隧道超前支护施工方案.docx
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隧道超前支护施工方案
1、工程概况
耿家庄隧道位于五台县耿家庄东侧约100米处，设计为左右线分离式，左线起讫桩号为ZK6+635至ZK7+600，长度为965m，右线起讫桩号为YK6+672至YK7+600，长度为928m，双洞总长为1893m。
隧道设计速度为80km/h，为双向四车道，双洞单向行车。
隧道主洞建筑界限宽度为10.25m，高度为5.0m。
隧道内轮廓净空面积为64.62㎡。
本隧道设有3处人行横通道，1处车行横通道。
隧止区位于构造剥蚀、侵蚀低中山区，山体陡峭，冲沟发育。
微地貌表现为基岩山脊、冲、沟陡坡等。
隧道地形总体北高南低。
隧址区范围内植被不发育，以杂草丛及灌木为主。
隧址区地处五台山块隆南部之系舟山掀向斜的东南翼，为一单斜构造，地层产状平缓，地质构造简单。
勘察期间，未发现有影响洞体稳定性的断裂构造存在。
本隧道左右线洞身围岩主要岩性为白云质灰岩，灰白色，间夹薄层状泥质条带灰岩、角砾状灰岩。
强~微风化，隐晶结构，中厚层状~中薄层状构造。
强风化带厚度20~25米，局部大于30米，岩芯以碎石状为主，局部为扁柱状，岩体节理裂隙较发育，呈中薄层状结构，岩体完整性较差；微风化带岩体节理裂隙不发育，呈中厚层状结构，岩体完整性较好。
隧址区地表水系为清水河，水流受季节影响变化较大，冬季仅部分河道有少量间断水，雨季流量较大。
洞身范围内无地下水，地下水对隧道洞身无较大影响。
根据清水河地表水水质分析报告，隧址区地表水对混凝土无腐蚀性。
不良地质：
隧址区岩溶稍发育，岩溶是隧址区的主要不良地质，岩溶的发育破坏了岩体的完整性，降低了围岩等级，对隧道洞身稳定性影响较大。
2、编制依据
（1）LJ2标段隧道设计图纸；
（2）本标段的施工组织设计；
（3）现行施工规程、规范、法规；
（4）按照掌子面围岩实际情况。
3、施工管理人员及施工队伍安排
（1）施工领导小组：
组长:
杨昌盛
副组长：
翁士海、冯茂生
组员：
李敬学、郑雷、匡云、曹海雷、王刚
（2）领导小组岗位职责：
杨昌盛：
全面负责组织施工管理工作及施工队伍落实工作，是安全责任第一人。
翁士海：
具体负责现场施工生产、安全、质量的指挥、协调及队伍的组织工作。
冯茂生：
负责技术及质量组织管理工作，负责审定施工方案、计划和质量控制技术管理工作。
李敬学：
根据施工方案，做好材料的计划及采购工作。
郑雷：
负责施工现场管理工作，施工方案的编制及落实隧道超前支护施工的质量、安全和环保措施工作。
匡云：
协助郑雷负责现场施工管理工作。
曹海雷：
全面负责现场隧道超前支护施工的质量保证措施的实施、检查与控制。
王刚：
全面负责施工测量工作的放样、测量检验工作。
（3）施工队伍：
组织一个施工队，负责耿家庄隧道左右线超前支护施工。
4、施工人员、机械设备配置
4.1超前小导管、超前钢管工程量
耿家庄隧道超前小导管工程量为：
Φ42超前小导管共1944.4m，Φ25超前锚杆共21776.3m。
4.2施工人员配置
根据实际超前小导管或超前钢管的工程量，每个开挖作业面按照表2进行施工人员配置。
表2超前支护施工人员配置一览表（按每个开挖作业面配备）
人员类型
数量
备注
现场施工技术负责人
1人
现场施工协调及技术指导
加工、钻孔、安装
8人
负责超前小导管或超前钢管的加工、成孔、安装
超前小导管注浆
6人
负责超前小导管的注浆作业
电工
1人
负责用电设备接电及电力维修
质量员、安全员
各1人
分别质量、安全检查、监督
4.3机械设备配置
根据耿家庄隧道超前支护施工方法，配置以下主要施工机械设备，见表3。
表3主要施工机械设备配置一览表（按每个开挖作业面配备）
机械设备名称
单位
数量
用途
风钻
台
6
超前小导管、超前锚杆成孔
电焊机
台
2
超前小导管、超前锚杆焊接
空压机
台
1
提供风压
注浆机
台
1
超前小导管注浆
乙炔焊
个
1
加工超前小导管、超前钢管
5、施工工艺与流程
5.1超前支护施工工艺
根据设计要求，耿家庄隧道主洞、紧急停车带超前支护参数见表4。
本隧道洞内超前支护采用的是Φ42超前小导管及Φ25超前锚杆，在拱部120°范围内布置，外插角为6°-10°，尾端焊接于拱架上，超前导管及锚杆的纵向间距必须满足设计要求。
要保证注浆饱满。
表4耿家庄隧道主洞、紧急停车带超前支护参数一览表
衬砌类型
超前支护参数
备注
Ⅴ3级衬砌
Φ42超前小导管，L=3.6m，纵/环向间距2.1m/35cm
主洞
Ⅳ2级衬砌
Φ25自钻式中空注浆超前锚杆，L=3.3m，纵/环向间距2m/50cm
主洞
Ⅳ级人行道加强段
Φ25超前锚杆，L=3.6m，纵/环向间距2.4m/50cm
人行道
5.2超前支护施工流程
本隧道超前支护分为两种，即超前小导管和超前锚杆，两者的施工步序大致相同，具体如下：
（1）超前小导管施工流程图
图1Φ42超前小导管施工流程图
（2）Φ25自钻式中空注浆超前锚杆施工流程图
图2Φ25自钻式中空注浆超前锚杆施工流程图
5.3超前支护施工措施
（1）超前小导管施工措施
超前小导管采用风动凿岩机成孔。
钻孔作业必须按设计要求定出孔位，并做出标记，以利于位置准确。
钻孔利用开挖台架施钻，按照设计间距布孔；孔径比管径或杆径大15mm，深度误差不得大于±50mm；成孔后采用高压风清孔。
小导管预先在洞外做成锥尖型，管尾设有管箍（Φ6钢筋加焊），在管壁上钻设注浆孔，按设计间距梅花型布置。
采用Φ42热轧无缝钢管，沿开挖轮廓线外按设计间距及外插角度钻孔，钢管用凿岩机顶进，顶进时将风钻的回转爪取掉，将特制的短钎尾插入待进的钢管内，以风钻的冲击力将钢管顶入钻孔中。
为增强围岩稳定性，通过小导管注水泥浆，浆液的水灰比为0.5︰1-1︰1，注浆压力为0.6-1MPa，注浆实际采用配比根据施工工艺水平现场试验确定，孔口设止浆塞。
浆液的浓度、凝固时间应符合设计要求。
注浆时应经常检查泵口和孔口注浆压力的变化，发现问题及时处理。
（2）Φ25超前锚杆施工措施
Φ25自钻式中空注浆超前锚杆长度、间距等按设计布置，施工流程与超前小导管类似，不同之处在于施工时比小导管更加方便，无需钻孔，可利用螺旋钻机直接将锚杆体本身钻进前方围岩，然后注浆以达到超前支护效果。
孔位误差在水平方向不应大于50mm，垂直方向不应大于100mm。
钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆长度的3﹪。
钻机就位时对准孔位后，用量角器测量立轴倾角，要求倾角15度，开钻时轻压、慢钻，严格按照设计水灰比配置水泥浆，按要求添加外加剂并充分搅拌，及时进行二次补浆，注浆结束后将尾端焊接于钢架上。
6、质量保证控制
6.1超前支护质量控制基本要求
（1）超前锚杆质量控制要求
①基本要求
A．锚杆材质、规格等应符合设计和规范要求。
B．超前锚杆与隧道轴线外插角为10°，长度应大于循环进尺，宜为3-5m。
C.超前锚杆与钢架支撑配合使用时，应从钢架腹部穿过，尾端与钢架焊接。
D.超前锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
E.超前锚杆搭接长度应按设计布置。
②实测项目
表5超前锚杆实测项目
项次
检查项目
规定值或允许值偏差
检查方法和频率
1
长度（mm）
不小于设计
尺量：
检查10%
2
孔位（mm）
±50
尺量：
检查10%
3
钻孔深度（mm）
±50
尺量：
检查10%
4
孔径（mm）
符合设计要求
尺量：
检查10%
③外观鉴定
锚杆沿开挖轮廓线周边均匀布置，尾端与钢架焊接牢固，入孔长度符合要求。
（2）超前小导管质量控制要求
①基本要求
A．钢管的型号、质量和规格等应符合设计和规范要求。
B．超前钢管与钢架支撑配合使用时，应从钢架腹部穿过，尾端与钢架焊接。
C．钢管插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
②实测项目
表6超前钢管实测项目
项次
检查项目
规定值或允许值偏差
检查方法和频率
1
长度（mm）
不小于设计
尺量：
检查10%
2
孔位（mm）
±50
尺量：
检查10%
3
钻孔深度（mm）
±50
尺量：
检查10%
4
孔径（mm）
符合设计要求
尺量：
检查10%
③外观鉴定
钢管沿开挖轮廓线周边均匀布置，尾端与钢架焊接牢固，入孔长度符合要求。
6.2超前支护具体质量控制措施
（1）超前小导管、超前钢管必须有出厂合格证，材质证明，并经检验合格后，方可使用。
使用前必须进行除锈蚀，其他材料均要有出厂合格证及复检合格试验报告单。
小导管、超前锚杆安装前应对孔位进行复检后再安装。
（2）根据设计要求加工小导管、超前锚杆，加工好的小导管、超前锚杆应平放在加工棚内，挂牌注明规格及使用部位，并注意防潮、防锈。
（3）在冬季进行锚杆施工，超前小导管、超前钢管的加工及焊接均须满足相关要求。
冷拉钢筋时的温度不宜-20℃；张拉预应力钢材时的温度不宜低于-15℃。
在钢筋工程焊接施工中，当环境温度低于-5℃的条件下进行钢筋对焊或电弧焊前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可施焊。
风力超过四级时，应采取挡风措施。
焊后未冷却的接头应避免碰到冰雪。
当环境温度低于－20℃时，不得进行施焊。
并且，要做好钢筋加工场的防风、防雪及保暖措施。
（4）钻孔前，其钻孔应根据设计图纸和有关规范要求，以及现场围岩的具体情况，定出孔位，作出标记，其孔位偏差不大于50mm。
（5）钻孔的孔轴方向要满足施工图纸的要求。
（6）孔深应按设计图纸及有关文件要求，其误差值不宜大于±50mm。
（7）钻孔排渣结束后，需将孔内冲洗干净。
清孔一定要彻底，对部分孔内粉泥用高压风清不干净的，宜用高压水冲洗后再用高压风冲洗孔内的水。
向孔内注水后，注意孔内漏水情况。
若漏水量小，用风吹干孔内水分；若漏水量较大，则向监理工程师、设计代表汇报，以确保相应的处理措施。
（8）安装前，应检查锚杆体钻头的水孔是否畅通，若有异物堵塞，应及时清理。
（9）水泥浆配合比按照设计图纸要求进行配制。
浆液的水灰比为0.5︰1-1︰1，注浆压力为0.6-1.0MPa。
（10）水泥浆应拌和均匀，随拌随用。
一次拌和的水泥浆应在初凝前用完，并严防石块、杂物等混入水泥浆内。
（11）注浆前，首先检查排气管是否畅通，若排气管堵塞，应先将其疏通再开始注浆。
（12）注浆开始或中途停止超过30分钟时，应用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路。
（13）超前小导管、超前锚杆材质检验：
每批材料均应附有生产厂家的质量证明书，按施工图纸规定的材质标准以及监理工程师指示的抽检数量检验小导管、超前锚杆性能。
7、安全保证措施
7.1建立安全保证体系
项目设立安全管理机构，建立现场安全监督、检查小组，针对本工序特点，进行安全交底，严格执行项目经理部安全保证体系的有关规定，项目经理部与每个作业人员签订安全生产责任书。
7.2安全教育和培训
（1）对新进场的工人进行安全生产的教育和培训，考核合格后，方准许其进入操作岗位。
（2）对电焊工、电工等特殊工种的工人，进行专门的安全操作培训，持证上岗。
（3）在采用新工艺、新方法、新设备或调换工作岗位时，对工人进行新操作方法和新工作岗位的安全教育。
（4）设立每周一次的安全活动日，在班前班后会上检查安全生产的活动情况，并对作业人员进行经常性的安全教育和安全宣传活动。
7.3落实安全责任制，制定安全管理的各项规章制度
建立健全各项安全生产的规章和管理制度，体现“全员管理、安全第一”的基本思想，明确安全生产责任，做到职责分明，各负其责。
施工中除操作人员本身加强各种安全措施外，项目经理部也将加大检查力度，搞好各方面的协调工作，坚决杜绝各种事故的发生。
严格执行施工安全操作规程。
7.4超前支护针对性安全技术措施
（1）工程开工前，施工单位必须详细学习设计图纸、施工规范，并制定相应的安全措施，施工场地应作出详细的施工部署，超前小导管、超前钢管等材料的堆放应作出详细布置。
（2）参加施工的人员，必须接受安全技术教育，熟知和遵守本工种的各项安全技术操作规程。
电焊工必须持有国家相关部门颁发的特种作业证，方可进行焊接作业。
（3）所有进入工地的人员，必须按规定穿戴好（安全帽、安全带、安全绳、安全服）等安全防护用品，遵章守纪，服从指挥。
（4）隧道内施工作业人员必须严格履行进、出洞登记制度。
（5）超前支护作业人员用电时必须遵守相关规章制度，规范操作，不得违章作业。
（6）进入作业地点时，先检查、熟悉作业环境。
若发现不安全因素、隐患，必须及时向有关部门汇报，并立即处理，确认安全后再进行施工作业。
对施工过程中发现危及人身安全的隐患，应立即停止作业，及时要求有关部门处理解决。
（7）现场所有安全防护设施和安全标志等，严禁私自移动和拆除，如需暂时移动和拆除的须报经有关负责人审批后，在确保作业人员及其他人员安全的前提下才能拆移，并在工作完毕（包括中途休息）后立即复原。
（8）焊机使用、摆放在防雨、干燥和通风良好，远离易燃易爆物品和便于操作的位置。
搬运时必须切断电源，将电焊机电源线从控制开关下口拆除后再搬运。
（9）电焊设备的安装、修理和检查必须由电工进行。
焊机和线路发生故障时，应立即切断电源，并通知电工修理。
（10）电焊机必须安放在通风良好、干燥、无腐蚀介质、远离高温高湿和多粉尘的地方。
露天使用的焊机应设防雨棚，焊机应用绝缘物垫起，垫起高度不得小于20crn，按要求配备消防器材。
（11）使用交流电焊机作业应按照下列要求进行操作：
多台焊机接线时三相负载应平衡，初级线上必须有开关及熔断保护器。
电焊机应绝缘良好。
焊接变压器的一次线圈绕组与二次线圈绕组之间、绕组与外壳之间的绝缘电阻不得小于1Mn。
电焊机必须安装一、二次线接线保护罩。
电焊机的工作应依照设计规定，不应超载运行。
作业中应经常检查电焊机的温升超过A级60℃、B级80℃时必须停止运转。
（12）由于超前支护须要借助开挖台架作为操作平台，开挖台架高度大于2米，属于高空作业，应做好相关防护措施。
（13）在焊接作业时，施工人员必须配有护面罩，清除焊渣时应小心焊渣入眼。
（14）拱部超前锚杆、小导管焊接时注意下方操作人员，防止焊渣掉落，烫伤其他施工人员。
（15）洞内超前支护焊接作业时，应远离可燃物，注意防火，并要在作业面配备消防器材。
（16）注浆作业人员应配戴防尘口罩等用具，施工操作人员的皮肤应避免与速凝剂等直接接触。
（17）作业中如发生风、水、输料管路堵塞或爆裂时，必须依次停止风、水、料的输送。
（18）在利用高压风清孔时，以防岩屑冲入眼内，必要时佩戴护目镜。
（19）施工期间，尤其在注浆时，应对支护的工作状态进行检查，当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆并采取相关措施进行处理。
8、环境保护措施
为了保护和改善生活环境与生态环境，防止由于隧道施工造成的作业污染和扰民，保障工地附近居民和施工人员的身体健康，努力做好环境保护工作。
8.1组织措施
施工期间对环境进行保护是业主对承包商的要求，也是承包商的自身职责。
根据公司管理标准、国家省市规定、业主要求，结合工程的具体情况制定本工程《环境保护实施细则》，以细则的各项具体规定作为统一和规范全体施工人员的行为准则。
同时，委派专门的环境保护工作人员，全面负责本项目的环境保护工作。
加强环保教育和激励措施，把环保作为全体施工人员的上岗教育内容之一，提高环保意识。
对违反环保的班组和个人进行处罚。
8.2防止污染措施
（1）钻孔过程中可能产生粉尘，除洒水外，作业人员还必须配备劳保防护用品。
（2）在搅拌机前台及运输车清洗处设置沉淀池。
排放的废水先排入沉淀地，经二次沉淀后，方可排入城市排水管网或回收用于洒水降尘。
（3）未经处理的泥浆水，严禁直接排入城市排水设施和河流。
所有排水均要求达到国家排放标准。
（4）钻孔及注浆时有噪音，在施工中采取防护等措施，把噪音降低到最低限度。
对强噪声机械（如搅拌机、电锯、电刨、砂轮机等）设置封闭的操作棚，以减少噪声扩散。
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