隧道洞口开挖施工组织设计.docx

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隧道洞口开挖施工组织设计

陈家山隧道洞口开挖施工方案

一、工程概况

陈家山隧道出口位于浙江省新昌县境内，双洞单向交通，两洞净距约28m，设计时速100km/h。

隧道区域地形复杂，以Ⅳ围岩为主，最大埋深280m，其中我标段承担陈家山隧道右洞迄止里程（YK091+610～YK095+100）,长度3500m，出口位于半径为1500m右转曲线上；左洞迄止里程（ZK091+600～ZK095+104）,长度3504m，出口位于半径为1550m右转曲线上。

左右线均为削竹式洞门。

线路纵向单向坡为-0.85%。

隧道出口端定洞口于YK095+100，出口明洞采用削竹式洞门，设计为27m明洞。

隧道出口明暗分界里程为YK095+073，从YK095+073处进洞施工，YK095+073～YK095+043暗挖进洞段采用Φ108管棚超前支护。

地形、地貌

陈家山隧道出口位于澄潭镇马面山村附近山坡上，地形起伏小，属于低山丘陵及玄武岩台地区，出口处于斜坡位置地形坡度约15～35°，出洞段轴线与坡面斜交，缓坡处己开发为农田，覆盖层厚度变化较大，部分为易滑体。

二、隧道洞口开挖施工方案

洞口施工时结合洞口地质及地形条件，尽量使洞口简洁、美观、自然，与环境协调。

明洞施工采用明挖法，洞口开挖原则：

尽量减少洞口刷坡，争取早进洞。

明洞开挖前先完成地表排水系统，采取分层开挖，分层支护，自上而下，边挖边护的明洞边坡加固处理方法。

明洞与仰坡开挖同时进行，洞门与明洞整体浇筑。

进洞采用先施作管棚、短进尺、弱爆破、快循环、早封闭的施工方案。

2．1洞口边仰坡刷破

2.1.1隧道洞口边仰坡刷坡施工总体方案为：

采用机械分层开挖，人工配合机械刷坡，自上而下分台阶进行；各台阶开挖、刷坡过程中同时做好坡面防护。

2.1.2施工工艺

⑴边仰坡开挖前，先进行测量放线，放出隧道中线和开挖边界线。

根据图纸中提供的刷坡线的坡度：

1：

1。

隧洞洞外采用三角网测量，每个洞口至少设置三个平面控制点，三个点应设在互相通视，交通方便，地基稳定且能长期保存的地方。

高程控制采用水准测量进行，每个洞口应布设两个高精度水准点，两个水准点以安置一次水准仪即可联测为准；中线放出后按10m为中桩间距单位打设中线桩；

开挖边线桩用等高线法测出，按5m为中桩间距单位打设开挖边界桩；

边仰坡施工过程中，每一开挖台阶都要进行测量放线，放线内容为中桩及每台阶的坡脚桩；

⑵截水天沟修建。

开挖边界线放出后，在开挖边界线5m外结合地形放出洞外截水天沟开挖线。

截水天沟在边仰坡开挖前修建，将地表水引离洞口开挖范围，以防止地表水冲刷边仰坡导致失稳坍塌。

截水天沟修建时要考虑排出的水不流经洞外道路或能流入洞外排水沟中，使洞内外防排水形成统一体系，利于防水；截水沟采用M5浆砌片石砌筑，尺寸60㎝×60㎝，坡度1:

1,壁厚30cm，以拦截地表水。

具体尺寸详见“图2-1、截水沟大样图”。

图2-1截水沟大样图（单位：

cm）

2.2洞口边坡喷锚

为了更好的作好洞口边坡防护，必须严格按图纸设计进行施工，尽量减少洞口边仰坡的开挖，保证山体的稳定，具体施工如下：

1、在靠山体侧边仰坡范围内采用喷、锚、网进行加固，锚杆采用Φ22，长3.5m的地表砂浆锚杆，梅花型布置，间距1.2m，C20喷射砼厚10cm，钢筋网采用φ6，网格间距为20*20cm。

2、喷锚支护紧跟开挖面及时施作，喷锚支护施工程序见以下框图：

㈠系统锚杆施工

系统锚杆施工工艺流程为：

钻孔清孔注浆插入杆体

㈡选用材料及配合比

钢筋：

按设计选用Φ22的Ⅱ级螺纹钢，长3.5m的地表砂浆锚杆，应将头部加工成扁铲形，以减少插钎阻力并加大锚固力。

水泥：

选用经检验合格的42.5水泥。

砂子：

粒度不大于2.5mm的砂子，含云母量不超过0.5％，含泥量不超过3％，不含有机杂质，使用前应经过严格过筛。

配合比严格按技术交底规定配合施工。

㈢钻眼

钻眼设备采用普通气腿式凿岩机，钻眼要按以下要求进行：

1、锚杆孔深匀许偏差为-50mm，锚孔直径应比锚杆直径大15mm以上；

2、钻孔前应根据设计要求定出孔位，作出标记，孔位允许偏差为±15mm。

钻孔应圆直，钻孔方向除现场质检工程师另有要求外，均应尽量垂直岩面。

3、孔眼在锚杆安装前必须彻底清洗干净，一般用高压风或高压水冲洗。

㈣注浆设备

注浆采用挤压式注浆泵。

输浆胶管采用25mm高压胶管。

注浆管选用内径18~20mm无缝钢管制成。

其与胶管连接的一端管口内应加工成均匀斜面，以利于砂浆顺利通过。

注浆管的长度比眼深大0.5m即可。

5注浆

锚杆眼里注浆是否饱满，是保证锚杆支护质量的关键。

注浆时，将搅拌好的砂浆装入注浆泵。

将注浆管插入眼中，使管口离眼底部10cm间隙，开动注浆泵，待砂浆注入孔眼后，注浆管逐渐被砂浆向外推挤，此时可将注浆管均匀向外退出，注到孔深的2/3时停止注浆，再由插入的钢筋将孔内挤压填满为止。

孔口封堵应采用早强药包。

㈥插钢筋

锚杆钢筋在插入前应充分除锈并用水湿润，以保证与砂浆紧密结合。

插入钢筋时，要沿孔轴线缓慢推入。

如遇插入阻力大，可用锤子轻轻打入。

锚杆应外露10cm。

插入钢筋后，砂浆未达到设计强度前，禁止扰动杆体。

㈦钢筋网安设

钢筋网应在系统锚杆施作后安设，预先按设计加工钢筋网片，施作时，将钢筋网随需支护岩面的起伏铺设，与被支护岩面间隙约3cm，并与系统锚杆焊接在一起，必要时加设50cm的临时锚杆对钢筋网进行加固。

避免钢筋在喷射砼时晃动，钢筋网连接处用细铁丝绑扎或点焊，钢筋网之间的搭接长度不小于20cm。

㈧喷射砼施工

1、喷射混凝土材料

1水泥：

水泥标号不得低于42.5，使用前应做强度复查试验。

2速凝剂：

必须采用质量合格的产品。

应注意保管，防止受潮。

使用前应做速凝剂效果试验，要求初凝时间不超过5min，终凝时间不超10min。

3砂：

喷射混凝土应采用硬质洁净的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含水量一般为5%-7%，使用前应过筛。

4石料：

采用坚硬耐久的碎石，粒径不大于10mm,且级配良好。

2、配合比

喷射混凝土必须严格按配合比施工。

速凝剂添加不得大于配合比中规定值。

为便于过程控制，现场应设有磅称，喷射混凝土材料应每盘称量，材料计量应以质量计算。

拌和均匀性每班检查不得少于两次。

3、工地布置

隧洞喷射混凝土的施工布置，在满足施工工艺的前提下，应力求紧凑，充分利用场地空间及运输线，避免施工干扰。

拌和料应采用强制式拌和机，拌料在搅拌前应经过严格筛选，以防止大块料混入喷射机。

拌料的运输应使用普通翻斗车或运输搅拌车，运输过程中应防止污染。

所有工人应配备规定的防护用品（如防尘口罩、眼睛、手套等），尽量不使用含石英质的砂，避免工人遭受矽尘危害。

喷射机使用的压缩空气必须保证压力稳定，气压应控制在0.1~0.15Mpa。

可根据喷出料束情况适当调整气压。

喷射机应随时保养维修，使之经常处于不漏风、不堵塞的良好工作状态。

4、喷射混凝土

1喷射混凝土前，应用水或高压风管将岩面的粉尘及杂物冲洗干净。

2喷射中发现松动的石块或遮挡喷射混凝土的物体时，应及时清除。

3喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不超过6m。

喷射时应将喷咀的流束作小圆圈慢速移动并垂直于工作面，保持喷咀与喷射面约1m的距离，因为有钢筋网，喷射距离可小于0.6m喷射角度可稍偏，喷射混凝土的调节是由喷射手凭借经验控制的。

正确的水灰比喷射时喷层表面应具有轻度的光泽。

塑性较好，无干斑或滑流现象。

4初喷厚度不小于4~6cm。

喷射作业应以适当厚度分层进行，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。

若终凝后间隔1h以上且初喷面已蒙上粉尘时，应用高压风或水清洗干净。

岩面有较大凹洼时，应结合初喷予以找平。

喷射时插入长度比设计厚度大5cm铁丝，每1-2m设一根，作为施工厚度控制标志。

5突然断水或断料时，喷头应迅速移离喷射面，严禁用高压风、水冲击尚未终凝砼。

作业完成后，喷射机和输浆管内积料应及时清除干净。

6应不断总结验证新技术，以减少回弹率，回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。

7喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间不小于7天。

8喷射混凝土作业紧跟开挖面时，下次爆破距喷射混凝土完成时间不小于4h。

9遇地下水地段，喷砼应注意喷射时从地下水渗水点外围喷起，逐渐向内靠拢，直至渗水点周围，再安设排水管把地下水引出，同时注意，地下水较多时，砼可先喷干料，待干料与渗水结合后再喷湿料。

喷射砼施工程序见下图：

2.3管棚施工

大管棚采用Φ108热轧无缝钢管，壁厚6mm，节长为3m、6m，导向管设计为Φ127×4mm热轧无缝钢管，采用3榀18号工字钢拱架支撑。

套拱采用C30混凝土，混凝土由罐车运输，现场泵送浇筑，工艺流程图（见图2-2）。

2-2超前大管棚施工工艺框图

（1）施作导向墙

在施工超前长管棚前先架立三榀18号钢架，间距0.8m，用连接筋焊接形成一整体。

在钢支撑上安装布设对应管棚个数的Φ127mm、壁厚4mm、长200cm导向钢管，导向钢管环向间距40cm，位置对应大管棚设计位置，外插角为2°（详见图3-5）；导向钢管的安装由测量精确定位，使钢管位置与方向准确无误，导向钢管采用Φ16的固定钢筋与钢架焊为整体（详见图3-6）。

然后用C30砼将钢支撑和导向管包裹浇筑厚100cm作为套拱，施工完毕后及时进行养护。

管棚正面示意图（详见图2-3）。

图2-3导向管纵向安装示意图（单位：

cm）

图2-4导向管横向固定示意图（单位：

cm）

（2）钻孔

采用管棚钻机钻孔，钻机到位后，调整好钻机至钻孔方向（角度）、固定钻机。

开孔时，低压慢转，钻进过程中利用全站仪有效控制钻孔方向，外插角为2°，保证终孔偏斜率符合规范要求。

（3）清孔

用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。

用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

用测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。

图2-5护拱管棚正面示意图（单位：

cm）

（4）安装管棚钢管

钢管节段间用丝扣连接，管壁上间隔10cm梅花形布置Φ12mm的压浆孔，尾部留445cm不钻孔的止浆段，管尾50cm范围做Φ10mm的加筋箍。

管棚钢管由钻机顶进，顶进时，节长6m和3m管节交替使用，以保证隧道纵向同一断面内的接头数不大于50%，管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用速凝水泥等材料堵塞严密，以防浆液流出，管棚止浆采用Φ32止浆阀门。

可用钻机直接旋转顶进管棚至孔底，详见图2-6大管棚构造图

（5）注浆

注浆前先将孔内泥砂清干净，再进行注浆。

浆液采用水泥单液浆，水灰比0.5：

1，注浆压力0.5～1.0MPa，实际注浆时参数可根据现场试验予以调整。

管棚封堵塞设有进浆孔和排气孔，当排气孔流出浆液后，关闭排气孔，注浆压力逐步升高，达到设计终压，并继续注浆15min以上；进浆量一般控制在20～30L/min以下。

（6）施工控制要点

1）钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。

2）钻孔仰角1°以为宜，工点应根据实际情况作调整。

钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定，一般控制在1°～1.5°。

施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。

3）严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。

4）经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。

5）掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

2.4劳动力组织

钻机操作工3～6人，管棚加工2人，钢管顶进8人，注浆6人。

2.5机具配备

结合正常施工需要，管棚施工机械设备配置如下：

管棚钻机1～2台、电动空压机1台、注浆机1台、高速制浆机1台、混凝土拌合站一座、混凝土振动棒2个、钢模板、木模板、型材切割机1台、型钢弯制机1台、交流弧焊机2台、砼搅拌运输车1辆、装载机1辆。

三、质量保障措施

为了贯彻质量方针，确保工程质量目标在本项目的实现，针对本工程项目，按照由上向下顺序进行工程质量管理，项目部成立质量管理领导小组，由总工任组长，工程部长任副组长，成员由质检工程师、相关部门部长等组成。

3.1施工人员培训

项目管理人员和专业技术人员由取得相应专业技术职称的人员担任，进行“三级”教育，增强其质量和安全意识。

推广使用新技术、新工艺、新设备、新材料前进行相关知识的培训。

3.2施工技术准备

严格以总工程师为首的技术负责制，认真熟悉施工图纸，领会设计意图，及时进行技术交底。

编制实施性施工组织设计和各种技术管理制度，严格组织技术交底，不断完善和优化施工组织设计，使施工方案科学合理,措施详实、可行、可靠。

3.3施工技术管理

执行以总工为首的技术责任制，使施工管理标准化、规范化、程序化。

认真熟悉施工图纸，深入领会设计意图，严格按照设计文件和图纸施工，及时进行技术交底，在施工期间技术人员要跟班作业，发现问题及时解决。

3.4全面质量管理教育

定期对全体施工人员进行全面质量管理教育，牢固树立“百年大计，质量第一”、“质量是企业的生命”的观念，不掌握操作工艺、不明确质量标准的人员严禁上岗操作。

广泛开展群众性的质量管理活动，一切从实际出发，实事求是，精心施工，不断提高工程质量。

3.5严格例行质量检查制度

工程施工过程中，加强施工过程质量控制，实行“三检制”。

项目部设专职质检工程师、各作业队设专职质检员、班组设兼职质检员，保证施工过程始终在质检人员的严格监督下进行，严格执行质量一票否决权。

3.6施工测量

配齐具有资质和责任心、工作细心的人员和具有准确度要求的仪器设备，按施工组织中的施工测量方案认真做好控制测量、施工测量和竣工测量，认真做好复测工作，确保测量工作准确。

3.7严格把好原材料进场关

工程中使用的原材料、半成品、成品或构件符合设计要求，并在取得监理批准同意后采购。

所有材料运抵现场时，提交材料数量、材料来源证及质检合格证书与监理验证，并协助监理取样送检。

严格把好原材料进场关，不合格材料不准验收、进场。

来历不明的材料不用，过期变质的材料不用，消除外来因素对工程质量的影响，确保材料质量。

3.8质量记录

质量记录与质量活动同步进行，内容要客观、具体、完整、真实、有效，字迹清晰，具有可追溯性，各方签字要齐全。

由施工技术、质检、测试人员或施工负责人按时收集记录并保存。

确保本工程全过程记录齐全。

质量检查资料采用统一格式，并符合档案资料分卷归档要求。

3.9加强对成品的保护

施工过程中对已完分项、分部工程制定防护措施加以保护；对成品的保护，着重抓施工顺序和防护措施，不颠倒工序，按正确的施工流程组织施工，防止前道工序损坏或污染后道工序。

四、安全保障措施

（1）施工现场实施机械安全管理及安装验收制度，施工机械、机具和电器设备，在安装时按照安全技术标准进行检测，经检测合格后方可安装，经验收确认状况良好后方可运行。

机械操作人员定期维护、保养机械，确保完好率和使用率，严禁带病工作。

（2）车辆驾驶员、机械操作员及特种作业人员，必须持证上岗，严禁无证操作。

严禁酒后驾驶车辆和操作机械，车辆严禁“三超”。

（3）下雨或雨天后施工时要派人检查边仰坡的稳定性。

（4）施工现场用电应采用三相五线制供电系统，且工作接地电阻值不得大于4欧姆；供电线路始端、末端必须做重复接地；当线路较长时，线路中间应增设重复接地，其电阻值不应大于10欧姆。

（5）施工现场应有安全标志。

在悬崖、陡坎、沟、槽、坑等危险部位必须设有防护设施和安全标志。

（6）注浆时，禁止现场人员在注浆孔附近逗留，防止孔口阀破裂伤人。

（7）注浆时不得随意停水、停电、确属必要，必须事先通知，待注浆完成并冲洗后方可停水停电。

（8）设专职安全员实行24小时值班，巡查安全制度落实情况及有无安全隐患，作好交接班记录。

（9）加强隧道地表检测和隧道围岩量测工作，认真分析、及时反馈信息。