顶山隧洞1标施组Word格式.docx

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3、工程地质

顶山隧洞所处地段为乌伦古河南岸台地，地势平坦，洞身所经过的地层，为第三系始--渐新统砂岩、泥岩（泥质砂岩）互层，岩层产状290°

NE<

2°

-3°

。

洞轴线方向177.5°

洞身一般埋深为40—50m，最大埋深80m，岩性极弱，隧洞洞身段的围岩均属Ⅳ、Ⅴ围岩，易风化，遇水极易崩解，成洞条件差。

4、交通条件

本工程对外交通运输以公路为主。

南干渠工程的首部与末端对外交通较方便，以乌市为起点，现有东经阜康、富蕴至北屯的216国道，经总干渠伴行公路到达顶山，西经昌吉、克拉玛依、福海、182团场到顶山（或自克拉玛依经乌尔禾、184团场到顶山），现均有国家等级公路相通，自乌鲁木齐经米泉可直达“500”水库，沿南干渠渠线拟建一条永久公路，南起“500”水库，北至顶山分水闸，全长390km。

5、施工材料及其运输

本工程从乌鲁木齐市及乌鲁木齐以外购进的物资，从乌市运输，在顶山附近及阜康各设置一个物资中转站。

本工程所需主材如钢材、水泥、砂石骨料等均由业主供给。

三、设计概况

顶山隧洞工程Ⅰ标段全长7545m，其中进口引渠段130m，桩号0+160～0+290；

洞身段7415m，桩号0+290～7+705：

施工竖井1#～4#，进口引渠段共有4种断面形式：

现浇砼弧底梯形明渠段、明渠渐变段、现浇砼平底梯形明渠段、扭面段。

侧边坡开挖坡比为1:

1.25，马道宽2m。

隧洞断面为马蹄形，洞径5.2m，喷护砼5cm，模筑砼15cm，上仰拱衬砌厚度0.45～0.6m，纵坡1/1000，设计流量47.5m3/s，加大设计流量55m3/s。

隧洞一般埋深40～50m，最大埋深80m，施工竖井采用圆形断面，洞径5.0m，钢绳罐道双罐笼竖井，单个竖井控制长度1.6km。

主要工程量见表1-1。

表1-1主要工程数量表

序号

项目名称

单位

数量

备注

1

土方明挖

万M3

12.5

2

石方开挖

8.6

3

石方洞挖

28.8

4

C25砼

10.2

5

C20砼

1.6

6

C15砼

0.5

7

钢筋

T

9870．0

8

锚杆

根

272693

9

管棚

M

56165

四、施工方案综述

1、施工条件

顶山隧洞Ⅰ标段位于二连洼地南岸的台地上，起点桩号为0+160，终点桩号7+705，全长7545m，隧洞轴线方向177.5°

降坡1/1000，隧洞采用马蹄形断面，洞径5.2m，衬砌厚度0.45～0.6m。

洞身段一般埋深40～50m,最大埋深80m。

隧洞岩性为砂岩，泥岩互层，岩质软弱，岩石成岩作用差，强度低，遇水软化，且有断层破碎带通过，总体属不稳定围岩或极不稳定围岩。

顶山隧洞为引额济乌工程的关键项目之一，也是施工中重点控制项目之一。

工程量大，施工期5年，但每年冬季施工期180天，严寒期120天，施工期仅8个月，没有布置斜井的条件，全洞施工靠进口及隧洞顶部布置的4个竖井共5个施工区9个工作面。

综上所述，该工程地理环境恶劣，岩石成洞条件差，工期紧，需要采取可靠方案精心组织施工。

2、总体施工方案

我局在隧道方面积累了丰富的施工经验，京九铁路上被称为“天字一号工程”的“歧岭隧道”为我局赢得了97年度鲁班奖，施工过程中克服了恶劣的地质条件，战胜了由于软弱围岩造成的各种困难。

正在承担的国家重点工程项目“宝兰铁路复线”工程松树湾隧道，地质为强崩解性和膨胀性围岩，极不稳定。

但在施工中综合运用了隧道开挖的三维数值模拟、监控量测、超前地质预报技术及仰拱防干扰平台等先进施工技术，经项目部全体干部职工的共同努力奋战，进展顺利，得到了业主的高度评价。

我们为了施工好本引水隧洞，派专人对新疆已建成的引额济克总干渠博塔玛依隧洞和西干渠1#、2#隧洞做了深入细致的调查，从调查的情况看，这三个隧洞与顶山隧洞基本属同一地层，在施工中多次出现塌方影响进度和质量的原因是：

a.隧洞超前开挖多，成洞时间过长，未及时支护处理；

b.即使在同一段厚层砂岩中，由于天然含水量的不同，也常造成小的塌方现象；

c.塌方处多为泥岩、砂岩的接触部位，特别是在洞顶上部。

因此，根据我们自己在类似工程方面的丰富经验，结合当地已完同类隧洞的成功经验，对本工程施工方案制定的主导思想为：

采用新奥法施工，以人工、风镐和机械开挖为主，钻爆开挖为辅，短进尺，快支护，尽量减少或消除施工因素对岩体的破坏，并着重观察天然含水量的变化。

2.1明渠施工：

主要用挖掘机挖、装，8t自卸车运输弃料，少部分较硬岩石用带裂土器的推土机裂松，然后由挖掘机及自卸车装运。

2.2洞口施工：

由于洞口处岩体的各种物理力学性质均较差，洞顶薄，成洞条件差，所以采用明拱方式。

施工中采用由外到内的进洞方法，用挖掘机明挖，人工修整配合。

严格控制开挖边坡，并对开挖的泥岩段边坡做好排水防护工作。

2.3隧洞施工：

隧洞施工采用正台阶法，上半断面先行，二次支护。

开挖主要采用人工、挖掘机直接开挖，风镐、风铲配合；

少量较硬岩石用手风钻钻孔微震光面爆破，全断面开挖。

原则是多打孔，少装药，尽量减少对围岩的扰动。

施工中采用超前锚杆或管棚、锚喷、挂网、钢拱架联合支护，砼衬砌采用自制钢模台车，仰拱采用拉模技术，按先仰拱后边顶拱的顺序浇筑。

2.4施工支洞施工：

共布置4条竖井，每条竖井平均控制长度1.6km，进口控制0.89km。

施工竖井采用圆形断面，钢绳罐道双罐笼竖井，竖井开挖采用先开挖导井，然后自上而下分段开挖，喷射砼紧随其后。

2.5砼生产流程

全标段拟设置两座35m3/h的拌和站，其位置详见图2-1，拌和站生产的砼由砼搅拌运输车或自卸车转送，至砼输送泵输送入仓，穿行式钢模台车浇筑。

砼用材料的选用符合《技术条款》指定的国家和行业现行标准，严格按ISO9002标准进行复检和材料检验和试验状态标识。

配合比选配符合《水工混凝土试验规程》（SD105-82）要求。

选定出的配合比所设计的混凝土应满足浇筑时指定条件下的坍落度、均匀性、和易性等要求，并在满足砼设计要求性能的前提下，适量掺加外加剂，以减少水泥用量。

2.6出渣

2.6.1明渠段：

采用1m3挖掘机挖装，8t自卸车弃渣。

2.6.2洞口控制段：

洞脸土方直接用推土机推弃，洞内部分采用1m3短臂挖掘机装，8t自卸车弃渣。

2.6.3竖井控制段：

由0.2m3装岩机装入V形矿车，20t蓄电池机车牵引至竖井底部集料斗，20t卷扬机提升至洞口卸料，8t自卸车运至弃渣场。

五、管理机构及施工队伍的安排

1.管理机构

我局中标后，将根据该工程项目的特点及“项目法”施工的具体要求，在全局范围内抽调富有隧洞工程施工经验的管理人员及业务骨干，迅速组成精干高效的“中铁十四局顶山隧洞工程Ⅰ标段项目经理部”作为该项目驻现场的指挥机构，全面负责、组织、指挥全过程施工，并与业主、监理工程师、设计单位密切配合，搞好施工组织协调及保障工作。

项目部下设工程技术部、安全质量部、测试计量站、物资供应部、机械设备部、计划统计部、财务部、办公室等职能部门，项目部下辖隧洞综合施工一队、二队、三队、四队、五队等五支队伍，负责该合同各项施工任务的完成工作，组织机构详见图1-1《中铁十四局顶山隧洞工程Ⅰ标段项目经理部组织机构图》。

项目经理由我局懂经营、会管理、有丰富施工经验的优秀项目经理担任，项目经理是本合同段的全权代表、主管本标段的全面工作，对本标段的各项工作负全责；

副经理主要负责现场生产管理及施工队伍间的相互协调工作；

总工程师负责工程技术和质量管理，各部门分工协作，确保整个机构及体系正常运行，施工工作顺利开展。

2.施工队伍的安排

2.1隧洞综合施工一队（82人）

该队负责本标段0+160～1+180段明渠及隧洞施工任务，其中明渠段长130m，隧洞890m。

2.2隧洞综合施工二队（166人）

该队负责本标段1+180～2+780段隧洞及1#支洞施工任务，其中包括隧洞1600m，1#竖井约54m，该队通过1#竖井有2个工作面。

2.3隧洞综合施工三队（186人）

该队负责本标段2+780～4+380段隧洞及2#支洞施工任务，其中包括隧洞1600m，2#竖井约38m，该队通过2#竖井有2个工作面，同时负责全标段钢材的加工。

2.4隧洞综合施工四队（165人）

该队负责本标段4+380～5+980段隧洞及3#支洞施工任务，其中包括隧洞1600m，3#竖井约80m，该队通过3#竖井有2个工作面。

2.5隧洞综合施工五队（157人）

该队负责本标段5+980～7+705段隧洞及4#支洞施工任务，其中包括隧洞1725m，4#竖井约60m，该队通过4#竖井有2个工作面。

对全部施工队伍拟配备的施工机械设备和测试仪器详见表1-2。

以上各队人员不足部分从当地劳务市场补充，经技术培训后上岗。

3.施工队伍布置

项目经理部及各施工队伍驻地位置详见图2-1“施工总平面布置图”。

图1-1中铁十四局顶山隧洞工程Ⅰ标段项目经理部组织机构图

办

公

室

3人

财

务

部

2人

计

划统计

机械设备部

3人

物

资供应

测试计量站

8人

安全质量部10人

工程技术部

15人

总工程师1人

项目副经理2人

项目经理1人

项目经理部组织机构框图

隧洞综合施工五队157人

隧洞综合施工三队186人

隧洞综合施工四队165人

隧洞综合施工二队166人

隧洞综合施工一队82人

第二章施工平面布置图及施工方法说明

一、施工交通

本工程施工交通较为方便，总干渠伴行公路基本与顶山隧洞平行。

根据施工生产需要，拟在生产、生活区与总干渠伴行公路间修建便道约2.1km，便道宽6.0m，推土机清废找平，上铺50cm级配料，洒水碾压密实。

修建便道时，做好路基的排水设施，以防雨水浸泡，并尽量减少对便道两侧天然植被的破坏。

施工中经常洒水除尘，将施工作业的扬尘减少至最低限度。

二、施工及生活供电

为满足施工及生活用电，拟在每个竖井进口附近设480kw发电机组各一组，在洞口一队驻地附近设250kw发电机组一组。

洞内供电采用400/230V三相四线系统两端供电，动力设备采用三相380V，成洞地段的线路使用绝缘良好的橡皮线架设，施工地段临时线路宜采用橡套电缆，竖井使用铠套电缆。

三、施工及生活供水

施工及生活用水拟用水罐车自顶山管理处附近拉取，经检验符合规定要求后方可使用，在进洞口及每个竖井位置修建120m3蓄水池各一个，为了防冻，蓄水池埋入地下，通过供水管道供水，管径50mm，管路铺设时注意要保证质量，确保不漏水，并做好防冻措施。

四、施工照明

施工照明一律采用电灯照明，成洞段和不作业地段可用220V电压，洞内施工区电压不得超过36V，手提作业灯为12V～24V，照明和动力线路安装在同一侧时，必须分层架设，禁止在动力线路上加挂照明设施，洞外照明选择镐灯。

五、施工通信

项目部拟设程控电话两部，各施工队均设程控电话1部，施工现场通讯拟设内部电话网，电话进洞，同时洞内设电铃以约定信号交流、传递信息。

六、砂石料和土料开采加工系统

业主在顶山料场提供本工程所需全部砂石料，拟用自卸车购进后，经试验室检验合格后，进入堆料场贮存。

七、砼生产系统

为了保证砼质量，全标段拟设置两座35m3/h的拌和站，其位置详见图2-1，拌和站由砂石料场、水泥库、锅炉房、搅拌机及试验室，每个拌和站占地6亩。

拌和站及堆料场拟用推土机清废推平后，洒水压实，并用水泥砼硬化。

拌和站生产的砼由砼搅拌运输车或自卸车转送，至砼输送泵输送入仓，穿行式钢模台车浇筑。

八、施工机械修配和加工厂

拟在隧洞进口及4个竖井处均设置机械修配厂、材料加工厂和预装配场地，钢筋及钢材加工厂设在2#竖井处，下料加工成形后，用5t自卸车运送，机械修配和加工厂地基处理同拌和站。

九、仓库和堆料场

炸药库设在垂直进洞口往西0.5km处，与雷管库间距大于15m，并派专人看管。

其中炸药库20m2,洞挖雷管库3m2,守卫房15m2,设安全网75m2。

各建筑均为高窗，铁门，独立砖混结构。

以上设施均考虑防洪排水，并防止水土流失。

十、临时房屋建筑和公用设施

本标段设施工区和生活区，生活区设职工娱乐中心，项目部占地2000m2,5个综合施工队占地1200m2×

5=6000m2。

十一、施工总平面布置图

本标段施工总平面布置图详见图2-1；

进口施工平面布置图见图2-2；

竖井口施工平面布置图见图2-3。

第三章进口引渠和洞口施工方法

进口引渠从0+160至0+290段，包括现浇砼弧底梯形明渠段、明渠渐变段、现浇砼平底梯形明渠段、扭面段四部分；

从0+290至0+310段为洞口渐变段，全段埋深为0～11m。

进口岩性为砂岩夹泥岩、泥质砂岩、砂质岩，呈层状结构，有地下水干扰，结构面不发育，岩质极软，成岩作用差，强度低。

设计上在洞口段采用了混凝土明拱和砼预制块铺砌仰拱的加固方式。

进洞方法采取由外向内分部掘进的施工方法。

一、开挖

由于开挖量较大，需要开挖沟槽，故采取自外向内，自上而下分层开挖。

覆盖土层采用135kw推土机推运50m侧面弃方，岩层采用裂土器配合1m3～2.2m3的挖掘机挖装，8t～18t自卸车外运0.5km弃料，其开挖施工程序见图3-1：

施工准备

机械设备就位

裂土器松土

边坡防护

自卸车外运

挖掘机挖

人工修整边坡

图3-1进口引渠开挖施工程序图

1、为了保证洞口施工安全，侧边坡和洞脸边坡设置宽2.0m的马道，并在马道外侧设挡渣墙。

2、边坡开挖自上而下分层开挖，边开挖、边防护、边验收，防止危石坠落和岩面在外界环境影响下继续风化变质。

3、在洞口接近设计边坡附近，要谨慎开挖。

4、为防止地表径流流向洞口，开挖前先设置“天沟”排向洞口两侧底部，避免地表水沿洞脸山坡漫流。

5、由于该段有地下水干扰，故要进行地下水疏干。

在沟槽底部钻孔，孔径50～100mm，间距2～10m，孔深超过可能产生滑动的软弱结构面或为理论深度的1.5倍。

见图3-2。

6、洞口明挖至设计高程，做明拱支护。

做明拱前，在明拱衬砌范围内用锚杆与明拱拱顶联成统一结构，待明拱达到一定强度后，在开挖洞口段。

7、接近底板等部位30cm时，改用人工修整，以免造成超挖现象或对边坡造成过大扰动。

二、边坡防护

侧边坡采用了放缓坡度及增加马道的措施达到边坡的稳定要求；

在洞口仰坡采取铺砌砼预制块即覆盖方式以保护坡体不受渗水侵害。

待明拱施工完毕进洞后即进行仰坡的防护铺砌，自下而上分层铺砌。

三、砼浇筑

进口引渠和洞口现浇砼结构形式共有四种：

弧底梯形明渠、平底梯形明渠、扭面明渠和明拱段。

1、明渠砼浇筑施工程序，见图3-3：

备料

砼拌和

清基验收

砼运输

铺设二布一膜

仓面准备

接缝处理

立模

模板加工

砼养护

浇筑砼

图3-3明渠砼浇筑施工程序图

2、明拱砼浇筑施工程序，见图3-4：

3、砼浇筑的施工方法要点：

⑴砼配合比必须通过试验选定，其试验方法按照《水工混凝土试验规程》（SD105-82）有关规定执行并把配合比设计成果报送监理工程师审批。

⑵在混凝土浇筑过程中，按照《水工混凝土试验规程》（SD105-82）的规定和监理工程师的指示，在出料口和浇筑现场进行砼取样试验，并向监理工程师提交规定的各种详细材料。

⑶砼拌和采用具备电子称量自动配料系统的固定拌和设备。

⑷运输采用砼搅拌运输车或1t机动小翻斗车卸入集料斗后入仓。

⑸浇筑前必须清除岩基上的杂物、泥土及松动岩石，并报请监理工程师认可后，方可浇筑砼。

⑹在浇筑边坡砼时从最低处开始。

⑺砼浇筑保持连续性，如间歇时间超出允许时间范围，则按工作缝处理。

⑻无模板混凝土可避免其表面出现干缩裂缝，必须在新浇砼表面及时喷雾，或加盖聚乙烯薄膜，以保持砼表面湿润和降低水份蒸发损失。

喷雾时水份不要过量，要求雾滴直径达到40～80μm，以防止砼表面泛出水泥浆液，保湿应连续进行。

⑼养护采用洒水养护。

侧墙回填土

立外模

浇筑底板

浇筑墙身及拱顶

立内模

底板养生

运输

运

输

图3-4明拱砼浇筑施工程序图

第四章洞身的施工方法

一、洞身施工程序

根据本工程的特点，洞身施工采用平行作业方式，其施工程序见图4-1：

竖井施工

洞口施工

反馈信息，完善方案

超前支护

分台阶开挖

平行作业

施工量测

一次支护

确定二次支护时间

砼衬砌（即二次支护）

灌浆工程

清理及验收

图4-1洞身施工程序图

二、开挖衬砌顺序

1、该隧洞施工中拟采用超短正台阶法开挖，上半断面先行，二次支护的施工方法。

上台阶高约3.15～3.55m，断面积15.6～19.8m2,下台阶高2.975m，断面积18.8～21.1m2。

上台阶循环进尺1.0～1.5m，下台阶循环进尺1.0～2.0m，上台阶领先3～5m。

主要利用人工、风镐，配合机械开挖，尽可能不爆破，尽量减少或消除施工因素对岩体的破坏，并注意天然含水量的变化，紧跟作业面一次支护快速衬砌。

一次支护中超前锚杆、锚喷、挂网、钢拱架联合支护，必要时使用管棚超前支护。

其开挖衬砌顺序图4-2所示。

三、开挖

开挖方法根据本工程的地质特性，针对围岩成洞条件不同分别采取如下施工方法：

3.1人工、机械法：

除局部较硬岩石采用人工手风钻爆破法开挖外，其余均采用人工、挖掘机直接开挖，风镐、风铲配合的方法。

挖掘机采用1m3小型短臂型，上台阶先行3～5m，二次支护。

对于有地下水干扰的洞段必须采用排水措施，布置浅孔排水管，底部布置排水沟，集水井，采用水泵抽水、排水。

3.2钻爆法：

爆破部分以新奥法为准则，采用微震光面爆破全断面开挖法，加强锚喷支护和施工量测等施工手段。

钻孔据岩石情况采用手持式风钻，在自制轨行式台车上钻孔，每台风钻控制约3m2,钻孔深度1.3～1.6m，爆孔利用率90%，循环进尺0.8～1.2m，起爆方式采用非电毫秒雷管，塑料导爆管组成的引爆系统，孔内延期微差光面爆破，炮孔堵塞采用炮泥。

开挖成形后立即进行喷射砼及锚杆挂网支护。

3.2.1爆破参数的确定

为保证围岩的完整性，达到控制岩体开挖轮廓，控制超欠挖，在超前锚杆支护的条件下，拟采用微震光面爆破全断面开挖的方法，采用平行直孔掏槽的单空孔菱形掏槽方式，其各种参数计算如下：

（1）单位岩体炸药消耗量（采用戈斯帕扬公式）：

q=（（（f-3）/3.8）1/2+L1K1η/S）*K2K3Fs

=（（（3.5-3）/3.8）1/2+1.45*0.6*0.9/36.6）*881/1000*0.85*1

=0.28（kg/m3）

式中：

L1-平均钻孔深度

K1-炮孔装药量充填系数，取0.6

η-炮孔利用系数，取0.9

K2-等效炸药换算系数，取0.881

K3-岩体裂隙率的修正系数，取0.85

Fs-自由面数量，取Fs=1

S-平洞开渣断面积

f-坚固系数，根据招标文件提供的资料，取3.5

（2）开挖断面的钻孔数量（采用译波尔建议公式）：

N=a1+a2S

=25.1+0.65*36.6

=48.89≈50（个）

（3）每个炮孔的装药量：

qd=SL1ηq/N

=36.6*1.45*0.9*0.28/50

=0.26（kg/孔）

（4）一次开挖循环的炸药用量：

Q=N*qd

=0.26*50

=13（kg）

（5）掏槽孔的炸药用量：

qcut=1.25*Q/N

=1.25*13/50

=0.33（kg/孔）

（6）周边孔的平均炸药用量：

qp=aWIp（0.5～0.9）q

=0.50*0.6*1.6*0.9*0.28

=0.12（kg）

a-周边孔距，取a=W=0.6m

W-周边孔最小抵抗线，m

W=（20～40）*d

=0.6

d-药包直径，取17mm

Ip-周边孔的孔深，取1.6m

根据各参数的计算结果,结合本工程特点,汲取以往施工经验,对隧洞爆破参数和布孔拟做如下调整,详见表4-1和图4-3。

表4-1隧洞爆破参数表

项目

开挖断面

循环进尺

掏孔方式

炮孔数量

炸药用量

单位耗药量

爆破方式

孔距

最小抵抗线

炮孔密集系数

炮孔直径

药卷直径

不偶合系数

超挖控制

M2

m

个

Kg

Kg/m3

Cm

Mm

数据

36.6

1.2

单空孔菱形

54

11

0.30

光面爆破

40-120

65-80

0.62

φ40

φ17

2.35

预留20-30cm松动层，人工修整

3.2.2施工工艺及施工要点

3.2.2.1钻爆法掘进施工工艺见图4-4。

准确定