铁塔隧道实施性施工组织设计正式修改版本

铁塔隧道实施性施工组织设计

一、编制依据、原则、范围

1.1、编制依据

1.1.1襄渝二线（成都局管段）工程ZH-1标段施工合同文件。

1.1.2襄渝二线设计施工图。

1.1.3铁二院襄渝二线设计参考图。

1.1.4现场的实际情况和调查资料。

1.1.5《铁路隧道施工规范》、《新建铁路工程测量规范》、《铁路隧道工程质量检验评定标准》、《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》、《铁路混凝土与砌体工程施工及验收规范》、《铁路隧道设计规范》、《铁路混凝土强度检验评定标准》、《钢结构工程施工验收规范》、《铁路混凝土工程预防碱-骨料反应技术条件》,成都局及襄渝建指相关文件规定。

1.2、编制原则

1.2.1严格遵守施工图纸、设计说明和设计要求，铁建[2003]76号中对隧道的相关规定。

1.2.2坚持“精心组织、科学安排”，合理安排施工工序。

1.2.3施工方案的制定、施工工艺的选择、施工技术措施的实施方面，立足规范化及标准化，并采用先进科学的施工方法，确保工程质量、工期、安全目标的实现。

1.2.4单位工程质量一次验收合格。

1.3、编制范围

设计新建铁路襄渝二线（成都局管内）ZH-1标段铁塔隧道工程，起讫里程为L1DK1+826～+924，隧道全长98米。

二、工程概况

2.1、工程地质、水文概况、气象特征

本标段属亚热带温暖湿润气候区，气候具有“冬暖、春旱、夏热、秋雨”的特点。

隧道范围属丘陵地貌，相对高差40～７０米，基岩大部分裸露，出露基岩为侏罗系中统上沙溪庙组（J2S）泥岩及砂岩，泥岩为紫红、灰白色，中～厚层状夹薄层状，细粒结构，泥质胶结，块状构造，质软，抗风化能力弱，节理裂隙发育，岩体较破碎。砂岩为浅灰色，中厚层状，钙、泥质胶结，地下水主要为少量基岩裂隙水，土层孔隙水甚微，对砼无侵蚀性。

铁塔隧道工程位于R=600的曲线上。为单线铁路隧道，设计时速140Km/h，围岩级别为Ⅴ级。山势较缓，地表植被茂盛。隧道内坡度为4.9‰和6‰的单面下坡。

2.2、施工条件

2.2.1隧道位于山内侧，交通条件不便利，从水磨滩既有便道接入200m至隧道进口，用于隧道施工。

2.2.2施工及生活用水：施工用水及生活用水取自当地自来水，并在隧道开挖口距离洞顶40米的地方修建50m3的高山蓄水池。

2.2.3地方材料：河砂主要来自洲河天然砂。

2.2.4施工及生活用电：在距离进口200米处安装400KVA的变压器，10KV输电线路引入施工地点，以满足施工及生活用电需要。同时在洞口备用一台120KW的柴油发电机。

2.2.5施工便道：新修便道200米，用于施工生产。

2.3、施工工期

2.3.1施工准备阶段

2006年10月1日～2006年10月30日为施工准备阶段。主要完成施工队伍和机械设备进场、审核施工图纸、隧道洞口放样等准备工作。同时进行临时工程的修建、施工材料的调查及储备，为顺利开工提供条件。

2.3.2施工总体计划安排

本工程的施工进度安排如下：

从L1DK1+826单口掘进，开工时间：2006年11月01日；开挖贯通时间：2006年12月20日；衬砌于2007年1月10日完成；附属工程于2007年2月10日完成。

2.4.主要工程数量:

主要工程数量表一：弃碴及环保工程

主要工程数量表二：隧道洞身工程

主要工程数量表三：洞口工程

三、施工方案及主要施工方法

3.1总体施工方案

隧道施工按照喷锚构筑法的原理进行组织，在软弱围岩和岩溶发育地段施工坚持“管超前，弱爆破，短进尺，早封闭，勤量测，快衬砌”的十八字方针。隧道开挖采用光面爆破或预裂爆破，喷混凝土采用湿喷法，隧道出碴采用装载机装碴，自卸汽车运输；二衬采用全自动液压模板台车，避车洞衬砌采用木摸板,钢管加固,混凝土采用配料机及强制性搅拌机搅拌，混凝土输送泵进行泵送入模，插入式振动棒振捣。隧道在下台阶开挖完成后，立即施做仰拱混凝土。从出口往进口方向浇筑。每段一次浇筑成型。仰拱填充施工在二次衬砌完成后进行，施工时严格控制其顶面高程，以保证混凝土路面的厚度。

3.2施工准备

3.2.1技术准备

（1）熟悉设计文件及技术标准、工艺要求等相关的设计资料。

（2）根据规范和现场勘查进行图纸审核，填写审核记录。

（3）参加建设单位组织的技术交底，对工程交底中的特殊过程、关键工序研究对策，制定出相应的作业指导书及施工控制措施。

（4）根据设计院交桩纪要进行平面和高程控制测量。

（5）进行详细的现场调查，填写施工调查报告。

3.2.2物资设备准备

依据用料计划编制物资采购计划，对所采购的材料严格按照国家规定的现行标准进行检验，检验合格报监理认可后方可使用。根据现场施工的需要，将开挖掘进和施工支护相关机具设备准备到位。

隧道施工方法简表

3.2.3职工培训

隧道施工人员必须进行安全、质量教育，坚持持证上岗。

3.3隧道工程施工方法及工艺

3.3.1洞口段施工方法及工艺

洞口工程包括边、仰坡土石方；边、仰坡防护；洞口排水系统；洞门工程及加强段洞身衬砌。

隧道施工前先详细测量洞口段的地形，首先按设计进行洞门临时排、截水设施的施工，距边仰坡开挖边缘5～10米设截水沟一道，以拦截地表水，沟底纵坡不小于3%,做好排水系统,保证洞口段开挖不受水的浸泡。

（1）洞口边仰坡施工

人工开挖截、排水沟，按设计开挖边仰坡并及时进行边仰坡钉设锚杆、挂网、喷射混凝土支护。洞门开挖边仰坡采用锚、网、喷防护,锚杆采用φ22砂浆锚杆,间距1.5m,梅花型布臵,每根长3m,钢筋网采用φ8钢筋,网格间距25×25cm,喷射混凝土采用C20,喷射厚度8cm。线路右侧翼墙开挖临时坡面须采用喷锚及时封闭防护，参数如下：喷砼厚8cm，锚杆采用φ25砂浆锚杆，间距1米，每根长4m，梅花型布臵。

（2）洞口段施工

仰坡防护工程完成后，进行洞口段超前支护施工及超前锚杆的施工，超前锚杆采用长度为 3.5m、φ22 钢筋，超前锚杆设臵环向间距40cm，外插角度5°～10°，纵向间距2.0m。

开挖采用台阶开挖法施工，上台阶高度为4米左右为宜。施工时配合锚杆和格栅钢架支护，按照设计要求进行洞身开挖、支护。开挖时，尽可能采用人工开挖，短开挖，强支护，必要时可采用小药量的松动爆破。

（3）洞门工程施工

按“早进洞，晚出洞”的原则，控制边仰坡开挖高度，因出口L1DK1+826处于洞口浅埋段，拱墙设1榀格栅钢架支护，结合钢架在拱部设Φ22超前锚杆进行预支护，锚杆环向间距0.4m，纵向间距2.0m，长度3.5m。进洞施工正常后且洞口段主体衬砌后，及时安排洞门施工，先浇筑洞门处仰拱，仰拱混凝土要坐落在稳定的基岩上。浇筑仰拱混凝土前清除基底虚碴、杂物和积水。洞门采用混凝土整体一次性浇筑并及时顺接洞门排水沟，保证洞门排水畅通。

3.3.2洞身开挖方法及工艺

为了确保隧道竣工后满足净空要求，保证施工质量，考虑将隧道从开挖到衬砌轮廓线统一放大5cm，使沉降量和施工中的各种误差不至于影响净空尺寸。

（1）Ⅴ级围岩洞身开挖

Ⅴ级围岩地段采用台阶法施工，人工开挖为主，机械配合，必要时进行小型微震爆破。每一断面开挖完成后首先初喷一层4cm厚的混凝土，随后进行挂设钢筋网片、钢拱架、安设系统锚杆的作业，最后再喷射混凝土至设计厚度。Ⅴ级围岩采用拱墙格栅钢架及拱部Φ22砂浆锚杆超前支护及Φ25中空注浆锚杆系统支护，其中格栅钢架纵向间距1.0米，Φ22超前锚杆纵向间距2.0米，环向间距0.4米，每环20根，每根长3.5米,纵向搭接长度不小于1.0m。

喷射混凝土前，进行开挖面轮廓线检查，并做好检查记录，绘制轮廓线图，合格后尽快通知监理工程师，验收合格后喷射混凝土。

Ⅴ级围岩开挖进尺以1榀/1.0m，每循环安设一榀钢拱架，计划Ⅴ级围岩每天平均开挖1.5个循环，开挖及支护日进度2.0～3m。

施工采用风钻钻眼，塑料导爆管非电起爆。毫秒微差有序起爆，光面爆破。装载机装碴，自卸载重汽车运输。施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。隧道开挖及时施作初期支护，下半断面开挖后仰拱施工紧跟。

爆破设计:

①根据围岩特点，合理选择周边眼间距和周边眼的最小抵抗线，辅助眼交错均匀布臵，周边眼与辅助炮眼的眼底在同一垂直面上，适当加深掏槽炮眼深度(加深20cm),以保证掏槽效果。

②严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。

③选用低密度、低爆速、低猛度的乳化炸药。塑料导爆管非电毫秒雷管起爆。

④通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照下表：

掏槽眼采用双排楔形掏槽的方式。

⑤装药结构及堵塞方式

a．装药结构

周边眼：采用小直径药卷间隔装药，大段位导爆管起爆。

辅助眼：采用中直径药卷间隔装药，中段位导爆管起爆。

掏槽眼：采用大直径药卷眼底装药，小段位导爆管起爆。

b．堵塞方式

所有装药炮眼均用炮泥堵塞，堵塞长度均不小于40 cm。

⑥火工器材的选择

炸药：2号岩石硝铵炸药（规格ф25、ф20）、导爆索

雷管：8号火雷管，1—25段非电毫秒雷管。

传爆线：塑料非电微差导爆管。

⑦每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。

a．根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正炮眼间距、装药量，特别是周边眼的间距和装药量。

b．根据爆破后石碴的块度爆破参数。若石碴块度小，说明辅助眼布臵偏密；若石碴块度大，说明炮眼偏疏，装药量过小。

c．根据爆破震速监测，调整单眼起爆装药量及导爆管的段位数。

d．根据开挖断面的凹凸情况，修正钻眼深度，爆破眼眼底基本

上落在同一断面上。

爆破施工工艺流程图

(3)超前支护

Ⅴ级围岩地段设臵超前锚杆支护。

其主要施工特点是在开挖掘进前先喷射混凝土，将所开挖范围内的坑道封闭，然后沿坑道周边打入锚杆，增强开挖轮廓线周围围岩强度，保证施工安全。

(4)初期支护及加强措施

初期支护紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩在短期内松驰剥落，确保施工安全。

①格栅钢架施工：

格栅钢架制作工艺要求严格遵照设计文件及《钢结构工程施工验收规范》规定及设计文件和施工规范执行，以确保工程质量。

格栅钢架施工方法：

A格栅钢架的材料，应按设计要求采购。

B格栅钢架在洞外加工场内统一加工成型，放样时要根据工艺要求预留焊接收缩的加工余量。

C格栅钢架加工完后应试拼，并符合下列规定：

格栅钢架圆顺，矢高及弧长误差在±20毫米以内。组装后需在同一平面内，断面尺寸及扭曲度均不大于20毫米，双面焊接牢固，弧度符合要求，节点板处主筋平齐，并经监理工程师检查认可后方可用于工程安装。

D格栅钢架的架设应在隧道初喷混凝土后设计位臵架设，钢架之间设臵纵向连接筋，为保证钢架臵于稳定的地基上，施工中应在钢架基脚部位预留0.2米左右的原地基,架立钢架时挖槽就位,采用先拱后墙法施工时,在钢架基脚处设槽钢增加基底承载力, 将钢架与锁脚锚杆牢固的焊接在一起，并用纵向连接筋将各钢架连接起来。

E格栅钢架架设要垂直于隧道中线，采用定位钢筋定位钢架，一端与钢架焊接在一起，另一端锚入围岩中1米。安装位臵允许偏

差为：与隧道中心位臵支距不大于30毫米，垂直度不大于5％，相邻两榀间距不大于±100毫米，标高累积不大于+50毫米。

F格栅钢架架设时，当拱架与初喷混凝土之间有较大的间隙时，应设骑马垫块，垫块之间环向间距不得大于2m，间隙必须用喷射混凝土喷填密实。格栅钢架架设后应尽快喷射混凝土将钢架覆盖，使钢架与喷射混凝土共同受力。喷射混凝土分层进行，每层5～6厘米，喷射自下而上进行，防止上部喷射料虚掩拱脚，造成拱脚不密实，引起拱脚因强度不够而失稳。

G考虑钢架制作和安装误差，内缘(靠净空方向)保护层不小于5厘米，外缘(靠岩层方向)不小于3厘米。

H上台阶使用钢架时，采用扩大拱脚和施作锁脚锚杆及加设拱脚钢垫板等措施，防止拱部下沉变形。

②钢筋网安装施工：

钢筋网采用φ8钢筋，间距为25×25cm，搭接长度不少于25cm。

A钢筋网根据被支护围岩的实际起伏形状铺设，并在初喷混凝土后施作。

B钢筋网连接处用点焊连在一起，并将钢筋网与锚杆固定在一起，使钢筋网在喷射时不易晃动。

③喷射混凝土施工

喷射混凝土用配料机及强制性搅拌机拌合。锚喷支护喷射混凝土，分初喷和复喷。初喷在开挖(或分部开挖)完成后立即进行，以尽早封闭暴露岩面，防止表层风化剥落。复喷混凝土在锚杆、挂网

和钢架安装后进行，尽快形成喷锚支护整体受力，以抑制围岩变位。钢架间用混凝土喷平，并有足够的保护层。

A施工准备

a清除松动岩块和岩碴，并用高压风、水冲洗受喷面，岩面如有渗漏水，应予以妥善处理。

b检查开挖断面尺寸，设臵控制喷射混凝土厚度的标志。

c检查机具设备和风、水、电等管线，并试运转合格。

B喷射混凝土作业在开挖暴露后立即进行，先初喷4～8厘米厚混凝土，对岩面进行封闭，待挂网、架立钢架、锚杆施工后，复喷至设计厚度。

C为保证喷射混凝土的质量，降低回弹率，减少粉尘，喷射时应将喷嘴垂直与岩面，边墙喷射时应将喷嘴下俯10°左右，喷射骨料应避免直接作用与岩面，减少回弹量。并且能够保证初期支护的质量，充分发挥围岩的自承能力。

D喷射混凝土分段分片依次进行，喷射作业自下而上，先喷钢架支撑与拱墙壁间混凝土，后喷两拱架之间混凝土。如岩面凹凸不平时，应先喷凹处，然后向上喷射。喷射混凝土喷头要垂直于受喷面，喷头距受喷面距离以0.6～1.2米为宜。喷射混凝土作业应保持供料连续均匀。

E严格控制喷射混凝土的回弹量。边墙回弹量不得大于15％，拱部回弹量不得大于40％。

F喷射混凝土终凝2小时后开始洒水养护，洒水次数以保持混

凝土具有足够的湿润状态为宜，养护期不少于14天。

G喷射混凝土必须紧跟开挖时，下次爆破距喷射混凝土完成的时间间距不得小于4小时。

(5)避车洞开挖施工方法

隧道线路左右两侧均设避车洞。

小避车洞距掌子面40m后开始开挖，Ⅴ级围岩地段先超前支护，而后开挖，必要时增设钢架支护。

3.3隧道通风

因本隧道长度较小，故通风措施采用自然通风。隧道开挖时采取以下措施以改善施工条件：

3.3.1开挖钻眼时，采用湿式钻眼，爆破后对开挖面、岩堆喷雾洒水。

3.4混凝土衬砌施工方法

3.4.1仰拱混凝土施工

隧道仰拱在下导坑初支后及时施工。仰拱施工由中心向两侧对称进行，混凝土应捣固密实。混凝土浇筑应分段后退进行，采用践桥形式运输混凝土或用泵送混凝土。

3.4.2洞身复合式衬砌施工

二次衬砌在围岩和初期支护变形基本稳定后施作。变形稳定应符合隧道周边位移速度有明显减缓趋势。拱脚水平相对净空变化速度连续7天平均小于0.2mm/d,拱顶相对下沉速度小于0.15mm/d .施作二次衬砌前,量测控制点稳定的累计位移值不超过极限相对位

移值的80%。围岩变形过大或初期支护变形不收敛，又难以及时补强时，可提前施作二次衬砌和仰拱（或临时仰拱），以改善施工阶段结构的受力状态，此时二次衬砌采取加强措施。衬砌与开挖掌子面之间的距离控制在安全范围内，一般控制在不大于70m，以确保隧道施工的安全。

混凝土在洞外用配料机及强制性搅拌机拌合，搅拌运输车送运往洞内，HBT60型混凝土输送泵灌注，机械振捣；浇筑前做好钢筋安装工作并按图纸规定预留沟、槽、管洞或预埋构件，左右对称同时灌注。由下向上，对称分层，每层厚度不超过2米，先墙后拱，倾落自由高度不超过2.0米。二次衬砌工艺流程见附图。

隧道施工所有工程材料、成品或半成品必须经中心试验室按规定进行试验检验合格，报监理检查认可后方可使用。隧道混凝土的碱含量应符合《铁路混凝土工程预防碱---骨料反应技术条件》（TB/T3054）的规定。

A、原材料的检验

a粗、细骨料

细骨料采用洲河天然砂，粗骨料采用当地石料场碎石。

应按批进行检验，其颗粒级配、细度模数和坚固性指标应符合国家现行标准规定。以同一产地、同一品种、同一规格且连续进场的粗细骨料，每400m3或600t为一批，不足400m3或600t也按一批计。施工单位每批抽检一次，检验方法为：施工单位观察、试验；

b水泥

水泥进场时，必须按批对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行验收，按要求对其进行试验检测。出厂日期超过3个月（快硬硅酸盐水泥逾一个月）时，须重新进行试验检测，并按检测结果使用。生产厂家、等级、品种、批号不变且连续进场的水泥，

二次衬砌施工工艺流程图

散装每500t或袋装每200t为一批，不足上述数量，按一批计。施工单位每批抽样不少于一次，检验方法为：施工单位检查产品合格证、出厂检验报告并进行强度、凝结时间、安定性试验。

c水

宜采用饮用水，当采用其他水源时，水质必须符合现行国家标准的规定。耐腐蚀混凝土对环境水的性质进行测定。检验数量：同水源施工单位试验检查不应少于一次。耐腐蚀混凝土施工单位应在开工前及施工过程中各检查一次。检验方法为：施工单位由试验室对水进行有害物质含量、化学分析实验，合格后方可使用。

d钢筋

钢筋进场时，必须有出厂合格证、材质检测报告并按批抽取试件做力学性能和工艺性能试验。同牌号、同炉号、同规格、同交货状态的钢筋，每60t为一批，不足60t按一批计。施工单位每批抽检一次；检验方法为：施工单位检查每批质量证明文件并进行力学性能和工艺性能试验。

B混凝土搅拌及运输

根据本工程的特点及需要量、设备及地形环境等条件决定在铁塔隧道出洞口工作面处设臵一座电子计量混凝土搅拌站，采用双卧轴强制式搅拌机及配料机。

水泥、砂、石骨料贮料场地要满足混凝土不间断施工需要。

水泥及砂石料有足够贮备，储备用期5—10天，堆放场靠近搅拌站处于下风向。

混凝土运输采用泵送混凝土。

C混凝土灌注及捣固

衬砌作业用HBT60C型混凝土输送泵作业。

衬砌混凝土接缝处必须进行凿毛至钢筋，刷水泥浆。在混凝土浇筑过程中，因意外灌注作业受阻不得超过2个小时，否则按施工缝处理，插入式振动棒捣固时应做到：

a振点的捣固延续时间，应使混凝土表面呈现浮浆和不再沉落。

b振动时的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍。

c振动棒与模板的距离不大于作用半径的0.5倍。

d振动棒插入下层混凝土内的深度不小于100mm。

D混凝土养护及整修

衬砌混凝土灌筑后，混凝土强度达到设计强度70％时(若衬砌在受力状态下，混凝土强度达到设计强度100％时)拆模，及时养护。

E拱顶混凝土灌注

隧道拱顶混凝土灌注采用泵送挤压混凝土施工工艺，拱顶按设计布设灌注孔，由后向前灌注。对拱顶可能产生的灌不满现象，在拱顶最高位臵贴近防水板面预埋注浆管，一是作为排气孔，排除拱部空气，减小泵送压力；二是通过灌注过程观察流浆情况检查混凝土灌满程度；三是作为注浆管，对二衬实施回填注浆，以弥补混凝土因收缩或未灌满造成的拱顶空隙。

F、施工缝处理

施工缝在混凝土浇筑前清除表面进行凿毛至钢筋，水平施工缝

先在基面上铺10～20mm的与混凝土同标号水泥砂浆，竖向施工缝先用清水润湿，再浇筑新混凝土。

3.5隧道洞内防排水施工

在衬砌背后环向采用直径为Φ50mm透水盲管，平均每5-10m设臵一环；纵向在洞内侧沟泻水孔标高处设直径为Φ100mm透水盲管，纵环向盲管与环向盲管相互贯通，并与泻水孔相连通。隧道全长在初期支护和二次衬砌间铺设WRM-100防水板（厚度不小于1.2mm），背衬土工布（大于400g/m2））。二次衬砌环向、纵向施工缝设橡胶止水带，仰拱超前施工产生的衬砌墙脚纵向施工缝设刚性止水带。变形缝设背贴式及中埋式止水带。隧道施工应充分利用混凝土衬砌结构自防水能力，混凝土衬砌防水抗渗等级不得低于P8。

3.5.1防水板施工

防水板接缝焊接采用ZPR—210型爬行热合机双缝焊接，搭接宽度不小于100mm，焊缝宽度不小于25mm，环向进行设臵。防水板施工工艺框图见下图。

防水板的搭接方式采用环向搭接，每卷防水板沿衬砌模筑断面环向进行设臵，搭接采用双焊缝。

防水板施工要点：

采用无钉铺设，将初期支护表面外露的锚杆头、钢筋头齐根割除，并用砂浆将其覆盖。隧道断面变化或转变处的阴阳角均应做成圆弧，阴角处圆弧半径不小于10cm，阳角处圆弧半径不小于5cm。在防水板铺设前，全面调查初期支护的渗漏水情况，超前埋设排水