火炉堂连体隧道实施性施工组织设计.docx

1、火炉堂连体隧道实施性施工组织设计火炉堂连体隧道实施性施工组织设计一、 工程概况火炉堂隧道是整体式单向行车双车道连体隧道，桩号为K133+966K134+621,隧道长655米，设计时速80km/h，隧道穿越低山丘陵，山体坡较陡，植被茂盛，隧道进口处明洞长5米，出口处明洞长5米，进口处II类围岩长26米，III类围岩长31米，出口处II类围岩长89米，III类围岩长120米，隧道类围岩长406米，隧道围岩为晶屑凝灰岩，稳定性差,岩石裂隙较发育,围岩质量较差。二、 施工计划1、火炉堂隧道施工总工期为 20 个月。2、具体安排（1） 出洞口施工：2005年5月1日2005年5月20日。（2） 进洞口

2、施工：2005年6月1日2005年6月20日。（3） 中导洞开挖、支护：2005年5月21日2005年9月1日。（4） 中隔墙C25泵送砼浇筑：2005年9月2日2005年12月1日。（5） 正洞开挖：2005年11月1日2006年4月25日。（6） 正洞初期支护：2005年11月3日2006年4月27日。（7） 正洞衬砌：2006年1月10日2006年6月20日。（8） 洞内三沟：2006年2月15日2006年7月20日。（9） 洞内装饰：2006年6月15日2006年9月15日。（10） 洞内路面：2006年7月10日2006年10月15日。（11） 出洞口洞门安砌：2006年9月5日20

3、06年11月10日。（12） 进洞口洞门安砌：2006年10月1日2006年11月31日。（13） 出洞口洞顶回填：2006年11月1日2006年12月20日。（14） 进洞口洞顶回填：2006年12月10日2006年12月20日详细请见火炉堂隧道施工计划进度表三、 施工平面布置根据本工程施工总体计划的安排，结合本工程的施工安排，拟作如下施工总体平面布置。1、驻地布置为了便于对火炉堂隧道的管理，设立火炉堂隧道施工工区；工区技术室设在火炉堂隧道出口右侧，租用民房。工人在离隧道500米的民房里居住。材料仓设在K134+650右侧50m临时征地2.5亩。2 、施工便道根据实际地形分布及现场的交通情况

4、，白塔镇路小线简易公路经过火炉堂连体隧道出洞口K134+650,交通运输十分便利。 3、电力设施计划在K134+580的右线右侧约50m处，设560KVA变压器一台，配125KW柴油发电机1台，供隧道出口端的施工用电。 进口端拟在K133+400处从桥梁施工队用电处接380V/220V三相四线至洞口，同时配125KW柴油发电机1台，供隧道进口端的施工用电。4、拌和场地在火炉堂隧道右线进出洞口设砼拌和站各一处，拌和站采用二台S750强制式砼拌和机，供料系统采用一套带电脑计量系统3斗式供料系统供火炉堂隧道衬砌砼拌和用，并在靠洞口处安设混凝土输送泵；采用二台350型拌和机设在K134+650右侧15

5、米处供隧道喷射砼拌和用。四、 各分项工程的施工方案、方法及施工顺序1、施工方案火炉堂隧道为连体隧道，长为655米，隧道按新奥法原则组织施工，主要工序采用机械化作业，本工程组织二个施工作业班。一个施工作业班从隧道进口向出口掘进，另一个作业班从出口向进口掘进,采取双向掘进。掘进时先进行中导洞的施作，中导洞贯通后进行中隔墙的浇筑，正洞先施作左洞，后施作右洞，两个施工作业班四个作业面，每个作业面之间的纵向距离不少于30m，由于本隧道双向掘进作业面都为下坡，在隧道施工中尽可能做好排水工作。本隧道开工前首先做好全员培训和考核。准备好应备的机械、设备及物资，配备有经验的技术干部和技术工人。计划投入的机械设备

6、有：空压机2台，门架式台车2台，装载机2台，砼喷射机2台，风镐若干，钢模衬砌台车1台，砼输送泵1台，强制式砼拌和机1台，砼拌和机1台，电子计量配料机1套，电焊机2台，压浆机2台，钢筋弯曲机1台，砂浆搅拌机2台，PC200挖掘机2台，运输汽车8辆。计划投入的施工人员有：技术管理人员8人，自检人员5人，进口端开挖作业施工队47人，其中钻孔含锚杆施作人员10人、喷砼作业人员14人、出渣8人、装药爆破人员10人、其他5人。砼衬砌作业线29人，其中防水层铺设8人、砼搅拌站7人、砼车送泵4人、衬砌台车操作10人。出口端开挖作业队62人，其中钻孔施工人员10人、装药爆破工10人、喷砼作业人员14人、喷射作业

7、14人、出渣8人、其他5人。出口端不配砼衬砌作业线施工人员。 2、施工方法A）、隧道开挖前施工准备a)进洞前必须将洞顶截水沟施工完毕。b)制备1015榀钢架。c)备部分锚杆及喷砼材料，试喷检查机械设备。d)为争取工期，应尽早完成洞口仰边坡开挖及支护。B）、围岩开挖火炉堂隧道开挖施工在出口端打开施工作业面。先进行中导洞的开挖，在中导洞开挖完、类围岩进入类围岩20m，即开挖到207m时在里程K134+424处暂停开挖，进行明洞5m中隔墙浇筑（伸入暗洞3m），待中隔墙混凝土达到了一定强度后，进行左右正洞护拱及管棚施工。同时为加快施工进度及提早贯通中导洞，为左右正洞开挖排水提供条件，计划于左洞开挖一1

8、5m的侧壁导坑，垂直于K134+419处开挖横通道进入中导坑。从而形成两个工作面，一是出口左右正洞及大管棚施工、明洞衬砌，二是继续向前推进中导洞开挖，计划将此645m的中导洞在120天内贯通。详细方法如下：（A)、中导坑的开挖施工1）导坑类围岩开挖在进出口端因围岩质量和稳定性很差，岩石裂缝较发育，为确保施工安全，在开挖施工前采用超前小导管进行支护。为了能够保证装载机的转弯和运输车辆的正常运行，计划中导坑每开挖3050m开挖一断面面积为12左右，深度为4m的倒车洞。2）中导坑类围岩开挖为了避免大范围扰动围岩，采用上下导坑开挖方法，两者相距30m以内，并要求支护紧跟开挖，出渣还是采用倒车洞的方法。

9、3）中导坑类围岩开挖采用全断面开挖全断面支护，出渣方法同类围岩施工。（B）正洞开挖施工1）进出口1086mm管棚护拱施工，测量放样。 18#工字钢拱架加工安装，1274mm孔口管定位，间距为40cm，护拱立模、C25砼浇筑，搭设1086mm管棚钻孔工作台、钻机就位试车、钻孔、清孔。108钢管加工钻孔，孔距为30cm，孔位呈梅花形设置，钢管接头丝扣连接加工，丝扣长度为15cm，钢管顶进，钢管接头应错开100cm，注浆，注浆终压为20MPa。 K134+549+843段II类围岩，长度为66m，管棚施工采用工作室施工钻孔顶进，工作室长度视实际情况而定，工作室用同级砼回填。2）类围岩开挖（详见开挖步

10、骤图）根据埋深不同采取不同的方法。在埋深较浅的出口端右洞开挖见图2a：开挖部时，随紧跟支护14#工字钢B单元和A单元，当部进尺达6m左右时，回头开挖部，部和部开挖相距在3m左右，并保持此距离向前开挖。当开挖到围岩状况较好地段时，可改为上下导坑法，即图2b所示法开挖。埋深较深的出口端左洞开挖因内部结构相对稍好，可以先进行上部开挖至设计轮廓并进行工字钢A单元和B单元的支护（见图2b）。当围岩结构为类稍好时，可将部和部同时开挖，否则，按图示开挖。根据隧道出口端山体走向表明，全遂处于偏压状态，因此正洞开挖宜先开挖左洞，后开挖右洞。左右洞必须错开施工，错开距离不少于30米。上导坑出渣在前6m时，以人力胶

11、轮车卸至洞口，以洞渣填筑至铲车可以进洞时（侧卸铲车）可用汽车出渣。3）类围岩开挖采用上下导坑开挖法施工。围岩呈松散结构时，改为下部抗槽三步开挖。支护紧跟掌子面。4）类围岩开挖采用全断面开挖。眼孔布置图附后。（C）各类围岩光面爆破设计光面爆破施工总工艺流程是：依据掌子面的地质情况、各类围岩类别，选定爆破方案据爆破设计放线部眼凿岩车钻眼（按规程领取加工爆破火药）装药工程设备退场起爆排烟核查爆破效果修正爆破设计进入下道工序。（1）类围岩减轻地震动控制爆破设计类围岩的爆破设计,因考虑到围岩受浅埋、覆盖层表土为强风化岩部分，特别是隧道出口端处，岩石裂隙发育，有一产壮12080的断层。断层带斜穿过左、右洞

12、，围岩质量很差，况且偏压现象，另则地下水为基岩裂隙水。因而，对类围岩的爆破设计，先采取参照类围岩周边眼、内圈眼进行顶部（预留核心上）环形爆破，待查明地质情况后再进行爆破方案设计。（2）类围岩减轻地震动控制爆破设计炮眼深度化通过工程类比，初步先循环进尺2m，掏槽眼为2.3m。炮眼布置a.掏槽形式从减少掏槽破的地震动强度出发，初步选定浅孔爆破的单临空孔掏槽，临空孔直径取102mm，临空孔与装药炮眼间距为15cm（裂隙发育时可采2530cm）采用2号岩石硝铵炸药集中装药，掏槽孔起爆间隔50-75ms，让每一炮段都单独顺序起爆，槽腔逐渐扩大，一掏到底。b.周边眼的布置周边眼布置按“光面爆破”来考虑，选

13、周边眼间距E=45cm，周边眼抵抗线W=26cm，则相对距离E/W=0.59，周边眼间隔装药。c.扩槽眼、内圈眼、底板眼的布置内圈眼的布置：比掘进眼密，比周边眼烯，间距取80cm；掘进眼按梅花型均匀布置，间距为85100cm；为了不至于使底板越爆越高，又考虑到起爆眼的部分石渣堆在上面，爆破时负荷较大，因此底板眼的间距适当加密，取70cm。装药量的计算a.单位岩体用药量K根据实践经验资料、初步选K=0.75kg/m3。b.周边眼单孔装药量QQ=1/4di2LPo=0.3kg式中：di炸药直径量（cm）；光面爆破眼装填系数；L炮眼深度（cm）Po炸药的密度（g/cm2）c.掏槽眼的装药量根据实践经

14、验资料选取。d.其他炮眼的装药量g、kg: g=kawL式中：k单位岩体用药量（kg/m3）; a炮眼间距（m）； w炮眼爆破方向的抵抗线（m）； 炮眼所在部位余数，查表取值。装药结构周边眼一般采用三种形式，详见软石隧道装药结构图，比较破碎软弱的岩层，采用双传爆线，如图中（a）；轻岩类居中等岩层，采用竹片、传爆线、小直径药圈间隔绑扎装药结构，底部药量适当炸药的连续装药结构，见图中（c、d）；上述装药结构均要求堵塞炮眼。其他炮眼装药均采用连续装药结构，堵塞一般要求将炮眼堵在与装药相接的部位。（祥见类围岩台阶法开挖爆破示意图）合理段间隔时差的选取为了避免振动强度的叠加作用，雷管最好跳段使用，特别施

15、1-5低段雷管。为尽量避免振动波形的叠加，段间隔时差应控制在100ms左右。起炮顺序拱部从掏槽眼开始，一层一层地往外进行，最后是周边光面爆破。下半断面由上而下层层爆落。类围岩装药参数表 断面炮眼名称炮眼数(个)非电雷管单眼药数量段 药 量段别数量2#硝铵1#防水2#硝铵1#防水毫秒发kgkgKgkg上半断面大空眼1掏槽眼4141.656.6掏槽眼2321.653.3掏槽眼2521.653.3掏槽眼4641.656.6扩槽眼4740.93.6掘进眼108100.99掘进眼6960.95.4底板眼1310131.316.9内圈眼1677160.69.6内圈底眼21121.32.6周边眼161216

16、20.457.2周边眼17空 眼 不 装 药周边角眼21221.32.6合 计81+189754.622.1下半断面一排111110.66.6二排103100.66三排114110.99.9四排105110.99底板眼146141.521内圈127120.67.2周边1281220.455.4周边8空 眼 不 装 药合 计889444.121注：本表按钻孔深度2.0米计算，若眼深变化时应调整。（3）类围岩光面爆破设计循环进尺的确定考虑钻眼设备及装运机械设备能力、岩体所能承受的爆破地震动及循环作业能力，根据经验，我们初选3m（钻眼3.10m），待计可达5m（钻眼深5.15m）。炮眼布置炮眼布置我

17、们通过工程类比法初步选定，主要考虑以下因素：A、掏槽眼的布置为了便于石渣装运、爆后找顶及初喷砼作业，要求渣堆集中，相对高些，为此我们将掏槽区布置在断面的中下方，同时为了满足液压钻孔台车凿掏槽眼的方便，使之边到要求的精度，将掏槽眼偏离控制在15m左右，可满足各项施工作业要求。掏槽眼根据经验我们选定双临空孔掏槽，临空孔直径为102mm，孔间距7-15cm，临空孔与装药炮眼间距为15cm（裂隙发育时可加大至25cm），装药选用2#岩石硝铵炸药集中装药，掏槽孔起爆间隔50-70ms，让每一炮段都单独顺序起爆，槽腔逐渐扩大，一掏到底。B.周边眼的布置周边眼布置按“光面爆破”要求进行，以求得比较适宜的块度

18、，参照“施工规范”，选周边眼间距E=55cm，周边眼抵抗线W=76cm，则相对距离E/W=0.72。C.扩槽眼、内圈眼、底板眼的布置内圈眼的布置是为了将槽腔进一步扩大，为后续炮眼的爆破提供良好的临空面条件，因此适当地加密，间距取70cm；为使炸药能量在内圈眼带均匀颁，减少对围岩的爆破破坏，内圈眼间距取中间数值80cm；由于扩槽眼、掘进眼的爆破使部分岩渣堆积在底板上，增加了底板眼爆破的符合，因此底板眼距必须适当加密，取70cm。D.掘进眼的布置掘进眼采用直线型均匀布置，孔距为100cm，排距为105cm。装药量的计算A.单位岩体用药量K根据类比，初步选K=1.6kg/m3。B.周边眼单孔装药量Q

19、kQ=1/4di2LPo=0.72kg，取卷药，0.75kg。式中：di炸药直径（cm）；光面爆破眼装填系数；L炮眼深（cm）；Po炸药的密度（g/cm2）。C.掏槽眼的装药量根据经验资料选取。D.其他炮眼的装药量q、kg: q=kawL式中：k单位岩体用药量（kg/m3）; a炮眼间距（m）； w炮眼爆破方向的抵抗线（m）； L炮眼深度（m）； 炮眼所在部位系数，查表取值。装药结构详见隧道深眼爆破装药结构图。合理段间隔时间的选取参照有关经验，掏槽眼爆破段间隔时间为50-70ms，后续炮眼的爆破只能逐段进行安排，最大的达到200-300ms。起爆顺序先掏槽，而后依次是扩槽眼、掘进眼、内圈眼、底

20、板眼、最后是周边眼光面爆破。类围岩装药参数炮眼名称炮眼数(个)非电雷管单眼药数量段 药 量段别数量2#硝铵1#防水2#硝铵1#防水毫秒、半秒发kgkgKgkg大空眼2掏槽眼11123.93.9掏槽眼13123.93.9掏槽眼24223.97.8掏槽眼25223.97.8掏槽眼4643.915.6掏槽眼47415.6小 计18203.654.6扩槽眼128123.643.2扩槽眼119113.1539.6掘进眼1211100.937.8中间底板912923.935.1掘进眼4134312掘进眼315339掘进眼154152.8542.75内圈眼255252.8571.25周边眼416410.75

21、30.75底角眼97923.935.116118130.7570.2411.15kg注：本表参数按炮眼深3米计算，若眼深变化时应调整。（D）、施工注意事项导坑地表锚杆孔钻孔后用高压风清孔，以清除孔内泥浆和积水，灌注水泥砂浆。使孔内填塞密实保证地表锚杆的锚固效果。不同围岩地段导坑断面尺寸不同，断面变化应在一个开挖循环长度内过渡，过渡段设在小断面内。开挖后就即时喷射砼5-7cm厚，然后施工作锚杆、安设钢架、挂网，喷砼至设计厚度。洞内应及时安设量测测点，测点应紧靠开挖面（距离2mm量测数据应在喷锚后和下一次开挖前读取。导坑开挖，每工作面置风钻（或风镐）四台同时作业，做到定人、定机、定位、定顺序、定时

22、间。C)、初期支护A、类围岩地段初期支护施工顺序开挖后先喷4cm砼封闭开挖岩面，而后出碴。正洞设置径向系统中空砂浆锚杆（255mm，长3.5m），纵环间距为0.51.0米，梅花形布置。敷设钢筋网1515cm,喷砼25cm厚.中导洞用小导管做超前支护，径向系统锚杆采用长2.5米22钢筋砂浆锚杆，纵环间距为1.01.0米，在拱部至起拱线以下1.5米范围内设置。顶部挂钢筋网1515cm, 喷砼10cm厚。正洞架设14号工字钢拱架，中导洞架设钢筋拱架。正洞挂金属扩张网(1515cm),中导洞挂金属扩张网。架设后再进行复喷砼到设计厚度（正洞25cm，中导洞10cm）。B、类围岩地段初期支护施工顺序开挖后

23、先喷5cm砼封闭开挖岩面，而后出碴。正洞设置径向中空砂浆锚杆（255mm，长3.0M），纵环间距为1.21.0米，梅花形布置。中导洞拱部设置长2.0米22钢筋砂浆锚杆，纵环间距1.01.0米。正洞架设14号工字钢拱架,中导洞架设钢筋拱架。正洞挂金属扩张网（1515cm）。复喷砼到设计厚度（正洞20cm，中导洞10cm）。C、类围岩地段锚喷支护施工顺序开挖后，初喷5cm砼封闭岩面，而后出碴。中导洞不做别的支护形式。正洞设置径向中空砂浆锚杆（255mm，长3.0m），纵环间距为1.21.5米，梅花形布置。挂金属扩张网（1515cm）。复喷砼到设计厚度（15cm）。d、先锚后灌式砂浆锚杆施工工艺锚杆

24、安设作业应在初喷混凝土后及时进行，对类围岩段应尽快施作，类围岩可根据地质及实际施工情况适时施作，钻孔前应根据设计要求定出孔位，做出标记，孔位允许偏差为15mm，孔深允许偏差为50mm。钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直，注浆使用挤压式注浆泵。锚杆的布置在均质整体性的岩层中，锚杆应按设计的间距及形式基本垂直于开挖轮廓面均匀布置。在岩层层理明显发育的岩层中，锚杆应穿层布置，把几层岩石用锚杆固结在一起，而不能平行于岩层布置。锚杆孔钻到位后，首先用高压风（或水）将孔内杂物吹掉，然后将锚杆插至距孔底510cm处并固定好，后将水泥砂浆注入。保证中空砂浆锚杆质量的措施施工前认真检查锚杆的类型、规格、质量是否符

25、合设计要求，低于设计标准的不得使用。对符合设计要求的锚杆进行调直、除锈、除油等进一步加工。钻孔的孔径、孔位、孔深应符合设计及规范要求。水泥砂浆所用水泥、砂子应符合要求，砂的粒径不大于3mm，砂浆配合比符合设计及规范要求。砂浆拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完，超过初凝的砂浆不得使用，作废料处理。锚杆在安设停当后，不得随意敲击或碰撞，其端部3天内不得悬挂重物。e喷射砼施工工艺喷射砼采用湿喷法，用湿喷机施工。1 喷射砼作业原理细骨料外加剂 粗骨料速凝剂 水 泥喷 头喷射机搅拌机水压缩空气受喷面喷射砼施工工艺检查作业面设置喷砼厚度标志机械准备拌 制 砼喷射作业喷射砼质量保证措施对喷射砼

26、所用材料、配合比及拌合均匀性，每工班至少检查两次，确保符合规范要求。速凝剂的掺量，应通过试验确定。喷砼作业前，清理岩面粉尘及杂物，撬除空响、裂隙岩石。每作业班，都要做砼试件，及时进行抗压强度试验，如试件不合格，要对相应喷砼部位采取复喷等措施，给以补强。喷射作业要分段（一般不大于6m）分片，自下而上呈现螺旋形进行。岩面凹凸较大时，应先对凹处喷一遍，以使岩面平顺，再大面积喷射。喷砼初凝后，应及时进行养护，养护期为14天。用凿孔或事先在岩壁设钢筋头的办法，检查喷砼厚度。用锤敲击，检查喷砼与围岩的粘结情况，如有空响，应凿除清洗后重喷。如喷层有裂缝、脱落、露筋、渗漏水等情况，应予以补喷或用其它措施予以整

27、治。f、钢筋网的挂设钢筋网在洞外加工成片，钢筋网用点焊张挂于锚杆头上，网片间采用焊接连接。D）、模筑衬砌二次模筑衬砌应在围岩初期支护形变基本稳定后进行。采用导轨式模板台车，对称自两侧基底向拱顶依次灌注。灌筑过程中按设计埋设纵横向排水管。立模之前，应首先精确测量，内断面在设计基础上适当放大（约5cm左右）防止局部因跑模或其它意外原因侵入隧道净空。灌注过程中应随时检查砼质量及灌注、捣固的质量，按规定施工，达到或超过设计要求。仰拱的施作时间视开挖后的实际地质及监控测量数据分析结果而定。如条件允许，可安排在开挖结束后施工，以避免对洞内开挖造成影响；如围岩质差，压力较大，应及早施作仰拱，保证模筑衬砌质量的措施。一般仰拱部分应及早施作，使受力环尽早封闭。隧道衬砌施工，要精确放样，其中线、标高、断面尺寸、净空等必须满足图纸规定。加强砼用集料级配控制，严格控制配合比，提高砼的密实度。按外加剂的掺用要求正确使用。灌注砼时，应尽可能连续施工，不留或少留工作缝。灌注砼时，应特别注意拌和均匀，捣固密实，加强养护。拱架和模板的制作安装应位置准确，连接牢固，严防走模。根据规范要求在砼强度达到2.5Mpa以上时才能拆除拱架和模板。沉降缝和伸缩缝要严格按设计图纸要求设置和施工，衬砌的工作缝应与沉降缝结合布置。灌注应从两侧拱脚向拱顶对称进行，层面成辐射状。E）、洞内路面施工当隧道衬砌、排水沟，全部施工结束，抄平