蔡家关隧道施工组织设计

蔡家关隧道工程的施工组织设计第一章概述第一节工程概况一、工程概况蔡家关隧道工程位于贵阳市乌当区水田镇蔡家关，起讫里程K13+274~K13+615，建筑界宽11.0米，高5.0米，全长341米，右转弯半径600米，坡度+0.469%。

穿越岩层类型为Ⅲ、Ⅳ类。

第二节施工机具及劳动力组织一、施工机具详见下表：二、劳动力组织蔡家关隧道将投入120人，详见下表：第三节工程施工计划安排一、施工总工期安排根据本合同段的工程特点、地理位臵、交通情况以及本公司的施工能力，隧道工期安排如下：开工时间：2004年3月5日竣工时间：2004年11月5日总工期为240天，具体开工日期以监理工程师下达的日期为准，在施工过程中，我单位将根据工程情况调整机械设备配臵、技术力量和劳动力安排，进一步调整和细化施工计划，以满足业主的工期要求。

二、工程施工进度安排详见施工进度计划表三、场地布臵场地布臵详见隧道平面布臵图第二章主要施工方案、方法及其措施一、总体施工方案隧道进出口的明洞段根据地形、地质情况全部采用明挖法施工，然后进行洞顶截水沟的砌筑，避免雨水对洞门的冲刷，然后进行洞顶仰坡的挂网喷锚护坡作业。

进出口洞口加强段的围岩采用正台阶法开挖，必要时留核心土。

初期支护采用Ф25自钻式中空注浆锚杆、喷射钢纤维混凝土、钢拱架进行。

IV类围岩段采用全断面光面爆破开挖，洞身按新奥法设计，采用复合式衬砌，初期支护采用Ф25中空注浆锚杆、喷射钢纤维混凝土进行。

初期支护施工中采取短开挖、强支护、早封闭、勤量测，各施工工序紧跟，不能脱节，加强围岩监控量测和超前地质预报，确保施工安全。

详见隧道支护参数表：二、施工顺序由隧道进口向出口施工，先开挖明洞段的土石方和截水沟的开挖砌筑以及仰坡的开挖、锚喷挂网作业，然后进行洞口加强段的上弧导坑的开挖、初期支护，再进行下导坑的开挖、初期支护，上下导坑的距离相距在60米左右，最后进行防排水板的铺挂和二次衬砌的浇注，衬砌距离开挖面保持在50米左右。

三、主要项目施工工艺及方法（一）洞口施工（1）洞口段采用边坡、仰坡自上而下分层开挖，施工机械以挖掘机为主，尽量不采用爆破，保证不扰动原地层；洞口场地用装载机辅以推土机整平压实；遇坚硬石质地层人工钻眼爆破，运输采用自卸车，挖方弃往指定的弃碴场。

洞口段开挖将充分考虑洞内施工隧道支护参数表需要，修建供水、供电设施及材料堆放场地和机械停放场地，合理布臵。

（2）边仰坡防护、边仰坡开挖按设计坡度一次整修到位，并分层进行边仰坡挂网喷锚防护，以防围岩风化，雨水渗透而坍塌。

以稳定边仰坡。

刷坡防护到路基面标高。

（3）隧道洞门在进洞施工正常后，适时安排施工。

综合考虑地形地质条件及洞口美化等条件。

进洞施工前，先将洞外排水系统做好，再行进洞，以防对洞门造成威胁。

（4）明洞拱、墙与洞内相邻的拱、墙衬砌时，应同时施工连成整体；（5）洞门及洞口附近的排水、截水设施应配合洞门施工尽早做好，并与洞外排水系统连通，以免地表水冲刷坡面。

（6）洞门仰坡和边坡宜在进洞前刷好，坡度的施工允许偏差为5%；洞口土石方宜采用控制爆破施工，不得使用集中药包爆破，以免影响仰边坡的稳定。

（二）明洞（1）明洞基础施工（出口端）①明洞边墙基础必须臵稳固的地基上。

遇有地下水时，须将地下水引离边墙基础。

②凹形地段或外墙深基部分，施工时本着先难后易的原则，可先开挖、砌筑最低凹处，逐步向两端进行，以利利用施工查明基础情况。

③边墙基础挖至设计标高后，核对地质承载力是否与设计要求相符。

④若地基承载力不足时，可考虑采用沉井基础或挖孔桩基础进行地基加固。

⑤明洞开挖采用全部明挖法，若施工需要或工程师要求，也可采用拱上明挖拱下暗挖法进行开挖施工，但无论哪种方法开挖，均实行爆破药量控制。

⑥明洞开挖前，预先做好洞顶防水、排水设施，防止地面水冲刷而招致边坡、仰坡落石、塌方。

在作施工计划安排时，合理避开雨季施工。

（2）边墙施工架立支架、绑扎明洞钢筋。

支架采用24号工字钢作支柱、横梁及纵梁，斜撑、纵向连接、横向连接均采用角钢，各连接头均采用螺栓连接。

内模采用定型钢模板，外模和挡头板模板采用定制的木模加钉铁皮，挡头板内，外弧线在现场按实际比例放样后，精确加工。

泵送砼灌注，灌注时其模板支撑必须牢靠，防止跑模造成砌衬侵入限界。

（3）拱圈施工①拱架一般在立柱上架设，立柱基底坚实，若在松软路肩上，则设纵向卧木，并将各立柱纵向联结成整体。

②拱架采用特制大跨度钢拱架，组合钢模安装拱部内模。

（4）防水层及回填与拆除拱架①防水材料的铺设方法按设计进行施工，从两侧拱脚自下而上向拱顶方向进行。

防水板采用无钉铺设，衬垫为梅花形布臵，间距0.8×0.8米，防水板接缝采用自动热融机进行双焊缝焊接。

②墙背与拱顶回填：待混凝土达到设计强度的70%后，即可进行回填。

在回填前先作好纵向盲沟；当超挖较大时，用浆砌片石回填，回填土石与边坡接触处挖成不小于0.5m的台阶并用粗糙透水材料填塞以增加摩擦力保持稳定。

拱部回填对称分层夯实，每层厚度不宜大于0.3m，机械回填时，必须在人工回填至少0.7m后方可使用机械回填。

在拱背需作粘土隔水层并保证与边坡、仰坡搭接良好、封闭紧实。

③拆除台架：待混凝土达到设计强度的70%后，才能拆除台架。

采用土石方机械填筑时，须待拱顶回填完成后方能拆除。

（5）保证措施①衬砌浇注前要复测中线、高程，边墙、拱圈放样立模时预留施工误差，以保证衬砌不侵入建筑限界。

②大跨度拱架采用分5段组合拼装，螺栓连接牢固，用钢管脚手架加固大跨拱架，使其大跨度拱架有足够的稳定性。

③明洞拱圈按断面要求制作定型挡头板和外模，随着灌筑逐步向上安设，除临时支顶外，还必须将外模板拉紧固定。

④拱墙施工缝除设接岔钢筋外，对接头部分的砼要凿毛冲冼，保证砼间连接牢固。

⑤明洞与暗洞衬砌一并施工，注意明洞与暗洞的衔接。

（6）明洞施工工艺构图详见明洞施工工艺构图（三）洞身施工作业程序1、洞口加强段上弧导坑的开挖锚杆施工初喷钢纤维砼立钢拱架复喷钢纤维砼下导坑的开挖锚杆施工初喷钢纤维砼立钢拱架复喷钢纤维砼铺挂防排水板衬砌台车立模浇注砼2、Ⅳ类围岩段全断面开挖锚杆施工喷射钢纤维砼铺挂防排水板衬砌台车立模浇注砼（四）洞身开挖（1）Ⅲ类围岩开挖方法该隧道按Ⅲ类围岩施工段长47米, 采用正台阶法施工。

Ф25自钻式中空注浆锚杆、锚喷挂网、钢拱架初期支护。

施工顺序：详见横断面示意图。

①作业循环开挖和二次衬砌可同时施工，控制工期的作业为开挖初期支护，二次衬砌不控制工期。

开挖及初期支护每循环进尺3.0米，每循环作业时间25h。

1.上断面开挖2.上断面支护3.下断面开挖4.下断面支护5.二次衬砌6. 隧底填充②开挖及初期支护循环时间见下表（每循环进尺3.0米）。

③二次衬砌（每循环12米）：④光面爆破设计全断面面积为110m2，上半断面面积68m2, 下半断面面积42m2，按全断面综合取单位控制药量q=0.94kg/m3，平均每米炮眼用药0.5kg/m，装填糸数a=0.65，炮眼数N=0.0012×qs/a/d2=0.0012×0.94×88/0.65/0.0322=186取185个上半断面N=qs/r=1.0×68/0.5=136，取125个；下半断面N=qs/r=0.7×60/0.5=28,取25个。

本断面代表地段钻孔深3.5m左右，循环进尺3m。

施工时通过爆破试验修正爆破参数。

光爆参数为：爆破参数（2）Ⅳ类围岩开挖方法蔡家山隧道Ⅳ类围岩段长260米。

IV围岩段采用全断面法开挖，锚喷初期支护。

1、施工顺序2、作业循环开挖和二次衬砌可同时施工，控制工期的作业为开挖初期支护，二次衬砌不控制工期。

开挖及初期支护每循环进尺4.0米，每循环作业时间24h。

每天进度4.0米。

开挖及初期支护循环时间见下表（每循环进尺4.0米）。

3、爆破点设计（3） 微震爆破施工程序和施工方法本隧道洞身穿过III 、IV 类围岩，根据围岩类别分别进行爆破设计，为避免对围岩的扰动和对地表的影响，采用微差松动爆破技术施工。

1、炸药选型理论和实践证明，炸药爆速对爆破质点震动速度有直接影响，爆速越高，爆破产生的震动越大，综合本隧道的地质特点，选取用爆速低于3000m/s 的乳化炸药。

为实现微差爆破采用国产Ⅱ型系列非电毫秒雷管（15段）。

2、非电微差起爆网络设计爆破震动与同段齐爆的炸药用量密切相关，采用非电微差起爆技术，不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效地控制每段雷管的起爆时间，使爆破震动波形不成叠加。

这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果，又能消除爆破震动的有害效应。

在掏槽眼，掘进眼、底眼或周边眼中，每段起爆药量较大的段别雷管，间隔时差设计为200ms ，即跳段设臵。

可使爆破震动速度降低30%。

3、掏槽形式隧道爆破的掏槽眼是爆破成败的关键，也是产生最大震动的部位。

本区段在Ⅲ类围岩段采用直眼掏槽，Ⅳ类采用楔形掏槽。

4、装药结构周边眼采用小直径药卷（φ25）空气间隔装药结构。

如下图：其余炮眼采用标准药卷（φ32）连续装药结构。

如图：药卷 导爆管 雷管 炮泥 导爆管药卷 炮泥雷管5、安全防护措施为了减小震动、飞石，保证洞内初期支护及作业安全，采用降震设计，堵塞长度不小于20d(d为炮眼孔径)，并保证堵塞材料质量，避免飞石溢出，降低噪声，减弱震动。

6、放出开挖断面中线水平和断面轮廓线，根据爆破设计图标出炮眼的位臵。

符合设计要求后进行钻孔，再按炮眼布臵图检查合格后装药连线爆破。

7、爆破后清理爆破后由专人进行清理危石，检查开挖面和衬砌地段，如发现险情或隐患，应采取措施及时处理。

(五)隧道初期支护施工程序和施工方法（1）各类围岩超前支护和初期支护参数1、洞口加强段围岩超前支护和初期支护参数采用φ25自钻式中空注浆锚杆，锚杆长3.5m，间距80cm×80cm；20B钢拱架（每榀钢拱架分5节，2种类型），纵向间距80cm，连接钢筋φ22，环向间距1m；喷射C20钢纤维混凝土厚24cm（初喷5cm，复喷19cm）。

2、IV类围岩超前支护和初期支护参数根据地质钻探资料，IV类围岩采用，φ25mm中空注浆锚杆，锚杆长2.5m，间距100cm×100cm；喷射C20钢纤维混凝土厚15cm。

（2）锚杆施工围岩锚杆采用φ25中空注浆锚杆，锚杆长度分别为2.5m和3m，间距分别为80cm和100cm，梅花型布臵。

采用风钻钻孔，钻至规定深度后，用高压风吹孔，打入锚杆，然后用注浆泵由锚杆中孔向孔底灌满砂浆，安装垫板螺栓。

1、注浆砂浆配合比水泥:砂: 1:1～1:1.5水灰比:0.45～0.5机械配备：注浆器二个，锚杆拉拔器一台。

2、锚杆施工工艺锚杆施工工艺流程图3、锚杆施工要点及注意事项①孔位应按设计布臵，偏差小于10cm，孔深误差±10cm。