隧道工程施工组织设计书

1 隧道工程施工组织设计书 1 编制说明及工程概况 因施工图纸等技术资料不全，此设计仅为初稿，资料齐全后在做修改 ， 此隧道邻近既有线施工，距既有线线间距只有 10 米，因此施工中保证既有线行车安全是安全工作的重点。 隧道起讫里程为 92，于既有大成隧道左侧。 地质构造及地震动参数：岩层产状变化较大，厚层至巨厚层状砂岩的节理不发育，泥岩夹砂岩的节理较发育，节理呈密闭状。地震动峰值加速度小于 地震动反应谱特征周期为 水文地质特征：地表 54 支沟和隧道出口段右侧溪沟中常年有水，水量随季节变化，暴雨后较大。其他沟、槽内有季节性流水。地下孔隙潜水附存于隧道顶沟槽内 覆盖土层中，水位埋深约 1 3m，随季节变化，由地表水补给。地下基岩裂隙水较发育，并具有承压性。进口端地下水储存条件较好，范围较大，涌水量较大；出口端地下水储存条件较差，涌水量较小。水质对混凝土无侵蚀性。 隧道 50 +640， 经过粉质粘性松软地层、埋深较浅覆盖层薄 ，拱顶以上仅 1 4m，故该段采用暗洞明做 施工 。 2 施工组织概述 大成隧道施工方案概述见表一 ： 2 项目名称 施工方案 施工组织 组织 隧道施工三队、隧道施工四队 两个隧道施工队施工，隧道施工三队安排在进口， 按 进 口 里程进洞 ，隧道施工四队安排在00 处， 向 进出口 两个 方向 明挖 组织施工 ，为了保证工期，隧道施工四队可先向进口里程方向快速掘进，同时兼顾向出口方向的掘进施工 。 超前地质预报 隧道地质情况复杂，不良地质可能有破碎带、突水、突泥区、浅埋软弱围岩等。为了制定合理的施工处理方案，实行动态施工， 确保施工安全，确定采用超前水平钻孔、 质雷达、红外线探水仪等物探方法进行综合超前地质预报。 施工方法 1、隧道开挖采用光面控制爆破 措施，初期支护采用 锚 、网、喷 支护 ，拱墙一次衬砌 。 2、隧道正洞按 新奥 法 原理 组织施工， 级围岩地段采用全断面法开挖，、级围岩地段采用台阶法开挖。 3、锚杆采用锚杆台 车 钻孔，混凝土湿喷机喷射混凝土；洞身掘进采用 自制简 易 台 架 钻孔，光面控制爆破；模板衬砌台架立模现浇，混凝土拌合站集中拌制混凝土，混凝土运输车运输，输送泵泵送入模。 4、隧道施工过程中进行监控量测，及 时掌握围岩动态和支护工作状态，保证围岩稳定和施工安全，确保二次衬砌施作时机。 5、 50 +640 段隧道埋深浅，且覆盖粉质粘土较厚，该 段采用 超前大管棚支护 施工 ,施工前做好该段地面排水系统，防止大面积渗水造成坍塌。开挖时用 机械挖掘，人工辅助开挖， 洞内 备好抽水设备， 衬砌采用钢筋混凝土结构，组合钢模立模浇注混凝土。 6、隧道支护、衬砌、钻爆、监测等施工方法详见“ 容。 运输方式 采用挖掘机及侧卸式装载机装碴、自卸汽车运输的方式。 施工排水 顺坡施工，在洞内两侧设排水沟 ，使水自然排出。反坡 施工 排水 , 设置集水坑，多级排水泵站系统逐级排水。 施工通风 采用 长管路 压入式通风。 施工测量 与监测 1、控制测量采用全站仪按导线网进行 控制 ，隧道内的控制网布置成闭合导线环形式，采用二等导线精度进行施测，洞内、洞外高程按三等水准要求施测。 2、隧道洞内施工测量采用经纬仪延伸与激光导向相结合。隧道每进尺 50 100m，根据控制测量的结果进行洞内导线延伸，联测三个以新大 成隧道施工方案表 表一 3 项目名称 施工方案 上同等级控制点。 3、 监控量测工作必须紧接开挖、支护作业，按设计要求进行布点和监测，并根据现场情况及时进行调整或增加量测的 项目和内容。量测数据应及时分析处理，并将结果反馈到施工过程中，以达到及时获得围岩稳定性和支护、衬砌可靠性的 信 息与二次衬砌合理的施作时间，为施工中调整围岩级别、修改支护系统设计和变更施工方法提供依据。 防排水 洞内设双侧水沟，全隧拱、墙衬砌背后设防水板加土工布，施工缝内设置止水条，环向止水条按 10m 一道设置，后环向设软式透水管盲沟，两侧边墙脚设纵向透水管盲沟。 主要 施工机械 开挖：钻孔 台 架 ； 装运：挖掘机 +侧卸式装载机 +自卸汽车； 支护：锚杆台 架 +锚杆注浆泵 +湿喷机喷射混凝土； 衬砌：采用 9混凝土输送车运输混凝土，混凝土输送泵泵送混凝土。 弃碴及环保 斜井弃碴于进口端 50 线路前进方向左侧 300m 处；明挖段弃碴于 50 线路前进方向右侧 100m 处 ；出口弃碴于隧道出口端 50线路前进方向右侧 100 弃碴坡脚设浆砌片石挡碴墙，碴顶设截水沟，并做好碴场排水系统，碴场坡面均予绿化。 施工中产生的废碴、废液按有关环保要求进行处理，不随意弃置、排放，于斜井、明挖段及出口端各设污水处理池一座。 根据上述工期要求，本着“平行作业，全面展开；科学 组织，均衡生产；确保工期，力争提前”的原则， 开展 3个工作面组织施工， 实际安排的工期如下： 开工日期： 2005年 8月 31日； 竣工日期： 2007年 4月 31日； 总工期： 20个月。 详见“ 新大成隧道施工进度计划横道图 ” 。 械设备的配备及材料计划 （ 1） 劳动力使用计划 为了保证隧道按期优质地完成，保证施工技术力量到位，技术工种配套、齐全、数量充分，并略有富裕。新大成隧道两个隧道施工队每队 4 拟上场 148人，包括掘进、衬砌、综合三个工班。掘进工班负责隧道开挖、支护、装碴、运输；衬砌工班负责衬砌，包括模 板台车作业 、洞内防、排水工程、施工混凝土的生产、运输和灌注；综合工班负责风、水、电及设备维修、保养、钢构件加工、场外材料的转运等工作。各工班劳动力具体安排见附 表 二 、 表 三 、 表 四 ： 序号 名 称 人 数 职 责 1 公班长 1 负责施工组织指挥工作 2 安全员 1 负责安全工作，发现和排除事故隐患 3 电工 2 负责电路 4 钻孔 10 负责钻孔工作 5 爆破 6 负责制作起爆药卷、运送炸药、装药、联线、起爆 6 装碴 1 负责装碴 7 扒碴（洞内） 2 负责洞内扒碴 8 出碴运输 6 负责出碴运输 9 支护 8 负责支护、注浆堵水加固地层等 10 守库员 2 看守雷管、炸药库、保管发放火工材料 11 调度 1 12 汽车司机 6 13 机修工 4 一般维修工作 14 辅助工 8 负责洞外装卸、道路维修及其他辅助工 作 合计 58 单口掘进劳 动 力组织及分工表 表二 5 序号 名 称 人 数 职 责 1 公班长 1 负责施工组织指挥工作 2 安全员 1 负责安全工作 3 装料工 4 砂石料及外加剂上料 4 砼泵司机和辅助工 6 操作砼输送泵及装拆管和砼输送车运输砼 5 防水 板工 6 安设防水板及铺设盲管 6 台车就位和辅助工 7 台车的移动，定位及模板轮廓尺寸 7 砼振捣工 3 振固砼 8 模板工 6 避人、车洞模板架立 9 电工 2 负责设备供电 10 修理工 3 负责设备修理 11 电焊工 3 负责焊接作业 12 锅炉工 1 负责冬期暖棚供气 合计 43 单口 衬砌 劳 动 力组织及分工表 表三 6 序号 名 称 人 数 职 责 1 公班长 1 负责施工组织指挥工作 2 风水电 12 高压风水电的供给管理，高压风管的安装 3 通风排烟等 6 通风机、风管、排水管 路安装维修 4 修理工 6 作业区的主要维修工作 5 机加工 12 作业区的所有机加工工作 6 电焊工 8 焊接作业 合计 45 （ 2） 主要机械设备配备 按照“上场时间提前，保证设备机械设备完好率，有足够的维修调试周期”的原则，根据施工需要，有计划、分批组织进场。隧道施工机械设备配置情况见 表 五 ： （ 3） 主要材料供应计划 拟用于隧道施工的主要材料钢筋、水泥应选择国家免检 ，且供应量大，供应及时 厂家供应 原材料，材料砂、石料材料应选用运距短、质量有保证、价格实惠地材。施工中严格按有关进料程序办理，不合格 材料严禁进场使用。 （ 4）施工场地 及临时设施 布置 施工场地平面布置详见 “ 新 大成 隧道施工平面布置图 ” 。 施工队伍驻地布置在离洞口近，地势平缓，上下班方便处。临时设施布设应符合施工要求。 单口 综合工班 劳 动 力组织及分工表 表四 7 序号 名 称 规格型号 数 量 拟用何处 1 电动空压机 20 m3/ 台 供风 2 风动凿岩机 0台 3 抽水机 台 4 潜水泵 台 5 变压器 500 座 6 内燃发动机 125 台 7 装载机 台 8 自卸式汽车 东风 6 台 9 电焊机 台 10 钢筋切割机 台 11 钢筋弯曲机 台 12 钢筋调直机 2 台 13 钻床 1 台 14 湿喷机 台 15 整体式夜压衬砌台车 9m 1 台 16 砼拌和站 套 17 砼输送泵 台 18 砼罐车 6 台 19 拌浆机 台 20 注 浆机 台 21 振动器 6 台 22 爬焊机 2 台 隧道每个单口掘进机械设备配置表 表五 8 23 喷雾机 2 台 24 通风机 2 台 成 隧道作业循环时间计算 根据新 大成 隧道地质情况（级围岩长度为 355m，级围岩长度为2269m，级围岩长度为 结合我单位实际隧道施工技术水平，隧道作业循环时间的计算如下 : 隧道作业循环时间的计算考虑超前地质预报、清除危石、测量放线、台车就位、装药连线起爆、通风、初期支护、出碴作业环节，并考虑一定的机动时间和长期有效率。现对 各 围岩级别 作业循环时间进行计算，详见以下各表： 级围岩全断面法开挖作业循环时间表 （循环进尺 3m） 序号 工 序名称 时间（ h） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 备注 1 超前 地质 探测 超前水平探孔为主 ,地质雷达和红外线探水仪配合使用 ,地质素描作为参考。由于超前钻孔对开挖作业有一定影响，每月按影响 5个作业循环计。 2 清除危石 3 测量放线 4 台车就位 5 钻眼 6 装药连线起爆 7 通风 8 初期支护 支护与出碴平行作业，不另占作业循环时间。 9 9 出碴 合计 个作业循环留 机动时间，每天 2个循环，每月按30 天计，可完成 60 个循环，减去超前钻孔等地质探测影响的5个循环，实际完成 55个循环，考虑长期有效率 90%，实际月进尺 55 3 级围岩台阶法开挖作业循环时间表 （循环进尺 2m） 序号 工序名称 时间（ h） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 备注 1 超前地质探测 超前水平钻孔近距离探测 ,地质雷达和红外线探水仪进一步验证 ,地质素描作参考。每月超前钻孔等地质预测影响作业循环按 7 个循环计。 2 清除 危石 3 测量 放线 4 台车 就位 5 钻眼 6 装药连线起爆 7 通风 8 初期 支护 9 出碴 合计 个作业循环留 天 2个循环，每月按 30天计，可完成 60个循环，减去超前钻孔等地质探测影响的 7个循环，实际完成 53个循环，考虑长期有效率 90%，实际月进尺 53 2 10 级围岩台阶法开挖作业循环时间表 （循环进尺 1m） 序号 工序名称 时间（ h） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 备注 1 超前地质探测 距离预测 ,超前水平钻孔近距离探测 ,地质雷达和红外线探水仪进一步验证 ,地质素描作参考。每月超前钻孔等地质预测影响作业循环按 9个循环计。 2 测量放线 3 台车就位 4 超前支护 5 钻眼 2 6 装药连线起爆 7 通风 0 5 8 初期支护 9 出碴 合计 16 每个作业循环留 天完成 循环，每月按 30天计可完成 45个循环，减去超前钻孔等地质探测影响的 9个循环，实际完成 36 个循环，考虑长期有效率 90%，实际月进尺 36 1 11 新大成隧道施工进度计划横道图 12 、电供应 （ 1） 隧道施工供水系统 施工供水通过修建高位水池解决，水池标高高于洞口 拱顶标高 60m，当水压力不能满足施工要求时，在管路上增设加压泵提升水压。施工水源采用就近的 河流 水、 峡谷修建拦水坝 蓄 水或打井取水，用高压泵抽取。供水管敷设于高压风管同侧，铺设 120无缝钢管引入隧道用水点 。 生活用水以打井取水。 （ 2） 隧道施工供电系统 隧道各施工作业面用电接引 全线贯通 电源，在隧道施工洞口设一配电房，安装 1台 500隧道施工用电。另外再配置一套完整的自发电源以备用。 照明用电采用单独的照明系统，由洞外变电站引电源进洞，用分支电缆、接线盒接入灯具及投光灯，以满足道路和施工照明需要。 隧道 明挖段 、 进 口施工用电规划情况详见下表： 隧道 施工用电规划表 规划内容 明挖段 进口 洞外变压器配备 1台 500台 500备用发电机 1台 125台 125（ 3） 高压供风系统规划 在 隧道 进口 配置 3台 20m3/ 明挖处 设 4台 20m3/分别设空压机房， 为隧道开挖、支护等施工提供高压风。 高压风管在进洞前采用 150洞内分风处设闸阀分风后采用 120内高压风管统一悬吊于断面墙脚侧壁处，便于管理及维修，在空压机 站设总闸阀，各分风点处设分闸阀。施工中加强管理防止漏风。洞内风管长度大于 1000管路最低处设油水分离器，定时放出管中的积油和水。 （ 4） 施工通风方案 13 隧道 明挖段 施工通风 为自然通风 ，明挖结束后采用压入式通风 。 进口采用压入式通风。 通风机选型配置 根据供风量计算，压入式风机可选用 2 台 轴流式风机，配电机功率 110 。 考虑到管路独头通风距离长，风压损失大，为减少沿程风压损失，选用直径 施工通风规划 A、 本隧道 、 级围岩掘进采 用 台阶法开挖，计划上场 20台台耗风量为 3.0 m3/械损风量增大系 作系数取 风量 为： 0*3* B、 喷机 2 台。 耗风量 9.0 m3/械损风量增大系 风量 *4*3.4 m3/ C、 管路耗风量：实际管路长 1700m，配件折合成管路长度为170m，理论长度为 1870m，耗风量 *a=1870* 则级围岩总需风量 ： Q=2+ 在新大成隧道出口段设空压机 4台，进口段设 3台，每台供风量为20m3/ 拌和站（包括砂石料场）均采用砼进行硬化处理，硬化前对基底进行清理、压实，然后施工 10后施工 拟在隧道 明洞段 、 进 口各设置 1座 50m3/个拌和站设三个料仓。分别为隧道施工生产砼。 本隧道需预制的砼构件如隧道水沟、电缆槽盖板数量较大，故在隧道 出 口处设一砼构件预制场，集中预制本标段所需要的砼构件 。 14 在隧道各洞口附近设火工品库房共 2处，火工品库房远离施工区域，并按当地公安机关要求办理有关手续。 在各 作业面 洞外设 污水处理 池，洞内施工排水通过设在洞外的沉淀池净化后按指定地点排放。各施工现场按环保部门的要求，设置符合要求的化粪池、沉淀池、厕所、垃圾处理场等公共卫生场所及粪便、污水净化设施，对施工区内所有驻地的粪便、污水、垃圾、泥浆、工程废料等随时运走或收集处理，并符合环保的要求，自主承担一切费用。在工程完工后，自动拆除相关设施，恢复现场原有面貌，并作适当的绿化处理或 还田。 3既有隧道加固防护施工方案 隧道进口段距既有大成隧道约 10m，修建洞门时需要拆除部分既有大成隧道端墙，施工需注意加强对既有线的防护、监测，保证既有线运营安全。 在需加固的地段 1榀 / 衬砌背后钻孔压注水泥浆，孔径 50距 3m，梅花型布置，孔深为打穿二次衬砌，注浆压力不大于 拱腰至边墙部位采用中空系统锚杆加固，锚杆长 3m，间距 花型布置。 既有隧道加固在断电条件下利用天窗时间作业，施工中对既有隧道内设备进行保护。施 工时与运营部门搞好协调，加强施工组织管理。确保既有线设备和行车安全。 衬砌背后钻孔压注水泥浆作业和拱腰至边墙中空锚杆加固施工采用施工简易移动台架、 用压力注浆泵进 15 行注浆。 施工用风采用 10增压泵补充水压供洞内风钻及其它用水设备使用。 既有 隧道 加固 施工前 必须向铁路部门上报施工方案，经书面同意后， 对 既有 隧道进行检查核对， 作好天窗作业时间内该加固段范围的一切准备工作。 （ 1） 加工简易移动台架 边墙施工作业采用刚度大、装拆方便、轻巧等优点的施工台 架，施工台架满足钻孔压浆要求。 （ 2） 既有线隧道衬砌背后钻孔压浆施工 钻孔为梅花型布置，间距 3m。钻眼前，放出眼孔位置，经检查符合设计要求后方可钻眼。 注浆过程中密切注意衬砌情况，一旦出现变形，立即停止注浆，并采取相应的措施。 （ 3） 既有线隧道中空锚杆加固 拱腰至边墙部位采用系统锚杆加固，锚杆为中空式，长 3m，花型布置。 （ 4） 既有线隧道加固施工中加强施工组织和管理确保施工安全 施工前做好施工组织和安排，建立完善的安全防范机制，确保施工及运营安全，在天窗点结束前，停止加固施工并撤除危害行车安 全的所有机具。 施工中配备足够的专职安全人员，加强对安全的检查和监督工作，及时发现和处理安全隐患，施工人员严格遵守国家及铁道部有关安全施工规范，保证隧道施工安全。 对既有隧道洞内设备采取保护 ,安排专职安全人员跟班作业。确保既有隧道洞内设备安全。 16 4 隧道 工程 施工工艺和方法 前地质预报与补充地质调查 本标段隧道存在断层破碎带、浅埋、突水、煤窑采空区、煤层瓦斯等，加强对有害气体的监测，施工期间应进行超前地质预报工作，以指导施工，确保施工质量、安全和进度。为了制定合理的施工处理方案，实行动态施工，确保施工 安全，确定采用超前水平钻孔和 质雷达、红外线探水仪等物探方法进行综合预测预报。现场成立施工地质预测及预报小分队，由从事多年隧道 施工和地质工作的专业技术人员组成，并聘请富有实践经验和地质资料判释能力的专家作指导。 隧道综合超前地质预测预报的工作和流程如下图。 隧道综合超前地质预测预报流程图 超前地质预报是制定施工方案和工程措施的主要依据，也是隧道施工的一道重要工序。隧道施工中，不良地质地段上述各种预报手段并用，一般地段以掌子面地质素描和水平超前钻孔为主 （ 1） 补充地质调查 补 充 地 质 调 查 掌子面地质调查与素描 长距离探测： 报距离 100短距离探测：地质雷达，探测距离 30m； 红外线探水 仪，探测距离 30m； 超前水平钻孔，探测距离 30 50m 探测资料判释，提出探测意见和工程措施意见 17 是在设计提供的地质资料的基础上，实地调查核实：不同地层、岩性、岩层产状在隧道地表的出露及接触情况。 （ 2）掌子面地质调查及地质素描 调查岩层性质、岩层产状、岩体结构、岩体节理等实际状况及地质构造的变化特征，初步预测掌子面前方的断层，不同岩层的接触面出现位置及前方围岩的稳定性等。 （ 3） 系统具有地震波发射、接收、电脑自动分析成图等功能。其预报工作流程为：掌子面附近侧壁浅孔微爆破产生震源震源发生的地震波向前向外传播 地震波遇不良地质界面产生反射波设备的采集系统接收反射波电脑自动计算生成成果图（反射波波形图、反射能量影像图和隧道探测平面、剖面图）解译人员对成果图进行综合分析判断提出掌子面前方不良地质体的位置、规模的预报意见和相应工程措施的建议。 该系统预报的准确性和精度主要取决于两个方面：一是要严格按规定布置震源孔和传感器接收孔的位置与孔距，并采用两套传感器实施隧道双壁探测；二是成果图解译人员在解译过程中要与其他探测方法的成果资料相互验证综合判断。 隧道采用 测，主要用于预报掌子面前方 100m 左右 范围内的断层破碎带、岩溶溶洞、不同岩层接触带等不良地质体的界面位置。 （ 4）地质雷达探测法 地质雷达是基于电磁波在有效介质中的传播特性工作的。发射天线发出微波频段的电磁波后，遇到不均匀介质或介电常数有差异时会发生反射，反射信号由接收天线接收记录，经微机处理形成雷达剖面图。解译人员对雷达剖面图进行解译分析，提出掌子面前方不良地质体的位置和规模。该法对 30m 范围内的不良地质体，尤其是含水地质体探测效果好。 18 隧道采用地质雷达，主要在临近含水构造地段使用，近距离探测富水断层等。 （ 5）红外线探水法 它是利用地下水活 动引起岩体红外辐射场场强变化特性，推测掌子面前方含水体的一种探测方法。其工作流程为：从掌子面后方的探测段起点，按 5m 点距布设测点使用红外线探水仪量测各测点的初始场强（目标场强）对场强发生变化的测点重复量测，并作横向、垂向扫描，记录所在测点场强的极大和极小值以纵座标为红外辐射场强，横座标为测点，绘制红外探测曲线图根据曲线图，采用趋势外推法，判断掌子面前方的含水体构造。 隧道采用红外线探水仪，主要在 0进一步确定含水体位置及规模。 （ 6）水 平超前钻孔 这是最直观、最可靠的超前探测手段。在本隧道不良地质体多的地段，实施 5孔超前钻孔。探孔布置位置：中部一个，隧道断面周边均匀布置 4个。除中部孔沿隧道轴线施钻外，其余的超前钻孔均向外施钻，其孔底超出开挖轮廓线外 5m。本隧道采用 150型全液压钻机，超前钻孔深 30 50m。主要在 步预测的不良地质体地段前 30下水水量和水压等。超前探孔施工时应注意前一循环钻孔与后一循环钻孔之间要搭接 57m。 施工中，对于已出水的超前钻孔，要进行不间断的水 流量、水压的监测，绘制水量、水压的变化曲线，为制定地下水处理方案提供依据。 道洞口工程施工 （ 1）洞口危岩体处理 为保证进洞施工安全，隧道进出口及斜井井口边坡开挖前，首先对危岩体予以清除，确保洞口边坡开挖及进洞施工安全。清除方法是：对 19 洞顶上部的危岩体由人工用风镐凿除，当风镐凿除困难时，采用弱爆破逐步破除后清理。 （ 2）隧道洞口土石方施工方法 隧道进口路堑开挖时，在洞口施工放样的线位上采用人工配合机械进行自上而下的开挖。坡面凹凸不平处应予整修平顺。仰坡随挖随支护，加强防护，随时监测、检查山坡稳定情况。 （ 3）洞口排水 在洞口施工前先施作洞顶截水沟和洞口排水沟。截水沟于洞口土石方开挖前完成，截水沟及排水沟的上游进水口与原地面衔接紧密或略低于原地面，下游出水口与洞外排水系统妥善连接，保证畅通。 （ 4）仰坡坡面防护 采用挂网锚喷砼防护；洞口上方陡岩上的浮土、危石在施工前彻底清理，并喷砼加固，以保证洞口安全。 锚喷支护前，洞口边仰坡采用人工按设计边坡坡度修刷平整，较大凹洼处可采用浆砌片石充填，以达到坡面平整。锚杆孔采用风枪钻孔，成孔后采用高压风清孔，锚杆砂浆采用砂浆拌合机拌制。初喷一层砼后，布设与绑扎钢筋网，并 与坡面保持密贴。采用湿喷机分层、分片喷射砼。 （ 5）洞门结构及附属工程 洞门在进洞 30增强洞口稳定。洞门基础必须置于坚固的地基上，基坑不得被水浸泡，坑底废碴应清除干净，经监理工程师检验后，方能砌筑或灌筑 砼。 洞门端墙与隧道衬砌紧密连接。洞门端墙两侧同时进行砌筑与回填，防止或减小对衬砌的偏压；洞门墙背面回填及挡墙背回填密实。泄水孔泄水通畅。 隧道洞门端墙嵌入边坡长度必须符合设计要求，端墙基础承载力不小于设计要求。端墙基坑开挖至设计标高并达到设计要求承载力后，及时封闭。 20 洞门施工完成后，洞门 以上仰坡坡面如有损坏，应及时修补，并检查与确保坡顶以上截水沟和墙顶排水沟及路堑或路堤排水系统完善与连通。 身开挖施工方法及作业程序 （ 1）洞身开挖工艺流程 洞身开挖时，首先根据超前地质预报确定的围岩级别及开挖断面大小，确定是否需要进行超前支护，并选择合适的开挖方式， 新大成隧道级围岩拟采用 全断面法 开挖，、级围岩采用 台阶法 开挖 ，然后进行爆破设计，并严格按爆破设计进行打眼、装药及爆破作业，爆破后及时进行初期支护，以有效控制围岩变形。其施工工艺流程详见“ 隧道开挖施工工艺流程图 ”。 21 隧道开挖施工工艺流 程图 采用全断面法施工时，一次钻孔爆破。其作业程序见“ 隧道 /级围岩全断面法施工作业程序图 ”。 超前地质预报 判定围岩级别 钻爆设计 钻爆作业 超前预支护 开挖断面检测 出碴运输 是否需要超前预支护 初期支护 进入下一循环 是 否 22 4465321隧 道 中 心 线（待隧道主体工程完工后，适时施作）。综合超前地质预测预报不良地质处理水沟、电缆槽施作施作仰拱及铺底铺设防水层及 模筑二次衬砌初期支护全断面开挖153说明： 隧道严格按照新奥法组织施工，隧道开挖前采用地质素描、水平超前钻孔、质雷达、红外线探水仪等综合超前地质预测预报体系准确地预报隧道掌子面前方围岩构造及水 文情况，结合断层破碎带及影响带、软岩变形地段的处理进行隧道 的开挖与支护；并根据支护后监控量测隧道围岩变形、隧道支护与 衬砌结构受力情况、以及不良地质地段的处理情况进行隧道的防水 层铺设与模筑二次衬砌。 图中序号为： 1、全断面开挖。2、初期支护。3、施作仰拱。4、仰拱填充混凝土。5、铺设防水板及模筑二次衬砌。6、水沟、电缆槽隧道/级围岩全断面法施工作业程序图施工步骤 23 、 级围岩采用台阶法施工时，级围岩地段开挖前先打设超前 小导管注浆预支护，上台阶开挖采用风枪钻眼、塑料导爆管非电起爆系统、毫秒雷管微差爆破。拱部开挖以“弱爆破、短进尺、少扰动、强支护、快封闭”为原则。松软岩层采用人工配合风镐开挖，隧道开挖后及时施作喷锚支护，下半断面开挖后仰拱及时跟进。 下台阶开挖在上部断面锚喷支护基本稳定后进行，开挖前采取设置锁脚锚杆等有效措施确保支护体系的稳定，下部开挖后立即喷射混凝土，并按规定做好初期支护。 其作业程序见“ 隧道、级台阶法施工作业程序图 ”。 （ 2）爆破作业 根据围岩走向、层厚、石质等地质情况进行 光面 爆破设计。 炮眼布置及起爆网络： 炮眼布置详见附后 “ 隧道级围岩全断面法钻爆设计图 ” 和 “ 隧道 /级台阶法 钻爆设计图 ” 。 实施前先试爆，并根据地质情况及时修正其钻爆参数。 掏槽方式： 全断面法开挖一般采用楔形掏槽或复式楔形掏槽形式，使用钻孔台车作业时，也可以采 用 102钻头中空直眼掏槽。 爆破器材： 爆破器材一般地段选用 2#岩石硝铵炸药，遇水采用乳胶炸药。塑料导爆管毫秒雷管微差起爆。 钻眼： 钻眼前，放出开挖断面中线和断面轮廓线，并根据爆破设计用红油漆 标出炮眼位置，经检查符合设计要求后方可钻眼。 光爆钻孔时，统一指挥协调行动，实行定人、定位、定机、分区按顺序钻孔，避免相互干扰、碰撞、拥挤和窝工。刷帮压顶钻孔时，固定钻孔班，以便悉练技术要领，掌握规律，提高钻孔的速度和准确性。钻眼时，掏槽眼、周边眼按设计的深度、角度施工，误差严格控制在规范允许范围内。 钻眼完毕，按炮眼 布置图进行检查，并做好记录，对不符合要求的炮眼重钻，经检查合格后方可装药爆破。 24 隧道、级围岩台阶法施工顺序图 25 隧道级围岩全断面法 钻爆设计图 隧道级围岩全断面法钻爆设计图7 8 63221 1 11 1 12323700中空眼6034 4 5 666887968附注： 1、围岩地段全断面法钻爆参数表钻爆参数豪秒雷 管段数炮孔名称孔深(m)数量(个)单孔装药量 （装药量 （ 2 4 5 6 7 8 93掏槽眼 掘进眼 掘进眼 掘进眼 掘进眼 掘进眼 掘进眼 周边眼 5 22 9 6 38 4 39 50个233 26 隧道 / 级围岩全断面法 钻爆设计图 27 装药及爆破：周边眼采用 25小直径药卷间隔装药方式，为加快装药速度，其余炮眼采用散装炸药由专用装药机械装药。并采用机制炮泥堵塞，孔外网路采用复式网路联接，全断面一 次起爆。爆破后由专职安全员对危石清理后，方可进行下一道工序。 在施工中要根据光面爆破设计结合现场地质变化情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，实行定人、定岗、定标准的岗位责任制，以达到最优爆破效果。 确保硬岩炮眼残留率达到 80以上；中硬岩炮眼残留率达到 60以上。 施工过程中采用激光断面仪对开挖轮 廓线进行跟踪检测，并根据检测结果修正钻爆设计。 护施工 （ 1） 隧道支护施工工艺流程 详见附后的“ 隧道支护施工工艺流程图 ”。 （ 2） 超前小导管注浆施工工艺及施工方法 （ 3） 超前小导管注浆施工工艺 详见附后的 “ 超前小导管注浆施工工艺流程图 ”。 （ 4） 超前小导管注浆施工方法 超前小导管采用 42热轧无缝钢管，小导管长 每 2环 20根 。小导管搭接长度 不少于 1m。其施工方法为： 小导管制作：管壁每隔 1020错钻眼，眼孔间距为 68 钻孔及插管：注浆管采用风枪钻孔插打或风枪顶入两种方式进行，石质松软时采用风枪直接将钢管顶入；石质较硬时采用风枪钻孔插管，即沿隧道纵向开挖轮廓线向外以 10 15的外插角钻孔，将小导管打入地层。为防止小导管堵塞而影响注浆效果，注浆前采用高压风清洗注浆管 。 28 隧道支护施工工艺流程图 无 有 施工准备 清理危石 通风排烟降尘 处理欠挖 吹净岩面 检查断面超欠挖情况，初喷砼封闭岩面 施做结构锚杆，挂设钢筋网 有无质量问题 施工放样 改 进 安装钢架 符合 否 是否符合标准 施 做拱部超前支护，焊接 调 整 喷射混凝土至设计厚度 开 挖 29 超前小导管注浆施工工艺流程图 注浆： 在小导管前安设分浆器，一次可注入 3 5 根小导管，注浆压力由小到大，从开始 0 升到终止压力 压 3量计显示注浆量较小时，即可结束注浆。必要时可在孔口处设置止浆塞，止浆塞应能承受规定的最大注浆压力。 注浆时由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，采用间隔注浆，最后全部完成注浆。注浆结束后应进行堵口，防孔位放样 风枪钻孔 高压风吹洁孔内钻碴 安设小导管 联接管路及密封孔口 注 浆 地质调查 注浆设计 现场试验 效果检查 制定施工方案进入施工 施工准备 混凝土封闭掌子面 设备准备 管材加工 材料准备 机具准备 30 止浆液外流。 （ 5） 中空注浆 锚杆施工工艺及施工方法 中空注浆锚杆施工工艺 详见“ 中空注浆锚杆施工工艺流程图 ”。 中空注浆锚杆施工工艺流程图 中空注浆锚杆施工方法 中空注浆锚杆主要用来作系统支护。做法是：开挖后在拱部按设计要求间距打设锚杆，然后压注水泥砂浆，在隧道的拱墙部位形成整体支护结构。 锚杆的安装： 放线：按设计间距在隧道拱部标出锚杆位置连接锚杆：先清理钻头、锚杆孔中异物，然后将钻头安装在锚杆一端，再将凿岩机以套管连接在另一端。 钻进及安装：将锚杆的钻头对准拱部标出的锚杆位置孔位，对凿岩机供风供水，开始 钻进，钻进应以多回转、少冲击的原则进行，以免钻碴堵塞凿岩机的水孔；钻至设计深度后，用水或高压风清孔，确认畅通后卸下钻杆连接套，保持锚杆的外露长度为 10 15 检查锚杆锚杆连接 标出锚杆位置 锚杆钻进 检查孔眼是否畅通并装止浆塞 备 料 注浆 制备浆液 封 口 清洗整理 31 注浆：锚杆注浆采用 专用锚杆注浆机。为了保证注浆不停顿地进行，注浆前应认真检查注浆泵的状况是否良好，配件是否备齐；制浆的原材料是否备齐，质量是否合格等。 采用水泥砂浆，初步选定配比为：水泥：砂：水 1： 1： 加剂添加量为 :水泥：早强剂 1： 浆按以下程序进行：迅速将锚杆、注浆管及注浆泵用快速接头连接好；开动注浆泵注 浆，直至浆液从孔口周边溢出或压力表达到设计压力值为止。应注意，每根锚杆必须“一气呵成”；一根锚杆完成后，应迅速卸下注浆软管和锚杆接头，清洗后移至下一根锚杆使用。 若停泵时间较长，则在下根锚杆注浆前要放掉注浆管内残留的灰浆；注浆过程中，每次移位前应及时清洗接头，以保证注浆连续进行。 （ 6） 砂浆锚杆施工 砂浆锚杆杆体采用 20锰硅 22杆长度和环向间距按设计要求确定。 砂浆锚杆施工采用简易钻孔平台架操作，由人工用风枪钻眼，按设计要求间距和深度布钻施工。成孔后 ,用高压风吹净孔内岩屑，然后用注浆机将早 强水泥砂浆注入锚孔内，再将锚杆插入孔眼内。 安装要点：对于向下的锚杆，应将注浆管 插入孔底，随后边注浆边向外拔注浆管，直到注满为止；对于向上的锚杆，应采用排气注浆法，将内径 4 5厚 1 在孔外留米左右的富余长度；将锚杆缓慢送入孔中至设计位置；将长 250 300径 25浆前应检查排气管，当确认注浆管畅通时即可注浆，注浆时正常情况下有气体排出，当把排气管放入水桶不冒气泡时即可停止注浆；三天后安装垫板并拧紧螺帽。 （ 7） 钢筋网的挂设 钢筋网使用前清污除锈，现场预点焊 成网片，在围岩表面喷射一层 32 砼后挂设，随受喷面起伏铺设，钢筋网与锚杆联结牢固，喷射砼时不产生晃动。网片铺设时应紧贴支护面，并保持 3050保护层。 网片加工与铺设应符合下列要求：钢筋网所采用钢筋型号和网格尺寸必须符合设计要求；钢筋网铺设前必须进行除锈；钢筋网片应与锚杆、钢纤钉、格栅钢架牢固焊接，网片搭接长度不得少于 20 （ 8） 喷射砼（微纤维砼 )施工工艺及方法 喷射砼施工工艺流程 详见如下的“ 喷射砼施工工艺流程图 ”。 喷射砼施工工艺流程图 喷射砼施工方法 A、 喷射砼 待喷面 处理： 检查待喷面尺寸、几何形状是否符合设计要求；拆除待喷射面影响喷射作业的障碍物，对不能拆除者加以保护；为保证施工质量和施工作业安全，施工前喷射面进行如下处理：清除浮面和有害的粘着的杂物、木片等；有涌水的地方要做好排水；喷射面吸水性较强时要预先洒水；凡设有加强钢筋或铁丝网时，为了不致反弹，要将钢筋或铁丝网牢固地固定在喷射基层面上。 喷射砼 : 细骨料 粗骨料 水泥 水 外加剂 搅拌机 湿喷机 机械手 速凝剂 压缩空气 受喷面 微纤维 33 采用砼喷射机械手湿式喷射砼，将已加水拌和好的混凝土拌和料压送至喷嘴处，然后在此加入速凝剂，在压缩空气助推下喷出。湿式喷射粉尘少，回弹少，砼质量易保证。 湿式喷射机的工 作风压以大于 宜，以利于克服拌和好的砼在管道内流动的阻力。 水压一般比风压大 右为宜。采用向水箱中通高压压缩空气，以获得稳定水压。 喷头与受喷面的距离以 射时喷头与受喷面保持垂直，若受喷面被钢筋网覆盖时，可将喷头稍加倾斜，但不宜小于70。如果喷头与受喷面的角度太小时，会形成砼湿料在工作面上的滚动，产生出高低不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷射砼的质量。喷射路线应自下而上，呈“ S”形运动。 一次喷射厚度太薄，集料易回弹；一次喷射厚度太厚，易出现喷层下坠、流淌 ，或与岩面之间出现空壳。因此，一次喷射厚度一般不小于集料粒径的两倍，以减少回弹率。 影响一次喷射厚度的主要因素是砼的坍落度、速凝剂的效果及气温。一般 8右的坍落度可获得较厚的喷层；能保证砼在 2凝结的效果较好；作业面的气温以 15以上为宜。 当喷射砼设计厚度大于一次喷射厚度时，应分层进行喷射。两次喷射的最小时间间隔，在常温 (15 20 )条件下，掺速凝剂或用喷射水泥、双快水泥等速凝水泥时，为 15 20间隔时间超过 2h，复喷前应喷水湿润。 为使水泥充分水化，减少和防止收缩裂缝，在喷射终砼终 凝后即开始洒水养护。养护时间和洒水次数，取决于水泥品种和空气湿度，在任何情况下，养护时间不小于 7d。 B、 喷射微纤维混凝土 本工程要求喷射混凝土采用聚丙烯微纤维混凝土，微纤维掺量按 34 搅拌 :搅拌混合料时，采用微纤维拌料机往混合料中掺入微纤维，使用强制式搅拌机搅拌。微纤维在混合料中应分布均匀，不得有成团，否则将物料再次过筛，打散后再投入搅拌。 施喷：采用湿喷工艺。在喷射砼中，要求喷枪距工作面的距离保持在 枪应保持与工作面垂直连续、平稳的小圆周运动。 C、 有水地段喷射砼的施工 措施 改变配合比，增加水泥用量；先喷干混合料，待其与水隔离后，逐渐加水喷射，喷射时由远而近，逐渐向涌水点逼近，然后在涌水点处安设导管，将股水引出，再在导管附近喷射；当涌水地点不多时，采用开缝摩擦锚杆进行导水处理后再喷射砼；涌水严重时，可设置泄水孔，边排水边喷射；严格控制喷射机的工作风压；合理选择喷射砼配合比，适当减少最大骨料的数量，使砂石料具有一定的含水率，呈潮湿状；掌握好喷头处的用水量，提高喷射操作熟练程度和技术水平；掺入粉尘抑制剂和采用特殊结构的喷头。 （ 9） 格栅钢架制作 与 安装 格栅钢架按设计要求焊制， 按设计位置安放就位，并与超前水平锚杆焊接牢固。 格栅钢架安装前必须在拱部安设 25 中空注浆锚杆，挂网后先喷一层砼，然后再安装格栅钢架，格栅钢架与水平超前锚杆、环向中空注浆锚杆相焊接，并施作锁脚锚杆，然后按设计要求分层喷射砼。 （ 10） 大管棚施工工艺及方法 35 +550段采用拱墙大管棚加强支护，拱部设一环 159超前大管棚，环向间距 注 1： 1水泥浆，注浆压力不少于 跟管钻进管棚工艺与施工钻进系统工作原理 钻进时钻机带动钻杆回转，钻杆将回转扭矩传给潜孔冲击器， 当压 35 缩空气从钻杆送入钻孔冲击器使之工作后，由潜孔冲击器通过花键带动冲击导正器转动。冲击导正器上有偏心轴，上面安装着偏心钻头，由于偏心轴上的摩擦力小于孔底围岩对偏心钻头的摩擦力，冲击导正器转动时，偏心钻头张开，并在开启到设计位置后被限位键限住，随着导正器回转，冲击器活塞冲击导正器，导正器将冲击波和钻压传递给偏心钻头，对孔底岩石进行破碎。由于偏心钻头钻出的孔径大于钢