层溪Ⅰ号隧道主要工程项目施工方案施工方法 精品.docx

1、层溪号隧道主要工程项目施工方案施工方法 精品层溪号隧道主要工程项目施工方案、施工方法一、工程概况及特点1、层 溪 号 隧 道 本 隧 道 为 连 拱 隧 道 ， 位 于 平 曲 线 内 ， 平 曲 线 半 径 为523.925米 ， 进 口 桩 号 K15 545， 设 计 高 505.50米 ， 出 口 桩 号 K15 755， 设 计 高 499.40米 ， 全 长 210米 ， 隧 道 纵 坡 2.9 ， 隧 道 进 出 口 洞 门 均 采 用 城 墙 式 洞 门 。 该 隧 道 地 处 低 山 地 貌 ， 最 高 标 高 为 555米 ， 最 大 相 对 高 差 为 56米 ， 土 层

2、 覆 盖 较 厚 ， 植 被 发 育 ， 天 然 斜 坡 较 陡 ， 基 本 稳 定 ， 未 见 滑 坡 等 不 良 现 象 。 洞 身 围 岩 IIV类 ， 主 要 为 风 化 程 度 不 等 的 石 英 云 母 片 岩 。 据 水 质 分 析 结 果 ， 地 下 水 对 砼 无 腐 蚀 性 。 该隧道各种围岩类别长度及各类衬砌长度见表1.1-1。表1.1-1 层溪号隧道各类围岩及支护长度表(单位：m)围岩类别合计长度55319628210衬砌类型LS2-1LS3LS4LS5合计长度75318618210 2、双连拱隧道复合衬砌（支护）类型两个隧道按照围岩类型，采用了不同的衬砌（支护）方式，

3、见表1.2-1表1.2-1 双连拱隧道复合衬砌参数表围岩类别衬砌类型初期支护20#湿喷砼（cm）锚杆钢支撑二次衬砌类型位置直径（mm）长度（mm）间距（mm）规格位置纵距（m）拱墙仰拱类围岩LS2-123中空锚杆拱墙25480U25拱墙仰拱0.55550中导坑18普通锚杆拱墙223.5100425格栅拱墙0.8侧导坑16425格栅拱墙0.5类围岩LS3-120普通锚杆拱墙223.5100U25拱墙仰拱0.5(0.8)4540LS320普通锚杆拱墙223.5100U25拱墙1.24040中导坑15普通锚杆拱部223120425格栅拱墙1.2类围岩LS415普通锚杆拱部22312035中导坑10普

4、通锚杆拱部222.5140类围岩LS51535中导坑8注：表中表示钢纤维砼，表示普通砼，锚杆采用锚固剂锚固3、工程特点本隧道属连拱隧道，进出口地质条件较差，其中、类围岩86米，占隧道总长的41%。施工方法采用中洞法加侧壁导坑法（、类围岩地段），工序复杂，施工相互干扰大。如何减少开挖对围岩的扰动和减少对中隔墙的扰动，确保隧道结构稳定和施工安全；如何合理选择施工工艺和施工工序，保证施工质量都十分关键。二、 总体施工方案及顺序1、总体施工方案本隧道按新奥法原理组织施工，根据本隧道地形、地貌及地质条件和连拱隧道施工的特点，结合本标段的总工期的要求，确定如下施工方案：（1）、本隧道进出口围岩类别均较低，

5、施工中极易造成洞口区的围岩塌坍而影响进洞。但有利的条件是本隧道较短，经测算，只要施工方法正确安排得当，每一隧道只一端开口单向施工，不致影响整个标段的总工期，因此，拟选择从三明端（出口端）进洞施工，其一是距离弃碴场较近，出碴方便，其二是从出口端进洞为顺坡施工，易于地下水自然排出洞外。（2）、由于采取了上述单向施工的方案，故仅在隧道出口区安排一个专业化施工队担负本隧道的施工。（3）、根据双连拱隧道施工特点，施工顺序上考虑中导坑先施工并贯通，后进行从洞口向洞内进行中隔墙砼的浇筑，再按先左后右的顺序施工主洞，详见下面将要阐述的总体施工顺序安排。2、总体施工顺序安排本隧道总体施工顺序安排如下：（一）、施

6、工准备主要完成线路复测，隧道控制测量，配合业主完成征地拆迁和随着征拆的完成修建临时生产房、生活房，安装变压器及配电装置和完善供水设施，制定详细的施工组织设计方案等。（二）、洞口工程准备工作完成或进行一段时间准备具备开工条件后，进行洞口段洞门开挖施工（洞口段洞门开挖视情况分两期进行，此处指第一次开挖）。3、隧道主体工程施工洞口段洞门开挖（第一次开挖）完成后，进入隧道主体工程施工阶段，其施工顺序如图2.3-1所示洞口段洞门开挖（一）中导洞施工中隔墙施工套拱及管棚管棚施工左右洞开挖及支护仰拱及回填（、围岩）二次衬砌施工沟槽路面洞门砌筑洞内装饰验交洞口段洞门开挖（二） 图2.3-1 隧道总体施工顺序图

7、 各阶段施工顺序说明如下： 1、洞口段分两次进行开挖，第一次开挖出中导洞成洞面，第二次开挖时间安排在中导洞即将全部完成（即贯通）时开始，在洞口段中隔墙浇筑完成前结束即可。2、套拱及管棚在洞口段中隔墙完成后再施工，此时，洞口段第二次开挖已完成，可以展开套拱及管棚的施工。3、套拱及管棚完成后，按先左洞后右洞的顺序开挖主洞。主洞的开挖按照所处地段的围岩类别采用不同的施工方法和顺序。类围岩地段：采用侧导坑分部开挖法施工，先开挖侧导坑，再按台阶法先上台阶后下台阶法开挖正洞。类围岩地段：按照先上台阶（上台阶根据情况采用先环形开挖，预留核心土）再下台阶法开挖。、类围岩地段：采用全断面开挖。4、由于洞口段围岩

8、类别较低，在有仰拱地段开挖后及时封闭抑拱，二次衬砌也紧跟隧道开挖适时展开。二次衬砌采用左右洞同时对称浇筑的方式进行，防止不对称浇筑造成偏压影响中隔墙的稳定。5、出口洞门砌筑可以在二次衬砌完成至少20m后进行，进口洞门砌筑，在二次衬砌全部完成后进行。6、洞内沟槽路面在隧道二次衬砌全部完成后进行，装饰工程在沟槽路面完成后再开始。详见开挖支护顺序图（图2.3-2、图2.3 -3、图2.3-4）三、 施工队伍及劳力安排本隧道在出口安排一个施工队担负本隧道的施工，劳力定员150人，如表3.1-1所示表3.1-1 双连拱隧道施工队劳力安排表班组名称任务安排劳力（每个班组）管理及技术人员负责施工队包括生产生

9、活、施工技术、质量、安全等各项管理共8名钻孔爆破及出碴班组担负钻孔、装药爆破、通风排烟、洞内排水、装运碴作业。凿岩工24名，锻钎工2名，装载机司机2名，自卸汽车司机8名,普工10名，共46人。支护班组担负超前小导管注浆、管棚、喷锚、格栅钢架等施工作业。凿岩工5名，喷锚手4名，电焊工2名，普通工9名，计20名。衬砌班组担负隧道结构防排水、隧道衬砌、仰拱回填、洞内路面、洞内装饰等施工作业。台车及振捣工8名，木工4名，电焊工2名，砼输送泵2名，防水板6人，砼养护整修4名，普通工14名，计40人。综合班组担负风水电供应，洞内高压风管、通风管、水管、供电线路接长。电工2名，压风机司机2名，抽水泵站司机1

10、名，普工5名，计10名。钢筋加工棚担负锚杆制作，格栅钢架制作，二次衬砌钢筋加工等。钢筋工6名，电焊工4名，普工4名，计14名。洞外拌合站（机）担负喷砼及零星砼的拌合及向洞内运送拌合机司机2名，运输车4名，普通工6名，计12名。合计150名四、 供水、供风及供电供水：供水主要考虑湿式凿岩、洞内降尘、施工人员生活用水、拌合喷砼等。计划于附近半山腰修一容量60m3高位水池，山下设集水井和抽水泵房，用抽水泵抽水经上水管路至高位水池，再由高位水池经下水管路向隧道施工区和生活区供水。其上水管径80mm，下水管径100mm。供风：洞外设3台20 m3/min电动空压机（一台备用），前期供应中洞，后期供应左右

11、主洞施工用高压风，供风管直径120mm。电力：计划安设500KW变压器一台，分别向号大桥和层溪号隧道洞内及生活区、空压机房、拌合机、钢筋棚等生活、生产设施供电。另配一台250KW发电机在临时停电时使用。五、 施工平面布置及临时工程详见层溪号隧道平面布置图（图5.1-1） 图5.1-1 六、 主要施工机械配置（见表6.1-1）表6.1-1 本连拱隧道主要机械设备表 序号设备名称规格型号单位数量1掘进台车自制，可行式台22万能工作台架穿行式台23凿岩机YT-28台304风镐G-10台155液压全断面衬砌台车液压、12m台16自行式热合焊机YL-03台27注浆泵BW-250/50台18混凝土湿喷机T

12、K-961台29混凝土输送泵HBT60C台110砼输送罐车60m3台211变压器500KVA台112柴油发电机250KW台113轮式装载机(侧式)ZL50C台214自卸汽车红岩台415电动空压机4L-120/20台316管棚钻机XY-28-300台117钢筋加工、焊接机械各型台118各类砼振动器各型台619强制式砼拌和站JS500套120收敛仪JSS30-10/15A台121测斜仪各型 台1七、 施工进度计划本隧道施工进度见表7.1-01八、 主要施工方案、方法1、洞口工程 （一）开挖排水沟及拦截地表水洞口段土石方开挖前，先施工洞顶截水沟，拦截地表水，防止雨水及地表水浸入洞口施工区。（二）开挖

13、洞口开挖分两次进行，第一次开挖致中导洞成洞面，第二次开挖在进口段中隔墙完成前适时开挖，保证中隔墙完成后立即进行套拱及大管棚的施工。第二次开挖挖成最终成洞面。洞口段土石方坚持能用机械开挖时绝不用爆破法开挖的原则进行。土方开挖采用装载机挖装自卸汽车外弃方法进行，石方采用微差松动减震弱爆破，以减少对岩体的扰动。（三）开挖临时支护开挖时采取有效支护手段以保证成洞面及仰坡的稳定和顺利进洞，具体做法：采用边挖边对新鲜岩面采取打锚杆及挂网喷砼的施工技术措施，防止岩面风化，保证成洞面稳定。锚杆采用22普通锚杆长5m，用锚固剂锚固，梅花型布置，间距1.0m，钢筋网采用6钢筋，网格间距20cm*20cm，喷C20

14、砼厚10cm。在施工中，开挖成一定的坡面后立即进行喷锚作业。（四）洞门砌筑本隧道的洞门均为浆砌端墙式洞门，洞门砌筑在洞口段二次衬砌完成后开始。施工前将严格进行洞门砌筑设计方案，并征得业主和设计单位意见，严格挑选技术过硬的砌石工砌筑。1、中导洞开挖及临时支护中导坑施工是本隧道施工的关键工序。一是便于探明地质情况，为确定主洞施工方案提供依据；二是通过初期支护和中隔墙施工，提前对上部围岩进行支护，加强围岩本身的自稳性，充分利用围岩本身的自承能力，抑制围岩在主洞开挖时产生过大的变形。中导坑类围岩先打超前锚杆再全断面开挖，开挖原则是能用机械不采用爆破方法，一定要采用爆破方法时，采用弱爆破、短进尺，以减少

15、对围岩的扰动。类围岩地段采取上下台阶法微震预裂爆破法开挖。、类围岩采用全断面开挖。2、中隔墙施工中隔墙上方的围岩是薄弱环节，施工过程中在中导坑开挖及左右侧隧道拱部开挖时有三次扰动，同时伴有不利的偏压、变位和不平衡推力都要作用在坚实的隔墙上，故中隔墙施工是本隧道施工的一个重点和难点。基底处理由于中隔墙担负抵抗横向滑移能力，对基底要求高，故必须对基底进行认真处理，清除基底浮碴、杂物和积水，施做砼找平层。中隔墙砼浇筑中隔墙从洞口段由里向外分段浇筑，每段5m。模板采用8mm厚大块钢模板，拐角处设异形定型钢模，模板间螺栓连接；钢筋现场绑扎、焊接；砼由砼拌合站提供，搅拌运输车运至洞口，洞口（内）设砼输送泵

16、，采用砼输送泵泵送的方式进行洞内砼的运输。砼按纵向分段水平分层连续浇筑的方式施工，即按先基础，后墙身，再顶帽的顺序进行灌筑。中隔墙顶部填充必须饱满，是保证正洞开挖安全的一个非常重要的条件。回填方法是在中隔墙浇筑完成后采用注浆泵注水泥浆。中隔墙与主洞初支连接处，凿毛处理。3、主洞施工（一）、施工原则按照少扰动、多分部、短进尺、严注浆、快封闭、弱爆破、勤量测、紧衬砌的原则进行。各项原则叙述如下：1、少扰动：即尽量使用风镐、风铲或挖掘机开挖；若需钻孔爆破者则选用一般风动凿岩机钻孔，不使用液压钻孔台车等用水量大、压力大、震动大的机械，同时使用弱爆破减弱对围岩的扰动。在两个洞施工工序的先后安排上，采取一

17、先一后（靠山体内侧的洞室先开挖）稍错开（数个循环的距离）的施工顺序，以利于围岩的稳定。2、多分部：也即在上述少扰动的原则下，对较弱围岩采取化整为“零”的开挖方式，再结合小范围分部逐一支护，逐步形成最终需要的洞室。3、短进尺：、类较软弱围岩地段结合设计钢拱架的纵向间距确定循环进尺，类围岩段循环进尺0.50.8m、类围岩段循环进尺0.81.2m，其核心也是围绕“少扰动”的原则。4、严注浆：注浆加固围岩是确保连拱隧道安全施工的一个重要手段。注浆要严格施作，以确保其加固效果，从而达到固结围岩，增加其整体性和自稳能力，克服裂隙发育，缩短原始应力被破坏后重新分布的时间。5、快封闭：即强调支护的时效性，它是

18、制服软弱围岩坍陷的有效措施。除立即按设计要求进行初期支护外，对于主洞设仰拱地段还要及时落底施做仰拱，控制沉降。同时做好防排水，防止围岩浸水弱化。6、弱爆破：即采用微震光面爆破技术，加强爆破震动监测，减轻爆破震动对围岩的影响，并确保已经施作了的二衬的安全。7、勤量测：即通过精心、规范的监控量测和快速灵敏的信息反馈体系，随时掌握围岩和支护的动态变形情况，科学修正支护参数，调整施工方案，保证施工安全。8、紧衬砌：即在监控量测的指导下，及时进行二次衬砌，以发挥其作用。(二)、进洞方法（套拱、管棚及注浆施工）能否顺利进洞是本隧道施工至关重要的第一步，因此施工前应高度重视，要反复论证进洞方案，必要时加强支

19、护手段，确保安全进洞。下面简要叙述拟采用的进洞方案：根据设计给定的套拱加管棚支护方式进洞，因此在洞口土石方挖至成洞面后，按照先施工砼套拱并埋入大管棚钢套管、再打大管棚并注浆，最后进行暗洞开挖的方法进洞。具体方法如下：1、砼套拱施工套拱设计长度2m。套拱在洞口段明挖全部完成，洞口段中隔墙砼达到一定强度后进行，其施工程序是套拱基础、架立U形钢拱架（共4榀）并预埋管棚钢套管，再浇筑套拱砼。明挖至成洞面后，先在墙脚处立模浇筑15#片石混凝土基础，再在该基础上架立U25型钢支撑，间距50cm，每榀之间采用纵向联接筋连接，底部与片石砼基础之上的预埋钢板固定。U25型钢支撑环向分6节，U型连接板和25U形螺

20、栓连接。在架立U型钢支撑的同时埋设1274mm孔口套管，并用25钢筋固定。最后立模浇筑60cm厚混凝土。施工时注意埋入的孔口套管埋设要力求准确，仰角2度（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15cm。套拱及长管棚示意见图8.4-12、管棚施工及注浆管棚在套拱砼浇筑完成达到一定强度拆模后开始施工，采用XY-28-300型电动钻机进行。首先搭设型钢脚手架做钻机工作平台，然图8.4-1 套拱及长管棚示意图后自上而下进行管棚施工。管棚采用1086mm钢管加工，节长分别为4m、6m。根据设计有孔钢花管和无孔钢花管间隔布置（有孔钢花管将用做注浆管）。施工完管棚后，利用有孔钢花管注水

21、泥与水玻璃双液浆。具体施工工艺详见关键施工技术一节。3、进洞套拱及管棚注浆完成后，即形成了“洞口”，具备进洞条件，在棚状预支护环的保护下，用侧壁导坑法（由于洞口段为类围岩）开挖进洞。具体请参见“类围岩段地段开挖及支护”施工。（三）、主洞开挖及支护左右洞拉开一定距离(两个侧导洞可同时施工)进行开挖，先开挖埋深较深（最靠近山体的）的洞室，再开挖埋深浅的另一洞室，根据本工程两个隧道埋深情况，两个隧道均采用先左洞后右洞的开挖顺序。左右洞距离相离控制在20m以上,侧导洞与主洞距离控制在58m。下面就一个洞开挖说明如下，另一洞参照施工。（1）、类围岩地段在套拱及管棚的棚状结构支护下开挖进洞，开始阶段在管棚

22、支护下开挖（不必再打小导管注浆），在开挖将要穿过管棚地段时，再沿隧道开挖轮廓线以外打超前小导管注浆形成棚状支护，再继续开挖，超前小导管长5m,沿开挖轮廓线布置，环向间距50cm，纵距2.5m（即每开挖2.5m,即打一排小导管注浆）。类围岩地段采用侧壁导坑法开挖，即如图8.4-02所示，先开挖侧壁导坑并支护，再开挖剩余部分。图8.4-02 类围岩地段开挖示意图a侧导洞开挖及支护开挖：侧洞采用全断面开挖，人工开挖或采用弱爆破，每一循环0.5m。支护：每一循环开挖完后，先初喷厚度3cm普通砼挂钢筋，再架立格栅钢支撑，完成后喷砼至设计的喷砼厚度。施工时应注意开挖后及时支护。b.主体（剩余）部分开挖及支

23、护类围岩地段主洞开挖滞后侧导洞开挖58m,也采用台阶法开挖，上下台阶间距35m。其支护方法基本同侧导坑，不同点是上台阶钢支撑一端要与已施工的侧导洞钢支撑的联结板联结，另一端与中隔墙预埋钢板相联结，使整个洞室形成环状支护结构。（2）、类围岩地段隧道开挖通过类围岩后进入类围岩地段。根据设计取消侧导坑，采用如图8.4-3所示的开挖方法：类围岩的开挖支护采用台阶法，上下台阶长控制在58m范围， 先开挖上台阶再开挖下台阶。上台阶开挖时先环形开挖预留核心土，环 图8.4-03 类围岩地段开挖示意图形开挖支护后，再开挖核心土。环形开挖的目的是尽早实施上台阶的初级支护，避免上台阶一次可挖可能造成的掌子面滑塌。

24、上台阶环形开挖及核心土开挖每循环进尺均为0.8m。具体方法：上台阶环形开挖后，初喷3cm钢纤维砼，后安装两个N3(左洞为N1，详见有关设计图)节段的钢支撑，一侧拱脚与中隔墙预埋件连接，另一侧设锁脚锚杆固定，最后再复喷钢纤维砼至设计厚度。下台阶开挖与上台阶（核心土）同时交替跟进，可根据围岩石质情况采取全断面或先开挖侧壁后开挖核心部分的方法开挖，开挖出的岩面立即初喷3cm网纤维砼，再打锚杆并安装N4节段钢支撑并与上导坑的N3节段钢支撑连接，形成闭合支护结构。(3)、类围岩地段开挖 、类围岩地段均采用全断面开挖，如图8.4-04所示。开挖后立即进行喷砼支护。图8.4-04 类围岩地段(全断面)开挖示

25、意图（四）、隧道防水层施工本隧道结构防水为无纺土工布加EVA塑料防水板。隧道防水是隧道衬砌前的一个关键工序，其施工程序是基面处理、铺挂土工布及EVA塑料防水板。1、基面处理对初期支护基面进行处理，割除钢筋头、锚杆头、钢纤维头，在割除部位、断面变化处或转弯处的转角应抹成R5cm的圆弧。明显凹凸不平应喷射混凝土找平或抹水泥砂浆找平。基面不得有明水，如有应采取堵或引排措施。2、铺挂土工布及EVA板设采用简易铺设台架铺挂土工布及EVA板，简易铺设台架设计形式见图8.4-5防水板铺设台架图。其施工程序是先铺挂土工布，再铺设防水板。图8.4-05 防水板铺设台架图土工布及EVA板下料土工布下料长度要留足拼

26、接接头长度和衬砌时由于喷射砼面不平而产生的收缩量，故要对喷射砼的周长及纵向表面长度进行实际测量，以作为土工布和EVA防水板下料的依据。防水卷材拼接前，要由专职人员进行质量检验，严防存在质量缺陷的卷材投入使用，下料长度是否符合要求。卷材下料（及拼接）完毕后，按纵向由两边向中间卷成双卷筒，做好标识后待用。土工布拼接采用胶接，EVA塑料排水板则采用热合式焊机热熔焊接。铺挂土工布：用热塑性塑料圆垫片和射钉将土工布固定在初期支护上，钉距拱部50cm，边墙100cm，呈梅花形布置。从拱部向两侧环向铺设，土工布间搭接不小于10cm，在凹凸不平处增加固定点。土工布纵向接头用胶粘接。铺挂EVA防水卷材：采用吊挂

27、法铺挂，先按照生产厂家已预留的拴挂绳位置在初级支护上钻孔预埋吊环，再将拼接好的EVA板卷筒抬至铺挂台车上，反放卷材，开始由拱顶开始向两侧环向铺挂，环向接缝（隧道纵向接缝）用自爬式热合焊机焊接。防水板粘接时搭接宽为10cm，粘缝宽不小于5cm。土工布及防水板铺挂样图见图8.4-06。图8.4-06 土工布及防水板铺挂样图质量检验用5#注射针与压力表相接，用打气筒在双焊缝间充气。当压力达到0.10.15Mpa，保持时间不少于1min，说明焊缝合格。如压力下降，证明有未焊好之处，用肥皂水涂在焊缝上，产生气泡的地方为焊接较差处，应用热风焊枪或电烙铁补焊。焊接1000m焊缝延长米抽检一处。防水板应与初期

28、支护密贴，无漏焊、假焊、烤焦、扎破现象。（五）、隧道二次衬砌隧道衬砌分三部分进行，第一部分为仰拱衬砌（本隧道仅在、类围岩地段，设仰拱）；第二部分为矮边墙浇筑，第三部分即全断面浇筑拱墙。（a）、类围岩地段的仰拱衬砌、类围岩地段设计为有仰拱衬砌，因此在某段、类围岩开挖完成后应及时施作仰拱并回填15#片石砼，以充分保证、类围岩地段隧道稳定。仰拱衬砌时为保证洞内交通不受影响，分两部分浇筑，先浇一半，另一半做为行车通道。（b）、矮边墙浇筑为配合液压衬砌台车衬砌施工，矮边墙浇筑要在整体衬砌前提前浇筑，模板采用普通钢模板，采用砼罐车输送砼，人工浇筑，振捣均匀。（c）、二次衬砌施工本隧道二次衬砌采用全液压式模

29、板衬砌台车施工，左右洞同一断面同时浇筑。其施工程序是两洞同时使全液压衬砌台车就位并架立端头模板施做施工缝、沉降缝防水，最后两个洞同时从两个拱脚向拱顶浇筑砼。详见本章第十节 关键施工技术及工艺（六）、隧道混凝土路面施工砼路面施工采用真空吸水工艺，按设计结构分缝位置进行分块、分段施工。砼在拌和站集中拌和，用砼输送车运至现场，摊铺机摊铺。模板采用自制定型钢模。摊铺、振捣、抹平、压纹、切缝组成一条龙机械化作业线。施工要点如下：a、首先要对路面基层进行养生和检查。基层的几何尺寸、标高、符合设计及规范要求，清除基层表面的杂物，养生期不得小于7d。b、测量放样：基层检查合格后，进行测量放样。按每10m一个中线桩恢复中线，并放出待施工节块的支模边线；标高由边线周围明确测放出的水平基准点控制。c、立模：模板采用新槽钢作边模，螺栓连接，连接牢固、紧密，在整个长度上紧