隧道全断面法施工工艺#山西

中铁一局京福铁路客专闽赣V标项目经理部五公司分部 隧道全断面法施工工艺1、全断面法施工工艺全断面开挖是一次开挖成形的施工工艺，全断面开挖施工工艺循环进尺必须根据隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力、爆破振动限制、循环作业时间等情况合理确定全断面法施工工艺流程见图1工艺主要说明及要求适用范围：适用于铁路客运专线隧道的级围岩地段，级围岩单线隧道、级围岩双线隧道采取了有效的预加固措施后，亦可采用全断面开挖施工工艺。作业内容：施工测量、多功能台架就位、钻孔、装药、起爆、通风、出碴、支护。本标段在级围岩地段采用多功能台架凿岩机钻孔，进行全断面开挖。用XG951C侧式装载机装碴，自卸汽车运输至弃碴场，锚杆台车进行全断面锚杆安装、钢筋网挂设和喷混凝土施工。钻爆采用光面爆破技术爆破，喷混凝土采用湿喷技术。测量放线：测放中线、水平、所有炮眼位臵；多功能台架就位钻孔爆破：多功能台架就位、全断面钻孔、装药、爆破；排烟：爆破后，利用通风机排除炮烟；出碴：用XG951C侧式装载机装碴，自卸汽车运输至弃碴场；初期支护：采用混凝土湿喷机在素喷一层混凝土封闭围岩后，局部打设锚杆；初期支护完毕，进入下一开挖循环。施工特点开挖断面与作业空间大，干扰小；有条件充分使用机械，减少人力；工序少、便于施工组织与施工管理，改善劳动条件；开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。工程流程图开始。施工准备（含超前地质预报）。爆破设计。测量放 线、钻孔台车（架）就位。钻眼 装药 爆破 通风。围岩初喷混凝土。拱墙支护。开挖断面检查及爆破效果评价。出碴。结束。信息反馈。隧道台阶法施工工艺山西中南部铁路通道ZNTJ-4标隧道设计开挖施工方法、级围岩采用台阶法施工；深埋级围岩采用三台阶法，并增设临时仰拱，每两榀设一道；浅埋、断层破碎带级围岩结合超前预加固措施采用三台阶（临时仰拱）法。为更准确的进行台阶法施工，保证隧道施工安全质量，按照铁道部、晋豫鲁铁路通道股份公司近期文件和参照设计图纸、施工规范、技术指南，编制我标隧道台阶法施工工艺。一、编制依据1、铁建设2010120号关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知；2、铁建技2010352号关于进一步加强铁路隧道设计施工安全管理工作的通知；3、中南铁筹201056号关于印发山西中南部铁路通道线下工程施工技术规定（试行）的通知；4、晋豫鲁铁工201164号关于开展隧道安全质量专项整治活动的通知；5、铁路隧道工程施工技术指南TZ204-2008；6、晋中南瓦洪施隧参07-0126辅助施工措施及施工方法设计参考图；7、隧道设计施工图；二、台阶法适用衬砌类型台阶法可分上、下两部开挖支护；台阶法有多种开挖方式，可根据地层条件、断面大小和机械配备情况合理选用。按晋中南瓦洪隧道参07-01设计说明，下列衬砌类型适用于台阶法开挖支护。1、台阶法：黄土级、黄土级浅埋段、级围岩、级围岩加强段、级围岩水平成层； 2、短台阶法：级围岩、级围岩加强段；3、短台阶法+临时仰拱：洞口段级围岩加强；三、级围岩台阶法级水平成层围岩采用台阶法施工。台阶分为上下台阶两部开挖支护；周边眼间距40cm，采取间隔装药，光面爆破钻爆施工。上台阶每循环进尺不得超过3m，上台阶长度310m，高度56m；下台阶长度4060m；仰拱距掌子面距离不得大于90m；二衬至掌子面距离不得大于120m。下台阶一次开挖长度不得超过4m，及时喷砼支护。三级围岩台阶法级围岩可选用全断面法施工。采用中空楔型或菱形双排掏槽，每排炮进尺3.5m,钻孔130个左右，采用光面爆破，装药量单耗控制在0.75kg/m3，爆破后及时排险喷锚支护。四、级围岩台阶法级围岩采用台阶法施工。台阶分为上下台阶两部开挖支护。周边眼间距40cm，采取间隔装药，光面爆破钻爆施工。上台阶每循环进尺不得大于2榀钢架间距，上台阶长度310m，高度45m；下台阶长度2030m，下台阶一次开挖长度不得大于2榀钢架，及时喷砼支护。隧道开挖后初期支护应及时施作封闭成环，仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚管，每循环进尺不得大于3m，仰拱距掌子面距离不得大于35m；二衬至掌子面距离不得大于90m。五、级围岩台阶法级围岩台阶法分为上、中、下三部开挖支护+临时仰拱施工，也叫三台阶增设临时仰拱工法。上台阶高度3.5m以内，长度35m；中下台阶高度34m，长度23m；施工采取短台阶循环进尺。上台阶开挖支护每循环不得大于1榀钢架；边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀钢架。隧道开挖后初期支护应及时施作封闭成环，仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚管，每循环进尺不得大于3m，仰拱距掌子面距离不得大于35m；二衬至掌子面距离不得大于70m。六、两台阶法施工工序开挖上台阶施作上部初期支护监控量测开挖下台阶施作下部初期支护开挖仰拱施作仰拱初期支护仰拱混凝土浇筑仰拱填充混凝土施工监控量测评估矮边墙施工施作二次衬砌七、施工要求隧道洞身开挖严禁采用长台阶施工。初支仰拱必须严格执行每循环进尺不得大于3m的规定，非爆破开挖和爆破开挖初支仰拱应分别于8小时和12小时内完成开挖、架设拱架、喷射混凝土作业，确保初支仰拱快挖、快支、快速封闭；及时抽排水，杜绝浸泡现象，初支仰拱开挖施作全过程要设专人监控指挥。要改进仰拱开挖方法，下台阶开挖底面标高可适当下落。三台阶开挖法施工工艺1 工程概况横山隧道位于陕西省横山县境内，是太中银铁路全线范围内的重点控制工程之一。隧道起迄里程为：DK333 265DK344 713，全长11448m，隧道设计为双线隧道，最大埋深为283.68m。横山隧道所在区域构造线总体呈东西向布展，走向基本与路线垂直，对隧道岩体完整性、稳定性有很大影响，尤其是全风化、强风化岩层多呈散体状结构或碎裂状结构，自稳能力差。2 隧道支护衬砌结构隧道除洞口段设置明洞外，其余均采用柔性支护体系结构的复合式衬砌，即以钢拱架、锚杆、喷射混凝土等为初期支护，模筑混凝土为二次衬砌，并在两次衬砌之间敷设防水板加土工布，并且采用80mm边墙纵向排水管，环向采用50mm的排水管进行排水。二次模注衬砌混凝土每模间均设有橡胶止水带。3 技术措施隧道质量取决于工艺质量，工艺质量取决于开挖、初期支护及防排水质量等，初期支护和防排水质量比较好控制可以加强监管，那么重点就是开挖质量，隧道开挖工序是隧道施工的龙头，其施工质量直接影响着后序施工的质量及成本控制，就是说理论上没有了超欠挖后续的初支质量就有了保证，根据横山隧道出口地质复杂多变，围岩自稳能力差等情况，现场采用了三台阶七步法，并且遵守“短进尺、少扰动、强支护、严治水、勤量测”的原则进行隧道施工。3.1 工艺原理 三台阶七步平行流水作业法是采用短台阶，分步平行开挖，分步平行施作拱墙初期支护，保护围岩的自然承载力，有效抑制围岩变位，失稳，经监控量测信息化反馈指导施工，及时调整支护参数和混凝土衬砌施工时间。3.2 开挖施工 由于本隧道上台阶岩层情况变化不定的特点，开挖方法根据现场具体地质情况分为：上台阶人工配合挖掘机进行开挖和钻爆法开挖两种方法，中台阶与下台阶、仰拱均采用钻爆法开挖。当掌子面出现粉质黏土或砂土互层，自稳能力差时，采用预留核心土，人工配合挖掘机环形开挖，局部采用风镐进行处理的方法进行掘进，核心土上弧导坑作业空间小，台阶短，机械作业不便，主要以人工配合挖机扒渣为主，上台阶开挖高度控制在3.0m3.5m之间（可根据掌子面土层高度调整上台阶开挖高度），核心土长度控制在35m，上台阶长度控制在：510m，在施工上台阶的同时，中台阶一侧可紧跟上台阶开挖，距上台阶35m，上台阶进尺约10m后，中台阶另一侧再进行开挖，当中台阶与上台阶成环进尺约1015m后，即可进行下台阶一侧开挖，进尺510m后，可开挖下台阶另一侧及仰拱，最后隧底与下台阶完全结合封闭成环，形成整体。（附：现场开挖台阶图及开挖三维图）当掌子面出现砂岩时，考虑到本区段砂岩的走向和风化脆弱程度情况，为了节约成本和发挥最大的时间效应，尽可能使爆破效果达到最佳程度，我们采用钻爆法开挖掘进。根据本隧道在施工过程中围岩变化不定的特点，使用三台阶开挖法进行隧道掘进尤为突出，尤其在上台阶开挖施工中，根据现场地质的具体情况进行改变，岩层变差，可立即预留出核心土，环形开挖；岩层较好，可去掉核心土，采用简易开挖台架进行钻爆开挖，这样根据岩层的变化及时调整，增加了施工安全系数。3.3 隧道超欠挖控制 隧道开挖的超欠挖指开挖处至设计开挖轮廓线的垂直距离，及该点到设计圆心的距离与设计半径之差。开挖轮廓线的下限半径为：设计半径预留量（立拱架前的突变和拱架安设后的变形，按3cm考虑）二次衬砌模板变形加大量5cm。开挖轮廓线的上限半径为：开挖下限半径监控量测动态管理的预留沉降量。我们主要采用悬高法和支距法进行超欠挖检测，这两种方法操作简单方便快捷。3.4 支护 本隧道开挖完成后立即对围岩面初喷，顺围岩安设第一层8的钢筋网片，并连接成整体，架设钢拱架，并用22钢筋将拱架与上一榀预留的连接筋焊接，使得钢架连接成整体，打孔送入系统锚杆，分层喷护至设计轮廓线，每榀拱架背面必须喷填密实。（初期支护施工流程见下图）钢筋网施工：本隧道钢筋网均采用8钢筋进行加工，均为单层钢筋网布设；网格尺寸为2020cm与2525cm两种。安装时，钢筋网应随受喷岩面的起伏铺设。钢筋网的混凝土保护层不小于40mm，且应与锚杆焊接牢固。系统锚杆施工：本隧道系统锚杆采用的中空锚杆、砂浆锚杆和药包锚杆三种，采用风钻钻孔，成孔后用高压风清孔，人工送入，用速凝砂浆封口，注浆压力保证在0.51.0mpa，使扩散半径达到最大，对围岩加固的效果最佳，对裂隙较发育的不良地质有很好的改善效果，抗拔力符合设计要求，锚杆的末端与拱架焊接。钢拱架施工：本隧道钢拱架采用22钢筋制作。制作时，先在平整的地面上准确的放样出钢拱架1：1大样图，然后根据大样进行钢拱架的加工制作。安装时应分片进行，安装前，由测量工精确的放样出钢拱架的位置与高程，清除安装钢拱架部位开挖面的松动岩石，对于断面内的欠挖部分也必须清除，安装时严格按测量放样的位置进行。3.5 初期支护轮廓线净空断面控制 根据隧道设计图纸要求，隧道围岩预留沉降量810cm，但必须加强监控量测动态掌握围岩实际的变形量来修正设计给出的沉降量参数，来保证在初期支护完成后二衬施作前的初期支护断面达到最理想的轮廓线（设计轮廓线），那么提到的二次衬砌台车预留变形量5cm理论上来讲只要台车不变形或变形值为零，预留的变形量在浇注完混凝土拆模后刚好符合二衬的设计轮廓线为最佳，是控制和节约隧道工程施工成本和加大投入的重要控制环节。3.6 围岩监控量测 通过施工现场监测掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度，保障了施工安全。根据本区段地质特点及要求，加强了现场量测，对评价和修正初期支护参数及对二次衬砌施作提供了信息依据。本隧道量测内容包括地质和支护状况观察、周边位移、拱顶下沉及变形收敛等五项内容，来监控隧道稳定状态和评价隧道变形特征。及时对现场量测数据绘制时态曲线和空间曲线，当位移时间曲线趋于平缓时，进行数据回归分析，推算出最终位移变化规律，当位移时间曲线出现有弯点时，表明围岩和支护处于不稳定状态，此时密切监视围岩动态，并加强支护或暂停开挖。工区设有专职量测人员进行现场的日常量测、测点埋设、数据处理和仪器保养等工作，并将信息及时反馈给工程部，同时作为施工的依据。3.7 二次衬砌混凝土施工 二次衬砌是隧道工程永久性承力结构的一部分，对提高隧道使用寿命和外观质量具有重要的作用，衬砌分为两个部分一是下部隧底的仰拱衬砌，二是拱部及边墙的二次衬砌。本隧道二次衬砌采用液压模板台车结合泵送砼的衬砌施工方法，液压模板台车从专业台车厂家订做，其本身刚度、强度稳定及模板表面平整程度均符合砼衬砌的质量要求。首先通过轨道将模板台车行走至衬砌部位，测量定位，确定中线、标高，按隧道衬砌内轮廓线尺寸调整好模板台车。开始灌注，泵送混凝土灌注应对称、分层、连续施工，每层厚度控制在50cm以下，保证不浮模和偏位及跑模。插入式振捣棒配合附着式振捣器振捣密实。不得出现水平和倾斜接缝，如果因故中断浇注，则在继续浇注混凝土前，必须凿除已硬化的前层混凝土表层的虚面、浮浆，并将表面凿毛，高压水枪冲洗干净，拱顶混凝土通常不密实、灌注不满、不易振捣、易收缩等现象，根据经验教训，这就需要对拱顶灌注工艺作特殊要求，采用加强封堵板，泵送挤压施工，另外还要预留注浆孔在后期对月牙型收缩缝进行注浆处理，保证混凝土的整体性和密实性，浇注完成后达到规定强度方能拆模，养护时间不得少于14天。4 施工注意事项为保证钢架置于稳固的地基上，施工中应在钢架基脚部位预留足够的坚实地基，架立钢架时挖槽就位。钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2；钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。为增强钢架的整体稳定性，应将钢架与纵向连接筋、结构锚杆、锁脚锚管焊接牢固。钢架连接接头要连接牢固。故在接头处除螺栓连接外，还应该四面帮焊，确保接头的刚度和强度。当钢架和初喷层间存在较大间隙时要设楔形垫块顶紧围岩；钢架与围岩的间距不应大于5cm。5 施工技术特点及适用范围5.1 技术特点 在土石分界的隧道施工中，便于灵活及时地调整施工方法，进度稳定，工期保障性强。三台阶七步法能适应不同跨度和多种断面形式，特别是在软弱围岩地段施工，可大大节约了投资成本。爆破施工可以分成多个作业面进行，将集中爆破化为分散爆破，既减少了对围岩的扰动，又充分利用了时间空间，还增加了爆破临空面，降低了炸药消耗。无需增加特殊设备，投入少，操作性能强，易推广。5.2 适用范围 本技术适用于公路、铁路围岩情况差，土石分界的隧道富水地层中，采取大管棚、小导管预注浆固结、止水等技术措施后。CD法开挖施工方案一.工程概况马家坡隧道出口位于渭源县七圣乡境内，隧道起讫里程DK116+137DK119+052，全长2915米，为双线隧道，洞内线路为-0.3%、-1.28%、-1.3%、-1.28%的单面下坡，隧道除洞身DK115+303.216DK117+329.375两段位于直线上外，其余均位于R=4500米的曲线上。由于马家坡隧道出口处于浅埋段，在目前施工中围岩级别较差导致在施工过程中围岩变形较大，拱顶下沉最大值达到1.6m，因此经建设单位、设计单位、监理单位、施工单位现场勘查后将从目前掌子面DK118+649至DK118+629由原设计开挖工法大拱脚加临时仰拱法变更为CD法。 二.施工方案 CD法又称中隔壁法，用于浅埋及比较软弱地层中，而且是大断面隧道的开挖。CD法是在用钢支撑和喷射混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法，是在地质条件要求分部开挖及时封闭的条件下采用。CD法适用于双线级、级、级围岩隧道，地质条件困难，围岩软弱，覆盖层薄，含水量大，基底承载力低等条件。采用CD法开挖，减小软弱围岩隧道及大跨度隧道分部开挖跨度和开挖高度，通过增加中壁墙等临时支护构件，形成分部开挖初期支护快速封闭环，使分部开挖环环相扣，最后完成全部断面开挖与初期支护1 施工参数 2 超前支护：拱部采用双排小导管超前预支护，并注水泥浆。3 开挖进尺：各分部开挖进尺为1榀钢架间距即0.5m。 台阶高度：上台阶、中台阶开挖高度4.0m5.5m。 开挖工作面间距：各级台阶开挖间距控制在35m。 施工支护措施：中隔壁临时支护采用I20b，初期支护由原设计I20b变更为H175型钢。 拱部按原设计数量施做22中空锚杆、边墙砂浆锚杆，但施工程序更改为在初期支护结束后在施做。 2开挖方法隧道分为左、右导坑进行开挖，每侧导坑又分为两步台阶。为保护好围岩，围岩尽量采用机械辅人工开挖，每循环进尺按每榀钢架间距0.5m,当围岩稳定性较差时，考虑采用中部预留核心土法施工；3. 中壁拆除在CD法中的一个关键问题是拆除中壁，据以往经验，中隔壁拆除时间应在全断面成环后，各部位位移充分稳定后，才能拆除，其要求如下。1） 中壁拆除参数2） (1)拱顶下沉量：7d的增量小于2mm； 3） (2)净空收敛值：7d的增量小于4mm（拱顶下沉的2倍）5、作业要点 （1）、施工超前导管 1部与3部开挖之前，对拱部周边部位按变更要求施作双排超前导管进行超前支护。（2）、开挖与支护 开挖： 1部先行开挖，随即依次开挖2部、3部、4部、5部、6部，采用挖掘机及人力配合风镐开挖，出渣车出土。开挖循环进尺与设计钢架间距相同，即每次开挖进尺为一榀钢架距离。（3）初期支护 按照变更后支护参数及中壁墙设计参数，每开挖分部开挖后及时施作周边、中壁墙，使每分部及早封闭成环。6、监控量测 在施工管理中全过程以监控量测为管理依据，通过监控量测数据的及时反馈，用以指导设计与施工。监控量测的项目及其方法：1）、地质支护状态观察对开挖掌子面进行观察、地质描述，对围岩及初期支护表面采用放大镜等仪器观察。2）、地表沉降量测在地表浅埋段埋设测点，采用水平仪测其下沉量，量测时间在开挖面前方H+h（隧道埋臵深度+隧道高度）处开始，直至衬砌结构封闭、下沉停止结束。3）、拱顶下沉量测在中隔墙两侧即1部、3部的开挖拱顶，各设一测点，水平仪测其下沉量。4）、周边收敛量测在洞内大跨、边墙角共设二条水平基线，采用张力自鸣电子数显式收敛仪量测。5）、拆除中隔墙过程拱顶下沉与周边收敛量测监控。洞内、洞外下沉、收敛全部测点均埋设在同一断面，量测断面间距为5米。施工测量及监控量测组负责量测、数据整理、绘制回归曲线并及时反馈至生产管理组，以便采取相应的措施。全部数据处理与曲线回归采用计算机程序。4 施工注意事项1. 隧道施工应坚持短进尺、强支护、早封闭、勤量测的原则。2. 开挖方式均采用机械辅以人工开挖。3. 工序变化处之钢架（或临时钢架）应设42锁脚钢管，以确保钢架基础稳定。4. 钢架之间纵向连接钢筋应按要求设臵，及时施作并连接牢固。5. 右部导洞开挖，应滞后于左部导洞，距离不小于6m为宜。6. 临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后，方可进行。7. 施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。8. 按设计要求做好隧底地质检测工作，检测结果为弱软围岩及有溶洞、溶沟及溶槽隧底应按要求采取加固措施。9. 应及时对隧道环境水进行取样化验，对有侵蚀性，但设计无要求的水应立即向相关单位提出变更，采用侵蚀性砼三台阶临时仰拱法开挖施工方案一、工程概况 庵源山隧道全长1673m，起讫里程DK590+835 DK592+508。进口位于将口镇将口村，进口北接将口大桥，南侧终于童游街道新岭村贵口组接入茶窠仔1#大桥。隧道内设6处综合洞室，其中通信区直放站洞室1处，单侧洞室间距为500m，洞室沿隧道两侧交错布置。隧道出口 DK592+423.25 DK592+508段为直线，其余段位于曲线上，隧道纵坡为下坡，坡度为6.615。 隧道进口DK590+835 DK590+859段设计为帽檐斜切开孔式缓冲结构（L-24m），明暗交界里程为DK590+859，暗洞洞口段设计采用33m注浆长管棚进行超前支护。明洞边仰坡采用喷锚网防护。二、编制范围 编制范围为：编制范围为：庵源山隧道DK590+859DK590+892、DK590+892DK590+953、DK591+080DK591+110、DK591+110DK591+215、DK591+720DK591+805、DK592+250DK592+280段三台阶临时仰拱法开挖三、施工工艺原理及特点 1 工艺原理 铁路客运专线大断面隧道三台阶临时仰拱开挖法是将隧道断面分成上中下三个部分进行开挖的施工工法；要求及时施作各部临时仰拱；各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。 2 工艺特点 .施工空间较大，可进行机械化施工，可以多作业面平行施工，工效较高。 .在地质条件发生变化时，便于及时、灵活地调整施工方法，转换施工工法。 .适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。 .在台阶法开挖的基础上，分上、中、下三部分错开开挖，有利于开挖工作面的稳定。 .当围岩变形较大或突变时，在保证安全和满足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间。四、施工方案1 临时支护参数临时钢架采用I18轻型工字钢，每榀钢架间距与主洞身钢架一致，且与洞身钢架以螺栓连接（接头处加设3mm厚橡胶垫片），洞身钢架架设后在相应位置焊接预埋钢板并预置螺栓，以便临时钢架连接，连接钢板接头处焊缝高度不小于6mm；相邻钢架采用22钢筋连接，环向间距1.2m，斜向内侧布置，并与钢架内侧翼缘焊接；每台阶两侧拱脚锁脚钢管采用4根50无缝钢管，壁厚3.5mm，L=5m；采用C25喷射混凝土，临时封底厚10cm，钢架与初喷混凝土间要求密切接触。2 三台阶临时仰拱法施工工艺流程三台阶临时仰拱法施工工艺流程图3 施工方法1 第一步1) 开挖部。2) 施作部导坑周边的初期支护。即先初喷厚4cm的混凝土,再铺设钢筋网片,然后人工配合机械架立型钢钢架。钢架设锁脚锚管，锁脚锚管设置于台阶钢架拱(墙)脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30打入，并于钢架牢固焊接。拱脚采用钢垫板（规格为280mm280mm16mm）。同时,为保证拱脚基础牢固,防止拱顶下沉量过大,对拱脚位置采用槽钢或木板支垫。3) 打设径向锚杆后复喷混凝土到设计厚度。底部架立临时仰拱（I18临时钢架），喷射10cm混凝土封闭。开挖过程中,根据施工时围岩的地质情况及监控量测资料调整支护结构形式,必要时加设中间竖撑（采用圆木）,使围岩支护得到有利的保护和加强。2 第二步1) 在滞后部510m距离后, 先拆除部23榀I18临时钢架，再人工配合机械开挖部。开挖进尺为23榀钢拱架间距。2) 导坑周边部分初喷厚4cm混凝土。3) 铺设钢筋网片,架立型钢钢架，打设径向锚杆后复喷混凝土到设计厚度。4) 架立临时仰拱（I18临时钢架）, 打设锁脚锚管，封闭临时仰拱。3 第三步1) 在滞后于部510m距离后，开挖部，同时错开2m开挖部两侧边墙，以便施作钢架，每循环开挖进尺保持在23m。开挖边墙时，在拱脚处向开挖轮廓线外开挖303030cm的扩大拱脚。扩大拱脚采用C30喷射混凝土。 2) 施作台阶周边的初期支护。4 第四步1）开挖部其余仰拱部位，每次循环开挖进尺不大于34m。2）及时施作仰拱部位初期支护并封闭成环。封闭位置距离掌子面不得大于35m。5 第五步1) 根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,拆除部临时仰拱。2) 浇筑部仰拱及部仰拱填充(仰拱与仰拱填充分开施作)。6 第六步利用衬砌模板台车一次性灌注部拱墙二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。4 钢架安装要求初喷混凝土施工完毕后进行钢支撑的架设，钢拱架在洞外加工，加工前在钢板板上放出钢拱架1：1大样图，或制作模具，然后根据大样或模具进行钢拱架的加工制作。初喷完成后及时安设钢拱架，永久支护采用I22a型钢，临时支护采用I18工字钢，工字钢纵向间距60cm。每榀钢拱架安装时，要测量人员准确定位，不偏、不斜，轮廓要符合设计要求，确保净空尺寸。为保证钢架整体受力，设置纵向连接钢筋。连接筋为22钢筋焊接，环向间距1.0m。为减少钢支撑的沉降，永久支撑和临时支撑落地脚板安设25a槽钢或采用1003010cm的方木作为支撑，增大受力面积，减小下沉量。为减少下部开挖时拱脚的下沉量，在永久支撑和临时支撑落地脚板以上30cm部位增设注浆锁脚锚管，采用503.5mm，长度5.0m的小导管。5 超前小导管支护工艺新瓦房沟二号隧道施工组织设计超前小导管注浆工艺流程见图。小导管采用42无缝钢管，钢管前端做成尖楔状，便于插入孔中或直接打入，在管身前部2.0m范围内按梅花形布置，钻10mm的注浆孔，以便钢管进入地层后对围岩空隙注浆。注入纯水泥浆时，水泥浆水灰比为1：1.5、1：1、0.8：1三个等级，水泥浆由稀到浓逐渐变换，即先注稀浆，然后逐级变浓至0.8：1为止。为注浆后尽快开挖，选用普通水泥或早强水泥并掺入一定量的三乙醇胺与氯化钠溶液，以缩短初凝、终凝时间，提高强度，提高水泥浆的可压注性；注入水泥砂浆时，其配比为水灰比1：1、砂灰比2：1。注浆采用PF-40A型注浆泵，级围岩一般地段，注浆压力1.0MPa，级围岩加强地段和级围岩地段，注浆压力2.0MPa。注浆异常现象处理：发生串浆现象：即浆液从其它孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆；注浆压力突然升高：可能发生了堵管，停机检查；注浆量很大，压力长时间不升高：则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过浆液的凝胶时间。6锚杆、钢筋网、喷射砼施做要求1.钢筋网钢支撑施工完毕后进行钢筋网的安设，钢筋网采用6mm钢筋，网格尺寸为2020cm，钢筋网贴钢支撑外弧进行布设，钢筋网必须和工字钢焊接牢固。2.锚杆在钢支撑施工完毕后进行系统锚杆施工，拱部采用长度为4.0m，25mm中空注浆锚杆，纵环间距为1.5（纵）1.5（环）m，墙部采用22mm砂浆锚杆长度4.0m，纵环间距为1.2（纵）1.2（环）m，呈梅花型布置。3.喷射砼1) 初喷混凝土应在开挖后立即进行，以减少围岩暴露时间。2) 用高压风自上而下吹净岩面，埋设控制喷射混凝土厚度的标志钉。3) 工作面滴水或淋水时，宜采用钻孔埋管做好引排水。大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，通过添加外加剂、掺合剂、素纤维改善混凝土性能。4) 喷射混凝土必须满足设计强度、厚度及其与岩面粘结力要求。5) 喷射作业应分段分片、分层依次进行，喷射作业从拱脚或墙脚自下而上进行，作业时应避免上部喷射回弹料虚掩拱(墙)脚；先找平凹洼部分，后喷射凸出部分，各部平顺连接。喷头应与受喷面垂直，喷嘴口至受喷面距离宜保持在0.61.0m，沿水平方向以螺旋形划圈移动。7.仰拱施工 专人指挥仰拱开挖，隧底开挖应采用全幅分段施工，上面架设仰拱栈桥，每循环开挖长度宜为3m。 隧底开挖后，应及时清除虚渣、杂物、泥浆、积水，立即初喷4cm厚混凝土封闭岩面，按照设计要求安装仰拱钢架，复喷射混凝土至设计厚度，使初期支护及时闭合成环。 仰拱应超前拱墙衬砌，每循环浇筑长度宜为3m。仰拱混凝土应分段全幅浇筑，一次成型，不留纵向施工缝，仰拱施工缝和变形缝应设置中埋式橡胶止水带。 仰拱填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑，浇筑前应清除仰拱表面的杂物和积水，连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，达到设计强度的100后允许车辆通行。仰拱填充表面坡度应符合设计要求，应平顺、排水通畅。五、技术保证措施1 一般技术措施1）隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。2）机械开挖时预留20cm部分采用人工开挖，可有效缓解对围岩的扰动，减少超挖，确保安全。3）开挖需要爆破时，均采用弱爆破或人工开挖，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。开挖控制在23m，必须采用多打眼，少装药，弱爆破，不得超挖。专职安全员控制装药量，减少对围岩的扰动。在满足作业空间和台阶稳定的前提下，尽量缩短台阶长度。4）钢架（或临时钢架）应设锁脚钢管，且必须对锁脚钢管注浆，以确保钢架基础稳定。钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。5）施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。6）三台阶临时仰拱法施工时，各步台阶一次开挖长度宜为23m，下台阶开挖后仰拱应紧跟。各台阶开挖长度控制，上台阶：510m，中台阶：510m，下台阶：1015m。7）本段洞身施作初期支护时，拱部锚杆间距（环纵）为1.01.0m，墙部锚杆间距（环纵）为1.01.0m。8）如到达各种预埋洞室及预埋件安设位置，根据实际情况可以不预留，待初期支护在本断面范围内完成或二次衬砌前另行开挖或预埋。9）对上导下底临时横撑用枕木进行支垫时，必须高于底横撑面，并尽可能的减少空隙，以减少行车对钢支撑的扰动。10）施工中重点解决好上、中、下各台阶的施工干扰问题，下部施工减少对上部围岩、支护的扰动。11）上台阶施作钢架时，采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形；中台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖，开挖完成后施作接长边墙钢架及中台阶临时仰拱钢架，使之形成闭合环；下台阶在中台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。上中台阶开挖依次超前一个循环后，上、中、下三台阶可平行开挖。2.监控量测初期支护施工完毕后及时进行监控量测，以量测结果来调整支护参数和确定临时支护的拆除时间，以及二次衬砌的施工时间。测点、测线布置详见下图。净空变化测点布置洞内监控量测点不得焊于钢架上，必须单独打孔直接安装于岩体中。量测点采用8mm的光圆钢筋加工成三角形焊于20mm螺纹钢筋端头，三角形为4cm的等边三角形，20钢筋长为26cm。并标识保护。标识牌长30cm,宽20cm，上部为红底白字，下部为白底红字。详见下图标识牌图及监控点埋设。 标识牌图及监控量测点埋设3.钻探法根据本隧道有断层破碎带、部分地段地质复杂性和多变性的工程地质特点，对本隧道一般围岩地段采用地质素描法时，应在每次开挖后进行；断层破碎带和其他不良地质地段，采用超前水平钻机钻孔进行预报，其预报频率为1030m预报一次。超前水平钻机钻孔搭接长度不小于5m。水平钻机是在隧道掌子面进行水平地质钻探，从而获取地质信息的一种地质超前预报方式。通过水平钻机在钻进过程中的钻速、冲洗液、岩屑和岩粉的变化来判断开挖面前方较短距离内的地质情况，为提高其预报的准确度，与地质素描配套使用。根据本隧道超前预报设计和实际地质情况，进、出口决定采用Z-GP150型管棚钻机钻孔，孔径130。每60m一个循环，每循环搭接长度为5m。洞身采用开挖炮孔或者地质钻机短距离进行超前地质钻探。同时，严格控制岩芯钻探的岩芯采取率，需重点查明的部位应加密孔数。施工现场应做好施工记录，如:进尺速度、涌水点、岩性变化等。六隧道塌方的整治1、隧道发生塌方，应及时迅速处理，不得随意拖延时间。处理前，必须仔细观察塌方的范围、形状、数量大小及坍体的地质状况、地下水的分布、活动情况等，分析塌方发生的原因，研究制定处理方案。2、隧道塌方应根据发生的部位、规模及地质条件、采取“治塌先治水、治塌先加强”的原则，采取喷锚支护、注浆、管棚、加强二次衬砌、设置护拱等技术措施，不失时机、不留隐患地进行处理。3.塌方处理遵循“先加固、短开挖、强支护、快落底、早封闭” 的原则，采用“三台阶”“暗过”的方式通过塌方段。、首先回填反压塌方影响段，根据现场实际，必要时设置28cm的圆木横撑和竖撑。其次对塌渣面采用C20喷射砼进行封闭，喷射砼厚度10cm。塌渣采用小导管注水泥浆加固，小导管长3m，间距1.0m1.0m。、塌方处理遵循“先加固、短开挖、强支护、快落底、早封闭” 的原则，采用“三台阶”开挖通过塌方段。双层超前支护塌方段拱墙部设置双层小导管注水泥浆加固塌体进行超前支护：内层导管为42，导管长3.5m/根，搭接长1.5m，环向间距30cm，外插角为不得大于15；外层设置42小导管，小导管外插角度控制在45左右，小导管长4.0m/根，纵向2.0m一环，环向间距30cm。临时仰拱塌方段上、中台阶设置临时仰拱，临时仰拱的采用I20a型钢，间距60，22纵向连接钢筋间距为100，用C25喷射混凝土回填密实。初期支护全断面采用I22a钢架，间距60cm，钢架内外缘设22纵向连接筋，间距100cm。锁脚采用42小导管，长5.0m，每个钢架接头处2根，喷C25混凝土，厚28。开挖落底人工或机械清理塌体，严禁爆破。开挖采用超短台阶并预留核心土，每次开挖进尺不得大于1.5m，预留变形量为30cm，应随开挖随支护。在落底未完成之前，不得拆除临时仰拱。只有准备开始二衬作业，才能逐榀拆除临时仰拱。衬砌长度根据实际，适时安排，及时施做。4、加强防排水工作：1）地表沉陷和裂缝，应采用注浆填充和加固，或采用不透水土壤夯填紧密，开挖截水坑，防止地表水下渗进入塌体；2）通顶陷穴口的地表四周应挖沟排水，搭设防雨棚遮盖穴顶洞内衬砌通过塌方后，陷区应及时回填，回填应高出原地面，并用黏土或浆砌片石封闭穴口，做好排水：3）塌体内有地下水活动时，采用管、槽引至排水沟排出，无法进行引排时可采用注浆堵水。5、建立健全应急预案，成立应急领导小组，储备一定的应急抢险物资。应急领导小组组长：史宏军 副组长：刘军 成员 ：薛骞、钟斌、杨际宇、刘家起、刘永良、刘运华6、物质储备由于下历窠隧道、级围岩较多，围岩稳定性较差，涌水量较多，易引起塌方。因此处理塌方的物质储备对安全生产至管重要，储备物质如下：序号材料数量1钢工架30吨2钢管1000米3水玻璃1吨4编织袋2000个5方木20方机械利用原有洞内施工机械及从其他隧道调用机械。六、施工供风、供水、供电及排水方案1、施工供风及通风隧道洞口配备一座80m3/min的风站，风站内配备20m3/min电动空压机4台。主要负责主洞开挖、喷锚支护供风。风管采用150mm的钢管，管节利用法兰连接。隧道采用压入式通风，根据公路隧道通风要求及参数计算结果，隧道洞口配备通风机2台，供风量为2000m3/min，可满足洞内通风要求，选用1800mmPVC软式通风筒，悬挂在拱顶。2、施工供水隧道洞顶设50m3高位水池一座，为洞内供水。水池至洞口的下水管采用100mm的钢管、洞内采用80mm的钢管，掌子面处采用50mm的高压胶管分头供水。3、施工供电根据洞内用电设备负荷大小，洞口设配电站一处，采用1台容量500KVA，再引向洞内。为了保证前期使用及备用，另自备1台容量250KW的发电机。动力用电等级为380V,照明用电成洞地段为220V，作业地段为36V，采用干式电缆供电。隧道成洞地段采用220V/400W和220V/250W的高压钠灯,每隔15m或20m安装一盏,并要求每盏灯安装一个开关。掌子面和需要移动照明的地段，采用36V的白炽灯或36V的矿用碘钨灯。七、隧道施工安全保证措施1、质量保证措施、质量保证体系1、在企业职工中开展质量培训，使其认识到质量工作的好坏与企业、个人利益的关系，把质量工作贯穿到施工的全过程中，深入到企业的每个人，形成道道工序齐抓共管理，上下自律，使工程质量始终处于受控状态。2、施工前组织技术人员，对照工地实际，细致复核图纸，发现问题及时与设计单位取得联系，待设计单位确认明确后，方可进行施工。3、严格按照国家和公路技术规范及设计要求施工。4、坚持测量双检制，隐蔽工程签证，质量挂牌，质量讲评，质量双检，质量事故分析等行之有效的质量管理体系。5、严格执行施工前的技术交底制度，对作业人员坚持进行定期质量教育和考核。6、项目经理部建立严格的质量检查组织机构，全力支持和充分发挥质检机构人员的作用。主动接受监理的监督和帮助，积极为监理工程师的工作提供和创建便利条件。7、隧道施工开挖应根据设计位置、中线、水平、地质情况，预计可能产生的下沉量和施工误差掌握施工部位尺寸，保证开挖及衬砌断面符合设计要求，合理确定循环进尺以便各工序相互配合。八、洞身开挖安全措施1、利用各种宣传工具，采取多种教育形式，使职工树立安全第一的思想，不断强化全员意识，建立安全保证体系，使安全管理制度化、教育经常化。2、运输车辆及施工机械严加管理，经常检查制动和运转部分情况，防止意外事故发生。在运输繁忙的道口，设立安全监督岗，指挥行人和车辆，确保汽车运输及行人安全。3、对爆破人员进行爆破技术培训，无合格证者不得从事爆破作业，对爆破器材的、运输、检查、试验、加工等特制定专门的安全操作守则，库房设置应取得地方公安部门的同意。4爆破时发安全信号，增设安全警戒，发现瞎炮，采取安全、可靠的方法由专业人员进行引爆处理。5、指派专人找顶找邦。对开挖面及其附近加强检查，如可能产生险情时，应急时采取措施进行处理，以保证施工安全。6、施工人员到达工作地点时，应检查工作面是否处于安全状态，并详细检查支护是否牢固、如有松动石块或裂缝，应及时予以清除或支护。7、应使用带净化装置的柴油机车，应经常保证路面平整，加强养护。洞内行车速度施工作业地段不得超过10公里小时；在非作业地段不得超过15公里小时；会车时不得超过10公里小时。行驶中严禁超车，会车时应做到空车让重车。同向行驶时两车前后保持20米距离，洞内能见度差的，应加大间距。会车或洞内有行人时，应关闭大灯，改用近光灯。车辆启动前应鸣笛，进出洞口应鸣笛示警但不使用高音喇叭，洞内倒车与转向时必须开灯鸣笛；车辆严禁超载。8、洞口、弯道处应设置“缓行”标志，必要时应设置防护人员指挥交通，凡停放在接近车辆行车限界的施工设备与机械应在外缘设置红色闪光灯，组成限界显示。弃碴场应保持4%的上坡段，并在碴堆80cm处设置挡木，并派专人指挥倒车。九、环保、水保、施工要求1、认真贯彻执行各级政府的有关水土保护、环境保护方针政策和法令，结合设计文件和工程特点，及时提报有关环保设计，切实按批准的文件组织实施。2、组织职工学习环保知识，强化环保意识，使大家认识到环保工作的重要性。3、施工废水，生活废水不得污染水源、耕地、农田、灌溉渠道，工地垃圾及时运到指定地点深埋，使生态环境受损减少到最低程度。4、场地废料、应按要求处理，防止水土流失。5、施工中各种建筑垃圾、施工弃渣均需按设计指定的地点堆弃，严禁将废弃物随意堆弃，弃土场有计划的进行绿化，美化环境。四川科技学院2012级道桥工程技术专业23