分离式隧道进洞施工方案范本

1、TA1TA1 施工组织设计施工组织设计( (方案方案) )报审表报审表 工程项目名称:新建高速公路玉溪到临沧线 施工合同段:SJ-3 标段 编号: 致咨询监理有限责任公司玉临监理标监理站: 我单位根据承包合同的有关规定已编制完成 文新 1 号隧道进洞施工方 案 ,并经我单位技术负责人审查批准,请予以审查。 附件:文新 1 号隧道进洞施工方案 承包单位(章)中铁十八局集团有限公司玉临高速项目经理部 项目经理 日 期 专业监理工程师意见: 专业监理工程师 日 期 总监理工程师意见: 项目监理机构(章) 总监理工程师 日 期 注:本表一式 4 份,承包单位 2 份,监理单位、建设单位各 1 份。 新

2、建高速公路玉溪-临沧线 SJ-3 标段文新1号隧道进洞施工方案 编制: 审核: 批准: 中铁十八局集团有限公司 玉 临 高 速 项 目 经 理 部 2020 年 4 月 2020 目目 录录 一、编制依据一、编制依据.1 二、工程概况二、工程概况.1 1、隧道规模.1 2、工程地质情况.3 3、水文地质特征.4 三、施工布置三、施工布置.4 1、总体平面布置.4 2、施工便道布置.5 3、供水系统的布置.5 4、高压供风系统布置.5 5、供电系统布置.6 6、施工照明.6 7、施工通风系统的布置.6 8、防尘措施.7 四、主要资源配置四、主要资源配置.7 1、 现场施工组织机构.7 2、人员配

3、备.8 3、机械配置.9 五五、 施工方案施工方案.9 1、总体施工工序.9 2、截水沟及边仰坡施工.10 3、洞口管棚施工.12 4、超前地质预报.16 4.1.成立超前地质预测预报组织.16 4.2.超前地质预报整体方案.17 4.3.超前地质预报框图及配套模式.17 4.4.超前地质预报的方法.18 4.4.1 开挖面地质素描.18 4.4.2 超前水平钻探.19 5、围岩量测.20 6、洞身开挖施工.20 6.1.开挖工艺.20 6.2.开挖方法.22 7、洞身支护施工.23 8、衬砌施工.25 8.1、施工组织.25 8.2、混凝土施工工艺要求.25 9、隧道施工技术措施.26 10

4、、隧道洞内施工防止塌方、涌水、等特殊地段处理预案.28 六、各项保证措施六、各项保证措施.29 6.1、质量保证措施.29 6.2、安全保证措施:.31 6.3、防火措施.33 6.4、环境保护.33 6.5、文明施工.34 1 文新文新 1 号隧道进洞工程专项施工方案号隧道进洞工程专项施工方案 一、编制依据一、编制依据 1、XX 省交通规划设计研究院提供的有关设计文件、图纸和工 程量清单。 2、 国家公路现行的设计、施工、验收规范、规则和标准及有 关文件。 3、我单位对施工现场实地勘察、调查资料。 4、我单位现场调查情况、施工能力及类似工程施工工法、科技 成果和经验。 5、我单位为完成本工程

5、拟投入的管理人员、专业技术人员、机 械设备等资源。 二、工程概况二、工程概况 1、隧道规模、隧道规模 文新 1 号隧道为分离式隧道,隧道长度、洞口桩号见下表: 进口 项目名称隧道长度 桩号 高程 左线5595.00 K148+425 1448.758 文新 1 号隧道 右线5532.00 K148+423 1448.751 左线洞口主要工程数量见下表: 项目单位数量备注 土方m37478.5开挖 石方m34985.7 K148+425- K148+490 端墙C25 混凝土m3282.8 2 HRB400 连接筋kg663.8 M7.5 浆砌片石m3211.4截水沟水沟 M7.5 浆砌片石m3

6、60.3洞顶排水沟 夯填碎石土m32322.3 粘土隔水层m3381.2 明洞回填 浆砌片石m31447.9 C2020 混凝土m3173.6 22 砂浆锚杆kg5240.2 1501506 垫 板及螺母 kg801.9 临时支护 8 钢筋网 kg6553.1 坡面防护锚杆框格梁 346 右线洞口主要工程数量见下表: 项目单位数量备注 土方 m 9690.8开挖 石方 m 6460.5 K148+423- K148+495 C25 混凝土 m 271.5端墙 HRB400 连接筋kg663.8 M7.5 浆砌片石 m 241.2截水沟 水沟 M7.5 浆砌片石 m 24.0洞顶排水沟 夯填碎石

7、土 m 3290.0 粘土隔水层 m 471.2 明洞回填 浆砌片石 m 2020.3 3 C2020 混凝土 m 222.3 22 砂浆锚杆kg6586.2 1501506 垫板 及螺母 kg944.6 临时防护 8 钢筋网 kg11305.4 坡面防护锚杆框格梁 486 2、工程地质情况、工程地质情况 (1)地形地貌 本隧道穿越无量山山体,山脊呈北东-南西向展布,属构造剥蚀中 山地貌,地形起伏较大,自然坡度 20200。穿越的地形主要为白垩系 上统勐野井组(K2me)泥砾岩、泥岩夹砂质泥岩,白垩系上统虎头寺组 (K2h)砂岩夹粉砂岩,白垩系下统南新组上段(K1n2)紫红色泥岩夹细砂 岩；岩

8、体风化强烈、结构破碎。K148+400K148+800 段覆盖沟谷处 覆盖第四系残坡积层(Q4el+dl)粉质粘土夹碎石,厚度较大；其余地段地 表大都基岩出露,仅沟谷处覆盖第四系残坡积层(Q4el+dl)粉质粘土夹碎 石及冲洪积层(Q4al+pl)卵石土,厚度较薄,分布不均。 隧道进洞口围岩以黏土及泥岩为主,黏土呈可塑状态；泥岩为强- 中风化,岩体破碎,呈土状、碎块状,围岩以碎石、碎块状松散结构,洞 室开挖易产生坍塌及诱发坡体失稳,故成洞条件较差。岩土体富水性 弱,但地表水丰富,开挖时可能存在较大量的淋雨状或流状出水现象, 需加强超前地质预报及防水、排水措施。 （2）地层岩性 隧道围岩以粘土及

9、泥岩为主,粘土呈可塑状态；泥岩为强风化。 岩体破碎,呈土状、碎块状松散结构；物探表明为低阻区,埋深较浅； 4 岩土体富水性弱,但地表水丰富,开挖时可能存在较大量的淋雨状。 5 3、水文地质特征水文地质特征 (1)松散堆积层孔隙水 该种类型地下水主要分布于文新河、双箐河河床及两侧卵砾石 地层及沟槽中堆积体的碎、块石土中,其富水性中等。 (2)碎屑岩基岩裂隙水 碎屑岩基岩裂隙水主要赋存于砂岩、砾岩裂隙中,地层包括白垩 系上统虎头寺组(K2h)及白垩系下统南新组下段(K1n1),属于中等-弱富 水岩组。根据资料显示,该中类型地下水区域泉流量小,呈面流或滴水 状,地下水径流模数 1-4L/sk。 其赋

10、存规律主要受岩性、裂隙发育程度、岩性倾角大小及所属 地貌条件控制。岩性倾角方面,陡翼区露头分布狭窄,不利于降水的渗 入,富水性差；缓翼区露头分布面积较大,地表植被较茂,有利于地下 水的补给,富水性较好。地貌方面,浅切纵向河谷有利于地表水的渗入 补给,深切横向河谷有利于地下水的排泄,地层富水性差,因此在走向 转折部位、缓翼、特别是半环状缓翼,水文网切割较浅,横向沟谷不发 育的地区富水性好,反之则差。 三、施工布置三、施工布置 1、总体平面布置 6 2、施工便道布置、施工便道布置 文新隧道进口进场道路沿已建 113、114 乡道由东向西展线,部 分路段绕开村落新建,路线起点 K0+000 接 S2

11、XX 省道 XX 县大河边 村附近,止点 K12+695 位于 XX 县大龙村东侧,路线经过速南村、文 哈村、文新村,路线总长 12.881km(K1+270=K1+084.305,长链 185.695m)。 路基宽度 6.5m,采用农村基本级公路设计标准,设计时速 15km/ 小时,局部条件受限路段设计时速 10km/小时。 3、供水系统的布置、供水系统的布置 文新 1 号隧道线路左侧为文新河,施工用水可从就近水源引进,设 泵站抽取使用。在隧道洞口上方修建一座 100m3的高位水池,标高高 于洞口拱顶 50 米左右,铺设水管,安设高压水泵。供水管管径为 100mm,设置在隧道进洞方向的右侧距

12、离底板 50cm 高为宜,管子下 面采用托架将其托起,托架固定在底脚的边墙上,供水压力不小于 0.3MPa。 4、高压供风系统布置、高压供风系统布置 在文新 1 号隧道洞口处设一座空压机站,并联安装 12 台 22m3/min 电动空压机,供应施工面所需高压用风。 7 隧道开挖面工作风压不小于 0.5MPa。高压风管采用 2020m 钢 管,设在隧道左侧边墙底脚处,管子下面采用托架将其托起,托架固定 在底脚的边墙上。随着洞身的延伸,高压风管分段接至工作面附近,在 管端安装阀门以便接至用风机具,闸阀与用风机具之间用高压风管连 接。施工过程中要严格加强管理,确保不漏风。 5、供电系统布置、供电系统

13、布置 施工前期采用自发电,电力线路接通后,采用电网供电。电线按施 工高潮期最大用电量合理布置供电线路和供电设备型号。该隧道配 电线路布置采用三相五线系统,按照进洞左侧边墙高度不小于 2.5 米 位置进行架设,架空线路必须采用绝缘导线；为了便于修理、避免干 扰、保证安全,电线与风管、水管和通风管保持一定距离,并悬挂在隧 道的不同侧壁。 6、施工照明、施工照明 采用新光源洞内外照明,新光源采用低压卤钨灯、高压钠灯、钪 纳灯、纳铊铟灯等。设置固定式照明设备,在隧道左侧纵向每 30 米 设置 1 处应急照明灯,以便应急所需,且必须在供电中断时能自动接通 并能连续工作 2h 以上。新光源照明布置见下表。

14、 工作地段照明布置 开挖面后 50m 以内作业段两侧用 36V500W 卤钨灯各两盏,灯泡距隧道底面 高 4m开挖面后 50m100m 区段安装 2 盏 400W 高压钠灯和 2 盏 400W 纳铊铟灯, 间距 15m,灯泡距隧道底面高 5m开挖面后的 100m 至成洞末端每隔 40m,左右侧各安装 400W 高压钠灯 1 盏 混凝土衬砌台车作业段台车前方 10m15m,增设 400W 高压钠灯各 1 盏, 台车上增设 36V300W 或 500W 卤钨灯成洞地段每隔 40m 安装高压钠灯 1 盏 掌子面及喷射混凝土作业面安装 36V500W 或 36V300W 卤钨灯 2 盏 洞外场地每隔

15、2020,安装 400W 高压钠灯 1 盏 8 7、施工通风系统的布置、施工通风系统的布置 1、隧道掘进深度小于 150m 时,宜采用自然通风方式进行通风排 烟,(必要时采用移动式轴流射流风机)确保满足洞内各项施工作业要 求。 2、隧道掘进深度大于 150m 时,采用机械通风方式,根据断面大小、 施工方法、设备条件等综合确定；通风宜采用压入式或混合式通风, 有条件时宜采用巷道式通风。 8、防尘措施、防尘措施 装碴前必须进行喷雾、洒水；在距掌子面 30m 外边墙两侧各放 一台水幕降尘器,爆破前 10min 打开阀门,放炮 30min 后关闭。水幕降 尘器主要捕捉 13m 粒径的粉尘；在掌子面后安

16、装隧道集尘器。 集尘器主要是捕捉 311m 以上的粉尘；施工人员佩带防尘口罩。 四、主要资源配置四、主要资源配置 1、现场施工组织机构现场施工组织机构 轴流风机 通风管新鲜风污浊风 图例： 隧道压入式通风示意图 新建 XX 省玉临高速 SJ-3 标段 中铁十八局集团第三工程公司项目经理 部 经理: 王平堂 总工程师: 董锟 副经理:胥文煊 9 施工组织机构 2、人员配备、人员配备 主要施工人员表主要施工人员表 序 号职 务职责数量 1现场副经理负责施工生产及协调2 2测量负责人负责施工测量工作2 3试验负责人负责试验工作2 4专业工程师负责现场施工技术工作2 5安全员负责现场安全文明施工2 6

17、作业队长负责现场施工及协调工作2 7开挖工班负责打眼、装药和放炮60 8支护工班负责立架和喷射混凝土60 9衬砌工班负责钢筋绑扎、立模和浇筑砼30 试 验 室 测 量 队 设 备 部 财 务 部 安 全 质 量 部 合 同 计 划 部 物 资 部 工 程 技 术 部 综 合 办 公 室 隧 道 衬 砌 队 人 机 械 运 输 队 人 隧 道 掘 进 一 队 人 左幅 集团公司指挥部 指挥长:李生宏 副指挥长: 范家炎 总工程师:苏睿 右幅 指挥长:李生宏 副指挥长: 范家炎 总工程师:苏睿 隧 道 衬 砌 队 人 机 械 运 输 队 人 隧 道 掘 进 二 队 人 10 3、机械配置、机械配置

18、 隧道施工主要机械设备配置表隧道施工主要机械设备配置表 序号设备型号规格型号单位数量备注 1开挖台架自制台2 2凿岩机YT-28台40 3挖掘机PC220台2 4侧卸式装载机ZL50C-2台2 5轴流风机110KW台2 6空压机L-2020台12 7砼湿喷机TK-961台8 8砼输送泵 HBT60台2 9插入式震捣器ZN-50台8 10电焊机BX3-120台10 11发电机组300KW台4 12注浆机SJB-1台4 13管棚钻机yMK-7台2 14自卸车红岩台10 5、施工方案施工方案 1、总体施工工序、总体施工工序 施工前先对坡面进行测量放样确定边仰坡开挖范围,然后清除坡 面危岩,对于较大难

19、以清除的危岩采用覆盖弱爆破清除,边仰坡开挖前 必须做好洞顶截、排水沟,然后才能对边仰坡进行开挖,待明洞模筑衬 砌和暗洞段反压回填注浆施工完毕后进行暗洞的开挖。 10机械工班负责出渣、运输砼和材料供应20 11杂工班负责后勤工作及现场文明施工10 洞顶边坡危石清除洞顶截、排水沟施工洞口土石方开挖 11 施工工序流程图 隧道洞口施工时按设计要求先作好洞顶截水沟,洞口排水沟的施 工,防止地表水渗入开挖面影响明洞边坡和成洞面及仰坡的稳定；在 进行开挖的过程中,仰坡防护与仰坡开挖同时进行,做到“开挖一级、 防护一级”的要求,边仰坡按设计打锚杆、挂钢筋网、喷砼防护；开 挖前必须做好各种防护措施,保护施工及

20、当地人员的安全；在洞口仰 坡开挖后及时进行喷锚支护,并根据坡面稳定情况,加密、加长布置锚 杆,加大喷砼厚度,确保洞口稳定。完成边仰坡防护后施做套拱、导向 管及超前大管棚。 2、截水沟及边仰坡施工、截水沟及边仰坡施工 (1)截水沟施工 洞口开挖前,在洞口边仰坡开口线 5 米(水平距离)以外施工截水 沟,截水沟设置沿地表坡面平滑顺直向下,避免出现急弯,以防雨季山 坡汇积水冲洗已开挖的坡面。截水沟采用人工开挖法开挖,开挖完成 后采用 M7.5 浆砌片石砌筑,砌筑完成后对截水沟两侧进行填土夯实。 截水沟的上部进水口与原地面衔接紧密、或略低于原地面,下部出水 口与自然沟顺接。 (2)洞口边仰坡土、石方的

21、施工 洞口边仰坡刷坡施工尽量避开雨季。另外刷坡尽可能地保持原 边仰坡及成洞面临时防护套拱及导向管施工 洞口超前管棚施工反压回填及地表注浆明洞基础及洞身施工 暗洞开挖明洞防排水施工洞门施工明洞回填 12 地形坡度,避免超欠挖造成凹凸不平现象,达到顺坡目的。具体施工为: 1)清除地表草木植被等影响施工的地面植物。 2)按设计图纸的坡度进行施工测量,精确测出边、仰坡开挖轮廓 线及平台位置。 3)挖掘机进入施工现场,并沿路修筑车辆通行的道路。 4)对腐殖土及黄土段直接用挖掘机开挖。岩石爆破开挖地段,采 用“多打眼、打浅眼、少装药”的爆破方法,减小对洞口围岩的扰动。 开挖下来的土石采用自卸车运输至指定的

22、位置。 5)清理坡面上的浮石、危石,并修整坡面凹凸不平的地方。 (3)洞口边、仰坡的防护 洞口边、仰坡的防护要开挖一级防护一级。洞口边仰坡面防护 第一级为锚杆框格梁,22 砂浆锚杆长 4.5m,按梅花型布设,间距为 1.0m1.0m；第二级为挂网锚喷结构,首先在已清理好的坡面上钻孔 施作 22 砂浆锚杆,锚杆长度为 3m,按梅花型布设,间距为 1.0m1.0m, 然后挂 8 钢筋网,网格间距 25cm25cm,钢筋网与锚杆头采用焊接 连接。钢筋网挂好后,喷射 10cm 厚 C2020 土将钢筋网与锚杆头进行 覆盖包裹并确保钢筋网保护层厚度不小于 3cm。施工完毕及时进行 养护。 (4)明洞段施

23、工示意图如下: 13 3、洞口管棚施工、洞口管棚施工 洞口拱部采用管棚超前支护,管棚 4m,有效长度 2020 为保证长管 棚施工精度,套拱外缘设 1408mm 导向钢管。洞口长管棚布置示 意见下图。注浆孔与检查孔间隔布置。 钢管规格:热轧无缝钢管,外径 108mm、壁厚 6mm,节长 46m。 注浆孔采用钢花管,钢花管前端呈尖锥状,管壁四周钻 12mm 压浆 孔,呈梅花形布置,尾部留不钻孔的止浆段 2.5m；检查孔采用无缝钢 管。钢(花)管接头两端均预加工成外丝扣连接,同一断面内接头数量 夯填碎石土 1448.811 1:0.75 1:0.75 锚杆框格梁 22mm 砂浆锚杆 L=4.50m

24、 4.650 C20 喷射混凝土厚 10cm 8mm 钢筋网 25*25cm 22mm 砂浆锚杆 L=3.00m 5.000 夯填碎石土 粘土隔水层(50cm) 粘土隔水层(50cm) 5.00 隧道中线地面线 隧道中线地面线 临时开挖面 1:0.3 明暗洞分界 K148+495 变形缝 浆砌片石回填 设计标高 2.75% 右幅隧道分界起点 K148+423.00 玉溪临沧 1.000 1.307 0.1 0.2 1.500 0.951 1.000 1:10 11.750 0.6 1.450 7.100 2.000 0.6 1:20 1:20 14 不超过总钢管数的 50。相邻钢管的接头至少错

25、开 1m。 管距:环向间距 40cm。 倾角:外插角为 13。 洞口长管棚在现场加工制作,汽车运输到工作面；长管棚采用管 棚钻机施工,利用套管(长管)跟进的方法钻进、长管安装一次完成； 利用专用高压注浆泵注浆。 洞口长管棚施工工艺流程见下图。 施工准备 管孔定位测量 管棚钻机就位 安装 钻进 退出钻杆 安装止浆塞、注浆 进入下一道工序 钢花管制作注浆材料进场、试验 安装钻杆、套管等 管孔复测 焊接环形套管 钻头 钻进成孔 焊接套管跟进套环 测斜仪控制钢管偏斜度 注浆效果检查 合格 无孔管施工、注浆检测 浆液配合比设计 设置拌合站 浆液拌制 浆液运输 不 合 格 测量定位 安装钢架 固定套管 立

26、模浇注套拱 钢管充填注浆 管棚验收 15 具体施工方法: (1)施作套拱 待洞口边仰披开挖,支护到成洞面时,预留核心土,测量人员在坡 面上定出中线拱顶高度,套拱位置线,横向十字线,然后开挖两侧套拱 位置的土体,边开挖边支护至边墙底高度以后,架立 4 榀 I18 工字钢架, 每榀用拉杆拉紧,防止倾倒,并在拱顶拱腰坡面上两侧打锚杆,将最前 面一榀拱架焊在锚杆上拉紧,套拱紧贴掌子面施作；立好钢拱架后,在 钢支撑上按设计大管棚间距安装 140mm 的导向钢管,必须用仪器 仔细精确无误地检查其中线,确保导向良好,与管棚位置方向一致,用 水泥纸或其他东西将孔口管封堵,防止浆液流入将孔口管堵塞,人工立 模挡

27、头板用钢筋拉杆拉紧,内模使用型钢做内支架,用以固定内模,拱 腰以下要用斜撑支于侧面上,完后浇注 60cm 厚的 C2020 裹钢支撑和 导向管。套拱完成后,喷射 10cm 厚 C2020 闭周围仰坡面,作为注浆时 的止浆墙。 (2)搭设钻孔平台架、安装钻机 用方木搭设钻孔平台架,平台上满铺木板,搭设牢固,以防钻孔时 钻机晃动。施工时利用洞口或洞内预留的核心土,减少平台架设高度, 具体方法根据现场施工实际情况选定。水平钻机定位反复调试,确保 钻杆轴线与导向管轴线重合。 (3)钻孔 采用两台 yMK-7 型钻机从两侧拱脚开始钻孔,先钻奇数孔,注浆 16 后再钻偶数孔检查奇数孔注浆质量。 (4)清孔

28、 钢管顶进前,检查钻孔孔道是否干净,可用岩芯管再一次扫孔,同 时用高压风清孔,清除孔道内岩渣、碎石等。 (5)顶管施工 管棚前端加工成锥形,便于顶进,钢管丝口接头预先用车床加工成 粗丝口。按奇数位顶进钢花管,偶数位顶进无孔钢管设置。 (6)安装管棚钢管 利用钻机将钢管顶入孔内,钻机加压时不可过猛,发现顶进时阻力 大时,可以旋转顶进,或者借冲洗液协助顶进,钢管节段间用丝扣连接, 丝口长 15cm,顶进时,奇数孔首节管采用 3m 管,偶数孔首节管采用 6m 管,其它均采用 6m 钢管,从而保证接头错开,并且同一横断面内接 头小于 50%。管棚顶到位后,钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它堵 塞严密,以

29、防注浆冒出。堵塞时预留进浆孔和排气孔。 (7)注浆 注浆采用水泥浆液,参考注浆参数为:水泥浆液水灰比为 1:1(重量 比)。注浆压力:初压 0.51.0MPa,终压 2.0MPa。 注浆前进行现场注浆试验,根据实际情况调整注浆参数,取得管棚 注浆施工经验。注浆结束后用 M10 水泥砂浆充填钢管,以增强管棚强 度。 单根钢花管的注浆量按 Q=R2L 估算,式中 R 为浆液扩散半 径,取 R=0.6L0; L0 为注浆钢花管的间距；L 为钢花管长； 为围岩 孔隙率。 注浆按钢管施钻顺序从下而上叠加进行,压力逐渐由小加大。 (8)施工注意事项 17 管棚为超前支护,在隧道暗洞开挖之前完成； 先施做注

30、浆孔,后施做检查孔。注浆孔注浆完成后,再与注浆孔同 法打设检查孔钢管,以检查注浆孔的注浆质量,最后将检查孔钢管内注 入水泥砂浆封堵密实。 洞口长管棚施工前,严格按设计要求施工长管棚导向墙,测量定位 准确预埋套管,并用测斜仪控制钢套管的倾斜度,利用导向墙控制长管 棚倾斜度；同时,钻进过程中利用测斜仪检查长管棚钢管的倾斜度,并 做好每个钻孔地质及钻进长度记录； 洞身长管棚按设计位置施工,运用测斜仪进行钻孔偏斜度测量,严 格控制管棚打设方向,并作好每个钻孔地质记录； 为保证长管棚支护效果,严格按设计外插角控制管棚的外插角,尽 量减小外插角,同时防止长管棚侵入开挖净空,降低管棚超前支护的效 率,并给开

31、挖带来困难, 洞内管棚尾段与钢架焊接,形成共同支护体系,提高支护效率。 管棚施工时,对钢管主要材料进行材质检验。 遵守隧道施工技术安全规则和钻眼注浆作业操作规则。 4、超前地质预报、超前地质预报 4.1.成立超前地质预测预报组织成立超前地质预测预报组织 由项目部组织实施地质预报工作,由项目部副总工为领导成立地 质工作组,并纳入施工工序管理,其主要任务是组织实施地质预报工作、 进行地质素描和地质影像资料积累,根据预报结果,及时反馈监理单位、 设计单位,调整设计、指导施工生产。在设计单位提供的地质资料和 施工补充勘探的基础上,将超前地质预测预报工作纳入到隧道施工的 正常工序中,以探明前方围岩的变化

32、情况,预测施工中可能出现的地质 灾害。及时修改、补充和完善隧道施工设计,为隧道的施工提出措施 18 建议,避免重大事故的发生,保证施工的顺利进行。 地质超前预测预报由项目总工程师直接负责,具体工作由地质工 程师带领测量监控人员承担。开工前制定详细的工作大纲,施工中严 格按照大纲进行日常的预测预报工作。将预测预报结果及时提交工 程部,作为现场施工的依据。 4.2.超前地质预报整体方案超前地质预报整体方案 1、采用地质雷达进行近距离(20200m)较微观近期预报； 2、 采用 TSP20202020 道地震探测仪进行远距离(2020)较宏观 长期预报； 3、二者可以相互补充和印证； 4、根据以上综

33、合结果确定是否需要打探孔以及深孔位置和数量 (13 个为宜)； 5、可探测预报孤石、断层(风化)破碎带及含水量等； 6、TSP 每次掌子面探测约需 1h; 7、地质雷达每次掌子面探测约需 30min； 8、通过探测预报,起到补充勘探、提高勘探精度、防灾减灾的 作用。 4.3.超前地质预报框图及配套模式超前地质预报框图及配套模式 超前地质预报框图及配套模式如下: 19 超前地质预报框图 掌子面超前探测 地质观测、编录、分析 信号处理 目标识别与地质解释 提交报告 有无不良地质? 根据需要布设探孔按原设计文件施工 必要时采取工程技术措施或调整支护参数 超前地质预测预报配套模式表 项目地质调查 地质

34、 勘探 综合地质物探 宏观地 质预报 工程地质:地形地貌、地层岩性主要地质 构造； 水文地质:地表水系、地下水补径排关 系、地表水与地下水连通关系。 坑探 补充地 质钻探 采用区域性隧道工程物探方法,进 行大尺度工程物探。 施工地 质预报 掌子面地质素描； 相关地表调查。 超前地 质钻探 中长距 离预测 TSP2020统长距离预测； 地质雷达短距离预测； 水平地质钻超前钻探 4.4.超前地质预报的方法超前地质预报的方法 4.4.1 开挖面地质素描开挖面地质素描 地质素描法适用于各种条件下的隧道。它是利用常规地质理论 和作图法,将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下 水出露点位置及出

35、水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并 绘制成图表,结合已有勘测资料,进行隧道开挖面前方地质条件的预测 预报。 地质素描预测法分为岩层岩性及层位预测法、条带状不良地质 体影响隧道长度预测法以及不规则地质体影响隧道长度预测法三种。 20 对掌子面已揭露出的岩层进行地质素描(观察岩石的矿物成分及 其含量,结构构造特征和特殊标志),给予准确定名,测量岩层产状和厚 度。 测量该岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离,并计算其垂 直层面的厚度。 将该岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图相比,确定其在地 表地层(岩层)层序中的位置和层位。 依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序,结合 TSP 探测成

36、 果,反复比较分析,最终推断出掌子面前方一定范围内即将出现的岩层 在隧道中的位置和规模。 施工过程中,每次爆破后由地质工程师进行地质素描,内容包括掌 子面正面及侧面稳定状态、岩层产状、岩性风化程度、节理裂隙发 育程度(产状、间距、长度、充填物、数量)、喷射砼开裂、掉块现象、 涌水情况、水质情况、水的影响、不良气体浓度等。同时定期对地 表水文环境进行观测和监测记录,及时了解隧道施工对地表水的影响, 确定施工控制措施,最终做出掌子面地质素描图和洞身地质展示图。 及时对洞内涌水进行水质分析和试验,提交分析和试验结果,对影 响隧道衬砌结构的水质提出处理意见,上报总工程师,以利采取有效的 防护措施。 4

37、.4.2 超前水平钻探超前水平钻探 超前钻探是隧道施工期超前地质预测预报最直接、最有效的方 法,也是对其它探测手段成果的验证和补充。通过钻孔钻进速度测试 和对钻孔岩芯的观察及相关试验获取隧道掌子面前方岩石的强度指 标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度及地下水状况等诸 方面的资料。 21 预报分为单孔和多孔水平钻探两种,其中多孔按 35 个孔设计, 孔深一般 3050m,两次搭接长度为 58m。采用地质钻机接杆钻孔。 为防止遇高压水时突水失控,开孔采用 76 钻头,孔内放入 3.0m 长的 108 钢管做为孔口管,孔口管伸出掌子面 50cm,孔壁间用环氧 环脂加水泥浆锚固,孔口管伸出部分安

38、封闭装置,并与注浆泵联接,以 便遇高压水时及时封堵并注浆。 钻孔时作业平台要求平稳、牢固,钻机施工时不晃动。 施钻过程中,由地质工程师详细记录钻速、水质、水量变化情况, 并对岩芯进行统一编录、收集,综合判断预报前方水文、地质情况。 5、围岩量测、围岩量测 项目部配置专门管理施工测量的专业工程师,设置控制测量专业 的测量队,负责本工程的控制测量工作。隧道组配置专管测量的工程 师,并设置测量班负责隧道的施工测量。 专业测量工程师负责测量方案制定,对测量成果的审核,并领导测 量队进行测量工作。 项目部测量队负责对设计院桩点复测,控制点的闭合测量,与相邻 单位的联测,精确控制点的布设,洞内施工导线设置

39、等工作。并负责检 查各工区施工测量资料检查和控制桩点的复核测量。 专业测量工程师领导隧道测量班进行施工测量工作,并审核测量 成果。 隧道组测量班负责施工测量控制,测量放样,并和相邻工区联测导 线和高程控制点。 施工中应将现场监控量测作为工序引入作业循环,并结合地质预 报作出评价,优化设计参数,实施动态管理。 22 监控量测工作必须紧接开挖、支护作业,按设计要求进行布点和 监测,并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。量测 数据应做到及时分析处理,并与工程类比法相结合,及时调整支护参数 或施工决策。 该地区雨水充沛,应加强地表沉降观测。 6、洞身开挖施工、洞身开挖施工 本隧道按新奥法原

40、理组织施工。开挖采用风动凿岩机钻眼,直眼 掏槽,非电毫秒雷管起爆,光面爆破。 6.1.开挖工艺开挖工艺 隧道断面开挖施工工艺流程如下图: 超前地质预测预报 根据信息反馈确定超前支护体系根据信息反馈确定开挖方法 施作超前支护 CD 法或台阶分部法 通风排烟、排危通风排烟、排危 无轨、有轨运输出碴无轨、有轨运输出碴 初期支护初期支护及临时支护 分步开挖支护 扩挖至全断面 进入下一循环 围岩量测 适时二次衬砌 台阶法 23 6.2.开挖方法开挖方法 6.2.1.技术要求技术要求 (1)开挖采用台阶法开挖,必要时预留核心土。 (2)开挖断面尺寸应符合设计要求,开挖轮廓线由测量班进行测量 控制,且必须在

41、测量班画出轮廓线之后再进行开挖。 (3)要严格控制开挖进尺和爆破强度,进尺控制在 1 榀钢架距离,开 挖完成后尽快进行初期支护,及时封闭围岩,以确保安全施工。 (4)掌子面开挖爆破后,施工队爆破员及时观测爆破效果,并及时排 除险情,以便施工机械和工人上场工作,施工机械要有现场调度人员统 一指挥。 (5)严格控制周边眼间距、角度和深度。开口位置由测量班仪器 断面放样并标识出钻眼开口位置；倾斜角度控制采用插炮棍法即在 断面上选择拱部、拱腰、拱墙交接处、墙部各选一钻眼先预控该点 位风枪倾斜角度作为标准钻眼,后在此处成眼中插入炮棍露出一定长 度为参照,临近眼参照炮棍平行掌控风枪；深度控制在风枪杆上做标

42、 记或卡扣。 (6)严格按照设计爆破方案要求控制周边眼间距,建立每循环周边 眼间距及光爆效果验收奖惩制度。 24 (7)炮茬错台要严格控制在规范允许内,要把控钻眼外插角度,可制 作定型标准角度测量靠尺,风枪定位时测量,后参照炮棍控制。 6.2.2.台阶分部法台阶分部法 根据围岩状况,适用于洞口土质或易坍塌的软弱围岩地段及 V 级围岩,台阶分部法施工流程见下图。 台阶分部法施工流程:上弧形导坑开挖；拱部初期支护；中部核 心土开挖；中部开挖,边墙初期支护；下部开挖,仰拱初期支护；施作 仰拱及填充；施作防排水系统及二次衬砌。 台阶分部法开挖示意 衬 砌 中 心 线 拱部二次衬砌拱部初期支护 边墙二次

43、衬砌 边墙初期支护 I I 1 2上台阶 3 4 中台阶 下台阶 中台阶 下台阶 II III I 边墙仰拱二次衬砌 I-I 1 2 3 4 0.5-1.0m1.5B V级围岩30米V级围岩30米 说明： 台阶分部开挖法施工主要步骤： 上弧形导坑开挖 拱部初期支护 中核心开挖 中部开挖， 边墙初期支护 下部开挖， 仰拱初期支护 1 I 2 3 4 III II 台阶分部法开挖流程及步骤图 7、洞身支护施工、洞身支护施工 开挖后进行断面测量,对超欠挖情况进行检查,将欠挖部位处理到 位,用高压风清洗岩面,清除松动的岩石。 (1)施工步骤:洞身开挖后初喷 4cm 混凝土,打设砂浆锚杆,挂设钢 25

44、筋网,安装钢架。经监理工程师验收合格后方可采用湿喷工艺进行喷 射混凝土作业。 (2)砂浆锚杆规格及施工方法:采用 22 砂浆锚杆,长度为 3m,设置 间距为环向纵向=1.01.0m,梅花形布置。钻孔采用风动凿岩机,锚 杆孔开孔前做好量测工作,按设计要求布孔并做好标记,开孔偏差不大 于 10cm；锚杆孔的孔轴方向垂直于岩层主要结构面。孔深度大于锚 杆设计长度 10cm,孔深偏差值不大于50mm。用高压风冲洗、清扫 锚杆孔,确保孔内不留石粉,不可用水冲洗钻孔。砂浆采用高浓度砂浆,配 合比通过现场实验确定,并坚持随拌随用的原则,对超过初凝时间的砂 浆做报废处理。人工将锚杆推送入孔内,并安装锚垫板(砂

45、浆锚杆垫板 150 mm150 mm6mm),紧固在初喷面。锚杆插入长度不得小于设 计长度的 95%,外露长度不超过喷层厚度。 (3)钢筋网规格及施工方法:拱墙挂设 8 钢筋网,网格间距为 25 25cm,相邻网片搭接 12 个网格。按设计要求加工钢筋网,在加 工棚分片预制,洞内铺挂。钢筋网与受喷面的间隙为 3cm 左右。 (4)钢架规格及施工方法:采用型钢钢架支护方式,钢架间距 1 榀 /0.6m,每榀钢架按 5 片组装设计,其连接采用 S16mm 钢板与钢架端部 焊接,再用高强螺栓连接,安装前分批按设计图检查验收加工质量,不 合格禁用。清除干净底脚处浮碴,按设计焊接纵向连接筋,环向间距 1

46、m,段间连接安设垫片拧紧螺栓,确保安装质量。钢架架立要贴紧围 岩喷射面,有间隙要沿钢架外缘每隔 2 米间距用钢楔或混凝土垫块楔 紧。钢架分节处和底部各设两根 42 锁脚锚管长度为 4m/根,紧贴钢 架两侧向下倾角 30打设,并与钢架牢固焊接。拱脚必须支立在基岩 上不准悬空,若悬空必须用混凝土块塞紧。拱架安装后必须保证垂直 度,不能发生扭曲变形。钢架安装允许偏差:横向和高程为5cm,垂直 26 度为2。 (5)超前小导管规格及施工方法:拱部 12020 围内打设 42 超前 小导管,与管棚交错设置,长度为 3.5m/根,每环打设 18 根,环向间距 40cm,外插角为 1015,纵向搭接长度不小

47、于 1m。 (6)喷射混凝土规格及施工方法:喷射混凝土厚度 23cm,先初喷 4cm 混凝土,后进行复喷,喷射混凝土采用 C25 混凝土。采用湿喷工艺,并 严格按照试验室施工配合比下料拌合。拌和料的出仓存放时间不得 大于 30 分钟。 喷射前埋置控制厚度标桩,间距 2 米,对岩面用高压风吹冲进行清 洁。喷射作业应分段分片依次进行,一次喷射厚度拱部不得超过 6cm, 边墙不得超过 10cm。对于较大坑洼处,首先喷射填平。喷嘴垂直于 喷射岩面,距受喷面 1.52 米之内为宜。 8、衬砌施工、衬砌施工 8.1、施工组织、施工组织 混凝土由洞口的自动计量混凝土拌和站集中供应,轮胎式混凝土 输送罐车运料

48、,混凝土输送泵泵送入模。仰拱采用仰拱抗干扰作业平 台,实现仰拱超前。 隧道大部分采用仰拱先行、整体式液压钢模衬砌台车衬砌,每节 衬砌长度 12m。 紧急停车带因断面形式变化,采用组合式钢模衬砌台车进行衬砌。 8.2、混凝土施工工艺要求、混凝土施工工艺要求 1混凝土原材料的选择必须符合设计及相关标准规定,如有受 潮、变质、过期现象不得使用。混凝土配料必须按实验室提供配合 比称量,外加剂严格按配合比施加,水泥、水、外加剂、掺合料的计量 27 容许偏差为1%,砂、石的计量容许偏差为2%。混凝土搅拌时间 不应小于 2min。混凝土运输应符合规范要求。 2混凝土浇筑。浇筑前应将模板内部清理干净。边墙应分

49、层浇 筑混凝土,每层厚度不宜超过 25cm,相邻两层浇筑时间不应超过 2 小 时,而且左右边墙必须对称浇筑。为防止台车模板在浇筑混凝土时上 浮跑模,台车在浇筑混凝土前按台车设计加固支撑,边墙混凝土浇筑速 度适当放慢。混凝土滑落高度不宜超过 2m,否则要加滑槽。冬季施 工时,混凝土入模温度不得低于 5 度。拱墙衬砌封顶饱满、密实无空 隙。 3混凝土振捣。混凝土振捣采取附着式振捣器振捣,辅以插入 式振捣器辅助振捣,必须振捣密实,振捣时间宜为 1030 秒,以混凝土 泛浆和不冒气泡为准,避免漏振、欠振、过振。当用插入式振动器时, 插点间距不宜大于振动棒作用半径 1.5 倍,振动棒与模板的距离,应该

50、是振动棒作用半径的 1/2。振动棒插入下层混凝土的深度应不小于 5cm(5cm 为宜),每一振点应快插慢拔,使振动棒拔出后混凝土自然填 满插孔,气泡随振动棒充分冒出。施工缝、变形缝部位混凝土能否振 捣密实对止水带的止水效果影响很大,混凝土应振捣充分,保证混凝土 与止水带的紧密结合；振捣时振捣棒不得触及止水带,避免振捣力量 过大而刺破止水带。 4衬砌混凝土养护时间不得小于 14 天,特别是前 7 天的养护更 为重要,应适当延长衬砌拆模时间,拆模时的混凝土强度应达到 8.0MPa 以上(以实验室试验数据为准)。在初期支护未稳定,提前施做 的二次衬砌,拆模时混凝土强度应达到设计强度。混凝土表面温度与

51、 周围气温之差不得超过 15 度,以防混凝土表面出现裂缝。 28 9、隧道施工技术措施、隧道施工技术措施 在长大隧道施工过程中要克服“重开挖、轻支护、重进度、轻 质量”的思想,加强系统管理及程序管理,规范监控量测、超前预报、 控制施工活动、规范施工行为,以减少隧道施工风险。 1.正确理解“新奥法”的施工原理 新奥法就是应用岩体力学的基本理论,以维护和利用围岩的自承 能力,通过采用及时的“锚喷支护”或更进一步的喷锚预支护等联合 支护手段有效的抑制围岩的松弛变形,并通过监控量测手段及信息处 理,调整支护参数,从而使围岩成为支护体系的重要组成部分的一种施 工原理。概括的说,新奥法隧道施工的三大要素实

52、质就是“光面爆破、 锚喷支护及监控量测” 。 2.严格遵照台阶法、台阶分部法和 CD 法施工程序 台阶分部法和 CD 法是针对隧道软弱围岩施工的先进工艺和方 法,全断面法及半断面法是针对围岩较好段的时光工艺,在施工过程中 必须严格按照围岩情况以及设计指导方法采取合理施工工艺,严禁擅 自简化程序。 3.加强初期支护及超前预支护 良好的初期支护和超前预支护是确保施工安全的有效手段。 在施工过程中,应根据不同的围岩岩性产状进行合理支护,如超前 长管棚、超前小导管、钢架等,做到锚喷及时,紧跟掌子面,要求封闭 成环,刚度可靠。 4.加强监控量测 新奥法施工中的核心就是监控量测。 加强已支护地段的量测 在

53、实际施工中,大多数人往往认为已支护地段就是安全地段,因此,忽 29 略了围岩变形和量测作用。实际上围岩变形是不停的在进行,随着时 间的推移而慢慢趋于稳定。加强对已支护地段的量测,不仅能掌握围 岩变形特征,也是直接判断初期支护是否安全可靠的一个重要方法,对 预防“回头”塌方有着不可估量的作用。 加强超前地质预报,特别是地下水活动的预报工作 工程地质是确定隧道施工方法、支护要素设计的重要依据,因此 在除了对已开挖地质进行鉴定评价和形象素描外,还应进行超前地质 预测预报。通过进行超前地质预报可以有效指导施工,并及时制定各 种施工方案,避免出现对地质条件认识不足而决策失误,从而做到有的 放矢,提高施工

54、进度。 地下水以及施工用水管理对隧道影响极大,水是塌方的润滑剂,能 促进塌方和加剧塌方的发展,为此,在施工过程中要对地下水进行妥善 处理。 5.加强施工现场管理 施工管理是完成一切预防措施的前提和基础,因此必须加强对现 场施工的管理。 从提高施工人员的技术水平和加强岗位责任制出发,进行素质 教育,制定行之有效的规章制度,其中最重要的是现场施工员必须是经 过培训和考核合格,具有强烈责任心、敬业精神、具有较丰富的实践 经验与组织能力的人员担任。 加强施工过程中的“三观察” 观察掌子面的地质情况及开挖成型情况,对掌子面出现的异常 现象进行分析,及时调整施工方法、支护参数。 观察初期支护。随时对已支护

55、地段进行观察、观测,掌握初期 支护变形情况。 30 观察围岩变化。对围岩的变化除采用量测手段外,还应用目测, 随时对隧道拱顶进行观测,对局部掉块地段进行分析,及时补强支护, 消除隐患,因为局部地段的掉块不是围岩应力及内部挤压的结果,就是 塌方发生的前兆。 改进管理模式,努力提高管理水平,增强工程技术人员施工经验 与现场处理突变事件的应变能力。 10、隧道洞内施工防止塌方、涌水、等特殊地段处理预案、隧道洞内施工防止塌方、涌水、等特殊地段处理预案 由于洞口段埋深浅,有可能发生塌方事故,故必须从开挖手段和事 故处理过程中着手:首先,塌方事故是可以尽量避免的,这就要求我们 做好超前地质预报,严格控制施

56、工工艺、循环进尺以及避免过多爆破 装药量,对暴露的围岩要及时进行初喷保护等措施；洞口段的仰坡监 控量测是安全进洞的有力保障,测量人员及时对监控数据的整理及反 馈是科学评判洞口围岩安全稳定的关键,如果洞口围岩破碎,开挖后围 岩动态变形远远超过施工支护承载要求,则应该及时上报监理工程师 更改进洞开挖手段,待山体地应力重新排布稳定后再按先拱后墙上下 台阶法开挖剩余断面,此方法可有效地减小拱顶及基脚的沉降。其次, 洞口浅埋段的二次衬砌应该赶紧施工,利用二次衬砌的安全结构性对 整个隧道洞口起到承载部分负荷作用,能有效的避免塌方事故。 如意外发生塌方,塌方事故处理要及时,避免塌方继续扩大,查明 塌方原因,

57、对坍塌段的形态、规模、围岩岩性和地质构造等进行详细 观测和分析,制定合理、科学的治理方案。具体治理措施有:及时锚 喷支护加固周边未坍塌地段,做好周边防排水工作,同时通知相关单位 到场商议增强治理方案；施作超前支护,稳固拱顶；边清除碴体 边施作钢支撑以及初期支护；用泵送的方式将混凝土回填塌孔并 做好生态和环保工作。 31 六、各项保证措施六、各项保证措施 6.1 质量保证措施质量保证措施 6.1.1、保证工程质量的组织管理措施 成立全面质量小组,第一管理者在管理生产的同时管理质量,配齐 专职质检工程师和质检员,制定相应的质量管理目标及岗位责任制,卓 有成效地进行全面质量管理和目标责任管理,从组织

58、措施上使创优计 划真正落到实处。 附图 1:安全保障体系框图 6.1.2、保证工程质量的主要技术措施 1、施工前有针对性地对隧道各工种进行技术培训,制定各工序 标准化作业细则,提高施工人员的整体技术水平,特别对使用新型设备 人员要确保培训质量,为创优质工程创造条件。 2、认真执行设计图纸审核制度,并做好施工技术交底,使现场领 工员及每一位施工人员做到心中有数,严格按技术要求施工,保证设计 意图的实现。 3、施工前后自始至终要对隧道测量的中线、水平严格执行双检 制,各种测量资料收集要及时、齐全,保证资料均从现场取得。 4、施工前做好施工场地的排水工作。 5、在施工中充分发挥专、兼职质量检查人员的

59、作用,对隧道工 程各工序进行全面检查,特别是隐蔽工程在监理人员检查、签证后经 过检合格后,方可报监理工程师检验,经认可后才准许进行下道工序施 工,严格执行工程报检制度,使工程每一环节质量均有保证。 6、在施工中要充分调动工人的积极性,对各施工工序的人员根 据工作质量和工程的优劣进行奖罚,促使各工序人员都把质量放在首 位,使工程质量不断提高。 32 7、每一道工序施工完毕必须经自检合格后,再报监理工程师检 验,该道工序合格后,方可进行下道工序的施工； 8、项目部内部建立健全的质量自检体系,向现场技术人员发放 关键工序作业指导书,现场技术员为施工班组做技术交底,各班组长根 据交底对工人组织培训,层

60、层把关,加强施工全过程的质量管理和控制,确 保施工符合设计及技术规范要求。 6.1.3、材料采购的质量保证措施 原材料采购前制定采购计划。采购计划按技术部门提供的施工 进度计划、施工图纸和材料技术要求编制,采购前后均须报监理工程 师审批签认。 工程材料和设施的采购文件包括以下内容: 1、各种管棚施工中所用原材料在工程使用部位、规格、数量、 时间及价格要求； 2、施工合同规定的标准要求； 3、工程标准及技术规范的要求； 4、运输和交货条件； 5、质量鉴定和检查方法。 6.1.4、质量管理自检制度 项目经理部建立三级质量管理体系,在施工过程中自下而上按照 “跟踪检查、复检、抽检”三个检测等级分别实