隧道工程毕业论文.doc

院毕业设计（论文）目 录1.绪论11.1 隧道概况11.1.1隧道的概念11.1.2隧道的作用及优点11.1.3我国隧道发展及前景11.1.4新奥法施工21.2 本设计的目的和意义21.2.1设计的目的21.2.2设计的意义32.编制施工组织设计的说明42.1 编制依据42.1.1编制依据包括42.2 编制内容42.2.1编制内容包括42.3 编制原则42.4 编制程序52.5 编制施工组织设计所需的原始资料52.5.1自然方面的资料52.5.2技术经济方面的资料52.5.3设计方面的资料53.方案比选及工程概况73.1 工程概况73.2 方案比选73.2.1方案介绍73.2.2方案比选74.施工方案说明94.1 施工总体说明94.2 开挖方法94.2.1施工要点94.3 出渣运输114.3.1装渣114.3.2运输114.4 初期支护114.4.1喷射混凝土114.4.2施工的注意事项124.4.4钢筋网施工134.4.5钢拱架施工144.5 超前支护与预加固围岩施工措施154.5.1柳林隧道超前支护154.6 二次衬砌164.6.2边墙基础施工174.6.4拱墙衬砌施工194.7 隧道防排水224.8 隧道洞口、洞门设计施工234.8.1设计洞口时应注意的几个问题234.8.2洞门施工244.8.3中墙及边墙二次衬砌（、类围岩地段）264.8.4主洞开挖及支护274.8.5支护施工应注意事项284.8.6主洞二次衬砌304.8.7洞向附属314.8.8洞门施工324.8.9施工注意事项325.施工进度计划355.1 施工进度计划编制的依据及原则355.1.1施工进度计划编制的依据355.2 主要施工机械配备及施工队伍和劳力组织355.2.2劳动力分配365.3 进度计划安排375.3.1施工进度计划375.3.2进度宏观安排396.施工场地布置416.1 施工作业条件准备416.1.1布置要求如下416.2 现场各个场地布置位置426.2.1便道设置426.2.2材料堆放场布置426.2.3生活及生产设施布置427.施工中的监控量测和超前地质预报447.1 超前地质预报447.1.1超前地质预报的目的447.1.2隧道施工地质超前预报的特点447.1.3TSP超前地质预报447.2 施工监控量测457.2.1监控量测的目的457.2.2量测要求457.3 量测项目与方法467.4 施工监控量测计划的制定477.5 数据处理及应用477.5.1数据处理的目的477.5.2数据处理的内容及方法487.5.3量测数据的应用488.施工质量、安全及环保保证措施498.1 质量控制要点498.1.1质量控制要点包括498.2 安全保证措施498.2.1施工安全措施498.2.2劳动安全保证措施508.2.3交通安全措施508.3 环境保护措施51结 论53致 谢53参考文献55附 录31.绪论1.1 隧道概况 1.1.1隧道的概念 隧道是一种修建在地下，两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的建筑物。隧道及地下工程有两方面的含义：一方面是指研究和建造各种隧道及地下工程的规划、勘测、设计、施工和养护，是一门应用科学和工程技术，是土木工程的一个分支；另一方面是指在岩体或土层中修建的通道和各种类型的建筑物。 1.1.2隧道的作用及优点 在公路线路中设置隧道，能使路线顺利克服由山岭、水域，已有建筑物所造成的地理地形障碍；能在总体上拓宽路线走向的选择。能使路线在整体布置上顺畅、简洁、直达、最短；能提高行车安全和舒适性；降低运输成本和节省运输时间；还能增加运输的隐蔽性，减少受气候、自然灾害的影响。 隧道在山岭地区可用做克服地形或高程障碍，改善线形，提高车速，缩短里程，节约燃料，节省时间，减少对植被的破坏，保护生态环境；还可用做克服落石、坍方、雪崩、雪堆等危害。在城市可减少用地，构成立体交叉，解决交叉路口的拥挤阻塞，疏导交通，保护环境，提高社会综合效益。在江河、海峡、港湾地区，可不影响水路通航。修建隧道既能保证路线平顺、行车安全、提高舒适性和节约运费，又能增加隐蔽性、提高防护能力和不受气候影响。 1.1.3我国隧道发展及前景 我国在过去由于公路建设资金严重短缺，技术缺乏，修公路多以盘山公路为主。据统计，20世纪50年代，我国仅有30多座隧道，总长约2.5公里。六七十年代，我国干线公路上曾修建了百米以上的公路隧道。1964年修建的北京至山西原平公路上，修建了两座200米以上的隧道，已是非常大的工程。到1979年，我国公路隧道通车里程仅为52公里，数量为374座。1993年发展到682座，总长136公里。隧道平均长度为199米，均是二级以下的短隧道为主。 目前我国的隧道工程矿山法施工中已普遍的采用了新奥法，岩石隧道除采用钻爆法掘进外，也已开始采用掘进机掘进；城市等浅埋隧道明挖或盖挖法施工中也开始使用了地下连续墙，暗挖时采用的盾构法和浅埋暗挖法也具有较高的技术水平。长3.45公里的北京八达岭高速公路潭峪沟隧道，单洞开挖宽度约15米，为我国3车道公路隧道修建积累了经验；沈大高速公路中一条隧道为单向4车道行车，单洞开挖宽度约20米；上海的8车道沉管越江隧道即将建成，标志着我国在沉管隧道领域达到了国际先进水平。 特别提出的是，于2007年1月20日通车的秦岭终南山隧道，全长18.02km，双向四车道，设计时速80公里，是目前世界上最长的高速公路隧道，为我国的 公路隧道建设开辟了新纪元。同时，它的建成也为我国隧道建设在通风、照明、防灾、救援等难题上积累了宝贵的经验。 截止2010年底，我国建成的铁路隧道总长度已超过7000公里。全国公路隧道为7384座，总长达5122.6km，其中特长隧道265座、1138.0km。长隧道1218座、2020.8km。预计到2020年我国规划建设5000多座隧道，总长度超过9000多公里。我国已成为世界上隧道和地下工程建设最多、发展最快的国家。 隧道修建技术的进步为长大隧道的建设和开发利用地下空间奠定了基础，同时，大规模地下工程的修建也必将对隧道修建救赎提出更高的要求。为了更好地适应今后我国隧道建设的需要，我们必须做好： 第一、加强施工中隧道地质勘查工作； 第二、加快隧道施工的机械化工作；第三、在隧道施工运营中运用新技术并加快新技术的研究；第四、加强隧道的现代化管理。 1.1.4新奥法施工 新奥法即新奥地利施工方法的简称，它是上世纪四十年代开始发展起来的，是应用岩体力学的理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时地进行支护，控制围岩变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道和地下工程设计施工方法的方法和原则。 新奥法要求开挖时尽量采用控制爆破或机械掘进，在施工中采用能与围岩密贴、及时砌筑又能随时加强的柔性支护，如：锚喷支护。在施工中采用监控量测，指导施工，随时变更施工计划。在隧道施工中采用复合式衬砌，即初期支护、防水层和二次衬砌。在施工中，为改善支护结构的性能，应尽快闭合支护结构。另外，隧道断面尽可能圆顺，以避免拐角处的应力集中。 1.2 本设计的目的和意义 1.2.1设计的目的毕业设计是对大学四年学习知识的检验和考察，通过这次毕业设计使学生对本专业的知识有更深一步的了解，和更深一步的掌握，以便在以后的学习工作中能灵活的运用所学专业的知识。本设计主要解决黄土隧道的施工方案及防排水措施。针对一些围岩较差的隧道提供了一些施工方法和处理措施。 1.2.2设计的意义毕业设计是大学本科阶段教育的最后一个环节，也是最重要的一个环节。经过大学四年的学习，我们已经掌握了公共基础课、专业基础课、选修课等许多基本知识。毕业设计就是我们队这些知识的综合应运，是理论是时间相结合的一个过程。通过毕业设计，我们必须应运这些基本知识和基本技能，去解决实际问题；是我们将来作为一个工程设计人员必须经历的。从中我们可以发现问题，解决问题，从而弥补自身专业不足，也可以拓展视野。在毕业设计时，我们通过制图、撰写论文、实例计算等步骤，培养了我们刻苦钻研、实事求是的工作作风。为我们的毕业进入工作岗位打下坚实基础。2.编制施工组织设计的说明2.1 编制依据2.1.1编制依据包括 （1）设计文件和变更设计文件； （2）国家、交通部的设计规范、施工规范和验收标准等有关文件； （3）施工承包合同书； （4）施工单位常年施工积累的经验、成熟的施工工艺及同行业的施工经验； （5）施工期间有关的会议精神或施工单位指示性施工组织设计方案。2.2 编制内容2.2.1编制内容包括 （1）柳林隧道工程概况； （2）柳林隧道现场的地形、地貌、地质和水文地质勘查的资料； （3）施工准备和施工临时设施； （4）任务划分、工期及劳动力组织； （5）施工中机械配备状况； （6）主要施工方案与安排； （7）在施工中，遇到特殊地段时主要施工措施； （8）采用的新工艺、新技术。 2.3 编制原则根据隧道工程技术经济的特点，以及多年来的建设经验，在施工组织设计中应贯彻一下几点： （1）严格遵守签订的承包合同或上级下达的施工期限，保证按期或提前完成施工任务，交付通车运营使用； （2）遵守施工规范和规章制度及操作规程，确保施工质量及施工安全； （3）采用新技术和先进的施工方法，逐渐提高施工机械化和预制装配化施工程度，降低成本，提高劳动效率，减轻劳动强度，统筹安排施工，做到均衡生产； （4）贯彻就地取材的原则，尽量利用当地的资源； （5）开源节流，精打细算，充分利用已有设备设施，尽量减少临时工程，降低成本，提高投资经济效益； （6）合理组织冬、雨季施工和建筑材料运输，贮备工作，增加全年施工工作日，并力求降低冬、雨季施工的附加费用； （7）节约施工用地，少占或不占农田，注意水土保持和环境保护； （8）统筹布置施工场地，要确保施工安全，同时要方便职工的生活和生产。 2.4 编制程序编制施工组织设计要遵守一定的程序，要按照施工的客观规律，协调和处理好各个因素的关系，用科学的方法进行编制，一般编制程序如下： （1）施工调查和技术交底； （2）分析设计资料，拟定、研究施工方案和施工方法； （3）编制工程施工进度图； （4）计算工人、材料、机具的需求量，制定供应计划； （5）临时工程、供水、供电、供热计划； （6）工地运输组织； （7）布置施工平面图； （8）编制技术措施计划与计算技术经济指标； （9）编制说明书。2.5 编制施工组织设计所需的原始资料2.5.1自然方面的资料地质资料、地形资料、水文资料、气象资料、不良地质情况、地震级数等； 2.5.2技术经济方面的资料 （1）工地附近的场地，需要拆迁的建筑物和需要处理的青苗，可租用的民房等； （2）当地可利用的地方材料及其供应能力，利用的地方工业及其加工能力；（3）当地的交通运输道路，可提供的交通运输工具；（4）当地的水源和电源，供水及供电线路、通讯网等； （5）当地的医疗卫生、文化教育、支援救援的能力等。 2.5.3设计方面的资料 （1）建设地区的区域规划、人防规划等资料； （2）建设工程的初步设计、施工图和概预算等资料； （3）地质及水文勘察资料； （4）业主及有关部门对建设工程的要求； （5）参考资料。 3.方案比选及工程概况3.1 工程概况 柳林隧道是一个二级公路隧道，是单洞双向行车隧道。隧址地处陕西省延安市柳林镇，位于黄土高原腹地，是典型的黄土隧道。该地区的平均海拔在1132米左右，其中该区的黄土结构疏松、沟壑纵深，地形破碎，崩塌、滑坡等地质灾害频发。根据地质勘测和实地勘察，隧道设计围岩为级、级两种围岩级别，其中级围岩总长度1761米，级围岩总长度为530米，明洞长40米，隧道总长度为2331米。级围岩地质情况以马兰黄土和新黄土为主，岩石的饱和抗压强度为12.1MPa，级围岩以块状结构的离石老黄土为主，岩石的饱和抗压强度为22.1MPa。该区的黄土节理有一定的延续性，施工时极易产生坍塌。隧道地区大部分位于地下水位线以下，地下水无侵蚀性。 3.2 方案比选3.2.1方案介绍 （一）方案：用直线连接了AB两地，其中隧道长2348m，桥梁总长201m，整条线路为直线。优点：线路为直线；缺点：桥梁斜跨河流，施工比较困难，加之隧道跨越地区地下水比较发育，对黄土隧道施工不利。 （二）方案：用一个隧道和两个桥梁组成，其中隧道长1632m，桥梁总长86.3m。 优点：整条线路连接过往村庄，可以带动区域经济较快发展；缺点：在穿越村庄的线路路基处理比较困难，增加工程投资。 （三）方案：用一个隧道和两个桥梁组成，其中隧道长2331m，桥梁总长78.9m，利用河流的优势，采用沿河展线。优点：隧道围岩条件相对较好，且地下水不发育，有利于黄土隧道的施工。缺点：隧道可能一次性投资比较大，但收益较好。3.2.2方案比选表1 方案比选 项目 方案 方案 方案 线性 指标 线路总长为3692米，其中隧道一座2348米，桥梁两座总长201米。 线路总长为4300米，其中隧道总长为1632米，桥梁总长为86米。 线路总长为3968米，其中隧道一座总长为2331米，桥梁长为79米。 工程 数量 隧道长2348米，主要以、级围岩为主。 隧道长1632米，以、级围岩为主。 隧道长2331米，、级围岩为主。 施工 难度 桥梁斜跨河流，施工难度较大；隧道地表水比较发育，对黄土隧道施工不利。 有600多米路需要做深路堑，挖方量较大；隧道长度适宜，但围岩较差。 隧道长度比较长，但隧道进出口开阔，利于出渣；可以利用以前的公路进行改进。 施工 费用 隧道较长且地表水发育，施工费用较大；桥梁最长，施工费用加大。 隧道长度适宜，费用较小；但线路穿过学校，给拆迁带来难度。 隧道长度较长，但是围岩较好；利用以前的公路改进，较少投资。 环境 保护 填挖方量适中，利于缓解保护。 挖方量很大，对原有的生态破坏严重。 挖方量很少，对保持良好的边坡有利。 经济 效益 线路基本没有通过主要城镇，经济效益不好。 线路虽通过主要村庄，经济效益好。 线路通过大多数村庄，后期经济效益很好。 1.方案航空距离短，虽工程量少，但是施工难度大，一次性投资大。带来的经济效益不是很理想； 2.方案航空距离最长，工程量也最大，投资很大，但是能带来比较好的收益； 3.方案航空距离适中，对环境破坏最小，虽然工程造价小，济效益很好。 综上所述，本项目推荐方案为方案。 4.施工方案说明 4.1 施工总体说明 由于黄土隧道的特殊工程性质，所以黄土隧道的施工方法必须遵循“短进尺、少扰动、强支护、勤量测、严治水”的原则。国内已建成的黄土隧道主要采用的施工方法有：上半断面小导管超前支护环形开挖、双隔墙侧壁导坑法、中隔墙导坑法等方法。 由于本隧道处于湿陷性黄土中，隧道质量要求比较高、工期紧。所以本隧道施工方法选择应满足一下几点的要求： （1）能够有效防止工作面坍塌，保证 施工安全、可靠； （2）尽可能使用大型机械设备，提高 施工效率，满足工期需要； （3）工序简单，便于现场施工； （4）有效地控制拱顶及地表下沉，控 制洞室周边位移收敛。 综上在黄土隧道施工时，为了预防黄土隧道坍塌和变形大等问题，采用台 阶分布开挖法（又称环形开挖留核心土法），结合喷射砼及时封闭开挖面，用超 前管棚支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆 等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布，实施短开挖，快循环来减少对土体的扰动，是目前黄土隧道施工的较完 整的方法。 4.2 开挖方法 根据柳林隧道的围岩工程性质特点，本隧道采用环形开挖留核心土法。级 围岩采用机械开挖，级围岩采用钻爆法开挖，即采用钻孔台车或简易钻孔平台钻孔，炸药爆破开挖围岩。柳林隧道采用的是光面爆破法，周边眼不偶合间隔装药，非电毫秒雷管起爆（跳段使用），火雷管起爆，起爆网路采用复式网路，上台阶一次开挖成形。4.2.1施工要点 1.爆破设计 （1）确定上台阶断面开挖尺寸：根据柳林隧道的工程地质条件、使用的施工及出渣机具，在确保施工便捷的原则下，确定级围岩上台阶开挖高度为5.65m，宽度为11.94m。 （2）进尺及掏槽型式的选择：采用光面爆破的方式进行开挖，关键是控制好爆破循环进尺。根据柳林隧道的实际情况，确定循环进尺为3.5m，掏槽式采用单式楔形掏槽方式。中空眼直径50mm，数量为3个，于开挖面中下部单排竖向布置。 （3）光面爆破的技术参数：装药不偶合系数D，周边眼间距E，周边眼最小抵抗线V，相对间距E/V，周边眼装药集中度q，装药结构，起爆方式等。柳林隧道的爆破主要技术参数为：装药不偶合系数D选定为1.52.0,周边眼间距E定为0.35-0.45m，周边眼最小抵抗线V确定为4555cm，相对间距E/V为0.8，周边眼装药集中度q为0.10.15kg/m，周边眼装药结构采用不偶合间隔装药的方式，采用20小直径光爆药卷；其他眼孔采用连续装药的结构方式，不偶合系数控制在1.62.0，毫秒雷管反向连接，或用导爆索联接，起爆方式采用复式网路。 2.施工准备 （1）测量放样：采用经纬仪和水准仪布出隧道开挖中线及底线采用五寸台法标出上台阶开挖轮廓线，每50m采用全站仪进行导线复核。布出周边眼钻孔孔位，用红油漆做好标记。 （2）钻孔台架就位：隧道开挖钻孔，采用简易钻孔台架。钻孔台架结构采用紧固件和型钢连接，便于拆装和重复使用。钻孔台架上部分2层，下部做成门架形式，以便出渣车辆通过。作业台架上设有供风管和供水管，可分别与隧道的风水管进行快速连接，还设有分水器和分水器与风动凿岩机连接，使准备工作大为简化。3.机具准备根据柳林隧道的实际情况，按照因地制宜原则，机具设备如下表所示：表2 机具设备序号 机具名称 规格型号 数量 1 空气压缩机 L-10/9 2台 2 钻孔台架 自制 1台 3 风动凿岩机 Y28 14台 4 经纬仪 TDJ2E 1台 5 全站仪 徕卡 1台 6 水准仪 DS23-2D 1台 4.质量控制标准 (1）平均线性超挖10cm，最大线性超挖20cm，炮眼残痕率大于70%；禁止欠挖；炮眼利用率大于95%； (2)质量控制措施： 1）测量人员严格按照设计要求布眼，用经纬仪控制掘金方向，全站仪复核； 2）采用水平尺和自制的光爆辅助尺，边钻孔边设钻孔方向标志；3）钻孔采用定人定岗的方法，成了光爆QC小组，发现问题，及时纠正； 4）执行“三检“制度：钻孔前检查孔位布置，装药钱检查钻孔精度，爆破前检查装药及起爆网络。 4.3 出渣运输出渣是隧道施工的一项基本作业。出渣能力的强弱决定了整个作业循环的时间长短。出渣包括装渣、运渣、卸渣三个环节。 4.3.1装渣 根据柳林隧道的开挖断面大小、围岩的条件、一次开挖量、机械配套能力以及经济性和施工工期要求等因素，柳林隧道采用机械装渣，主要使用蟹爪式装渣机。 4.3.2运输 隧道运输有有轨运输和无轨运输两种。结合柳林隧道的经济性及机械配备等因素，本隧道采用无轨运输，采用载重为5t的轮胎行走的自卸卡车。 4.4 初期支护 当隧道开挖后，由于黄土隧道围岩稳定能力不足，则须加以支护才能使其进入稳定状态，称为初期支护。初期支护能迅速控制或限制围岩变形，充分发挥围岩的自承能力，是隧道施工的重要环节。严格按照要求施工，做好初期支护，能保证隧道施工和运营安全。表3 柳林隧道的初期支护参数如下围岩 级别 喷射混凝土 （cm） 22药卷式锚杆 钢筋网 格栅支撑 布置 形式长度（m）间距（cm）设置部位 网格间距 （cm） 纵向间距 （cm） 45 梅花形布置 3.0 100100 拱墙 1515 90 50 3.510060 拱墙 1515 60 初期支护的一般工序流程为：开挖后初喷混凝土系统支护施工（锚杆、钢筋网、钢拱架）复喷混凝土至设计厚度。 4.4.1喷射混凝土 为了降低粉尘，减少回弹量，提高喷射砼的质量，本隧道喷射混凝土均采用湿喷法，喷射机型号为TK-961。混凝土由洞外拌合站拌合，混凝土罐车运输至洞内卸入TK-961湿喷机料斗，人工抱喷嘴湿喷。 （1）喷射混凝土材料如下： 水泥：32.5普通硅酸盐水泥； 砂：河砂，细度模数2.5； 石子：粒径大于15mm； 速凝剂：TX-1型液体，掺量47； 参考施工配合比； 水泥：砂：石子：水：硅粉：高效减水剂12.471.530.43：0.1:0.007 施工过程:先将水泥、砂、石子、水、硅粉和高效减水剂按配合比投入强制式搅拌机进行拌合，然后由搅拌运输车运至洞内，卸至喷射机进料口，在喷嘴处再加入液态速凝剂47后，喷射岩面上。 4.4.2施工的注意事项 （1）喷射作业应分段依次进行，喷射顺序自下而上进行； （2）一次喷射厚度可根据喷射部位和设计厚度确定，且拱部不得超过6cm，边墙不得超过10cm； （3）喷嘴与岩面保持垂直,且距受喷面1.52.0m为宜； （4）喷射混凝土应控制好风压和速凝剂掺量，减少回弹，喷射压力控制在0.150.2MPa为宜； （5）分层喷射时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行；若终凝1h后再喷射，应先用清水清洗喷射表面； （6）对于较大的凹洼处，首先喷射填平； （7）下一循环爆破应在混凝土终凝3h后进行； （8）喷射后应对机具进行清洗。 4.4.3锚杆施工 柳林隧道采用药卷式锚杆。药卷锚杆主要施工程序如下：施工准备、钻孔、清孔、内锚段速凝型锚固药卷灌注、杆体安装、封口、孔口垫座安装、张拉、自由段注浆、外露锚杆杆体保护 。(1)药卷式锚杆的施工注意事项：1)杆身必须调直无缺损； 2）锚杆长度大于孔深610cm，每根加工长度误差不大于1cm，缝长误差不大于5cm。并除去杆上油污、铁锈、杂质； 3）锚杆孔位置误差不大于10cm； 4）钻孔后，孔内石粉必须用高压水冲洗干净； 5）钻到设计深度时，若流出的岩粉呈黄色或褐色，或钎头冲击异常时，说明遇到较软弱的岩石或破碎夹层，则变更锚杆深度与位置。 (2)药卷式锚杆施工质量控制： 1）对锚杆精轧螺纹钢、锚固剂药卷、水泥等重要材料，要求相关资料齐全，并进行进场抽检，以确保材质优良。张拉前首先对扭力扳手进行率定，率定合格后再用于张拉施工。施工过程中中扭力扳手极易损坏，要求每周率定一次，确保张拉精度。 2）造孔是质量控制的要害环节之一，孔位必须经测量放样，并用红油漆标识。液压凿岩台车要选用经验丰富，责任心强的操作手，开钻前要认真调整好钻臂方向，确保孔向垂直岩面在开钻，钻杆匀速钻进，并不断加水冲洗岩粉。钻孔准确度高，不但确保了锚固效果，且确保插杆及承压垫板安装及张拉施工。3）内锚段灌浆是否密实，是确保张拉成功的要害环节，首先要确保锚固剂药卷浸泡充分，要求浸泡时间控制在2.5分钟左右。其次，锚固剂每打入一卷锚固剂，输送管向孔外拉出 5cm左右，要取保打入锚固剂药卷60支左右，填满3m锚固段。 4）张拉是药卷锚杆施工最重要的环节，张拉严格按技术要求进行分级张拉，全过程严格监控，并做好详实细致的原始记录。 4.4.4钢筋网施工 在喷射混凝土中增设钢筋网，可以防止受喷面由于承受喷力而塌落，减少回弹量、喷射混凝土层的开裂，增强初期支护的整体作用，通常与锚杆或钢架焊接成一体。钢筋网宜采用HPB235钢筋，钢筋材质、规格和性能 必须满足要求。钢筋直径采用10mm，网格边长尺寸为1515cm，搭接长度为12个网格长度。钢筋网铺设应满足以下要求： (1)钢筋网在初喷混凝土后铺挂，使其与喷射混凝土形成一体，底层喷射混凝土的厚度不宜小于4cm； (2)砂土层地段应先铺挂钢筋网，沿环向压紧后再喷射混凝土； (3)采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设，其覆盖厚度不应小于3cm； (4)钢筋网可利用风钻气腿顶撑，以便贴近岩面，钢筋网应与锚杆或其他固定装置牢固连接，与钢架绑扎时，应绑在靠近岩面一侧； (5)喷射混凝土时，应调整喷头与受喷面的距离、喷射角度，以减少钢筋振动，降低回弹，并保证钢筋网喷混凝土层厚度不小于4cm； (6)喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除。 4.4.5钢拱架施工 钢架是在隧道开挖初期支护期间，为使围岩保持稳定而按照隧道开挖轮廓线布设的由钢格栅或型钢、钢轨等制成的支护骨架结构，钢架安装后可以达到支撑围岩稳定、限制围岩变形的目的，它通常与钢筋网、喷射混凝土等结合共同受力。钢架应在初喷混凝土之后及时架设。钢架采用的规格型号应符合设计要求及相关国家标准。柳林隧道在级围岩段采用H-1515格栅钢架，纵向布置间距为90cm； 级围岩段采用I20a型钢拱架，纵向布置间距为60cm。 （1）钢架安装应符合以下条件： 1）安装前应彻底清除底脚的虚 渣及杂物； 2）安装允许偏差：横向和高程为正负5cm，垂直高度为正负2度；3）各节钢架间应以螺栓连接，连接板应密切，连接板局部裂隙不超过2mm； 4）钢架外缘应与基面密贴，如有缝隙，应每隔2m用钢楔或混凝土预制块楔紧； 5）钢架之间宜用22mm的钢筋采用焊接方式连接，环向间距应符合设计要求。 （2）钢架施工应符合以下要求： 1）制作。钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作，制作时应严格按设计图纸进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节两段=端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢固，加工后必须进行试拼检查，严禁不合格品进场； 2）安装。钢架应按设计要求安装，安装尺寸允许偏差应满足相关规定。当拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫板，安装后利用锁脚锚杆定位；超挖较大时，拱背喷填同级混凝土，以使支护与围岩密贴，控制围岩变形的进一步发展。两排钢架用22mm钢筋拉杆纵向连接牢固，环向间距1m，以便形成整体受力结构； 3）钢架安装时，应严格控制其内轮廓尺寸，且预留沉降量，防止侵入衬砌净空。钢架与围岩的间隙必须用混凝土充填密实；钢架应全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得超过40mm。4.5 超前支护与预加固围岩施工措施 隧道在浅埋地段、自稳性较差的软弱破碎地层，严重偏压、岩溶留泥地段，砂土层、砂卵石层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段施工时，由于开挖后围岩的自稳时间小于完成支护所需的时间，往往会发生开挖面失稳，或由于初期支护的强度不能满足围岩稳定的要求导致洞体围岩丧失稳定而产生坍塌、冒顶等。这不仅使围岩条件更加恶化，给施工带来极大的困难，而且影响工期、费工费料，影响工程质量和隧道使用年限。为避免上述情况的发生，应在隧道开挖前或开挖中采用辅助施工方法以增强隧道围岩稳定。常用的方法有：地表砂浆锚杆或地表注浆加固，超前锚杆或超前小导管支护，管棚钢架超前支护，超前小导管预注浆，超前围岩深孔预注浆。 4.5.1柳林隧道超前支护 柳林隧道采用环形开挖留核心土法，也可以降低开挖面高度，减缓开挖面的坡角度，抵抗开挖面的下滑。柳林隧道在浅埋段、洞口段采用地表砂浆锚杆和地表注浆加固。在级围岩地段采用的措施为用22药卷式超前锚杆支护，在级围岩地段采用的措施50超前注浆导管支护。柳林隧道超前支护参数如下表所示：表4 柳林隧道超前支护参数 围岩级别 锚杆（小导管）长度m 锚杆（小导管直径）mm 纵向间距 m 环向间距 cm 外插角 4.0 22 2.7 40 6 4.5 50 3.0 40 6 (1)注浆参数如下 水泥与BR外掺防水剂质量比为：1:0.12 水泥浆水灰比（质量比）为：1:1 水泥与外掺剂专用粉质量比为：1:0.04 注浆压力P=0.51.0Mpa必要时可在孔口处设置能承受规定的最大注浆压力和水压的止浆塞。 注浆后至开挖前的时间间隔，视浆液种类宜为48h。开挖时应保留1.52.0m的止浆墙，防止下一次注浆时孔口跑浆。4.6 二次衬砌在隧道初期支护完成后，为防止围岩不致因暴露时间过长而风化、松动和坍落，降低围岩稳定性，需要开展二次衬砌。衬砌的结构类型和尺寸，应根据使用要求、工程地质条件、围岩级别、埋置位置及施工条件等，通过工程类比和结构计算分析确定。 深埋隧道二次衬砌施作，一把情况下应在围岩和初期支护变形基本稳定后进行，变形基本稳定应符合：隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和；或水平收敛（拱脚附近7d平均值）小于0.2mm/d，拱部下沉速率小于0.15mm/d；或施作二次衬砌前的累 积位移值，已达到极限相对位移值得80%以上；或初期支护表面裂隙不再继续发展。 二次衬砌施工的顺序是仰拱超前、边墙基础超前，最后是边墙、拱整体浇筑。混凝土衬砌施工前应对水泥、细集料、粗集料、拌制和养护用水、外加剂、掺和料等原材料进行检验，确保各项技术符合有关规定。混凝土生产应采用自动计量的拌和站、搅拌输送车输送、混凝土泵送入模的机械化流水作业线，以保证二次衬砌混凝土的施工质量。 4.6.1仰拱及填充超前施工 仰拱填充及铺底紧跟开挖，距离开挖面不得大于60m，人工配合挖掘机检底，底部虚渣、杂物、积水要清理干净。为减少其与出渣运输的干扰，现在一般采用仰拱栈桥进行仰拱全幅施工，全幅灌注，仰拱、填充应分开浇筑，仰拱和底板混凝土强度达到 5MPa后，行人方可通过，达到设计强度的100%后，车辆方可通行。施工技术要点： 1）测量放线。根据设计图纸放出高程和中线控制线； 2）基层质量验收合格后，方可进行下一道工序的施工； 3）混凝土运送罐车到达浇筑地点后，利用梭槽或直接泵送进入安装好侧模和端模的仰拱内，人工用插入式振捣器振捣； 4）振捣混凝土时，用插入式振捣器全面按顺序插振一次，同一位置的振捣持续时间，以混合料停止下沉，不再冒气泡并泛出砂浆为准，不能过振。插入式振捣器移动间距不得大于其作用半径的1.5 倍，距底板混凝土边缘距离不得大于其作用半径的1/2； 5）在表层混凝土振捣过程中，应经常拉线检查设计高程、用水平尺检查平整度。必要时，人工扒除高于设计高程的混凝土填补低于设计高程的低洼处，并振捣，使混凝土表面平整； 6）接缝。每一循环拆模后应及时对施工缝凿毛，纵向施工缝应设置接茬钢架（风钻钻孔，锚固剂固定，22mm,L=60cm），使左右连为一个整体，增强受力效果； 7）养护。底板混凝土施工完毕后应及时养生，养生用水泥袋将路面覆盖，每天洒水4次，保持水泥袋不干； 8）仰拱应紧跟开挖面施作，尽快封闭成环。、级软弱不稳定围岩施工时，仰拱距开挖面应不超过40m，仰拱应超前二次衬砌施作，其超前距离宜保持2倍以上衬砌循环作业长度；9）仰拱施作应一次成形，保证仰拱整体稳定。仰拱施工缝和变形缝应做防水处理。 10）底板施工前应清除虚渣、杂物和积水，坡面应平顺，确保排水畅通，应采用一次灌注混凝土成形工艺； 11）仰拱填充严禁与仰拱同时施工，宜在仰拱混凝土终凝后施作； 12）为减少其与出渣运输的干扰，采用仰拱栈桥跨国施工地段，以保障隧道底部的施工质量，消除隧底结构 施工质量隐患。仰拱栈桥的长度和结构形式可根据施工需要来确定。4.6.2边墙基础施工 根据衬砌台车就位要求，在拱墙衬砌前，应先施工边墙基础。浇筑前应挖够尺寸，满足设计工程要求，将浮渣、杂物、积水清理干净，经隐蔽检查合格后方可开始浇筑。 边墙基础施工落后于仰拱及填充层，凝土运输罐车到达浇筑地点后，利用梭 槽或直接泵送进入安装好的模板内，采用插入式振捣器人工振捣。 4.6.3拱墙衬砌施工 1.拱墙衬砌施工准备 （1）中线及水准点测设 当初期支护和边墙混凝土完成之后，在衬砌混凝土开始之前应重新测设隧道中线、水准点，以检查初期支护断面，并准备衬砌模板台车。隧道中线控制桩吗，每10m设一个，并引至两侧边墙基础混凝土顶面上，标出衬砌控制点。水准点每50m设一个，布设在边墙基础混凝土台阶上。 （2）衬砌混凝土之前隧道断面检查和修整 1）对初期支护断面检查。直线段每20m、曲线地段每10m，测一个断面，做好记录，绘制断面图。 2）对初期支护侵限部位，在做好防止失稳措施后进行消除，重新做初期支护 并达到设计要求。 3）当喷射混凝土表面凹凸较大时，对凹凸部分喷混凝土修平；外露锚杆头和钢筋头应切除并用砂浆抹平，以满足防水板铺设时对初期支护表面平顺度的要求。(3）边墙基础混凝土的检查与修整根据水准点，核对边墙基础混凝土台阶设计高程，必要时应做修凿；根据隧道中心线，核对边墙基础混凝土台阶净空尺寸，必要时应做修凿。(4）模板台车轨道铺设 1）根据隧道断面和结构形式，确定台车轨面高程； 2）台车轨道中线应与隧道中心线重合，两轨间距允许误差为5cm； 3）左右两侧轨面水平允许误差为5cm； 4）台车轨道枕木间距不得大于500mm； 5）为防止台车轨道位移，在钢轨和边墙之间每3m加一个水平支撑。 铺轨材料：钢轨，43kg/m或以上；短枕木，20mm16mm60mm。 (5）模板台车安装 在模板台车安装前，应详细了解台车性能，如强度、刚度、可承受的最大荷载、作用原理，熟悉其操作方法，并按设计图材料表详细点清构件，同时加以清洗涂油，并编号堆放。模板台车的安装程序为：模板台车轨道铺设，安装行走机构，安装门式框架，安装墙部模板，安装框架上部作业平台，安装拱部模板，安装液压动力系统，安装模板台车动力系统，安装模板台车附件，调试，空载试车。 模板台车安装好后，应对各部门再检查一遍，然后做液压件检验、走行试验。模板调整量范围及台车各部分尺寸，其误差应达到设计标准。 (6)模板台车就位及模板台车定位立模 1）根据水平定位测量数据，用轴颈液压千斤顶，将拱部模板上升或下降至隧道拱部设计高程（含预留净空）。 2）拱部中线定位立模。根据中线定位测量数据，用横移千斤顶将拱部模板中心的铅垂线对准隧道中心线。 3）边墙模板定位。使用边模液压千斤顶使边模底部与边墙基础混凝土顶面接缝相重合，并要密贴。底模至隧道中心距离及台车拱部模板起拱线至隧道中心距离达到设计净空要求（含预留值）。 4）拱墙模板固定成形。以上程序完成后，即紧固上下部中间支承丝杆千斤顶；安装挡头板。4.6.4拱墙衬砌施工 拱墙二次衬砌混凝土浇筑前，应针对工程特点和施工条件，制订施工全过程和各个施工环节的质量控制及质量保证措施，以及相应的施工技术条例。委派专人负责记录混凝土运送到工地的时间和出机坍落度、浇筑时间和浇筑时的坍落度、浇筑时的气温与混凝土浇筑温度、施工缝的划分、混凝土的浇筑高度的控制，以及混凝土的养护方式和全过程，包括养护开始时间、混凝土养护中的表面温度与降温速率、拆模时间与拆模时气温，以及养护后对混凝土强度发展和防裂的防护措施等。对出现的裂缝，要记录裂缝出现的时间、部位、尺寸和处理等情况。 (1)拱墙混凝土的浇筑方法 1)施工模板台车走行轨道的中线和轨面高程误差 不应大于10mm，台车就位后启动微调机构，应仪器校正模板外轮廓与设计净空相吻合，并锁定台车。 2）防水层表面灰粉以及清除并洒水湿润。 3）钢筋混凝土二次衬砌地段，必须用于衬砌混凝土相同配合比的细石混凝土或砂浆制作垫块。钢筋保护层厚度，主筋保护层尺寸应不小于30mm、迎水面主筋保护层厚度不小于50mm。 用模板台车、混凝土泵施工的混凝土，在拱顶上方出现空洞是经常发生的，不但影响支护受力，而且影响电化接触网在拱顶预埋件的质量，采取的措施：改进操作方法，采用“封拱顶工艺”进行施工，预埋排气孔，确保气体排出通畅；采用先进的衬砌背后密实度检测仪，对已衬砌段进行检查，有空洞的及时处理，并反馈改进浇筑的操作方法；在衬砌拱部预埋钢管，进行衬砌背后充填注浆。(2)混凝土浇筑与振捣 使用输送泵浇筑混凝土前，应泵送与混凝土同强度等级的砂浆，以润滑管壁。一般1立方米砂浆可润滑300m长的管道。采用高效减水剂时，混凝土运到场地后应做坍落度检查，泵送混凝土一般以1518cm为宜。 混凝土应对称、分层浇筑，分层捣固。振捣应采用插入式振捣器，其振捣密实后的分层厚度，应根据拌制能力、运输条件、浇筑速度、振捣能力和结构要求等条件决定。泵送混凝土要连续进行，如有中断，则中断 不宜超过20min。当允许间歇时间已超过时，应按中断浇筑处理，同时应留置施工缝，并做记录。施工缝的平面与结构的轴线相垂直。施工缝应埋置适量的钢筋或型钢，并使其体积露出前层混凝土外一般左右。 (3)混凝土温度控制 混凝土的入模温度应视洞内温度而调整。冬季施工时，混凝土的入模温度不得低于5；夏季施工时，混凝土的入模温度不得高于洞内温度，且不宜超过30。施工中应估计混凝土温度与拉应力变化，提出混凝土温度的控制值，并在施工养护过程中实际测定关键截面的中部点和离表层约5cm深处的表层温度（包括仰拱和底板），实行严格的温度控制。 二次衬砌结构任一截面在任一实际内的内部最高温度与表层温度只差一般不应大于20，新浇筑混凝土与上一区段二次衬砌混凝土或围岩之间的温度不应大于20，洒于混凝土表面的养护水温低于混凝土表面温度的差值不应大于15，混凝土的降温速率不宜超过3/d。拆模时混凝土芯部与表层、表层与环境之间的温差不得大于20，结构内外侧表面温差不得大于15。混凝土内部降温前不得拆模。 混凝土养护期间，混凝土内部温度不宜超过60，最高不得大于65，混凝土内部与表面温度之差，表面温度与环境温度之差不宜大于20，养护用水与混凝土表面温度之差不得大于15。(4)二次衬砌拆模 二次衬砌拆模时应符合一下规定： 1） 在初期支护变形稳定后施工的二次衬砌混凝土强度应达到8.0MPa； 2）初期支护未稳定，二次衬砌提前施作时，混凝土强度应达到设计强度的100%以上； 3）特殊情况下，应根据试验及监控量测结果确定拆模时间； 4）混凝土拆模前，应按照回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JCJ/T 232001）规定的检测和计算方法，对衬砌混凝土早期强度进行检测，当确认混凝土强度达到上述规定的强度后，才可拆模。(5)混凝土养护 应采取措施控制养护过程中的环境湿度和混凝土温度，以保衬砌混凝土的质量。此外，还应保证模板接缝处不至于失水干燥。在整个潮湿养护过程中，应根据混凝土温度与气温的差别及变化，及时采取措施，控制混凝土的升温和降温速率。 二次衬砌混凝土浇筑完毕后，混凝土养护的最低期限应符合下表的规定，且不得中断。当使用养护剂养护时，养护剂应符合水泥混凝土养护剂（JC 9012002）的规定。表4 水泥混凝土养护剂混凝土类型 水胶比 洞内平均气温T（） 养护期限（d） 胶凝材料中掺有矿物掺合料 0.45 5T10 28 10T2021T20 14 0.45 5T10 21 10T2014 T20 10胶凝材料中未掺有矿物掺合料 0.45 5T10 21 10T2014 T2010 0.45 5T10 14 10T2010 T207 (6)二次衬砌混凝土外观质量标准及检查方法 混凝土外观质量的控制标准：混凝土结构表面应密实平整、颜色均匀，严禁漏筋，不得有蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺陷。表面错台不应大于3mm，无渗漏水，达到一级防水要求，衬砌表面除施工缝外无裂缝，施工缝宽不得大于2mm。混凝土结构外形尺寸允许偏差和检验方法应符合下表规定。 表5 混凝土结构外形尺寸允许偏差和检验方法 序号 项目 边墙 拱部 隧底 检验方法 1 平面位置 10mm 尺量 2 垂直度 0.2 尺量 3 设计高程 +30mm 00 10mm 水准测量 4 结构表面平整度 10mm 10mm 2m靠尺 (7)二次衬砌混凝土完工质量检验 对完成的隧道衬砌，应对衬砌混凝土进行无损检验，检查衬砌质量和封顶效果，进行信息反馈，及时进行补强，并进行原因分析，采取纠正和预防措施。4.7 隧道防排水 水，不仅是影响隧道正常施工的因素之一，也是影响隧道正常运营的重要因素之一。 在施工期间，地下水的作用不仅降低围岩的稳定性（尤其是对软弱围岩影响更为严重），使得开挖十分困难，且增加了支护的难度和费用，甚至需采取超前支护支护或欲注浆堵水和加固围岩。此外，若对地下水处理不当，则可能造成更大的危害。如地下、地上水位下降及水环境的改变，影响农业生产和生活用水；被迫停工，影响工程进展等。 在运营影响，地下水常从混凝土衬砌的施工缝、变形缝（伸