第一节 工程概况

一、基本情况

营坊隧道位于长子县南沟河村附近，低中山区，地势起伏较大，隧道进口坡度较陡，地表冲沟发育，山坡植被较发育，隧道最大埋深46m，隧道进口里程D4K459+165,隧道全长302m。隧道进口段188.13m位于半径 R=2800m的曲线上，其余段落位于直线上，隧道内纵向为单面坡，隧道进口附近有村道、交通较便利，隧道出口交通相对不便。 隧道穿越地层主要为三叠系砂岩、泥岩页岩及其互层和第四系土层，地下水主要为基岩裂隙水。Ⅳ级围岩74m，Ⅴ级228m ，分别占隧道全长的24.5%、75.5%。

二、地质特征

1.地层岩性

隧址区岩性为：隧道出漏地层为二叠系上统石千峰组泥岩夹砂岩。各层详述如下: 二叠系上统石千峰组泥岩夹砂岩（P2sh）:泥岩以紫红色，砖红色为主，主要成分为

黏土类矿物，泥质结构，层状结构，泥质胶结，岩质较软；砂岩以青灰 色为主，成份以石英、长石为主，中细粒结构，泥质胶结为主。泥岩具膨胀性。

风化、岩体较为破碎，表层大多已风化为土状，Ⅲ级硬土，厚度约6.5m；弱风化，岩体较完，Ⅳ级软石。

岩层产状：70°∠15°、80°∠12°。节理1:250°∠80°,间距0.2-0.4m，延伸长度大于5m，微张无充填，节理2:120°∠83°，间距0.5-0.5m，延伸长度大于8m，微张无充填。

2.地质构造

隧址区位于沁水块坳主体的沾尚—武乡北北东向褶皱带，构造形态表现为由一系列褶皱组成的复式向斜，其次级褶曲的向斜构造一般较为宽阔，背斜相对较窄。

3.水文地质

地下水类型主要为基岩裂隙水，石千峰组为区域曲型隔水层，控制了地下水的出漏顶板，地下水埋深较深，降雨多以地面径流的方式汇入发鸠山西侧的衡水。

4.不良地质及特殊岩土

本隧道穿越地层为泥岩夹砂岩，其中泥岩具弱膨胀性。

第二节 隧道施工方案

三、总体施工方案

隧道严格按照“新奥法”原理组织施工，以快速掘进为主线，以超前地质预报为先导，以探水注浆为核心，以监控量测为依据，以压入式纵向通风为保障，实现信息化施工。软弱围岩地段坚持“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”施工原则，组织机械化施工，隧道采用无轨运输出碴方式，实施掘进、支护、装运、衬砌多条平行（流水）机械化作业线，以防坍为防范重点，顺利穿越浅埋地段等不良地质，实现隧道施工的快速、安全、均衡、连续生产，全面实现工程预定的安全、质量和工期目标。

二、施工难点和处理措施

隧道洞身穿越浅埋段、围岩主要为砂岩、泥岩互层，围岩呈薄层状、强风化、较破碎，地表有河流冲沟。采用超前小导管超前支护，注浆防水，短台阶法，加强监控量测。

三、施工方案的实施

1.施工设施建设

施工设施设置了水井、高山水池、空压机房、机械维修房、材料库、变压器房、发电机房、钢筋加工棚及拌和站等，生产、生活房屋进行硬化处理。洞内生产设施按照营坊隧道的施工要求进行合理布置。

施工用电利用变电设备通过10KV/400V变压以后引至施工现场，变压器的容量采用800KVA，同时工区设置了300KW发电机作为后备电源，以确保洞内的正常施工。高压电缆采用50mm2，线路按三箱五线制进行布置，以满足动力设备及照明的需要，隧道动力设备供电为380V，隧道照明成洞地段采用220V，作业地段采用36V。

施工供风采用一台110KW鼓风机压入式进行通风，风管采用φ1500的PVC软式通风管，采用锚固带弯勾的锚杆挂铁线掉挂通风管，锚杆打入深度为20㎝，并用锚固剂锚固。沿隧道纵向间距为10m。高压风管采用φ200的无缝钢管，高压水管采用φ100的无缝钢管，排水管采用φ100的无缝钢管。

2.劳动力、施工材料、机械台班使用

2.1工区设有工区长、技术主管、总领工、隧道专业工程师、安全质量工程师和试验工

程师，设有施工技术室，机械物资室等部门。工区设管理人员15名，投入劳动力120人。

2.2本标段所用主要材料均通过招标方式进场的，杜绝不合格材料进场。其中水泥是河北太行水泥厂生产的太行牌水泥；砂使用河北临城砂场生产的；石料采用长治东山石场生产的；钢材使用的是首钢长治有限公司的。

2.3营房隧道工程均采用钻爆法施工，自卸汽车运输出碴；喷射混凝土采用的是湿喷机进行湿喷工作；挂设土工布和防水板，绑扎二衬钢筋采用多功能作业平台；二衬采用12.1m整体式液压模板台车进行模筑混凝土施工；混凝土采用输送泵浇筑入模；全自动强制式搅拌机统一搅拌，混凝土罐车运输至施工现场。

第三节 隧道施工技术

一、隧道测量

1.隧道洞内施工测量

隧道洞内施工测量分为一般测量和控制测量，指导开挖时采用穿线法和坐标放养法控制隧道中线，中线、法线及高程将钢拱架控制在准确的平面位置。当开挖一定长度时（30m）就必须对中线点进行检查、加桩。每200m采用洞内导线网，由处精侧队进行准确测量。洞内水准测量采取四等水准测量，洞内每150m设一个二等水准点。每15天对洞内水准点进行往返连侧一次。洞内施工测量用往返测量进行检核。

2.监控量测

监控量测是隧道施工的一个重要环节，是指导现场施工的一种科学手段。为了及时掌握围岩在开挖之后的变形情况，我们进行了地表下沉、拱顶下沉、净空收敛等量测项目，其中地表下沉最能反映出围岩在遭受破坏以后的变形形态。

隧道Ⅳ级围岩台阶法开挖段每10m布设一个量测断面，每个断面设5个点，Ⅴ级围岩三台阶开挖段每5m设一个量测断面，每个断面7个点。拱顶、起拱线及边墙，起拱线及边墙点进行收敛测量项目。拱顶下沉采用全站仪进行测量，水平收敛采用收敛仪测量，量测频率按位移速度确定。

二、开挖与初期支护施工技术

1.隧道开挖

隧道严格按照“新奥法”原理组织施工，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”施工原则，组织机械化施工。

Ⅴ级围岩采用三台阶法开挖，循环进尺为1榀钢架；Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，循环进尺为2榀钢架。洞身上台阶施工配备移动式工作平台配合风钻打眼，非电毫秒雷管、二号岩石乳化炸药光面爆破。上台阶采用侧翻装载机装碴，下台阶采用挖掘机装碴，自卸汽车运碴。

2.初期支护

初期支护作为新奥法理论的三大体系之一，是隧道施工的关键环节，是关系到隧道施工能否顺利进展的主要因素。我们严格按照“开挖一段、支护一段”的原则组织施工，掌子面在开挖以后，及时安排进行初喷作业，以尽快封闭岩面，然后按照设计支护参数打设锚杆、挂钢筋网、安装钢架、喷混凝土等，支护作业结束以后，再进入下一循环的施工。在施工中采用超前小导管超前支护以稳定开挖面。

三、仰拱及填充施工

1.仰拱施工

仰拱循环开挖、支护进尺控制在3m内，隧底虚渣、杂物清理干净后安装钢架、挂设钢筋网片、喷射混凝土支护。仰拱钢筋在加工前将表面的油污、漆皮、鳞锈等清除干净。钢筋直顺，无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲的钢筋采用调直机调直，钢筋的弯制和末段的弯钩符合设计要求。钢筋加工完成后，运至现场，按设计要求布置、安装。横向钢筋与纵向钢筋接头采用焊接，焊接接头采用搭接焊。

仰拱模板采用厚5㎝木模板，仰拱模板在仰拱初期支护完成后施作。按隧道法线方向牵线安装仰拱模板，模板与隧道法线方向垂直。模板采用方木和钢管加固支撑，模板加固支撑稳定后按仰拱顶面弧度画出砼浇筑顶面线，以此控制仰拱结构尺寸。

填充在仰拱混凝土初凝后施作，按隧道法线方向牵线安装模板，模板与隧道法线方向垂直，模板采用方木和钢管加固支撑，模板加固支撑稳定后按填充顶面设计标高画出混凝土浇筑顶面线，以控制填充混凝土标高。

2.止水带

仰拱纵向、环向施工缝处表面涂界面剂并设置中埋式橡胶止水带及遇水膨胀止水条。

3.仰拱填充内过轨管线埋设

隧道专用洞室过轨管线的位置在仰拱填充部分内，过轨管均采用Φ100㎜镀锌钢管，管线埋置在仰拱完成之后，填充砼施工之前进行；施工时管内预留穿线用直径0.3㎝的铁丝两根，管口设堵头，过轨管线在电缆槽内露头1㎝，以防止渗水。

4.混凝土施工

仰拱及填充砼为高性能砼，在仰拱钢筋、模板、结构尺寸检查合格、签认，其他准备工作充分后，才能开始拌制砼。砼采用自动计量、强制式搅拌机拌合，砼罐车运输至施工现场。一次浇筑长度为12m，全幅整体浇筑，仰拱超前填充1.0m，插入式捣固棒分层均匀捣固。浇筑砼时，利用栈桥维持洞内交通运输的畅通，在安放栈桥时，两端适当垫高，使栈桥下有一定空间，便于砼浇筑和收面操作。栈桥强度及刚度满足行车荷载的要求。填充砼浇筑至顶面设计标高时，用木抹子提浆收面，保证砼面平整、密实、粗糙。

四、衬砌施工技术

1.防排水

1.1防水

营坊隧道防排水施工的总原则是“以防为主、防排结合、多道设防、综合整治”，达到防水可靠、排水畅通、经济合理、不留后患的目的。结合本隧道的施工特点防水一般由喷射砼、柔性卷材防水层和二次衬砌结构自防水等组成，拱墙一般设防水板加土工布，二次衬砌混凝土采用防水混凝土，防水混凝土的抗渗等级不小于P8；环向施工缝拱墙部位设置中埋式止水带及止水带。

1.2排水

防水板背后环向设置φ50㎜单壁打孔波纹管透水盲沟，盲沟间距6m，两侧墙脚纵向设置φ100㎜双壁打孔波纹管透水盲沟，底端设φ80㎜泄水孔连接到隧道侧沟，泄水孔间距按6m一处布设。

1.3.施工工艺

1.3.1施工准备

防水层铺设前先对隧道初期支护喷射砼表面进行处理，用电焊或氧焊将初期支护外露的锚杆头、钢筋网头等铁件切除，并抹砂浆遮盖。

1.3.2防水板铺设和锚固

1.3.2.1铺设防水板前先铺设土工无纺布，用水泥钉和防水板相匹配套的圆垫片将无纺布固定在基面上，按梅花形布置，固定间距拱顶为0.5～0.8m，边墙为0.8～1.0m，底部1.0～1.5m。

1.3.2.2无纺布采用搭接法进行连接，搭接宽度为5cm，搭接缝部位采用点粘法进行焊接，无纺布铺设时应于基面密贴，不得拉的过紧或起大包，以免影响防水板的铺设。

1.3.2.3铺设防水板时，首先用简易作业台架将单幅无纺布固定到预定位置，然后用水泥钉和防水板相匹配套的圆垫片将无纺布固定在喷射砼上，且松紧适度。无纺布铺设固定完成后，再用简易作业台车将防水板固定到预定位置，然后用手动电热熔接器加热，使防水板焊接在固定无纺布的专用热熔衬垫上，且松紧适度，与无纺布充分接合并紧贴在喷射砼表面。防水层一次铺设长度根据砼循环灌筑长度确定，并领先衬砌施工1～2个循环。

1.3.2.4防水板接缝焊接采用爬行热合机双缝焊接，将两层防水板的边缘搭接，通过热熔加压而有效粘结。防水板搭接宽度不小于150mm，单条焊缝宽度不小于15mm。

2.衬砌钢筋施工

2.1钢筋应直顺，无局部弯折，成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直。钢筋在加工厂集中下料加工，汽车运至洞内人工利用多功能作业平台焊接、绑扎。

2.2钢筋下料长度进行三个以上搭接部位的优化设计，以保证同一截面焊接接头数量不超过50%，接头间距不小于35d。钢筋的规格、数量符合设计要求。

2.3钢筋焊接符合下列要求：接头有适当的镦粗部分，并呈均匀的毛刺外形；钢筋表面不能有明显的烧伤或裂纹；接头弯折不大于4°；接头轴线的偏移不大于0.1d，并不大于2mm。

2.4在浇筑混凝土前，对已安装好的钢筋及预埋件进行检查。为了确保钢筋混凝土保护层厚度不小于50mm，采取以下技术措施：

2.4.1在钢筋骨架内外侧采用专用保护层垫块和砼块支垫。

2.4.2利用钢筋制作用于支撑衬砌钢筋的骨架，骨架采用三根φ22螺纹钢呈三角形分布，其间用钢筋连接，沿隧道纵向每3m设一环，并作为主筋，避免衬砌钢筋下挠，保证砼保护层厚度。

3.衬砌模板台车

3.1模板台车的长度为12.1m，模板台车半径比设计大5cm，以保证净空尺寸。模板台车侧壁作业窗分层布置，层高为1.5 m，每层设置4个窗口，净空尺寸为45×45cm，两端设检查孔，并设有相应的混凝土输送支架或吊架。

3.2灌注砼之前，模板台车面板须打磨光洁，无锈、无水泥浆痕斑、无污物、无浮土灰尘，用毛巾润擦或采用喷涂的方法在面板均匀喷涂脱模剂，不允许用滚涂和泼涂的方法涂脱模剂。

3.3挡头板采用木板现场加工安设、加固，要求与模板台车弧形对应、密贴，所有板缝应严密不漏浆。为防止爆模、挡头板安装完毕应用方木或钢管打斜支撑加固。

4.混凝土施工

4.1衬砌混凝土为高性能砼，在衬砌钢筋、模板、结构尺寸检查合格、签认，其他准备工作充分后，开始拌制砼。衬砌混凝土采用二次投料工艺进行拌制，采用自动计量配料机配料，强制式搅拌机拌合。砼运输罐车运送砼，在运输过程中砼罐不得停止转动，确保混凝土入模砼的质量。

4.2衬砌砼采用HBT60输送泵浇筑入模。灌注砼时，先从台车模板最下排工作窗口开始两侧对称进行灌注砼，灌注砼至砼快要平齐工作窗口时，关闭工作窗，然后从第二排工作窗口进行灌注砼，依次类推，最后于拱顶输料管处关闭阀门封顶。

4.3砼的振捣采用插入式捣固棒配合附着式振捣器进行。插入式捣固棒振捣时，按“快插慢拔”操作。砼分层灌注时，其层厚不超过振动棒长的1.25倍，并插入下层不小于5cm，振捣时间为10～30s。捣固棒应等距离的插入，均匀的捣实全部砼，插入点间距应小于振捣半径的1倍。前后两次捣固棒的作用范围应相互重叠，避免漏捣和过捣。振捣时严禁触及钢筋和模板。

五、洞室、综合接地、水沟电缆槽施工

1.洞室施工

1.1 营坊隧道洞室单侧间距为60m，两侧交错布置。洞室为大避车洞和小避车洞。

1.2 在有洞室的位置，用油漆把洞室的开挖轮廓线勾画在岩面上，开挖洞室并做好洞室初期支护。

1.3 洞室洞身挂设防水板时，在洞室的洞门与洞身交接处安装φ50㎜的环向盲管，并将盲管的水和洞室底部的盲管用“三通”连接，引排至正洞排水沟。

1.4 安装洞室衬砌模板，浇筑洞身砼及其他结构施工。

2.综合接地施工

营坊隧道综合接地主要由初期支护接地极及连接钢筋、二次衬砌中的环纵向接地钢筋、接地端子、纵向综合贯通地线、洞室综合接地系统组成。

3.水沟及电缆槽施工

3.1沟槽身在施工前采用钢钎和凿毛机对沟槽身和二次衬砌结合部位进行凿毛处

理，凿成后清除浮碴和泥土，用水清洗。水沟电缆槽基座底部的杂物、泥土、积水和不密实的砼进行清除，对接茬面进行凿毛处理露出干净砼。提前进行二衬表面的横向泄水管管口处理，先用“一”字形接头接长使其伸入侧沟，“一”字形接头套进泄水管口波纹至少三圈。横向泄水管在砼面露头过短的，先凿出泄水管，凿出深度满足“一”字形接头要求。

3.2水沟电缆槽混凝土浇筑分四次进行：第一次浇注砼至水沟底面标高处；第二次浇筑靠衬砌壁水沟侧壁砼；第三次浇筑电缆槽底部砼，浇筑砼时设置泄水孔，泄水孔与水沟连通，保温水沟泄水孔φ3㎝, 普通水沟泄水孔φ4㎝，间距3～5m；第四次浇筑电缆槽上部槽壁砼。

六．施工中解决的几个主要技术难题

1.堵管问题

1.1现象：在泵送混凝土施工过程中，D4K458+890～+902、D4K458+924～+936段在混凝土浇注初期常出现堵管现象，一旦堵管，必须拆卸管节，逐节清除混凝土。不但造成大量混凝土浪费，还打乱了正常的施工顺序，危害较大。

1.2原因分析：造成堵管现象的原因是多方面的，如粗骨料粒径过大、混凝土过稠、输送管路弯头过多、输送管壁润滑不到位。

1.3措施：根据现场实际，我们采取以下措施，基本克服了堵管现象。

1.3.1抓好原材料的进场关，特别加强对粗骨料的质量控制，严禁超径及针片状含量大的碎石进入施工现场。

1.3.2不断优化施工配合比，控制好坍落度，保证拌和时间，提高和易性，避免时稀时干。

1.3.3输送管路的敷设尽可能遵循“路线短，弯管少，接头紧密”的原则，弯管处加设固定装置，支撑稳定，出口处不用软管。

1.3.4正式泵送前先用高标号水泥砂浆润滑输送管壁，使之在管内壁形成一个水泥砂浆润滑层，减小摩擦，施工完毕后及时清理管路，确保管壁清洁，管路畅通，为下一次泵送创造条件。

2.混凝土外观质量通病的克服

由于泵送混凝土坍落度大，同时模板台车衬砌捣固困难，给泵送混凝土施工的外观质量造成一定的影响，产生一些质量通病。如表面气泡较多，特别是曲墙衬砌的下半部

分，混凝土表面泛砂，有水纹，板内错台等。

2.1混凝土表面气泡问题

2.1.1现象：曲墙部分气泡多。

2.1.2原因分析：主要由于下部模板是外倾的，混凝土中水泥水化产生的气泡在上升过程中吸附在模板表面，不能上升到混凝土顶面。

2.1.3措施：加强捣固是关键，除正常捣固（插入式振动器）外，应制作专用片状捣固铲沿模板表面插捣，清除表面气泡效果将会十分明显。另外，也可以考虑采用附着式振动器与插入式振动器配合使用。捣固结束后用Ф20的钢筋插入摇动检查，无气泡上浮为宜，防止出现空洞或混凝土表面蜂窝麻面。

2.2混凝土表面翻砂问题

①现象：混凝土表面出现翻砂现象。

②原因分析：主要由于其和易性不好，坍落度偏大，局部水泥浆流失造成的。 ③措施：施工中重点加强对混凝土坍落度的控制，墙部坍落度为8～14cm，上部拱部为16～22cm，使用高效减水剂减小单位用水量，增强和易性，同时对捣固手加以培训，避免过捣、漏捣现象，经过努力，翻砂、水纹现象得以克服。

第四节 施工组织与管理

一．进度控制

在施工过程当中，将工程施工任务分解到月季计划，并将月生产计划下发至各施工作业队，按照施工组织及月生产计划组织施工，落实小班计划，抓旬、月生产计划实施，严格要求标准化施工，上下同心协力，实行齐抓共管，加强工序衔接，确保合同工期内完成施工任务。并采取下列措施：

1.施工过程中不断优化施工组织设计。

2.编写年度施工组织，提前安排，保证年度施工任务实现。

3.项目部每月召开生产会议，总结上月完成情况，解决施工中存在的问题，及时下达下月的生产任务，使施工组织有序加快施工进度。

4.加大施工技术力量的投入，及时跟踪现场施工情况，做好施工技术交底及现场作业指导，确保施工技术到位。

5.确保工程机械的完好率和利用率。通过以上措施确保了工程在合同期内顺利完成。

二．工程质量目标及达标情况

我单位坚持质量求生存、创信誉，在施工中坚持质量第一的思想，建立健全质量体系层层落实责任制，成立了质量管理体系及管理实施保障体系。质量管理体系以总经理、项目总工、各专业工程师组成，制定质量保证措施和施工工艺，质量保障体系是以专业工程师牵头，质检工程师及各作业队伍的施工队伍负责人组成，全面透明执行施工工艺和各项工序的质量保证措施，切实做到施工中不走样。在施工质量上通过三个方面把关，第一是源头把关，做好原材料进场检测，杜绝施工材料未检先用，边检边用的现象，防止不合格材料进场。

每一道施工工序前做到自检、自纠，坚决杜绝不合格质量带入下一道工序，认真做好技术交底，在施工中，坚持作业自检，领工员复检，质检工程师验收，并通过监理工程师现场检验，合格后方可进行下一步施工。第二是过程控制关，在施工中做到从心中树立较高质量标准及质量意识，齐抓共管，搞好质检工程师、领工员、作业班组成员的相互配合，共同把好过程关；第三是结果控制把关，对每道工序的质量结果实行验收制，对于存在的问题进行整改返工，实行一票否决制，并进行追查落实责任制，同时增大质检人员，全过程检查的力度，由项目经理或总工定期，不定期地组织质量大检查，开展质量评比活动。

三、工程施工安全管理

1.建立安全管理组织机构

自进场以来，便建立了分级负责安全生产管理保证体系，同时也建立了专管成线，群管成网的安全管理组织机构和专职的安全部门并配备有专职的安全员，工区长作为安全生产的第一负责人，并建立了领导干部安全生产值班制度，以项目经理牵头定期和不定期进行解决和处理生产中的安全问题及返回安全检查。另外，各班组是安全生产的前沿阵地，要求各班组坚持岗位安全检查，安全值日和安全日活动制度，同时做好安全记录。

2.落实安全责任制度

我项目部本着“管生产必须管安全”、“安全生产、人人有责”的基本原则，明确规定各级领导、各职能部门和各类人员在生产活动中应负的安全职责，有了安全生产责任

制，就将安全与生产从组织上统一起来，把管生产必须管安全的原则从制度上固定下来，从而增强各级管理人员的安全责任心，使安全管理纵向到底，横向到边，做到责任明确、协调配合，共同努力做好安全工作。

3.安全生产教育

工区建立了以工区长牵头每周一、四安全学习制度，首先进行安全生产思想教育，其次进行安全知识教育，第三进行安全技能教育，第四进行事故教育，第五进行法制教育，同时加强三级教育和特殊工种的培训工作，做到安全教育工作经常化，制度化。

4.加强施工现场安全管理

施工现场是企业安全管理的基础，在现场安全方面主要抓好以下几个方面：

4.1施工现场安全组织

工区成立了以工区长为主，有施工人员、安全员、班组长等参加的安全生产管理小组，建立了各类人员的安全生产责任制，安全技术交底，安全宣传教育，安全检查和事故教育，对于特殊工种人员必须持证上岗。

4.2现场安全要求

各类建筑设施布置必须符合安全要求。工地的行道坚实平坦保持畅通，并配有明显的警示标志，现场材料及施工器材分类堆放整齐稳固，易燃易爆材料都堆放在通风良好，严禁烟火的专用仓库。

4.3施工现场的安全设施及安全标志牌。各类安全设施在拆除或移动时，必须经工地施工管理负责人同意并采取相应的临时安全措施，在完工后立即复原，施工现场除设置有安全标语外，危险部位设有标志牌。

4.4特殊工种施工现场管理

对与特殊工种施工必须进行专门的安全技术交底并在施工现场周围设置有

安全栅栏及值班人员，对火工品易燃品等材料加强其库管安全工作外，必须对入库、出库、消耗进行严格控制，做到防患于未然。

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