隧道洞身开挖及支护首件施工方案

公路建设工程隧道工程首件工程开工报告（洞身开挖及支护ZK2+370-ZK2+380）2016年4月25日武广衡山西站至衡山黄花坪公路工程施工技术方案申报批复单承包单位：合同号：监理单位：编号：致工程监理处：现报上《隧道洞身开挖及支护首件工程开工报告》（见附件），请予审查和批准。承包单位技术负责人：年月日[]审定[]转报[]同意附言：[]修改后再报[]不同意专业监理工程师：年月日[]审定[]转报[]同意附言：[]修改后再报[]不同意驻地监理工程师：年月日业主意见：签名：年月日隧道洞身开挖及支护首件工程施工方案一、编制依据1.1《湖南省干线公路建设推行质量安全“10+5”管理举措》的文件。1.2《公路建设工程两阶段施工图设计》。1.3已通过审批的《公路施工组织设计》、《隧道总体施工方案》、《隧道进洞方案》、《隧道施工安全专项方案》。1.4国家发布的相关行业标准。二、工程概况2.1工程简介隧道起点位于，距离107国道约5km，终点位于，距离107国道约500m。隧道为分离式单向交通隧道，左右洞中心间距18.5m。隧道净空为单圆10.25*5.0m,净空面积（含仰拱）为77.75㎡。左洞长575m进口里程为K2+355，出口里程为K2+930；右洞长540m进口里程为K2+360，出口里程为K2+900。隧道全线位于Ⅴ级围岩全、强风化花岗岩和Ⅳ级中风化花岗岩。双洞之间在K2+485(YK2+487)、K2+720(YK2+722)设两处车行横洞,车行横洞净空为4.5*5m，车行横洞中间段8.15m为带人防设备的横洞，尺寸为9.65*7.8m。右洞在YK2+438、YK2+838处设置两道人防封堵门。隧道左右洞均位于平面直线段，纵坡分别为1.106‰、1.118‰的上坡。2.2工程地质、水文2.2.1地貌特征隧道通过地段主要为剥蚀低山地貌，以山地为主。山顶高程为240.3m，山脚高程为117.0m，相对高差123.3，山坡坡脚较大，一般为30-45°，山丘之间发育季节性冲沟，发育较窄，一般为30-100m，冲沟较陡，纵坡降15-25°，植被较为发育，水土保持一般。2.2.2工程地质线路区大地构造位置位于南岳隆起带和新华夏系第二沉降带衡阳盆地北缘交接部位，主要构造体系为新华夏系，构造形迹展布方向为北东、北北东向。根据区域地质构造资料，区域构造简单，褶皱、断裂均不发育。区内地质构造活动不强烈，主要表现为低序次的舒缓褶皱及节理裂隙。区内无区域性断裂通过，未发现明显的新构造活动痕迹；隧道基本上是沿隆起带由东西展布，岩层呈单斜岩层特点；分布地层均属稳定地层，场地及区域地质稳定。具体如下：①左洞K2+355—K2+460、右洞YK2+360—YK2+480表层：耕表土，厚度0.50-0.80m；中层：砂质粘性土，硬塑，含石英砾石及少量伟晶岩或石英岩漂石或孤石，厚度分布不均，为5-8m；下层：全风化花岗岩，岩体结构完全破坏，呈砂状，厚度大，为10-20m；强风化花岗岩，岩石风化呈半岩半土状，碎块状，岩质软，厚度大。②右洞YK2+480-YK2+560表层：耕表土，厚度0.50-1.5m；中层：全风化花岗岩，岩体结构完全破坏，呈砂状，厚度大，为3-20m；中风化花岗岩，块状构造，夹较多石英岩，岩体完整，岩质硬，厚度5-40m不等。下层：强风化花岗岩，岩石风化呈半岩半土状，碎块状，岩质软，厚度大。③K2+460-K2+590上层：强风化花岗岩，厚度8-10m；中层：中风化花岗岩，块状构造，夹较多石英岩，岩体完整，岩质硬，厚度5-70m不等。下层：强风化花岗岩，厚度大。④左洞K2+590-K2+660、右洞YK2+560-YK2+600上层：全风化花岗岩，岩体结构完全破坏，呈砂状，厚度大，为10-20m；强风化花岗岩，岩石风化呈半岩半土状，碎块状，岩质软，厚度大。中层：中风化花岗岩，块状构造，夹较多石英岩，岩体完整，岩质硬，厚度5-70m不等。下层：强风化花岗岩，厚度大。⑤右洞YK2+600-YK2+660上层：中风化花岗岩，块状构造，夹较多石英岩，岩体完整，岩质硬，厚度70-80m不等;下层：强风化花岗岩，厚度大。⑥左洞K2+660-K2+930、右洞YK2+660-YK2+900表层：耕表土，厚度0.50-0.80m；中层：砂质粘性土，硬塑，含石英砾石及少量伟晶岩或石英岩漂石或孤石，厚度分布不均，为5-8m；下层：全风化花岗岩，岩体结构完全破坏，呈砂状，厚度大，为10-20m；强风化花岗岩，岩石风化呈半岩半土状，碎块状，岩质软，厚度大。2.2.3水文地质特征隧道位置地表水不发育，勘察期间场地内地表水体主要为隧道进口和出口处各分布一水塘，蓄水量均不大，施工期间可排干。地下水主要分孔隙水和基岩裂隙水两类。孔隙水主要存于隧道进出口山坡及沟谷地带耕表土层砂质粘性土中，与地表水贯通、互补，水量不大，水位、水量受季节影响明显，孔隙水以潜流及下降泉的形式排于溪沟及洼地中。由于隧道区位于分水岭部位，地表山坡无经常性水源，基岩裂隙水无稳定地下水位，埋藏较深，以大气降水直接补给为主。水量不大，仅雨季有水，旱季干涸，对隧道施工影响较小。三、选取首件工程3.1重点难点分析隧道全段位于Ⅳ、Ⅴ级围岩中，岩层节理发育且中风化花岗岩中含强风化夹层，施工难度及风险比较大。3.1.1左洞围岩级别分布：10m洞门+5m明洞+370mⅤ级(K2+370-K2+740)+40mⅣ级(K2+740-K2+780)+150mⅤ级(K2+780-K2+915)+5m明洞+10m洞门。3.1.2右洞岩级别分布：10m洞门+5m明洞+360mⅤ级(YK2+375-YK2+720)+40mⅣ级（YK2+720-YK2+760）+140mⅤ级(YK2+760-YK2+885)+15m明洞。3.2确定首件工程3.2.1通过对设计文件和实际情况的分析，我部选取龙过冲隧道左线K2+370--K2+380段的开挖及初期支护为首件工程。3.2.2龙过冲隧道K2+370--K2+380段为最先施工段且为V级围岩浅埋段施工难度大危险性大具有代表性，选取为首件工程可以修正施工方法和支护参数，为后续施工积累经验，便于标准化批量施工。3.3主要工程量首件工程土石方开挖1083.1m³，初期支护10m，V级围岩初期支护每延米设计施工参数及数量见下表。四、首件工程施工计划4.1工期安排施工时间2016年4月28日--2016年5月8日，工期10天。4.2人员、机械配备配置（1）施工管理人员一览表：序号姓名职务本项目负责1项目经理负责施工中进度、质量、安全等协调工作2项目总工负责施工中生产与技术上的协调工作3试验室主任负责施工中试验检测工作4物资部长负责施工中物资供应工作5安保部长负责施工中安全工作6隧道工程师负责现场技术7测量队长负责施工测量工作8质检部长负责施工中质检工作（2）施工队人员一览表：序号工种名称人数备注1施工队长1负责落实项目部制定的安全、质量、进度目标2技术员1协助项目部技术员落实质量控制方法，进行技术管理3安全员1具体落实项目部的安全管理制定，现场安全监督管理4钢筋加工班10钢拱架制作、安装5开挖班10洞身开挖6支护班30立架、钻孔、安装小导管和锚杆、喷射混凝土、注浆7挖机司机2机械驾驶8出渣车司机4机械驾驶9电工1临时用电检修10杂工4通风、排水以及现场配合（3）机械设备一览表：序号机械设备名称单位数量型号或额定功率1挖掘机台1反铲式2装载机台1柳工8553自卸汽车台4红岩金刚2904风镐台4G105砼湿喷机台2TK9616液压注浆泵台1Kby-50/707风钻台4天水28钻8空压机组420m3/min9发电机组台1800KW10电焊机台8BX50011钢筋切断机台1GQW40C12冷弯机台1LW22013作业台车台1自制14轴流式风机台255kw15水泵台3WQ-25五、施工方案5.1洞身开挖主要开挖方式为人工风镐配合挖掘机开挖，开挖后及时喷砼封闭岩面，钻设系统锚杆并采取型刚支护。断面开挖时严格控制核心土面积不低于开挖面的50％，当下部核心土开挖后立即施作仰拱形成封闭环。5.1.1主要施工顺序环形开挖上断面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ→施做上断面初期支护①→开挖上断面核心土Ⅳ→跳槽开挖下断面Ⅴ→施做下断面初期支护②→跳槽开挖下断面Ⅵ→施做下断面初期支护③→施做仰拱④→仰拱回填⑤→整体模筑混凝土二衬⑥环形开挖法横向施工工序示意图环形开挖法纵向施工工序示意图5.1.2施工技术要点1）环形导坑采用机械开挖人工配合，初期支护紧跟开挖及早封闭成环。左、右边墙导坑交错施工，边墙围岩不稳定时分两层开挖。下断面跳槽开挖，初期支护双侧交错落底，避免上半断面两侧拱脚同时悬空，单侧每次落底长度为3榀拱架。2）核心土在初期支护封闭成环后开挖。3）环形开挖进尺每循环进尺0.5m。4）施工中认真进行围岩量测工作，根据对围岩变化的观测及量测数据，考虑调整支护参数。5.2洞身初期支护初期支护为本隧道主要承载结构，Ⅴ级围岩地段由工字钢钢架、径向锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成。隧道喷锚支护施工工艺框图超挖是否≥10cm否施工准备通风清理危石冲冼岩面检查断面超欠挖初喷砼3cm打结构锚杆挂钢筋网有无质量问题安装钢架改进初喷砼10cm是有是否符合标准调整打超前锚杆并焊接喷砼到设计厚度围岩量测反馈、修正支护参数5.2.1喷射混凝土喷射混凝土施工示意图1）湿喷混凝土的喷射方法及施工步骤①施工准备工作，喷射混凝土施工前先将围岩表面的危石撬净，用高压风吹净岩面的浮尘和杂物，并喷水湿润喷射机料斗和喷射管道，同时检查喷射机及风路、电路是否正常。②按施工配合比拌合湿喷混凝土，要求搅拌均匀，并掺入适量的减水剂，检查混凝土的坍落度是否符合要求。③混凝土运输应采用机动小翻斗车或其它中小型车辆运输，要求运输时间不应超过5分钟，并在运输过程中不发生混凝土离析和漏浆现象。④混凝土加入料斗后，开动电源和高压风阀开始喷射作业。液态速凝剂由泵直接泵送至喷嘴口掺入。⑤混凝土喷射作业采用人工持喷管进行喷射，湿喷机风压应为0.45～0.7Mpa，喷头距受喷岩面距离宜为1.5～2.0m，喷管应与受喷面尽量保持垂直，若受喷面被格栅、钢筋覆盖时，可将喷头稍加偏斜，但不宜小于70°。⑥喷头运动方式：喷头应作连续不断的圆周运动，并形成螺旋状运动，1a边墙b拱部234561537拱部中心26拱脚线拱脚线48910后一圈压前一圈三分之一，喷射顺序应自下而上，呈“S”形运动，隧道内应先喷边墙，后喷拱部。如下示意图：⑦喷射厚度：初喷5cm，系统锚杆、钢筋网、型刚支护完成后复喷至设计厚度26cm。2）喷射混凝土质量控制和检查①混凝土喷层厚度控制，在受喷面上布置喷射厚度标志，施喷中以能覆盖标志确定是否达到要求厚度。②喷射手应熟练掌握基本施喷方法，必要时可在洞外进行试喷。③喷射混凝土质量检查主要是喷层厚度和混凝土强度检查，厚度检查可采用现场凿洞检查，5.2.2锚杆中空注浆锚杆工艺流程图1）锚杆施工合格定位施工准备钻孔吹洗检验配料插入锚杆和排气管注浆安装垫板螺帽按频率留样并检验抗拔力验收①钻孔：使用开挖台车，人工钻孔，钻孔前根据设计要求定出孔位，孔位偏差小于150mm。钻孔保证锚杆的方向、深度和间距，孔深不小于锚杆有效长度，但超长值不大于100mm；钻孔直径中空注浆锚杆为φ30mm。②洗孔：钻完孔后，用高压风吹净孔内岩屑，并检查钻孔深度；③锚杆安装：将锚杆体送入孔内，直达孔底，并注意转动杆体，锚杆尾端外露孔口10cm，以便和钢筋网进行焊接；④安装止浆塞：将止浆塞安装在锚杆尾端孔口部位；⑤压注水泥砂浆：砂浆锚杆压注水泥砂浆，采用注浆管将锚杆尾端与砂浆锚杆专用注浆泵连接，拱部、边墙采用双管排气法注浆，将内径Φ4～5mm，壁厚1～1.5mm的软塑料排气管同锚杆一起送入钻孔至孔底，并在孔外留1m左右的富余长度，然后将注浆管固定在孔口位置，并将孔口堵塞，在确认排气管畅通后，开始注浆，直到排气管不排气或溢出稀浆时停止，并将排气管拔出，待砂浆达到强度后安装垫板拧紧螺帽。2）注意事项①锚杆施工时严格按照工艺进行，保证锚杆孔内锚固剂