2圆形隧洞开挖衬砌平行施工工法完成稿申1级修改版成2Word文档格式.docx
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5.2.1.2测量、作断面、布眼：
全站仪进行控制中线水平，激光导向仪辅助布眼。
钻眼前，测量人员准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，特别是周边眼和掏槽眼必须布置清楚。
5.2.1.3风钻打眼、打锚杆、装药连线、起爆：
进行钻眼（掏槽眼一般为3.0m，其他眼为2.8m，进尺2.5m左右），非电雷管按照爆破设计要求分段微差布置、连线，起爆用电雷管起爆。
根据围岩稳定情况，在打开挖眼的同时，对顶拱处进行锚杆支护处理，以保证施工安全。
5.2.1.4通风、清理掌子面：
利用打好的竖井（每400m左右一个），用37kw风机向施工掌子面压送新鲜的空气，同时挖机清理道路，找顶清理危石。
5.2.1.5挖机装碴、汽车出碴：
在二次衬砌工作面针梁前后道路已回填好、跳板搭接完毕、针梁下部支撑加固稳妥后，汽车才能通过针梁内，进入开挖掌子面。
PC60挖掘机进行装碴，5t自卸汽车运输，汽车一般用8台，备用2台。
根据行车要求隧洞底部留部分碴土，但底部必须和上部断面一次爆破出来。
5.2.1.6挂网、喷混凝土：
一期支护作业宜紧跟开挖，距离掌子面不超过7.5m，确保施工安全和洞身稳定。
尽量在钻眼、出碴运输两个工序进行挂网喷混凝土支护作业，减小施工干扰。
5.2.2衬砌混凝土施工
总体要求就是台车行走要避开出碴运输时段，针梁中部要及时支撑好，防止行车时针梁产生变形，针梁宽度应保证车辆两侧至少有20cm以上的净空。
5.2.2.1测量放样（断道前）
在圆形断面上平分八个纵断面，各纵向断面上焊接样筋，测量后在样筋上标注钢筋环向位置，在标注纵向处焊接一根纵向筋，并在支护面上标示出每一浇筑段的法线位置，结束横断面上测设8个点，作为台车就位时的依据。
此工作不占用混凝土工序时间。
5.2.2.2钢筋绑扎（断道前）
钢筋绑扎在模板前端针梁上进行施工，针梁顶面应铺设木板，针梁左右搭跳板以便于施工。
联系筋（固定筋）应与锚杆或钢格栅焊接牢固。
5.2.2.3架起风水管、收外模板、外模板行走
台车模板需收拢后再行走，就位要准确。
台车每次行走必须有专人指挥，必须制定详尽的《安全技术操作规程》，并组织施工人员进行学习。
台车结构见钢模台车脱模示意简图（图5.2.2.3-1），钢模台车脱模示意简图（图5.2.2.3-2），
5.2.2.4清理模板、刷脱模剂
模板走到位以后，在收拢状态下，用身体瘦小个人，站在绑扎好的钢筋上，清理模板上的污物和混凝土，再刷脱模剂。
5.2.2.5支起外模板及外部钢支撑、针梁行走
台车行走前先将前端底部开挖面填土清理干净，用挖机拉针梁行走到位。
台车行走就位情况见钢模台车模板行走示意简图（图5.2.2.5-1），钢模台车模板行走示意简图（图图5.2.2.5-2）。
5.2.2.6回填针梁前后道路底碴、搭针梁前后跳板
针梁行走到位后，及时进行前后端底部回填或整平，并在针梁两端搭设跳板（可用钢轨焊接，宽度≥70cm）。
5.2.2.7调整模板、加固针梁两端船型支撑使针梁内可以行车
根据中线水平或模板坐标点，用水平油缸调整模板到位，并加固针梁下的船型支撑，使针梁达到可以行车的标准。
每次脱模后需进行检修，在混凝土浇筑前调试好各机构的工作状态，检查好各部位尺寸，保证正常使用。
模板支撑要牢固，浇筑时混凝土从底部抬升，上部支撑的强度、刚度等均要满足要求。
5.2.2.8安止水结构（止水带等）
用钢筋固定φ10，并与衬砌钢筋绑扎牢固，防止发生位移和变形。
在挡头模板上每50cm钻一个φ10的孔，固定钢筋的另一端从挡头模板的孔内穿过，在绑扎下一环钢筋时与衬砌钢筋绑扎牢固。
5.2.2.9混凝土浇筑
移输送泵在道路前进方向的左侧，连接混凝土输送管到每一针梁台车浇注窗口，浇筑砼。
拆砼输送管，堆码好输送管。
整理混凝土衬砌台车，清理台车前后的道路，搞好文明施工，确保道路的畅通。
5.2.2.10混凝土养护、拆模
根据试验确定混凝土实际拆模时间，搞好混凝土养护工作。
图5.1平行施工工艺流程图（括号里为工序开始时间）
示意图说明：
收缩台车顶部升降油缸先脱顶模，收缩台车一侧升缩油缸脱边模Ⅱ，收缩台车另一侧升缩油缸脱边模Ⅲ，收缩针梁端部升降脱底模Ⅳ。
图5.2.2.3-1钢模台车脱模示意简图
针梁端头竖直升降右缸上升，针梁随之上升，则针梁顶部钢轨顶紧上部滑轮，上部滑轮支撑针梁外框，下部滑油缸升至一定程度，钢模板及针梁外框重量全部由顶部滑轮承载，底模逐与混凝分开，脱模完毕。
图5.2.2.3-2钢模台车脱模示意简图
脱模完毕后，整个模板及针梁外框全部重量只由针梁顶部滑轮支撑，此时在外力F作用下，模板及针梁外框带动上滑轮沿针梁上钢轨向前移动，当模板行走到指定位置时，用外支撑将针梁外框支撑好，则可以进行下一操作过程--针梁的行走。
图5.2.2.5-1钢模台车模板行走示意简图
台车模板走到指定位置后用外支撑将针梁外框支撑好，收缩针梁端部的升降油缸，此时，针梁位置逐渐下降，针梁底部钢轨与台车下部滑轮接触，则下部滑轮逐渐受力，最终整个针梁重量全部由下部滑轮传递给针梁外框承受，针梁只由下部滑轮支撑，针梁前后悬空。
同样在外力F作用下针梁逐渐向前面移动，当针梁就位后放下升降油缸使其着地受力，并调节针梁端部水平油缸逐渐调整整个台车左右位置。
图5.2.2.5.2钢模台车模板行走示意简图
混凝土浇筑须合理确定分层厚度，左右均匀上升，加强振捣工作。
由于钢模板不吸水，对于全断面浇筑来说，特别要注意控制好腰线以下部位的混凝土离析问题，在浇筑上一层混凝土时应检查下层混凝土面上是否有离析水，如有应予以清除。
5.2.2.10脱模、混凝土的养护
在混凝土脱模后及时进行洒水养护，养护时间为14天，养护标准为以混凝土表面保持湿润即可。
5.3操作要点
5.3.1钢筋绑扎可以在混凝土浇筑至脱模这一时间段进行，针梁顶部作为操作平台，并在针梁外搭设跳板。
5.3.2模板行走到位后，要及时用钢支撑将外框架支撑稳固，然后才能行走针梁，避免针梁底部油罐收起后模板下沉压坏钢筋和损坏模板。
5.3.3针梁中心线要严格按洞身中线就位，保证台车处于隧洞中线上，方便模板的就位和调试。
5.3.4针梁两端填土高度要与底部梁面同高，搭设的跳板与路面平顺，避免高度相差太大车辆上下产生的冲击力造成台车变形。
5.3.5混凝土浇筑过程中要随时对支撑、螺栓、插销等进行检查，并及时加固。
5.3.6混凝土浇筑完成后，要及时清理台车上洒落的混凝土和其它料具。
台车上不要堆放杂物，避免在行走中造成卡塞和自重过大而导致台车变形。
6材料与设备
6.0.1本工法主要是通过平行作业解决工期问题。
除可不使用二衬设计纵向止水条外，其它不涉及形成工程实体的材料问题。
6.0.2机械设备配置应根据现场条件、施工进度的需要进行动态调配管理，钢筋调直机、钢筋切断机、钢筋弯曲机、电焊机、振捣器等小型机具，根据现场情况配置。
单口掘进需要的主要机械设备如下表：
单口掘进主要机械设备配置表
序号
机械设备
规格型号
数量
备注
1
混凝土拌合站
套
2
自卸汽车
5t
8
距离长，增加车辆2－4台
3
挖掘机
PC60
短臂挖掘机带破碎锤
4
装载机
ZL50
5
开挖台架
自制
轨道式或靴式不限
6
支护台架
7
针梁式全断面钢模板衬砌台车
根据断面尺寸而定
混凝土罐车
3m3
9
空压机
21m3
10
12m3
11
喷浆机
12
凿岩机
YT28
16
土洞使用风镐和破碎锤
13
灰浆拌合机
14
锚杆注浆机
15
混凝土输送泵
7质量控制
7.1质量标准
7.1.1洞身开挖应符合《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》（DL/T5099-1999）要求。
7.1.2洞身一期支护应符合《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）要求。
7.1.3衬砌混凝土应符合《水工混凝土施工规范》（SDJ207-82）及《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-95）要求。
7.1.4还应满足以下规范要求：
《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-96）、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL64-94）、《水利水电工程施工测量规范》（SL52-93）。
7.2关键工序
根据实际施工情况，关键工序主要有衬砌钢筋制安和衬砌混凝土浇筑两工序。
7.2.1衬砌钢筋制作安装，必须严格按设计规格、尺寸进行制作和安装，固定钢筋锚固强度要高，数量要适当增加，保证钢筋骨架的刚度，杜绝露筋现象。
7.2.2衬砌混凝土浇筑，必须严格控制混凝土的坍落度，尽量杜绝离析现象；
加强腰线及以下部位的振捣工作，保证混凝土表面的光洁度和密实性，达到“内实外美”的要求。
混凝土浇筑间歇时间必须符合规定，杜绝施工缝（冷缝）。
支撑的强度和刚度要足够高，保证模板不发生位移和变形，保证混凝土的平整度。
7.3质量控制措施
7.3.1岩石洞段严格实行光面爆破，土洞应预留周边保护层人工风镐开挖，开挖轮廓符合设计要求，减少开挖对围岩的扰动和破坏，减少超欠挖。
7.3.2锚杆规格、长度符合设计，全长锚固密实；
喷射混凝土强度和喷射厚度达到设计要求。
7.3.3严把材料进场质量关，对进场的材料要严格按试验取样频率进行检测，不合格材料不允许使用。
7.3.4由于圆形断面钢筋固定较为困难，在混凝土浇筑过程中易发生变形而产生露筋（或保护层不够），所以，衬砌钢筋要严格按照设计尺寸、规格进行制作安装。
固定筋应16mm以上的螺纹钢筋，并尽量与锚杆焊接或进行锚固（锚固长度30～50cm）；
纵向连接筋要也应使用16mm以上的螺纹钢筋，以支撑整个钢筋骨架的自重和抵抗混凝土浇筑时骨料下沉、振捣等外力产生的变形，确保钢筋保护层符合设计要求。
7.3.5由于全断面钢模台车浇筑，使用混凝土输送泵直接泵送入仓，对混凝土的和易性、坍落度要求较高。
坍落度小，混凝土不易离析，但流动性差，泵送困难。
坍落度大，流动性好，泵送容易，但混凝土易离析。
坍落度由现场泵送试验确定，坍落度和所使用的水泥品种一经确定，对混凝土拌合质量影响最大的就是砂料。
为保证混凝土的和易性，砂料必须严格控制其细度模数符合中砂要求。
浇筑过程中不准随意加水，如坍落度小，不易泵送时，应及时通知检测站现场确定；
在施工过程中，如果混凝土层表面有泌水，必须用海棉、破布等将水清除。
7.3.6圆形隧洞全断面混凝土捣固也是一个关键问题，主要是在腰线及以下1.5m范围内易出现气泡，要合理布置进料窗口，利用6m长的捣固棒进行捣固，其长度可以伸入到下一窗口，解决捣固困难的问题，同时，在模板内侧按需安装附着式平板振动器，在上下两层窗口间混凝土浇满时振动3～5秒钟的时间，使混凝土表面有浆，减少气泡，保证混凝土的表面光洁度。
7.3.7混凝土进料窗口关闭要严密，其与台车模板的错台应符合规范要求。
台车调试时模板与已浇筑端混凝土搭接要严密，纵向脱模缝在调试时应加插销，同时，支撑的数量应满足强度和强度要求，防止浇筑过程中模板位移而造成纵向缝、横向缝过大，杜绝错台的产生。
7.3.8端头模板的外侧模板（砼表面侧）应使用钢模，用螺栓与台车端部连接。
止水带内侧用木模板，需要在洞壁钻孔固定。
在浇筑下一段时，在端部的混凝土表面侧粘贴小木条，以保证衬砌混凝土端部整齐，缝宽一致。
7.3.9混凝土浇筑过程中必须左右平衡施工，保持浇筑过程的连续性，杜绝施工缝的产生。
7.3.10拆模后安排专人及时清理模板表面粘附的混凝土及杂物,并均匀涂刷脱模剂进行保养维修。
8安全措施
8.0.1严格按各工种安全技术操作规程进行机械操作和施工作业，特殊工种必须持证上岗。
8.0.2严格按《爆炸物品管理规定》进行火工品的管理，认真进行收，发料的工作。
8.0.3严格按设计用药量及雷管段别进行装填，堵塞密实；
装药时应小心谨慎，为保证安全，装炮时应使用木质炮棍装药，严禁火种。
8.0.4爆破后必须经过15min通风排烟后，检查人员方可进入工作面，检查有无“瞎炮”及可疑现象，有无残余炸药或雷管等，如有瞎炮，应由持证爆破人员进行处理。
8.0.5为防止点炮时发生照明中断，爆破工应随身携带手电筒。
严禁用明火照明。
8.0.6保证支护质量，并在喷射混凝土终凝后3小时以上方可进行爆破，加强观测工作，保证施工安全。
8.0.7拌合站基础必须稳定，料斗下严禁站人。
开机前需检查离合器、制动器、钢丝绳等是否良好。
工作完毕后将料斗锁定，并检查一切保护装置。
8.0.8禁止将头、手伸入机械的齿轮及其它转动部分，机械运行过程中不允许进行检修及养护作业。
8.0.9各类电气、机械设备由专业电工及机修工进行检修。
检修时须有“正在修理，禁止合闸”或“正在修理，禁止开动”等警示牌。
拌合机现场检修时，需固定好料斗，切断电源。
进入搅拌筒内检修时，外面必须有人监护。
8.0.10台车行驶必须制定详细的、可操作性强的“安全技术操作规程”，并组织施工人员进行学习。
台车行驶过程中必须有专人进行指挥；
模板调试、混凝土浇筑及拆模过程中需搭设作业平台，并禁止上下重叠作业。
9环保措施、节能措施
9.1施工中的弃碴
按指定的弃碴地点弃碴，并对弃碴场采取防护措施（修建护坡、浆砌石挡墙等），以防雨水冲刷造成水土流失，工程竣工后，需要对弃碴场在弃碴上撒草籽进行植被恢复。
9.2施工过程中产生的污水及生活污水
9.2.1停车场汽车冲洗废水和机械维修废水的主要污染物为悬浮物和废油，修建隔油沉淀设施。
9.2.2混凝土废水及灌浆过程中产生的废浆液和废水，将其回收集中流入沉淀池中沉淀，达到排放标准后排放。
9.2.3生活污水主要包括食堂污水、生活洗涤水和粪便污水，为满足要求排放水质，在食堂附近设隔油池，对于粪便污水在合适位置布置化粪池，然后将上述污水汇于地埋式污水处理系统，经生化处理，出水达一级排放标准后排放。
9.3机械运行、修理过程中的漏油
9.3.1加强机械的维修保养工作，杜绝或减少漏油现象发生。
9.3.2在机械修理过程中，对废旧油料进行收集，不允许任意排放。
9.3.3在固定的机械底部修建接油槽，防止油品任意流放。
9.4车辆行驶时的尘土
在干燥、易起尘的路面进行洒水，防止尘土飞扬。
9.5各种废旧材料及生活垃圾
对各种废旧材料和废弃物进行分类回收，由项目部统一按规定进行处理。
生活垃圾一律倒入垃圾坑内，在完工搬迁时进行填埋。
9.6施工噪声控制
隧洞施工一般处于野外，对噪声排放标准相对较低，如处于城镇、村庄，应采取如下措施进行控制。
9.6.1合理安排大功率机械启、停时间，尽量避免各种高噪声设备在同一时间启动、运行；
9.6.2控制和尽量避免在夜间操作搅拌机、装载机、空气压缩机等.
9.6.3加装消音隔声装置或修建隔音室等措施进行消声隔声处理，车辆在夜间禁止鸣号。
9.6.4明挖施工应避免夜间爆破作业。
9.7节能措施
9.7.1建立健全节能保障体系和机制，成立了以项目经理为首的节能减排管理机构。
9.7.2充分认识节能减排的重要性和紧迫性，组织全体员工进行学习、培训，提高节能意识。
9.7.3充分利用新的施工技术在节能减排中发挥作用：
本隧洞利用竖井进行高压供风、高压供电、供水、抽排水、通风、溜管下二衬混凝土等。
空压机、变压器配电房、通风设备、排水设备、供水供电管路线路等，随竖井位置的变化而移动，节电、节约材料效果非常明显。
具体布置和竖井综合利用技术可参阅胡平《工程技术》中《新疆南岸干渠竖井综合利用技术》一文。
9.7.4实行全员责任成本管理模式，节约了能源、材料就是增加自己的效益或工资。
9.7.5加强节能减排管理和考核制度的落实，每月一考核，和责任成本挂钩。
10效益分析
10.0.1本工法开挖支护与混凝土浇筑实现了平行作业，与开挖完成后才进行衬砌的普通施工方法相比，能大大节省时间、减轻工期压力，节约成本费用。
如3000m左右的隧洞，按普通施工方法：
先开挖，正常150-180m/月，工期约17至20月；
然后才衬砌，正常每月180m，再需17个月左右。
总工期35月以上。
按此施工工法，平均每月140m左右，工期22个月左右，再加上衬砌和施工的相互干扰影响有可能达3-4个月左右，总工期在26月左右，可节约工期9个月，不算直接工程费（人工、机械、材料等费用）增加项，只算就此增加的项目部管理人员的工资就达到100多万。
实际我伊犁项目部，由于受到地质等各种因素影响，到2009年7月节约工期6月，实现利润约750万。
10.0.2全断面浇筑取消了左右两侧的纵向施工缝，节约投资约142.5万元，同时整个断面的混凝土成为一个整体，有利于洞身的稳定和保证过水建筑物的防渗要求。
10.0.3由于衬砌混凝土的及时施工，提高洞身稳定性和施工人员安全保障，文明施工较好。
工程施工完，无重伤以上事故。
11应用实例
11.0.1新疆南岸干渠大坂隧洞工程Ⅲ标：
a、输水隧洞（桩号61+392～64+392）3000m及01#施工支洞526.4m。
合同编号：
NAZG—0101003。
b、输水隧洞（桩号64+392～65+892）1500m。
NAZG—0101005。
c、输水隧洞（桩号64+892～66+492）600m和TBM拆卸洞。
NAZG—0101007。
主洞为内径6m（净空）的圆形隧洞，土洞段格栅拱架喷混凝土支护，岩洞段锚杆挂网喷混凝土联合支护，现浇钢筋混凝土衬砌结构；
支洞为城门洞形，净断面为（宽×
高）4.2m×
4.0m，格栅拱架喷混凝土支护。
主洞采用本工法进行施工，通过合理组织劳动力、合理配置施工机械和安排施工工序，成功地解决了全断面浇筑衬砌混凝土的质量和施工中的干扰问题，加快了施工进度，节约施工时间约6个月，取得了较好的经济效益。
在本实例当中，开挖支护与混凝土浇筑实现了平行作业，两项作业的时间及工序和使用时间及对比时间见下表：
表11.0.1-1开挖循环时间表
工序名称
作业时间
（分）
施工准备进开挖台架
30
1、开挖做准备工作时，混凝土施工工作面已断道。
2、开挖的打眼、爆破、通风必须在7小时完成。
3、岩层稳定性好，光爆效果好挂网喷混凝土可3茬炮后进行一次，开挖循环时间只有13小时。
括号里的循环时间没计一次支护时间。
测量布眼
60
钻眼
240
装药连线
通风
挖机装碴，汽车运输
360
挂网，喷混凝土
合计
1020（13×
60）
表11.0.1-2混凝土浇筑循环时间表
捡底及欠挖处理
（360）
1、捡底及欠挖处理、测量两工序可以在模板行走、清理调试及脱模时进行（括号内数据为本工序需用时间，但在实际施工中不占用砼施工整个循环时间）。
2、脱模时间由试验确定（一般24小时可脱模），考虑出碴运输、机械维修、保养等因素，每月可完成12～14环。
3、混凝土衬砌工序总时间52小时，开挖工序总时间13小时，4个开挖循环时间＝一个二衬混凝土循环时间（13*4=52）。
测量
（30）
钢筋绑扎
（17×
模板行走
20
模板清理、刷脱模剂
针梁行走、就位
回填针梁前后道路底碴
120
根据中线水平调整模板
混凝土浇筑
1080
文明施工，混凝土养护、脱模
1620
52×
11.0.2新疆南岸干渠大坂隧洞工程新增1500m和448m：
由于在新疆南岸干渠大坂隧洞工程原Ⅲ标3000m施工中，采用本工法施工，保证了工期、工程质量、施工安全，建设管理单位以议标形式增加1500m输水隧洞（桩号64+392～65+892），后来又增加了448m，同样采用本工法进行施工。
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