隧道施工工程总体布置设计毕业论文.doc

南昌工程学院本科毕业设计隧道施工工程总体布置设计毕业论文目 录摘 要IAbstractII目 录I第一章 编制说明11.1 编制依据11.2 编制原则11.3 遵循的技术规范1第二章 工程概况和方案比选32.1 工程简介32.2 工程地质、水文及地貌特征32.2.1 自然地理概况32.2.2 地貌特32.2.3水文地质条件52.3 隧道设计标准62.4 施工条件72.5 隧道方案比选72.6 衬砌结构类型的选择82.6.1 常用各种衬砌结构类型及其特点82.6.2 衬砌类型的选择9第三章 施工的总体布置和方案103.1 总体安排103.2 总体施工方案103.3 施工计划安排103.4 具体施工工期计划安排113.5 主要项目施工进度计划11第四章 主要工程项目的施工124.1 洞口施工124.1.1截水沟施工124.1.2洞口段施工124.1.3 临时防护124.1.4洞口施工各项要求124.1.5 洞口坡面134.2 洞身施工134.2.1 洞身初砌形式134.2.2 洞身具体施工方法134.2.3 超前支护144.2.4 洞内施工144.2.5 出碴运输174.2.6 中墙施工174.2.7 侧导洞钢拱架施工174.2.8 钢支撑的施工174.2.9 锚喷支护施工174.3 监控量测204.3.1 量测项目204.3.2 量测点、断面布置214.3.3 变形要求214.3.4 选测项目224.3.5 监控量测注意事项224.4 超前地质预报22第五章 施工辅助设施245.1 供电245.2 供高压风245.3 供水245.4 通风245.5 防排水255.6 富水地段防水处理25第六章 主要工程项目施工工艺266.1 爆破施工工艺266.2 初衬施工工艺286.3 二衬砌施工工序及工艺296.4 钢架安装工艺306.5 混凝土施工工艺316.6 喷射混凝土工艺31第七章 不良地质处理337.1 岩溶简介337.2 崩塌337.3 溶洞的处理措施347.4 岩溶地段隧道施工注意事项38第八章 爆破设计书398.1 概述398.2 设计依据398.3 隧道开挖方案的比选398.4 爆破参数408.4.1 炮眼直径408.4.2 钻孔深度418.4.3 爆破器材418.4.4 布孔及装药418.5 引爆方式448.6 施工工艺及注意事项44第九章 机械配备及劳动力安排459.1 机械设备及施工人员安排见表9-1和表9-2所示。45第十章 工程目标4710.1 安全目标4710.2 工程质量目标47第十一章 工程各项保证措施4811.1 总体质量保证措施4811.1.1 制度措施4811.1.2 技术措施4811.2 初期支护质量保证措施4911.3 结构防水质量保证措施5011.4 结构砼质量保证措施5111.5 二次衬砌质量保证技术措施5311.6 隧道工程达到不渗不漏的质量保证措施5311.7 隧道工程无危害裂缝的质量保证措施5511.8 加强施工前的质量控制工作5611.9 做好施工过程的质量控制工作5611.10 做好施工材料的质量控制5711.11 加强施工过程的试验与检验5811.12 保证施工中的资料完整齐全5811.13 建立各种严格的制度5811.14 安全保证综合措施6011.14.1 隧道施工安全施工措施及急救方案6111.15 安全机构和安全保证6211.15.1 安全管理机构6211.15.2 安全职责6211.16 制定各项安全制度及防护措施6211.16.1 施工现场安全措施6311.16.2 施工机械安全措施6411.16.3 隧道施工安全措施6411.17 文明施工、环境保护和水土保持措施6511.17.1 文明施工措施6511.17.2 环境保护和水土保持措施65结 论66参考文献6773南昌工程学院本科毕业设计第一章 编制说明1.1 编制依据1、5#隧道施工招标文件、标前会议纪要、施工合同及补遗书及相关图纸设计、工程数量图表资料。2、招标文件中明确的有关施工标准、规范、验收标准和技术规程及中华人民共和国及各部委颁布的现行设计范、施工技术规范、规程、质量检验评定标准及验收办法等。3、现场施工调查资料。包括建设地区交通运输，地方资源等情况，水文、地质、气象等自然条件及市场经济动态信息等资料。4、施工单位的管理水平、计划投入本工程的技术力量、施工队伍、技术装备以及公路隧道工程施工经验、施工能力等综合要素。5、严格遵照、遵守国家及地方施工安全、环境保护等方面的具体规定与技术标准及当地政府对环境保护等方面的具体规定和要求。尊重当地人民的生活、风俗、习惯等。1.2 编制原则1、遵照招标文件及施工合同中合同条款的各项要求，实质性响应建设单位及监理工程师的指令和要求。2、严格遵照招标文件及施工合同明确的设计规范、施工规范、规程及验收标准。3、坚持实事求是原则，因地制宜地制定切实可行的施工方案，合理安排施工顺序，力求技术先进、科学合理、经济实用，确保施工目标圆满实现。4、积极采用、推广新工艺、新技术和新材料，增加产品的科技含量。5、运用先进的施工技术，制定科学的施工方案。采用新技术、新工艺、新设备和新材料，确保工程质量。6、充分利用施工单位现有的施工机械，扩大机械化施工范围，提高机械化程度，改善劳动条件，提高劳动生产率。7、坚决执行GB/T28001-2001职业健康安全管理体系，关心员工健康安全。8、坚决执行GB/T24001-1996环境管理体系，保护自然环境，维护生态平衡。1.3 遵循的技术规范1、公路工程技术标准（JTG B01-2003)；2、公路隧道设计规范（JTG D70-2004）；3、锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 50086-2001）；4、公路隧道通风照明设计规范（JTJ 026.1-1999）；5、公路沥青路面设计规范（JTJ 014-1997）；6、公路水泥混凝土设计规范（JTG D40-2002）；7、公路工程抗震设计规范（JTJ 00-89）；8、公路隧道交通工程设计规范（JTG/TD71-2004）；9、低压配电设计规范（GB50054-95）；10、现行其它相关规范等。第二章 工程概况和方案比选2.1 工程简介5#隧道位于连接崖家院子、梁家院、北沟地区的山岭二级公路区段上，该地区为山岭重丘区，山势陡峭，地质地形复杂，山脉大致成西北东南走向，其中最低标高1208.4m,最高标高1859.6m。该隧道拟设计为单洞双向隧道，入口桩号K0+820，出口桩号K3+96，全长2276m，采用人字坡形，坡度为2.0%，两端设置明洞，其中西南A洞口明洞长19m，东北B洞口明洞长26m。隧道行车道宽度按照设计行车速度60km/m考虑。明洞施工按明挖法施工，暗洞按“新奥法”施工。隧道衬砌结构设计采用“新奥法”复合式衬砌，并采用高压钠灯光电照明、射流风机机械通风；隧道洞门形式主要采用端墙式洞门。隧道围岩以较为破碎的白云岩、千枚岩、变质砂岩及泥岩为主，围岩级别以、级为主。2.2 工程地质、水文及地貌特征2.2.1 自然地理概况、地形地貌隧道地处陕南山地西南部的秦岭山脉，山脉大致呈东西走向，该处主峰海拔1859.6m,山脊呈窄梁状，两侧山坡陡峭，坡度一般在50左右，局部达到60。沟谷发育，多为较陡峭的V型谷，切割深度一般80m 左右，最深达到120m 。地貌上属于有变质岩、沉积岩组成的中高山区。、气象水文该地区属大陆性季风气候，年气候变化十分明显，境内气候垂直变化及四季差异显著。年平均气温25，最冷为一月份，平均气温为-11.6度，极端最低气温为-21.1度，最热为七月份，平均月气温31.2度，极端最高气温36.8度，年最高降雨量685.0毫米，年最低降水量386.6 毫米，日最大降水量为151.8毫米，年平均降水量485.3毫米。年平均风速1.9米/秒，最大风速17米/秒。雨季主要集中在夏季，占全年降水量65%左右。山区地质情况较为复杂，植被丰富，以高大乔木、灌木为主，自然景观优美，野生动植物种类繁多。隧道所处地区属于汉江水系，区内无较大河流，仅发育几条无名小沟。2.2.2 地貌特1、地层岩性该地区出露地层主要为震旦系上统灯影组和第四系全新统。上震旦统灯影组主要以浅海相碳酸盐岩为主，主要分为：（1）上震旦统灯影组（Z2dn）为勘察区主要地层，占测区面积的76%，为一套主要由白云岩组成的单斜岩层。根据岩层及其组合特征，可进一步划分3个岩性，现分述如下：1）第一岩性段（Z2dn1）分布于勘查区中，东部。出露宽度约1270米，是隧道通过的主体岩层。岩性为灰白色中厚层细晶白云岩。见夹有黄色泥岩，粉沙质泥岩夹层（现为断层破碎带）。与上覆地层呈断层接触。岩层总体产状3300-3500500-700.2）第二岩性段（Z2dn2）分布于勘查区西部，出露宽度30m左右。岩性为灰白色中厚层细粒长石石英片岩和淡黄色泥岩，与上覆地层呈断层接触。地貌上明显呈突起的山梁。地层产状3250-3400600-800.3）第三岩性段（Z2dn3）分布于勘查区西部隧道出口段，岩性为灰比色中厚层微晶白云岩。地层产状3300-3500600-700.（2）第四系全新统Q4占勘察区面积24%，区内仅发育残坡积和崩坡积两种类型。1）第四系全新统残坡积物(Q4esl)主要分布于勘查区各较大支沟和主沟内，分布范围及厚度受沟谷形态和地形控制。岩性主要为褐色含碎石，和角砾粘质粉土。厚度一般为0.5-4.0米，局部大于8米。2）第四系全新全新统崩坡积物(Q4cl+sl) 分布于东北部隧道进口段。岩性主要为含粘质粉质碎石块。厚度49米。测区的隔断裂带均有不同的动力变质岩，即构造岩。根据动力变质程度强弱可分为碎裂状岩石，碎斑岩，构造角砾岩，三者主要处于断层破裂带内，宽0.575.0米。 2、构造特征该地区构造主要为断层和节理，未见褶皱，岩层仅为向南西倾斜的单斜层。（1）断层隧道区内断层较发育，已查明断层达6条，以北东向断层为主，次为近西向，亦见南北向断层。断层性质以压纽性、压性、扭性为主，个别为张性、张扭性。断层多期活动的特点，早期以压性、压纽性、扭性为主，且规模较大，晚期以张性为主，规模小。对隧道有影响的断层达3条，且均有宽度不等的破碎带和影响带，岩石破碎，个别断裂，富水性较强，对隧道影响严重，其中F3、F5、F6断层破碎带及影响带较宽，对隧道影响严重；F1、F2、F4断层破碎带及影响带相对较窄，对隧道影响较严重。（2）节理勘察区主要发育四组节理，其走向分别为10-200，50600，2903000，3303400，节理多具扭性特征。节理发育的密度在不同的岩石中和统一岩石不同的部位部位差异较大，在中厚层细晶白云岩中，一般发育两组，每组3-12条/米，在断层破碎带两侧一般发育2-4条每组，每组一般5-15条/米，最密可达30条/米；在薄-中层白云岩中，一般发育2组，每组3-8条/米，在断层破碎带两侧，一般发育2组，每组4-13条/米；在厚-巨厚层含砾微晶灰岩中，一般发育两组，每组一般3-6条/米；在中厚层长石石英砂中，一般发育2组，每组13条/米。节理的存在对围岩稳定性有较大影响，它即使完整围岩裂开破碎，加剧其风化，又是降水下渗，地下水运移的通道和储存的空间，致使围岩稳定性降低。节理的走向与隧道轴线夹角及节理的倾角不同，其对隧道稳定的预想程度就不同。区内对隧道稳定影响较大的节理使其走向（2903000，330-3400）与隧道轴线呈小角度斜交，第三组与隧道轴线垂直或大角度斜交的节理组合，对隧道稳定性不利，洞顶最易发生掉块，坍塌等。3、地震活动及地壳稳定性概略分析勘查区位于扬子板块西北缘，根据板块运动的观点，其构造运动微弱，故勘查区在大地构造位置上属稳定地段。勘查区属华南地震区秦巴地震亚区汉中地震带，虽断裂构造发育但活动性断裂不甚发育，地震活动微弱，属弱地震活动区。该地震带多为3级以下弱震，4级以上地震自公元前1177年至980年间共发生8次，主要分布在汉中市区（3次），新集（1次），略阳（1次）阳县（1次）等处，最大震级为5.5级，发生于1636年，震中位于汉中市区。根据国家地震局资料，勘查区的地震基本烈度为度预测未来最大震级为5级，因此，可以认为勘查区为相对稳定区。2.2.3水文地质条件勘查区地下水的补给主要来自大气排水。区内降水量较少，多年平均降水量为485.3mm。植被较多发育，山高坡较陡，沟谷深切，即表径流畅通，降水量又相对集中于夏季，大部分以地表径流汇于沟谷中，不利于降水的下渗。故地下水补给作用较弱，区内地下水忍较贫乏。地下水径流条件取决于含水层孔隙，裂隙，溶隙的发育程度及其连同性的强弱。区内第四系残破积，甭破积层，随厚度相对较薄但其孔隙发育，连通性也较好。基岩风化壳厚度及风化程度虽有差异，但其裂隙，溶隙，溶孔较发育，连通性也较好。构造破碎带，节理裂隙发育，岩石极破碎，连通性好。故区内地下水径流畅通，气流向与地形一致，即以分水岭为界沿山坡流向沟谷。地下水的排泄多以地下径流的方式补给区外，局部以泉水方式排泄于沟谷。2、地下水类型及富水性勘查区地下水按含水介质的差异概括成三种类型。（1）松散岩类孔隙水埋藏于残坡积，崩坡集中。这些松散层堆积厚度一般为2-7米，局部地段厚度可达10-12m。该层受降水补给，局部地段可得到基岩裂隙溶隙水补给，在沟谷底或有利地段以下降泉或面状渗流形式溢出。该层水得到基岩裂隙溶水补给，水量较大，水量随季节变化，丰水期增大，枯水期水量变小或干枯。（2）层状岩类裂隙水。主要埋藏在上震旦统细粒砂岩，粉砂质泥岩中。分布于勘查区西部。由于该类含水层露出范围小，未发现该类水的出露点。据有关资料，该类水主要受大气降水补给，在沟谷底以下径流的形式补给第四系残破积层。该类水系裂隙含水，含水性不均一，富水性差。(3)构造破碎带裂隙水主要分布于各断层破碎带及其影响带内。这些部位岩石破碎，地下水补给和储水条件好。该类水为区内地下水的主要存在形式。调绘时未见泉水出露。初勘ZK3、ZK4钻孔单孔抽水，涌水量分别为0.03和0.072L/S。说明该类水相对较丰富，水量较大，对隧道施工及围岩稳定不利。综上所述，勘察区地下水普遍较贫乏。在第四系残坡积物厚度较大的沟谷低洼地段，其汇水条件较好，地下水埋藏较浅，水量相对较丰富。在构造带部位，地下水补给径流条件较好，水量较丰富。其余部位水性差，为相对贫水区。勘查过程中，分别对地下水天然露头（泉水）及人工揭露点（民井、钻孔中水）取样分析，其结果表明水质良好。物理性质均为无CO3，无味，无嗅，透明。矿化度0.1540.332g/L，PH为7.47.8，侵蚀性CO2 为零，SO42-含量029.2mg/l，Mg2+ 含量16.927.1mg/l，HCO3-含量3.185.69mol/l,.按岩土工程勘查规范（GB5002194）规定评价，表明勘查区地下水对混凝土结构无腐蚀性。2.3 隧道设计标准1、公路等级：双向四车道高速公路；设计速度：60 公里/小时。2、设计荷载：公路II级。3、隧道净空：（1）隧道净宽10.75米：0.75（检修道）+0.5（侧向宽度）+23.75（行车道宽度）+1.0（侧线宽度）+1.0（检修道）。（2）建筑界限净高5.0m。4、洞内环境控制标准：（1）洞内一氧化碳允许浓度：正常运营和交通阻塞时均为300PPm。（2）洞内烟尘允许浓度：0.0065。5、照明标准：洞内路面基本照明亮度为9cd/m。6、消防标准：隧道区属B级火灾，灭火级别为90B。2.4 施工条件1、交通情况，运输条件比较便利。2、施工、生活用水施工区内水资源丰富，能够满足本项目建设的需要，环境水对混凝土工程无腐蚀性。3、施工、生活用电施工用电从当地电网引入10KV高压电，拟在洞口设置一台1200KVA变压器一台，可以满足施工生产用电和生活用电。2.5 隧道方案比选根据现场的地质条件和施工条件，隧道洞门有以下两种方案，端墙式洞门和翼墙式洞门。（1） 端墙式洞门（图1）端墙式洞门适用于地形开阔石质较稳定的地区，优端墙和洞门顶排水沟组成。端墙的作用是抵抗山体纵向推力及支持洞口正面的仰坡，保持其稳定。洞门顶排水沟用来将仰坡留下来的比表水汇聚后排走。（2） 翼墙式（八字式）洞门当洞口地质较差（及以上围岩），山体纵向推力较大时，可以在端墙式东门的单侧或双侧设置翼墙。翼墙在正面起到抵抗山体纵向推力，增加洞门的抗滑及抗倾覆能力的作用。用两侧保护路堑边坡，其挡土墙的作用。翼墙顶面与仰坡的延长面向一致，骑上设置水沟，将洞门顶水沟汇聚的地表水引致路堑侧内排走。洞门的作用（1） 减少洞口土石方开挖量。洞口段范围内的路堑时根据地质条件以一定破率开挖的，当隧道埋置较深时，开挖量较大，设置隧道洞门可以起到挡土墙的作用，减少土石方开挖量。（2） 稳定边、仰坡。修建洞门可减少小引线路钱的边坡高度，缩小正面仰坡的坡面长度，使边坡及仰坡得以稳定。（3） 引离地表水流。地面水流往往汇集在洞口，如不排除，将会浸害路线，妨碍行车安全。修建洞门可以把水流引入侧沟排走，确保运营安全。（4） 装饰洞口。洞口是隧道唯一外露部分，是隧道的正面外观。修建洞门可以起装饰作用，特别在城市附近、风景区及旅游区内的隧道应配合当地的环境，给予艺术处理，进行美化。5#隧道主要以级为主，石质较稳定，结构较完整该地区属大陆性季风气候，年气候变化十分明显，境内气候垂直变化及四季差异显著。年平均气温25，最冷为一月份，平均气温为-11.6度，极端最低气温为-21.1度，最热为七月份，平均月气温31.2度，极端最高气温36.8度，年最高降雨量685.0毫米，年最低降水量386.6 毫米，日最大降水量为151.8毫米，年平均降水量485.3毫米。隧道所处地区属于汉江水系，区内无较大河流，仅发育几条无名小沟。如果采用翼墙式洞门将不能满足隧道的排水要求，将会浸害路线，妨碍车行车安全而端墙式洞门既适合该地区的地质条件又能满足排水要求修建工序也较简单。故选择端墙式洞门。2.6 衬砌结构类型的选择隧道开挖后，周围地层原有的平衡会造到破坏，为了保证围岩的稳定，确保行车与运营安全，隧道必须有足够强度的支护结构来支撑，这种结构就是所谓的衬砌。常见的有整体式衬砌、复合式衬砌、装配式衬砌和喷射混凝土支护等2.6.1 常用各种衬砌结构类型及其特点装配式衬砌是指在工厂或施工现场预先制备的衬砌管片构件，运入到坑道内，用机械将它们拼装成一环接一环的衬砌。一经装配成环，就可以马上承受围岩压力，不需要养生；可以在工厂成批生产，机械化施工，改善了劳动条件，加快施工进度；不需要临时支撑，节省大量的支撑材料和劳动力。常用于盾构施工的地铁建设中。整体式衬砌是指就地灌注混凝土的衬砌。对地质条件的适应性较强，易于按需要成型，整体性好，抗渗性好，并适于多种施工条件，根据不同强度的围岩级别的需要，又分为直墙式和曲墙式的两种类型，、类围岩多用直墙式，、和类围岩多用曲墙式。复合式衬砌不只有一层支护结构，实践中较多见的是外衬和内衬两层，按照不同组合方式可以分为：喷锚支护 混凝土支护；喷锚支护加喷射混凝土支护；格栅钢拱喷射混凝土加混凝土衬砌；装配式衬砌 混凝土衬砌等多种形式。公路隧道中常用的是外衬为喷锚支护和内衬为模筑混凝土的衬砌。复合式衬砌可以满足初期支护施作及时和刚度小易变形的要求；与围岩紧贴，能保护围岩和加固围岩，促进围岩的应力调整，充分发挥围岩的自承作用；内衬完成后，衬砌内表面光滑平整，可以防止风化，装饰内壁，增强安全感。复合式是目前工程中采用较多的隧道结构形式。分离式中墙连拱隧道常采用复合式衬砌。喷锚支护是指在喷射混凝土时围岩不够稳定的情况下，加设锚杆和金属网，以使坑道稳定的一种支护方式。原理在于采取措施以充分发挥围岩本身的承载和自稳能力，与围岩合成一体，它有效的利用洞内净空，提高作业安全性和施工效率；节约了大量的木材，降低了工人劳动强度，使坑道断面缩小，从而减少了开挖面积和圬工量。2.6.2 衬砌类型的选择本工程是山岭隧道，围岩是类，预采用新奥法施工，作为二车道隧道而言，从施工、运营的安全和经济等方面考虑，采用复合式衬砌，初期支护为锚杆+喷射混凝土+钢筋网+钢拱架的组合形式，二衬为用混凝土模筑。第三章 施工的总体布置和方案3.1 总体安排本隧道按新奥法组织施工，采用进口单向施工。施工中遵循“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的施工原则进行施工，对洞口段做到“短进尺、小循环、早喷锚、强支护、快封闭”，确保洞口段施工安全。土质及软弱破碎围岩隧道采用人工风镐开挖，尽量减少对围岩的扰动；石质隧道均采用钻爆法开挖，严格控制药量，避免超挖欠挖。开挖采用自制钻孔台架和 YT28风动凿岩机钻孔实施光面爆破，履带式挖斗装载机装碴，反铲挖掘机扒碴，正装侧卸式自卸车出碴，利用TK961型湿喷机进行湿喷作业，锚杆台车进行锚杆施工。采用P型可分区注浆PVC防水板，一次浇筑；二次衬砌采用10m衬砌台车全断面进行，砼采用搅拌站集中拌合，输送车输送，砼输送泵灌注，插入式振捣器捣实。3.2 总体施工方案隧道施工开挖总体上要求拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，以最大限度地保护周边岩体的完整性，同时减少超挖量，提高初期支护的承载能力。在级围岩地段要求采用超短台阶法施工，台阶长度控制在510米，保证初期支护及时落底封闭，以确保初期支护的承载能力。由于二次衬砌是按主要的承载结构设计，因此二次衬砌应紧跟开挖面；在初期支护落底后应及时施作仰拱和仰拱回填层，然后施作二次衬砌。在级围岩地段要求采用短台阶法施工，台阶长度控制在1015米，注意上半断面及基础锁脚锚杆的施工质量。由于二次衬砌是按承受少量荷载进行设计，因此二次衬砌的施作可滞后开挖面2030米，在初期支护基本稳定后施作，但二次衬砌仰拱和仰拱回填层应紧跟初期支护。在III级围岩地段采用超前导坑法施工，当机械化程度较高，各道施工工序能及时完成时，也可以采用全断面法施工。III级围岩地段必须确保系统锚杆的施工质量。对于围岩稳定性较好的地段可以调整开挖工序和开挖方式。沿隧道纵向在地质变化处以及初砌类型变化处，应设置沉降逢，边墙、拱部及仰拱均应断开。3.3 施工计划安排1、施工期限：2011年10月到2012年10月底。 此期限已包含因天气原因产生的不必要工期，但不包含因变更设计等非施工方原因造成的不必要工期。其中施工准备15天，施工期近10个月，工程收尾20天。额外工期15天。2、施工高峰期人数安排为150人，出工率90%。3、每月施工28天。3.4 具体施工工期计划安排1、施工准备阶段，主要完成施工便道、供水、供电、生产、办公、生活用房等临时设施的搭建以及组织机械设备、人员、材料等进场。拟用15天时间。2、主体工程施工，主要完成隧道主体及路面、管线的铺装，拟用9个月左右的时间。3、在本隧道各项建设基本完工后，完成本合同段工程的修整及竣工文件编制等，全部工程达到验交程度。拟用20天时间。3.5 主要项目施工进度计划1、主要工程项目工期进度见表3-1。表3-1 主要项目进度计划表序号项目名称工期（天）开始结束1施工准备152011.9.62011.9.212洞口明挖302011.9.222011.10.223洞身开挖2012011.10.232012.5.104洞身衬砌2302011.10.72012.5.245路面及管线铺设1432012.5.152012.9.56竣工交验202012.9.62012.9.262、各类型衬砌段开挖工期见表3-2。表3-2 各衬砌开挖所需时间衬砌型式明洞SM5SM4SM3长度（m）185460150工期（天）306880120第四章 主要工程项目的施工4.1 洞口施工4.1.1 截水沟施工隧道洞口开挖前，在洞口边仰坡开挖边线5m以外施工截水沟。截水沟人工开挖，用浆砌片石牢固砌筑。截水沟的上游进水口与原地面衔接紧密或略低于原地面，下游出水口通向路基边沟，以防雨季山坡汇积水冲刷已开挖的坡面。4.1.2 洞口段施工截水沟施工做好之后，进行洞口段施工。明洞总长45米，其中包括其中西南A洞口明洞长19m，东北B洞口明洞长26m。隧道进出口围岩均定为-围岩，地质条件相对比较差。开挖洞口尽量以“短进尺、人工开挖辅以弱爆破”为主，进洞采用短台阶或超短台阶法施工，先施工上台阶，凡能用十字镐、风镐挖动者，不允许爆破。需爆破时，采用由隧道中心掏槽分段起爆，严格控制药量，人工风镐修边，控制超欠挖，减少对围岩的扰动。同时配合挖掘机及自卸汽车对洞口自下而上分层开挖，洞门墙端墙处的土石方，应结合地层稳定程度、洞门施工季节和隧道施工方法等进行开挖，松软底层开挖边、仰坡时，应随挖随支护，加强防护，随时监测、检查山坡稳定情况。进洞前必须完成应开挖的土石方。废弃的土石方，应堆放在指定地点，边、仰坡上方不得堆置弃土、石方。人工修整边坡，边、仰坡上浮石、危石要及时清除，坡面不平应予以整修平顺。开挖时不得破坏开挖线以外的植被与表土。在浇筑基础之前，要先预埋好电缆沟，排水沟钢筋。4.1.3 临时防护由于隧道洞口为-围岩，稳定性极差，易坍塌，因此洞口开挖需要边开挖边立即进行临时防护处理。隧道进洞口明洞的开挖，采用噴锚支护（6厚C20喷射混凝土，直径6的钢筋网25x25，L=3m20MnSi直径22的砂浆锚杆梅花形布置间距150x150）进行临时防护。隧道出洞口明洞的开挖采用噴锚支护（6厚C20喷射混凝土，直径6的钢筋网25x25，L=3m20MnSi直径22的砂浆锚杆梅花形布置间距150x150）进行临时防护。其中端墙内侧设置两道透水管将水引出洞门外，硬PVC管伸出洞门25m左右。4.1.4 洞口施工各项要求1、明洞初砌达到设计强度的80%时方可拆架；2、防水板为：1.2PVC(P型，可分区注浆)防水板，严禁用废旧塑料复制而成的各种防水板；3、防水混凝土采用HEA抗裂防水剂进行进行配置，防水剂掺量为水泥用量（重量）的6%；4、明洞要求地基承载力大于等于350Kpa，特殊地基以验算为准；5、明洞必须根据各隧道实际地形进行设计并计量；6、碎石透水层的底面坡降应斜向排水沟（其他溶洞的所有排水系统也一样）。7、粘土、石渣，M7.5浆砌片石、土工模等根据明洞实际地形进行设计；8、洞口洞顶回填最薄应等于2米，沿隧道纵轴线向洞内方向按大于3%-5%的纵坡增厚回填，但最大回填不应大于6米厚；9、明洞两侧排水管由暗洞按一定的纵坡向洞口引出，如果与暗洞纵坡小于0.35%时则按大于0.35， %的纵坡向洞口引出；如果与暗洞反坡则不应与暗洞管连接，两管短应设置管堵头且按大于0.5%的纵坡向洞口引出。4.1.5 洞口坡面本工程边、仰坡防护采用M7.5浆砌片石及喷射混凝土防护，洞口开挖后的边仰坡面按设计整修平整，将岩面浮碴清除干净，并及时按设计进行防护，以防围岩风化，雨水渗透而坍塌或滑坡。4.2 洞身施工4.2.1 洞身初砌形式按照新奥法原理设计为复合初砌结构。根据地质勘察揭示的围岩情况，将洞身初砌类型划分为SM5、SM4、SM3及明洞四种初砌结构类型，且较差围岩段的初砌向较好围岩段深入，施工过程中可视情况适当调整。4.2.2 洞身具体施工方法级围岩地段要求采用超短台阶法施工，台阶长度控制在510米，由于围岩稳定性极差，易坍塌，所以此段全段进行人工开挖，禁止采用爆破开挖；级围岩地段要求采用短台阶法施工，台阶长度控制在1015米，此段围岩稳定性较差，施工作业应以人工开挖为主，尽量避免采用爆破开挖；III级围岩地段采用超前导坑法施工，当机械化程度较高，各道施工工序能及时完成时，也可以采用全断面法施工，并应用光面预裂爆破技术，严格控制药量，减少超挖欠挖及对围岩的扰动。本隧道按新奥法原理进行初砌设计，即复合式初砌。采用锚杆、钢筋网、刚支撑加喷射混凝土，钢筋混凝土为二次支护。结合本隧道的地形条件，工程地质条件，工程水文地质条件、在确保安全可靠、经济合理的情况下，确定出各级围岩的初砌断面及支护系数，具体支护参数见各级围岩初砌设计图。4.2.3 超前支护根据设计地质资料，-级围岩比较破碎，施工时采用20m长的长管棚进行超前支护。对于隧道其它地段，结合现场地质实际情况，对浅埋、破碎及断层等地质不良地段，会同设计、监理，共同制定超前支护方法，稳妥掘进，确保施工安全。4.2.3.1 长管棚设计参数1、施工范围为SM5型衬砌段及SM5型衬砌段与明洞交接处。2、钢管规格：热轧无缝钢管，直径为89，壁厚6；管距：环向间距35，导管上须钻注浆孔10，孔间距15，呈梅花型布置。4.2.3.2 长管棚施工要求施工时根据施工方法，施工机具适当修正一次注浆的深度和管棚的长度；长管棚超前注浆一般情况下采用水泥浆，水泥浆水灰比1：1，导管注浆口压力为初压0.5-1.0Mpa，终压2.5Mpa，导管注浆压力为初压0.5-1.0Mpa。当地下水较大时则压注水泥-水玻璃浆液，水泥浆水灰比为1：1.水泥浆与水玻璃体积比为1：0.5，水玻璃浓度35波美度，注浆压力不变。隧道两端洞口初衬与明洞交界处均采用套拱加导管（直径108*4，L=42米）辅助型式进洞。明洞与洞身结合处要设置套拱，套拱地基承载力必须要达到450Kpa。4.2.3.3 超前小导管设计参数1、施工范围为SM5 与SM4型衬砌段。2、SM5型衬砌段超前注浆小导管采用外径50mm热扎无缝钢管，壁厚5mm，管节长度3.5 m，管口段0.8米范围内钢管不开孔，其余部分按照15cm间距交错设置注浆孔，孔径8mm。超前注浆一般采用水泥浆，水泥浆水灰比1：1，导管注浆压力0.5-1.0Mpa。当地下水较大时则压注水泥-水玻璃浆液，水泥浆水灰比为1：1.水泥浆与水玻璃体积比为1：0.5，水玻璃浓度35波美度，注浆压力不变。其环向间距为40，纵向间距100。SM4型衬砌段超前注浆小导管采用外径42mm无缝钢管，壁厚5mm，管节长度4.5 m，管口段0.8米范围内钢管不开孔，其余部分按照15cm间距交错设置注浆孔，孔径6mm。注浆材料为水泥浆，水泥浆水灰比1：1，导管注浆压力为0.5-1.5Mpa。其环向间距为40，纵向间距100。详见，各超前支护设计图。4.2.4 洞内施工4.2.4.1 各级围岩施工步骤1、级围岩段（S5型衬砌）施工步骤：（1）中导洞超前小导管注浆预支护；（2）中导洞开挖；（3）中导洞初期支护(安装钢支撑、挂钢筋网、安装锚杆、噴混凝土)；（4）浇筑中墙；（5）左（右）侧导洞开挖；（6）左（右）侧导洞初期支护(安装钢支撑、挂钢筋网、安装锚杆、噴混凝土)；（7）左（右）主洞上台阶开挖；（8）左（右）主洞拱部初期支护(安装钢格栅、挂钢筋网、安装锚杆、噴混凝土)；（9）左（右）主洞中部开挖；（10）左（右）主洞下台阶跳槽开挖；（11）左（右）主洞初期支护(按跳槽开挖后及时安装钢支撑、噴混凝土)；（12）浇筑左（右）主洞仰拱及基础初砌；（13）基础以上全断面模注左（右）洞二次支护。2、级围岩段（S4型衬砌）施工步骤：（1）中导洞超前小导管注浆预支护；（2）中导洞开挖；（3）中导洞初期支护(安装钢支撑、挂钢筋网、安装锚杆、噴混凝土)；（4）浇筑中墙；（5）左（右）上台阶超前小导管注浆支护；（6）左（右）洞上台阶开挖；（7）左（右）洞拱部初期支护(安装钢支撑、挂钢筋网、安装锚杆、噴混凝土)；（8）左（右）洞下台阶内侧开挖；（9）左（右）洞下台阶剩余部分开挖；（10）左（右）洞下台阶拱部初期支护(安装钢格栅、挂钢筋网、安装锚杆、噴混凝土)；（11）浇筑左（右）洞仰初砌；（12）全断面模注左（右）洞二次支护。3、S3型衬砌段（III级围岩）施工步骤：（1）中导洞开挖；（2）中导洞初期支护；（3）浇筑中墙；（4）全断面开挖右洞；（5）右洞进行初期支护；（6）全断面开挖左洞；（7）左洞进行初期支护；（8）左、右洞整体浇筑二次支护。4.2.4.2 洞内施工按新奥法设计，采用复合式衬砌，初次支护以喷射砼、锚杆和钢筋网为主要手段，部分辅以格栅拱架加强支护，以超前锚杆作为施工的辅助措施；二次衬砌采用整体式现浇砼或钢筋砼。根据隧道进出口的围岩情况，决定从隧道出口向进口方向掘进，在开挖过程中，严格遵守新奥法施工的基本原则： “少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭”。暗洞施工采用上下导坑法开挖，先从隧道左线出口端开挖进洞，待上半断面开挖、支护完成后，再进行下半断面的开挖。在上下断面的开挖中，连同隧道设计中隔墙部分一次开挖成型，在隧道的初期支护中，对中隔墙顶部范围，采用加密22锚杆、钢筋网和喷射混凝土进行加固。初次支护紧跟掌子面及时施作，控制围岩变形，最大限度地发挥围岩的自承能力，喷射砼标号为20号，采用湿喷工艺，增加密实性， 减少回弹量，改善作业环境。锚杆采用MAIR25中空注浆锚杆，锚杆露头加设配套钢垫板，施工时采用专用注浆设备和注浆工艺，确保注浆饱满， 保证锚杆与围岩全粘结， 垫板安装时应紧贴岩面， 钢筋网采用6钢筋， SM3型衬砌初次支护中以格栅拱作为加强措施，格栅拱用20钢筋和10钢筋加工而成。二次衬砌中墙采用钢筋砼，III级围岩段拱部和边墙采用C25钢筋砼，其余围岩段采用C25素砼，拱部、边墙二次衬砌施工时采用全断面模板台车施作，以提高砼的整体性，减少施工缝。对于超挖部分用同级砼或同级片石砼回填，明洞衬砌为C25钢筋砼。每衬砌类型变化处应设沉降缝， 沉降缝宜设在施工缝处；隧道洞身段围岩为III级、IV级、V级，其衬砌类型为SM3型、SM4型、SM5型，支护参数见各施工设计图，隧道开挖过程中应加强监控量测，掌握围岩变化情况，保证施工安全。防止右线开挖时对中隔墙砼的破坏，待中隔墙混凝土达到设计强度后，在中隔墙右侧表面用装满锯沫的草袋覆盖，在草袋外侧用7.5号浆片进行防护。进行仰拱开挖时，在开挖前应对中隔墙用草袋进行保护。在仰拱施工完成并达到设计强度后，进行二次衬砌施工。在左线隧道衬砌完成40米后，右洞开始掘进，右洞开挖时，中隔墙部分提供了临空面，可进行弱爆破上下断面开挖。在左线隧道衬砌完成40米后，右洞开始掘进，右洞开挖时，中隔墙部分提供了临空面，可进行弱爆破上下断面开挖。隧道施工期间应进行以下量测工作:围岩地质衬砌支护观测、地表沉降观测、周边收敛观测、拱顶下沉观测等必测项目量测，加强信息反馈。4.2.5 出碴运输由于隧道净宽较大切长度较短，出碴采用无轨运输，装碴机配合正装侧卸汽车运碴。4.2.6 中墙施工在中导洞开挖完成后，根据设计图纸浇筑中隔墙。中隔墙顶处及中隔墙底部处钢板为250*250*15，直径15的钢板在隧道纵向与钢支撑一一对应，直径10钢板与直径8钢板在隧道纵向贯通，钢板与钢板之间采用焊接连接；钢筋之间有相冲突的地方可适当挪动位置；中隔墙的净保护层保证3.5cm；中隔墙钢筋的配置严格按照配筋图进行配置。4.2.7 侧导洞钢拱架施工侧导洞钢拱架只在级围岩、级围岩中施工中设置，施工中可根据开挖和具体施工方式调整钢拱架半径和每段的长度。钢支撑由I14（级围岩中为I12.6）工字钢拱架与开挖轮廓之间所有间隙必须喷混凝土充填密实，先喷拱架与轮廓之间隙，再喷钢拱架周围，然后再喷拱架之间；钢（A3钢）组成，段与段之间采用螺栓连接，工字钢焊接在钢板上，纵向焊接连接钢筋。拱架架设严格按照有关规范的要求执行。4.2.8 钢支撑的施工1、ZS5和ZS4级围岩设钢支撑，其间距分别为0.5米、1.0米，拱部钢支撑外援与开挖线（包括模注混凝土、噴混凝土）之间按噴混凝土4厘米设计；当因局部超挖而出现空隙时应用钢塞或混凝土块填塞顶紧，以保证支撑的稳定。2、钢支撑纵向由直径22毫米钢筋焊接固定，一榀钢支撑片与片的接头由螺栓连接，工字钢与钢板之间的焊接采用普通型角焊型式，焊接高度大于6，有效厚度为6；3、在钢支撑安装前应对各连接板接头处喷层先行凿槽，以便钢支撑位置合理，钢支撑应先在洞外进行制作试拼然后再进洞安装；4、锁脚锚杆应在钢支撑两侧错位（错位间距为0.5米）布置，卡住钢支撑并焊接，在设有锁脚锚杆部位应取消径向锚杆。每段钢支撑中部应有径向锚杆作为其固定锚杆，以利于钢支撑与围岩紧密结合。如径向锚杆不够时，以锁脚锚杆的数量来计算，如径向锚杆的数量多于锁脚锚杆，以径向锚杆来计量，另锁脚锚杆的长度与径向锚杆同长。4.2.9 锚喷支护施工隧道开挖后立即进行喷锚支护，以稳定围岩，确保施工安全。支护作业视围岩稳定程度，依据设计文件，采用不同的支护参数。、级围岩由于稳定性差，喷锚施工支护必须紧跟开挖面实施，安设系统锚杆，拱墙部挂钢筋网加设格栅钢架，喷C20 早强速凝混凝土。III级围岩拱部安设随机锚杆，视围岩地质情况，局部挂网喷C20 早强速凝混凝土。混凝土喷射采用TK961 型湿式喷射机，施工时认真优化混凝土配合比设计，控制计量，混凝土初凝不大于5min，终凝不大于10min，在作业面采用LKKG30 除尘机净化空气。锚杆施工采用风钻钻眼，拱部锚杆锚固采用早强锚固药卷，边墙锚杆采用早强砂浆锚固。喷射作业分段、分片由下而上顺序进行，每段长度根据围岩情况控制在15m。喷射作业一般分为两次完成，第一次在开挖后随即初喷一层厚约5cm，然后安锚杆、挂网、拱架，随后复喷到设计厚度。喷射后4 小时方能进行爆破作业。对于软弱破碎围岩喷射混凝土作业应紧随工作面，随挖随喷，当工作面岩体自稳时间小于一个掘进循环时，除加强量测和修改施工方法外，工作面应及时采用喷射砼加固，锚杆安装应采用速凝早强砂浆锚杆，锚杆施工应尽早安排，一般不超过24h。喷锚支护完成后，及时清底施作仰拱和铺底。喷锚前作好以下准备工作：1、检查开挖断面尺寸。2、清除松动岩块和墙脚岩碴，用风或水清洗待喷面。3、埋设喷混凝土厚度的标尺桩。4、检查机具设备并试运转。4.2.10 复合衬砌施工1、S5型衬砌段（级围岩）浅埋低地段复合衬砌施工要点（1）锚杆间距按0.75*0.5米矩形布置，锚杆长为350厘米；钢筋网间距拱部和边墙按15*15，仰拱按20*20厘米布设，采用焊接钢筋网，钢筋网必须与刚拱架及钢拱锁脚牢固焊接，增加整体效果；（2）模筑混凝土衬砌拱部，边墙采用C25防水混凝土，抗渗标号不低于S8,当渗透土压力大于0.8Mpa时要相应的提高抗渗标号。（3）喷层与模注混凝土之间铺一层土工布与一层防水板，防水板为：1.2PVC(P型，可分区注浆)防水板。严禁用废旧塑料复制而成的各类防水板。（4）预留变形量为10厘米，以监控量测为准，严格控制超挖，更不允许欠挖。（5）防水混凝土采用HEA抗裂防水剂进行配置，防水剂掺量为水泥用量（重量）的8%。防水混凝土按普通混凝土和防水剂分别计量。（6）有长管棚、超前小导管和超前锚杆的辅助施工地段，应将辅助施工的棚、管、杆做好端头和杆方向标识，以免在施工径向管、杆时与之相碰，如果一发现相碰，要立即移位重新打孔，严禁跳打该部位的径向小导管或锚杆。（7）仰拱处噴混凝土层需要进行仓面清扫。2、S4型衬砌段（级围岩）浅埋低地段复合衬砌施工要点（1）锚杆间距按1.2*1.0米矩形布置，锚杆长为300厘米；钢筋网间距按15*15厘米布设，采用焊接钢筋网；（2）模筑混凝土衬砌拱部，边墙采用C25防水混凝土，抗渗标号不低于S8,当渗透土压力大于0.8Mpa时要相应的提高抗渗标号；（3）喷层与模注混凝土之间铺一层土工布与一层防水板，防水板为：1.2PVC(P型，可分区注浆)防水板。严禁用废旧塑料复制而成的各类防水板。（4）预留变形量为7厘米，以监控量测为准，严格控制超挖，更不允许欠（5）防水混凝土采用HEA抗裂防水剂进行配置，防水剂掺量为水泥用量（重量）的8%。防水混凝土按普通混凝土和防水剂分别计量。（6）有长管棚、超前小导管和超前锚杆的辅助施工地段，应将辅助施工的棚、管、杆做好端头和杆方向标识，以免在施工径向管、杆时与之相碰，如果一发现相碰，要立即移位重新打孔，严禁跳打该部位的径向小导管或锚杆。（7）仰拱处噴混凝土层需要进行仓面清扫。3、S3型衬砌段（III级围岩）深埋低地段复合衬砌施工要点（1）S3型衬砌锚杆间距按1.2*1.0米矩形布置，锚杆长为300厘米；钢筋网间距按25*25厘米布设，采用焊接钢筋网；（2）模筑混凝土衬砌拱部，边墙采用C25防水混凝土，抗渗标号不低