隧道施工方案

叙岭关隧道工程施工技术方案一、工程概况(一)隧道结构形式叙岭关隧道为分离特长隧道，本合同段为叙岭邻关隧道黔川界端，隧道设计时速为80km/h。叙岭隧道左线长1805m，围岩分布为Ⅳ(1519m)+Ⅴ(286m)。叙岭隧道右线长1765m，围岩分布为Ⅳ(1469m)+Ⅴ(296m)。隧道采用初期支护与二次衬砌相结合的复合衬砌形式。洞内防水采取土工布+隧道专用防水卷材（EVA）+衬砌自防水抗渗混凝土，施工缝采用带注浆管遇水膨胀止水条并涂刷界面剂，沉降缝处设E5桥式橡胶止水带。洞内路面设计为复合式路面（隧道洞口端400m）及水泥混凝土路面（隧道洞身段）（二）地质条件围岩类别以Ⅳ、Ⅴ级为主，洞口及断层附近为Ⅴ级围岩。隧道穿越灰岩、钙质泥岩、及少量泥岩、碳质泥岩、煤层、煤线。（三）不良地质现象本合同段隧道不良地质现象表现为F1、F2、F3三大断层，洞内塌方及涌水、突泥、溶洞及瓦斯。二、施工方案（一）施工原则隧道按“新奥法”原则组织施工。施工前对隧址区域进行地质、水文、气候及地方民情文化进行调查，制定最合理的施工方案。施工中坚持“管超前、弱爆破、短进尺、强支护、勤量测、”的原则，严格控制循环进尺和爆破震动速度，要始终不一地坚持“随挖随支护”和“先喷后锚”的原则进行施工。开挖前首先进行大管棚或小导管超前支护（必要时进行地质超前预报）；开挖中坚持光面爆破或机械直接开挖（Ⅴ级围岩、破碎带），控制超欠挖，尽量减小对围岩的扰动，充分利用围岩自身的承载力；开挖后及时施作以钢架、喷锚为核心的初期支护，尽快形成封闭环，以控制围岩变形发展。施工中重视围岩监控量测工作和地质超前预报，做到信息化施工。（二）施工方案根据隧道洞外地形、隧道地质条件、安排的施工工期及施工原则，隧道施工方案归纳为以下几点：1．组织经验丰富的隧道专业施工队分别施工叙岭隧道左右洞。2．明洞施工采用明挖法，在非雨季时进行。首先进行四周截排水沟的施工，完善临时排水体系后，分层进行基槽开挖。然后浇筑洞身混凝土，养护达到设计强度后，拆除支架，两侧对称回填。3．洞口段施工：利用旱季，对隧道进出口先用人工清除表层松土，采用挖掘机或弱震爆破分层开挖洞外土石方，并及时进行边、仰坡挂网喷砼防护。洞口段暗挖30m后由洞内向外浇筑衬砌，施做明洞衬砌，并两侧对称回填，修筑洞门，完善洞口排水体系。4．暗洞采用上下台阶开挖法，必要时在超前支护的围护下，采取挖掘机和装载机直接开挖或弱爆破开挖，初期支护及时封闭成环。多功能台架配备凿岩机钻眼，预裂或光面爆破设计，非电微差毫秒导爆管起爆。5．坚持机械化施工，形成开挖(钻、爆、运)、支护(拌、锚、挂、喷)及衬砌(拌、运、灌)三条机械化作业线。6．出渣：每个作业面装碴采用1～2台ZL50C侧卸式装载机，安排4～6台10t自卸汽车运输弃渣。7．支护：喷砼采用洞外强制式拌合机集中拌合，砼搅拌运输车运输，砼湿喷机湿喷法施喷；锚杆采用自制锚杆作业台架，7655风枪钻孔，专用注浆泵注浆；工字钢钢架冷弯加工成型，洞内拴接成拱。8．通风：采用管路压入式通风，选用大风量、中高风压的风机，风量2400m3/min；风管直径选用110cm，风机前100m用铁皮管，以防止风机起动时气锤效应对风管的冲击破坏，其余地段均采用高强、阻燃抗防静电软管，节长30m～50m，接头为拉链式。9．加强围岩监控量测，设置专职机构及人员，负责围岩监控量测的数据采集、整理和分析，正确指导初期支护和二次衬砌的时机。配备地质超前预报系统进行超前地质预报，用地质雷达进行验证。三、施工安排(一)施工任务划分及队伍安排叙岭关隧道按左右洞两个作业面组织施工。(二)进度计划及工期叙岭关隧道计划用25个月完成洞内开挖、支护、衬砌、洞内水沟、电缆沟槽、洞内路面、装饰及洞门洞口等所有工作。(三)主要材料数量及供应计划由于施工现场狭窄，存量有限，故除个别特殊材料提前3个月订货外，并及时催交。砂石料、水泥、钢材等按30天用量储备。在雨季、汛期到来前，备足3个月的用砂、用石量。对业主提供的材料，提前1个月上报计划，并由专人负责联系和验收。四、施工场地平面布置为保证安全，施工队伍驻地远离施工洞口；根据洞外场地条件，设置值班室、钢筋、钢架加工棚、混凝土拌和站、空压机房、变压器及配电房，山顶的高压水池及污水处理池。洞外按地形地势条件及现场实际情况布置，施工驻地及临时设施，以保证隧道施工所需风、水、电以及材料供应的需求。五、施工方法及施工工艺（一）施工测量隧道测量包括控制测量和施工测量，由于各自的用途、精度要求不同，采用的测量仪器和施工方法也不同。1、控制测量施工中，导线控制测量采用全站仪测设控制导线点，高程控制点采用自动安平水准仪测设，按如下方法进行。①洞身开挖前做好洞外水准点、中线点、精密三角网或精密导线网的布设和校核工作，并制定出定期复核的工作制度。②据隧道长度、拟定的贯通里程、贯通误差要求，求算导线测距精度、测角精度以及水准测量精度。○3认真进行内业，平差计算。○4根据洞身开挖进展，布设洞内控制导线，后视方向长度不小于300米，洞内用中线法测量其中线点直线不小于100米，曲线不小于50米。○5将测设结果汇总，报监理审查。○6贯通后，将洞内导线继续延测，测定贯通误差，并按《施工规范》要求进行贯通误差调整。2、洞内施工测量洞内施工测量采用全站仪进行。施工中，洞内临时中线及标高测量由洞内控制点引测。①开挖时，采用全站仪测定断面圆心，同时用水平仪测定起拱线高程，控制隧道坡度。②衬砌前，用全站仪自洞内控制点设立中线点和高程点,用于校正衬砌台车，每10m一点，高程点设于起拱线部位。立模前要复核中线高程，保证桩点正确无误未受破坏。（二）洞口与明洞施工洞口段位于陡峭的山体上，洞口上方存在较大的危岩体，处理不当，将对隧道施工产生较大危害。针对隧道洞口段的地质、地形条件，洞口段施工方案归纳为以下几点：1．完善洞口段防排水系统洞口段施工前，沿设计开挖线外布设截、排水沟，完善洞口施工范围的防排水系统，将洞口附近地表水引排至施工范围以外。2．洞口段处理在完成防排水系统后进行边仰坡的开挖，在堆积层采用挖掘机和人工风镐开挖，并预留人工刷坡层；需爆破开挖处，采用预裂弱震爆破技术，减小对边仰坡及附近岩体的扰动，影响其自然稳定。边仰坡的开挖自上而下逐阶进行，边开挖边进行挂网喷混凝土防护坡面。3．模筑套拱洞口边仰坡坡脚开挖后，由于岩层临空面多，应力重分布复杂，易发生岩体滑塌。暗挖进洞前，首先在洞门位置架立钢支架、绑扎钢筋、安装模板，检查无误后浇注厚50cm的套拱砼。在浇注套拱砼时按管棚间距及外插角预埋好导向钢管，而后按设计要求进行洞口段Ф108大管棚超前支护，压注水泥浆，加注“水泥—水玻璃”双液浆加固地层。4．开挖洞口段暗挖按“分台阶、短进尺、弱爆破”的原则组织施工，在完成套拱及超前管棚注浆后，采用正台阶、预留核心土进行开挖，每次进尺0.7～1.0m，采用挖掘机或风枪钻密孔，弱震切割爆破。5．强支护开挖完成后，及时喷5cm厚素砼封闭围岩和开挖面，再施工环向系统锚杆，而后挂网、架立钢架、加设超前导管，复喷砼至设计厚度。6．及时闭合支护、衬砌洞口段支护体系要及时封闭，并先于二次衬砌施工仰拱，以使支护体系成环形受力。洞口段开挖进尺8m左右后，及时施工衬砌防排水系统及二次衬砌，防止支护长时间暴露。浇筑自内向外退浇，直至洞门，使洞门与洞内衬砌浇成整体。7．明洞段浇筑完成后铺设洞顶防水层，埋设排水管道，两侧对称回填明洞，完善排水体系。（三）洞身开挖1．开挖方案在隧道开挖施工中严格贯彻新奥法的理念和施工原则，随时进行监控量测，分析数据，适时修正支护参数，组织动态施工。Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法施工，其中Ⅴ级围岩预留核心土，并缩短初期支护成环时间。循环进尺0.7米～1.0米,以便与初期支护钢架设计间距相对应,每次以架立1榀钢架为宜。2．施工要点及注意事项①严格贯彻先护后挖的原则，先施工管棚，再进行开挖。采用风枪钻孔,再顶入小导管，进行单液或双液注浆加固围岩。②待浆液凝固后，开始开挖。③拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，以减少扰动。个别软弱地段采用挖掘机直接开挖。④短进尺、强支护，每循环进尺保持0.7m～1.0m以内，台阶上下工作面相距12m～18m，便于机械施工，开挖完成后及时支护。⑤采用作业台架和风枪钻眼。④实施监控测量，及时掌握围岩和支护稳定状况。3．Ⅵ、Ⅴ级围岩爆破设计及施工Ⅵ、Ⅴ级围岩地段的开挖，要坚持“短进尺、弱爆破(或非爆破)、强支护、快封闭”的原则，为了避免塌方，除了加强初期支护外，还要尽量将爆破震动效应降到最低，以减少对隧道周围围岩的扰动，保持围岩的稳定。我公司在这一领域经过多年的尝试和总结，得出必须采用弱震光面爆破技术，选用合理的爆破参数和工艺，才能够有效地控制震动，在软弱破碎地段和隧道浅埋地段施工中得到较为理想的施工效果。①Ⅵ、Ⅴ级围岩台阶法钻爆设计隧道上半断面拱部爆破中，采用弱振直眼掏槽形式，可明显减少掏槽爆破的地震强度，有效地控制围岩的变形，保持围岩的稳定。其减震原理是掏槽时分段爆破，逐步扩大形成槽腔。两个中空眼起临空作用，它比掏槽眼深20cm，掏槽眼比其它炮眼深15～25cm。这样掏槽爆破的炮眼布置较密，段数多，每段装药量比其他炮眼的每段药量小，按此设计爆破夹制作用小，能充分保证掏槽效果和减轻震动强度。采用弱震掏槽形式，爆破所产生的最大质点振动速度不会发生在掏槽爆破方面。○2钻孔作业施工程序测量放线：用全站仪准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置。每次测量放线时，要对上次爆破效果检查一次，并及时将结果告知技术主管和爆破人员，技术人员将测量数据输入计算机处理后，修正爆破参数，以达到最佳爆破效果。○3钻孔作业：炮眼位置及数量严格按照光面爆破设计图施作。特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及个数，未经主管技术工程师的许可不得随意改动。钻孔位置误差不大于5cm，方向平行，严禁相互交错。周边眼钻孔外插角度控制在4°以内。同类炮眼钻进深度要达到设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。○4装药爆破成立光爆专业小组，实行定人、定位、定标准、定段别的岗位责任制，不准乱装药。装药前，仔细检查炮孔的位置、深度、角度是否符合设计要求，有不正确者采取补救措施或废弃重钻，同时认真进行清孔，将所有炮孔中的残碴积水排除干净，用高压风吹净尘沫。装药时严格按照设计的装药结构和装药量施作。掏槽眼和辅助眼采用连续装药，周边眼采用不偶合装药，炮眼直径32mm，药卷直径采用Ф25mm的小直径光爆药卷，用竹条将药卷位置固定。无论采取何种形式的装药结构，炮孔都必须堵塞密实。堵塞炮孔所用的材料，结合现场条件使用黄泥堵塞，堵塞长度不小于40cm。严格按设计的联接网络实施起爆，注意导爆索的连接方向和连接处的牢固性。4．装碴运输由于台阶法施工时，作业面较多，使每个作业面空间狭小，不利于大型设备展开，故每个作业面安排1台ZL50C侧卸式装载机装碴，运输采用10t自卸汽车，两者形成一条出碴机械化作业线。清运石碴时先运下部石碴，清运临近完成时，在该处暂留一部分石碴搭设便坡，方便清运上部台阶上的石碴。（四）施工支护由于隧道穿越灰岩、钙质泥岩、泥岩、碳质泥岩、煤层、煤线。围岩破碎，节理发育，危及施工安全。为保障隧道施工安全顺利的进行，支护工作便显得尤其重要。在隧道施工中，我们将根据设计采取两种形式的支护方式——超前支护和开挖后的锚网喷+钢架联合支护。1．Φ108大管棚施工○1施工准备（检查测量放样、原材料、机械设备、施工人员等）→制作管棚钢架→洞口预留核心土环形开挖套拱（检查已开挖断面尺寸及形状→施工拱脚基础→安设管棚钢架、管棚钢架及摸板安装→浇筑套拱混凝土→钻管棚钢管孔眼→打设管棚钢管→管棚注浆→开挖断面→喷射混凝土→安设初期支护钢管→锚喷○2拱套厚度50cm，宽100cm，混凝土等级为C25,拱脚M10浆砌片石基础，要求地基承载力大于150Kpa，否则经监理工程师同意后将基础加宽加后。○3套拱钢架用工18工字钢，孔口套管采用Φ127热扎钢管，壁厚6mm，长1m，环距40cm，拱部120°范围布置，钢架安装垂直度允许误