关帝门隧道洞身开挖施工组织设计.docx

1、关帝门隧道洞身开挖施工组织设计关帝门隧道洞身开挖施工组织设计第一部分 基本情况一、施工方案设计说明1、编制依据（1）、国家高速公路十堰至天水联络线（G7011）陕西境汉中至略阳（陕甘界）公路H-C31合同段两阶段施工图设计；（2）、管理处招标文件及施工技术交底；（3）、施工现场勘察获得的资料及我标段的各类资源；（4）、现行的国家有关方针政策及国家和交通部有关标准、规范、验标及施工指南等要求编制。2、编制范围新建十天高速陕西境汉中至略阳公路工程H-C31标内关帝门隧道围岩支护形式分类： K433+040K433+050 明洞K433+050K433+080 加强段S洞K433+080K433+1

2、55 SIV-2K433+155K433+185 加强段S洞K433+185K433+190 明洞3、编制遵循的技术规范和标准（1）. 国家高速公路十堰至天水联络线（G7011）陕西境汉中至略阳（陕甘界）公路H-C31合同段两阶段施工图设计；（2）.公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）；（3）.公路工程施工安全技术规范（JTJ076-95）。（4）.交通部部颁标准公路工程技术标准（JTGB01-2003）；（5）.锚杆喷射混凝土砼支护技术规范（GB50086-2001）；（6）.交通部部颁标准公路隧道施工技术规范（JTJ042-94）；二、工程概况关帝门隧道为双连拱隧道，双

3、向四车道高速公路短隧道，设计行车速度为80Km/h，净宽为211.75米，净高为5.2米，设计荷载为公路-级。隧道起讫桩号为K433+040190，全长150m。隧道进出口端均位于圆曲线段上，隧道纵面线形为+3.3%的单向坡。关帝门隧道穿越一山嘴，山嘴近南北走向，地势总体南高北低，隧道与山体近于垂直，起点洞口形式为削竹式。我部已完成关帝门隧道起点段的地表复测工作，复测结果如下：隧道暗洞口护拱设计零埋深位置为K433+050处，而左洞暗洞口护拱实测零埋深位置为K433+041.185；中导洞暗洞口护拱实测零埋深位置为K433+043.100；右洞暗洞口护拱实测零埋深位置为K433+051.017

4、。两阶段施工设计地质纵断面图显示，隧址区分布的地层为强分化和中风化片岩，灰绿色片状构造，裂隙发育，岩体破碎，易坍塌；洞室埋藏较浅，易出现地表下沉。洞室开挖后逢强降雨时，地表水体易沿上部裂隙下渗，形成点状、线状流水。现场勘察，关帝门隧道进口处于强风化片岩之上，土石体松软易滑动。洞体开挖切削坡体后，有蠕变形成倾倒体的可能。进洞条件差。结合地形，采用削竹式洞门结构形式；隧道采用复合式衬砌结构并辅以超前长管棚及超前钢管辅助施工。三、隧址区工程地质及水文地质概况1、地形地貌隧道穿越区为构造剥蚀低山区，隧道穿越一山嘴，山嘴近南北走向，地势总体南高北低，隧道与山体近于垂直，左线地面标高介于795.74867

5、.79m，相对高差约72.05m，右线地面标高介于799.89864.83m，高差约64.94m，隧道进口段地形较峭，进口段坡角约40，出口段地形陡峻，坡角约49。2、地层岩性据工程地质调绘和物探测试，隧址区分布的地层为第四系全新统坡积粉质粘土、中泥盆系三河口组绿泥石英片岩。 3、水文地质条件地表水隧址区地表水主要为小河水，系汉江水系支流，属典型的山区河流，水流较急，流量平时不大，主要受大气降水、泉水、基岩裂隙水及第四系松散堆积层孔隙水补给，遇大气降雨量较大时河水暴涨，水流湍急，冲刷破坏严重。隧址区从山顶到山脚形成一个小而独立的补，径，排系统，有利于地表水体的排泄，基本无地表水体贮存条件，地表

6、水不发育。隧址区紧临小河，工程用水方便。地下水隧址区地下水以基岩裂隙水为主，主要由大气降水直接补给。根据水文地质条件分析和涌水量的预测，地下水活动对隧道工程影响较小，施工时有滴水，渗水现象。雨季施工时进出口段地表水可沿裂隙下渗，形成线状水流4进出口段稳定性评价a进口根据调绘资料，隧道进口山体斜坡处，地形坡度较陡，坡角约40.岩性为片岩，边坡岩层产状逆坡向，自然坡体稳定。公路施工后切削坡体，有蠕变形成倾倒的可能。节理发育，开挖隧道时，岩体易沿节理面崩塌。b出口根据调绘资料，隧道出口山体斜坡处，地形陡峭，坡角约40.岩性为片岩，边坡岩层产状顺坡。自然坡体稳定，公路施工后切削坡体，有顺层滑动可能。节

7、理发育，开挖隧道时，岩体易沿节理面崩塌。未发现不良地质体及特殊性岩土。第二部分 施工方案及施工方法第一节、技术准备（1）、组织机械设备和仪器进场，并对设备和仪器进行检修、调试和校核。（2）、准备前期施工所需的材料，并根据有关规定进行试验。在得到监理工程师的批准之后，及时采购运至指定的堆料场。试验确定各类型号砼、砂浆配合比，其强度指标符合技术规范规定，并报监理工程师审批。（3）、开工前，进行线路平面控制导线点、线路中线桩及标高控制水准基桩的复测，并进行必要的加桩、加固、移设桩志及水准点。（4）、复测后在隧道洞口便于量测的地方设立进出口永久性控制桩，并将其纳入平面控制网。并对洞口地面横纵断面进行详

8、细测设（具体见附件），以优化进洞方案（5）、搞好隧道洞口开挖及坡面防护、安装锚杆及喷射砼等施工技术交底工作。（6）、地震根据GB18306-2001中国地震动参数区划图，本隧道抗震设防烈度为度。第二节、施工方案 根据本项目的工程特点、工程规模及工期要求，关帝门隧道的施工由进口方向掘进。开挖及支护顺序：中心导坑上部开挖、初期支护、临时支撑中心导坑下部开挖、初期支护、临时支撑全隧道模筑钢筋混凝土中隔墙先行导洞上导坑开挖、初期支护、临时支撑先行导洞下导坑开挖、初期支护、临时支撑后行导洞上导坑开挖、初期支护、临时支撑后行导洞下导坑开挖、初期支护、临时支撑先行单洞环形开挖中心留核心土、初期支护先行单洞中

9、间核心土部分开挖后行单洞环形开挖中心留核心土、初期支护后行单洞中间核心土部分开挖先行单洞中间底部开挖后行单洞中间底部开挖拆除临时支撑，模筑钢筋混凝土仰拱、仰拱回填，全断面模筑二次钢筋混凝土衬砌。隧道施工采用机械化施工方案，形成开挖、支护、衬砌顺序作业。一、洞口开挖及洞口地表加固处理隧道洞口开挖由上而下分层开挖，采用人工配合履带式反铲挖机刷坡，随挖随喷锚挂网防护，边仰坡处于稳定状态后方能进行隧道开挖。洞口施工时作好施工观测和量测工作，发现问题及时采取措施，以确保洞口施工安全。进洞前应尽早完成洞口排水系统，应先清理洞口上方及侧方有可能滑塌的表土，灌木及山坡危石。平整洞口顶地表，排除积水，整理隧道周

10、围流水沟渠，之后完成洞口边、仰坡顶处的截水沟。按设计要求进行边坡、仰坡放线，自上而下逐段开挖；不得掏底开挖或上下重叠开挖而引起安全事故。石质地层拉槽爆破后，应及时清除松动石块；土质地层开挖应及时夯实整平边（仰）坡。开挖中应随时检查边（仰）坡，如有滑动，开裂等现象，应及时适当放缓坡度，保证边仰坡稳定和施工安全。洞口施工应避开雨季，在进洞土石方工程施工时，不得采用深眼大爆破或集中药包爆破，以免影响边（仰）坡的稳定。 开挖的土石方可以弃在3弃土场内。由于本隧道设计为双连拱隧道且洞口段围岩属V级，地层条件差，在开挖时采用中导洞加侧壁导坑法。开挖进尺控制在1m以下，宜采用人工开挖，必要时才采用弱爆破。开

11、挖前应对围岩进行预加固措施。采用超前预注浆钢管加固岩层后，用钢拱架紧贴洞口开挖面进行支护，再进行开挖作业。洞身开挖中，支撑应紧随开挖工序，随挖随支。施工支护采用26cm厚的网喷砼，系统锚杆支护；架立钢拱架或格栅的间距为0.5m。二、隧道开挖洞身开挖采用自制多功能台架人工手持风钻钻眼，光面或预裂爆破，装载机装碴自卸汽车运输。洞身浅埋及偏压地段采用环状开挖留核心土施工方法，以“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、快支护、勤量测”作为本隧道施工的指导方针。尽量采用风镐开挖，在风镐开挖比较困难的时候，方可采用爆破法开挖，爆破时严格控制爆破进尺和炸药用量，以减少爆破对围岩的扰动。开挖完成后及时施做格栅架、锚

12、杆和挂网混凝土初期支护及下循环超前支护。洞内V级围岩复合式衬砌段原则上采用环状开挖留核心土施工方法，经监控量测分析围岩级别较好时，可采用微台阶施工方法。IV级围岩复合式衬砌段采用微台阶开挖施工方法，经监控量测分析围岩级别较差时采用环状开挖留核心土的施工方法。三、通风、排水通风：在洞口设置30KW鼓风机，采用600拉链式风管，通风。排水：反坡施工时采用潜污泵抽水，通过100钢管排出洞外，顺坡施工时采用自然水流水和潜水泵抽水相结合的施工排水方式。洞外设沉淀池，经处理后排出，以防污染环境。第三节 施工方法一、洞口、明洞与浅埋地段 1、洞口土石方开挖 施工前应进行详细调查，对危石进行清除，以确保施工安

13、全，边、仰坡外的截排水沟应在洞口土石方开挖前完成。开挖前按设计对边、仰坡进行放样，土石方开挖由上而下顺序分层开挖，土方采用反铲挖机开挖，人工配合刷坡。洞口外采用控制爆破时，严格控制炮眼部位及炮眼深度和每次爆破的总装药量，同时做好防护措施，除考虑排架防护外，爆破体采用三层胶网覆盖。施工过程中要经常检查断面，发现问题及时更正，边仰坡采用随挖随护，及时施作锚杆以策安全。施工过程中应加强对山坡稳定情况的观测和监测检查。坡顶设置观测断面、埋设观测点，定时观测，发现问题及进采取措施。2、洞身开挖施工方法(1)洞口及浅埋地段开挖洞口段浅埋及偏压地段开挖，严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、早封闭、勤量

14、测”的原则施工。洞口段浅埋及偏压地段采用环状开挖留核心土的施工方法：先进行施作超前支护(小导管注浆加固地层)开挖上部环状土并进行拱部初期支护核心土开挖下部开挖及初期支护进入下一循环。洞口浅埋及偏压地须尽可能采用风镐开挖，只有风镐开挖困难时，方可采用爆破法进行开挖。钻孔采用手持风钻，周边采用预裂爆破，中部采用松动爆破，并严格控制爆破进尺和装药量，爆破进尺控制在1.0米以内。拱部环状土开挖完成后，初喷砼3-5cm，检查修整断面，按设计架立格栅钢架、安设纵向连接筋，网架架立完成后要进行中线、高程及净空尺寸检查(施工误差，预留变形量为钢架加工及架立时所必需考虑的)。经检查合格后，及时在钢架与围岩间设置

15、砼垫块，施作系统锚杆、挂钢筋网、复喷砼至设计厚度。拱部初期支护施工完后，开挖核心土。如果拱部监控量测变形较大或有扩大趋势时，在监理工程师许可下可适当加设初期，以确保施工安全。核心土开挖完成后，进行下部开挖，采用跳槽方式开挖。开挖完成后，及时初喷砼，同时接长格栅拱架，施工系统锚杆，挂网，复喷砼至设计厚度。进入下一循环。施工时为确保安全，施工前备用一定数量防止围岩松动坍塌的钢构件，钢构件采用定型工字钢制作，结构形式及其连接方式应简单牢固，易于装卸、使用。同时备用足够数量的超前小导管，在围岩极为破碎时，在监理工程师许可下，可根据实际情况加密、加长或全断面布设超前注浆小导管，采用侧铲装载机装碴，自卸汽车运输。洞口及浅埋地段施工时，严格按设计要求进行洞内监控量测、地表沉降量测和反馈分析工作，以指导施工，施工工艺框图见“图 1”。(2)、V级围岩复合式衬砌段开挖V级围岩复合式衬砌段采用侧壁导坑施工方法。及中导洞贯通后施作中隔墙，施工超前支护，开挖侧导洞，施工临时（初期）支护，开挖主洞仰拱，施工初期支护，形成环状受力体系。如监控量测围岩较好时，可采用上导坑先拱后墙。侧壁导坑法施工：依照设计断面开挖侧导坑，挖后即施工初期支护，再开挖仰拱，施工仰拱临时支护，核心部分暂时保留，待形成环状受力之后，最后挖除核心，进入下一循环。该法安全可靠，坑