红旗隧道施工组织设计

'中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计目录1编制依据及原则11.1编制依据11.2编制原则12工程概况23总体施工方案24施工工期、临时设施及人员机械安排34.1施工工期34.2临时设施34.3施工人员、机械安排45主要施工工序及施工方案75.1洞口施工75.2明洞施工75.3洞门施工95.4洞身开挖105.4.1Ⅲ级围岩开挖105.4.2Ⅳ级围岩开挖105.4.3Ⅴ级围岩开挖145.5钻爆作业155.5.1钻爆设计165.5.2钻眼爆破175.6初期支护的施工175.6.1锚杆175.6.2挂网1866 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计5.6.3喷射混凝土185.6.4格栅拱架、工字钢拱架的加工与安装195.7辅助施工措施205.7.1超前小导管预注浆205.7.2超前锚杆225.7.3超前管棚支护施工235.8二次衬砌的施工265.8.1二次衬砌的施工时间控制265.8.2二次衬砌施工工艺275.9洞身防排水的施工295.9.1EVA复合防水板的施工295.9.2排水管的施工305.9.3橡胶止水带的施工305.10预留洞室及预埋管件315.11仰拱（填充）及铺底315.12隧道水沟、电缆沟施工325.12.1施工方法325.12.2施工要求326隧道通风防尘与施工排水326.1隧道通风326.1.1通风量计算336.1.2通风系统的管理336.1.3防尘措施346.2隧道施工用水及渗水的排出347超前地质预测预报3466 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计7.1GPR（GroundPenetraingRadar）方法357.2掌子面地质调查与地质素描367.3水平超前钻孔368监控量测368.1隧道监控量测的主要内容368.1.1必测项目368.1.2选测项目378.2监控量测方法和手段388.2.1洞内外观察388.2.2拱顶下沉及水平相对净空变化量测398.2.3地表下沉量测408.2.4洞口山体边坡稳定性监测418.2.5浅埋段地表沉降418.2.6围岩内部位移428.2.7量测围岩压力438.2.8支护混凝土内应力448.2.9钢支撑内力448.3断面布置449隧道施工安全施工措施及应急方案459.1施工安全保证措施459.1.1爆破作业施工安全措施459.1.2临时用电及照明安全措施469.1.3机械车辆作业施工安全措施469.1.4防水与防火安全保证措施479.1.5隧道施工的安全保证措施4766 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计9.2人员安全保证措施499.3施工安全应急预案499.3.1建立应急救援组织机构509.3.2紧急救援实施预案509.4隧道施工紧急预案措施519.4.1隧道突水、突泥的应急预案519.4.2隧道软弱破碎围岩坍方的应急预案5210质量、安全保证体系5310.1质量保证体系5310.2安全保证体系5511环境保护及文明施工5666 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计红旗隧道施工组织设计1编制依据、原则及范围1.1编制依据⑴国家、铁道部和地方政府（省、直辖市）的有关政策、法规和条例、规定；⑵国家和铁道部现行设计规范、施工规范、验收标准；⑶设计文件及现场调查的相关资料；⑷瓦角村隧道施工图纸；⑸上海铁路局及宁安公司的相关规定。1.2编制原则⑴确保工期的原则根据业主的总体工期及中国安能建设总公司宁安铁路实施性施工组织设计的工期要求，合理安排施工工序，统筹计划劳力、材料和机械设备，充分考虑施工时间、气候、季节及交叉施工作业对工期的影响，采取相应措施，确保工期目标的实现。⑵争创行业一流，建造优质工程的原则确立质量目标，制定创优规划，制定科学合理的施工方案，采用先进的施工方法和施工工艺，确保每道工序、每项分项工程的质量达到优质工程标准要求。⑶“安全第一、预防为主”的原则确立安全目标，建立健全确保安全的各项规章制度，采取强有力的防范措施，加大监管检查力度，杜绝安全隐患。⑷文明施工、环境保护的原则66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计严格遵照国家环保政策和建设单位对本工程环境保护的要求，严格施工现场管理，保障施工现场布局合理、文明有序和干净利落。⑸施工方案的适用性与先进性相结合的原则针对本标段工程特点，结合现场劳力、材料、机械的配置状况，采用成熟可靠、先进的施工方法和施工工艺，因地制宜推广“四新”成果，力求施工方案的适用性与先进性相结合。2工程概况2.1工程简述红旗隧道为宁安城际客运铁路双线隧道，地处安微省当涂县太白镇境内，全长715m，起讫里程DK63+165～DK63+880，轨道类型为板式无砟轨道。隧道平面在DK63+180～DK63+219.1位于直线上，在DK63+219.1～DK63+639.1位于左偏缓和曲线上，在DK63+639.1～DK63+880位于半径为5500m的左偏圆曲线上；隧道纵向线路设计为3‰的上坡。洞内设置双侧水沟和中心管沟，双侧电缆槽。电力电缆槽位于线路前进方向左侧，通信、信号电缆槽采用合槽的方式置于线路前进方向右侧。红旗隧道DK63+165～DK63+182及DK63+863～DK63+880分别为进出口斜切式洞门段，进出口洞门段长均为17m，围堰级别为Ⅴ级，采用明挖法施工；DK63+182～DK63+231及DK63+750～DK63+863分别为进出口明洞段，进出口明洞段长分别为49m和113m，围堰级别均为Ⅴ级，均采用明挖法施工；DK63+231～DK63+750段为隧道暗洞，围岩级别有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级：DK63+231～DK63+440及DK63+665～DK63+750两段共计294m为Ⅴ级围岩，采用双侧壁导坑法施工，其中DK63+231～DK63+271及DK63+710～DK63+750分别为隧道进出洞口段，均采用40m长管棚防护；DK63+440～DK63+510及DK63+625～DK63+665两段共计115m为Ⅳ级围岩，施工方法采用三台阶法；DK63+510～DK63+625段围岩级别为Ⅲ级，施工方法采用全断面开挖法。隧道辅助施工措施主要有：Φ108长管棚，Φ42超前小导管和Φ2566 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计中空注浆超前锚杆。2.2地质概况DK63+165～DK63+440段围堰级别为V级，进口为浅埋段，表层为粉质黏土，下伏粉砂岩，弱风化为褐红色、灰黄色，泥钙质胶结，有少量溶蚀现象，全风化到强风化颜色为褐红色到褐黄色，全风化层厚0.5～1.0m，强风化层厚3.0～8.0m，下为弱风化，岩层产状329°∠21°，地震震探波速为2989～3302m/S，地下水为基岩裂隙水，不发育；节理裂隙发育，围堰从破碎到极破碎。DK63+231～DK63+330为采石场形成的乱掘洼地，暴雨时有积水下渗的可能。DK63+440～DK63+665隧道为Ⅳ级围堰深埋地段，洞身基岩为粉砂岩，弱风化，褐红色、灰黄色，泥钙质胶结，局部有少量溶蚀现象，局部夹少量褐黄色强风化，岩层产状329°∠21°～329°∠25°，地震震探波速为3079～3659m/S；地下水为基岩裂隙水，不发育，节理裂隙发育～较发育，围堰较破碎。DK63+665～DK63+880段围堰级别为V级，出口为浅埋段，地层为粉砂岩，弱风化为褐红色、灰黄色，泥钙质胶结，有少量溶蚀现象，全风化到强风化颜色为褐红色到褐黄色，全风化层厚4.0～13.0m，强风化层厚1.0～15.5m，下为弱风化，岩层产状311°∠25°，地震震探波速为3990m/S，地下水为基岩裂隙水，不发育；节理裂隙发育，围堰从破碎到极破碎2.3主要技术指标⑴铁路等级：客运专线。⑵正线数目：双线。⑶最大坡度：3‰。⑷速度目标值：200公里/小时以上。⑸曲线半径：5500米。⑹线间距：4.6米。⑺牵引种类：电力。⑻机车类型：动车组、SS系列。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计⑼到发线有效长度：650米。⑽列车运行控制方式：自动控制。⑾行车指挥方式：调度集中。2.4主要工程量及主要材料用量2.4.1主要工程数量隧道总长715延米，其中，洞门：34延米；明洞162延米；暗洞：429延米。2.4.2主要材料用量钢材2577吨，其中临时支护钢材59吨，型钢434.5吨；混凝土2.13万立方；防水板1.98万平米；土工布1.35万平米；开挖土石方9.5万立方；回填土石方4.43万立方，回填粘土隔水层3367立方；电缆槽1430m（单侧计）；洞内侧沟1430m（单侧计）。3总体施工方案及施工组织机构3.1总体施工方案⑴隧道以新奥法原理为指导，以“弱爆破、短进尺、快封闭、强支护、勤量测、”为原则进行施工；施工中加强地质超前预报和监控量测，以信息化手段指导施工。⑵本隧道按钻爆法施工，开挖采用简易台车风枪钻眼，拱部、边墙光面爆破，以控制开挖轮廓，减少超欠挖；初期支护采用喷锚支护，洞口段及围岩较差地段增设工字钢架予以加强；防水板采用背吊式无钉工艺，确保无钉眼；衬砌采用洞外自动计量拌和站供料，混凝土输送泵灌注，配以衬砌钢模台车。⑶隧道进洞及洞口段为改善围岩状态，提高围岩自稳能力，防止可能发生的坍塌，进口采用先施工明洞，然后再以管棚护拱注浆进行预加固。洞口段以超前管棚支护施工，开挖时严格按照短进尺、弱爆破、强支护、紧衬砌的原则施工。循环进尺控制在1.0m内，66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计使初期支护尽早封闭成环。该地段仰拱先行，二次衬砌及时施作，以策安全。洞内Ⅲ级围岩采用全断面开挖法施工，Ⅴ级围岩采用双侧壁导坑法施工。喷射砼采用湿喷法。⑷隧道为单洞双线，施工时自出口（DK63+880）向入口（DK63+180）方向掘进。3.2施工组织机构隧道施工危险源多、风险大，为了又好又快的完成红旗隧道施工任务，项目部主要领导及相关部门直接参加施工管理，抓质量、抓进度、保供给、保安全。为此，特制定了红旗隧道施工组织机构，其框图如下：66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计4施工工期、临时设施及人员机械安排4.1施工工期红旗隧道计划2010年4月1日开工，2011年2月28日前完工，共10个月。进口施工计划：施工准备2010年4月1日——2010年5月15日截水沟施工2010年5月15日——2010年5月31日边仰坡开挖及支护2010年5月16日——2010年5月25日进洞管棚施工2010年5月26日——2010年6月10日洞身开挖及初支2010年6月17日——2010年12月31日主洞二次衬砌2010年7月10日——2011年1月31日仰拱填充施工2010年7月5日——2011年1月20日洞内排水沟电缆2011年1月1日——2011年2月28日4.2临时设施⑴临时便道：本隧道位于马鞍山市当涂县太白镇振兴村，村里有既有水泥路与县道X010连接，交通方便。红旗隧道施工便道以距隧道入口最近的既有水泥路为起点，修筑通往隧道进口一条路面有效宽度不小于8m的临时道路，道路面层采用泥结碎石硬化，可满足施工需要。⑵生产及生活用房：生产及生活用房采用部分自建，部分租用。在隧道洞口山坡上建立空压机房、供电房、值班室、库房等生产用房，在隧道驻地建生活用房及库房，自建房屋均采用彩钢房。⑶施工通信：各级生产指挥及调度人员配发手持式无线对讲机，进行内部通信联络。隧道作业面至工地值班室、配电室、空压机房、仓库、水泵房等安装电话保证信息及时传达。⑷高压供水：隧道洞口山顶设置一100m2的高山水池，高山水池距离洞顶垂直高差20m，以确保洞内钻孔作业所需水压，水源采用自打深水井。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计⑸供配电系统：为保证隧道施工用电，在红旗隧道出口配置一台630KVA变压器及一台315KVA变压器，地方高压电引入变压器。同时配备两台250KVA柴油发电机，以保证施工正常运行。⑹砼搅拌站及备料场：为保证隧道衬砌、支护砼工程质量，严格砼工程计量及砼拌合操作标准化，在洞口处安装自动计量50m3/h搅拌机1台，用于隧道喷射混凝土的搅拌工作。本搅拌站由项目队砼班负责日常保养、维修。计量电子秤每半月进行一次校验。在该搅拌站进料口的后端为集料场，集料场地面全部硬化。另在DK65+800左1Km处设集中拌和站一座——青山河拌和站，负责本隧道及沿线其它一些工程的混凝土拌制工作。⑺弃碴场：在红旗大桥右侧有一洼地，距隧道出口大约100米，面积约22000平方米，存量约17万立方，完全满足红旗隧道弃碴需要。弃碴时由高向低处倾弃并配一台推土机逐层碾平压实，做好文明施工及环境保护工作，防止水土流失。4.3施工人员、机械安排⑴隧道施工人员安排详见表4-1、4-2。4-1施工管理人员表序号姓名人员备注1高法法项目经理2李春学项目副经理3贾均发项目总工4牛大懂工程科长5赵北平安质科长6刘国仓物资设备科科长7徐红胜试验室主任8李光耀测量队长9陈冠彬计划合同科科长10杜民综合办公室主任11隧道队队长12覃世杰等3人技术员66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计13郭珂清等3人测量员14秦永新等2人专职安全员4-2红旗隧道施工工人计划表序号项目人数备注1开挖班162通风23出碴84汽车司机65拌和站66模板工87衬砌班148机修工19电焊工310电工111支护工1812钢筋工413杂工414复合防水板、止水带、塑料盲沟加工与安装815合计99⑵主要机械设备的配置。隧道施工采用掘进台车钻孔，装载机装碴自卸汽车出碴运输，湿喷机进行喷射混凝土施工，整体钢模台车浇筑二次模筑砼；砼由带自动计量装置的拌和站集中拌和、搅拌运输车运输、砼输送泵泵送入模。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计机械设备配备详见表4-3。4-3红旗隧道机械设备表序号设备名称单位数量备注1开挖台车台12混凝土拌和站台13混凝土输送泵台14抽水机台65高压水泵台46通风机台17移动式潜水泵台48衬砌台车台29侧卸装载机台110注浆机台211混凝土湿喷机台212高频插入式振捣器台513电动空压机台214高压开关柜台115低压配电屏台216柴油发电机台217风镐台1618挖掘机台219装载机台120自卸汽车台521钢筋弯曲机台122钢筋切割机台123交流电焊机台624自行式焊缝机台266 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计5主要施工工序及施工方案5.1测量准备5.1.1测量人员配备红旗隧道洞口配备一个测量班，测量班由1名具有丰富隧道施工经验的测量工程师和3名具有丰富隧道施工经验的测量技工组成，他们共同完成测量工作。5.1.2测量技术准备施工前根据设计院和建设单位技术部门现场进行的交接测量控制桩橛点及办理的相关手续，组织测量人员对交接的导线网点和水准基点进行反复复测，复核导线点的坐标和水准基点高程的准确性，测量结果经过平差后与所交的控制点结果进行对比，完全无误后作为施工用控制点。洞口导线点位使用钢筋（钢筋顶上刻十字线）埋于洞口附近坚固稳定的地面上，并用混凝土固定桩位，点与点之间通视良好。点位布置完毕后，利用设计院交接的导线网GPS点（已知）作基准点，以三维坐标法，使用全站仪引测附合导线上各点的精确坐标值（并经平差），使用精密水准仪从高等级的2个BM点测定导线上各点的准确高程（并经平差）。水平角的观测正倒镜六个测回中误差≤±2.5″，每条附合导线长度必须往返观测各三次读数，在允许值内取均值，导线全长闭合差≤±1/30000。高程控制点的布设利用平面控制点的埋石作为高程控制点，如特殊需要时进行加密，加密的水准点精度不低于高程控制点的精度，其布置形式为附合水准线路。精密水准点的复测采用S1等级水准仪对所交精密水准点进行复测，往返测量。观测精度符合偶然误差±2mm，全中误差±4mm，往返闭合差≤±8（L为往返测段路线段长，以km计）。两次观测误差超限时重测。当重测结果与原测成果比较不超过限值时，取三次成果的平均值。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计5.2洞口施工洞口浅埋段施工原则为“弱爆破、短开挖、强支护、衬砌紧跟、步步为营”，以策安全。洞口施工包括洞口截排水系统、洞口土石方开挖、洞口边仰坡防护等项目的施工。⑴洞顶天沟施工洞口开挖前，应先施做洞顶截排水天沟，处理洞顶危石。天沟采用人工开挖，孤石采用小药量解体，禁止大爆破扰动边仰坡稳定，开挖后及时进行天沟砌筑。具体要求如下：①所选用的片石抗压强度不小于30MPa，无裂纹，中部厚度不得小于15cm，表面应清洁，如遇有泥垢应用高压水冲洗干净。②浆砌片石时，底层应大面朝下，相互交错衔接在一起，搭接紧密。③具体做法：基底夯实或座于坚实岩层，底层先铺设3～4cm砂浆，然后安放高度大致相等的片石，用手压实，空隙处先填满较稠的砂浆，再用适当的小石块卡填紧实，做到砂浆密实、饱满；然后再铺上层砂浆，以同样的方法再铺砌上层片石。⑵洞口土石方开挖洞口开挖可分为五步骤：第一步，清除地表草木植被等；第二步，按照设计图纸精确测放出边、仰坡开挖轮廓线；第三步，用履带式挖掘机修筑车辆通行道路；第四步，开挖作业，对于土质直接用挖掘机从坡顶开始自上而下进行刷坡，装载机装土，汽车运输，对于岩石爆破开挖地段，采用密眼、少药光面爆破，以减小对洞口围岩的扰动；第五步，清理坡面上的浮石、危石，并修整坡面凹凸不平的地方。⑶洞口边仰坡的防护本隧道洞口边坡及回填后的仰坡采用方格形骨架内喷播植草66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计防护。施工前首先清刷坡面浮土，填补坑凹，使坡面大体平整。骨架浇筑前按照设计型式，尺寸挂线放样，开挖沟槽。喷洒草籽时分撒播和行播进行，要求草籽埋入深度不小于5cm。⑷暗洞进洞方法进洞洞口地段围岩级别为Ⅴ级，岩体破碎，施工时采用40m长管棚防护。长管棚施工方法见5.7.3。5.2明洞施工明洞段围岩级别为Ⅴ级，施工时采用明挖法。明洞土石方采用挖掘机开挖，采取横向分层纵向分段的方法进行施工。拱上部采用放坡开挖，拱下垂直边坡开挖，必要时采取弱爆破和人工配合机械刷坡，装载机装碴自卸汽车运碴，按照设计及时施作边仰坡防护。隧底开挖完毕后进行隧底地质勘探，根据地质勘探结果进行必要的地基处理，当基底承载力满足要求后施作仰拱、填充砼，填充砼在仰拱砼终凝后进行浇筑。根据监控量测结果及时施做明洞衬砌，明洞衬砌按洞外混凝土结构要求进行施工。衬砌外缘采用复合防水板加土工布，防水层铺止墙顶开挖或墙脚泄水孔处，外侧施工3cm的M10水泥砂浆保护层，以防回填时扎破防水层。待衬砌强度达到设计后进行洞顶回填，最后进行洞顶种植绿化。⑴明洞采用墙底开挖法施工明洞基础必须置于大地基上，对于软弱及软硬不均的地基，需采取措施处理，以防止滑动和不均匀沉陷。明洞衬砌在软硬地层分界处及与其它衬砌接处，应设置横向线贯通的沉降缝。洞内排水沟、电缆槽的形式及尺寸与隧道暗洞地段一致，以方便施工。为了防止衬砌背后积水、洞内漏水，在衬砌背后设防水涂料，铺设防水卷材，在明洞衬砌拱脚背后（或边墙脚背后）设置纵向坡度不小于2%的纵向Φ120排水盲沟，边墙衬砌背后每隔5～10m设置竖向Φ63排水盲沟，墙底设泄水管，衬砌外汇水通过竖向盲沟和与之相接的纵向盲沟，由泄水管引入洞内侧沟。如有条件可横向拉槽设置排水管将水引出洞外。如线路出洞方向为上坡时，反坡排水坡度不得小于2%。在明洞拉槽开挖前应结合路基情况下事先做好排水工作，洞口环形截水沟应先期完成。明洞土石方挖除后，先开挖仰拱土石方，灌注仰拱砼。然后施工中心排水管，最后用C2066 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计混凝土填充仰拱。填充完毕后，全断面整体式液压衬砌台车就位，调整轮廓尺寸，接着安装并加固挡头模板，绑扎衬砌钢筋。然后安装加固外模板，浇灌衬砌砼。明洞衬砌用于隧道洞口明挖地段，采用C35防水钢筋混凝土衬砌，仰拱回填采用C20混凝土。明洞衬砌后涂上水泥防水涂料（1.5mm），3cm厚M10水泥砂浆保护层，铺上一层防水板，防水板板厚为1mm，最后再铺设一层3cm厚M10水泥砂浆保护层。明洞回填对称分层填筑，填料采用透水性材料，并分层夯实。回填土超出明洞顶1.5m后，用粘土夯填50cm厚作为封水层，并作向外侧倾斜10%的横向排水坡。明洞混凝土采用整体式钢模液压衬砌台车施工，内模为大块组合钢模，钢模与台车整体固定在一起；外模采用木板加钉铁皮，并用16工字钢作为纵向肋条进行加固。混凝土采用泵送砼对称分层浇筑。⑵明洞施工注意事项①明洞仰拱设置在符合图纸要求的稳固的地基上，场地内的虚碴、杂物、风化软层要清除干净，不得有积水现象。经监理工程师检查合格后，方可进行下一道工序的施工。②仰拱开挖后应及时填筑，以免引起地基或衬砌变形；待仰拱达到设计强度后，方可回填土石至实际填土坡线。③拱圈、边墙混凝土强度达到设计强度50%时，方能做防水层与纵向排水管及竖向排水管并随即回填；达到设计强度70%，且明洞拱顶以上回填高度达到0.3m以上时，方可拆除拱架。拱架刚度必须满足荷载要求，其变形不得影响结构受力。④明洞拱背回填土石对称分层填筑和夯实，每层厚度不宜大于0.3m，其两侧回填土面高差不大于0.5m，回填至拱顶后，即应满铺，并分层向上填筑，严禁任意抛填。⑤明洞结构应按《隧规》13.4.2条规定，铺设外贴式防水层和隔水层，在任何情况下，均应保证洞内外水流畅通，以免渗水、积水和冰冻危害。⑥66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计明洞必须做好洞外防水排水系统，在无粘土地区，洞顶可用复合防水层及干砌石片，表面应夯填平整，然后回填种植土植草的防护型式，但要求与边坡搭接良好，以防雨水冲刷渗漏，危及明洞安全。复合防水层要求有优良的抗老化性能。⑦隧道中部明挖段排水盲沟采用与暗挖段纵坡一致顺接。⑧洞顶应建立识别设计填土坡面的标志，以便及时清除坍方、落石，避免超过设计限度而危及结构安全。5.3洞门施工洞门墙的开挖采用挖掘机开挖，人工修整，若遇有岩石，可放小炮进行松动，然后用机械开挖，人工修整，当基坑开挖至设计标高，经检查符合设计要求时，可进行洞门墙的衬砌。洞门采用帽檐斜切式洞门，拱部、边墙及仰拱：C35钢筋砼；遂底填充：C20砼；沟槽：C25砼；沟槽盖板：C25钢筋砼。洞门前无路堑或仅有短、浅路堑，洞口边仰坡坡率为1：1.25.洞门范围内施工完成后，应对洞门背后空隙回填密实，并对边仰坡施作浆砌片石骨架植生防护。洞门外露段与埋入段结构用同种材料整体灌注。洞门结构与后续结构之间设置2cm宽变形缝一道。洞门施工注意事项：⑴施工放样位置准确，洞门坡度与明洞坡度一致，并符合设计要求。⑵洞门基础置于稳固的地基上，基坑开挖时选择无雨天气进行，并做好防排水工作。确保基础施工前，基坑不被水浸泡。⑶基坑开挖完成后，立即清除废渣、杂物等，报请监理工程师验收合格后，方可进行下一道工序施工。5.4洞身开挖根据隧道地质情况及施工图纸的设计，Ⅲ级围岩全断面开挖法施工，Ⅳ级围岩地段采用三台阶七步开挖法施工，Ⅴ级围岩采用双侧壁导坑法施工，为控制开挖轮廓，隧道洞身采用光面爆破施工。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计5.4.1Ⅲ级围岩开挖Ⅲ级围岩采用全断面法开挖。Ⅲ级围岩较坚硬，自稳性很好，且因围岩初始应力较大而可能产生岩爆。非岩爆段Ⅲ级开挖后装设先锚后注式锚杆，并喷射混凝土进行支护。Ⅲ级围岩岩爆段预应力较大，可实施全断面光面爆破开挖，断面进尺不超过4m。必要时作超前30～50m导洞，导洞直径不大于5米，可作为岩爆超前预报和释放地应力。爆破、通风、找顶后洞壁、掌子面撒水三遍，每遍相隔5～10分钟，使开挖面充份湿润，撒水喷头水柱不小于10米。打设洞壁环向应力释放孔：孔径Ø50mm，深3米，间距1.5*1.5m。挂网喷砼初期支护，打设Ø25×5mm涨壳式预应力中空注浆锚杆长2m，预应力50KN，锚杆间距1.2*1.2m，锚杆强度180KN。安装时，锚杆垫板要将钢筋网压住在喷射砼上。5.4.2Ⅳ级围岩开挖Ⅳ级围岩施工工艺见下图5-1，施工步骤为：第一步：⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护；⑵弱爆破开挖①部，同时，每循环进尺一次，掌子面喷5cm厚砼封闭；⑶分部施作①部导坑周边的初期支护，即初喷4cm厚砼，架立钢架；⑷施作锁脚钢管；⑸钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计图5-1三台阶七步开挖法工艺流程图上台阶分部开挖、初支上台阶拱部超前支护砼初喷，施作钢架、锁脚钢管中台阶左、右侧交错开挖滞后左右交错工挖下台阶两侧施作系统药包杆后复喷砼施作锁脚钢管、药包锚杆、复喷砼砼初喷，施作钢架监控量测施作药包锚杆后复喷砼防排水及模筑二次衬砌分台阶开挖核心部分及仰拱隧底砼初喷、施作钢架，砼复喷分次施作仰拱及隧底填充第二步：⑴在滞后于①部一段距离后，弱爆破左右交错开挖②、③部；⑵喷5cm厚砼封闭掌子面；⑶导坑周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架，并设锁脚钢管；⑷钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。第三步：66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计⑴在滞后于③部一段距离后，弱爆破左右交错开挖④、⑤部；⑵导坑周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架；⑶钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。第四步：分台阶开挖⑥部。第五步：⑴开挖⑦部；⑵隧底周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架；⑶复喷砼至设计厚度。第六步：灌筑Ⅷ部仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充应分次施作)。第七步：根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性浇筑Ⅸ部衬砌(拱墙衬砌一次施作)施工步骤示意图见下图5.4-2。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计图5-2三台阶七步开挖法施工步骤示意图66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计5.4.3Ⅴ级围岩开挖红旗隧道Ⅴ级围岩采用双侧壁导坑法开挖。进洞的Ⅴ级围岩地段采用管棚注浆支护，进洞后超前小导管注浆进行预支护。开挖必须在超前支护注浆浆液固结后才能进行，开挖后立即打设4.5m长Ø42*3.5mm先锚后灌式锚杆，安装钢拱架、挂网喷混凝土进行初期支护。台阶长度控制在3～4m，每次开挖进尺控制在1～1.5m左右。施工工序见下图5-3：图5-3双侧壁导坑法施工工序图66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计施工工序步骤示意图如下5-4所示：施工工序步骤示意图5.5钻爆作业隧道洞身采用光面爆破施工，施工工艺流程图下图5-5：66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计图5-5光面爆破施工工艺流程图放样布眼定位开眼钻眼清孔装药联起爆网络地质调查初步爆破方案光爆参数选择掏槽眼设计周边眼设计修改爆破设计未达标起爆通风光爆效果检查继续实施5.5.1钻爆设计钻爆设计原则:满足施工安全、工程质量、施工工期，按照工程的具体情况，合理选择爆破参数，并且在施工中不断总结，使爆破参数达到最优化，以不断提高工程质量为原则。掏槽采用垂直中空直眼和楔形掏槽形式，中空眼使用φ102钻头钻成。爆破器材采用非电毫秒雷管（1～20段），炸药采用2号岩石硝铵炸药，规格分别为φ32×20cm和φ25×20cm药卷。周边眼采用φ25×20cm药卷，间隔装药，两眼之间采用导爆索传爆，增大爆破的同时性，有效促进爆破裂隙在两眼连心线相向方向上的发展和贯通。其余炮孔采用φ32×20cm66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计药卷连续装药，塑料导爆管传爆，以集束为主的混合连接引爆网络，起爆网络采用孔外分段孔内延时，起爆方法为反向起爆。5.5.2钻眼爆破在施工中根据光面爆破设计结合现场地质变化情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，实行定人、定岗、定标准的岗位责任制，达到最优爆破效果。5.5.2.1钻眼钻眼前，放出开挖断面中线、水平和断面轮廓线，并根据爆破设计标出炮眼位置，经检查符合设计要求后方可钻眼。钻眼时，掏槽眼、周边眼按设计的深度、角度施工，误差控制在设计要求的允许范围内。钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查，并做好记录，对不符合要求的炮眼重钻，经检查合格后方可装药爆破。5.5.2.2装药周边眼采用φ25的小直径药卷间隔装药方式，其余采用φ32药卷连续装药、密集堵塞方法。5.5.2.3爆破采用1-20段非电毫秒雷管起爆。爆破后由专职安全员对危石清理后，方可进行下一道工序。5.6初期支护的施工5.6.1锚杆锚杆眼采用简易钻孔台架钻孔。锚杆为D25中空注浆锚杆，施工工艺为：A、在岩面上标出锚杆位置；B、钻孔；C、清除孔内粉尘；D、插入锚杆；E、安装止浆塞、垫板、螺母；F、连接注浆泵注浆，注浆压力控制在0.5～1.0Mpa之间。锚杆施工要求：⑴锚杆安设后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计⑵锚杆材料、类型、规格、质量及性能符合设计和规范要求。⑶锚杆孔位准确，孔位允许偏差为15mm，钻孔要圆直，钻孔方向尽量与岩层结构面垂直。⑷按规范规定进行锚杆抗拔力试验，对锚杆拉拔力达不到设计要求的，要分析原因，报监理工程师，并进行补打锚杆。5.6.2挂网钢筋网按设计要求进行加工，随岩面起伏铺设，使之圆顺，并同定位锚杆焊接固定牢固。5.6.3喷射混凝土为提高喷射混凝土效果，减少回弹量以及粉尘对人体的危害，喷射砼全部采用湿喷机施喷。在喷射混凝土之前，用水或风将受喷面粉尘和杂物清除干净。湿喷混凝土施工要点：⑴拌料时严格按设计配合比拌和，配合比及拌和的均匀性每班检查不少于两次；⑵喷射混凝土前，认真检查隧道断面尺寸，对欠挖部分及所有开裂、破碎的岩石进行清理，清除浮石和虚碴，并用高压水或高压风冲洗岩面，达到清洁干净；⑶施喷时分段、分片由下而上进行。台阶法开挖拱部喷砼，先拱脚、后拱顶，如岩面凹凸不平时，先喷凹处找平。喷嘴缓慢呈螺旋形均匀移动，螺旋直径20～30cm，一圈压半圈，行与行之间搭接2～3cm，同时掌握风压、水压及喷射距离，减少混凝土的回弹量，喷射距离一般为0.8～1.2m，且垂直于岩面；⑷喷射混凝土分次进行，初喷厚度3～5cm，复喷每次5～6cm，直至设计厚度。两次喷射时间间隔15～30分钟；⑸喷射混凝土终凝2小时后，进行喷水养护，养护时间不少于7天；⑹开挖时，下次爆破距喷射混凝土完成时间的间隔不少于4小时；66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计⑺涌水地段先用塑料管将水引出，并根据实际情况调整混凝土配合比，增加水泥用量，再喷射混凝土。喷射砼施工工艺框图如下：5-6湿喷砼施工工艺框图喷混凝土配合比选定检查开挖断面尺寸，清除浮碴，清理受喷面施工机具就位喷射混合料拌合喷射混合料运输初喷混凝土4cm施作锚杆、钢架、挂钢筋网清除初喷面粉尘复喷至设计厚度清理施工机具加入速凝剂加入合成纤维或钢纤维5.6.4格栅拱架、工字钢拱架的加工与安装格栅拱架、钢拱架的加工与安装需要注意如下事项：⑴加工场地表面用混凝土铺筑。加工场地根据设计图纸准确测放出拱架的大样，用油漆绘出其轮廓线，每隔2m安装一个定位装置，定位装置要牢固可靠。⑵拱架加工完成后，进行试拼，其平面扭曲、尺寸偏差、轮廓线偏差均需满足现行规范及设计图纸要求。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计⑶工字钢支撑各单元之间用连接板、螺栓及螺母连接，其连接材料要符合设计和规范要求，连接牢固。⑷格栅采用钢筋焊接而成，各焊接处双面焊接，焊缝厚度不小于4mm，焊缝厚度均匀，施焊时不得烧伤钢筋骨架。格栅拱架各单元之间采用螺栓连接。⑸每榀拱架间采用纵向连接筋连接，以加强支护的整体效果。⑹钢拱架安装时要保证与隧道纵向垂直，其上下、左右允许偏差为5cm，钢架倾斜度不得大于2度。若拱脚标高不足时，不得用土、石回填，而要设置钢板进行调整，必要时可用混凝土加固基底。⑺钢架与围岩之间的间隙用喷射混凝土充填密实。间隙过大时，可用混凝土楔块顶紧，其点数单侧不得少于8个。喷射混凝土时要由两侧拱脚向上对称喷射，并将钢架覆盖，保证钢架保护层不小于3cm。5.7辅助施工措施红旗隧道跨度较大，局部围岩差，施工难度较大，施工时采用超前小导管预注浆、超前锚杆、超前管棚等辅助施工措施。5.7.1超前小导管预注浆超前小导管在掌子面超前施作后可以为后续初期支护的施工提供足够的时间和安全保护。钢管采用外径42mm的热轧无缝钢管，钢管上按设计钻注浆孔。钢管按设计布置于拱顶，以5°～１０°双侧壁导坑法施工打入围岩，每排小导管纵向至少需搭接1.0m。⑴施工工艺流程施工工艺流程如下：66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计图5-7超前小导管注浆工艺流程图喷混凝土封闭开挖面沿周边布孔插入小导管注浆开挖小导管加工浆液准备钻孔⑵施工步骤①沿开挖面周边布置注浆孔；②按布置的注浆眼位置钻孔，钻孔直径比钢管直径大3～5mm，孔深按设计。用钻机将小导管顶入岩层。小导管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；③孔口止浆封堵。导管打入后用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，并在导管附近及工作面喷砼，以防工作面上岩土坍塌，同时作为注浆止浆岩墙，防止孔口跑浆；④压注浆液。注浆前先进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确。注浆达到设计注浆量和注浆压力时可结束注浆。注浆过程中随时观察注浆压力，分析注浆情况，防止堵塞、跑浆，做好注浆记录，以便分析注浆效果。⑤施作超前小导管注浆支护时应注意的问题Ⅰ在施工过程中,钻机需隔开一定距离,否则因向岩体注水太多,可能导致围岩塌滑。Ⅱ66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计在钻进过程中，最重要的是保证钻杆及钻头水孔的畅通，为此，需要注意水从钻孔中流出的情况，如发现水孔有堵塞的迹象，则将钻杆后撤50cm左右，经反复扫孔使水孔畅通，然后慢慢进尺，直至达到设计深度。Ⅲ浆液应严格按配合比配制，并随配随用，以免浆液在注浆管、泵中凝结。Ⅳ注浆过程中若出现堵管现象，应及时清理注浆软管和注浆泵；如当时注浆泵的压力表显示有压力，则应先卸压后拆接头进行处理。5.7.2超前锚杆超前锚杆应与钢架配合使用。锚杆采用直径25mm中空注浆锚杆，按设计布置于拱顶，以10o-20o打入围岩，纵向相邻两排锚杆的水平搭接长度不小于1m。锚杆外径25mm，抗拉强度≥180KN，壁厚≥5mm。⑴施工工艺流程图5-8超前锚杆施工工艺流程图定位钻孔杆体制作注浆插入杆体安装锚杆垫板复喷砼覆盖垫板⑵施工步骤①沿开挖面周边布置锚杆孔；②按布置的锚杆眼位置钻孔，孔径为40mm，孔深按设计；③用高压风将孔内的砂石吹出；66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计④注入砂浆，插入锚杆；⑤将锚杆尾部与钢拱架焊接牢固。施作超前锚杆支护时应注意的问题：①锚杆施工前应检查锚杆材料是否符合要求，锚固是否牢固；②钻孔应圆而直，钻孔方向应尽量与岩层主要结构面垂直；5.7.3超前管棚支护施工超前管棚支护用于洞口及围岩较差地段。管棚钢管规格：外径Φ108mm，壁厚6mm。施工环向间距40cm，外插角为1～3°。施工误差：径向不大于20cm，相邻钢管之间环向不大于10cm。管棚钢管有两种：奇数号为钢花管，偶数为钢管。钢花管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距15cm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段110cm。长管棚注浆采用水泥浆液，注浆参数：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M10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=πR2kLη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。⑴管棚施工工艺流程管棚工艺流程见下图5-9。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计图5-9超前管棚工艺流程施工准备钻孔顶管接管设备准备管材加工材料准备机具准备地质调查注浆设计现场试验制定施工方案进入施工配比试验注浆参数喷混凝土封闭掌子面注浆注浆站布置安孔口止浆塞连接止浆管开挖浆液选择浆液配制注浆效果检查补充注浆合格不合格效果检查⑵管棚施工要点①施作洞口套拱（即导向墙）。由于管棚钢管设置较密，施工精度要求高，因此为了保证施工质量，在施作套拱时，预埋一定量的导向管，加强钻孔导向。施工混凝土时，导向管的两端有编织袋堵塞，防止混凝土进入导向管。②搭设平台。碗扣式钢管搭设平台，搭设时由下往上逐层使用，逐层搭设。平台要满足承重和水平推力的要求。③设备定位。钻孔前，对钻孔的位置、钻杆的倾角及方位角都要认真校对，保证钻机轴线与导向管轴线一致。钻机经过测量定位后，采用专门的固定件，牢固固定在平台上。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计④钻孔。钻孔是管棚施工的关键环节，能否保证钻孔的质量，如不坍孔、缩孔，孔壁的光滑度、孔向及孔的下挠度等都直接关系到管棚的施工效果。施工中针对不同的地层，采用不同的钻孔施工方法：土层采用“钻杆+薄壁岩芯管+三翼钎头”的钻具组合进行施工；破碎岩层采用“螺旋钻杆+潜孔冲击器+钻头”的钻具组合进行施工；岩溶地层采用“钻杆+岩芯管+岩芯钻头”和“钻杆+扶正器+潜孔冲击器+钻头”两种钻具组合进行施工。⑤钻孔测斜及纠偏。管棚施工中对钻孔方向（空间位置）的精度要求很高，终孔位置出现偏差将会产生诸如：妨碍邻近管子的钻设、形状参数不齐导致支护交果不好、管子下沉侵限开挖时需切除造成间隔增大而发生坍塌等影响质量的情况。⑥顶管施工。顶管施工利用水平钻孔设备进行顶进施工，顶进速度快，且操作方便。Ⅰ管棚钢管加工。根据地质条件、注浆工艺需要，管棚钢管采用有孔钢花管和无孔钢花管两种，两种钢花管间隔、交替设置，为方便注浆，钢花管孔眼采用梅花形分布。Ⅱ管棚钢管的编组。管棚钢管安装时，考虑管棚受力、整体结构等因素，要求在同一断面内的钢管接头数量不大于50%，并且相邻钢管的接头至少要错开1m。Ⅲ钢管顶进。钢管顶进前，先检查钻孔孔道是否干净，可用岩芯管再一次扫孔，清除孔道内的岩渣、碎块等。安设钢管时，认真检查钢管质量。丝扣加工不好或钢管有轻微弯曲等均不得使用。顶进时，在岩层段阻力相当大，因此，在钻机与套拱之间宜用“葫芦”拉紧。钻机加压不要过大，过猛，发现顶进阻力大时，可边旋转、边顶进，甚至借冲洗液辅助顶进。⑥管棚注浆。试验最优注浆参数，来指导注浆施工，以保证注浆效果。Ⅰ管棚孔口钢管安装。注浆前，把导向管和钢管间隙密封。为保证注浆效果，孔口设排气孔。注浆时，把排气阀打开排气，等浆液从排气阀流出时，再把排气阀关掉。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计Ⅱ注浆顺序采用钻一注一的方法。先注钢花管孔，再注实管孔，用以检查注浆孔扩散范围及效果等。Ⅲ管棚注浆。注浆液必须搅拌均匀，然后经滤网放入储浆桶，再由注浆泵经管路注入到钢花管中。注浆时，控制好注浆压力和速度，每注完一桶，就要把孔口注浆阀关闭，以防浆液倒流。Ⅳ注浆结束标准。钢花管注浆按单孔注浆量达到设计注浆量作为注浆结束标准。当注浆压力达至设计终压20min后，进浆量仍达不到设计注浆量时，也可结束注浆。另外，当注浆压力达到终压的80%时，出现较大的跑浆，经间歇注浆后，也可结束注浆。5.8二次衬砌的施工衬砌作业采用12m长液压全断面整体钢模台车、混凝土输送泵和混凝土输送车等机械化施工模式。混凝土的生产采用青山河拌和站集中拌制（拌和站分四个料仓），混凝土的运输和浇筑采用混凝土输送泵。衬砌台车下留有一定空间以利于车辆的通行，以保证衬砌施工的同时，其他工序的施工能正常进行。衬砌台车采用I24号工字钢加工制作而成，拱架采用工字钢或轻型钢轨制作，模板采用大块组合钢模板并与拱架焊接牢固。衬砌台车模板长12m。台车就位后，依靠台车的伸缩装置，调整拱架，使拱架断面形式符合衬砌断面形式，并确保其位置正确。砼浇灌完成，强度达到拆模条件时，收缩拱架，使模板脱离混凝土，然后行走台车，达到新的位置，灌筑下一段混凝土。图5-10全断面液压衬砌台车结构图5.8.1二次衬砌的施工时间控制66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计根据围岩和支护量测的变化规律，确定二次衬砌和仰拱的施作时间。二次衬砌施作时初期支护变形要满足下列条件：⑴监控量测各测试项目所显示的位移率明显减缓并已基本稳定；⑵在初期支护基本稳定的条件下：严格清除锚杆及钢筋网露头，被喷混凝土使其表面平整圆顺，凹凸量不得超过5cm，然后铺设无纺土工布，1.5mm厚聚氯乙烯防水板与喷层密贴，防水板间采用专用熔接器扣焊焊接，搭接长度不得小于100mm。当上述条件满足时，则要尽快施作二次衬砌。二次衬砌施作前，应做好防排水的施工，当防排水系统经检查符合要求后，方可进行二次衬砌的施工。5.8.2二次衬砌施工工艺5.8.2.1二次衬砌施工工艺流程图图5-11二次衬砌工艺流程图66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计5.8.2.2二次衬砌施工工艺流程说明⑴立模①根据测量的隧道中线及标高，铺设台车运行轨道。台车运行轨道中心与隧道中心线一致，其误差不得大于3cm。②将钢模台车运行到待浇混凝土地段，调整就位。③调整基脚千斤顶使其支顶于垫木和木楔上。然后安装并固定基脚模板。④安装并固定挡头板和接缝模板。⑵钢筋制作及安装①所有钢筋的截断及弯曲均在工地现场内进行。②钢筋要按图示的形状尺寸进行弯曲。所有钢筋均采用冷弯。③所有钢筋要准确安设，当浇筑混凝土时，用支承将钢筋牢牢固定。钢筋要可靠地系紧在一起，不允许在浇注混凝土时安设或插入钢筋。④钢筋安装加工时不得损坏防水卷材，如防水板出现划破，需立即进行补焊。⑶灌筑混凝土①混凝土灌筑采用泵送浇筑的方法进行施工，且应对称分层连续进行。混凝土浇筑方法在施工前报监理工程师批准。②采用插入式振动棒进行振捣，台车整体模板周壁有规律的布设浇灌窗口（30cm×30cm），用于混凝土输送泵的泵管及插入式振动棒的伸入，窗口在混凝土浇筑到该标高之前，予以关闭，然后使用上一层窗口进行施工。③混凝土施工前，检查防排水系统、模板、钢筋及预埋件的位置和保护层的尺寸，经检查合格后方可浇筑混凝土。④在浇筑开始之前，先泵送一部分水泥砂浆，以润滑管道。而后将最先泵出的混凝土废弃。泵送混凝土作业，要使混凝土连续不断的输出，且不产生气泡。⑤混凝土泵机开始工作后，中途不得停机，如非停机不可，停机时间一般不超过30min，炎热气候不能超过10min66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计。停机时间内要每隔一定时间泵动几次，防止混凝土凝结堵塞管道。⑥当混凝土面超过拱顶时，泵管出口埋设在混凝土面以下，以保证能填满、填实拱顶所有空间。⑦整体式衬砌必需一次浇筑完毕，中途不得停顿，整体式衬砌内不允许存在水平或倾斜的施工缝。5.9洞身防排水的施工隧道衬砌防排水采用“防、截、排、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，达到防水可靠，经济合理，不留后患的目的。隧道设计在初期支护与二次衬砌之间铺设EVA/ECB复合防水板，外加一层无纺土工布而成，在墙角设置泄水孔，将喷层与防水层之间的裂隙水引入隧道中央的纵向排水管，由中心排水管将水排出洞外，中心排水管采用φ400管。施工缝用橡胶止水条。5.9.1EVA复合防水板的施工防水板采用无钉铺设工艺，其作业顺序和要点如下：⑴防水板铺设作业程序①防水板采用简易自制台车铺挂，台车长6m。防水板预先在洞外根据设计宽度，进行粘结拼装成大块防水板，粘结要牢固，粘接处要进行至少6次压实。②防水板在二衬前进行施工，铺挂采用无钉吊带铺挂，以保证防水板的整体完整。铺挂时，根据防水板背后的吊带位置，在初期支护上划线作标记。然后用电钻钻孔，安装膨胀木螺钉，在木螺钉上安装吊环。木螺钉的安装位置要考虑防水板的预留量。③将防水卷材沿环向从衬砌顶端由上往下进行铺设，边铺设边将防水板背后的吊环固定在木螺钉上，吊带与吊环之间连接紧密牢固。④每环防水卷材搭接宽度必须大于10cm，搭接处采用自行走式热合机进行双缝焊接，焊缝严密，平整。⑤每次铺设的防水板伸出衬砌段外50cm66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计，以保证与下一组防水板有足够的搭接宽度，也便于操作。衬砌混凝土施工中要注意保护好防水板，防止损坏拉伤，尤其是有钢筋地段，焊接钢筋时需对防水板加以保护，以防止烤焦、损坏。⑵防水板施工要点：①喷射混凝土表面整平，凹凸不平面的深宽比不大于1/6，对钢筋等尖锐的突出物要割除磨平，以免扎破防水层。②防水卷材采用背吊法施工，每个吊点挂接牢固，同时在锚固点上另外敷设一块防水板与挂设的防水板粘结。③防水板间采用自动热熔焊接。用自动双用热熔焊接机按照预定的温度、速度焊接，单条焊缝的有效焊缝宽度不小于1cm。焊接后两条缝间留一空气道，用空气检测器检测焊接质量，标准是0.2MPa压力下5分钟之内不得小于0.16MPa。焊接前先除去防水板表面的灰尘再焊接，防水板搭接宽度须大于10cm。④如发现防水板破损，必须及时修补。先取一小块防水板，除尽两防水板上的灰尘后，将其置于破损处，然后用手动电热熔接器溶接。溶接质量用真空检测器检测，若不合格必须重新修补。5.9.2排水管的施工⑴通过横向引水管将水引入中心排水管，中心排水管的安装在仰拱填充施工前进行，安装时，先在仰拱中心位置抹上一层砂浆作为管节的基础，管节的搭接长度为20cm。⑵横向引水管每5米设一道，因此在中心排水管管节预制时注意预留横向引水管与中心排水管的衔接孔位。排水管在预制场集中预制，按2米一节进行预制，预制模板采用定型模板。⑶排水管施工时注意不得有被堵塞的现象，确保盲沟排水畅通。5.9.3橡胶止水带的施工在衬砌结构发生变化处，设置沉降缝。在沉降缝的中间埋置橡胶止水带。⑴66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计止水带安装位置采用事先加工好的与衬砌断面一致的圆环形木板进行定位。定位木板厚7.6cm，安放在端头模板内侧。定位木板外表面浸涂沥青防水层，并作为沉降缝的填缝料，永久安设在沉降缝中。⑵首先将止水带用定位钢筋固定在设计位置，然后安设定位模板，止水带的伸缝环卡在定位木板的中央，一半在待浇筑的衬砌断面内，另一半弯起紧贴在定位模板外侧。⑶止水带、定位模板安装完成后，开始安装加固端头模板。⑷浇筑衬砌砼。⑸拆除端头模板，移走衬砌台车，在下一衬砌断面调整衬砌台车，使其就位准确。⑹将贴在定位模板外侧的止水带整平，拉直，用定位钢筋固定。⑺浇筑沉降缝另一侧的衬砌混凝土。5.10预留洞室与预埋管件⑴各种洞室根据图纸布置位置与洞身同时开挖。隧道边墙的洞室应在浇注边墙砼前布设钢筋预埋件，一次浇注完成，洞室不得在衬砌断面变化及衬砌接缝处，如有上述情况，应按监理工程师指示办理。⑵对隧道运营期间的通信、监控、供电、照明、通风等设施在安装时所需的各种预留预埋管件，按图纸所示的位置准确设置，浇注及拆模时不得对这些设施有所损伤、碰歪等现象。5.11仰拱（填充）及铺底为改善洞内作业环境，保护好隧道基底，仰拱及铺底超前二次衬砌施工，一次成型。仰拱施工采用自行式移动栈桥施工，与二次衬砌矮边墙同时施工。自行式移动栈桥构造如下图所示。图5-12自行式移动栈桥构造示意图66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计仰拱施工流程如下：图5-13仰拱施工流程图设槽形挡头模测量开挖清浮碴隐检浇注砼捣固抽排水接缝处理砼生产、运输养护5.12隧道水沟、电缆沟施工5.12.1施工方法水沟、电缆槽施工在二衬施工完成后及时进行施工，采用人工立模、绑扎钢筋、人工浇筑混凝土的方法；水沟、电缆沟盖板采用集中预制的方法，砼由混凝土拌和站集中预制，人工铲入模内施工。5.12.2施工要求⑴防排水结构物的断面形状、尺寸、位置和埋设深度符合设计要求。⑵水沟坡面整齐平顺，水沟及检查井盖板平稳无翘曲。⑶隧道盲沟、有管渗沟及渗水滤层上方的回填，须路基施工处理。墙背沟、管内杂物必须清除，以防堵塞水路。⑷设在衬砌背后的隧底的纵横向排水设施，其纵横向坡应平顺，并配合其它作业同时施工。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计6隧道通风防尘与施工排水6.1隧道通风本隧道施工通风采用压入式通风。通风管采用软管，通风软管直径为1400mm，每节长25～30m。洞内配置110KW天津93-1型通风机两台，该通风机通风量为2200m3/min。通风机安装在距洞口20m以外的钢架上。6.1.1通风量计算⑴压入式通风采用吴中立公式计算Q1=18/tASL式中t——通风时间,取30min。A——一次爆破的炸药用量，本隧道取512.82kg。L——通风区段的长度，取700m。S——巷道断面积,全断面施工为108.07m2。则Q1=3698m3/min。⑵漏风系数计算软风管直径1.4m，百米漏风率取1.5%，摩擦阻力系数取0.0024。风管漏风系数P1=1/（1-β）L/100式中β——百米漏风率取2%L——通风长度，取715m则P1=1/（1-0.015）715/100=1.12⑶洞口风机应供风量Q=P1Q1=1.12×3698=4142m3/min经计算本隧道通风量为4242m3/min。6.1.2通风系统的管理66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计现场配置专职通风工班，负责风机和通风管路的安装、维修管理。管理内容和要求如下：⑴对责任区内的通风管道及设施经常检查，发现破损、爆裂、泄漏、脱挂、弯曲、褶皱、接头松开等要及时处理。⑵定期测试通风量、风速，并作好记录。检查通风设备的供风能力和动力损耗，检查风管有无损伤，损伤的要及时修补。⑶定期测试粉尘和有害气体浓度，并作好记录，发现超标及时反映处理。⑷随着掘进工作面的推进，及时停机接长风管，使工作处在风流作用的范围内。6.1.3防尘措施⑴钻孔采用湿式凿岩，严禁干打眼。⑵放炮后及时喷雾、洒水，出碴前用水将石碴及附近岩面淋湿。⑶调整隧道供风风速以排除粉尘。⑷进洞机械安装尾气净化器。⑸一切进洞人员必须配戴防尘口罩。6.2隧道施工用水及渗水的排出红旗隧道排水采用逐级提升的办法进行排水。在距工作面10m处开挖临时集水坑，同时修筑临时排水沟将水排至集水坑，用移动式潜水泵接软管进行移动排水。排水注意事项：⑴集水坑必须进行覆盖，并加警示牌，以防施工人员及车辆掉入水坑。⑵固定水泵、水管、水坑从隧道进洞口开始逐级递减，不满足排水需要时及时更换。⑶各级固定排水泵统一控制，由专人负责及时进行排水。⑷配备大功率水泵和大口径水管，以备突发涌水时尽快排水。⑸每次爆破作业后及时进行临时集水坑的清理。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计7超前地质预测预报超前地质预报，可以对潜在的地质隐患如软弱岩带、断层带、破碎带、Karst溶洞区、含水地层等进行技术的预测，避免施工可能会导致坍塌、突泥涌水等地质灾害的发生。本项目以地质雷达（GPR），并辅以其他地质调查方法开展隧道超前地质预报工作。超前地质预报流程图如下：隧道探测基础资料收集隧道设计资料隧道勘察资料区域地质资料地质雷达探测超前钻孔探测隧道野外踏勘地质雷达剖面钻孔取样钻孔成果显示岩石力学参数露头岩性、产状地表水系情况隧道地质背景地质预报1、掌子面前方围岩①工程地质条件岩性及其软硬节理（裂隙）断层、破碎带溶洞、暗河围岩类别②水文地质条件含水2、施工建议掌子面地质素描工程地质情况水文地质情况围岩岩性、结构、构造（节理、断层等）、产状等涌水情况跟踪对比及信息反馈预报的准确性预报误差原因分析经验总结改进措施地表地质调查66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计7.1GPR（GroundPenetraingRadar）方法GPR方法是一种用于确定地下介质分布的电磁波法。其方法原理类似反射地震勘探技术，是一种高分辨率探测方法。GPR方法是利用高频电磁波（1米Hz-1GHz）以脉冲形式通过发射天线被定向的向地下发射。电磁波在地下介质中传播，当遇到存在电性差异介质的界面时，电磁波便发生反射，返回地面后由接收天线接收，并由采集系统以数字形式记录下来。采集的数据通过处理，可以获得时间或深度剖面。分析接收的地下界面反射回来的电磁波时间、频率和振幅等特征，就可以推断地下介质的空间位置、结构性质及几何形态，从而达到对地层或地下目标体的探测。利用GPR方法对隧道进行超前地质预报，可采用SIR-2000型探地雷达、100米Hz的雷达天线（发射和接收置于一体），在隧道工作面布设测线进行探测。采用专用的RADAN软件对数据进处理。探测结果可以反映工作面前方围岩的工程地质和水文地质情况，如岩层的均一性、节理裂隙发育情况、岩层破碎和含水性等等。7.2掌子面地质调查与地质素描调查岩性、岩层产状、岩体结构、岩体节理等实际状况及地质构造的变化特征，初步预测掌子面前方的断层、不同岩层接触面出现位置及前方围岩的稳定性等。7.3水平超前钻孔这是最直观、可靠的超前探测手段。在隧道不良地质多的地段，实施5孔超前钻孔。钻孔布置位置，中部1个，隧道断面周边均匀布置4个。除中部孔沿隧道轴线施钻外，其余的超前钻孔向外施钻，其孔底超出开挖轮廓线外5m。隧道采用ZYG-150型全液压钻孔，超前钻深40～50m（一般地段30m左右）。水平超前钻孔主要用于探测掌子面前方围岩情况和出水点位置，地下水水量和水压等。施工中，对于已出水的超前钻孔，进行不间断的水量、水压监测，绘制水量，水压变化曲线，为制定地下水处理方案提供依据。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计8监控量测8.1隧道监控量测的主要内容8.1.1必测项目⑴洞内外观察；⑵水平相对净空变化量测；⑶拱顶相对下沉量测；⑷浅埋地段地表下沉量测。8.1.2选测项目选测项目根据实际需要进行布设，主要有：⑴围岩内部变形；⑵锚杆轴力；⑶围岩压力（包括围岩与初支之间、初支与二衬之间）；⑷支护、衬砌应力；⑸钢架内力及所承受的荷载；⑹围岩弹性波速度测试。隧道监控量测项目及所用仪器如下表：隧道监控量测项目及仪器表测试项目类别序号量测项目仪器设备测试目的必测项目1洞内外观察地质罗盘等岩性、结构面的产状及支护、裂缝的发展的情况2水平相对净空变化量测收敛计判断围岩的稳定性，确定二次衬砌的施做时间。3拱顶相对下沉量测高精度全站仪及时掌握隧道整体的稳定情况4浅埋地段地表下沉量测水准仪（NA2与拱顶下沉对比，间接反映隧道的稳定及隧道拱部以上围岩的运动状况。66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计选测项目5锚杆轴力拉拔计锚杆计监控量测锚杆内部受力状况，判断锚杆的工作状况。抽检锚杆的拉拔力，判断锚杆的施工质量。6围岩内部变形多点位移计了解隧道围岩的松弛区、位移量及围岩应力分布，为准确判断围岩的变化发展提供数据。7围岩压力（包括围岩与初支之间、初支与二衬之间）压力盒判断复合式衬砌中围岩载荷大小、判断初期支护与二次衬砌各自分担围岩压力的情况。8支护、衬砌应力应力计监控量测二次衬砌内应力、喷混凝土层内轴向应力，了解支护衬砌内的受力状态。9钢支撑内力钢筋计监控量测型钢支撑内应力，推断作用在型钢支撑上的压力大小。判断型钢支撑尺寸、间距及设置型钢支撑的必要性。10围岩弹性波速度测试地质雷达8.2监控量测方法和手段8.2.1洞内外观察观察并描述隧道围岩地质、地下水情况，衬砌支护情况。使用仪器、材料、工具：地质罗盘、地质锤、钢卷尺、放大镜、秒表、手电、照相机或摄像机。⑴洞内外观察分开挖工作面观察、已施工区段观察以及地表观察，开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次，66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计内容包括裂隙发育情况、工作面稳定状态、围岩变形等，当地质情况基本无变化时，可每天进行一次，观察后应绘制开挖工作面略图并做好地质素描，填写工作面状态记录表及围岩级别判定卡。⑵对已施工区段的观察每天至少一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况，以及施工的质量是否符合规定的要求。⑶洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。⑷在观察过程中如发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，应立即通知施工负责人采取应急措施，并派专人进行不间断观察。8.2.2拱顶下沉及水平相对净空变化量测⑴拱顶下沉及水平相对净空变化量测应在同一断面进行，并采用相同的量测频率。如位移出现异常情况，应加大量测频率。⑵测点布置见下图：⑶净空变形量测断面的间距应根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性等确定，宜为10～50m。⑷66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计净空变形量测应在每次开挖后尽早进行，初读数应在开挖后12h内读取，最迟不得大于24h，而且在下一循环开挖前，必须完成初读数。⑸测点应牢固可靠，易于识别并妥为保护。拱顶量测后视测点必须埋设在稳定岩面上，并和洞内水准点建立联系。⑹量测应选择精度适当、性能可靠、使用及携带方便的仪器。变形量测可选用电阻式或电感式仪器，仪器使用前必须经过严格标定。⑺水平相对净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。采用台阶开挖方式时，可在拱腰和边墙部位各设一条水平测线。⑻拱顶下沉量测应与水平相对净空量测在同一量测断面内进行，可采用水准仪等测定下沉量。当地质条件复杂，下沉量的或偏压明显时，除量测拱顶下沉外，尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。⑼拱顶下沉量测与水平相对净空量测宜用相同的量测频率，应从下表根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。量测频率变形速度（mm/d）量测断面距开挖工作面的距离（m）量测频率≥5(０～１)Ｂ(1～２)次/d1～5(１～２)Ｂ1次/d0.５～１(１～２)Ｂ1次/(2～３d)0.２～0.５(２～５)Ｂ1次/2d<0.2>５Ｂ1次/周注：B表示隧道开挖宽度。8.2.3地表下沉量测⑴66 中国安能建设总公司宁安铁路工程指挥部红旗隧道施工组织设计地表下沉量测应根据隧道埋置深度、地质条件、地表有无建筑物、所采用的开挖方式等因素确定。地表下沉量测的测点应与水平净空相对变化和拱顶下沉量测的测点布置在同一横断面内，沿隧道中线，地表下沉量测断面的间距可按下表采用。地表下沉量测断面间距表隧道埋深H（m）量测断面间距（m）H>2B２０～５０B