邓家山隧道施工组织设计.doc

重庆中环建设有限公司 邓家山隧道施工组织设计南部县定升公路一期建设工程二标段项目经理部邓家山隧道施工组织设计编 制: 复 核: 审 核: 编制单位： 编制日期: - 100 -目 录1 综合说明及工程概况51.1 编制依据51.2 编制范围51.3 编制原则51.4 工程概况62 总体施工组织安排112.1 施工总体目标112.2 施工组织管理122.3 施工现场布置142.4 机械设备配置212.5 进度计划223 施工方案及方法253.1 隧道施工方案概述253.2 爆破设计263.3 钻爆作业313.4 洞口及明洞工程323.5 隧道贯穿施工方法343.6 隧道洞身施工方法及工艺343.7 防排水施工方法493.8 仰拱及填充混凝土施工方法513.9 隧道二次衬砌施工方法523.10 隧道混凝土路面板施工533.11 隧道装饰553.12 隧道控制测量与施工测量553.13 隧道超前地质预报方法603.14 逃生通道设置方案634 安全保障措施644.1 建立安全管理体系644.2 加强教育引导，全员参与654.3 建立安全风险抵押与岗位责任制654.4 建立与完善安全生产管理制度654.5 建立安全生产奖惩制度664.6 现场安全监控664.7 消防治安管理674.8 施工机械安全管理674.9 爆破安全管理684.10 隧道施工安全管理695 文明施工保障措施745.1 文明施工保证体系745.2 现场文明施工保证措施755.3 “扰民”问题的处理755.4 文明施工管理制度766 环境保护措施786.1 环境保护管理体系786.2 环保保障措施797 质量保证措施827.1 质量保证体系827.2 质量管理措施838 工期保障措施888.1 工期保证体系888.2 确保工期的主要措施899 雨季施工措施9110 冬季施工措施9211 附图941 综合说明及工程概况1.1 编制依据1.1.1 南部县定水镇至升钟湖至思依公路一期建设工程两阶段施工图设计文件。1.1.2公路工程技术标准（JTG B01-2003）、公路隧道施工技术规范（JTGF60-2009）、公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004）、公路工程施工安全技术规程（JTJ 076-95)、地下工程防水技术规范（GB 50108-2008）、锚杆喷射混泥土支护技术规范（GB 50086-2011）、混泥土和钢筋混泥土排水管（GB/T 11836-2009）1.1.3建设单位对工期和质量的要求。1.1.4现场调查资料和公路工程施工相关定额。1.1.5本施工单位拥有的科技成果、管理水平、现有的技术储备、综合施工力量和多年积累的施工经验。1.2 编制范围邓家山隧道左线ZK17+097ZK17+717、右线K17+075K17+710的洞口工程、明洞工程、洞身开挖、初期支护、二次衬砌、砼路面、附属工程及隧道注浆堵水。1.3 编制原则1.3.1 确保满足合同文件对本工区的工期、质量、安全、环保、文明施工等方面的要求。1.3.2 充分考虑本工程的施工环境及工程特点。1.3.3 根据开展合理化建议活动，做好工程成本分析，做到及时准确计量，确保专款专用，保证工程生产的正常运转。1.3.4 坚持实事求是，注重调查研究，合理安排工期，周密组织劳动力，采取有效方法科学组织施工，确保安全、优质。1.3.5 实施“项目法管理”原则，按ISO9002系列标准建立质量保证体系，加强质量管理，降低工程成本，提高经济效益。1.3.6 现场实行规范化管理，标准化作业，严格遵守环境保护法和当地地方政府及环保部门对环境保护和水土保护的有关规定，保护生态环境，维持生态平衡。1.4 工程概况1.4.1 工程简介邓家山隧道左洞全长620m，右洞全长635m，属于中型隧道，设计等级为双向四车道一级公路，设计荷载为公路-级，设计行车速度为60Km/h，隧道设计路面横坡单向坡2，隧道设计为二级防水，二次衬砌砼抗渗等级不小于P8，隧道建筑限界净宽为9.75m，净高为5.0m。隧道进口属南部县永红乡凤仪村所辖，进口以南约800m为乡道，出口属南部县永红乡五爱村所辖，出口以西约600m为乡道，隧道出口顶部有简易机耕道。该隧道从出口向进口单向掘进施工，需修建便道约600m，交通较为不便。隧道洞身段最大埋深 118m，洞身围岩岩性为砂岩和泥岩互层，砂岩属软岩，泥岩属极软岩。岩层呈单斜产出，产状较平缓，未发现断层经过，岩体整体较完整。洞身地下水以基岩裂隙水为主，呈点滴状、串珠状渗出，雨季期间水量较大，可能呈线状渗出。 1.4.2 工程地质隧址区位于四川沉降盆地的东北部，本区处于扬子准地台川中台拗带内。本区构造以褶皱为主，地层平缓是本区最显著的构造特征，除局部地段外，岩层最大倾角不过 78，一般在 4以下。挽近时期体现为大面积的的间隙性上升运动。隧址区位于万华西向斜东翼，轴向 E70S，隧址区岩层产状为 2106，隧址区中风化岩体较完整，主隧道进口段主要发育有 2 组裂隙，均属于走向剪节理：组裂隙，其产状为 12177，闭合微张状，面平直，无充填，延伸 815.0m，间距为 13m，切割大于 5m，为硬性结构面，结合程度一般；组裂隙，产状为 20887，闭合微张状，面平直，无充填，延伸 36.5m，间距为 14m，切割 1.56.0m，为硬性结构面，结合程度一般。隧道出口段主要发育 2 组裂隙，均属于走向剪切理：组裂隙，其产状为 35586，微张状，面平直，局部见粘性土充填，延伸 56.0m，间距为 1.53m，切割大于 3m，为硬性结构面，结合程度一般；组裂隙，产状为 28178，闭合状，面平直，未见充填，延伸 35.0m，间距为 23m，切割 130m，为硬性结构面，结合程度一般。隧址区穿越地层为侏罗系上统蓬莱镇组第二段(J3p2)、主要岩性为砂岩、泥岩组成。第四系覆盖层为残坡积层(Q4el+dl)。现由新到老分述如下：第四系全新统残坡积层(Q4el+dl)主要由粉质粘土构成，主要分布于隧道洞身平缓台地和隧道进、出口段的缓坡地带。粉质粘土：棕褐、黄褐色，主要由粘、粉粒组成，偶夹砂岩、泥岩碎石及角砾，湿，呈可塑状，表层含植物根系。侏罗系上统蓬莱镇组第二段(J3p2)为砂岩及泥岩不等厚互层。分布于白垩系苍溪组下部，在坡脚零星出露，与第四系覆盖层呈角度不整合接触，与上部白垩系苍溪组地层整合接触。砂岩：灰白、浅肉红色，中细粒结构，中厚厚层状构造，钙质胶结为主，主要由长石、石英组成，含云母。局部夹紫红色泥质团块及泥质条带，可见层理。中风化岩体较完整，层间结合较好一般。泥岩：紫红色，粉泥质、泥质结构，中厚层状构造，主要由粘土矿物组成，局部含砂质较重及夹薄层状砂岩或砂质条带、钙质团块。中风化岩体较完整，层间结合较好一般。1.4.3 水文地质隧址区内地下水可分为松散堆积层类孔隙水及基岩裂隙孔隙水。（1）松散堆积层孔隙水隧址区松散堆积层孔隙水主要赋存于进、 出洞口斜坡坡脚一带及洞身平缓台地上残坡积层(Q4el+dl)中，主要接受大气降水的入渗补给，隧址区进出洞口集雨面积较小，向坡下沟谷及下卧层分散性排泄量少。经钻孔揭露，隧道洞身平缓台地内残坡积土层厚度较小，揭露最大厚度为3.0m，土体主要由粘、粉粒组成，但含有 2030%碎、块石颗粒，透水性相对较好。隧址区斜坡坡度较陡，大多基岩裸露地表，地表水顺坡面排泄，地表水的排泄条件好。综上，隧址区地下水补给量少，含水总量较贫乏。（2）基岩裂隙孔隙水隧址区无大的地表水体，地下水的补给主要由大气降水的入渗。基岩裂隙水径流排泄方式因含水层类型而异，基岩浅部风化带裂隙水在岩层露头部分为补给区，接受大气降水的补给，并沿风化裂隙向坡脚排泄，其流量受大气降水的控制，具有就近补给就近排泄的特点。微风化基岩裂隙水主要接受上部风化带裂隙水的补给和大气降水补给，在水压力作用下，沿岩层裂隙向下径流，在相对地势低洼地段分散排泄。隧址区下伏地层为侏罗系上统蓬莱镇组第二段(J3p2)的砂岩、泥岩。其地下水类型主要为风化网状裂隙水和基岩孔隙裂隙水。主要赋存于风化裂隙和岩体孔隙裂隙中，且受岩体中裂隙发育程度控制，隧址区为砂、泥岩互层，其中泥岩为相对隔水层，隧址区含水层被相对隔水层（泥岩层）所间隔，每一含水砂岩层为相对独立的含水单元，构成各自的补给、径流和排泄系统。 1.4.4 工程重点、难点分析（1）工程重点本隧道工程地质条件复杂，施工过程中必须严格按照设计和规范做好超前地质预测预报工作，准确的把握好地质情况，对地质较差段要有充分的准备，提前做好施工预案。隧道左、右线净距12.53m，属于小净距隧道，施工过程中必须严格按照设计要求分先行洞和后续洞施工，且施工时应遵循“短进尺、如爆破、勤量测、早封闭”的指导原则。施工中加强监控量测，根据监控数据及时掌握围岩动态和支护结构工作状态。从而及时调整支护参数，防止出现塌方。隧道初期支护应紧跟开挖及时施作，控制好围岩变形，最大限度的发挥围岩的自承能力。施工过程中必须采取有效的防坍方措施，并严格按照设计和规范设置逃生通道，制定逃生预案并演练。隧道施工应注意保护周围生态环境。抓好现场监督，以严格的管理确保工程质量和施工安全。（2）工程难点洞口段围岩主要为残坡积粉质粘土层及强-中风化层砂质泥岩和粉砂岩组成，土层最大厚度约2m，强风化层厚约2-5m，土体及强风化岩层工程地质性质差，隧道埋深较浅，洞顶易发生塌方，侧壁经常小塌方，浅埋时易出现地表下沉。级围岩地段岩性主要由侏罗系上统蓬莱镇组第二段（J3P2）砂岩组成，中风化，厚层状结构。岩层整体较完整，岩层产状较平缓，可能夹有泥岩层，拱部无支护时可能发生较大规模坍塌，侧壁有时失去稳定。隧道左右线相距较近，施工过程中干扰较为严重。2 总体施工组织安排2.1 施工总体目标2.1.1工期目标隧道计划2016年10月15日开工，2017年10月20日全部完工，总工期12个月，满足业主及优选文件工期要求。2.1.2 质量目标工程交工验收质量评定：合格；工程竣工验收质量评定：合格。杜绝发生一切重大质量责任事故。2.1.3 安全生产目标施工期间实现无工伤死亡事故，无重大机械设备事故，无交通死亡事故，无火灾、洪水事故、无重大顶板安全责任事故、无重大突水突泥事故。事故轻伤率控制在0.5%以内，杜绝重伤，安全生产达国家标准。推行质量事故、安全事故 “双零”目标管理，以安全生产促进进度、质量、成本管理。2.1.4 成本控制目标实行严格的精细化管理，杜绝浪费，向管理要效益，由管理控制成本。并在与业主、设计、监理等各方充分沟通的前提下，实事求是，积极提出工程施工合理化建议，实现工程投资和企业效益双赢的目标。2.1.5 文明施工目标创建文明施工工区、生产及生活小区，推行施工文明化管理。现场文明施工水平达到国家级企业应有水平，以文明施工促进安全生产和项目管理。2.1.6 环境保护目标不污染、不破坏生态环境，全面实现工程施工期间外界向业主“零投诉”,以及确保社会、居民投诉及抱怨事件的处理率100%的环境保护目标。2.1.7 施工人员健康目标使全体参建人员的健康得到充分保证，岗前体检率100%，杜绝疾病流传、辐射、有毒有害气体等损害人身健康的事件发生。2.2 施工组织管理2.2.1项目组织机构成立“重庆中环建设有限公司南部县定升公路工程项目经理部”对本工程项目的质量、安全、进度、成本等生产经营活动进行全面管理、组织指挥和内外协调。项目经理部下设工程部、安全部、计划合同部、物设部、综合办公室和工地试验室。2.2.2施工队伍组织及任务安排根据本工程类型特点及工期要求，拟从本公司已经完工和即将完工的类似项目调遣和组建一支技术熟练的专业隧道施工队伍。施工队根据所属工程性质及工作量大小自行组建若干施工班组，各班组在施工过程中须协调一致，配合施工。其劳动力配置详见表2.2。表2.2劳动力计划配置表序号工种名称小计备 注施工队1施工管理人员42安全员2 3掘进工404爆破工35通风工46砼工247支护工248钢筋工129电 工210钳工311电焊工312机修工313各种司机1514普 工10合计1492.2.3 人员保障人员从专业、经验、工作业绩及数量上充分保证本工程施工的具体需要。加强对各类施工作业人员和管理人员质量意识和安全意识的培训，并组织学习各种施工规程规范，坚持持证上岗制度，未经过教育培训或考核不合格的人员不得上岗作业；对特种作业人员采取培训和持证上岗制度，安装拆卸工、爆破作业人员、焊钳作业人员等特种作业人员必须按照国家有关规定经过专门的安全培训，并取得特种作业操作资格证书后方可上岗作业。施工现场的项目负责人、技术负责人及专职安全生产管理人员必须经建设行政主管部门或者其他有关部门考核合格后方可任职；安全生产教育培训考核不合格的人员，不得上岗。根据工程具体情况和工程进度，加强职工思想教育与质量安全教育,不定期进行管理能力和操作技能方面的培训，以提高施工作业人员的综合水平，从而保证劳动主体在工程的质量、安全、进度控制系统中发挥主体自控作用。根据施工安排，提前作出调查，做好农忙季节职工的思想工作，解决职工的实际困难，实时展开施工高潮的动员；实行保勤奖励政策，提高节日及农忙季节出勤工作人员工资待遇，并开展劳动竞赛，提高工人劳动积极性；安排后勤人员走上一线，顶替缺岗，防止因施工人员短缺而造成停工；严格控制“三假”，实行调休轮休制；开展党员、团员献公休等有益于进度保证的活动。根据本工程特点，按一定比例配足不同工种的技术工人，施工中合理调整，以确保工程质量和满足施工进度要求；建立健全各项规章制度，以制度管理员工，以规章约束员工行为，同时搞好工资分配，充分发挥工资的激励功能；对上场施工人员提前计划，在施工高峰期人员不足情况下，组织部分当地技术工参加施工。设置后勤保障机构，组织后勤保障工作，并配置必备的生活设施设备和器具，建立健全生活保障系统的各项管理制度；根据施工地区气候条件，配足施工人员特需用品以及生活用品，并有一定的储备，以满足紧急需要。2.3 施工现场布置2.3.1 施工用电本工程施工用电与当地供电部门协商将高压线接到隧道出口，邓家山隧道拟定左右线同时从出口往进口方向单向掘进，在出口周边设置变电所供压风站、搅拌站、钢筋加工棚、施工及办公生活用电。变电站内拟定配置1台800KVA变压器，同时配备1台300KW柴油发电机作为应急保障。（1）邓家山隧道（左右线）最大用电负荷量计算压风机站1座：空压机4台，每台功率110KW，合计440KW。局扇2座：每座功率275KW，合计300KW。砼拌和站1座：功率55KW。左右线洞内用电：二衬275KW，喷砼215KW，排水215KW，照明215KW,合计240KW。钢筋加工厂1座：60KW。高位水池水泵（左右线公用）：11.5KW。项目部办公及施工队生活用电：50KW邓家山隧道施工高峰期用电负荷为1156.5KW。（2）变压器选型 根据公式SB=PKtKfKb/Kdcos计算变压器容量。 其中：P装机容量； Kt同时使用率取为0.8 Kf负荷率取为0.8 Kb备用系数取为1.1 Kd电网效率取为0.9 cos加权平均功率因数取为0.8 根据计算，邓家山隧道需要配用电容量为723KW，为满足正常施工需配置1台800KVA变压器。（3）施工照明施工采用节能光源进行洞内外照明，节能光源采用低压碘钨灯、高压钠灯、钪纳灯等。节能光源照明布置见下表。 节能光源洞内外照明布置工作地段照明布置开挖掌子面后40m以内作业段单侧采用220V300W射灯两盏，灯高度距隧道底板高2.5m开挖掌子面后40m以上区段每间隔15m安装一盏100W灯，灯距隧道底面高2.5m混凝土衬砌台车作业段台车前后方10m15m范围，各增设200W高压钠灯各1盏，台车上增设220V200W卤钨灯成洞地段每隔30m安装高压钠灯1盏掌子面及喷射砼作业面安装220V300W卤钨灯3盏洞外场地每隔200m，安装200W高压钠灯1盏设置固定式照明设备，并设置应急照明设备，应急照明灯具安装间隔不大于50m，且必须在供电中断时能自动接通并能连续工作2h以上。2.3.2施工用水在邓家山隧道出口端左侧沟谷内设置截流坝储水，采用水泵和100mm钢管将水抽至高位水池，洞外施工用软管将水直接从高位水池引到混凝土拌合站，洞内施工用水先采用108mm钢管将水引到洞口，再在洞口设置增压泵加大水压力，最后再通过108mm钢管将水引到洞内工作面。2.3.3施工通风邓家山隧道采用单向掘进施工，最大通风长度达650m，根据设计资料，隧道穿越区无瓦斯等有毒有害气体，根据我项目部在类似工程通风经验，从技术、经济等多方面综合研究比较拟定，该隧道施工通风采用压入式通风。（1）通风一般要求由于本工区隧道开挖主要采钻爆法，装载机配合自卸汽车出渣方式施工，因而本隧道通风除供施工人员呼吸、稀释炮烟外，主要以稀释内燃机废气为控制指标。隧道施工要求达到开挖面风流中氧气含量不低于20%，气温不高于28，二氧化碳含量不超过0.5%，一氧化碳含量不大于30mg/m3以及其它有害气体容许值等，隧道内风速不小于0.15m/s，但不大于6m/s，提供新鲜空气每人不小于3m3/min。（2）通风设备配置计算洞内所需风量风量影响因素在施工中，新鲜空气的补给量主要按以下因素确定：排除掌子面一次爆破所产生的有害气体（炮烟）；洞内柴油机械产生的有害气体；洞内最小风速的要求；洞内人员呼吸所必须的供氧量。风量计算洞内所需风量分别按下式进行计算，并取计算结果的最大值作为供风标准。（a）.按施工人员计算需要风量Q1=qmR式中：R-风量备用系数，取R=1.15；m-洞内工作人员最多人数，取m=50人；q-洞内每人所需新鲜空气量，取q=3m3/min；Q1=3501.15=172.5 m3/min。（b）.按允许最小风速计算Q2=60SV式中：S-隧道断面积，取S=93.49m2（按级围岩断面计算）；V-允许最小风速，取V=0.25m/s；Q2=6093.490.25=1402.35m3/min.（c）.按洞中同一时间内爆破作业的最多药量计算Q3=5Ab/t式中：t-通风时间，取t=30min；A-同时爆破的最大用量，取G=71kg（按级围岩正常段计算）；b-1kg炸药爆破时所构成的CO体积（L），取b=35代入各项参数计算得：Q3=57135/30=414.2m3/min。（d）.按洞内内燃机械的使用量进行计算Q4=NiA式中：Ni-内燃机械总功率（KW），此处按3台机械同时在洞内作业进行计算；1台3 m3装载机158KW、2台15吨自卸汽车2188KW考虑，总功率534KW。A-每千瓦功率所需风量（m3/min），此处取4代入计算得：Q4=5344=2136 m3/min。通过计算可得，主洞段风量：Q=maxQ1，Q2，Q3，Q4=max172.5，1402.35，414.2，2136=2136 m3/min管道漏风系数管道漏风系数的大小直接关系到通风系统的合理配套。管道漏风系数是一个综合系数，影响漏风的因素众多，其中风管的材料选择、制作工艺及管道接头的连接方式、每节风管长度等因素与漏风系数有着直接关系，而现场风管安装质量的不确定性对漏风的影响更大。根据国内外隧道施工经验，漏风系数P一般取1.1.风机参数计算a、风机风量在长管路压入式通风中，当风管末端（或掌子面）风量确定以后，风机风量的大小取决于管道的漏风系数，其关系为：Qm=PQ 其中：Qm风机风量； P漏风系数； Q计算所需风量。通风管道漏风系数P取1.1，则Qm=PQ=1.12136=2350（m3/min）.b、风机风压计算：h总阻= h摩+h局+h正=(LU/S3+0.612/S2)QQm+Q2/D4摩擦阻力系数，0.0028Ns2/m4L风管长度，正洞600mU风管周边长度， 3.768mS风管面积， 1.13m2Qm风道流量，正洞42.63m3/sQ风管出口流量，正洞33.3m3/s局部阻力系数，此处取=0.14风筒出口局部阻力系数为1，则:h总阻正洞= 3670Pa（3）通风机的选型：在施工中主要采用轴流式通风机，选择时按Q机1.1Q供（1.1是风量储备系数）及h机h总阻，根据计算结果：隧道供风风机采用山西侯马鑫丰康风机有限公司的SDF(B)-NO11型轴流风机，该风机风量为13992725 m3/min、全压4800pa、最大功率275KW；为了节约成本，施工前期可单机或者选取小型风机进行通风。SDF(B)-NO11型轴流风机特点：机壳内有吸音材料，噪音为国际A声级38分贝，从而降低了施工环境噪声污染，并且该机易于维修。（4）施工通风布置在洞口各安装1台SDF(B)-NO11型轴流风机，风管直径1.2m。（5）通风管理在系统布置上，坚决杜绝各种形式的循环风。通风机距洞口不少于30m。出风口到工作面的距离不超过15m。建立专业通风维修技术队伍，派专人专职负责通风系统的日常检查、维修。风管安装必须做到平直、挺直、紧扎、安稳；风管破损及时修补，以减少接头、破损漏风和降低局部阻力。风筒通过二衬台车时，在衬砌台车上放置折叠伸缩式管筒，随台车的移动前后伸缩，与风管相通。加强通风设备的维修管理工作，使设备状况始终处于良好状态。施工时根据通风情况，可在开挖工作面和衬砌工作面布设小型局部风扇，以确保工作面空气清新、流畅。2.3.4 施工高压风压风机站设置在邓家山隧道出口左、右线之间，内设4台20m3/min的电动空压机，为邓家山隧道左、右线施工集中提供高压通风，高压通风管道采用100mm的无缝钢管，设在隧道边墙墙脚处，管子下面采用托架将其托起，托架固定在边墙的墙脚处。随着隧道施工长度的延伸，高压风管分段接至工作面附近，在风管端头安装闸阀以便接至用风机具，闸阀至用风机具之间用高压皮管连接。2.3.5施工排水邓家山隧道左右线采取从出口端往进口端方向单向掘进施工，其中邓家山隧道左线：ZK17+097ZK17+717为2.5%正坡；邓家山隧道右线：K17+075K17+710为2.5%正坡。洞内渗水与施工废水通过洞内排水沟自然流至洞外沉淀池，经过沉淀后通过明沟排入洞口外自然山沟中，施工时保持洞内水沟畅通。2.3.6 洞内管线布置洞内管线布置原则为：供水管路、供风管路、通风管路布置在隧道同侧，电缆、电线布置在隧道的另一侧，原则为：高压在上，低压在下；动力在上，照明在下；干线在上，支线在下。具体见“图2.3 洞内管线布置示意图”。图2.3 洞内管线布置示意图2.4 机械设备配置邓家山隧道施工主要机械设备配置见“表2.4”。表2.4 邓家山隧道主要施工机械设备配置表机械名称规格型号 额定功率（KW）或容量（m3）或吨位（t）厂牌及出厂时间数量（台）小计其 中左线右线砼拌合站JS500/HZD50 50/50m3/h湖南建筑机械厂、2011211侧卸式装载机ZL50 3.0m3徐工集团、2011422砼输送泵HBT60B 60m3/h三一重工、2011211砼搅拌运输车GJB3 6m3徐州徐工、2011422插入式振动器ZN501.1KW安阳振捣器厂、20121266附着式振动器ZF150-50 1.5KW泰州电机厂、2011844整体衬砌台车定制 12m211湿式喷浆机TK-9613-5m3/h四川建筑机械厂、2011844防水板作业台车自制8.0m211凿岩机YT28 22KW重庆探矿机械厂、2011402020地质钻机XY-2B-300 50-150mm重庆北斗钻机、2010211注浆机UBJ3 4KW温州工程机械厂、2010211水泵3/4RB25A7.5KW长安水利机械厂、2011422150QJ/10-1005.5KW长安水利机械厂、2011422轴流式通风机SDF(B)-N011275Kw山西侯马鑫、2010211射流风机SSF-NO18/6P20Kw山西侯马鑫、2010211工作台车自制6.0m211电动空压机SRC-150S20m3/min上海施莱特、20101266钢筋弯曲机GW40A 6-40mm合肥工业大学机电、2010422钢筋调直机GT40 6-40mm合肥工业大学机电、2010422钢筋切断机GQ50 6-50mm合肥工业大学机电、2010422自卸汽车ZZ3260BL 15t重庆汽车厂、20111055挖掘机CAT330B 1.4m3美国卡特、2010211发电机组300GF 300KW扬州华东、2010211变压器S11-800800KVA业主提供211S11-400400KVA11焊机UN100100KW合肥工业大学、20104222.5 进度计划2.5.1 开挖进度指标 邓家山隧道采用出口往进口方向单向掘进施工，左线开挖比右线提前50m平行作业，根据隧道围岩等级所占比例的不同和开挖、衬砌进度指标分析情况，从而确定隧道计划工期为12个月。根据我单位在类似工程的施工经验，结合本工程施工工艺和机械化配套情况，从而确定隧道正洞各级围岩条件下的开挖循环时间及指标。开挖进度指标分析详见“表2.5”表2.5开挖进度指标分析围岩级别循环时间计划循环进尺(m)测算月进（m）计划月进尺（m）测量放样钻孔装药放炮通风排烟清危出渣架拱架及支护喷射砼影响系数合计hhhhhhhhh级0.52.51.50.50.53.02.53.01.318.21.871.272型0.52.01.00.50.53.02.52.51.316.31.879.580说明：“影响因素”包含超前支护、围岩量测、地质预报等可能占用的时间。TSP203地质预测预报理论上可预测150300m的距离，计划每150m预测预报一次，用时按2h；超前水平钻探4060m的钻孔含钻机进出场一般需要1.52d。超前长管棚施做一环要715d，小导管施做一环要34h，超前锚杆施做一环约需3h。2.5.2 衬砌施工进度指标分析隧道洞身二次衬砌施工是在初期支护变形趋于稳定后开始施作，每条隧道投入一台12.0m长液压衬砌台车与开挖平行施工，仰拱超前二衬施工所用时间不单独计算（视为与开挖多工序平行作业）。拱墙衬砌月进度指标分析、衬砌施工各工序作业循环时间及月进度指标详见“表2.6”。表2.6拱墙衬砌循环施工进度分析表项 目台车脱模、模板前移到位测量及模板就位堵头模板安装验仓混凝土浇筑养 护脱 模合计级7.02437.0时间(h)2.02.01.50.5级9.039.0说明：根据施工投入台车，二衬每个循环施做长度为12m。根据上表分析，级围岩衬砌段理论月进度为230m；级围岩衬砌段理论月进度为221m；实际施工过程中应充分考虑到开挖及支护进度情况。即实际月进度应根据开挖及支护情况确定。3 施工方案及方法3.1 隧道施工方案概述邓家山隧道左右线采取从出口往进口方向单向掘进组织施工，为了保证施工安全，减小两洞同时爆破造成对中部岩柱的破坏，我部决定左右线掌子面施工间距控制在50m以上。明洞按明挖法施工，暗洞以新奥法为指导进行施工，加强超前地质探测与预报，加强围岩监控量测，实现施工信息化和动态化。施工过程中加强对掌子面围岩的地质素描，运用超前钻探、物探等手段对断层、岩体破碎带等进行综合超前地质探测和预报，提前预测地层及地下水情况，根据不同的岩层和岩性及时采取相应的开挖措施和支护形式，以保证施工的安全和质量。隧道掘进采用光面爆破为主要方式，结合无轨运输高效施工，该隧道围岩主要以级和级为主，为保证施工安全，全隧道主要以台阶法施工为主，洞口土质或易坍塌软弱级围岩地段上台阶采用预留核心土法进行施工，下台阶采用左右马口侧墙预留保护层不对称开挖；级围岩和级围岩洞身深埋段上台阶采用全断面一次爆破，下台阶采用左右马口不对称开挖。钻爆采用自制多功能台架配合风动凿岩机进行钻孔，以光面爆破为主要控制手段，装载机配合自卸式汽车出碴为主要运输形式。锚杆使用风动锚杆机钻孔，人工安装和注浆，喷射混凝土采用混凝土湿式喷射机喷射作业；衬砌采用全断面钢模组装式衬砌液压台车，泵送混凝土灌筑进行施工。隧道施工总体顺序：洞口及明洞工程洞身开挖初期支护仰拱及回填洞身防排水二衬浇筑附属工程砼路面。3.2 爆破设计邓家山隧道左洞全长620m，右洞全长635m，经过现场考察并结合设计资料，隧道爆破点离最近民房约200m，隧道线路正上方左右20m范围均无建筑结构物及其它设施，洞身段最大埋深118m。3.2.1 爆破方式隧道开挖主要采用光面爆破，以确保开挖轮廓平整圆顺。根据该隧道实际地质情况，本处爆破设计主要针对隧道洞身IV围岩情况，隧道出口小净距级围岩浅埋地段主要以机械开挖结合局部浅眼松动爆破为主，单循环进尺不大于1.0m，在本处不作爆破设计。小净距洞身段级围岩地段采取分台阶法爆破方式，单循环进尺不大于1.8m。施工中周边眼采用25mm小药卷进行间隔装药，掏槽眼、辅助眼、底板眼采用32mm药卷连续装药。3.2.2 设计原则（1）爆破飞石距离控制：以爆破工作面为基准，爆破飞石距离控制在S50m，由于在隧道内爆破，以不损坏成形隧道结构及隧道内施工设备为原则。（2）爆破地震波控制：根据周围建筑物及设施结构和特性，按照爆破安全规程（GB6722-2014）规定爆破振动安全允许标准，对居民一般砖房的爆破震动速度控制在V2.5cm/s，对相邻隧道（超前洞）的爆破震动速度控制在V10cm/s。（3）爆破冲击波控制：由于在隧道内爆破，无受冲击波影响的建筑物，一次齐发药量较小，冲击波的危害可忽略不计。3.2.3 最大单响药量计算为防止爆破施工对上述近距离构筑物的影响，根据爆破安全规程相关规定及世界著名爆破专家萨道夫斯基公式计算，并严格控制最大起爆单响装药量。Q=R3(V/K)3/a式中：Q炸药量，齐发爆破为总装药量，延时爆破为最大一段单响药量，kg；R控制点与爆源中心的距离，m；V保护对象所在地质点安全允许振动速度，cm/s；K，a与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数；根据隧道围岩地质条件，参照爆破安全规程（GB6722-2014）规定，取：K250，a1.8代入上式，计算出最大允许单响药量见下表：最大允许单响药量R（m）14182226303435Q(kg)V=10cm/s(超前洞和后续洞)12.827.349.882.2126.3183.9200.6R（m）150Q(kg)V=2.5cm/s(一般民房)1566.53.2.4 钻爆参数选择爆破参数的确定采用理论计算方法、工程类比法与现场试爆相结合，在保证爆破振动速度符合安全规定的前提下，提高隧道开挖成型质量和施工进度。（1）炮眼直径及炮眼深度L：炮眼直径：采取3542mm。炮眼深度L：根据相关规定及规范要求各等级围岩的单循环开挖进尺来确定。（2）炮眼数目N：单位面积钻眼数为12个（未包括周边眼）。（3）炮眼布置：周边炮眼：采用经验公式和工程类比法确定：间距：E=（812）d（d为炮眼直径），抵抗线：W=（1.01.5）E，装药集中度：q=0.1O.25kg/m。掏槽眼：掏槽孔比辅助孔、周边孔深20 cm，本设计掏槽采用二排每排3个的楔形掏槽，根据现场实际情况，有必要时可以在掏槽眼上部布置2个压炮与掏槽眼一起起爆，以达到提高掏槽效果的作用。掘进炮眼：确定抵抗线W：抵抗线通常均小于炮眼深度，否则各个炮眼将成为各自独立的漏斗爆破，达不到理想的爆破效果。当炮眼直径在3542mm的范围内时，抵抗线W与炮眼深度有如下关系式：W=（1525）d，或 W=（0.30.6）L在坚硬难爆的岩体中，或炮眼较深时，应取较小的系数，反之则取较大的系数。（4）单眼装药量计算隧道爆破，炮眼所在的部位不同，所起的作用是不同的。掏槽眼要求抛掷；掘进眼只要求松动，而在掏槽部位的两侧及其上、下部位各部分的炮眼要求又不一样，侧部要求松动，上部要求弱松动，下部要求加强松动，周边眼则要求预裂爆破，底板眼则要求用抛掷爆破的药量，否则可能底板爆破失败，所以各部位炮眼的装药量是不同的。本处各炮孔装药量为根据类似工程爆破施工经验并结合爆破安全规程相关规定确定，实际施工过程中各炮眼的装药量可根据现场实际围岩地质情况作适当调整。具体装药量见炮孔布置图中爆破装药参数表。（5）炮眼堵塞堵塞作用使炸药在受约束条件下作充分爆炸进而提高能量利用率，因此堵塞长度不小于20cm，堵塞材料采用炮泥（组分 砂:粘土:水=3:1:1）。堵塞质量要求密实，不能有空隙和间断。3.2.5 爆破器材选择根据减振爆破的特点及爆破部位的不同，选用不同的爆破器材：炸药：采用2号岩石硝铵炸药（2号岩石乳化炸药），周边炮眼采用小药卷，直径25mm，其它炮眼采标准药卷32mm，有水地段采用乳化炸药。雷管：孔外采用发爆器引爆电雷管起爆，连接件及孔内均采用非电毫秒延期雷管（115段）。导爆索：周边炮眼间隔装药并采用导爆索传爆。3.2.6 装药结构周边光爆孔采用间隔装药，并用导爆索、竹片把25药卷绑扎成炸药串装入孔中，孔口用炮泥堵塞。其装药结构详见“图3.8”。图3.8 光爆孔装药结构示意图各级围岩钻爆设计详见“附图三 小净距洞身级围岩炮孔布置图”3.2.7 光面爆破质量标准和技术要求（1）爆破后的围岩面应圆顺平整，无欠挖，超挖量控制在设计要求范围内。围岩为整体性好的坚硬岩石时，炮眼痕迹率应大于85%，中硬岩石应大于80%，软岩应大于60%。围岩面上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应有浮石（岩性不好时应无大浮石）。（2）测量现场画出开挖断面中线和轮廓线，根据钻爆设计图标出炮眼位置，开挖班组根据炮孔位置进行钻孔，钻孔完毕后再按炮眼布置图进行检查，合格后方可装药连线爆破。爆破工艺详见“图3.9”。图3.9 爆破工艺流程图爆破设计测量放线台车就位打眼钻 孔钻孔质量验收装药与堵塞连接起爆网络起 爆通 风危石处理清理钻孔装药计算与结构爆破材料准备网路检查设置警戒准备填筑材料爆破效果检查光面效果与质量检查（3）爆破后进行敲帮问顶检查，对存在的险情或隐患及时采取措施进行处理，并采用激光断面仪检查爆破效果和超欠挖情况，根据检查结果不断修正爆破参数，以便更好达到光爆效果。3.3 钻爆作业3.3.1 施工布眼钻眼前，测量人员用红油漆准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不超过5cm。3.3.2 定位开眼采用自制开挖台车钻眼，台车与隧道轴线保持平行。台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差控制在3cm以内。3.3.3 钻眼钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，台车下面要有专人指挥，确保周边眼保持准确的外插角，尽可能使两茬炮交界处台阶不大于10cm。同时，根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度，保证炮眼底在同一平面上。3.3.4 清孔装药前，用由钢筋弯制的炮钩或小直径高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出吹净。3.3.5装药装药必须严格按照爆破设计图确定的装药量和装药形式自上而下进行，雷管安装必须“对号入座”，严格保证设计起爆顺序。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。3.3.6 联结起爆网络爆破采用非电毫秒延期雷管进行微差起爆，起爆网络为复式网络，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时非电管不能打结和拉细，各段位雷管必须严格按照爆破设计入孔；引爆雷管采用电雷管，电雷管用黑胶布包扎在离一簇非电管自由端10cm以上，网络联好后，必须有专人负责检查。根据起爆网络设计，并结合现场施工经验，引爆电雷管每循环最多为5发，为此发爆器拟选用MFB-50型发爆器（额定引爆发数50发，额定负载电阻320欧）。3.3.7 盲炮处理（1）由于连线不良造成的拒爆，可重新连线起爆。（2）在距盲炮0.3m以外施作与盲炮炮眼平行的新炮眼，从新装药起爆。（3）严禁用镐刨或从炮眼中取出原放置的起爆药卷，或直接从药卷中拉出雷管。不论残眼内有无残余炸药，严禁将残眼继续加深；严禁用打眼的方法往外掏药；严禁采用风管吹残眼。（4）处理完盲炮后，专职爆破员必须详细检查被炸落的石方，收集未爆的雷管和炸药。（5）在处理盲炮时，严禁工人在周围做与该项工作无关的事情。3.4 洞口及明洞工程首先施工洞口边、仰坡外的截、排水沟，做到排水畅通。明洞和洞口土石方采用明挖法开挖，采取人工自上而下分层开挖土方；风动凿岩机钻孔，浅孔控制爆破开挖岩石，挖掘机配合自卸汽车装碴、运碴，并及时进行边坡支护。洞口开挖遵循“早进洞，晚出洞”的原则，不大挖大刷，造成高仰坡破坏，预防破坏洞口的自然与和谐，影响洞口边坡及仰坡的稳定。明洞拱墙与洞内相邻的拱墙衬砌由外到内依次进行施工，连成整体，并与隧道衬砌紧密连接。明洞衬砌采用衬砌台车整体浇筑，钢筋在制作场集中加工，现场绑扎，混凝土采用拌合站集中拌制，混凝土运输车运输，混凝土输送泵泵送入模。明洞回填采取对称分层夯实，每层厚度不大于0.3m，两侧回填土顶面高差不大于0.5m，回填至拱顶后分层满铺填筑，顶层回填材料采用粘土隔水层，及时施做绿化。工艺详见“表3.1隧道洞口及明洞施工工艺框图”表3.1隧道洞口及明洞施工工艺框图临时截排水设施测量放样洞口土石方开挖侧墙、拱圈钢筋绑扎 仰拱开挖 仰拱钢筋绑扎、预留与侧墙的连接筋仰拱砼浇筑仰拱片石砼回填洞门端墙施工洞外附属工程施工拱顶防水层及明洞回填边仰坡修整锚网喷护坡施工天沟及排水沟施工砼配合比设计砼拌制砼运输侧墙、拱圈砼整体浇筑说明：边坡、仰坡外的截、排水沟于洞口土石方开挖前完成，土石方开挖采用人工配合机械进行开挖。3.5 隧道贯穿施工方法邓家山隧道是从出口往进口方向单向施工，左右线隧道施工至距进口最后60m段采用小导洞先行贯穿的施工方法。小导洞断面20左右，待小导洞贯穿后，进洞口边仰坡防排水系统和超前管棚施作完毕后，再行继续主洞施工。主洞施工严格按照“短进尺、弱爆破、强支护、快封闭”的原则进行。3.6 隧道洞身施工方法及工艺本隧道爆破开挖