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1猫公坝隧道洞口进洞施工技术方案1工程概况1.1猫公坝隧道设计为三车道城市快速路，其中左线出口157m长范围为四车道。隧址位于深圳水库西侧的丘陵地带，穿越猫公坝山岭，植被茂盛，地形起伏较大，属深圳水库一级水源保护区范围。洞口段为V级围岩段，风化厚度大，地形较平缓，多为第四系坡积土及不同程度风化岩，开挖后稳定性较差。1.2明洞设置范围进口端：LK3+270~285、RK3+270~290；出口端：LK3+925~940、RK3+932~952；计70m。1.3洞口加强段设置范围进口端：LK3+285~320、RK3+290~340；出口端：LK3+890~925、RK3+891~932；计161m。2施工方案和施工方法2.1总体施工方案设置地面排水沟和洞顶截水沟后，先按设计图纸标准放坡拉槽开挖明洞及洞口边仰坡并紧跟防护，然后施作套拱和管棚，在管棚的掩护下在设计暗洞位置进洞，暗洞开挖采用双侧壁导坑法，在暗洞掘进15~20m后再施工明洞。2.2洞口工程施工2.2.1洞口开挖1）洞口开挖土石方全部外运作为弃方。2）施工工序：测量放样→现场清理→开挖取土→装运→弃土。均采用机械化进行施工。3）开挖前先测量放样，作好洞顶的截水沟，以防雨水汇入开挖的路堑内，造成浸泡。然后自上而下进行分层开挖，开挖时对边坡及碎落台予留10～20cm，用人工进行刷坡施工，以保证边坡坡比的准确，坡面的平顺一致。石方开挖爆破施工采用小型毫秒微差松动爆破，以减小质点振速，保证边坡开挖安全，边坡开挖布眼要增布预裂孔，以保证边坡坡面整齐、平顺，路面顶面以上50cm要预留保护，采用密集小型排炮施工，炮眼超深10～15cm，装药时在底部装入10～15cm的柔性缓冲垫层，爆破后及时用挖掘机挖装，自卸汽车运输，推土机清理现场，辅以人工配合用爆破中的细粒石子对坑凹部分进行找平填实，并按设计要2求作出路堑横坡。4）开挖完成后，应进行测量放样并按设计坡度进行边坡的修整。边坡整修须人工施工，边坡修整后，应及早按设计要求进行铺草皮或砌护坡、挡墙工作。2.2.2洞口边仰坡防护洞口边仰坡防护采取锚杆、挂网、喷砼及挂网喷播植草的方式。2.2.2.1砂浆锚杆（Ф22）搭设钻孔台架按布设的孔位钻孔。钻孔完成后，利用高压风清孔，将孔内的岩粉冲洗干净，再插入锚杆。锚杆的位置和角度根据围岩状况进行适当调整，以便达到最佳的锚固效果。锚杆注浆应注意:1）检查注浆泵及其零件是否齐备和正常，有关泵的操作程序应遵守泵操作手册。2）检查水泥和砂的粒径、比例等是否符合规定，通常用筛子控制它们的粒径，推荐砂的粒径为1.0mm，水泥与砂的比例为1:0.75至1:1。3）用水或风检查锚孔是否畅通，孔口返水或风即可。4）调节水流量计使砂浆水灰比至设计值为止，并记下流量计刻度，从泵出口出来的砂浆，必须要均匀，不能有断续不均现象。5）迅速将锚杆和注浆管及泵用接头快速连接好。6）开动注浆泵注浆，整个过程应连续灌注，不停顿，必须一次完成，观察到浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值，即可停泵。若注浆过程中，出现堵管现象，应及时清理锚杆、注浆软管及泵，此时若泵的压力表显示有压，应反转电机1～2秒卸压，方可卸下各接头，电机反转时间必须短暂。7）当完成一根锚杆的注浆后，应迅速卸下注浆软管与锚杆的接头，清洗并安装另一根锚杆，然后注浆；若停泵时间较长，在对下根锚杆注浆前应放掉前段不均匀的灰浆，以免堵孔（注意：整个注浆过程中，操作人员应密切配合，动作迅速）。8）注浆过程中，应及时清洗接头，保证注浆过程的连续性。9）完成整个注浆后，应及时清洗及保养泵。2.2.2.2钢筋网防护按设计尺寸、规格制作ф6.5钢筋网片，安装时网片与锚杆点焊连结。铺设前先初喷岩面，钢筋网随受喷面铺设，钢筋网的喷射混凝土保护层厚度不小于2cm。喷射时，为确保网片与岩壁面喷射密实，喷头要稍微倾斜2.2.2.3喷射混凝土防护3在喷射混凝土前，清除工作面松动石块、岩粉及灰尘，检查开挖断面，湿润岩面。按湿喷混凝土工艺施工，施工机械采用国内TK-961型湿喷机进行喷射。混凝土料在拌和站拌制，采用汽车运输至工作面。2.2.2.4截水沟、洞口排水沟截水沟设置在边仰坡开挖线5m以外，采用人工开挖，堆土靠近线路一侧，夯打密实。要求沟槽沟底平顺、顺应山势，与山下排水系统顺接。洞口排水沟按设计位置设置，人工挖槽。经验槽后，即浆砌片石沟体。砂浆用砂浆机拌合，砂浆按配合比计量下料，人工挑抬上山，在砌筑现场铺铁皮垫料，使用时再次翻拌砂浆几次。2.2.2.5挂网喷播植草坡面成形后，应及早安排植草防护。首先施工固定锚杆，然后将纤维植生带固定在岩面上，再将网固定在锚杆上，最后喷两层喷植混合料。喷播植草拟雇请专业绿化队伍施工，施工后有专人每天几次洒水，保持潮湿状态。2.3套拱和管棚2.3.1洞口边仰坡开挖到位后，首先进行预埋导向钢管部分套拱施工，套拱模筑砼采用钢拱架环形支撑体系，铺设木模板做内外模，汽车泵送商品砼，人工振捣浇筑；而后进行钻孔、顶管、安装钢筋笼和注浆作业，管棚完工后再进行墙部套拱的施工。2.3.2套拱1）拱部开挖、支护：严格按设计尺寸、边仰坡坡度进行开挖。开挖断面如下图示：临时边坡临时边坡套拱底核心土中央预留核心土作为套拱、管棚施工作业平台，同时可作为成洞掌子面临时稳定体。4然后两侧拉槽，拉槽深度到规定标高。采用人工配合机械进行开挖，严格控制底部标高，预留30cm人工开挖，严禁超挖回填。达到设计标高后，触探法检测地基承载力，要求达到550Kpa的设计要求，如果达不到设计承载力要求，则申请变更采取加固地基措施。在开挖过程中必须由上至下据围岩稳定情况、开挖高度、作业平台分部对边、仰坡进行锚杆、挂网、喷砼支护。锚杆间距1.2m，呈梅花形布置，喷砼厚度10cm。2）型钢钢架：套拱内设四榀型钢钢架，钢架严格按设计图尺寸加工试拼，用L=2.5m的砂浆锚杆固定拱架，安装就位后进行尺寸、垂直度检查，合格后方可进行每榀间联接钢筋焊接，同时预留与后期进洞施工支护钢架的联接钢筋。预留套管（￠127钢管）预埋件严格按设计图（如下图示）预埋施作，与钢架焊接稳定牢固，严格控制套管方向及仰角。3）拱架模板：制作同套拱弧度的4榀I20b型钢拱架作为环形支撑体系，环向铺设木板作底模（内模）。竖向在支撑钢拱架上焊接φ22钢筋穿透模板仓用于固定顶模（外模）。安装时拱架脚用方木（15×15cm）或木板（5cm）调平。内、外模板采用木模板，板宽10cm，厚度为3cm，拱架内外侧支撑采用钢管及方木加固。完毕后对其尺寸、标高进行检查。如下图示：套拱型钢拱架环形支撑(内)、模板采用5厚木板，宽10，长2，计需130平方/处；2、型钢拱架支撑4榀，计3.5/处；3、周转4次。套拱厚木板型钢套拱模板支撑纵剖面拱部墙部钢板4）砼施工：套拱砼采用商品砼，砼必须严格按配合比进行配料，坍落度符合规范5要求，泵送入仓，两侧水平、对称、分层（0.2~0.3m）浇注，人工振捣密实，外模随着砼浇筑高度升高逐层铺筑固定，砼施工完毕后用麻袋覆盖并洒水养生。5）在管棚注浆施工完毕3~5天达到一定强度后方可进行墙部开挖、支护，为了增加开挖时套拱拱部砼的稳定，开挖采用单侧施工，拱顶采用型钢或圆木进行临时支撑，一侧砼浇筑完毕后达到90%以上强度后再施工另一侧，施工工艺和流程与拱部施工相同。施工时墙部型钢必须与拱部型钢钢架预留的螺栓连接牢固，使整榀钢架形成整体，并使用膨胀砼，与先期拱部砼密切凝结，确保套拱的整体稳定性。2.3.3管棚套拱砼达到初期强度后开始进行管棚施工，管棚设计为三车道51根（四车道73根）φ108×6mm钢管，仰角δ=2°间隔@=45cm；管棚长度均为27m，为使接头错开大于1m，钢管节段由4、5、6m三种长度组成，组合形式为4m×3+5m×3、4m×4+6m+5m及5m×3+6m×2三种。管棚注浆设计为水泥浆液，采用P.042.5R普通硅酸盐水泥，水灰比1：0.75～1：1，注浆初始压力0.5～1.0MPa，终压1.0～1.5MPa。管棚施工主要由钻孔、顶管注浆两大工序组成。管棚施工工艺框图如下：有无无NO注浆效果检查测量放线，定位施作套拱搭设平台、准备钻孔套拱周围边坡喷砼封闭钻孔掏孔检查是否有坍孔、探头石安装管棚钢管注浆注浆防护喷砼封闭加工钢管钻机扫孔进入开挖工序补孔孔口处理62.3.3.1钻孔1）钻孔施工采用套拱预留导向管导引、地质钻机（钻头115mm）钻进的施工工艺。工艺流程为：钻机就位→对孔→调整仰角→钻孔。钻孔施工操作要点为：2）机械就位固定后，由现场技术员及测量工准确对孔，并按照设计外插角进行调整；钻杆分次接杆。3）钻机开孔时钻速宜低，钻深20厘米后转入正常钻速；第一节钻杆钻入岩层尾部剩余20~30厘米时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆，钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后连接成一体。4）钻孔时随着孔深的增长，需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，尤其推力要严格控制，不能过大；5）为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆联结套应与钻杆同材质，两端加工成内螺扣（钻杆首尾端外螺扣）。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下，上下颤动，导致钻孔不直，钻孔时，应把扶直器套在钻杆上，随钻杆钻进向前平移。6）换钻杆时，要注意检查钻杆有无损伤，中心吹风孔是否畅通等，不符合要求的应及时更换以确保正常作业；7）引导孔直径应比棚管外径大，采用φ127无缝钢管,钻孔孔深要大于管长0.5m以上；钻孔达到要求深度后，按同样方法拆卸钻杆。2.3.3.2顶管注浆1）钻孔形成后应立即进行顶管，避免塌孔。顶管是利用钻机的冲击和推力（顶进棚管时钻机不使用回转压力，不产生扭矩）将安有工作管头的棚管沿引导孔顶进，逐段接长棚管，直至孔底。工艺流程为：机械就位（偏离孔位30㎝）→钢管上安装顶进联结套→顶管棚管→管内注浆。2）管棚采用φ108×6mm无缝钢管制作管件（如下图示），除留在套拱内部分外，余长烧制花眼作为出浆孔，尾部钢管（即第一节钢管）的前端，可做为锥型，方便日后容易轻轻打进入岩土层内固定。头部钢管离管末终端约20cm处，内置半密封金属隔板，避免在灌浆时，浆液从管终端冒出及内压顶出钢管。钢管节长分4、5、6m三种，接长时先将第一节钢管顶入钻好的孔内，再逐根连接，相邻孔管节在连接时采用不同组合方式，以使接头错开。事先加工好各管节接头上的丝扣，便于连接。7压浆孔3）接长管件应满足管棚受力要求，相邻管的接头应前后错开不少于1m，同截面上的接头数不得大于50%，避免接头在同一截面形成应力集中；4）顶管作业：先将钢管安放在套管口上，电动钻机要侧对引导孔，低速推进带上管帽的钢管，控制推进压力；5）接管：当第一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40厘米时，开动退回钻机扶正器，人工装上第二节钢管，安装顶进管帽，钻机缓慢、低速前进对准管帽顶紧，再以推进压力低速顶进钢管。根据管棚设计长度，按同样方法继续接长、顶进钢管。6）制作、顶入钢筋笼：以节段长4cm的φ45×5mm无缝钢管间隔150cm作为固定环，焊接φ16钢筋3根制成钢筋笼（如下图示），长度同管棚。再以顶管的方法顶钢筋笼入管棚管。7）管棚管注浆：设计为了加强管棚的刚度和强度，要求进行注浆，即按设计将管棚钢管全部打好后，用风吹净或用水冲净钢管内残碴，然后进行注浆，注浆由两侧底部对称向拱部合拢，严禁单侧注浆施工完毕后再施工另一侧。注浆前，先将钢管口外径与孔口周边的缝隙用水泥砂浆密封，注意预留止浆筏孔和出气孔，注浆时，使钢管与孔壁的环形空隙内8的空气容易从通气孔排出。注浆采用高压注浆机注浆，浆液配置为水泥浆液，其水灰比控制在1：0.75～1：1。初压力为0.5~1.0MPa，终压力为1.0~1.5MPa，具体由试验确定具体数值，往管口注浆直至浆液由通气口冒出为止。2.4洞口加强段V级围岩开挖2.4.1V级围岩支护参数设计表：级别超前支护初期支护预留变形喷C25砼钢筋网、间距锚杆钢格栅V级φ42小导管，L=4m，间距40cm26cm（全断面）φ6