市政隧道工程施工设计方案.docx

1、市政隧道工程施工设计方案市政隧道施工方案一、编制依据(1)、*市西一环道路工程第川标段招标文件;(2)、 * 市西一环道路工程两阶段施工图设计 ( K2+840K5+200)；(3)、 * 市西一环道路工程小庙山隧道工程左洞进口地质灾害处置设计图;(4)、 * 市西一环道路工程小庙山隧道工程地质勘察报告;(5)、国家和地方现行的有关法律法规;(6)、国家和部颁相关规规程;1、 建设工程工程量清单计价规( GB 50500-2013)2、 建设工程项目管理规( GB/T 50326-2006 )3、 混凝土结构工程施工质量验收规程 GB50204-2002(2011 版)4、 建筑机械使用安全技

2、术规程( JGJ33-2012)5、 施工现场临时用电安全技术规( JGJ 462012)6、 公路隧道施工技术规( JTG F60-2009)7、 公路工程质量检验评定标准( JTGF80-1-2012)二、编制说明* 市西一环工程庙山隧道为分离式短隧道，隧道洞口布置于路线主线K2+950及K3+380桩号，隧道起讫桩号为 K2+950.840K3+380.840,长430m隧道左洞已经完成进洞开挖 36米，未完成二次衬砌施工, 由于地质原因， 2013 年 1 月 10 日洞门凌晨坍塌，坍塌里程桩号地段为 K2+958.7K3+010.7,其里程为山体上侧，小里程为山体下侧，坍塌将原已施工

3、 混凝土套拱推倒掩埋。右洞已经完成套拱和管棚施工。左洞坍塌后，设计单位针对现场实际情况，定出处治方案，经专家评审，采 用对坍塌体采用钢花管注浆固结，然后按原设计施工设计方案进行隧道暗挖。目前，左洞坍塌已完成施工坍塌体钢花管注浆固结，经钻孔取样检测，土 体固结已经达到坍塌体处治施工方案设定的效果。针对本工程实际情况，编制本 工程施工专项施工方案，按建质200987号，本工程属超过一定规模的危险性 较大的分部分项工程“六、其它，（四）地下暗挖工程、顶管工程、水下作业工 程”，需要进行组织相关专家对本方案进行评审。三、工程概况1、工程简介*市西一环工程庙山隧道为分离式短隧道，隧道洞口布置于路线主线K

4、2+950及 K3+380桩号，左幅隧道起讫桩号为 ZK2+950.840ZK3+380.84Q 长 430m 最大埋深约39m 右幅隧道起讫桩号 YK2+949.160YK3+379.160长430m 最大 埋深约43m左右幅隧道均为上坡，左幅隧道纵坡均为0.998%,右幅隧道纵坡均 为0.983%。隧道衬砌轮廓采用R1=8.4m R2=4.6m的三心圆，轮廓设计高程距拱 顶高度8.2m，净宽15.782m。断面图：2 、工程地质条件本隧道隧址地貌上属构造剥蚀低山，穿越的庙山是受东山背斜影响形成的 背斜山（在构造上也受东山断裂影响，但距离相对较远，影响较小） 。山的两侧 坡底到坡顶为8 o

5、（南坡）15 o （北坡）的斜坡，山体植被一般发育。根据 现场调查， 山体上仅有小型冲沟发育， 多为向源侵蚀小型冲沟。 隧道进口位于北 侧斜坡底部，此处地形坡度较大，坡角为 24o ，洞口北西邻一小型冲沟，洞前 为阶梯形的耕地。隧道出口位于南侧斜坡下部，与南侧斜坡总体地形基本一致， 坡角约 8 o 。隧道区地形最咼标咼点位于庙山山顶（水池位置），标咼2045.8m,最低标 高点位于隧道进口处，标高1993.13m,隧道穿过地形相对高差达 52.67m,隧道 最大埋深约 43m。根据区域地质资料及现场调查结果，隧道区并无明显的地质构造痕迹。根 据勘察揭露地层最大深度为60.20m,按照沉积年代、

6、成因类型、岩性名称及物 理力学性质， 本次勘察深度围自上而下可分为第四系人工活动层， 第四系冲洪积 层,及局部的坡残积,下伏二叠系上统 * 群泥岩、泥质砂岩层；以下为二叠系上 统峨眉山玄武岩组。场地地下水类型为孔隙型潜水,岩石裂隙水。孔隙型潜水的含水层赋存于 各土层中,水量不大；岩石裂隙水赋存于基岩裂隙中, 受岩石裂隙发育程度差异, 含水量空间分布不均。 地下水由沿山体垂直下渗的地表水、 大气降水补给。 地下 水量较小,基岩裂隙含水量不均匀,富水程度相对较弱。3、气候特点 本工程地处高原东北部,多年平均气温 13.4 摄氏度,最高年平均气温 14.6 摄氏度 , 最低年平均气温 12.7 摄氏

7、度。地降雨的时间分部不均匀,每年 11 月至次年 5月中旬晴天多,其间降水为 164.3mm每年5月下旬至10月中旬降水多，其间降水为 815.7mm四、工程特点、难重点1 、本工程特点1） 本隧道跨度较大，标准断面最大开挖宽度达 18m，围岩差，为W、V级 围岩，围岩自稳能力差，极易坍塌，埋置深度浅。2） 左洞洞门已坍塌段注浆处治重新暗挖，钢支撑、小导管、孤石土体相互交织。3） 、右洞进口埋置前，且右侧有一冲沟，地表高程与开挖高程相差小。4） 、左右两洞出口埋置前，仅34米，长度50米，且顶有一条横向于隧道 机动车道路。2、施工难、重点1） 、左洞坍塌处治后重新暗挖进洞，原来初支型钢、小导管

8、与坍塌土体相 互交织，开挖难度大；2） 、右洞进洞埋置浅，且偏压，地质条件复杂，围岩极差，冲沟处开挖存 在冒顶风险，施工难度大。3） 、针对本工程隧道特点，支护和土体加固作为本工程实施重点。五、施工总体部署1、 工作面部署根据本工程合同工期24个月，计划于2015年9月份完成全部工程，经对 本工程现场条件、投标文件等各方面进行分析，保证工程进度，在隧道进口各设 置一个专业隧道施工队伍，采用一端掘进的方式进行施工。2、 现场人员组织部署序号岗位人数备注1隧道主管1管 理2工程技术3现场技术指导3测量3放样及监测4质检3自检、报验5试验2取样、送样6资料1质检资料7安全2安全8初期支护22开挖、支

9、护、喷锚9二衬16二衬10仰拱10仰拱13司机16出碴车、砼泵送车等合计793、施工场地布置施工用电：在进口各架一台800KV.A的变压器，接当地电网。相关用电按 本工程临时用电方案进行布置。施工用水：利用当地山顶蓄水池，采用高水位水池供隧道施工用水。临时驻地：在隧道进口右侧搭建临时板房作为办公、生产和生活所用，具 体见本工程临时设施布置。4）、机械设备配置根据本工程隧道特点，现场施工条件和施工工期要求，合理选择机械设备。1） 、开挖机械设备选型本隧道围岩差，列为V、切级，开挖基本为土方，据地质勘察报告显示， 无岩石，开挖采用小型挖机。2） ）支护机械设备选型钻孔采用潜孔钻，注浆采用螺杆式注浆

10、泵，喷射混凝土采用干式喷射机。钢拱架采取在隧道洞外设立冷弯加工成自行加工，设备采用隧道型钢冷弯 机。3） 、出碴机械设备选型ZLC50侧卸式装载机，配自卸汽车装碴运输。4） 、二次衬砌机械设备选型左右洞口各配置1台定制全液压钢模台车，配 60m3/h混凝土输送泵。5） 、劳动力安排施工作业人员计划配备90人进行施工，在隧道贯通以后，逐渐减少人员。6） 、总体施工进度计划计划于2014年3月20日份正式进洞，2015年9月份整体完工。六、施工工艺及方法隧道明洞段采用明挖法施工，在确保洞口边坡稳定的条件下，就地全断面整体模筑钢筋混凝土。暗洞均采用新奥法施工，主要工序采用机械化作业，隧道 出碴米用无

11、轨运输方式，二次衬砌浇筑米用模板台车。 S- W a、S- V a、S- V b衬 砌段采用双侧壁导坑法施工，S- V c段采用CD法施工。隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺，二次衬砌采用整体模筑混凝土。 采用双侧壁导坑法及CD法施工段，临时支护中隔壁待二次衬砌施工前方可逐段 拆除，拆除后及时施工二次衬砌。遂道开挖断面较大，左右幅隧道净距约 20m围岩级别以V级为主，隧道开挖时左右幅掌子面相差距离应大于 50m隧道根据“新奥法”施工原理，坚持“弱爆破、短进尺、少扰动，早喷锚， 勤量测，紧封闭”的原则，根据监控量测结果，及时调整开挖方法，分析情况， 恰当调整支护参数，以保证安全。（一）、施工流程

12、洞口施工套拱及管棚施工明洞施工洞开挖初期支护二次衬砌 洞门结构一附属工程（二八洞口工程洞口位置及围岩级别见下表:里程桩号位置围岩级别长度（米）右 K2+949.16K2+959.16进口VI10右 K3+369.16K3+379.16出口10左 K2+948.84K2+958.84进口VI10左 K3+370.84K3+380.84出口101、 施工工艺测量放线边坡土石方开挖边坡钢花管注浆挂网喷锚支护2、 测量放线采用全站仪放出边坡仰坡开挖线和两侧开挖线，仰坡为套拱上侧边坡。3、 洞口段土石方开挖左洞土体为山体坍塌后注浆固结，固结强度经试验约 1.2MPa,固结体采用1m3斗容挖机（日立360

13、）进行开挖。由于截水沟与坍塌体处治同期施工，故本次边坡顶侧不施工截水沟，开挖 由外向里，从上自下分台阶进行施工。开挖时遇到孤石或水泥固结体采用破碎锤（日立360）进行施工。开挖边坡坡比为1:0.5，机械预留30cm左右由人工进行 刷坡。开挖至套拱能施工处停止，保证掌子面稳定和套拱施工作业平台， 纵向设 置斜坡，坡度（约15）保证机械转运通行。如下图所示：4、边坡支护边坡开挖成型后，为保证开挖临时边仰坡稳定，对边仰坡采用钢花管注浆 挂网防护。支护参数为：采用 42*4钢花管，长度4.0m,布置间距为1.0 X 1.0m； 挂 8钢筋网，间距为20cm喷射混凝土采用C20砼，厚度为10cm施工方法

14、 与本工程坍塌体处治边坡支护方案同，此处不再叙述。（三八套拱及管棚工程套拱桩号里程及围岩级别见下表:里程桩号位置围岩级别长度（米）右 K2+962.16K2+964.16进口VI2右 K3+364.16K3+366.16出口2左 K2+963.84K2+965.84进口VI2左 K3+365.84K3+367.84出口21、施工流程竖墙施工：竖墙基坑开挖一型钢预埋安装一模板安装一竖墙砼浇筑一模板拆除竖墙基坑回填。套拱施工：型钢拱架安装一套拱砼支撑脚手架搭设一模板安装一导向管安 装及固定一面模板安装一砼混凝土浇筑一模板及脚手架拆除。管棚施工：搭设操作平台一固定钻机一钻孔（奇数孔）一注浆管制作及安

15、 装一注浆一钻孔（偶数孔）一检验效果一注浆管制作及安装一注浆。2、施工方法1）套拱竖墙施工套拱两脚侧挖机开挖至平台后，改用人工开挖，预留 50c m作业面，基坑底宽1.7m，如下图:竖墙浇筑高度为3.15m,在基坑底放出预埋型钢位置，型钢为 120b，间距60cm长度3.3m，一端焊接连接钢板，采用22钢筋（HRB400焊接连接固定。 平面图如下：竖墙模板采用木模（1.83 X 0.92米层板），采用10X 5cm方木作背楞，48 钢管、扣件及对拉杆固定模板，对拉杆间距60cm浇筑混凝土时型钢露头15cm 以便和弧形拱架连接。混凝土标号 C25,汽车泵灌入。断面图如下：侧墙混凝土浇筑后，养护达

16、到一定强度后拆模并进行回填至混凝土面。2）套拱施工按设计图纸S- IVa衬砌钢架设计图（一）加工 A B、C单元拱架，每环拱架A单元3榀、B单元2榀、C单元2榀型钢采用WGJ-250冷弯机在现场钢筋棚进行加工。型钢技术参数如下表:单兀编号型钢规格弧长（m弦长（m半径（m重量（Kg）A单元122a2.762.759.485.7B单元122a5.635.579.4174.8C单元I22a3.143.125.697.5型钢加工后，端头焊接钢板连接板，在平整地上进行试拼装，型钢圆弧达到要求后，再大规模加工。型钢拱架架立，挖机吊入装载机斗运输至现场，挖机吊起，人工配合进行 架立，架立从两侧C单元拱架，架

17、立后一端与竖墙预埋型钢连接， 另一端采用钢 管架临时支撑，再安装B单元拱架、最后安装A单元进行合拢。示意图如下：型钢架立后，采用22钢筋焊接连接形成整体，然后进行导向管安装，导向管采用127X4无缝钢管，长度195cm,环向间距40cm,仰角1.25 3.25（不包含路线纵坡），按设计图焊接固定导向管。安装后示意图如下：导向管安装后，进行套拱模板安装，套拱砼浇筑采用吊模，底模板采用 20X 5cm松木板，采用20钢筋（HRB235作吊件，长度1.3米，钢筋加工成箍筋 状，直接焊接套在吊在型钢上，环向和横向间距 60cm底部采用48钢管冷弯成弧形状，形状半径与型钢同，在型钢单元螺栓相接处采用10

18、8X 6钢管支撑， 间距60cm。侧模采用层板和方木组成，面模采用20 X 5cm松木板，洞顶左右两侧3米围不安装面模，面板采用环向48钢管4道，钢管冷弯加工成弧形状，拉杆采用16 钢筋（HRB235, 端加工螺丝。做法如下：模板安装牢固后，汽车泵浇筑混凝土。示意图如下:3）管棚施工（1）搭设支架与钻机就位管棚位于隧道拱部，施工时先用钢管搭设支架，支架采用脚手架钢管。钻 机采用空气潜孔钻机，利用高压空气冲出钻出岩层样。将钻机导梁固定在支架上， 并将装好角度指示器的钻机固定在导梁上，通过调整支撑杆来调整导梁的倾角， 满足管棚设计倾角的需要。再将钻机固定好，钻机就位处的土层应进行夯实，确 保在钻进

19、过程中，钻机不发生倾斜或滑动。钻机的底坐应用水平尺或水准仪将其 调平。钻臂的仰角与设计仰角相同。防止施工中钻机振动过大发生偏移。示意图 如下：(2)钻孔与清孔接好风水管，检查各螺栓连接是否可靠，一切正常后便可开机试钻。钻孔 深度40米，钻进先钻奇数孔位管棚，待注浆完成后再施工偶数孔位管棚，以便 检查奇数孔位注浆效果和避免注浆串孔。先把钻杆和钻头套入导向管，用钻头慢慢的钻一套孔，使钻头接触围岩时无较大幅度的振动，保证孔位的准确性。待风压达到 0。0.5 0.7MPa时，慢慢开动推进链条，进行钻入作业。在钻进过程中，钻杆每 1m节，当第一根钻杆钻至预定深度时，将钻杆缓慢拉出，边拉边吹出孔的岩土粉。

20、钻头全部离开孔位 后，电机反向使钻杆与机头脱离开，接入另一根钻杆，在确认新钻杆与原钻杆连 接牢固后，便可继续钻进。如此循环操作，直至钻至管棚设计位置。在钻进时应记录下岩层变化情况，以便及时调整钻进速度，保证孔位的完 整性，并为随后进行的开挖探明地质情况，提供出准确的第一手钻探资料。(3)管棚加工按设计图纸加工管棚注浆钢管，注浆管采用 108X 6热轧无缝钢管制作， 钢管注浆孔采用氧气乙炔吹穿，孔径15,间距30cm环向2个孔，梅花形布 置。钢管接长采用丝接，丝长15cm接长套丝钢管采用102X6热轧无缝钢管， 长30cm为使钢管接头错开，编号奇数孔第一节长管长 3m编号偶数孔第一节 长管长6m

21、以后每一节为6米。管棚钢管最前端为尖形，最后一段为止浆段， 长度4.5米。(4)管棚安装按事先编号的钢管与孔号对应，采用日立 360挖机钢绳拴住钢管后直接送入，如与障碍，可用挖机斗施加外力送入，钢管外露 20cm示意图如下:（5）注浆注浆是通过注浆机来完成的，将管棚外露端用钢板焊接堵塞密实，在管棚侧壁上焊一注浆嘴。示意图如下：堵口创板喝门注浆浆液的配合比为，水灰比1:1，同时掺加水泥浆液体积5%水玻璃（模 数=2.4,波美度Be=35）。注浆量采用定压与定量相结合的方法确定，注浆压力初 压控制在0.5I.OMPa,终压2MPa单管注浆量计算公式为：2 2Q=nr L+nRLqaB式中：r 钢管

22、半径，L钢管长度，R 浆液扩散半径，取0.5m （设计为 不小于0.7 S ）;n -地层孔隙率，强风化泥质砂 岩取5% a -浆液充填率，取0.9 ;B -浆液损耗系数，取1.15。经计算40米单管注浆量理论数量为1.91m3。每根注浆管完成注浆后，用乙 炔割除钢管端头封堵钢板，用32水管深入钢管底部，注入清水对钢管水泥浆 液清洗，改用M30水泥砂浆进行灌注。（三八明洞施工明洞里程桩号及围岩级别见下表：里程桩号位置围岩级别长度(米)右 K2+959.16K2+964.16进口VI5右 K3+364.16K3+369.16出口5左 K2+958.84K2+965.84进口VI7左 K3+365

23、.84K3+370.84出口51、施工流程仰拱开挖一垫层浇筑T仰拱及矮边墙钢筋绑扎一矮边墙模板安装T仰拱及 矮边墙砼浇筑f隧底砼回填f台车支撑固定f绑扎拱圈钢筋f安装端头模f浇 筑拱圈砼f施工防水层f明洞土方回填。2、施工方法(1)仰拱开挖及垫层浇筑仰拱采用挖机开挖，预留30cm人工开挖，人工运输至50米以外地方集中 堆放，挖机装运。挖机标高后及时进行承载力检测，地基承载力要求不小于 300KPa 如不满足要求换填处理，经监理单位确认后及时浇筑 C15垫层砼，厚度 10cm。(2)仰拱及矮边墙钢筋绑扎在垫层上用墨线弹出仰拱及矮边墙位置，用石笔放钢筋间距。钢筋先按拱 形弧形加工，由人工搬至施工现

24、场。矮边墙钢筋预留与拱圈钢筋搭接长度要满足 要求。钢筋施工技术要求a钢筋除锈：钢筋表面应洁净。油渍、污渍及钢筋表面的水泥砂浆、铁锈等应在使用前清除干净。b 钢筋接头应符合下列要求 钢筋接长采用单面搭接焊，焊接长度小于钢筋直径的 10 倍，施工时每个断 面钢筋接头数量不大于总量的 50%，且两断面间的距离不小于 35 钢筋直径。c 钢筋保护层厚度不小于 4cm。（ 3）矮边墙模板安装 侧矮边墙采用定型钢模，外侧及端头模采用木模，采用对拉杆和脚手架钢 管支撑牢固，报请监理工程师验收。（4）仰拱及矮边墙砼浇筑砼标号为C30,采用汽车泵泵送浇筑，人工捣振，混凝土坍落度不宜过大， 保证成型。 浇筑顺序现

25、浇两边矮边墙， 矮边墙地脚成型后再浇筑仰拱， 仰拱浇筑 从两边向中间进行，浇筑完成及时进行收面。（5） 隧底砼回填为保证台车进入路面平整，及时进行隧底砼回填，回填采用 C15砼，回填 标高至路槽底。 施工时按设计要求预埋路面下的横向盲沟、 纵横向排水管等排水 设施。（6） 台车支撑固定 台车定位要借助测量仪器，采用全站仪将隧道洞中心线测出，并用钢钉在回填仰拱砼上钉点做好标记， 然后再找衬砌台车的中心， 用吊垂吊出台车中心线， 调整与隧道中心线的重合。用水平仪测出台车中心顶面的标高，算出与拱圈中心顶面标高的差值后调 整高度。对台车两侧边模板进行调整，与矮边墙靠紧，将台车的支撑螺旋杆全部撑 开并扭

26、紧，台车支撑固定完成。台车固定每根螺旋杆必须都由专人负责检验，以防松动（砼浇筑过程中也 要不定时的进行检验） 。（7） 钢筋绑扎、端模及外模安装 由于台车弧状，需搭设平台后进行钢筋绑扎，平台采用脚手架钢管搭设，从矮边墙外出1.5m，双排架管搭设。绑扎钢筋加工制作及安装时应注意：除锈、去油污，确保钢筋质量符合要 求，钢筋安装时钢筋保护层应满足要求。绑扎钢筋完毕后用钢模板将台车端头封闭，封闭后的端头要密合，不能出 现较大的缺口，要保证砼施工过程中，外模及堵头模板不漏浆。面模采用20X 5松木板拼装，采用48弧形钢管，间距60cm采用扣件连 接支撑在操作平台上。示意图如下：砼浇筑混凝土采用拌合站自拌

27、混凝土，混凝土泵泵送。砼由下至上分层、左右交 替、从两侧向拱顶对称灌注。每层灌筑高度、次序、方向根据搅拌能力、运输距 离、灌筑速度、洞气温和振捣等因素确定。为防止浇注时两侧侧压力偏差过大造 成台车移位，两侧砼灌注面高差宜控制在 50cm以，同时应合理控制砼浇注速度。混凝土浇筑前台车浇筑窗全部关闭，混凝土直接冲顶部直接注入，施工过 程中，利用台车上的附着式振动器配合人工插入式振捣棒振捣， 振捣时间不超过30s，每板混凝土浇注时间不少于 6个小时，保证衬砌台车稳定受压、预埋件及 模板不移位和变形。同时确保输送泵的连续运转，泵送连续灌筑，避免停歇造成 “冷缝”。完成混凝土浇筑后，应及时清理场地的废弃

28、混凝土及垃圾，保持施工现场 整洁。(9)防水板施工当拱圈达到设计强度的70%上后拆除外支模，拱圈背部用砂浆找平，铺设 无纺土工布+防水板+无纺土工布，土工布搭接敷设防水板并应粘贴紧密， 相互错缝搭接良好，搭接长度不小于150mm并向隧道拱背延伸不少于500mm(10)明洞回填明洞回填侧墙处应两侧对称进行，分层夯实，每层厚度不大于 0.3m，两侧回填土面的高差不得大于0.5m。回填与拱顶齐平后，再分层满铺填筑至设计高 程。采用机械回填时，应在人工夯填超过拱顶 1.0m以上后进行。拱顶需做黏土隔水层时，隔水层应与边仰坡搭界平顺、封闭紧密，防止地表水下渗。（四）洞开挖1、开挖及支护施工方案根据设计图

29、纸按各段围岩级别，S- W a、S- V a、S- V b、S- V t段采用双侧 壁导坑法;S- Vc段采用中隔壁CD法施工，支护措施采用长管棚和超前小导管。 具体见下表：隧道里程桩号围 岩 级 别衬砌开挖施工方法支护辅助措施类型长度（米）类型长度（米）右 K2+964.16K2+979.16VIS-VIa25右 K2+979.16K2+989.16双侧壁导坑法长管棚40右 K2+989.16K3+004.16S-Va40右 K3+004.16K3+029.1625右 K3+029.16K3+059.16S-Vb30超前小导管30右 K3+059.16K3+179.16VS-Vc120CD法120右 K3+179.16K3+269.16S-Vb9090右 K3+269.16K3+289.16S-Va20双侧壁导坑法20右 K3+289.16K3+324.16S-Vt5035右 K3+324.16K3+339.16长管棚40右 K3+339.16K3+364.16S-Va25左 K2+965.84K2+980.84VIS-VIa25双侧壁长管棚40左 K2+980.84K2+990.84V导坑法左 K2+990.84K3+005.84S-Va40