隧道施工技术方案

二〇二〇年二月十二日1隧道施工技术方案一、设计主要技术标准1．隧道道路等级：山岭重丘区高速公路。2．设计行车速度：3．路面种类：4．建筑限界：双向六车道二、工程概况三、工程地质与水文地质1.地形地貌2.地层岩性3.地质构岩4．地质5.工程地质评价（1）、进(出)口工程地质评价（2）、洞身围岩工程地质围岩类别明洞（m）Ⅵ类Ⅴ类Ⅳ类Ⅲ类合计长度（m）里程桩号二〇二〇年二月十二日2四、隧道设计1．隧道建筑限界及内轮廓设计2．隧道洞门及明洞设计3．隧道复合式衬砌结构设计5．隧道附属工程及预埋件设计五、施工方案（一）施工方法结合地形及实际情况，本隧道拟采用由进(出)口端左洞施工，先进行明洞开挖，并进行边、仰坡防护，次进行长管棚对围岩进行预支护，同时可转入由进(出)口端右洞施工，其步骤同左洞端，待洞口砼强度到设计值，再进行左右侧导洞、中导洞开挖、临时支护和衬砌。主洞开挖和衬砌均采用新奥法原理施工，光面爆破，严格遵循“弱爆破、强支护、短进尺、多循环”的作业原则。主洞开挖以双侧壁导洞台阶法为主，局部岩层完整，坚硬地段采用台阶法开挖。整体衬砌施工中，发现围岩对衬砌有不良影响时，硬软岩分界处，应设置沉降缝。（二）、支护方法1．Ⅵ类围岩一般洞口为Ⅵ类围岩，岩层薄弱破碎成洞困难，在拱部123º12΄00˝范围内采用φ50×5mm双层钢管对围岩进行预支护，钢管灌注水泥-水玻璃双液浆。主洞拱部、边墙设置D25型注浆系统锚杆，间距：100×50cm（环向×纵向），锚杆长度为计5m，呈梅花形布置，锚杆的尾部焊接在钢拱架上，二〇二〇年二月十二日3基底加固锚杆要求伸入砼基础内50cm；系统锚杆采用水泥-水玻璃双液浆；具体做法：A、设置φ8单层钢筋网，网格间距20×20cm；B、设置20a型工字钢拱架支护，钢拱架纵向间距0.5m；C、采用厚28cm左右C20喷射砼与注浆加固锚杆，φ8钢筋网、20a型工字钢拱架同围岩共同组成支护体系。临时钢支撑撑稳定后拆除。D、简图如下：二〇二〇年二月十二日42．Ⅴ类围岩主要在主洞，支护方法基本同Ⅵ类围岩,在拱部123º12΄00˝范围内采用φ50×5单层钢管对围岩进行预支护，主洞拱部、边墙设置D25型注浆系统锚杆，间距：100×75cm（环向×纵向），锚杆长度为计4.5m，呈梅花形布置，锚杆的尾部焊接在钢拱架上。具体方法视设计图定。（三）、喷射砼方法本隧道采用湿式喷射砼施工；1．喷砼紧跟掘进工作面，在喷砼之前，首先将危岩清除，然后应用高压水（风）将开挖面的粉岩和杂物清理干净；2．砼干料严格按配合比拌制，严格控制速凝剂掺量，并添加均匀，二〇二〇年二月十二日5确保喷砼的后期强度；3．混合料拌和均匀，随拌随用；4．喷射中发现松动岩石或遮挡砼喷射的物体时，及时清除；5．喷射作业“分段、分片由下而上”顺序进行，每段长度不超过6m，初喷厚度不小于4~6cm内；6．喷头与受喷面应垂直，并宜保持0.6~1.0m距离;7．喷射机的工作风压，应根据具体情况控制在一个适宜的压力状态，一般为0.1~0.15Mpa；8．喷射时，喷射手应严格控制水灰比，使喷层表面平整光滑、无干斑或滑移流淌现象；9．有钢筋时，宜使喷咀靠近钢筋，喷射角度也可偏一些，喷射砼应覆盖钢筋2cm以上；10．钢架与围岩之间的间隙必须用喷射砼填充密实，喷射砼应将钢架覆盖，并应由两侧拱脚向上喷射；11．喷射作业以适当厚度分层进行，后一层喷射在前一层砼终凝后进行，若终凝后间隔1h以上且初喷面已蒙上粉尘时，受喷面用高压气体浸洗干净，若有较大的凹洼时，结合初喷予以找平；12．当有水地段涌水且不多时，用开缝摩擦锚杆进行导水处理后再喷射；当涌水范围大时，设树枝状排水导管后再喷射；当涌水严重时，可设置泄水孔，边排水边喷射，改变配合比，增加水泥用量，先喷干混合料，待其与涌水融合后再逐渐加水喷射，喷射由远而近，逐渐向泄水孔逼近，然后在涌水点安设导管，将水引出，再在导管附近喷射；二〇二〇年二月十二日613．喷射启动时，先送风、再开机，并在机械运转正常后送料，供料均匀连续；作业结束时，先停止送料，待料罐内余料喷完再停机然后关风；停止喷射作业后，喷射机和输料管内积料及时清除干净，以免混合料结块堵管；14．喷射砼终凝2h后，喷水养护，一般不少于7d。（四）、防排水方法1．洞外排水对于两端洞口段地表水采用“以截为主，排、截、堵相结合”的原则，即在洞口仰坡外侧设置截水沟，洞门顶部设排水沟，与洞口路堑排水沟构成洞外完整的排水系统。2．洞内防排水本隧道区及周边山体地下水以岩石裂隙为主，采用“以排为主，防、排、截、堵相结合”的综合治理原则，使达到排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患的目的，防排水采用环向闭合排水系统加防水砼衬砌的方法。①、喷射砼面处理防水板铺设前应对围岩欠挖部分，初期支护表面锐利棱角、突出的岩石凿除和修平，裸露的钢筋网头、锚杆头应予割除，并用喷射砼或用高标号砂浆覆盖，以防刺破PVC防水板；对于超挖过多或局部塌方部分，先用混凝土回填、补平，使洞壁尽可能平顺后施工。②、防水板铺设防水板铺设前，先行标出拱顶中线及高程，为铺设防水板提供依据，二〇二〇年二月十二日7铺设由拱顶向两侧顺序进行。利用简易台车作为工作平台，将无纺布整卷起吊至拱顶对称向拱脚两侧环向铺设，用专用垫射钉把无防布固定在喷射砼表面，并且留一定的松弛度，然后将PVC防水板由拱顶向拱脚两侧铺设，按规定用手坳溶接器加热，与专用塑料垫块焊接在一起。固定间距：拱部0.5—0.7m，边墙1.0—1.2m，在凹凸位置根据实际适当增加固定。③、防水板接缝处理A、PVC防水板两副搭接宽度不小于10cm，施工缝连接处预留不小于30cm的搭接长度，接缝采用扒焊机焊接紧密，不得出现漏焊，焊缝用气压检查。焊接温度控制在230~265℃，电压180~220V，施焊压力0.5Mpa。B、防水板铺设时根据实际情况并予留一定松弛度，铺设完毕，浇注砼前检查接缝是否完好，有无开缝脱胶现象，如若发现及时复焊紧密。④、环向排水管安装环向排水管采用MF7塑料盲沟，全隧道除明洞地段不设置外，其余地段均设，通过PVC引水管将水引入边沟，纵向间距每5m设一道，在安设防水层之前敷设。⑤、施工缝止水条安装施工缝处采用缓膨型橡胶止水条，安装时用水泥钉将其环向固定在衬砌砼断面中间，循环作业时直接浇注砼，安装在砼浇注前进行，如提前安装一定要将止水条上包裹的塑料薄膜留到浇注砼时再撕掉，以免上一拱砼的水气使止水条过早膨胀而失去作用。二〇二〇年二月十二日8⑥、沉降缝处止水带安装沉降缝处止水带采用中埋式橡胶止水带，在衬砌挡头板安装前先将止水带整卷吊至拱顶之后，从拱顶沿拱架环向对称展开，用φ8钢筋卡固定在喷射砼与模板中间，钢筋卡环向间距为1m，挡头板对准止水带中线安装，使止水带的一半埋在本循环衬砌砼中，另一半埋在下循环砼之中。另一半止水带固定同上一半固定方法。（五）、施工监控量测本隧道采用“新奥法”施工，监控量测作为新奥法施工三大核心之一，自然不容忽视。1．量测的目的A、掌握围岩和支护结构的力学动态信息和稳定程度，进行隧道日常的施工管理；B、经量测数据的分析处理与必要的分析和判断后，进行预测和反馈，及时修正设计参数。C、指导施工作业，确保施工安全，确定二次衬砌施作时间。2．量测要点遇到下列情况改变测量间距及频率：A、刚开工时，加密一些；B、岩长期未移定时；C、开挖进度极快或极慢的情况；D、地质变化显著的情况；E、量测值收敛非常快的情况。二〇二〇年二月十二日93．量测工作实施①、超前地质预报：在全隧施工时，估计前方有断层破碎带时，采用地质雷达或TSP202地质预报仪进行预报，在需要地段每20m预报一次；②、洞内状态观察掌子面地质素描及量测点布置A、对锚杆的观察：打入位置、方向；锚杆、垫板的松弛；垫板向围岩方向挤入；B、对喷砼的观察：厚度、开裂（位置、类型、宽度、长度）；C、对钢支撑的观察：变形、屈服位置、状况；D、对掌子面自稳时间的观察：开挖后不支护而自稳的最短间隙时间。E、岩石名称及结构：走向、倾向、倾角、层理、层面；岩层的固结度、软硬程度、裂隙变化、风化程度；断层的分布、走向、倾向、填充物状态；软弱层的分布状态；涌水地点涌水量及其状态。③、净空位移量测（即收敛量测）净空位移量测是对研究隧道施工安全性的最基本的资料，采用收敛计量测。量测记录的整理：根据量测资料卡片绘制位移量随时间变化曲线，位移速度随时间变化曲线，位移量与开挖距离关系曲线，位移-时间回归曲线，求出最终位移量。④、地表、拱顶下沉，地板位移量测A、随着开挖用水准测量求出其绝对下沉值；B、量测记录整理：地表、拱顶下沉及地板位置与开挖面距离关系二〇二〇年二月十二日10图；历时变化图；量测结果评价标准（管理值）按照位移值的1/2~1/3，作为管理值。⑤、锚杆拉拔试验为确认锚杆安装后锚固效果，用锚杆拉拔仪进行拉拔试验。抽样检查，100根检查一组（3根），记录在资料上，可绘出荷载拉拔位移曲线，单根锚杆抗拔力不低于120KN。4．量测反馈A、施工方面：开挖方法，开挖断面大小，掘进进尺，施工顺序，二次衬砌时间。B、施工管理对策“管理值”标准的对策：达到“管理值”的二分之一时，由主管工程师处理；接近或达到“管理值”时，由于主管工程师到现场观察分析问题并报告总工程师，共同研究处理。当超过“管理值”时，掌子面应停止前进，由总工程师邀请设计、监理人员与总工程师现场研究补强或调整工序、进尺等对策，并付诸实施后，掌子面才能继续施工。C、测量组织作业队组成量测组，在主管工程师的领导下负责测点埋设，日常量测和数据处理，并及时进行信息反馈。二〇二〇年二月十二日11六、分项工程人员及机械设备情况（一）、主要人员工程负责人：周亚林施工负责人：徐应国技术负责人：朱伟霞质量负责人：林新国试验负责人：耿毅测量负责人：王建强安全负责人：李修荣（二）、作业班组序号工种名称人数序号工种名称人数1钻爆作业班407机械工52喷锚支护班168电工33出渣运输班129空压机工34钢筋加工班610后勤组125砼作业班206测工2合计119二〇二〇年二月十二日12（三）、机械设备序号机械名称规格型号数量进场日期1装载机常林ZL-50C2台2自卸汽车5TEQ-1407辆3挖掘机PC-2001台4空压机20m3/min5台5发电机125KW1台6钻岩机YT-2040台7喷砼机康达CPS-20003台8通风机天津55KW2台9搅拌机JDX-5002台10砼输送泵三一1台11高扬程水泵13KW.1台.12交流弧焊机BX-300f-21台13电焊机3台14切割机1台15钢筋弯曲模具1套16砼运输车自制3m32台17潜孔钻1002台18注桨机BW-250/502台19钻爆台车自制2台二〇二〇年二月十二日13（四）、监控量测仪器监控量测仪器表序号仪器名称型号/规格数量备注1全站仪GTS-6021套2水准仪索佳Ⅱ1套3精密水准仪0.1mm1套4地质罗盘1台5锚杆拉拔仪1套七、施工进度计划台阶法施工，初期支护进跟开挖工作面，二次衬砌根据量测结果确定，一般滞后2个月，开挖循环进尺º围岩1.0~1.5m，Ⅲ围岩2.0~3.0m,开挖循环时间为24小时。砼浇注采用两套组合钢模循环作业。总工期椐设计定，详见后附施工进度计划横道图。二〇二〇年二月十二日14施工进度计划横道图2006121110987654321200512年份工序施工准备洞口开挖及防护洞口长管棚左主洞开挖及支护右主洞开挖及支护二次衬砌及防排水洞内路面附属工程二〇二〇年二月十二日15八、主要施工工艺（一）、施工测量1．洞口定位放线A、为了确保隧道准确贯通，向进、出口按一级导线各引一组控制点，形成洞外控制网，然后用全站仪采用坐标法放出隧道起、终点，按设计图纸放出边线，并用水准仪对所放主点桩原地面高程进行复测，将复测的实际高程与图纸设计高程、边坡坡率进行计算，算出实际的刷坡宽度，并计算出其边桩坐标，然后根据其坐标用全站仪放出桩位，用皮尺连点，撒上灰线，开始刷坡，清理洞面。B、隧道进、出口洞面清理至设计要求后，根据设计图纸用全站仪放其进、出口中桩及开挖尺寸边桩，并用水