隧道施工方案和施工方法Word文件下载.docx

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施工过程中加强对仰坡的观测，如洞门仰坡在开挖过程中有滑坡迹象，应对仰坡和边坡采取加固措施。

（1）挖出洞门位置后立即施做衬砌。

（2）待明洞施工完毕后，再向前掘进。

明洞施工工艺图4-1

2.台阶法

Ⅲ级围岩段采用台阶法施工，周边采用光面爆破减少对围岩的震动以控制成形。

上台阶风钻钻孔，挖掘机扒碴到下断面，下台阶利用风钻钻孔，下断面出碴利用装载机装碴，自卸汽车运碴至指定的弃碴场地。

要求支护紧跟开挖，开挖后先初喷4cm厚混凝土，再根据自稳时间合理调整支护参数，其中Ⅲ级围岩复合加强衬砌段采用全环设置型钢拱架及拱部设置ф50超前导管注浆支护。

（1）施工工艺流程图如4-2

台阶法施工工艺流程图4-2

（2）台阶法施工分类图4-3，根据围岩的性质选择适当的方法。

（a）长台阶法施工（b）短台阶法施工

（c）超短台阶法施工

上半断面开挖：

①用两臂钻孔台车钻眼、装药爆破，地层较软时亦可用挖掘机或人工开挖。

②安设锚杆和钢筋网，必要时可加设钢支撑、喷射混凝土。

③用推铲机将石碴推运到台阶下，再由装载机装入车内运至洞外。

④根据支护结构形成闭合断面的时间要求，必要时在开挖上半断面后，可建筑临时底拱，形成上半断面的临时闭合结构，然后在开挖下半断面时再将临时底拱挖掉。

下半断面开挖：

①用两臂钻孔台车钻眼、装药爆破，装碴直接运至洞外。

②安设边墙锚杆和喷混凝土。

③用反铲挖掘机开挖水沟，喷底部混凝土，浇筑水沟。

（3）台阶法施工横断面示意图4-4

1.上断面开挖2.上断面支护3.下断面开挖

4.下断面支护5.二次衬砌6.隧底填充

3.Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖采用全断面法

（1）全断面开挖法

全断面开挖法是将设计坑道端面内、一定深度的岩体在一个作业循环时间内予以挖除的方法。

即一次开挖成型一定深度的毛洞，并在此后再进行支护等其他各项作业。

（2）全断面开挖法施工工艺流程图4-5

（3）全断面开挖法的适用条件

全断面开挖法主要适用于围岩稳定性很好和断面不太大的条件下。

（4）全断面开挖法的技术要点

① 

随时了解开挖面围岩的地质情况，并椐以推断前方围岩的地质情况。

相应准备好应急措施，以确保施工安全。

尤其应注意地质鞒件的突然恶化（如断层破碎带、地下泥石流、地下溶洞、突水、瓦斯突出等）。

②各工区、各工作面、各工序之间的务求在时间、空间、人员、机械设备、材料供应、后勤保障等方面的完整配套、合理组织、协调一致，动态调整，以提高施工速度，缩短施工工期。

（5）全断面法施工法横断面示意图如图4-6

全断面法施工法横断面示意图4-6

1.全断面开挖2.全断面初期支护3.拱墙二次衬砌4.底板填充

4.爆破设计方案

（1）爆破顺序图4—7

（2）光面爆破质量标准：

平均线性超挖10厘米以内，

炮眼痕迹保存率：

硬岩≥90%中硬岩≥80%软岩≥60%

炮眼利用率：

≥90%

（3）爆破作业管理控制

按“一标准、两要求、三控制、四保证”的原则进行光面爆破施工。

“一标准”即一个控制标准。

“两要求”即钻眼作业要求和装药联线作业要求。

“三控制”即控制钻眼角度、深度、密度；

控制装药量和装药结构；

控制测量放线精度。

“四保证”即搞好思想保证，端正态度，纠正“宁超勿欠”等错误思想；

搞好技术保证，及时根据爆破实际情况调整钻爆设计参数；

搞好施工保证，落实岗位责任制，组织QC小组活动，严格工序自检、互检、交接检；

搞好经济保证，落实经济责任制。

装药作业采取定人、定位、定段别，做到装药按顺序进行；

装药前，所有炮眼全部用高压风吹洗；

严格按爆破设计的装药结构和药量施作。

严格按设计的联接网络实施，控制导爆索的连接方向和连接点的牢固性。

（4）光面爆破施工工艺

①光面爆破施工工艺流程见图4—8光面爆破施工工艺流程图。

图4—8光面爆破施工工艺流程图

②光面爆破工艺要求

A.钻爆设计

a.设计原则：

据地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材等编制光面爆破设计方案。

根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽眼加20cm。

严格控制周边眼装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。

选用低密度低爆速、低猛度的炸药；

本工程采用乳化炸药，非电毫秒

雷管采用微差爆破，周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差。

b.钻爆设计要求

爆破作业由爆破工程师根据地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破器材等进行爆破设计。

编制详细的爆破作业指导书，并负责进行试验、数据收集分析、参数调整、指导施工。

采用光面爆破，合理选择爆破参数，根据围岩情况合理选择中空直眼或斜眼掏槽。

爆破后要求炮眼痕迹保存率：

硬岩≥80％，中硬岩≥60％，并在开挖轮廓面上均匀分布，两次爆破衔接台阶不大于15cm。

每次爆破后通过爆破效果检查，分析原因，及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。

洞口附近爆破施工严格控制单位装药量，降低震速，确保周边民房及其他构筑物的安全。

B.掏槽方式

采用中空直眼或斜眼掏槽。

直眼掏槽操作较简单，钻孔方向易掌握；

当石质较硬、断面较大时，采用斜眼掏槽，以便减少钻眼数量。

C.放样布眼

钻眼前，测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。

在直线段，可用3～5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。

每次测量放线的同时，对上次爆破断面进行检查，利用《隧道开挖断面量测系统》对测量数据进行处理，及时调整爆破参数，以达最佳爆破效果。

D.定位开眼

按炮眼布置图正确钻孔，对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3cm和5cm以内。

E.钻眼

严格按钻爆设计实施。

定人定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻，以确保周边眼有准确的外插角（眼深3m时，外插角小于3°

；

眼深5m时，外插角小于2°

），尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。

同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。

同类炮眼钻孔深度达到钻爆设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。

钻工要熟悉炮眼布置图见附录三。

F.清孔

装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。

G.装药结构及堵塞方式

装药采用分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管“对号入座”。

所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。

周边眼装药结构是实现光面爆破的重要条件，严格控制周边眼装药量，采取分段非连续装药结构。

施工时采用不耦合装药结构，不耦合装药系数控制在1.4～2.0范围内。

根据岩石强度选用不同猛度、爆速的炸药，有水地段及周边眼选用乳化炸药，其余均用2号岩石硝铵炸药。

周边眼用φ25×

200小药卷，不耦合装药。

5.超欠挖控制

钻爆法开挖是否经济、高效，关键是控制好超欠挖，钻爆施工中将采取如下措施：

（1）根据不同地质情况，选择合理的钻爆参数，完善爆破工艺，提高爆破效果。

对于Ⅴ、Ⅳ类围岩，考虑开挖线内的预留量，爆破后机械凿到设计开挖轮廓线。

实践证明此法对于光面爆破十分有效，可起到事半功倍的效果。

（2）提高画线、钻眼精度，尤其是周边眼的精度，是直接影响超欠挖的主要因素，因此要认真测画中线高程，准确画出开挖轮廓线。

（3）提高装药质量,杜绝随意性,防止雷管混装。

（4）断面轮廓检查及信息反馈：

了解开挖后断面各点的超欠挖情况，分析超欠挖原因，及时更改爆破设计参数，减少误差，配专职测量工检查开挖断面，超挖量（平均线性超挖）应控制在10cm（进尺3m），杜绝一味追求单循环进尺。

（5）建立严格的施工管理：

在解决好超欠挖技术问题的同时，必须有一套严格的施工管理制度来保证技术的实施，为此，从进洞前，制定严格的奖罚制度，用经济杠杆来调动施工人员的积极性，造成人人关心超欠挖，人人为控制超挖去努力。

6.支护和超前支护

（1）超前小导管施工

①钻孔：

采用风钻（YT28型）钻孔（Ф50mm），沿拱部开挖轮廓线夹角为150°

的范围内布置（径向注浆管除外）。

环向间距35～40cm，钻孔外倾角选6°

。

钻孔深度应大于钢管长度，采用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于管长的90%。

②安装：

导管安装应在安设钢格栅架后进行。

加工好的导管插入已钻好的眼孔，为充分发挥小导管的支护作用，将导管尾部焊接在已架好的钢格栅架上。

③注浆：

注浆应在导管安设好并封闭工作面的情况下进行，工作面封闭采用喷砼，厚度不小于5cm。

注浆采用水泥浆，根据地层情况所需要的凝结时间选定水泥浆水灰比，注浆终压力不小于设计。

④注意事项

a.正确布设导管孔，并控制好外倾角和孔深；

b.注浆前要封闭工作面，并用止浆塞防止漏浆、跑浆；

c.注浆顺序为由拱脚向拱顶进行；

d.防止浆液溢出有效注浆范围。

如发现注浆量持续增长而注浆压力稳定时应停止浆等待一段时间后再注。

（2）超前小导管施工工艺流程图见图4—9。

图4—9超前小导管施工工艺框图

7.初期支护

（1）架立钢架

①钢架的制作

钢架在加工场现场冷弯制作，按1∶1比例在工作台上放样。

钢架分段制作，按单元焊制后，运至现场安装。

做到尺寸准确，弧形圆顺。

允许偏差为:

矢高、弧长±

20mm，架长±

20mm；

钢筋焊接（或搭接）长度满足规范要求；

焊接成型时，让钢架两侧对称进行，钢架主筋对称中心与轴线重合，接头处相邻两节圆心重合，连接孔位置准确。

钢架加工后先试拼，检查有无扭曲现象，接头连接每榀之间可以互换，断面尺寸允许偏差±

20mm，扭曲度20mm。

钢架单元组装，将各单元主筋、加强筋、架立筋及接头钢板焊接成型，单元间用螺栓连接，堆放和运输时不得损坏和变形。

②钢架的安装

安装工作内容包括：

定位测量、安装前的准备和安放。

A.定位测量

首先测定出线路中线，确定高程，然后再测定其横向位置；

钢架设于曲线上时，安设方向为该点的法线方向；

安设于直线上时，安设方向与线路中线垂直。

安装位置的允许偏差为:

距线路中线位置支距不大于3cm，垂直度5%，前后两榀间距±

10cm，矢高积累＋5cm。

B.安设前的准备工作

运至现场的单元钢架分单元堆码，安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖侵入净空部分，保证钢架正确安设，钢架外侧有不小于5cm的喷射混凝土，安设拱脚或墙脚前，清除垫板下的虚碴，将钢架置于原状岩石上，在软弱地段，采用拱脚下垫钢板的方法。

（2）挂钢筋网

钢筋网制作采用半成品网片拼接挂网。

按设计要求网片的宽度按钢架的间距预制，网片重量控制在100kg左右，同时用在墙部网片应一侧带钩（如下图4—10），从上而下方便挂钩。

图4—10

（3）喷混凝土

①材料选择：

水泥优先选用普通硅酸盐水泥，标号不低于32.5号，砂采用坚固耐久的中粗砂，细度模数大于2.5，且泥土杂物含量不大于3%，含泥量不大于5%，云母含量不超过2%，硫化物与硫酸盐（折算为SO3）含量不大于1%（重量），有机物含量用比色法试验，颜色不深于标准色；

石子采用坚固耐久的碎石，粒径不大于15mm，用前应过筛，其饱和极限抗压强度与砼设计标号之比，碎石不小于200%；

碎石、卵石中针状颗粒含量不大于15%，卵石中泥土、杂物含量不大于1%；

硫化物和硫酸盐（折算为SO3）含量不大于1%，石粉含量不大于2%，有机物含量用比色法试验，颜色不深于标准色。

（以上有害物质含量均以重量计）。

②外加剂：

速凝剂、减水剂、早强剂。

减水剂早强剂可根据本地区材料市场采购；

速凝剂应使用液体速凝剂。

③喷射砼配合比设计原则

选择喷射砼的配合比，既要考虑砼强度和其它物理力学性能的要求，又要考虑施工工艺的要求。

设计强度C25，与围岩的粘结力，Ⅲ级围岩不低于0.8MPa，Ⅳ、ⅤⅢ级围岩不低于0.5MPa。

重量配合比：

水泥：

（砂+石）＝1／4～1／4.5；

水灰比0.4～0.45；

含砂率：

45～55%；

水泥用量350～420kg/m3。

④喷射工艺流程见4—11《喷射砼施工工艺框图》。

喷射砼施工工艺流程图4—11

A.喷体达到一定强度后可用锤击听声，对空鼓脱壳处及时进行处理。

B.钻眼量测，厚度不够处补喷。

C.及时测定回弹率和实际配合比，以指导下步施工。

D.作喷体试件进行力学试验。

（4）锚杆施工

隧道锚杆类型为φ22mm砂浆锚杆。

①φ22砂浆锚杆

锚杆采用Ⅱ级钢，锚杆垫板采用A3钢，用M16螺母连接。

锚杆钻孔前根据设计要求和围岩情况，定出孔位，作出标记。

钻孔应圆而直，其孔径和孔深符合设计要求，孔内积水和岩粉应吹洗干净；

锚杆孔口岩面应整平，并使岩面与钻孔方向垂直，如不垂直，安装锚杆时可用特制垫板调整，使托板密贴岩面。

锚杆安装后要定时检查，发现松动及时紧固。

②锚杆施工要点及注意事项

A.孔位应按设计布置，偏差小于10cm，孔深误差±

10cm。

B.钻孔直径应大于锚杆直径15mm。

C.钻孔本身应成直线，不应弯曲。

方向应沿隧道周边径向，并根据岩层节理、产状予以调整，不得平行于岩面。

D.灌孔前应清孔，顺锚杆孔用高压风清除孔内积水、岩粉、碎屑等杂物。

E.砂浆应随备随用，在砂浆初凝前应使用完。

F.注浆应使用灌浆罐和注浆管，孔口压力小于0.4MPa。

顺着锚杆孔注浆，直到孔口有浆液流出为止。

G.锚杆插入长度不得小于设计长度。

H.锚杆插入后不得随意敲击，三天内不准悬挂重物。

K.每100根锚杆应随机抽样三根，作拉拔试验，以了解锚杆的锚固质量。

J.施作锚杆时，同时应预埋格栅钢架的定位锚杆。

8.二次衬砌施工

（1）仰拱及填充

仰拱超前于二次衬砌施工，仰拱、填充采用搭设移动式栈桥进行施工，Ⅳ级围岩一次施工长度12m，Ⅴ级围岩一次施工长度9m。

第一步：

栈桥安装就绪，允许各种车辆通过，准备桥下仰拱作业。

第二步：

桥下仰拱作业，各种车辆正常通过，桥下桥下互不干扰。

第三步：

仰拱施工结束，坡桥在液压油缸作业下升起，离开地面，同时行走轮下降，行走轮接地后油缸继续伸长，行走轮逐渐将整个栈桥撑起。

第四步：

启动行走电机，行走轮旋转，带动栈桥向前移动，栈桥行走12米。

第五步：

栈桥行走到位后，行走轮支撑油缸收缩，当栈桥完全由栈桥桥墩支撑时停止，此时放下坡桥，完成栈桥准备工作。

具体操作：

先使用挖机清理施工段的大部分底碴，搭设栈桥，栈桥底面高度比已施工的仰拱填充面高20cm，然后人工清理隧底、检查断面尺寸及标高、安装栈桥的支承墩和仰拱填充砼的端头模板，模板采用钢模，灌筑砼。

砼集中拌合，泵送砼入模。

仰拱全断面一次浇灌完成后，填充砼采取罐车直接运到施工地点卸料浇注，插入式捣固棒进行捣固。

仰拱砼所采用的水泥、外加剂必须符合技术规范的规定。

仰拱砼所采用细骨料、粗骨料、砼中氯离子含量、矿物掺合料、砼中的总碱含量、砼拌和用水、配合比设计的检验以及抗压强度试件取样、留置及强度等级的检验应符合技术规范的规定。

仰拱厚度及各部尺寸应符合设计要求，并采用无损检测法进行检测。

仰拱拱座与边墙及水沟连接应符合设计要求，拱座应与墙基同时浇筑。

施作仰拱砼前应清除隧底虚碴、淤泥积水和杂物，超挖部分应采用同级砼回填。

仰拱砼应分段连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。

仰拱表面应平顺，确保水流畅通，不积水。

仰拱施工后应及时施作填充和铺底，顶面高程和坡率应符合设计要求。

（2）拱墙

拱墙二次衬砌采用全断面衬砌台车施工，为便于全断面二次衬砌台车施工，在仰拱（填充）施工后应先施做矮边墙，为美观考虑，矮边墙与二次衬砌边墙的接缝控制在水沟盖板底面高程。

矮边墙采用人工架立组合钢模板、泵送砼入模施工。

衬砌台车立模：

立模前在矮边墙上画出台车模板脚线标高，台车到位立好模后，检查台车模板脚线标高，模板是否与矮边墙密贴，挡头板是否撑牢等。

台车两侧设带螺旋千斤顶的斜腿支撑，既保证砼施工时不中断运输作业，又保证灌筑砼时台车不跑模移位。

为与隧道防排水系统防水分区配套，决定采用12m长全液压衬砌模板台车；

砼采用8～10m3的砼罐车运输，砼输送泵泵送入模，插入式捣固棒进行捣固密实。

选定合理的砼配合比，防止砼在罐车内凝固，堵塞输送管，影响施工进度及质量。

在保证设计强度和质量的情况下，提高早期强度，保证拆模工序正常进行。

采用合适的坍落度，保证有效的泵送高度和长度。

泵送砼时左右均匀进行，砼灌注间断时间小于1.5h。

①衬砌模板

衬砌模板台车必须按照隧道内净空尺寸进行设计与制造，设计制造时应考虑施工误差、贯通测量调查及预留沉落等因素。

钢结构及钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性，能承受所浇筑砼的重力、侧压力及施工荷载，经验收合格后方可投入使用。

模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。

模板与砼的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。

浇筑砼前，模板内的积水和杂物应清理干净。

二次衬砌在初期支护稳定前施工的，拆模前的砼强度应达到设计强度等级的100%；

二次衬砌在初期支护稳定后施工的，拆模前的砼强度应达到8MPa。

拆除非承重模板时，砼强度不得低于2.5MPa，并应保证其表面及棱角不受损伤。

预埋件和预留孔洞的设置应符合设计要求。

②钢筋

钢筋进场检验必须按批抽取试件做力学性能和工艺性能试验，其质量符合技术规范的规定和设计要求。

钢筋的品种、级别、规格和数量，连接方式必须符合设计要求。

钢筋接头的技术条件和外观质量应符合技术规范的规定。

钢筋焊接接头，应按批抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合技术规范的规定和设计要求。

承受静力荷载为主的直径为28～32mm的带肋钢筋采用冷挤压套筒连接接头，应按批抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合技术规范的规定和设计要求。

钢筋应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。

钢筋的加工应符合设计要求。

钢筋接头应设置在承受应力较小处，并应分散布置。

配置在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积，占受力钢筋总截面面积的百分率，应符合设计要求。

钢筋的安装及保护层厚度允许偏差应符合技术规范的规定。

③混凝土

水泥进场时，必须按批对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行验收，并对其强度、凝结时间、安定性进行试验，其质量必须符合技术规范和设计的规定。

任何新选货源或使用同厂家、同批号、同品种的水泥达3个月及出厂日期达3个月的水泥，应进行烧失量、氧化镁、三氧化硫、细度、凝结时间、安定性、强度及碱含量等试验。

防水砼所用的水泥应符合技术规范和设计规定，水泥强度等级应符合设计要求；

所用细骨料应按批进行检验，其含泥量、泥块含量、颗粒级配、细度模数、坚固性指标应符合技术规范的规定。

所用粗骨料应按批进行检验，其颗粒级配、压碎指标值、针片状颗粒含量应符合技术规范的规定。

外加剂进场时，必须按批对减水率、凝结时间差、抗压强度比进行检验，其质量必须符合技术规范和有关环境保护的规定。

钢筋砼结构中，各种原材料（水泥、骨料、矿物掺和料、外加剂和水等）中氯离子含量应符合技术规范的规定。

砼掺用的矿物掺合料，应按批对细度、含水率、需水量比、抗压强度比进行检验，其质量应符合技术规范的规定。

拌制砼宜采用饮用水，当采用其他水源时，水质应符合技术规范的规定。

配合比应根据原材料性能、砼的技术条件和设计要求，按技术规范规定，通过试验后确定，试配时不得随意提高砼强度等级。

防水砼的配合比设计应增加抗渗性能试验，试配时按照技术规范的规定，其抗渗水压值应比设计值提高0.2MPa，掺引气剂的砼还应进行含气量试验。

每立方米砼的水泥和矿物掺合料总量应符合设计要求和技术规范的规定。

最大水胶比、砂率、砼含气量应符合技术规范的规定。

砼强度等级必须符合设计要求，衬砌应采用同条件养护试件检测实体强度，砼强度试件应在砼的浇筑地点随机抽样制作。

砼拌合物的坍落度应符合设计配合比要求，防水砼的坍落度应符合设计配合比要求，并应控制在100～210mm范围内。

隧道衬砌的厚度严禁小于设计厚度。

隧道超挖回填必须符合设计要求。

墙脚以上1m范围内和整个拱部的超挖部分应采用同级砼进行回填。

砼拌制前，应测定砂、石含水率，并根据测试结果和理论配合比调整材料用量，提出施工配合比。

当遇雨天或含水率有显著变化时，应增加含水率检测次数。

砼浇筑完毕后，应按施工技术规范要求及时采取有效的养护措施。

9.防排水施工

隧道防水必须达到国家标准《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）规定的一级防水等级标准。

隧道的防排水遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则对地表水和地下水均作妥善处理，达到防水可靠、排水通畅、经济合理的目的，洞内外形成一个完整的排水体系。

施工符合《铁路隧道结构防排水施工作业指南》的有关要求。

对隧道施工及运营排水可能影响周围环境地段，采取“以堵为主，限量排放”的原则，以防止水土流失、降低围岩稳定性及造成农田灌溉和生活用水困难等后患。