隧道工法Word格式文档下载.docx

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四、工艺原理

采用上半断面、中槽和两侧马口正台阶，分步平行开挖，爆破施工分成多个作业面进行，将集中爆破化分为散爆破，这样既减少对围岩的扰动，又充分利用工作时间，还增加了爆破临空面，降低了炸药消耗。

分段错位开马口施工边墙初期支护，保证上导坑初期支护不掉拱，可以同时跳槽开挖多个马口，形成多个作业面施工。

及时分段施作仰拱形成闭合环初期支护体系，保护围岩的天然承载力，有效抑制围岩变位。

全面断一次施作防水层和二次衬砌，确保了防水混凝土衬砌的整体性和施工质量。

量测监控信息反馈指导施工，及时调整支护参数。

在断层带、破碎带等自稳性较差的地层和富水地层中，采用超前导管预注浆加固后再进行上半断面开挖爆破及初期支护。

然后进行中槽开挖，再进行左右错位开挖马口及初期支护。

五、施工工艺

（一）工艺流程（见图1）

正台阶四步平行流水作业法施工流程图图1

（二）施工方法

1、超前支护

先采用4米长的φ50钢管制作超前小导管（见图2），再在开挖轮廓线外用风枪打眼，眼的深度要比小导管略深，然后打入小导管后并注入水泥浆固结围岩，使拱顶围岩形成一个整体，保证上部围岩的稳定，再进行上半断面的爆破开挖，但必须保证开挖每循环进尺的掌子面不得超过超前导管的最前端，且超前小导管每次搭接长度不得小于50cm。

如果围岩较差，则应该调整超前小导管的搭接长度，即超前小导管循环加密，使开挖断面拱部形成双层超前小导管，这样更有利于围岩的稳定。

其中，超前小导管应布置在拱顶圆心两侧45°

范围内，施工时可根据现场实际围岩地质情况对小导管施作范围作适当调整，横向间距一般取0.3m，与隧道轴向夹角为5～8°

（见图3）。

超前小导管制作大样图图2

超前小导管施工图图3

2、爆破开挖

对隧道周边围岩进行超前预加固后进行分步平行开挖作业。

II、III类围岩采用上、下导坑开挖法施工，施工顺序见图4。

遵循“短开挖，弱爆破，强支护”的原则采用光面预裂爆破开挖上半断面，以减小对周边围的振动。

（1）爆破方案的确定

光面爆破参数的选择主要与地质条件有关，其次与炸药的品种性能、隧道开挖断面的形状与尺寸、装药结构和起爆方法有关，丹珠岭隧道主要为II类围岩，上导坑开挖断面的面积为49.8m2，采用2#岩石硝铵炸药和乳化炸药，周边眼采用空气间隔装药，其它炮眼采用连续柱状装药，起爆采用火雷管和非电毫秒导爆雷管。

严格控制周边眼的装药量，采用合理的装药结构，尽可能使炸药沿眼长均匀分布。

这是实现光面爆破的重要条件。

在光面爆破中，炮眼间距E、最小抵抗线W、炮眼密集系数K、装药密度q是相互制约的，它们之间的关系是：

E=（8-18）d，W=（10-20）d

K=E/W=0.7-1.0，q=（0.20-0.25）kg/m。

式中的d为炮眼直径。

在丹珠岭隧道中，我们参照以往的施工经验和现场的实际情况，在爆破设计中选取：

E=45cm，W=60cm，K=0.75，q=0.22kg/m。

上导坑开挖爆破炮眼布置见图4。

炮眼布置图图4

计算每一平面上两掏槽眼眼口间距B：

B=2×

2.3×

cos750+0.2=1.39m

掏槽眼布置图图5

（2）放样布眼

钻眼前，测量人员用经纬仪和水准仪准确定出隧道中心线，起拱线和顶面标高。

用红油漆画出开挖轮廓线，并标出炮眼位置，其误差≯5cm，每次测量放样的同时，要对上次爆破断面进行检查，并对测量数据进行处理，及时调整爆破参数，以达到最佳爆破效果。

钻工要熟悉炮眼在布置图，严格按照标定的眼位钻眼，特别是周边眼，一定要由经验丰富的老钻工司钻，其误差控制在3cm以内，周边眼、底边眼的外插角一般取30，尽可能使两茬炮交界处的台阶<

15cm，同时根据眼口位置处岩石的凹凸不平程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一个平面上。

（3）清孔装药

装药前用小直径高压风管将炮眼内石屑吹净，装药需分片、分组按炮眼设计图所确定的装药量自上而下进行，雷管一定要“对号入座”，不得混装，所有炮眼均用炮泥堵塞，堵塞长度：

周边眼≮20cm，其它眼≮35cm。

周边眼采用小药卷配导爆索，以增加不耦合系数和爆破时的缓冲作用，炮孔装药采用反向装药结构。

（4）连接起爆网络

起爆网络采用复式网络，以保证起爆的可靠性和准确性。

导爆管采用四通管连接，不能打结和拉伸，各类炮眼雷管连接段数应严格按爆破设计连接，引爆雷管应用绝缘胶布包扎，放在离一根导爆管的自由端约15cm处，聚能穴背向传爆方向，网络连接好后由专人负责检查后再起爆。

在上导坑开挖50-80米（以满足上、下导坑同时施工的要求），开始进行下导坑中槽的开挖，中槽开挖采用预裂爆破，并同时进行左右错位跳槽开马口。

正台阶四步流水作业法图6

3、初期支护

初期支护是由锚杆、钢筋网、钢拱架（钢格栅）和模注混凝土组成的一种联合受力结构。

为保护围岩的天然承载力及尽可能利用围岩本身的承载力，初期支护要尽快施作，其施工流程见图8。

（1）安装钢拱架（钢格栅）

钢拱架（钢格栅）是软弱围岩初期支护的重要组成部分，应严格按设计图及设计要求加工制作和架设。

台阶法施工钢拱架（钢格栅）单元结构见图7。

上导坑部分的钢拱架（钢格栅）由左右两个单元组成。

施工时先测量放样确定基角位置标高。

然后再架设钢拱架（钢格栅），并用Φ25纵向连接筋边接。

马口部分钢拱架（钢格栅）要和上导台阶法施工钢拱架单元结构图7

坑一一对应，并用厚度为2cm的钢板焊接牢固，然后用纵向连接筋连接。

（2）施工结构锚杆，挂设钢筋网

采用锚固剂全长粘结型锚杆，杆体为Φ22的螺纹钢筋，长3为，间距为0.8米，梅花形布置，径向施作。

上下导坑初期支护连接处左右均需设不少于3根锁角锚杆，以确保初期支护不失稳。

钢筋网为φ8钢筋焊接而成，网格间距为20×

20cm，钢筋网安装在钢拱架（钢格栅）后面，与钢拱架（钢格栅）、锚杆连接牢固。

（3）模注混凝土封闭围岩

钢拱架（钢格栅）、锚杆、钢筋网安装好后，在钢拱架（钢格栅）内侧挂设钢模板，模板平整牢固，防止露浆，然后用C25混凝土进行灌注。

初期支护施工流程图图8

施工注意事项：

①为保证钢拱架（钢格栅）架设稳固，施工中钢拱架（钢格栅）基脚部位预留足够的坚实岩石，架立钢架时挖槽就位。

②钢架平面垂直于隧道中线，倾斜角不大于2度；

钢拱架（钢格栅）的任何部位偏离垂直面不大于5cm。

③为增强钢拱架（钢格栅）的整体稳定性，应将钢拱架（钢格栅）与纵向连接筋、锚杆、钢筋网、和锁角锚杆焊接牢固。

④钢拱架（钢格栅）连接接头要牢固。

由于拱脚部位易发生塑性剪切破坏，故该部位接头除用螺栓连接外，还应四面焊接牢固，确保接头的刚度和强度。

⑤锁角锚杆的安装好后，一定要和钢拱架（钢格栅）焊接牢固，保证下导坑开挖马口时的安全。

⑥混凝土回填要密实，试验要及时做塌落度试验，并根据试验结果调整塌落度，防止由于塌落度过大造成拱顶混凝土回填不实。

（4）监控量测、修正支护参数

严格按设计要求进行拱顶下沉和周边收剑位移量测，通过监控量测的信息反馈及时调整支护参数，以保证衬砌结构的安全。

监控量测中应注意：

①为取得开挖后围岩早期状态变化数据，各项测点应尽量靠近开挖掌子面布置（不大于2米），在爆破后24小时内或下次爆破前，读取初次读数。

②周边收敛、拱顶下沉及地表下沉各项测点应尽量集中布置在一个断面上，以便量测成果的协调分析、综合运用。

③量测时，先把钢尺拉出（拉出长度稍长于量测长度）停放大约20分钟，使钢尺温度与量测点周边气温基本一致。

④采用不着台阶法开挖时，当下半断面开挖靠近上半断面量测断面时，量测频率应适当增加。

⑤若隧道进出口两头同时掘进开挖时，每月最少复核一次进出口的中线和水准点是否一致，或者是在风雨天气过后应立即复核。

⑥及时收集中线、高程及其它量测记录，并整理归档，以备随时查找有用数据，复核施工的准确性和质量。

4、仰拱施工

在设计有混凝土仰拱地段，拱墙初期支护施工完成后，要及时分段开挖仰拱，安装仰拱钢格栅，进行仰拱混凝土施工，使初期支护尽早形成闭合环，构成稳固的初期支护体系，并为施工运输创造良好环境。

5、二次衬砌防水混凝土施工

用钢管制作一个可移动式的简易台车，先检查初期支护的表面是否有尖锐异物,如钢筋头、铁丝等，防止铁丝或钢筋头扎破防水板，这样就起不到不防排水的作用。

然后按设计材料和技术参数安装防水板，防水板要在拱顶部分留一定的富余量，以防止防水板由于混凝土挤压绷得过紧而断裂漏水。

二次衬砌防水混凝土采用全断面整体台车加隧道专用弧形钢模、泵送混凝土灌注。

混凝土用自动计量拌合机拌合，混凝土罐车运输。

灌注防水混凝土时，要左右对称灌注，防止台偏移。

六、机具设备

单口作业所需机械设备表1

序号

施工项目

名称

规格型号

单位

数量

备注

1

开挖

电动空压机

32-20/272

IBX

台

注浆机

T120

装载机

ZL-C50

自卸汽车

T81581

辆

4

风镐

G10

3

风枪

YG120

8

简易钻孔台车

自制

2

初期支护

钢筋切断机

GT140

钢筋折弯机

Q40

电焊机

SB-VGT

搅拌机

JZC350

振动棒

6

量测及测量仪器

全站仪

拓普康GTS-6A

经纬仪

Ziss010B

水准仪

Wild

塔尺

5m

个

收敛仪

WRM-4

二次衬砌

搅拌站

JS500

罐车

输送泵

HB60D

振捣器

发电机

120KW

七、劳力组织

开挖班30人，钢筋班20人，木工班20人，混凝土班40人，机电班15人，施工测量及监控量测组8人，共计133人。

八、质量控制

执行《公路隧道施工技术规范》和《公路工程质量检验评定标准》，并切实做到以下几点：

1、加强质量教育，提高全员质量意识。

2、成立专门质检小组，严格质量程序，奖罚分明，质量不合格者坚决返工。

3、健全质量保证体系，实行标准化作业。

４、切实做好技术交底，认真执行测量复核制。

５、对混凝土骨料级配、含泥量及外加剂质量严格把关，坚持每批进料均抽检，不合格品坚决清理出场。

拌制时严格按配合比计算，缩短运输存放时间，随拌随用。

６、钢构件下料按1：

1大样为准，加工时尽量减少热变形；

焊点强度严格把关。

７、泵送混凝土应严格控制坍落度损失，严禁擅自加水。

８、加强监控量测管理，及时反馈信息，提高应变能力。

监控量测项目及频率如表3。

监控量测项目及频率表3

类别

量测项目

相隔距离

测点数量

量测频率

0-15d

16-30d

31d以后

A

隧道内地质和支护状况的观察

全隧道

各掌子面

１次/d

隧道净空变位测定

每5-20m

水平收敛３对测点

1-2次/d

１次/2d

１次/周

拱顶下沉量测定

３点

B

锚杆拉拔试验

每300根

每断面３根

地表下沉测定

每50m

九、施工安全环境保护

１、爆破、量测人员和专职安全员，必须经过专业培训并取得证书，持证上岗。

２、加强全员安全意识教育，交叉施工地段设调度员加强调度。

３、危爆火工品严格按《爆破安全规程》及当地公安部门要求，用多少领多少，坚持审批签字手续。

４、实行动态安全管理，安全员巡视工地，及时排除险情。

５、严格执行交接班制度，确保各工序密切配合，顺利施工。

６、加强洞内外三管两线的管理，防止漏电、漏风伤人。

７、加强机械保养维修，降低机械噪声及废气排放，改善作来环境。

８、加强现场管理，保持清洁卫生。

污水排放要设泥浆沉淀池和过滤池。

施工便道及弃碴场要洒水降尘。

十、技术经济分析

本施工方法为大跨度软岩公路隧道机械化施工积累了成功的经验。

灵活的开挖和支护手段及相应的技术措施适应了地质变化，真正做到“岩变我变”，有效地保证了隧道施工安全。

与双侧壁导坑相比，可节省大量临时钢架支护费用，减少投资。

十一、工程实例

长晋公路丹珠岭隧道位于长子县和高平市的交界处，隧道设计为单洞双车道，采用Ｒ＝5.569m单心圆曲墙式衬砌，除明洞衬砌外，其余衬砌类型均按新奥法原理设计，采用复合式衬砌。

II、III类围岩段开挖跨度１３m，高10.3m，以超前小导管周边预注浆、超前锚杆、结构锚杆、钢拱架、钢格栅、钢筋网、模筑混凝土为初期支护，防水混凝土为二次衬砌，在初期支护和二次衬砌之间设复合型防水板为防水层。

丹珠岭隧道地质为泥质粉砂岩夹薄层页岩，岩层节理裂隙发育，岩石风化严重。

在软岩地段施工中，采用正台阶四步平行流水作业法，缩短工期约１５天，保证了整条线路按期通车。

执笔人：

李龙善