隧道暗洞开挖施工方案

黄延高速公路扩能工程试验段LJ-4标（ZK11+970、YK11+923~K20+100）王村隧道开挖施工方案中交隧道工程局有限公司黄陵至延安公路扩能工程试验段LJ-4标项目部一、编制依据1、《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)；2、《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)；3、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；4、交通部《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）；5、黃延高速扩能工程试验段标准化建设要求6、黄延高速公路扩能工程试验段LJ-4标设计文件、施工设计图；7、项目专用合同条款及技术规范。二、工程概述1、工程概况王村隧道起点位于黄陵县桥山镇王家沟附近，穿越黄土残塬沟壑区，终点位于黄陵县桥山镇上王村附近，设计为曲线型分离式隧道，技术标准为双向六车道。我合同段为王村隧道出口，右洞起讫桩号为YK11+923~YK12+645.全长1135m，为长隧道，左右两隧道底板最大埋深约95m；两洞中轴线最大间距约149m。2、工程地质条件1）隧址区属于黄土残塬沟壑地貌，塬顶宽约180~300米，塬边缘沟壑林立，受水流冲刷侵蚀，形成“V”型叶脉状沟谷。苹果树等植被发育；隧道近南北走向；隧道进出口段地形变化较大，边坡坡度较陡。2)隧址区揭露地层由老至新依次有第四系下更新统午城组黄土（Q1eol）、中更新统离石组黄土（Q2eol）和上更新统马兰组黄土（Q3eol）。3、水文地质条件隧址区调绘期间未发现地下水露头，该区地下水以孔隙裂隙水为主，主要受大气降水、第四系松散堆积层孔隙水补给，富水较弱，根据钻孔观测，地下水位埋深部分高于洞室，隧址区地下水总体不丰富，在第四系黄土中有含水层，处于该段的洞室开挖时会有突水或少量集中涌水现象；地下水对钢筋、砼、钢结构无腐蚀性。隧道预测涌水量左线为734.8m³/d,右线为880.9m³/d。4、隧道工程地质评价隧道出口位于山体斜坡处，根据调绘资料，地形坡度较缓，坡角约35～46°；根据工程类比，自然边坡整体稳定性好；边坡土体主要为午城黄土，黄土富含钙质结核，开挖隧道时，洞口斜坡薄层松散层易发生滑塌。5、隧址区气象条件属暖温带半湿润半干旱大陆性候区，早晚温差大。年平均气温为8.6～9.4℃，最冷月份-5～-8℃，极端最低气温-22～-25.4℃。极端最高气温36～39.7℃。年均降雨量552.6～631mm，夏季降水量占全年的60%，以暴雨、阵雨为主，历史短、降雨量大，易形成黄土滑坡、泥石流等自然灾害；冬季寒冷干燥，雨雪稀少。最大冻深65厘米。三、施工部署1、工期安排YK11+923～YK12+637段隧道洞身开挖，计划工期为2013年11月1日～2014年11月20日，共计385天。隧道洞口施工进度计划表项目2013年2014年2015年10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月4月右洞开挖支护右洞仰拱右洞衬砌左洞开挖支护左洞仰拱左洞衬砌洞内路面隧道附属2、人员、机械配备1）、作业层人员配置项目部将按照总体施工部署要求组织王村隧道右线明洞及管棚的施工，作业人员配置见下表。人员及工种构成人数（人）备注队长1技术员2安全员2出碴工6喷锚工35机修工4钢筋工10调度员1模板工6砼拌合工6砼输送工6砼工10防水工6普工5电工2管道工3合计1052）、现场管理人员配置隧道施工管理人员配备见下表。施工管理人员类别工作岗位负责人备注管理人员质量控制负责人陈曦安全控制负责人王乐宁砼进场负责人赵殿才、张振国机械设备负责人张琪调度侯全中现场负责人杨宜龙现场技术员姬东东3）、主要机械配置设备配套、选型以及设备配套数量满足隧道施工的总体进度的需要，并考虑留有备用。试验仪器和质量检测设备的配备以满足工程需要和业主要求为原则。王村隧道施工主要资源配置表序号资源名称规格单位数量备注1挖掘机320C台22装载机ZL30台23大型自卸汽车北方奔驰量34混凝土喷射机射机SSP湿式台25高压注浆泵FBY-50/70台26混凝土输送泵HTB60台17空压机(20m3)台38手风钻台89发电机300千瓦台2、2、单侧壁导坑开挖（适用于深埋段）1、洞内、外观察洞内观察分为开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后进行，观察中发现围岩条件恶化时，应立即采取相应处理措施；观察后应及时绘制开挖工作面地质素描图、填写开挖工作面地质状态记录表。对已施工地段的观察每天至少应进行一次，主要观察喷射混凝土是否发生裂隙和剥离现象，钢架是否受压变形等。洞外观察包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。2、水平净空收敛量测水平净空收敛量测采用JSS30A或其它类型收敛计监测。初期支护施做后，用煤矿螺旋钻凿φ40mm、深700mm的孔（其中伸入土体300mm，外露不小于50mm），用1:1砂浆填满再插入φ22螺纹钢端头焊接挂钩，尽量使同一基线两测点的固定方向在同一直线上，待砂浆凝固后即可进行量测工作。水平净空收敛量测初读数宜在3～6h内完成，测点应牢固可靠，并注意保护。3、拱顶下沉量测拱顶下沉测点应尽量和水平净空收敛点在同一断面，每个断面在拱顶布设一个测点。测点用煤矿螺旋钻打眼，埋设固定杆，并在外露杆头设挂钩。支护结构施工时要注意保护观测点，一旦发现测点被埋或损毁，要尽快重新布设以保证量测数据不中断。拱顶下沉量测初读数宜在3～6h内完成，量测基点应与洞内外水准基点建立联系。4、量测断面布置1）双侧壁导坑量测点布置图2）单侧壁导坑量测点布置图5、量测频率按位移速度确定的监测频率位移速度（mm/d）监控量测频率≥52次/d1～51次/d0．5～11次/2～3d0．2～0.51次/3d＜0.21次/7d距开挖面距离监控量测频率（0～1）B2次/d（1～2）B1次/d（2～5）B1次/2～3d≥5B1次/7d按距开挖面距离确定的监测频率注：B为隧道最大开挖跨度测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次，取算术平均值作为观测值；每次测试都要认真做好原始数据记录，并记录开挖里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。各项量测作业均应持续到变形基本稳定后2～3周后结束。对于特殊性围岩，位移长期没有减缓趋势时，应适当延长量测时间。6、量测数据的整理、分析与反馈1）数据处理要求⑴每次量测后应及时进行数据处理，并绘制量测时态曲线和距开挖面关系图；⑵对初期的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度；(3)据异常时，应及时上报工程部及监理，以便进行动态设计、动态施工。2）数据处理方法量测数据的整理采用计算机管理，用Excel软件各种量测数据进行分析。主要绘制出洞内各测点的位移u-时间t的关系曲线，如下图：u(mm)u(mm)u(mm)t(d)t(d)正常曲线反常曲线a3）数据处理结果的判定⑴按变形管理等级指导施工：变形管理等级表等级管理管理位移（mm）施工动态ⅢU＜U0/3可正常施工ⅡU0/3≤U≤2U0/3应加强支护ⅠU＞（2U0/3）应采取特殊措施表中：U—实测位移值；，U0—最大允许位移值⑵根据位移变化速度判别：净空变化速度持续大于5.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护系统。水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d，拱部下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。⑶根据位移时态曲线的形态来判别：当围岩位移速率不断下降时（du2/d2t＜0），围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率保持不变时（du2/d2t=0），围岩不稳定，应加强支护；当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t＞0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护；⑷日变形量大于5mm连续10天以上，或累计变形量已大于预留变形量，即应采取加强措施和临时支顶措施；⑸变形速率无减缓趋势，或呈逐渐加速趋势3天时，并且累计变形已接近预留变形量，即应采取与第四条同样处理措施。当变形速率超过10mm/d或第十天位移总量超过150mm时要采取加强支护的措施。七、质量控制措施我项目部成立质量管理小组，项目经理担任组长，质量管理组织机构见下图：副组长:李胜战、王晓辉副组长:李胜战、王晓辉物资：郑焘张琪生产：侯全中杨宜龙安全：王乐宁陈曦试验：柳东辉技术：聂记良姬东东组长：王灿刚质量管理机构图测量双检制经济奖罚兑现考核评比兑现质量奖罚办法工班质量抵押金个人质量保证金质量目标合同经济保证不合格品控制施工过程控制建立质量标准明确质量责任提高质量意识思想保证组织保证操作控制工艺控制质量检查资料控制技术交底施工规划技术培训定期(月、旬)检查关键工序工程预检施工过程抽样检查自检互检交接检建筑材料进货检验质量事故报告制日常定期质量教育制隐蔽工程检查签证制质量情报通报制工程试验检测制设计文件复核制开工报告审批制质量责任制工程质量报告制工艺流程规范操作制方法保证实现质量目标本标段工程验收的质量评定：合格，竣工验收的质量评定：优良。技术保证工程质量保证体系制度保证贯标教育专(兼)职质检员主管总工程师施工队队长质检工程师队技术室、QC小组工程、试验、保障安全质量部质量管理领导小组质量方针质量目标创优规划质量法规创优措施测量双检制经济奖罚兑现考核评比兑现质量奖罚办法工班质量抵押金个人质量保证金质量目标合同经济保证不合格品控制施工过程控制建立质量标准明确质量责任提高质量意识思想保证组织保证操作控制工艺控制质量检查资料控制技术交底施工规划技术培训定期(月、旬)检查关键工序工程预检施工过程抽样检查自检互检交接检建筑材料进货检验质量事故报告制日常定期质量教育制隐蔽工程检查签证制质量情报通报制工程试验检测制设计文件复核制开工报告审批制质量责任制工程质量报告制工艺流程规范操作制方法保证实现质量目标本标段工程验收的质量评定：合格，竣工验收的质量评定：优良。技术保证工程质量保证体系制度保证贯标教育专(兼)职质检员主管总工程师施工队队长质检工程师队技术室、QC小组工程、试验、保障安全质量部质量管理领导小组质量方针质量目标创优规划质量法规创优措施工程质量保证措施框图5-22、质量控制与检验1)、开挖质量的控制与检验⑴隧道开挖断面的中线、高程必须符合设计要求，采用仪器测量，每一开挖循环检查一次。⑵洞身开挖施工中，每开挖一次开挖后及时观察、描述开挖地层的层理、节理、裂隙，土体性质，核对设计地质情况，每一开挖循环检查一次。⑶严格控制核心土长度、分部开挖的步长等，确保隧道施工安全。⑷施工中接近开挖轮廓线部分的土体，应采用人工开挖，以保证超欠挖得到控制。⑸挖质量检测项目，规定值或允许偏差值及检测方法和频率见下表。平均和最大允许超挖值项目规定值或允许偏差检查方法和频率拱部破碎岩、土（V级围岩）平均100mm，最大150mm水准仪或断面仪：每20m一个断面中硬(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩)平均150mm，最大250mm硬岩（I级围岩）平均100mm，最大200mm边墙每侧+100mm，0mm尺量：每20m检查1处全宽+200mm，0mm隧底、仰拱平均100mm，最大250mm水准仪：每20m检查三处八、安全保证体系及保证措施1、安全保证体系认真贯彻执行国家的安全生产方针、政策，严格执行有关的施工规范和安全技术规则，对施工人员进行上岗前培训，树立“安全第一、预防为主”的方针，牢记“安全责任重于泰山”的理念，建立健全安全保证体系，实行安全生产责任书制，加强科学预测，实施有效措施，杜绝人身伤亡事故的发生。为适应动态设计，动态施工，我单位配备有施工经验隧道工程师共4人，配备地质罗盘进行地质素描，数码像机3台进行数码成像。对特殊岩围岩段的开挖及支护方法进行研究，做好预测预报，防止安全事故发生。2、安全保证措施1）安全检查制度⑴每天检查：由现场技术人员及专职安全员每天进行安全检查，对违规操作、未进行安全防护等现象立即进行制止，并责令整改。⑵每周检查：每周由安质部不定期检查，督促每天检查的执行情况，并针对当前的安全生产形式做具体的分析，明确、强调当前施工的安全注意事项，对现场发现违规操作等现象进行纠正、整改，并视情况对违规人员及现场技术人员、专职安全员等做出相应处罚。⑶每月安全检查：由项目经理组织项目领导班子，各个部室按项目经理要求参加对隧道施工安全进行检查，除督促、检查每天、每周检查制度执行情况外，对现阶段施工所涉及的危险源进行明示、强调，并且指派安质部做出相应的防范措施。2）交接班、班前安全讲话制度工序与工序交接必须有安全员在场主持，明确上一工序及下一工序危险源并提示工人防范方法。同时每个工班施工前应由工班长进行班前安全讲话。3）安全交底制度每个分项工程开工前必须进行安全交底，由安质部对安全员、工班长进行安全交底，再由安全员、工班长对操作工人进行交底。4)洞口设调度室在洞口设置调度室，设值班调度长，协调施工及洞内进料、出碴运输，减少各工序之间相互干扰。同时对出入洞的施工人员、检查人员等进行登记。禁止无关人员进入隧道、施工现场等。5)隧道各分项工程安全注意事项⑴隧道开挖、出碴王村隧道属黄土软弱围岩，施工中严格按照设计文件及施工方案、施工交底开挖；开挖人员到达掌子面时，应先检查掌子面是否处于安全状态，如支护是否牢固，拱顶和两侧拱脚是否稳定。如发现有松动的土石或裂缝，应先于清除和进行加固支护，不得盲目进行开挖作业；开挖人员在碴堆、核心土上进行人工开挖时应事先检查碴堆、核心土的稳定；开挖掌子面附近严禁拆卸、修理开挖机械；开挖机械进洞时要有专人指挥认真检查道路状况和安全界限，车速不得超过5km/h。行走或待避时，挖掘机臂收拢到指定位置；进洞车辆必须处于良好状态，制动有效，严禁人料混装。所有运载车辆均不准超载、超高运输。装运大体积或超长料时，应有专人指挥，并设置显示界限的红灯；进出隧道的工作人员应注意避让车辆、机械，不得与机械、车辆抢道，严禁扒车和强行搭车；机械装碴时，坑道断面应能满足装载机的安全运转，装载机的回转半径内不得有人通过。电缆线、高压胶管等应有专人收放保护；车辆装卸碴时须制动停稳，在洞内倒车或转向，须开灯或由专人指挥。洞外卸碴场应保留一段土坡，并在堆碴边缘设置挡车木；凡停放在接近车辆运行界限处的施工设备与机械，应在其边缘设置低压红色闪光灯，显示限界，以防止运输车辆撞碰；洞内车辆相遇或遇有行人时，应使用近光或小灯；车辆在洞内行驶，还应遵守以下规定：①严禁超车，车辆限速5km/h。②会车时，实行空（轻）车让重车，重车减速行驶，下坡车让上坡车，两车之间的安全距离至少为10米③同向行驶车辆两车间距不得小于20米④车辆启动前，应进行观望和鸣号，进出隧道口鸣号，但不得使用高音喇叭。⑤车辆在运行前应仔细检查，不得带病运行。6）隧道施工应急预案⑴隧道塌方处治预案隧道出段为Ⅴ级围岩浅埋段，围岩地质条件差，采用双侧壁导坑法施工，辅助监测和预报工作，避免塌方事件发生。一旦发生险情，项目部施工区段的所有物资、设备、劳动力均必须无条件服从调配。并与邻近的施工单位建立联系，互助支援。物资负责人负责登记项目部施工辖下的物资，并与邻近的物资供应方建立合作关系，作为应急时的物资支援。从各施工作业人员中抽选精干强壮的作业人员成立应急救援队，人数约40人，名单登记在册，适时组织应急救援演练。隧道坍塌应急措施：在掌子面与仰拱衬砌之间设置可手动拆卸的壁厚大于10mm的逃生钢管，管径不小于600mm，单节长度2米。值班室准备食品、紧急医用药物及相关设备。在发现隧道坍塌征兆后，首先立即停止正在施工项目，所有人员、机械要撤撤离隧道外。应急物资储备列表紧急医用药物隧道塌方发生后，及时对塌方段尾部进行加固，防止塌方蔓延：将φ150风管焊接加长至与隧道跨度同长，两头焊接法兰盘以增大两端支撑受力面。在φ150风管加固完后及时横向支撑在对应榀的钢架上，风管上下支撑为三至四层，纵向间距控