隧道施工方案(1) 29页

隧道施工方案一、工程概况：（一）编制依据1、本工程第一合同段（招标文件）（项目专用本）及补遗书。2、本工程第一合同段两阶段施工设计图第三册。3、牛角尖隧道详细工程地质勘察报告。4、中华人民共和国交通部《公路工程国内招标文件范本》（1999年版）技术规范部分。5、交通部颁发的《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）。（二）工程简述牛角尖连拱隧道进口桩号为AZK8+445，出口桩号为AZK8+615，长170m，隧道进口明洞洞长18m，出口明洞长15m，隧道进口段位于缓和曲线上，出口位于半径为R=1200.0m圆曲线上，纵坡为0.5%，路面超高左洞从2%渐变为3%，，右洞从-0.22%渐变为-3%。单洞净空：车行道+左侧（）+右侧（）。限界净宽10.25m。（三）工程地质及水文地质：隧道位于萧王庙以南200m处，地貌以残丘为主。地面植被茂密，以低矮灌木为主，坡度不大，一般不超过300。进出口段一般在100~200，表层为含砾亚粘土的坡残积层土，层厚6~9m，以下为风化基岩：强风层2~5m，岩体极破碎或破碎，弱风化层3.5m，岩体较破碎~较完整，再以下为微风化砾岩或泥质粉砂岩。从以上地质29 结构表明，明洞段围岩整体性及稳定性差，降水大时，岩体将出现裂隙水。洞身围岩以微风化基岩与弱风化基岩为主，中~厚层状，岩层节理发育~较不发育。洞顶以上覆盖层厚一般超过20m，其中微风化基岩一般不超过14m，围岩完整性相对较好，地下水主要为第四系松散岩体孔隙水和基岩裂隙水，以接受大气降水及地表径流水补给为主，水量贫乏，开挖时可能出现局部渗漏。根据工程地质报告，连拱隧道穿越山体的围岩级别长度如下，两端Ⅴ级围岩长64m，Ⅳ级围岩级别长106m，工程所在地为亚热带季风气候区，年平均降水量1550mm以上，年平均降水天数150天至200天，雨量集中与3~6月的梅雨期和7-9月的台风期。在丰水期施工，地下水由于地表水的不断补给，岩体裂隙水渗流流量将明显增大。二、在项目部领导下的组织机构及专业技术力量。2.1组织机构工程实施，设项目经理部，由公司委派项目经理全权负责工程施工。履行合同义务。在项目经理的领导下，各部门对项目经理负责。开展生产、经营质量管理安全生产等各项工作。项目经理部设总工办，由总工程师和2名副总工组成。另设副经理一人，协助项目经理工作。处理工程施工的技术问题、协调工程材料供应，劳力调配、机械调动、施工进度。确保各职能部门协调运转，有序施工、文明施工。其关系见下面组织机构框图：29 奉化三高连接线公路工程一标段隧道施工组织机构图项目经理项目副经理总工程师综合办试验室财务部安全监察部计划合同部质检科工程科隧道工区财务会计爆破员计划统计师安全员质检员试验工程师结构工程师测量工程师隧道工程师工区主任说明：隧道工区负责隧道的施工的全部工程内容。29 2.2主要管理技术人员1、项目经理：姚辉2、项目副经理：冉平3、项目总工：王守淦4、项目副总工：任天俊5、工区主任：顾献井6、隧道工程：朱显湘7、测量工程师：陈欢杰8、结构工程师：朱显湘9、试验工程师：项官平10、质检员：顾宏迁11、安全员：林晨辉12、爆破员：13、财务会计：陈清松14、计划统计：刘蓉工区质检员、安全员、爆破员、重点领导关系是项目部质检部和安全部，计划统计在项目部郑文庚领导下工作，工程材料由项目部统一供应，以及各专业工程师和工区主任在项目经理的统一领导下开展工作。各专业工程师在总工程师的指导下，编制分项分部工程施工方案及作业指导书。经项目经理和总工程师批准后，在现场进行技术交底负责实施。29 工程计划的编制和材料用量计划的编制，按项目部季度计划、月计划编制，由项目总工办郑文庚审核后，报项目部经理批准执行，并由项目部财务部提供资金支持。2.3、拟投入的主要工程机械和设备2.3.1土方机械自卸载重汽车东风15T（东风2003）3台装载机ZL50（杭州龙口）130KW2台挖掘机PC20001台凿岩机2台2.3.2隧道专用设备简易水平钻机2台潜孔钻机HQJ—100型2台注浆泵BW—500/502台注浆泵ZTGL—60/2102台湿喷机TK—9KL型2台含液压衬砌台车1部混凝土输送泵1台水泥混凝土拌和楼0.5m31个2.3.3测量及监测仪器水准仪江苏1台全站仪TOPCOM1台收敛仪（锚杆、测力机及拉拔器；单点或多点位移计；压力盒；超声波仪及配套探头；地质罗盘）根据需要配置。29 2.3.4材料试验由项目部试验室完成钢筋加工机械及电焊机、空压机不单列。2.4施工形象进度控制工期的安排1、出口段明洞土石方工程及仰坡防护：2007年5月至2007年6月完成。2、出口段明洞洞身钢筋混凝土：2007年7月至2007年8月底完成。3、进口段土石方工程及仰坡防护：2007年7月至8月完成。4、中导洞开挖及支护：2007年7月至2007年10月完成。5、进口段明洞钢筋砼洞身工程：2007年9月至2007年10月完成。6、中隔钢筋砼工程：2007年11月至2008年3月。7、左、右洞掘进初期支护：2007年12月至2008年4月。8、左、右洞二次衬砌：2008年1月至2008年6月。9、洞身仰拱回填及路面：2008年4月至2008年7月。10、照明、洞口建筑及装饰工程：2008年8月底竣工。三-1、隧道施工前的截水沟施工由于进口段进场道路近时无法解决，隧道施工只能从出口段向进口段掘进。因路线前进方向为0.5%的上坡，反向施工后增加了排水困难。进出口段，地质条件较差，表层有较厚的坡积层。梅雨期即将来临，进、出口段土方作业前，应先放出开挖坡口线，在距开挖坡口线以外5米作好截水沟。截水沟排水纵坡一定要通畅，如地势低洼不平，应以排水通畅为原则，不一定局限于5米的限介。因此在开挖放样的同时一定要将截水沟定线，抄平。如局部地段排水不畅29 ，水沟应上移，当超出征地范围时，宁补征不能大挖方作水沟，以免坍方截流，危及洞口段施工作业。同时截水沟也是排出洞口段地表水的永久性措施，不能遗留病害。截水沟布置详S6-3图。三-2、隧道施工顺序隧道开工前作好复测定线，并报监理批准。与此同时进行临时建筑施工，包括供水、供电、临近住房、临时道路以及砼拌和场、材料堆场的硬化。导线复测经监理工程师批准后，对照洞段开挖放样。截水沟定线、清表、施工截水沟。一）明洞施工明洞挖方顺序：先挖出口明洞段。当出口段挖方及边仰坡防护施工完毕，进口段临时道路建好，明洞段外路基土石方作业基完成时，即进行进口段明洞的放样、截水沟施工、清表、分级开挖，自上而下逐级防护，完成明洞段土石方开挖作业和明洞模注砼，衬背后防水、排水及支挡偏压挡墙和砌石工程。洞口建筑、排水沟施工及回填土等。二）暗洞施工：暗洞施工采用三导坑法施工，在进洞前，当明洞分级开挖、防护至隧洞起拱线高程时，应按S6-39图施工Φ108×6mm管棚，由S6-1-3总说明九：“由于本隧道进出口段，普遍存在偏压浅埋现象，为了避免洞口大挖大刷，采用管棚法进洞，进口端管棚长21m，出口端管棚长15m，并在洞口修建护拱”此处与S6-40图，说明1：标明的管棚长度不一致，管棚施工前，应请设计代表临场决定。三导坑法施工步骤序述如下：先挖中导、施作中导初期支护①；中导贯通后浇筑中墙Ⅱ；然后开挖左侧导洞，施作左导初期支护③；待中墙顶空间回填满后，弧形开挖左拱部④；施作左拱部初期支护Ⅴ；然后开挖上部核心土⑥开挖下半断面⑦；仰拱施工、回填Ⅸ；浇注左侧衬砌Ⅹ29 ；右洞施工顺序同左洞；最后路面及水沟、电缆等工作。施工简图如下：左右洞平行作业时严禁齐头并进，两洞室禁止同时处于初期支护状态。超前洞室的二次衬砌与另一侧洞室掌子面距离不小于20米，掌子面至二次衬砌的距离和左右洞间错开距离按下图所示进行控制：为了加快施工进度，提供左、右洞开挖初期支护的工作面，中导从出口段开挖向进口段贯通，当导洞贯通后，施工中隔模注砼应从出口段向进口段后退施工，浇筑中隔墙的砼钢筋等均应从进口端运入导洞内。超前支护：Ⅴ级围岩浅埋采用φ108㎜小管棚超前支护，Ⅴ级围岩深埋段采用φ40㎜小导管超前支护。Ⅳ级围岩为超前砂浆锚杆长4.0m，施工中做到“管注浆超前，弱爆破，短尺寸紧支护，早成环，二次衬砌紧跟”。29 隧道开挖出渣采取由无轨运输方式施工。开挖Ⅴ级围岩主要以风镐为主，人工装渣，四轮翻斗车运渣；或根据围岩自稳能力和开挖断面的大小，在可能的情况下采用挖掘机配合自卸汽车出渣。开挖Ⅳ类围岩用简易钻孔台车人工操纵凿岩机钻孔爆破，挖掘机配合自卸汽车运渣。中导洞出渣采取人工装渣，四轮翻斗车运渣。先锚后灌式注浆锚杆隧道砌衬按结构支护体系为复合式衬砌，初期支护Ⅳ、Ⅴ级围岩均为φ25-5钢支撑喷射混凝土结构，Ⅴ级围岩附以大管棚或小导管注浆超前支护；Ⅳ级围岩φ22砂浆锚杆超前支护、Ⅴ级围工字钢拱架用18#工字钢制作，Ⅳ级围级用14#工资钢制作钢拱架；明洞及二次衬砌为钢筋混凝土结构。整个隧道我公司拟配1台全液压整体式砌衬台车，双液注浆机2台，水平钻机2台，混凝土搅拌机2台。混凝土湿喷机2台，混凝土输送泵2台。混凝土采用泵送方式。混凝土输送车运输。明洞段采用挖筑法，先仰拱后墙拱。出渣由挖掘机配合装载机装渣，自卸汽车运输。三）施工程序及基本方法喷锚构筑法的支护结构主要是喷射混凝土和锚杆，在初期支护发生作用之前，开挖工作面及其顶部的围岩，必须能够自稳，自稳的时间长短，决定施工方法的选择及施工速度的快慢。为确保洞内施工安全，我们在本标段隧道施工时，将按照“管注浆超前，短进尺，弱爆破，紧封闭，强支护，勤量测，早成环，紧衬砌”的原则施工。管注浆超前：在Ⅴ级围岩段设计大管棚和小导管注浆，做超前加固围岩，以提高围岩的自稳能力。短进尺：进尺控制长度：0.6~1.0米（Ⅴ级）1.5~2.0米（Ⅳ级）。弱爆破：隧道施工时，首先用挖掘机开挖，挖掘机开挖不动时采用爆破法开挖，采取微震松动爆破外，先在中空面形成临空面，不得采用强爆破开挖，以降低围岩的扰动程度。紧封闭：随挖随支护，开挖多少，支护多少，随时进行喷射混凝土封闭围岩。强支护：严格按设计做好工字钢钢支撑和锚喷钢筋网片支护。勤量测：隧道开挖后，按规范设计要求立即布点对拱顶下沉、净空水平收敛、地表沉陷等必测项目进行量测，保证在24小时内读取初始读数，并按规范要求的量测频率进行测量。早成环：及早施做仰拱，封闭衬砌结构，限制变形发展。紧砌衬：在量测结果表现变形稳定的基础上，及时进行复合式砌衬。具体施工步骤如下：29 1）、质超前预报：隧道开挖前，用自配设备或与浙江航天无损检测站签定合同做地质超前预报，严密观察围岩开挖情况，通过探测手段，预测开挖工作面前几米至几十米的围岩工程地质和水文地质条件，结合掘进中地质条件的变化，及时提出预报，以便有准备地做好各种预防和施工措施，保证隧道施工的顺利进行。2）、测量放线：为了确保测量准确，应先用全站仪复测设计院所留测点，复测无误后，进行控制测量，精确定出进洞点，并定期进行内外联测，确保放样准确。3）、预加固（超前支护）根据设计要求，进行管棚和超前导管注浆支护。4）、开挖根据设计要求各衬砌段开挖应做到“短进尺，弱爆破，勤测量”，每次进尺控制在1.2—1.5米范围内，台阶发开挖，开挖范围以同时满足人工配合机械作业，拱部开挖轮廓以预留变形量为10cm为限，同时考虑钢架顶面与岩面间保持不小于5cm的间距，以方便钢架安装。5）、钢架施工根据隧道地质情况，开挖后，围岩自稳时间较短，开挖后应及早封闭岩面，以防万一。超前支护采用有压注浆小导管，开挖后应及时安装钢架，应将钢架基脚围岩进行适当夯实处理，围岩承载力较小时，可加垫钢板或者扩大基脚，防止拱架下沉造成支护结构失稳。拱架严禁高脚悬空。6）、二次衬砌混凝土考虑空间效应对初期支护的影响，距中槽开挖面之间距离不宜超过20米。7）、施做仰拱及仰拱填充仰拱对衬砌结构的稳定起至关重要的作用，由于隧道开挖后，变形较大，侧压力也较大，为防止边墙内挤侵限，按“早成环”的原则，应及时施做仰拱，封闭结构，可在二次支护后施做仰拱，两者之间距离不应超过15米。在仰拱混凝土达到一定强度后及时施做填充混凝土。8）、施做隧道内混凝土路面及盲沟9）、施工程序框图（附图）。29 施工准备明洞及洞口开挖空心思破面防护施作明洞仰拱明洞模筑混凝土施作洞门建筑明洞防水层明洞回填超前支护中导洞开挖及支护灌注中墙混凝土中墙顶部回填左分洞开挖右分洞开挖防水层施工二次衬砌施工水沟电缆沟等地质超前预报测量放线、定位施作截、排水设施路面施工（育沟）竣工验收监控量测29 四、明洞段施工1、明洞段挖方及防护明洞挖方顺序：先挖出口明洞段。当出口明洞段挖方完成，进口段运输便道完成，段外土石方工程完成后，立即开挖进口段土石方。1.表层含砾亚粘土开挖，采用挖掘机挖土，8~9T自卸汽车运输，运至弃土场或填方路段。人工配合刷边坡。挖方作业应自上而下分级开挖，分级防护。分级开挖的坡比：侧向坡比，进口段按S6-5图，出口段按S6-7图放坡。洞口正面仰坡，设计无明确坡比。但不应大于道路工程挖方边坡相同地质条件的坡比。建议在含砾亚粘土层坡比为1：1.25强风化岩层为1：0.5。2、岩石地层的开挖：强风化层的开挖仍采用挖掘机开挖，人工配合刷坡。在强风化层或弱风化层当挖掘机无法挖掘时，采用潜孔钻打孔，中深孔群炮分段爆破，非电雷管导爆索起爆，延时起爆的段数，及起爆药量的控制。应以分次起爆的药包爆力产生的地震波，小于周边建筑物安全的地震波，而不产生危害为基准。总的原则宜多分段，分次起爆的药量宜小，爆破设计、药量计算宜按减弱松动爆破计算。有关爆破作业、详爆破设计。3、明洞段永久性边仰坡防护：回填土以上属永久性防护。边仰坡岩石地层使用机械开挖，超挖部分应用10#砂浆砌筑先填平补齐，然后用Φ22砂浆锚杆防护。锚杆长3.5米，勿论是进口段，还是出口段锚杆间距均为120厘米成梅花形布孔。挂Φ8钢筋网眼尺寸为20×20cm2。喷C25钢纤维砼，钢纤维含量为：每立方米45kg，永久性边仰坡喷砼的数量21.1m3，而无喷层厚度的说明，按S6-39图的设计，建议边仰坡永久性防护，喷砼厚度应为15m。29 明洞段临时性边仰坡防护：边仰坡回填土以下属临时防护.边仰坡临时性防护采用Φ22砂浆锚杆,按S6-14图片说明,锚杆长2m,纵横间距1.5m×1.5m,挂Φ8钢筋网,网眼间距20cm×20cm，喷C25钢筋纤维砼厚10cm。但S6-14图锚杆布置示意图中，对永久性防护的锚杆布置间距为100cm×100cm，它既与S6-6和S6-8相矛盾，也与S6-39图相矛盾，因此，100cm×100cm的锚杆排列应属书写错误。4、暗洞洞门仰坡防护：按S6-39图施工：正面仰坡防护涉及进洞门作业，二次衬砌施工以前的安全问题，因此按2007年4月17日设计交底会议上，设计工程师明确S6-39图，仰坡坡率漏写，岩石地层为1：0.4，岩石地层以上，含砾亚粘土坡积层为1：1。岩石地层锚杆排列纵横均为1.5m×1.5m，亚粘土坡残积层锚杆排列，纵横均1.2m×1.2m，有锚杆长度均为3.5m，锚杆直径为Φ22，锚固方式先注浆后插入锚杆，挂Φ8双层钢筋网网眼间距为20cm×20cm的焊接钢筋网，喷C25钢纤维砼厚15cm。Φ22砂浆锚杆挂Φ8钢筋网，首喷底层C25砼的厚度不得小于4cm，设钢筋网的保护层厚度为4cm，锚杆保护层为3cm~2.5cm，则当锚杆长度为3.5m时，打孔深度应不小于3.43m，锚杆长度为2m时，打孔深度应不小于2.13m。建议当锚杆锚好，挂网完毕，应在钢筋网的上面焊接Φ14～或Φ16的，网眼为120cm×120cm或150cm×150cm的粗钢筋于锚杆上，或再将锚杆加长5d，作直角钩，扣注Φ14～或Φ16钢筋，以强化Φ8钢筋网的保护效果，被免喷射砼在土压力作用下沿锚杆滑脱。砂浆锚杆的打孔直径，应比钢筋大29 15mm，因此钻孔，孔眼直径应不小于38mm，砂浆锚杆的砂浆配合比（质量比）水泥：砂：水应为1：1.~1.5：（0.45~0.5）河砂粒径不宜大于3mm，注浆孔口压力不得大于0.4mPa，注浆管插至距孔底5~10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出。随即迅速插入锚杆，锚杆安设后不得敲击，3天内不得摇晃和在锚杆露头悬挂重物。设计规定：采用早强砂浆注入，当早强砂浆注浆因故停顿30min以上，测定砂浆坍落度当小于10mm时。不得注入罐内使用。喷射砼：喷射砼的水泥标号不得低于32.5mPa，使用前应作强度复查试验，根据明洞段围岩强度应选用早强水泥为宜。喷射砼速凝剂必须采用质量合格保管妥善，使用前应做速凝效果试验，初凝时间不超过5min，终凝时间时间不超过10min，根据水泥品种和配合比的水灰比，通过试验确定速凝剂的掺量百分比。设计说明八条一软。喷射砼C25为钢纤维喷射砼，钢纤维含量为，水灰比推荐值在0.4~0.6之间，石料，使用碱性速凝剂值时，石料中不得含有的成分。砂的细度模数宜的洁净的中粗纱，钢纤维的抗拉强度不得低于380mPa。直径为0.3~0.5mm，长度在20~25mm，且不地大于25mm。含砂率应在45%~60%，为了减少回弹初喷时的配合比，水泥：砂：石子=1：2：1.5~2，喷射前应用水将岩面清洗干净，土质边坡应用高压风将坡面粉尘和杂物清除干净。初喷厚度一般不小于4cm，喷射作业应分段进行由下而上，每段长度不宜超过6m。初喷后，再进行钢筋网的铺设，钢筋网与锚杆的连结装置应连接牢固，喷射混泥土时不得晃动。钢筋网与受喷面的间隙不应大于3厘米。29 钢筋网铺设完毕，若初喷砼终凝后间隔1小时以上，受喷面已有粉尘时，应用水冲洗干净再喷射第二层砼。喷射砼终凝后2小时进行养生，养生时间不小于7d。4.明洞段模注砼（衬砌施工）a.明洞段地基承载力：S6-14图及S6-13图要求，地基承载力不小于0.4mPa，当承载力不足时，拱脚基础采取加固措施，查地质剖面图，隧道进口起点桩号及出口桩号AK8+615，AK8+445明洞基础均坐于地质岩层编号⑩2上，属强风化泥质粉砂岩砾岩紫褐色，岩体破碎，岩芯含粘性土的卵石，砾石，容许σ]=300KPa=0.3mPa<0.4mPa，编号⑩3容许承载力[σ]=800-1200KPa=0.8~1.2mPa。因此进出口处明洞基础地基，当承载力[σ]<0.4mPa时补强措施为：a.局部挖深，让基础地基置于⑩3V级围岩。弱风化泥质粉砂岩，砾岩地基上，基础加深范围内用C30砼铺平，然后再施工明洞基础。铺强方法之二，是采用φ22螺纹钢筋砂浆锚杆，梅花形布置，锚杆长3.5m~4.0m，锚杆间距，纵向35㎝，横向35㎝，锚杆露头嵌入明洞基础内不小于40厘米。无论采用哪种补强方式，均应取得监理，设计代表及业主的认可，方可实施。明洞挖方作业完成后，应用风镐及人工，或浅眼爆破，修整地基仰拱部份。仰拱地基的曲线由S6－5及S6－6图，R=1800厘米，计算圆线仰拱外弧曲线的坐标，进行凿除。检测合格后，应清除浮渣和石屑及尘土，然后浇筑C25仰坡调平层砼，然后放样，绑扎拱圈钢筋。按S6-15和S6-6制作29 和绑扎入模，明洞模注砼的顺序应先仰拱后墙拱，仰拱施工边墙的高度，应超过仰拱拱座（或拱脚），为控制仰拱拱腹曲线，仰拱应使用拱架模板浇筑仰拱砼，仰拱施工完毕，由于仰拱和拱墙分二次施工，设计图S6-15，S6-15明洞，钢筋结构设计图（一）、（二）的钢筋制作和绑扎应按施工规范，设置钢筋接头，对于φ22主筋对接宜采用绑条焊对接，或锥细纹连接。对于焊接强度或锥细纹强度应通过试验检测锥螺纹应分批检测，焊接焊工，应持证上岗。明洞拱墙砼施工，内模采用衬砌台车，外模另外配置。施工中应加强内外模的支撑加固，防止变形和胀模，防水C30防水砼采用泵送砼浇筑，浇筑砼应从两侧对称连续浇筑到拱顶，并及时封拱合拢。不得产生偏压，使拱轴线发生横向位移。明洞砼应从洞口向洞身推进，洞口端墙及洞外排水最后施工。明洞与暗洞结合部应先施工Ⅴ级围岩的φ108棚管（环距0.35）+注浆及护拱，在管棚保护环的作用下再按设计程序开挖，且按明洞施工锚杆，18#工字钢拱架，C25钢纤维喷射砼。完成1.0m～0.8m段一衬衬砌后再施工结合部钢筋砼拱圈及按设计程序进洞施工。明洞完工后，按S6－14图及S6－13图。明洞背应铺一层3厘米厚水泥砂浆保护层。中隔墙与明洞衬砌间铺挂一层400g/m2土工布作隔层，然后填筑中隔砼，碎石盲沟，7.5#浆砌片石。然后分层对称回填土。分层夯实，夯实工具可用轻形夯实机具。进洞端应先做偏压挡土墙，再回填中隔墙砼，填筑左侧碎石盲沟和7.5#浆砌片石，其后施工程序与出口端相同。明洞段回填土，应按设计图，对回填土的表面排水规划，设计坡率和水向相吻合，纵、横坡比应在3~4%以便及时排出径流水。29 暗洞开挖一）围岩级别及分级衬砌长度本工程暗洞开挖，Ⅳ级围岩106m，Ⅴ级围岩43。明洞33m。按围岩风化程度的差异和破碎状态，天然节理裂缝对围岩分割块径的大小以及有无偏压。对Ⅳ级围岩在衬砌上，又分为二个无偏压级别，其中对隧道围岩微风化区核心部分按S4-1衬砌长64m。地质条件稍差一点的在S4-1的两端有偏压的按S4-Ⅱ衬砌。S4-Ⅱ在进口端长20m，出口端长10m，设计S4-Ⅱ共长30m。其余Ⅳ级围岩剩余的12m按Ⅴ级围岩衬砌，Ⅴ级围岩属弱分化地段，衬砌方式为S5，S5进口端长30.5m，出口端长12.5m。S6-1-5附表1：牛角尖连拱隧道复合式衬砌结构支护参数表中，对初期支护作了明确规定。对Ⅳ级围岩，S4-1超前支护为φ22超前砂浆锚杆长4.0m+14号工字钢拱架@100+φ25-5先锚后灌式注浆锚杆长3.0m，纵环间距1.2m×1.0m喷C25钢纤维砼厚20cm，S4-II超前支护仍为φ22超前砂浆锚钎，长4.0m+14号工字钢拱架@75cm，φ25-5先锚后灌式注浆锚钎，纵环间距1.0m×0.75m，C25喷钢钎维砼厚20cm。从支护参数上可以看出：S4-1与S4-Ⅱ的差别在于I14拱架的间距，前者为1.0m，后者为0.75m，及φ25-5锚杆的纵环间距排列上的差异，前者为1.2m×1.0m，后者为1.0m×0.75m，其余超前砂浆锚喷砼厚度，φ8钢筋网眼均相同，S5（Ⅴ级围岩初期支护）：超前支护为φ108钢管管棚环距@35厘米+注浆，或φ40小导管。钢拱架为I18检举@75cm，，锚杆φ25-5，先锚后灌式注浆锚钎长3.5m，纵环间距0.75m×1.0m，喷C25钢钎维砼厚25cm。钢筋网同前。S6-1-4，P4第十一条第5小条明确说明，尽管设计对围岩类别，衬砌结构作了规划，设计。但由于隧道工程地质及水文地质均具有隐蔽性，施工中很可能出现与地质描述出现较大差异，与原衬砌结构不相适应的情况。为此要求超前地质钻孔，了解围岩变化情况，与衬砌结构是否相符合。隧道开挖洞口段大管棚的支护下，开挖采用环状留核心法施工。开挖施工中，遵循短开挖、少爆破V级围岩尽可能采用风镐开挖多循环，及时做好喷锚支护、架设钢架和二次衬砌，以防洞口坍塌，并尽快修筑好洞门，确保进洞安全。开挖V级围岩段主要以风镐为主，开挖V级围岩用简易钻孔台车人工操纵凿岩机钻孔爆破，开挖方法可根据围岩具体情况调整。29 超前管棚注浆施工本隧道的洞口设计有大管棚注双液浆超前支护，使用钢管为Φ108×4的热扎无缝钢管。1、施工工艺：制作管棚钢架—测设中线及水平基点—检查开挖断面尺寸及形状—安设管棚钢架—钻管棚钢管孔眼—打设管棚钢管—开挖断面—喷射混凝土—安设初期支护拱架—锚喷。2、工艺流程图（附图）：施工准备测量定位安装钻机钻位置孔置入有孔钢管清除管内杂物注浆冲洗管内浆液，注砂浆钻位置孔置入无孔钢管钢管加工配节计算注浆准备检查注浆效果拱部开挖钢管内充填砂浆注浆准备3、管棚施工要求：①、开挖到设计桩号后，按设计架立18#工字钢和Φ127导向管及护拱施做（进洞管棚）；进洞后进行管棚工作室开挖，按设计程序施工，护拱内导向管架立时应严格控制好其仰角，仰角控制在1-2度。②29 、采用潜孔钻机（HQJ-100型）钻孔并顶进钢管。施工时，钻杆自套拱的导向管伸入。施工时钢管沿周边以1度的外插角打入围岩。③、首先，每隔一孔位钻一孔，利用钻机顶进钢花管，顶进到位后，先清理孔内杂物，再进行注浆。注浆完成后，清除管内浆液并用30#水泥砂浆填塞紧密，并封闭管口。④、在钢花管间隔设置并注浆完成后，进行剩余孔位的钻孔。剩余孔的钻孔，注浆工艺回前。⑤、大管棚施工质量保证措施A、钻孔时为保证孔位正确，孔口管以1-2°的仰角安设，钻进过程中随时用测斜仪测定钻杆偏斜度，及时纠正钻孔方向。B、在设计注浆参数的基础上通过试验确定最佳注浆参数。管棚注浆配合比为水泥浆：水玻璃=1：0.5（体积比），水灰比0.9-1.0。水玻璃50波美度，模数2.4。注浆初压力0.5-1Mpa，注浆压力达到2-2.5Mpa，并稳定10-15分钟后，终止注浆，以保证钻孔四周均注满浆液。C、施工时，通过现场注浆试验，对比调整水泥浆与水玻璃的配合比。注浆采用BW—250/50注浆泵。D、注浆由钢管内向外分段进行。钢花管注浆完成后，及时清除管内浆液，并用30号水泥砂浆紧密充填，以增强钢管的刚度和强度。E、钢管节间以无缝钢管丝扣联接，丝扣长15cm，相邻钢管可通过调整管节长度，使钢管节头相互错开1米，在同一断面上接头数不大于50%。比如，孔位编号为奇数的孔，第一节管采用3m管，此后无论哪种孔位接头钢管都采用6m管。超前小导管注浆施工超前小导管采用风枪或台车打眼，通过特制套管同钻孔联结，靠钻机的振动力将小导管推入孔内。1、按设计图布孔，并以设计外插角钻机。2、小导管管壁四周钻Φ8mm小孔，作为压奖孔，尾部1.0m不设压浆孔。3、钢管前端加工成尖锥状尾部焊上Φ6加劲箍。4、超前小导管注浆采用2TGZ—60/210注浆泵，浆液采用水泥-水玻璃双液浆。初始配合比采用设计参数，实际使用配合比通过试验确定。5、以注浆压力作为注浆终结的控制依据，注浆压力一般为0.6-1.0Mpa,观察浆液回流情况。29 6、注浆应采取必要的措施防止串浆、堵管等，注浆时注意注浆压力的变化，及时调整施工设计，使达到最优状态。注浆质量参见“图3注浆质量控制图”。7、超前小导管每排纵向至少搭接1m，超前小导管须从格栅钢架支撑腹部穿过，并焊接于钢支撑上或系统锚杆的尾部，以便共同受力，提高初期支护的承载能力。8、注浆小导管施工工艺框图（见附图）。施工准备喷混凝土封闭开挖面钻孔打小导管注浆开挖0.5~1.0m钻具准备小导管制作中空注浆锚杆施工施工流程（见附图）清孔检查孔道是否畅通注浆安装止浆塞、封堵垫板、螺母安装制备水泥浆施工准备钻孔备料标定锚杆位置检查锚杆设备准备1、中空注浆锚杆设置位置，结合开挖岩体结构产壮确定，尽可能垂直结构面打入，以起到更好的加固作用。严格按设计间距布置。2、杆安装前先用风枪打孔，尔后用锚固机将锚杆置入，再用注浆泵向内注水泥浆。浆液水比为0.5：1～1：1，注浆压力0.6～1Mpa。29 3、杆尾端焊接在钢支撑上，以便共同受力。附图注浆质量控制图注浆质量控制注浆参数确定注浆效果穿孔检查无孔钢管检查综合分析采取措施提高质量水灰浆水灰比水玻璃浓度及模数注浆压力初压及终压周围地形注浆前后变形测量每孔计算注浆量各钻孔注浆后变化情况喷射混凝土施工喷射混凝土施工采用湿喷法，用TK-961型湿喷机实验。1、喷射混凝土施工，如附图所示：湿喷式砼喷射机水泥砂石子水混凝土拌合速凝剂风压控制在0.5~0.6MPa29 附图喷射混凝土施工2、喷射混凝土施工流程检查作业面→设置喷射厚度标志→机械准备→混凝土拌制→喷射作业。3、喷射混凝土质量保证措施（1）、通过试验确定喷射混凝土配合比及速凝剂掺量。施工中，对配合比每工班至少检查两次。经常检查速凝剂注入环的情况，发现问题及时处理。（2）、喷混凝土作业前，用压力水清洗受喷岩面，撬除空洞、裂隙岩石。若岩面滴水或渗水，采取凿孔埋管集中引流的办法处理。（3）、作业班至少作一组混凝土试件，及时进行强度试验，若试件强度不合格，对相应喷混凝土部位采取凿除复喷等措施予以补强。（4）、施工时，喷枪在边墙部位正对岩面，在拱部沿隧道半径方向喷射。喷前先对凹处喷射找平，而后再大面喷射，为保证喷混凝土效果，喷射时分段，分片，（5）、自下而上呈顺时针螺旋形均匀进行，每圈压前面半圈，绕圈直径约30㎝。喷嘴距受喷面的最佳距离为0.6~1.0米，风压控制在0.45`~0.7（6）、一次喷射混凝土厚度超过10㎝，两次喷射的间隔时间为15~20分钟。（7）、喷射混凝土初凝后，及时进行养护。（8）、用凿孔或事先在岩壁上设钢筋头的办法，检查喷射混凝土厚度。（9）、用锤击法检查喷射混凝土与围岩的粘结情况，如有空洞、裂隙、脱落等情况，凿除清洗后重喷。（10）、若喷层有露筋、凹凸太大等情况，采取补喷措施。挂钢筋网29 钢筋网在洞外加工成片。加工时，根据使用的部位不同，加工成不同大小的网片，钢筋网片焊接加工。用点焊张挂于锚杆头，片间利用焊接连接，在拱部张挂时，力求圆顺平贴，同受喷面间隙为3㎝左右。隧道洞身排水隧道左右洞，沿路面两侧设有25排水边沟，路面水通过路面横坡排入边沟。二次衬砌衬背排水，在二次衬砌与锚喷砼之间，环向铺设400g/m无纺土工布和1.2mm厚EVA防水卷材，以防止初砌背后积水渗入到二衬结构内部。图S6-28防排水工程设计图和设计总说明，五均说明。沿衬背纵向设环向排水盲沟，设置间距V级围岩为3m，Ⅳ级围岩为5m，背墙后富水区为1.5m~3.0m，在排水盲沟处，在无纺土工布和EVA防水卷材之间，放置φ50mm第三代软式透水管，衬背后渗透水或裂隙水，通过无纺土工布汇集至φ50mm透水管，进入纵向边墙脚盲沟的φ80mm透水管内。边墙盲沟的纵坡与隧道设计纵坡相同。边墙脚纵向排水盲沟和φ80mm软式透水管通过φ100~φ80UPVC三道与横向φ80UPVC管相连，将水排入边沟内，其结果详S6-29，A大样图，边沟水与洞门排水系统相连接。S6-31图，中隔墙B放大样，设有半圆形预留槽，槽内放纵向排水管。未标注高度尺寸应与S6-17图和S6-18图相通统一。即两侧的φ50mm透水管都应在拱脚处与φ80纵向透水管相连纵向透水管，通过横向排水管进入沟边。要注意的问题是隧道在曲线内，路面有横向超高，纵向排水预留槽既要有纵坡又要与横向超高相匹配，位置要适中。明洞段中隔墙顶和边墙脚均设有碎石盲沟，盲沟内设φ80mm软式透水管，中隔墙顶φ80mm软式透水管接至洞门墙引入边沟，拱脚φ80mm透水管在洞门墙处，通过横向排水管引入边沟排出。变形缝的设置29 在明洞与暗洞相接处，在洞身地质条件发生变化变形有差异时，均应设置变形缝，在相同的变形条件时每10m设一道纵向温度升缩缝。二次衬砌的分段浇筑处应设置施工缝。各种接缝竖向截面和水平接缝均应垂直整齐，或水平表面水平。变形缝结构大样，明洞与暗洞接缝大样施工缝大样，详见S6-12图。在浇筑砼时应防止止水带偏离中心，产生单向透径缩短，影响止水效果。并将砼充分振捣密实，使与止水带很好相结合，达到良好的止水效果。对遇水膨胀橡胶止水条，要求抗水压力1.5mPa，静水浸沧48小时膨胀率70%~130%，最大吸水膨胀率200%，应通过试验确定。遇水膨胀的橡胶条设于施工缝处。施工测量与变形观测1、在路线导线及高程复测勿误且精度符合要求后，对洞外水准点导线点应定期复测，洞内控制点应依据施工进度设定。隧测测量桩点必须稳定可靠，通视良好，水准点应设在不会损坏处，并加以稳善保护。本隧道单向施工，单向施工的贯通误差应小于1级公路中线偏位误差的允许值50mm，高程误差为+10mm~15mm。2、洞内导线应根据洞口投点向洞内作引伸测量，洞口投点应纳入控制网内，由洞口投点传递进洞方向的连接测角中误差，不得超过复测导线测角中误差的要求。后视方向的边长不应小于300m，洞内支导线应尽量沿路线中线布置，导线边长不宜短于70m。并应分别按洞外不同控制点测设达到校核的目的。用偏角法延伸检测洞内中线时，其横向偏差不应大于5mm。供衬砌用的临时中线点，必须用经纬仪或全站仪施测，布点间距不得大于10m。工程竣工后，应按每20m29 一个断面，测绘的路线中线为准的中线偏位，隧道实际净空。标出拱顶标高，起拱线宽度，路面水平宽度，隧道永久性中线点，定在砼路面中埋设金属标志。变形监控量测设计监控量测项目及方法详见“表一监控量测项目及方法一览表”。监控量测项目及方法一览表序号项目名称方法及工具布置量测频率1~15d16d~1月1~3月3月以后1地质和支护状况观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述，地质罗盘等开挖后及初期支护后进行每次爆后及初期支护后进行2地表下沉精密水平仪洞口及洞口浅埋段，每10m布设一组，每组不少于少7个测点。开挖面距量测断面前后<2B时，1~2次/天开挖面距量测断面前后<5B时，1次2天开挖面距量测断面前后<5B时，1次/周3周边位移各种类型收敛仪每10~50一个断面，每断面2~3对测点爆破后24小时以内进行1~2次/天1~2次/天1~2次/周1~3次/月4拱顶下沉水平仪，水准尺，钢尺或测杆每10~50一个断面同“周边位移”5锚杆或锚索内力及抗拔力各类电测锚杆，锚杆测力计及拉拔器每10cm一个断面，每个断面至少做三根锚杆锚杆施作后进行2次/天1次/天1次/2天1次/周6围岩压力及两层支护间压力各类压力盒每代表性地段一个断面，每断面15个测点初期支护后进行1~2次/天1~2次/天1~2次/周1~3次/月7围岩体内位移（洞内设点）单点或多点位移计每代表性地段一个断面，每断面3~5个钻孔同地表下沉要求8钢支撑内力及外力支柱压力计或其它测力计每10钢拱支撑一对测力计钢支撑施作后进行1~2次/天1~2次/天1~2次/周1~3次/月9喷混泥土应力量测表面应力解除法应变计每代表性地段一断面二次衬砌施作前1次/天1次/天1次/周2次/月10二次衬砌内应力量测各类压力计，压力盒每代表性地段一断面二次衬砌施作后1次/天1次/天1次/周2次/月11围岩弹性波测试各种声波仪及配套探头在有代表性地段设置29 12山体边坡稳定性监测高精度全站仪1次/天1次/天1次/周2次/月监控测量的成果整理与应用a、净空位移1、记录并绘制位移与时间关系曲线位移并标：初期肢护，下台阶开挖，二次衬砌时的测点位移量。点位移量+（a）时间。绘制位移与开挖与开控面距离L,关系曲线。要标出喷射砼，上，下台阶开挖，锚杆位移量。3、位移速度与时间t关系曲线。b、围岩体内位移测量1、绘制孔内各测点（、……）位移u与时间t关系曲线，z.绘制不同时间u位移与深度的关系曲线。C、围岩径向应变测试29 绘制围岩体内不同测点的应变uε与时间T的关系曲线P、锚杆轴力测试1、绘制不同时间（、……）锚杆轴力（应力）与深度关系曲线。2、绘制各测点（1、2……）（）轴力与时间关系曲线。根据观测成果作出判断1、当位移速度大于20mm/日，表明变形发展很快结构超于不稳定，应采取特殊支护。2、周遍收敛速度为0.1~0.2mm/d，拱顶下沉速度0.07~0.15mm/d，围岩接近稳定，可以进行二衬，衬砌施工。3、锚杆轴力是检测锚杆效果和锚杆强度的依据也是评定锚杆安全度的依据。4、根据位移与深度关系曲线，判断围岩松动范围，根据松动半径确定围岩是否可能感产生局部垮坍。5、测点布置参照S6-41图。6、测量元件安设应尽量靠近开挖面与开挖面的距离应小于一次挖进迟。7、测量元件的安设和初始读书应在爆破后24小时内，并在下一次爆破前完成。二次衬砌1、二次模衬砌在围岩及初期支护形变基本稳定后进行，施做二次衬砌的条件是：1）各测试项目的位移速度明显收敛，围岩基本稳定；2）已产生的各项位移已达预计总位移量的80%~90%；3）周边位移速率小于0.1~0.2㎜/d，或拱顶下沉速率小于0.07~0.15㎜/d2、为确保模筑衬砌的各部尺寸，施工前认真进行中线、标高、断面尺寸等的测量。29 3、洞口圈施工时，检查摸板尺寸，加强内外模支撑，内外模之间以钢筋拉杆相连，防止跑模变形。洞门圈端模内附宝丽板，保证美观。混凝土连续施工，避免中断；为防雨水浇淋，提前备好遮雨布。4、洞身衬砌按设计及时设变形缝和沉降缝，施工缝结合伸缩缝和沉降缝布置。5、衬砌混凝土浇筑捣固时，采取措施保护防水层，防止其破裂；浇筑过程中，及时扶正止水带，并认真在其周围捣固，使其与混凝土密贴，增强止水效果。6、衬砌施工过程中，如因故中断混凝土的浇注，间歇时间超过2小时，或已浇筑混凝土已初凝，则停止施工。在继续浇筑混凝土前，先凿除已婚硬化的前层混凝土表面上的松散物和水泥浆薄膜，用高压水冲洗干净，在敷上一层2~3cm的同标号砂浆后，继续施工。7、二次衬砌使用长6m（考虑到隧道曲线段的圆顺）的全液压衬砌台车立模。浇筑拱顶混凝土时，将输送管自靠近已衬砌混凝土接头处接入，直到本衬砌环挡头模处混凝土压满，中途不拆移输送管，混凝土靠输送泵压力推移灌满整个拱部，保证拱部混凝土灌注密实。衬砌台车就位净空检查涂脱模剂灌注混凝土脱模养生泵送入模施工准备中线水平检查混凝土运输拌制混凝土制作试件仰拱及仰拱填充1、依据量测数据分析，尽早安排仰拱施工。仰拱浇注采用仰拱大样板由仰拱中心向两侧对称施工。29 2、仰拱填充施工前，先清除仰拱上的杂物，冲洗干净，排除积水。在仰拱混凝土强度达到设计的70%后，浇注仰拱填充。施工时，按设计及时预埋纵横向排水管。填充混凝土表面横坡与路面横坡一致。施工通风除尘与防排水1、施工通风除尘两隧道长均小于200米，为节约设备投入，考虑采用进口端单口掘进，因此施工通风采用自然通风方式。2、防排水隧道通过岩层风化强烈，呈碎石状镶嵌结构，围岩稳定性差，地下水位埋深较浅，均位于设计线以上，裂隙水丰富，因此洞内防排水显得尤为重要。（1）隧道拟从进口端向出口端掘进，属于顺坡排水，因此采用挖土沟排水。（2）为防止排水过程中沿水沟渗入隧道浸泡围岩，水沟将做防渗处理，用砂浆或细石混凝土铺砌。（3）对施工用水和渗漏水，采用铺塑料布接，直接汇至排水沟，避免乱流，浸泡围岩。（4）反向开挖排水采用集水反向排出（见附图）29