工进程适时进行，开挖至下部套拱部位后，施做套拱砼基础，架立下部套拱格栅与上述拱部格栅螺栓连接，再立模网喷砼。
形成下部棚状支护结构，再按照CD法施工。
第九章各级围岩地段隧道施工程序及开挖支护
.Ⅴ级围岩地段（CD法）施工程序及开挖支护
级围岩地段（CD法）施工程序
Ⅴ级围岩地段采用CD法施工，根据CD法施工的特点，按横断面图来说开挖支护分六步，仰拱浇筑分两步，仰拱回填一步，整体式衬砌一步。
开挖前的超前支护穿插其间，Ⅴ级围岩隧道段施工工序如表所示
级围岩地段（台阶法）开挖支护作业循环见表Ⅴ级围岩地段开挖支护作业循环表
级围岩地段（台阶法）开挖支护月进度估算每循环进尺，每天完成个循环，每天进尺,每月进尺33m，实际按每月30m安排施工进度。
.Ⅳ级围岩地段（台阶法）施工程序及开挖支护作业
级围岩地段（台阶法）施工程序
Ⅳ级围岩地段采用短台阶法施工，见表所示。
Ⅳ级围岩地段（台阶法）开挖支护作业循环
见表表Ⅴ级围岩地段施工程序表
（一）
施工步骤
图示
施工工序说明
第
一
步
利用上一循环架
立的钢架施作隧道侧
壁超前支护及导坑侧
壁22水平锚杆超前支护；
弱爆破开挖①；
施做①部导坑周边的
初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立格栅钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆。
钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
第
二
步
弱爆破开挖②部；导坑周边部分初喷4cm厚混凝土。
接长H型钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆。
钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
表Ⅴ级围岩地段施工程序表
（二）
施工步骤
图示
施工工序说明
第
三
步
在滞后于②部一段距离后，弱爆破③部。
安装Ⅳ部分钢架，接长I18临时钢架。
隧道周边部分喷混凝土至设计厚度。
第
四
步
灌筑Ⅳ部边墙基础与部分仰拱及隧底填充（仰拱及隧底填充分次施作）。
第
五
步
开挖⑤部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同第一步。
表Ⅴ级围岩地段施工程序表（三）
施工步骤
图示
施工工序说明
第六步
开挖⑥部并施作
导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同第二步。
第七步
在滞后于第六步
一段距离后，弱爆破开挖⑦部。
安装Ⅷ部分钢架，隧道底周边部分喷混凝土至设计厚度。
表Ⅴ级围岩地段施工程序表（四）
施工步骤
图示
施工工序说明
第
八
步
拆除I18临时钢架，灌筑Ⅷ部边墙基础及部分仰拱及填充（仰拱及隧底填充分次施作）。
第
九
步
根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后利用衬砌模板台车一次性灌长Ⅸ部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。
表Ⅴ级围岩地段开挖支护作业循环表
序号
项目名称
时间（分）
循环进度（小时）
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
十一
十二
十三
十四
十五
十六
十七
十八
1
测量放样
60
2
导管注浆
120
3
开挖
240
4
初喷砼
60
5
架立格栅
120
6
锚杆
180
7
复喷砼
180
合计
1280
说明：
Ⅴ级围岩实际平均每两个作业循环施作一排超前小导管并注浆，此处仅为每循环平均打小导管注浆时间，摊入作业循环时间。
表Ⅳ级围岩地段施工程序表
（一）
施工步骤
图示
施工工序说明
第
一
步
先施作超前锚杆，超前锚杆纵向间距为,环向间距30cm。
钻爆法开挖上台阶Ⅰ，架立上台阶HW150钢架，并与上一作业循环已架立的钢架联结，再网喷聚丙烯纤维砼。
第
二
步
与下台阶拉开一定的距离（不超过5m）钻爆法开挖下台阶②。
架立格
栅并与上台阶已架好的格栅用螺栓连接。
表Ⅳ级围岩地段施工程序表
（二）
表Ⅳ级围岩地段（台阶法）开挖支护作业循环表
（钻孔深度,每循环进尺按）
序号
项目名称
时间（min）
循环进度（小时）
1
超前锚杆
120
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2
测量布孔
60
3
台车就位
60
4
钻孔
300
5
装药起爆
60
6
通风排烟
30
7
找顶
30
8
出碴
180
合计
840
说明：
Ⅳ级围岩实际平均每两个作业循环施作一排超前锚杆，此处仅为每循环平均打锚杆时间，摊入作业循环时间。
Ⅳ级围岩地段（台阶法）施工月进尺估算
每个作业循环时间为14小时，每天计完成个循环，折合月进度为51米，实际进尺按50m计。
.Ⅲ级围岩地段（台阶法）施工程序及开挖支护作业循环
Ⅲ级围岩地段（台阶法）施工程序
Ⅲ级围岩地段采用台阶法施工，施工工序见表。
表Ⅲ级围岩地段施工程序表
（一）
施工步骤
图示
施工工序说明
第一步
第二步
表Ⅲ级围岩地段施工程序表
（二）
施工步骤
图示
施工工序说明
第三步
施作仰拱衬砌及隧底填充（仰拱及隧底填充分次施作）③
第四步
根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后利用整体式模板台车浇筑拱墙砼。
级围岩地段（台阶法）开挖支护作业循环
见表表Ⅲ级围岩地段（台阶法）开挖支护作业循环表
（钻孔深度,每循环进尺按）
序号
项目名称
时间（min）
循环进度（小时）
1
测量布孔
60
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
2
台车就位
60
3
钻孔
450
4
装药起爆
120
5
通风排烟
30
6
打顶
30
7
出碴
270
合计
1180
月进尺估算：
每个作业循环时间为17小时，每天计完成个循环，折合月进度为67米，实际月进尺按61m计。
第一十章爆破设计
.Ⅴ级围岩地段爆破方案
Ⅴ级围岩地段地层岩性为土质，采用人工开挖或风镐开挖，人工或风镐挖不动的硬土，采用弱爆破法开挖。
.Ⅳ级围岩地段爆破设计
Ⅳ级围岩地段采用短台阶法开挖，台阶长度不大于5m。
炮孔布置及装药参数如图所示
图Ⅳ级围岩爆破设计图
.Ⅲ级围岩地段爆破设计
Ⅲ级围岩地段采用台阶法施工，上下台阶间距2～3m。
炮孔布置及装药参数如图所示。
.主要爆破参数的选定
爆破试验确定爆破参数
施工前首先要根据地质调查结果，选择有代表性的位置，采
图Ⅲ级围岩爆破设计图
用利文斯顿爆破漏斗理论，进行现场爆破试验，提出爆破参数。
周边眼
周边眼光爆参数的选择：
包括周边眼间距E，炮眼密集系数m，最小抵抗线W，不耦合系数D，周边眼装药集中度q。
根据设计提供地质资料，结合我单位以往施工经验，本隧道初步设计周边眼光爆参数可按表选取。
周边眼装药结构：
本隧道周边眼爆破均采用不耦合装药及竹片、传爆线、小直径药卷间隔装药结构。
破碎地段，周边眼采用钻密眼，人为切开一条缝不装药或隔孔装药措施。
掏槽眼
表周边眼光爆参数表
围岩级别
装药不耦合系数D
周边眼间距E（cm）
周边眼最小抵抗线W
相对距E/W
周边眼装药集中度（kg/m）
Ⅲ
～
45～60
60～80
～
～
Ⅳ
～
35～50
50～70
～
～
Ⅴ
～
20～40
40～60
～
～
注:
表中Q系按2号岩石硝铵炸药计算,采用其他炸药时换算系数K按下式计算:
K=1/2（2号岩石炸药猛度/换算炸药猛度+2号岩石炸药爆力/换算炸药爆力）宜选用复式楔型掏槽，单侧掏槽眼的行间距及列间距控制在30cm内，并采用分段起爆方式。
炮眼布置方式
周边眼、内圈眼环形布孔，掘进眼采用线性布孔方式。
装药量计算
先根据周边眼的装药集中度和掏槽眼的装药长度进行周边眼和掏槽眼的药量计算，其他炮眼按式
（1）计算，按式
（2）复核，科学进行药量分配。
单眼装药量计算公式q=k·a·w·L·λ式
（1）
总装药量计算公式Q=k·L·S式
（2）
式中K-单位炸药消耗量，～
a-炮眼间距，m；w-炮眼爆破方向的抵抗线，m；
L-炮眼深度，m；S-开挖断面积，；
λ-炮眼部位系数，按表，表选取。
表Ⅳ级围岩炮眼部位系数表
炮眼部位
掏槽炮眼
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