牛鼻山隧道洞室开挖施工方案(台阶开挖法)

1 编制依据、编制范围1.1 编制依据1、凤凰山隧道工程XXXX合同段设计图纸；2、招投标文件；3、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）、《公路工程施工安全技术规范》JTJ 076-95、《爆破安全规程》GB 6722；4、现场勘查的施工区域自然因素、沿线交通情况及现场施工条件。

1.2编制范围凤凰山隧道工程XXXX合同段牛鼻山隧道工程洞身开挖施工。

2工程概况2.1工程简介牛鼻山隧道为上、下行分离的六车道高速公路隧道，属第XXXX合同段。

隧道起点位于天鹿南路黄陂，终点位于沙垯村附近，穿越一低山，相对高差约170米，山坡较陡峻，山顶地势较平缓。

左线隧道起讫桩号：ZK6+212～ZK7+980，全长1768m；隧道平面线型进出口均为直线，洞身为圆曲线，曲线半径R=4020m；纵面线型为+1.25%的单向坡。

右线隧道起迄桩号YK6+114～YK7+935，全长1821m，隧道平面线型进出口均为直线，洞身为圆曲线，曲线半径R=4020m；纵面线型为+1.319%的单向坡。

根据隧道洞口地形地质条件，隧道进出口均采用端墙式洞门。

设置2处行人横洞、1处行车横洞，左右线各设一处紧急停车带。

本隧道ZK6+212~ZK7+953、YK6+114~YK7+935段左右线间距在18m到27m之间属分离式小净距；ZK7+953~ZK7+980段左右线间距小于18m属分离式小净距。

隧址区属低山地貌，山势缓和，植被发育。

上部为厚层残坡积层，以左线ZK7+480和右线YK7+450为界，前段为震旦系混合花岗岩，后段为侏罗世花岗岩。

隧道地下水类型为层状岩石裂隙水。

隧道围岩情况见下表。

隧道围岩级别及长度隧址区不良地质现象主要为零星分布的小型崩塌；特殊性岩土主要为全、强风化混合花岗岩与部分膨胀性高岭土。

2.2 地形、地貌牛鼻山隧道属低山地貌，山势缓和，植被发育，主要为杂草和灌木及乔木，上部为厚层残坡积层（Q4el+dl）、以左线ZK7+480和右线YK7+450为界，前段为震旦系（Z）混合花岗岩，后段为侏罗世（J）花岗岩。

隧道出口段种植荔枝、龙眼和香蕉等果树。

隧道前段南侧约50m为荒废采石场，山势陡峭，见悬崖面。

隧址区地表水较为发育，山溪沿山谷流淌，水量较为丰富。

2.3 水文、气象属南亚热带季风气候区，气候温暖湿润。

区内年平均气温21.8℃，极端最低气温-0.3℃。

极端最高气温39.1℃。

年平均降水量约1680.5mm，日最大降水量284.9mm，时最大降水量101.1mm。

雨季的开始期在4月初，结束期在9月底，降水量占年降水量的81%。

年内暴雨较集中在5～9月份。

年蒸发量1400～1600mm，年平均相对湿度为79%。

本区风向季节性变化比较显著，从春季至初秋盛行偏南风，秋季至冬末盛行偏北或偏东风，年平均风速1.9m/s。

线路所在地受台风影响，台风季节常出现在每年的5～9月，工程施工过程中可能遭受台风暴雨的影响和破坏。

根据调查，隧道区的山体上地表水较少，有少量季节性地表水，地表水除来源于降水外，还来源于高处山坡迳流；地下水类型主要为基岩裂隙水，以潜水为主，含水层主要为中～微风化岩，以大气降水和山谷汇水下渗补给为主，排泄方式则以蒸发和侧向迳流为主。

隧道入口段，在钻孔未发现地下水，而出口段地下水却较为丰富，地下水位埋深只有1.0～１.４米，而且有一小溪自山顶流下，水质清澈，为沙垯村主要生活用水。

2.4工程重点、难点分析（1）隧道属于长隧道，主要地质为微风化混合花岗岩，岩石强度高，对钻爆工作制约较强，是影响工期的关键。

（2）隧道由于II、III级围岩结构紧密，不排除施工过程中岩爆的发生，施工过程中需做好地质超前探测及防护措施。

3 施工组织安排3.1 施工工作面安排牛鼻山隧道待现场具备施工条件，计划从隧道进、出口两端开展工作面组织施工；因本隧道全线为小净距隧道，应保证左右洞施工过程中安全，合理保持错距开挖掘进施工。

隧道进口段计划先施工左线隧洞、再施工右线隧洞；出口段先施工右线隧洞、再施工左线隧洞。

小净距隧道施工应保证中夹岩柱（墙）的围岩稳定，重点控制爆破震动对中岩柱（墙）的危害。

先行洞的开挖可采用与分离式隧道相同的施工方法，当采用侧壁导坑法开挖时，后引洞开挖宜先开挖中夹岩柱（墙）一侧。

小净距隧道施工应符合以下要求：1、降低小净距隧道开挖爆破震动造成的相互影响，避免中岩墙受到多次扰动。

小净距隧道两隧道掌子面距离宜控制在2倍开挖跨度以上。

2、在开挖掌子面前、后1倍开挖跨度范围内，应加强监控量测，在掌子面前、后2倍开挖跨度范围内，宜注意量测，超过此距离，监控量测频率可适当减小。

3、在小净距隧道施工中，初期支护应及时跟进并封闭，保证围岩、中夹岩柱、支护处于有利受力状态。

二次衬砌宜在初期支护和围岩变形基本稳定后再浇筑。

为减轻后行洞开挖爆破对先行洞二次衬砌的影响，先行洞二次衬砌宜落后于后行洞掌子面2倍开挖跨度以上，并应满足围岩的稳定条件。

4、后行洞的初期支护（落底成环后的）宜超前先行洞的二次衬砌1倍开挖宽度以上。

5、先行、后行隧道的相邻洞室掌子面距离宜保持2倍隧道开挖宽度以上。

3.2施工进度及工期安排3.2.1具体进度指标见下表隧道施工指标（平均）3.2.2工期安排牛鼻山隧道洞室开挖出口端计划2014年8月10日开工，进口端计划2014年10月20日开工，2015年10月10日隧道洞室开挖工程完工。

3.3主要资源配置：施工机械设备、人员配置要满足各工作面的施工需求。

在配置上按照均衡、高效的原则合理安排，以确保施工顺利进行。

详细的施工机械、人员配备见施工安排表。

3.3.1 人员组织情况（隧道每端工作面施工人员）：3.3.2 机械设备组织情况（隧道每端工作面配置机械设备）：4 施工方法、工艺及要求4.1施工方案概述4.1.1开挖方法牛鼻山隧道洞身开挖施工方法统计表4.1.2 施工方案（1）隧道明洞段采用明挖法施工，施工前应首先对坡面上的不稳定岩石进行清除并对不稳定坡体作必要的加固，洞口禁止大开挖。

（2）隧道暗洞均采用新奥法施工，分为一般分离式隧道施及小净距隧道施工一般分离式隧道施工具体方法如下：①对于Ⅴ级围岩视现场围岩情况，采用单（双）侧壁导坑法、三台阶法开挖或CD法开挖施工；单（双）侧壁导坑法开挖左右断面间距控制在1～2倍洞径尺寸。

②对于Ⅳ级围岩段，施工开挖应先做好超前支护，隧道浅埋软质岩段采用单侧壁导坑法开挖，左右断面间距控制在1～2倍洞径尺寸；隧道浅埋硬质岩段及深埋软质岩段施工采用微台阶弧形导坑留核心土的方法开挖，上、下断面间距控制在1～2倍洞径尺寸；深埋硬质围岩段可采用三台阶法开挖。

③Ⅲ、Ⅱ级围岩段可采用上下断面正台阶法施工，上下台阶之间的距离应能满足机具正常作业，当顶部围岩破碎，施工支护需紧跟时可适当延长，减少施工干扰，上台阶可采用拉中槽分部开挖。

小净距隧道施工具体方法如下：①小净距Ⅴ级围岩视现场围岩情况，采用单（双）侧壁导坑法、三台阶法开挖或CD法开挖施工；单（双）侧壁导坑法开挖先施工内侧壁导坑，再通过系统锚杆或小导管注浆加固中间岩柱，必要时增设临时仰拱（其余施工步骤同一般分离式隧道施工）；小净距隧道Ⅴ级土质及软岩隧道，先行洞二次衬砌应超前后行洞开挖，超前距离20m；硬质岩段后行洞开挖待先行洞初支封闭后进行。

②小净距Ⅳ级围岩段，浅埋软质围岩段采用单侧壁导坑法开挖，先施工内侧壁导坑，再通过系统锚杆或小导管注浆加固中间岩柱，（其余施工步骤同一般分离式隧道施工）；隧道浅埋硬质岩段及深埋软质岩段施工采用微台阶弧形导坑留核心土的方法开挖，上、下断面间距控制在1～2倍洞径尺寸；深埋硬质围岩段可采用三台阶法开挖。

Ⅳ级围岩段后行洞开挖待先行洞初支封闭后进行。

③小净距Ⅲ、Ⅱ级围岩段可采用上下断面正台阶法施工（上台阶可采用拉中槽法）。

（3）隧道紧急停车带开挖跨度接近四车道，开挖高度大，为保证施工安全，对于Ⅲ级围岩地段，其开挖方式拟采用先开挖上导坑、再开挖边墙部侧导坑、最后开挖中部核心土；对于Ⅳ级围岩地段，采用CD法开挖。

紧急停车带应避开Ⅴ级围岩段施工。

（4）隧道按照“新奥法”原理组织施工，并根据工程地质、水文地质和不同围岩级别及周边环境选择相应施工工法，合理划分作业段，科学统筹，采取平行流水作业法施工。

隧道开挖前，首先完成洞顶截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。

洞口土方采用人工配合挖掘机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段防护一段。

开挖至明暗分界线后，应先施做套拱混凝土，再施做暗洞超前长管棚，暗洞口前所有开挖、防护、排水完成后才能进入暗洞施工。

隧道开挖采用多功能作业台架配合风动凿岩机钻眼，实施光面爆破，光面爆破参数通过试验确定，并根据现场爆破效果不断进行调整，严格控制超欠挖。

隧道出碴采用挖掘机配合装载机装碴，大吨位自卸汽车运输。

（5）施工将超前地质预报和监控量测纳入工序管理，施工过程中加强监控量测，仰拱超前、二次衬砌紧跟，以保证施工安全。

不良地质段坚持“早预报、预加固、弱爆破、强支护、紧封闭、快成环、勤量测、早衬砌、稳扎稳打、确保安全”的施工原则，组织施工。

浅埋及浅埋偏压地段除加强洞内监控外，同时加强地表监测，施工时遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的原则，注意对监控量测的数据进行分析、整理，发现异常情况及时反馈以便尽早提出处理方案。

4.1.3 准备工作施工前对图纸、资料等进行现场核对，并作补充调查，调查核对隧道所处的位置、地形、地貌、工程地质和水文地质、钻探图表、以及隧道进出口位置和其它相关工程的情况。

对图纸中发现的问题，立即反馈监理工程师和设计单位更正或确认。

施工前的平面复核和控制测量将由我单位精测队进行测量定位，施工中测量由隧道工程师、测量工程师组织测工操作，并定期组织复测。

4.1.4 风、水、电施工4.1.4.1 施工供风1．施工洞内通风防尘隧道施工期间，洞内空气质量：氧气单位体不得少于20%；气温不得高于28℃，有害气体浓度：CO一般情况不大于30mg/m3；CO2、甲烷（CH4）单位体不得大于0.5%；氮氧化物（NO2）在5mg/m3以下；洞内人均每分钟必须供给不得少于3m3、内燃机每千瓦不得少于3m3/(min·kw)新鲜空气，通风的风速分部开挖的坑道不得小于0.25m/s的风速，但不应大于6m/s。

本隧道通风采用轴流风机，压入式通风，通风机设于隧道洞口10m外，风管直径采用φ100cm软式通风管，风管距离掌子面30～50米，可满足洞内通风要求。

当隧道掘进距离较长时，隧道洞内采用两台风机接力对洞内供风以满足要求。

2.洞内高压用风隧洞施工高压风管管路采用φ200mm无缝钢管布置洞内，并安装闸阀调控。

空压机房设于左右线洞口之间中央分隔带处，进出口端各安置8台20m3空压机。