铁路隧道工程实施性施工组织设计

第七章 铁路隧道工程实施性施工组织设计第一节 概述一、隧道工程施工特点隧道工程施工组织设计的编制必须从隧道工程施工的特点着手，其施工特点可归纳为：1施工环境差。隧道工程埋置于地下，施工较为不便；加上洞内施工的动力供应不如地面建筑工程方便，施工运输也不如地面灵活方便，隧道的施工环境当然比地面要恶劣得多，同时施工本身还会产生大量的噪声、粉尘及废气，使得环境进一步恶化。2工作面狭窄。隧道是一长条形管状结构物，一般只有两个工作面，有时由于洞口地质不良或施工干扰等原因，两个工作面还不能充分利用。如要增加工作面又比较困难，因此，隧道工程往往成为控制工期的重点工程。3 工序较多，彼此干扰大。隧道施工技术是一项综合性很强的技术，其主要工序通常包括开挖、出碴、支护和衬砌。它的施工过程是在地层中挖出土石，以形成符合设计要求的隧道断面轮廓，并进行必要的支护和衬砌，以控制围岩的变形，确保隧道长期安全使用。为了保证主要工序的进行，还需配备必要的动力和机具设备，以及保持地下施工环境良好的通风、照明、排水、防尘等辅助措施。各个工序之间必须衔接紧密，才能保证正常的施工进度，但由于工作面有限，各工序间的相互干扰较大，且难以避免。4隧道所经的地层，地质条件复杂多变，在施工过程中往往需要改变施工方法。隧道施工前，只有在充分考虑隧道工程的特点的前提下，编制出合理、科学的施工组织设计，才能使施工安全、快速、优质、低价、高效地进行。当然，在施工中不能一成不变，必须结合变化了的实际情况和考虑不周的地方，边施工边改进，不断充实提高，使之更好地指导施工。二、隧道工程实施性施工组织设计的编制依据1设计文件及变更设计文件；2施工承包合同书。3建设单位有关指标、条约等；4有关施工会议精神或指导性施工组织设计方案及要求。三、隧道工程实施性施工组织设计的主要内容隧道施工组织设计通常是以一座隧道为单位进行编制的，对长大隧道而言，在具体施工时还可以每一洞口为单位进行编制，它主要包括：说明书、施工进度图及洞口工地布置图和洞内三管两线布置图等。一般包括如下主要内容：1概况的说明：隧道名称；起止里程及长度；中线平面位置及纵向坡度情况；隧道所处围岩的地质及水文地质情况；隧道所在位置的地形和地貌；隧道所在地区的气候条件当地可供利用的运输道路、电力、水源和当地建筑材料等情况；本隧道与洞外其他工程的关系；上级对本隧道施工期限的要求等。2施工准备工作的安排：提出复测或进行控制测量的要求及其完成期限；洞口工程和临181时工程(如临时道路、临时给水、临时通讯、施工房屋和施工供电工程)的工程数量、施工顺序和施工期限；为隧道施工服务的一整套附属生产设施的建立，如当地砂石料的开采场、木工场(厂)、机械修理厂(所)、电站、空压机站、水泵站等；各种施工机具的搬运与试运转；材料库的建立及一定材料的储运工作等。3施工方法的选择：即包括整个隧道施工方法和方案的选择，也包括各项作业方法的选择，同时还包括选用何种辅助坑道以增辟工作面(辅助坑道的类型、数目、位置、断面尺寸、支撑类型、与正洞联接的关系，以及通车后的利用和处理方法等)。在施工方法选择问题上，应进行多种方案比较，从中选取最优方案。4劳动组织：包括劳动力的组织和施工过程的组织。5隧道施工进度计划。6隧道洞口场地布置及洞内三管两线的布置。7各种主要技术组织措施：如采用新技术的措施；提高劳动生产率的措施；节约人力物力降低成本的措施；检查和提高工程质量的制度与措施；施工安全的措施；开展劳动竞赛及施行惩奖制度的措施等。8各种劳动力、材料、机具需要量及其供应计划。四、隧道工程实施性施工组织设计的编制程序隧道工程实施性施工组织设计的编制程序如图7-1所示。第二节 隧道施工方法的选择一、施工方法的选择原则为了在遇到不良地质时有较强的应变能力，隧道的施工方法应当具有较强的灵活性。在选择正确的施工方法时，必须充分考虑到隧道工程的施工特点。只有这样，才能均衡、快速地进行施工，建成质量高、造价低的隧道建筑物。具体来说，一般应考虑以下几个因素：1工程的重要性（这从工程的规模，使用上的特殊要求，工期的缓急，工程的造价等方面体现出来）。2隧道所处的工程地质和水文地质条件。这是选择施工方法的先决条件。3施工技术条件和机械装备情况。4施工单位的习惯做法。二、施工顺序安排施工顺序安排的原则，应保证各工序间紧密配合，互不干扰为宜。开挖作业程序，应根据地质条件选择的开挖方法来决定，以及只有在开挖方法（导坑类型）确定后，才能决定开挖顺序和流水步距。地质及水文地质不良隧道，原则上应随挖随支撑，随支撑随衬砌，工序一个紧接一个，以免暴露时间过长，山体岩层压力增加，造成坍塌。各工序间既不需要相距过远，又必须保持工序之间的最小距离，并相互配合，以保证各工序间施工时互不干扰。导坑开挖应设法提前打通，以改善洞内施工条件，提高进度。隧道洞门应及时衬砌，以防洞口附近岩石坍塌。两端洞外土石方工程，应配合隧道进度进行施工。182三、常见隧道施工方法目前铁路隧道施工中常用的施工方法主要是矿山法和掘进机法。矿山法因最早应用于矿石开挖而得名，主要是指用钻眼爆破进行开挖。钻爆法由于对地质条件的适应性强，开挖成本低，因而特别在坚硬岩石隧道、破碎岩艢_囌石隧道掘进中及大量的短隧道施工中应用广泛。按照支护结构的不同，可分为传统矿山法和新奥法（New AustrianTunnelling methodNATM）。传统矿山法采用钻爆开挖加钢木构件支撑，能适应山岭隧道的大多数地质条件，尤其在不便采用锚喷支护的地质条件时，用于处理坍方也很奏效。其施工程序如图7-2所示。根据开挖方式的不同,铁路隧道采用传统矿山法施工时有很多种形式，如全断面一次开挖法、台阶开挖法、下导坑蘑菇形法、上下导坑法、上导坑法、品字形导坑法、漏斗棚架法、侧壁导坑法等等。各种施工方法的特点、适用条件及开挖顺序可参见隧道施工手册，表7-1是单、双线隧道通常采用的传统矿山施工法，可供参考。熟悉隧道工程设计文件、指导性施工组织设计及协议、合同、纪要等熟悉施工技术和安全技术规范、规则收集并研究调查资料和施工现场具体情况选择施工方案和施工方法计算工程数量计算资源需要量编制施工进度计划图编制劳动力、材料、成品、构件、机械设备供应计划计算临时工程数量编制施工附图制定施工质量、安全技术措施绘制洞口施工场地平面布置图计算主要技术经济指标上报审批备案图7-1 隧道工程实施性施工组织设计的编制程序183表7-1 单、双线隧道通常采用的传统矿山施工法单 线 双 线围岩分类施工方法 全断面一次开挖法 正台阶开挖法 反台阶开挖法 漏斗棚架法 下导坑蘑菇形法 上下导坑法 上导坑法 品字形导坑法 侧壁导坑法 新奥法的主要设计构思是要充分发挥围岩自身的承压能力。其施工要点是：尽可能不破坏围岩的应力分布，开挖之后立即进行一次支护，防止岩石进一步松动，然后根据需要进行二次支护。在施工过程中密切监测围岩变形、应力等情况，调整支护措施，控制变形。新奥法的施工程序如图7-3所示。掘进机法包括隧道掘进机法和盾构法。隧道掘进机是一种机械化的隧道掘进设备，它通过刀具在隧道断面内直接破碎岩石从而进行连续掘进，具有快速、连续作业、机械化程度高、安全、劳动强度小、衬砌支护质量好、减少辅助工程等优点。它不仅能在岩石整体性及磨蚀性强的条件下工作，也能在稳定条件差的地层中施工。圆形断面的隧道和水下隧道通常采用盾构法施工，它是在盾壳的支护下作业。盾构掘进的动力是环形布置的若干千斤顶，泥土开挖后由排碴系统排出，盾构前进一节后其后端即可拼装一节衬砌，如此周而复始地循环。盾构法集支护、开挖、推进、出碴、衬砌拼装于一体，机械化程度高，施工安全可靠。四、洞口工程的安排洞口工程是指根据洞口地段的特点而安排的与隧道施工关系密切或为洞内施工服务的一些工程，它主要包括洞口排水系统、洞口桥隧、洞口路堑土石方和洞口挡护工程。正确合理地组织洞口施工，是保证隧道施工质量和按施工工期交付结构的重要措施。施工准备整体式厚衬砌确定施工方案开挖临时支撑竣工检查是否可以撤换检查是否需要加强图7-2 传统矿山法施工程序1841对洞顶地表的陷穴、深坑应加以填平夯实，对裂缝进行堵塞，严重者加以砌筑，使洞顶地表不得积水。在隧道开工前，应根据地形、地质条件对天然沟槽进行妥善处理，使山洪渲泄畅通。2在桥隧相连的洞口，原则上应先做隧道，待洞门做好以后再做洞口桥台。有条件时，尽量将桥梁和隧道交给同一个单位施工，以便统筹安排。3洞口地段地层一般较破碎，给开挖造成了很大的困难，必须严格按照设计边坡进行边坡施工，不得使用临时边坡。开挖时应随时注意观察边、仰坡地层的变化，认真做好开挖中的防坍和支撑工作。刷好仰坡后，必须立即架好洞口支撑，并且应尽早做好洞口段的衬砌和洞门，当洞口路堑土石方数量很大，又要求及早进洞时，可采用侧面进洞超前施工。4需要设置挡护工程的隧道洞口，一般来说洞口地段的地质条件较差或地势较为陡峻，在施工时必须先做好挡护工程后方可进洞。5当开挖的山体可能失稳时，宜按照“早进晚出”原则，研究有无改移洞门位置、延长洞身长度和减小洞顶仰坡高度的可能性，并制定相应的施工技术措施。6严格禁止大爆破方法施工。洞口地段施工必须尽可能少地破坏山体，当不得已采用爆破方法开挖土石方时，必须严格控制一次起爆的炸药数量，避免将仰坡坡面之下的岩体炸碎震松，引起岩石坍塌。7各洞口工程的施工顺序，应视地形、地质条件和对隧道施工影响的大小而定。在开挖洞口之前，必须做好洞口排水系统，在做好排水系统和洞口运土的通道后，然后才能进行路堑土石方的开挖。五、隧道进洞的方式隧道进洞的方式，是关系到隧道洞口围岩稳定和隧道能否顺利进洞施工的重要环节，应针对洞口地段特点结合工期的要求进行多方案比选，择优而定。导坑进洞方式是最为常见的进洞方式。由于导坑能提高爆破效果，显著地改善施工通风条件，且在导坑的开挖过程中能够查明实际的地质情况，所以只要岩体足够稳定，应首先选择这二次支护施工准备确定施工方案开挖竣工是 否符合管理基准防水隔离层初期支护量测监控必要时需超前支护或预先进行地层改良修改施工方案改变施工方法修正支否是护参数和顺序图7-3 新奥法施工程序185种进洞方式。为了满足施工对出碴、运输、通风、排水的需要，或工程规模较大，而工期要求紧迫，需另开作业面时，还可在洞室的开挖断面外增设辅助坑道进洞。设置辅助坑道应尽量考虑到一洞多用、长度短以及工程投产后加以利用的可能性。辅助坑道一般有横洞、斜井、竖井及平行导坑等。若洞外路堑较长，土石方数量很大，不能很快将路堑挖到洞门，而工期又较紧必须及早进洞时，可采用拉槽进洞。但是，这种方法施工容易发生事故，洞内外干扰也较大，故应尽量避免使用。当洞口地层很薄时，开挖暗洞后，往往不可能形成天然拱，洞顶岩层容易坍塌，则应采用明洞方式进洞，在明洞的掩护下，再进行洞内开挖。当洞顶围岩软弱或破碎严重，出现开挖面随挖随坍甚至不挖即坍的情况时，必须采取一定的辅助稳定措施进行预加固或超前支护后方可进洞。常用的稳定措施有：预留核心土挡护工作面、喷射混凝土封闭工作面、超前锚杆锚固前方围岩、临时仰拱封底、管棚、注浆加固、水平旋喷和预切槽等。这些稳定措施的选用应视围岩地质条件、地下水情况、施工方法及环境要求等具体情况而定，并尽量与常规施工方法相结合，进行充分的技术经济比较，选择一种或几种同时使用。六施工方法的变换由于施工方法主要是根据地质条件确定的，因此，当地质发生变化时，就应考虑施工方法的变换。但改变一次施工方法，常使施工进度受到影响，故须慎重。确实需要改变施工方法时，可根据具体情况选用挑顶法或改变导坑开挖速度的办法。（1）挑顶法这种方法是由下导坑向上挖至上导坑顶标高，以达到开挖上导坑的目的。它分垂直挑顶和斜挑顶（又称爬道）两种。挑顶的位置应选择在较好的围岩地段以内，并与较差处的围岩的距离不得小于3m，以免挑顶时引起塌方。（2）控制导坑开挖速度这种方法，是采用放缓或停止下导坑而抢进上导坑，或放缓、停止上导坑而抢进下导坑等来达到逐步地将原施工方法的工序过渡到新的施工方法的工序。例如：上导坑先拱后墙法变为上下导坑先拱后墙法，即先停止上导坑开挖，等下导坑跟上后，继续向前开挖，直到超前一定距离，然后再开挖上导坑，即形成新的施工方法。又如：上下导坑先拱后墙法变换为上导坑先拱后墙法，即停止下导坑掘进，后续工序立即跟上，上导坑继续前进超前，即可形成新的施工方法。第三节 施工辅助作业对于控制工期的长大隧道，仅有洞口处的两个工作面往往是不够的，通常需要设置辅助坑道。辅助坑道的形式有横洞、平行导坑、斜井和竖井等，其作用除增加作业面以加快施工进度、缩短工期外，还能改善施工条件（通风、排水），减少施工干扰。同时，为了给开挖坑道和修筑衬砌等基本作业提供必要的施工条件，必须进行多项辅助作业，包括：通风防尘、压缩空气供应、施工供水与排水、施工供电与照明等。186_一、辅助坑道设置辅助坑道可能使隧道工程造价提高；辅助坑道选择是否恰当，会影响其作用的正常发挥。因此，应从多个方面综合考虑，以确定最为合理的辅助坑道形式。具体来说，主要应考虑以下几点：1辅助坑道的形式应根据隧道长度、工期、地形、地质、水文等条件，结合通风、排水及弃碴的需要，通过技术经济比选确定。同时应结合施工技术水平，考虑施工工序的协调，以充分发挥机具设备的能力。2辅助坑道洞口应不受洪水威胁，要考虑施工场地布置，注意保护环境，避免造成弃碴堵塞河道、影响水利、破坏农田等不良后果。3辅助坑道的方案选定，应与正洞施工方法和施工组织等统筹考虑，经技术经济比较后，可采取单一类型，也可采用不同类型的组合。4在无特殊要求时，辅助坑道的支护一般只要求能够保证施工期间的稳定和安全即可。5选择辅助坑道，要考虑隧道投入运营后综合利用的可能性，如是否利用作为永久通风通道、为远期增建第二线工程备用等。6选择辅助坑道时，应尽量选取辅助坑道本身较短及其对主体工程工期缩短最有效的方案，从而降低工程造价，提高经济效益。各种辅助坑道的适用条件及其特点见表7-2。表7-2 辅助坑道的适用条件及其特点辅助坑道类型适用条件特点横洞1.隧道傍山、且侧面覆盖层较薄2.横洞长度不超过隧道长度的1/101/73.在隧道洞口处桥隧相连影响施工4.地质条件差、地形条件不利、路堑开挖量大尚未完工而需进洞等情况通风较差、但施工简单、不需要特殊的机具设备、出碴运输方便、造价低平行导坑1.长度超过3000m 的隧道在无其他辅助坑道可设时2.有大量地下水或瓦斯能提高施工速度，解决施工通风、排烟、排水和运输干扰等问题，还可探明地层变化情况、但造价高斜井1.隧道埋深较浅，地质条件较好，隧道侧面有沟谷等低洼地形，隧道长度在1000m以上的情况2.斜井长度一般不超过200m斜井运输需要有较强的牵引动力，出碴、进料运输距离较短，其施工及使用都比横洞、平行导坑复杂，但比竖井简单竖井1.覆盖层较薄的长隧道、或在中间适当位置覆盖层不厚、具备提升设备、施工中又需增加工作面的情况2.竖井深度一般不超过150m。断面利用率较低，但施工较为方便，受力条件好，并可留作隧道永久通风道二、施工通风及防尘隧道施工通风防尘的目的，就是为了更换并净化坑道内的空气，降低粉尘含量，保证施工人员的健康与安全。在施工中，通风方式有自然通风和强制机械通风两类。自然通风是利用洞室内外的温差或风压差来实现通风的一种方式，一般只限于短直隧道，且受洞外气候条件的影响极大，因而完187全依赖自然通风是较少的，绝大多数隧道施工必须采用强制机械通风，机械通风是利用通风机和管道（或巷道）组成通风系统，以解决隧道通风问题。为达到施工通风的目的，必须选择合适的通风机，以便布置合理的通风管道，满足施工作业环境的要求。确定通风机型号的主要依据是风量Q机和风压h机。选择时，按机供Q 1.1Q（1.1是风量储备系数，Q 供则为要求通风机提供的风量）及机总阻h Ph （P是风管漏风系数，h 总阻风流受到的总阻力），在通风机技术性能表中选择风机。对通风系统应有全面规划和合理布局，使各种形式的“循环风”覆盖到各个工作面，以实现通风换气。在隧道施工中，有害气体的危害比较明显，故一般为人们所重视；粉尘对人体的危害不能立即反映出来，因而往往被忽视。特别是粒径小于10mm的粉尘，极易被人吸入，或沉附于支气管中，或吸入肺部，隧道施工人员常见的矽肺病就是因此而形成的，此病极难治愈，病情严重发展会使肺功能完全丧失而死亡。因此，防尘工作是十分重要的。目前，推行湿式钻眼是防尘工作的主要措施，但要使坑道内的含尘量降到2mg/m3的标准，只靠湿式凿岩是不够的，必须采取综合措施，即湿式凿岩、喷雾洒水、机械通风和个人防护相结合。三、压缩空气供应在隧道施工中，由于以压缩空气为动力的风动机械结构简单而轻巧，因此得到广泛的应用。这些压缩空气都是由空气压缩机生产。空气压缩机有电动和内燃的，短隧道可采用移动式内燃空气压缩机，长大隧道则以采用固定式大型电动空气压缩机为好。隧道施工一般把空气压缩机集中安设在洞口空压机内，以负责供应隧道施工所需要的压缩空气。压缩空气站的生产能力视同时工作的风动机具耗风量和管路的漏风量而定，并考虑一定的备用系数和工程所在地对空压机生产率影响的折减系数。其生产能力的估算，通常可按下列公式求得：Q = Q(1+ kn )kH式中：Q空压机站的生产能力，m3/min；Q估计出的总用风量，m3/min；kn备用量系数；kH海拔高度影响系数。当一台空压机的排气量不能满足供风需要时，可选择多台空压机组成空压机组。空压机组采用并列布置，两空压机之间的净距不小于1.5m，此外，还应考虑空压机出入、调换、加油、加水等方便。空压机站一般应靠近洞口，与铺设的高压风管路同侧，并注意防洪、防火、防爆破，机房要求地形宽敞，通风良好，地基坚固。供风管道的布置应注意：1管道敷设要求平顺、接头密封、防止漏风、架设牢固，凡有裂纹、创伤、凹陷等现象188的钢管不能使用；2压风管道在总输出管道上，必须安装总闸阀以便控制和维修管道；主管上每隔300m500m应分装闸阀；管道前端至开挖面距离宜保持在30m40m左右，并用50mm75mm高压软管接分风器。风枪用的高压胶管一般为19mm，其长度不超过10m。3主管长度大于1000m时，应在管道最低处设置油水分离器，定期放出管中聚积的油水，以保持管内清洁与干燥。4严寒地区的洞外管路应采取防冻措施。5管道在洞内应敷设在电缆、电线的另一侧，并与运输轨道有一定距离，管道高度一般不应超过运输轨道的轨面，若管径较大而超过轨面，应适当增大距离。如与水沟同侧时不应影响水沟排水。四、施工供水和排水(一)施工供水隧道施工中，湿式凿岩综合降尘、混凝土拌和与养护、机械冷却等均需大量用水；同时由于隧道施工时往往有地下水涌出，软化围岩，引起坍方落石；坑道底部积水不及时排除则会有碍钻眼、爆破、清碴等作业的进行，水量过大时，甚至会淹没工作面，迫使工作停顿。因此，隧道施工既要有供水设施，又要有排水措施，才能确保施工顺利进行。施工现场临时用水主要包括：生产用水、生活用水和消防用水三种。1生产用水生产用水与工程规模、机械化程度、施工进度、人员数量和气候条件等有关，因而用水量的变化幅度较大，很难精确估计，一般根据以往经验估计，参考表7-3。表7-3 1 天的 用 水 量用水项目单 位 耗 水 量 说 明风枪用水t/（h支） 0.2喷雾用水t/（min台） 0.03 每次放炮后喷雾30min衬砌用水t/h 1.5 包括混凝土养护及洗石用水机械用水t/（台d） 5.0 循环冷却用水2生活用水随着隧道施工工地卫生要求的提高，生活设施配置增多，耗水量也就相应增多。因而生活用水量也有一定的变化，但变化幅度不大，一般可按下列参考指标估算：生产工人平均：（0.10.15）m3/d非生产工人平均：（0.080.12）m3/d3消防用水由于施工工地住房均为临时住房，相应标准较低，除按消防要求在设计、施工及临时住房布置等方面做好防火工作外，还应按临时建筑房屋每3000m2、消防耗水量（1520）L/s、灭火时间为0.5h1.0h计算消防用水贮备量，以防不测。对生产和生活用水，使用前必须经过水质鉴定，如水中含有硫酸盐、云母、硼砂等有害矿物质或传染病菌超过规定要求者，未经处理严禁使用。生活用水要求新鲜清洁。供水方式主要根据水源情况而定，常用水源有：山上泉水、河水及钻井取水。上述水源自流引导或用机械提升到蓄水池储存，并通过管路送达使用地点。个别缺水地区，则用汽车运水或长距离管路供水。(二)施工排水1洞内排水排水方式应根据线路坡度情况和水量大小而定，通常可分为顺坡施工的排水和反坡施工的排水两种方式。向洞内开挖是上坡，称为顺坡施工。此时的排水只需随导坑的延伸，在一侧挖水沟，使水顺坡自然排出洞外即可。向洞内开挖为下坡，称为反坡施工。此时水向工作面汇集，需用机械排水，排水系统的布置有两种方式：分段开挖反坡水沟和隔开较长距离开挖集水坑。所谓分段开挖反坡水沟是在分段处挖集水沟，每一集水坑处设一抽水孔，把水抽至后一段反坡，由最后一台抽水机将水抽出洞外。其优点是地面无积水，抽水机位置固定，亦不要水管；缺点是用的抽水机多且要开挖反坡水沟，一般隧道较短、坡度较小时采用。而隔开较长距离开挖集水坑是指开挖面的积水用小水泵抽到最近的集水坑内，再用主抽水机排到洞外。其优点是所需抽水机数量少，缺点是要安装水管，抽水机随着坑道的掘进而拆迁前移。在隧道较长，涌水量较大时采用。反坡施工的隧道，应对地下水涌水量有足够的估计，排水设施要有后备。必要时，应在导坑掌子面（工作面）上钻较深的探水眼，防止突然遇到地下水、暗河等或大量涌水进入坑道，造成工程事故。2洞外排水施工排水的一个特殊性是要防止洞外洪水突然倒灌入洞内，尤其在反坡施工及斜井施工时，洪水倒灌往往会造成重大安全事故。为此，应做好洞口地表防洪及排水设施。同时，应将与地下水有补给关系的洼地、沟缝用粘土回填密实，并施作截水沟截流导排。供水管道布置应注意：1供水管道，主管直径一般为75mm100mm，支管直径为50mm。管道铺设应保证质量，平顺、短、直且弯头少，确保不漏水。2管道沿山顺坡敷设悬空跨距大时，应根据计算来设立支柱承托，支撑点与水管之间加木垫；严寒地区亦应采用埋置或包扎等防冻措施，以防水管冻裂。3水池的输出管应设总闸阀，干路管道每隔300m500m应安设闸阀一个，以便维修和控制管道。4供水管道应安设在电线路的异侧，不应妨碍运输和行人，并设专人负责检查养护。5管道前端至开挖面，一般保持的距离为30m，用直径50mm高压软管接分水器。五、施工供电和照明在洞内施工，电动机需要用电，照明也需要用电，因此，向洞内供电非常重要。施工人员必须掌握施工用电的一些技术要求，以便组织施工。隧道供电电压，一般是三相四线400V/230V。动力机械电压标准是380V，成洞地段照明用220V，工作地段照明应使用安全电压24V36V。对于长大隧道，考虑低压输电因线路过长而使末端电压降低太大，故用6kV10kV高压电引入洞内，然后在洞内适当的地点设置变电站，将高压电流变到400V/380V，再往前送至工作地段。190洞内线路根据不同的施工方法其相应的电线路布置也不相同。隧道作业地段必须有足够的照明，光线要充足均匀。其用电量的估算，通常可按下列公式求得：p=K(p1+p2K1)式中：p总用电量；K电线路能量损失系数；p1照明用电量；p2各种电动机具用电量；K1各种用电设备同时使用系数。隧道施工通常采用白炽灯或荧光灯管，其优点是价格低，使用方便，但其耗电量较大且亮度较弱，还容易造成事故。近年来已开始使用高压钠灯、低压卤钨灯、钠铊铟灯、镐灯等新型光源。其优点是：大幅度地增加了施工工作面和场地的照度，为施工人员创造了一个明亮的作业环境，可保证操作质_|_量；安全性能好；节电效果明显；使用寿命长；维修方便，减少电工的劳动强度。新型光源洞内外照明布置要求见表7-4。表7-4 新型 光 源 洞 内 外 照 明 布 置工 作 地 段 照 明 布 置开挖面后40m以内作业地段两侧用36V500W卤钨灯各2盏（或300W卤钨灯7盏，以不少于2000W为准），灯泡距离隧道底面高4m开挖面后40m100m区段安设2盏400W高压钠灯和2盏400W钠铊铟灯，间距约15m，灯泡距隧道底面高5m开挖面后100m至成洞末端每隔40m，左右侧各设计400W高压钠灯1盏模板台车衬砌作业段台车前台10m15m，增设400W高压钠灯各1盏，台车上亮度不足时，增设36V300W或500W卤钨灯成洞地段每隔40m安装400W高压钠灯1盏斜井、竖井井身掌子面及喷混凝土作业面使用36V500W或36V300W卤钨灯，已施工井身部分选用小功率110V高压钠灯，间距：混合井30m安装1盏，主副井每25m安装1盏洞外场地每隔200m安装高压钠灯1洞内电力线路布置应注意：1动力线和照明线必须分开架设，可分两侧或同侧敷设，但都必须采用绝缘线，并且动力线架于上层。长大隧道的照明宜与永久照明线相结合，按设计规定一次架设。2成洞地段固定的电线路，应用绝缘良好的胶皮线架设。施工地段的临时电线路宜采用三芯橡套电缆以保安全。竖井、斜井宜使用铠装电缆。3工作面一般采用36V低电压，其变压器应设在离工作面不很远的安全而干燥的地方（一般在大小避车洞内），机壳接地，从变压器到工作面的电线总长不应大于100m。4采用电爆时，要敷设绝缘良好的专用电力线路；爆破专用线不得和其它电线相靠近或交叉。5严禁在动力线路上加挂照明设施。六、施工运输隧道施工的洞内运输可以分为有轨运输和无轨运输两种。191运输方式的选择应充分考虑与装碴机的匹配和运输组织，还应考虑与开挖速度及运量的匹配，以尽量缩短运输和_卸碴时间。必要时应作技术经济合理性分析，以求方案最佳。（一）有轨运输有轨运输是铺设小型轨道，用轨道式运输车出碴和进料。有轨运输基本上不排出气体，对空气污染较轻，设备构造简单，容易制作；占用空间小而且固定等。不足之处在于轨道铺设较复杂，维修工作量大；调车作业复杂；开挖面延伸轨道影响正常装碴作业等。（二）无轨运输无轨运输主要是指汽车运输。其特点是运输速度快，管理工作简单，配套设备少。缺点是由于多采用内燃机，作业时会排放大量废气，对洞内空气污染较为严重，尤其在长大隧道中使用，需要有强大的通风设施。随着大型装载机械及重载自卸汽车的研制和生产，近年来无轨运输在隧道掘进中得到了愈来愈广泛的应用。施工实践证明：洞内无轨运输（汽车运输）优于有轨运输，但汽车在洞内行驶放出有害气体，影响工人健康，为了将其及时排除，通风是关键。同时隧道长了，往返运输时间加长，控制开挖机械化作业线循环时间，影响施工进度。如能利用辅助导坑加强通风及出碴工作，对加速施工进度，维护工人健康能起积极作用。第四节 隧道工程施工进度安排一、资源需要量计划参见第四章第四节。二、施工进度的确定隧道施工进度计划是在各个单项作业循环计划，特别是在导坑掘进循环计划的基础上定出的，因为导坑掘进是控制隧道施工进度的关键。导坑的开挖有交接班、检查找顶、出碴、钻眼、装药放炮、通风排烟等工序，从交接班开始到下一次交接班，组成一个作业循环。完成一个作业循环就有一次开挖进度，其数值等于炮眼深度与炮眼利用率的乘积。例如，增加炮眼深度可以增加每个循环的进尺，但在钻眼、出碴上就要多费时间，因而同一时间内，循环次数就会减少；为了提高炮眼利用率而增加炮眼数目，也会增加循环时间而减少循环次数。为了保证作业循环计划的实现，常编制循环作业图表，使各个工序的施工人员心中有数，在计划规定的时间里高质量地完成各项施工任务。当施工进度计划初步完成后，应按照施工过程的连续性、协调性、均衡性及经济性等基本原则进行检查和调整。三、施工进度图的绘制1确定工序间距：施工中为了达到安全生产，工序之间互不干扰起见，必须保持工序间的最小间距。不同的开挖方法有不同的间距要求，可参见隧道施工手册的相关内容。2施工进度图的绘制步骤及方法：（1）绘出工程概况表及隧道纵断面示意图：包括百尺标、坡度、隧道长度、中心里程、地质及水文情况、衬砌式样、开挖方法、进出口里程、线路情况及主要工程数量等。（2）确定隧道开挖顺序、导坑类型、断面尺寸、各工序间的间距长度，并绘出开挖程序示意图。（3）按开挖程序示意图及各段开挖进度，绘出各段的开挖进度线，若有辅助导坑或开挖方法有变更，应在进度线中表示。进度线的绘制方法为：在不同地质不同衬砌地段，计算出各段需要的天数，即：该段长度每段长度天数 。然后以长度作为横坐标，天数作为纵坐标，通过隧道开工的起点（即原点）作直线即得。（4）进度线确定后，进行劳动力分配，绘制劳动力动态图（绘在进度线的右侧），绘制图例图标，注写必要的说明。3注意事项（1）在绘制施工进度图时，既可将开挖、衬砌等项目的各道工序单独绘出，也可按开挖、衬砌的综合作业绘制。一般情况下，实施性施工组织设计多采用前者，只有在投标报价中可采用后者。（2）应随时注意变换点，并在绘制中标明。两端各工序完工时间应相交在同一断面上，以利工作量的划分。（3）水沟及灌浆工作：若为混凝土衬砌时，可在边墙或拱圈完工后714 天完成；若为砌石圬工时，可在边墙及拱圈完工后34天完成（4）边墙及拱圈的衬砌，可随开挖进度进行。铺底工程在水沟及灌浆完工后开始铺砌。洞门工程可根据地质情况及工程数量来确定工期，地质不良洞口的洞门应尽早尽快完成，以增加洞口的稳定，利于施工安全。由于隧道内工程施工中存在很多不可预见的因素，施工中往往会出现一些特殊情况，如大涌水、大断层、瓦斯溢出等不良情况，所以应针对实际情况单独编制施工进度图。其编制方法同前，只是施工项目有所变化。第五节 施工场地平面布置图隧道洞口场地一般比较狭窄，而隧道施工的机械设备和材料又多，如果事前没有很好的规划，很容易造成相互干扰，使用不便，效率不高等不合理现象，甚至发生生产事故。为此，施工前要根据洞口的地形特点，结合劳动力安排、机械设备、材料用量、工期要求、施工方法和弃碴场位置等因素，进行全面规划、统筹安排、合理布置，使工地秩序井然，充分发挥人力物力的最大效能，为快速施工创造有利条件。一般情况下，隧道洞口由于地形限制，施工场地很难一次布置就绪，通常是根据地形及工程的规模，结合弃碴和改造地形，有计划、分阶段地逐步完成。施工场地平面布置图应包括下列内容：一、弃碴场地及卸碴轨道的布置单线隧道每进一米的弃碴平均在60m3（松方）以上，因此，一个隧道工地的弃碴往往要占很大的面积，而长大隧道更甚。处理弃碴有两个原则：一个是变无用为有用，把弃碴用作片石碎石料，或用于铁路路基填方，或用来铺设临时道路路面；另一个是变有害为无害，就是当必须占用农田时，力争把弃碴场变为耕地，以弥补弃碴占用的耕地。193在考虑弃碴场地时，可依次考虑下述可能性：利用作洞外路基填方和桥头路堤填土，而运距又不致过远；顺沟顺河弃碴而又不致堵塞沟谷与河道；填平山坡荒地作施工场地而不致在山洪来临时被洪水冲毁，并危害下游农田；洞口均为良田而较远处有荒地可供弃碴时，作远距离的运碴等。布置弃碴场地时，还应考虑弃碴对不良地质（如滑坡）和其他工程（如桥台）的影响。弃碴场上的卸碴线应不少于两条，交替使用，以利弃碴。二、大批材料的堆放场地和料库的布置大宗材料的存放地点应尽量布置在运输道路附近，做到倒装少、运距短，施工互不干扰。1砂石材料堆放和水泥仓库均应和混凝土搅拌站布置在一起。砂石料场要充分利用地形，不一定要推平场地，但应注意供料要方便。如洞口处地形狭窄，则可在就近开阔处布置砂石堆放场地。水泥仓库里水泥应充分分类堆放，先到先用，进出方便，以确保水泥不过期硬化。另外，要做好防洪防潮工作。2木材仓库和木材加工场应布置在一起，并靠近道路。要充分注意防火的要求，木工车间等易燃建筑物应位于场地的下风向，并与其他建筑物保持一定的距离。3钢材仓库与钢筋加工场地应布置在一起，以便于加工和工程使用。三、生产房屋和生产设施的布置1各种生产房屋和生产设施的布置要特别注意防洪、防砸、防沉陷、防塌埋。2通风机房和空压机房应靠近洞口，尽量缩短管道长度，以减少管道中能量损失，尤其要避免出现过多的角度弯折。3搅拌机应尽量靠近洞口，靠近砂石料，且应有一定垂直高度，便于装车运输。4炸药、雷管、油料均为危险品和易燃品，布置时应慎重考虑。炸药、雷管应分别存放，间距不得小于40m，距线路不小于300m，不能靠近居民集中的地方，最好设在偏僻点的山洼之地。5机修房应设在各种机械重心地区，避免机械长距离搬运。6发电机房不一定太靠近洞口而与其他房屋争场地。如采用外来高压电线输电，变电站应设在洞口附近。当洞内输电距离太长（超过1.3km）时，电压降太大，电动机械电压不足，效率低，此时应考虑高压线进洞，洞内设变电站。7工地的临时道路应充分利用原有道路。工地的主干道宜呈环状布置，次要道路可布置成枝状，但应考虑回车的可能性。8行政管理和生活福利设施，应方便生产，方便工人的生活。工地办公室和医疗室应靠近施工现场。行政管理办公室可位于工地出入口附近。生活福利设施要首先考虑永久性房屋，不足时则修建临时房屋。四、生活房屋的布置生活房屋应集中布置，且离洞口不宜过远，有利于指挥生产与工人上下班方便，但也不宜过近，以免影响办公和工人休息。要妥善考虑职工室外文体活动场地的布置。生活区要靠近水源，在水源四周50m以内不得设厕所、畜圈和垃圾坑等。每个隧道工地的条件是千变万化各不相同的。因此，在考虑隧道工地布置时，要因地制宜，194对具体情况作具体分析，同时做好环境保护工作。