复合式衬砌施工方案

二广高速公路怀集至三水段第十一标段（YK42+750～YK44+820）马头塘隧道复合式衬砌施工方案编制：复核：中铁四局集团第四工程有限公司二广高速公路怀集至三水段十一标段项目经理部日期：2007年7月4日目录一、工程概况1二、施工管理组织机构1三、主要支护参数2四、复合式衬砌施工总体部署2五、施工方法4六、隧道监控量测37七、质量保证措施38八、安全保证措施40九、环境保护及文明施工41二广高速公路怀集至三水段第十一合同段马头塘隧道复合式衬砌施工方案中铁四局集团第四工程有限公司1一、工程概况马头塘隧道复合式衬砌施工主要有初期支护（锚+网+喷）和二次衬砌根据围岩级别不同分别采用钢筋混凝土或素混凝土衬砌。复合式衬砌结构设计，根据围岩类别、工程地质水文地质条件、地形及埋置深度、结构跨度及施工方法等采用工程类比法为主确定。其中IV、V级围岩结合理论计算进行设计，洞口段考虑结构加强。本合同段内马头塘隧道设置的复合式衬砌结构主要有：V级围岩浅埋、偏压等加强段（S5a），V级围岩深埋段衬砌（S5b），IV级围岩浅埋、偏压等加强段（S4a），IV级围岩深埋段衬砌（S4b），III级围岩衬砌（S3）五种。二、施工管理组织机构施工管理组织机构如图1所示图1施工管理组织机构图注：隧道工程师——刘光才项目经理：刘俊项目副经理：吕成志总工程师：张奎、宋斌工程技术部（钮小祥）安全质量部（陆国清）物资设备部（杨永平）财务部（谢海斌）工地试验室（周宝玉）综合办公室（郑允灿）计划合同部（郑晓东）隧道作业1队：杨强隧道作业2队：何忠二广高速公路怀集至三水段第十一合同段马头塘隧道复合式衬砌施工方案中铁四局集团第四工程有限公司2三、主要支护参数：如表1所示表1复合式衬砌主要支护参数表衬砌类型围岩级别初期支护二次衬砌辅助施工锚杆钢筋网喷射混凝土钢拱架S5aV级浅埋、偏压D25注浆锚杆L=4m（纵）65×100（环）Φ8钢筋网片20×20cm(双层)C20喷射砼厚28cm（含仰拱）22a工字钢间距65cm（含仰拱）拱墙及仰拱60cm（C25钢筋砼）超前管棚或小导管S5bV级深埋D25注浆锚杆L=4m（纵）75×100（环）Φ8钢筋网片20×20cm(双层)C20喷射砼厚26cm（含仰拱）20b工字钢间距75cm（含仰拱）拱墙及仰拱60cm（C25钢筋砼）超前小导管S4aIV级浅埋、偏压D25注浆锚杆L=3.5m（纵）75×120（环）Φ6.5钢筋网片20×20cmC20喷射砼厚22cm16×16格栅钢架间距75cm拱墙及仰拱50cm（C25钢筋砼）超前小导管S4bIV级深埋D25注浆锚杆L=3.5m（纵）100×120（环）Φ6.5钢筋网片20×20cmC20喷射砼厚22cm16×16格栅钢架间距100cm拱墙及仰拱50cm（C25钢筋砼）超前小导管S3III级Φ22药卷锚杆L=3.0m（纵）120×120（环）Φ6.5钢筋网片20×20cmC20喷射砼厚12cm拱墙45cm（C25素砼）SC3车通III级Φ22药卷锚杆L=2.0m（纵）120×120（环）Φ6.5钢筋网片20×20cm（拱部）C20喷射砼厚8cm拱墙25cm（C25素砼）人通1#IV级Φ22药卷锚杆L=2.0m（纵）120×120（环）Φ6.5钢筋网片20×20cm（拱部）C20喷射砼厚8cm拱墙25cm（C25素砼）2#Ⅲ级Φ22药卷锚杆L=2.0m（纵）120×120（环）C20喷射砼厚5cm拱墙25cm（C25素砼）四、复合式衬砌施工总体部署1、主要人员、机械设备用量配置1.1、主要人员配置计划1）、初期支护每一循环施工主要人员配置计划如表2所示。二广高速公路怀集至三水段第十一合同段马头塘隧道复合式衬砌施工方案中铁四局集团第四工程有限公司3表2主要人员配置计划表人员工种人员配置备注司机4材料运输测量工4测量控制技术管理人员6协调与技术管理锚杆施作10锚杆制作与安装网片施工10网片制作与安装钢拱架制安10拱架制作与安装喷射混凝土8喷射混凝土施工其他人员10协助各工种作业2）二次衬砌每一循环施工主要人员配置计划见表3。表3主要人员配置计划表人员工种人员配置备注司机6材料及混凝土运输测量工4测量控制技术管理人员6协调及技术管理防水层6防水层施工衬砌钢筋6钢筋制作与安装混凝土模板8模板维护与就位混凝土浇筑20混凝土浇筑混凝土养护2混凝土养护其他人员10协助各工种作业二广高速公路怀集至三水段第十一合同段马头塘隧道复合式衬砌施工方案中铁四局集团第四工程有限公司41.2主要机械设备配置计划复合式衬砌，每循环主要配备的机械、设备见表4。表4主要机械、设备配置表序号机械名称规格、型号单位数量状态备注1挖掘机PC200台1良好辅助施工2装载机50台2良好上料及配合施工3发电机200KW组2良好备用电源4拌和站HZS-50台1良好电子自动计量，强制式5弯曲机液压冷弯机台2良好拱架制作6空压机20m3台3良好供高压风7手风钻YT28台23良好锚杆，小导管造孔8潜孔钻100B台2良好管棚钻孔9注浆设备套2良好制浆和小导管及管棚注浆10切割机2.2KW台2良好加工钢管、钢筋11电钻台4良好加工钢管注浆孔，铺设防水板12作业台架自制套3良好锚杆、喷混、挂网、拱架安装13砼湿喷机套2良好湿喷喷混凝土施工14模板台车定型模板台1良好二衬混凝土浇筑15混凝土泵套2良好二衬混凝土施工16砼振捣设备套4良好二衬混凝土施工17砼罐车3m3辆2良好二衬混凝土施工五、施工方法（一）、隧道初期支护隧道开挖后及时施作初期支护，尽早封闭，减少风化和坍塌。尽快稳定两侧及拱顶围岩，保证施工与隧道安全。V级围岩地段主要采用工字钢钢拱架，IV级围岩地段主要采用格栅钢拱架，喷射C20混凝土、系统锚杆和钢筋网组成初期支护承载体系。系统锚杆采用D25中空注浆锚杆，钢拱架具有刚度大，发挥作用快的特点，适用于跨度大，围岩自稳能力差的隧道区段。每榀拱架之间用Φ22的钢筋连接，与超前注浆小导管或超前锚杆焊接为一体，与围岩密贴形成承载结构。III级围岩地段初期支护，围岩自身具有一定的承载能力，初期支护主要以喷锚支护二广高速公路怀集至三水段第十一合同段马头塘隧道复合式衬砌施工方案中铁四局集团第四工程有限公司5为主，系统锚杆采用Φ22药卷锚杆。V、IV级围岩初期支护施工工艺如图2所示III级围岩初期支护施工工艺如图3所示图3III级围岩初期支护施工工艺流程图完成开挖找顶初喷混凝土安装钢筋网片施作锚杆复喷混凝土混凝土拌制钢筋网片制作锚杆加工混凝土拌制图2V、IV级围岩初期支护施工工艺流程图完成开挖找顶初喷混凝土支立钢拱架安装钢筋网片施作锚杆复喷混凝土混凝土拌制钢拱架加工钢筋网片制作锚杆加工混凝土拌制二广高速公路怀集至三水段第十一合同段马头塘隧道复合式衬砌施工方案中铁四局集团第四工程有限公司61、钢支撑1.1、钢支撑支护主要包括S5a、S5b采用22a、20b工字钢钢支撑和S4a、S4b采用格栅钢拱架，具体设计支护参数如表1所示。S5a和S5b采用钢支撑，设置为闭合型，即拱墙与仰拱均有钢支撑，形成环状闭合结构；S4a和S4b采用格栅钢拱架，设置于拱墙部分，拱底在路面设计标高以下60cm。1.2、施工方法钢支撑与格栅拱架均采用加工厂集中加工成型，运至现场组合安装的方法施工。1）、工字钢钢支撑（1）、加工形式：钢支撑采用分段加工，现场组装的方法施作钢支撑，将整个钢支撑分解成13段，其中仰拱部分4段，拱墙部分9段。（2）、加工方法：钢支撑按各段按测量放样分别用冷弯机顶推加工成型，两端设A3连接钢板，连接钢板规格为S5a□240×240×15mmA3,S5b□220×220×15mmA3。钢板四角用电钻钻φ24mm螺栓孔，孔心间距分别为18和16cm。钢支撑与连接板之间采用双面满焊，焊缝厚度不小于4mm。S5a和S5b衬砌结构工字钢钢支撑结构如图4所示图4S5a和S5b衬砌结构工字钢钢支撑结构示意图拱衬中心线ⅢⅢⅤⅣⅤⅣ仰拱衬砌中心线说明：1、本图为示意图。2、图中标注均为。3、途中括号外22型工字钢适合于5支护类型，括号内的20型工字钢适合于5支护类型。（3）、钢支撑安装：初喷后，测放拱架安装控制线，反铲配合人工安装钢架，各段钢支撑间通过连接钢板采用四颗M22×100GB30-66螺栓与AM22×1GB52-66螺母连接。钢支撑纵向间距S5a型为65cm，S5b型为75cm。相邻两榀钢支撑间，采用Φ22纵向钢筋焊接连接，环向间距1.0m。拱架安装在坚实的基础上，拱脚基础标高不足时，设置钢板或浇筑强度不小于C20的混凝土予以调整。钢支撑尽量靠紧围岩，但应与围岩留有2～3cm间隙，用喷射混凝土填实，当拱架与初喷面间间隙过大，用混凝土块顶紧，严禁用片石回填，必要时加大拱脚或增设锁脚锚杆二广高速公路怀集至三水段第十一合同段马头塘隧道复合式衬砌施工方案中铁四局集团第四工程有限公司7固定。2）、格栅钢架（1）、加工形式：格栅拱架采用洞外加工厂分段加工，现场组装的方法施作，将整个格栅钢拱架分解为6段，其中左右侧墙各1段I单元，拱部分4段II单元。以拱衬中心线对称，各单元两端焊接连接钢板，采用螺母连接成型。（2）、加工方法钢拱架加工用钢筋不得严重锈蚀，少量锈蚀的钢筋采用机械方法予以清除干净。①、格栅拱架按照设计尺寸放样，放样时考虑半径随台车加大，以保证二衬结构厚度。②、各单元由多种钢筋加工而成，先按设计长度下料，再按照放样用冷弯机弯曲成型，最后经焊接加工成各个单。③、各单元两端均设A3连接钢板，S4a和S4b连接钢板规格均为□340×220×15mm。钢板四角用电钻钻φ24mm螺栓孔，孔心间距线路纵向14cm，横断面方向26cm。④、格栅钢架Φ12箍筋间距环向20cm，端头用箍筋封头，与主筋焊接为整体，主筋和封头箍筋与连接板之间均采用满焊焊接牢固。S4a和S4b衬砌结构格栅钢架结构如图5所示图5格栅钢拱架结构示意图二广高速公路怀集至三水段第十一合同段马头塘隧道复合式衬砌施工方案中铁四局集团第四工程有限公司8⑤、两侧墙部I型格栅拱，将N6和N7钢筋分别焊接到主筋N3、N4钢筋上；拱部II型格栅拱，将N6和N7钢筋分别焊接到主筋N1、N2钢筋上。⑥、钢筋焊接质量严格按照TB10210-97《铁路混凝土与砌体工程施工及验收规范》的相关要求及技术标准进行检查，不满足要求的作返工处理。⑦、加工成型的格栅拱架首先在加工场地进行预拼装，不满足要求时及时予以纠正。⑧、合格的钢拱架，按照各单元编号分类，每榀集中堆放。堆放时必须支垫，高度满足要求，并用防水油布遮盖，避免锈蚀。根据现场施工需要有序供给。（3）、钢支撑安装①、格栅拱架现场安装，配以作业台架，采用反铲配合人工完成。②、各段格栅拱架间通过连接钢板采用四颗M22×100GB30-66螺栓与AM22×1GB52-66螺母连接。③、钢支撑纵向间距S4a型为75cm，S4b型为100cm。④、纵向相邻两榀钢支撑间，采用Φ22钢筋焊接连接为整体，环向间距1m，钢筋长度同相连拱架中对中间距，即S4a型75cm，S4b型100cm。⑤、隧道拱部I单元与边墙部位II单元交接处，两侧各设置两根锁脚锚杆予以加固。⑥、拱架必须安装在坚实的基础上。拱脚基础标高不足时，设置钢板或浇筑强度不小于C20的混凝土予以调整（不得用块石、碎石砌垫）。⑦、钢拱架尽量靠紧围岩，但应与围岩留有2～3cm间隙，用喷射混凝土填实，当拱架与初喷面间隙过大时，采用预制混凝土块顶紧，严禁用片石回填，有必要时，加大拱脚或加设锁脚锚杆固定。3）、钢支撑及格栅拱架施工注意事项⑴、焊接及连接钢板的焊接必须使用（结）J506焊条结构钢焊条。⑵、架加工时必须考虑和控制，焊接中引起的应力变形。⑶、钢支撑加工时，注意控制其侧向不得有过大变形。⑷、拱架加工成型，安装前进行预拼装，发现不满足设计或规范要求时，立即修正或报废。⑸、钢支撑或格栅钢拱架与系统锚杆外露端用电焊焊接成整体。⑹、格栅钢拱架锁脚锚杆，沿连接板处径向上下分别打入，角度和入土长度，必须满足设计要求。⑺、纵向连接钢筋尽量布置在格栅拱架内，当必须焊接