隧洞施工工程建設(shè)方案研究

柳崇君

摘 要：隧洞施工工程建設(shè)中的重點(diǎn)是爆破開挖施工。結(jié)合工程現(xiàn)場的實(shí)際情況，需要確定技術(shù)指導(dǎo)目標(biāo)。根據(jù)具體施工規(guī)范要求，結(jié)合工程安全質(zhì)量管理思路，確定可以履行的指導(dǎo)方案，分析確定施工規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，制定符合水利水電工程要求的施工質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：隧洞施工工程;臨海市大田平原;方案

中圖分類號(hào)：TV554 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）03-019-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.03.009

臨海市大田平原排澇工程施工的規(guī)范要求顯示，臨海市老城區(qū)位于大洋、邵家渡街境內(nèi)。排澇隧洞需要做好檢修閘、排澇閘組合。調(diào)整確定排澇隧洞的位置，按照建筑設(shè)計(jì)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，制定設(shè)計(jì)排澇規(guī)范操作方法。依據(jù)隧洞水位范圍，確定隧洞的長度、斷面、高程等，采用二次支護(hù)方式，保證錨噴支護(hù)效果的有效實(shí)施。

1 隧洞施工工程建設(shè)基本方案

1.1 工程基本概況

大田平原排澇工程隧洞進(jìn)口位于許安村西側(cè)，評(píng)估屬于三級(jí)建筑物設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。按照城門洞的位置，調(diào)整為無壓力隧洞。隧洞水位需要設(shè)定在5.8m～6m之間，襯后斷面14.0m寬×14.0m高，排澇隧洞總長度為2 600m，隧洞進(jìn)洞口高程為-2.5m，出口高程為-3.5m，隧洞底部縱向坡為0.038%。采用二次支護(hù)方法，通過一次支護(hù)方式，可以獲取錨噴支護(hù)效果，二次支護(hù)可以采取鋼結(jié)構(gòu)混凝土襯砌處理。

在排澇擋潮閘的操作中，需要確定防洪排澇的施工標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整雙層承載的位置。通過內(nèi)河側(cè)水位的確定，調(diào)整外江側(cè)位置高度范圍。按照三級(jí)建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年，防潮標(biāo)準(zhǔn)為50年。按照隧洞出口的位置，確定孔口尺寸范圍2孔×8.0m，采用開放式閘型方式施工。

1.2 水文工程地質(zhì)分析

1.2.1 水文氣象分析

臨海市大田平原排澇工程施工中，需要根據(jù)多年的氣候溫度變化進(jìn)行分析。多年的平均氣溫為17.1℃，月平均溫度為28℃。多年的平均降水量為1 600mm，平均蒸發(fā)量為1 200mm，水氣壓為17.5hPa，平均濕度為80%，當(dāng)洪水達(dá)到60%以上會(huì)產(chǎn)生潮汛期。根據(jù)本流域的災(zāi)害情況，分析確定上游河道與支流均屬于山溪性河流，隨著洪水暴漲的提升，河流域下游為平原，坡度降緩，洪水受潮汐漲落影響。

根據(jù)水文基本資料條件分析，結(jié)合洪水評(píng)估暴雨和流量情況。通過統(tǒng)計(jì)洪水下泄的速度比例關(guān)系，分析潮汐漲落的變化關(guān)系。

按照水流域的資源配置標(biāo)準(zhǔn)條件，明確洪水流量資料標(biāo)準(zhǔn)。按照標(biāo)準(zhǔn)化方式，調(diào)整統(tǒng)計(jì)防汛水位，做好河道范圍內(nèi)工程斷面的劑量分析。

1.2.2 工程地質(zhì)條件分析

排澇隧道工程設(shè)定出口底板位置高程為-3.5m，確定沿線隧道軸線的位置，山坡坡度控制在20°至30°之間。坡腳位置覆蓋的最小厚度為3.8m。山坡覆蓋較薄，風(fēng)化厚度1m～2m之間。弱風(fēng)化厚度在3m～5m之間。按照上覆蓋巖體的位置，調(diào)整裂縫間隙變化，確定隧洞口位置。

排澇隧洞中受地勢起伏因素的影響較大，上覆巖體的厚度一般大于50m以上。隧洞圍巖整體相對(duì)穩(wěn)定，隧洞洞身一般分布流體灰?guī)r。巖石密度性水平高，成洞效果好。隧洞局部分布砂礫巖、沉凝灰?guī)r，成洞效果水平差，遇水易化。根據(jù)地質(zhì)資料的實(shí)際條件變化，需要調(diào)整隧洞的樁號(hào)位置，結(jié)合隧洞軸線位置調(diào)整，控制斷裂范圍。根據(jù)出口位置進(jìn)行采石，預(yù)計(jì)確定隧道洞口的樁號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，保證斷層分布均勻，符合圍巖穩(wěn)定要求。

1.3 工程量和施工質(zhì)量要求

工程總石方開挖比例量為56萬m?，石方洞挖53萬m?。按照施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程單元和關(guān)鍵部位的規(guī)范操作，確定評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。按照單位工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求施工，確定施工工期、施工試運(yùn)行范圍。按照各單位工程測定的資料分析標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整確定符合國家現(xiàn)行規(guī)范要求的合同約定方式。

2 施工進(jìn)度的計(jì)劃實(shí)施

根據(jù)工程總工期的規(guī)范比例要求，確定工程總體布局。結(jié)合現(xiàn)場施工情況，分析確定總工期編排，確定進(jìn)、出口施工方案。

隧洞開挖分三層進(jìn)行，一期開挖支護(hù)跟進(jìn)，Ⅴ類圍巖開挖前先進(jìn)行超前小導(dǎo)管和超前固結(jié)灌漿，加固后再進(jìn)行開挖。工作面分進(jìn)口、出口兩個(gè)工作面，先進(jìn)行進(jìn)口上臺(tái)階洞挖施工，進(jìn)口開挖6個(gè)月后，再進(jìn)行出口上臺(tái)階洞挖施工，上臺(tái)階洞挖進(jìn)洞200m后進(jìn)行中臺(tái)階洞挖，中臺(tái)階洞挖至200m后開始下臺(tái)階洞挖。中、下臺(tái)階洞挖分為左右兩部分開挖，一邊分兩層臺(tái)階開挖，一邊做為上層洞挖的出渣通道，100m作為一個(gè)左右開挖循環(huán)。下層洞挖2個(gè)月后開始隧洞底板混凝土施工，隧洞砼邊拱頂襯砌分進(jìn)口、出口兩個(gè)工作面隨地板澆搗完成1個(gè)月后施工。排水孔施工與一期支護(hù)一起施工，混凝土位置采用埋管方式，拆模后進(jìn)行疏通?；靥罟酀{待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后穿插在其中施工[1]。

隧洞底板施工方案：隧洞底板分三幅施工，即左幅、中幅、右幅。先施工左幅、右幅，兩邊寬約3.5m，中間幅7.0m暫不施工，作為車輛出渣通道，待隧洞下臺(tái)階開挖、一期支護(hù)、二期支護(hù)施工完成后再施工中幅底板，由隧洞出洞口端往進(jìn)洞口端施工，做好新舊混凝土之間的施工縫處理。施工完成后，洞內(nèi)再無重車通行，確保了底板混凝土的質(zhì)量。澆筑材料由洞口運(yùn)至工作面，采用混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送混凝土至工作面。

由于隧洞斷面較大，圍巖支護(hù)類別變化較大，又因政策影響（炸藥是配送的，晚上不可以放炮），且分三個(gè)臺(tái)階施工，多道工序平行作業(yè)，施工中各道工序相互干擾較大。因此，協(xié)調(diào)好各道工序的施工、合理組織施工，在保證質(zhì)量、安全的情況下加快施工進(jìn)度成為關(guān)鍵。因此，當(dāng)天所有的洞身開挖、出渣，安排在白天完成，晚上進(jìn)行一期支護(hù)，前一炮開挖、出渣完成后，立即進(jìn)行一期支護(hù)，確保施工安全，支護(hù)完成后再進(jìn)行下一循環(huán)的開挖及一期支護(hù)。當(dāng)上臺(tái)階、中臺(tái)階、下臺(tái)階、底板及二期支護(hù)工作面形成后，則進(jìn)行平行流水作業(yè)，砼工程盡量安排在晚上施工，盡量避開放炮及出渣時(shí)施工;洞挖（鉆孔及放炮）安排在白天施工，出渣盡量在白天完成。施工過程中加強(qiáng)現(xiàn)場的質(zhì)量、安全管理，加強(qiáng)通風(fēng)排煙、排水、照明等，加強(qiáng)安全隱患的檢查及排除。隧道挖掘施工進(jìn)度圖如圖1所示。

3 施工部署

3.1 總體規(guī)劃原則

針對(duì)本工程的特點(diǎn)和施工重點(diǎn)、難點(diǎn)以及施工總目標(biāo)的要求，制訂并不斷優(yōu)化施工總體方案。研究優(yōu)化洞內(nèi)鉆爆參數(shù)、開挖支護(hù)參數(shù)、砼澆筑措施、施工程序安排等問題，制定有針對(duì)性的、科學(xué)的施工方案，配置充足的施工資源，重點(diǎn)圍繞控制性關(guān)鍵工程——洞內(nèi)石方開挖、支護(hù)、砼襯砌這一主線，應(yīng)用先進(jìn)高效的項(xiàng)目法施工管理，組織有隧洞工程施工經(jīng)驗(yàn)的精兵強(qiáng)將和配套的施工機(jī)械進(jìn)行施工，確保合同目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3.2 施工人員組織及組織機(jī)構(gòu)

為了保證施工順利，做到優(yōu)質(zhì)、高效、安全施工，成立“臨海大田排澇一期工程隧洞施工項(xiàng)目經(jīng)理部”，全面負(fù)責(zé)本工程項(xiàng)目的施工管理，推行項(xiàng)目法施工管理，實(shí)行優(yōu)化組合、動(dòng)態(tài)管理，引進(jìn)競爭機(jī)制，運(yùn)用現(xiàn)代化管理手段進(jìn)行施工管理，全面執(zhí)行ISO9001：2008質(zhì)量保證體系，向管理要質(zhì)量、向管理要工期、向管理要效率[2]。

項(xiàng)目經(jīng)理部設(shè)質(zhì)安科、技術(shù)科、調(diào)度室、物資設(shè)備科、經(jīng)營財(cái)務(wù)科、綜合辦公室等機(jī)構(gòu)，具體負(fù)責(zé)本工程各部門的職能管理。

根據(jù)本工程的特點(diǎn)及施工需要，分成兩個(gè)工區(qū)：一工區(qū)負(fù)責(zé)隧洞進(jìn)口檢修閘和進(jìn)口段洞內(nèi)工作面施工;二工區(qū)負(fù)責(zé)隧洞出口釣魚亭排澇擋潮（洪）閘和出口段洞內(nèi)工作面施工。

各工區(qū)及工程隊(duì)的施工任務(wù)：

兩個(gè)工區(qū)各成立一個(gè)開挖隊(duì)：負(fù)責(zé)隧洞明挖、洞挖及洞內(nèi)噴錨支護(hù)施工。

工程一隊(duì)：負(fù)責(zé)隧洞洞內(nèi)襯砌砼施工。

工程二隊(duì)：負(fù)責(zé)隧洞進(jìn)口檢修閘所有砼施工。

工程三隊(duì)：負(fù)責(zé)隧洞出口釣魚亭排澇擋潮（洪）閘所有砼施工。

砼拌和隊(duì)：負(fù)責(zé)進(jìn)（出）口的粗骨料加工和砼拌和、運(yùn)輸工作。

基礎(chǔ)處理隊(duì)：負(fù)責(zé)隧洞內(nèi)灌漿施工及出口釣魚亭閘的基礎(chǔ)處理工作。

機(jī)電安裝隊(duì)：負(fù)責(zé)本工程的金屬結(jié)構(gòu)安裝工作。

機(jī)械綜合隊(duì)：負(fù)責(zé)風(fēng)水電布置、圍護(hù)和石渣裝運(yùn)等其他施工。

施工組織機(jī)構(gòu)如圖2所示。

3.3 主要施工機(jī)械設(shè)備組織

投入本工程的主要施工機(jī)械設(shè)備主要有四個(gè)來源：已完工程離場的設(shè)備、庫存設(shè)備、新購設(shè)備、社會(huì)租賃。

保證施工機(jī)械進(jìn)場的組織措施。為了保證主要施工機(jī)械設(shè)備迅速安全地進(jìn)入本工程的施工現(xiàn)場，項(xiàng)目部將成立以項(xiàng)目部副經(jīng)理為組長的設(shè)備運(yùn)輸組，專門負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)設(shè)備的裝卸、運(yùn)輸，以及設(shè)備運(yùn)輸過程中運(yùn)輸線路的提前踏勘、公路管理部門的聯(lián)系等。

3.4 施工順序總體安排

本標(biāo)段主要建筑物包括建筑工程（排澇隧洞進(jìn)口檢修閘（閘孔規(guī)模為1孔×14m）、排澇隧洞（襯后斷面為14.0m×14.0m（寬×高），排澇隧洞總長度2 602m）、釣魚亭閘（閘孔規(guī)模為2孔×8m））、機(jī)電設(shè)備及安裝工程、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程，以及為實(shí)施上述工程所必須的措施項(xiàng)目、其他項(xiàng)目等。

由于本工程主要分進(jìn)出口兩個(gè)工作面，各自負(fù)責(zé)的工作內(nèi)容也相差不多，故這兩個(gè)工作面的設(shè)備、人員配置應(yīng)根據(jù)各自的強(qiáng)度配置。按各自的工作面進(jìn)行流水作業(yè)，布置相應(yīng)的施工道路，應(yīng)盡快進(jìn)行施工道路和進(jìn)洞前的明挖和洞臉的支護(hù)，為提前進(jìn)入洞內(nèi)施工創(chuàng)造條件[3]。

各工作面總體要求利用開工后1個(gè)月的時(shí)間完成施工準(zhǔn)備工作，盡早開始場內(nèi)施工道路的施工，為各隧洞進(jìn)出口明挖施工創(chuàng)造條件。

本工程的施工程序?yàn)椋哼M(jìn)出口上臺(tái)階明挖→洞臉支護(hù)→上臺(tái)階洞挖→上臺(tái)階洞挖支護(hù)→中臺(tái)階（左、右側(cè)）洞挖→中臺(tái)階洞挖支護(hù)→下臺(tái)階（左、右側(cè)）洞挖→下臺(tái)階洞挖支護(hù)→隧洞底板（左、右副）施工→鋼模臺(tái)車組裝→隧洞邊頂拱砼澆筑→回填灌漿、固結(jié)灌漿、排水孔等的施工→隧洞底板（中副）施工→清理驗(yàn)收。

在隧洞上層開挖的同時(shí)，進(jìn)行隧洞出口及釣魚亭閘工程的施工。確保隧洞出口段按期施工的前提條件是：業(yè)主完成83省道的繞行工程建設(shè)。我項(xiàng)目部利用繞行后的新建道路作為隧洞出口施工圍堰，再進(jìn)行隧洞出口及釣魚亭閘工程的施工。在下臺(tái)階開挖時(shí)，為早日進(jìn)行砼襯施工，下臺(tái)階擴(kuò)挖一個(gè)月后各工作面就進(jìn)行砼澆筑施工，開挖與砼施工同步進(jìn)行。

在排澇洞內(nèi)砼襯砌開始后，同步進(jìn)行進(jìn)口檢修閘、出口釣魚亭閘其他砼的施工。施工部署圖如圖3所示。

4 隧洞出口明挖開方設(shè)計(jì)方案

4.1 隧洞出口明挖設(shè)計(jì)思路

隧洞出口明挖設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)實(shí)際情況分析地質(zhì)、地形變化，確定開挖坡比關(guān)系。按照土石方開挖的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，做好分層支護(hù)處理。施工步驟中，首先需要做好基礎(chǔ)清理工作，再進(jìn)行土方開挖，邊坡支護(hù)操作。

隧洞出口進(jìn)洞開挖設(shè)計(jì)中，需要確定開挖斷面標(biāo)準(zhǔn)，確定鉆孔的整體性能。按照圍巖的整體穩(wěn)定性水平，調(diào)整工程量和工期范圍。上層開挖采用風(fēng)鉆鉆孔方式，下層開挖采用分層階梯爆破方式。按照邊坡預(yù)留的保護(hù)層，確定孔底位置，采用柔性開挖方式，預(yù)留隧洞內(nèi)支護(hù)空間。通過爆破開挖程序操作方式，調(diào)整隧洞上層爆破，下層支護(hù)。當(dāng)洞掘400m時(shí)，對(duì)下層進(jìn)行挖掘100m，再進(jìn)行隧洞板的澆筑，安裝模板做好混凝土襯砌操作處理。

4.2 安全監(jiān)測分析

按照工程安全監(jiān)測的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程安全監(jiān)測的規(guī)范要求，明確圍巖、支護(hù)變形和穩(wěn)定因素。通過對(duì)周邊動(dòng)態(tài)的觀察分析，調(diào)整分析測量工作思路。在圍巖未定下的支護(hù)體系建設(shè)，結(jié)合洞口邊坡隧道的施工安全結(jié)構(gòu)要求，分析確定施工順序和文化及標(biāo)準(zhǔn)。施工期安全監(jiān)測數(shù)據(jù)分析中，需要做好項(xiàng)目的收斂調(diào)控，確定洞口的沉降和管理，確定支護(hù)錨桿的承載力范圍，確定支護(hù)受力監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。按照洞口邊坡位置，對(duì)邊坡進(jìn)行收斂變形測試分析，調(diào)整頂層沉降的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，制定符合支護(hù)機(jī)構(gòu)規(guī)范要求的受力范圍。從多點(diǎn)位監(jiān)測分析角度入手，判斷圍巖松動(dòng)的安全監(jiān)測指標(biāo)。

5 隧洞邊坡穩(wěn)定監(jiān)測支護(hù)驗(yàn)算分析

按照隧洞邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算分析要求，按照施工項(xiàng)目數(shù)據(jù)分析與監(jiān)測信息要求，確定施工安全規(guī)范建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合項(xiàng)目土石方總體的邊坡變形情況，分析其中出現(xiàn)的裂縫情況。按照規(guī)范監(jiān)控設(shè)定的觀測點(diǎn)，做好數(shù)據(jù)觀測記錄分析，做好逐級(jí)上報(bào)工作。結(jié)合相關(guān)的工序驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，做好邊坡穩(wěn)定安全監(jiān)控。對(duì)于不穩(wěn)定因素，需要采取有效的管理措施，保證邊坡穩(wěn)定。

根據(jù)隧洞出口的支護(hù)穩(wěn)定情況進(jìn)行驗(yàn)算分析，確定緩慢邊坡的開挖順序，間距控制在2m～3m之間，采用4.5m的砂漿錨桿進(jìn)行支護(hù)操作。注意隧洞開口的邊坡角度，確定支護(hù)類型，保證邊坡穩(wěn)定。

6 結(jié)語

綜上所述，隧洞工程施工方案設(shè)計(jì)中，需要確定施工規(guī)范的質(zhì)量設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)施工過程中的質(zhì)量控制，嚴(yán)格遵照施工規(guī)范要求，保證工程順利施工完畢，驗(yàn)收合格。

參考文獻(xiàn)

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