马头山隧道施工方案

1.编制说明 11.1编制依据、原则 11.2适用范围 12.工程概况 12.1工程概况 12.2施工环境 12.3工程地质及水文地质特征 22.4洞口浅埋段概况 22.5隧道围岩特性及分类 22.6主要设计概况 33.工程特点、重难点及对策措施 83.1工程特点 83.2工程重难点分析及对策措施 84.总体施工方案 94.1施工总体目标 94.2施工场地平面布置 104.3主要施工机械、人员配置表 104.4工期安排 114.5总体施工方案 125.施工方案、方法及技术措施 145.1洞口工程施工方案 145.2暗挖施工 235.3洞内支护施工 355.4特殊地质施工方案及技术措施 445.5隧道出碴 485.6辅助施工 495.7施工防排水 555.8二次衬砌施工 635.9施工测量 765.10超前地质预报 795.11监控量测 815.12路面施工 886.技术保证措施 896.1安全技术保证措施 896.2质量技术保证措施 976.3环水保技术保证措施 1026.4工期技术保证措施 1056.5隧道内有害气体检测防护措施 1097.应急预案及演练 1117.1隧道可能发生的灾害事故类型 1117.2应急救援组织机构 1117.3制度保证 1117.4信息报告程序 1127.5应急预案及措施 1127.6应急预案演练 1177.7应急物质设备 1171.编制说明1.1编制依据、原则㈠马头山隧道施工设计图纸；㈡国家、交通部现行设计规范、施工指南、验收标准；㈢现场调查的相关资料；㈣国道108线下北泉至神堂堡段改建工程第六合同段施工组织设计；㈤国道108线下北泉至神堂堡段改建工程施工招投标文件及施工合同；㈥根据我公司踏勘工地现场调查咨询资料的整理、分析及从事类似工程的施工经验。1.2适用范围本方案适用于国道108线北泉至神堂堡改建工程第6合同段马头山隧道右线YK345+000～YK345+816段及左线ZK345+000～ZK345+768段。2.工程概况2.1工程概况马头山隧道位于山西省忻州市繁峙县东部与大同市灵丘县南部,设计为左右线分离式隧道。右线洞体全长1789m，进口段里程桩号为YK344+027，出口段里程桩号为YK345+816，洞体最大埋深约232m，位于YK344+969。左线洞体全长1686m，进口段里程桩号为ZK344+028，出口段里程桩号为K345+768，洞体最大埋深约236m，位于ZK345+061。隧道总体走向呈244°。2.2施工环境2.2.1交通位置我标段负责施工的马头山隧道段位于繁峙县神堂堡乡，主要对外交通道路有G108国道通往繁峙县及灵丘县和S203省道通往河北阜平县，交通运输较为方便。但隧道工点所处地地形狭窄、陡峻，施工便道及贯通便道修建困难，需修建较长的引入便道方可进入隧道口。2.2.2气候条件本标段地处温带半干旱大陆性气候，四季分明，冬长夏短，寒冷期长，雨热同季，季风强盛。年平均气温7℃，极端最高气温37.3℃，极端最低气温-30℃。南部气温比北部、东部以及川下地区稍高，一月均温-9.5℃，七月均温22.8℃。区内降水量受地形地貌的控制，出现较大差异性，随海拔的增高降水量增大，全年降水量主要集中在1-9月。年平均降雨量400mm，最大降雨量740mm/年，最小降雨量219.2mm/年。历年来4-8月为东南风，9月至次年3月为西北风，平均风速3.2m/s。初霜期在十月下旬，无霜期一般为150-170天。冰冻期为十一月中下旬至翌年三月中旬，平均冻土日数124天，最大冻土深度135cm。2.2.3施工环境影响隧道进口附近无临近建筑物和管线等，施工环境比较理想。2.3工程地质及水文地质特征㈠隧址区为构造侵蚀剥蚀中山区，隧道围岩主要为上太古超群石嘴群庄旺组一套经受低—中级变质作用和局部混合岩化作用形成的变质岩和混合岩，多见软弱夹层和侵入岩脉。受区域构造影响，隧址区岩层产状变化较大，断层、褶皱、节理裂隙发育，构造复杂。㈡隧道洞身范围内水文地质类型主要为变质类裂隙水，主要接受大气降水、地表水入渗补给。该水文单元内，地下水对隧道影响较小，隧道施工时地下水出水状态为滴渗水，雨季或断层、褶皱核部附近可能有涌流状出水。2.4洞口浅埋段概况马头山隧道左线洞口浅埋段里程ZK345+675~ZK345+768，长度93m，埋深0-25m；马头山隧道右线洞口浅埋段里程YK345+690~YK345+816，长度126m，埋深0-25m。围岩主要由全新统残坡积物及全风化上太古界五台超群石嘴群庄旺组变质岩组成。全新统残坡积物地层岩性主要为灰黄色碎石土夹粉土，岩性变化大，成分杂乱，呈稍密—中密状。全风化庄旺组地层原岩基本呈颗粒状或碎石状。围岩呈碎块状—块状结构。地下水出水状态为滴渗水，雨季有淋状出水。2.5隧道围岩特性及分类隧道围岩主要为上太古界五台超群石嘴群庄旺组（Ar31z）变质岩和混合岩，岩相变化剧烈，多见软弱夹层和侵入岩脉。岩性主要以角闪斜长片麻岩、黑云变粒岩及花岗片麻岩为主，不规律夹团状薄层绿泥石千枚岩软弱夹层，充填无根石英岩脉，围岩整体稳定性差。2.6主要设计概况㈠隧道围岩特征及分级本标段特殊地质主要为绿泥石千枚岩夹层，呈无规律分布，极软，软弱夹层与多组陡倾结构面切割，易形成不利组合而影响围岩稳定性，在隧道开挖时易发生塌方。隧道最大开挖宽度、高度、净空断面积分别为11.8m、9.86m和100m2。表2-1隧道围岩分级统计表序号里程段落长度(m)围岩类别衬砌类别左洞1ZK345+000～ZK345+01010Ⅲ2S4c2ZK345+010～ZK345+350340Ⅲ2S33ZK345+350～ZK345+36010Ⅲ2S4c4ZK345+360～ZK345+510150Ⅳ1S4c5ZK345+510～ZK345+52010Ⅳ1S4b6ZK345+520～ZK345+61090Ⅳ2S4b7ZK345+610～ZK345+62515Ⅳ2S5b'8ZK345+625～ZK345+66540Ⅴ1S5b9ZK345+665～ZK345+67510Ⅴ1S5a10ZK345+675～ZK345+74065Ⅴ2S5a11ZK345+740～ZK345+75818Ⅴ2S5a12ZK345+758～ZK345+76810Ⅴ2SM右洞1YK345+000～YK345+01010Ⅲ2S4c2YK345+010～YK345+380370Ⅲ2S33YK345+380～YK345+39010Ⅲ2S4c4YK345+390～YK345+48090Ⅳ1S4c5YK345+480～YK345+49010Ⅳ1S4b6YK345+490～YK345+630140Ⅳ2S4b7YK345+630～YK345+64515Ⅳ2S5b'8YK345+645～YK345+68035Ⅴ1S5b9YK345+680～YK345+69010Ⅴ1S5a10YK345+690～YK345+78090Ⅴ2S5a11YK345+780～YK345+80525Ⅴ2S5a12YK345+805～YK345+81611Ⅴ2SM表2-2围岩复合式衬砌支护设计参数表项目S5aS5bS5b’S4aS4bS4cS3初期支护C25喷射砼26cm24cm24cm@@@@@100cm—超前@@@@@@图2-1S5a衬砌横断面图图2-2S5b衬砌横断面图图2-3S5b’衬砌横断面图图2-4S4a衬砌横断面图图2-5S4b衬砌横断面图图2-6S4c衬砌横断面图图2-7S3衬砌横断面图㈡衬砌结构设计（1）明洞衬砌隧道洞口段结合地形、地质、改路等情况设置明洞，马头山隧道明洞采用普通钢筋混凝土结构。（2）暗洞段衬砌马头山隧道洞身段衬砌根据所处的工程地质条件按新奥法原理设计，采用柔性支护体系结构的复合式衬砌，即以锚杆、喷射混凝土、钢拱架等为初期支护，超前大管棚、超前注浆小导管、超前锚杆等为施工辅助措施，充分发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施作初期支护和二次模筑衬砌。二次衬砌采用模筑钢筋混凝土结构，抗渗等级不低于S8。㈢路面结构隧道内路面采用复合式路面，路面结构形式为：进出口段300m范围内路面结构采用复合式沥青混凝土，5cm细粒式AC-13密集配型改性沥青混凝土+7cm中粒式AC-20密集配型沥青混凝土+28cm水泥混凝土+15cm贫混凝土，无仰拱时，增设10cm贫混凝土的调平层。其余路段路面结构采用混凝土，28cm水泥混凝土+15cm贫混凝土，无仰拱时，增设10cm贫混凝土的调平层。表2-2马头山隧道主要工程数量表序号项目单位工程数量1洞口及明洞开挖m³50632洞身开挖m³1409933洞口C25片石砼挡墙m³9994C20混凝土洞门m³11275C25仰拱砼m³23406C25喷砼m³77807光圆钢筋t90.68带肋钢筋t966.49C25二衬砼m³1456310型钢钢架T78011φ108管棚M198012φ42小导管M2097613土工布m237985.514EVA复合防水板m237985.515橡胶止水带M3466.83.工程特点、重难点及对策措施3.1工程特点㈠工程总量小，围岩类别多样我标段内的马头山隧道起讫里程左线为ZK345+000～ZK345+768，长768m；右线为YK345+000～YK345+816，长816m。在几百米隧道范围内通过不同围岩类别区域，支护参数变化大。㈡地形地貌条件较差，施工场地受限。管段处于山岭重丘区，地形起伏较大，且沟谷深切，地形陡峻、狭窄，临时设施布置较困难。㈢周边交通较便利隧道临近既有国道108线，主要工程用材料均可利用该道路运至现场，十分便利。㈣属地管理交叉，地方关系较复杂。我管段工程建设方为大同公路局，但工程全部位于忻州市境内，管辖关系交叉，造成项目部在征用地、交通协调等方面的难度加大。3.2工程重难点分析及对策措施表3-1马头山隧道工程重难点分析序号工程重难点分析拟采取的对策措施1隧道右线出口洞口上方有大量弃渣，临近既有国道108公路右侧，挖除弃渣时容易对既有公路路基边坡造成扰动，影响边坡稳定。采取分层开挖，同时对路基边坡进行变形监测，发现变形超出允许值应立即停止开挖，待查明原因及采取措施后方可继续开挖。弃渣开挖后施作坡面喷锚防护和坡脚墙支挡，保证坡面稳定。2该隧道出口为浅埋段，洞口埋深约0～25m，洞顶岩层为全新统残坡积物，岩性主要为灰黄色碎石土夹粉土，岩性变化大，成分杂乱，呈稍密-中密状。且右洞洞顶上方有大量弃碴，洞口段施工安全风险高。（1）做好洞顶截排水设施，防止地表积水流入洞口范围，降低围岩自承能力。（2）施作洞口大管棚，提高围岩稳定性后在进洞开挖。3隧道围岩夹薄层绿泥石千枚岩和石英岩脉，呈无规律状分布，层间结合较差，节理裂隙发育，且软弱夹层与多组陡倾结构面切割，易形成不利组合而影响围岩稳定性，在隧道开挖时易发生塌方。（1）管超前、严注浆：开挖前打设超前管棚，并注浆加固围岩，然后再开挖。（2）短开挖：各工序间的距离要尽量缩短，以减少围岩暴露时间。（3）弱爆破：浅埋及软弱夹层地段，在爆破时，要用浅眼、密眼，并严格控制用药量。（4）强支护：每步开挖后要及时进行初期支护，针对实际情况，选定合理的支护厚度，确保支护结构有足够的强度。（5）快封闭：衬砌工作须紧跟开挖工作面进行，力求衬砌尽快成环。（6）勤量测：加密监控量测频率，发现围岩变形较大或异状，立即采取有效措施及时处理隐患。（7）做好超前地质预报，根据地质变化及时调整支护措施4隧道施工便道多次反复跨越洞口浅埋层依原便道开挖隧道左洞洞口施工场地的同时，加快开挖洞口路基段左线边坡，改移拟定主线便道，减少便道跨越隧道次数。在主线便道跨越左线隧道顶部的便道区段施作钢筋砼板硬化处理，以分散施工车辆对隧道施工影响。4.总体施工方案4.1施工总体目标按设计技术标准、质量、进度、投资、安全和文明施工要求组织施工，加大资金、人员和设备投入，确保工程一次验收合格，并顺利移交，投入运营。4.1.1质量目标符合国家和交通部有关标准、规定及设计文件要求，检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率100%，单位工程一次验收合格率100%，主体工程质量零缺陷；开通速度达到设计速度目标值。在合理使用和正常维护条件下，隧道等工程结构的施工质量，隧道衬砌杜绝渗漏水。4.1.2工期目标计划开工日期为2015年8月30日，计划完工日期为2016年11月30日。4.1.3安全目标杜绝员工重伤及以上生产安全责任事故；杜绝道路交通安全责任事故；杜绝火灾责任事故和机械设备责任事故；杜绝锅炉、压力容器爆炸责任事故；杜绝食物中毒事故。4.1.4环保及文明施工目标㈠杜绝环境污染事件，实现污染源排放物达到国家及施工所在地政府主管部门规定的排放标准。落实环水保“三同时”原则，实现公司节能减排的各项目标。㈡严格遵守国家与相关部门及发包人的有关文明施工的规定，全面做到标准化施工。自觉维护社会公共利益和人民群众的合法权益。不扰民、不损害公众利益。㈢现场临时设施建设统筹规划，合理布局，永临结合，节约用地，注重实用，符合标准。实现施工现场标准化、规范化管理，并满足合同约定的其它相关管理规定要求。㈣做好施工现场扬尘污染治理；全面推进安全质量标准化示范工地和文明安全工地的创建和管理工作，力争取得“安全文明施工工地”称号。4.2施工场地平面布置马头山隧道施工场地平面布置见“图4-1”所示。图4-1马头山隧道施工场地平面布置图4.3主要施工机械、人员配置表表4-1隧道施工机械配置表序号机械名称规格数量备注1作业台架42挖掘机0.2-1.2m³23风钻YT-28284空压机18-25m³/min55装载机ZL502侧装6自卸汽车15-25T67注浆泵单双液28锚孔注浆泵砂浆泵29混凝土输送车12m³3拌合站配置10混凝土输送泵≥40m³/h211模板台车12m212仰拱栈桥≥9m213轴流风机2SZ-S-125B214防水板铺设台架215抽水机6根据水量配置16钢筋弯曲机6-28117钢筋切断机118电焊机819仰拱施工模架220变压器630KVa121拌合机JS7502表4-2施工人员配置表序号工班名称人数主要施工内容1开挖班36钻眼、装药、爆破或人工开挖等2支护班20管棚、小导管、锚杆、钢筋网、钢架安设，喷射砼作业等3衬砌班15防水层、钢筋安装、衬砌、附属工程等4出砟运输班12出砟、运输、调度、维修、保养等5辅助设施班15风、水、电及其设备维修、保养，道路养护6合计984.4工期安排表4-3隧道施工进度指标序号工序名称工序每循环施工时间(h)围岩级别Ⅴ2Ⅴ1Ⅳ2Ⅳ1Ⅲ21开挖3.03.53.53.54.02找顶1.01.01.01.01.03出碴2.53.03.03.03.54测量1.01.01.01.01.05支护2.02.02.52.52.06喷锚2.52.53.03.03.0合计12.013.014.014.014.5每环进尺（m）0.60.752.02.03.5每日循环数（环）2.02.0222每日进尺（m）1.21.5447每月进度指标（m）28.8369696168二衬72.072.048.048.048.0每环进尺（m）1212121212每日进尺（m）4.04.06.06.06.0每月进度指标（m）9696144144144Ⅴ2级围岩采用环形预留核心土开挖，Ⅴ1级及Ⅳ级围岩上下台阶法开挖施工，Ⅲ2级围岩采用全断面开挖施工。每月按24个工作日计算。防水板铺设超前二衬2-3环，水沟电缆槽滞后二衬2-3环。表4-4隧道主要施工项目进度计划表序号主要工程项目及任务名称计划开工时间计划完成时间工期（日历天）1施工准备2015年7月20日2015年8月29日402洞口及明洞工程2015年8月30日2015年11月30日933洞身开挖及初支2015年9月20日2016年10月10日3874二次衬砌2015年11月10日2016年10月30日3565水沟电缆槽及附属2016年3月20日2016年11月30日2564.5总体施工方案4.5.1总体施工方案㈠洞口施工明洞段采用明挖法施工，提前施作洞顶天沟、截水沟或临时截水沟，防止地表水渗入开挖面影响边仰坡稳定。在进行开挖过程中，边坡防护必须与边坡开挖同步进行，减少边坡暴露时间。洞口地质较差，应尽量避开雨季施工。隧道进洞前在洞口提前施作超前长管棚，支护进洞。㈡洞内施工⑴马头山隧道按新奥法原理组织施工，采用双洞错位同步开挖掘进的方法。⑵Ⅲ级围岩采用全断面法施工，仰拱封闭距离掌子面不大于90m，二衬距离掌子面不大于200m。⑶Ⅳ级围岩采用两台阶法施工，仰拱封闭距离掌子面不大于30m，二衬距离掌子面不大于90m。⑷Ⅴ级围岩深埋段采用两台阶法施工，仰拱封闭距离掌子面不大于30m，二衬距离掌子面不大于70m。⑸隧道进口Ⅴ级围岩浅埋段采用上下台阶预留核心土环形开挖施工，下台阶侧墙部左右错开3～5m进行平行作业，仰拱封闭距离掌子面不大于30m，二衬距离掌子面不大于70m。⑹隧道采用光面爆破，作业面采用凿岩台车配手持风钻开挖。⑺初期支护由超前支护、钢架、系统锚杆及挂网喷砼系统组成。⑻隧道防排水遵循“防、排、堵、截相结合，因地制宜，综合治理”的原则进行设计，对地表水、地下水妥善处理，形成一个完善通畅的防排水系统。⑼二次衬砌钢筋及模板安装采用衬砌台车施工，混凝土采用地泵浇筑，在衬砌台车上预留窗口，以便浇筑时对混凝土进行振捣。4.5.2总体施工顺序㈠隧道采用出口单洞掘进施工，正洞通过行人、行车横洞交接处50m后，再进行横洞施工，正洞与横洞平行流水施工。㈡进洞前首先施作洞门截水沟、边仰坡和超前支护大管棚，大管棚支护下进行进洞开挖。㈢洞内开挖前首先施作超前小导管支护，开挖后先初喷2~4cm混凝土，施作系统锚杆，然后施作钢架及挂网复喷砼至设计厚度。㈣二次衬砌仰拱先行，采用仰拱栈桥作业为运输通道。深埋段二次衬砌模筑施工应在围岩和初期支护变形基本稳定，并具备下列条件时施作：⑴隧道周边位移速率有明显减缓趋势。⑵水平收敛（拱脚附近）速度小于0.15mm/d或拱顶位移速度小于0.1mm/d。⑶施作二次衬砌前的收敛量已达到总收缩量的80%~90%。⑷初期支护表面无再发展的明显裂缝。㈤在洞内二衬完成两环后退出衬砌台车施作明洞钢筋混凝土。㈥明洞回填及洞门施工。5.施工方案、方法及技术措施5.1洞口工程施工方案5.1.1总体施工方案明洞段采用明挖法施工，提前施作洞顶天沟、截水沟或临时截水沟，防止地表水渗入开挖面影响边仰坡稳定。在进行开挖过程中，边坡防护必须与边坡开挖同步进行，减少边坡暴露时间。洞口地质较差，应尽量避开雨季施工。掌子面采用预留核心土环形开挖，套拱及管棚施作完毕后再挖除核心土，进行洞身开挖。根据现场地形情况，针对隧道右洞洞口存在偏压现象，经与设计院沟通、现场勘查，对原设计挡土墙进行加强处理，保证隧道正常施工。5.1.2总体施工顺序㈠首先施作洞顶天沟、截水沟，防止地表水渗入影响边仰坡的稳定。㈡进行明洞及洞口边仰坡开挖并及时施作坡面防护及洞口挡土墙。㈢预留核心土环形开挖法进行掌子面套拱开挖施工，施作管棚套拱。㈣施作管棚并注浆。㈤洞身预留核心土环形开挖。5.1.3总体施工工艺流程洞口总体施工工艺流程见“图5-1”所示。测量放样测量放样截水沟施工明洞边坡及洞口边仰坡开挖边仰坡防护及挡土墙施工管棚套拱施工管棚施工掌子面套拱开挖洞身开挖图5-1洞口总体施工工艺流程图5.1.4截水沟施工㈠测量放线根据现场地形、地貌及设计文件要求进行测量放线，确定隧道洞口截、排水系统的具体平面布置位置；在沿截排水系统平面位置进行明显标示，确保截、排水系统线性顺直、沟底平整、排水顺畅。

㈡截、排水系统的开挖和清理工作截、排水系统开挖采用人工辅助机械开挖，局部采用微震控制性松动爆破进行。在截、排水系统开挖过程中尽量减少对山体和周边植被的破坏，同时务必将截、排系统内部的植被根系彻底清理干净，以防止后期的破坏。

㈢压实、整平基底根据洞口截、排水系统周边地形，压实截、排水系统基底、沟壁和清除其沿线四周松散浮土和虚碴，尤其是截、排水系统的底部；在压实和清理中对松散区可以利用未风化的片石进行换填或填筑，利用碎石补塞缝隙、孔洞，换填或填筑过程中必须将开挖面清理平整、夯实。在平整夯实过程中务必保证沟底平整，坡度一致。

㈣砌筑片石洞口截、排水系统基底、沟避夯实平整后，严格按照设计及规范要求进行浆砌施工作业；浆砌片石采用未风化的片石(片石截面尺寸不小于15×15cm)，浆砌砂浆强度不低于M7.5，砌体施工过程中全部采用挤浆法分层、分段进行砌筑，以保证砌体中砂浆的饱满度。（五）勾缝截、排水系统浆砌片石完成后必须进行勾缝作业，全部采用凸缝形式，勾缝砂浆强度不低于M10，浆砌勾缝要求线条清晰、平顺整齐、颜色协调。5.1.5洞口边仰坡施工㈠主要施工方法洞口边、仰坡开挖施工时，按设计图放出中线和开挖边线采取放坡开挖，开挖时严格控制坡率一致，开挖后要及时进行防护工程施工。开挖时，自上而下采用挖掘机配合人工进行开挖，严禁上下垂直作业。㈡施工工艺流程边坡仰坡清表→测量放样→开挖最高级边坡、仰坡→检查坡度及稳定情况→搭设简易钻孔工作架→钻孔→安装系统锚杆→注浆（注浆锚杆）→挂设钢筋网→喷射砼→依次逐级往下循环作业。㈢边仰坡开挖在截水沟施工完成后即开始对边仰坡进行施工，边仰坡施工时先清除上部危岩，然后按设计坡度用全站仪放样出仰坡起始位置，仰坡坡度为1:0.75,边坡坡度为1:0.5,采用挖掘机自上而下分层刷坡，施工时确保坡面平顺，没有大面积凹凸区域，同时要防止岩石风化，雨水渗透等因素导致边坡坍塌。边、仰坡开挖和明洞开挖采用分层开挖，采用挖掘机开挖，必要时采取浅孔小台阶爆破和人工配合机械刷坡，装载机装碴，自卸汽车出碴。每开挖一层，应及时对坡面进行支护加固，施工中尽量减少对原岩层的扰动，成洞面的位置和边仰坡坡率可以适当调整，尽量减少仰坡开挖高度，必须作到安全进洞。开挖后坡面应稳定，平整，美观。㈣边仰坡防护边仰坡开挖后，洞口临时边仰坡采用喷锚网防护，其中采用Φ6钢筋网铺设，网格间距25cm×25cm；然后喷设C20混凝土，厚10cm；锚杆采用Φ22早强砂浆锚杆，长3.0米，锚杆间距120cm×120cm,采用梅花形布置。边坡同样采用喷锚网防护，喷10cm厚C20混凝土，Φ6钢筋网间距25cm×25cm,锚杆采用Φ22早强砂浆锚杆，长2.5米，间距150cm×150cm，采用梅花型布置。5.1.6洞口挡土墙施工为减小隧道右洞偏压影响，保证洞口浅埋段施工安全，在隧道洞口处设置挡土墙，挡土墙采用C25片石混凝土，顶宽2.2m，坡度为1:0.25。㈠施工工艺流程施工准备→测量放线→基槽开挖→立模加固→浇筑混凝土并人工摆片石→拆除模板→养护。㈡基槽开挖采用挖掘机进行基槽开挖，开挖长度根据现场地质情况进行分段开挖，每段10~15m设置一条沉降缝，缝宽2~3cm。机械开挖至基底设计标高以上10cm时，重新进行测量放样，确定开挖位置正确不偏位，然后改用人工进行基底清理，确保基底符合设计及相关规范要求，并做好降排水措施。㈢基础施工⑴片石混凝土采用沿槽浇筑，浇筑过程中，严格控制设计C25配合比,砼中片石的掺量控制在30%范围以内，片石用人工摆放，分散布置。⑵采用插入式50型振动棒进行振捣，砼振捣密实，振捣过程中快插慢抽，插点均匀排列。⑶砼浇筑完成后及时养护，防止由于内外温差过大而产生砼收缩开裂。㈢墙身浇筑⑴基础浇筑完成后，根据设计图及现场高程放出墙身浇筑边线，纵向10~15m设置一条沉降缝，缝宽2~3cm，与基础混凝土沉降缝贯通。⑵模板安装a、模板采用胶合木模板，禁止使用有缺角、破损的模板。b、模板安装需保证混凝土结构和构件各部分设计形状尺寸和相互间位置正确。c、模板需具有足够的强度、刚度和稳定性，能承受新浇筑混凝土的重力侧压力及施工中可能产生的各项负荷。d、模板的接缝不得漏浆；在浇筑砼前，木模板应浇水湿润，但模板内不应有积水。e、模板采用M14×500螺栓与预埋钢筋拉结配D48×3.5钢架管横、竖龙骨加固，并配以大号蝶形卡紧固，对拉螺杆按1000×500的间距布置。⑶浇筑混凝土

a、混凝土应分层、连续进行浇筑，不得随意留置施工缝。

当因故间歇时，其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间。

b、浇筑混凝土期间，应设专人检查模板稳定情况，发现有松动、变形、移位时应及时处理。

c、为防止混凝土离析，从高处直接倾卸时，混凝土倾落高度不宜超过2m。d、采用插入式振捣器振捣混凝土，插入式振捣器的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度宜在50～100mm内。与侧模应保持50～100mm的距离，应避免碰撞模板。每一振点的振捣延续时间宜为20～30s，以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。e、混凝土振捣完成后，应及时修整、抹平混凝土裸露面。㈣填放于混凝土中的片石应符合以下要求⑴片石的强度等级不应小于MU30，

片石的最大尺寸不应大于结构最小尺寸的1/4，最小尺寸不应小于15cm，片石体积不得超过片石混凝土总体积的30%。

⑵片石在填放前应用水冲洗干净，片石应均匀分布安放稳妥，片石间净间距不得小于15cm，片石与模板间的净间距不宜小于25cm，最上层片石顶面应覆盖不小于25cm的混凝土层。

⑶

片石采用人工摆放的方式进行，注意片石不能碰伤模板。

㈤脚手架搭设采用双排扣件式钢管脚手架，钢管为Φ48×3.5，Q235钢，横向间距1.2米,纵向间距1.8米,步距2米,纵向每12-15米设剪刀撑一道.立杆底设垫木,面积不小于0.1m纵向扫地杆距底座下皮200mm，并需按规范要求搭设密目安全网。5.1.7套拱、管棚施工㈠套拱施工⑴为了保证管棚施工位置的质量，在管棚施工前先在洞口施工2m宽、0.6m厚C25混凝土套拱。套拱内换向设置4根I18工字钢，工字钢之间使用φ22纵向连接钢筋连接。同时按管棚钢管位置预埋φ127孔口管，孔口管使用φ25钢筋固定在工字钢上。⑵工字钢根据施工图尺寸进行制作，每榀工字钢按5片制作（便于运输及安装），每榀工字钢端头焊上1.5cm厚的接头钢板，最后在平整的场地上对工字钢进行试拼，检查拼好后工字钢是否扭曲变形、是否在同一平面上。工字钢安装固定后，将φ127孔口管按管棚设计位置准确的置于在工字钢上，使用φ25钢筋焊接固定牢固，保证在混凝土浇筑过程中不产生偏移。⑶套拱模板应能能保证工程结构形状尺寸和相对位置的准确，具有足够的承载力、刚度和稳定性，能可靠地承受新交砼的自重和侧压力，以及在施工过程中所产生的荷载。模板的接缝处不得漏浆。木模与支撑系统应选不易变形、质轻、韧性好的材料，不得使用腐朽、脆性和受潮湿易变形的木材。模板与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。浇筑混凝土前，模板内的积水和杂物应清理干净。⑷模板装好后，采用泵送砼浇筑C25砼，浇筑时左右两边应对称进行，保持混凝土顶面高差不超过30cm。浇筑混凝土时应派专人经常观察模板、工字钢、预埋件、等有无位移变形或堵塞情况，发现问题应立即停止浇灌并应在已浇筑的混凝土初凝前修整完毕。混凝土浇筑完毕后应在1小时以内加以覆盖，进行保温保湿养护，养护时间不低于7天。当混凝土强度等级可以满足后续施工时，方可开始管棚钻孔施工。㈡超前长管棚施工⑴管棚钢管采用热轧无缝钢管φ108mm，壁厚6mm，节长分为3m的有孔刚花管和6m的无孔钢管，单根管棚总长度为30m。钢管环向间距40cm，仰角1~3°（不包括线路纵坡），方向与路线中线平行，径向误差不大于20cm。⑵为了便于钢管的顶进，钢管接头采用108*6mm的丝扣连接，丝扣长15cm。为使钢管接头错开，保证同一横断面内的接头数不大于50%，将管棚进行编号，先打编号为奇数的3m有孔钢花管，再打入编号为偶数的6m无孔钢管。最后打入的一节钢管结合套拱长度截取合适长度，钢管入土长度为设计长度L-200cm。⑶管棚钢花管制作示意图见“图5-2”所示。图5-2管棚钢花管制作示意图⑷马头山隧道洞口长管棚布置示意图见“图5-3”所示。图5-3管棚布置示意图⑷在管棚施作前，首先完成施工支架搭设，测量放样工作。长管棚作为超前支护，在暗洞开挖前施作完毕。管棚应按设计位置施工，钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一孔便顶进一根长钢管，管棚施工顺序为自上而下，拱部管棚施工前必须架设拱部管棚施工平台。管棚施作时应先钻设钢花管，注浆凝固后再钻设无孔钢管。在无孔钢管的钻孔过程中应检查钢花管的注浆质量，当注浆质量达到要求时，再安装无孔钢管，并注浆使管周浆液饱满；当注浆质量达不到要求时，则安装钢花管并进行补充注浆。长管棚施工时，为保证施工精度，利用全站仪进行精确定位，并用测斜仪进行钻孔偏斜度控制，严格控制好管棚的方向，并作好每个钻孔的地质记录。顶入所有钢管后，用高压风进行管内泥砂清除，清除完毕后采用液压注浆机进行管棚注浆施工。⑸超前大管棚施工工艺流程图见“图5-4”所示。合格合格施工准备管孔定位测量钢管制作材料进场、试验管棚钻机就位焊接套管跟进套环浆液配合比设计安装钻杆、套管等设置拌和站钻进成孔浆液拌制顶入钢管浆液运输注浆测斜仪控制钢管偏斜度注浆效果检查进入下一道工序检测充填M30水泥砂浆管棚验收不合格

图5-4超前大管棚工艺流程图⑹钢管施工钻孔：选择PG115型管棚钻机作为管棚钻孔施工使用的机具。随着孔深的增大，需要对回转扭矩、冲击功率及推力进行控制和协调，尤其要严格控制推力，不能过大。顶管作业：将钢管安放在管棚钻机上后，对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击力控制在1.8～2.0MPa，推进压力控制在4.0～6.0MPa。⑺注浆作业施工前做注浆试验，以确定合理的注浆参数；管棚孔口焊接注浆闸阀，管棚钢管与套管之间空隙用水泥砂浆封堵严密。管棚注浆采用水泥浆液注浆，水灰比1:1；注浆压力0.5～1Mpa，具体在施工中可根据实际地质情况、确实必要时可加大到2Mpa。管棚注浆顺序原则上遵循着“先两侧后中间”、“由稀到浓”的原则。管棚注浆工艺流程图见“图5-5”所示。整修管路、重新注浆整修管路、重新注浆钻孔安装孔管连接管路注浆试验结束注浆效果检查调整浆液 图5-5管棚注浆工艺流程图5.1.7洞口工程主要施工项目验收标准表5-1边坡喷锚防护实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1△喷射混凝土强度（Mpa）在合格标准内以标养28d龄期的试件在标准试验条件下测得的极限抗压强度为准。试件为边长100mm的立方体，3个为一组。每工作班制取2组2△砂浆强度（MPa）在合格标准内以标养28d龄期的试件在标准试验条件下测得的极限抗压强度为准。试件为边长70.7mm的立方体，6个为一组。每工作班制取1组3锚孔深度（mm）不小于设计尺量：抽查10%4锚杆间距（mm）±100尺量：抽查10%5△锚杆拔力（KN）拔力平均值≥设计值，最小拔力≥0.9设计值拔力试验：锚杆数1%，且不少于3根6喷层厚度（mm）符合设计要求尺量（凿孔）或雷达断面仪：每10m检查1个断面，每3m检查1点表5-2明洞浇筑实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1△混凝土强度（Mpa）在合格标准内以标养28d龄期的试件在标准试验条件下测得的极限抗压强度为准。试件为边长150mm的立方体，三个为一组。每工作班制取2组2△混凝土厚度（mm）不小于设计值尺量或地质雷达：每20m检查一个断面，每个断面自拱顶每3m检查1点3混凝土平整度（mm）202m直尺：每10m每侧检查两处表5-3防水层实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1搭接长度（mm）≥100尺量：每环测3处2卷材向隧道延伸长度（mm）≥500尺量：检测5处3卷材于基底的横向长度（mm）≥500尺量：检测5处4沥青防水层每层厚度（mm）2尺量：检测10点表5-4明洞回填实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1回填层厚（mm）≤300尺量：回填一层检查一层，每次每侧检查5点2两侧回填高差（mm）≤500水准仪：每层测3次3坡度不大于设计尺量：检查3处4△回填压实质量符合设计要求层厚及碾压遍数表5-5片石混凝土挡墙实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1△混凝土强度（Mpa）在合格标准内以标养28d龄期的试件在标准试验条件下测得的极限抗压强度为准。试件为边长150mm的立方体，三个为一组。每工作班制取2组2平面位置（mm）50全站仪：每20m检查墙顶外边线5点3顶面高程（mm）±20水准仪：每20m检查2点4竖直度或坡度（%）0.5吊垂线：每20m检查4点5断面尺寸不小于设计尺量：每20m量4个断面6底面高程±50水准仪：每20m检查2点7表面平整度52m直尺：每20m检查5处，每处检查竖直和墙长2个方向5.2暗挖施工5.2.1Ⅴ级围岩（浅埋段）开挖㈠Ⅴ级围岩浅埋段的施工采用两台阶预留核心土环形开挖。开挖前采用小导管超前支护，先预留核心土开挖上部弧形导坑，施作初期支护，然后预留核心土左右错开开挖下台阶弧形导坑，施作初期支护。在初期支护下开挖上、下台阶核心土，最后开挖隧底，施作仰拱初期支护。各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进。㈡开挖步序横断面示意图见“图5-6”所示；步序纵断面示意图见“图5-7”所示；开挖工艺流程见“图5-8”所示。图5-6Ⅴ级围岩（浅埋段）开挖步序横断面示意图图5-7Ⅴ级围岩（浅埋段）开挖步序纵断面示意图超前支护超前支护上部弧形导坑开挖弧形导坑初期支护左右边墙交错开挖边墙初期支护核心开挖仰拱开挖仰拱初期支护仰拱混凝土填充混凝土拱墙衬砌图5-8Ⅴ级围岩（浅埋段）开挖工艺流程图㈢上下台阶预留核心土开挖法技术措施⑴上下台阶预留核心土开挖法以机械开挖为主，人工配合，各分步平行作业，平行施作初期支护，各分部初期支护紧密衔接，及时封闭成环。⑵仰拱紧跟下台阶施作，及时闭合构成稳固的支护体系。尤其是仰拱步长不宜留得过长，要以仰拱紧跟为原则，及时施作仰拱。本隧道浅埋段Ⅴ级围岩仰拱封闭位置距离掌子面不得大于30米。⑶拱部超前支护完成后，环向开挖上台阶弧形导坑，预留核心土长度宜为3～5米，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3～1/2。开挖循环进尺按60cm控制。⑷下台阶左、右侧开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，每次循环进尺不得大于2榀钢架的间距。左、右侧台阶错开2～3米。⑸上、下台阶分开开挖预留核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。⑹仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚管，锁脚锚管应取下30°方向，且每循环进尺不得大于3米。5.2.2Ⅳ级围岩和Ⅴ级围岩深埋段开挖㈠开挖方法Ⅳ级围岩和Ⅴ级围岩深埋段采用上下台阶法开挖，机械辅助人工清捡。先开挖上部，掏槽采用复合式掏槽进行爆破作业，初期支护紧跟，开挖下部和施作下部初期支护，形成封闭环。台阶长度根据围岩的实际情况采取15～25m，循环进尺Ⅴ级控制在每天1.5m/2循环，月平均进度为36m。Ⅳ级控制在每天4m/2循环，月平均进度为96m。㈡开挖步序横断面示意图见“图5-9”所示，开挖步序纵断面示意图见“图5-10”所示，开挖工艺流程见“图5-11”所示。图5-9Ⅳ级围岩和Ⅴ级围岩（深埋段）开挖步序横断面示意图图5-10Ⅳ级围岩和Ⅴ级围岩（深埋段）开挖步序纵断面示意图测量布孔测量布孔上部钻眼爆破通风、排烟、找顶上部出渣下部钻眼、爆破、开挖通风、排烟、找顶下部初期支护下部出渣下一循环上部初期支护及超前小导管图5-11Ⅳ级围岩和Ⅴ级围岩（深埋段）台阶法开挖工艺流程图㈢上、下台阶开挖法技术措施⑴上下台阶开挖法采用光面爆破开挖，机械配合施工，各分步平行作业，平行施作初期支护，各分部初期支护紧密衔接，及时封闭成环。⑵仰拱紧跟下台阶施作，及时闭合构成稳固的支护体系。尤其是仰拱步长不宜留得过长，要以仰拱紧跟为原则，及时施作仰拱。本隧道深埋段Ⅴ级围岩仰拱封闭位置距离掌子面不得大于30米。⑶拱部超前支护完成后开挖上台阶，台阶长度控制在3～10米，以确保开挖、支护质量及施工安全。⑷当上台阶初期支护强度达到70%后，才可开挖隧道下台阶，开挖后及时施作初期支护。⑸仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚管，锁脚锚管应取下30°方向，且每循环进尺不得大于3米。5.2.3Ⅲ级围岩开挖㈠Ⅲ级围岩段采用全断面法爆破开挖，开挖采用凿岩车或YT-28风钻配合钻眼成孔，光面爆破。施工中钻爆作业与复喷砼作业拉开距离后安排平行作业。施工顺序：超前地质预报→全断面开挖→全断面支护。开挖及支护示意见“图5-12”示。㈡循环进尺控制在每天7m/2循环，月平均进度为168m。㈢全断面开挖工艺流程：超前地质预报--台车就位--测量放线、布孔钻眼、清孔--装药起爆--清除围岩出渣--锚喷支护--进入下一循环。图5-12Ⅲ级围岩开挖示意图5.2.4紧急停车带及行车、行人横洞开挖⑴Ⅳ级、Ⅲ级围岩紧急停车带采用三台阶预留核心土法开挖，上台阶高度为1/4开挖高度，中台阶高度为3/8开挖高度，下台阶高度为3/8开挖高度；核心土预留长度为3~5m，宽度为隧道开挖宽度的1/3~1/2，核心土高度为1.5~2.5m；中台阶与下台阶弧形导坑左右各错开4~6m开挖，每循环开挖进尺不大于2榀拱架。⑵行车、行人横洞施工采用上下台阶法施工，施工工艺与Ⅳ级围岩开挖工艺一致，详见“5.2.2章节”。5.2.5各类围岩钻爆设计方案Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩深埋段爆破采用光面爆破。控制爆破的关键在于钻爆设计及现场的调整和实施的精确性。钻爆设计的关键在于掏槽方式的选定和爆破参数的确定。㈠掏槽方式的选定掏槽的目的是为其它炮眼拓出临空面，实现有效爆破。掏槽关系到隧洞爆破的成败，直接影响爆破效果，掏槽深度直接关系到循环进尺。而掏槽又与地质条件、掏槽深度及形式、炸药种类及装药量等因素有关。经过比较，采用三级复式楔形掏槽。㈡爆破参数的选定选择适当的爆破参数，布置合理的炮眼孔位和炮眼数量可以保证爆破效果，保证安全生产，节约成本，提高经济效益，而单位炸药消耗量是计算炮眼数目的重要依据。爆破参数的确定根据计算、规范参考，最终通过现场试验确定。其周边眼间距的布置是随着围岩类别的变小而增大，但不超过50cm。其参数选定如下：⑴炮眼数目的确定及布置N=KS/nr(个)式中：N-炮眼数目（不包括掏槽眼）K-导坑爆破单位炸药消耗量kg/m3n-炮眼装药系数(孔长÷药长）S-开挖断面面积m2r-炸药线装药密度kg/m②爆破装药量计算Q=qAι式中：Q－一次装药量，Kg；q－单位炸药消耗量，Kg；A－一次爆破岩体面积，m2；ι－平均炮眼深度，m。一次爆破总药量：Q=qAι⑵Ⅲ级围岩：掏槽眼采用三级复式楔形掏槽，一级眼深2m，二级眼深2.5m，三级眼深4m，眼孔间距详见附图。周边眼间距E：一般情况下E在硬岩中取40～55cm，极硬岩中取50～60cm，根据设计与实际地质情况，周边眼间距取50cm，钻眼直径D＝42mm；同时根据最小抵抗线W（光面层厚度）取值在13～22d范围内，且遵循W≥E的原则，周边眼密集系数K＝E/W＝0.75～0.85，根据经验本设计取0.8，从而取W值取62.5cm，施工中可根据实际情况调整。围岩单位炸药消耗量q=1.0Kg/m3开挖面积A=76.5m2，平均炮眼深度为t=L’/η，其中L’为每循环进尺，η为炮眼利用率，取0.85。每环爆破进尺为3.5m，t=3.5/0.85=4.1m总装药量为：Q=qAι=1.0×76.5×4.1=313.65Kg⑶Ⅳ级围岩:掏槽眼采用三级复式楔形掏槽，一级眼深1.45m，二级眼深2.05m，三级眼深2.65m，倾斜角度40度，眼底间距b取20cm，眼孔间距详见附图。周边眼间距E：一般情况下E在硬岩中取40～55cm，极硬岩中取50～60cm，根据设计与实际地质情况，周边眼间距取45cm，钻眼直径D＝42mm；同时根据最小抵抗线W（光面层厚度）取值在13～22d范围内，且遵循W≥E的原则，周边眼密集系数K＝E/W＝0.75～0.85，根据经验本设计取0.77，从而取W值取58.4cm，施工中可根据实际情况调整。隧洞围岩单位炸药消耗量q=0.8Kg/m3上台阶开挖面积A=53.6m2，下台阶开挖面积A=27.9m2，仰拱开挖面积A=12.3m2，上台阶每循环爆破进尺为2m，平均炮眼深度为t=2/0.85=2.35m。下台阶每循环爆破进尺为3m，平均炮眼深度为t=3/0.85=3.53m。仰拱每循环爆破进尺为3m，平均炮眼深度为t=3/0.85=3.53m。总装药量为：上台阶Q=qAι=0.8×53.6×2.35=100.77Kg下台阶Q=qAι=0.8×27.9×3.53=78.79Kg仰拱Q=qAι=0.8×12.3×3.53=34.73Kg⑷Ⅴ级围岩深埋段：掏槽眼采用三级复式楔形掏槽，一级眼深0.55m，二级眼深0.85m，三级眼深1.18m，倾斜角度61.5度，眼底间距b取20cm，眼孔间距详见附图。周边眼间距E：一般情况下E在硬岩中取40～55cm，极硬岩中取50～60cm，根据设计与实际地质情况，周边眼间距取35cm，钻眼直径D＝42mm；同时根据最小抵抗线W（光面层厚度）取值在13～22d范围内，且遵循W≥E的原则，周边眼密集系数K＝E/W＝0.75～0.85，根据经验本设计取0.75，从而取W值取46.7cm，施工中可根据实际情况调整。隧洞围岩单位炸药消耗量q=0.7Kg/m3上台阶开挖面积A=56.9m2，下台阶开挖面积A=24.9m2，仰拱开挖面积A=17.5m2，上台阶每循环爆破进尺为0.75m，平均炮眼深度为t=0.75/0.85=0.88m。下台阶每循环爆破进尺为2.25m，平均炮眼深度为t=2.25/0.85=2.65m。仰拱每循环爆破进尺为3m，平均炮眼深度为t=3/0.85=3.53m。总装药量为：上台阶Q=qAι=0.7×56.9×0.88=35.05Kg下台阶Q=qAι=0.7×24.9×2.65=46.19Kg仰拱Q=qAι=0.7×17.5×3.53=43.24Kg⑸装药结构：周边眼采用间隔反向装药结构，药卷直径25毫米，不耦合系数为1.68，无水或少水时采用低爆速、低密度、高爆力、传爆性好的2#岩石硝铵炸药，富水地段采用2号岩石乳化炸药；其余炮眼采用连续反向装药结构，药卷直径32毫米，不耦合系数为1.31，无水或少水时采用2号岩石硝铵炸药，富水地段采用2号岩石乳化炸药。表5-6炮孔装药结构结构形式示意图说明间隔不耦合装药1、此图为光爆眼装药结构图；2、孔外导爆管延时；3、导爆索起爆。耦合连续反向起爆装药结构⑹炮眼布置：炮眼包括掏槽眼、辅助眼、底板眼、周边眼，具体炮布置见开挖爆破设计图。其中掏槽眼均采用一级或三级复合楔形掏槽。⑺起爆顺序:爆破采用毫秒微差有序起爆，起爆顺序为先掏槽孔，再辅助孔，辅助孔起爆后再起爆周边孔，保证周边孔同时起爆。⑻各级围岩钻爆设计图见下列图所示。图5-13Ⅲ级围岩的钻爆设计图 图5-14Ⅳ级围岩钻爆设计图图5-15Ⅴ级围岩深埋段钻爆设计图5.2.6洞身开挖检查验收标准表5-7洞身开挖实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1△拱部超挖（mm）破碎岩、软土等（Ⅰ、Ⅱ类围岩）平均100，最大150激光断面仪：每20m抽一个断面，测点间距≤1m中硬岩、软岩（Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩）平均150，最大250硬岩（Ⅵ类围岩）平均100，最大2002边墙超挖（mm）每侧+100，-0全宽+200，-03仰拱、隧底超挖（mm）平均100，最大250水准仪：每20m检查3处5.3洞内支护施工5.3.1超前小导管支护㈠本隧道Ⅴ级围岩石质、Ⅳ级围岩紧急停车带地段，采用超前小导管，小导管采用外径42mm，壁厚4mm热轧无缝钢管，单根小导管长4.5m。在小导管前部钻注浆孔，孔径8㎜，孔间距10㎝，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部长度不小于100㎝，作为不钻孔的止浆段。超前小导管施工工艺流程图见“图5-16”所示。测量布眼测量布眼钻孔掏孔检查安装注浆管孔口阀固定注浆管孔口处理注浆口防护封闭开挖面水泥注浆管注浆泵储浆桶注浆水搅拌机注浆注浆效果检查是否达到要求补孔否好是图5-16超前小导管施工工艺图㈡超前小导管施工⑴钻孔：采用风钻(YT28型)钻孔(Ф50mm)，沿拱部开挖轮廓线夹角为122°的范围内布置(径向注浆管除外)。环向间距40cm，纵向每隔4榀搭设一次，钻孔外插角为5°～15°。钻孔深度应大于钢管长度，采用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于管长的90%。⑵安装：导管安装应在安设钢架后进行。加工好的导管插入已钻好的眼孔，为充分发挥小导管的支护作用，将导管尾部焊接在已架好的钢拱架上。⑶注浆：注浆应在导管安设好并封闭工作面的情况下进行，工作面封闭采用喷砼，厚度不小于4cm。注浆采用水泥浆，根据地层情况所需要的凝结时间选定，水泥浆水灰比为1:1，注浆压力为0.5～1.0MPa。⑷注意事项①正确布设导管孔，并控制好外倾角和孔深；②注浆前要封闭工作面，并用止浆塞防止漏浆、跑浆；③注浆顺序为由拱脚向拱顶进行；④作好压浆记录，检查注浆效果⑤防止浆液溢出有效注浆范围。如发现注浆量持续增长而注浆压力稳定时应停止浆等待一段时间后再注；⑥注浆施工期间应定期对地下水进行取样检查，如有污染，应采取措施。5.3.2超前锚杆支护㈠Ⅳ级围岩地段超前支护采用Φ25水泥砂浆锚杆，单根锚杆长4.5m，沿拱部开挖轮廓线夹角为120°的范围内布置。环向间距40cm，纵向每隔3榀拱架搭设一次，钻孔外插角为5°～15°。㈡钻孔：采用YT28凿岩机钻进，钻孔深度不应小于锚杆杆体有效长度，但深度超长值不应大于10cm。㈢注浆及安装⑴砂浆锚杆作业程序是：先注浆，后放锚杆，具体操作是：先将水注入牛角泵内，并倒入少量砂浆，初压水和稀浆湿润管路，然后再将已调好的砂浆倒入泵内。将注浆管插至锚杆眼底，将泵盖压紧密封，一切就绪后，慢慢打开阀门开始注浆。在气压推动下，将砂浆不断压入眼底，注浆管跟着缓缓退出眼孔，并始终保持注浆管口埋在砂浆内，以免浆中出现空洞，将注浆管全部抽出后，立即把锚杆插入眼孔，然后用木楔堵塞眼口，防止砂浆流失。⑵锚杆孔中必须注满砂浆，发现不满须拨出锚杆重新注浆。注浆管不准对人放置，以防止高压喷出物射击伤人。⑶砂浆应随用随拌，在初凝前全部用完，使用掺速凝剂砂浆时，一次拌制砂浆数量不应多于3个孔，以免时间过长，使砂浆在泵、管中凝结。⑷锚注完成后，应及时清洗，整理注浆用具，除掉砂浆凝聚物，为下次使用创造好条件。5.3.3初期支护初期支护施工工序包括初喷混凝土、施作系统锚杆、铺设钢筋网片、立型钢拱架、复喷混凝土。(一)钢架施工⑴型钢钢架加工加工场地用砼硬化，精确抹平，按设计放出加工大样。钢架弯制结合隧道开挖方法采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制，弯制完成后，先在加工场地上进行试拼。各节钢架拼装，要求尺寸准确，弧形圆顺，要求沿隧道周边轮廓误差不大于3cm；型钢钢架平放时，平面翘曲小于2cm。⑵钢架安装钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。根据测设的位置，各节钢架在掌子面以螺栓连接，连接板密贴，必要时对连接钢板进行焊接，确保钢架连接质量。为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上，安装前清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。同时在拱腰及拱脚两侧安设锁脚锚管或径向锚杆将其锁定，锁脚锚管钻孔深度大于锚管锚固长度的95%，但超长值不大于10cm。采用注浆机压注水泥砂浆，压力0.6~2.0Mpa。底部开挖完成后，底部初期支护及时跟进，将钢架全环封闭。Ⅴ级围岩需在拱部钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力。为保证钢架位置安设准确，隧道开挖时在钢架的各连接处预留连接板凹槽。初喷砼时，在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板（和槽钢）位置。钢架按设计位置安设，在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙每隔2m用砼预制块楔紧，钢架背后用喷砼填充密实。钢架纵向连接根据设计要求采用Φ22钢筋，环向间距1m。钢架安装工艺流程见“图5-17”所示。初喷初喷定位锚杆施工中线标高测量清除底脚浮碴钢架加工、质量验收钢架预拼分部安装钢架与定位锚杆焊连定位设锁脚锚管锁定加设鞍形垫块安装纵向连接筋挂钢筋网复喷混凝土围岩监控量测5-17钢架安装施工流程图钢架落底接长在单边交错进行，每次单边接长钢架1～2排，左右侧错开距离不小于2m。在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射砼。接长钢架和上部钢架通过垫板用螺栓牢固准确连接。架立钢架后尽快进行喷砼作业，以使钢架与喷砼共同受力。喷射砼分层进行，先从拱脚或墙角处由下向上喷射，防止上层喷射料虚掩拱脚（墙角）不密实，造成强度不够，拱脚（墙角）失稳。(二)钢筋网钢筋网原材料采用φ8钢筋，网格间距为20×20cm，钢筋网制作采用半成品网片拼接挂网。按图纸标定的位置挂设加工好的钢筋网片，钢筋片随初喷面的起伏铺设，绑扎固定于先期施工的系统锚杆之上，再把钢筋片焊接成网，网片搭接长度为1～2个网格。钢筋网加工及安装示意图见“图5-18“所示。初喷砼岩面初喷砼岩面钢筋网钢筋网图5-18钢筋网加工及安装图(三)喷混凝土隧道喷砼等级为C25，采用湿喷技术施工，分层喷够设计厚度，初喷厚度≮4cm，复喷在完成锚杆、钢筋网、钢架安装后进行，一次达到设计厚度。⑴材料选择：水泥优先选用普通硅酸盐水泥，标号不低于42.5Mpa，砂采用坚固耐久的中粗砂，细度模数大于2.5，且泥土杂物含量不大于3%，含泥量不大于3%，云母含量不超过2%，硫化物与硫酸盐(折算为SO3)含量不大于1%(重量)，有机物含量用比色法试验，颜色不深于标准色；石子采用坚固耐久的碎石，粒径不大于16mm，用前应过筛，其饱和极限抗压强度与砼设计标号之比，碎石不小于200%；碎石中针状颗粒含量不大于15%，卵石中泥土、杂物含量不大于1%；硫化物和硫酸盐(折算为SO3)含量不大于1%，石粉含量不大于2%，有机物含量用比色法试验，颜色不深于标准色。(以上有害物质含量均以重量计)。⑵外加剂：速凝剂、减水剂、早强剂。减水剂早强剂可根据本地区材料市场采购；速凝剂应使用液体速凝剂。⑶喷射砼配合比设计原则选择喷射砼的配合比，既要考虑砼强度和其它物理力学性能的要求，又要考虑施工工艺的要求。设计强度C25。⑷喷射工艺流程见“图5-19”所示。前期准备施喷面的清理计量配料拌合装运喷料加速凝剂砼搅拌机现场施喷砂、石、水泥、水结束综合检查复喷补强不合格合格图5-19喷射砼施工工艺流程图①原材料检查：对使用的各种原材料进行质量检查，合格后方能使用。②机械设备检查：对机械进行技术检查，对水、风、电路进行试通检查，合格后方可运转。③施工现场检查：检查受喷面，清除危岩浮土，冲洗吹扫岩面，埋设厚度标志。⑸喷射砼顺序喷射砼顺序应先墙后拱，岩面不平时，应先喷凹处找平。在边墙部分为自下而上，从左到右或从右到左，并注意呈旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按顺序进行，旋转半径一般为15cm，每次蛇行长度为3～4m。在拱部拱脚至拱腰处，自下而上，拱腰至拱顶由里（有砼处）向外喷射砼。当岩层松软易坍方时，喷射作业应紧跟作业面，初喷应先拱后墙，复喷应先墙后拱，喷射砼时，其喷射砼速度不宜太慢或太快，适时加以调整。⑹喷射质量检查①按规范检查喷射表面，是否有松动、开裂、下坠、滑移等现象，如有及时清除重喷。②喷体达一定强度后可用锤击听声，对空鼓脱壳处及时进行处理。③钻眼量测，厚度不够处补喷。④及时测定回弹率和实际配合比，以指导下步施工。⑤作喷体试件进行力学试验。(四)锚杆施工⑴Φ25中空注浆锚杆马头山隧道Ⅴ级围地段岩锚杆使用Φ25中空注浆锚杆。锚杆由中空锚杆及止浆塞、垫板、螺母等关键配件组成，施工步骤如下：钻孔：采用YT28凿岩机钻进，钻孔深度不应小于锚杆杆体有效长度，但深度超长值不应大于10cm。安装：卸下钻机抽出钻杆，用高压风清除孔内积水和残余物，防止锚杆送入过程中被阻，然后将中空锚杆放入眼孔（钻眼比锚杆眼孔稍大，在杆体上绑扎一根排气管），在锚杆尾端安装止浆塞、垫板和螺母，通过连接套将注浆接头和锚杆尾端连接使其接触严密在注浆过程中不致漏浆。锚杆注浆：止浆塞密贴孔口，安设孔口管。通过注浆连接套将锚杆尾端和注浆管连接。开动机器注浆，待注浆饱满且压力达到设计值时停止，注浆压力根据设计参数和注浆机性能确定。⑵Φ22砂浆锚杆注浆及安装马头山隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩地段锚杆使用Φ22砂浆锚杆。砂浆锚杆作业程序是：先注浆，后放锚杆，具体操作是：先将水注入牛角泵内，并倒入少量砂浆，初压水和稀浆湿润管路，然后再将已调好的砂浆倒入泵内。将注浆管插至锚杆眼底，将泵盖压紧密封，一切就绪后，慢慢打开阀门开始注浆。在气压推动下，将砂浆不断压入眼底，注浆管跟着缓缓退出眼孔，并始终保持注浆管口埋在砂浆内，以免浆中出现空洞，将注浆管全部抽出后，立即把锚杆插入眼孔，然后用木楔堵塞眼口，防止砂浆流失。锚杆孔中必须注满砂浆，发现不满须拨出锚杆重新注浆。注浆管不准对人放置，以防止高压喷出物射击伤人。砂浆应随用随拌，在初凝前全部用完，使用掺速凝剂砂浆时，一次拌制砂浆数量不应多于3个孔，以免时间过长，使砂浆在泵、管中凝结。锚注完成后，应及时清洗，整理注浆用具，除掉砂浆凝聚物，为下次使用创造好条件。(五)初期支护检测为了保证开挖后施作的初期支护与围岩之间密贴，对围岩形成有效的约束，使已开挖被扰动的岩体在支护状态保持稳定，在施作初期支护后，对初期支护施工质量进行检测，确保隧道施工安全。⑴检查内容①初期支护是否按设计施作，质量是否符合设计要求及验收标准；②初期支护是否与围岩密贴，背后有无空隙、空洞；③填充是否符合设计及规范要求；④有明确要求采用湿喷工艺的项目，喷射混凝土是否按湿喷工艺组织实施。⑵检查方法及要求①检查方法：钢架间距、锚杆数量通过尺量和目测检查；初期支护背后空洞、喷混凝土厚度、钢筋网片等采用钻孔破检。如发现空隙、空洞或存在不符合设计及规范要求的回填杂物，则采取加密钻孔的方式进一步探明脱空范围及深度、回填杂物的具体情况。②检查布点：有钢架地段，每隔5m一个断面，每个断面检查7个点，分别为拱顶1个、拱腰2个（左右侧各1个，下同）、拱脚2个、边墙脚以上2m处2个；无钢架地段，每隔10m一个断面，每个断面分别检查5个点，分别为拱顶1个、拱脚2个、边墙脚以上2m处2个。③现场检查由项目分管安全的副经理主持，相关部门负责人等相关人员参加，对检查结果进行现场签认。5.3.4洞内支护施工检查验收标准表5-8超前钢管实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1长度（mm）不小于设计尺量：检查10%2孔位（mm）±50尺量：检查10%3钻孔深度（mm）±50尺量：检查10%4孔径（mm）符合设计要求尺量：检查10%表5-9超前锚杆实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1长度（mm)不小于设计尺量：检查锚杆数的10%2孔位（mm）±50尺量：检查锚杆数的10%3钻孔深度（mm）±50尺量：检查锚杆数的10%4孔径（mm）符合设计要求尺量：检查锚杆数的10%表5-10钢支撑支护实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1△安装间距（mm）±50尺量：每榀检查2保护层厚度（mm）≥20凿孔检查：每榀自拱顶每3m检查一点3倾斜度（°）±2测量仪器检查每榀倾斜度4安装偏差（mm）横向±50尺量：每榀检查竖向不低于设计标高5拼装偏差±3尺量：每榀检查表5-11钢筋网支护实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1△网格尺寸（mm）±10尺量：每50㎡检查2个孔眼2钢筋保护层厚（mm）≥10凿孔检查：每20m检查5点3与受喷岩面的间隙（mm）≤30尺量：每20m检查10点4网的长、宽（mm）±10尺量表5-12喷射混凝土支护实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1△喷射混凝土强度（MPa）在合格标准内在喷射混凝土板件上，切割制取边长为100mm的立方体试件；每10延米至少在拱脚部和边墙各取1组（3个）试件。2△喷层厚度（mm）平均厚度≥设计厚度；检查点的60%≥设计厚度；最小厚度≥0.5设计厚度，且≥50凿孔法或雷达监测仪：每10m检查一个断面，每个断面从拱顶中线起每3m检查1点3△空洞检测无空洞，无杂物凿孔法或雷达监测仪：每10m检查一个断面，每个断面从拱顶中线起每3m检查1点表5-13锚杆支护实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1△锚杆数量（根）不少于设计按分项工程统计2锚杆拔力（KN）28d抗拔平均值≥设计值，最小拔力≥0.9设计值按锚杆数1%且不小于3根做拔力试验3孔位（mm）±15尺量：检查锚杆数的10%4钻孔深度（mm）±50尺量：检查锚杆数的10%5孔径（mm）砂浆锚杆：大于杆体直径＋15；其他锚杆：符合设计要求尺量：检查锚杆数的10%6锚杆垫板与岩面紧贴检查锚杆数的10%5.4特殊地质施工方案及技术措施5.4.1突发性涌水(涌泥)处理方案㈠马头山隧道通过地层范围内节理裂隙发育，围岩较破碎，地下水状态为滴渗水，雨季有淋状出水，施工中可能发生突发性涌水(涌泥)的情况。㈡既要正确认识突水(泥)的危害性,但又必须以科学的态度正确对待它,尽可能避免灾难性事故的出现，因此首先学会如何分析和判断突涌水(泥)产生的部位至关重要，突涌水(泥)容易在以下部位产生。一是可溶岩与非可溶岩接触界面，二是隧道通过的断层、向斜、背斜核部位置。㈢由于地下岩溶水发育的不规律性，尽管采用了超前预测预报、超前探孔等手段对地下水进行探测，但有可能还存在个别盲区，这样在施工中将有可能出现突发性的突水、涌泥的地质灾害。当有这种突发性事故发生时，将按以下处理预案执行。⑴突涌水（泥）处理预案超前钻探过程中出现高压力、大流量涌水时的处理：在岩溶富水地段，超前钻探过程中可能会出现高压力、大流量涌水，这也是灌浆堵水工作的重点。遇有这种情况，必须先进行灌浆封堵。封堵的方法有原孔灌浆封堵法和引水分流封堵法。①原孔灌浆封堵法：原孔灌浆封堵法是指在涌水的钻孔中用钻机的机械力将高压灌浆塞固定在孔口部位，然后进行双液或单液灌浆堵漏。施工要点安设灌浆塞：用钻机的立轴钻杆做灌浆管，将液压灌浆塞通过连接头固定于钻杆上，通过钻机立轴将灌浆塞压入涌水孔中。灌浆塞长度0.8m，安设在距孔口1～2m的位置，然后用液压泵升压，使灌浆塞膨胀，封闭孔口。国内最新研制的液压灌浆塞可以承受25MPa的灌浆压力，能够满足本工程的承压要求。灌浆压力：安设好灌浆塞后要对孔内的静水压力进行测定，以确定合适的灌浆压力。灌浆压力大于静水压力2MPa。单液灌浆：单液灌浆具有工艺简单、易于操作等特点，故应优先选用。但所选用的浆液必须具有以下特点：遇水不分散、流动度低、可以泵送、失去流动性的时间在5～20min、结石有足够的强度等。见“灌浆材料”节。施工时，应在现场做浆液试验，以准确控制凝结时间。其凝结时间的长短用吸浆率来控制，吸浆率大则凝结时间控制在5min左右，吸浆率相对较小时则凝结时间相应长一些。每次搅拌的浆液必须在预定时间内注完。双液灌浆：根据具体情况，也可以采用双液灌浆。双液灌浆系统示意图见“图5-20“所示。图5-20双液灌浆系统示意图采用水泥-水玻璃双浆液。当进浆量很大、泵压长时间不升高时，凝胶时间取1～2min；当进浆量中等、泵压稳定上升时，凝胶时间取3～4min；当进浆量较小、泵压升高很快时，凝胶时间取5～6min。凝胶时间的控制可以采取以下三种方式：一是水灰比固定，水玻璃浓度不变，调整双液比例；二是水玻璃浓度不变，双浆液比例固定，调整水灰比；三是水灰比不变，双浆液比固定，调整水玻璃浓度。浆液配合比：采用水泥—水玻璃双液注浆，实际配合比根据岩石裂隙情况、灌浆压力和浆液扩散半径通过试验确定。灌浆结束标准：吸浆率在20～30L/min以下，达到设计终压后继续注浆10min。复灌：待凝8h后，重新扫孔进行复灌。灌浆效果评定与追加灌浆孔：灌浆结束后应待凝8h，然后再进行下一段的勘探孔钻进。若不再发生涌水、突泥现象，则直到孔深30m为止；若又发生大的涌水，则仍采用上述方法进行处理。涌水处理结束后，应对注浆效果进行检查和评定。其方法是在被灌孔一侧0.5m处钻一检查孔，观察并记录其漏水量的变化情况，若漏水量还较大，则作为补孔灌浆。②引水分流封堵法：当涌水压力过大造成膨胀式液压灌浆塞无法安设时，应在涌水孔一侧打一灌浆孔，其孔位布置在受涌水影响较小的位置。钻进角度要通过计算，以保证在富水部位与涌水孔接近，并进入富水构造。引水侧孔封堵示意图见“图5-21“所示。图5-21引水侧孔封堵示意图在钻进侧孔时，开孔孔径要大于正常孔径一级，并根据岩石的完整情况开孔1～2m，镶铸孔口管。新开的孔作为灌浆孔，涌水孔作为引水降压孔。还可以根据涌水压力情况决定是否增加引水降压孔。灌浆工艺与原孔灌浆封堵法相同。隧洞开挖过程中出现涌水、突泥的处理：由于地下岩溶水发育的不规律性，尽管采用了超前预测预报、超前探孔等手段对地下水进行探测，但有可能还存在个别盲区，这样在施工中将有可能出现涌水、突泥等情况。这时的堵漏灌浆一般应按下列步骤进行施工：钻设若干个与裂隙相交的灌浆孔，并镶上孔口管；漏水裂隙凿槽，先用棉纱、麻纱等对缝嵌塞，迫使渗水全部从管中流出，然后再用快凝砂浆将槽填平；对灌浆孔进行压力灌浆。涌水、突泥现象非常严重，无法用上述方法处理时，应做混凝土止水墙。具体方法如下：根据其喷水、喷泥的距离，先用沙袋施作2～3m围堰，同时根据水量在围堰的外侧施作3～5m厚的混凝土止水墙，并通过钢管将围堰内的水导出止水墙外，同时增加排水能力，启动移动泵站台车排水系统；另一方面在不影响围岩和混凝土止水墙的前提下在围堰中抛填片石。围堰和止水墙须封闭坑道全断面。止水墙施作完成并达到设计强度后，关闭预埋的导水管，同时观测止水墙的稳定性和止水性能。如止水墙的稳定性和止水效果不好，则打开导水管，在止水墙外侧进行再加固或对止水墙漏水处进行处理；如止水墙稳定且止水效果满足要求，则自下而上逐个对导水管进行顶水灌浆。顶水灌浆完成后，根据超前灌浆设计图及灌浆标准逐环灌浆通过。灌浆过程中应密切注意对止水墙稳定性的监测，以确保安全。5.4.2穿越围岩破碎带处理方案破碎地质在隧道施工中会经常出现，如认识不够，施工工艺安排不合理，会造成隧道塌方，这样不仅会造成直接经济损失，给隧道施工带来极大困难，而且耽误工期，并且会带来安全隐患，甚至会造成安全质量事故。通过破碎地质的施工原则：在隧道施工过程中如遇到不良地质段，首先要对地质、水文情况有一个整体的了解。严格按照“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”的指导原则。⑴先治水：在有水地段，应采用引、排、堵相结合的方式，处理好岩溶水，消除隐患。⑵短开挖、弱爆破：不良地质段，应遵循多打眼、浅打眼、弱爆破、短进尺的原则，减少对周边围岩的扰动。⑶强支护：及破碎地段，应采取锚、喷、网联合支护的原则。如果喷锚支护仍不能提供足够的支护能力时，应及早装设钢架（工字钢或格栅钢架）支撑加强支护。⑷勤量测：及在开挖完成后，立即进行监控量测工作，及时掌握围岩变化情况。如变化较大，应制定相应的补救措施。⑸早衬砌：在监控量测反映围岩变化稳定、边墙完成后，衬砌结构尽早封闭，改善受力状态，确保衬砌结构长期稳定、坚固。⑹做好超前地质预报工作，如TSP、超前钻孔、红外线探水、地质雷达探测等超前地质预报措施。5.4.3预防隧道坍塌处理措施⑴马头山隧道出口浅埋段为辅助洞口进洞施工，保证施工安全，采用S5a型钢筋混凝土复合式衬砌，全断面设I20a型钢钢架，间距1榀/0.6m，拱部设一环30m长Ф108管棚，换向间距0.4m，外插角1～3°；管棚与Ф42超前小导管纵向搭接不小于2m。⑵当遇到涌水（涌泥）地带或破碎地带时，采用周边径向注浆+双层小导管预支护措施。注浆和超前小导管采用Ф42钢管，注浆管长4m，换向间距3m；超前小导管长4.5m，换向间距0.4m，纵向搭接不小于1m。为保证隧道围岩稳定，不发生坍塌，开挖采用三台阶临时仰拱法施工，同时全环设置I20a型钢钢架，间距1榀/0.4