隧道工程施工方案.docx

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隧道工程施工方案

隧道工程施工方案

1、洞口：

1.1洞口施工

地质较差时,先将隧道起拱线标高以上部分开挖完成,待拱衬砌完成后，接着施工下部土方及边墙砼。

隧道洞口采用EX-200型液压履带式挖掘机按设计测放的边坡自上而下开挖，自卸汽车运输，人工修整边、仰坡开挖成型。

1.2洞门及附属工程施工

为保证洞口边坡、仰坡稳定，防止地表水、雨水渗入，洞顶截水沟，洞口边、仰坡防护工程随挖随砌。

施工场地，生活房屋的用水要引出边坡以外，防止对隧道洞门，边、仰坡的浸泡，保证边、仰坡稳定。

1.3隧道明洞施工

1、按照设计图纸测量放样，标定钢管桩的位置，用振动锤将钢管打入，加固边坡。

2、土方采用挖掘机、装载机、自卸汽车配合分层挖、运、卸至指定地点；石方的开挖则采用松动控制爆破施工。

3、开挖成型后，进行明洞砼衬砌。

明洞明作施工流程图如下：

测量放线

钢管桩施工

明挖土石方施工

2、开挖与支护：

2.1开挖与支护总体方案

隧道、导洞、横通道的掘进均采用多臂液压凿岩台车和手风钻钻眼、光面爆破掘进；Ⅳ类围岩地段采用全断面开挖，Ⅱ、Ⅲ类围岩地段采用台阶法开挖。

2.1.1隧道Ⅱ类围岩地段的开挖及支护

（1）、Ⅱ类围岩浅埋地段：

采用CD法开挖，预留变形量初值选用15cm，并根据施工期围岩变形监测结果进行调整；掘进采用手风钻打眼1.3m、光面爆破、每次进尺1.2m；爆破通风后进行找顶，撬除危石后用TK961型湿喷机喷射砼，进行初期支护。

（2）、Ⅱ类围岩一般地段：

采用台阶法施工，台阶长度3~4米，上部开挖初期支护完成10小时后组织下部的开挖，下部开挖落后上部开挖两个循环。

台阶上部钻眼1.5m，光面爆破每次进尺1.4m；上部开挖至K4+495里程位置后进行下部的开挖，每次钻眼1.8m，光面爆破每次进行1.7米。

在开挖过程中，初期支护紧跟工作面，使初期支护体系尽快按设计完成。

2.1.2隧道Ⅲ类围岩施工：

a、Ⅲ类围岩一般地段：

台阶法施工，台阶长度3~4米，施工顺序和支护结构图见7.5.4.3-3。

台阶上部钻眼深度为2米，光面爆破每次进尺1.8m；台阶下部钻眼2.5m，光面爆破每次进尺2.3m；在开挖过程中，初期支护紧跟工作面，尽快完成支护体系。

b、Ⅲ类围岩高应力地段：

台阶法施工，台阶长度3~4米台阶上部每循环钻眼深度1.5m，光面爆破，每次进尺1.4m左右，并尽早进行初期支护，封闭围岩。

台阶下部每循环钻眼深度2.0m，光面爆破，每次进尺1.8m，初期支护紧跟工作面，并同上部初期支护连形成完整的初期支护体系。

c、Ⅳ类围岩地段：

采用全断面开挖。

开挖预留变形量初值选用5cm，并根据施工期围岩变形监测结果进行调整，用三臂台车打眼3.5m，光面爆破掘进，每次进尺3.2m，初期支护紧跟工作面。

2.1.3隧道特殊断面地段的施工

应急停车带采用双侧壁导坑法施工。

2.2、开挖与支护具体工艺过程

2.2.1钻爆作业

一、钻爆作业工艺

采用凿岩台车和手风钻钻孔，炸药使用乳化炸药，起爆系统用击发枪导爆管轴向起爆系统及非电毫秒雷管、导爆索串、并联孔内微差起爆。

利用光面爆破技术以减少爆破震动对围岩的扰动以及控制超、欠挖。

钻爆作业按照爆破设计图进行钻孔、装药、联接和引爆。

如地质条件出现变化需要变更设计时，由主管工程师确定。

每循环钻孔前一定要实地绘出开挖断面中线、水平和断面轮廓，并按爆破设计图画出炮孔位置，经检查符合设计要求后方可钻孔。

钻孔完毕后要检查并作好记录，合格才能装药爆破，否则应重钻。

对光面爆破效果进行统计，对超、欠挖采用激光断面仪及时监测。

二、爆破设计

1、设计原则

A、Ⅱ、Ⅲ类围岩采用正台阶上下半断面开挖，Ⅳ类围岩采用全断面开挖的炮孔布置，装药参数，装药结构及起爆顺序和起爆方式的设计。

B、每次爆破进尺根据围岩状况确定，Ⅱ类围岩地段上半断面不大于1.5m，Ⅲ类围岩地段上半断面不大于1.8m。

下半断面不大于2.0～2.4m，全断面Ⅳ类不大于3.5m，每次爆破后均对围岩及其稳定性作出评估，其结果作为下一循环进尺的依据。

C、当循环进尺在2.0m以内时采用二级斜眼复合楔形掏槽，当循环进尺大于

2.0m时采用直眼掏槽。

隧道边墙及拱部均按“光面爆破”设计，爆破后不得有欠挖，线性超挖控制在15cm以内。

2、钻孔及其精度要求

为了取得良好的爆破效果，必须将钻孔偏差减少到最低限度，钻孔精度要求：

炮孔的开口误差不应大于3cm；方向偏差不得大于3cm/m。

在施工中采取下列方法，以达到上述要求。

A、每循环均使用激光断面仪进行精确的施工测量；B.将所有的炮孔用油漆画在岩壁上；

C.采用“样板法”凿掏槽炮孔，采用“炮棍瞄准法”钻凿所有炮孔；

D.所有的周边孔及拱部炮孔应外插2°～4°，以保证下次钻孔能正常进行。

三、爆破器材选择

1、炸药采用乳化炸药，全断面开挖底部药卷直径φ40，掏槽眼、掘进眼φ40φ32结合装药，柱部药卷直径φ32，周边孔底部药卷φ32，光爆药卷φ25，半断面及台阶法开挖底部药卷φ32，柱部药卷φ25，光爆药卷φ25。

2、根据隧道爆破严禁使用火花雷管起爆的规定，本爆破设计采用击发枪导爆管轴向起爆、非电毫秒雷管及导爆索并联孔内微差起爆体系，非电毫秒雷管脚线长5m，全断面开挖采用MS1-15段及HS4-10段，半断面及台阶法采用MS1-15段。

3、光面爆破药串采用φ25炸药卷及导爆索组成，导爆索必须是具有良好的防水性能的导爆索，其数量按拱部及边墙光爆炮孔总长度的1.1倍计算。

4、爆破效果监测及爆破设计调整

每循环爆破后，对残眼长度、爆碴集中度和块度、周边孔痕迹率、岩面平整度、循环间衔接台阶高度、围岩稳定性以及断面轮廓、超欠挖情况等爆破效果参数进行量测与描述，并根据爆破效果适当调整循环进尺、周边孔、内圈孔间距及抵抗线、掘进孔密集度及炸药用量、掏槽孔布置及掏槽孔深度等爆破设计参数。

2.2.2装渣运输

采用隧道挖装机、侧卸式装载机和自卸汽车相配合，装、运洞内石方，弃至指定地点。

本标段出碴进料拟采用无轨运输。

隧道的运输组织包括出碴和进料的运输组织，其中出碴运输组织尤为重要，出碴包括正洞、平导，以及横通道的碴体外运，首先是正洞和导洞同时掘进（出碴互

不干扰）

2.2.3施工支护

支护质量的好坏直接关系到隧道施工人员的安全和隧道本身的安全，做好支护是极其重要的。

2.2.3.1锚杆支护施工工艺

一般采用5.5米和7米的自进式锚杆进行支护,其过程如下：

（1）、准确测量布孔

（2）、钻进：

采用台车将安装好钻头的锚杆钻进5.5米、7米均分两次，中间采用联接套进行联接，5.5米两节分别为2.5米和3米，7米为2节3.5米，第一节钻进后联接套将第二节接好后钻进。

（3）、卸下钻机，安装止浆塞，将其安装在锚孔口25cm处，也可以用锚固剂封孔。

（4）、通过快速注浆接头将锚杆尾端与注浆泵相连。

（5）、开动机器注浆，待注浆饱满且压力达到设计值时停机。

（6）、安装垫板和螺母，施加预应力。

2.2.3.2喷钢钎维砼施工工艺

钢纤维喷射砼采取随拌随用，先将钢纤维、水泥、粗细骨料等混和料用水平双轴型强制式搅拌机干拌均匀，后加水湿拌的方法，钢纤维由钢纤维分散机均匀布料投入。

一次搅拌量不大于搅拌机额定搅拌量的80%。

搅拌好的钢纤维砼存放时间不超过30分钟，速凝剂在喷射前均匀投入拌和料中，后进行喷射，喷射机械选用TK961型湿喷机。

钢纤维砼喷射前，先做好受喷面拱墙锚杆支护，断面尺寸检查，并用高压水将受喷面冲洗干净，保证受喷面湿润，设置钢纤维砼喷射厚度标志后，安排钢纤维砼喷射作业。

每次喷射中途不得停顿，喷射前检查好搅拌机械，喷射机械、管道，按喷射量大小，做好材料贮备，砼拌和供应，每次喷射长度3～3.5m。

喷射完成后，10小时以内不安排爆破作业，当洞内温度大于10度，湿度大于85%时，进行自然养护，否则将采取保温和喷水雾措施，特别是早期养护。

施工中安排专人负责钢纤维喷射砼的养护，监控量测，工程地质调查，岩体质量评价描述工作。

钢纤维喷砼材料：

钢纤维按设计要求选用比利时贝尔卡特使密司ZP305型，

粗骨料采用级配良好、最大粒径小于10mm的优质卵石，细骨料选用中粗砂，细度模数大于2.5；水泥采用525#普通硅酸盐水泥，速凝剂采用Sigunit液态速凝剂，减水剂采用SigunitR4液态减水剂。

钢纤维喷射砼材料拌和时，配备精确计量器，严格控制钢纤维掺入量、速凝剂、减水剂使用量，材料计量偏差控制在±1%范围内，并全部采用重量计量。

混和料干拌时间不小于2min，湿拌比普通砼搅拌时间延长1.5～3min，具体时间通过试拌确定，充分保证拌和均匀，质量稳定。

钢纤维砼施工工艺流程见图“”。

2.2.3..3砼湿喷工艺

（1）.喷射机械安装好后，先注水、通风、清除管道内杂物，同时用高压风吹扫岩面，清除岩面尘埃。

（2）.上料保证连续性，校正配料的输出比。

（3）.操作顺序：

喷射时先开液态速凝剂泵，再开风，后送料，以凝结效果好，回弹量小，表面湿润光泽为准。

（4）.喷射机的工作风压严格控制在0.5～0.75Mpa范围内，从拱脚到边墙脚风压由高到低，拱部的风压为0.4～0.65Mpa，边墙的风压为0.3～0.5Mpa。

（5）.严格控制喷嘴与岩面的距离和角度。

喷嘴与岩面垂直，有钢筋时角度适当放偏，喷嘴与岩面距离控制在0.8～1.2m范围以内。

（6）.喷射时自下而上，即先墙脚后墙顶，先拱脚后拱顶，避免死角，料束呈旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形，每次蛇形喷射长度为3～4m。

2.2.3..4锚喷支护和构件支护

1、格栅钢架、型钢钢架的制作

格栅钢架、型钢钢架在钢筋加工棚设置的1∶1制作样台上，采用冷弯制作，格栅钢架分段制作，按单元拼焊后，运至现场安装。

（1）.加工做到尺寸准确，弧形圆顺；钢筋焊接（或搭接）长度满足设计要求，焊接成型时，沿钢架两侧对称进行，钢架主筋中心与轴线重合，接头处相邻两节圆心重合，连接孔位准确。

（2）.格栅钢架、型钢钢架加工后先试拼，检查有无扭曲现象，接头连接每榀可以互换，沿隧道周边轮廓误差小于3cm。

（3）.格栅钢架单元组装，各单元主筋、加强筋、连接角钢焊接成型，单元间用螺栓连接。

2、格栅钢架、型钢钢架的安装

安装工作内容包括定位测量、安装前的准备和安设。

（1）.定位测量

首先测定出线路中线，确定高程，然后再测定其横向位置，格栅钢架设于曲线时，安设方向为该点的法线方向，安设于直线上时，安设方向垂直于线路中线。

（2）.安装前的准备工作

运至现场的单元钢架分单元堆码，安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖部分，保证钢架正确安设，钢架外侧有不小于5cm的喷射混凝土，安设拱脚或墙脚前清除垫板下的松碴，将钢架置于原状岩石上，在软弱地段，采用拱脚下垫钢板的方法。

（3）.钢架安设

序

号

围岩

类别

衬砌类型式

开挖方法

砼浇筑方法

支护方法

1

Ⅱ类

整体式衬砌

台阶法开挖，台阶长度2米，每循环进尺

1.2米。

仰拱、填充砼先行，液压模板衬砌

台车、先墙后拱一次浇筑边拱砼

喷射C20砼、3米长的锚杆、格栅钢架、超前小导管、钢管网

复合式衬砌

台阶法开挖，台阶长度3～4米，每循环进尺1.2米。

2

Ⅲ类

复合式衬砌

台阶法开挖，台阶长度3～4米，上部每循环进尺2米，下部进

尺2.5米。

喷C20砼10cm、A3

钢筋网、

3米长的φ25锚杆和

φ22锚杆，

高应力复合式衬砌

台阶法开挖，台阶长度3～5米，上部每循环进尺1.5米，下部

进尺2.0米。

喷C20钢纤维砼，4.0m长φ27自进式锚杆，工字钢架

3

Ⅳ类

复合式衬砌

全断面开挖，每循环进尺3米

喷C20砼8cm拱部：

2.0长φ25中空注浆锚杆；

边墙：

2.0m长φ22锚杆。

钢架与封闭混凝土之间紧贴，在安设过程中，当钢架与围岩间有较大间隙时安设垫块，垫块数量大于10个，两榀钢架间沿周边设φ22纵向连接筋，环形间距为1.0m，形成纵向连接体系，拱脚高度不够时设置钢板调整，拱脚高度低于上半断面以下10cm。

3、衬砌

3.1、隧道正洞和导洞二次衬砌

隧道正洞和导洞采用液压平移式钢模台车灌注边墙与拱圈混凝土，每次灌注长度12m，二次衬砌与掌子面同距离为160～200m，施工时根据监控量测结果作适当调整

3.2、应急停车带二次衬砌

应急停车带隧道采用万能杆件拼制衬砌台架，异形钢拱架作拱圈背衬，100×30cm组合模板，一次灌注拱部和边墙长度为4～5m，二次衬砌落后掌子面20m，施工时可根据监控量测结果及时修正，其工艺流程见下图：

3.3钢筋制作安装

二次衬砌钢筋在1∶1的制作样台上，分单元分片制作成形，各单元间预留足够的搭接长度。

隧道正洞、导洞及应急仃车带大断段可根据给定的样台成批制作，运至施工现场安装时，将每片钢筋用纵向钢筋联结成一个整体，连接采用绑扎焊接，纵向钢筋应预留一定长度以便与下组衬砌钢筋的联接，并设加强连接筋。

为方便边拱钢筋的安装搭设作业台架。

3.4混凝土施工

1、施工方法

（1）、施工顺序：

隧道正洞和导洞分别配一台全液压衬砌台车，两套模板，平移式交错作二次衬砌。

（2）、砼的拌制：

在导洞洞口右侧设置拌合站，集中拌制供应混凝土；（3）、砼的运输：

采用防爆砼输送车对各工点砼进行运输供应；

（4）、砼的浇注：

采用防爆砼输送泵泵送浇注砼；并备用一台砼输送泵。

（5）、砼的振捣：

选用插入式捣固器和高频附着式振捣器进行砼振捣。

2、砼施工工艺

（1）、底板、矮边墙砼的浇筑：

测设中线，抄平立模；浇筑砼的顺序从洞口向洞内进行，并预留50cm砼找平层。

（2）、边墙、拱圈砼整体浇筑：

模筑衬砌采用洞外砼拌合站—→砼输送车—→砼输送泵—→衬砌台车组成的生产作业线流水作业。

模筑砼衬砌进口采用可调式伸缩衬砌台车配两套模型系统交替施工，每节衬

砌长度12m。

集料配制采用配料机严格计量，砼拌合采用拌合站和强制式搅拌机拌合，砼运输分别采用轮胎式砼搅拌运输车运输，采用砼输送泵提升浇筑，使用附着式振捣器捣固和插入式捣固器。

立模前检查防水板有无断裂、变形、孔洞等缺陷，以及是否有足够的展长余地，严禁模板、堵头等损坏防水板。

立模时衬砌中线、水平、断面尺寸和净空大小均须符合要求.

衬砌台车就位立模：

立模前在矮边墙上抄出模板台车脚线标高，台车脚线标高比内轨顶面低7cm。

台车到位立好模板，检查台车脚线是否与脚线标高吻和，边墙模板是否与矮边墙密贴靠拢，挡头板是否撑牢和漏浆，垂直油缸和斜撑是否撑牢等。

在衬砌台车砼施工中，为了防止砼的跑模和过河撑不挡道，采用带螺旋千斤顶的“U”型支撑作为过河撑。

立模时将过河撑撑稳、撑牢，以防止灌注砼时台车跑模和移位。

当砼强度达到2.5MP时才可脱模，养护期约20小时。

对衬砌完成的地段应继续观察隧洞稳定状况，注意衬砌变形、开裂、侵入净空等现象，及时记录并反馈给主管技术人员采用相应的措施。

（3）、模筑衬砌砼机械化施工注意事项

A、砼拌和输送车的输送能力与砼泵的灌注能力要相适应。

B、搅拌车在输送砼时不能停拌，自进入搅拌车至卸料时间不超过初凝时间、砼在输送过程中要保证不发生离析、漏浆，严禁泌水及过多损失坍落度等现象。

若运至灌注地点的砼有离析现象时，在灌筑前须进行二次搅拌。

C、模板台车每次移位前，在准备衬砌部位的两侧边墙下方，须预先灌注墙基砼，并沿隧洞方向每隔1500mm预埋地脚螺栓，以便固定钢模板的最下边缘。

为防模板走动，要使用加设模撑。

D、衬砌工作中，泵送模注砼封顶采用钢管压注方法，通过选择合适的砼塌落度和将厂方提供的软管用金属管代替，仍从拱模的灌注口压注封顶。

4.施工监控量测

4.1隧道及导洞的测量控制

测量控制是本隧道施工的一个重要环节，由于平导与正洞同时掘进，然后又从平导通过横通道引入正洞，造成后视距短，转角多，给正洞内导线延伸带来一定难度，施工时通过地面测量网点，引入正洞和导洞为采用双导线布置，通过从

地面引至洞内的网点，复核洞内导线点，精确控制隧道中线。

一、中线控制测量

施工前，以全站仪进行洞外精密导线网控制测量，分别定出平导和正洞洞门的准确位置，并放出护桩。

在平导进洞后，要在洞内布设导线环，以此精确放出横通道和引入正洞施工。

正洞也采用闭合导线环，精确测设正洞中线，导洞和正洞的导线点要经常与地面网点联测，以相互检验，保证顺利贯通。

二、高程测量

在引入高程控制点（基点）时，采用精密水准仪往返测量。

闭合差要满足《测规》要求，在施工中过程中，要经常在导洞与正洞之间传递高程，进行复核。

以保证其高程精度。

三、洞内的日常测量

按有关规则要求，用偏角法和坐标法量测施工控制中线，及时向开挖面传递中线和高程，并由测量组用断面测量仪测量开挖断面，初期支护和二次衬砌前，必须进行复核，确认准确后方可进行下道工序。

4.2洞口地表沉降观测

隧道正洞和导洞洞口段一般围岩较破碎，为保证施工安全，及时制订、布置沉降观测点,围岩及地表沉降观测点根据隧道的开挖断面宽度和埋置深度确定，当埋置深度小于开挖断面时，5~10米设置一个观测断面。

当埋置深度大于开挖宽度小于两倍开挖宽度时，10~15米设置一个观测断面，埋置深度大于2倍开挖宽度时，20米设一个断面，每个断面横向每2米设置一个观测量点，至隧道开挖线外5米。

正洞及导洞总共布置20个监测量断面，每个断面10个监测量点，共计200个。

测量观测系用WildT2＋GPM3精密水准仪配铟钢塔尺观测。

测量精度达0.01mm。

4.3隧道周边净空收敛观测

隧道周边净空收敛测点，布设在与拱顶下沉测点和拱脚．墙腰收敛在同一断面，收敛截面按II类岩20米，III类圆岩25米，Ⅳ类40米布置一个监测断面，正洞与导洞160个断面，收敛点共计320个。

收敛量测测点固定杆埋设时间和量测频率同拱顶下沉监测，在量测过程中及时绘制收敛时间曲线，并进行数据处理或回归分析，以判定初期支护稳定情况和推算最终位移值，收敛量测采用JSS30/15A数收敛仪进行。

4.4隧道拱顶下沉

拱顶下沉测点布设在为Ⅱ类围岩每10～20m布设一个测点，Ⅲ类围岩每20～25米布设一个点，Ⅳ类围岩每30～40米布设一个点，拱顶下沉量测频率按测点埋设后半个月内为1～2次/天，1个月内为1次/天，1～3个月内为1～2次/周，3个月后为1次/月，量测过程中及时绘制拱顶下沉～时间曲线，当曲线趋于平缓时，应作数据处理或回归分析推算最终下沉值，拱顶允许下沉值控制值为设计允许下沉值的80％，量测方法和采用仪器同地表下沉量测，通道底隆起量测随拱顶下沉一并进行。

4.5格栅拱架应力监测

监测点的布置：

标准段按100m布置一个监测断面，具体点位布设在格栅钢架的拱部、边墙、仰拱内外层钢筋上，测试钢筋应力，结合台阶法开挖，在格栅钢架拱脚底面埋设压力计，测试格栅钢架拱脚支承力，采用JXG-1型钢弦式钢筋应力计和GDY-2单体压力计进行量测，量测时间在喷射混凝土终凝后即可开始，量测频率同隧道周边净空收敛监测。