隧道工程施工组织设计方案Word下载.docx
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2.2主要技术措施
根据元墩隧道特点，结合我单位拟投入的设备能力，公路隧道施工经验及技术水平，确定采用如下技术措施：
①由于地质条件差，隧道开挖采用我单位独创并获得科技进步一等奖的线形微震爆破新技术和光面爆破技术，尽量减少对围岩的扰动，并及时做好初期支护，必要时提前施作二次衬砌，以确保施工安全和工程质量。
②对于易出现塌方的Ⅱ、Ⅲ类围岩，采用超前小导管等预支护措施，确保安全通过。
开挖采用短进尺、弱爆破，洞口段尽量采用机械开挖，以最大限度减少对围岩的扰动。
③开挖方法，Ⅱ、Ⅲ类围岩采用超短台阶法，上、下台阶同时钻孔同时爆破，以减少爆破次数和对围岩的扰动。
Ⅳ类围岩采用全断面法，以便使用大型机械。
④二次衬砌两隧道均采用衬砌台车，先墙后拱施工，以保证衬砌的整体性和防渗性。
⑤根据“新奥法”施工原理和要求，及时开展施工量测，做好信息反馈，以指导安全施工。
⑥加强排水措施，及时排除地下水，防止浸泡围岩。
3、施工方案
元墩1号隧道较短，上行隧道300m，下行隧道307m，不是控制工期工程，安排二个施工队从勉县端单向施工，一个队负责一个洞口。
元墩2号隧道上行463m，下行353m，元墩2号隧道宁强端紧接黄坝河大桥，又无弃碴场，不宜施工，我单位从勉县端单向施工，上、下行隧道安排二个队施工。
元墩1号隧道地质条件较差，岩石为泥岩夹页岩，为Ⅱ、Ⅲ类围岩，设有工字钢PS格构梁支撑，为施工安全和便于架设钢支撑，开挖采用超短台阶法，整个断面分上、下两部分，下部滞后上部3~5m，如图3-1所示。
元墩2号隧道其中Ⅱ、Ⅲ类围岩亦用超短台阶法开挖，石质较好的Ⅳ类围岩用全断面法开挖。
元墩1号隧道掘进采用简易台车和气腿式凿岩机钻孔，上、下台阶同时钻孔爆破。
2号隧道用液压钻孔台车钻孔。
出碴均用无轨运输，装载机装碴，大型自卸汽车运碴。
两隧道的二次衬砌采用衬砌台车施做，自动计量砼搅拌站拌制砼，砼搅拌运输车运送砼，输送泵送砼入模，高频插入式震捣器和附着式震捣器联合震捣，以确保砼内实外光。
使用自制防水卷材安装台车敷设土工布和防水板。
明洞采用大开挖施工，其余段均用暗挖法施工。
由于隧道短，采用小型轴流通风机进行通风。
元墩1号隧道是上坡施工，水可自行流出，在隧道中心设排水沟排出，元墩2号隧道为下坡施工，采用机械排水。
4、主要施工方法和工艺
两隧道主要按“新奥法”施工，并按图4-1所示程序组织施工。
修改施工方案
修改爆破参数
修改支护参数
否
↓
施
工
准
备
→
实施性施工组织计划
开
挖
初期支护监挖量测
是否符合管理基准
是
防水卷材施工
二
次
衬
砌
结
束
图4-1施工程序
4.1明洞施工
元墩隧道各口均有明洞，施工采用大开挖，开挖主要采用机械，局部坚硬岩石用控制爆破炸除。
开挖前做好地表排水系统，开挖从上向下进行，随开挖随防护，防止滑塌。
待暗洞掘进一定长度，不影响明洞砼衬砌安全时，进行先墙后拱全断面模注钢筋砼并及时做好防水层和回填，以确保安全，其工艺流程如下：
测量划线
开挖
边仰坡防护
台车就位
绑扎钢筋
灌注砼
做防水层
回填
明洞施工工艺流程图
4.2洞口Ⅱ类围岩开挖
洞口为Ⅱ类围岩浅埋段采用超短台阶法开挖，下台阶滞后上台阶3~5m，上台阶的碴用长臂反铲挖掘机清理到下台阶，然后装运出碴。
由于洞口围岩风化破碎，为了防止洞口坍塌和能顺利进洞，采用∮50小导管注浆进行超前支护围岩，开挖后及时做初期支护，并用工字钢架加强初期支护。
开挖进尺控制一次立一榀工字钢拱架，以保证施工安全。
为保证洞口稳定，在明洞衬砌外施作2m套拱,支挡仰坡,防止坍塌,见图4-2。
图4-2洞口开挖示意图
洞口开挖主要用机械进行，若有坚硬岩石时则采用控制爆破炸除，以降低震动减少对围岩的扰动。
并且控制每次开挖进尺0.8m，即一榀工字钢拱架间距，以便及时架立钢拱架支护围岩，确保安全。
洞口开挖工艺流程如下图。
施做套拱
施打小导管并注浆
装碴运输
初喷砼
打锚杆挂网
架钢拱架
补喷砼至设计厚度
下一循环
若使用爆破开挖时,其作业循环时间见表4-1。
作业循环时间
表4-1
项目
打小导管并注浆
钻孔
装药爆破
通风除尘
清除危石
立钢支撑
合计
时间
（h）
1.0
3.5
2.0
0.5
1.5
3.0
19.5
注：
打小导管注浆时间为平均到每循环中的时间，不是实际施做时间。
4.3Ⅲ类围岩开挖
Ⅲ类围岩,岩石也较破碎,采用∮50小导管注浆进行超前支护并设有PS格构梁加强初期支护，亦采用超短台阶法开挖，用线形微震爆破法施爆。
为了防止塌方保证施工安全,开挖后及时架立钢支撑和施作初期支护。
其工艺流程如下图。
施做小导管并钻孔
通风降尘
控制掘进每循环进尺1.5m,即每二循环立三榀钢支撑，循环作业时间见表4-2。
作业循环时间
表4-2
测量
4.5
4.0
21.0
元墩1号隧道掘进工班人员及职责见表4-3。
工班人员及职责表4-3
序号
名称
人数
1
工班长
负责本工班的组织指挥
2
安全员
负责本工班的安全、清理危石等
3
电工
负责本工班照明等用电工作
4
钻孔工
10
负责钻孔等
5
爆破工
6
负责制作起爆药包、运送炸药、装药堵塞、连线起爆等
装载机司机
负责装碴机装碴等
7
汽车司机
负责运碴工作
8
喷砼工
负责喷砼料的拌制、运送、喷射等工作
9
锚杆工
负责锚杆运送以及安装、挂网等
辅助工
负责洞内清道等辅助工作
11
修理工
负责本工班的机械修理等工作
46
元墩2号隧道掘进工班人员及职责表4-4
工班人员及职责表4-4
台车司机
负责台车钻孔告等
42
4.4Ⅳ类围岩开挖
Ⅳ类围岩,石质较好,采用全断面开挖,用全液压钻孔台车钻孔,装载机装碴,自卸汽车运输。
为保证施工安全,初期支护采用系统锚杆，单层钢筋网喷12cm厚20号砼。
其工艺流程如下。
初期支护
下一个循环
每循环进尺3.0m,循环作业时间见表4-5。
表4-5
6.0
19.0
5．工期安排
元墩1号隧道上行隧道长300m，下行隧道长307m，2号隧道上行长463m，下行长353m。
根据隧道工程量和我单位拟投入的劳动力及机械设备，共安排工期18个月，施工进度计划见附图1~附图4。
由于不是控制工期工程安排进度较保守，根据我处施工能力，如果需要时，工期还可提前。
1号隧道勉县端场地比较宽敞，安排二个队从进口施工。
一个队负责一个口，隧道石碴用于填筑路基。
2号隧道宁强端因紧接黄坝河大桥，又无弃碴场地，不宜从此端施工。
安排二个队从勉县端单口施工，共用一台钻孔台车。
隧道石渣弃于弃碴场。
5.1进度指标
根据以往施工经验，我单位投入的机械设备，安排切实可行并留有余地的进度指标。
综合月成洞如下：
1号隧道上行30.9m；
1号隧道下行31.4m；
2号隧道上行41.5m；
2号隧道下行37.2m。
各工序进度指标见表5-1。
各工序施工进度指标
表5—1
隧道名
围岩类别及衬砌
类型
项目指标
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
SⅡ
SⅢ
SⅣ
一号隧道
掘进
月进尺（m）
25
45
二次衬砌
60
70
仰拱及回填
90
水沟及电缆槽
120
路面及稳定层
1000
二号隧道
30
50
100
5.2工期安排
各工序工期安排尽量减少相互干扰，同时又能平行作业，以缩短工期，见表5-2。
元墩隧道进度安排表
表5-2
线别
项目
起迄时间（年。
月。
日）
历时（天）
元墩一号隧道
上
行
施工准备明洞开挖
2000.11.25~2001.1.24
2001.1.25~2001.11.20
295
衬砌
2001.3.1~2001.12.20
290
2001.8.26~2001.12.27
122
电缆槽及水沟
2001.10.5~2002.1.6
92
路面及水泥处治排水基层
2002.1.10~2002.1.20
下
2001.1.25~2001.9.30
246
2001.3.1~2001.10.27
237
2001.7.16~2001.11.3
108
2001.8.26~2001.11.15
80
2001.11.21~2001.11.30
元墩
二号
隧
道
2001.7.26~2002.3.18
233
2001.9.1~2002.4.5
215
2001.12.1~2002.4.20
140
2002.1.21~2002.5.5
105
2002.5.10~2002.5.21
12
2001.1.25~2001.7.25
180
2001.3.1~2001.8.20
170
2001.4.16~2001.9.14
149
2001.6.11~2001.9.30
110
2001.10.6~2001.10.19
13
6、主要工序的施工憘拞
6.1拱部超前支护
两隧道Ⅱ类围岩设有∮50×
5小导管注浆超前支护，元墩1号隧道使用泰马克251型钻机钻孔和安装。
元墩2号隧道使用液压钻孔台车钻孔和安装。
6.1.1超前小导管施工
a．小导管参数。
长度—4.0m，外径—∮50mm；
环向间距—50和70cm。
外插角—5°
；
搭接长度—不小于1.0m。
材料─厚5mm热轧无缝钢管;
注浆材料─水泥浆。
小导管四周钻4排∮8孔眼，呈梅花形布置，纵向间距15cm，前端做成尖形，尾部焊∮6加强箍。
b．小导管施工
小导管采用先钻孔后下钢管法施工，钻孔时开孔从工作面最后一榀工字钢拱架上部穿过，打入小导管后，钢管尾部和工字钢架焊接成整体。
止浆墙采用喷射砼，掌子面和附近拱部1.0m范围,喷30cm厚砼进行封闭。
孔口用CS麻丝胶泥止浆。
然后进行注浆。
其施工工艺如下：
测量布孔
清孔
顶入钢管
封闭掌子面
清管
注浆
小导管施工示意图见图6-1。
图6-1小导管施工示意图
c．注浆
（Ⅰ）浆液。
本隧道采用单液水泥浆。
其水灰比暂定为1:
1～0.8:
1。
施工时根据实际试验调整确定。
如果地下水大时，可注水泥，水玻璃双浆液。
注浆使用425#水泥。
（Ⅱ）注浆压力。
初压0.5～1.0Mpa，终压4～5Mpa。
（Ⅲ）单孔注浆量。
单孔注浆量和围岩的孔隙率有关，施工时可初步按下式计算：
Q=π.R02.L.n.β
Q—浆液注入量（m3）
R0—注浆有效扩散半径（m）
L—注浆段长度（m）
n—岩体裂隙率或孔隙率，一般取1～5%
β—浆液的充盈系数，取0.3～0.9
d．注浆工艺
采用KBY50—70型双液注浆泵进行注浆，注浆工艺流崐程如图6-2。
水泥浆
高压水泥浆
压力表
注浆泵
混合器
岩体
图6-2注浆工艺流程图
e．注浆注意事项
（Ⅰ）注浆前检查注浆泵、管路及接头的牢固程度，防止浆液冲出伤人。
（Ⅱ）注浆时密切监视压力变化，发现异常及时处理。
（Ⅲ）注浆注意防止串浆和跑浆，若发生串浆和跑浆要停止注浆，分析原因随时解决。
（Ⅳ）做好注浆压力、注浆量、注浆时间等各项记录。
6.2钻爆
钻爆是保证开挖断面轮廓平整准确、减少超欠挖、降低爆破震动、维护围岩自承能力的关键，我处采用独创的线形微震爆破新技术，可以达到以上目的，施工时要做好以下几项工作。
a．测量。
测量是控制开挖轮廓精确度的关键。
我处采用DMY-1型隧道断面激光测量仪，每一循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。
b．钻孔。
采用气腿式凿岩机钻孔。
钻孔时按照炮孔布置图正确对孔，钻孔严格按设计炮孔方向钻进，把对孔误差减到最小，以确保爆破质量。
掏槽孔要保证平行，周边孔开眼要在轮廓线内5cm，外插角1°
—2°
保持开挖错台在10cm以内；
周边孔对孔误差环向不大于5cm，径向不大于3cm；
掏槽孔不大于3cm，其它炮孔开眼误差不大于5cm。
c．装药。
钻完孔要把炮孔吹洗干净，经检查合格后才可装药。
装药分片分组负责，严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。
爆破网路连接、检查及起爆，按照爆d．堵塞。
堵塞炮孔可以提高炸药能量的利用率，从而减少炸药用量，降低爆破震动效应。
装药后用合格炮泥进行认真堵塞，掏槽孔要把不装药部分堵满，周边孔堵塞长度不小于20cm，其余炮孔堵塞长度不小于最小抵抗线的80%，以确保爆破效果和安全。
钻爆参数见爆破设计。
6.3初期支护
喷、锚支护可迅速控制或限制围岩松弛变形，充分发挥围岩自承能力，是“新奥法”施工的重要环节。
本隧道采用锚、喷作初期支护，Ⅱ、Ⅲ类围岩挂有双层钢筋网，并有工字钢和PS格构梁加强初期支护。
喷锚支护按照《锚杆喷射砼支护技术规范》GBJ86-85、《公路工程质量检验评定标准》JTJ071-98和其它有关规范、规则施工和检查。
6.3.1喷射砼：
预拌料在洞外以强制拌合机拌合，用砼输送车运至洞内工作面。
采用TK-961型湿喷机和MBT/MEYCO砼喷射机械手进行“湿崐喷作业”以降低粉尘，减少回弹量。
料场
速凝剂
配料
拌合机
喷射机
喷嘴
↑↑
早强剂等外加剂
高压风
a．配合比
砂、石料由试验室按照规范选用合格料，水经过化验合格才可使用。
初定配合比如下：
水泥：
砂：
碎石：
水=1:
2:
以上为参考配合比，施工中结合实际由实验室选定，喷射混凝土的混合料要随拌随用。
按照试验室选定数量掺入早强剂和速凝剂。
b．喷射混凝土的质量标准
混凝土分层喷射，初喷厚度3～5cm,以后分层喷射至设计厚度。
喷砼表面要平整圆顺，钢筋、钢拱架等不外露，保护层厚度不小于2cm。
喷砼厚度要随时检查，厚度不够或不平则进行补喷。
如果有开裂、下坠和滑移等现象要清除重喷。
6.3.2锚杆
两隧道采用注浆锚杆，为保证施工质量，我单位采用专用NZ130A型注浆机注浆，采用掺加FDN早强剂砂浆，注浆用525号水泥，水灰比0.38~0.45，水泥和砂的比例1：
1，并掺入5%氧化镁膨胀剂。
施工时由试验室选定各种配合比，以保证锚固质量。
元墩1号隧道用气腿式凿岩机，2号隧道用钻孔台车钻锚杆孔，钻孔前按设计位置定出孔位，当遇石质破碎时，可采取加深、加密锚杆措施。
钻孔应和锚杆所在部位岩层面垂直，钻孔直径大于杆体直径15mm，钻孔深度大于锚杆长度10cm。
锚杆安装作业在初喷砼后立即进行。
6.3.3钢筋网片、工字钢拱架和PS格构梁的制作及安装。
加工时其材质、规格、结构形式严格按设计要求。
焊接件的焊接工艺和质量按《钢结构工程施工及验收规范》制作,边墙钢筋网在洞外制作，进洞安装。
钢拱架在洞外利用胎架制作，工字钢架也可在工厂订做。
安装工作是在初喷砼和打锚杆后进行，安装时中线、高程和垂直度均由测量严格控制，并与锚杆钢筋网焊接成整体，在两榀钢拱架之间环向每米设一根∮22纵向连接钢筋把钢拱架连成整体。
钢拱架和初喷砼表面密贴顶紧，若有空隙时先用特制的楔形砼垫块挤紧，再喷砼填充密实，尔后进行喷砼作业。
6.4装碴运输
两隧道均采用无轨运输出碴，使用装载机装碴，自卸汽车运碴至填方处或弃碴场。
上台阶的石碴用长臂反铲挖掘机清理到下台阶进行装运。
6.5防排水施工
6.5.1隧道衬砌防水卷材的安设
两隧道衬砌防水采用TDT450土工布和0.8～1.0mm厚防水板，铺设在初期支护和二次衬砌之间。
防水卷材的安设在自制的台车上进行，台车长7m轨崐距与衬砌台车相同。
安设采用吊挂式，每1m2不少于一个吊挂点。
吊挂工作超前二次衬砌10～20m。
为了保证粘结质量，粘结工作在洞外进行，粘结成大块后进洞安装。
洞外场地平整硬化，并采取防雨措施。
防水卷材大块在平整的场地上拼接，环向长度根据隧道实际喷砼内轮廓长留出1.0～1.5m富裕量，以防模注砼时拉坏。
纵向一般用3～4幅拼接成一大块，以便于搬运吊挂为宜。
拼接缝宽度10cm，洞内接缝和二次衬砌工作缝错开1m以上。
防水卷材吊挂前，为防尖物刺破做好以下工作：
a．凸出的钢筋头等铁件，先切断，后锤平
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