隧道工程施工组织方案和方法.docx

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隧道工程施工组织方案和方法

工程特点：

××隧道全长185m，为双连整体式，段落从K261+440~K261+625，隧道位于垅岗坳谷区，沿丘陵山坡坡角带展布；一般埋深20-50m，最深100m。

隧道穿越地区，大部分为硬砂岩，节理发育；岩体破碎，表层覆盖1.0~4.0m的碎石亚粘土，围岩以Ⅱ、Ⅲ类围岩为主，施工难度较大，地下水为基层裂隙水，受大气降水补给，水量较贫乏。

由于本隧道为双连整体式隧道，施工时开挖向两洞相联，跨径较大，因此不能按正常的施工顺序开挖，我们采用三导洞正台阶上下半断面分部先墙后拱的新奥法施工。

先将中隔墙超前导洞贯通，随后衬砌中隔墙，再分单洞施工。

一、洞口开挖

根据地势特点，结合当地的实际情况（出口处交通方便，远离居民区，洞口开挖方量少）。

为尽早进洞，我采用出口处为进洞口，洞口开挖自上而下分台阶开挖。

边开挖、边支护、边验收，防止危石坠落和岩面在外界影响下继续风化变质。

在洞口接近设计边坡附近时，谨慎选择开挖方法。

在洞口部位爆破根据开挖面形状选择光面，预裂或微差爆破方法，并采取适宜装药量，以保护洞口围岩稳定。

同时，综合治理地下水和地表水，设置天沟，防止地表径流流向洞口。

洞口边坡按图纸要求施工。

二、洞身开挖

综合大洋滩隧道地形、地质、水文条件。

工程工期以及本单位的施工经历技术能力，装备情况，对于本隧道采用三导洞先墙后拱开挖，参见隧道图。

开挖时间为T＋1年2月15日～T+1年12月15日，共计10个月，因隧道开挖受天气影响面较小，有效工作日按250天计，平均每天进尺185×2/250=1.48m。

本隧道围岩基本上以Ⅱ、Ⅲ类为主，围岩自稳定性差，为确保开挖洞室稳定和安全，在施工中严格遵循超前，严注浆，短开挖，强支护、勤测量，早封闭的基本原则。

a中隔墙导洞采用上下半断面短台阶（台阶长3-5m，进洞口处稍短）开挖，Ⅱ、Ⅲ类围岩拱部必要时进行超前预支护，开挖结束后按照设计及时进行初期支护。

b侧壁超前导洞，采取上下半断面短台阶开挖，台阶长度不大于3m，Ⅱ、Ⅲ类围岩拱部必要时进行超前预支护，侧壁导洞随开挖在外侧按设计随安装中空锚杆、压浆、钢拱架喷射砼，其余部分按导洞设计要求进行支护。

c中部部分断面开挖，每次长度1.2m，采用上下半断面正阶法施工，台阶长度3-5m。

其中Ⅱ类围岩采用上半断面环形开挖预留核心土，按设计施工将外缘成形后安装中空锚杆压浆钢拱架喷砼，形成一个骨架体，再挖核心土。

1、超前管棚施工方法:

采用钻孔台车辅助施工,步骤如下:

①　管件制作:

管棚采用φ108普通钢管制作,管节长6-7米,管棚长12米,管棚需用管节联接套焊在钢管的两端接长,第一根钢管前端焊上合金钢片空心钻头,以防止管头顶弯或劈裂相邻管的接头前后错开，避免接头在一断面受力。

②　顶管作业：

先将钢管安放在大臂上后，凿岩机对准已钻孔好的引导孔，低速推进钢管，其冲击力控制在18-20mpa，推进压力控制在4.0-6.0mpa。

③　接管：

当第一根钢管推进孔，孔外剩余30-40cm时，开动凿岩机反转，使顶进联接套与钢管脱离，凿岩机退回原位，大臂落下。

人工装上第二节钢管，大臂重新对正，凿岩机缓慢低速推进，对准确第一节钢管人工持钳进行钢管联接，使两节钢筋在联接套处联成一体，凿岩机再次冲击压力低速顶进钢管。

　　④　注浆补强：

先用钻头掏尽钢管的残碴，再进行棚管补强。

超前管棚法施工程序如下：

2、超前锚杆的施工方法：

①　锚杆制作：

采用Φ25普通螺纹钢每节5.0m。

②　钻眼；钻孔台车铺助，用普通式的凿岩机相结合的方法钻眼。

钻孔直径φ42mm，比钢筋体稍大。

③注浆、插钢筋

③-1注浆前用高压风将锚杆孔吹干净。

③-2注浆孔口压力不大于0.4Mpa，灌浆时堵塞孔口，灌浆管插至距孔底5—10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拨出，随即迅速浆杆体插入，插入时不得左右摇晃，要沿轴线缓慢推入。

若插入时，孔口无砂浆溢出，将杆体拨出重新灌注水泥砂浆，重新插入。

③-3注浆开始或中途停止30分钟时，用水润滑灌浆罐及管路。

③-4安装完成后不能随意敲打锚杆。

超前锚杆施工程序如下：

d钻爆技术

尽量采用光面爆破技术，根据不同的围岩类别及断面形状设计炮眼位置，个数、装药的数量，施工时，钻眼前测出开挖断面中线，水平和断面轮廊线，标出炮眼位置，指挥台车就位，经检查符合设计要求后方可钻眼。

1、为保证爆破质量，炮眼应符合以下要求：

①掏槽眼：

深度，角度按设计施工，眼口排间距误差和眼底误差不大于5cm。

　　②铺助眼：

深度，角度按设计施工，眼口排距误差均不大于1cm。

　　③周眼：

炮眼间距误差不宜大于5cm，外斜率不应大于5cm/米，与圈眼最小抵抗线误差不宜大于10cm。

2、炸药及起爆系统

炸药：

2#岩石硝铵炸药和乳化炸药。

起爆系统：

非电塑料导爆管传导，毫秒雷管起爆。

3、通风

通风采用压入式通风，为改善衬砌工作面的环境，在此处安设一个局部抽出式风机。

e出碴

上半断面采用人工翻碴和采用手推车出碴，下半断面配备侧翻ZL-50铲车1台和4.5T的自卸车3-4辆出碴，设备根据具体情况增加。

f排水

因本标段隧道均为上坡，隧道施工时进行自然排水。

洞身开挖过程中，施工应本着“短开挖，弱爆破，强支护，早封闭，勤量测”的基本原则。

并与设计单位共同探讨，确定施工方案，以确保施工安全，保质保量完成施工任务。

三、隧道支护

1、锚喷支护

临时支护采取锚喷支护，作为永久支护的一部分，支护时间在放炮通风之后。

具体参照施工工艺流程图。

　　①材料及配合比：

　　钢筋：

按设计要求到厂家购买.

　　水泥：

425号普通硅酸盐水泥。

　　砂子：

粒径不大于3mm的砂子，含云母量不超过0.5%，含泥不超过3%，不含有机杂质，使用前应严格过筛。

　　水：

××河水中引入。

　　早强剂：

亚硝酸钠，掺入量占水泥重量的3%。

灰砂比：

1：

1.2（重量比）

　　水灰比：

0.45，即水刚能润透水泥，手捏成团，但以挤不出水为宜。

　　②　钻眼

　　用液压凿岩台车与普通气腿式凿岩机相结合的方法钻眼。

锚杆孔的施工遵循以下三点：

（a）孔位根据设计要求和围岩情况作出标记，偏差不大于20cm。

（b）宜沿隧道周边径向钻孔，但钻孔不宜平行于岩层层面。

（c）锚杆孔深度误差不大于±10cm，且锚杆孔保持直线。

　　③　注浆

（a）注浆前用高压风将孔吹干净，避免堵塞注浆孔，注浆压力控制在1～1.5Mpa注浆压力达到设计层关泵卸下注浆管终凝后拧紧螺帽。

（b）注浆开始或中途停止30分钟时，用水润滑灌浆罐及管路。

（c）安装完成后不随意敲打锚杆。

　④　喷砼施工

　　本隧道喷砼采用潮料掺浆法的喷射工艺，砼喷射机型号为PH30—74型。

　　水泥：

425号普通硅酸盐水泥；

速凝剂：

“红星—1”型或“—1”型；

水：

洁净合格的工业用水，PH值6—8；

骨料：

用天然砂砾石，骨料洁净且尽可能呈圆型，最大料径不超过15mm。

骨料级配如下表：

骨料直径（mm）

0.15

0.30

0.60

1.20

2.50

5.00

10.00

15.00

重量百分比（%）

5～7

10～15

17～22

23～31

35～43

50～60

73～82

100

4施工要求

（a）准备工作

喷射施工前，首先清除岩面及墙脚地面堆积碎石，用高压风，水冲洗后再喷面。

检查机具和风、水、电等管线路并试运转，对于作业区要具有良好的通风。

混合料随拌随喷，若不掺带速凝剂，存放时间不超过二小时；掺有速凝剂时，存放时间不超过20分钟。

（b）施喷作业

喷射作业按拱墙分段、分层、由下而上的顺序进行。

若断面有较大的凹洼处，先喷平凹洼处。

喷射时先供水，再供料，结束时先停料，后关水。

使喷头尽量垂直于受喷面，喷嘴距离喷面为0.6—1.2m，喷头不停作环形移动，使喷层厚度均匀。

边墙三次喷砼达到设计厚度20—25cm。

拱部因三次喷射困难，分四次喷，喷砼间隔时间15—30分钟。

挂设钢筋网时，使钢筋网保护层不少于3cm。

钢筋网用交叉点焊而成，钢筋网片之间搭接长度不少于15cm。

钢筋网与锚杆及锚定装置联结牢固，喷射时钢筋不得晃动。

为控制粉尘，喷射作业系统水压保持在0.3Mpa以上，喷头风压在0.25Mpa以下。

同时，砂子含水率保持在4—6%。

喷砼终凝两小时后，开始喷水养护，养护时间不少于7天。

（c）喷砼的场地布置及劳力组织

喷砼的平面布置，在满足施工工艺的前提下，力求紧凑，充分利用场地空间及运输情况，避免施工工序干扰。

集料堆料棚设置在洞口附近，用于存储干料，使用保持较低的自然湿度（3—6%），干拌搅拌前严格筛选，防止大块料混入，干拌物料调制前，所用水泥和集料均过秤，以保证砼质量。

砼搅拌机放在洞外，用小车把混合料运到工作面附近，储气筒设置在洞外，工地采用400W聚光灯照明，工人配备规定的防护用品。

2、模注砼衬砌

①全部采用2009的组合钢模，拱架采用24Kg/m轻型钢轨加工拼装为保证施工的垂直度，边墙头板与正面模板连接处设置∠45×45×5的角钢并与正面钢模连接。

②模板排列，做到纵成线、竖成环，进行模板设计。

a、边墙模板从起拱线向下排；b、拱部模板从隧拱中心向两侧对称排。

③砼浇注

③-1、中隔墙砼浇注长度6m为宜，搭脚手架平台，利用泵车直接泵入模。

③-2、边墙拱部砼浇注每次长度6～12m，边墙和拱部砼利用泵车直接泵入模。

③-3、砼拌和运输振捣

a、砼拌和在洞外安装两台750L拌合机，拌合前按规程序进行材料的试验，按设计的配合比搅拌，搅拌均匀，搅拌时间每盘不少于3分钟。

b、砼运输配备1t的翻斗车5辆运送砼。

c、砼浇注捣固采用机械振动棒捣固，分层水平施工，分层厚度（虚）不大于40cm。

灌筑砼宜不间断地进行，若必须终止则不超过砼初凝时间，否则作间歇灌筑处理。

④防水层施工

在初期支护与防水层之间将漏水从衬砌背面集中排到边墙脚。

边墙脚用Φ100mmUPVC软管集中并引入洞人行道下侧沟排走。

布设复合防水层时，采用洞外先拼接成大块体，再在洞大块体铺挂，防水层铺挂采用吊带铺挂，不允许用钉子将卷材钉在喷射混凝土表面，布设时要考虑给防水层一定的松弛度，以便砼衬砌或回填物能紧贴围岩周壁。

对于防水层的接缝，要使两块交接重叠20cm以上，不致使防水层因拉后出现空隙。

对于施工缝，变形缝使用橡胶止水带。

防水层施工时注意与放炮掌子面间的距离，稍比二次衬砌提前，如果离掌子面太近，易被振落。

⑤养护与拆模

隧道砼的相对湿度大于90%时，不洒水养护；相对湿度在90—60%时，洒水保养7—14天；相对湿度小于60%时，洒水保养14—21天。

拆模时间，在拱圈达到设计强度70%以上时拆模。

初期支护及砼衬砌工期计划为2001年1月10日～2001年11月15日。

四、现场量测

1、量测项目

根据本单位以往工程中量测经验，以及现场情况，结合我单位现有的量测仪器确定如下量测项目以反馈信息，保证洞室施工安全。

　　①洞外观察记录

　　②净空水平收敛量测

　　③拱顶下沉量测

2、量测方法、距离、频率、选用仪器

　　①洞外观察记录

　　分开挖工作面观察和已施工区段观察两部分，贯穿隧道施工的全过程，以及时掌握围岩的性质和围岩支护的稳定情况，为安全施工提供直观必要的信息。

　　②净空水平收敛量测

　　该项目主要用于围岩稳定性判别及位移分析，贯穿于整个隧道施工全过程，仪器采用QJ—85型坑道周边收敛仪，同类围岩每30米设一量测断面，在围岩类型及断面变化处也应设量测断面。

　　③拱顶下沉量测

　　该量测与净空水平收敛量测在同一量测断面进行，采用精密水准仪，钢尺或测杆测量。

量测频率表

序号

项目各称

量测频率

1—15天

16—30天

1—3月

3个月后

1

净空水平收敛量测

1—2次/d

1—2次/d

1—2次/周

1—3次/月

2

拱顶下沉量测

1—2次/d

1—2次/d

1—2次/周

1—3次/月

3

洞外观察记录

每次开挖后进行

3、量测数据处理

将量测数据及时输入计算机系统，并绘制“位移—时间”曲线，及距开挖工作面距离关系图。

并对曲线进行回归分析，掌握位移变化规律。

4、量测管理

①施工现场量测组织由3～5人成立量测小组，由总工程师牵头负责测点埋设，日常量测和数据处理。

②量测小组由熟悉量测工作人员组成，量测按有关规要求进行。

五、洞水泥砼路面

水泥砼路面的施工程序为：

在合格的基层上测量放样→立模板→砼厂拌作业→自卸汽车或拖拉机运输砼至施工现场→摊铺振捣→真空吸水→机械整平→人工抹平→人工拉毛→养生→割缝、灌缝→养生。

整个过程中着重抓好厂拌、振捣、整平三个主要环节，以保证砼路面的优良率。

1.水泥砼的厂拌

水泥砼的厂拌作业，本投标人将从材料的选择和先进的检测手段及严密的操作工艺等方面严格把关，以满足本标段水泥砼的质量。

首先对水泥、石子、黄砂等原材料进行分析试验，并将各项指标均达到设计要求的材料分析试验数据报工程师审批，批准后再组织进料，并进行配合比设计。

其次在拌和过程中及时进行坍落度试验、抗压试验和抗折强度试验，严格控制配合比，做到材料堆放分仓，施工配合比挂牌，进料配备自动计量配料系统，从而有效保证砼的质量。

拌好后的砼混合料，在运到施工现场前、不离析、少漏浆。

2.水泥砼的浇筑

砼路面浇筑前，在模板侧铺一层塑料薄膜，以防漏浆，并对支撑稳定情况、基层平整度、润湿情况，以及钢筋的位置和杆装置等进行全面仔细的检查。

①插入式振捣时应仔细到位，不能漏掉每一个角落，然后用平板振捣器振捣。

②工字梁或单杠拖平后，再利用铝合金塔尺人工刮平，偏高的地方刮掉，偏低的地方应严格用原浆混凝土混合料补平，严禁用砂浆抹平。

③真空吸水的时间为22-33分钟左右，结束吸水工作前，真空度应逐渐减弱。

加强每次吸水连结处的处理，以增强砼路面吸水后的整体性与一致性。

④做面前，做好清边整缝、清除粘浆、修补掉边、缺角。

⑤做面宜分二次进行，同时要掌握好做面时间。

⑥抹平。

⑦达到强度后，用刻纹机刻纹。

3.接缝处理

割缝处理也是砼路面浇筑的关键，割缝时间掌握得当，在有效避免水泥砼路面收缩裂缝的产生的同时，增加了路面外观的美观程度。

一般地，当砼强度达到设计强度25%～30%时用切缝机进行切割。

从时间上控制，一般在10-12时切割，随着气温上升和下降，将有所调整。

胀缝应与路面中心垂直，并且缝隙宽度大小一致，缝中不得有浆。

缩缝采用切缝法，采用切缝机进行切割。

施工缝的位置宜与胀缝设计相吻合，传力杆必须与缝垂直，外等长。

4.养护

砼路面完成后7天保湿养护，采用草袋浸湿后养护或用产砼路面养护剂养护，养护期间禁止车辆通行，在达到设计强度后方可开放交通。

六、特殊地段的施工方法

1、洞口施工

由于进出洞口段石质破碎，开挖后围岩自稳能力较差，因此采用短开挖（每次进尺小于1米），强支护（密集锚杆加钢拱架或格栅拱支撑），快封闭（及时喷砼），弱爆破，勤量测的施工原则，确保顺利进洞。

2、应急措施

由于地下工程不可预见因素较多，可能出现塌方，涌水等突发事故，因此在掌子面附近备有15×15cm方木及污水泵，以防患于突然事故。