隧道洞身开挖支护的施工方案.docx

1、隧道洞身开挖支护的施工方案A-1-03 施工技术方案报审表项目名称： 二广高速公路怀集至三水段 承包单位：中铁五局集团第三工程有限公司合同段： 13 监理单位：育才-布朗交通咨询监理有限公司 编 号： 13-028 致（监理工程师） 柳绍军 ：现报上 沙塘坑隧道洞身开挖、支护施工方案 工程技术、工艺方案，方案详细说明和图表见附件，请予 审查和批准。附件：技术、工艺方案说明和图表 承包人 日期驻地监理组长意见： 驻地监理组长 日期总监办工程部意见：工程部负责人 日期总监理工程师(代表)审定意见： 审定结论： 总监理工程师(代表) 日期附注：一般由工程部批准，重要或特殊施工技术、工艺方案承包人报四

2、份，经总监(代表)批准后，报业主一份。由承包商呈报三份，审批后总监办的工程部和驻地监理工程师各留一份，退承包商一份。A-1-03-1 施工技术方案报审表项目名称：二广高速公路怀集至三水段 承包单位：中铁五局集团第三工程有限公司 合同段： 13 监理单位 育才-布朗交通咨询监理有限公司 编 号： 13-028 致 肇庆市广贺高速公路有限公司：现报上 沙塘坑隧道洞身开挖、支护施工方案 ，请予审查和批准。附件：技术、工艺方案说明和图表 总监办: 日期 办事处审查意见： 经办人: 日期 办事处主任 日期质安部审查意见： 经办人: 日期 质安部经理 日期工程部审查意见： 经办人: 日期 工程部经理 日期

3、总工程师审定意见： 经办人: 日期 总工程师 日期由承包商呈报三份，审批后业主一份、总监办一份，退承包商一份。二广高速公路怀集至三水段第十三标段（K46+844K49+680）沙塘坑隧道洞身开挖、支护施工方案编制： 复 核： 二广高速公路怀集至三水段第十三合同段项目经理部日期： 2008年4月2日第一章 工程概况及编制依据.11.1 编制依据.11.2 工程概况.11.3 主要工程数量.2第二章施工组织规划.32.1总体施工规划.32. 2 施工资源配置.4 2.3 施工工期安排.7第三章施工工艺及方法.83.1 施工总体规划.83.2 施工工艺.8 3.2.1测量.8 3.2.2侧导坑开挖与

4、支护支护.9 3.2.3主洞开挖与支护支护.11 3.2.4主要工序的施工工艺及方法.13 3.2.4.1超前小导管施工.13 3.2.4.2爆破施工.14 3.2.4.3钢拱架施工.17 3.2.4.4中空锚杆施工.18 3.2.4.5钢筋网片施工.19 3.2.4.6喷射混凝土施工.193.3监控量测.21 第四章 质量、安全文明施工及环保保证措施.22 4.1 工程质量保证措施.224.1.1 质量保证体系.224.1.2 质量管理制度.22 4.1.3 质量保证措施.23 4.2 安全保证措施.234.2.1 安全保证体系.234.2.2 安全管理制度.244.2.3 安全生产技术保证

5、措施.254.3 文明施工、环境保护措施.28第一章 工程概况及编制依据1.1 编制依据1.1.1二广高速公路怀集至三水段第十三标段两阶段施工图设计第四册1.1.2实施性施工组织设计1.1.3公路工程技术标准1.1.4锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB 50086-2001)1.1.5公路隧道施工技术规范 (JTJ042-94)、1.1.6公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004)1.1.7 中导坑开挖实际围岩类别及补勘资料。1.1.8 我单位积累的成熟技术、科技成果、施工工法以及从事同类工程的施工经验。1.2工程概况1.2.1地理位置、地形情况 沙塘坑隧道位于四会市黄田镇沙塘坑，

6、全长215米,起迄桩号为K48+360K48+575，为双垮连拱式隧道。隧道区属于丘陵地貌，隧道横穿山丘，进出口段自然坡度较陡，坡角在35-400左右。隧道走向呈南东-北西向展布，山顶高程约95m，最大埋深约43 m。隧道平面线型为直线，纵断面线型为+1.53%和-1.6%的单人字坡,变坡点桩号为K48+460。隧道在斜坡下进洞，洞口地形右低左高，受自然坑影响，进洞后有一段偏压浅埋隧道段。隧道在沟谷中出洞，洞口地形中间低，两侧高。1.2.2气象情况隧址区年平均气温21.0-21.40，最冷为1月，月平均气温12.20，最热为7月，月平均气温28.50。隧址区多年平均降雨量1832mm，每年4-

7、9月为雨季，平均降雨量1377.7 mm,由于暴雨集中,对新开挖地表易造成破坏,且隧址区内局部地势较为低洼,雨季有洪涝现象.隧址区年平均风速1.7m/s，强风向主要为东北到西南风。台风是本地区常见的自然灾害，台风盛行在79月，台风过境最大风速28m/s，破坏力极大，伴随台风而来的是暴雨，甚至引发山洪暴发，山体滑坡等灾害。1.2.3工程地质特征根据中导坑实际开挖围岩级别及补钻地质资料，该隧道实际地质与设计地质存在较大差异，现根据实际地质情况推断如下:隧道进口段（K48+377K48+428）长51m，为强风化花岗岩，围岩级别为级，稳定性较差。洞身K48+428 K48+476段，长48米，下部为

8、弱风化花岗岩，上部为强风化花岗岩，围岩级别III-V级，拱部无支护时易产生较大的坍塌，侧壁时有失稳现象。隧道出口段（K48+476K48+560）长84m，主要为强风化花岗岩，围岩级别为V级，稳定性较差。1.2.4 水文地质条件 该区水文地质条件简单,平常无地表水流,仅在降水后冲沟有短暂流水,水量大小受季节降水量的多少所控制。地下水主要为第四系空隙水及基岩裂隙水，含水量不大，受大气降水的补给水位埋深随季节变化、地势高低的不同而变化。整个隧道施工不存在大规模突水问题，但由于隧道开挖过程中改变了天然地下水的补迳排条件，隧道成为新的局部排泄基准，从而出现局部渗水和涌水现象，主要为雨季地表水沿局部宽大

9、构造裂隙向隧道汇集，形成短时涌水现象。该区最高洪水位低于隧道进、出口高程，对隧道建设无影响。 隧道区地下水PH值为6.8，HCO3-含量为1.79mmol/l，侵蚀性CO2含量为7.12mg/l，SO42-含量为38.0mg/l，总硬度为52.56mg/l。经腐蚀性评价判定该地下水对混凝土无腐蚀性。 经计算推测，本隧道最大涌水量为500m3/天。1.3 主要工程数量序号项目 单位数量备注1土石方开挖m356566.8含土方及软石2工字钢T677.7含22a、18、14工字钢3C20喷射混凝土m33486.4422锁角锚杆m64085中空注浆锚杆m569396钢筋T83.041含连接钢筋及网片7

10、A3钢板T55.0198注浆小导管T42.464第二章 施工组织规划2.1总体施工规划1、施工方法砂塘坑隧道采用三导坑先墙后拱法施工，中导洞已贯通。洞身开挖及支护全长183米, 安排一个隧道施工队，驻扎在隧道怀集端出口。洞身开挖从怀集端开始，先开挖右洞侧导坑,右线正洞掌子面滞后右侧导坑的开挖面20m以上,施工时中隔墙相应里程段必须按图进行支撑、混凝土强度必须符合设计要求。正洞开挖面到中隔墙的施工面的距离V、IV级围岩距离不得小于80m。左线出口明洞施工完成且右线二衬完成30m才能开挖左线侧导坑,右线二衬完成50m才能开挖左线正洞。侧导坑和主洞均采用上下台阶法进行施工， 、级围岩段均采用喷、锚、

11、网结合工字钢拱架支护。2、高压风施工所用高压风由2台22 m3电动空压机提供，电动空压机已安装在怀集端洞口。3、通风由于该隧道较短，断面大，采用自然式通风,并配备轴流风机以防自然通风不能满足施工需要时备用,并采用单管路压入式通风方式。 4、施工用水沙塘坑隧址地下水资源丰富，采用打井取水的方式，其水量可满足施工需求；储水采用40 m3的蓄水池，进洞铺设80mm高压进水管路，高压水泵供压，供施工使用。5、施工用电、照明 隧道怀集端洞口已安设一座630kvA变压器一台。施工用电由380v高压线路接至洞内；并备用一台150KW发电机，确保断电情况下正常施工。洞内动力、照明电源线路采用扒墙式架空架设方法

12、，电线采用BVR150mm2塑料铜芯绝缘导线，摸担采用40404mm的角钢，横担间距10米，电压220V，照明灯具采用防水灯头、150W白织灯泡，灯泡间距15米。2.2 施工资源配置2.2.1 主要管理及技术人员主要管理及技术人员表 表2.2.1-1序号姓名职 务备注1白 强项目经理2刘国顺生产副经理3刘盛辉项目总工程师4杨 玉副总工程师5傅志宇工程部长6王浩军隧道施工员7马耀鹏测量工程师8林 志测量员9刘运林测量员10郭 锐测量员11罗 沛合约部长12李学文计量员13陈 平质检部长14郑绪东质检员15王代燕安全员16刘晶资料员17陈敬武试验工程师18张 磊行政、后勤2.2.2 主要施工机械

13、拟投入本工程的主要施工机械 表2.2.2-1序号设备名称型号产地功率吨位容积单位数量备注1挖掘机神岗2000.7m3台12装载机ZL50C2.5m3台23自卸汽车EQ31415t台64空压机L-22/7x20m3/min台35搅拌机JDY750750L台26配料机HPD10001000L台17混凝土输送泵HBT6060m3/h台18插入式振动器ZH301.1kw台89钢筋切割机GQ40-15.5kw台110钢筋调直机GT4-141.5kw台111钢筋弯曲机GW40-13kw台112电焊机BX3-5038kw台613作业台车自制台114风钻YT-28台1515地质钻机XY-2B台116混凝土喷射

14、机HP2 U-5B台217抽水机D85-455台218灰浆搅拌机PJ02台119压浆机UB3台220防水板焊接器TH-1台121型钢弯曲机台122搅拌运输车3 m3台223电动机15kVA台424变压器630kVA台125发电机TFW-280-L-4150kw台12.2.3 施工测量、试验和检测设备拟投入的主要试验仪器配备表 2.2.3-1序号仪器设备名称数量备注种类型号产地一测量仪器1水准仪AM-24江苏12水准仪AT-G2日本13全站仪DTM-531E日本1二试验仪器1水泥稠度仪套12水泥负压筛析仪FSF-150A无锡13细集料标准方孔筛0.0810浙江14粗集料标准方孔筛2.5100浙江

15、15混凝土振实台1m天津16混凝土坍落度筒100200300天津27电热鼓风干燥箱101-2无锡18锚杆拉力计ML-200B北京19粗集料压碎值测定仪天津110混凝土试模150150150河北611沙浆试模7.077.077.07河北212游标卡尺0-150上海113钢板尺上海114混凝土回弹仪ZC3-A天津1三检测仪器17地质罗盘DQL-8广州118收敛仪ZSW成都119粉尘检测仪CMP5000北京120温、湿度测定仪台121气温计根4 2.3 施工工期安排2.3.1 施工进度计划安排见下表施工进度计划表 表2.3.1-1序号项目单位数量平均进尺/天时间（天）备注1侧壁导坑（1）V级围岩m1

16、251.584（2）IV级围岩m582.5232主洞（1）V级围岩m1251.396（2）IV级围岩m582.029合计2.3.2 计划施工工期中隔墙现剩余99m未施工，按照3m/天的施工进度，需33天。根据右侧壁导坑开挖20m后,中隔墙施工至K48+460处且保证足够的安全距离及支撑安全才能继续开挖的原则，同时按“同一端洞口左右洞口施工掌子面滞后20m以上，时间应滞后20天以上”的设计要求，工期计划如下：右洞开挖： 侧壁导坑：2008年4月5日-2008年7月18日主洞： 2008年4月25日-2008年8月30日左洞开挖：侧壁导坑：2008年4月25日-2008年8月12日主洞： 2008

17、年5月15日-2008年9月20日总体计划工期：2008年4月5日-2008年9月20日二次衬砌的施作时间应在围岩和锚杆支护变形基本稳定后进行。具体应满足下列要求：(1)各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；(2)已产生的各项位移预计总位移量的80%90%；(3)周边位移速率小于0.10.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.070.15mm/d。根据上述要求，衬砌台车到场后拼装完成时间暂定为2008年6月8日前，实际进场时间根据工程实际进度确定。第三章 施工工艺及方法3.1 施工总体规划砂塘坑隧道采用三导坑先墙后拱法施工，中导洞已贯通。洞身开挖及支护全长183米, 安排一个隧道施工队，驻扎

18、在隧道怀集端出口。洞身开挖从怀集端开始，先开挖右洞侧导坑,右线正洞掌子面滞后右侧导坑的开挖面20m以上,施工时中隔墙相应里程段必须按图进行支撑、混凝土强度必须符合设计要求。正洞开挖面到中隔墙的施工面的距离V、IV级围岩距离不得小于80m。左线出口明洞施工完成且右线二衬完成30m才能开挖左线侧导坑,右线二衬完成50m才能开挖左线正洞。侧导坑、级围岩段采用上下台阶法开挖，装载机出渣，采用超前小导管、喷、锚、网结合工字钢架支护。主洞级围岩段采用台阶法开挖，在上台阶留核心土，以人工风镐开挖为主、微振爆破开挖为辅，先施做超前注浆小导管，然后锚、网、喷及工字钢架初期支护，掘进2030m后再进行下台阶开挖及

19、初期支护施工。级围岩段采用上下二台阶开挖方案，台阶长度510m，采用自制钻孔台车配风动凿岩机钻眼、人工装药爆破，先施做注浆小导管，然后锚、网、喷及工字钢架加强支护。隧道钻爆开挖采用微振爆破技术，周边采用光面爆破技术，坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭”的施工原则。出碴采用反铲挖掘机扒碴，ZLC50装载机装碴、5t自卸车运输。3.2 施工工艺中隔墙侧边支顶 右侧导坑开挖 左侧导坑开挖 右上导坑开挖 右下导坑开挖 左上导坑开挖 左下导坑开挖开挖顺序如下图:3.2.1 测量1、洞外控制测量采用三角测量，每个洞口设置3个平面控制点，设于能相互通视、稳固不动、不被干扰、便于引测进洞。 2、高程控制测量

20、采用水准测量，每个洞口布设两个高精度水准点，设于坚固、通视好、施测方便，便于保存且高程适宜处；两点高差以安置一次水准仪即可联测为宜。 3、洞内控制测量采用以下两种导线：施工导线：在开挖面向前推进时，用以进行放样来指导开挖的导线，其边长为1050m。基本导线：当掘进100m左右时，为了检查隧道的方向是否与设计相符，选择一部分施工导线，敷设精度较高的基本导线。 测量精度：水平角测量每站左右角各3个测回，圆周角闭合差小于二等导线限差2.0；水准测量采用往返或闭合路线，每千米水准测量中误差M小于2mm。3.2.2 侧导坑开挖与支护侧导坑开挖从怀集端开始，先开挖右洞侧导坑20m,开挖前,对开挖段中隔墙左

21、侧相对应里程段反方向边进行原木支顶,V级围岩采用5排原木支撑,纵向间距50cm梅花型布置, IV级围岩采用3排原木支撑,纵向间距80cm梅花型布置。中隔墙施工至K48+460时方可继续开挖左侧导坑和右侧正洞，右侧导坑比左侧侧导坑超前20m。 由于边施工中隔墙边进行侧导坑开挖，侧导坑开挖时必须保证足够的安全距离，安全距离不得小于60m，且侧导坑开挖相应里程中隔墙的混凝土强度必须符合设计要求。滞后3-5m超前小导管施工侧导坑上台阶围岩开挖下台阶开挖初喷工字钢架立网片安装锚杆施工喷射混凝土初喷工字钢架立网片安装锚杆施工喷射混凝土下一循环中隔墙支挡 侧导坑开挖施工工艺图 1、围岩的开挖根据中导坑围岩开

22、挖实际情况，侧导坑开挖里程为K48+377K48+560,全长183m。其中V级围岩长度125m，IV级围岩长度为58m。V、IV级围岩段采用上下台阶法开挖，上断面超前35m，作为钻孔喷锚作业平台，超出长管棚地段开挖前先施作超前小导管进行超前支护。 （1）V级围岩开挖V级围岩以人工风镐开挖为主，挖掘机扒渣，铲运机装渣，自卸汽车运输的方式施工。视围岩稳定情况，每循环进尺V级围岩1m；V级围岩段每天施工两循环，循环作业时间见下表： V级围岩侧导坑掘进作业循环时间表(每循环进尺0.65m)项目测量放样超前支护开挖出碴架立钢架锚网喷砼合计时间(h)0.5平均3.53.01.53.512考虑施工干扰，每

23、天平均进尺1.5m。（2）IV级围岩开挖IV级围岩以松动爆破开挖为主，铲运机装渣，自卸汽车运输的方式施工。视围岩稳定情况，每循环进尺1.5m；IV级围岩段每天施工两循环，循环作业时间见下表： IV级围岩侧导坑掘进作业循环时间表(每循环进尺1.0m)项目测量放样超前支护钻眼爆破出碴架立钢架锚网喷砼合计时间(h)0.5平均2.02.00.51.52.512考虑施工干扰，每天平均进尺2.5m。2、围岩的支护（1）V级围岩段支护V级围岩主要分为K48+360K48+428、K48+476K48+560两段。超前支护：采用42mm*3.5mm热轧无缝钢管L=4.5m，环向间距40cm，纵向间距3.0m，

24、外插角100150施作。初期支护：采用18（22a）工字钢纵向间距65cm、D25中空注浆锚杆间距75 cm65cm（环纵L=4.0m）、22药卷锚杆间距120100cm（环纵L=3.0m）、8钢筋网2020cm、28cm厚C20喷射混凝土施做。（2）IV级围岩段支护IV级围岩主要分为K48+428K48+476段。超前支护：采用42mm*3.5mm热轧无缝钢管L=4.5m，环向间距40cm，纵向间距3.25m、外插角100150施作。初期支护：采用14（18）工字钢纵向间距100cm、D25中空注浆锚杆间距100 cm100cm（环纵L=3.5m）、22药卷锚杆间距120120cm（环纵L=2.0m）、8钢筋网2020cm、24cm厚C20喷射混凝土施做。3.2.3 主洞开挖与支护主洞开挖从怀集端开始，可根据有利施工的原则在侧导坑开挖一段距离后及时施工。 滞后5-10m超前小导管施工