V级围岩开挖方案

二广高速公路怀集至三水段第十一合同段（YK42+750～YK44+820）马头塘隧道V级围岩开挖方案编制：复核：中铁四局集团第四工程有限公司二广高速公路怀集至三水段十一标段项目经理部日期：2007年5月30日-1-目录一、编制依据..................................................-2-二、工程概况..................................................-2-三、施工管理组织机构框图......................................-2-四、马头塘隧道V级围岩的分布..................................-3-五、施工进度计划安排..........................................-4-六、主要机械设备、仪器配置....................................-5-七、人员配置..................................................-6-八、V级围岩开挖主要施工方法..................................-7-九、质量保证措施.............................................-14-十、施工安全保证措施.........................................-15-十一、安全应急预案...........................................-16-十二、环境保护与文明施工.....................................-17-附件：1、附图1：Ⅴ级围岩开挖施工进度计划横道图2、附图2：质量保证体系框图3、附图3：安全保证体系框图4、附图4：V级围岩钻爆孔位布置图-2-一、编制依据1、《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）；2、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；3、《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）；4、二广高速公路怀集至三水段第十一标段两阶段施工图设计；5、二广高速公路怀集至三水段第十一合同段实施性施工组织设计；6、工地现场施工调查；7、我公司的施工能力和类似工程施工经验。二、工程概况马头塘隧道为上下行大跨度分离式隧道，进口位于四会市石狗镇田心屋村，出口位于石狗镇马头塘村，最大埋深约103m。隧道左线：ZK42+905～ZK43+940，长1035m，为长隧道。隧道右线：YK42+915～YK43+867，长952m，为中隧道，左右线间距30m。其左、右线进出口均为V级围岩，稳定性差，处理不当会发生坍塌，雨季有渗水或涌水。隧道区内分布有F2和F8两处断裂。马头塘隧道V级围岩段主要工程特点是受浅埋、断裂带影响，洞口段围岩以强风化变质砂岩为主，断裂带围岩虽为微风化变质砂岩，但岩体较为破碎，不良地质引发的工程灾害主要有冒顶、塌方和涌水等现象。三、施工管理组织机构框图-3-注：项目部隧道工程师——刘云峰四、马头塘隧道V级围岩的分布1、V级围岩的分布如表1所示表1超前地质预报断面位置表里程地质特征描述围岩等级支护类型备注隧道右线V级围岩172m，占18.1％YK42+915～YK42+972雨季沿裂隙有小规模涌水VS5a进口浅埋YK43+112～YK43+140雨季渗水或沿宽大裂隙涌水VS5bF2断裂带YK43+708～YK43+738雨季渗水或宽大裂隙涌水VS5bF8断裂带YK43+810～雨季沿裂隙有小规模涌水，渗水VS5a出口浅埋偏压项目经理：刘俊项目副经理：吕成志总工程师：张奎工程技术部（刘光才）安全质量部（钮小祥）物资设备部（杨永平）财务部（谢海斌）工地试验室（周宝玉）综合办公室（郑允灿）计划合同部（郑晓东）隧道一队隧道二队-4-YK43+867隧道左线V级围岩129m，占12.5％ZK42+905～ZK42+937雨季沿裂隙有小规模涌水VS5a进口浅埋ZK43+132～ZK43+160雨季渗水或沿宽大裂隙涌水VS5bF2断裂带ZK43+700～ZK43+728雨季渗水或宽大溶蚀裂隙涌水VS5bF8断裂带ZK43+899～ZK43+940雨季沿裂隙有小规模涌水，渗水VS5a出口浅埋2、V级围岩每延米工作量表如表2所示表2每延米工作量表衬砌类型每延米主要工作量备注开挖（硬土）C20喷砼（m3）φ8钢筋网（20×20）KgD25中空注浆锚杆（m）仰拱砼（m3）填充（C15片石砼）m3S5a152.312.46220.171757.712.45S5b150.5611.56219.38154.677.712.45五、施工进度计划安排马头塘隧道区域内经过F2、F8两条破碎带，围岩情况较为复杂，左右线各有四段Ⅴ级围岩段，现将各段工期安排如下：1、隧道左线：ZK43+899～ZK43+940段：共长41m，计划开工日期：2007年6月10日，计划完工日期：2007年7月25日；ZK42+905～ZK42+937段：共长32m，计划开工日期：2007年7月1日，计划完工日期：2007年8月5日；ZK43+700～ZK43+728段：共长28m，计划开工日期：2007年11月1日，计划完工日期：2007年12月1日；ZK43+132～ZK43+160段：共长28m，计划开工日期：2007年11月15日，计划完工日期：2007年12月15日。2、隧道右线：-5-YK43+810～YK43+867段：共长57m，计划开工日期：2007年7月1日，计划完工日期：2007年9月15日；YK42+915～YK42+972段：共长57m，计划开工日期：2007年7月5日，计划完工日期：2007年9月10日；YK43+112～YK43+140段：共长28m，计划开工日期：2007年10月5日，计划完工日期：2007年11月20日；YK43+708～YK43+738段：共长30m，计划开工日期：2007年10月15日，计划完工日期：2007年11月20日；具体进度计划详见附图1：Ⅴ级围岩开挖施工进度计划横道图。六、主要机械设备、仪器配置表4主要机械设备、仪器表序号设备名称设备规格设备数量备注1挖掘机PC2004台开挖、装车及找顶2装载机ZL-506台装车及上料3载重自卸汽车15T以上20辆运土4推土机140KW4台弃土平场5混凝土搅拌运输车6m38辆仰拱、填充和边基浇筑6空压机20m3/min6套供送高压风7混凝土喷射机HP4010套喷射混凝土8运输汽车5T8辆运输材料及喷砼料9作业台架自制12套钻孔及喷砼平台10轴流通风机110KW6套作业面通风11风镐24套开挖及修整12手持风钻YT2872把造孔（根据围岩情况调整）13全站仪索佳3套测量放样及检查14精密水准仪苏光DSZE+FSE平板测微器1套量测拱顶下沉及地表下沉-6-15收敛仪JSS30A型数显式1套量测水平收敛注：以上为单洞单循环所需仪器、机械设备。七、人员配置V级围岩开挖作业采用工序循环，一个开挖支护作业循环（开挖开始～初支结束）的人员配置如表5所示表5每作业循环施工人员配置表序号岗位数量（人）备注1施工员1施工组织2质检员1质量检查3试验员1试验控制4安全员1安全管理5旁站记录员1旁站记录6测量员4放样及量测7队长1现场负责8班长2现场管理9风钻工12（据围岩情况调整）10爆破工3（据围岩情况调整）一般不需要11砼喷射工1212电工213焊工214钢筋工615司机1416杂工15合计78注：以上为单洞单循环所需施工人员。-7-八、V级围岩开挖主要施工方法V级围岩地段采用双侧壁导坑法施工，保证初期支护落地封闭，以确保初期支护的承载能力。由于V级围岩是按照承载结构设计，因此当围岩基本趋于稳定，周边位移量和拱顶下沉量达到要求后，二次衬砌应按设计要求及时施作，二衬与掌子面不超过30m，注意在初期支护落底后及时施作C25钢筋混凝土仰拱和C10片石混凝土仰拱回填。主要工作包括左、右侧壁导坑开挖与支护、拱部开挖与支护、核心土开挖、仰拱开挖与支护、监控量测和超前地质预报等。1、洞口平面布置及风、水、电供应在进出口适当位置各设置5台20m3/min电动空压机，提供洞内施工的高压风，用φ150无缝钢管送至掌子面；在左线洞口左侧、右线洞口右侧各10m处安设1台110KW轴流通风机，挂设φ1200mm通风筒，向洞内压入新鲜空气。在山坡高出进出口洞口55m左右，用浆砌片石各砌筑1个50m3的高山水池，用高压水泵抽取山底集水坑内水至水池；从水池至洞口用φ150钢管；从洞口至掌子面用φ100钢管。将10kV高压线路接至洞口，在隧道两端各设置1组500kVA+400kVA变压器组，采用三相五线制供电系统，在变压器输出端设总动力箱，施工点设分动力箱，另设2套250kW发电机组备用。洞内动力供电线路采用三相五线橡皮套电缆线，照明供电系统采用铝芯橡皮缘线。洞内每20m布置一盏200W照明灯，未衬砌地段采用36V低压电。在进、出口端各租用一块耕地设置二套混凝土拌和站，各设1台HZS1000搅拌机，负责供应隧道喷射混凝土及衬砌混凝土等，并在拌和站附近适当位置设置材料库、临时堆料场、钢筋棚、木工房、防水卷材焊接场等。2、施工工序流程2.1、V级围岩施工工序如图1所示-8-图1V级围岩施工工序示意图2.2、施工工艺流程图（见图2）-9-图2V级围岩地段施工工艺流程图拱部初期支护⑥核心土第二次开挖(Ⅶ)仰拱混凝土灌注及隧底填充⑧浇筑两侧二次衬砌混凝土基础⑨地质素描监控量测超前浅孔钻探浇筑二次衬砌模筑混凝土量测分析满足二衬时机施工组织准备超前地质预报左侧导坑开挖（Ⅰ）左侧初期支护②右侧导坑开挖（Ⅲ）右侧初期支护④拱部及核心土第一次开挖(Ⅴ)地质素描监控量测地质素描监控量测超前支护测量放样-10-3、测量放样3.1、测量前对测量仪器及各控制点进行复核检查，满足设计及施工规范要求后方可使用。3.2、左侧导坑开挖前测放导坑开挖轮廓线，开挖后测放拱架位置控制点。3.3、右侧导坑开挖前测放导坑开挖轮廓线，开挖后测放拱架位置控制点。3.4、拱部开挖前测放导坑开挖轮廓线，开挖后测放拱架位置控制点。3.5、测量标示出侧壁导坑顶部的内壁超前锚杆的位置，和隧道轮廓线上超前小导管的位置。4、监控量测及超前地质预报超前地质预报详见已上报的《监控量测及超前地质预报方案》。5、超前支护超前支护详见已上报的《超前支护专项方案》。6、侧壁导坑开挖导坑开挖必须在超前支护保护下进行，因此，施工左、右侧壁导坑前，首先施作内侧壁的7根（每侧导坑）超前锚杆（Φ22药卷锚杆，长4.5m）和隧道轮廓线上的超前小导管（Φ42mm，壁厚3.5mm，长4.5m钢花管），其中洞口地段先完成超前大管棚的施工。导坑开挖大面采用挖掘机直接开挖，边角采用人工持风镐修整。遇局部坚硬岩石，尽量不采用爆破；若必须爆破时，应严格控制装药量，爆破施工详见本节第12点。开挖进尺以两榀钢拱架间距（S5a65cm，S5b75cm）为准，第一循环适当增加5～10cm。双侧壁导坑开挖，选择围岩地质条件较差的一侧首先开挖，开挖进尺以钢拱架间距为准，采用钢筋网喷射混凝土结合工字钢钢拱架组成支护体系，初支完成，先行开挖的侧壁导坑掘进达3～７m后，方可进行另侧导坑的开挖，以相同方式进行支护。7、拱部及核心土开挖完成两侧导坑初期支护后，待墙身基本趋于稳定，后开挖的侧壁导坑掘进深度达到3～７ｍ时，即可进行拱部及核心土的第一次开挖，每开挖进尺以钢拱架间距为准，拱部钢拱架及初期支护及时与两侧导坑连成整体，并完成下一排的拱顶超前支护，根据监控量测的反馈数据，当拱顶下沉及周边位移基本稳定后，方可拆除侧壁导坑稳定段的临时支护。形成满足要求的马口后，即可每超前支护一段，开挖支护一段，左右导坑及核心土交错向前开挖。隧道两侧侧壁导坑拱部及核心土开挖时，必须从上部开始，逐层向下削土开挖，严禁从下部掏洞