某隧道施工方案

某隧道实施性施工技术方案

1 编制依据、原则、范围

1.1编制依据

（1）国家有关的法律、法规及铁道部颁布的铁路工程设计、验收《规范》、《规程》、《验标》、《规则》、《作业指南》和广铁集团公司有关文件；

（2）某某铁路有限责任公司复线电气化工程建设指挥部《指导性施工组织设计》；

（3）投标文件、招标文件和施工合同及已批准的标段的总体施工组织设计；

（4）某隧道施工图、标准图以及参考图等；

（5）现场勘测调查资料；

（6）参考我局《管理手册》、《程序文件》等有关文件及我局铁路施工管理水平、技术装备及类似工程经验。

1.2编制原则

（1）全面响应和符合施工合同文件的原则

严格按照施工招标书及合同条款规定的编制范围、内容、技术要求和规定格式进行编制，满足业主及合同要求的工期、质量、安全目标，争创一流工程。

（2）确保实现施工总工期目标的原则

计划于2010年7月1日开工,2010年12月31日完工，总工期6个月。

（3）确保实现质量目标的原则

在施工全过程中实行全面质量管理, 招标范围内工程全部达到国家或铁道部现行的工程质量验收标准,工程一次验收合格率100%。

（4）确保实现安全目标的原则

在施工中严格按照设计施工规范及验收标准的规定施工，把好质量关，以确保隧道的质量安全，以及施工人员人身安全。

（5）确保实现环保、水保目标的原则

严格按招标文件要求进行施工,合理规划，节约土地，降低能耗，固体废弃物分类堆放，及时处理，有毒有害气体排放、粉尘、污水排放、噪声等指标达到规定标准。保护水利设施,保证水利畅通,以利农田灌溉,保护农民的利益。

1.3编制范围

改建铁路石门至长沙铁路增建第二线某隧道段，起讫里程：DK132+247～DK132+502。

2．工程概况及主要工程数量

2.1 隧道概况

某隧道位于湖南省某某镇境内，起讫桩号为DK132+247～DK132+502，全长255m，为单线隧道，进出口内轨设计顶面标高分别为58.950m和57.471m。隧道最大埋深27.9m。

本隧道全线位于右偏曲线上，曲线半径为2000m，路面横坡为2%。隧道线路纵坡为-0.58%，由石门端向长沙端下坡。

2.2 隧道地质

（1）工程地质

隧道位于剥蚀丘陵地貌，地势略有起伏，隧道区段地面标高一般58-90m，山体自然坡度10-200，植被发育、未见较完整基岩出露。该段表层覆盖为第四系全新统粉质黏土，厚1～4m，下伏基岩主要为元古界板溪群梵净山组泥质板岩，全风化～强风化，全风化灰白色，呈土状；强风化基岩岩芯呈碎块状，青灰色，全～强风化层厚10～20m。岩层产状315o∟65 o。

（2）水文地质

隧道进出口丘陵地下水一般不发育，主要赋存在第四系覆盖层内，仅有少量基岩裂隙水，水量较少，由大气降水补给。据JZ-Ⅲ92-曾遂1钻孔水样分析，该水样有酸性侵蚀、二氧化碳侵蚀，化学环境作用等级为H2。

（3）地震动参数

地震动峰值加速度分区为0.05g。地震反应谱特征周期为0.35s

2.3 结构形式及支护参数

隧道结构按新奥法原理进行设计，施工时采用复合衬砌，以长管棚、注浆小导管为超前支护，以锚杆、挂钢筋网、湿喷混凝土等为初期支护，并辅以钢拱架、工字钢等支护措施，充分调动和发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施作初期支护和二次模筑衬砌。

2.4 主要工程数量

2.5 施工进度计划

总工期：计划于2010年7月1日开工,2010年12月31日完工，总工期6个月。

3 施工总体方案

3.1 施工组织机构及劳力分配

根据本隧道工程的特点，为确保本工程施工过程中的有效组织指挥，优质、安全、快速、有效地完成施工任务，中铁某某某某铁路增建第二线工程2标指挥部第一项目部成立隧道队，实施对本隧道的施工管理。配队长一名，下设五个专业工班。见下图（组织机构框图）。

项目部主要负责隧道的施工组织指挥，与指挥部、地方政府及地方管理结构的业务来往，统筹施工队之间的设备、人员、材料等的调配，负责主要施工方案的制定。

组织机构框图

根据本隧道的特点，为了充分利用人力、机械设备等资源，本着合理有效组织的原则，对专业施工班的任务布置如下：

开挖运输班负责隧道的掘进、土石渣的运输和初期支护施工，爆破班负责对围岩较好地段实施爆破作业，衬砌班负责隧道衬砌、仰拱、路面及其他附属工程的施工，钢筋班负责对隧道所需的钢筋、工字钢进行制作加工作业，综合班负责隧道内风、水、电的使用和协助其他工班的作业。

根据施工工期和主要工程进度计划要求，人员配置情况见下表。

3.2 总体施工方法

隧道从进口独头掘进。隧道施工以新奥法的基本原理为依据，以“早预报、勤量测、管超前、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、紧衬砌”为指导进行施工，采用无轨运输，压入式通风。

明挖开挖段临时边坡及永久仰拱坡采用锚喷网防护，锚杆采用Φ22砂浆锚杆，长4m，间距1.5×1.5m，梅花形布置，喷砼采用10cm厚C20网喷砼，钢筋网采用φ8钢筋，网格间距20×20cm。暗挖段隧道按喷锚构筑法原理进行设计，采用复合式衬砌，初期支护与二次衬砌均是主体结构的重要组成部分。本隧道围岩全部为Ⅴ级，采用曲墙带仰拱结构型式，二次衬砌采用C35钢筋混凝土，衬砌混凝土抗渗等级不小于P8，为改善围岩状态，提高围岩自身的自稳能力，防止可能发生的坍塌，隧道洞口浅埋段采用长管棚超前支护；其他Ⅴ级围岩地段采用超前小导管预支护，对围岩进行预加固。

隧道围岩级别为Ⅴ级，隧道各段具体开挖和支护方法见“表3-1”。

表3-1 某隧道施工段开挖方式、超前支护一览表

3.3 场地布置

施工场地及队伍驻地的设置主要考虑离洞口较近，上下工方便，避风、防洪、环保要求等因素。

3.4 临时工程

（1）施工便道

隧道施工从出口进洞，扩宽原乡村便道390m，新建225m便道至隧道出口处，并将采用泥结碎石进行路面处理，建设标准为路面宽度为5米。施工便道指定专人负责对施工便道进行日常检查、保养和维修，做到雨天有人清沟排水，晴天有车洒水除尘，保证路面平整，行车舒适，并确保全天候畅通。隧道场地布置见“某隧道施工平面布置图”。

（2）高压供风系统布置

在洞口设1台20m3/min电动空压机，高压风管采用φ120mm的无缝钢管，设置于与通风管同一侧的墙脚，施工过程中严格加强管理，确保防止漏风。

（3）供水系统的布置

采用打水井，抽取使用地下水。

（4）供电系统布置

利用就近乡村电线架设电线杆到隧道口，且隧道洞口备用内燃发电机组，以保证施工用电。

（5）施工通风系统的布置

采用长管路压入式通风。选用SDA110AD型通风机，功率为1200m3/min，防静电阻燃增强型PVC软风管（φ1.4m）组成隧道通风系统。

通风机设在离洞口外30m，以避免洞内流出的污浊空气重新进洞。风管出风口离开挖面30～40m，风管悬挂于拱顶处。为解决台车处风管的阻风问题，在台车顶部设置硬管，以便风管顺利穿行，避免软管缩径和弯曲变形。

3.5 主要机械设备安排

机械设备根据施工工期及工艺的要求配置，实验、测量仪器按能够满足材料试验、施工测量和质量监控要求配置，详见“主要施工机械、设备、测量设备表”。考虑经济施工，施工当中部分机械在管段内周转使用。

4主要施工方法与施工工艺 4.1 明洞及洞口施工

（1）明洞开挖

本隧道DK132+247~DK132+261段为洞口斜切段，作为明洞结构，采用明挖法施工。开挖时要根据现场工程地质和水文地质条件,本着“早进、晚出”的原则进行开挖。明洞段土石方开挖采用机械开挖，石方采用松动控制爆破，边坡采用人工刷坡。土石方完成后及时对边坡进行喷锚处理，再浇注仰拱混凝土，最后立模浇注明洞墙拱混凝土。其施工作业见图4-1。

（2）明洞初期支护与衬砌

明洞在隧道主洞进洞后施工，浇筑仰拱、边墙基础后，采用液压模板台车整体浇筑。明洞基底承载力达不到设计要求时需进行处理。当明洞衬砌砼强度达到设计强度后，按图纸要求做好外贴式防水层及排水设施，然后进行回填。明洞回填土分层夯实，每层厚度不大于30cm ，两侧对称回填至设计标高，回填土石要求密度K ≥0.8，粒径≤15cm ，回填料不得采用带膨胀性的黏土，同时要做好洞顶粘土隔水层及截排水设施。

（3）洞口施工

洞口土石方开挖前，先清除边、仰坡上的浮土、危石，做好边、仰坡的截排水天沟，将地表水、边仰坡积水引离洞口，以防冲刷造成边、仰坡失稳，确保施工安全。土石方先外后内自上而下开挖，土方和强风化岩采用反铲挖掘机挖装，石方采用浅孔台阶钻爆法开挖。边仰坡开挖后及时进行锚喷防护。

洞口施工包括洞口土石方开挖、洞口截排水系统的施工、洞口边仰坡的防护

图4-1 明洞施工示意图

施工顺序：起拱线以上明挖→喷锚初期支护→起拱线以下暗挖→喷锚初期支护

→仰拱→填充→全断面衬砌→拱顶回填

等项目的施工。进洞方案包括进洞时采取的防护措施，进洞时的开挖方法及支护类型等。

A 、截水沟施工。隧道洞口开挖前，在洞口开挖边坡线5米以外施工截水沟，截水沟通向路基边沟，以防雨季山坡汇积水冲洗已开挖的坡面。截水沟人工开挖,用M10浆砌片石牢固砌筑。截水沟按梯形断面施工，沟底宽60cm，沟深60cm。截水沟的上游进水口与原地面衔接紧密、或略低于原地面，下游出水口与路堑排水系统顺接。

B 、洞口土石方的施工。首先清除地表草木植被等影响施工的地面植物。第二步，按设计图纸的坡度进行施工测量，精确测设出边、仰坡开挖轮廓线。第三步，履带式挖掘机进入施工场，并沿路修筑车辆通行的道路。第四步，进行开挖作业。对坡积亚粘土、残坡积砂质粘性土等土质直接用挖掘机开挖，从坡顶开始自上而下进行刷坡，用装载机装土，汽车运输。岩石爆破开挖地段，采用密眼、少药光面爆破，以减小对洞口围岩的扰动。第五步，清理坡面上的浮泥、虚碴，并修整坡面凹凸不平的地方。

C、洞口边仰坡的防护。坡面防护为锚网喷结构，在已清理好的坡面上钻孔施作Φ22砂浆锚杆，锚杆长3m，间排距为1.5×1.5m，梅花形布置，然后挂φ6网格间距25×25m的钢筋网，钢筋网与锚杆头采用焊接连接。钢筋网挂好后，湿喷C20混凝土10cm厚将钢筋网与锚杆头进行覆盖包裹，并及时进行养护。

D、进洞方法。进洞前根据围岩状况采用超前长管棚对围岩进行预加固，长管棚需设置导向墙，导向墙采用C20混凝土，截面尺寸1m×1m，长管棚导向墙的角度和长度应根据现场开挖所揭示的实际地质情况进行调整，导向墙基设置在基岩中。为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I18轻型工字钢架，钢架外缘设φ140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。长管棚长20m，用每节长4-6m 的热轧无缝钢管（φ108mm，壁厚6mm）以丝扣连接而成，环向间距中至中为40cm，钢管轴线与衬砌外缘夹角10-30。图纸中奇数号采用钢花管，偶数号采用钢管，施工时先打设钢花管并注浆，然后打设钢管，在钢花管上钻注浆孔，孔径10-16mm，孔间距15cm，呈梅花形布置尾部留不钻孔的止浆段110cm。当地面有建筑物对沉降要求高时，导管中可增设钢筋笼，以提高导管的抗弯能力，钢筋笼由四根Φ22主筋和固定环组成。长管棚注浆采用水灰比1:1水泥浆液，注浆压

力0.5-2.0MPa 。注浆后及时扫排管内胶凝浆液，用水泥砂浆充填密实；对于非压浆孔，直接充填即可。 4.2 洞身开挖

本段隧道为Ⅴ级围岩，采用短台阶法施工。隧道施工时采用预裂爆破和微差微振控制爆破技术，减小对围岩的扰动。

（1）短台阶法

超前小导管

系统锚杆

Ⅰ

②

Ⅲ

④

Ⅴ

Ⅴ级围岩短台阶法开挖横断面分步图

Ⅴ级围岩短台阶法开挖纵断面分步图

上图为短台阶法施工顺序图，施工工序如图4-2所示：

图4-2 短台阶法开挖施工工序

（2）钻爆作业

隧道线路右侧为既有某某线曾家湾隧道，施工前清除山顶危石，施工应放小炮开挖，爆破震速控制在5cm/s，并做到及时支护，衬砌紧跟，避免因二线隧道

施工影响既有线运营安全及对既有线隧道衬砌结构的影响。

钻爆作业施工工艺流程见“图4-3”。

图4-3 钻爆作业施工工艺流程图

A、放样布眼

钻眼前，测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。在直线段，可用3～5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。

B、定位开眼

采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道轴线要保持平行。台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3cm和5cm以内。

C、钻眼

钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要有丰富经验的老钻工司钻，台车下面有专人指挥，以确保周边眼有准确的外插角（眼深3m时，外插角小于3°；眼深5m时，外插角小于2°），尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。

D、清孔

装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。

E、装药

装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。

F、联结起爆网路

起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。网路联好后，要有专人负责检查。

G、瞎炮的处理

发现瞎炮，应首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可；但此时的接头应尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则应参照《公路隧道爆破安全规程》有关条款处理。

（3）出碴与运输

A、装碴采用侧卸式装载机进行，自卸汽车运输出渣。

B、洞内道路平坦，坑洼不平地段可铺设碎石进行修整，洞内施工机具、材料摆放整齐妥当，不得影响运输车辆的通行

C、弃碴于线路DK132+450左侧100m处山坳旱地，占地6.7亩，运距约为300m。

4.3 初期支护与超前支护

本隧道锚喷支护类型根据围岩类别的不同，具体有如下几种组成结构。喷射混凝土、中空注浆锚杆、砂浆锚杆、工字钢架、格栅钢架、超前小导管、大管棚。

锚喷支护施工程序如下：清理掌子面危石、清洗岩面——初喷3～5cm厚混凝土并补平超挖——架立格栅拱架或型钢拱架——施工锚杆——喷射混凝土到设计厚度。

（1）喷射混凝土施工

喷射混凝土施工工艺流程图如图4-4所示：

图4-4 喷射混凝土施工工艺流程图

材料：水泥拟选用42.5级普硅酸盐水泥，速凝剂要求初凝不超过5min，终凝不超过10min，砂采用机制砂，干净无污染，适宜用于隧道内喷射混凝土。石料采用质地坚硬的碎石，其最大粒径不大于15mm。

在喷射混凝土之前，用水或风将受喷面粉尘和杂物清除干净。

拌料时严格掌握规定的速凝剂掺量和混凝土配合比，其水灰比一般控制在0.4～0.5，喷射距离一般为0.8～1.2m，且垂直于岩面。分层喷射时，一次喷神混凝土厚度不小于40mm，直至设计厚度。

施喷时由下而上、分段进行。台阶法开挖中拱部喷混凝土时，先喷拱脚、后喷拱顶，分段长度不大于6m。如岩面凹凸不平时，先喷凹处找平。喷嘴缓慢呈螺旋形均匀移动，一圈压半圈，行与行之间搭接20～30cm。后一层喷射则在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时，则在后一层施喷前要将受喷面用高压气体、水清洗干净。

受喷面有小股水或裂隙渗漏水应采用岩面注浆或导管引排后再喷射混凝土。

喷射混凝土采用自动计量拌合机搅拌，施工时将已过筛的砂、碎石、水泥依次加入，然后加入水开始搅拌，待混凝土拌和料搅拌均匀后，由混凝土输送车运至湿喷机，湿喷机在开始喷射混凝土之前，要先开动机器，将高压风送入，然后加入一些水用来润滑管道，同时也可以用来冲洗受喷面，当湿喷机工作正常后，加入混凝土开始喷射混凝土。

喷射混凝土的施工要求：

A、支护紧随开挖面及时施作，以控制围岩变形和减少围岩暴露时间。

B、水泥采用普硅水泥，水泥标号不低于42.5级，使用前做强度复查试验。

C、细骨料与粗骨料的级配要符合GBJ86-85《锚杆喷射混凝土支护技术规范》的规定。

D、细骨料中的含水量定期检查、测试。

E、喷射混凝土的用水采用清洁的饮用水，PH值不小于4。

F、喷射设备需连续均匀混料并喷射。混料设备要严格密封，以防外来物质侵入。

G、空压机要能适用于所选用的喷射设备，并具有足够的气压和流率，且可以保持连续优质作业。

H、喷射混凝土的回弹物不得重复利用，所有回弹料均从工作面清除。

I、喷嘴与受喷面保持垂直，同时与受喷面保持一定的距离，一般可取1m。

J、喷射混凝土料要确保密实填充格栅或钢架内的空隙及格栅、钢架与围岩之间的空隙。

K、喷射混凝土终凝24h后，要进行喷水养护，养护时间不得小于7d。

L、喷射混凝土作业时的气温不得低于5℃。

喷射混凝土的施工质量管理：

A、材料检验工作要连续进行，以保证产品满足规范要求，非规定的和非批准的材料不准使用。

B、混凝土试件的强度试验按GBJ86-85附录六的规定进行。若混凝土试件的试验结果未能达到设计强度、未能满足规范要求时，则要研究其原因，并报监理工程师，同时采取补救措施。