周公山隧道施工组织设计(最终版)

周公山隧道施工组织设计

第一章 工程概况及技术等级

1.1工程概况

1.1.1技术标准

公路等级：四车道高速公路

设计时速：80km/h 限制坡度：1.2％ 隧道建筑限界：见表1 洞内路面荷载：公路—I级

隧道防水等级：二级，二次衬砌抗渗等级不小于S8。

隧道建筑限界 项目 主洞 停车带 行车横通道 人行横通道 净宽（m） 10.25 13.00 4.5 2.0 净高（m） 5 5 5.0 2.5 行车道（m） 3.75*2 侧向宽度（m） 0.5/0.75 检修道（m） 0.75/2 注：加宽带3.5m（含侧向宽度0.75m） / / 1.1.2 地质概况

周公山隧道进口位于雅安市兩城区大兴镇，隧址区内地形最高点高程约为1660m，最低点的青衣江高程约为580m，相对高差约为1080m，为构造侵蚀低山地貌。隧址区穿越沙坪背斜的向N倾末端，沙坪背斜呈SN向展布，背斜轴部向N倾伏。穿越段背斜地层均为白垩系中厚层的粉砂岩、细砂岩夹泥岩，岩体较完整，在隧道开挖过程中，拱顶稳定性较低，右侧侧壁稳定性较好，左侧基本稳定，地下水呈点滴～线流状。

该隧道左洞内Ⅴ级围岩105m，Ⅳ级围岩1255m，Ⅲ级围岩500m。 该隧道右洞内Ⅴ级围岩120m，Ⅳ级围岩1230m，Ⅲ级围岩500m。

1.2主要工程数量

隧道左右洞主要工程数量见下表1-2-1： 工程项目 开挖 加强大管棚 导向墙ｃ20砼 Φ108钢管 Φ108钢管 单位 m 3m 根 m 3数量 355962 33 36 1440 备注

支护 小管棚 钢架 Φ42小导管 I20b钢拱架 I16,I14，钢拱架 钢架榀数 HPB300钢筋 HRB400钢筋 m Kg Kg 榀 Kg Kg m m Kｇ m Kｇ Kｇ Kｇ m m m 3333330214 446797 245043 500 294146 1183243 33257 18470 3674 326953 723491 155620 16231 180961 34340 40 模筑C30钢筋混凝土 二次 衬砌 模筑C25混凝土 耐腐蚀剂 仰拱填充C20混凝土 HPB300钢筋 HRB400钢筋 系统支护 ф8，ф6.5钢筋网 喷C20砼 ф22砂浆锚杆 临时支护 ф25锚杆 洞门及洞外 弃碴 C20钢筋混凝土 边仰坡防护浆砌污工 m M m 323 第二章 编制依据及编制范围

2.1编制依据

2.1.1《交通运输部关于雅安至康定高速公路初步设计的批复》（交 公路（2014）216号

2.1.2《四川省雅安至康定高速公路周公山隧道工程于质详勘报告》（2014.05）

2.1.3《公路工程技术标准》（JTG B01-2003） 2.1.4《公路隧道技术规范》（JTG 070-2004） 2.1.5《公路隧道细则》（JTG /T D70-2010）

2.1.6《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）

2.1.7《公路混凝土路面施工技术规范》（JTG D30-2003） 2.1.8《公路泥清路面施工技术规范》（JTG D40-2004） 2.1.9《隧道施工安全九条规定》

2.1.10现行公路施工、材料、机具设备等定额；

2.1.11雅安至康定高速公路工程C3标工程承包合同；

2.1.12雅安至康定高速公路工程招标文件《周公山隧道设计图》； 2.1.13我公司拥有的科技成果、施工技术水平、机械设备等；雅安现场调查的相关资料。

2.2编制范围

周公山隧道进口左ZK5+640～ZK7+500,右K5+650—K7+500段洞口工程、

洞身开挖、支护、衬砌等主体工程以及防排水、电缆槽等附属施工项目。

第三章 施工组织机构及劳动力安排

3.1施工组织机构

周公山隧道属我标段内重点控制性工程之一，项目部对周公山隧道的施工实行一级管理模式，施工组织机构见图3-1-1。

项目经理

詹辉 项目总工 杨磊 项目副经理 赵小军 项目副经理 瞿才仲 项目副经理 何慧飞

综合办公室 何 勇 计划合同部 杨恩爽 工程技术部 黄雪立 实 验 试 刘勇军 财 务 部 刘 志 安全环保部 祝 鸿坤 物资设备部 朱兴松 隧道施工队 俞兆恩 隧道左洞 隧道右洞 开挖班组 支护班组 运输班组 二衬班组 钢筋班组 钢筋班组 二衬班组 运输班组 支护班组 开挖班组 图3-1-1

注：项目部测量队隶属工程技术部；

3.2劳动力配置

隧道施工队为专业化施工队，按照工序进行劳动力配置，每个工序按二班循环作业，各工班劳动力配置见表3-2-1。

表3-2-1 劳动力配置表

序号 1 2 3 4 5 6 7 7 施工队 管理人员 开挖班组 主要工作内容 管理、测量、调度、火工品管理人员等 隧道钻爆作业施工 隧道初期支护锚杆、挂网、喷射混凝土 隧道排碴、空压机站、搅拌站。水电等 二衬钢筋、初期支护钢筋网、钢架及简易台车加工 清扫洞内外场地及日常杂活 生活管理 总 计 劳动力（人） 30 28 32 20 12 8 6 136 管理人员（人） 18 2 2 2 2 1 1 1 29 二衬砼班组 二衬施工、边沟电缆槽等砼施工 支护班组 运输机械班组 钢筋加工班组 杂工班组 后勤

第四章 临建设施布置

4.1场地布置

4.1.1临时设施布置原则

临时设施本着“规划经济、永临结合、综合利用、便于管理、注重环保、服务施工”的原则进行布置。施工便道修筑至混凝土拌合站，满足重型车辆与工程机械通行要求，晴雨畅通；各生产区域场内道路和场地要求同上；生产和生活设施、电力、供水等设施满足施工高峰期需求，一次建设成型，符合环保要求，适合当地气候条件；取土场、弃土场设在设计指定位置，按环保要求做好相应防护；各场站用地使用期要精心规划，在满足工程需要的前提下，确定经济合理的使用面积和使用期限，使用后及时做好恢复和复垦；信息管理和网络监控系统要体现高科技的优势，完全满足内外信息沟通传输和工程施工监控管理的需要。

4.2临时设施

4.2.1施工便道

隧道进口施工便道由大兴镇政府门口公路桥引入，该便道属新修便道至隧道洞口，便道长0.4km；，施工便道技术标准：主便道单车道路面宽5m，采用C20混凝土路面。双侧2%横坡排水，每隔50m修建汇车道一处。

施工便道修建方法：由于本段大部分为新修道，路基软弱结构地段可用建渣或片石进行换填处理，换填深度0.50m以上。路面铺设10cm砂夹碎石，旱地地段直接铺设砂石50cm，上铺10cm砂夹碎石。路面C20砼20cm。 4.2.2施工用电

采用二台800KVA的变压器，安装在隧道口适当位置，利用当地电源，就近接入高压电。变压器设置高于地面不小于60cm（按要求）的安装平台，采

用红砖砌筑或现浇混凝土，变压器四周设安全防护网，并设置用电规定及安全标识。

表4-2-2周公山隧道进口用电负荷计算 序号 1 3 4 5 6 7 8 9 10 项 目 空压机 通风机 输送泵 搅拌站 振捣器 电焊机 洞内照明 模板台车 整平机 单位用电量(KW) 数量 132 132 75 100 2.2 11 40 30 10 6 2 2 1 10 15 1 1 1 合计(KW) 792 264 150 100 22 165 40 30 10 备 注 由于附近高压线无法满足使用要求，高线路的引入由项目部架设专线，以此确保供电满足施工要求。

施工用电由我部电气人员进行架设，配电房设总配电柜，洞外采用“三相五线制”立杆架设，隧道内每100m设分接配电柜。

隧道进口配置两台250kw备用发电机。 4.2.3施工用水

本隧道施工区域内地表水和地下水不丰富，左侧100米山间河流水质较好，施工用水可在隧道进口、洞顶修建100～150m3水池蓄水。采用河水水时，需对水源进行取样化验，若水质具有腐蚀性，不能用于工程建设，须另觅水源或采用城市自来水。生活用水设净化装置净化、消毒后饮用。 4.2.4材料场及钢筋加工场

隧道进口ZK5+580线路右侧设立一个钢筋加工场600m2，负责隧道施工用钢筋加工，加工棚采用型钢立柱，钢构屋架，彩钢瓦弧型屋面，彩钢瓦围护（留出大门）、净高700cm，地面采用C20混凝土硬化厚20cm，修建面积600平米（30m×20m）棚内设原材料堆放区，钢筋加工区，钢拱架制作区，半成品区，废料区等。材料库房均采用彩钢瓦房50m2。 4.2.5生产、生活、办公用房

为了便于对隧道的管理和控制，以及对外沟通的便利，项目部下设隧道项目部，隧道项目部设在隧道进口右ZK5+600红线外。分部及施工队生活及办公用房均采用活动彩钢瓦房。隧道项目分部和各施工队用房面积约1000m2，

设办公室、会议室，宿舍、伙房、食堂、浴室，厕所等。在营区内进行绿化，做好排水设施，消防设施，活动场地进行硬化处理。 4.2.6混凝土拌合站

为满足隧道施工要求，隧道设计喷浆拌合站一套，拌合站设置在隧道进口右侧。搅拌站计划用地3600平米（约5亩）,设砂石料堆放区、水泥及外加剂存放区、混凝土生产区、蓄水池、污水处理区、洗车池、地镑、试养护件室等。砂石堆放区设3个隔仓。 4.2.7空压机站

空压机站设在洞口右侧红线内，墙身采用红砖砌24墙，考虑到散热，墙高为180cm，钢管立柱高320cm，屋顶为钢筋或型钢屋架，彩钢瓦屋面，地面采用C20混凝土硬化厚10cm，同时留出排水地沟及电缆沟等设施，空压机房的建筑面积为200-220平米，安装8台23.6立方/min电动空压机，同时修建100m3循环水池。

4.2.7垃圾及污水处理设施

生活区垃圾集中堆放，定期用垃圾车运往指定处理点处理；生活污水排入污水收集容器处理并拉到指定地点排放。

施工产生的固体废料由汽车运至指定地点处理。

在拌合站内设污水处理池，在各生活区设废水处理池，工程施工产生的废水、污水及生活污水经过净化处理达标后排放。严禁将含有污染物质或可见悬浮物质的水随意排放。 4.2.8消防设施

根据消防要求，在办公区、生活区、油库、机械场及其它作业区域按规定配备足够数量的灭火器、防火砂等消防器材。 4.2.9施工平面布置图

图4-2-1 隧道进口施工场地布置平面图

第五章 施工机械设备配置

5.1主要机械设备

根据施工队划分的任务量、工期要求、进度计划，结合工序的进度指标，本着快速、高效的原则进行机械设备的配备，投入本隧道主要机械设备见表5-1-1，主要试验、量测仪器设备见表5-1-2。

表5-1-1 主要施工机械设备配置表

序号 一 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二 1 2 3 4 三 1 2 3 衬砌台车 防水卷材铺设台车 防水板焊接机 12m 7m JIT-810 2 2 2 完好 完好 完好 隧道衬砌 防水卷材铺设 防水卷材焊接 喷浆机 砼自动计量搅拌机 砂浆搅拌机 注浆机 TK-500 HS50 UB3 8 2 2 2 完好 完好 完好 完好 5m3/h 500L 喷射砼 喷射砼 注浆 注浆设备 挖掘机 装载机（侧） 装载机 自卸汽车 多功能作业台架 凿岩机 风 镐 管棚钻机 断面仪 水平地质钻机 PC220 CAT966F ZL50 红岩金刚 自制 YT28 G20 C6 2 2 1 10 2 30 10 1 完好 完好 完好 完好 新制 完好 完好 完好 147KW 154.4 96KW 3.6m3 3m3 17m3 隧道装碴 上料 隧道出碴 钻爆施工 钻孔设备 开挖 管棚施工 超前支护超前探测 设备名称 规格型号 数量 状态 额定功率（Kw） 生产能力 用于施工部位 备注

4 5 7 8 四 1 五 1 六 1 2 七 1 2 3 4 八 1 2 仰拱栈桥 砼运输车 砼输送泵 搅拌机 12m PY5311GJB HBT60c 2 4 2 2 完好 完好 完好 完好 118KW 75kw 8m3 60m3/h 0.75m3/h 仰拱施工 砼运输 砼输送 砼拌合 电动空压机 对旋轴流风机 供水排水设备 抽水机 移动式水泵 钢筋加工 拱架弯曲机 钢筋弯曲机 钢筋条直机 电焊机 发电设备 发电机 发电机 152BD-2SE132 150S100 200S63 7 2 3 5 2 1 1 6 2 完好 完好 完好 完好 完好 完好 132KW 132×2 KW 75KW 250kw 23.6m3/min 3000m3／min 250kw 高压供风 通风排烟 给排水设备 给排水设备 施工供电 备用 5.2主要材料供应计划

5.2.1物资采购计划

根据合同文件，本工程所用的钢筋、水泥、外加剂等材料均由项目部机料部采购。

砂石料等材为由我部自主采购，根据市场调查，我部选定了具备一定生产规模且质量有保证的供应商进行供应，并签订了《材料供应协议》，材料由供应商运送至拌和站砂石料存贮仓，为确保上述材料的供应质量，我部将不定期组织有关人员对供应商的生产能力及材料质量进行评估，确保供应能力及材料质量。隧道除喷射混泥土外，洞内其它混泥土均由2号搅拌站供应。

第六章 工期安排与施工进度

6.1总体工期目标

本工程自 2014年8月20日正式开工，计划2016年6月20日 施工完成，总工期20个月。

具体施工进度及计划见图6-1-1《周公山隧道施工形象进度图》。

图6-1-1 周公山隧道施工进度计划横道图

6.2工期保证措施

6.2.1保证工期方案

科学合理地安排施工工序，不断优化施工方案，实行目标管理，加强组织管理、靠前指挥，保证技术力量和人、材、物、机供应，推广“四新”技术和建立竞争机制。

6.2.2保证工期的组织措施 6.2.2.1成立工期保证领导小组

成立以项目经理詹辉为组长，总工程师杨磊、副经理赵小兵为副组长的工期保证领导小组，实行目标管理，明确责任。项目部设专职调度员，设专职统计员，施工进度报表做到每日一报，直接上报项目经理，不但要数据详实，而且要有原因分析，找出实际完成与计划完成工程量的差距，发现实际指标低于计划指标时，分析差距产生的原因，即时调整工序、优化资源配置，实现微观控制到宏观控制。

6.2.2.2靠前指挥、加强管理

主要是加强现场的调度指挥力度，指派一名专业工程师进驻洞口，划分管理区域，明确目标和责任，加大奖惩力度，实行24小时跟班作业。 6.2.2.3突出重点，合理安排

工程能否安期完成，洞身开挖是施工重点，施工中开挖应合理安排，尽可能创造施工条件，合理的工作安排，交叉平行作业，是实现工期目标的关建。

6.2.2.4确保设备运转好良好、物资供应及时

合理地配置施工机械设备，做到实用先进、选型科学、配套成龙、性能稳定，充分发挥机械化施工优势并考虑适当的富余能力储备，建立完善的机械保养维修体系，保证施工机械的完好率，保证施工需要。

生产物资供应做到提前计划、购置及时、适当储备、应急有方、保障有力，建立强有力的后勤保障体系，保证各种物资、设备按时足额到位；搞好工作和生活环境建设，全方位保障施工生产。 6.2.2.5加强劳动力组织

加强劳动力组织，确保不因劳力不足而影响施工生产，在劳力安排上做到时间用足、空间占满。主要组织措施是：

做到只要有工作面的地方，就要保证有足够的人员投入； 通过合理协调和安排，减少窝工和怠工现象； 改善劳动作业环境，提高劳动生产率；

解决好民工工资问题，保证劳务民工工资按时足额发放。 6.2.2.6理顺各种关系，减少施工干扰

处理好方方面面的关系对工程建设的顺利进行至关重要，我们承诺施工中坚决服从监理、业主指导，切实理顺工作关系，千方百计排除施工干扰。 6.2.2.7搞好生活、卫生保障

关心员工的生活，施工强度相应调剂员工的饮食，加强饮食卫生管理，减少疾病。保证各个员工以健康的体魄，充沛的体力，良好的精神状况投入到施工中。现场设立医务室、定期做好饮食卫生的消毒工作，防止恶性传染病的发生而影响正常施工。 6.2.3保证工期的技术措施

6.2.3.1编制科学合理的实施性施工组织设计

优化合理的施工组织设计和科学先进的施工方案是工程顺利开展的关键，是确保工期的前提。施工组织设计充分针对本工程的技术特点、难点和现场的实际情况，编制切实可行的施工计划和施工方案，采取科学、先进的施工工艺，采用先进、配套的机械设备，使工程施工做到点线明确、轻重分明、计划可靠、资源配置合理，确保直线工期，实现快速施工。

施工组织设计确定后，召开主要管理人员、施工队负责人进行施工方案交底，使人人心中有数，并坚决按既定方案实施，确保施工计划的落实。 6.2.3.2不断优化施工方案

定期组织方案研讨会，对施工方案的合理做进一步讨论，结合工程进度的实际情况，不断进行优化，使之更具体、更合理，更完善。 6.2.3.3加强技术管理

在技术上主要是加强三个方面的管理：

搞好图纸会审。在开工前，会同设计、业主、监理单位做好图纸的汇审工作，图纸中存在的问题提前解决。

加强技术交底制度。施工技术人员应在施工之前及时向班组做好详尽的技术交底，勤到施工现场，对各个施工过程做好跟踪技术监控，发现问题，就地解决，防止工序检验不合格而进行返工，而延误工期。

推广和采用新技术、新工艺，尽量压缩工序时间，安排好工序衔接，平衡远期和近斯所发生或将发生的各类矛盾，使工程按步就班地有节奏地进行。 6.2.3.4重视测量和试验工作

坚持测量复核制度，配足测量仪器和人员，严格按测量规范进行测量控制，杜绝因测量偏差造成返工重做，才能保证施工进度正常进行。同时，加强材料检验和试验工作，做到开工必优。

第七章 总体施工方案

7.1总体施工方案

施工准备阶段，完成临时施工便道，架设供电线路，铺设供水管路；洞

口场地开挖完成后，安装和修建隧道供风、供水、供电、混凝土生产、钢构件加工等设备与设施。首先安排进口砌筑洞顶截、排水沟，进行洞顶地表加固，开挖洞口土石方；洞门工程在不影响隧道施工的前提下安排进行。

按新奥法原理及《隧道施工安全九条规定》组织施工，坚持信息化动态施工管理，隧道地质超前预测预报采用施工全断面地质素描(超前水平探孔、红外探水仪器、TSP203、地质雷达超前地质预报)等多种方法相结合，超前探明地质情况；规范实施监控量测，科学选择施工方法、合理安排施工顺序，严格按规范要求施作初期支护及衬砌，做到开挖光爆成型、支护锚喷及时和二衬内实外美。

软岩段施工严格遵守软弱围岩不良地质地段 “早预报、勤量测、管超前、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、紧衬砌”的原则，做到稳扎稳打，步步为营。硬岩段施工优化机械设备配套选型方案，强化施工调度指挥，抓好超前地质预报、开挖、运输、初支和衬砌五条作业线之间的相互协调，组织好平行、交叉、流水作业，实现工序有序衔接，减免干扰，充分发挥机械化施工效率。

隧道内水沟、电缆槽、综合洞室与预埋照明管线等设施与隧道主体同步修建完成。

隧道具体施工方案见表7-1-1。

项目名称 施工方案

施工组织 周公山隧道采取左右洞二个断面掘进，由隧道施工队负责施工。 围岩较好地段采用全断面开挖，控制开挖轮廓，减少超挖，控制欠挖，同时减少对围岩的扰动，施工过程中采用激光断面仪跟踪检查。对于不宜爆破的软弱围岩采用小型挖掘机直接开挖或采用人工风镐开挖。Ⅴ、Ⅳ级围岩地段根据围岩情况采用预留核心土开挖或台阶法开挖；Ⅲ级围岩地段采用全断面法施工；洞口段根据设计图施作。 采用无轨运输。出碴采用大型装载机装碴，大型汽车运输，运输至指定弃碴场。 初期支护、超前支护、临时支护采用具有自动化程度高的专用机械施工。喷射混凝土采用湿式砼喷射机施作；锚杆采用锚杆钻机施工；钢筋网片、钢拱架在洞外定型加工，现场安装。 施工方案 防水板采用无钉铺设。 贯彻仰拱先行的原则，采用仰拱栈桥进行施工，确保施工质量。机械清底，混凝土全幅浇筑。仰拱填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑。 根据监控量测数据，确定二次衬砌的施作时间。洞身采用液压式衬砌台车墙拱一次衬砌施工。拱顶模筑衬砌外缘、防水板内侧设8～10m长的孔径Φ20注浆管进行回填灌浆。混凝土集中生产，混凝土运输车运输，泵送混凝土入模。 开挖运输：风动凿岩机、自制多功能钻孔台架、挖掘机、装载机、自卸汽车等； 支护：混凝土湿式喷射机、专用注浆设备等； 衬砌：液压整体钢模台车，砼搅拌输送车运输，砼输送泵等。 开挖方案 装碴及运输 方式 支护 项目名称 二次衬砌 主要机械 配备 表7-1-1 隧道施工方案概述表 7.2隧道弃碴利用和弃置方案

周公山隧道弃碴总量35.6万方，均用于大兴互通路基填方。

7.3隧道施工机械化配套方案

本着“实用先进、选型科学、着重工效、优化合理”的原则，布署五条主线、五条辅线。见表7-3-1。

表7-3-1 机械化配套方案表

分类 机械化作业线名称 超前地质预测预报 钻爆作业线 出碴作业线 主作 业线 初期支护 作业线 二次衬砌 作业线 高压供水 高压供风 供电 通风排烟防尘 排水 主要设备配套方案 施工全断面地质素描(超前水平探孔、TSP203超前地质预报)组成超前地质预测预报作业线。 液压升降钻孔平台、风动凿岩机、PNJ-1炮泥机组成钻孔、装药、起爆作业线。 侧卸式装碴机及大型自卸车组成无轨运输出碴线。 水平地质钻机、高压注浆泵组成大管棚、锚杆、小导管施工作业线；运输车、装载机、作业平台、混凝土湿式喷射机组成钢筋网、钢支撑、喷砼初期支护作业线。 铺设防水板台车、自行式防水板焊接器组成防水层铺设作业线； 钢筋调直机、弯曲机、切割机、电焊机、对焊机组成钢筋加工作业线； 整体液压钢模衬砌台车、混凝土输送车、混凝土输送泵、混凝土搅拌站及仰拱栈桥组成二次衬砌作业线。 变频调压设备、高压水管组成供水作业线。 电动压风机组成高压风作业线。 变压器、内燃发电机、高压电缆组成供电作业线。 轴流通风机、降尘设备组成隧道通风排烟防尘作业线。 污水泵、潜水泵等组成排水作业线。 辅助 作业 线

7.4隧道超前地质预测预报、监控量测及测量方案

隧道超前地质预测预报、监控量测及测量方案见表7-4-1。

表7-4-1 隧道超前地质预测预报、监控量测及测量方案表

项目 超前地质预测预报 监控 量测 施 工 方 案 全隧道采用全断面地质素描，在岩层接触带及断层破碎带段，采用超前水平探孔、TSP203超前地质预报等手段。根据超前地质预测预报所获取的地质信息调整隧道的支护参数和施工方案，以确保工程质量和施工安全。 施工中将现场监控量测作为工序引入作业循环，以量测资料为基础及时修正初期支护参数，确保二次衬砌施作时机，实施动态施工。 量测项目包括必测项目和选测项目两大类，必测项目包括：（1）洞内、外观察；（2）拱顶下沉；（3）净空收敛；（4）地表沉降。选测项目根据工程规模、地质条件、隧道埋深、开挖方法及其它特殊要求，有选择进行。 复测设计院提供的GPS点，布设控制点导线网。控制测量采用全站仪施测，控制点的高程用精密水准仪测定。 洞内引入双导线做校核，隧道中线埋设测点，在已衬砌好的边墙埋设水准点。 测量 方案 7.5隧道施工辅助作业方案 7.5.1.供风方案

在隧道口处设一座空压机站，并分别安装7台23.6m3/min电动空压机，供应各施工面所需高压用风。在施工前期高压电源未接通时均采用自备发电机驱动电动空压机供风。

隧道开挖面工作风压不小于0.5MPa。高压风管采用φ200mm的无缝钢管，设在边墙底脚处，管子下面采用托架将其托起，托架固定在底脚的边墙上。随着开挖面的延伸，高压风管分段接至工作面附近，在管端安装闸阀以便接至用风机具，闸阀至用风机具之间用高压皮管连接。 7.5.2.供水方案

根据洞口附近水源情况，采用地面水源，铺设供水管道，在每个洞口设集水池，采用HYGS型变频调压供水设备或修建高压水池供水的方案，铺设φ100mm钢管输水供隧道用水。隧道工作面的水压不小于0.3MPa。

管路应敷设平顺,接头严密,不漏水； 水池的总输出管路安装总闸阀；

主管路上每隔300～500m分装闸阀；

洞内水客前端至开挖面保持30m距离，并用高压软管连接分水器，洞内软管的长度一般情况下不大于50m；

洞内水管管路敷设在电缆、电线相对的一侧，不得防碍运输，当与水沟同侧时，不得影响排水；

钢管在安装前进行检查，有裂纹、创伤、凹陷时不得使用，管内无杂物。 管路使用中有专人负责检查、养护。 7.5.3排水方案

周公山隧道进口为正坡施工，纵坡为1.2%上坡，可利用两侧边沟自然排水；支洞为平坡只能采用在支洞与主洞交界处设置集水坑，再用水泵排至洞外污水处理池。 7.5.4照明方案

采用新光源洞内外照明，新光源采用低压卤钨灯、高压钠灯、钪纳灯、纳铊铟灯等。新光源照明布置见表7-5-1。

设置固定式照明设备，并设置应急照明设备，应急照明灯具安装间隔不大于50m且必须在供电中断时能自动接通并能连续工作2h以上。

表7-5-1 新光源洞内外照明布置表

工作地段 开挖面后40m以内作业段 开挖面后40m～100m区段 开挖面后的100m至成洞末端 混凝土衬砌台车作业段 成洞地段 掌子面及喷射混凝土作业面 洞外场地 照明布置 两侧用36V500W卤钨灯各两盏，灯泡距隧道底面高4m。 安装2盏400W高压钠灯和2盏400W纳铊铟灯，间距15m，灯泡距隧道底面高5m。 每隔40m左右侧各安装400W高压钠灯1盏。 台车前台10m～15m，增设400W高压钠灯各1盏，台车上增设36V300W或500W卤钨灯。 每隔40m安装高压钠灯1盏。 安装36V500W或36V300W卤钨灯2盏。 每隔200m，安装400W高压钠灯1盏。 7.5.5 施工通风方案

隧道施工通风采用压入式。以一个工作面为例压入式通风方式见图7-5-1。 隧道施工通风设备、材料见表7-5-2。

软风管风机50m新鲜风污浊风＞30m

图7-5-1 压入式通风示意图

表7-5-2 隧道通风设备配置表

序号 1 隧道名称 周公山隧道 轴流风机 型号 数量(台) SDF(c)-12.5 2 直径φ(m) 1.2 风管 软管长(m) 4000 硬管长(m) 20×2 7.5.6防尘措施 为控制粉尘的产生，钻眼作业采用湿式凿岩。在钻眼时，先送水后送风；装碴前必须进行喷雾、洒水；在距掌子面30m外边墙两侧各放一台水幕降尘器，爆破前10min打开阀门，放炮30min后关闭。水幕降尘器主要捕捉1～3μm粒径的粉尘；施工人员佩带防尘口罩。 7.5.7洞内管线

为了便于修理、避免干扰、保证安全，电线与风管、水管和通风管保持一定距离，并悬挂在隧道的不同侧壁 。

洞内管线布置见图7-5-2。

图7-5-2 洞内管线布置图

第八章 施工工艺及施工工法

洞外控制网采用精密导线法，设置洞口投点。施工前做好地质的超前施工调查，超前地质预测预报，以便及时采取合理的施工方案。Ⅴ、Ⅳ级围岩采用预留核心土法或台阶法施工、Ⅲ级围岩采用全断面法施工。隧道开挖严格控制超欠挖，初期支护采用喷锚支护，喷射混凝土采用湿喷工艺。采用22/7压风机站供风，YT28风枪钻眼，HYGS-15变频恒压供水系统供水，轴流风机通风；混凝土由拌合站统一供应。

8.1车、人行 横洞施工方案、工艺及方法

横洞围岩主要为Ⅲ、Ⅳ级。，施工中结合地下水情况，设置排水沟排除积水。

8.1.1车、人行横洞施工方案

车行横洞设计长度58m，人行横洞设计长度54m，设计纵坡均为平坡（与主洞交点里程为0起点）；横洞断面尺寸为4.37×6.05m，设单侧2.15×3.0m。

采用全断面法开挖，多功能作业台架钻孔，光面爆破，装机装碴；自卸汽车运碴至指定弃碴场。

在横洞洞身开挖期间注意集水井、开挖以及排水沟、风水管道位置预留。 横洞开挖后及时进行初期支护，喷砼采用湿喷工艺，风钻钻锚杆孔，人工安装锚杆、钢筋网和拱架。

检底铺底适时紧跟。铺底时采用栈桥跨越施工段，钢木组合模板拼装、立模。

横洞墙衬砌采用钢拱架施工，泵送混凝土入模。自动计量拌和站生产混凝

土、由混凝土搅拌运输车运送至衬砌工作面。

施工前予以清除，避免施工引起危石，危及施工安全，依靠自然高差向洞外排水。

横洞通风采取独头压入式通风方式。

8.2 横洞施工工艺及施工方法

8.2.1 横洞洞口段施工

（1）测量放样

施工前进行导线网复测，施工中及贯通后实行三级复核制，保证开挖结构尺寸正确。测量组根据经复核无误的桩点放出边、仰坡的开挖边线，自上而下开挖，在开挖过程中根据施工需要随时进行复核

（2）暗洞进洞措施

按照“早进晚出”的设计原则，结合设计图纸，制定详细的实施方案并进行现场技术交底。，及时采取锚杆、钢筋网、喷混凝土支护等形式进行加固。、喷支护结构，钢拱架加强支护，必要时超前小导管加固地层。 8.2.2 车、人行横洞各级围岩开挖方法

（1）IV，Ⅲ级围岩段的开挖 ①施工方法

采用全断面法开挖，利用台架实现群钻钻眼、光面爆破作业；采用装药台车装药联线；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挖掘机反铲相结合开挖后按设计要求打设系统锚杆，并分层喷砼至设计厚度进行初期支护。

②孔深进尺设计

采用3.2m进尺，钻孔深度3.5m。 ③循环时间

循环作业时间见表5.3-4。

表8-2-1 Ⅲ级全断面开挖循环时间安排表

顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 作 业 项 目 台车就位 测量、布眼 钻爆破眼 装药、连线 机械人员撤离、爆破 通风、排烟 找顶 出碴 初期支护 合 计 需用时间（min） 30 25 160 40 15 20 15 180 30 515 备 注 B、循环作业主要参数 全断面进尺3.2m计，每天2.8个循环，日进尺8.96m，月进尺268m，取220m。 （2）Ⅳ级、Ⅴ级围岩段的开挖 ①开挖方法

洞身Ⅳ、Ⅴ围岩段开挖采用短台阶（台阶长3～5m）法开挖。上半断面搭设简易台架，采用风钻打眼、微震光面爆破。下台阶采用简易开挖台架人工风钻打眼，一次性光面爆破施工。施工过程中，根据爆破效果及时修改爆破参数。上台阶翻碴采用人工配合挖掘机进行；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挖掘机长臂相结合。开挖后及时按设计喷射砼、打设系统锚杆，随后分层喷砼至设计厚度进行初期支护，仰拱与下台阶一次开挖。

②Ⅳ、Ⅴ级围岩循环进尺和循环时间

Ⅳ围岩上台阶循环进尺2.5m，下台阶循环进尺3.0m，Ⅴ级围岩上台阶循环进尺2.0m，下台阶循环进尺2.5m。循环时间见表5.3-5《Ⅳ、Ⅴ级围岩循环时间安排表》。

表8-2-2 Ⅳ级围岩循环时间安排表

需用时间（min） 备 注 上台阶 下台阶 1 台架或台车就位 15 15 2 测量、布眼 20 20 3 钻爆破眼 110 110 4 装药、连线 25 25 5 机械人员撤离、爆破 15 15 6 通风、排烟 30 30 7 找顶 20 8 出碴 80 100 9 初期支护 160 110 合 计 475 425 注:上台阶台架就位、测量、布眼、钻爆破眼、装药、连线可与下台阶出碴、初期支护平行作业按上台阶六个循环，下台阶五个循环依次循环共计计算作业时间总计为4080min，另预留45min不可预见因素占用时间，总计4125min，总计全断面进尺15m，平均日进尺为5.2m，月进尺156m，考虑长期效顺序 作 业 项 目 8.2.3 车、人行横洞出碴运输

车、人行横洞采用单车道，无轨运输。横洞出碴采用挖装机装碴，采用自卸汽车运输至洞外指定的碴场位置。

8.2.4车、人行 横洞初期支护及辅助施工措施

喷射砼、锚杆、钢筋网铺设与钢架等支护同正洞施工工艺、方法及措施。 8.2.5 车、人行横洞模注砼衬砌施工

车、人行横洞采用复合式衬砌地段，衬砌工序采取先底板后拱墙施工，底板砼采用全幅施工，拱墙衬砌采用模板台车与人工拱架配钢模施工。

底板砼施工紧随开挖进行，为减少其与出碴运输的干扰，采用栈桥跨过。底板砼超前为拱墙衬砌适时展开提供条件，即保证隧道底部的施工质量，又利于结构稳定并有利于文明施工。砼表面采用压纹防滑。砼均采用自动计量搅拌站生产，混凝土罐车运输砼，泵送砼入模，插入式振捣器振捣。

拱墙衬砌根据量测情况在围岩及初期支护变形基本稳定后进行，适时展开，采用模板台车衬砌。特殊地段（如风机、锚段等）衬砌段采用钢拱架和组合钢模板衬砌。

8.2.6 车行、人行横洞通风

车行、人行横洞洞身施工采用独头压入式通风，在洞口架设152BD-2SE132轴流风机两台，供横洞及主洞施工通风降尘。 8.2.7车、人行 横洞施工排水及管线布置

车行、人行横洞施工为顺坡施工，施工排水依靠高差自然向外排水。车行，人行横洞施工管线布置见图8-2-1《车、人行横洞施工管线布置示意图》。

图8-2-1 车，人行横洞施工管线布置示意图

高压风管三相五线制供电线路横洞中线

35*40cm

8.3主洞洞口

排水沟高压水管高压风管8.3.1明洞开挖

施工前对原地面进行地形测量，根据设计边仰坡坡比测设开口线，根据开口线在5m以外设截水开沟，洞口排水系统与路基永久排水相结合，中心沟一次到位，减少后续施工干扰。洞口开挖应避开雨季。

边仰坡开挖严格按设计控制坡度。松软地层开挖时从上至下，随挖随支护，加强防护，随时监测、检查坡体稳定情况。边坡、仰坡上浮石、危石及时清除，坡面凹凸不平处予以修整平顺。

边仰坡开挖后及时做好坡顶喷混凝土防护层与原坡面衔接超边缘20cm，防止坡面风化，引起水土流失、导致边坡防护受到损坏，必要时采用喷锚防护。

本隧道进口采用端墙式洞门，进出口端墙背后直立开挖面喷锚网防护，锚杆采用Φ22mm砂浆锚杆；L＝3m，间距1.5m×1.5m，梅花形布置，喷砼采用10cm厚的C20网喷砼，钢筋网Φ6.5，网格25cm×25cm。进口位于斜坡土层中，影响洞口结构稳定， 为保证结构安全并结合进口施工场坪的要求，采用锚固桩进行加固。 8.3.2明挖段衬砌施工

明洞开挖完成后，急时进行基底承载力试验，承载力必须达到150kPa,后急时施作明洞仰拱及填充，防止地表水浸泡基底，降低基底承载力。

明洞衬砌采用整体液压衬砌台车作内模及支架，外模采用建筑钢模板，钢管弯制外拱架组成外支撑体系，拉杆联成整体。

明洞衬砌混凝土在拌合站集中拌制，混凝土搅拌运输车运输，泵送混凝土入模。明洞衬砌浇筑完成后，进行覆盖洒水养生。

按设计施做盲沟、防水层和隔水层。回填分层对称进行，逐层夯实；填

料要经土工试验选定，夯实机具、回填层厚和夯实遍数经实验确定。

8.3.3明挖段工艺流程

施工准备 测量定位 截水天沟施工 岩体判定 硬软岩或土机械开挖

爆破开挖 边仰坡防护 仰拱填充施工 洞门施工准备 钢筋加工、制钢筋运输 测量恢复隧道中衬砌台车就位 绑扎钢筋 边仰坡固定加固固定外模 浇筑混凝土 拆模 养护 混凝土配合比混凝土拌制 混凝土运输

8.4主洞洞身开挖

隧道左右洞洞身按新奥法原理组织施工，施工时加强超前地质探测与预报，加强围岩量测，实现信息化施工。软弱围岩地段坚持“先预报、管超前、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，分步开挖，快速封闭。隧道出碴采用无轨运输出碴。侧卸式装碴机装碴，自卸车运输至指定的弃碴位置。

洞身开挖过程中，严禁开挖超前，而支护滞后，必须满足隧道施工安全

步距，及：

1、仰拱距掌子面：Ⅲ级围岩不超过90m；Ⅳ级不超过50m，Ⅴ级及以上围岩不大于40m或按设计要求。

2、二次衬砌距掌子面距离：Ⅰ、Ⅱ级围岩不超过200m，Ⅲ级围岩不超过120m，Ⅳ级围岩不超过90m，Ⅴ级及以上围岩不超过70米。 8.4.1开挖施工工艺流程

隧道断面开挖施工工艺流程图

测量放线 钻孔 装药 爆破 通风、排烟 出渣 清理危石 下一工序 初期支护 8-4-1隧道断面开挖施工工艺流程图

下一循环

8.4.2洞身开挖作业程序

开挖轮廓线初期支护预留变形量防水板及二次衬砌 径向系统锚杆(拱部)Φ25中空注浆锚杆系统径向锚杆喷砼ⅡⅡⅡⅦⅦ1径向系统锚杆（边墙） Φ22砂浆锚杆Ⅶ二次衬砌1

3ⅥⅣⅤⅣ3ⅥⅤⅥⅤ台阶法施工工序横断面

隧底填充仰 拱初期支护台阶法施工工序纵断面初期支护 说明：Ⅱ13Ⅳ拱墙二次衬砌ⅥⅤⅦ 本图适用于一般Ⅲ级围岩地段，台阶法主要施工顺序为： 1、上台阶开挖（局部设超前小导管预支护）； Ⅱ、上台阶（拱墙）初期支护； 3、下台阶（仰拱）开挖； Ⅳ、下台阶（仰拱）初期支护； Ⅴ、仰拱浇筑； Ⅵ、仰拱回填浇筑； Ⅶ、拱墙防水板及二次衬砌。边墙基座台阶法施工工序平面

8.4.3开挖钻爆设计

按光面爆破布眼，台架实现群钻钻眼，塑料导爆管非电起爆、毫秒微差爆破，以Ⅲ级围岩全断面法施工为例进行钻爆设计。钻爆设计见图8-2-3。

A、周边眼的装药结构

周边眼的装药结构是实现光面爆破的重要条件，严格控制周边眼装药量，采用合理的装药结构，尽量使炸药沿孔深均匀分布。施工时采用不偶合装药结构，不偶合装药系数控制在1.4～2.0范围内。

B、测量放线

图8-4-3 Ⅲ级围岩钻爆设计图

钻孔前测量放样，准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置，距开挖面50m处埋设中线桩，每100m设置临时水准点。每次测量放线的同时，要对上次爆破断面进行检查，利用隧道开挖断面量测系统对测量数据进行处理，及时调整爆破参数，以达最佳爆破效果。

C、钻孔作业

钻眼前，钻工要熟悉炮眼布置图，严格按钻爆设计实施。特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及数量，未经主管工程师同意不得随意改动。

定人定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。准确定位凿岩机钻杆，使钻孔位置误差不大于5cm，保持钻孔方向平行，严禁相互交错。周边眼眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。同类炮眼钻孔深度要达到钻爆设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。

D、 围岩爆破

根据岩石强度选用不同猛度爆速的炸药，有水地段及周边眼选用乳化炸

药，其余均用2号岩石硝铵炸药。周边眼用φ25×200小药卷，不偶合装药，其余炮眼用φ32×200药卷。采用塑料导爆管非电起爆。

E、 微震爆破

隧道周边采用光面爆破，不良地质、浅埋地段采用微震控制光面爆破。微震爆破作业段最大一段允许装药量：

Qmax＝R3×（Vkp／K）3／a

式中：Qmax—最大一段爆破药量，kg；Vkp—安全速度，cm/s，取Vkp＝2cm/s；R—爆破安全距离，m；K—地形、地质影响系数；a—衰减系数。

K、a值是针对隧道的具体情况，通过多次试爆基础上进行K、a值回归分析后确定。根据爆破物距爆心的安全距离要求，并由此推出的每段的最大装药量。

微震控制爆破参数见表8-4-1和表8-4-2。具体实施时，结合试验确定。

表8-4-1 上半断面爆破参数表 周边眼间距E（cm） 30～40 抵抗线 W（cm） 40～50 眼深 （m） 1.5 辅助眼间排距 （cm） 80～90 线装药密度 （kg/m） 0.15～0.25 最大段控制药量 （kg） ≯7.5 表8-4-2 下半断面爆破参数表 周边眼间距 E（cm） 60～80 孔排距 （m） 0.8～0.9 眼深 （m） 2 线装药密度 （kg/m） 0.2～0.3 最大段控制药量 （kg） ≯7.5 F、 爆破作业管理控制 爆破作业按“一标准、两要求、三控制、四保证”的原则进行光面爆破施工。

“一标准”即一个控制标准。

“两要求”即钻眼作业要求和装药联线作业要求。

“三控制”即控制钻眼角度、深度、密度；控制装药量和装药结构；控制测量放线精度。

“四保证”即搞好思想保证，端正态度，纠正“宁超勿欠”等错误思想；搞好技术保证，及时根据爆破实际情况调整钻爆设计参数；搞好施工保证，落实岗位责任制，组织QC小组活动，严格工序自检、互检、交接检；搞好经济保证，落实经济责任制。

装药作业采取定人、定位、定段别，做到装药按顺序进行；装药前，所有炮眼全部用高压风吹洗；严格按爆破设计的装药结构和药量施作。

严格按设计的联接网络实施，控制导爆索的连接方向和连接点的牢固性。 8.4.4出碴

隧道采用无轨运输方式出碴，采用挖掘机、大型装载机装碴，自卸汽车运碴至洞外指定地点或弃碴场。

8.5超前支护

隧道超前支护主要类型为：主洞进出口洞口段φ108mm超前长管棚， 8.5.1 φ108超前长管棚

长管棚采用Φ108mm×6mm热轧无缝钢管、接头钢管采用Φ114mm×6mm热轧无缝钢管的，端部长15cm的丝扣以便连接；每节长度为6m、4m交替使用，以保证隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50％。

洞口段超前长管棚设计长度25m，管棚的打设仰角为1-2°；管棚施作前，施工混凝土导向墙，导向墙由I18工字钢架、Φ140mm导向钢管、C20混凝土构成，管棚布置示意图见8-3-1, 图中编号单号者为注浆孔，双号者为检查孔。

8-5-1 φ108管棚布置示意图

A、管棚工艺流程

长管棚工艺流程见图8-5-1。

钢管前端20cm加工成圆锥形，注浆孔采用钢花管上钻孔，孔径10～16mm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段150cm；检查孔采用无缝钢管。钢（花）管接头两端均预加工成外丝扣连接，同一断面内接头数量不超过总钢管数的50％。

钢管环向间距40cm，外插角为1-2°，具体可根据实际情况作调整。钢管施工误差：径向不大于20cm，相邻钢管之间环向不大于10cm。

图8-5-1 长管棚工艺流程图

施工准备 测量定位 安装钢架

B、注浆

水泥浆液水灰比为1：1（重量比），注浆压力：0.5～2.0MPa。

注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验。注浆结束后用M5水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。

单根钢花管的注浆量按Q=πR2Lη估算,式中R为浆液扩散半径，取R=0.6L0; L0为注浆钢花管的间距；L为钢花管长；η为围岩孔隙率。注浆按单孔编号顺序从两侧向拱顶、从下而上叠加进行，压力逐渐由小加大。

C、施工注意事项

管棚为超前支护，在隧道暗洞开挖之前完成；先施做注浆孔，后施做检查孔。注浆孔注浆完成后，再与注浆孔同法打设检查孔钢管，以检查注浆孔的注浆质量，最后将检查孔钢管内注入水泥砂浆封堵密实。

洞口长管棚施工前，严格按设计要求施工长管棚导向墙，测量定位准确预埋套管，并用测斜仪控制钢套管的倾斜度，利用导向墙控制长管棚倾斜度；同时，钻进过程中利用测斜仪检查长管棚钢管的倾斜度，并做好每个钻孔地

质及钻进长度记录；洞身长管棚按设计位置施工，运用测斜仪进行钻孔偏斜度测量，严格控制管棚打设方向，并作好每个钻孔地质记录；为保证长管棚支护效果，严格按设计外插角控制管棚的外插角，尽量减小外插角，同时防止长管棚侵入开挖净空，降低管棚超前支护的效果，并给开挖带来困难，洞内管棚尾段与钢架焊接，形成共同支护体系，提高支护效果。

管棚施工时，对钢管主要材料进行材质检验，遵守隧道施工技术安全规则和钻眼注浆作业操作规则。

8.5.2超前小导管

小导管采用L=7.0m的φ42mm无缝钢管（壁厚6mm）。

小导管采用现场加工，小导管外径为（φ42mm）钢花管，管壁四周按15cm间距梅花形、钻设φ8mm压浆孔，为便于超前小导管插入围岩内，钢管前端宜做成尖锥状，尾部焊上φ6m加劲箍。

超前小导管采用钻孔打入法，先按设计要求钻孔，钻孔直径比钢管直径大3～5mm,然后将小导管穿过紧靠开挖面的钢架，用锤击顶入，顶入长度不小于钢管长度的90％，并用高压风将钢管内的砂石吹出。单层小导管外插角控制在5°～10°，双层小导管采用40°和10°交错布置。

打入钢管后注浆泵压注水泥浆，形成管栅支护环。水泥浆水灰比为0.5～1.0之间调节，液浆由稀到浓逐级变换，即先注稀浆，然后逐级变浓至1.0为止。

超前小导管施工见“图8-5-2超前小导管施工示意图”。 施工工艺见“图8-5-3超前小导管施工工艺流程图”。

超前小导管，φ50， L=4.5md≥100cm5～10°喷射混凝土格栅钢架隧道中线φ22纵向连结钢筋

地质调查 图8-5-2 超前小导管施工示意图

浆液选择 配比试验 注浆设计 现场试验 注浆参数 设备准备 效果检查 管材加工 施工准备 材料准备 机具准备 制定施工方案进入施工 喷混凝土封闭掌子面