隧道右洞贯通施工技术方案培训资料doc 51页文档格式.docx
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27
×
8@150×
150
（拱、墙部）
70
（I20b）
60
钢筋混凝土
120
二、编制依据
1、《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；
2、《公路隧道施工技术规范》（JTGF10-2006）；
3、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004；
4、《公路工程施工安全技术规范》JTGF90-2015；
5、《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）；
6、《云南省高速公路施工标准化实施要点》；
7、《嵩昆高速公路第6、7合同段两阶段施工图》。
三、施工计划
根据杨梅山隧道目前剩余工程量和围岩地质情况，以及施工队近期施工进展情况，同时最后剩余20m暗洞开挖、支护约需要20天时间，杨梅山隧道右洞计划贯通时间为2016年10月30日。
四、总体贯通施工技术工艺
贯通总体思路
杨梅山隧道嵩昆6标段终止里程为K46+300，根据杨梅山的实际施工顺序，从隧道进出口由6、7标往K46+300桩号进行双向开挖施工，根据规范要求，当两开挖面间距离15-30m时，应改为单向开挖，并加强贯通面的安全措施，本隧道确定当两开挖面间距离为20m即改为单向开挖，并确定贯通出洞里程为K46+300，掘进区间由进口单端掘进至隧道贯通。
隧道贯通根据开挖揭露的围岩情况，采用台阶法进行开挖支护施工；
坚持“弱爆破、短进尺、少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”的原则，开挖方式采用弱爆破或人工开挖，进行弱爆破开挖时严格控制装药量。
隧道掌子面开挖、支护K46+300时实施贯通方案，并在掌子面K46+297处拱部施作一环超前小导管，注浆加固K46+297～K46+300段剩余3m的岩体形成稳定加固圈，期间仰拱及二衬紧跟，待上台阶注浆加固完成后继续开挖剩余3m实现上台阶贯通，根据监控量测及贯通测量结果及时进行下台阶贯通施工，仰拱封闭成环。
贯通测量方案
1、测量放线
洞内施工测量采用中线法，中线测桩间距不短于50m，每100m设一水准点，根据需要适当加密。
在每排炮开钻前准确绘出开挖轮廓线，周边眼、掏槽眼的位置。
爆破完成后，加强对掌子面断面进行监控量测，确保安全。
2、施测程序
3、施工测量部署
施工测量组织工作由项目成立专门的隧道贯通测量小组，根据设计院给定的坐标点和高程控制点进行工程定位、建立轴线控制网。
按设计要求和方法进行施测并按规定程序检查验收，对施测组全体人员进行详细的图纸交底及方案交底，明确分工，所有施测的工作进度逐日安排，由组长根据项目的总体进度计划进行安排。
4、施工测量的原则和基本要求
1）严格执行测量规范；
遵守先整体后局部的工作程序，先确定平面控制网，后以控制网为依据，进行各局部轴线的定位放线。
2）必须严格审核测量原始数据的准确性，坚持测量放线与计算工作同步校核的工作方法。
3）定位工作执行自检、互检合格后再报检的工作制度。
4）测量方法要简捷，仪器使用要熟练，在满足工程需要的前提下，力争做到省工省时省费用。
5、准备工作
熟悉设计图纸，仔细校核各图纸之间的尺寸关系，全面了解设计意图。
对业主给定的现场平面控制点和高程控制点进行查看和必要的检核及现场踏勘。
全面了解现场情况，了解工程总体布局，工程特点，周围环境，建筑物的位置及坐标，了解现场测量坐标与建筑物的关系，水准点的位置和高程。
根据设计要求、定位条件、现场地形和施工方案等因素，制定测设方案，包括测设方法、测设数据计算和检核、测设误差分析和调整、绘制测设略图等。
对参加测量的人员进行初步的分工，并进行测量技术交底，并对所需使用的仪器进行重新的检验。
6、测量仪器的选用
本隧道控制测量采用仪器应满足下列精度要求：
测角精度小于或等于±
1″，测距精度不大于±
（2mm+2×
10-6D），水准仪的精度应高于或等于±
1mm/km，采用GPS进行洞外控制，采用全站仪进行洞内控制。
测量中所用的仪器和钢尺等器具，根据有关规定，每年送国家授权检定部门进行校验，合格后方可投入使用。
现场测量仪器一览表
序号
器具名称
型号
单位
数量
1
索加全站仪
SET250RX
台
2
GPS
中海达
13
3
水准仪
DS3
4
钢尺
30m
把
5
对讲机
个
6
7、GPS控制网选择说明
根据洞外导线控制测量设计方案和GPS控制测量设计方案的对比，拟定最终确定采用GPS控制测量的布设方案。
1）投入人员及仪器设备
参加野外工作人员4名，工程师一名，技术员3名。
仪器设备∶四台套中海达V60GPS双频接收机，静态基线精度∶平面5mm+1ppm，高程10mm+1ppm。
2）选点与埋石
（1）点位选择的原则
控制点的选点除应满足GPS信号接收的需要外，还应满足地面精密导线布设的需要，具有其特殊性，即除原控制点位不要求通视，隧道进出口的各三点控制点点间距不低于500m，并且其至少有两个通视方向，以便检核。
（2）GPS点位的埋设
点位选好后，按照规范中的标石埋设要求，埋设具有中心标志的标石，以精确标点点位。
点的标志与标石必须稳定，坚固，以利于长期保存与利用。
（3）GPS控制网的测设
隧道洞外GPS控制网的布设，即要满足最近地区长期规划的需要，又要满足近期规划建设的需要，本着确保测量精度高、进度快，费用省的原则布设。
嵩昆高速第6合同段杨梅山隧道属重山岭地区，地形起伏较大，海拔高程在2000—2500m,，GPS518-GPS520，GPS519以破坏，在杨梅山隧道进出口，平面基准为：
国家2000坐标系，中央子午线为102°
55″，高程采用1956年黄海高程基准。
GPS观测采用静态相对定位模式，严格按《公路GPS规范》，其GPS控制网观测基本技术指标如下：
卫星高度角（º
）
数据采集间隔
（s）
静态定位观测时间
（min）
GDOP
重复测量的最少基线数％
施测时段数
有效观测卫星总数
≥15º
≥15
≥60
≤6
≥5
≥2
3）外业观测与数据处理
（1）外业观测
GPS数据采集使用四套中海达V60GPS双频接收机进行同步静态观测，标称精度：
平面为5mm+1ppm，高程10mm+1ppm。
GPS观测采用静态相对定位模式，首先根据GPS卫星星历预报制定GPS外业观测调度表，进而进行有计划作业。
天线安置严格对中，整平，并使定向标志指向磁北。
观测历元间隔15°
，卫星截止高度角15°
，同步时段观测时间骨架网为90分钟，其余时段为60分钟。
在天线板上互隔120°
的三处量取天线高，互差少于3mm，并在观测前后各量一次取中数。
采集的数据及时传输到计算机存储并备份保存，及时检查外业观测时点名、仪器高、观测时间等相关记录有无错漏.天线高在观测前量取3次，读数至毫米记入手簿，天线高互差不得大于3mm，取平均数记入手簿。
测后再量取一次天线高作为检核.并记入手簿。
（2）基线解算
基线向量解算和网平差采用中海达HD2003数据处理软件进行数据处理，及时进行基线向量解算，在基线解算的基础上进行同步环、异步环闭合差检核、重复基线检核。
（3）GPS数据处理
每天采集的GPS外业数据采用中海达HD2003数据处理软件进行数据处理，及时进行基线向量解算，均符合要求，在基线解算的基础上进行同步环、异步环闭合差检核、重复基线检核。
（4）平面控制测量
1）洞内外联测
洞内外联测，应选在阴天，气温稳定，无风情况下进行。
水平角观测在不同时段采用方向观测法测2组，每组15个测回。
测距采用对向观测，其中竖直角观测四个测回，测距6次，边长归算考虑气象改正，投影改正。
投影面高度最好为隧道中线平均高程（GPS网投影高程面）。
高程测量严格按照《公路测量规则》二等水准测量要求进行，采用往返不同线路进行施测，在往返闭合差满足要求时，取返往平均值。
2）洞内控制测量
①洞内导线测量
根据《规测》的要求测设隧道中线时，通常每掘进20m埋设一个中线桩。
由于定线误差，所有中线桩不可能严格位于设计位置上。
所以，隧道每掘进150米布设一个导线点，也可以利用埋设的中线桩作为导线点，组成洞内施工导线网。
测角使用TCRA1102+2″型全站仪观测9-12测回，测距对象观测3测回。
其精度要达到测角中误差Mβ=″，测边的精度相对中误差为ML/L=1/万，边长取平均值，并考虑气象和仪器加、乘常数改正，并归算至椭球面上。
转折角应观测左角和右角，边长应往返测量。
根据导线点的坐标来检查和调整中线校位置。
随着隧道的掘进，导线测量必须及时跟上，以确保贯通精度。
②洞内水准测量
用洞内水准测量控制隧道施工的高程。
隧道向前掘进，每隔150m设置一个洞内水准点，并据此测设腰线。
通常情况下，可利用导线点作为水准点。
洞内水准线路可是支水准线路，除应往返观测外，还须经常进行复测。
洞内控制测量应在施工不影响时进行，并加强通风，保证照明充分，提高清晰度。
以良好的施测环境，确保测量的精度。
洞内导线向前延伸，施测时必须联测两个以上同等级控制点，在确定前面点位正确无误后方可向前延伸。
3）平面控制网布设原则
⑴平面控制应先从整体考虑，遵循先整体、后局部、高精度控制低精度的原则。
⑵平面控制网的坐标系统与工程设计所采用的坐标系统一致。
布设呈矩形。
⑶布设平面控制网首先根据设计总平面图、现场施工平面布置图情况，选择最合理的布设方案。
⑷选点应在通视条件良好、安全、易保护的地方。
⑸桩位必须注意保护，并用红油漆作好标记。
4）导线测量的技术要求
①导线测量应符合以下导线的技术要求规定：
导线测量技术要求
等级
测距中误差
测角中误差（″）
导线全长相对闭合差
方位角闭合差（″）
测回数
一等
17
1/15000
②导线应尽量布设成直伸开状，相邻导线边长不宜相差过大，点位能长期保存。
③水平角观测的各项限差要求
水平角方向观测法的各项限差
仪器型号
再次重合
读数差
半测回
归零差
一测回中两倍照准差（2c）较差（″）
同一方向各测回间较差（″）
四等
DJ2
8
9
平差方法
因杨梅山隧道为长隧道，根据《公路勘测规范》（JTJ061-99）规定，采用严密平差。
5）隧道平面控制网布设方案
由于隧道内施工场地狭小，控制网布设难度较大，为了提高导线端点的精度，在不增加较多工作量的前提下，结合洞内施工条件和以往洞内导线控制网布设经验，并根据实际现场情况进行布控，以期提高导线端点的精度。
6）支导线法（单导线）
传统的支导线布设方案（图1）简单，观测工作量较少，布设灵活。
G5-1
G5-2
右洞中线
左洞中线
B7Y-1
B7Z-1
贯
通
里
程
车
行
道
图1：
单导线法闭合环布置图
7）隧道开挖测量放样
⑴洞口开挖：
洞口段为V级加强段施工，围岩较差，因此采用上、下导坑开挖方式，测量放样采用支距法（五寸台法）。
即先用经纬仪定出开挖中线位置，然后利用水准仪在中线任一位置打一水平线，用钢尺按照事先计算好的尺寸标出各开挖轮廓线的位置。
⑵洞身开挖：
采用施工放线方法
a.坐标法：
首先需要一台全站仪和卡西欧（FX-5800、FX-9750、FX9850）计算器一台。
具体操作方法：
仪器架设导线点上，在掌子面开挖轮廓线附近放置棱镜测任一点的三维坐标，将坐标输入已编制好程序的计算器中，计算出隧道轮廓线的各点修正数后，画红油漆点，完成测量放样工作。
⑶仰拱开挖：
仰拱开挖的控制相对其它开挖控制比较困难，基本上无法一次性开挖成形，采用先在墙上圆心位置画一条腰线，然后计算出每一部位的开挖尺寸，现场人员用水准尺直接量取控制，成型后经测量工程师复测。
⑷人行、车行通道开挖：
采用左、右洞两头分开掘进，开挖放样照洞身开挖进行。
8）隧道结构物测量放样
⑴仰拱施工：
首先对开挖过后的仰拱面进行检查，待满足设计要求后方可立模施工，并在模板上用三角符号标出仰拱顶面标位置，用油漆连接成线，复核无误后交待现场管理人员，方可施工。
⑵仰拱填充与中心水沟施工：
仰拱填充采用左、右副分开施工方式，主要控制中心水沟立模及填充顶面标高控制。
根据隧道平面控制网，校测轴线控制桩后，使用经纬仪将轴控线引弹到模板外立面，施工人员开始立模，待模板稳定复核无误后，加固模板，并利用水准仪在模板内侧用三角符号标出填充顶面标高位置，用红油漆连接成线，以便控制填充施工。
⑶矮边墙施工：
矮边墙是保证隧道净空及二次衬砌台车就位的关键部分，放样之前仍然要对控制点进行复核，对立设好的矮边墙模板进行中线、标高的检查，合格后方可进行施工。
⑷二次衬砌：
隧道竣工验收的最终一道工序，是保证净空要求，达到通车运营的关键。
测量人员首先对平面控制网及中线进行复核，复核无误后对衬砌台车初步就位，就位后测量人员对衬砌背后的预留洞室、各种管线埋设、预埋件的定位等一系列的工序进行检查、放样，无误后台车方可定位、加固。
⑸人行车行通道衬砌：
首先测量人员要对洞室的贯通误差进行测量，然后进行合理的误差调整，直到达到设计规范要求。
9）隧道断面控制测量
在隧道施工过程中，为了保证开挖、初期支护及二次衬砌后的净空满足设计规范要求，必须对已完工的主体工程进行断面检查，常规的检查一般采用水准仪及钢卷尺进行测量，误差比较大，特别是对拱顶部分不易操作。
我们在此工程中拟采用目前先进的断面测量系统，首先用一台索加全站仪在现场采集数据，然后输入电脑，利用软件一次成图，精度可以控制在以内。
对于测量数掘应及时反馈到现场施工管理人员，以便及时控制开挖及衬砌净空。
10）贯通误差的测定及调整
贯通测量的误差测定：
在贯通面附近埋设一临时点，由进测的两个方向测该点的标，所得的闭合差分别投影至贯通面及垂直方向上，得出实际的横向和纵向贯通误差，再置镜于该临时点测求方位角贯通误差。
水准路线由两端向洞内进测，分别测至贯通面附近同一水准点或中线点上，所测得的高程差，即为实际的高程贯通误差。
开挖工法
采用“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行上下台阶施工，上台阶开挖至出口掌子面10m距离时，上台阶每循环进尺按1榀钢架控制，开挖进尺控制在1米以内。
爆破施工采用钻爆法进行光面爆破。
施工时将隧道分为两个台阶、四个步骤进行施工。
其中上台阶高度确定为7m左右，上台阶开挖高度约7m，下台阶开挖高度。
上台阶开挖超前下台阶15~25m，每循环进尺V级围岩控制在～之间，掌子面距仰拱间距控制在35m以内，二衬距掌子面间距控制在70m以内。
开挖示意图如下图1。
图2施工工序流程图
注：
其中a为A、B单元高度，b为C单元高度，B为洞身洞径。
图1两台阶法开挖示意图
施工工序
第1步，①区上台阶开挖，在拱部超前支护后进行，开挖A、B单元。
开挖循环进尺两榀为，开挖后立即初喷2～4cm混凝土，及时架设钢拱架、锚杆、网系统支护，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角15º
打设锁脚锚管，锁脚锚管与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
配备正铲侧卸式装载机装碴，自卸汽车运输。
第2步，②、③区下台阶开挖，开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过2榀，开挖C单元，上下台阶错开1-2倍洞径，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷2～4cm混凝土，及时进行施工接长钢架、锚杆、网、喷射混凝土系统支护，复喷混凝土至设计厚度。
第3步，④区隧底开挖，每循环开挖长度宜为2～3m，开挖后及时施做仰拱初期支护，初支成环后，及时施做仰拱和仰拱回填。
第4步，拱墙二次衬砌施工，二衬应在仰拱完成后及时铺设防水板，浇筑拱墙二衬混凝土。
1）根据《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60-2009）条规定，台阶法施工应符合以下规定：
（1）控制上台阶钢架下沉和变形，采用加强锁脚锚杆措施。
（2）当岩体不稳定时，应缩短进尺，先施工边墙支护，左右错开开挖，并及时施工仰拱。
（3）应解决好上、下部施工干扰问题，下部应减少对上部围岩、支护的干扰和破坏。
2）施工要点：
①导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。
②工序变化处之钢架打设锁脚钢管，以确保钢架基础稳定。
③钢架之间纵向连接钢筋及时施做并连接牢固。
④仰拱紧跟下台阶，及时闭合成环构成稳固的支护体系。
⑤施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。
⑥完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。
具体施工方案
洞内观察
查看掌子面开挖揭示的地质状况，围岩节理、裂隙是否发育，岩体完整性如何，开挖面有无渗漏水，并且做好记录。
观察初期支护结构是否稳定，钢拱架是否存在变形现象，初支喷射混凝土有无开裂及局部起皮脱落现象，并做好标记、记录观察发展情况。
主要施工方法为人工钻爆配合机械开挖的方法进行施工：
人工钻孔，按照光面爆破设计要求进行掏槽眼、辅助眼、周边眼进行布孔，主爆药采用爆炸性能、抗水性能、安全性能较好及环境污染小的乳化炸药，起爆材料采用毫秒雷管进行分段起爆，将一次爆破的所有炮孔分成教多段按顺序起爆，段数越多，单段爆破最大药量越少，爆破最大振速将会明显降低，提高爆破效率。
整个爆破施工中，采取划区定人、定位、定眼数、定时间的岗位责任制，既有利于操作人员熟悉自己所担负的炮眼位置、深度、角度、雷管段位、网络联结等工作，也可避免忙乱和相互干扰。
按工序不同进行分类管理，大大提高了施工效率。
（1）炮眼数量
N正洞上台阶=qs/rn=（×
）/（×
）=127个，实际取121个。
N正洞下台阶=qs/rn=（×
）=56个，实际取69个。
式中：
N——炮眼数量，个；
q——炸药单耗，上台阶取m3，下台阶自由面多，取kg/m3；
s——隧道开挖面积，正洞上台阶取，下台阶取；
r——每米长度炸药重量，取；
n——炮眼装药系数，上台阶取，下台阶取。
（2）炮眼深度及间距
依据隧道地质条件和施工工期要求，爆破每循环进尺，周边眼、辅助眼炮眼深度L=，掏槽眼和底板眼深度加深20cm，即。
炮眼布置见下图：
台阶法开挖炮眼图
（3）掏槽方式
上台阶采用直眼或斜眼掏槽方式。
（4）装药结构
周边眼采用不耦合装药结构，竹片绑扎间隔装药，其它炮眼采用φ32mm直径药卷连续装药。
（5）堵塞方式
所有装药炮眼用炮泥或山体粘土堵塞，周边眼堵塞长度不小于20cm。
其它炮孔装完药后余孔全部堵塞。
（6）网路连接设计
采用塑料导爆管雷管起爆，孔内毫秒微差爆破，为保证准爆，孔外均采用两瞬发雷管组成复式起爆网路。
炮眼起爆顺序为：
掏糟眼——辅助眼——周边眼——底板眼，应选用多段毫秒导爆管雷管；
周边炮眼同段起爆。
（7）炮孔装药量计算
Q正洞上台阶=q×
L×
S=×
=（实际取）
Q正洞下台阶=q×
式中:
Q——总装药量，kg；
q——炸药单耗，上台阶取m3，下台阶取kg/m3；
L——炮眼深度，取；
S——全断面开挖面积，正洞上台阶取，下台阶取m2
（8）开挖用药量分配设计
①上台阶掏槽眼，装药系数按计算，单卷填塞长度，单孔装药为×
=5卷，实际单孔药量取，以保证掏槽眼的爆破效果。
②上下台阶周边眼：
按围岩级别及光面爆破装药结构要求，取装药系数为～m，考虑孔底加强，光面爆破装药取m，填塞长度，实际单孔装药量为×
=。
③上下台阶辅助眼：
上台阶辅助眼夹制作用大，自由面不好，相对应的装药量就偏大，下台阶相对应的装药量就偏小，上台阶按照辅助眼离掏槽眼的近～远取～，单卷填塞长度，单孔装药为×
（～）/=～卷，实际单孔药量为～。
下台阶装药系数因自由面较好统一取，单孔装药为×
=2卷，实际单孔药量取。
④上下台阶底板眼：
上台阶底板眼夹制大，自由面情况不理想，相应的装药系数取大值达，单卷填塞长度，单孔装药×
=5卷，实际单孔装药量为。
下台阶底板眼自由面好，相应的装药系数取小值为，单卷填塞长度，单孔装药×
=3卷，实际单孔装药量为。
1、爆破效果检查
（1）爆破后围岩的稳定情况应符合：
硬岩无剥落；
中硬岩基本无剥落；
软弱围岩无大的剥落或坍塌。
（2）超欠挖检查
隧道开挖不应欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，允许岩石个别突出部分侵入衬砌（每1m2不大于m2、高度不大于5cm），
拱脚和墙脚以上1m范围内严禁欠挖。
③开挖轮廓符合设计要求，开挖面平整。
④爆破进尺达到设计要求，爆出的石块块度满足装碴要求。
⑤周边眼炮眼痕迹保存率：
硬岩≥80％，中硬岩≥60％，并在开挖轮廓面上均匀分布。
⑥两次爆破的衔接台阶尺寸：
采用风动凿岩机打眼，炮眼深度在3m以内时，两茬炮衔接处的台阶不得大于15cm。
表4-1爆破控制标准表
项目
Ⅲ－Ⅳ级
Ⅴ级
拱部平均线性超挖量（cm）
15
10
边墙平均线性超挖量（cm）
仰拱、隧底平均线性超挖量（cm）
拱部最大超挖量（cm）
25
仰拱、隧底最大超挖量（cm）
两炮衔接台阶最大尺寸（cm）
7
炮眼痕迹保存率（%）
局部欠挖量（cm）
炮眼利用率（%）
95
100
2、爆破设计优化
每次爆破后检查爆破效果，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。
①根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼。
②根据爆破后石渣的块度修正参数。
石渣块度小，说明辅助眼布置偏密；
块度大说明炮眼偏疏，用药量过大。
③根据爆破振速监测，调整单段起爆炸药量及雷管段数。
④根据开挖面凹凸情况
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