高速公路隧道施工方案

高速公路隧道施工方案及步骤高速公路隧道施工方案及步骤 按新奥法组织施工 左右洞身分别从两头掘进 无轨运输施工 类围岩采用小导管 注浆及超前锚杆加固围岩 开挖采用台阶法 人工配合台车钻眼 类围岩开挖采用全断 面法 台车钻眼 洞身衬砌砼采用集中拌合 砼运输车运输 砼输送泵配合液压衬砌台车 施工 一 掘进施工方案 一 掘进施工方案 为防止左右洞在同一断面同时开挖 对两隧道之间围岩产生较大的影响 采用右洞从 进口主攻 左洞从出口主攻的方法开挖 开挖采用钻爆法施工 采用光面爆破技术开挖 进出口主要各配备 1 台凿岩台车钻眼 1 台挖掘机配合 1 台侧卸式装载机装碴 6 台 15T 自卸汽车出碴 类围岩采用短台阶法 台阶长度 10 15m 类围岩采用全断面法施工 二 初期支护施工方案 二 初期支护施工方案 洞口 类围岩 S2 采用超前小导管 注浆 及超前砂浆锚杆 S3 钢筋网喷射砼 钢拱架支护 类围岩采用组合锚杆 喷射钢纤维砼支护 支护施工顺序为 超前支护 超前小导管 超前砂浆锚杆 开挖 初喷 锚杆 钢筋网 钢拱架 复喷至设计厚度 超前支护在开挖之前施工 初期支护紧跟开挖施工 超前砂浆锚杆采用钻机钻孔 采用高压注浆泵注浆 喷射砼采用湿喷机按湿喷工艺施 作 施工中应认真落实超前地质预报和监控量测工作 确保隧道施工不出现坍塌事故 三 隧道衬砌施工方案 三 隧道衬砌施工方案 二次衬砌施作时间根据监控量测数据确定 类围岩地段隧道衬砌适当紧跟初期支护 仰拱和回填应在二次衬砌之前进行 类围岩二次衬砌可适当滞后 在初期支护基本稳定 后施作 衬砌前按设计要求施工防水层和塑料盲管 防水层和塑料盲管采用自制作业台车施工 防水层采用无钉铺设工艺 用热焊焊接固定 洞内衬砌采用穿行式液压衬砌台车全断面施工 隧道进 出口端各配 1 台台车 考虑 隧道处于曲线上的因素 选用长度为 9m 的台车 紧急停靠带的衬砌砼待全隧衬砌完成后 在台车钢模内加设活动的 带弧形的 3015 钢模板 并用特制的梳型模加固和调整尺寸 行人 行车横洞及其它预留洞室采用特制台架施工 砼采用 S8 C25 防水砼 砼搅拌运 输车运输 200m 以上 输送泵泵送砼灌注入模 拌合站集中拌制 四 施工辅助设施方案 四 施工辅助设施方案 1 施工用电 隧道用电利用洞口安装的变压器供电 洞内利用电缆线接至工作面后使用 动力电采 用 400V 380V 照明采用安全变压器 36V 供电 2 施工用风 在进出口洞口各设 40m3 供风站一个 供洞内开挖 支护 通风用风 3 施工通风 本隧道从两头掘进 单头掘进长度约 714 825m 经分析计算 决定本隧道施工通 风采用管道压入式通风方式 风管采用维尼龙布基风管 管径采用 1000mm 进口右洞 和出口左洞洞口各配置 1 台容量不小于 1000 m3 min 的轴流式通风机 4 施工排水 本隧道的上坡施工段 施工排水采用两侧挖排水沟 自然排水的方法排水 下坡施工 段 施工排水采用挖集水井汇水 抽水机接力抽水 单侧挖排水沟的方法排水在隧道 隧 道洞口外设置污水处理 沉淀池 施工废水经污水处理达到有关标准后方可排放 以保证 环境不被污染 5 弃碴 弃碴部分用作路基填筑 其余弃于指定碴场 碴场严格按照设计施工弃碴防护 达到 设计及环保要求 4 5 2 施工方法 施工工艺及技术措施 五 施工控制测量 五 施工控制测量 进场后首先根据设计单位的桩点采用 GPS 系统对本标段中线及水准基点进行贯通测 量 复核确认 并在洞口布设导线控制网 洞身控制测量采用主副闭合导线网控制 每进 尺每 100m 复核测量一次 并引入导线网 六 洞口施工方法 六 洞口施工方法 洞口施工前 先期施工山坡上的截水沟 然后进行洞口段的开挖 洞口开挖从上到下 进行 且边开挖边防护 同时做好施工用水和雨水的排放 防止其软化边坡 洞口加固采 用锚 网喷射砼封闭边 仰坡坡面 锚杆采用 20MnSi 22 砂浆锚杆 L 4m 间距 1 0m 梅花形布置 钢筋网采用金属扩张网 网格间距 0 3 0 3m 喷射砼厚度 10cm 洞口施工分两步 第一步以明洞开挖宽度为标准 纵向拉槽进入明洞范围 当工作面 可以挂齿进洞时即停止开挖 施作拱部超前超前小导管 然后进行明洞施作 明洞完成后 洞身上半断面环形进洞 当半断面掘进 10 15m 后 停止半断面掘进 第二步 返回从零 开挖处开挖下部土石方 并将初期支护成环以确保洞口稳定 七 明洞施工 七 明洞施工 S1 型 型 1 分段施工开挖外侧边墙 浇注边墙 C15 片石混凝土 回填夯实外侧碎石土 分段 原则 明洞长 5m 10m 的分一段 长 20m 的分为两个 10m 段 长 25m 的分为两个 12 5m 段 2 开挖上部土石方 对边坡进行支护 浇注拱部衬砌 施作拱部防水层 砌筑 M7 5 浆砌片石护拱 夯填拱部回填碎石土 3 暗挖下部土石方 跳槽马口施作内边墙衬砌 4 开挖仰拱 浇注仰拱及仰拱回填 S1 明洞 开挖施工顺序见下图 八 隧道洞身开挖八 隧道洞身开挖 左线围岩情况 类围岩长 145m 类围岩长 740m 右线围岩情况 类围岩长 175m 类围岩长 580m 1 钻爆设计 根据开挖方法分别采用半断面及全断面两种爆破方式 网路采用非电毫秒雷管爆破网 路 对 类围岩采用半断面台阶方式爆破 类围岩采用全断面方式爆破 为减轻爆破对 围岩的扰动 开挖断面采用多段位非电雷管进行网路设计 掏槽方式 采用直眼掏槽 眼深 小于 2m 时可用斜眼掏槽 循环进尺控制在 类围岩 1 5 2 0m 类围岩不超过 3 0 3 5m 除非围岩破碎 节理发育等不良地质外 开挖断面周边爆破一律进行光面爆破 洞内 均采用非电导爆管起爆网路 严禁使用火花起爆系统 2 炮孔布置 布孔采用一台激光导向仪进行中线和水平控制 配合 五寸台阶法 放样 用红油漆将 炮孔标出 为了节省时间 找顶后 画线 布眼两工序在碴堆上进行 边出碴边画线 布 眼 节约了该工序的耗时 缩短了爆破作业时间 3 钻孔 光面爆破的钻孔质量 是隧道获得平整 规则开挖轮廓的基本条件 特别是对于周边 光爆孔 更应认真钻凿 要求司钻人员钻孔必须做到开孔准确 其开口误差不得大于 3cm 方向偏差不得大于 5 并随时掌握钻孔的方向 角度和深度 以及周边孔与孔眼之 间是否互相平行 所钻孔眼底部应落在同一平面上 为了保留下一循环的钻孔净空位置 周边孔在钻孔时要有一定的外插角度 角度的大小是根据钻孔深度而确定 严格按照钻爆 设计要求进行作业 对钻孔质量认真进行检查验收 对不合格的眼孔根据具体情况采取重 钻 调整装药量和装药结构等措施处理 4 装药 装药前 须先清孔并对炮孔的参数进行检查验收 符合设计后 按设计仔细进行装药 和堵塞 严格避免错装雷管段位和损坏光爆孔的装药结构 周边孔眼采用不偶合装药 周 边眼药串预先在加工房按设计全部加工成型备用 一 一 类围岩开挖 类围岩开挖 1 施工方法 洞口段 类围岩采用超前小导管 注浆 和超前锚杆加固围岩 采用短台阶法分部开 挖 台阶长度 10 15m 施工顺序图如下 开挖上半断面 施作上半断面初期支护 开挖下半断面 左右交错开挖 边墙初期支护 仰拱开挖 支护 衬砌及回填 防水层施工 二次衬砌的浇注 钻爆作业 采用钻爆作业台架 人工手持风钻钻眼 爆破设计采用低震速控制爆破技术 周边采 用光面或预裂爆破 上半断面每个洞口安排 6 台 YT28 风钻钻眼 下半断面安排 8 台 YT28 风钻钻眼 上 下断面放炮时间必须错开 类围岩上半断面每循环进尺 1 5 2 0m 下半断面进尺取 3 0m 左右 上 下部支护及时衔接 类围岩必要时加设横撑或临时仰拱 施工注意事项 洞身 类围岩地段采用短台阶法施工 台阶长度应严格控制在 10 15 m 范围内 在上部断面初期支护基本稳定后 才能进行下半断面的开挖 仰拱开挖前 架设临时横撑顶紧两侧拱脚 防止边墙内挤 待仰拱砼强度达到 70 才能拆除 量测工作必须及时 随时观察拱顶 拱脚和边墙中部的位移值 当发现速率增大时 应立即浇筑二次衬砌 或先行构件支顶 当围岩压力极大 地质围岩与设计有出入时 应报监理工程师提出修改设计 二 二 类围岩开挖 类围岩开挖 1 施工方法及钻爆设计 类围岩开挖按全断面法施工 拱部周边采用光面爆破 边墙采用预裂爆破 2 钻爆作业 隧道进出口各采用一台凿岩台车 并辅以一定数量的手风钻进行钻孔作业 按爆破设 计的孔位定位钻孔 类围岩全断面循环进尺 3 0 3 5m 紧急停靠带循环进尺 2 5 3 0m 3 类围岩全断面法开挖施工顺序 其施工顺序图见下图 全断面开挖 施作初期支护 施作二次衬砌 隧道洞身开挖 支护每循环施工时间如下表 隧道洞身开挖 支护每循环施工时间表 循 环 时 间 m i n 工 序 作 业 时 间 6 0 1 20 1 80 2 40 3 00 3 60 4 20 4 80 5 40 6 00 6 60 7 20 测量 放线 3 0 钻眼 爆破 1 80 找顶 初喷 9 0 出 碴 2 40 打设 锚杆 9 0 喷 射 砼 9 0 三 行人横洞 行车横洞及其它预留洞室开挖 三 行人横洞 行车横洞及其它预留洞室开挖 本隧道共设行人横洞 2 处 行车横洞 1 处 采用自制钻眼台架人工手持 YT28 风钻开 挖 类围岩采用半断面台阶法开挖 类围岩采用全断面开挖 行人横洞和行车横洞按 设计要求进行支护和衬砌 九 施工支护 九 施工支护 1 超前小导管支护 超前小导管支护 本隧道进出口 类围岩段设计为超前小导管预注浆超前支护加固 小导管长度 3 5m 环向间距 0 4m 纵向间距 2 25m 外插角 14 梅花形布置 超前小导管采用外径 42mm 壁厚 3 5mm 热轧无缝钢管 钢管前端呈尖锥状 尾部 焊上 6 加筋箍 管壁四周钻 8mm 压浆孔 超前小导管施工时 钢管与衬砌中线平行以 14 仰角打入拱部围岩 钢管环向间距 40cm 每打完一排钢管注浆后 开挖拱部及第一次喷射混凝土 架设钢架 初期支护完成 后 隔 2 25m 再打另一排钢管 超前小导管保持 1 0m 以上的搭接长度 超前小导管注浆采用水泥 水玻璃浆液 注浆参数为 水泥与水玻璃体积比为 1 0 5 水泥浆水灰比为 1 1 水玻璃浓度为 35 波美度 模数为 2 4 注浆压力为 0 5 1 0Mpa 当每孔注浆量达到了设计注浆量时可以结束注浆 注浆参数应通过现场试验按实际情 况确定 注浆量按施工实际情况作相应调整 超前小导管从型钢钢拱架腹部穿过 2 超前砂浆锚杆 超前砂浆锚杆 超前砂浆锚杆设置于隧道中间的 类围岩地段 锚杆采用长 3 5m 的 20MnSi 22 钢 筋 梅花形布置 环向间距 50cm 纵向间距 2m 外插角约 10 15 超前砂浆锚杆采用台车钻眼 早强砂浆作为粘结材料 每排锚杆的纵向搭接长度不小 于 1m 3 锚杆施工 锚杆施工 本隧道洞内 类围岩采用 HBC 22 组合式锚杆 类围岩地段锚杆孔均采用手 工手持 YT28 风钻钻眼 类围岩锚杆孔均采用台车钻眼 注浆锚杆采用注浆泵注浆 锚杆施工要点 方向 法向 垂直岩面 注浆饱满密实 4 钢架施工 钢架施工 本工程 类围岩地段采用 18 工字钢钢架和 22 格栅钢架两种 在洞外制作场内按 1 1 钢模试拼放样 按 1 1 胎模一套 下料 制作 检测 对超挖较大部位 用浆砌片石镶补 拱或墙脚有虚碴或不稳定时 清除松碴 用砼 填平 再用槽钢沿纵向铺设 确保钢架脚稳固 初喷砼后 安设钢架 单元间用螺栓连接 并与定位锚杆焊接在一起 钢架与初喷 层之间空隙 用骑马垫塞紧 钢架间纵向用 22 螺纹钢筋焊接 环向间距 1 0m 为加强拱脚 在钢拱架脚设两根长 3 5m 的锁脚锚杆 钢架就位准确 与岩面塞紧 喷射砼喷实 5 喷射砼施工 喷射砼施工 类围岩地段采用 C20 喷射砼 类围岩采用 CF25 喷射钢纤维砼 CF25 喷射钢纤维砼施工必须满足以下要求 水泥采用 525 普通硅酸盐水泥 粗骨 料粒径在 12mm 以内按连速级配法选定配合比 水泥 砂石按设计选定 砂率不小于 50 施工前先试验确定出最佳施工配合比 喷射砼采用 TK961 湿喷机进行喷射砼作业 喷射作业应分段 分片由下而上顺序进行 在超挖过于严重时 如设计为喷射 CF25 钢纤维砼 在保证钢纤维砼厚度的情况下 经监理工程师认可 可先采用普通喷射 砼喷平 岩面有较大凹洼时 应先喷凹处找平 喷射混凝土前 埋设标志或利用锚杆外露长度以控制喷射混凝土的厚度 隧道开挖后立即对岩面喷射砼 以防岩体发生松弛 后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行 若终凝后间隔 1h 以上再次喷射时 受 喷面应用风 水清冼 喷嘴应与受喷面保持垂直 同时与受喷面保持一定的距离 一般取 1 0m 左右 喷 射压力保持在 2 5kg m2 新喷射的混凝土按规定洒水养护 6 钢筋网施工 钢筋网施工 钢筋网的铺设 在锚杆安设后进行 钢筋网应随受喷面的起伏铺设 钢筋网的混凝土 保护层不小于 20mm 且与锚杆联接牢固 在喷射混凝土时钢筋不得晃动 十 出碴运输施工 十 出碴运输施工 类围岩地段 上半断面采用装载机装碴 8t 自卸车运输 下半断面采用一台挖掘机 配合一台装载机装碴 运输采用 15t 自卸车 类围岩地段装碴 采用一台挖掘机配合一 台装载机装碴 运输采用 15t 自卸车 行人横洞和行车横洞采用装载机装碴 8t 自卸车运 输 十一 隧道防排水 十一 隧道防排水 本隧道防排水采取防 排 堵相结合的综合治理原侧 1 衬砌防水 衬砌防水 防水层铺设 防水层采用 1 2mm 厚 PVC 防水卷材 无纺布复合防水层 根据设计要求 防水卷材 施工采用热焊无钉铺设 见下图 防水板之间采用热焊机双焊缝焊接 焊接质量用充气 法检验 防水层施工的要点 A 铺设前对初期支护背后注浆 直至无水渍时才铺防水板 同时清理喷砼面 凸凿凹 补 使之平整 无钢筋头 B 工程采用的 PVC 防水卷材 无纺布缓冲保护层材料必须符合设计要求 且完好 C 铺设做到平顺 无吊空 起鼓及皱褶 D 双焊完好 搭接长度 宽度符合规范要求 E 防水板铺设完毕 作冲气试验进行质量检查 止水带 条施工 二次衬砌沉降缝采用中埋式橡胶止水带止水 施工缝采用 BW 缓膨型橡胶止水条止 水 沉降缝和施工缝处同时设背贴式止水带 止水带长度在洞外按轮廓尺寸另加 40cm 50cm 富余量裁剪 卷成捆运入洞内 吊 挂在衬砌模型的端头 安装时先打开捆卷 从墙底开始 沿衬砌轮廓向上挂设 并固定在 挡头模板中间 使止水带中心与工作缝重合 止水带两头用铁丝拉在模板上 中间摊平 止水带后一半埋入现浇混凝土中 前一半将埋入下一循环的混凝土中 为此 挡板间夹缝 作到上下 或左右 顺直平整 以免灌注混凝土时漏浆 在设置止水带处 混凝土采用粒 径小的粗集料 以保证止水带与混凝土胶结密实 止水条则在衬砌挡头模板中间设一木条 砼浇注挡头模板拆除后 在下一循环的混凝 土浇注前嵌入 BW 型橡胶止水条 作为施工缝防水 2 衬砌背后引排水设施 衬砌背后引排水设施 隧道开挖初喷砼后 根据设计施作环向 MF7 塑料盲沟及纵向 MY8C 塑料盲沟 先将 环向 MF7 塑料盲沟及纵向 MY8C 塑料盲沟接好接头 固定在初喷砼上 每隔一定距离设 边墙泄水管 110HDPE 横向排水管 将水排入中心水沟中 3 路面底基层排水 路面底基层排水 为防止路面底层地下水上渗到路面影响行车安全 路面平整层施工之前 应先 铺设 MY8C 横向盲沟以排除隧道底渗水 横向盲沟的渗水通过外侧的 MY8C 盲沟在边沟 沉沙井处与边沟连通 4 路面排水 路面排水 在路面外侧设置 45 50cm 现浇边沟 用作路面积水以及隧道清洗等污水的排除通道 每 30m 设置一处沉沙井 边沟纵坡和隧道纵坡一致 5 隧道施工排水 隧道施工排水 本段隧道出口端施工为上坡施工 施工排水方案采用自然排水 在隧道两侧挖排水沟 同时在掌子面设集水坑 用泥浆泵将掌子面的水抽入已施工完毕的水沟中 进口端为下坡 施工 施工排水方案采用潜水泵抽水 在靠近掌子面的地段设置积水坑 及时抽出洞内积 水 在隧道洞口外设置污水处理 沉淀池 施工废水经污水处理达到有关标准后方可排放 以保证环境不被污染 十二 超前地质预报和监控量测 十二 超前地质预报和监控量测 超前地质预报和监控量测由业主委托具有相应资质的单位承担 承包人负责为量测单位提供方便积极配合 包括以下内容 打眼 埋点 测点保护 以及其它与此有关的监理工程师指定的工作 监控量测工作是隧道施工安全必须采取的措施 其中地质和支护状况观察是承包商 不可缺少的工作和义务 承包人负责根据量测结果 协同业主 设计 监理 确认或修改支护衬砌设计参数 和施工方法 确定二次衬砌和仰拱的施作时间 十三 隧道衬砌施工 十三 隧道衬砌施工 二次衬砌施工顺序 防排水系统 仰拱 铺底 边墙 拱 水沟 调平层 1 施工准备 施工准备 准备工作包括断面检查 防水板铺设 水泥掺加剂 材料符合要求 配合比选定 机 械设备状况良好等 砼施工前 须作严格做好检查工作 根据监控量测的结果 当初期支 护变形趋于稳定时才能施作二次模注衬砌 2 衬砌砼施工 衬砌砼施工 混凝土的拌合砼拌合采用拌合站集中拌合 并严格按操作规程拌和混凝土 洞口段砼采用输送泵直接泵送 洞身段 距拌和站 200m 以上 的砼采用砼搅拌运 输车运送至灌注地点后 注入砼输送泵料斗 在运输过程中 运输道路尽量平整 避免振 动 摇摆过大造成砼的离析 混凝土的泵送及振捣 砼由砼搅拌运输车运至衬砌作业面后 将砼放入砼输送泵料斗中 当砼面超过搅拌叶 轮时 即可进行砼泵送作业 泵送砼的刹尖 泵送砼到达拱面时进行刹尖处理 泵送砼的水灰比不变 砂率提高 20 30 增加 砼的流动性 模板的砼入口窗从里往外逐一关闭 以达到平整的目的 泵送砼刹尖必须留排气孔 以保证砼能灌注饱满密实 泵送砼的拆模与养护 泵送砼的拆模从灌注完成至少 3 天后进行 拆模时振动不能过大 拆模后在自然条件 下进行养护 如果洞内湿度低于 85 适量洒水养护 但不得用水管直接冲砼表面 3 质量检验 质量检验 砼的配合比 原材料的计量 拌和 运输 养护和沉降缝 施工缝的处理 符合设 计与规范的规定 砼的振捣密实 无孔洞 无蜂窝麻面 达到不渗不漏 砼表面密实 在任一延米的隧道面积中 蜂窝麻面面积不超过 0 5 深度不超过 10mm 结构轮廓线条顺直美观 隧道宽度 净高 轴线 砼强度 衬砌厚度 墙面平整度等均满足规范要求 泵送砼试件的制取 每施工 10m 拱墙各取一组试件 然后养护 28 天检验抗压强 度 取样地点在拌合站或泵送机料 4 整平层施工 整平层施工 整平层施工前 应将仰拱回填面或底部开挖面清理干净 砼采用拌合站集中拌和 人 工摊铺 平板捣固器捣固 十四 洞内装修工程 十四 洞内装修工程 隧道洞内装修包括 浅兰色瓷砖贴面 12mm 厚 S330 无机型防火涂料喷涂两种 防火涂料施工前 应将洞身砼的表面除尘 去污 并对错台进行修补处理 喷涂前再 采用强度等级为 32 5 的水泥浆涂刷洞身一次 防火涂料采用专用设备 在室温下分二次 喷涂 每次喷