隧道开挖方案2解析.docx

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隧道开挖方案2解析

大山林隧道ZK38+469～ZK38+515段喷射砼支护施工方案

一、编制依据及原则

1.1编制依据

1）设计文件；

2）依据《公路路基施工技术规范》（JTGF10-1-2006）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1—2004）《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）

3）现行公路设计及施工规范、验收标准、公路规程、规则；

4）现有机械设备条件、现场施工条件及施工准备情况。

1.2编制原则

1）以设计文件、施工规范为依据组织施工。

2）规范作业程序，强化各项工期、质量、安全、文明施工、环境保护目标等控制措施，确保各项工程目标的实现。

3）采用新技术、新结构、新材料、新工艺简化施工环节。

二、工程概况

大山林隧道位于织金县马场乡北西方3公里，隧道为双洞双车道隧道。

左洞起止桩号为ZK38+450～ZK38+975,长525米，右洞起止桩号为YK38+455～YK38+955，长500米。

大山林隧道左线ZK38+469～ZK38+515段为Ⅴ级围岩，长55米，岩体主要为中风化灰岩，地表基岩出露，岩体发育，施工易发生坍塌。

三、施工方案

本隧道初期支护设计采用了湿喷混凝土,这可以增强围岩的适应变形和自承能力，湿喷工艺可以降低回弹量,简化工序,改善洞内施工环境,有利于加快施工进度。

喷射混凝土在洞外采用集中拌合站拌制，由砼输送车运至喷射点，由湿式喷射机施喷。

施工按初喷和复喷进行，开挖后检查无欠挖即进行初喷，安装好锚杆、钢筋网片及钢支撑（设计有时施工）后，再进行复喷，直至满足达到设计厚度要求。

3.1、湿喷砼施工方法

3.1.1、喷射砼前，清理受喷面，做到受喷面无松动岩块，墙脚无虚碴堆积。

3.1.2、材料准备：

水泥拟选用42.5级普硅水泥，速凝剂要求初凝不超过5min，终凝不超过10min，砂采用机械砂，干净无污染，适宜用于隧道内喷射混凝土。

石料采用质地坚硬的碎石，其最大粒径不大于15mm。

3.1.3、喷射混凝土采用自动计量拌合机搅拌，施工时将已过筛的砂、碎石、水泥依次加入，然后加入水开始搅拌，拌料时严格掌握规定的速凝剂掺量和混凝土配合比，其水灰比一般控制在0.4～0.5，待混凝土拌和料搅拌均匀后，由混凝土输送车运至湿喷机。

3.1.4、湿喷机在作业开始时，先送风，后开机，再给料，待砼从喷嘴喷出后，再供给速凝剂；结束时，先关闭速凝剂计量泵，之后停止供料，待喷嘴残留的少量砼和速凝剂完全吹净后，再停风。

3.1.5、初喷厚度4～6cm，复喷每次7～10cm，Z2型支护可一次喷至设计厚度，其它支护类型采用一次初喷，二次或多次复喷，直至设计厚度。

初喷先拱后墙，复喷先墙后拱，喷射顺序先下后上，避免回弹的砼挡住未喷岩面。

喷射方向与岩面垂直，喷头与岩面保持0.6～1.0m的距离。

喷射时，料束呈“S”旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形状，每次蛇形喷射长度3至4m。

喷头移动要慢，让砼有了一定厚度再离开，成片扩大喷射范围。

岩面凹部处先喷砼找平。

后一层喷射则在前一层混凝土终凝后进行。

若终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时，则在后一层施喷前要将受喷面用高压气体、水清洗干净。

3.1.6、有钢支撑处，钢支撑与壁面之间的间隙用混凝土充填密实；喷射混凝土由两侧拱脚向上对称喷射，并将钢架覆盖。

3.1.7、喷射混凝土终凝24小时后，采用喷雾撒水的方法养护，养护7天，每天撒水2次。

3.1.8、喷射速度要适当，以利于混凝土的压实。

风压过大，喷射速度增大，回弹增加；风压过小，喷射速度过小，压实力小，影响喷混凝土强度。

因此在开机后要注意观察风压，起始风压达到0.5MPa后，才能开始操作，并据喷嘴出料情况调整风压。

一般工作风压：

边墙0.3～0.5MPa，拱部0.4～0.65MPa。

3.2、喷射混凝土施工的关键技术 

（1）喷射混凝土的回弹量控制 

　　目前隧道工程喷射混凝土施工，为保护环境和维护工人健康。

大多采用湿喷，其回弹量普遍较大，平均在30％以上，损失较大。

一般隧道工程的利润主要来自开挖和初期支护的喷射混凝土。

如何通过技术改进和加强管理来降低喷射混凝土的回弹量，笔者通过对多座隧道工程、多个施工队伍施工情况的分析比较，认为做好以下几点可以将回弹量控制在15％～24％的范围。

（1）分段分块喷射。

分段长度不超过6m，分块大小不超过2m×2m，严格接先墙后拱、先下后上的顺序进行喷射，以减少混凝土因重力而滑动或脱落。

　　1．计算：

Ap=2.5AL　

式中：

△p——增加的风压值，N/cm2； 

　　△L——输料管增加的长度，m。

喷射混凝土的水压一般控制在稍高于风压即可，施工现场可以按水压高于输料管风压10～15N/cm2进行控制，其目的是为了保证高压水能够从喷枪混合室（喷头处）内壁小孔高速射出，把拌合料迅速拌合均匀。

喷射料的水灰比控制是比较困难的。

熟练的喷射手通过喷射混凝土表面的光滑度可判定水灰比的大小。

理论上讲，0.45～0.50的水灰比对喷射混凝土的回弹量和质量是有利的。

　　2．控制喷嘴距离（喷射距离）和角度。

喷射距离在0.6～1.0m时，混凝土回弹量较小，喷射距离过大或过小都会增加回弹量。

喷头长度一般只有0.5～0.6m，喷射手因存在骨料反弹的恐惧心理，要将喷射距离控制在0.6～1.2m较困难。

隧道工程喷射混凝土施工的探讨决的办法可将喷头加长到1.2～1.5m，这样喷射手站在距离喷岩面2.0m左右即可进行喷射。

喷嘴与喷岩面应尽量垂直，并偏向刚喷射部位（倾斜角控制在10°内），这样不仅回弹量少，而且喷射效果和质量更好。

　　3．严格控制风压、水压和水灰比。

过大的风压会造成喷射速度太快，加大骨料的反弹，从而加大回弹量，但混凝土密实性较好；风压过小，会使喷射力减弱，造成混凝土密实性较差，甚至达不到设计和规范要求。

总结实践经验，当输料管长度为20m时，合适的风压为100～130N/cm2。

　　4．控制一次喷层厚度和分层喷射的间隔时间。

（2）喷射混凝土厚度的控制 

　　1．喷射混凝土的厚度应达到设计厚度和规范允许的误差范围。

从施工现场的情况看，个别隧道存在喷射混凝土普遍偏薄的现象，这是有风险的。

因为初期支护将会和围岩共同控制同岩变形的释放，保证下道工序施工安全和隧道结构的稳定，是主要受力者。

若喷射混凝土出现裂缝，原则上也应及时进行补喷和采取其他补强措施，以控制围岩变形在适度范畴，而不是任其释放。

　　2．在有钢拱架作为初期支护的情况下，往往出现钢拱架处喷层厚，两钢拱架间喷层薄，形成纵向波浪型。

这种情况将会产生如下后果：

（1）在围岩变形较大或局部存在松动围岩时，可能由于喷层厚度不够，无法提供足够抗力而导致喷层出现裂缝甚至掉块；

（2）在铺设防水板后浇筑二次衬砌混凝土时，容易将防水板挤破，也可能在初期支护和二次衬砌间形成空洞区。

要解决这个问题，重点应放在喷射过程中，要求喷射手在全断面螺旋喷射完成后，及时对钢拱架间进行补喷；或者在挂防水板前对喷射混凝土表面进行检查，严重不够的必须及时进行补喷，否则二次衬砌混凝土浇筑后再通过打孔（或预埋钢管）注浆填充来处理两层间的空洞，不仅费时费工，而且还会破坏防水板，造成漏水现象。

　　3．对局部喷射混凝土过厚的情况，在挂防水板前一定要将突出部分混凝土剔除。

因为这种情况有可能顶破防水板，更有可能在初期支护和二次衬砌之间形成点接触，造成局部应力集中而导致二次衬砌表面开裂。

3.3、喷射混凝土质量控制

⑴、砼抗压强度试验：

采用喷大板切割法或凿方切割法制作砼试块，标养28d，进行试验，强度必须满足要求。

每10延米至少在拱部和边墙各制作一组试件，材料或配合比变化按要求增加试件。

不合格要认真查找原因，凿除重喷。

⑵、回弹控制：

采用合适的配合比，配比中细骨料采用较细的河砂，粗骨料粒径最大控制在10mm左右，适当增加速凝剂的添加量也可减少回弹。

喷射时喷枪与壁面垂直喷射，压密性好，回弹少。

⑶、喷砼厚度检测：

喷层厚度用凿孔的方法检查，每10延米至少检查一个断面，再从拱顶起每隔2m凿孔检查一个点，检查孔处的厚度应有60%以上不小于设计厚度，一个断面检查点处厚度的平均值不小于图纸规定的厚度，最小值不小于设计厚度的一半，但不得小于6cm。

厚度不满足必须补喷，发现有裂缝、脱落或渗漏水时，要整治后补喷。

⑷、湿喷面事前处理控制：

首先清除可能落下的浮石，若有涌水时，先喷一层较大速凝剂量的砂浆，安设枝丫状盲沟引流至排水沟；涌水较大时，在涌水处钻眼，埋设带堵头的钢管把水引出。

并根据实际情况调整混凝土配合比，增加水泥用量，再喷射混凝土。

⑸、喷砼表面控制：

喷砼要做到均匀密实，表面平顺整洁，无干斑或流滑现象。

对围岩表面凸凹显著的部位填平补齐，为防水板的张挂创造良好的条件。

喷射混凝土施工示意图

拌和物0.6m~1.0m

受喷面

喷砼机械空气流运送

压缩空气

空

气

运送用空气量计速凝剂＋水＋空气

速凝剂

湿喷混凝土施工工艺流程图：

四、施工质量要求标准

1、喷射混凝土外观：

无漏喷、离鼓、裂缝、钢筋网外露现象。

2、实测项目：

项次

检查项目

规定值或允许差

检查方法和频率

1

喷射混凝土强度（MPa）

在合格标准内

按附录E检查

2

喷层厚度（mm）

平均厚度≧设计厚度，检查点的60％≧设计厚度，最小厚度≧0.5设计厚度，且≧50

凿孔法或雷达检测仪：

每10米检查一个断面，每个断面从拱顶中线起每3米检查1点

3

空洞检测

无空洞，无杂物

凿孔法或雷达检测仪：

每10米检查一个断面，每个断面从拱顶中线起每3米检查1点

五、安全保证措施

5.1安全应急措施

安全生产直接关系到人民生命和国家财产安全，在当前全国安全生产形势都比较严峻的情况下，对工程项目实施期间的安全生产工作应提高到政治的高度来认识，坚持安全第一、预防为主的方针和管生产必须管安全的原则。

为了有效预防、及时控制和消除突发重大、特大安全生产事故的危害，最大限度地减少重、特大事故造成的损失，维护施工生产秩序和社会稳定，必须制定配套的应急措施。

根据本工程情况和所处的地理环境位置，安全应急防范重点：

坍方、突泥突水、自然灾害、水源枯竭、瓦斯和伤亡、中毒事故。

5.2制定应急预案

在项目部应急领导小组专职人员的指导下，根据本工程实际情况及环境，有针对性地制定相应的应急预案，制定应急预案遵循的原则如下：

以人为本、以防为主的原则：

发生意外事故时，首先确定有无人员伤亡、受困，并采取相应的措施；对重、难、险、危地段，要提高防范意识，工作重心前移，特别是对突泥、突水、坍塌等，要从人、机、物等方面早作预防、早作准备，做到有备无患。

快速有效，协同一致的原则：

发生安全生产险情组织应急救援时，应根据快速有效的原则组织抢险救援力量，内部各部门要协调一致，人、财、物均需以最快速度到达现场，任何人不得以任何理由阻碍。

服从统一指挥的原则：

根据《安全法》规定，一旦施工发生紧急情况，听从主管机关统一指挥，并积极参与救助；并从大局出发，在其他兄弟单位发生意外时积极配合和支援。

六、环境保护及文明施工措施

1、驻地建设时，各生产生活设施符合有关环保要求，并接受当地政府及环保监督。

2、工程范围以外的土地如弃土场、施工便道、临时生活用地等，施工完毕及时进行土地复耕，植被绿化，以免周围环境污染。

3、施工期间加强环保意识、保持工地清洁、控制扬尘、杜绝漏洒材料。

施工场地保持经常洒水，使得施工场地旁的农田作物绿叶无扬尘污染。

4、降低施工噪声污染。

距居民生活区距离小于100m范围，夜间不安排噪声大于55dB的机械施工。

5、施工生活中产生的废物垃圾，运至监理工程师及当地环保部门的指定地点弃放，以免阻塞河流和污染环境。

如无法及时处理或运走，设法采用防止散失措施。

6、施工及生活中产生