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1、引言引言山岭隧道位置的特殊性决定了它施工组织的难度，所以我就山岭隧道施工的前期准备工作、施工准备阶段的设计工作以及施工过程中的组织，项目目标的各种保证措施进行了详细的设计和阐述。隧道施工由于其地质条件的不确定性和施工的复杂性，决定了隧道的施工组织设计不可能有预见性的涉及所有可能遇见的问题，以往的隧道施工，不注重施工组织设计，总是认为既然隧道里的情况复杂，不如施工一步说一步，边施工边设计，更符合隧道的实际情况；另一种情况是，隧道施工组织设计不切实际，泛泛而谈。本文结合山岭隧道的地理条件和地质条件，查阅资料，全面阐述了山岭隧道施工的前期工作和各种地质条件下的施工方案和方法。施工组织设计是指导施工生
2、产的法规性文件，具有严肃性和法定性，在施工生产中具有不可替代的作用。工前就有预见性地对施工生产的工期、质量和安全等进行了详细的规划设计，为保证项目管理的各个目标的顺利完成提供了保证。1 1 工程概况工程概况工程简介工程简介林长高速起点位于林州市横水镇，与建成的安林高速公路相接，终于豫晋两省交界处，与长安高速公路相接，全长。我单位承建的第五合同段起讫里程为K28+400K32+400，全长 4 公里。西垴隧道东起林州市任村镇东垴和西垴村之间山梁，西到尖庄村东侧，隧道起讫里程为：左线 ZK29+906ZK32+188，长 2282m，右线 YK29+891YK32+232，长 2341m。线路设计
3、时速 80Km/h，双向四车道，设计荷载为公路-级。隧道限界净宽：，限界净高：。隧道平面设置为“圆曲线缓和曲线直线缓和曲线圆曲线”，左线坡率为%的单向坡；右线坡率为%、%的单向坡。隧道主要工程数量见表 1-1。工程地质、地貌及气候条件工程地质、地貌及气候条件1.2.11.2.1 地形地貌地形地貌本合同段位于太行山东部，山势陡峭，沟谷深切，路线经过区海拔高度 575950m,相对高差较大，隧道位于林州大断裂以西，由于太行山造山运动过程中持续上升，为太行山剥蚀中山区，山地地形较陡峭，形成台、坎相连的地貌特征，陡坎往往近于直立，高度数十米至上百米不等，平台宽度不大，由于岩体风化剥落，往往呈斜坡状，堆
4、积了厚度不等的坡积土，选址区交通特别困难，植被条件一般，局部有水土流失迹象，地表大部分基岩出露，沟谷及山坡中下部为碎石土和崩体岩块，并见飘石、卵石，山谷西侧及山坡地带有农作物种植。1.2.21.2.2 水文与气候条件水文与气候条件林州属暖温带半湿润大陆季风气候，但因为当地特殊的地形地貌影响，构成了独特的山区气候特征。区内四季分明，光照充足。总的特征是春暖、夏热、秋凉、冬寒。在各气象要素中，表现最突出的是寒暑变化差距大，春季十年九旱，夏季暴雨成灾，秋季天高气爽，冬季雨少雪稀。降水量多集中在每年 79 月份，约占全年降水量的 73%，全年蒸发量大于降水量，约 13 倍。风向多为南风，东北风。1.2
5、.31.2.3 工程地质工程地质根据设计资料，隧道经过区大断裂在右线 YK30+410、左线 ZK30+370 附近穿越隧道，断裂上盘地形倾斜，破碎带宽度约 610m，属地质构造复杂路段，隧道经过区岩石节理裂隙较发育，根据工程地质勘查结果，基岩中主要发育有两组高角度裂隙节理，第一组走向表 1-1 隧道主要工程数量表序号1级围岩土石工程名称单位数量备注m32356891011121314171819222324252627282930313233级围岩土石级围岩土石C25 混凝土帽石C20 现浇混凝土（洞门端墙）HRB3352cm 厚花岗岩饰面C20 喷射混凝土钢筋网（HPB235）22 的砂浆
6、锚杆夯填土回填粘土隔水层砂浆片石截、排水浆砌片石换填镶面瓷砖C20 片石混凝土挡墙及堵头墙洞口植草绿化108钢管150空口管42钢管424 超前小导管25 超前砂浆锚杆级水泥浆液（5%水玻璃）水泥-水玻璃双液浆C25 混凝土导向墙20b 工字钢HRB335 钢筋m3m3m3m3m3m3m3m3m3m3mmmmm3m3m3139211165058323443435363738394041HPB235 钢筋D25 中空注浆锚杆22 的砂浆锚杆钢筋网（HPB235）C20 喷射混凝土20b 工字钢钢架18 工字钢16 工字钢mm381210225 度，倾角 7073 度，裂隙宽度 15mm，常被石英
7、脉等充填。石英砂岩中发育密度23 条/m 但局部密集，第二组走向 310330 度，倾角 8085 度，该组裂隙大多闭合，部分微张开，宽度一般23mm，裂隙岩石表面粗糙，发育密度35 条/m.在白云质灰岩中，第一组裂隙发育密度 35 条/m，第二组裂隙不发育，但局部存在不同程度的溶蚀现象。在斜坡临空面，由于长期的风化及重力卸荷作用，该两组裂隙往往张开，局部可达数十厘米，形成规模不等的崩塌体或危岩体，根据现场调查并结合有关工程经验，该两组裂隙将隧道岩体切割成大小不一的块体，对隧道围岩的稳定不利。隧道地质情况见表 1-2。隧道开挖、支护、衬砌情况见表 1-3。施工材料施工材料本项目沿线分布有较优良
8、的天然筑路材料，易于开采，交通较方便，运距短，基本可以满足公路建设的需要。石料：沿线石料产量丰富，岩性多为石灰岩，可从林州市横水镇蒋里村石料场等较近位置提供，其石料质量均符合要求，规格丰富，货源供应有良好保证，且运距较近。砂、砂砾：林州市西部的浊漳河、恒河、淅河等河流及其支流的中下游河漫滩、河床中有河砂分布。可从中选择合适的砂用于公路施工，运距较近，使用方便。不足部分可从河北省邢台购进。钢材、木材、水泥可从安阳市、林州市就近购进；水泥可从水治镇水泥厂购买；沥青可使用日照港优质进口沥青。以上各种材料运输便利，产地货源充足，质量有保证。交通条件交通条件项目交通条件较便利，有安林高速公路和安林公路通
9、往林州市，省道 S228 贯穿全境。隧道进出口附近有乡村公路和村村通公路与省道 S228 连接，通过修建部分临时道路与乡村公路连接，可到达隧道进出口，原跨红旗渠桥梁使用钢梁加固后使用。表 1-2 隧道工程地质情况表（右洞略）围岩序号类别围岩为坡积碎石土或强风化泥灰岩与灰岩互层体，1ZK29+906ZK29+066160强度较低，完整性差。地下水主要为空袭水或裂隙水，水量动态较大，受季节气候控制。围岩为中风化泥灰岩、页岩与灰岩互层体，夹白云岩，属较软岩与较硬岩互层体，较完整，薄、中厚2ZK30+066ZK30+216150层状。地下水不发育。但岩层近于水平，属不利组合，施工时可能出现塌方、掉块等
10、。为林州大断裂破碎带及其影响带，岩石破碎曾碎块3ZK30+216ZK30+365149状或泥状。施工过程中应注意塌方掉块及地下水、地表水突涌，特别是雨季。围岩为弱-微风化石英砂岩，为坚硬岩，受断裂的影响，基岩破碎，且岩层产状近于水平，导致围岩稳4ZK30+365ZK30+525160定性变差。地下水以基岩风化裂缝水为主，水量受季节性影响大，雨季隧道掘进可能有出水现象。桩号长度(m)工程地质情况围岩为弱-微风化石英砂岩，为坚硬岩，岩体较完整，5ZK30+525ZK31+520995中厚-厚层状结构，由于岩层产状近于水平，属典型不利组合，导致围岩稳定性变差。地下水以基岩裂缝水为主，水量受季节性影响
11、大，雨季隧道掘进可能有出水现象。为黑云斜长片麻岩与石英砂岩的接触蚀便带，岩石6ZK30+520ZK31+57050出现软化、泥化现象。围岩为黑云斜长片麻岩，岩体较完整，属较硬岩。7ZK30+570ZK31+740170但岩体片麻理发育，且倾角较缓，对围岩的稳定不利。为黑云斜长片石英砂岩的接触蚀变带岩体出现软8ZK30+740ZK31+76020化。围岩为弱-微风化石英砂岩，为坚硬岩，岩体较完整，曾中厚-厚层状结构，但由于岩层产状近于水平，属9ZK30+760ZK31+991231典型不利组合，导致围岩稳定性变差。地下水以基岩风化裂缝水为主，水量受季节性影响大，雨季隧道掘进可能有出水现象。为黑云
12、斜长片麻岩与石英砂岩的接触蚀便带，岩石10ZK30+991ZK32+01120出现软化、泥化现象。围岩为黑云斜长片麻岩，岩体较完整，属较硬岩。11ZK30+011ZK32+183172但岩体片麻理发育，且倾角较缓，对围岩的稳定不利。围岩为强-中风化片麻岩，上覆薄层坡积土，由于风12ZK30+183ZK32+19815化及卸荷作用，会出现掉块塌现象。表 1-3 隧道开挖、支护、衬砌情况表长度序号起讫桩号(m)ZK29+916ZK29+92610类别围岩施工方法支护锚杆D25 中空注浆锚杆L=3.5mD25 中空注浆锚杆L=3.0mZK30+066ZK30+0762ZK30+076ZK30+196
13、120留核心法锚杆22 砂浆锚杆 L=D25 中空注浆锚杆8 2020cmL=3.0mD25 中空注浆锚杆小导管8 2020cmL=3.0m22 砂浆锚杆 L=ZK30+365ZK30+515150预留核心法22 砂浆锚杆 L=8 2020cm厚 20cm5ZK30+515ZK30+52510上下台阶22 砂浆锚杆 L=C20 喷射砼间距 100cm型8 2020cm厚 20cmC20 喷射砼间距 100cm12 格栅钢架a 型厚 22cmC20 喷射砼上下台阶间距 80cm12 格栅钢架a 型厚 22cmC20 喷射砼间距 80cm16 工字钢型8 2020cm厚 20cmZK30+196Z
14、K30+2063ZK30+206ZK30+355149留核心法1042上下台阶预浆C20 喷射砼间距 100cm16 工字钢型1022 砂浆锚杆 L=8 2020cm（双层）8 2020cm（双层）8 2020cm厚 20cmC20 喷射砼间距 100cm12 格栅钢架a 型钢筋网喷射砼C20 喷射砼钢拱架20b 工字钢间距洞口加强厚 26cm（含仰拱）80cm（含仰拱）C20 喷射砼18 工字钢间距Vq 型厚 24cm（含仰拱）80cm（含仰拱）C20 喷射砼上下台阶预超前12 格栅钢架a 型SM-a超前初期支护衬砌类型1ZK29+926ZK29+95630ZK29+956ZK30+0661
15、10ZK30+355ZK30+365410预留核心法厚 10cmC20 喷射砼22 砂浆锚杆 L=厚 10cmC20 喷射砼22 砂浆锚杆 L=厚 15cmC20 喷射砼22 砂浆锚杆 L=厚 10cmC20 喷射砼22 砂浆锚杆 L=厚 15cmC20 喷射砼22 砂浆锚杆 L=厚 10cm型j 型型j 型型ZK30+525ZK30+59974ZK30+599ZK30+63940ZK30+639ZK31+385745全断面6ZK31+385ZK31+42540ZK31+425ZK31+49064表 1-3 隧道开挖、支护、衬砌情况表序起讫桩号号长度(m)类别围岩施工方法支护锚杆钢筋网喷射砼C
16、20 喷射砼ZK31+490ZK31+51020钢拱架12 格栅钢架a 型厚 20cm间距 100cm12 格栅钢架a 型厚 20cm22 砂浆锚杆 L=间距 100cm超前初期支护衬砌类型全断面22 砂浆锚杆 L=8 2020cm7上下台阶ZK31+510ZK31+56050超前22 砂浆锚杆 L=预留核心法锚杆8 2020cmC20 喷射砼全断面8ZK31+560ZK31+710150C20 喷射砼型厚 10cmC20 喷射砼ZK31+710ZK31+7302012 格栅钢架a 型厚 20cm间距 100cm12 格栅钢架a 型厚 20cmC20 喷射砼间距 100cm全断面22 砂浆锚杆
17、 L=8 2020cm9上下台阶ZK31+730ZK31+75020C20 喷射砼预留核心法22 砂浆锚杆 L=8 2020cm10ZK31+750ZK31+961211全断面22 砂浆锚杆 L=厚 10cmC20 喷射砼12 格栅钢架型ZK31+961ZK31+98120全断面22 砂浆锚杆 L=8 2020cm厚 20cm间距 100cm12 格栅钢架a 型11上下台阶预ZK31+981ZK32+00120超前22 砂浆锚杆 L=留核心法锚杆8 2020cm厚 20cmC20 喷射砼ZK32+001ZK32+15315222 砂浆锚杆 L=间距 100cmC20 喷射砼a 型厚 10cm8
18、 2020cm（双层）8 2020cmC20 喷射砼20b 工字钢间距型12ZK32+153ZK32+17320全断面D25 中空注浆锚杆L=3.5m洞口加强厚 26cm（含仰拱）80cm（含仰拱）C20 喷射砼20b 工字钢间距SM-a洞口加强ZK32+173ZK32+1829上下台阶长管棚D25 中空注浆锚杆13ZK32+182ZK32+1886预留核心法L=3.5m（双层）厚 26cm（含仰拱）80cm（含仰拱）2 2 施工总体安排施工总体安排施工组织机构施工组织机构2.1.12.1.1 组织机构组织机构为强化组织指挥和施工管理，我单位成立“中铁十五局集团第二工程有限公司林长高速第 5
19、合同段项目经理部”，下设六部二室，即工程技术部、安全环保部、质量检查部、物资设备部、合同管理部、财务部、工地试验室、综合办公室。项目部下设两个隧道队、两个砼拌和站。其中隧道一队负责西垴隧道进口的施工，隧道二队负责西垴隧道出口的施工，拌合站负责隧道混凝土的供应。施工组织机构见图 2-1。2.1.22.1.2 组织机构职责组织机构职责项目经理部的主要职责是对本标段工程实施全面组织指挥，负责本标段总体施工进度计划的落实和安全、质量的管理；负责与业主、设计、监理单位及地方政府各部门之间的联系、沟通，确保工程顺利进行，代表我单位全面履行施工合同和对甲方的承诺。项目经理：项目经理是本工程的被授权人，全面负
20、责本工程的组织、实施、协调、管理和监控，负责本工程的各种资源配置，确保管理体系在本工程的持续有效运行。项目副经理：具体负责施工现场的生产管理，协助项目经理抓好施工中的质量、安全和现场管理工作，处理施工中出现的具体问题。项目总工程师：负责本工程的技术管理、工程施工质量、计量测试工作，指导全体工程技术人员有效地开展技术工作。负责组织本工程的施工方案、施工组织设计、本工程质量计划编制和实施，解决施工中的关键技术和重大技术难题，组织制定质量通病的预防和纠正措施，负责新技术、新工艺、新设备、新材料以及先进技术成果在本工程上的推广应用。负责技术资料的管理工作，组织竣工资料的编制和移交。工程技术部：负责本工
21、程施工过程的控制，制定施工技术管理办法，负责编制实施性施工组织设计和各项工程的施工方案和技术交底，并解决施工中遇到的一般技术问题。根据工程特点，组织推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料等四新技术成果，参与编制竣工资料和技术总结。质量检查部：负责根据公司的质量方针和本工程的质量目标，编制项目质量管理手册和程序文件。制定质量管理办法和质量规划，负责质量管理工作，行使质量监督职能。负责工程施工质量的检查、监督、评定和验收。负责本工程的全面质量管理，组织项目的QC 小组活动。安全环保部：负责本工程的安全环保管理。负责制定安全环保生产目标、安全环保管理办法、安全环保生产计划、安全环保保证措施、安全环保
22、检查制度，针对施工特点制中铁十五局集团第二工程有限公司林长高速公路第 5 合同段项目部书记:项目副经理:工质物程检资部部部隧道一队:项目经理:总工程师:项目副经理:安保部试验室财务部合同部综合办:图 2-1中铁十五局集团第二工程有限公司林长高速公路第5合同段施工组织机构图:砼搅拌站隧道二队:定相应的安全环保措施，建立安全环保监控保证体系，负责组织安全培训和进行安全技术交底，确保安全环保目标的实现。负责定期和日常的监督、检查，组织安全环保的检查评审，组织开展安全环保生产活动和安全环保标准工地建设，负责安全事故的调查和处理，制定纠正和预防措施。物资设备部：制定物资设备管理办法，做好施工设备的维修保
23、养及工程物资设备的采购、验收工作，控制材料消耗并做好标识和记录。合同管理部：负责本工程的合同管理、计划统计工作。制定施工计划，开展成本核算和控制考核工作，负责验工计价，按时报送有关报表和资料。检查指导各施工队的计划统计和成本核算工作。财务部：负责本工程的财务管理。制定资金计划，按时报送有关报表和资料。检查指导各施工队的资金管理工作。试验室：试验室设在项目经理部驻地，由项目经理部总工程师领导。项目试验室具体负责本管段范围现场地材的验收、检验和混凝土、砂浆试块的强度试验、路基压实度检测以及现场的质量验收试验。综合办公室：负责项目部的日常管理工作，负责党政、文秘、宣传、接待以及内外协调等工作。施工准
24、备施工准备2.2.12.2.1 技术准备技术准备建立测量控制系统：配备全站仪、经纬仪、水准仪等精密测量设备，根据设计图纸要求的精度，对设计成果进行接桩复测，布设导线。根据施工需要加密导线点、水准点控制网。测量仪器、用具表见表 2-1。现场补充调查：为编制实施性施工组织设计收集资料，对现场的水文地质、气象气候、地形地貌、材料供应、民风民俗、道路交通、水电供应、通讯、可利用房屋等方面进行充分的调查。并详细调查红线内的各种地下电缆线路，在施工中采取保护措施。设计技术交底：组织技术人员对施工图进行认真会审，参加业主主持的设计技术交底，进一步了解设计意图，并提出图纸审核中发现的问题，请求予答复和解决。建
25、立项目工程试验室：配齐各种试验检测设备，经国家认可的技术监督、计量部门标定后，取得省交通厅质监部门的临时资质。在监理工程师认可及监督下进行原材料试验、配合比设计及其它试验工作，为施工做好准备。试验室分土工、测力、水泥、集料、化学、标养、收样、办公室，建筑面积不少于 200。拟投入试验仪器设备表见表 2-2。编制实施性施工组织设计：项目总工组织项目部技术人员在对施工现场调查研究的基础上，认真阅读技术资料、图纸和相关的施工技术规范、验收标准、招标文件等，编制详细的实施性施工组织设计，并对施工队技术及管理人员进行技术交底。表 2-1 拟投入本合同段的测量仪器、用具表序号1234567仪器名称水准仪全
26、站仪全站仪地质雷达瓦斯检测设备收敛计超前地质预报探测系统型号苏一光 DSZ-2宾得 R-422NM中伟 ZTS602LR单位架架架台台台套数量4114241表 2-2 拟投入本合同段的试验仪器设备表序号仪器名称123456789101112131415万能材料试验机 1000KN压力机 300 KN压力机 2000 KN钢筋打点机砼维勃稠度仪水泥细度负压筛水泥比表面积测定仪雷氏沸煮箱雷氏夹测定仪水泥细度负压筛水泥稠度凝结测定仪水泥胶砂流动度测定仪水泥胶砂试模标准养护箱水泥电动抗折机型号规格WE1000BNYL300AYES-200040 点HCYASF150FBT5FZ31LD50SF150N
27、LD340*40*160 YH40BKZJ5000生产厂家绍兴肯特无锡建筑浙江松英天津建仪北京路达无锡建材上海宜昌天津庆达上海申锐无锡建材上海路达无锡建仪无锡华南天津庆达沈阳天宏单位台台台台台台台台台台台台台台台数量11111111111111116鼓风干燥箱101北京路达台12.2.22.2.2 工程准备工程准备施工便道工程所在区域交通较发达地段，可利用既有道路做为施工便道。进场施工道路在充分利用既有等级公路的基础上，尽可能利用乡间村道进行扩宽或整修改造，引入各结构物施工点，既可造福村民，又可减少占地，节约投资。贯通施工便道尽可能在红线征地界内，沿线路修建。施工便道路面采用泥结碎石，路基宽7
28、m，路面宽。局部为满足工程施工需要改移道路的地方修建临时便道。临时便道尽可能修建在所在标段的路基红线内，以便各种施工材料的运输车辆通行。如条件不允许时，可征用土地施做临时便道。施工期间便道保持正常维修养护，做到晴天不扬尘，雨天不泥泞。便道与现有公路交叉道口两侧要保证良好的通视条件，开口呈喇叭口状，同时在便道和公路醒目位置设置慢行标志牌。施工用水生活用水采用沿线村镇的饮用水源，施工用水采用红旗渠水，建泵房、建高位水池供给高压水。施工用电隧道施工用电通过当地电力部门从就近的电力线自设变压器引入，同时自备发电设备，以备外接高压电停电时应急使用。通讯设施本工程范围内基本为有线通讯网络和无线通讯网络覆盖
29、，通讯较为便利。施工时，以对讲机、固定电话和移动电话作为主要的通讯方式。项目经理部安装固定电话 3 部、传真电话 1 部、宽带网接入线 3 条并配备无线网络系统。各职能部门及主要管理人员配备移动电话，并配备足够的计算机等设备，确保对内、对外联络畅通。测量人员及挖孔作业人员配备对讲机，保证通讯及时。2.2.32.2.3 施工平面布置及大临工程施工平面布置及大临工程在西垴隧道进口右侧设置混凝土拌和站，设置 200KVA 变压器；在西垴隧道出口右侧设置混凝土拌和站，设置 200KVA 变压器；隧道进出口分别设置 1300KVA 和 1500KVA 变压器，供隧道施工使用。隧道进出口分别搭建活动板房8
30、50m2和 900m2，供两个隧道施工队现场施工使用。施工平面布置见图 2-2。隧道大临工程见表 2-3。2.2.42.2.4 主要机械设备主要机械设备隧道施工主要机械设备见表 2-4。项目部隧西垴起341m道29129+8点YK林虑风景区西垴隧起282m道20629+9点ZK北西垴隧82+18ZK3点终282m道2西垴隧道 2341m终 点YK32+2 32中铁十五局集团第二工程有限公司林长高速公路第五合同段平面布置图二隧道班工拌合站图例拌合一隧道工班站渠红旗隧道拌合站渠红旗项目部既有道路配电房施工队驻地施工便道图 2-2 西垴隧道施工平面布置图表 2-3 隧道工程大临工程一览表序号1234
31、5南丰 1#拌合站西垴隧道出口施工便道西垴隧道进口施工便道西垴隧道进口钢筋加工厂西垴隧道出口钢筋加工厂、尖庄 2#拌合站西垴隧道进口临时驻地西垴隧道出口临时驻地项目名称单位亩亩亩亩亩亩亩面积367表 2-4 隧道工程施工主要机械设备表序号1234567891011水平钻机锚杆机凿岩机多臂凿岩台车穿行式模板衬砌台车管棚钻机砼喷射设备空压机注浆机发电机轴流式通风机设备名称型号规格、三臂9m5 m/h200 m2Mpa200kw110kw33数量4 台4 台60 台4 台8 台4 台4 套6 台6 台3 台6 台厂家进场计划进场计划2.3.12.3.1 人员配备及进场人员配备及进场在接到中标通知书后
32、 7 天之内项目部主要管理人员、技术人员进入现场，组建项目经理部，开展前期施工准备工作。15 天之内桥梁、路基工程队部分人员进入现场，开展大临设施建设。人员主要以铁路、公路客运到安阳和林州公路客运站，再转至施工现场。根据工程进度安排分批进场。施工机械设备主要以公路运输为主，自卸汽车与生活、指挥部车辆直接从公路开入现场；推土机、装载机、挖掘机、发电机、压路机、平地机、架桥机、钻机、吊车、砼搅拌设备等大型机械设备采用平板拖车从公路运输进入现场；试验仪器设备用汽车运到现场。2.3.22.3.2 设备进场计划设备进场计划在接到中标通知书后 10 天之内测量仪器到位，15 天之内将前期施工机械设备和试验
33、仪器调入现场，所需机械设备主要从河南、山西省等临近竣工或者已经竣工的项目调出，不足部分在当地新购，先期进场机械以满足修建临时便道和平整场地为主。30 日内路基、桥梁、隧道施工机械和设备到位，混凝土拌和站建设完成，试验室通过验收。施工进度计划施工进度计划2.4.12.4.1 施工进度计划施工进度计划施工进度指标：级：180m/月；：90m/月；：60m/月。施工进度计划西垴隧道计划于 2010 年 3 月 20 日开工，2011 年 10 月 20 日完工，计划工期 19 个月。西垴隧道施工进度计划见图 2-3。图 2-3西垴隧道施工进度计划横道图日期工程项目施工准备开挖支护西 垴 隧 道二次衬
34、砌左洞进口附属工程开挖支护西 垴 隧 道二次衬砌左洞出口附属工程开挖支护西 垴 隧 道二次衬砌右洞进口附属工程西 垴 隧 道右洞出口开挖支护34562010 年7891011122011 年12345678910二次衬砌附属工程3 3 施工方案及施工方法施工方案及施工方法施工方案施工方案西垴隧道围岩分为、三个级别。3.1.13.1.1 级围岩级围岩级围岩采用全断面光面爆破法；初期支护主要以锚喷支护为主，系统锚杆采用22砂浆锚杆，喷射 C20 混凝土，厚度 10-15cm。喷射砼全部采用湿喷法。3.1.23.1.2 级围岩级围岩级围岩采用上下台阶法开挖，初期支护主要由工字钢钢架或格栅钢拱架、C2
35、0 喷射混凝土、系统锚杆和钢筋网组成，系统锚杆采用 D25 中空注浆锚杆。3.1.33.1.3 级围岩级围岩级围岩采用上下台阶预留核心土法开挖，初期支护主要由工字钢钢架或格栅钢拱架、C20 喷射混凝土、系统锚杆和钢筋网组成，系统锚杆采用 D25 中空注浆锚杆。超前支护采用超前小导管、超前锚杆两种形式。3.1.43.1.4 其他施工方案其他施工方案隧道出碴方案采用无轨出碴，挖掘机和正铲侧翻式装载机装碴，大型自卸车运输。衬砌方案衬砌采用液压钢模台车及砼输送泵进行施工。混凝土集中拌和，砼输送车运输，输送泵泵送入模。西垴隧道每个工作面均配备一台砼输送泵输送砼，配备一台 12 米穿行式钢模衬砌台车。仰拱
36、地段采用仰拱超前施工方法，每个工作面各配备仰拱栈桥 1 台。防排水方案开工前，作好洞口的防排水系统，完善洞顶、洞口截水沟，防止雨水冲刷洞口或灌入洞内。施工期间，尽可能利用顺坡排除洞内积水；逆坡施工时，每隔一定距离设置集水井，用水泵抽出洞外。通风方案：采用压入式通风方式。开挖方法开挖方法级围岩采用全断面光面爆破法，级围岩采用上下台阶法开挖，级围岩采用上下台阶预留核心土法开挖。隧道机械化施工作业见图 3-1。图 3-1 隧道机械化施工作业程序示意图各类围岩段的施工方法和步骤各类围岩段的施工方法和步骤3.3.13.3.1 洞口施工方法洞口施工方法进洞前，先进行严密的控制测量，对洞口进行精确放样，确保
37、建筑尺寸的准确。边仰坡施工时，尽量维持原地貌，尽可能减少洞口段植被破坏。进洞前做好洞门及洞口附近的排水、截水设施，并与路堑排水系统连通，以免地表水冲刷坡面。洞门构造、洞门墙尺寸以及基础埋深和圬工砌筑的允许偏差要符合设计要求。隧道开挖前应进行测量放样，确保开挖位置尺寸准确，开挖时人工配合挖掘机开挖，基底以上 30cm 人工开挖，确保不扰动基岩。钢筋砼圬工施工前，将洞门端墙基础部位的虚碴、杂物、积水和泥化的软层清除干净，使洞门基础置于稳定的地层上。根据端墙设计坡度架立好方木支柱，支柱间距为，将钢模板安在支柱内侧，其模板和支撑要保证足够的强度、刚度及稳定性。混凝土浇注时必须保证混凝土本身的均匀性，不
38、产生离析，均匀填充模板不使混凝土表面产生蜂窝麻面和孔洞现象，保证保护层的厚度。端墙混凝土浇注必须保证位置准确，墙面坡平顺，浇筑混凝土时杜绝跑模。为了尽可能减少混凝土终凝引起的裂缝，加强混凝土的养护，确保混凝土强度满足设计要求。达到设计强度的 70%后才能拆模。洞门附属圬工工程施工时，洞门端墙与洞外挡护墙要配合施工，浆砌块石要选用无风化、无裂隙、无污染、抗压强度大于 30Mpa 的干净石料，块径符合要求。按配合比机械拌制砂浆，砌筑时要砂浆饱满，尺寸准确，表面平整。3.3.23.3.2 洞身各类围岩段的施工洞身各类围岩段的施工 级围岩施工级围岩采用全断面光面爆破法；初期支护主要以锚喷支护为主，系统
39、锚杆采用22砂浆锚杆，喷射 C20 混凝土，厚度 10-15cm。喷射砼全部采用湿喷法。施工步骤：测量开挖轮廓线钻爆作业出碴初喷混凝土施工锚杆复喷混凝土二次衬砌。级围岩施工级围岩采用上下台阶法开挖，初期支护主要由工字钢钢架或格栅钢拱架、C20 喷射混凝土、系统锚杆和钢筋网组成，系统锚杆采用 D25 中空注浆锚杆。施工步骤：测量开挖轮廓线钻爆作业出碴初喷混凝土格栅钢架施工锚杆（砂浆锚杆或 D25 中空注浆锚杆）挂钢筋网复喷混凝土二次衬砌。级围岩施工级围岩采用上下台阶预留核心土法开挖，初期支护主要由工字钢钢架或格栅钢拱架、C20 喷射混凝土、系统锚杆和钢筋网组成，系统锚杆采用 D25 中空注浆锚杆
40、。超前支护采用超前小导管、超前锚杆两种形式。施工步骤：超前支护（超前小导管或超前锚杆）测量开挖轮廓线钻爆作业出碴初喷混凝土格栅钢架施工锚杆（砂浆锚杆或 D25 中空注浆锚杆）挂钢筋网复喷混凝土二次衬砌。3.3.33.3.3 断层破碎带的施工断层破碎带的施工断层破碎带采用超前小导管注浆，使松散破碎体胶结、胶化，形成具有一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体，从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性；使超前小管棚与固结体形成一个具有一定强度的壳体，在壳体的保护下进行开挖支护施工。断层破碎带施工要弱爆破，短进尺，强支护，尽量减少对围岩的扰动，爆破后尽快初喷混凝土，减少围岩的暴露时间。施工方法同级围
41、岩施工。主要工序工艺主要工序工艺3.4.13.4.1 超前小导管注浆施工工艺超前小导管注浆施工工艺超前小导管预注浆施工工艺流程详见 3-2。超前小导管预支护施工布置图见图 3-3。具体施工步骤超前小导管制作超前小导管采用无缝钢管制作，导管由现场机修车间加工，其注浆孔采用钻床成孔，将导管一端做成尖形，另一端加焊6 管箍，经质检人员检验合格方可交付使用。小导管结构见图 3-4。封闭工作面准备工作压水检钻 孔连接管路安设小导管封闭孔口查是否达到要是注 浆压力流量是否达到要制作小导管否否图 3-2 小导管预注浆施工工艺流程图图 3-3 小导管预支护施工布置图开挖工作面超前小导管100cm100cm16
42、0cm15o图 3-4 小导管结构图0.05m3.50m1.05m6 管箍0.15m6mm钻孔、插小导管小导管钻孔前，进行孔位测量放样，孔位测量做到位置准确。按放样位置钻孔，并设方向架控制钻孔方向，使孔位外插角度符合设计要求。所有钻孔完成后均须进行检验，防止出现串孔，影响注浆效果。钻孔完成后，用高压风（或水）清孔。注浆注浆前，认真做好机具设备的检修工作，并用清水进行试运转，发现问题及时排除和修复，使其处于良好工作状态。对注浆管路系统，包括接头、阀门等，认真检查，如有破损，予以更换，不好用的接头、阀门，不得使用，以免注浆时在较高压力下发生脱扣事故。防止管路堵塞，结束注浆后，应尽快卸开孔口接头，开
43、清水泵冲洗管路，以免造成管路中的剩余浆液凝结、堵塞管路。注浆过程中，随时注意检测所注浆液的凝结时间，是否与要求相一致，否则，要及时检查，找出原因，予以排除，以符合要求。注浆作业前后配合，统一指挥，保证注浆计划的实现。施工时配备专业电工，防止电路、电器设备发生问题，中途停电，造成意外事故。注浆管的止浆和固定：在注浆管口预定的位置，焊接带有阀门的套丝管头，注浆时，将注浆管和套丝管口连接，并用铁丝扎紧。注浆时，打开阀门；注浆完成后，关闭阀门。3.4.23.4.2 爆破设计爆破设计钻爆作业施工工艺流程钻爆作业施工工艺流程见图 3-5。用经纬仪准确定出开挖轮廓线、周边眼和掏槽眼位置清理好掌子面、钻孔台架
44、就位准确定位开钻，定期检查和更换钻杆、钻头，正确的钻杆倾斜度、钻眼深度，保证按规定起爆严格钻眼操作装药前必须吹眼，严格按计划装药，严格严格装药操作按起爆顺序装雷管。正确连线，捣实药卷，图 3-5 钻爆作业施工工艺流程图钻爆法施工步骤施工布眼：钻眼前，测量人员用红漆准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，误差不超过 5cm。掏槽眼和周边眼的钻眼精度，误差分别控制在 3cm 和 5cm 以内。由丰富经验的钻工司钻，确保周边眼有准确的外插角，和钻眼精度，保证光面爆破效果。两茬炮交界处台阶保证不大于 15cm。同时根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度，力求炮眼底在同一平面上。清孔：装药前用由钢
45、筋弯制的炮钩和小直径高压风管输入高压风，将炮眼内石屑清理干净。装药：分片分组，按炮眼设计图确定的装药量自上而下装药，雷管“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于 20cm。联结起爆网络：起爆网络为复式网络，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时注意：导爆管不能打结和拉细，更不能刮破；网络联好后由爆破组长负责检查，指挥起爆。瞎炮的处理：发现瞎炮，首先查明原因。采取重新引爆，或在查明炮眼方向的情况下，在其周围间隔一定距离打眼，装药，利用周围眼的爆破振动起爆瞎炮。爆破工艺流程、注意事项及技术标准见表 3-1。表 3-1 爆破工艺流程、注意事项及技术标准工艺流程放样布眼用红油漆准确绘注意事项 出
46、开挖面轮廓线及炮眼位置。误 差 不 得 超 过5cm装药分片分组按药量自上而下进行雷管对号入座，炮泥堵口。定位开眼正确钻孔，注意掏槽眼倾斜度，周边眼外插角。开眼误差在 35cm联起爆网络导爆管不能打结和拉细，注意联结次数，专人检查引爆雷管距一镞堵塞长度20cm导爆管自由端10cm钻眼钻孔按炮眼孔位，熟练操作专人检查指导及时调整深度和角度。周边外插角2 交界处台阶1瞎炮处理石屑检查清孔采 用 炮 钩 及小 直 径 高 压风管清炮孔不漏碴，不留技术措施查明原因，迅速果断按规定处理炮 眼 痕 迹 保存 率 规 范要求，围岩粉以确保安全为标准碎，炮眼利用率爆破原始条件表见表 3-2。爆破参数表见表 3
47、-3。预期爆破效果表见表 3-4。表 3-2 爆破原始条件表名称掘进断面积(m2)隧道净断面积(m2)炮眼深度(m)数量884名称工作面瓦斯等级凿岩机(台)雷管品种数量无25毫秒导爆管炮眼个数(个)岩石性质164炸药品种2 号岩石硝铵炸药弱微风化长石石英砂岩，为较硬岩与硬质岩岩体较完整表 3-3 爆破参数表炮眼编号炮眼眼深名称(m)眼距(m)水平垂直(个)(kg)炮眼倾角每眼装药量()小计卷数质量(kg)度序导爆1掏槽57901-2管崩落2眼490903-6管导爆3帮眼85907管导爆4顶眼90858管导爆5底眼90959管合计导爆填装药量塞长起爆顺连线方式表 3-4 预期爆破效果表名称炮眼利
48、用率每循环工作面进尺(m)每循环爆落实体岩石(m3)每循环炮眼总长度(m)数量%308666名称单位炸药消耗量(kg/m3)每米隧道炸药消耗量(kg/m)每米隧道雷管消耗量(个/m)每循环消耗雷管数(个)数量47165每米炮眼总长度(m)190每循环炸药用量(kg)276炮眼布置图见图 3-6。号眼18个号眼18个号眼11个号眼19个号眼27个号眼37个号眼57个号眼2个共189个炮眼平面布置图掏槽眼立面布置图图 3-6 全断面开挖炮眼布置图3.4.33.4.3 出碴运输出碴运输将开挖的石碴迅速装车运出洞外，是提高隧道掘进速度的重要环节。该项作业往往占全部开挖作业时间 50%左右，控制着隧道的
49、施工速度。因此，正确选择并准备足够的装碴运输方案，维修好线路，减少相互干扰，提高装碴效率是加快隧道施工速度，尤其是加快长大隧道施工速度的关键。本隧道主线断面较大，洞内能够设置双车道出碴运输道路，故一般情况下不需要设置专门的会车道或避车洞。在级、级围岩地段隧道有仰拱，仰拱必须超前衬砌施工，以减少隧底隆起，确保质量和安全。设计要求仰拱施工必须分段一次整体浇注，不能半幅施工，以确保仰拱施工质量。为了仰拱施工期间，不影响隧道出碴运输，施工中，采用在仰拱施工段的上方放置移动栈桥，可以既满足设计仰拱整体施工的要求，又不耽搁其他工序的作业。采用无轨运输，不需要铺设复杂的运输轨道，具有运输速度快，管理工作简单
50、、配套设备少等特点。但由于内燃机排放大量废气，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。运输作业在隧道施工中，选用车身较短，车斗容量大，转弯半径小，车体坚固，轮胎耐磨、配有废气装置、并能双向驾驶的自卸汽车，以增加运行中的灵活性，避免洞内回车和减轻对洞内空气的污染。调车作业由于无轨运输采用的装碴、运输设备都是自配动力，属自行式，其调车作业主要是解决回车，错车和装碴场地问题。装碴采用挖掘机配合轮式装载机，运输采用带净化装置的柴油自卸汽车。施工中建立运输调度，根据施工进度编制运输计划，统一指挥，提高运输效率。运输线路应设专人按标准要求进行维修和养护，使其经常处于良好状态，线