隧道施工方案

京福高速公路南平段一期工程NLA1合同段路桥集团第一公路工程局厦门工程处第页1-2-2-5.隧道工程1.工程概况堵兜隧道位于三福高速公路南平市境内NLA1标段，采用曲墙连拱隧道形式，隧道起迄桩号K1+335~K1+578，全长243米，隧道纵坡为1.54%，整个隧道位于左偏曲线上。1.1主要技术标准1.1.1设计车速：隧道几何线形与净空按80km/h设计。1.1.2隧道净空：1.1.2.1隧道净宽（单洞）：基本总宽度9.75m。1.1.2.2隧道建筑限净高5.0m，检修道净高2.5m。1.1.3本地区地震烈度为VI度，设计时按VII度设防。1.2地质概况：1.2.1地形、地貌：本隧道处于丘陵地区，路线横切一山脊鞍部，山体由厚层残积粘性土（全风化闪长岩）组成，未见弱—微风化基岩裸露。1.2.2水文地质条件：地下水主要为风化层孔隙—裂隙水，爱大气降水补给，地下水较贫乏，地下水位均在开挖隧道顶上，对隧道有一定的影响，施工时应设排水系统。1.2.3工程地质构造：隧道穿过的山体岩性单一，但与一高倾角老断裂重合，整个隧道段均在断裂破碎中穿行。1.3设计要点1.3.1洞口位置及洞门形式堵兜隧道进出口均采用削竹式洞门。1.3.2洞身衬砌形式：1.3.2.1S2-1初砌：在洞浅埋段、偏压段II围岩采用该类衬砌。1.3.2.2S2初砌：在II类围岩采用该类衬砌。1.3.2.3S0初砌：在洞浅埋段、偏压围岩段采用该类衬砌。1.3.3导洞支护形式：侧导洞采用锚、喷、网联合支护，配合钢架支护，并加超前锚杆。1.3.4防排水：京福高速公路南平段一期工程NLA1合同段路桥集团第一公路工程局厦门工程处第页隧道防排水以排为主、防排结合的综合治理原则。1.3.4.1防水工程：包括衬砌柔性防水工程及初砌漏水防治工程。A：衬砌柔性防水工程：在二次衬砌与喷射砼之间设置EVA复合土工防水板作为柔性防水设施。通常这种材料只设在拱部和侧墙。B：衬砌漏水防水工程①衬砌结构自身做成防水砼结构（抗渗标号不低于S6），添加防渗防裂砼膨胀剂（如FS型）。②工作缝采用如下方式防水：沉降缝和施工缝采用止水带（条）防水。1.3.4.2排水工程：包括衬砌背面排水工程、路缘排水工程以及洞顶截水工程。A：衬砌背面排水工程在喷砼与防水卷材之间环向设置MF12塑料盲沟，使水能沿环向管排到衬砌墙脚处，在墙脚处有纵向透水管，再用横向引水管将纵向管里的水引到隧道排水边沟。B：路缘排水工程在隧道路面两侧墙设排水边沟，将衬砌背后排水和路面积水收集起来排到洞口两端路基边沟中。C：洞顶截水工程：在隧道洞口适当位置设截水沟或挡水坝，使大气降水或地表溪流避免流入隧道。1.3.5路面设计：路面砼面板厚26cm，路面找平层为15.cm。2．施工场地及管线布置根据现场考察情况结合总体安排,隧道计划从进口向出口段施工，左、右隧道同时施工，因此施工场地及管线主要在进口端洞口附近，K1+264村头大桥的左侧临时用地内。3．施工准备隧道施工总工期15个月,进场后首先进行进口端的路基土石方施工，以便作为隧道开挖的施工便道及隧道出渣坑道。同时进行洞口防、排水工程,组织机具京福高速公路南平段一期工程NLA1合同段路桥集团第一公路工程局厦门工程处第页到位,部分材料进场。4．施工便道施工便道见临时设施布设。5．施工用电拟在隧道进口附近K1+264村头大桥的左侧临时用地内设一台400KW的变压器，另配2台220KW柴油发电机，用于隧道施工，洞内动力采用380/220V三相交流电。6．施工供风、通风、排水:隧道用风分别在左、右隧道口附近设80m3空压机站,供风管选用φ150mm无缝钢管。隧道通风拟在左右洞口附近各设置2台74KW防爆型轴流式通风机,φ1200软式风筒压入式供风,洞内排水采用修筑临时排水沟排水。7．施工用水在K1+264村头大桥的左侧临时用地内打井二口，直径1.5m，高扬程抽水机（二台）抽水，设置一个120m3高压蓄水池及一个40m3蓄水池（空压机用水）和一个24m3生活用水塔。洞外、洞内均采用φ125无缝钢管作为输水管并根据需要分段设置闸阀,以利延接管路及故障处理。8．场地布置临时房屋，拌合站，生产房屋及设备(如钢筋加工场、修理间、锻杆房、配电房等)主要在进洞口附近K1+264村头大桥的左侧临时用地内布设。生产、办公房屋建筑面积约2500m2。9．主要施工方法根据现场考察，结合实际情况，堵兜隧道采用一端掘进（进口→出口），采用中导洞先墙后拱法进行施工。隧道开挖由进洞口一端掘进，左、右线隧道同时施工，中导洞超前，先墙后拱，但左右洞开挖掘进相互应错开一段。根据围岩划分及支护方式的不同，确定各不同地段的施工方法。S2-1初砌：在洞浅埋段、偏压段II围岩采用该类衬砌。S2初砌：在II类围岩采用该类衬砌。S0初砌：在洞浅埋段、偏压围岩段采用该类衬砌。侧导洞采用锚、喷、网联合支护，配合钢架支护，并加超前锚杆。洞口施工：洞口暗挖时，一定要将其附近的边坡及仰坡进行锚喷加固处理。开挖时采用弱爆破或人工开挖的方式。京福高速公路南平段一期工程NLA1合同段路桥集团第一公路工程局厦门工程处第页各衬砌段开挖施工方案：根据新奥法施工特点，S1-2、S2衬砌段施工方案拟定采用超前注浆小导管留核心环状开挖法。人工开挖或弱爆破开挖。二次衬砌施工时机：复合式衬砌段施工时应严格按照新奥法的原则进行。对于S2-1、S2衬砌段当围岩变形过关，初期支护不足时，除应及时加强初期支护外，也可以加强二次衬砌参数或提前施工二次衬砌。二次衬砌采用12米长砼液压模板台车立模，砼罐车运输砼，液压砼输送泵泵送入仓，插入式振捣器振捣。每个开挖面配备1台凿岩台车，1台衬砌模板台车，1台侧倾式装栽机，1台挖掘机，5辆15—17吨自卸车，2台砼湿喷机。所有施工均按新奥法原理，组织信息化施工，通过监测反馈来验证或修改支护参数，严格按施工程序指挥组织生产。在生产安排上，以隧道掘进为主线，合理确定开挖步骤和循环进尺，保持各开挖工序相互衔接，同时积极安排防水处理，二次衬砌及时跟进平行作业。9.1.隧道施工测量隧道施工前对所交付使用的隧道轴线桩、平面控制导线点及标高控制水准点等按照图纸进行详细复测,并进行必要补充。洞内导线根据洞口支点向洞内作引伸测量,洞口支点纳入控制网内并满足测量精度要求。洞内测量采用导线法进行。中线点根据导线点逐段放样用全站仪施测。隧道开挖断面控制采用断面支距法,洞内高程控制由洞水准点引伸到洞内布设,布设间距50-100m。采用精密水准仪施测,所有洞口、洞内导线控制点、水准点都定期进行检查复核。9.2.洞口及明洞施工洞口采用暗挖法施工。堵兜隧道进洞口位于浅埋段、偏压围岩段，设计为开挖路段，开挖深度进洞口23m，路堑边坡段，全部采用明挖可能引起坍塌。洞口工程主要包括边、仰坡土石方、边、仰坡防护、端墙、翼墙等洞门圬工、洞口排水系统、洞口段洞身衬砌等。进洞口自路基挖方段挖中槽前进，开挖宽度以适宜机械操作为宜，待到隧道明洞庭湖段宜适当放宽开挖宽度，以保证中隔墙施工面，待挖至明洞处，向两侧切出整个开挖断面，并向后边退边开挖。在开挖前，首先进行洞口边、仰坡外的截水、排水及防护施工，当临时边坡、仰坡不够稳定时，采用喷锚网加固坡面，然后进行洞口土方开挖。开挖采用挖掘机配合自卸汽车配合运输。边坡、仰坡自京福高速公路南平段一期工程NLA1合同段路桥集团第一公路工程局厦门工程处第页上而下逐段开挖并及时支挡防护。对于需要爆破路段，采用小型松动爆破等控制爆破方法，以尽量减少对围岩的扰动。洞口土石方及排水工程完成后先进行套拱施工。套拱施工采用满堂支架现浇，拱部曲线部分用盖模法成型，砼集中拌合，泵送砼入模，套拱砼完成后进行管棚等超前支护施工，随即进行中导洞、洞身开挖，正常后，再进行明洞及洞门施工。洞口段施工安排在旱季进行。9.3、中导洞及中隔墙施工考虑中导洞开挖断面小，中导洞施工II类围岩处，采用反台阶施工，进口部位岩层较破碎，采用先用风镐开挖1m深后再进行钻爆施工。中导洞支护采用锚喷砼、架立钢拱架、挂钢筋网。中导洞的开挖及支护顺序为：9.3.1中导洞超前注浆小导管或超前中空锚杆9.3.2中导洞开挖9.3.3中导洞锚喷砼、架立钢拱架、挂钢筋网9.3.4灌注中隔墙砼。9.4、洞身施工为确保开挖洞室稳定和施工安全,对洞口浅埋段、偏压段II类围岩拟采用S2-1衬砌，对深埋段III类围岩段采用S2衬砌，留核心土环状开挖法施工。9.4.1其施工步骤如下：9.4.1.1右洞超前注浆小导管或超前锚杆9.4.1.2右洞上弧形导坑开挖9.4.1.3右洞拱部锚喷支护、架立钢支撑9.4.1.4右洞中核开挖9.4.1.5右洞下部开挖9.4.1.6右洞边墙、仰拱锚喷支护、架钢支撑及中隔墙侧边喷砼9.4.1.7设置U型钢临时支撑9.4.1.8右洞铺设环向盲沟及防水层、灌注仰拱9.4.1.9右洞灌注二次衬砌9.4.1.10左洞超前注浆小导管或超前锚杆9.4.1.11左洞上弧形导坑开挖9.4.1.12左洞拱部锚喷支护、架立钢支撑9.4.1.13左洞中核开挖9.4.1.14左洞下部开挖京福高速公路南平段一期工程NLA1合同段路桥集团第一公路工程局厦门工程处第页9.4.1.15左洞边墙、仰拱锚喷支护、架钢支撑及中隔墙侧边喷砼9.4.1.16设置U型钢临时支撑9.4.1.17左洞铺设环向盲沟及防水层、灌注仰拱9.4.1.18左洞灌注二次衬砌9.4.2主洞开挖顺序及爆破在进行主洞开挖时，右主洞开挖断面超前左主洞开挖断面不大于20米，上下台阶施工间距不大于20米。开挖采用钻爆法施工时,钻孔采用三臂凿岩台车进行,爆破采用光面控制爆破技术,爆破采用2#硝氨炸药,非电塑料导爆管方法进行毫秒微差有序起爆。具体操作为:按钻爆设计进行钻眼,装药、接线、引爆,钻眼前定出开挖断面中线,水平线和断面轮廓线,标出爆眼位置,钻眼完成后设专人检查,做好记录,合格后才能装药爆破。爆破后及时总结,调整钻爆设计参数,严格控制超欠挖数量,出碴采用侧倾装载机,自卸汽车运输的无轨运输方案。根据围岩条件,对于S2-1、S2衬砌段洞口、洞身开挖需要爆破路段,采用微震光面爆破技术或人工开挖，以尽可能减少超挖及减轻对围岩的扰动和破坏。进行掘进施工时,注意搞好超前地质预报,并严格按照短开挖、强支护、勤量测、早封密的施工原则进行。严格控制好开挖进尺。开挖用留核心土环状开挖、台阶长3-5m，围岩开挖进尺控制在0.5-1.5m以内。进行掘进施工时,注意搞好超前地质预报,按设计位置及角度采用7655型气腿式凿岩机钻孔,放入早强药剂,然后用钻机将锚杆顶入,并严格按照短开挖、强支护、勤量测、早封密的施工原则进行。严格控制好开挖进尺。9.4.3超前支护中导洞在30mII类浅埋段和173mII类深埋段超前支护采用的环向钢拱架是Φ25格栅钢筋拱架，纵向间距0.8m，纵向支护是φ25空注浆锚杆，单根长4m，环距80cm。主洞在30mII类浅埋段超前支护采用的环向钢拱架是25号U型钢拱架，纵向间距0.5m，173mII类深埋段超前支护采用的环向钢拱架是25号U型钢拱架，纵向间距0.8m，主洞纵向支护采用的是Φ50*5mm热轧钢管，单根长5米，环距0.5m(注浆加固）。超前支护（小导管注浆）施工工艺为：9.4.3.1导管定位；京福高速公路南平段一期工程NLA1合同段路桥集团第一公路工程局厦门工程处第页9.4.3.2按设计位置及角度采用凿岩台车钻孔,推进钻孔到设计深度；9.4.3.3利用高压水将孔内余渣清洗干净,以防塞管时卡管；9.4.3.4检查钻孔质量；9.4.3.5钻孔检查合格后,将钢管连续接长装入钻孔，由于接头是薄弱点，因此钢管连接要确保质量，以防开挖过程中脱节断裂，引起塌方，钢管连接可用小直径钢管插入大钢管后焊接；9.4.3.6堵孔注浆，堵孔质量的好坏，直接关系到注浆效果，堵孔包括钢管自身的封堵和钢管与孔壁之间空隙的封堵。一般在钢管最外端1.5米—2.0米范围内不设置注浆孔,孔口用一3—5毫米钢板凿孔焊接与注浆管等直径小导管来封堵,如下图所示:钢管与孔壁之间空隙的封堵利用自制工具将早强水泥砂浆塞入孔口