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1、隧道暗挖段施工组织设计长沙市湘江大道浏阳河隧道工程标段施工施工组织（第二册 暗挖段）中国中铁隧道集团有限公司二00九年 十月目 录长沙市湘江大道浏阳河隧道工程标段明挖段施工组织参建单位：业主单位：长沙市工程建设代建指挥部设计单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司监理单位：重庆中宇工程咨询监理有限公司施工单位：中铁隧道集团有限公司1工程概况1.1工程概述长沙市湘江大道浏阳河隧道南起319国道，西临湘江，下穿浏阳河，北接规划路湘江北路，东接长沙市芙蓉路。本标段为浏阳河隧道标段，位于长沙市主城区北部新河三角洲浏阳河与湘江交会处浏阳河南岸。浏阳河为该地区主要河流，属湘江支流，常年性河流,河宽为300m4

2、00m，河两岸主要为土质河堤，目前正在采取钢筋砼作为防洪堤加固河堤。浏阳河属冲刷-沉积基本平衡型，河道平直，洪水期间受湘江水位顶托，施工场地及临建设施有可能会受地下水上涨影响。河槽中第四系覆盖层主要为砂卵石，河势基本稳定。本标段为湘江下游左岸一级阶地，原多为工厂、道路、居住区等，进场前均已拆迁结束，场地地坪标高为3133m。场地地貌类型为河流冲洪积堆积地貌，主要为河漫滩和12级阶地，沿浏阳河呈带状分布，地形宽阔平坦。本标段暗挖段右线起讫里程YK0+820.4YK1+135，右线全长314.6m；左线起讫里程为ZK0+816.46ZK1+107.7,左线全长291.24m。1.2地质、水文地质及

3、气象条件1.2.1地貌特征场地所处大地构造位置位于华南断块区，长江中下游断块凹陷西南部的幕阜山隆地区内。构造体系上，长沙市位于平(江)衡(阳)新华夏凹陷带的长潭凹陷区，平江穹褶断裂和潭宁凹褶断裂两个次级结构单元的接触处，湘江由接合部位流过。场地内构造形迹不甚发育，岩层层面稳定、产状平缓，岩体整体性总体较好。1.2.2地层岩性场地地层主要为第四系全新统人工填土层，第四系更新统冲积层、残积层、白垩系碎屑岩层和板溪群板岩。本标段地层岩性从上往下依次为：杂填土：结构松散，无膨胀性，工程性状差，隧道基坑开挖需采取支护措施。粉质粘土：软塑-可塑状，工程性状较差，且局部分布于浏阳河河道及南岸，隧道开挖需要采

4、取支护措施。粉质粘土：可塑-硬塑状，工程性状一般，无膨胀性，主要分布与场地浏阳河南岸，基坑开挖需采取支护措施。粉土：稍密状，工程性状较差，主要分布于场地浏阳河南岸，基坑开挖需采取支护措施。粉细砂：稍密状，工程性状一般，主要分布于场地浏阳河南岸，基坑开挖需采取支护措施。圆砾：稍密-中密状，工程性状一般，主要分布于场地浏阳河及南岸，基坑开挖须采取支护措施，且为场地含水层，隧道开挖时需采取隔排水和降水措施。残积粉质粘土：硬塑-坚硬状，无膨胀性，工程性状较好，场地局部分布，基坑开挖需采取支护措施。强风化砾岩 ：为极软岩，工程性状较好，浸水崩解，岩石完整性指数Kv=0.32，完整性为破碎，岩石RQD=4

5、952，弹性波波速为16002500m/s，岩石风化剧烈且风化不均匀，隧道开挖时采取支护措施，局部夹中风化砾岩透镜体夹层。(3)工程地质条件本标段暗挖隧道洞身范围地层主要为强风化砾岩，洞顶覆土厚度为14m25.4m，由上向下依次为圆粒层、残积粉质粘土和强风化砾岩。1.2.3主要工程地质问题暗挖隧道下穿杂土加固浏阳河河堤的钢筋砼防洪堤，控制防洪堤基础及目前的土质堤地表沉降，保证大堤安全需特别重视。暗挖隧道在K0+886K0+930处下穿浏阳河大堤，大堤基础至隧道顶覆土厚约20m，其中存在较厚的富水粉细砂层和圆砾地层，不利于地表沉降变形的控制。水下暗挖隧道防突泥、涌水是本项目成败的关键。水下暗挖隧

6、道K1+020K1+110段(最低水位时)，覆土厚度最薄处仅14m，地层从上至下依次为卵石层、强风化砾岩地层。施工中工作面及隧道初支结构需承受较高的水头压力，若遇到未探明的裂隙发育处或者岩石破碎带，将极有可能发生突泥涌水。1.2.4水文地质条件地表水主要为浏阳河河水及部分鱼塘水，鱼塘水分布零散，主要接受大气降水和地表人工排水补给。地下水主要为孔隙承压水和基岩裂隙水，孔隙承压水的水位埋深5.208.60m，标高为24.9127.25m。场地环境类型为类，场地地表水对混凝土结构无腐蚀性。场内孔隙水和基岩裂隙水对混凝土具有弱腐蚀性。1.2.5气象水文条件浏阳河流域属太平洋季风性气候，气候的特点是四季

7、分明，雨量充沛，夏季湿热，冬季不甚寒冷。最高洪水位39.18m(1998年)，最低水位26.35m(1998年)，多年平均水位29.48m，多年平均变幅10m。浏阳河大堤标高37.32m，施工场区地面标高为3133m。2工程特点、难点及应对措施本标段工程重难点主要应对措施见表2-1。表2-1 工程重、难点及主要应对措施表序号重、难点内容重点难点主 要 施 工 应 对 措 施1隧道洞门防洪 成立以项目经理为组长的防洪工作委员会, 并建立应急抢险队、医疗救护小组、应急保障队和抢修小组，施工期间服从地方政府防洪领导小组统一调遣,积极配合地方政府组织的抗洪抢险工作。准备充足的砂袋、圆木、竹排、抽水机(

8、泵)等防洪物资和机具。编制防洪应急预案并定期进行演练。雨季加强与地方政府、防汛指挥部、气象部门的联系，及时掌握汛期气象预报和防洪动态。防塌方突涌水 针对暗挖隧道埋深浅特制定防塌方及突涌水应急预案；按应急预案要求准备充足的应急物资；严格按照技术方案进行超前地质预报，并根据地质预报及时调整开挖初支方案。严把超前帷幕注浆和超前大管棚质量关，做到质量100%合格后方可进行下一步开挖施工。开挖施工过程中，设专人每天观察记录开挖过程中揭露出的地质结构，并加以分析汇总，发现不良地质及时做出相应调整并报上一级部门审批。3结构防水施工 严把防水材料进场检验关，做好防水层施工；控制好混凝土原材料质量，优选混凝土配

9、合比设计，按要求掺加高效减水剂和优质矿物混合料，降低水胶比；严格砼生产过程监督，严格砼浇筑工艺，控制好钢筋混凝土保护层厚度，提高混凝土密实性和自防水性能；严格按设计要求的三重防水措施做好施工缝、沉降缝(变形缝)防水处理。4暗挖工期紧，进度指标高，组织难度大 暗挖隧道进洞时间晚，地质条件复杂，工序繁杂，且空间限制较多，进度指标要求高，资源投入大，在该项目的特殊环境中，既要考虑进度，协调好各类资源，又必须做好地质超前预报、探水等各种辅助措施，确保开挖时的质量及安全，适应各工序转换，加大了协调和组织难度，进度指标较高。5该工程要充分体现建设环保意识，保护生态环境因国家建设工程环保管理要求、城市环境保

10、护的要求，施工企业环保工序的纳入，随着工程的逐步展开，对环境的保护要求很高。要求我们重视环保，我们在施工中坚持：不扰民、不产生噪声、不排放污水、不破坏环境、保护用地规划，体现环保意识。6该工程施工风险源众多，规避方法、措施要求高，难度大该工程第一大风险是地表水及地下水，第二大风险是不良地质，第三大风险是高质量的工程质量要求，第四大风险是环境保护，当然工程工期、现场组织管理因前四大风险也会变的非常困难，如何很好的建立风险管理体系，及时认识风险源，制定防风险措施，评估风险处理结果是很重要的一项工作，难度大。3施工概况3.1施工准备(1)技术准备暗挖段施工前项目部组织所有管理人员和技术人员认真学习了

11、隧道的相关知识（地勘资料、开挖工法、支护措施及隧道设计参数等），并组织技术人员对工程现场进行深入细致的施工调查，根据现场情况制定合理可行的施工方案。(2)施工用水施工用水水源采用市政给水管网补给，考虑洞内用水为高压水，在工作井井底采用80供水管，在施工用水压力不足的情况下，在适当的地点增设增压泵，以满足施工要求。(3)施工用电暗挖段电力供应由业主提供的三号箱变直接供应。施工场内设配电房经动力、照明总配电柜分配后接至各分配电箱。施工用电采用三相五线制供电系统，变压器的输出端设总控制箱，各施工部位分设分控制箱，通过电缆输电至各用电负荷点。另外备用1台250KW应急专用发电机，以备临时停电时确保洞内

12、部分设备运转及现场照明、抽排水。洞内每10m设置一个照明灯，同时配备高压钠灯作局部加强照明，确保现场施工照明。施工便道与明挖段相结每20m设一座路灯。(4)施工通讯隧道内通信采用固定电话，施工管理人员配置对讲机，另外在移动通信覆盖区域内可使用移动电话及小灵通。(5)生产和生活办公设施调本标段生产区与生活区分开设施,并且本着减少环境破坏、尽量不多占土地、合理规划布局、人文和谐的原则统一修建。修建标准为：住房按4m2/人，办公按5m2/人，公用生活服务设施按1.5m2/人的标准。(6)物资准备暗挖段所需主材（钢筋、砼、油料）现场备料采取与明挖段相结合、统一调配的原则，确保现场需求，其他所需主材（型

13、材、管材、外加剂）采取现场备料满足一个月的施工进度，并结合当地气候、节假日及风俗习贯进行提前备料。对于洞室开挖过程中所需的半成品加工采取原则上边加工边使用，针对型钢支撑加工制作缓慢的特性，设立专业班组集中力量加工，确保现场供应量。所有进场材料均由试验室取样试验,合格后方允许进场，过程中不定期进行抽检，确保工程所用原材料符合质量标准。3.2总体施工部署3.2.1总体施工顺序安排考虑隧道下穿围岩较差，净距较小，为确保洞室结构安全，安排东线隧道先行，西线滞后东线2030m，两座隧道在贯通前保留15m采取独头掘进进行贯通。3.2.2暗挖段施工方案（1）针对浏阳河隧道为小净距、强风化、浅埋、水下暗挖的特

14、点，将隧道分为三种情况进行对待：第一是过陆域段（河堤前）因为岩层较薄（2m），采取机械铣挖法施工；第二是下穿河堤段（2m岩层厚度5m），采取机械铣挖、人工配合并对核心土采取弱爆破的方式施工；第三是水域段（5m岩层厚度11m），采取控制爆破进行施工。施工原则严格遵循“注浆先行，加强支护，控制变形，优化工序，快速封闭”。另外隧道施工工法分别采用了三台阶、CD法及二台阶：其中陆域段东线隧道全部采用台阶法进行作业，西线隧道进洞第一循环采用CD法，并在东线隧道掌子面超前30m之后改为台阶法作业。地层注浆加固：为提高暗挖段综合施工进度，工作井基坑在下挖的同时，暗挖段第一循环全断面帷幕注浆改为由地表采取深孔

15、竖向注浆（此举为暗挖段施工提前了一个多月的单工序时间），之后进洞后采用水平全断面帷幕注浆加固地层。浆液体分别选用了单液、双液浆，材料分别选用了普通水泥、超细水泥及水玻璃。超前预支护：隧道拱圈采用长短管棚（108、89、42）相结合的超前支护解决顶拱易掉块、坍塌现象的发生；掌子面采取25玻璃纤维锚杆对掌子面进行超前加固，避免因掌子面自稳性较差、临空面过大而引发突发性向前滑移现象。系统支护：先行隧道采取18型钢支撑及锚网喷进行初期支护；后行隧道型钢支撑采用20及锚网喷进行支护。（2）配套机械化施工：开挖：陆域段采用PC130型挖掘机配破碎锤进行施工；河堤段采用130挖机及可拆卸台架以及手持风钻施工

16、ii域段采用多功能台架及手持气腿式风钻进行作业；装运：在明洞未形成通车条件时洞内采用PC200挖掘机及10t自卸式汽车将渣土倒运至工作井后，由竖直提升设备25t龙门吊将渣土卸至临时渣坑，再由15t自自卸汽车运置指定碴场；明洞形成通车条件时，洞内配置PC200挖掘机及15t自卸汽车直接将渣土运置指定碴场。（3）衬砌作业：暗洞永久支护砼衬砌采用9米长整体式液压可行走台车一次浇筑成形。（4）通风：考虑洞内施工车辆较多，排放汽车尾气较大，不利于作业人员施工，两座隧道各配置一台255KW轴流式风机向洞内提供新鲜空气。（5）排水：考虑到本隧道施工长度仅300米左右，且纵向坡度约为4%，因此在施工期间采取在

17、掌子面设7.5KW的污水泵直接将水抽排至工作井集水井泵站，将转载抽排出去。3.2.3主要施工机械设备的配置暗挖段主要施工机械设备配置见表3-1。表3-1 暗挖段主要施工机械配置表序号机械、设备名称机械设备型号设备数量备注1龙门吊25t12卡萨钻机C-61意大利3注浆机KBY-50/70型4河北柏乡机械厂，7.5kW4湿喷机TK-5004成都岩锋工程机械有限公司5挖掘机Cat320B2美国6自卸汽车2631k/646北方奔驰，18t7行走式衬砌台车自制2自制8混凝土地泵BS302租赁9混凝土运输车CZL5240GLY16商砼拌合站自配10发电机250GF1康明斯公司11侧卸式装载机WA320-3

18、3日本小松2.3m33.2.4主要试验、检测、监测、测量设备配置本标段主要试验、检测、监测、测量设备配置见表3-2。表3-2 主要试验、检测、监测、测量设备配置表序号仪器名称机械、设备型号数量备注1水准仪苏光S32国产2精密水准仪DSZ-21国产3经纬仪J2-1、DJD52国产4全站仪TCR4021瑞士徕卡5水质监测仪Y11-66001国产6呼吸式粉尘监测仪ACH-11国产7温、湿度测定仪-20100,0100%4国产8风速仪数显0-50m/s2国产9四合一气体检测仪GAMAX1国产10气 压 计DYM3，800-1064hpa1国产11雨 量 仪SY1-1，200mm，0-999mm/24h

19、1国产12电子天平JA2003，0200g/1mg1国产13混凝土取芯机HZ-151国产14(砂)标准筛方孔孔径0.159.501国产15(碎石)标准筛方孔孔径2.36901国产16塌落度测定仪3002001001国产17混凝土振动台HTZ-A100010001国产18混凝土试模15015015030国产19抗渗试模(成型)175*185*1506国产20干湿温度计272-11国产21温度计WNY1国产3.2.5劳动力安排计划表结合本标段暗挖隧道的特点，为确保在隧道施工时体现出优质、高效，在项目实施前配置人力资源时重点突出专业性强及经验丰富性技能工人。人力资源配置计划见表3-3。表3-3 人力

20、资源配置表单位部门名称人数部门名称人数小计项目经理部项目经理1安全质量环保部363土木总工程师1设备物资部7机电总工程师1计划财务部3副经理2办公室3工程技术部26其他管服人员16施工作业队管棚与帷幕注浆作业队40隧道开挖支护作业队92278二次衬砌作业队28隧道防排水作业队24路面混凝土施工队18综合作业队35消防、照明安装施工队30交通工程施工队114主要施工方法及技术保证措施4.1隧道施工工序流程及方法4.1.1小净距隧道工法工序流程图4-1-1 小净距隧道工法工序流程框图4.1.2超前预支护施工1)长管棚施工A设计参数本标段暗挖隧道穿越地层主要为强风化砾岩，洞顶覆土厚度为14m25.4

21、m，施工时采取超前长管棚注浆超前加固支护，施工参数见表4-1-1。表4-1-1长管棚施工参数表部位直径厚度(mm)环向间距(cm)根/循环范围备注洞口段10864038140洞口段采用长管棚一次性施工40m，倾角13洞身8954036140暗挖隧道全隧施作，18m/根/循环，纵向搭接6m,外插角12注：第一循环洞身长管棚与洞口长管棚搭接不小于2m。B洞口段108长管棚施工工艺及方法(1)施工工艺超前长管棚施工工艺见图4-1-2 。(2)施工方法混凝土导向墙:导向墙模型采用钢拱架支撑、拼装式钢模，先施作C20混凝土导向墙，截面尺寸1m1m。墙内设2榀I18工字钢架，并设1405mm的导向钢管，导

22、向管设13仰角，单根长1m，与钢架焊接牢固。长管棚布置图见图4-1-3和图4-1-4。图4-1-2洞口超前长管棚施工工艺框图图4-1-1/3 洞口长管棚布置图图4-1-4 长管棚剖面示意图管棚制作：管棚采用热轧无缝钢管，外径108mm，壁厚6mm，钢管材质经试验合格后进行加工。钢花管自行加工，严格按设计孔径、孔间距、布置型式和位置进行加工。入土端制作成楔形。同一横断面内接头数量不超过50%，编号为单号的第一节管采用3m钢管，编号为双号的第一节钢管采用6m钢管。第二节以后均采用6m钢管。管与管之间采用丝扣连接，并采用外径114mm，壁厚5mm的接头管节进行联接。钻孔、下管: 钻孔采用C6钻机，跳

23、孔间隔进行。首先施作钢花管并注浆，然后打设无孔钢管，检查钢花管的注浆质量。为提高管棚的抗弯能力，在钢管及钢花管内设置钢筋笼，主筋直径18，固定环采用短管节，节长5cm，将其与主筋焊接。注浆：每施做完一个孔的管棚，孔口作密封处理。管棚与孔口管之间的空隙采用麻丝或棉纱填塞，管口用水泥水玻璃胶泥封闭。封孔后进行注浆施工。注浆浆液采用纯水泥浆或水泥水玻璃双液浆，水灰比1:1，注浆压力0.53MPa，注浆采用KBY-50/70注浆机。方式采用全孔一次性注浆，注浆结束后用M5水泥砂浆填充钢管，以增强管棚强度。2)洞身89超前长管棚(1)施工工艺洞身超前长管棚施工工艺流程见图4-1-5。(2)施工方法管棚制

24、作与洞口长管棚施工方法相同。不同之处是洞身长管棚施作时不设导向墙、导向管，管棚施工时钢管由型钢拱架腹板中间穿过，管棚尾端与钢架焊接牢固。钻孔、下管、注浆及管内填充施工方法与洞口管棚施工方法相同。注浆过程中孔口止浆及工作面漏浆处理采用喷混凝图4-1-5 洞身超前长管棚施工工艺框图土封堵方式进行，较小缝隙、空隙漏浆时采用麻丝或棉纱并浸泡快凝浆液进行填塞。封堵后继续注浆，注浆参数与洞口管棚参数相同，压力控制在0.52MPa。所用钢管材质做到符合相关标准要求，并经检验合格后进场加工。3)超前小导管本标段42超前小导管施工安设于除洞口长管棚段以外的洞身开挖地段，与洞身长管棚配套使用，当二者距离过近时，局

25、部取消小导管。超前小导管采用423.5mm热轧无缝钢管，长度L4.0m，环向间距40cm，纵向间距2.4m设一环，纵向搭接长度不小于1m，钻孔外插角1020，拱部140范围内连续布置。采取全孔一次性注浆方式进行超前围岩加固。(1)施工工艺流程超前小导管施工从钢架腹板部位预留孔穿过，并和钢架焊接牢固。超前小导管施工工艺见图4-1-6。图4-1-6 42超前小导管施工工艺流程框图(2)施工方法小导管制作小导管采用热轧无缝钢管，钢管材质经试验合格后进行加工。钢花管自行加工，严格按设计孔径、孔间距、布置型式和位置进行加工。尾端50cm不钻孔，入土端制作成楔形。钻孔、下管钻孔采用MZ-50锚杆钻机沿拱架

26、腹板预留孔进行，钻孔直径比钢管大5mm，打入长度不小于杆长的90%，如遇成孔较困难或较软的地层，则钻至孔深1.0m后，直接进行顶管作业。钻孔时避免钻杆摆动，保证孔位顺直。钻至设计孔深后，用吹管将碎碴吹出，注意避免塌孔。顶管在土层或成孔较困难或较软地层施工超前小导管主要采用顶管工艺。顶管施工时，在引孔内插入42钢花管，安上与纤尾形状相同的击盘，利用管棚钻机的顶推力，将小导管顶入围岩中，钢管顶进长度90%管长。顶管至设计孔深后，将孔口用织物包裹，用塑胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口露出喷射混凝土面15cm，与拱架焊接在一起。注浆所有小导管打入完成后，采用喷混凝土封闭作业面。其后进行注浆，采用

27、群管注浆技术，每次同时注34根，两台注浆机作业。注浆按从下到上的顺序，两侧对称进行。注浆前加工连接球阀用的丝扣管、变径接头。注浆前将丝口管焊接在管尾，安上球阀。注浆采用KBY50/70注浆机，采用球阀止浆。采用分级升压法，注浆过程中，将压力分为两到三个阶段，分级升压注浆。注浆结束标准为：注浆压力达设计压力或注浆量达到设计量时，即可停止注浆。停止时先停泵再关闭球阀，最后清洗管路。注浆参数：注浆方式采用全孔一次性注浆。注浆采取纯水泥浆，其参数为：注浆压力0.51.0MPa；水灰比为1:1。主要施工技术措施和控制要点a.小导管打入后，及时用高压风将孔内砂石吹出。b.注浆前进行压水试验，检查设备是否正

28、常，管路连接是否正确。c.注浆过程中随时观察压力及注浆泵排量变化情况，分析注浆情况，防止堵管、漏浆。d.做好注浆记录，为分析注浆效果提供基础数据。4)超前玻璃纤维锚杆本标段暗挖隧道超前支护采用25超前玻璃纤维锚杆配合超前长管棚及中隔墙22玻璃纤维锚杆进行预支护，施工工艺如下:(1)锚杆参数工作面超前锚杆采用25玻璃纤维锚杆，锚杆长为18m，上台阶和中台阶全断面设置，梅花型布置，间距为1.51.5m，外插角为1030，每12米施作一次，保证每循环锚杆搭接长度不于6米。22超前玻璃纤维锚杆用于CD法中隔墙上，设计长度L2.5m，环向间距1.2m，纵向0.6m. 中隔墙玻璃纤维锚杆布置如图4-1-7

29、所示。(2)施工工艺及方法1)施工工艺超前玻璃纤维锚杆施工工艺流程见图4-1-8。图4-1-7 中隔墙玻璃纤维锚杆布置图图4-1-8 超前玻璃纤维锚杆工艺流程框图25超前玻璃纤维锚杆施工方法及工艺与径向锚杆施工工艺相同，为保证锚杆能准确就位，采用人工配合锚杆钻机下杆的方式确保锚杆插入长度、位置和浆材饱满密实。掌子面临时超前锚杆布置示意图见4-1-9。图4-1-9 掌子面临时超前锚杆布置示意图图4-1-9 掌子面临时超前锚杆布置示意图2)施工方法(1)锚杆钻孔:按设计位置用红油漆标出锚杆孔口位置，采用YT-28风钻进行钻孔。钻完后用高压风清孔，并检查锚孔是否平直畅通，不合格者重新钻孔。锚杆孔位偏差不大于150mm，孔洞顺直，孔深不小于设计长度。(2)锚杆安装：锚杆孔内填塞砂浆或锚杆药，插入锚杆，锚杆插入深度不少于锚杆长度的95%,然后安装垫板和螺母。杆体露出面的长度，不大于喷层厚度。3)锚杆施工技术措施和控制要点(1)锚杆原材料规格、长度、直径符合设计要求。锚杆孔位、孔深、孔径及布置形式符合设计要求。(2)锚杆孔内砂浆做到饱满密实，砂浆或锚杆药强度符合设计或验标要求。(3)锚杆孔顺