高速公路隧道施工方案及步骤

高速公路隧道施工方案及步骤按新奥法组织施工，左右洞身分别从两头掘进，无轨运输施工。III类围岩采用小导管注浆及超前锚杆加固围岩，开挖釆用台阶法，人工配合台车钻眼；IV类围岩开挖釆用全断面法，台车钻眼。洞身衬砌鮭采用集中拌合，碇运输车运输，砕输送泵配合液压衬砌台车施工。一、掘进施工方案：为防止左右洞在同一断面同时开挖，对两隧道之间围岩产生较大的影响，采用右洞从进口主攻、左洞从出口主攻的方法开挖。开挖釆用钻爆法施工，釆用光面爆破技术开挖。进出口主要各配备1台凿岩台车钻眼,1台挖掘机配合1台侧卸式装载机装殖。6台15T自卸汽车出磕。III类围岩采用短台阶法，台阶长度10-15m；IV类围岩釆用全断面法施工。二、初期支护施工方案：洞口III类围岩(S2)釆用超前小导管(注浆)及超前砂浆锚杆(S3)、钢筋网喷射砕、钢拱架支护,IV类围岩釆用组合锚杆、喷射钢纤维俭支护。支护施工顺序为：超前支护(超前小导管、超前砂浆锚杆)开挖初喷锚杆、钢筋网、钢拱架复喷至设计厚度。超前支护在开挖之前施工，初期支护紧跟开挖施工。超前砂浆锚杆采用钻机钻孔，采用高压注浆泵注浆，喷射後采用湿喷机按湿喷工艺施作。施工中应认真落实超前地质预报和监控量测工作，确保隧道施工不出现坍塌事故。三、隧道衬砌施工方案：二次衬砌施作时间根据监控量测数据确定，III类围岩地段隧道衬砌适当紧跟初期支护,仰拱和回填应在二次衬砌之前进行；IV类围岩二次衬砌可适当滞后，在初期支护基本稳定后施作。衬砌前按设计要求施工防水层和塑料盲管。防水层和塑料盲管采用自制作业台车施工,防水层采用无钉铺设工艺，用热焊焊接固定。洞内衬砌釆用穿行式液压衬砌台车全断面施工，隧道进、出口端各配1台台车，考虑隧道处于曲线上的因素，选用长度为9m的台车。紧急停靠带的衬砌鮭待全隧衬砌完成后，在台车钢模内加设活动的、带弧形的3015钢模板，并用特制的梳型模加固和调整尺寸，行人、行车横洞及其它预留洞室釆用特制台架施工。彼釆用S8(C25)防水砕，砕搅拌运输车运输(200m以上)，输送泵泵送餘灌注入模，拌合站集中拌制。四、施工辅助设施方案：1、施工用电：隧道用电利用洞口安装的变压器供电。洞内利用电缆线接至工作面后使用，动力电采用400V/380V,照明釆用安全变压器（36V）供电。2、施工用风：在进出口洞口各设40m3供风站一个，供洞内开挖、支护、通风用风。3、施工通风：本隧道从两头掘进，单头掘进长度约714825m,经分析计算，决定本隧道施工通风采用管道压入式通风方式，风管采用维尼龙布基风管，管径采用（p1000mm.进口右洞和出口左洞洞口各配置1台容量不小于1000m3/min的轴流式通风机。4、施工排水：本隧道的上坡施工段，施工排水采用两侧挖排水沟、自然排水的方法排水；下坡施工段，施工排水釆用挖集水井汇水、抽水机接力抽水、单侧挖排水沟的方法排水在隧道。隧道洞口外设置污水处理、沉淀池，施工废水经污水处理达到有关标准后方可排放，以保证环境不被污染。5、弃晴：弃確部分用作路基填筑，其余弃于指定磕场，楂场严格按照设计施工弃磕防护，达到设计及环保要求。4.5.2.施工方法、施工工艺及技术措施五、施工控制测量：进场后首先根据设计单位的桩点采用GPS系统对本标段中线及水准基点进行贯通测量、复核确认，并在洞口布设导线控制网。洞身控制测量釆用主副闭合导线网控制，每进尺每100m复核测量一次，并引入导线网。六、洞口施工方法：洞口施工前，先期施工山坡上的截水沟，然后进行洞口段的开挖。洞口开挖从上到下进行，且边开挖边防护，同时做好施工用水和雨水的排放，防止其软化边坡。洞口加固采用锚、网喷射餘封闭边、仰坡坡面。锚杆采用20MnSi（P22砂浆锚杆，L=4m,间距1.0m,梅花形布置。钢筋网采用金属扩张网，网格间距0.3x0.3m,喷射役厚度10cm.,洞口施工分两步，第一步以明洞开挖宽度为标准，纵向拉槽进入明洞范围，当工作面能够挂齿进洞时即停止开挖，施作拱部超前超前小导管，然后进行明洞施作。明洞完成后，洞身上半断面环形进洞，当半断面掘进10-15m后，停止半断面掘进。第二步，返回从零开挖处开挖下部土石方，并将初期支护成环以确保洞口稳定。七、明洞施工（S1型）：1、分段施工开挖外侧边墙，浇注边墙C15片石混凝土，回填夯实外侧碎石土。分段原则：明洞长5m、10m的分一段、长20m的分为两个10m段、长25m的分为两个12.5m段。2、开挖上部土石方，对边坡进行支护，浇注拱部衬砌，施作拱部防水层，砌筑M7.5浆砌片石护拱，夯填拱部回填碎石土。3、暗挖下部土石方，跳槽马口施作内边墙衬砌。4、开挖仰拱，浇注仰拱及仰拱回填。S1（明洞）开挖施工顺序见下图。S1（明洞）开挖施工顺序图八、隧道洞身开挖：左线围岩情况：III类围岩长145m,IV类围岩长740m；右线围岩情况：III类围岩长175m,IV类围岩长580m.1、钻爆设计：根据开挖方法分别釆用半断面及全断面两种爆破方式，网路采用非电亳秒雷管爆破网路。对III类围岩釆用半断面台阶方式爆破，IV类围岩釆用全断面方式爆破，为减轻爆破对围岩的扰动，开挖断面釆用多段位非电雷管进行网路设计。掏槽方式：釆用直眼掏槽，眼深小于2m时可用斜眼掏槽。循环进尺控制在III类围岩1.52.0m；IV类围岩不超过3.03.5m。除非围岩破碎、节理发育等不良地质外，开挖断面周边爆破一律进行光面爆破。洞内均釆用非电导爆管起爆网路，严禁使用火花起爆系统。2、炮孔布置：布孔采用一台激光导向仪进行中线和水平控制，配合“五寸台阶法”放样，用红油漆将炮孔标出。为了节省时间，找顶后，画线、布眼两工序在殖堆上进行，边出磧边画线、布眼，节约了该工序的耗时，缩短了爆破作业时间。3、钻孔：光面爆破的钻孔质量，是隧道获得平整、规则开挖轮廓的基本条件。特别是对于周边光爆孔，更应认真钻凿，要求司钻人员钻孔必须做到开孔准确，其开口误差不得大于3cm,方向偏差不得大于5。，并随时掌握钻孔的方向、角度和深度，以及周边孔与孔眼之间是否互相平行，所钻孔眼底部应落在同一平面上，为了保留下一循环的钻孔净空位置，周边孔在钻孔时要有一定的外插角度，角度的大小是根据钻孔深度而确定。严格按照钻爆设计要求进行作业，对钻孔质量认真进行检查验收，对不合格的眼孔根据具体情况采取重钻，调整装药量和装药结构等措施处理。4、装药：装药前，须先清孔并对炮孔的参数进行检査验收。符合设计后，按设计仔细进行装药和堵塞，严格避免错装雷管段位和损坏光爆孔的装药结构。周边孔眼采用不偶合装药，周边眼药串预先在加工房按设计全部加工成型备用。(一)、m类围岩开挖：1、施工方法：洞口段hi类围岩采用超前小导管（注浆）和超前锚杆加固围岩，采用短台阶法分部开挖，台阶长度10-15m。施工顺序图如下： 开挖上半断面； 施作上半断面初期支护； 开挖下半断面（左右交错开挖）； 边墙初期支护； 仰拱开挖、支护、衬砌及回填; 防水层施工，二次衬砌的浇注。钻爆作业台阶法开挖示意图喷射丘小导管C20喷射丘II剖面图-采用钻爆作业台架，人工手持风钻钻眼，爆破设计釆用低震速控制爆破技术，周边釆用光面或预裂爆破。上半断面每个洞口安排6台YT28风钻钻眼，下半断面安排8台YT28风钻钻眼，上下断面放炮时间必须错开。III类围岩上半断而每循环进尺1.52.0m,下半断面进尺取3.0m左右。上、下部支护及时衔接，III类围岩必要时加设横撑或临时仰拱。施工注意事项： 洞身III类围岩地段采用短台阶法施工，台阶长度应严格控制在10-15m范围内。 在上部断面初期支护基本稳定后，才能进行下半断面的开挖。 仰拱开挖前，架设临时横撑顶紧两侧拱脚，防止边墙内挤，待仰拱鮭强度达到70%才能拆除。 量测工作必须及时，随时观察拱顶、拱脚和边墙中部的位移值，当发现速率增大时,应立即浇筑二次衬砌，或先行构件支顶。 当围岩压力极大，地质围岩与设计有出入时，应报监理工程师提出修改设计。（二）、IV类围岩开挖：1、施工方法及钻爆设计：IV类围岩开挖按全断面法施工，拱部周边采用光面爆破，边墙釆用预裂爆破。2、钻爆作业：隧道进出口各采用一台凿岩台车，并辅以一定数量的手风钻进行钻孔作业，按爆破设计的孔位定位钻孔。IV类围岩全断面循环进尺3.03.5m；紧急停靠带循环进尺2.53.0m。3、IV类围岩全断面法开挖施工顺序（其施工顺序图见下图）：全断面法开挖示意图卩 全断面开挖； 施作初期支护; 施作二次衬砌。隧道洞身开挖、支护每循环施工时间如下表：隧道洞身开挖、支护每循环施工时间表本隧道共设行人横洞2处，行车横洞1处，釆用自制钻眼台架人工手持YT28风钻开挖。II【类围岩采用半断面台阶法开挖，IV类围岩釆用全断面开挖。行人横洞和行车横洞按设计要求进行支护和衬砌。九、施工支护：1、超前小导管支护：本隧道进出口III类围岩段设计为超前小导管预注浆超前支护加固，小导管长度3.5m,环向间距0.4m,纵向间距2.25m,外插角14。，梅花形布置。超前小导管采用外径42mm、壁厚3.5mm热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状，尾部焊上p6加筋箍，管壁四周钻8mm压浆孔。超前小导管施工时，钢管与衬砌中线平行以14。仰角打入拱部围岩，钢管环向间距40cm,每打完一排钢管注浆后，开挖拱部及第一次喷射混凝土、架设钢架，初期支护完成后，隔2.25m再打另一排钢管，超前小导管保持1.0m以上的搭接长度。超前小导管注浆采用水泥-水玻璃浆液，注浆参数为：水泥与水玻璃体积比为1：0.5,水泥浆水灰比为1：1,水玻璃浓度为35波美度，模数为2.4,注浆压力为0.5LOMpa。当每孔注浆量达到了设计注浆量时能够结束注浆，注浆参数应通过现场试验按实际情况确定，注浆量按施工实际情况作相对应调整。超前小导管从型钢钢拱架腹部穿过。2、超前砂浆锚杆：超前砂浆锚杆设置于隧道中间的III类围岩地段，锚杆采用长3.5m的20MnSi（p22钢筋，梅花形布置，环向间距50cm,纵向间距2m,夕卜插角约10。15。超前砂浆锚杆采用台车钻眼，早强砂浆作为粘结材料，每排锚杆的纵向搭接长度不小于1m。3、锚杆施工：本隧道洞内III、IV类围岩釆用HBC（p22组合式锚杆，III类围岩地段锚杆孔均釆用手工手持YT28风钻钻眼；IV类围岩锚杆孔均采用台车钻眼。注浆锚杆釆用注浆泵注浆。锚杆施工要点：方向（法向）垂直岩面，注浆饱满密实。4、钢架施工：本工程III类围岩地段釆用18工字钢钢架和（p22格栅钢架两种。 在洞外制作场内按1：1钢模试拼放样，按1：1胎模一套，下料，制作，检测。 对超挖较大部位，用浆砌片石镶补，拱或墙脚有虚磧或不稳定时，清除松磧，用役填平，再用槽钢沿纵向铺设，确保钢架脚稳固。 初喷役后，安设钢架，单元间用螺栓连接，并与定位锚杆焊接在一起，钢架与初喷层之间空隙，用骑马垫塞紧。钢架间纵向用（p22螺纹钢筋焊接，环向间距1.0m。 为加强拱脚，在钢拱架脚设两根长3.5m的锁脚锚杆。 钢架就位准确，与岩面塞紧，喷射役喷实。5、喷射徐施工：III类围岩地段釆用C20喷射礙，IV类围岩釆用CF25喷射钢纤维砕。（2）CF25喷射钢纤维役施工必须满足以下要求：水泥采用525#普通硅酸盐水泥，粗骨料粒径在12mm以内按连速级配法选定配合比，水泥：砂石按设计选定，砂率不小于50%。施工前先试验确定出最佳施工配合比。喷射砕釆用TK961湿喷机进行喷射碇作业。 喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行，在超挖过于严重时，如设计为喷射CF25钢纤维砕，在保证钢纤维砕厚度的情况下，经监理工程师认可，可先釆用普通喷射砕喷平。岩面有较大凹洼时，应先喷凹处找平。 喷射混凝土前，埋设标志或利用锚杆外露长度以控制喷射混凝土的厚度。隧道开挖后立即对岩面喷射役，以防岩体发生松弛。 后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝后间隔1h以上再次喷射时，受喷面应用风、水清冼。 喷嘴应与受喷面保持垂直，同时与受喷面保持一定的距离，一般取1.0m左右。喷射压力保持在2-5kg/m2o 新喷射的混凝土按规定洒水养护。6、钢筋网施工：钢筋网的铺设，在锚杆安设后进行。钢筋网应随受喷面的起伏铺设，钢筋网的混凝土保护层不小于20mm,且与锚杆联接牢固，在喷射混凝土时钢筋不得晃动。十、出磧运输施工：III类围岩地段，上半断面釆用装载机装磕，8t自卸车运输，下半断面釆用一台挖掘机配合一台装载机装楂，运输采用15t自卸车；IV类围岩地段装磕，采用一台挖掘机配合一台装载机装楂，运输采用15t自卸车。行人横洞和行车横洞采用装载机装暗，8t自卸车运输。十一、隧道防排水：本隧道防排水采取防、排、堵相结合的综合治理原侧。1、衬砌防水：防水层铺设防水层采用1.2mm厚PVC防水卷材+无纺布复合防水层。根据设计要求、防水卷材施工采用热焊无钉铺设（见下图）。防水板之间采用热焊机双焊缝焊接。焊接质量用充气法检验。防水层施工的要点：A. 铺设前对初期支护背后注浆，直至无水溃时才铺防水板，同时清理喷砕面，凸凿凹补，使之平整，无钢筋头；B. 工程采用的PVC防水卷材，无纺布缓冲保护层材料必须符合设计要求，且完好；C. 铺设做到平顺，无吊空、起鼓及皱褶；D. 双焊完好，搭接长度，宽度符合规范要求；E. 防水板铺设完毕，作冲气试验进行质量检査。止水带、条施工二次衬砌沉降缝采用中埋式橡胶止水带止水，施工缝采用BWII缓膨型橡胶止水条止水。沉降缝和施工缝处同时设背贴式止水带。止水带长度在洞外按轮廓尺寸另加40cm50cm富余量裁剪，卷成捆运入洞内，吊挂在衬砌模型的端头。安装时先打开捆卷，从墙底开始，沿衬砌轮廓向上挂设，并固定在挡头模板中间，使止水带中心与工作缝重合。止水带两头用铁丝拉在模板上，中间摊平，止水带后一半埋入现浇混凝土中，前一半将埋入下一循环的混凝土中。为此，挡板间夹缝作到上下（或左右）顺直平整，以免灌注混凝土时漏浆。在设置止水带处，混凝土采用粒径小的粗集料，以保证止水带与混凝土胶结密实。止水条则在衬砌挡头模板中间设一木条，彼浇注挡头模板拆除后，在下一循环的混凝土浇注前嵌入BWII型橡胶止水条，作为施工缝防水。2、衬砌背后引排水设施：隧道开挖初喷役后，根据设计施作环向MF7塑料盲沟及纵向MY8C塑料盲沟，先将环向MF7塑料盲沟及纵向MY8C塑料盲沟接好接头，固定在初喷後上，每隔一定距离设边墙泄水管（p110HDPE横向排水管）将水排入中心水沟中。3、路面底基层排水：为防止路面底层地下水上渗到路面影响行车安全，路面平整层施工之前，应先铺设MY8C横向盲沟以排除隧道底渗水，横向盲沟的渗水通过外侧的MY8C盲沟在边沟沉沙井处与边沟连通。4、路面排水：在路面外侧设置45x50cm现浇边沟，用作路面积水以及隧道清洗等污水的排除通道，每30m设置一处沉沙井，边沟纵坡和隧道纵坡一致。5、隧道施工排水：本段隧道出口端施工为上坡施工，施工排水方案采用自然排水，在隧道两侧挖排水沟。同时在掌子面设集水坑，用泥浆泵将掌子面的水抽入己施工完毕的水沟中。进口端为下坡施工，施工排水方案采用潜水泵抽水，在靠近掌子面的地段设置积水坑，及时抽出洞内积水。在隧道洞口外设置污水处理、沉淀池，施工废水经污水处理达到有关标准后方可排放，以保证环境不被污染。十二、超前地质预报和监控量测：（1）超前地质预报和监控量测由业主委托具有相对应资质的单位承担。承包人负责为量测单位提供方便积极配合，包括以下内容：打眼、埋点、测点保护以及其它与此有关的监理工程师指定的工作。监控量测工作是隧道施工安全必须采取的措施，其中地质和支护状况观察是承包商不可缺少的工作和义务。承包人负责根据量测结果，协同业主、设计、监理，确认或修改支护衬砌设计参数和施工方法，确定二次衬砌和仰拱的施作时间。十三、隧道衬砌施工：二次衬砌施工顺序：防排水系统仰拱（铺底）边墙、拱水沟调平层。1、施工准备：准备工作包括断面检查、防水板铺设；水泥掺加剂、材料符合要求、配合比选定、机械设备状况良好等。砕施工前，须作严格做好检査工作，根据监控量测的结果，当初期支护变形趋于稳定时才能施作二次模注衬砌。2、衬砌役施工： 混凝土的拌合後拌合采用拌合站集中拌合，并严格按操作规程拌和混凝土。 洞口段彼釆用输送泵直接泵送，洞身段（距拌和站200m以上）的彼釆用砕搅拌运输车运送至灌注地点后，注入砕输送泵料斗。在运输过程中，运输道路尽量平整，避免振动、摇摆过大造成彼的离析。 混凝土的泵送及振捣校由役搅拌运输车运至衬砌作业面后，将役放入砕输送泵料斗中，当役面超过搅拌叶轮时，即可进行後泵送作业。 泵送砕的刹尖泵送碇到达拱面时进行刹尖处理：泵送砕的水灰比不变，砂率提高20%30%，增加碇的流动性；模板的砕入口窗从里往外逐一关闭，以达到平整的目的。泵送校刹尖必须留排气孔，以保证後能灌注饱满密实。 泵送礙的拆模与养护泵送碇的拆模从灌注完成至少3天后进行，拆模时振动不能过大；拆模后在自然条件下进行养护。如果洞内湿度低于85%,适量洒水养护，但不得用水管直接冲玲表面。3、质量检验： 役的配合比、原材料的计量、拌和、运输、养护和沉降缝、施工缝的处理，符合设计与规范的规定。 税的振捣密实，无孔洞、无蜂窝麻面。 达到不渗不漏。 役表面密实，在任一延米的隧道面积中，蜂窝麻面面积不超过0.5%,深度不超过10mm。 结构轮廓线条顺直美观。 隧道宽度、净高、轴线，役强度，衬砌厚度，墙面平整度等均满足规范要求。 泵送砕试件的制取：每施工10m,拱墙各取一组试件，然后养护28天检验抗压强度。取样地点在拌合站或泵送机料4、整平层施工：整平层施工前，应将仰拱回填面或底部开挖面清理干净。後采用拌合站集中拌和，人工摊铺，平板捣固器捣固。十四、洞内装修工程：隧道洞内装修包括：浅兰色瓷砖贴面、12mm厚S330无机型防火涂料喷涂两种。防火涂料施工前，应将洞身役的表面除尘、去污，并对错台进行修补处理；喷涂前再采用强度等级为32.5#的水泥浆涂刷洞身一次。防火涂料釆用专用设备，在室温下分二次喷涂，每次喷涂间隔时间不小于24小时。施涂完成后，养护28天。镶贴瓷砖前，对校表面进行清除、凿毛、清洗、用砂浆找平。镶贴时应保证砂浆保满,面层和基层粘结牢固，无空鼓现象。白色瓷砖及浅兰色瓷砖按设计要求交错施工。十五、施工通风与防烟防尘、噪声防护措施：1、通风管理： 风机维护风机由专业人员管理，并记录电机的工作电流和电压及U型管压力。U型管安装在风机出口的IO-2Om处，U型压力管可粗略了解风机的工作压力，以免造成风阻过载而烧毁电机。并通过性能曲线监测通风管路故障，以确保风机的正常运行。 风量调整在隧道开挖阶段，通风采用单风机单风管运行。通风管理由专业人员负责，专门维护,控制风管百米漏风率低于2%,保证掌子面风量；经常测量洞内环境，及时调整通风量，改进通风措施，保障劳动卫生安全及施工进度。2、隧道防烟防尘：本标段隧道从两头掘进，单头掘进最大长度近600m,采用无轨运输，烟尘排放比较严重。将通过下列措施来降低烟尘浓度，以确保隧道施工的正常进行。 加大通风量，通风设计己作考虑。爆破后洒水；喷射玲地段设水幕；对洞内洒水洗尘。 在内燃机用油中加入添加剂，在排气管加尾气净化装置，减少废气排放浓度。 对道路进行洒水，减少粉尘的产生。3、隧道噪声防护措施： 出入洞内机械、车辆不鸣笛，不急刹车； 汽车在等候装磧时开启小油门或停机，不工作的电动或内然机械一律停机； 隧道专用车辆使用优质减震器和装置具有低污染的消音器； 施工人员应掌握噪声传递规律，提高自我保护，避免长时间强噪声干扰，在耳门处堵小棉球，有条件的可佩带合格的耳塞，切实提高劳动保护，加强设备维修，定时保养润滑,减少松旷磨擦和过大振动而产生的噪声。4、洞内两管三线布置：洞内“两管”指通风管、施工供水管，“三线”指施工照明、动力线和高压电缆。洞内按左右分设、与洞口布置一致的原则，通风管悬挂于拱墙上，施工供水管靠边墙水沟位置安放,三线固定在边墙位置，高压在上，低压在下，距人行地面高度不小于规范要求。