隧道洞身开挖工程专项施工方案

隧道洞身开挖工程

施工方案

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目录

1. 编制依据 (13)

1、重庆渝北至长寿高速公路（渝长高速公路扩能）YCTJ3合同段施工合同。 (13)

2、重庆渝北至长寿高速公路（渝长高速公路扩能）YCTJ3合同段两阶段施

工设计图纸。 (13)

3、重庆渝北至长寿高速公路（渝长高速公路扩能）YCTJ3合同段隧道总体

施工方案。 (13)

4、国家和交通部现行有关标准、规范、规程、办法等，主要有： (13)

（1）《公路工程质量检验评定标准（土建工程）》（JTG F80/1-2004） (13)

（2）《公路工程施工安全技术规程》（JTG F90-2015） (13)

（3）《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009） (13)

（4）《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60-2009） (13)

（5）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2015） (13)

5、重庆北新渝长高速公路建设有限公司《北新渝长高速公路施工标准化指南》。 (13)

2.编制原则 (13)

3.工程概况 (14)

3.1工程简介 (14)

明月山隧道左线长2313m，右线长2292m，为长隧道。其中，本合同段施

工左线长度为1420m，施工右线长度为1404.4m，以IV、V级围岩为主，有瓦斯、采空区和岩溶等不良地质，地质较差。隧道建筑限界：主洞14.75×5m，紧急停

车带17.75×5m，车行横通道6.5×5m，人行横通道2.0×2.5m。 (14)

3.2工程地形、气候、地质条件 (14)

明月山隧道属构造剥蚀丘陵低山地貌及溶蚀峰丛洼地地貌，区内植被发育，纵向坡度较大，陡坎林立，坡体上部为薄层残坡积粉质粘土覆盖。 (14)

进口段属构造剥蚀丘陵低山地貌，处于剥蚀山前沟侧斜坡地带，自然坡角

约20～30°，坡向约250°，基岩零星出露，地表覆盖粉质粘土，灌木发育，

高程为298.00～536.00m，地层为泥岩、页岩、砂岩。 (14)

洞身段为属溶蚀峰丛洼地地貌，隧道横穿明月峡背斜形成的背斜山，背斜

核部由三叠系下统嘉陵江组碳酸盐岩组成，标高一般在300～550m，最高标高565m；近轴部由三叠系下统嘉陵江组、中统雷口坡组碳酸盐岩构成岩溶槽谷，标高一般在260～510m；翼部由须家河组碎屑岩构成“屏障式”列峰山岭顺向

斜坡，标高一般在300～550m，坡角20～68°。调查区整体上呈“一山三岭夹两槽”或“一山两岭夹一槽”的地貌景观，溶槽平面形态呈“Y”字形，槽谷宽约90～280m，多以丘包、洼地地貌为主，沿背斜呈南北向分布，高差大多在100m 左右，高程为435.00～536.00m，地层为白云岩、灰岩。 (14)

出口段属构造剥蚀丘陵低山地貌，位于剥蚀山前沟侧斜坡地带，自然坡角

约20～30°，坡向约115°，地表覆盖粉质粘土，杂木、灌木发育，高程为253.00～621.00m，地层为泥岩、页岩、砂岩。 (15)

1、褶皱 (15)

隧道穿越的构造为明月峡背斜，该背斜南起巴县永兴场以南，北经方斗山、许家槽。轴向北10°～30°东，南端由于南北向构造的局部归并为南北轴向，并向南倾伏，倾伏角约5o～10o。为一扭转狭长之不对称背斜，以中部老张关至

拣青场一带较明显，西翼55°～70°，东翼30°～55°，南部永兴场、隆兴场一带两翼近对称。拟建隧道于NK5+356附近穿越背斜核部，西翼产状289°∠66°，东翼产状132°∠70°。 (15)

2、裂隙 (15)

隧道进口主要发育两组裂隙：①216°∠52°，裂面平直，张开1～3mm，间距0.5～2.0m，延伸2～5m；②35o∠80o，裂面平直，张开1～5mm，间距1.0～

2.0m，延伸1～4m。 (15)

隧道洞身段植被较发育，在背斜两翼T3xj 砂岩中测得两组裂隙：①341～0°∠59～85°，裂面平直，张开1～3mm，局部有少量粘性土充填，间距0.5～

2.0m，可见长2～5m。②180～214°∠60～87°，裂面平直，张开1～5mm，局

部有少量粘性土充填，间距1.0～2.0m，可见长1～4m。在T2l白云岩中量得两组裂隙：①350o∠82o，裂面起伏，张开5～20mm，局部有泥钙质物充填，间距

0.5～1.5m，可见长1～4m；②260o∠80o，裂面平整，宽3～15mm，局部有泥钙

质物充填，间距0.5～2.0m，可见长2～4m。岩溶多沿这两组裂隙面发育，与层面交汇处岩溶较发育。 (15)

隧道出口段主要发育两组裂隙：①296°∠52°，裂面平整，张开1～3mm，发育间距0.5～1.0m，可见长1～3m，局部泥质充填；②37°∠79°，裂面平整，张开1～5mm，发育间距1.0～2.0m，可见长1～3m，局部泥质充填。 (16)

3.3主要设计技术指标 (16)

4．施工计划 (16)

5．机械设备及人员配备 (16)

5.1劳动力安排 (16)

5.2机械设备配制 (17)

6．施工工艺 (18)

6.1洞身开挖方法及作业程序 (19)

6.2洞身开挖作业程序 (19)

1）中夹岩侧导坑上台阶开挖；2）中夹岩侧导坑上台阶初期（临时）支护，安装钢架；3）中夹岩侧导坑下台阶开挖；4）中夹岩侧导坑下台阶初期（临时）支护，接长钢架。仰拱初期支护，导坑钢架形成封闭圈；5）另侧导坑上台阶开挖；6）另侧导坑上台阶初期（临时）支护，安装钢架；7）另侧导坑下台阶开挖；8）另侧导坑下台阶初期（临时）支护，接长钢架。仰拱初期支护，导坑钢架形成封闭圈；9）中隔墙上台阶开挖；10）中隔墙拱部初期支护，拱部钢架形成封闭；11）中隔墙下台阶开挖；12）仰拱初期支护，钢架封闭成环，拆除中隔墙临时支护；13）仰拱二次衬砌浇筑；14）拱墙混凝土全周浇筑。 (21)

2、隧道V级围岩深埋段、瓦斯段采用中隔壁法施工；即左线：K5+875～K5+930、

K6+180～K6+215、K6+280～K6+330、K6+400～K6+426、K6+492～K7+040，右线：K5+825～K5+880、K6+135～K6+175、K6+245～K6+280、K6+400～K7+040，详细见下“中隔壁法施工工艺流程框图及施工工序图” (22)

(23)

1）中

夹岩侧导坑上台阶开挖；2）中夹岩侧上台阶初期（临时）支护，安装钢架；3）

中夹岩侧导坑下台阶开挖；4）中夹岩侧导坑下台阶初期（临时）支护，接长钢架；5）中夹岩侧导坑仰拱初期支护，导坑钢架形成封闭圈；6）中夹岩侧导坑

仰拱浇筑；7）另侧导坑上台阶开挖；8）另侧上台阶初期（临时）支护，安装

钢架；9）另侧导坑下台阶开挖；10）另侧导坑下台阶初期（临时）支护，接长钢架；11）另侧导坑仰拱初期支护，导坑钢架形成封闭圈；12）另侧导坑仰拱

浇筑；13）拱墙混凝土全周浇筑。 (24)

CD法施工控制要点 (25)

①上导坑①、⑦部的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距,下导坑③、部的开挖可依据地质情况适当加大。 (25)

②导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。.25

③钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。 (25)

3、三台阶七步开挖法 (25)

本标段适应此工法段为Ⅳ级围岩车行横通道交叉口段、Ⅳ级围岩分离式隧

道深埋段、Ⅳ级围岩瓦斯段、Ⅳ围岩小净距隧道深埋段先行洞。左线K5+785～

K5+875、K5+930～K6+180、K6+215～K6+280、K6+330～K6+400；右线K5+735～K5+825、K5+880～K6+135、K6+175～K6+245、K6+280～K6+334段为Ⅳ级围岩深埋段，采用三台阶七步开挖法。详细见下“三台阶七步法施工工艺流程框图及

施工工序图” (25)

(26)

三台阶七步开挖法施工工艺流程图 (26)

1）施工准备；2）超前地质预报；3）拱部超前支护；4）①弧形导坑开挖；5）施作弧形导坑初期支护；6）②③中台阶错开开挖；7）施作中台阶初期支护；8）④⑤下台阶错开开挖；9）施作下台阶初期支护；10）⑥上中下预留核心土

开挖；11）分布施作上中下预留核心土初期支护；12）浇筑该段内Ⅶ部仰拱及

隧底填充；13）浇筑Ⅳ部二次衬砌；14）监控量测；15）下一循环施工。 (27)

三台阶七步法施工要点 (28)

1）开挖方式均采用弱爆破或人工开挖。爆破时严格控制炮眼深度及装药量。 (28)

2）导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排等适当调整。 (28)

3）工序变化处之钢架应设锁脚钢管，以确保钢架基础稳定。 (28)

4）钢架之间纵向链接钢筋应及时施作并连接牢固。 (28)

5）各步开挖循环进尺控制在1.0～1.5m，预留核心土的长度在3～5m为宜。 (28)

6）每循环开挖进尺一次，当掌子面不稳定时喷10cm厚C20混凝土封闭。28 7）应注意开挖过程中初期支护结构及核心土的稳定，必要时利用核心土体加设全断面环形临时支撑。 (28)

8）喷射混凝土强度达到设计值的70%以上时再进行下一步开挖。 (28)

9）复合式衬砌段在施工时，须按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，根据监控量测的结果进行分析，确定浇筑二次衬砌的时机及调整支护参数。 (28)

11）对于左右洞净距小于30m的段落，应分超前洞和后续洞施工，超前洞可采用本工法，两洞开挖掌子面距离不小于50m，严禁两洞平行爆破作业。 (28)

4、上下台阶法 (28)

（1）使用范围 (28)

本标段适应此工法段为III级围岩分离式隧道段和III级围岩车行横通道交叉口段。左线K5+735～K5+785为III级围岩深埋段，采用上下台阶法开挖。详细见

下“上下台阶法施工工序图” (28)

上下台阶法施工工艺 (29)

①上导坑开挖、初期支护 (29)

洞口及明洞工程完工后，即可进行暗洞上导坑的开挖和初期支护。由于洞

口段为Ⅴ级围岩，所以开挖方法采用“弧形导坑预留核心土法”进行开挖掘进，沿上部开挖轮廓线，采用人工辅以小炮开挖拱顶环形土，每开挖一个循环后，

先素喷5cm厚20号混凝土，然后打径向锚杆→铺挂钢筋网→立钢拱架→喷射混凝土至设计厚度。 (29)

隧道开挖后，立即对岩面进行喷射混凝土施工，防止岩体发生松动。喷射

砼顺序应先墙后拱，岩面不平时，应先喷凹处找平。 (30)

在边墙部分应自下而上，从左到右或从右到左，并注意呈螺旋轨迹运动，

一圈压半圈，纵向按顺序进行，旋转半径一般为15cm，每次蛇行长度为3～4m。在拱部拱脚至拱腰处,自下而上。拱腰至拱顶由里向外喷射砼进行，喷射砼时，其喷射砼速度不宜太慢或大快，适时加以调整。首次喷射混凝土厚度不小于设

计厚度。 (30)

喷射砼施工结束后应按规范检查喷射表面，是否有松动、开裂、下坠、滑

动等现象，如有及时清除重喷。喷混凝土达到一定强度后可用锤击听声，对空

鼓脱壳处及时进行处理；钻眼量测，厚度不够处补喷;及时测定回弹率和实际配合比，以指导下步施工；对喷混凝土试件进行力学试验。 (30)

②下部开挖 (30)

下部开挖时钢拱架的锁脚锚杆必须施工完毕，确保施工安全及控制钢拱架

下沉量控制在允许的范围内。开挖进尺控制在0.8～1.6m之间，采用松动爆破。

开挖成形后及时支护，并要保证钢支撑垫板能落到稳定基岩上。 (30)

6.3隧道开挖钻爆 (31)

6.4开挖施工 (34)

6.5微震爆破 (35)

6.6浅埋段开挖施工 (36)

7.隧道出碴 (36)

8.质量检验 (37)

8.1主控项目 (37)

8.2一般项目 (37)

9.质量保证措施 (38)

9.1质量保证措施 (38)

9.2洞挖工程质量控制 (38)

10.保证安全的主要措施 (40)

11.防火、危爆物品管理措施 (42)

12.文明施工 (42)

13.环境保护 (43)

13.1城市生态 (43)

13.2水体保护 (43)

13.3噪声 (44)

13.4振动 (44)

13.5大气污染 (45)

1.编制依据

1、重庆渝北至长寿高速公路（渝长高速公路扩能）YCTJ3

合同段施工合同。

2、重庆渝北至长寿高速公路（渝长高速公路扩能）YCTJ3

合同段两阶段施工设计图纸。

3、重庆渝北至长寿高速公路（渝长高速公路扩能）YCTJ3

合同段隧道总体施工方案。

4、国家和交通部现行有关标准、规范、规程、办法等，主

要有：

（1）《公路工程质量检验评定标准（土建工程）》（JTG

F80/1-2004）

（2）《公路工程施工安全技术规程》（JTG F90-2015）

（3）《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）

（4）《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60-2009）

（5）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB 50086-2015）

5、重庆北新渝长高速公路建设有限公司《北新渝长高速公

路施工标准化指南》。

2.编制原则

隧道洞口开挖施工方案根据隧道所处地理位置、地形条件，选择适宜的方法进行施工；采用新技术、新设备、新方案，做到适用性和先进性相结合，进行技术经济方案的比选，选择最优方案施工；提高施工机械化水平，提高劳动生产率，加快施工进度，确保工程质量。

总结经验教训，不断的提高隧道工程洞口开挖的施工质量。

洞口施工方案除应符合相关施工规范外，尚应符合环境保护和劳动卫生有关法律、法规的要求。

3.工程概况

3.1工程简介

明月山隧道左线长2313m，右线长2292m，为长隧道。其中，本合同段施工左线长度为1420m，施工右线长度为1404.4m，以IV、V级围岩为主，有瓦斯、采空区和岩溶等不良地质，地质较差。隧道建筑限界：主洞14.75×5m，紧急停车带17.75×5m，

车行横通道6.5×5m，人行横通道2.0×2.5m。

3.2工程地形、气候、地质条件

1、地形地貌及气象条件

明月山隧道属构造剥蚀丘陵低山地貌及溶蚀峰丛洼地地貌，区内植被发育，纵向坡度较大，陡坎林立，坡体上部为薄层残坡积粉质粘土覆盖。

进口段属构造剥蚀丘陵低山地貌，处于剥蚀山前沟侧斜坡地带，自然坡角约20～30°，坡向约250°，基岩零星出露，地表覆盖粉质粘土，灌木发育，高程为298.00～536.00m，地层为泥岩、页岩、砂岩。

洞身段为属溶蚀峰丛洼地地貌，隧道横穿明月峡背斜形成的背斜山，背斜核部由三叠系下统嘉陵江组碳酸盐岩组成，标高一般在300～550m，最高标高565m；近轴部由三叠系下统嘉陵江组、中统雷口坡组碳酸盐岩构成岩溶槽谷，标高一般在260～510m；翼部由须家河组碎屑岩构成“屏障式”列峰山岭顺向斜坡，标高

一般在300～550m，坡角20～68°。调查区整体上呈“一山三岭夹两槽”或“一山两岭夹一槽”的地貌景观，溶槽平面形态呈“Y”字形，槽谷宽约90～280m，多以丘包、洼地地貌为主，沿背斜呈南北向分布，高差大多在100m左右，高程为435.00～536.00m，地层为白云岩、灰岩。

出口段属构造剥蚀丘陵低山地貌，位于剥蚀山前沟侧斜坡地带，自然坡角约20～30°，坡向约115°，地表覆盖粉质粘土，杂木、灌木发育，高程为253.00～621.00m，地层为泥岩、页岩、砂岩。

2、工程地质条件

1、褶皱

隧道穿越的构造为明月峡背斜，该背斜南起巴县永兴场以南，北经方斗山、许家槽。轴向北10°～30°东，南端由于南北向构造的局部归并为南北轴向，并向南倾伏，倾伏角约5o～10o。为一扭转狭长之不对称背斜，以中部老张关至拣青场一带较明显，西翼55°～70°，东翼30°～55°，南部永兴场、隆兴场一带两翼近对称。拟建隧道于NK5+356附近穿越背斜核部，西翼产状289°∠66°，东翼产状132°∠70°。

2、裂隙

隧道进口主要发育两组裂隙：①216°∠52°，裂面平直，张开1～3mm，间距0.5～2.0m，延伸2～5m；②35o∠80o，裂面平直，张开1～5mm，间距1.0～2.0m，延伸1～4m。

隧道洞身段植被较发育，在背斜两翼T3xj 砂岩中测得两组

裂隙：①341～0°∠59～85°，裂面平直，张开1～3mm，局部

有少量粘性土充填，间距0.5～2.0m，可见长2～5m。②180～214°∠60～87°，裂面平直，张开1～5mm，局部有少量粘性土

充填，间距1.0～2.0m，可见长1～4m。在T2l白云岩中量得两

组裂隙：①350o∠82o，裂面起伏，张开5～20mm，局部有泥钙

质物充填，间距0.5～1.5m，可见长1～4m；②260o∠80o，裂面

平整，宽3～15mm，局部有泥钙质物充填，间距0.5～2.0m，可

见长2～4m。岩溶多沿这两组裂隙面发育，与层面交汇处岩溶较

发育。

隧道出口段主要发育两组裂隙：①296°∠52°，裂面平整，张开1～3mm，发育间距0.5～1.0m，可见长1～3m，局部泥质充填；②37°∠79°，裂面平整，张开1～5mm，发育间距1.0～2.0m，可见长1～3m，局部泥质充填。

3.3主要设计技术指标

公路等级：高速公路；

设计车速：100km/h；

行车道数：公路为双向6车道；

净空标准：5.0m；

4．施工计划

明月山隧道右侧开挖施工计划：2017年6月至2018年9月

明月山隧道左侧开挖施工计划：2017年7月至2018年10月5．机械设备及人员配备

5.1劳动力安排

每个隧道洞身开挖设专职管理人员2人，负责全队的现场管理、技术管理及日常事务，下设2个工班，施工高峰期可适当增加劳动力。

注：下表所提供劳动力为每个隧道洞身开挖每个工班施工所需劳

动力，所需人员和机械均在下表中列出。

劳动力安排表

机械设备配套从隧道工程特点出发，本着既要与施工方法相匹配，又能满足施工需要的原则，结合质量工期要求，做到既先进，又经济，合理配备。同时，还充分考虑设备的完好率和出勤率，拟投入本标段每座隧道洞身开挖施工的主要机械设备见下表。

隧道单洞洞身开挖主要施工机械设备配置表

6．施工工艺

隧道断面开挖施工工艺流程图

6.1洞身开挖方法及作业程序

洞身开挖方法详见表“隧道开挖方法表”。

主要隧道开挖方法表

6.2

1、隧道V级围岩紧急停车带段、V级围岩浅埋段采用双侧壁导坑法施工；即左线K6+426～K6+49

2、K7+040～K7+155；右线K6+334～K6+400、K7+040～K7+139.4，见“双侧壁导坑法施工工艺流程框图及施工工序图”