耿家庄隧道超前支护施工方案

1、五五盂盂高高速速公公路路L LJ J2 2 合合同同段段 耿耿家家庄庄隧隧道道超超前前 支支护护 施施工工方方案案 中建市政五盂高速公路 LJ2 标项目部 编制： 审核： 审批： 2011 年 5 月 1 日 目目 录录 2 2 0 0 1 1 1 1 年年5 5 月月1 1 日日1 1、工程概况、工程概况2 2、编制依据、编制依据2 3、施工管理人员及施工队伍安排、施工管理人员及施工队伍安排3 4、施工人员、机械设备配置、施工人员、机械设备配置3 4.1 超前小导管、超前钢管工程量3 4.2 施工人员配置4 4.3 机械设备配置4 5、施工工艺与流程、施工工艺与流程4 5.1 超前支护施工工

2、艺4 5.2 超前支护施工流程5 5.3 超前支护施工措施6 6、质量保证控制、质量保证控制7 6.1 超前支护质量控制基本要求7 6.2 超前支护具体质量控制措施8 7、安全保证措施、安全保证措施9 7.1 建立安全保证体系9 7.2 安全教育和培训9 7.3 落实安全责任制，制定安全管理的各项规章制度10 7.4 超前支护针对性安全技术措施10 8、环境保护措施、环境保护措施12 8.1 组织措施12 8.2 防止污染措施12 1、工程概况、工程概况 耿家庄隧道位于五台县耿家庄东侧约 100 米处，设计为左右线分离式，左线起讫 桩号为 ZK6+635 至 ZK7+600，长度为 965m，

3、右线起讫桩号为 YK6+672 至 YK7+600，长度 为 928m，双洞总长为 1893m。隧道设计速度为 80km/h，为双向四车道，双洞单向行车。 隧道主洞建筑界限宽度为 10.25m，高度为 5.0m。隧道内轮廓净空面积为 64.62。本 隧道设有 3 处人行横通道，1 处车行横通道。 隧止区位于构造剥蚀、侵蚀低中山区，山体陡峭，冲沟发育。微地貌表现为基岩 山脊、冲、沟陡坡等。隧道地形总体北高南低。隧址区范围内植被不发育，以杂草丛 及灌木为主。隧址区地处五台山块隆南部之系舟山掀向斜的东南翼，为一单斜构造， 地层产状平缓，地质构造简单。勘察期间，未发现有影响洞体稳定性的断裂构造存在。

4、本隧道左右线洞身围岩主要岩性为白云质灰岩，灰白色，间夹薄层状泥质条带灰 岩、角砾状灰岩。强微风化，隐晶结构，中厚层状中薄层状构造。强风化带厚度 2025 米，局部大于 30 米，岩芯以碎石状为主，局部为扁柱状，岩体节理裂隙较发育， 呈中薄层状结构，岩体完整性较差；微风化带岩体节理裂隙不发育，呈中厚层状结构， 岩体完整性较好。 隧址区地表水系为清水河，水流受季节影响变化较大，冬季仅部分河道有少量间 断水，雨季流量较大。洞身范围内无地下水，地下水对隧道洞身无较大影响。根据清 水河地表水水质分析报告，隧址区地表水对混凝土无腐蚀性。 不良地质：隧址区岩溶稍发育，岩溶是隧址区的主要不良地质，岩溶的发育破

5、坏 了岩体的完整性，降低了围岩等级，对隧道洞身稳定性影响较大。 2、编制依据、编制依据 （1）LJ2 标段隧道设计图纸； （2）本标段的施工组织设计； （3）现行施工规程、规范、法规； （4）按照掌子面围岩实际情况。 3、施工管理人员及施工队伍安排、施工管理人员及施工队伍安排 （1）施工领导小组： 组 长: 杨昌盛 副组长：翁士海、冯茂生 组 员：李敬学、郑雷、匡云、曹海雷、王刚 （2）领导小组岗位职责： 杨昌盛：全面负责组织施工管理工作及施工队伍落实工作，是安全责任第一人。 翁士海：具体负责现场施工生产、安全、质量的指挥、协调及队伍的组织工作。 冯茂生：负责技术及质量组织管理工作，负责审定施

6、工方案、计划和质量控制技术 管理工作。 李敬学：根据施工方案，做好材料的计划及采购工作。 郑雷：负责施工现场管理工作，施工方案的编制及落实隧道超前支护施工的质量、 安全和环保措施工作。 匡 云：协助郑雷负责现场施工管理工作。 曹海雷：全面负责现场隧道超前支护施工的质量保证措施的实施、检查与控制。 王 刚：全面负责施工测量工作的放样、测量检验工作。 （3）施工队伍：组织一个施工队，负责耿家庄隧道左右线超前支护施工。 4、施工人员、机械设备配置、施工人员、机械设备配置 4.1 超前小导管、超前钢管工程量超前小导管、超前钢管工程量 耿家庄隧道超前小导管工程量为：42 超前小导管共 1944.4m，2

7、5 超前锚杆共 21776.3m。 4.2 施工人员配置施工人员配置 根据实际超前小导管或超前钢管的工程量，每个开挖作业面按照表 2 进行施工人 员配置。 表 2 超前支护施工人员配置一览表（按每个开挖作业面配备） 人员类型数 量备 注 现场施工技术负责 人 1 人现场施工协调及技术指导 加工、钻孔、安装8 人负责超前小导管或超前钢管的加工、成孔、 安装 超前小导管注浆6 人负责超前小导管的注浆作业 电 工1 人负责用电设备接电及电力维修 质量员、安全员各 1 人分别质量、安全检查、监督 4.3 机械设备配置机械设备配置 根据耿家庄隧道超前支护施工方法，配置以下主要施工机械设备，见表 3。 表

8、 3 主要施工机械设备配置一览表（按每个开挖作业面配备） 机械设备名称单 位数 量用 途 风 钻台6超前小导管、超前锚杆成孔 电焊机台2超前小导管、超前锚杆焊接 空压机台1提供风压 注浆机台1超前小导管注浆 乙炔焊个1加工超前小导管、超前钢管 5、施工工艺与流程、施工工艺与流程 5.1 超前支护施工工艺超前支护施工工艺 根据设计要求，耿家庄隧道主洞、紧急停车带超前支护参数见表 4。本隧道洞内超 前支护采用的是 42 超前小导管及 25 超前锚杆，在拱部 120范围内布置，外插角 为 6-10，尾端焊接于拱架上，超前导管及锚杆的纵向间距必须满足设计要求。要 保证注浆饱满。 表 4 耿家庄隧道主洞

9、、紧急停车带超前支护参数一览表 衬砌类型超前支护参数备 注 3 级衬 砌 42超前小导管，L=3.6m，纵/环向间距 2.1m/35cm 主洞 2 级衬 砌 25自钻式中空注浆超前锚杆，L=3.3m，纵/环 向间距 2m/50cm 主洞 级人行 道加强段 25超前锚杆，L=3.6m，纵/环向间距 2.4m/50cm 人行道 5.2 超前支护施工流程超前支护施工流程 本隧道超前支护分为两种，即超前小导管和超前锚杆，两者的施工步序大致相同， 具体如下： （1）超前小导管施工流程图 图 1 42 超前小导管施工流程图 （2）25 自钻式中空注浆超前锚杆施工流程图 加工超前锚杆打钻进孔注浆与拱架等焊接

10、 图 2 25 自钻式中空注浆超前锚杆施工流程图 5.3 超前支护施工措施超前支护施工措施 （1）超前小导管施工措施 超前小导管采用风动凿岩机成孔。钻孔作业必须按设计要求定出孔位，并做出标 记，以利于位置准确。钻孔利用开挖台架施钻，按照设计间距布孔；孔径比管径或 杆径大 15mm，深度误差不得大于50mm；成孔后采用高压风清孔。小导管预先在洞 外做成锥尖型，管尾设有管箍（6 钢筋加焊），在管壁上钻设注浆孔，按设计间距 梅花型布置。采用 42 热轧无缝钢管，沿开挖轮廓线外按设计间距及外插角度钻孔， 钢管用凿岩机顶进，顶进时将风钻的回转爪取掉，将特制的短钎尾插入待进的钢管 内，以风钻的冲击力将钢管

11、顶入钻孔中。 为增强围岩稳定性，通过小导管注水泥浆，浆液的水灰比为 0.51-11，注浆压 力为 0.6-1MPa，注浆实际采用配比根据施工工艺水平现场试验确定，孔口设止浆塞。 浆液的浓度、凝固时间应符合设计要求。注浆时应经常检查泵口和孔口注浆压力 的变化，发现问题及时处理。 （2）25 超前锚杆施工措施 25 自钻式中空注浆超前锚杆长度、间距等按设计布置，施工流程与超前小导管 类似，不同之处在于施工时比小导管更加方便，无需钻孔，可利用螺旋钻机直接将锚 杆体本身钻进前方围岩，然后注浆以达到超前支护效果。孔位误差在水平方向不应大 于 50mm，垂直方向不应大于 100mm。钻孔底部的偏斜尺寸不应

12、大于锚杆长度的 3。钻 机就位时对准孔位后，用量角器测量立轴倾角，要求倾角 15 度，开钻时轻压、慢钻， 严格按照设计水灰比配置水泥浆，按要求添加外加剂并充分搅拌，及时进行二次补浆， 注浆结束后将尾端焊接于钢架上。 6、质量保证控制、质量保证控制 6.1 超前支护质量控制基本要求超前支护质量控制基本要求 （1）超前锚杆质量控制要求 基本要求 A锚杆材质、规格等应符合设计和规范要求。 B超前锚杆与隧道轴线外插角为 10，长度应大于循环进尺，宜为 3-5m。 C. 超前锚杆与钢架支撑配合使用时，应从钢架腹部穿过，尾端与钢架焊接。 D. 超前锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的 95%。 E. 超前

13、锚杆搭接长度应按设计布置。 实测项目 表 5 超前锚杆实测项目 项次检查项目规定值或允许值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% 外观鉴定 锚杆沿开挖轮廓线周边均匀布置，尾端与钢架焊接牢固，入孔长度符合要求。 （2）超前小导管质量控制要求 基本要求 A钢管的型号、质量和规格等应符合设计和规范要求。 B超前钢管与钢架支撑配合使用时，应从钢架腹部穿过，尾端与钢架焊接。 C钢管插入孔内的长度不得短于设计长度的 95%。 实测项目 表

14、6 超前钢管实测项目 项次检查项目 规定值或允许值偏 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% 外观鉴定 钢管沿开挖轮廓线周边均匀布置，尾端与钢架焊接牢固，入孔长度符合要求。 6.2 超前支护具体质量控制措施超前支护具体质量控制措施 （1）超前小导管、超前钢管必须有出厂合格证，材质证明，并经检验合格后，方可使 用。使用前必须进行除锈蚀，其他材料均要有出厂合格证及复检合格试验报告单。 小导管、超前锚杆安装前应对孔位进行复检后再安装。

15、 （2）根据设计要求加工小导管、超前锚杆，加工好的小导管、超前锚杆应平放在加工 棚内，挂牌注明规格及使用部位，并注意防潮、防锈。 （3）在冬季进行锚杆施工，超前小导管、超前钢管的加工及焊接均须满足相关要求。 冷拉钢筋时的温度不宜-20；张拉预应力钢材时的温度不宜低于-15。在钢筋 工程焊接施工中，当环境温度低于-5的条件下进行钢筋对焊或电弧焊前，必须 根据施工条件进行试焊，合格后方可施焊。风力超过四级时，应采取挡风措施。 焊后未冷却的接头应避免碰到冰雪。当环境温度低于20时，不得进行施焊。 并且，要做好钢筋加工场的防风、防雪及保暖措施。 （4）钻孔前，其钻孔应根据设计图纸和有关规范要求，以及现

16、场围岩的具体情况，定 出孔位，作出标记，其孔位偏差不大于 50mm。 （5）钻孔的孔轴方向要满足施工图纸的要求。 （6）孔深应按设计图纸及有关文件要求，其误差值不宜大于50mm。 （7）钻孔排渣结束后，需将孔内冲洗干净。清孔一定要彻底，对部分孔内粉泥用高压 风清不干净的，宜用高压水冲洗后再用高压风冲洗孔内的水。向孔内注水后，注 意孔内漏水情况。若漏水量小，用风吹干孔内水分；若漏水量较大，则向监理工 程师、设计代表汇报，以确保相应的处理措施。 （8）安装前，应检查锚杆体钻头的水孔是否畅通，若有异物堵塞，应及时清理。 （9）水泥浆配合比按照设计图纸要求进行配制。浆液的水灰比为 0.51-11，注浆

17、 压力为 0.6-1.0MPa。 （10）水泥浆应拌和均匀，随拌随用。一次拌和的水泥浆应在初凝前用完，并严防石块、 杂物等混入水泥浆内。 （11）注浆前，首先检查排气管是否畅通，若排气管堵塞，应先将其疏通再开始注浆。 （12）注浆开始或中途停止超过 30 分钟时，应用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路。 （13）超前小导管、超前锚杆材质检验：每批材料均应附有生产厂家的质量证明书，按 施工图纸规定的材质标准以及监理工程师指示的抽检数量检验小导管、超前锚杆 性能。 7、安全保证措施、安全保证措施 7.1 建立安全保证体系建立安全保证体系 项目设立安全管理机构，建立现场安全监督、检查小组，针对本工序特点

18、，进行 安全交底，严格执行项目经理部安全保证体系的有关规定，项目经理部与每个作业人 员签订安全生产责任书。 7.2 安全教育和培训安全教育和培训 （1）对新进场的工人进行安全生产的教育和培训，考核合格后，方准许其进入操作岗 位。 （2）对电焊工、电工等特殊工种的工人，进行专门的安全操作培训，持证上岗。 （3）在采用新工艺、新方法、新设备或调换工作岗位时，对工人进行新操作方法和新 工作岗位的安全教育。 （4）设立每周一次的安全活动日，在班前班后会上检查安全生产的活动情况，并对作 业人员进行经常性的安全教育和安全宣传活动。 7.3 落实安全责任制，制定安全管理的各项规章制度落实安全责任制，制定安全

19、管理的各项规章制度 建立健全各项安全生产的规章和管理制度，体现“全员管理、安全第一”的基本 思想，明确安全生产责任，做到职责分明，各负其责。施工中除操作人员本身加强各 种安全措施外，项目经理部也将加大检查力度，搞好各方面的协调工作，坚决杜绝各 种事故的发生。严格执行施工安全操作规程。 7.4 超前支护针对性安全技术措施超前支护针对性安全技术措施 （1）工程开工前，施工单位必须详细学习设计图纸、施工规范，并制定相应的安全措 施，施工场地应作出详细的施工部署，超前小导管、超前钢管等材料的堆放应作 出详细布置。 （2）参加施工的人员，必须接受安全技术教育，熟知和遵守本工种的各项安全技术操 作规程。电

20、焊工必须持有国家相关部门颁发的特种作业证，方可进行焊接作业。 （3）所有进入工地的人员，必须按规定穿戴好（安全帽、安全带、安全绳、安全服） 等安全防护用品，遵章守纪，服从指挥。 （4）隧道内施工作业人员必须严格履行进、出洞登记制度。 （5）超前支护作业人员用电时必须遵守相关规章制度，规范操作，不得违章作业。 （6）进入作业地点时，先检查、熟悉作业环境。若发现不安全因素、隐患，必须及时 向有关部门汇报，并立即处理，确认安全后再进行施工作业。对施工过程中发现 危及人身安全的隐患，应立即停止作业，及时要求有关部门处理解决。 （7）现场所有安全防护设施和安全标志等，严禁私自移动和拆除，如需暂时移动和拆

21、 除的须报经有关负责人审批后，在确保作业人员及其他人员安全的前提下才能拆 移，并在工作完毕（包括中途休息）后立即复原。 （8）焊机使用、摆放在防雨、干燥和通风良好，远离易燃易爆物品和便于操作的位置。 搬运时必须切断电源，将电焊机电源线从控制开关下口拆除后再搬运。 （9）电焊设备的安装、修理和检查必须由电工进行。焊机和线路发生故障时，应立即 切断电源，并通知电工修理。 （10）电焊机必须安放在通风良好、干燥、无腐蚀介质、远离高温高湿和多粉尘的地 方。露天使用的焊机应设防雨棚，焊机应用绝缘物垫起，垫起高度不得小于 20crn，按要求配备消防器材。 （11）使用交流电焊机作业应按照下列要求进行操作：

22、多台焊机接线时三相负载应平 衡，初级线上必须有开关及熔断保护器。电焊机应绝缘良好。焊接变压器的一次 线圈绕组与二次线圈绕组之间、绕组与外壳之间的绝缘电阻不得小于 1Mn。电焊 机必须安装一、二次线接线保护罩。电焊机的工作应依照设计规定，不应超载运 行。作业中应经常检查电焊机的温升超过 A 级 60、B 级 80时必须停止运转。 （12）由于超前支护须要借助开挖台架作为操作平台，开挖台架高度大于 2 米，属于高 空作业，应做好相关防护措施。 （13）在焊接作业时，施工人员必须配有护面罩，清除焊渣时应小心焊渣入眼。 （14）拱部超前锚杆、小导管焊接时注意下方操作人员，防止焊渣掉落，烫伤其他施 工人员。 （15）洞内超前支护焊接作业时，应远离可燃物，注意防火，并