隧道施工方案1.docx
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隧道施工方案1
隧道工程施工方案、施工方法
一、概述施工方案
（一）总体方案
1．隧道开挖的基本原则是在保证围岩稳定，或减少对围岩扰动的前提条件下，选择恰当的开挖方法或掘进方式，并尽量提高掘进速度。
在施工中要坚持短开挖强支护的施工原则，时刻注意围岩变化。
在不良地质地段，隧道主要施工顺序是：
管超前→短开挖→及时支护。
2．本标段隧道综合采用掌子面地质素描、超前水平钻孔等技术进行超前地质预报。
3．监控量测在隧道施工过程中为初期支护设计参数的调整提供依据，是确保施工及结构安全、指导施工顺序、便利施工管理的重要手段。
在本工程施工中将综合采用位移反分析法。
利用已经得到的现场量测信息，进行反分析计算，提供出开挖工作面附近已经开挖地段和尚未开挖地段的地应力大小、方向和围岩的物性等指标，预测开挖工作面前某范围内的未来动态，以便提前采取工程措施，验证设计参数和施工方法。
根据开挖面的状况，拱顶下沉、水平位移量大小和变化速率，综合判定围岩和支护结构的稳定性，并及时反馈于设计和施工。
（二）分部方案
1.进洞方案
（1）根据图纸，组织复测并控测布网，准确定出洞口位置，按设计位置放出竖井和锁口边线。
在锁口开挖线外设截水沟一道，防止雨水冲刷竖井，并在锁口上部埋设2个下沉观测桩，定时观测下沉情况；做好截排水系统后，人工配合机械按照设计坡度、尺寸进行竖井土方开挖，挖出竖井位置。
竖井采用挖掘机开挖，自卸车运土，人工配合刷坡，开挖一层支护一层。
（2）根据现场实际情况，对竖井进行拱架、锚杆支护、网喷，拱顶沿进洞开挖轮廓线打入超前小导管注浆，确保进洞安全。
（3）竖井和洞内相邻的初期支护同时施工，连成整体。
竖井初期支护应与隧道初期支护紧密相连接。
2.开挖方案
本隧道因开挖断面较小采用全断面整体开挖，严格控制超欠挖达，达到周边圆顺，减少对周边围岩的扰动和降低劳材消耗。
3.运输出碴方案
隧道出碴均人力推车运输方式，吊车从竖井吊土，洞外自卸式汽车运碴。
4.支护方案
采用1m*1.55m加固锁口，竖井初期支护紧跟开挖，采用2.5米φ42小导管加固，格栅拱架按照0.5米每榀支护，网片采用φ8@150*150mm，采用C25网喷砼。
对于围岩富水、断层软弱带等不良地段，采取超前小导管注浆、超前锚杆预支护手段。
5.辅助施工方案
（1）防排水方案
隧道防排水采取“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则。
隧道施工中采取特殊的技术措施，确保不渗不漏。
隧道洞外设截水沟，洞内设集水坑。
掌子面备足大功率污水泵，作为隧道发生涌水突发事件时的应急设备。
（2）通风方案
采用大直径通风软管，混合式通风排烟方案，保证隧道通风质量。
（3）供水方案
洞内水采取自来水管供水，确保供水。
（4）供电方案
在本标段隧道供电由附近高压接入。
（5）洞内管线布置方案
施工风、水、电布置见下图。
高压水管
高压风管
成型地段管线布置图
二、隧道弃碴利用和弃置方案
本隧道弃碴运至指定弃碴场弃置，隧道弃碴的临时堆放场和弃碴场，按设计要求进行防护。
弃碴过程中，要对弃碴表面进行临时覆盖，必要时进行洒水降尘。
三、超前小导管施工工艺、方法及技术措施
（一）施工工艺
超前小导管施工工艺流程见下图。
超前小导管施工工艺框图
（二）施工方法
1.导管加工
导管采用直径φ42普通钢管加工成花管，以便注浆。
小导管前端加工成锥形，以便插打。
小导管中间部位钻直径为6～8mm的溢浆孔，呈梅花形布置，间距为15cm，尾部0.8m范围内不钻孔以防漏浆，末端焊直径为6mm的环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管联接。
2.钻孔及安设导管
超前小导管施工采用风动凿岩机冲击振动将小导管直接顶入岩层。
首环导管施工前，喷射砼3～5cm封闭拱部开挖工作面裂隙，作为止浆墙。
然后按设计间距钻进超前小导管孔，再用高压风清除管内杂物，连接注浆管，采用塑胶泥封堵孔口。
同时配制浆液，调试注浆机，进行压水试验，检查机械设备工作是否正常，管路连接是否正确。
3.注浆
小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口，并喷射砼封闭工作面，喷射厚度10cm。
采用注浆泵注浆，注浆管连接好后,将配制好的水泥浆液倒入注浆泵储浆筒内,水泥浆液浓度为1:
1单液水泥浆，开动注浆泵，通过小导管向周边围岩压注水泥浆。
注浆按照由低到高隔孔预注或群孔注浆的方法进行。
单孔注浆时，首先以初压注浆，然后在终压下进行注浆并保持1～2min终压再卸荷，保证注浆量及扩散半径达到设计要求，达到超前加固的目的。
注浆过程中，对浆液应不停搅动，避免沉淀分层，影响浆液浓度。
（三）检测标准
超前小导管施工允许偏差符合下表规定要求。
（新建客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准（征求意见稿），正式版本发行后按正式版本执行）。
超前小导管施工允许偏差
序号
项目
允许偏差
备注
1
外插角
2°
2
孔间距
±50mm
3
孔深
＋50mm，0
（四）技术措施
1．严格控制配合比和浆液凝胶时间，初选配合比后，用胶凝时间控制调节配合比，并测定注浆结实体的强度，选定最佳配合比。
2．注浆过程中，严格控制注浆压力，终压必须达到设计强度要求，并稳压，保证浆液的渗透范围，防止出现变形、串浆等异常现象。
当出现异常现象时，采取降低注浆压力或采用间隙注浆；改变注浆材料或缩短浆液凝胶时间；调整注浆实施方案；出现浆液从其他孔内流出的串浆现象时，采取两台注浆机同时注浆或将串浆孔堵塞，轮到该注浆管时再拔下堵塞物，用铁丝或细钢筋清除管内杂物，并用高压风或水冲洗（拔管后向外流浆不必进行此工序），然后再注浆。
3．为防止孔口漏浆，在花管尾端用麻绳及胶泥封堵管孔缝隙。
注浆管与花管采用活接头联结，快速装拆。
注浆次序由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆。
拆下活接头后，快速封堵花管口，防止未凝的浆液外流。
（五）施工方法
1.测量放样
在掌子面上画出钻孔位置。
四、竖井施工方法
竖井段施工先进行机械开挖，再及时施作拱架和网喷的方式进行开挖。
尽早施做锁口，锁死洞口，以策安全。
洞口结构段施工
1.施工准备
测量放样，确定其准确位置。
并详细计算各段的坐标及尺寸。
2.开挖方法
本隧分部开挖掘进。
五、全断面法开挖施工工艺、方法及技术措施
（一）施工工序
全断面法开挖施工工序见下图。
开挖断面
开挖施工程序示意图
（二）技术措施
1．超前支护等施工辅助措施，应首利用上一循环架立的钢架施作，再开挖；开挖方式采用人工开挖。
2．锁脚小导管可根据需要设置，以确保施工的安全；依次开挖要严格控制开挖进尺，开挖后支护应紧随。
3．施工中，按有关规范要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整，灌筑二次衬砌的时机提供依据。
六、锚杆施工工艺、方法及技术措施
（一）施工工艺
锚杆施工工艺流程见下图。
隧道砂浆锚杆施工工艺框图
（二）施工方法
钻孔采用YT-28凿岩机；本隧道采用普通砂浆锚杆，锚杆采用螺纹钢筋现场制做，长度设计2.5m长，间距不大于杆长的二分之一，系统锚杆呈梅花形布置。
采用风动凿岩机钻孔，用高压风将孔内杂物吹净，将锚固剂装入钻孔，将锚杆插入钻孔内，锤击锚杆使之深入孔底。
钻孔应圆而直，孔口岩石整平，并使岩面与钻孔方向垂直。
锚固剂随用随泡。
（三）检测标准
1．锚杆孔的方向应符合设计要求。
2.锚固剂装入不少于钻孔长度的2/3。
3．锚杆安装允许偏差：
锚杆安装允许偏差150mm，锚杆插入长度不得小于设计长度的95%。
（四）技术措施
1．根据围岩开挖实际情况，结合设计图纸和施工规范要求确定孔位、孔深和倾角。
如围岩情况变化，需调整孔位和间距时，应及时报监理工程师同意后方可执行。
2．锚杆、锚锢材料应进行规定的试验和检查，在确认其质量基础上使用。
3．施工前要选择相同地质条件地点进行拉拔试验，从而确认可以获得足够的锚固力。
4．锚杆原则上应按设计图所示布置方式布设，锚杆孔应确认所规定的孔数、位置、长度、方向及孔径。
施工时在现场遇到局部节理、裂缝等情况而加以变更，长锚杆在靠近掌子面处无法垂直于隧道壁设置而变更布置方式，应确认其与原定布置的作用相同。
5．施工中锚固材料的计量、混合等要认真进行管理，并确认锚固材料沿锚杆全长填充饱满。
6．锚杆长度在保证设计的锚固长度外尚应计入工作长度。
锚杆施作后采用闪光焊将锚杆接头焊接在钢筋网片上，使其与网片连接成一整体。
七、钢架施工工艺、方法及技术措施
（一）施工工艺
钢架施工工艺流程见下图。
钢拱架施工工艺框图
（二）施工方法
1.现场制作加工
（1）格栅钢架应按设计要求预先在洞外结构件厂加工成型。
按设计放出加工大样。
（2）放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割的加工余量。
将钢筋冷弯成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。
（3）格栅钢架加工后进行试拼，允许误差：
（4）沿隧道周边轮廓误差不应大于±3cm；
（5）格栅钢架由拱部、边墙各单元钢构件拼装而成。
各单元用螺栓连接。
螺栓孔眼中心间误差不超过±0.5cm；格栅钢架平放时，平面翘曲应小于±2cm。
2.格栅钢架架设工艺要求
（1）为保证型钢钢架置于稳固的地基上，施工中在钢架基脚部位预留0.15～0.2m原地基；架立钢架时就位，软弱地段在钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力。
（2）钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于±2°。
格栅钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。
（3）为保证钢架位置安设准确，隧道开挖时在钢架的各连接板处预留钢架连接板凹槽；两拱脚处和两边墙脚处预留安装钢架槽钢凹槽。
初喷砼时，在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板（或槽钢）位置。
（4）钢架按设计位置安设，在安设过程中当格栅钢架和初喷层之间有较大间隙应设骑马垫块，型钢钢架与围岩（或垫块）接触间距不应大于50mm。
（5）为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接在一起。
沿钢架设直径为φ22cm的纵向连接钢筋，并按环向间距1.2m设置。
（6）为使钢架准确定位，钢架架设前均需预先打设定位系筋。
系筋一端与钢架焊接在一起，另一端锚入围岩中0.5～1m并用砂浆锚固，当钢架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。
（7）钢架架立后尽快喷砼作业，喷射顺序应从下向上对称进行，先喷射钢架与围岩间的空隙，后喷射钢架与钢架间的砼，并将钢架全部覆盖，其保护层厚度不得小于4cm。
使钢架与喷砼共同受力，喷射砼分层进行，每层厚度5～6cm左右，先从拱脚或墙脚处向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚（墙脚）不密实，造成强度不够，拱脚（墙脚）失稳。
（三）检测标准
钢架安装偏差应满足下表要求。
钢架安装允许偏差
序号
项目
允许偏差
备注
1
间距
±100mm
2
横向
±50mm
3
高程
±50mm
4
垂直度
±2°
5
保护层厚度
－5mm
（四）技术措施
1．为抑制松驰围岩早期变形，开挖后须尽快采用相应强度和刚度的钢架支撑，架立后能立即发挥支撑机能。
2．钢支撑的标准施工是按“规定间隔和高度架设置→接头安装→连接螺栓的紧固→纵向联系筋的焊接”的顺序进行。
3．并要求使其在喷射作业中不产生移动。
4．钢拱架支撑脚部应座落在基岩上或用锁脚锚杆稳定，钢架与围岩之间的较大间隙部位用钢楔间隔楔紧，再用喷砼填充密实，避免留下空隙和隐患。
5．当预测要发生强大的荷载而定量又不确切时，对支护的应力进行必要的测定。
八、网喷砼施工工艺、方法及技术措施
（一）施工工艺
网喷砼施工工艺流程见下图。
喷射砼施工工艺框图
（二）施工方法
1．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型砼喷射机，湿式喷射作业。
开始喷射时，应减小喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋保护层厚度不得小于2cm。
2．喷锚支护喷射砼，分初喷和复喷二次进行。
初喷在开挖（或分部开挖）完成后立即进行，以尽早封闭暴露岩面，防止表层风化剥落。
3．复喷砼在锚杆、挂网和钢架安装后进行，尽快形成喷锚支护整体受力，以抑制围岩变位。
钢架间用砼喷平，并有足够的保护层。
4．喷射砼分段、分片由下而上顺序进行，一次喷射厚度控制在6cm以下，喷射时插入长度比设计厚度大5cm铁丝，每1～2m设一根，作为施工喷层厚度控制用，后一层喷射在前层砼终凝后进行，新喷射的砼按规定洒水养护。
（三）检测标准
1．喷射砼分层喷射时，底层喷射厚度不应小于4cm。
采用湿喷方式的喷射砼拌合物的坍落度应符合设计配合比要求。
2．喷射砼原材料每盘称量的偏差应符合下表要求。
原材料每盘称量的允许偏差
序号
材料名称
允许偏差
备注
1
水泥
±2%
2
粗、细骨料
±3%
3
水、外加剂
±2%
4
钢纤维
±2%
5
微纤维
±2%
3．喷射砼表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水，锚杆头钢筋无外露。
4．钢筋网的网格尺寸允许偏差为±10mm，钢筋网搭接长度应为1-2个网孔，允许偏差为±50mm。
（四）技术措施
1．喷射作业前，要检查水泥、砂、石、速凝剂、水的质量，满足规范要求；喷射机、砼搅拌机、皮带运输机等使用前均应检修完好，就位前要进行试运转；并埋设好测量喷射砼厚度的标志。
2．检查开挖断面，欠挖处要补凿够，敲帮找顶、清除浮石。
用高压水或高压气清除附着岩面的泥污、灰尘和细岩碴等。
3．喷射作业时，喷嘴与岩面的角度一般应垂直于岩面；适宜的一次喷射厚度在不错裂、不脱落的情况下达到的最大厚度。
并使围岩的凹凸面完全被覆盖，有钢支撑时应注意使喷射砼与钢支撑结成一体，要注意在钢支撑背面不留空隙。
4．有涌水量较小，可以增加水泥用量和速凝剂掺量，变更配合比后喷射；涌水量较大的地方，可先采用集中排水措施后，再进行砼喷射。
九、不良地质地段的施工方法及技术措施
（一）高水压地段
在隧道断面上方和前方富存有岩溶高压地下水时，施工不慎，容易引发突水突泥事故。
采取的施工技术措施：
1.做好超前探测预报工作
在施工前先做好超前探测探测的工作，主要手段有:
地质素描、超前水平钻探等。
2.对施工掌子面进行实时监测
通过洞内地下水实时监测和洞外地表水实时监测，掌握地下水的具体情况。
3.注浆处理
根据勘测资料以及超前地质预报工作和实施的洞内外监测所获得的资料,进行综合分析,对隧道内可能发生大规模（高压）涌（突）水、突泥的可溶岩地段施工方案进行设计。
4.钻孔突水处理方案
（1）快速封堵方案
当钻孔推进中遇涌水，但涌水量不大压力不高时，钻杆不拔出，随即在孔口插小直径注浆管，实施顶水压浆（采用凝胶时间短的水泥—水玻璃双液浆），将钻孔已施钻部分封住，不让水涌出。
尔后在其周围另行钻孔实行前进式注浆，即钻一段压注一段，逐步推进。
（2）增设砼止浆墙分流减压灌浆方案
当钻孔施钻过程中，孔内涌水大压力高，钻杆被冲出孔外，出现突涌水时，处理方案见下图。
钻孔突水止浆墙分流减压注浆示意图
（一）
钻孔突水止浆墙分流减压注浆示意图
（二）
涌水孔孔口紧贴挖面增设φ260、长4.6m左右的钢管汇水引流，将涌水的大部分从钢管内引排；在孔口钢管四周拼组木箱，作为涌水散流部分的汇水箱，以免影响第一段砼止浆墙的浇筑质量。
在工作面位置，沿隧洞轴向分两段浇筑砼止浆墙。
第一段，紧贴开挖面浇筑，厚度2.5m左右；并在汇水木箱内布置3根φ108钢管作为涌水的补充引流管；第二段止浆墙厚度2m左右。
墙内预埋周边注浆管，以便注浆封堵止浆墙与开挖面之间的空隙，防止止浆墙漏浆。
在止浆墙上按帷幕灌浆方案布孔施钻，并从下而上逐管前进式分段压浆。
先注水泥浆，后注双液浆。
压注某孔时，其他孔开闸放水减压，以便该孔压浆。
压注最后一个涌水孔时，其他孔的管口闸阀均关闭，对该孔实施高压顶水压浆方法封堵。
该方案适用于开挖面前方存在较大岩溶裂隙，且该裂隙横切或斜切全隧洞的涌水带。
参见下图。
钻孔突水砂袋堵水和砼止浆墙帷幕灌注灌浆方案示意图
（一）
钻孔突水砂袋堵水和砼止浆墙帷幕灌注灌浆方案示意图
（一）
（3）回导坑推进法
在岩溶富水洞段开挖施工中，虽经钻孔探测等超前地质预报手段进行探测，并在预测有水区段进行了超前超前预注浆，但由于地质条件本身的复杂性和超前探测孔数量的有限性，施工时仍有可能发生较大的涌突水，且涌突水处理较为困难，需较长时间，这种情况下，可用迂回导坑法向前推进，绕过涌水区段向前进，以确保工期。
在迂回导坑的施工中，穿越涌水区段时仍需进行全断面超前超前预注浆，以封堵涌水，使迂回导坑得以顺利施工，确保工期。
详见下图。
迂导坑回法施工布置示意图
（4）钻孔突泥处理方案
在本合同段隧洞软弱富水段施工过程中，由于地质条件本身的复杂性和超前地质预报的有限性，开挖时可能出现涌泥现象。
涌泥量较大时，大量的涌泥将掌子面附近隧洞封堵，此时可在掌子面附近用砂袋（紧急情况下可用袋装水泥）临时封堵涌泥，后用砼做止浆墙，注浆固结后开挖。
（5）涌水（泥）时人员设备的应急措施
隧洞施工中，加强地质超前预报，根据预报结果及时采取预防措施，同时发出危险警报。
对预测可能涌水洞段进行超前帷幕预注浆后，应检查注浆效果及涌（突）水的封堵情况。
在经检查灌浆效果符合标准后进行隧洞开挖，同时将洞内重要设备调出洞外，洞内施工人员分批进洞作业，以确保人员及设备的安全，若涌（突）水发生后，应及时疏通横通道，布设抽水泵从另一隧洞将部分涌水抽出洞外，以减少单洞水流量。
5.监控量测
根据新奥法原理，针对挤压性大变形隧道，量测的项目主要包括：
拱顶下沉、水平收敛、围岩的内部应力量测。
施工过程中，详细准确地确定上述各项量测内容，以便全面掌握围岩的压力变化及变形的发展规律，从而对施作二次衬砌的时间提供科学的参考依据。
现场监控量测项目及量测方法见下表。
现场监控量测项目及量测方法
序号
量测项目
量测方法和工具
点位布置
量测频率
1
支护状态观察
裂纹观察、描述
初期支护表面
2～3次/天
2
拱顶下沉
钢尺、水平仪
每10m一个断面
2～3次/周
3
周边位移
JQ-85型收敛计
每5～10m一个断面，设两对测点
1～2次/天
4
围岩内部位移
位移计、百分表
按设计要求办理
1次/天
5
隧底
水准尺、水平仪
按设计要求办理
1次/15天
6.施工辅助措施
加强稳定掌子面的的辅助措施：
正面喷砼和打超前锚杆并挂钢筋网。
7.技术措施
遵循新奥法原理，施工中先试验，取得相关技术数据后再推广。
坚持“加固围岩、控制排水、保护基底、改善变形、先柔后刚、先放后抗、变形留够、底部加强、初期支护分期实施，”的原则施工。
隧道开挖以最大限度地对围岩不扰动为原则，小导管注浆加固围岩，短开挖，施工过程中保持各开挖工序的各个阶段稳定。
加强防排水措施，控制施工排水，及时施作仰拱保护基底。
容易发生坍塌和大变形，施工时遵循快速开挖、快速封闭、及时支护、及时监测、及时反馈的原则。
断层破碎带加强初期支护和排水，仰供超前，尽快封闭。
一十、超前地质预报
为了施工安全的需要，应在施工开挖中加强对超前地质预报。
（一）施工方法
1.地表地质调查
在隧道施工前，由地质专业人员采用地表地质调查和断层参数预测法，进一步核实和确认洞身穿越地区的岩层层位、层序、岩性、岩层组合、褶皱，以及断层及破碎带等。
如有遗漏或偏差，及时补充修正。
2.开挖面地质素描
对开挖面的地层岩性、地质构造、地质结构、节理发育情况、地下水状况、结构面的产状、岩层走向等进行调查描述，分析推测前方的地质情况。
3.超前水平钻孔
拟采用MK-5型地质钻机，计划钻孔深度30～40m。
它是根据钻进过程中的推力、钻速、成孔性、岩碴成分及钻孔出水情况，确定开挖面前方的地层、岩性、不良地质体和地下水量、水压等，是最直观的探测手段。
（二）技术措施
为加强施工阶段的超前地质预报工作，及时反馈设计，指导施工，本标段施工中开挖工作面的地质素描、超前地质探测、地质信息整理分析与反馈，及时提出改善设计和工程对策建议意见。
一十一、监控量测
必测项目是施工中作为一道工序进行监控量测的项目.它包括以下内容:
洞内外观察;水平相对净空变化值的量测;拱顶下沉量测.
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