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引水洞隧道施工方案

24
2020年4月19日
文档仅供参考
A2
施工组织设计（方案）报审表
工程名称：四川胜福环保科技有限公司羊皮坝磷石膏堆场项目 编号：

致：中国城市建设研究院工程监理公司第一项目部 （监理单位）
我方已根据施工合同的有关规定完成了工程实371引水洞施工专项方案，并经我单位上级技术负责人批准，请予以审查。

附：371引水洞施工专项方案

承包单位（章）

项目经理
日 期
专业监理工程师审查意见：

专业监理工程师
日 期
总监理工程师审核意见：

项目监理机构

总监理工程师

日 期

371截洪沟引水洞施工专项方案

1、工程概况
371截洪沟引水洞位于截洪沟起始端，引水洞全长110m，引水洞净宽为2.4m，中心处净高为3.7m。主要施工项目包括：洞身开挖、支护、灌浆、混凝土衬砌等以及为完成本工程施工所需的所有临时工程。
3、施工组织安排
3.1施工现场安排
截洪沟引水洞施工人员拟住在371平台上，搭建活动房，现场设置料场及简易值班房。
3.2组织及机构设置
本引水洞有我项目部李家沟尾矿库隧洞施工队负责施工共有施工人员28名，如下表。

模板工
砼工
力工
合计
人数
12
6
10
28
3.3主要机械设备
本涵配备了必要的施工机械，能够确保涵洞施工需要，详见主要机械设备表2
序号
设备名称
数量
备注
1
挖掘机
2

2
侧翻装载机
4

3
砼湿喷机
3

4
注浆泵
1

5
内燃空压机
1

6
弯筋机
2

7
切割机
2

8
砼搅拌站
1

9
测量仪器
2

3.4临时工程安排
用电供应
施工用水采用附近山凹积水，以满足施工需要。发电采取自发电。
临时房屋
施工队自建活动房作为生活用房，在现场搭设值班房，作为存放小型机具及看守现场使用。
施工便道
本引水洞所有施工便道为库盆施工便道。
3.5施工进度计划安排
计划开工日期为 11月5日，计划竣工日期为 12月10日，计划总工期为35天。
4、主要工程施工技术方案和施工方法。
4.1、施工方案
我单位根据类似工程施工经验，结合本段工程特点和业主、监理有关技术文件的要求。拟采用全断面光面爆破开挖，围岩开挖断面R=1.2m，拟采用正台阶法施工；临时支护拟喷砼15cm厚，结合格栅钢架（＠=0.5～0.75m）。洞内弃碴采用无轨运输。衬砌采用针梁自行式液压衬砌台车，拱墙一次浇注。混凝土采用电子计量器计量，强制式拌和机拌和，机动翻斗车混凝土运输车运输，泵送混凝土入模，震动棒捣固。喷射混凝土采用TK961湿喷机湿喷法作业。
测量采用全站仪进行放样和测控。现场交样单进行放样交底。边坡钻爆前后，进行边线测控检查。
4.2、施工方法
采用光面爆破，施工前作好围岩全断面爆破设计；类围岩上、下断面爆破设计，在施工过程中，将根据爆破效果，对爆破设计参数及时进行修改。
强风化泥岩地段：岩层破碎、有渗水地段，及时施作支护。利用高空作业台架，施作拱部锚杆（锚杆技术参数为Φ22，L=1.5m、2m，间距1m、1.2m、1.5m三种，呈梅花形布置）和挂网(钢筋网技术参数φ8，20×20cm的方网)喷5cm厚混凝土，再施工300mm厚砼衬砌。
采用手风钻钻孔爆破开挖，隧洞作业车装药，出渣采用装载机装1t自卸汽车进行，0.30 m3反铲扒底。
4.3 控制测量
1、 洞外控制测量
施工前组织测量人员利用全站仪进行线路复测，复测达到要求后进行施工控制网布测。洞外高程控制测量采用水准仪实施二等几何水准精度控制。
2、 洞内控制测量
因洞内控制网随掘进长度的增加而不断向前延伸。为满足精度要求和减少测量工作量，洞内控制采用主控网、基本网和施工导线三级控制；洞内高程控制采用水准仪实施三等精密几何水准控制。
主网控制点
精密测边距
方向观测及电磁波测距边
洞内主控网:

洞内主控网布设示意图
布网：如上图所示，自洞外控制网向洞内布置重叠狭长菱形边角网。在菱形的重叠部分，
施加长约5m的高精度（±0.1～0.3mm）因瓦线尺测距边，作为固定值，对控制网施加额外约束，以提高精度。控制点布置在隧洞两侧，以利保护点位，且测量时尽量不影响隧洞内的交通。
施测：施测时根据三联脚架法，每点观测四个方向和四条边长，方向按全圆测回法观测。三联脚架法测量主控网的同时，用一根因瓦线尺测量联系短边。
洞内基本网： （洞内基本网布设示意图）
主网控制点
基本网点
方向观测及电磁波测距边

布网：如上图所示，自主控网点，向洞内布置边长为150～200m的狭长菱形导线网。基本控制网点沿隧洞两侧和隧洞中线布置，部分基本网点与主控网点重合，由主控网分段对基本网施加约束。
施测：利用全站仪，根据三联脚架法测量。隧洞掘进增加150～200m，基本网向前推进一节。
洞内施工导线： 自基本控制网点，向洞内布置边长约为50～80m长的单支导线，控制洞内开挖和衬砌施工。
洞内高程控制： 洞内高程控制测量采用水准仪实施三等几何水准精度控制。
4.4、爆破设计
每次爆破应根据围岩状况确定， III类围岩每循环钻孔深度3.0m，进尺2.7～2.8m，IV类围岩每循环钻孔深2m，V类围岩每循环钻孔深1.2m。每次爆破后均由工程师到现场对围岩稳定性作出评估，并将结果提交主管工程师和爆破技术人员，以利及时修正循环进尺和爆破设计参数。
周边按“光面爆破”设计，爆破后不得有欠挖，平均线性超挖小于15cm。
1、掏槽形式
根据地质特性，本隧洞爆破设计围岩全断面按“中空直眼掏槽”设计，Ⅳ、Ⅴ及覆盖层段上、下半断面按“直眼掏槽”设计。
2、炮孔布置
a 周边孔的孔距以（10～15）d（d为孔径，拟用40mm）控制，最小抵抗线与孔距之比按1.30～1.33控制。
b 掏槽孔布置于开挖断面中心部位。
c 崩落孔按等间距，尽可能梅花形布置，最小抵抗线与孔距之比控制在1.0～1.2。
5
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1
1
1
1
1
1
2700
1750
1350
按照以上布置原则，结合围岩状况及断面形式，具体的炮孔布置如下
爆破参数
1、炮孔的深度及直径
根据不同的围岩类别，采取不同的钻孔深度：Ⅲ类围岩钻孔深度为2.8～3.2m；Ⅳ类围岩钻孔深度为2.0m，V类围岩每循环钻孔深1.2m孔径均为40mm。为保证掏槽效果，掏槽孔的孔深比崩落孔超深20cm。
2、装药量
对于掏槽眼采用φ32mm药卷，装药系数取0.7～0.85；崩落孔采用φ32mm药卷，装药系数取0.6～0.8；为保证光爆效果，周边孔采用φ25mm细药卷，同时为克服岩体的挟制作用，孔底装一个φ32mm的粗药卷，并采用导爆索起爆间隔装药结构，装药密度根据围岩情况控制在（200～300）g/m。
4.5 开挖方法
采用手风钻进行钻孔，隧洞作业车装药，采用ZL50装载机装渣5t自卸汽车出渣，1.0m3反铲扒底，喷砼采用TK961湿喷机湿喷法作业，锚杆采用手风钻进行钻孔，MZ-1锚杆注浆机注浆，人工安装锚杆。
4.6钻孔作业
① 钻孔设备
隧洞的钻孔设备选用手风钻机12台（单工作面）。
② 钻孔作业时间
NL
钻孔作业时间 Td=
VmKφ
式中：Td—钻孔作业时间 min；
N —钻孔数量 个；
式中：Td—钻孔作业时间 min；
N —钻孔数量 个；
L —炮孔深度 m ；
V —纯钻孔速度 m/min，（手风钻0.15m/min）；
m —钻孔时间利用系数，一般为0.7～0.9，取0.8；
K —工作面同时工作的钻孔设备数量；
φ— 多台钻孔设备同时工作系数；（12台取0.85，1台取1.00）。
钻机钻孔作业时间计算如下：
T=367.6min 取370min
T=320min 取340min
4.7出渣作业
① 出渣设备
装渣设备选用ZL50装载机装渣，5t自卸汽车运渣。
② 出渣作业时间
出渣作业时间Tm=V/P，式中V为每循环爆落的岩石的松散方量，松散系数取1.7，Ⅲ类围岩每次爆落石渣145.14m3；Ⅳ类围岩每次爆落石渣117m3，ZL50装载机额定生产率为80 m3/h，实际生产率考虑60 m3/h。
③ 自卸汽车需要量计算
自卸汽车往返循环时间Tc=T×N+L/v0+t1+t2，式中T为装载机挖装一次时间，取2min，N为装载机装满一车所需挖装斗数，按3斗计；t1为每次卸车时间取1.5min；t2为洞内调向、就位、等待时间，取1.5min；L为重车及空车运行距离，到渣场按往返距离计，(可图上量得)；v0为平均行运速度，取20km/h；
自卸汽车小时运输能力P=60V/T，式中V为装渣方量，取2.5m3；
式中K为运输不均衡系数，取1.15，V为出渣方量，T为出渣时间，因此：N≈7辆，N≈6辆。拟于配置2套出渣设备，按最大量配置车辆，5t自卸汽车8辆（包括备用）。
4.8施工工艺流程
隧洞采用钻孔爆破方式，按围岩采取不同的工艺流程。施工工艺流程如下：
开挖准备→超前支护→测量布孔→钻孔→清孔→装药爆破→通风排烟→安全安全撬挖、平渣→临时支护→出渣、扒底→风、水、电管线延伸、进入下一循环。
① 钻孔准备时间约10min；包括测量放线、风水管电线路的安装等。
② 装药时间：按每个掌子面三位炮工，每位炮工清孔时间1 min/孔及装药时间1 min/m计算。
③ 钻机退出时间约10 min：包括人员、设备等撤离工作面以及响爆准备工作等。
④ 爆破通风时间按30min计；
⑤ 其它按30 min计，包括清理撬挖和扒底，清理撬挖按30 min计，包括装载机集渣、危岩安全处理、瞎炮处理等；扒底，时间按30 min计，主要利用反铲撬扒工作面的松动岩石，将掌子面的底部扒露出来及铺平道路等；
⑥ 支护：隧道两端围岩开挖中的超前支护，主要是指超前锚杆支护每个工作循环占用时间为2h；临时支护主要指素喷砼3-5 cm，每个工作循环占用时间为1.0h；
4.8爆破作业循环
①隧洞开挖作业循环表
开挖每循环作业时间见下表（部分工序作业时间有重叠）。
序号
工 序 名 称
作业时间
1
测量、划线、钻孔作业平台就位
30min
2
钻孔
180 min
3
装药起爆
90 min
4
通风排烟、洒水除尘
30 min
5
清理危石
30 min
6
喷混凝土
150 min
7
出碴
180 min
8
循环时间
690 min
9
循环进尺
3.0～3.5m
10
日平均进尺
2.5～3.0m
11
月平均进尺
60～75m
②衬砌循环作业时间见下表
序号
工序项目
作业时间(小时)
12
24
36
48
60
72
1
浇筑段准备
7

2
绑扎钢筋
10

3
安装模板

8

4
砼浇筑

23

5
砼养护

18

衬砌段长度
12m

4.9喷锚支护
在岩爆地段则必须进行支护，其目的是：第一、改进围岩的应力状态，不但要改变大小及其分布，还要使洞室周边岩体从单向应力状态变为三向应力状态；其二、起防护作用，防止岩石弹射与塌落等破坏性事故发生。
根据设计采取在岩爆频繁发生地段的加固措施是：
① 喷砼：
在清除拱顶部位由于岩爆产生的松动石块之后，施作5cm厚喷砼，在局部地段，当喷射砼支护不能满足要求时，可采用喷射钢纤维砼；锚杆施工后再二次喷砼5cm厚。岩爆严重发生地段则进行第三次喷砼5cm厚。
② 锚杆：
采用φ22mm、L=2m、间距1.5m呈梅花型布置。根据我单位施工隧道的经验，建议在岩爆严重地段增设钢筋网，这样能够避免大规模的滞后、重复型岩爆的发生。
（5）调整衬砌
尽快进行模注砼施工，并适当延长拆模时间。
钢筋网片施工
钢筋网有在洞外预制为网片后运到工作面架设和现场铺设两种（实际操作根据围岩稳定情况确定）：
①洞外预制具体制作是：用φ6圆钢事先点焊（或绑扎）加工成200×200mm的片状网格，钢筋网片一般为1×2m。若采用双层网片时，可将两层网片交错排列。
②现场铺设具体制作是：用φ6钢筋随开挖面岩层起伏密贴制作成200×200mm的片状网格，网片尺寸根据实际情况调整。钢筋网片与锚杆及其它固定装置联接牢固后用混凝土块支撑，让钢筋网和喷射混凝土组成联合支护，连续铺设。铺设时要注意：钢筋网必须与锚杆或其它锚固装置联结牢固;片状钢筋网的搭接长度不小于200mm，钢筋必须用喷射混土覆盖至少20mm以上的保护层。在施工过程中，要始终遵守如下原则“锚杆孔、孔径、孔深及布置形式要符合设计要求，锚杆杆体应平直，要除锈除油，尾部螺纹予以保护，锚杆孔要保持直线，并力求与岩石垂直。上锚杆垫板时注意不要加力，拧紧即可，锚杆尾部不应突出喷混凝土厚度。
4.10喷混凝土
ZD5施工支洞混凝土主要为喷射混凝土，喷混凝土标号C20，厚10～15cm。喷射混凝土采用湿喷法施工。
(1) 主要材料和机具
水泥：选用32.5或42.5级普通硅酸盐水泥。
骨料：细骨料选用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数大于2.5，含水率控制在5～7%；粗骨料选用粒径不大于15mm的耐久性碎石。其级配满足规定标准。
外加剂：选用符合技术条款要求的品种，其速凝剂的初凝时间不大于5min，终凝时间不大于10min。
钢筋网：采用屈服强度不低于240MPa的光面钢筋网。
搅拌机：选用JS500强制式拌和机。
喷射机：选用TK-961型混凝土湿喷机。
(2) 喷射混凝土施工技术要求
拌制喷射混凝土时，各种材料按施工配合比要求分别称量。允许偏差：水泥、速凝剂为±2%，砂、石为±3%。搅拌时间不小于1min，混合料搅拌均匀，颜色一致。混合料在运输、存放过程中严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入，装入喷射机前要过筛，随拌随用，保持物料新鲜，速凝剂利用喷射机投放。
(3) 施工程序
喷射混凝土施工程序见图7-7。

养 护
砂
石
水泥
运 输
混合料拌和
喷射机
喷 头
水、速凝剂
受喷面
输料管
空压机
图a 喷混凝土施工工艺流程图
水

清理、冲洗岩面

设置喷厚标志
铺设钢筋网
喷混凝土及其养护
钢筋网加工
喷混凝土检查
混合料制作运输
图b 挂网喷混凝土施工程序图

(4) 施工方法
① 受喷面准备工作
将受喷面用水、风等人工清洗（理）干净，并在锚筋上设喷厚标志。
② 混合料的制备
按经监理人批准的配合比，拌和站集中拌制，5t自卸汽车运输至施工部位。速凝剂利用喷射机投放。
③ 挂钢筋网
钢筋网在开挖面验收后铺设，网片筋与锚杆筋外露部位电焊联接，局部采用扎丝牢固绑扎。
④ 喷射混凝土
采用TK-961型混凝土湿喷机喷射混凝土，自下而上分段分区分层进行。喷射距离控制在0.6～1.5m左右，区段间的接合部和结构的接缝处妥善处理，不得存在漏喷部位。喷射分层厚度满足规程规范要求。完成第一层喷射后，再挂钢筋网，然后进行第二层喷射施工。喷射作业时，连续供料，并保证工作风压稳定。完成或因故中断作业时，将喷射机及料管内的积料清理干净。冬季施工时，喷射作业区的气温不低于5℃，混合料进入喷射机的温度不低于5℃。喷射混凝土的回弹率不大于15%。
⑤ 养护
喷射混凝土终凝2h后，及时对喷射混凝土喷水养护。养护时间不少于14d。当冬季气温低于5℃时，不得喷水养护。当湿度达到或超过85%时，经监理人同意后可自然养护。
4.11 监控量测
对隧道围岩及初期支护进行监控量测，是隧道工程采用新奥法施工的主要特征之一。
监控量测的目的：根据测得的围岩应力及形变、初期支护的受力状态等动态信息，判断围岩及初期支护的稳定状态，据此确定二次衬砌的施工时间，充分发挥初期支护的作用。同时根据所测得的信息，修改支护参数，使其更合乎实际；指导同等地质条件下，支护及衬砌的设计与施工。
1）监控量测项目及方法
a）隧道开挖后及时安装测点，进行围岩、初期支护的周边位移量测；锚杆安设后，适时进行锚杆拉拔力试验。
b）各种量测测点，爆破后在距开挖面2m的范围内尽快安设，在爆破后24小时或下一次爆破前测读初始读数。
c）量测数据的处理与应用，将现场量测的数据及时绘制成有关时态曲线和空间关系曲线。
2）数据、曲线分析
根据数据散点规律，分析出回归常数，确定函数类型和关系式。
a）当位移一时间关系曲线趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，推算最终位移值和掌握位移变化的规律。
b）当位移——时间关系曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时加强监测围岩动态，并增强支护，必要时暂停开挖。
3）分析结果应用
a）当量测最大位移值或根据回归方程求出的最终位移值超出规范允许相对位移值时，则采取措施，如加强支护，改变开挖方法，及时施作二次衬砌等。
b）当变形速度大于20mm／d时，加强支护，否则可能使围岩失稳，造成塌方。
c） 周边位移速度小于0.1-0.2mm／d，或当收敛量已达总收敛量的80％以上时，表明围岩基本稳定，可施作二次衬砌。
5、质量保证措施
加强质检、试验工作。
严格按材料的性能及技术指标进行检验，杜绝不符合质量标准的材料入场，从源头把好质量关。对进场的合格材料要分类堆放，做好标识，以防用错。
坚持严格的质量评定和验收制度。坚持“三检查”制度，对各道工序进行书面技术交底和操作要求交底，质检人员要严格按照技术交底检查验收。确保工程质量达到或超过技术交底要求。
① 钻孔爆破的质量保证措施
严格按监理人批准的爆破方案进行钻孔、装药、连网。
周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线的调整范围和掏槽孔的孔位偏差不大于5cm，其它炮孔孔位偏差不大于10cm。
炮孔的孔底落在爆破图规定的平面上。
炮孔经检查合格后，方可装药爆破。
炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结，由经过考核合格并持有上岗证的炮工负责施工，严格按爆破图的规定和要求进行作业。
每次爆破后，对岩石爆破的效果进行现场实地调查并作出评价，经过仪器测定爆破对岩体完整性的影响，对爆破参数进行适当调整。
炮孔痕迹保存率：完整岩石在80%以上，较完整和完整性差的岩石不小于50%，较破碎和破碎岩石不小于20%。
相邻两孔间的岩面平整，孔壁没有明显的爆震裂隙。
相邻两茬炮之间的台阶或最大外斜值小于10cm。
② 锚喷支护质量保证措施
材料控制：锚杆、水泥、外加剂等产品有生产厂的质量证明书，并按图纸要求或监理人要求进行试验。
锚杆的开孔按施工图纸布置的钻孔位置进行，其孔位偏差不大于10cm。
锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求，施工图未作规定时，其系统锚杆的孔轴线垂直于开挖面。
按照有关规定进行喷射混凝土施工质量抽样试验，抽样试验报告报监理人。
检查喷层厚度，对不合格的，进行补喷。
按监理人的指示钻取直径100mm的芯样作抗拉试验，成果资料报送监理人，钻取试件的钻孔，用干硬性水泥砂浆回填。
对检查发现喷射混凝土中的鼓皮、剥落、强度偏低或有其它缺陷的部位，及时予以清理和修补，并经监理人检查签认。
6、安全保证措施

爆破材料的运输、储存、加工、现场装药、联线、起爆及瞎炮处理，严格遵守有关规定。
进行爆破时，人员应撤至安全距离之外。
每道工序施工完成，经过检查合格后，才能进入下一道工序的施工。
定期进行围岩变形观测，如发现异常情况及时报告有关人员。
严格按照监理人批准的施工开挖程序和技术措施进行施工。
设专职的安全监察员，定期检查施工现场。
7、环境保护措施
遵照国家环境保护政策和本标段环境保护的要求。严格组织施工管理，开展文明施工活动，创标准化施工现场。
施工期间绐终保持工地的良好排水状况，修建一些临时排水设施，并与永性排水设施相结合。
施工废水、生活污水不得排入农田耕地、饮用水源、灌溉渠道和水库。
施工作业的粉尘，应随时进行洒水以便尘埃减至最低程度，作业人员配必要劳保用品。
施工过程发现文物或有考古、地质研究价值的物品时，采取有效防护措施，派专人看管，保护现场并上报建设方和有关部门听候处理。
在本工程施工中和完工后，对破坏的环境要及时整治，防止水土流失和适时进行线路两侧的植被恢复，接受各级环保部门对本工程环境保护工作的日常监督管理。