隧道開挖和支護安全專項施工方案

營城子隧道（出口段）專項施工方案

1.編制依據(jù)、編制原則及適用范圍

1.1編制依據(jù)

⑴北京市興延高速公路八分部合同書。

⑵興延高速公路八分部施工圖設(shè)計文件。

⑶地質(zhì)勘測資料及施工現(xiàn)場踏勘和調(diào)查情況。

（4）興延高速公路八分部施工文件

⑸交通運輸部現(xiàn)行的有關(guān)設(shè)計、施工技術(shù)規(guī)范及工程施工定額。

（6）業(yè)主及監(jiān)理有關(guān)文件要求。

⑺現(xiàn)行的施工規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全規(guī)程：

①《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》QTGB01-2014)

②《公路隧道設(shè)計規(guī)范》(JTGD70-2004)

③《公路隧道設(shè)計規(guī)范第二冊交通工程與附屬設(shè)施》(JTGD70-2-2004)

④《公路隧道設(shè)計細(xì)則》(JTG/TD70-2010)

⑤《公路隧道通風(fēng)設(shè)計細(xì)則》(JTG/TD70/2-02-2014)

⑥《公路隧道照明設(shè)計細(xì)則》(JTG/TD70/2-01-2014)

⑦《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTGF80/1-20⑵

⑧《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF60-2009)

⑺公司《管理手冊》、《管理規(guī)定》、《程序文件》。

(8)我單位擁有的科技成果、工法成果、管理水平、現(xiàn)有的技術(shù)、設(shè)備力量和多年積

累的同類工程的施工經(jīng)驗。

⑼可利用的新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備資料。

⑩國家、行業(yè)及北京市有關(guān)工程建設(shè)的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、條例等。

1.2編制原則

⑴嚴(yán)格遵守北京興延高速公路對工程質(zhì)量、工期、造價、安全及環(huán)保方面的規(guī)定要

求，結(jié)合本工程的實際情況進行編制。

⑵嚴(yán)格遵守有關(guān)設(shè)計規(guī)范、施工規(guī)范、質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)安全、環(huán)保方面的

規(guī)范、規(guī)定、規(guī)程。

⑶嚴(yán)格遵守招、投標(biāo)文件、合同文件的各項條款要求。

⑷堅持技術(shù)先進性、科學(xué)合理性、經(jīng)濟適用性相結(jié)合，通過對人力，材料、機械設(shè)

備的優(yōu)化組合，達到成本、工期、質(zhì)量、安全、環(huán)保都贏利的預(yù)期目標(biāo)。

⑸嚴(yán)格遵照業(yè)主招標(biāo)文件中的要求，結(jié)合本施工段的實際情況，嚴(yán)格執(zhí)行北京興延

速公路質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)化、施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化、工地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、現(xiàn)場安全標(biāo)準(zhǔn)化的各種要

求及規(guī)定。

1.3適用范圍

本方案適用于營城子隧道出口段施工，包括隧道主體、附屬工程、防排水、臨時工程

等相關(guān)工程。

2.工程概況

2.1工程地質(zhì)

2.1.1地形地貌特征

營城子隧道整體位于斷塊抬升控制的中低山地貌單元，從小里程向大里程穿越的次

級地貌單元有：西南洞口段為山地溝谷斜坡地貌單元，隧道洞身段為中低山地貌單元，

東北洞口段為山麓斜坡地貌單元。本工程穿越地段由于長期受斷塊抬升構(gòu)造作用影響，

風(fēng)化剝蝕嚴(yán)重，溝谷切割強烈，沿線地形變化大、形態(tài)復(fù)雜。線路附近最高點標(biāo)高約為

548m,最低點標(biāo)高約為433m,相對高差達H5m左右。沿線地形變化情況參圖2.1-1。

圖2.1-1營城子隧道沿線穿越地段衛(wèi)星圖

2.1.2地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)對隧道所在區(qū)域地質(zhì)資料的研讀、分析，結(jié)合現(xiàn)場實際地質(zhì)調(diào)查情況與遙感、

物探解譯成果，隧道區(qū)內(nèi)無明顯褶皺構(gòu)造發(fā)育，但有3條規(guī)模較大斷裂構(gòu)造通過。

F1：擬建隧道右線Y1K37+938左右與隧道大角度相交，產(chǎn)狀約50°~60°475。。

80°,該處物探表現(xiàn)為低阻異常，推測為斷裂構(gòu)造帶，受其影響周邊巖體破碎，裂隙發(fā)

育，破碎帶寬度約30m,隧道圍巖穩(wěn)定性差，易坍塌和滲漏水。

F2：擬建隧道右線Y1K38+063附近與隧道相交，產(chǎn)狀約40°?50°272。?80°,

該處物探表現(xiàn)為低阻異常，推測為斷裂構(gòu)造帶，受其影響周邊巖體破碎，裂隙發(fā)育，破

碎帶寬度約30m,隧道圍巖穩(wěn)定性差，易坍塌和滲漏水。

F3：擬建隧道右線Y1K38+429附近與隧道相交，產(chǎn)狀約70°?80°Z70°?75°，

該處物探表現(xiàn)為低阻異常，推測為斷裂構(gòu)造帶，受其影響周邊巖體破碎，裂隙發(fā)育，破

碎帶寬度60m,隧道圍巖穩(wěn)定性差，易坍塌和滲漏水。

2.1.3地層巖性

根據(jù)野外調(diào)查及鉆探、物質(zhì)資料，營城子隧道區(qū)地層為白堊紀(jì)東嶺臺組火山巖、燕

山運動區(qū)侵入巖脈及第四紀(jì)殘坡積層。

2.1.4不良地質(zhì)

營城子隧道沿線基本不發(fā)育不良地質(zhì)作用，可不考慮不良地質(zhì)作用對隧道的不利影

響。擬建隧道沿線分布的特殊性巖土主要包括風(fēng)化巖和殘積土。其中，風(fēng)化巖主要分布

在擬建隧道沿線淺部，殘積土主要分布在擬建隧道南側(cè)洞口處的山體淺表層。

2.2水文地質(zhì)

2.2.1氣象水文

隧道出口段位于山脊轉(zhuǎn)彎部位的斜坡帶及八達嶺滑雪場滑雪道內(nèi)。隧道出口段山坡

坡度30°?40°,植被發(fā)育一般；洞口段圍巖主要為強風(fēng)化、中等風(fēng)化安山玲巖，巖體節(jié)

理很發(fā)育?極發(fā)育，巖體破碎?極破碎。洞口及淺埋段表層為人工堆積的碎石土層，厚

度約2?5m,需注意松散人工堆積層對隧道施工的不利影響。地下水為基巖裂隙水，水

量較小，雨季水量稍大。

本項目所在地延慶縣2002?2011年氣象資料統(tǒng)計：該區(qū)年平均氣溫9.7℃,極端最高

氣溫39.2℃,出現(xiàn)在2009年6月14日；極端最低氣溫-26℃,出現(xiàn)在2010年1月5日。

年平均降水量417.0mm,年最大降水量550.5mm,年最小降雨量295.8mm,暴雨日

最大降水量72.0mm,出現(xiàn)在2008年7月31日。

年平均風(fēng)速L9m/s,主導(dǎo)風(fēng)向為東；定時最大風(fēng)速14.7m/s,風(fēng)向為西北。

年平均雷電日數(shù)：36天；年最多雷電日數(shù)：43天；年最小雷電日數(shù)27天。

年平均積雪深度87mm,年最長積雪日數(shù)為42天，最大積雪深度190mm；年平均結(jié)

冰天數(shù)為145天，最早結(jié)冰日：2001年10月4日，最晚結(jié)冰日期：2006年11月5日。

水文：本標(biāo)段地表水系不發(fā)育，地下水埋深約10.8m,水位標(biāo)高約522.67m,地下水

類型為第四系松散層滯水。地下水對混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土中鋼筋具有微?弱腐蝕

性。

2.2.2含水巖組分部規(guī)律及富水特性

1地表水

本隧道區(qū)內(nèi)地表水系不發(fā)育，隧道出口段附近地表有溝谷發(fā)育，但現(xiàn)狀無地表水

流，且隧道出口位于斜坡中部，地勢相對較高，可不考慮地表水對隧道施工的影響，但

雨季豐水期，應(yīng)做好局部的防排水措施。

2地下水

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及地質(zhì)鉆探，本隧道區(qū)內(nèi)未揭示地下水，但由于沿線局部巖體節(jié)理裂

隙（尤其是斷裂及破碎帶內(nèi)）較發(fā)育，可能存在巖漿巖裂隙水，考慮到白堊系東嶺臺組

火成巖裂隙間連通性差，地下水的賦存可能在局部以條帶狀分布，水量不大。

根據(jù)現(xiàn)階段的地質(zhì)及水文地質(zhì)測繪、鉆探及物探成果，結(jié)合擬建線路周邊已有水文

地質(zhì)資料，根據(jù)地下水的賦存巖性及賦存特征，擬建線路穿越含水巖組以巖漿巖裂隙含

水巖組主。

該含水巖組巖性以白堊系東嶺臺組安山丹巖、熔結(jié)角礫凝灰?guī)r為主，局部發(fā)育侵入

巖脈。地下水主要賦存于基巖構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙中。受巖體裂隙發(fā)育程度影響，地下

水的空間分布不均，多呈條帶狀分布，連通性相對較差?中等。根據(jù)鉆孔巖芯及現(xiàn)場調(diào)

查分析，該套巖組屬弱富水巖組。

另外，擬建隧道沿線斷裂構(gòu)造發(fā)育，擬建隧道穿越多組斷裂構(gòu)造，沿斷層破碎帶易

形成局部強富水。

2.2.3地下水補徑排特征

隧道沿線地下水主要接受大氣降水入滲補給，降水沿巖體節(jié)理裂隙及斷層破碎帶下

滲補給地下水，根據(jù)解譯結(jié)果顯示斷層多發(fā)育于溝谷地帶，雨季降水可大量匯集并沿斷

層破碎帶下滲。地下水在山區(qū)接受補給后向山前徑流，并以泉水和人工開采的形式進行

排泄，部分向下滲入補給深層地下水。地下水的徑流與排泄主要受地形地貌條件、地層

巖性及地質(zhì)構(gòu)造的控制。

隧道穿越白堊系東嶺臺組安山玲巖、熔結(jié)角礫凝灰?guī)r，屬巖漿巖裂隙含水巖組。該

套巖體富水性受基巖裂隙發(fā)育程度影響較大，根據(jù)現(xiàn)階段鉆探、物探成果及地表出露巖

體揭示，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙間連通性差，地下水的賦存可能以局部條帶狀分布，

水量一般不大。但是局部斷裂構(gòu)造發(fā)育區(qū)域，由于斷裂構(gòu)造和節(jié)理裂隙的導(dǎo)水控制，在

汛期可能會沿斷裂及破碎帶入滲，造成局部的涌突水現(xiàn)象，因此在施工過程中應(yīng)加強施

工地質(zhì)編錄工作，及時發(fā)現(xiàn)和識別斷裂構(gòu)造及其性質(zhì)，分析其對地表水的控制影響并采

取相應(yīng)的控制措施。

2.3設(shè)計概況

營城子隧道出口段位于北京市延慶縣八達嶺滑雪場內(nèi)，隧道最大埋深104.6m,隧道

起止里程：左線起訖里程為ZK38+465,出口里程ZK39+362,V級圍巖620m、IV圍巖

33m,III級圍巖169m,11級圍巖75m,全長897m,隧道內(nèi)縱坡設(shè)計為：ZK39+150.982前

坡度為-2.550%,ZK39+150.982后坡度為-1.358%；右線起訖里程為YK38+500,出口里程

YK39+431.688,V級圍巖626.688m、IV圍巖28m,HI級圍巖168m,II級圍巖109m,全長

931.688m,隧道內(nèi)縱坡設(shè)計為：YK39+094.503前坡度為-2.550%,YK39+094.50后坡度為

-1.358%o營城子隧道為一座雙向四車道分離式隧道，預(yù)留遠(yuǎn)期雙向六車道通行能力，設(shè)

計車速為80km/ho在平面線位上，本隧道全部位于平曲線上，出口洞門型式均采用端墻

式。

第七合同段第八合同段

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3.總體施工部署

3.1總體施工方案

為保證按期完成施工任務(wù)，必須針對不同的地質(zhì)、圍巖，制定不同的開挖方法，實

現(xiàn)快速施工。無論采用何種施工方法，都要遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強支護、

勤量測、緊封閉"十八字方針。

本區(qū)段隧道洞身分為v級、w級、in級、n級圍巖，其中v級圍巖采用單側(cè)壁導(dǎo)坑

法施工；w級圍巖采用三臺階法施工；in級和n級圍巖采用兩臺階法施工。

3.2資源配置計劃

3.2.1施工人員配置計劃

具體任務(wù)安排見下表：

表3.2-1各專業(yè)施工隊伍安排及任務(wù)劃分表

序號隊伍名稱負(fù)責(zé)人人數(shù)擔(dān)負(fù)主要施工任務(wù)

1隧道1隊110負(fù)責(zé)營城子隧道左洞

2隧道2隊110負(fù)責(zé)營城子隧道右洞

表3.2-2施工隊人員分工配置計劃

營城子隧營城子隧

序號工種

道左線道右線

1管理人員44

2開挖2020

3爆破1010

4支護2020

5電焊44

6仰拱1010

7二襯1010

8測量33

9鋼筋加工44

10電工33

11司機55

12普工55

13后勤1212

合計110110

3.2.2施工機械配置計劃

表3.2-3擬投入隧道施工主要設(shè)備統(tǒng)計表

額定功率

序號設(shè)備名稱數(shù)量生產(chǎn)能力用于施工備注

(KW)部位

1水泥碎噴射機1055隧道

2鋼模襯砌臺車2隧道

3電動空壓機8130隧道

4逃生通道8隧道

5發(fā)電機組2250隧道

6發(fā)電機組230隧道

7錨桿機4隧道

8抗?jié)B儀1隧道

9管棚鉆機2隧道

10水平地質(zhì)鉆機1隧道

11裝載機4隧道

12挖掘機496斗容L2m3隧道

13斯太爾自卸汽車1640019t隧道

14灑水車2隧道

15混凝土攪拌運輸車6隧道

16碎輸送泵490隧道

17軸流式通風(fēng)機2110隧道

18注漿機4隧道

19混凝土攪拌機2150隧道

20三臂鑿巖臺車2隧道

額定功率用于施工

序號設(shè)備名稱數(shù)量生產(chǎn)能力備注

(KW)部位

21鑿巖機20隧道

22全站儀2隧道

23點子水準(zhǔn)儀2隧道

24切割機2隧道

25鋼筋彎曲機2隧道

26調(diào)直機2隧道

27電焊機1620隧道

3.3工期進度安排

表3.3-1隧道進度指標(biāo)及計劃施工進度表

圍巖支護分段長度圍巖支護分段月進尺

施工

施工范圍里程長度/m工期/月

段落

S2S3S4aS4bS5aMeMbS2S3S4aS4bS5aMeMb

營城子出

ZK38+465-ZK39+362897303631442.0

營城子口左線

進口施

營城子出

工段YK38+500-YK38+431.7931.7641682538265253118.71442.5

口右線

說明：

S2型每月計劃進尺144m,S3型每月計劃進尺132m,S4a型每月計劃進尺96m,S4b

型每月計劃進尺120m,V級每月計劃進尺45m。

S2型：每天2循環(huán)，每循環(huán)2.4m,每個循環(huán)噴錨一次。

S3型：每天2循環(huán)，每循環(huán)2.2m,每個循環(huán)噴錨一次。

S4a型：每天2循環(huán)，每循環(huán)1.6m,每個循環(huán)噴錨一次。

S4b型：每天2循環(huán)，每循環(huán)2m,每個循環(huán)噴錨一次。

S5a型：每天3循環(huán)，每循環(huán)0.5m,每個循環(huán)噴錨一次。

4.隧道施工方案

4.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

公路等級：雙向四車道高速公路，預(yù)留遠(yuǎn)期雙向六車道通行能力；

設(shè)計速度：80Km/h；

隧道及橫通道建筑界限：見下表

表4.1-1建筑限界技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一覽表

凈寬凈高行車道側(cè)向?qū)挾葯z修道

項目連續(xù)停車帶(m)

(m)(m)(m)(m)(m)

主洞(近期)14.255.03.75X20.750.75X24.5

主洞(遠(yuǎn)期)14.255.03.75X30.75+0.750.75X2/

車行橫通道4.55////

人行橫通道22.5////

隧道路面橫坡控制范圍：W2%(局部超高W4%);

隧道設(shè)計縱坡控制范圍：0.3%Wi<2.6%；

設(shè)計荷載：公路一I級；

隧道主體結(jié)構(gòu)防水等級：二級；

隧道結(jié)構(gòu)安全等級：一級；

抗震設(shè)防：地震基本烈度8度，設(shè)計基本地震加速度值為0.2g。

隧道圍巖情況見下表：

表4.1-2營城子隧道左線圍巖類型統(tǒng)計表

序號樁號圍巖類型長度(m)

1ZK38+465?ZK38+498IV級33

2ZK38+498?ZK38+573n級75

3ZK38+573?ZK38+742m級169

4ZK38+742?ZK38+999V級257

5ZK38+999?ZK39+362V級(明洞)363

表4.1-3營城子隧道右線圍巖類型統(tǒng)計表

序號樁號圍巖類型長度(m)

1YK38+500?YK38+528IV級28

2YK38+528?YK38+637n級109

3YK38+637?YK38+805in級168

4YK38+805?YK39+060V級255

5YK39+060?YK39+431.7V級(明洞)371.7

隧道襯砌情況見下表：

表4.1-4營城子隧道左線襯砌類型統(tǒng)計表

序號樁號襯砌類型長度(m)超前支護類型

1ZK38+465ZK38+508S4b43超前錨桿

2ZK38+508ZK38+533S325無

3ZK38+533ZK38+563S230無

4ZK38+563ZK38+707S3144無

5ZK38+707?ZK38+732S4a25超前小導(dǎo)管

6ZK38+732ZK38+999S5a267管棚+超前小導(dǎo)管

表4.1-5營城子隧道右線襯砌類型統(tǒng)計表

序號樁號襯砌類型長度(m)超前支護類型

1YK38+500YK38+538S4b38超前錨桿

2YK38+538YK38+563S325無

3YK38+563YK38+627S264無

4YK38+627YK38+770S3143無

5YK38+770YK38+795S4a25超前小導(dǎo)管

6YK38+795YK39+060S5a265管棚+超前小導(dǎo)管

4.2測量放線

4.2.1施工測量

每個施工標(biāo)段各配備一個測量班，每個測量班均由1名測量工程師、2名測量員組

成，共同完成測量工作。測量班依據(jù)工作內(nèi)容配置測量儀器。測量作業(yè)程序流程見下

圖。

圖4.2-1測量作業(yè)程序流程圖

4.2.2施工前平面控制網(wǎng)復(fù)測

施工前根據(jù)設(shè)計院和建設(shè)單位技術(shù)部門現(xiàn)場進行的交接測量控制樁撅點及辦理的相

關(guān)手續(xù)，組織測量人員對交接的導(dǎo)線網(wǎng)點和水準(zhǔn)基點進行反復(fù)復(fù)核測量，復(fù)核導(dǎo)線點的

坐標(biāo)和水準(zhǔn)基點高程的準(zhǔn)確性，測量結(jié)果經(jīng)過平差后與所交的控制點結(jié)果進行對比，完

全無誤后作為施工用控制點。隧道每掘進0.5km或雨季前后各進行洞內(nèi)外導(dǎo)線控制點聯(lián)

測一次。

4.2.3平面控制附合導(dǎo)線測設(shè)

洞內(nèi)布置雙導(dǎo)線，形成閉合導(dǎo)線，利用全站儀、精密水準(zhǔn)儀等測量儀器，精確控制

隧道施工。洞口導(dǎo)線點位使用鋼筋（鋼筋頂上刻十字線）埋于洞口附近堅固穩(wěn)定的地面

上，并用混凝土固定樁位，點與點之間通視良好。點位布置完畢后，利用設(shè)計院交接的

導(dǎo)線網(wǎng)GPS點（已知）作基準(zhǔn)點，以三維坐標(biāo)法，使用全站儀引測附合導(dǎo)線上各點的精

確坐標(biāo)值（并經(jīng)平差），使用精密水準(zhǔn)儀從高等級的2個BM點測定導(dǎo)線上各點的準(zhǔn)確高

程（并經(jīng)平差）。水平角的觀測正倒鏡六個測回中誤差W±2.5〃，每條附合導(dǎo)線長度必

須往返觀測各三次讀數(shù)，在允許值內(nèi)取均值，導(dǎo)線全長閉合差W±1/30000。

4.2.4高程控制

高程控制點的布設(shè)利用平面控制點的埋石作為高程控制點，如特殊需要時進行加

密，加密的水準(zhǔn)點精度不低于高程控制點的精度，其布置形式為附