隧道V级围岩专项施工方案.doc.docx

目 录1.编制依据12.编制原则13.工程概况13.1地质、水文情况13.2设计参数24.人员及机械配置34.1人员配置34.2.机械及设备配置35.施工工艺45.1.洞身开挖45.1.1隧道开挖总体施工方案45.1.2.CD法45.1.3.三台阶七步开挖法75.2.爆破设计115.2.1. CD法爆破设计115.2.2.三台阶七步开挖法165.2.3爆破设计的优化215.2.4.爆破施工控制要点225.3超前支护225.3.1.大管棚225.3.2.超前小导管235.4.初期支护255.4.1.锚杆255.4.2 钢筋网265.4.3型钢钢架275.4.4湿喷砼305.5.二次衬砌335.5.1仰拱施工335.5.2拱墙二次衬砌施工355.5.3衬砌钢筋375.5.4防排水386.安全保证体系396.1.安全方针396.2.安全目标406.3.安全管理体系406.3.1.安全管理组织机构406.3.2.落实安全生产责任制406.3.3.施工道路旁施工安全措施416.3.4.全员安全保证体系417.质量保证体系427.1.质量目标427.2.质量检查程序427.3.质量保证措施437.4.质量保证体系机构437.5.质量保证体系框图448.文明施工保证措施458.1.文明施工组织机构框架458.2.文明施工保证措施459.环保体系469.1.环境保护及水土保持管理体系469.2.环境保护及水土保持措施469.2.1.防止水土流失措施469.2.2.废料废方的处理措施469.2.3.水环境保护措施479.2.4.保护绿色植被措施48XXX隧道V级围岩专项施工方案1.编制依据1）XXX至XXX公路扩建工程工程招标文件、两阶段施工图设计；2）交通部现行相关的技术规范及质量评定标准；3）同类工程施工资料及相关工法；4）国家、行业及青海省有关工程建设的法律、法规、标准、条例等；5）我公司进行的施工调查；6）公司拥有的施工工艺、施工方法成果、机械设备、管理水平、技术装备及多年积累的类似工程施工经验。2.编制原则1）严格遵守招标文件明确的设计规范，遵循工程建设规律和技术规律，围绕质量目标，合理安排工艺流程和施工顺序。2）技术先进性，科学合理性，经济适用性，安全可靠性、实事求是相结合。3）对现场坚持全员、全方位、全过程严密监控，动态控制，科学管理的原则。4）充分利用现有设备，做到配套、实用，合理安排冬、雨季施工。尽量减少临时工程及物资运输量，科学布置施工平面图，统筹安排各单项工程进度。3.工程概况3.1地质、水文情况XXX隧道位于果洛州XXX县下XXX乡，隧道穿越XXX山，进口处位于XXX垭口西北侧山体斜坡坡脚处，出口位于XXX垭口东南侧斜坡坡脚。隧道右线全长4495m，起讫里程为K58+505-K63+000，本标段施工右线起讫里程为K60+750-K63+000，全长2250m，其中有V级围岩段250m，IV级围岩段2000m。主要围岩、衬砌分级长度如下表所示：类别V级IV级合计SJ-VbSJ-VdSJ-IVaSJ-IVb围岩25020002250衬砌2004010159752230明洞20隧道左线全长4570m，起讫里程ZK58+440-ZK63+010，本标段施工左线起讫里程为ZK60+750-ZK63+010，全长2260m,其中有V级围岩段260m，IV级围岩段2000m。主要围岩、衬砌分级长度如下表所示：类别V级IV级合计SJ-VbSJ-VdSJ-IVaSJ-IVb围岩26020002260衬砌2055010639272245明洞15隧址区地貌类型属冰缘水流构造侵蚀中高山地貌，山体呈西北-东南向展布，地形起伏较大。山体坡麓处主要为冰渍堆积物，自然坡面植被发育，向上植被逐渐减少，基岩出露，岩体较破碎，坡面多见寒冻碎屑流。隧道轴线通过路段地面标高4808.05-4401.83m，相对高差约为407m，最大埋深约346m。隧址区地处青藏高原腹地，属高原亚寒带半干旱-半湿润气候区。高原空气稀薄缺氧、气压低、日温差变化大、降水量受海拔高程影响明显，四季不分明为其特点。V级围岩主要为崩坡积碎块石，大小混杂，分选差，空隙填充角砾、砂及粉土，呈散体结构，块石间存在架空结构。围岩埋深较浅，稳定性差，开挖后，初期支护不及时会产生洞顶掉块甚至塌方，侧壁坍塌。地下水较为发育，水文地质条件较复杂，基岩裂隙水主要接受大气降水及冰雪融水补给。3.2设计参数本标段V级围岩衬砌类型分为SJ-Vb型衬砌和SJ-Vd型衬砌。SJ-Vb型采用CD法开挖，主洞采用42超前小导管4.5m/根，每环41根，环向间距35cm；I20a工字钢架，间距50cm；42锁脚导管4.5m/根，每环12根；22连接钢筋环向间距100cm；铺挂6.5钢筋网片，规格20*20cm，喷射C25混凝土26cm；二次衬砌主筋为HRB40025钢筋，分布筋为HRB40012钢筋，间距20cm（环）*30cm（纵），C30钢筋混凝土50cm。导洞支护采用42超前小导管4.5m/根，每环9根；I16工字钢架，间距50cm；42锁脚导管3.5m/根，每环4根；22连接钢筋环向间距100cm；铺挂6.5钢筋网片，规格20*20cm，喷射C25混凝土18cm。SJ-Vd型采用三台阶七步法开挖，采用42超前小导管4m/根，每环33根，环向间距40cm；I20a工字钢架，间距80cm；25中空注浆系统锚杆3.5m/根，间距100*100cm；25中空注浆锁脚锚杆3.5m/根，每环8根；22连接钢筋环向间距100cm；铺挂6.5钢筋网片，规格20cm*20cm，喷射C25混凝土26cm；二次衬砌主筋为HRB40022钢筋，分布筋为HRB40012钢筋，间距25cm（环）*30cm（纵），C30钢筋混凝土45cm。4.人员及机械配置4.1人员配置现场人员配置表序号项 目总人数备注1队长2负责现场工作2技术主管2负责技术工作3技术员6负责测量放样工作4安全员2负责施工安全工作5施工员6负责现场施工管理6工班长2负责所属工班工作7开挖班26负责开挖、初支工作8二衬班14负责二衬仰拱施工9综合班32负责配合施工10机械队30负责车辆使用11电工4负责现场施工用电工作12空压机司机2负责空压机设备的正常运转4.2.机械及设备配置现场机械配备表序号设备名称型号单位数量备注1发电机400KW台62电动空压机LU280DA台63通风机SDF（c）-NO12.5台24多功能开挖台车自制台25多功能作业台架自制台26风钻YT-28台167挖掘机PC220-8MO台28装载机WA380Z台29自卸汽车15t辆610潜孔钻机HWX-90B台211注浆机GZJB台212电焊机台1013自动上料喷浆机TK-600台414衬砌台车12m台215仰拱栈桥13m套216砼输送泵60KW台217砼运输车8m辆45.施工工艺5.1.洞身开挖5.1.1隧道开挖总体施工方案隧道开挖应采用“光面爆破”或“预裂爆破”等低震动控制爆破技术，爆破进尺根据围岩条件确定，控制炮眼装药量和质点震动速度，以最大限度保护周边岩体的完整性，控制超欠挖。对于洞口段、软弱围岩及不良地质地段，应遵循“少扰动，快加固，勤量测，早封闭”的原则，有效控制围岩变形，保证隧道结构安全，当发现围岩变形不收敛或其他异常情况时需采取加强措施。开挖过程中还需结合地层情况采取超前长、短管棚注浆、超前锚杆、地表预注浆等辅助施工措施，注浆一般采用单液浆，地下水丰富时采用双液浆，施工前应进行注浆试验。施工过程中应严格控制超、欠挖，初期支护应及时可靠，对于软弱围岩段在施工过程中要坚持“弱爆破、短开挖、强支护、早闭合”的原则，防止岩体坍塌，在施工中各工序紧跟，不能脱节。隧道暗洞均采用新奥法施工， V级围岩洞口段、浅埋偏压段、浅埋段、冰水堆积层段采用CD法施工，V级围岩深埋段采用三台阶七步开挖法施工。5.1.2.CD法 1）施工工艺CD法施工工艺流程如下：（1）导洞及部分主洞拱部超前导管注浆预支护；（2）导洞上半断面开挖； （3）导洞及部分主洞上半断面初期支护，包括安装钢拱架、挂钢筋网、安装锚杆、喷射混凝土；（4）导洞下半断面开挖； （5）导洞及部分主洞下半断面、仰拱初期支护；（6）主洞拱部超前导管注浆预支护；（7）主洞上半断面开挖；（8）主洞上半断面初期支护；（9）主洞下半断面开挖；（10）主洞下半断面、仰拱初期支护；（11）浇注仰拱及仰拱填充；（12）敷设防水板，采用模板台车全断面一次模筑二衬衬砌混凝土。主要流程如下图所示：6CD法开挖立面图CD法开挖立面图2）CD法开挖施工注意事项：（1）施工时严格控制导洞和主洞上台阶长度，并根据监控量测结果合理调整主洞和导洞掌子面的距离，如若拱顶下沉或周边收敛过大应增加临时仰拱；（2）隧道初期支护应开挖一榀拱架的距离支护一榀拱架，每循环最大进尺不应大于50cm，并尽早施作仰拱初期支护和浇筑仰拱，使支护系统封闭成环，二次衬砌应根据监控量测结果综合分析，适时施做；（3）施工过程中应严格遵循“管超前、浆严注、短进尺、弱爆破、强支护、早成环、勤量测”的原则，控制最大临界震动速度v15cm/s。5.1.3.三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法施工应符合以下要求：1）以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破；2）弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及时支护；3）其他分步平行开挖，平行施做初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环；4）仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；5）施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全； 6）完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。三台阶七步开挖法的施工工艺流程如下：测量放样超前支护上部弧形导坑开挖，施做初期支护错开开挖中台阶，施做初期支护错开开挖下台阶，施做初期支护开挖上、中、下台阶预留核心土分段开挖隧底，施做初期支护施做仰拱断面检查否围岩参数评判、修正支护参数 施做仰拱填充七步三台阶开挖法施工工艺流程隧道洞口段V级围岩浅埋段采用三台阶七步开挖法施工，施工步骤见图2，开挖透视图见3，施工工序见图4。图图2 开挖步骤图图3 开挖透视图图图4 施工工序图第1步 上部弧形导坑开挖:拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度为5 m ，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3。开挖循环进尺1.2m，开挖后立即初喷35混凝土。及时架设钢架、锚网系统，在钢架拱脚以上30高度处 ，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。第2、3步 左、右侧台阶开挖:开挖进尺1.2m，左、右侧台阶错开23m，开挖后立即初喷35混凝土，及时接长钢架并进行喷、锚、网系统支护，在钢架墙脚以上30高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。第4、5步 左、右侧台阶开挖: 开挖进尺1.2m，左、右侧台阶错开23m，开挖后立即初喷35混凝土，及时接长钢架并进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30 打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。第6步 上、中下台阶预留核心土开挖：各台阶分别开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。第7步 隧底开挖：每循环开挖长度宜为23m，开挖后及时施做仰拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施做仰拱，仰拱分段长度为6m。5.2.爆破设计爆破方案的选择以如何提高炮眼的利用率和如何控制开挖轮廓和爆破振动对地层的扰动为指导思想。5.2.1. CD法爆破设计1、导洞上台阶部分爆破参数计算：1）炮眼直径d隧道的掘进，一般都采用小直径的钻孔机械，所以光面爆破的周边眼直径选为35-48毫米时，以便与掘进作业的其他炮眼直径一致。本设计中d=42mm。2）炮眼深度L根据要求，洞口段V级围岩CD法进尺控制不大于0.5m，本设计L=0.5m。3）炮眼数目按经验公式N=3.3(f.S2)1/3估算f-岩石坚固性系数，较软岩取5S-掘进断面积，25.71m2N=3.3(f.S2)1/3=3.3(525.712)1/3=49(个)本设计取N=69个4）装药集中度q在光面层单独爆落时，一般取0.150.25公斤/米；在全断面一次起爆时，为了尽量减少残眼，需要适量增加，可达0.35公斤/米，本设计取q=0.15Kg/m。5）周边眼单孔装药量根据经验公式Q=ql=0.151=0.15Kg，本设计取Q=0.15Kg 6）周边眼孔距E根据公路隧道施工技术规范及设计图可知，本合同段隧道V级围岩均为软岩、较软岩，岩层破碎。根据经验数据，软岩周边眼间距为0.30.5m、中硬岩周边眼间距为0.450.6m，本设计取E=0. 5m7）抵抗线W按经验公式W=（1020）d=420840 mm。在大多数公路及铁路隧道中，炮眼密集在数K值一般取0.71.0比较合适，同时一般大断面隧洞炮眼密集系数应适当减小，小断面隧洞应适当增大；岩石坚韧，炮眼密集系数应增大，岩石松软破碎，应适当减小，因此本设计中K取0.75，根据公式K=E/W（K为周边眼密集系数），W=E/K=0.45/0.75=0.60m。8）辅助眼的间距估算根据总断面积扣除光爆层面积及掏槽区面积后所剩余面积来布置辅助眼的原则确定。（1）光爆层面积及炮眼数A=20.190.6=12.11m2N=20.19/0.5=41(个)（2）掏槽区面积及炮眼数掏槽采用契形布置A=0.6*1.8=1.08 m2N =8 (个)（3）辅助眼间距a.w=(25.71-12.11-1.08)/(69-41-8)=0.63 ma.w的尺寸应在6080cm左右，布置时按大致均匀、局部适当调整的原则布置。2、其他部分炮眼布置原则布置正洞上台阶炮眼时原理参照导洞上台阶炮眼，布置导洞及正洞下台阶炮眼时，周边眼按照0.5m的间距布置，辅助眼按照0.65米间距布置，其余炮眼均按照1m间距且炮眼间距均小于最小抵抗线的原则布置。3、爆破眼药量分配表开挖炮眼药量分配序号部位炮眼分类炮眼数雷管段数炮眼长度炮眼装药量单孔装药量合计药量个段CmKg/孔Kg1导洞上台阶掏槽眼81720.86.42辅助眼53500.391.953内圈眼215500.316.514周边眼297500.12.95底板眼69500.27162。66合计69362619.47开挖断面积（m2）25.718比炮眼数（个/m2）2.689比耗药量（kg/m3）1.5110导洞下台阶掘进眼31500.41.21143500.41.612内圈眼145500.314.3413周边眼237500.12.314合计44 22009.4415开挖断面积（m2）19.0516比炮眼数（个/m2）2.3117比耗药量（kg/m3）0.9918正洞上台阶掏槽眼81720.86.419辅助眼43500.391.5620内圈眼165500.314.9621237500.265.9822周边眼229500.12.223底板眼711500.271.8924合计80417622.9925开挖断面积（m2）37.8326比炮眼数（个/m2）2.11527比耗药量（kg/m3）1.21524正洞下台阶掘进眼41500.41.62543500.41.627内圈眼165500.314.9628周边眼187500.10.730合计4221008.8631开挖断面积（m2）23.7832比炮眼数（个/m2）1.76633比耗药量（kg/m3）0.745说明：堵塞长度不小于20cm。主要经济技术指标表序号项 目单 位数 量1开挖断面积M2106.372预计每循环进尺M0.53每循环爆破石方M353.194炮眼总数个2355钻孔总数M121.026炸药用量Kg60.697比钻眼数个/m22.218比钻眼量m/m32.2759比装药量Kg/m31.144、周边炮眼装药结构周边眼采用间隔装药结构，药卷直径采用25mm，为克服底部炮眼的阻力，在炮眼底部放半个标准药卷，使光爆层易于脱离岩体。其他眼采用连续装药结构，药卷直径采用32mm，具体装药结构示意图见下图。起爆顺序为：掏槽眼辅助眼内圈眼周边眼-底板眼。采用多段微差起爆（由内向外），其中主爆区的周边眼比辅助眼眼跳2段起爆，并用同一段雷管。主爆区使用非电毫秒雷管，光爆眼用导爆索一次同时起爆。具体炮眼布置见下图：CD法开挖炮眼布置图5.2.2.三台阶七步开挖法1）炮眼直径d地下隧洞掘进，一般采用小直径的钻孔机械，所以光面爆破周边眼直径选为35-48毫米时，为与其他炮眼直径一致，本设计取d=42mm。2）炮眼深L根据要求，洞口段V级围岩上台阶进尺控制在0.51.0m之间，本设计取L=1m。3）炮眼数目按经验公式N=3.3（f*s2）1/3估算f-岩石坚固性系数，较硬岩取6s-掘进断面面积，35m2N=3.3（f*s2）1/3 =3.3（6352）1/3=64（个）本设计取N=91个4）装药集中度q在光面层单独爆落时，一般取0.150.25公斤/米，全断面一次起爆时，为尽量减少残眼，需要适量增加，可达0.35公斤/米，本设计取q=0.15kg/m。5)周边眼单孔装药量根据经验公式Q=qL=0.151=0.15kg，本设计取0.15kg。6）周边眼孔距E根据公路隧道施工技术规范及设计文件可知，本合同段隧道V级围岩均为软岩、较软岩，岩层破碎。根据经验数据，软岩周边眼间距为0.30.5m、中硬岩周边眼间距为0.450.6m，本设计取E=0.45m。7）抵抗线W按照经验公式W=（1020）d=420840mm。在大多数公路及铁路隧道中，炮眼密集数值K一般取0.71.0比较合适，同时一般大断面隧洞炮眼密集系数应适当减小，小断面隧洞应适当增大；岩石坚韧，炮眼密集系数应增大，岩石松软破碎，应适当减小，因此本设计中K取0.75,根据公式K=E/W，W=E/K=0.45/0.75=0.6m。8）辅助眼的间距估算根据总断面面积扣除光爆层面积及掏槽区面积后所剩余面积来布置辅助眼的原则来确定。（1）光爆层面积及炮眼数A=15.0450.6=9.03m2N=15.045/0.45=33(个)（2）掏槽区面积及炮眼数掏槽采用三级复式契形布置A=（4.2+2）1.1/2=3.41 m2N =14 (个)（3）辅助眼间距a.w=(35-9.03-3.41)/(88-33-16)=0.58 m2a.w的尺寸应在7080cm左右，布置时按大致均匀、局部适当调整的原则布置。布置中下台阶炮眼时，周边眼按0.45m的间距布置，辅助眼按照0.65米间距布置，其余炮眼均按照1m间距且炮眼间距均小于最小抵抗线的原则布置。9）具体炮眼布置见下图：48预留核心土法爆破布置图9）周边炮眼装药结构周边眼采用间隔装药结构，药卷直径采用25mm，为克服底部炮眼的阻力，在炮眼底部放半个标准药卷，使光爆层易于脱离岩体。其他眼采用连续装药结构，药卷直径采用32mm，具体装药结构示意图见下图。起爆顺序为：掏槽眼辅助眼底板眼及内圈眼周边眼。采用多段微差起爆（由内向外），其中主爆区的周边眼比辅助眼眼跳2段起爆，并用同一段雷管。主爆区使用非电毫秒雷管，光爆眼用导爆索一次同时起爆。爆破眼药量分配及主要经济技术指标表见下表开挖炮眼药量分配序号上下台阶炮眼分类炮眼数雷管段数炮眼长度炮眼装药量单孔装药量合计药量个段CmKg/孔Kg1上台阶解炮眼21302掏槽眼611431.37.83431381.24.84251351.12.27辅助眼1271000.78.48内圈眼1791000.711.99周边眼34111000.155.110底板眼11131000.88.811合计8893404912开挖断面积（m2）3513比炮眼数（个/m2）2.514比耗药量（kg/m3）1.415中台阶掘进眼1011000.88161131000.88.817内圈眼851000.75.618底 眼1271000.910.819周边眼1491000.152.120合计55 550035.321开挖断面积（m2）38.0622比炮眼数（个/m2）1.4623比耗药量（kg/m3）0.9324下台阶掘进眼1111000.88.8251131000.88.827内圈眼871000.75.628周边眼1291000.151.829底 眼1751000.915.330合计53530040.331开挖断面积（m2）34.8432比炮眼数（个/m2）1.5233比耗药量（kg/m3）1.16说明：堵塞长度不小于20cm。5.2.3爆破设计的优化爆破效果检查项目主要有：（1） 断面周边超欠挖检查；（2） 开挖轮廓圆顺度，开挖面平整检查；（3） 爆破进尺是否达到爆破设计要求；（4） 爆出石碴块是否适合装碴要求；（5） 炮眼痕迹保存率，硬岩80，中硬岩60，并在开挖轮廓面上均匀分布。爆破设计优化：每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼。炮眼布置优化：根据爆破后石碴的块度大小修正炮眼及装药参数。若爆破后石碴块度较大则曾密炮眼数量、并相应减少每炮孔用量。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，使爆破眼底基本落在同一断面上。5.2.4.爆破施工控制要点1）采用光面爆破技术和微震控制爆破技术，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞碴粒径以利于挖堀装载机装碴。2）隧道开挖每个循环都进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm。并采用激光准直仪控制开挖方向。3）钻眼按设计方案进行。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5cm，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制34以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深20cm。4）装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时，专人分好段别，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。每眼装药后用炮泥堵塞。5）起爆采用复式网络、非电起爆系统，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。6）开挖过程中注意观察围岩的变化情况及爆破效果，及时调整钻爆设计参数。7）控制隧道底超欠挖，保证隧道开挖轮廓圆顺。及时排除隧道内的积水，减少积水浸泡围岩。5.3超前支护5.3.1.大管棚XXX隧道右线出口上部边仰坡防护完毕，隧道掌子面上部基本成形，并采用喷砼封闭之后，方可紧贴掌子面施工导向墙，再采用30m长管棚间距40cm打入一环108钢花管并注浆加固围岩，形成牢固的棚状支护结构，以便开挖进洞。施工工艺及方法： 导向墙及大管棚施工工艺有钻机平台开挖、导向墙型钢安装、导向管焊接、导向墙施工，搭设平台，安装钻机，钻孔清孔、安装管棚钢管、注浆等。施工工艺流程见下图：测量放线安装导向管、浇筑套拱搭设工作平台、钻机就位钻 孔清 孔顶入管棚、安装止浆塞喷混凝土封闭工作面施工准备钻孔验收连接注浆管路、调试压水试验注浆作业注浆效果分析封孔、连接钢架结构结束补 孔管棚加工原材料进场检验初选浆液配合比初配浆液试验注浆确定浆液配合比浆液制备调整注浆参数不合格合格洞口大管棚施工工艺流程图5.3.2.超前小导管1）施工安排（1）先将掌子面顶部危石清除干净。（2）超前小导管（锚杆）施工在工作面初喷完成且工字钢钢架架立完成后，初期支护喷射砼施工前施作。施工时，小导管（锚杆）以工字钢钢架为支点，从两榀型钢中间穿过，尾部可与型钢钢架焊接以增加稳定性。超前支护施工时钢管与隧道中线平行打入拱部围岩。3）小导管（锚杆）安设方式一般地段采用钻机顶入，特殊地段采用插管顶入方式。（4）小导管（锚杆）安设完成后先封尾端，再进行注浆。（5）小导管（锚杆）注浆浆液必须充满钢管及周围的空隙并密实，其注浆量和压力根据试验确定。2）小导管工艺流程（1）工作面封闭、清理干净，检查钻孔机具、注浆机是否正常，注浆机注浆前应进行压水试验，检查设备是否正常，管路连接是否正确。（2）小导管制作：小导管采用热轧无缝钢管，长度、规格按设计要求选用，钢管一端呈尖头形，长度5mm，尾端1米范围内不钻孔，底端焊6的铁箍，注浆孔沿管壁呈梅花形布设，间距150mm。（3）浆液配合比选定：小导管(锚杆)注浆采用水泥浆液，浆液水灰比1:1，注浆压力为0.51.0Mpa，开挖后拱部基本无渗漏水、无坍塌。（4）布孔:环向间距安设计要求布孔，并用红油漆对各个孔位进行标记。（5）钻孔:钻孔采用TY-28 凿岩机，钻头对准孔位标记，外插角1015，钻孔直径比钢管直径大35mm。钻孔深度达到设计后，停止施钻，将钻头、钻杆拔出。清孔直至管内不再有积水、积粉及岩碴。（6）顶入钢管:将钢管前端插入孔内人工锤击顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风管将钢管内的砂石吹出。（7）封端止浆:钢管安设完成后用塑胶泥封堵孔口及周围裂缝，在钢管附近及工作面喷射砼，以防浆液从工作面外冒。（8）注浆:浆液按配合比配制，注浆采用注浆机注浆。（9）效果检查: 压浆过程中应注意量测及对裂缝发展情况的观察，并作好记录。（10）注浆结束:当注浆量和注浆压力达到设计注浆量和设计终压时结束注浆。工艺流程图如下：施工准备测量布孔钻孔清孔顶入钢管封端止浆小导管注浆效果检查结束浆液配合比选定小导管制作双液注浆机超前小导管施工工艺流程5.4.初期支护每循环开挖找顶、撬帮后应进行湿喷砼封闭岩面，充分发挥围岩的自稳能力。初期支护是隧道稳定的主要承载结构，它是密贴与围岩的柔性结构与控制围岩变形松弛的主要支护手段。主要包括喷锚支护、型钢钢架等。5.4.1.锚杆锚杆是隧道施工过程中维护围岩稳定、保证施工安全的重要手段之一，施工完成后可以作为永久支护的一部分。锚杆的主要作用是将松弛的围岩和稳固的基岩联系起来共同受力，还可以通过对锚杆施加预应力来改善围岩的节理、裂隙，提高围岩的整体性和承载能力。因此，锚杆施工的技术关键是保证锚杆与围岩的充分密贴和固结，防止锚杆灌浆的空洞。锚杆施工应在初喷混凝土后进行，以保证锚杆垫板有较平整的基面。在SJ-Vd型衬砌系统锚杆采用25中空注浆锚杆。中空注浆锚杆施工工艺系统支护采用的中空注浆锚杆主要设在开挖断面的拱部及围岩较差地段的拱墙部分，部分地段的超前支护也采用超前中空注浆锚杆，其具体施工工艺流程见图“中空注浆锚杆施工工艺框图”。中空注浆锚杆施工工艺框图施工准备锚杆孔位布置钻锚杆孔、锚杆安装注 浆安装杆头封堵帽进入下道工序浆液配制不合格合格注浆质量综合检查首先按设计要求，在开挖面上准确画出需施设的锚杆孔位。钻孔方式同砂浆锚杆施工。检查导管孔达到标准后，安装锚杆并按设计比例配浆，采用注浆机注浆，注浆压力符合设计要求；一般按单管达到设计注浆量或达到设计压力要求作为结束标准，并保证锚杆孔浆液注满。最后在综合检查判定注浆质量合格后，用专用螺帽将锚杆头封堵，以防浆液倒流管外。5.4.2 钢筋网钢筋网的作用在于通过钢筋网和喷射混凝土一起受力，提高了混凝土抗弯、抗折性能，保证了喷射混凝土能承受一定的局部应力而不至于开裂、折断，从而提高喷射混凝土的整体支护效果。钢筋网支护施工在锚杆支护施工完成后进行。钢筋网支护可以分为现场编网和半成品网片现场拼接两种方式。现场编网需占用较长的循环作业时间，质量也难以控制。考虑到施工进度及质量要求，该段所有隧道的钢筋网支护均采用半成品网片现场拼接的方法施工。1、钢筋网预制钢筋网片的宽度应按钢架的间距预制，但不能太大，也不能太小。太大会给现场拼装带来困难，太小，现场搭接焊工作量大，循环施工时间长，影响工程施工进度，同时材料消耗增加。钢筋网预制见下图：初喷砼岩面钢 筋 网钢 筋 网2、钢筋网安装（1）挂网：挂网在初喷砼及施作锚杆后进行。通过多功能作业台架，采用人工沿开挖岩面一环一环铺设，钢筋网片之间用焊接连接，施工中可以通过锚杆辅助固定钢筋网，使其尽量与岩面密贴。（2）焊联：挂好网片后，将网片之间的接头以及网片钢筋和锚杆头、钢架等焊接牢固，避免网片超出喷砼厚度和喷砼时网片晃动。（3）质量要求A加工钢筋网的原材料要有出厂合格证，其力学性能试验要符合规定。B钢筋网的规格、型号、外观质量要满足设计和规范要求。C钢筋网保护层要符合设计和验标要求，底层混凝土保护层不得小于4cm，表层混凝土保护层不得小于3cm。D钢筋网加工时，网眼尺寸要符合设计要求，允许偏差不得大于10mm。E钢筋网安装时搭接长度应为12个网孔，允许偏差为50 mm。5.4.3型钢钢架SJ-Vb型衬砌采用全环形型钢钢架，间距50cm；SJ-Vd型衬砌采用半环型钢钢架（仰拱内不施做），间距80cm。隧道各部开挖完成及初喷砼后，分单元及时安装钢架，采用与定位锚杆、径向锚杆以及双侧锁脚锚杆（注浆小导管）固定，纵向采用22钢筋连接。1、施工程序及工艺流程1）施工程序施工准备型钢钢架加工型钢钢架运输初喷混凝土挂设钢筋网型钢钢架安装型钢钢架中线水平检查型钢钢架联结加固复喷射混凝土2）工艺流程型钢钢架工艺流程图如下：初 喷定位锚杆施工中线标高测量清除底脚浮碴型钢架加工、质量验收钢架预拼分部安装钢架与定位锚杆焊连定位设锁脚锚管锁定加设鞍形垫块安装纵向连接筋挂钢筋网复喷混凝土围岩监控量测型钢钢架施工工艺流程图2、施工要求1）施工准备（1）开挖净空断面的测量检查超欠挖情况，对欠挖超出规范规定的，需进行欠挖部分的清理；（2）型钢拱架加工所用的原材料必须满足设计及规范要求； （3）型钢拱架应按分部开挖情况分段、分节制作加工，在加工场地按1：1放样，型钢钢架宜采用冷弯成型。型钢格架不得在拱顶等剪应力较大或弯矩最大的地方分段、分节，型钢钢架加工的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹焊瘤等缺陷；（4）型钢钢架安装前，根据设计断面尺寸及预留沉降量要求，对开挖净空尺寸进行检查。2）型钢钢架加工（1）型钢钢架加工加工场地用混凝土硬化，精确抹平，按设计放出加工大样。型钢钢架弯制方法采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制，弯制完成后，先在加工场地上进行试拼。各节型钢钢架拼装，要求尺寸准确，弧形圆顺，要求沿隧道周边轮廓误差不大于3cm，连接底板螺栓孔眼中间误差不超过5mm；型钢钢架平放时，平面翘曲小于2cm。2）型钢钢架运输根据隧道掌子面每循环安装型钢钢架榀数，人工在型钢钢架加工场选型、配号，装载机或汽车运输型钢钢架至洞内，再由人工抬运型钢钢架至掌子面设计位置安装就位。4）型钢钢架安装（1）型钢钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。（2）根据测设的位置，各节型钢钢架在掌子面以螺栓连接，连接板应密贴。为保证各节型钢钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上，安装前应清除各节型钢钢架底脚下的虚碴及杂物。同时每侧安设两根锁脚锚杆将其锁定，底部开挖完成后，底部初期支护及时跟进，将钢架全环封闭。钢架脚趾超挖太大或围岩过于破碎，需在拱部钢架基脚处设置槽钢以增加基地承载力，减小型钢变形。（3）为保证钢架位置安设准确，隧道开挖时在钢架的各连接处预留连接凹槽。初喷砼时，在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板（和槽钢）位置。在钢架安装过程中，当钢架和初喷层之间有较大间隙应每隔1m用砼预制块楔紧，钢架背后用喷砼填充密实。钢架纵向用纵向连接钢筋连接，间距严格按照设计要求施做，以便形成整体受力结构。5）型钢钢架中线水平测量钢架初步就位后，加固前，现场架设测量仪器检查型钢钢架各节点处设计高程和支距，达到要求后才能进行钢架加固。型钢钢架安装尺寸容许偏差，具体数值见表“钢架安装位置允许偏差表”。钢架安装位置允许偏差表序号偏差种类允许偏差（mm）备 注1钢架间距100mm2钢架横向偏差50mm3高程允许偏差50 mm4垂直度允许偏差25钢架保护层厚度允许偏差-5 mm背后保证喷射混凝土密实5.4.4湿喷砼1、施工程序施工准备混凝土搅拌和运输喷射作业养生检验验收2、工艺流程隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺，喷射混凝土采用自动计量拌合站拌合，由混凝土搅拌运输车运至洞内，采用湿喷机喷射作业。在隧道开挖完成后，立即喷射不小于4cm厚混凝土封闭岩面，然后打设锚杆、架立钢架、挂钢筋网，对初喷岩面进行清理后复喷至设计厚度。喷射混凝土工艺流程如下图所示：施工准备受喷面处理埋设喷层厚度标钉初喷混凝土作业补喷、调整配合比机具到位结 束复喷混凝土作业不合格隐蔽检查合格接通风水电、试机原材料进尺检验自动计量搅拌混凝土搅拌车运输喷料隧道喷射混凝土施工工艺流程图3.施工要求1）施工准备（1）检查开挖断面净空尺寸，撬去表面危石和欠挖部分。一般岩面可用高压水冲洗受喷岩面的浮尘、岩屑，当岩面遇水容易潮解、泥化时，宜采用高压风吹净岩面。设置控制喷混凝土厚度的标准，按照设计厚度利用原有部件如锚杆外露长度等，也可采用埋设钢筋头作标志。（2）检查供风、供水、供电管线路的布置是否合理，是否安全，检查管路是否有堵塞现象，接头是否安全可靠。（3）搅拌机、拌合运输车、喷射机等机械设备，使用前应进行调试并排除故障，严禁机械带病作业。（4）保证受喷面，各种机械设备操作场所具有良好通风及照明条件，作业环境温度不得低于5。（5）受喷面表面水量较大时，采取措施将水集中引排，使之在初期支护背后形成永久性排水孔。4、喷射混凝土施工工艺1）混凝土搅拌和运输（1）湿喷砼搅拌采取全自动计量强制式搅拌机，施工配料应严格按配合比进行操作，拌合时间不小于1min，速凝剂在喷射机喂料时加入。（2）运输采用混凝土运输车，随运随拌。喷射混凝土作业时，多台运输车应交替运料，以满足湿喷砼的供应。在运输过程中，要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝等现象。2）喷射作业混凝土喷射三联机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛空10mm）,以避免超粒径骨料进入喷射机。（1）喷射操作程序应为：打开速凝剂辅助风缓慢打开主风阀启动速凝剂计量泵、主电机、振动器向料斗加混凝土。（2）喷射混凝土作业应采用分段、分片、分层依次进行，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。喷射时先将低洼处大致喷平，再自下而上顺序分层、往复喷射。喷射混凝土分段施工时，上次喷混凝土应预留斜面，斜面宽度为200300mm，斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土。分片喷射要自下而上进行并先喷钢架与壁面间混凝土，再喷两钢架之间混凝土。边墙喷混凝土应从墙脚开始向上喷射，使回弹不致裹入最后喷层。分层喷射时，一次喷射混凝土厚度不小于40mm，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。复喷时边墙一次喷射混凝土厚度控制在70150mm，拱部控制在50100mm，并保持喷层厚度均匀。顶部喷射混凝土时，为避免产生堕落现象，两次间隔时间宜为24h。(3)喷射速度要适当，以利于混凝土的压实。风压过大，喷射速度增大，回弹增加；风压过小，喷射速度过小，压实力小，影响喷混凝土强度。因此在开机后要注意观察风压，起始风压达到0.5MPa后，才能开始操作，并据喷嘴出料情况调整风压，按混凝土回弹量小、表面湿润有光泽、易粘着度来掌握喷射压力，这里要求喷射机司机与喷射手配合好，根据喷射手反馈的信息及时调整风压和计量泵，控制好速凝剂的用量。（4）喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离，一般为80150cm，喷射角度尽可能接近90，以使获得最大压实和最小回弹；若受喷面被钢架、钢筋覆盖时，可将喷咀稍加偏斜，但不宜小于70。如果喷嘴与受喷面的角度太小，会形成混凝土物料在受喷面上的滚动，产生出凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷混凝土的质量。 为提高工效和保证质量，喷射作业应分片进行，一般为2m长、1.5m宽的小片。为防止回弹物附着在未喷的岩面上而影响喷层与岩面的粘结力，按照从下到上施喷，成“S”形运动；喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，力求喷出的混凝土层面平顺光滑。5.5.二次衬砌隧道衬砌遵循“仰拱超前、墙拱整体衬砌”的原则，初期支护完成后，为有效地控制其变形，仰拱尽量紧跟开挖面施工，仰拱填充采用栈桥