南象山隧道实施性施工组织设计.doc

沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 1 新建铁路上海至南京城际轨道交通工程新建铁路上海至南京城际轨道交通工程 I 标标 南象山隧道南象山隧道 实施性施工组织设计实施性施工组织设计 编 号：HNCJ-I-IV-SZ-20081115 版 本 号：B 发放编号： 编 制： 复 核： 审 核： 批 准： 有效状态： 中铁四局沪宁城际铁路站前工程中铁四局沪宁城际铁路站前工程 I 标项目部标项目部 2008 年年 11 月月 15 日日 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 2 目目 录录 1 1 编制说明编制说明1 1 1.1 编制依据 .1 1.2 编制原则 .1 2 2 工程概况工程概况2 2 2.1 简介 .2 2.2 设计概况 .2 2.2.1 设计标准.2 2.2.2 隧道纵平面设计.2 2.2.3 隧道结构设计.2 2.2.4 工程数量.3 2.3 工程、水文地质 .4 2.3.1 地形地貌.4 2.3.2 工程地质及水文地质.4 2.4 工程重难点 .5 3 3 管理目标管理目标5 5 3.1 工期目标 .5 3.2 质量目标 .5 3.3 安全目标 .5 3.4 环保、水土保持目标 .5 3.5 职业健康安全目标 .6 4 4 施工布署及工期安排施工布署及工期安排6 6 4.1 组织机构设置 .6 4.2 施工部署及安排 .7 4.2.1 施工部署.7 4.2.2 临时工程设施.7 4.3 工期安排 .9 4.3.1 工期总体安排.9 4.3.2 进度指标确定12 4.3.3 分部分项工程施工进度计划12 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 3 5 5 总体施工方案及主要施工方法总体施工方案及主要施工方法1313 5.1 总体施工方案 13 5.2 洞口及明洞施工 13 5.2.1 边仰坡开挖及加固15 5.2.2 明洞及洞门施工20 5.3 隧道开挖 21 5.3.1 开挖方法简述21 5.3.2 三台阶临时仰拱施工22 5.3.3 三台阶七步法施工25 5.3.4 附属洞室开挖27 5.4 钻爆破设计 27 5.4.1 减振控制爆破技术措施27 5.4.2 控制爆破设计28 5.5 超前支护施工 31 5.5.1 超前管棚31 5.5.2 超前小导管、锚杆32 5.6 锚杆、钢架及喷射砼施工方法 34 5.6.1 25 中空注浆锚杆施工 .35 5.6.2 22 砂浆锚杆施工方法 .36 5.6.3 钢架支撑36 5.6.4 钢筋网片施工38 5.6.5 喷射砼施工38 5.7 结构防排水施工 40 5.7.1 排水盲沟施工40 5.7.2 防水板施工41 5.7.3 止水带施工42 5.8 隧道仰拱及中心管沟施工 43 5.9 隧道拱墙衬砌施工 44 5.10 隧道水沟电缆槽施工 .47 5.11 监控量测 .48 5.12 超前地质预报 .52 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 4 5.13 施工排水、通风防尘及管线布置 .54 5.13.1 施工排水54 5.13.2 施工通风55 5.13.3 防尘措施57 5.13.4 管线布置58 5.14 弃砟场工程施工 .59 6 6 重点、难点施工方案重点、难点施工方案5959 6.1 施工难点分析 59 6.2 确保隧道结构稳定和施工安全的技术措施 60 6.3 高边坡施工措施 63 6.3.1 总体安排63 6.3.2 边坡开挖及加固63 6.3.3 控制爆破63 6.3.4 爆破设计64 6.3.5 防护措施65 6.3.6 边坡监测66 7 7 施工资源配置施工资源配置6666 7.1 劳动力使用计划 66 7.2 主要机械设备使用计划 67 7.3 主要工程材料使用计划 68 8 8 安全目标及保证措施安全目标及保证措施6969 8.1 安全目标 69 8.2 安全保证体系 69 8.3 安全保证措施 70 8.3.1 安全保证制度70 8.3.2 施工现场安全措施71 8.3.3 施工安全技术措施72 8.3.4 应急预案的建立和实施77 8.3.5 职业健康安全保证措施77 9 9 质量目标和保证措施质量目标和保证措施7979 9.1 质量目标 79 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 5 9.2 质量保证体系 79 9.3 质量保证措施 79 9.3.1 建立质量保证制度79 9.3.2 保证工程质量的技术措施82 1010 施工环保、水土保持措施施工环保、水土保持措施8787 10.1 施工环保、水土保持管理目标 .87 10.2 施工环保、水土保持措施 .88 1111 文明施工及保证措施文明施工及保证措施9090 11.1 文明施工目标 .90 11.2 施工现场管理 .90 11.3 文明施工保证措施 .93 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 1 1 1 编制说明编制说明 1.11.1 编制依据编制依据 （1） 、沪宁城际铁路站前工程（HNCJZQ标）招投标文件。 （2） 、新建铁路上海至南京城际铁路轨道交通施工图南象山隧道设计图 （沪宁城际施图（隧）01）和新建铁路上海至南京城际铁路轨道交通施工 图隧道参考图 （沪宁城际施图（隧）参） 。 （3） 、国家和铁道部现行的有关客运专线工程的设计暂规、施工指南、工 程质量检验评定标准及安全技术规程，以及铁道部颁布的现行设计规范 、 铁路工程质量验收标准和其它有关文件资料。 （4） 、现场施工调查报告。 1.21.2 编制原则编制原则 （1） 、严格遵守设计规范、施工规范和质量验收标准，严格遵照招标文件 各项标准和条款要求。 （2） 、积极响应和遵守招投标文件中的工期、质量、安全、环境保护、文 明施工等的规定及铁路建设工程施工合同、施工合同条款内容。 （3） 、科学合理地安排施工工序，突出重点项目和关键，统筹组织，合理 安排，确保开始铺轨等节点工期及总工期。 （4） 、发挥专业优势，充分发挥专业人员和专用设备的优势，科学合理安 排各项施工顺序，运用网络技术，组织连续、均衡、紧凑有序地施工。 （5） 、根据本工程地质水文条件、开挖断面、埋深以及施工条件等，选择 合理、可靠的施工方法和爆破方式，以保证施工安全及减少对地层的扰动， 优先选用先进的施工技术工艺和设备，以保证施工工序质量和工程质量。 （6） 、文明施工，重视环保，珍惜土地，合理利用。确保水土保持、保护 地下管线和既有构筑物，减少扰民，切实维护建设单位及地方群众的利益。 （7） 、执行 GB/T280012001 职业健康安全管理体系，关心职工健康安全。 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 2 2 2 工程概况工程概况 2.12.1 简介简介 南象山隧道是沪宁城际铁路站前 I 标的四座隧道之一，全长 1070m， 起讫里程为 DK14+370DK15+440，为新建铁路双线隧道；隧道进口地处栖 霞区新和村东部山庄度假村内，出口为栖霞街道后山，近邻居民区。 2.22.2 设计概况设计概况 2.2.12.2.1 设计标准设计标准 铁路等级：客运专线； 正线数目：双线； 设计速度：200km/h 以上； 线间距：4.8m； 设计活载：0.8UIC； 轨道结构：无碴轨道。 2.2.22.2.2 隧道纵平面设计隧道纵平面设计 线路调整后，保持线路中心不变，向两侧各加 0.1m。曲线资料以原 4.6m 线间距时对应值，隧道左线位于半径为 4500m 的曲线上，右线位于半 径为 4495.4m 的曲线上，隧道内设单面下坡，坡度为 9。 2.2.32.2.3 隧道结构设计隧道结构设计 (1） 、隧道按 300350 公里高速铁路建筑接近限界标准设计，断面有 效面积（轨面以上）为 100m2，线间距为 4.8m；洞内设置双侧侧沟、双侧 电缆槽，电力电缆槽位于边墙侧，通信信号电缆槽采用合槽的方式置于道 床侧。 (2） 、隧道设计以新奥法原理为基础，采用由初期支护和二次衬砌组 成的复合式衬砌结构，在初期支护和二次衬砌之间设置防水隔离层。 (3） 、隧道初期支护以锚杆、钢筋网、喷射混凝土、型钢或格栅刚架 等结构形式组成，并根据不同的围岩情况，铺以大管棚、超前小导管、超 前锚杆等超前预支护措施。 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 3 (4） 、隧道防排水按一级防水标准设计，要求混凝土表面无湿渍；除 洞口坡顶以截水沟截排地表水外，在初期支护和二次衬砌间铺设 EVA 防水 板加土工布防水，在隧道设置环向排水盲沟与纵向排水盲沟相连，并以横 向排水管引入中心水沟排走。 隧道各级围岩支护参数见表 2-1。 表 2-1 隧道各级围岩支护参数表 围岩级别 项目 单 位 备 注 类型 mm 25 中空锚杆42 小导管 间距 cm4040 超前 支护 长度 m4.54.5 2.43m/环，洞口 为 40m108 大管 棚 喷射砼 C25cm2528 网喷 类型 mm 墙部 22 锚杆墙部 22 锚杆拱部 25 中空 长度 cm350400 系统锚杆 锚杆布置 m1.21.21.21.0 直径 mm 68 钢筋网 布置形式 cm20202020 形式H16 格栅架 I20a /I22a 初期 支护 支撑刚架 间距 cm1.00.6 偏压段 0.5m 拱墙部C35 钢筋砼 cm4550 喷 C25 砼 cm1028 素喷 二次 衬砌 仰拱 C35 钢筋砼 cm5560 注：在隧道下穿溶洞段超前预支护采用双层 42 小导管，在穿越断层破碎带时采用 89 洞身管棚。 2.2.42.2.4 工程数量工程数量 主要工程规模及数量见表 2-2 表 2-2 主要工程规模及数量表 序号工程项目名称类型单位数量 IVm120 1 正洞开挖 Vm851 IVm110 2 支护 Vm859 IVm110 3 衬砌 Vm859 4 明洞/m67 5 洞门 斜切式m/座 34/2 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 4 2.32.3 工程、水文地质工程、水文地质 2.3.12.3.1 地形地貌地形地貌 隧址区位于 312 国道及既有沪宁铁路间，属宁镇山脉中段剥蚀丘陵区， 地势起伏较大，相对高差约 100 米，隧道所处山脊总体走向近北东南西 向，自然坡度 2030 度，植被发育，树林茂密，灌木、荆棘丛生。隧道进 口位于东部山庄休闲区内，洞口有别墅和 220KV 高压铁塔；在隧道中部 DK14+840+862 段存在一“垭口” ，该处外侧地势平坦，埋深浅，隧道拱顶 出露地表约 2m；出口位于栖霞街道后山，紧邻居民生活区。 2.3.22.3.2 工程地质及水文地质工程地质及水文地质 （1） 、工程地质 南象山隧道隧址处地质条件复杂，洞身多属浅埋地层，最大埋深 36m，围岩均属、级，基本为泥质粉砂岩和石英砂岩，表层覆盖粉质 粘土，出口段有灰黑色厚层灰岩出现，总体表现为岩体破碎，完整性差， 节理裂隙发育，多属张开型，其可溶岩岩溶发育；在出口 DK15+335 附近 存在一逆断层，断层围岩破碎，层间结合力差，其走向 235，倾向北西。 隧道在 DK15+062185 段下穿一溶洞，溶洞埋深约 15m，距拱顶约 6.5m。 （2） 、水文地质 隧道所处的剥蚀丘陵区地表水不发育，地下水根据其赋存条件可分为 风化层裂隙水、灰岩岩溶裂隙水及构造裂隙水。 风化层裂隙水赋存于各岩层全风化弱风化带中、含水层薄，水量小， 对隧道工程基本无影响。 构造裂隙水主要在 F 断层中存在，但主要为大气降水补给，补给区较 小，对隧道工程造成一定的影响。 灰岩岩溶裂隙水在南象山南西部因灰岩出露地表，地层产状近直立， 受构造影响，各种溶沟、溶槽等溶蚀现象发育，地下水为岩溶裂隙水，向 北东方向岩溶发育程度逐渐减弱，至洞身部位，不具备岩溶发育条件，仅 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 5 存在一定的地下水迁移通道。 2.42.4工程重难点工程重难点 （1） 、隧道地质差，全隧均需采用三台阶临时仰拱法、三台阶七步法 施工，解决其开挖支护进度以满足业主的工期目标是施工难点。 （2） 、隧道中部和出口分别下穿溶洞和断层，保证隧道的结构稳定和 施工安全是施工重点。 （3） 、隧道出口和中部“垭口”与周围民房距离较近，边坡较高且偏 压，施工中保证不出现高边坡跨塌及爆破安全防护是施工重点。 3 3 管理目标管理目标 3.13.1 工期目标工期目标 满足业主工期目标，实现业主调整施工组织计划工期要求：因不涉及 架梁，隧道不作为控制工期，但宜在正式开工后 12 个月内完成。 3.23.2 质量目标质量目标 达到国家和铁道部现行的质量验收标准和设计要求，一次验收合格率 达到 100%。 主体工程质量零缺陷，单位工程一次验收合格率 100%。 基础设施达到设计速度目标值要求，一次开通成功。 3.33.3 安全目标安全目标 杜绝较大（及以上）施工安全事故，不发生安全生产一般事故；减少 安全生产事故苗头或险情；杜绝较大（及以上）道路交通责任事故；杜绝 因工程建设引起的较大及以上铁路交通事故；不发生因建设引起的一般铁 路交通事故；减少对铁路运输生产和安全生产影响的事故苗头或险情；杜 绝较大（及以上）火灾事故；控制和减少一般责任事故。 3.43.4 环保、水土保持目标环保、水土保持目标 坚持按循环经济的观点创建沪宁城际铁路文明工地：环境污染控制有 效，土地资源节约利用，工程绿化完善美观，节能、节材和水保措施落实 到位，努力建成一流的资源节约型、环境友好型高速铁路。 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 6 3.53.5 职业健康安全目标职业健康安全目标 从业人员上岗职业健康体检率 100%；有毒有害作业场所监测率 100%；从业人员职业健康普及率 100%；无职业病发生；特殊工种持证上岗 率 100%。 4 4 施工布施工布署及工期安排署及工期安排 4.14.1 组织机构组织机构设置设置 实行项目队施工工点两级管理模式，施工工点按架子队模式组建； 项目队对南象山隧道的施工实施监督、检查、指导的职能，在现场成立的 南象山隧道施工工点（一工点）具体负责施工组织和安全、质量管理；工 点配置施工负责人、技术负责人及满足施工需要的质量、安全、试验等专 职人员；其组织机构设置见图 4-1“南象山隧道施工工点（一工点）组织 机构设置图” 。 图 4-1 南象山隧道施工工点组织机构设置图 施工各班组 办 公 室 孔 德 林 隧道工程师：储宁吉 南象山隧道工点 施工负责人：董二红技术负责人：姚大闯 安 全 员 涂 德 慧 沪宁城际铁路工程站前I标项目部四队 项目队长:徐华生 项目总工： 杜江山 项目副队长： 唐勇 工 程 部 吴 宏 海 安 质 部 杜 跃 良 试 验 室 宋 华 祥 物 机 部 何 林 华 经 营 部 石 满 礼 财 务 部 刘 伶 俐 安 全 员 张 和 平 试 验 员 张 刚 质 检 员 李 明 测 量 员 卫 武 安 全 员 刘 平 原 安 全 员 李 小 然 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 7 4.24.2 施工部署及安排施工部署及安排 4.2.14.2.1 施工施工部署部署 因本隧道地质条件复杂，工期紧，且拆迁非常困难，为确保工期目标 的实现，按照现场施工条件，为保证施工工期实现三口掘进目标，将隧道 中部 “垭口”及出口均作为掘进口。故计划隧道在进洞端（垭口和出口） 部署两个施工作业班组，分别以垭口向进口、垭口向出口、出口向垭口掘 进。人员、设备均综合配备，实现隧道以“两套资源、三口掘进、快速施 工” 。 第一作业分队：从南象山隧道垭口（DK014+840DK014+862）向进出 口掘进，施工范围：DK014+370 DK015+110，共计 740m，驻地设置在垭口 油库内，在进洞口建设空压机房、钢筋加工场、喷射料搅拌站和工具库房。 第二作业分队：从南象山隧道出口（DK015+440）向垭口掘进，施工 范围：DK015+110DK015+440，共计 330m，驻地设置在出口居民房内，在 洞口建设空压机房、钢筋加工场、喷射料搅拌站和工具库房。 4.2.24.2.2 临时工程设施临时工程设施 施工总平面布置按照实际地形条件和拟进洞端综合考虑，充分利用现 有设施，减少临时用地：生活用房就近租用当地民房，生产用房及生产设 施利用红线用地和荒坡地建设，尽量设在隧道洞口附近以利施工，施工平 面布置见图 4-2图 4-3 所示。 （1） 、施工便道 由于施工区邻近有 312 国道、多条既有省道和乡村道路，故将 312 国 道作为施工进场主干道，施工场地各打通一条施工便道与 312 国道连接。 便道路基宽设计为 6m，两侧各设 0.5m 的路肩，便道采用泥结碎石结 构，拐弯上坡处等局部软弱处予以挖出换填砾石后再施工 20cm 混凝土路 面；在既有水沟处埋设涵管沟通排水水系，并在便道顶面向外侧设置 2 的横坡，保证排水。部分坡脚和坡面砌筑坡脚墙挡土和以 M10 砂浆锤面防 止雨水冲刷。 施工期间安排专人对新建、改建便道以及原有村镇道路的进行养护和 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 8 维修，保持路况良好。 （2） 、施工及生活供水 施工用水在进洞口附近打井取水，并设置高位蓄水池蓄水，蓄水池不 小于 60m3，由 100 钢管引入施工作业面；生活用水利用当地市政给水， 从自来水系统接入。 （3） 、施工用电 施工用电前期使用 3 台 200Kw 发电机过渡，后期用电由当地高压电网 接入，根据施工机械设备总功率计算，计划设置 2 台变压器，其中垭口为 630KVA，出口均为 500KVA。 （4） 、混凝土搅拌站 南象山隧道共布置混凝土搅拌站 2 座搅拌喷射混凝土用料，搅拌站均 采用电子自动计量系统，经标定后投入使用；其砂石料场采用 20cm 厚的 C20 混凝土硬化，采用砖砌墙体作为隔仓，分类存放砂石料；衬砌混凝土 从项目队搅拌站（第四搅拌站）集中供应。 （5） 、隧道弃碴场 弃碴场按照经济、环保原则选定，全隧弃碴约有 16 万方（弃碴不为 线路利用） ，均在洞口附近利用原采石形成的“凹坑”和小山谷作为弃碴 场， （如图 4-2图 4-3 示意） ，从洞口修筑便道至弃碴场，隧道弃碴完成后， 对碴场按设计平整覆土绿化，并施工排水沟及坡脚墙等结构，以防止水土 流失。 （6） 、施工场地及驻地建设 隧道进出口耕地少，隧道施工场地狭窄，根据场地布置原则，生活用 房就近租用当地民房，生产用房全部新建，利用红线用地和荒坡地，按照 功能适用、紧凑、安全、经济的原则布置，集中设在隧道洞口附近以利施 工，生产房屋采用活动板房或砖房结构。 全部临时场地及设施待工程完工后予以恢复原貌，恢复植被。 （7） 、其它临时设施 环保设施：为满足施工环保要求，在施工驻地、拌和站等区域内设置 沉淀池、污水处理池及垃圾回收站。 交通安全设施：在 312 国道等主要交通路口和各施工工点设置安全警 示标志、防护围栏等，并派专人守卫，保证施工安全。 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 9 防洪、防汛设施：在施工驻地按防洪、防汛要求备齐防洪、防汛工具、 用品，雨季和汛期派专人巡视水情和汛情。 主要临时工程数量见表 4-1 所示： 表 4-1 主要临时工程数量表 数量备注 序号项目单位 垭口出口合计 1 生活、办公设施 / 租用民房活动楼房 2 生产房屋及设施 / 2.1 钢筋及钢构件加工房 9080170 彩钢瓦结构 2.2 配电房 403070 彩钢瓦结构 2.3 拌和站 6005001100 自动计量（含料棚） 2.4 值班室 151530 彩钢瓦结构 3 高压水管/高压风管 km0.9/0.780.4/0.361.3/1.14100/150 4 高压水池座 112 5 污水处理池座 112 6 隧道通风 km0.780.361.14 150 风管 4.34.3 工期安排工期安排 4.3.14.3.1 工期总体安排工期总体安排 工期安排以满足投标书承诺并符合实际情况为前提，按照“合理配置 资源,均衡生产，确保安全和质量的条件下适度提前”的原则编制施工进 度计划安排，并根据具体工程进展情况，应用网络技术，对施工计划和资 源配置及时调整，对施工进度实施动态管理，确保既定工期目标的实现。 隧道施工工期目标：按照业主的要求，隧道工程因不涉及架梁，故不 作为控制工程，但所有隧道宜在正式开工后 12 个月内完成。 南象山隧道隧道具体节点工期安排如下； （1） 、洞口工程 隧道垭口的洞口明挖及边仰坡防护在 2008 年 10 月 20 日完成，管棚施 工在 2008 年 11 月 30 日完成；出口洞口明挖及边仰坡防护在 2008 年 11 月 30 日完成，管棚施工在 2008 年 12 月 20 日完成；进口 2009 年 02 月 20 日至 2009 年 04 月 10 日完成洞口边仰坡开挖及管棚施工。 （2）开挖及支护： 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 10 垭口向进口掘进自 2008 年 11 月 16 日至 2009 年 04 月 10 日，共施工 423m；垭口向出口掘进自 2008 年 11 月 30 日至 2009 年 02 月 20 日，共施 工 248m；出口向垭口掘进自 2008 年 12 月 21 日至 2009 年 08 月 15 日，共 施工 298m。 、 、 、 8000m 2 、 G 312、 、 污水净化池 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 11 图 4-2 南象山隧道垭口平面布置 312国道 、 、 污水净化池 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 12 图 4-3 南象山隧道出口平面布置 （3） 、衬砌： 垭口向进口衬砌自 2009 年 01 月 01 日至 2009 年 06 月 25 日，共施工 470m；垭口向出口自 2009 年 01 月 20 日至 2009 年 03 月 27 日，共施工 290m；出口向垭口自 2009 年 02 月 02 日至 2009 年 07 月 01 日，共施工 310m。 4.3.24.3.2 进度指标确定进度指标确定 隧道各主要工序进度指标表见表 4-2。 表 4-2 隧道各主要工序进度指标 项目名称月进度（m/月）备注 三台阶临时仰拱90单口 开挖、支护 三台阶七步90单口 仰拱衬砌80单口 仰拱填充80单口 二次衬砌80单口 水沟槽90单口 4.3.34.3.3 分部分项工程施工进度计划分部分项工程施工进度计划 南象山隧道分部分项工程施工进度计划见图 4-4施工形象进度图 。 沪沪宁宁城城际际轨轨道道交交通通站站前前工工程程H HN NC CJ JZ ZQ Q1 1标标南象山隧道施施工工形形象象进进度度图图 DK14+350 94 DK15 5671235 DK14+350 94 8 8 DK15 5671235 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 13 图 4-4 施工形象进度图 5 5 总体施工方案及总体施工方案及主要施工主要施工方法方法 5.15.1 总体施工方案总体施工方案 隧道按照双口施工，三口掘进，掘进分别在垭口和出口部署两个施工 作业班组，第一班组负责垭口向进口、垭口向出口施工，第二班组以出口 向垭口施工。施工顺序安排为首先做好洞口（垭口和出口）边仰坡的临时、 永久加固防护和截排水，再施工洞口大管棚，为隧道进洞施工创造条件， 待正洞进洞 6080m 以后，再安排施工明洞和洞门（垭口处明洞最后施工） ； 隧道正洞施工按洞身开挖及支护仰拱及填充二次衬砌洞内沟槽顺序 进行。隧道正洞采用钻爆法施工，分部法开挖，施工中严格遵循“先预报、 短进尺、控爆破、早支护、快封闭、勤量测”的原则：初期支护紧跟开挖 面时完成，仰拱、二次衬砌紧跟，确保二次衬砌与开挖面不大于 90m；开 挖采用 YT-28 型凿岩机钻孔，光面爆破控制，实施分段爆破减震技术；喷 射混凝土采用湿喷工艺，防水板采用移动式工作平台以无钉工艺铺挂；装 碴用挖掘机配合侧翻装载机，大型自卸汽车运输；二次衬砌采用 9m 全断 面液压衬砌台车，泵送混凝土施工。 为保证开挖断面尺寸，采用激光断面仪及时检测开挖和支护断面，施工 中加强监控量测，并对断层破碎带和节理发育岩体破碎地段进行综合超前 地质预报，实行信息化施工，通过对数据的分析和处理，及时反馈指导施 工。 各分项工程施工顺序如图 5-1 所示。 5.25.2 洞口及明洞施工洞口及明洞施工 洞口开挖前，先做洞顶截水天沟，处理洞顶危石，洞顶截水沟尺寸见 图 5-2 所示。天沟采用人工开挖，孤石采用小药量解体，禁止大爆破扰动 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 14 边仰坡稳定，开挖后及时进行砌筑，要求如下： （1）所选用的片石应质地坚硬，不易风化，无裂纹，中部厚度不得 小于 15cm，表面应清洁，如遇有泥垢应用高压水冲洗干净。 （2）浆砌片石时，底层应大面朝下，相互交错衔接在一起，搭接紧 密。 （3）具体做法：底层先铺设 34cm 砂浆，然后安放高度大致相等的 片石，用手压浆，空隙处先填满较稠的砂浆，再用适当的小石块卡填紧实， 做到砂浆密实、饱满；然后再铺上层砂浆，以同样的方法再铺砌上层片石。 （4）在砌筑完成并且砂浆终凝后，在其表面再铺设一层 2cm 厚的砂 浆进行抹面，防止渗水。 图 5-1 分项工程施工顺序图 施工准备 截水沟施作 边仰坡土石方开 挖 洞口及明洞土石 方开挖 108 大管棚施 作 V 级围岩开挖及 支护 V 级围岩仰拱及 填充 拱墙衬砌 沟槽及踏步 洞 门 中心检查井施作 完 工 隧道出口施工 截水沟施作 边仰坡土石方开 挖 洞口及明洞土石 方开挖 108 大管棚施 作 V 级围岩开挖及 支护 其他围岩开挖及 支护 V 级围岩仰拱及 填充 其他围岩仰拱填 充找平 拱墙衬砌 隧道垭口施工 截水沟施作 边仰坡土石方开 挖 洞口及明洞土石 方开挖 108 大管棚施 作 拱墙衬砌 隧道进口施工 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 15 图 5-2 洞顶截水沟尺寸示意图 5.2.15.2.1 边仰坡开挖及加固边仰坡开挖及加固 隧道垭口和出口边坡较高，为石质边坡，采用锚网喷射混凝土锚索 加固措施对边坡进行加固处理，以防止高边坡出现跨塌危险。 （1） 、开挖 洞口边、仰坡与明洞边坡开挖前先做洞顶截水天沟，截排地表水；开挖 自上而下进行，开挖一级防护一级，不得全部开挖完后再进行防护；开挖 时坡积土层清理后，采用浅眼松动爆破方式自上而下分级开挖。 洞口及明洞段开挖尽量避开雨天进行，如确需在雨天施工需完善排水设 施，保持排水系统畅通；并及时对边坡进行覆盖，避免边坡受雨水冲刷， 损坏边坡。 （2） 、边仰坡临时防护 边坡临时防护采用长 400cm 的 22mm 砂浆锚杆，间距 150cm，呈梅花 形布置，局部采用锚固加固。坡面用内置 6 钢筋网（网格 25cm*25cm） 10cm 厚 C20 网喷混凝土防护；锚网喷防护，自上而下，随开挖分级及时施 作，必要时随开挖随支护。同时做好坡顶喷混凝土防护层与原坡面衔接， 单位: 浆砌片石 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 16 防止坡面风化，引起水土流失、导致边坡防护受到损坏。详见图 5-3、图 5-4。 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 17 图 5-3 垭口边坡防护加固图 6钢筋网，间距2525cm C20网喷混凝土厚10cm 22砂浆锚杆,L=4m 间距1.5m梅花型布置 实测地面线 已建议设计院在此处按 锚索+锚杆防护加固， 确保顺断层边坡稳固 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 18 图 5-4 出口边坡防护加固图 （3） 、锚索施工 在拱顶以上约 2m 开始，边坡设置锚索加固，锚索长 750cm1050cm， 锚固端长 400cm，孔径为 130mm，间距 400cm，呈正方形布置，锚索采用 3 根 15.24mm 低松弛预应力筋钢绞线制作，张拉控制力为 930MPa。 锚索施工工艺流程见图 55。 图 5-5 锚索施工工艺流程图 1） 、锚孔测放 边坡施工边挖边加固，即开挖一级，防护一级，不得一次开挖到底。 根据各点工程立面图，按设计要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位 误差不得超过50mm。如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时，需经 锚索制作 锚索安装 立 锚 墩 注 浆 钻 孔 封孔注浆 张 拉 外部保护 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 19 设计监理单位认可，在确保坡体稳定和结构安全的前提下，适当放宽定位 精度或调整锚孔定位。 2） 、钻孔设备 钻孔机具的选择，根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及 施工场地条件等来选择钻孔设备。岩层中采用潜孔冲击成孔；在岩层破碎 或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术。 3） 、钻机就位 锚孔钻进施工，搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡 面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚孔开 钻就位纵横误差不得超过50mm，高程误差不得超100mm，钻孔倾角和 方向符合设计要求，倾角允许误差位1.0，方位允许误差1.0。 4） 、钻孔 钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体 的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。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。 钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速） 、地下水 及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须 立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力 0.10.2MPa） ，待水泥砂浆 初凝后，重新扫孔钻进。 钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。为确保锚孔直径，要求实际使 用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于 设计深度 0.2m 以上。 5） 、锚孔清理 钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻 12 分钟，防止孔 底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞，必须清理干 净，在钻孔完成后，使用高压空气（风压 0.20.4MPa）将孔内岩粉及水 体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 20 坚硬完整之岩体锚固外，不得采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出， 待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆，必要时在周围适当部位设置排 水孔处理。如果设计要求处理锚孔内部积聚水体，一般采用灌浆封堵二次 钻进等方法处理。 6） 、锚孔检验 锚孔钻造结束后，须经现场监理检验合格后，方可进行下道工序。孔 径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件 下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长 度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及 水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作 合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。 7） 、锚索体制作及安装 锚索采用 3 根 =15.24 的钢绞线制作，钢绞线强度 Rb=1860Mpa，用 OVM15-3 型锚具锁定。锚索制作时，其长度应增加 1.5m 的张拉段。锚索锚 固段要求涂强力防腐涂料，自由段套 2022mm 的 PVC 管，套管长度 范围内用黄油充填，外绕工程胶布固定。 8） 、锚固注浆 注浆采用水灰比=0.40.5 纯水泥浆或 M40 水泥砂浆常压灌注，对于 锚固段位于水量较大、泥化地层或锚固力不足时采用二次劈裂注浆工艺， 锚固段二次劈裂注浆在已注浆体初凝时进行，采用水灰比=0.40.5 纯水 泥浆，应确保浆体灌注密实；注浆管端头到孔底距离宜为 1520cm，管底 在注浆前应临时密封；二次注浆管沿管身每米螺旋型钻 67 个 6mm 的 注浆孔，孔外用透明胶带密封。 9） 、锚索张拉及锁定、封锚 通过现场张拉试验，确定张拉锁定工艺。锚索张拉分五级进行，各级 张拉力分别为设计张力的 25%、50%、75%、100%及 110%，每级间隔时间 25 分钟，最后一级间隔 30 分钟，并分别记录每级张拉时钢绞线的伸长 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 21 量。为克服地层徐变等因素造成的预应力损失，第一次张拉锁定后 30 天 左右，进行一次补偿张拉，然后锁定。 补偿张拉后，从锚具量起，留出长 510cm 钢绞线，其余部分截去， 须用机械切割，严禁电弧烧割。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分 空隙，然后对锚头采用 C30 的混凝土进行封锚，防止锈蚀和兼顾美观。 5.2.25.2.2 明洞及洞门施工明洞及洞门施工 明洞及洞门应尽早安排完成，均采用整体式模板台车一次浇筑成形（除 端墙式洞门外） 。 （1） 、衬砌 明洞及洞门衬砌均是先施工仰拱及墙脚部钢筋混凝土(包括仰拱回填)， 然后利用多功能作业台架绑扎边墙和拱部钢筋，钢筋在洞外加工场下料加 工成型，运至现场人工绑扎。仰拱及墙脚部混凝土采用组合钢模板人工立 模浇注，仰拱与填充层采用全幅整体浇筑分段施作，边墙及拱部混凝土采 用衬砌模板台车作内模、组合钢模板作外模，两侧对称灌注。洞口段衬砌 自洞内 40 米向外侧进行。混凝土由自动计量搅拌站生产，搅拌输送车运 输，泵送入模，插入式振捣器振捣，拱墙混凝土一次浇注成型。 （2） 、防水层施工 明洞及洞门混凝土施工结束后，施作外层防水层。先涂 1.5mm 厚水泥基 防水涂料，然后施作 3cm 厚 M10 水泥砂浆保护层，再施作外防水层，最后 再铺一层 3cm 厚 M10 水泥砂浆保护层。防水层采用 1.2mm 厚防水板加土工 布，防水板现场拼焊铺设，并对焊缝进行 5 分钟稳压 0.25MPa 的充气检查， 达到质量标准后再进行下一步施工。防水层施作完毕后进行土方回填和施 作粘土隔水层。 （3） 、回填 回填时从下至上按设计对称进行回填，拱墙以下采用同级混凝土回填， 其余采用灰土回填，每层松铺厚度不大于 30cm，用蛙式打夯机逐层填筑夯 实，并做好墙后排水设施，最后进行坡面浆片骨架防护，并喷播植草。 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 22 5.35.3 隧道开挖隧道开挖 5.3.15.3.1 开挖方法简述开挖方法简述 南象山隧道全长 1070m，除明洞及洞门 101m 外，正洞开挖共 969m； 开挖时，根据不同地质及围岩状况，选择合理的施工工法，确保隧道结构 稳定和施工安全。 （1）、设计开挖方法 为实现上述目的，设计时全隧开挖分别在不同的围岩段采用“三台阶 临时仰拱法”和“三台阶七步开挖法”开挖；并根据围岩的地质特征，适 时调整施工工法，以加快施工进度。隧道施工方法划分如表 5-1。 表 5-1 施工施工方法统计表 5.3.25.3.2 三台阶临时仰拱施工三台阶临时仰拱施工 本隧道级围岩主要采用三台阶临时仰拱法施工，主要施工顺序为施 工超前支护上台阶开挖及支护中台阶开挖及支护下台阶开挖及支护。 （1）施工工艺流程 、a：开挖上台阶 b：施工上台阶洞身结构的初期支护，即初喷 4cm 厚混凝土，架 立钢架。 序号里程围岩级别设计工法推荐工法 1DK14+370DK14+417 明挖法 2DK14+417DK14+475 三台阶临时仰拱法 3DK14+475DK14+585 V 4DK14+585DK14+695IV 5DK14+695DK14+775 三台阶七步法 三台阶临时 仰拱法 6DK14+775DK14+840 三台阶临时仰拱法 7DK14+840DK14+862 明挖 8DK14+862DK15+408 三台阶临时仰拱法 9DK14+408DK15+440 V 明挖法 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 23 c：钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度，架设临时钢架，底 部喷 18cm 混凝土封闭。 、上台阶施工至适当距离后，开挖中台阶，接长钢架，施作洞身结 构的初期支护及封底，可参见工序进行。 、a：开挖下台阶，及时封闭初期支护。可参见工序进行。 b：浇筑该段内仰拱混凝土。 c：浇筑该段内隧底填充。 、利用衬砌模板台车一次性灌注二次衬砌（拱墙衬砌一次施作） 。 施工工艺详见图 5-6“三台阶临时仰拱开挖施工工艺框图” （2） 、三台阶临时仰拱法施工方法见图 5-7“三台阶临时仰拱法施工方法” 。 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、5-6 、 、 、 、 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 24 （3） 、施工注意事项 1） 、隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测” 的原则。 2） 、如有超前支护等辅助施工措施，应首先利用上一循环架立的钢架 施作完毕，在开挖。 3） 、开挖方式均采用弱爆破。爆破时严格控制炮眼深度及装药量。 4） 、工序变化之处钢架应设锁脚钢管，且必须对锁脚钢管进行注浆， 以确保下台阶施工的安全。 5） 、各步开挖一次开挖长度宜在 23m 之间。下台阶开挖后仰拱应紧 跟。 6） 、施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反 馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机 提供依据。 图 5-7 三台阶临时仰拱法施工方法示意图 超前支护（系统锚杆未示） m 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 25 5.3.35.3.3 三台阶七步法施工三台阶七步法施工 本隧道 IV 级围岩主要采用三台阶七步法施工，施工顺序为施工超前 支护上台拱部环形开挖及支护中台左侧开挖及支护中台右侧开挖及 支护下台左侧开挖及支护下台右侧开挖及支护中部核心土开挖隧 底开挖及支护。 （1） 、施工工艺流程 1)、利用上循环刚架对拱部进行 42 超前小导管施工，注浆预支护。 2） 、超前预支护加固完成后，进行上台阶环形开挖，并预留核心土， 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 26 开挖采用弱爆破方式，循环进尺一般控制 1.2m1.5m；开挖完成后即喷 5cmC25 混凝土封闭掌子面，并及时按初喷架立刚架施工锁脚钢管挂 网施工系统锚杆复喷混凝土至设计厚度顺序施工初期支护。 3） 、在拱部环形开挖超前 35m 后，弱爆破左右交错开挖中台阶左右 侧，左右侧交错距离 23m；开挖后及时喷 5cmC25 混凝土封闭掌子面，并 按前述施工顺序及时完成初期支护。 4） 、下台阶开挖滞后中台阶 35m 进行，左右侧开挖交错 23m，开 挖后及时喷 4cmC25 混凝土封闭掌子面，并按前述施工顺序及时完成初期 支护。 5） 、左右侧开挖完成后分台阶开挖中部核心土和隧底，隧底开挖完成 后初喷 4cmC25 混凝土封闭，并及时安装刚架后喷射混凝土至设计厚度予 以封闭成环。 6） 、依据监控数据，施作防水及仰拱，然后浇筑拱墙二衬砼。 （2） 、三台阶七步法施工方法：三台阶七步法施工方法见图 5-8。 图 5-8 三台阶七步法施工方法示意图 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 C25 、 、 8cm、C20、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 沪宁城际前 I 标段南象山隧道 实施性施工组织设计 中国中铁四局集团 27 （3） 、注意事项 1） 、开挖采用弱爆破或人工爆破。爆破时严格控制炮眼深度及装药量； 2） 、工序变化之处钢架应设锁脚钢管，确保钢架基础稳定； 3） 、导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员安排等进行调整； 4） 、钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固； 5） 、各步开挖循环进尺 1.01.5m，预留核心土的长度控制在 35m； 6） 、应注意开挖过程中初期支护结构及核心土的稳定性，必要时应利 用核心土加设全断面环形临时支撑； 7） 、施工中，应按标准图规定进行监控量测，为支护参数调整提供依 据。 5.3.45.3.4 附属洞室开挖附属洞室开挖 南象山隧道洞内设附属洞室 4 处，附属洞室断面为 55m，附属洞室 较少，且断面小