武隆隧道施工组织设计.docx

1、武隆隧道施工组织设计武隆隧道施工组织设计一、工程概况（一）概述武隆隧道位于重庆市武隆县境内，起讫里程DK188+687DK198+085，全长9398m，是渝怀线第二长大隧道。辅助导坑设置：在DK191+900线路右侧设长396m横洞一处，在横洞内距正洞中线右侧20m，向出口方向设1406m平导，在出口正洞左侧设 2415m平导一处。（二）本隧道特点1、隧道长、工期紧，通风、运输困难；2、地质复杂，进口段为古滑坡体，隧道穿越涌水、岩爆、高地温、瓦斯等不良地质地段；3、横洞口无场地，出口正洞与平导两洞口相距185m，洞口场地布置困难；4、洞口段均下穿公路。进、出口位于居民区，施工干扰大。（三）工

2、程地质、水文地质及气象条件、地形、地貌武隆隧道，线路沿乌江峡谷，傍乌江右岸而行。沿线属中低山地貌, 山脉标高500800米，相对高差200500米，自然横坡30O50O 。沿线地形起伏较大，属中低山地貌，基岩大部分裸露，植被条件较好。进口1773m埋深较浅。2、地质构造武隆隧道位于武隆向北西翼，单斜构造，岩层走向N1560E/SE，倾角1236，个别为北西向倾北东，节理以垂直节理为主。3、工程地质武隆隧道地质复杂，不良地质地段较长。由进口向出口地质条件依次为:(1)DK188+687DK192+080段：隧道进口端为古滑坡体，坡崩积块、碎石土，厚540m，洞身为滑坡堆积体，主要是块石土，厚30

3、70m，下伏志留系下统罗惹坪组之页岩，岩性为碳酸盐岩和碎屑岩，该段岩层倾角缓，涌水量约3400T/d。DK189+300+500段浅埋，易塌方冒顶，地表水易下渗。DK188+687DK190+460段1773米,隧道埋深较浅，均为、级围岩，地质条件差； （2）DK192+080DK193+230段：洞身为灰岩，可能揭穿暗河，洞内平时涌水量达7万T/d，雨洪期会成倍增加。DK192+090+110段，地下水具硫酸盐侵蚀，该段含瓦斯，可能存在大股状涌水。 （3）DK193+230DK195+790段：洞身绝大部分为灰岩，涌水量5000T/d。DK193+230+580段P2W底部含煤，瓦斯含量高，

4、有产生瓦斯突出的威胁。DK193+240+270段地下水具硫酸盐侵蚀性。DK193+230280段P2W/P1M及DK194+000+280段T1f/P2C地层分界线附近可能存在大股涌水。DK192+100DK195+050段埋深大于500m，应注意岩爆及高地温。 （4）DK195+790DK196+210段：围岩以盐溶角砾岩为主，钙、泥质胶结，易塌落，地下水具硫酸盐侵蚀性。 （5）DK196+210DK198+085段：出口段岩层风化层厚，为顺坡层。DK197+466+730段钻孔揭示有煤层，含瓦斯，地下水具硫酸盐侵蚀性。4、地震基本烈度：六度5、气象特征：本标段属亚热带湿润气候。冬暖夏热，

5、湿度大，无霜期达11个月。年平均气温17.4，极端最低气温-3.5，极端最高气温41.7，年平均降雨量1087.2毫米，年平均风速4.6m/s。最冷月为12月，最热月为78月，58月降雨量约占年降雨量的40%。（四） 工程设计隧道进口至横洞段长3213m。其中进口段1773米,起讫里程DK188+687DK190+460,隧道埋深较浅，均为、级围岩，地质条件差，采用25中空注浆锚杆、喷砼、喷钢纤维砼、格栅钢架施工支护，模注砼、钢筋砼衬砌。洞口段DK188+690+765段进行地表注浆加固，设长管棚注浆超前支护进洞。隧道出口至横洞段长6185米。出口段70m采取旋喷桩加固，明挖法施工。除洞口段约

6、300m围岩较差外，其余地段大多为II、III级围岩。横洞长约396m，洞口270m断面为696580cm，之后分别向隧道进、出口开辟工作面。其中向进口方向按无轨运输，断面为530573cm；向出口方向按有轨运输，断面为平导断面。在喇叭口段，有轨及无轨车道各设50m会车道。横洞进洞拱部采取大管棚、小导管注浆超前支护措施。平导设计：、级围岩单车道及级错车道衬砌采用锚喷衬砌，级（错车道）、级单车道采用模筑砼衬砌。净空（宽高）：单车道300325cm，错车道442379cm。开挖断面尺寸（宽高）：级模筑380385cm，级模筑370380cm，级锚喷310343cm，级锚喷310340cm，级错车道

7、模筑502429cm，级错车道模筑462409cm。每500m设一长65m 的错车道。施工支护措施：施工支护采取锚、网、喷支护，锚杆类型为砂浆锚杆、中空注浆锚杆，超前支护有小导管注浆、中空注浆锚杆、大管棚注浆、格栅钢架、喷砼、喷钢纤维砼。级围岩地段拱部设小导管注浆、拱墙格栅钢架支护，隧道进、出口部分地段采用自进式超前锚杆。岩爆地段采用锚网喷防护。隧道采取砼整体衬砌，其中部分地段地下水有硫酸盐侵蚀，衬砌采用耐腐蚀砼，抗渗等级不小于S6。局部地段设复合防水板、止水条、软式透水管防排水。、级围岩地段进行衬砌背后压浆。隧道施工支护、衬砌形式见下表。 隧道施工支护、衬砌形式 隧道名称施工支护洞口段及其它

8、工程洞身衬砌系 统 支 护超前（加强）支护武隆隧道正洞22砂浆锚杆25中空砂浆锚杆钢筋网喷砼、喷钢纤维砼42小导管注浆格栅钢架89大管棚注水泥浆锚、网、喷防护，自进式超前锚杆基底42钢花管注水泥浆进口：108钢花管注浆，出口：采取高压旋喷，加长明洞进洞，基底旋喷模注砼、钢筋砼、耐腐蚀砼、横洞89大管棚，42小导管注浆，18号钢拱架平导22砂浆锚杆钢筋网喷砼、级单车道及级错车道为锚喷衬砌级错车道、级单车道模注砼及钢筋砼（五）工程数量表 工 程 项 目长度(m)开挖(m3)衬砌(m3)武隆隧道正 洞9398409049150340明 洞（A，B型）7071274331出口平导24153052348

9、79横洞平导1406.29177742841横 洞396.463775101合 计470850167492（六） 施工条件1、交通运输：武隆隧道各洞口所需的工程物资可以通过武隆至丰都、武隆至仙女山公路运输。乌江常年通航，在隧道进口、横洞附近各修建码头一座，主材由涪陵通过乌江水运至工地。隧道进、出口洞口段施工均需改移道路。2、水源工程紧邻乌江，需用多级泵提水。也可利用地表水。3、电力用电取自沿线架设10KV线路，各施工点可就近取电以满足施工用电。4、建筑材料工程用砂可以在附近乌江边的砂场采购，亦可利用洞碴加工机制砂，经试验合格后，用于土建工程的施工。5、场地隧道施工场地狭窄,场地布置困难。其中：

10、横洞口在乌江右岸，无场地，完全靠填碴以形成场地，由于坡度陡、高差大，其挡护工程量很大。隧道进、出口、横洞都下穿公路。出口及出口平导需从建筑物（包括制药厂、楼房、地下油库）下通过，楼房的桩基已达洞顶。隧道进、出口都需改移道路。二、施工管理目标1、质量目标确保全部工程达到国家、铁道部现行的工程质量验收标准。工程一次验收合格率达到100%，优良率达到90%以上，隧道工程达到不渗不漏，房建工程优良率达到40%以上，并满足渝怀总指“开工必优，一次成优，确保部优，争创国优”质量总目标要求。其中武隆隧道、杨家坝隧道创国优工程，本标段与二十局施工的十一标段联合创部级综合优质工程。2、安全目标杜绝职工因工死亡事

11、故和安全等级事故，年负伤率、重伤率分别控制在 5 和0.6以内,争创安全生产先进单位。3、工期目标线下工程于2004年8月14日完工，提前1个月达到铺架条件，全部工程于2005年元月10日完工。三、任务划分及队伍安排1、任务划分各洞口工作面担负施工区段划分如下：序号工作面施工里程长度（m）1进口工作面DK188+687DK190+05013632横洞向进口工作面DK190+050DK191+90018503横洞向出口工作面DK191+900DK194+71728174出口工作面DK191+717DK198+08533682、队伍安排根据渝怀铁路第十二标段工程特点，组建“中铁第十四工程局渝怀铁路

12、工程指挥部”。其中武隆隧道由所属三、四、五公司施工。施工队伍从已竣工的株六线和内昆线等工点成建制调入。各公司劳动力组织如下：单 位位 置施工人员（人）备 注三公司进口240横洞180五公司横洞220四公司出口320合 计960四、工期安排(一) 洞身开挖进度主要指标围岩级别隧道进口至横洞施工段横 洞隧道出口至横洞施工段备注进口端(m/月)横洞端(m/月)横 洞(m/月)横洞端(m/月)横洞平导(m/月)出口端(m/月)出口平导(m/月)V304045405040(30)60含瓦斯、涌水IV70607070100括号内为平导担负正洞施工指标III909010090120120(100)140II

13、100120100(80)140130(110）160（二） 工期安排全隧施工工期为36.5个月（不含施工准备时间），其中：1、施工准备: 2001.7.31前完成2、洞口工程：进口地表注浆、改移道路、洞口开挖防护：2001.8.12001.10.31出口旋喷、路堑开挖防护、基底旋喷、明洞：2001.8.12001.11.30 平导洞口处理: 2001.8.12001.8.163、横洞施工: 2001.8.12002.1.284、横洞平导：2001.12.112002.12.2 出口平导: 2001.8.172003.7.315、开挖：隧道进口至横洞施工段：2001.11.12003.12.1

14、4 隧道出口至横洞施工段：2001.12.12004.3.36、衬砌：隧道进口至横洞施工段：2001.12.152004.2.14 隧道出口至横洞施工段：2002.1.152004.5.37、沟槽、压浆、整修: 隧道进口至横洞施工段2002.4.12004.5.14,隧道出口至横洞施工段2002.5.12004.7.38、预铺道碴: 隧道进口至横洞施工段2004.6.12004.7.14,隧道出口至横洞施工段2004.7.102004.8.14注：进度安排详见附图-1武隆隧道施工进度横道,图-2施工形象进度图。五、临时工程及平面布置（一） 临时设施1、码头：在隧道进口和横洞附近修建码头一座，出

15、口利用巷口镇码头。2、施工便道：隧道进口新修一条长3.7km、宽7米的运输主便道至隧道进口位置。横洞处新修主便道2.2km，修一座20米的便桥。出口需新建主便道2.5km。大堰沟设14米长便桥。另外各洞口均需进行引入线及整修便道施工。3、高位水池：隧道进口设100m3的高压水池，横洞设140m3高压水池。隧道出口对面山顶设一100m3高位水池，水源在大堰沟上设拦河坝解决。 4、变压器：管区内新架10KV纵向贯通电力线外。在洞口附近设置变压器,高压进洞，洞内设315KVA变压器。另外，在洞口各配备不小于250KW发电机作为备用电源。洞外变压器设置如下表:序 号位 置变压器容量（KVA）预计负荷（

16、KW）实际负荷（KW）1进口23151188KX=0.85Kt=0.49实际负荷为17072横洞315+50015333出口24001377合计224540985、空压机站：隧道进口设60m3空压机站一座。横洞处设100m3空压机站一座。出口正洞与平导之间，靠近平导侧设一90m3空压机站，供正洞与平导用高压风。6、临时住房进口三公司采用租用民房和自建工房解决。横洞三、五公司租用钙肥厂房屋，并沿乌江右岸自建部分工房。出口四公司因隧道紧靠县城生活房屋租用当地房屋解决。7、弃碴场：按标准修建碴场挡护墙及排水设施，并按设计指定的碴场弃碴。运距：进口3.0km，横洞7.0km，出口3.0km。（二）施工

17、平面布置 参见图-35武隆隧道进口、横洞、出口场地平面布置图。六、总体施工方案（一） 概述隧道设计的围岩级别见下表。武隆隧道围岩级别划分表（单位m） 隧道名称明洞合计武隆隧道正 洞70（A，B型）36203140144011289398横 洞241.410055396.4出口平导2051520606302415横洞平导1130267.29901406.29施工方法出口地表加固采用高压旋喷，基底旋喷，A型明挖，B型拱部明挖下部暗挖边墙挖马口全断面开挖两台阶三台阶（二） 施工方案采用钻爆法施工，风枪钻孔，光面爆破开挖；进口采用无轨运输，横洞向进、出口两个工作面、出口及平导采用有轨运输，电瓶车牵引梭

18、式矿车出碴；全自动液压衬砌台车全断面泵送砼衬砌。施工支护采用锚、网、喷支护，喷射砼采用湿喷工艺。洞外设砼自动计量拌合站，砼轨道输送车运输。开挖方法：为了便于隧道机械化施工,以及遇特殊地质施工方法转换方便, 、级围岩采用光面爆破全断面开挖；、级围岩采用正台阶法开挖，台阶长度以5m为宜。级围岩地段分二部台阶，级分三部台阶。施工程序见图-68。采用非电毫秒雷管微差爆破。、级围岩采用直眼掏槽，、级围岩采用斜眼掏槽。周边眼采用小药卷间隔装药。爆破参见图-9图-12。瓦斯地段爆破，最后一段延期时间不得超过130ms；采用煤矿专用炸药，不得使用硬化或水分超过0.5%的铵梯炸药。其爆破器材、母线、炮泥成分和堵

19、塞长度、爆破方向、爆破网络等做专门设计。开挖进尺：级围岩每循环进尺采用3m，级2.5m，级为1.5m，级为1.0m。出碴：武隆隧道进口采取无轨运输。横洞、出口正洞及平导为有轨运输。无轨运输主要采取挖掘机、装载机、自卸汽车相配合；有轨运输主要采用立爪装载机、电瓶车牵引梭式矿车出碴。采用14m3梭矿，12吨电瓶车牵引。衬砌：衬砌采用全断面液压衬砌台车。IV、V级围岩地段仰拱超前施做，衬砌紧跟。通风：分前期和后期两种方案考虑。前期隧道进口、横洞出口及平导采用压入式通风方案；后期隧道进口、横洞向进口方向采用压入式通风方案，横洞向出口、出口（平导与正洞贯通后）采用管道压入和巷道排出的混合式通风方案。具体

20、安排见“十、施工通风及防尘”。 七、洞口段施工根据现场实地踏勘、设计文件、技术规范要求及现有机械设备和拟添置的设备，确定施工方案。（一） 进口段施工根据现场实地探勘、设计文件、技术规范要求、现有设备和拟添置的设备，确定施工方案。1、洞口施工程序。 洞口施工程序如下图2、进口地表注浆加固 （1）注浆工艺流程如下图（下页）（2）注浆设计注浆范围：D2K188+690+726 线路中线左右侧各7米 注浆断面：按设计图注浆管：89钢花管 间距：1m1m 梅花形布置注浆孔：108个 水灰比：0.5:12:1注浆压力：2Mpa左右 注浆方式：前进式注浆 （3）施工机具：地质钻机、水灰搅拌机、孔口器、TBW

21、250注浆泵（4）施工要求：a、钻孔采用泥浆护壁b、严格控制钻孔深度，避免钢管侵入隧道开挖轮廓以内c、孔口段钢管缠水泥麻丝注浆，孔口设孔口套管以防跑浆，孔口管径为108管，长1.0米。d、初始注浆水灰比稍大，而后逐渐减小e、公路地段采取半幅施工，以免公路断道f、注浆顺序采取先两侧（从1、15孔开始）后中间的顺序进行g、在注浆过程中，作好各种资料记录，并对所作的记录进行分析，看注浆压力和浆量变化是否合理，是否达到设计要求。注浆结束后，对注浆效果采取钻孔取芯或压水实验检查，如果发现注浆有不合格的部位，要对此部位重新注浆，一直达到设计要求。3、大管棚注浆武隆隧道进口下穿公路进洞，设大管棚超前注浆加固

22、。大管棚施工工艺参见大管棚施工工艺参见“八、主要工序施工工艺（四）超前支护”。4、人工开挖进洞 洞口超前支护完成后，非爆破人工开挖进洞。人工开挖进洞施工工艺流程如下图。施工要点：（1）挖进洞时，先用挖掘机进行初挖，再辅以人工用风镐和铁锹等工具将开挖轮廓线附近的围岩挖除。（2）施工过程中要随挖随护。（3）上台阶格栅拱架立好后，为防止拱顶下沉，除施加锁脚锚杆外，在两拱脚间焊连一钢横梁，并在拱顶与钢横梁中点间连一竖向中支撑。钢横梁、中支撑、钢拱架之间一定要焊接牢固。（4）底注浆与下台阶初期支护可同时进行。（5）初期支护与基底注浆完成后，要及时施作仰拱。（6）仰拱施工完毕且砼达到一定强度后，方可拆除钢

23、横梁和中支撑。附：开挖进洞工艺流程图见下图开挖进洞工艺流程图（二） 横洞口段施工横洞口位于公路下的坡积层上，岩体松散，自稳能力及成拱能力差，极易产生坍塌。横洞采取暗挖法穿过公路，埋深5.5m，因公路正在运营，动载作用较大。施工过程以“短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”为原则加强超前支护，分三部开挖，上台阶预留核心土。1、施工顺序2、仰坡防护仰坡的开挖应视边坡的稳定情况，确定边坡，清除浮土。在仰坡面进行锚喷网防护，锚杆采用22钢管，长度4m ,间距1.51.5m；钢筋网采用8钢筋，间距20cm20cm；喷射砼厚度20cm.3、管棚注浆、超前小导管大管棚施工工艺参见“八、主要工序施工工艺（四）超前支

24、护”。4、台阶法开挖小导管注浆结束后，即进行上台阶开挖，预留核心土，洞口围岩破碎段可采用弱爆破和人工风镐开挖相结合的方法施工；尽量减少对围岩的扰动，每循环衬砌后，应立即进行初期支护的施工。掘进每循环进尺0.5m，18#工字钢拱架间隔0.5m一榀。中、下台阶开挖时，采用双侧交错开挖，下台阶边墙支护完成后，尽快封闭仰拱初期支护。（三） 出口段施工 洞口段开挖设计采用高压旋喷桩加固边坡，直立开挖，然后施作明洞。明洞下穿武仙公路段，采用改移道路通过。明洞施工完成，正洞采用上半断面先进，用42超前小导管预注浆进行超前支护，架设格栅钢架锚、网、喷支护，随挖随支护的施工方法，待上半断面掘进35米围岩趋于稳定

25、后，下半断面跟进，随挖随护，对应上半断面设立钢格栅，锚、网、喷支护，及时进行围岩量测，根据量测数据调整支护参数，在围岩稳定后，再进行整体式衬砌。 1、明洞地段高压旋喷桩施工 （1）加固范围；DK198+015+085，纵向长70m，每侧3排； （2）注浆目的：加固边坡； （3）注浆设计： 注浆断面：见设计图 布置：每侧3排 注浆管：45 水灰比：1：1 注浆压力:20MPA左右 注浆方式:单管 （4）高压旋喷桩工艺流程（见工艺流程图） （5）施工机具 钻孔设备：工程地质钻机（液压） 灰浆系统：WJG-80型搅拌机，排量80-100L/min Y-Z型液压泵 （6）施工工艺： a钻机就位 钻机放

26、在设计孔位上并保持垂直，旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%。 b钻孔 采用硬质合金钻钻进，优质泥浆护壁，在钻进过程中控制钻孔倾斜率，钻孔位置与设计位置偏差不得大于50。 c插管 使用地质钻机，钻孔完毕提出岩芯管，换上旋喷管，插入到设计深度，插管时可边插管边射水，水压力一般不超过1MPa。 d.喷射 自下而上进行喷射，使用参数见下表。时刻注意浆液初凝时间、注浆流量、旋转提升速度等参数，并做好记录。 高压旋喷桩工艺流程图高压喷射注浆技术参数 高压旋喷注浆的种类 单管法 浆液材料及其配方 以水泥为主要材料，水灰比1：1 注浆压力（MPa） 20 浆液流量（L/min） 80-120 注浆喷嘴孔径（）

27、及个数 23（2个） 注浆管外径（） 45 提升速度（cm/min） 2025 旋转速度（r/min） 约20 e.冲洗 喷射施工完毕，把浆液换成水，在地面上喷射，把注浆泵、注浆管和软管内的浆液全部冲洗干净。 f.移动钻机 将钻机移到新孔位上就位。2、明洞明挖法施工 本方法适用于DK198+015+085段明洞(1)明洞施工工艺(DK198+040+085) (2)明洞下穿武仙公路施工工艺(DK198+015+040) (3)施工安排a. 施工准备：改移道路，测量放样，技术交底等。b. 旋喷桩加固边坡。c. 拱部开挖：采用机械开挖，基岩部分放小炮并用炮被覆盖。d. 拱圈灌注：采用立拱架，小模板

28、灌注混凝土。e. 暗挖下部，拉中槽挖马口，施作边墙。f. 明洞落底。g. 防水层施作做到不渗漏水。h. 路面恢复，公路恢复。i. 及时施作洞门，做好洞顶排水。3、明洞施工完后，于DK198+015处往里以小导管超前支护暗挖进洞。小导管施做参见“八、主要工序施工工艺”。八、主要工序施工工艺（一） 隧道施工总工艺流程（二） 隧道开挖1、开挖作业工序流程2、光面爆破设计（1）光面爆破设计钻爆设计见图912。（2）参数选择围岩级别、级级级周边眼间距（cm）605550光爆层厚度（cm）758090（3）周边炮眼装药结构周边炮眼采用25mm小药卷间隔装药，导爆索连接，导爆索用竹片和电工胶布与炸药卷绑在一

29、起。（4）爆破顺序3、光爆质量标准：平均线性超挖 10厘米以内， 炮眼痕迹保存率：硬岩90% 中硬岩80% 软岩60% 炮眼利用率： 90%4、施工要求（1）放样布眼。隧道开挖每一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，标出炮眼位置，误差不超过5厘米。（2）定位钻孔。钻眼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5厘米，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制在2度到3度以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其他炮眼深20厘米。（3）清孔装药。装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时派专人分好雷管段别，按爆破设计顺