隧道工程施工方案(分离式隧道).doc

隧道工程施工方案、方法及施工顺序6.1 隧道工程描述6.1.1 概况本合同段隧道共设两座下马基隧道和上马基隧道，均为双洞分离式单向行驶隧道，工程概况如下表：隧道名称起讫桩号隧道长度（m）围岩类别（m）衬砌类别（m）IIIIIIV长管棚超前小导管超前锚杆下马基隧道ZK120+301K120+655354109245326260YK120+290K120+6153251431823295上马基隧道ZK121+485K122+29080570956401650175YK121+545K122+318773931605203059280下马基隧道洞内纵坡/坡长左线为-3.797%/850m，右线为-3.800%/850m，平曲线半径左线R=7000m，右线R=7035m。上马基隧道洞内纵坡/坡长左线为-2.328%/1850m，右线为-2.304%/1850m，平曲线半径左右线相等R=1500m。6.1.2隧道地理位置及地貌下马基隧道位于普安县三板桥镇垭口村下马基，隧址区地表高程为14641665m，最大埋深约91m。穿越地段总体地形为中间高，两侧底，呈马鞍型，地表形态波壮起伏较大，山脊呈“S”沿东西向延伸，隧道通过段的洞轴线与山脊线总体方向直交，交角大。上马基隧道位于普安县三板桥镇垭口村上马基，隧址区地表高程为14251770m，最大埋深约140m。穿越地段总体地形为中间高，两边底，中部有冲沟，地表形态波动起伏较大，山体地势西坡较陡，东坡山腰上部稍陡，下部平缓，植被茂密。6.1.3隧道地质状况下马基隧道地质为泥岩夹砂岩、泥灰岩及煤层。地层倾角较大，在6568之间，倾角较陡，走向与洞轴线近平行，岩层受挤压后破碎，节理发育。隧址区地层主要为第四系松散层（Q4dl+dl）含粘性土碎石、上二叠系煤系地层（P2l-c-d）、下三叠系飞仙关组（T1f1+2）砂岩。二叠系龙潭组、长兴组、大隆组灰色泥岩夹砂岩及煤层，是隧道主要围岩。上马基隧道地层主要为第四系松散层（Q4dl+dl）碎石土、上二叠系煤系地层（P2l-c-d）、下三叠系飞仙关组（T1f1+2）沉积岩，岩性为泥质粉砂岩、粉砂岩夹薄层泥岩。6.1.4气候、水文状况隧道所处位置属亚热带季风气候区，气候湿润多雨，冬无严寒，夏无酷暑。年平均降雨量在13901413mm之间，多集中在5-10月份，年平均气温12.915.2，极端最高气温35.140，以每年8月份最热，每年12月至次年2月为霜冻期，极端最低气温-7.9-6.9。灾害气候主要为春旱、冰雹和暴雨。6.1.5地震烈度地震烈度为VI度，设计按VII度设防。6.1.6施工条件下马基隧道进出口仅有乡间羊肠小道，交通闭塞，极为不便，施工时考虑从进口掘进，需新修便道约2公里。上马基隧道出口有乡间小路，施工时考虑从出口掘进，需新修便道约0.5公里。6.2 隧道施工布置6.2.1隧道施工安排总体布置根据两隧道的长度、地质条件及现场地形条件等因素，根据现场施工条件，下马基进口端均有高填方路基，且填方量较大，为便于利用隧道石方，下马基隧道从进口端施工；上马基隧道为一中长隧道，且1号弃土场位于隧道出口端，为保证工期和减小隧道开挖土石方运距采用从隧道出口端左、右洞同时单向掘进。由于两隧道所穿越地层围岩稳定性差，开挖后可产生大坍塌，且左右幅隧道间距较近，爆破作业对相邻隧道的稳定性有一定影响，固在施工安排上，同一掘进方向（指上马基隧道），左右幅掘进面拉开50m左右，支护紧跟并实行严格的微震动控制爆破。6.2.2劳动力组织及施工任务划分根据工期要求排定和上场设备能力拟定在下马基隧道进口安排1个施工队和1个机械综合队，在上马基隧道出口安排2个施工队和1个机械综合队。详细情况见表1。6.2.3主要机械设备本合同段两隧道为控制工期的工程之一，因而在机械设备配备上予以优先保证，并配备先进的机械设备，详见投标书附表3。两隧道均按新奥法施工，出渣采用ZL250C型（3.0m3）挖碴机挖装，18t三菱自卸汽车运输，NH-178型三臂液压台车打眼，实施掘进（钻、爆）、出渣（装、运、卸）、喷锚（运、锚、喷）、衬砌（拌、运、灌、捣）等四条机械化作业线。 表1队伍名称人数(人)任务范围上马基隧道进口施工队60先左线后右线开挖、支护、衬砌与铺底。上马基隧道出口左幅施工队60左幅开挖、支护、衬砌与铺底。出口右幅施工队60右幅开挖、支护、衬砌与铺底。下马基隧道机械综合队30隧道出渣、风、水、电、设备材料运输和混凝土拌合运输等。上马基隧道机械综合队30隧道出渣、风、水、电、设备材料运输和混凝土拌合运输等6.2.4隧道施工进度计划安排隧道掘进及初期支护按每循环一次计算，每循环钻眼长度为3.5米，爆破后按80%的爆破量计算，每循环进尺为2.8m，每循环进尺所需时间计算为：施工测量放样30min钻孔180min清孔装药70min爆破20min通风排烟尘60min清理危石30min喷锚支护230min出渣240min，合13.83h。根据上面的进度按2日(48小时)3个循环掘进10.5m计算，下马基隧道从进口先左线后右线进行施工，左右线全长为679米，除去长管棚64米及小导管157米长度后458米可在3个月内完成开挖及初期支护，但考虑到由于地质原因影响按4个月拟定施工计划；长管棚采取进出口同时施工，按0.5m/d计算，2个月完成施工；小导管采取进出口同时施工，按1.5m/d计算，2个月完成施工。上马基隧道从出口左右线采用平行流水作业施工，最长左线为805米，除去长管棚16米及小导管50米长度后739米，按上述施工进度计算可在5个月内完成开挖及初期支护，考虑由于地质原因影响按6个月拟定施工计划；长管棚采取进出口同时施工，按0.5m/d计算，1个月完成施工；小导管采取进出口同时施工，按1.5m/d计算，1个月完成施工。据此拟定施工进度计划见表1、表2。从表1、表2中可知隧道工期均为18个月，较业主规定工期提前12个月。6.2.5临时工程1、施工便道本项目两隧道均由国道320线经地方公路进入，进入工地便道需新修约3公里左右。便道进入施工驻地前200m采用片石铺底，C10混凝土找平，以此保证施工驻地的清洁，做好文明施工。2、施工用电本项目两隧道施工用电均以地方供电为主，备用发电机组为辅。即在掘进端口外搭接地方高压线，并分别在两隧道掘进端口外各安装1台500KV变压器，施工前分别各配120KW发电机过渡，同时作为备用电源，洞外低压供电线路采用三相四线制架空线，洞内采用电缆线供电，备用315KV变压器2台以作为洞内增压。3、施工用水施工用水下马基隧道从离掘进端口外（进口）约100米的小冲沟中抽起；上马基隧道采用出口40m冲沟水，此冲沟常年有水，施工时通过筑坝储水，并在洞顶距洞底高差大于30m的地方修建一个容量为100m3的水池，将储水抽至该水池供隧道使用。4、高压供风在两隧道掘进口处，各建高压风站一座，每个掘进口安装1台2SD-10型压风机，给洞内送风。另外在洞内侧墙上每隔120m安装1台轴流式抽风机，通过高压风管将洞内空气抽出洞外。这样一送一抽，使洞内空气形成对流，保证空气质量。5、隧道内通风三管两路设置隧道内采用软质风管悬挂于边墙一侧，进行压入式通风(详见图6-1、6-2)。隧道动力线、照明线分开安装在另一侧的边墙顶部边缘上。高压水管和高压风管安装在风管同侧临时水沟上方。隧道底部设置施工道路，顺纵坡段两侧分别设置排水沟自流排水，反向纵坡段每隔60m设集水坑一个，自吸水泵排水总管集中排出洞外，并做好道路横向排水坡，确保道路平顺、不积水。图6-2 隧道施工通风方案图图7-1 隧道三管两路布置图图6-2 隧道施工通风方案图 6、隧道通讯采用有线和无线对讲机相结合的联络方式。7、隧道施工生产、生活用房生产、生活用房均为自建，其中下马基隧道生产房屋1200m2，生活房屋800m2、上马基隧道生产房屋1500m2，生活房屋1000m2。结构形式为水泥砖砌、石棉瓦盖顶。8、隧道进口洞口外挡护及排水工程本合同隧道在施工前均需做好进、出口外引水、排水和挡护设施，防止水害及山体滑坡、滚石危及安全。6.3 隧道施工方法本合同段两隧道均采用新奥法施工，采用现场监控、量测信息指导施工。6.3.1进洞施工方法1、人工开挖并施作截水天沟后将洞门及明洞位置挖出。开挖时，采用挖掘机按设计尺寸位置挖出洞门及明洞位置，避免对洞门仰坡及边坡的扰动。开挖采用自上而下分层开挖，开挖时加强对仰坡的观测，如洞口仰坡在开挖过程中有滑坡迹象，对仰了坡和边坡采取加固措施，并采取保留核心土的办法，先将明洞和洞口衬砌好，再挖核心土石方。2、挖出洞门及明洞位置后，立即衬砌明洞及洞门，明洞衬砌采用钢筋混凝土结构，衬砌完毕后进行防水层及两侧M7.5号浆砌片石铺砌施工，再进行洞顶回填。回填采用合格材料自上而下分层进行，并夯实回填土，夯实度不小于93%。3、明洞开挖至距拱顶中心下4.5m的位置时，开始进行管棚的施工，先根据地形修筑护拱，大管棚按设计长度一次性钻进施工，在管棚施作结束后，依次分层开挖明洞至起拱线标高，明洞采用明拱暗墙法施工。待明洞及洞门施工完毕，再向前掘进。6.3.2掘进开挖方法1、开挖方法本合同段隧道II类围岩采取双侧壁导坑法开挖，实施超前支护（其中II类围岩S2a型衬砌断面采用超前大管棚，预注单液浆，并在开挖过程中采取超前小导管注浆补强；S2b类衬砌断面采用超前小导管棚支护，预注双液浆，详见图6-3、6-4所示）； III类围岩S3a型衬砌地段采取台阶上、下半断面法分步开挖，复合式衬砌支护。III类围岩S3b型衬砌地段及IV类围岩段采取全断面一次开挖法开挖与支护，再修筑衬砌。图6-3 S2b型衬砌段小导管超前支护示意图图6-4 大管棚超前支护示意图（1）双侧壁导坑法本法用于地表下沉量要求严格，围岩条件特别差的II类围岩。此类围岩开挖后洞室变形较大，为防止变形过大造成初支护结构侵入衬砌净空，根据设计要求按不同围岩地段在开挖中预留10cm（II类围岩）、7cm（III类围岩）、5cm（IV类围岩）的下沉量，即扩大开挖断面10cm、7cm、5cm，在开挖过程中根据围岩的不同及实际监测情况作调整。开挖时与小导管注浆穿插进行，即每注一个循环开挖1.5m，初期支护与开挖紧跟，即每开挖一个循环立即立拱挂网喷混凝土施作初期支护。施工顺序见图6-5。图6-5 双侧壁导坑法施工顺序图 （2）台阶开挖法本法用于III类围岩S3a型衬砌段，是将设计断面分上半部断面和下半部断面两次开挖成型，台阶长度为12m，开挖进尺2.4m，如图6-6所示。图6-6 台阶开挖法示意图 （3）全断面一次开挖法本法用于III类围岩S3b型衬砌地段及IV类围岩地段，并配有钻孔台车和高效率装运机械的石质隧道。主要工序有：使用NH-178型三臂液压钻孔台车全断面一次钻孔，并进行装药连线，然后将钻孔台车后退到50m以外的安全地点，再起爆(采用光面爆破，每循环，进尺2.4m)，使一次爆破成型，出渣后（采用18t三菱自卸汽车运输，挖装机装碴）钻孔台车再推进至开挖面就位，开始下一个钻爆作业循环（施工顺序见图6-7）。图6-7 全断面开挖法施工图 2、钻孔钻孔以NH-178型三臂液压钻孔台车为主，辅以自制台车配多台风动凿岩机进行钻孔作业，每次钻进3m。3、爆破爆破采用钻眼爆破法，II类及III类围岩S3a型衬砌段采用预裂爆破，III类围岩S3b型衬砌段及IV类围岩段采用光面爆破，均按微震动控制爆破设计，塑料导爆管非电起爆，周边眼间隔装药，间距5570cm。隧道开挖施工中根据爆破设计，结合现场地质情况进行爆破试验并不断修正设计参数，以达到最佳爆破效果。成立爆破作业小组，实行定人、定位、定标准的岗位责任制，精心实施，其具体技术措施如下：（1）测量放线隧道中线测桩之间距，直线上超过10m、曲线上不超过5m，每50m设一水准点，并在每排炮开钻前准确绘出开挖轮廓线、周边眼、掏槽眼的位置。每次测量放线时，对上次爆破断面进行检查，可以及时调整爆破参数，以达最佳的爆破效果。（2）钻孔作业方法步骤钻眼前，钻工先熟悉炮眼布置图，然后严格按照钻爆设计实施。定人、定位，对周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。严格控制炮眼间距，误差不得大于5cm，方向相互平行，严禁相互交错，保证硬岩残眼率达80%以上，中硬岩达70%以上，软岩开挖轮廓圆顺、符合隧道设计轮廓线尺寸的要求。严格控制钻孔外插角度，相邻两茬炮之间错台不得大于20cm。（3）爆破作业的技术要求装药作业定人、定位、定段别。装药前，所有炮眼必须用高压风吹净尘沫。严格按设计的装药结构和药量装药。严格按钻爆设计的联接网络实施，注意导爆索的连接方向和连接点的牢固性。（4）钻爆设计全断面开挖地段每循环炸药用量（以硝铵炸药为基础，若用乳化炸药则换算减量）。Q=qSL式中：Q爆破1m3岩石用药量；S断面积，IV类围岩均取78.3m2；L眼深3.5m。q取IV类围岩1.3Kg，其中：掏槽眼药量增加30%，辅助眼取（0.55-0.6）q。炮眼数目N=0.0012(qs/ad2) 式中：q单位用药量（Kg/m3）； S开挖断面积（m2）； a炸药装填系数取0.7； d药管直径取0.032m。本合同断面尺寸为78.3m2，炮眼数为168个，实际布眼数为172个。周边眼参数选择采用简易经验公式：g=（E+W）La（Rb）1/2 式中：g单孔装药量（Kg）； E孔距（m）； W抵抗线（m）； a系数； L孔深（m）； Rb岩石抗压强度（Mpa）本合同段E=0.5m W=0.65m Rb =60-80Mpa单孔装药量g=(0.5+0.65)3.50.0375(70) 1/2=1.44Kg集中度g/L=0.411Kg/m密集系数E/W=0.77在具体实施中，先在现场做试验，根据试验资料在施工中同样先作预设计，实施后及时总结分析，反复调整参数，使爆破效果达到最佳状态为止。钻爆作业必须按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。钻眼前绘出开挖断面中线、水平和断面轮廓，并根据爆破设计标出炮眼位置，经检查符合设计要求后钻眼。全断面采用直眼中空掏槽，空眼4个，采用非电毫秒雷管、导爆管起爆，炮眼布置见图6-8，图中数字为雷管段数。图6-8 光面爆破炮眼布置图 IV类围岩钻爆参数表 表4段别炮眼名称眼深（cm）眼数每孔药量Kg药量Kg备注0临空眼46541021掏槽眼46514.754.75403掏槽眼46524.759.55掏槽眼45023.757.56扩槽眼45043.75157内圈眼45082.5209内圈眼450112.527.510内圈眼450142.53511内圈眼450172.542.512内圈眼450202.55013内圈眼450332.2574.2515周边眼450420.833.62514底板眼450144.461.635开挖面积(m2)78.3炮眼个数172比炮眼数(个/ m2)2.19总装药量(Kg)381.20比耗药量(Kg/ m3)1.74说明：炮眼深3.5米，利用率按80%计算。4、出碴出碴采用无轨运输，挖碴机装碴，18t三菱自卸汽车运输。每个工作面配1台装碴机，10台自卸运输车。6.3.3衬砌支护施工1、喷射混凝土(1)工艺流程喷射工艺流程图见图6-9：图6-9喷混凝土工艺流程图（2）施工要点选用普通硅酸盐水泥，细度模数大于2.5的硬质洁净砂或粗砂，料径5-12mm连续级配碎石，化验合格的拌和用水。喷射混凝土严格按设计配合比拌和，配合比及搅拌的均匀性每班检查不少于两次。喷射混凝土前，认真检查隧道断面尺寸，对欠挖部分及所有开裂、破碎、崩解的破损岩石进行清理和处理，清除浮石和墙角虚渣，并用高压水或高压风冲洗岩面，达到清洁干净。喷射混凝土作业采用分段、分块，先墙后拱、自下而上的顺序进行，喷射作业时，喷嘴做反复缓慢的螺旋形运动，螺旋直径约20-30cm，以保证混凝土喷射密实。同时掌握风压、水压及喷射距离，减少混凝土的回弹量。隧道喷射混凝土厚度大于5cm，分两层作业。第二次喷射混凝土如在第一层混凝土终凝1小时后进行，需冲洗第一层混凝土面。两次喷射注意找平岩面，以便于铺设防水层。喷射混凝土终凝2小时后，进行喷水养护，养护时间不小于14天。喷射混凝土开挖时，下次爆破距喷射混凝土完成时间的间隔，不得小于4小时。在有水地段，喷射混凝土采取如下措施：a、当水量不多时，可设导管引排水后再喷射混凝土，当涌水量范围较大时，可设树枝状导管后喷射混凝土，当涌水严重时可设置泄水孔，边排水边喷混凝土。b、增加水泥用量，改变配合比，喷混凝土由远而近向涌水点逼近，然后在涌水点安设导管将水引出，再向导管附近喷射混凝土。2、锚杆本合同段采用20Mnsi22型药圈锚杆及D25中空注浆锚杆。锚杆在洞外加工制作，施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，并在使用前清除锚杆表面的油污、铁锈和杂质，并作好试验。钻孔采用YT-28型凿岩机钻孔，UB-6型水泥注浆泵注浆。锚杆注浆压力控制在0.5-1.0Mpa，并注意随时排除孔中空气，施工程序见图6-103、挂钢筋网按设计要求加工钢筋网，随受喷面起伏铺设，同定位锚杆固定牢固，钢筋网与受喷面的间隙以3cm左右为宜，混凝土护层大于2cm。4、钢架与格栅钢架制作安装（1）钢架采用I18的工字钢加工，纵距为75cm，钢拱架采用在洞外制作成型，成立专业施工队负责制作，配技术员1名，班长1名，工人8-15名。在型钢弯曲机上弯制，钢板孔眼在室内制作。安装工艺流程详见图6-11。（2）施工注意事项：安装前分批检查验收加工质量。清除干净底脚处浮渣，超挖处加设钢垫块，其中间段接头板用砂子埋住，以防混凝土堵塞接头板螺栓孔。按设计焊接定位系筋及纵向连接，段间连接安设垫片拧紧螺栓，确保安装钢架质量。严格控制钢拱架的中线及标高尺寸。钢拱架与岩面间安设鞍形混凝土垫块，确保岩面与钢拱架密贴、牢靠、稳固。确保初喷质量，拱架在初喷5cm后架立。初 喷定位锚杆施工中线标高测量清除底脚浮渣台架上安装钢拱架和定位锚杆焊连定位钢拱架预拼拱架加工、质量验收加设鞍形垫块安装纵向连接筋隐蔽工程检查验收包裹底脚连板喷混凝土图6-11 钢架安装工艺流程图5、小导管超前注浆预支护施工工艺本合同段隧道S2b型衬砌段采用小导管超前注浆预支护，施工方法如下：（1）小导管注浆施工方法施工采用现场加工小钢管，喷射混凝土封闭岩面，用YT-28型凿岩机钻孔或用凿岩机直接将小钢管打入岩层，压注水泥浆或水泥水玻璃双液浆的施工方法。注浆采用KBY-50/70型双液注浆机，浆液由水泥砂浆拌和机和TBW50/15型混浆机拌制。（2）小导管注浆工艺流程见图6-12所示。（3）小导管注浆施工参数选4235mm的有缝钢管，管长8m。在管段中间部位（头部0.2m，尾部1.5m范围除外）梅花型钻8的出浆孔，孔距0.2m，并将小导管前端做成尖锥形。钢管沿隧道开挖轮廓线布置，外倾角为7，间距0.5m，纵向前后两小钢管水平搭接长度不小于1m。单液注浆：水泥浆水灰比为1.5:1、1:1、0.8:1三个等级，水泥浆由稀到逐级变换，即先注入稀浆，然后逐级变浓至0.8:1的水灰比为止。注浆预加固后尽快开挖坑道，选用普通水泥或早强水泥，并掺加减水剂。地质调查浆液选择注浆设计现场试验效果检查制定施工方案进入施工施工准备喷混凝土封闭掌子面钻孔打小导管注 浆开 挖设备准备管材加工材料准备配比试验注浆参数机具设备图6-12 小导管注浆工艺流程图双液注浆：水泥浆水灰比为1.25:1.00.5:1.0；水玻璃模数3.0，浓度35波美度；水泥浆、水玻璃体积比1.0:1.01.0:0.3通过调整浆液配合比或加入少量磷酸氢二钠的方法调节浆液初凝时间。注浆压力0.51.0Mpa。小导管注浆计算：Q=r2L式中：R浆液扩散半径，0.2m； L小导管长度，取4m； 岩体孔隙率。喷混凝土厚度510cm，封掌子面。(4)作业组织本合同段隧道施工采用三班制不间断作业，每班劳动力数量为：加工6人，电工1人，电焊3人，钻眼打管9人，注浆泵司机3人，注浆6人，共计28人，主要机械设备为：风钻2台，注浆泵1台，砂浆拌和机1台，空压机1台。（5）注浆异常现象处理发生串浆现象，即液浆从其他孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆隔孔注浆。单液注水泥浆压力突然升高，可能发生了堵管，停机检查。水泥与水玻璃双液注浆压力突然升高，则关停水玻璃泵，进行单液浆或注清水，待泵压正常时，再进行双液注浆。水泥浆单液或水泥与水玻璃双液注浆进浆量很大，压力长时间不升高，则调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间，才能避免产生注浆不饱满。6、大棚管预加固施工工艺本合同段隧道S2a型衬砌段采用大管棚超前预加固，并加小导管超前注浆补强，大管棚均采用1086mm的无缝钢管，每节长度为6m，以长15cm的丝扣连接，长度在1628m左右，其打设仰角为12，钢管上间隔25cm按梅花形钻8mm的小孔，并在钢管中注水泥浆液，其水泥浆水灰比控制在0.5：1.51.0：1.5之间，注浆初压力为0.51.0Mpa，终压力为2.02.5Mpa，注浆结束后用30号水泥砂浆填充，达到先支护后开挖的超前支护目的。利用钻孔台车施作管棚可以做到一机多用，不仅施工速度快，而且作业安全技术可靠。针对本合同段隧道工程的具体情况，采用我公司现有的美国英格索兰公司生产的KR801412型全液压管棚钻机钻深孔（最大水平钻进深度4.5m，单根钻杆长度3m，主臂可垂直360度回转）、压钢管施作管棚和采用管棚机打管棚，有关注浆部份参照小导管注浆工艺实施。施工要点和组织情况如下：（1）钻深孔的工艺流程及操作要点钻深孔工艺流程，详见图6-13：钻深孔操作要点a、钻孔时随着孔深的增长，需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，尤其是推力要严格控制，不能过大。台车就位测量布孔钻杆分节退出卸下钻孔及接长钻杆台车固定台车大臂矫正钻杆接长准备图6-13 钻深孔工艺流程图b、为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆联接套使用与钻杆同材质，两端加工成内螺扣（钻杆首尾端外螺扣），联接套的最小壁厚10mm。连接套及连接方式见图7-14。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移。图6-14 钻杆联接套图c、台车就位固定后，由测量工站在台车臂托篮上准确画出钻孔位置。d、施钻时，台车大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动，提高施钻精度。e、钻机开孔时钻速宜低，钻深20cm后转入正常钻速。f、第一节钻杆钻入岩层尾部剩余2030cm时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆，钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好连接套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。隧道拱圈起拱线以上的孔位，由于台车大臂离地面较高，不便装卸钻杆，这时将大臂落下，人工在地面安装钻杆，大臂重新升起就位。每次接长钻杆，均可按上述方法进行操作。g、换钻杆时，注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心喷水孔是否畅通等，不符合要求的及时更换以确保正常作业。h、确保引导孔直径比棚管外径大1520mm，孔深大于管长0.5m以上。i、钻孔达到要求深度后，按同样方法拆卸钻杆，钻机退回原位。（2）顶管的工艺流程及工艺原理其工艺流程，详见图6-15：顶管工艺本合同段隧道工程采用大孔引导和管棚钻进相结合的顶管工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力（顶进棚管时凿岩机不便用回转压力，不产生扭矩）将安有工作管头的棚管沿引导孔钻进，接长棚管，直至孔底。钢管顶进的作业要点a、管件制作：管棚采用1086mm无缝钢管，钢管节长为6m，管棚长度1628m，因此必须接长三次以上。管棚接长时先将第一长钢管顶入钻好的孔内，再逐根联接。事先加工好的管节联接套，如图6-16。预先焊接在每节钢管两端，便于联接，第一根钢管前端焊上合金钢片空心钻头，以防管头顶弯或劈裂。b、接长管件确保满足管棚受力要求，相邻管的接头前后错开，避免接头在同一断面受力。c、使用全液压钻孔台车施作管棚施工时，其中两个大臂钻引导孔（冲击钻头130mm，钻头构造见图6-17），另一大臂用于顶进108mm管棚管。在顶管大臂的凿岩机上，必须安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套，详见图7-18，并在大臂上改换特制钢管扶直器，详见图6-18。待引导孔钻好后，使用顶管大臂进行顶进作业。d、顶管作业：先将钢管安放在大臂上，凿岩机对正已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击压力控制在1822Mpa，推进压力控制在4.06.0Mpa。e、接管：当第一根钢管推进孔内，孔外剩余3040cm时，开动凿岩机反转，使顶进联接套与钢管脱离，凿岩机退回原位，大臂落下，人工装上第二节钢管，大臂重新对正，凿岩机缓、慢、低速前进对准第一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两钢管在联接套处联成一体。凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。根据管棚设计长度，按同样方法继续接长钢管。f、管棚补强：为了加强管棚的刚度和强度，按设计将管棚钢管全部打好后，先用钻头掏尽钢管内残渣，进行棚管补强。其补强方法：一般地段在钢管内注入水泥浆，其水泥浆水灰比控制在0.5：1.51.0：1.5之间，注浆初压力为0.51.0Mpa，终压力为2.02.5Mpa，注浆结束后用10号水泥砂浆填充，形成钢管混凝土；坍方及围岩破碎且富水地段，在钢管内先放置20钢筋笼，再向管内注水泥浆（水灰比1：1）或水泥、水玻璃浆液（双液比为1.0：0.5，水玻璃浓度为3035Be）可达补强。（3）小导管注浆衬强大管棚注浆加固范围有限，很难达到4m的加固圈，为此在开挖过程中，需施作小导管注浆补强，小导管采用32焊缝钢管，长5.5m，开孔长4m，间距60-75cm，外插角41度，小导管注浆采用C-S双液浆，注浆量根据现场情况确定，以确保开挖安全为目的。凿岩机上安装钢管顶进联接套台车钻孔准备管节联接套加工制作钻管棚孔顶第一节管棚管接第二节管棚管顶第二节管棚管管内加筋注浆图6-15 顶管工艺流程图图6-16 管节联接套图图6-17 130冲击钻头构造图图6-18（4）机具设备和劳力组织需要的机具设备，见下表5 大管棚施工主要机具设备表 表5 序号设备名称及规格单位数量备注一机电设备1全液压管棚钻机台32汽车台30运料3交流电焊机台64注浆机台6二工具1链钳把62管钳把63大号扳手把64大锤把35钻杆根156冲击钻头130mm个87冲击钻头76mm个88钻杆联接套个369钢管顶进联接套个1810注浆混合器个8劳力组织：本隧道工程分4个工班进行作业，每个工班15人，其中：施工指挥1人；施工技术指导1人；测量工2人（负责布孔、定位、量测、质量检查）；台车凿岩司机1人（负责钻孔、下管）；普通工人4人（负责装卸钻杆、装接钢管）；电工1人（负责供水供电工作）；电焊工2人；汽车司机2人（负责运料）；洞外调度1人。（5）安全措施如下：加强安全员安全意识教育。针对本隧道工程长大管棚施工特点和要求，参照有关规范制订安全规章制度。加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理，科学地组织施工。拆卸钻杆时，统一指挥、明确联络信号，保证扳钳卡钻方向正确，防止管钳及扳手打伤人。钢管内注浆时，操作人员戴口罩、眼镜和胶手套。有良好的照明条件。7、超前锚杆支护本合同段III类围岩段拱部采用20MnSi22药卷锚杆超前支护，环向间距按设计要求施工，采用风钻机钻孔，将锚杆沿孔打入或用风钻机顶入。锚杆在开挖轮廓线上按设计位置及角度打入，钻孔仰角按设计要求控制。锚杆不侵入隧道衬砌界内，相邻的锚杆不相撞或立交。6.3.4隧道仰拱铺筑与填充施工隧道开挖支护1050米后，视围岩类别及时进行仰拱混凝土施工，使初期支护尽早闭合成环，构成稳固的初期支护体系，并为施工运输创造良好的环境。仰拱施工采用机械运输、人工摊铺、机械震捣，注意加强养护。6.3.5防水层施工1、防水层铺设前准备工作(1)制作一个防水布焊接工作平台，长12m，宽5m，上搭工作棚。(2)配备23台自动恒温热熔焊机。(3)测量初衬后断面，对所欠部位加以凿除，对喷射砼表面凹凸显著部位分层喷射找平；外露的锚杆头及钢筋网齐根切除，并用水泥砂浆抹平。(4)先用EVA/ECB复合防水层，RH-5防水剂、DW-5D中埋止水带、BW-96II止水条，使用前先行试验，保证符合设计要求。另外，所用材料必须有完整的材料性能说明、出厂合格证明、试验报告等。每种有试验报告的进场材料使用前必须进行复试，合格后才能用于工程。(5)检查防水布有无断裂、变形、穿孔等缺陷，保证材料符合设计质量要求。(6)检查施工机械设备，工具是否完好无缺，并检查施组计划是否科学合理。2、防水层铺设技术要求(1)复合式防水布施作，在初期支护变形基本稳定和在二次衬砌灌筑前进行。开挖和衬砌作业不得损坏已铺设的防水层。(2)防水层在拱部和边墙按环状铺设，并视材质采取相应的焊接方法。其搭接宽度10cm，采用双接热熔工艺，焊缝宽度不小于2.5cm，擦干净接头处。3、防水层施工工艺要求(1)衬背防水层施工以可靠便利为原则，采用洞外先拼成大块体，再在洞内大块体铺挂。防水层铺挂采用吊带铺挂，不允许用钉子将卷材钉在喷砼表面上，铺挂点壁面每1不少于1个。采用I级钢筋自制的U型钉（以无尖角为原则）。防水层铺装原则上只允许存在环向接缝，不允许存在纵向接缝。衬背防水层施工铺装超前隧道二次衬砌3050m。(2)初期支护喷射混凝土按规范要求进行，确保喷射混凝土的密实性和连续性，当喷砼面有集中渗水、漏水的地方时，必须先注浆堵水至无渗漏。(3)防水层施工前先对纵横向排水盲管进行细致的检查，盲管布设间距必须满足设计要求，悬挂直顺，塔接合理。(4)防水工程的各部位施工时，必须是在上道工序经监理验收合格并签字后进行。防水层施工工艺流程见投标书附表5防水层施工工艺流程图。4、防水层焊接安装质量检验防水层施工必须建立健全质量检验机制，并认真负责地填写隐蔽工程检查验收证。防水层采用以下方法进行焊接安装质量检验：（1）用手托起防水布，看其是否与喷射混凝土面密贴；（2）看防水布是否有划破，扯破、扎破等破损现象；（3）看焊缝宽度是否符合要求，有无漏焊、假焊、烤焦等现象；（4）外露的锚固点（挂钉）是否有防水布覆盖；（5）焊缝采用双焊缝，进行压水（气）试验，看其有无漏水（气）现象。5、施工缝及变形缝处的防水处理（1）施工缝处采用膨胀型橡胶止水条防水，变形缝采用中置式橡胶止水带进行止水处理。（2）施工时对其材质、性能、规格进行检查，符合设计要求，且无裂纹和气泡。（3）先施工的结构中预埋的一半止水带，用止水带钢筋夹固定或通过止水带边孔的钢丝固定在结构钢筋骨架上，并用两块挡头板牢牢固定住，避免混凝土灌注过程中止水带移位。止水带不得打孔或用铁钉固定。（4）止水带接头斜面热接，不得叠接，接缝平整牢固，无裂口和脱胶现象。（5）拆模时和进行施工缝凿毛处理时，仔细保护止水带不被破坏。后施工的结构在灌注前，必须对止水带加以清洗。（6）变形缝固定方法、接头方法、注意事项同施工缝，所不同的是后施工结构混凝土时，前面施工的混凝土表面不需要凿毛，而是将聚苯乙稀泡沫板固定在先施工混凝土基面上。6.3.6全断面钢模台车二次衬砌混凝土施工1、二次衬砌混凝土施工主要技术要求二次衬砌混凝土施工除遵守公路隧道施工技术规范（JTJ042-94）有关规定外，还必须符合下列要求：（1） 混凝土混合料必须同时输入搅拌机；（2）采用混凝土拌和场、搅拌车及泵车送混凝土时，要求搅拌在输送混凝土时不得停拌，自进入拌和机至卸出的时间，不得超过混凝土初凝时间的一半。（3）初期支护基本稳定后，及时修筑二次衬砌，当混凝土强度达到2.5Mpa时即可脱模。2、二次衬砌施作时间确定二次衬砌的施作时间，根据国家标准锚杆喷射混凝土支护技术规定GBJ86-85）规定，在围岩和锚喷支护变形基本稳定后进行。主要条件如下：（1）位移速率有明显减缓的趋势。（2）拱脚附近水平收敛小于每天0.2mm。（3）已产生的位移占位移量的80%以上。其位移与位移速率是以采用机械式收敛仪实测数据为依据的。水平位移与拱顶下沉速度，以安全考虑，指至少7天的平均值，总位移值可由回归分析计算求得。3、二次衬砌施工工艺流程二次衬砌施工工艺流程见投标书附表5隧道二次衬砌施工工艺框图。4、二次衬砌施工工艺在围岩和锚喷支护变形基本稳定后采用全断面钢模台车一次衬砌，配置备用拱架以备围岩不稳定时采取先拱后墙施工。施工工艺如下：（1）钢筋绑扎保证钢筋有质保书和试验报告单的合格产品，各项指标符合规范要求。严格按设计要求进行下料，钢筋级别、数量、直径等符合设计。钢筋绑扎符合设计和规范要求，位置准确、不漏筋、搭接长度满足设计和规范要求。绑扎过程中严格要求操作人员提高工作责任心，不碰撞防水板，尽量减少现场焊接，若必需搭接焊接，必须在防水板上面加垫木板或石棉板隔热层，以免防水板被烧坏。同一根钢筋上在30d且小于500mm的范围内只准有一个接头。骨架或网片必须架立牢固，在安装及灌注混凝土时不得松动或变形。绑扎钢筋或焊接接头与钢筋弯曲处相距不小于10倍主筋直径，也不宜位于最大弯矩处。钢筋与模板间设置足够数量和强度的混凝土垫块，以确保钢筋的保护层厚度。双层钢筋之间设置足够数量与强度的钢筋撑脚，确保钢筋网格的定位准确。所有预埋件、预留盒必须和钢筋骨架固定在一起，以免灌注混凝土时移位。（2）台车就位二次衬砌混凝土全断面采用钢模台车浇筑，台车采用我单位制造的液压断面衬砌台车施工，详见图6-19。正洞拱部防水层施工完成后，平整下半断面台阶顶部，清除浮碴，然后按纵向1m间距铺设枕木，上面再安置钢轨作为台车轨道。台车就位前对轨道基底进行严格的检查，保证基底平整无浮碴，如有凸凹不平处，先清除凸部，用混凝土将凹部回填平整后进行台车就位，以免台车在浇筑过程中发生下沉现象。台车组装好后，进入已放线的隧道区段，首行对中，然后按设计参数调整高度和宽度，满足净空要求。台车调整好后经监理复查合格后方可关挡头板，进行混凝土灌注。图6-19 衬砌台车构造图洞门及进、出口软弱地质地段，采用定尺寸钢拱架、钢立柱、组合式钢模板混凝土衬砌。（3）混凝土施工施工混凝土采用在拌和场集中拌和，搅拌运输车运输到场，混凝土输送泵输送。混凝土坍落度控制在8-12cm之间。浇筑时分层水平对称灌注，两侧开窗用插入式振捣器振捣，拱部用附着式振捣器进行振捣。编制混凝土的浇注方案，制定详细的混凝土供应方式、现场质量控制措施、混凝土浇注工艺流程、混凝土施工路线、混凝土灌注及养护、防止混凝土质量通病的措施等，报监理审批后实施。混凝土随机进行抽样，按规定制作混凝土抗压、抗渗试件。先灌注砂浆或水润滑管路，并检查管路的密封是否良好。泵送防水砼施工技术要求泵送砼坍落度为8cm12cm；采用R32.5或R42.5号水泥；水泥用量为360Kg/m3（无外掺料）；骨灰比宜采用5：1，灰砂比不小于1：2.8（冬季施工时，适当降低水灰比）；砂率高于普防水砼5%左右；每m3砼中粒径0.315mm以下的砂不得小于400Kg；泵送物含气量为5%左右为宜；石子粒径：管径分别为100mm、125mm和150mm时，其石子粒径分别为小于或等于20mm、25mm和40mm；外加剂宜选用减水缓凝型，其掺量冬夏有别，冬季施工时掺用加气剂。混凝土灌注前对模板（或台车）、钢筋、预埋件、预留孔洞、施工缝变形缝止水带等进行检查，清除模板内杂物，隐蔽验收合格后，方可灌注混凝土。混凝土从低处向高处分层连续灌注，如必须间歇时，其间歇时间尽量缩短，并在混凝土初凝前将混凝土全部灌注完。如果间歇时间超过规范要求时，按施工缝处理。混凝土灌注过程中，用插入式振捣器振捣，尤其在预埋处、钢筋密集处及其它特殊部位事先制定措施，严禁不振或漏振。混凝土灌注过程中随时观察模板（或台车）、支撑、防水板、钢筋、预埋件、预留孔洞等情况，发现问题及时处理。在台车拱顶两端离端头30cm的地方，制造时已预留70锥形观察孔。当混凝土灌至拱顶前，利用此孔可观察防水板及钢筋情况；当混凝土灌注至拱顶时，用锥形铁棒堵塞此孔并在混凝土初凝前将此棒拔出，以检查混凝土灌注是否密实，如不密实，待混凝土凝结稳定后，需进行注浆，上述观察孔在二衬背后回填注浆时，可作为注浆孔用。混凝土强度达到2.5Mpa时方可拆模。混凝土终凝后及时进行洒水养生，结构混凝土养生期不少于14天。5、混凝土施工缝处理方法隧道二次衬砌背面的混凝土施工缝与伸缩缝、沉降缝一样，对隧道漏水有重要影响，所以必须注意处理。本合同段隧道采用DW-5D型及BW-96II型遇水膨胀止水带进行处理，如设置止水带后仍有渗漏水时，则需进行堵漏或设置排水暗槽进行处理。止水带施工安设工艺如下：（1）沿设计衬砌轴线，每隔不大于0.5m钻一直径为12mm的钢筋孔。（2）将制成的钢筋卡，由待灌混凝土侧向另侧穿入，内侧卡紧止水带之半，另一半止水带平靠在挡头板上（见图6-20所示）。（3）待混凝土凝固后拆除挡头板，将止水带靠钢筋拉直、拉平，然后弯钢筋卡套上止水带（见图6-21所示）。图6-20 下环止水带定位图 图6-21 止水带安装位置图6.3.7隧道混凝土路面施工要点及工艺流程1、混凝土路面施工工艺流程，详见图6-22。2、混凝土路面施工工艺要点本合同段上、下马基隧道内路面面板厚度均为27cm，施工技术标准高，必须按照设计图纸和监理工程师的指示，在验收合格的基层上铺筑水泥混凝土面板。路面面层全面开工前，在监理工程师到场时，按批准的施工方案，首先施工不小于400m2的试验路段，使用正常的全部设备，从而取得试验数据，对于不妥的地方进行修正，取得监理工程师的批准，再开始全面施工。材料采用425号以上的硅酸盐水泥；采用洁净、坚硬且符合规范规定级配的中、粗砂，质地坚硬的碎砾石，最大粒径不超过40mm，并符合规定的级配，集料冲洗干净；水质清洁无有害物质。除技术要求符合GBJ9794的有关规定外，经监理工程师同意，方能使用。混凝土配合比保证混凝土的设计强度、耐久和混凝土拌和物和易性的要求，并通过试验加以调整，水灰比不宜超过0.46，坍落度宜在2025mm范围内，单位水泥用量不小于300Kg/m3，混凝土的试配强度按设计强度提高1015%确定最后的施工配合比，并报监理工程师批准。钢筋的设置按设计位置，横向缩缝及胀缝装设30mm传力杆与中线及路面平行，偏差不大于5mm，传力杆长度的一半再加5cm，涂一层沥