隧道竖井施工组织设计

1.5.3施工安排

1.5.3.1隧道工程

施工竖井及施工横通道，隧道施工一队从左线竖井至进口向施工，隧道施工二队从右线竖井至进口向施工。

2、主要施工案

2.1 隧道

2.1.1 工程简介

隧道工程分3个断面，最大断面宽7.1m，高7.216m。

2.1.2 施工案

2.1.2.1 施工组织案

隧道全部采用暗挖法，左右线错开50m施工。

2.1.2.2 施工竖井设置案

为了加快施工进度，在YCK21+665.678处设置施工竖井，竖井施工采用明挖。

2.1.2.4 暗挖隧道开挖及支护施工案

单线隧道段采用短台阶法开挖，Ⅴ级围岩洞身段采用小导管超前支护。隧道初期支护采用喷锚支护。

2.1.2.5 暗挖隧道防水层施工案

二次衬砌外防水层考虑一定的吊挂余量，防水板采用无钉铺设，搭接缝应为双焊缝，单条焊缝的有效宽度不小于15mm。

2.1.2.6 暗挖隧道衬砌施工案

本标段隧道采用曲墙带仰拱衬砌，应超前施作仰拱衬砌，仰拱衬砌应成段一次灌筑，禁分幅施工。

二次衬砌采用全断面液压衬砌台车整体浇筑，混凝土输送泵泵送入模。二次衬砌拱部预留注浆，注浆间距约3m，待衬砌达到设计强度后，实施拱顶充填注浆。

2.1.2.7 暗挖隧道运输案

竖井施工区区间隧道采用有轨运输，运输车辆为自卸汽车。竖井垂

直运输采用10t龙门吊配2m3吊桶。

2.1.2.8 暗挖隧道通风案

竖井施工区均采用压入式通风，在地面设一台2x110KW主通风机，从竖井、横通道再分出两个供风支管，进入两个隧道工作面。竖井、横通道采用硬风管，区间隧道风管采用φ1.0m软风管。

2.1.2.9 暗挖隧道供排水案

隧道施工所需高压水，采用在竖井口建无机泵站的式供应。施工排水采用机械排水。

2.1.2.10 施工竖井转横通道案

开挖通道前，竖井先落底，沿通道开挖面边打设超前小导管。通道与竖井相接处，应密排三榀钢格栅，并将井壁钢架与马头门钢格栅焊连。

2.1.2.11 横通道转单线区间隧道案

竖井与正线区间相接处，应密排三榀钢格栅，由施工通道进入正线，洞门沿正线8m围，采用双排小导管超前支护。

隧道开挖后及时进行挂网喷射混凝土，铺设防水前，衬砌表面不得有明水。

2.1.3 竖井施工工艺、法及措施

2.1.

3.1. 竖井锁口段施工

根据测量组所放控制线，定出锁口圈的开挖轮廓线，井口段采用PC60反铲挖掘机配合人工进行开挖，为保证井口开挖后井壁的稳定，井口分三次开挖成型。开挖土由挖掘机挖掘堆放于临时堆土场，同时人工对井壁进行修整，以保证竖井断面尺寸符合设计要求。在开挖过程中，禁超挖，发生超挖时，必须用同等级砼喷平。

竖井开挖至锁口底标高时，先平整开挖面，用水泥砂浆抹平初支基面；然后绑扎井圈钢筋，钢筋的绑扎接头错开，绑扎搭接长度35d，采用300mm×1500mm的钢模板，同时根据测量放线预埋提升井架基础、护栏。锁口圈绑扎钢筋时向下预埋联结筋；井圈采用C25砼，一次性连续灌注。模筑井圈砼时，沿竖井井圈四浇筑一道宽300mm、高300mm

的挡水墙。

2.1.

3.2. 竖井井身开挖

竖井锁口后井身开挖采用人工配合R60型挖掘机进行，施工时竖井全断面开挖，挖掘机开挖人工配合修整，挖掘机挖除吊桶提升。开挖循环进尺为0.5m～1.0m。在开挖过程中地下水发育时，在竖井开挖面设集水坑，集水坑超前开挖面0.5m，根据渗水量大小，分别采取机械抽水或吊桶提水。

竖井施工期间在井壁设临时爬梯，供施工人员上下。

2.1.

3.3. 竖井横通道施工

通道采用二台阶分部法施工，为便于各台阶平行作业，台阶长度为2m-3m，上台阶采用人工开挖，下台阶采用人工配合挖掘机开挖。上台阶人工开挖拱部土，挖土翻至下台阶；中下台阶机械开挖，直接装土到自卸汽车，人工开挖修整边墙。自卸汽车运土至竖井卸车提升。

横通道支护结构为：φ25超前小导管注浆，喷射混凝土和模筑钢筋砼支护。

2.1.

3.

4. 横通道与竖井交叉处施工

竖井与横通道交叉处施工主要是以下三个步骤：打设超前小导管及注浆，分步破除马头门处井壁砼，横通道开挖支护。施工前应在马头门位置密排三榀钢格栅，确保马头门处土体稳定。为保证安全，施工横通道入口处4m围施工循环进尺为0.5m，同时沿通道外轮廓线布置双排超前小导管，环向间距为35cm，纵向间距75cm，管长1.8m，超前注浆加固土体。并于小导管尾端架设三榀格栅钢架与小导管焊接。

2.1.

3.

4.1. 打设超前小导管及注浆

洞口处换撑措施作完毕后，应尽快在井壁上放出横通道开挖外轮廓线的位置，并标出超前小导管的位置。拱部采用φ25mm注浆小导管，长度1.8m，环向间距350mm，每1.5m一环，超前注浆加固地层。

2.1.

3.

4.2. 分部破除马头门处井壁砼，割除钢格栅支撑

注浆完毕后，即破除马头门处上部竖井井壁混凝土，割除该部位钢

格栅支撑，架设上部第一榀格栅拱架，并将其主筋与围的竖井井壁钢格栅焊接牢固，并及时喷射砼。

2.1.

3.

4.3. 马头门横通道上半断面开挖、支护

横通道上台阶底部加设I22工字钢横撑，上半断面的上台阶施工到马头门堵头墙时，喷混凝土封闭掌子面，进行中台阶施工，继续向前推进8～10m并架设临时仰拱。竖井马头门处的格栅一定要架到位，防止侵入竖井净空。

2.1.4.4. 马头门横通道下半断面开挖、支护

破除下部竖井壁砼，割除该部位的钢格栅支撑，架设下部第一榀格栅拱架，同样将其主筋与围的竖井钢格栅焊接牢固，并及时喷射砼。

2.1.

3.5. 横通道与正线交叉口施工

交叉口段是指从横通道进入正洞与正洞的相交部分，采用台阶法施工，为保证施工时的安全，采取如下加固措施：

(1) 在区间隧道施工前，在通道两侧，隧道轮廓线外各设置一道框梁，框梁预埋钢板，两框梁顶梁之间用I32工字钢横撑支撑，该横撑与预埋钢板焊接，工字钢横撑上设临时型钢立柱，支撑拱顶初期支护结构。

(2) 沿区间隧道外轮廓布置双层超前小导管，第一层环向间距为35cm，纵向间距150cm，管长3.0m，第二层小导管环向间距为35cm，纵向间距100cm，管长4.0m并超前注浆加固土体。在小导管尾部架设三榀钢格栅并与小导管焊接，喷射混凝土与通道初期支护形成整体。加强开口处支护，保证安全。

(3) 在区间隧道接口段4.0m适当加密格栅钢架，并格控制循环进尺，保证安全。

(4) 设置临时仰拱，注意做好临时横撑和堵头墙。

2.1.

3.6. 竖井运输组织

2.1.

3.6.1. 竖井出碴

在竖井口设10T龙门吊配备2m3吊桶提升。竖井施工阶段人工配合机械开挖直接装吊桶提升，区间隧道出碴为自卸汽车卸碴入吊桶提升。

2.1.

3.6.2. 竖井进料

竖井进料主要为区间隧道、竖井、横通道支护用材料，主要有：格栅钢架、钢支撑、钢筋、小导管、混凝土等。

格栅钢架、钢筋、小导管、钢支撑及水泥等材料在现场直接装入吊桶下放卸料到自卸汽车运输。混凝土采用在竖井设混凝土下放串筒，并保证一定的倾角布置，混凝土经串筒下放至混凝土输送车运输。

2.1.

3.6.3. 竖井布置

竖井所布置的管线主要有：高压风管、排水管、通风管、混凝土串筒、照明电缆、动力电缆等，同时还布置提升设备。

为便区间隧道施工人员上下，竖井设置载人升降机，载人升降机必须满足相关安全要求及施工需要。

2.1.

3.7. 竖井施工技术及质量保证措施

当井壁上有涌水时，预埋胶管，把水引入积水坑，抽排出井外。竖井施工期间应加强监控测量，及反馈信息，确保施工安全。竖井在支护施工时于通道入口处设置洞口环框梁，环框梁与竖井成一整体。

竖井井身混凝土在通道接口处预留钢筋接头，以便与通道衬砌钢筋相连接。在竖井施工深度达6.0m后，施工过程必须进行通风作业，保证竖井施工人员安全。竖井井口不得堆放杂物，竖井围设安全防护栏杆和防汛墙，确保施工人员安全。

2.1.4 区间隧道施工工艺、法及措施

2.1.4.2.2 洞身超前小导管

在软弱围岩地段采用超前小导管预注浆加固岩层。小导管的规格、环向间距、外插角、纵向相邻两排的水平投影的搭接长度见相关设计,注浆管的外露端支撑于开挖面后的钢格栅上，与钢格栅共同组成预支护体系。

制作钢花管：超前小导管在构件加工厂制作。前端做成尖锥形，尾部焊接φ6mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm交错布置注浆，眼直径为10mm。

小导管安装：采用风动凿岩机钻后，将小导管按设计要求插入中，围岩软弱地段用游锤或凿岩机直接将小导管打入，外露端支撑于开挖面后的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。工艺流程图见下图。

超前小导管施工工艺流程图

2.1.4.3 隧道开挖法

单线隧道段采用短台阶法开挖；Ⅴ级围岩段采用台阶法开挖，Ⅲ级围岩段采用全断面法开挖。双连拱隧道采用中洞法开挖。

2.1.4.

3.2台阶法开挖

台阶法开挖施工段采用简易钻作业平台、人工风枪钻。为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，采用人工开挖。

台阶法施工工序示意图

上断面开挖立模全断面

二次衬砌

施工准备 测量、放线、定位

钻孔与打入小导管 喷砼封闭开挖面 注浆

台阶法施工工艺框图

2.1.4.4 初期支护

初期支护是防止因围岩失稳造成隧道结构破坏、变形过大等而影响结构安全和使用的重要手段。本标段初期支护由锚杆、钢筋网、格栅钢架和喷射混凝土联合组成初期支护体系。初期支护的施作主要包括锚杆、格栅钢架、纵向联接筋、钢筋网安装和喷射混凝土作业。其作业流程见下图示。

初期支护作业程序图

2.1.4.4.1. 砂浆锚杆施工

（1）材料

锚杆：按施工图纸的要求，选用Ⅱ级或Ⅲ级高强度的螺纹钢筋；

水泥：砂浆锚杆的水泥砂浆采用标号不低于P.O.32.5级普通硅酸盐水泥；

砂：采用最大粒径小于2.5mm的中细砂；

水泥砂浆：注浆锚杆水泥砂浆的强度等级不低于20MPa；

外加剂：在注浆锚杆水泥砂浆中添加的速凝剂和其它外加剂，其品质不含有对锚杆产生腐蚀作用的成分。

（2）施工工艺流程

施工工艺流程见下图所示：

砂浆锚杆施工工艺流程图

钻：采用YT28风钻钻，开按施工图纸布置的钻位置进行，其位偏差不大于100mm，深偏差不大于50mm。采用先注浆后安装锚杆的施工工艺，用MZ-1注浆机注浆，由人工将锚杆插入。

砂浆锚杆安装：锚杆注浆的水泥砂浆配合比，在规定的围通过试验选定：

水泥∶砂，1∶1～1∶2(重量比)；

水泥∶水，1∶0.38～1∶0.45。

先注浆的永久支护锚杆，砂浆注满后立即插杆；后注浆的永久支护锚杆，在锚杆安装后立即注浆。

砂浆拌和均匀，随拌随用。一次拌和的砂浆在初凝前用完，并防块、杂物混入。

注浆开始或中途停止超过30min时，用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路；

注浆时，注浆管插至距底50～100mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出；杆体插入后，若无砂浆溢出，及时补注。

锚杆注浆后，在砂浆初凝后72h，保护锚杆不被敲击、碰撞和拉拔。

2.1.4.4.2. 喷射砼施工

本标段采用湿喷技术，所谓湿喷砼工艺就是将拌合好的湿润砼送入湿喷机料斗中，通过湿喷机喂料系统送至气料混合仓，依靠高压风送至喷头，同时由随机配备的液体速凝剂计量添加系统将液体速凝剂送至喷头，在喷头处与砼混合均匀后喷射至喷面上。

（1）湿喷砼工艺

湿喷法具有粘结性能好、一次喷射厚度可达10cm，且回弹率小的优点，能够保证初期支护和施工支护的质量，充分发挥围岩的自承能力。

设备选型：选用铁道部科学研究院西南分院新研制的TK-500湿喷机。

原材料的选择：425#普通硅酸盐水泥；细度模数为2.5～3.0中砂，洁净质硬，粒径为5～10mm的碎，要求级配良好，铁道部科研院西南分院研制的TX-1型液体速凝剂。

湿喷砼配合比：水泥：砂：碎：水=1:2.47:1.53:0.4速凝剂的掺量为水泥用量的4%。

（2）施工工艺

砼喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛10mm），以避免超粒径骨料进入喷射机；用高压水冲洗干净受喷围岩面，而后即可开始喷射砼。

喷射时，送风之前先打开计量泵（此时喷嘴朝下，以免速凝剂流入输送管），以免高压砼拌合物堵塞速凝剂环喷射；送风后调整风压，使之控制在0.45～0.7MPa之间，若风压过大，粗骨料则冲不进砂浆层而脱落，都将导致回弹量增大。因此，应按砼回弹量小，表面湿润易粘着为度来掌握。喷射压力，喷射机司机与喷射手要配合好，根据喷射手反馈的信息及时调整风压和计量泵，控制好速凝剂掺量。

喷嘴与岩面的距离为60～100cm，太近太远都会增加回弹量；喷射向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以直径向喷射。

一次喷射厚度不宜超过10mm，若需喷第二层，两层喷射的时间间隔为15～20min。

为提高工效和保证质量，喷射作业应分片进行，可按照先边墙后拱脚，最后喷射拱顶的顺序施喷。喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，力求喷出的砼层面平顺光滑。

湿喷工艺流程详见下图。

湿喷工艺流程图

（3）湿喷混凝土施工注意事项

施喷前应首先检查机具设备的完好情况；施喷过程中，喷射机的风压保持在0.3～0.5Mpa；输料管宜顺直放置或尽可能以大半径弯曲；上料应均匀连续，经常保持喷射机料斗满料；喷头与受喷面的距离应保持在1.0～1.5m围；喷射混凝土时，喷射的角度最好保持与受喷面垂直，若因支护钢架的影响不能保持垂直时，也不应小于70o；喷头操作应连续不断地做圆运动，并形成螺旋状，喷射的路线应自下而上，呈“S”型运动；隧道的喷混凝土应先边墙后拱部；一次喷射混凝土的厚度以边墙10cm，拱部7cm为宜；喷射混凝土结束后，应待喷射机的料喷完后再停风。整个施工过程应格按照有关操作规程进行作业，保证施工安全。

（4）喷射混凝土的养护

喷射混凝土层一般较薄，外表面系数大，当空气中水分不足时，极易发生早期干缩裂缝，同时所掺入的速凝剂在一定程度上抑制了水泥的水化反应，影响了混凝土的强度发展，所以要加强养护，在终凝1～2小时喷水使混凝土层经常保持湿润状态，养生时间不应小于14天。

（5）混凝土的质量控制与检查

喷射混凝土的抗压、抗拉强度和抗渗性能，要通过制备试块来检查；

喷层厚度控制：无锚杆地段以插钎做标记。长度大于设计喷厚5cm 以上；有锚杆地段，利用外露端头作标记。

2.1.4.4.

3. 架设钢格栅、钢筋网、复喷砼

（1）格栅钢架

开挖后立即初喷一层厚度约4cm的砼，将工作面封闭，然后进行格栅钢架的架设。

格栅钢架采用主筋为Ф22mm的钢筋，在现场焊接加工。

格栅钢架加工后要进行试拼，允误差：拱架矢高及弧长±20mm，架长±20mm。组拼后需在同一平面，断面尺寸允误差为±20mm，扭曲度20mm。

架设在与隧道轴线垂直平面，安装允误差：与线路中线位置偏离≯

30mm，前后两榀间距误差±100mm。

格栅间距为500～1000 mm，两榀之间纵向用斜杆连接（以形成一个桁架结构，各榀共同受力）。

（2）钢筋网

在地面上采用钢筋加工成钢筋网，施工时运至工作面进行焊接安装。钢筋网在初喷砼之后与钢架同时安设，钢筋网加工时要进行调直，除锈、去油污、确保质量要求，安装前先喷射3-5cm厚的砼，钢筋网随砼初喷面起伏状敷设，并与喷砼面接触紧密，钢筋网片之间须搭接牢固，且搭接长度不小于200mm，并与钢架或锚杆焊接在一起。

（3）复喷砼

在上述初喷、架格栅、安装锚杆完成后，经检查合格并填写安装记录报监理办理隐蔽工程检查，经同意后，立即补喷砼至设计厚度。喷射砼施工作业如前所述。

2.1.4.5 隧道出碴及外运弃土

2.1.4.5.1. 隧道出碴运输系统

（1）洞运输

进口区洞运输采用有轨运输，运输车辆为自卸汽车。

竖井区洞运输采用有轨运输，运输车辆为自卸汽车。区间隧道布置单线通车，在竖井、横通道与左右线间设一20m会车带，在距各掌子面前10m处设会车带。区间掌子面采用反铲挖掘机，将碴土挖倒入自卸汽车，由自卸汽车至竖井场下，并将自卸汽车推入待碴罐笼，提升至地面。

（2）隧道提升设备

运输提升式的选定要与掘进式、进度相适应，力争经济、高效、简单，确保运输提升不影响施工进度，根据现场施工条件，在施工竖井配置3台10T龙门吊，根据工程量大小，配置2m3自制吊筒，用吊车提升较重料（砼输送泵、衬模板组件等）。提升系统设置详见下图。

提升系统设置示意图

提升系统安设及要求：

①龙门架立柱采用Φ300mm圆钢管，主梁为I40工字钢，两端横梁及中间压梁为I28工字钢。

②龙门架拼装采取钢板栓焊连接，便于拆装。立柱直接座在车站顶纵梁上，提前预埋钢板与立柱进行栓焊连接。

③主梁布置时需考虑电动葫芦同时工作时的设备间隙，使之避免互相干扰，同时保持吊装时与井壁的安全距离。

④为确保龙门架整体刚度，立柱用剪刀撑连接，并保证构件间栓焊牢固。

⑤预留口需设上下步梯，并在口围设安全围栏及踢脚，防止井口坠物。

（3）地面运输

地面采用自卸式汽车，将碴土统一运至指定位置。

2.1.4.5.2. 外运弃土

本标段区间隧道施工弃碴均远运至指定地点弃置。

为保证市清洁，防止车辆漏、掉泥土，运输车使用专用余泥运输车。

为保证车辆整洁，车辆出场前，经过高压水冲洗，使车辆外观干净，车轮清洁，不污染路面。

运输车辆进出施工现场路口，设专人防护，统一指挥，及时疏导行

人及车辆。

汽车在市(郊)行驶，驾驶员必须集中精力，注意安全，格遵守交通规则，禁抢道超车。

2.1.4.6 隧道施工通风

竖井施工区采用压入式通风，在地面设一台2x110KW主通风机，从竖井、横通道再分出两个供风支管，进入两个隧道工作面。竖井、横通道采用硬风管，区间隧道风管采用φ1.0m软风管。

（1）风机布置在洞口和竖井外侧,距洞（井）口距离≥15m,以防止循环风回流污染。

（2）通风管的送风口距开挖面不宜大于10m。

（3）施工设立专门的通风班组进行施工通风设备安装、管理。通风管如有破损，必须及时修理和更换，以确保施工环境安全、达标。

（4）通风管的安装应做到平顺、接头密、转弯半径不小于风管直径的3倍。

（5）通风机应装有保险装置，当发生故障时能自动停机。

2.1.4.7 隧道施工照明

施工用动力电采用三相四线制系统供电，由变压器接入。施工用照明电成洞段和施工区以外地段采用220V电压，施工区域采用36V低压。照明线和动力线（缆）安装在隧道的侧壁上部。

隧道必须有足够的照明，隧道照明按如下标准及要求进行布设、安装。

采用380/220V三相四线系统两端供电。隧道照明线洞段和非作业段可用220V，一般作业段采用36V，手提作业灯为12～24V。

选用的导线截面保证线路末端的压降不超过5%（低压电）。

成洞地段固定的电线线路使用绝缘良好的胶皮线架设，施工地段的临时电线路采用普通电缆。

照明和动力线路安装在同一侧时，分层架设。电线悬挂高度距人行地面不小于2m。

36V低压变压器设在安全、干燥处。机壳接地，输电线路长度不大于100m。

动力干线上的每一分支线均装设开关及漏电保护器，并杜绝在动力线上加挂照明设施。

由业主提供的变压器下线往照明、动力、配电柜分配后引至各分电箱，沿隧道每30m设置一个高压灯，帮助局部照明。

对输电线路由电工班安排专人经常进行检查维修。

2.1.4.8 隧道施工排水

顺坡施工时排水坡度与线路坡度一致，水沟结合结构排水工程设在边墙一侧，断面尺寸的选择经计算应做到满足排除渗漏水和施工废水的需要洞渗漏水和施工废水经排水沟引至竖井底所设的集水坑，由高扬程水泵引排至洞外的废水处理池。

隧道上坡自然排水，每50m设一集水坑；隧道下坡开挖采用管道排水。在边墙挂排水管，用WQ15-28-4型潜水泵将积水抽到排水管排至隧道设置的积水箱，由潜水泵抽至地面的沉淀池，经沉淀后排入指定下水道。

2.1.4.9 隧道管线布置

洞管线布置见下图。