隧道五级围岩施工技术方案.doc

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浅谈白茫雪山3#隧道Ⅴ级围岩施工工艺

（魏格洛，郝春风）

摘要：

本文依照白茫雪山3#隧道的特殊地理条件，简要介绍在高海拔地区隧道施工中Ⅴ级围岩的施工技术措施。

可为同行提供参考。

关键词：

白茫雪山3#隧道高海拔Ⅴ级围岩施工工艺

龙建路桥股份有限公司承建的云南省国道214线香格里拉至德钦二级公路路基五合同段的施工生产任务，其中白茫雪山3#隧道主洞建筑限界净宽10m，净高5m，隧址区地处“世界屋脊”著称的青藏高原南东缘，海拔4000-4200m之间，氧气稀薄。

项目区内侵蚀切割剧烈，山体表层覆盖较厚的第四系松散堆积物，下伏地层岩性主要由侏罗系砂岩夹泥灰岩，三叠系砂岩、板岩、页岩、安山岩、安山武岩等，二叠系片岩及印支期花岗岩组成。

隧道全长3951m，明洞及洞门27m，Ⅳ级围岩段1536m，Ⅴ级围岩段2388m。

其中Ⅴ级围岩段实际情况为极破碎第四系松散堆积层，岩体极不稳定，每5-8m变化频繁，碎石夹土，极易坍塌，对施工生产造成巨大影响。

为保证施工安全，保证工程质量，加快施工进度，我标段特制定下述施工方案。

采用施工方法为上、下导坑开挖，中间留核心土。

基本施工顺序：

施工测量→掌子面上导坑开挖→初期支护→下导坑开挖→初期支护及辅助施工措施→仰拱施工→洞身防水→边墙基础→二次衬砌→洞内装饰

一、隧道掘进施工

1、施工测量

由隧道专业测量工程师进行隧道中线，水平的测量工作。

按设计结构尺寸画出隧道开挖轮廓线，并用红色漆线显示在隧道的开挖断面上。

2、超前小导管

沿测量放样开挖的外轮廓线按设计图纸的位置施工超前小导管。

采用YT28风动凿岩机钻孔或凿岩机直接将小钢管打入岩层，压注水泥浆。

（1）、小导管施工要求

a、小导管采用φ50钢管在现场加工成型。

小导管长度5.0m，一端做成尖角，并且在管壁每隔15cm范围内交错打孔，孔直径为6mm～8mm，以便于浆液扩散。

b、小导管沿隧道开挖轮廓线布置，环向间距0.4m、纵向间距3.5m，外插角根据岩层走向控制在15°左右，搭接长度不小于100cm。

导管的尾端焊接在工字钢拱架上。

c、注浆采用KCD50/7型注浆泵注浆，注浆压力为0.5～1.5MPa，注浆应饱满，且向周围扩散。

（2）、注浆材料

水泥：

水灰比为为1.5:

1、1:

1、0.5:

1三个等级，水泥浆由稀到浓逐级变换，即先注稀浆，然后逐级变浓至0.5:

1的水灰比为止。

为了注浆预加固后尽快开挖坑道，选用普通水泥或早强水泥，并掺加减水剂；

（3）、注浆异常情况处理

a、发生串浆现象，即浆液从其它孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆；

b、单液注水泥浆压力突然升高，可能发生了堵管，停机检查；

c、水泥浆进浆量很大，压力长时间不升高，则调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间，以保证注浆饱满。

3、开挖

施工顺序见图

①

②④③

①部分开挖

采用光面爆破方法开挖①部分。

爆破循环进尺取0.5-0.8m,保证每循环能够按设计要求（每两榀工字钢间距50cm）架设一榀工字钢即可。

用风枪钻42mm的炮眼，药卷采用乳胶炸药，毫秒电雷管。

炮眼掏槽眼采用减轻震动掏槽形式。

爆破采用光面爆破，现场具体施工措施如下：

测量：

钻孔前，根据施工需要、围岩情况绘制炮孔布置点，做好技术交底，务必使钻工熟悉炮孔布置点，并按点钻孔。

根据复测布控的导线及水准点，并按四等测量精度要求测设隧道中线点及关键的控制点。

标定周边眼、辅助眼、掏槽眼位置。

钻孔：

按炮孔位置钻孔。

周边眼开钻时，钻杆保持与隧道轴线外插3°角，与外轮廓线偏差不大于5cm，避免超欠挖，光面爆破周边眼应内移10cm施钻。

掏槽眼钻孔精度要高，误差在3cm之内，控制炮眼间距、深度和角度，严禁炮眼打穿、相交。

辅助眼均匀分布，为便于排水，钻孔可稍微向上，但倾斜不大于1°，孔眼间保持互相平行，底板眼向下倾斜，最大不超过轮廓线10cm。

清孔：

装药前，用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。

装药：

药串和起爆药卷按要求加工好，盘好脚线，分段号存放在箱内，确保装药作业有序地进行；装药作业分片、分组进行。

捣实堵塞炮泥，堵塞长度不小于20cm。

装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。

所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度20cm。

联结起爆网路：

起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。

联结时注意：

导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。

网路联好后，要有专人负责检查。

瞎炮的处理：

发现瞎炮，先查明原因。

如果是孔外导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可。

如遇有孤石等特殊围岩情况，用微差爆破法进行松动孤石，防止大型爆破震动已爆破的岩面造成塌方。

采用挖掘机配合侧卸式装载机清理弃渣，自卸车运至指定的弃渣场。

4、钢拱架

采用I20a型钢弯制拱架，按设计尺寸及开挖方式分布加工，冷弯法弯制。

安装钢拱架前，测量检查开挖断面的中线及高程，并按设计位置架设，拱脚必须放在牢固的基础上。

钢拱架与围岩尽量靠近并留2～3cm间隙作混凝土保护层，如钢拱架与围岩之间间隙过大时用垫块调整。

钢架纵向采用连接钢筋焊接。

钢拱架架设前进行试拼装，分批按设计检查验收加工质，不合格进用量。

其允许误差为：

沿隧道周边轮廓误差不大于±3cm；平面翘曲不大于±2cm；各单元螺栓孔中心间距误差不超过±0.5mm。

必须依据设计要求，严格控制中线及标高，将经加工检验合格的工字钢拱架架设到设计位置；钢拱架应垂直于隧道中线，上下、左右偏差不大于±5cm，倾斜度不大于±2°。

保护层厚度不小于2cm，在架设过程中，钢拱架用鞍形混凝土垫块垫紧，确保岩面与拱架密贴；

钢拱架拱脚部位应落在基岩上，并根据实际围岩情况及规范要求加锁脚锚杆。

钢拱架与超前锚杆或超前小导管焊接，相邻两榀钢拱架间用HRB335级钢筋纵向连接，在钢拱架内外缘交错布置。

上断面拱脚悬空必须用槽钢拉成一条线，使上断面形成整体。

5、砂浆锚杆

按设计图纸的位置施工砂浆锚杆并注浆。

砂浆锚杆布置在钢拱架外边缘，采用φ22螺纹钢，锚杆长度3.5m，梅花型布置，纵向50cm，横向100cm。

锚杆尾端焊接在工字钢拱架上。

砂浆要求：

控制砂浆水灰比（0.45:

1）或通过试验确定。

砂粒径不大于3mm，砂浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完；注浆孔口压力不得大于0.4Mpa；注浆时注浆管应插至孔底上5～10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体插入，锚杆杆体插入孔内的长度不得少入设计长度的95%，若孔口无砂浆流出，应将杆体拔出重新注浆。

锚杆安装后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物。

6、挂钢筋网

按照设计要求铺设钢筋网片，钢筋网采用φ8钢筋焊制而成，钢筋网随受喷面的起伏铺设，与受喷面间隙不大于3cm，且与锚杆焊接牢固，在喷射作业时防止颤动；钢筋网绑扎搭接长度不小于30d（d为钢筋直径）。

挂设钢筋网时，使钢筋网保护层不少于3cm。

钢筋网用交叉点焊而成，每片网长2.3m，宽1.5m左右。

钢筋网片之间搭接不少于15cm。

7、喷射混凝土

依据设计要求，开挖后，喷射C25喷射混凝土，厚26cm。

喷射混凝土采用干喷法施工，做好洞内通风、防尘工作，施工人员配备必要的防尘用具，防止影响施工人员的身体健康。

（1）、准备工作

喷射混凝土前检查开挖断面尺寸，并找顶、排险，清除岩面及墙脚地面堆积碎石。

根据石质情况，用高压风或水清洗受喷面，保证受喷面干净以利于混凝土粘结。

检查受喷面渗水情况，有较集中渗水时，作排水引流处理；无渗水时，根据受喷面潮湿程度，适当调整水灰比；

（2）、在石缝处打铁钉，作为喷层厚度检查标志，并记录其外露长度，以便控制喷层厚度；

检查机械设备和风、水、电等管线路并试运转，对于作业区做到良好的通风。

混合料随拌随喷，若不掺加速凝剂，存放时间不超过2小时；掺有速凝剂时，存放时间不超过规范允许时间，超过者作废弃处理。

（3）、施喷作业

a.喷射作业应分段（不超过6m）、分部（先下后上）、分块（2.0m×2.0m），“螺旋式自下向上”的顺序进行。

若断面有较大的凹洼处，先喷平凹洼处。

喷射时先供水、再供料，后关水。

使喷头尽量垂直于受喷面，倾斜角度不大于10°，喷嘴距离面为0.6～1.2m，使喷层厚度均匀。

若喷射突然中断，将喷头迅速转离受喷面，以防高压风水冲洗尚未终凝的砼层。

一次喷5～6CM，喷射混凝土厚度大于5cm时，应根据混凝土粘结力和受喷部位以适当厚度分层进行，后一层在前一层混凝土终凝1小时后施喷，需冲洗第一层混凝土面。

两次喷射注意找平岩面，以便于铺设防水层。

为控制粉尘，喷射作业系统的水压保持在0.3mpa以上，喷头风压在0.25mpa以下。

同时砂子的含水率保持在4～6%。

控制回弹，尽量减少，回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。

喷砼终凝两小时后，开始喷水养护，养护时间不少于7天。

b、喷砼的场地布置及劳力组织

喷砼施工的平面布置，在满足施工工艺的前提下，力求紧凑,充分利用场地空间及运输情况，避免施工工序干扰。

集料堆料棚设置在洞口附近，用于存储干料，始终保持较低的自然湿度（3～6%），干搅拌前严格筛选，防止大块料混入，干拌物料调制前，所用水泥和集料均过秤，以保证混凝土的质量。

砼搅拌机放在洞外。

用砼搅拌车把混合料运到工作面附近。

储气筒设置在洞外，工地采用聚光灯照明，工人配备规定的防护用品（防尘口罩、眼镜、乳胶手套等）。

8、下导坑施工

用20或22槽钢2根制备横向长10.5m，纵向宽3m的方框形横向支撑架。

在预计开挖下导坑位置前先挖20cm深的槽，把横向支撑架放入槽内，保证不影响掌子面施工通行。

横向支撑架两侧用木楔撑紧，以抵消拱架、下导坑开挖所产生的围岩横向压力，保证施工安全，待下导坑施工完成后撤出。

并视具体围岩情况在距拱腰1.5m处安设竖向支撑。

下断面拱脚悬空必须用槽钢拉成一条线，使上断面形成整体。

本着“弱爆破、短进尺”的原则，为了减小对①的扰动。

对于②、③部分的开挖采用光面弱爆破。

先开挖②部分，再开挖③部分。

②、③部分开挖每次开挖2-3榀距离，一次开挖拱脚，宽度视围岩情况控制在一侧2m、一侧4m，然后按①部分施工方法支立拱架、挂钢筋网、打锁脚锚杆、喷混凝土。

架设拱架时要与①部的拱架相连接，拱脚位置在爆破开挖时要预留30cm人工开挖，保证拱脚基础的稳定。

9、核心土施工

④部分核心土的开挖在①、②、③部分开挖完成后，保证②或③部分有一侧能满足掌子面施工通行需要后进行。

开挖采用松动爆破方法，掏槽形式采用减轻地震掏槽形式。

炮眼间距1m，进尺0.5m。

自卸车配合挖掘机出碴。

二、二次衬砌

二衬采用液压衬砌台车全断面衬砌。

一次浇筑长度12m。

衬砌由下至上对称施工。

衬砌循环全过程作业顺序为：

测量放线→铺设轨道→台车就位→调整并锁定→安装止水带和挡头板→涂刷脱模剂→泵送砼入模→养生→脱模→养生。

1、仰拱的施工方法

下导坑施工后不拆除横向支撑架，立即进行仰拱施工，施工长度每次5-6m。

仰拱模板采用钢木组合型，砼输送车运送砼，输送泵泵送入模，插入式振捣棒振捣，仰拱施作时采用过轨梁，保证运输畅通，仰拱采用大样模板，加密测点，以保证仰拱的设计拱度。

（1）、清除基底的积水、杂物、虚渣并回填超挖部分。

（2）、架立仰拱拱架模板。

（3）、浇筑砼。

2、防水隔离层施工

（1）、防排水技术措施

①、在隧道中按设计位置设置中心深埋水沟排泄围岩地下水，中心水管的顶部标高在设计线以下，充分利用中心排水管，将地下水排出隧道的洞外。

②、洞身段二次衬砌与初期支护之间采用橡胶防水板与土工布复合防水层防水。

环向透水软管集引水经由纵向排水管，横向引水管将水引到中心排水管中排出。

③、