隧道进口平导四号横通道进正洞施工方案

精选资料PAGE可修改编辑PAGE页码3/NUMPAGES总页数4云桂铁路（云南段）施工组织设计方案报审表施工合同段：云桂铁路云南段YGT-8标段编号：致铁四院（湖北）工程监理咨询有限公司云桂铁路云南段监理四标项目部：我单位根据施工合同的有关规定已编制完成新莲隧道进口平导四号横通道进正洞施工方案，并经我单位负责人审查批准，请予以审核、批准。附：新莲隧道进口平导四号横通道进正洞施工方案施工单位（章）负责人日期专业监理工程师审核意见：专业监理工程师日期总监理工程师审核意见：项目监理机构（章）总监理工程师日期新建铁路云桂线（云南段）站前工程YGT-8标段新莲隧道进口平导四号横通道进正洞施工方案编制人：审核人：批准人：中铁十九局集团有限公司云桂铁路（云南段）项目经理部二〇一三年十一月可修改编辑PAGE页码5/NUMPAGES总页数8目录TOC\o"1-3"\u1编制依据、编制范围及设计概况 11.1编制依据 11.2编制原则 11.3编制范围 22.工程概况 22.1工程概况 22.2工程地质与水文地质 33.施工组织及安排 43.1建设总体目标 43.1.1质量目标 43.1.2安全目标 53.1.3工期目标 53.1.4环保、水保目标 53.1.5职业健康安全目标 53.1.6文明施工目标 53.1.7技术创新目标 53.2施工组织机构 63.3施工队伍部署及施工任务 63.4拟进场主要施工机械设备配备 73.5拟进场施工材料 84.总体施工方案 84.1施工组织顺序 84.2施工进度安排 95.主要工程项目施工方案 95.1施工测量 95.1.1隧道洞外控制测量 95.1.2洞内平面控制测量 105.1.3洞内高程控制测量 105.1.4洞内施工放样 115.1.5竣工测量 115.1.6根据地下控制网平差和中线调整 115.2进洞施工 115.2.1开挖揭示围岩情况 115.2.2交叉口段落情况 125.2.3交叉口段落技术方案 125.3超前地质预测及预报 135.3.1地质预报计划 145.3.2预报方法 155.4隧道洞身开挖方法及工艺 215.4.1正洞洞身Ⅱ、Ⅲ级围岩段台阶法 215.4.2正洞洞身Ⅳ级加强段及Ⅴ级一般段 225.5超前预支护施工方法及工艺 265.5.1超前小导管施工 265.6初期支护施工方法及工艺 285.6.1砂浆锚杆 295.6.2组合中空注浆锚杆 305.6.3喷射混凝土 325.6.4钢筋网施工 355.6.5格栅/工字钢拱架施工 365.7出渣运输施工方法及工艺 375.8结构防、排水施工方法及工艺 385.8.1洞内排水沟槽 385.8.2中心水沟 395.9防水板铺设 395.9.1施工准备 395.9.2防水板铺设 405.9.3防水板接缝焊接 415.9.4防水板质量检查 415.10环向、纵向排水盲管安装 425.11施工缝防水处理 435.11.1外贴式止水带安装 445.11.2止水带安装 445.11.3止水条安装 445.11.4变形缝防水处理 455.11.5注浆防水 465.12结构衬砌施工方法及工艺 485.12.1衬砌台车 495.12.2钢筋制作及安装 505.12.3混凝土拌制 505.12.4混凝土浇筑与运输 515.12.5衬砌质量控制 525.12.6施工注意事项 555.13仰拱及仰拱填充 565.14辅助工程施工方法及工艺 575.15附属工程施工方法及工艺 575.16特殊断面开挖支护 585.17附属洞室衬砌施工 585.18回填注浆 585.19水沟、电缆槽施工 595.20无砟轨道垫层施工 595.21施工辅助作业 595.22监控量测 625.22.1监控量测目的 625.22.2量测项目 635.22.3监控量测作业 636辅助设施施工方案、方法及工艺 706.1施工用电方案 706.2施工通风及降尘方案 716.3高压供风方案 736.4高压供水方案 756.5施工排水方案 756.6施工通讯方案 757安全保证体系及措施 767.1安全目标 767.2安全管理组织机构及职责 767.2.1安全管理组织机构 767.2.2安全管理职责 777.3安全保证体系及说明 797.4安全保证措施 807.4.1安全管理制度 807.4.2安全生产责任制 807.4.3安全检查制度 807.4.4安全生产教育培训制度 827.4.5特殊作业人员职工持证上岗制度 837.4.6安全事故报告和调查处理制度 837.4.7安全奖罚制度 847.5安全保障技术措施 857.5.1现场布置安全技术措施 857.5.2隧道工程施工安全技术措施 867.6其它安全保障措施 917.6.1施工机械安全控制措施 917.6.2高空作业安全防护措施 927.6.3施工用电安全措施 937.6.4火工品的使用与管理安全措施 948隧道施工技术保证措施 958.1大断面隧道超欠挖产生的原因及控制措施 958.2支护 978.3仰拱与二衬 978.4防水排水 988.5附属设施 989质量保证措施 989.1确保工程质量的措施 989.2施工工艺保证质量措施 1029.3原材料保证质量措施 1039.4竣工验收质量控制 10410施工环保、水土保持措施 10810.1方针和目标 10810.1.1施工环保、水土保持方针 10810.1.2施工环保、水土保持目标 10910.2环保、水保体系及说明 10910.3环保、水保管理机构 11010.4环保、水保人员配置 11110.5环保、水保管理职责分配 11110.6施工环境保护内容及措施 11210.6.1施工环境保护内容 11210.6.2环境保护措施 11310.6.3隧道内施工环境保护措施 11610.6.4大临工程的环保 11610.6.5水土保持内容及措施 11610.6.6水土保持措施 118精选资料可修改编辑PAGE页码124/NUMPAGES总页数132新莲隧道进口平导四号横通道进正洞施工方案1编制依据、编制范围及设计概况1.1编制依据⑴新建铁路云桂线（云南段）站前工程设计文件、图纸等。⑵国家、铁道部现行的铁路工程建设施工规范、验收标准、安全规则等。⑶国家及云南省相关法律、法规及条例等。⑷现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料。⑸我单位近年来铁路、高速公路等类似施工经验、施工工法、科技成果。⑹新建云桂铁路实施性施工组织设计、云桂铁路云南段管理文件汇编。1.2编制原则⑴遵循招标文件的原则。严格按照招标文件要求的工期、安全、质量等目标编制技术标文件，使各项要求均得到有效保证。⑵遵循设计文件的原则。在编制施组时，认真阅读核对所获得的技术设计文件资料，了解设计意图，掌握现场情况，严格按设计资料和设计原则编制施组，满足设计标准和要求。⑶遵循“安全第一、预防为主、综合治理”的原则。严格按照铁路施工安全操作规程，从制度、管理、方案、资源方面编制切实可行的施工方案和措施，确保施工安全。⑷遵循节约资源和可持续发展的原则。贯彻“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的原则，依法用地、合理规划、科学设计，少占耕地，保护农田；搞好环境保护、水土保持和地质灾害防治工作；支持文物保护、景点保护；维持既有交通秩序；节约木材。⑸遵循科学、经济、合理的原则。树立系统工程的概念。统筹分配各专业工程的工期，搞好专业衔接；合理安排施工顺序，组织均衡、连续生产；以关键线路为中心，建立数学模型进行工期、资源优化；管理目标明确，指标量化、措施具体、针对性强。⑹遵循引进、创新、发展的原则。积极采用、鼓励研发旨在提高工程技术和施工装备水平、保证施工安全和工程质量、加快施工进度、降低工程成本的新技术、新材料、新工艺、新设备。⑺遵循施工生产与环境保护同步规划，同步建设，同步发展原则。⑻遵循贯标机制的原则。确保质量、环境与职业健康安全综合管理体系在本项目施工中自始至终得到有效运行。⑼符合性原则：必须满足建设工期和工程质量标准，符合施工安全、环境保护、水土保持和地质灾害防治要求。⑽遵循“六位一体”管理的原则。结合建设项目特点，建立建设项目管理的目标体系、责任体系、分级控制系统和评价评估体系，按照计划、组织、指挥、协调、控制等基本环节，将质量、安全、工期、投资效益、环境保护和技术创新分解细化为最佳匹配的实施目标，以标准化管理为基础，全面实现“六位一体”管理要求。1.3编制范围新建铁路云桂线（云南段）站前工程YNZQ-8标段新莲隧道二号斜井段，里程范围D2K727+460～D2K730+495，正线长度约3032.工程概况2.1工程概况本隧位于阳宗~昆明南区间，设计为人字坡，隧道进口里程D2K720+757，出口里程D2K733+600，全长12843m。按双线隧道设计，线间距为4.6m。二号斜井与正洞左中线交叉点里程为D2K729+111.521，交角45。里程范围D2K727+460～D2K730+495，正线长度约3035m。该段设计多为Ⅲ、Ⅳ级围岩。Ⅲ级围岩开挖采用台阶法开挖，拱部φ6钢筋网25×25cm，系统锚杆采用φ25中空锚杆与φ22砂浆锚杆，长3m，喷射C25混凝土。二衬采用C300混凝土，厚度40cmⅣ级围岩开挖采用台阶法，拱部φ42超前小导管，环向间距0.5m，每2.4m一环，每环31根，4m/根，格栅拱架，间距1.2m，φ6钢筋网20×20cm，系统锚杆采用φ25中空锚杆与φ22砂浆锚杆，长3.5m，喷射C25混凝土。二衬采用C35钢筋混凝土，厚度45cm，抗渗等级P12。2.2工程地质与水文地质斜井段地质情况：地表下覆玄武岩夹凝灰岩（P2β），褐灰、灰褐色，具气孔状及杏仁状构造，间夹薄层凝灰岩。岩体差异风化严重。全风化带（W[4]）岩体呈土状，厚5～30m；强风化带（W[3]）呈角砾、碎石土状，厚20～50m。其下为弱风化带（W[2]）岩体完整，质坚硬。与下伏{P[l]q+m}地层呈角度不整合接触。通过、下覆灰岩、白云岩（P[l]q+m）：浅灰、灰色，中～厚层状，部分为鲕状灰岩或生物碎屑灰岩，岩质硬脆，岩溶中等～岩裂发育发育。在D2K728+100~D2K731+650段顶部为一层含金属矿泥质灰岩，灰色，细粒结构，块状构造，取该岩样做薄片鉴定，含黄铁矿10%、黄铜矿8%。强风化带（W[3]）呈角砾、碎石土状，厚0～8m。弱风化带（W[2]）岩体完整，质坚硬。与下伏Pld地层整合接触。在D2K730+000有一背斜（松茂背斜），轴线与线路相交，交角约为43°，背斜核部地层为P[/1]q+m灰岩，两翼为P[/2]β玄武岩。向斜核部剥蚀严重，多被第四系粉质黏土覆盖。本隧道多次通过极破碎、极软弱、岩溶强烈发育或富水岩体、破碎、软弱、岩溶中等发育或含水岩体，地质条件复杂。D2K727+500～D2K728+800、D2K731+300～+900段玄武岩与灰岩接触带含黄铁矿、黄铜矿，其氧化物一般具侵蚀性，地下水中SO[4](2-)对混凝土结构侵蚀等级为H1～H2。考虑三岔箐水库及松茂水库为地下水的补给源，预测隧道最大涌水量为Q=12.4*10(4)（m(3)/d）。地震动峰加速度0.3g。3.施工组织及安排施工组织以系统理论为指导，以安全生产为生命，以工程质量为根本，以控制工程为重点，以先进科学为保障，以经济合理为基准，统筹协调，有序组织，均衡生产，优质高效，达到工期目标。3.1建设总体目标以标准化管理为手段，全面落实“安全、质量、工期、投资效益、环境保护、技术创新”“六位一体”的管理目标。坚持“高标准，讲科学，不懈怠”的要求，精心组织，科学施工，确保一次开通运营时速200km/h，又快又好完成云南境内第一条高速铁路建设任务。3.1.1质量目标全隧工程质量符合国家、铁道部有关标准、规范和设计文件要求，努力把云桂铁路建设成西南复杂地质艰险山区一流高速铁路。具体指标为：①按照验收标准要求，各检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率达到100%；②单位工程一次验收合格率达到100%；③在合理使用和正常维护条件下工程结构的施工质量满足设计使用寿命期内正常运营要求。3.1.2安全目标①生产安全:杜绝生产安全一般及以上事故。②铁路交通:杜绝因建设引起的一般B类及以上事故；遏制因建设引起的一般C类以下事故。3.1.3工期目标计划开工日期为2012年9月1日，计划竣工日期为2014年2月25日；总工期18个月。3.1.4环保、水保目标①无集体投诉事件，环境监控达标。②环境保护、水土保持设施与主体工程“同时设计、同时施工、同时投入使用”。3.1.5职业健康安全目标定期对从事有害作业人员进行健康检查，参建员工职业病发生率小于1.5‰。不出现因劳动力保护措施不力而造成的重伤及其以上事故。3.1.6文明施工目标现场管理满足新建云桂铁路云南段标准化管理的要求，现场安全文明标志以标准化管理手册中的现场文明施工管理中的相关内容为准。3.1.7技术创新目标开展“隧道突水、涌泥机理研究及超前探测手段研究”，为岩溶地区隧道安全、快速施工提供指导。3.2施工组织机构根据本工程特点、施工环境条件、工程量和工期要求，配备专业化施工队。施工组织机构图见下图：项目经理分部经理卫高峰项目经理分部经理卫高峰总工程师高玺分部副经理付永恒隧道斜井队代宝山隧道出口队付永恒办公室主任张艳杰王伟财务科科长张维技术科科长祁伟虎物设科科长李军第二工地试验室王伟安质科科长张毅峰安全总监何华跃分部副经理代宝山计划科科长王云3.3施工队伍部署及施工任务根据隧道各分部及各工作面的施工任务、工程特点、工期要求、投入的机械设备及所制定的施工方案，按照高度专业化、机械化作业的原则配备施工队伍，调遣我公司具有丰富施工经验的隧道施工专业队伍承担新莲隧道工程的施工任务，组成“开挖作业班组”、“支护作业班组”、“衬砌作业班组”和“辅助作业班组”等机械化作业线，实行弹性编制，按24小时三班制安排施工。施工高峰期劳动力安排见表。新莲隧道（二号斜井段）施工劳动力安排表施工班组人数备注掘进、支护作业班组180掘进、支护作业班组：负责隧道的钻眼、爆破、施工支护、管棚施工、注浆作业及施工机械的使用与日常保养。运输作业班组：负责隧道出渣运输、行车调度作业、施工人员进出洞及洞外材料的运输、供应、运输设备的日常保养。衬砌作业班组：负责隧道立模、衬砌台车、结构防排水施工、浇注衬砌混凝土及养护，混凝土施工设备的日常保养。辅助作业班组：负责隧道内通风、供电、照明及洞内排水等工作，负责洞外空压站、发电站、泵站的日常管理等工作。管理人员：负责隧道施工的地质预报、质检、安全、测量、试验工作。运输作业班组50衬砌作业班组40辅助作业班组30管理人员253.4拟进场主要施工机械设备配备为确保工期和质量，根据新莲隧道工程内容和特点，以及工期的要求，配置性能良好、配套完善、数量充足的隧道施工机械设备，满足施工的实际需要，满足施工的实际需要设备配备如下：作业内容机械台数进场情况开挖YT-28风动凿岩机80已进场多功能开挖台架2已进场支护多功能升降平台2已进场管棚钻机1已进场湿喷机6已进场注浆机2已进场75拌和机1已进场混凝土运输车3已进场出渣装载机4已进场挖掘机4已进场自卸汽车15已进场衬砌防水衬砌台车2已进场仰拱栈桥4已进场输送泵2已进场防水施工台架2已进场爬焊机2已进场热熔电焊枪2已进场120拌合站2已进场混凝土运输车3已进场通风110kW轴流式风机2已进场75KW轴流风机2已进场排水水泵20已进场高压供风22m3/min空压机4已进场20m3/min电动空压机12已进场施工用电800KVA变压器4已进场500KVA变压器2已进场300KVA内燃发电机1已进场超前地质预报TSP203系统1已进场地质雷达1已进场红外线探水仪1已进场C6水平钻机1已进场3.5拟进场施工材料拟首批进场材料φ42热轧无缝钢管30t，P.O42.5水泥150t，φ8钢筋10t，φ6钢筋10t，φ25中空锚杆3000m，φ22螺纹钢30t，I18工字钢20t，地材各2000m4.总体施工方案4.1施工组织顺序隧道根据现场施工条件及任务轻重情况，本着先重点、后一般、先具备条件先开工的原则组织施工。按:测量放线（地质预报）→超前支护→钻爆开挖→出渣、运输→支护→仰拱或铺底→防水层铺设→模筑二衬混凝土→水沟、电缆槽及附属工程的顺序组织施工。4.2施工进度安排根据本隧道工程量和工程特点，综合考虑投入的人力、施工设备，新莲隧道出口段计划于2012年9月1日主体工程正式开工，2014年2月255.主要工程项目施工方案5.1施工测量5.1.1隧道洞外控制测量隧道洞外控制测量采用GPS结合全站仪测量。测量时要在隧道洞口附近布设平面及高程控制点，洞口设置三个平面控制点，视情况确定是否利用平面控制点作为高程控制点。所有的控制点要求相互之间能够通视，并且要求设在地基稳固不动、能与开挖后的洞口通视之处。隧道控制点要与相邻标段的控制点进行联测。测量前收集好各种地形资料和测设资料，并布设好洞口控制点，检校好仪器，施测时严格按照测量规范操作，收集数据后及时进行处理，并提供成果报监理工程师审查。隧道内中线测量用全站仪进行精密导线测量，及时进行洞内控制网平差和中线调整，连续布设导线基线。隧道内高程测量采用水准测量。每个洞口布设两个高精度水准点。水准点布设在坚固、通视好、施工方便、便于保存且高程适宜之处。两个水准点的高差，以安置一次水准仪即可联测为宜。由洞外高程控制点传递，洞内每隔100m设立一对高程控制点，利用导线基线控制点兼作高程控制点，进行往返观测，观测限差和精度符合规定等级的精度要求。5.1.2洞内平面控制测量进洞：利用距离洞口较近、通视效果较好的导线点CPI，后视其它导线点，分别测得CPI至洞口导线点的方位角。再取均值作为CPI距洞口导线点的方位角,可利用左右线隧道进行控制网的布测。主网布设：采用交叉导线作为主控网，导线平均边长200～400m，主控网布设导线点如“交叉导线主控网示意图”所示。沿隧道中线布设Z1、Z2、……Zn各点，沿隧道一侧布设B1、B2、……Bn各点，Bi、Zi视在同一里程。各导线点同时作为水准点，可通过精密几何水准测Bi与Zi间高差来检核导线点稳定性。控制网见下图：交叉导线主控网示意图②施工导线：在开挖面向前推进时，用以进行放样来指导开挖的导线，其边长直线段为150～250m，曲线段为60～100m。③基本导线：当掘进100～300m时，为了检查隧道的方向是否与设计相符，选择一部分施工导线，敷设≮200m精度较高的基本导线，以减小测量误差的传递与积累。5.1.3洞内高程控制测量采用二等精密水准，路线往返测高差不符值、环闭合差、检测高差较差的限差等要求按G12897-91执行，每千米水准测量误差小于2mm。往返测高差不符值限差±0.8，n为两个水准点间单程测站数。每公里偶然中误差小于1.0mm，水准网全中误差2.0mm。贯通面上的测量中误差为m△h＝±m△。5.1.4洞内施工放样隧道开挖放样采用全站仪放样，全站仪的标称精度为2＂、2mm+2ppm。全站仪直接设站于洞内中线点上，将掌子面里程和仪器高程输入编程计算机后即可确定掌子面拱部中心，据此再放出开挖断面。5.1.5竣工测量工程竣工后，为了检查主要结构物及线路、隧洞位置是否符合设计要求，为机电设备安装、检修工程等提供测量控制点，进行竣工测量。竣工测量的主要内容有：隧洞贯通测量、线路中线、隧洞净空断面和永久性高程点。平面贯通测量：在隧洞贯通面处，采用坐标法从两端测定贯通，并归算到贯通断面和中线上，求得横向贯通误差和纵向贯通误差。高程贯通测量：隧洞贯通后，用水准仪从两端测定贯通点的高程，其误差即为竖向贯通误差。5.1.6根据地下控制网平差和中线调整采用激光断面仪（全站仪）进行隧洞净空断面测量。隧洞贯通后地下导线则由支导线经与另一端基线边联测成为附合导线，水准导线也变成了附合水准，当闭合差不超过限差规定时，进行平差计算。按导线点平差后的坐标值调整线路中线点，改点后再进行中线点的检测，直线夹角偏差值≤±6〞，高程亦用平差后的成果。将新成果作为净空测量、调整中线起始数据。并报监理工程师审查批准后使用。5.2进洞施工斜井进正洞段设计为III级围岩，设计资料显示岩性主要为弱风化灰岩、白云岩。5.2.1开挖揭示围岩情况开挖揭示围岩岩性为白云质灰岩夹黏土，含水。围岩经开挖后有部分掉块现象。5.2.2交叉口段落情况2#斜井过平导进正洞（XJ2K0+085～+017）段为可溶岩段落，处于岩溶循环带内，岩溶中等至强烈发育，母岩为白云质灰岩，地表水为大气降水，地下水主要以岩溶水为主，埋藏较深。由于围岩性质及受多次工序转换影响，确定该段隧道坍方风险为高度。5.2.3交叉口段落技术方案为保证交叉口处的施工安全，斜井XJ2K0+065～XJ2K0+018设置模筑衬砌，采用C25混凝土，衬砌厚度为25cm。斜井通过正洞地段衬砌形式按设计图要求办理。交叉口段斜井均采用锚喷构筑法施工，光面爆破，台阶法开挖。XJ2K0+065～XJ2K0+018段采用拱墙I18型钢钢架加强支护，钢架间距1.0m；拱部采用φ42小导管加强支护，小导管长4.0m，纵向间距3.0m，环向间距0.4m，每环26根；拱墙采用锚网喷支护，锚杆长4.0m，1.2×1.2m梅花形布置。正洞在交叉口两侧10m范围内及斜井通过范围内地段，采用拱墙I18型钢钢架加强支护，钢架间距1.0m；拱部采用φ42小导管加强支护，小导管长4.0m，纵向间距3.0m，环向间距0.4m，每环39根（平导20根）；拱墙采用锚网喷支护，锚杆长4.0m，1.2×1.2m梅花形布置。斜井与正洞交叉口锁口部位，采用I18型钢钢架加强支护，每处不少于5榀，具体加工尺寸根据实际开挖尺寸确定。（具体见后附平纵面施工图）。2#斜井过平导进正洞（XJ2K0+085～+017）段由于受地质情况及多次施工转换影响存在塌方风险。在2#斜井施工至XJ2K0+30.46处，施做正洞交叉口喇叭口，具体尺寸参照施工图施做，斜井从正洞D2K729+111.521里程处进入正洞,在施工至与正洞交界（XJ2K0+019.921）后，以圆曲线形式转体进入正洞（小里程方向），在转体过程施工中同时按10%的上坡开挖至正洞拱顶高程，开挖长度计算为34.46m；然后过渡扩挖3m到正洞断面，转向（大里程方向）相反方向开挖上台阶施工到D2K729+164.9处，然后从D2K729+098向大里程方向施工下台阶到D2K729+154.9位置，再开从D2K729+109.5向小里程方向、D2K729+122.9向大里程方向开挖仰拱部分，且仰拱和填充紧跟，为二衬台车、防水板提拱拼装条件，拼装完成后，及时将D2K729+122.9～+134.9二衬施工完成，将三角区加固稳定，有利于三角区的施工安全。为确保交叉口段三维受力状况，交叉口范围内斜井与正洞初期支护均由III级改为Ⅳ级。考虑到斜角58.16°角度较小，三角区临空面太大，为保证施工安全及满足使用要求，斜井进正洞处采用I18型钢支护锁口。在正洞洞室施工的同时进行斜井段二次衬砌施工，当正洞交叉口工作面完成后开始平导的大里程方向施工。其他工序工艺与正洞工艺相同。5.3超前地质预测及预报主要资源配置见下表：超前地质预报主要设备配置表序号设备名称数量1TSP203超前预报仪1套2SIR－3000型地质雷达1台3红外探水仪1台4C6型全液压钻机（超前水平地质钻机）1台根据隧道工程地质条件，采用TSP203地质预报系统、红外线探测仪、地质雷达、超前钻孔探测及地质素描等综合地质预报技术，长距离预报与短距离预报相结合，预测开挖工作面前方一定范围内的工程地质。施工中将超前地质预报工作纳入施工工序管理，由专人负责，超前地质预报的重点内容：预测开挖面前方地质情况，围岩整体性、断层、软弱围岩破碎带在前方的位置和对施工的影响，地下水活动情况等。超前地质预报组合见下图：掌子面原地质资料的地质构造带范围综合超前地质探测的地质构造带范围围岩较好地段已开挖段（进行地质效核，以便提高综合超前地质预报准确率）掌子面原地质资料的地质构造带范围综合超前地质探测的地质构造带范围围岩较好地段已开挖段（进行地质效核，以便提高综合超前地质预报准确率）地质较差地段（不良地质和富水带）岩层变化段水平探孔未开挖地段综合超前地质预报示意图5.3.1地质预报计划施工过程中必须将超前地质预报纳入施工工序管理，做到先探测、后施工，不探测不施工。超前地质预报施工流程见下图。施工准备施工准备制定预报方案预报分级研究地质资料地质分析长距离预报物探法深孔水平探测地质综合判断施工建议施工方案选择隧道施工地质素描下循环预报项目技术决策预报验证反馈加深炮孔探测红外探测超前水平钻孔地质雷达异常段正常段异常段地质预报报告中长距离预报短距离预报地质素描超前地质预报施工流程图实施计划总的思路是：长期预报和短期预报相结合，采用TSP203超前地质预报系统进行长距离宏观控制，红外探水连续实施，地质雷达进一步强化、补充和验证，加大超前水平钻探和孔内数码成像的力度，加强常规地质综合分析，根据地质预报结果，经专业人员进行分析研究后，拟定相应对策以指导施工。多管齐下，力争把发生地质灾害的机率降至最低。地质超前预报计划见下表。地质超前预报计划表预测预报手段仪器预报内容预报频率及计划地质素描罗盘仪、地质锤、放大镜、皮尺、数码相机等简单工具对开挖面围岩级别、岩性、围岩风化变质情况、节理裂隙、产状、破碎带分布和形态、地下水等情况进行观察和测定后，绘制地质素描图，通过对洞内围岩地质特征变化分析，推测开挖面前方地质情况。地质素描在每次开挖后进行TSP203技术TSP203超前预报仪重点探查规模较大的破碎带、裂隙发育带等。每隔100m用TSP203探测一次地质雷达周边探测SIR－3000型地质雷达重点进行隧道周边的地质体探测，查找地质破碎带及其它不良地质体，防止开挖通过后，隧道顶板、底板及侧壁出现灾害性的突水突泥。每隔25m探测一次红外探水红外探水仪根据构造探测结果，趋近不良地质体和地质异常体时，利用便携式红外线探水仪进行含水构造探测。当洞内个别区段渗水量较大时，亦用红外探水仪探测预报，探明隧道周边隐伏的含水体。每隔25m对掌子面进行一次含水构造探测水平超前钻孔钻机选型用GLP150型全液压钻机，将超前钻孔作为主要的探测手段，用以验证超前地质预报的精度，并直接探明前面围岩地段的涌水压力及其含量。按隧道全长进行探测，孔径50mm。每次钻孔深度30m，必要时进行取芯分析。5.3.2预报方法①地质素描地质素描是根据岩体节理产状确定不稳定块体出露位置。地质素描预测法分为岩层岩性及层位预测法、条带状不良地质体影响隧道长度预测法以及不规则地质体影响隧道长度预测法三种。对掌子面已揭露出的岩层进行地质素描（观察岩石的矿物成分及其含量，结构构造特征和特殊标志），给予准确定名，测量岩层产状和厚度。测量该岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离，并计算其垂直层面的厚度。将该岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图相比，确定其在地表地层（岩层）层序中的位置和层位。依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序，结合TSP探测成果，反复比较分析，最终推断出掌子面前方一定范围内即将出现的不良地质在隧道中的位置和规模。施工过程中，每次爆破后由地质工程师进行地质素描，内容包括掌子面正面及侧面稳定状态、岩层产状、岩性风化程度、节理裂隙发育程度（产状、间距、长度、充填物、数量）、喷射混凝土开裂、掉块现象、涌水情况、水质情况、水的影响、不良气体浓度等。同时定期对地表水文环境进行观测和监测记录，及时了解隧道施工对地表水的影响，确定施工控制措施，最终做出掌子面地质素描图和洞身地质展示图。及时对洞内涌水进行水质分析和试验，提交分析和试验结果，对影响隧道衬砌结构的水质提出处理意见，上报技术部门，以利采取有效的防护措施。②TSP203TSP超前地质预报系统是目前隧道及地下工程地质预报工作中采用的较为先进的地质预报方法。其工作原理是利用地震波的回波原理，人工制造一系列有规则排列的轻微震源，形成一个地震源断面；同时，三维地震波接收器在计算机的监控下，采集这些震源所发出的震波沿隧道前方及四周区域传播而遭遇不良地质体（如地层层面、节理面、特别是断层破碎带界面和溶洞、暗河等）被反射返回的地震波数据。这些回波信号的传播速度、延迟时间、波形、强度和方向，是与相应不良地质体的性质和分布状况紧密相关的。在一定间隔距离内连续采用上述方法，可以得到前方地层的地质力学参数，如杨氏模量和横向变形系数等，从而预报隧道前方及周围临近区域的地质状况，判断开挖面前方100m～200m范围内的地质情况。该系统的使用，可极大提高对地质情况的判识能力，为施工生产提供安全保证。地震波反射法是复杂地质隧道施工中采用的主要预报手段。Ⅰ、准备工作TSP-203地质超前预报系统测线设在工作面附近边墙上，由两个接收器孔和24个炮孔组成。两个接收器孔对称分布在两侧边墙，24个炮孔等间距分布在一侧边墙。在数据采集前，钻孔、接收传感器套管的安装，以及接受气孔、炮孔的倾向、倾角和各控基准点的测量可先期完成。准备工作不影响正常施工，可与隧道施工作业同时进行。Ⅱ、相关参数爆破点沿着隧道一侧洞壁平行于隧道底面呈直线排列，孔距1.5m，孔深1.5m～2.0m.距最后一个爆破点15m～20m设接收点，接收点孔深2.0m，孔口距隧底约1.0m与炮孔等高。接收器孔向上倾斜5°～10°,炮孔向下倾斜15°～20°。根据围岩软硬和完整破碎程度以及接受器位置的远近，每个炮孔装药50g～100g。炸药为高爆速炸药，雷管采用零延时电雷管。Ⅲ、现场测量接收器孔内置接收传感器.探测时逐次引爆炸药，制造出小型地震波。这些地震波遇到节理面、地质界面和破碎带、溶洞、暗河等不良地质界面时会产生反射波。反射波的强度及传送时间反映了相关界面的性质、产状、距接收点的距离。Ⅴ、数据分析接收点的接收传感器将所接收的反射波数据，发送到记录仪储存。利用软件对储存数据进行处理，形成相关界面的隧道映像点图，通过分析获得前方的地质情况。③地质雷达预报Ⅰ、工作原理及方法地质雷达或ZGS型智能工程探测仪，是通过发射天线T将高频电磁波以脉冲形式发射至地层中，再由天线R接收反射回的信息，最后通过分析，达到对短距离进行超前预报的目地。地质雷达或ZGS型智能工程探测仪探测范围为前方30m内，可作为TSP地质预报系统的主要辅助手段。Ⅱ、数据处理及资料判释地质雷达数据处理的目的是排除随机和规则的干扰，以最大可能的分辨率在图像剖面上显示反射波，提取反射波的各种参数，包括振幅、波形、频率等帮助判释。资料判释方法：地质雷达反映的是地下介质的电性分布，将其转化为地质体分布时必须把地质、钻探、地质雷达记录这三方面的资料有机结合，以此获得检测对象的整体状况。地质雷达探测作为TSP地质预报系统的辅助手段，在TSP203无法施作的中短距离内采用。④红外探水Ⅰ、探测内容地下岩体、水体由于分子振动和转动，每时每刻都在向外界发射红外波段的电磁波，从而形成红外辐射场。物理场具有密度、能量、方向等信息特征，所以地质体不同红外辐射场就不同。红外探测仪通过探测隧道前方地段红外辐射场强的变化来确定地质异常体的存在。红外探测仪可以测出沿隧道轴线一定范围内的围岩场强值，根据这些场强值绘出一系列的曲线。当隧道掌子面前方围岩的介质相对正常时，所获得的红外探测曲线近似为直线，离散度较小，该红外辐射场就为正常场。这意味着被探隧道掌子面前方20～30m范围内不存在含水构造的地质异常体。当掌子面前方或隧道外围存在含水构造时，曲线上的数据产生突变，含水构造产生的红外辐射场叠加到围岩的正常辐射场上使探测曲线发生弯曲，形成异常场。红外线探测仪存在局限性，主要探测含水断层、含水破碎带、含水溶洞、含水陷落柱、地下暗河等。Ⅱ、现场探测进入探测地段，沿隧道边墙以5m点距用粉笔或油漆标好探测顺序号直至掘进工作面。在掘进工作面，先对前方探测。在返回的路径上，每遇到一个顺序号，就站在隧道中央，分别用仪器的激光器打出光斑，使光斑落在左侧边墙中心位置、拱部中线位置、右侧边墙中心位置、隧底中线位置，并扣动扳机分别读取探测值，做好记录。然后转入下一序号点，直至全部探完。也可以在掘进断面自上而下测五排数据，每排五个点，做好记录，进行对比。Ⅲ、资料处理探测数据输入计算机，由专用软件绘成顶板探测曲线、底板探测曲线和两边墙探测曲线；断面上测的四排探测数据也分别绘制成曲线。通过分析对隧道前方的地质情况做出预报。红外探测曲线以直角坐标系表示，纵轴表示红外辐射场场强值，横轴表示以某点为起点的隧道距离（断面曲线图横轴则表示隧道断面上的5个测点及间距）。探测曲线大致平行横坐标表示正常，反之，则表示异常。⑤超前水平钻探超前钻探是隧道施工期超前地质预测预报最直接、最有效的方法，也是对其他探测手段成果的验证和补充。通过钻孔钻进速度测试和对钻孔岩芯的观察及相关试验获取隧道掌子面前方岩石的强度指标、可钻性指标、地层岩性资料、岩体完整程度及地下水等诸方面的资料。与地震波反射法、地质雷达探测法相比，超前水平钻探法具有更直观、更准确的特点。超前水平钻探法主要用于探测煤层、瓦斯、断层、溶腔、突水、涌泥等不良地质。超前水平钻探法探测的距离长，探明的不良地质距工作面较远，便于提前调整施工方案和技术措施。超前地质钻探采用单孔水平取岩芯钻探法，孔深一般20～30m，验证中近距离超前物探的异常地段，每个断面1孔。近距离超前钻探即为加深炮眼超前探测，利用在隧道开挖工作面上的炮眼钻孔来探测前方围岩的地质情况，在每个循环钻设炮眼时布设3～5个钻孔加深1～3m作为探测孔。为防止遇高压水时突水失控，开孔采用φ120钻头，孔内放入3.0m长的φ108钢管作为孔口管，孔口管伸出掌子面50cm，孔壁间用环氧树脂加水泥浆锚固，孔口管伸出部分安封闭装置，并与注浆泵联接，以便遇高压水时及时封堵并注浆。钻孔时作业平台要求平稳、牢固，钻机施工时不晃动。施钻过程中，由地质工程师详细记录钻速、水质、水量变化情况，并对岩芯进行统一编录、收集，综合判断预报前方水文、地质情况。预报效果检查开挖到预报位置时，将实际地质进行素描，和预报地质资料进行对比，以此来评价预报的准确性，积累经验，为以后的预报提供参考，并及时将预测数据、结果反馈至设计院，作为调整设计、改变施工方案的依据。超前地质预报部分工作由业主组织，委托第三方进行检测。5.4隧道洞身开挖方法及工艺为保证按期完成施工任务，必须针对不同的地质、围岩，制定不同的开挖方法，实现快速施工。无论采用何种施工方法，都要遵循短开挖、弱爆破、勤量测、支护及时封闭成环的原则。尤其是软弱围岩地段，应按上台阶开挖Ⅴ级围岩每次开挖支护不大于1榀拱架间距，Ⅳ级围岩每次开挖支护不大于2榀拱架间距，边墙每次开挖支护不大于2榀拱架间距，仰拱每次开挖支护不大于3m。Ⅱ级、Ⅲ级围岩采用台阶法施工；Ⅳ级围岩采用以台阶法施工为主，加强段采用台阶法加临时横撑；Ⅴ级围岩一般段以台阶加临时横撑(或临时仰拱)法为主，软岩地段采用大拱脚台阶法施工，断层及物探显示极破碎、极软弱地段及出口段采用CRD法施工，个别Ⅴ级围岩段采用三台阶七步开挖法。5.4.1正洞洞身Ⅱ、Ⅲ级围岩段台阶法台阶法施工将断面分为上下两部分。为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，拱部及边墙采用光面爆破。上台阶采用简易工作台架、YT28风钻钻孔；下台阶采用液压凿岩台车钻孔。上台阶采用反铲挖掘机或人工扒渣至下断面，下台阶由装载机装渣，采用带废气净化装置的自卸汽车运渣。12m长全断面液压衬砌钢模台车衬砌。台阶法施工工艺见下图：台阶法施工工艺流程图5.4.2正洞洞身Ⅳ级加强段及Ⅴ级一般段本隧道洞身Ⅳ级加强段及Ⅴ级一般段采用台阶法加临时横撑（或仰拱）开挖。为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，拱部及边墙采用光面爆破。上半部采用简易工作台架、YT28风钻钻孔；下半部断面采用液压凿岩台车钻孔。上断面采用反铲挖掘机或人工扒渣至下断面，下断面由装载机装渣，采用带废气净化装置的自卸汽车运渣。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。台阶法加临时横撑(仰拱)施工工艺、工序见下图：上断面开挖上断面开挖拱部初期支护临时横撑安装(仰拱浇筑)下断面开挖仰拱混凝土浇筑全断面二次衬砌临时横撑(仰拱)开挖下断面边墙初期支护台阶法加临时横撑(仰拱)施工工艺流程图台阶法加临时横撑（仰拱）施工工序图台阶法加临时横撑（仰拱）施工工序图5.5超前预支护施工方法及工艺本隧道段落采用超前小导管的超前支护形式进行预支护。洞身洞Ⅳ级围岩和V级围岩采用φ42超前小导管预支护。5.5.1超前小导管施工工艺流程见下图：超前小导管施工工艺流程图①小导管布置隧道洞身部分IV级围岩段采用Φ42超前小导管(壁厚3.5mm)，每根长4.5m，每环31根，环向间距0.5m,纵向3.0m一环，外插角为5～10②小导管结构小导管前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲。小导管中间部位钻φ10mm的注浆孔，注浆孔呈梅花形布置(防止注浆出现死角)，间距为15mm，尾部1m范围内不钻孔以防漏浆，末端焊直径为6mm的环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管联接。加工成形后的小导管构造详见下图：小导管构造图③钻孔先将小导管的孔位用红漆标出，钻孔的方向垂直于开挖面，仰角10°～15°。采用风枪或凿岩台车成孔。钻孔钻进避免钻杆摆动，保证孔位顺直。钻至设计孔深之后，用吹管将碎渣吹出，避免塌孔。④顶管在钻孔内插入φ42mm钢花管，在管尾后段30cm处，将麻丝缠绕在管壁上呈锥状，并用胶带缠紧。开动钻机，利用钻机的冲击力将钢花管顶入围岩中，钢管顶进长度不小于90%管长。⑤固定顶管至设计孔深后，将孔口用水泥-水玻璃胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口露出喷射混凝土面15cm，安装钢拱架后与拱架焊接在一期。⑥小导管注浆封闭封闭工作面准备工作安装钢插管制作钢插管钻孔联结管路及密封管口机具设备检查压水检查达到要求拌浆注浆压力流量达到要求结束否否是小导管注浆施工工艺流程图Ⅰ、注浆设备选择超前小导管注浆采用TGB-HG90/90型注浆泵。Ⅱ、浆液的选择浆液采用水泥砂浆，水灰比0.5:1（重量比），施工时由试验室选定，使用不低于42.5强度的水泥。Ⅲ、注浆量为了获得良好的固结效果，必须注入足够的浆液量，确保一定的有效扩散范围。注浆范围按开挖轮廓线外0.3～0.5m设计并且浆液在地层中均匀扩散。Ⅳ、注浆压力注浆压力为0.5～1.0Mpa，施工中根据施工现场试验确定较合理的注浆参数。5.6初期支护施工方法及工艺隧道初期支护由喷射混凝土、挂钢筋网、钢支撑拱架、拱部中空锚杆和边墙砂浆锚杆组成。初期支护施工程序见下图。初期支护施工程序图初期支护施工程序图5.6.1砂浆锚杆砂浆锚杆施工工艺流程见下图。砂浆锚杆施工工艺流程图砂浆锚杆施工工艺流程图普通砂浆锚杆采用螺纹钢筋现场制作，长度根据围岩状况及设计确定，间距不大于杆长的二分之一，系统锚杆呈梅花形布置。砂浆锚杆锚杆采用锚杆钻机或风动凿岩机钻孔，机械配合人工安装锚杆，水泥砂浆终凝后安设孔口垫板。钻孔直径大于锚杆直径15mm，然后采用砂浆锚杆专用注浆泵往钻孔内压注早强水泥浆，砂浆配合比（质量比）砂灰比宜为1:1～1：2，水灰比宜为0.38～0.45），早强水泥采用硫铝酸盐早强水泥，并掺早强剂。注浆开始或中途超过30min时应用水润滑注浆管路；注浆孔口压力不得大于0.4MPa;注浆时注浆管要插至距孔底5～10cm处，随水泥浆的注入缓缓匀速拔出，随即迅速将杆体插入，锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。若孔口无砂浆溢出，要将杆体拔出重新注浆。5.6.2组合中空注浆锚杆本隧道拱部系统锚杆采用φ25组合中空锚杆，锚杆设置钢垫板，垫板尺寸150mm×150mm×6mm。锚杆位置、长度和数量据所处围岩地段的不同情况设置。组合中空注浆锚杆施工工艺流程见下图。组合中空注浆锚杆施工工艺流程图中空锚杆施工钻孔使用风动凿岩机钻孔，钻孔前根据设计要求定出孔位，钻孔保持直线并与所在部位岩层结构面尽量垂直，钻孔直径φ42mm，钻孔深度大于锚杆设计长度10cm。中空注浆锚杆施工程序如下：钻完孔后，用高压风吹净孔内岩屑；将锚头与锚杆端头组合，戴上垫片与螺母；将组合杆体送入孔内，直达孔底；将止浆塞穿入锚杆末端与孔口取平并与杆体固紧；锚杆末端戴上垫板，然后拧紧螺母；采用锚杆专用的螺杆式注浆泵往中空锚杆内压注水泥浆，水泥浆的配合比为：1：0.3～0.4，注浆压力为1.2MPa，水泥浆随拌随用。5.6.3喷射混凝土喷射混凝土施工工艺见下图。喷混凝土采用湿喷技术，在洞外由混凝土拌和站拌好，通过混凝土搅拌运输车向洞内送料，空压机供风。喷射混凝土施工程序详见下图。湿喷式混凝土喷射机湿喷式混凝土喷射机水泥粗、细骨料外加剂及微纤维水混凝土拌和风压控制在0.45～0.7MPa速凝剂筛网Ф10mm（滤出超径石子）喷射混凝土施工程序图①原材料要求砂选用颗粒坚硬、干净的中、粗砂，符合国家二级筛分标准，细度模数大于2.5，含水率控制在5-7%；碎石选用坚硬耐久、最大粒径不大于15mm的碎石；水泥用普通硅酸盐水泥；使用的外加剂主要为液体速凝剂。②湿喷混凝土的施工方法根据设计要求和地质围岩状况，喷射混凝土分为：素喷、锚喷、格栅联合锚网喷，均采用湿喷作业技术。混凝土喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔10mm），以避免超粒径骨料进入喷射机；喷射前首先要对岩面进行修整，清除松动岩块，对个别欠挖突出部分进行凿除、对个别超挖部分用喷射混凝土喷混补平；用高压水将岩面冲洗干净，对遇水易潮解的岩层，则用高压风清扫岩面；检查喷射机工作是否正常；要进行喷射试验，一切正常后可进行混凝土喷射工作。混凝土喷射送风之前先打开计量泵（此时喷嘴朝下，以免速凝剂流入输送管内），以免高压混凝土拌合物堵塞速凝剂环喷射孔；送风后调整风压，控制在0.15～0.2MPa之间，若风压过小，粗骨料则冲不进砂浆层而脱落，风压过大将导致回弹量增大。可按混凝土回弹量大小、表面湿润易粘着力度来掌握。喷射压力根据喷射仪表反馈的信息及时调整风压和计量泵，控制好速凝剂掺量。为保证喷射混凝土的厚度和质量，喷射混凝土分二次完成，即初喷和复喷。喷射混凝土以湿喷为主，含水量较大地段采用潮喷工艺。喷射料由洞外的混凝土拌和站拌和，混凝土输送车运输。初喷在刷帮、找顶后进行，喷射混凝土厚度4～5cm，及早快速封闭围岩，放炮后由人工在渣堆上喷护。复喷是在初喷混凝土层及加固后的围岩保护下，完成立拱架、挂网、锚杆工序的作业后进行的。采用湿喷工艺，由喷射机械手施工。采用湿喷工艺可以减小回弹量及粉尘，减少环境污染。喷射混凝土分段、分片、分层进行，由下向上，从无水、少水向有水、多水地段集中，多水处安放导管将水排出。施喷时喷头与受喷面基本垂直，距离保持1.5～2.0m。设格栅钢架时，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空隙，后喷钢架之间，钢架应被喷射混凝土所覆盖，保护层不得小于4cm。喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm喷锚施工顺序图一次喷射厚度控制在拱部不得超过6cm，边墙不得超10cm，过每段长度不超过6m，喷射回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。新喷射的混凝土按规定洒水养生。回弹量的多少取决于混凝土的稠度、速凝剂的使用、喷射技术骨料级配等多种因素。施工时要将边墙部分回弹率控制在15%以内，拱部回弹率控制在20%以下。施工前制定相应的作业指导书并在施工中根据实际情况不断完善。在实际工作中尽快摸索掌握有关工作风压、喷射距离、送料速度三者之间的最佳参数值，使喷射的混凝土密实、稳定、回弹最小。必要时，在混凝土中掺加硅粉或粉煤灰，以增加混凝土的和易性而减少回弹。5.6.4钢筋网施工钢筋网施工工艺流程见下图。下料下料调直除锈、去油污焊接运输安装钢筋网施工工艺流程图①钢筋网施工钢筋网按照设计要求加工成方格网片，纵横钢筋相交处可点焊成块。钢筋网一般在初喷混凝土、锚杆完工之后安设，施工时运至工作面进行敷设，网片要紧贴初喷面，混凝土保护层厚度必须满足设计要求。网片与网片间、网片与锚杆间要焊接牢固。②技术要点钢筋必须经试验检测性能合格；使用前要作钢筋除锈和去污处理；钢筋网节点与锚杆间采用电焊焊接牢固，网片间用铁丝扎紧或焊接，在喷射作业时不得走动；钢筋网铺设随混凝土初喷面起伏，并与壁面接触密实；复喷混凝土后，将钢筋网完全覆盖，钢筋网不得外露，而且要有3～5cm厚保护层。复喷后喷混凝土面应平整。5.6.5格栅/工字钢拱架施工本工程所用的拱架支撑主要有工字钢拱架、格栅钢架两种形式。格栅/工字钢拱架在洞外按设计加工成型，洞内安装在初喷混凝土之后进行，与定位系筋、锚杆联接。钢支撑间设纵向连接筋，拱架支撑间以喷混凝土填平。拱架支撑拱脚安放在牢固的基础上，架立时垂直隧洞中线，当拱架支撑和围岩之间间隙过大时设置垫块，用喷砼喷填。格栅/工字钢拱架施工工艺流程见下图。格栅/工字钢拱架施工工艺流程图格栅/工字钢拱架施工工艺流程图①现场制作加工拱架按设计要求预先在洞外结构件厂加工成型。先将加工场地用C15混凝土硬化，按设计放出1：1的加工大样。放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割的加工余量。将格栅钢筋冷弯成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。②拱架架设工艺要求为保证拱架支撑设在稳固的地基上，施工中在拱架支撑基脚部位预留0.15～0.2m原地基；架立拱架支撑时挖槽就位，软弱围岩地段在拱架支撑基脚处设锁脚锚杆和垫槽钢以增加基底承载力。拱架支撑平面垂直于隧洞中线，倾斜度不大于2°。拱架支撑的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。为保证拱架支撑的稳定性、有效性，两拱脚处和两边墙脚处加设锁脚锚杆，锁脚锚管由4根φ42热轧无缝钢管组成。拱架支撑按设计位置安设，在安设过程中，当拱架支撑和初喷层之间有较大间隙时设骑马垫块，钢支撑与围岩（或垫块）之间的间隙不大于50mm。为增强拱架支撑的整体稳定性，将拱架支撑与锚杆联接在一起。沿钢支撑设直径为ф22mm的纵向连接钢筋。为使拱架支撑准确定位，拱架支撑架设前均需预先打设定位系筋。系筋一端与拱架支撑联接在一起，另一端锚入围岩中0.5～1m并用砂浆锚固，当拱架支撑架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。拱架支撑架立后尽快喷混凝土，并将拱架支撑全部覆盖，使拱架支撑与喷混凝土共同受力。喷射混凝土先从拱脚或墙脚处向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚（墙脚）不密实，造成强度不够，拱脚（墙脚）失稳。5.7出渣运输施工方法及工艺根据施工现场的实际情况，本隧道出渣采用无轨运输。采用装载机或挖掘机装渣，运渣采用配备尾气净化装置的自卸汽车运渣。隧道弃渣有条件尽量调配利用，其余弃至渣场。弃渣场设置永久的渣场挡护工程，顶面设置截排水系统，同时对渣场坡面采取植被防护等措施。隧道内的出渣车辆通过仰拱施工地段时，为避免仰拱施工对其它工序的干扰，拟采用搭设仰拱栈桥过渡，仰拱落底清理及浇筑混凝土均在该栈桥下进行，待栈桥下仰拱施工结束，混凝土强度达到通车强度后，再向前移动栈桥，如此周而复始循环推进。为提高出渣效率，缩短循环时间，保证安全，采取如下措施：①加强装运渣设备维护保养，备足易损配件，发现故障及时排除。②设专人养护道路，保持道路平整、无积水，定期铺渣维修。尤其雨季，设专人及时排除不安全隐患。③加强洞内排水与照明，保持洞内有良好照明和路况。④加强通风，保证洞内空气新鲜。⑤教育出渣汽车司机遵守交通规则，严禁带故障行车酒后驾车。⑥由于通视状况差，隧道施工过程中，在洞内安装红色灯信号，按照轻车让重车原则，由专职调度员组织洞内运输车辆的行驶，避免塞车，维持交通秩序。⑦弃渣场采用推土机平整，专人指挥倒渣。⑧施工便道经常洒水，防止尘土飞扬。5.8结构防、排水施工方法及工艺5.8.1洞内排水沟槽本隧道采用双侧排水沟槽或双侧排水沟加中心水管排水沟，纵、环向盲管的水流入侧沟后通过排水沟排出洞外。洞内采用双侧水沟，双侧电缆槽，洞内通信、信号电缆槽设于线路前进方向的左侧；电力电缆槽设于线路前进方向右侧。5.8.2本隧道均设有中心排水沟，排水沟在仰拱混凝土填充时进行模筑衬砌；施工时注意纵横向坡度与标高，并保证与两侧水沟和中心水沟的连通。5.9防水板铺设防水板采用无钉铺设工艺，防水板铺设工艺流程见下图。防水板铺设施工工艺流程图防水板铺设施工工艺流程图5.9.1施工准备测量隧道断面，利用作业台车对断面进行修整，首先应凿除喷射混凝土表面“葡萄状”结块，用电焊或氧焊将初期支护外露的锚杆头和钢筋头等铁件齐根切除，在割除部位用细石混凝土抹平覆盖，以防刺破防水板。对于开挖面严重凹凸不平的部位须进行修凿和找平。采用细石混凝土抹平明显坑洼。基层平整度采1m的靠尺进行检测，当靠尺至弧形中部的距离小于100mm（即L/D＜1/10）或圆弧的最小半径大于200mm时即满足要求。基层平整度检测见下图。基层平整度检测示意图在初期支护面上标出拱顶中线和垂直于隧道轴线的断面线。检查防水板的质量，是否有变色、老化、波纹、刀痕、撕裂、孔洞等缺陷；在防水板边沿划出焊接线和拱顶中线；防水层按实际轮廓线长度截取，对称卷起备用。纵向铺设长度按二衬边拱混凝土长度外大于60cm5.9.2防水板铺设防水板长边沿隧道纵向铺设，先在隧道拱顶部正确标出隧道纵向中心线，再使防水板的中心线与隧道中心线重合，从拱顶开始向两侧下垂铺设，边铺边与圆垫片热熔焊接，铺设时力求与土工布密贴，不必拉得太紧，防水板在与圆垫片进行热合，一般时间达5s即可，防水板长短边采用专用塑料热合机进行焊接，搭接长度不小于15cm，防水板焊缝焊接时，热合机行走速度控制在16～22m/min，无条件用机焊的特殊部位可用人工焊接，但一定要认真检查焊接是否牢固。附属洞室铺设防水板时，按照附属洞室的大小和形状加工防水板，将其焊在洞室内壁的喷锚支护上，并与边墙防水板焊接成一个整体。防水板的铺设要松紧适度，使之能紧贴在喷射混凝土表面上，不致因过紧被撕裂；过松，无纺布防水板褶皱堆积形成人为蓄水点。为防止电热加焊器将防水板烧穿，可在其上衬上隔热纸。防水板一次铺设长度根据混凝土循环灌注长度确定，并领先衬砌施工2～3个循环。5.9.3防水板接缝焊接防水板接缝焊接采用爬行热合机双缝焊接，将两幅防水板的边缘搭接，通过热熔加压而有效粘结。防水板搭接宽度不小于15cm，焊缝宽度不小于15cm。热合器预热后，放在两幅防水板之间，边移动融化防水板边顶托加压，直至接缝粘接牢固。竖向焊缝与横向焊缝成十字相交时(十字形焊缝)，在焊接第二条缝前，先将第一条焊缝外的多余边削去，将台阶修理成斜面并熔平，修整长度＞12mm，以确保焊接质量和焊机顺利通过。焊缝质量与焊接温度、电压和焊接速度有密切关系，施焊前必须先试焊，确定焊接工艺参数。焊接时，不可高温快焊或低压慢焊，以免造成假焊或烧焦、烧穿防水板；加压均匀，不可忽轻忽重，使轻压处产生假焊现象；焊缝若有假焊、漏焊、烧焦、烧穿时进行补焊，防水板被损坏处，必须用小块防水板焊接覆盖。5.9.4防水板质量检查①外观检查防水板铺设应均匀连续，焊缝宽度不小于15mm，搭接宽度不小于15cm②焊缝质量检查防水板搭接部位焊缝为双焊缝，中间留出空隙以便充气检查。检查方法为：先堵住空气道的一端，然后用空气检测器从另一端打气加压。用5号注射针头与打气筒相连，针头处设压力表，打气筒进行充气，当压力达到0.25Mpa时，停止充气，保持该压力达15min，压力下降幅度在10%以内不漏气，否则说明有未焊好之处，用肥皂水涂在焊接缝上，产生气泡地方重新焊接，可用热风焊枪和电烙铁等补焊，直到不漏气为止。检查数量采取随机抽样的原则，每10条焊缝抽试一条，为保证质量，每天每台热合机焊接应制取一个试样，注明取样位置、焊接操作者及日期，供试验检查之用。对搭接焊接及吊挂点焊缝进行检查，如有不符合质量要求者，应及时进行补焊处理，以满足质量要求。钢筋绑扎时要对防水层进行防护，所有靠防水板一侧钢筋弯钩及绑扎铁丝接口设在背离防水板一侧。焊接钢筋时必须在此周围设防火板遮挡，以免电火花烧坏防水层。混凝土振捣时不能触碰到防水板。③松紧度检测（吊挂余量）用木棍端部推压防水板，如果能否使其接触到喷层表面，则表明防水板的松紧适当，否则不需调整防水板的松紧度，使其满足要求。5.10环向、纵向排水盲管安装环向排水盲管安装：先在喷射混凝土面上定位划线，线位布设原则上按设计进行，但根据洞壁实际渗水情况作适当调整，尽可能通过喷射层面的低凹处和有出水点的地方。沿线用PE板窄条(8×20cm)和水泥钢钉将环向盲管钉于初喷混凝土表面，钢钉间距30～50cm。集中出水点沿着水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封处沿堵，以便地下水从管中集中流出。纵向排水盲管安装：按设计位置在边墙底部放线，沿线钻孔，打入膨胀螺栓，安设纵向盲管，用卡子卡住盲管，固定在膨胀螺栓上。环向、纵向泄水管必须紧密可靠，防止松脱，必要时用防水胶带进行固连。盲管与喷射混凝土层面的间距不得大于5cm，盲管与岩面脱开的最大长度不得大于10cm。透水盲管施工工艺流程见下图。透水盲管施工工艺流程图透水盲管施工工艺流程图5.11施工缝防水处理环向施工缝采用外贴式止水带+中埋式橡胶止水带，仰拱仅设止水带；纵向施工缝设遇水膨胀橡胶止水条。施工缝通常有竖缝和平缝两种，在进行防水施工时，首先须在二次衬砌混凝土灌注后的4～12小时内，用钢丝刷将接缝处的混凝土面刷毛或用高压水冲洗，直至露出表面石子。在新混凝土灌注前，应将接缝处清理干净，保持湿润，先刷水泥浆两道，再铺设10mm厚水泥砂浆(用原混凝土配合比，除去粗骨料，也可掺加膨胀剂)，过0.5小时后再灌注混凝土。施工缝防水结构详见下图。施工缝防水结构示意图5.11.1外贴式止水带安装背贴式止水带采用不透水粘贴或焊接固定于已铺的防水板上；当背贴式止水带与防水板之间无法焊接时，可采用双面粘贴的丁基胶粘带进行粘贴。丁基粘贴带的厚度不大于1.5mm。环向止水带接缝设在边墙较高位置上，不得设在结构转角处，接头采用专用焊。5.11.2止水带安装先期施工混凝土时，先在1500mm间距将φ5.11.3止水条安装先在预留槽内安设背贴式止水带并进行固定，然后将中埋式止水带准确居中安设，粘贴或焊接定位，用模板固定，先安装一端浇筑混凝土，另一端用箱形木板保护，待混凝土达到一定强度后拆除模板及箱形保护。在打前一板衬砌混凝土时，先在端模板将要安装止水条的位置钉上一条宽20mm，厚15mm5.11.4变形缝防水处理变形缝防水结构详见下图。变形缝防水结构示意图变形缝设置缓膨型遇水膨胀止水带。拱墙变形缝处衬砌外缘与防水板结合部位以聚硫密封胶封堵，衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵，以外2cm范围内设置U型镀锌钢板接水盒，其余空隙采用填缝料填塞密实。变形缝是由于不同刚度结构受不同的力，容许产生一定的不均匀沉降而设置的结构缝隙，是结构外防水的关键环节，本标段在变形缝处采用中埋式橡胶止水带和背贴式止水带复合防水，缝隙间充填沥青木丝板。止水带的固定及安装方法与施工缝中止水带安装相同。施工过程中对竖直向的止水带两边的混凝土要加强振捣，保证混凝土两边的混凝土密实，同时将止水带与混凝土表面的汽泡排出，要保证止水带与混凝土牢固结合，止水带处的混凝土不应有粗骨料集中或漏振现象。对水平向的止水带待止水带下充满混凝土并充分振捣密实后，放平止水带并压出少量的混凝土浆，然后再浇灌止水带上部混凝土，振捣上部混凝土时要防止止水带变形。变形缝外侧密封胶施工时，为了避免三向受力，影响防水质量，在密封胶与嵌缝材料间采用牛皮纸隔离层，密封胶与变形缝两侧壁必须粘贴牢固，密封严实，无渗漏水现象，嵌缝质量应密实，表面不容许出现开裂、脱离、滑移、下垂和空鼓、塌陷等缺陷，嵌填密封胶之前，应清除槽内浮渣、尘土、积水，粘结密封胶的混凝土基面必须平整、干燥、干净、无任何污染。变形缝中使用的橡胶止水带和嵌缝材料必须有出厂质量证明，并经进场检验和复验合格后方可使用，变形缝的构造形式和材料必须符合设计要求。5.11.5注浆防水本隧道部份地段穿越破碎带及地下水发育地段，在这些地段防排水采用“以堵为主，限量排放”的原则采取径向注浆的手段，以降低围岩的渗透系数，控制地下水流失。对于开挖后仍呈面状渗水或围岩较破碎时，对开挖周边进行径向注浆加固，达到止水和加固围岩的作用。径向注浆根据注浆设计图纸并结合地层特点进行确定，并在现场施作过程中不断完善，径向注浆施工工艺流程见下图。径向注浆施工工艺流程图径向注浆施工工艺流程图⑴径向注浆成孔施工首先在周边按设计标识出钻孔位置，利用台车或风钻成孔，达到设计孔深后，进行清孔、验孔；完成后安装注浆孔口管或小导管。⑵径向注浆方式径向注浆采用一次性注浆方式进行施工。⑶径向注浆结束标准径向注浆结束标准以定量定压相结合进行控制。注浆施工过程中，以定压为第一控制原则。在该段最大设计压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注5min即可结束；如果长时间注浆压力不上升（一般指30分钟），将注浆材料调整为双液浆，再注30分钟后仍不上升，可按定量标准进行注浆控制并报请监理工程师共同确定结束标准。注浆结束标准一般以达到设计注浆终压及设计注浆量要求进行控制，且检查合格经监理确认后方可结束。⑷径向注浆效果检查评定径向注浆所有注浆孔的注浆P-Q-t曲线符合设计意图；径向注浆结束后达到设计规定的允许流水量或围岩填充密实标准要求；检查孔检验注浆效果并对检查孔进行补注浆。5.12结构衬砌施工方法及工艺二次衬砌的施做时间应安排在围岩和初期支护变形基本稳定，量测监控数据表明位移率明显减缓时，但是对于具有脆性的破碎围岩或浅埋段等情况下二次衬砌应尽早施做。所有隧道主洞二次衬砌全部采用整体式液压衬砌台车施工。混凝土采用自动计量的拌和站集中供应，搅拌运输车运送，混凝土输送泵泵送入模。衬砌施工中注意及时埋设回填注浆的预埋HDPE管及其它附属设施的预埋件。二次衬砌施工工艺见下图。二次衬砌施工工艺流程图二次衬砌施工工艺流程图5.12.1衬砌台车隧道主洞二次衬砌全部采用整体式液压衬砌台车施工，横洞衬砌地段、正洞会车带、非绝缘锚段衬砌和悬挂风机地段衬砌等特殊断面二次混凝土衬砌，采用自制式组合钢模衬砌台车，台车长度12m，挡头模采用自制钢模和木模。配备2台12m长全断面液压衬砌台车，钢模液压衬砌台车见下图。钢模液压衬砌台车示意图5.12.2钢筋制作及安装钢筋在洞外下料加工，弯制成型，洞内绑扎。钢筋连接：热轧圆钢筋应采用闪光对焊，螺纹钢筋采用冷挤压套筒连接。钢筋冷拉调直：采用调直机在钢筋加工场进行钢筋的调直。钢筋下料：根据设计图纸的规格尺寸，在下料平台上放出大样，然后进行钢筋的下料施工。钢筋成型：在钢筋加工平台上根据钢筋制作形状焊接一些辅助设施，人工利用套筒或扳手进行钢筋的成型加工。钢筋骨架绑扎：严格按照图纸尺寸进行绑扎。5.12.3混凝土拌制采用自动计量搅拌站集中搅拌，搅拌站按试验室出具的配料通知单进行配料。混凝土原材料严格按照施工配合比要求进行准确称量，称量最大允许偏差符合下列规定(按重量计)：胶凝材料(水泥、矿物掺和料等)±1％：专用复合外加剂±1％；粗、细骨料±2％；拌合用水1％。搅拌混凝土前，严格测定粗细骨料的含水率，准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水量变化，以便及时调整施工配合比。一般情况下，含水量每班抽测2次，雨天随时抽测，并按测定结果及时调整混凝土施工配合比。采用电子计量系统计量原材料，用同位素测量法连续检测骨料的含水量，通过自动控制系统，自动调整拌合用水量；采用二次搅拌工艺。搅拌时，先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺和料和专用复合外加剂，搅拌均匀后，再加入所需用水量，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。上述每一阶段的搅拌时间不少于30s，总搅拌时间不少于2min，也不宜超过3min。炎热季节搅拌混凝土时，采取在骨料堆场搭设遮阳棚、采用低温水搅拌混凝土等措施降低混凝土拌合物的温度，或在傍晚和晚上搅拌混凝土，以保证混凝土的入模温度的相关规定。5.12.4混凝土浇筑与运输采用混凝土运输罐车运送混凝土。在运输过程中要避免出现离析、漏浆，并要求浇注时有良好的和易性，坍落度损失减至最小或者损失不至于影响混凝土的浇注与捣实，当有漏浆和离析发生时，在进入输送泵前启动罐车重新拌和，确保入模混凝土的质量。混凝土的入模采用HBT60输送泵。模板台车就位并安设挡头板后即可进行混凝土的灌注。灌注混凝土之前，钢模板台车外表面需涂抹脱模剂，以减少脱模时的表面粘力。灌注混凝土时，先从台车模板最下排工作窗口进行灌注混凝土，灌注混凝土至混凝土快要平齐工作窗口时，关闭工作窗，然后从第二排工作窗口进行灌注混凝土，依次类推，最后于拱顶输料管处关闭阀门封顶。主要考虑模板台车的自振系统，对个别部位辅以插入式捣固棒进行，模板台架施工时采用插入式捣固捧进行振捣。采用插入式振捣棒振捣时，按“快插慢拔”操作。混凝土分层灌注时，其层厚不超过振动棒长的1.25倍，并插入下层不小于5cm，振捣时间为10～30s。振捣棒应等距离地插入，均匀地捣实全部混凝土，插入点间距应小于振捣半径的1倍。前后两次振捣棒的作用范围应相互重叠，避免漏捣和过捣。振捣时严禁触及钢筋和模板。5.12.5衬砌质量控制合格的原材料、合理的配合比和严格的施工控制对确保混凝土质量来说缺一不可，主要施工环节工艺质量控制措施如下：①配合比监督管理试验部门应在加强原材料质量控制的同时，加强配合比监督管理。试验室提供混凝土理论配合比，并根据砂石含水率测试结果，换算成混凝土施工配合比。骨料的吸水性随着天气的变化，其含水率波动非常大，因此在开盘前，应准确测定粗、细骨料的含水率，对粉煤灰也要检查其是否受潮，若受潮应测定其含水率，及时调整混凝土施工配合比，并据此填发施工配料单。搅拌站应严格按试验室签发的施工配料单进行配料。②开盘计量检查混凝土开盘前应认真检查自动计量系统，确保计量准确。拌制混凝土所用各项材料，均应按重量投料，偏差控制在允许的范围之内。③混凝土的搅拌拌制混凝土应采用自动混凝土搅拌系统，投料顺序为：碎石、砂、水泥、粉煤灰、水及减水剂。自全部材料进入搅拌机开始搅拌起，至开始卸料时止，确保每盘混凝土搅拌时间至少2分钟，以使外加剂充分发挥作用，混凝土拌和物坍落度检查每工作班应进行2次，坍落度实测值应符合配合比设计范围。④运输和泵送混凝土在运送途中，运输车应保持每分钟2～4转的慢速转动，为减少混凝土坍落度损失，保持混凝土必要的工作性，混凝土运输延续时间不得超过表的规定。混凝土运输允许延续时间表混凝土出机温度℃运输延续时间(min)20～304510～19605～990对运到浇筑地点的混凝土应进行坍落度检查，并不得有明显偏差。泵送混凝土操作应符合泵送混凝土的相关规定，先用同水灰比砂浆润滑管道，避免人为因素造成堵管。⑤浇筑隧道衬砌施工多在起拱线以下的边墙上出现麻面、水泡和气泡等表面缺陷，严重影响混凝土外观质量，缺陷的产生与浇筑和振捣环节的控制有关，应采取综合措施，加以改进，以防止混凝土表面缺陷的出现采取以下措施：分层分窗浇注，泵送混凝土入仓应自下而上，从已灌注段接头处向未灌注方向分层对称浇灌，防止偏压使模板变形。灌注下层混凝土时，应将台车中层窗口开启，以利排气；同理，灌注中层混凝土时，应将台车顶层窗口开启，以利排气。灌注混凝土时，应在泵管前端加长若干米的软管，进入窗口时应伸入窗内并使管口尽量垂直向下，以避免混凝土直接泵向岩面，造成墙角和边墙出现蜂窝麻面。混凝土浇筑时的自由倾落高度不宜超过2米，当超过时，应采用滑槽、串筒等器具，或通过模板上预留的孔口浇筑，