隧道工程施工方案、方法及工艺.doc

6.7隧道工程施工方案、方法及工艺6.7.1概述本标段隧道共有8座，总长19454m，隧道占本标段总长的72.5%。隧道均为单洞双线隧道，内线间距5.0m，最大埋深343m，最小埋深37m，超4Km长度隧道3座。长大隧道多个工作面同时施工，施工组织难度大；单工作面掘进长度大，通风困难。地质构造复杂，部分隧道存在承压水、断裂破碎带，基岩裂隙水较发育等不良地质存在，隧道埋深较浅，对超前地质预报、监控量测及施工过程控制要求高。本标段的隧道暗挖段采用复合式衬砌，隧道明挖段采用明洞式衬砌结构。6.7.2总体施工方案（1）隧道暗挖段均按喷锚构筑法原理组织施工，隧道施工方法应根据工程地质和水文地质条件，开挖断面大小、衬砌类型、隧道埋深、隧道长度、工法转换的难易、机械设备的配置、工期要求及环境制约等因素综合研究确定。级围岩采用三台阶临时横撑法和三台阶七步法施工、级围岩采用三台阶法施工，级围岩采用台阶法施工，级围岩采用全断面法施工。（2）隧道明洞段采用整体式衬砌，隧道暗洞采用复合式衬砌。复合式衬砌由初期支护、防水隔离层与二次衬砌组成，采用拱墙加仰拱结构型式。初期支护采用喷射混凝土，二次衬砌采用模筑混凝土。隧道洞口段及偏压浅埋地段进行结构加强。（3）斜井与正洞连接处路面标高正洞对应里程轨面标高-0.6m；双车道斜井井身间隔300m和井底处设置30m长缓坡段，以利会车及安全；斜井变坡处均设置半径100m的竖曲线，以使路面平顺；斜井与正洞连接段，设30m长衬砌结构加强段。斜井、级围岩地段采用曲墙式（双车道）喷锚衬砌，、级围岩地段采用曲墙式（双车道）复合式衬砌，斜井与正洞连接段结构加强衬砌采用复合式衬砌。洞口级围岩地段采用超前小导管预支护，格栅钢架加强，台阶法施工。级围岩地段采用超前锚杆预支护，格栅钢架加强，台阶法施工。6.7.3施工准备在工程开工后，首先进行征地拆迁、修筑临时施工便道、架设施工供电线路、修筑供水设施和铺设供水管道、砌筑洞顶截水沟、开挖洞口段土石方。洞口场地开挖完成后，安装和修建隧道供风、供水、发电、混凝土生产、钢构件加工等设备与设施。洞门工程在隧道进洞施工正常后选择非雨季节施工。6.7.4施工测量测量作业程序流程见图6.7-1。图6.7-1测量作业程序流程图开工前交接桩控制网水准基点开工复测控制网水准基点加密防护施工中复测检查施工测量竣工测量测量成果报监理及建设单位6.7.4.1控制测量（1）施工前平面控制网复测施工前根据设计院和建设单位技术部门现场进行的交接测量控制桩点及时办理交接手续，组织测量人员对交接的导线网点和水准基点进行复核测量，复核导线点的坐标和水准基点高程的准确性，测量结果经过平差后与所交的控制点结果进行对比，完全无误后作为施工用控制点。（2）平面控制附合导线测设洞内布置双导线，形成闭合导线，利用全站仪、精密水准仪等测量仪器，精确控制隧道施工。洞口导线点位使用钢筋（钢筋顶上刻十字线）埋于洞口附近坚固稳定的地面上，并用混凝土固定桩位，点与点之间通视良好。点位布置完毕后，利用交接的导线网GPS点（已知）作基准点，以三维坐标法，使用全站仪引测附合导线上各点的精确坐标值（并经平差），使用精密水准仪从高等级的2个BM点测定导线上各点的准确高程（并经平差）。水平角的观测正倒镜六个测回中误差2.5，每条附合导线长度必须往返观测各三次读数，在允许值内取均值，导线全长闭合差1/30000。（3）高程控制高程控制点的布设利用平面控制点的埋石作为高程控制点，如特殊需要时进行加密，加密的水准点精度不低于高程控制点的精度，其布置形式为附合水准线路。精密水准点的复测采用S1等级水准仪对所交精密水准点进行复测，往返测量。观测精度符合偶然误差2mm，全中误差4mm，往返闭合差8（L为往返测段路线段长，以km计）。两次观测误差超限时重测。当重测结果与原测成果比较不超过限值时，取三次成果的平均值。6.7.4.2施工测量（1）洞口测量根据隧道洞口的设计结构和洞口地形标高，详细计算洞口边仰坡开挖边线的坐标和各桩中心坐标。利用附合导线与以上计算坐标的相对关系，使用全站仪在地面上放出洞口边仰坡开挖轮廓线，十米桩中心坐标点位，以放出的坐标点为中心放出开挖边线桩，控制洞口边仰坡的开挖。（2）洞身测量隧道洞身施工测量根据隧道设计文件，精确计算出线路百米桩的坐标及结构的相关尺寸和标高，并按每直线10m、曲线5m 编制出所有隧道标高表。测量工程师利用洞内测量控制点，及时向开挖面传递中线和高程；由测量班用断面测量仪测设隧道开挖轮廓线、支护钢架架立前后和二次衬砌立模前后轮廓尺寸，进行复核，确认准确后方可进行下道工序施工，并对混凝土净空断面应用激光隧道限界检测仪检查。在洞内进行施工放样时随时配带气压表、温度计，随时根据实际情况对仪器进行气压、温度的修正。6.7.4.3竣工测量每20m对已衬砌段隧道净空采用激光限界检测仪进行洞身净空检查，隧道洞身开挖贯通后，及时组织测量人员进行贯通测量。依据铁路有关测量规范及测量结果，调整贯通误差，并将结果及时上报监理和建设单位有关部门。依据设计图纸检查完工后的结构物尺寸，如实填写检查结果，并将检查资料作为竣工资料的一部分存档。6.7.4.4测量质量的保证措施测量桩点的交接，必须双方参与，持交桩表逐桩核对，交接确认，遗失的坚持补桩，无桩名者视为废桩，资料与现实不符的应予以更改。执行有关测量技术规范，按照规范技术要求进行测量作业检测，保证各项测量成果的精度和可靠性。测量放样的依据是施工图纸及相关规范，要求使用的图纸及规范必须盖“受控”章，确保其有效。定期组织测量人员与相邻架子队共同进行洞内外控制点联测，保证控制点的准确性。所有现场测量原始记录，必须将观测者、记录者、复核者记录清楚且须是各岗位操作人员自己的签名。加强仪器的维修和保养，保持其良好状态，制定仪器维修和保养制度及周检计划，按时送检。6.7.5洞口施工6.7.5.1洞口边、仰坡开挖防护边仰坡开挖前先施作截水天沟，按设计要求从上至下开挖边仰坡，并及时按设计要求进行边仰坡的防护、抗震加固。洞口临时防护采用喷锚支护，永久性支护采用骨架护坡，骨架内喷播植草，洞口有危岩处采用被动防护和主动防护相结合。6.7.5.2洞口排水边仰坡施工前先人工在开挖边缘线510m开挖并施作洞顶截水天沟，待进洞后及时施作洞门和两侧排水沟，与洞顶截水沟相连形成完整排水系统。6.7.5.3洞门修筑在进洞施工正常后，适时安排洞门施工。洞门采用混凝土整体浇筑，浇筑时采用钢管搭设脚手架，大面积钢模板立模，混凝土输送泵浇筑，插入式振捣器振捣。洞门完成后及时修筑洞顶排水沟和边仰坡防护工程，保证洞口稳定和排水顺畅。6.7.5.4明洞施工明洞采用明挖法施工，一般地质段采用墙脚开挖法施工，岩层较好或开挖范围较大时，采用墙顶开挖法施工。按设计要求紧随开挖进行防护，采用砂浆锚杆、挂钢筋网、湿喷混凝土防护。隧底开挖完毕后进行隧底地质勘探，根据地质勘探结果进行必要的地基处理，然后进行仰拱和矮边墙施工。根据监控量测结果及时施做明洞衬砌，明洞衬砌按洞外混凝土结构要求进行施工，拱墙一次整体浇注，最后施做防水层、回填、铺砌及排水设施。衬砌外缘采用聚氨酯防水涂料，外侧施工3cm的M10水泥砂浆保护层。待衬砌强度达到设计后进行洞顶回填，最后进行洞顶种植绿化。6.7.5.5进洞施工采用超前管棚法进洞，形成洞室轮廓,管棚采用108钢管，拱部140，环向间距0.33m，长度为40m，管棚与42小导管配合适用，小导管长3.5m，环向间距0.33m，小导管注水泥浆。具体作法：沿明暗洞交界里程，从上到下逐层开挖，开挖至起拱线后，架立三榀钢拱架，最里面的一榀紧贴仰坡放置，钢架间距50cm，纵向采用22mm钢筋连接，经测量检查，同隧道开挖断面一致后，与仰坡锚杆焊接固定。洞口段设计为大管棚辅以小导管超前支护，按设计要求间距布置大管棚导向管，导向管采用140mm的钢管，导向管与I18钢架焊接牢固，其倾角与线路纵坡一致，浇注套拱混凝土，形成洞室轮廓。在套拱混凝土强度达到设计强度后，施做洞口大管棚及42超前小导管。洞口应加强防排水，防止积水浸泡墙脚和隧底，造成边墙围岩失稳。6.7.6超前支护6.7.6.1大管棚施工隧道洞口段大管棚采用108热轧无缝钢管，壁厚6mm，环向间距0.33m，长20m40m，钢管内设置钢筋笼，压注水泥浆。洞口段利用套拱混凝土做导向墙，洞身段施工前预留管棚工作室，利用管棚工作室作导向墙。施工中根据坐标法放出管棚的空间位置，并做明显标志，严格控制管棚打设方向，并做好每个钻孔地址记录。然后再搭设钻孔平台，准备管棚材料、水泥、注浆机等。超前大管棚施工工艺流程见图6.7-2。（1）机具超前大管棚钻孔采用管棚钻机钻孔，该机械采用顶驱双作用冲击及回转，把套管及钻具同时冲击回转钻入软弱围岩内，钻孔时采用大扭矩回转套管钻进穿孔，提高了孔向精度及钻深能力，钻架配置两度液动夹头，方便夹紧及卸拧钻具丝扣，减少劳动强度，内置液动注水泵，简化清孔排碴及洗孔工序。钻机退回原位套管内注水清洗分节装入钢花管接钻杆及套管一节钻孔结束继 续 钻 进施工套拱或管棚工作室钻机就位安装钻杆及套管取出钻杆取出套管顶驱双作用冲击回转下一根管棚钻进 注 浆隧 道 开 挖钻至设计长度钻进结束达到注浆压力图6.7-2 超前大管棚施工工艺流程图（2）施工工艺1）顶驱液动锤把套管与钻杆同时冲击回转，钻入隧道顶板前端设计要求孔深。2）钻孔完毕，将套管内孔注水清洗干净，然后将钻杆拔出，套管仍留在孔内护孔。3）事先加工好带有注浆眼的钢管插入套管内，钢管节与节用丝扣联接，钢管终端密封。4）管插进后，取出套管。5）上述步骤将其余管棚施钻安插完毕，然后施做止浆墙。6）用高压泵将水泥浆压入钢管内，浆液通过钢管注浆眼压注入孔壁的缝隙内，固结附近岩土层，采用导管编号注浆，先注“单”号孔，待1至2天固结后，再注“双”号孔，管棚位于土层中压注水泥浆，压力不小于2MPa，其余地段压注水泥砂浆（水灰比1：1，砂灰比2：1）压力不小于1MPa。7）在管棚支护下，进行隧道开挖，开挖总长度为管棚总长度的90%。（3）注意事项1）大管棚施工前编制详细的专项施工组织设计。2）钻孔前，按设计精确画出钻孔位置。3）控制钻孔角度，尤其是接长钻杆后钻进角度应严格控制。4）注浆时准确掌握浆液配比和注浆压力。5）创造良好的照明条件，施工时专人统一指挥。6）加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理。6.7.6.2超前小导管施工本标段隧道级、级围岩段采用超前小导管注浆预支护，小导管采用42热轧无缝钢管加工，长度为3.5m，环向间距0.33m，其纵向搭接长度不小于1.0m。（1）施工工艺小导管施工工艺流程见图6.7-3。喷混凝土封闭开挖面沿周边布孔插入小导管注 浆开挖小导管加工浆液准备钻 孔图6.7-3 超前小导管施工工艺流程图（2）施工方法采用YT-28风动凿岩机钻孔，人工安装超前小导管并与钢架焊接固定，小导管外插角符合设计，用注浆泵进行注浆作业，注入水泥单液浆，注浆压力一般为0.8MPa，施工中根据现场试验确定合理的注浆参数。小导管在构件加工厂制作，前端做成尖锥形，尾部焊接8mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm交错钻眼，眼孔直径为68mm。小导管加工见图6.7-4。钻孔时,单层小导管外插角控制在1015，双层小导管外插角分别采用10、40交错布置。钻孔完毕后，将小导管按设计要求插入孔中，尾部与钢架焊接到一起，共同组成预支护体系。注浆前先喷射混凝土510cm封闭掌子面作止浆墙，当单孔注浆量达到设计注浆量时，结束注浆。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆作业中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。小导管注浆工艺流程见图6.7-5。图6.7-4 注浆小导管加工图图6.7-5 小导管注浆工艺流程图6.7.6.3径向注浆隧道洞口段、断层破碎带采用径向注浆。施工工艺：（1）孔位按设计布置：径向注浆加固圈为开挖轮廓线外4m，环向间距1.4m，纵向间距2.2m，钻孔深度4m。（2）钻孔：采用风枪钻孔，孔径52mm，孔口管为50mm，长100cm，孔口管埋设牢固，止浆良好。（3）注浆：采用KBY30/120双液注浆泵注浆，径向注浆初始压力为0.51MPa，终压为1.52 MPa。注浆材料采用1:1纯水泥浆。（4）注浆结束标准：当达到设计终压并继续注浆10min以上，单孔进浆量小于初始进浆量的1/4，检查孔涌水量小于0.2L/m.min，单孔注浆结束。当所有单孔注浆达到结束标准且注浆后段内涌水量不大于1m3/m.d时，全段注浆结束，否则需要补注。6.7.7洞身开挖根据围岩级别及周边环境采取不同开挖方法：正洞双线级围岩采用台阶法+临时横撑法施工，正洞双线、级采用台阶法施工，正洞双线级采用全断面法施工；辅助坑道级地段采用短台阶法施工；级地段采用台阶法施工；级地段采用全断面法施工。形成超前支护、开挖、初期支护、仰拱填充、二次衬砌、附属工程均衡生产、整体推进的施工格局。6.7.7.1级围岩地段三台阶法设置临时仰拱、临时横支撑（1）施工工艺流程三台阶临时仰拱法施工工艺流程见图6.7-6。上中下台阶测量放线开挖方案设计中台阶开挖上台阶开挖下台阶开挖反馈综合信息清理开挖面初喷后出碴上中下三断面支护与施作临时仰拱上断面检查稳定性中断面检查稳定性下断面检查稳定性下一循环良好良好施工准备超前地质预报图6.7-6 三台阶临时仰拱、临时支撑法施工工艺流程图（2）施工工序示意图6.7-7图6.7-7 三台阶临时仰拱、临时支撑施工工序示意图（3）施工工序1）A利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护；B 开挖1部台阶；C施作1部洞身结构的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，并设锁脚锚管；D 钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度，底部架立临时钢架封闭，喷10cm混凝土。2）上台阶施工至适当距离后，开挖2部台阶，接长钢架，施作洞身结构的初期支护及封底，参照工序1）进行。3）A 开挖3部台阶，及时封闭衬期支护。参照工序2）进行；B 灌注该段仰拱；C 灌注该段隧底填充。4）根据量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。（4）三台阶临时仰拱法施工要求1）隧道施工应坚持“弱（不）爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。2）开挖方式采用弱爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。3）第三部台阶开挖后仰拱应紧跟。4）施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。6.7.7.2、级台阶法（1）施工工艺流程台阶法施工示意图见图6.7-8。台阶法施工工艺流程见图6.7-9。（2）施工方法首先进行上半断面开挖，并及时施作初期支护；再进行下半断面开挖，并及时进行初期支护；最后进行仰拱混凝土及二次衬砌。下半断面施工2025m后施作仰拱。根据围岩量测信息确定合理的衬砌时间，衬砌后根据施工进度需要施作水沟电缆槽。上台阶支架式风钻钻孔，光面爆破开挖。下台阶钻孔台车钻孔，人工装药，非电毫秒雷管微差控制爆破，光面开挖爆破施工完毕后，初喷混凝土封闭围岩。待混凝土初凝后，按设计的支护参数施作中空注浆锚杆。锚杆安装完毕，在锚杆外端挂设钢筋网片，复喷混凝土达到设计厚度。开挖爆破后，采用挖掘机配合装载机装砟，自卸汽车运输。6.7.7.3级围岩全断面光面爆破施工本标段级围岩段上、下半断面采用台阶法光面爆破开挖，严格控制装药量及按照光面爆破设计施工，减少炮轰波对围岩的扰动，达到爱护围岩的目的。（1）工艺流程光面爆破受多种因素影响，包括围岩强度、整体性、节理、层理等地质因素，现场围岩地质结构千变万化，爆破参数进行现场设计动态调整。同一类围岩经试爆取得的技术参数，做为初步依据，每一循环爆破作业都要由有经验的爆破工程师根据上一循环爆破效果，以及本循环围岩特征进行适当调整，选择一组最佳技术参数。光面爆破设计工艺流程见图6.7-10。(）仰拱填充水沟电缆槽施工二次衬砌施做施作仰拱3下半断面开挖施作上半断面初期支护、边墙仰拱初支1上半断面开挖图6.7-8台阶法施工示意图施工准备超前地质预报测量放线上下台阶钻眼装药爆破通风排烟初喷混凝土爆破效果装碴运输上下台阶初期支护监控量测下循环开挖爆破设计调整爆破参数处理欠挖加强支护不满足图6.7-9 台阶法施工工艺流程图测定围岩参数爆破参数预设计试爆破确定爆破参数爆破效果评判结合围岩具体特征调整参数调整爆破参数不理想钻爆作业理想图6.7-10 光面爆破设计流程图（2）工艺要点正洞级围岩在周边眼钻孔完毕后，利用装药平台进行装药联线作业。整个钻孔过程，可分为准备、定位、开口、拔杆、移位五步。准备：开工前准备工作做到“四查”，即：查风枪的运转；查风水管路连接部位是否牢固；查钻头钻杆等配件是否备全；查易耗材料、器材是否有充分的备用量。定位：在掌子面画出各炮孔位置及中线和高程十字线，确定钻孔范围，并明确钻孔先后次序。开口：风枪开口时缓慢推进，并特别注意钻杆方向与隧道中线的夹角是否符合设计外插角。拔杆：在整体性好的石质可中速较慢拔出；如遇破碎岩石卡钎时，应慢慢来回推进，使之拔出；如拔杆困难，再靠近该钻位重新钻眼，使之拔出。移位钻孔：钻好一个炮孔进行下一炮孔钻进时，要做到“准、顺、平、齐”。准：按周边孔参数要求，孔位要选准；顺：侧墙孔孔口要顺开挖轮廓线布置，使孔底均位于开挖允许的超欠范围内；平：各炮眼相互平行（孔口和孔底距相等）；齐：孔底要落在同一平面上，爆出的断面要整齐，便于下一循环作业。保证钻孔质量措施：光爆钻孔时，由爆破设计技术员统一指挥协调行动，认真实行定人、定位、定机、定质、定量的“五定”岗位责任制；分区按顺序钻孔，避免相互干扰、碰撞、拥挤；固定钻孔班，以便熟练技术，掌握规律，提高钻孔的速度和准确性。按各断面炮孔爆破设计装药量装药联线，周边眼采用25mm小直径药卷不隅合装药方式，其余炮眼采用连续装药，富水地段采用乳化防水炸药，掏槽眼采用V形掏槽。爆破材料采用117段非电毫秒雷管和塑料导爆管起爆，采用乳化炸药，厂制炮泥堵塞，导爆管复式网路联接，各部电雷管一次起爆。（3）光面爆破设计装药结构见图6.7-11；级围岩光面爆破炮眼布置见图6.7-12；级围岩光面爆破炮眼药量分配见表6.7-1；级围岩光面爆破主要经济技术指标见表6.7-2；图6.7-11 装药结构图图6.7-12 双线级围岩台阶法光面爆破炮眼布置图70表6.7-1 双线级围岩台阶光面爆破炮眼药量分配表序号上下台阶炮眼分类炮眼数(个 )雷管段数(段)炮眼长度(m)炮眼装药量每孔药卷数(卷/孔)单孔装药量(Kg/孔)合计药量(Kg)1上台阶掏槽眼212.5101.53.02233131.953.93253.5152.254.54辅助眼473.213.52.0258.151193.213.52.02522.275615113.213.52.02530.375717133.213.52.02534.4258内圈眼25153.213.52.02550.6259周边眼33173.271.0534.6510底板眼19193.314.52.17541.32511合计130233.17512下半断面掘进眼1323.213.52.02526.325131343.213.52.02526.32516周边眼863.213.52.02516.217底 眼1983.213.52.02538.47519合计53107.32520总 计183340.5表6.7-2 双线级围岩全断面光面爆破主要经济技术指标表 序号项 目单 位数 量1开挖断面积134.392预计每循环进尺m2.83每循环爆破石方m3376.294炮眼总数个1835炸药用量kg340.56比钻眼量m/m31.697比装药量kg/m31.058单位体积岩体耗雷管量发/m30.579炮眼利用率%906.7.8 初期支护本标段隧道正洞采用复合式衬砌，初期支护设计为6.5、8mm钢筋网、钢架、C25喷射混凝土、22组合中空锚杆、22砂浆锚杆。支护紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩在短期内松弛剥落。钢架、钢筋网和锚杆由洞外构件厂工厂化加工，人工安装钢架、挂设钢筋网，风动凿岩机施作系统锚杆，采用湿喷机作业湿喷混凝土。喷锚支护工艺流程见图6.7-13。否超前地质预报初喷混凝土35cm施工放样安装钢架及施作系统锚杆调整挂钢筋网喷射混凝土达到设计厚度监控量测反馈信息、调整支护参数是开挖是否符合标准图6.7-13喷锚支护施工工艺流程图6.7.8.1钢筋网隧道钢筋网预先在洞外钢结构厂加工成型。本标段隧道钢筋6.5、8，网格间距20cm，按设计施作。钢筋冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。安装搭接长度为12个网格，采用焊接。先初喷混凝土再铺挂钢筋网，沿环向压紧后再喷混凝土。钢筋网随受喷面起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3cm。与锚杆或其它固定装置连接牢固。开始喷射时，缩短喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋保护层厚度不得小于5cm。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。6.7.8.2格栅（型钢）钢架型钢钢架和格栅钢架按设计预先在洞外结构件厂加工成型，在洞内用螺栓连接成整体。洞内安装在初喷混凝土后进行，与定位系筋焊接。型钢钢架（格栅钢架）之间设22mm纵向连接筋，钢架间以喷混凝土填平。钢架拱脚必须安放在稳固的基础上，拱脚两侧设锁脚锚管，架立时垂直隧道中线，当钢架和围岩之间间隙过大时设置混凝土楔形垫块，用喷射混凝土喷填。格栅（型钢）钢架施工工艺框图见图6.7-14。中线标高测量清除底脚浮渣安装格栅（钢架）钢架隐蔽工程检查验收复喷混凝土初喷格栅（钢架）钢架加工质量检验格栅（钢架）钢架组拼和锚杆焊接定位图6.7-14 格栅（型钢）钢架安装工艺框图（1）制作加工型钢钢架采用冷弯成型。格栅钢架在洞外钢构件厂钢板作业平台上，先按设计钢格栅放出大样图，然后沿放出的大样焊接短钢筋，制作出格栅加工大样。再将已弯制好的钢筋放入格栅加工大样焊接成钢格栅。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。每榀钢架加工完成后放在水泥地面上试拼，周边拼装允许误差为3cm，平面翘曲小于2cm。钢架在开挖或喷混凝土后及时架设。（2）钢架架设要求安装前清除底脚下的虚碴及杂物。钢架安装允许偏差：钢架间距、横向位置和高程与设计位置的偏差不超过5cm，垂直度误差为2。钢架拼装可在开挖面以外进行，各节钢架间以螺栓连接，连接板密贴。沿钢架外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块楔紧。钢架底脚置于牢固的基础上。钢架尽量密贴围岩并与锚杆焊接牢固，钢架之间按设计纵向连接。分部开挖法施工时，钢拱架拱脚打设直径为42mm的锁脚锚管，长度4m，壁厚5mm，按要求施工。下半部开挖后钢架及时落底接长，封闭成环。钢架与喷混凝土形成一体，钢架与围岩间的间隙用喷混凝土充填密实；各种形式的钢架全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于50mm。6.7.8.3系统锚杆本标段隧道系统锚杆，拱部采用22组合中空锚杆，边墙采用22mm砂浆锚杆。（1）组合中空锚杆组合中空锚杆施工工艺流程见图6.7-15。灰浆达到强度后，紧固螺帽标出锚杆位置清孔检查锚杆安装锚杆体、止浆塞垫板注浆清洗整理制浆备料封口图6.7-15中空注浆锚杆工艺流程图钻孔锚杆安装：采用锚杆台车或凿岩机钻孔，钻进至设计深度后，高压风清孔；检查锚杆孔中是否有异物堵塞；若有，应清除干净后，再将锚杆插入孔内，锚杆外露孔口长度满足安装止浆塞、垫板螺栓为宜；将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm左右，安装垫板及螺母，此时不宜上紧。（1）锚杆注浆：检查KBY50/70注浆泵及其零件是否齐备和正常，熟悉有关泵的操作程序。用水或风检查孔体是否畅通，孔口返水或风即可。迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好。配制浆液,使水灰比、和易性符合设计和规范要求。开动泵注浆，整个过程应连续不停顿，一次完成，观察到浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值，即可停泵。当完成一根锚杆注浆后，应迅速卸下注浆软管并安装至另一根锚杆，进行注浆。完成整个注浆后，应及时清洗及保养注浆泵。在灰浆达到初始设计强度后，方可上紧垫板及螺母。施工注意事项：在软岩土层中施作时，需环向隔开一定距离隔孔钻进，避免岩体注水太多可能导致围岩面滑坍。浆液应严格按配合比配制，并随用随配。为保证注浆效果，止浆塞打入孔口不应小于10cm，而且待排完气后应立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的孔隙，保证在规定压力下浆液不致窜出。（2）砂浆锚杆定 位钻 孔杆体制作注 浆插入杆体安装锚杆垫板复喷砼覆盖垫板图6.7-16 砂浆锚杆施工工艺流程图砂浆锚杆施工工艺流程见图6.7-16。（3）工艺要点及技术措施锚杆预先在洞外钢构件厂按设计要求加工制作。施工采用风动凿岩机按设计要求钻孔，达到标准后，用高压风清除孔内岩屑；用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，砂浆至少填充锚杆孔体积的2/3后方可停止注浆；然后将加工好的杆体插入孔内，安装锚杆垫板。（4）质量控制及要求杆体直径要均匀、一致，无严重锈蚀、弯折；抗拉强度试验应满足规范要求；加工后的锚杆的杆体尺寸应符合设计要求，车丝部分无偏心；按设计要求定出位置，锚杆孔距允许偏差为150mm；钻孔应与围岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直；砂浆锚杆的锚杆孔的深度应大于锚杆长度100mm； 钻孔应圆而直，砂浆锚杆钻孔的直径应大于杆体直径15mm；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。杆体插入长度不得小于设计长度的95%，且应位于孔的中心。锚杆用的水泥砂浆，其强度不应低于M20。锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。水泥砂浆达到一定强度后才能上紧垫板螺母。6.7.8.4喷射混凝土喷射混凝土采用洞外自动计量拌和站拌和，湿式喷射混凝土施工，湿喷混凝土可减少回弹量，降低粉尘，提高工作效率和施工质量。（1）工艺流程湿喷混凝土施工工艺框图见图6.7-17。筛网10mm（滤出超径石子）混凝土喷射机混凝土拌和水泥砂石子水拌和时间1min混凝土运输车运送风压控制在0.45-0.7MPa液体速凝剂（水泥用量4%）1.0-1.2m受 喷围岩面30cm纤维图6.7-17 湿喷混凝土施工工艺流程图（2）工艺要点及技术措施1）喷射混凝土前撬去表面松土和欠挖部分；一般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑，当岩面遇水易潮解、泥化时，宜采用高压风吹净岩面。2）对有涌水、股水、渗水或潮湿的受喷岩面喷射前应按不同情况进行处理：A、当开挖断面截断大股水流通道时，避免封堵、并改变其流通通道，根据通道与隧道开挖断面的位置关系及股水流量，采用不小于其流量的PVC管（外套钢管），沿隧道开挖线外缘分别连通被截断的进、出水口，并做好管口连接点的密封，连接管与隧道初期支护外缘间应有不小于5cm的喷混凝土层。当水流通道断面过大时需考虑其它疏排措施。 B、裂隙涌水量较大时，一般顺涌水出露点打引水孔卸压，对裂隙压注速凝浆液后再喷射混凝土，最后用膨胀快硬水泥对引水孔进行封堵处理。C、大面积渗漏水视具体情况宜进行岩面注浆（布孔宜密，钻孔宜浅），或采用小导管沿隧道周边环形注浆；对小股水的处理可顺股水出露点打孔压注速凝浆液、或插排水管引流；围岩裂隙渗漏注浆孔布孔宜疏、钻孔宜深，或顺水路（节理、裂隙）扣排水半管或线形排水板，将水引到隧底水沟或纵向排水管；待受喷面上无流淌水后在排水半管或线形排水板周围喷射12cm厚水泥砂浆再喷混凝土。D、有必要时在无渗漏水地段，每隔一定间距，在其喷层表面上、下打设排水孔，安装排水半管或线形排水板，使隧道在使用期内因地下水的迁移变化而产生的渗漏水能顺利排出洞外，降低水压改善衬砌受力。E、排水半管施作时根据裂缝形状或打孔位置紧贴岩面铺设，用水泥钉每隔30cm对称钉牢，然后喷混凝土封固； 隧道同一断面只能铺设一道排水半管，避免造成初期支护出现薄弱断面或薄弱带；施工中保证排水半管埋设数量，避免凿槽或返工；各层排水半管铺设或各喷层的间歇时间，必须在前一层喷射混凝土终凝后进行。3）喷前对设备进行检查和试运转；在受喷面、各种机械设备操作场所配备充足照明及通风设备。4）按照设计厚度利用原有部件如锚杆外露长度等，也可在岩面上打入短钢筋，标出刻度，做为标记。5）喷射混凝土作业粗骨料加入拌和前要再次过筛，以防超径骨料混入，造成堵管。细骨料应堆放在防雨料库，以控制含水量。喷射混凝土中的石子最大粒径不宜大于10mm，骨料级配宜采用连续级配；混凝土搅拌宜优先采用将水泥、骨料先干拌后加水湿拌的方法，且干拌时间不得少于1.5min。混凝土喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔16mm），以避免超粒径骨料进入喷射机。喷射时，送风之前先打开计量泵，送风后调整风压，使之控制在0.450.70MPa之间，若风压过大，粗骨料碰围岩后会回弹；风压小，喷射动能小，粗骨料冲不进砂浆层而脱落，都将导致回弹量增大。以混凝土回弹量小、表面湿润有光泽、易粘着为度来控制喷射压力。喷射方向与受喷面垂直、等距喷射；若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，可将喷咀稍加偏斜，但不宜小于70。一次喷射厚度不宜超过56cm，过大会削弱混凝土颗粒间的凝聚力，使喷层因自重过大而大片脱落，或使拱顶处喷层与围岩面形成空隙；过小，则粗骨料容易弹回。分次喷至设计厚度，两层喷射的时间间隔为1520min。喷射作业应分片进行。为防止回弹物附着在未喷岩面上影响喷层与岩面间的粘结力，按照从下往上施喷，呈“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，保证混凝土层面平顺光滑。喷混凝土的原材料、配合比（包括速凝剂的添加量）不仅要满足要求，而且速凝剂的凝结时间、与水泥的相容性、对强度的影响都要达到要求。喷射混凝土紧跟开挖掌子面进行，当围岩破碎、稳定性差时，一般采用小药量的松动爆破，初喷（厚4cm以上）、锚杆、钢筋网、钢架、复喷（二喷、三喷）等作业可以连续进行，直到达到设计要求。架设好钢架后，迅速用喷射混凝土封填，使之发挥支护能力。围岩较完整、稳定时间较长时，初喷、锚杆、钢筋网等施工后即可进行开挖作业，待下一循环初期支护时间再复喷，可将设计厚度的喷层厚分两、三次完成，由于每层间隔为一循环时间，每层因爆破产生的裂纹在下一次喷混凝土时被填充，而新喷层距掌子面渐远，所受的爆破振动亦越小，使喷混凝土层的支护能力更强。（3）质量控制与要求水泥：应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不小于42.5MPa，水泥用量不宜小于400kg/m3；水泥的安定性、凝结时间均应合格；当有抗冻、抗渗要求时，水泥强度等级不宜低于42.5MPa；当骨料与水泥中的碱可能发生反应时，应选用低碱水泥；在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂日期超过3个月时，须再次进行强度试验，并按试验结果使用；严禁使用含氯化物的水泥。粗骨料：应采用坚硬耐久的碎石或卵石（豆石），或两者混合物。严禁选用具有潜在碱活性骨料，当使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。喷射混凝土中的石子最大粒径不宜大于16mm，骨料级配宜采用连续级配。按重量计含泥量不应大于1%，泥块含量不应大于0.25%。细骨料：应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含水率宜控制在5%7%；砂中小于0.075mm的颗粒不应大于20%；含泥量不应大于3%，泥块含量不应大于1%。速凝剂：在使用速凝剂前，应做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，严格控制掺量，并要求初凝不应大于5min，终凝不应大于10min。水：水质符合工程用水的有关标准，一般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑，当岩面遇水容易潮解、泥化时，宜采用高压风吹净岩面。采用埋设钢筋头做标志，控制喷射混凝土厚度。喷射混凝土平均厚度不小于设计厚度。喷射混凝土厚度检查点数的80%及以上大于设计厚度。喷射混凝土最小厚度不小于设计厚度的2/3。6.7.9 基础沉降及观测措施6.7.9.1观测内容及测点布设隧道洞口仰拱、洞顶建筑物（构筑物）、隧道一般地段和不良、复杂地质区段按设计要求进行沉降观测点布设。6.7.9.2观测要求隧道主体工程完工后，变形观测期一般不应少于2个月。观测数据不足或工后沉降评估不能满足设计要求时，应适当延长观测期。隧道内一般地段沉降观测断面的布设根据地质围岩级别确定，不良和复杂地质区段适当加密布设。具体见表6.7-3隧道沉降观测精度为1mm，读数取位至0.1mm。表6.7-3 隧道基础沉降观测频次观测阶段观测频次观测期间观测周期隧底工程完成后3个月1次/周无砟轨道铺设后3个月01个月1次/周13个月1次/2周6.7.10仰拱（填充、底板）施工本标段隧道正洞仰拱采用C35混凝土，仰拱填充采用C20素混凝土。为保证施工安全，仰拱混凝土应及时施作，支护尽早闭合成环，整体受力，确保支护结构稳定。待喷锚支护全断面施作完成后，根据围岩收敛量测结果，拆除临时支护，开挖并灌筑仰拱及填充混凝土，一次灌筑仰拱混凝土长度38m。仰拱施工工艺流程见图6.7-18。6.7.10.1施工方法为保证施工质量，仰拱混凝土进行全幅整体浇筑，同时解决出碴、进料运输与仰拱施工干扰及仰拱混凝土在未达到要求强度之前承受荷载的问题，采用仰拱栈桥进行施工。设槽形挡头模测量设置安装仰拱钢筋开挖清浮碴隐检灌筑砼捣固抽排水接缝处理混凝土生产、运输养 护图6.7-18 仰拱施工工序流程图6.7.10.2仰拱混凝土工艺（1）测量放样，由内轨顶标高，反算仰拱基坑底标高；（2）采用挖掘机一次性开挖到位(全断面开挖爆破一次到位，暂不出碴)，人工辅助清理底部浮渣杂物；（3）将上循环仰拱混凝土接头凿毛处理，按设计要求安装仰拱钢筋，并预留与边墙衬砌连接筋；（4）自检合格后，报监理工程师隐蔽检查并签证，混凝土输送车运输灌筑，插入式振捣棒捣固。为能尽早便于行车，采用早强型混凝土。6.7.10.3仰拱和底板施工应符合下列要求（1）施工前，应将隧底虚碴、杂物、泥浆、积水等清除，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖应采用同级混凝土回填。（2）仰拱超前拱墙二次衬砌，其超前距离保持3倍以上衬砌作业长度。（3）底板、仰拱的整体浇筑采用防干扰作业平台保证作业空间；仰拱成型采用浮放模板支架。（4）仰拱、底板混凝土整体浇筑，一次成型。（5）填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑，不得同时浇筑。仰拱拱座与墙基同时浇筑，排水侧沟与边墙同时浇筑。（6）仰拱施工缝和变形缝作防水处理。（7）膨胀岩性地段，开挖后及时施作仰拱。（8）填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，填充混凝土强度达到设计强度的100后允许车辆通行。6.7.11结构防排水隧道防排水采用“防、截、排、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则。隧道防水等级为一级。结构自防水为根本，同时加强施工缝、变形缝等细部结构的防水措施。二次衬砌混凝土抗渗等级不小于P10，当地下水发育或对混凝土有侵蚀性时，抗渗等级不小于P12。隧道结构防排水施工工艺流程图见图6.10-1。检查净空及初期支护表面情况割除外露超长的钢筋、锚杆，整平凹凸不平的表面，并施做一层防水砂浆安装环纵向透水盲管和盲沟铺设防水板衬砌台车定位安装施工缝止水带进入下一道工序原材料检验和试验隐蔽检查隐蔽检查合格不合格不合格合格图6.10-1 隧道结构防排水施工工艺流程图6.7.11.1防水措施（1）初期支护与二次衬砌之间拱部及边墙部位铺设1.5mm 厚EVA防水板、400g/土工布复合防水层。采用无钉铺设，防水层焊接、搭接、预留长度、松弛度满足铁路隧道防水板铺设工艺技术规定建技201013号文件要求。在铺设防水板之前，对初期支护的渗漏水情况进行检查，采用埋管引排，局部注浆等措施进行处理。（2）隧道明挖段衬砌背后防水层自内之外由“3cm后M10水泥砂浆找平层+4mm厚聚氨酯防水涂料+4mm厚自粘式防水卷材+双层土工布+6cm厚砖砌保护层”组成。（3）洞门回填面以下部分防水层自内之外由“3cm后M10水泥砂浆找平层+4mm厚聚氨酯防水涂料+4mm厚自粘式防水卷材+双层土工布+6cm厚砖砌保护层”组成。（4）隧道拱墙衬砌环向施工缝采用“背贴式橡胶止水带+中埋式橡胶止水带”防水；仰拱衬砌环向施工设置“中埋式橡胶止水带+遇水膨胀止水条”防水；水沟环向施工缝采用遇水膨胀止水条；边墙衬砌纵向施工缝采用“中埋钢边橡胶止水带+遇水膨胀止水条”防水。（5）隧道拱墙沉降变形缝采用“背贴式橡胶止水带+中埋式橡胶止水带+遇水膨胀止水条”防水，仰拱沉降变形缝设“中埋式钢边橡胶止水带+上下两道遇水膨胀止水条”防水，沉降变形缝辅以镶嵌材料。（6）隧道稳定伸缩缝防水原则与沉降变形缝一致。（7）伸缩缝、沉降变形缝、温度伸缩缝防水序号类别防水措施1暗洞拱墙环向施工缝背贴式橡胶止水带+中埋式橡胶止水带2暗洞仰拱环向施工缝中埋式橡胶止水带+遇水膨胀止水条3明洞拱墙环向施工缝中埋式橡胶止水带+遇水膨胀止水条4明洞仰拱环向施工缝中埋式橡胶止水带+遇水膨胀止水条5纵向施工缝中埋式橡胶止水带+遇水膨胀止水条6水沟环向施工缝遇水膨胀止水条7暗洞拱墙沉降变形缝、保温伸缩缝背贴式橡胶止水带+中埋式钢边橡胶止水带+遇水膨胀止水条8暗洞仰拱沉降变形缝、保温伸缩缝中埋式钢边橡胶止水带+上下两道遇水膨胀止水条9明洞拱墙沉降变形缝、保温伸缩缝10明洞仰拱沉降变形缝、保温伸缩缝（8）隧道洞口500m范围的施工缝、沉降变形缝及温度伸缩缝设置可维护注浆管。（9）设置保温中心沟地段，仰拱衬砌环向施工缝，沉降变形缝上部仰拱填充内设置一道100打孔PVA管与中心排水沟相连，PVC管横向排水坡度不小于2%。（10）防水层铺设工艺1）防水层铺设工艺防水层在全断面初期支护施作完毕后施作，施工前采用激光隧道断面扫描仪对二衬厚度进行检查。监控量测表明支护变形已基本趋于稳定且净空满足二次衬砌厚度、支护表面平整经探地雷达检测初期支护及背后密实，满足质量要求后铺设防水板。防水层铺设利用自制移动式作业平台施作。防水层铺设作业区不得进行爆破，防止飞石损坏防水层结构。在衬砌台车就位前，对防水层进行全面检查，铺设过程中对接缝进行充气检查。防水层施工与二次衬砌混凝土灌筑之间相距30m左右。防水板施工工艺框图见图6.10