隧道施工组织设计

     （一）隧道开挖方案（A） 

    Ⅱ类围岩地段施工Ⅱ类围岩施工采用留核心土超短台阶开挖法施工，先支护后开挖，机械配合人工进行开挖，个别地方石方开挖采用放小炮松动，机械出碴。施工时严格遵守软弱围岩不良地段“早预报、管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、勤量测、快封闭、紧衬砌”的原则，认真做到稳扎稳打，步步为营。 

    （二）关键工艺要求： 

    （1）超前小导管施工要注意保持环与环间的设计搭接长度。 

    （2）主要采用机械配合人工开挖，局部辅以弱爆破，“震松法”施工，尽量减少对地层的扰动，爆破要密打眼，少装药。 

    （3）拱部环形开挖后应立即完成该部分的钢支撑安装和锚喷支护。 

    （4）仰拱及填充层在初期支护完成后尽快施做，先于二衬进行施工，采用搭设防干扰平台技术进行混凝土全断面灌注。必要时，钢支撑脚部设锁脚砂浆锚杆，以保证稳定和安全。 

    （5）Ⅱ类围岩左右侧每循环开挖长度控制在2.0m左右，初期支护紧跟掌子面，及时施做仰拱，使整个断面尽快形成封闭环。 

    （6）二次衬砌根据围岩量测监控的信息情况，适时施做，以保证初期支护和施工安全的关键措施。一般二次衬砌距初期支护2～3倍洞径处开始浇注。 

    （7）施工时认真做好洞内排水工作，保证排水畅通，防止基底软化。两侧临时排水沟要保证顺畅，合理位置设集水井，配备抽水机抽水。 

    （三）Ⅱ类围岩施工方案 

    B.Ⅲ类围岩地段施工Ⅲ类围岩地段采用正台阶施工方案，台阶长15～20m，先支护后开挖，微震光面爆破，装载机和自卸车出碴。 

    1、关键工艺要求： 

    （1）先拱部φ22（φ25）超前先锚后灌式砂浆锚杆施工，然后上台阶开挖采用简易台架人工风枪钻眼，楔形复式减震掏槽，微震光面爆破开挖，循环进尺1.0～1.5m. 

    （2）拱部初期支护施工顺序为初喷、挂钢筋网、复喷20#砼至设计厚度。 

    （3）下部开挖后及时进行锚喷初期支护，灌注仰拱混凝土，片石砼仰拱回填，分左、右半幅进行调平层施工。 

    （4）铺设环向排水软管及隧道专用复合防水卷材，初期支护基本稳定后施做整体模筑二次衬砌，二衬段与台阶距离不大于30m. III类围岩施工 

    （四）爆破设计Ⅲ类围岩正台阶法开挖，上半断面采用微震光面爆破，下部台阶采用一次性爆破施工。施工过程中，根据爆破效果及时修改爆破参数。 

    （1）炸药及雷管选型选用爆速低的炸药，采用φ25mm和φ32mm两种乳化炸药药卷。为更好地实现微差爆破采用非电毫秒雷管。 

    （2）非电微差起爆网络设计爆破震动与同段齐爆的炸药用量有极其密切的关系，采用非电微差起爆技术，不但可以有效控制单段雷管的起爆药量，又能有效地控制每段雷管的起爆时间，使爆破震动波形不形成叠加，既能保证岩石破碎达到理想的效果，又能消除爆破震动的有害效应。在掏槽眼、掘进眼、底板眼或周边眼中，起爆药量较大的段别的雷管，间隔时差设计为200ms，即跳段设置。这样可使爆破震动速度降低30%，达到更好的爆破效果。 

    a.孔深进尺设计：上部台阶采用1.2m进尺，钻孔深度1.5m；下部台阶采用2m进尺，钻孔深度2.5m. b.掏槽形式设计：上台阶采用三角形三中孔眼直眼掏槽。 

    （3） 装药结构设计：为更好地达到光爆效果，周边眼采用间隔装药结构，药卷用小直径药卷。其余炮眼采用直径φ32mm标准药卷连续装药。如表1-11图所示。 

    （4）爆破参数及炮眼布置主要经济技术指标表项目 开挖断面 循环进尺（m） 炮眼个数（个） 装药量（Kg） 比装药量（Kg/个） 比钻眼量 单位耗药量 

    （5）循环时间循环时间安排表（Ⅲ类围岩） 

    （五）IV、V类围岩爆破设计Ⅳ、V类围岩段开挖后进行初期支护，全断面开挖示意图如下： 

    （1） 施工工艺流程： 

    （2） 爆破设计采用全断面光面爆破，爆破设计如下。 

    A.炸药及雷管选型：选用爆速低的炸药，采用φ25mm和φ32mm两种乳化炸药药卷。为更好地实现微差爆破采用非电毫秒雷管。 

    B.孔深进尺设计：采用2.8m进尺，钻孔深度3.0m. 

    C.掏槽形式设计：采用四方形4中孔眼直眼掏槽。如表1-18图： 

    D.爆破参数及炮眼布置 

    （4） 循环时间a.循环作业时间表全断面开挖循环时间安排表顺序 作 业 项 目 需用时间（min） 备 注1 台车就位 302 测量、布眼 303 钻爆破眼 2104 装药、连线 605 机械人员撤离、爆破 156 通风、排烟 607 找顶 25 8 出碴 180 9 锚杆及喷砼 180合 计 790 b.循环作业主要参数全断面进尺2.8m计，循环作业时间14h.七、初期支护施工及辅助施工措施 

    （1） 施工作业程序初期支护施工作业 

    （2） 施工方法及技术措施⑴锚杆 

    ①R25自进式锚杆注浆R25锚杆自带钻头，可以钻进。有钻杆和锚杆两种功能，不必再退出锚杆插导管或锚杆，故能避免塌孔。

    ②系统锚杆初期支护布设系统锚杆，锚杆采用Ф22的钢筋，菱形布置。 

    （六）钢筋锚杆施工工艺流程如下： 

    钢筋灌浆锚杆施工工艺流程图采用凿岩机钻孔，用高压风清孔，用高压注浆泵向孔内注水泥砂浆。注浆时，将拌好的砂浆装入注浆器，一人操纵手把和进风阀门，另一人将注浆管插入眼中，使管口离眼底10厘米间隙，待砂浆注入孔眼后，注浆管逐渐被砂浆向外推挤，此时可将注浆管均匀向外退出，注到眼深的2/3以上时停止注浆，由插入的钢筋将孔内砂浆挤出填满为止。注浆完成后，向孔内插入锚杆钢筋，插入钢筋时不可左右摇晃，沿孔轴线缓缓推入。锚杆的外露长度与喷混凝土厚度相等，作为喷混凝土厚度的标志。 

    格栅钢架钢架由主筋与箍筋按设计要求型式焊接而成，钢架之间用Ф22mm纵向连接筋焊接在一起。格栅钢架安装紧贴初喷砼面，为防拱脚下沉在拱脚设置锁脚锚杆。钢拱架按施工图纸在洞外加工成型。安装在初喷砼后进行，与锚杆焊成整体。架立时垂直隧道中线，当钢架和围岩之间间隙过大时，设置骑马垫块。 

    （七）钢筋网按设计要求立好格栅钢架或打锚杆后，紧贴初喷砼面挂钢筋网。 

    钢筋网的安装：挂钢筋网在锚杆施作后进行，钢筋网在洞外加工成型，钢筋网联接处用铁丝绑扎或点焊，根据岩面起伏形状铺设，并紧贴砼初喷砼面。钢筋网与锚杆应绑扎在一起。 

    喷砼采用湿喷法。喷射混凝土在洞外采用集中拌合站拌制，由砼输送车运至喷射点，由湿式喷射机配合砼喷射机械手施喷。施工按初喷和复喷进行，开挖后即进行初喷，安装好锚杆（钢筋网）和钢拱架支撑后，再进行复喷，直至满足达到设计厚度要求。喷射砼示意见表1-23图。 

    ①工艺流程工艺流程 

    ②施工 

    a.施喷时，先打开计量泵，送风后调节风压在0.5Mpa—0.6Mpa之间，风压过大，粗骨料碰到钢筋网、格栅会回弹；风压过小，喷射冲量减少，导致喷层不密实。因此，要求湿喷机司机和喷射手密切配合。 

    b.喷嘴与受喷面距离以0.6—1.0m为宜，可将喷头固定在机械手上进行作业；若人工操作，应两人掌握或用简易支架辅助作业。喷头应保持与受喷面垂直。 

    c.喷头作连续不断的螺旋形运动，后一圈压前一圈1/3.喷射线应自下而上，呈“S”运动。隧道内应先边墙，后拱脚，最后拱顶。 

    超前小导管为确保隧道开挖时撑子面的稳定，对软弱围岩段在掌子面开挖前，沿隧道拱部设置超前小导管注浆支护。 

    超前小导管在格栅钢架完成后，复喷砼前施作，小导管注浆作业包括封面、钻孔、安管、注浆四道工序。 

    ①封面：注浆前喷射砼封闭掌子面，防止漏浆，喷层厚度不宜小于40mm.②布孔：按设计图纸，将小导管位置正确测设在工作面上。 

    ③钻孔安管：小导管采用φ42mm的无缝钢管加工而成，长度3500mm.施工时对钢管尾部焊箍，顶部做成尖椎状，管壁按梅花形布置溢浆孔，孔径为6～8mm，间距15cm.采用钻机或YT-28型风枪成孔，孔眼长度应大于小导管长度。沿格栅钢架腹部将加工好的小导管打入孔中，外插角控制在7度以内，尾部置于钢架腹部并与格栅钢架焊接，增强共同支护能力。小导管纵向搭接长度不应小于1.5m.④注浆：采用双夜注浆泵压注水泥、水波璃双液浆，注浆压力控制在0.2～0.5Mpa.在孔口处设置止浆塞，浆液类型及配合比根据地层的渗透系数及地质情况，由现场实验确定。 

    （八） 围岩监控量测 

    1. 监控量测的目的对于采用新奥法施工的隧道，监控量测是新奥法施工过程中必不可少的施工程序，是确保隧道施工安全的信息化手段，现场监控量测是隧道施工过程中，对围岩支护系统的稳定状态进行监测，为初期支护和二次衬砌的参数调整提供依据，是确保施工安全、指导施工程序、便利施工管理的重要手段。 

    2. 监控量测工具方法及监测项目表量测工具收敛计选用洛阳产的JSS30—10/15A型数显示收敛计，地质罗盘，水平仪，水平尺，挂钩钢尺等。然后采用铁科院西南分院研制的监控量测分析软件进行数据分析，提供施工参数。根据设计要求以及工程所在位置地质情况，借助以往施工类似隧道量测取得的施工经验，经过认真分析，遵循可行、可靠、易于操作的原则。 

    3. 监控量测施工流程 

    4. 量测数据的处理和应用a. 施工时，将各项量测情况填入记录中，及时绘制位移-时间曲线和相关图表，并注明当前施工工序及开挖掌子面离量测断面的距离。 

    b. 稳定性判别当位移-时间曲线趋于平缓时，进行数据处理和回归分析，推算最终位移和变化规律；当位移-时间曲线出现反常的急骤变化时，表明此时的围岩、支护系统已处于不稳定状态，必须立即停止开挖、对危险地段加强支护，确保已开挖段的安全。

（九） 洞内防排水设施 

    1、环向排水管沿岩面布设，采用5cm长钢钉固定，拱部钉距1.0m，墙部钉距1.2m. 

    2、施工缝、沉降缝施作方法按设计图纸执行，沉降缝中橡胶止水带必须用钢筋卡固定，钢筋卡间距不大于50cm. 

    3、铺设防水层前，应首先按照设计图纸的要求对钢丝、钢筋、管道、锚杆等凸出部位进行处理，并对喷射砼表面的凸凹不平进行找平处理。 

    4、铺设防水层时，人员站在自制的工作平台上，首先用专用垫射钉把无纺布固定在喷射砼表面，再把防水卷材按照规定用手动熔接器加热，焊接在专用塑料固定片上。 

    5、铺设过程中，无纺布和防水卷材应留有一定的富余量，并检查防水层的完整性，对破损处，应随时补好。 

    6、工作缝连接处应预留30cm搭接，两幅之间搭接宽度不小于10cm，搭接后用自动熔接机热熔焊接，不得出现漏焊，焊缝必须用气压检查合格方可进行下一道工序。 

    （十） 二次衬砌 

    1、仰拱与填充作业为了及早封闭岩面，增强衬砌的整体受力，改善洞内作业环境，仰拱及填充施工超前于墙拱衬砌。为达到平行作业，仰拱施工不影响洞内运输作业，使用仰拱防干拢作业台车。仰拱与填充的具体施工工艺如下： 

    ① 测量放线，严格控制底部标高。 

    ② 铺设防水层，绑扎焊接钢筋，立挡头板。 

    ③ 砼拌合站拌制砼，砼输送车运送砼至工作面。 

    ④ 浇筑砼，插入式捣固捧捣固。 

    ⑤ 砼拌合时应严格按配合比执行，浇筑砼时，应注意仰拱砼与填充砼的标号不同，严禁填充砼侵入仰拱之内。 

    ⑥ 浇筑填充砼时，应做好排水管，检查好孔位和横向引水管的预埋及预留工作。 

    2、墙、拱衬砌二次衬砌模筑混凝土采用液压整体钢模台车施做，施工示意如表1-28图。 

    ①　测量放线，标出中线和标高。 

    ②　利用工作台车，铺设防水层，绑扎焊接钢筋和预埋件安装、预留孔洞。 

    ③　液压衬砌台车就位。 

    ④　砼拌合站拌制砼，砼输送车运送至工作面，砼输送泵泵送至模板内，施作时应对称浇筑，用插入式捣固捧捣固，并在挡头预埋橡胶止水带。 

    ⑤　拆模、养生，进入下一循环。 

    （十一） 行车（人）横洞施工为确保总工期，隧道正洞的墙、拱衬砌越过横洞位置后，且正洞掌子面距横洞口约100m，即可开挖横洞。正洞在横洞口初期支护、二次衬砌时，必须按设计实施加固，以策横洞与正洞结合部的安全。开挖采用微台阶全断面法，衬砌采用全断面法。 

    （十二） 洞内风、水、电路布置洞内风、水、电管线布置 

    1、施工通风经计算每个洞口设置1台风机通风，采用天津通风机厂生产的TZ-112型隧道子午加速轴流风机（每分钟风量为1800m3/min）和我局机械厂生产的Ф1200的软式通风管进行压入式通风，风机安装在距洞口25m左右的位置。 

    2、施工排水由于该隧道进洞方向均为下坡，洞内两侧设水沟和集水井，集水井间距50米，设分级水泵，将洞内集水抽至洞外水沟。 

    3、施工用电及照明用电本隧道距离在880米以内，每洞口设1台400KVA变压器，通过变压器直接供给各工点。 

    4、施工用高压风、高压水每座隧道出口设压风机站安装1台4L－20／8压风机提供高压风。高压水由高位水池直接供给。 

    5、水沟、电缆沟施工 

    ①　测量放线，标出中线和标高。 

    ②　人工立模，预埋电缆沟托架，拌合站拌合砼，砼输送车运至工作面，人工浇筑砼，插入式捣固棒捣固。 

    ③　拆模、养生 

    ④　人工安装预制好的水沟管节，管节与管节之间，管节与填充底部，管节与电缆沟之间用水泥砂浆固结。 

    ⑤　盖好电缆沟盖板 

    （十三） 洞内路面 

    1）清除杂物，并用高压水冲洗基层表面，确保接合部的施工质量。 

    2） 先施工砼基层，再施工面层。 

    3） 按照设计图纸的要求预分块，加工制作Ф16长80的拉杆和Ф25长60的传力杆以及角偶补强钢筋，胀缝边缘钢筋，并立模加固。 

    4）混凝土由拌合站拌合，运输车运至工作面后由摊铺机进行摊铺，摊铺时应缓慢、均匀地进行，保证连续操作，模板和水沟边缘采用人工摊平。振动梁进行捣固，并辅以插入式捣固棒捣固，真空吸水，压光。 

    5）路面砼施工应从隧道贯通面开始，由里向外进行。 

    6）当路面混凝土强度达到设计强度的30%时用切割机沿横向切割横缝（间距每5m一条）。切割时导尺应准确固定。纵缝与施工缝吻合、不需要另行切割。 

    7）横缝切割完后，随即用刻纹机在混凝土表面沿横向刻作防滑槽，保证路面的抗滑要求。 

    （十四） 隧道内装饰施工隧道内拱部装饰采用隧道专用漆，侧墙、洞门瓷砖饰面。拱部装饰施工采用人工利用小型机具进行，施工前清除洞内壁表面的油腻及污物，涂料采用机械喷涂，涂层分两次喷涂。 

    面砖贴面装饰将装饰作业的表面清洗干净并作好20mm厚水泥细砂浆基层，隧道所有变形缝均要断开，断缝宽度4cm.面砖贴面采用无缝式，所有面砖交接处用白水泥填缝。作到交接缝顺直，粘贴牢固、整齐、面平、美观，不允许背后有空响。洞口装饰表面平整、清洁。 

    （十五） 特殊地质地段施工本隧道可能出现的不良地质情为断层、溶洞、涌水。在施工过程采取以下措施： 

    1、加强超前地质预报和围岩量测。通过超前钻孔施工情况，判断开挖面前方地质类别及涌水量、水压等情况，制定相应对策。

    2、在开挖不良地质地段之前，对临近断裂带的开挖地段及时完成二次模筑砼衬砌，以提高意外时的应对能力。在断裂带施工期间，二次模筑衬砌紧跟开挖施工，减短断裂带开挖后的暴露时间。 

    3、在分析超前钻孔所获得的有关资料后，采用小导管注浆超前支护措施。在出水量大，开挖施工安全难以保证时，经监理工程师同意后，采取改用大管棚超前支护措施；必要时采用深孔全封闭帷幕法注浆，以起到止水和加固岩体的作用，确保施工安全和质量。