温文卿 地下工程课程设计gai.doc

矿资041班地下工程课程设计 题 目 地下工程课程设计 学院名称 建筑工程与资源环境学院 指导教师 李 长 山 班 级 矿 资 041 班 学生姓名 温 文 卿 2007年元月18日 地下工程课程设计 一、工程概况 某高速公路需穿越3000米的山岭地区，业主决定采用两条平行的单行双车道隧道通过该山体，隧道坡度为0.5，仅地质勘探获知隧道地处低山地貌，地形呈“人字”型一面坡状，进口段山坡自然横坡4045。，出口段2535。海拔高程80250m，除进口两端有坡洪积外，洞深地带地表多间基岩出露，出露岩层有第四系全新统坡洪积层（）。坡残积层（），下伏基岩地层为侏罗纪上统诸暨a段其具体如下 （1） 亚点土（）褐黄色，硬塑状，内含少量碎石，厚03m，主要分布于进口两端，属Ⅱ级普通土。 （2） 块石土（）褐灰、灰白色，块石约占5060，潮湿、中密，石质成份以凝灰岩、钾长花岗岩、斑岩为主余为碎石及亚粘土充填，厚210m，分布于隧道进口两端，属Ⅲ级硬土。 （3） 断层角砾岩褐灰及总红色，该破碎带呈碎石角砾岩，胶结一般处于胶结状，其结构较差，分布于隧道进口端断层中，按Ⅳ级硬土考虑。 （4） 灰岩紫红、棕红及灰白色，厚层块状，中夹有页岩，受进口处断面影响，岩体较为破碎，按Ⅳ及软石考虑。 该隧道进口处出露一断层，断层走向呈EW向展布，近似垂直于线路走向，其相交里程为K32190240，断层破碎带宽3050m，断层倾角80，为一逆断层，受断层影响，其余洞身地带岩体较为破碎。但断层以外的洞身地带，均为单斜构造，岩层层面产状为N2560W/2630N；节理较发育，主要有两组，其产状分别为N70E/70N,N10W/40SW,两节理的贯通性；延伸均较好。该区地震基本烈度为六度。 从地表调查测绘可知地表未见地下水露头，表水及图层空隙水均不甚发育。但由于洞身岩体较为破碎，其基岩裂隙水较发育。进口段断层破碎带中构造裂隙水发育。部之该隧道进口段下水比出口段发育，洞身地带一般不会出现大量涌水（除断层破碎带以外）。 进口段K32190240位于断层破碎带中，该断层为一不良地质构造，对隧道进口有一定的影响。其余未见不良地质及特殊的地址问题。 另外植被发育，山坡地带未见居民点，交通不便。计划工期15个月。 二、隧道断面设计 1、断面尺寸的确定 ①隧道净空指隧道衬砌的内轮廓线所包围的空间，包括公路建筑限界、通风及其他所需的断面积。断面形状尺寸应根据围岩压力求得最经济值。 ②建筑限界指建筑物（如衬砌和其他任何部件）不得侵入的限界。道路隧道的建筑限界包括车道、路肩、路缘带、行人道等的宽度，以及车道、人行道的净高。道路隧道的净空除包括公路建筑限界以外，还包括通风管道、照明设备防火设备、监控设备、运行管理设备等附属设备所需要的足够的空间，以及富裕量和施工允许误差等。 ③隧道行车限界指为了保证道路隧道中行车安全，一定宽度、高度的空间范围内任何物件不得侵入的限界。隧道中的照明灯具、通风设备、交通信号灯、运行管理专用设施都应按装在限界以外。 公路隧道建筑限界应符合共路工程技术标准（JTJ01197）第2.0.4条关于公路建筑限界的规定。公路隧道建筑限界净空尺寸主要是指净宽和净高。公路隧道建筑限界一般规定如下 W行车道宽度；S行车道两侧路缘带宽度；C余款，当计算行车速度大于等于100km/h时为0.5m，小于100km/h时为0.25m；H净高，一条公路应用一个净高，高速公路和一级、二级公路为5.0m；三级、四级公路为4.5m；E建筑限界顶角宽度，当L小于等于1m是时，EL；当L大于时，E1m；L侧向宽度，高速公路，一级公路的侧向宽度为硬路肩宽度（L1或L2），其他各级公路的侧向宽度为路肩宽度减去0.25m；L1左侧硬路肩宽度；L2右侧硬路肩或应急停车带宽度。J检修道（一侧）宽度，一般为0.75m。R人行道宽度。 由于该地区无居民，故不需要设立人行道，参照表土，及相关经验规定，该隧道设计标准为 上、下分离式、单向双车道隧道，其单洞隧道有效净宽度为 7.5m0.5m20.25m20.75m9.75m; 隧道有效净高5.0m 如图1所示 图1公路隧道建筑限界 2、附属建筑限界规定 由题意可知，该隧道为通过无人区的两条平行的单向双行特长隧道，这相邻隧道最小净距视围岩类别，断面尺寸，施工方法，爆破震动影响等因素确定，由表2可知，此工程区的两相邻隧道最小净距为（2.53.0）B,同时，按照公路隧道设计规范（JTG D702004）有关规定和要求，将在适当路段设置紧急停车带，布设横洞联系上、下行线，如图2所示。 图2 横洞断面图 表2 两相邻隧道最小净距 围岩类别 VI VIV III II I 净距/m 1.52.0B 2.02.5B 2.53.0B 3.03.5B 5.0B 3、断面的选型 隧道内部轮廓线的类型，从使用、受力及施工等三方面的要求 1） 使用方面要求 隧道衬砌的轮廓，应尽量接近隧道净空，以使开挖的土方数量及衬砌的材料数量为最小。 2） 受力方面要求 隧道衬砌的内部轮廓，应尽力符合衬砌结构的受力状态，即尽力适应衬砌结构应力分布情况。在良好的地址条件下，衬砌结构承受荷载较小时，可采用直边墙；地质较差的条件下，衬砌结构承受荷载较大时，一般多采用曲边墙，当隧道底部可能会引起基础沉陷时，可以采用带仰拱的封闭形式。 3） 施工方面的要求 隧道衬砌内部应当便于施工，因为要求衬砌内部轮廓在各种条件下，变化尽量小或不变化，这样可是拱架、摸板能重复周转使用。为了不同于衬砌断面的衔接，拱圈与边墙的分界高度也最好采用同一数值，衬砌内部轮廓线的曲率要求尽量一致。 由于该隧道洞身地段地质条件较好，除进口处断层地带有涌水外，无其它不良地质现象，考虑到该隧道为特长隧道，综合通风和排水的难易程度，决定采用设置成单面坡，并将其控制在0.5 综合上面所述，可知该隧道的服务年限应该较长，且通行量不小，全盘考虑各方面的情况，为满足该隧道建筑限界，便于布设通风、照明、交通监控、消防等设施所需空间，便于在路段中间布置洞室，隧道横断面净宽调整为10.9m，净高为7.2m，断面形式设计为半圆曲线衬墙断面，断面面积为67m左右，如下图3所示。当有超高限车辆通过隧道时，可短时间实行交通管制，使单辆超高车辆利用圆拱净高，在隧道中央安全行驶。 根据要求规范具体见下图3 图3 隧道断面图 开挖轮廓预留变形量表 围岩类别 跨度/m 预留变形量/cm Ⅴ 9～11 7～9 Ⅳ 5～7 3～5 Ⅲ 7～12 5～7 Ⅱ 12～17 7～10 Ⅰ 10～15 双线隧道复合式衬砌的设计 参数 围岩 初期支护 二次衬砌 喷射混凝土厚度/cm 锚杆 钢筋网 钢架 模筑混凝土厚度/cm 位置 长度/m 纵、环向间距/m 拱、边墙 仰拱 Ⅴ 5 局部设计 30 铺底10 Ⅳ 10 拱、边墙（边墙局部设置 2～2.5 1.5 35 铺底10 Ⅲ 15 拱、边墙 2.5～3 1～1.2 拱、边墙 必要时设 35 35 Ⅱ 20 拱、边墙 3 0.8～1 拱、边墙 设 40 40 4、道洞口设计 洞口犹如进山的大门，是进出山体的咽喉，是隧道唯一的外在表现，显示隧道的景观功能，因此除了安全设计洞口的防护能力之外，还要发挥和挖掘洞口的景观，让来往乘客不仅感受到安全，快速，舒适，还应享受到优美的自然环境。 由于该隧道口所处的地区，山坡教缓，坡面覆盖洪积层，坡积层，并靠近一个断层带，地下水发育，综上所述，从防护和安全基本功能出发，洞门设计为端墙式洞门，并在洞门与洞身之间，布设两排钢筋，与洞身连接成一体，为杜绝山坡滑坡病害，确保安全运营，在洞口仰坡之上截断山上水流，排流到远离洞口的地段，避免雨季洪水冲袭洞口，并对挖破进行加固。同时，保护原有植被并在工程结束后做好洞口旁的绿化工作。 三、地下空间设计方案 1、开挖方法 根据隧道进出口的围岩情况及施工工期的要求，决定从隧道两段双向掘进，在开挖过程中，严格遵守新奥法施工的基本原则“少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭”。但必须注意在隧道双向开挖接近贯通时，两端施工应加强联系，统一指挥，并采取浅眼低药量，控制爆破。当两开挖面间的距离剩下20m时，应改为单向开挖，直到贯通为止。 由任务书中我们知道岩石大部分为坚硬的Ⅴ类岩石，而全断面法适用于Ⅵ～Ⅳ类围岩，所以决定采用全断面开挖法。该法采用光面爆破，其深度可取2.5～3.5m。在比较破碎的花岗岩地带，可以采用台阶法开挖，因为台阶法适用于Ⅳ～Ⅱ类较软或节理发育的围岩，其施工要求如下 1上下台阶之间的距离，应能满足机具正常作业，并减少翻渣工作量。 2当顶部围岩破碎，施工支护需紧跟时，可适当延长台阶长度，减少施工干扰。 3台阶不宜多分层，装渣机械应 通过个方面的考虑我们采用钻爆法施工，风枪钻孔，光面爆破开挖；进口采用无轨运输，横洞和进、出口两个工作面及出口采用有轨运输，电瓶车牵引梭式矿车出碴；全自动液压衬砌台车全断面泵混凝土衬砌。施工支护采用锚、网、喷支护，喷射混凝土采用湿喷工艺。洞外设混凝土自动计量拌合站，混凝土轨道输送车运输。 为了便于隧道机械化施工,以及遇特殊地质施工方法转换方便,本隧道在进出口段围岩性质较差的II、III级围岩采用正台阶法开挖，台阶长度以2.5m为宜，在断层地带采用中隔墙法，简称CD法，其余地质情况较好地段采用光面爆破全断面开挖。 采用非电毫秒雷管微差爆破。除进出口及断层地段采用直眼掏槽，其它地段采用斜眼掏槽。周边眼采用小药卷间隔装药。 开挖进尺进出口段围岩性质较差的II、III级围岩每循环进尺采用2.0m,断层地段为0.5m,其余地段为3.0m. 出碴隧道进口采取无轨运输。横洞、出口及洞身为有轨运输。无轨运输主要采取挖掘机、装载机、自卸汽车相配合；有轨运输主要采用立爪装载机、电瓶车牵引梭式矿车出碴。采用14m3梭矿，12吨电瓶车牵引。 衬砌衬砌采用全断面液压衬砌台车。 通风分前期和后期两种方案考虑。前期隧道各部分采用压入式通风方案；后期隧道各部分采用压入式通风方案，横洞与上下线连通之后采用管道压入和巷道排出的混合式通风方案。 2、主要施工工艺 1） 隧道施工总工艺流程 2） 隧道开挖 （1）开挖作业工序流程 （2）光面爆破 A、光面爆破参数设计 周边眼 周边眼是一种辅助炮眼，目的是成型作用。周边眼爆破后使坑道断面达到设计的形状和尺寸。周边眼的位置一般是沿着设计轮廓线均匀布置，其炮眼间距和最小抵抗线长度均比辅助眼小，目的是使爆破出坑道的轮廓较为平顺和控制超欠挖量。 开眼位置周边眼的布设，直接影响到开挖轮廓线质量，关系着对围岩的扰动程度，综合各方面的情况并参考下表的相关信息，将炮眼设计在轮廓线上，孔间距为50cm，光面层厚度为60cm,并以35斜率向外倾斜，，眼底落在设计轮廓线以外1015cm.。 围岩级别 Ⅱ、Ⅲ级 Ⅳ级 Ⅴ级 周边眼间距（cm） 60 55 50 光爆层厚度（cm 75 80 90 用药量周边炮孔直径要小，为30mm，单炮用药量要小而且均匀，宜采用直径药卷和低炮速的炸药。 装要结构采用不偶合和间隔装药结构，不偶合系数为1.25。将φ25165药卷按设计的装药集中度预先加工成φ32165小药卷，并把药卷按40cm间距绑在竹片上，用导爆索串起即可。 爆破眼 爆破眼的作用是进一步扩大槽口、增大爆量、分级接近开挖断面，为周边爆破创造条件。其布置主要是指炮眼间距E值和最小抵抗线V值得确定，主要根据软硬核用药量多少，有工地试验确定，其布置原则可参照前面的周边眼布置原则进行，但其炮孔直径要大，120mm,用药量要大单孔药量为1.0kg，孔间距为E120cm,抵抗线V120cm，并应采用孔底连续装药，自爆破眼向外，逐层布置，逐层起爆，逐步接近开挖断面轮廓形状。 掏槽眼 掏槽炮眼为洞室开挖开凿临空面，炸药量大，该处单孔用药量为2kg，单位体积的石方量为1020m/kg。 炮孔数目 炮眼数目N应能装入所需适量炸药。隧道工程施工爆破中，应根据各炮眼平均分配炸药连的原则计数炮眼数目N值 NQ/q α----各部炮眼的装药系数，指药卷总长度与炮眼长度比 β----药卷单位长度质量值 q-----单孔平均装药量（qαβL） S----开挖断面面积 在该隧道处的断面开挖炮孔数目，将严格按周上面的公式，参考其它一些与该隧道工程相似的其它工程，并在现场进行反复实验来确定最终的各类炮眼数目及总数，本隧道的炮眼数将在CAD图中做详细的介绍。 炸药选择 根据岩石的抗爆性，炸药性能和价格进行选择品种及计算用药量Q值，以获得较良好的爆破效果和较低的成本费用。炸药的种类很多，根据公路隧道施工选用，越脆后韧性越强的岩体，应选用猛度较高，爆速较高的炸药，在该设计中，参考其它隧道工程，将选用在隧道爆破施工中用得最多的硝铵类炸药（2﹟岩石硝铵炸药）作为开挖该隧道的首选炸药。 B、爆破顺序 掏槽眼 → 辅助眼 → 二圈眼 → 周边眼 → 底眼 C、光爆质量标准 平均线性超挖 10厘米以内， 炮眼痕迹保存率硬岩≥90 中硬岩≥80 软岩≥60 炮眼利用率 ≥90 D、施工要求 ①放样布眼。隧道开挖每一个循环都要进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线，标出炮眼位置，误差不超过5厘米。 ②定位钻孔。钻眼按设计指定的位置进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低5厘米，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制在2度到3度以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其他炮眼深20厘米。 ③清孔装药。装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时派专人分好雷管段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。每眼装好药后用炮泥堵塞。 ④网络连接。起爆网采用复式网络，联接时每组控制在12根以内；联接雷管使用相同的段别，且使用低段别的雷管。雷管联接好后有专人负责检查，检查雷管的连接质量及是否有漏联的雷管，检查无误后起爆。 ⑤调整控制。开挖过程中经常观察石质的变化情况及爆破效果，及时调整钻爆设计。严格控制周边眼的装药量，减少对围岩的扰动，控制超欠挖。 ⑥排水。控制隧底超欠挖，保证底面平整。保持临时排水系统畅通不积水，防止浸泡围岩。 3、开挖作业的主要工作线 为了提高掘进机械效率，需要有三条主要作业线，即 （1）开挖作业线钻孔台车、装药台车，装载机配合自卸汽车（无轨运输），装渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车（有轨运输）。 （2）锚喷作业线混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、锚喷作业平台、进料运输设备及锚杆注浆设备。 （3）模筑混凝土衬彻作业线混凝土拌和站、混凝土输送车及输送泵、防水板作业平台、衬彻台车。 4. 开挖支护围岩掘进循环时间表（循环进尺3.0m） 作业项目 时 间（h） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 测量划线 钻 孔 装药起爆 通风排险 出 碴 喷 锚 5、不良地质的特殊施工 隧道K32190～240的断层地带，在遵循“重预报、管超前、短进尺、弱爆破、少扰动、快支护、多方法、勤量测”的24字方针下，为实现安全施工，保证工程质量，使隧道顺利贯通的情况下，将采用中隔墙法结合超前支护施工的方法进行掘进和支护。 1）中隔墙法，简称CD法，先开挖洞室的一侧岩土，在沿隧道横断面中线，用钢支承和喷混凝土木支护未开挖的另一侧。待开挖侧施做初期支护后，再开挖另一侧，施做另一侧初期支护，至此，在全断面内，初期支护已封闭，最后拆除中隔墙，如下图所示。这种施工方法的目的就是减少毛洞的跨度，为保持围岩稳定创造条件。 这种开挖方式，拆除中隔墙是一个关键的环节，中隔墙拆除的时间的确定，主要依靠监控量测数据，中隔墙的拆除前，必须加强监控量测，通过监控量测数据信息，来确定拆除的时间，制定出拆除工艺。当初期支护拱顶下沉与惊恐收敛处于稳定状态后，即可实施中隔墙拆除工序。 2） 超前小导管支护 ，超前小导管沿掌子面开挖轮廓外，以5～10外插角，或更大的角度，向前钻孔安装小导管，注浆加固前方的围岩。长度3～5mm，或大于一个循环进尺。入孔长度不得小于设计长度的95。小导管前端焊接上一个钻孔，这样钻孔与插管一次完成。小导管规格￠30～50mm,长度3～5m,管体上每隔10～20cm，交替钻上钻孔￠6～8mm0小孔。小导管环向间距20～50cm，外仰角5～30不等，钻孔直径应比小导管大2cm。打入式小导管的尾部，应焊接上管箍。小导管插入孔后，应当外露一定长度，周围用塑胶泥封堵严实。 技术要求超前锚杆或小导管搭接长度不应小于1m。钻孔位置位偏差，应在50mm以内，孔径应大于锚杆直径或小导管15mm。当与钢支架配合使用时，超前锚杆或小导管应从钢支架腹部穿过，尾端与钢支架焊接在一起。按照前面的要求，检查不合格的锚杆或小导管数量，应当小于其总数的10。 超前小导管工艺流程 3）仰拱施工在该断层破碎地段设计有仰拱，仰拱应及时施工，以便施工支护封闭成环。 （1）仰拱混凝土施工采取防干扰作业平台，在仰拱施工区段搭设一简易防干扰作业平台，平台上铺设轨道，使洞内出碴运输和仰拱施工互不影响。 （2）施工顺序 A 测量放样，确定内轨顶标高，用于推算仰拱基坑底标高； B 采用隧道扒碴机一次性开挖到位（隧道开挖时仰拱爆破一次到位，仰拱暂不出碴），人工辅助清理底部浮碴杂物； C 将上循环混凝土仰拱接头凿毛处理，仰拱与边墙基础间设连接筋； D 自检合格后，报监理工程师隐蔽检查签证，混凝土输送车运输浇筑，插入式振动棒捣固。为能尽早便于轨道通行，掺入适量早强剂。 6、 出碴运输 隧道分别采用有轨和无轨运输。有轨运输为电瓶车牵引梭式矿车出碴。 1钢轨及道岔洞内铺设单线43kg/m的钢轨，轨距900毫米,6＃道岔。 2运输线路正洞内铺设“四轨两线”，平导铺设单线轨道，每600m设一会车线。洞外铺设一条运料岔线，该岔线经过充电平台，另铺一条至修配车间兼停车岔线。 3武隆出口、横洞临时弃碴须经汽车二次倒运至指定弃碴场。 四、地下空间工程支护设计 1、隧道支护设计 1） 隧道衬砌类型确定 按新奥法设计的隧道衬砌，根据围岩类别，工程地质条件、埋置深度、隧道宽度和施工条件等，隧道支护体系除必须考虑施工过程中的受力状态外，还考虑隧道建成后衬砌的受力状态及运营中车辆震动对支护体系的影响，所以设置复合式衬砌来较好保证隧道在上述应力作用下的长期稳定性。题中隧道属于II，III，IV类围岩类型，将采用新奥法设计的复合式衬砌和锚杆喷射混凝土衬砌。 2） 初期支护施工 在隧道施工过程中，锚杆是维护围岩稳定、保证施工安全的重要手段，并永久地发挥支护作用。因此，锚杆的施工质量，显然不可忽视。 （1） 锚杆施工技术要求 锚杆施工之前，应向围岩的岩壁喷射一层混凝土，封闭岩壁松石，然后布设锚杆孔位。按照预设计或动态反馈设计要求，锚杆的材质、类型、规格、数量、何性能必须符合设计要求。 l 锚杆施工之前，应当按设计要求，标出孔眼位置，并做出标记才能施钻。钻孔偏差应在50mm以内，发生孔位偏离的孔数，应小于锚杆总数的10。 l 锚杆方向应垂直于开挖轮廓线，同时应垂直于岩层。 l 钻孔深度偏差应不小于50mm。 l 钻孔孔径砂浆锚杆应大于锚杆直径的15mm，其他类型的锚杆应符合设计要求。 l 锚杆数量不少于设计规定，入孔长度不得短于设计长度的95。 l 锚杆的垫板应与岩面紧密贴紧。 l 锚杆的28d的抗拔力平均值≥设计值，最小抗拔力≥0.9设计值。 （2）锚杆注浆技术要求 l 砂浆配合比水泥砂水宜为11～1.5（0.45～0.5），砂的粒径不应大于3mm。 l 注浆是砂浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和在初凝之前用完。 l 注浆中途停顿超时30min时，应用水润滑注浆管路，防止堵塞。注浆孔口压力不应大于0.4MPa。注浆管应插至距离孔底5～10cm，并随砂浆注入，缓缓匀速拔出，随即插入锚杆，长度不小于设计长度的95。锚杆安装后，不得任意敲击，3d之内不能悬挂重物。 （3）钢支架和格珊施工技术要求 钢支架式初期支护的骨架，一般用型钢制作成A、B、C或D构造单元，运到现场拼装成形。现场安装时的技术要求是 l 钢支架外观应无污秽、无锈、和假焊，安装时基底无虚渣及杂物，接头连接牢固。 l 钢支架应在围岩开挖后2h内安装完成。 l 钢支架之间必须用纵向钢筋联结，拱脚必须放在牢固的基础上。拱脚标高不足是，不容许用块石、碎石砌垫，应设置钢板进行调整，或用混凝土浇筑，混凝土强度不低于C20。 l 钢支架应尽量靠紧围岩，留有23cm,作为混凝土保护层。钢支架与围岩的间隙，不得用片石回填，应用喷射混凝土填实。 l 钢支架安装间距允许误差为50mm，保护层厚度≥20mm，允许倾斜度在2内；安装偏差横向50mm，竖向不低于设计标高，垂直隧道中线左右偏差应小于50mm。 （4）混凝土喷射工艺 采用工程类比法，在目前隧道施工中，大多工地选用湿喷工艺，即将混凝土的混合料和水拌合均匀，按设计比例先拌好，用湿式喷射击压送到喷头，在再喷头上添加速凝剂，然后，以高速度喷射到岩壁表面。其工艺流程如下图所示. 2、次衬砌施工 符合式衬砌的二次支护，即为二次衬砌，多为混凝土浇筑而成，是在初期支护达到稳定状态后，才施做的，是洞室结构的最后一道支护，关系到隧道的永久质量，其支护图如右所示。 1）衬砌施作时机 围岩开挖之后，通过初期支护作用，使内部应力重新分布，当达到新的平衡时，围岩和初期支护处于新的稳定状态，则可施作二次衬砌。 二次衬砌施作时间过早，初期支护尚未稳定，会导致其承受过大的围岩压力；过晚施作又不利于初期支护稳定。因此，选择适宜的时机施作二次，应当依据监控量测数据信息，掌握围岩和初期支护变化规律，做出施作的时机。 施作二次衬砌的主要条件是 ① 围岩和初期支护变形具有明显减少的趋势，或处于稳定状态；拱脚出的位移收敛，每天小于0.2mm；整个位移完成总位移的80～90。 ② 初期支护拱顶的下沉和拱脚处的收敛，至少是连续7d的平均值。 ③ 总位移值得取得，系通过对监控量测数据回归分析取得。 在二次衬砌施工中，监控量测信息是进行施作的决策依据，因此，占有极端重要的特需席位。对于自稳性极差的围岩，若长时间达不到上述条件，此时，初期支护出现大量裂缝，又无法采取加强措施，应早日施作仰拱，改善围岩变形调件；若仍不能自稳，应提前施作二次衬砌，并对其强化，增强支护抗力，避免初期支护坍塌。 2）施工因素对二次衬砌质量影响 二次衬砌施作时机，是获得最佳工程质量的施作机遇。而在选定出最佳施作时机后，其质量取决于施工顺序和各环节相应的方法，如混凝土配合比、施工方法和厚度等。 混凝土配比不当，会导致其不密实；施工方法不当，二次衬砌经常出现蜂窝麻面、强度不足、防水板破损、渗漏水、衬砌表面不平整等问题，有的甚至出现衬砌厚度不足、衬砌背后留有空洞等严重问题。只要严格遵循操作规程，上述混凝土质量病害是完全消除的。二次衬砌薄厚不匀，会导致降低其强度。同样厚度的二次衬砌，在同样位移条件下，如位移u2mm，有空洞时二次衬砌承载能力降低到无空洞的1/3以下。 为了彻底根治二次衬砌厚度不均匀通病，采用全液压式、整体衬砌台车，泵送混凝土混合料，使二次衬砌一次浇筑成型，来消除混凝土浇筑薄厚不均匀的通病，达到满意的效果。 3）衬砌施作方法 二次衬砌施作方法有两种整体式二次衬砌和分步式衬砌了，其中，分步式衬砌又分为先拱后墙法和先墙后拱法。这两种施作方法，各有千秋，各有展示自己的时空。在施工中将根据具体情况选用某种方法，或综合两种方法一起使用，他们的差别可用下表表示出来。 整体式和分步式二次衬砌比较表 比较项目 整体式二次衬砌 先拱后墙、或先墙后拱 断面封闭 及时 不及时 整体性 好 差 防水性 无拱墙施工缝，自防水性好。防水板一次铺设，质量易与控制 有拱墙施工缝，自防水性差，防水板铺设整体性差 施工性 拱墙一次施工，施工性好 拱墙分别施工，施工性差，在软弱地质条件下，墙可能采取跳槽开挖，恶化了施工性 仰拱施工 可先于拱墙修筑或同时修筑 仰拱只能是后施工 衬砌变异 混凝土灌注，易发生干燥收缩和温度裂缝 台阶过长时，拱部悬臂段过长，无疑易弯曲下沉，形成横向开裂。开挖下半断面是，易于引起拱脚下沉，形成纵向及剪切开裂 使用性 好 拱墙联结处，质量不易控制，易漏水；外观欠佳 外观质量 好 常采用小模板施工，外观质量较差，蜂窝麻面现象较严重 4）二次衬砌施工前准备工作 二次衬砌的质量，使隧道整体质量的外在表现。为了保证其质量符合设计要求，在施工之前必须做好以下准备工作 l 复核隧道的中线、标高、断面尺寸和净空尺寸； l 清除浮渣、积水，整平墙面和顶部，检查防水板安装质量； l 检查整体式液压台车行驶轨道、机械性能，并进行试运行；复核台车安装位置，检测模板及相关空间尺寸；设置和分配预留变形量； l 检修配套机械设别，如搅拌机、混凝土运输车、道路安全，并通过试车进行检验； l 检查混凝土配料数量、质量、配合比设计等； l 划定防排水、通风、照明等预埋件和预留孔位置，处理突出物，铺设排水管和防水层。 5） 紧急停车带断面二次衬砌施工 每段紧急停车带长41m，比标准断面加宽2.5m。在考虑模板设计时，如采用台车模板，在紧急停车带区段，台车无法整体推进，拆装则比较麻烦，从经济上看，台车造价高，材料回收率低。因此，紧急停车带二次衬砌施工采用环形围囵式的钢拱架。 浇筑混凝土时，从两侧均匀对称下料，控制浇筑速度。浇筑至横洞口位置时，一方面大小两条洞斜交处，体型不太容易控制；另一方面，主动衬砌完之后才能进行横洞开挖；主隧道二次衬砌浇筑完后，再开挖横洞岩土时，或多或少总会影响横洞口的混凝土，可能还会造成一定破坏，所以，事先预留出横洞口位置，待其开挖结束后，在利用横洞台车，浇筑横洞口二次衬砌混凝土。 紧急停车带混凝土浇筑，从施工进度网络图上看，它不是关键线路，涉及围囵模板时，应尽量从材料可回收利用、经济、实用、操作方便等方面考虑，便于材料的重复使用。该种模板缺点是拆除比较麻烦，没一浇筑块，循环周期相对长一些，浇筑1块约需7d时间。 6） 行车横洞二次衬砌施工 虽然横洞长度不等，但二次衬砌后经宽4.4m，净高5.7m。行车横洞二次衬砌，采用台车进行模筑。 在紧急停车带二次衬砌浇筑完成后，才能开挖行车横洞，进行初期支护和二次衬砌施工。在进度网络图上，也是混凝土衬砌的最后一道工序，专门设计适用行车横洞台车。 设计行车横洞台车时，从提高衬砌施工速度，操作方便、快捷、经济、实用考虑，衡洞台车只浇筑横洞上半部拱圈部分，下部直墙段和底板混凝土，可以先行施工。这样，横洞的二次衬砌混凝土浇筑，开辟出三个工作面，于是台车浇筑顶拱部分混凝土式，相对加快了进度。横洞二次衬砌台车，其难点在于顶拱模板拆模困难。针对这一难点，在台车和直墙相接处，采用软边搭接，上部采用丝杆脱模和就位。 行车横洞台车长7.5m，使用工地现有材料加工而成，采用手动葫芦牵引，台车载轨道上行走移动。浇筑横洞时，先浇筑排水沟和矮边墙，并预埋轨道螺栓和拉筋，在浇筑直边墙。直边墙超前作业，台车就位后只浇筑顶拱，其余施工工艺控制，参照主洞二次衬砌施工，浇筑完一条横洞后，台车移动到紧急停车带，在加宽地段掉头，行走至另一条横洞就位。 五、地下空间工程稳定性监测 根据公路隧道施工技术规范（JTG D70--2004）规定，对于复合式衬砌，必须进行监控量测，并列入施工组织设计，在施工过程中认真实施。 隧道是一个地下的狭长结构，任何一段洞室都必须是稳定、安全的，否则就会导致全局性瘫痪。对于这样的狭长结构，不可能也无必要对每个断面进行监控量测，因此只能选择一些代表性断面进行监控量测，其监控断面的布设应当遵循以下原则 ① 对于锚喷支护结构，每10～50m量测一个断面。对于洞口、浅埋地段，特别是软弱地段、地质条件差的地段，量测断面应当加密，间距应小于20m。上述原则可按下列关系描述设定洞跨为B，埋深为h，当2Bh,量测断面间距为20～50m；当Bh2B，量测截面间距为10～20m；当hB，量测间距为5～10m。 ② 地表下沉测点位置，应与洞内水平收敛和拱部下沉量测点布置在同一横断面上。 ③ 施工进深200m之前，每20m应设置一个量测断面，200m之后，没30m量测一个断面。测点距离开挖面应小于2m。 ④ 埋深小于40m的IV～VI类围岩，应进行地面沉降观测。 隧道内施工监控量测流程 六、隧道施工组织设计 1、 隧道施工组织设计 1）施工进度计划 （1）总工期 根据设计资料，工期的要求为150天，在施工期内，严格做到“精心组织、科学施工、均衡生产”，确保在工期内优质快速完成该高速公路隧道工程项目。 （2）重点工程工期 a.上行隧道和下行公路同时施工，严格按照设计进行施工。平均日成洞 m。 b.隧道通道待上行和下行得主隧道施工进行到或稍过通道位置时，根据设计，开始对隧道通道进行施工。 2保证工期的主要措施 （1） 组织保证措施 a.为保证本工程总工期及关键工期，重点考虑提供投入本工程的人力、物资和设备等。 b. 按项目法原理组织施工，施工现场成立高效运行的项目经理部。经理部主要施工技术人员和管理人员均由有类似施工经验的人员组成，以充分借鉴以往类似工程的施工经验和教训。 c.工程开工前，编制谨慎严密的网络计划，抓关键线路，严格按网络计划组织安排施工。编制计划时充分考虑施工现场可能对工期造成延误的各种因素，确定进度作业指标时留有余地，一旦发生延误以便采取补救措施。 d.根据总网络计划编制“月、旬、日”的作业计划，并根据实施过程中的完成情况，及时与原计划进行对比，并采取措施修正调整，实行动态管理。对实际过程中出现的进度滞后应及时分析查找原因，做到“以日保旬、以旬保月”，确保总网络计划的实现。 e.严格执行工地计划会制度，每天各作业班召开进度分析会，找出当天完成任务好、坏原因，制定下一班的措施。班长参加每周由经理部组织召开的周进度计划会，并由其具体落实每周计划，经理部无法解决的重大问题及时报处解决。 f. 根据总体目标和施工进度、施工难度、环境等特点，充分利用以往工程的施工经验，提前预测有可能发生的工序间交叉配合不到位的现象，采取有效措施，抓住重点，优化资源组合，合理调配劳动力及机械设备。 g.精心组织、周密安排，保证材料设备提前到位，避免施工待料。保证施工机具完好率，并设专人对机械设备进行维修保养，避免因机械设备材料原因造成窝工及工期延误。 h. 根据当地民族风俗习惯，做到尊重他们、团结他们，为施工创造一个良好的外部环境。 2、 施工保证措施 1）在抓紧施工准备的同时，立即展开对洞口明挖土石方的施工。为提前进洞施工创造条件。 2）制定切实科学的施工方案，特别加强开挖爆破方案的优化设计，严格控制工序作业时间，上道工序超时下道工序补偿，将循环时间卡死。 3）投入足够数量、状态良好的隧洞开挖、装运、混泥土生产及供应及其他先进机械设备和足够的机械作业人员，机械选型配套、整体性能好、效率高，有效地促进施工进行。 4）隧洞施工过程中，由集团公司成立技术专家组与现场管理人员共同研究，制订严密、科学、经济实用、合理的施工方案和方法，充分依靠科技，开展技术攻关活动，优化完善施工方案，为加快施工进度，确保工期目标提供技术保障。 5）隧洞由开挖、支护、装运、衬砌到供应、均由专业队伍施工，主要工序采用机械化施工，合理安排施工工序循环，减少工序之间干扰，在满足质量要求和安全前提下，开展多工序同步平行作业，加快隧洞衬砌施工进度。 6）加强工地现场的协调和指挥，紧紧抓住开挖这一关键工序，以开挖为龙头，其他工序间紧密衔接，减少延误时间。 7）做好隧洞通风、排水、排烟防尘工作，为隧洞洞身施工创造良好的施工条件。 8）规范操作加强机械保养、维修，保证机械正常运转性能，投入的关键设备要求性能高，状态好，部分设备有一定备用数量。 9）加强施工技术管理，防止坍方，预防突水，控制超、欠挖，杜绝质量返工事件发生造成工期损失。 3 、施工组织结构体系 1） 施工组织 建立以项目总工程师为首的施工技术管理系统，下设工程部、负责项目施工技术管理工作。认真执行IS9000系列标准，制定和执行岗位责任制，编制科学合理的实施性施工组织设计，作业指导书以指导施工，认真执行开、竣工报告制度，技术交底制度、技术交底制度、测量复核制度、图纸审核制度。技术人员按专业分工负责，专业技术人员既是该工序技术负责,又是施工负责人，工程按关键工序分工负责，配备有丰富经验的技术工人，确保每道工序的工程质量。组建精干、高效的技术管理机构（工程部），参与该项目施工技术管理及关键工序监督，坚持月、旬质量检查制，并实行优质优价，验工时奖罚兑现。技术负责人均为我单位从事施工的骨干。如图所示为施工组织体系结构 项 目 经 理 总 工 程 师 技 术 室 计 量 室 物 资 室 办 公 室 安 质 室 机 电 室 工地检测站 第二作业队拌制场 高速公路隧道工程经理部 第一作业队 财 务 室 技 术 顾 问 图１ 2）施工技术管理措施 （1）严格执行技术管理层层