黄陵项目部隧道施工方案.docx

1、黄陵项目部隧道施工方案一、编制依据2二、工程概况2三、工期安排3四、施工方案31、洞门工程32、洞口管棚施工 43、隧道施工附助设施 74、洞身主要工序的施工方案85、洞身掘进106、围岩监控测量307、预防突水技术措施 338、结构防水 359、仰拱施工 3710、二次衬砌施工 3811、洞内路面 4012、隧道供配电系统设备安装及防火涂料施工5413、交安设施施工64五、质量保证措施68六、质量保证措施70七、工期保证措施71一、编制依据1、本工程的招标文件2、327国道至包茂高速黄陵出口连接线改建工程施工图3、施工现场实地踏勘所得资料； 4、我单位同类工程施工经验及现有施工管理水平、技术

2、水平、科研水平、机械设备配套能力以及资金投入能力。5、国家和建设部等颁发的有关施工技术、环保、安全质量验收规范、标准、法规文件。二、工程概况1、327国道至包茂高速黄陵出口连接线改造工程，路线起点K0+000接包茂高速黄陵出口收费站，延旧路北侧新建桥梁隧道，与旧路按分离路基双侧单行，至鼎湖路交叉处与旧路合并按整体路基加宽旧路。终点K1+615接在轩辕大道。路线全长1.615Km。该项目是黄陵县与包茂高速连接的主要道路。项目建成后将提高县城车辆上下高速的包茂高速通行能力。 2、本标段为二标段，属桥隧标，起止桩号为K0+138.48K0+707.02，全长569.56m。其中桥梁2座/152.08

3、m，隧道1座/349m,路基68.48m。隧道工程施工概况 本工程共设隧道1座，如下表2-4-1所示。隧道名称起止桩号洞门形式长度（m）围岩虎尾隧道K0+228+K0+577端墙式端墙式349四级、五级3、虎尾隧道：隧道长349m，隧道平面为进口段位于700m圆曲线内，洞身及隧道出入口为直线，建筑界限采用单洞净宽10.0m，建筑界限高度5.0m，内轮廓净高6.93m，最大埋深40m，进口位于包茂高速黄陵出口侧，出口位于黄陵县城侧，隧道走向为西南东北走向，距离原隧道直线距离25m，洞内及出口为直线隧道，隧道纵坡采用单向-2.253%的下坡。三、工期安排 计划2016年8月1日,8月20日完成进口

4、边仰坡、管棚施工，8月21日开始掘进，9月10开始施工仰拱，9月30二衬开始施工，12月1日掘进完毕（贯通），12月30日二衬施工完毕，2017年1月20日明洞施工完毕。四、施工方案1、洞门工程虎尾隧道起讫里程K0+228K+577，端墙式洞门。计划单端掘进，从隧道进口（西安侧）开始掘进。隧道利用原便道可直接到达隧道口。隧道右侧与原来公路之间采用2m高围挡隔离，洞口采用管棚施工，中心留核心土尤为重要，施工时需加强管理，周围做好排水沟。按照施工顺序在开挖过程自上而下分层开挖。施工机械以挖掘机为主，遇地层坚硬石质人工打眼松动爆破，运输采用自卸车。洞口开挖后的边仰坡面按设计整修平整，及时施工砂浆锚杆

5、并挂网喷护，以防风化、雨水渗透而坍塌或滑坡。同时做好排水设施。洞口段明洞采用明挖法施工：明洞入口长8m，出口长5m，采用明挖二衬台车施工，隧道掘进后以早施工明洞，防止边仰坡失稳滑坡。明洞采用浆砌片石及素混凝土进行拱背回填。拱顶回填土石必须对称分层夯实，层厚不大于0.3m。 洞口施工程序框图2、洞口管棚施工 （1）套拱施工 边仰坡施工完成后，等砂浆锚杆、喷射砼强度达到一定值后进行套拱施工。套拱采用C25厚60cm的砼浇筑，套拱长度2m。内设I18工字钢，间距75cm，工字钢采用25纵向钢筋连接。 施工放样：用全站仪放出隧道门轮廓线，水准仪测量出搞成，用木桩标识。 立钢拱架、纵向连接、导向管。首先

6、测设定位钢架基座位置，然后分段进行安装，连接螺栓必须拧紧，为保证钢架稳定，套拱钢拱架一次性安装完成，用纵向钢筋连接。 导向管安装：导向管采用159*4mm热轧无缝钢管，导向管外插脚5，外侧与钢拱架搭接可靠，里侧放样采用钢筋加固，导向管共设置31根，每根2M。 砼浇筑：导向管安装完成后开始安装内外模板，砼采用砼罐车运送到工地，人工浇筑，拱圈需分层浇筑，插入式振捣。洒水养护。 （2）管棚施工 管棚施工采用108热轧无缝钢管，壁厚5mm，管节长46m，采用丝口相接，接头相互错开，管口段2.5m范围内不开孔，其余部分按照15cm间距交错设注浆管，孔径12mm,超前注浆采用1:1水泥浆，注浆孔口压力初压

7、0.51MPa,终压1.52.5MPa。施工时应遵循“管超前、严压浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的原则。本项目进洞端采用20m长108管棚，环向间距40cm，在套拱预埋导向管内开孔，孔径不小于12mm,深度达到设计深度后进行高压风枪清孔，然后插入108钢管，预留好压浆孔，等所有管棚施工完成后，进行注浆，注浆时严格控制水泥浆配比与压力值。 套拱管棚施工大样图 管棚施工工艺框图 3、隧道施工附助设施隧道右侧场地搭设空压机、发电机房，空压机根据洞内供风量的大小安装2台4L-20/10型电动空压机，向洞内提供高压风，空压机根据需风量分别启用，由阀门控制使用，选用120mm风管。备用200kw发电

8、机一个。洞口右侧设置一个值班室，一台TZ-80型轴流式风机，风机向洞内压入新鲜空气，通风管采用直径800mm的PVC软质风带管，以确保张掌子面上具有足够的风量和风压。施工用电直接从配电房内接出，洞内照明220V，作业地段36V，成洞地段固定的电线路，使用绝缘良好的胶皮先架设，施工地段的临时电路易采用橡胶套电缆。照明和动力线路在同侧安装，分层架设，电线悬挂高度距人行地面大于2.5m，施工照明采用点灯照明，保证照明光线充足均匀。隧道掌子面采用高压钠灯照明。由于隧道为-2.25%坡度，掌子面积水较多，采用移动泵抽水，直接抽出隧道口沉淀池，经沉淀后排放至河道。 隧道压入式通风布置图4、洞身主要工序的施

9、工方案 （1）根据围岩级别及初期支付方式，洞身施工可划为五段：K0+236K0+256、K0+520K0+552段为V级加强段，K0+256K0+290、K0+552K0+572段为V级深埋段，K0+290K0+520段为IV级， 1）V级加强段超前支护：拱部采用50*4超前小导管，小导管长5m，管口段80cm内不打孔，其余部分按15cm间距交错设置注浆孔，孔径8mm，并注水泥浆液，水泥浆水灰比1:1，注浆压力0.51mpa。环向间距0.35m。每环43根。 开挖：采用留核心土开挖方式。遵循“弱爆破、短进尺、管超前”的原则。支护：挂8的钢筋网片，网片格15*15cm。再立I20a拱架，工钢加工

10、时事先考虑15cm预留变形量，工钢间距50cm，施工22砂浆锚杆，单根长4m，间距100*50cm，纵向间距50cm，每环23根。然后喷射26cm厚C25早强混凝土。遵循“强支护、勤量测”的原则。仰拱、二次衬砌：采用C25钢筋砼衬砌，衬砌厚度55cm。遵循“早封闭”的原则。仰拱回填：采用C15片石砼回填。 2）V级深埋段超前支护：拱部采用50*4超前小导管，小导管长5m，环向间距0.35m，每环33根。 开挖：采用留核心土开挖方式。遵循“弱爆破、短进尺、管超前”的原则。初期支护：挂8的钢筋网片，网片格15*15cm。再立I20a拱架，工钢加工时事先考虑12cm预留变形量，工钢间距60cm，采用

11、22砂浆锚杆，单根长3.5m，间距100*60cm，纵向间距60cm，每环23根。然后喷射26cmC25早强混凝土。仰拱、二次衬砌：采用C25钢筋砼衬砌，衬砌厚度45cm。仰拱回填：采用C15片石砼回填。 3）IV级段超前支护：拱部采用22超前砂浆锚杆，单根长4.3m，环向间距0.4m，每环30根。 开挖：采用段台阶开挖方式。遵循“弱爆破、短进尺、管超前”的原则。初期支护：挂8的钢筋网片，网片格20*20cm。再立I16拱架，工钢加工时事先考虑10cm预留变形量，工钢间距100cm，采用22砂浆锚杆，单根长3.0m，间距100*100cm，每环23根。然后喷射22cmC25早强混凝土。仰拱、二

12、次衬砌：采用C25砼衬砌，衬砌厚度40cm。仰拱回填：采用C15片石砼回填。隧道二衬采用全断面一次整体衬砌，砼采用强制式搅拌机搅拌，模板衬砌台车，泵送砼浇筑。5、洞身掘进 施工中，坚持“岩变我变，因地制宜”的原则，采取合理的施工方案，确保施工进度及安全施工。采用简易凿岩台架风枪钻爆作业。开挖后必须及时支护，避免围岩长时间暴露。该隧道采用单口掘进，西安侧进洞，IV级围岩段开挖采用台阶法施工，V级围岩段开挖采用留核心土法施工。1）IV级围岩开挖IV级围岩采用台阶法施工，台阶法开挖即将设计断面分两次开挖，其中上台阶超前一定距离后，上下台阶同时并进。 施工中合理调整工序，组成“开挖、装渣、运输、支护”

13、的流水作业，以提高施工进度。施工要点：根据围岩条件，合理确定台阶长度，当顶部围岩破碎，施工支护须紧跟时，可适当延长台阶长度，减少施工干扰，以确保开挖、支护质量及施工安全。台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定，其中上台阶高度暂定为4.5m，并在开挖掘进过程中根据实际情况进行调整。上台阶施工钢架时，应采用扩大拱脚或施做锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形。下台阶应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。当岩体不稳定时，应采取缩短进尺，必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。下台阶开挖时，在两侧变墙部位留设台阶，人工配合机械挖除，减少对拱部支护

14、结构的扰动，以确保安全。施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。上台阶开挖超前一个循环后，上下台阶可同时开挖。台阶法施工工序、施工流程见下图随着洞身的掘进，逃生管道务必及时跟进，距离开挖面2m左右，延伸至二次衬砌不少于3m。台阶法施工工艺台阶法施工流程2）V级围岩开挖V级围岩采用留核心土法施工；先施工超前小导管支护，在开挖拱部环形，及时施工型钢、挂钢筋网片、安装锚杆、喷射C25早强砼，在开挖上导核心土；上导施工完成后开始施工下导，下导施工工序依次是：中间土开挖，左脚土开挖，左脚支护，右脚开挖，右脚支护，最后开挖仰拱，浇筑仰拱砼。施工工艺及施工流程见下图开挖时

15、，为减轻对周边围岩的扰动，尽可能采用风镐或机械法开挖，确需爆破时，应控制好装药量，采用弱震动爆破法开挖。各部位开挖后，及时按设计要求完成初期支护结构，使各部位能及时封闭，提高其受力性能。开挖时，下台阶前后错开不少于20m的距离，当开挖形成整体断面后，要及时完成仰拱施工，并根据围岩量测结果尽早施作二次衬砌结构。施工要点：各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺，减小应力集中。各部的底部高程应与钢架接头处一致。每一步的开挖高度应根据地质情况确定。开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。下台阶左、右两侧施工时，纵向间距应拉开不小于15m的距离。 预留核心土施工 留核心土施工流程3）爆破级围岩段采用上下

16、正台阶法钻爆及机械配合施工。V级围岩采用环形留核心土法施工。根据围岩情况，台阶长度满足机具正常作业要求，台阶法和环形预留核心土法采用风动凿岩机钻孔。每次开挖进尺根据围岩情况而定。开挖主要采用爆破掘进作业，严格控制超欠挖，尽量减小扰动围岩。在施工中根据爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，达到最优爆破效果，开挖后及时完成初期支护。爆破机理：向炮眼中一定位置注入一定量的水，炮口用专业设备加工成的炮泥填塞。由于炮眼中有水，在水中传播的冲击波对水不可压缩，爆炸能量无损失地经过水传递到炮眼周边围岩中，这种无能量损失的应力波十分有利于岩体破碎，此外，还会产生“水楔”效应，更有利于岩体破碎

17、，同时水又会大大降低粉尘对环境的污染。装药结构及封堵：周边眼采用孔径不偶合装药法，利用空气达到间隔装药，导爆索连接，确保周边眼炸药起爆后衍生的切线方向的拉应力大于两个炮眼连线方向上围岩的抗拉强度，使光爆层内岩石被拉断形成贯穿裂缝及光爆面。掏槽眼及辅助眼内采用孔底或孔口注水，连续装药的装药方法，孔口采用炮泥填塞紧密。爆破要求：结合设计文件及施工规范的要求，爆破效果需满足：炮眼利用率大于90；爆破后围岩面应圆顺平整，无欠挖，平均线性超挖面不超过20cm，且围岩面上无粉碎岩石和明显裂隙，以减少对围岩的施工扰动。周边眼间距E、最小抵抗线W周边眼间距E是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素，借助于经验公式

18、EKid，一般情况下E=(812)d（d为炮眼直径）；根据经验抵抗线W（1.01.5）E。初步设计炮眼间距E=500mm，炮眼直径d=35mm，最小抵抗线W=65mm，满足对E、W值的要求，施工过程根据爆破效果和具体岩层适当调整。周边眼每米装药长度L、装药集中度qL=2m2.8c/(V00)1.4L1.4满足条件：每米装药长度L的精度达到0.005m；m:不耦合系数,mD/d35/251.4；0:炸药密度，采用2岩石炸药，00.95g/cm3；c:岩石抗压强度，弱风化砂岩，c140MPa=1400kg/cm3；V0:标准状态下，每克炸药生成气体的体积，查表取8000cm3/g；q（d2/4）0

19、L3.22/40.950.02610.2kg/m；符合2岩石炸药对装药集中度q值的经验值范围。炮眼数量N的确定炮眼数量计算根据下列公式计算：N=S0/E+CSS0：开挖面周长（m）；E：周边眼间距（m）；C：掏槽眼和扩大眼系数，中硬岩取1.5（m）；S：开挖隧道断面积（m2）；每循环装药量QQ=qVq：单位岩石炸药用量，根据经验0.91.2kg/m3。V：单循环爆破岩石体积（m3）。按此公式计算，Q=289.2kg。各炮眼药量分配:围绕光面爆破关键技术，遵循药包对殉爆距离的要求，通过多个循环爆破效果对比分析，优化炮眼中炮泥回填堵塞长度的最佳比例，后对各部位炮眼进行药量分配，掏槽眼及底眼采用大直

20、径药卷，连续装药；辅助眼及内圈眼采用大直径药卷，连续装药，其装药量按照递减的原则进行分配；周边眼采用小直径药卷，各炮眼装药量详见钻爆设计图。炮眼堵塞:堵塞作用是使炸药在受约束条件下能充分爆炸，以提高能量利用率，堵塞长度因炮眼不同而不同。最小堵塞长度不小于20cm。采用炮泥机现场加工炮泥，要求堵塞密实，不能有空隙或间断。爆破器材:炸药采用2岩石销铵炸药，周边眼采用25mm小药卷，其它采用20cm长，直径32mm标准药卷，每卷0.15kg炸药;雷管采用火非电毫秒雷管，共10种段别。周边眼采用导爆索不耦合装药。装药连线网路:装药时，每2人一组，分片按照钻爆设计图确定的装药量自上而下进行装药，起爆网路

21、采用复式联结网路，每一簇即“一把握”，导爆管在自由端15cm以上处，安装2个引爆雷管，各簇导爆管在自由端10cm以上处安装2各引爆火雷管，各联结均采用黑胶布包扎，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时应注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；网路连接好后，要有专人负责检查。炮眼布置原则:掏槽炮眼布置在开挖断面的中部采用直眼掏槽，炮眼方向在岩层层理或节理明显时，不得与其平行，应呈一定角度并尽量与其垂直。周边炮眼沿设计开挖轮廓线布置，以保证爆出的断面符合设计要求。辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆下的石碴块度适合装碴的需要。周边眼与辅助眼的眼底应在同一垂直面上，以保证开挖面平

22、整，但掏槽炮眼应s加深10-20cm。炮眼布置数量视隧道开挖断面的大小和围岩情况而定。控制要点:采用预爆破技术和微震控制爆破技术，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞碴粒径以利于挖堀装载机装碴。隧道开挖每个循环都要进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm。并采用激光准直仪来控制开挖方向。钻眼必须按设计指定的位置进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低5cm，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制在34以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深20cm。装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。

23、装药时，专人分好段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。每眼装药后用炮泥堵塞。起爆采用复式网络、非电起爆系统，联接时，每组控制在12根以内；联接雷管使用相同的段别，且使用低段别的雷管。雷管联接好后有专人检查，检查雷管的连接质量及是否有漏联的雷管，检查无误后起爆。开挖过程中注意观察石质的变化情况及爆破效果，及时调整钻爆设计。控制隧道底超欠挖，保证底面平顺。保持临时排水系统畅通，防止积水浸泡围岩。 本隧道设计、类围岩，根据我单位以往类同隧道施工经验及施工图纸设计，围岩按照12cm的预留沉降量控制，类围岩按照15cm的预留沉降量

24、控制。爆破后应及时施作挂网初喷砼，封闭围岩外露面。网初喷砼并安设钢拱架紧接着将砼喷至设计的初支厚度，钢架地脚需浇筑砼或打锁脚锚杆，使隧道的沉降量在预留沉降量内。钢拱架与围岩之间的间隙应及时用契形块顶紧。IV级、V级围岩爆破图见下图 4）出渣 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WA-380装载机装碴，20T VOLVO和15T铁马自卸汽车运输。施工中，加强车辆调度，避免相互干扰。施工注意事项：装碴作业按秩序进行，禁止抢装

25、抢运。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。车辆在同方向行驶时，两辆车的间距不得小于15m。车辆行驶过程中应派专人指挥，保证施工安全。卸碴外线路应设置大于1%的上坡道。卸碴码头应搭设牢固，并设有挂钩、栏杆、车挡装置，注意防止溜车。 5）支护施工隧道围岩较差施工时先采用超前小导管或砂浆锚杆对隧道进行预加固后再开挖，初期支护作为隧道永久承载结构的一部分，应严格按照设计要求施工，隧道支护结构主要结构为系统锚杆、钢筋网、型钢拱架、喷射砼。隧道支护施工工艺流程见隧道支护施工工艺流程图。 隧道支护施工工艺流程图 超前小导管：超前小导管与钢拱架配合使用，小导管采用外径50mm，壁厚

26、4mm的无缝钢管，不同围岩小导管长度不同，根据图纸设计要求进行长度切割，管口80cm范围内不打孔，其余部分按15cm间距交错设置注浆孔，孔径8mm，施工前先按设计标记出锚杆位置，外插脚15，用螺旋钻机钻孔，钻孔直径比钢管直径大3-5mm，用风枪直接将小导管打入，打入长度不小于设计值，并用高压风枪将管内砂石吹出，小导管安装后用塑料泥封堵孔口及周围裂隙。一般情况下压注水泥浆，水泥浆水灰比1:1，注浆压力0.5-1MPa，注浆前进行水压试验，检查机械设备是否正常，管线连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备小率，采用群管注浆（每次35根）。注浆由上向下进行，浆液采用砂浆搅拌机拌制，注浆过程中要随时观察

27、注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，以便分析注浆效果。超前小导管施工工艺详见下图 超前小导管施工工 砂浆锚杆：先按设计布孔，然后采用风动钻岩机钻孔，成孔后，将22锚杆伙同4mm的塑料管一起送入孔底。然后将注浆管固定在孔口位置，并将锚杆孔口堵塞，再确认排气畅通后开始压浆，直到排气管不排气或溢出稀浆时停止，拔出排气管，待砂浆达到强度后安装垫板拧紧螺帽。超前锚杆：超前锚杆为22的砂浆锚杆，长度4.3m，布置在拱部范围内，环向间距40cm，配合钢架使用，超前锚杆采用风枪钻孔，钻孔完成后用高压风枪清孔，然后插入锚杆，排气法注浆，浆液固结后安设垫板螺母。 超前锚

28、杆施工工艺 钢拱架：洞口套拱钢拱架采用I18普通工字钢组成，IV、V级围岩钢拱架采用I20a普通工字钢组成，段与段间采用螺栓连接，纵向插入连接钢筋。钢拱架严格按照设计要求在洞外加工场分单位加工，汽车或铲车运至洞内分段拼装。拱架安装之前先初喷一层砼，拱架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2度，钢架的任何部位偏离铅锤面不应大于5cm。钢架与系统锚杆焊接成整体，钢架之间采用22纵向拉杆焊接在一起，拉杆环向间距1m，钢架之间螺栓连接，各部分钢架安装后再复喷砼至设计厚度，隧道开挖形成全断面后，及时将钢拱架连接成环形封闭结构。 钢拱架施工工艺流程图 钢筋网：钢筋直径为8mm，V级围岩间距15*15cm，IV级围岩间距20*20cm，全断面布设。钢筋网事先加工制作成2*2m的网片，汽车运至工作面焊接安装。钢筋网加工制作安装时应先除锈、去油污，以确保钢筋质量符合要求，钢筋网铺设时，应紧贴砼初喷面，节点与锚杆接头焊接牢固，施工时应注意钢筋网砼保护层厚度不小于2cm，完成后及时喷射砼封闭。喷射砼：喷身混凝土均采用湿喷法喷射。砼采用C25早强砼。喷射砼前先在受喷面上埋设喷射厚度控制标志钉，每12m设一根。砼在拌合站集中搅拌，砼运输车运送到作业面，用湿喷机进行喷射作业。 湿喷砼施工工艺流程图 喷射砼时施工分初喷和复喷二次进行，初喷在开挖或分部开挖完成后立即进行，以尽早封闭岩面，防