万寿山隧道施工方案

万寿山隧道施工方案一、万寿山隧道概况万寿山隧道位于下八庙镇南部约7km，全长811m，为分离式小净距隧道，最小间距为14m，最大间距为21m。左洞起止桩号ZK37+037～ZK37+848,右洞起止桩号K37+039～K37+850，其中Ⅴ级围岩全长471m，约占总量30%，Ⅳ级围岩全长1151m，约占总量70%，进出洞口各设36m抗震设防段。主洞净宽10.25m，净高5m，中间设一道人行横通道，隧道路面单项坡2%,最大纵坡3%,最小纵坡0.3%。明洞进口段长9m,出口长6m，洞门型式选用直立伸出式洞门形式。初期支护V级浅埋采用钢拱架加中空注浆锚杆，V级深埋和IV级围岩初期支护采用格栅钢架和中空注浆锚杆，主要工程数量为：洞身开挖159542m3,型钢钢架557榀，格栅钢架1321榀，喷射砼8089m3,中空注浆锚杆146902m,注浆小导管31573m,模筑砼32508m。二、地质概述隧址区属于四川盆地阆中～蓬安低山丘陵区，海拔高程350～550m,切割深度一般为30m左右，山顶呈平台状，属构造侵蚀剥蚀地貌，隧道轴线上山脊最高高程约560m，隧道最低高程435m,相对高差125m,隧道沿线两端山顶地形较缓，顶部为一台，大部分基岩裸露，坡度一般为10°～15°左右，进出口段地形略陡，多呈60°左右陡崖，基岩裸露。隧道区地质构造简单，岩层产状平缓，呈单斜构造，隧道埋藏浅，最大埋深仅100m，围岩主要由白垩系下统苍溪组岩屑长石砂岩组成，属软质岩，岩体呈中～微化，较为完整，地下水类型主要为基岩裂隙水，一般呈点滴状或线状出水为主，对隧道开挖影响较小，隧道洞身围岩主要为，隧道开挖后，拱部围岩自稳时间较短，无支护或未及时支护时易沿层面离层坍塌，围岩局部会出现掉块、落石。三、隧道施工方案1．施工方案概述隧道按新奥法原理组织施工，施工采用大型机械快速施工，实行各工序的专业化、平行化施工。隧道工程施工开挖出碴、进料采用无轨运输方式，实施掘进（挖、装、运）、喷锚混凝土（拌、运、锚、喷）、衬砌（拌、运、灌、捣）等三条机械化作业线专业化、平行化施工。隧道开挖采用台阶法或台阶分步法，隧道进口段采用单端双洞掘进，在施工过程中严守“短进尺，弱爆破，强支护，早成环”的原则，彻底贯彻“新奥法”的设计思想，隧道开挖后立即施作初期支护，以封闭、保护围岩，控制围岩变形，使初期支护与围岩尽快形成“承载环”。根据现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案。Ⅳ、Ⅴ级围岩的土质地段采用预留核心土台阶分步开挖法或台阶开挖法，人工配合机械开挖；爆破采用光面爆破或预裂爆破技术，以降低爆破对围岩的扰动，喷砼采用湿喷技术。隧道施工安排在雨季前完成洞门和明洞的开挖，并完成进洞施工。洞内施工开挖、出碴、初期支护、仰拱浇注、片石回填与二次衬砌模筑砼顺序平行作业。2．施工工艺流程隧道施工的基本工艺流程为：布设施工测量控制网→测量放样→洞口明洞开挖、防护→仰坡防护施工→洞身开挖→通风、排烟→清帮、找顶→初喷5cm砼→监控量测→出渣→完成初期支护及辅助措施→仰拱→填充→边墙基础→初期支护变形量测稳定→防水层→二次衬砌→砼路面施工→洞门及其他。3．主要施工方法3.1隧道开挖施工a洞口及明洞段开挖防护施工施工顺序：截水沟定位→截水沟开挖→砌筑截水沟→边、仰坡开挖线放样→打小导管和锚杆孔→安装小导管和锚杆→小导管注浆→挂网→喷射混凝土→边、仰坡开挖完成（如需要可预留一定高度不开挖）→台阶分步法开挖进洞施工前，布设满足规范要求的高等级测量控制网。施工时，根据定测的施工控制网，精确测设出洞门桩和进洞方向，并依据设计图纸放出边、仰坡开挖线和截水天沟位置，然后进行截水沟施工，并做好地面防排水设施，在洞口施工前，先做好边仰坡外的截水沟，避免地表水浸入围岩。洞口明洞土石方施工采用大开挖，按自上而下顺序进行，随挖随护。洞口仰坡土石方分为两次开挖，第一次挖除隧道上下台阶分界线标高以上、成洞面以外部分，预留进洞台阶，并对坡面作锚喷支护；第二次开挖剩余部分，在上台阶进洞后进行。坡面的防护是隧道进洞阶段防止地表水浸入软化围岩，保证成洞面稳定的一个关键措施，要严格按设计要求施作锚杆加喷砼的防护。洞口部分的喷砼、小导管、锚杆、挂钢筋网等防护的施工工艺参见洞身部分。b洞身Ⅵ、Ⅴ级围岩开挖当洞口仰坡防护施工完成后，即可进行暗洞的开挖施工。洞口部分的暗洞围岩均为Ⅴ级围岩，Ⅵ、Ⅴ级围岩基本为土质，岩体破碎、节理发育，施工时围岩可能发生失稳和坍塌，甚至出现地表下沉或坍至地表。为了确保施工安全，采用人工配合机械开挖的方法，个别机械开挖不动需爆破的地段，严守“短进尺，弱爆破，强支护，早成环”的原则，采用微震或预裂爆破施工。对Ⅵ、Ⅴ级围岩段采用留核心土台阶分步开挖法，并在施工中加强监控量测，根据量测结果，及时调整开挖方式和修正支护参数。1）施工工艺流程中线、水平测量→喷混凝土封闭开挖面→超前小导管（锚杆）施工→注浆固结→上部环形断面①开挖（或爆破）→喷混凝土封闭岩面→出渣→初喷5cm厚砼→打系统锚杆→挂钢筋网→立拱部钢架→拱部二次喷砼至设计厚度→核心土③开挖（或爆破）→下部台阶④开挖→下部初期支护⑤→铺设防水层→模筑二次衬砌⑥→沟槽路面施工⑦。2）主要施工方法（1）水平、中线放样，钻眼施作套拱和超前管棚大支护、注浆加固围岩；（2）开挖环形拱部①，开挖时预留核心土，这样既安全有利于操作，每循环进尺1.5米，核心土纵向长5米；（3）对拱部进行初期支护②（喷、锚、网、钢架连接）；在开挖左右两侧围岩前，拱部初期支护基础一定要稳固，必要时打锁脚锚杆；（4）开挖核心土③；（5）开挖下部围岩④，边墙两侧必须错位开挖，错位距离5米，挖至边墙底部；（6）进行下部初期支护⑤；（7）二次衬砌顺序为：先仰拱，后矮边墙，最后采用模板衬砌台车衬砌成形。D25中空注浆锚杆、φ22砂浆锚杆预留变形量10～15cm二次衬砌钢筋砼50～65cmC20喷射砼22～25cm(钢拱架）Ⅵ、Ⅴ级围岩施工顺序图③①⑥⑤②⑧⑦⑦④φ42超前小导管、超前锚杆支护土工布PVC防水板3）施工注意事项由于Ⅵ、Ⅴ级围岩段岩性软弱，破碎程度严重，稳定性差，所以在施工过程中，把确保围岩稳定、杜绝坍塌放在首位，一般采用风镐人工配合机械开挖，若需要爆破时要严格控制装药量，并不断修正爆破参数。及时有效地做好初期支护工作，严禁盲目掘进。其施工原则是：“弱爆破、强支护、短进尺、多循环”。3.2初期支护及超前支护施工本标段隧道初期支护主要形式有：超前小导管、超前锚杆、C20号喷射砼、φ8钢筋网、D25注浆锚杆、φ22砂浆锚杆，格栅刚拱架、型钢钢架等。施工流程如下：初喷砼5cm→锚杆施工→挂钢筋网→支立型钢钢架→超前小导管（超前锚杆）施工→复喷砼至设计厚度。具体施工方法如下。3.2.1喷射混凝土施工喷射砼施工采用湿喷技术，喷射机采用湿式砼喷射机。施工前首先用高压风自上而下吹净岩面，埋设控制喷射混凝土厚度的标志钉。混凝土由洞外拌和站集中拌料，混凝土运输车运到工作面。在每循环开挖施工后，立即进行初喷砼，初喷厚度约5cm。喷射作业先从拱脚或墙脚自下而上，分段分片进行，以防止上部喷射回弹料虚掩拱脚而不密实；先将坑凹部分找平，然后喷射混凝土，使其平顺连续。喷射操作应设水平方向以螺旋形划圈移动，并使喷头尽量保持与受喷面垂直，喷嘴口至受喷面距离0.6m～1.0m。当所支护结构施工完成后分层复喷混凝土喷射至设计厚度，每层5～6cm。对于支撑钢架，应做到其背面喷射密实，粘接紧密、牢固。细骨料压缩空气速凝剂粗骨料过筛水砼拌和机混凝土喷射机喷头水泥水粘稠剂喷射砼流程图3.2.2施工系统锚杆和超前锚杆、挂设钢筋网在初喷混凝土后及时进行锚杆安装作业。钻孔前根据设计要求定出孔位，作出标记，锚杆钻孔采用凿岩台车或气腿式风枪等凿岩机械；钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直。在台阶法开挖时，初期支护连接处左右均需设不小于两根锁脚锚杆，确保初期支护不失稳。锚杆安设后及时进行挂网作业，为加快进度，先在洞外做成网片，人工铺网片时注意网片搭接宽度，钢筋网用专用锚钉固定。钢筋网随受喷面的起伏铺设，间隙不小于3cm，钢筋网连接牢固，保证喷射混凝土时钢筋网不晃动。3.2.3钢架加工和安装隧道设计的钢架有两种：格栅钢架和型钢钢架。施工时严格按设计图及设计要求加工制作和架设。钢支撑配备专用设备和技术熟练工人采用工厂化集中加工,在洞外测设隧道钢架整体大样,分片加工，逐段加工各单元,以保证各单元顺接。可分为拱部和边墙来加工，以便于施工安装。(1)拱部单元：拱部单元施工时，首先进行施工放样，确定钢拱架基脚位置，施作定位系筋，然后架设钢拱架,设纵向连接筋。墙部单元施工时在墙角部位铺设槽钢垫板，施作定位系筋，对应拱部单元钢拱架位置架设墙部单元钢拱架，栓接牢固，设纵向连接筋。(2)墙部单元：在墙角部位铺设槽钢垫板，施作定位系筋，对应拱部单元钢架位置架设墙部单元钢架，栓接牢固，设纵向连接筋。(3)施工注意事项：a保证钢架置于稳固的地基上，施工中在钢架基脚部位预留足够的坚实地基，架立钢架时挖槽就位。b钢架平面应垂直于隧道中线,其倾斜度不小于2°;钢架的任何部位偏离铅垂面不小于5cm。c为增强钢架的整体稳定性，应将钢架与纵向连接筋、结构锚杆、定位系筋和锁脚锚杆焊接牢固。d拱脚部位易发生塑性剪切破坏，该部位钢拱架除用螺栓连接外，还应四面绑焊，确保接头的刚度和强度。e开挖初喷后应尽快架立拱架，一般架立时间不得超过2小时。4.2.4超前小导管施工施工步骤：（1）小导管制作超前小导管采用φ42无缝钢管，壁厚3.5mm,管节长度3.5米。钢管四周梅花形钻φ10mm出浆孔眼，孔间距10cm，孔口部1m不钻孔。管体头部10cm长做成锥形，钢管尾部焊上φ6钢筋箍。（2）小导管钻孔：首先定出孔位。小导管钻孔采用专门的小导管钻机。钻孔深度为5m、钻孔直径为60mm、钻孔夹角a=5～7度（3）小导管安设：导管沿周边按设计布设，导管在钢拱架之间喷射混泥土封闭围岩施工放样接风水管台架就位钻孔安装小导管导管制作注浆机安装注浆拌制水泥沙浆封口测压穿过，导管安设后，用速凝胶封堵孔口间隙，并在导管附近及工作面喷射砼，作为止浆墙。待喷射砼强度达到要求时再进行注浆。（4）小导管注浆小导管设计采用注水泥浆进行围岩加固，并掺入外加剂。注浆工艺如下图所示：在注浆管预定的位置，用沾有胶泥的麻丝缠绕成不小于钻孔直径的纺锤形柱塞，把管子插入孔内，再用台车把管顶入孔内，距孔底5-10cm。使麻丝柱塞与孔壁充分挤压紧，然后在麻丝与孔口空余部分填充胶泥，确保密实，防止跑浆。3.2.5复喷混凝土至设计厚度当锚杆、钢筋网和钢拱架全部施工完毕后，立即进行复喷砼。施工时分层喷射混凝土到设计厚度，每层5-6cm厚，钢架保护层不小于2cm。整个喷射混凝土表面要平整、平顺。3.3防水层施工为保证防水层施工质量，拟采用吊挂法施工工艺、采用专用自行走式作业台架、可调式防水层作业台架施工，防水板接缝采用热风双焊工艺。防水采用衬砌结构自防水和外贴式防水层相结合的综合防水措施，采用1.5mm厚EVA单面自粘防水卷材+无纺布，自粘面应与二次衬砌砼满粘。搅拌机水泥水水泥浆注浆3.检查处理好岩面。喷射混凝土表面不得有锚杆头或钢筋断头外露，以防刺破防水板；对凹凸不平部位应修凿喷补，使混凝土表面平顺；喷层表面漏水时，应及时引排。3.3.3在模筑段前端岩面上按环向间距1.0m固定膨胀螺栓。作为托起防水卷材铁丝的固定点，另一端与已模筑段预留出的铁丝接牢。拉紧并固定铁丝，托起防水卷材。为保证防水层与岩面密贴，架立四道环向承托钢筋（φ22），托起顶紧防水卷材。3.3.4沉降缝抗震设防处采用中埋式橡胶止水带，中间位置设置止水膏。3.3.5橡胶止水带的安装：采用φ8钢筋卡和定位钢筋固定在定型挡头板上，必须保证橡胶止水带质量，不扎孔，居中安装不偏不倒，准确定位，搭接良好。缓膨型止水条安设程序为：清洗砼表面→涂刷氯丁粘结剂→粘贴止水条→砼钉固定→灌注新砼。可在挡头模板中部环向钉1×2cm方木条，使挡头混凝土表面预留出止水条凹槽，再按上述程序施作将其固定在凹槽内。隧道防水板铺