水洛河钻根隧洞及木尔格桥工程钻根隧洞开挖与支护施工专项方案.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除施工技术方案申报表（川工局2015技案016号）合同名称：水洛河钻根隧洞及木尔格桥工程 合同编号：SLH-ZGGL/SG-01-2014承 包 人：四川省水利电力工程局致：水利部丹江口水利枢纽管理局建设监理中心钻根隧洞及木尔格桥工程监理部 我方今提交水洛河固滴至利民通乡通村公路新建工程钻根隧洞及木尔格桥工程的： 道路路基施工专项方案 施工措施计划钻根隧洞开挖与初期支护施工专项方案 桥涵施工专项方案 工程放样计划 请贵方审批。 附件1、 承 包 人：四川省水利电力工程局固滴至利民通乡通村公路 新建工程钻根隧洞及木尔格桥工程项目经理部 项目经理： 日 期： 2015 年 9 月 23 日： 监理机构将另行签发审批意见。 监理机构： 签 收 人： 日 期： 年 月 日 说明：本表一式 6 份，由承包人填写。监理机构审签后，随同审批意见，承包人、设代机构各1份，监理机构、发包人各2份。此文档仅供学习与交流水洛河固滴至利民通乡通村公路新建工程钻根隧洞及木尔格桥工程(合同编号：SLH-ZGGL/SG-01-2014)水 利 铁 军钻根隧洞开挖与初期支护施 工 专 项 方 案 批 准： 审 核： 编 制： 四川省水利电力工程局固滴至利民通乡通村公路新建工程钻根隧洞及木尔格桥工程项目经理部二一五 年 九 月 二十三 日1、工程概述1.1 工程概况水洛河固滴至利民通乡通村公路新建工程钻根隧洞及木尔格桥工程位于木里县水洛乡其拉村、麦日乡俄西村境内。本合同工程项目主要包括钻根隧洞、木尔格桥及相应临时设施工程，其中钻根隧洞工程包括下游引路长2075m，隧洞本体425m，上游引路512m；木尔格桥为位于水洛河通村通乡公路K103+741.8处净跨30m的预制混凝土块拱桥。本标工程因钻根隧洞及木尔格桥工程受设计路线调整影响，实际开工时间为2015年4月25日，较合同约定开工时间2015年1月15日推后3.3个月，约定具备通车时间为2016年1月30日，总工期为10个月，其中引路及隧洞贯通时间为6个月。1.2 钻根隧洞主要技术标准(1) 公路等级：四级公路；设计速度：20km/h；(2) 建筑界限：隧洞净宽7.0m，净高4.5m，行车道3.0m2，侧向宽度0.25m0.25m，不设检修道；(3) 路面横坡：双向坡2.0%，隧洞内纵坡最大3.0%、最小0.3%；(4) 设计荷载：公路-级；(5) 隧洞防水等级：二级防水。2、编制依据及原则2.1 编制依据(1) 本标工程招投标文件及施工合同文件；(2) 公路工程施工的相关设计规范、施工规范、施工指南、验收标准及相关规定等；(3) 施工图变更设计(K96+950K99+962 全长3.012kM)(4) 施工现场实际情况。2.2 编制原则在现场调查的基础上，按照标准化、机械化、工厂化、信息化的要求，合理布置总体施工组织规划、资源配置，按照专业化组织施工的要求建立科学的、可行的施工管理模式及资源配置。3、施工临时布置3.1 施工供风施工临时用风 本项目施工临时用风主要为在隧洞开挖施工过程中采用手风钻造孔时的供风；拟采取在洞外比较开阔位置设置2台20m3电动移动式空压机供风，采用165钢管作为供风主管，沿隧洞开挖洞壁架设于洞内，采用短锚杆固定，随着隧洞掘进，供风主管逐步延伸，始终保持供风主管端部距离开挖掌子面约30m左右，再采用50供风软管架设至开挖钻爆台车上，以满足隧洞开挖钻爆供风需求。隧洞内通风防尘 根据本工程项目的规模及隧洞长度，拟配置1台110kW的轴流式风机，采用压入式通风。通风机布置于洞口外适当位置，风管直径采用150cm软式通风管，风管距离隧洞开挖掌子面3050m，可满足洞内通风要求。3.2 施工临时用电结合本标工程施工特点，本项目施工临时用电采取从固滴首部2#变压器的高压侧进行延伸，穿过临时办公生活区，沿下游引路架设10kV临时架空输电线路至钻根隧洞下游洞口附近，安装1台500kVA变压器及配电设施，然后采用低压输电线缆沿隧洞开挖洞壁采用标准的横担和瓷瓶固定，架设至洞内作业面附近设置的低压配电箱内，满足洞内施工及照明临时用电要求。3.3 施工用水生活及施工临时用水主要为山涧泉水，采用引水管将泉水引至生活区和洞口设置的蓄水池内，然后采用管道增压泵将蓄水池内的水抽送至隧洞内的开挖掌子面附近，以满足洞内施工临时用水需求。4、施工方法、工艺及要求4.1 施工方法钻根隧洞施工拟按照“新奥法”原理组织施工，并根据实际工程地质、水文地质和不同围岩级别及周边环境选择相应施工方法，按照节点目标工期控制要求，合理安排、科学统筹，采取平行流水作业法施工。隧洞开挖前，首先完成洞顶截水沟、洞口土石方及边仰坡防护施工。洞口土石方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，20t自卸汽车运输，并及时作好坡面防护，开挖一层防护一层。开挖至明暗分界线后，应先施作套拱混凝土，再施作暗洞超前长管棚，暗洞口前所有开挖、防护、排水完成后才能进入暗洞开挖施工。根据钻根隧洞设计图纸提供资料显示，钻根隧洞洞身围岩类别主要为、类围岩；根据洞身围岩类别，类围岩采用全断面开挖法施工，类围岩采用台阶法开挖施工。隧洞开挖采用多功能简易作业台车配合风动凿岩机造孔，实施光面爆破作业，光面爆破参数通过施工现场实验确定，并根据现场爆破效果不断进行调整，严格控制超欠挖。开挖出碴采用挖掘机配合装载机装车、20t自卸汽车运输。隧洞开挖后的初期支护应紧跟开挖及时施作，锚喷支护采用超前小导管和中空锚杆或砂浆(药卷)锚杆配合挂网喷混凝土同时施作。锚杆钻孔完毕后，要先进行清孔、注浆，再人工安装锚杆。隧洞喷混凝土施工应结合施工现场实际条件选用干喷或湿喷法进行施工，在有条件的地方及工期要求不紧张的情况下，应优先选用湿喷工艺进行施工。在隧洞开挖施工过程中，应将超前地质预报和监控量测纳入工序管理，施工中加强监控量测，仰拱超前、二次衬砌紧跟，以保证施工安全。对不良地质地段坚持“早预报、预加固、弱爆破、强支护、紧封闭、快成环、勤量测、早衬砌、稳扎稳打、确保安全”的施工原则，组织施工。浅埋及浅埋偏压地段除加强洞内监控外，同时加强地表监测，施工时遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的原则，注意对监控量测的数据进行分析、整理，发现异常情况及时反馈以便于尽早提出处理方案。4.2 准备工作施工前对图纸资料等进行现场核对，并作补充调查，调查核对隧洞所处的位置、地形地貌、工程地质和水文地质、钻探图表，以及隧洞进出口位置和其他相关工程的情况。对图纸中发现的问题，应立即反馈给监理工程师和设计单位进行更正或确认。4.3 洞口与明洞工程洞口施工前应先完成各项准备工作，施工时不得大开挖而破坏山体的稳定。洞口施工应尽量避开雨季，边仰坡防护应与明洞开挖同步进行；洞门施工前，先作好边坡、仰坡外的截水沟或排水沟，并保持畅通。4.3.1 洞口及明洞石方开挖洞口及明洞石方开挖采用全部明挖法，采取自上而下水平分层开挖，人工手风钻造孔、少量装药进行浅孔松动爆破，采用液压反铲挖掘机开挖、自卸汽车运输，将开挖碴料运往指定碴场堆放，碴场采用ZL-50型装载机散碴、平场。为防止仰坡坍塌，施工部分洞身护拱(即先施工I18型钢护拱，待喷混凝土达到要求强度后开始挂口进洞)，以确保仰坡稳定，同时为隧洞挂口进洞施工创造条件。4.3.2 边(仰)坡施工边仰坡施工同洞口段石方开挖施工同时进行，按设计坡度一次性修整到位，并分层进行边坡防护，以防围岩风化、雨水渗透而坍塌。4.3.3 明洞施工根据地形地质条件、边坡及仰坡的稳定程度，采用明挖法，然后就地全断面立模浇筑整体式钢筋混凝土衬砌。明洞开挖前，先作好洞顶排水、防水设施，防止地面水冲刷而导致边坡、仰坡出现落石、塌方。土石方开挖自上而下分层进行，不得超挖。边坡开挖需要爆破时，应严格控制爆破装药量，开挖后立即进行边坡、仰坡防护。明洞衬砌施工时，拱圈按设计断面要求制作定型挡头板、外模、骨架和支柱，并采用在模板缝填塞腻子或胶带，在挡头板加斜撑等措施，以防止漏浆和跑模。按设计要求进行钢筋绑扎，经监理工程师检查验收合格后，方可浇筑混凝土。浇筑明洞拱圈混凝土时，采用混凝土输送泵连续进行，不得中断。拱顶反压层回填采用人工进行。回填时应分层、对称进行，每层回填厚度不大于30cm，中线两侧回填的高差不大于0.5m。回填至拱顶后分层满铺填筑。拱架拆除，人工回填时，需待拱顶回填高度达到0.7m以上方可拆除。4.3 隧洞洞口及浅埋段施工隧洞进出口及浅埋段岩体完整性较差，整体强度较低，在开挖时应强调围岩变形的控制，根据围岩状况选择合适的开挖方法，适度缩短开挖进尺，支护采用强度较高或刚度较大的初期支护，限制土体变形，同时二次衬砌和仰拱紧跟，形成封闭结构，保证施工安全。局部破碎地段采取预注浆加固围岩，提高围岩的自稳能力。施工过程中加强监控量测，并根据监控量测结果及时调整支护参数和施工方法。浅埋段按照“先护顶、后开挖”的要求组织施工，采用超前预注浆加固围岩，施工过程中严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的施工原则。(1) 在浅埋隧洞施工中应尽量少刷或不刷坡，超前支护进洞，采用部分开挖，尽量减小开挖断面，主要施工方法：1) 洞口段加固：根据设计图纸，隧洞洞口反压回填段、洞内洞口型衬砌段加固主要采用双层注浆小导管及中空注浆锚杆相结合的加固手段。2) 洞身超前支护：洞口明洞段、进出口洞口型衬砌段均采用I18普通工字钢拱架支撑，打设超前小导管，并注浆；防止塌方，确保施工安全。3) 短开挖：为确保洞壁围岩的稳定安全，开挖进尺控制在0.81.2m。4) 加强初期支护：采用钢拱架、注浆锚杆、挂网和喷射混凝土联合进行支护，防止围岩坍塌。5) 掌子面加固：采用喷射混凝土封闭掌子面和掌子面注浆加固措施。6) 快衬砌、早成环：除了及时加强初期支护外，也可提高二次衬砌参数，并适时施作二次衬砌，且要等变形基本稳定后再施作。7) 监控量测：在洞口至少设2个断面，加强地表沉降监测，发现异常，及时处理。(2) 主要施工技术措施1) 加强初期支护，将预留变形量适度加大。为了增加初期支护对大变形量的适应，在型衬砌断面采用钢格栅拱架、锚喷网联合支护等手段，施工时做到支护及时、到位。喷混凝土分两次施工，先喷1015cm，待变形后期再喷10cm，达到设计喷层厚度。2) 采取短进尺弱爆破，以减少对围岩的扰动。提高围岩开挖后的自稳能力，争取在围岩拨落松弛之前，形成有效的支护，为后续工序创造安全施工的时间和空间。3) 加强监控量测，及时施工混凝土，尽早封闭成环。根据监控量测数据分析结果确定混凝土施工时间；后部的仰拱及隧洞填充混凝土随掌子面随掌子面开挖同步进行，及时形成封闭结构，提高整体受力效果。4.4 洞身施工隧洞洞身施工遵循“弱爆破、短进尺、少扰动、早喷护、勤量测、紧封闭”的原则进行施工。4.4.1 洞身开挖方法(1) 全断面法施工隧洞洞身为类围岩洞段采用全断面开挖方法施工，一次开挖成型，配备自制多功能简易台车配合风钻进行人工造孔作业，非电毫秒雷管、二号岩石乳化炸药光面爆破，全断面开挖一次成型。全断面开挖支护作业流程为：超前地质预报 台车、机具就位 全断面测量放样、布孔 造孔 装药爆破 清危排险 出碴 设置(随机)锚杆、挂网 喷混凝土 稳定安全检查及监控量测 下一循环。采用挖掘机配合ZL-50型侧翻装载机装碴，20t自卸汽车运碴，运输至制定地点(碴场)堆放。出碴完成后先进行初喷混凝土，以封闭围岩，然后进行初期支护，支护作业紧跟开挖，以确保施工安全。(2) 台阶法施工隧洞洞身为类围岩洞段，采用台阶法开挖，其施工流程图如图4.4-1所示。上台阶采用多功能台车配合手风钻人工造孔，下台阶采用手风钻造孔，实施光面爆破。爆破后，上断面采用挖掘机刨碴、挖碴，下断面采用挖掘机配合ZL-50型侧翻装载机装碴，20t自卸汽车运碴，运输至制定地点(碴场)堆放。开挖完成后及时施作锚喷网联合支护，下端面开挖完成后仰拱施工紧跟。施工准备超前地质预报、测量、量测钻爆设计台车就位调整爆破参数炮孔布置下部断面钻孔上部断面钻孔装药、爆破通风、排烟、排险出碴、初喷混凝土、锚杆开挖质量检查地质素描初期支护 合格仰拱、拱墙复合衬砌施工超前支护 结 束图4.4-1 台阶法施工工艺流程图4.4.2 隧洞钻爆作业为减少对围岩的扰动及降低振动强度，隧洞洞身类围岩洞段采用预裂爆破结合光面爆破进行施工，类围岩采用松动控制爆破进行施工。(1) 准备工作1) 根据围岩类别构造及现有的爆破器材，并结合施工作业队伍钻爆效果的分析资料，作出某一里程段的钻爆设计。其内容为炮孔(掏槽孔、辅助孔、周边孔、底板孔)布置深度、角度、装药量及装药结构、爆破顺序、导爆网络等。 爆破器材主爆药采用爆炸性能、抗水性能、安全性能较好及环境污染小的2号岩石乳化炸药，规格为32mm、药卷长度250mm。周边眼采用25mm、药卷长度250mm低爆速的光面爆破药卷，装药结构为间隔装药，用竹片绑扎，导爆索传爆，根据围岩情况，对间隔距离及药量进行调整。起爆器材采用1-20段的非电毫秒雷管起爆，塑料导爆管引爆，其中电雷管作为网络起爆用；起爆顺序为：掏槽孔 辅助孔 底板孔 周边孔。 钻孔深度钻孔深度综合考虑施工进度要求、钻机的效率、爆破有效进尺等因素确定，掏槽孔比其他眼孔超深0.2m。 掏槽方式根据隧洞洞身围岩的地质特性，类围岩选用斜眼楔形掏槽法，类围岩采用浅孔微振动直眼掏槽法。 光面爆破的主要参数隧洞洞身开挖采用光面爆破，以减轻爆破对开挖周边围岩的扰动，控制超欠挖。光面爆破的主要参数有周边孔的间距、光爆层的厚度、周边孔密集系数、周边孔的线装药密度等，具体参数见下表。光 面 爆 破 参 数 表围岩级别周边孔间距E(cm)周边孔抵抗线W(cm)相对距离E/W装药集中度(kg/m)45600.750.15实际施工的光面爆破参数通过实验确定，并根据现场爆破效果不断进行调整。 光面爆破的技术措施适当加密周边孔。周边眼孔距适当缩小，可控制爆破轮廓，避免超欠挖，又不至于过大的增加钻眼工作量，一般取E=(812)d，E为孔距，d为炮孔直径。2) 按风钻台数明确分工每台风钻的工作范围和钻孔顺序，以上两项由技术员向班组长及爆破工进行技术交底。3) 精确测放开挖范围、中线及高程。采用全站仪精确测放出隧洞拱部开挖的轮廓线、边墙开挖轮廓线，测放必须准确，划线偏差不超过2cm，并测放出隧洞洞身中线及其相对应的标高。4) 根据测放出的开挖轮廓线，由技术员检查上一循环的超欠挖值，超欠挖超过10cm者，除在围岩上采用红油漆标注外，还应填写相应的断面检查记录，交开挖班组长并追究超欠挖的原因，注明处理意见。并根据开挖掌子面的情况标出掏槽孔、周边孔的位置。光爆设计放样布孔地质调查定位开孔定位开孔钻孔、清孔定位开孔装 药联起爆网络起 爆通 风光爆效果检查 否 是图4.4-2 光面爆破施工工艺流程图(2) 钻孔作业1) 风钻进入掌子面前，临时用风水电等应准备就绪；风钻按规定就位，接通风水电路，开钻时先送水后送风。风钻开孔时宜用1m以内的短钻杆，待钻孔定位并钻进0.5m以上后再换长钻杆。2) 炮孔距离偏差： 掏槽孔孔口间距误差和孔底间距误差应不大于5cm； 辅助孔孔口排距、行距误差均不得大于10cm； 周边孔开孔位置在设计断面轮廓线上，允许沿轮廓线调整，其误差不得大于5cm，炮孔方向可以35%的斜率外插，孔底不得超出开挖断面轮廓线10cm； 内圈炮孔局周边孔的排距误差不得大于5cm，炮孔深度大于2.5m时，内圈炮孔与周边孔应采用相同的斜率外插； 当开挖面掌子面出现凹凸较大时，应根据实际情况调整炮孔深度(相应调整装药量)，力求所有炮孔(除掏槽孔外)孔底在同一平面上。3) 跟班班组长必须随时观察每台钻的钻进情况。保持多孔轴线平行是关系到爆破效果的重要因素，应在已钻好的炮孔中插炮棍作标志，掌握好钻孔方向。4) 坚持顺帮钻孔，风钻紧贴岩壁，最大限度地减少超欠挖。周边孔外插角不大于34(每米偏差5cm)，底板孔方向与隧洞纵坡坡率方向相同。5) 掏槽孔比掘进孔深20cm，为保证掏槽成功，每茬炮可按掌子面实际情况调整掏槽位置。6) 钻孔作业完毕，由领工员或班组长进行检查并做好记录，有不符合要求的炮孔应重新钻孔，经检查合格后方可装药爆破。(3) 爆破作业1) 装药前必须用高压风管进行吹孔或用手风钻扫孔，对塌孔内石碴要用掏勺仔细清理，无法装药的应重新补钻。2) 爆破工从药库领出的药卷、导爆管必须确认并保存好段数标记，根据装药作业的分工确定炮孔和段位。3) 向孔内装药时应细心操作，防止导爆管损坏、打结。周边孔采用的间隔装药药卷，每个药卷都必须紧贴导爆索。装药作业由上而下进行防止落石打破导爆管，炮孔口应用炮泥堵塞良好。工作面上不用的机具和材料撤离后按设计进行爆破网络的连接，连接尽量远一点，连接要整齐，以便直观检查。4) 装药作业完成后，由领工员或班组长全面检查装药情况和网路连接，检查网路连接是否正确，每个炮孔的起爆药卷是否连接良好，每簇联内部是否有引爆雷管，各簇引爆雷管的起爆线是否都连接到起爆点上，检查无误后方可撤离人员安排警戒起爆。(4) 出碴运输隧洞爆破后出碴采用无轨运输的出碴方式，自卸汽车运输。1) 爆破20分钟后，经爆破安全人员处理完现场并确认安全的前提下，通风除尘后开始出碴。运输洞碴时，应安排专人指挥交通、指定行车路线，防止因交通混乱造成交通拥挤，影响出碴。2) 洞外的行车路线须安排专人、专门机械维护和保养，行车速度应控制在1520kM/h，洞内行车速度不超过5kM/h。4.4.3 隧洞洞身超前支护隧洞洞身超前支护包括超前小导管、超前药卷锚杆。类围岩纵向每隔2榀钢架打设一环，环向间距0.4m。(1) 超前小导管超前小导管施工程序如下图所示。钻 孔高压风清孔小导管钻孔与制作插入小导管封堵管口注 浆 否注浆压力是否符合设计要求 是结 束图4.4-3 超前小导管施工程序图1) 超前小导管使用外径42mm、壁厚3.5mm的热轧无缝钢管制作，管长4.0m/3.5m，环向间距30cm/40cm，外插角510。2) 超前小导管钢管前端呈尖锥状，尾部焊上6mm的加劲箍，管壁四周钻68mm的压浆孔，尾部留1m长不设压浆孔。超前小导管施工时，用凿岩机成孔，孔径比设计导管管径大20mm以上，孔与衬砌中线平行以规定仰角打入围岩。3) 成孔后将小导管按设计要求插入孔中，或用凿岩机直接将小导管从型钢拱架上部打入，外露20cm支撑在掌子面后方的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。4) 每打完一根钢导管后开始注浆，注浆采用水泥浆，注浆压力控制在0.51.0MPa，注浆量达到设计注浆量或达到设计注浆压力均可结束注浆。注浆后开挖拱部及第一次喷射混凝土、架设钢架。(2) 超前锚杆1) 超前锚杆采用手风钻造孔，锚杆施钻利用开挖台阶的简易台车施钻，施钻时严格按照设计间距布孔。2) 钻孔时钻根尽可能垂直于掌子面，锚杆孔比钻根直径大15mm，深度误差为50mm，成孔后采用高压风清孔。3) 钻孔清理干净后，将事先备制好的药卷锚固剂缓缓的塞入孔内，直至将整个锚杆孔基本塞满，然后将锚杆插入孔内。4) 药卷锚固剂应符合质量要求，并具有厂家的出厂检验合格证；药卷锚固剂应采取防雨防潮保存，已硬化变质的药卷不得使用。5) 药卷锚固剂应随备制随使用，根据锚杆安装数量、现场安装锚杆效率确定软化备制药卷数量，以尽量减少浪费。6) 将药卷锚杆固定，并不得随意扰动，待药卷锚固剂终凝后方可开始进行钢筋网铺设及焊接施工，锚杆药卷达到设计凝期后按规范要求抽样进行锚杆拉拔试验检测。4.4.4 系统锚杆、钢筋网、钢架及锁脚锚杆施工锚杆、钢筋网、格栅拱架及型钢拱架的钢材种类、型号应符合设计要求。系统锚杆为25中空注浆锚杆，锚杆在生产厂家定制加工而成。钢筋网钢筋统一在钢筋加工场制作加工完成，运输至施工现场，人工进行安装、绑扎，其网格间排距、搭接长度及与岩面之间的间隙均应满足相关规程规范要求。洞身开挖完成后，首先在围岩表面进行初喷混凝土，厚度一般为4cm，然后再人工挂设钢筋网，安装时用电焊电焊固定在锚杆的外露头上，以防喷射混凝土时晃动。根据施工设计图纸，格栅、型钢钢架在钢结构加工场制作加工成型，经检查加工拱度满足设计要求后存放于构件堆放场内备用。钢架利用装载机或自卸汽车运输至洞内作业面，采用装载机配合人工架设、安装。钢架在钢筋网铺设完成后架设，与定位钢筋焊接，架设完成后再行喷射混凝土，并保证不得少于3cm的覆盖层厚度。钢拱架间纵向采用22钢筋联接为一体，连接筋长度为80cm，按环向间距1.0m内外层交错进行布置。钢架拱脚必须安放在牢固坚硬的基础上，架立时垂直于隧洞中心线，架设时中线、高程、垂直度及法线方向由测量技术人员严格控制，并将砂浆锚杆或中空锚杆与钢架焊接连接成整体。(1) 系统锚杆施工中空注浆锚杆施工工艺流程如图4.4-4所示。施工准备布 孔原材料检验钻孔、清孔组装中空锚杆杆体排气管、制浆塞确定浆液配比安装锚杆制备浆液连接注浆管、注浆锚杆杆体孔口回浆浆体待凝、安装垫板螺母不合格 质量检查补强处理 合格结 束图4.4-4 中空注浆锚杆施工工艺流程图隧洞洞身系统锚杆采用25中空注浆锚杆，使用高压风吹净钻孔，将锚头与锚杆端头组合，戴上垫片和螺母；把组装好的锚杆打入钻孔，应尽量打在钻孔的中央位置，将止浆塞穿入锚杆末端与孔口齐平并与杆体固紧，锚杆末端戴上垫片，然后拧紧螺母。注浆压力取0.20.5MPa，孔口溢出浆液时，停止注浆，砂浆宜随拌随用。注浆开始或中途停止超过30min时，用水润湿注浆罐及其管路。注浆孔口的压力不得大于0.4MPa。(2) 安设钢拱架钢拱架安设施工程序详见钢拱架施工工艺流程图(图4.4-5).施工准备 开挖面超欠挖处理原材料检验初喷混凝土封闭开挖面钢构件加工测定钢架位置 不合格清除拱脚底部浮碴 钢架拼装检验 合格校正处理运入洞内拼装 铺设钢筋网、架立钢架安装连接筋不合格 安装质量检查 合格校正处理锚杆固定、打锁脚锚杆喷混凝土结 束图4.4-5 钢拱架施工工艺流程图1) 钢拱架按设计分节预先制作加工成型，现场拼装安装设置，位置应垂直于隧洞中线，拱架之间采用22纵向联接钢筋焊接牢固。2) 隧洞钢架支护分为型钢钢架和格栅钢架两种，型钢钢架采用I18工字钢弯制而成，主要用于进出口明洞及、类围岩洞段，设计安装间距为60cm。3) 格栅钢架主要由4根22主筋和其他钢筋制作，呈正方形截面，用钢板连接而成，主要用于类围岩洞段，钢架是初期支护对软弱围岩的主要加固体，设计安装间距为80cm。纵向采用22钢筋焊接连接，单层钢筋网靠钢架内侧焊接于锚杆上。4) 型钢钢架采用型钢弯制机按设计图纸分节进行加工、制作，弯制完成后，现在加工场地上进行试拼，各节钢架拼装要求尺寸准确，弧形圆顺，沿隧洞周边轮廓误差不大于3cm，平放时平面翘曲小于2cm。5) 钢架安装在开挖围岩面初喷混凝土后立即进行。安装钢架前应准确测放隧洞中线，定拱部标高，控制拱架中心及半宽尺寸、高度，对拱脚支垫严实，每节之间采用4个螺栓进行连接，连接板应紧贴。同时，每榀钢架拱脚位置必须搭设4根锁脚锚杆与钢架焊接牢固进行锁定。6) 钢架安装完成后，及时进行喷射混凝土施工，喷射混凝土时应分层、分段进行，以确保钢架被覆盖，满足保护层厚度要求。为保证钢架置于稳固的地基上，施工时在钢架的基脚部位预留0.150.2m厚的原地基，架立钢架时挖槽就位，需要时可在钢架基脚部位设置刚性垫板，以增加其基底承载力；安设时钢架垂直于隧洞中心线，其倾斜度不大于2，钢架的任何部位偏离铅垂面不大于10cm；当钢架与初喷面有较大间隙时，设置同强度的混凝土垫块；为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接连接在一起，钢拱架间纵向采用22钢筋联接为一体，按环向间距1.0m内外层交错进行布置。钢架安设好后尽快施喷混凝土，并将其全部覆盖，使钢架与喷射混凝土共同受力；喷射混凝土应分层进行，每层厚度为510cm左右，先从拱脚处向上喷射，以防止上部混凝土喷射时虚掩拱脚，造成拱脚部位喷射不严实、强度不够而失稳。(3) 钢筋网挂设1) 钢筋网采用8级钢筋，网格间距20cm20cm，钢筋网按设计图纸要求采用现场人工铺挂、绑扎而成。2）钢筋采用调直机调直后，根据待支护洞段隧洞断面尺寸及支护洞段长度，并考虑搭接长度进行切割下料，整齐堆放于钢筋加工场备用。3) 钢筋网在初喷混凝土以后约4cm进行铺挂，且保护层不得小于3cm；钢筋网可固定在锚杆外端头上，也可搭设短锚钉固定在围岩上。4) 安设钢筋网时，钢筋网随受喷围岩面起伏铺设，与受喷面的间隙不小于30mm，并且与锚杆或锚钉焊接连接牢固，在喷射混凝土作业时不产生晃动。喷射混凝土时，喷头略倾斜使钢筋网后混凝土流动性大一些以便喷射密实。(4) 喷混凝土施工喷射混凝土施工工序详见喷射混凝土施工工艺流程图(图4.4-6)。施工准备受喷面处理原材料进场检查埋设喷层厚度标钉选定混凝土配合比机具到位自动计量搅拌混凝土接通风水电、试机运输喷料初喷混凝土作业补 喷调整配合比复喷、再喷混凝土作业不合格 质量检查 合格结 束图4.4-6 喷射混凝土施工工艺流程图喷射混凝土的施工配合比严格按照现场实际情况根据试验数据进行调整确定。爆破开挖出碴后，应立即喷射混凝土，尽快封闭岩面，才能有效控制围岩松动变形。喷射作业应分段、分片、分层，由下向上，从无水、少水到有水、多水地段集中，多水地段安设导水管将水排出。施喷时，喷头与受喷面基本垂直，距离保持在1.52m左右。喷射混凝土前先采用高压水或高压风清洗受喷岩面，保证受喷面洁净。喷射作业时，按混凝土回弹量小，表面湿润有光泽、易粘着为度来掌握喷射压力，这时要求喷射机司机与喷射手之间配合良好，根据喷射手反馈的信息及时调整风压和计量泵，控制好速凝剂的掺量，一般不大于水泥用量5%。喷射方向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以直径方向喷射，若岩面被拱架或钢筋网覆盖时，可将喷嘴稍加偏斜。一次喷射厚度控制在10cm左右，后一层与前一层喷射时间间隔1220min。喷射作业应分段、分片进行，分段长度不宜大于6m。按照从下到上的方向施喷，呈“S”形运动；施喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头呈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。喷射完成后应检查喷射混凝土与岩面的粘结情况，可用锤敲击检查；若有空鼓、脱壳时，应及时凿除，清洗干净后进行重喷，或采用压浆法进行充填。当开挖岩面有较大坑洼时，先填凹处找平。分层喷射时后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行，并按规定洒水养护。在稳定性差的围岩中，开挖时为保证施工安全，应尽快做好初期支护。喷射混凝土冬季施工，要求混凝土能正常凝结与硬化，避免因冻胀引起的崩裂。钢架架设后应及时喷射混凝土，如遇背后空隙较大，应预先在围岩表面喷一层混凝土，使其基本平顺。钢架与岩面之间的间隙用喷射混凝土充填密实，喷射顺序先下后上，对称进行，先喷钢架与围岩之间的空隙，后喷钢架之间岩面，钢架应被喷射混凝土所覆盖，保护层厚度不得小于3cm。按施工配合比要求，将混凝土混合料在搅拌机中搅拌均匀，采用装载机或自卸汽车运输至洞内，卸入集料斗内，人工铲混凝土入喷射机，并按要求掺量向喷射机内加入速凝剂。为有效提高混凝土的力学性能，减少回弹，每立方混凝土内应按设计配合比要求掺加相应数量的混凝土外加剂。5、施工进度计划安排5.1 拟定施工进度计划2015年9月21日9月25日，施工准备。2015年9月26日10月15日，完成隧洞洞口明洞开挖及洞口边坡安全防护施工。2015年10月16日2016年1月30日，完成钻根隧洞洞身开挖及一期支护施工。5.2 施工进度计划横道图根据上述施工进度计划安排，编制出施工进度计划横道图如下：施工进度计划横道图序号项目名称单位数量2015年2016年9月10月11月12月1月1准备工作项12洞口开挖施工m22503洞身开挖与支护m270006、施工资源配置计划6.1 主要施工机械设备配置钻根隧洞工程下游面施工的主要机械设备配置详见表6.1-1。表6.1-1 公路工程主要施工机械表序号名称规格单位数量备注1挖掘机PC220型台12装载机ZL-50型台2其中台为侧翻3自卸汽车20t辆34电动空压机20m3台25轴流式风机255kW台16手风钻YT-28台187多功能作业台车自制台18注浆机KBY50/70台29砂浆搅拌机XLD3台110混凝土喷射机PZ-7D台211混凝土拌和系统HZS-90型套112砂石骨料生产系统套113钢筋截断机台114钢筋弯曲机台115型钢弯曲机台116变压器500kVA台117运输车双排座/皮卡辆218全站仪SET250RX台16.2 主要人力资源配置根据施工专项方案要求及上述施工进度计划安排，结合施工现场实际情况，拟配置的主要人力资源如下表：工种管理人员技术人员驾驶操作修理工电工钳焊工钻爆工支护工钢筋工普通工人合计计划人数581021314791569注：所有投入的人力资源均实行动态管理，结合现场施工实际需求进行合理利用和调配。7、隧洞施工安全应急预案为确保正常施工，对隧洞施工可能发生的围岩失稳坍塌、涌水涌泥等可能产生灾害事故的地段，提前做出充足的技术措施准备、抢险物资的储备，明确应急职责，识别应急需求，降低和减少对人员和环境的危害，最大程度减少人员伤亡、国家财产和经济损失。7.1 建立应急处理机制在项目部成立以项目经理为组长，副经理、安全总监、总工程师为副组长的应急领导小组，项目部建立医疗救护队，作业队建立应急抢险队。7.2 人员培训与演练应急预案和应急计划确定后，按计划组织全体人员进行有效的培训，从而具备完成应急任务所需的知识和技能。每年进行一次培训，新加入的人员及时培训。7.3 应急材料和设备的储备根据本工程项目隧洞的地质情况应储备管棚管材和钻孔设备、高压注浆设备、抽水排污泵、通风机、大直径通风软管、焊接钢管、水泥、钢支撑、方木、编织袋等。应急所需的物资、设备、交通运输保障由物资部负责落实。根据实际情况以及应急救援工作的实际需要有针对性、有选择的配备应急救援物资、设备，并对应急救援物资、设备进行经常性维护、保养。启动应急救援预案后，项目部所属机械设备、运输车辆统一纳入应急救援工作中。7.4 应急响应发生隧洞施工安全事故后，发现事故人员立即通知现场安全员，由现场安全员向项目部应急领导小组汇报。应急领导小组在了解情况后，立即启动应急救援预案。如有人员被埋，首先按部位进行抢救人员，并采取有效措施，防止事故发展扩大，同时向上级部门进行汇报。对轻伤人员在现场采取可行的应急抢救，如现场包扎止血等措施，防止受伤人员流血过多造成死亡事故。应急小组人员根据分工、各司其责。根据现场坍塌的程度，通过讨论、研究，制定切实可行的营救方案。7.5 施工安全应急预案措施7.5.1 断层及破碎带施工施工时，将根据开挖过程中揭露的不同地质情况，进行综合施工地质超前预测预报工作，即采用全断面地质素描、地质探测仪、地质雷达、超前水平钻孔等综合物探和地表重要井、泉点的观测和深孔水位监测等手段，加强对穿越断层段、岩体破碎段、洞身浅埋段及富水段的施工地质工作及超前预测预报工作，对掌子面前方的地质情况进行综合判断，并根据判断结果，对易突水、突泥影响施工安全的段落采用超前周边注浆或超前局部注浆，对富水断层破碎带及节理密集带采用超前预注浆，开挖后采取径向注浆、补注浆、局部注浆等措施，对地下水进行适当封堵，减少地下水对隧洞施工带来的危害，严防涌水、突泥等事件发生。根据施工过程中揭示的地下水情况，判断隧洞支护结构是否需要设置承受水压结构；承受水压结构根据设计要求进行施做。断层及断层破碎带施工的应对措施：断层及断层破碎带影响范围内的裂隙较发育，岩层破碎、自稳能力较差，富水性和导水性较好，易发生坍塌和涌水。(1) 隧洞断层破碎带及其影响带施工遵循“先预报、预加固、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、快反馈、控变形”的原则，配备水平钻机、地质预测预报仪等仪器，采用常规地质法、声波法、地球物理法相结合的综合手段进行地质超前预报，按照“石变我变”的动态原则组织施工。(2) 施工前结合实际地质资料切实掌握所遇断裂带的所有情况，充分利用综合超前地质探测预报分析成果，及时做好封闭衬砌及排水工作。(3) 做好断层地段施工的防排水工作：当断层带地下水是由地表水补给时，在地表设置截排水系统；对断层承压水，在每个掘进循环中，向隧洞前进方向钻凿不少于2个超前钻孔，其深度在4m以上，以探明地下水的情况；随工作面的向前推进挖好排水沟，并根据岩石情况，必要时加以铺砌；反坡施工时，则除准备足够的抽排水设备外，应设置适当的集水坑。(4) 对于低强度或松散底层结构，稳定性较差地段，若有地下水时则更甚，在施工中极易发生坍塌，在这类地层中施工，主要是减少对围岩的扰动，遵循“超前探水、以堵为主、控制排水、堵排结合”的原则。其常用的施工手段有：先护后挖、密闭支撑，边挖边封闭的方法；一般地段拱部采用4.0m长42超前小导管、超前锚杆或超前小导管配合格栅钢架、网喷混凝土或钢纤维喷射混凝土施工。地下水发育地段采用加固圈3m或5m超前预注浆堵水加固围岩，每组注浆段长度为30m，每次开挖2527m，剩余35m作为止浆墙。(5) 断层带施工时优先进行防水作业。通过断层带的各工序之间距离尽量缩短，并尽快进行全断面封闭，以减少岩层的暴露、松动和地压增大。开挖时严格控制炮眼数量、深度及装药量，尽量减少爆破对围岩的扰动；如遇两侧软硬不同时，采用偏槽法开挖，按先软后硬的顺序交错进行。断层地带的支护作业结合设计宁强勿弱，并经常检查加固。衬砌紧跟开挖，及时封闭。(6) 断层破碎带采用中隔壁法施工，必要时采用双侧壁导坑法施工，减震光面爆破。严格控制炮眼数量、深度及装药量，尽量减少爆破对围岩的扰动；下台阶施工采用左、右错进的方法。(7) 初期支护施工本着“宁强勿弱”的原则，开挖后应立即喷混封闭岩面，然后进行钢支撑、锚喷网联合支护，及时施作仰拱(临时仰拱)，并及时进行量测反馈修正支护参数。(8) 根据监控量测结果及时分析反馈，及时调整支护参数，确保施工安全、顺利进行；开挖及初期支护后仰拱及填充要紧跟；在量测资料反映周围围岩稳定后及时进行拱墙混凝土衬砌。7.5.2 塌方应急处理措施小型塌方处理：对于小塌方应该先清理塌方面，后对塌方面采用超长锚杆加固，将锚杆伸入围岩的稳定区，锁住松动圈，然后用加强联合支护法支护，最后再进行塌方处理。较大塌方处理：塌方的一般规律是围岩压力增大，支撑压紧，发出声响，接着产生位移变形。围岩掉碴，出现裂缝，直至滑动、坍塌。大塌方处理一般是塌方基本稳定后进行，先查看塌方的规模，分析产生塌方的原因，再制定塌方处理方案或按预案执行。处理方法一般有支顶法、固结法，两种方法均先进行治水和支护加固，防止塌方事态扩大。支顶法一般选择围岩稳定地段开挖导洞，埋入型钢，用钢筋混凝土锁住两侧，上部用浆砌石封填，对较大塌方可用套拱法，保证塌方断面稳定后再进行塌方清理。固结法是采用水泥浆液注浆，先将塌体及松动部分进行注浆处理，将松动部分固结后再进行清理塌方体。7.5.3 涌水应急处理措施若施工过程中洞内发生突涌水灾害时，确立“以堵为主、限量排放”的原则，采取以下步骤处理：利用工作面现有的钻孔台架同时搭设钢管脚手架，安装大口径钢管，对出水进行初步归流，使大部分涌水沿导流管排出；在工作面施作止水墙，考虑到工作面处出水口未从导流管留出的散水较多，止浆墙施工时泥浆水会流入混凝土内，会降低混凝土质量，止浆墙可分两段施工：第一段浇筑起归流作用，第二段浇筑起堵水作用；为便于施工，在止浆墙混凝土浇筑的同时，可在涌水部位设临时设临时集水槽以汇集未从导流管流出的散水，并设引流钢管将水引出止浆墙外；超前帷幕注浆堵水，根据涌水量、水压等情况综合确定注浆孔布置，注浆方式可视情况采用孔口管前进式注浆或止浆塞后退式注浆，其余注浆施工有关参数基本同前述。施工中预防突涌水的具体措施为：(1) 地质超前预报。根据勘查报告提供的不良地质条件，对隧洞突水条件进行分析，并采用有效的计算方法进行突水预测，施工中采用地质预报对隧洞通过区的底层岩性、断层、地下水等情况进行提前探测，首先在大的范围，宏观上定性描述出地质变化趋势，对施工队伍提出安全预警，然后通过近距离钻探、红外线探水、物探技术精确确定地层富水条件，断层及破碎带、岩脉等变化范围、规模，通过科学分析手段，对地质情况作出判断，以备有计划的采用施工对策。(2) 工作面预注浆加固地层。根据超前地质预报情况，对工作面进行注浆加固。依据地质情况、低下水量，决定是否采用全断面帷幕注浆、局部断面预注浆、径向注浆等措施。通过采取有效的超前注浆、预支护和初期支护措施，采用正确的施工方法，稳步通过不良地质地段。根据已判断的可能出现突水的位置，施工主要采取的工程措施有，先采用全断面超前帷幕注浆、超前管棚等预支护措施进行加固止水，同时不间断进行水量和水压量测，当逼近突水点时，除帷幕注浆外，再对局部进行补充注浆，直至完全封堵住出水口。开挖时要缩短进尺，尽量减少对围岩的扰动，开挖后立即施作初期支护，减少围岩的暴露时间，软弱围岩地段衬砌要紧跟，使衬砌尽快成环，形成完全封闭体系。(3) 选择最适当的开挖方法。为控制爆破对隧洞围岩的扰动，减少爆破产生的隧洞围岩松弛圈厚度，对于钻爆法施工的隧洞，必须进行控制爆破，采取减震爆破技术。对于断层破碎带，采用CD法或双侧壁导坑法施工，以人工风镐配合挖掘机开挖为主，必要时辅以减震控制爆破技术。(4) 加强监控量测。为了掌握围岩在开挖过程中的动态及支护结构的稳定，必须进行现场监控量测，通过对量测数据的分析和判断，对围岩支护体系的稳定状态进行预测，并据此确定相应的支护措施，以确保围岩及结构的稳定。监控量测的主要内容有：围岩和支护结构的变形监测、围岩和支护结构受力状况监测、洞内涌水压力和涌水量的监测、洞内施工状态实施监测等，特别应注意加强净空收敛量测及拱顶下沉量测。一旦发现围岩变形异常，立即采取措施。7.5.4 地质破碎带破碎带施工主要是减少对围岩的扰动。施工中常用的手段：先护后挖，密闭支护，边挖边封闭的方法。按超前地质探测和预报的方法，提前预测松散、破碎带情况，运用地质素描法对断层的长度、高度、倾角做出准确的预测。当破碎带出现泥夹