新花苗隧道施工组织设计.pdf

1 株六复线新建铁路工程第十标段 （DIIK199+573DIIK203+407）株六复线新建铁路工程第十标段 （DIIK199+573DIIK203+407） 新花苗隧道施工组织设计 新花苗隧道施工组织设计 编 制： 审 核： 批 准： 编 制： 审 核： 批 准： 铁十九局二处第一隧道公司 一九九八年九月二十六日 铁十九局二处第一隧道公司 一九九八年九月二十六日 2目目 录录 第一章 总体概况说明 1 一、编制依据 1 二、工程简介 1 三、气候、水文地质概况 2 四、主要工程项目及数量 2 五、工程竣工日期及计划工期 2 第二章 施工总体规划 3 一、隧道施工总体安排 3 二、建立施工管理的组织机构 3 （一）管理模式 4 （二）项目管理组织机构 4 （三）施工队伍的设置及施工任务划分 5 （四）施工队班组设置及劳动力组织安排 6 三、隧道施工主要机械设备 7 四、隧道施工进度规划 8 第三章 临时工程及施工准备 9 一、施工总平面布置 9 二、临时工程和主要施工设施说明 9 第四章 确定施工中的重难点及拟应用的“四新”技术 14 一、应用地质超前预测预报技术探测地质围岩状况 14 二、采用新奥法结合地质预测，实施动态设计及施工 14 3三、针对可能出现的大涌水，施工前考虑多种治理方案 14 四、应用微震动控制爆破技术，保证既有线安全 14 五、采用全断面光爆新技术 14 六、应用电脑钻孔台车精确钻孔 15 七、初期支护选用先进的湿喷工艺作业 15 八、浅埋及围岩软弱破碎、风化地段采用锚杆进行加固处理 15 九、开发新方案，确保变截面隧道用小模板衬砌的质量 15 第五章 主要项目或工序的施工方法 16 一、隧道进洞施工方法 16 二、隧道掘进施工方法 16 三、初期支护 17 四、隧道混凝土衬砌施工 24 五、隧道仰拱铺砌与填充施工方法 26 六、隧道施工通风与防尘 27 七、隧道防、排水施工 28 八、施工测量 30 九、地质雷达超前预测预报技术 31 第六章 施工进度计划的安排 32 一、施工进度计划安排的基本原则 32 二、确保总工期的目标 32 三、各队施工工期大体安排 33 四、各主要工序施工周期的确定 33 五、工程进度控制及工程管理图表 35 4第七章 各项保证措施 38 一、质量保证措施 38 二、工期保证措施 55 三、安全保证措施 59 四、环境保护措施 67 5第一章第一章 总体概况说明总体概况说明 一、编制依据一、编制依据 1 铁路隧道工程质量检验评定标准TB10417-98； 2 铁路隧道施工规范TBJ204-96； 3 铁路工程施工技术手册 ； 4 铁路隧道施工验收标准 ； 5 隧道爆破现代技术 ； 6地质勘察报告、设计图样； 7招标文件。 二、工程简介二、工程简介 新花苗隧道位于贵州省六盘水境内，地处云贵高原乌蒙山区，是株六复线的第三长大隧道和重点控制工程，其进口里程为 DK199573，出口里程为 DK203407，全长 3834m，设计为类围岩，以类围岩为主。其中类 124m；类 740m；类 345m；类 2625m。 本隧道进、出口均处于浅埋地段，进口进洞为类围岩，采用式类明洞衬砌。隧道出口围岩破碎、浅埋，采用式类明洞衬砌。整条隧道普遍埋深较浅，且离既有线很近（最近处只有 20m） ，施工中会互相影响。隧道岩性为灰或深灰色石灰岩。 但根据设计图样， 隧道的埋深及多处断层的出现，隧道会受地表水影响较大，岩溶发育。因此施工中要做好防排水及处理溶洞的准备。 本隧道根据围岩地质状况的不同， 分别设计成整体式衬砌和减薄式衬砌两种型式， 其中包括 DK199800890 锚段和 DK201050070 段的 6特殊衬砌。除 DK201070770 段采用 C20 耐腐蚀混凝土外，均采用普通混凝土。 三、气候、水文地质状况三、气候、水文地质状况 本隧道处于亚热带湿润气候区，冬无严寒，夏无酷暑，年平均气温 14.7，最热在七月，平均气温 24.7，最高气温 37.5，最冷在 1 月，平均气温 3.9，最低气温-6.9，多年平均降雨量 1067.6mm，平均相对湿度78，30 年一遇大风速 24.7m/s，平均风速为 1.8m/s。 根据地质资料表明，本隧道区属地下水适流排泄区。隧道进、出口及横洞处，地形狭窄，等高线与线路正交。隧道地处云贵高原乌蒙山区，属低中山峡谷地貌，地形左高右低，地形险要，山势陡峻。地质围岩基本上由灰深灰色厚层状石灰岩、白云岩及泥质白云岩、角砾状白云岩组成，个别地段还有泥质粉砂岩，岩层倾角较平缓，岩体多呈块状结构，节理发育，类以下岩石为风化、中风化，开挖时可能会有地下水溢出。横洞为梁山组地形，主要构造为石英砂岩夹页岩及劣煤层，煤质较差，含瓦斯；岩石色为白、灰黄、灰黑色，中厚层夹薄层，岩质软硬不均，岩体完整性差。 四、主要工程项目及数量四、主要工程项目及数量 根据设计及施工进度需要，拟在 DK201920 设一横洞。整条隧道的开挖方量约：187116m3 ，本隧道的混凝土砌体量约：44315m3。 五、工程竣工日期及计划工期五、工程竣工日期及计划工期 本工程计划开工日期为 1998 年 10 月 1 日，计划完工日期为 2000 年 10月 1 日，总工期 24 个月。 7第二章第二章 施工总体规划施工总体规划 一、隧道施工总体安排一、隧道施工总体安排 本工程施工我部以确保工期为核心，做到科学管理、精心施工、加强协调、减少干扰；以质量第一、安全生产为目标，根据工程特点，千方百计扩展工作面，尽量采用平行流水作业法和“四新”技术施工；在确保总工期的前提下，按照“留有余地、关死后门、倒排工期”的办法，突出重点、合理穿插、攻克难关。以“保质量、保工期、保安全、保环境”为中心内容，确保科学布置、整体推进、优质高效地完成施工任务。 1根据本隧道为长大隧道的特点，类围岩地区围岩风化严重，进、出口浅埋，受地表水影响显著，综合考虑隧道施工的技术难度，为满足工期要求，根据设计在 DK201920 处增设 1 座横洞，开辟两个工作面，形成四个工作面同时掘进。 2由于本隧道离既有线较近，洞口最近距离只有 20m，大部分围岩较破碎，地下水发育，为严格控制施工坍方，防止爆破作业对既有线的稳定性影响，将开挖支护、衬砌紧跟，并对钻爆设计采用严格的微震控制爆破，以减小或消除爆破对既有线的震动干扰。 3本隧道洞口浅埋地段，按矿山法施工。隧道洞身按新奥法施工进行。隧道出碴采用无轨运输，类围岩采用风枪与简易台车配合作业， 台阶法施工，、类围岩采用电脑台车钻孔，实施掘进（钻孔、爆破） ，出碴（扒、装、运、卸） ，锚网喷支护（运送打锚杆、挂网、喷护及格栅钢架） ，衬砌（搅拌、运输、浇灌、振捣）等四条机械化作业流水线。 二、建立施工管理的组织机构二、建立施工管理的组织机构 8（一）管理模式（一）管理模式 为顺利完成本工程的施工任务， 我部已组建“中铁第十九工程局株六复线指挥部” ，组成矩阵式的项目施工管理体系，实行项目经理责任制。项目经理部实行一级管理模式，直接管理施工队。项目经理选用有多年类似工程施工经验的一级项目经理，总工程师选用具有丰富经验的高级工程师来担任。根据工程进展设置和调整施工队伍。 （二）项目管理组织机构（二）项目管理组织机构 项目指挥部由项目经理、项目副经理、 项目总工程师组成项目指挥部领导班子。设立施工技术科、安全质量科、项目办公室、劳资财务科、计划统计科、机械设备科、材料物资科、实验室及精测队计九个项目管理职能部门和四个施工队（见组织机构框图） 。项目指挥部及各职能部门的人员配备考虑以下三方面因素： 1是否有能力确保按工期要求按时完工； 2是否有能力保证“质量出精品、安全无隐患、环境无破坏、必保创国优”这一目标的实现； 3是否有能力将旁站监督、测量校核、材质检验、标准验收、计量准确等过程控制手段运用于项目管理的各个环节中。 9 图图 2-1 组织机构框图组织机构框图 （三）施工队伍的设置及施工任务划分（三）施工队伍的设置及施工任务划分 根据工程总工期的要求，结合工程实物工程量，本隧道施工拟在进、出口分别安排一个施工队，横洞安排两个施工队，计设置四个施工队。每个施工队对机械设备、物资等统一调配，这样既有利于充分发挥机械、设备、物资的效率，利于协调，统一管理。分别作业有利于施工安排的灵活机动。具体见“施工队伍设置及其施工任务分配一览表” 。 中铁第十九工程局中铁第十九工程局 株六复线指挥部株六复线指挥部 项目经理项目经理 总工程师总工程师 计划统计科计划统计科劳资财务科劳资财务科办办 公公 室室安全质量科安全质量科施施工技术工技术科科测测 量量 队队实实 验验 室室材料物资科材料物资科机械设备科机械设备科隧道二队隧道二队隧道一队隧道一队隧道四队隧道四队隧道三队隧道三队项目副经理项目副经理 10表表 2-1 施工队伍设置及其施工任务分配一览表施工队伍设置及其施工任务分配一览表 队伍名称队伍名称 人员数量人员数量（人）（人） 施工任务施工任务 主要机械配备状况主要机械配备状况 备备 注注 隧道一队 96 承担 DK199573DK200+873 计 1300m 的开挖和支护、衬砌、铺底、水沟、电缆沟及其他附属工程的施工任务。 配备隧道施工所需的风、水、电设备、出碴、材料生产、运输、混凝土生产及运输， 开挖支护、 衬砌等机械。 隧道二队 96 承担 DK202532DK203+407 段计 875m 的开挖和支护、衬砌、铺底、水沟、电缆沟及其他附属工程的施工任务。 同上 隧道三队 90 承担 DK200873DK201+920 计 1047m 的开挖和支护、衬砌、铺底、水沟、电缆沟及其他附属工程的施工任务。 同上 隧道四队 90 承担支洞及 DK201920DK202+532计612m的开挖和支护、衬砌、铺底、水沟、电缆沟及其他附属工程的施工任务。 同上 1为了加快施工进度，在保证质量， 优质施工条件下， 最后贯通里程暂不定。 2由于三队、四队施工共用一个横洞， 根据承担的施工任务， 施工中出碴运输等工序以三队为先。 3二队、四队完成本队施工任务后， 根据工程进展情况， 分别支援一队、三队施工 （四）施工队班组设置及劳动力组织安排（四）施工队班组设置及劳动力组织安排 根据施工队的施工任务和隧道施工流水作业的特点，施工队管理人员、班组设置及劳动力组织安排见下表。 表表 2-2 隧道一队、二队劳动力组织安排表隧道一队、二队劳动力组织安排表 人员及组别人员及组别 人数人数 工工 作作 内内 容容 队长 1 施工现场、调度室、全面管理和组织施工 技术员 2 负责技术施工技术和质量工作 管理管理 人员人员 安全员 2 负责施工安全工作 钻爆班钻爆班 钻爆工 16 钻孔、装药、起爆、排险工作 出碴班出碴班 出碴工 8 装碴运碴（扒碴） 喷锚班喷锚班 喷锚工 12 锚杆施作、挂网、立架、喷射混凝土 混凝土拌合4 拌合混凝土、拌合机械维修 混凝土输送4 运输混凝土、运输车养修、输送泵操作及养修 混凝土工 16 衬砌台车操作、接泵管、模板施工、捣固 衬砌班衬砌班 运输工 4 材料运输（司机） 11调度长 1 洞内、外各工序协调调度室调度室 调度员 2 洞内各工序协调 机修工 4 机械维修 钢筋钢架工 6 钢筋及钢架加工和运输 杂工 6 洞内外物料倒运及辅助工作 电工 4 电气设备安装、维修 保障班保障班 供风、水工 4 高压送风、供水、通风、管路维修 合合 计计 96 表表 2-3 隧道三队、四队劳动力组织安排表隧道三队、四队劳动力组织安排表 人员及组别人员及组别 人数人数 工工 作作 内内 容容 队长 1 施工现场、调度室、全面管理和组织施工 技术员 2 负责技术施工技术和质量工作 管理管理 人员人员 安全员 2 负责施工安全工作 钻爆班钻爆班 钻爆工 16 钻孔、装药、起爆、排险工作 出碴班出碴班 出碴工 8 装碴运碴（扒碴） 喷锚班喷锚班 喷锚工 12 锚杆施作、挂网、立架、喷射混凝土 混凝土拌合3 拌合混凝土、拌合机械维修 混凝土输送4 运输混凝土、运输车养修、输送泵操作及养修 混凝土工 16 衬砌台车操作、接泵管、模板施工、捣固 衬砌班衬砌班 运输工 4 材料运输（司机） 调度长 1 洞内、外各工序协调 调度室调度室 调度员 2 洞内各工序协调 机修工 3 机械维修 钢筋钢架工 5 钢筋及钢架加工和运输 杂工 4 洞内外物料倒运及辅助工作 电工 3 电气设备安装、维修 保障班保障班 供风、水工 4 高压送风、供水、通风、管路维修 合合 计计 90 三、隧道施工主要机械设备三、隧道施工主要机械设备 新花苗隧道为本标段内的重点工程和控制性工程之一， 因而在机械设备的配备上，我部已调配进场足够数量的、先进的机械设备，以保证在复杂的地质条件下优质、高效、安全地完成本隧道施工任务，确保株六铁路复线及早通车。 主要机械设备表见“隧道施工机械设备配备一览表” 。 12表表 2-4 隧道施工机械设备配备一览表隧道施工机械设备配备一览表 工序名称工序名称 设备名称设备名称 机械型号机械型号 一队一队二队二队 三队三队 四队四队1三臂电脑凿岩台车 21SGBCCR 1 2凿岩台车 H176 2 1 2 2 3简易台车 自制 2 2 2 2 4风动凿岩机 YT28 40 40 40 40 钻 孔 5风镐 G10A 20 20 20 20 1轮式侧卸装载机 ZLC50C 4 4 4 4 2自卸汽车 A20UTS 12 12 12 12 装 运 碴 3挖掘机 PC220 2 2 2 2 1混凝土拌合站 HZS1000 1 1 1 1 2整体液压衬砌台车 自制 2 2 1 1 3混凝土输送泵 HBT60 2 2 1 1 4插入式振动器 ZX50 12 12 12 12 衬 砌 5混凝土输送车 MR4500 4 4 4 4 轴 流 风 机 2ZS-S602 2 2 2 2 1 1 1 1 1变压器 800KVA 315KVA 2 2 2 2 2柴油发电机 120kW 1 1 2 2 3低压开关杠 2000A 2 2 2 2 4内燃压风机 VY9/7 2 2 2 2 施工通风、电力、电器及其他 5电动空压机 VFV6/8C 6 6 4 4 1强制式拌和机 JS500 2 2 2 2 2混凝土喷射机 4CP35 6 6 4 4 3灰浆拌和机 立式 2 2 2 2 4风动凿岩机 YT28 3 3 3 3 喷 锚 支 护 5双液注浆泵 2TGZ60/210 3 3 3 3 四、隧道施工进度规划四、隧道施工进度规划 根据本工程工期的要求，自开工之日起，计划施工准备及洞口工程 1个月；开挖(锚喷支护)时间为 16 个月；衬砌时间较开挖(锚喷支护)结束滞后2 个月；水沟、电缆槽较衬砌结束滞后 1 个月；上碴、装饰及其他附属工程于后 4 个月完成。 13第三章第三章 临时工程及施工准备临时工程及施工准备 一、施工总平面布置一、施工总平面布置 为了便于组织施工生产，做到各种临时设施、生活办公场所、各施工场所在有限的场地内合理布局， 经过本项目指挥部领导班子及各级管理人员的周密计划、认真研究和科学规划，已绘制了“场地布置平面图”并将按图组织实施。详见附图“新花苗隧道施工现场平面布置图” 。 二、临时工程和主要施工设施说明二、临时工程和主要施工设施说明 1施工便道 新花苗隧道进口需新修一条便道，便道长 656m，需从既有线龙井沟中桥穿过， 因此需对既有先进行防护。 防护采用浆砌片石挡墙， 挡墙全长 67m，最高部分 23m，约需浆砌片石 4000m3。支洞部分需扩建既有便道 2258m，新修 800m，用一台 DH320 型挖机。 2弃碴场 本隧道弃碴总量约 238590m3，除去可利用的部分洞碴以外，我方拟在隧道进、出口及横洞口各设置一个弃碴场，三、四队出碴共用一个弃碴场。弃碴场选择原则除了要考虑容量外，还要在场地选择上尽量采用少占用耕地， 多利用荒山坡、 荒山沟， 并且每次弃碴要进行平整压实， 在工程完工后，能尽量恢复原来可耕种面积，并将弃碴部分恢复利用。 弃碴场选定位置后，要根据规定进行土地征用，征用后按设计容量，在弃碴场周围修建拦碴墙，并对拦碴墙做好泻洪、排水处理，同时在弃碴场底部修建排水盲沟，有利于雨期泻洪，防止翻坝。 14新花苗隧道施工现场平面布置图四队宿舍DIIK199+573空压机房三队材料设备场四队材料设备场三队拌合站四队拌合站横洞三队宿舍桥桥桥桥隧道隧道隧道隧道新花苗隧道一队宿舍值班室空压机房值班室一队材料设备场一队拌合站新花苗隧道进口DIIK203+407新花苗隧道出口二队宿舍空压机房值班室二队材料设备场二队拌合站新花苗隧道DIIK201+920弃碴场弃碴场场碴弃施工便道施工便道施工便道既有线 图 3-1 153隧道施工供电 （1）电力供应 本隧道工程的电力供应，从输电线路终端杆引入至施工工区各工点、施工场地和生活区、辅助工厂等的生产和照明用电。即从终端杆引入，分别在隧道进、出口各配置一台 800kvA 电力变压器。洞外低压线路采用三相四线制架空线，进洞后采用电缆线和胶皮线联合使用供电。另外，进、出口及支洞处各配备 1 台 315kv 电力变压器， 用作备用， 或洞内压力不足时进行增压。隧道进、 出口及支洞处各配备 1 台 200KVA 的柴油发电机组， 作为应急备用电源。 （2）电力保护 为了对输电线路及电力设备进行保护、 防止雷电及短路等强电流对供电系统的破坏，我方拟采用如下的电力保护措施： 避雷：洞内敷设的高压电缆，在洞外与架空高压线连接时，安装与高压等级相同的阀型避雷器一组及开关， 在进洞的低压电线杆上也需要安装阀型避雷器一组。 施工接地：在隧道施工中，把如下设施接地：与电机连接的金属构架、变压器外壳、配电箱外壳、起动器外壳、高压电缆的金属外皮、低压橡套电缆的接地芯线（即联结变压器中性点的中性线、风水管路、洞内临时装备的金属支架） 。 4施工照明 （1）施工场地照明 在材料堆放场地、仓库、混凝土拌和站、辅助工厂、弃碴场等洞外施工场地，拟采用塔架式灯塔照明，塔架采用脚手杆搭建。塔架高度为 50m，在 16塔顶架设 3 只 800W 碘钨灯，以满足照明度要求。 （2）隧道内照明 隧道已开挖段照明， 以 220V 照明线路为主， 以 100W 白炽灯， 间距 10m，距地面高度 4m，同时在已开挖段每隔 40m 安装一盏 400W 高压钠灯（左右侧各一盏） 。以备洞内烟雾较大时发挥作用。 （3）隧道工作面照明 隧道工作面拟采用三盏 220V、800W 碘钨灯，并且在开挖钻孔台车及衬砌台车前台，左、右各设一盏高压钠灯。 5隧道施工供水 在隧道进、出口支洞处各修建一高压泵站，采用高扬程大功率抽水泵，同时， 在隧道进、 出口左线外侧的山坡上， 选择一点高出地面设计高程 80100m 处各建一高位蓄水池，以保证洞内施工用水和生活用水。蓄水池设计储水量为 300m3。 6隧道施工供风 考虑到本隧道施工过程中地质围岩特性比较复杂， 在类围岩开挖及地质突变地段， 需采用微台阶法及分部开挖方法， 为了达到既施工安全又能方便灵活的目的，拟在以凿岩台车开挖为主的基础上，在进、出口及支洞口各设置一个空气压缩站，在每个空气压缩站各设 2 台 20m3的空气压缩机，用风动凿岩机来辅助凿岩台车作业，或凿岩台车出现故障时， 仍能保证隧道施工的进行。 在各隧道口各配备一台 6m3可移动压风机， 用来备用或者与风镐配合，进行局部处理。隧道施工通风布置见下图。 17 7隧道内通风和“三管两路”的设置 隧道内采用软质风管悬挂于隧道一侧，隧道进、出口及支洞口各均配置一台 260kW 的轴流风机，进行压入式通风；隧道动力线路、照明线路分开安装在另一侧的边墙顶部边缘上； 高压水管和高压风管安装在风管同侧临时水沟上方（见下图） 。隧道底部设置施工道路，隧道出口顺纵坡段两侧分别设置排水沟自流排水（排水沟不能侵入边墙基础，并防止基础被浸泡） 。 20m 30m 轴流风机 1200 软风管 图图 3-2 隧道施工通风布置示意图隧道施工通风布置示意图隧道中线照明线动力线100W白炽灯排水管150mm高压风管150mm高压水管100mm软质风管图五 隧道三管两线布置图图 3-3 18第四章第四章 确定施工中的重难点及拟应用的“四新”技术确定施工中的重难点及拟应用的“四新”技术 一、应用地质超前预测预报技术探测地质围岩状况一、应用地质超前预测预报技术探测地质围岩状况 鉴于本隧道地质状况复杂多变， 我部拟在施工过程中采用先进的地质超前预测预报技术对开挖掌子面前方的地质状况进行超前地质预测预报， 根据预测围岩情况，便于及时调整开挖及支护方案，以保证开挖及支护质量。 二、采用新奥法结合地质预测，实施动态设计及施工二、采用新奥法结合地质预测，实施动态设计及施工 隧道总体拟采用新奥法施工， 在过程控制中，拟在施工前进行方案预设计，在施工中根据预测及开挖出露围岩的实施情况，适时修改预设计方案，以确保支护结构与围岩实际更加稳合、更加合理。 三、针对可能出现的大涌水，施工前考虑多种治理方案三、针对可能出现的大涌水，施工前考虑多种治理方案 由于隧道埋深较浅，岩体多呈块状、节理发育，受地表水的影响，施工中可能会有涌水，故在施工中，我部除按设计防水结构施工外，还将采用增强渗、排水能力的干砌填充、施做排水暗管等方案。 四、应用微震动控制爆破技术，保证既有线安全四、应用微震动控制爆破技术，保证既有线安全 由于本隧道距既有线较近（最小线间距只有 20m） ，为避免隧道开挖爆破作业对既有隧道行车安全造成影响， 我部拟采用微震动控制爆破技术进行隧道开挖。在施工过程中对既有线隧道衬砌进行爆破震动量测，收集、整理并分析量测数据，获取爆破作业对既有线隧道震动破坏程度的信息， 再据此信息合理调整爆破参数、指导开挖爆破施工，以便能够保证既有隧道的行车安全和施工的顺利进行。 五、采用全断面光爆新技术五、采用全断面光爆新技术 根据地质条件状况， 在岩体较好的地段， 本隧道开挖拟采用全断面开挖、 19光面爆破的新技术。一方面可以实现“新奥法”施工理论的“保证围岩整体性，充分发挥围岩自撑能力”的指导思想；另一方面可保证开挖质量，不至造成由于过大的超、欠挖而导致岩体开挖后出现应力集中的现象。 六、应用电脑钻孔台车精确钻孔六、应用电脑钻孔台车精确钻孔 为了保证爆破质量， 在钻孔工序中，我部拟调配瑞典进口的电脑钻孔台车进行开挖过程中的钻孔作业，以提高钻孔的精度、质量和效率，加快施工进度。 七、初期支护选用先进的湿喷工艺作业七、初期支护选用先进的湿喷工艺作业 按照处安质 【1997】 82 号文 关于强制推行喷锚支护湿式作业的规定的要求，本隧道初期支护施工采用湿式喷锚作业，既可降低粉尘浓度、改善工人作业环境，又可降低回弹率、减少材料浪费，还能够保证喷射混凝土的质量。 八、浅埋及围岩软弱破碎、风化地段采用锚杆进行加固处理八、浅埋及围岩软弱破碎、风化地段采用锚杆进行加固处理 考虑到本隧道整体埋深较浅，且围岩软弱破碎、风化及煤层均有出露，为有力地保证隧道施工顺利进行，杜绝发生塌方事故，在上述等不良地质段开挖后，我部将采用施作砂浆或自进式锚杆等软岩或不良地层的加固措施，必要时将采用锚杆注浆加固岩体的技术措施。 九、开发新方案，确保变截面隧道用小模板衬砌混凝土的质量九、开发新方案，确保变截面隧道用小模板衬砌混凝土的质量 本隧道位于曲线、直线交替地段，隧道加宽值从 520cm 不等，而且分曲墙、直墙两种衬砌类型。为保证变断面衬砌混凝土的外观质量，从中标伊始，我部全体参施技术人员就根据设计，结合我单位施工技术、设备特点和已往隧道的施工经验，进行衬砌混凝土施工方案的筛选和设计， 并已编制出了新花苗隧道衬砌混凝土施工技术方案用于指导衬砌施工。 20第五章第五章 主要项目或工序的施工方法主要项目或工序的施工方法 一、隧道进洞施工方法一、隧道进洞施工方法 1本隧道进、出口为类围岩，但岩性为石灰岩，风化严重，有地下水，地表覆盖层为碎石土堆积，洞口浅埋，基于这种情况，在进洞施工时，要特别注意防坍方。 2在对洞门、边仰坡按设计放线后，采用以挖掘机开挖为主，如遇岩层较硬或遇较大孤石，则采用松动爆破，将孤石震裂，岩石震松，然后以挖掘机挖掘，并用风镐辅以开挖。以此减少对洞口风化严重部分围岩的扰动，保证顺利进洞。 3在开挖洞门、边仰坡的同时，认真仔细地观察边仰坡土体的稳定性，如若土体不稳或有滑动迹象， 对边仰坡进行及时的加固和防护措施， 以保证施工安全。 4在洞门位置及边仰坡基本就位后，要及时修建排水沟、天沟、截水沟等排水系统，防止地表水冲刷及渗透，影响成洞及施工安全。 5挖出洞门位置后，立即对其进行洞门衬砌及挡翼墙、地面排水系统的施作，待洞门施工完毕后，再向前掘进。 二、隧道掘进施工方法二、隧道掘进施工方法 1开挖方法 类围岩地段采用台阶法光面控制爆破技术施工， 利用掘进台架进行作业，风枪钻孔。 、类围岩地段，采用光面爆破技术，利用凿岩台车及移动式钻孔作业平台进行全断面开挖，采取预留光爆层的施工方法。横洞的洞口掏槽眼要 21充分考虑安全需要，眼口尽量压低，要低于既有线的梁底位置，在洞口开挖中，要严格控制装药量，以减轻对围岩的扰动，确保既有线的行车安全。 2具体施工见新花苗隧道光面爆破施工方案 。 三、初期支护 三、初期支护 我们将根据本隧道的施工支护的要求， 按照新奥法施工原理，在施工过程中施作初期支护。内容包括喷射混凝土支护、锚网喷支护、格栅钢架配锚网喷支护等锚喷支护形式。 1. 混凝土喷射施工 （1）由于本隧道为破碎石灰岩，因此在施工过程中要进行混凝土喷射施工。在喷射前用喷元法清洗岩面。 （2）喷射前先排险、清除危石及松动岩石。 （3）采用硬质洁净的中粗砂，颗粒粒径不大于 15mm，筛分是细度模数要大于 2.5。 （4）喷完混凝土后 4h 内不宜进行开挖作业。 （5）本隧道喷射混凝土厚度，均大于 5cm，故均分成两次喷射，若第二次喷射混凝土在第一次喷射混凝土终凝 1h 后进行，则需要用清水冲洗第一层混凝土的喷射表面。两次喷射注意找平岩面，以便于铺设防水层； （6）喷射混凝土终凝 2h 后，进行喷水养护不少于 14d。 （7）喷射混凝土开挖时，下次爆破距喷射混凝土完成时间间隔，不小于 4h。 （8）考虑本隧道地下水丰富，喷射混凝土时采取如下措施： 在水量不太大的地段， 设导管引排水后再喷射混凝土，当涌水范围较大时，先增设树枝状导管后再喷射混凝土当涌水严重时，即涌水量大时，应设 22置泄水孔，使排水与喷射混凝土同时进行。 增加水泥及速凝剂用量，改变配合比， 喷混凝土由远而近逐渐向涌水点逼近，然后在涌水点安设导管将水引出，再向导管附近喷射混凝土。 2锚杆施工 由于本隧道岩层破碎，涌水量大，特别是、类围岩地带，岩石风化严重，因此隧道开挖后，要尽快施作锚、网、喷支护，根据不同围岩地质情况，分别采用了砂浆锚杆、自进式锚杆、WTD 锚杆对其进行支护、锚固。具体的施工工艺如下： （1）砂浆锚杆施工 锚杆在施工前，应首先调直杆体，并且除锈和除油。 由于隧道围岩破碎，宜先预喷后，再施作锚杆，以消除钻孔过程中的不安全因素。 按设计文件的要求，布置孔位、孔深、孔径。 锚杆杆体外露的长度不能大于喷射混凝土的厚度。 要特别注意， 锚杆钻孔方向不能平行于岩层层面， 要尽量垂直于岩层层面。孔钻好后用高压水将孔眼冲洗干净（若是向下钻孔，须高压风吹净水） ，并用塞子塞紧孔口，以防止石碴或泥土掉入钻孔内。 砂浆强度等级不能低于 20 号；常用的一种砂浆配合比为： 水泥：砂：水1（115）（0.450.5） 。水灰比宜为 0.450.5，砂的粒径不宜小于 3mm。 锚杆注浆作业操作规程： 1）钻孔冲洗后，准备工作就序，开始注浆。注浆时，注浆管应先插到钻孔底，开始注浆后，徐徐均匀将注浆管往外抽出，并始终保持注浆管口埋 23在砂浆内，以免浆中出现空洞。 2）注浆开始或中途停止超过 30min 时，应用水润滑注浆罐及其管路。注浆孔口的压力不得大于 0.4MPa。 3）注浆时应堵塞孔口，注浆管应插至距孔底 510cm 处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体插入，若孔口无水泥砂浆溢出，应将杆体拨出重新注浆。 4）锚杆杆体宜对中插入，插入后应在孔口将杆体固定，锚杆杆体插入孔内的长度不宜小于设计规定。 5）注浆体积应略多于需要体积，将注浆管全部抽出后，迅速插入杆体，并可锤击或通过套管用风钻冲击，使杆体强行插入钻孔。 6）杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的 95%，实际粘结长度亦不应短于设计长度的 95%，注浆是否饱满可根据孔口是否有砂浆挤出来判断。 7）杆体到位后，要用木楔或小石子在孔口卡住，防止杆体滑出，砂浆未达到设计强度的 70%时，不得随意碰撞，一般规定三天内不得悬挂重物，锚杆安设后，不得随意敲击。 （2）自进式锚杆施工 新花苗隧道由于断层较多，断层处岩层破碎，地下水发育，岩层结构多为土夹石， 因此需采用大部分自进式锚杆进行施工。自进式锚杆施工作业要点如下： 1）钻孔：采用钻孔台车进行钻孔。 2） 钻孔冲洗： 岩石采用水或空气冲洗； 卵石或砂层采用水灰比 0.40.6的水泥介质冲洗；含少量砂的黏性土层采用膨润土，黏度为 40m 介质冲洗；黏性土层采用空气冲洗，1217m3/min。 243）注浆参数选定 注浆机具：采用 KBY50/70 注浆泵进行注浆。 注浆扩散半径：根据锚杆间距和现场地质条件试验确定。 考虑注浆范围相互重叠为原则。 注浆压力：根据设计及现场围岩具体情况选定 （3） WTD 锚杆施工 钻孔工艺参照砂浆锚杆；钻孔以外其他工艺参照自进式锚杆。 3挂网施工 由于隧道围岩破碎， 、 类围岩、 围岩的局部均设置了8 钢筋网，对8 钢筋拉直、除锈后，按照设计图样的尺寸要求加工钢筋网。将加工好的钢筋网随受喷面起伏铺设， 用定位锚杆固定牢固，钢筋网与受喷面的间隙以 3cm 为宜，钢筋网外混凝土保护层厚度要大于 2cm。 4格栅钢架安装 本隧道、类围岩将采用钢架加强初期支护，要点如下： （1）在钢架支护地段，先进行初喷，初喷后，测量中线与高程，并施作定位锚杆。 （2）在进行安装前，要分批检查验收加工质量，看是否符合要求。然后清除干净底脚处浮碴，超挖处加设钢（木）垫块，其中间段接头板用砂子埋住，以防混凝土堵塞接头板螺栓孔； （3） 按设计进行定位锚杆与钢架的连接板及钢架间的纵向连接筋连接，段间连接安设垫片拧紧螺栓，确保安装钢架质量。 （4）严格控制钢拱架的中线及标高尺寸。 （5）钢架与岩面间安设鞍形混凝土垫块，确保岩面与钢拱架密贴、牢 25固。 （6）确保初喷质量，拱架在初喷 5cm 后架立。 5隧道喷锚支护施工工艺 （1）工艺说明 喷锚支护严格按照施工规范， 喷射混凝土采用湿式喷射作业。 分为初喷、复喷两次进行。初喷在开挖（或分部开挖）完成后立即进行。复喷混凝土在锚杆、挂网和钢架安装后进行，尽快形成喷锚支护整体受力，以抑制围岩变位。钢架间用混凝土喷平，并有足够的保护层。 （2）工艺流程 图图5-1 锚喷支护施工工艺流程图锚喷支护施工工艺流程图 超挖是否10cm 否 施 工 准 备 通风排烟 清理危石处理欠挖 冲 冼 岩 面 检查断面超欠挖 初喷混凝土 3cm 打结构锚杆挂钢筋网 有无质量问题 安装钢架 改进初喷混凝土是有是否符合标准 调整打超前锚杆并焊接 是否打挂板混凝土 复喷混凝土到设计厚度 围岩量测 反馈、确定支护参数 挂板灌注是 26（3）湿喷作业工艺 工艺说明： 湿喷方法具有粘结性能好、 一次喷射厚度可达10cm及回弹率小的优点，能够更好地保证初期支护的质量，充分发挥围岩的自承能力。 1）设备选型：采用 TK961 湿喷机，在作业时，洞外由混凝土搅拌机拌好混凝土，用混凝土输送车向隧道内送料，空压机供风。 2）原材料的选择：32.5 级普通硅酸盐水泥；细度模数为 2.53.0 中砂，洁净质硬；粒径为 510mm 的碎石，要求级配良好；液体速凝剂。 3）湿喷混凝土配合比：水泥砂碎石水=12.471.530.4，速凝剂的掺量为水泥用量的 4%。 4）施工工艺要求：混凝土喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔 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，而后即可开始喷射混凝土。 喷射时，送风前先打开计量泵（此时喷嘴朝下，以免速凝剂流入输送管内） ，以免高压混凝土拌合物堵塞速凝剂环喷射孔；送风后调整风压，使之控制在 0.450.7MPa 之间，若风压过小，粗骨料则冲不进砂浆层而脱落，风压过大或过小都将导致回弹量增大。因此，应按混凝土回弹量小，表面湿润易粘着力度来掌握。喷射压力，喷射机机械手要配合好，根据喷射仪表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 60100cm，太近太远都会增加回弹量；喷射方向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以直径方向喷射。 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1520min。 27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（见喷射混凝土顺序图） 。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，力求喷出的混凝土层面平顺光滑。 工艺流程： 图图 5-2 湿喷混凝土施工工艺流程图湿喷混凝土施工工艺流程图 风压控制在 0.450.7MPa 湿喷式混凝土喷射机 水泥 100kg 砂 247kg 石子 153kg 水 40kg 混凝土拌合 TX-1 型液体速凝剂为水泥用量的 4% 筛网10mm（滤出超径石子） 1.5 2.0m约1.5m约1.5m1约1.5ma边 墙b拱 部2341.5 2.0m561537拱 部 中 心26拱 脚 线拱 脚 线48 28 图图 5-3 混凝土喷射顺序图混凝土喷射顺序图 四、隧道混凝土衬砌施工四、隧道混凝土衬砌施工 1衬砌方案简述 本隧道衬砌根据围岩类别的不同采用了整体式衬砌和复合式衬砌。 在出口段类围岩地段拟采用整体式衬砌， 用钢拱架、 曲墙架、 组合钢模板施工，以达到衬砌施工能灵活及时的原则； 其余地段拟采用自行设计制造的混凝土液压衬砌台车进行全断面复合式衬砌，插入式振捣器振捣。 隧道混凝土均自搅拌站生产完成后， 由 MR4500 混凝土搅拌车输送至施工工作面。 由于衬砌台车组装小模板衬砌是我部自行研发的创新工艺， 为了更好地应用和推广这一工艺，确保衬砌效果达到“内实外美”的要求，达到国优的标准，我部已编制了专项施工技术方案，用来指导本隧道衬砌施工（具体见新花苗隧道衬砌混凝土施工技术方案 ） 。 故本施组仅就类围岩地段钢拱架、曲墙架、组合钢模板衬砌施工做相应描述。 2衬砌施工前的准备工作 在开始进行衬砌施工前， 首先进行场地清理、 进行中线和水平施工测量，检查衬砌断面是否与设计相符， 如有欠挖及不符之处要及时处理。 在处理完以上工作后，进行放线定位，架设衬砌拱架。在做以上工作的同时，要准备衬砌材料，调试及准备机械设备，相关人员准备就绪。 3拱、墙架的架设及模板安装注意事项 （1）拱、墙架应在使用前先在样台上试拼装，检查其是否有变形和超限，如有变形和超限要及时修整。 （2）架设前，检验开挖断面中线、标高预留变形、预留沉落量，凿除 29欠挖部位。 （3）模板安装，必须上模板扣，防止混凝土漏浆、跑模。 （4）衬砌挡头板，按衬砌断面施作，并用木模将堵头板与岩石间凹凸部分堵紧密。 4混凝土制备与运送 本隧道混凝土施工， 在隧道进口、 出口各设置一处 HZS1000 型 50m3/h混凝土搅拌站， 支洞采用移动式搅拌站，由搅拌站至衬砌施工工作面，采用混凝土输送车（MR4500）进行运输，在生产混凝土过程中，根据施工部位严控水灰比和坍落度。 5拱、墙混凝土浇筑的注意事项 （1）为保证混凝土具有良好的密实性、耐久性，达到设计要求的抗压、抗折、抗渗指标，开工前严格进行混凝土配合比选配，确定最优配合比。 （2）拱、墙混凝土均应左、右侧对称浇筑，保证两侧灌注高差不超过1m，防止单侧混凝土挤压跑模或拱架变形。 （3）钢筋混