高速公路隧道施工方案及步骤

1高速公路隧道施工方案及步骤按新奥法组织施工，左右洞身分别从两头掘进，无轨运输施工。Ⅲ类围岩采用小导管注浆及超前锚杆加固围岩，开挖采用台阶法，人工配合台车钻眼；Ⅳ类围岩开挖采用全断面法，台车钻眼。洞身衬砌砼采用集中拌合，砼运输车运输，砼输送泵配合液压衬砌台车施工。一、掘进施工方案：为防止左右洞在同一断面同时开挖，对两隧道之间围岩产生较大的影响，采用右洞从进口主攻、左洞从出口主攻的方法开挖。开挖采用钻爆法施工，采用光面爆破技术开挖。进出口主要各配备1台凿岩台车钻眼，1台挖掘机配合1台侧卸式装载机装碴。6台15T自卸汽车出碴。Ⅲ类围岩采用短台阶法，台阶长度10-15m；Ⅳ类围岩采用全断面法施工。二、初期支护施工方案：洞口Ⅲ类围岩（S2）采用超前小导管(注浆)及超前砂浆锚杆（S3）、钢筋网喷射砼、钢拱架支护,Ⅳ类围岩采用组合锚杆、喷射钢纤维砼支护。支护施工顺序为：超前支护（超前小导管、超前砂浆锚杆）开挖初喷锚杆、钢筋网、钢拱架复喷至设计厚度。超前支护在开挖之前施工,初期支护紧跟开挖施工。超前砂浆锚杆采用钻机钻孔，采用高压注浆泵注浆，喷射砼采用湿喷机按湿喷工艺施作。施工中应认真落实超前地质预报和监控量测工作，确保隧道施工不出现坍塌事故。三、隧道衬砌施工方案：二次衬砌施作时间根据监控量测数据确定，Ⅲ类围岩地段隧道衬砌适当紧跟初期支护，仰拱和回填应在二次衬砌之前进行；Ⅳ类围岩二次衬砌可适当滞后，在初期支护基本稳定后施作。衬砌前按设计要求施工防水层和塑料盲管。防水层和塑料盲管采用自制作业台车施工，防水层采用无钉铺设工艺，用热焊焊接固定。洞内衬砌采用穿行式液压衬砌台车全断面施工，隧道进、出口端各配1台台车，考虑隧道处于曲线上的因素，选用长度为9m的台车。紧急停靠带的衬砌砼待全隧衬砌完成后，在台车钢模内加设活动的、带弧形的3015钢模板，并用特制的梳型模加固和调整尺寸，行人、行车横洞及其它预留洞室采用特制台架施工。砼采用S8（C25）防水砼，砼搅拌运输车运输（200m以上），输送泵泵送砼灌注入模，拌合站集中拌制。四、施工辅助设施方案：1、施工用电：隧道用电利用洞口安装的变压器供电。洞内利用电缆线接至工作面后使用，动力电采用400V/380V，照明采用安全变压器（36V）供电。2、施工用风：在进出口洞口各设40m3供风站一个，供洞内开挖、支护、通风用风。3、施工通风：本隧道从两头掘进，单头掘进长度约714～825m，经分析计算，决定本隧道施工通风采用管道压入式通风方式，风管采用维尼龙布基风管，管径采用φ1000mm，进口右洞和出口左洞洞口各配置1台容量不小于1000m3/min的轴流式通风机。24、施工排水：本隧道的上坡施工段，施工排水采用两侧挖排水沟、自然排水的方法排水；下坡施工段，施工排水采用挖集水井汇水、抽水机接力抽水、单侧挖排水沟的方法排水在隧道。隧道洞口外设置污水处理、沉淀池，施工废水经污水处理达到有关标准后方可排放，以保证环境不被污染。5、弃碴：弃碴部分用作路基填筑，其余弃于指定碴场，碴场严格按照设计施工弃碴防护，达到设计及环保要求。4.5.2．施工方法、施工工艺及技术措施五、施工控制测量：进场后首先根据设计单位的桩点采用GPS系统对本标段中线及水准基点进行贯通测量、复核确认，并在洞口布设导线控制网。洞身控制测量采用主副闭合导线网控制，每进尺每100m复核测量一次，并引入导线网。六、洞口施工方法：洞口施工前，先期施工山坡上的截水沟，然后进行洞口段的开挖。洞口开挖从上到下进行，且边开挖边防护，同时做好施工用水和雨水的排放，防止其软化边坡。洞口加固采用锚、网喷射砼封闭边、仰坡坡面。锚杆采用20MnSiΦ22砂浆锚杆，L=4m，间距1.0m，梅花形布置。钢筋网采用金属扩张网，网格间距0.3×0.3m，喷射砼厚度10cm。洞口施工分两步，第一步以明洞开挖宽度为标准，纵向拉槽进入明洞范围，当工作面可以挂齿进洞时即停止开挖，施作拱部超前超前小导管，然后进行明洞施作。明洞完成后，洞身上半断面环形进洞，当半断面掘进10-15m后，停止半断面掘进。第二步，返回从零开挖处开挖下部土石方，并将初期支护成环以确保洞口稳定。七、明洞施工（S1型）：1、分段施工开挖外侧边墙，浇注边墙C15片石混凝土，回填夯实外侧碎石土。分段原则：明洞长5m、10m的分一段、长20m的分为两个10m段、长25m的分为两个12.5m段。2、开挖上部土石方，对边坡进行支护，浇注拱部衬砌，施作拱部防水层，砌筑M7.5浆砌片石护拱，夯填拱部回填碎石土。3、暗挖下部土石方，跳槽马口施作内边墙衬砌。4、开挖仰拱，浇注仰拱及仰拱回填。S1(明洞)开挖施工顺序见下图。3八、隧道洞身开挖：左线围岩情况：Ⅲ类围岩长145m，Ⅳ类围岩长740m；右线围岩情况：Ⅲ类围岩长175m，Ⅳ类围岩长580m。1、钻爆设计：根据开挖方法分别采用半断面及全断面两种爆破方式，网路采用非电毫秒雷管爆破网路。对Ⅲ类围岩采用半断面台阶方式爆破，Ⅳ类围岩采用全断面方式爆破，为减轻爆破对围岩的扰动，开挖断面采用多段位非电雷管进行网路设计。掏槽方式:采用直眼掏槽，眼深小于2m时可用斜眼掏槽。循环进尺控制在Ⅲ类围岩1.5～2.0m；Ⅳ类围岩不超过3.0～3.5m。除非围岩破碎、节理发育等不良地质外，开挖断面周边爆破一律进行光面爆破。洞内均采用非电导爆管起爆网路，严禁使用火花起爆系统。2、炮孔布置：布孔采用一台激光导向仪进行中线和水平控制，配合“五寸台阶法”放样，用红油漆将炮孔标出。为了节省时间，找顶后，画线、布眼两工序在碴堆上进行，边出碴边画线、布眼，节约了该工序的耗时，缩短了爆破作业时间。3、钻孔：光面爆破的钻孔质量，是隧道获得平整、规则开挖轮廓的基本条件。特别是对于周边光爆孔，更应认真钻凿，要求司钻人员钻孔必须做到开孔准确，其开口误差不得大于3cm，方向偏差不得大于5°，并随时掌握钻孔的方向、角度和深度，以及周边孔与孔眼之间是否互相平行，所钻孔眼底部应落在同一平面上，为了保留下一循环的钻孔净空位置，周边孔在钻孔时要有一定的外插角度，角度的大小是根据钻孔深度而确定。严格按照钻爆设计要求进行作业，对钻孔质量认真进行检查验收，对不合格的眼孔根据具体情况采取重钻，调整装药量和装药结构等措施处理。4、装药：4装药前，须先清孔并对炮孔的参数进行检查验收。符合设计后，按设计仔细进行装药和堵塞，严格避免错装雷管段位和损坏光爆孔的装药结构。周边孔眼采用不偶合装药，周边眼药串预先在加工房按设计全部加工成型备用。（一）、Ⅲ类围岩开挖：1、施工方法：洞口段Ⅲ类围岩采用超前小导管（注浆）和超前锚杆加固围岩，采用短台阶法分部开挖，台阶长度10-15m。施工顺序图如下：①开挖上半断面；②施作上半断面初期支护；③开挖下半断面（左右交错开挖）；④边墙初期支护；⑤仰拱开挖、支护、衬砌及回填；⑥防水层施工，二次衬砌的浇注。⑵钻爆作业5采用钻爆作业台架，人工手持风钻钻眼，爆破设计采用低震速控制爆破技术，周边采用光面或预裂爆破。上半断面每个洞口安排6台YT28风钻钻眼，下半断面安排8台YT28风钻钻眼，上下断面放炮时间必须错开。Ⅲ类围岩上半断面每循环进尺1.5～2.0m，下半断面进尺取3.0m左右。上、下部支护及时衔接，Ⅲ类围岩必要时加设横撑或临时仰拱。⑶施工注意事项：①洞身Ⅲ类围岩地段采用短台阶法施工，台阶长度应严格控制在10-15m范围内。②在上部断面初期支护基本稳定后，才能进行下半断面的开挖。③仰拱开挖前，架设临时横撑顶紧两侧拱脚，防止边墙内挤，待仰拱砼强度达到70％才能拆除。④量测工作必须及时，随时观察拱顶、拱脚和边墙中部的位移值，当发现速率增大时，应立即浇筑二次衬砌，或先行构件支顶。⑤当围岩压力极大，地质围岩与设计有出入时，应报监理工程师提出修改设计。（二）、Ⅳ类围岩开挖：1、施工方法及钻爆设计：Ⅳ类围岩开挖按全断面法施工，拱部周边采用光面爆破，边墙采用预裂爆破。2、钻爆作业：隧道进出口各采用一台凿岩台车，并辅以一定数量的手风钻进行钻孔作业，按爆破设计的孔位定位钻孔。Ⅳ类围岩全断面循环进尺3.0～3.5m；紧急停靠带循环进尺2.5～3.0m。63、Ⅳ类围岩全断面法开挖施工顺序（其施工顺序图见下图）：①全断面开挖；②施作初期支护；③施作二次衬砌。隧道洞身开挖、支护每循环施工时间如下表：隧道洞身开挖、支护每循环施工时间表工序作业时间循环时间（min）60120180240300360420480540600660720测量放线30钻眼爆破180找顶初喷90出碴2407打设锚杆90喷射砼90（三）、行人横洞、行车横洞及其它预留洞室开挖：本隧道共设行人横洞2处，行车横洞1处，采用自制钻眼台架人工手持YT28风钻开挖。Ⅲ类围岩采用半断面台阶法开挖，Ⅳ类围岩采用全断面开挖。行人横洞和行车横洞按设计要求进行支护和衬砌。九、施工支护：1、超前小导管支护：本隧道进出口Ⅲ类围岩段设计为超前小导管预注浆超前支护加固，小导管长度3.5m，环向间距0.4m，纵向间距2.25m，外插角14°，梅花形布置。超前小导管采用外径42mm、壁厚3.5mm热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状，尾部焊上φ6加筋箍，管壁四周钻8mm压浆孔。超前小导管施工时，钢管与衬砌中线平行以14°仰角打入拱部围岩，钢管环向间距40cm，每打完一排钢管注浆后，开挖拱部及第一次喷射混凝土、架设钢架，初期支护完成后，隔2.25m再打另一排钢管，超前小导管保持1.0m以上的搭接长度。超前小导管注浆采用水泥-水玻璃浆液，注浆参数为：水泥与水玻璃体积比为1：0.5,水泥浆水灰比为1:1,水玻璃浓度为35波美度，模数为2.4，注浆压力为0.5～1.0Mpa。当每孔注浆量达到了设计注浆量时可以结束注浆，注浆参数应通过现场试验按实际情况确定，注浆量按施工实际情况作相应调整。超前小导管从型钢钢拱架腹部穿过。2、超前砂浆锚杆：超前砂浆锚杆设置于隧道中间的Ⅲ类围岩地段，锚杆采用长3.5m的20MnSiφ22钢筋，梅花形布置，环向间距50cm，纵向间距2m，外插角约10°～15°。超前砂浆锚杆采用台车钻眼，早强砂浆作为粘结材料，每排锚杆的纵向搭接长度不小于1m。3、锚杆施工：本隧道洞内Ⅲ、Ⅳ类围岩采用HBCφ22组合式锚杆，Ⅲ类围岩地段锚杆孔均采用手工手持YT28风钻钻眼；Ⅳ类围岩锚杆孔均采用台车钻眼。注浆锚杆采用注浆泵注浆。锚杆施工要点：方向（法向）垂直岩面，注浆饱满密实。4、钢架施工：本工程Ⅲ类围岩地段采用18工字钢钢架和φ22格栅钢架两种。①在洞外制作场内按1∶1钢模试拼放样，按1∶1胎模一套，下料，制作，检测。②对超挖较大部位，用浆砌片石镶补，拱或墙脚有虚碴或不稳定时，清除松碴，用砼填平，再用槽钢沿纵向铺设，确保钢架脚稳固。8③初喷砼后，安设钢架，单元间用螺栓连接，并与定位锚杆焊接在一起，钢架与初喷层之间空隙，用骑马垫塞紧。钢架间纵向用φ22螺纹钢筋焊接，环向间距1.0m。④为加强拱脚，在钢拱架脚设两根长3.5m的锁脚锚杆。⑤钢架就位准确，与岩面塞紧，喷射砼喷实。5、喷射砼施工：⑴Ⅲ类围岩地段采用C20喷射砼，Ⅳ类围岩采用CF25喷射钢纤维砼。⑵CF25喷射钢纤维砼施工必须满足以下要求：水泥采用525#普通硅酸盐水泥，粗骨料粒径在12mm以内按连速级配法选定配合比，水泥∶砂石按设计选定，砂率不小于50%。施工前先试验确定出最佳施工配合比。⑶喷射砼采用TK961湿喷机进行喷射砼作业。①喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行，在超挖过于严重时，如设计为喷射CF25钢纤维砼，在保证钢纤维砼厚度的情况下，经监理工程师认可，可先采用普通喷射砼喷平。岩面有较大凹洼时，应先喷凹处找平。②喷射混凝土前，埋设标志或利用锚杆外露长度以控制喷射混凝土的厚度。隧道开挖后立即对岩面喷射砼，以防岩体发生松弛。③后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝后间隔1h以上再次喷射时，受喷面应用风、水清冼。④喷嘴应与受喷面保持垂直，同时与受喷面保持一定的距离，一般取1.0m左右。喷射压力保持在2-5kg/m2。⑤新喷射的混凝土按规定洒水养护。6、钢筋网施