隧道工艺设计

1、新建织金叠铁路站前工程II标*隧道施工工艺设计编制:审核:审批:*工程指挥部二0四年六月 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 一、工程概况1 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 二、主要工程数量1三、各个施工工序工艺及衔接23.1超前地质预报23.2隧道开挖初支2 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document II级围岩开挖支护2 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document III级围岩开挖支护

2、4 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document IV级围岩开挖支护6V级围岩开挖支护93.2.5隧道各级围岩开挖支护进度指标14 HYPERLINK l bookmark45 o Current Document 3.3隧道仰拱施工153.3.1仰拱施工工序15 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 3.3.2仰拱施工人员设备安排及时间安排153.4二衬施工173.4.1二衬施工工序17 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 3.4.2二衬施工人员设备安排及时间安

3、排17一、工程概况*隧道地处*县，全长2934m,中心里程DK39+448，进口里程DK37+981, 出口里程DK40+915。属低山地貌，山顶最大高程1550m，相对高差约100m, 地形起伏平缓，进口段自然坡度为1035，出口段自然坡度为1022，局 部呈陡崖，山顶部分植被茂密，灌木杂草丛生，村舍稀少，以农田、旱地为主。隧道地处中高山地貌，坡上植被较发育，多为松树林，局部山坡被垦为旱地， 灰岩段溶蚀洼地多分布有村落，部分坡顶也有村民居住，可溶岩段落开挖应避免 大量抽排地下水，以免造成地表塌陷和村民用水枯竭。隧道进口端位于*村， 出口位于陆家大坡附近，进出口附近民房较多，且出口端隧道上方为

4、S307省道， *隧道下穿。隧道长度范围内，上覆第四系坡洪积粉质黏土、坡残积粉质黏土、块石土， 三叠系下统永宁镇组第二至第四段灰岩、白云质灰岩夹砾岩、三叠系下统永宁镇 组第一段灰岩、三叠系下统夜郎组泥岩夹灰岩，二叠系上统龙潭组、长兴组、大 隆组砂岩、泥岩夹煤层。隧址区地质构造复杂、断裂发育，地层岩体破碎，线路多大角度穿越构造线， 区内地层总体上呈单斜。线路穿越主要地质构造有*隧道断层带及马鞍山断层 带。二、主要工程数量*隧道主要工程数量，如下表所示：*隧道主要工程数量表工区工程项目单位工程数量进口工区开挖、支护、衬砌、防排 水及辅助工程II级围岩长度m1090III级围岩长度m460W级围岩长

5、度m180V级围岩长度m400洞门座1出口工区开挖、支护、衬砌、防排 水及辅助工程I级围岩长度m470W级围岩长度m190V级围岩长度m144洞门座1合计开挖各类围岩145278ms，喷射C25混凝土 7548ms，浇筑二衬C30混凝土10966ms. C35 混凝土 526m3, C40 混凝土 14446mso三、各个施工工序工艺及衔接3.1超前地质预报超前地质预报施工在隧道开挖支护之前，具体工作包括超前钻孔及地质雷达(TRT 6000),根据施工情况，可以将地质预报工序选择在衬砌施工等与掌子面施工错开的时间范围内，保证超前地质预报工作不单独占用隧道施工关键线路上的时间。3.2隧道开挖初支

6、II级围岩开挖支护根据II级围岩状况及自稳时间，II级围岩采用全断面开挖，每茬炮进尺按 3.7米考虑，循环进尺按照3.4m考虑。开挖完后就及时进行锚喷作业。一切以 开挖工序为龙头，锚杆、挂网必须配合开挖节奏，其人员和机械机具配置必须满足开挖循环时间。每开挖一茬炮喷射混凝土支护一次，及时将已开挖段进行锚喷全设计厚度,II级围岩光面爆破炮眼布置如下图所示:D娅髓盈布耦II级围岩全断面钻眼数量及炮眼量分配表如下表所示:II级围岩全断面法光面爆破炮眼药量分配表序号炮眼分类炮眼长度炮眼数雷管段数雷管个数炮眼装药有t每孔单孔合计药量m个段个卷/孔Kg/孔Kg1掏槽眼3.8818153242辅助眼3.765

7、6132.615.63.7676132.615.633.7696132.615.643.7171117132.644.253.7211321132.654.67周边眼3.735153561.244.48底板眼3.79179153279合计108108238.6II级围岩全断面法主要经济技术指标如下表所示：II级围岩全断面法主要经济技术指标序号项目单 位数 量1开挖断面积m246.782预计每循环进尺m3.43每循环爆破石方m3159.0524炮眼总数个1085钻孔总数m400.46雷管用量发1087炸药用量kg238.68比钻眼数个/m22.319比钻眼量m/m32.5210比装药量kg/m3

8、1.49611单位体积岩体耗雷管量发/m30.67912预计炮眼利用率%90根据掌子面围岩状况适当调整周边眼距和辅助眼距，开挖班配置风钻6台,每班人员18人（3人/台）。开挖钻孔人员米用两班倒，每天作业34个循环，每 循环进尺3.7m，每循环从开始上台架找顶作业到响炮，核定时间180分钟。II级围岩每循环爆破石方159m3，按松方系数1.5计算，每循环炮渣238.5m3, 采用1台装载机出渣，4台自卸汽车运渣，每车装渣12方，平均每车装渣及出 渣时间为20分钟，每循环II级围岩出渣需要时间约400分钟。II级围岩支护形式采用拱部局部锚杆及喷射混凝土作业，喷浆料采用1台湿喷设备，5人（1人喷浆，

9、4人铲料），核定时间120分钟。III级围岩开挖支护根据III级围岩状况及自稳时间，III级围岩采用全断面开挖，每茬炮进尺 按2.7米考虑，循环进尺按照2.4m考虑。开挖完后就及时进行锚喷作业。一切 以开挖工序为龙头，锚杆、挂网必须配合开挖节奏，其人员和机械机具配置必须满足开挖循环时间。每开挖一茬炮喷射混凝土支护一次，及时将已开挖段进行锚喷至设计厚度,III级围岩光面爆破炮眼布置如下图所示:6o QIII级围岩全断面钻眼数量及炮眼量分配表如下表所示:坦级围岩全断面法光面爆破炮眼药量分配表序号炮眼分类炮眼长度炮眼数雷管段数雷管个数炮眼装药量每孔单孔合计药量m个段个卷/孔Kg/孔Kg1掏槽眼2.8

10、81891.814.422.765681.69.632.767681.69.64辅助眼2.769681.69.652.717111781.627.272.721132181.633.68周边眼2.735153551359底板眼2.710171091.81810合计109109157III级围岩全断面法主要经济技术指标如下表所示：III级围岩全断面法主要经济技术指标序号项目单 位数 量1开挖断面积m247.862预计每循环进尺m2.73每循环爆破石方m3129.24炮眼总数个1095钻孔总数m295.16雷管用量发1097炸药用量kg1578比钻眼数个/m22.289比钻眼量m/m32.2810

11、比装药量kg/m31.2111单位体积岩体耗雷管量发/m30.8412预计炮眼利用率%90根据掌子面围岩状况适当调整周边眼距和辅助眼距，开挖班配置风钻6台,每班人员18人（3人/台）。开挖钻孔人员米用两班倒，每天作业34个循环，每 循环进尺2.4m，从开始上台架找顶作业到响炮，核定时间150分钟。III级围岩每循环爆破石方129.2m3，按松方系数1.5计算，每循环炮渣 193.8m3，采用1台装载机出渣，4台自卸汽车运渣，每车装渣12方，平均每车 装渣及出渣时间为20分钟，每循环III级围岩出渣需要时间约320分钟。III级围岩支护形式采用拱部局部锚杆及喷射混凝土作业，喷浆料采用1台湿喷设备

12、，5人（1人喷浆，4人铲料），核定时间120分钟。IV级围岩开挖支护根据IV级围岩状况及自稳时间，IV级围岩采用两台阶法开挖，上台阶每茬 炮进尺按1.5m （Iva复合）、1.3m （IVb复合）、1.1m （IVc复合）考虑，循环进尺按照1.2m、1m、0.8m考虑，下台阶每茬炮进尺按2.7m （Iva复合）、2.3m （IVb复合）、1.9m （IVc复合）考虑，循环进尺按照2.4m、2m、1.6m考虑开挖完后就及时进行锚喷作业。一切以开挖工序为龙头，锚杆、挂网必须配合开挖节奏，其人员和机械机具配置必须满足开挖循环时间。每开挖一茬炮喷射混凝土支护次，及时将已开挖段进行锚喷至设计厚度,IV级

13、围岩（以IVb复合断面为例）光面爆破炮眼布置如下图所示:15IV级围岩（IVb复合衬砌）上台阶钻眼数量及炮眼量分配表如下表所示:Wb类围岩炮眼布置图W级围岩（IVb复合衬砌）上台阶光面爆破炮眼药量分配表序号炮眼分类炮眼长度炮眼数雷管段数雷管个数炮眼装药量每孔单孔合计药量m个段个卷/孔Kg/孔Kg1掏槽眼1.761630.63.62掏槽眼1.765630.63.63辅助眼1.677720.42.841.61191120.44.45周边眼1.625112520.4106底板眼1.69131230.43.67合计646428IV级围岩（IVb复合衬砌）上台阶主要经济技术指标如下表所示:W级围岩（IV

14、b复合衬砌）上台阶主要经济技术指标序号项目单 位数 量1开挖断面积m220.22预计每循环进尺m13每循环爆破石方m320.24炮眼总数个645钻孔总数m103.66雷管用量发647炸药用量kg288比钻眼数个/m23.169比钻眼量m/m33.4210比装药量kg/m30.92411单位体积岩体耗雷管量发/m32.1112预计炮眼利用率%95W级围岩（IVb复合衬砌）下台阶装药参数如下表所示:IV级围岩（IVb复合衬砌）下台阶光面爆破炮眼药量分配表序号炮眼分类炮眼长度炮眼数雷管段数雷管个数炮眼装药有t每孔单孔合计药量m个段个卷/孔Kg/孔Kg1辅助眼1.671730.64.221.67373

15、0.64.231.675730.64.241.677730.64.251.689830.64.861.6311330.61.87周边眼1.620132020.488底板眼1.610151040.88合计696939.4W级围岩（IVb复合衬砌）下台阶主要经济技术指标如下表所示:IV级围岩（IVb复合衬砌）下台阶主要经济技术指标序号项目单 位数 量1开挖断面积m231.972预计每循环进尺m23每循环爆破石方m363.944炮眼总数个695钻孔总数m110.46雷管用量发697炸药用量kg39.48比钻眼数个/m22.169比钻眼量m/m32.4710比装药量kg/m30.8811单位体积岩体耗

16、雷管量发/m31.5412预计炮眼利用率%95根据IV（IVb围岩复合）掌子面围岩状况适当调整周边眼距和辅助眼距， 开挖班配置风钻6台（其中上台阶施工配置3台，下台阶施工配置3台），每班 人员18人（3人/台）。开挖钻孔人员采用两班倒，上台阶每天作业2个循环，每 循环进尺1m，下台阶每天作业1个循环，每循环进尺2m，从开始上台架找顶作 业到响炮，核定上台阶每循环时间50分钟（其中装药20分钟），下台阶每循环 作业时间100分钟（其中装药20分钟），核算下来掌子面进尺1m需要用时100 分钟。IV（IVb围岩复合）每循环（进尺1m）爆破石方52.17m3，按松方系数1.5 计算，每循环炮渣78.

17、2m3,采用1台装载机出渣，4台自卸汽车运渣，每车装渣 12方，平均每车装渣及出渣时间为20分钟，每循环IV（IVb围岩复合）出渣需 要时间130分钟。IV（IVb围岩复合）支护形式采用格栅钢架、系统锚杆、超前小导管支护及 喷射混凝土支护，其中格栅钢架立架作业人员5人，上台阶立架一棉钢架（1m） 核定时间为20分钟，下台阶立架一棉钢架（1m）核定时间20分钟，核算下来 进尺1m格栅钢架立架需要用时40分钟；系统锚杆设计拱部18m （6根），边墙 21m （7根），采用风钻2台进行施工，核定系统锚杆施工需要100分钟，超前小 导管设计为6 42超前小导管，每环24根，纵向间距2m，单根长度3.5

18、m，采用 1台风钻进行施工，核算先来掌子面每进尺1m施工6 42超前小导管耗时60分 钟；喷射混凝土初期支护采用1台湿喷设备，5人（1人喷浆，4人铲料），核定 时间100分钟，核算下来，IV （IVb围岩复合）掌子面每进尺1m，消耗在支护 上的时间合计300分钟。V级围岩开挖支护根据V级围岩状况及自稳时间，V级围岩采用三台阶法开挖，上/中台阶每 茬炮进尺按1.3m （Vb复合）、1.1m （Vc复合）考虑，循环进尺按照1m、0.8m考 虑，下台阶每茬炮进尺按2.3m （Vb复合）、1.9m （Vc复合）考虑，循环进尺按 照1m、0.8m考虑开挖完后就及时进行锚喷作业。一切以开挖工序为龙头，锚杆

19、、 挂网必须配合开挖节奏，其人员和机械机具配置必须满足开挖循环时间。每开挖 一茬炮喷射混凝土支护一次，及时将已开挖段进行锚喷至设计厚度,V级围岩（以 Vb复合断面为例）光面爆破炮眼布置如下图所示：Vb类围岩炮眼布置图L O1Vb级围岩上台阶装药参数如下表所示：Vb级围岩上台阶光面爆破炮眼药量分配表序号炮眼分类炮眼长度炮眼数雷管段数雷管个数炮眼装药量每孔单孔合计药量m个段个卷/孔Kg/孔Kg1掏槽眼161620.42.42165620.42.43辅助眼0.997910.21.840.91191110.22.25周边眼0.933113310.26.66底板眼0.9813810.21.6合计7373

20、17Vb级围岩上台阶主要经济技术指标如下表所示:Vb级围岩上台阶主要经济技术指标序号项目单 位数 量1开挖断面积m220.082预计每循环进尺m13每循环爆破石方m320.084炮眼总数个485钻孔总数m43.26雷管用量发487炸药用量kg17.68比钻眼数个/m22.399比钻眼量m/m32.6910比装药量kg/m31.1011单位体积岩体耗雷管量发/m32.9912预计炮眼利用率%95Vb级围岩中台阶装药参数如下表所示：Vb级围岩中台阶光面爆破炮眼药量分配表序号炮眼分类炮眼长度炮眼数雷管段数雷管个数炮眼装药有t每孔单孔合计药量m个段个卷/孔Kg/孔Kg1辅助眼0.981820.43.2

21、20.983820.43.230.985820.43.24底板眼0.987820.64.85周边眼0.91691610.23.26合计484817.6Vb级围岩中台阶主要经济技术指标如下表所示:Vb级围岩中台阶主要经济技术指标序号项目单 位数 量1开挖断面积m2202预计每循环进尺m13每循环爆破石方m3204炮眼总数个495钻孔总数m58.86雷管用量发497炸药用量kg18.28比钻眼数个/m22.459比钻眼量m/m32.4510比装药量kg/m30.75811单位体积岩体耗雷管量发/m32.0412预计炮眼利用率%100Vb级围岩下台阶装药参数如下表所示：Vb级围岩下台阶光面爆破炮眼药

22、量分配表序号炮眼分类炮眼长度炮眼数雷管段数雷管个数炮眼装药量每孔单孔合计药量m个段个卷/孔Kg/孔Kg10.981820.43.22辅助眼0.983820.43.230.935320.41.24底板眼0.91071020.445周边眼0.91291210.22.46合计414114Vb级围岩下台阶主要经济技术指标如下表所示:也级围岩下台阶主要经济技术指标序号项目单 位数 量1开挖断面积m215.872预计每循环进尺m23每循环爆破石方m331.744炮眼总数个415钻孔总数m36.96雷管用量发417炸药用量kg148比钻眼数个/m22.589比钻眼量m/m32.9110比装药量kg/m31.

23、1011单位体积岩体耗雷管量发/m33.2312预计炮眼利用率%95根据V （Vb围岩复合）掌子面围岩状况适当调整周边眼距和辅助眼距，开 挖班配置风钻6台（其中上台阶施工配置2台，中台阶施工配置2台，下台阶施 工配置2台），每班人员18人（3人/台）。开挖钻孔人员采用两班倒，上/中台阶每 天作业2个循环，每循环进尺1m，下台阶每天作业1个循环，每循环进尺2m， 从开始上台架找顶作业到响炮，核定上台阶每循环时间40分钟（其中装药20 分钟），中台阶每循环时间40分钟（其中装药20分钟），下台阶每循环作业时间 80分钟（其中装药20分钟），核算下来掌子面进尺1m需要用时120分钟。V（Vb围岩复合

24、）每循环爆破石方55.95m3，按松方系数1.5计算，每循环 炮渣83.9m3，采用1台装载机出渣，4台自卸汽车运渣，每车装渣12方，平均 每车装渣及出渣时间为20分钟，每循环V（Vb围岩复合）出渣需要时间约140 分钟。V（Vb围岩复合）支护形式采用格栅钢架、系统锚杆、超前小导管支护及喷射混凝土支护，其中格栅钢架立架作业人员5人，上台阶立架一棉钢架（1m）核定时间为20分钟，中台阶立架一棉钢架（1m）核定时间20分钟，下台阶立架一棉钢架（1m）核定时间20分钟，核算下来进尺1m格栅钢架立架需要用时60分钟；系统锚杆设计拱部24m （8根），边墙27m （9根），采用风钻2台进行 施工，核定系

25、统锚杆施工需要180分钟，超前小导管设计为6 42超前小导管， 每环24根，纵向间距2m，单根长度3.5m，采用1台风钻进行施工，核算先来 掌子面每进尺1m施工6 42超前小导管耗时80分钟；喷射混凝土初期支护采用 1台湿喷设备，5人（1人喷浆，4人铲料），核定时间240分钟，核算下来，IV（IVb围岩复合）掌子面每进尺1m，消耗在支护上的时间合计620分钟。3.2.5隧道各级围岩开挖支护进度指标*隧道开挖支护进度（掌子面进尺1m）指标工序单位围岩等级备注II （每循环 进尺3.7m）III （每循环 进尺2.4m）IV（IVb复合，每 循环进尺1m）V（Vb复合，每 循环进尺1m）超前地质预

26、报分钟/不占用关键线路时 间，所以不统计上台阶测量放样分钟15.0010.00中台阶测量放样分钟15.0010.00下台阶测量放样分钟10.00全断面测量放样分钟8.1112.50开挖台车就位及移位分钟2.704.1710.0010.00爆破前移位打眼装药爆破分钟48.6575.00120.00120.00通风分钟5.418.3320.0020.00出渣分钟108.11133.33130.00140.00立架、系统锚杆及超 前支护分钟200.00320.00喷浆台车就位分钟2.704.17喷浆作业分钟24.3237.50100.00180.00合计分钟200.00275.00610.00820

27、.00从“*隧道开挖支护进度（掌子面进尺1m）指标”可以看出，掌子面每进 尺1m，II级围岩需用时3.33小时，III级围岩需要用时4.58小时，IV级（IVb 复合）需要用时10.17小时，V级（Vb复合）需要用时13.67小时。每天有效工 作时间按照22小时计算，每个月按照30天计算（扣除二衬浇筑、仰拱开挖等耽 误掌子面施工时间及施工间歇时间），II级围岩每月开挖进尺能够达到198m, III 级围岩能够达到144m，IV级（IVb复合）围岩能够达到65m，V级（Vb复合） 围岩能够达到48.3m。如果现场管理顺畅，各工序衔接得当，可以让循环时间更 快，每月进尺更高。3.3隧道仰拱施工仰拱

28、与掌子面距离必须保证开挖台架退至仰拱开挖面前方后，掌子面能够正 常会车出渣，以免相互干扰，一般仰拱开挖面至齐头距离保持在5570米为宜， 但是软弱围岩（IV、V级围岩）仰拱开挖面至齐头距离不超过35m且软弱围岩 （IV、V级围岩）仰拱每循环开挖进尺不超过3m，为了不影响开挖，仰拱开挖 与掌子面开挖打眼同时进行。由于仰拱开挖是掌子面开挖时就已经开挖完，所以 此时的仰拱开挖主要是挖机与自卸车配合装渣。3.3.1仰拱施工工序仰拱出渣一一转移栈桥清理隧底一一关挡头板（安设环向止水带，矮边 墙防水板与纵环向盲管）仰拱与矮边墙混凝土浇注（纵向止水带安设与接茬 钢筋的安设）一一浇注仰拱填充一一转移栈桥。3.

29、3.2仰拱施工人员设备安排及时间安排仰拱出渣：对于II、III级围岩，每循环仰拱开挖9m，对于IV、V级围岩， 每循环仰拱开挖3m，出渣采用1台装载机出渣，4台自卸汽车运渣，每车装渣 12方，平均每车装渣及出渣时间为20分钟，对于II、III级围岩核定出渣时间约 为150分钟（平均断面10m2），IV、V级围岩核定出渣时间约75分钟（平均断 面 15m2）。仰拱栈桥就位：仰拱栈桥长度12m，转移栈桥由1台装载机及1名工人配合 进行，核定时间为60分钟。仰拱底部虚渣及积水清理：仰拱底部虚渣及积水清理由4名工人操作，清理 过程中1台挖掘机配合，各级围岩核定施工时间为120分钟。仰拱钢筋安装：对于仰

30、拱底部存在钢筋的情况（IV、V级围岩），钢筋安装 由4名工人进行，核定施工时间为240分钟，对于仰拱底部无钢筋的情况（II、 III级围岩），该施工时间为0分钟。仰拱挡头板安装：仰拱挡头板安装加固由4名工人施工，核定时间为180 分钟（包括环向止水带安装），该工作与仰拱底部钢筋安装可重叠进行。仰拱与矮边墙混凝土浇筑（含纵向止水带安装及背贴式止水带安装）：仰拱 与矮边墙同时浇筑，浇筑过程由4台罐车及4名工人配合施工，II、III级围岩每 循环浇筑约58m3, IV、V级围岩每循环浇筑约33m3,按照每方混凝土浇筑时间 3分钟（含振捣），II、III级围岩仰拱及矮边墙浇筑时间180分钟，IV、V级

31、围 岩仰拱及矮边墙浇筑时间100分钟。仰拱与仰拱填充浇筑期间等强时间：根据试验室提供仰拱混凝土初凝时间， 仰拱与仰拱填充浇筑期间等强时间为420分钟。仰拱填充浇筑：仰拱填充混凝土浇筑由4台罐车及4名工人配合施工，II、 III级围岩每循环浇筑约18m3, IV、V级围岩每循环浇筑约9m3，按照每方混凝 土浇筑时间3分钟（含振捣），II、III级围岩仰拱及矮边墙浇筑时间60分钟，IV、 V级围岩仰拱及矮边墙浇筑时间30分钟。混凝土养护时间：仰拱及仰拱填充养护时间按照1440分钟核定，在此期间 由于栈桥未移位，因此不耽误隧道内其他工序施工。栈桥移位及挡头板拆除：栈桥移位时间与栈桥就位时间一致，核定

32、为60分 钟，挡头板拆除核定时间为60分钟。*隧道仰拱施工进度（1m）指标工序单位围岩等级备注II、 IIIIV、V仰拱出渣分钟76.6790.00栈桥就位分钟6.6720.00仰拱底部清理分钟13.3340.00仰拱钢筋安装分钟80.00II、III级围岩无仰拱钢筋仰拱挡头板安装分钟20.00IV、V级围岩挡头板安装与钢筋 安装同步仰拱与矮边墙混凝土浇筑分钟20.0033.33仰拱与仰拱填充浇筑期间等强 时间分钟46.67140.00仰拱填充浇筑分钟6.6710.00混凝土养护时间分钟160.00480.00栈桥移位及挡头板拆除分钟6.6720.00合计分钟296.67848.33从“*隧道仰拱施工进度（1m）指标”可以看出，II、III级围岩仰拱施工 1m需要用时4.9小时，IV、V级围岩仰拱施工1m需要用时14.1小时。每天有 效工作时间按照22小时计算，每个月按照30天计算（扣除二衬浇筑及施工间歇 时间），II、III级围岩每月仰拱进尺能够达到134.6m，IV、V级围岩能够达到46.8m。 如果现场管理顺畅，各工序衔接得当，可以让循环时间更快，每月进尺更高。3.4二衬施工3.4.1二衬施工工序防