高峰隧道进口进洞方案

11 中铁十一局集团二公司六六高速五标项目经理部 高峰隧道进口进洞方案高峰隧道进口进洞方案1编制依据（1）贵州省六盘水至镇宁高速公路六盘水至六枝段第五合同段总体施工组织设计。（2）国家及相关部委颁布的法律、法规和铁道部颁布的现行设计规范、施工规范、公路工程质量验收标准及其它有关文件资料。（3）洞口地形，地貌和地质条件及当地资源条件。（4）施工单位拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果，及历年来在类似公路工程施工中积累的施工经验。2工程概况六盘水至镇宁高速公路六盘水至六枝段第五合同段高峰隧道位于六枝县岩脚镇高峰村至六枝县岩脚镇群峰村境内，该隧道属于长隧道，为分离式隧道，采用电光照明，机械通风。隧道进口及浅埋二叠系上统龙潭组地层含煤层，煤层分布于该组地层的粉砂质泥岩中，呈层状，根据附近黑糖煤矿资料，该地层含8层煤，在SDK47孔取得煤样，测瓦斯浓度为0.14m3/t,瓦斯压力为0.01MPa，由于钻探揭露煤层地表，暴露时间长，氧化程度高，为三级瓦斯地段，参考黑糖煤矿煤样试验资料，为高瓦斯煤层。根据煤层分布、瓦斯浓度及压力，进口至ZK80+732段、进口至YK80+781段位高瓦斯工区，按高瓦斯隧道设计。隧道左线里程：ZK80+210ZK81+481，全长1271米，六盘水端和六枝端洞门型式均为端墙式，路面纵向坡度-2.5%；右线里程：YK80+235YK81+461，全长1226米，六盘水端和六枝端洞门型式均为端墙式，路面纵向坡度-2.5%。2.1 自然状况2.1.1 地形、地貌隧道区属剥蚀峰从中低山沟谷地貌区，地貌特征为山体呈脊状山，走向近北西展布，延伸较远。山体主要由二叠系上统龙潭组（P2l）煤系地层和三叠系下统夜郎组(T1y)粉砂质泥岩、灰岩等地层构成。隧道轴线经过处地面标高1416.621680.05m，相对高差约263.43m。隧道经过的山体较高大，连绵延伸，地形起伏较大，自然坡度一般3050。隧道轴线与山脉走向基本正交，隧道洞身主要穿越低山丘陵，地表植被繁茂，灌木、松木为主，杂草丛生。2.1.2 地层岩性 根据钻探、物探及地质调绘，隧道区地层岩性由新至老为第四系全新统坡残积（Q4dl+el）粉质粘土、角砾，三叠系下统（T1y）泥质粉砂岩、灰岩，二叠系上统龙潭组（P2l）煤系地层组成。2.1.3水文特征 隧道区地表水溪沟水，位于隧道进口冲沟内，汇集周边山体雨水，常年流水，水流量一般不大，强降雨后水量明显增大，雨季水流量迅猛；隧道出口冲沟内，汇集周边山体雨水，为季节性流水，水流量小，强降雨水量增大，旱季干枯。 地下水主要为第四系松散土层中的孔隙潜水、基岩裂隙水、岩溶裂隙和构造裂隙水。2.2不良地质现象 隧道区山体由泥岩、粉砂质泥岩、灰岩等构成，属软较硬岩。据地质调绘、物探及钻探揭露表明，遂道址区不良地质主要为岩溶和采空区。3施工准备 3.1施工场地布置 根据瓦斯隧道要求，在隧道开挖线15夹角以内且150m长度范围内不得有建筑物,隧道施工工班驻地设于K80+080右侧红线40m外，右线明暗交界里程K80+245，隧道工班驻地设置满足要求。隧道采用封闭式管理，隧道四周采用防护栅栏封闭，施工场地布置原则上尽量少占农田，进口段可合理利用路基挖方段逐步打开工作面。驻地房屋结构为活动板房，钢构件加工场设于驻地与路基红线间，生活区及钢构件加工场面积总和2386m2。 3.2施工便道 隧道进口施工便道利用那洒村至高峰小学原有村道加宽，从高峰小学至隧道进口新建便道组成，路面宽度保证在4.5m以上，并不大于200m路段设一处错车平台。新建便道段先填毛渣后采用混凝土硬化。 3.3喷射混凝土拌合站 隧道喷射混凝土及二衬混凝土均由1#拌合站集中拌合供应。 3.4弃渣场 弃渣场设于隧道工班驻地后，可堆放约6万方弃土，隧道一部分石渣用路基填筑，弃土场可根据实际情况进行调整,弃渣场距隧道洞口约200m，渣场做好基底处理及排水、挡墙防护等工作。 3.5施工供水 距隧道洞口约230处有一冲沟，沟内水流主要为四周山体坡面汇水，此水可作为施工用水,群峰村高家寨进村右侧有一水源，可作为生活用水。在左洞左上方设置两处水池，一处为空压机循环冷却水池，一处为高压蓄水池。洞外水管采用150mm钢管，洞内采用100mm钢管，钢管接头采用法兰连接。若水压力不能满足施工要求，可在洞口处增设一增压泵。掌子面处采用50mm高压胶管分头供水。 3.6施工供电 根据本隧道施工组织设计，于隧道左线洞口左上方距洞口约30m外设置2台630KVA变压器，负责隧道掘进施工、空压机、风机、混凝土泵、生活区用电、进口段路基涵洞及辅助加工用电等。另外，为防止停电影响施工，配备500kw和40kw发电机各一台作为备用电源。 动力用电等级为380V，照明用电成洞地段为220V，掌子面地段为36V，有瓦斯地段采用12V安全电压，并每隔50m设置一处应急照明灯。隧道进洞采用三相五线电缆线供电，且布置在风、水线另一侧。 3.7施工供风隧道排烟除尘及瓦斯排放供风：每个洞口采用2台110KW2风机，风袋直径1.2m，风机设于洞口30m外。隧道高压供风：隧道左、右洞共配备5台22m3 /min空压机，主要用于洞内洞身开挖、喷锚支护、仰拱和通道开挖供风。主风管采用150mm钢管，管节采用法兰连接。4隧道进洞总体方案4.1施工顺序施工结合洞口地形，地貌和地质条件，并针对洞口段工程的特点和难点，制定以“明洞上台阶开挖，大管棚超前支护，洞身开挖，加强支护，尽早封闭，监控量测，衬砌紧跟”为原则的总体施工方案。进洞施工顺序如下：截水天沟边仰坡施工明洞拱部开挖导向墙施工大管棚施工CD法进洞。4.2洞口段（明洞）边仰坡开挖防护（1）洞口（明洞）边仰坡开挖前，现场测出边仰坡开挖边缘线。在开挖线5m以外做好截水天沟，将地表水接入既有排水系统。天沟采用M7.5浆砌片石砌筑，要求砂浆饱满、砌缝密实，沟内排水畅通，做到不渗不漏，防止地表水渗入开挖面，影响洞口边、仰坡的稳定性。在截水沟施工完成后即开始对边仰坡进行施工，边仰坡施工时先清除上部危岩，然后按设计坡度用全站仪放样出仰坡起始位置，采用挖掘机自上而下分层刷坡，施工时确保坡面平顺，没有大面积凹凸区域，同时要防止岩石风化，雨水渗透等因素导致边坡坍塌。 边、仰坡开挖和明洞开挖采用分层开挖，采用挖掘机开挖，必要时采取浅孔小台阶爆破和人工配合机械刷坡，装载机装碴，自卸汽车出碴。每开挖一层，应及时对坡面进行支护加固，分层开挖厚度应控制在2.0-2.5内，以便于施作坡面防护。施工中尽量减少对原岩层的扰动，成洞面的位置和边仰坡坡率可以适当调整，尽量减少仰坡开挖高度，必须做到安全进洞。开挖后坡面应稳定，平整，美观。 边仰坡开挖后应及时施作锚喷挂网支护：左线边坡开挖面采用10cm厚C20喷砼防护，锚杆采用采用22砂浆锚杆，左侧一级边坡L=3m砂浆锚杆，左侧二级边坡L=5m砂浆锚杆，右侧均采用L=3m砂浆锚杆；右线边坡开挖面采用10cm厚C20喷砼防护，锚杆采用采用22砂浆锚杆，左侧边坡采用L=5m砂浆锚杆，右侧边坡采用L=3m砂浆锚杆；左线、右线仰坡开挖面采用10cm厚C20喷砼防护，锚杆采用采用22砂浆锚杆，一级仰坡L=3m砂浆锚杆，二级仰坡L=5m砂浆锚杆；锚杆间距均按1.2m*1.2m,梅花型布置,梅花型布置采用具体布置范围视现场情况而定，单层6.5钢筋网片，网格间距20cm*20cm。钢筋网统一现场拼接，钢筋网根据初喷混凝土面的实际起伏状铺设、铺设顺直，钢筋网与钢筋网（搭接长度为12个网格）、钢筋网与锚杆连接筋绑扎在一起，使钢筋网绑扎牢固在喷射时不晃动。挂好网片后，将网片之间的接头以及网片钢筋和锚杆头焊接牢固，避免网片超出喷砼厚度和喷砼时网片晃动。 喷射混凝土严格控制水灰比，喷到岩面上的砼应湿润光泽，粘塑性好，无干斑或划移流淌现象；控制喷层厚度使其均匀，喷混凝土时，要使喷头与受喷面基本垂直，距离保持1米以下，喷射作业应分段、分片由下而上，并呈螺旋状施喷。每次喷射段长度控制在6米以内。操作时喷头应不停且缓慢地作横向移动，循序渐进；（2） 明暗分界直立开挖面：初喷砼厚4cm，筋网网格间距20cm20cm，开挖范围内采用22砂浆锚杆，一级锚杆长度3m，二级锚杆长度5m，间距1.2m1.2m，与网片连成整体，最后复喷至10cm。 4.3明洞拱部开挖及防护（3） （1）开挖（4） 边仰坡开挖支护后，开始明洞拱部开挖，拱部开挖高度为从洞顶至设计高程下133cm处，拱部开挖采用明挖法施工。（5） 拱部开挖应结合其边坡同时分层开挖施工，分层厚度不宜超过2m。（6） 当明洞段开挖至明洞与暗洞顶部连接处下2.5m时，要预留不小于5m的大管棚作业平台，以利于施作大管棚。然后再进行下一部开挖。（2）防护明洞拱部开挖后，应及时施工其边坡防护。初喷4cm厚C20混凝土封闭后，布设6.5钢筋网，施作22砂浆锚杆进行锚固，锚杆长度3 m，间距1.2m1.2m，与网片连成整体，最后复喷混凝土至10cm进行封闭。4.4导向墙施工（1）设计参数高峰隧道进口施作宽2m、厚0.7m，基础宽1m的C20混凝土导向墙，其环向长度25.24m。导向墙施工时，预埋1274mm钢管为导向管。（2）施工方案：环行开挖至导向墙基底，清底、立模、埋设定位型钢及导向管后，浇注混凝土。混凝土采用搅拌站集中拌制，混凝土运输车输送。（3）导向墙施工工艺（见附图2）a开挖：施工放样后，采用人工环形开挖预留核心土至导向墙基底，人工清除基底表面浮土并压实。b架设定位型钢：导向墙开挖完毕后，开始架设定位型钢。定位型钢采用I18工字钢，在钢材加工场加工，运至现场拼装。节点处采用d=14mm的钢板通过M20螺栓连接牢固。钢拱架内缘距导向墙内弧15.7cm。c埋设导向管：导向管采用1274的热轧无缝钢管，长2m，环向间距同大管棚，为40cm。放线确定其位置后，将导向管牢固焊接在I18工字钢上，导向管两端采用纺布包裹，防止水泥砂浆堵塞。d立模：在导向墙底架设三榀I18型钢，型钢间有孔口管处采用25钢筋连接，没孔口管部分采用22钢筋纵向连接成为受力整体；再在型钢上铺设标准钢模作为底模。在底模外端采用标准钢模架设端模，端模外侧采用脚手架斜撑，内侧采用12钢筋支撑牢固。顶模采用18mm厚竹胶板。e混凝土浇注：混凝土采用搅拌站集中拌制，混凝土运输车输送，插入式振动棒捣固密实。捣固混凝土时，振动棒不得接触模板及导向管。f养护拆模：混凝土浇注后，常温下洒水养护不得少于7天。 附图2 导向墙施工工艺流程图4.5大管棚施工设计参数大管棚每根长42m进行超前支护。大管棚采用108、壁厚6mm热轧无缝钢管制成。大管棚环向间距0.4m，共37根，外插角12（不包含线路纵坡）。管棚间隔采用钢花管和钢管，在钢花管的周壁钻注浆孔，孔径12mm,孔间距30cm，呈梅花形布置。注浆材料采用1:1水泥浆，注浆压力为初压0.51.0Mpa，终压2.0Mpa，其浆液配合比、注浆压力应根据现场具体施工情况适当调整，为增强管棚的刚度及强度，注浆结束后及时清理管内浆液，并用M30水泥砂浆紧密充填。施工方案施作导向墙时预埋导向管；采用潜孔钻间隔打眼，安设钢花管后采用双液注浆泵注浆；再打眼安设钢管。大管棚施工工艺a、钢管接头采用长30cm1026套丝钢管丝扣连接，丝扣长15cm，钢管应在专用的管床上加工好丝扣，棚管四周钻12出浆孔，管头焊成圆锥形，便于入孔，管尾4.5m为止浆段不钻孔。钢管连接示意图b钢花管钻孔：采用潜孔钻从导向孔内间隔钻眼。钻孔过程中要经常采用测斜仪量测钻进的偏斜度，以准确控制钻机轴线方向，使钻机以2的外插角前进。每钻完一孔应立即安设一根钢花管。钻至设计深度后，清孔，顶入钢花管。钢花管接头采用丝扣连接，丝扣长度不小于30cm。钢管周壁钻注浆孔，孔径12mm，孔间距30cm，呈梅花型布置。管棚周壁注浆孔布置见附图3： 附图3 钢花管注浆示意图（cm）相邻两侧管要选用3m或6m的管节合理配置，保证同一断面内接头数量不超过总钢管数量的50%，管棚顶到位后，钢花管与导向管之间的空隙用速凝水泥及浸油麻筋堵塞严密，以防压浆时水泥浆冒出。c.钢花管注浆：采用KBY50/70型双液注浆泵， 注浆材料为1:1水泥浆，注浆压力初压0.51.0Mpa，终压2.0Mpa，进行流量和注浆压力双控制。注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数应根据现场实验适当调整。钢花管施工工艺流程见附图4。附图4 钢花管施工工艺流程d钢管钻孔及顶进钢花管注浆完毕后，再按上述方法钻眼，并顶进钢管。在钻眼过程中，注意检查钢花管的注浆效果；如钢花管的注浆效果不理想，可将钢管改成钢花管再次注浆加固。在施工过程中，如实做好钻孔地质记录和注浆记录。4.6进洞施工管棚施工后转入隧道分部开挖与支护。暗洞开挖前要清除边坡仰开挖线外的浮石、危石，并按照技术要求在洞顶埋设地表下沉观测点。洞口段采用CD法分部开挖并支护，其单循环进尺为钢架间距。施工中加强监测和信息反馈，及时施作二次衬砌。CD法施工：(1) 测量放样画出开挖轮廓线，利用架立的钢架施作25中空注浆锚杆及超前小导管，进行弱爆破开挖部，开挖后对导坑周边初喷4cm砼，然后按要求安装钢架和临时钢架支撑，并打锁脚锚杆和25中空锚杆及超前小导管并注浆，随即喷射砼至设计厚度。(2) 弱爆破开挖部，然后初喷4cm砼，接长钢架和临时钢架支撑，施作锁脚锚杆和25中空锚杆及超前小导管,然后喷射砼至设计厚度。(3) 施作25中空锚杆及超前小导管后开挖部，导坑周边初喷4cm砼，然后安装钢架，施作中空锚杆和锁脚锚杆及超前小导管并复喷砼至设计厚度。(4) 开挖部并施作初期支护和临时支护，其步骤同(2)。(5) 在滞后于部一段距离后，进行部的弱爆破开挖，并接长临时钢架。(6) 根据监控量测结果分析，待初期支护稳定后，拆除临时钢架支撑，灌注仰拱和边墙基础。(7) 浇筑填充砼至设计标高。(8) 灌注拱墙二次衬砌砼。5工期高峰隧道进口洞口工程计划开工日期2013年3月20日，于2013年4月20日完工，共计30天。6隧道施工质量控制（1）洞口及明洞工程洞口土石方开挖自上而下进行，不采用大爆破，尽量减少对地层的扰动，开挖的土石方弃至指定地点。洞口排水系统与洞外排水工程连成体系，以利及时排水保持边坡稳定。明洞拱圈按设计要求制作挡头板、外模、支架、支柱，并应设有防止漏浆、跑模的施工措施，混凝土浇筑应连续进行，不得中断。雨季施工应有防水措施，在拱圈混凝土达到设计强度后方可回填拱背土方，回填应两侧同时进行，防止对衬砌产生偏压，以确保施工质量。洞门及早修筑，并尽可能安排在冬季或雨季之前施工。（2）洞身开挖洞身开挖采用光面爆破,软弱破碎围岩地段施工时严格