1 隧道专项施工方案.docx
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1隧道专项施工方案
山西省左权至黎城高速公路ZL2标段
隧道专项施工方案
中铁三局集团有限公司
左黎高速ZL2项目经理部
二O一三年三月廿五日
附件一：
《隧道施工进度计划》
附件二：
《隧道施工平面布置图》
附件三：
《炸药库平面布置图》
隧道专项施工方案
1、工程概况
1.1、隧道总体工程概况
山西省左权至黎城高速公路是山西省高速公路网“三纵十一横十一环”主骨架“三纵”中的东纵的重要组成部分，该项目北接汾阳至邢台高速公路榆社至和顺康家楼段，南接长治至邯郸高速公路黎城段，是山西省北中部通往南中部的交通要道。
路线全长77.913公里。
本标段为第ZL2合同段，地处晋中太左权县境内，起于粟城乡柏管寺村，与第1合同段衔接桩号为YK16+900（ZK16+896.396），终于桐峪镇苇则村，与第3合同段衔接桩号为K32+000，路线全长14.954km。
本合同段隧道有分离式隧道3座，其中包含中隧道1座、短隧道2座，分别是柏管寺隧道、小寨隧道和故驿隧道。
分离式隧道左线长1124m，右线长1213m，合计单线长2337m。
隧道一览表
序号
中心桩号
隧道名称
长度
（m）
最大
埋深（m）
纵坡
（%）
平曲线
线间距
（m）
1
ZK17+156.5
柏管寺隧道（左）
265
84
-1.507
A-400，R-∞
24.9
2
YK17+138.5
柏管寺隧道（右）
277
86
-1.40
R-1000，A-430
28.1
3
ZK17+929.5
小寨隧道（左）
589
106
-2.5
R-∞,A-420，R-1000
30.2
4
YK17+919.0
小寨隧道（右）
590
109
-2.5
R-∞,A-430，R-1050
30.5
5
ZK28+065.0
故驿隧道（左）
270
65
0.5
R-∞
16.1
6
YK28+087.0
故驿隧道（右）
346
86
0.5
R-∞
20.1
小计
2337
各隧道长度及围岩级别见下表：
隧道长度及围岩级别
序号
隧道名称
长度
（m）
各级围岩衬砌长度（m）
洞门及明洞
Ⅴ级围岩
Ⅳ级围岩
Ⅲ级围岩
卵石土、碎石层
浅埋偏压
深埋
浅埋
深埋
1
柏管寺
隧道
左线
265
20
70
50
105
20
右线
277
20
67
50
105
35
2
小寨隧道
左线
589
8
91
160
330
右线
590
10
96
20
80
384
3
故驿隧道
左线
270
43
52
40
30
55
50
右线
346
45
90
31
40
85
55
总计
2337
146
142
395
100
90
590
874
637
680
874
隧道主要工程量见下表：
隧道主要工程数量表
工程项目
单位
数量
隧道工程
分离式隧道
m/座
2337/3
衬砌
类别
洞门
m
20
明洞
m
126
Ⅴ级围岩
m
637
Ⅳ级围岩
m
680
Ⅲ级围岩
m
874
砼数量
C20喷射砼
m3
11774.7
C35砼（路面）
m3
5529.0
C30砼
m3
44.7
C25砼
m3
32087.2
C20砼
m3
633.4
C15砼（路面）
m3
3956.5
C15片石砼
m3
14782.8
钢筋
I级钢筋
t
373.7
Ⅱ级钢筋
t
1493.6
钢材
工字钢
t
1075.7
D25中空注浆锚杆
m
68085
其他钢材
t
414.3
本标段隧道Ⅴ级、Ⅳ围岩占暗洞长度的60%，总体围岩较差，且隧道工程分散，同时隧道进出洞口均距阳涉铁路较近，施工进度与安全管理是本标段施工管理工作中的重点。
1.2、工程地质条件
1、地形、地貌
柏管寺隧道：
根据沿线地貌分区，隧址区属低山区。
隧道的进出口与路基相连，进出口均未见不良地质现象，自然条件较好。
隧道最大埋深86m。
隧道区海拔高程1025～1125m，地形起伏略大，相对高差约100m。
山体平均坡度25～55°，属较陡山形，大部分基岩出露，局部薄层碎石覆盖。
小寨隧道：
根据沿线地貌分区，隧址区属中山区。
隧道的小里程方向进口与桥梁相连，大里程方向出口与填方路基相连，进出口均未见不良地质现象，自然条件较好。
隧道最大埋深约109m。
隧道所经区域海拔高程998～1122m，地形起伏略大，相对高差约124m。
全程山体平均坡度约35～45°，属较陡山形，大部分基岩出露，局部薄层黄土覆盖。
故驿隧道：
根据沿线地貌分区，隧址区属中山区。
隧道的小里程方向进口与桥梁相连，大里程方向出口与桥梁相连，进出口均未见不良地质现象，自然条件较好。
隧道最大埋深约65m。
隧道所经区域海拔高程907～960m，地形地势起伏略大，相对高差约65m。
山体平均坡度约25～45°，属较陡山形，大部分基岩出露，局部薄层碎石土覆盖。
2、气象
项目区属温带大陆性气候，四季分明，春季温暖，夏季炎热多雨，秋季凉爽宜人，冬季寒冷，昼夜温差较大。
年平均气温10.3℃，历年最高气温38.3℃，气温最低-22℃。
无霜期为110～180天，年平均降水量523.2mm，多年平均蒸发量为1589.7mm，多年平均风速1.8m/s，一般4月平均风速最大，为2.7m/s，最大冻土深度1.04m。
3、水文地质
本隧址区降水少而集中，蒸发量大，具典型的雨洪特征，水位与降水量成正比，动态极不稳定，降水多以地表水排走而补给地下水甚少。
地下水的赋存与运移均受地形地貌、地层岩性、地质构造、气象、水文等因素综合控制。
根据钻孔水文地质观测，结合地形地貌，岩性和地质构造特征分析判断，隧址地下水类型为基岩裂隙水，水量较小，补给来源主要为大气降水。
勘察期间未见地表水及地下水。
4、抗震设计参数及地震效应
隧址区抗震设防烈度为Ⅵ度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计抗震分组为第3组。
强风化层为Ⅱ类场地土，中风化层为Ⅰ1类场地土。
Ⅱ类场地土特征周期T=0.45s，Ⅰ1类场地土特征周期T=0.35s。
5、洞口边坡稳定性评价
柏管寺隧道：
在破顶面上没有纵向（边坡走向）切割面的情况下，边坡能处于稳定状态。
因隧道进口施工存在开挖边坡面的情况，且切割坡顶面，故边坡易于产生滑动，需加强支护。
出洞口由于斜坡岩体裂隙较发育，裂隙倾角陡峭，具有诱发倾倒式破坏的可能。
小寨隧道：
进洞口为组合结构面，交线在切削面出露，边坡处于不稳定状态，可能沿交线方向滑动，应加强支护等措施。
出口三组结构面均不会引起边坡滑动。
故驿隧道：
隧道施工进口边坡进行切割时可产生滑动，需加强支护等措施。
出口由于斜坡岩体发育大量裂隙，裂隙倾角陡峭，具有诱发垮塌式破坏的可能，应加强支护。
1.3、隧道工程设计概况
1、技术标准
隧道工程主要技术标准
序号
项目
技术标准
1
公路等级
双向四车道高速公路，单向行车
2
隧道设计速度
80Km/h
6
隧道建筑限界
净宽10.25m；净高5.0m
7
隧道路面横坡
2.0％
8
地震基本烈度
按照Ⅵ度设防
2、暗洞设计
隧道暗洞段衬砌均按新奥法设计，采用柔性支护体系的复合式衬砌，以锚杆、喷射混凝土、钢拱架、格栅钢架作为初期支护，二次衬砌采用模筑混凝土或钢筋混凝土，抗渗标号不低于S8，并在两次衬砌间铺设复合防水卷材。
各级围岩支护参数表
衬砌类型
初期支护
二次
衬砌
辅助
施工
锚杆
钢筋网
喷射砼
钢拱架
Ⅴ级
围岩
S5j
卵石土、碎石层
φ42×3.5小导管L=3.5m（纵）60×120（环）
φ8钢筋网
20×20cm
C20喷射砼
厚26cm
I20钢拱架
间距60cm
45cm钢砼
有仰拱
管棚
超前自进式锚杆
S5a
浅埋
偏压
D25注浆锚杆L=3.5m
（纵）60×120（环）
φ8钢筋网
20×20cm
C20喷射砼
厚24cm
I18钢拱架
间距60cm
45cm钢砼
有仰拱
管棚
超前导管
S5b
深埋
D25注浆锚杆L=3.5m
（纵）80×120（环）
φ8钢筋网
20×20cm
C20喷射砼
厚24cm
I18钢拱架
间距80cm
45cm素砼
有仰拱
超前导管
Ⅳ级
围岩
S4a
浅埋
φ22药卷锚杆L=3.0m
（纵）100×120（环）
φ8钢筋网
20×20cm
C20喷射砼
厚22cm
格栅钢架
间距100cm
40cm素砼
有仰拱
—
S4b
深埋
φ22药卷锚杆L=3.0m
（纵）120×120（环）
φ8钢筋网
20×20cm
C20喷射砼
厚20cm
格栅钢架
间距120cm
40cm素砼
无仰拱
—
Ⅲ级
围岩
S3
深埋
φ22药卷锚杆L=2.5m
（纵）120×120（环）
φ6钢筋网
20×20cm
C20喷射砼
厚10cm
—
35cm素砼
无仰拱
—
3、行人横洞
小寨隧道设置一处行人横洞，行人横洞布置与隧道轴线正交。
横洞位于Ⅲ级围岩地段。
行人横洞净空2.0m（宽）×2.5m（高）。
4、防排水设计
（1）洞口防排水设计
隧道洞口根据地形情况在洞门、明洞边坡刷坡线外顺地势布设洞顶截水沟，将地面径流通过天沟引入自然沟谷排走。
洞口路基水严禁流入洞内，必要时可设置反坡。
（2）明洞防排水设计
明洞衬砌外层采用350g/m2土工布加防水卷材及粘土隔水层防水，回填土地层采用φ10cm排水管排除下渗积水。
明洞衬砌基础两侧纵向排水管与横向排水管相连，将明洞衬砌背后水引入隧道侧向盲沟排走；明洞顶回填土体表层设一层粘土隔水层以防地面径流下渗，并在回填地表坡度的作用下流入明洞排水沟排走；在结构构造防水方面，采用橡胶止水带和止水条于明洞施工缝、变形缝处布设，同时结构采用防水砼以形成完善的明洞防排水体系。
（3）暗洞防排水设计
隧道二次衬砌采用防水混凝土，抗渗等级不低于S8；在二衬施工缝处设置膨胀止水条，变形缝处设置中埋式止水带，洞口保温段加设背贴式止水带。
初期支护与二次衬砌之间敷设一层复合防水卷材。
隧道开挖后，根据各类围岩地下水的发育状况，在岩面环向布设Ω型弹簧排水管，以引排围岩渗透水至基底纵向水管内，使隧道初期支护内排水良好。
在初期支护与防水层之间间隔一定距离设置排水盲管，再将盲管与边墙底部的纵向排水管相连，然后通过横向引水管，将水引入中心水沟排出洞外。
环向排水管与边墙底部的纵向排水管相连接，然后通过横向引水管引入中心排水管引出洞外自然沟谷，以此形成完善的暗洞防排水体系。
5、洞内路面与内装饰
本项目左线为重交通、右线为特重交通，隧道左右线路面采用不同设计。
隧道全部采用复合式沥青混凝土复合路面，路面结构形式为：
左线：
10cm沥青混凝土面层＋26cm厚C35水泥混凝土板面层＋15cm厚C15水泥混凝土基层（无仰拱段加10cm厚C15素混凝土整平层）；右线：
10cm沥青混凝土面层＋28cm厚C35水泥混凝土板面层＋15cm厚C15水泥混凝土基层（无仰拱段加10cm厚C15素混凝土整平层）。
C35水泥混凝土面板设计抗弯强度≥5.0MPa。
人行横洞路面采用轻型路面，路面采用15cm厚C35水泥混凝土，其下设10cm厚的C15混凝土整平层。
隧道内装饰：
隧道主洞内两侧3.0m高范围内采用乳白色瓷砖，拱顶部分采用深色防火涂料。
人行横洞采用乳白色瓷砖进行装修。
6、隧道机电设施预留、预埋
隧道施工中考虑通风、照明、消防、监控等机电设施的预留、预埋，详见隧道交通工程设计。
2、工程特点分析
2.1、隧道工程分散
本标段三座隧道中，柏管寺隧道与小寨隧道相距较近，故驿隧道进口与小寨隧道出口相距9.7km，不利于施工资源的共享调配。
同时施工管理工作难度较大。
2.2、隧道进洞口位置地形条件较差
三座隧道均为进口地形条件较差，进口处洞口与原有地面高差超过25m，从隧道进口进洞难度大。
计划均采用由出口进洞，由出口向进口方向单向掘进。
单向掘进占用工期时间长，施工时需合理组织、有序安排，确保按计划工期完成施工。
2.3、隧道总体围岩较差
本标段隧道Ⅴ级、Ⅳ围岩占暗洞长度的60%，总体围岩较差，特别是故驿隧道出口洞口段为碎石土层，埋深浅，支护不及时极易造成塌方。
软弱围岩施工管理是本标段隧道管理工作中的重点。
2.4、沿既有铁路线施工安全
本标段三座隧道洞口均距阳涉铁路较近，隧道洞口施工对铁路运营影响较大，既有线施工安全工作是施工安全管理工作中的重点。
隧道洞口距铁路线距离
序号
隧道名称
左右线
进口距
铁路距离
出口距
铁路距离
备注
1
柏管寺隧道
左线
100米
190米
2
小寨隧道
左线
150米
70米
3
故驿隧道
左线
150米
40米
3、施工资源配置情况
3.1、施工区段及任务划分
根据本标段隧道的工程情况，全标段隧道工程配置一个施工工区，由三个专业化隧道施工队负责施工，承担隧道施工全部工作内容。
隧道一工队承担柏管寺隧道左右线长542m施工生产任务；隧道二工队承担小寨隧道左右线长1179m的施工生产任务；隧道三工队承担故驿隧道长616m的施工生产任务。
3.2、劳动力配置计划
3.2.1、劳动力配置计划
各工种人员配置数量及进场时间见劳动力计划表。
劳动力计划表单位：
人
工种
2013年
2014年
一季度
二季度
三季度
四季度
一季度
二季度
钻孔人员
74
86
72
12
支护人员
40
32
40
20
喷射混凝土人员
24
24
24
16
空压机司机
6
8
6
4
开挖机械司机
8
10
8
4
出碴机械司机
16
24
16
6
防、排水人员
8
10
8
4
砼运输车司机
6
8
8
8
4
混凝土泵司机
4
6
6
6
2
衬砌台车司机
4
6
6
4
2
衬砌模板工
24
30
30
30
16
衬砌砼工
16
24
24
24
18
隧道钢筋工
16
12
16
12
隧道机修工
4
6
6
6
4
隧道电焊工
6
6
6
4
4
隧道电工
4
6
6
6
4
发电机司机
4
4
4
2
1
普工
50
70
65
45
30
测量工
8
7
7
6
4
试验工
6
6
6
5
4
管理人员
38
40
40
30
15
合计
366
425
404
254
108
3.2.2、劳动力动态分布
劳动力使用计划动态见“劳动力动态分配图”。
劳动力动态分配图
3.3、主要施工机械设备配备
投入本工程的主要施工机械设备见“用于本工程的主要施工机械、设备表”。
用于本工程的主要施工机械、设备表
用途
机械、设备名称
型号、功率
单位
数量
自有或租赁
新旧
程度
隧
道
施
工
挖掘机
PC220
台
4
自有
85
侧翻装载机
CL50
台
4
自有
新购
自卸汽车
15t
台
8
自有
新购
空压机
22m3/min
台
8
自有
88
空压机
10m3/min
台
2
自有
90
风动凿岩机
YT-28型
套
90
自有
新购
开挖台车
自制
台
6
自有
自制
液压钢模衬砌台车
9～12m
台
4
自有
新购
砼输送泵
60m3/h
台
4
自有
新购
砼喷射机
5m3/h
台
12
自有
新购
注浆泵
15KW
台
2
自有
93
用途
机械、设备名称
型号、功率
单位
数量
自有或租赁
新旧
程度
隧
道
施
工
振捣棒
50mm
台
22
自有
91
电焊机
150KVA
台
20
自有
90
钢筋弯曲机
φ40mm
台
4
自有
86
钢筋调直机
φ40mm
台
4
自有
90
钢筋切筋机
φ40mm
台
4
自有
89
强制式拌合站
60m3/h
套
1
自有
新购
强制式拌合机
JS500
套
3
自有
新购
砼搅拌运输车
6m3
台
4
自有
新购
发电机
200KW
台
3
自有
新购
变压器
800KVA
台
1
自有
新购
变压器
630KVA
台
1
自有
新购
变压器
500KVA
台
1
自有
新购
4、主要临时工程
4.1、隧道洞口施工平面布置
隧道洞口附近地形较复杂，为保证隧道施工的生产设施、机械设备、施工场地和运输、弃碴的需要，因地制宜地规划布置施工场地，选择引入便道，充分利用原有地形加以修整后作为隧道施工场地，进洞后根据实际情况再逐步扩大，完善施工场地与设施，为隧道的施工提供充足的施工作业场地。
隧道洞口施工平面布置详见附图一“隧道洞口施工平面布置图”。
4.2、施工便道
隧道施工用的材料与机械设备可通过S319省道和X354县道运至工地附近，由省道和县道至隧道洞口处新修施工便道至各隧道出洞口。
S319省道至柏管寺出口便道长1.2km；S319省道至小寨隧道出口施工便道长4.5km，利用主施工便道3.2km；X354县道至故驿隧道出口便道长960m。
施工便道总长5.4km，宽5.0m，每隔200m左右设会车道，会车道宽度6.5m；采用20cm厚泥结碎石路面，路面设2%横坡。
施工便道跨越原有沟渠处埋设钢筋混凝土过水涵管，保证原沟渠排水顺畅。
弃渣场、拌和站、加工场区修筑支线施工便道与主施工便道或现有乡村道路连接。
施工便道具体布置详见附图一“隧道洞口施工平面布置图”。
4.3、风、水、电供应
计划在每座隧道出口洞外均设一座空压机站，总计安装8台22m3、2台10m3电动空压机；小寨隧道出口安装4台22m3空压机，柏管寺与故驿隧道出口各安装2台22m3与1台10m3空压机。
施工时根据洞内供风量大小，分别启用空压机，由阀门控制使用，用φ150mm焊接钢管送至掌子面。
空压机房平面布置示意图
计划在每座隧道出口各安装变压器1台，小寨隧道安装800KVA变压器1台，柏管寺隧道出口安装630KVA变压器1台，故驿隧道出口安装500KVA变压器1台。
为隧道提供施工用电，电源自当地电力部门指定点就近“T”接。
同时，每座隧道出口各配备1台200kw发电机组，作为应急用电。
柏管寺隧道与小寨隧道施工生产、生活用水计划就近在清潭河西源内抽取，故驿隧道计划在洞口外沟渠内打设深水井1口。
自河渠或水井安装高扬程抽水泵，将水泵至高位水池，抽水机扬程根据地形条件择优选用，铺设临时给水钢管管路，管径φ100mm。
每座隧道出口均在山顶设高位水池1座，水池容量为100m3;为了保证供水压力（掌子面不小于0.3MPa），高位水池高于隧道洞顶最高标高30m。
由于每座隧道均由出口向进口方向掘进，按掘进方向为上坡施工，随隧道开挖掌子面水头压力逐渐降低，为确保掌子面施工用水的水头压力，必要时在洞内设置气压式增压泵，以提高掌子面的施工水压。
4.4、砼拌和站设置
计划在小寨隧道出口洞口附近设砼拌和站一座，生产能力为60m3/h，负责为小寨隧道和柏管寺隧道提供结构砼。
同时，在柏管寺隧道和故驿隧道出口各安装JS500型拌和机1台，负责喷射砼的拌制。
故驿隧道结构砼由2号桥梁拌合站调入。
确保施工进度，拌和站建设与隧道洞口施工同步进行，前期施工用混凝土由桥梁拌和站调入。
4.5、洞口排水系统
洞口地段的施工截水、排水，按要求结合自然沟槽连通形成排水系统，以保证施工需要。
施工场地四周设排水沟，洞口路堑地段两侧排水沟与洞口上方截水沟形成闭合排水系统，将天沟与排水沟积水汇流排入原有冲沟。
4.6、弃渣场
本标段3座隧道开挖洞渣总计23.1万m3左右，部分洞渣设计调配至路基上利用，剩余14.7万m3需要按弃渣处理，弃渣弃在设计要求的弃渣场内。
弃渣场或临时转存场地见施工平面布置图。
4.7、生产、生活房屋
考虑到隧道施工工期长，施工现场生活房屋采用新建彩钢活动板房，综合指标按人均8m2考虑。
水泥库设于砼搅拌站旁，地面须有防潮措施。
火工品库设置在小寨大桥右侧自然荒沟内，距小寨隧道进口520m，库容量5t，并按公安部有关爆破物品管理办法实施管理。
炸药库平面布置见平面图。
5、施工进度安排
5.1、施工总体进度计划
隧道工程计划2013年4月21日开工，计划2014年6月25日完工，总工期历时431天。
工程总体进度安排详见：
附表“左黎高速公路ZL2标段隧道施工进度计划”。
5.2、施工进度指标
根据本隧道地质情况及设计文件要求，隧道开挖施工计划进度指标如下：
V级围岩浅埋段及洞口加强段1.2m/d；V级围岩深埋段1.6m/d；Ⅳ级围岩浅埋段2.5m/d；Ⅳ级围岩深埋段3.0m/d；Ⅲ级围岩段4.0m/d。
隧道二次衬砌按12m衬砌台车考虑时，各级围岩可达到如下进度指标：
V级围岩4.0d/模（即3.0m/d）；Ⅳ级围岩3d/模（即4.0m/d）;Ⅲ级围岩段2.0d/模（即6.0m/d）。
施工进度计划中均不大于以上指标，但考虑其他不利因素的影响，全隧需配置9m以上长度衬砌台车4台。
5.3、阶段进度计划
为了确保隧道工程的施工工期，对隧道施工的各阶段计划安排如下：
工程项目
工期（d）
开始时间
完成时间
一、柏管寺隧道工程
380
2013.4.21
2014.5.5
1、隧道左线265m
366
2013.4.21
2014.4.21
1.1、洞口施工
87
2013.4.21
2013.7.16
1.2、洞身开挖与支护
132
2013.5.21
2013.9.29
1.3、防水板、二次衬砌
125
2013.7.5
2013.11.6
1.4、水沟、电缆槽
14
2014.3.15
2014.3.28
1.5、洞内砼路面
10
2014.3.29
2014.4.7
1.6、内装饰及防火涂料
14
2014.4.8
2014.4.21
2、隧道右线277m
350
2013.5.21
2014.5.5
2.1、洞口施工
84
2013.5.21
2013.8.12
2.2、洞身开挖与支护
134
2013.6.20
2013.10.31
2.3、防水板、二次衬砌
104
2013.8.5
2012.11.16
2.4、水沟、电缆槽
14
2014.3.2
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