铁路隧道施工组织设计

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XX隧道施工组织设计

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一、总则

1.1 编制依据

（1）新建铁路沃尔迪亚至默克莱勘察设计投标文件；

（2）根据所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料；

（3）主要的工程技术标准、规程：

1）《铁路工程建设项目环境影响评价技术标准》（TB 10502—1993）

2）《铁路隧道监控量测技术规程》（TB 10121—2007）

3）《铁路建设项目现场管理规范》（TB 10441—2008）

4）《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210—2005）

5）《铁路隧道超前地质预报技术指南》铁建设〔2008〕105号6）《新建铁路工程测量规范》（TB 10101—1999）

7）《铁路隧道超前地质预报技术指南》铁建设〔2008〕105号8）《铁路工程施工安全技术规程》（上册）（TB 10401.1—2003）9）《铁路工程施工安全技术规程》（下册）（TB 10401.2—2003）10）《铁路隧道瓦斯技术规程》

11）《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204—2008）

12）《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB）

13）《爆破安全规程实施手册》

1.2 编制原则

（1）节约资源和可持续发展的原则。贯彻“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的基本原则，依法用地、合理规划、科学设

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计、少占土地；搞好环境保护、水土保持和地质灾害防治工作；维持既有交通秩序。

（2）科学、经济、合理的原则。合理安排施工顺序，组织均衡、连续生产；以关键工序为中心，建立数学模型进行工期、资源优化；管理目标明确，指标量化、措施具体、针对性强。

（3）引进、创新、发展的原则。积极采用、鼓励研发旨在提高工程技术和施工装备水平、保证施工安全和工程质量、加快施工进度、降低工程成本的新技术、新材料、新工艺、新设备。

（4）“六位一体”管理的原则。结合建设项目特点，建立建设项目管理的目标体系、责任体系、分级控制系统和评价评估体系，按照计划、组织、指挥、协调、控制等基本环节，将质量、安全、工期、投资效益、环境保护和技术创新分解细化为最佳匹配的实施目标，以标准化管理为基础，全面实现“六位一体”管理要求。

（5）符合性原则。满足建设工期和工程质量标准，符合施工安全。

1.3 编制范围

本施组的编制范围为XX隧道AK181+785（设计起点）～AK185+620（设计终点）, 线路正线全长3835m。

1.4 设计概况

1、洞门及洞口工程

?隧道进、出口均为XX式洞门。

?进出口仰坡坡率1:X，坡面采用喷锚支护进行防护，并植草及灌木绿化，与路基、桥梁段过渡顺接。

?洞顶截水天沟排水引至地势低洼沟谷处或路基侧沟内。

2、衬砌支护

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?全隧采用复合式衬砌，由初期支护、防水隔离层与二次衬砌组成，

?隧道施工全过程采用监控量测、超前地质预报。支护采用超前支护、超前周边注浆、上半掌子面注浆、径向注浆等辅助措施。

3、防、排水

隧道防排水采取“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则。达到防水可靠、经济合理的目的。

4 、弃碴

XX隧道弃碴总量约21.48万m3（实方），根据线路或站场调配X 万m3，本隧道设弃碴场2座，设计总容量26.0万m3，总计占地X亩，占林地X亩，耕地X亩。

进口弃碴场位于线路AK181+785附近，设计容量13.0万m3，占用林地X亩，耕地X亩。

出口弃碴场位于线路AK185+620附近，设计容量万13.0m3，占用林地X亩，耕地X亩。

隧道总出碴量：

隧道开挖断面为56m2，隧道总长度为3835m。

总出碴量为：56*3835=214760≈21.48万m3

二、工程概况

2.1 XX隧道概况

XX隧道位于XXXXX的山坡上。隧道进口里程AK181+785，出口里程AK185+620，隧道全场3835m，为单线隧道；隧道内最大埋深X m，最小覆土厚度约XXm。

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全隧Ⅲ级围岩段采用全断面法施工，Ⅳ级围岩段采用上、下台阶法施工，Ⅴ级围岩采用三台阶七部作业法或弧形导坑预留核心土法施工，明洞采用明挖法施工。

2.2 主要技术标准

铁路等级：Ⅱ级。

正线数目：单线。

速度目标值：120km。将配制好的浆液送入搅拌式储浆桶内备用。

③在确定注浆管内无阻塞物后，即可进行注浆管安装。把管子插入孔内，再将管顶入孔内到设计要求深度，使橡胶栓塞与孔壁充分挤压紧实，注浆管和止浆塞固定。注浆管外露的长度不小于30～40cm，以便连接孔口阀门和管路。注浆管安放好后，在注浆管管口加上孔口盖，以防止杂物进入。

④注浆管路系统的试运转：用1.5～2倍于注浆终压的压力对系统进行吸水试验检查，并接好水、电；检查管路系统能否耐压，有无漏水；检查管路连接是否正确；检查设备状况是否正常；使设备充分热身，试运转时间为20min。

⑤注浆顺序：遵循先边排，后内排、跳孔、由疏至密注浆顺序；自路基坡脚向中心的顺序进行，先两侧后中间，以保证注浆质量。注浆方式采用分段前进方式，即先钻孔后注浆。

⑥灌浆压力控制根据受灌地层的地质条件和渗透性、灌浆时吸浆量，以及对浆液稠度变换等一并考虑。一般情况下，当吸浆量较小时，

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可尽快地达到规定的灌浆压力；而在吸浆量较大时，则可较缓慢的升到规定的灌浆压力。

灌浆过程中，灌浆压力的控制采用“一次升压法”。“一次升压法”，就是在灌浆开始后，将压力尽快的升高到规定的压力，使整个灌浆过程尽量是在规定的压力下进行。其优点是裂隙不至于在低压下提前被堵塞，能较多地灌进一些浆液，使一些较小的裂隙也能得到充分地灌实。

⑦提管、回填

注浆完成后应立即拔管，若拔管不及时，浆液会把注浆管凝固住而造成拔管困难。拔管时使用拔管机。每次上拔高度为500mm。拔出管后，及时刷洗注浆管，以便保持清洁、通畅。

⑧封孔

注浆结束拔出套管后，用C15砼封孔，封孔时必须边灌边插捣，确保孔内密实。严禁不封孔或假封孔，以致人为形成竖向水力通道，加重隧道岩溶病害。封孔完成后，在原孔位处标注注浆孔号，要求字迹工整、清晰。

⑨注浆原始记录整编

I每个注浆作业工班在注浆施工过程中，都必须边施工边记录，当天的注浆施工记录必须当天整理完成，不得积压或遗漏。

II注浆原始记录是竣工文件的重要组成部分，各记录人员应本着认真负责的态度，做到字迹工整、资料整洁无误，填写规范齐全。

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III应及时按要求做好注浆资料的统计与汇总（包括注浆孔号、孔数及注浆量等）。

⑩试验检测

为正确的检测注浆效果，准确验证各项施工参数，在试验段检测时加大检测项目与力度，注浆前后，物探成果资料对比，检查注浆效果；注浆前后，钻孔注水试验的单位长度吸水量对比，检查注浆效果，注浆后单位吸水量小于注浆前吸水量的3~5%，且没有明显漏水现场；钻孔检查，检查孔数的5%，根据取芯浆液充填情况直观判断注浆效果；注浆观察，冒浆点在注浆点范围之外3~5m时，可视隧道范围岩溶通道堵塞完毕。

6.5 隧道开挖

6.5.1隧道开挖施工工艺

隧道开挖按照新奥法原理施工，根据不同的围岩选择不同的开挖方法，对于软弱围岩及断层破碎带地段，严格按照“早预报、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测，步步为营，稳步前进”的原则，施工则由人工配合机械开挖或弱爆破进行开挖，稳扎稳打。

?台阶法

Ⅳ级采用台阶法开挖，即将设计断面分两次或三次开挖，其中上台阶超前一定距离后，上下台阶同时并进。台阶法施工示意图见图6-6，台阶法施工施工工艺流程见图6-7。

施工要点：

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根据围岩条件，合理确定台阶长度，一般不超过1倍孔径，以确保开挖、支护质量及施工安全。

台阶高度应根据地质情况、开挖方法确定。

上台阶按设计要求控制围岩和初期支护变形。

下台阶施工当岩体不稳定时，应采取缩短进尺，必要时下台阶可分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。

施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。

上台阶开挖超前一个循环后，上下台阶可同时开挖。

图6-6台阶法施工示意图

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图6-7台阶法施工工艺流程

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?三台阶七步法

部分Ⅴ级围岩采用三台阶七步法施工。施工时将隧道分为三个台阶、七个步骤进行开挖。

施工方法：

第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为3～5m，宽度宜为隧道开挖宽度的13～12。开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，开挖后立即初喷3～5cm混凝土进行封闭，上台阶开挖矢跨比应大于0.3，开挖后及时进行架设钢拱架、锚杆、钢筋网系统支护，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30º打设锁脚锚管，锁脚锚管与钢架牢固连接，复喷混凝土至设计厚度。

第2、3步，左、右侧中台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为3～3.5m，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5cm厚混凝土，及时进行施工接长钢架、锚杆、钢筋网系统支护，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30º打设锁脚锚管，锁脚锚管与钢架牢固连接，复喷混凝土至设计厚度。

第4、5步，左、右侧下台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为3～3.5m，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5cm厚混凝土，及时进行施工接长钢架、锚杆、钢筋网系统支护。在钢架拱脚以上30cm高度处，

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紧贴钢架两侧边沿按下倾角30º打设锁脚锚管，锁脚锚管与钢架牢固连接，复喷混凝土至设计厚度。

第6步，上、下、中台阶预留核心土：各台阶分别开挖预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。

第7步，隧底开挖：每循环开挖长度宜为2～3m，开挖后及时施做仰拱初期支护，完成两个隧底开挖，支护循环后，及时施做仰拱和仰拱填充，仰拱分段长度不宜超过3m。

初喷完，施工仰拱模板，仰拱模板制作按设计图纸和规范要求进行制作。仰拱模板采用大块钢模，减少施工变形。

施工要点：

a.开挖方式应以人工配合机械开挖，必要时辅以弱爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。

b.导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。

c.钢架安装完成后立即施做锁脚锚管，以确保钢架稳定，必要时在钢架下部垫以30cm长型钢。

d.钢架之间纵向连接钢筋及时施做，并连接牢固。

e.仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系。

f.开挖过程中确保初期支护及核心土的稳定性，必要时利用核心土体加设全断面环形临时支撑。

g.施工过程通过监控量测，根据围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。

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.控制超欠挖的技术措施

①根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正爆破孔距，用药量，特别是周边眼。

②根据爆破振速监测，调整单段起爆炸药量及雷管段数分布。

③根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，尽量使除掏槽眼外的所有炮孔底部落在同一横断面上。

④钻眼前画出开挖轮廓线，标出炮眼位置，安装激光指向仪，保证测量精度，严格控制周边眼外插角和装药量，使开挖轮廓圆顺，炮眼痕迹保存率符合光爆技术要求。

O.火工用品管理制度

①领取使用炸药人员必须经过上级部门进行安全技术操作规程培训，考核合格发给特种作业证者。

②严格按公司制定的审批手续领取炸药，领药单各项名称必须填写清楚，并有领药人及开票人的亲笔签字。

③不准把火雷管和炸药混装在一个矿车内运送。

④运送雷管和炸药时，都要有保管人员随车运送。

⑤必须由特种作业人员持证搬运爆破器材，搬运时、要把炸药和雷管分开装入两个背包内，严禁混装在一个背包内搬运。

⑥爆破工身背炸药不得超过10公斤，多人搬运时，人距要在10米以上。

⑦禁止在衣袋中携带爆破器材。

⑧爆破工领到爆破器材后，要及时搬运工作面，不得中途停留，不准转交给他人带运。在爆破器材搬运途中禁止吸烟。

⑨要设立专门用来装炸药的木箱并加锁。

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⑩装药前应将爆破器材放在安全地点、并由爆破工或安全负责人看管，钥匙不准转交他人。

?雷管、炸药要分开保管，存放雷管、炸药的箱内不准存放其它物品，禁止在动力，照明线附近及顶邦不好处做药或保管炸药雷管。

⑵在装有爆破器材包的附近10米内严禁吸烟，也不准进行其它作业。

6.6 初期支护

隧道初期支护施工工艺流程见图6-15

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6.6.1 钢架

(1)、钢拱架

钢支撑作为刚性拱架，支撑的刚度和强度大，可作临时支撑并单独承受较大的围岩压力，在软弱破碎围岩中需要立即承载的场合使用。所以钢支撑施工质量的好坏直接影响到结构的安全和稳定，要把好各道加工工序的质量关。钢拱架施工工艺流程见图6-16。

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施工准备

钢支撑所用钢材进场时按批量和型号分批试验。检验内容包括对规格、厂家、品种、数量、外观检查，并按规定抽样做力学性能试验。电焊工必须持证上岗，以保证加工产品的质量。

拱架加工制作

钢架按设计尺寸在钢构件场下料分节焊接制作，制作时按设计图纸要求进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，根据设计尺寸

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在钢拱架冷弯机上先试加工1-2榀，加工时调整千斤顶检验钢拱架半径满足设计要求后，将千斤顶固定，进行批量生产加工。

冷弯完成的钢拱架，在实地放样的地坪上进行现场拼装，每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢固，保证钢拱架不扭曲，尺寸满足设计要求，如质量有问题，及时解决处理，保证产品质量。根据拱架拼装顺序进行编号，安装时按原编号进行安装。

钢拱架的运输

在加工好的钢拱架运至掌子面过程中，要轻搬轻放，不能乱放或用重物敲打，注意保护，防止发生拱架扭曲变形。

钢拱架的安装

拱架应按设计要求安装，安装允许偏差应满足规范要求。当拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫块，安装后利用锁脚锚杆定位；超挖较大时，拱背喷填与初支同级砼，以使支护与围岩密贴，控制围岩变形的进一步发展。两排钢架间用连接钢筋拉杆纵向连接牢固，以便形成整体受力结构。

在架立时应注意的事项：

a.钢拱架按设计分节运至开挖面，就地拼装。

b.钢拱架应架设在隧道轴线垂直面内，与纵向连接钢筋连接牢固。

c.钢拱架分节之间采用钢板和螺栓连接。

d.钢拱架在初喷混凝土后架设，架设完毕后再喷混凝土，保护层厚度不得小于4cm。

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e.为防止钢拱架拱脚下沉、变形，拱脚要落在坚实的基础上，标高不足时采用钢板进行调整。

(2)、钢格栅

钢格栅严格按照设计要求在钢构件加工场分单元加工，汽车运至洞内分段拼装。钢格栅安装前先初喷一层混凝土，按照设计间距固定在稳固的地基上，当基底强度不足时，采用加设槽钢的办法增强基脚的承载力。拱架安装后在拱脚处打锁脚锚杆固定钢格栅。钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2°，钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。钢格栅与系统锚杆焊接连成整体，钢格栅间设纵向连接筋。采用分部开挖时，应及时将钢格栅连接成为整体，以提高钢格栅受力的整体性能。架立钢格栅后尽快进行复喷混凝土至设计厚度。

6.6.2砂浆锚杆

(1)工艺流程

砂浆锚杆施工工艺流程见图6-17。

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(2)施工方法

利用风动凿岩机钻孔，锚杆孔位与岩面垂直，与设计孔位偏差不大于100mm，钻孔偏差不大于±150mm。钻孔后用高压风清除孔内石屑，然后安装锚杆，插入长度不小于设计长度的95%。成孔后用高压风清孔，先将内径4～5mm，壁厚1～1.5mm的软塑料排气管同锚杆一起送入钻孔至孔底，并在孔外留0.5m左右的富余长度，然后将注浆管固定在孔口位置，并将锚杆孔口堵塞，确认排气管畅通后，采用双管排气法注浆，直到排管气不排气或溢出稀浆时停止，拔出排气管，待砂浆达到强度后安装垫板拧紧螺帽。

6.6.3中空注浆锚杆

(1)工艺流程

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根据设计，隧道拱部范围采用组合式中空注浆锚杆，施工工艺流程见图6-18。

（2）施工方法

a.钻孔

中空锚杆钻孔方法同砂浆锚杆钻孔方法。施工中应按设计要求并结合围岩实际情况定出位置，孔位准确，深度符合设计要求。

b.锚杆安设

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钻孔完毕，安装锚杆前，先用高压风清洗锚杆孔内石屑，再将中空锚杆插入锚杆孔，锚杆插入深度应符合设计规定，锚杆外露10～20cm，以便于与压浆机出浆管连接。

c.压浆

压浆前，锚杆孔处预装锚杆专用止浆塞，压浆时，锚杆头与注浆机出浆管连接，开始压浆。当孔内水泥浆压满后，立即顶紧止浆塞，防止浆液流出。

d.垫板安装

压浆完毕，待达到额定强度后，开始安装锚杆专用垫板，拧紧螺帽。垫板应保证与支护面岩面密贴。

6.6.4 钢筋网片

钢筋网采用HPB235级钢筋加工而成，钢筋直径为6~8mm。网眼尺寸为150~300mm，为方便施工，事先在洞外加工成1×2m的方片，施工时运至工作面进行安装。钢筋网加工制作及安装时应注意：除锈、去油污、确保钢筋质量符合要求。钢筋网铺设时，应随混凝土初喷面起伏敷设，并与壁面接触紧密，每片钢筋网搭接长度不小于1～2个网格。

钢筋网应在初喷混凝土后安装，钢筋网应与锚杆连接牢固，防止喷射混凝土时晃动。砂层地段应先铺挂钢筋网，沿环向压紧后再喷混凝土。

6.6.5 喷射混凝土

?工艺流程

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