2017年隧道工程施工方案及施工方法(规范)

玉扳手科技1隧道工程施工方案及施工方法1隧道工程施工方案隧道主要工序施工方案和配置的主要机械设备见表1-1主要工序施工方案和配置的主要机械设备表主要工序名称主要施工方案简述主要设备配置开挖1、明洞段采用分层明挖法施工；2.Ⅱ级围岩采用正台阶法施工；3、Ⅲ级围岩采用正台阶法施工；4、Ⅴ级围岩、断层破碎带采用单侧壁导坑法施工；开挖均采用光面爆破技术，凿岩台车和人工风动凿岩机钻眼相结合，人工装药，微差爆破。YT-28型风动凿岩机/10台20m3/min电动空压机/2台出碴及运碴装碴以装载机为主，挖掘机配合，自卸汽车运输。装载机/2台挖掘机/1台自卸汽车/4台初期支护锚杆采用凿岩台车打眼，注浆机注浆，喷混凝土采用湿喷技术，集中拌制混凝土，混凝土搅拌输送车运送。TK-961型湿喷机/2台2TGZ-60/210注浆机/2台豫龙28弯拱机/1台二次衬砌采用仰拱填充与二次衬砌紧跟施作，自制轨行式作业台车铺设防水层（采用无钉铺设技术）、人工绑扎钢筋，轨行式液压整体衬砌台车（长12m）模筑衬砌，混凝土集中拌制，搅拌输送车运输，混凝土输送泵泵送混凝土，插入式振动棒振捣。整体式衬砌台车（12m）/1台自制轨行式作业台车/1台60m3/h混凝土拌和站/1套HBT60混凝土输送泵/1台6m3混凝土输送车/3台插入式振动棒/8台玉扳手科技2隧道路面采用分块整幅浇注形式，机械摊铺，人工配合机械振动。混凝土路面振动梁摊铺设备/2套路面磨光机/2台混凝土真空吸水机/2台混凝土切缝机/2台混凝土刻纹机/4台平板振动器/6台2隧道工程施工方法2.1洞口工程⑴洞口土石方洞口土方开挖采用明挖法由上到下分层开挖，见图1-1所示。施工前根据设计图及洞口的具体地质情况确定洞口加固处理方案，然后进行刷坡。边、仰坡开挖自上而下采用人工配合挖掘机进行开挖，装载机配合，自卸汽车运碴至弃碴场。开挖时要确保边坡的平顺和稳定，尽量避免超、欠挖和对边坡的过大扰动。如遇石质需爆破开挖，则采用微松动控制爆破，严格控制炸药用量，加强防护和安全警戒工作，确保不影响周边群众的生活。松软地层开挖边坡、仰坡时，做到随挖随支护，随时监测、检查山坡稳定情况，加强防护。⑵洞口防排水工程仰坡环形截水沟于洞口土石方开挖前完成，尽早起排水作用，使洞口及仰坡稳定。2.2明洞及洞门工程流程：测量放线→明洞开挖→仰拱衬砌→衬砌台车就位→绑扎钢筋→浇注混凝土。施工方法：明洞开挖施工同洞口开挖，明洞基础要落在稳固地基上，如在土层上，须挖至基岩，用浆砌片石或素砼回填找平。明洞衬砌采用液压钢模衬砌台车全断面一次衬砌，外模及外支撑采用定制木模和钢管支撑，整体式灌注。砼采用现场拌合站拌制，砼运输车运到工作面，砼输送泵泵送入模。其具体施工方法同暗洞洞身衬砌，并加强各部位的内外支撑，防止移位。明洞防水层按设计要求ⅣⅢⅡⅠ1∶m1∶m图1-5洞口土石方明挖施工顺序图图1-1洞口明挖作业示意图玉扳手科技3施做，可根据实际情况在外铺一厚3cm的水泥砂浆保护层。防水层在明洞外模拆除后采用人工进行。墙背填充采用浆砌片石，墙背回填两侧同时进行，拱背回填对称分层夯实，由于回填量不大，采用人工配合小型机具进行回填。在回填土石上设粘土隔水层。明洞仰拱、铺底、水沟、路面施工同暗洞施工。施工工艺：施工技术要求：①灌注砼前复测中线和高程，衬砌不得侵入设计净空线。②按断面要求制作定型挡头板、外模和骨架，并采取防止跑模的措施。③浇注砼达到设计强度70%以上时，方可拆除内外支模架。④在外模拆除后立即作好防水层。⑤明洞回填每层厚度不得大于0.3m，其两侧回填时的土面高差不得大于0.5m。夯实度不小于93%，洞顶以上最大填土高度不超过3.5米，回填至拱顶齐平后，立即分层满铺填筑至要求高度。⑥明洞回填在衬砌强度达到70%后进行。⑦拱背回填作粘土隔水层时，隔水层与边、仰坡搭接良好，封闭紧密，防明洞开挖明洞衬砌仰拱开挖修筑仰拱铺底及水沟路面防水层回填土石方及洞背圬工排水设施粘土隔水层明洞施工工艺流程图一般明洞玉扳手科技4止地表水下渗影响回填体的稳定。2.3超前支护2.3.1超前小导管施工小导管注浆施工流程为：钻孔→清孔→顶入加工好的钢管→注浆→检查。小导管超前支护作业参见图1-2所示。图1-2小导管超前支护作业示意图⑴测量放线，确定小导管位置。⑵钻孔台车就位打孔，小导管采用φ75的导孔，打孔辐射角度、间距、长度要符合设计要求。钻孔完毕经清孔、检查合格后，利用钻机的冲击和推力将小导管沿引导孔顶入，逐节接长钢管至孔底。⑶小导管前端3.5m范围内按梅花形布置钻6mm左右的小孔，顶端做成锥型，以便顶进。打设完毕后，注水泥水玻璃浆液，其配合比严格按设计图纸执行，并经试验确定，注浆压力控制在0.6Mpa～1Mpa之间，注浆结束用水泥砂浆封口。⑷小导管应注意两次循环之间的搭接不宜小于1.2m。⑸顶进过程应随时注意防止堵孔、坍孔。⑹注浆时注意注浆压力的变化，压力达到设计值且不再吞浆后，即可停止注浆。⑺注浆结束后，检查注浆效果是否达到设计要求，如未达到应进行补孔注浆。2.3.2超前锚杆施工小导管注浆纵断面布置图小导管注浆横断面布置图小导管长L环向间距aααα前进方向≮1.2m玉扳手科技5⑴钻进：采用台车或手持式凿岩机将安装好钻头的锚杆钻进至设计深度。(锚杆如需加长，可用联结套进行联结，然后通过钻机钻进)。⑵卸下钻机，安装止浆塞，将其安装在锚孑L内离孔口25cm处。特殊情况如注浆压力较大或围岩太破碎，也可用锚固剂封孔。⑶通过快速注浆接头将锚杆尾端与注浆泵相连。⑷开动机器注浆，待注浆饱满且压力达到设计值时停机。注浆压力根据设计参数和注浆机性能确定。灰砂比参考值：1：0—1：1，水灰比参考值：0．45—0，5：1。⑸根据设计需要，及时安装垫板和螺母。2.4洞身开挖2.3.2.4.1开挖方法开挖方法及开挖顺序见表1-2。表1-2开挖方法及顺序表ⅠⅡⅢ级正台阶法②下半断面开挖Ⅱ①上半断面开挖ⅠⅣⅢⅡⅠ临时支撑⑤下半断面右边部开挖Ⅳ④下半断面左边部开挖Ⅲ③上半断面后行导坑开挖Ⅱ，②设置临时支撑，与初期支护①上半断面先行导坑开挖Ⅰ单侧壁导坑法围岩类别开挖方法示意图开挖顺序说明Ⅴ级Ⅱ级①上半断面开挖Ⅰ②下半断面开挖Ⅱ台阶分部法ⅡⅠ闭合爆破前拆除临时支护注：地质差时，下半断面采用可跳槽开挖玉扳手科技6Ⅴ级围岩CD法开挖作业循环时间表序号工序名称Ⅴ类围岩1测量60min2超前小导管240min(按进尺平均到每一循环)3钻孔240min4装药爆破150min5通风排烟60min6清理危石60min7初喷90min8出渣240min9支护300min10循环进尺1.5m11日进尺1.5m12月均进尺45mⅢ级围岩CD法开挖作业循环时间表序号工序名称Ⅲ类围岩1测量40min2钻孔240min3装药爆破120min4通风排烟60min5清理危石40min6初喷60min7出渣180min8支护180min9循环进尺3m玉扳手科技7Ⅱ级围岩全断面开挖作业循环时间序号工序名称Ⅲ类围岩1测量40min2钻孔150min3装药爆破60min4通风排烟60min5清理危石30min6出渣120min7支护120min8循环进尺3.5m9日进尺7.0m10月均进尺210m2.4.2钻爆设计爆破全部采用光面爆破技术，设计参数见表1-3：表1-3光面爆破参数表参数围性饱和单轴抗压极限强度Rb（MPa）装药不偶合系数D周边眼间距E（cm）相对距E/V周边眼装药集中度q（kg/m）软岩≤302.00～2.5030～500.5～0.80.07～0.15中硬岩30～601.50～2.0045～600.8～1.00.20～0.30硬岩＞601.2～51.5.70～850.8～1.00.30～0.3510日进尺4m11月均进尺120m玉扳手科技8炸药选用2#岩石硝胺炸药（遇有水时选用乳化炸药），塑料非电毫秒雷管起爆，每循环进尺Ⅱ级围岩控制在200～300cm之间，Ⅲ级围岩控制在150～250cm之间，Ⅴ级围岩控制在100～150cm之间，具体应视围岩情况定。炮眼由掏槽眼、辅助眼、周边眼组成，其设计主要参数如下：⑴掏槽眼掏槽眼采用楔型掏槽形式，其布置见图1-3所示。图1-3掏槽眼布置示意图为提高爆破效果，在1号眼上下各打一个中空孔，中空孔采用水平钻机打眼，孔径=10cm，打眼深度一次可达10余米，既是中空眼也作为地质超前探孔。⑵辅助眼辅助眼布置参数为：钻孔直径d=42mm；炮孔间距a=70～90cm；最小抵抗线W=70cm；孔深=进尺长度+10cm；药卷直径采用φ32mm。为提高爆破效果，减少粉尘。掏槽眼、辅助眼采用水压爆破新工艺，水压爆破装药结构见图1-4所示。φ100中空孔434214234进尺深度+20剖面立面炸药水袋约30cm约30cm炮泥玉扳手科技9图1-4水压爆破装药结构示意图⑶周边眼周边眼布置参数为：炮眼直径d=38mm；间距：35～60cm，孔深=进尺长度+10cm；装药均采用φ20的小药卷间隔装药，装药结构见图1-8所示。图1-5周边眼装药结构图开挖前进行测量放样，采用全站仪和水准仪，标出开挖中线和标高,画出炮眼位置。在钻爆施工中，针对不同的围岩并结合施工现场情况要不断地进行优化，每一循环爆破后，对爆破效果评估，包括炮眼利用率、残留率、药量大小、装药结构、爆破深度、抛碴距离及碴块大小等，通过统计、评估优化爆破设计，从而提高爆破效果，减少对围岩的扰动，充分发挥爆破后围岩的自稳能力，确保施工安全，提高施工生产率。参考以上爆破参数，在爆破作业前进行专项爆破试验结合实际情况进一步调整爆破参数及爆破方案。2.5出碴出碴是影响进度的主要工序，合理地配备机械设备是提高效率的关键。出碴作业流程：爆破后进行通风排烟、排险、洒水降尘→装载机、自卸汽车就位→装碴→运碴→在专人指挥下进行卸碴。爆破后，及时进行通风排烟和洒水降尘，炮响至少15min后，且掌子面的能见度达到要求时，方可安排人员进入排险。降尘采用洒水降尘的方法，在距掌子面约20m和30m左右各设1道水幕降尘器，当点炮后人员撤离时打开阀门，炮响15min后关闭，以清除爆破等作业所底药导爆管起爆雷管堵塞炮泥竹片药卷导爆索玉扳手科技10产生的粉尘和溶解部分有害气体。水幕降尘见图1-6所示。当通风排烟、洒水除尘及排险结束，安排装载机、自卸汽车、挖掘机就位，进行出碴作业。出碴采用装载机出碴，挖掘机配合，自卸汽车运碴的方案，作业见图1-7所示。图1-7洞内出碴、运输作业示意图2.6初期支护隧道开挖后，初期支护必须紧跟，以便及时形成支护作用，充分发挥围岩的自稳能力。本隧道设计初期支护主要有：φ22药卷锚杆、中空注浆锚杆、型钢支撑、格栅钢架支撑和网喷混凝土，施工中有单独支护形式，也有复合支护形式。图1-6水幕降尘装置示意图＞10mAA喷头A—A喷头玉扳手科技112.6.1初喷混凝土当出碴结束后（当地质很差，应在出碴前），立即进行初喷混凝土，尽快封闭岩面，有效控制围岩松动变形。喷射采用湿喷法。初喷前，清除岩面松石和杂物。初喷时，因岩面不平往往不易与喷射混凝土粘帖，应适当减小灰骨比，以利于粘结和减少回弹。⑶喷射混凝土喷射混凝土作业采用分段、分片、分层依次进行，喷射时先将低洼处大致喷平，再按自下而上顺序、分层、往复喷射，后一层应压在前一层的一半。喷射混凝土施工流程见图1-8所示。2.6.2药卷锚杆施工药卷锚杆施工采用先注浆后插锚杆的方法，施工工艺流程为：材料准备→钻孔→清孔→注浆→安装锚杆。⑴材料准备锚杆：选用符合设计要求的Ⅱ级高强度的螺纹钢筋，下料前仔细核对图纸，下料的长度等应满足要求。锚固剂⑵钻孔锚杆孔的位置、角度、深度都要满足设计图纸要求，并按梅花形布置，孔的直径应大于锚杆直径的1.5cm以上。⑶清孔锚杆孔钻孔完毕进行清孔，清孔采用高压风进行，确保孔内无松碴、积水。⑷注浆砂细骨料水泥水外加剂搅拌机空压机喷头液体速凝剂湿喷机受喷岩面图1-8湿喷混凝土作业流程图玉扳手科技12注浆采用压浆机注浆，水泥砂浆的浆液配制由设计并经试验确定，一般为：水泥∶砂∶水=1∶1～1.5∶(0.45～0.5)(质量比)