隧道机械化配套专项施工方案

1、目 录一、编制依据2二、编制原则2三、工程概况2五、分工序施工方法41、台阶法开挖42、全断面开挖53、出碴64、机械手喷射混凝土65、锚杆76、仰拱及填充混凝土87、拱墙混凝土9六、施工资源配置91、劳动组织92、施工机械设备配置10七、质量保证措施10八、安全保证措施11九、进度保证措施11十、施工环保、水土保持、文明施工措施12一、编制依据1、*铁路站前工程*隧道工程施工设计图；2、客运专线铁路隧道工程施工指南（TZ213-2005）；3、客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准铁建设2005160号；4、*标段实施性施工组织设计；5、国家现行有关施工规范、验收标准及相似条件施工经验。二

2、、编制原则1、优先考虑施工安全、质量、环保。精心组织施工，合理安排工序，确保无安全、质量、环境事故发生；2、在施工方案中，坚持施工技术先进、施工方案可行、重信誉守合同、施工组织科学合理、按期优质安全高效、不留后患；3、交叉平行作业、均衡生产原则；4、以人为本，充分利用机械化作业原则； 5、发挥科技兴企，大力推广、应用“四新”原则；6、现场施工的实际情况。三、工程概况*境内，隧道起止里程为DK124 +982DK139+580，全长14598m，为全线I级风险隧道，也是全线重（难）点及控制工期工程。该区域山高坡陡交通不便，村寨分布，植被发育，隧道区有多条乡村公路穿行，施工难度较大，因此工期压力较

3、为突出。从隧道地质说明揭示*隧道为前震旦系板溪群浅变质岩，包括板岩、千枚岩、片岩、变质砂岩等，各种岩性相间分布，岩溶十分发育。该隧道具有岩溶、断层破碎带、岩爆、软质岩变形等不良地质段，易产生塌坍、突泥涌水、等灾害。围岩分级：级7185m(49.2%)，级5205m(35.7%)，级2208m(15.1%)。隧道施工按设计以新奥法为基础,各级围岩均采用复合式衬砌,衬砌结构由初期支护和二次衬砌组成,在初期支护和二次衬砌之间设置防水隔离层，隧道衬砌结构形状为曲拱墙，隧底为曲仰拱，无碴轨道基础。四、机械化配套技术随着隧道施工技术的提高机械化施工已成为隧道施工的发展趋势，*隧道出口开挖采用液压三臂凿岩台

4、车施工，锚喷支护采用湿喷机械手施工，仰拱施工采用移动栈桥配合移动仰拱模架施工，通过以上三条机械化配套作业线达到快速施工的目的。41机械化配套要点（1）设备的选型和数量要满足机械化施工的要求。（2）机械化施工要满足施工工法要求。（3）洞内电压需满足机械设备的正常运转。（4）机械质量的可靠性是机械化快速施工的关键，否则将会造成其它资源的闲置和浪费，因此质量可靠、维修简便、经济合理是机械设备选型的重要标准。（5）选用机械设备的配件易于购买，配件和易损件能及时供应。（6）机械化配套生产目标：级围岩单口月成洞270m,级围岩单口月成洞180m，级围岩单口月成洞60m。42机械化配套作业注意事项（1）机械

5、化施工在很大程度上降低了施工人员的劳动强度，但对相关操作人员的技术要求较高，如隧道开挖的超欠挖控制、喷射砼的回弹量控制，因此培养出高水平的操作人员是机械化配套施工成败的关键。（2）由于机械化施工准备工作多，要求施工组织严密、配合协调。如机器能否正常运转，电缆延伸、水管路延长及机器维修保养等，更取决于现场施工管理和设备的管理。只有做到现场管理的规范化、机械维修保养的标准化，才能有效的提高设备的利用率，保证施工生产的正常进行。（3）隧道施工多为单工作面作业，解决工作面的平行作业必须保证工作面间的合理间距和通行的畅通，尽可能减少工作面间的互相干扰。（4）机械化程度高势必造成排放尾气和扬尘的增加，加之

6、爆破有害气体、喷射砼浮尘，凿岩台车用水量大等，对洞内通风排水要求较高。五、分工序施工方法1、台阶法开挖三都隧道级、级围岩施工，均采用台阶法开挖，台阶长度35m,周边采用光面爆破减少对围岩的震动。上台阶由凿岩台车钻孔，爆破后挖掘机扒碴到下台阶。下台阶利用凿岩台车钻孔，下断面出碴利用装载机装碴，自卸汽车运碴至指定的弃碴场地。为确保施工安全量测及时进行。煤系地层隧道采用有轨设备装运。先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上下半断面同时并进的施工方法。1.1施工流程图1.2 施工顺序1）第1步，开挖上半部，施作上半部台阶周边的初期支护和临时支护，即即初喷 4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立

7、钢架和临时钢架（横撑）（临时钢架仅在围岩浅埋及软质岩地段设置）并设锁脚锚杆，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。2）第2步：在滞后上半部一段距离后，开挖下半断面，下半断面周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，接长钢架，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。3）第3步；在滞后第2步一段距离后，开挖仰拱，施工隧底喷射砼，并整体浇注仰拱混凝土。2、全断面开挖隧道全断面开挖严格按“短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测”的原则组织施工，并根据不同围岩情况确定开挖进尺，根据监控量测结果，及时施作仰拱及二次衬砌。*隧道出口选用两台芬兰TamRockT12三臂凿岩台车钻眼，配合日本PC200型反铲挖掘机找顶

8、翻碴，两台日本WA380-3型侧卸式装载机装碴，6台瑞典VOLVO FM12型自卸汽车出碴。2.1施工流程图施工准备钻爆设计台车就位台车大臂矫正 测量布孔台车固定 钻 孔装药、连线退出台车 起 爆通风、排烟 找 顶 出 碴2.2 施工顺序1）第1步，全断面开挖：利用装载机牵引多功能台架就位，测量放样断面开挖轮廓线，按钻爆设计布置炮眼位置，进行钻眼，装药爆破，利用风机通风排烟，然后进行找顶排险。利用ZL50装载机配合自卸汽车进行出渣运输，对开挖质量进行检查，根据开挖成型的质量确定是否需要调整钻爆设计的参数，重新进行钻爆设计。2）第2步，初期支护施工:初喷 4cm厚混凝土，铺设钢筋网，钻设径向锚杆

9、后复喷混凝土至设计厚度。3）第3步，仰拱及仰拱填充施工：在滞后第2步一段距离后，开挖仰拱，并整体浇注仰拱混凝土。3、出碴根据*隧道出口作业面实际情况，实施了相应的出碴设备配套方案。*隧道出口配备了PC220挖掘机1台，用于找顶扒碴工序施工，配备2台WA380装载机及6台VOLVO自卸汽车及根据运距的长短适量补充北方奔驰出碴车。通风找顶完成后由2台装载机同时向1台汽车进行装碴运输作业，快速高效的完成出碴任务，单循环进尺4.2m共计700m3洞碴的出碴时间控制在34小时内完成。4、机械手喷射混凝土为进一步提高高度机械化配套施工的工效，在*隧道出口施工中引进了西班牙生产的Sika-PM500 PC混

10、凝土喷射机组。该设备通过操作有线“遥控器”来控制喷射头进行喷混凝土作业，喷射头上安装有摆动马达和回转马达，可实现240的摆动和360回转，喷射臂的所有动作全部由液压驱动，喷嘴刷动马达可以实现8360无限连续刷动，喷射范围大，最大喷射高度16.8m，最大喷射宽度为30m，前方最远喷射距离为15m，喷料速度430m3/h，配备有液态添加剂计量输送装置，对混凝土和速凝剂流量同步程序控制。(1) 初喷：在开挖后应及时初喷，防止围岩松动。(2) 复喷：根据开挖作业面的地质情况分层、分时段进行喷射作业，以确保喷射混凝土的支护能力和喷层的设计厚度。(3) 回弹量控制：在喷射作业中要及时协调好坍落度、喷射手技

11、术熟练程度、喷射距离、角度、速凝剂掺量、喷面状况，则喷射的质量便有保证，回弹量将会大大降低。喷砼前应首先采用高压风吹净岩面，以保证喷射砼与受喷岩面粘结牢固，保证喷射砼和地层良好的共同受力，喷头与受喷面的距离以1.5-2.0m较为适宜。喷头与受喷面的角度，应垂直于受喷面，但在喷边墙时，宜将喷头略向下俯10左右，使砼束喷射在较厚的砼端顶，可避免料束中的粗骨料直接与受喷面撞击，减少回弹量。混合物喷射速度网喷在15m3/h20 m3/h为易, 喷拱在10 m3/h15 m3/h为易。5、锚杆*隧道拱部系统锚杆均采用22组合中空锚杆，边墙采用22砂浆锚杆。钻孔：锚杆钻孔前应由测量组按设计要求先定出孔位，

12、再由凿岩台车钻孔。注浆：锚杆施工应在初喷混凝土后进行，以保证锚杆垫板有较大平整基面，锚杆钢筋保护层在采用水泥砂浆时不小于8mm，其强度等级不应低于M20。锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。注浆开始或中途停止超过30min时应用水或稀水泥浆润滑管注浆罐及其管路。中空锚杆注浆前应安装好锚杆，并设置好排气孔，当排气孔溢出浆液时表示注浆已饱满，并及时封闭排气孔；砂浆锚杆注浆时注浆管应插至距孔底50100mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出，杆体插入后若孔口无砂浆溢出，应及时补注。安装垫板及拧紧螺帽：在水泥砂浆的强度达到10MPa后安装垫板和紧固螺帽，螺帽的拧紧扭矩不应小于100Nm。垫板安装后，应定期检查其紧固情

13、况，如有松动及时处理。6、仰拱及填充混凝土*隧道出口仰拱混凝土施工中采用33m的自行式移动式仰拱栈桥，可在施工段内实现纵向及横向的整体自行移动，同时配备自行式整体式移动仰拱模板台车确保仰拱模筑混凝土的施工质量。目前一次施工仰拱长度为12m，通过移动式仰拱栈桥可实现仰拱施工开挖、出碴、清底、立模、砼浇筑、养护等强等各工序形成平行作业且工序间衔接更为紧密，实现仰拱及仰拱填充的快速施工，以保证隧道施工的安全。*隧道出口仰拱采用仰拱先行于衬砌的施工方案，仰拱先行，再施工拱圈，以利于衬砌结构的整体受力，并起到早闭合、防塌方作用。整幅仰拱施工，势必影响到车辆的运行，为此采取防干扰移动栈桥做为过渡通道，可使

14、仰拱出碴、初支、钢筋绑扎、仰拱浇筑待强及洞内开挖出碴运输平行作业。（1）移动栈桥施工技术要点 仰拱开挖采用半幅开挖，开挖侧翻碴回填另一侧保证通行，半幅开挖翻碴完成后开挖回填另一侧，仰拱开挖应超前仰拱施作12组。 行走移动栈桥时，首先将轨道铺设至已开挖仰拱端，靠隧道中线侧轨道距离中线不得小于1.5m。 移动栈桥行走到位后，首先横移至隧道左侧利用挖机运输车出右侧仰拱石碴，车辆从移动栈桥上通行，右侧出碴完毕后将移动栈桥横移至隧道右侧，出左侧仰拱石碴，移动栈桥保证隧道隧道左侧道路畅通，整幅仰拱出碴完毕后将栈桥移动至隧道中线，进行仰拱清底、初支、钢筋、模板、砼施工。 移动栈桥工作时，油缸提升，前后支撑着

15、地，前后行走装置不承载；当栈桥移动时，油缸顶升，前后行走装置落实，然后前后支撑离开地面，由轮子承担栈桥自重载荷前进。（2）整体式仰拱移动模架技术要点整体式仰拱移动模架是我公司自行研制的新设备，能显著减少模板间的错台，加快模板安装速度，且施工时不易变形。栈桥和模架均自带微调功能，能缩短安装时间，加快仰拱施工进度。三都隧道出口仰拱模板采用自制仰拱移动模架，是施工技术的创新。仰拱端头模安装完成后，自行式仰拱模架从边墙和移动栈桥间穿行到位，利用模架液压系统精确就位，然后安装横撑加固仰拱模架。仰拱施工采用移动模架后可减小仰拱整体浇筑的难度，缩短模板安装和模板加固的时间，避免模板的反复搬运，仰拱砼的外观质

16、量也得到了很大的提高。7、拱墙混凝土为了与机械化配套施工的开挖进度相适应，根据各作业面所承担的混凝土施工任务量在*隧道出口及2 号横洞建立了全自动180拌合站1座，根据混凝土的运输距离及供应范围配备了足量的高性能的混凝土运输车。二次衬砌采用12m长的全液压自行式模板台车，衬砌台车的数量以保证二衬的施工进度与开挖进度同步，使二衬施工与掌子面的步距能够满足标准化施工的要求对各作业面进行配置。六、施工资源配置1、劳动组织劳动力组织采用架子队组织模式。施工人员应结合施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。施工劳动力组织表工种工序台车开挖出碴仰拱开挖支护仰拱衬砌欠挖处理合计洞身开挖1085745

17、12011490275612、施工机械设备配置预备好施工使用的各项材料，使其满足施工要求。准备好各种施工机械，并保证施工机械的完好率，使其能满足施工要求。明洞开挖的施工机械见下表。*隧道出口主要机械设备配备表设备名称规格型号单位数量国别产地额定功率（KW）生产能力用途水平地质钻机CM458台1中国5060m地质预报三臂凿岩台车TamRockT12台2芬兰195三臂钻爆设备挖掘机CAT320C台1美国1200.8m3出碴设备挖掘机PC220台1日本1261m3装载机WA380-3台2日本1462.5m3自卸汽车VOLVO FM12台6瑞典27925t自卸汽车北奔台4中国19915t湿喷射砼机械手

18、Sika-PM500PC台1西班牙74.530m3/h初支设备砼罐车台2中国753m3自行式移动栈桥27m台1中国2212m仰拱设备移动仰拱模架24m台1中国2212m液压模板台车12m台2中国2612m二衬设备混凝土输送泵HBT60台1中国7560 m3全自动砼拌合站HZS150套1中国315150m3/h砼生产运输设备喷射混凝拌合机JS750台3中国70750L砼罐车北方奔驰台5中国2359m3砼罐车三凌台2中国2408m3发电机300KW台1中国312变压器台8中国通风机台1中国135*2通风设备七、质量保证措施7.1施工前对要使用的测量控制点进行复测，确认无误后方可进行施工测量放样。7

19、.2进场材料必须经过检验合格后方可使用，严禁含泥量或含粉尘量过高的河砂、米石进入工程主体。7.3喷射混凝土由搅拌站集中生产，采用自动计量系统，确保施工配合比准确。7.4喷锚支护做到喷料随拌随用，时间不超过规定。喷射前清理岩面。厚度较大时分层喷射。严格掌握水压、风压和喷射距离，作到厚度符合设计和安全要求，表面平顺。7.5严格按照设计、技术交底所规定的参数进行支护，钢架施工时作到加工正确，间距、倾斜度和垂直度符合要求，钢架的底脚落在原状地层；接头板密贴，上齐连接螺栓。对锚杆的方向、数量和深度进行严格控制。八、安全保证措施8.1洞口浅埋段坚持“弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则组织施工。8.2机

20、械设备均应安置在安全地带，基础必须落在稳定地基上。 8.3 严格按设计要求及时施作初期支护，严禁偷工减料，确保施工安全。8.4严格按设计要求对地表沉降、拱顶下沉、水平收敛等方面进行监控量测，根据量测结果及时采取相应的措施，保证施工安全。8.5建立健全应急救援体系，制定完善的应急措施，在隧道内发生掉块坍塌时启动应急救援体系，确保把灾害损失降至最低程度。九、进度保证措施9.1对施工的各个工序进行详细的分析,合理安排施工顺序、科学组织施工。9.2根据实际施工需要配齐各种机械设备和工具，特别是要配齐大型施工机具，提高机械化施工水平，保证施工速度，平时加强机械维修和保养，保证施工机具的完好率。9.3对工程进行动态控制。牢牢抓住关键工序的管理与施工，合理安排施工时间，控制循环作业时间，减少工序搭接时间，提高施工效率。优化施工方案，提高施工进度。9.4加强监控量测，在开挖前制定出相应具体的对策和措施，施工中及时调整施工方法和支护措施，避免延误施工时间。十、施工环保、水土保持、文明施工措施1、环境保护措施施工前组织对全体员工进行生态资源环境保护知识学习，增强环保意识，强化环保宣传和思想教育工作，使环保意识全面深入人心，真正认识到环保的重要作用。由环保工程师组织相关管理人员对施工可能对环境产生的危害进行分析，制定针对性的措施，并施工过程中监督实施。施工便道晴天经常洒水处理，避免扬尘。施工中