隧道明洞洞口工程施工方案

红花山隧道明洞洞口工程施工方案

一、编制依据及说明

1、达万高速合同段实施性施工组织设计。

2、山隧道施工设计图。

3、国家、交通部现行的有关施工验收规范、强制性标准。

4、合同文件。

5、总监办工期计划要求。

该进洞方案适用于进出口，但出口目前不具备条件，故优先实施进口。

二、工程概况

隧道进口端距离202省道500米，利用原有乡村便道，进场运输条件较好，施工用水困难（打井取水），洞口段属荒坡地，没有植被，岩层较松散，不利于施工开挖，需加强地表排水防护；出口端距离202省道2500米，利用原有乡村便道1780米，新修便道720米，进场运输条件较差（短期内便道无法通至洞口），施工用水困难（采用地表水及井水），洞口段树木植被较好，岩层较松散，开挖施工条件相对较好，需加强地表排水防护。

进口地质概况:属崩坡积含块碎石粉质粘土,结构不匀,硬塑状。粉砂质泥岩夹砂岩、粉砂岩，强~中风化，属极软~软岩；节理较发育，岩体以破碎状及块状结构；洞门由粉质粘土构成，开挖或支挡不当仰坡和侧壁会诱发滑坡。地下水以滴水状或浸润状为主，雨季会出现淋雨状。

该隧道洞门设计为削竹式洞门，零开挖进洞施工，在施工前精确测设放样，找准暗洞起点和自然仰坡交叉断面作为套拱施工起点，将洞口仰坡位置自然坡体开挖减至最小，待套拱及长管棚施工完成，再逐渐开挖进洞。

三、采用主要施工方法、工序安排和施工质量安全控制措施

（一）、主要施工方法及工序安排

一、施工的基本情况

1、施工便道已修至洞口。

2、临时用电接二蹬岩处高压线（1万伏），在洞口配150KVA

变压器一台。

3、为解决洞口工程前期用风，采用20m3空压机2台。

4、施工用高压水池位于凉水道班下修建拦水坝，于2004年8

月5日已完工，高压水管采用150钢管，已从高压水池位置接至洞口。

5、临时拌合站，材料堆放场地，设在便道外侧靠近正线位置。

拌合站设两台50L强制式搅拌机。

二、施工方案

根据设计文件提供的地质资料来看，隧道的边仰坡物质组成以第四系土层和泥岩为主，洞口段泥页岩地表风化较重，强度较低，土质边坡稳定性差。所以本方案在施工安排时以安全为主考虑。

三、施工内容

施工先后顺序：首先对仰坡上的危岩按设计要求刷坡，消除不安全因素。洞顶天沟开挖砌筑，避免仰坡受雨水冲刷。仰坡地表堆积层清理至基岩面。按设计坡度放样仰坡开挖线，开挖仰坡及时支护，至半断面开挖底标高。洞身超前支护开挖洞身，及时支护，对围岩勤量

测，撑握围岩收敛值。

四、工作程序

1、仰坡上危岩清除

采取打眼放炮。所用机械：T28气脚式风动凿岩机钻孔，20m3空压机供风。由于危石体积庞大，底部外露，下伏泥岩在风水的侵蚀风化作用下已严重风化，且与完整的砂岩层之间存在贯通构造裂隙。所以拟定采用强抛投爆破，顺裂隙面清除整块危石。钻孔深度为危石高度的1/2炮眼间距为岩石厚度的一半，采用2#岩石硝氨炸药，电雷管起爆，单孔装药系数为0.7。视危石厚度，必要时采取深孔药壶法爆破。危石所在之处地形陡峭，尽量一次性清除整块危石，避免再次操作带来的难度。

2、仰坡地表清方

使用挖掘机自上而下进行清理，配合人工清至基岩面出露。对强风化的泥岩、裂隙发达的砂岩必须清理干净，必要时采用光面小爆破清除危石，保证进洞开挖安全。

3、开挖支护，隧道半断面路基拉槽。

仰坡地质为强风化页岩，自然坡度为1：0.75左右。仰坡开挖坡度1：0.5。在清理出露的基岩面放样，采用光面爆破开挖仰坡。人工打眼放炮，炮眼间距40cm，严格控制钻眼坡度，炮眼与前排炮眼间距60cm，单孔装药系数0.2，采用间隔装药，毫秒雷管起爆。达到控制超欠挖，减少扰动为目的，开挖面平整光滑。仰护边开挖边支护，φ22砂浆锚杆锚加固坡体，锚固深度3m，间距1.5m梅花型布置。钻

孔经监理工程师检验合格后进行锚杆安装。锚固用浆体必须按设计配合比配制，严格控制水灰比，采用压浆机压浆。保证浆体饱满，并按规范检验频率留置抗拔力实验锚杆，外露长度30厘米。6.5钢筋成网状布设,网格间距25*25cm,用电焊固定在出露的锚杆头上,并紧贴岩面,可采取ф10的短钢筋头钩压钢筋网的办法使钢筋网紧帖岩

面.C20喷射砼及时封闭开挖仰坡面,厚度不小于8cm，严格按照喷射砼的施工工艺进行。

4、洞口路堑施工

采用中间拉槽超前，边坡自上而下，严格按设计坡度1：0.75进行刷坡，端墙按10：1坡度刷坡，刷坡范围为k54+765-k755。施工中，严格按技术要求放线，做到不超不欠，采用光面爆破。

5、浅埋地段施工

由于洞口范围内岩体破碎，风化严重，为增加稳定及安全，采用加固处理，洞口支护采用的是强支护，在洞口拱部轮廓外设一环超前小导管，超前小导管采用外径φ42mm，壁厚4mm的热轧无缝钢管加工制成，前端加工成锥形，尾部焊接φ6mm钢筋箍加劲，长度为4.5米，管壁每隔15cm交错钻眼，管壁四周钻4排眼孔直径为φ6mm注浆孔。沿隧道纵轴线向开挖轮廓线向外15度的外插角打入岩层中，小导管环向间距为35cm。两排超前小导管纵向有不小于1.0米的搭接长度。具体施工如图一：

3)小导管施工参数

（1）、注浆压力1.0Mpa

（2）、水泥浆水灰比为1.0

（3）、水泥采用P.O32.5普通硅酸盐水泥

（4）、水玻璃波美度为30，模数2.4

4）超前小导管端部焊接在18工字钢上。工字钢加工图见附图。

五、原设计概况及说明

红花山隧道为分离式双线隧道，左洞进口位于半径1443米圆曲线上，左洞出口位于半径800米圆曲线上，全长1079米，右洞进口位于半径为1300米圆曲线上，右洞出口位于半径为800.814米圆曲线上，全长1088米。隧道内最大纵坡：±1.4%；最小纵坡±0.9%。主洞净宽10.25米，净高5.0米。

洞口50m围岩级别为Ⅴ级，超前支护采用Φ108大管棚支护；边仰坡采用锚喷防护；进洞后采用复合型衬砌，初期支护形式如下：喷C20砼均厚24cm，锚杆采用Φ22药卷锚杆，锚杆长度3m，环向间距1.0m，纵向间距0.5 m，交错布置；钢筋网采用φ6.5钢筋，网格间距采用20×20cm；钢拱架采用I18钢(全封闭)，间距0.5m。

1、隧道洞外控制测量

隧道施工的平面和高程控制测量均按原《测规》要求进行控制。施工前首先对设计单位提供的导线和高程控制点进行复测，将测量成果上报监理单位，经监理工程师批准后进行洞口投点及引线进洞的测量工作。

利用设计单位提供的控制点，用全站仪建立导线控制网，并把隧道中线和横向轴线纳入控制网内以保证放样精度。

采用精密水准仪按四等水准布设高程控制网。

2、洞口段洞顶地表沉陷测量

洞口段开挖前，在洞顶埋设混凝土桩及水准基点，纵向沿隧道中线间隔10～20米埋设一个砼桩，横向布点埋设砼桩（见下图），横断面点应充分结合实地地形，避开边坡开挖的位置。在洞口段边坡开挖

前，对量测点观测一次。

开挖时并编制地表下沉位移－时间的关系曲线，绘制地表下沉位

值距开挖面距离的关系曲线，地面下沉量测用精密水准仪观测。

3、截水沟的开挖与砌筑

A．截水沟位置。按设计要求，距刷坡线不小于5.0m的位置设置。

B．截水沟按随挖随砌的原则安排施工，开挖土方由人力运走，不得覆盖截水沟与边坡间的植被(约5.0m宽)。

C．截水沟开挖断面必须满足设计要求，其走向可根据地形特征，在满足截水、排水功能前提下适当调整。

D．截水沟的砌筑，片石选用直径>15cm，厚度>15cm，强度≥30MPa 的片石浆砌，砌筑砂浆的标号为M7.5。

E．截水沟内侧用M10砂浆勾缝，勾缝为凸缝，缝宽2-3cm，对浆砌勾缝应清理，以保证勾缝质量和封闭缝隙，截水沟底全断面砂浆封底，流水面光洁，以利水流畅通。

4、边坡及仰坡开挖与防护

由于进口端地质不良，边坡遭雨水冲刷后，稳定性差，易造成水土流失或产生坍塌的情况，边仰坡的开挖施工方法如下：

①边仰坡开挖，要自上而下进行，坡率必须满足设计要求；

②边仰坡开挖采用挖掘机开挖，人工配合。若遇有坚硬的岩石，采用放小炮松动爆破。不得采用大爆破，杜绝大挖大刷，尽量减少对原地层的扰动；

③边仰坡开挖要在施工放样的基础上进行；

④边仰坡坡面的浮石，危石要清除，坡面凹凸不平应整修平顺，仰坡如需爆破作业，应采用光面爆破成形；

⑤松软地层开挖边仰坡，要随挖随支护，随时检测，加强防护；

⑥根据左侧进口端地形坡度较平缓，粉砂质泥岩夹砂岩、粉砂岩，强~中风化，属极软~软岩；节理较发育，岩体以破碎状及块状结构；洞门由粉质粘土构成，不利于边坡稳定等特点，采取台阶式放坡开挖；

⑦各洞口防护应符合设计要求；

左线进口：左侧边坡第一级以1：0.3的坡率开挖, 第二级以1：0.5的坡率开挖；右侧以1：0.5的坡率开挖。

右线进口:左右侧边坡以1：0.5坡率开挖。

根据设计，左、右线进口端均设有明洞，因此，该处的洞口开挖应结合明洞的边坡率进行，特别是两侧坡率的顺接及明洞仰坡坡率的确定。按设计要求，明洞段边、仰坡采用锚喷防护，隧道支护参数如下：

挂φ8@30钢筋网，喷C20砼均厚10cm，采用Φ22砂浆锚杆长3m，锚杆间距采用1.5×1.5m，梅花型布置。

5、洞口段支护

1.初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱）。

2.开挖侧壁导坑左下半部分（包括临时仰拱）。

3.左侧导坑下半断面初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及仰拱初期支护）。

4.开挖右侧导坑上半断面。

5.右侧导坑上半断面初期支护（包括拱墙初期支护及临时仰拱）。

6.开挖剩余部分（包括临时仰拱）。

7.剩余部分初期支护（包括临时仰拱初期支护及仰拱初期支护）。

8.分段拆除侧壁临时支护。

9.灌注仰拱砼。

10.铺设环向盲沟及防水板,整体灌注二衬砼。

初期支护采用喷射砼、双层钢筋网、锚杆联合支护体系对隧道围岩进行支护。

S5-4-5-1-2型复合衬砌初期支护参数如下：

A、初期支护:喷射C20砼厚度24cm。

B、锚杆：采用φ22药卷锚杆，L=3.0m，环向间距为100cm,纵向间距为50cm，交错布置。

C、钢筋网：采用φ6.5钢筋，构成20×20cm网格，拱部设置。钢筋网应与锚杆尾端连接牢固（要求进行点焊牢固）。

D、型钢钢架：系统支护采用I18型钢钢架（全封闭），中心间距50cm，钢架间用Φ22纵向连接筋焊接在一起，连接筋环向间距1m，在钢架安设过程中，先喷砼填充钢支撑背侧，确保钢支撑与围岩的密贴。

E、拱墙初支为开挖后先湿喷4cm厚C20砼，挂钢筋网，架设钢支

撑，再喷20cm厚C20砼，再挂钢筋网，最后喷至设计厚度。

11.钢筋施工技术要求

11.1 钢筋表面应洁净：油渍、污渍及钢筋表面的水泥砂浆、铁

锈等应在使用前清除干净，在焊接前，焊点处的水锈应清除干净。

11.2、钢筋的搭接要求：a、仰拱钢筋要预留一定的长度以便与

拱部二衬钢筋焊接；b、受拉区域内Ⅰ、Ⅱ级钢筋接头采用焊接，单面焊搭接长度≥10d（d为钢筋直径）。

六、初衬仰拱支护结构：

1仰拱部位的基坑开挖后在施设各支护结构前，必须测量基底部标高、几何尺寸等，检查其是否符合设计要求。

2在施实仰拱支护前，对基坑中的虚渣、杂物、积水等必须清除干净。

3对超挖过大的坑穴，用C20砼回填密实。

4在仰拱的初衬中设有钢拱架时：

（1）在设置钢拱架前，在基底铺设10㎝的C20砼的找平层。（2）钢架的型号、间距及钢架纵向连接钢筋的规格、间距及连接符合设计图纸及规范要求。

（3）仰拱钢架用冷弯机弯制成符合弧度要求的形状。严禁将整榀钢架做成几段折线形的钢架。

（4）当整榀钢架分段制做时，其接头必须按设计要求制成板式连接。个别需采用对焊连接时，在钢架接头腹板中必须双面拼焊钢板，或采用四孔双面夹板螺栓连接。

（5）用砼掩埋钢架前必须清除所有钢架外表的油圬、泥土、锈迹。

（6）严禁用废旧钢材制作钢架。

5仰拱初衬砼施工：

（1）仰拱初衬砼均采用喷砼（C20）到设计厚度。

（2）喷砼的厚度满足钢件保护层的要求。

（3）仰拱二衬施工采用半幅跳槽法施工,浇筑时采用插入式振捣器振捣密实，当施工段达到砼强度后再进行仰拱C15片石砼填充施作浇筑时也需采用插入式振捣器振捣密实，待施作完的半幅砼达到设计强度70％后方可施作另半幅。

（二）工程质量保证

一、质量保证措施

1、建立完善的现场质量监控体系，落实质量责任制。施工前要组织施工人员学习规范、操作规程和质量验评标准，制定技术交底书并签字落实。

2、严把质量关，创优良工程，要选用优质的材料和设备。对工程中使用的各种材料、设备,应把住采购和验收两个关，材料员对进入现场的原材料、半成品、构配件、器具等对照样品全数检查验收，并检查有无符合国家的质量标准质保书和合格证，杜绝“无质保书、无合格证、无检测标准”的三无材料和产品进场。

3、坚持三级检查验收制度,严把分项工程验收关。分项工程的优良率是创优的重点，在每个分项或工序施工过程中，认真执行操作班组自检、施工员全面检、质量员核验检三道关，达不到质量要求的必须返工重做。加强质量跟踪和检查，对特殊工序和材料加强质量跟踪和检查,保证产品质量的可追溯性。

4、施工中搞好工程技术档案资料的收集和整理工作。工程竣工前，先进行自检，并全部合格后，再进行整体工程的细致预检，全部达到验收标准后，再进行正式竣工验收。

5、成立质量小组，对易发生质量通病的环节进行攻关，确保工程成为无质量通病的优良工程。

质量控制重点

二、建立健全质量管理制度

（1）、质量责任制度

为确保施工质量，自上而下逐级建立工程质量责任制，签订质量责任书，明确工作岗位的质量职责和义务，建立完善的质量责任制度，以确保施工质量得到有效控制。

（2）、质量目标管理制度

根据本工程的总体质量目标进行量化分解，落实到每个分部分项工程、每一个施工环节和施工工序等，并逐级落实到相关科室、施工队、施工班组、作业人员，一级保一级，逐级签订承包责任状，使得质量管理工作标准化、程序化，确保总体质量目标的实现。

质量管理体系组织机构图

（3）、技术交底制度

各分项工程开工前，在认真熟悉设计图纸和规范标准的基础上，由主管工程师向全体施工人员进行技术交底，讲清该项工程的设计要求、技术标准、功能作用及与其他分项工程的关系、施工方法、工艺和注意事项等，要求全体人员明确标准，做到人人心中有数。

（4）、工序“三检”制度

“三检”即：自检、互检和专检。上道工序不合格、隐蔽工程未经验收，不得进入下道工序作业，确保各道工序的试验质量。对工序施工现场实行标示牌管理，标明责任人、作业内容、质量要求等，作业前进行核定，作业过程中进行严格监控。

（5）、工序交接制度

实行“五不施工”、“三不交接”和“一不计价”制度。“五不施工”即：不进行技术 交底不施工、图纸及技术要求不清楚不施工、测量桩位和资料未经复核不施工、材料无合格证或试验不合格者不施工、上道工序不经检查签证不施工。“三不交接”即：无自检记录不

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