隧道浅埋段施工方案.docx

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隧道浅埋段施工方案

阳曲1号隧道浅埋段施工方案

一、编制依据

1平定至阳曲高速公路LJ21合同段项目招投标文件、合同文件及有关补遗资料。

2山西省交科设计院提供的两阶段施工图、参考资料。

3交通部颁发的现行规范、规程、规则及验收标准；国家和山西省有关法律、法规。

4现场踏勘调查所获得的相关资料。

5我项目部拥有的科技工法成果和现有的管理水平、劳力、设备、技术能力，以及长期从事公路建设所积累的丰富施工经验。

二、编制范围

山西平定至阳曲高速公路第LJ21合同段阳曲1号隧道浅埋段施工。

三、编制原则

1.确保施工和建筑结构的安全；

2.在确保工程质量标准的前提下，积极采用新技术、新工艺、新机具、新材料方法；

3．合理安排施工的程序和顺序，做到布局合理；

4．文明施工，创建标准化施工现场；

四、工程概况

阳曲1号隧道进口段位于凌井小盆地的地表黄土冲刷沟壑浅埋段中，洞口段浅埋Ⅴ级围岩地段设计埋你，深在13～38m之间，其中ZK93+870～ZK93+960，ZK94+020～ZK94+140，ZK94+390～ZK94+440,K94+410～K94+510；K93+857～K94+140里程段因地表存在汇水冲刷沟壑，地表地势较低，隧道设计埋深较浅。

上述里程隧道最大埋深仅12m左右，最小埋深2m左右，平均埋深6m左右，为单向三车道隧道，隧道开挖断面大，分别为：

Ⅴa级-17.23m，Ⅴb级-17.13m，Ⅴj级-19.87m。

尤其是隧道洞口开挖和Ⅴj级开挖比较困难。

隧道右线（里程桩号：

K94+410～K94+510）开挖包含一个紧急停车带（Ⅴj级）开挖断面为19.87m和1#车行横通道，而隧道紧急停车带和车行横通道平均埋深仅9m，最小埋深仅4m。

（详见隧道左右线浅埋段纵断面示意图）

五、施工方法及工艺

由于结构松散、埋深浅，黄土隧道在施工扰动后很难形成自承体系，易松弛，产生张裂破坏，若施工方法和支护方式处理不当，很容易造成坍方甚至冒顶事故。

我项目部在吸取以往的施工经验的基础上，组织技术攻关，采用新技术，优化施工方案，科学组织施工，加强安全、质量的过程控制，结合类似黄土隧道施工经验，严格按照“严控水、强支护、短进尺、勤量测”的原则组织施工，特别注意地表冲沟、陷穴对隧道的影响，加强调查和处理。

通过对隧道安全、质量的综合比选，结合施工图纸和规范标准、要求，施工该段时采取双侧壁导坑法开挖，并且增设锁角锚杆确保支护的稳定可靠。

5.1双侧壁导坑法施工工艺

隧道开挖采用小型挖掘机结合人工风镐开挖，减少因开挖不当而使围岩丧失自承载能力，同时加强仰拱紧跟开挖掌子面施工，严格控制围岩的暴露时间，全过程进行施工监控量测，并保证锁脚锚杆的施工质量。

5.2Ⅴ级围岩开挖顺序

下列各步开挖均应在预支护超前小导管及注浆或长管棚预支护完成并达到强度后进行：

1、左侧导洞超前预支护；2、开挖左侧导洞；

3、左侧导洞初期支护（架立钢支撑和锚喷）及侧壁墙；

4、右侧导洞超前预支护；5、开挖右侧导洞；

6、右侧导洞初期支护（架立钢支撑和锚喷）及侧壁墙；

7、上半断面超前预支护；8、开挖上半断面；

9、上半断面初期支护（架立钢支撑和锚喷）；10、开挖下半断面；

11、下半断面初期支护（架立钢支撑和锚喷）；

12、拆除侧隔壁墙。

13、灌注仰拱混凝土。

14、铺设环向盲沟及防水板，整体灌注二衬混凝土。

六、具体的实施方案及施工步骤

第一步：

我项目部在洞口浅埋段隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。

洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶）。

洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做护拱混凝土，然后施做暗洞超前长管棚，随后立即做好明洞衬砌，再进入暗洞施工，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。

第二步：

结合衬砌类型，洞身开挖前先在掌子面先初喷一层5cm厚C25混凝士，然后施作双层超前小导管注浆作为超前支护，小导管采用Φ42mm的热扎钢管，长4m，环向40cm，纵向搭接长度1m，环向外插角度10°～15°，环向内插角5°～10°。

开挖成型后，及时进行初喷5cm厚C25混凝土进行支护，以减少黄土暴露时间；初喷后，及时进行系统锚杆安装，具体参数为；采刚Φ25早强砂浆锚杆，长4.5m，环、纵向间距为0.5m*0.5m，梅花形布置。

施作时采用风动凿岩机钻孔，高压风清孔，钻孔方向要求沿隧道洞身径向且垂直岩面或裂隙面施作，锚杆露头限于5～10cm为宜，系统锚杆安装完毕，及时挂设钢筋网，具体参数为：

Φ8*Φ8双层钢筋网片（环、纵15cm*15cm）；为满足施工要求，将钢筋网加工成长1.2m，宽0.9m的网片，钢筋网片搭接长度不小于30d，采用点焊焊接，钢筋网根据被支护围岩面上的实际起伏铺设，与锚杆连接牢固，并且在锚杆露头上钢垫块扣住钢筋网，用螺栓铆定牢固，保证锚网系统整体受力，锚网系统安设完毕，开始架设安装钢支撑。

第三步：

隧道经过上述浅埋里程区域，考虑黄土破碎程度较严重，落土、掉块较频繁，决定在原设计每（Va型间距：

50cm、Vb型间距：

80cm）设1榀基础上，进行调整加密钢架支护，每30cm间距设l榀，并提前至浅埋里程段5~10m前开始加强超前支护，超前支护采用长管棚施工作为预支护，长度根据浅埋纵向距离实际确定，并考虑到提前防护范围距离。

长管棚采用Φ108×6mm无缝钢管，管节间采用丝扣连接，丝扣长度15cm，在管棚安装时，相邻两孔的接头要相互交错布置，在Φ108钢管安装完成后，采用纯水泥砂浆注浆，注浆要饱满密实。

（详见浅埋段长管棚施工示意图）

第四步：

长管棚施作完毕后，隧道按照衬砌类型的支护参数进行施工，初期支护钢架施工，主要是通过加密锁脚锚杆措施来固定上导坑拱部钢架，防止掉拱现象的发生，锁脚锚杆由原设计4根调整增加为l2根，长度为4m。

安装前，检查钢架制作质量，保证钢架刚度和强度；每榀安装前，都准确测量定位，保证安装精度，安装时，刚架每段之间的连接板结合要对齐密贴，并用螺栓连接铆定，接缝处焊接牢固；钢架之间设置Φ22螺纹钢连接，环向间距为1m，两头有足够长度与刚架焊接牢同，保证刚架的稳定和整体受力；钢架拱脚支撑在稳定、牢固的混凝土垫块上，若遇松散层，应清除至稳定层面上，层面与拱架拱脚之间用同等级喷射混凝土填充，并包裹拱脚，拱架四周用混凝土垫块壤紧。

七、监控量测

为了确保施工安全，我项目部隧道超前监控量测队严格加强超前地质预报和围岩变形量测工作，及时与现场沟通，及时量测，为正确采用、修改开挖和支护参数提供依据，以确保施工安全和施工质量。

浅埋段覆盖层薄，开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工安全，进行地表沉降监测。

布点原则为：

在Ⅴ级围岩且埋深小于40m的地段沿隧道轴向每隔5～10m布设，同时在横向依据实际情况，选定主断面，沿主断面布设测点，以了解地表沉降的横向影响范围，拱顶下沉及收敛量测测点布置见“地表下沉量测测点布置图”。

监测仪器为：

精密水准仪，铟钢尺等。

地表下沉量测测点布置图

八、二次衬砌 

根据监控量测结果及时施作二次衬砌，二次衬砌采用先墙后拱法。

二衬的砼浇筑采用拌合站集中拌合，运输到现场通过输送泵送入，衬砌台车窗口由专门的人员进行振捣，两侧同时振捣，相差高度符合要求。

九、紧急预案

隧道浅埋地段地质情况差，为保证隧道施工安全和隧道掌子面后方发生事故后，保证被困人员安全、快速有效的实施救援，最大限度的减少事故损失，项目部将采取如下措施：

隧道主洞施工至人行横通道或车行横通道时，及时贯通横通道，供紧急救援时使用；靠近掌子面的通风管采用1200×10mm钢管，钢管在隧道内塌方时作为被困人员的逃生通道，洞内设无线电话，施工照明采用UPS供电照明，掌子面附近准备食物，紧急医用药物及相关设备，洞外准备临时钢架、木材、钻机、抽水机等设施，施工过程中适时进行防灾、救援演练。

十、安全要求和措施

⑴为了确保浅埋段隧道施工安全，项目部将加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的安全、质量意识。

⑵黄土隧道施工严格按照“先探测、管超前、非爆破、严控水、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”的原则组织施工。

⑶严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工，否则应按照变更程序申请改变施工方案。

⑷在隧道开挖前，对隧道地表中线附近范围进行勘察，对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进行统计，并按里程桩号逐一登记、拍照，施工中应加强监控量测工作，严格按设计方案施工，确保隧道安全、顺利通过。

⑸每循环进行测量放样，严格控制超欠挖。

定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。

⑹边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须满足设计要求。

⑺开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息。

⑻隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、出水量大小，核对设计情况，判断围岩的稳定性。

⑼土质隧道在开挖过程中，尽量减少挖掘机对隧道边沿的开挖，应采用人工风镐对隧道周边进行修整，减少对围岩的扰动，避免侧壁或拱顶掉块现象；拱脚、墙角应预留30cm人工开挖，严禁超挖，拱墙脚严禁被水浸泡；开挖完毕后，应尽早对围岩进行支护封闭，减少围岩暴露的时间。

（10）制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。

（11）黄土隧道施工应做好洞顶、洞门及洞口防排水系统。

洞门及洞内排水沟应进行铺砌，砂浆抹面，防止地表水及施工用水下渗，影响结构安全，地层含水量大时，上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部纵向排水沟排出洞外，以免浸泡拱脚,根据实际，必要时应配合井点降水等措施将地下水位降至隧道二次衬砌底部以下，确保施工顺利进行。

（12）隧道施工作业地段必须保证足够的照明。

不安全因素较大的地段应加大照度，在主要交通道路、洞内抽水机站应设置安全照明，漏电地段照明应采用防水灯头和灯罩。

十一、环境保护及文明施工

⑴暗洞分部开挖时，在满足设计规范及安全质量要求的前提下，应尽量采用适合机械化作业的施工工艺，分部尺寸划分合理，各分部尽量平行作业，从而达到快速施工的目的。

⑵弃碴时要由专人指挥、堆放整齐、边坡平整，弃碴场需设置挡墙。

施工过程中杜绝随意倾倒弃碴和弃土，施工完毕后，对弃碴场及时平整，并做好绿化、防护，避免水土流失。

⑶隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列职业健康及安全标准：

A．空气中氧气含量，按体积计不得小于20%；

B．粉尘永许浓度，每立方空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg，每立方空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg；

C．有害气体最高允许浓度：

a一氧化碳的最高允许浓度为30mg/m3，在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；

b二氧化碳按体积计不得大于0.5%；

c氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下；

C隧道内气温不得高于28℃；

D隧道内噪声不得大于90Db。

⑷施工独头掘进长度超过150m时，应采取机械通风，确保洞内每人供应3m3/min的新鲜空气。

⑷便道及施工现场要注意撒水防尘，减少对周围环境的破坏。