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隧道洞口的施工方案

第一章工程概况

1.1工程简述

1.1.1工程位置

大崛坑2#隧道位于四会市伍村附近，进口位于四会市石狗镇新星村东约500m,紧邻S263省道。

隧道大致呈东西向展布，最大埋深约93m,设计为上下行分离式隧道.左线起讫桩号为:

ZK46+436-ZK46+881,全长445m,为短隧道;右线起讫桩号为：

YK46+550~YK46+842,全长292m,为短隧道。

1.1.2线路平面及纵断面

1、隧道左洞位于右偏曲线上，全洞位于+0.5%上坡段，入口处为一大填方段（填土石51407〃）；出口处位于一陡悄山坡上，邻接英兴村分离桥桥台，旁邻小河。

2、隧道右洞位于右偏曲线上，全洞位于+0.5%上坡段，入口处为一挖方段（挖土石3538m3）;出口处同样位于陡峭山坡上，邻接英兴村分离桥桥台，旁邻小河。

1」・3洞门及明洞

洞口以"早进晚出"为设计原则，最大限度降低洞口边坡的开挖高度，以保证山体的稳定，减小对自然景观的破坏。

隧道左线进口采用削竹式洞门，设置15m明洞（含10m明洞）,出口采用端墙式洞门，设5m明洞；右线入口采用端墙式洞门结构，设置20m明洞，出口也采用端墙式洞门，详见表1.1.3-lo

1.2自然条件

1.2.1地形地貌

隧址区地貌属丘陵类型，隧道近南东■北西向穿越一大致南北向的山丘，自然坡度较陡，地面标高在30~120m之间，隧道进出口处自然地面坡度陡哨。

1.2.2地质及水文地质

隧道区位于海仔坑复式背斜的核部南西翼，总体呈一单斜构造，受北东向吴川-四会深大断裂带的影响，区内断裂构造极其发育。

断裂破碎带（F4）分布于隧道出口处（YK46+836〜出口、ZK46+832〜出口段\结构松散,岩体破碎，稳定性较差；逬出口属于策四纪残坡积土及全■强风化粉砂岩、片岩、炭质页岩夹煤层，洞身为弱风化粉砂岩、片岩夹薄层煤层，裂隙发育，较破碎，以V级围岩为主,地下水主要策四系孔隙水及基岩裂隙水，水量不大；雨季地表汇集于大裂隙,形成短时涌水；进出口均有出露水头。

隧道左线出口段：

围岩属于第四纪残坡积土及全、强风化粉砂岩、千枚岩、炭质页岩夹煤层,岩体破碎，结构松散，围岩波速500~1500m/s,围岩为V级;隧道埋深浅,顶部及侧壁均不稳定，处理不当会出现大坍塌，雨季时有涌水现象。

设计推荐洞口容许承载力［oo］=230KPa。

设计采用28m长管棚进行超前支护。

隧道右线出口段：

围岩属于第四纪残坡积土及全、强风化粉砂岩、千枚岩、炭质页岩夹煤层,岩体破碎，结构松散，围岩波速450~1700m/s,围岩为V级;顶部及侧壁均不稳定，处理不当会出现大坍塌，地下水为基岩裂隙水，雨季时沿裂隙有小规模涌水现象。

设计推荐洞口容许承载力［6］二230KPa。

设计采用28m长管棚进行超前支护。

隧道洞身涌水量预测:

右线单洞最大涌水量为248m3/d;左线单洞最大涌水量为405m3/do

1.2.3气象及气候

本区属亚热带季风气候,温暖潮湿，雨量充沛。

年平均气温21.2°C,最冷月为1月，月平均气温12.2°C,最热月为7月,月平均气温28.5°C;区域内多年平均降水量1832mm,多集中在4~9月。

夏秋两季常有强热带风暴侵袭，是本地区常见的自然灾害。

1.3大崛坑2#隧道左右线进口工程数量

!

名称及规恪

单位

娄煜

i开挖土方

2338.9

开挖软石

-

m3

440

回填土方

1

m3

531.82

隔水粘土层

■

•

m3

116.01

C25混凝土

B

m3

399

IC10片石;品疑土仰拱回填

m3

198.9

[M7.5浆砌片石

计

45531

1C15预制块

m3

10.9

|C20朗混擬土

；

38.11

•

■

kg

306034

\（p6.5讷筋网

畑

990.25

1无^±1布

•

•

m2

293

PVC防水板

•

■

m2

146.5

1钢筋

•

kg

2196532

植草

•

■

m2

395.1

镶面瓷砖

•

m2

28.2

\（P10HDPE打孑L波纹管

10

项目

洞口工程

项目i

■

洞□工程

大厳坑2#隧道

右线进口主要工程数量农

表1・3-2

名称及规格

开挖土方

开挖软石

回填土方

隔水粘土层

C25混

CIO片石混凝土

M7.5浆砌片石

C20混凝土

（P6.5钢筋网

水泥稳走碎石土

无纺土工布

1单位

数量

I9

5640.4

1,

i

637.72

m3

2235.4

i计

303.5

L_._.m3

629.38

!

-

rrP

265.2

877.99

m3

:

541.06

1kg

6210.89

kg

1911.6

•

135.2

12

m2

1172

PVC防水板

m2

586

1钢筋j

kg

36616

\2cm厚花岗岩饰板|

m2

205.1

（P10HDPE打孔波纹管

m

40

第二章施工部署

2.1临时工程

2丄1施工便道

从S263省道（约SK201+360\280处）新修便道通往大崛坑2#隧道左右线进口。

便道宽为4.5m,采用25cm厚山皮土作为基层，15cm厚泥结碎石为面层，设2%排水坡，两侧配有完善的临时排水设施;便道每300m设一处会车道。

施工期间，定期维护本合同段内的所有施工便道，确保道路畅通；并在与S263省道交叉处设醒目的警示标志,以保证行车安全。

2.1.2施工队驻地

在2#隧道右线进口处设置施工队驻地。

2.1.3施工用电

在2#隧道进口处设置250KVA两台、500KVA变压器一台；在拌和站设置一台315KVA变压器；同时配置250KW、120kw发电机，作为生产和生活的备用电源。

前期用电主要采用发电机发电。

2」.4拌和站

在S263省道（SK201+100）左侧设置两座生产能力为50m3/h（JS1000）的混凝土拌合站,集中供应全线召仝。

2.1.5生产及生活用水

施工生产及生活用水分别在1#隧道入出口、2#隧道入口和拌和站及项目部（试验室）六处分别打井取水，并在1#入出口、2#入口四处山顶设置高位水池（75m3/座），D80无缝钢管分别将水引入隧道，以供隧道施工用水。

2.2施工队伍部署

安排一个隧道施工队伍：

隧道施工三队施工段全长737m。

2.3资源配置

2.3.1主要管理及技术人员

主要管理及技术人员农

序号

姓名

备注

杜书桥

项目经理

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

刘任宝

胡继春

李江华

张树林

刘坤华

蔡湘林

宋世兴

彭智明

莫国良

李强林

胡青松

孔德帅

蒋栋梁

路军生

…!

曹德兴

马建国

曹朝明

经理助理

常务副经理

项目总工程师

项目副经理

安全长

总会计师

i

工程部部长

质检部部长

合约部长

测量主管

试验室主任

物资部长

测量员

综合事物部干事

瞇道工程师

隧道工程师

网络管理员

瞇道工程师

隧道队队长

技术员

安全员

1

2.3.2主要机械设备

拟投入本项工程主要施工机械

表23.2-1

开挖

•…

初期

支护

衬砌

机械名称

风动凿岩机

挖掘机

装载机

自卸汽车

通风机

空压机

自动计量腔搅拌机

注荥机

注浆

显喷机

管棚商几

!

型钢冷弯机

钻孔台车

衬砌台车

规格型号

数量（台）

碇拌合站

赴输送泵

碇输送车

变压器

发电机

钢筋切割机

防水板焊机

电焊机

钢筋调直机

围岩收敛量测设备

YT-28

G10

Pc220

ZL-50

8T

55x2KW

15

10

20m3/135KW

JS500L

BM-250型

TK-961

XY-28-3000

自行式

全断面液压式9m

HZS100

H盯60

8m3

S9-500

250kw

JSS30-10/15A

2.3.3主要测量、试验、质检、监测仪器设备

拟投入本工程的主要测量.试验仪甕配备在表2.33-1

序号

仪器设备名称

规格生号

单位

数量

备注

一、测绘仪器

1

全站仪

GTS-602

台

2

2

水准仪

苏光

台

2

3

三棱镜

台

1

二、建筑材料类

1

水泥沸煮箱

台

1

2

水泥细度负压筛析仪

FSY-150

台

1

3

水泥稠度仪

喜

1

4

数控水泥标准养护箱

HBY-40B

台

1

5

石子标准筛

（p300

1

6

砂子标准筛

套

1

7

压碎值仪

喜

1

8

震击式标准震筛仪

ZBSX-92

1

9

混凝土成型标准振动台

0.8m2

台

1

10

混凝土滲透仪

台

1

11

砂浆试验模

70.7x70.7x70.7

组

10

12

混凝土试验模

150x150x150

组

10

13

锚杆拉力计

ML20

台

1

14

喷大板试模

组

15

15

电子秤

ACS-15

台

2

16

电”平

JY50001

台

2

17

命

TGT-100

台

1

三、环境检测仪器

1

溫、湿度测定仪

台

1

2

水质分析仪

台

1

3

气温计

个

10

2.4施工进度计划

2.4.1大崛坑2#隧道左线进口

计划开工日期：

2007年4月1B;

计划完工日期：

2007年6月20H;

2.4.2大呃坑2#隧道右线进口

计划开工日期：

2007年4月1B;

计划完工日期：

2007年6月1

第三章施工方案及方法

3.1施工特点

3.1.1地质情况差

洞口段围岩属于第四纪残坡积土及全、强风化粉砂岩、干枚岩，岩体破碎，结构松

定性差，开挖时易发生滑塌。

3丄2施工难以避开雨季，施工难度增大

根据当前施工实际情况，左右线出口施工隻中在4~6月，此时雨季已开始，难以避开（设计要求：

应尽量避开雨季施工）,会增大施工难度（洞口段会有涌水现象发生\3.13洞口段除右洞岀口外其余均设有明洞

洞口段除右洞出口外其余均设有明洞，设计要求：

明洞完成、洞口回填工程完成后才能进行暗洞施工。

3.2施工总体方案

根据以上施工特点及设计要求,开挖前在开口线以外5m设置坡顶防排水系统,洞门及明洞段采用挖掘机开挖，用;气车运土，人工配合刷坡，自上而下逐步进行，边开挖边防护；开挖至明暗洞交界处10m距离时，预留核心土开挖（以做套拱及管棚工作平台），且在套拱范围内刷垂直坡，施作套拱及大管棚；然后进行明洞施工，达到强度要求后即回填，其后采用双侧壁导坑法进行暗洞开挖。

施工程序见图3.2-1。

隧道进洞施工程序图（图3.2-1）

3.3施工方法

3.3.1裁水天沟施工

截水天沟设在距离边仰坡开口线5m以夕卜，材料采用M7.5浆砌片石，要在土石方开挖之前砌筑完成，以免沟身开挖完成后雨天积水并下渗造成边仰坡漫水性失稳。

截水沟靠山体侧应与山体顺接，坑洼处应采用经监理工程师认可的材料回填到沟墙顶标髙，以确保地表水顺畅流入截水沟。

隧道左线进口采用60x60cm截水天沟，右线进口采用80x80m截水天沟，截水天沟布置详见2#隧道进口平面图（图3.3.1-1\

3.3.2洞口段开挖及防护

首先复核图纸，进行原地面复测，准确定出洞口位置、明洞暗洞分界位置，按设计位置放出边、仰坡及洞脸开挖边线。

在洞口边、仰坡幵挖线外5m处设截水沟一道，防止雨水冲刷洞脸，并在坡顶上部按要求埋设观测桩，定时观测下沉情况。

做好截排水系统后,人工配合挖掘机按照设计坡度、尺寸进行洞门土方开挖，自卸车运土。

开挖防护从上到下逐步进行，边开挖边防护。

开挖至明暗洞交界处10m距离时，预留核心土开挖（以做套拱及管棚工作平台），且在套拱范围内刷垂直坡。

边坡及成洞面采用20MnSi砂浆锚ff（L=3.5m间距1.2xl.2m，梅花形布置）并挂网

（＜p6.5钢筋网，间距0.2x0.2m）喷混凝±（10cm厚C20召仝）逬行防护，见图（3.3.2-1及3.3.2-2\

2#隧道逬口洞顶天沟平面布置图

左线三水端洞门

实鴉地面线

2#隧道左线进口

二秒览世什fa

:

CMW14

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“色口HWMi、

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“Jia:

:

右线三水端洞门

2#隧道右线进口

Q3t

0

匸3曰

3・3・2・1砂浆锚杆施工方法

砂浆锚杆施工工艺框图见图3.3.2.1-1O

钻孔：

施工时采用风枪钻孔。

孔位偏差应不大于10mm,孔深偏差不大于50mm,采用"先注浆后安装锚杆”的程序施工，钻头直径应大于锚杆直径15mmo

锚杆在坡面开挖和初喷混凝土后打设，钻孔时确保孔口坡面整平，使坡面与钻孔方向垂直，局部随机锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向方向相反，其与滑动面的交角应大于70°，间距1.2xl.2m,梅花形布置。

锚杆锚固：

锚杆埋设前，对锚孔进行检查，孑电、孔深、沿直度、孑盗、方向必须合格。

同时应用高压风、水清孔，使孔干净无积水残確。

此外要检查锚杆钢材、直径、长度应符合设计要求，锚杆端头应加工螺纹长度不小短于10cm。

锚杆埋设采取先注浆后插杆施工,砂浆强度》20MPa,配比试验选定，用羊角气泵胶管从孔底倒插式注浆，浆满后快速插入锚杆到埋设长度，然后用半干硬砂浆封实孔口，用楔子固定锚杆,并安设垫板，上好螺帽。

锚杆埋设后24h以内不许碰撞，不许悬挂重物，锚杆砂浆掺膨胀及早强剂，以提高其早期强度，埋设24h后，拧紧螺母，使垫板紧贴岩石。

砂浆锚杆施工工艺框图（图3.3.2.1-1）

33.2.2钢筋网施工

按设计要求的钢筋网材质和尺寸在洞外工厂化制作,加工成片，其钢筋直径和网格间距符合图纸规定。

按图纸所示或监理工程师批准的部位安装钢筋网，钢筋网与锚杆或其他固定装置连接牢固。

钢筋横纵相交处绑扎牢固；钢筋接长时搭接长度满足规范要求,焊接或绑扎牢固；钢筋网加工前钢筋要进行校直、除锈及油污，确保施工质量。

3.3.23喷射54施工方法

洞口边、仰坡及开挖线至截水天沟外lm范围内均采用喷射碇防护，湿喷混凝土施工工艺详见图33.2.3-1.

1、喷射腔前先将坡面松石清理干净，对超长的杆体进行切除处理，确保受喷面洁净平整。

为减少回弹，改善施工作业环境，喷射腔采用湿喷。

2、施工准备：

水泥：

采用晋通硅酸盐水泥，标号大于等于32.5。

骨料选择：

砂：

采用天然砂;碎石：

碎石场中过筛的碎石，粒径5~10mmo

配合比：

测定骨料含水量，调整理论配合比，确定施工配合比。

减水剂：

采用蔡系列高效减水剂，掺量应根据试验确定。

速凝剂：

湿喷一般采用的是液态速凝剂，选用初凝时间不大于6分钟，终凝时间不大于10分钟，经国家技术部门批准生产的合格速凝剂，并现场取样检验合格后才能使用。

现场试验：

正式喷射前，先逬行实际试验，测定其实际初凝及终凝时间，制作试件,检测试件强度,以选取最优的配合比及验证操作工艺。

3、操作要点：

（1）分两次喷射，一次封闭坡面，喷射厚度3〜5cm,二次喷到设计厚度。

（2）采用湿喷作业，控制骨料的粒径、施工配合比和速凝剂加入的数量。

（3）施喷前先清理坡面松石，喷射口距坡面lm左右，喷射应垂直坡面，由下向上,以螺旋状沿横向往复移动，一圈压半圈

（4）喷射前在喷射坡面上埋设屮6钢筋头，用预埋钢筋来检查喷射厚度并检查喷层是

否平顺，如有漏喷应补喷。

（5）喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间一般不少于7d。

（6）做好安全作业，防止一切意外事故。

（7）混凝土和易性控制：

湿喷机要求混凝土坍落度8~15cm,故混凝土在拌和生产时加减水剂，使出仓坍落度达18cm,混凝土运输到工作面，坍落度损失值为3~8cm确保混凝土的坍落度满足喷射要求,从湿喷机顺利喷出。

（8）速凝剂的掺入：

湿喷机体上有一可调解流量的计量泵及速凝器。

计量泵将从容器内引入的速凝剂通过胶管压入喷嘴，依靠喷射管中的压缩空气将速凝剂雾化后与物料混合，并与料束一同送至受喷面，水泥与其发生反应而迅速凝固。

（9）喷头与受喷面的距离：

喷头距离坡面为0.8〜1.2m时较适宜。

由于喷头压力大,将喷头固定在机械手上进行作业，若人工掌握喷头，两人操作或用简易支架进行操作。

（10）风压：

湿喷机要求工作风压0.2~0.5MPa,系统风压n0.5MPa,耗风量n

9m3/min,若风压控制不好，会造成回弹量增大。

喷射应对工作风压进行试验，先取

最优稳定工作风压，获得最优喷射效果。

（11）喷射角度：

喷头应保持与受喷面垂直,若受喷面被钢筋网覆盖时，可将喷头稍加偏斜，但不宜小于70°,如果喷头与受喷面的角度太小时，会形成混凝土物料在上滚动，产生凹凸不平的波形喷面，増加回弹量，影响喷射混凝土的质量。

（12）喷头运动方式：

喷头应作连续不断的圆周运动，并形成螺旋状运动，后一圈压

三分之一。

喷射路线应自下而上，呈〃s“形运动。

4、网喷混凝土按下列要求进行：

（1）网喷混凝土在坡面先素喷3cm厚混凝土再挂网，然后再喷射达到设计厚度。

（2）开始喷射时，减少喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋网保护层厚度不得少于2cm。

（3）喷射中如有脱落的岩块或被钢筋网架住时，应及时清除后补喷。

5、喷射混凝土质量控制及检验：

（1）入场（库）的水泥带有厂方的品质试验报告，必要时应进行复检。

（2）速凝、减水、早强等外加剂，应附有厂方的合格证，使用前均应进行检查，发现结块、变色、变质等异常现象时，及时进行处理。

（3）按下列规定检查混合料的配t倂口级配:

每班作业前对所使用的均衡器逬行检查和校正；混合料的实际配比和级配情况，每个作业班至少检查2次，不符合要求时必须及时进行调整。

3.3.3套拱及长管棚施工

3.3.3.1套拱施工

1、明洞开挖至洞口10m左右时预留开挖土,以做导向墙及大管棚施工工作平台,

且在导向墙范围内刷垂直坡，避免2m长导向墙侵占洞身，影响洞身初期支护，见下图：

2、导向墙在明洞外轮廓线以外施做，导向墙内埋设3棍20b钢支扌掌，钢支撐与预埋导向管焊成整体，且预埋管要有1°的上抬坡度，不包括线路纵坡,方向与线路平

行。

3、20b工字钢之间采用螺栓连接，并将端头连接钢板骑缝焊，仰坡中预埋锚固筋要与20b工字钢焊接，避免在浇注混凝土时移位。

4、空25固定钢筋与孔口管、20bI字钢采用双面焊接，焊缝长度大于5d。

套拱内20b工字钢与孔口管安装详见下图

gHUSH大样in

土套拱

:

:

g

2X90

3・3・3・2长管棚施工

大崛坑2#隧道左右线洞逬口（V级围岩）地段均采用长管棚（L=28m）超前支护,钢管设置于衬砌拱部，管心与衬砌设计外轮廓线间距要求大于30cm,平行路面中线布置。

长管棚结构及施作参数（见图3.33.2-1）o

长讲HiSil參Bh

陽粗儿缝钢管acogi・・卄长〔口、6工.

中50s.

M«>w«ii•«不.方闯

衿向不大干孰kx.

縫題纵向同一横醮无內的播头数不大琢・相的接头至少带开”tfmtwtt长为wc血头・itttffoitaBtiflia.

1、主要工程量（见表333.2-1）

长管棚主要工程数量表表3.3.3.2-1

材料

锻位

L=16m

L=28m

L=40m

长管棚

kg

5432.4

9054.4

12675.6

108X6mm无孔钢筲

kg

5150.78

S601.3

12041.8

丝扣108X6mm钢管

kg

219.56

396.11

572.67

钻孔

m

624.00

1092.00

1560.00

扫孔

m

124&00

2184.00

3120.00

M30水泥砂浆（长管棚允埴）

m3

5.59

9.31

13.05

长管棚注浆

32.5号水泥浆液

m3

17.55

30.71

13.88

水玻璃（35波炎度）

kg

87.75

153.55

219.10

套拱

20b工字钢

kg

1849.13

1849.13

1849.13

岂25钢筋

kg

395.01

395.01

395.01

127X4mm^LU管

kg

921.88

921.88

921.SS

C25混凝土

m3

・1&6

•1&6

48.6

2、长管棚施工工艺流程（见图3.33.2-2）

超前长管棚施工工艺流程图（图33.3.2-2）

3、长管棚施工方法

（1）测量放样出隧道设计轮廓线并按50cm间距标出管棚的位置。

（2）搭钻孔平台安装钻机

1对大管棚孑血进行编号，从一侧顺次编号；

2利用预留的开挖土，在其上用枕木或钢管脚手架搭设钻机工作平台，并随钻机位置进行搭建或拆除；

3钻机平台要巷实地，钻机要与钻机平台连接成整体，确保钻机稳定，防止在

施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量；

4钻机定位：

钻机要求与已设定好的预埋导向管方向平行，必须精确核定钻机位置。

用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线也孔口管轴线相吻合。

⑶钻孔

1根据导向墙中预埋的导向钢管进行钻孔。

掌子面必须按要求先喷一层素混凝土作为止浆墙，以确保掌子面在进行压力注浆时不出现漏浆、坍塌；

2为避免钻杆太长，钻头因自重下垂或遇到孤石钻进方向不易控制等现象，开钻上挑角度控制在1°,并随时用测斜仪量测角度和钻进方向；

3为了便于钢管顶进以及注浆扩散，钻汶直径采用讥15mm;

4

钻孔由两台钻机进行施工，先施做编号为单数的孔位，两台钻机先由低孔位向高孔位对称进行施工，并钻好一个孔位安装一根钢花管；隧道纵向同一横断面内的接

头数不大于50%,相邻钢管的接头至少错开lm;

根钢花管。

钢管接头采用丝扣

高孑14立向低孔位对称进行施工,同时钻好一个孔位顶进连接，丝扣长15cm。

为使钢管接头错开,编号为奇数的策一节管采用3m钢管；编号为偶数的策一节钢管采用6m钢管以后每节均采用6m长钢管，管棚入土长度为28m。

6若钻进时出现坍孔、卡钻、涌水,需补注浆