毕业设计（论文）南芬隧道施工组织设计

目 录一、编制依据.5二、编制原则.51.符合性原则.52.科学、经济、合理的原则.53.专业化施工的原则.54.适用技术与装备的原则.5三、工程概括 51.工程地质、水文情况 72.工程重难点与主要对策 8四、施工准备总体方案101.施工组织机构及施工队伍的划分102.大林工程总体设计方案133.施工组织程序14五、进度计划安排.151.总体工期计划152.指标分析153.工期安排表154.隧道施工进度指标165.每个作业面施工作业线主要设备、人员分配16六、洞口段工程171.洞口排水172.洞口边仰坡开挖与防护173.明洞施工184.东洞门施工19七、洞身施工方法191.超前支护192.超前注浆小导管193.超前大管棚施工194.隧道开挖195.施工要点196.爆破设计207.全断面开挖爆破设计.208.阶法开挖爆破219.光面爆破技术措施2210.初期支护施工 2211.中空锚杆 2212.砂浆锚杆 2313.钢筋网 2414.钢架 2415.喷射混凝土. 2516.仰供施工 2617.结构防排水施工 2818.二次衬砌施工 3319.附属工程施工 37八、冬季施工 371.沿线地区历年冬期施工参考起止时间372.冬期气温量化指标373.冬季混凝土施工374.冬季钢筋焊接施工38九、雨季施工38十、质量目标38十一、施工过程及实体质量目标39十二、环保、水保、文物保证措施391. 环保、水保392. 文物保证40南芬隧道施工组织设计一、编制依据(1) 国家相关法律、法规和铁道部规章制度；(2) 本项目采用国家和铁道部相关标准、规范和规程；(3) 铁道部与地方政府对铁路建设的商谈纪要及实施协议等；(4) 科学研究及试验成果，施工组织调查报告；（5）本集团公司拥有的施工装备与类似工程施工经验。二、编制原则1符合性原则既满足建设工期和工程质量标准，又符合施工安全、环境保护、水土保持和地质灾害防治等要求。2科学、经济、合理的原则树立系统工程的理念，统筹考虑各工序的工期，搞好专业衔接；合理安排施工顺序，组织均衡、连续生产；以关键线路为中心，进行工期、资源优化；管理目标明确，指标量化、措施具体、针对性强。3专业化施工的原则按工序划分为若干专业工班，投入具有相应丰富施工经验的专业化人员施工，确保工期和质量。4适用技术与装备的原则采用适用工程技术、施工装备和信息管理系统，提高现场控制力度，保证施工安全和工程质量，加快施工进度，降低工程成本；选择可靠的施工方法，尽量避免外部条件约束；采取先进、实用的、在类似工程已普通采用的成熟工艺技术。三、工程概况南芬隧道位于辽宁省本溪市境内，隧道进口里程为DK88+219，出口里程为DK95+568.43，全长7349.43m，洞身最大埋深约300m，最小埋深约35m。隧道进口至DK90+982.0472段位于直线上，DK90+982.0472至出口段位于R7000的曲线上，隧道进口至出口为3.5的上坡，为单洞双线隧道，洞身穿越页岩、混合岩，F1、F2断层。隧道内设置3.5单面坡。1斜井250m、2斜井330m，均为双车道无轨运输。隧道进口后方左侧有条宽约4m的土路，拓宽后可作为施工便道，交通条件便利，隧道出口位于五道沟，出口附近没有路，施工便道可由村内道路引入，交通条件不便。隧道围岩情况为：明洞39m，暗洞围岩长度分别为级3500m、级2415m、级835m、级560.43m。辅助坑道情况，设有两处斜井作为辅助坑道，具体见下表。南芬隧道斜井位置及参数一览表序号与正洞相交里程正线左右斜井长度（平距)L(m)斜井坡度()斜井平面夹角 ()1DK90+250左侧2675.01612DK92+700左侧3126.3560南芬隧道平面展示图1工程地质、水文情况（1）地形地貌南芬隧道穿越中低山区，地貌形态复杂，沿线所经之处山峦叠嶂，沟谷纵横，地形起伏较大，大部分体基岩裸露，部分丘前缓坡及丘间沟谷中被第四系地层覆盖，地势总体左低右高。高程在235550m之间，相对高差315m左右。隧道进口基岩裸露，自然坡度1520，出口被坡残基层覆盖，自然坡度3540。（2）地层岩性隧道范围内丘间河谷内表层多为第四系上更新统坡洪积（Q3dl+el）粉质粘土、碎石土覆盖，隧道洞身通过地层较为复杂。洞身地层为青白口系南芬组（Qnn）泥灰岩、页岩；青白口系钓鱼台组（Qnd）石英岩、石英砂岩。太古代晚期加元古代迭加的微斜混合杂岩（M21+2）。隧道进出口处地层为第四系上更新统坡洪积（Q3dl+el）粉质粘土、碎石土。（3）工程地质1) 隧道区内土壤最大冻结深度1.49m。2) 根据中国地震动参数区划分图（Gb18306-2001)附录中国地震动峰值加速度划分图，地震动峰值加速度为0.05g（地震基本烈度为度）。3) 主要工程地质问题：洞身通过大的区域断层及物探断层，岩层破碎，易发生塌方、突泥涌水等地质问题；页岩段岩层产状平缓，且解理裂隙发育，洞顶易发生塌方掉块现象；出口被第四系坡残积层碎石土覆盖，碎石土结构松散，应加强支护。4) 最冷月平均气温为：-11.4。（4）地质构造1) 褶皱构造隧道穿越南芬-桥头复背斜及鞍山-下马塘复背斜的轴部，南芬-桥头复背斜其轴向为北北东，与线路走向大致平行。近于垂直穿越鞍山-下马塘复背斜的轴部。南芬-桥头复背斜构造属于华夏系褶皱构造，地层基本稳定，洞身地层为青白口系南芬组页岩、泥灰岩，青白口系钓鱼台组石英砂岩、页岩等，核部发育次一级平缓波状褶皱，褶皱核部岩石较破碎，解理裂隙较发育，设计及施工时应加以考虑。鞍山-下马塘复背斜属于早期东西向构造，其轴部地层为太古代晚期加元古代的微斜混合杂岩。2) 断层F1：根据区域资料及调查该断层性质为逆断层，属何家堡子-南芬断裂（早期东西向构造）的一部分，断裂走向近东西，断面两侧岩挤压破碎现象明显，钓鱼台组石英岩常产生片理化，局部可见断层角砾岩，南盘青白口系钓鱼台组石英岩冲复于北盘青白口系南芬组之上。断层产状：19570。推测洞身处该断层从DK90+775附近通过，破碎带及其影响带宽约50m。F2：根据区域资料及调查该断层性质为逆断层，属七横岭断裂（早期东西向构造）的一部分，断裂走向近东西，南盘前青白口系混合岩冲复于北盘青白口系钓鱼台组之上。断层产状：19560。推测洞身处该断层从DK91+015附近通过，破碎带及其影响带宽约50m。（5）水文地质条件隧道地下水类型主要为少量基岩裂隙水及第四系孔隙潜水，但由于岩体解理裂隙较发育，基岩裂隙水能够沿解理面不渗。雨季因地表水下渗，隧道洞身范围有少量基岩裂隙水。沿线冲沟内大部分生活有村民，人畜生活用水及生产用水为山体基岩裂隙水及第四系孔隙水下渗而成泉水及小溪，隧道开挖将使这些水源遭到破坏，特别是冲沟内往往是隧道埋深较浅处更易遭到破坏，泉水一旦遭破坏，按经验是难以恢复的。2工程重难点与主要对策（1）洞身通过大的区域断层及物探断层，岩层破碎、节理发育，且富含裂隙水，雨季时地表水将会沿着节理裂隙渗漏，因此极易发生坍塌、突泥涌水、大变形等地质问题和事故。（2）隧道进出口浅埋偏压段，埋深浅，大部分为碎石土、沙砾土覆盖，结构松散，且地下水发育。因此洞口浅埋段极易发生坍塌、涌水等事故；特别出口260米段大部分处于浅埋碎石土地段施工不仅存在着很大的安全隐患和风险，而且如何顺利通过、确保工期也是本工程的重点；（3）本隧道节理裂隙发育，地下水丰富，如何做好防排水及施工期防水、堵水、防止渗漏、防止冰冻害也是本工程重点。施工期富水地段采用帷幕注浆和径向注浆相结合进行阻水、堵水，并做好地下水的抽排；二衬前做好主体永久结构的防排水的设计和施工，确保施工质量。且要从分考虑到排水沟的流量和保温。（4）隧道洞身大部分穿过全风化弱风化、泥质结构、薄层微薄层构造节理发育的页岩，控制超欠挖及防止掉快小范围的坍塌也是的本工程的重点。本隧道工程重点、难点及措施表隧 道 名 称工程难点和重点工程措施南芬隧道1、洞身通过大的区域断层及物探断层，岩层破碎，易发生坍塌、突泥涌水、大变形等地质问题。2、隧道进出口浅埋偏压段碎石土覆盖，结构松散，且地下水发育。3、本隧道节理裂隙发育，地下水丰富，如何做好防排水及施工期防水、堵水、防止渗漏、防止冰冻害也是本工程重点。4、层状、薄层状岩层控制超欠挖是本工程的重点1严格遵循“管超前、弱爆破、强支护、早封闭、勤测量、及时衬砌”的原则，确保不出现变形、塌方等安全事故。2、整个隧道施工采用超前物探、超前地质预报、水平钻、目测观察、地质描述等措施加强对不良地质、可能发生突水涌水洞段的超前预报和钻探；3.严格贯彻“仰拱先行、临时仰拱封闭、二衬紧跟”的原则，采用仰拱栈桥进行整幅施工，确保质量；4.隧道进出口段及断层带等不良地质地段：采用超前大管棚和小导管径向注浆相结合的加固措施，地下水丰富的洞段采用帷幕注浆进行堵水，必要时增加地表加固；开挖采用三台阶七步法分部开挖，严格控制一次开挖长度并加强支护。并加强监控量测和地表的观察。5、阶段性的对施工风险进行评估，并根据风险评估结果提出相应的施工措施，编制应急预案；6、富水地段采用帷幕注浆和径向注浆相结合进行阻水、堵水，并做好地下水的抽排；二衬前做好永久结构的防排水的设计和施工，确保施工质量。7、加强沿线埋深浅的冲沟内洞段超前支护、采用小药量控制爆破，短进尺，并严格的控制开挖步距，并加强注浆堵水；8、采用密布眼、小药量的控制爆破技术，并及时的初喷混凝土和及时的施做系统锚杆和网喷支护。四、施工准备总体方案1施工组织机构及施工队伍的划分（1）施工组织机构根据本工程特点，本着高效精干的原则，组建中铁十三局沈丹客运专线SDTJ-2标项目经理部一工区站，设项目经理一人，副经理一人，总工程师一人。下设工程部、试验室、安质部、物资部、计划部、综合办公室、对外协调部等职能部门，施工组织机构图见下图。根据南芬隧道的工程地质、水文地质条件、交通条件、围岩级别及断面设计状况，结合本投标人多年积累的隧道施工经验，计划分别在隧道的进出口端及2座斜井处各设一个施工工区单元，投入6个隧道架子队，分别承担隧道的施工任务。施工单元具体担负范围见下表。各工区施工范围类别起始里程终止里程长度（m）进口正洞一单元DK88+219DK89+4901238.81号斜井主洞出口方向二单元DK89+490DK90+2507601号斜井主洞出口方向三单元DK90+250DK91+40811582号斜井主洞出口方向四单元DK91+408DK92+70012922号斜井主洞出口方向五单元DK92+700DK94+2741574出口正洞六单元DK94+274DK95+568.431285.9各工区以机械化施工为主，机械配置本着选型科学，实用先进，配套成龙的原则，采用无轨运输的方式，组织快速施工；实施掘进(钻眼、装运)，支护(拌、运、锚、网喷)、衬砌(拌、运、灌、捣)等三条机械化作业线。各部门配置精干高效的管理人员，配备专业化施工队伍和机械设备，实行项目法管理，全面负责项目部各项工程的组织管理工作。科学管理，严密组织，精心施工，确保工程优质、安全、高效、按期完工。（2）施工队伍的划分根据南芬隧道工程的工作量、合同工期以及机械设备配置情况，结合工程专业特点和现代科学管理理论，精心筹划、科学安排，进行动态管理、弹性编组、灵活组织，实施平行、流水、交叉作业，将南芬隧道划分为4个施工队。施工队以熟练技术工人为骨干组成，工种配置合理齐全。根据不同项目实行专业化施工，充分发挥专业优势和机械作用。工班任务分配及劳动力配置见下表。工班任务分配及劳动力配置表施 工单 位工班名称人数担负主要任务每洞口作业面掘进工班39开挖作业支护工班15超前支护、锚杆、钢筋网、钢架安设喷射混凝土作业等 衬砌钢筋工程10衬砌钢筋绑扎防水板工班10防水板焊接、吊挂混凝土工班20衬砌台车就位、混凝土灌筑、拆模；仰拱、填充、底板混凝土施工；水沟电缆槽的施工等运输队10出碴、运输、调度、维修、保养等综合保障队5风、水、电及其设备维修、保养，道路养护钢构件加工队6各种钢构件加工小计1152大临工程总体设计方案（1）施工便道序号编号单 位工 程项目名称便道长度（米）备注1新建南 芬 隧 道滨河路至南芬隧道出口砂石路面改造4002新建南芬隧道2#斜井至弃渣场10004改建南芬北站郭长线至南芬北站特大桥砂石路面改造1505改建南芬隧道滨河路至金坑隧道出口/南芬隧道进口/西山大桥砂石路面改造28006改建304国道至南芬隧道，1#斜井砂石路面改造2000场区内便道，采用C20砼硬化路面，路面宽度为6米，路基宽度为7.5米。新建便道设计标准为泥结碎石路面，路基宽7.5米，路面宽6m，便道两侧根据地形适当增设纵向排水边沟，部分地形较陡，改为路基宽6米，路面宽4.5米，会车道难以放坡地段采用浆砌挡护收坡，梁场便道宽度路面宽8m，并全部硬化处理。在施工期间由专人负责养护及维修，保证便道畅通。新建便道标准尺寸参见下图所示。新建施工便道横断面示意图。 新建施工便道横断面示意图（2）施工用电施工用电采用由集中变电站接取电源，架设临时电力干线为主，自备发电机为辅。在隧道进口及1、2号座斜井附近各设3台容量为315KVA变压器，在隧道出口设2台315KVA变压器。 动力设备采用三相380V，隧道内照明成洞段和不作业段采用220V，一般作业地段用低压电源不大于36V。为保证施工正常进行，每个作业口配备自备发电机。本工程施工准备期间，网电供应若难以到位，工程前期用电拟采用自发电解决，待统一供电网接通后，电接至洞口处后迅速利用网电作为主要电源，自发电作为备用电源。（3）混凝土与碎石供应隧道用混凝土皆由混凝土搅拌站集中供应，从科学设计、经济合理的施工角度出发，在1号斜井处和下马塘各设置一个拌合站，供应隧道进出口及1、2号座斜井部分主洞混凝土，混凝土搅拌运输车运输至工作面。 （4）施工供风、供电、供水和洞内管线布置洞内临时设施包括洞内高压电缆、照明线路、高压风水管路、通风管路等。在隧道进出口设电动空压机站，空压机的配置满足洞内高压风的需 要。配200mm供风钢管，管道安装高度为内轨顶面上450mm。在管线最低和末端处加设油水分离器，经常排放高压风管和风包中的积水、油污，保证供风质量。洞口空压机的配置见隧道施工机械设备表。 施工通风采用大功率通风机，大直径通风管（150）压入式通风。为保证洞内的作业环境，通风机采用大功率轴流式风机，加强通风效果，对洞内内燃机械，安装尾气净化装置，同时在洞内设吸尘器，以减少粉尘。通风机的配置为SDFB-No12.5风机1台。施工用电采用地方电力接入，在各洞口设置800KW变压器一台，1台300KW发电机和1台120KW发电机。在隧道洞口附近设置80立方米高山水池，供水满足洞内高压用水需要，距隧道中心线50米。利用管路供水至洞内。高压水管选用直径为15cm无缝钢管，安装在高压风管下部。3施工组织程序进出口外加两个斜井四个掌子面平行作业，以测量-开挖-支护-监控-衬砌的施工组织顺序施工。施工过程中，要严格按照设计图纸和规范标准要求执行，要严谨工序，保证工程质量。五、进度计划安排1.总体工期计划本隧道进度按招标文件要求进行安排，从2010年05月01日至2012年5月30日。2.指标分析一单元：负责正洞进口段DK88+219DK89+467：承担正洞长度1248米；其中洞门及明洞26m、类围岩80m、类围岩365m、类围岩777米；自2010年8月1日2012年1月10日；（考虑到南芬隧道进口进场困难、便道不畅等因素）；二单元：负责1号斜井267米长，施工准备：2010年5月1日2010年6月31日；施工期2010年7月1日2010年9月30日；3个月；1号斜井向正洞段自DK89+467DK91+375，承担正洞长度1908米。其中类围岩1493米、类围岩415m，施工期2010年10月1日 2012年1月10日； 三单元：负责2号斜井向正洞段自DK91+375DK94+032 ，承担正洞长度2657米。其中类围岩515m、类围岩1922、m类围岩220m，施工期2010年10月1日2012年1月31日；四单元：2号斜井312米：施工准备：2010年5月1日2010年6月30日，施工期2010年7月1日2010年10月31日；4个月四单元：出口正洞DK94+032DK95+568.43：长1536.43米。其中洞门13m、类围岩155.43m、类围岩140m、类围岩1228m；自2010年8月1日2011年12月31日；3.工期安排表项 目施工工期范围施工单元米一单元掘进与支护2010.8.1-2012.1.101248一单元模筑砼衬砌2010.9.1-2012.2.101248一单元水沟及电缆槽2011.7.1-2012.3.201248二单元1号斜井2010.5.1-2010.9.30267二单元段掘进与支护2010.10.1-2012.1.101908二单元段模筑砼衬砌2010.2.1-2012.2.281908二单元水沟及电缆槽2011.7.1-2012.3.201908三单元2号斜井2010.5.1-2010.10.31312三单元段掘进与支护2010.11.1-2012.1.302657三单元段模筑砼衬砌2010.12.1-2012.2.202657三单元水沟及电缆槽2011.5.1-2012.3.202657四单元段掘进与支护2010.8.1-2011.12.301536.43四单元段模筑砼衬砌2010.9.1-2012.2.301536.43四单元水沟及电缆槽2011.7.1-2012.3.101536.434.隧道施工进度指标见下表 隧道掘进施工各项指标分析指标正洞300640385628斜井13501225500斜井进正洞69566519045无碴道床施工单面2400米/月5.每个作业面施工作业线主要设备、人员配置名称掘进作业线支护作业线装运作业线防水衬砌作业线辅助作业线预报作业线作业线机械配备风枪30把、风镐10把。水平钻机1台、多功能升降平台1台、混凝土湿喷机3台，液压注浆泵2台。装载机2台、推土机1台、自卸汽车6台。12m液压衬砌台车1台、仰拱栈桥1台、多功能作业平台1台、输送泵1台。通风：1台轴流式风机； 高压水、排水：6台水泵； 高压风：4台20m3/min电动空压机；施工用电：洞内1台500kVA移动变压器、洞外1台800kVA变压器； 1台400kw发电机超前地质预报作业线TRT203 1套地质雷达1台超前水平地质钻机1台。（预报设备按全标段统一配置）作业线人员配备人工打眼20人/班。人工施喷：10人/工作面，钻机司机2人/班、注浆技术工4人/班。搅拌机司机2人。装载机司机2人/班、配合2人/班、推土机和自卸汽车司机1人/车/班。衬砌台车作业手12人/班、输送泵和输送车司机1人/班/台。通风：2人/班高压水、排水：4人/班高压风：2人/班施工用电：3人/班六、洞口段工程洞口段工程主要包括隧道洞口边、仰坡的土石方开挖、防护、端墙、翼墙圬工、洞口排水系统、明洞及洞门等。对于南芬隧道明洞采取明挖法开挖，及时进行边仰坡防护。洞口段在大管棚的支护下进洞。施工顺序为：测量放线洞口开挖（地表处理截水天沟洞口土石方开挖）边仰坡刷坡与防护大管棚支护暗洞进洞施工明洞衬砌洞门回填。1洞口排水首先施工隧道洞顶截水沟，截水沟距坡顶开挖线的距离为5m10m。截水沟施工：边仰坡开挖前先行截水沟施工，形成地表排水系统，由于地势陡峭，汇水面积小，水沟采取截水沟采用钢筋混凝土砌筑、0.40.4m矩形沟，沿开挖线外5米顺山势布置，保证排水通畅及美观。 洞顶截水沟位置示意图2洞口边仰坡开挖与防护根据设计图纸和施工现场布置，在洞口范围内测量放样边坡控制桩，边仰坡采取分层开挖，按照设计坡比分层开挖，分层开挖高度2.0m，开挖选择在雨季前完成，采用随开挖随防护，施工中尽量减少对原有植被的破坏和对洞口的扰动。 从上而下分步开挖，边、仰坡坡比11，开挖后立即挂网喷锚防护，封闭开挖面。挂网锚喷支护参数：22砂浆锚杆长3米、间距1米、梅花型布置；20cm20cm6.5钢筋网片满挂；采取C25喷射混凝土、厚10cm。喷护完成后对洞顶山坡面进行浮石清理，清理必须彻底。分层开挖出碴采用挖掘机顺层倒土方式，以稳定开挖边坡。下边开挖设置一较大场地，具有足够的装碴运输空间，在倒至运输装碴场地上配置一台装碴机装碴，运输车出碴（图5.2.3-1），并运至临时征用场地铺底，建设临时营地和生产场地，多余碴料运至弃碴场弃放。明洞段开挖在仰坡与边坡相交处采用圆角法开挖，人工刷坡，边刷坡边支护，避免坡面岩体暴露时间过长造成危险；施工时随时注意边、仰坡的变化，做好开挖中的支护和防塌工作；与地方气象信息台保持联系，从而尽量避开在雨季施工，洞口、洞顶修建截排水沟等设施，减少地面水对洞口段施工的影响。 分层刷坡施工示意图3明洞施工模板台车就位后，绑扎钢筋，安装外模、堵头板、止水带，经监理工程师检查合格后，进行混凝土灌注。混凝土灌筑时两侧对称分层灌筑。混凝土由自动计量拌和站生产，混凝土运输车运输，泵送入模，插入式捣固器捣固密实，拱墙一次灌注。当拱圈混凝土达到设计强度的80%后，施做防水层，明洞段顶部回填土方按要求采用蛙式打夯机进行对称分层夯实，每层厚度不大于0.3m，两侧回填的土石面高差不大于0.5m；回填至拱顶后分层满铺填筑，顶层回填材料采用粘土以利于隔水。4洞门施工洞门应尽早施工，进洞施工长度达到1520米后应同时进行明洞和洞门施工，洞门采用帽檐式结构。施工工艺流程：衬砌台车定位 - 安装三角形模板 明洞和斜切段钢筋绑扎 - 安装帽檐内模 - 安装明洞和斜切段外模 - 帽檐钢筋绑扎- 安装帽檐外模- 安装帽檐端模- 浇注砼 达到设计强度拆除模板。七、洞身施工方法1超前支护洞门及、段采用小导管超前支护。2. 超前注浆小导管在软弱围岩地段采用超前小导管预注浆加固岩层。小导管的环向间距、外插角、纵向相邻两排的水平投影的搭接长度见相关设计,注浆管的外露端支撑于开挖面后方的型钢钢架上，与钢架共同组成预支护体系。3. 超前大管棚施工隧道进洞前采用超前大管棚进行超前支护。4. 隧道开挖隧道开挖要严格按照设计图纸进行，不得随意更改开挖方法。在隧道开挖时要预留一定的开挖量，级围岩要预留10cm的开挖量，级围岩要预留8cm的开挖量，级围岩要预留5cm的开挖量，确保隧道施工的安全质量。南芬隧道开挖严格按照施工设计图纸要求开展施工工作。5.施工要点隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、早封闭、勤量侧”的原则。开挖方式均采用弱爆破或人工开挖，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。导坑开挖孔径及台阶高度根据施工机具、人员安排进行适当调整。工序变化之钢架设锁脚钢管，以确保钢架基础稳定。钢架之间纵向连接钢筋及时施作并连接牢固。各部开挖循环进尺0.81m，预留核心土的长度在35m为宜。注意开挖过程中初期支护及核心土的稳定性，必要时利用核心土体加设全断面环形临时支撑。复合式衬砌在施工时须进行监控量测，根据监控量测的结果进行分析，确定灌注二次衬砌的时机及调整支护参数。6. 爆破设计对地质条件好的隧道开挖必须采用光面爆破技术，光面爆破炮眼残留率要求硬岩达到80% 以上、中硬岩达到60% 以上；可参考国内相似地质条件隧道光面爆破施工的资料及铁路隧道施工规范进行爆破方案预设计，在具体施工时根据实际情况进行适当的调整。7. 全断面开挖爆破设计本标段隧道对于地质较好的级围岩地段采用全断面法开挖，每循环进尺3.0m，采用光面爆破技术，合理选择爆破参数，采用2号岩石炸药（必要时采用防水炸药），非电毫秒雷管起爆；炮眼采用液压凿岩台车钻孔，人工装药；周边眼采用不偶合间隔装药，炮眼利用率在90%以上。A、爆破参数选择周边眼间距E=45cm，炮眼直经=48mm，最小抵抗线W=60cm，周边炮眼密集系数K=E/W=0.75，掏槽采用直眼掏槽，周边眼、掏槽眼、底眼等布置及深度详见炮眼布置图。药卷规格38200毫米和22200 毫米两种，雷管为120段非电毫秒雷管。施工时进行试验，根据现场的实际情况对爆破参数进行调整。爆破参数计算如下：a.炮眼数量：N=qs/ar根据选用断面尺寸得：S=145.2m2查经验数据已知：a=0.7 r=0.78kg/m q=1.2kg/m3N=(1.1145)/(0.70.78)=292（个） 取280个拱部采用光面爆破，周边眼间距取50mm，掏槽眼采用13个，b.掏槽眼深度：取b=15cm a=50cm =70L=3.0/sin70=3.19m 取3.2mc.同一水平面上的两掏槽眼之间的距离B=2C+0.25=21.28COS70+0.25=1.1md.每一循环装药量：Q=1.13145.2478kg32卷长20mm净重150g22卷长20cm净重75ge.炮眼的装填系数：掏槽眼80%，辅助眼70%，顶眼60%，求出各炮眼装药量。8. 阶法开挖爆破设计对于级围岩的一般地段采用台阶法开挖，根据围岩情况确定循环进尺为1.52.5米，炮眼利用率90%，掏槽形式采用楔形掏槽。炸药选用2、3号岩石硝铵炸药(必要时采用防水炸药)，药卷直径32、22两种，周边眼采用直径22 的药卷不偶合间隔装药。引爆方式采用非电毫秒雷管。a.炮眼数量：N=qs/ar根据选用断面尺寸得：S=150m2查经验数据已知：a=0.65 r=0.75kg/m q=0.9kg/m3N=(0.9150)/(0.650.75)=277（个） 取270个拱部采用光面爆破，周边眼间距取50mm，掏槽眼采用13个，b.掏槽眼深度：取b=15cm a=50cm =70L=2.0/sin70=2.1m c.同一水平面上的两掏槽眼之间的距离B=2C+0.25=21.28COS70+0.25=1.1md.每一循环装药量：Q=0.72.0150=210kg32卷长20mm净重150g22卷长20cm净重75ge.炮眼的装填系数：掏槽眼80%，辅助眼70%，顶眼60%，求出各炮眼装药量。钻孔作业采用YT28风枪，自制作业平台辅助作业,钻孔作业中要求“准、齐、平、直”，参考预加固支护位置或画定开挖轮廓线及眼位，准确按要求位置施工，眼底落于同一平面上，边眼外斜保持0.040.05，两炮衔接台阶小于10cm，装药必须堵塞，周边眼采用间隔装药，使用传爆线，竹片和电工胶布加工，确保良好效果。9. 光面爆破技术措施提高测量放样精度，确保测量对周边眼的定位误差在3cm以内。周边眼钻孔精度的控制，周边眼钻孔误差在3cm以内；钻孔外插角控制在2以内，采用自制1.5楔型钻孔导向架进行钻孔控制；同时控制每循环爆破进尺，眼底不得超出开挖断面轮廓线35cm/m（具体值根据炮眼深度确定）。根据工程地质资料，进行论证和爆破试验，选择与本工程地质特性、围岩岩性相匹配的炸药品种，提高爆破效果。通过爆破试验，选择合理的爆破参数。根据围岩岩性，选择确定光面爆破和预裂爆破周边眼间距、抵抗线、不偶合装药结构、起爆顺序、堵塞长度等爆破参数，确定各主爆孔特别是掏槽眼的爆破参数，确定光面爆破、预裂爆破的效果。10. 初期支护施工初期支护紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩在短期内松弛剥落。钢架、钢筋网和锚杆由洞外构件厂加工，人工安装钢架，挂设钢筋网，锚杆钻机或凿岩机施作系统锚杆，喷射机械机喷射混凝土。11. 中空锚杆中空注浆锚杆和带排气装置的中空注浆锚杆中空注浆锚杆施工工艺流程图。清洗整理标出锚杆位置钻 孔检查锚杆安装锚杆体、止浆塞和垫板注 浆封 口制 浆备 料中空注浆锚杆施工工艺流程图锚杆安装：采用凿岩机钻孔，钻进至设计深度后，高压风清孔；检查锚杆孔中是否有异物堵塞；若有，应清除干净后，再将锚杆插入孔内，锚杆外露孔口长度满足安装止浆塞、垫板螺栓为宜；将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm左右，安装垫板及螺母，此时不宜上紧。锚杆注浆：1.检查NZ-130A注浆泵及其零件是否齐备和正常，熟悉有关泵的操作程序。2.用水或风检查孔体是否畅通，孔口返水或风即可。3.迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好。4.配制浆液，使水灰比、和易性符合设计和规范要求。5.开动泵注浆，整个过程应连续不停顿，一次完成，观察到浆液从止浆塞边缘（排气管口）流出或压力表达到设计值，即可停泵。6.当完成一根锚杆注浆后，应迅速卸下注浆软管并安装至另一根锚杆，进行注浆。完成整个注浆后，应及时清洗及保养注浆泵。在灰浆达到初始设计强度后，方可上紧垫板及螺母。中空注浆锚杆施工要点施工机具参照普通水泥砂浆锚杆。原材料及配合比25中空注浆锚杆，杆体极限抗拉强度不小于180KN。锚杆杆体采用组合25中空锚杆，长度按设计规定确定，普通硅酸盐水泥，饮用水等。所用材料按要求进行取样试验。注浆材料为水泥浆，水灰比为0.450.5。由工地试验室选定，报监理中心试验室审定。砂浆拌和均匀，随拌随用，在灰浆初凝前使用完毕。12. 砂浆锚杆砂浆锚杆施工工艺流程为：钻孔清孔注浆插入杆体安装锚杆垫板。砂浆锚杆施工工艺流程见“砂浆锚杆施工工艺流程图”。锚杆预先在洞外钢构件厂按设计要求加工制作。砂浆强度不得低于M20。 砂浆锚杆施工工艺流程图钻孔洗孔注砂浆插钢筋封口水泥砂子早强剂砂浆拌合除锈钢筋加工厂工施工采用锚杆钻机，按设计要求钻孔，达到标准后，用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，砂浆至少填充锚杆孔体积的2/3后方可停止注浆；及时将加工好的杆体插入孔内，安装锚杆垫板。13. 钢筋网筋点焊在一起，使钢筋网在喷射时不晃动。钢筋网在构件加工厂加工成片，洞内焊接形成整体。施工注意事项：钢筋网制作前对钢筋进行校直、除锈及油污等处理；安装前，岩面初喷4cm厚混凝土形成钢筋保护层。本标段隧道钢筋网采用8mm钢筋，按设计预先在洞外钢构件厂加工成型。钢筋类型及网格间距符合设计要求施作。钢筋网根据初喷混凝土面的实际起伏状铺设，并与受喷面间隙不大于3cm。钢筋网与钢筋网、钢筋网与锚杆、钢筋网与钢架连接14. 钢架钢架按设计预先在洞外钢构件厂加工成型，在洞内用螺栓连接成整体。1.钢架制作加工钢架在洞外钢构件厂钢板作业平台上加工，先将加工场地用C15混凝土硬化，按设计放出加工大样，放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割刨边的加工余量, 焊接时沿钢架两边对称焊接，防止变形。将工字钢或型钢冷弯成型，要求尺寸准确，弧形圆顺。拱部边墙等各单元钢架应分别加工、堆放；钢架堆放场地要先用混凝土硬化。焊前及焊缝检查严格按钢结构工程规范执行。加工后试拼，其允许误差为：沿隧洞周边轮廓误差不大于3cm。各单元螺栓孔眼中心间距误差不超过0.5mm。钢架平放时，平面翘曲小于2cm。钢架加工完成后进行试拼。初 喷清除底脚浮碴定位锚杆施工高程测量钢架加工、质量验收钢架预拼台架上安装钢架定位锚杆焊连定位加设鞍形垫块安装纵向连接筋隐蔽工程检查验收包裹底脚连板喷混凝土钢架安装施工工艺流程图15. 喷射混凝土（1）准备工作喷射砼前选取规定块数做试验板，试验板测定的喷射砼工艺质量和抗压强度达到要求，才可以进行喷射。喷射砼必须是湿喷混凝土作业。在喷射前对喷射面进行全面检查，清除开挖面的浮石、墙脚的石碴和堆积物；处理好光滑岩面；安设工作平台；用高压水枪冲洗喷面，对遇水易潮解的泥化岩面，应采用压力风清扫岩面；埋设控制喷射砼厚度的标志；作业区作好通风、照明准备工作。对施工机械设备、风、水管和电线等进行全面检查和试运行。喷射过程中应保持连续上料，保持机筒内料满，在料斗上设一15mm孔筛网，防止超径骨粒进入机内。喷射混凝土采用洞外自动计量拌和站拌和。混凝土喷射机（自动）作业。喷射混凝土作业，分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖(或分部开挖)完成后立即进行，以尽早封闭暴露开挖面，防止表层风化剥落。复喷混凝土在系统锚杆、钢筋网、钢架安装施作后进行，尽快闭合支护整体受力，以抑制围岩变位。钢架间用混凝土复喷平整，并有足够的保护层。施工工艺见湿式喷射混凝土施工工艺流程图。按照设计厚度利用原有部件如锚杆外露长度标出刻度，作为标记。混凝土喷射机就位后，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。喷射时，送风之前先打开计量泵，送风后调整风压，控制在0.450.70MPa之间。（2）施工过程喷射作业分段分片依次进行，喷射顺序自下而上，一次喷射厚度严格按施工技术指南控制，分层喷射时，后一层在前一层混凝土终凝后进行，若终凝一小时后再喷射，先用风水清洗喷层面；喷射作业紧跟开挖工作面，混凝土终凝至下一循环放炮时间不少于3小时，上次喷混凝土应预留斜面，斜面宽度为200300mm，斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土。喷射机作业严格执行喷射机的操作规程。喷射作业开始时，先送风后开机，再给料；结束时待料喷完后，再关风；向喷射机供料连续均匀；机器正常运转时，料斗内保持足够的存料；保持喷射机工作风压稳定，满足喷头处的压力在0.1Mpa左右，喷射作业完毕或因故中断时，将喷射机和输料管内的积料清除干净。喷射手经常保持喷头具有良好的工作性能；使喷头与受喷面垂直，保持1.5-2.0m的喷距。喷射混凝土的回弹率拱部不大于25%，边墙不大于15%，若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，可将喷嘴稍加偏斜，但不宜小于70。喷射混凝土养护：喷射混凝土终凝2h后，喷水养护；养护时间不少于14d；气温低于+5时，不得喷水养护。冬季施工：喷射作业区的气温不低于+5；混合料进入喷射机的温度不低于+5；混凝土强度在达到6MPa前，不得受冻。每工班要求现场采用喷大板法现场制作试件，喷射混凝土要进行1天强度检测，采用贯入法或拔出法，喷射砼龄期为28天。16. 仰供施工混凝土仰拱超前于衬砌及时施作，确保支护和衬砌结构的稳定性。仰拱采用分段整体浇注，为解决仰拱施工与掘进出碴相互干扰的矛盾，并保证仰拱混凝土强度不受影响，仰拱采用移动式栈桥进行施工。仰拱施工紧跟隧道下部开挖面进行，待喷锚支护全断面施作完成后，灌筑仰拱混凝土，仰拱混凝土采用简易拱架，浮放模板浇筑；填充在仰拱混凝土终凝后开始施工；底板混凝土待衬砌完成后及时施工。仰拱一次灌筑长度912m，与开挖面的距离不宜超过衬砌浇筑段长度的3倍或者距离掌子面的距离不应小于40米。为了保证出碴和进料运输与仰拱施工平行作业，减少施工干扰，加快掌子面的掘进速度，并保证仰拱闭合后支护结构的受力效果，仰拱混凝土施工采用全幅整体灌筑， 采用移动栈桥解决洞内出碴进料与仰拱施工之间的干扰问题。仰拱移动栈桥示意图见图。测量放样，由内轨顶标高，反算仰拱、底板基坑底标高；采用挖掘机一次性开挖到位，人工辅助清理底部浮碴杂物；将上循环仰拱（底板、填充）混凝土接头凿毛处理，按设计要求安装仰拱钢筋，并预留与边墙衬砌连接筋；自检合格后，报监理工程师隐蔽检查并签证，混凝土输送车运输灌筑，插入式振动棒捣固。施工工艺见“仰拱施工工艺流程图”。设槽形挡头模测量设置安装仰拱钢筋开挖清底浮碴隐检灌筑混凝土捣固抽排水接缝处理混凝土生产、运输养护仰拱施工工艺流程仰拱及部分仰拱回填施工示意图17. 结构防排水施工本隧道中为了保证衬砌混凝土不渗不漏，达到一级防水标准，采用“防、堵、截、排结合，因地制宜，综合治理”的原则。防水等级为一级。以结构自防水为根本，同时加强施工缝、变形缝等细部结构的防水，主体结构抗渗等级为P10。二衬与初期支护间设防水板和土工布，防水板厚度不小于1.5mm,；土工布重 量不小于400g/m2。施工缝采用中埋式止水带与背贴式止水带两道防水，间距为812m一道；变形缝在地层显著变化处、明暗交界处设置，采用中埋式钢边止水带与背贴式止水带及橡胶止水条和嵌缝胶防水，并加设维护注浆管，便于进行后续注浆赌水。洞内排水设计：设置双排水沟和中心排水管，出口段为700m段的侧沟设置为双层保温水沟，中心排水管采用保温膜包裹；进口段长度为800m段增设深埋中心水沟排水，深埋中心水沟置于仰拱以下，并间隔一定距离设置检查井，纵向盲沟间隔一定距离与深埋中心水沟连通，设置中心水沟地段取消泄水孔，洞外设深埋保温暗管引排，做好防冻措施并确保冬季不积水。衬砌防水板背后环向设置50透水管盲沟，在两侧边墙墙角外侧泄水孔处分段设置80的纵向排水盲沟，环向于纵向盲沟直接与隧道侧沟连通。轨行式作业平台施作。监控量测表明支护变形已基本趋于稳定且净空满足二次衬砌厚度、支护表面平整经地质雷达检测初期支护及背后密实，满足质量要求后方可铺设防水板,不密实时采取注浆回填密实； 防水层铺设作业区不得进行爆破，防止因爆破产生的飞石损坏防水层结构。在衬砌台车就位前，对防水层进行全面检查，铺设过程中对接缝进行充气检查。防水层施工与二次衬砌混凝土灌筑之间相距20m左右，不宜过长。（1）防水层铺设工艺防水层采用无钉孔铺设工艺。附“防水层施工工艺流程图”。施工准备作业平台就位后，将支护表面外露的锚杆头、钢筋头用氧焊齐根切除，并抹砂浆将其覆盖。对支护表面凹凸不平的部位进行修凿抹平。 将电源线接到位，检验爬焊机、热风焊枪能否正常工作。防水层铺设用穿有塑料焊垫的水泥钉在隧道轮廓喷射混凝土表面从上向下梅花型布置，间距拱部0.50.5m，边墙1.01.0m。将复合式防水层从台车顶左、右对称沿隧道轮廓展开，并用齐头短木棒将防水层沿隧道轮廓撑开。将防水层背后吊带系在水泥钉上，并且防水层保持松紧适度，幅与幅之间的搭接长度不小于10cm。防水层施工工艺流程框图准备工作地质雷达检测支护及背后密实情况并处理1.切除外露铁件头2.砂浆抹平3.防水板质量检查防水板固定防水板接缝焊接充气检查移走作业平台结 束补 强合格不合格开启双轮自动爬焊机，调试好温度及爬行速度，待温度达到后进行试焊。当试焊可行后，进行正式焊接。将防水层接缝压入爬焊机热楔，开动爬焊机，手扶控制方向，爬焊机走过后，接缝形成两条宽1cm间距5cm的焊缝。进行充气质量检验，检查接缝是否有漏焊现象，焊点有无虚焊及焊穿现象，针对情况采用热风焊枪进行补焊。当质量检验合格后，台车移到下一作业面。质量检查的主要标准及检验方法见下表。主要检验项目及质量标准表序 号项目质量标准备 注一原材料 1外观表面光滑无波纹、无破损、无孔洞有破损及孔洞应焊接修补2抗拉强度符合设计要求及相关技术标准3伸长率大于或等于200%二防水板固定1固定点间距符合设计要求，一般拱部0.50.8m、边墙1.0m、底板1.5m凹凸变化点应增加固定点2与基面密贴用手托起防水板，各处均与基面密贴不密贴处小于10%三防水板焊接1直观检查每一单焊缝宽度15mm，搭接宽度15cm，焊缝平顺、无波纹、颜色均匀透明、无焊焦烧糊或夹层2充气检查充气压力0.25Mpa，稳定时间15min压力降低找出渗漏点，焊接修补3破坏性检查1截开断面无漏焊、烤焦等缺陷2试件检查，抗剪强度母材的70%施工要点固定防水层时，应视支护表面的平整度将防水层预留一定的富余量，以防过紧而被混凝土挤破。为使防水层接头焊接良好，防水层每环铺设长度应比衬砌长度长0.61m，以利接头焊接施工。防水层接缝和衬砌施工缝应错开0.61m。防水层铺设好后，尽快灌筑混凝土。衬砌端部预留防水层接头须采取防护措施，防止损坏防水层。衬砌钢筋安装、各种