某隧道工程施工设计方案
-
* *
隧道施工组织设计
一、工程概况
*
隧道全长
***m
，
主要穿越地层为第四系残坡积层砂粘土，
硬塑厚
0-1m
下伏白
垩系含砾砂岩极严重风化～
颇重风化，地下水不发育。围岩级别Ⅴ级、Ⅲ级。
隧道进口设
置在
R=800
园曲线上，隧线中距在
DK***
～
DK***
段
d=18.5cm,
隧道加宽
W=50cm
，在
DK***
～
D
K***
段
d=9.5cm W=30cm,
< br>在
DK***
～
DK***
段
d=0cm
，隧道加宽
< br>W=0cm
，出口设置在直线上，线路纵坡
5.4
‰。
根据会议精神，
结合现场实际情况，
决定采用从
**
< br>隧道出口往入口单方向打下坡。
隧道采用喷锚作施工支
护，薄型模筑衬砌。在模筑衬砌的背后，纵环向设置
TR
加劲型
软式透水管盲沟。隧道洞口段设置格栅架加强支护。洞门进口设置端墙式带翼
墙洞门，出
口设置
1
：
1.25
< br>斜坡式洞门。
全部模筑衬砌施工缝采用
NPJ
腻子型遇水膨胀止水条，平均每
8m
设一环。
二、施工原则
1
、
*****
隧道均按喷锚构筑法原则及全过程信息化组织施工，钻爆开挖，喷锚支
护，模筑衬砌，
施工顺序见图
2.1
。
2
、Ⅴ级围岩地段采用短台阶法或超短台阶法开挖施工；Ⅲ级围岩采用正台阶
法
开挖施工。
（见附图）
3
、隧道进出口大部分都位于软弱围岩中，均为Ⅴ级土质或软弱破碎围岩，
因而
对洞口段地表采用竖直锚杆结合地表网喷射砼进行加固。对洞口段做到“短进尺、小
循环、早喷锚、强支护、快封闭”
，确保洞口段施工安全。
4
、土质及软弱破碎围岩隧道采用人工风
镐开挖，尽量减少对围岩的扰动。
石质隧道均采用上台阶光面
爆破、下台阶预裂爆破，严格控制超挖。对软岩、破
碎岩层，实施浅眼多循环，超前支护
及强支护、早封闭的开挖原则。
5
、隧道洞按无轨运输组织施工。
<
/p>
6
、挖、装、运，锚喷施工支护、衬砌等工序按配套完善、匹配合
理原则组织机
械化作业。
7
、施工过程中遵循“弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”的原则，确保隧道施
工安全。
图
2.1
喷
锚
构
筑
法
施
工
程
序
施工准备
修改施工方法
确定施工方法
改变开挖步骤和程序
开
挖
修正支护系数
现场监控量测
初期支护
否
是否符合管理基准
是
结
束
衬
砌
防水设施铺设
三、主要工程项目施工方法
㈠、控制测量
1
、洞外控制测量
< br>在洞外根据复测成果布设精测网点。隧道外采用五等主、副精密导线控制。导线
各
水平角及导线边采用尼康
DTM-450ES
全站仪进行观测，
导线测角进行
3
个测回，
导线边往返观测二个测回，要求精度
1/20000
以上。
2
、洞控制测量
洞平面控制点利用洞外五等导线投
3
～
4
个基准点，洞设主、副导线，形成角度
闭合条件，洞观测
角采用
J2
级经纬仪，观测
2
个测回，导线边丈量采用
DI2002
光
电测距仪，要求精度
1/10000
以上。<
/p>
3
、高程控制测量
< br>采用五等高程控制测量，洞口设
2
～
3
个水准点。
㈡、洞口工程
1
、地表预加固
依据隧道洞口的工程地质现状和地面斜坡，
进洞前需对洞口、
洞顶地表进行预加固。
首先在仰、边坡刷坡
顶外
5
～
8m
作双向截水沟，以拦截地表水，防止流水冲刷
洞门造成危害。对洞门四周地段采用横竖锚
杆并结合地表网喷射砼进行加固。即从隧
道洞口段至埋深小于
1
0m
地段，横向
5m
围设置竖向锚杆加
固地表。锚杆长度为
3
－
5m
，呈梅花型布置，间距
1.0
×
1.0m
。
根据实际地质情
况，调整普通锚杆为注浆锚杆，并对地层注水泥净浆，同时将仰
坡面刷到洞门端墙背，并
挖至其拱脚标高，沿拱部开挖轮廓外
0.1m
处，设环向双层<
/p>
水平灌浆锚杆加固，长度
4.0m
，外露
0.5m
，外插角
5
< br>°
-10
°，环向间距
0.4m
，
层间间距
0.3m
< br>，
外露双层锚杆，
用φ
20
钢筋连成整体钢构，
同时仰坡挂钢筋网喷射
5
～
8cm
厚
C20
混凝土，根据洞口开挖边坡地质情况，必要时边坡面用网喷混凝土
封闭洞口段
,
以确保洞口安全。
2
、洞口段施工
隧道进出口均地处Ⅴ级围岩，土质或风化破碎岩层，地质条件差。
进洞前先做好天沟，并完成地表预加固，进洞采用短台阶或超短台阶法施工，先
施工上台阶，凡能用十字镐、风镐挖动者，不允许爆破，需爆破时，采用由隧道中心
掏槽分段起爆，严格控制药量，人工风镐修边，控制超欠挖，减少对围岩的扰动。
采用超前小钢管进行超前支护，配合格栅钢架及锚、喷、网综合加固方式，先拱
后墙喷锚支护进洞，然后先墙后拱分段完成模注混凝土，确保洞口段施工安全。
（
1
）
DK***
～
DK***
段，
L=11M
，洞门进口～拱顶起点，
V
级岩土，按设计
洞门做成斜坡形，
两侧外露坡面表面将松散土清理，
清水洗干净，
C2
0
小石子喷锚砼。
靠洞门
1
～
2M
围设置
2-3M<
/p>
锚杆，并加喷加钢筋的网喷砼。
（
2
）
DK***
～
DK***
< br>段，
L=20M
，极严重风化层，岩面裂隙水不发育。隧
线中
距由
DK***
～
DK***
，每
5m
加宽
d=3cm
逐加至
DK***
，隧线中距为
0.095m
，
W=30cm
。
①
施工做到“短进尺，小循环，早喷
锚，强支护，快封闭”
，全段人力开挖，人
力出碴，确保洞口段
施工安全。上导坑做到开挖
0.7M
，支护
0.5M
：
a.
用
0.5m
台法检
查开挖断面尺寸，
修整至设计要求；
b.
初喷砼
2<
/p>
～
3cm
；
c.
架设上导钢格栅架，
并加φ
6mm
的钢筋网；
d.
喷设砼至设计厚度，将钢格
栅间填平，厚度
0.21m
～
0.22
m
厚。
②
按洞门坡度要求从
DK***
开始立第
一排钢格栅（洞外）并按每
0.5m
间距布设
< br>钢格栅架。共设置格栅架
42
榀，第
1
，
2
榀格栅与顶部超前锚杆电焊
成一整体。
③
按要求设置φ
22
螺纹钢筋超前锚杆，长度为
3-5m
< br>，环向间距
40cm
，外插角
5
-10
°纵向相邻两排锚杆保证不超过
1m
的水平搭接长度。
④
由于此段顶部土层较簿，为安全保证，将施工误差考虑
5cm
，预留沉落量按
2cm
设置。
⑤拱部边墙设置经向锚杆，锚杆采用φ
22mm
，
L=3m
，梅花型布置，环向间距
1m
，纵向间距
1m,
顶
部、边墙采用φ
6mm
网格，间距
20
×
20cm
。
(
三
)
洞施工
1
、洞身开挖
(1)
开挖方法和钻爆设计
对
V
、
VI
级围岩段采用超短台阶法施工，台阶长
3
～
5m
，用风镐和十字镐人力
开挖，确需爆破
时采用短进入（
1.0
～
1.5m
）分阶段起爆的控制爆破。
III
级围岩段采用正台阶法施工，应用光面预裂爆破技术。
(2)
开挖超前支护
根据设计文件，在进、出口围岩破碎段，采用
4m
长
的超前锚杆进行超前预支
护。对于隧道其它地段，结合现场地质实际情况，对浅埋、破碎
及断层等地质不良地
段，会同设计、监理，共同制定超前支护方法，稳妥掘进，确保施工
安全。
(3)
洞施工
①
DK***
～
DK***
段，
L=170m
，
a.
线路中心与隧道中线由
DK***
～
DK***l=30m
围逐步增加，
d=9.5cm
至
d=18.5cm
顺接设置。拱顶、边墙采用喷锚支护。
b.
施工中采用喷锚防护，台阶法施工，每次掘进
1.2m
，开挖放爆，按爆破设计布
眼，光面爆破，岩层变好，逐步加长打眼深度
，作到早成型，早喷锚支护。
c.
施
工误差按
5cm
设置。
②
DK***
～
DK***
段
L=15m,d=18.5cm
，
<
/p>
W=50cm
。
钢格栅按每
0.5 m
间距
布设格栅架。
共设置格栅架
31
榀。
本段按肆隧<
/p>
0051-17
图施工。
比照
DK***
～
DK***
段施工方法施工。
(4)
开挖施工机械
台阶法施工时上台阶采
用简易操作平台配
7655
型风钻进行爆破钻眼、
装药施工，
下台阶及全断面施工时采用自制工作平台
（载重汽车底盘架设钢管工作平台）
配
7655
型风钻进行爆破钻眼、装药施工。
7655
型风钻配备：隧道每工作面上台阶为
4
台，下台
阶为
8
台；隧道全断面为
12
台。
2
、装碴运输
采用无轨运输方式，用
ZL-30
侧卸式装载机装碴，
5t
自卸汽车配合运输出碴，
利用洞避车洞布
设汽车调头、会车及设备避让场所。进洞的汽车、装载机等设备均安
装废气净化装置，以
减少尾气中一氧化碳等有害气体含量。拟配置
5
台汽车出碴，隧
道弃碴用作黄龙车站填方。
3
、喷锚支护
喷锚支护作为稳定围岩，确保施工安全的必要措施，必须在开挖后立即进行。支
护作业
视围岩稳定程度，依据设计文件，采用不同的支护参数。
Ⅴ、
Ⅵ级围岩喷锚施工支护必须紧跟开挖面实施，安设系统锚杆，拱墙部挂钢筋
网加设格栅钢
架，喷
C20
早强速凝混凝土。
Ⅲ级围岩拱部安设随机锚杆，视围岩地质情况，局部挂网喷
C20<
/p>
早强速凝混凝
土。
混凝土喷射采用
TK961
型湿式喷射机，施工时认真优化
混凝土配合比设计，控
制计量，混凝土初凝不大于
5min
，终凝不大于
10min
，在作业面采用<
/p>
LKKG30
除
尘机净化空气。
锚杆施工采用风钻钻眼，拱部锚杆锚固采用早强锚固药卷，边墙锚杆采
用早强砂
浆锚固。
喷锚前作好以下准备工作：
⑴、检查开挖断面尺寸。
⑵、清除松动岩块和墙脚岩碴，用风或水清洗待喷面。
⑶、埋设喷混凝土厚度的标尺桩。
⑷、检查机具设备并试运转。
喷射作
业分段、分片由下而上顺序进行，每段长度根据围岩情况控制在
1
～
5m
。
喷射作业一般分为两次完成
，第一次在开挖后随即初喷一层厚约
5cm
，然后安锚杆、
挂网、架拱架，随后复喷到设计厚度。喷射后
4
小时方能进行爆破作业。
对于软弱破碎围岩喷射混凝土作
业应紧随工作面，随挖随喷，当工作面岩体自稳
时间小于一个掘进循环时，除加强量测和
修改施工方法外，工作面应及时采用喷射砼
加固，锚杆安装应采用速凝早强砂浆锚杆，锚
杆施工应尽早安排，一般不超过
24h
。
4
、清底、仰拱、铺底
在整个断面开挖、喷锚支护完成后，及时清底施作仰拱和铺底，为避免与开挖面
< br>
工作相干扰，该项工作视围岩软硬安排在开挖面
20
～
50m
后进
行。
5
、隧道衬砌
根据设计文件，该隧道采用薄型模筑衬砌。
< br>模筑衬砌的施工时间根据施工工序安排，原则上与开挖面的距离不大于
50m
，
在洞口浅埋、破碎带，适当布点进行监控量测，量测项目为拱顶下
沉周边收敛量测，
用以指导施工，尽早进行模筑衬砌。
对有明显流变或未胶结松散地层，由于围岩压力大和支护变形无收敛趋势时，应
及时提前做二次衬砌。并会商有关部门对这类二次衬砌进行加强。
模筑衬砌采用衬砌台车，采用混凝土输送泵灌注，机械振捣。
(1)
本隧道衬砌采用
****
公司自行设计制造，符合《
****
隧道施
工规》和《结构设
计规》
GBJ17-88
，台车全长
8m
，宽度能满足
W=
10
～
50cm
加宽要求，满足本隧<
/p>
道边墙为曲墙、直墙的要求：
衬砌台车
采用大块钢模板制成，
有足够的刚度，
浇注成型接缝少，
表面平整，
光滑。
衬砌台车采用机械螺旋顶，丝杆等立、折模，并设有附着式振动器，振动简便，
折装件单
重部件最重
6T
，折装运输方便。
<
/p>
衬砌台车门架净宽
2.6m
，净高
4m
，能满足出碴车运输要求。
(2)
衬砌台车操作程度
①
组装衬砌台车
a.
在隧道口平整的路基上铺设约
10m
长，轨距
2.9m
±
5mm
，水
平±
5mm
，
轨缝±
< br>8mm
，
P43
或
P50
轨。先行轨铺设符合线路的一般要求。
b.
安装好架体后，
利用支架逐块安装模板
，
从顶部到边板顺序安装。
安装完毕后，
清理模板，机油涂刷表面（或脱模剂）
。
②
浇注混凝土
a.
衬砌台车利用葫芦牵引到位后，用机械螺旋顶将台车走行横染顶起，并用硬杂木
抄实
。
b.
衬砌台车顶模用机械螺旋顶立
模，并左右平移对中，用连接杆件将上
I
字钢与
台车龙门架固定，中间两组门架用千斤顶顶进（垫实）
。
c.
使用丝杆立边模板，调整至设计位置，将全部丝杆顶实
。
d.
将台车最后一块模板用螺栓连
接好，调平到位。
e.
浇注砼应左右
对称施工，其高差不得超高
0.3m
。
f.
拆模顺序与立模相反操作。
(3)
衬砌台车操作要求
①
对有关作业人员需进行培训上岗，
知道其性能和操作程序。认真学习操作规程。
②
衬砌与前方爆破作业要有
20m
以上的距离。
③
衬砌过程中，尽量不安排出碴，出
碴运输时，车辆通过衬砌台车必须有专人指挥
通过。
④
每次拆模后，应认真清洗模板，并刷好机油待下次再用。
衬砌工序时间安排为：
a
、每循环灌筑
8m
，约需
10
～
15
小时。
b
、每循环脱模时间，当砼强度达到
2.5Mpa
时即可拆模。
c<
/p>
、台车脱模后清洗，用时
8
～
12
小时。
d
、每循环总计作业时间
48
～
< br>72
小时。
模板台车施工工艺
流程见图
3.3
。
< br>严格按照设计设置排水盲沟、控制隧道双侧排水沟纵坡，保证洞主排水渠道畅通。
所有的工作缝、沉降缝和伸缩缝均应按设计要求埋设橡胶止水带，进行防水处理，按
施工规认真施作，确保不渗不漏。
在地质
变化的围岩分界处，洞口围及衬砌断面变化处应按设计要求设置沉降缝。
衬砌施工应与设计的沉降缝、伸缩缝相结合布置。
㈣、施工辅助设施
1
、供高压风及供高压水
根据钻岩、
锚喷、
压浆、
泵送砼等各工序的总用风量和工作面风压不小于
0.5Mpa
的
要求
,
在各洞口附近设空压机站
,
以直径
150mm
主风道送风至工作面附近
风包
,
再
以软管接至风动机械。
风管在洞应敷设于电线路的另一侧，并与运输道路有一定间距，管道
高度不应超
过运输道路且不影响水沟排水。
< br>隧道施工时必须有足够的水源以满足工程施工和生活需要。根据本标段工程特
点，
隧道洞口附近打水井或设蓄水池利用地表水，再用泵送管路输水至高山蓄水池。
高山蓄水
池修建在洞顶附近上方，水池位置高度应能保证工作面水压不小于
0.3Mpa
的要求。水池的输出管设总闸阀，以便控制
和维修管道。管道与前端主开挖面保持距
离为
30m
，用直径
50mm
高压软管接分水器，给水管道安
设在电线路的异侧，不应
妨碍运输、行人和供电、照明。
3.3
模板台车施工工艺流程
2
、供电
地
方高压电网较为发达，有一定的供电能力，施工用电拟就近利用当地电源。
隧道用电统一安排，
洞电线布置为：
成洞地段
400V/230V
三相四线绝缘线，
固<
/p>
定在边墙高
2.5m
处；作业地段动力用
电使用
380V
橡胶电缆，照明用电压为
36V
，
线路采用移动式布置。
3
、通风和防尘
隧道施工，存在着废气、炮烟以及爆破、喷射砼粉尘等多种污染源，为降低洞粉
尘浓
度，排除有害气体，必须加强隧道通风。采用压入式通风，进风口设在洞口外大
中线水平测量
施工准备
台车轨道铺设
脱
模
定位立模
行走定位
拱部中心线定位
边墙模板净空定位
涂脱模剂
混凝土检测
灌注混凝土
混凝土养生
于
20m
处，以免污染空气再次进入洞。压风采用
Y200L-4
型（
28KW
）轴流风机配
直径
600mm
通风
管。
4
、洞施工防水排水
隧道施工遇有地下水时，当水量较大时，采用集中排水方式，并设排水管道，对
于分散的滴水，根据水量的大小，采用相应的止水或疏导措施，如增加喷射混凝土中
速凝
剂用量，或在滴水点处绑上细孔钢筋网，覆盖半圆形导水管引入排水沟等。
对施工造成的废水，在顺坡掘进的隧道，设与隧道相同纵坡的侧沟排水，引至洞
外排水系统。对反坡掘进的隧道着重解决好工作面排水问题，根据纵坡、距离、水量
分段设置集水坑，抽水坑分段接通管路排出洞外。排水侧沟以砂浆抹面。排水系统设
专人
负责疏通清理，做到水管不漏，水沟不堵，工作面无积水。
5
、劳动力组织
隧道各工区施工实行弹性作业叫班制，按工序组成专业班组，分设掘进班、运输
班、
喷锚班、混凝土衬砌班、仰拱班和通风组、电工组、养护保证组、测量量测组。
各班组作业工序时确实行工序责任承包负责制，在队长和领工员的协调安排下，
各班组作业根据工作量安排上岗人员数量。各班劳力组合见表
3.1
。
一个工区劳力组合表
表
3.1
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
班组名称
掘进班
运输班
喷锚班
砼衬砌班
仰拱铺底班
通风班
电工班
养护保证组
测量量测组
总人数
20
16
10
40
16
3
5
10
5
125
主要工种及人员数
钻机司机
8
，爆破手
6
。
司机
8
，修理工<
/p>
4
。
喷射手<
/p>
4
，混凝土工
6
。
砼工
6
，
木工
2
，
钢筋
工
4
。
技术员
2
，测量工
3
。
工
序
钻孔、
装药爆破、
按锚
杆
出碴
喷射砼、
按钢架、
挂钢
筋网
立模、衬砌砼
清底、仰拱铺底
通风管道安装维修
电线安装、跟班值日
供风、
供水管接长、
道
路养护、洞排水
中线水平测量及监控
㈤、隧道监控量测：
监控量测是喷锚构筑法的重要组成部分。
通过监控量测对围岩动态和支护工作
状
态作出正确评价，为隧道施工的安全提供依据。
****
隧道属浅埋短隧道，
V
< br>类围岩较长，洞门均在软岩层面上，特要求在
****
隧
道出口进行隧道监控量测达到以下目的：
1
、掌握围岩和支护动态，进行日常施工管理；
2
、了解支护构件的作用及效果；
3
、确保隧道施工安全；
4
、了解地表加固后的效果和对洞格栅的影响。
在工地成立监控量测小组，洞自
JDK7+761
～
JDK7+750
，每
5
M
制作拱顶，
起拱线，边墙中部、边墙脚共
7
个测点，作水平高程，径跨丈量，每日一次。洞外、
地表
进行水平高程量测，每日一次。
根据开挖工作面状态评价和量
测数据处理，
确定其稳定性，
是否要修改支护参数，
是否要改变施工方法和加强支护措施，达到安全生产的目的。
四、主要工程项目施工工艺
㈠、光面爆破施工工艺
1
、光面爆破设计及说明
台阶法爆破掘进时，采用
7655
型风钻钻眼；人
工装二号岩石硝铵炸药或乳化油
炸药，非电导爆管微差起爆网络。
2
、光面爆破施工工艺流程及相关注意事项
光面爆破施工总工艺流程是：依据掌子面的地质情况，确定围岩类别，选定爆
破
方案→据爆破设计放线布眼→
7655
型风钻钻眼→（按规程领取加工爆破火工品）装
药→人员设备退场→起爆→排烟→检查
爆破效果→修正爆破设计→进入下道工序。
光面爆破时，炮眼
的位置、角度、装药量等是光爆效果是否好的关键，应认真按
爆破设计进行布眼、钻眼，
并对钻爆操作人员进行岗前培训，强化过程管理，确保光
爆效果良好。
< br>
装药采用人工进行，周边眼按爆破设计方案，采用间隔装药法装药，药卷与药卷
之间用木棍进行间隔。其它炮眼按设计的装药量，进行偶合连续装药结构。
爆破结束后，经排烟完毕，检查爆破效果，如爆破进尺、轮廓线超欠挖、炮
痕保