宝天高速秦岭关隧道施工组织设计.DOC

1、秦岭关隧道下行线实施性施工组织设计第 1 页 共 36 页宝天高速秦岭关隧道施工组织设计一、编制依据本施工组织设计是依据合同文件，招标文件及技术规范、设计文件和现场调查资料编制。二、工程概况2.1 概述秦岭关隧道位于宝天高速公路第十三合同段党党川乡县附近，为分幅隧道。下行线隧道起讫桩号 XK57+375XK59+975，全长 L2600m ，洞内设为“人”字坡，纵坡分别为0.5%和0.6%，削竹式洞门。2.2 技术标准1、公路等级：高速公路（山岭）;2、洞内计算行车速度：80km/h;3、隧道建筑限界：限界净宽：10.25m=0.75m+0.5m+23.75m 20.75 检修道，限界净高：5

2、.0m;4、隧道直线段路面横坡：2%的单面坡，曲线段路面最大横坡为 4%;5、隧道内最大纵坡：0.6%;6、设计荷载：汽超20，挂120。2.3 隧道地质特征2.3.1 地形地貌秦岭关隧道属西秦岭低中山山地地貌区。隧道轴线方向与山脊基本平行，呈东西向展布，所经地段高程为 16191853m，相对高差约 150234m。2.3.2 地层岩性隧道区覆盖层包括冲洪积层（Q 4a1+p1）和坡积层（Q 4d1） 。基岩：下古生界葫芦河群，岩性以黑色板岩为主，夹有少量薄层大理岩和火山碎屑岩。隧道工程岩体为硬质岩。2.3.3 地质特征秦岭关隧道洞口斜坡工程地质条件较好，无影响隧道的特殊岩性土。隧道洞身主要

3、为下古生界震旦系中奥陶系葫芦河群片岩、变安山岩、变泥质砂岩和华力西早期龙王沟单元花岗岩。岩体节理、裂隙发育，多呈碎石状或块状。隧道工程地质复杂，隧道洞秦岭关隧道下行线实施性施工组织设计第 2 页 共 36 页身围岩以 IV 级围岩为主。2.4 主要工程数量1、土石方开挖：257150m 32、C25 模筑砼：26192 m 33、22cmC25 砼路面板：21920 m 24、C15 片石砼回填：22823 m 35、C20 喷射砼：13695 m 36、22 普通砂浆锚杆：68548kg7、D25 中空注浆锚杆：429705kg8、级钢筋：365406kg级钢筋：1621947kg9、I14

4、 工字钢：22887.4 kgI16 工字钢：26469.6 kgI18 工字钢：892263.8 kgI22b 工字钢：3248.9 kg10、A3 钢板：62080.3 kg11、外径 42 壁厚 4mm 钢管（小导管）：156115.6 kg外径 89 壁厚 6mm 钢管（小导管）：15227.2 kg12、116HDPE 双壁波纹管：6788.8m50 软式半圆管：6469.8m 型弹簧排水管：7983.7m1mm 厚 EVA/EBC 共挤防水板：62664.8m 2300g/m2无纺布：62664.8m 2渗水土工布：9620m 2三、施工准备我队自 2005 年 11 月 10 日

5、进入施工现场后,即着手开工前的准备工作,已具备开工条件。3.1 施工现场布置及驻地建设施工便道已修至洞口，临时驻地规划修建完成，生活及施工用水电已解决。秦岭关隧道下行线实施性施工组织设计第 3 页 共 36 页3.2 组织机构、人员附组织机构框图及负责人天宝高速 BT13 项目部二工区二工队组织机构及负责人主要机械设备表序号 设备名称 规格、型号 单位 数量 备注1 砼喷射机 台 22 轴流风机 JFD-100-4 台 13 空压机 20m3 台 24 挖掘机 现代 200 台 15 手风钻 YT28 台 206 装载机 成工 ZL50E 台 17 自卸汽车 15t 辆 48 砼搅拌机 J50

6、0 台 19 砼搅拌机 J350 台 110 柴油发电机 10kw 台 111 自卸汽车 5t 辆 312 砼输送泵 HB60 套 1施工队长高 尔技术主管卢文龙办公室向文欣安全质量室李金城工程技术室卢文龙财务室伍祥光材料室张可坚钢结构班罗 宾开挖支护班冉小飞水电班钱永飞副队长张国昌机械班陆永华混凝土班高 杰秦岭关隧道下行线实施性施工组织设计第 4 页 共 36 页13 软轴振捣器 HZ6X-50 台 614 水泵 台 215 潜水泵 台 216 钢模台车 套 117 多功能台车 套 2 根据需要自制18 变压器 630KVA 台 119 柴油发电机 300kw 台 120 注浆机 台 121

7、 冷弯机 台 122 电焊机 台 33.4 施工材料我队进场后即组织人员对施工所需的地材、钢材进行了实地了解，并取样报验，材料在业主指定的厂家或经监理工程师批准的合格厂家购买，材料运输用自备汽车或供料单位的汽车运输入场。3.5 施工给排水在隧道下行线进洞口左侧 40m 高处修建一座蓄水量为 30m3 的高位蓄水池，在谷底筑坝蓄水，采用高扬程潜水泵至谷底蓄水处取水，铺设管径 50mm 水管输入高位蓄水池，再以管径 100mm 钢管接入洞内供施工用。隧洞出口为下坡，洞内施工排水分别在隧洞两侧设排水沟，并每隔一定距离布设集水坑，利用开挖形成的坡度自然集水，水泵抽排。洞外施工排水利用永久排、截水沟，导

8、引雨水、施工弃水等，以避免对边坡、仰坡冲刷破坏。3.6 施工用电隧道施工用电以地方供电为主，300KW 备用发电机为辅。即洞口至 10kV 高压引入，并于洞口安设一台 630KVA 变压器(含相关配电设施)一台，施工前期配 10kW 发电机过渡，作为生活办公电源。施工开挖未衬砌地段采用 36V 低压照明系统，已衬砌地段照明采用 220V，悬挂高度大于 2.5m。3.7 隧道施工通风在隧道洞口建高压风站一座，安装 20m3/min 空压机 2 台，以供隧道施工用风。供秦岭关隧道下行线实施性施工组织设计第 5 页 共 36 页风管采用 D150 钢管。四、隧道主要施工方法及施工工艺洞口开挖根据设计

9、图纸断面开挖至暗洞起点，然后依围岩情况对仰坡、边坡及时进行加固处理，并做好仰坡、边坡施工排水。、级围岩段采用上下台阶新奥法施工，级围岩采用全断面开挖，紧急停车带级围岩地段采用双侧壁导坑法施工，紧急停车带级围岩地段采用中壁隔墙法施工，小净距隧道可参照同类围岩隧道施工。隧道衬砌支护见下表：正常净距隧道复合式衬砌支护参数见下表初 期 支 护衬砌类型围岩级别 锚 杆 钢筋网 混凝土 钢拱架二次衬砌辅助施工SVI VI 级黄土C25 一次模筑砼50Cm20a 工字钢间距75Cm拱部、仰拱35Cm（钢筋）超前小导管SVI VI 级D25 注浆锚杆L=4m（纵）75X100（环）6 钢筋网20X20CmC2

10、0 喷射砼厚 26Cm20a 工字钢间距75Cm拱部、仰拱55Cm（钢筋）超前小导管SVaV 级浅埋或加强段D25 注浆锚杆L=3.5m（纵）75X100（环）6 钢筋网20X20CmC20 喷射砼厚 24Cm20a 工字钢间距75Cm拱部、仰拱45Cm（钢筋）超前小导管SVb V 级D25 注浆锚杆L=3.5m（纵）100X100（环）6 钢筋网20X20CmC20 喷射砼厚 24Cm18 工字钢间距75Cm拱部、仰拱45Cm超前小导管SIVaIV 级浅埋或加强段D25 注浆锚杆L=3m（纵）100X100（环）6 钢筋网20X20CmC20 喷射砼厚 22Cm18 工字钢间距100Cm拱部

11、、仰拱40Cm超前锚杆SIVb IV 级D25 注浆锚杆L=3m（纵）100X100（环）6 钢筋网20X20CmC20 喷射砼厚 22Cm格栅钢架间距120Cm拱部、仰拱40CmSa级加强段D25 注浆锚杆L=3m（纵）100X100（环）6 钢筋网20X20CmC20 喷射砼厚 10Cm拱部40CmSb 级D25 注浆锚杆L=3m（纵）120X120（环）6 钢筋网20X20CmC20 喷射砼厚 10Cm拱部35CmSa 级加强 22 砂浆锚杆L=2.5m 局部 6 钢筋网20X20Cm 拱 C20 喷射砼 拱部30Cm秦岭关隧道下行线实施性施工组织设计第 6 页 共 36 页段 部 厚

12、10CmSb 级 22 砂浆锚杆L=2.5m 局部6 钢筋网20X20Cm 拱部C20 喷射砼厚 6Cm拱部30Cm小净距隧道复合式衬砌支护参数初期支护衬砌类型围岩级别锚杆 钢筋网 混凝土 钢拱架二次衬砌 辅助施工XSV V 级25 注浆锚杆L=44.5m（纵）75X75（环）6 钢筋网20X20CmC20 喷射砼厚 25Cm18 工字钢间距75Cm拱部、仰拱50Cm（钢筋）超前小导管XSIVIV级D25 注浆锚杆L=3.54.5m（纵）1005X100（环）6 钢筋网20X20CmC20 喷射砼厚 22Cm格栅钢架间距100Cm拱部、仰拱45Cm（钢筋）超前小导管XS级D25 注浆锚杆L=3

13、4m（纵）100X100（环）6 钢筋网20X20CmC20 喷射砼厚 15Cm拱部、仰拱40CmXS级22 砂浆锚杆L=2.53m 纵）120X120（环）6 钢筋网20X20Cm拱部C20 喷射砼厚 10Cm拱部35Cm紧急停车带复合式支护参数表初期支护衬砌类型围岩级别锚杆 钢筋网 混凝土 钢拱架二次衬砌辅助施工STV V 级25 注浆锚杆L=4m（纵）75X100（环）6 钢筋网20X20Cm双层C20 喷射砼厚 28Cm20b 工字钢间距75Cm拱部、仰拱60Cm（钢筋）超前小导管秦岭关隧道下行线实施性施工组织设计第 7 页 共 36 页STIVIV级D25 注浆锚杆L=4m（纵）75

14、X100（环）6 钢筋网20X20CmC20 喷射砼厚 24Cm18 工字钢间距75Cm拱部、仰拱55Cm（钢筋）超前小导管ST级D25 注浆锚杆L=3m（纵）100X120（环）6 钢筋网20X20CmC20 喷射砼厚 20Cm14 工字钢间距100Cm拱部、仰拱45CmST级22 砂浆锚杆L=3m 局部6 钢筋网20X20Cm拱部C20 喷射砼厚 10Cm拱部40Cm4.1 洞口施工及明洞施工根据我队多年隧道施工的经验及秦岭关隧道下行线进口位置的具体情况，经过经济性、安全性、可行性综合分析比较后，决定进洞前先完成地表排水系统，采取分层开挖，分层支护，自上而下，边挖边护的洞口加固处理方法：洞

15、口仰坡、明洞边坡采用锚、网喷混凝土加固技术，明洞挖方在满足机械开挖的条件下，使用挖掘机开挖，装载机配合自卸车装运弃碴至指定弃碴位置，人工辅助修坡。不能直接用机械开挖的次坚石采用定向弱爆破，人工辅助机械装运弃方。进洞按设计先施做一环89大管棚，短进尺，弱爆破，快循环，早封闭的施工方案。1、首先开挖并施作洞口边仰坡截水沟，以截排地表水，截水天沟距边仰坡开挖边缘不小于 5m，沟底纵坡不小于 3。排水沟与路基排水系统相衔接。2、开挖洞口顶部及明挖部分土石方，开挖土石方均自上而下进行，能用机械直接作业的，均选用机械开挖，人工配合。机械或人工不能直接开挖的土石方，采用浅孔台阶控制爆破开挖。开挖形成的坡面按

16、设计要求及时进行封闭防护，避免长时间暴露，造成坡面坍塌。3、沿开挖轮廓线先施做一环 89 大管棚，注 1：1 水泥浆浆，管棚间距 40cm。沿支护轮廓线掏槽施做一榀 I18 工字钢，间距 100cm 打 D25 注浆锚杆锁定，并喷射 C20 砼进行锁口，然后进洞施工。4、定位放线，组装台车，绑扎钢筋，浇筑明洞钢筋混凝土，秦岭关隧道下行线进口洞门为削竹式。秦岭关隧道下行线实施性施工组织设计第 8 页 共 36 页5、混凝土达到设计要求时拆模，施做明洞防水层，两侧对称回填。4.2 正洞洞身施工4.2.1 开挖作业、级围岩段采用上下台阶新奥法施工，台阶长46m，作为上半断面开挖台车的工作平台，采用大

17、宇200挖掘机扒渣，成工ZL50侧反装载机装渣，自卸汽车运送弃渣。下台阶开挖同时进行，为减小因左右级围岩采用全初期支护拱脚悬空引起的下沉，左右马口交错开挖。级围岩采用全断面开挖，紧急停车带级围岩地段采用双侧壁导坑法施工，紧急停车带级围岩地段采用中壁隔墙法施工，小净距隧道可参照同类围岩隧道施工。洞身开挖后，立即进行立拱喷锚支护及时封闭围岩。4.2.2 开挖作业循环、级围岩台阶法开挖作业循环时间表序号 工序名称 III 类围岩1 测量 30min2 超前锚杆 120min(按进尺平均到每一循环)3 钻孔 180min4 装药爆破 70min5 通风排烟 30min6 清理危石 30min7 初喷

18、60min8 出渣 180min9 支护 150min10 循环进尺 1.8m11 日进尺 3.6m12 月均进尺 108mII、III 级围岩全断面开挖作业循环时间表序号 工序名称 IV 类围岩1 测量 30min2 钻孔 180min3 装药爆破 90min4 通风排烟 30min5 清理危石 30min初喷 60min6 出渣 180min7 支护 120min8 循环进尺 3.3m9 日进尺 6.6m(每日二个循环)秦岭关隧道下行线实施性施工组织设计第 9 页 共 36 页10 月均进尺 200m4.3 光面爆破施工工艺1、放样布眼钻眼前，测量人员要用红喷漆准确绘出开挖面的中线和轮廓线

19、，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。在直线段，可用35 台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。2、钻眼钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要有丰富经验的老钻工司钻，台车下面有专人指挥，以确保周边眼有准确的外插角（眼深3m 时，外插角小于3；眼深5m 时，外插角小于2），尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。3、清孔装药前，必须用小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。4、装药装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，

20、堵塞长度不小于20cm。5、联结起爆网路起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm 以上处。网路联好后，要有专人负责检查。6、瞎炮的处理发现瞎炮，应首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可；但此时的接头应尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则应参照公路隧道爆破安全规程有关条款处理。7、质量检验标准（1） 超欠挖。爆破后的围岩面应圆顺平整无欠挖，超挖量（平均线性超挖）应控制在10cm（眼深3m）和13cm（眼深5m）以

21、内。（2） 半眼痕保存率。围岩为整体性好的坚硬岩石时，半眼痕保存率应大于80%，中硬岩石应大于70%，软岩应大于50%。秦岭关隧道下行线实施性施工组织设计第 10 页 共 36 页（3） 对围岩的破坏程度。爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应有浮石（岩性不好时应无大浮石），炮眼利用率应大于90%。4.4 超前支护施工方法4.4.1 超前长管棚注浆预支护施工方法（1）钻深孔的操作要点潜孔钻的钻杆长度为4m，钻深孔时必须接杆。因此，随着孔深的增长，需要对回转扭距、冲击功及推力进行控制和协调，尤其要严格控制推力，不能过大。为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆联结套应与钻杆材质相同，两

22、端加工内螺扣（配合钻杆首尾端外螺扣），联结套的壁厚10mm。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移。1) 钻孔前，测量人员要用红喷漆准确绘出钻孔位置，以便钻机准确就位固定。2)施钻时，钻机必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动影响施钻精度。3)钻机开孔时钻速宜低，钻进20cm 后转入正常钻速。4)第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余2030cm 时停止钻进，人工用两把管钳卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆。钻机导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联结套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联结成一体。

23、5)换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换，以确保正常作业。6)引导孔直径应比棚管外径大1520mm，孔深要大于管长0.5m以上。7)钻孔达到要求深度后，按同样方法拆卸钻杆，钻机退回原位。（2） 顶管的工艺流程1)顶管工艺及作业要点。采用大孔引导和棚管钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管注浆的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力（顶进棚管时凿岩机不使用回转压力，不产生扭距）将安有工作管头的棚管沿引导孔顶进，逐节接长棚管，直至孔底。2)管件制作：棚管采用89 普通钢管，钢管节长为46m，管棚长度20m，因此必须接长。棚管接长时先将前一根钢管顶入钻好的孔内再联结。事先加工好的管节联结套，要预先焊接在每节钢管两端，便于联结。第一根钢管前端加工呈锥形，以防管头顶弯或劈裂。接长管件应满足管棚受力要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一断面