隧道洞身开挖首件工程专项施工方案.doc

1、湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段 赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案1ZK13+592ZK14+548、K13+595K14+555赤溪隧道洞身开挖首件工程施工方案第一章 编制说明 一、编制范围本首件工程施工方案编制范围为湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段赤溪隧道洞身开挖工程：级围岩洞身开挖K13+600-K13+603，级围岩洞身开挖K13+696.5-K13+699.5，级围岩洞身开挖K14+090-K14+093。二、编制依据及参考资料1、公路工程技术标准 JTG B01-20142、公路隧道设计规范 JTG D70-20043、公路隧道设计细则 JTG/T D70-20102、公路

2、隧道施工技术规范 JTG F60-20094、公路隧道施工技术细则 JTG/T F60-20095、中华人民共和国安全生产法6、建筑工程安全生产管理条例7、爆破安全规程 GB6722-20148、施工现场临时用电安全技术规程 JGJ46-20129、湖南省马安高速公路工程招标文件和工程量清单；10、湖南省高速公路施工标准化管理指南；11、公路工程施工安全技术规范 JTJF90-2015；12、本项目的合同、招投标文件、图纸、施工组织设计等13、经现场考察工地实际情况及本单位同类项目的施工经验及可满足施工需要的各类资源。三、编制原则遵循“安全第一、优质高效、方案优化、确保工期、科学配置、合理布局

3、”的原则。1、安全第一的原则施工组织设计的编制始终按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案。2、优质高效的原则加强领导，强化管理，优质高效。贯彻执行ISO9001质量体系标准，积极推行新技术、新工艺，实行规范化、标准化作业，确保计划工期和质量目标的实现。施工中加强标准化管理，控制成本，降低工程造价。3、方案优化的原则科学组织，合理安排，优化施工方案，在施工组织设计中，对隧道开挖、复合衬砌、排水防护等关键工序进行多种施工方案的综合比选，在技术可行的前提下，择优选用最佳方案。湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段 赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案24、确保工期的原则根据招标文件对本合同段的

4、工期要求，编制科学的、合理的、周密的施工方案，采用信息化技术，合理安排工程进度，实行网络控制，搞好工序衔接，实施进度控制，确保实现工期目标，满足业主要求。5、科学配置的原则根据本隧道的工程量大小及各项管理目标的要求，在施工组织中实行科学配置，选派有长大隧道施工经验的管理人员，选择专业化施工队伍，投入高效先进的施工设备，确保流动资金的周转使用，并做到专款专用。选用优质材料，确保人、财、物、设备的科学合理配置。6、合理布局的原则从节省临时占地、减少植被破坏、搞好环保、防止水土流失、认真实施文明施工等多角度出发，合理安排生产及生活场地、房屋布局，做好环境保护和场区绿化。工程完成后，及时平整场地，恢复

5、植被。四、总体施工思路以“高起点、高标准、高质量、高效益”为总体目标，配备具有丰富的长隧道和复杂地质施工经验的队伍承担施工任务，坚持科学组织，合理安排，均衡生产，确保高速度、高质量、高效益地完成本隧道的建设，实现施工组织的先进性和合理性，做到开工必优，精益求精，铸造精品工程。第二章 工程简介一、工程概况本合同段为马迹塘至安化高速公路第2合同段，位于益阳市安化县境内，起于安化县羊角塘镇云灵村K9+260（ZK9+263.624），终于安化县冷市镇金湖村K20+040，全长10.781km。赤溪隧道位于安化县野鸭塘村，所处地貌属于低山丘陵地貌，隧道沿线地形起伏较大，山顶最大高程为310.00m，隧

6、道最大埋深约117.49m，马迹塘端东门处仰坡自然坡度约4045，安化端洞门处仰坡自然坡度2030。隧道山体表面植被十分发育，主要为杂树、灌木等。赤溪隧道为左、右线分离式隧道，其中左洞桩号为ZK13+592ZK14+548，长为956m，其中级围岩170m，级围岩560m，级围岩216m；右洞桩号为K13+595K14+555，长为960m，其中级围岩170m，级围岩545m，级围岩225m。 隧道设计采用分离式复合式衬砌；隧道洞口设计为削竹式洞门。二、主要技术指标1、主要技术标准主要技术标准表项目 单位 技术标准公路等级 双向四车道高速公路设计行车速度 KM/h 100湖南省马迹塘至安化高速

7、公路第二合同段 赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案3项目 单位 技术标准隧道净宽 m 11隧道净高 m 5隧道抗震设方烈度 VI设计使用年限 年 100设计荷载 I防水等级 二级2、平面设计隧道平面线形应依据地形、地质、路线走向及通风等因素确定，隧道平面线形应服从路线总体布局。隧道平面应尽量避开不良地质条件，保证洞口位于山体稳定的区域及尽量保证路线与等高线正交。当由于特殊条件限制，隧道平面线形设计为需要设计超高的曲线时，控制路面超高的3%以内，并能够和洞外连接线平面线形协调一致，满足路线总体设计的安全性，功能性，协调性要求。本隧道最小圆曲线半径为R-1500m，需设置3.0%超高。洞口内外的平面

8、线形均满足3S行程的要求。隧道平面线形指标见下表。平面设计指标及实际采用指标表序号隧道名称 平曲线半径（m） 路面高程 左右设计线间距（m）洞口3S要求左 R-1500 Ls-166.67 R- 2%-3%1赤溪隧道 右 R-1500 Ls-147.27 R- -2%+3%进口间距14.8米出口间距23米洞身间距1526米满足3、纵断面设计隧道采用单向坡。拟定隧道纵坡均满足相关规定。隧道洞口内外的纵面线性均满足3S行程的要求。隧道纵面线性指标见下表。隧道纵面线性设计指标表序号隧道名称 纵坡坡度（%）/坡长（m） 竖曲线 洞口3S要求左 2.8/956 R- +R-70001 赤溪隧道右 2.8

9、/960 R- +R-7000满足三、工程地质评价1、区域稳定性评价隧址区未发现断层存在，新构造运动以上升运动为主，新构造运动微弱。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）勘探区对应地震基本烈度为VI度。因此，区域稳定性好。2、隧道洞口工程地质评价马迹塘端洞口段及仰坡坡稳定性评价左右洞洞口均处在陡立山坡上，自然坡度4045，左洞洞口处隧道轴线与等高线大角度相交，右洞洞口处与隧道轴线等高线夹角为52，右洞偏压，在设计时应加湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段 赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案4强考虑。洞口覆盖层厚度小，根据钻孔揭露，强风化层厚度一般2530m，陡倾角直立状节理裂隙发育

10、，边坡开挖后表层易发生崩塌、掉块。安化端洞口端及仰坡稳定性评价左右洞洞口均处在斜坡上，自然坡度2030，左洞洞口处隧道轴线与等高线大角度相交，右洞洞口处隧道轴线与等高线呈45，右洞偏压，设计时应加强考虑。洞口附近覆盖层厚度较小，局部可见强风化岩处露，岩体破碎，根据钻孔揭露，强风化层厚度一般510m陡倾角直立状节理发育，边坡开挖后表层易发生崩塌、掉块。3、隧道围岩工程地质评价左洞ZK13+597ZK13+680、ZK14+410ZK14+543,右洞K13+600K13+700、K14+410K14+535段：为洞口附近的浅埋段，围岩主要为硬塑状土和强风化砂质板岩，强风化岩岩质软弱较软弱，呈碎块

11、状松散结构。围岩自稳定性，开挖时容易产生坍塌及大变形，隧道开挖过程中会产生小股状涌水，地下水对围岩稳定影响较大，围岩级别定为V级。左洞ZK13+680ZK14+090、ZK14+260ZK14+410,右洞K13+695K14+090、K14+260K14+410段：围岩主要围中风化岩，岩质较围坚硬，陡倾角近直立节理裂隙发育，部分为张开状，岩体围块碎石镶嵌结构，开挖时容易产生掉块、坍塌，隧道开挖过程中会产生线状滴水，地下水对围岩稳定影响较小，围岩级别定为VI级。左洞ZK14+090ZK14+260,右洞K14+090K14+260段：围岩为微风化岩，岩质坚硬，节理裂隙较发育，且多为闭合状，岩体

12、为大块状砌体结构，开挖时可能产生掉块，隧道开挖过程中会产生寖润状渗水，地下水对围岩稳定影响小，围岩级别定为III级。4、隧道水文地质评价（1）涌水量预测根据隧道区水文地质条件，采用降水入渗系数法隧道纵用水量进行估算对比分析。Q=2.74*a*W*A其中：Q-计算涌水量（m）;a-入渗系数;W-年降雨量（m）；A-汇水面积(m)；汇水面积A的计算公式为：A=2*B*H/I其中B为隧道通过的含水层长度，H为含水层厚度，I为天然水力坡度。入渗系数a为0.18、多年平均降水量W为1692mm，汇水面积为0.47km。计算隧道纵涌水量为1445.26m/d。（2）水文地质评价勘测区内第表水主要为大气降水

13、不给，隧道基本在基岩中穿过，地下水的径流均在节理裂隙中进行。V级围岩主要为强风化岩，节理裂隙极发育，且呈张开状，隧道开挖过程中会产生小股涌水；VI级围岩主要为中风化岩，节理裂隙发育，部分呈张开状湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段 赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案5，隧道开挖过程中会产生线状滴水；围岩主要为弱风化岩，节理裂隙极发育，但多呈闭合状，隧道开挖过程中会产生浸润状渗水。隧道所在地区封山多年，农田稀少，受污染的概率较低。根据沿线水样水质分析结果，隧道区地表水和地下水对砼的侵蚀性为：该水质对混过凝土结构无腐蚀。四、隧道主体结构设计1、洞口洞门设计、设计原则、按应地制宜，早进晚出的原则确定洞

14、口位置，尽量避免滑坡、崩集体等不良地质现象。、隧道进出口的处理对环境影响较大，为淡化洞口处理，沿线隧道在有条件时，尽可能减小洞口边仰坡开挖高度。、洞口边仰坡防护形式应合理、有效，以确保洞口边仰坡的稳定。、洞门型式应综合洞口地形、地质原生植被、洞口排水及边仰坡稳定等因素确定。、洞门设计马迹塘端：左右洞洞口均处在陡立山坡上，自然坡度4050，左洞洞口处隧道轴线与等高线大角度相交，右洞洞口处与隧道轴线等高线夹角为52。洞口覆盖层厚度小，强风化层厚度一般2530m。进口段山口坡度自然坡脚较缓，地面植被茂密水土保持良好，进口采用削竹式洞门，严格控制仰坡刷坡高度，保障洞门结构和洞顶上方岩土体稳定。安化端：

15、左右洞洞口均在斜坡上，自然坡度4045，左洞洞口处隧道轴线与等高线大角度相交，右洞洞口处隧道轴线等高线呈45。洞口附近覆盖层厚度较小，局部可见强风化基岩出露，岩体破碎，强风化层厚度一般510m，出口段山体坡度自然坡角较缓，地面植被茂密水土保持良好，进口采用削竹式洞门，严格控制仰坡刷坡高度，保障洞门结构和洞顶上方岩土体稳定。洞口边仰坡设计隧道洞口边仰坡防护形式采用2020cm8钢筋网、4m长22普通砂浆锚杆间距11m和10cm厚C20喷射混凝土防护。2、衬砌结构分类、明洞明洞采用整体式钢筋混凝土结构。明洞洞顶最大填土高度不超过5m，最低不小于1.5m。、复合式衬砌复合式衬砌由初期支护和二次衬砌之

16、间设置防水层。级、级围岩按埋深、是否偏压分为两大类，并各自分为一般（埋深）及加强（浅埋偏压）两种断面。湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段 赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案6确定隧道深浅埋的拱顶以上地层厚度（m）围岩级别 单洞双车道 15-20 30-353、结构荷载本次设计荷载，根据隧道埋深、地形、地质条件、结构特征和环境、施工方法等因素，按有关公式计算并结合工程类比确定，主要考虑围岩压力、结构自重、地震力等。当施工中发现设计边界条件与设计不符时，应及时修正，对地质复杂的隧道，必要时应通过现场测量确定荷载的计算值及分布规律。在计算复合式衬砌时，初期支护按主要承载结构考虑，、级围岩考虑初期支护

17、和二次衬砌共同承载。4、隧道支护参数、初期支护初期支护与围岩共同受力，既要能与围岩共同变形，又要有足够的强度和刚度能抑制围岩的过大变形。根据工程地质情况、埋深、开挖方法、施工工序等选用喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等单一或组合的支护型式。锚杆采用全长粘结型锚杆，各种锚杆必须设置垫板，保证筑浆的饱满度。工字钢钢架靠近围岩侧的保护层厚度为4cm，临空侧为2cm；格栅钢架靠近围岩侧的保护层厚度为4cm，临空侧为2cm。、二次衬砌二次衬砌与喷锚初期支护及围岩共同组成支护体系，二次衬砌采用模筑混凝土或钢筋混凝土结构，二次衬砌应根据围岩及初期支护的变形监控测量资料综合分析后进行施作。软弱围岩地段仰拱应紧跟

18、开挖面施作、及早封闭成环，拱墙二次衬砌施工不可长时间滞后。围岩形变过大或初期支护形变不收敛，又难以及时补强时，可设置临时仰拱或横撑以封闭开挖面，必要时也可提前施作二次衬砌，以确保围岩稳定，此时二次衬砌应考虑加强措施。为保证仰拱有足够的强度和刚度，边墙与仰拱采用圆顺连接；仰拱填充应与仰拱分开施作。、预留变形量开挖断面除满足隧道净空要求外，应预留初期支护变形量，其值应结合工程地质、岩体特征、隧道深埋、施工方法、支护情况及监控测量数据等综合确定。、超前支护、洞口段超前支护为108超前长管棚，钢管环向间距40cm。长管棚与套拱配合使用，套拱采用整体式混凝土（内设钢架）结构。、洞内级围岩超前支护42超前

19、小导管预加固，钢管环形间距40cm，在施工中可根据围岩稳定情况适当加密或采用双层小导管支护。、洞内级围岩深埋段超前支护采用长3.5m超前药卷锚杆加固。、超前支护端部一般应支撑在钢架上，与钢架组成支护体系。、支护参数表湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段 赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案7通过统计分析、工程类比、工程计算、确定了各类隧道复合式衬砌设计参数如下：人行横洞衬砌类型及支护参数表围岩级别SR5 SR4 SR3 SR2项目 单位级 级 级 级喷射混凝土 C20混凝土 cm 20 12 20 5直径 mm 22 22 22 长度 cm 200 200 200 径向锚杆锚杆布置 cm 1001

20、00 100100 100100 直径 mm 6.5 6.5 6.5 钢筋网钢筋布置 cm 2020 2020 2525 字钢架 型号 14 钢架纵距 cm 100 二次模注衬砌 C30混凝土 cm 30 30 30 30分离式隧道复合式衬砌设计参数表围岩级别S5a S5b S5c S5d S4b S4c S3项目 单位 级长距离偏压浅埋级长距离偏压浅埋级短距离偏压浅埋深埋级一般级深埋级预留变形量 cm 15 12 10 10 7 6 5喷射混凝土 C20混凝土 cm 26 26 26 20 20 20 10直径 mm中注式25中注式2522药卷锚杆22药卷锚杆22药卷锚杆22药卷锚杆22药卷

21、锚杆长度 cm 400 400 350 350 300 300 300锚杆锚杆布置 cm 100100100100100100100100100120120120120120直径 mm 8 8 8 8 8 8 8钢筋网钢筋布置 cm 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020字钢架 型号20b+20a20a+1820a 18 格棚 型号 22格棚拱架22格棚拱架钢架纵距 cm 50 60 75 80 100 120 湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段 赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案8项目 单位围岩级别S5a S5b S5c S5d S4b S4c S3级长距离偏压

22、浅埋级长距离偏压浅埋级短距离偏压浅埋深埋级一般级深埋级C30混凝土 cm 40 35 35二次模注衬砌C30钢筋混凝土cm 50 50 45 45 喷C20混凝土cm 24 22 C30混凝土 cm 40 仰拱厚度C30钢筋混凝土cm 50 50 45 类型 小导管42小导管42小导管42小导管4222超前锚杆22超前锚杆纵向间距 cm 300 320 300 320 200 240 超前支护长度 m 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 3.5 赤溪隧道主要工程材料表部位 工程材料 备注超前长管棚 108管棚（壁厚6.0mm）超前支护 超前小导管 42小导管（壁厚）喷射混凝土 C20标号早

23、强混凝土，24h强度不低于10Mpa钢筋网片 6.5、 8 HPB300钢筋锚杆22药卷式锚杆 25中空注浆锚杆 锚杆材质不低于HRB400或Q345钢中空锚杆壁厚5mm，重2.5KG/m；锚杆砂浆强度不低于M20初期支护钢供架格棚钢架（HRB400、HPB300 钢筋焊接）、工字钢（I20a、I20b、I18、I14）二次衬砌 C30素混凝土或钢筋混凝土 要求抗渗等级不小与P8仰供回填 C15片石混凝土防水板 厚度不小与1.2mm（选用EVA,EVA片材中VA含量5%）环向盲沟 型弹簧排水管，矩形无中孔塑料盲沟橡胶止水带 10mm（厚）X300mm（宽）带注浆管膨胀止水条抗水压能力2.5MP

24、a防 排 水被贴式止水带 8mm（厚）X400mm（宽）湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段 赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案9部位 工程材料 备注无纺布 重量不小于350g/m纵向、横向水管 110打孔PVC-U双臂波纹管赤溪隧道主要工程数量表项目名称 单位 左线数量 右线数量 合计 备注挖土方 m3 1864 3172 5036 挖石方 m3 2794 6825 9619 喷射砼 m3 4810.9 4763.2 9574.1 钢筋网 kg 94315.1 95173.8 189488.9 药卷锚杆 kg 75978 78330.7 154308.7 中空注浆锚杆 m 11960 1040

25、0 22360 型钢钢架 kg 349645.8 277093.9 626739.7 洞口长管棚 m 2419.8 2419.8 4839.6 超前小导管 m 13747.5 7614 21361.5 衬砌钢筋 kg 34327.8 60603 94930.8 衬砌混凝土 m3 2318.1 2297.4 4615.5 防水混凝土 m3 10399.8 10423.1 20822.9 EVA防水板 m2 24399.5 24026.1 48425.6 混凝土路面 m2 8269.4 8304 16573.4 第三章 总体布置及规划一、组织机构设置及职责1、组织机构设置本合同段将设置“湖南省马安

26、高速公路建设开发有限公司第2合段项目经理部”负责本项目的施工管理。组织机构详见图3.1“项目施工管理组织机构图”。湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段 赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案10机务科总工程师 项目副经理材料科项目经理账务室协调安全科试验室办公室工程科合同科隧道施工队质检科图3.1 项目施工管理组织机构图2、组织机构的主要职责范围组织机构图中各部门的主要职责详见表3.1“部门主要职责表”。表3.1 部门主要职责表部门 主要职责项目经理对项目产品质量和安全负直接责任；负责质量保证体系在项目上的贯彻、落实；负责组织岗位责任制、规章制度、操作规程、应急预案的编制；确保实现本项目的质量目标;贯彻党和国家的路线、方针、政策，遵守国家和地方政府的政策、法规，执行公司的规章制度、指令，努力完成公司确定的项目目标任务; 负责履行公司与业主签订的工程承包合同，严格执行业主与工程师颁发的有关工程的规定、规程、制度和措施，并检查落实。总工程师主持并审核质量计划和施工组织设计的编制，总工程师向有关科室负责人和施工技术人员进行技术交底，并做好交底记录予以保存；负责组织工程科和质检科(材料科)对不合格品评审；组织项目QC小组活动；负责项目员工绩效考评；负责组织项目的生产、经营、投资控制、