隧道进洞方案

黄延高速公路扩能工程试验段LJ-4标（ZK11+970、YK11+923~K20+100）王村隧道右线进洞方案中交隧道工程局有限公司黄陵至延安公路扩能工程试验段LJ-4标项目部一、编制依据1、《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)；2、《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)；3、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）；4、交通部《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）；5、黃延高速扩能工程试验段标准化建设要求6、黄延高速公路扩能工程试验段LJ-4标设计文件、施工设计图；7、项目专用合同条款及技术规范。二、工程概述1、工程概况王村隧道起点位于黄陵县桥山镇王家沟附近，穿越黄土残塬沟壑区，终点位于黄陵县桥山镇上王村附近，设计为曲线型分离式隧道，技术标准为双向六车道。我合同段为王村隧道出口，右洞起讫桩号为YK11+923~YK12+645.全长1135m，为长隧道，左右两隧道底板最大埋深约95m；两洞中轴线最大间距约149m。2、工程地质条件1）隧址区属于黄土残塬沟壑地貌，塬顶宽约180~300米，塬边缘沟壑林立，受水流冲刷侵蚀，形成“V”型叶脉状沟谷。苹果树等植被发育；隧道近南北走向；隧道进出口段地形变化较大，边坡坡度较陡。2)隧址区揭露地层由老至新依次有第四系下更新统午城组黄土（Q1eol）、中更新统离石组黄土（Q2eol）和上更新统马兰组黄土（Q3eol）。3、水文地质条件隧址区调绘期间未发现地下水露头，该区地下水以孔隙裂隙水为主，主要受大气降水、第四系松散堆积层孔隙水补给，富水较弱，根据钻孔观测，地下水位埋深部分高于洞室，隧址区地下水总体不丰富，在第四系黄土中有含水层，处于该段的洞室开挖时会有突水或少量集中涌水现象；地下水对钢筋、砼、钢结构无腐蚀性。隧道预测涌水量左线为734.8m³/d,右线为880.9m³/d。4、隧道工程地质评价隧道出口位于山体斜坡处，根据调绘资料，地形坡度较缓，坡角约35～46°；根据工程类比，自然边坡整体稳定性好；边坡土体主要为午城黄土，黄土富含钙质结核，开挖隧道时，洞口斜坡薄层松散层易发生滑塌。5、隧址区气象条件属暖温带半湿润半干旱大陆性候区，早晚温差大。年平均气温为8.6～9.4℃，最冷月份-5～-8℃，极端最低气温-22～-25.4℃。极端最高气温36～39.7℃。年均降雨量552.6～631mm，夏季降水量占全年的60%，以暴雨、阵雨为主，历史短、降雨量大，易形成黄土滑坡、泥石流等自然灾害；冬季寒冷干燥，雨雪稀少。最大冻深65厘米。三、施工部署1、工期安排YK12+637～YK12+645段洞口工程及明洞工程的施工内容主要有：洞口开挖，洞口边仰坡防护，洞门和翼墙的浇(砌)筑，截水沟；明洞防、排水及衬砌，明洞回填，安排隧道一队组织施工。洞口及明洞计划工期为2013年10月5日～2013年12月15日，共计71天。2013年11月25日进行暗洞开挖施工。隧道洞口施工进度计划表项目2013年10月2013年11月2013年12月上旬中旬下旬上旬中旬下旬上旬中旬施工准备边、仰坡开挖及防护边、仰坡排水管棚施工明洞衬砌明洞防排水明洞回填洞门砌筑洞顶排水2、人员、机械配备1）、作业层人员配置项目部将按照总体施工部署要求组织王村隧道右线明洞及管棚的施工，作业人员配置见下表。人员及工种构成人数（人）备注队长1技术员2安全员2出碴工6喷锚工35机修工4钢筋工10调度员1模板工6砼拌合工6砼输送工6砼工10防水工6普工5电工2管道工3合计1052）、现场管理人员配置隧道施工管理人员配备见下表。施工管理人员类别工作岗位负责人备注管理人员质量控制负责人陈曦安全控制负责人王乐宁砼进场负责人赵殿才、张振国机械设备负责人张琪调度侯全中现场负责人杨宜龙现场技术员姬东东3）、主要机械配置设备配套、选型以及设备配套数量满足隧道施工的总体进度的需要，并考虑留有备用。试验仪器和质量检测设备的配备以满足工程需要和业主要求为原则。王村隧道施工主要资源配置表序号资源名称规格单位数量备注1挖掘机320C台22装载机ZL30台23大型自卸汽车北方奔驰量34混凝土喷射机射机SSP湿式台25管棚钻机(KY125型)台16高压注浆泵FBY-50/70台27混凝土输送泵HTB60台18空压机(20m3)台39手风钻台810发电机300千瓦台2四、隧道工程施工方案及施工方法大跨度黄土隧道，洞口埋深浅，土体结构较松散，土体自稳能力差，洞口施工过程极易引起塌方，如何保证开挖过程围岩不失稳坍塌是本工程的难点。经现场勘查发现，王村隧道左右线出口处覆盖层较小，且地表为台塬被雨水冲刷堆积而成的冲沟和堆积土，为了确保隧道的施工安全及运营安全，采取“明做护拱，暗挖隧道”的原则进行施工，采用30米长管棚超前支护，双侧壁导坑法开挖。护拱施工采用土模法施工，护拱施工时先安装钢拱架及导向管，再浇注护拱混凝土。护拱施工完后开始管棚钻孔、安装管棚钢管、注浆，注浆验收合格24小时候后方可进行暗洞施工，暗洞施工采用双侧壁导坑法。1、施工测量施工测量是开挖成形、路面平顺和隧道净空控制至关重要的环节，施工中设专职的测量组，有经验的测量工程师任组长。洞内引入支导线校核，在衬砌好的边墙埋设控制点，洞内高程测量使用水准仪实测，精度达到规范要求。洞内水准线路由洞口高程控制点向洞内引设，正洞每100米左右设一个水准点，引测水准点采用往返观测，并且定期复核，测设精度满足规范要求。采用断面仪测定开挖轮廓及超欠挖情况，并以图表形式快速反馈到施工中去。衬砌时亦采用全站仪进行定位，整体钢模台车衬砌，确保隧道衬砌表面平整，线形平顺。2、明洞施工方案出口端明洞施工采取分层小切口明挖，首先按照1：0.5坡度进行开挖至设计标高，用三七灰土对基底进行换填，分层填筑压实，每层填筑厚度不超过50cm。回填完成后施工仰拱及填充。仰拱及填充施工完毕后，在其上进行模板台车组装，明洞拱墙衬砌采用模板台车作内模，钢模板作外模，木模板做挡头模。采用泵送砼浇注，浇注后按分层回填至设计高度。明洞全部采用明挖法施工。具体施工顺序：测量放线→临时排、截水沟施作→边仰坡开挖、支护→基底处理→仰拱钢筋绑扎→仰拱、填充施工→拱墙钢筋绑扎→拱墙衬砌→浆砌片石回填→明洞防水层施工→洞顶回填。1）、明洞开挖明洞开挖前先施工边仰坡顶环形浆砌片石截水沟，将水排至远离洞口的位置，防止雨水冲刷边仰坡危及隧道洞口安全，并在浅埋段地表埋置沉降观测桩。明洞采用挖掘机分层开挖，分层厚度不大于3m，先开挖右洞，后开挖左洞。施工边坡按照1：0.5刷坡，开挖至隧道设计基底标高30cm左右，辅以人工修整，随后采用三七灰土对仰拱基底进行换填。基底换填采用分层填筑，每层填筑厚度不大于30cm。经检测地基承载力达到设计要求后，方可进行仰拱施工。2）、边、仰仰坡开挖及防护严格按设计控制坡度，采用人工配合挖掘机开挖，人工修坡的方式进行，平台采用光轮压路机或小型机具碾压夯实。开挖自上而下进行，采取分层开挖，随挖随支护，随时检查坡体稳定情况。机械开挖时预留20～30cm边坡保护层，该保护层由人工开挖以保证边坡的坡率和平整度，并每层检查边坡坡度。待上级边坡防护工程全部实施并产生加固作用后方可进行下级边坡的土方作业，直至全部防护工程结束，确保坡体稳定和结构安全。边、仰坡防护采用锚喷支护，由10cm喷射砼，Φ8*20*20单层钢筋网片，3.5m/根早强砂浆锚杆@120*120cm组成。边仰、坡边开挖后，首先对开挖面喷射一层混凝土进行封闭，喷射厚度4cm，待喷射砼初凝2小时候后再利用风钻钻孔并安装锚杆，然后挂钢筋网，钢筋网与锚杆焊接牢固，最后喷射混凝土喷至设计厚度进行覆盖封闭。喷射作业应分段、分片、分层由下而上依次进行；进行第二层喷射时，应先用风水清洗喷层表面。3）、明洞浇筑钢筋骨架在钢筋加工厂集中制作。为保证钢筋保护层厚度，在开挖好的隧道基底上插放定位钢筋，将主筋点焊在定位筋上，以控制其保护层厚度。拱墙钢筋在浇筑完仰拱及填充后进行绑扎，利用自制台架绑扎、固定拱圈钢筋位置。采用同等级混凝土垫块，梅花型布置，间距1m×1m。明洞浇筑分为明洞仰拱、填充和明洞拱墙浇筑，首先浇筑仰拱及填充。堵头模板采用木模，每8m浇筑一组。明洞拱墙浇筑内模采用液压模板台车，外模采用组合钢模板，堵头模板采用竹胶板或木模。堵头模在空场地按照1：1放大样，制作圆顺，试拼合格后，利用模板台车固定堵头模板，外模采用组合钢模板，加固采用圆钢点焊在模板台车上，另一端固定在组合钢模板上。4）、防水层在明洞衬砌外侧按照设计位置铺设三油两毡防水层，铺设完成后施做3cm厚水泥砂浆，以防止回填过程中对防水层产生损坏。5）、明洞回填两隧道间及隧道与边坡间采用M7.5浆砌片石回填。待拱圈达到设计强度且防水层施作完毕后，分层回填土至不小于洞顶1.5m高度，采用小机具夯实。3、洞门砌筑洞门墙施工在明洞回填完成后施做。洞门端墙采用M10浆砌块石砌筑，两侧对称砌筑，防止偏压。洞门墙应与隧道衬砌紧密相连，使构造物形成一体。洞门端墙背后围墙对称回填。砌筑端墙时洞门应避开雨季施工，基础开挖后做好防排水，确保不被水浸泡，必要时增设排水设施。洞顶天沟、排水槽、防水粘土层结合明洞回填及早施工，防止水积在洞门端墙背后，侵害洞门端墙，洞门端墙背后设横向排水管，墙背做防水特殊处理，确保洞门端墙的稳定。4、管棚施工方法管棚在边、仰坡防护及排水设施完成后开始施做。管棚就是把一些钢管沿已经钻好的孔打入地层中，沿隧道开挖轮廓线以外形成钢管棚，要求钢管内注浆，并通过钢管的梅花型布置的注浆孔加之足够的注浆压力向地层注浆，以加固周边的软弱围岩。起到“环向成拱，纵向成梁”的作用。管棚设计参数为：Φ108mm×6mm热轧无缝钢管，L=30m，净距40cm，拱部扇形布置。1）、护拱施工按照设计施工边、仰坡防护及排水设施等至明、暗洞交界里程。人工配合挖机开挖至开挖轮廓线以外35cm后，采取人工修整并夯实至开挖轮廓线5cm～7cm为护拱施工土模。在修整好的土模上（指导向墙底面）抹不少于5cm的砂浆，用于找平。可预先根据护拱半径按照1﹕1比例加工一段弧长不大的钢管，作为施工土模砂浆找平层的靠尺。根据规范要求管棚施工应有一定外插角，其要求外插角一般控制在1°～5°，结合本工程实际外插角控制在2°，采取前后差距法来确定导向管外插角，故钢架半径需相应调整，其中第一榀钢架与第三榀钢架净距1.2m，根据计算：Tan2°=X/120cm故X≈4.2cm则第三榀钢架半径相应加大4.2cm，第二榀钢架半径相应加大2.1cm。其示意图如图4-16：图4-16：管棚施工示意图导向管安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用全站仪放样出导向管在钢架上的平面位置，之后用Φ25的圆钢固定在型钢钢架上，在用固定筋固定前，为了避免施工中的误差，采取相应的加固措施，具体见下图图4-17：管棚加固示意图模板采取6cm厚松木板，堵头模采取钢管支撑在土模施工时预留的土体上，钢管两端加垫模板，增大支撑受力面积。在靠近中间钢架的位置环向打入土模Φ22锚杆，并将锚杆与导向管连接，以此加固钢架。以Φ50×4mm钢管做肋，利用Φ16钢筋两端分别弯制圆环连接导向管和肋管，在混凝土浇注过程中安装木模。这样在浇注过程中可以不影响混凝土的泵送以及振捣工作。为了保证导向管安装过程中的位置精确，最大限度减少误差，在钢架上定出导向管中线后，左右各取4.6cm焊放一Φ16的圆钢，避免焊接固定筋时，导向管滚动，确保导向管位置的精确。采取泵送混凝土，对称分层浇注，插入式振捣棒振捣。浇注过程中注意混凝土倾落高度不得超过2m。输送泵管路连接采用随输送泵配套的弯管，不得使用小于900的弯管。泵送开始前首先使用同等级水泥砂浆润滑管路内壁，水泥砂浆量不宜过大，控制在一盘料即可。混凝土分层厚度控制在30cm左右，插入式振捣棒振捣，移动净距不应超过振捣作用半径的1.5倍。与模板保持5～10cm的距离，插入下层混凝土5～10cm。每次振动完毕后，应边振边徐徐提出振捣棒，遵循“慢拔快插”的原则。振捣过程