金鸡山隧道拓宽改造项目
洞内开口
施工方案
中铁十五局集团福州投资开发有限公司
2014年6月10日
目 录
一、工程概况 ................................................................................................................ 1
1.1 既有隧道情况 ................................................................................................. 1 1.2 隧道拓宽改造情况 ......................................................................................... 1 1.3 中间开口施工原因 ......................................................................................... 1 二、洞内开口位置的选择 ............................................................................................ 2 三、总体施工方案及施工工期安排 ............................................................................ 2
3.1 总体方案 ......................................................................................................... 2 3.2 工期安排 ......................................................................................................... 3 四、施工步骤及相关措施 ............................................................................................ 3
4.1 既有隧道加固处理 ......................................................................................... 3 4.2 开口两侧衬砌加强支撑 ................................................................................. 4 4.3小导洞及马口开挖 .......................................................................................... 5 4.4 正洞超前支护 ................................................................................................. 8 4.5 扩建隧道开挖 ................................................................................................. 8 五、增加的工程措施数量 .......................................................................................... 10
5.1实体工程增加工程量统计表 ........................................................................ 10 六、洞内开口增加的人员及设备 .............................................................................. 11 七、安全保障措施及其他 .......................................................................................... 12
7.1 爆破安全措施 ............................................................................................... 12 8.2 安全应急预案 ............................................................................................... 14 8.3 现场突发事件处理 ....................................................................................... 15 8.4 文明施工措施 ............................................................................................... 16
中铁十五局集团福州投资开发有限公司 洞内开口施工方案
一、工程概况
1.1 既有隧道情况
既有金鸡山隧道位于福州市二环路东北段，均为复合式衬砌结构，由两座机动车隧道和一座行人和非机动车隧道组成，机动车隧道建成于1995年，为单洞两车道、双向4车道，两洞成分离式布置，长约576米，隧道从建成至今已有18年之久，由于材料老化及当时设计施工技术水平较低等原因，施工缺陷较多。从重庆交通科研设计院提供的《福州市金鸡山隧道病害检测报告》检测结果看：不同程度的病害已严重影响隧道的结构安全及正常使用。 1.2 隧道拓宽改造情况
隧道改造主要是对机动车隧道进行原位拓宽，把原单洞2车道分别拓宽为单洞4车道，由此，断面由双向4车道扩宽为双向8车道，上述行人及非机动车隧道保持现状不动。拓宽隧道左洞桩号：ZK0+357~ZK0+933，拓宽隧道右洞桩号：YK0+355~YK0+931，左右洞长均为576米。
1.3 中间开口施工原因
由于金鸡山隧道拓宽改造工程是福州市2015年全国城市运动会关键的配套，项目紧邻福州火车站，是福州城市交通枢纽的关键工程，但隧道进出口前期因征地拆迁进展缓慢，现进口进入正常爆破施工；出口因部队住房较近，无法进行爆破作业，需机械开挖70米才能进行爆破作业，而隧道目前围岩较硬，机械开挖每天只能进尺60厘米，不能保证隧道能按时贯通。为达到工期目标我公司与建设单位沟通后
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提出从隧道中间开口后由中部向两侧扩挖的思路可增加隧道作业面，保证隧道按期贯通。
二、洞内开口位置的选择
由于开口处是横向开挖，无法按照设计开挖方法施做竖向的临时支撑，对围岩地质要求较高,项目部将根据设计资料显示围岩相对较完整，围岩节理及层理面发育相对较好、围岩等级为IV级，顶部无防空洞等设施地段。根据设计文件中地质情况显示YK0+790～830段为Ⅳ级围岩，选择该段比较合适，选择开口部位长为5米。
三、总体施工方案及施工工期安排
3.1 总体方案
先完成开口对应位置的加固向小导管注浆加固对开口段以及前后各10米环
在开口段前后各10米既有隧道衬砌表面套
在开口段5米位置洞内路面以上
立工字钢并喷C25混凝土加固
2米侧向右开挖5米宽5米高横向小导洞直至新建隧道开挖轮廓线并支护
再分次分层扩挖顶部及边墙至新建隧道开挖轮廓线并完成
马口开挖完成后按照设计图中开挖
待大里程方向全断面施工完成
向
永久支护自此马口开挖完成方法及顺序单向向大里程施工
15米后开始施作临时竖撑，上台阶左右导洞保持错开5-8米
大里程方向施作30米后向小里程方向同时开挖，往大小里程方向达到正常施工步骤。
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3.2 工期安排
径向注浆加固5天
前后10米套立工字钢喷混凝土时间5天 开口5米段横向小导洞开挖支护5天 开口5米段上台阶扩挖成型并支护4天
开口往大里程方向10米拆除套立工字钢及喷射混凝土2天 开口段往大里程方向15米上台阶开挖成型支护完成10天 开口段往大里程方向30米后拆除小里程套立工字钢及喷射砼2天，小里程套立工字钢及喷射砼拆除后同时向大小里程开挖
中间开口段完成30米共计需33天，30米后达到同时向大小里程开挖条件。
四、施工步骤及相关措施
4.1 既有隧道加固处理
先对开口段及前后各10米进行加固处理，加固措施采取环向小导管注浆，Φ42小导管间距1米×1米布置长度4米。防止马口开挖造成该段衬砌围岩坍塌。Φ42小导管共计=3.5*20*20=1400米。如下图所示：
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开口处前后10米注浆加固示意图
4.2 开口两侧衬砌加强支撑
注浆加固完成后，开口段前后10米衬砌表面进行套立I22工字钢，工字钢间距0.5米/榀，纵向采用双层Φ25钢筋连接、连接钢筋环向间距0.5米/根。每榀工字钢设4组8根4米长Φ25锁脚锚杆。如图所示：
开口段前后各10米
衬砌表面进行套立I22工字钢喷混凝土示意图
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4.3小导洞及马口开挖
完成对既有隧道加固后开始马口开挖施工，马口开挖采取先施工小洞再扩挖的方法，即先在开口5米段路面以上2米开始，横向向右侧开挖一个导洞直至扩挖隧道开挖轮廓线，小导洞开挖采取短进尺松动爆破为主，避免对周边的过大扰动，具体做法如下：
①先将开挖轮廓线布置到衬砌表面，沿衬砌开挖轮廓线打预裂孔，预裂孔深为二衬厚度，间距40-50cm，再按照正常爆破的方式布设掏槽眼及辅助眼等，按照微差分段爆破的方式进行衬砌爆破作业。
衬砌拆除后在衬砌开挖轮廓线向内布设4榀I22工字钢支护该处洞口，延纵向隧道连接到开口两个的防护工字钢上。如下图所示：
道
横向小导洞侧视图
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横向小导洞正视图
②衬砌拆除并完成支护后按1.5米进尺循环向内推进，每循环完成后对岩面进行喷砼封闭，其中侧面锚杆挂网喷10cm厚混凝土，开挖面素喷3-5cm厚混凝土，直至扩挖隧道开挖轮廓线。
③安装该处永久工字钢支护并完成喷射混凝土，该处支护参数采用I22工字钢间距40cm，环向小导管每2根1组单根长5米环向间距1米每根，工字钢间采用Φ25钢筋连接，环向间距1米，并布设Φ8双层钢筋网片。并利用开挖小洞碴将既有洞内路面回填至与小洞高度一致，便于下一步施工。如下图所示：
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道新建隧道横向导洞开挖至设计开挖轮廓线
④分层扩挖至隧道拱顶位置，每层厚度不超过3米，将永久支护接至拱顶处，支护参数与导洞段一致。
⑤拆除对应段左侧拱部衬砌并扩挖至开挖轮廓线，完成该处永久支护，支护参数与左侧一致。
⑥拆除左侧边墙衬砌并扩挖至开挖轮廓线，完成该处永久支护，支护参数与左侧一致。
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分次扩挖马口示意图
4.4 正洞超前支护
马口开挖支护完成后拆除开口段及往大里程方向10米内二衬内加设套立的钢架及喷射混凝土结构。 4.5 扩建隧道开挖
向大里程方向按照设计图中的开挖方法及施工顺序逐步推进，由于撑子面需推进15米后才能做竖向支撑，为加强该段支撑初期支护按I22工字钢40cm/榀，待整体往大里程方向开挖并支护15米后开始施作临时竖撑，支护型式恢复与设计一致。
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五、增加的工程措施数量
5.1实体工程增加工程量统计表 序号 1 项目名称 单位 计算式 数量 备注 开口段及前后各10米环向注浆加固 开口段前后各10米套立I22钢拱架 开口段前后各10米Φ25连接钢筋 开口段前后各10米锁脚锚管 m 20*5*25 2500 2 Kg 19*33*（20/0.5） 25080 3 Kg 0.6*19/2*2*20/0.5*3.85 1755.6 4 Kg 4*2*4*20/0.5 1280 5 开口段前后各10米C25喷射混凝土 m3 0.3*19*20 114 6 横向小洞口钢架 Kg 7.85*4*33 1036.2 7 横向小洞喷C25混凝土 开口段往大里程方向15米永久初期支护I22钢架 减少开口段往大里程方向15米永久初期支护I18钢架 开口段往大里程方向15米永久支护系统42*6注浆小导管 减少开口段往大里程方向15米永久支护中空注浆锚杆 增加开口段往大里程方向15米永久支护C25喷砼 增加临时支护I14工字钢 拆除开口段前后各10米处套立I22钢拱架及喷射混凝土 m3 26.63*0.05*6+7.85*0.05+ 2.5*2*0.1 1891.6*（15/0.4+1） 8.88 8 kg 72826.6 9 kg 1221.4*15 -18321 10 m 2*5*58*15/0.4 21750 11 m 148.5*15 -2227.5 12 m3 （15.4-13.3）*15 31.5 13 Kg 548.88*（（15/0.4）-15） 12349.8 14 m3 0.3*19*20 114 10
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六、洞内开口增加的人员及设备
开口处5米扩洞施工需要的人工及机械设备统计表 序号 项目名称 单位 计算式 数量 备注 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 加固既有隧道台车 移动式空压机 90小型挖掘机 50装载机 注浆机 注浆工 钻爆工 喷浆手 其他配合人员 洞内拼装台车人员 装载机 增加衬砌台车 增加防水板台车 增加开挖台车 增加班组工费 挖掘机租赁费 装载机租赁费 增加作业面机具设备费 个 台班 台班 台班 台班 工天 工天 工天 工天 工天 台班 台 台 台 人·月 台班 台班 元 30 30 15*2 10*15*2 12*2*30 6*30 10*30 15*15 15*2 1 1 2 240 240 240 300000 2 30 30 30 300 720 180 300 225 30 1 1 2 4 4 4 300000 用型钢及钢筋焊制单个重约15t 带破碎锤 施工15天、共2台 两班人每班10人施工15天 两班人每班12人施工30天 一个班组6人施工30天 配合人员为管理、电工、后勤等 15人施工30天，按延误一半时间 2台装载机同时配合，按延误一半时间 衬砌台车约重100吨 防水板台车重约12吨 开挖台车单个重约10吨 增加一个循环作业班组4个月，共60人人均工资4500 一天按2个台班计算 一天按2个台班计算 备注：按照洞内注浆加固开始至大里程方向拆除完衬砌结束计算，共需30天。正常洞外拼装台车时间为10-15天，洞内空间狭窄且无法用吊车导致效率降低拼装时间为30天。
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七、安全保障措施及其他
7.1 爆破安全措施
㈠爆破安全距离
根据不同围岩、断面特点制定不同的爆破方案确定空气冲击波、地震波、飞石的影响范围，确保周围结构物安全。爆破时产生的飞石、冲击波、地震波、噪音会对周围的结构物造成危害，采用预裂爆破可防止地震波对周围结构物的震动，起爆网络设计采用大段位微差起爆技术可大大减少地震波及噪音的产生，将其危害控制在最小的影响范围内，根据现场施工经验当堵塞长度大于底盘抵抗线时飞石显著减少。
爆破主要危害是地震波及飞石对周围结构物的影响，进行爆破时，所有人员必须撤离现场，其安全距离为：
独头掘进不少于200米；
相邻的平行坑道，横通道及横洞间不少于50m；
爆破时配齐安全人员对爆破安全距离进行警戒，防止人员车辆进入。
开挖爆破时，临时在距洞口200m处中断左幅隧道交通30分钟，爆破完成后，由安全员检查左幅隧道情况，无安全隐患时开放交通，发现安全隐患则进行上报及处理。
㈡安全措施
发现盲炮或怀疑有盲炮，应立即报告并及时处理。若不能及时处理，应在附近设明显标志，并采取相应的安全措施；难处理的盲炮，应请示爆破工作领导人，派有经验的爆破员处理，处理盲炮时，无关人员不准在场，应在危险区边界设警戒，危险区内禁止进行其他作业；
①浅孔爆破盲炮的处理
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经检查确认起爆线路完好时可重新起爆；
起爆线已被炸断时可选用在距炮孔不小于30厘米处打平行眼进行起爆；
可用木制、竹制或其他不发生火星的材料制成的工具轻轻地装炮眼内大部分填塞物掏出，用聚能药包引爆；
在安全距离外用远距离操纵的风水喷管吹出炮孔填塞物及炸药，但必须采取措施，回收雷管。
②爆破安全措施
所有参与爆破的人员必须持证上岗，严禁无证人员从事爆破施工。
爆破方案报经相关部门批准后才能执行。
爆破人员必须先了解爆破材料性能，进行材料性能检验；熟练掌握操作工艺，在爆破现场必须服从指挥，坚守岗位，严格按照安全规程进行施工。
建立建全爆破材料的领取、发放、保管和使用制度，严格管理，不得让爆破器材流失。
爆破前必须进行全面技术交底，做到任务明确，专人负责。 爆破施工之前应先进行试爆，根据爆破实际效果技术人员调整炸药单耗量和爆破参数，在施工过程中还应根据现场施工环境进行调整。
严禁非爆破人员进入爆破现场，禁止在爆破区内使用明火或抽烟。
严禁在残眼中继续钻眼，装药与钻孔不的平行作业。 隧道内爆破不得使用黑色火药。
爆破作业必须统一指挥，确定爆破时间和信号。
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装炮时应使用木质炮棍装药，严禁火种。
爆破后必须经过15分钟通风排烟后，检查人员方可进入工作面，检查有无“盲炮”及可疑现象，在妥善处理并确认无误后，其他工作人员才可进入工作面。
爆破后要及时处理松动危石，经技术人员或安全员检查现场，确认安全后方能解除警戒信号。
必须专人负责检查盲炮情况，一旦发现盲炮时必须由原爆破人员按规定处理。
装药人员必须按设计药量和设计结构进行装药，严禁多装药。 爆破时应严格确定危险区域和影响区域,危险区域内严禁人员入内。
8.2 安全应急预案
成立工程抢险队伍建设与管理网络
成立应急救援领导小组和其他抢险小组，其中组长由项目经理兼任，副组长为安全生产专项副经理；组员为各部室负责人。
应急救援领导小组和管理机构网络图
技术组 通讯联络组 疏散引导组 医疗救护组 抢险小组 工程部 王磊 书记 李永山 项目经理 宋永乐 总工 陈良兵 材料部 史宝侠 安质部 周森林 办公室 张明霞 ⑴项目经理
主要任务是施工风险的预防、控制、扑救、查处的管理指挥工作。
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⑵技术组
主要是在施工现场看见或听见工程事故，要立即对事故原因、发展趋势等做出作出准确判断，并提出合适的解决方案，尽可能把事故控制在最小限度。
⑶通讯联络组
主要任务是上传下达领导指令和有关情况，对内要告知事故发生情况，要对外联络，通知人员和设施迅速赶到事故现场进行抢救。
⑷疏散引导组
事故发生时，疏散组长应立即带领本组人员弄清本工程疏散出口和消防通道情况；引导施工人员正确逃生；
⑸医疗救护组，主要任务是及时赶到事故现场救护伤员，送往医院医治伤员和完成领导交给的其他任务。 8.3 现场突发事件处理
根据现场危险源的实际情况，针对每种危险源编制专项应急预案，现场一旦发生危及施工安全或施工质量的突发事件，立即启动应急预案响应，迅速按照处理流程投入运行，现场突发事件处理流程见下图：
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通知相关急救部门 值班人员发现事故 通知救援领导小组及项目部领导 围栏保护现场 安排值班 人员 通知上级行政主管部门 补救措施施工质量检查和监测 分析事故原因提出补救措施 安排补救施工 8.4 文明施工措施
(1)在施工队伍进场前，先派人前往并调查了解当地民众的生活和生产习惯、禁忌、宗教信仰等“社情”，并对职工进行宣传、教育。
确保做到全体施工人员尊重当地民风民俗。在施工过程中协调好与当地居民、当地政府的关系。
(2)加强对施工人员的文明施工宣传，加强教育，统一思想，使广大干部和职工认识到文明施工是企业形象、队伍素质的反映，是安全生产的保证。增强现场管理和全体员工文明施工的自觉性。
(3)健全各项文明施工的管理制度，如岗位责任制、经济责任制、奖罚制度、会议制度、专业管理制度、检查制度、资料管理制度等。
(4)明确各级领导及有关职能部门和个人的文明施工的责任和义务，从思想上、行动上、管理上、计划上和技术上重视起来，切实提高现场文明施工的质量和水平。
(5)在现场施工过程中，施工人员的生产管理符合施工技术规范和施工程序要求，不违章指挥、不蛮干。对不服从统一指挥和管理的行为，按处罚条例严格执行。
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(6)认真开展“文明施工竞赛”活动，对施工现场不断地进行整理、整顿、清扫、清洁和素养，保持工地卫生状况（职工宿舍、食堂、办公室、厕所、楼地面等）良好；做好防疫工作，有效地实现文明施工。
(7)按照工程特点，加强现场文明施工的综合管理，减少施工现场对周围环境的干扰和影响。
(8)加强检查监督，从严要求，持之以恒，使文明施工现场管理真正抓出成效。项目经理组织人员对文明施工现场实行定期和不定期检查，每月组织一次专项检查，对照评分、严格奖惩、交流经验、查纠不足。
(9)合理布置场地。各项临时设施必须符合规定标准，做到场地整洁、道路平顺、排水畅通、标志醒目、生产环境达到标准做业要求。
(10)现场工程概况、施工组织网络牌、安全记录牌、防火须知牌、事故记录牌和施工总平面图，要设置齐全、规格统一、内容完善、位置醒目。
(11)施工临时围墙与周边环境相协调，写上与工程建设相关的标语、口号；围墙经常保持整洁；出入口设置大门、门卫，严格执行门卫制度，对人员出入要进行登记；围墙大门外侧挂标牌告示，内容有工程简介、开竣工日期和工程建设、设计、监理、施工单位等名称。
(12)及时调整设备、机具和材料的位置，保证摆放整齐，保持工作面宽敞，提供良好的工作环境。施工现场坚持工完料清，垃圾杂物集中堆放，及时处理。施工废水严禁乱排，必须严格按照当地环保规定和招标、设计文件要求，经处理并达标后排放。
(13) 基弃渣不得随意弃置，必须运至指定的弃渣场，运渣途中不落石掉渣，污染道路。
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(14)按照建设单位及主管部门的指示要求，认真听取驻地监理工程师的意见，协调好各方关系，严格按规范施工，搞好安全生产和文明施工，争创安全文明样板工地。
（15）硬化施工现场内的主要场地，地坪质量及整洁度程度满足建设单位、监理单位要求，弃土、弃渣车辆进出场按市容、环卫等部门要求予以冲洗。
（16）制定生活和环境卫生制度，搞好职工宿舍卫生和食堂的饮食卫生；设置水冲式厕所，做好厕所的保洁工作；不乱倒生活垃圾，生活垃圾集中纳入城市处理系统；临时搭建需经建设单位批准，且整齐美观。
（17）临时用地内必须张贴宣传标语，要有黑板报和报栏，内容经常更换；施工现场入口处应悬挂宣传标语横幅；所有雇员和代表须穿戴整齐，行为文明，要佩带由施工单位提供的工作证，工作证必须注明姓名、职务、身份及编号，在现场期间应一直佩带在胸前，所有机械设备注明所属单位。
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