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宁（波）嵊（州）高速公路绍兴段控制性工程成功岭隧道施工组织设计

1、交通部发布的《公路隧道施工技术规范》。

2、浙江省交通规划设计研究院设计的《两阶段施工图》。

3、业主提供的《招标文件》和《补遗书》。

(晋)12J10 附属建筑4、浙江省交通规划设计研究院提供的《技术交底要点说明》。

5、我单位隧道施工经验。

成功岭隧道是宁（波）嵊（州）高速公路绍兴段控制性工程，进口位于新昌县境内，出口位于嵊州市境内。为双洞单向行车双车道隧道，其中：

（3）隧道内路面采用单面横坡，坡度2.0%。两隧道设计线间距40m，均位于直线路段。宁波端洞门采用削竹式洞门，嵊州端洞门采用端墙式洞门。该隧道采用机械通风，纵向射流风机通风。暗洞开挖土石方398282m3;喷C20砼14348m3;模筑C30砼46853m3;注浆1066m3;Ⅰ级钢筋233170Kg;Ⅱ级钢筋543368Kg；中空注浆锚杆220180m；钢拱架615837Kg；隧道专用复合防水卷材108423m2。

工期要求：合同工期为30个月。

（二）、工程条件及地形地貌

成功岭隧道所经地段，地貌形态类型为低山丘陵，表部一般为第四系松散层覆盖，残坡积层曾较薄，部分地段基岩裸露。隧道轴线经过处地表高低起伏，植被茂盛，山体较陡，坡度一般30°~40°。

成功岭隧道岩性单一，为玻屑溶积凝灰岩，玻屑凝灰结构，块状构造，岩质属硬质岩类。受地质构造影响严重，节理（裂隙）发育，隧道轴线穿过大约15条规模各异的构造破碎带。地下水主要为基岩裂隙水和断裂破碎带脉状裂隙水，但隧道区范围内含水介质的渗透性较弱，水文地质条件简单。

（1）成功岭隧道设计为双洞单向行车双车道隧道（上下行分离）。

（2）设计行车速度：80km/h

（3）单洞行车道宽度：2×3.75m；

本隧道按新奥法原理进行设计，采用单心圆内轮廓复合式衬砌结构，以锚杆、钢筋网、湿喷（钢纤维）混凝土等为初期支护，辅以钢拱架、钢格栅、超前大管棚、超前锚杆注浆等措施，充分调动和发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施做初期支护和二次模筑衬砌。

成功岭隧道各类复合支护长度表

其中Ⅱ、Ⅲ类围岩共618米，

其中Ⅱ、Ⅲ类围岩共560米，

成功岭隧道各类复合支护参数表

湿喷20#砼厚度（cm）

注：φ表示中空注浆锚杆。

根据地形视觉、照明、隧道营运管理及结构与环保方面综合考虑隧道宁波端洞门采用削竹式洞门，嵊州端洞门采用端墙式洞门。

本隧道的防排水设计以防、排、截、堵相结合，因地制宜、综合治理为原则，达到防水可靠、排水畅通、施工方便、经济合理的目的。本合同段隧道防排水达到这样的标准：洞内无渗漏水；安装孔眼不渗水；洞内路面不冒水、不积水。

沉降缝处E5型桥式橡胶止水带（规格290×φ25×R25×10mm），在衬砌浇筑工作缝设置BF遇水膨胀橡胶止水条（20×15mm）防水。

（2）排水措施：通过隧道专用复合防水卷材使漏水从衬砌背面通过排水滤层排至墙脚，再由墙脚处衬背纵向盲沟（φ100mmHDPE打孔波纹管，盲沟外裹一层200g/m2无纺土工布，设置在防排水层外面，固定在喷砼面上）集水；通过横向排水沟引出。

（3）路面以下的排水工程分纵向中央排水沟与横向排水沟。可以将衬砌背面漏水及路基围岩涌水排走。与路面同坡。纵向排水沟由带孔内径φ300mm离心式钢筋砼水管外裹200g/m2土工布滤层及级配碎石滤层组成，将地下水排出洞口；横向排水沟每隔25m设置一处。

在隧道路肩部位设置单侧路缘排污水沟，将隧道内冲洗及消防排放的污水排出洞外，与洞外的路基两侧边沟槽相通，形成一个完整的排防体系。洞内路缘排水沟每隔50m设置一只沉砂井，以利于清污。

（一）、施工队伍、设备准备

组织有一定隧道施工经验的队伍和保证该工程所需的机械设备，有计划、有步骤地进场，尽快形成施工能力。上场人员见附表1《施工管理人员配备表》、附表2《劳动力配备表》，上场机械设备见附表3《工程机械设备上场计划表》试验、测量、检测仪器见附表4《试验、测量仪器配备表》

在项目总工的主持下，组织全体技术人员认真仔细的审阅图纸，正确领会设计意图，编制各种技术文件，科学分析并合理安排施工工序，制定切实可行的施工进度计划。制定各技术职能部门及人员的职责，及时与上级业务部门，设计部门，监理单位取得联系，以便及早开始下阶段工作。

接到设计院的各种控制桩后，及时组织技术、测量人员对控制桩进行复测，对愿设计院的路基横断面、逐桩坐标进行核查计算和复测。严格按照测量规范，科学合理的增设水准点和导线控制点，编制各种复测资料，并报上级业务部门和监理单位审核。

工程试验是对工程进行科学化管理，确保工程质量的有效手段，为保证试验工作的全面，顺利进行，工地设工地试验室，配足工程所需的试验人员，工地试验员要作好各种自购材料的送检、土工试验的取样、各种配合比的申请等工作。

根据现场的实际情况，结合本工程的需要，本着节约土地的原则，合理布设临时设施的用地，详见《施工平面布置图》。

根据现场情况，隧道进出口便道与嵊张公路连接，共需修便道1.5Km，便道宽度7m，进口便道修建排水涵洞一座，倒虹吸一座，出口便道修建排水涵洞一座。

根据现场实际，隧道进口从沙溪镇和孙家田村分别引进一条高压线，隧道口设两台400KVA的变压器，出口从念宅村引一条高压线，两台400KVA的变压器，以解决工地施工用电，为确保施工用电，进出口各配备一台200KW发电机组。

为保证生活所需和职工的身体健康，生活用水从附近村庄引水或打深井解决，施工用水成功岭山上向山水库水库引水，该水库位于RK47+350右约100米左右，水位高程约266.6米，我们采用φ80毫米的塑料4000米接至洞口右侧约100的山上，高出隧道50m的位置修建容量80立方米的高位水池，再用管道送往各工作面。

按照节约土地和资源，美观整洁的原则，生活用房为活动板房，施工用房为砖木结构，火工品库房为砖混结构，生活区及加工厂地面硬化处理。

在隧道进出口各建一个集中拌合站和预制场，按照规定修建火工品库房。为确保安全，作好临时设施的防洪和排水系统。

1、按新奥法原理组织指导施工，采用无轨运输方式。根据长大隧道大断面机械化作业的技术要求配备施工机械，组织实施开挖、喷锚、二次衬砌三条机械化作业线，优化施工方案，实现主要工序机械化作业，充分发挥机械效率。

为减少对围岩扰动及减少超挖，采用光面爆破技术。

3、初期支护紧跟开挖面及时施做，减少围岩暴露时间，抑制围岩变形；喷砼采用湿喷技术；仰拱、铺底先于二衬施工，防止基底弱化；二次衬砌混凝土采用自动计量拌和站生产，混凝土运输车和输送泵输送，液压整体钢模台车模筑。

（一）、施工测量及施工放样

隧道中线采用直线延伸法与导线环相结合的方法进行，即先用直线延伸法延伸至人行或汽车通道口时，利用通道使左右洞中桩点构成导线环，再按导线环的测量及平差规范进行中线校核。高程用四等水准进行控制。

施工放样采用激光导向仪、全站仪、水准仪等仪器放施工中线和高程，断面掘进采用“五寸台”法放样。

工地试验室配备相应的试验设备，按照规范要求，对各种材料取样送项目部试验室检验，按照规范和监理工程师的要求提取各种试件，并报检。各种试验要科学准确，具有代表性和可追溯性，编制整理各种试验资料。

明洞采用明挖法施工，在开挖前先做好洞顶截水沟，如因施工不便等因素，先挖基坑并做修整，以利排水需要。好边、仰坡开挖施工时，按设计图放出中线和开挖边线，清除开挖面上的松碴以及其它杂物，自上而下采用挖掘机配合人工进行开挖，严禁上下垂直作业。用推土机集碴，自卸汽车运碴至弃碴场。为了确保边坡的平顺和稳定，尽量避免超、欠挖对边坡的过大扰动，如需爆破开挖，采用控制爆破，严格控制爆破参数，边、仰坡开挖后，按设计要求P13(2)b及时进行防护。

a、覆盖层表土全风化岩层（Ⅰ类围岩）部分：开挖坡率1：1～1：1.25，喷砼层厚20cm+双层钢筋网，网规格φ6.5～20*20cm。

b、强风化岩层（Ⅱ类围岩）：开挖坡率1：0.5～1：0.75，喷层砼厚15cm+双层钢筋网（2*φ6.5～20*20cm）+φ22钢筋砂浆锚杆（长3.5m，间距1.5*1.5m）。

c、中风化岩层（Ⅲ类围岩）：开挖坡率1：0.3～1：0.5，喷层砼厚10cm+单层钢筋网（φ6.5～20*20cm）+φ22钢筋砂浆锚杆长3.0m，间距1.5*1.5m

(1)、表层2米为坡积物采用横挖法，即以路堑整个横断面的宽度从一端逐渐向前开挖，边坡必须配以人工分层刷坡。

(2)、2米以下为中风化玻屑熔结凝灰岩采用小型和松动爆破，严禁过量爆破，特别对边坡开挖尽可能采用光面爆破，使边坡符合设计要求，边坡应从开挖面往下分级清刷边坡，下挖2~3m应对新开挖边坡刷坡，要修刮平整。对于软质岩石边坡可用人工或机械清刷，对于坚石和次坚石，可使用炮眼法、裸露药包法爆破清刷边坡，同时清除危石、松石。清刷后的石质路堑边坡不应陡于设计规定。开挖后边坡上不得留有松石、危石，凹凸尺寸不大于100mm，否则用人工修凿。对风化破碎的岩体采用预裂爆破，再用人工修凿，开挖后边坡防护及时跟上，避免岩体长期暴露而塌方。

2、施工安全、技术要求

(1)、边坡开挖前，详细调查边仰坡岩石的稳定性；对设计开挖线以内有不安全因素的边坡，必须进行处理和采取相应的防护措施，边坡上所有危石及不稳定岩体应撬挖排除。

(2)、开挖自上而下逐段进行，不得掏底开挖或上下重叠开挖。

(3)、开挖中随时检查边坡和仰坡，如有滑动、开裂等现象，适当放缓坡度，保证边仰坡的稳定和施工安全。

d、进行控制爆破时，在严格控制爆破参数的基础上，还需采取必要的防护措施，避免飞石影响嵊张公路的行车安全。

(四)、Ⅱ类围岩地段的施工方案

Ⅱ类围岩开挖施工采用留核心形超短台阶开挖法施工，先支护后开挖，机械配合人工进行开挖，个别地方石方开挖采用放小炮松动，机械出碴。施工时严格遵守软弱围岩不良地段“早预报、管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、勤量测、快封闭、紧衬砌”的原则，认真做到稳扎稳打，步步为营。

施工工艺流程见图1《Ⅱ类围岩施工工艺流程图》

Ⅱ类围岩衬砌施工采用设计采用S2类复合支护型式.

（1）超前管棚施工要注意保持环与环间的设计搭接长度。

（2）主要采用机械配合人工开挖，局部辅以弱爆破，“震松法”施工，尽量减少对地层的扰动，爆破要密打眼，少装药。

（3）拱部环形开挖后应立即初喷5cm厚的钢纤维砼，接着完成该部分的钢支撑安装和锚喷支护。

（4）仰拱及填充层在初期支护完成后尽快施做，先于二衬进行施工，采用搭设防干扰平台技术进行混凝土全断面灌注。必要时，钢支撑脚部设锁脚砂浆锚杆，以保证稳定和安全。

（5）Ⅱ类围岩左右侧每循环开挖长度控制在2.0m左右，初期支护紧跟掌子面，及时施做仰拱，使整个断面尽快形成封闭环。

（6）二次衬砌根据围岩量测监控的信息情况，适时施做，以保证初期支护和施工安全的关键措施。一般二次衬砌距初期支护2～3倍洞径处开始浇注。

（7）施工时认真做好洞内排水工作，保证排水畅通，防止基底软化。两侧临时排水沟要保证顺畅，合理位置设集水井，配备抽水机抽水。

（五）Ⅱ类围岩进洞超前管棚施工方案

a、管棚规格：热扎无缝钢管φ108×6mm，节长3m，6m.

b、管距：环向间距42cm

c、管棚：倾角平行于路线纵坡；方向与路线中线平行。

d钢管施工误差：径向不大于20cm。

e隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的至少错开1m

利用隧道洞口的场地、设备，同时做好“三通一平”。

洞口土石方及仰坡均已开挖到位，防护到位。

钻机到位灌注浆液配合比已到位。

成功岭隧道设计采用C30混凝土套拱做管棚固定墙，套拱在明洞外轮廓线以外，紧贴掌子面施做，套拱内埋设四榀16号工字钢制作而成的钢拱架作为横架，与管棚钢管焊接成整体，支撑稳固后，内外摸采用5cm木摸安装，按设计布筋和安装孔口管，保证布筋、孔口管的位置和角度准确，然后进行套拱的施工，待套拱强度达到85%时开始长管棚的施工。

为减少因钻具漂移或下垂引起的钻孔偏差，钻机立轴方向严格准确控制，钻进过程经常采用测斜仪器测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求及时纠正。

管棚施工先打有孔管，注浆后再打无孔管，无孔管可作为检查管，检查注浆质量；钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm，钢管节长3m、6m。钢管接头要错开，隧道纵向一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1m。

作业平台采用方木按“井”字形搭设，顺序由下向上，由两边向中间，依据孔位依次搭好，方木间以扒钉连接牢固，防止钻孔时钻机摆动、倾斜、不均匀下沉而影响钻孔质量。

根据地质条件和施工条件，本次采用三台潜孔钻平行作业，并在导向管口编号施工顺序从低孔开始，有两侧往中间方向对称进行施工，钻孔时钻机距工作面距离不少于2m，钻机摆设钻杆方向与导向管一致，钻孔并顶进长管棚钢管。

开钻时，先低速低压，等成孔几米后，再加速加压。钻进过程中，必须沿钻机位后定下来的基线钻孔，随时检查钻孔方向的准确度，根据地质情况的变化，选择不同的钻头，当遇坚硬孤石不能钻进时，采用冲击钻头，把岩石击碎，为普通稍软岩石或土质时，采用合金钢钻来进行钻进。钻进过程中岩土对管壁的阻力较大，前段开孔采用φ125mm钻头，后段根据需要采用φ110mm钻头，以便于钢管容易顶入，钻进过程遇特殊复杂地层，如不能钻进或难以成孔时，采用预注浆加固钻进成孔；必要时采用加长岩芯管（跟管钻进）的办法。

钻孔参数；钻孔直径；φ115~130mm；钻空平面误差：径向不大于20cm。

钻孔时的空斜预防措施：导管导向、护正器护正钻具、测斜仪检查，发现偏斜、岩心管扫孔检查控制，发现孔斜超过允许范围，则停止钻孔，进行注水泥浆充填，凝固后重新钻孔。

用φ108mm岩心管进行扫孔，目的是清除孔内岩渣和顺通孔道。岩芯管不小于2.5m为宜，长度稍长更好。如遇下管困难，连续扫孔几次，同时借助高压空气吹洗，直到孔内清扫干净。

下管：φ108mm钢管管壁打孔，布孔以梅花型布置，孔径为12mm，孔间距为20cm。管节间采用丝扣连接，丝扣长度15cm，为使管间接头错开，且两组关棚间纵向搭接长度不小于1m的要求，编号为奇数的第一节采用3m钢管，编号为偶数的第一节采用6m钢管，以后每节采用6m钢管。下管后，φ108mm钢管和φ127mm钢管焊接成一体。

钻进过程中地质情况判断：根据钻进速度，岩土取芯，司钻压力等情况判断此钻孔管段地质情况，并作好施工记录，根据记录数据绘制地质剖面图和展开图，为开挖施工提供参考。

注浆施工工艺流程见图6《注浆施工工艺流程图》

注浆前先进行现场注浆试验，确定注浆参数及缓凝剂掺量，用于实际施工。注浆要求：

a、注浆前在钢管中沿管壁安设φ15mm的塑料管至孔底，在管口（外端）处与堵浆排气孔相连接，作为排气孔（安设钢管盖和注浆阀门）。

b、注浆管与堵浆管进浆孔相连。

c、注浆采用从孔口一次注入，为使管内浆液饱满密实，注浆时等排气孔有浆液流出，进行终压注浆，直到达到设计注浆压力或设计注浆量时终止，然后闭其阀门。

d、注浆结束标准，按单孔注浆量达到设计注浆量时，可作为结束注浆标准；注浆压力达到设计终压力并终压不小于20分钟时，也可结束注浆，同时注浆扩散半径不小于0.5m。

注浆结束后及时用钻杆、炮钩及高压风清除管内浆液，并用注浆机注入M30水泥砂浆进行紧密充填，以增强管棚的刚度和强度。

a、套拱内导向安装时位置和角度用仪器测量定位，保证准确性。

b、在钻孔过程中用测斜仪量测钻进的偏斜度，发现偏位超过设计要求，及时纠正。

C、管棚注浆注意调试好浆液的配合比，控制注浆压力和注浆量，以达到设计注浆效果。

d、注浆参数：水泥浆与水玻璃体积比1：0.5，水泥浆水灰比1：1，水玻璃浓度50波美度、摸数2.4，注浆压力；初压0.5~1.0Mpa，终压2.0Mpa。

e、配制好水泥浆液或水玻璃浆液时严防水泥包装纸及其其它杂物混入。拌好的浆液在进入贮浆槽及浆液泵之前，对浆液进行过滤，为经过滤网过滤的浆液不用许进入泵内。配制的浆液在规定的时间内注完。

①劳动力组织（每班）：钢管加工4人，电工1人，电焊工1人，钻眼打管3人，注浆泵司机1人，注浆3人,空压机司机1人。共计14人。

②主要机械设备：潜孔钻3台，空压机1台,注浆机1台，浆液拌和机1台，钢管加工设备1套。

（12）隧道超前管棚施工工艺流程见图5《超前管棚施工工艺流程图》

（13）洞内大管棚施工：

暗洞内管棚施工先施做工作洞，即在该处先挑顶斜插小导管，以加强支护，开挖后及时进行锚喷支护。必要时预埋钢拱架。以加强拱部支撑。工作洞室高度应根据钻机高度而定，纵向2米（以方便打管为宜），然后再用钻机钻孔，其余施工方法同明洞段。

（六）、Ⅲ类围岩地段的施工方案

Ⅲ类围岩地段采用S3型复合支护类型，采用正台阶施工方案，台阶长15～20m，先支护后开挖，微震光面爆破，装载机和自卸车出碴。

（2）拱部初期支护施工顺序为初喷（初喷厚度一般不小于3cm）、挂钢筋网、复喷20#砼至设计厚度。

（3）下部开挖后及时进行锚喷初期支护，灌注仰拱混凝土，15#片石砼仰拱回填，分左、右半幅进行调平层施工。

（4）铺设环向排水软管及隧道专用复合防水卷材，初期支护基本稳定后施做整体模筑二次衬砌，二衬段与台阶距离不大于30m。

Ⅲ类围岩地段施工工艺流程见图2《Ⅲ类围岩地段施工工艺流程图》

（七）、Ⅳ类围岩地段的施工方案

采用全断面光面爆破的方法掘进。自制多功能作业台车钻眼、光面爆破作业。钻眼深度为3.0m，循环进尺2.8m；装药台车装药联线；侧卸式轮式装载机配合自卸汽车装运出碴。人工和PC200C长臂挖掘机相结合进行找顶和清除危石。Ⅳ类围岩段开挖后先初喷不小于2cm厚砼，接着按设计要求打设φ25先锚后灌式砂浆锚杆、挂钢筋网，复喷砼至设计厚度进行初期支护。

Ⅳ类围岩地段施工工艺流程见图3《Ⅳ类围岩地段施工工艺流程图》

七、主要施工方法及技术

隧道关键施工技术主要包括三个方面：一是保持合理的断面和平顺的开挖轮廓线，减少围岩的扰动；二是及时施做符合质量要求的超前支护和初期支护，开挖断面尽早闭合，控制围岩变形；三是加强对围岩和支护结构的监控量测，进行信息化管理。

（一）、超前地质预报技术

隧道地质超前预报是防止隧道开挖突发性灾害（塌方、涌水、采空区等），保证施工安全，保证施工工期，保证工程施工质量，优化和调整支护参数，判别围岩稳定的有效措施。

我们采用传统探测方法进行地质预报。一是超前钻孔探测；二是随着隧道的掘进，完善、修正设计资料，通过掌子面地质素描和洞体展现对岩体的特征观察分析，做出地质判断。这两种方法结合起来运用，可以相互补充，达到超前地质预报的良好效果。

（二）、隧道光面爆破技术

光面爆破是新奥法施工的第一要素，实施光面爆破可减弱对围岩的扰动，缩小松动范围，使开挖轮廓圆顺，是保证隧道的工程质量，施工安全和进度的一个关键技术。

针对成功岭隧道洞身不同的围岩类别，具体采用相应的爆破方法：

Ⅱ类围岩以松散层含碎石亚粘土—含粘性土碎石为主，围岩完整性、稳定性极差，易坍塌。主要采用机械配合人工开挖的方法进行，充分减小对周边围岩的震动。

Ⅲ类围岩正台阶法开挖，上半断面采用微震光面爆破，下部台阶采用一次性爆破施工。施工过程中，根据爆破效果及时修改爆破参数。

a．孔深进尺设计：上部台阶采用1.2m进尺，钻孔深度1.5m；下部台阶采用2m进尺，钻孔深度2.5m。

b．掏槽形式设计：上台阶采用三角形三中孔眼直眼掏槽。如下图：

（3）装药结构设计：为更好地达到光爆效果，周边眼采用间隔装药结构，药卷用小直径药卷。其余炮眼采用直径φ32mm标准药卷连续装药。如下图所示：

（4）爆破参数及炮眼布置

爆破主要经济技术指标表

单位耗药量(Kg/m3)

Ⅲ类围岩开挖爆破参数表

（5）Ⅲ类围岩正台阶开挖施工工艺流程图

循环时间安排表(Ⅲ类围岩)

Ⅲ类围岩循环作业主要参数：每环开挖按上台阶两环、下台阶一环，全断面进尺2.0m计，循环作业时间16h，月进尺100m。

上台阶劳动力：开挖工8人，挖掘机司机1人，汽车司机3人，正侧卸轮装司机1人，其他人员2人。共15人。

主要机械设备：空压机1台，手持式风钻5台，PC200长臂反铲1台，正侧卸轮装1台，15t自卸汽车3台，轴流式通风机1台。

下台阶劳动力：台车司机2人、开挖工4人，挖掘机司机1人，汽车司机4人，轮装司机1人，其他人员1人。共13人。

主要机械设备：手持式风钻5台，PC200长臂反铲1台，正侧卸轮装1台，15t自卸汽车3台，装药台车1台。

Ⅳ类围岩施工采用全断面光面爆破方法施工。采用自制多功能作业台车钻眼，钻眼深度为3.0米，循环进尺2.8米；装药台车装药联线；侧卸式轮式装载机配合自卸汽车装运出碴。找顶和清除危石人工和PC200C长臂挖掘机相结合。Ⅳ类围岩段开挖后进行初期支护精装修工程施工工艺工法标准中建.pdf，全断面开挖示意图如下：

采用光面全断面爆破，爆破设计如下。

b．孔深进尺设计：采用2.8m进尺，钻孔深度3.0m。

c．掏槽形式设计：采用四方形4中孔眼直眼掏槽。如下图：

d.爆破参数及炮眼布置

爆破主要经济技术指标表

单位耗药量(Kg/m3)

7、8、9、10、11、12

GB50911-2013 城市轨道交通工程监测技术规范全断面开挖循环时间安排表