隧道工程施工方案

隧道工程山岭隧道的常规施工方法开挖、出渣运输、初期支护、量测与监控、二次支护盾构法施工、浅埋隧道施工、全断面掘进机施工隧道工程施工方案实例总体方案（一）施工原则采用大型施工机械配套施工，开挖出渣机械配套作业线、初期支护砼机械配套作业线与二次衬砌砼施工作业线相配合一条龙作业。软弱围岩坚持“短进尺、弱（不）爆破、快封闭、强支护、紧衬砌”的原则，开挖后仰拱及时跟上封闭成环。施工中进行超前地质预报，采用先进的量测探测技术对围岩提前做出判断，拟定相应的施工方案。（二）施工布置土家湾隧道左右洞均采用对头单向施工，左、右洞口各布置一个隧道专业机械化施工队。隧道施工安排在冬季前完成洞门的开挖，并完成进洞施工。洞内施工开挖、出渣初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。隧道路面待贯通后中间向两侧洞口反向施工。根据地形地貌及工期要求，本隧道不设施工支洞。（三）总体方案根据土家湾隧道围岩情况及断面设计，结合本承包人现有技术装备力量和多年的隧道施工经验，确定对于I、Ⅱ类围岩采用上弧导预留核心法施工，格栅钢架辅助支护。隧道出渣采用无轨运输。初期支护设施做到及时可靠，衬砌砼采用机械化作业，二次衬砌采用砼输送车、输送泵和全断面液压衬砌台车相配合的方案。施工过程中加强监测，及时处理分析数据（高速支护参数等）。开挖前做好超前地质预报、探测工作，根据围岩情况采取相应的施工方案。洞口工程（1）洞口施工工序施工工序见洞口施工工序框图（2）洞口开挖隧道施工便道修至洞口附近后，近洞口侧60M范围内及两洞口中间地带，用装载机辅以挖掘机整平压实，修建供风、供水、供电设施，并用作材料存放场地和机械停放场地。洞口及明洞在开挖过程自上而下分层开挖。施工机械以挖掘机为主，遇地层坚硬石质人工打眼松动爆破，运输采用15t太脱拉自卸车。（3）边坡防护洞口开挖后的边仰坡面按设计整修平整，及时按设计进行防护，以防风化、雨水渗透而坍塌或滑坡。（4）洞门修筑本隧道洞门修筑在进洞施工前完成，并完成明洞回填工作，作好洞口范围的排水工作，以确保洞口稳固、安全。洞口施工程序框图洞身工程1、开挖方法（1）洞身采用上弧导预留核心法施工。①施工工序见上弧导预留核心法施工示意图及上弧导预留核心法施工程序框图。②施工方法上部弧导坑及边墙导坑以人工风镐或隧道挖装机开挖为主，辅以弱爆破，开挖后及时采取支护措施。上弧导出渣由隧道挖装机挖至下半断面后，装入自卸车主便道修至洞口截水沟的开挖和修筑施工场地的平整修建洞口临时生产设施洞口土方分层开挖边坡临时防护边坡修整洞口排水沟的修筑洞门施工护面墙施工洞门装饰挖至路基设计高度运走，上断面挖渣用人工配合，核心土开挖采用控制爆破，核心开挖后立即施作仰拱，衬砌采用全断面液压衬砌台车，砼输送车配砼输送泵灌注。①环图表见上弧导预留核心法掘进作业循环图上弧导预留核心法掘进循环图作业名称作业时间(分)循环时间（分）120240360480600720840960108013001230上弧形导坑核心土开挖测量放线60开挖240架格栅、模筑砼420超前锚杆180下台阶核心土深开挖150仰拱砼浇注120便桥架设60边墙导坑开挖测量放线60开挖240架格栅、模筑砼480锚杆120④施工注意事项a.导坑开挖需进行爆破时，必须经工程师同意，反复检查支护安全可靠后，方可进行弱爆破。b.左、右边墙导坑必须交错施工，不得两边同时开挖。边墙围岩较差时分两层开挖。上弧导预留核心法施工程序框图④施工注意事项a.导坑开挖需进行爆破时，必须经工程师同意，反复检查支护安全可靠后，超前支护上部弧形导坑开挖弧形导坑初期支护左右边墙交错开挖边墙初期支护核心开挖抑拱开挖全断面砼衬砌施工4米至6米一次衬砌10米每循环进尺1~1.2m每循环进尺0.8~1m与拱墙钢支撑连接方可进行弱爆破。b.左、右边墙导坑必须交错施工，不得两边同时开挖。边墙围岩较差时分两层开挖。c.上部弧导坑比下断面开挖超前5-7m，两工序可平行作业。d.核心土必须在初期支护封闭成环后再开挖，开挖时采用控制爆破措施以免损坏初期支护。e.施工中认真进行围岩量测工作，根据对围岩变化的观测及量测数据，考虑高速支护参数。（2）深埋Ⅱ类围岩段和车行横洞采用正台阶开挖法施工。①施工工序见正台阶开挖法施工示意图及正台阶开挖施工程序框图。②施工方法上台阶开挖采用凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统、毫秒微差有序起爆，预留光爆层爆破。下半断面采用液压钻孔台车钻眼，光面爆破，上台阶由ITC-312H隧道挖装机装渣，下台阶由CAT973侧卸式装载机装渣，自卸车运渣。施工中合理调整工序，实行“钻爆、装渣、运输”机械化一条龙作业。隧道开挖后及时施作初期支护，下半断面开挖后仰拱紧跟。③循环图表根据隧道围岩、断面和配备机械情况，综合分析施工中每道工序的先后顺序及所需时间，绘制出形象直观的循环图表来显示此方法工序循环情况。见正台阶法开挖作业循环图。隧道正台阶施工作业程序图上台阶测量画开挖轮廓线布炮眼钻炮眼装药爆破通风洒水清危排险打锚杆立钢拱架模筑混凝土出渣开挖下台阶喷锚支护稳定性安全检查监控量测模筑混凝土正台阶开挖法掘进作业循环图作业名称作业时间(分)循环时间（分）12024036048060072084096010801150测量放线40上台阶超前支护120上台阶打眼爆破150上台阶通风排烟30上台阶出碴120上台阶初期支护150下台阶打眼、爆破、通风240下台阶出渣180下台阶初期支护1202．光面爆破设计（1）爆破方法光面爆破采用直眼掏槽，小直径药卷间隔装药，见掏槽方式布置图及光面爆破装药结构图。起爆方式采用毫秒微差塑料导爆管有序起爆，采用合理的炮眼布置及光面爆破参数。（2）施工流程光面爆破施工流程见光面爆破施工工艺流程框图。工艺流程注意事项技术标准施工布眼红铅油准确绘出开挖断面轮廓线，炮眼位置误差不得超过5cm定位开眼台车与隧道中线平行，就位后正确钻孔，注意沟槽倾斜度，周边眼外插角开眼误差在3~5cm钻眼钻工注意布置图熟练操作平台，台下专人指挥及时调整深度。周边眼外插角＜2°，交界处台阶＜1°。清孔炮钩及小直径高压水管清炮孔，不漏渣，不留石屑。装药分片分组按药量自上而下进行，雷管对号入座，炮泥堵口。堵塞长度＜20cm。联起爆网络导爆管不能打结和拉细，注意连结次数，专人检查。引爆，管距一簇导爆管自由＞10cm。瞎炮处理查明原因，迅速果断按规定处理。以确保安全为标准。检查炮眼痕迹保存率80%，围岩粉碎，炮眼利用率＞90%。光面爆破施工工艺流程图3．装渣运输（1）施工机具、机械设备配置上半断面出渣采用ITC-312H隧道挖装机装碴，3台5T东风自卸汽车运渣。全断面开挖及下半断面开挖CAT973侧卸式装载机、CAT320反铲挖掘机或隧道挖装机装渣，3-4台20T自卸汽车或4-5台15T太脱拉自卸汽车运渣。（2）出渣调度安排洞内开挖1Km以内时，出渣运输过程中在洞内安排2台车，1台装渣，1台等待；洞外1台驶往弃渣场，1台在洞口等待。洞内开挖1Km-1.5Km以内时，出碴运输过程中在洞内安排3台车，1台装渣，1台等待，1台行驶；洞外1台驶往弃渣场，1台在洞口等待循环有序在进行，形成快速装运出渣线。洞内所有弃渣均运往路基作填料。（3）装渣运输循环时间钻孔台车钻爆，每循环进尺4m，开挖量按平均80m3/m计算，考虑松散系数1.3，出渣量416m3，沃尔沃自卸车容量按15m3计，约需要30车运完，按1台装载机装4台自卸车计，约需8趟出完渣。装渣与运输比较，运输速度为时间控制点，按每循环车辆运行需15-20分钟计算，出渣共需120-150分钟，考虑工序衔接，机械维修保养和装渣数量差异等情况，装渣运输循环时间平均按180分钟计算。4．初期支护（1）支护类型本隧道初期支护共包括R32注浆锚杆、格栅钢架等型式，依据围岩类别及地表覆盖层厚度的不同而分别设置。施工支护紧随开挖面及时施工，以减少围岩暴露时间，控制围岩变形，防止围岩在短期内松驰。（2）施工工序见初期支护施工流程图。否是否有无施工准备通风排烟清理危石处理欠挖冲洗岩面检查断面超欠挖超挖是否＞10cm有无质量问题施工放样安装格栅钢架改进是否符合标准打超前锚杆并焊接是否挂板打混凝土模筑混凝土到设计厚度围岩量测反馈、确定支护参数调整挂板灌注200#混凝土初期支护施工流程图（3）R32注浆锚杆施工①注浆锚杆将注浆管和锚杆的功能合二为一，实现了注浆与锚固的一体化，在止浆塞的作用下，利用锚杆的中心孔注浆使浆液极其饱满，在一定的注浆压力作用下浆液可充分地充填围岩孔隙和裂缝，进一步改良围岩，锚杆外表的可联结螺纹，增加了锚杆的抗拨力，有利于各种配件的使用，使垫扳、螺母的安装较为简捷。R32锚杆由锚头、全螺纹中空杆件、止浆塞垫板、螺母组成。A、锚头：由特种工程塑料制成，尖头开口便于注浆，锚头体中后部有倒刺便于悬挂锚杆，尾部有螺纹与锚杆联接。C、锚杆体：由优质天然钢管作基材，中空杆体可作注浆管，表面加工成连续螺纹，便于安装锚头、垫扳、螺母，同时表面连续的螺纹提高了杆件与砂浆的握裹力。B、止浆塞：注浆时封堵锚孔，实现有压注浆，改良围岩。D、垫扳：可将杆承受的荷载均匀地传递到围岩上。E、螺母：将杆体与垫板锁定在一起，将杆体承受的荷载经过垫板传递到围岩。②技术参数型号直径（mm）壁厚（mm）锚固力（KN/m）重量（Kg/m）螺纹方向R323251204.1左旋③操作步骤A、用凿岩机钻眼，用高压风清孔。B、将安装好锚头的R32锚杆体插入锚孔，锚头上的倒刺将锚杆挂住。C、在锚杆尾端安装止浆塞，垫板和螺母。D、通过快速注浆接头将锚杆，尾端和万通高效压力注浆泵联接。E、开始注浆，如需有压注浆改善围岩结构，只需压力达到设计压力即可。（4）格栅拱架施工格栅拱架在洞外按设计加工成型，洞内安装，与锚杆焊成整体。格栅拱架间设纵向连接筋和定位系筋，拱架间以砼填平。拱架拱脚必须放在牢固的基础上，架立时垂直隧道中线，当格栅拱架和围岩之间间隙过大时设置垫块。（5）模筑砼施工模筑砼在在锚杆、钢拱架安装后立即进行，尽快支护围岩。钢拱架间用砼填平，并按设计有足够的保护层。5．围岩监控量测（1）量测的目的现场监控量测是施工的重要组成部分。为了掌握围岩在开挖过程中的动态和支护结构的稳定状态。必须进行现场监控量测，通过对量测数据的分析和判断，对围岩支护体系的稳定状态进行预测并据此确定相应的施工措施，以确保围岩结构的稳定。（2）量测项目根据隧道的地质条件，围岩特点，设计考虑进行如下项目的量测：拱顶下沉量测、围岩周边收敛量测、锚杆抗拨试验、围岩内部位移量测、地表沉降观测和掌子面地质支护状态观测，施工中根据具体情况增加其它量测项目，以满足施工需要。（3）施工监控流程见围岩施工监控流程框图。（4）监控量测方法隧道开挖支护时，及时埋入观测计或锚固件。拱顶下沉用精密水准仪悬挂钢卷尺进行量测，水平收敛用ZW-3型围岩收敛仪量测，锚杆抗拨试验用锚杆抗拨计，洞口浅埋段地表沉降观测采用精密水准仪，洞内外观察由有经验的工程师用地质罗盘、钢尺、地质锤等工具量测。量测方法及仪器见附图，量测断面测点布置见附图。（5）测点布置及量测频率洞内拱顶下沉与水平收敛量测点布置在同一断面内，断面间距：II类衬砌地段平均为5m。量测频率依据开挖后的时间、测点距开挖面的距离以及设计要求进行。（6）数据整理在取得量测数据后，将同一断面的各种量测数据互相印证，以确认量测结果的可靠性：对位移等物理量随时间变化的时态曲线进行回归处理，监视时态曲线的变化规律，利用电子计算机进行数据处理，分析围岩变形的空间分布规律，了解围岩的稳定性特征。（7）信息反馈用经验对量测情况进行信息反馈。通过对目测和位移量测结果的分析，对围岩稳定状态，施工方法和支护措施的安全情况进行评判，将评判结果反馈到设计和施工中，确定二次衬砌和仰拱施工时间，及时调整施工方法和支护设计参数。地质超前探测预报开挖开挖面岩性的观察初期支护砼初期支护状部观察埋入观测预进埋件初读数拱顶下沉和净空收敛按设计频率量测绘数据整理和计算机处理变形曲线出现反常围岩变形趋于稳定围岩施工监控流程框图6．防水层铺设（1）洞外拼接每