矿山法隧道工程施工方案

矿山法隧道工程施工方案一、工程概况本矿山法隧道工程全长约82m，隧道线路位于曲线上，采用矿山法施工工艺，涵盖喷射混凝土、钢筋网安设、格栅拱架加工与架立、超前小导管及注浆支护、防水层铺设、仰拱施工、二次衬砌施工、衬砌背后注浆及进洞前井点降水等关键工序。施工过程中需严格控制各项技术参数，通过科学的工程测量与监控量测确保隧道施工安全、质量及贯通精度，最终实现横向贯通中误差小于±50mm、竖向贯通中误差小于±25mm的目标。二、核心施工工艺及技术措施（一）喷射混凝土施工1.施工工艺选择采用湿喷工艺施工，以有效降低粉尘含量，选用TK-961型湿喷机作为核心设备，确保喷射混凝土质量稳定，减少回弹量。2.关键技术参数喷嘴操作：喷嘴与受喷面保持垂直，间距控制在0.7m左右，确保混凝土粘结效果。风压控制：喷射机工作风压设定为0.5MPa左右，平衡粉尘控制与混凝土附着效果。配合比参考：水泥100kg、砂247kg、石子153kg、水40kg，掺加水泥用量4%的TX-1型液体速凝剂，具体配合比可根据现场试验优化调整。3.施工流程混凝土拌合→外加剂准备→启动外加剂系统→开风→送料→喷射作业→作业完成→设备清洗。4.质量控制要点混凝土搅拌均匀，坍落度符合施工要求，无离析现象。喷射顺序遵循“先墙后拱、自上而下”原则，分段分片连续作业，每段长度不超过6m。喷射厚度均匀，避免漏喷、重喷，确保覆盖完全，与围岩紧密贴合。（二）钢筋网安设1.材料与加工要求钢筋网采用网格间距150mm×150mm的钢筋制作，钢筋材质符合设计标准，进场前需进行力学性能试验，加工过程中确保钢筋平直、无锈蚀、无油污。2.安装技术要点钢筋网与格栅拱架、小导管端头焊接牢固，形成整体受力体系。喷射混凝土需将钢筋网全部覆盖，保护层厚度严格控制为3cm，防止钢筋锈蚀影响结构耐久性。钢筋网铺设应与受喷面贴合紧密，起伏较大处需裁剪适配，避免出现空洞。（三）格栅拱架加工与架立1.钢筋加工（1）设计调整加工前根据预留沉落量（拱顶100mm、边墙和底部50mm）重新优化格栅细部尺寸，曲线变化段单独设计，确保架设后能闭合成环。（2）加工质量控制钢筋进场后按规定进行机械性能试验，运输与储存时设置标牌，分批堆放，防止锈蚀和污染。钢筋在工厂集中加工，焊接严格遵循操作规程，所有钢筋交叉位置必须焊牢，确保格栅拱架在运输和架立过程中不变形。加工允许偏差符合下表要求：项目允许偏差调直后局部弯曲d/4（d为钢筋直径）受力钢筋顺长度方向全长尺寸±10mm弯起成型钢筋-弯起点位置±10mm弯起成型钢筋-弯起高度0，-10mm弯起成型钢筋-弯起角度2°箍筋宽度±10mm箍筋宽和高+5mm，-10mm（3）预拼要求曲线部分的拱架每片均需在加工场进行预拼，检查各节段连接精度，确保现场架设时顺利闭合。2.格栅拱架架立（1）定位测量架设前计算每节拱架的横纵坐标（横坐标为到隧道中线的距离，纵坐标为到隧道轨面设计线的距离），通过测量定位确保每榀格栅准确安装在隧道轴线垂直面内。（2）架设参数纵向间距：每榀格栅之间最大距离为50cm，确保支护密度满足围岩稳定要求。连接方式：格栅拱架分节之间采用法兰盘螺栓连接，螺栓紧固力矩达标，确保连接牢固。纵向连接：各榀格栅通过Φ22钢筋焊接连成一体，形成纵向稳定体系。（3）保护层控制钢拱架与围岩之间先初喷5cm厚混凝土作为保护层，拱架背后严禁填充片石、木材等杂物，确保受力均匀。（四）超前小导管、注浆小导管和锁脚锚管施工1.超前小导管施工设计参数：采用Φ42无缝钢管，设置于开挖轮廓上方120°范围内，管长4.5m，纵向间距3m，环向间距0.2m；管壁钻花孔，管头加工成尖状，外插角10°。施工要点：按设计位置精准打入，与钢支撑焊接牢固，确保支护整体性；每循环小导管之间按设计要求保证搭接长度。2.注浆小导管施工布设范围：隧道全断面布设，拱部和边墙部位导管长4.5m，仰拱部位长3.0m，纵向和环向间距均为1.0m，外插角45°，梅花形布置。注浆材料：压注CS双液浆，配合比通过现场试验确定，参考配比为水泥浆W:C=(0.5～1):1，水泥浆与水玻璃体积比C:S=1:(0.5～1)；其中水玻璃浓度35～45Be′，模数n=2.4～2.8，水泥选用32.5级普通硅酸盐水泥，掺加磷酸氢二钠缓凝剂，砂子最大粒径小于2.5mm。3.锁脚锚管施工布设要求：隧道临时施工支护和永久支护时，上导洞施工的每榀格栅拱架和型钢刚架底脚部位均设置4根锁脚锚管，两侧各2根。施工要点：与钢拱架焊接牢固，注浆密实，形成抗倾覆受力体系，防止拱架下沉或位移。4.施工流程小导管加工→测量布孔→7655型钻机就位→钻孔→退钎杆→清孔→安装小导管→撤钻机→注浆材料准备→注浆机准备→注浆系统试运转→制浆→注浆→效果检查→合格后结束。5.注浆关键操作系统试运转：注浆前用3～5MPa压力进行20分钟压水试验，检查管路密封性和设备状况。注浆顺序：从拱脚向拱顶逐根注浆，确保注浆均匀，避免出现注浆盲区。结束标准：注浆量达到设计值的80％或注浆压力达到设计终压时停止注浆。6.注浆效果检查检查方法：采用泄水试验、取岩芯试验、超声波探测相结合的方式。检查内容：重点检测堵水率、结石体强度、浆液扩散范围及帷幕厚度，确保注浆效果满足设计要求。7.主要机具设备序号设备名称规格型号备注1钻机7655风钻隧道凿岩设备2双液调速注浆泵ZTG-120/150-3注浆泵BW250/50-4输浆胶管DN25-5闸阀Q11SA-16Dg-25-6压力表0-4MPa-7储浆桶自制-8配浆桶自制-9孔口封闭器自制-8.施工注意事项小导管与钢支撑焊接牢固，确保协同受力。每一循环开挖后，架设钢支撑并初喷混凝土后及时施作导管。钢拱支撑尽快形成闭合环，在拱、墙脚设临时仰拱或横撑。如需爆破，采用松动爆破工艺，避免对围岩和支护结构造成破坏。（五）防水层施工1.材料选择采用1.5mm厚PVC复合防水板，衬砌施工缝设置止水钢板，确保防水体系完整。2.施工准备基面处理：初期支护表面平顺处理，凸起部分凿除，凹陷部分用喷射混凝土找平；超过铺板规定的部位编铁丝网回填处理。设备就位：采用自制防水板台车作为作业平台，接通电线路，确保施工条件达标。材料检查：防水板进场后检查质量，洞外拼焊成大幅面并对称卷起，划出焊缝搭接线。3.铺设流程洞内准备（工作台架就位、接电）→洞外准备（防水板质量检查、划搭接线、拼焊大幅面）→基面处理→拱顶划出隧道中线及垂直中线的横断面线→布无纺布→钉垫圈衬→热焊垫片和防水板→固定防水板→洞内焊接防水板接缝→焊缝补强→质量检查→移动工作台架。4.铺设技术要点铺设方向：从拱顶向两侧铺贴，预留一定伸缩空间，避免二衬混凝土施工时拉坏防水板。固定方式：采用铆钉加胶垫固定无纺布，固定点间距拱部0.5～0.7m，边墙1.0～1.2m，梅花形布置；防水板热粘在PVC垫片上。搭接要求：短边搭接宽度大于150mm，长边不小于100mm；搭接处采用双焊缝焊接，焊缝宽度10mm，均匀连续，无假焊、漏焊、焊焦、焊穿等缺陷。质量检测：接缝做充气试验，用0.15MPa压力检验，持续3分钟压力下降值不大于0.03MPa为合格。（六）仰拱施工1.施工方案采用防干扰仰拱平台进行施工，避免与前方掘进施工相互干扰，一次施作长度8m，仰拱平台总长25m，确保施工效率与质量。2.施工要点基底处理：清除仰拱部位杂物、浮渣及积水，检查基底承载力，满足设计要求后方可施工。钢筋安装：按设计绑扎仰拱钢筋，确保钢筋间距、保护层厚度达标，与边墙预留钢筋连接牢固。模板支护：采用弧形模板，保证仰拱弧度符合设计，模板拼缝严密，支撑牢固，防止漏浆。混凝土浇筑：采用C30混凝土，振捣密实，表面平整，浇筑完成后及时养护，强度达标后方可允许后续作业。（七）二次衬砌施工1.施工时机经现场监控量测，确认围岩和支护变形基本稳定后施作二次衬砌，避免过早或过晚施工影响结构安全。2.材料与设备混凝土：采用C30S8商品混凝土，确保强度和抗渗性能满足设计要求。施工设备：自制钢筋台车绑扎钢筋，输送泵泵送混凝土，衬砌钢模台车全断面衬砌，插入式振捣器振捣。3.施工流程初期支护验收→防水层施工验收→钢筋台车就位→绑扎钢筋→预埋件及预留孔设置→钢模台车就位→模板检查→清除杂物→混凝土灌注→振捣→养护→拆模→验收。4.关键施工技术钢筋绑扎：在自制钢筋台车上进行，确保钢筋位置、间距、保护层厚度符合设计，焊接接头满足规范要求。模板安装：钢模台车全断面衬砌，一次砌筑长度6m；模板安装后检查尺寸、垂直度、密封性，确保符合要求。混凝土灌注：灌注前检查模板、钢筋、预埋件、预留孔洞、端头止水带，清除杂物。从低处向高处分层连续灌注，每层厚度不超过其作用部分长度的1.25倍，表面振捣层厚度不超过200mm。采用插入式振捣器分层振捣，振捣时间10～30秒，移动距离不大于作用半径1倍，插入下层混凝土深度不小于5cm，严禁碰撞钢筋、模板、预埋件和止水带。养护：混凝土浇筑完成后及时养护，养护时间不少于7天，确保强度正常增长。（八）衬砌背后注浆1.注浆目的充填二次衬砌与防水层之间的空隙，确保结构密实，提高防水性能和结构整体性。2.施工参数注浆孔布设：设在拱顶部位，每5m隧道预留3个注浆孔。注浆材料：采用1∶1水泥浆液，注浆压力控制在0.5～0.8MPa。注浆时机：二次衬砌混凝土灌注56天后进行，确保衬砌混凝土强度达标。3.施工要点注浆管设置：注浆管底部孔口靠近防水板，采取防护措施防止刺破防水板及注浆孔堵塞。注浆顺序：逐孔压注，确保浆液均匀扩散，填满空隙；注浆过程中监控压力变化，避免压力过大损坏衬砌结构。质量检查：注浆完成后检查注浆量和压力记录，必要时进行钻孔检查，确保注浆效果。（九）进洞3m前的井点降水1.降水背景隧道施工准备阶段已在B断面两侧轮廓线外3.5m处施作摆喷墙止水帷幕，增设旋喷桩补强，A、B断面交接处及端头设置旋喷桩止水帷幕和地下连续墙+三排袖阀管注浆加固，最外排袖阀管距连续墙2.4m，为实现无水开挖，进洞3m前实施井点降水。2.降水方案采用管井井点降水法，开挖到A井后主要依靠B井降水；A井深度9m，B井深度23m；降水过程中分层分段进行，控制降水深度，地表布设沉降监控点，实时监测沉降情况并及时上报。3.降水井结构降水井内径600mm，管井采用内径400mm的钢筋笼，外包两层过滤网，井管选用300mm塑料管，配备深井潜水泵。4.探水孔设置进洞后在掌子面设立水平探水孔，观测水压力、流量等参数，确定后续是否继续降水及降水深度。5.施工注意事项水位监测：降水期间定期观测水位，若水位下降后停止降水仍上升缓慢或不上升，说明止水帷幕效果良好，可分段降水；若水位恢复或上升较快，或掌子面探水孔涌水压力、流量较大，表明止水帷幕效果不佳，需重新设计技术方案。沉降控制：地表沉降不超过30mm时可继续降水；若沉降陡然增大，立即停止降水或通过回灌孔回灌清水（可选用过滤后的降水），阻止沉降增加，形成隔水屏幕。回灌要求：回灌采用清水，确保回灌效果，使降水井点影响范围不超过回灌井点范围。三、工程测量（一）基本控制测量1.平面控制利用井口附近已有GPS8和加密导线点TY、ⅢJ53，以及盾构始发井内的JZ、JY、KZ、KY4个井下平面控制点，这些控制点均与地面导线网统一平差，精度符合《工程测量规范》《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》要求。2.高程控制以井下高程控制基点JZ2为基准，该基点经由地面水准基岩点Ⅱ地3-28用三等水准测量引测至井口，再通过井口吊钢尺，经井上下三次引测取中数确定。（二）洞内施工控制测量1.平面控制根据隧道长度和曲线特点，洞内布设2个点的施工控制支导线，使用1秒级全站仪施测，按四等导线测量要求，水平角观测4测回，边长往返各2测回；曲线段施工时增设临时导线点辅助控制。2.高程控制采用精密水准仪和铟钢水准尺，按三等水准测量要求施测，确保高程控制精度。3.施工放样开挖、格栅刚架坐标放样通过线路中心控制，确保开挖断面、刚架步距等尺寸偏差在规范限差内；线路中心坐标放样与水准测量紧密结合，保障施工测量准确性。4.控制点复核施工过程中不定时检测复核控制点，若发现变动超限时立即重新布设，并复核最近测量成果；井口控制点需与车站控制点联测，确保贯通精度。四、监控量测（一）量测目的通过对围岩、地表沉降、管线、元岗大桥桥基及水位的动态观测，判断支护效果及施工方法合理性，科学反馈至施工中，保障隧道施工安全、经济。（二）量测项目及技术要求序号量测项目控制值仪器设备断面间距量测频率<5m5~15m>15m1地质观测-肉眼观测、罗盘、地质锤10m每个循环每个循环每个循环2地面沉降30mm铟钢尺、精密水平仪10m1~2次/天1次/天1次/2天3洞周收敛74mm收敛计10m1~2次/天1次/天1次/2天4拱顶下沉50mm铟钢尺、精密水平仪10m1~2次/天1次/天1次/2天5管线沉降20mm铟钢尺、精密水平仪10m1~2次/天1次/天1次/2天6水位观测-水位计每个观测井1~2次/天1次/天1次/2天（三）位移量测数据分析绘制位移—时间曲线或散布图，位移趋于平缓时进行回归分析，推算最终位移值，掌握变化规律。位移变化速率判断：净变化率大于10～20mm/d时需加强支护；净变化率小于0.2mm/d时，认为围岩达到基本稳定。异常处理：若位移—时间曲线出现反弯点，表明围岩和支护呈不稳定状态，需及时加强支护，必要时停止掘进，采取安全措施。（四）监测布点北段矿山法隧道施工监测按专项监测图实施。区间地表、桥墩、管线及水位监测布点按对应示意图布设，确保监测覆盖关键部位。五