明挖隧道高陡边坡开挖专项施工方案.docx

1、明挖隧道高陡边坡开挖专项施工方案 成贵铁路CGZQSG-4标大屋基明洞高陡边坡开挖专项施工方案编 制：审 核：批 准：中交第二航务工程局有限公司成贵铁路项目经理部二一四年六月一、编制依据（1）已批准的成贵铁路四标施工组织设计；（2）成贵铁路现场详细的踏勘调查资料；（3）成贵铁路相关设计图纸、工程量清单；（4）新建铁路成都至贵阳线CGZQSG-4标投标文件；（5）国家有关方针政策和国家、铁路总公司有关标准规范、验标和规程等；（6）我单位铁路工程的施工经验及设备情况；（7）高速铁路隧道工程施工技术指南（铁建设2010241号）；（8）高速铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10753-2010）；（

2、9）高速铁路路基工程施工技术指南(铁建设2010241号) ；（10）高速铁路路基工程施工质量验收标准（TB10751-2010）；（11）铁路混凝土工程施工技术指南（铁建设2010241号）；（12）铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010）；（13）铁路隧道设计规范（TB10003-2005）；（14）爆破安全规程（GB6722-86）；（15）中交二航局通过质量体系认证中心认定的ISO9001:2000质量手册和程序文件。二、工程概况2.1 设计概况客运专线双线隧道大屋基明洞起讫里程D2K109+780D2K109+855，全长75m。线间距4.6m，设计行车速度250k

3、m/h，洞内采用CRTS型板式无砟轨道，按60kg/m钢轨设计，轨面至道床底面的高度按76.2cm设计。线路走向为：西北-东南，为单洞双线明挖隧道，隧道全段位于R-7000（左线）、R=7004.6（右线）的右偏曲线上。隧道进口采用偏压式明洞门，出口采用耳墙式明洞门。进口边仰坡采用锚杆框架梁内喷混植生防护，出口及明洞段边仰坡采用人字形C25混凝土截水骨架内植草防护，洞身明挖两侧边坡采用喷锚网临时防护。其中：隧道进口区域最大开挖深度为20.5m，边坡采取三级防护。大屋基明洞进、出口及洞身设计横截面形式见图2-1、图2-2、图2-3。 图2-1 大屋基明洞进口偏压式明洞门图2-2 大屋基明洞洞身截

4、面示意图图2-3 大屋基明洞出口耳墙式明洞门2.2 自然条件2.2.1 地形地貌隧道区属丘陵地貌，地形有一定起伏，丘包与槽谷相间分布，残丘低矮浑圆，进口纵坡坡度40o50o，出口纵坡坡度40o45o；地面海拔高程347384m,最大高差37m。坡面地表基本为旱地、竹林，基岩多露出，隧道中部有便道通过，交通条件较好。2.2.2 水文地质特征上覆第四系全新统坡残积（Q4dl+et）粉质黏土，土质不均匀，厚度02m，普遍分布于丘坡，属级普通土；下伏基岩为白垩系下统全风化层06m，节理较发育，强风化层厚28m，裂隙发育，有部分填充，泥岩暴露于空气中已风化崩解，遇水易软化。隧区地下水为第四系孔隙潜水、基

5、岩裂隙水，水量不大；基岩裂隙水主要分布于基岩及裂隙中，受孔隙水及大气降水补给，向低洼地处排泄。2.3 明洞边坡及仰坡稳定性分析隧道全段浅埋，最大埋深5m，表土及风化层厚约314m，层理接近水平，节理裂隙发育，隧道开挖后，其顶板稳定性差，可能发生坍塌、变形；进出口及明洞中间段在全风化带W4、强风化带W3层中通过，其余洞身在弱风化带W2中穿过；且为烈度地震区、天然气分布区。总体来看，该隧道工程地质条件较差。2.4 施工要求（1）严格按设计文件及施工规范要求精心编制施工组织设计，用优良的方案实施。（2）隧道明洞进、出口区段两侧永久性岩层边坡采用光面爆破，以确保坡体稳定，坡面光滑美观，禁止采用大爆破。

6、（3）防护工程质量必须满足设计和施工规范要求，在施工过程中如果发现质量问题，必须及时进行有效处理。（4）边坡上方的截水沟开挖好后，应立即进行铺砌，砌筑质量必须满足设计和规范要求，不得有漏水和渗水现象。2.5 主要工程数量表主要工程数量见表2-4、表2-5。表2-4 明洞开挖及防护工程数量表项目及建筑材料规格单位工程数量合计进口出口一般开挖土石土m250025055004软石m9999888918888边仰坡防护骨架护坡C25混凝土m0183183挖方m0163163营养土m0133133植草0785785临时坡面防护喷射混凝土C20m98116214钢筋网HPB300（8和6）kg120419

7、693174坡面锚杆22砂浆根6518171468m178723024069表2-5 洞口开挖及防护工程数量表项目及建筑材料规格单位工程数量合计进口出口一般开挖土石土m145817503208软石m86856539338边仰坡防护天沟C25混凝土m7278150骨架护坡C25混凝土m077挖方m066营养土m055植草02929锚杆框架梁护坡C30混凝土m54054种植混合基材m60060混合草种kg84084镀锌铁丝网6260626无纺布6260626灌木株441044149钻孔m6180618长锚杆m28230282316短主锚杆m274027412短辅锚杆m3880388HRB400kg

8、1020410204临时坡面防护喷射混凝土C20m91120钢筋网HPB300 （8和6）kg96314410坡面锚杆22砂浆根5786143m156277433三、施工计划3.1 明洞工程施工安排大屋基明洞起讫里程D2K109+780D2K109+855，全长75m。全断面均采用明挖法施工，设置整体式明洞衬砌。因洞身顶部D2K109+800附近既有公路与大屋基明洞线路相交，设计单位将该公路设计改移至D2K109+814隧顶上方通过，新公路道宽影响线在主线里程D2K109+809D2K109+819段内，共计10m。根据现场实际情况，确定大屋基明洞隧道开挖顺序为从隧洞出口处往进口处方向开挖推进

9、施工，其目的为先完成隧洞D2K109+809D2K109+819段施工，尽早形成道路改移，而后截断旧公路并破除开挖。另外考虑到本隧道进口顺里程方向至出口段内纵坡为-10，从隧洞出口处往进口处方向开挖推进施工，对洞内往外排水有利。3.2 施工进度计划大屋基隧道明洞工程共安排一个隧道施工队，设多个专业班组组织施工。其中：边坡开挖施工计划开工日期2014年6月15日，计划完工日期2014年8月13日；边坡防护施工计划开工日期2014年6月20日，计划完工日期2014年8月30日。3.3 人员、材料与设备计划明洞隧道施工人员于2014年5月15日开始陆续进场，机械设备随同施工人员同步进场。各施工材料于

10、2014年5月20日开始分批进场，要求对原材料的相关性能指标进行抽检，并报监理验收。主要劳动力、工程设备计划见下表3-1、表3-2。四、施工工序及工艺高边坡施工要求边挖边支护，即开挖一级，防护一级，不得一次开挖到底。首先，在第一级边坡开挖完成后，马上施工锚喷挂网防护，第一级边坡防护施工完毕后，再施工第二级边坡。边坡开挖为保证边坡施工过程中的稳定，在坡顶及一级边坡平台布设26个沉降及水平位移监测点，加强施工监测。如监测数据变化较大时，及时采取加强措施或更改施工方法。为保证高边坡开挖及支护施工安全，边坡开挖及支护应避免在雨水天气施工。表3-1 总体劳动力计划表劳动力人员数量2014年五月份15六月

11、份45七月份80八月份65表3-2 主要工程设备表序号设备名称规格型号数量进场时间1混凝土搅拌楼HZS9022014.42混凝土输送车Z5252GJN3222014.43混凝土输送泵HBT-6012014.74汽车吊QY2512014.55挖掘机WY-160AHD22014.56装载机ZL50C12014.57空压机20m3/h（135KW）12014.68风动凿岩机YT28152014.69潜孔钻ZQS100D22014.610注浆泵GYZB-250/5022014.611洒水车5t12014.712变压器630KVA12014.513发电机200kw12014.614出渣车12m62014

12、.615钢筋调直机GT3-1212014.516钢筋弯曲机GW5012014.517钢筋切断机GQ4012014.518电焊机BX1-50042014.519振动棒FRZ-5042014.64.1 主要施工方法大屋基明洞全挖方地段沿线纵向相对地形较平缓，可采用挖掘机搭配自卸汽车由高至低一层一层往下开挖，每层开挖深度宜控制在34m。沿路线方向开便道，便道纵坡应保证自卸汽车在空车情况下能顺利爬到坡顶，同时因地制宜考虑错车处。4.2 开挖施工方案（1）测量放样根据设计开挖深度计算出开挖上开口线，并实地放出开挖线，在实地放样时要注意开挖线的平顺以保证明洞边坡的平顺、美观。（2）修建截水沟在开挖线以外5

13、米处修建截水沟，截流开挖面上方的山体地表水以利施工和保证边坡稳定。（3）土石方开挖1）分层开挖见图4-1。图4-1 分层开挖示意图按设计分级进行开挖，开挖过程中严格控制边坡超挖，一般边坡应预留20cm进行人工修整，以利边坡稳定。开挖过程中应严格按先上后下、分层分级进行开挖以确保安全。2）石方开挖明洞石方开挖采用松动控制爆破和光面爆破相结合的方案进行施工：风化层和松软岩部位，先用挖掘机自带破碎头凿岩松动，对于无法松动的部分，实施松动爆破；风化层和松软岩地段的边坡用人工配合挖掘机清刷，岩石地段用预留光爆层实施光面爆破；石方装车用挖掘机或装载机，运输用载重自卸汽车。为确保边坡的稳定，不产生超挖和欠挖

14、，边坡采用光面爆破，节理裂隙较发育地段及某些特殊地段采用预裂爆坡，不得使用大爆破施工。爆破施工前，进行爆破设计，报监理工程师批准后再实施。爆破施工流程见图4-2。图4-2 爆破流程图3）钻爆设计：根据地形、边坡坡度、岩石类型、爆破深度进行钻爆设计，设计参数包括孔深、孔径、钻孔间距、每孔放药量等。本工程拟采用光面爆破。钻孔：根据钻爆设计进行钻孔，钻孔采用钎孔钻进行。装药爆破：根据钻爆设计的装药量进行装药，严格按有关操作规程和要求进行爆破作业以确保安全。爆破后的装运：石方爆破后，用挖掘机进行装车，自卸车运输至填筑地点。石方路堑的路床顶面标高要符合设计要求，高出的部分用人工辅以小爆破予以整平，超挖部

15、分按监理工程师批准的材料进行回填并碾压密实稳定。4）边坡整修：一级边坡开挖、装运完成后，及时对边坡进行整修，清除危石，对开挖不到位的进行人工或机械修整以确保边设计坡度。5）路槽处理：根据设计对路槽进行处理并施做排水沟。6）弃土场处理：在弃土过程中应选择合适的弃土场，对弃土场通过修筑挡墙等措施进行防护，以确保不造成水土流失。弃土完成后，对弃土场表面进行整平并按有关要求进行绿化处理。（7）注意事项1）在土石方开挖过程中，注意做好截水、排水工作，根据设计完善排水系统，在必要时要修建临时截水沟、排水沟。2）边坡开挖时，严格按照设计坡度进行，严禁超挖、控制欠挖。3）施工前，将爆破器材的存放地点、数量、警

16、卫、收发、安全措施及施工方案编制报告，并在爆破器进入工地28天前报监理工程师审批，同时将运入路线和时间报有关部门批准。4）爆破作业人员必须经指定的部门培训，考试合格后持证上岗。5）在确定的爆破危险区边界设置明显的标志，建立警戒线、警戒信号，在危险区入口或附近道路设置标志并派专人看守，防止人、畜、公路设施等受到危害和损失。6）石方爆破时，做好钻爆设计，严格控制用药量，在爆破过程中严格按照有关操作规程和规定进行，确保爆破安全。7）对靠近构筑物处的石方爆破要采取松动爆破，同时采取安全防护措施。采用炮被对炮眼进行覆盖防护，炮被用废旧的轮胎剪成条状，编织后用铁丝绑扎。炮被覆盖的方法是：在起爆山体的炮眼表

17、面覆盖炮被，每块炮被四角用粗铁丝拽拉固定在稳定的物体上，防止飞石。8）爆破检查：爆破之后，暂不要解除警戒，要到现场查看，发现哑炮应及时处理。9）对比较松软的岩石采用推土机、挖掘机松动开挖，对比较坚硬的岩石采用钻爆法施工。10）为减小爆破对边坡的振动破坏，控制爆破大块率，路堑石方爆破主要采用硝铵炸药及乳化防水炸药，非电毫秒雷管进行毫秒微差爆破，同时适当调小炮孔孔距。爆破后大石块用手持风钻钻眼、爆破改小，装碴采用挖掘机挖装、自卸车运输至填方地段。11）在土石方挖运过程中，严格按照先上后下、分层开挖的原则进行。12）路堑边坡力求平顺光滑，无明显的局部凹凸差，边坡突出的个别欠挖部分，人工浅孔爆破凿除清

18、理。边坡上出现的坑洼凹槽人工清除松动岩石，将基座凿平一定宽度的基座面后砌筑嵌补，要做到嵌体稳定、表面平顺、周边封严。13）路基底面用手持风钻钻眼，浅孔爆破开挖、清理至设计标高，对个别凹凸不平处用级配碎石填平。路堑侧沟用小炮爆破开挖成型。14）在施工中加强对边坡坡度的检测，严格按照设计开口线进行开挖，随着开挖进度及时修整边坡，以免因边坡坡度控制不严而造成路基断面的偏差，并做好红线外的植被保护工作。15）每层挖掘机挖至接近边坡位置时，采用挖掘机粗略修整，然后由人工精修，保证边坡美观。施工时应准确控制边坡坡率。开挖时，在坡口桩处插花杆或其它明显标志，保证机手在操作时不侵线，要求机手在修边坡时，留0.

19、3m人工修整，每降低一层用人工及时挂线、修整。每降低两层，测量人员要重新恢复中桩、边桩，发现有误及时调整。16）在边坡开挖过程中，当挖至某一层标高后，应及时进行防护施工，以避免在边坡开挖过程中坡体发生滑移变形，同时也可避免搭架施工，确保施工安全。路基土石方开挖与锚杆施工要相互协调配合，严禁在整段边坡成形后才进行锚杆施工。在开挖至接近设计边坡线2m范围内应采用松动爆破或光面爆破，严禁采用大爆破。17）高边坡施工经过雨季时，若来不及防护则要对已开挖的边坡用塑料膜进行覆盖，防止边坡冲刷。18）在开挖高边坡的同时，要做好坡面防护与排水，采取的主要措施为：施工时要求严格控制爆破工程，不得松动设计坡面。对

20、风化岩层，坡面采用锚杆框架梁植草防护。对于开挖时出露的岩溶（溶洞或岩穴），若是干溶洞（岩穴）采用浆砌片石封闭，若是有水溶洞（岩穴）则采用干砌片石充填。采取相应排水措施，设置边坡平台截水沟排除地表水，边坡坡体设置一定数量浅层泄水孔排除基岩裂隙水。4.3 边坡防护施工工艺4.3.1 锚喷挂网支护锚喷挂网支护施工工序为：清理坡面安装锚杆锚杆挂钢筋网喷射混凝土 （1）清理整平坡面将路基边坡按设计的坡率、坡高、平整度清理坡面浮石、浮土等，做到处理后的坡面倾斜一致、平整、无大的石头突出与其它杂物存在。（2）安装锚杆锚杆为长锚杆，弱风化锚杆长度为2.5m，强风化锚杆长度为 3m，全风化锚杆长度为 4m，均为

21、22的螺纹钢。安装锚杆时应先放样，弱风化间距1.5*1.5m、强风化间距1.2 m*1 m、全风化间距1m*1m布置。然后，采用风钻或电钻进行钻孔，钻头的直径大小一般为 40mm，钻孔深度与锚杆长度相同。孔钻好后，便可进行锚杆的固定工作，用水泥砂浆灌注，往锚孔灌注水泥浆时，一定要灌满、灌实，锚杆端头伸出坡面长度为10 cm，以方便挂网。（3）锚杆挂钢筋网喷射混凝土 将钢筋网从坡顶沿坡面顺势铺下，将网挂在锚杆上，要严格检查钢筋网与锚杆的牢固性，确保锚杆挂钢筋网喷射混凝土与坡面形成稳固的整体。4.3.2 锚杆框架梁内喷混植生防护锚杆框架梁内喷混植生防护一般施工工序为：放样确定孔位钻孔安装锚杆制作框

22、架梁框架砖客土植草（1）钻孔要求干钻，禁止采用水钻，。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。钻孔孔径100mm、孔深要求不得小于8.15m，孔口位置偏差100mm，孔深允许偏差为100mm。为确保锚杆孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚杆孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.15 m以上。（2）锚杆体制作及安装节点锚杆采用32砂浆锚杆，长8米，边仰坡较高时，每10m设置一2m宽平台。沿锚杆轴线方向每隔1.5m设置一对对中支架，保证锚杆的保护层厚度不低于50 mm。锚筋尾端防腐采用刷漆、涂油等防腐措施处理。锚杆端头应与框架

23、梁钢筋焊接，如与框架钢筋、箍筋相干扰，可局部调整钢筋、箍筋地间距，竖、横主筋交叉点必须绑扎牢固。（3）框架梁制作 框架梁采用C30砼浇筑，框架嵌入坡面35cm，用人工开挖，石质地段使用风镐开凿，超挖部分采用C30砼调整至设计坡面。横梁、竖梁基础先采用5cm水泥砂浆调平，再进行钢筋制作安装，钢筋接头需错开，同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2，且有焊接接头的截面之间的距离不得小于1m。锚杆尾部与竖梁钢筋相焊接成一整体，若锚杆与箍筋相干扰可局部调整箍筋的间距。模板采用木模板，用短锚杆固定在坡面上，砼浇注时一定要仔细振捣，保证质量。框架分片施工，横梁每1015 m设一道伸缩缝，缝宽2cm，以

24、沥青麻筋填塞。锚头应埋入框架梁中，锚头钢筋与框架纵梁钢筋焊接相连，与纵梁同时浇筑。（4）空心砖客土植草4.3.3 人字形C25砼截水骨架内植草防护人字形截水骨架施工工艺流程：测量放线挖槽模板安装浇筑混凝土喷洒草籽。（1）挖槽 采用人工开挖，根据测量点线开挖沟槽，并嵌入坡面内0.5m。软质岩石及风化岩石地段使用风镐开槽，超挖部分采用与人字形截水骨架同标号的混凝土调整至设计坡面。骨架开槽两侧回填必须平整夯实，检查合格方可进行下道工序施工。 （2）模板安装 骨架外侧高出刻槽10cm部位，模板采用钢模板组合拼装，具体两侧模板采用10150模板，模板外侧用木块，内侧用16钢筋顶撑，内撑外顶从而保证模板的

25、稳固性。 模板使用前必须打磨，除锈，刷模板漆。（3）浇筑混凝土 截水骨架应采用C30混凝土整体浇筑，浇筑时应从下向上进行，采用插入式振动棒振捣。混凝土振捣合格的标志为停止下沉、表面泛浆。等混凝土初凝后再进行收面。五、质量保障措施5.1 沉降观测（1）监测目的为进一步分析高边坡变形特点，掌握治理工程在实施过程中受诸如降雨、开挖等的影响程度，保证施工安全和施工质量，确保营运期间高边坡的稳定，验证治理工程的效果，进行必要的边坡监测工作十分重要。除防治工程外，相配套的监测工作是高边坡治理工程的重要组成部分。（2）监测内容对边坡的不稳定范围、移动方向和速度以及地下水、爆破振动等取得定量数据，供设计分析，

26、验证边坡锚固系统是否达到预期作用，并指导施工。（3）监测项目主要包括地表监测、地下位移监测、地下水位监测等。1）地表监测项目、方法及目的见表5-1。表5-1 地表监测项目、方法及目的监测项目监测方法监测目的地表监测水平位移监测全站仪、光电测距仪观测地表位移、变形发展情况。垂直变形监测水准仪裂缝监测标桩、直尺或裂缝计观测裂缝发展情况2）地下位移监测项目、方法及目的见表5-2。 表5-2 地下位移监测项目、方法及目的监测项目监测方法监测目的地下位移监测测斜仪探测相对于稳定的地下岩体位移，证实和确定正在发生位移的构造特征，确定潜在滑动面深度，判断主滑方向，定量分析评价边坡的稳定状况，评判边坡加固工程

27、效果。3）地下水位监测项目、方法及目的见表5-3。表5-3 地下水位监测项目、方法及目的监测项目监测方法监测目的地下水位监测人工测量（可结合地下位移监测进行）观测地下水位变化于降雨关系，评判边坡排水措施的有效性。4）监测时间及频度边坡监测工作时间主要为施工期和公路营运初期，总的监测时间应为边坡开挖至公路建成营运不少于一年。监测频度应与施工和降雨量相适应，在雨季、边坡开挖（放炮）期间和已出现变形破坏时应加密观测。连续3日降雨量大于50mm日时，应连续观测3次，间隔时间不大于2天。竣工后监测次数可减少。监测时间和频度见表5-4。表5-4 监测时间和频度表（一般情况）序号监测项目测试元件监测周期施工

28、期间竣工后1年1地表位移位移桩每周1次头6个月为每月观测1次，以后每3个月观测1次。2深层位移侧斜管每周一次注：当边坡变形速率加大或出现异常变化，应缩短观测时间间隔，加密观测次数。5.2 组织保障项目经理部成立以项目经理为组长、项目总工为副组长的隧道明洞高边坡防护质量管理领导小组，实行全面质量管理。质量管理领导小组组织结构图如图5-1。5.3 质量保证措施5.3.1 锚杆挂钢筋网喷射混凝土质量保证措施（1）锚杆材质检查：确保每批锚杆材料均附有生产厂商的质量证明书，并按施工图纸规定的材质标准以及监理人指示抽检锚杆性能。（2）注浆密实度试验：选取与现场锚杆的锚杆直径和长度、锚孔孔径和倾斜度相同的锚

29、杆，采用与现场注浆相同的材料和配合比拌制的砂浆，并按与现场施工相同的注浆工艺进行注浆，养护7天后剖管检查其密实度。（3）喷射混凝土强度试验：按要求，没进行一次喷射混凝土施工都需做喷射混凝土强度试件，用于检测喷射混凝土强度。（4）拉拔力试验：按设计要求对边坡支护锚杆，按作业分区在每300根锚杆中抽查三根进行拉拔力试验；如锚杆抗拔力达不到设计值，采用扩大钻孔直径，增大早强砂浆与围岩接触面积加以解决。（5）施工过程中，对锚杆孔的钻孔规格（孔位、孔径、孔深和倾斜度）进行自检，作好记录，并配合监理人员进行抽验。（6）同监理人员现场参加各项试验和检查，并将各项试验记录和成果以及验收报告经监理人员验收，在签认合格后作为支护工程完工验收的资料。图5-1 质量管理组织机构图5.3.2 锚杆防腐蚀控制（1）岩土锚杆的腐蚀特点岩土锚杆所在的特定