四川隧道工程初期支护专项施工方案

XX山隧道初期支护施工方案一、工程概况㈠、编制依据1.XX国道公路改建工程施工招投标文件、XX山隧道施工图纸、施工资料。2.国家和交通部现行的有关公路隧道工程的设计暂规、施工指南、JTGF80/1-2004《公路工程质量检验评定标准》，以及颁布的现行《设计规范》、和其它有关文件资料。3．投标书承诺的以及施组制定的本隧道安全、质量、工期目标和实施性施工组织设计。4．踏勘工地和现场实际情况。5.依据GB/T19001--2000质量标准体系、GB/T24001-1996环境管理体系和GB/T28001-2001职业健康安全标准建立的质量、环境和职业健康管理体系。㈡、编制范围XX山隧道XX112+521～XX112+561范围内的隧道洞身初期支护施工。㈢、工程概况及主要工程数量1、地形地貌隧道位于川XX高山区，横断山脉中段的大雪山脉与XX山脉之间，属于构造侵蚀高山地貌，地势起伏较大。隧道XX端（进口段）自然坡度为18。~44。：XX山端（出口段）自然坡度为29~33。隧道穿越的XX山山脊浑厚，两侧地势起伏较大，中部较为平缓，隧址区绝对高程4195~4636m，高差约441m。2、工程、水文地质特征⑴、地层岩性：隧道区范围内地层岩性为强风化板岩、变质砂岩，棱角状，粒径2~20cm,h含量约50-60%,其余为角铄和粉土，结构松散~稍蜜。厚度5.00~15.00m,分布于进出口段及地势较为低洼平缓段。三叠系上统XX组中段（T3Y2）:主要成分为含碳质绢云母板岩夹薄~中厚层状变质砂岩。⑵、地质构造特征及地震隧址构造部分处于北东向XX河断裂带，南东向XX断裂带，南西向XX~XX断裂带，西侧XX~XX断裂所构成的“XX-XX棱形”Ⅳ级断块中部，具体构造部位位于XX~XX地槽褶皱系XX冒地槽褶皱带XX背斜，该段动力变质作用较强，板理较发育，岩层揉皱强烈，隧址区岩层总体产状为191-207。∠61~78.。⑶、水文地质地下水主要为基岩裂隙水和松散岩类孔XIE水，富水性不均。主要接受大气降水补给，以泉形式向地势低洼及沟谷处迳流排泄。隧道最大涌水量为7490m3/d。根据水质分析资料，地下水对砼结构不具有腐蚀性。隧道区地表水为大气降水，泉水及高山雪融水补给，由于隧址区地势高坑，进出口端均为深切冲沟，排泄比较畅通，水量总体较匮乏，对隧道施工和营运无影响。⑷、气象资料本区属高原气候多变，干燥多风，雨量不多，日照较长，辐射强，年平均气温4~10℃；夏季极端最高温度35.9℃，冬季极端气温-15.9℃无霜期短。年降雨量1001.3-497mm；年雪冻时间长，最大冻深1.5米。二、工程进度计划和施工方案(一)、洞身支护施工计划如下：XX山隧道支护施工计划于2012年6月6日开始，2012年7月10日完成，工期延续1个月零5天+。（二）、XX山隧道支护方案1、隧道洞外控制测量隧道施工的平面和高程控制测量均按《测规》要求进行控制。施工前首先对设计单位提供的导线和高程控制点进行复测，将测量成果上报监理单位，经监理工程师批准后进行洞口投点及引线进洞的测量工作。利用设计单位提供的控制点，利用全站仪，建立四等导线控制网，并把隧道中线和横向轴线纳入控制网内以保证放样精度。采用精密水准仪按四等水准布设高程控制网。2、洞口段洞顶地表沉陷洞口段开挖前，在洞顶埋设混凝土桩及水准基点，纵向沿隧道中线间隔隔10～20米埋设一个砼桩，左右设一个砼桩，横向布点埋设砼桩（见图2-2-1），横断面点应充分结合实地地形。在洞口段开挖前，对量测点观测一次。开挖时并编制地表下沉位移－时间的关系曲线，绘制地表下沉位移－距开挖面距离的关系曲线，地面下沉量测用精密水准仪观测。3、洞内施工测量洞内控制导线与地表平面控制测量按同等精度建网，施工中线测量使用隧道在开挖和支护过程中，采用隧道激光断面仪对隧道各施工阶段的断面进行检测，保证隧道的结构尺寸。4、隧道洞身支护施工方案、方法XX山隧道单线隧道，隧道总长2238米，根据本隧特点及工程规模，为满足合同要求的工期、质量目标，结合我公司多年相关隧道的施工经验、施工能力及我国目前公路隧道先进的科技成果以及类似工程常规做法，采用如下总体施工方案：隧道洞口段洞身V级围岩复合衬砌类采取上中下台阶分部开挖，IV级围岩采用正台阶法开挖。出渣采用挖掘机配合侧翻式装载机装车，自卸车无轨运输。二次衬砌采用自行式全液压模板台车，台车长12m。砼采用自动计量拌合站集中拌和，砼搅拌输送车运至施工作业面，砼输送泵入模。施工工序图见附图一。㈠、总体施工方法隧道进出口同时开工，分别从两端相向掘进施工。本隧道穿越的地层为V、Ⅳ级围岩，按新奥法原理组织施工软岩地段，坚持“弱爆破、短进尺、早支护、快封闭、紧衬砌”的原则。在施工中积极应用国内外隧道施工新技隧道上台阶开挖及支护（留核心土）洞口地质钻孔隧道中台阶左侧墙开挖及支护隧道中台阶右侧墙开挖及支护隧道下台阶左侧墙开挖及支护隧道中台阶右侧墙开挖及支护仰拱开挖仰拱支护封闭成环洞口开挖至中台阶底明洞墙支护上台阶进3~5m中台阶左侧进3~5m中台阶右侧进3~5m洞口开挖至下台阶底明洞墙支护下台阶左侧进3~5m下台阶右侧进3~5m地质条件差小导管注浆加固地基术、新工艺，投入足够机械设备组织挖、装、运、支护、衬砌等机械化流水作业线。施工中进行超前地质预报，采用先进的量测、探测技术取得围岩状态或一次衬砌参数，通过数据分析处理及时反馈指导施工。隧道围岩概况围岩类别明洞ⅤⅣⅢ段落长度(m)/百分比(%)单线隧道33/1.5134/62071/92.50根据XX山隧道围岩类别及设计断面、纵向设计坡度，结合投入的施工力量和多年积累的隧道施工经验，拟定具体施工方法如下：i、隧道洞口段V级围岩初期支护段设计为Ф108超前大管棚，拱墙为Ф25中空注浆锚杆。I18型钢钢拱架及钢筋网喷C25砼形式，IV级围岩段设计为Ф25中空注浆锚杆、格栅拱架及钢筋网喷C25砼形式。为满足工期要求，隧道同时开挖、支护、衬砌施工。每作业面掘进V级围岩60m/月，Ⅳ级围岩90m/月，初期支护紧随开挖进行。㈠、I18型钢架和HW175型钢钢架及格栅拱架施工V级围岩地段采用I18和HW175型钢架初期支护，IV级围岩设计采用格栅拱架施工初期支护。型钢架在洞外按设计加工成分部构件，在洞内连接成整体。洞内安装在初喷砼挂钢筋网之后进行，与中空（砂浆）锚杆焊接。I18型钢架或HW175型钢架间设纵向连接筋，型钢架必须安放在牢固的基础上，架立时垂直隧道中线，当钢架和初喷砼间间隙过大时设置混凝土或石垫块。1、现场加工制作⑴、型钢架按设计要求预先在洞外钢材加工场加工成型，先将加工场地进行硬化，按设计放出加工大样。⑵、加工时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割的加工余量，将U型钢架型钢冷弯成型，要求尺寸准确、弧形圆顺。⑶、型钢架加工后进行试拼，允许误差：①、沿隧道周边轮廓误差不大于3cm：②、各单元用螺栓连接，螺栓孔眼中心间距误差不大于±5mm：③钢拱架或格栅拱架平放时，平面翘曲应小于±2cm。2、型钢拱架架设工艺要求⑴、为保证型钢架置于稳固的地基上，施工中在型钢架基脚部位预留15～20cm原地基，架立钢架时挖槽就位，软弱地段在型钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力。⑵、型钢架平面垂直于隧道中线，其侧斜度不大于2度。型钢架的任何部位偏离垂线不大于5厘米。图4-1钢架施工工艺流程图⑶、型钢架按设计位置安设，型钢架与围岩（或垫块）接触间距不应大于50毫米。(4)、为增强型钢架的整体稳定性，将型钢架与定位锚杆焊接在一起。沿钢拱架设直径为Ф22mm的纵向连接钢筋，环向间距0.9米。(5)为使型钢架准确定位，拱架架设前均需预埋定位钢筋。系筋一端与焊接在一起，另一端锚入围岩中0.5-1米并用砂浆锚固，当型钢架或格栅钢架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。(6)型钢架架立后尽快喷射混凝土作业，并全部覆盖，使型钢架与初期初喷定位锚杆施工中线标高测量清除底脚浮碴钢架加工、质量验收钢架预拼分部安装钢架与定位锚杆焊连定位设锁脚锚管锁定加设鞍形垫块安装纵向连接筋挂钢筋网复喷混凝土围岩监控量测支护共同受力。3、防止钢架下沉的措施拱部开挖安装型钢拱架后，由于及各部开挖拉开了一定距离，钢架短时间内不能全断面闭合，有可能会出现拱顶钢架下沉，导致围岩失稳或侵入衬砌界限，因此在施工过程中需加强对钢架安装以后的监控量测，必要时采取有效措施进行加固，以防止拱顶钢架下沉。具体措施如下：⑴、加强对钢架的径向固定措施钢架安装采用与系统锚杆和专门施作的定位锚杆进行固定，确保钢架环向间隔1m均有一根定位锚杆，专门施作的定位锚杆长度视围岩地质特性确定，用砂浆锚固后进行抗拔力试验，确保锚杆轴力能够承受钢架自重。另外，要加强锚杆和钢架的焊接质量，确保钢架和锚杆连接紧固。两榀之间的环向连接钢筋必须按照设计间距进行焊接连接，同样要严格保证焊接质量。⑵、加强对钢架的锁脚固定措施由于采用分部开挖方法，拱部钢架安装后，钢架暂时不能全断面封闭成环，拱部钢架必须采取锁脚措施，将钢架两底脚牢固锁定，以防止钢架下沉或两底脚回收，Ⅴ级采用Φ42钢花管L=4.5米锁脚，Ⅳ级钢架锁脚采用两根L=3.5m的Φ22锁脚锚杆锁定，压注水泥浆液进行锚固。⑶、加设钢架基础连接纵梁，扩大开挖底脚，防止钢架悬空为防止钢架下沉，视地质情况，必要时在拱部钢架底脚增设连接纵梁，纵梁采用型钢，与钢架底脚采用焊接连接，以增加钢架底脚的承截面积。另外，为防止下部开挖时造成钢架悬空，上部开挖时，适当对钢架安装底脚部分扩大开挖，以保证钢架能够坐落在基底上。⑷、及时喷射混凝土进行覆盖钢架安装完成后，及时进行喷射混凝土，喷射时分层、分段进行，并确保混凝土覆盖钢架厚度至少5cm以上。⑸、加强对钢架的应力和变形监测钢架安装后，加强对钢架的应力和变形观测，对钢架所承受的应力以及变形速率和位移进行监测，通过反馈数据分析，测定钢架的稳定性能，一旦发现钢架有下沉或变形失稳的趋势，立即采取加固措施进行处理，同时依据反馈信息进行方案的修正和优化。⑹、防止施工过程中的碰撞和损坏机械开挖时，为防止挖掘机等大型机械对已支护好钢架进行碰撞和冲击，造成钢架损坏，因此，开挖时，要委派专人对开挖作业进行指挥，严格限制机械作业界限，以防止碰撞钢架。㈡、锚杆施工Ф25中空注浆锚杆施工Ф25中空注浆锚杆系统施工，直接加固围岩，增加成洞能力。Ф25锚杆长度、间距按设计要求施工。锚杆施工采用YT-28凿岩机作为钻孔机具，钻头采用合金钻头。锚杆施工要求如下：1、锚杆按设作业应在初喷砼后及时进行；2、钻孔前的准备工作：⑴、检查锚杆类型、规格、质量及性能量是否与设计相符。⑵、准备好钻孔机具。⑶、钻孔前根据设计定出孔位、角度做出标记，孔位允许偏差为15mm。⑷、锚杆安装前先清孔，排除岩屑残渣。利用钻机将安装好锚头的中空锚杆顶入钻孔，在杆尾安装垫板螺母固定锚杆。锚杆外露长度应小于5%。⑸、锚杆注浆时采用注浆机注浆。浆液采用监理工程师批准的水泥浆，注浆压力为0.5-1.0Mpa,浆液完全冲填锚杆与围岩间隙，孔口设置止浆塞。⑹、锚杆注浆达到设计强度后,每300根作一组抗拔力试验,每组3根,每根锚杆抗拔力不低于设计规定。图4-2中空锚杆施工工艺流程图2、施工要点为增加中空锚杆的紧固效果，采用先插杆体后注浆法施工，孔径比杆径大15mm，孔位允许偏差为±15mm；孔深允许偏差±50mm，钻孔方向应与初喷混凝土面垂直，孔钻好后用高压风冲洗干净，并用塞子塞紧孔口。锚杆及粘结剂材质应符合设计要求，锚杆应按设计要求尺寸截取，并整直、除锈和除油；粘结砂浆应拌合均匀，并调整其和易性，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完；先插杆后注浆时，注浆管应与锚杆端头连接紧密，开始注浆。杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。注浆是否饱满，可根据孔口是否有浆溢出，杆体到位后要用止浆塞在孔口堵住。㈢、Φ6.5钢筋网隧道初期支护钢筋网采用Φ6.5钢筋，网格间距Ⅴ级为15cm×15cm。1、施工方法针对开挖断面的形状，采用场外制作网片，然后现场拼接，与岩壁紧贴锚杆制作各项工前准备锚杆钻机就位钻锚杆孔钻孔角度