小断面隧道工程施工方案设计

2.2.隧道工程施工方案

2.2.1.总体施工方案

(1)总体施工思路

坚持采用综合的超前地质预报措施；努力提高隧道施工的机械化程度；坚持围岩监控量测、实施隧道信息化动态设计施工。

(2)总体施工方案

本标段隧道采用小型运输机械无轨运输方案。根据工期安排，隧道全部安排平行施工。

隧道按新奥法组织施工，严格遵循“超前探、管超前、弱（不）爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则。用先进的探测和量测技术取得围岩状态参数，通过对信息、数据的综合分析和处理，判定地质变化，反馈于设计和施工，实行动态管理信息化施工。

施工准备阶段完成临时施工便道，架设供电线路，铺设供水管路；洞口场地开挖完成后，安装和修建隧道供风、供水、供电、混凝土生产、钢构件加工等设备与设施；砌筑洞顶截排水沟，进行洞顶地表加固，开挖洞口土石方；尽早修建洞口段衬砌及洞门，以策安全。

明洞按明挖法施工，暗洞按锚喷构筑法施工，加强超前地质探测与预报，加强围岩量测，实现施工信息化，并实施掘进（钻、爆、装、运）、锚喷（拌、运、锚、喷）、衬砌（拌、运、灌、捣）等三条机械化作业线。

运用开挖掌子面地质素描、TSP203地震波反射法、超前水平钻探等对崩塌、黄土、膨胀土、采空区等进行综合超前地质探测和预报，提前预测地层情况，根据不同的岩层和岩性及地质情况采取相应的措施进行有效处理以改善围岩状况，达到安全、高质量施工的目的。具体做法如下：

(1)针对隧道各种围岩级别选定出合理的钻爆及支护方案。保证隧道每次开挖进尺及超欠挖控制，在保证了隧道施工安全可靠的前提下控制支护循环时间，并做到经济合理。

(2)根据隧道空间断面的特点，隧道单口掘进小于1Km时采用压入式通风。隧道单口掘进长度大于1km，采用混合式通风。两台轴流风机分别供风、抽风的通风方式。尽量减小通风系统所占空间，又能满足通风要求。

(3)由于隧道净空小、宽度窄,不能满足大型施工机械的操作场地要求,考虑了采用小型运输机械无轨出渣方案，避车洞的设置数量和间距可根据现场实际情况进行调整，选择合适的运输方法运输，使之做到车辆转换间不消耗施工时间。

(4)对施工每循环进尺所需用的机械、人员等配备情况进行了详细分析，并在此基础上计算出每月、每年的施工进度，保证工期要求。

(5)以类似隧道施工经验为基础，保证该隧道施工的各种方法、安全管理、文明施工等满足工期、质量、环保要求。

2.2.2.主要工序施工方案

2.2.2.1.隧道开挖方案

隧道开挖方案详见“表2-2-1隧道总体开挖方案表”。

表2-2-1隧道总体开挖方案表

隧道开挖作业施工工艺流程：开挖爆破→出渣→初支→下一循环。

2.2.2.2.隧道支护及衬砌方案

隧道支护及衬砌施工方案见“表2-2-3隧道支护及衬砌方案表”。

表2-2-3隧道支护及衬砌方案表

2.2.2.

3.隧道出碴方案

(1)出碴机械的选择

综合考虑隧道空间、工期计划等因素，安排满足施工场地要求及保证施工循环时间的出渣机械，再以人工配合的出渣方案。目前市场上满足该隧道工程场地要求的扒渣机为WZL-60挖掘装载机，该机外形尺寸为4740mm长*1550mm宽*1720mm高，装渣能力约为60m3/h，可以满足施工场地要求。谷堆坪隧道、史村沟隧道、王窑科采用有轨运输，梭式矿车出渣，电瓶车牵引。黑子沟隧道采用无轨运输，自卸三轮车承担支洞进行材料运输及出碴，市场上最小的翻斗车辆车箱尺寸为2.0m长×1.5m宽×0.6m高，标准载重3.0t，隧道断面不能满足在车辆交叉的要求，加上隧道还需放置混凝土喷射机等较大型的作业机械。为此，在隧道每隔一段距离开凿避车洞，作为隧道出渣车辆交叉的需要，又能作为放置其它施工设备的临时场地。临时措施主要为增加避车洞及其相应的工作。

有轨运输布置：

1）施工过程中为了确保施工安全，要求二衬衬砌紧跟开挖面，部分隧道采用有轨运输方案。

①出渣运输采用轮轨式WZL-60挖掘装载机装渣，电瓶车牵引2.5 m3梭式矿车到弃渣场，梭式矿车自卸渣。

②混凝土施工用湿喷机、混凝土输送泵、混凝土输送车皆由电瓶车牵引运输。

③运输轨道采用22Kg/m钢轨，轨距600mm，采用木枕，枕木采用尺寸150 mm×150 mm×1200 mm。在装卸点前股道设置信号，在各列车梭式矿车尾部设置红色闪灯，机车凭信号行车，信号可人工控制。梭式矿车应安装自动制动装置(气压失压制动控制系统)，以防止梭式矿车溜车或在运行中脱钩后，造成安全事故。

④隧洞采用单线，主洞每300m设调车道，调车道长30m。

2）行车调度

单车错车道布置及调车方法详见图2-2-1。

避车洞为出渣车辆交叉及施工设备的临时停放处，要考虑足够的空间，并在开凿时考虑相应的安全措施。为保证循环时间及转换流畅，拟对该隧道避车洞开凿深度为4.00m，宽3.0m，设置距离200m。

(3)出碴方案

开挖爆破完成后，采用扒渣机直接将渣体装入运输车辆，再由运输车辆将弃渣运输至指定位置；扒渣时人工进行配合，负责处理边角处或大块的渣体；运输过程中，遇到车辆交叉时，选择就近避车洞进行；在弃渣场的弃渣防护和排水设施施工完毕后方可弃渣，弃渣完毕后对其进行绿化治理。

在出渣过程中，尽量避免各生产设备之间的干扰，对每个出渣循环时间进行统计，如不能满足要求，对辅助人员、运输设备等进行调整。

由于隧道空间狭窄，出渣施工时特别注意机械与配合人员的相互配合，保证安全。出渣运输车辆经过其它施工地点和相互交叉时，提前报警通知。尽量做到不相互干扰，快速流畅。

避车洞数量可根据循环时间做调整。避车洞数量越多，循环时间越短。相应的临时措施要增加，主要取决于计划工期。

在装渣过程中，由于需要操作人员相互配合，考虑到需要统一指挥但工作面噪音大的特点，在扒渣机司机、皮带运输台架司机、运输车司机之间配置对讲机方便联系。另外，由于各种设备之间相对距离比较紧凑，各种设备在隧道的移动速度在接近时控制在5km/h以。

2.2.2.4.施工测量方案

本标段隧道测量工作配测量工程师和测量技工，共同完成测量工作。主要测量及监测仪器配置为：全球定位系统、全站仪、水准仪、数显式收敛计、激光隧道限界检测仪测量作业程序流程见“图2-2-2测量作业程序流程图”。

(1)控制网复测

施工前根据和业主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核测量，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。隧道每掘进300m或雨季前后各进行洞外导线控制点联测一次。

(2)高程控制