XX隧道施工方案.docx
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XX隧道施工方案
XX高速公路工程X标段
XX隧道施工方案
编制：
复核：
审核：
中国XX集团工程有限公司
XX高速公路X标项目经理部
二〇一三年一月
福建省沈海复线高速公路（柘福段）
《XX隧道施工方案》申报批复单监表47
承包单位：
中铁四局集团第四工程有限公司合同号：
X标
监理单位：
北京华宏工程咨询有限公司编号：
致：
监理工程师
我项目部已编制完成《XX隧道施工方案》，报请审核。
附件：
《XX隧道施工方案》
施工单位：
日期：
年月日
专业监理工程师审核意见：
专业监理工程师签字：
日期：
年月日
驻地监理工程师审核意见：
驻地监理工程师签字：
日期：
年月日
总监理工程师审核意见：
总监理工程师签字：
日期：
年月日
说明：
本申报单（通用）用于没有专用表格，而又必须书面呈报监理工程师或业主同意或审批的表示（由承包人项目经理或总工程师签发）。
XX隧道施工方案
1.编制依据
⑴国家及交通部现行有关设计、施工规范、规则、标准和定额。
⑵XX高速公路X标段施工图设计。
⑶与业主签定的施工承包合同。
⑷本合同段工程现场详细调查资料和设计文件审核资料。
⑸我单位的施工技术能力、资金储备、机械设备能力及相关工程的施工经验。
⑹招标文件。
⑺福建省下发的有关地方法律、法规、文件和批文。
8一体化管理体系文件要求。
2.工程概况
2.1概况
该隧道位于宁德市柘荣县富溪镇与黄柏乡境内，采用双向四车道分离式隧道布置净空10.25*5.0m左线长5715m，右线长5670m，平均长度5692.5m，为特长隧道，为沈海高速复线柘荣至福安高速公路的控制性工程。
本标段施工进口段，长2559.5米。
左洞起讫里程为ZK51+824～ZK54+420，长2596米，最大埋深331m，其中Ⅱ级围岩1913m，Ⅲ级围岩244m，Ⅳ级围岩321m，Ⅴ级围岩118m；右洞起讫里程为YK51+877～YK54+400长2523米，最大埋深316m，其中Ⅱ级围岩1974m，Ⅲ级围岩221m，Ⅳ级围岩225m，Ⅴ级围岩103m。
标段内设置人行横洞6处，车行横洞3处，1处竖井，一处地下风机房。
竖井深108.531m，通过排烟联络道与地下风机房及左右洞相连，形成完善的通风系统。
洞门均采用端墙式洞门，左洞正交进洞，右洞斜交35°进洞。
左洞进口成洞面洞顶最小覆盖土厚度为2.28m，右洞为2.03m。
具体支护型式见下表：
XX隧道支护参数（左洞）
ZK51+824～ZK54+420（2596m）
序号
里程
长度
围岩状况
支护形式
围岩加固辅助措施
1
ZK51+824
～
ZK51+876
52
Ⅴ
ZDK-1
大管棚20m，超前小导管26m
2
ZK51+876
～
ZK51+881
5
Ⅳ
Z5-1
超前小导管5m
3
ZK51+881
～
ZK51+893
12
Ⅳ
Z4-1（b）
超前锚杆12m
4
ZK51+893
～
ZK51+922
29
Ⅳ
Z4
超前锚杆18m
5
ZK51+922
～
ZK51+988
66
Ⅲ
Z3
6
ZK51+988
～
ZK52+655
667
Ⅱ
Z2
7
ZK52+655
～
ZK52+696
41
Ⅱ
Z7
8
ZK52+696
～
ZK52+771
75
Ⅱ
Z2
9
ZK52+771
～
ZK52+799
28
Ⅲ
Z3
10
ZK52+799
～
ZK52+827
28
Ⅳ
Z4
超前锚杆28m
11
ZK52+827
～
ZK52+857
30
Ⅴ
Z5
超前小导管30m
12
ZK52+857
～
ZK52+881
24
Ⅳ
Z4
超前锚杆24m
13
ZK52+881
～
ZK52+913
32
Ⅲ
Z3
14
ZK52+913
～
ZK53+172
259
Ⅱ
Z2
15
ZK53+172
～
ZK53+228
56
Ⅳ
Z4
超前锚杆30m
16
ZK53+228
～
ZK53+258
30
Ⅴ
Z5
超前小导管30m
17
ZK53+258
～
ZK53+314
56
Ⅳ
Z4
超前锚杆30m
18
ZK53+314
～
ZK53+464
150
Ⅱ
Z2
19
ZK53+464
～
ZK53+505
41
Ⅱ
Z7
20
ZK53+505
～
ZK53+830
325
Ⅱ
Z2
21
ZK53+830
～
ZK53+900
70
Ⅱ
Z2
22
ZK53+900
～
ZK53+942
42
Ⅱ
竖井影响段
23
ZK53+942
～
ZK53+982
40
Ⅲ
Z3
24
ZK53+982
～
ZK54+018
36
Ⅴ
Z5
超前小导管36m
25
ZK54+018
～
ZK54+205
187
Ⅱ
Z2
26
ZK54+205
～
ZK54+272
67
Ⅲ
Z3
27
ZK54+272
～
ZK54+313
41
Ⅲ
Z7-1
28
ZK54+313
～
ZK54+343
30
Ⅱ
Z2
29
ZK54+343
～
ZK54+388
45
Ⅳ
Z4
超前锚杆45m
30
ZK54+388
～
ZK54+420
32
Ⅱ
Z2
XX隧道支护参数（右洞）
YK51+877～YK54+400（2523m）
序号
里程
长度
围岩状况
支护形式
围岩加固辅助措施
1
YK51+877
～
YK51+915
38
Ⅴ
ZDK-1
大管棚15m，超前小导管17m
2
YK51+915
～
YK51+919
4
Ⅳ
Z5-1
超前小导管4m
3
YK51+919
～
YK51+947
28
Ⅳ
Z4
超前锚杆28m
4
YK51+947
～
YK52+008
61
Ⅲ
Z3
5
YK52+008
～
YK52+617
609
Ⅱ
Z2
6
YK52+617
～
YK52+658
41
Ⅱ
Z7
7
YK52+658
～
YK52+787
129
Ⅱ
Z2
8
YK52+787
～
YK52+817
30
Ⅲ
Z3
9
YK52+817
～
YK52+843
26
Ⅳ
Z4
超前锚杆26m
10
YK52+843
～
YK52+873
30
Ⅴ
Z5
超前小导管30m
11
YK52+873
～
YK52+899
26
Ⅳ
Z4
超前锚杆26m
12
YK52+899
～
YK52+929
30
Ⅲ
Z3
13
YK52+929
～
YK53+181
252
Ⅱ
Z2
14
YK53+181
～
YK53+237
56
Ⅳ
Z4
超前锚杆30m
15
YK53+237
～
YK53+267
30
Ⅴ
Z5
超前小导管30m
16
YK53+267
～
YK53+323
56
Ⅳ
Z4
超前锚杆30m
17
YK53+323
～
YK53+417
94
Ⅱ
Z2
18
YK53+417
～
YK53+458
41
Ⅱ
Z7
19
YK53+458
～
YK53+823
365
Ⅱ
Z2
20
YK53+823
～
YK53+844
21
Ⅱ
竖井影响段
21
YK53+844
～
YK53+981
137
Ⅱ
Z2
22
YK53+981
～
YK54+001
20
Ⅲ
Z3
23
YK54+001
～
YK54+037
36
Ⅴ
Z5
超前小导管36m
24
YK54+037
～
YK54+197
160
Ⅱ
Z2
25
YK54+197
～
YK54+217
20
Ⅲ
Z3
26
YK54+217
～
YK54+258
41
Ⅲ
Z7-1
27
YK54+258
～
YK54+287
29
Ⅲ
Z3
28
YK54+287
～
YK54+335
48
Ⅱ
Z2
29
YK54+335
～
YK54+378
43
Ⅳ
Z4
超前锚杆43m
30
YK54+378
～
YK54+400
22
Ⅱ
Z2
2.2主要技术标准
（1）、公路等级：
高速公路；
（2）、隧道设计速度：
80Km/h；
（3）、设计荷载：
公路—I级；
（4）、隧道建筑限界见下表：
隧道建筑限界
项目
净宽
净高
行车道
侧向宽度
检修道
（m）
（m）
（m）
（m）
（m）
主洞
10.25
5
3.75*2
0.5+0.75
0.75+0.75
紧急停车带
13
5
3.75*2+3.5
左0.5
0.75+0.75
车行横通道
4.5
5
人行横通道
2
2.5
（5）、隧道路面横坡：
单向坡；
（6）、隧道最大纵坡：
±3.0%；最小纵坡：
±0.3%；
（7）、设计荷载：
公路—I级；
（8）、洞内中间段照明亮度：
4.5cd/m²；
（9）、洞内卫士标准：
采用纵向通风方式。
CO允许浓度：
δ=250PPm；烟雾允许浓度：
0.007m-1；稀释洞内异味换气次数为每小时3次，火灾排烟风速为2.5m/s。
（10）、路面设计标准轴载：
BZZ-100。
2.3地形地貌
隧道进口侧坡约10～20°，坡体上为稻田地。
2.4工程地质
设计资料显示，区段内有9条断层构造带，与隧道轴向相交，对隧道围岩稳定性有一定影响。
无滑坡、崩塌、泥石流、采空区、岩溶等其他不良地质作用，适宜隧道建设。
隧道最大埋深331m，为一般应力区，一般不会发生岩爆。
2.5水文地质
隧道位于当地侵蚀基准面之上，山坡坡体较陡，有一条溪流从右洞口经过。
隧道洞身的节理裂隙密集带及构造破碎带透水性、导水性较好。
本隧道围岩为弱透水层，地表水、地下水对混凝土有微腐蚀性，C1-对混凝土中的钢筋有微腐蚀性。
设计资料显示本隧道正常涌水量为4200m3/d，最大涌水量为6900m3/d。
2.6地震及洞口自然坡体稳定性情况
本隧道场区抗震设防烈度为6度，中硬场地地震动峰值加速度分区为0.05g，中硬场地土动反应谱特征周期为0.35s，近期未发生过较大地震，为相对稳定区。
测区历史上未发生强震的记载。
进口侧围岩为坡残积土、强风化岩，仰坡及两侧开挖边坡开挖稳定性较差，需采用放坡开挖，并采用相应的防护措施。
2.7新技术、新材料的应用
（1）、纵向施工缝采用水膨胀单液型密封剂防水。
施工方便，密封可靠，能确保纵向施工缝防水
（2）、正反循环注浆中空锚杆，采用正反循环注浆技术，能确保拱部及边墙中空注浆锚杆的砂浆饱满，施工方便。
（3）、采用中压供电系统，与低压供电相比可有效的降低线路损耗。
3.施工计划
3.1施工进度计划
根据本工程的实际情况，通过认真阅读图纸，并详细调查现场施工条件，本工程施工计划见下表：
序号
工程项目内容
工期
（月）
起讫日期
一
XX隧道
23.5
2013年2月15日—2014年11月30日
1
洞身开挖
21
2013年2月15日—2014年9月15日
2
初支、二衬
22.5
2013年2月18日—2014年10月31日
3
通风竖井及横洞
7
2014年6月1日—2014年11月1日
4
洞内路面及附属
1
2014年11月2日—2014年11月30日
3.2人员与设备安排
3.2.1人员情况
本隧道采用架子队管理模式，管理人员11人，其中架子队队长李传旺、副队长王延涛、技术负责人汪成竹，其他工作人员见下表：
序号
班组名称
人数
主要工种
主要工序
1
掘进班
50
钻机工、爆破工
钻孔、装药、爆破
2
支护班
20
立格栅、喷射工、超前支护
挂网、安锚杆、注浆、
喷射混凝土
3
运输班
20
汽车、装载机、挖掘机司机、混凝土运输司机
出碴、混凝土运输
4
衬砌班
40
防水、台车就、移位、仰拱、填充、矮边墙
灌注混凝土、铺设防水板
5
修理班
10
铁工、机械修理
修理各种机械设备
6
水电班
6
电工、管道工
供电、供水
7
通风班
4
空压机司机、通风
供风、通风
8
木工班
10
木工、架子工
立模、看模
9
焊工班
10
加工钢格栅等
洞内外焊接
10
杂工班
20
辅助作业
看守、维修便道等
合计
190
3.2.2设备计划
XX隧道进口机械配置表：
表3.2-1隧道进口主要施工机械配置表
序号
设备名称
型号
规格
产地
额定功率（KW）
数量
备注
凿岩台车
Boomer282
1
水泥混凝土拌和站
JS1000
山东
2
2
风动凿岩机
YT28
沈阳
40
3
挖掘机
200
日本
1.1m3
2
4
装载机
ZL50
柳州
3m3
3
5
自卸汽车
斯太尔
19m3
9
6
混凝土罐车
唐山
8m3
9
7
输送泵
HBT60
徐州
60m3/h
2
8
全液压衬砌台车
福建
12.0m
2
9
喷锚机械手
TKY-15
德国
3
10
空压机
ZW10
长沙
30m3/h
8
11
发电机
200KW
洛阳
3
12
变压器
800KVA
3
13
电焊机
BX1-500
38KW
25
14
钢筋弯曲机
3
15
开挖台车
自备
2
16
钢筋、防水板绑扎台车
自备
2
17
注浆泵
GYZB
成都
10
18
提升机
1
19
滑动模板
1
4.施工工艺
隧道的施工遵循“管注浆超前，短开挖，弱爆破，强支护，早成环，二次衬砌紧跟，勤量测”的原则进行。
在隧道开挖施工中，加强洞内围岩量测及地质超前预报工作。
发现问题及时向有关部门汇报，以便及时修正支护参数，确保隧道施工安全。
4.1开挖
4.1.1明洞及洞门
明洞开挖、防护要从上到下逐步进行，边开挖边防护，防护工程未施作完成不能开始暗洞开挖。
明洞开挖应避开雨季施工，施工完成后尽快完成明洞回填。
施工工序如下：
⑴施作洞顶截水沟；
⑵洞口段开挖（成洞面保留核心土）；
⑶施作边坡及仰坡临时防护工程（边开挖边防护）；
⑷非核心土部分开挖至成洞面；
⑸开始暗洞的超前支护；
⑹施作明洞段衬砌；
⑺明洞段临时回填（筑临时挡墙，回填至明洞顶）。
在洞口范围内放出边仰坡开挖轮廓线：
先清除开挖范围内植被，洞口开挖前，先做洞顶截水天沟，处理洞顶危石，必要时对地表进行加固处理，确保边、仰坡稳定。
土质天沟随挖随砌，防止水冲刷坡面；仰坡坡底做临时排水沟，防止洞口积水。
土石方开挖：
洞门边、仰坡土石方施工采用明挖法施工，土方用挖掘机挖装，石方用风钻打眼弱爆破，挖掘机装碴，自卸汽车运碴。
自上而下分层开挖，人工配合精确刷坡。
按照设计图纸要求：
仰坡按1:
0.5—1:
1控制，边坡按1:
1--1：
0.5进行控制。
边仰坡防护：
锚网喷防护，自上而下，随开挖分层及时施作，必要时随开挖随支护。
做好坡顶喷混凝土防护层与原坡面衔接，防止坡面风化，引起水土流失、导致边坡防护受到损坏；开挖至暗挖段拱顶开挖轮廓线高度时，垂直下挖至设定的上半断面底部，临时喷设混凝土封闭暗洞掌子面。
沿开挖轮廓线环向掏槽，安装I18型钢钢架，浇筑混凝土，为暗洞开挖做准备。
施工防护参数：
进口明暗交界处直立开挖面锚网（双层ф6钢筋网20*20cm）喷混凝土防护，喷C25混凝土厚28cm，φ25中空注浆锚杆，长度为3.5m，间距为1.0×1.0m布置。
4.1.2暗洞开挖
根据本隧道地质围岩情况及施工工期安排，5级围岩段拟采用CD法开挖，4级围岩段拟采用上下台阶法开挖，3级、2级围岩段采用全断面法开挖。
4.1.2.1CD法
CD法开挖施工步骤见下图：
CD法开挖施工步骤说明
（1）、开挖左侧导坑上台阶；
（2）、左侧导坑上台阶初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱），施工上台阶锁脚锚杆；
（3）、开挖左侧导坑下台阶（包括临时仰拱）；
（4）、左侧导坑下台阶初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及仰拱初期支护），必要时边墙脚设置锁脚锚杆；
（5）、开挖右侧导坑上台阶；
（6）、右侧导坑上台阶初期支护（包括拱墙初期支护及临时仰拱），施工上台阶锁脚锚杆；
（7）、开挖右侧导坑下台阶（包括临时仰拱）；
（8）、右侧导坑下台阶初期支护（包括拱墙初期支护及仰拱初期支护），必要时边墙脚设置锁脚锚杆；
（9）、拆除中隔壁临时支护；
（10）、分布施工防排水系统及二衬。
4.1.2.2台阶法
4.1.2.2.1循环进尺及周期
4级围岩采用上下台阶法开挖；上下台阶每循环进尺1.2m。
每循环周期为12～16小时。
4.1.2.2.2施工主要步骤
开挖导坑上半断面；
上导坑拱部初期支护；
开挖导坑下半断面；
下导坑边墙初期支护；
4.1.2.2.3爆破设计
炸药：
本标段隧道为富含水隧道，选用乳化炸药；
炮眼直径d取42mm；
炮眼深度：
L=1.5m；
掏槽方式：
上台阶采用斜眼掏槽；
起爆网路：
采用非电导爆管微差起爆网络，电雷管引爆。
起爆顺序为：
掏槽眼→辅助眼→周边眼→底板眼；
不偶合系数：
根据经验，周边眼不偶合系数在1.5～2.0范围光爆效果最好。
据此周边眼选用φ25mm药卷（长200mm，150g/卷）；其它部位炮眼选用φ32mm药卷（长200mm，200g/卷）；
周边眼距E与抵抗线W：
按《隧道工程施工技术指南》规定，Ⅲ级围岩E/W一般为0.7～1.0，根据本标段隧道地质特征，E/W取0.85，W取70cm，则E=60cm；
周边眼装药集中度取250g/m；
装药结构：
周边眼采用空气间隔不耦合装药，药卷每隔一定距离绑扎在定位竹片上，导爆索连接。
其它眼采用连续装药方式。
台阶法立面示意图
4.1.2.3全断面法
全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型，再施作支护和衬砌的隧道开挖方法，一般适用于地质条件较好的Ⅰ～Ⅱ级围岩，也可用在单线铁路隧道Ⅲ级围岩地段。
4.1.2.3.1全断面开挖施工工序流程
施工准备
超前地质预报
爆破设计
测量放线
整体爆破参数
钻眼
装药爆破
通风
初喷混凝土
处理欠挖
超挖欠挖
装碴运输
初期支护
加强支护
不满足
下循环施工
4.1.2.3.2全断面开挖法施工控制要点
（1）配备钻孔台车或多功能台架及高效率装运机械设备，缩短循环作业时间，合理采用平行交叉作业工序，提高施工进度。
（2）利用深孔爆破增加循环进尺，控制周边眼间距及角度改善光面爆破效果，减少超欠挖。
（3）及时施做初期支护，围岩条件变化时及时调整施工方法。
（4）有条件时采用导洞超前的开挖方法，合理组织施工保证隧道施工安全。
（5）二次衬砌及时施作，I～Ⅱ级围岩距掌子面距离≤200m，Ⅲ级围岩≤120m。
II、III级围岩全断面钻眼参数及主要技术经济指标
序号
炮眼分类
炮眼
编号
炮眼
深度
（m）
炮眼
间距
（㎝）
抗拒线
（㎝）
炮眼
数量
（个）
单眼装
药量
（㎏）
起爆顺序
备注
1
掏槽眼
1～6
3.3
6
2.5
1～4
2
辅助眼
7～12
3.1
90
80
78
1.6
5～10
3
周边眼
13
3.1
55
80
43
1.4
11
4
底板眼
14
3.1
75
85
17
1.8
12
5
合计
144
230.6
开挖断面
88.61
预计循环进尺
3.0m
爆破方量
265.83
炮眼利用率
98.60%
炸药单耗
0.878㎏/m3
雷管单耗
0.54发/m3
比钻眼量
1.7m/m3
4.1.2.4人行、车行横洞开挖
隧道有车行横洞、人行横洞设置。
车行横洞在正洞施工至相应位置及时进行开挖和衬砌。
人行横洞施工在不影响整体工期及其他工序的前提下，适时施作。
车型横洞、人行横洞由于断面较小，横洞开挖在正洞超前30～50米后进行开挖。
根据地质纵断面设计图，车行、人行横洞均位于Ⅱ级围岩中。
根据围岩情况采用全面开挖，光面爆破。
横洞进洞时应按照设计尺寸进行喷射混凝土支护，与主洞交叉范围段，加强支护。
若遇不良地质条件采用台阶法开挖，施工过程中做好监控量测及超前地质预报，根据监测结果及预报结果确定是否增加临时仰拱和竖撑。
开挖过程中尽量使用人工配合机械开挖，尽量一次开挖成型，遵循短开挖的原则，确保对正洞结构和施工无影响。
其支护方法和顺序与正洞相同，衬砌采用钢模板配合钢拱架浇筑。
浇筑前技术人员及现场施工人员必须保证钢拱架的稳定性。
4.1.2.5出渣运输
隧道出碴采用无轨运输。
共配备3台ZL50装载机和9台自卸汽车出碴，并配备2台挖掘机配合出碴。
4.1.2.6全液压三臂凿岩台车说明及施工控制
4.1.2.6全液压三臂凿岩台车说明
全液压三臂凿岩台车是近些年隧道掘进机械化作业中正在逐步推广的一种凿岩设备，它具有动力消耗小、能量利用率高、冲击频率和能量传递效率较风钻大为提高等优点。
但由于其自身的特点（包括使用、维护、操作等方面），相对生产成本较高，在国内并未大规模应用。
随着工业技术的不断发展，其替代风动凿岩台车是个重要发展方向。
全液压三臂凿岩台车适用于隧道掘进、岩层开孔以及地下厂房开挖等作业的地下凿岩设备。
我单位根据施工工期安排，引入全液压三臂凿岩台车在本项目工程隧道掘进施工中使用。
4.1.2.6全液压三臂凿岩台车施工控制
开挖前进行超前地质预报。
超前地质钻探为超前地质预报手段中最直接、最直观、最有效的一种预
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