公路黄土隧道施工技术要点.doc

公路黄土隧道施工技术要点山西省交通运输厅二一一年九月前 言我省地处黄土高原，随着高速公路建设的迅速发展，黄土隧道的设计较为常见，由于施工管理经验较为欠缺，建设过程中存在不少安全和质量方面的问题。为了切实解决当前黄土隧道施工中存在的问题，省厅在部颁规范的基础上组织编写了公路黄土隧道施工技术要点。该要点是在现行隧道工程设计、施工规范的基础上，结合我省黄土地区地质特点编制而成，主要对现行规范未包含的内容结合我省实际进行了补充和完善，要点明确，指导性强，强化了黄土隧道施工组织的薄弱环节，要点的出台将对提高黄土隧道的工程质量和施工安全性具有非常重要的意义。黄土具有垂直节理发育、透水性好、遇水易软化变形等特性，含水量的变化对围岩的强度影响很大。同时，黄土隧道一般埋深较浅，浅埋、偏压问题普遍存在，在雨季施工和施工方法不当的情况下，极易导致施工安全质量事故的发生。为确保公路黄土隧道的施工安全及工程质量，现将黄土隧道的施工技术要点予以下发，请各相关单位遵照执行。一、前期设计过程中应注意的事项1、结合外业勘测情况，优化隧道线型设计，不应设计黄土连拱隧道，尽可能少采用小净距隧道。2、黄土隧道设计中，要进行细致的现场踏勘，并加强隧址区域的地质勘察工作，以便于掌握详细的隧址区的工程地质和水文地质条件。3、设计要有效地查明确黄土隧道洞顶陷穴、冲沟、裂缝和落水洞等的位置，分析对隧道施工及运营的影响，并提出处治范围和处治措施。4、设计图纸要明确隧道地基承载力的要求，承载力不足时应提出相应的处治措施。5、设计阶段要对黄土隧道进行安全风险评估。6、设计单位应做好设计服务工作，开工前应进行详细的技术交底，强调施工必须注意的事项。二、安全评估及施工准备1、隧道施工前，应由建设管理单位组织相关专家结合设计单位编制的“隧道安全风险评估报告”对施工单位编制的施工组织及施工安全风险评估报告进行审查。2、施工单位必须认真进行地表普查，对隧道上方及周围对隧道施工及运营有影响的冲沟、陷穴、落水洞、地裂缝等进行处治。3、在隧道进洞前，建设管理单位应组织设计、施工、监理单位核定洞门位置，明确进洞方案。4、隧道进洞及施工过程中应准备必要的足够数量的应急抢险物资，以确保在隧道出现险情时可及时组织抢险，如备用工字钢、方木及成品钢拱架等，数量必须满足二排扇形排架支撑和掌子面支撑所需材料。5、认真贯彻落实施工组织设计方案的各项保证措施。6、衬砌台车、仰拱栈桥应在进洞前制作、拼装完毕。衬砌台车长度一般不大于9m，栈桥长度一般为5m。7、制定合理的隧道施工工期，不得随意压缩工期。9、隧道内必须在施工掌子面设置逃生通道。通道可采用长度大于50m、直径大于600mm的钢管，壁厚不小于10mm。三、隧道施工技术要点把握“一短、两快、三严、四及时”的施工要点。即短进尺；快循环、快封闭；严格工艺、严格标准、严格管理；及时支护、及时量测、及时反馈、及时二次衬砌；用双控法保证隧道施工早成环，确保黄土公路隧道施工安全和施工质量。（一）进洞1、洞口边坡及仰坡应自上而下开挖，不得掏底开挖或上下重叠开挖。当地质条件不良时，应采取稳定边坡和仰坡的措施并加强监控量测，发现不稳定迹象时，及时采取措施，保证施工安全。2、套拱应按设计施工，一次性开挖到设计标高，底部应采用扩大断面，并保证一定厚度。（二）开挖1、根据黄土隧道的地表、围岩情况，科学制定隧道开挖方法。开挖方式宜采用三台阶法、CRD法以及环向开挖留核心土法等。2、在施工中尽可能保持周围原状土体的稳定。采用台阶法施工时，对于正面土体加固采用留核心土的方法，核心土的留设可使工作面前方土体处于三向应力状态，以缩小工作面土体的松弛范围。核心土长度可在0.5D左右（D为隧道开挖宽度）。3、施工应采用机械配合人工开挖，严禁爆破，每循环进尺宜控制在1榀拱架距离（0.51.5m）。4、对小净距隧道，左右洞掌子面施工应错开一定的距离，其距离应大于3D，尽量减轻两洞施工期间干扰，确保施工安全。5、三台阶法中下台阶拉槽开挖或双侧壁导坑、CRD法左右侧中、下台阶的左右错开开挖，应特别注意未开挖侧保护土体的宽度不小于2.5m。6、土石交界处根据围岩级别明确过渡段长度，初期支护与二次衬砌应作加强处理，并增设变形缝。（三）支护1、喷射混凝土严格按照规范要求施作，施工不得采用干喷工艺，应采用湿喷工艺。2、锚杆施作宜采用矿用螺纹钻干钻成孔，宜采用药包式锚杆。3、设计图中设计有锁脚锚杆时，按设计要求执行，如果设计图纸中没有设计锁脚锚杆时，可以把部分系统锚杆移作锁脚锚杆用，锁脚锚杆长度应不小于3.5m，数量一般应不少于3根。4、严格控制锁脚锚杆施工质量，并且与拱架同时施作。锁脚锚杆的设置要保证一定角度，锚杆和钢架的连接必须用U形钢筋焊接。5、三台阶开挖时，如围岩变形较大时可在上台阶加设临时仰拱。6、钢架拱脚应采用整块刚性材料支垫，且面积应大于拱架连接板面积，并保证连接板固定牢固。拱脚下的虚渣及其他杂物应清除干净，超挖部分应用喷射混凝土填充。7、严格控制钢拱架间距，禁止钢拱架间距出现正偏差。（四）仰拱1、地基承载力不得小于设计值，仰拱地基承载力不足时，应采取加固处理。2、仰拱距掌子面的距离不得超过30米，掌子面开挖后15天内必须闭合成环。仰拱每次开挖的长度不超过三榀钢拱架间的距离。3、仰拱混凝土应整体浇注一次成型。（五）二次衬砌1、黄土隧道二次衬砌应尽早施作，在隧道进、出口50m范围内，二次衬砌距掌子面的距离：老黄土不大于35m，新黄土不大于25m。2、洞内二次衬砌距掌子面的最大距离不得超过60m；拆模要三天以上，混凝土强度达到70%以上后方可拆模。3、严格控制二衬厚度，二衬厚度不得小于设计值。四、特殊路段施工（进出洞口、浅埋段、冲沟、偏压）注意事项（一）进出洞口施工1、尽量结合实际地形施工，避免对仰坡进行大开挖，特别是不能挖除洞口两翼的山体。2、加强对洞口段地表沉降和拱顶下沉的监控量测，频率可适当增加。3、当洞口前路基需要特殊处治时，如强夯，应先将路基段处理完毕，避免隧道先施工，路基处治时对隧道洞口土体的扰动，而诱发坡体失稳。4、洞门一般应尽早施作，明洞或洞门在进洞达1520m后施作，以保证洞口的安全。（二）偏压浅埋段施工1、在隧道穿越偏压、浅埋段时，应采取卸载，反压回填，抗滑桩，砌筑工程或地表预加固等综合处治措施。2、进洞时宜采用管棚进洞，当隧道洞口围岩差而导致进洞困难时，可根据实际情况妥善制定进洞方案。3、对于进出口段、冲沟段等事故易发地段要采取加固措施，二衬及时施作。（三）地质不良段施工1、湿陷性黄土隧道施工时需进行地基处理，消除黄土的湿陷性，提高地基的整体承载力。2、对土质松散的围岩、含水量较大的围岩或严格控制地表沉降的地段应分部开挖、分部支护，严禁各台阶都进行开挖后再一起锚喷支护。五、加强并重视监控量测工作1、重视黄土隧道的监控量测，必须严格按照规范和设计要求的项目和频率进行；在浅埋、偏压路段可增加选测项目的量测，量测数据应及时做好回归分析。2、根据监控量测数据合理调整开挖预留变形量。3、监控量测点应严格按照设计及有关规范布设，特殊地段做加密处理，间距不大于5m。4、不良地质地段施工，必须设专人随时检查，当发现量测数据有不正常变化或突变，洞内拱顶下沉或地表下沉位移值大于允许位移值，洞内或地表出现裂缝以及喷层出现异常裂缝时，必须立即组织人员撤离现场，并及时上报。5、要重视开挖掌子面的地质编录工作，重视地质超前预报，加强地质观察，尤其注意随时观察土体含水量的变化，如有异常应及时反馈，加强支护。6、对于围岩稳定性差的特殊地段，二次衬砌变形也需进行监测。7、为保证监测的质量，确保施工安全，监控量测工作宜由具有相应资质的专业机构进行。8、建立及时、有效、完善的监控量测预警机制。当围岩变形速率大于10mm/d或累计变形值大于10cm时，必须按照预案措施进行处理。六、管理措施1、建设管理单位在开工前要制定隧道施工安全责任制，明确责任人，以每个隧道为单位，组织施工单位的全体人员进行不少于3天的技术交底和安全培训。2、建设管理单位必须制定明确的隧道施工奖罚制度，对于不按规定施工的单位和个人必须给予处罚，对于严格执行规定的单位和个人给予奖励。3、抓好制度的落实工作，把各项制度落实到每个施工环节中。4、建设管理单位要认真贯彻交通运输厅的有关规定，对于执行不力的单位要提出批评警告，对屡教不改的单位根据情况给予经济处罚和红牌警告。5、要认真落实施工单位信用评价工作，把评价工作落实在施工过程中，用过程的记录评价施工单位的信用，对没有按交通厅强制规定施工的单位每发现一次就记录一次，累计三次者，在信用评价时适当扣分。附图1 CRD法施工工艺流程图测量放线左侧拱部超前支护左侧上台阶开挖左侧上台阶初期支护、临时中隔壁、上横撑左侧下台阶开挖左侧下台阶初期支护，临时 中隔壁，必要时架设底部横撑超前地质预报右侧拱部超前支护围岩监控量测围岩监控量测右侧上台阶开挖右侧上台阶初期支护、上横撑右侧下台阶开挖右侧下台阶初期支护，必要时架设底部横撑仰拱开挖仰拱初期支护、接长临时中隔壁二次衬砌仰拱衬砌仰拱填充拆除临时支护围岩监控量测围岩监控量测仰拱应在掌子面开挖后15天内闭合成环。二衬浇筑距掌子面开挖后的时间不超过30天。附图2 CRD法施工工序示意图注：1左侧拱部超前支护及左侧上台阶开挖；2左侧下台阶边墙一侧开挖及支护；3左侧下台阶中隔壁一侧开挖及支护；4右侧拱部超前支护及右侧上台阶开挖；5右侧下台阶开挖及支护；6仰拱开挖及填充附图3 三台阶七步开挖法施工工艺流程图左右错开开挖中台阶，施作初期支护左右错开开挖下台阶，施作初期支护测量放线开挖上、中、下台阶预留核心土分段开挖隧底，施作初期支护施作仰拱施作仰拱填充围岩定性评判、修正支护参数超前支护上部弧形导坑环向开挖，施作拱部初期支护断面检查满足否二次衬砌仰拱应在掌子面开挖后15天内闭合成环。二衬浇筑距掌子面开挖后的时间不超过30天。附图4 三台阶七步开挖法施工工序示意图注：1上部弧形导坑环向开挖，施作拱部初期支护；2中台阶左侧开挖，施作初期支护；3中台阶右侧开挖，施作初期支护；4下台阶左侧开挖，施作初期支护；5下台阶右侧开挖，施作初期支护；6开挖上、中、下台阶预留核心土；7施作仰拱