3,5公里隧道专项施工方案

南安（金淘）至厦门高速公路泉州段A3标段石鼓山隧道专项施工方案第1页共73页石鼓山隧道专项施工方案一、编制依据1、福建省南安（金淘）至厦门高速公路泉州段公路工程招标文件、福建省南安（金淘）至厦门高速公路泉州段A3合同段投标文件、与业主签订的合同协议书;2、福建省南安（金淘）至厦门高速公路泉州段两阶段施工图设计；3、施工技术规范标准：《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）、《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）、《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；4、安全规范标准:《爆破安全规程》（GB6722）、《公路施工技术安全技术规程》（JTJ076-95）;5、环保规范标准:《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国固体废物污染防治法》、《中华人民共和国水污染防治法》;6、现场进行详细调查资料；7、我公司的施工技术与管理水平及施工队伍的整体实力。二、编制原则在满足项目总体施工组织设计和合同总工期的基础上，以施工图纸、施工规范为依据，采用先进的施工组织管理技术，统筹规划，合理安排，组织分段平行流水作业。根据本工程特点，调集具有施工经验的专业队伍，选择成熟的施工工艺和先进的机械设备，科学配置生产要素、良性运作的生产线。严格按照ISO9002质量体系标准及程序，对施工现场实施动态管理和严密监控。三、现场组织机构及施工任务南安（金淘）至厦门高速公路泉州段A3标段石鼓山隧道专项施工方案第2页共73页根据石鼓山隧道工程的特点及项目经理部总体计划安排，本着精干高效的原则，组织具有隧道工程施工经验的施工作业人员成立“隧道工程队”，在项目经理部的统一领导下，代表项目经理部高质、高效的完成石鼓山隧道施工任务。进场人员详见《主要进场人员一览表》附表。四、工程描述㈠工程概况石鼓山隧道位于南安市金淘镇附近，起讫桩号左线ZK7+643～ZK13+648（长度为6005米），右线YK7+647～YK13+652（长度为6005米）。隧道与A2标在左线ZK10+480（右线YK10+500）处划开各自施工约一半，我合同段施工段落左线为ZK10+480～ZK13+648(长度为3168米)，右线为YK10+500～YK13+652(长度为3152米)，建筑限界14.50*5米，隧道左洞纵坡-0.951%～-1.70%，平曲线半径为4000（1630）米，右洞纵坡-0.950%～-2.50%，平曲线半径为4000（1680）米。隧道出口均为削竹式洞门，照明为组合灯具，机械通风。㈡地质描述本隧道场区表层为薄层的残坡积土、坡积碎石，下覆基岩为侏罗系南园组凝灰熔岩及其风化层、局部凝灰熔岩中夹有薄层的砂质泥岩、粉砂岩。测区地质构造主要受区域性北东向长乐～诏安断裂带、北西向永安-晋江构造带、东西向安溪-惠安构造带的控制。隧道区主要发育北东向和北西向的次一构造，以节理裂隙密集带为主，隧道区发育有22条构造破碎带或节理裂隙密集带。隧道进出口位于山坡，山坡坡度约10-15°，上覆薄层残坡积粘性土层，坡积碎石，现有边坡稳定。出口段洞身围岩主要为残积砂质粘性土、全风化凝灰熔岩，厚度约为15米。㈢水文地质特征南安（金淘）至厦门高速公路泉州段A3标段石鼓山隧道专项施工方案第3页共73页隧道岩体渗透性较弱，且不均匀，大部分地段含水较弱；隧道区节理裂隙发育，节理裂隙带和断层构造带易成为地下水渗流通道。根据本次勘察期间钻孔稳定水位观测，隧道区出口段的地下水稳定水位一般低于隧道顶板。五、现场施工方案隧道的施工遵循“管注浆超前，短开挖，弱爆破，强支护，早成环，二次衬砌紧跟，勤量测”的原则进行。在隧道开挖施工中，加强洞内围岩量测及地质超前预报工作。发现问题及时向有关部门汇报，以便及时修正支护参数，确保隧道施工安全。⑴洞口段施工①明洞及边、仰坡开挖施工施工顺序：测量→截水沟→明洞、仰坡开挖→边、仰坡防护。施工方法：明洞里程左洞为ZK13+633～ZK13+648，右洞为YK13+637～YK13+652。明洞、边仰坡施工前先施做截水沟；明洞及仰坡开挖按设计坡度从上向下分层开挖。开挖时土方用挖掘机开挖，软石用风钻打眼，小药量松动爆破及预裂爆破开挖，每层开挖高度控制在2.0米以内。然后及时施做砂浆锚杆、挂网喷混凝土尽快封闭开挖面。在边坡及仰坡适当位置（或监理工程师指定位置）设置位移、沉降量测点，加强边仰坡稳定性观测。②明洞及洞门施工洞口段土石方开挖至上台阶标高时，立即开挖进入正洞施工，待正洞开挖完成一段距离后再进行洞口段结构物的施工。其施工主要内容为：明洞段仰拱、填充、边墙基础、拱墙衬砌、洞门、防排水、拱背回填、坡面防护等。仰拱及边墙基础混凝土采用组合钢模板人工立模浇筑，边墙及拱部混凝土施工采用9米长整体液压衬砌台车做内模，外模采用组合钢模板或木模。首先施工南安（金淘）至厦门高速公路泉州段A3标段石鼓山隧道专项施工方案第4页共73页明洞仰拱（包括填充混凝土）、边墙基础钢筋混凝土，待混凝土强度达到规范要求后，拆模并进行施工缝凿毛，同时绑扎明洞结构钢筋，然后施做边墙和拱部混凝土。混凝土由两侧对称灌注。拱墙混凝土一次整体浇筑成型。待混凝土强度达到设计强度、拱墙背后按设计完成防水层。隧道进洞施工正常后，尽早安排洞门施工。洞门施工完成后进行明洞的回填，施工时注意对称回填。⑵暗洞进洞施工准备洞口开挖成型后，进行隧道洞身开挖施工。施工前先实施暗洞口岩体加固方案，具体措施如下：①套拱施工在暗洞口先架立四榀钢支撑。钢支撑纵向用Φ25螺纹钢焊联成整体。并按照设计预埋Φ127孔口管,管距环向为50cm，孔口管使用Φ20钢筋进行固定。然后拼装外轮廓（内轮廓为土模）模板浇注C25混凝土形成临时明洞，套拱的净空应大于洞身衬砌的外轮廓12cm左右。②长管棚施工石鼓山隧道洞口浅埋段设计有长管棚超前支护,施工方法如下：套拱混凝土强度达到设计的70%以上时再进行长管棚钻孔。钻孔精度是长管棚注浆质量的关键环节和前题，拟采用MGJ-50型水平钻机，该机体积小，搬运灵活。钢管规格型号必须符合设计要求，采用φ108mm×6mm热轧无缝钢管，节长为4m、6m，并以15cm长的丝扣连接。为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用4m，编号为偶数的第一节管采用6m钢管，以后每节均采用6m长钢管。管棚按设计位置进行施工，奇数号孔采用无缝钢管，偶数孔采用注浆用钢花管，应先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管，无孔钢管可作为检查管，检查注浆质量，钻机立轴方向须准确控制，以保证孔口的孔向正确，每钻完一孔便顶进南安（金淘）至厦门高速公路泉州段A3标段石鼓山隧道专项施工方案第5页共73页一根钢管，钻进中经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。为保证同一截面接头数不大于50％和相临钢管接头错开，须对钢管预先编排，长短搭配，按编排号对号入座。钢管上按梅花形间距15cm钻15mm的小孔。钻孔和钢管方向与线路中线平行。长管棚注浆采用水泥单液浆，水泥浆水灰比为0.5:1～1:1，可根据情况添加早强速凝剂;注浆初压0.7-1.5MPa，终压2.0Mpa。注浆结束后用30号水泥砂浆充填，以增强钢管的强度和刚度。注浆前应先进行注浆现场试验，注浆参数应通过现场试验按实际情况确定，以利施工。注浆前必须先对注浆机、管道等进行严格检查，以免中途停止，造成废孔。注浆应一次注满，压力表达到设计值并稳定一段时间方可停止。《管棚施工工艺框图》见附表。⑶洞身开挖隧道Ⅴ（Ⅳ）级围岩采用双（单）侧壁正台阶法开挖、Ⅲ级围岩采用单侧壁法开挖、Ⅱ级围岩采用全断面法开挖，开挖用风动凿岩机打眼，人工装药，非电毫秒雷管起爆，2#岩石硝铵炸药或乳化炸药爆破，全部采用光面爆破。若在相应级别围岩开挖的过程中，出现地质情况与设计图纸不符，须采用相邻较低级别围岩的支护类型及衬砌型式。①Ⅴ、Ⅳ级围岩地段开挖施工顺序：上下部打眼→装药→上下部分段爆破→通风、找顶→初喷混凝土封闭岩面→出碴→测量→上下部立拱架、挂钢筋网→超前小导管(锚杆)→施做系统锚杆→复喷至设计厚度→进入下一循环。南安（金淘）至厦门高速公路泉州段A3标段石鼓山隧道专项施工方案第6页共73页施工方法：Ⅴ级围岩地质软弱破碎，自稳及成洞性差。采用双侧壁导坑法进行开挖，开挖尽量采用机械直接开挖，人工配合，开挖不动的采用微振光面爆破，以减少爆破对围岩的扰动。锚网喷混凝土支护及时跟进。开挖、支护过程中量测紧跟及时反馈，以调整支护参数，衬砌前拆除临时支护，为确保施工安全量测及时进行。双侧壁导坑法施工工序如下图所示。南安（金淘）至厦门高速公路泉州段A3标段石鼓山隧道专项施工方案第7页共73页A侧壁导坑开挖先行导坑采用微正台阶法开挖，上半断面超前2.5～3.0米，使用3～4台气脚式凿岩机钻眼，光面爆破，每循环进尺2米，配备正铲侧卸式装载机装碴，自卸汽车运输，为保证施工安全，每循环需作初期支护，侧壁和临时壁墙同时支护，根据地质条件采用喷锚+钢拱架支护，锚杆采用φ22药包锚杆，长度2.5米/根，间距1×1米。钢拱架支撑按设计要求制作，间距0.5m/榀，每榀间以φ18钢筋纵向连接。喷砼封闭围岩及钢拱架，采用多次喷射，总厚度达15厘米。复喷砼要适当推迟，以不影响循环时间。当先行导坑超前3-5米后，两侧导坑可同时开挖，后行导坑开挖、支护方式与先行导坑相同。侧壁导坑开挖作业现场南安（金淘）至厦门高速公路泉州段A3标段石鼓山隧道专项施工方案第8页共73页B中央部分开挖在不影响两侧壁导坑道开挖时可进行中央开挖，中央开挖也采用正台阶法，上下台阶间距5-8米，上部台阶高2.5米，采用5台气脚式凿岩机钻眼，短进尺弱爆破，开挖成形后及时检查断面尺寸，防止超欠挖，及时施作上部初期支护，然后喷射砼封闭。下部开挖可利用自制汽车台架钻眼，如果中部开挖高度太大，仰拱部份可留下以后开挖。中央部分开挖作业现场开挖、支护过程中量测紧跟及时反馈，以调整支护参数，衬砌前拆除临时支南安（金淘）至厦门高速公路泉州段A3标段石鼓山隧道专项施工方案第9页共73页护，为确保施工安全量测及时进行。对于隧道浅埋段在开挖前须进行地表注浆加固，地表注浆加固结束后方可进行暗洞开挖施工。隧道在暗洞施工时要加强地表监控量测，发现异常情况应立即封闭掌子面停止施工，及时通知业主及设计单位，根据现场具体情况变更设计方案，确保隧道施工安全。注浆管采用PVCφ50×5注浆花管，管壁每隔15cm交错布置，眼孔直径10mm。注浆压力：初步拟定初始压力为0.5-1.0MPa，终压为2.0-3.0MPa，注浆压力根据现场试验进行调整。注浆完成后，对地表处的河床内进行浆砌片石铺砌，排水沟须在隧道进洞之前完成。Ⅳ级围岩拟采用单侧壁导坑上下台阶法开挖，台阶长度控制在10～15m，光面爆破采用塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。Ⅳ级围岩段开挖步序图见下图所示。Ⅳ级围岩段开挖步序图南安（金淘）至厦门高速公路泉州段A3标段石鼓山隧道专项施工方案第10页共73页单侧壁导坑法施工作业②Ⅲ级围岩地段开挖Ⅲ级围岩拟采用单侧壁导坑法开挖。光面爆破采用塑料导爆管非电起爆系南安（金淘）至厦门高速公路泉州段A3标段石鼓山隧道专项施工方案第11页共73页统，毫秒微差有序起爆。单侧壁导坑法开挖工序见下图所示。③Ⅱ级围岩地段开挖Ⅱ级围岩节理裂隙不发育，岩体较完整，稳定性较好。拟采用全断面法开挖。三臂凿岩台车钻孔，非电毫秒雷管起爆，出渣采用挖掘机、装载机配合自卸汽车出渣。喷射砼采用砼喷射机操作等机械化施工。Ⅱ级围岩段开挖步序见下图。III-I全断面初期支护二次衬砌仰拱二次衬砌仰拱初期支护仰拱初期支护断面初期支护Ⅱ、Ⅲ级围岩段开挖步序图掌子面南安（金淘）至厦门高速公路泉州段A3标段石鼓山隧道专项施工方案第12页共73页全断面开挖施工作业④、隧道开挖爆破设计a、爆破设计原则：减少对围岩的扰动及降低振动强度，采取光面爆破。掏槽及底板眼按抛掷爆破设计。其它眼采用微振动控制爆破，在保证爆破效果的前提下，尽量减少岩石