隧道初期支护首件工程施工方案.docx
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隧道初期支护首件工程施工方案
XX隧道初期支护首件工程施工方案
一、工程概况
本工程位于成渝高速公路复线（重庆境）项目F施工合同段K35+315～K35+316段，属于XX隧道左线出口初期支护第一个循环段，为Ⅴ级围岩浅埋加强段。
初期支护分作为隧道永久承载结构的一部分，采用喷射混凝土、型钢拱架、挂钢筋网片等支护措施，其中喷锚支护紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间，防止围岩在短期内松驰剥落。
本段作为我标段整个隧道工程初期支护的首件工程,更对以后的初期支护施工起着样板引路的作用,为使该工程按时保质保量完成,特编制此施工方案.
二、施工总体目标
1、工期目标
计划工期：
开工日期：
2010年11月20日
竣工日期：
2010年11月20日
有效工期：
1天。
2、质量目标
为贯彻“百年大计，质量第一”的方针，确保工程内在质量及外观质量优良。
竣工验收时，经质量监督部门评定，单位工程、分部工程合格率达到100%，质量评定得分90分以上的占95%，综合得分95分以上，工程竣工质量鉴定为优良工程。
3、安全目标
加大安全生产投入，坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的原则。
建设安全标准化工地，杜绝因工亡人事故，避免重伤，因工年受伤率控制在0.5‰以下。
4、文明施工目标
严格遵守重庆市相关行业主管部门的有关规定，并结合我单位以往现场管理和高速公路施工的成功经验，严格按现代化施工管理要求，坚持文明施工、规范作业，使施工现场始终保持良好的施工环境和施工秩序，确保施工现场创重庆市文明工地。
5、环境保护目标
始终贯彻“预防为主，保护优先，防治结合，综合治理”的原则，牢固树立“不破坏就是最大的保护”的思想，做到尽量少扰动地表、少破坏地表植被，杜绝因人为因素产生和加剧水土流失，保护公路沿线河流沟渠水质不受污染，严禁捕猎、惊扰野生动物，施工完毕后，对场地及时予以平整、覆盖，有条件的地段恢复植被，实现公路建设与环境保护并重，公路项目与自然环境和谐，争创重庆市环境保护先进单位。
三、施工人员及机械配备
1、本工程主要人员表（表3-1）
表3-1施工主要负责人配备表
序号
姓名
职责
备注
1
曹美俊
总负责人
项目经理
2
张全洲
技术指导
项目总工
3
李林林
质检负责人
项目安质部部长
4
林传禄
工点负责人
施工队长
5
袁顺利
工点技术负责人
项目工程部副部长
6
张传志
工点质量负责人
项目工程部助工
7
刘艳丽
试验
试验室主任
9
谢利
施工安全
项目安质部安全员
10
司机18人，技工24人，小工10人
2、主要施工机械设备（表3-2）
表3-2施工机械设备表
机械名称
规格、型号
生产能力
数量
完好情况
挖掘机
SY215C-8
1.0m³
2台
良好
装载机
ZLC50C
154KW
3台
良好
冷弯机
HDJZQ-20
1台
良好
钢筋调直机
QJ-4/8
5.5KW
4台
良好
钢筋弯曲机
GW40
1台
良好
钢筋切断机
GQ40
5.5KW
4台
良好
混凝土拌合站
HZS60
110Kw
2台
良好
灰浆搅拌机
JS750
2台
良好
混凝土输送车
HJC526B
8m3
4台
良好
注浆机
KBY-50/70
2台
良好
混凝土喷射机
TK-961
2台
良好
发电机
315KW
315KW
4台
良好
电焊机
BX1-500
4台
良好
支护台车
自制
1台
良好
锚杆钻机
2台
良好
四、隧道工程初期支护施工工艺
1、施工工艺流程及参数
隧道初期支护根据围岩级别由钢筋网、喷射混凝土、锚杆、
工字钢拱架、中空注浆锚杆等组成，初期支护施工工艺流程见图4-1“初期支护施工程序图”。
图4-1初期支护施工工艺流程图
不同级别的围岩段采用不同的初期支护方式，施工过程中应对应实际围岩情况结合设计采用相应的初期支护措施。
本段围岩采用的支护参数见表4-1。
表4-1Ⅴ级围岩浅埋加强段初期支护施工参数表
支护措施
围岩级别
C25早强
喷砼厚度
φ6.5钢筋网
φ25中空注浆锚杆
工字钢拱架
超前大管棚
Ⅴ浅埋加强
26cm
@15×15cm,双层
@50×100cm,L=4.5m
I20b@50cm（含仰拱）
@40cm
2、主要施工工艺
⑴、超前大管棚施工
①施工方法
超前大管棚采用Φ127热轧无缝钢管，壁厚6mm。
钢管导向端做成锥形，管壁四周Φ15mm孔。
外插角5º，环向间距40cm，方向与线路中线平行。
采用管棚专用钻机钻孔，成孔后高压风清孔，管棚专用钻机推进顶管至孔底，注浆机注30号水泥砂浆。
当注浆量达到设计要求时可停止注浆。
②施工要点
a钻机就位固定后，进行精确测量，由测量工准确画出钻孔位置。
b钻机开孔时钻速宜低，钻深20cm后转入正常钻速。
c第一节钻杆钻入岩层尾部剩余20～30cm时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反钻，脱开钻杆。
钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体，然后进行钻孔。
d换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换以确保正常作业。
e引导孔直径应比管棚外径大15～20mm，孔深要大于管长0.5m以上。
f钻孔达到要求深度后，按同样方法拆卸钻杆，钻机退回原位。
g采用大孔引导和棚管钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力（顶进棚管时钻机不使用回转压力，不产生扭矩）将安有工作管头的棚管沿引导孔钻进，接长棚管，直至孔底。
h在钻机上安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套，并改换特制钢管扶直器。
待引导管孔钻好后，进行顶进作业。
i先将钢管安放在钻机上，对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击压力控制在18～20MPa，推进压力控制在4.0～6.0MPa。
j当第一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm时，开动钻机反转，使顶进联管接套与钢管脱离，钻机退回原位，人工装上第二节钢管，重新对正，钻机缓慢低速前进对准第一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。
钻机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。
⑵、中空锚杆施工
①施工工艺流程
施工工艺流程见图4-2“中空注浆锚杆施工工艺框图”。
图4-2中空注浆锚杆施工工艺框图
②施工方法
本单位工程中空注浆锚杆位置、长度和数量根据其所处围岩地段的不同情况设置。
a钻孔:
应严格控制锚杆孔口位置、方向、直径，钻孔前标出孔位，采用风动钻机进行钻孔，钻孔直径为42mm。
锚孔钻完后用高压风清孔，并检查锚孔是否平直畅通，不合格者重新钻孔。
锚杆孔位偏差不大于15mm，孔洞保持直线，孔深偏差不大于50mm
b锚杆安装：
将锚头安装在锚杆一端，另外一端安装止浆塞，然后将锚杆旋转插入孔中。
锚杆深入孔底，将止浆塞推向孔口处，塞入孔内，安上垫板和螺母，按照需要采用锚固剂对孔口进行密封，杆体露出面的长度，不大于喷层厚度。
c注浆:
连接注浆管路，将注浆接头拧在锚杆上。
注浆机采用KBY-50/70型，注浆材料根据实际围岩情况选用，一般为水泥砂浆，水灰比1.0，注浆压力控制在0.5～1.0MPa。
注浆结束标准为管内浆液溢出，孔内注浆饱满。
③锚杆质量检查
a抽样方法和数量
锚杆是一种主要支护措施，确保锚固质量，严格按照设计孔位、角度、孔深施工。
每300根锚杆抽取一组以上的试件，每组试件不少于3根锚杆。
对于不同的锚杆类型、材料类型、施工工艺、工程部位和地质变化情况，均抽取不少于一组试件进行检验，以保证其结果能全面反映各种情况下的锚杆施工质量。
b检验内容
注浆体的质量
被检验的注浆体一般在施工现场提取，也可按施工时的配合比制作试件，在现场环境下养护28天，其抗压强度不小于设计规定。
锚杆的锚固力
对于端头锚固式锚杆须做拉拔试验，当被检测锚杆的锚固力符合设计要求时，说明锚杆质量合格；当锚杆的抗拔力不符合要求时，要采用加密锚杆的方法予以补强。
⑶、喷射混凝土
①施工工艺流程
本段喷射混凝土均采用湿喷工艺进行施工，湿喷混凝土施工工艺见图4-3“湿喷混凝土施工工艺流程图”。
图4-3湿喷混凝土施工工艺流程图
②施工方法
喷射混凝土均为C25早强喷射混凝土，厚度为26cm。
开挖完成后立即进行初喷封闭围岩，充分发挥围岩的自稳能力。
采用湿喷机喷射混凝土，混凝土在洞外用自动计量拌和站拌和、混凝土输送车运料，采用湿喷机分层喷射，每层喷射厚度5～8cm。
③施工要点
a喷射混凝土前，埋设标志或利用锚杆头外露长度以控制喷射混凝土厚度。
b喷射混凝土施工时，系统风压应保证不小于0.5Mpa，风量不小于10m3/min。
c喷头距岩面距离以0.8～1.2m为宜，喷头应垂直受喷面，初喷支架钢拱、钢筋网时，可将喷头稍加偏斜，角度大于70°。
喷射路线应先边墙后拱部，分区、分段“S”形运动，喷头作连续不断的圆周运动，后一圈压前一圈1/3，螺旋状喷射。
见图4-4“喷锚施工顺序图”
d喷混凝土施工时，喷混凝土达到岩面基本平顺，以利于防水层铺设，确保初支，防水、隔离层和二次衬砌尽量密贴。
e当岩面普遍渗水时，可先喷砂浆，并加大速凝剂掺量，保证初喷后，再按原配比施工。
当局部出水量较大时采用埋管、凿槽，树枝状排水盲沟措施，将水引导疏出后，再喷混凝土。
图4-4喷锚施工顺序图
④质量检验
a喷射混凝土的强度应符合设计图纸要求，抗压强度应以同批内标准试块（100×100×100mm）的代表值为三个试块试验结果的平均值；同组试块应在同块大板上制取，有明显欠缺的试块，应予舍弃；三个试块中的过大或过小的强度值，与中间值相比超过15%时，以中间值代表该组的强度。
b喷射混凝土强度的合格条件应按《铁路工程质量检验评定标准》有关条款进行检查。
c喷射混凝土厚度用凿孔或电测等方法进行检查，每10m隧道检查一个断面，每个断面从拱顶中线起，每间隔3m布设一个检查点。
每个面上全部检查点的喷层厚度，90%以上不小于设计厚度；最小值不小于设计厚度的一半，同时，一个断面检查点厚度的平均值不小于设计厚度。
⑷、钢筋网
①施工工艺流程
钢筋网施工工艺流程见图4-5“钢筋网施工工艺流程图”。
图4-5钢筋网施工工艺流程图
②施工方法
本隧道采用Φ6.5钢筋网（15×15cm），洞外分块加工，洞内铺挂，并和锚杆、钢拱架焊接牢固，防止喷混凝土时晃动，减少回弹。
钢筋须经试验合格，使用前进行除锈，在洞外分片制作，安装时搭接长度不小于一个网格长度。
人工铺设钢筋网，贴近岩面铺设并与锚杆和钢架焊接牢固。
钢筋网焊接在钢架靠近岩面一侧，以确保整体结构受力。
喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和控制风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。
钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于2cm。
⑸、工字钢拱架施工
①施工工艺流程
施工工艺流程见4-6“工字钢拱架安装工艺流程图”。
图4-6工字钢拱架安装工艺流程图
②施工方法
本标段隧道采用型钢钢架支护，钢拱架在洞外分段加工，钢拱架采用冷弯机械加工，采用装载机运至掌子面，利用钻眼作业台车，人工配合装载机安装，安装时施作锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢拱架用电焊焊牢。
a制作加工：
型钢钢架采用冷弯成型；格栅钢架采用胎模焊接。
钢架加工焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。
每榀钢架加工完成后放在水泥地面上试拼，周边拼装允许误差为±3cm，平面翘曲小于2cm。
钢架在开挖或喷混凝土后及时架设。
b钢架架设工艺要求：
安装前清除基底虚砟及杂物。
钢架安装允许偏差：
钢架间距、横向位置和高程与设计位置的偏差不超过±5cm，垂直度误差为±2°。
钢架拼装可在开挖面以外进行，各节钢架间以螺栓连接，连接板密贴。
沿钢架外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块楔紧。
钢架底脚置于牢固的基础上。
钢架尽量密贴围岩并与锚杆焊接牢固，钢架之间按设计纵向连接。
分部开挖法施工时，钢拱架拱脚打设锁脚锚杆，数量为2根。
下半部开挖后钢架及时落底接长，封闭成环。
钢架与喷混凝土形成一体，钢架与围岩间的间隙用喷射混凝土充填密实；钢架全部喷射混凝土覆盖，保护层厚度不小于设计厚度。
⑹、网喷混凝土
①施工方法
采用TK-961型湿喷机喷射混凝土，混凝土用强制式拌合机拌合、混凝土搅拌运输车运料，按湿喷工艺施工。
挂网采用钢筋加工棚加工网片，工作面铺挂，随开挖面坡面起伏铺设，与锚杆焊连固定。
②施工工艺要点
a选用普通硅酸盐水泥，细度模数大于2.5的硬质洁净中砂或粗砂，粒径5～12mm连续级配碎（卵）石，化验合格的洁净水。
b喷射混凝土严格按设计配合比拌和。
配合比及搅拌的均匀性每班检查不少于两次。
c喷射前，认真检查坡面，对欠挖部分及所有开裂、破碎、渗漏水点、崩解的破损岩石进行清理和处理，清除浮石。
d喷头距岩面距离以0.8m～1.2m为宜，喷头应垂直受喷面，喷射钢支撑附近，将喷头稍加偏斜，角度大于70°。
e喷射混凝土作业采取分段、分块，自下而上的顺序进行。
喷射时，喷嘴做反复缓慢的螺旋形运动，螺旋直径为20～30cm。
f隧道喷射混凝土分层进行，分层喷射厚5～8cm，第二次喷射混凝土应在第一层混凝土终凝后进行。
初次喷射注意先找平岩面。
g喷射混凝土终凝2小时后，进行喷水养护，养护时间不少于7天。
h爆破距喷射混凝土完成时间的间隔，不得小于4小时
五、质量检验标准
1、喷射混凝土支护
⑴、基本要求
①材料必须满足规范和设计要求。
②喷射前要检查开挖断面的质量，处理好超欠挖。
③喷射前，岩面必须清洁。
④喷射混凝土支护应与围岩紧密粘接，结合牢固，喷层厚度应符合要求，不能有空洞，喷层内不容许添加片石和木板杂物，必要时应进行粘结力测试。
喷射混凝土严禁挂模喷射，受喷面必须是原岩面。
⑤支护前应做好排水措施，对渗漏水孔洞、缝隙应采取引排、堵水措施，保证喷射混凝土质量。
⑥采用钢纤维喷射混凝土时，钢纤维抗拉强度不得低于380MPa，且不得有油渍及明显的锈蚀。
⑵、实测项目
（钢纤维）喷射混凝土支护实测项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
权值
1△
喷射混凝土强度（MPa）
在合格标准内
按附录C检查
3
2△
喷层厚度（mm）
平均厚度≥设计厚度；检查点的90％设计厚度；最小厚度≥0.5设计厚度，且≥50
凿孔法或雷达检测仪：
每10m检查一个断面，每个断面从拱顶中线起每3m检查1点
2
3△
空洞检测
无空洞，无杂物
凿孔或雷达检测仪：
每10m检查一个断面，每个断面从拱顶中线起每3m检查一点
2
2、锚杆支护
⑴、基本要求
①锚杆的材质、类型、质量、规格、数量和性能必须符合设计和规范的要求。
②锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95％。
③砂浆锚杆和注浆锚杆的灌浆强度应不小于设计和规范要求，锚杆孔内灌浆密实饱满。
④锚杆垫板应满足设计要求，垫板应紧贴围岩，围岩不平时要用M10砂浆填平。
⑤锚杆应垂直于开挖轮廓线布设。
对沉积岩，锚杆应尽量垂直于岩层面。
⑵、实测项目
锚杆支护实测项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
权值
1△
锚杆数量（根）
不少于设计
现场逐根清点
3
2
锚杆拔力（kN）
拉拔力平均值≥设计值，最小拔力≥90%设计值
按锚杆数1％且不小于3根做拔力试验
2
3
孔位（mm）
±50
尺量
2
4
钻孔深度（mm）
±50
尺量
2
5
钻孔直径（mm）
满足设计要求
尺量
2
6
锚杆长度
满足设计要求
检查锚杆数的3％，或不少于3根
1
3、钢筋网支护
⑴、基本要求
①所用材料的质量和规格应符合设计要求。
②采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设
⑵、实测项目
钢筋网支护实测项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
权值
1△
网络尺寸（mm）
±10
尺量
3
2
钢筋保护层厚（mm）
满足设计要求
凿孔检查：
每10m检查5点
2
3
与受喷岩面的间隙（mm）
≤30
尺量：
每10m检查10点
2
4
网的长、宽（mm）
±10
尺量
1
六、保证隧道洞口工程支护施工质量的措施
1、超前大管棚
⑴、管棚钢管安装
管棚前后排钢管错开布置，外插角控制在设计范围内。
钢管安装前，将工作面封闭严密，并正确放出钻孔位置。
⑵、管棚注浆
注浆材料根据地质条件、注浆目的和注浆工艺全面考虑，但确保满足下列要求：
浆液流动性好，固结后收缩小，具有良好的粘结力和较高的早期强度；结石体透水性低，抗渗性能好；当水有侵蚀作用时，采用耐侵蚀材料。
注浆前喷射混凝土封闭作业面。
注浆根据地质、注浆目的等控制注浆压力，注浆终压应为注浆压力的2～3倍，并派专人做好记录。
注浆结束后检查其效果，不合格者应补注浆。
注浆顺序由拱脚向拱顶逐管注浆。
2、锚杆支护
锚杆钻孔保持直线，并与所在部位的岩层面垂直。
安装前，除去油污锈蚀并将钻孔吹洗干净。
锚杆或其它固定装置连接牢固，在喷射混凝土时钢筋确保不晃动。
锚杆安装经检验合格后，及时喷射混凝土，并确保在4h内不进行爆破作业。
3、喷射混凝土
喷射混凝土作业分片依次进行，喷射作业自下而上，先喷钢架支撑与拱墙壁间混凝土，后喷两拱架之间混凝土。
混凝土喷设采取分层喷射，后一层喷射在前一次喷射混凝土终凝后进行。
喷射混凝土的表面确保密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓、渗漏水等现象。
七、安全保证措施
严格遵守国家有关部门及重庆市颁布实行的有关安全生产、劳动保护的法规和技术标准，做好施工技术交底工作，进行技术、质量、安全教育，制定安全制度和安全保证措施，确保人员和机械设备的安全，从而提高劳动生产率和经济效益。
八、环境保护措施
1、水源的保护措施
⑴、废水排放严格执行各项排放标准，废水排入自然水体时悬浮物（SS）严格执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的二级标准（150mg/L）。
⑵、开工前完成工地排水和废水处理设施的建设，生活营地设置污水处理系统，并配备临时的生活污水汇集设施。
⑶、将工地生活区的生活垃圾、工程废料及废油分类堆放，将建筑垃圾等每天收集，并及时集运至当地环保部门指定的地点，避免对环境造成污染。
2、大气环境的保护措施
⑴、对产生粉尘、扬尘的作业施工工序，制定操作规程和洒水降尘制度，保持湿度、控制扬尘。
⑵、施工现场严禁焚烧任何废弃物和会产生有毒有害气体、烟尘、臭气的物质等。
⑶、对进出施工营地的施工便道，定期压实地面和洒水，减少灰尘对周围环境的污染。
⑷、生活营地使用清洁能源，炉灶符合烟尘排放标准。
3、噪声环境的保护措施
严格执行《工业企业噪声卫生标准》，控制和降低施工机械和运输车辆造成的噪音污染。
出入村庄附近的机械、车辆做到不鸣笛，不急刹车。
设备选型优先考虑低噪声产品，机械设备合理布置，正确安装、固定，减少阻力及冲击振动。
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