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深圳南坪快速路新屋隧道双向八车道施工方案

深圳市南坪快速路二期工程

中铁一局集团有限公司深圳分公司

花园式多功能高层住宅楼施工组织设计方案.doc一.主要工程项目施工方案

4、风、水、电配置方案

五、预防坍塌的技术措施

六、结合龙头山隧道施工经验教训

一.主要工程项目施工方案

本合同段承担新屋隧道左洞624m，右洞604m的施工任务。从施工组织安排上，采取左、右洞，进、出口相向施工，施工中遵循“新奥法”原理，除洞口V级加强段围岩配备部分小型机具辅助施工外，其余V、IV、III级围岩配备简易施工台车，装载机、挖掘机、大吨位自卸汽车、模板台车等大型设备，按照无轨运输组织施工。

软弱围岩地段遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则，以地质超前预报及监控量测为主要手段，科学合理地采用我单位成熟的超大断面隧道施工技术，将隧道施工安全作为重点，采用信息化施工。IV、V级围岩采用双侧壁导坑法施工；III级围岩采用弧形导坑台阶法施工。

700mm厚C30、S8钢筋砼，带仰拱

650mm厚C30、S8钢筋砼，带仰拱

550mm厚C30、S8钢筋砼，带仰拱

500mm厚C30、S8钢筋砼，带仰拱

由于地质条件较差，边、仰坡及围岩自稳能力极差，在这种情况下，要作好洞口段的施工，以尽快形成安全的进洞条件，采取方案为：进洞前先做好洞顶排水天沟，对仰坡进行喷锚支护，尽量少刷坡。完成长管棚超前支护后，进洞开挖采用双侧壁导坑法，人工配合机械开挖，型钢钢架支撑和挂网、喷、锚等联合支护方式。

IV、V级围岩地段采用双侧壁导坑法施工，严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则。III级围岩地段采用弧形导坑台阶法施工。

洞口软弱围岩地段左右洞开挖掌子面相互错开40m，以保证安全。

横通道根据正洞掘进情况，在不影响正洞开挖掘进的基础上，适时安排施工。人行横通道采用全断面开挖，车行横通道采用上下台阶法开挖。

初期支护施工紧跟开挖进行，利用多功能作业平台辅助施工。锚杆施作利用风钻打眼，注浆机注浆、人工安设锚杆。钢筋网、型钢钢架在洞外加工成型，洞内利用作业平台人工安装。喷砼采用湿喷工艺、多功能平台配合人工分次施作。

防水板采用无钉铺设，板材在洞外裁板加工，洞内利用多功能平台配合人工进行防水层的挂设作业。防水板接头采用热焊法整合。焊接完后对焊缝进行充气检查。

二次衬砌按照仰拱先行，拱墙衬砌紧跟的顺序施工。拱墙衬砌采用整体式衬砌模板台车、砼输送罐车运送砼、泵送砼入仓、插入式振捣器振捣。左右线各配9m衬砌模板台车一台。

仰拱采用分段浇筑，钢筋在洞内人工绑扎，砼罐车运至浇注仓面，溜槽入仓，插入式振捣器振捣，人工整平。

4、风、水、电配置方案

(1)主洞施工通风左、右线均采用独头压入式通风，配置风量为750m3/minPF110SW75轴流风机各一台，Φ1000mm软质风管送风（见下图）。

(2)高压风由设在洞口的空压机站向洞内送风。空压机站进出口各配2台20m3电动空压机。

(3)施工用水计划采用打井取水，水井位置在处于线路右侧溪流附近，而后由高扬程抽水机抽入在隧道洞顶附近设置的高位水池，高位水池容量按100m3规划，埋设上下引水管道分别向洞内掌子面和洞外生产区供水。

(4)施工排水：进口采取顺坡排水。紧跟开挖面在两侧墙脚挖设临时排水沟，仰拱地段挖中央临时排水沟，洞内施工废水利用自然坡度，顺排水沟排出洞外。出口在两侧墙脚挖设临时排水沟且每30m挖设一个积水坑，然后采用泥浆泵把污水抽到洞外污水池。

为防止施工排水携带的泥砂、油污等污染环境，在洞外设污水处理系统，所有施工污水经净化处理达标后排至自然沟槽。

(5)施工用电采取在隧道进口安装一台500KVA的变压器供左、右线施工及生活用电。出口安装一台500KVA和一台400KVA的变压器供左、右线施工及生活用电，另外自备2台容量320KW的发电机。

洞内管线布置示意图（见下图）。

明洞采用明挖顺做法施工，洞口土石方利用人工配合机械自上而下分层开挖、分层喷锚支护。明洞衬砌分两部分施工，先施工仰拱及墙角钢筋砼，后进行拱墙衬砌施工，仰拱及边墙砼采用组合钢模板人工浇注，拱墙衬砌采用模板台车作内模，大块木模内钉PVC板作挡头板，组合钢模板组拼外模，拱墙整体式衬砌。砼凝固后，在外表面铺设土工布加防水板复合防水层，拱顶回填采用人工对称分层填筑透水性填料，每层厚度不大于20cm，小型机具夯实。洞门设计为削竹式洞门，采用模板台车关背板现浇砼施工，并与明洞衬砌同时浇筑。

(1)IV、V级围岩地段

IV、V级围岩分布在隧道洞口段，围岩较破碎，裂隙较发育，不稳定，由于开挖跨度大，施工工序及施工组织严格遵循先护后挖的原则，作到加固一段，开挖一段，封闭一段。严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的原则组织施工。

左、右侧壁导坑前后间距控制在20米以内相互交叉施工。

中部拱顶环形开挖时，对洞口段尽量采用人工机械开挖，每次开挖循环进尺不得超过60厘米，中间预留核心土，然后施作拱顶初期支护，中间其余部分台阶分部开挖，循环进尺控制在120厘米内，然后施作仰拱初期支护，使隧道形成环形封闭状态，最后拆除中隔墙支护，再施工仰拱及仰拱填充。

在施工过程中做好洞外地表沉降和拱顶下沉，仰拱隆起监测工作，随着隧道开挖的进深，根据围岩变化和围岩稳定性，支护效果及围岩变形量测成果，如围岩稳定,变形量小,拟对开挖施工工序进行调整。

对IV、V级围岩采用超前小导管注浆支护，加长径向中空注浆锚杆。开挖仍采用双侧壁导坑法，开挖工序为：左、右侧导洞开挖采用上下台阶分部开挖施工，超前支护先行，注浆锚杆、型钢钢架、喷射砼与初期支护紧跟开挖，开挖循环进尺控制在75—100厘米范围内，左、右导洞施工开挖掌子面前后间距控制在20米内。

中部拱顶环形开挖，采用小炮开挖，循环进尺控制在75—100厘米内，开挖后及时施工锚杆、喷射砼、型钢钢架支撑等初期支护措施；中间其余部分台阶分部开挖，循环进尺控制在150厘米内，然后施作仰拱初期支护，使隧道形成环形封闭状态，最后拆除中隔墙支护，再施工仰拱及仰拱填充。

对IV、V级围岩仰拱二次衬砌采用分段浇注，仰拱衬砌的浇注紧跟开挖，衬砌距开挖工作面不大于10米。

隧道施工关键工序见“隧道双侧壁导坑法施工程序见附图”。

围岩加固：采用洞内长管棚或小导管注浆的加固手段，长管棚采用φ108×6mm热轧无缝钢管，长25m。钢管环向间距40cm；小导管采用φ42×3.5mm的钢管，外插角15°，搭接长度不小于1.5m。小导管环向间距40cm，管棚、小导管内压注水泥浆液。

侧洞边墙及中壁加固：采用型钢钢架、注浆锚杆、挂网、喷射砼联合支护，边墙脚设锁脚锚杆。由于跨度大，围岩变形较大时在侧洞上台阶底部设I25a型钢临时横撑。

掌子面加固：采取喷射砼封闭掌子面。

为确保安全顺利进洞，各分部开挖具备闭合洞口段5m仰拱条件时，立即停止掌子面的开挖，集中力量把洞口段5m范围闭合成环，然后施工仰拱砼及仰拱填充砼；再开始各分部开挖，仰拱闭合也陆续跟进。

(2)、III级围岩地段

III级围岩采用弧形导坑台阶法施工。首先施工超前锚杆，锚杆为￠22砂浆锚杆，环向间距为0.5m，外插角10～15°纵向搭接长度不小于1.0m。然后进行上半断面弧形开挖，预留核心土，每次开挖循环进尺不得超过2m；开挖后及时施工锚杆、喷射砼、格栅钢架支撑等初期支护措施，再开挖核心土；下半断面开挖采用一次性开挖到位，开挖循环进尺控制在3m范围内。

新屋隧道由于开挖断面跨度大，地质条件较复杂，隧道开挖采取微震动光面爆破或预裂爆破，以最大限度保护周边岩体的完整性，控制超欠挖量。

B、最大分段装药量的选取

振速的大小与总装药量无关，而取决于最大一段装药量，最大分段药量公式如下：

隧道开挖爆破减震措施表

采用分部多台阶短进尺开挖，洞口V级围岩尽量以人工开挖为主。

采用光面爆破，在周边眼之间增加减振孔、预留光爆层。

采取浅打密布少装药，多分段。

采用楔形掏槽，并尽量布置在开挖断面下方。

不能超过经允许振动速度计算的装药量，周边眼采用小直径药卷间隔装药。

进行爆破振动速度检测，以调整爆破参数。

软弱围岩（按小进尺、多循环原则考虑）

L=0.75～2.0m

c、掏槽眼、底板眼：取最大允许装药量的70%

d、段间隔时间差：合理选择段间隔时间差，使前段爆破为后段创造新的临空面及避免爆破振动波的叠加作用。其时差控制在100ms左右。

炮孔装药量Q=kawh

各类围岩钻爆设计图见附图。

隧道不同围岩类别开挖指标计算表

隧道在Z12+590～+617和Y12+480～+524范围内有破碎构造带F1，为断层碎裂岩，节理裂隙发育，岩石破碎。

对于开挖掌子面首先采用20cm厚的C20喷射混凝土封闭，然后对开挖线内及开挖线以外2m范围的岩层进行注浆止水和注浆加固处理，注浆止水加固采用长管和短管相结合的方法，长管长度L=6m，短管长度L=3m，均采用￠42×3.5钢花管。每次掌子面封闭注浆时，预留出2根管作排水孔。长管注浆每2m一个循环，止浆墙厚度大于2m，长管注浆遗留的空隙有短管注浆弥补。注浆压力0.5—1.5Mpa。

隧道出碴及运输按照无轨运输模式进行组织，分部开挖上台阶采用人工或长臂挖掘机翻碴，下部采用装载机装碴，大吨位自卸汽车运输。

(1)超前长管棚及小导管注浆施工

大管棚施工前先进行护拱施工，并预埋孔口管。大管棚采用管棚钻机钻孔并顶进钢管。施工时用水平测斜仪对每根导向管进行方向和角度控制。孔位内安设有孔钢花管，钢花管用来注浆超前加固岩层。

首先每隔1孔钻1孔，利用钻机顶进钢花管，顶进到位后，先清理孔内杂物，再进行注浆。在钢花管间隔设置并注浆完成后，进行剩余孔位的钻孔。注浆顺序先下后上，全孔一次性注浆。

通过试验确定最佳注浆参数，注浆孔口压力初压0.5～1.0Mpa，终压1.0～1.5Mpa。注浆由钢花管内向外一次进行，当全段注浆量达到标准的80%而且无渗

漏现象时可结束全部注浆。

钢管节间以无缝钢管丝扣连接，丝扣螺纹段长大于150mm，相邻钢管可通过调整管节长度，使钢管节头错开，其错接长度不小于1.0m。钢花管上钻注浆孔，孔径￠10mm，孔间距150mm，呈梅花型布置，尾部2米不钻孔作为止浆段。

超前小导管采用φ42×3.5mm热扎无缝钢管，环向间距40cm，采用作业平台沿隧道周边按设计外插角15°打入围岩。搭接长度不小于1.5m,尾部置于钢架腹部,以增强共同支护能力。

注浆采用水泥单液浆，注浆压力为0.5～1.0Mpa，在孔口处设止浆塞，浆液配合比由现场试验确定，注浆时先注无水孔，从拱顶向下注，如遇窜浆或跑浆，则间隔一孔或几孔进行注浆。每次超前支护后间隔4～8h后方可开挖。

超前长管棚注浆施工工艺框图

型钢钢架在洞外加工，加工前在平滑的地板上放出钢架1：1大样图，然后根据大样进行钢架的加工制作。洞内利用作业平台安装。

为保证钢架整体受力，设置纵向连接钢筋。连接筋为φ22钢筋，环向间距

0.5m，与钢架的连接点焊接牢固。每榀钢架安装时，均在其底部设一块“托板”，以增大受力面积，减少下沉量。

喷射砼采用湿喷法施工。喷射砼分段、分片自上而下顺序进行，每段长度不超过1m，喷砼前先清理喷射面，发现松动的石块及时清除，然后采用湿喷机进行喷射砼作业。当岩面有较大坑洼时，先喷凹处找平,钢架与开挖轮廓间所有间隙用喷射砼充填密实。先喷钢架与轮廓的间隙，再喷钢架周围，后再喷钢架之间，直到喷射厚度达到设计要求。

防排水施工按照“以防为主，防、排结合”的综合治理原则进行。

二次衬砌前的防水层采用无钉铺设，基面处理通常超前于防水层作业两个循环，防水层施工铺设施工超前于隧道二次衬砌10～20m。

防水层铺设前先对隧道初期支护喷射砼表面进行处理，确保喷射砼表面平整，无尖锐棱角。铺设时，首先用简易作业台车将单幅无纺布固定到预定位置，然后用专用热熔衬垫及射钉（专用热熔衬垫及射钉按梅花型布置，拱部间距0.5～0.7m，边墙1.0～1.2m）将无纺布固定在喷射砼上，且松紧适度。无纺布铺设固定完成后，再用简易作业台车将防水板固定到预定位置，然后用手动电热熔接器加热，使防水板焊接在固定无纺布的专用热熔衬垫上，且松紧适度，与无纺布充分接合并紧贴在喷射砼表面。防水板基层表面平整、洁净、无疏松、空鼓无裂缝，每米范围内不多于一处，满足D/L=1/6～1\10.

两防水层搭接宽度为10cm，接缝采用自动行走式双缝热熔焊接机按预定的温度、速度进行双缝焊接。焊接完成后，要对焊缝进行气密性检查，打气加压至100～150KPa，保持3min气压不降低即定为合格。

(3)中埋式橡胶止水带

中埋式橡胶止水带采用在先浇注的砼中埋入中埋式止水带和固定止水带的钢筋卡，为使钢筋卡固定，在待浇注混凝土空间应设置定位钢筋，定位钢筋沿环向每隔50厘米设一道，钢筋卡与定位钢筋用铁丝绑扎。浇筑砼时保证止水带不变形。

二次衬砌按照仰拱先行，后采用衬砌模板台车一次性整体模筑拱墙的顺序施工。

超前仰拱及充填砼：仰拱采用分段浇筑半幅施工，砼灌车运至浇注工作面，溜槽入仓，插入式振捣器振捣。

正洞拱墙衬砌采用液压衬砌台车（9m）整体浇注施工，泵送入仓，插入式振捣器振捣。人行、车行横洞衬砌采用模板台架，组合钢模板全断面衬砌。一般情况下，养护不小于48h，待强度达到设计要求时，方准拆模，拆模后养生不少于14天。

（2）混凝土施工质量保证的措施

1）、在模板台车对位前，认真复核隧道中线、水平、断面厚度、净空尺寸。模板台车的结构要有足够的刚度、强度和稳定性，模型要牢固、模板要光滑。模板高低错台＜２mm，纵横缝相互垂直，缝线连续，错缝＜５mm。

2）、混凝土的拌制采用商品砼拌和站集中进行拌和，各项原材料按配合比计量拌和。

3）、混凝土的运输采用限时运输。以保证混凝土在运输过程中不发生离析、不严重泌水、坍落度损失过多现象。

4）、灌注前,将防水层表面粉尘除去。

5）、灌注混凝土时，对称灌注。在灌注过程中，全力组织好混凝土的运输供应，保证连续灌注。

6）、混凝土及时振捣，混凝土捣固以不冒气泡为准，但不得引起混凝土翻砂、粗骨料下沉、预埋管线和盒子跑位等现象发生。

7）、混凝土灌注结束后，及时将台车上残余混凝土及时清除，对输送泵管路清洗干净，避免下次使用时堵管。

（3）、隧道衬砌模板台车变形、跑模防治措施

①台车轨道枕木支垫要牢固，基底要坚实，使模板台车能够抵抗来自侧模的侧向压力。

②台车就位前要检查液压系统、结点螺栓、销子等是否保持良好状态，有问题要提前检修。

③每次立模时，要切实安装好所有撑地螺旋千斤，否则灌注过程中会造成模板的变形或跑模。

④台车就位后，必须锁定行走轮，放出基脚千斤撑紧钢轨，防止台车移动。

⑤模筑混凝土施工时要两侧对称灌注，保证台车受力平衡。对台车每侧0.6m～1.0m轮换进行灌注，绝不能一灌到底，两侧混凝土面高差不得大于0.5m，否则会致使台车偏心受压而变形。

⑥据规范要求，灌注混凝土速度必须控制在1.2m/小时，即每边上升厚度不得大于每小时1.2m。

⑦注浆口灌注顶模时，要随时注意观察混凝土是否注满，注满后及时停止灌注，否则会造成模板的变形。

⑧模封顶时，严禁用一个注浆口向整个衬砌长度灌注混凝土，必须按顺序依次使用每个灌注窗口灌注，使顶部模板合理使用。

⑩每个循环结束后，要组织人员对模板台车的行走电机、液压电机的控制电路等项目进行全面检查一次。

开挖后通过对围岩类别、岩性的判断，围岩风化程度、节理裂隙、产状、断层分布和形态，地下水等工程地质及水文地质情况进行观察和测定后，绘制剖面、平面地质素描图，并结合位移量测资料来判断前方地质情况，以便指导施工。

现场监控量测是隧道工程现代化施工管理及应用新奥法设计与施工及喷锚施工的重要组成部分，它不仅能指导施工，预报险情，确保安全，而且还可以通过隧道施工现场监测获得围岩设计与施工提供类比法依据，因此，必须认真做好监控量测工作。

1）、监控量测项目：地质及初期支护观察，水平净空收敛量测，拱部下沉和底板隆起量测、锚杆轴力、浅埋低地段下沉量测、爆破震动速度量测。

隧道洞内测点布置注意事项如下：

①、量测点的安设应能保证初读在爆破后24小时内和下一循环爆破前完成，并读取初读数；

②测点安设在距开挖工作面2m范围内，且不大于一个循环进尺，并应精心保护，不受下一循环爆破的破坏；

③各项位移量测的测点一般可布置在同一断面内，测点统一在一起测设结果能相互印证，协同分析与应用；

④锚杆轴力量测在局部加强锚杆地段，要在加强区域内有代表性位置设量测锚杆。

⑤施工中周边位移量测频率按下表执行：

量测断面距开挖面的距离M

2）、地质及初期支护观察

方法：目测并记录于交接班记录本，重大变化记录于工程日志。

频率：每次爆破后及支护后。

3）、水平净空收敛量测

方法：对水平收敛线进行量测，每条线间的测试长度与初始长度之差为变化值，该变化值与初始长度之比为相对收敛，据此可以计算收敛变化速度及加速度，来判断围岩的稳定性。

频率：按上述测量频率执行。

数据处理：根据现场量测数据绘制位移→时间曲线图。当曲线趋于平缓时进行回归分析，推算最终位移图值，掌握位移变化规律及其增减趋走向。

4）、拱部下沉和底板隆起量测

使用仪器：水平仪,精密塔尺。

量测方法:用水平仪测试断面拱顶测点和底板隆起的高程变化。

测频:按上述测量频率执行。

当地质条件变差,或测量出现异常情况时,量测频率应加大,必要时一小时或更短的时间量测一次。

数据的处理:与水平收敛相同。

5）、量测数据分析及应用

①数据分析采用u=t/a+bt双曲线函数类型，对观测数据离散点采用最小二乘法原理进行回归处理，建立时间～变形、距离～变形的关系函数，根据所绘曲线的变化情况趋势，判定围岩的稳定性，及时预报险情，确定施工时应采取的措施，提供修改设计参数的依据。

②当隧道喷射混凝土出现大量的明显裂缝或隧道支护表面任何部位的实测收敛值已达到设计允许值的70%，且收敛速度无明显下降时，应及时根据实测值找出回归方程，绘出回归曲线，由回归方程推算终位移值，若最终位移值接近或超过下表的净宽允许相对位移值时，应采取补强初期支护措施，并改变支护设计参数。

6）确定二次模筑衬砌的时间

二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定，并具备下列条件时施作。

a、隧道周边位移速率有明显减缓趋势；

b、水平收敛（拱脚附近）速度小于0.15mm/d或拱顶位移速度小于0.1mm/d。

c、施作二次衬砌前的收敛量已达总收敛量的80%~90%以上。

d、初期支护表面无再发展的明显裂缝。

当不能满足上述条件，围岩变化无收敛趋势时，必须采取措施，使初期支护基本稳定后，方可施作二次衬砌，或者根据要求采用加强衬砌，及时施工。

②隧道现场施工作业将紧密配合，创造条件、提供方便按量测计划认真实施。

③、全部量测资料包括测点布置、量测记录汇总、信息反馈记录等妥善保存并归档。

8）、隧道现场监控量测项目及方法见下页表。

开挖后及初期支护后进行

IV、V级围岩每20m一个断面，III级围岩每50m一个断面，每断面2对测点

IV、V级围岩每20m一个断面，III级围岩每50m一个断面，每断面3对测点

各类电测锚杆测力计及拉拔器

每10一个断面，每断面至少3根锚杆，不能少于总数的1%

隧道拱顶埋深小于30m设置，每20m一个断面，测点和拱顶下沉位移测点一一对应，布置在同一个断面上

开挖面距量测断面前后﹤2B时，1～2次/天

开挖面距量测断面前后﹤5B时1-9《建筑中水设计标准》GB50336－2018，1次/天

开挖面距量测断面前后﹥5B时，1次/周

爆破震动速度（m/s）

传感器、放大器、记录器、导线等

每50m一个断面，每断面至少布置两点

高层深基坑降水施工方案.doc.doc每次爆破时进行2.5cm/s

630KVA*2，500KVA*2,315KVA

投入本合同段主要试验、检测设备表