东秦岭隧道施工组织设计

第一章编制依据及原则一、编制依据1、嵩栾高速公路嵩县至栾川段工程施工招标文件。2公路路基施工技术规范（JTGF102006）3公路工程质量检验评定标准（JTGF80/12004）。4隧道施工技术规范（人民交通出版社）。5国家有关高速公路施工环保方面的法律、法规、政策等。6嵩栾高速公路洛阳至嵩县段施工图设计。7我公司技术、经济人员现场踏勘、走访调查所取得的各种资料。8我公司相似工程的施工经验及拟投入该项目的技术力量、设备装备、资金贮量等综合施工能力。二、编制原则一、根据业主对本工程质量与工期要求，强化质量管理，编制科学的施工方案，合理安排工程进度、作业循环与劳力组织，搞好工序衔接，确保工程质量，尽量缩短工期。二、合理配置生产资源，运用先进的技术装备，做好机具选型配套，提高机械化作业水平，实施标准化作业。三、在施工中积极推广“新设备、新技术、新材料、新工艺”。第二章工程概况一、工程简介刘坪3隧道位于洛阳市嵩县大章乡刘坪村，隧道总体走向呈东至西曲线发展。采用小净距隧道测设线间距进口1873M、出口1832米，其中左线起止桩号LK82005LK83190，长185米；右线起止桩号K81940K82200，长260米。设计时速80KM/H,采用灯光照明，自然通风，属短隧道。本隧道采用受力条件好、断面利用率高的三心圆（曲墙半圆拱）断面。拱顶半径544米，曲墙半径90米，断面净宽1088米，净高71米，内净空面积6465M2仰拱半径1680M，仰拱和边墙采用R1M的圆弧顺接。施工中遵循“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则。洞口加强段、级围岩、级围岩较差段采用环形开挖留核心土法，级围岩较好段、级围岩主洞较差段采用台阶法开挖，级围岩采用全断面开挖。二、工程地质隧道区属秦岭余脉之伏牛山区，隧道区地形起伏大，地面基本标高在420520米之间，相对高差100米。底层属于华北地层区，区内上覆底层为第四系全新的残积和坡积碎石，分布不连续，主要分布在坡脚和隧道进出口处，下伏基岩为元古界（PT）英安岩。隧道区地址构造上位褶皱为主，地表沟谷发育，隧止区地下水类型属松散岩类空隙水和基岩裂隙水，地下水主要分布在英安岩层裂隙中，受多年大气降水和褶皱地质构造的影响，在褶皱构造核部和节理裂隙不甚发育段汇集，形成地下含水体。三、地震烈度该地区地震基本烈度为6度。第三章工程管理目标一、安全目标杜绝因工亡人事故，避免重伤，因工受伤事故率控制在05以下。二、质量目标确保全部工程达到国家、交通部现行的工程质量验收标准。工程一次验收合格率达到100，优良率达到90以上，并满足全线创优规划要求。三、工期目标刘坪3隧道为控制性工程，为了保证刘坪桥的架设，刘坪3隧道必须在2011年5月贯通。因此计划在2011年1月15日前完成边仰坡支护、套拱浇筑，2011年1月16日达到暗洞开挖，确保目标工区完成。第四章施工组织一、组织机构及管理职责为了安全、优质、按期完成本标段的施工任务，本着精干、高效的原则，我们计划安排具有素质高及地下工程施工经验丰富的行政、技术、管理人员及施工队伍完成本标段的施工任务，按项目法组建以李军为经理，冯忠荣为总工程师的项目经理部组织机构见图41，全面负责本工程的施工组织指挥工作。项目部领导、各部门的职责如下一、项目经理项目经理是本项目工程安全保证的第一责任人，负责建立健全安全生产保证体系，建立和实施安全生产责任制，确保各项安全活动的正常开展。项目经理是本项目工程质量保证的第一责任人，负责组织开展质量体系活动，确立本项目质量目标，组织编制实施性施工组织设计。贯彻执行国家方针、政策、法规，坚持全面质量管理，推进各项质量活动正常开展，确保产品质量稳定提高，满足业主要求，争创名牌工程。组织向业主提供质量依据，处理业主提出的有关质量方面的要求。负责对工程项目进行资源配置，保证质量体系在工程项目上的有效运行及所需的人、财、物资源的需要。项目经理负责施工现场全面的文明管理，组建施工现场的文明施工领导小组，并结合本工程的特点，制定文明施工管理细则。图41施工组织机构框图项目经理部经理1人总工1人副经理3人工程技术部7人安全质量部3人计划财务部4人保障部4人综合办公室5人第四工程处现场经理部20人其它工程第五工程处现场经理部25人东秦岭隧道正洞开挖队130人平导开挖队130人正洞衬砌队80人平导衬砌队60人机械运输队80人桥梁施工队80人隧道施工队100人涵洞路基队80人构件预制队30人图41组织机构框图项目经理负责整个工程的组织指挥，传达业主、监理及公司本部的指令并组织实施，对人员任免、聘用、奖罚有批准权。项目经理负责施工现场全面的文明管理，组建施工现场的文明施工领导小组，并结合本工程的特点，制定文明施工管理细则。项目经理负责按批准的施工计划，全面组织实施，并根据工程进展，适时调整资源配置，确保阶段、整体工期目标的实现。二、项目副经理项目副经理3人，其中一人主管施工生产，一人主管协调、办公室，。他是安全质量生产的直接责任人，在施工中严把安全质量生产关，抓好施工中安全质量工作，把安全质量生产责任制落实下去；主抓施工生产计划的落实，处理施工出现的具体问题；并负责处理项目部中的一些日常工作。三、项目总工程师对全项目工程质量、施工技术、计量测试负全面技术责任，指导施工队工程技术人员开展有效的技术管理工作；在公司总工程师和有关业务部门指导下，提出贯彻改进工程质量的技术目标和措施；负责新技术、新工艺、新设备、新材料及先进科技成果的推广和应用；负责组织对工程项目施工方案、施工组织设计及质量计划进行编制及经批准后的实施；对施工中可能存在的质量通病及其纠正、预防措施进行审核；解决工程质量中有关技术难题，并协助项目经理解决工程质量中的关键技术和重大技术难题，督促检查各项质量规划的实施。负责工程项目的验工计价。对项目工程的劳动保护和安全生产的技术工作负责任，结合工程特点及施工进度及时下达劳动保护和安全生产技术方案和措施，并认真贯彻落实。四、工程技术部负责工程项目的施工过程控制；制定施工技术管理办法及工程项目的施工组织设计及调度工作；对测量、试验、量测监控等专项技术工作负领导责任并直接指导；负责技术交底、过程监控，解决施工技术疑难问题；参与编制竣工资料和进行技术总结，组织实施竣工工程保修和后期服务；组织推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料，努力开发新成果。五、安全部负责依据局安全目标制定整个工程的安全管理工作规划，负责安全综合管理，编制和呈报安全计划、安全技术方案和具体安全措施，并认真在施工中贯彻落实；组织每周、每月安全检查，发现事故隐患，及时监督整改。负责安全检查督促，负责对突发事件提出预防措施，定期对施工队进行安全教育，关键工序提出安全施工防范的技术交底。五、质检部依据局质量方针和目标，制定质量管理工作规划，负责质量综合管理，行使质量监察职能。确保产品在生产、交付及安装的各个环节以适当的方式加以标识，并保护好检验和试验状态的标识。负责产品的标识和可追溯性、最终检验和试验、不合格品的控制、质量记录的控制，确定质量检验评定标准，对全部工程质量进行检查指导；负责全面质量管理，组织工程项目的QC小组活动。负责安全检查督促，负责对突发事件提出预防措施，定期对施工队进行安全教育，关键工序提出安全施工防范的技术交底。七、计划财务部负责对本标段项目承包合同的管理。按时向业主报送有关报表和资料。负责工程项目施工计划制定、实施管理，根据施工进度计划和工期要求，适时提出施工计划修正意见报项目领导批准执行。负责验工计价工作。负责工程项目的财务管理、成本核算工作；参与合同评审，组织开展成本预算、计划、核算、分析、控制、考核工作；参加工程项目验工计价，指导各施工单位开展进行责任成本核算工作。八、物资设备部负责物资采购和物资管理及制定工程项目的物资管理办法，检查指导和考核施工队的物资采购和管理工作。负责工程项目全部施工设备的管理工作，制定施工机械、设备管理制度。在局设备物资处指导下，参与设备的安装、检验、验证、标识及记录。参加工程项目验工计价，对各施工单位的材料消耗和机械使用费用情况提出计量意见，评价各单位机械设备管理情况。八、工程测试室负责工程项目检验、试验、交验、及不合格品的检验控制，按检验评定标准对施工过程实施监督并对检验结果负责；负责现场各种原材料试件和砼试件的样品采集和测试、检验及质量记录。根据现场试验资料，提出各种砼的施工配合比，土方施工最佳含水量等试验数据，并在施工过程中提出修正意见报批准执行；负责工程项目的计量测试工作，并负责工程项目的检验、测量和试验设备的核定、校准及使用管理工作；负责工程项目的控制测量、施工测量和施工放样工作。在施工技术部指导下，对合格产品进行验工量测计量。施工过程中的量测监控九、综合办公室主要处理项目部一切日常工作，负责党政、文秘、接待及对外关系协调等工作。三、主要机械及检验测量仪器设备一、主要机械设备主要机械设备根据设备生产能力大于进度指标要求，设备功能全面满足工程需要的原则，从我局陕西、山西等施工工地调入。考虑到本工程质量标准高、要求严、工期紧，计划上场一批新型设备，参见主要机械设备表43。二、主要试验测量仪器设备根据全面满足工程检验、检测及测量的需要，提高检验、检测及测量的精度和速度，配备齐全的试验及测量仪器设备，见主要试验测量仪器设备表44。拟投入本标段工程的主要施工机械表表43数量其中序号机械名称规格型号功率KW容量M3吨位T小计自有新购租赁设备状况调入地点1装碴机ITC312H4250M3/H22陕西工地2内燃牵引机JMD24270HP1046陕西工地3立爪装岩机ZL120120M3/H334大梭矿14M336365台车178液压轮式22良好天津基地6门架台车TH5681011良好山西工地7电脑台车AWV21SGBCCR11良好天津基地8锚杆台车H530芬兰11良好陕西工地9装载机966F3338M322良好山西工地10多级水泵D155305H150M，Q155M3/H33良好天津基地11奔驰运碴车15T44良好山西工地12红岩运碴车16T66良好陕西工地13沃尔沃运碴车A20BM20T642天津基地14自卸汽车太拖拉81525T55良好陕西工地15载重汽车黄河1505T33良好山西工地16空压机4L40/240M3/MIN66良好山西工地17通风机2TD125对称式N2110KWQ2000M3/MINP5000PA33良好陕西工地18通风机T261112子午式N75KWQ1360M3/MINP2400PA11良好陕西工地19通风机T26210子午式N55KWQ1040M3/MINP2400PA11良好陕西工地拟投入本标段工程的主要施工机械表表43数量其中序号机械名称规格型号功率KW容量M3吨位T小计自有新购租赁设备状况调入地点20模板衬砌台车L12M22良好山西工地21湿喷机TK961122干喷机ZP112223平板料车44良好山西工地24载人客车33良好陕西工地25砼输送泵HBT50C66良好陕西工地26发电机6200Z型350KW33良好山西工地27注浆泵ZTG260/2102228挖掘机小松PC200570KW22良好陕西工地29装载机ZL50147KW44良好山西工地30压路机CA3030T11良好山西工地31压路机YZ4545T11良好山西工地32推土机征山T200147KW22良好山西工地33平地机德莱赛850122KW11良好山西工地34洒水车WS144AS8M311良好山西工地35运输车东风半挂10T22良好山西工地36砼拌合楼HZS5050M3/H11良好陕西工地37砼拌合站HZD2525M3/H11良好陕西工地38轨道砼输送车MR456M366良好山西工地39汽车吊NK16016T11良好山西工地40汽车吊NK25025T11良好山西工地41发电机200GF200KW22良好陕西工地42油罐车BQ1130FJ5T22良好陕西工地43砼振捣器ZX502020良好陕西工地44钢筋调节机QJ4/855KW22良好山西工地45钢筋切割机QJ40155KW33良好山西工地46钢筋弯曲机GJ73028KW33良好山西工地47钢筋对焊机UN7511良好山西工地48电焊机BX31566良好山西工地49变压器S75000500KA99良好陕西工地50翻斗车1T55良好陕西工地51卷扬机JM323T22良好陕西工地52抽水机66良好陕西工地53卷扬机JM55T11良好陕西工地54加压泵Q80M3H10BA11良好陕西工地55振动台4456砼运输车SQH5270GBT6M333良好陕西工地拟投入本标段的主要试验测量仪器设备表表44序号仪器设备名称规格型号产地单位数量设备状况设备来源调入地点1液压万能材料试验机WE300KN济南台1良好自有陕西工地2电动压力试验机YE2000KN无锡台1良好自有陕西工地3混凝土抗渗仪HS40天津台1良好自有山西工地4混凝土振动台1M2台1良好自有山西工地5混凝土砂浆比长仪台1良好自有山西工地6混凝土标养设备北京台1良好自有山西工地7混凝土钻孔取样机天津台1良好自有山西工地8混凝土含气量测定仪SQ1北京台1良好自有陕西工地9水泥净浆搅拌机SJ160B无锡台1良好自有陕西工地10水泥胶砂搅拌机新标准无锡台1良好自有陕西工地11水泥胶砂振动台GI85B无锡台1良好自有陕西工地12水泥抗折试验机DKZ600无锡台1良好自有陕西工地13水泥负压筛析仪FSY150无锡台1良好自有陕西工地14水泥胶砂流动度仪电动无锡台1良好自有陕西工地15水泥安定性沸煮箱CFA无锡台1良好自有陕西工地16水泥加速养护箱SY84B无锡台1良好自有陕西工地17水泥比表面积测定仪NTB无锡台1良好自有陕西工地18水泥凝结时间测定仪无锡台1良好自有陕西工地19水泥软练胶砂试模4040160无锡台6良好自有陕西工地20水泥抗压夹具无锡台1良好自有陕西工地21砂子筛00810MM上虞套1良好自有山西工地22石子筛25100MM上虞套1良好自有山西工地23砂石振筛机XSBP上虞套1良好自有山西工地24砂石容积升120L上虞套1良好自有山西工地25标准测力仪2000KN天水台1良好自有山西工地拟投入本标段的主要试验测量仪器设备表表44序号仪器设备名称规格型号产地单位数量设备状况设备来源调入地点26活塞式压力计沧州台1良好自有山西工地27洛氏硬度仪吴忠台1良好自有陕西工地28标准击实仪DJD2南京台1良好自有山西工地29K30荷载板北京台2良好自有山西工地30分析天平00001G上海台1新购31电热鼓风干燥箱550450重庆台3新购32电热恒温干燥箱350350重庆台1新购33低温冰箱30日本台1新购34瞬态动力应变仪武汉台1新购35含水量水量测定仪TSC1台1自有山西工地36全站仪540A瑞典台1自有山西工地37经纬仪DJ2北京台4自有陕西工地38水平仪S3北京台8自有陕西工地39收敛计精度ZW1支4自有山西工地40穿心式千斤顶只5新购41物探仪台1自有山西工地42挂钩式钢尺只10新购43断面仪台1新购44镭射水平仪台2自有陕西工地45激光准直仪台4自有山西工地46陀螺仪台2自有山西工地第五章临时工程一、施工道路由洛栾快速通道利用原兰宝选矿厂道路，新建860米道路到刘坪3隧道口。二、施工供电本标段的洞内洞外工程的施工供电，应洞内洞外综合考虑。在洞外建一所630KV变电站，由变电站统一对洞内隧道、洞外临时工程供电。三、施工通信采用移动网络信号。四、施工供水洞内工程施工用水和洞外工程施工用水，及生活用水统一由高压水池供水。取水方式及蓄水池详见隧道施工供水。同时洞外的拌合站用水、洞外工程以及生活用水等由山顶水池统一铺设管道进入生活区，以及洞外工程的施工用水区。五、生产生活房屋在隧道洞口建立刘坪隧道施工队临时住房。六、拌和站为了保证混凝土质量，本隧道的二衬混凝土统一由搅拌站集中拌合，集中供应。喷射混凝土在洞口建立搅拌站一座。七、施工场地布置施工场地布置具体见图51，本标段临时工程数量见表51。临时工程数量表51序号项目单位数量序号项目单位数量一临时设施三生产房屋1高压水池M3300M31水泵房M2302给水管路KM152机车车库M21503汽车运输干线KM93锻工车间M2604新建便道引入线KM44木工间M2405通风管KM125工地实验室M21006高压风管KM136配件库M22007通讯干线KM157雷管库M2408砼拌和站M220008空压机房M2150935KV变电站M2/座5009发电机房M21501035KV架空线路KM0510炸药加工房M2401110KV电缆线路KM1311炸药库M210012材料厂M2/座350012水泥库M260013车辆停放厂M2/个200013油库M212014车辆维修间M2/个15014木料棚M210015污水处理厂座115台车库M22001643KG/M轨道铺设KM/单线2716汽车修理间M280二生活房屋17钢筋加工间M22001办公室M240018预制车间M210002职工宿舍M2400019钢材棚M21603调度值班室M2150合计M235204浴室M2150四临时征地5食堂M26501施工生产区M2140006医务室M21502生活区M274007车库M25403弃碴场M21230008培训中心M22004道路M2200009锅炉房M260合计M2164400合计M26300第六章施工方案与方法刘坪3隧道采用人工手持风枪打眼，自卸车辆出渣，9米长衬砌台车衬砌。施工中坚持按新奥法原则组织施工，实施光面爆破，围岩量测，复合衬砌。软弱围岩富水地段施工采用钻进式锚杆或管棚双液预注浆加固地层、堵水措施。采用微台阶分部开挖法，开挖后立即架设钢架，并施作锚网喷初期支护，防止围岩坍塌和涌水，特殊地段模筑砼紧跟，确保施工安全。本标段施工形象进度图、工程进度计划横道图、网络图分别见图61、图62、图63。一、隧道施工一、施工准备刘坪3隧道属本标段的控制工程，施工准备应本着“高速、高效、充分”的原则进行。主要做好以下工作1、工地临时设施。上场后立即着手进行征地拆迁工作，拆除隧道口处的民房及建筑物，以减少地方干扰，修建临时便道、便桥，平整场地，建设临时生活、生产性房屋。2、解决施工通信，生活及施工用电、用水。3、抓紧组织施工人员进驻，机械设备进场，对设备进行安装调试。4、完成施工图审查复核，编制实施性施工组织设计，进行技术交底。完成线路控制桩交接及复测。5、对施工人员进行教育和培训。主要进行风土民情教育，遵纪守法教育，尊重业主和监理工程师。对施工图、施组和规范、验标进行学习考核，对专业人员进行岗前业务培训，坚持持证上岗。二、施工工期阶段安排刘坪隧道主体施工安排6个月。从2010年12月1日至2011年5月5日。具体安排如下施工准备10天边仰坡支护及套拱20天洞身开挖3个月二衬3个月电缆沟及水沟20天路面工程7天三、施工方法概述刘坪3隧道地质复杂，工期紧、施工难度大，我们本着“高起点、高标准、高速度、高质量”的原则，合理配置机械设备及劳力，圆满完成业主交给的施工任务。按“新奥法”组织施工，采用无轨运输，实施掘进钻眼、装运，支护拌、运、锚、网喷、衬砌拌、运、灌、捣等三条流水作业。重点搞好光面爆破，初期支护，及时施做仰拱及铺底，二次灌筑砼采用9米全液压整体衬砌台车，先墙后拱全断面衬砌，防范渗漏水，搞好文明施工。加强循环控制，提高工效。坚持“开挖是重点，支护保安全，光爆垫基础，量测做预报，铺底造环境，衬砌树形象”的施工原则。级围岩地段采用全断面钻进式注浆锚杆或管棚预注浆加固围岩并堵水，短进尺、微台阶开挖，全断面设钢架结合挂网、锚喷混凝土初期支护。及时做仰拱形成闭合环，钢筋混凝土模筑衬砌。级类围岩地段采用小导管预注浆或钻进式注浆锚杆，短进尺，微台阶开挖，全断面设钢架结合挂网，锚喷混凝土初期支护，及时施做仰拱形成闭合环，二次模筑砼衬砌。级围岩地段采用短进尺，弱爆破，台阶开挖，必要时设钢架，挂网、锚喷混凝土初期支护，二次模筑砼衬砌。遇富水地段施工方法同、类围岩，开挖前采用预注浆加固地层并堵水。级、级围岩地段采用光面爆破，台车打眼，全断面一次开挖。级围岩设系统锚杆，一般地段局部挂网，富水地段拱部挂网，喷混凝土初期支护，二次模筑混凝土衬砌。级围岩设局部锚杆，局部或拱部挂网，喷砼初期支护，二次模筑砼衬砌。各类围岩地段在实施初期支护后及时进行围岩量测，并根据量测反馈的围岩变形信息，调整支护参数，确定二次混凝土时间。四、具体施工辅助系统1、供水系统根据现场调查所知刘坪3隧道打井比较困难，采取从河里抽水，在刘坪隧道上方建高压水池，供应生产生活用水。1、取水方式在伊河河床部位开挖集水井。河中水量较大时，抽取河水；河中水量较小时，利用地下渗流，在集水井中抽水。2、蓄水刘坪隧道出口上山上高位水池一处，离隧道洞口高差100米，其容量为100M3。3、输水在伊河河岸处设立泵站输水，选用1203050多级水泵。泵站设水泵二台，其中一台使用，一台备用。出口铺设两道150输水管。4、水管、水池一律设防冻保护。5、由高压水池向隧道内供水，在水压不足时，在供水管之间连接增压泵。隧道洞内供水管选用80输水管。2、供电系统刘坪3隧道施工用电，从洞外中心高压配电站配送四路高压电源分别进入正洞，当正常电源因事故停电时，另一路备用电源自动投入，中间设一处联络开关，也可实现分段运行、分段计量的运行方式。1、洞外设置10KV的高压开闭所，并配备一台630KVA变压器及配套低压配电屏。2、配备250KW的柴油发电机作为备用电源供应急使用。3、施工排水系统洞内排水采用东内边沟排水。5、施工通讯系统采用移动信号和对讲机五、施工方法及施工工艺东秦岭隧道在本标段的施工长度为6134M，其中类围岩段长65M、类围岩段长430M、类围岩段长2731M、类围岩段长2173M、类围岩段长735M。主要岩性以云母片岩，厚层巨厚层白云岩、板岩、砾岩、灰岩及片状大理岩和千枚岩为主，隧道通过区段断裂构造较为发育，受断裂构造作用的影响，隧道穿越的硬质岩地层中节理裂隙也较为发育。施工中坚持平导先行的原则。根据平导的地质情况，就近从横通道进入正洞，处理弱软围岩地段，为正洞施工扫清障碍，加快施工进度。隧道施工出碴，正洞第一阶段施工开始阶段在1000M范围内采用无轨运输方式出碴，平导及正洞的第二阶段施工采用有轨运输方式出碴。隧道施工通风，正洞平导第一阶段施工采用压入式通风，平导进入正洞施工，即正洞的第二阶段施工采用串联压入式通风为主，局部以抽出式通风配合，完成正洞的第二阶段的施工通风。正洞衬砌采用两台12米穿行式整体钢模台车进行衬砌施工，第一台模板台车由洞口向里衬砌；第二台模板台车待正洞开挖到分界点DK101412时，由分界点向洞口方向衬砌，整体道床在分界模板台车衬砌滞后15天跟随衬砌施作。洞口向分界点方向的整体道床待正洞DK107546DK104360段衬砌完后由DK104360向洞口方向施作。1、洞内施工布置1、平导施工、平导施工辅助洞室的布设平导施工在平导线路左侧横通道位置每420M作为避车洞，在线路方向的右侧每420M设置，长宽高3252M变压器洞室。、平导施工各种管线的布设见平导施工横断面示意图69。2、正洞施工、正洞施工由于为双线洞断面宽度较大，除设计的大小避车洞外，不考虑设辅助施工洞室。、正洞施工各种管线的布设见正洞施工横断面示意图610。2、各类围岩的开挖方法1、类围岩地段开挖方法东秦岭隧道出口段穿越的、类围岩地段，岩石多为云施工设计图注浆配比试验与设计注浆站布置注浆配件加工注浆接管、试压、压浆钻孔钻孔、接杆、退杆施工准备岗片岩、构造片岩、断层角砾岩为主，岩体破碎，围岩稳定性差。类围岩地段，采用全断面钻进式注浆锚杆或管棚预注浆加固围岩并堵水；类围岩地段，采用小导管预注浆或钻进式注浆锚杆加固。采用短进尺，微台阶法施工，上弧导先行超前35M。开挖后，加设型钢钢架，网喷混凝土支护。下导坑开挖先拉中槽，然后跳边墙挖马口，对应上弧导，架设型钢钢架，网喷混凝土支护。、类围岩施工开挖程序见表63。平导断面较小，采用上下半断面开挖。1、R32N钻进式注浆锚杆施工工艺、施工程序见图611。合格不合格地质超前预报注浆检查开挖、双液预注浆的参数设计A、注浆压力一般为地下水静水压的23倍，同时应考虑岩层的裂隙阻力，根据现场情况试验后确定。但瞬间最高压力值不应超过50KG/CM3B、浆液的扩散半径R的确定根据已有资料进行工程类比及现场碴体注浆试验情况选定注浆压力范围，确定浆液扩散半径R的大小。C、注浆孔距D与排距L的计算LDSIN60087DD2RCOS30173RD、单孔注浆量Q注R2H式中R浆注扩散半径H压浆段有效长度岩石裂隙率浆液在裂隙内的有效充填系数E、洞内注浆结束的半径达到下述两种情况之一者即可停止单孔注浆施工。注浆压力达到35KG/CM3单孔灌注量达1000KG、主要的注浆机械设备配备见表64。图611R32N钻进式注浆锚杆施工流程图主要的注浆机械设备配备表表64序号机械名称型号单位数量备注1液压台车H178台12注浆泵2TG260/210台23搅拌机05M3个2立式电动4运输车台25电焊机台12、小导管超前注浆、施工方法采用现场加工小钢管，喷射砼封闭岩面，用凿岩机钻孔将小钢管打入岩层，压注水泥浆或水泥水玻璃双液浆的施工方法。、工艺流程施工工艺流程见图612。施工准备钻孔打小导管设备准备管材加工材料准备机具准备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浆液选择配比试验注浆参数喷混凝土封闭掌子面开挖开挖注浆图612小导管注浆工艺流程图、施工参数选42的无缝钢管，管长4M。在管段中间部分头部02M，尾部15M范围除外，梅花型钻8的出浆孔，孔距02M。钢管沿隧道开挖轮廓线布置，外倾角510，间距03M，纵向前后两小钢管水平搭接长度不小于10M。A、单液注浆水泥浆水灰比为151、11、081三个等级，水泥浆由稀到浓逐级变换，即先注稀浆，然后逐级变浓至081为止。为注浆后尽快开挖，选用普通水泥或早强水泥，并掺加减水剂。B、双液注浆水泥浆水灰比为1251051水玻璃模数2428，浓度3045波美度水泥浆、水玻璃体积比11103，通过调整浆液配合比或加入少量磷酸氢二钠的方法调节浆液初凝时间。注浆压力0510MPA；注浆量计算QR2L式中R浆液扩散半径，02ML小导管长度，取4M岩体孔隙率喷砼厚度510CM，封闭掌子面。、注浆异常现象处理A、发生串浆现象，即液浆从其他孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆。B、单液注水泥浆压力突然升高，可能发生了堵管，停机检查。C、水泥与水玻璃双液注浆压力突然升高，则关停水玻璃泵，进行单液注浆或注清水，待泵压正常时，再进行双液注浆。D、水泥浆单液或水泥与水玻璃双液注浆进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。3、大管棚施工大管棚施工采用1086的无缝钢管，每节长度为6M，以长15CM的丝扣连接，长度在12M左右，其打设仰角为度，钢管上间隔25CM按梅花形钻MM的小孔，并在钢管中注水泥浆液，其水泥浆水灰比控制在0515115之间，注浆初压力051MPA，终压力为225MPA，注浆结束后用M10水泥砂浆填充，达到先支后挖的超前支护目的。利用钻孔台车施作长大管棚可以做到一机多用，不仅速度快，而且作业安全，技术可靠。该技术获得1991年铁道建筑总公司科技进步一等奖，经过多条隧道的施工应用，于1992年形成液压凿岩台车施做大管棚工法。针对本工程的具体情况，拟采用三臂液压钻孔台车钻深孔、顶进钢管施作管棚，有关注浆部分参照小导管注浆工艺实施。、钻深孔的工艺流程及操作要点A、钻深孔工艺流程见图613。台车就位台车固定测量布孔台车大臂矫正钻孔及接长钻杆钻杆接长准备钻杆分节退出卸下图613钻深孔工艺流程图B、操作要点使用液压钻孔台车施钻深孔，必须使用钻杆长度为43M、5525M，几次接杆。钻孔时随着孔深的增长，需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，尤其是推力要严格控制，不能过大。为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆联接套应与钻杆同材质，两端加工成内螺扣钻杆首尾端外螺扣，联接套的最小壁厚10MM。连接套及连接方式见图614。图614钻杆联接套为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移。台车就位固定后，由测量工站在台车臂托篮上准确画出钻孔位置。施钻时，台车大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动，波形螺纹波形螺纹提高施钻精度。钻机开孔时钻速宜低，钻深20CM后转入正常钻速。第一节钻杆钻入岩层尾部剩余2030CM时停止钻进，用两把管钳人工卡紧钻杆注意不得卡丝扣，钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。起拱线以上的孔位，由于台车大臂离地面较高，不便装卸钻杆，这时应将大臂落下，人工在地面安装钻杆，大臂重新升起就位。每次接长钻杆，均可按上述方法进行。换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换以确保正常作业。引导孔直径应比棚管外径大1520MM，孔深要大于管长05M以上。钻孔达到要求深度后，按同样方法拆卸钻杆，钻机退回原位。、顶管的工艺流程及工艺原理A、工艺流程见图615。凿岩机上安装钢管顶进联接套台车钻孔准备管节联接套加工制作钻管棚孔顶第一节管棚管接第二节管棚管顶第二接管棚管注浆图615顶管工艺流程图B、顶管工艺本工程采用大孔引导和管棚钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力顶进棚管时凿岩机不使用回转压力，不产生扭矩将安有工作管头的棚管沿引导孔钻进，接长棚管，直至孔底。C、钢管顶进的作业要点管件制作棚管采用1086无缝钢管，钢管节长为6M，管棚长度3340M，因此必须接长三次以上。管棚接长时先将第一根钢管顶入钻好的孔内，再逐根联接。事先加工好的管节联接套见图616，要预先焊接在每节钢管两端，便于联接。第一根钢管前端要焊上合金钢片空心钻头，以防管头顶弯或劈裂。接头A接头B图616管节联接套接长管件应满足管棚受力要求，相邻管的接头应前后错开，联接内螺纹避免接头在同一断面受力。使用三臂液压钻孔台车施作大管棚施工时，其中二个大臂用于钻引导孔冲击钻头130MM，钻头构造见图617，另一大臂用于顶进108MM棚管。在顶管大臂的凿岩机上必须安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套见图618，并在大臂上改换特制钢管扶直器见图619。待引导孔钻好后，使用顶管大臂进行顶进作业。顶管作业先将钢管安放在大臂上后，凿岩机大臂对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击压力控制在1822MPA，推进压力控制在4060MPA。接管当第一根钢管推进孔内，孔外剩余3040CM时，开动凿岩机反转，使顶进联接套与钢管脱离，凿岩机退回原位，大臂落下，人工装上第二节钢管，大臂重新对正，凿岩机缓慢低速前进对准第一节钢管端部严格控制角度，人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。根据管棚设计长度，按同样方法继续接长钢管。管棚管补强为了加强管棚的刚度和强度，按设计将管棚钢管全部打好后，应掏尽钢管内残碴，进行棚管补强。补强方法一般地段，在钢管内注入水泥浆，其水泥浆水灰比控制在0515115之间，注浆初压力为051MPA，终压力为225MPA，注浆结束后用10号水泥砂浆填充，形成钢管混凝土；坍方及围岩破碎且富水地段，建议在钢管内应先放置22钢筋，再向管内注水泥浆水灰比为11或水泥、水玻璃浆液，双液比为105，水玻璃浓度为3035BE。D、机具设备和劳力组织需机具设备见表65。大管棚作业机具设备表表65序号设备名称及规格单位数量备注一机电设备1三臂液压钻孔台车台12汽车台1运料3交流电焊机台14注浆机台12TGZ60210锦西注浆泵厂产二工具1链钳把22管钳把23大号扳手把24大锤把15钻杆根56冲击钻头130MM个37冲击钻头76MM个38钻杆联接套个129钢管顶进联接套个610注浆混合器个3劳力组织分2个工班进行作业，每工班12人，其中施工指挥1人；施工技术指导1人；测量工1人负责布孔、定位、量测、质量检查；台车凿岩司机1人负责钻孔、下管；普通工4人负责装卸钻杆、装接钢管；电工1人负责供水供电工作；电焊工1人；汽车司机1人负责运料；洞外调度1人。E、安全措施加强全员安全意识教育。针对长大管棚施工特点和要求，参照有关规范制订安全规章制度。加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学组织施工。拆卸钻杆时，要有统一指挥、明确联络信号，扳钳卡钻方向应正确，防止管钳及扳手打伤人。钢管内注浆时，操作人员应戴口罩、眼镜和胶手套。要有良好的照明条件。2、类围岩地段开挖方法东秦岭隧道所穿越的类围岩地段多为奥陶系、片状大理岩及千枚岩，受断裂构造和间斜构造的影响岩体较为破碎。类围岩地质破碎、富水地段施工采用超前锚固正台阶开挖，钢格栅支护。开挖爆破采用微振爆破，以减少爆破对围岩的扰动。锚网喷混凝土支护应及时跟进。类围岩岩体完整性较好地段可以采用全断面开挖，紧跟锚、网、喷。类围岩地段施工程序见表66。平导类围岩地段施工，在做好超前支护的前提下进行全断面开挖，开挖后锚网喷砼支护及时跟进支护。3、类围岩地段开挖方法该隧道穿越、类围岩地段多为寒武系、下统白云岩。岩体较为完整，节理较发育，但围岩稳定性较好，因此采用光面控制爆破全断面开挖。开挖后及时锚、网喷混凝土支护，防止掉块和局部小塌方。各类围岩地段开挖初支护后要及时进行围岩量测，并根据量测反馈围岩变形信息，调整支护参数。4、各类围岩的爆破设计1、IV、V类围岩爆破设计IV、V类围岩地段开挖爆破采用我局“隧道全断面开挖光面爆破工法”技术，其优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用，减少对围岩的扰动，保持围岩稳定；有效地控制超欠挖，提高工程质量和进度，确保施工安全。、爆破器材炸药根据岩石强度选用不同猛度爆速的炸药，有水地段及周边眼用乳化炸药，其余均用2号岩石硝铵炸药，周边眼用25200小药卷，不偶合装药，其余炮眼用32200药卷。雷管采用塑料导爆管非电起爆。、钻爆设计隧道IV、V类围岩采用光面爆破全断面一次开挖，其钻孔布置图及爆破参数见IV、V类围岩开挖断面爆破示意图620、图621所示。、钻孔作业程序测量放线用经纬仪准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置，并用激光铅直仪控制边线。距开挖面50米埋设中线桩，每100米设临时水准点。每次测量放线时，要对上次爆破效果检查一次，并及时将结果告知技术主管和爆破人员，技术人员将测量数据输入计算机处理后，及时修正爆破参数，以达到最佳爆破效果。钻孔作业A、炮眼位置及数量严格按照光爆设计图施作。特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及个数，未经主管技术工程师的许可不得随意改动。B、准确定位台车液臂，钻孔位置误差不大于5厘米，方向平行，严禁相互交错。C、周边眼钻孔外插角度控制在4以内。D、同类炮眼钻进深度要达到设计要求，眼底保持在一个沿垂面上。、装药爆破A、成立光爆小组，实行定人、定位、定标准、定段别的岗位责任制，不准乱装药。B、装药前，仔细检查炮孔的位置、深度、角度是否符合设计要求，有不正确者采取补救措施或废弃重钻。同时认真进行清孔，将所有炮孔中的残碴积水排除干净，用高压风吹净尘沫。C、装药时严格按照设计的装药结构和装药量施作。D、掏槽眼和辅助眼采用连续装药，周边眼采用不偶合装药，炮眼直径42MM，药卷直径采用25MM的小直径药卷，用塑料翼片扩张式套管将药卷固定在炮孔中央部位，底部装加强药卷。E、无论采取何种形式的装药结构形式，都必须堵塞密实。堵塞炮孔所用的材料，结合现场条件使用黄泥堵塞，堵塞长度不小于最小抵抗线。F、严格按设计的联接网络实施起爆，注意导爆索的连接方向和联接点的牢固性。2、III类及以下围岩地段爆破III类及以下围岩地段的开挖，要坚持“短进尺，弱爆破，强支护，快封闭”的原则，为了避免塌方，除了加强初期支护外，还要尽量将爆破震动效应降到最低，以减少对隧道周围围岩的扰动，保持围岩的稳定。我局在这一领域经过多年的尝试和总结，得出必须采用微震爆破技术，选用合理的爆破参数和工艺，才能够有效地控制震动，在软弱破碎地段和隧道浅埋地段施工中得到较为理想的震动效应。、III类围岩台阶法开挖爆破设计见图622、图623。在隧道上半断面拱部爆破中，采用微振直眼掏槽形式，可明显地减少掏槽爆破的地震强度，有效地控制围岩的变形，保持围岩的稳定。其减震原理是掏槽时分段爆破，逐步扩大形成槽腔。三个中空眼起临空作用，它比掏槽眼深20CM，掏槽眼比其它炮眼深1525CM。这样掏槽爆破的炮眼布置较密，段数多，每段装药量比其他炮眼的每段药量小，按此设计爆破夹制作用小，能充分保证掏槽效果和减轻震动强度。采用微振掏槽形式，爆破所产生的最大质点振动速度不会发生在掏槽爆破方面。、III类围岩爆破药量计算微震爆破单段最大起爆药量按下式计算，并对相邻隧道及浅埋段构筑物进行震动监测及时调整爆破方案。QMAXR3VKP/K3/A式中QMAX一段最大爆破药量，KGVKP安全速度，CM/S，取V2CM/SR爆破安全距离K地形、地质影响系数，取K150A衰减系数，取A016爆破安全规程中规定的建构筑物安全振速为岩体不稳定，支护良好的地下巷道10CM/S；岩石中等稳定，支护良好的地下巷道为20CM/S。、I、II类围岩地段由于石质破碎且富水，围岩的稳定能力差，开挖时除个别大岩块需用爆破解体外，其余均采用风镐挖松或挖掘机直接挖除。3、初期支护1、喷混凝土按湿式喷射砼工法实施并掺用我局自行研制并通过铁道部鉴定，获国家专利的STC粘稠剂。、工艺流程湿式喷射砼工艺流程图见图624。拱架加工、质量验收清除底脚浮碴台架上安装钢拱架和定位锚杆焊连定位安装纵向连接筋加设鞍形垫块隐蔽工程检查验收包裹底脚连板喷砼钢拱架预拼初喷定位锚杆施工中线标高测量图624湿式喷射砼工艺流程图、施工要点A、选用普通硅酸盐水泥，细度模数大于25的硬质洁净砂或粗砂，粒径512MM连续级配碎卵石，化验合格的拌合用水。B、喷射砼严格按设计配合比拌和。配合比及搅拌的均匀性每班检查不少于两次。C、喷射前，认真检查隧道断面尺寸，对欠挖部分及所有开裂、破碎、出水点、崩解的破损岩石进行清理和处理，清除浮石和墙角虚碴，并用高压水或风冲洗岩面。D、喷射砼作业采取分段、分块，先墙后拱、自下而上的顺序进行。喷射时，喷嘴做反复缓慢的螺旋形运动，螺旋直径约2030，以保证砼喷射密实。同时掌握风压、水压及喷射距离，减少回弹量。E、隧道喷射砼厚度5时分两层作业。第二次喷射砼如在第一层砼终凝1小时后进行，需冲洗第一层砼面。初次喷射注意先找平岩面。F、喷射砼终凝2小时后，进行喷水养护，养护时间不少于7天。G、喷射砼开挖时，下次爆破距喷射砼完成时间的间隔，不得小于4小时。H、有水地段喷射砼采取如下措施当水点不多时，可设导管引排水后再喷射砼；当涌水量范围较大时，可设树枝状导管后再喷砼；当涌水严重时可设置泄水孔，边排水边喷砼。增加水泥用量，改变配合比，喷砼由远而近逐渐向涌水点逼近，然后在涌水安设导管，将水引出，再向导管附近喷砼。2、锚杆WTD25型砂浆锚杆。施工程序见图625。图625砂浆锚杆施工程序图注浆压力控制在0510MPA，并注意随时排除孔中空气，对长锚杆按我局深锚杆排气注浆工法实施。3、挂网按设计要求加工钢筋网，随受喷面起伏铺设，同定位锚杆固定牢固。钢筋网与受喷面的间隙以3CM左右为宜，砼保护层大于2CM。4、型钢钢架、格栅钢架安装型钢钢架厂制，格栅钢架现场加工。钻孔插入锚杆安止浆塞、垫板注浆装锚头浆液制备及注浆设备就位、工艺流程见图626。、施工注意事项A、安装前分批按设计图检查验收加工质量，不合格禁用。B、清除干净底脚处浮碴，超挖处加设钢砼垫块，其中间段接头板用砂子埋住，以防砼堵塞接头板螺栓孔。C、按设计焊定位筋及纵向连接，段间连接安设垫片拧紧螺栓，确保安装质量。D、严格控制中线及标高。E、拱架与岩面间安设鞍形砼垫块，确保岩面与拱架密贴。F、确保初喷质量，钢架在初喷5CM后架立。5、类围岩施工初期支护见图627、图628、图629。4、施工控制测量及施工监测1、洞外控制东秦岭隧道洞外控制部分采用高精度的GPS定位来提高控制测量精度，洞口至少应有三个GPS点，且这三个点应该通视、稳固不动，而且应使点位设在便于分测进洞能与开挖后的洞口通视之处，尽可能避免施工干扰，不被弃碴和大临设施所掩埋。洞口设有12个高精度水准点。2、洞内控制在施工中建立洞内导线，洞内导线测量的目的是以必要的精度，按照与地面控制测量统一的坐标系统，建立洞内控制系统。东秦岭隧道洞导线采用三种导线、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2550M。、基本导线当掘进100300M时，为了检查隧道的方向是否与设计相符，应选择一部分施工导线敷设50100M精度较高的基本导线。、主要导线当坑道掘进大于1000M时，基本导线不能保证贯通精度，就要敷设主要导线，主要导线的连长为420M。当掘进到贯通的横通道时，平导中的导线就大正洞中的导线通过横通道组成光电导线闭合环，将此闭合环的角度及连长要新测量，经平差计算后，求得新的坐标，以此来提高洞内导线点的精度。控制点的高程用精密几何水平准测定，与地面高程网的边疆以及平导与正洞间的连结与平面控制网相同。为了控制测角误差的积累，每隔一条长边要对一条尽可能长的导线连接边进行精密陀螺测量，为消除水平折长的影响，陀螺向位角要在所测边的两端进行并取中数。、测量仪器表。主要测量仪器表表610仪器名称台数仪器名称台数激光准直仪4镭射水平仪1全站仪1E500计量器2T3经纬仪2断面仪1陀螺仪1铜钢水准尺6水准仪33、施工监测量测是新奥法施工的三大支柱之一，结合本隧道工程量测具有以下作用一是根据变形情况及时高速作修正支护参数；二是根据量测数据采取相应措施保证隧道施工安全；三是东秦岭隧道正洞开挖断面大，开挖后围岩暴露时间较长，特别是在一些断层破碎带进行监控量测和围岩松驰厚度测定、通过分析性能较真实地反映围岩的变形和位移，并通过位移反分析反控围岩力学参数和原始应力，以指导隧道后期施工；四是通过对围岩的变形观测和分析，正确地应用支护手段，避免在建工程留下后患；五是积累资料为以后同类工程施工积累经验，以利提高设计质量和施工技术水平。、现场施工监测仪器配置表表611序号量测要目量测仪器备注1地质和支护状态观察地质2周边位移ZW1收敛计精度0013拱顶下沉S3水准仪，挂钩式钢尺，水准仪4锚标抗拔力测试穿心式千斤顶5围岩弹性波测试物探仪、施工监测程序及量测项目A、量测断面测点的布置量测断面的划分主要依据围岩地质条件确定在I类围岩地段为10M；在II类围岩地段为20M；在III类围岩地段为40M；在类围岩地段为100M。每个断面设5个测点，必要时测量断