二郎山隧道进洞施工方案剖析文档格式.docx
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施工前对坡面上的不稳定岩石进行清除或对不稳定坡体作必要加固，洞口禁止大开挖。
同时根据隧道施工图要求及《公路隧道施工技术规范》要求，采用环保型洞口设计，采用零开挖进洞技术，减少了洞口开挖对边仰坡的破坏。
特编制此施工方案，施工中必须严格遵守本规定。
具体施工方法及参数见下表。
二郎山隧道出口洞口段施工方法与参数表
里程
围岩级别
各种尺寸
超前支护形式
初期支护类型
开挖方法
K4+593～+623
V级
净空高500㎝
二衬厚度55㎝
初支厚度26㎝
预留沉落量12㎝
仰拱厚度55㎝
仰拱初支厚度26cm
进洞时采用φ108x6超前大管棚环向间距40㎝，共31根，长度32m。
拱部采用φ42超前预注浆小导管，环向间距40㎝，纵向搭接＞100㎝，钢管长度5.0m。
拱架为I20a工字钢钢架，V钢拱架间距50CM；
钢筋网片采用ф8双层钢筋网，钢筋网格为20*20㎝；
系统锚杆采用ф22早强砂浆锚杆，锚杆长度4m，间距（环1m，纵0.75m）梅花型布置。
拱墙C25网喷砼，仰拱加I20a工字钢钢架，喷射C25早强混凝土26cm。
留核心土法开挖
三、地质概况：
洞口段地质为：
黄土状土，淡黄色；
以粉粒为主；
大孔隙发育；
具垂直节理；
偶见白色钙质条纹及不少的蜗牛壳碎片，干燥硬塑，见水易流失，表层有植被，未见地下水。
四、施工方法
1、洞口段
㈠明洞
隧道出口明洞施工采用分层小切口明挖法。
洞门类型：
隧道出口端墙式洞门。
洞口的支护方案、边仰坡防护、排水成型
洞口及明洞开挖施工时，首先做好洞顶截水沟，保证洞口排水系统畅通，洞口截水沟在洞口开挖线外5m左右布置，并以排水畅通为原则。
然后分层进行边仰坡开挖并及时喷锚防护，不得大开挖而破坏山体稳定。
洞口周边采用生态防护，并与周边环境融为一体，以体现生态、环保的洞口景观。
边仰坡按设计坡度一次整修到位，并及时对边仰坡按设计进行锚喷防护。
具体措施为：
采用Ф22砂浆锚杆长3m，间距排1.2m，梅花形布置；
Ф8钢筋网，网格20X20cm；
C25喷射混凝土均厚10cm。
㈡暗洞
明暗洞交界处采用“零仰坡”施工方法进洞。
即对两侧边坡采取最小刷坡，同时采用大管棚超前支护套拱法施工。
零仰坡开挖法进洞开挖、支护施工顺序见图。
12
34
大管棚超前支护套拱法施工
1）设计参数：
a、注浆管规格：
外径108X6钢管；
b、管距：
环向间距40cm；
c、倾角：
外插角1~3°
（不包括路线纵坡），方向：
与线路中线平行；
d、注浆材料：
纯水泥浆液，水泥浆水灰比1：
1；
【注：
添加水泥浆与水玻璃体积比为1：
0.5的水玻璃】。
水玻璃浓度35波美度，注浆压力初压0.5～1.0MPa，终压1.5～2.5MPa。
要求浆液扩散半径不小于0.5m。
e、设置范围：
拱部90°
范围；
f、长度：
32m。
g，隧道纵向同一断面内的接头数不大于50％。
相邻钢管接头至少错开1m。
h，C25护拱混凝土厚度：
0.55m。
2）超前大管棚施工工艺框图
大管棚施工工艺框图
3）施工机具
超前大管棚钻孔采用电、气动管棚钻机1台，型号KR801412。
注浆机1台、ZJ-400高速制浆机1台、混凝土拌合站一座、混凝土振动棒2个、钢模板、木模板、J3G-400A型型材切割机1台、型钢冷弯机1台、BX1－400型交流弧焊机2台、砼搅拌运输车1辆、ZLC50C装载机1辆、现代225挖掘机1台。
4）施工工艺：
⑴测量放样，根据隧道洞口的设计结构形式、洞口的地形标高和自然坡度详细计算出洞口最小开挖边仰坡边线的坐标和各桩中心坐标，使用全站仪在地面上确定出边仰坡最小刷坡轮廓线，并以此控制洞口边坡的开挖。
⑵洞口管棚安装导向管及浇注护拱：
为了保证洞口的稳定，在工作平台上架立四榀I18工字钢钢拱架（间距50㎝），套拱中钢架应用φ22连接筋连接。
安装上面钢架时，通过加大拱脚的措施来保证套拱的稳定（见如下示意图），在钢拱架上按管棚规定方位焊导向空口管（φ114，长2.3m），锚杆固定并用Φ25钢筋连接，在φ108注浆管中通长设置一根φ28钢筋。
立木模浇筑C25素混凝土护拱，形成套拱，厚度0.55m，长2.0m（护拱终端应紧抵掌子面）。
⑶管棚钻孔：
导管钻孔采用管棚钻机。
按设计位置施工，钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向正确，使用顶驱液动锤把套管与钻杆同时冲击回转钻入第一节钻杆和套管。
当第一节钻杆和管套钻入岩层，尾部剩余20-30cm停止钻进，用两把管钳人工卡紧钻杆和管套（注意不得卡丝扣）钻机低速反转，脱开钻杆和套管；
钻机沿导轨退回原位，人工装入第二节钻杆和套管，并在钻杆和套管前安装好联系接套，钻机低速送至第一节钻杆和套管尾部，方向对准后联成一体，继续钻进。
按同样方法继续接长钻杆和套管。
每钻完一孔便顶进一根钢管，钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。
⑷钻孔完结后，先把套管内孔注水清洗干净后，才把钻杆取出，套管仍留在孔内供护孔用。
把周边有孔眼的注浆管钢管插入套管内，钢管用丝扣联接，钢管终端要密封。
注浆管在插进后，才取套管钻进其他孔眼，钢管用丝扣联接，钢管口端与孔口周壁用水泥密封。
注浆管用高压把水泥砂浆压入钢管内，浆液通过钢管孔眼压注入孔壁的缝隙内，固结附近岩土层，注浆采用先灌注“单”号孔，待1至2天固结后，再灌注“双”号孔的方法。
注浆材料采用纯水泥浆（w/c=1.0），【注：
0.5的水玻璃】水泥浆w/c=1.0，水玻璃模数m=2.4，浓度35Be’。
注浆初压为0.5～1.0MPa，终压为1.5～2.0MPa；
⑸施工时，浆液水灰比可根据现场注浆效果进行调整。
[6]充填并加固导管：
先用钻机清孔、冲洗，然后下钢管，插入注浆管，充填水泥砂浆。
二郎山隧道套拱示意图
5）劳动力组织
钻机操作工3～6人，管棚加工2人，钢管顶进8人，注浆6人。
6）施工要点
施工时运用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，保证钻孔方向准确。
为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节钢管采用3m长钢管，编号为偶数的第一节钢管采用6m长钢管，以后每节均采用6m长钢管，避免钢管接头在同一断面。
注浆压力达到设计终压并继续注浆15min以上方可结束注浆。
注浆管示意图：
套拱剖面图
3、洞身开挖
根据Ⅴ级围岩性质及现场观察，二郎山隧道出口K4+623~+593段Ⅴ级围岩采用单侧壁两台阶四步留核心土作业法开挖。
洞身开挖采用单侧壁两台阶四步留核心土作业法。
该方法采用人工配合挖掘机开挖环形拱部上体，根据隧道工作面上层的自稳能力确定预留核心土的范围，每环掘进0.5-1.0m及时做好初期支护后，交错开挖边墙对隧道下部施工，及时浇筑仰拱使初期支护成环。
1、施工工艺流程
单侧壁留核心土作业法施工工艺流程见图6-4-2
2、施工工序
单侧壁留核心土作业法施工工序见图6-4-3
第1步：
拱部用32米长的Ф108钢管进行超前支护后，采取右弧导预留核心土短台阶开挖。
开挖后及时进行喷、锚、网系统支护，架设工字钢架并复喷砼至设计厚度，形成较稳定的承载拱。
第2步：
在承载拱的支护下，先开挖左侧上部，以一定的时间差进行上部边墙初期支护，使同一断面处暴露开挖面仅限于一侧。
图6-4-2单侧壁留核心土作业法施工工艺流程
第3步：
在完成左侧上部支护后，分段左侧开挖下部，以一定的时间差施作下部支护。
第4步：
左侧支护完成后，对右侧按左侧施工顺序施工，及早支护成环。
3、施工注意事项
⑴隧道施工应坚持“超前探、管超前、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
⑵初期支护先上后下，分步实施，然后连成整体形成一个承载拱。
⑶依据围岩量测结果，调整支护参数，
级围岩循环进尺1.2m；
4、施工安排
单侧壁留核心土作业法施工
级围岩洞口加强段每循环进尺1.2m，每循环时间480min，每天3循环，日进尺1.2m，月进度按36m计。
循环作业时间见表6-4-1。
工序
时间（min）
循环时间（min）
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
720
测量放样
30
监控量测
超前支护
开挖
初期支护
150
说明：
超前支护施工时间平均到每一循环按60min计。
该工序时间已考虑各工序平行作业时相互影响的时间，洞身出碴作业在开挖过程中平行作业，不占用工序时间，表中未示。
表6-4-1单侧壁留核心土流水作业法施工循环时间图
隧道开挖采用人工配合挖掘机开挖。
洞口段施工必须加强监控量测，以随时掌握洞口段土体稳定情况，指导施工。
在洞口段开挖前埋设好地表沉降观测点，进入暗洞后要埋设好围岩收敛观测点，按照设计图规定的观测频率连续进行沉降、收敛观测，发现异常立即采取措施，加强支护。
5、初期支护
1）立拱架打锚杆
左侧上部开挖后，及时喷射3cm厚C25喷射混凝土，喷射后拱墙挂设20cm×
20cm的φ8钢筋网、架立I20a工字钢拱架，为A单元钢拱架。
联接固定钢拱架，钢架由拱部、边墙及仰拱各单元钢构件拼装而成。
各单元用螺栓连接。
连接板进行焊接。
连接钢板处用各打2根φ22早强砂浆锚杆作为锁脚锚杆，每根长4m，可兼作定位锚杆。
定位锚杆一端与钢架焊接在一起，另一端锚入围岩并用砂浆锚固。
I20a工字钢钢架纵向间距为50cm。
纵向用Φ22钢筋连接，Φ22钢筋长50cm。
钢架加工后应进行试拼，允许误差详见表2。
钢架安装施工时，钢架必置于稳固的地基上，施工中在钢架基脚部位预留0.15～0.2m厚夯实土层，钢架架立后，施工系统锚杆，系统锚杆为早强砂浆锚杆，锚杆砂浆强度不得低于M20：
每根长4m，每榀27根；
100*50呈梅花须置。
煤电钻钻孔钻进至设计深度后，高压风清除孔中异物，将锚杆插入孔中，锚杆外露孔口长度满足安装止浆塞、垫板螺栓为宜；
将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm左右，安装垫板及上紧螺母。
连接锚杆和注浆管。
配置浆液，使水灰比、和易性符合设计和规范要求。
开始注浆，注浆应连续不停顿，一次完成，注浆饱满后密封排气孔。
当完成一根锚杆注浆后，应迅速卸下注浆软管并安装至另一根锚杆，进行注浆。
当完成整个注浆后，应及时清洗及保养注浆泵。
当灰浆达到设计强度后，方可上紧垫板及螺母。
锚杆施工完工后，喷射26cm厚C25钢混凝土，将钢拱架完全覆盖，左侧上部施工完成后，对右侧未开挖部分先安装拱架支护为B单元钢拱架。
然后对左侧下部进行施工，施工方法同上，供墙为E单元钢拱架，仰拱为D单元钢拱架。
D、E单元钢拱架不施作锚杆。
左侧下部施工完成后对其右侧未开挖部分安装拱架支护，为B单元钢拱架。
左侧施工完成后，拆除右侧上部Ｂ单元钢拱架，对右侧上部施工，上部分别安装C、A单元钢拱架，其他施工方法同左侧。
右侧上部施工完成后拆除下部Ｂ单元拱架对右侧下部施工，施工方法如左侧。
2）喷射混凝土
对受喷岩面进行处理后喷射混凝土。
喷射作业应连续进行，并做好以下各项准备工作：
采用高压风吹净岩面,埋设钢筋头做标志控制喷射混凝土的厚度。
检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转；
压风进入喷射机前必须进行油水分离；
保证作业区内具有良好的通风和照明条件。
喷射作业分段分片依次进行，喷射顺序自下而上，分段长度不大于6m。
喷射砼风压控制在0.45～0.7MPa之间。
对有水或潮湿的岩面喷射前按不同情况进行处理：
小股水或裂隙渗漏水采用岩面注浆或导管引排后再喷射混凝土。
大面积潮湿的岩面采用粘结性强的混凝土，如添加外加剂、掺合料以改善混凝土的性能。
喷射混凝土作业规程：
分层喷射时，后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射时，先用风水清洗喷层表面。
喷射混凝土的一次喷射厚度：
拱部为60～100mm，侧壁为80～150mm。
初喷混凝土在开挖后及时进行，复喷应根据掌子面的地质情况分层、分时段进行喷射作业，以确保喷射混凝土的支护能力和喷层的设计厚度。
喷射混凝土的回弹率：
侧壁不大于15%，拱部不大于25%。
初期支护表面平整，无空鼓、裂缝、松酥，并用喷混凝土（或砂浆）对基面进行找平处理，平整度用2m靠尺检查。
6，结构防排水
隧道的防排水设计遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则。
设计采用的措施力求达到：
排水通畅、防水可靠、施工方便，使隧道建成后洞内基本干燥，保证衬砌结构和洞内设备的正常使用以及行车安全。
隧道全长在行车道中心下设置中心管；
在行车道两侧边缘设排水边沟；
衬砌两侧墙脚外侧设纵向排水管，全隧道埋设；
环向排水管每10米埋设一道，每250米设置一处中心排水沟检查井。
沿隧道全长在初期支护与二次衬砌之间设置1.2mm厚的EVA/EVB防水板和350克/平方米土工布；
隧道内所有施工缝和沉降缝均设置SM胶，沉降缝设置QDM-IT注浆管。
排水主要采用在初期支护中根据地下水量大小设置多道Yas排水半管，将水引入衬砌两侧墙角外侧纵向排水管中。
a）防水板施工工艺
防水层铺设利用轨行式作业平台施作。
监控量测表明支护变形已基本趋于稳定且净空满足二次衬砌厚度、支护表面平整经地质雷达检测初期支护及背后密实，满足质量要求后铺设防水板。
在衬砌台车就位前，对防水层进行全面检查，铺设过程中对接缝进行充气检查。
防水层施工与二次衬砌混凝土灌筑之间相距15m左右。
防水板采用无钉孔铺设工艺。
施工工艺流程见图6-4-5。
（1）、施工准备
吊挂防水板台车就位后，将支护表面外露的锚杆头、钢筋头用氧焊齐根切除，并抹砂浆将其覆盖。
对支护表面凹凸不平的部位进行修凿抹平。
将电源线接到位，检验爬焊机、热风焊枪能否正常工作。
（2）、防水板铺设
用穿有塑料焊垫的水泥钉沿隧道轮廓从上向下钉挂土工布，塑料焊垫梅花型布置，间距拱部0.5×
0.5m，边墙1.0×
1.0m。
将防水板从台车顶左、右对称沿隧道轮廓展开，并用齐头短木棒将防水板沿隧道轮廓撑开。
使防水板紧贴土工布，并且保持松紧适度，幅与幅之间的搭接长度不小于10cm。
沿塑料焊垫周边压紧防水板，热熔防水板与塑料焊垫，使二者热熔粘接，起到固定防水板的作用。
开启双轮自动爬焊机，调试好温度及爬行速度，待温度达到后进行试焊。
当试焊可行后，进行正式焊接。
将防水板接缝压入爬焊机热楔，开动爬焊机，手扶控制方向，爬焊机走过后，接缝形成两条宽1cm间距5cm的焊缝。
进行充气质量检验，检查接缝是否有漏焊现象，焊点有无虚焊及焊穿现象，针对情况采用焊塑枪进行补焊。
当质量检验合格后，台车移到下一作业面。
（3）、施工要点
固定防水板时，应视支护表面的平整度将防水板预留一定的富余量，以防过紧而被混凝土挤破。
为使防水板接头焊接良好，防水板每环铺设长度应比衬砌长度长0.5～1m，以利接头焊接施工。
防水板接缝和衬砌施工缝应错开0.5～1m。
防水板铺设好后，尽快灌筑混凝土。
衬砌端部预留防水板接头须采取防护措施，防止损坏防水板。
衬砌钢筋安装、各种预埋件设置、挡头模板安装，以及泵送混凝土等工序作业中要防止破坏防水板。
在钢筋混凝土衬砌地段，对已铺设的防水板，在焊接或绑扎钢筋时，采取移动保护板对成品防水板进行保护。
在淋水地段，防水板打湿后，焊缝质量难以保证，预铺一层防水板引水，然后再按设计铺设防水板。
b）Yas排水半管施工工艺
隧道拱墙防水层与初期支护间环向设Yas排水半管，将水引入墙脚纵向φ160mm打孔PVC（外包土工布）中，墙脚纵向、拱墙环向与墙脚泄水孔采用三通管连接。
施工时，用2cm的射钉将排水半管固定在支护面上，逐层喷射混凝土至设计厚度。
观察喷层表面，若还有渗漏水现象，在各渗露处钻眼引水，再加Yas排水半管。
在较长无渗漏水地段，每隔3~5米沿墙壁上下钻眼，在初期支护表面上铺设Yas排水半管。
Yas排水半管技术指标要求：
（1）Yas排水半管钢丝骨架和外覆PVC薄膜必须满足各自规范的各种指标。
（2）Yas排水半管要求最小扁平率（2%）时，其承受的最小荷载为：
200kg。
c）施工缝、变形缝防水
施工缝采用SM胶，直接用在无灰的混凝土表面。
表面可以是粗造的，平整的、干燥的、潮湿的，避免固结物与水长期接触。
注意安装前务必保持二次衬砌干燥，并覆盖全部接缝长度。
施工胶枪嘴的尺寸3~6mm，混凝土覆盖厚度不小于7cm。
变形缝采用QDM-IT注浆管加两道SM胶复合使用，注浆管在变形缝全长设置，每个单根注浆管的长度6~8米，相邻的两根注浆管末端必须搭接不小于2cm。
施作二衬时，采用金属固定件与水泥钉将注浆管固定于前一板混凝土上，固定夹的间距不大于30cm。
该预埋注浆管系统，注浆时间可自由选择，如不渗漏可不注浆。
如有渗漏，可注入油性聚氨酯浆液封闭，浆液聚合固化后仍应保持柔弹性，注浆压力1.4Mpa。
d）仰拱、仰拱填充施工
依据新奥法原理，仰拱混凝土应及时施作，支护尽早闭合成环，整体受力，确保支护结构稳定。
隧道仰拱采用C25混凝土，其中
级围岩仰拱采用钢筋混凝土，仰拱填充采用C15片石砼。
仰拱施工工艺流程见图6-4-6
1、施工方法
为保证施工质量，仰拱混凝土进行全幅整体浇筑，同时解决出碴、进料运输与仰拱施工干扰及仰拱混凝土在未达到要求强度之前承受荷载的问题，采用仰拱栈桥进行施工。
移动栈桥仰拱示意图见图6-4-7。
图6-4-6仰拱施工工序流程图
图6-4-7移动栈桥示意图
测量放样，由内轨顶标高，反算仰拱基坑底标高。
采用挖掘机一次性开挖到位，人工辅助清理底部浮碴杂物。
将上循环仰拱混凝土接头凿毛处理，按设计要求安装仰拱钢筋，并预留与边墙衬砌连接筋。
自检合格后，报监理工程师隐蔽检查并签证，混凝土输送车运输灌筑，插入式振动棒捣固。
为能尽早便于行车，采用早强型混凝土。
2、仰拱和底板施工应符合下列要求
施工前，应将隧底虚碴、杂物、等清除，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖应采用同级混凝土回填。
仰拱超前拱墙二次衬砌，其超前距离保持3倍以上衬砌循环作业长度。
仰拱的整体浇筑采用防干扰作业平台保证作业空间；
仰拱成型采用浮放模板支架。
仰拱板混凝土整体浇筑，一次成型。
填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑，不得同时浇筑。
仰拱拱座与墙基同时浇筑，排水侧沟与边墙同时浇筑。
开挖后及时施作仰拱。
填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，填充混凝土强度达到设计强度的100％后允许车辆通行。
3、钢筋施工
（1）施工准备
原材料检验：
每批钢筋进场时均应有钢筋出厂质量证明书或试验报告单；
钢筋进场后进行复检，并将检测报告报监理工程师审查；
钢筋现场堆放必须采取下垫上盖等措施防止钢筋锈蚀。
技术准备：
为保证钢筋工程的及时性、准确性，根据图纸、规范要求，及时技术交底，做到放样及时、准确，能指导施工；
钢筋工必须持证上岗，保证钢筋加工质量。
（2）钢筋加工
开工前及时向监理工程师提交加工方案、加工材料明细表。
加工时钢筋应平直，无局部曲折。
如遇有死弯时，应将其切除。
钢筋表面应洁净，无损伤、油漆和锈蚀。
钢筋级别、钢号和直径必须符合设计要求。
（3）钢筋安装
钢筋的安装位置、间距、保护层及各部钢筋大小尺寸应符合设计图规定。
钢筋制作及安装严格按有关规程、规范及设计图纸要求，由钢构件加工厂统一制作，现场人工绑扎、焊接。
施工时应防止损坏防水层和注意预埋件安装。
（六）、衬砌拱墙混凝土施工工艺
全隧除进出口明洞段采用隧道明挖整体式衬砌外，其余均采用复合式衬砌，二次衬砌分别采用C25钢筋混凝土和C25混凝土。
1、施工方法
隧道混凝土衬砌，采用全断面液压钢模衬砌台车灌筑，衬砌台车长9.0m。
模筑衬砌混凝土一次施工长度8.9m，采用混凝土输送泵作业，由下向上，对称分层，先墙后拱灌筑，入模倾落自由高度不超过2.0m，机械振捣。
混凝土运输采用混凝土罐车，挡头模板采用木模，接缝严密，不漏浆，确保施工缝处混凝土质量。
混凝土生产由自动计量拌合楼生产，混凝土拌合楼设置满足冬期、雨季施工要求。
混凝土灌筑前做好钢筋的布设工作，钢筋角隅处要加强振捣，并做好防水层铺设及各类预埋件、预留孔、沟、槽、管路的设置。
2、混凝土施工工艺
隧道模筑混凝土衬砌施工程
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