高速公路隧道工程施工方案.doc

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高速公路隧道工程

施

工

方

案

2017年01月4日

97

目录

目录 2

第一章编制说明 2

1.1编制依据 2

1.2编制范围 2

1.3编制原则 2

第二章工程管理目标 4

2.1安全目标 4

2.2质量目标 4

第三章施工准备 5

3.1技术准备 5

3.2材料准备 5

第四章主要工程项目的施工方案和施工方法 7

4.1总体施工方案 7

4.2施工原则 7

4.3施工指导思想 8

4.4洞口工程 9

4.5洞内布置 10

4.6洞身开挖作业 11

5.7隧道支护施工方法及工艺 17

4.8围岩量测 25

4.9洞身衬砌 27

4.10隧道防排水 31

5.11洞内水沟电缆槽工程 33

4.12混凝土路面工程 33

第五章施工机械、测量、试验仪器情况 37

5.1主要施工机械及材料试验、测量、质检仪器设备配置的原则 37

5.2主要施工机械配置 37

5.3主要材料试验、测量、质检仪器配备 37

第六章施工组织及劳动力安排 42

6.1施工组织的总体思路 42

6.2施工组织原则 43

6.3施工劳力组织 44

6.4劳动力组织计划 45

6.5施工准备 46

6.6后勤保障及紧急处理措施 47

第七章确保工程质量的技术组织措施 50

7.1质量保证体系 50

7.2质量保证与控制方案 53

7.3确保工程质量的措施 53

第八章确保安全生产的技术组织措施 69

8.1安全生产目标 69

8.2安全组织机构 69

8.3保证安全组织措施 69

8.4施工安全技术措施 75

第九章确保文明施工的技术组织措施 85

9.1文明施工方案 85

9.2文明施工技术组织措施 85

9.3保证工期的组织措施 94

9.4抓保证工期的技术措施 95

9.4对施工进度进行监控 95

9.5积极推广先进经验和先进技术,提高劳动生产率 97

第一章编制说明

1.1编制依据

本实施性施工方案根据以下文件资料进行编制：

1.1.1施工图纸。

1.1.2《国家标准规范》及公路工程施工设计等相关技术资料。

1.1.3我单位对施工现场实地勘察、调查的诸如当地气候、环境条件、人文背景等相关参考资料。

1.1.4我单位施工经验、施工能力、人员及机械设备状况等内在条件。

1.1.5相关《法律》、《法规》、《地方规定及相关条款》等参考资料。

1.1.6《施工承包合同》。

1.1.7《公路隧道施工技术规范》——JTJ042——2000

1.1.8《公路土工试验规程》——JTJ051——1993

1.1.9《公路工程水泥混凝土试验规程》——JTJ053——1994

1.1.10《公路工程石料试验规程》——JTJ054——1994

1.1.11《公路工程集料试验规程》——JTJ058——2000

1.1.12《公路路基路面现场测试规程》——JTJ059——1995

1.1.13《公路工程质量检验评定标准》——JTGFB80/1--2004

1.2编制范围

本工程的施工项目主要内容是：

1.2.1高速公路隧道

1.3编制原则

1.3.1安全第一的原则

施工组织设计的编制始终按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案。

在安全措施落实到位，确保万无一失的前提下组织施工。

1.3.2优质高效的原则

加强领导,强化管理,优质高效.根据我们在施工组织设计中明确的质量目标,贯彻执行ISO9002质量体系标准,积极推广,使用“四新”技术,确保创优规划和质量目标的实现。

施工中强化标准化管理，控制成本，降低工程造价。

1.3.3方案优化的原则

科学组织，合理安排，优化施工方案是工程施工管理的行动指南，在施工组织设计编制中，对隧道开挖、建筑物保护、排水防护等关键工序进行多种施工方案的综合比选，在技术可行的前提下，择优选用最佳方案。

1.3.4确保工期的原则

根据招标文件对本合同段的工期要求，编制科学的、合理的、周密的施工方案，采用信息化技术，合理安排工程进度，实行网络控制，搞好工序监控，确保实现工期目标，满足业主要求。

1.3.5科学配置的原则

根据本合同段的工程量大小及各项管理目标的要求，在施工组织中实行科学配置，选派有浅埋隧道施工经验的管理人员，选择专业化队伍，投入高效先进的施工设备，确保流动资金的周转使用，并作到专款专用。

选用优质材料，确保人、财、物、设备的科学合理配置。

1.3.6合理布局的原则

从节省临时占地、减少植被破坏、搞好环保、防止水土流失、认真实施文明施工等多角度出发，合理安排生产及生活场地、房屋布局，做好环境保护和驻地绿化。

工程完成后，及时平整场地，恢复植被，配合该区域原有植被，搞好环境美化。

第二章工程管理目标

2.1安全目标

实现“七无、三消灭、一创建”。

2.1.1“七无”

①无因工死亡事故，年重伤率不大于0.17‰;

②无拆迁工程事故和设备安装工程重伤以上（含重伤）事故;

③无基坑坍塌、洞内塌方冒顶事故；

④无重大机电设备事故、重大交通事故及火灾事故；

⑤无因施工造成地表沉陷及由此导致交通中断、通讯中断、漏水、漏电等重大事故；

⑥无集体中毒事故；

⑦无爆破飞石造成人员、建筑物受损事故；

2.1.2“三消灭”

①消灭违章指挥；

②消灭违章作业；

③消灭惯性事故；

2.1.3“一创建”

创建安全质量标准化工地。

2.2质量目标

全部工程项目达到国家、省、部规范要求以及技术规范及验评标准要求，分项工程一次验收合格率为100%，优良率达95%以上。

第三章施工准备

3.1技术准备

3.1.1技术文件

项目部总工将组织项目部工程技术人员，进一步熟悉阅读施工图纸和设计文件，了解掌握设计意图，并对施工现场再作进一步的实地察看，然后按分部分项工程编制详细的施工技术方案和按季度编制详细的施工作业进度计划，并上报监理工程师审核批准。

3.1.2工程测量

及时组织测量人员提前进驻施工现场，与业主和设计代表取得联系，进行交接桩和中线桩恢复工作，并增设控制点、埋设控制桩和进行细部工程测量，然后将测量成果报监理工程师审核认可。

3.1.3工地试验室

根据总体部署，开工前期在施工现场及时快速地组建工地试验室，配置相应的试验检测仪器设备和试验人员，负责对原材料进行取样检验和试验，为工程质量控制提供准确可靠的试验数据和检验标准。

首先应做好隧道工程使用的钢筋、水泥、砂石料的试验检验工作，以及有关混合料的配合比设计，并将试验成果报监理工程师审核认可。

3.2材料准备

根据招标文件要求，本标段工程所用地材均由我单位自行采购，我单位已对所需材料在蓝田地区进行了详细调查研究，并与有关料源和材料供应商签定意向协议，内容主要包括：

材料种类、名称、规格数量，报请业主和监理工程师审批认可。

我方将在实施过程中对材料的质量按规范频率进行检测和试验，确保本工程的建设质量。

现将主要采购材料情况说明如下：

3.2.1砂、碎石供应

本工程所用碎石、砂主要来源于蓝田县砂石场，石质坚硬，质量达标，交通运输较为便利。

上路桩号为K40+700右侧，运距约5km。

我方根据工程需要已与料场取得初步意向性协议，在事前通知的情况下可加大供应量，以保证工程需要，运输条件主要以汽车运输为主。

4.2.3钢筋、水泥、型钢等材料的供应

本工程所用钢筋、水泥、型钢等材料均为自购材，由我项目部材料员与相关供销单位材料部门负责联系提供到现场。

第四章主要工程项目的施工方案和施工方法

4.1总体施工方案

4.1.1本标段共有山底村及白家坪1号两座隧道，复合式衬砌设计,喷锚构筑法施工。

山底村隧道采用单向掘进方式，白家坪隧道采用进出口相向掘进的方式，主体工程采用“两头掘进，分部开挖作业，仰拱超前，衬砌完善配套”的施工方案。

总体实施掘进（钻爆、无轨运输出渣）、支护（管棚、拌、运、锚、喷）、衬砌（拌、运、灌、振捣）三条机械化作业线。

通风采用大功率通风机、大口径软管压入式隧道供风技术。

4.1.2Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩采用YT28风动凿岩机打眼，非电毫秒雷管微震控制光面爆破。

4.1.3超前支护采用YSP45锚杆钻机及ZTGZ-60/120注浆机施作超前导管，初期支护采用YSP45锚杆钻机打注浆锚杆，喷射混凝土采用潮喷法，由PBT20泵送、干湿两用机与RPJ-Z型喷射机械联合作业。

人工配合机械架立钢支撑，出渣运输采用ZL50C装载机装渣，重庆铁马15t自卸汽车完成无轨运输施工。

4.1.4二次衬砌混凝土采用项目部统供混凝土，混凝土搅拌运输车，混凝土输送泵、整体液压衬砌台车完成全断面衬砌，一次成型。

4.1.5路面混凝土施工采用集中时间、机械化流水作业，一次施工，一次成优。

4.2施工原则

根据以往隧道施工技术水平及施工能力，应遵循以下具体原则施工：

4.2.1先防护后施工的原则

优先做好地面排水系统,减少洞口、洞顶明挖数量，施工时尽量避免破坏坡积层，尽早作好洞口防护，力争早进洞。

洞身施工时，应将水的治理放在首要地位充分重视，作好探水、堵水及排水工作。

4.2.2稳扎稳打的原则

不良地质地段施工应坚持求“稳”的原则，采取短台阶法或分部法施工，特别在Ⅰ、Ⅱ类围岩地段，应严格按照“短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、适时衬砌、勤量测”的原则组织施工，确保隧道不塌方。

4.2.3综合支护的原则

本隧道按复合式衬砌设计，施工中，对断层、破碎带、浅埋地段等多种不良地段，切实作好超前钻探、预测、预报，采取超前管棚、超前锚杆、注浆堵水、喷混凝土、格栅拱架、钢拱架、系统锚杆等综合支护手段。

4.2.4不渗不漏原则

为了保证隧道完工后不渗不漏，开挖时要保证开挖面圆顺，对渗水地段预先进行有效处理；衬砌施工时采取先进无钉铺设复合防水板工艺，加强环节缝施工；对施工缝的处理要坚持按规范处理，并逐个检查、落实；衬砌后有空洞的则采取背后压注水泥浆，进行防水治水等。

4.2.5大力推广“四新”的原则

施工中，将大力推广应用隧道施工新技术、新工艺、新材料、新设备，进一步提高隧道工程质量，体现出新世纪隧道工程施工质量新水平。

确保开工必优，一次成优，全面创优。

4.3施工指导思想

4.3.1针对该隧道施工的主要特点，其施工的指导思想是：

严格按照设计要求，遵循新奥法施工原理，以超前预测、探测为手段，超前探明地质、涌水情况。

施工中管超前，短开挖、弱爆破、强支护、勤检查、适时衬砌、稳妥前进，不留隐患，确保安全、确保质量，实现工期。

贯彻“光面爆破是基础，喷锚支护保安全，围岩量测明情况，施工通风出效率，仰拱先行快封闭（造环境），衬砌质量树形象”的工作思路。

5.3.2充分利用以往浅埋隧道施工中形成的一套隧道施工经验，以减振控制爆破指导开挖，以施工监测指导支护、衬砌为核心的施工技术，确保顺利施工。

4.3.3施工时严格按“喷锚构筑法”组织施工，采用无轨运输，充分发挥机械配套的威力。

隧道地质差的地段，采取仰拱及时封闭，隧道初期支护采用先拱后墙的顺序，二次衬砌采用拆装整体式液压衬砌台车，全断面衬砌，人工配合机械化作业。

实施掘进（钻眼、装运）、支护（拌、运、锚、网喷）、衬砌（拌、运、灌、捣）等三条机械化作业线。

及时进行围岩量测，并根据量测反馈的围岩变形信息，调整支护参数，确定二次模注混凝土时间。

4.4洞口工程

4.4.1施工方案

根据以往隧道施工方面的经验及该隧道出口位置的具体情况，进洞前先完成地表排水系统，采取分层开挖，分层支护，自上而下，边挖边护的洞口加固处理方法：

洞口仰坡按照设计采用锚、网喷混凝土加固技术，进出口明洞挖方在满足机械开挖的条件下，使用挖掘机开挖，装载机配合自卸车装运弃渣至指定弃渣位置，人工辅助修坡。

不能直接用机械开挖的次坚石采用定向弱爆破，人工辅助机械装运弃方。

进洞采用先施作超前小导管，弱爆破，短进尺，快循环，早封闭的施工方案。

4.4.2进口施工方法

隧道进洞口岩体为坡、残积物，稳定性差，易失稳，开挖施工易坍塌，施工时须严格按照设计要求并结合实际地形进行开挖。

边仰坡按设计图所要求的防护形式进行防护。

4.4.3出口施工方法

隧道出口岩体为全风化花岗岩岩体，风化强烈，卸荷裂隙发育，稳定性较差，开挖施工易坍塌，施工时须严格按照设计要求并结合实际地形进行开挖。

边仰坡按设计图所要求的防护形式进行防护。

4.4.4洞门施工

在明洞施工完后进行，安排合理时间进行洞门施工。

并做好景观设计，同时恢复植被，搞好绿化。

洞门根据设计采用削竹式、端墙式洞门，材料为C20混凝土。

模板采用大块组合钢模板，一次整体灌注成型。

4.5洞内布置

4.5.1风、水、电管线布置

风、水、电管线布置见示意图。

（下页）

4.5.2洞内施工供风、通风与防尘

鉴于本标段隧道的实际情况，经现场考察及审阅图纸后决定，本合同段施工供风、通风以管道通风为主，加强机械废气净化，减少污染源。

风、水、电管线布置示意图

⑴洞内施工供风

施工供风采取在洞口两侧安装20m3/min电动空压机,建高压风站,通过Φ200钢管接至各施工部位,由高压橡胶风管再连接到风动机具进行施工。

⑵洞内通风排烟

采用压入式通风，选用天津风机厂生产TZ63-12.5型子午加速风机（风量：

1800m3/min，全压2800Pa，电机功率110KW）及Φ1.4WSFG型通风软管（全断面衬砌台车加上加工固定钢管，软式通风管过台车时由此换接度过）。

⑶施工防尘方案

施工防尘采用水幕降尘和个人带防尘口罩相结合，在距掌子面30m外边墙两侧各放一台简易水幕降尘器，爆破前10min打开阀门，放炮30min后关闭。

详细方案见下图。

水幕降尘施工示意图

⑷施工排水布置

隧道为人字坡，施工过程中，在左右两侧开挖排水沟，沟宽40cm，洞内岩溶水和污水可通过排水沟自流出洞外。

为减少污染，在洞口附近修建污水处理池，经净化沉淀后，排入当地沟渠中。

4.6洞身开挖作业

4.6.1隧道开挖作业根据不同围岩类别分别采取不同的开挖方法

Ⅰ、Ⅱ类围岩地段，采用短台阶法施工，需要时保留上台阶核心土；Ⅲ类围岩采用正台阶人工开挖，微震控制光面爆破开挖，Ⅳ类围岩采用微震控制光面爆破法全断面开挖。

Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩地段爆破施工，采用人工YT28型风动凿岩机钻孔。

5.6.2施工方法及施工步骤

隧道Ⅰ类围岩施工方法与施工步骤见下：

上部环向开挖

上部初期支护

核心土体开挖

排水沟与路面

结构浇注

下部开挖

超前支护

边墙和仰拱初期支护

现浇仰拱衬砌

铺设防水层

模注二次衬砌

隧道Ⅱ、Ⅲ类围岩施工方法与施工步骤见下：

上部环向开挖

上部初期支护

核心土体开挖

排水沟与路面

结构浇注

下部开挖

超前支护

边墙和仰拱初期支护

现浇仰拱衬砌

铺设防水层

模注二次衬砌

隧道Ⅳ类围岩施工方法与施工步骤见下：

排水沟与路面

结构浇注

全断面开挖

上部初期支护

边墙支护

铺设防水层

模注二次衬砌

4.6.3光面爆破施工工艺

隧道围岩开挖是否能够得到控制，钻爆是最关键的因素。

钻爆过程最容易出现的就是围岩的超欠挖，超欠挖现象直接造成围岩局部应力集中，对硬岩容易产生岩爆现象，对软岩则可能出现坍塌，容易引发安全事故，不利于隧道围岩的自稳能力。

同时超欠挖现象也大大增加了施工难度及喷射混凝土的使用量。

为确保隧道施工过程的围岩开挖得到控制，本工程围岩开挖应用光面爆破施工技术，具体工艺见如下步骤：

⑴放样布眼

钻眼前,测量人员要用罐装喷漆准确绘出开挖面的中线和轮廓线,标出炮眼钻设位置,其误差不得超过5cm。

施工过程中使用全站仪（本工程使用的是带红外瞄准功能的全站仪）控制开挖方向和开挖轮廓线。

⑵定位开眼

人工YT28型风动凿岩机钻孔按炮眼布置图正确钻孔。

对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3cm和5cm以内。

⑶钻眼

钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操练凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要有丰富施工经验的老钻工司钻，台车下面有专人指挥，以确保周边眼有准确的外插角（眼深3m时，外插角小于3度），应尽可能使两茬交界处台阶小于15cm。

同时，应根据眼口位置及掌子面岩石和凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。

⑷清孔

装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。

⑸装药

装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。

所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。

⑹联结起爆网络

起爆网络为复式网络，以保证起爆的可靠性和准确性。

联结时要注意：

导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一导爆管自由端10cm以上处。

网络联好后，要有专人负责检查。

⑺瞎炮的处理

发现瞎炮，应首先查明原因。

如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可；但此时的接头应尽量靠近炮眼。

如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则应参照《公路隧道爆破安全规程》有关条款处理。

⑻钻爆设计（见下图）

4.6.5出渣运输

采用挖掘机、侧卸装装载机，15~19t自卸车配合，无轨运输一次性将洞内弃渣运至指定弃渣场，弃渣场事先应按设计要求做好防护。

4.6.6质量检验标准

1、超、欠挖

爆破后的围岩面应圆顺平整无欠挖，超挖量（平均线性超挖）应控制在10cm（眼深3m，应用部位为超前砂浆锚杆布设段落）和13cm（眼深5m，应用部位为超前小导管布设段落）以内。

2、半眼痕保存率

围岩为整体性好的坚硬岩石时，半眼痕保存率大于80%，中硬岩石应大于70%，软岩应大于50%。

3、对围岩的破坏

爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应有浮石（岩性不好时应无大浮石），炮眼利用率应大于90%。

5.7隧道支护施工方法及工艺

本合同段隧道支护方法有：

锚喷、超前锚杆、超前小导管、钢支撑等。

5.7.1喷射混凝土

喷射混凝土的作用是约束围岩的变形，分布围岩开挖造成的应力不均匀，在隧道壁面形成一承载环，从而提高围岩的自稳能力。

隧道工程喷射混凝土通常使用方式有干喷、湿喷等。

干喷特点：

喷射过程中粉尘、回弹较大，其中粗骨料回弹为多，对混凝土强度有部分影响，由于回弹大，造成单位水泥用量也多；湿喷特点：

喷射过程中粉尘和回弹较小，但由于空气压力的原因，不能长距离喷送，混凝土拌和后的放置管理要求较高，管理不当容易浪费混凝土，而且湿喷方式对喷射机械性能及使用的速凝剂要求相当高。

而混凝土的潮喷方式则综合了干、湿两种方法，水泥用量及喷射混凝土附着强度达到了最大程度的节约和提高。

因此本工程采用《掺STC粘稠剂半湿式喷射混凝土工法》进行隧道围岩的潮喷施工。

（1）潮喷（半湿式）混凝土施工作业流程见下图：

骨料选择

配合比设计

施工管理

配料拌和

加粘稠剂和速凝剂

操作水平

喷射进料速度

风量控制

喷射作业

喷射效果

（2）机械设备

进行潮喷需对干喷机的喷头进行改进：

①在喷头加水环上增钻若干φ1.0径向注水孔，使部分水射向输料管心，连同原注水孔组成均匀加水射流。

②用长度1.0~1.2m硬质聚乙烯管替换原钢质喷嘴,这主要是为了延长注水后风力搅拌时间,使水泥水化初期反应期粘稠剂粘聚反映较充分,同时也减轻了喷射手的负重。

③在喷头处增设一控制水阀，由喷射手按需要注水，以适应不同情况下的喷射。

喷射工艺见下图：

第一次投料

2

拌和时间（min）

投料搅拌

J-375型

强制式搅拌机

水泥

1~2

第二次投料

砂（按干料计）

粘稠剂量c*%

粉剂与水泥一起加

液剂加入拌和水中

水W/C=0.22

1t倾卸车运送

第二次投料

石子（以干料计）

速凝剂c*%

风压

喷拱部0.12~~0.15

喷边墙0.15~~0.18

筛网（阻止超径石子入机）喷射直径30cm

进料量

喷拱部2—3m3/h

60~100cm

喷边部3—4m3/h

水压稳定在比风压大0.1MPa

水

4.7.2钢架施工

格栅支撑计划在加工厂加工,人工就地安装成型,装载机配合安装.

⑴工工艺流程

施工工艺流程见下图:

初喷

中线标高测量

定位锚杆施工

清除底脚浮渣

格栅加工、质量验收

和定位锚杆焊连定位

台架上安装格栅

格栅预拼

安装纵向连接筋

加设鞍形垫块

隐蔽工程检查验收

包裹底脚连板

喷混凝土

⑵施工注意事项

①安装前分批按设计图检查验收加工质量,不合格禁用。

②清除干净底脚处浮渣，超挖处加设钢（混凝土）垫块，其中间段接头板用砂子埋住，以防混凝土堵塞接头板螺栓孔。

③按设计焊定位筋及纵向连接，段间连接安设垫片拧紧螺栓，确保安装质量。

④严格控制中线及标高。

⑤拱架与岩面间安设鞍形混凝土垫块，确保岩面与拱架密贴。

⑥确保初喷质量，钢架在初喷5cm后架立。

5.7.3锚杆施工

中空注浆锚杆施工工艺：

（1）采用风动凿岩机钻孔，专用注浆泵或2TGZ-60/120注浆施工。

中空注浆锚杆施工工艺流程见下图：

施工准备

超前预报

注浆配合比设计与试验

注浆配件加工

注浆站布置

中空注浆锚杆钻进

浆液配制

注浆

注浆检查

下道工序

（2）双液预注浆的参数设计

①注浆压力

一般为地下水静水压力的2~3倍，同时考虑岩层的裂隙阻力，根据现场情况试验后确定。

但瞬间最高压力值不应超过0.5Mpa。

②浆液的扩散半径r的确定

根据已有资料进行工程类比及现场渣体注浆试验情况选定注浆压力范围，确定浆液扩散半径r的大小。

③注浆孔距D与排距L的计算

L=Dsin60°

D=2rcos30°

④单孔注浆量Q注=πr2hηβ

式中：

r—浆注扩散半径，m；

h—压浆段有效长度，m；

η—岩石裂隙率；

β—浆液在裂隙内的有效充