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1、隧道环形开挖预留核心土施工方案范例精选编制：复核：审定：中交路桥建设有限公司二O五年 月 日目录目 录 11. 编制 依 据 31.1 编制说明 31.2 编制依据 32. 工程概况 32.1 工程简介 32.2 自然 条件 42.2.1 气象水 文 42.2.2 工程地 质 43. 方案比选 53.1 工法 比较 53.2 工法 选定 64. 施工准备 64.1 人员 安排 64.2 机械 配置 74.3 进度计 划 安 排 84.4 技术 准备 84.5 物资 准备 85 施工部署 85.1 环形预 留 核 心 土法 施工 工 艺 95.2 爆破 施工 125.3 监控 量测 145.3.
2、1 地质支 护状态观察 145.3.2 地表沉 降 145.3.3 拱顶下 沉 165.3.4 水 平收 敛 检 测 176. 安全风险源分析 196.1 原因 分析 196.2 防范处 理 措 施 196.3 隧道坍 塌 应 急 预案 197. 质量保证体系 207.1 质量保证目标 207.2 质量保证体系 208安 全 生 产保 证体系 及 保 证措施 218.1安全目标 218.2 安全生产保证体系 219. 文明施工、环保保证措施 221. 编制依据1.1 编制说明马鹿沟岭隧道地质复杂，施工难度较大，为了保证隧道顺利施 工项目部根据招标文件、施工图纸、施工规范及吸取以往施工经验， 特
3、编制隧道环形开挖预留核心土施工技术方案。1.2 编制依据1. 鹤岗至大连高速公路小沟岭至抚松段Al设计段施工图设 计；2. 马鹿沟岭隧道工程地质勘察报告质勘察报告SIVA-3 ；3. 公路隧道施工技术规范(JTG F60 2009)；4. 公路隧道施工技术细则(JTG/T F60-2009)；5. 吉林省高速公路施工标准化管理指南(试行)；6. 国家及行业现行的其他相关施工技术规范、验收标准及质量 安全技术规程；7. 现场调查的工地自然条件、地区资源条件等。2. 工程概况2.1 工程简介新建鹤岗至大连高速公路小沟岭至抚松段 ZT02 合同段位于吉 林省敦化市境内，主线起讫里程桩号K535+00
4、0K558+000 ,长 22.987Km (含短链13m),互通匝道长6.223Km。线路起于雁鸣湖互 通，过马鹿沟岭、经嘀达咀南、在新红屯南跨越国道G201 ,经海青 房北、开荒屯、柳菜沟，于官地镇西北设互通立交与国道 G201 连接， 经惠民屯南、西甸子南抵达本段终点。标段内隧道共 1 座，为马鹿沟岭隧道，该隧道设计为分离式隧 道。马鹿沟岭隧道位于张广才岭西侧，山体总体北东走向，属于低 山丘陵地貌，洞口顶板标高为405.05 米，相对高差34.61 米。隧道起止桩号 K538+199K539+561(YK538+190YK539+579), 左幅长1362m ，右幅长 1389m ，是长
5、隧道，洞 门形式均为削竹式洞门。洞 口 段为 V 级， 洞身 段 为 IV 级 、V 级围 岩 为主 ，围 岩 主要 为 碎 石、 碎 石 土，杏仁状玄武岩，节理裂隙发育，围岩极为破碎，地质复杂，施 工难度较大，安全风险较高。施工时工作面较小，难以用大规模设 备开展作业，限制了进度，对工期产生一定的影响。是本标段的重 点、难点及关键性工程之一。隧道主洞建筑限界见下表：表 2.1-1 主 洞 建 筑 限 界设计速度净宽(m)净髙(m)行车道(m)侧向宽度(m)检修道(m)V=80km/h主洞10.255.003.75 X20.5/0.750.75 X22.2 自 然条件2.2.1 气 象水 文隧
6、址区气候属于北半球西风带大陆性中温带湿润气候区中的温 凉和冷凉气候区，主要特点气温冷凉，雨量较充沛，日照较充足， 春季干燥多风，夏季短暂温热多雨，秋季温和凉爽，冬季漫长寒冷， 江河结冰，大地封冻。区内地下水类型主要为第四系孔隙水和基岩 风化裂隙水，第四系孔隙水主要赋存于沟谷堆积的坡洪积层内，含 水岩性为坡洪积的碎石土，水位埋藏较浅，水量受季节变化较大， 4-5 月份积雪融化期，7-8 月份雨季对地下水均有补给作用。部 分雨 水顺坡流淌汇入沟谷排泄，少部分渗入地下或存于基岩风化裂隙发 育、地势相对较低的强风化带内，微风化层透水性能较弱，但垂向 节理发育带可能透水性较强，富水性较弱。2.2.2 工
7、 程地 质隧道区在大地构造上位于吉黑褶皱带敦化隆起区，主要区域构 造为敦 化 密 山岩 石圈 断 裂带。 该断 裂带走 向北 东 ，中 新生代 以来 活动频繁，控制了区域构造轮廓，北东、北北东向构造发育。第三 纪以来发生断限，大面积的多期玄武岩喷溢，成为熔岩盆地。形成 北东向的玄武岩分布区带，晚更新世以来趋于稳定状态，没有发现 火山活动的迹象，玄武岩盖层中没有发现较大的断裂构造，说明晚 近时期构造活动不强烈，隧道位于该带内，围岩主要为玄武岩。3. 方案比选围 岩 分 级 统 计 ， PYQM5 ： 526m ， QM5 ： 466m ， SM5 ： 875m ， SM4 ： 685m ， JJ
8、4:80m 。在 V 级围岩中拟采用单侧壁导坑法开 挖或环形开挖预留核心土 开挖方法。3.1 工 法比较单侧壁导坑法 单侧壁导坑法是在软弱围岩大跨度隧道中，先分部开挖隧道的 一侧，并施作中隔壁，然后再分部开挖另一侧的施工方法。上部导 坑的开 挖 循 环进 尺 控 制为 1 榀钢 架 间 距( 0.75-0.8m )，地 质 较差 时 ， 每个台阶底部均应设置临时钢架或临时仰拱。此方法优点在于：各部封闭成环的时间短，结构受力均匀，变 形较小，且由于支护刚度大，施工时隧道整体下沉微弱，地层沉降 量不大，容易控制。单侧壁导坑法施工时化大跨为小跨，步步封闭，因此每步开挖 扰动土层的范围相对小的多，封闭
9、时间短，结构很快处于整体较好 的受力状态。同时，临时仰拱和中隔墙也起到了增大结构刚度的作 用，有效抑制了结构变形。单侧壁导坑法的缺点：由于地层软弱，断面较小，只能采取 小 型机 械或人 工开 挖及 运 输作业 ， 且 分块太 多， 工 序繁 多、复 杂， 进度较慢。临时支撑的施作和拆除困难、成本较高。环形开挖预留核心土法 环形开挖预留核心土法是一种先开挖上部导坑成 环， 并进行初 期支护，再分部开挖剩余部分的施工方法。环形开挖预留核心土法， 将开挖断面分为上、 中、 下及底部四个部分逐级掘进施工， 进尺控 制为 0.5-1m ，核心土面积应不小于整个断面面积的 50。上部宜超 前中 部 3-5
10、m ， 中部 超 前下 部 3-5m ， 下 部超前 底部 10m 左 右 。优点：开挖过程中上部留有核心土支撑面，能迅速及时地建 造拱部初次支护， 能够保证开挖面的稳定性。 核心土和下部开挖都是在拱部初次支护保护下进行的，施工安 全性好。 与台阶法相比较 ，台阶长度可以适度加长 ，可以减少上 、下 台 阶施工干扰。相对于侧壁导坑法， 施工机械化大大提高， 施工速度 加快。缺点 ： 对隧道断面下半部 围岩的稳定性和 强度有 一定要求， 必 须要时需要对拱脚和墙角围岩进行注浆加固或增设锁脚锚杆。3.2 工 法选定马鹿沟岭隧道围岩类型为V级、IV级围岩，经现场勘探隧道开 挖 断面 围 岩 所 表现
11、 出来 的 特点 基 本上 是 上 半 部 围 岩 较 差 ， 仅需 人工 或机械开挖即可；下半部围 岩比较稳定，风化深度不如上半部围 岩， 具有一定强度， 多数情况下需要先采用松动爆破后再开挖。此种情 况下如采用单侧壁导坑法施工， 在隧道断面下半部 分进行爆破开挖 时， 对侧壁具有一定破坏性。另外， 环形开挖预留 核心土法， 上、 下台阶施工干扰小， 大大提高施工机械化， 能使施工速度加快， 大 大缩减 工 期 。因此， 从地质条件、 施工速度、 投资、 施工风险等多种情况综 合分析决定， 洞口段及偏压浅埋段 V 级围 岩采用单侧壁导坑法， 浅 埋 V、 深埋 V 和 JJ4 施工段采用环形
12、开挖预留 核心土法。4. 施工准备4.1 人 员安排表 4-1 开 挖 施 工 人 员 安 排 表工种数量备注施工负责人1人全面负责现场施工管理现场技术负责人1人负责现场技术及质量管理工班长2人全面负责班组现场施工管理班组技术员2人负责现场施工技术、质量测量员3人负责施工部位施工放样试验员1人负责施工部位所有混凝土试验支护班18人洞身开挖完毕后初期支护钢筋工5人挂网、绑钢筋、钢架加工喷锚工12人喷射混凝土、施做锚杆爆破工18人边仰坡、洞身开挖杂工5人辅助施工电工2人负责现场用电驾驶人员4人装载机、挖掘机、自卸车合计74人4.2 机 械配置标 表 4-2 开 挖 机 械 设 备 配 置 表设备名
13、称型号数量备注装载机ZL503挖掘机CAT320D2自卸车10电动空压机22m3湿喷机5m 3/h2两仓自动计量注浆机50/702振捣棒50mm6湿喷站60m 3/h1小型运料车2喷浆料运输凿岩机YT-2810发电机35KVA1发电机300KW以上1备用型钢冷弯机WGJ-2501锚杆机14.3 进 度计划 安 排隧 道 施 工 计 划 554 天 完 成 ，跨 越 一 个 冬 季 ，冬 休 时 间 为 2014 年图 4-1 马鹿沟岭隧道施工计划横道 图4.4 技 术 准 备技术部组织人员熟悉图纸，明白设计意图，对作业班主进行技 术交底。试验室完成相关混凝土的配比申报审批，钢筋、型钢、超前锚
14、杆等原材申报审批工作，并进行优化。4.5 物 资准备将施工所需材料提前做好材料采购计划，并上报给物资设备部 由物资设备部及时采购施工所需材料，以免耽误施工进度。5 施 工 部 署方 案 比 选 ， QM5 、 SM5 、 JJ4 采 用 环 形 开 挖 预 留 核 心 土 法 。 环 形 开挖预留核心土法，将开挖断面分为上、中、下及底部四个部分逐 级掘进 施 工 ，核 心 土 面积 应 不小 于 整 个断 面面 积 的 50 。 仰拱 部位初期支护封闭成环距离掌子面不得大于 35m 。开挖前，由测量人员用全站仪放出隧道开挖轮廓线，并用红色5.1 环 形预留 核 心土法 施 工工艺防水层施工，浇筑图5-2 环形开挖预留核心土法施工工艺流程图5.1.1 超前预支护 在开挖过程中，做好超前支护的关键在于打好超前小导管，采 用短进尺环形开挖，依靠小导管的棚护作用进行初喷混凝土、及时 架立I20a (I18a)型钢钢架。小导管采用A 42 X 3.5mm无缝钢管， 环向设置33根，间距41.6cm ，小导管纵向搭接长度为1.03m。图 5-3 超前小导管预注浆施工工序框图钢花管的制作：小导管前端做成尖锥形，尾部焊接 6mm钢筋加劲箍
