第三章第五节隧道工程施工方法.doc

第五节、隧道工程施工方法一、工程概述。二、隧道施工准备、平面布置及组织（一）隧道施工准备及场地布置针对本工程的特点，施工准备需完成的主要工作内容有：修筑施工便道、整理洞口场地、修建各种生产生活设施、接通水、电、通讯线路、布设三角网等。1、修筑施工便道2、整理洞口场地严格按照施工用地图所示和监理工程师批准的计划及指示，清理工地范围阻碍施工的构筑物、树木、杂草、乱石等，整理出良好的洞口场地。3、修建各种生产生活设施便道修建后，在隧道出口平整场地建造生产生活用房。空压机房设在洞口右侧10米处，空压机房设2台20m3/min空压机，备用11m3/min空压机一台。高山水池设在洞顶左侧20米处，炸药、雷管库设在距洞口200米外的山坳中，洞口外设置集中拌和站。具体设施布置详见“图2.2-1 施工总平面布置图”。4、接通水、电、通讯线路（1）水：在隧道出口附近设蓄水池，并在洞顶左侧山坡上设高位水池，由离心泵抽水入高位水池及工人生活用水池。（2）电：从沿线高压线路接入，在隧道空压机房附近设配电房，设置1000KVA变压器一台，并配备250KW发电机一台。（3）通讯线路：。5、组织精测队，用全站仪精细测设，严密平差，布设控制隧道中线与标高的三角网。本隧道中线由设计院提供的DA71、DA72导线点控制，并在隧道洞口埋设三个水泥护桩s1、s2、s3。水准点由BMA30点引设。（二）施工队伍及劳力安排根据本隧道的实际情况，隧道采用单口掘进，拟安排4个隧道专业施工队伍，生产及管理人员138人，分掘进、出碴、初支、二衬、后勤五个作业组，其中掘进、初支、二衬每组又分二个工班。劳力配署见“表3.5-1隧道劳动力计划表”。（三）隧道施工机械配置隧道施工采用气腿式凿岩机钻眼，塑料导爆管非电毫秒雷管控爆、无轨运输、湿喷混凝土初支、衬砌台车模注、泵送混凝土的施工方法，配合施工所需机械装备见 “表3.5-2隧道主要施工机械设备表”。 隧道劳动力计划表 表3.5-1工种人数工种人数工种人数风枪工20防水工8模板工6爆破工10司机8钢筋工10注浆工6测量员3电工2喷锚工14试验员1管道工2架子工9专职安全员2技管人员4焊工6混凝土工15材料员2普工10合计138 隧道主要施工机械设备表 表3.5-2机械设备名称单位数量机械设备名称单位数量机械设备名称单位数量装载机台2混凝土湿喷机台2地质钻机台挖掘机台1砂浆搅拌机台直、弯切筋机套自卸车辆气腿式凿岩机台多级离心清水泵台混凝土搅拌输送车辆风镐台轴流式通风机台1长材运输车辆电焊机台注浆机台混凝土自动计量拌和站套内燃空压机台1灰浆搅拌机台防水板铺挂台车台电动空压机台3混凝土摊铺平整机台1衬砌台车台发电机台振动棒台砼输送泵台2潜水泵台管棚钻台3（四）工期安排隧道采取进口单向掘进施工，进度指标为：类围岩地段60m/月；类围岩地段90m/月。现拟定开工日期为2006年12月10日，施工进度计划具体安排如下：施工准备：。洞口工程：。 。大管棚施工：。 。左洞开挖：。 。左洞衬砌：。 。右侧导坑开挖：。 。中隔墙加固：。 。右洞开挖：。 。右洞衬砌：。 。路面工程：。 。装修工程：。 。三、主要分项工程施工方法（一）明洞及进洞施工1、明洞拉槽施工及边坡处理（1）明洞拉槽开挖前根据路基及地形情况事先做好洞口环形截水沟等排水工作。（2）测量放样：准确定出洞门里程、中线、高程。设置开挖边线及洞顶高程。（3）开挖洞口土石方，采取分层开挖法，表层土采用挖掘机开挖，遇石质地段采用钻爆法开挖，用风枪钻眼，实施可控松动爆破，装载机配合自卸车运碴，人工用风镐配合修整边坡。为了保证洞口端墙稳定，便于洞口管棚台架搭设，在隧道明洞开挖过程中上断面预留核心土。（4）做好洞口仰坡及明洞开挖边坡防护和加固工作，依据设计要求喷混凝土到设计厚度，同时把截水沟浆砌完毕，以拦截地表水，防止雨水冲刷洞口。2、管棚护拱法进洞施工由于隧道洞口围岩IV级，地质条件差，故采用管棚护拱法进洞施工。在打设长管棚之前，首先在明暗洞分界处利用核心土搭设台架，立模浇筑套拱，并在套拱中埋设108*6mm套管作为管棚的导向管。套拱施工完毕，利用核心土搭设管棚钻孔平台，进行大管棚施工。管棚钢管采用热轧无缝钢管89*6mm，长度16m。钢管前端加工成锥形，尾部焊接10钢筋加劲箍，管壁四周钻8mm压浆孔，梅花型布置。管棚护拱施工如“图3.5-1管棚护拱施工示意图”。管棚具体施工方法见“表5 施工工艺框图及文字说明”。图3.5-1管棚护拱施工示意图图3.5-1管棚护拱施工示意图图3.5-1管棚护拱施工示意图4、暗挖段掘进及衬砌管棚施工完毕，注浆达到强度后，在管棚超前支护环的保护下，进行隧道的进洞暗挖。因本隧道为小间距分离隧道，断面尺寸大，施工困难，故采用先左洞进洞台阶法开挖，同时对中间岩体进行注浆加固，待左洞进洞40米后，进行右洞侧导洞开挖，利用开挖侧导洞进行右洞扩挖，并对中间岩体进行预应力锚固。施工顺序见图3.5-2。5、隧道明洞衬砌明洞衬砌在隧道正洞进洞以后，在与正洞掘进、支护互不干扰的情况下，与暗洞洞身衬砌同时进行。明洞衬砌可参照洞身二次衬砌的方案进行，明洞衬砌达到设计强度后，进行洞口回填。明洞两侧边墙部位用7.5#浆砌片石对称分层回填密实，拱顶分层回填5片石。（二）掘进及初期支护施工1、围岩分类及支护参数 表3.5-3围岩类别长度(m)初期支护锚喷混凝土22药卷锚杆钢支撑钢筋网厚度(cm)长度(m)纵*环（m）间距(m)间距(m)172223.50.8*0.80.80.2*0.288223.51.0*1.01.00.2*0.22、类围岩施工（1）类围岩正洞开挖及支护类围岩正洞上下台阶法开挖，围岩破碎时上断面保留核心土，开挖循环进尺0.5m，留核心土35m。其施工工序为：超前小导管进行预注浆左洞上断面开挖左洞上断面初期支护右侧导洞开挖及支护中隔墙预应力锚杆施工右洞扩挖右洞初期支护仰拱施工衬砌施工。左洞进洞40m 以后进行右洞开挖。上下部均采用机械配合人工开挖，局部采用弱爆破施工，以保证围岩稳定。上下台阶810m，在正洞掘进30m以后，施作仰拱，再进行正洞防水层和衬砌施工。开挖后及时进行围岩监控量测，准确掌握围岩状况，确保施工安全。 （2）类围岩正洞掘进施工作业循环类围岩掘进施工每循环12个小时，每循环进尺1m，开挖与支护相互协调配合，合理安排各工序施工时间进行交叉平行作业，其施工循环进行，如“图3.5-3 类围岩正洞施工循环作业图”。测量放样1h左上断面掘进、初支、出碴6h左下断面掘进、初支、出碴5h中隔墙预应力锚杆2h右上断面掘进、初支、出碴5h右下断面掘进、初支、出碴5h右侧导坑掘进、初支、出碴3h锚杆小导管预注浆8h0.5h左洞进40米后右导坑进40米后洞身开挖每5循环后图3.5-3 类围岩正洞施工循环作业图3、类围岩正洞施工（1）类围岩开挖及支护类围岩采用上下台阶法施工，台阶长度810m,开挖循环进尺1.5m。其施工工序为：超前锚杆施工左洞上断面开挖左洞拱部初期支护左洞下断面开挖左洞下断面初期支护右洞侧导洞开挖中隔墙预应力锚杆施工右洞扩挖右洞初期支护仰拱施工衬砌施工。测量放样1h左上断面掘进、初支、出碴6h左下断面掘进、初支、出碴5h中隔墙预应力锚杆2h右上断面掘进、初支、出碴5h右下断面掘进、初支、出碴5h右侧导坑掘进、初支、出碴3h锚杆超前锚杆8h左洞进40米后右导坑进40米后洞身开挖每3循环后（2）类围岩施工作业循环安排类围岩掘进支护施工,按每12h一个循环作业进行安排.每循环进尺1.5米,其掘进支护施工循环如“图3.5-4 类围岩施工循环作业图”。图3.5-4 类围岩施工循环作业图(三)钻爆设计1、炸药及装药结构的选择 （1）、炸药：选用2岩石硝铵炸药。在富水地段选用防水药包。 （2）、装药结构：周边眼装药结构采用小药卷，不偶合装药及空气间隔装药结构，孔口用炮泥封堵。选用20mm小药卷空气间隔装药。（3）周边眼起爆采用导爆索加非电毫秒雷管起爆。为克服炮眼底部岩石夹制力，在炮孔底装半卷32mm药卷做加强药包。、装药量：光面爆破周边眼装药量应严格控制，以求达到光爆效果。 单孔光面爆破经验装药量计算公式： g=(E+W)L10 式中：g-单孔装药量 E-孔距 W-抵抗线 Rb-岩石抗压强度Mpa 、装药集中度 q=g/L=(E+W)10 (g/m) 经计算后与“隧规”中光爆装药集中度（）参考值进行对比。 、光爆参数的修正： 钻爆设计在实施过程中，根据围岩的变化，光爆效果等对光爆参数进行修正。2、炮眼布置原则 （1）掏槽眼： 隧道爆破采用中空直眼掏槽形式，位置选择在隧道中线偏下的位置。 （2）周边眼：沿开挖轮廓线布眼，严格控制水平度外插角。 （3）内圈眼：内圈眼所在位置在周边眼抵抗线的边缘，内圈眼的孔距稍大于周边眼抵抗线（W）。 （4）扩大眼：其炮孔间距，视岩石坚硬程度、装运手段、岩石破碎程度的要求等因素而定，一般取0.7-1.2m。 （5）底板眼：底板眼沿开挖轮廓线布置，并适当增加药量起翻碴作用。 （6）起爆顺序： 掏槽炮辅助炮扩大炮内圈炮周边炮底板炮。间隔时间采用100毫秒，周边眼宜一次起爆。3、钻爆设计 我们对隧道导坑及类围岩正洞的爆破施工进行了预设计，并进行现场实验，在以后施工中随围岩情况作出及时调整。 导坑采用全断面开挖，局部破碎带分台阶开挖，进尺2米。类围岩采用上下台阶分部开挖，钻眼深1.2m，进尺1.5m。周边眼间距E为50cm,周边眼最小抵抗线为W=60cm,相对距为0.8，装药集中度0.15 kg/m，施工时可根据爆破效果和石质情况进一步调整爆破参数，炮眼用炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。详见“表3.5-4导坑炮眼布置图及光面爆破炮眼数量及装药量表”及 “表3.5-5类围岩炮眼布置图及光面爆破炮眼数量及装药量表”。导坑炮眼数量及装药量（参考）表 表3.5-4项目上台阶眼深（m）数量（个）每眼药（kg）小计药量（kg）炮眼分类周边眼2.2230.613.8掏槽空眼2.3100掏槽眼2.341.04辅助眼2.2400.832底眼2.280.86.4合计56.2下台阶炮眼分类第一排眼1.270.85.6第二排眼1.270.85.6第三排眼1.270.85.6底眼1.270.85.6合计22.4类围岩炮眼数量及装药量（参考）表 表3.5-5 项目上台阶眼深（m）数量（个）每眼药（kg）小计药量（kg）炮眼分类周边眼1.6280.514掏槽空眼1.7400掏槽眼1.650.753.75辅助眼1.6500.630底眼1.690.655.85合计53.6下台阶炮眼分类第一排眼1.680.64.8第二排眼1.680.64.8第三排眼1.680.64.8底眼1.680.64.8合计19.2总计72.8以上表中数量，在施工时根据不同地质、岩石走向，将随时调整。图 3.5-5图 3.5-6（四）装碴运输本隧道在导洞施工时，由于开挖断面小，装碴运输受空间条件限制，故采用0.3m3扒碴机装碴，农用车运输。在进行正洞扩挖时，类围岩拱部采用弧形开挖，需要进行人工扒碴至下断面，再采用挖掘机及装载机配合装碴、自卸汽车运输，类围岩采用挖掘机清扒上台阶岩碴，用侧翻式装载机清理下台阶岩碴，自卸式汽车运输。（五）、防排水施工方案西峰下隧道地下水主要为层间孔隙水、裂隙水及构造裂隙水，它们与地表水联系密切，受季节及气候影响较大，水位随降雨时间及降雨量变化而变化。结合实际情况，隧道采用防、 截、堵、排相结合的综合原则，做到衬砌面基本干燥的要求，以保证结构与设备的正常使用和运营安全。1、洞口防排水措施（1）在洞口开挖之前，防止冲沟的地表水冲刷隧道边仰坡，在洞口边仰坡外缘设截水沟拦截地表水，通过洞外涵洞及排水沟排水。（2）隧道出口进洞方向为下坡，需在洞在每隔50米设置集水井，采用潜水泵分级排水，并在洞口外侧设置沉淀池。2洞身防水措施（1）隧道模筑衬砌拱部、边墙及中隔墙均采用C25防水混凝土；（2）隧道在初期支护和二次衬砌之间，全断面先铺满铺PVC防水板加无纺土工布；（3）二次衬砌沉降缝处均设置中埋式橡胶止水带，环向施工缝处设置缓膨型橡胶止水条。3洞身排水措施（1）洞内路面横坡为2%，在路面两侧人行道下设置纵向排水沟，将洞内水排出洞外。（2）在初期支护与模筑衬砌之间设置横向5软式透水管，每隔10米设一道，地下水较多时加密。在隧道两侧下部分别设置10纵向透水管及碎石透水盲沟，沿隧道两侧全隧贯通。纵向排水管与洞内纵向排水沟之间设置10cm铸铁泄水管。（3）纵、横向排水管用三通联接。 （六）二次衬砌及仰拱施工1、二衬混凝土施工（1）、混凝土的制备、运输、浇筑隧道衬砌在左右洞各设一套自制衬砌台车，每组衬砌长度为10米。混凝土在洞外集中拌合站拌制，微机自动计量系统控制上料，混凝土专用搅拌运输罐车运至现场，砼输送泵泵送入模，插入式振捣器配合附着式振动器振捣，形成衬砌施工机械化作业线。凝土制备及施工如“图3.5-7二次衬砌施工示意图”。1骨料装载机 2自动计量器 3拌和装置 4运输设备 图3.5-7 二次衬砌施工示意图 （2）钢筋施工隧道边顶拱衬砌内均安设有钢筋，钢筋经检查合格后，在洞外钢筋加工厂进行下料预加工，运到现场进行人工绑扎，钢筋利用防水板铺设台架进行安设。 （3）砼施工作业循环安排本合同段隧道衬砌采用自制衬砌台车进行施工，每循环10米，施工作业循环见如图 3.5-8“衬砌砼施工作业循环图”。2、仰拱及隧底填充施工仰拱和隧底填充采用人工摊铺整平，平板振动器振捣。对于、类围岩仰拱地段侧压和底压较大，仰拱紧跟下台阶，及时对模筑衬砌进行环向封闭，避免边墙挤入造成开裂甚至失稳。由于仰拱和底板施工占用洞内运输道路，对前方开挖作业的出渣、进料造成干扰，因此，对仰拱和底板采用防行车干扰平台灌筑。测量放样台车就位连接砼输送管路砼灌注砼强度达5MPa模板整修机动脱模移位砼试件试验制取砼试件图 3.5-8 衬砌砼施工作业循环图60h（七）隧道通风由于本标段隧道长度较短，采用自然通风方式。 （八）路面及电缆槽、预留槽施工本隧道路面设计为水泥砼路面，路面砼厚度26cm ，路面与仰拱间填贫混凝土层。1、路面施工方法及施工要点洞内路面施工在边拱衬砌及仰拱、填充、电缆槽、预留槽施工完成后进行，砼由洞外拌合站集中生产，严格控制原材料质量和施工配合比，用砼输送车运到灌筑作业点，水泥路面采用真空吸水工艺密实成型，如图3.5-9“混凝土真空吸水作业示意图”。2、其施工工艺流程如下：基层准备施工放样 组立模板 浇注混凝土 真空吸水 表面修饰 养生拆模 锯槽做缝图3.5-93、电缆槽、预留槽施工电缆槽、预留槽盖板采用洞外预制，槽身在路面施工前现场就地立模灌注施工，净空尺寸及高程符合设计要求。盖板安装采用小型吊车吊放，人工配合就位，铺设平稳。（九）装饰工程施工本隧道洞内装饰采用防火涂料及防水涂料喷涂。隧道洞内装饰涂料的施工安排在二次衬砌及路面完成且二衬砼已干燥不潮湿状态后用原防水板铺设台架人工喷涂。涂料喷涂前首先仔细检查衬砌内有无渗漏情况，必要时采取措施做好装饰前的防渗治理，并对边拱二衬表面进行平整度处理，然后从拱顶向两侧喷涂防火及防水涂料，做到不漏涂和喷涂均匀。（十）围岩监控量测1、量测项目（1）必测项目、洞内外观察记录（包括地质和支护状况观察和地表下沉）。、周边位移量测。、拱顶下沉量测。、锚杆轴力量测（2）选测项目隧道开挖后，围岩内位移、支护及衬砌的内应力、表面应力和裂隙量测、钢支撑的内力及外力、地表沉陷、围岩压力等。2、量测方法、距离、频率、选用仪器（1）、洞内外观察分掌子面和已施工区段观察两部分。在每次开挖后进行一次，以便及时掌握围岩变化情况与支护的稳定情况，为施工安全提供直观必要信息。每天安排有现场实践经验的人进行描述做好记录。 (2)、周边位移量测仪器采用J-85型坑道周边收敛计，进洞5m处设第一个量测断面，测距为类围岩每15m，类围岩每20m设一量测断面，围岩变化处（断层地带）要及时增加埋设断面。(3)、拱顶下沉量测拱顶下沉量测与净空量测在同一量测断面进行，采用精密水准仪、钢尺、测杆测量，获得数据后及时绘制时态曲线。（4）锚杆轴力量测此项目一般每1015m一个断面，每个断面至少做3根锚杆。测点布置及测试方法见图3.5-10“监控量测点布置示意图”。图4.5-11图3.5-10“监控量测点布置示意图(5)、量测频率（见下表） 表3.5-6序号项 目 名 称量 测 频 率1-15天16天-1个月1-3个月3个月以上1洞内外观察记录每次开挖后进行2净空水平收敛量测1-2次/天1-2次/2天1-2次/周1-3次/月3拱顶下沉量测1-2次/天1-2次/2天1-2次/周1-3次/月4锚杆轴力1-2次/周-1-2次/月-(6)、量测数据处理将量测数据及时输入计算机系统，根据记录绘制纵横断面地表下沉曲线。位移与时间以及距开挖工作面距离曲线（见图3.5-11）。（d）（mm）（d）反常曲线（mm）正常曲线图3.5-11 位移u-时间t关系曲线图回归分析：回归分析是对一系列具有内在规律的测试数据进行处理，通过处理和计算等到两个变量之间的函数关系式，从而推算最终位移和掌握位移变化规律。在位移时间曲线中如出现以下反常现象，表明围岩和支护呈不稳定状态，应加强监视，并加强保护，必要时应立即停止开挖并进行施工处理。（十一）超前地质预报 超前地质预报对隧道工程施工意义重大，从超前地质预报中可靠的地质信息，如围岩类别，破碎带位置、性质、规模，涌水量的大小，突水突泥位置，塌方掉块范围，有害气体等，进行信息反馈，为正确选择施工方法提供依据，指导施工。1、工程地质法采用洞内地质素描、作图、摄像(影)以及地下、地面的岩性、构造和地下水的相关性调绘，详细连续地记录隧道开挖面上的岩性特征、构造特征、水文地质特征、围岩结构和变形特征，进行地质预报。2、地震法超前预报该方法利用爆炸所产生的振动波在围岩中的传播，通过地质超前预报仪进行监测，最后经过立体几何计算、归纳分析推断围岩类别，判断是否有不良地质介面。这种方法我单位在以往类似工程进行应用，取得了很好的效果。具体测试过程如下：(1)、准备工作：操作人员：4人，其中：配合2人，电工、爆破工各1人；材料：火雷管4支，导火索6m，乳胶炸药2管。(2)、放点：在距掌子面5m向后放点，闭幕式用油漆作标记。(3)、钻孔：用5cm钻头钻检测孔，钻孔斜向掌子面45，孔深50cm，共8孔；炮孔垂直边墙，孔深1m以上，共2孔。(4)、检测：安放好仪器，将探头放在检测孔内，首先用第一管炸药放在距掌子面第8个检测孔后用8m的炮孔爆破，然后再放第二孔。计算机根据仪器测得的振动波在围岩中传播速度进行计算，判断结果。 3、超前钻探该方法利用钻机在掌子面钻孔，通过钻进速度以及所取得的岩芯，掌握前方的地质状况，然后针对不同情况采取不同的施工措施。合同管理制度1 范围本标准规定了龙腾公司合同管理工作的管理机构、职责、合同的授权委托、洽谈、承办、会签、订阅、履行和变更、终止及争议处理和合同管理的处罚、奖励；本标准适用于龙腾公司项目建设期间的各类合同管理工作，厂内各类合同的管理，厂内所属各具法人资格的部门，参照本标准执行。2 规范性引用中华人民共和国合同法龙腾公司合同管理办法3 定义、符号、缩略语无4 职责4.1 总经理：龙腾公司经营管理的法定代表人。负责对厂内各类合同管理工作实行统一领导。以法人代表名义或授权委托他人签订各类合法合同，并对电厂负责。4.2 工程部：是发电厂建设施工安装等工程合同签订管理部门；负责签订管理基建、安装、人工技术的工程合同。4.3 经营部：是合同签订管理部门，负责管理设备、材料、物资的订购合同。4.5 合同管理部门履行以下职责：4.5.1 建立健全合同管理办法并逐步完善规范；4.5.2 参与合同的洽谈、起草、审查、签约、变更、解除以及合同的签证、公证、调解、诉讼等活动，全程跟踪和检查合同的履行质量；4.5.3 审查、登记合同对方单位代表资格及单位资质，包括营业执照、经营范围、技术装备、信誉、越区域经营许可等证件及履约能力（必要时要求对方提供担保），检查合同的履行情况；4.5.4 保管法人代表授权委托书、合同专用章，并按编号归口使用；4.5.5 建立合同管理台帐，对合同文本资料进行编号统计管理；4.5.6 组织对法规、制度的学习和贯彻执行，定期向有关领导和部门报告工作；4.5.7 在总经理领导下，做好合同管理的其他工作，4.6 工程技术部：专职合同管理员及材料、燃料供应部兼职合同管理员履行以下职责：4.6.1 在主任领导下，做好本部门负责的各项合同的管理工作，负责保管“法人授权委托书”；4.6.2 签订合同时，检查对方的有关证件，对合同文本内容依照法规进行检查，检查合同标的数量、金额、日期、地点、质量要求、安全责任、违约责任是否明确，并提出补充及修改意见。重大问题应及时向有关领导报告，提出解决方案；4.6.3 对专业对口的合同统一编号、登记、建立台帐，分类整理归档。对合同承办部门提供相关法规咨询和日常协作服务工作；4.6.4 工程技术部专职合同管理员负责收集整理各类合同，建立合同统计台帐，并负责