城市隧道工程施工方案設(shè)計(jì)一、工程概況1.1項(xiàng)目基本信息本隧道工程為雙向四車道城市交通隧道，設(shè)計(jì)全長2000米，采用分離式雙洞布置，單洞凈寬11.25米，凈高5.0米，設(shè)計(jì)行車速度60公里/小時(shí)，設(shè)計(jì)使用年限100年。隧道穿越地層主要由第四系松散土層、中風(fēng)化凝灰?guī)r及局部巖溶發(fā)育帶組成，最大埋深85米，洞口段為淺埋V級(jí)圍巖，洞身段以IV級(jí)、III級(jí)圍巖為主，局部穿越II級(jí)完整巖層。1.2主要工程數(shù)量項(xiàng)目名稱單位工程量備注隧道開挖立方米185600含明洞及暗洞噴射混凝土立方米8920C20-C25錨桿支護(hù)米126500Φ22-Φ25中空注漿錨桿鋼筋網(wǎng)噸685Φ8@20×20cm鋼拱架噸125016#-18#工字鋼二次襯砌立方米15800C30防水混凝土超前小導(dǎo)管米18600Φ42×4mm1.3施工重難點(diǎn)洞口段施工：洞口位于淺埋V級(jí)圍巖段，需采用管棚支護(hù)+CRD法開挖，控制沉降不超過30mm。巖溶處理：K1+250-K1+480段為巖溶發(fā)育區(qū)，需采用TSP203地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)結(jié)合超前鉆探。沉降控制：隧道穿越城市建成區(qū)，地面沉降需控制在20mm以內(nèi)。通風(fēng)排煙：獨(dú)頭掘進(jìn)最長達(dá)1200米，需采用雙機(jī)并聯(lián)壓入式通風(fēng)系統(tǒng)。二、施工總體部署2.1施工組織采用項(xiàng)目經(jīng)理部-工區(qū)-作業(yè)班組三級(jí)管理體系，配置隧道專業(yè)工程師6名，測(cè)量工程師3名，專職安全員4名，各工種作業(yè)人員220人，實(shí)行兩班制（每班10小時(shí)）連續(xù)作業(yè)。主要施工班組劃分：開挖班：負(fù)責(zé)鉆爆、出碴作業(yè)，配置45人支護(hù)班：負(fù)責(zé)錨桿、噴砼、鋼拱架安裝，配置50人襯砌班：負(fù)責(zé)模板安裝、混凝土澆筑，配置35人機(jī)電班：負(fù)責(zé)設(shè)備維護(hù)、通風(fēng)、排水，配置25人輔助班：負(fù)責(zé)運(yùn)輸、材料供應(yīng)，配置40人2.2施工平面布置洞口區(qū)：設(shè)置材料倉庫（20m×30m）、鋼筋加工場(chǎng)（30m×40m）、空壓機(jī)站（布置4臺(tái)20m3/min空壓機(jī)）、混凝土拌合站（HZS90型，生產(chǎn)能力90m3/h）。洞內(nèi)布置：左側(cè)設(shè)置2.0m寬人行道，右側(cè)為運(yùn)輸通道，每隔500m設(shè)置錯(cuò)車道，安裝SDF(C)-NO12.5型軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓入式通風(fēng)，風(fēng)管直徑1.2m。棄碴場(chǎng)：選擇距洞口1.5km處山谷作為棄碴場(chǎng)，容量8萬立方米，設(shè)置擋碴墻及截排水系統(tǒng)。2.3施工進(jìn)度計(jì)劃總工期480天，關(guān)鍵線路如下：洞口工程及管棚施工：45天洞身開挖及初期支護(hù)：320天二次襯砌施工：280天（與開挖平行作業(yè)）機(jī)電安裝及裝修：60天竣工驗(yàn)收：30天三、主要施工方法3.1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)采用"長短結(jié)合、物探與鉆探結(jié)合"的綜合預(yù)報(bào)體系：長距離預(yù)報(bào)：TSP203系統(tǒng)每100-150m探測(cè)一次，預(yù)報(bào)前方200m地質(zhì)情況。中距離預(yù)報(bào)：地質(zhì)雷達(dá)每20-30m掃描一次，分辨率達(dá)0.5m。短距離驗(yàn)證：超前水平鉆探采用Φ108mm鉆頭，孔深30m，每循環(huán)搭接5m。巖溶探測(cè)：HY303紅外線探水儀對(duì)富水段進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，預(yù)警距離≥20m。3.2開挖施工根據(jù)圍巖級(jí)別采用分級(jí)開挖方法：3.2.1V級(jí)圍巖（CRD法）施工步驟：①施作超前小導(dǎo)管（Φ42×4mm，L=3.5m，環(huán)向間距30cm）②開挖1部（上導(dǎo)坑左側(cè)），進(jìn)尺0.5-0.6m/循環(huán)③立即施作初期支護(hù)（鋼拱架+錨桿+噴砼）④對(duì)稱開挖2-4部，每部滯后3-5m⑤拆除臨時(shí)中隔壁，施作仰拱及二次襯砌技術(shù)參數(shù)：鋼拱架：18#工字鋼，間距50cm錨桿：Φ25中空注漿錨桿，L=3.5m，間距60×60cm噴射砼：C25，厚度25cm，濕噴工藝3.2.2IV級(jí)圍巖（臺(tái)階法）施工步驟：①上臺(tái)階開挖（高度5.2m），循環(huán)進(jìn)尺1.5m②施作拱部初期支護(hù)③下臺(tái)階開挖（分左右幅），滯后上臺(tái)階5-8m④全斷面施作仰拱，及時(shí)封閉成環(huán)技術(shù)參數(shù)：鋼拱架：16#工字鋼，間距100cm錨桿：Φ22砂漿錨桿，L=3.0m，間距100×100cm噴射砼：C20，厚度15cm3.2.3II-III級(jí)圍巖（全斷面法）采用光面爆破技術(shù)，循環(huán)進(jìn)尺3.0m，具體參數(shù)：周邊眼間距：50cm，抵抗線70cm裝藥集中度：0.15-0.2kg/m雷管段別：周邊眼采用導(dǎo)爆索起爆超挖控制：平均線性超挖≤10cm，最大超挖≤15cm3.3支護(hù)施工錨桿施工：鉆孔：風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，孔徑≥45mm，孔深超設(shè)計(jì)5cm注漿：水泥漿水灰比1:1，注漿壓力0.5-1.0MPa安裝：采用機(jī)械頂進(jìn)，確保錨桿外露長度10-15cm噴射混凝土：設(shè)備：TK-961型濕噴機(jī)，工作壓力0.3-0.5MPa配合比：水泥:砂:石=1:2:2，水灰比0.45工藝要求：分層噴射，每層厚度5-8cm，回彈率≤15%鋼拱架安裝：定位誤差：橫向≤5cm，高程≤3cm，傾斜度≤2°連接：采用螺栓+焊接，節(jié)點(diǎn)板密貼鎖腳錨桿：每榀拱架設(shè)4根Φ22鎖腳錨桿，L=3.0m3.4二次襯砌施工模板系統(tǒng)：采用12m液壓整體鋼模臺(tái)車，面板厚度10mm，支撐間距≤1.2m混凝土施工：配合比：C30P8防水混凝土，摻加膨脹劑澆筑：分層對(duì)稱澆筑，厚度30-40cm/層，振搗密實(shí)養(yǎng)護(hù)：噴淋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期≥14天施工縫處理：設(shè)置中埋式止水帶+背貼式止水帶鑿毛處理，涂刷界面劑3.5輔助系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)：設(shè)備：2臺(tái)SDF(C)-NO12.5型軸流風(fēng)機(jī)（2×110kW）風(fēng)管：Φ1.2m阻燃風(fēng)筒，百米漏風(fēng)率≤2%風(fēng)量計(jì)算：按每人需風(fēng)量3m3/min，同時(shí)考慮爆破排煙需求排水系統(tǒng)：掌子面積水：設(shè)置集水井+2臺(tái)Φ150污水泵（揚(yáng)程50m）圍巖滲水：環(huán)向盲管+縱向排水管+橫向?qū)芙M成排水網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控量測(cè)：必測(cè)項(xiàng)目：拱頂下沉、周邊收斂、地表沉降量測(cè)頻率：V級(jí)圍巖1-2次/天，IV級(jí)1次/2天，III級(jí)1次/周預(yù)警值：拱頂下沉≥10mm/天或累計(jì)≥30mm時(shí)立即停工四、施工進(jìn)度計(jì)劃與保證措施4.1進(jìn)度計(jì)劃指標(biāo)圍巖級(jí)別開挖方法日進(jìn)尺（m）月進(jìn)尺（m）備注V級(jí)CRD法0.6-0.818-24雙洞IV級(jí)臺(tái)階法2.0-2.560-75雙洞III級(jí)全斷面法4.5-5.0135-150雙洞4.2保證措施資源保障：備用設(shè)備：配置2臺(tái)挖掘機(jī)、1臺(tái)裝載機(jī)備用材料儲(chǔ)備：鋼材、水泥等主要材料儲(chǔ)備量滿足15天需求電力保障：雙回路供電+300kW柴油發(fā)電機(jī)備用技術(shù)保障：優(yōu)化爆破參數(shù)，提高循環(huán)進(jìn)尺采用濕噴技術(shù)，減少回彈量和粉塵推廣機(jī)械化配套作業(yè)，減少人工干預(yù)管理保障：實(shí)行周進(jìn)度考核與獎(jiǎng)懲制度關(guān)鍵工序采用平行作業(yè)法建立進(jìn)度預(yù)警機(jī)制，滯后5%時(shí)啟動(dòng)趕工措施五、質(zhì)量控制措施5.1原材料控制鋼材：每批進(jìn)場(chǎng)需進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，不合格產(chǎn)品嚴(yán)禁使用水泥：采用P.O42.5R水泥，進(jìn)場(chǎng)需提供出廠合格證及3天強(qiáng)度報(bào)告外加劑：使用前進(jìn)行適配試驗(yàn)，控制摻量誤差±1%5.2工序質(zhì)量控制鉆爆作業(yè)：炮孔驗(yàn)收：孔位偏差≤5cm，孔深偏差±5cm裝藥檢查：周邊眼采用不耦合裝藥，裝藥集中度偏差≤5%支護(hù)施工：錨桿拉拔力：每300根一組試驗(yàn)，最小值≥設(shè)計(jì)值90%噴射砼厚度：采用鑿孔法檢查，每10m一個(gè)斷面襯砌施工：模板驗(yàn)收：斷面尺寸允許偏差+5mm/-0mm混凝土強(qiáng)度：每50m3留置一組試塊5.3質(zhì)量通病防治超挖控制：采用光面爆破，周邊眼間距控制在50cm以內(nèi)噴射砼空鼓：嚴(yán)格控制配合比，分層噴射，確保厚度均勻鋼拱架變形：安裝時(shí)設(shè)置臨時(shí)支撐，鎖腳錨桿必須錨固可靠滲漏水：防水層施工前確保基面平整，止水帶安裝居中六、安全生產(chǎn)保證措施6.1安全管理體系組織機(jī)構(gòu)：成立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長的安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，設(shè)置專職安全管理部門責(zé)任制：實(shí)行"一崗雙責(zé)"，簽訂安全生產(chǎn)責(zé)任書，落實(shí)到個(gè)人培訓(xùn)教育：特種作業(yè)人員持證上崗，進(jìn)場(chǎng)工人必須經(jīng)過三級(jí)安全教育6.2專項(xiàng)安全措施洞口安全：邊仰坡防護(hù)：采用掛網(wǎng)噴砼（C20，8cm厚）+系統(tǒng)錨桿設(shè)置擋碴墻及截水溝，防止地表水沖刷進(jìn)洞人員實(shí)行實(shí)名制管理，配備定位系統(tǒng)爆破作業(yè)：爆破設(shè)計(jì)由專業(yè)工程師編制，經(jīng)審批后實(shí)施爆破警戒：半徑200m，設(shè)崗哨4個(gè)，爆破前3分鐘預(yù)警啞炮處理：采用灌水法，嚴(yán)禁掏挖用電安全：洞內(nèi)采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，設(shè)置三級(jí)配電兩級(jí)保護(hù)照明電壓：作業(yè)面36V，其他區(qū)域220V電纜敷設(shè)：架空高度≥2.5m，固定牢固防火防爆：炸藥庫距洞口≥500m，設(shè)雙人雙鎖管理洞內(nèi)每隔50m設(shè)置消防器材箱，配備4kg干粉滅火器2具易燃材料堆放與作業(yè)區(qū)保持10m以上距離6.3監(jiān)控與檢測(cè)瓦斯監(jiān)測(cè)：采用便攜式瓦斯檢測(cè)儀，每2小時(shí)檢測(cè)一次粉塵濃度：每月檢測(cè)一次，作業(yè)面粉塵濃度≤2mg/m3噪音控制：采用低噪音設(shè)備，工人配備耳塞，噪音≤85dB七、應(yīng)急預(yù)案7.1應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)成立應(yīng)急救援指揮部，下設(shè)：搶險(xiǎn)救援組：負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)醫(yī)療救護(hù)組：負(fù)責(zé)傷員救治后勤保障組：負(fù)責(zé)物資供應(yīng)通訊聯(lián)絡(luò)組：負(fù)責(zé)信息傳遞7.2常見事故應(yīng)急處置坍塌事故：立即啟動(dòng)警報(bào)，組織人員撤離采用生命探測(cè)儀確定被困人員位置小導(dǎo)管注漿加固后進(jìn)行救援嚴(yán)禁盲目開挖，防止二次坍塌突水突泥：立即關(guān)閉掌子面電源，啟動(dòng)排水系統(tǒng)采用速凝混凝土封堵涌水口監(jiān)測(cè)涌水量及水壓，必要時(shí)啟動(dòng)備用排水設(shè)備火災(zāi)事故：切斷洞內(nèi)電源，組織人員沿逃生通道撤離使用洞內(nèi)消防器材滅火，控制火勢(shì)蔓延啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)排煙，確保逃生路線暢通7.3應(yīng)急物資儲(chǔ)備物資名稱規(guī)格數(shù)量存放位置擔(dān)架折疊式4副洞口值班室急救箱含常用藥品3個(gè)各作業(yè)面應(yīng)急燈充電式15臺(tái)洞內(nèi)每隔100m滅火器4kg干粉30具洞內(nèi)及洞口發(fā)電機(jī)200kW1臺(tái)拌合站八、環(huán)境保護(hù)措施8.1施工揚(yáng)塵控制出碴道路：硬化處理，配備灑水車，每天灑水4-6次拌合站：設(shè)置封閉攪拌樓，水泥罐安裝除塵裝置棄碴場(chǎng)：設(shè)置擋碴墻和截排水溝，表面覆蓋防塵網(wǎng)8.2廢水處理施工廢水：設(shè)置三級(jí)沉淀池，處理后回用或排放生活污水：采用一體化污水處理設(shè)備，達(dá)標(biāo)后排放8.3噪音控制設(shè)備選型：選用低噪音設(shè)備，對(duì)高噪音設(shè)備設(shè)置隔音罩作業(yè)時(shí)間：居民區(qū)附近夜間22:00-6:00嚴(yán)禁爆破作業(yè)8.4水土保持棄碴場(chǎng)：分層碾壓，最終覆蓋種植土進(jìn)行綠化臨時(shí)用地：施工結(jié)束后及時(shí)復(fù)墾，恢復(fù)植被九、竣工驗(yàn)收與移交9.1竣工資料編制工程技術(shù)資料：設(shè)計(jì)圖紙、變更文件、施工記錄等試驗(yàn)檢測(cè)資料：原材料試驗(yàn)、混凝土強(qiáng)度報(bào)告等測(cè)量監(jiān)測(cè)資料：施工測(cè)量記錄、監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)等9.2驗(yàn)收程序自檢：施工單