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1、 隧道工程施工方案、方法及施工顺序6.1 隧道工程描述6.1.1 概况本合同段隧道共设两座下马基隧道和上马基隧道,均为双洞分离式单向行驶隧道,工程概况如下表:隧道名称起讫桩号隧道长度(m)围岩类别(m)衬砌类别(m)IIIIIIV长管棚超前小导管超前锚杆下马基隧道ZK1202101K1202155354109245326260YK1202190K12021153251431823295上马基隧道ZK121+485K122+29080570956401650175YK121+545K122+318773931605203059280下马基隧道洞内纵坡/坡长左线为-3.797%/850m,右线为-
2、3.800%/850m,平曲线半径左线R=7000m,右线R=7035m。上马基隧道洞内纵坡/坡长左线为-2.328%/1850m,右线为-2.304%/1850m,平曲线半径左右线相等R=1500m。6.1.2隧道地理位置及地貌下马基隧道位于XX县三板桥镇垭口村下马基,隧址区地表高程为14641665m,最大埋深约91m。穿越地段总体地形为中间高,两侧底,呈马鞍型,地表形态波壮起伏较大,山脊呈“S”沿东西向延伸,隧道通过段的洞轴线与山脊线总体方向直交,交角大。上马基隧道位于XX县三板桥镇垭口村上马基,隧址区地表高程为14251770m,最大埋深约140m。穿越地段总体地形为中间高,两边底,中
3、部有冲沟,地表形态波动起伏较大,山体地势西坡较陡,东坡山腰上部稍陡,下部平缓,植被茂密。6.1.3隧道地质状况下马基隧道地质为泥岩夹砂岩、泥灰岩及煤层。地层倾角较大,在6568之间,倾角较陡,走向与洞轴线近平行,岩层受挤压后破碎,节理发育。隧址区地层主要为第四系松散层(Q4dl+dl)含粘性土碎石、上二叠系煤系地层(P2l-c-d)、下三叠系飞仙关组(T1f1+2)砂岩。二叠系龙潭组、长兴组、大隆组灰色泥岩夹砂岩及煤层,是隧道主要围岩。上马基隧道地层主要为第四系松散层(Q4dl+dl)碎石土、上二叠系煤系地层(P2l-c-d)、下三叠系飞仙关组(T1f1+2)沉积岩,岩性为泥质粉砂岩、粉砂岩夹
4、薄层泥岩。6.1.4气候、水文状况隧道所处位置属亚热带季风气候区,气候湿润多雨,冬无严寒,夏无酷暑。年平均降雨量在13901413mm之间,多集中在5-10月份,年平均气温12.915.2,极端最高气温35.140,以每年8月份最热,每年12月至次年2月为霜冻期,极端最低气温-7.9-6.9。灾害气候主要为春旱、冰雹和暴雨。6.1.5地震烈度地震烈度为VI度,设计按VII度设防。6.1.6施工条件下马基隧道进出口仅有乡间羊肠小道,交通闭塞,极为不便,施工时考虑从进口掘进,需新修便道约2公里。上马基隧道出口有乡间小路,施工时考虑从出口掘进,需新修便道约0.5公里。6.2 隧道施工布置6.2.1隧
5、道施工安排总体布置根据两隧道的长度、地质条件及现场地形条件等因素,根据现场施工条件,下马基进口端均有高填方路基,且填方量较大,为便于利用隧道石方,下马基隧道从进口端施工；上马基隧道为一中长隧道,且1号弃土场位于隧道出口端,为保证工期和减小隧道开挖土石方运距采用从隧道出口端左、右洞同时单向掘进。由于两隧道所穿越地层围岩稳定性差,开挖后可产生大坍塌,且左右幅隧道间距较近,爆破作业对相邻隧道的稳定性有一定影响,固在施工安排上,同一掘进方向(指上马基隧道),左右幅掘进面拉开50m左右,支护紧跟并实行严格的微震动控制爆破。6.2.2劳动力组织及施工任务划分根据工期要求排定和上场设备能力拟定在下马基隧道进
6、口安排1个施工队和1个机械综合队,在上马基隧道出口安排2个施工队和1个机械综合队。详细情况见表1。6.2.3主要机械设备本合同段两隧道为控制工期的工程之一,因而在机械设备配备上予以优先保证,并配备先进的机械设备,详见投标书附表3。两隧道均按新奥法施工,出渣采用ZL250C型(3.0m3)挖碴机挖装,18t三菱自卸汽车运输,NH-178型三臂液压台车打眼,实施掘进(钻、爆)、出渣(装、运、卸)、喷锚(运、锚、喷)、衬砌(拌、运、灌、捣)等四条机械化作业线。 表1队伍名称人数(人)任务范围上马基隧道进口施工队60先左线后右线开挖、支护、衬砌与铺底。上马基隧道出口左幅施工队60左幅开挖、支护、衬砌与
7、铺底。出口右幅施工队60右幅开挖、支护、衬砌与铺底。下马基隧道机械综合队30隧道出渣、风、水、电、设备材料运输和混凝土拌合运输等。上马基隧道机械综合队30隧道出渣、风、水、电、设备材料运输和混凝土拌合运输等6.2.4隧道施工进度计划安排隧道掘进及初期支护按每循环一次计算,每循环钻眼长度为3.5米,爆破后按80%的爆破量计算,每循环进尺为2.8m,每循环进尺所需时间计算为:施工测量放样30min钻孔180min清孔装药70min爆破2021n通风排烟尘60min清理危石30min喷锚支护230min出渣240min,合13.83h。根据上面的进度按2日(48小时)3个循环掘进10.5m计算,下马
8、基隧道从进口先左线后右线进行施工,左右线全长为679米,除去长管棚64米及小导管157米长度后458米可在3个月内完成开挖及初期支护,但考虑到由于地质原因影响按4个月拟定施工计划；长管棚采取进出口同时施工,按0.5m/d计算,2个月完成施工；小导管采取进出口同时施工,按1.5m/d计算,2个月完成施工。上马基隧道从出口左右线采用平行流水作业施工,最长左线为805米,除去长管棚16米及小导管50米长度后739米,按上述施工进度计算可在5个月内完成开挖及初期支护,考虑由于地质原因影响按6个月拟定施工计划；长管棚采取进出口同时施工,按0.5m/d计算,1个月完成施工；小导管采取进出口同时施工,按1.
9、5m/d计算,1个月完成施工。据此拟定施工进度计划见表1、表2。从表1、表2中可知隧道工期均为18个月,较业主规定工期提前12个月。6.2.5临时工程1、施工便道本项目两隧道均由国道32021地方公路进入,进入工地便道需新修约3公里左右。便道进入施工驻地前2021采用片石铺底,C10混凝土找平,以此保证施工驻地的清洁,做好文明施工。2、施工用电本项目两隧道施工用电均以地方供电为主,备用发电机组为辅。即在掘进端口外搭接地方高压线,并分别在两隧道掘进端口外各安装1台500KV变压器,施工前分别各配12021发电机过渡,同时作为备用电源,洞外低压供电线路采用三相四线制架空线,洞内采用电缆线供电,备用
10、315KV变压器2台以作为洞内增压。3、施工用水施工用水下马基隧道从离掘进端口外(进口)约100米的小冲沟中抽起；上马基隧道采用出口40m冲沟水,此冲沟常年有水,施工时通过筑坝储水,并在洞顶距洞底高差大于30m的地方修建一个容量为100m3的水池,将储水抽至该水池供隧道使用。4、高压供风在两隧道掘进口处,各建高压风站一座,每个掘进口安装1台2SD-10型压风机,给洞内送风。另外在洞内侧墙上每隔12021装1台轴流式抽风机,通过高压风管将洞内空气抽出洞外。这样一送一抽,使洞内空气形成对流,保证空气质量。5、隧道内通风三管两路设置隧道内采用软质风管悬挂于边墙一侧,进行压入式通风(详见图6-1、6-
11、2)。隧道动力线、照明线分开安装在另一侧的边墙顶部边缘上。高压水管和高压风管安装在风管同侧临时水沟上方。隧道底部设置施工道路,顺纵坡段两侧分别设置排水沟自流排水,反向纵坡段每隔60m设集水坑一个,自吸水泵排水总管集中排出洞外,并做好道路横向排水坡,确保道路平顺、不积水。图6-2 隧道施工通风方案图图7-1 隧道三管两路布置图图6-2 隧道施工通风方案图 6、隧道通讯采用有线和无线对讲机相结合的联络方式。7、隧道施工生产、生活用房生产、生活用房均为自建,其中下马基隧道生产房屋120212,生活房屋800m2、上马基隧道生产房屋1500m2,生活房屋1000m2。结构形式为水泥砖砌、石棉瓦盖顶。8
12、、隧道进口洞口外挡护及排水工程本合同隧道在施工前均需做好进、出口外引水、排水和挡护设施,防止水害及山体滑坡、滚石危及安全。6.3 隧道施工方法本合同段两隧道均采用新奥法施工,采用现场监控、量测信息指导施工。6.3.1进洞施工方法1、人工开挖并施作截水天沟后将洞门及明洞位置挖出。开挖时,采用挖掘机按设计尺寸位置挖出洞门及明洞位置,避免对洞门仰坡及边坡的扰动。开挖采用自上而下分层开挖,开挖时加强对仰坡的观测,如洞口仰坡在开挖过程中有滑坡迹象,对仰了坡和边坡采取加固措施,并采取保留核心土的办法,先将明洞和洞口衬砌好,再挖核心土石方。2、挖出洞门及明洞位置后,立即衬砌明洞及洞门,明洞衬砌采用钢筋混凝土
13、结构,衬砌完毕后进行防水层及两侧M7.5号浆砌片石铺砌施工,再进行洞顶回填。回填采用合格材料自上而下分层进行,并夯实回填土,夯实度不小于93%。3、明洞开挖至距拱顶中心下4.5m的位置时,开始进行管棚的施工,先根据地形修筑护拱,大管棚按设计长度一次性钻进施工,在管棚施作结束后,依次分层开挖明洞至起拱线标高,明洞采用明拱暗墙法施工。待明洞及洞门施工完毕,再向前掘进。6.3.2掘进开挖方法1、开挖方法本合同段隧道II类围岩采取双侧壁导坑法开挖,实施超前支护(其中II类围岩S2a型衬砌断面采用超前大管棚,预注单液浆,并在开挖过程中采取超前小导管注浆补强；S2b类衬砌断面采用超前小导管棚支护,预注双液
14、浆,详见图6-3、6-4所示)； III类围岩S3a型衬砌地段采取台阶上、下半断面法分步开挖,复合式衬砌支护。III类围岩S3b型衬砌地段及IV类围岩段采取全断面一次开挖法开挖与支护,再修筑衬砌。图6-3 S2b型衬砌段小导管超前支护示意图图6-4 大管棚超前支护示意图(1)双侧壁导坑法本法用于地表下沉量要求严格,围岩条件特别差的II类围岩。此类围岩开挖后洞室变形较大,为防止变形过大造成初支护结构侵入衬砌净空,根据设计要求按不同围岩地段在开挖中预留10cm(II类围岩)、7cm(III类围岩)、5cm(IV类围岩)的下沉量,即扩大开挖断面10cm、7cm、5cm,在开挖过程中根据围岩的不同及实际监测情况作调整。开挖时与小导管注浆穿插进行,即每注一个循环开挖1.5m,初期支护与开挖紧跟,即每开挖一个循环立即立拱挂网喷混凝土施作初期支护。施工顺序见图6-5。图6-5 双侧壁导坑法施工顺序图 (2)台阶开挖法本法用于III类围岩S3a型衬砌段,是将设计断面分上半部断面和下半部断面两次开挖成型,台阶长度为12m,开挖进尺2.4m,如图6-6所示。图6-6 台阶开挖法示意图 (3)全断面一次开挖法本法用于III类围岩S3b型衬砌地段及IV类围岩地段,并配有钻孔台车和高效率装运机械的石质隧道。主要工序有:使用NH-178型三臂液压钻孔台车全断面
