曾家湾隧道施工方案

1、隧道概况曾家湾隧址位于黔江境内阿蓬江河谷右岸山地，行政地理位置在重庆市黔江区冯家镇曾家湾村境内，为一座上、下行分离的小间距四车道高速公路短隧道。左线起讫桩号：ZK20+160～ZK20+440，长280m，其中153mⅢ级围岩、74mⅣ级围岩、53mⅤ级围岩。右线起讫桩号：YK20+180～YK20+445，长265m,其中155mⅢ级围岩、75mⅣ级围岩、35mⅤ级围岩。黔江端左、右线洞门均设置为削竹式，彭水端左、右线洞门均设置为端墙式。2、隧道施工方案2.1开挖方案开挖采用钻爆法施工，拱顶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。边墙采用预裂爆破。Ⅲ类围岩采用上下台阶法，台阶长度10-15m；Ⅳ类，Ⅴ类围岩全断面法施工。2.2初期支护方案对于Ⅳ～Ⅵ级围岩由工字钢拱架（或钢筋格栅），径向锚杆，钢筋网及喷射混凝土组成，而对于Ⅱ～Ⅲ级围岩则由径向锚杆，钢筋网及喷射混凝土组成。钢拱架之间用纵向钢筋连接，并与径向锚杆及钢筋网焊为一体，与围岩密贴，形成承载结构。2.3衬砌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，Ⅴ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。3、施工主要技术方案3.1洞口施工方案洞口施工前，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。3.2洞门施工方案结合本隧道进出口实际地形、地质情况，隧道左线进口采用削竹式洞门，设5m明洞，左线出口采用端墙式洞门，直接进洞，明洞顶采用方格网植草绿化防护，周围边仰坡采用锚喷防护和框架植草防护。隧道右线进口采用削竹式洞门，设5m明洞，出口采用端墙式洞门，直接进洞，隧道进出口成洞面边坡及仰坡防护和明洞顶防护形式与左线一致。在隧道洞口施工过程中应注意从上到下，边开挖边防护，严禁放大炮，以防对边坡的深层产生松动破坏。3.3明洞施工方案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。3.4开挖方案3.4.1V级围岩开挖（1）Ⅴ级围岩地段原则上采用人工开挖，若需要爆破采用控制爆破。右线隧道左侧（后期开挖洞室的内侧）如果需要爆破开挖，则要求采用预裂爆破。爆破震动速度不大于20m/s。（2）Ⅴ级围岩开挖每循环进尺控制在0.5米。（3）左洞采用短台阶留核心土法开挖，右洞采用中隔墙法开挖。（4）主要施工工序如下：（左右洞施工距离应错开25m以上）①开挖左洞上半断面。采用弧形导坑法，导坑超前5-10米，超前支护应先期施作；②施作左洞拱部初期支护；③交错开挖左洞下半断面的两侧；④施作左洞两侧边墙初期支护；⑤开挖左洞核心土体级仰拱；⑥施作左洞仰拱初期支护及二次初衬、仰拱回填；⑦开挖右洞内侧上导坑，如果需要爆破应采用预裂爆破，超前支护应先期施作；⑧施作右洞内侧上导坑初期支护与侧导坑初期支护；⑨开挖右洞内侧下导坑，如果需要爆破应采用预裂爆破，超前支护应先期施作；⑩施作右洞内侧下导坑初期支护与侧导坑初期支护；11开挖右洞外侧上导坑；12施作右洞外侧上导坑初期支护；13开挖右洞外侧下导坑；14施作右洞外侧下导坑初期支护；15开挖右洞仰拱；16施作右洞仰拱初期支护及二次衬砌、仰拱回填；17施作右左洞室的二次衬砌。（5）如果下半断面仅需人工开挖，则二次衬砌距离下半断面开挖面不大于15米，如果下半断面需要爆破开挖，则二次衬砌距离下半断面开挖面保持在20-30米。（6）在施作二次衬砌前注意防水板及排水管的铺设。3.4.2IV级围岩开挖（1）小净距地段Ⅳ级围岩采用光面爆破，严格控制炸药量，爆破震动速度控制在25m/s。（2）隧道采用台阶法开挖，每循环进尺控制在0.75米。先期开挖的左洞仰拱施作面必须超前右洞开挖面5m以上。（3）主要施工工序如下：①开挖左洞上半断面。要求上半断面超前下半断面10-15米。如果有超前支护应先期施作；②施作左洞拱部初期支护；③交错开挖左洞下半断面的两侧；④施作左洞两侧边墙初期支护；⑤开挖左洞核心土体；⑥施作左洞仰拱初衬；（4）完成上述步骤后开挖右洞，右侧洞室必须采用预裂爆破，其施工步骤同上。（5）如果下半断面需要爆破开挖，则二次衬砌距离下半断面开挖面保持在20-25米。（6）在施作二次衬砌前注意防水板及排水管的铺设。（7）如果先期开挖右洞，则施工步骤与上述步骤正好相反。3.4.3III级围岩开挖（1）两洞室内侧均要求采用预裂爆破，拱部及外侧采用光面爆破，爆破震动速度控制在35m/s。（2）Ⅲ级围岩开挖每循环进尺控制在1.2-1.5米，严禁深孔爆破以便最大限度保护洞室周边岩体的完整性。（3）Ⅲ级围岩地段采用台阶法开挖。（4）主要施工工序如下：①开挖左洞上半断面。Ⅲ级围岩地段上半断面超前15-20米；②施作左洞拱部初期支护；③开挖左洞下半断面土体；④施作左洞边墙部初期支护；⑤开挖右洞上半断面；⑥施作右洞初期支护⑦开挖右洞下半断面；⑧施作右洞边墙部初期支护；⑨施作右左洞室二次衬砌。（5）在Ⅲ级围岩地段，二次衬砌距离下半断面开挖面宜为35-40米。（6）在施作二次衬砌前注意防水板及排水管的铺设。3.5施工支护方案3.5.1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。3.5.2超前锚杆支护1)超前锚杆用于Ⅳ级偏差围岩地带，加固拱部软弱岩体。2)超前锚杆采用20MnSiØ22超前药卷锚杆，锚杆环向间距40cm，外倾角约10°-15°，施工时应根据岩体节理面产状确定锚杆的最佳方向。3)锚杆应保持不小于1.0m的搭接长度，尾端应焊接在系统锚杆的尾端。3.5.3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。3.6隧道防排水3.6.1防水板铺设防水板超前二次衬砌10～20m施工，用自动爬行热焊机进行焊接，铺设采用专用台车进行。⑴铺设前进行精确放样，弹出标准线进行试铺后确定防水板一环的尺寸，尽量减少接头。⑵铺设≥350g/m2土工布首先用简易作业台架将单幅无防布固定到预定位臵，然后用专用热熔衬垫及射钉将无纺布固定在喷射混凝土上，专用热熔衬垫及射钉按梅花型布臵，拱部间距50～70cm，边墙间距100～120cm。无防布铺设要松紧适度，使之能紧贴在喷射混凝土表面，不致因过紧被撕裂；过松，影响防水板挂设。无防布幅间搭接宽度大于10cm。固定点无纺布及防水板铺设见下图⑶分离式防水板铺设采用从下向上的顺序铺设，松紧应适度并留有余量（实铺长度与弧长的比值为10：8），检查时要保证防水板全部面积均能抵到围岩。⑷两幅防水板的搭接宽度不应小于150mm；且无纺布，防水板搭接以及施工缝、变形缝等防水薄弱环节的搭接均应错开1m以上。⑸环向铺设时，下部防水板应压住上部防水板。⑹防水板接头自动热熔焊接用自动双缝热熔焊机按照规定的温度、速度焊接、单条焊缝的有效缝宽度不小于1cm。焊接前先除尽防水板表面的灰尘再焊接，焊接后两条缝间留一条空气道，用空气检测器检测焊接质量；检测方法是:将5号注射针与压力表相接，用打气筒进行充气，当压力表达到0.25MPa时停止充气，保持15min，压力下降在10%以内，说明焊缝合格；如压力下降过快，说明有未焊好处。用肥皂水涂在焊缝上，有气泡的地方重新补焊，直到不漏气为止。细部处理或修补采用手持焊枪焊接严密，不得焊焦焊穿。防水板双焊缝搭接示意图见下图（单位：cm）⑺设备洞室与正洞相交处的阴阳角，应先处理平整后再铺设防水层，一般阴阳角抹成R=100mm的圆弧。⑻分段铺设的卷材的边缘部位预留至少60cm的搭接余量并且对预留部分边缘部位进行有效的保护。⑼绑扎或焊接钢筋时，采取措施应避免对卷材造成破坏。⑽混凝土振捣时，振捣棒不得接触防水板，以防防水板受到损伤。⑾施工要点控制①防水板表面平顺，无褶皱、无气泡、无破损等现象。②当基面轮廓凸凹不平时，要预留足够的松散系数，使其留有余地，并在断面变化出增加悬挂点，保证缓冲面与混凝土表面密贴。③防水板搭接用热焊器进行焊接，接缝为双焊缝，焊接温度应控制在200～270oC为宜，并保持适当的温度即控制在0.1～0.15m/min范围内。太快焊缝不牢固，太慢焊缝易焊穿、烤焦。④焊缝若有漏焊、假焊应予补焊；若有烤焦、焊穿处以及外露的固定点，必须用塑料片焊接覆盖。⑤焊接钢筋时在其周围用石棉水泥板进行遮挡，以免溅出火花烧坏防水层；灌注二衬砼时输送泵管不得直接对着防水板，避免混凝土冲击防水板引起防水板被带滑脱，防水板下滑。⑥所有防水材料必须采用合格厂家生产的定型产品，所有产品必须有出厂合格证和质量检验证明。⑦详细记录各种防水材料的安放部位，做到可追溯性。⑧防水材料在使用前应做好相应的试验、检验工作，委托有相应资质的机构对防水材料进行检测。⑨施工中发现的问题及时与生产厂家或供应商联系，以求尽快解决，不合格的材料坚决不用于本工程。3.6.2止水带、条施工二次衬砌沉降缝采用中埋式橡胶止水带止水，施工缝采用BWⅡ缓膨型橡胶止水条止水。沉降缝和施工缝处同时设背贴式止水带。止水带长度在洞外按轮廓尺寸另加40cm～50cm富余量裁剪，卷成捆运入洞内，吊挂在衬砌模型的端头。安装时先打开捆卷，从墙底开始，沿衬砌轮廓向上挂设，并固定在挡头模板中间，使止水带中心与工作缝重合。止水带两头用铁丝拉在模板上，中间摊平，止水带后一半埋入现浇混凝土中，前一半将埋入下一循环的