隧道洞身开挖首件工程专项施工方案

湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案1ZK13+592~ZK14+548、K13+595~K14+555赤溪隧道洞身开挖首件工程施工方案第一章编制说明一、编制范围本首件工程施工方案编制范围为湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段赤溪隧道洞身开挖工程：Ⅴ级围岩洞身开挖K13+600-K13+603，Ⅳ级围岩洞身开挖K13+696.5-K13+699.5，Ⅲ级围岩洞身开挖K14+090-K14+093。二、编制依据及参考资料1、《公路工程技术标准》JTGB01-20142、《公路隧道设计规范》JTGD70-20043、《公路隧道设计细则》JTG/TD70-20102、《公路隧道施工技术规范》JTGF60-20094、《公路隧道施工技术细则》JTG/TF60-20095、《中华人民共和国安全生产法》6、《建筑工程安全生产管理条例》7、《爆破安全规程》GB6722-20148、《施工现场临时用电安全技术规程》JGJ46-20129、湖南省马安高速公路工程招标文件和工程量清单；10、湖南省高速公路施工标准化管理指南；11、《公路工程施工安全技术规范》JTJF90-2015；12、本项目的合同、招投标文件、图纸、施工组织设计等13、经现场考察工地实际情况及本单位同类项目的施工经验及可满足施工需要的各类资源。三、编制原则遵循“安全第一、优质高效、方案优化、确保工期、科学配置、合理布局”的原则。1、安全第一的原则施工组织设计的编制始终按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案。2、优质高效的原则加强领导，强化管理，优质高效。贯彻执行ISO9001质量体系标准，积极推行新技术、新工艺，实行规范化、标准化作业，确保计划工期和质量目标的实现。施工中加强标准化管理，控制成本，降低工程造价。3、方案优化的原则科学组织，合理安排，优化施工方案，在施工组织设计中，对隧道开挖、复合衬砌、排水防护等关键工序进行多种施工方案的综合比选，在技术可行的前提下，择优选用最佳方案。湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案24、确保工期的原则根据招标文件对本合同段的工期要求，编制科学的、合理的、周密的施工方案，采用信息化技术，合理安排工程进度，实行网络控制，搞好工序衔接，实施进度控制，确保实现工期目标，满足业主要求。5、科学配置的原则根据本隧道的工程量大小及各项管理目标的要求，在施工组织中实行科学配置，选派有长大隧道施工经验的管理人员，选择专业化施工队伍，投入高效先进的施工设备，确保流动资金的周转使用，并做到专款专用。选用优质材料，确保人、财、物、设备的科学合理配置。6、合理布局的原则从节省临时占地、减少植被破坏、搞好环保、防止水土流失、认真实施文明施工等多角度出发，合理安排生产及生活场地、房屋布局，做好环境保护和场区绿化。工程完成后，及时平整场地，恢复植被。四、总体施工思路以“高起点、高标准、高质量、高效益”为总体目标，配备具有丰富的长隧道和复杂地质施工经验的队伍承担施工任务，坚持科学组织，合理安排，均衡生产，确保高速度、高质量、高效益地完成本隧道的建设，实现施工组织的先进性和合理性，做到开工必优，精益求精，铸造精品工程。第二章工程简介一、工程概况本合同段为马迹塘至安化高速公路第2合同段，位于益阳市安化县境内，起于安化县羊角塘镇云灵村K9+260（ZK9+263.624），终于安化县冷市镇金湖村K20+040，全长10.781km。赤溪隧道位于安化县野鸭塘村，所处地貌属于低山丘陵地貌，隧道沿线地形起伏较大，山顶最大高程为310.00m，隧道最大埋深约117.49m，马迹塘端东门处仰坡自然坡度约40～45°，安化端洞门处仰坡自然坡度20～30°。隧道山体表面植被十分发育，主要为杂树、灌木等。赤溪隧道为左、右线分离式隧道，其中左洞桩号为ZK13+592～ZK14+548，长为956m，其中Ⅲ级围岩170m，Ⅳ级围岩560m，Ⅴ级围岩216m；右洞桩号为K13+595～K14+555，长为960m，其中Ⅲ级围岩170m，Ⅳ级围岩545m，Ⅴ级围岩225m。隧道设计采用分离式复合式衬砌；隧道洞口设计为削竹式洞门。二、主要技术指标1、主要技术标准主要技术标准表项目单位技术标准公路等级双向四车道高速公路设计行车速度KM/h100湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案3项目单位技术标准隧道净宽m11隧道净高m5隧道抗震设方烈度VI设计使用年限年100设计荷载I防水等级二级2、平面设计隧道平面线形应依据地形、地质、路线走向及通风等因素确定，隧道平面线形应服从路线总体布局。隧道平面应尽量避开不良地质条件，保证洞口位于山体稳定的区域及尽量保证路线与等高线正交。当由于特殊条件限制，隧道平面线形设计为需要设计超高的曲线时，控制路面超高的±3%以内，并能够和洞外连接线平面线形协调一致，满足路线总体设计的安全性，功能性，协调性要求。本隧道最小圆曲线半径为R-1500m，需设置±3.0%超高。洞口内外的平面线形均满足3S行程的要求。隧道平面线形指标见下表。平面设计指标及实际采用指标表序号隧道名称平曲线半径（m）路面高程左右设计线间距（m）洞口3S要求1赤溪隧道左R-1500Ls-166.67R-∞－2%～-3%进口间距14.8米出口间距23米洞身间距15～26米满足右R-1500Ls-147.27R-∞-2%～+3%3、纵断面设计隧道采用单向坡。拟定隧道纵坡均满足相关规定。隧道洞口内外的纵面线性均满足3S行程的要求。隧道纵面线性指标见下表。隧道纵面线性设计指标表序号隧道名称纵坡坡度（%）/坡长（m）竖曲线洞口3S要求1赤溪隧道左2.8/956R-∞+R-7000满足右2.8/960R-∞+R-7000三、工程地质评价1、区域稳定性评价隧址区未发现断层存在，新构造运动以上升运动为主，新构造运动微弱。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）勘探区对应地震基本烈度为VI度。因此，区域稳定性好。2、隧道洞口工程地质评价①马迹塘端洞口段及仰坡坡稳定性评价左右洞洞口均处在陡立山坡上，自然坡度40～45°，左洞洞口处隧道轴线与等高线大角度相交，右洞洞口处与隧道轴线等高线夹角为52°，右洞偏压，在设计时应加湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案4强考虑。洞口覆盖层厚度小，根据钻孔揭露，强风化层厚度一般25～30m，陡倾角～直立状节理裂隙发育，边坡开挖后表层易发生崩塌、掉块。②安化端洞口端及仰坡稳定性评价左右洞洞口均处在斜坡上，自然坡度20～30°，左洞洞口处隧道轴线与等高线大角度相交，右洞洞口处隧道轴线与等高线呈45°，右洞偏压，设计时应加强考虑。洞口附近覆盖层厚度较小，局部可见强风化岩处露，岩体破碎，根据钻孔揭露，强风化层厚度一般5～10m陡倾角～直立状节理发育，边坡开挖后表层易发生崩塌、掉块。3、隧道围岩工程地质评价左洞ZK13+597～ZK13+680、ZK14+410～ZK14+543,右洞K13+600～K13+700、K14+410～K14+535段：为洞口附近的浅埋段，围岩主要为硬塑状土和强风化砂质板岩，强风化岩岩质软弱～较软弱，呈碎块状松散结构。围岩自稳定性，开挖时容易产生坍塌及大变形，隧道开挖过程中会产生小股状涌水，地下水对围岩稳定影响较大，围岩级别定为V级。左洞ZK13+680～ZK14+090、ZK14+260～ZK14+410,右洞K13+695～K14+090、K14+260～K14+410段：围岩主要围中风化岩，岩质较围坚硬，陡倾角～近直立节理裂隙发育，部分为张开状，岩体围块碎石镶嵌结构，开挖时容易产生掉块、坍塌，隧道开挖过程中会产生线状滴水，地下水对围岩稳定影响较小，围岩级别定为VI级。左洞ZK14+090～ZK14+260,右洞K14+090～K14+260段：围岩为微风化岩，岩质坚硬，节理裂隙较发育，且多为闭合状，岩体为大块状砌体结构，开挖时可能产生掉块，隧道开挖过程中会产生寖润状渗水，地下水对围岩稳定影响小，围岩级别定为III级。4、隧道水文地质评价（1）涌水量预测根据隧道区水文地质条件，采用降水入渗系数法隧道纵用水量进行估算对比分析。Q=2.74*a*W*A其中：Q---计算涌水量（m³）;a---入渗系数;W---年降雨量（m）；A---汇水面积(m²)；汇水面积A的计算公式为：A=2*B*H/I其中B为隧道通过的含水层长度，H为含水层厚度，I为天然水力坡度。入渗系数a为0.18、多年平均降水量W为1692mm，汇水面积为0.47km²。计算隧道纵涌水量为1445.26m³/d。（2）水文地质评价勘测区内第表水主要为大气降水不给，隧道基本在基岩中穿过，地下水的径流均在节理裂隙中进行。V级围岩主要为强风化岩，节理裂隙极发育，且呈张开状，隧道开挖过程中会产生小股涌水；VI级围岩主要为中风化岩，节理裂隙发育，部分呈张开状，湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案5隧道开挖过程中会产生线状滴水；Ⅲ围岩主要为弱风化岩，节理裂隙极发育，但多呈闭合状，隧道开挖过程中会产生浸润状渗水。隧道所在地区封山多年，农田稀少，受污染的概率较低。根据沿线水样水质分析结果，隧道区地表水和地下水对砼的侵蚀性为：该水质对混过凝土结构无腐蚀。四、隧道主体结构设计1、洞口洞门设计⑴、设计原则①、按应地制宜，早进晚出的原则确定洞口位置，尽量避免滑坡、崩集体等不良地质现象。②、隧道进出口的处理对环境影响较大，为淡化洞口处理，沿线隧道在有条件时，尽可能减小洞口边仰坡开挖高度。③、洞口边仰坡防护形式应合理、有效，以确保洞口边仰坡的稳定。④、洞门型式应综合洞口地形、地质原生植被、洞口排水及边仰坡稳定等因素确定。⑵、洞门设计马迹塘端：左右洞洞口均处在陡立山坡上，自然坡度40～50°，左洞洞口处隧道轴线与等高线大角度相交，右洞洞口处与隧道轴线等高线夹角为52°。洞口覆盖层厚度小，强风化层厚度一般25～30m。进口段山口坡度自然坡脚较缓，地面植被茂密水土保持良好，进口采用削竹式洞门，严格控制仰坡刷坡高度，保障洞门结构和洞顶上方岩土体稳定。安化端：左右洞洞口均在斜坡上，自然坡度40～45°，左洞洞口处隧道轴线与等高线大角度相交，右洞洞口处隧道轴线等高线呈45°。洞口附近覆盖层厚度较小，局部可见强风化基岩出露，岩体破碎，强风化层厚度一般5～10m，出口段山体坡度自然坡角较缓，地面植被茂密水土保持良好，进口采用削竹式洞门，严格控制仰坡刷坡高度，保障洞门结构和洞顶上方岩土体稳定。⑶洞口边仰坡设计隧道洞口边仰坡防护形式采用20×20cmφ8钢筋网、4m长Φ22普通砂浆锚杆间距1×1m和10cm厚C20喷射混凝土防护。2、衬砌结构分类⑴、明洞明洞采用整体式钢筋混凝土结构。明洞洞顶最大填土高度不超过5m，最低不小于1.5m。⑵、复合式衬砌复合式衬砌由初期支护和二次衬砌之间设置防水层。Ⅳ级、Ⅴ级围岩按埋深、是否偏压分为两大类，并各自分为一般（埋深）及加强（浅埋偏压）两种断面。湖南省马迹塘至安化高速公路第二合同段赤溪隧道洞身开挖分项工程施工方案6确定隧道深浅埋的拱顶以上地层厚度（m）围岩级别单洞双车道Ⅳ15-20Ⅴ30-353、结构荷载本次设计荷载，根据隧道埋深、地形、地质条件、结构特征和环境、施工方法等因素，按有关公式计算并结合工程类比确定，主要考虑围岩压力、结构自重、地震力等。当施工中发现设计边界条件与设计不符时，应及时修正，对地质复杂的隧道，必要时应通过现场测量确定荷载的计算值及分布规律。在计算复合式衬砌时，初期支护按主要承载结构考虑，Ⅳ、Ⅴ级围岩考虑初期支护和二次衬砌共同承载。4、隧道支护参数⑴、初期支护初期支护与围岩共同受力，既要能与围岩共同变形，又要有足够的强度和刚度能抑制围岩的过大变形。根据工程地质情况、埋深、开挖方法、施工工序等选用喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等单一或组合的支护型式。锚杆采用全长粘结型锚杆，各种锚杆必须设置垫板，保证筑浆的饱满度