新村隧道出洞施工方案

中铁十四局集团长泰美宫至陈巷高速公路FA3合同段中铁十四局集团第三工程有限公司1新村隧道中导洞出洞施工方案1．工程概况新村隧道位于长泰县岩溪镇竹塔村西南向，起止桩号为K13+475～K13+680，隧道全长205m，最大埋深为34m，本隧道设计为连拱隧道，进出洞口均为削竹式洞门。进口里程K13+475，其中K13+475～K13+490计17m段设计为10m洞门和5m明洞，明暗交接里程：K13+490；K13+488～K13+530和K13+625～K13+667段为超前大管棚段。该隧道区地层由上而下依次为：第四系坡积土层；下伏基岩为晚侏罗纪南园组凝灰熔岩及其风化层。第四系坡积成因的粉质粘土分布于山体表面，厚度较小。粉质粘土：该地层在隧道区分布不均，主要分布在坡面、洼地内，在隧道进口端厚度较大，作为隧道洞口仰坡土体，易产生冲刷破坏，水土流失。全风化凝灰熔岩：该地层在隧道内均有分布，厚度不均，遇水软化、崩解。作为洞口仰坡岩体，在水的冲刷侵蚀下容易产生坡面变形破坏，形成浅层滑塌。强风化凝灰熔岩：该层在隧道内均有分布，厚度较大，风化岩为半岩半土状及碎石状，具有极密实砂和碎石、角砾的性质。作为隧道围岩，自稳能力差，水浸后极易加剧松散破坏：作为洞口仰坡岩体，容易在水的冲刷侵蚀下产生坡面变形破坏，形成浅层滑坡。在不受水冲刷侵蚀作用下，该层边坡稳定性较好。中风化凝灰熔岩：该层围岩是隧道主要围岩，岩体破坏至较完整，随着埋深的增加，风化程度逐渐减弱。根据该岩层饱和抗压强度试验，标准值为94.0MPa，属于坚硬岩；Kv=0.23～0.38；根据钻孔采取的岩芯观察，岩石裂隙发育或较发育。该层属于自稳性较差的围岩。新村隧道中导洞系采用台阶法从进口单向掘进，逆坡施工，截至2011年4月9日，隧道施工至K13+596，即将进入出洞阶段施工。中铁十四局集团长泰美宫至陈巷高速公路FA3合同段中铁十四局集团第三工程有限公司22．施工原则1、确保边仰坡施工安全，保证安全出洞。2、分部开挖，减少对山体的扰动。3、加强监测。4、采取强支护，及时封闭。5、提前施工管棚，确保施工安全。3．出洞方案新村隧道出洞方案主要分为出洞大管棚施工、K13+600～K13+620、K13+635～K13+655洞身内部台阶法施工和K13+620～K13+635段上台阶开挖小断面施工法出洞三大部分；为降低出洞引起的施工干扰，出洞大管棚采用洞外法施工，即在出口端成洞面施做导向墙施工大管棚，管棚要求在开挖进入K13+620前施工完毕，否则停止洞内掘进施工。3.1出洞大管棚施工方案隧道出洞管棚施工前，首先对洞口进行测量放线，确认暗洞位置，然后清除明洞段顶部及暗洞洞口段地表附着物，施工洞顶临时截水沟，接着开挖暗洞洞口临时边、仰坡并进行锚喷防护，为施工洞口段管棚做准备。工序按下列步骤进行组织：测量放线→开挖明洞段顶部并清理暗洞上方地表附着物→施工洞口排水系统→布设监控量测点→暗洞边、仰坡修整→边仰、坡挂网、喷砼→长管导向墙施工→长管棚施工→洞口喷射砼封闭。3.1.1边、仰坡防护边坡开挖前要首先清除明洞顶附着物，洞洞口地表附着物，然后施工临时洞顶排水系统，防止植被破坏后地表水直接冲刷边仰坡，然中铁十四局集团长泰美宫至陈巷高速公路FA3合同段中铁十四局集团第三工程有限公司3后才能开挖暗洞洞口临时边、仰坡并进行锚喷防护。锚喷支护参数为：长3.5mΦ22砂浆锚杆，间距1.2×1.2m，梅花形布置，喷砼采用10cm厚C20钢筋网喷砼，钢筋网Φ6.5，网格尺寸20×20cm。边坡锚喷后埋设洞顶监控量测点。3.1.240m长管棚超前支护施工由于新村隧道出口受地形条件的限制，根据实测断面情况，在明暗交接里程明暗分界处里程K13+665位置试作混凝土导向墙，作为长管棚施工的起点。长管棚施工顺序为在管棚施作前,先施作导向墙，导向墙施作完毕达并到强度要求后,通过导向管预留的孔口进行钻孔和安装长管棚,再进行注浆工艺施作。3.1.3洞口管棚施工工序、工艺超前长管棚设置于K13+490～K13+530段，长40m；K13+625～K13+665段，长40m，V级围岩浅埋洞口段，采用直径Ф108mm厚度6mm无缝钢管，丝扣连接。1、洞口长管棚设计参数新村隧道进出口均设计有长管棚施工，长管棚采用φ108x6mm的无缝钢花管，环向间距50cm，倾角1°（不包括路线纵坡），方向与路线中线平行。钢管施工误差：径向不大于20cm。长管棚的接头采用φ108x6mm钢管丝扣直接对口连接，管棚均按照设计进行钻注浆孔，梅花型布置。中铁十四局集团长泰美宫至陈巷高速公路FA3合同段中铁十四局集团第三工程有限公司42、管棚施工步骤及施工工艺根据管棚常规施工的过程，可以分为以下几个步骤：施工准备→测量放样→导向墙基槽开挖→管棚加工、制作安装导向工字钢架及固定钢筋→立模板→浇筑套拱→管棚机钻孔→成孔检查→顶管跟进→封口→注浆。施工工序见下图。长管棚施工示意图长管棚施工工艺中铁十四局集团长泰美宫至陈巷高速公路FA3合同段中铁十四局集团第三工程有限公司53、导向墙施工（套拱）导向墙的作用是保证钻孔方向的正确，使其孔向不发生偏斜，要求自身要有足够的强度和刚度，可用型钢或混凝土制作而成。套拱置于明洞之上，施工时首先在洞外明暗洞的交界处按设计架立4榀18工字钢，间距60cm，环向用φ25钢筋焊接成一个整体。在钢支撑上安装φ127mm，壁厚4mm的导向钢管，与管棚位置方向一致，仰角1～3度，然后浇注0.8cm厚的C25混凝土包裹钢支撑和导向管，导向墙施做长度约200cm。（1）钻孔钻孔时间应在套拱混凝土强度达到75%之后，方可进行。钻孔采用XY-28-300电动钻机或管棚机。钻机立轴方向必须准确控制，在浇注好的套拱上标出孔位，孔号分为奇数孔和偶数孔。钻孔顺序为先钻奇数孔用于注浆，后钻偶数孔用于检查注浆质量。钻机顺序由高空位向低空位进行，并间隔错开施工，防止连续钻孔因孔距过小，而造成前一个成型孔在未顶进管时出现塌孔。在钻进一定深度时，要用测斜仪检查孔的倾角是否正确，以便及时纠正，深度达到要求后，应边退钻边清孔安装管棚钢管以防塌孔。（2）特殊情况处理在钻孔过程中，如果出现卡孔、塌孔现象，可能是隧道地质发生变化，应及时退钻，然后采用往孔内压注浆液的方法，待浆液凝固后，再行开钻；如果出现掉钻头、钻杆断裂现象，可用打捞器取出。钻孔也可为超前地质预报提供一定的依据，因此每一个孔在开钻时，都必须做好详细记录，包括开钻时间、结束时间及遇到的问题等。（3）安装注浆管中铁十四局集团长泰美宫至陈巷高速公路FA3合同段中铁十四局集团第三工程有限公司6管棚采用无缝钢管，第一节钢管应做成尖锥状，起导向和减小摩擦阻力的作用。在钻孔成型、清孔和检查钻孔合格后，顶管工作越早越好，应每钻完一孔便顶进一根钢管，钢管采用3m、6m管节逐段接长，连接接头采用壁厚箍，上满丝扣，丝扣长度为15cm，为保证受力均匀性，奇数第一节采用3m，偶数第一节采用6m，以后各节均用6m。管棚顶到位后钢管与导向管间隙用速凝水泥或其他堵塞严密，以防浆液冒出。（4）注浆及封口注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，获取管棚最佳注浆参数。浆液采用注浆机灌注。管棚封堵口设有进浆孔和排气孔，当排气孔流出浆液后，关闭排气孔，续灌浆液，达到设计注浆量或者注浆压力时，方可停止注浆。注浆结束标准：注浆压力逐步升高，达到设计终压2.0Mpa。同时现场技术人员负责做好每一根管棚注浆时间、注浆量的详细记录。长管棚施工注浆工艺流程如下图：中铁十四局集团长泰美宫至陈巷高速公路FA3合同段中铁十四局集团第三工程有限公司7（5）注浆结束标准、效果检查：注浆结束标准：单孔结束标准：注浆压力逐步升高至设计终压，则继续注浆10min以上，注浆结束时的进浆量小于开始进浆速度的1/4，或注浆量不小于设计注浆量的80%。全段注浆结束标准：所有注浆孔均符合单孔结束条件，无漏注情况。长管棚施工注浆工艺流程图中铁十四局集团长泰美宫至陈巷高速公路FA3合同段中铁十四局集团第三工程有限公司8注浆效果检查：一是分析法：分析注浆过程，查看每个孔的注浆压力、注浆量是否达到设计要求；注浆过程中漏浆、跑浆是否严重，从而以浆液注入量估算注浆扩散半径，分析是否与设计相符。二是检查孔法：用地质钻机按设计孔位和角度钻检查孔提取岩芯进行鉴定，同时测定检查孔德吸水量（即钻机漏水量），单孔时应小于1L/（min·m）,全段应小于20L/（min·m）。检查完成后，检查孔再进行注浆补强，并用砂浆全孔封闭。注浆过程异常情况处理：钻孔过程中遇见突泥情况，立即停钻，进行注浆处理；在掌子面有小裂隙漏浆，先用水泥浸泡过的麻丝填塞裂隙，并调整浆液配比，缩短凝胶时间，若仍跑浆，在漏浆处用普通风枪钻浅孔注浆固结。当注浆压力突然升高，则只注纯水泥浆或清水，待泵压恢复正常时，再进行双液注浆，若压力不恢复正常，则停止注浆，检查管路是否堵塞。当进浆时很大，压力长时间不升高，则调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量、低压力注浆，以使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶；亦可采用间歇式注浆，但停留时间不能超过浆液凝胶时间。中铁十四局集团长泰美宫至陈巷高速公路FA3合同段中铁十四局集团第三工程有限公司9立面示意图中铁十四局集团第三工程有限公司FA3合同段新村隧道中导洞出洞施工方案中铁十四局集团第三工程有限公司103.1.4洞口封闭管棚时作完毕后，喷射混凝土封闭洞口段所有临空面，防止因地表水、便道过车等一切可能因素引起的对隧道出口覆盖层的扰动，确保洞口稳定性，以保证顺利出洞。3.2中导洞洞内施工中导洞K13+600～K13+620（20m）段依据设计和变更，确定为V级围岩；中导洞K13+635～K13+655段设计为V级围岩；均按照LS5a衬砌类型进行支护，0.5m/榀14型钢钢架，上下台阶法开挖。施工工艺流程如下：中铁十四局集团第三工程有限公司FA3合同段新村隧道中导洞出洞施工方案中铁十四局集团第三工程有限公司111、开挖①部分，开挖完成后立即施做①部分的支护（包含钢支撑支护、钢筋网支护、锚杆支护、喷砼支护等）；2、当①部分的掌子面超前②部分3-5m时，开挖②部分，开挖完成后立即施做②部分的支护（包含钢支撑支护、钢筋网支护、锚杆支护、喷砼支护等）；3、当①部分掌子面，进口端方向到达K13+620时，②部分停止掘进，①部分继续施做并减小断面的开挖面；出口端掘进至K13+635时，①部分和②部分全部停止掘进；若进口端掘进至K13+620时，出口端掘进未到K13+635，那么停止进口端方向掘进，直至出口端掘进至K13+635，后继续按上述进行施工；相反，出口端掘进至K13+635时，进口端未掘进至K13+620，那么停止出口端的掘进，直至贯通。中铁十四局集团第三工程有限公司FA3合同段新村隧道中导洞出洞施工方案中铁十四局集团第三工程有限公司123.3贯通段施工（K13+620～K13+635段中导洞）中导洞K13+620～K13+635段设计为V级围岩，按照LS5a衬砌类型进行支护，施工此段时，从出口掘进施工停止，由进口端向出口端进行贯通施工，严禁两头同时施工。此段施工，采用小断面导洞出洞，小导洞设置于上台阶，施工时采用“短进尺、弱爆破、勤量测”的施工原则，每循环开挖进尺按照1榀钢架间距（0.5m）控制，上台阶小导洞支护根据情况可采用160格栅钢架进行加强，钢架间距0.75m/榀作为临时加强支护。全环施作系统砂药卷锚杆并挂网，锚杆采用Φ22螺纹钢，长度2.5m/根，间距环向1m×纵向0.5m，钢筋网采用Φ8钢筋，网格尺寸20×20cm。相邻钢架间采用Φ22纵向钢筋连接，连接筋内外交错布置。采用Φ25中空注浆锚杆做好顶部加强防护措施，超前锚杆长度3.5m/根，3根/环，环向间距60cm。做好超前地质预报和沉降观测工作，确保施工的安全和进度，直至贯通。3.4开挖注意事项:（1）隧道施工应坚持弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测的原则。（2）小炮开挖或人工开挖，严格控制装药量。（3）工序变化处钢架（或临时