隧道工程三台阶施工方案.doc

明垭子隧道三台阶施工方案一、总体施工方案1、采用三台阶开挖，围岩软弱地段上台阶留核心土施工。2、一衬仰拱采用I20a工字钢、C20喷射砼封闭成环。3、一衬仰拱、二衬仰拱、仰拱填充利用仰拱桥分段顺序施工。每段施工长度5米，与掌子面保持37米距离。4、小边墙分段施工，每段长度5米，与掌子面保持45米距离。5、土工布防水板采用6米长防水板台车施工，与掌子面保持51米距离。6、二衬钢筋采用6米长钢筋台车施工，与掌子面保持57米距离。7、二衬采用9米长衬砌台车施工，与掌子面保持66米距离。具体布置见附页“明垭子隧道施工示意图”。二、主要施工技术及工艺三台阶施工采用三台阶同步开挖，围岩软弱破碎时上台阶预留核心土，中、下台阶左右侧错开2米开挖，及时施工仰拱和填充。每循环进尺控制在1m1.5m以内。支护参数：505小导管超前支护，I20a钢支撑、22锚杆及C20喷射砼初期支护。施工过程中，严格执行“管超前、严注浆、强支护、勤量测、早封闭、弱爆破”十八字方针。1、台阶设置（1）上台阶。开挖高度为3.5m。台阶长度左侧长5米，右侧长7米。围岩软弱破碎时预留核心土（核心土高度为1.75m，上口宽为3.8m）。（2）中台阶。高度3.09m。开挖滞后上台阶5m，两侧同时开挖。每次开挖进尺与上台阶相同，开挖时左右侧错开2m。（3）下台阶。高度2.64m。开挖滞后中台阶5m，两侧同时开挖。每次开挖进尺与中台阶相同，开挖时左右侧错开2m。图1 三台阶布置示意图2、标准施工作业程序（1）上台阶开挖在拱部超前支护施工后，沿隧道开挖轮廓线环向开挖上台阶。开挖进尺控制在每循环23榀钢拱架。开挖后立即初喷35cm混凝土封闭，并架设I20a钢架。按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆，喷射C20混凝土。（2）中台阶开挖开挖进尺控制在每循环23榀钢拱架，开挖后立即初喷35cm混凝土封闭，并架设钢拱架，按照设计要求施作锁脚锚杆，喷射C20混凝土。（3）下台阶开挖开挖进尺控制在每循环23榀钢拱架。开挖后立即初喷35cm混凝土封闭，并架设钢拱架，按照设计要求施作锁脚锚杆，喷射C20混凝土。（4）隧道仰拱开挖围岩较好时，仰拱与下台阶同时开挖；围岩软弱破碎时，仰拱单独开挖。仰拱按每循环5m组织施工。采用人工配合机械开挖，人工清底，并及时施工仰拱衬砌和填充。3、初期支护施工钢拱架提前按照设计要求和开挖台阶高度分段现场加工成型，依据掌子面围岩地质情况确定每次安装钢拱架的榀数。按照设计要求施工锁脚锚杆，严格按照标准焊接牢固，固定钢拱架后迅速喷射混凝土，完成初期支护施工。4、仰拱、填充施工采用挖掘机开挖、人工配合清底迅速开挖仰拱到位，结束后立即进行仰拱型钢钢架安装，喷射C20混凝土，使仰拱和初期支护封闭成环共同受力。之后绑扎钢筋，浇筑C25混凝土施工二衬仰拱，然后施工仰拱填充。5、衬砌混凝土施工隧道采用整体式移动模板台车进行洞身混凝土的浇筑，混凝土采用集中拌制、罐车运输、泵送入模，采用附着式振捣器和插入式振捣器联合振捣，并洒水养护。6、施工监测控制量测紧跟隧道开挖和支护作业进行布点和检测，量测数据采用工程类比法及时进行分析总结。并根据检测结果调整支护参数和开挖循环进尺，保证施工安全。（1）量测项目监控量测项目见下表1。表1 隧道监控量测项目表序号监控量测项目量测方法和手段量测精度（mm）备注1洞内、外观察现场观察、地质罗盘仪2初期支护水平收敛水平收敛仪0.13初期支护拱顶下沉精密水准仪0.1（2）测点布置隧道监控量测测点布设见下图2。（3）量测数据分析各个量测点取得初始读数后，依据掌子面围岩情况，根据位移速度和量测断面与开挖工作面的距离确定观测频率，当量测数据突变时，加大量测频率。经过多个断面围岩量测，将量测数据进行汇总、分析和整理。一般情况下初期支护极限相对位移如下：拱顶相对下沉最大值0.4%（拱顶下沉值减去隧道下沉值与原拱顶与隧底高度之比），拱脚水平相对净空变化最大值0.8%（拱脚测点间水平净空变化值与其距离之比）。参照公路隧道监控量测技术规范的要求，指导和控制施工过程中的每个阶段。经过大量的施工监控量测数据的离散性和回归分析，能够反映施工各个阶段围岩的稳定状态情况。施工各个阶段的位移和时间变化曲线见下图4。图3 施工各个阶段的位移和时间变化曲线三、施工控制的关键1、开挖进尺严格控制开挖进尺，每循环开挖进尺不能超过1.5m（开挖进尺为最后一榀钢架到炮眼眼底的距离），并及时施工初期支护。中、下台阶及仰拱开挖必须紧跟，并及时支护，封闭成环。2、支护的施工质量拱顶部分超前支护为上台阶的开挖提供了施工条件，隧道初期支护为后续创造了施工条件，因此确保超前支护和初期支护的施工质量极其重要。超前小导管严格控制外插角，并严格按照注浆工艺加固围岩，确保超前支护质量。同时钢拱架严格按照设计加工制造，规范安装就位，钢架与锁脚锚杆焊接牢固，喷射混凝土密实，以保证初期支护和围岩密贴。必要时可采用增加锁脚锚杆、初期支护背后压浆等措施加强初期支护施工质量。3、开挖工艺的控制采用光面爆破和弱爆破相结合的施工技术，配合机械开挖的施工方法。在机械开挖软弱围岩前，预留厚度不少于30cm的原土采用人工开挖，以免原土体被破坏，应力重新分布，形成塌方，加大安全隐患，并且增加了支护难度。人工开挖时，结合小型机具确保断面一次成型。4、排水设施洞内外的排水对于隧道围岩的稳定性影响极大，由于明垭子隧道左右洞均为反坡施工，施工前必须做好洞内外的排水系统。洞内开挖时，可根据洞内水量情况采用集水坑抽排措施确保洞内围岩稳定。在下台阶适当位置挖一211.5m集水坑，开挖面渗水通过两侧水沟汇入集水坑，边沟距离边墙距离1米左右，防止流水浸泡边墙脚软化围岩，然后通过150钢管排出洞外。5、围岩量测控制施工工程中要加强监控量测工作，加大围岩量测的频率，对量测数据应及时、严谨地处理，以便正确指导施工。通过量测数据的分析，随时调整开挖循环进尺。要尽量缩短台阶开挖长度，加大围岩量测频率，加强支护参数或采取其他应急措施；对施工过程进行动态管理，以保证施工安全。四、三台阶开挖施工组织1、点炮。挖掘机、装载机、汽车同时在洞口等待。2、点炮后，电工开通风机通风排烟（综合班要将风筒尽可能移至掌子面）；挖掘机立即开往掌子面，领工员通知立架班开始上班。3、挖掘机到达掌子面后，在上台阶扒碴。4、上台阶碴子扒完后，挖掘机转入中台阶扒碴，立架班立即拼装临时台架，同时将型钢钢架从掌子面后部转移至上台阶。临时台架拼装完后，上台阶立架；上台阶测量采用激光导向仪（激光导向仪安装之前，技术员利用前一榀钢架初步定位，再用仪器复核）。挖掘机在上台阶、中台阶扒碴时、装载机在下台阶配合出碴；工人将风水管路拉至上台阶。5、上台阶钢架立完后，开始加固钢架、施作锁脚锚杆、系统锚杆，最后施工超前小导管；6、中台阶碴扒完后，两台装载机出碴，中台阶开始立架（技术员在后面架设仪器检查，并复核上台阶钢架），搅拌站开始打喷浆料。7、装载机出完碴后，挖掘机清底，一台装载机退出，一台装载机在附近等待。8、挖机清底后，装载机将四台喷浆机安放到位。挖机清底时，喷浆料的汽车必须在掌子面等候。9、超前小导管施工完后，上台阶喷浆，中台阶、下台阶钢架立好后，喷浆班喷浆。10、最后一车喷浆料到位后，装载机在掌子面等待。中台阶、下台阶开挖班工人将风水管路接到开挖面附近。11、喷完浆后，装载机将喷浆机转移至后面，掌子面打钻。12、掌子面开始打钻时，开挖班安排工人到炸药库领炸药。如果围岩非常软弱，上台阶只是局部处理，中下台阶用挖机开挖，领炸药的时间还要提前。13、掌子面炮眼打完后，开始装药、联线。开挖班同时将上台阶临时钢架拆除，同时将风水管路转移至掌子面后部。14、点炮五、资源配置1、人员配置开 挖 班 34人（13台风钻）立 架 班 30人喷 浆 班 40人运 输 班 18人搅 拌 站 12人钢筋加工班 10人仰拱及二衬班 45人其 它 10人合 计 199人2、施工主要施工机械设备配置见下表2表2 施工主要机械设备配备表序号机械名称规格型号单 位数量备注1挖掘机PC300台12装载机ZL865台23自卸汽车20T台64混凝土喷浆机KPS-II 6.0m3/h台51台备用5风动凿岩机YT28台152台备用6风镐G10把47混凝土罐车6m3台108电焊机BX1-500 500A台4六、安全、质量保证措施1、严格控制开挖进尺，每循环开挖进尺不能超过1.5m（开挖进尺为最后一榀钢架到炮眼眼底的距离），防止塌方。2、钢架加工后必须进行试拼，连接板位置准确，垂直度满足要求。现场安装钢拱时拱脚必须置于稳固基底上，必要时用混凝土块做衬垫。3、锚杆长度、角度必须符合设计要求。锁脚锚杆必须弯制90弯头，严禁现场烧焊弯头；系统锚杆除允许加工弯头（不超过总数的50%）外