公路隧道施工技术

公路隧道施工技术,2012,目录,第一部分：公路隧道基础与发展现状第二部分：隧道施工组织计划及资源配置第三部分：施工场地平面布置第四部分：主要施工工艺第五部分：辅助施工措施第六部分：隧道施工典型事故案例,一、公路隧道基础与发展现状,概念：为达到各种不同的使用目的，在山体内或地面下修建的建筑物，统称之为“地下工程”。在地下工程的广泛范围中，用以保持地下空间作为运输孔道的，称之为“隧道”。供汽车和行人通行的隧道，统称之为“公路隧道”。一般分为汽车专用和汽车与行人混用。,一、公路隧道基础与发展现状,公路隧道施工方法,公路隧道按其长度可分为四类。公路隧道长度分类,注：隧道长度系指两端洞门墙墙面与路面的交线同路线中线交点间的距离。,一、公路隧道基础与发展现状,一、公路隧道基础与发展现状,我国山岭公路特长隧道,一、公路隧道基础与发展现状,我国主要水下公路隧道,一、公路隧道基础与发展现状,我国主要大跨径公路隧道,2车道A=65m2高宽比=0.67,3车道A=96m2高宽比=0.54,4车道A=136m2高宽比=0.48,连拱隧道,小净距隧道,公路隧道一般标准断面,秦岭终南山隧道,公路隧道一般断面实例,公路隧道一般断面实例,双洞8车道隧道（深圳雅宝）,小净距隧道（福建联南）,公路隧道一般断面实例,3车道隧道（深圳大梅沙）,公路隧道一般断面实例,连拱隧道（杭州南峰）,公路隧道一般断面实例,隧道围岩分级方法,（一）隧道围岩分级的综合评判方法宜采用两步分级，并按以下顺序进行：1、根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标（BQ），综合进行初步分级。2、对围岩进行详细定级时，应在岩体基本质量分级基础上，考虑修正因素的影响修正岩体基本质量指标值。3、按修正后的岩体基本质量指标BQ，结合岩体的定性特征综合评判，确定围岩的详细分级。（二）围岩分级中岩石坚硬程度、岩体完整程度两个基本因素的定性划分和定量指标及其对应关系，应符合下列规定：1、岩石坚硬程度可按下表定性划分。,岩石坚硬程度的定性划分表,岩石坚硬程度的定性划分表,2、岩石坚硬程度定量指标用岩石单轴饱和抗压强度（Rc）表达。一般采用实测值。3、Rc与岩石坚硬程度定性划分的关系，可按下表确定。,Rc与岩石坚硬程度定性划分的关系,隧道围岩分级方法,隧道围岩分级方法,如何确定Rc？,现场取样，在实验室加工成直径50mm、高度100120mm的标准圆柱体试件，在压力机上做抗压强度试验，获得岩石的单轴抗压强度。,Rc确定方法之一实验室标准岩样试验,隧道围岩分级方法,Rc确定方法之二现场点荷载试验,根据实测的岩石点荷载强度指数IS(50)换算岩石的Rc值:Rc22.82IS(50)0.75,岩石点荷载仪,不规则岩石点荷载试件,隧道围岩分级方法,Rc确定方法之三现场岩壁回弹试验,Rc21.9e0.0212Rm,岩石壁面回弹仪,获得壁面回弹值Rm,4、岩体完整程度可按下定性划分。,注：平均间距指主要结构面（12组）间距的平均值,岩体完整程度的定性划分,隧道围岩分级方法,5、岩体完整程度的定量指标用岩体完整性系数(Kv)表达。Kv一般用弹性波探测值，若无探测值时，可用岩体体积节理数（Jv）按下确定对应的Kv值。Kv表示了岩体中节理裂隙的发育程度，Kv越小，岩体越破碎。,隧道围岩分级方法,Jv与Kv对照表,隧道围岩分级方法,Kv确定方法之一岩体超声波探测,Kv岩体纵波波速vpm与岩块纵波波速vpr之比的平方:,如何确定Kv？,隧道围岩分级方法,Kv确定方法之二用岩体的体积节理数Jv确定对应的Kv值,隧道工程地质素描,测量体积节理数Jv的方法：,岩体节理裂隙量测,隧道掌子面和两侧壁岩体中节理的产状、间距、长度等：（1）测窗法；（2）迹线法。,节理数是单位岩体体积内的节理（结构面）数目,隧道围岩分级方法,6、Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系，可按下表确定。,Kv与定性划分的岩体完整程度的对应关系,隧道围岩分级方法,（三）围岩基本质量指标（BQ）应根据分级因素的定量指标Rc值和Kv值，按以下公式计算：BQ=90+3Rc+250Kv使用该公式时，应遵守下列限制条件：1、当Rc90Kv+30时，应以Rc=90Kv+30和Kv代入计算BQ值。2、当Kv0.04Rc+0.4时，应以Kv=0.04Rc+0.4和Rc代入计算BQ值。,隧道围岩分级方法,考虑到：是否有地下水；软弱结构面与隧道轴线的夹角；是否有高地应力。对BQ值进行修正：BQ=BQ100(K1+K2+K3)K1地下水影响修正系数；K2主要软弱结构面产状影响修正系数；K3初始应力状态影响修正系数。K1、K2、K3值由JTGD70-2004公路隧道设计规范附录A确定,修正后的围岩基本质量指标BQ,根据BQ值的大小，公路隧道围岩从好到坏划分六级：,隧道围岩分级方法,公路隧道围岩分级表,隧道围岩分级方法,公路隧道围岩分级表（续）,注：1、（BQ）围岩基本质量指标，BQ修正的围岩基本质量指标2、本表不适用于特殊条件的围岩分级，如膨胀性围岩、多年冻土等。,目录,第一部分：公路隧道基础与发展现状第二部分：隧道施工组织计划及资源配置第三部分：施工场地平面布置第四部分：主要施工工艺第五部分：辅助施工措施第六部分：隧道施工典型事故案例,1、施工准备,1、隧道施工前应做好现场调查研究，核对设计文件和编制施工组织设计等工作。2、预测隧道施工对地表和地下已设结构物的影响。3、对交通运输条件和施工运输便道进行方案比选。4、施工场地布置与洞口相邻工程、弃渣利用、农田水利、征地等的关系。5、建筑物、道路工程、水利工程和电讯、电力线等设施的拆迁情况和数量。6、调查和测试水源、水质并拟定供水方案。7、天然筑路材料(粘土、砂砾、石料)的产地、数量、质量鉴定及供应方案。,1、施工准备,8、可资利用电源、动力、通信、机具车辆维修、物资、消防、劳动力、生活供应及医疗卫生条件。（1）当地气象、水文资料及居民点的社会状况。（2）施工中和营运后对自然环境、生活环境的影响及需要采取的保护措施。9、施工单位应全面熟悉设计文件，会同设计单位进行现场核对，做好以下工作。（1）掌握工程的重点和难点，了解隧道方案的选定及设计经过；（2）重点复查对隧道施工和环境保护影响较大的地形、地貌、工程地质及水文地质条件是否符合实际，保护措施是否恰当；（3）核对隧道平面、纵断面设计，了解隧道与所在区段的总平面、纵断面设计的关系。,1、施工准备,（4）核对洞门位置、式样、衬砌类型是否与洞口周围环境相适应。（5）核对设计文件中确定的施工方法、技术措施与施工实际条件是否相符合。（6）核对洞外排水系统和设施的布置是否与地形、地貌、水文、气象等条件相适应。（7）会同设计单位现场交接和复查测量控制点、施工测量用的基准点及水准点，并定期进行复核。10、选择施工方法应根据地质条件，结合隧道长度、断面、结构类型、工期要求、施工技术力量、安全生产、机械设备、材料、劳动力组合等情况合理确定，并依此编制进度计划。,1、施工准备,11、隧道开工前应绘制施工场地总布置图。施工场地布置应结合工程规模、工期、地形特点、弃渣场和水源等情况，本着因地制宜、充分利用地形、合理布置、统筹安排的原则进行，并符合下列要求：(1)以洞口为中心布置施工场地。施工场地应事先规划，分期安排，并减少与现有道路交叉和干扰。(2)长隧道洞外应有大型机械设备安装、维修和存放的场地。(3)机械设备、附属车间、加工场应相对集中。仓库应靠近公路，并设有专用线。(4)合理布置大堆材料(砂石料)、施工备品及回收材料堆放场地的位置。(5)生活服务设施应集中布置在宿舍、保键和办公室用房的附近。(6)运输便道、场区道路和临时排水设施等，应统一规划，做到合理布局、形成网络。(7)危险品库房按有关规定办理。,1、施工准备,12、弃渣场地的布置应符合下列要求：(1)场地容量足够，且出渣运输方便；(2)不得占用其他工程场地和影响附近各种设施的安全；(3)不得影响附近的农田水利设施，不占或少占农田；(4)不得堵塞河道、沟谷，防止抬高水位和恶化水流条件。13、临时工程施工，应符合下列要求：(1)运输便道需引至洞口，满足使用期限运量和行车安全的要求，并经常养护，保证畅通；(2)风、水、电设施应靠近洞口，安装机械和管线应按有关规定布置，并及早架设；(3)临时房屋应结合季节和地区特点，选用定型、拼装或简易式建筑，并能适应施工人员工作和生活的需要；(4)严禁将临时房层布置在受洪水、泥石流、坍方、滑坡及雪崩等自然灾害威胁的地段。临时房屋的周围应设有排水系统，并避开高压电线。生活用水的排放，不得影响施工，并防止产生次生灾害。,1、施工准备,14、应根据工程需要配备成套的试验仪具，并做好钢材、木材、水泥、砂石料和混凝土等材料的试验工作。15、采用复合式衬砌的隧道应做好的材料、机具设备、量测计划及仪器的准备工作。16、隧道开工前，宜及时做好洞口前容易干扰洞身施工的有关工程。17、施工前应结合工程特点和新材料、新技术、新工艺的推广应用等情况，对职工进行隧道施工质量控制,技术安全教育、技术交底和培训。,2、隧道施工组织安排,进度是反映一个施工队管理水平的具体表现，同时也是资源配置和利用程度的集中反映，而好的组织管理是施工进度的有力保证。目前大多数隧道施工均采用打包形式的劳务分包，即施工单位项目经理部将一条隧道劳务工作全部分包与一家施工协作队伍，隧道使用工程材料全部由项目经理部调拨，施工队伍按开挖、支护、衬砌等工种不同成立若干班组，独立作业，统一管理的模式。,隧道施工组织机构,项目经理部,2、隧道施工组织安排,3、材料采购计划,按照“提前准备、略有富裕、保证供应、加速资金周转、做到工完料尽”的原则，根据总工期、各分项工程工期安排和工程量情况，项目部材料部门及时按工程拟定每月材料使用计划采购，保证工程供应。隧道施工主要材料为：水泥、钢材等主材，砂、石等地材。材料的采购要注意进场周期，避免因道路运输条件、运输车辆等原因导致材料进场拖后，须提前考虑。雷管、炸药等民爆物品按照当地民爆物品管理规定进行采购、运输、储藏和使用。,以施工组织设计和工程技术要求为依据，计划选配与相应的施工设备；根据工程需要和现有设备情况，高标准配齐配足主要专用施工设备；主要大型施工设备投入和满足工期要求的原则。,4、机械设备计划,4、机械设备计划,4、机械设备计划,6、进度计划安排,隧道施工进度受地质情况，外部环境等因素影响较大，因施工工作面单一，隧道掘进直接影响整个隧道的施工工期，一般而言，按两车道隧道，日进度如下表所示：,5、劳动力资源配置,合理资源配置既能提高施工速度，又能提高资源利用率，在人员配置上本着快速高效的原则配备，做到不短工，不窝工。项目部须配备足够安全、生产、技术管理及监控检测人员，一般情况下，配备一名生产经理，技术管理人员2名（每条隧道），监控检测人员45人。施工协作队伍劳动力配备如下表：,5、劳动力资源配置,目录,第一部分：公路隧道基础与发展现状第二部分：隧道施工组织计划及资源配置第三部分：施工场地平面布置第四部分：主要施工工艺第五部分：辅助施工措施第六部分：隧道施工典型事故案例,施工场地平面布置,隧道工程一般均处于山涧、沟谷处，地势较为陡峭，场地较为狭窄，给施工场地的布置带来较大的困难，为考虑施工的方便快捷，一般情况下布置场地时，考虑以下几点：1、空压机须靠近洞口布置，以降低风压损失；2、变压器尽可能布置于空压机附近；3、钢筋加工场设置可不在洞口，但不宜太远；4、施工队伍生活区适当远离洞口，且注意防止洪水及地质灾害侵害；5、洞口设置较为宽敞的场地，方便机械及车辆停放。,施工场地平面布置（实例）,施工场地平面布置（实例）,施工场地平面布置（实例）,隧道施工洞内管线布置,隧道洞内管线布置：考虑双洞长大隧道施工时，考虑避免车行、人行横洞施工干扰，将通风管及高压风管、高压水管布置在行车道右侧，将电力及照明线布置于行车道左侧。,目录,第一部分：公路隧道基础与发展现状第二部分：隧道施工组织计划及资源配置第三部分：施工场地平面布置第四部分：主要施工工艺第五部分：辅助施工措施第六部分：隧道施工典型事故案例,施工工艺新奥法,新奥法NATM(NewAustrianTunnelingMethod)新奥法是应用岩体力学的理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时地进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道和地下工程设计施工的方法和原则。,新奥法施工顺序图,新奥法施工顺序图,新奥法施工顺序图,新奥法施工顺序图,1总体施工方案,明洞段的施工应在洞顶截水沟施工完成后进行，明洞采用明挖拉槽，边仰坡防护应与明洞开挖同步进行，明洞衬砌完成后应及时回填；一般洞口段级围岩超前支护采用管棚注浆及超前小导管注浆预支护；级围岩右洞采用短台阶预留核心土法施工，台阶总长度为一倍洞跨；开挖循环进尺控制在0.75m，初期支护紧跟开挖面，开挖以风镐为主，配合小药量的松动控制爆破开挖。级围岩洞身开挖采用中长台阶法施工，台阶总长度1.52倍洞跨，开挖循环进尺控制在1.5m，采用控制性光面爆破或预裂爆破尽量减少对围岩的扰动破坏。,1总体施工方案,级围岩洞身采用长台阶法或全断面开挖法，长台阶长度5倍洞跨，循环进尺34m。隧道二次衬砌工作面距离下半断面开挖控制在50m左右。隧道钻孔采用简易钻孔台车辅以人工钻孔；二次衬砌采用衬砌台车；出碴采用无轨运输方式，以侧卸装载机辅以挖掘机装碴，自卸汽车运出洞外至指定弃碴场；通风采用自然通风和机械通风。隧道掘进施工采用“新奥法”施工工艺，遵循“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”的原则。,开挖方案,洞口土质或易坍塌的级软弱围岩地段，隧道开挖必须在超前支护完成后进行（50小导管或超前管棚注浆加固围岩）。施工开挖采用短台阶法、台阶总长度一倍洞跨；开挖循环进尺控制在0.751m，初期支护紧跟开挖面，开挖以人工风镐为主，配合小药量的松动爆破法开挖。具体施工步骤为：,上台阶核心土,三车道及双车道紧急停车带级围岩地段的单侧壁导坑法施工，导坑分台阶开挖，台阶长度11.5倍洞跨；先行导坑下台阶与后行导坑上台阶间距25m；开挖循环进尺控制在1.01.5m；开挖采用预裂爆破或光面控制爆破，严禁采用深孔爆破，最大限度保护围岩的完整性。开挖必须在拱部超前支护完成后进行（50小导管或超前管棚注浆加固围岩）。施工主要步骤为：,开挖方案,隧道级围岩及、级围岩紧急停车带段的施工开挖，开挖须在必要的超前支护完成后进行。洞身级围岩采用中台阶法开挖，台阶长度1.52倍洞跨，开挖循环进尺控制1.02.0m，初期支护紧跟开挖面，严格控制装药量，严禁深孔爆破。施工主要步骤为：,开挖方案,2隧道测量放样,控制测量开工前，首先对设计单位交付的地面控制桩及永久性水准点进行复测，桩位复核无误后，在隧道口布设不少于3个控制点，同时定期对控制点进行检查，保证其精度。测量控制点，桩点必须稳定、可靠，且通视良好，且要加以保护。测量仪器、工具在使用前应请专业部门进行校核，校核无误后方可进行施工。,2隧道测量放样,洞内测量主要内容有：施工中线测量、水准测量及断面施工测量。并定期对洞内中线点和水准点进行检查，以防移动，保证测量精度。导线点应尽量沿路线中线布设，导线的边长在本隧道（曲线地段）不宜短于70m。洞内水准点应根据洞外、洞内已设定的水准点，按施工需要加设。为使施工方便，在导坑内拱部、边墙施工地段每100米设立一个水准点。隧道开挖前应在断面标出设计断面尺寸线，开挖完成后应及时测量并绘出断面图。采用上下导坑方法施工时，上部导坑的中线每引伸一定距离后，应与下部导坑的中线联测一次，用以校核上部导坑的中线点或向上部导坑引点。衬砌立模前应复核中线和高程，标出拱架顶、边墙底和起拱线高程，保证洞内轮廓和隧道净空。,2隧道测量放样,隧道施工放样1开挖断面的放样测量开挖断面必须确定断面各部位的高程，通常采用的方法叫腰线法。如图所示，将水准仪置于开挖面附近，后视已知水准点P读数a，即得仪器视线高：(1-3),2隧道测量放样,根据腰线点A、B的设计高程，可分别计算出A、B点与仪器视线间的高差（1-4）,先在边墙上用水准仪放出与视线等高的两点A、B，然后分别量测hA、hb，即可定出点A、B。A、B两点间的连线即是腰线。根据腰线就可以定出断面各部位的高程及隧道的坡度。,2隧道测量放样,在隧道的直线地段，开挖断面的轮廓左、右支距（指与断面中线的垂直距离）亦相等。在曲线地段，隧道中线由路线中线向圆心方向内移一d值，如图所示。由于标定在开挖面上的中线是依路线中线标定的，因此在标绘轮廓线时，内侧支距应比外侧支距大2d,2隧道测量放样,拱部断面的轮廓线一般用五寸台法测出。如图所示，自拱顶外线高程起，沿路线中线向下每隔0.5m向左、右两侧量其设计支距，然后将各支距端点连接起来，即为拱部断面的轮廓线。,2隧道测量放样,墙部的放样采用支距法，如图，曲墙地段自起拱线高程起，沿路线中线向下每隔0.5m向左、右两侧按设计尺寸量支距。直墙地段间隔可大一些，可每隔1m量支距定点。,如隧道底部设有仰拱时，可由路线中线起，向左、右每隔0.5m由路基高程向下量出设计的开挖深度。,2隧道测量放样,2衬砌放样隧道各部位衬砌的放样，是根据路线中线、起拱线及路基高程定出其断面尺寸。所以在衬砌放样之前，首先应对这三条基本进行复合检查。拱部衬砌放样拱部衬砌的放样主要是将台车安置在正确位置上。拱部分段进行衬砌，一般按6m12m进行分段，地质不良地段可缩短至1m2m。拱部放样根据路线中线点及水准点，用全站仪放出拱架顶的位置和起拱线的位置以及十字线（是指隧道中线与其垂线所形成的十字线，在曲线上则是路线中线的切线与其垂线所形成的十字线），然后将分段两端的两个拱架定位。拱架定位时，应将拱架顶与放出的拱架顶位置对齐，并将拱架两侧拱脚与起拱线的相对位置放置正确。两端拱架定位并固定后，在两端拱架的拱顶及两侧拱脚之间绷上麻线。在拱架逐个检查调整后。,2隧道测量放样,2衬砌放样仰拱和铺底放样仰拱砌筑时的放样，是先按设计尺寸制好模型板，然后在路基高程位置绷上麻线再由麻线向下量支距，定出模型板位置。隧道铺底时是先在左、右边墙上标出路基高程，由此向下放出设计尺寸，然后在左、右边墙上绷以麻线，以此来控制各处底部是否挖够了尺寸，之后即可铺底。洞门仰坡放样仰坡与边坡在坡面上的放样方法相同。即先把仰坡的坡脚线（相当于边坡的路肩线）按设计数据在地面上确定下来，在得到坡脚线高程和平面位置之后，再根据设计的仰坡坡度，即可定出坡顶线。,3洞口段施工,1、施工流程,3洞口段施工,2、洞口段施工工序示意图,3洞口段施工,1）开挖洞顶截水沟部；2）明洞路堑开挖，首先按设计尺寸开挖先外后内自上而下进行，采取松动爆破配合机械开挖，开挖至隧道明暗交接处后，留核心部台阶保持工作面稳定；3）仰边坡形成后，进行锚喷防护；4）非核心土部分开挖至成洞面。5）随后在明洞外轮廓线以外施作套拱，并在套拱内按设计埋设工字钢拱架及导向管，拱圈要紧抵仰坡坡脚。6）开始暗洞的超前支护施工：然后搭设平台，以1015cm喷砼封闭正线工作面，准确放样后通过套拱孔口管沿隧道拱部开挖轮廓线外施钻1排间距0.40m的127孔，再打入108大管棚，进行分段压浆。7）明洞段临时回填。,4洞身开挖及支护,1洞身开挖1、开挖方式以两车道岩石隧道为例，一般隧道的围岩特征，主要以、级围岩为主，、级围岩开挖采用中长台阶法分部开挖，无轨运输方式。级围岩先行洞采用短台阶预留核心土法开挖施工，后行洞采用中隔墙法开挖施工。（1）级围岩采用中长台阶法分部开挖级围岩施工：级围岩采用以注浆小导管、超前锚杆为超前支护，初期支护以锚网喷支护为主，铺以钢拱架。开挖采用分部台阶法开挖，全断面灌注二次衬砌砼，上断面超前20米，作为上断面钻孔喷锚网工作平台，上、下断面同时爆破开挖。,4洞身开挖及支护,具体施工步骤为：1、开挖导坑上半断面、上导坑拱部初期支护2、开挖导坑下半断面、下导坑边墙初期支护、仰拱混凝土浇筑、二次衬砌混凝土浇筑,4洞身开挖及支护,钻孔时，上断面配810台风枪钻孔，下断面采用凿岩机钻孔，采用反铲挖掘机将上断面石碴扒至下半断面，下半断面由侧卸式装载机装碴，自卸汽车运碴。开挖时要短进尺、弱爆破，以减轻爆破振动对围岩的破坏，确保围岩的稳定，循环进尺设计为1.5m。洞身开挖后，立即施作锚喷网格栅拱架初期支护，及时封闭围岩。级围岩施工程序见图。,4洞身开挖及支护,级围岩洞身采用全断面或长台阶法分部开挖级围岩施工：级围岩洞身段采用全断面或长台阶法分部开挖。每次循环进尺控制在34m，锚喷网初期支护，待围岩变形基本稳定后，全断面施作二次衬砌，采用凿岩机钻孔，侧卸式装载机装碴，自卸汽车出碴，全断面液压衬砌台车衬砌。级围岩施工程序见图。,4洞身开挖及支护,级围岩先行洞采用短台阶预留核心土法开挖施工，后行洞采用中隔墙法开挖（小净距）级围岩施工（先行洞）：级围岩偏压段采用以注浆大管棚为超前支护，初期支护以锚网喷支护为主，铺以钢拱架。级围岩加强段采用以注浆小导管、超前锚杆为超前支护，初期支护以锚网喷支护为主，铺以钢拱架。开挖采用环形开挖中心留核心土法开挖，上下阶距离810米。开挖后立即喷射砼，然后打锚杆、架立钢架、复喷至设计厚度。人工配合风镐开挖。,4洞身开挖及支护,施工主要步骤1-1上弧形导坑开挖、上导坑拱部初期支护1-2中核心土开挖2-1、下弧形导坑开挖、下导坑边墙初期支护2-2、下核心土开挖、仰拱混凝土浇筑、二次衬砌混凝土浇筑,4洞身开挖及支护,4洞身开挖及支护,级围岩后行洞采用中隔墙法开挖施工：一般采用以注浆小导管、超前锚杆为超前支护，初期支护以锚网喷支护为主，铺以钢拱架。开挖采用中隔墙法开挖，上下阶距离810米。开挖后立即喷射砼，然后打锚杆、架立钢架、复喷至设计厚度。人工配合风镐开挖。,4洞身开挖及支护,4洞身开挖及支护,施工工序1、(1)利用上一循环架立钢架施做隧道及中隔墙超前支护。(2)弱爆破开挖部，(3)施做部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立16钢架，并设锁脚钢管。（4）导坑底部喷10cm厚混凝土，施做部临时仰拱。（5）钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。2、(1)弱爆破开挖部，(2)导坑周边初喷4cm厚混凝土，(3接16钢架及临时刚及16钢架，并设锁脚钢管。（4）导坑底部喷10cm厚混凝土，施做部临时仰拱。（5）钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。3、(1)在滞后部一段距离后，弱爆破开挖部，(2)接16钢架及临时刚及16钢架，(3)隧底周边部分喷混凝土至设计厚度。,4洞身开挖及支护,施工工序4、弱爆破开挖部并施做导坑周边的初期支护和临时支护，步骤同部。5、弱爆破开挖部并施做导坑周边的初期支护和临时支护，步骤同部。6、(1)在滞后部一段距离后，弱爆破开挖部，(2)接16钢架及临时刚及16钢架，(3)隧底周边部分喷混凝土至设计厚度。7、根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除16临时钢架。8、浇注部仰拱及隧底填充（应分次施工）9、利用衬砌模板台车一次浇注部衬砌（拱墙衬砌一次施工）。,4洞身开挖及支护,2钻爆设计（1）钻爆参数的选择与装药量计算爆破参数应通过试验确定。当无试验条件时，可参照表1、表2选用。,表1光面爆破参数,4洞身开挖及支护,表2预裂爆破参数,注：1.表中所列参数适用于炮眼深度1.04.0m,炮眼直径4050mm,药卷直径2025mm。2.当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时，周边眼间距E应取较小值。3.周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。软岩在取较小E值时，W值应适当增大。4.E/W：软岩取小值，硬岩及断面小时取大值。,4洞身开挖及支护,5.表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药，选用其它类型炸药时，应修正。周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求，硬岩开眼位置在轮廓线上，软岩可向内偏510cm。底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破，级围岩段的中心水沟应与隧底光爆层同时爆破成形。辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆破出的石块块度适合装碴需要。周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼加深1020cm。当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。炸药可选用岩石硝铵炸药和乳化炸药。,4洞身开挖及支护,（2）掏槽方式采用中空直眼和楔形掏槽。（3）爆破效果监测超欠挖检查:开挖轮廓圆顺，开挖面平整检查;爆破进尺是否达到爆破设计要求;爆出石渣块是否适合装渣要求；炮眼痕迹保存率，硬岩85，中硬岩60并在开挖轮廓面上均匀分布。3、钻爆作业钻眼严格按钻爆设计的孔数、孔位坐标进行测量放样，台阶法施工时用风枪钻孔，严格控制精度、平面位置，纵向尺寸及深度误差应小于5cm，对不满足精度要求的孔眼，需补钻或重钻。,4洞身开挖及支护,断面炮眼布置图,4洞身开挖及支护,装药采用反向起爆、不偶合装药结构，见下图。装药之前，按各孔编号填入炸药卷和导爆管，按所需药量填入药卷，填药采用专用木棒，严禁使用金属棒。,1-非电毫秒雷管2-药卷3-导爆管4-填塞5-空气装药结构示意图,4洞身开挖及支护,堵塞炮眼装药后的剩余空间，用炮泥堵塞。炮泥采用粘土与细砂的混合物，其比例为2:1。起爆将掌子面上各炮眼导爆管按片集中成束，装入联接块，各联接块外接的导爆管再集中成束装入联接块，主发大雷管插入该尾端联接块，采用电雷管起爆。起爆之前检查各孔导爆索联接情况，严防漏连。检查爆破效果、清除危石通风排烟后，清除危石，检查爆破效果。爆破效果应达到下述标准，否则应调整爆破参数。,4洞身开挖及支护,超挖量：爆破后，围岩壁面平整，周边轮廓成型规则，基本上符合设计要求，没有欠挖，平均线性超挖量小于50mm100mm。围岩壁面上的半面眼痕：爆破后，围岩壁面上要留下完整清晰的半面炮眼痕迹。,硬岩中，周边眼痕迹应留有50以上，软岩中周边眼痕迹应留有50%上。,4洞身开挖及支护,对围岩的破坏程度：爆破后，围岩破坏轻微，在炮眼内放置炸药的部位，用肉眼看不到有明显的爆震裂缝；围岩爆破松弛带应比普通爆破小一倍以上；两茬炮衔接处的台阶控制在150mm以内。,瞎炮处理发现瞎炮，应首先查明原因，如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可，但此时的接头应尽量靠近炮眼，如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则应参照爆破安全规程有关条款处理。,4洞身开挖及支护,爆破工艺流程图,4洞身开挖及支护,2开挖辅助施工措施隧道级围岩及级围岩较差地段，为提高围岩自稳性，增加开挖安全度，一般对围岩开挖前先进行超前预支护。级围岩采用超前小导管，级围岩采用超前锚杆。1、超前小导管通常以4.23.5mm钢花管做超前注浆小导管做超前支护，沿拱部周边打入小导管，小导管采用外径42mm，壁厚3.5mm，长3.5m，钢管前端呈尖锥状，尾部焊上8mm加筋箍，管壁四周钻6mm压浆孔，尾部有1m不设压浆孔。超前小导管施工时，钢管与衬砌中线平行以10o-15o仰角打入拱部围岩，超前注浆小导管每环34根，环向间距40cm，小导管插入钻孔后外露一定的长度（约20cm），以便连接注浆管，两组小导管前后纵向搭接长度不小于1m。导管的尾部通常从格棚钢拱架的腹部穿过并与钢拱架焊接牢固，共同组成预支护系统。,4洞身开挖及支护,超前小导管注浆采用水泥浆液（添加水泥重量5%的水玻璃），对于富水段采用双液浆，贫水段采用单液浆：1、水泥水灰比1：1；2、水玻璃浓度：35波密度；模数：2.4；3、注浆压力：0.51.0MPa。2、超前锚杆预支护分离式隧道一般级围岩深埋地段，为提高洞室开挖的稳定性，采用超前锚杆预支护。超前锚杆一般采用22（25）药卷锚杆，锚杆长度34m，环向间距40cm、搭接长度1.0m、外插角1025。尾端应焊接在系统锚杆的尾端，施工时根据围岩节理面产状确定超前最佳角度。,4洞身开挖及支护,2初期支护1、施工方法（1）药卷锚杆施工药卷锚杆采用先钻孔后下锚杆法施工，待喷射砼封闭岩面后，按照设计在布设药卷锚杆，按照布孔位置用风动凿岩钻机先钻孔，使用高压风清孔，安设药卷。药包随用随泡。药包浸水前，先在其端头扎两个透气孔，然后竖直浸入水中约12分钟，待不冒气泡时，取出药包，按计算数量逐个依次装入孔内，第一节药包用木棍捅到孔底，装入药包到2/3孔深，再将锚杆插入，并缓慢转动以破碎药包，连续转动时间不少于1分钟，以保证充分搅拌均匀。在搅动完毕后20分钟之后进行固定焊接药卷锚杆在已经安设好的格栅钢架上。,4洞身开挖及支护,药卷锚杆施工工艺流程图,4洞身开挖及支护,钢筋网施工时，先在洞外点焊加工成网片，然后运至洞内拼装、焊接成为整体，搭接长度按设计和规范要求进行搭接，并与锚杆之间进行连接牢固，使其在喷射混凝土时不致晃动。喷砼将钢筋全部覆盖，按设计保护层厚度。型钢架架立钢架在初喷混凝土封面层后安装，分段安装，分段间用高强螺栓连接，上台阶拱脚处用槽钢或混凝土支垫防止钢架下沉，分片联接后的钢架用钢筋纵向联接并调整间距和垂直度，纵向联接筋与型钢架之间焊接牢固。钢架与初喷封面混凝土之间，如因开挖造成凹凸不平，并有较大间隙时，设置混凝土预制块垫紧，使钢架支撑充分发挥作用。上、下台阶的钢架联接，先清除上台阶拱脚的浮渣和清理节点板和螺孔，使上、下台阶型钢架连接牢固，拱型顺畅。,4洞身开挖及支护,型钢拱架间沿隧道纵向通常用22钢筋连接，纵向连接筋环向间距1m（均以设计为准）。、钢拱架按设计加工分节运至开挖面，就地拼装。、钢拱架应架设在隧道轴线垂直面内，纵向以22钢筋焊接联成一体。、钢架分节之间以连接板用螺栓连接。、钢拱架与围岩之间留5cm间隙作为保护层，拱架背后不许填加片石、木材等杂物。,4洞身开挖及支护,钢拱架（格栅）安装工艺流程框图,4洞身开挖及支护,（4）、喷射混凝土衬砌施工喷射混凝土采用C20（C25）喷射混凝土，水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥，坚硬耐久的中砂和碎石，混凝土中掺加液体速凝剂，掺量为水泥用量的24，施工中根据工艺要求的凝结时间，对所用水泥作不同掺量的凝结时间和强度试验，确定最佳掺量；其配合比由工地试验室选用工地合格材料试验，报驻地监理批准后使用。作业前的准备工作对水泥、砂、石、速凝剂、水等原材料的质量进行检验。喷射机、混凝土搅拌机等均检修完好，进行试运转。管道及接头保持良好，风管不漏风，水管不漏水，沿风、水管路每隔50米安装一阀门接头，可方便就近联结风、水管路。认真检查开挖面，欠挖部分补挖，清除浮石、浮渣、危石，岩壁用高压水清洗，对有地下水的部位钻孔集中至盲管引排处理。,4洞身开挖及支护,喷混凝土施工工艺原材料及混凝土配合比严格按试验并经监理工程师批准的执行。水灰比以喷射混凝土时稠度控制在510cm（坍落度）为宜。风压在400500KPa，水压比风压高50100KPa。,喷射机起动前应先开风，后开水，最后开喷射机，以免发生堵管现象。停机时先停喷射机，然后停风、停水。,4洞身开挖及支护,喷混凝土时喷射角应垂直受喷面或略有510的倾斜，喷嘴距受喷面保持0.61.2m，喷射时先喷边墙，由下至上，后喷拱顶，以螺旋状沿横向往复移动，喷射作业以适当厚度分层进行，后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行。,喷混凝土终凝后要喷水养护，7天内须保持湿润，以防干裂，影响质量。为避免喷射混凝土回弹伤人，应严格遵守喷头操作安全事项，不得将喷头对人。,5防排水工程,1、防排水施工（1）地表防排水地表防排水主要采用截水天沟及洞顶排水沟来完成。在洞口边坡开挖范围外设计位置设置截水天沟，使山顶冲积水顺截水天沟汇入路面排水沟，顺路面排水沟排走。同时在仰坡顶及洞门顶设置排水沟，使坡面水及洞顶水沿沟汇入路基水沟，顺路基水沟排走。另在仰坡面设置坡面防护，防止坡面冲刷水土流失。（2）洞内排水渗漏水处置渗漏水在开挖后将顺着临空面滴入地面或顺着边墙开挖面流入地面，也有从裂隙中流出流入地面的，这时，可在地表沿渗漏水处挖若干小水沟，使水能沿着小水沟汇入洞内临时水沟，最终汇入集水井，用泵排出洞外。,一般暗洞设计环向排水半圆管，设置间距按围岩级别分520m不等，局部水量大时酌情增加。环向排水管一般采用50HDPE打孔波纹管，外裹一层土工布，面向喷射砼面再附一层塑料布，以防淤泥堵塞排水管，同时保护了半圆管不被喷射砼打坏。地下水处理地下水较发达处，影响隧道施工的，可将地下水引入水沟，顺水沟进入集水井，水泵抽水借助反坡排水管道将水排出洞外。,5防排水工程,5防排水工程,高压漏水处理在隧道施工中有可能穿越岩溶而产生突然漏水，这时对隧道采取“泄、堵、排”综合措施，以泄排为主，以堵为辅。“泄”主要是做好地质超前预报，对可能发生漏水的地段进行超前地质钻探，根据钻探结果、漏水情况及坑道前方地下水分布状况及水量，安装管道，提前将水引到洞外。对于间隙漏水可采用泄水孔排水。“堵”主要是采用注浆封堵裂隙，隔离水源，堵离水点，以减小洞内漏水量。对于不间断漏水可采用注浆帷幕的形式进行治理，注浆采用水泥-水玻璃双液浆。,5防排水工程,施工中应根据实际情况选择注浆材料及合适的注浆工艺，对于突水地段，可用高压注浆代替渗透，适时采取预注浆，将大量地下水尽可能封堵在围岩内，使坑道开挖不出现大量涌水，为隧道后续施工和洞室稳定创造条件，注浆开孔直径90100mm，终孔直径不小于65mm，注浆压力为静水压力的23倍，浆液采用水泥-水玻璃双液浆。如注浆不能解决问题，则可从外部通入排水管，使水沿水管排走一部份，减小漏水处出水量，乘机打入混凝土隔离墙阻水。（3）隧道边沟和排水管隧道边沟在洞身衬砌完毕后立即施作，待到隧道全线贯通后，即可起到排水作用，在未贯通前，排水边沟由于和对面侧沟无法相连，故而排水边沟在施工中不能排水。纵横向排水管在洞身衬砌过程中预先埋设，在隧道未贯通前可起到防排水作用。,5防排水工程,2防水层、止水带施工（1）防水层铺设喷射混凝土表面处理完毕后，即可进行防水层的铺设。防水板是隧道防排水系统中的重要一环，设置在隧道初期支护与二次衬砌之间，通过防水板将隧道拱部及边墙的涌水汇集到墙脚的纵向排水管中，再通过横向引水管及中心排水沟排出洞外。防水层施工时一定要认真、细致、严格，并由隧道专业技术人员跟班作业。施工中须建立专业的检查制度和施工技术标准，严格按要求操作，以保证质量，达到预期的防水效果。,5防排水工程,EVA防水板焊接方式示意图,5防排水工程,防水板焊接示意图,5防排水工程,铺设前的准备工作、涌水或裂隙水较大地段，需在初期支护前堵漏或设置排水槽将涌水引入边墙脚的纵向排水管中。、基面的锐利棱角、大粒石子及突出的岩石均应作整平处理，裸露的锚杆和钢筋头应割除，不得残留钢刺，过量超挖及塌方部位应采用编挂钢筋网或设置背板回填补齐，使洞壁尽可能平整。、洞内一切预埋件均不得超过防水层，不得已时须作特殊防水处理。、喷射混凝土厚度及平整度必须满足设计及规范要求，喷层应稳固、平整，以保证两锚固钉间的防水层能紧贴洞壁。,5防排水工程,防水层铺设顺序处理欠挖补喷混凝土钻凿固定桩孔安装固定木桩安装固定暗条焊接固定复合防水扳焊接接缝及封缝接头检验防水层铺设借助于防水板台车，防水板台车采取轨道行走方式，防水板台车的下部可通过任何施工设备，防水板台车长度为12米。防水层施工注意事项施工场地在铺挂防水层之前需清理干净，铺挂防水层之前要对设计轮廓进行准确的放样，尤其是本隧道、级围岩，对侵入二衬轮廓线以内的部位要清除修整，对不平处要补喷处理，以保证防水层铺挂的平整和二衬厚度。铺挂防水层专门的工作平台应牢固可靠，防止失稳。对进场防水卷材进行专门的试验，看是否符合设计要求。并应保证材料无断裂、变形、穿孔等缺陷。,5防排水工程,防水层的铺挂应超出二次衬砌20米左右，不宜过长，以免保护不到位造成二次破损及爆破损坏，当发现层面有损坏时应该及时修补，当表面漏水时，应该及时引排。防水层搭接宽度为不小于10cm，两块塑料板之间接缝应采用热楔焊接法。防水卷材不允许存在纵向接缝，只允许存在环向接缝；,挂设防水卷材时应根据初衬平整度预留一定的松铺量。挂设防水卷材时应实现无钉孔铺挂，不允许用钉子穿透卷材钉在喷混凝土表面；挂设前应将露头的锚杆头割掉处理。,5防排水工程,5防排水工程,（2）止水带、止水条隧道在围岩类别及衬砌形式变化处设置沉降缝，每组沉降缝中设置背贴式止水带及橡胶止水带；在每组衬砌施工缝中设置背贴式止水带及止水条。橡胶止水带施工工序如下：衬砌台车就位；在沉降缝处钢筋骨架上安设钢筋卡；在衬砌厚度中间固定止水带（一半在内，一半在外）；安设挡头板。止水条安设相对较简单，在拆模后即可沿着衬砌外圈中央粘于混凝土表面，然后立模进行下步混凝土浇筑。,5防排水工程,止水条施工示意图,6二次衬砌,1施工方案1模筑混凝土模筑混凝土采用分组衬砌，每一组衬砌均一次性浇筑完毕。待到洞身开挖后，且监控量测结果符合要求，即可开始模筑混凝土的浇筑，在此之前准备模筑混凝土衬砌台车，混凝土拌和设备、混凝土输送泵、混凝土输送车等机械。第一步开挖并施作仰拱，第二步铺设防水板，第三步进行洞身的衬砌工作，最后再浇筑电缆槽、排水边沟。,6二次衬砌,二次衬砌施工工艺流程图,6二次衬砌,衬砌作业示意图,6二次衬砌,施工时间在围岩监测中满足以下条件方可进行二次衬砌的施工：各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定。周边位移速率小于0.1-0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.07-0.15mm/d。二次衬砌前的位移已达总位移的50%以上。初期支护表面裂缝不再发展。模筑混凝土衬砌是道路隧道永久支护之一，衬砌好坏直接影响整个隧道的工程质量和使用，因此，在施工中必须注意保证质量，符合设计要求。,6二次衬砌,施工准备施工场地在灌注混凝土之前需清理干净，衬砌前要对模板进行准确的放养，包括模板位置、拱顶高程，保证设计轮廓。二衬前的初衬断面也应进行全断面检查，对侵入二衬轮廓线以内的部位要清除修整，对不平处要补喷处理，以保证二衬厚度及二衬的等截面效果。衬砌台车模板用钢板制成。衬砌台车就位后应保证其连接牢固，严防走动。使用后应注意检查模板是否变形，如有变形应及时调整。矮边墙模板也应采用钢模，保证其外观质量。浇注前应清除拱墙底积水、杂物、虚渣等。衬砌台车在使用前应使用专用脱模剂，擦油后应注意保持模板干净，防止灰尘粘附。模板接头应整齐平顺，挡头板与岩壁间缝隙应嵌堵紧密。台车轨道应牢固并定位准确，防止下沉和位移，保证接头不错台。,6二次衬砌,混凝土工艺混凝土应按配合比配料，拌合均匀，用机械拌合。在洞口设混凝土搅拌站，混凝土灌注使用输送泵灌注，灌注混凝土时两边对称分层灌注和捣固，高差不超过0.5米。必须采用泵送混凝土，并安排专人振捣，附着式振捣器配合振捣。应有备用发电机,保证停电后混凝土浇注的连续性。另外,至少,应有两套拌和设备，以保证混凝土能够连续供应。拱顶纵向贴小直径的PVC管作为注浆管（贴在防水层上），管身应穿孔，并穿过挡头板，在二次衬砌混凝土终凝后，实施注浆，以避免出现由于混凝土泌水干缩而引起的拱顶二衬与初衬的空隙。,6二次衬砌,注浆管埋设示意图,6二次衬砌,混凝土工艺混凝土应按配合比配料，拌合均匀，用机械拌合。在洞口设混凝土搅拌站，混凝土灌注使用输送泵灌注，灌注混凝土时两边对称分层灌注和捣固，高差不超过0.5米。必须采用泵送混凝土，并安排专人振捣，附着式振捣器配合振捣。应有备用发电机，保证停电后混凝土浇注的连续性。另外，至少应有两套拌和设备，以保证混凝土能够连续供应。拱顶纵向贴小直径的PVC管作为注浆管（贴在防水层上），管身应穿孔，并穿过挡头板，在二次衬砌混凝土终凝后，实施注浆，以避免出现由于混凝土泌水干缩而引起的拱顶二衬与初衬的空隙。养护及拆模灌注完衬砌后通常于1012h后拆模，进行养护，养护期不少于7天。,6二次衬砌,2抑拱隧道施工应贯彻仰拱先行的原则，进洞10米后要求施工仰拱，进洞15米后必须施作仰拱，仰拱衬砌采用栈桥法施工，仰拱充填不应与仰拱混凝土同时灌注，以确保仰拱的质量。1、仰拱施工技术施工中按设计进行仰拱部分的开挖工作，检查开挖位置，立模，浇筑仰拱混凝土。浇筑完毕后，开始填充混凝土的浇筑工作。在填充混凝土浇筑前做好中心排水管、横向引水软管的埋设工作。填充混凝土顶面拉毛处理，利于和路面混凝土的连接。填充混凝土施工立模时，预先做好洞身两边电缆槽及侧沟的预留工作。具体作法：用事先加工好的型模立于电缆槽及排水边沟位置，防止该部分有混凝土灌入。待到填充混凝土施工完毕，洞身衬砌完成后，再立模施作排水边沟及电缆槽。,6二次衬砌,砼施工技术要求当仰拱混凝土强度大于3MPa后，浇筑填充C15片石混凝土。在隧底填充砼浇筑前,应将底部杂物清除干净,方可进行。隧底填充砼采用全幅推铺施工法,砼表面坡度与路面坡度一致。在浇筑砼时,测量人员要严格控制砼表面标高,以确保路面的厚度。片石砼技术要求采用片石砼时，片石应距模板5cm以上，片石间距应大于粗骨料的最大粒径，并应分层掺放，捣固密实。埋放石块的数量不宜超过砼结构体积的25%。应选用厚度不小于15cm且不大于40cm的石块，且石块无裂纹，夹层，且没有被烧过，具有抗冻性能。石块应洁净，抗压强度不小于30MPa。石块应分布均匀，净距不小于10cm，距结构的侧面和顶面的净距不小于15cm。,6二次衬砌,2、仰拱栈桥施工方案通过在隧道施工中采用仰拱栈桥跨越仰拱作业区段，来解决仰拱作业与隧道开挖出渣进料工序间的相互干扰，各种车辆设备和人员在栈桥上正常通行，栈桥下同时进行隧道的仰拱初期支护、衬砌、回填等工序的施工，从而实现隧道施工快速安全的推进。栈桥结构参考国内外贝雷桥、钢桥成熟的设计技术，采用标准化的结构形