高台子隧道专项施工方案已审.docx

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高台子隧道专项施工方案已审

1.编制依据1

2.工程概况1

3.前期施工准备工作6

4.施工进度计划9

5.施工组织方案要点11

6.各级围岩段施工方法和施工工艺13

7.初期支护施工控制及施工工艺21

8.混凝土衬砌施工25

9、隧道掘进施工中超前支护措施及施工工艺26

10.衬砌防排水施工27

11.水泥混凝土路面施工30

12.监控量测31

13.通风方案34

14.照明36

15.质量保证措施37

16.安全保证措施39

17环境保护措施45

18.文明施工措施46

19.施工工期保证具体措施47

20.冬、雨季施工安排47

21.农忙季节及“三节（端午节、中秋节、春节）”工作安排48

22.夜间施工措施48

23.隧道施工应急预案49

附图1施工现场平面布置图59

附图2施工进度横道图60

附图3新奥法施工工艺流程框图61

附图4洞外土方开挖施工工艺框图61

附图5明洞开挖施工工艺框图62

附图6初期支护施工工艺框图62

附图7Ⅳ级围岩段正台阶开挖法施工工艺框图63

附图8Ⅲ级围岩全断面开挖法施工工艺流程64

附图9D25中空注浆锚杆施工工艺框图65

附图10混凝土衬砌施工工艺框图66

附图11长管棚施工工艺框图67

附图12小导管注浆施工工艺框图68

附图13防水卷材无钉孔铺设工艺流程69

附图14围岩现场监控量测工艺框图70

附图15围岩现场监控量测工艺框图71

高台子隧道专项施工方案

1.编制依据

1.1国家现行的有关法律、法规、政策等；

1.2招标文件、合同文件、施工图设计、工程量清单及总体施工组织设计；

1.3《民爆物品管理条例》（国务院令第466号）；

1.4《爆破安全规程》（GB6722-2011）；

1.5《小型民用爆炸物品储存库安全规范》GA838-2009；

1.6《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009

1.7《公路隧道施工技术细则》JTG/TF60-2009

1.8《公路隧道施工安全技术规范》JTGF90-2015

1.9《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）；

1.10《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2011；）

1.11《公路路面基层施工技术规范》（JTG/TF20-2015）；

1.12《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；

2.工程概况

高台子隧道都位于吉林省集安市太王镇境内，为一座上、下行分离（洞口小净距）的四车道高速公路长隧道。

隧道起讫桩号LK8+000-LK10+792，长2792m，右线RK7+997-RK10+754，长2752m。

隧道平纵曲线和隧道几何尺寸净空断面标准按80Km/h设计速度设计；建筑限界宽度为10.25m，建筑限界高度为5.0m，高台子隧道左、右线间有车行横洞2处，人行横洞7处。

2.1隧道设计技术标准

2.1.1公路等级：

双向四车道高速公路；

2.1.2设计速度：

80Km/h；

2.1.3设计荷载：

公路—1级；

2.1.4建筑限界：

建筑限界宽度：

0.75+0.50+2×3.75+0.75+0.75=10.25m

建筑限界高度：

5.0m

2.2地形地貌概况

高台子隧道隧址区位于吉林省东南部老岭山脉西南段的南侧，鸭绿江西北部。

属侵蚀构造中低山地貌。

隧道工作区山顶高程640～650m，左幅进、出口高程分别为273.283m和301.822m，右幅进、出口高程分别为274.126m和301.260m。

沿洞线地形坡度15°～25°。

洞线区地形完整，无沟谷切割。

隧道覆盖层厚度较薄。

边坡无滑坡、泥石流等不良地质，边坡中未见结构面不利组合，整体山坡稳定性较好。

2.3水文条件

隧道地处欧亚大陆东，濒临黄海、渤海、日本海，深受海洋的影响，因此，气候具有海洋型（湿润型）亚温带大陆性季风气候，其特点是，冬冷夏热，时段较长，春干秋爽，时段较短，四季分明。

年平均气温6.5℃，７月最暖，平均气温23.2℃，１月最冷，平均气温-14.5℃，极端最高气温37.7℃，极端最低气温-36.2℃；年平均降水量为947㎜，气温高，降水多，是吉林省的高温中心，仅次于长白山天池降水的多雨中心，素有“吉林省小江南”之称。

5~9月平均降水量753mm，占年降水量的80%；年湿润系数为1.89，属于湿润区；年平均日照时数2284小时，太阳辐射年总量为116242kcal/C㎡；秋霜初日平均日期在10月2日，春霜终止日期平均在5月5日，无霜期平均149天；常年稳定通0℃以上积温3560℃，持续236天。

隧道内存在丰富地下水，地下水为基岩裂隙水。

受大气降水补给，向河谷和下游河流排泄。

根据钻孔资料，地下水位进口埋深4.50m，分部高程为287.50m，出口水位埋深14.00m，分部高程295m。

基岩裂隙水主要分布于岩石的裂隙中和构造破碎带中，透水性及富水性受控于岩石的裂隙发育程度及构造破碎带的发育程度，受季节影响，水位变化较大。

隧道区地下水环境类型属Ⅲ类，隧道区内地下水对混凝土结构具有微腐蚀性。

2.4工程地质构造

隧址区位于浑江陷褶断束（Ⅱ）之鸭绿江凹褶断束（Ⅲ）北部，区域性断裂-鸭绿江壳断裂局工程区相对较近，断裂主体未经过隧道区，在集安一带沿鸭绿江延伸。

自更新世以来无活动迹象，数非活动性断裂。

根据物探、地址调绘和钻探资料，隧道区分布有F1、F2和F3三条断层，其特征如下：

F1：

位于左幅桩号LK8+270m，走向N85°W，倾向SW，倾角70°，破碎宽度25.0m左右，由断层泥、糜棱岩、碎裂岩组成，性质不明。

F2：

位于左幅桩号LK19+175m，走向N45°W，倾向SW，倾角70°，破碎宽度15.0m左右，由碎裂岩组成。

F3：

位于左幅桩号LK9+965m，走向N53°E，倾向NW，倾角75°，破碎宽度20.0m左右，右断层角砾岩，碎裂岩组成。

2.5地震及区域稳定性

境内地震与鸭绿江断裂带活动关系密切，近期鸭绿江断裂带震级最高为里氏4.2级（1965年5月30日），震中位于朝鲜狼林山，距集安市36公里。

近三十年来，全市50公里范围以内，发生3级以上地震3次，其余均为1～3级小震，本区没有Ⅵ以上地震历史记载。

根据建设部[1993]13号文、吉林省城乡建设环境保护厅吉建抗字[1993]4号文规定、《吉林省地震动参数区划工作图》和《中国地震区规划》GB18306-2001，本区设防标准为50年超越10%的震动峰值加速度为<0.05g，地震基本烈度小于Ⅵ度，地震反应谱特征周期0.35s，属于构造稳定地区。

2.6不良地质作用

隧道区通过的山体见有三条断层，倾角很陡，在洞身段通过，对边坡稳定无影响。

未见结构面的不利组合，山体时稳定的。

进出口的后山坡边坡坡度较缓、无滑坡体、泥石流等不良地质，边坡稳定性好。

隧道区稳定性好，但进出口均位于冲沟中，应注意雨季沟水携带泥石流等混杂物，易堆积进出口，堵塞洞口现象发生，应引起注意。

隧道区未发现风吹雪不良地质问题，不存在有毒、可燃有害气体溢出，本地区未有放射性岩体存在。

2.7岩土体工程地质特征及隧道围岩级别构成

2.7.1土体工程地质特征

隧址区表层零星分布的土体主要以碎石为主，厚度0.5m～1.5m，工程地质性能一般，出口坡脚处基岩露出。

2.7.2岩体工程地质特性

隧址区分布的岩体主要组成：

覆盖层为第四季坡积松散堆积物（Q4el+dl），基岩主要以燕山早期花岗岩，次为闪长岩。

花岗岩：

浅黄色～肉红色，斑状结构，块状构造，主要矿物成分为石英、斜长石、角闪岩等。

节理裂隙发育，岩石坚硬；闪长岩：

以岩脉形式分布花岗岩中，深灰色，细粒结构，块状构造，岩体较破碎、破碎，矿物以斜长石、角闪石等，岩质坚硬。

表1：

高台子隧道表

隧道名称

布置形式

起讫桩号

长度（m）

洞内线性

围岩级别（m）

坡度（%）坡长（m）

平曲线

洞门

Ⅴ级

Ⅳ级

Ⅲ级

高台子隧道

分离式

LK8+000

LK10+792

2792

1.021%/2900

进口：

R-1400左转曲线

出口：

R-1400左转曲线

5

RK7+997

RK10+754

2757

+0.96%/2840

进口：

R-1100右转曲线

出口：

R-1100右转曲线

35

252

685

1635

2.8本隧道围岩类型、支护类型及辅助施工措施

隧道围岩级别分为Ⅲ、Ⅳ级和Ⅴ级围岩，衬砌结构按照施工方法和作用在支护上荷载的差异，分为明洞衬砌和复合式衬砌。

根据隧道埋深、开挖宽度及围岩级别的不同复合衬砌形式分为九种：

JQ5、QM5、SM5、JQ4、SM4-1、SM3、SM3-1、JJ3和JJ3-1其复合衬砌支护参数见表2。

表2：

复合衬砌支护参数表

衬砌

类型

初期支护

二次衬砌

超前支护

锚杆

钢筋网

喷射砼

钢拱架

明洞

边仰坡防护

Φ22砂浆锚杆L=3m（@1*1m）

边仰坡防护：

单层φ6钢筋网（@20*20cm）

边仰坡C20喷射砼8cm

拱墙及仰拱C30模筑钢筋砼60cm

JQ5

D25中空注浆锚杆，间距100（环）*60cm（纵）L=3m梅花形布置

单层φ8钢筋网间距20*20cm

C25喷射砼26cm

型钢钢架Ⅰ20a工字钢

纵距60cm

拱墙及仰拱C30模筑钢筋砼50cm

φ42*3.5超前导管，环向间距0.418m，L=4.2m,纵向间距3m

SM5

D25中空注浆锚杆，间距100（环）*80cm（纵），L=3m梅花形布置

单层φ8钢筋网，间距20*20cm

C25喷射砼24cm

型钢钢架I18工字钢

纵距80cm

拱墙及仰拱C30模筑钢筋砼45cm

φ42*3.5超前导管，环向间距0.408m，L=4.4m,纵向间距3.2m

QM5

D25中空注浆锚杆，间距100（环）*75cm（纵）L=3m梅花形布置

单层φ8钢筋网间距20*20cm

C25喷射砼26cm

型钢钢架I20a工字钢

纵距75cm

拱墙及仰拱C30模筑钢筋砼50cm

φ42*3.5超前导管，环向间距0.418m，L=4.2m,纵向间距3m

JQ4

D25中空注浆锚杆，间距100（环）*80cm（纵）L=3m梅花形布置

单层φ8钢筋网间距20*20cm

C25喷射砼24cm

型钢钢架I18工字钢

纵距80cm

拱墙及仰拱C30模筑钢筋砼45cm

φ42*3.5超前导管，环向间距0.408m，L=4.4m,纵向间距3.2m

SM4-1

Φ22砂浆锚杆，间距120（环）*120cm（纵）L=2.5m梅花形布置

单层φ8钢筋网间距25*25cm

C25喷射砼21cm

格栅钢架

纵距120cm

拱墙C30模筑砼40cm

Φ25砂浆锚杆，环向间距0.415m，L=4.8m,纵向间距3.6m

SM3

Φ22砂浆锚杆，间距120（环）*120cm（纵）L=2.5m梅花形布置

单层φ8钢筋网间距25*25cm

C25喷射砼12cm

拱墙C30模筑砼35cm

SM3-1

Φ22砂浆锚杆，间距100（环）*100cm（纵）L=2.5m梅花形布置

单层Φ10钢筋网间距20*20cm

C25喷射砼12cm

拱墙C30模筑砼35cm

JJ3

Φ22砂浆锚杆，间距120（环）*110cm（纵）L=3m梅花形布置

单层φ8钢筋网间距25*25cm

C25喷射砼15cm

拱墙C30模筑砼45cm

JJ3-1

Φ22砂浆锚杆，间距100（环）*100cm（纵）L=3m梅花形布置

单层Φ10钢筋网间距20*20cm

C25喷射砼21cm

格栅钢架

纵距100cm

拱墙C30模筑砼45cm

3.前期施工准备工作

3.1混凝土搅拌厂建设

根据本工程的设计图纸结合施工现场的地形地貌情况，从树立企业形象、施工生产的实际需要和材料运输经济性等角度出发，拟建两处砼搅拌厂。

1#搅拌站拟设于高台子隧道进口线路左侧，占地面积约1400m²，远离居民区，配备2台型HZS75型拌和站，生产能力为90m3/h。

2#搅拌站设于高台子隧道出口主线路线左侧LK11+018～LK11+063处，远离居民区，占地面积约1668m²，设置2台HZS75型拌和站，生产能力为90m3/h。

3.2施工便道建设

在便道的选线及建设过程中，项目区域分布只有一条G303国道，与之相连农村公路较少，筑路材料采购运输只能利用G303及农村土路运输，对于大量的现有公路不能通达的工点，新修施工便道进行运输。

同时完善其他排水设施和安全设施，确保便道畅通。

施工便道情况见表3：

表3施工便道表

序号

便道起点

长度

便道终点

备注

1#

G303国道K7+200处

5.5km

高台子隧道进口

1#便道利用1标便道约4km，新修1.5km

2#

G303国道K13+400处

1.1km

高台子隧道出口

2#便道为利用当地乡村道路，进行拓宽

3.3水电供应情况

高台子隧道的2处搅拌站选址均靠近河流，水量充裕，水质纯净，可满足混凝土拌和需要。

其中隧道供水系统在隧道附近的河流处挖一个集水坑，并就近设置抽水泵房，经上水管路泵送至高位水池中（与隧道洞口掌之面最小高差约40m），经下水管路送水至洞内及生活区。

送入洞口的压力水，保证掌子面用水压力不小于0.3MPa。

冬季施工时采取保温措施。

通过与地方电力管理部门联系，将架设电力专线，在施工现场就近设变压器，保证生产生活的需要，但在专线接通前，每个施工队配1台300KVA以上功率的柴油发电机保证生产需要。

高台子隧道入口安装3台500KVA变压器（与施工队生活区、钢筋加工区及高台子隧道进口施工共用），高台子隧道出口安装2组800KVA变压器（与施工队生活区、钢筋加工区及高台子隧道出口、高台村大桥、高台沟大桥施工共用）。

3.4空压机房的设置

空压机房就近设在洞口附近,以减少风压损失。

3.5火工品库房的设置

根据项目部的总体规划，火工物品仓库设有3座（1号库为1座5吨库，2号库为1座5吨库，3号库为5吨），1号库距高台子隧道入口约800米，2号库距高台子隧道出口约1000米，3号库距五女峰隧道800米，炸药库和雷管库分开设置,相隔距离符合有关爆破安全操作规程的规定,并远离施工和生活区。

3.6生活区

高台子隧道进口及出口各安排1个施工队伍，同时设生活区和办公区。

3.7钢筋加工场地的建设

为了保证钢材加工过程中洁净及存放期内部被雨水侵蚀而生锈，在钢筋加工场地地面采用C20水泥混凝土进行硬化，钢架顶棚加盖。

3.8施工场地平面布置

本着因地制宜、运输方便、布局合理、紧凑、尽量减少施工用地的原则进行规划建设。

3.9机械设备配置原则：

3.9.1坚持以人为本，尽量实行机械化施工，最大限度地减轻施工人员的劳动强度；

3.9.2机械设备的选择应该满足施工工艺的要求，同时能提高工程质量、保证施工安全和节约工程成本和加快建设进度的作用；

3.9.3施工机械的合理组合，做到主机与辅机在台数和生产能力上相适应，作业线上的各种机械相互配套合理。

表4：

机械设备配备一览表

序号

名称

单位

数量

型号或能力

备注

1

挖掘机

台

6

PC-220

2

装载机

台

10

ZLC50

3

自卸车

台

20

15T以上

满足施工需要为准

4

空压机

台

12

20m³/min

5

搅拌站

台

4

HZS75型

6

砼输送车

台

8

10m3

7

砼输送泵

台

4

HTB60

8

风动凿岩机

台

80

YT-28

9

变压器

台

3

500KVA

10

变压器

台

2

800KVA

11

发电机

台

2

300KVA

12

潜孔台车

台

2

开山

13

污水处理站

台

2

14

砼喷射机

台

8

湿喷机

15

水泥浆拌合机

台

8

JB-100

16

注浆机

台

8

17

全液压钢模衬砌台车

台

4

自制

18

穿行式工作台车

台

4

自制

19

通风机

台

4

2*110KW

20

水泵

台

12

150S78

21

电焊机

台

30

BX-500

22

切割机

台

8

GT40A

23

冷弯机

台

2

3.10项目施工组织机构

为确保优质、高效、安全、文明地完成本工程建设任务，本工程中标后，公司选配了具有丰富施工经验、科学务实的管理人员和工程技术人员以及专业的施工队伍组建“吉林省集通高速公路02标项目经理部”。

3.11施工队伍及劳力组织计划

高台子隧道进口由隧道一队施工，高台子隧道出口由隧道二队施工，每个施工队在两个洞口各安排劳力65人，每个洞口劳动力分六个班组，具体任务分工和劳力安排详见表5。

表5：

隧道施工劳动力分配表

工班

项目

掘进班组（人）

出碴班组（人）

初期支护

班组

（人）

砼班组（人）

构件加工班组（人）

机电保障班（人）

合计（人）

左洞施工队

右洞施工队

担负主要施工任务

钻孔、连线、装药、爆破、超前支护

洞内装碴、运输、洞外弃碴倒运

洞内喷锚、挂网、拱架

初期支护找平、挂防水板、砼拌和、运输、灌注、

拱架、锚杆、钢筋网、大管棚等加工

负责施工机械保养、维修运输等。

4.施工进度计划

4.1工期计划：

计划总工期为18个月；施工准备1个月；隧道掘进：

12个月；双洞两个掌子面掘进，平均每单洞掘进速度Ⅴ级围岩65m/月，Ⅳ级围岩108m/月，Ⅲ级围岩180m/月；二次衬砌（含防水层），紧跟开挖掌子面，开挖完成后1个月左右完成二衬。

水沟、电缆槽：

每个洞口按200m/月安排。

路面：

每个洞口按400m/月安排。

4.2各级围岩段施工进度控制计划

4.2.1Ⅴ级围岩地段

1、开挖支护作业循环以每循环进尺1.2m算，施工放样40分钟，导管打孔注浆120分钟，开挖150分钟，初喷砼40分钟，立架60分钟，锚杆施工150分钟，复喷砼150钟，合计用时710分钟每循环。

2、Ⅴ级围岩地段（单侧壁导坑法）开挖支护月进度估算

每循环进尺0.9m，每天完成2个循环，每天进尺1.8m，月进尺48.6m。

（实际按每月27天安排施工）施工时短开挖、早封闭、强支护、衬砌紧跟、以策安全。

3、Ⅴ级围岩地段（预留核心土法）开挖支护月进度估算

每循环进尺1.2m，每天完成2个循环，每天进尺2.4m，月进尺65m（实际按每月27天安排施工）。

施工时短开挖、早封闭、强支护、衬砌紧跟、以策安全。

4.2.2Ⅳ级围岩段

台阶法施工

每循环进尺2m，每天2.0个循环。

每月实际施工按27天计算，月进尺108m，上、下半断面为平行作业。

工序安排循环时间见表6

表6Ⅳ级围岩正台阶法掘进喷锚作业循环时间图

作业名称

作业

时间

min

循环时间（min）

6

4

80

840

900

960

上台阶开挖

测量放线

30

钻孔装药

240

通风排烟找顶

30

出碴

240

初期支护

210

下台阶开挖

测量放线

30

钻孔装药

240

通风排烟

30

出碴

240

初期支护

210

4.2.3Ⅲ级围岩段

循环进尺计划如下：

每循环进尺为3m，每天2.0循环，每月按27d考虑，完成掘进180m。

工序安排循环时间见表7

表7循环进尺时间表

作业名称

作业时间

min

循环时间（min）

6

4

80

840

900

960

测量放线

60

钻孔装药

240

通风排烟找顶

60

出碴

300

初期支护

120

5.施工组织方案要点

5.1总体施工方案

隧道的围岩主要是Ⅲ级、Ⅳ级为主，出入口部分为Ⅴ级围岩。

高台子隧道计划两头同时掘进施工。

明洞段采用明挖法逐段开挖施工，各幅隧道进出口均配备一套凿岩台车、防水布台车和衬砌台车以及通风设备，Ⅴ级围岩洞口加强段以超前大管棚、超前小导管作为辅助施工措施，Ⅳ级围岩段以超前锚杆、超前小导管作为辅助施工措施，隧道开挖采用光面爆破或预裂爆破，尽量减小对围岩的扰动。

软岩地段施工始终坚持“弱爆破、管超前、预注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测、紧衬砌”的原则。

制定进洞方案时，本着“早进洞，晚出洞”的原则，结合现场的实际地形、地势，尽量采用“零开挖”进洞方案，减小洞口边仰坡的开挖，保证山体的稳定性，尽可能保持原地形的绿色植被坡面。

喷射砼采用湿喷工艺，防水板采用1.5mm厚EVA防水板，二次衬砌采用整体式模板台车浇筑，出渣采用自卸车无轨运输方案运至弃渣场。

施工中坚持进行超前地质预报，运用先进的监控量测技术，获取围岩状态参数，通过对数据的分析和处理及时反馈指导施工；同时通过监控量测，根据围岩及支护变化情况，及时反馈信息，调整支护参数，确保施工及支护结构安全。

新奥法施工工艺流程（见附图3新奥法施工工艺框图）

5.2进洞施工方案

采用套拱法进洞。

5.3洞内装渣运输方案

采用装载机装碴，自卸汽车运输。

找顶采用挖掘机，并辅以人工配合。

5.4通风排烟设置方案要点

为了满足洞内各项作业所需要的最大风量。

具体一是按照每人每分钟供应新鲜空气3m3计算；每1kw内燃机械供风量不小于3m3/min，最小风速不小于0.25m/s，具体方案按本专项方案通风方案。

5.5洞内排水方案要点

高台子隧道纵坡设计为单向坡，在进洞口施工为上坡洞，在出洞口施工