隧道洞身开挖及初期支护施工方案

G3W德州至上饶高速公路池州至祁门段

11标工程

枫林隧道

洞身开挖及初期支护施工方案

编制人：_________________

审核人：_________________

审批人：________________

安徽省路桥工程集团有限责任公司

二。一九年七月

目录

第一章编制说明..........................................1

L1编制目的............................................1

1.2编制依据............................................1

L3编制范围...........................................2

第二章工程概况..........................................2

2.1工程概况...........................................2

2.2主要技术标准.......................................3

2.3地理位置、地形、地貌..............................4

2.4工程地质...........................................4

2.4.1地质构造...............................................4

2.4.2地层岩性...............................................4

2.5气象、水文.........................................5

2.5.1气象...................................................5

2.5.2水文地质条件...........................................5

第三章设计概况..........................................7

3.1围岩、支护参数...................................7

3.1.1围岩概况..............................................7

3.1.2主洞支护参数..........................................7

3.1.3人行、车行横洞及紧急停车带支护参数....................8

3.1.4超前支护参数..........................................8

3.2工程数量...........................................9

第四章施工组织安排....................................10

II

4.1施工准备..........................................10

4.1.1技术准备.............................................10

4.1.2现场准备.............................................10

4.1.3供水、供电...........................................11

4.1.4施工便道.............................................11

4.L5隧道洞口布置.........................................11

4.2施工工期计划.......................................11

4.3人员配置计划......................................12

4.4机械设备配置计划..................................13

4.5施工材料计划......................................14

第五章洞身开挖及初支方案..............................14

5.1洞身开挖方案......................................14

5.1.1环形开挖预留核心土法施工方案.........................15

5.1.1.1适用范围..................................15

5.1.1.2环形开挖预留核心土法施工工艺及方法........15

5.1.2台阶法施工方案........................................18

5.1.2.1施工工艺流程...............................18

5.1.2.2施工工序...................................19

5.2.超前支护.........................................20

5.2.1超前小导管............................................20

5.2.1.1适用范围..................................20

5.2.1.2施工工艺流程..............................20

5.2.1.3施工要求...................................21

5.2.1.4施工工艺..................................22

5.2.1.5施工方法..................................22

5.2.2.超前中空注浆锚杆......................................24

III

5.2.2.1适用范围..................................24

5.2.2.2施工要求..................................24

5.2.2.3施工工艺..................................24

5.2.2.4施工注意事项..............................26

5.3.爆破施工............................................26

5.3.1爆破施工..............................................26

5.3.1.1基本原则...................................26

5.3.L2钻爆设计...................................27

5.3.1.3起爆顺序...................................27

5.3.1.3爆破施工工艺流程...........................27

5.3.2爆破管理制度..........................................30

5.3.3减小爆破振动的技术措施................................30

5.3.4特殊部位的开挖........................................31

5.3.5超欠挖控制............................................32

5.3.6爆破精度控制..........................................33

5.3.7危石处理..............................................33

5.3.8石渣外运..............................................33

5.4初期支护方案.........................................33

5.4.1初喷混凝土............................................34

5.4.2中空注浆锚杆施工......................................34

5.4.2.1施工工艺流程...............................34

5.4.2.2施工方法...................................35

5.4.2.3施工要点...................................35

5.4.3早强砂浆锚杆..........................................36

5.4.3.1施工工艺流程...............................37

5.4.3.2施工方法...................................37

5.4.4钢筋网................................................39

5.4.4.1施工工艺流程...............................39

IV

5.4.4.2钢筋网施工.................................39

5.4,4.3施工质量控制...............................40

5.4.5钢拱架、格栅拱架施工..................................40

5.4.5.1拱架制作...................................41

5.4.5.2拱架安装施工工艺流程.......................41

5.4.5.3拱架安装...................................41

5.4.5.3质量标准...................................42

5.4.6喷射碎................................................43

5.4.6.1喷射破工艺流程.............................43

5.4.6.2施工方法...................................44

5.4.6.3施工要求...................................46

5.4.6.4质量检验标准...............................46

5.5通风方案........................................47

5.5.1通风设计原则..........................................47

5.5.1.1通风系统...................................47

5.5.1.2通风设备...................................47

5.5.1.3施工通风控制条件...........................47

5.5.2施工通风..............................................48

5.5.2.1风机安装..................................49

5.5.2.2风筒安装..................................49

5.5.2.3防漏降阻..................................50

5.5.2.4通风辅助措施..............................51

5.5.3施工通风安全措施......................................51

5.5.5.1施工通风安全组织...........................51

5.5.5.2施工通风主要岗位风险管理标准及管理措施.....52

5.5.5.3通风管理制度...............................53

5.5.4防尘措施..............................................54

第六章超前地质预报及不良地质应对措施................56

6.2工作流程及预报方式.................................56

6.2.1超前地质预报工作流程..................................56

6.2.2超前地质预报方式......................................57

6.3超前地质预报办法...................................59

6.3.1常规段预报............................................59

6.3.2岩爆的预测预报........................................60

6.4不良地质应对措施..................................61

6.4.1断层破碎带............................................61

6.4.1.1全断面超前帷幕预注浆.......................62

6.4.1.2施工注意事项...............................64

6.4.2隧道裂隙水、涌水处理..................................65

6.4.2.1注浆堵水紧急预案...........................66

6.4.3穿越冲沟浅埋段处理措施................................67

6.4.3.1施工准备...................................67

6.4.3.2回填夯实水泥碎石稳定土.....................69

6.4.3.3地表注浆施工...............................70

6.4.3.4及时对洞顶地表、洞内监控量测...............72

6.4.3.5施工注意事项...............................72

6.5塌方预防措施......................................73

第七章“7S”管理......................................75

第八章工程质量管理体系及保证措施.....................77

8.1工程质量管理体系..................................77

8.1.2质量体系认证.........................................78

8.1.3质量保证体系.........................................79

8.2工程质量保证措施..................................80

8.2.1工程质量管理措施......................................80

VI

8.2.2检测、试验保证措施....................................80

8.2.3隧道施工质量保证措施..................................81

8.2.4混凝土质量保证措施....................................82

第九章安全施工保证措施................................82

9.1危险性较大工程安全管控特点分析....................82

9.1.1施工现场..............................................82

9.1.2临时用电..............................................83

9.1.3设备使用..............................................84

9.1.4防火、防爆............................................85

9.2安全施工保证措施..................................85

9.2.1组织保障..............................................85

9.2.2制度保障..............................................86

9.2.3安全技术措施..........................................87

9.2.4安全管理措施..........................................88

9.3安全检查方法.....................................92

9.4现场应急处理与应急预案............................92

第十章环保及文明施工保证措施.........................94

10.1环境保护措施....................................94

10.2水环境保护措施..................................96

10.3大气环境及粉尘的防治措施........................96

10.4降低噪音、减少扰民控制措施......................96

10.5文明施工保证措施................................97

VII

^^>G3W德上高速公路池祁段路基11标工程

枫林隧道洞身开挖及初期支护施工方案

枫林隧道洞身开挖及初期支护施工方案

第一章编制说明

L1编制目的

(1)明确枫林隧道洞身开挖及初期支护施工工艺、操作要点和相应的工艺标准。

(2)制定施工机械、材料、作业班主、临时工程等资源配置计划及施工进度计划。

(3)制定施工中常见事故预防及应急措施，制定洞身开挖及支护的质量和安全文

明、环保措施等。

(4)严格按本项目施工合同及业主包括施工标准化、安全生产标准化在内的各项

管理要求指导、规范隧道洞身尸挖及初支施工，确保隧道洞身工程质量符合设计及

规范要求。

(5)科学管理、精心施工，通过对劳动力、材料、机械等资源的合理配置，保证

施工质量和确保工期如期完成或提前完成，为枫林隧道施工提供有力的保障，从而

实现工程质量、安全、工期、成本及社会信誉的预期目标。

1.2编制依据

(1)《德州至上饶高速公路池州至祁门段》工程施工合同及招标、投标文

件；

(2)《德州至上饶高速公路池州至祁门第十一合同段施工图》；

(3)《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)；

(4)《公路隧道施工技术细则》(JTG/TF60-2009)；

(5)《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2017)；

(6)《公路工程施工安全技术规范》(JTGF90-2015)；

(7)《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB50086-2015)；

(8)《高速公路施工标准化技术指南》第五分册隧道工程；

(9)《爆破安全规程》(GB6722-2014)；

(10)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)；

1

G3W德上高速公路池祁段路基II标工程枫林隧道洞身开挖及初期支护施工方案

(11)《地下工程地质环境保护技术规范》(GBJ50/T-189-2014)；

(12)《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/T-B07-01-2006)；

(13)《施工现场临时用电安全技术规范》(JTJ46-2005)；

(14)中华人民共和国工程建设标准强制性条文《公路工程部分》；

(15)《中华人民共和国安全生产法》；

(16)《有限空间安全作业五条规定》(国家安全生产监督管理总局令第

69号)；

(17)《企业安全生产风险公告六条规定》(国家安全生产监督管理总局令

第70号)；

(18)《隧道施工安全九条规定》(安监总管二(2014)104号)；

(19)本项目部编制的《实施性施工组织设计》、《项目策划书》；

(20)施工现场踏勘所取得的有关工程地质、水文、气象情况、交通运输状

况，以及当地自然环境、水土资源状况等调查资料；

(21)公司技术力量、队伍素质、机械设备、管理能力和组织协调能力及多

年来在同类工程施工中积累的施工经验。

1.3编制范围

为了确保枫林隧道洞身开挖及初支施工在质量、进度、安全、文明、环保等方

面施工目标的实现，规范项目施工管理，提高投资效益及工程管理水平，参照合同

文件及相关的技术标准、规范等，特制定本施工方案。

第二章工程概况

2.1工程概况

枫林隧道设计为分离式隧道，左右线平面设计线间距15.0T5.9m,全线按小净

距隧道设计，池州端洞口位于小半径圆曲线段，设置2%超高；祁门端洞口及洞身位

于直线段，洞口内外平面线形均满足3s行程要求。

枫林隧道里程为ZK78+138-ZK78+920,K78+164-K78+928,左洞总长782nb右洞

总长764m,纵坡均为+0.85%。左、右洞的最大埋深约为114m(K78+640),最小埋

2

G3W德上高速公路池祁段路基II标工程枫林隧道洞口开挖及初期支护施工方案

深约8nl（K78+400）°

枫林隧道于K78+600处设人行横洞1处。

德上高速池祁段LJ-11标枫林隧道概况一览表见表2.1-1：

表2.1-1池祁11标枫林隧道概况一览表

左线右线

起讫桩号

ZK78+138〜ZK78+920K78+164〜K78+928

长度（m）782764

池州端端墙式端墙式

洞门形式

祁门端斜切式斜切式

明洞1713

枫围岩分级

V级655641

林长度

隧N级110110

道

坡度（%）坡长（m）8.5%/7828.5%/764

R-1500R-1600

平曲线

R-8R-8

通风方式机械通风机械通风

人行横洞11

照明方式灯光照明灯光照明

工程地质概况强、中风化千枚岩、断层破碎带及影响带

2.2主要技术标准

（1）公路等级：全立交、全封闭、双向4车道高速公路；

（2）设计速度：80km/h；

（3）路基宽度：项目全线采住双向4车道设计标准，整体式路基宽25.5米，分离

式路基单幅路基宽度12.75米；

（4）设计荷载等级：公路-1级；

（5）路面采用沥青混凝土路面，标准轴载BZZTOO；

（6）隧道建筑限界：10.25m（净宽）*5m（净高）；

（7）隧道防水等级：不低于二级，二次衬砌碎抗渗等级要求为P6。

（8）隧道结构的耐久性：隧道衬砌、洞门等主体结构按100年的使用年限设计。

3

G3W德上高速公路池祁段路基II标工程枫林隧道洞身开挖及初期支护施工方案

2.3地理位置、地形、地貌

枫林隧道位于安徽省黄山市祁门县大坦乡境内，采用全小净距隧道方案。隧址

区地貌为皖南中低山区，地形以低山丘陵为主体，其地势总体特征是两边低，中间

高，地面标高一般在200.0-320.0m,相对高差120.0m,山体陡峻，山脊线多沿南

北向展布，山顶呈尖或尖圆形，锯齿状山脊，山坡坡度一般30-50他植被发育。

2.4工程地质

2.4.1地质构造

项目区属扬子准地台(III)下扬子台场(H⑵沿江拱断褶带(III22)石台穹断褶束

(11122—3)构造单元，地质构造较为复杂。

为探明隧道段落内构造发育情况，本次勘察采用音频大地电磁测深、地震折射

结合地质调绘、钻探进行综合勘察。破碎带处岩体破碎、充水，岩体电阻率低，在

电阻率等值线图上反映为电阻率偏低、等值线分布形态发生明显变化。地震折射岩

体波速低，在等值线图上反映为等值线下凹。

根据大地电磁物探解译成果，隧洞处K78+262~K78+284、K78+497~K78+545、

K78+664~K78+690.K78+804~K78+840段电阻率相对较低，推测为节理裂隙密集

带。

2.4.2地层岩性

根据地勘资料揭示，隧址区基岩为中元古界蓟县系K城系牛屋组(Pt2n)千枚

岩，部分段落节理裂隙密集，地表覆盖厚度不等第四系全新统残坡积(Q4)碎石土，

进出洞口坡脚发育河流，表层为冲洪积(Q0)卵石土，具体地层岩土工程特征如下：

卵石土:杂色，稍密〜中密，主要分布于进出洞口坡脚河床，主要成分为石英岩、

千枚岩等，磨圆度较好，呈次圆状、圆状。

碎石土:黄棕色，稍密~中密,粒径0.2-2.0cm含量在15-30%,粒径2.0-6.0cm

含量在55飞0%,部分粒径大于10.0cm,成分主要为千枚岩，磨圆度差，呈棱角状和

次棱角状，空隙被砂和细粒土充填。土石等级为HI级，土石类别为硬土，层厚

2.0~8.0mo

4

G3W德上高速公路池祁段路基II标工程枫林隧道洞身开挖及初期支护施工方案

强风化千枚岩:青灰色，灰黄色，变晶结构，千枚状构造，岩性软，锤击易碎,

裂隙极发育，岩芯极破碎，呈碎块状和碎屑状。土石等级为IV级，土石类别为软石,

层厚17.0~32.6m.推荐承载力基本容许值[fa0]=400-500kPa。

中风化千枚岩:青灰色，变晶结构，千枚状构造，岩性较硬，锤击不易碎，节

理裂隙发育~很发育，局部极发育，岩体破碎~较破碎，部分极破碎，岩芯多呈短柱

状、柱状，部分碎块状。土石等级为V级，土石类别为次坚石，未揭穿。推荐承载

力基本容许值[faO]=1500~1800kPa。

2.5气象、水文

2.5.1气象

项目区属中亚热带湿润性季风气候，气候温暖湿润，日照充足，季风明显，四

季分明，雨量充沛。区内无霜期234〜258天，多年平均气温15.6〜16.1度，极端

最高气温40.9度（1967年8月28日），极端最低气温-15.6度U969年2月5日）。

多年平均降水量1494.9〜1701.6mm最大年降水量2508.2mni（1983年），最小年降

水量888.7mm（1978年），平均年降水日为160〜200天，连续最长降雨期达40天。

全年降水量各月分配不均匀，5〜8月为丰水期，降水量占全年降水量的61.6乐11

月至翌年一月为枯水期，降水量占全年降水量的38.4%多年平均蒸发量1243.6mm,

年最大蒸发量1472.6mm,年最小蒸发量1073.8mm。多年平均相对湿度80〜85%。冬

季多行西北风，夏季多行西南风；当风力较小时，风向则较混乱而表现出漩涡性，

或因受地形主导因素的影响而表现出某种固定性。又由于山脉、树林等障碍物的阻

挡作用，平均风速减少，累年平均值为0.9m/s0

2.5.2水文地质条件

隧址区地下水水量受大气降水、地表水的影响，呈季节性变化.根据区域水文地

质资料及本次勘察，隧址区地下水以基岩裂隙水为主。

基岩裂隙水赋存于岩体构造节理裂隙中，接受大气降水补给和层间径流补给，

顺风化裂隙、构造裂隙等沿强、中风化界面汇集、运动，在斜坡坡脚及冲沟沟口等局

5

G3W德上高速公路池祁段路基II标工程枫林隧道洞口开挖及初期支护施工方案

部地势相对较低处以下降泉的形式排泄出露，具近源补给，就近排泄特点，由于含水

层受强风化层厚度制约，地下水富水性属贫~弱含水，故地下水流量不大。

根据区域地质资料及邻近工点水质分析资料可知，地表水和地下水对混凝土结

构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中白的钢筋具微腐蚀性。

(1)降水入渗法

隧址区地下水主要靠大气降水入渗补给，采用《铁路工程水地质勘察规程》

(TB10049-2004)推荐的降水入渗法预测隧道正常涌水量.其公式为：

Q=2.74.a.W.A

A二L.B

式中：Q——隧道通过含水体地段的正常涌水量(m3/d);

a一一降水入渗系数，根据本区情况，取a=0.16-0.30;

W——年降水量，根据勘察区情况，取1598nl叱

A——隧道通过含水体地段的集水面积(km?);

L一一隧道通过含水体地段的长度(km);

B——隧道涌水地段L长度内对两侧的影响宽度(km);

根据围岩级别、地形地貌及汇水面积对隧道分段，通过计算，分段预测隧道正

常湎水量，如下表：

表2.5.2-1正常涌水量分段计算表

正常涌水单洞正常单位单洞最大单位

降水入渗含水体长影响宽度集水面枳A

分段量Qs(m3涌水量Q(n?涌水量Q(m，

系数a度L(km)B(km)(km2)

/d)/d)/d)

K78+164'K78+4900.250.3320.150.049858.05

右线K78+490~K78+7250.230.2350.30.070571.09173.63255.24

K78+725'K78+9280.250.2030.20.040644.5

ZK78+138'ZK78+4750.250.3370.20.067473.87

左线ZK78+475'ZK78+7100.230.2350.250.058859.24167.63246.42

ZK78+710'ZK78+9200.250.210.150.031534.52

隧道涌水量随季节变化，受气象、地质(岩性、构造)、含水层、地形、地貌、

河流水文等多种因素影响，影响因素时常变化，预测涌水量是一个难题，很难准确

6

G3W德上高速公路池祁段路基II标工程枫林隧道洞身开挖及初期支护施工方案

预测，通常预测值与实际涌水量差别很大，甚至误差几倍。应加强施工期间隧道涌

水超前探测和预报。

第三章设计概况

3.1围岩、支护参数

3.1.1围岩概况

根据《G3W德州至上饶高速公路池州至祁门段详细地质勘察报告》，本标段枫

林隧道围岩划分为V、IV两种围岩级别，各级围岩所占隧道比例如下表3.1.1所示:

表3.1.1-1枫林隧道围岩概况表

围岩长度（m）占比（%）

隧道名称隧道起讫桩号隧道长度（m）

V级围岩IV级围岩HI级围岩

K78+164〜674/90/

764—

K78+92888.2%11.8%

枫林隧道

Z6K78+138〜692/90/

782—

Z6K78+92088.5%11.5%

3.1.2主洞支护参数

表3.1.2-1枫林隧道围岩等级及支护措施一览表

初期支护预留

衬砌类型适用范围二次衬砌

系统锚杆钢筋网喷射硅钢洪架变形

4）25中空注浆锚杆拱墙及仰拱

V（小净距）V级围岩半明如钢筋网C25喷射120a拱架，

L=3.5m,间距15cmC30P6钢筋碎

半明半暗半暗段@20x20cm碎26cm纵距60cm

0.6x1,0m（纵x环）50cm

蛇5中空注浆锚杆拱墙及仰拱

V（小净距）V级围岩洞口钢筋网C25喷射120a拱架，

L=3.5m»间距15cmC30P6钢筋碎

偏浅埋偏压段@20x20cm碎26cm纵距60cm

0.6x1.0m（纵x环）50cm

4>25中空注浆锚杆拱墙及仰拱

V级围岩洞口然钢筋网C25喷射118拱架，纵

V（小净距）aL=3.5m,间距12cmC30P6钢筋碎

浅埋加强段@20x20cm碎24cm距60cm

0.6x1.0m（纵x环）45cm

（|,25中空注浆锚杆拱墙及仰拱

V级围岩洞身©8钢筋网C25喷射118拱架，纵

V（小净距）bL=3.5m,间距10cmC30P6钢筋碎

正常段@20x20cm诠24cm距80cm

0.8x1.0m（纵x环）45cm

V级围岩较大4>25中空注浆锚杆拱墙及仰拱

然钢筋网C25喷射120a拱架,

V（小净距）c规模断层破碎L=3.5m,间距15cmC30P6钢筋碎

@20x20cm碎26cm纵距60cm

带段0.6x1.0m（纵x环）60cm

7

^^>G3W德上高速公路池祁段路基11标工程枫林隧道洞口开挖及初期支护施工方案

4»25中空注浆锚杆H120格栅拱崎及仰拱

IV（小净距）N级围岩洞身4>8钢筋网C25喷射

L=3.Om,间距拱架.纵距8cmC3OP6素位

b正常段@20x20cm睑20cm

l.Oxl.Qm（纵x环）100cm40cm

3.1.3人行、车行横洞及紧急停车带支护参数

枫林隧道共设有人行横洞1个，位于K78+600（ZK78+592.428）处，车行横洞0

个，紧急停车带。处（左右线）。主要设计支护参数如下：

表3.1.3-1隧道人行、车行横洞及紧急停车带复合式衬砌支护参数表

衬砌支护系统参数

项目名称单紧急停车行横洞IV级人行横洞IV级人行横洞V级

位车带IV

一般段加强段一般段

级加强段一般段加强段

C25早强

cm22122010121520

直

系mm25252522222222

径

统

长

度

锚cm250300

一350200250250300

杆

初问I20XI20X100X

cm80X100100X100I00X100120X120

支距120120100

支

钢直

护mm888/88

筋径

网间

cm20X2020X2020X20/20X2020X20

距

工

/

字mm116/1141/114

钢

钢

架

间

cm80/100//100

距

拱

C3O45钢筋

防,cm