莲塘隧道主线段出口左线进洞施工方案解析Word格式.docx
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5.0m汽车荷载等级：
公路—Ⅰ级
防火等级：
Ⅰ级防水等级：
II级
隧道设计纵坡控制范围：
0.3%≤i＜3%
地震：
场地抗震设防烈度VII度；
设计基本地震加速度值为0.1g
平纵设计：
莲塘隧道主线段最小曲线半径R=430m，最大设置±
4%超高。
2.3、主要工程数量
S5a-5型衬砌形式，采用双侧壁施工工法。
其中K3+200为明暗分界点，K3+200～K3+160超前支护为φ127超前大管棚支护，K3+160~K2+980超前支护为超前注浆小导管。
S5a-5具体工程数量如下。
开挖及初期支护主要工程数量表
序号
项目
单位
数量
1
超前小导管
m
33750
2
开挖
m3
50512
3
喷砼（拱部、仰拱）
3802.8
4
φ25中空注浆锚杆
69300
5
钢筋网
kg
70477
6
型钢（I25a）
925166
7
Φ42注浆小导管
17600
3、施工总体安排
3.1、施工目标
3.1.1、工期目标
根据工期控制目标，莲塘隧道主线段左线洞口段S5a-5，计划工期为2016年11月15日至2017年5月28日，工期194天。
3.1.2、质量目标
工程交工验收质量评定：
合格；
工程竣工验收质量评定：
优良。
杜绝发生一切重大质量责任事故。
3.1.3、安全生产目标
施工期间实现无重伤及死亡事故，无重大机械设备事故，无交通运输事故，无火灾、洪水事故，无顶板坍塌事故、无临时用电触电事故，轻伤率控制在0.5%以内，杜绝重伤，安全生产达国家标准。
推行质量事故、安全事故“双零”目标管理，以安全生产促进进度、质量、成本管理。
4、劳动力、材料、机械设备安排
4.1、人员设备组织
4.1.1、人员配置
主要人员配置表
工种
人数（人）
备注
技术员
其中测量2人
安全员
生产管理人员
开挖班
由于洞口段主要采用机械开挖，暂仅设置打设锚杆人员
支护班
24
包括立架喷浆
辅助工
机械作业人员
8
司机及其他人员
4.1.2、主要设备配置
主要设备配置表
设备名称
型号
数量（台）
挖掘机
龙工200
小松PC200
装载机
龙工855
渣车
15t
运输车
砼湿喷机
TK-961
管棚钻机
开山170
钻机
YT-28
10
9
钢筋调直机
GT40
钢筋弯曲机
GW40A
11
钢筋切断机
GQ50
12
电焊机
BX-500
13
注浆机
耿力双液
14
搅浆机
耿力
15
空压机
20m3
16
40m3
4.2、组织机构设置
4.2.1、组织机构框图
组织机构框图
项目经理
贾家银
项目总工
范正兴
安全副经理
魏超
生产副经理
陈淑明
项目副经理
高龙鹏
沈仕宇
隧道出口队
综合办林义
物资部林必成
安全部杨海龙
财务部田永强
工程部万锐
质检部曾亮
试验室陈小均
计合部陈嘉琦
5、临时工程规划及安排
根据本工程的实际特点，结合组织机构设置、任务划分，本着既要满足施工各项需要，又要节约成本的原则，临时工程规划如下：
5.1、拌合站、钢筋加工
空压机房、拌合站、钢筋加工棚采用彩钢结构封闭防雨结构，位置设在莲塘隧道出口主线路基上，从宝巾路，经施工便道进入，占地面积约为2500㎡（未包含生活区）。
场内设搅拌站、钢筋加工、地磅、空压机房、库房等。
5.2、施工便道
目前莲塘隧道出口进场从宝巾路经既有便道至拌合站及钢筋加工棚，进入正线路基到达洞口。
5.3、职工驻地与办公设施
主要办公地拟设于莲塘隧道出口端东部过境高速公路第一合同段项目经理部（仙湖植物园内），现场会议室、职工宿舍等生活区利用主线段洞口外以建成的活动板房内设置。
5.4、弃碴场
弃碴场拟设龙岗区宝坪路西宝龙工业园附近，运距31km。
5.5、临时用电
沿线电网发达，自线路右侧高压输电线路可引入。
搭接引至新建变电室，施工用电从变压室引出。
拟在洞顶截水沟外侧设置两台1000KVA变压器，满足施工用电需求。
5.6、施工通讯
由项目部向当地电信部门申请安装100兆光钎宽带接入，用以和业主、监理、设计部门及外界沟通联系。
主要负责人均配备手机。
工地测量、调度联系均采用移动通信方式解决。
6、施工方法及工艺
6.1、洞口及明洞施工方法
洞口及明洞土方开挖采用自上而下分层施工，开挖一段防护一段。
开挖前先做好洞顶截、排水沟，形成排水系统，防止地表水向下渗漏。
天沟、截水沟开挖采用人工开挖，洞口及边仰坡开挖前提前做好，以稳定坡面和防止地表水影响洞口的稳定。
洞口明挖段开挖采用挖掘机配合自卸汽车进行土石方开挖及装运，岩石部分必要时辅以控制松动爆破，由人工配合进行清坡。
土石方开挖时采用从上往下分层施工，分层厚度为2～3m，逐层进行开挖及边坡防护，直至设计标高。
土石方开挖时应与隧道暗挖进洞的施工安排相结合，当开挖至拱脚处，立即安排进洞的超前支护施工，施作完后再向下开挖剩余土石方。
洞口明洞衬砌及洞门钢筋砼施工时，先施工仰拱及墙角部分钢筋砼，后再进行墙拱衬砌施工，最后对称回填明洞两侧土体。
明洞衬砌分两部分施工，先施工仰拱及边墙底钢筋砼，后进行墙拱衬砌施工，仰拱采用仰拱特制模板施工，底边墙砼采用组合钢模板砼输送泵浇筑，拱墙衬砌采用模板台车作内模，大块木模作施工缝挡头板，组合钢模板组拼外模，拱墙整体式衬砌。
砼凝固后，在外表面铺设土工布加防水板复合防水层，而后进行明洞回填，明洞回填先采用浆砌片石回填至起拱线位置，然后回填50cm厚粘土隔水层，最后回填耕植土，并进行湿法喷播。
6.2、暗洞施工方案
莲塘隧道主线段左线洞身四车道V级围岩浅埋段初期支护采用喷、锚、网及钢拱架加劲措施（S5a-5型衬砌）。
隧道四车道V级围岩浅埋段洞身开挖及初期支护参数详见下表。
四车道S5a-5型洞身开挖及支护主要参数表
洞身开挖
拱部
最大超挖不超过15cm
边墙（单侧）
最大超挖不超过10cm
仰拱
初期
支护
C25喷射混凝土
31cm
Φ8钢筋网（拱墙双层）
@20×
20cm
系统锚杆
@环距100×
纵距50cm，L=4.5m，
Φ25中空注浆锚杆
支护加劲措施
I25a工字钢，@50cm
辅助施工措施
大管棚（φ127，长度按40m），倾角1~3°
；
φ42超前注浆小导管，长4.5m，环向间距40cm，倾角10~30°
6.2.1、洞身四车道V级围岩浅埋段开挖及初支施工方法
莲塘隧道主线段左线洞身四车道S5a-5型衬砌开挖采用双侧壁施工。
（一）、开挖方案
莲塘隧道主线段左线采用双侧壁导洞开挖法围岩隧以全风化岩、块状强风化岩、微风化岩为主，块状强风化岩层具一定富水性，渗透性一般，地下水埋藏浅，主要为基岩裂隙水，隧道洞身埋深浅，自稳能力差，因此严格按照“预探测，管超前，严注浆，小断面，短进尺，强（紧）支护，早封闭，勤量测”的原则组织施工。
在利用超前大管棚（小导管）预注浆加固后采用双侧壁导坑开挖法，开挖进尺采用1榀钢架间距0.5m。
（二）、双侧壁法开挖施工工序
1、施工超前支护→2、Ⅰ号断面开挖、初期支护、预留核心土→3、安装临时钢架、施工锚杆、注浆小导管→4、Ⅱ号断面开挖、取核心土、初期支护→5、安装临时钢架，与上导坑临时钢架连接，形成侧壁导坑支护闭合→6、Ⅲ号断面开挖、预留核心土、初期支护→7、Ⅳ号断面开挖、初期支护→8、撤除临时支护钢架→9、断面初期支护形成闭合→10、仰拱浇筑、回填→11、断面整体混凝土浇筑（注：
左、右导坑开挖距离交错必须在10m以上）。
双侧壁法开挖施工步序见下图
（三）、施工工法
隧道辅助施工措施：
φ127超前大管棚，环向间距40cm；
超前注浆小导管（φ45，环向间距0.4m，环向搭接不小于1.0m，拱部150°
范围布设，倾角5～15°
，中空注浆锚杆（φ25，L=4.5m，环纵间距100×
50cm梅花布置），钢筋网（φ8钢筋网，网格间距20×
20cm）,拱、墙双层设置，型钢拱架：
I25a，纵向间距0.5m，喷射混凝土C25、厚31cm，全断面设置。
（1）侧壁导坑开挖
先施作超前大管棚（小导管）注浆,导坑采用挖机配合人工（丁字镐、风镐）开挖，个别孤石和少量硬质岩段采取风钻打眼、微药量解体，风镐修凿轮廓。
导坑出碴由机械直接装入汽车内运至洞外临时弃碴地点。
开挖完毕立即进行侧墙及侧壁导坑支护，即初喷4cm混凝土，挂钢筋网，架立隧道钢架，设置锁脚锚杆，打设系统锚杆后复喷拱墙混凝土至设计厚度。
下半断面延后4-6米施工，采用机械配合汽车施工。
（2）主洞中部上半断面开挖
正洞中部开挖分上下断面两部分开挖，一般在侧壁导坑开挖超前10～15米后进行上半断面开挖。
采用挖车开挖配合汽车装运。
上半断面开挖时间在侧壁导坑初期支护闭合后进行，开挖完毕立即进行拱部支护，即初喷4cm混凝土，挂钢筋网，架立隧道钢架，设置锁脚锚杆，打设系统锚杆后复喷拱墙混凝土至设计厚度。
（3）主洞中部下半断面开挖
为方便汽车运输，拟在上半断面开挖超前15米后进行下半断面开挖，采用挖车开挖配合汽车装运，运至洞外临时弃碴地点，下半断面开挖时底部保留1～2m，开挖出2～3米后一次性落底，并及时完成仰拱初期支护。
（4）仰拱开挖（落底）浇筑
下断面每开挖出2～3m后,立即落底进行仰拱拱架及喷砼支护,使整个隧道初期支护尽早形成闭合环,确保隧道施工安全,仰拱每开挖出5～6m后进行浇筑和仰拱回填保证仰拱浇筑工作面滞后最前开挖面距离在30m～50m左右。
（5）拱部二次衬砌
在仰拱施作并达到设计强度后，进行拱部二次衬砌。
洞口段9m开挖后先进行二次衬砌方可继续开挖，洞内类围岩当变形量较大时提前施作二次衬砌。
双侧壁导洞法施工工艺见下图。
双侧壁导洞法施工工艺框图
超前大管棚（小导管）注浆支护
左侧导坑上部开挖
右侧导坑上部开挖
左侧导坑上部喷锚网支护钢架支撑
右侧导坑上部喷锚网支护钢架支撑
左侧导坑下部开挖
右侧导坑下部开挖
左侧导坑下部喷锚网支护钢架支撑
右侧导坑下部喷锚网支护钢架支撑
主洞上部开挖
主洞上部初支
主洞中部开挖
主洞仰拱开挖及初支
钢架支撑
灌注仰拱和回填混凝土
铺设拱墙防水板
二次衬砌施工
（四）、施工注意事项
（1）严格控制左右侧道坑拱架定位。
间距为±
5Cm，倾斜度（竖直度）为±
2°
，避免前后错位超限，造成中部拱架拼装扭曲，整榀钢架偏离法线垂直面超限，形成拱架受力不均，不能整体抵抗围岩压力，易变形遭到破坏。
（3）加强拱脚处地基承载力及锁脚锚管拉力，严禁拱脚悬空。
机械开挖至拱脚20Cm后人工开挖，用枕木或木板垫实；
锁脚锚管向下与水平方向约呈30°
夹角，两根上下间距约30Cm左右，用Φ22钢筋把锚管、钢架焊接牢实，在下接拱架之前采取分段（3～5m）注浆密实。
（3）及时初期支护，隧道开挖完毕后，立即初喷，封闭围岩，降低围岩风化速度，在断层、破碎带显得尤其重要，快速架设拱架、施作锚杆，完毕后迅速复喷，使其钢架、锚杆、喷砼共同受力抵抗围岩压力。
（4）仰拱、二衬紧跟。
及时施作仰拱，使初支封闭成环，改善初支受力达到最佳状态，二衬紧跟其后，控制掌子面后方初支变形，在土层、富水、浅埋等围岩压力较大地段相当重要，必要时应暂停掌子面进行二衬。
双侧壁导坑法又称为眼镜工法，优点为能很好地控制围岩变形及地表下沉，适用于比较软弱、破碎岩层及地表沉降要求高的隧道，但工序复杂，工艺要求高，作业面狭小，不利于机械化作业，易发生窝工现象，造成进度缓慢。
因此，在工序安排上必须科学、合理、紧凑，尽量采用平行、流水作业，即左侧导坑上台阶与右侧导坑下台阶、左侧道坑下台阶与右侧道坑上台阶等可以同时施工，以便缩短循环时间，加快施工进度，达到每天平均2个循环，每循环进尺0.5m，每天进尺1.0m，月进尺30m。
（五）、洞身支护
1、超前支护
小导管采用φ42mm壁厚4mm无缝钢管，长度为4.5m，环距为40cm，每前进2.0m施工一环，且纵向搭接长度不小于1.0m，小导管施工拱部150°
范围单层布设，倾角10-30°
（1）小导管加工
超前小导管采用外径为φ42mm，壁厚4mm的热轧无缝钢管加工制成，前端加工成锥形，尾部焊接φ6mm钢筋箍加劲，管壁四周钻四排φ6mm注浆孔。
（2）小导管施工
小导管采用先钻孔后下钢管法施工，钻孔和打入钢管用气腿凿岩机施作，钻孔时开孔从工作面最后一榀钢支撑背部穿过，打入小导管后，钢管尾部和钢架焊成整体，小导管布设范围内岩壁喷射5～10cm厚砼做止浆墙后再进行注浆。
（3）注浆
超前小导管预注浆采用C30水泥浆、其参数如下：
注浆压力0.5～1.0Mpa；
水泥浆水灰比1:
1；
水泥标号为425；
施工时，当每孔注浆终压达到1.0Mpa，且注浆量达到设计量的95%以上时，可结束注浆。
（4）注浆注意事项
（1）注浆前检查注浆泵、管路及接头的牢固程度，防止浆液冲出伤人，注浆时密切监视压力变化，发现异常及时处理。
（2）注浆注意防止串浆和跑浆，若发生串浆和跑浆要停止注浆，分析原因并及时处理。
（3）注浆时先注单号孔，后注双号孔。
超前注浆小导管施工工艺流程如下：
超前小导管注浆施工工艺框图
2、系统锚杆
莲塘隧道S5a-5衬砌系统锚杆采用φ25中空注浆锚杆。
锚杆长度4.5m，施工范围约为拱墙210º
，间距为50cm（纵向）*100cm（环向），每环35根。
（1）钻孔：
中空注浆锚杆采用先锚后注式锚杆，钻孔采用风动凿岩机钻孔，钻至设计深度后，使用高压风吹净钻孔；
（2）锚杆安装：
组装锚头、钢筋锚杆体、连接套、中空锚杆体、排气管、止浆塞；
把组装好的锚杆插入钻孔，锚杆要尽量打在钻孔的中央位置，将止浆塞穿入锚杆末端与孔口齐平并与杆体固紧。
（3）注浆：
连接注浆管、注浆，注浆压力取0.5～1.0Mpa（可根据现场试验情况调整），孔口溢出浆液时，停止注浆，浆液随拌随用。
注浆材料宜采用C30水泥浆。
注浆开始或中途停止超过30min时，用水润滑注浆罐及其管路。
注浆孔口的压力不得大于1.0MPa。
安装垫板和紧固螺帽应在浆体的强度达到10MPa后进行。
说明：
锚杆体露出岩面长度不应大于喷层的厚度。
系统锚杆按总数量的1%进行预留，以作试验检测。
3、钢筋网的挂设
莲塘隧道主线段左线S5a-5衬砌钢筋网片采用双层Φ8mm钢筋网片，网格间距为20cm*20cm，钢筋网片在钢筋棚内统一加工，运送至现场进行安装。
钢筋网制作前对钢筋进行校直、除锈及油污等处理；
安装前，应在岩面初喷一层混凝土形成钢筋保护层，采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被喷射混凝土全部覆盖后进行铺设，钢筋保护层厚度不得小于2cm；
喷射过程中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除。
钢筋网与钢筋网、钢筋网与锚杆之间采用焊接连接牢固，每个循环钢筋网片的搭接不小于一个网格间距（20cm）。
4、型钢拱架支护
莲塘隧道主线段左线S5a-5衬砌采用型钢拱架，拱架纵向间距为0.5m，型钢拱架采用Ｉ25a工字钢制作。
由于四车道V级围岩潜埋段采用双侧壁开挖，拱架在钢筋棚内按设计弧度统一加工成型，运送至施工现场后采用螺栓进行拼装，并焊接连接；
拱架安设到位后，相邻拱架之间必须设置连接钢筋，连接钢筋采用Φ22mm螺纹钢，环向间距1.0m，在型钢拱架内外缘交错布置。
每榀拱架设置两对锁脚锚杆，锁脚锚杆采用Φ42mm中空注浆锚管，锚杆长度为5m。
在钢架拱脚以上5㎝和20cm高度处设置锁脚锚杆，每处锁脚由四根锚杆组成，并用φ10箍筋焊接牢靠。
拱架必须架设在基岩之上，基础超挖时必须采用预制砼块或完整性好的岩石进行支垫，严禁拱脚悬空。
5、喷射混凝土
喷射混凝土采用C25标号，喷射砼厚度为31cm（全断面设置）。
喷射砼采用湿喷工艺，喷射砼骨料用强制式拌合机分次投料拌合，为减少回弹量，降低粉尘，提高一次喷层厚度，喷射砼采用TK-961型砼湿喷机湿式喷射作业。
喷射砼分初喷和复喷两次进行。
初喷在开挖（或分部开挖）完成后立即进行，以尽早封闭岩面，防止表层风化剥落。
复喷砼在锚杆、钢筋网和钢架安装完毕后进行，尽快形成喷锚支护，以抑制围岩变位。
钢架间用砼喷平，保护层不得小于2cm。
隧道喷射混凝土厚度＞5cm时分两层作业，第二次喷射混凝土如在第一层混凝土终凝1h后进行，需冲洗第一层混凝土面。
初次喷射先找平岩面。
喷射混凝土终凝2h后，进行喷水养护，养护时间不少于7d。
隧道开挖下次爆破距喷射混凝土完成时间的间隔，不得小于4h。
当涌水点不多时，设导管引排水后再喷射混凝土；
当涌水量范围较大时，设树枝状排水导管后再喷射混凝土；
当涌水严重时可设置泄水孔，边排水边喷混凝土，或增加水泥用量，改变配合比，喷混凝土由远而近逐渐向涌水点逼近，在涌水点安设导管，将水引出，再向导管附近喷混凝土。
当岩面普遍渗水时，先喷砂浆，并加大速凝剂掺量，初喷后再按原配合比施工。
当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施，将水引导疏出后再喷混凝土。
喷射砼施工工艺图
6.3、超前地质预报及监控量测
施工将超前地质预报和监控量测纳入工序管理，施工过程中加强监控量测，仰拱超前、二次衬砌紧跟，以保证施工安全。
不良地质段坚持“管超前、弱爆破、短进尺、强支护、紧封闭、快成环、勤量测、早衬砌、稳扎稳打、确保安全”的施工原则，组织机械化施工。
浅埋及浅埋偏压地段除加强洞内监控外，同时加强地表监测，施工时遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的原则，注意对监控量测的数据进行分析、整理，发现异常情况及时反馈以便尽早提出处理方案。
莲塘隧道超前地质预报及监控量测由有资质第三方检测单位进行，具体超前地质预报及监控量测方法及数据等见《超前地质预报及监控量测专项方案》
7、质量保证措施
建立项目质量管理机构，树立质量意识，健全保证体系，明确创优目标，落实质量职责，强化质量意识，健全规章制度。
7.1、质量保证组织机构及质量报检制度
7.1.1、质量保证组织机构图
质量保证组织机构图
7.1.2、质量报验制度
（1）、在首件分项工程、重点分项工程完工且自检合格后，报技术主管（主管技术员）验收，合格后技术主管（主管技术员）填写自检表格，最终由技术主管报项目部工程部、安质部（特殊分项工程试验室共同参与验收）检验验收，合格后由工程部、质检部报驻地监理机构,由专业监理工程师组织对检验批、分项工程质量进行验收，签署验收意见。
（2）、施工全面展开后，根据施工现场实际情况报验程序适当调整，对非首件工程、非重点分项工程可由管段技术主管报现场监理工程师，在给监理工程师报检前，需提供所报检部分的检验批方可报检。
单项工程报检流程如下：
单项工程报检流程图
（3）、分项工程、分部工程报检必须提前2-3小时通知相关验收人员和部门。
（4）、如果参加验收各方对工程施工质量验收意见不一致，项目经理部由总工、安全质量总监等组织二次复检。
7.2、原材保证措施
严把材料采购、进场检验关。
进入工地的所有原材料，严格从符合设计要求，经过认真验收，从材料的外观质量、数量、品种等方面检查是否符合施工技术规范和设计规定的要求。
7.3、内业保证措施
加强内业检查，做到内外业同步完成，工程竣工后，保证提供资料齐全、记录准确、图文并貌的全套竣工资料。
7.4、技术保证措施
精心组织流水线作业，控制每道工序，狠抓工序衔接，实施施工技术、测量、试验、计量技术资料全过程的标准化管理，做到技术标准、质量标准、管理标准相统一。
7.4.1、开挖
隧道开挖过程中恪守“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”18字方针。
最大限度的利用围岩本身具有的支承能力，采取对围岩扰动少的开挖方法和方式。
开挖前，测量准确放样开挖轮廓线。
7.4.2、锚杆网喷混凝土支护
锚杆的类型和布置，必须符合设计要求，锚杆钻孔保持直线，并与所在部位的岩层主要结构面垂直。
锚杆安装前，除去油污锈蚀并将钻孔吹洗干净。
每根锚杆的锚固力不得低于设计要求，每300根抽样一组进行抗拔试验，每组不少于3根。
钢筋网随受喷面起伏铺设，与受喷面的间隙为3cm。
钢筋网的喷混凝土保护层厚度不得小于2cm。
钢筋网与锚杆或其它固定装置连接牢固，
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