隧道洞身开挖及初支施工安全方案.docx

1、隧道洞身开挖及初支施工安全方案隧道洞身开挖及初支施工安全方案1、编制依据及原则1、编制依据1、建设工程安全生产管理条例2、云南省公路建设项目危险性较大的分部分项工程专项方案安全管理办法3、公路工程施工安全技术规程（JTG F90-2015）4、公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）5、公路隧道施工技术细则（JTG/T F60-2009）6、建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2012）7、公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2012）8、工程建设标准强制性条文（公路工程部分）（建标2000202号）9、云南省高速公路施工标准化实施要点（第二册 工程建设）10、公路工程技术

2、标准（JTG B01-2014）11、公路隧道设计规范（JTG D70/2-2014）12、地下工程防水技术规范（GB 50108-2008）13、锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 50086-2001）14、公路工程抗震设计规范（JTG B02-2013）15、公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTJ/T B07-01-2006）16、爆破安全规程（GB 6722-2014）17、本项目施工图纸及实施性施工组织设计等2、编制原则 严格按照设计文件、设计图纸进行施工，遵守相关施工规范、标准及实施细则，确保本工程施工质量符合公路工程质量检验评定标准的要求。根据业主对工程工期的要求，合理地配置施工

3、队伍、机械设备和工程材料等资源，以满足现场施工需要。 加强安全管理，采用切实可行的安全保证措施，确保本工程无重大安全事故和人身伤亡事故。精心组织，科学管理，缩短工艺衔接时间，合理优化施工流程。积极推广应用新工艺、新技术和新设备，提高现场施工的机械化作业水平。积极应用先进的科技成果，提高劳动生产效率。 加强环境保护力度，减少环境污染。本着“永临结合、节约用地”的原则，临时工程用地尽量利用既有道路和施工正线线路。工程竣工后，对临时施工用地进行复耕和绿化。 尊重当地居民风俗习惯，确保文明施工。2、工程概况1、工程简介本标段有隧道1座，为分离式隧道。杨梅山隧道：左幅起讫桩号：ZK46+300ZK47+

4、205，长度：905m；右幅起讫桩号：K46+300K47+245，长度：945m。 隧道净空宽高=14.5m8.6m。隧道具体设计见表2-1及表2-2。表2-1 杨梅山隧道设计详表隧道名称隧道类型隧道长度（m）围岩级别长度（m）洞门形式备注明洞VIV出口杨梅山隧道小净距+分离式9456325620端墙式右洞小净距+分离式9053345560端墙式左洞表2-2 杨梅山隧道结构形式表（本合同段工程量）布置 形式洞门形式长度（m）明洞（m）围岩级别及衬砌形式和长度（m）备注出口出口段SF5aSF5b)SF5cSFmaSF4aSF4b小净距端墙式9053921201303-560左洞端墙式94561

5、29901006120500右洞2、水文地质条件（1）水文隧址区水系属金沙江水系，沿线主要水系与山脉多呈南北向展布。隧址区无大型河流过境，以山涧溪流为主，多以水库拦蓄径流。区域独特的地理环境形成了较大的高原湖泊，水资源较为丰富。区内最低侵蚀基准面标高18901920m，为滇池盆地，较隧址区低70160m。（2）地质隧道洞身段穿越侵蚀中低山区，植被发育，是基岩裂隙水的赋存层位。该裂隙水于地形低洼处排泄，常为附近村落生活、生产用水水源，隧道开挖后在影响半径内引起地下水水位下降，可能对当地居民饮水带来不便。隧区主要地质层有黏土、砾岩、玄武岩、灰岩。隧道出口段灰岩分布，为废弃的采石场。未有地表径流或水

6、体，地下水埋藏较深，边坡稳定，环境地质条件良好。隧址区岩溶为裸露型，覆盖层厚度小于10m，大部分岩溶灰岩显露地表，呈石芽状，溶沟明显。隧道出口两钻孔均揭露溶洞，溶洞直径最大达8.8m。隧址区岩溶中等强烈发育。岩溶对工程有较大影响。三、施工部署全线1座隧道工程，根据工程量和工期要求，计划安排1个隧道队伍进行施工，双洞同时掘进。杨梅山隧道弃碴弃至6号弃土场处，运距约1km。1、施工安排（1）隧道洞身段采用暗挖法施工，洞口浅埋偏压段、岩性接触带及级围岩小净距段采用CRD法开挖、其余级围岩段采用台阶分部法开挖，级围岩段采用三台阶法开挖；备用开挖方法采用单侧壁导坑开挖法。施工中应遵循“少扰动、快加固、勤

7、量测、早封闭”的方针。（3）隧道支护施工应遵循“先超前支护，后开挖并及时初期支护；开挖由上而下，衬砌由下而上”的原则。对于级围岩每循环进尺控制在1.5m以内，级围岩每循环进尺控制在2m以内；对于小净距段落，左右洞不能平行进行，先行隧道二衬完成段与后行隧道掌子面的距离不得小于40m。（4）隧道深埋段衬砌辅助施工措施采用超前锚杆，初期支护为锚杆、钢筋网、喷射混凝土，钢架作为初期支护的加劲措施。（6）隧道施工采用钻爆开挖、挖掘机配合装载机装渣，自卸汽车运输出渣；钢筋和工字钢等采用洞外集中加工，洞内安装的办法；2、隧道施工工效指标及工期表3-1 杨梅山隧道工期计算表（本合同段工程量）工程名称围岩等级长

8、度(m)平均工效指标（m/月）计算工期（月）工期合计(月)备注杨梅山隧道右线掘进945m级319457.114级620906.9左线掘进905m级342457.613.8级560906.23、人员的配备考虑一个队伍双洞掘进，人员配备情况：现场技术管理人员4名，协作队伍负责人1名，技术负责人1名，安全员1名，电工2名，开挖班人员30名，支护班人员22名，钢筋网班人员14名，钢拱架班人员14名，喷射混凝土班人员28名，钢筋加工班人员16名，辅助工12名，合计144人。4、机械设备的配备 考虑一个队伍单口双洞掘进，单口单洞掘进机械设备应减半配备，隧道机械配备见表3-2。表3-2 隧道开挖及初支施工机

9、械配备表序号工程名称机械名称单位规格型号技术指标数量备注1开挖挖掘机台PC2200.85m22装载机台ZL503m23自卸汽车台红岩10m64风动凿岩机台YT28-245内燃空压机台10m-16空压机台132kW20m/分67台架台自制-28初期支护搅拌机台29注浆泵台-7.5kW210电焊机台-500A612砼喷射机台PZ-70.7m/h413钢筋加工钢筋切割机台-5kW214钢筋拉直机台-3kW215钢筋弯曲机台-5kW316钢筋弯拱机台LWGJ-2509.9kW118电焊机台-500A419辅助发电机台-300kW120轴流风机台-2*90kW221变压器台油式630kVA2四、施工方案

10、1、超前支护及辅助施工级围岩、级围岩加强段采用超前小导管超前支护，采用42热轧无缝钢管，前端呈尖锥状，梅花形布置压浆孔。人工手持风钻钻孔，外插角1015。钢管从钢拱架腹部穿过，并由专用顶头顶进，顶进钻孔长度不得小于管长的90%。孔口用胶泥麻筋缠箍成楔形，以便钢管顶进孔后其外壁与孔岩壁间隙堵塞严密。注浆材料为单液水泥浆，水灰比0.51，注浆压力为0.51.0MPa。以设计注浆量作为结束标准，若注浆压力达设计终压后20分钟，进浆量仍达不到设计注浆量时，亦可结束注浆。超前小导管设计见下图。图4-1 超前小导管布置示意图表4.1 超前支护参数表衬砌类型超前支护（小导管）单根长度（m）环距（cm）上仰角

11、搭接长度钢架类型锚杆根数钢架榀数/循环锚杆数量注浆量SF5a单层42*44.5305151.5I22625榀279m/循环6.68m/循环SF5b单层42*44.5305151.7I22624榀279m/循环6.68m/循环SF5c单层42*44.5305152.7I22623榀279m/循环6.69m/循环SF4a单层42*44.5305151.3I18614榀274.5m/循环6.58m/循环SF4b单层42*44.53010151.5I18373榀166.5/循环6.58m/循环(1)小导管安装A、小导管安设一般采用钻孔打入法，即先按要求钻孔，钻孔直径比钢管直径大35mm，用锤击或钻机顶

12、入，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内的砂石吹出。 B、小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，必要时在小导管附近及工作面喷射混凝土，以防止工作面坍塌。C、钻孔、安装应符合下列要求：小导管的安设应采用引孔顶入法。钻孔方向应顺直。钻孔直径应于注浆管径配套，一般大35mm，孔深视小导管的长度确定。采用吹管法清孔。2)注浆A、采用注浆泵压注水泥浆。注浆前先喷射混凝土510cm厚封闭掌子面，形成止浆盘。B、注浆前先冲洗管内沉积物，由下至上顺序进行。单孔注浆压力达到设计要求值，持续注浆10min且进浆速度为开始进浆速度的1/4或进浆量达到设计进浆量的80%及以上时注浆方可结束。停止时先

13、停泵在关闭球阀，最后清洗管路。C、隧道的开挖长度应小于小导管的注浆长度，预留部分作为下一次循环的止浆墙。D、注浆前应进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，可采用群管注浆（每次35根）E、注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压时可结束注浆。F、注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆纪录，以便分析注浆效果。G、注浆异常现象处理串浆时及时堵塞串浆孔。泵压突然升高时，可能发生堵管，应停机检查。进浆量很大，压力长时间不升高，应重新调整砂浓度及配合比，缩短胶凝时间。小导管施工偏差应符合下列规定：表4.

14、2 超前小导管施工允许偏差项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1长度（m）不小于设计尺量：检查锚杆数的10%2孔位（mm）50尺量：检查锚杆数的10%3钻孔深度（mm）50尺量：检查锚杆数的10%4孔径（mm）符合设计要求尺量：检查锚杆数的10%2、洞身开挖施工2.1 开挖方法杨梅山隧道暗洞IV、V级围岩均采用二台阶法开挖。爆破施工采用钻爆法进行光面爆破。施工时将隧道分为二个台阶、四个步骤进行施工。开挖后，断面面积为152.9；上台阶距拱顶高度为6.91m，上台阶断面面积为90.1；下台阶开挖高度为1.81m，下台阶断面面积为30；仰拱开挖高度为2.51m，断面面积为32.8。开挖示意图

15、如下图4-2。图4-2 两台阶法开挖示意图2.1.1 施工工序：第1步，区上台阶开挖，在拱部超前支护后进行，开挖上台阶。开挖循环进尺一榀为0.6m，开挖后立即初喷24cm混凝土，及时架设钢拱架、锚杆、网系统支护，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角15打设锁脚锚管，锁脚锚管与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。配备正铲侧卸式装载机装碴，自卸汽车运输。第2步，、区下台阶开挖，开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过2榀1.2m，开挖高度为1.81m，上下台阶错开15m25m，左、右侧台阶错开23m，开挖后立即初喷24cm混凝土，及时进行施工接长钢架、锚杆、网、喷射混凝土

16、系统支护，复喷混凝土至设计厚度。第3步，区隧底开挖，每循环开挖长度宜为23m，开挖后及时施做仰拱初期支护，初支成环后，及时施做仰拱和仰拱回填。仰拱初支、浇筑、回填分层错台施作，且错台不超过50cm。第4步，拱墙二次衬砌施工，二衬应在仰拱完成后及时铺设防水板，浇筑拱墙二衬混凝土。2.1.2 根据公路隧道施工技术细则（JTG/T F60-2009）6.2条规定，台阶法施工应符合以下规定：（1）控制上台阶钢架下沉和变形，采用加强锁脚锚管措施。（2）当岩体不稳定时，应缩短进尺，先施工边墙支护，左右错开开挖，并及时施工仰拱。（3）应解决好上、下部施工干扰问题，下部应减少对上部围岩、支护的干扰和破坏。2.

17、1.3 施工要点：导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。工序变化处之钢架打设锁脚钢管，以确保钢架基础稳定。钢架之间纵向连接钢筋及时施做并连接牢固。仰拱紧跟下台阶，及时闭合成环构成稳固的支护体系。施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。2.2 横洞与正洞交叉口开挖正洞与横洞交界处空间受力复杂，是应力最集中的地方，开挖在正洞初期支护稳定后进行。在进入此段开挖前，除了按设计图纸认真进行超前支护外，开挖采用预支护门架方式，先支护后开挖。具体方法为：先将支护门架的两根工字钢的方柱

18、位置挖出，安设门架支撑，用两根工字钢方柱，然后将洞断面范围内的正洞支护全部拆除，按设计图安放支撑门架的工字钢纵梁，保证纵梁与正洞的上部拱架实接触，对于空隙处用楔形钢板支垫并与纵梁焊接牢固。3、初期支护施工隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺。喷射混凝土在洞外拌和站集中拌和，由混凝土搅拌运输车运至洞内，采用湿喷机喷射作业。在隧道开挖完成后，先喷射24cm厚混凝土封闭岩面，然后架立钢架、挂钢筋网、打设锚杆，对初喷岩面进行清理后复喷至设计厚度。（1）喷射砼施工准备工作检查开挖断面净空尺寸，清除松动岩块，清洗岩壁面的粉尘，清理边角处的岩屑、杂物等。岩面有集中渗水出露，应先引排，妥善处理。应设置控制喷射混

19、凝土厚度的标志。检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转，保证作业面具有良好的通风和照明条件。（2）混凝土搅拌、运输湿喷砼搅拌采取全自动计量强制式搅拌机，施工配料应严格按配合比进行操作，速凝剂在喷射机喂料时加入。运输采用砼运输罐车，随运随拌。喷射砼时，多台运输车应交替运料，以满足湿喷砼的供应。在运输过程中，要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝等现象。（3）喷射作业喷射操作程序应为：打开速凝剂辅助风缓慢打开主风阀启动速凝剂计量泵、主电机、振动器向料斗加混凝土。喷射混凝土作业应采用分段、分片、分层依次进行，喷射顺序应自下而上。喷射时先将低洼处大致喷平，再自下而上顺序分层、往复喷射

20、。喷射混凝土分段施工时，上次喷混凝土应预留斜面，斜面宽度为200300mm，斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土。分片喷射要自下而上进行并先喷钢架与壁面间混凝土，再喷两钢架之间混凝土。边墙喷混凝土应从墙脚开始向上喷射，使回弹不致裹入最后喷层。分层喷射时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。一次喷混凝土的厚度以喷混凝土不滑移不坠落为度，既不能因厚度太大而影响喷混凝土的粘结力和凝聚力，也不能太薄而增加回弹量。边墙一次喷射混凝土厚度不大于15cm，拱部不大于10cm，并保持喷层厚度均匀。顶部喷射混凝土时，为避免产生坠落现象，两次间隔时间宜为24

21、h。喷射速度要适当，以利于混凝土的密实。风压过大，喷射速度增大，回弹增加；风压过小，喷射速度过小，压实力小，影响喷射混凝土强度。因此在开机后要注意观察风压，起始风压达到0.5MPa后，才能开始操作，并据喷嘴出料情况调整风压。一般工作风压：边墙0.30.5MPa，拱部0.40.65MPa。喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽可能接近90，以使获得最大压实和最小回弹。喷嘴与受喷面间距宜为0.81.5m；喷嘴应连续、缓慢作横向环行移动，一圈压半圈，喷射手所画的环形圈，横向4060cm，高1520cm；若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，可将喷嘴稍加偏斜，但不宜小于70。如果喷嘴与受喷面的角度大小

22、，会形成混凝土物料在受喷面上的滚动，产生出凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷混凝土的质量。（4）喷射混凝土作业应符合下列规定：喷射作业需分段、分片由下而上顺序进行，每次作业区段纵向长度不得超过6m。一次喷射厚度应根据设计厚度和喷射部位确定，初喷厚度宜控制在24cm。复喷一次喷射厚度拱顶不得大于10cm、边墙不得大于15cm。岩面有较大凹挖时，需在初喷时找平。前一层喷射混凝土终凝后1h以上且喷层表面已蒙上粉尘时，后一层喷射作业前应清洗干净受喷面。（5）喷射混凝土的厚度和表面平整度应符合下列要求：平均厚度大于设计厚度。检查点数的90及以上大于设计厚度。最小厚度不小于设计厚度的一半。表面平整度的

23、允许偏差为100mm。（6）型钢拱架施工钢拱架参数详见表4-8。先准确测量出中线水平桩点，安装时保证其安装的精度符合设计轮廓的要求。钢架脚放在牢固的基础上，严禁悬空。严禁在钢架背后用碎石（土）或块石填充。钢架材质规格强度和刚度符合设计要求；钢架各部接头及纵向拉杆等装配齐全连接牢固，拱脚安置稳定。钢架加工钢架弯制采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制，弯制完成后，先在加工场地上进行试拼。表4.3 钢架加工及安装检验标准项次检查项目规定值或允许偏差值检查方法和频率1安装间距（mm）50尺量：每榀检查2保护层厚度（mm）20凿孔检查：每榀自拱顶每3m检查一点3倾斜度（）2测量仪器检查每榀倾斜度4

24、安装偏差（mm）横向50尺量：每榀检查5竖向不低于设计标高6安装偏差值（mm）3尺量：每榀检查钢架安装钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。各节钢架在掌子面以螺栓连接，连接板应密贴。安装前应清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。同时每侧安设2根锁脚锚管将其锁定，底部开挖完成后，底部初期支护及时跟进，将钢架全环封闭。隧道开挖时在钢架的各连接处预留连接板凹槽。初喷砼时，在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板（和槽钢）位置。钢架按设计位置安设，在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙应每隔2m用砼预制块楔紧，钢架背后用喷砼填充密实。相邻钢架采用20圆钢连接，环向间距1m，并插入连接套管内。钢架落底接长在

25、单边交错进行，每次单边接长钢架12榀。在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射砼。接长钢架和上部钢架通过垫板用螺栓牢固准确连接。架立钢架后应尽快进行喷砼作业。喷射砼分层进行，先从拱脚或墙角处由下向上喷射，防止上层喷射料虚掩拱脚（墙角）不密实，造成强度不够，拱脚（墙角）失稳。施工要点A、钢架应按设计位置安设,钢架之间必须用钢筋纵向连接，并要保证焊接质量。拱加安设过程中当钢架与围岩之间有较大的空隙时，沿钢架外缘每隔2m应用混凝土预制块楔紧。B、钢拱架的拱脚采用纵向托梁和锁脚锚管等措施加强支承。C、钢架应尽可能多地与锚杆露头及钢筋网焊接，以增强其联合支护的效应。D、喷射混凝土时，要将钢架与岩面之

26、间的间隙喷射饱和达到密实。E、喷射混凝土应分层次分段喷射完成，初喷混凝土应尽早进行“早喷锚”，复喷混凝土应在量测指导下进行，即“勤量测”的基本原则，以保证喷射混凝土的复喷适时有效。F、型钢钢架应采用冷弯成型，钢架加工的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。G、钢架应在初喷混凝土后及时架设, 各节钢架间以螺栓连接，连接板必须密贴。H、钢架安装前应清除底脚下的虚碴及杂物,钢架底脚应置于牢固的基础上。（7）钢筋网施工钢筋网片加工先用钢筋调直机把钢筋调直，再截成钢筋条，钢筋网片尺寸根据拱架间距和网片之间搭接长度综合考虑确定。钢筋焊接前要先将钢筋表面的油渍、漆污、水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮、

27、铁锈等均清除干净；加工完毕后的钢筋网片应平整，钢筋表面无削弱钢筋截面的伤痕。成品的存放制作成型的钢筋网片必须轻抬轻放，避免摔地产生变形。存放和运输过程中要避免潮湿的环境，防止锈蚀、污染和变形。挂网按图纸标定的位置挂设加工好的钢筋网片，钢筋网片随初喷面的起伏铺设，绑扎固定于先期施工的系统锚杆之上，再把钢筋网片焊接成网，网片搭接长度为12个网格。施工控制要点A、钢筋网格尺寸应符合设计要求。B、铺设钢筋网按照以下要求执行：、钢筋网在初喷混凝土2cm以后铺挂，且保护层厚度不得小于设计厚度。、砂层地段应先加铺钢筋网，沿环向压紧后再喷射混凝土。、钢筋网应随初喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3cm，

28、与锚杆及钢拱架固定装置连接牢固。、开始喷射时，应减小喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋网保护层厚度不得小于设计厚度。、喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除后再喷射混凝土。（8）系统锚杆施工（1）中空锚杆钻孔采用风动凿岩机成孔，锚杆钻孔利用开挖台阶搭设简易台架施钻，按照设计间距布孔；钻孔方向尽可能垂直结构面或初喷砼表面；锚杆孔比杆径大15，深度误差不得大于50mm；中空注浆锚杆深度大于设计50mm，成孔后采用高压风清孔。（2)中空注浆锚杆安装 A、安装前，应检查锚杆体钻头的水孔是否畅通，若有异物堵塞，应及时清理。B、锚杆体装入设计深度后，应用水和空气洗孔，直至孔口反水或返气。C、注浆材料宜采用1:1水泥浆，注浆压力为：0.51.0MPa。D、注浆料应由杆体中孔灌入，上仰孔应设置止浆塞和排气孔。锚杆布置见下图7。图4-3 系统锚杆布置示意图锚杆安装允许偏差应符合下列规定：A、锚杆孔的孔径应符合设计要求。B、锚杆孔的深度不小于锚杆杆体有效长度，但超长值不应大于锚杆长度10cm。C、锚杆孔距允许偏差为50cm。D、锚杆插入长度不得小于设计长度的95，且应位于孔的中心。（3)中空锚杆注浆锚杆注浆安装前须