大梁隧道专项施工方案Word格式.docx
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8）隧道建筑限界：
位置
限界净宽
净高
一般地段隧道
10.25m
5.00m
紧急停车带
13m
人行横通道
2m
2.5m
车行横通道
4.5m
5m
9）隧道防水等级要求：
防水等级
防水要求
隧道防水等级
二级
二次衬砌混凝土抗渗等级不小于S8
变电所洞室防水等级
一级
二次衬砌混凝土抗渗等级不小于S12
车行、人行横洞道防水等级
二次衬砌混凝土抗渗等级为S8
泄水洞防水等级
四级
2.2主要地质情况
2.2.1地形地貌
隧址区为高阶地区梁峁~沟壑地貌，海拔高度1025~1172米。
峁顶为平缓圆状，梁窄沟深，地形破碎，冲沟发育，形态多呈“鸡爪”状，地表植被不发育。
隧道小桩号段为上部为黄土缓坡，下部基岩出露，坡度在22-38度。
大桩号段出口斜坡为土质边坡，坡度约35-51度，坡度相对较陡。
2.2.2地层及岩性
隧道穿越地层主要由老至新依次有上三叠统瓦窑堡组（T3w）砂岩、第四系中更新统黄土（Q2eo1）、中更新统冲洪积（Q2a1+p1）粉质粘土、粉土、粉细砂、上更新统黄土（Q3eo1）。
2.2.3地质构造
经勘察大梁隧道隧址处于鄂尔多斯地块东部，中生代以来，该区一直处于相对稳定和震荡性升降状态，是一个比较稳定的地块区。
在中生代时期属陕甘宁盆地的一部分。
区内地层平缓，褶皱、断层不发育，现代地貌属黄土高原和沙漠过渡区，整个地势西北高东南低。
中新世以来本区构造运动以面壮掀斜隆起为特性，主要表现为间歇性上升。
本区地层产壮较为平缓，向西北微倾，地层倾角一般小于5°
，发育宽缓的短轴壮向斜、背斜及鼻壮隆起等次级褶皱构造。
公路设计带区未发现较大的断裂构造，也未见岩浆侵入活动。
2.2.4水文地质
大梁隧道地下水主要以孔隙裂隙水为主，主要受大气降水，第四系松散堆积层孔隙水补给，富水较弱；
大气降雨量较大时受汇水面积特点的影响，短时间水流湍急，冲刷破坏严重，易成为地下水主要补给源，加大地下水存量。
经勘察地下水位埋深较深，低于洞室，结合地层岩性、地形地貌与地质构造条件分析判断，隧址区地下水相对贫乏；
遇到地下水补给，处于土石交界面处的隧道洞室开挖时会有突水集中涌水现象，也极易坍塌。
经地下水取样分析，对钢筋、砼、钢结构具有微腐蚀性。
大梁隧道左线涌水量为648m3/d，右线涌水量828m3方/d。
2.2.5气候水文状况
本隧道区域气候属于中温带大陆性季风半旱气候，四季分明，其主要特点为：
冬寒夏热，温差大，冬春干旱，降雨集中在6~9月份。
一年四季多风，秋末、冬春盛行西北风，夏季多为东南风。
极端最高气温达38.9度，最低气温-31.9度，年平均气温10度，日温差大。
多年平均降水量452mm。
多年平均蒸发量2378.9mm，最大冻土深度188cm，冻土期长达100-130天。
2.2.6地震烈度
场区不存在地震地表断层活动的危害。
本隧址区处于地震反映特征周期0.35S、地震动峰加速度值0.05g，其对应地震基本烈度为Ⅵ度。
2.2.7不良地质
大梁隧道：
左线Ⅴ+Ⅳ+Ⅴ=30m+700m+1089m=1819m，右线Ⅴ+Ⅳ+Ⅴ=65m+1070m+966m=2101m。
隧道地质条件差，围岩为Ⅳ、Ⅴ级。
进口围岩为强、中风化砂岩，均属软岩，其中强风化砂岩岩体破碎，节理裂隙发育。
中风化砂岩岩体较完整，水平层状结构。
出口以硬塑粉质粘土为主。
主要不良地质，黄土段位于隧道出口段。
三、施工准备
3.1施工便道
4标段临近从安崖镇庙岔村，途经枣树园村、窑子上村，修建横向贯通便道一条与窑子上村相通，满足施工需要。
同时为方便隧道进出口工程车辆及材料运输车辆正常通行，在枣树园村和白家崖坳村顺接横向贯通便道各修建一条纵向贯通便道。
进口段已建成临时施工便道一条，内与隧道进口、拌和站、火工材料库相接，便道全长1774m。
便道路面土质采用20cm厚碎石做垫层，面层采用泥结碎石；
便道顶面宽7m。
完全满足本标段施工需要。
3.2施工用水
4标段施工区内水资源丰富，能够满足本项目建设的需要，环境水对混凝土工程无腐蚀性。
地下水对砼有弱腐蚀性，施工时应采取必要的防护措施。
为满足未来隧道施工用水，隧道进口于K50+500线路左侧钻井一口，隧道出口于K52+700线路右侧钻井一口，勘察水井出水位3-5m³
/h,基本满足正常施工用水。
3.3施工用电
隧道进口ZK50+780处修建1250KVA变压器一座，出口于K52+520线路左侧修建1250KVA变压器一座，用作大梁隧道的施工及生活用电电源。
施工用电从变压器总配电箱分三路引出，1路为隧道施工用电；
2路为拌合楼施工用电、施工钢材加工厂用电、工人生活区生活用电；
3路为路基施工用电。
在洞口处安置两台350KW发电机组作为隧道施工备用电源，备用电源总共700KW。
基本满足施工要求。
3.4供风系统
隧道进口K50+510线路左侧靠施工便道边搭设空压机房，空压机采用复式风冷式空压机，单机容量22m3，共设3台，配置3个8m3蓄气罐；
隧道出口于K52+620洞口左侧50米搭设空压机房，空压机采用复式风冷式空压机，单机容量22m3，共设3台，配置3个8m3蓄气罐，该供风系统专门用于隧道施工。
3.5炸药库
本标段于K47+500线路左侧200米外设工地火工材料库两间，一间为炸药库，一间为雷管库；
火工品储备库及看守房布置，修在距人家公路较为远的地方，符合安全距离标准。
火工材料库修建严格按国家民爆物资管理规定要求，库房建成后，经地方公安部门验收后使用。
安排专人值守，做好防偷盗、防火、防水等措施。
3.6施工区生活设施
大梁隧道进口生活区建于K50+550左线线路左侧50，供隧道施工及路基施工作业人员居住，并设工地现场管理办公房、临时休息房，供生产管理、技术人员、试验人员值班使用及材料验收。
房屋采用活动板房，共5排，双层活动板房，建造快捷、安全。
基本满足施工高峰期人员住宿要求。
隧道出口生活区建于K52+510右线线路右侧50米，搭建活动板房四排，约40间，以满足施工、生活需要。
3.7机械设备
3.7.1拌合站
混凝土拌和站共三个，第一个设于K48+900左侧，混凝土集中拌和站占地面积约（100m×
80m）8000m2，考虑混凝土品种及生产能力满足施工需要，按粗、细骨料待检仓和合格仓分仓存放，共12个料仓，粗骨料仓宽10m、长20m、高1.2m；
细骨料仓宽20m、长20m、高1.2m，计划存料数量2500m3，主要供应隧道出口段所有结构物的混凝土。
该混凝土拌和站设HZS120Q、HZS90Q型强制式搅拌机各一台，一套100t电子称量地磅，并配备250KW发电机组一台。
第二个设于K50+500（大梁隧道右线进口）左侧，含钢构件加工场，占地面积约4000m2，该拌和站为两套JS750型强制式搅拌机，主要供应隧道进口段的喷射混凝土。
第三个设于K52+700（大梁隧道左线出口）右侧，占地面积约4000m2，设HZS120Q、HZS90Q型强制式搅拌机各一台，主要供应隧道进口段喷射及二次衬砌混凝土和段家沟桥的混凝土。
3.7.2钢筋
采用甲供钢筋，按规范规定的进行钢筋拉伸试验、冷弯试验、可焊性试验，各项标准均应符合规范要求。
3.7.3主要机械设备
主要机械设备配置（每个洞口）
编号
设备名称
规格型号
数量
用途
1
挖掘机
小松PC-220
开挖、出渣
2
装载机
柳工Z50C
出渣
3
喷浆机
申鑫PZ-5
喷射混凝土
4
煤电钻
ZQS-40气电动钻
锚杆、超前小导管钻孔
5
风镐
G10型气镐
人工超欠挖
6
自卸车
20T
运输弃渣、喷射混凝土材料
7
电焊机
BX500
焊接钢筋、钢拱架、网片连接
3.8主要工程数量
主要工程数量表
施工项目
单位
工程量
备注
开挖
洞口开挖
m3
217415.76
洞身开挖
201074
初支
锚杆
m
392393.66
喷混凝土
25797.76
钢筋网
t
183167.38
型钢钢架
3594429.72
二衬
钢筋
2280505.40
混凝土
59813.13
四、施工重点、难点分析
1）、大梁隧道工程出口段围岩为V级，洞口段上部薄层松散土层易发生浅层滑塌，右线洞口明洞90米，部分段处于冲沟内，右侧边坡土方刷坡量为10余万方。
由于隧道洞身地质结构为缓倾岩石走向，围岩普遍较差、断面大，开挖洞顶轮廓线难以控制，成型后临时支护难度高、工作量大，安全隐患大。
在施工中应严格控制钻孔方向，根据围岩情况调整爆破参数，临时支护及时跟进，确保进口段成型质量和施工安全。
2）、本隧道施工为四个工作面，开挖、支护、仰拱施工、二次衬砌混凝土同时交叉作业，洞内施工干扰大，施工布置非常困难。
根据本标段合同工期要求，工程施工工期紧、任务重、难度大，本隧道配备足够的设备、人员等资源，并精心组织、强化现场管理，保证合同工期。
3）、隧道出口段为Ⅴ级围岩，以粉质粘土为主，隧道出口左右线黄土段占隧道总长40%左右，成洞条件很差。
隧道洞口开挖的永久边、仰坡采用湿法喷播植草防护，临时边、仰坡采用喷锚网防护。
施工时一定要严格加强该区域的监测和支护工作。
4）隧道隧址区受大气降水影响土石交界处会有少量宊水或集中涌水。
极易发生滑塌现象，施工难度大。
五、主要施工方法及工法特点
5.1主要施工方法
大梁隧道是本段工程的重点和难点。
隧道地质条件复杂，受大气降水影响，并结合地质构造分析判断，处于土石交界面处的会有宊水或少量集中涌水现象；
黄土段占隧道40%，洞口段覆盖土层浅、破碎，极易发生浅层滑塌；
右线隧道出口明洞总长90米，且部分处于冲刷沟壑内。
因此专家组进行了详细的研究，拟定了以下施工方案。
方案中围绕着开挖和衬砌两个重点内容展开；
特别注重支护，涌突水处理，明洞施工以及洞口浅埋等地段的施工技术措施；
特别强调做好隧道超前预报和监控量测两个重要细节的辅助作用。
针对于黄土隧道在开挖过程中，隧道开挖周边应力解除，一部分范围内的岩体发生变形并向隧道内移动，岩体中的初始应力也随着调整变化，使各种软弱结构面受到不同程度的破坏或松弛，特别是爆破和风化的影响，使节理、裂隙进一步加剧发育。
在大断面黄土隧道施工中，采用三台阶七步流水法开挖，结合钢拱架、锚杆、钢筋网和喷射混凝土形成锚喷支护，分布平行施作拱墙形成初期支护，仰拱超前施作及时闭合形成稳固的初期支护系统，保护黄土围岩的天然承载能力，有效控制黄土围岩变形，使开挖支护过程黄土围岩受力及局部失稳和破坏转变为稳定和平衡的过程。
经监控量测数据反馈指导施工，及时调整支护参数和衬砌混凝土时间。
5.2工法特点
对于隧道出口黄土段主要采用三台阶开挖法及新奥法施工。
（1）施工空间大，可以引入大型施工机械多作业面平行施工，功效高；
部分软岩地段可以采用挖掘机直接开挖下半断面，减小对围岩的扰动。
（2）在黄土地质围岩隧道施工中，进度稳定，工期保障性强。
（3）开挖、支护施工可以分成多个作业面进行，减少对围岩的扰动，又充分利用了时间空间。
（4）全断面一次施作防水层和浇筑混凝土衬砌，确保了混凝土衬砌施工质量，运营病害少。
（5）施工空间分为三台阶开挖，随时可以调整开挖高度加强支撑，有益于开挖方法转换。
（6）采用无接触变形测量，量测速度快速，有效指导施工。
（7）无需增加特殊设备，投入少，操作性强。
六、施工工艺流程及操作要点
6.1三台阶施工方案
为提高设备利用率和减少洞内出渣、运料工序搭接时间影响，施工中考虑上、中、下三台阶在开挖时依次开挖，将开挖分为2个循环进行；
因中台阶及下台阶开挖步距约为上台阶每次开挖距离的2~3倍，在每次开挖上台阶时，开挖一侧的中台阶和另一侧下台阶；
在进行下一循环上台阶开挖时，更换上循环未开挖一侧的中台阶和下台阶施工，从而形成三台阶流水作业，加快施工速度。
6.2.1台阶设置及步距要求
1、上台阶：
为便于超前小导管施工和安装拱架，上台阶顶宽控制在6m，距离拱顶高度1.6m，左右侧拱脚位置各有1.5m工作平台。
2、中台阶：
中台阶左右侧开挖高度为一节钢拱架单元高度，垂直高度为5.1m,并保证开挖后有不小于3m宽操作场地。
3、下台阶：
下台阶左右侧开挖高度为一节拱架单元高度，垂直高度为2.57m，并保证开挖后有不小于2m宽操作场地。
4、步距要求。
上台阶纵向宽度控制在2.5~3m；
中台阶距上台阶距离为5m（左右侧中台阶3~4m）；
下台阶距中台阶距离为10m（左右侧下台阶距离3~4m）；
仰拱下台阶距离为15~20m。
6.2.2标准施工作业程序
1、利用挖掘机粗挖3部，开挖距离控制在4~5榀（2.4m~3m）钢拱架，开挖中避免挖掘机碰触拱部钢拱架和开挖过多造成上台阶拱架失稳，在靠近围岩边部预留0.5m暂不开挖。
2、机械开挖1部和2-1部，每次开挖距离控制在2榀（1.2m）钢拱架，开挖时注意不要碰撞已施工的拱部钢拱架。
3、装载机配合自卸车运出3部、1部和2-1部弃渣。
4、出渣完成后，开挖班组人工修整1部弧形导坑轮廓，开挖扩大拱脚，保证断面尺寸；
同时挖机挖除3部，开挖时预留部分土体，并进行人工修正和开挖扩大拱脚。
5、1部、3部修整完成后，支护班开始支立1部钢拱架，安装扩大拱脚；
锚杆班组施工3部锚杆钻孔，同时挖掘机开挖6部下台阶，人工配合修整。
6、依次安装中台阶钢拱架，扩大拱脚和锁脚锚杆；
下台阶安装钢拱架；
上台阶施工锁脚锚杆和超前小导管。
7、首先进行1部喷射混凝土施工完成初期支护，然后将喷射班组和喷射机分为两部分，分别进行3部和6部喷射混凝土施工。
8、第一个开挖循环结束，根据上述步骤施工4部、1部、2-1部和5部。
9、在掌子面进行喷射混凝土或安装拱架时，开挖2-2部和仰拱，每次开挖长度控制在6m以内。
仰拱开挖完成后，立即绑扎仰拱钢筋和进行仰拱与填充混凝土施工。
6.2.3施工要点
1、中台阶和下台阶开挖，为了避免钢拱架同时悬立，左右错开一定距离，土质隧道土体强度没有岩石强度高，为了防止上部垂直压力把马口体压垮，宜错开一定距离及上部留有一定的宽度，错开距离不宜过长或过短，过短影响施工进度，过长容易把土体压碎。
2、为避免挖机开挖对土体的振动过大，造成土体塌方，侧面开挖轮廓线处预留一定厚度的土体，采用人工修整，此台阶拱架采用大拱脚并结合复合式锚管提高拱架支撑力，拱架与拱部上下对正，并按施工规范要求进行焊接。
3、三台阶施工每次掘进1.2m，为架立钢拱架方便，拱顶中心处掌子面向前多掘进0.3m，开挖过程中根据土质的松密程度，随时调整为0.6m（一榀钢拱架）开挖，开挖完成后立即进行施作初期支护。
4、中槽宽度，原则上能保证上导坑施工机械通过即可，否则左、右拱脚下的土体由于受到拱圈的挤压，向中槽靠拢，容易使拱圈下沉，严重者可使拱圈混凝土产生裂缝。
5、为提高效率，人工整修上台阶同时，挖掘机对中台阶进行修整，人工整修完上台阶安装拱架时，人工整修中台阶及锚杆组施工，上台阶安装拱架完成后，分两组安装中台阶及下台阶拱架，锚杆组进行上台阶锚杆及超前的施工。
6.2明洞施工方案
（1）施工顺序
明洞全部采用明挖法施工。
具体施工顺序：
施工准备→路堑开挖→边坡防护→基地处理→仰拱施工→仰拱回填→拱圈施工→防水层施工→明洞回填。
（2）工艺流程
明洞施工工艺流程图
（3）施工要求
隧道明洞施工应合理组织加快施工速度，遵循连贯性原则；
开挖后及时衬砌，及时回填，避免边坡长期暴露在外，增强洞口的稳定性。
（4）施工准备
明洞开工前应按照设计做好洞门截水天沟，避免雨水对明洞边坡的冲刷。
开挖前准确对明洞路堑开口线进行放样，以避免边坡超欠挖造成的浪费。
放样的同时测绘明洞实际开挖横断面，计算施工土石方量与设计方量核对。
（5）明洞路堑开挖
明洞边坡为四级边坡。
明洞路堑从上至下分层开挖，分层高度2-3米。
施工中严格按照设计开挖，尤其是开挖尺寸和边坡坡度。
土质挖方采用挖掘机开挖，自卸汽车运输。
开挖过程中及时检查开挖尺寸和边坡坡度，及时修整边坡，做到开挖一层边坡修整完成一层。
明洞路堑开挖1-2层放样一次，尤其是最后一层严格控制开挖深度，避免超挖。
预留20-30cm人工清底。
（6）边坡临时支护
合理优化施工工艺，边坡支护可与开挖平行作业，开挖一层支护一层，避免高空作业搭设脚手架。
边坡成形经检验合格后进行边坡支护，按照设计进行拱形骨架护坡和锚喷支护施工。
施工过程中严格按照设计进行，主要控制项目：
骨架的结构尺寸、平整度、坡度、砼强度、锚杆数量、位置、长度、注浆饱满度、砂浆强度、喷射砼厚度和强度。
支护完成后按照规范要求进行养生。
（7）基地处理
土质挖方到基地标高后清理浮土，实验室进行地基承载力试验，与设计图纸核对，地基承载力达到设计要求，对基地进行夯实，准备进行下道工序；
如地基承载力不够，报业主、监理、设计单位变更设计，可采取浆片、砼换填等处理措施。
（8）仰拱施工
明洞开挖完成后应及时进行仰拱施工，避免雨水浸泡基坑。
1）中心排水管施工
按照设计开挖中心排水管沟槽，浇注管座混凝土，安装中心排水管，回填沟槽。
施工过程中注意排水管安装要平顺，与管座间填充密实；
沟槽按照按照设计回填，要求密实平整；
按照设计预留检查井和引水管。
2）仰拱钢筋加工、绑扎
仰拱钢筋在钢筋加工场加工，加工时注意按照规范要求错开钢筋搭接位置，保证搭接长度，钢筋存放在钢筋棚内或用防水布包严，防止锈蚀。
仰拱钢筋加工后运至现场绑扎，绑扎前对钢筋的位置进行放样；
绑扎过程中严格控制钢筋位置、间距、保护层厚度、搭接焊缝长度和质量、钢筋绑扎点数量。
仰拱钢筋绑扎完成经验收合格后进行下道工序。
3）仰拱浇注
为了避免阻碍隧道运输线，仰拱可分成左右幅施工，纵向长度结合模板台车长度和图纸对沉降缝的要求确定。
施工中主要控制结构尺寸、砼配比及砼振捣。
4）仰拱回填
仰拱完成后进行仰拱回填，为了减少工序可与仰拱砼浇注同时进行。
先浇注仰拱砼，仰拱浇注完成调整配合比马上浇注上层填充。
施工中注意施工要紧凑，保证仰拱砼浇注厚度；
仰拱回填注意控制顶面高程，避免侵入路面结构层。
（9）拱圈施工
1）模板台车拼装、就位
模板台车按照隧道净空周边加大5cm设计，预留出变形量和施工误差，预防衬砌侵入隧道净空。
加工后运到现场进行拼装，拼装过程中及时修整模板的平整度和模板间的错台，模板如有孔洞及时修补。
模板台车内设上下扶梯和工作平台，并在工作平台四周设扶手，确保施工人员安全；
模板台车应安装刹车装置。
模板台车拼装完成后检查验收，仔细检查模板的弧度、平整度、模板错台、构件间连接的牢固性。
模板台车验收合格后行进至明洞位置根据测设的中心线就位，主要控制模板平面位子和拱顶高程，以及支撑的牢固性。
2）拱圈钢筋绑扎
拱圈钢筋在钢筋加工场加工，加工时注意按照规范要求错开钢筋搭接位置，保证搭接长度。
加工后运至现场绑扎，绑扎前对钢筋的位置进行放样；
钢筋绑扎中注意安装预埋件，要求预埋件固定牢固，防止砼浇注过程中移动。
3）外模安装
外模要有一定的刚度，拼接密实、支撑牢固。
检查重点为模板缝隙和支撑牢固程度，避免跑浆和跑模。
两头端模同样要求要求拼接密实、支撑牢固。
洞门处的端模尤为重点，保证浇筑后位置正确、光滑平整。
端模安装过程中按照设计安装环向止水带。
4）拱圈砼浇注
砼由砼拌合站集中拌和，砼罐车运输，砼泵送入模。
砼泵管架设时要考虑避免摇动和撞击模板台车，防止模板台车移位。
浇注过程中保证砼配合比的正确性，勤移泵管，左右侧同步浇注，防止模板台车偏压移位；
浇注过程加强振捣，保证砼的内在和外观质量。
浇注过程中设专人检查模板台车是否移动变形。
浇注控制重点：
砼配合比、砼振捣，左右侧砼浇注高度控制在1m以内，模板台车变形、移位。
拱圈拆模后按照设计规范进行养生。
外侧采用覆盖洒水养生，内侧采用水枪喷水养生。
模板台车安装中与已浇筑拱圈的搭接尽量小，可减小砼浇注间的错台。
（10）防水层施工
拱圈砼养生完成，强度达到设计80%后可进行防水层施工。
严格控制防水层质量，避免明洞漏水危害。
PVC防水板重点控制搭接质量，沥青防水层重点控制喷刷厚度。
（11）明洞回填
明洞从仰拱顶面以上6m范围内左右两侧采用M7.5浆砌片石回填，其余部分采用回填土回填。
回填土顶层设置30cm厚粘土隔水层。
明洞回填前按照设计做好两侧的渗水盲沟。
拱圈砼达到设计强度后按照设计要求进行回填。
两侧同步进行，防止拱圈偏压；
回填厚度每层不大于0.5m，碾压密实，拱圈处采用人工夯实；
顶部略高于两侧地表，预留回填沉落。
七、风险措施
7.1涌水、突泥
该隧道处于土石交界面处的隧道洞室开挖时会有突水集中涌水现象，也极易坍塌。
7.1.1防涌水、突泥方案
⑴超前处理方案
经超前地质预报，岩体破碎，岩性软弱，属断层破碎带性质，且水量＞10立方/分钟或水压＞0.5MPa，判定有突水突泥可能，采用帷幕注浆，注浆范围为开挖轮廓线外10米；
当岩体破碎，岩性软弱，水量＞10立方/分钟或水压＞1.0MPa，判定有突水突泥可能，采用帷幕注浆，注浆范围为开挖轮廓线外6米，注浆终压6MPa、浆液吐出速度＜20L/分钟。
①超前勘探孔的布置
超前勘探孔的孔位布置应根据超前预报资料进行。
原则上沿洞轴线全线布三个孔。
超前勘探孔的孔深、孔向与超前灌浆孔一致。
对漏水量超标的地段，超前勘探孔又可作为灌浆孔。
超前勘探孔的布置由设计代表根据具体情况确定。
②灌浆设计：
全断面超前帷幕预灌浆设计
⑵超前钻探中出现高
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