隧道专项施工方案

隧道施工方案

一、编制依据

1、《公路隧道施工技术规范》（JTG/T72-2011）；

2、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）；

3、玉龙山隧道设计文件；

4、安全生产法、环境保护法等法律法规；

5、本单位从事公路隧道施工中积累的丰富经验。

二、编制原则

1、以满足本标段工程施工需要为目的，根据本工程特点合理配置施工班组、机械设备、工程材料等资源。

2、统筹安排，保证重点，科学合理地安排施工进度，组织连续均衡施工生产，做好工序衔接。

3、突出应用新技术、新材料、新设备、新工艺，提高施工的机械化作业水平，积极应用先进的科技成果，确保实现工程质量管理目标。

4、运用现代科学技术，采用先进可靠的安全保证措施，确保生产安全。

5、严格执行现行的《规范》、《验标》和《施工技术手册》，运用现代科学技术优化施工组织方案、施工工艺和施工方法。积极推广增产节约，努力降低成本，提高经济效益。

6、树立环保意识，严格按国家和合同关于环境保护的有关规定组织施工，保护好周围生态环境，做到文明施工。

三、工程概况

玉龙山隧道右线起讫桩号K44+500-K47+400,长1400m，采用削竹式洞门；左线起讫桩号为ZK44+490-ZK47+380，长1380m，为分离式长隧道。公路等级为双向四车道高速公路，设计时速为80km/h。洞内

主要围岩等级为Ⅴ级、Ⅳ级和Ⅲ级围岩，其中Ⅲ级围岩长385m，Ⅳ级围岩长1571m，Ⅴ级围岩长824m。隧道内主要不良地质有岩溶、煤层、瓦斯、采空区及地下水的腐蚀性等。

四、施工准备

1、队伍、机械进场准备

根据施组要求，组建有技术、有责任、有创新的管理团队，组织开挖班、支护班等各个班组和机械设备进场，具备有力的施工能力（机械、人员进场见附表）。

表1：隧道进场机械

表2隧道进场人员

2、技术准备

1）、施工技术设计文件的复核及技术资料的准备

在技术负责人的主持下，召集全体技术人员审核图纸，领会设计意图，根据设计针对工程项目的特点，编制本施工方案；全面分析，统筹安排，科学分解工序，合理确定作业循环时间，绘制施工网络图；制定技术和质量管理制度，以及质量目标责任制；做好施工前施工和安全技术交底工作和各种记录簿和工程检查表格的编制工作。

2)、交接桩的复测工作

为确保复测精度，组建一支隧道测量队，负责隧道工程的测量工作。交桩工后，测量队及时对所交平面及高程控制成果进行复测。施工过程中，对测量成果定期复测，确保成果精度。在征得监理工程师

的认可后，对前期开工的分项工程进行细部测量放样。

3、施工场地布置

施工场地的修建及队伍驻地建设按改善提高作业人员的工作环境与生活条件，保护生态环境，促进安全生产，文明施工的总体要求，合理规划、布置和建造驻地建设。

1）、队伍驻地建设

拟建在洞口路基范围内建设隧道队伍驻地，驻地分为办公区和生活区。其中办公区包括办公室、会议室、接待室等，生活区包括职工宿舍、餐厅、浴室及娱乐活动场所等。生活办公用房采用彩钢板活动房，满足透光、防风、消防、安全、交通较为便利等要求。办公室配备电脑、打印机、复印机等办公设备。

2）、砼拌和站建设

在洞口施工场地建设一座500型拌合站，以进行喷射混凝土、场地硬化和其他零星混凝土生产所用。

3）、施工用水

施工及生活用水采用高山流水和地下水相结合的方式，施工所需高压水由专用自动型水泵供应。

4）、施工用电

配备两台800kva变压器，供现场施工和生活所用。工地配备两台315kva发电机，以备紧急时间使用。

五、主要工程量

六、总体施工思路

1、按新奥法原理组织指导施工，采用无轨运输方式。根据机械化作业的技术要求配备施工机械，组织实施开挖、喷锚、二次衬砌、砼路面四条机械化作业线，实现主要工序机械化作业，充分发挥大型机械设备的优势。

2、隧道Ⅴ级围岩采用留核心土的台阶法开挖，Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，Ⅲ级围岩采用全断面法开挖。采用凿岩机钻眼，光面爆破。初期支护紧跟开挖面及时施作，减少围岩暴露时间，抑制围岩变形；喷射砼采用湿喷技术；仰拱、铺底先于二衬施工，防止基底弱化。

3、采用装载机装碴，自卸汽车运输至弃土场。

4、制定详细的监控量测计划，进行日常的测点埋设、监控量测、数据处理分析和仪器保养等工作；施工中采取超前地质预报手段，对隧道开挖前方围岩特性、富水带进行探测和预报，根据分析结果，采用相应的措施和施工方法。

5、防水层施工采用专用防水层作业台架，无钉铺设法施工。防水板的接缝采用热合法，自动热合机进行双缝焊接，确保施工质量。

6、二次衬砌混凝土采用液压钢模衬砌台车，搅拌式混凝土运输车运输，混凝土输送泵泵送混凝土入模，插入式振动棒和附着式振动器振捣的施工工艺，确保二次衬砌内实外美。

7、实行通风、降尘、净毒综合治理与个人防护相结合的方法，改善洞内作业环境，加快施工进度，减少对职工身心的伤害。通风方式采用压入式混合通风。

8、施工基本原则

①保护围岩

将围岩看作承力结构的一部分，有效地控制对遗留围岩的损伤和松弛。对硬质围岩而言，施工过程不损伤或少损伤遗留围岩的固

有支护能力，通过机械开挖技术、光面和控制爆破技术减少对围岩的扰动和破坏；对软弱破碎围岩而言，通过各种手段和方法增强围岩的支护能力，采用支护、加固或预加固技术以及各种辅助施工技术等增强围岩的自支撑能力。

②内实外美

内实外美主要决定于隧道初期支护和衬砌的施工质量。内实是隧道初期支护和衬砌应当具有在使用期间内的强度、耐久性、实用性和可靠性外，要切实做到衬砌混凝土密实、喷射混凝土密实、喷混凝土与围岩密实、二次衬砌与初期支护密实。外美是要做好混凝土的配比、运输、浇注、振捣、养生、拆模等工序，提高模板刚度和光滑度，确保混凝土外观质量。

③重视环境

重视环境有内部、外部环境之分，内部环境是指施工作业环境，外部环境是指对周边环境的影响；施工中以控制钻爆、排水、通风、喷射混凝土、机械尾气等为重点，改善施工作业环境，以弃砟处理、注浆堵水等为重点，减少对施工周边环境的影响。

④动态施工

以监控测量和超前地质预报为手段，及时反馈围岩和支护的变化，为施工提供可靠依据，采用地震波探测仪、红外探水、超前钻孔、地质雷达等多种手段进行超前地质预测预报及环境判释，掌握隧道前方地质条件，查清工程地质及水文地质条件；再根据超前地质预测预报资料、监控测量资料及科研阶段成果、对设计文件进行确认、评价，当地质条件与设计不符或异常时，对结构支护体系、施工工艺、施工方法等进行调整和优化。

9、施工指导原则

严格按照“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤测

量”的原则组织施工，以“安全生产”为核心，强化配置“超前地质预报”、“开挖钻爆”、“通风排烟”、“装碴运输”、“锚喷支护”、“防水衬砌”几条机械化作业线。以先进的大型机械设备配套和技术手段为基础；以科学管理、合理组织为手段，在Ⅲ级围岩地段突出一个“快”字，在Ⅳ、Ⅴ级围岩及断层、岩爆、软岩大变形、浅埋等不良地质情况施工地段，做到一个“稳”字，确保工期、质量、安全、效率各项目标的实现。

针对本标段隧道地质条件复杂，不良地质多变，独头掘进距离较长、出碴及通风难度较大，多作业面交叉、施工干扰大等工程特点，我们将精心组织、科学管理，施工中采用“新材料、新设备、新技术、新工艺”，确保该工程能够“优质、高效、安全”完成。

七、隧道施工控制测量

1、地表平面控制

为保证隧道平面位置的准确，对隧道进、出口控制点进行联测，为保证洞口投点的相对精度，根据设计提供的控制点和实地地形情况布设精密控制网，并保证洞口附近有二个或二个以上的精密控制网点。

2、洞口联系测量

为保证地面控制测量精度很好地传递到洞内，采用如下洞口控制测量方案：

⑴在洞口仰坡完成及洞口施工至设计标高后，在洞口埋设二个稳固的导线控制点。

⑵洞口附近在基础稳定处埋设2个水准点，与地表水准控制网组网观测及平差计算，以便于隧道进洞水准测量。

3、测量方法及措施

⑴地表平面控制测量选用全站仪施测，建立四等导线控制网，并

把隧道中线和横向轴线纳入控制网内以保证放样精度。

⑵高程控制按四等网施测，运用光电三角高程新技术，高程起算点利用定测高程，三角高程与地表平面控制测量同时进行相关的平差计算。

⑶洞内控制测量与地表平面控制测量按同等精度建网，施工中线测量使用全站仪。

4、隧道贯通误差的调整

⑴测量规则允许误差标准：横向允许误差±100mm，高程允许误差±50mm。

⑵隧道施工测量除在测量设计中对贯通误差限差进行设计外，还应在施工测量中认真仔细，加强复核，并经常与出口进行联测，确保隧道施工的贯通精度。

⑶当贯通误差较小时，可按原设计资料进行衬砌，并在未衬砌的100m地段内调整，消除贯通误差的影响，保证衬砌断面圆顺过渡。

八、洞口、明洞及洞门施工

1、洞口施工

根据隧道实际情况，进洞按“先排水、再进洞，统筹安排，减少干扰”的原则进行。

⑴隧道洞口地质条件较差，根据洞口浅埋的实际情况，先作好防排水。按设计图纸和实际地形，首先修筑洞口临时排水沟及洞顶截水沟，使之形成完整的排水系统。

⑵洞口边、仰坡开挖施工时，先将山坡上所有危石及不稳定岩体撬挖排除。然后放出中线和开挖边线，自上而下采用挖掘机配合人工进行开挖。用推土机集碴，自卸汽车运碴至弃土场。开挖自上而下逐段进行，杜绝掏底开挖或上下重叠开挖尽量减少洞口刷坡，争取早日进洞。

⑶为了确保边坡的平顺和稳定，如需爆破开挖，采用控制爆破，严格控制爆破参数。边仰坡必须边开挖边支护。

2、明洞施工

明洞开挖采用明挖法。明洞衬砌采用全断面衬砌台车，采用Φ48钢管弯制弧形拱架固定外模，外模选用木板或竹胶板；端模（挡头板）选用5cm厚松木板制作，采用角钢U形卡和短方木固定，以适应端模尺寸的不规则性。砼采用拌和站集中拌和，由砼运输车运至工作面，砼输送泵泵送入模。

墙背回填两侧同时进行，拱背回填对称分层夯实，回填土石粒径和压实度按设计和规范要求进行。由于回填量不大，采用人工配合小型机具进行回填夯实。

3、洞门施工

洞门的排水、截水设施与洞门工程配合施工，并与路基排水系统连通洞门，施工需符合以下要求：

⑴基础座落在稳固地基上。如在土层上，进行地基承载力试验，达不到设计要求，采用换填处理或采用其它方法，将基础置于稳固的

地基上。

⑵基础处的碴体杂物、风化软层和积水清除干净。

⑶洞门衬砌按设计要求与洞口区段衬砌用同一种材料整体浇筑。

六、洞身开挖及地质超前预报

1、Ⅴ级围岩段施工

⑴施工方案与施工方法

Ⅴ级围岩段采用人工开挖或弱爆破开挖，挖掘机配合。开挖循环进尺结合钢拱架间距确定，一般为0.5～1.0m。为了确保施工安全，在施工中严守“管超前、严注浆、短进尺，强支护，勤量测、早成环”的原则。

在施工中进行超前地质预报，采用先进的地质雷达、超前钻探等量测探测技术对围岩提前做出判断，拟定相应的施工方案。

⑵具体施工步骤见《Ⅴ级围岩段施工工序图》。

Ⅴ级围岩段施工工序图

⑶关键工序技术要求

①由于Ⅴ级围岩段岩性软弱，破碎程度严重，稳定性差，主要采用机械配合人工开挖或弱爆破，爆破要密打眼，少装药。

②为减少核心土开挖与掌子面开挖施工之间相的互影响，每个掌子面错开10米。

③及时进行围岩量测，根据量测数据处理的结果，对围岩的变形趋势作出准确的分析判断。

④及早封闭是新奥法的基本原则，也是减少变形的最有效的办法，开挖后及时完成初喷并在12小时内必须完成初期支护。

⑤仰拱及填充层在初期支护完成后尽快施做，先于二衬进行施工，采用搭设防干扰平台进行混凝土全断面灌注。

⑥二次衬砌根据围岩量测监控的信息情况，适时施做，以保证初期支护和施工安全的关键措施。

⑦为保证衬砌厚度及衬砌结构不侵限，开挖轮廓应按设计要求预留变形量。

2、Ⅳ级围岩段施工

⑴施工方案

Ⅳ级围岩段开挖按设计进行超前支护，台阶法施工，拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破。

⑵具体施工顺序见《Ⅳ级围岩施工工序图》。

Ⅳ级围岩施工工序图

Ⅳ级围岩施工步骤图

⑶关键工序技术要求

开挖采用光面结合预裂爆破开挖，尽量减少对地层的扰动，爆破要密打眼，少装药。每循环开挖长度控制在1.5～2.0m。

①上台阶开挖后立即完成该部分的初期支护，同样方法施做下台阶，严防围岩失稳、坍塌。

②为防止上下台阶之间相互影响影响稳定，上下台阶掌子面之间距离保持10—15米，具体按设计要求和监控量测结果进行。

3、Ⅲ级围岩段施工

Ⅲ级围岩采用全断面法开挖。采用光面爆破，挖掘机找顶，装载机装碴和自卸车出碴。具体施工顺序见《Ⅲ级围岩施工工序图》。

光面爆破施工工艺框图

Ⅲ级围岩施工工序图

Ⅲ级围岩施工步骤图

Ⅳ级围岩紧急停车带采用环形开挖预留核心土法施工，Ⅲ级围岩紧急停车带采用台阶法开挖，施工方法同主洞。

4、隧道地质超前预报的措施方法

施工中存在很多未知因素，超前地质预报可有效地为隧道施工探明地质情况、为开挖方法的确定提供准确的依据。利用超前地质预报手段，探明开挖前方围岩特性、软弱地层段、高应力段、岩爆、断层破碎带、富水段、构造等情况等，根据得出的结果，信息反馈，为正确的选择施工方法、优化支护、采取特殊措施等提供依据，指导施工，杜绝发生事故，保证工程质量，使施工顺利进行。超前地质预报主要通过以下方法进行：

①隧道开挖面的地质素描 ②岩体结构面调查 ③施工中钻孔勘探 ④采用雷达设备进行物探

通过以上办法可以预测隧道前方范围内的地质情况，并可以进行塌方预测。 5、钻爆设计

Ⅲ级围岩爆破采用光面爆破技术人工凿岩机打眼,装药采用人工装药,炸药选用2#岩石硝胺炸药（遇有水时选用乳化炸药），塑料非电毫秒雷管起爆。

炮眼由掏槽眼、辅助眼、周边眼组成，其设计主要参数如下： ⑴掏槽眼采用楔型掏槽形式，其布置见下图所示。

φ100中空孔

4

3

4

2

1 4

2 3

4

剖 面

立 面

⑵辅助眼

辅助眼布置参数为：钻孔直径d=42mm；

炮孔间距a=70～90cm；

最小抵抗线W=70cm；

孔深=进尺长度+10cm；

药卷直径采用φ32mm。

掏槽眼、辅助眼采用水压爆破新工艺，水压爆破装药结构见下图所示。

⑶周边眼：

周边眼布置参数为：炮眼直径d=38mm；

间距：35～60cm，

孔深=进尺长度+10cm；

装药均采用φ20的小药卷间隔装药。

七、超前支护

1、管棚预注浆超前支护

⑴搭设钻机施工作业平台：

作业平台采用方木或钢管按“井”字形搭设，顺序由下向上，由两边向中间，依据孔位依次搭好，方木间以扒钉连接牢固，防止钻孔时钻机摆动、倾斜、不均匀下沉而影响钻孔质量。

⑵钻进作业

根据地质条件和施工条件，本次采用管棚钻机平行作业，并在导向管口编号施工顺序从低孔开始，由两侧往中间方向对称进行施工。

⑶扫孔

用岩芯管进行扫孔，目的是清除孔内岩碴和顺通孔道。岩芯管长度不小于2.5m为宜，长度稍长更好。如遇下管困难，连续扫孔几次，同时借助高压空气吹洗，直到孔内清扫干净。

⑷下管

管棚施工先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管，无孔钢管可作为检查管检查注浆质量。下管时，当孔壁不易坍塌时，采用直接撞击法将导管撞击至设计位置，当孔壁容易塌坍时，用导管与钻头同时钻进的方法。

⑸注浆

管棚按设计位置，根据实际施工地质条件，采用水泥水玻璃双液注浆，注浆后再打无孔钢管，无孔钢管可以作为检查管，检查注浆质量。注浆机械选用两台注浆泵进行。注浆前先进行现场注浆试验，确定注浆参数及水泥水玻璃参配比例，用于实际施工。

⑹注浆结束后及时清除管内浆液，以备下次施工。

2、小导管预注浆超前支护

以紧靠开挖面的钢支撑为支点，形成支护环，这样可以改善围岩力学性能，封堵地下水，然后再进行开挖，一次开挖不宜大于1.5倍钢支撑间距，断面形成后立即进行初期支护。然后进行下一循环。

⑴施工方法

超前小导管安设采用钻孔打入法，先采用风钻按设计要求钻孔，钻孔直径比钢管直径大3～5mm，然后将钢管穿过钢架，用人工或风钻顶入，并用高压风将钢管内的砂石吹出。钢管现场加工，注浆泵压注水泥浆。

⑵施工工艺流程

①根据设计要求选定合理的钻机、注浆泵。

②钢管加工。按设计要求选用钢管型号并下料，钢花管采用