隧道施工技术控制要点.doc

1工程概况青山冲隧道是一座双向四车道高速公路连拱隧道，设计车速80KMH。隧道位于芷江县土桥乡分水坳村，起讫桩号为K37650K37970，全长320M；K37650K37850纵坡为28，K37850K37970纵坡为一2273；整座隧道位于半径为4100474M的圆曲线内，隧道无超高。2工程地质与水文地质21地形地貌本区域地貌类型为低山丘陵地貌，地形起伏较大，地面自然坡度约3O4O度。山脊近南北向延伸，与隧道轴线近正交，最大埋深处地面高程约466M。隧道进出口位于冲沟中，在隧道两端洞门附近均存在与隧道轴线近平行的山嘴，洞轴线与等高线近乎平行，横向地形起伏大。隧道怀化端山坡上遍布杉树、灌木，新晃端洞门附近遍布农田，进出口及洞身地表覆盖层较厚，以碎石土为主，无基岩裸露。22区域地质构造隧道区有一大洪山断层从隧道附近通过，距隧道约200300M受此影响，本区岩石节理裂隙发育，岩石破碎，岩石受构造挤压整体性差，局部发育构造挤压破碎带。节理裂隙以压扭性为主，且裂隙面闭合，少数呈张性，隙间间距一般在520CM左右，连通性较好。23水文地质条件本区属亚热带湿润性气候，雨量充沛，年降水量在1400MM左右，少数年份可达2000MM以上，降雨多集中于春、夏季，秋、冬季节相对较少。地表水主要受大气降水补给，水量受降水量、汇水面积制，区内地表水对隧道影响不大。区内地下水主要为基岩裂隙潜水，因岩上覆碎石土，而碎石土含泥较重，为一弱透水层，富水性弱，受大气降水补给，潜水位与地面标高呈正相关，流向为从高处向低洼处汇集，地下水动态随季节变化，地下水对隧道影响不大。3工程地质评价受隧道区附近大洪山断层影响，本区岩石节理裂隙非常发育，岩石非常破碎，岩石受构造挤压整体性差，局部发育构造挤压破碎带。因此，场地区域稳定性一般。怀化端洞口里程桩号为K37650，洞口位于两冲沟交汇处，洞轴线与地形等高线近似平行，边坡倾向左，坡度约3540。；该段存在偏压，岩层倾向与地形坡向相同，倾角约65度，为顺向坡；该段左侧洞顶板厚约O9M，为松散稍密的碎石土及破碎板岩，为碎石状压碎结构。新晃端洞口里程桩号为K37970，洞口位于水田中，洞轴线地面标高沿水田呈阶梯状减少，且左低右高，右侧洞口轴线与岩层走向呈小角度斜交，岩层倾向与地形坡向相同，倾角65。，对洞口右侧边坡稳定不利。该段洞顶板厚O10M，洞顶岩土主要为粘土、碎石岩，横坡较陡，有偏压，不稳定，开挖后易产生坍塌。、隧道两端洞口轴线与岩层走向成小角度斜交，右侧边坡为顺向坡，边坡稳定性较差，边坡开挖易产生滑坡或坍塌；进出口仰坡上覆碎石土及压碎岩，稳定性均较差，且有明显偏压迹象。隧道洞身围岩为前震旦系板溪群五强溪组第一段硅化板岩及压碎岩，弱风化，为围岩。洞身顶板厚薄不一，差别巨大，厚度约1055M。11类围岩为破碎板岩及压碎岩，破碎呈碎石状，结构较松散，岩体被挤压切割呈碎石状镶嵌结构，岩石整体性差，不稳定；压碎岩受构造挤压呈鳞片状、碎石状，为碎裂状，岩石整体性差，不稳定。类围岩主要为弱风化硅化板岩，节理裂隙发育，为碎石碎块石状镶嵌结构，整体性较差，不太稳定，具块状砌体结构。此外，隧道区发育二组节理裂隙。洞身开挖在洞顶及两侧产生临空面后，有可能产生局部岩体碎落和坍塌，以致洞身失稳。4隧道设计青山冲隧道采用二次衬砌独立成环的曲墙式断面，隧道内中心分隔带宽度426M，隧道内轮廓采用三心圆形式，曲中墙。单洞建筑限界净宽975M，净高50M，行车道含路缘带宽85M，检修道宽075M。单洞净空面积为6405M。在左右洞室两侧检修道及余宽下各设置一个尺寸为60CM40CM的电缆沟，路面两侧各设置35CM4050CM的矩形排水边沟。数见表1。根据地形地质条件，结合防排水要求，以“早进洞、晚出洞”为原则确定洞口位置。本隧道进口设计为端墙式洞门，出口设计为削竹式洞门。进口接13M明洞，出口接20M明洞。明洞洞顶回填土表层在铺砌预制块时，要求填筑30CM厚粘土隔水层。边仰坡采用土工格式植草，明洞顶采用混凝土预制块填种植土植草绿化，进口洞门墙面采用花岗岩石板饰面美化。进口明洞衬砌拱部及仰拱采用60CM厚C25钢筋混凝土结构，左线衬砌边墙加强以抵御偏压影响；出口明洞衬砌拱部采用60CM厚C25钢筋昆凝土，仰拱采用50CM厚C25钢筋混凝土。洞顶填土厚度不得少于20M，在少于1O横坡情况下填土厚度可达到40M。隧道洞身衬砌结构设计以新奥法原理为指导，采用复合式衬砌。初期支护与二次衬砌问设置300GM无纺土工布及EVA防水卷材。本区域围岩地下水以裂隙水为主，隧道防排水设计采取防、排、堵相结合的综合治理原则。由于中墙直接顶到围岩，二衬独立成环，中墙两侧类似分离式单洞铺设防水层，防水层由300GM。无纺土工布和12MM厚EVA防水卷材组成，防水层外每隔5M设一道环向MF7塑料盲沟；通过设在拱脚的引水孔，将滞留在喷层与防水层之间的裂隙水引入隧内纵向排水沟；引水孔间隔5M，内接PVC引水管与MF7塑料盲沟形成环向排水系统。隧道二次衬砌及仰拱采用不低于S8的防水混凝土，作为第二道防水措施，使隧道达到排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。防水层敷设应从边墙下部设置引水管处开始连续施作，全隧道满铺。防水层铺设应采用无钉铺设工艺并注意保护防水层的完整性。对于两端洞口段地表水采用以截为主，排、堵、截结合的原则，即在洞口山坡按常规设置截水天沟，洞门顶部设排水沟，在边墙背后设渗水盲沟，使洞内外形成一个完整畅通的排水系统。同时路面底下设置纵横向排水盲沟，排走渗入低洼处的积水。道防水措施，道达到排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。防水层敷设应从边墙下部设置引水管处开始连续施作，全隧道满铺。防水层铺设应采用无钉铺设工艺并注意保护防水层的完整性。对于两端洞口段地表水采用以截为主，排、堵、截结合的原则，即在洞口山坡按常规设置截水天沟，洞门顶部设排水沟，在边墙背后设渗水盲沟，使洞内外形成一个完整畅通的排水系统。同时路面底下设置纵横向排水盲沟，排走渗入低洼处的积水。隧道防水剂采用WGHEA型防水剂，每立方混凝土掺25KG；施工缝采用BW缓膨型橡胶止水条，沉降缝采用中埋式橡胶止水带。隧道内路面采用C3O水泥混凝土路面，路面板厚27CM，其下设置15CMC15混凝土整平层。单洞两侧边墙从人行道起40M高范围内铺设瓷砖，其余部分皆涂防火涂料。本隧道采用自然通风。隧道洞内于道路前进方向右侧，每隔50M设一灭火器室，室内同时设置检修动力插座。5主要施工方法及工艺青山冲隧道采用新奥法组织施工，采用三导坑辅助施工。施工中坚持“弱爆破、短进尺、少扰动、强支撑、勤量测、早封闭”等原则，并根据现场监控量测结果及时修正设计参数，调整施工方案和指导隧道施工，确保安全，达到均衡、高效、优质、按期完成工程任务。由于青山冲隧道主洞尚未开挖，在这里重点介绍中导坑和中隔墙施工情况。51开挖511洞面开挖首先按图施做截水天沟，完成后用挖掘机进行成洞面仰坡及边坡的土方开挖，石方采用小型松动爆破，用挖掘机配合自卸汽车运输。由于青山冲隧道边、仰坡较高，故边、仰坡施工采用分段分层开挖、防护的方法，每层开挖34M，完成后便进行边、仰坡的防护，防护完成后再进行下一层开挖和防护施工。其坡面防护方案为，在边、仰坡面上打设6M长I22砂浆锚杆，挂设网眼30CM30CM的金属扩张网，并喷射10CM厚C20混凝土。512长管棚施工青山冲隧道进口端成洞面为类围岩，其现场表现为强风化碎石土，围岩十分破碎，难以成洞，故超前支护采用40M长管棚。首先施做C25钢筋混凝土导向墙，在导向墙施做时加工I108无缝钢管，沿管壁加工注浆孔，孔径8MM，孔距40CM，呈梅花形布置；顶进端加工成锥形，锥形长度1520CM，锥头布置34个注浆孔。钢管根据管棚长度加工，确保接头错开，钢管最外端L2M范围内不钻注浆孔。导向墙达到强度后，开始造孔。造孔采用KQJ120履带式潜孔钻，并配备22M。MIN电动空压机。钻孔直径120MM，钻孔可以按照先拱部后两侧的顺序进行。钻孔采用干钻，清孔在确保能吹出钻渣的情况下，尽量减少风每完成一孔，应及时装管，然后再进行下一个孔。每次换钻杆的同时应检校孔位、轴线及仰角，避免窜孔或孔位侵入到有效断面内。装管采用装载机扶管，挖机顶管的方法施工。接头采用套管焊接法，接头相邻内套入长度为70CM，95MM的无缝钢管后焊接。对于顶不到位的钢管应抽出后清孔重新顶入。注浆前采用厚LCM的钢板封口，钢板上接引出压浆管外径30MM的镀锌钢管。注浆采用BW25050双液注浆机，注入水玻璃一水泥浆，水玻璃浓度35BE，水泥浆与水玻璃体积比105，水泥浆水灰比为11，注浆初始压力为0510MPA，终压20MPA。513中导洞洞身开挖青山冲隧道进洞采用留核心土法，首先根据开挖轮廓线架设I14型钢拱架，并在拱弧以上打一排超前小导管，采用风镐修边并配合挖机开挖进洞。青山冲隧道围岩类别为类及类。洞口LI类围岩段碎石土部分采用风镐开挖，每进尺50CM，就利用锚喷挂网配合钢拱架进支护；进尺30M后，围岩有所改变，由碎石土变为黑色强风化泥质岩。根据围岩情况，开挖采用弱爆破，每进尺10M，马上喷射2CM厚C20混凝土对围岩进行封闭，并且紧跟掌子面进行支护；在开挖长度达到50M后，围岩情况逐渐变好，岩层有一定的强度并且均质。根据这种情况，采用全断面开挖，每次爆破进尺25M。类围岩段全断面开挖，并采用光面爆破，其炮眼布置如图4所示。类围岩爆破开挖总装药量计算QKSL0552896253982KG式中K单位耗药量KGM。，对于软岩取0506KGM。；S一开挖面积M，中导洞为2896M。；L每循环进尺，取25M。全断面开挖过程中，根据理论装药量现场实验，发现局部有欠挖，因此在现场施工过程中，根据实际情况进行调整，以达到光爆效果。光面爆破是通过调整周边眼的各爆破参数，使爆炸先沿各孔的中心连线形成贯通的破裂缝，然后内围岩体裂解，并向临空面方向抛掷。这种爆破在围岩中产生的裂缝较少，使爆破后的岩面能按设计轮廓线成型，表面较平顺，超欠挖很小。光面爆破的技术要求A根据围岩特点合理选择周边眼距和周边眼的最小抵抗线。周边眼间距比一般爆破的间距小，周边眼的最小抵抗线亦要相应减小，即适当加密周边眼，调整间距和抵抗线比值。对于软岩一般为3545CM。B严格控制周边眼的装药量，应使药量沿炮眼全长合理分布，并合理选择炸药品种和装药结构。用于光爆的炸药与主体爆破的炸药相比，应选择爆速较低，猛度较低，爆力较大爆性良好的炸药。周边眼的装药量与装药密度要减少，一般单位炮眼长度装药量控制在0O4O4KGM。C采用周边眼同时起爆。要求采用毫秒雷管微差顺序起爆，应使周边爆破时产生的临空面，同段的周边眼雷管起爆时差应尽可能小；一般使用导爆索或高精度系列迟发电雷管起爆效果好。光面爆破施工；为保证光爆的良好效果，除根据岩层条件、工程要求正确选择光爆参数外，精确钻眼是极为重要的，是保证光爆质量的前提。炮眼要按照以下要求施工A所有周边眼应彼此平行，并且深度一般不应比其他炮眼深。B各炮眼均应垂直于工作面。C如果工作面不齐，应根据实际情况调整炮眼深度及装药量，力求所有炮眼底落在同一个横断面上。D开眼位置要准确，偏差不大于30MM；周边眼均应位于开挖断面的轮廓线上，不允许有偏向轮廓线里面的误差。52青山冲隧道暗洞长287M，采用侧翻式装载机配合自卸卡车出渣。施工过程中，随着洞身的增长，受中导洞开挖尺寸限制，装载机倒车出渣距离增加，导致出渣时间加长。为节省时间，计划在中导洞右开一横洞错车道，以减少装载机倒车时间，加快出渣速度。但由于岩层较差，开挖横洞未能实现。53支护隧道施工支护一般规定A类围岩可不支护；V类围岩支护时，宜采用局部喷射混凝土为防止岩爆和局部落石，可局部加挂钢筋网。B类围岩可采用锚杆、锚杆挂网、喷射混凝土。类围岩必要时可加设钢架。CI类围岩宜采用锚喷挂网和钢支撑联合支护形式，并可结合辅助施工进行施工支护青山冲隧道为类及类围岩，其中导坑支护方式为；类围岩段，首先喷射L2CM厚C20混凝土，然后打锚杆，挂钢筋网，然后安装钢拱架，打18的系统锚杆，焊接固定在钢拱架上，并喷射C20混凝土厚度达16CM。类围岩深埋段，首先喷射12CM厚C20混凝土，然后打6918系统锚杆，再喷射C20混凝土，厚度为8CM。类围岩浅埋段，首先喷射12CM厚C20混凝土，然后打锚杆，挂钢筋网，然后安装钢拱架，打18的系统锚杆，焊接固定在钢拱架上，并喷射C20混凝土厚度达到8CM。由于开挖后类围岩段岩层十分破碎，自承能力很差，原设计75CM间距的钢拱架不能满足施工安全，故通过申请变更，将原每75CM安装一榀钢拱架改为每50CM安装一榀，以保证施工安全。在进入类围岩深埋段后，开挖过程中，中导洞拱顶出现沿隧道走向的纵向裂隙。为保证施工安全，经专家指导建议，裂隙的部位局部增设钢拱架，纵向间距LM，以保证中导洞的顺利掘进。1喷射混凝土施工要点选用普通硅酸盐水泥，细度模数大于25的硬质洁净中砂，粒径510RAM连续级配碎石；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，达到洁净于净。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；喷射作业时嘴做反复缓慢的螺旋形运动，螺旋直径约2O30CM，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5CM，分两层作业。第二次喷射混凝土如在第一层混凝土终凝LH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2H后，进行喷水养护，养护时间不少于14D。2锚杆该隧道采用全长粘结型锚杆施工中使用锚固剂。其施工工艺为采用YT28气腿式凿岩机造孔，达到设计孔深后，在孔内填塞锚固剂，装满后将锚杆打入孔内其施工要求为A锚固剂使用前应检查，要求无结块、未受潮。锚固剂的浸泡宜在清水中进行，随泡随用，锚固剂必须泡透且要控制好水灰比。经试验青山冲隧道使用的金陆AC一4型锚固剂，浸泡时间为60S，其水灰比为1G038。B锚固剂应缓慢推入孔底，不得中途爆裂。C锚固剂直径宜较钻孔直径小20MM左右，长度一般为2030CM。锚杆杆体打人时应注意旋转，使锚固剂充分搅拌均匀。3挂网钢筋网是喷射混凝土前挂设在岩面上，然后再喷混凝土，主要用于软弱破碎围岩，更多的是与锚喷或钢拱架构成联合支护结构。本隧道按设计要求加工钢筋网，随受喷面起伏铺同时打设定位锚杆固定牢固，钢筋网与受喷面的间隙以3CM左右为宜，混凝土保护层大于2CM。4钢拱架工字钢在现场利用冷弯机按设计图加工成型，现场组合安装，上下左右允许偏差3CM斜度不大于2。安装时，钢拱架段与段之间的连接钢板贴合紧密，采用焊接和螺栓联接。隧道两拱架之间设纵向连接筋联接，拱架拱脚处采用锁脚锚杆固定，防止拱脚在侧压力作用下内变形。并且利用系统锚杆定位，限制初支下沉或收缩变形。钢拱架必须与初喷混凝土紧密结合。钢拱架施工要点为A钢拱架应按设计位置安设，钢架之间必须用钢筋纵向联接，拱脚必须放在特制的基础或原状土上一般可采用垫混凝土块、垫钢板、纵向加托梁或锁脚锚杆等，钢拱架与围岩之间应尽量接近，留23CM间隙作为保护层；在安设过程中，当钢拱架与围岩之间有较大的间隙时，应设垫块垫紧。B钢拱架应垂直于隧道中线，上下左右偏差应小于士3CM，钢拱架倾斜度应小于2。；当拱脚标高不准确时，不得用土回填，而应设置钢板调整，使拱脚位于设计标高位置。C钢拱架的截面高度应与喷射混凝土厚度相适应，且要有保护层；应在初喷后安装钢拱架，初喷厚度约为4CM。钢拱架应尽可能多的与锚杆露头及钢筋网焊接，以增强其联合支护的效应。D喷射混凝土时，应注意将钢拱架与岩面之间的间隙喷射饱满和达到很密实。54中隔墙浇筑中导坑开挖一定长度后即可进行中隔墙施工。首先将基底清理到设计标高，并将松动的岩土全部清理干净；进行动力触探试验，承载力必须满足设计要求若承载力不足时必须用喷射混凝土或现浇混凝土加强基础；加工安装中墙钢筋，立模浇筑混凝土，墙身模板采用组合钢模板，每组长度12M；浇筑前模板要清理干净，混凝土采用强制式搅拌机拌和，泵送人模；墙身中、下部采用插入式振捣棒振捣，顶部采用附着石振捣器振捣密并在顶部预埋注浆管进行二次压浆；压浆用水泥浆掺人12的膨胀剂和19，6的高效减水剂，确保中墙混凝土与围岩密贴。6质量保证措施为使全标段达到单位工程合格率100，优良率达到989，6以上，确保省、部优质工并配合全线创优。为此，在隧道施工过程中采取以下质量保证措施A建立健全工程质量保证体系项目经理部成立质量管理领导小组，工程部设质量管理小组，项目经理任质量管理小组长，成员由主管各业务领导组成。项目经理部设专职质量检查工程师，对班组设专职质量检查员，定期召开质量分析会议，及时发现存在的问题，研究制定改进措施，虚心倾听隧道工程建设、设计、监理工程师的意见并及时改正，进一步推动和改进隧道施工质量管理工作；质量工作要抓紧抓好。B提高全员质量意识施工队伍进场后，将分项分工序实施专项质量意识教育，有的放矢，做到人人明白质量要求，个个清楚质量标准和目标要求。实施领导把关，做到文明施工。C狠抓工序质量，确保隧道整体质量确立以群众自检为基础，自检、互检与专业检查相结合的质量三检制度和工前试验、工后检验的试验工作制度。坚持”三服从、五不施工、一票否决”的制度，即进度、工作量、计量三项服从工程质量；质量问题一票否决；在施工过程中做到；施工准备工作不充分不施工，设计图纸没有批复的不施工，没有进行技术交底的不施工，必须的试验未达到标准不施工，施工方案和质量保证措施未确定不施工；工程质量不合格的工序坚决返工；质量工作要抓紧抓细，强化管理。D选派具有丰富施工经验的队伍从参加过隧道工程、高速公路工程和公路大桥施工的人员中，选调主要技术骨干，组成公路隧道工程施工队伍。E加强试验检测试验室加强对施工过程质量的检验和监控，严禁不合格品进入任何工序，确保各项工序成优质。7隧道施工工期保障措施鉴于本工程的施工特点，为了保证本隧道工程优质、快速完成合同施工任务，将采取以下措施A根据合同工期，认真做好总体计划及施工组织设计的编制工作，合理安排工期，使一切施工活动在总体计划的控制下有序进行。项目部根据总体计划制定月计划并分解落实到工区，月初项目部与工区签定目标责任状，按项目部管理办法进行管理奖罚。B抓住关键工序的关键环节，优化施工方案，进行必要的技术攻关，提高工作效率。C应用先进高效的生产设备及采用先进合理的施工工艺。D合理安排作业层次，减少雨季对隧道施工的影响；适当增加机械作业工序，减少农忙劳力不足对隧道施工的影响。E抓好协调减少施工干扰。施工单位成立专门协调小组，下大力气加强和有关部门联系协作，主动配合，力争在每个工序开始前，把干扰减少在最低程度，使隧道工程施工顺利进行，只有做到这些才能确保工期要求。F抓住时机掀起隧道施工高潮。8隧道施工现场安全措施隧道施工过程中，制定由项目经理负责的安全管理体系，把隧道施工安全作为工程建设的首要目标，并具有合同责任。且一定要遵守中华人民共和国有关部门及各省颁布实行的有关安全、劳动保护、污染法规和技术标准。做到“安全第一，预防为主”。建立健全安全生产管理体系，成立施工安全领导小组，专职检查隧道施工安全，由项目经理担任组长，定期或不定期地召开安全生产会议，研究项目安全生产情况，发现问题及时解决处理。实行逐级签订安全承包合同，使各级明确自己的安全管理目标，制定好各施工场所的安全规划，达到全员参加、全面管理的目的，充分体现”安全生产、人人有责”的原则，做到消除事故隐患。贯彻执行“安全第一、预防为主”的方针。A严防火灾消除一切可能造成火灾的事故根源，控制火源、易燃物，装备灭火器材，培训专业灭火人员；一旦发生火情，要及时转移器材，疏散人员，及时组织有效的灭火工当火势超过本单位消防能力时，要及时报警，以防火情扩大造成更加严重的损失。B严防触电及电器设备安全措施进行安全用电知识教育，定期检修电器设备；对电器设备外壳要进行防护性接地，保护性接零或绝缘；在洞内外潮湿环境情况下，施工临时照明设备及手提工具，