10浅埋段盖挖法文档格式.docx
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2）根据设计资料详细分析了解工程地质、当地水文地质情况，制定合理的施工方案和施工措施，制定施工监控量测方案。
6.2.2施工步骤
1）排水系统完善或改造
施工前,结合永久性排水设施,对原冲沟或排水系统进行完善或改造。
水沟一般采用梯形排水沟,并采用7.5号砂浆抹面,将原自然水系通过水沟改移,保持顺接,保证正常排水，不冲刷坡面。
图2隧道浅埋段盖挖法施工工艺图
2）拱顶明挖
隧道拱顶以上至地表，全部采用明挖法施工。
当隧道明挖至拱顶以后，考虑到下道工序施工需要，隧道范围内土（石）体暂不开挖，可利用该土（石）体作为护拱混凝土施工的内模（土模）。
开挖时边挖边护，边坡坡率根据地质情况确定，土质比较差的地段采用1:
1.25或1:
1的坡率，地质条件较好的地段采用1:
0.5或1:
0.3。
开挖深度根据现场实际地质情况确定，开挖及处理措施分以下三种情况：
（1）隧道明挖至拱顶以后，沿隧道外轮廓线开挖，当开挖至基岩后，停止开挖，施作C20混凝土找平层。
（2）隧道明挖至拱顶以后，沿隧道外轮廓线开挖，当开挖到隧道两侧最大跨仍为黏土时，停止开挖，施作加固桩和C20钢筋混凝土托梁。
（3）隧道明挖至拱顶以后，沿隧道外轮廓线开挖，当开挖遇到石芽出露（及土加石）时，停止开挖，施作C20钢筋混凝土托梁。
3）边坡防护
基坑内边坡采用12cm厚C25锚网喷混凝土防护。
锚杆采用Φ22砂浆锚杆，长度L=4.0m，间距为1×
1m，梅花型布置；
钢筋网采用φ8钢筋，网格尺寸20cm×
20cm；
边坡设置φ50PVC泄水孔，间距为环向2m×
纵向2m，梅花型布置，喷射后保证孔内无堵塞；
喷射混凝土由下向上进行，分两次喷射完成。
4）护拱施工
（1）长管棚施作
当拱部开挖至两端明暗分界断面时，开挖后先施作暗洞段导向墙及管棚。
管棚采用φ108大管棚，每环39根，每根长35米；
管棚施作采用Z-GP150型多功能钻机钻孔，安装。
（2）护拱基础
当开挖至基岩后，停止开挖，开始施作C20混凝土找平层，找平层厚20cm，宽80cm。
找平层施作时要考虑预留钢拱架的连接板。
找平层混凝土浇筑前，先加工预埋钢板，预埋钢板尺寸为40cm×
40cm，钢板厚16mm，找平层混凝土顶、底面预埋钢板之间采用Φ22U型钢筋与预埋钢板焊接。
后续护拱、边墙钢拱架施工时，钢拱架连接板与找平层顶、底面预埋钢板焊接牢固。
当隧道开挖至隧道外轮廓最大跨仍为黏土或遇到石芽出露（土加石）时，停止开挖，施作C20钢筋混凝土托梁（黏土时先施作加固桩）。
托梁厚60cm，宽200cm。
（3）护拱混凝土施工
①预留核心土
当隧道明挖至拱顶以后，考虑到后续护拱混凝土施工需要，隧道范围内土（石）体暂不开挖进行预留，作为护拱混凝土内模的支撑体。
②钢拱架安装
待混凝土找平层、托梁施作完成后，根据隧道设计断面尺寸，安装拱部（墙部）I20b型钢钢架，钢架间距0.6m/榀。
Φ22纵向连接筋，环向间距1.0m。
钢拱架安装时钢拱架拱脚与找平层、托梁顶面预埋连接板焊接牢固，并设置φ42锁脚锚管，锁脚锚管沿找平层、托梁混凝土面成45°
方向打设，打入混凝土面以下3.0m，端部1.0m埋入护拱混凝土内，锁脚锚管每根长4.0m，每榀每侧2根。
暗洞安装I20b型钢钢架时，凿出护壁中预埋的彩条布以及托梁中的预埋钢板，接头采用螺栓连接。
③护拱外模安装
护拱外模采用5cm厚木板加固而成。
拱部（墙部）钢架环向每间隔1.0m焊接一根Φ22L型钢筋，作为外模内支撑，钢筋尺寸根据现场护拱厚度从1.0m渐变到2.0m。
木模外侧纵向每间隔2.0m环向设置一根Φ22钢筋，钢筋底部与混凝土找平层、托梁混凝土打眼锚固，同时通过木模打孔，利用连接筋将环向钢筋与钢架焊接，确保外模加固可靠，防止混凝土浇筑过程中因混凝土捣固而跑模。
④护拱混凝土浇筑
待护拱内、外模检查加固稳固可靠时，拱部（墙部）挂设φ8钢筋网，浇筑C20护拱混凝土，护拱混凝土拱部厚100cm，底部厚200cm。
混凝土采用拌合站集中拌合，混凝土搅拌运输车运至施工现场，泵送入模。
5）暗挖施工。
施工时严格按照“预加固、短进尺、弱爆破、强支护、紧衬砌、早成环”的原则组织施工。
在充分考虑现场施工操作、交叉作业及施工人员能力的发挥和机械资源的合理利用的情况下，洞内洞身开挖采用两台阶预留核心土法施工（预留核心土可对前方掌子面岩体起到挡护作用，同时为上台阶支护作业提供作业平台，节省架立支护台架的时间，提高施工速度）。
在施工中，下台阶长度3～5m，左右侧开挖错开1.2m（两榀拱架间距）。
开挖方式采用人工配合挖掘机开挖为主，弱爆破为辅进行开挖；
挖掘机配合装载机装碴，自卸汽车出碴。
初期支护采用风钻打眼，人工配合开挖平台安装钢拱架、锚杆及挂设钢筋网，湿喷机喷射混凝土进行施工。
下台阶开挖支护利用挖掘机和装载机进行作业。
开挖时尽量减少对围岩的扰动。
严格遵循“短进尺、强支护”的原则，控制每循环进尺在0.6m以内。
开挖后立即喷射4cm混凝土封闭，然后架立钢架（纵向连接筋与钢架焊接牢固）、挂钢筋网，最后分层分片喷射混凝土至设计厚度。
拱架左右侧拱脚分别打设长4.5m的φ42锁脚锚管，锚管与钢架焊接牢固并注浆加固。
每部开挖后均应及时支护，隧底初期支护后应及时施做仰拱，尽早封闭成环。
6）回填土石
护拱混凝土达到设计强度后,护拱外2m范围采用M10浆砌片石回填，其余部位采用原挖土对称、分层回填。
每层回填厚度不超过50cm，防止隧道初支拱架因猛烈受力而发生变形。
顶面设厚为50cm的粘土隔水层。
待暗洞顺利通过后，地表地面以下1.5m范围全部采用原开挖保存的耕植土回填，恢复植被。
6.2.3监控量测
由于浅埋隧道具有开挖后应力释放速度快，变形较大的特点，监控量测的内容主要分为以下三个方面，量测项目见表1—表3。
表1按位移速度量测频率
位移速度（mm/d）
量测频率
≥5
2次/d
1～5
1次/d
0.5～1
1次/2～3d
0.2～0.5
1次/3d
＜0.2
1次/7d
表2按距开挖面距离量测频率
量测断面距开挖面距离（m）
（0～1）b
（1～2）b
（2～5）b
＞5b
注：
1.b为隧道开挖宽度；
2.当监测项目的累计变化值接近或超过报警值时，应加大监测频率。
表3监控量测项目表
序号
量测项目
量测方法和仪器
测点布置
测量频率
测量
精度
1
洞内外
观测
现场观测，地质素描及初期支护状态观测
每榀拱架
施工前洞顶现场勘测，施工中开挖后进行
2
水平收敛
量测
收敛仪、反射膜片配合全站仪
每10～30米一个断面，上下2条基线4个点
υ≥5mm（0～1B）2次/d；
1≤υ＜5（1～2B）1次/d；
0.5≤υ＜1（1～2B）1次/2～3d；
0.2≤υ＜0.5（2～5B）1次/3d；
υ＜0.2（＞5B）1次/7d。
0.1mm
3
拱顶下沉
水准测量的方法，水准仪、钢尺等
每10～30米一个断面，1个点
1mm
4
锚杆拉拔
试验
拉拔仪
每代表性地段1～2个断面
1%，且不小于3根。
0.01KN
5
地表下沉
水准测量的方法，水准仪、铟钢尺等
洞口段、浅埋段（h0≤2B）
开挖面距离量测断面前后＜2B时，1～2次/d；
开挖面距离量测断面前后＜5B时，1次/2～3d；
开挖面距离量测断面前后〉5B时，1次/3～7d；
0.5mm
B—隧道开挖宽度，υ—变形速速,h0—隧道埋深
1）洞内和洞外观察：
每次开挖后应对掌子面进行观察，主要了解围岩变化情况，及时绘制开挖工作面地质图，并且对已施工段观察喷射混凝土是否有开裂现象。
洞外观察的重点在洞口段和洞身埋置深度较浅地段，且主要包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。
2）周边收敛、拱顶沉降
按照隧道施工规范要求，在开挖同断面设置拱顶下沉观测点各一个，观测拱顶下沉量，在拱腰及墙身同一断面共设点6个，具体埋设见图3,观测净空收敛变化，采用全站仪和水准仪分别进行高程和位移量测。
初读数应尽快完成，最迟不得超过24h。
图3洞内量测观测点布置图
3）地表下沉和位移
由于浅埋隧道距地表较近，地质条件复杂，岩性极差。
施工时，多用台阶法开挖，因此，纵向断面布置测点的超前距离为隧道距地表的深度h与上台阶高度之和。
在横断面上至少布置11个测点，具体埋设见图4，测点的距离为2～5m，在隧道中线附近应布置密一点。
图4地表量测观测点布置图
每次量测后及时对量测数据处理，分析及情况反馈，并绘制量测数据时态曲线，对初期的时态曲线进行同归分析，预测可能出现的最大值和变化速度，当数据异常时，根据具体情况及时采取加厚喷层、加密锚杆、增加钢架等加固措施。
7劳动力组织
隧道施工劳动力组织包含开挖工班、支护工班、出渣工班、衬砌工班、砼生产工班、后勤保障和管服人员等。
洞内作业实行24小时连续作业，人员配备见表4。
表4盖挖法作业劳动力配置
工作项目
作业内容
人数
开挖
明挖钻孔或风镐手
挖掘机司机
暗洞钻孔或风镐手
14
自卸车司机
初期支护
型钢加工
钢筋网片加工
钢架安装
喷射手
喷射机上料
6
搅拌机司机
混凝土搅拌运输罐车司机
衬砌
拌和站
衬砌钢筋
12
防水排水安装
装载机司机
输送泵司机
台车调试、模板安装
8
技术员
测工
其它
现场管理人员
施工配合人员（电工、修理工、空压机司机）
8主要机具设备
施工机具设备的合理配置，不但可以加快施工进度，同时还可以节约施工成本。
根据机械工作能力和实际工作量，单个工作面主要机械配备见表5。
表5单个开挖面机械设备配备表
作业
机具设备名称
规格型号
单位
数量
备注
施工通风
轴流式通风机
SDF（c）-NO110
台
通风
施工照明
低压变压器
24v,10kw
掌子面及二衬施工平台
施工用电
发电机
250kW
备用
变压器
500kW
施工及生活用电
开挖
双液注浆机
LTC-60/S
超前注浆
挖掘机
CAT320B
自卸车
20t
辆
出碴
空压机
4L-20/8
高压供风
L2-10/8
气腿式凿岩机
YT-28
风镐
G10
工字钢弯曲机
GW1-200
钢筋弯曲机
GW
钢筋加工
钢筋切断调直机
GQ
等离子切割机
钢板切割
交流电焊机
BX1-500
钢架、网片加工及安装
台式钻床
24025
钢板加工
压浆机
锚杆注浆
管棚钻机
Z-GP150
管棚钻孔及安装
混凝土湿喷机
TK-500
喷浆
衬砌
搅拌站
JS50025m3/h
混凝土罐车
东风
输送泵
三—
插入式捣固棒
7
量测及
测量仪器
全站仪
莱卡402
方向控制
水准仪
莱卡N2
标高控制
塔尺
5m
个
精密水准仪
沉降观测
因瓦尺
收敛仪
JSS30A
量测
锚杆拉拔仪
BL—150B
9质量控制
9.1易出现的质量问题
由于采用盖挖法施工的隧道浅埋、地质条件较差，容易在施工过程中发生以下问题：
1）在明挖过程中，由于边坡地质条件差，施工时间不当或防护不及时等，都易造成边坡失稳。
2）明暗交界处，由于超前支护施工质量不到位，可能造成暗洞施工坍塌。
3）由于护拱基础承载力不足，或承载力不均匀，造成护拱沉降、开裂。
4）排水或洞顶回填质量控制不到位，造成衬砌渗漏水。
9.2保证措施
1）明挖部分宜选择在枯水季施工，并且在开挖之前做好排水系统，防止地表水冲刷边坡。
2）边坡的坡率必须严格按照设计施工，同时边坡开挖应及时防护。
3）加强监控量测，及时反馈信息，以量测数据为依据，提高应变能力。
4）超前支护必须严格按照设计施工到位，特别是超前支护的角度、注浆。
防止因超前支护质量不到位，而影响暗洞施工。
5）由于地质条件较差，护拱基础的承载力必须检测。
如果承载力不足，必须加固，提高地基承载力。
如果承载力不均匀，可施工托梁等，使护拱基础连成一体，避免不均匀沉降，防止护拱变形、开裂。
6）拱顶回填之前，必须先检查一下排水系统，特别是基坑内的排水系统，重点检查盲沟、暗沟是否因施工堵塞。
不能让地下水在基坑内积存，对地下水丰富的地段，必须注浆封堵，防止因基坑内积水影响护拱基础的承载力，造成护拱变形、开裂。
7）拱顶回填必须对称回填，松铺厚度不得大于50cm，用小型机具碾压到设计要求的密实度。
顶部按照设计施工防水层。
8）进入工地的主要材料严格按规定和设计要求把关，所有厂制材料须有出厂合格证和必要的检验、试验单。
对进场料、设备按技术质量标准、样品进行严格检验，并事先确定重点检验料。
9）加强技术交底制度和质量内控制度，确保每一道工序质量合格。
10安全措施
10.1主要安全风险分析
根据石林隧道的地质条件，项目部进行了风险评估，施工期间的主要安全风险如下：
1）根据施工设计图内容，浅埋段地质条件较差，发生掉块、塌方的可能性较大。
2）由于地表覆盖层基本为第四系人工活动层耕植土、第四系残坡积红粘土及下伏中泥盆统曲靖组灰质白云岩组成，明挖施工期间边坡易失稳、滑坡。
3）石林隧道浅埋段DK651+110～+127洞身基岩为以红粘土为主的软质岩，埋深浅，存在塑性变形的可能性较大。
10.2保证措施
1）防止塌方措施
（1）加强超前地质预报工作。
对开挖面前方地层进行探测预报，判明地层和含水情况，为超前支护和止水提供依据，及时修改或加强超前支护和支护参数。
（2）加强施工监控量测，实行信息化施工。
对地表沉降、拱顶下沉、围岩收敛进行量测，及时对数据进行整理分析，及时反馈于设计和施工，及时优化设计参数和施工方法。
当量测数据表明围岩收敛变形接近控制标准的警戒值时，尽快采取加强措施进行加固，抑制变形，防止因变形突变引起坍塌。
（3）据不同地质情况和开挖方式，采用超前小导管预注浆加固地层的超前支护措施，注浆选材视不同岩层和地下水情况分别采用水泥浆、水泥—水玻璃双液浆，通过注浆加固周边围岩，提高其自承能力，减少围岩松弛变形。
（4）严格控制开挖工序，尤其是一次开挖进尺，杜绝各种违章施工。
控制爆破装药量，减小对破碎围岩的扰动。
（5）保证施工质量。
钢架制作、支护和衬砌混凝土质量必须符合设计及规范要求。
（6）施工期间，洞口应常备一定数量的抢险材料，如方木、型钢钢架等，以备急用。
2）防止边坡失稳措施
（1）明挖部分必须选择在枯水季施工；
（2）在开挖之前，必须做好地表排水系统，防止地表水冲刷；
（3）边坡成型一段，防护一段；
（4）明挖施工过程中做好地表量测工作，有异常，及时反馈，及时采取措施。
3）控制变形措施
（1）施工原则：
采用“注浆加固、改善构造、以柔克刚、边支边放、底部加强”的主动式控制原则施工。
（2）技术措施：
坚持短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测的原则。
控制施工用水并加强施工量测工作，必要时采用注浆超前加固围岩、长锚杆、喷钢纤维混凝土等措施。
（3）支护体系：
严格按设计支护参数进行施工；
根据监控量测结果反馈的信息预留变形量，及时调整支护参数和施工方案；
采用逐层加喷的湿喷作业；
加强掌子面正面的注浆处理以防外鼓。
11环保措施
1）对施工现场生产、生活用水的排放进行控制。
施工前按实施性施工组织设计建好生产区和生活区排水沟。
排水沟的宽度、深度、坡度满足排放要求，避免沟内积水。
2）分块设置过滤池和沉淀池，所有生活用水和生产用水均经过过滤、沉淀后方可排出。
不定期对水沟、水池进行清理和冲洗，确保水沟、水池内无长期积水和垃圾。
3）加强机械管理，改进施工工艺，执行《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）标准，减少施工过程中的噪音。
夜间22时～早晨6时内严禁使用噪声超标机械，特殊情况下需超标施工的，首先向当地环保部门办理批准手续。
4）认真细致地做好地下管线调查，施工过程中加强对有关管线的保护。
对无须拆迁的管线制订专项管线保护措施，加强地面变形监控，杜绝重大管线事故。
5）在施工区域、生活区域落实做好危险品现场控制、防台防汛现场控制、消防应急现场控制。
6）加强职工的环保意识教育，树立全员环保意识。
12应用实例
12.1工程简介
石林隧道位于云南省弥勒县—石林县境内，隧道全长18208m，起止里程DK651+225～DK669+433，为全国目前最长的单洞双线铁路隧道，世界上最长采用钻爆法施工的岩溶隧道，该隧道由中铁一局独家承建。
隧道DK652+110～DK652+205段为浅埋段，长度95m，最小埋深4.8m，最大埋深9.4m，隧道最大开挖宽度14.58m，覆跨比0.47～0.64。
根据该段钻孔资料显示，隧道该段位于构造溶蚀槽谷沟口地带，隧道通过区域地基岩土由第四系人工活动层耕植土（Q4pd）、第四系残坡积（Q4el+dl）红粘土及下伏中泥盆统曲靖组（D2q）灰质白云岩组成。
地基基岩石芽岩溶形态发育，以溶隙为主，岩体破碎。
钻孔深度内揭露地下水不发育，为一干燥场地。
12.2施工情况
石林隧道DK652+110～DK652+205段为浅埋段采用盖挖法施工，基坑土质边坡开挖坡率为1:
1，石质地段采用1:
边坡防护采用锚喷防护。
护拱基础土质地段采用桩基加固，其余地段采用钢筋混凝土托梁连接，确保了基地承载力。
暗洞采用台阶法开挖。
施工过程中应用超前地质预报技术、监控量测、信息化施工等技术，确保了施工安全，取得了良好的社会和经济效益。
12.3建设效果及施工图片
图5浅埋段明挖图6边坡防护
图7管棚施工图图8护拱施工
图9通风竖井图10分层回填
13工程结果评价
石林隧道DK652+110～DK652+205浅埋段成功采用盖挖法实施，为我单位积累了丰富的施工经验，同时也取得了良好的社会和经济效益，具体如下：
1）经济效益：
较暗挖法施工节约投资120万元；
2）施工技术：
通过方案优化，降低了施工难度，加快了施工进度，提前工期3个月。
3）安全质量：
经检算比对，将暗挖改为拱部盖挖后，有效降低了安全风险，满足安全、质量要求；
4）临时增设通风竖井，改善通风环境，节约通风费用；
5）为企业赢得了良好的声誉。
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