双连拱隧道施工作业指导书

隧道总体施工方案一、工程概况：迳古潭（二）隧道设计为双线四车道双连拱隧道，隧道净宽（10.25+1.8+10.25）m，内轮廓采用单心圆，半径R=5.71m，建筑限界高度5.0m。迳古潭（二）隧道起点桩号K73+157，终点桩号K73+620，全长463m。衬砌结构设计为：洞身段衬砌均按新奥法原理设计，初期支护采用喷、锚、网、钢拱架支护，二次衬砌采用钢筋砼、素砼衬砌，双跨连拱隧道中隔墙采用钢筋砼，洞口段采用大管棚预支护，洞内视地层、地质条件采用小管棚、超前锚杆等预加固措施。迳古潭（二）隧道Ⅰ类偏压衬砌长88米，覆盖层厚度平均30米；Ⅰ类复合式衬砌长235米，覆盖层厚度平均75米，Ⅱ类复合式衬砌长60米，覆盖层厚度平均50米；Ⅲ类复合式衬砌长85米，覆盖层厚度平均92米。主要工程数量：洞身开挖114984.04m3C25喷射砼4417.83m3C25衬砌防水砼17190.77m3C25回填砼9983.18m3C25砼仰拱4578.9m3C10仰拱回填砼7506.4m3Ф22锚杆507747.82kgI16工字钢700265.9kgII级钢筋1179715.75kgI级钢筋240063.6kgФ108导管328762.0kgФ42导管227895.0kg水泥水玻璃双液浆注浆5233.35m37.5#浆砌片石35645.36m3C15预制块砼1011m3锚杆239789.5kgI级钢筋68310kg二、隧道施工方案：隧道开挖，自隧道进、出口两端同时相向掘进，Ⅰ、Ⅱ类围岩采用人工手持风镐配合风动凿岩机钻爆开挖；Ⅲ类围岩采用风动凿岩机、隧道钻眼台车进行钻爆施工，光面爆破。隧道出碴采用机械化无轨运输；湿喷砼；衬砌采用自制整体式液压钢模衬砌台车施工，左右线隧道对称浇筑，砼运输车运输，泵送砼。隧道施工方案见“图5-1隧道总体施工方案图”。具体施工方案为：1、隧道开挖:采用三导洞先中墙后边跨的施工方案。具体施工方法为：①中导洞先贯通：根据隧道整体式双跨连拱设计断面和进出口所具备的施工条件，在隧道进、出口连拱部位进行中导洞开挖并使其贯通，中导洞开挖采用上下短台阶法施工方案。中导洞开挖跨度5.0m，上台阶开挖高度3.5m，下台阶开挖高度3.3m,上下台阶之间间距根据开挖中实际地质状况，保持在3～5m左右。中导洞开挖临时支护未有图纸，暂按如下方案考虑：Ⅰ、Ⅱ类围岩采用I16工字钢拱架，间距1.0m，挂网、喷、锚支护，锚杆间距80*80cm，锚杆长3.5m，喷砼厚度15cm，钢筋网网距20*20cm；Ⅲ类围岩除取消钢拱架支护外，其余同Ⅰ、Ⅱ类围岩。②中隔墙砼浇筑：中隔墙衬砌钢筋采用现场绑扎，自制整体式液压钢模台车整体衬砌，按每两天一循环，每循环12m施作。台车就位后，利用中导洞钢架支护，对衬砌台车稳定性定位加固后，进行浇筑砼施工。中导洞贯通后，迳古潭（二）隧道自隧道出口向进口方向进行中隔墙砼浇注。③侧导洞施工：为防止侧导洞初期支护暴露时间过长，缩短侧导洞开挖和衬砌之间的间隔时间，侧导洞在中隔墙砼施工完毕前60天开始施工，首先进行左侧隧道左导洞开挖施工，左导洞开挖进尺超过15m后，进行右侧隧道右导洞开挖施工；侧导洞开挖采用上下正台阶法施工，上下台阶之间间距根据开挖中实际地质状况，保持在3～5m左右。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩地段每循环开挖进尺均按一榀钢架间距进行，侧导洞开挖内侧壁临时支护与外侧壁相同，钢拱架采用I16工字钢，间距与相应围岩类别的洞身支护相同，喷砼厚度为10cm。④主洞施工：迳古潭（二）隧道首先进行左侧隧道主洞开挖，左侧隧道主洞开挖进尺超过20m后，进行右侧隧道主洞施工。隧道主洞采用台阶法施工方案，在左侧隧道主洞开挖前，对中导洞右侧进行单侧加横向支撑，确保中隔墙不被破坏。隧道主洞Ⅰ、Ⅱ类围岩地段采用上台阶留核心土分部开挖，每循环开挖进尺按一榀钢架间距进行；Ⅲ类围岩地段采用上下二台阶开挖方案，每循环开挖进尺按一榀钢架间距进行；每循环开挖后立即进行初期支护施工。2、隧道超前支护施工：在进出口隧道拱部开挖轮廓线外围施作φ108长管棚，长管棚施作采用地质钻机进行钻孔及安装施工，洞内Ⅰ、Ⅱ类围岩采用双排φ42小导管超前支护，小导管采用人工风动凿岩机进行钻孔及安装施工；长管棚与小导管均采用单液注浆泵进行注浆施工，必要时采用双液注浆泵进行双液注浆。3、隧道掘进方式：Ⅰ、Ⅱ类围岩一般采用人工风镐开挖；Ⅲ类围岩地段采用机械钻眼、人工装药爆破。隧道钻爆开挖采用微振爆破技术，周边采用光面爆破施工技术；坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭”的施工原则。4、隧道出碴采用挖掘机扒碴、侧卸装载机装碴、自卸汽车无轨运输。5、初期支护：采用人工钻眼、锚网及钢架施作，湿喷机喷砼。6、防排水：隧道各防排水管线沟槽按设计施工；防水板采用无射钉铺设工艺，利用自制防水板台车采用悬吊法铺设防水板。7、仰拱及填充：隧道仰拱及填充采用自制隧道仰拱防干扰施工平台浇筑。8、隧道主洞衬砌施工：隧道衬砌采用自制整体式液压钢模台车施工。左右侧隧道二次衬砌采用现场绑扎钢筋，自制整体式液压钢模衬砌台车全断面衬砌；采用左右两侧对称进行，按每循环衬砌长度12m间距施作。两侧隧道主洞开挖成洞进尺均超过60m后，进行隧道二次衬砌施工。砼拌和站集中拌和，砼运输车运输、泵送砼。隧道内侧壁导坑内支撑在铺设防水层、绑扎钢筋时，拆一段施工一段，以策施工安全。9、隧道内水泥砼路面面层：水泥砼路面面层采用人工立模浇筑，人工拉毛，砼切割机割缝。10、施工通风采用TZ-10轴流风机压入式通风。5.2各分项工程的施工顺序、方法及工艺5.2.1洞口工程施工洞口工程包括洞口路堑开挖、边仰坡防护、洞门施工等,其施工工艺流程图如下图所示：5.2.1.1洞口开挖防护施工(1)洞口截排水施工洞口路堑开挖前做好截排水水沟，截水沟外侧要和上方山体顺接，低洼处填土夯实，保证山体上方的雨水能顺畅地流入沟内排走。(2)洞口路堑开挖①洞口路堑开挖前，先清除洞口危石，以免危及施工安全。②洞口路堑土方直接用挖掘机挖装。石方采用松动爆破法施工，边仰坡要进行光面爆破。ZL50C装载机装碴，自卸车运输。开挖过程中尽量避免山体产生扰动，防止山体滑塌，确保施工安全。③开挖自上而下逐段分层开挖，分层厚度2～3m，边坡开挖时预留20～30cm厚用人工刷坡。刷坡时严格按放线开挖，控制超欠挖。(3)边仰坡防护洞口边仰坡防护按设计分别采用护面墙、喷、锚、网以及植草绿化等防护形式，边仰坡防护自上而下随开挖随防护，必要时视实际情况将防护范围适当延至自然坡面，防止土石进一步风化引起水土流失而产生空穴，导致防护失效。5.2.1.2洞门施工(含洞口护面墙)施工中按以下原则进行控制：⑴洞门及早修筑，以策施工安全。⑵洞门施工放样位置准确。⑶洞门基础必须处于稳固的地基上，地基承载力要≥350kpa。⑷做好洞门防水排水工作，不能被水浸泡，且基坑内无松土。⑸洞门范围内衬砌与洞口段环节衬砌用同一材料整体灌筑，端墙及洞口护面墙同时建筑。⑹端墙后空隙及时回填，并保证回填紧密。洞口边仰坡放样洞顶截排水沟开挖浆砌洞顶截排水沟洞口路堑分层开挖边仰坡分层防护洞口段仰拱及填充洞口段防排水施作洞门施工洞顶回填⑺洞门建筑完成后，洞门顶仰坡坡脚如有损坏，及时修补，并检查与确保坡顶以上的截水沟和墙顶排水沟及路堑排水系统的完好与连通。⑻洞门(含洞口护面墙)施工工艺见“表5.7洞门施工工艺流程图”。5.2.2超前管棚施工设计中隧道洞口采用φ108长管棚并注浆超前预支护。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩采用φ42小导管注浆超前预支护。管棚超前支护施工工艺见“表5.8管棚支护施工工艺流程图”。5.2.2.1超前长管棚施工在隧道进出口段设长管棚导管支架，利用SPJ-300工程钻机，采用套管跟进工艺，进行钻孔，安设长管棚，采用BW-250注浆泵，进行长管棚的注浆。(1)长管棚超前支护施工步骤：①测量中线和高程，在隧道衬砌外轮廓线进行管棚支架架设及开孔位置放样。②搭设脚手架工作平台③按测量放样所确定孔位进行钻孔、清孔和管棚安装。④长管棚注浆。(2)长管棚注浆施工控制要点：①管棚钢管为φ108钢管，每节长分为3m和6m，管棚间用长15cm的螺纹管连接。②管棚钻孔施工中，控制钻孔方向，确保钻孔外插角1°，保证管棚安装外插角符合设计要求。③管棚注浆采用水泥浆，水灰比为0.5:1～2:1。④注浆施工中，注浆量根据现场实测围岩空隙率作适当调整，注浆压力不小于2Mpa，不大于2.5Mpa。⑤施工时根据现场施工条件和实际注浆量调整一次管棚施工的长度和注浆量。⑥管棚钢管上注浆孔孔径为φ10mm，梅花型布置，距孔口端1.0m不设注浆孔。5.2.2.2小导管施工小导管施工采用风动凿岩机按设计的外插角钻孔，人工安装小导管，利用注浆泵注浆，将水泥浆通过小导管压入围岩的孔隙中，达到固结围岩的作用。(1)施工要求：①支护参数小导管长度3.2～4.0米，直径φ42毫米，环向间距0.4米，外插角6度。②小导管加工标准小导管在工地加工，材料为热轧钢管，前端加工成扁尖形，管身钻注浆孔，孔径φ8，后端50厘米不设注浆孔，注浆孔间距15厘米，梅花形布置。5.2.2.3注浆施工①注浆施工顺序管位定位→钻孔打入钢管→开挖面做止浆墙→拌合水泥浆→注浆②注浆前的准备为保证管孔内的水泥浆压力，注浆前要对孔口导管周围的间隙用速凝水泥砂浆填塞，并在工作面上喷射10～15厘米的止浆墙。然后联接小导管与注浆管，进行注浆，注浆时以5～10根小导管直接并连在一起，同时注浆。③注浆注浆采用水泥单液浆，注浆压力不小于1MPa，不大于1.5Mpa。浆液扩散半径40厘米并根据现场试验调整。注浆量公式为：Q=απRHnβR——浆液有效扩散半径(单位：米)H——注浆段高度(单位：米)N——岩体的孔隙率β——浆液的充填总数，在0.3～0.9之间取值α——超耗系数，一般取1.2～1.45.2.2.4施工控制要点①采用手持风钻钻孔，并将小导管打入孔内，如地层松软也可用铁锤或手持风钻将导管直接打入。如出现堵孔，用φ20mm钢管制作吹风管，将吹风管缓缓插入孔中，用高压风吹孔，成孔后将小导管插入，并用胶泥将管口密封。②注浆a.首先将掌子面用喷射砼封闭，以防漏浆，并对小导管内的积物用高压风进行清理。b.注浆按由下而上，先无水孔后有水孔的顺序进行；可以单管也可以多管并联注浆。多管并联注浆需加工一个分浆器。见小导管单液注浆示意图5-2-1。c.浆液由稀到浓逐级变换，先稀后浓。d.注浆完后，立即堵塞孔口，防止浆液外流。(3)注浆异常现象处理a.注浆中如发生与其它孔串浆将串浆孔堵住，轮到注该孔时，拔出堵塞物，用高压风或水冲洗，如拔出堵塞物时，仍有浆液外流，则可不冲洗，立即接管注浆。图5-2-1小导管单液注浆示意图b.压力突升则可能发生堵管，立即停机检查处理。c.如果压力长时间不增加，检查是否窝浆或流往别处，否则调整浆液配比，缩短胶凝时间，进行小泵量低压或间歇注浆，但间歇时间不能超过浆液胶凝时间。浆液桶注浆泵压力表高压胶管注浆嘴堵浆塞小导管进浆管5.2.3洞身开挖方法本标段两个双跨连拱隧道采用先中墙后边跨施工法，先开挖中墙部位的中导洞，两边跨跨度较大，埋深较浅，岩层软弱破碎，采用化大断面为小断面施工，洞身开挖采用先中洞后两侧洞的三导洞施工法。5.2.3.1中导洞开挖法在隧道双跨连拱设计断面的中隔墙处进行中导洞开挖，中导洞采用台阶法。为充分发挥隧道施工中机械设备的作用，台阶长度根据现场实际地质情况保持在3～5m。5.2.3.2侧导洞开挖法隧道左右侧导洞采用上下正台阶法施工，台阶长度根据现场实际地质情况保持在3～5m。5.2.3.3主洞开挖法a.主洞开挖施工顺序为：侧壁导坑上台阶开挖支护→侧壁导坑下台阶开挖支护→上弧导坑开挖支护→核心土开挖→下台阶开挖支护。初期支护紧跟开挖面施作，及时封闭围岩，确保施工安全。b.主洞施工前中导洞单侧支护方法为：在左侧主洞开挖前，在中隔墙右侧，利用30×30cm,L-3.5m的硬质木材和千斤顶，在中隔墙右侧，先给中隔墙一定的预应力（其应力的大小视施工实际情况确定），以防止中隔墙因左侧隧道初期支护后，受力抗弯破坏