交通洞工程施工模板.docx
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交通洞工程施工模板
第八章交通洞工程施工
1、概述
1.1工程概况
本标段共有两条交通洞,本章工作内容包括隧道的施工准备、洞口与明洞工程、洞身开挖及支护、洞身衬砌、路面、隧道排水、洞身刷白等以及其它有关工程的施工作业。
主要工程量为:
洞口土方明挖78015m³,洞口石方明挖65279,各类砂浆锚杆15318根,锚筋桩190根,石方洞挖49820m³,衬砌混凝土4958m³,钢筋制安390t,水沟混凝土477m³。
交通洞主要特性与工程量详见表8-1。
表8-1隧道特性表
洞名
进口
高程
（m）
出口
高程
（m）
进口
桩号
（m）
出口
桩号
（m）
纵坡
（%）
明洞
段
（m）
进出
口段
（m）
洞身
段
（m）
洞长
（m）
1号隧道
1682.60
1696.968
k0+445
K0+915
3.12%
10
40
420
470
2号隧道
1694.677
1692.608
k1+320
k1+586.5
0.79%
6.5
60
200
266.5
1.2工程地质条件
1#隧洞段。
隧洞岩性为薄层～中厚层粉砂质板岩和英安质凝灰岩。
隧洞沿线地形复杂,沟梁相间,风化、卸荷较深,表部岩体完整性较差,强风化岩体水平深度3m～8m左右,弱风化水平深度25m～40m左右,除进出口段外,隧洞主要位于微风化岩体中。
隧洞上覆岩体厚度23m～87m左右,傍山岩体厚度进出口段22m～30m左右,洞身段大于50m。
K0+450m～K0+750m段为为薄层～中厚层粉砂质板岩,岩层产状NW315～325°NE∠65～75°,前约150m段岩层走向与洞向小角度相交,对隧洞成洞条件不利,后150m,即隧洞拐弯以后,岩层与隧洞大角度相交,成洞条件相对较好。
进口边坡自然坡向NE60°,天然坡脚57°～65°。
边坡整体稳定,未见大的不稳定块体,但表部岩体因风化卸荷及构造影响,完整性较差,需加强锚固,并主要与上部自然边坡的合理衔接。
进口段K0+450～K0+470m为卸荷岩体,成洞条件差,为
类;K0+470～K0+615m段隧洞沿线构造较发育,主要发育结构面为板理,岩层与洞轴线夹角15°左右,倾角70°左右,易在洞肩形成顺层剥落;成洞条件相对较好,但易在洞肩形成顺层塌方和掉块,围岩类别主要以Ⅲ类为主,少量Ⅳ类;K0+615m～K0+750m段隧洞沿线构造较发育,主要发育结构面和三条较大断层（F38、F39、F41）,断层和层理都大角度与洞线相交,断层和层理可能受不确定裂隙组合易形成掉块和塌方,本段围岩以Ⅲ类为主,断层影响带为Ⅳ类。
K0+750m～K0+910m段岩性为英安质凝灰岩,块状岩体,层理不发育,在K0+766m、K0+800m桩号左右分别出露断层F43、F42,断层面平直光滑,1cm左右断层泥。
其中K0+750m～K0+890m段岩体完整性好,成洞条件较好,局部受断层影响有掉块和塌方的可能,以Ⅲ类为主,断层影响带为Ⅳ类。
K0+890m～K0+910m,强风化～弱风化岩体,岩体卸荷明显,裂隙发育,成洞条件较差,为
类围岩。
1#隧洞整体上工程地质条件尚可,没有较大制约性的不利工程地质条件,主要的工程地质条件是:
隧道进出口岩体破碎,成洞条件差,建议需加强锚固,进出洞前需对洞脸进行锁口;隧洞板岩段层理发育且与洞线小夹角相交,易在拱肩形成掉块,加强拱肩的锚固;隧道横穿5条较大断层,需加强断层带的锚固和支护。
对于Ⅲ类围岩段应加强随机锚固。
2#隧洞段。
围岩为白云岩类,属硬质岩,岩体完整性好,构造不发育。
主要发育结构面为层理,走向NW280～320°,倾向NE,倾角20～36°,层理间挤压紧密,对岩体完整无大的影响,隧洞沿线未见大的断层发育,但小的断层、层间基岩破碎带较为发育。
隧洞进口部位有约20m左右覆盖层,主要为上部崩坡积块碎石土及下部冲积砂卵砾石层,隧洞进口两侧边坡即由上述地层组成,需放缓坡比开挖,并加强边坡排水;洞脸边坡岩体完整性较好,边坡整体稳定,但需加强洞脸锁口,并对随机出露的块体加强锚固。
隧洞进、出口段约30m左右岩体因风化、卸荷及构造切割完整性略差,围岩类别以Ⅳ类为主,少量Ⅲ类;其余洞段岩体完整性好,成洞条件好,围岩以Ⅱ类为主,部分Ⅲ类,但需对随机出露的中小不稳定块体加强随机锚固。
出口边坡地势陡峻,未见大的不稳定块体,锁口及系统支护,并加强对可能出现的中小块体的随机锚固即可。
根据招标文件提供的地质资料,估计隧道各类围岩分布如表8-2。
表8-2隧道各类围岩分布表
隧道
Ⅱ、Ⅲ类围岩
Ⅳ类围岩
桩号（m）
长度（m）
百分比（%）
桩号（m）
长度（m）
百分比（%）
1号隧道
K0+615～K0+890
370
80
K0+450～K0+470
K0+470～K0+615部分段
90
20
K0+890～K0+910
2号隧道
K2+355～K0+555
200
77
K0+325～K0+355
K0+555～K0+585
60
23
1.3施工特点及对策
（1）洞室施工当前没有进场道路,工期短,施工强度高。
开工后立即组织现有的人员、机械修建临时道路,尽快开始洞脸开挖,洞脸开挖完后开始洞挖,洞挖时采取全断面掘进,以确保工程如期完成。
（2）1#隧道施工现场地形复杂,场地狭窄,施工道路布置困难,出碴难度较大。
开工后,我部将进一步勘察现场地形,合理布置施工便道,尽快形成出碴条件。
（3）根据招标文件提供的地质资料,2个隧道部分洞段属于Ⅳ类围岩,成洞条件较差。
施工时采取浅眼、密孔、少药量、弱爆破、强支护的方式进行开挖。
2、施工布置
2.1施工道路布置
隧道施工布置R1、R2、R4施工便路,详见附图:
施工总平面布置图。
2.2施工供排水、供电、供风与通风
2.2.1施工供排水
从洞外水池引φ50mm钢管至洞内,沿洞侧墙布置,并用高压软管接至工作面,供洞挖、锚喷支护、砼衬砌养护及工作面冲洗等用水。
施工排水主要为工作面施工废水,工作面设置临时排水坑,采用潜水泵抽排至铁皮水箱后,集中排出洞外。
2.2.2施工供电
隧道开挖及临时支护用电全部采用柴油发电机供电,从洞外发电机引照明线及动力线至隧洞洞内。
线路沿洞壁布设至作业面,沿洞轴线方向每15m安设一只50W的节能灯以满足照明要求,开挖工作面安装1.5KW镝灯;洞内外通风机和洞内水泵、砼施工动力用电为380V,用绝缘电缆供电。
动力线和照明线布在洞的一侧,动力线架设高度为3.0m,照明线架设高度2.0m,供水管和供风管布在另一侧。
2.2.3供风
在洞口分别设供风站,采用21m3/min及13m³/min移动式空压机集中供风。
2.2.4通风、排烟、防尘
（1）通风方式
1#隧道进出口各采用一台2×45KW轴流式通风机通风,2#隧道采用一台2×45KW轴流式通风机通风。
（2）防尘:
爆破后,及时进行洒水降尘,出碴过程中亦持续洒水降尘,净化粉尘,保持洞内空气良好。
2.3砼拌合系统与加工厂布置
砼拌合系统基桩号K1+650处右侧,加工厂布置路K1+550段右侧,详见附图:
施工总平面布置图。
2.4碴场布置
1#弃碴场布置在该标段1#交通洞出口左侧边坡下方,4#渣场布置在榆树沟的出口,详见附图:
施工总平面布置图。
3、开挖工程
3.1施工规划
隧道开挖工程包括洞口土石方明挖与洞身段开挖。
1#隧道出口开挖在R3道路具备重机通行后,开始开挖自上而下开挖。
2#隧道出口开挖在R2道路具备重机通行后,开始开挖自上而下开挖。
进口段开挖197m,出口段开挖263m,进出口开挖贯通点桩号为KO+647。
3.2明洞与洞口开挖
3.2.1施工程序
遵循自上而下的程序进行施工,其施工流程如图8-1所示。
图8-1明洞与洞口开挖施工流程图
3.2.2施工方法
洞口与明洞段开挖施工前,应先进行截水沟等相关排水工程施工。
土方采用反铲甩渣后挖装,石方分梯段爆破开挖,首层采用手风钻钻孔,其它梯段采用潜钻孔钻孔,梯段高度与爆破参数参照”第七章路基石方开挖爆破参数”。
靠近洞口部分岩石开挖严格控制爆破规模,采用浅密孔、小药量减弱爆破施工,边坡面采用预裂爆破技术。
洞口及明洞段开挖时应及时对开挖边坡进行支护,洞口视围岩情况进行锁口处理。
出碴采用20t自卸车运输,1#隧道石渣运至1#弃碴场,2#隧道石渣运至4#弃碴场。
3.3洞身开挖
3.3.1施工程序
隧道石方洞挖施工流程如图8-2。
图8-2隧道石方洞挖施工流程图
3.3.2施工方法
（1）施工测量放样及布孔
采用全站仪进行测量。
洞内测量利用洞口导线控制点在洞口设置精度控制点;再利用洞口导线控制点进行测量,洞内的开挖控制点进行测量设置,即增加测回次数,对一个点在不同的条件下进行多次观测,并利用弦线偏角法和进出口已联测的大地坐标系统相互进行控制。
同时以算术平均法和严密平差法（列法方程式）进行平差解算校正,确保洞内施工控制测量的精度。
开挖掌子面的轮廓线放样主要根据掌子面的桩号计算出洞顶、拱脚、及圆弧段圆心等特征点高程,现场放样洞轴线及上述相关特征点高程,根据圆心点位置定出顶拱段轮廓线。
根据爆破设计布出相应爆破孔的孔位。
（2）造孔
采用手风钻进行湿式造孔,施工操作平台采用钢结构现场焊接,钻孔孔径为42mm。
（3）装药、连网、起爆
装药前对爆破孔进行彻底冲洗,以防孔内坍塌、堵塞。
对于掏槽孔及主爆孔,采用φ32mm铵锑炸药进行连续装药,导爆管非电雷管按规定的段位进行连网,周边光爆孔采用φ25mm乳化炸药间隔装药,孔内采用导爆索进行连接,孔外导爆索与相应段位导爆管非电雷管相连。
起爆网路敷设并检查无误后,采用电雷管进行引爆。
（4）排烟、除尘
爆破后采用轴流通风机进行注入式排烟,并人工辅以洒水,以增加除尘效果。
（5）安全处理
安全处理含爆破后的危岩撬挖及安全临时支护。
危岩撬挖主要经过挖掘机排危及人工采用钢钎对可能松弛、脱落、坍塌的危岩进行挖除。
安全临时支护见本章第四节。
（6）出碴
采用3.0m3侧卸装载机与20t自卸车出碴,1#隧道石渣运至1#弃碴场,2#隧道石渣运至4#弃碴场。
3.3.3爆破设计参数
采用全断面爆破开挖,进出洞口段（
类围岩）与
、
类围岩爆破设计参数详见附图:
进出洞口段（
类围岩）开挖及爆破网络示意图、隧道II、III类围岩开挖布孔及爆破网络示意图。
3.3.4循环进尺与单一循环施工时间
（1）进出洞口段及Ⅳ类围岩
根据隧道进出洞口段均为Ⅳ类围岩的特点,循环进尺为1.0m,施工作业循环时间分别为15.5小时及16小时。
单循环施工顺序为:
施工准备→测量放样→钻孔→装药、联网、爆破→通风排烟→安全处理及出碴→钢拱架架设与喷砼→下一循环,如表8-3及8-4所示。
表8-31#隧道进出洞口段（Ⅳ类围岩）施工作业循环时间表
序号
作业名称
时间（小时）
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
1
测量放样
2
钻孔
3
装药、联网、爆破
4
通风排烟
5
安全处理及出碴
6
钢拱架架设与喷砼
备注:
循环时间合计15.5小时,1个循环/天,1#隧道69.3m3/循环,循环进尺1m。
表8-42#隧道进出洞口段（Ⅳ类围岩）施工作业循环时间表
序号
作业名称
时间（小时）
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
1
测量放样
2
钻孔
3
装药、联网、爆破
4
通风排烟
5
安全处理及出碴
6
钢拱架架设与喷砼
备注:
循环时间合计16小时,1.0个循环/天,2#隧道87.7m3/循环,循环进尺1.0m.
（2）
级围岩与
级围岩
、
级围岩每循环进尺2.5m,施工作业循环时间为11.5小时及12小时。
单循环施工顺序为:
施工准备→测量放样→钻孔→装药、联网、爆破→通风排烟→安全临时支护及出碴→下一循环,如表8-5、9-6所示。
表8-51#隧道
类围岩施工作业循环时间表
序号
作业名称
时间（小时）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
测量放样
2
钻孔
3
装药、联网、爆破
4
通风排烟
5
安全临时支护及出碴
备注:
循环时间合计11.5小时,2个循环/天,循环进尺为2.5m,每循环工程量分别为133.25m3。
表8-61#隧道
类围岩与
类围岩施工作业循环时间表
序号
作业名称
时间（小时）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
测量放样
2
钻孔
3
装药、联网、爆破
4
通风排烟
5
安全临时支护及出碴
备注:
循环时间合计12小时,2个循环/天,循环进尺为2.5m,每循环工程量分别为178.75m3。
3.3.5特殊洞段开挖
在隧洞开挖过程中,应经常观察围岩变化情况,注意地质条件的变化,谨慎施工,做好安全监测（见安全监测部分）,并辅以一定的超前探测手段。
（1）如出现断层、软弱夹层等不利的地质条件,及时通知监理工程师,并按监理工程师的指令进行清挖处理;修整合格后按监理工程师要求进行砼回填,必要时采取布设锚杆、钢筋后浇筑砼等措施处理。
（2）当开挖面自稳性很差,难以开挖成洞时,应在清除危石后,尽快在开挖面上喷射一层厚度不小于5cm的混凝土护面,必要时可设超前锚杆。
锚喷支护完成后仍不能有足够的支护能力时,及时设置钢架支护。
超前锚杆施工详见附图:
超前锚杆施工法示意图。
（3）拱部扩挖前如发现顶部下沉,采取先挑顶后扩挖方法施工。
（4）自稳性较差的洞段开挖时采取加密周边孔孔距、浅孔、小药量、短进尺、快支护的方法掘进,采用减震（降低最大单响药量）和加强支护措施,以免围岩失稳。
当开挖岩体为松散、软弱破碎岩石时,直接采用人工开挖或采用风镐配以人工进行施工。
及时进行喷锚支护,使岩面及时得到封闭。
必要时在开挖施工期穿插进行混凝土结构的施工,保证围岩的稳定。
（5）出现塌方时,则采用喷砼、随机锚杆与钢支撑进行处理,处理方法详见附图:
塌方处理示意图。
（6）2#隧道出洞特殊处理,从洞内直接出洞,为保证出洞的安全,可采用小导洞先贯通的的方法,贯通后观察洞口围岩情况,然后确定扩挖方案。
4、支护工程
4.1施工安排
安全临时支护紧随开挖工作面施工,
、
类围岩支护滞后开挖工作面20～30m施工,
类围岩视情况1～2个循环支护一次。
4.2施工程序
4.2.1锚杆施工程序
锚杆采用先注浆后插锚杆的方式进行施工,其施工程序为:
清除危岩→喷第一层砼→造孔→注浆→插锚杆→待凝。
4.2.2锚筋桩施工程序
锚筋桩采用先插锚筋后注浆的方式进行施工,其施工程序为:
清除危岩→造孔→插锚筋→注浆→待凝。
4.2.3砼喷护施工程序
砼喷护施工程序为:
岩面冲洗→初喷砼→系统（随机）锚杆→挂钢筋网→标识喷砼厚度→喷砼至设计厚度。
4.2.4钢拱架施工程序
钢拱架施工程序为:
根据设计要求现场实地放样并加工→岩面冲洗→安装钢拱架→挂网→喷砼使拱架与围岩形成整体。
4.3施工方法
4.3.1材料准备
（1）水泥:
采用42.5级普通硅酸盐水泥。
（2）集料:
细集料应采用中砂或粗砂、细度模数宜大于2.5;含水率宜控制在5%～7%;粗集料应采用砾石或碎石,粒径不大于15㎜。
（3）钢筋:
钢筋网应符合招标文件规定。
（4）锚杆及锚筋桩:
钢筋采用HRB335牌号钢筋。
（5）按施工图纸要求,在注浆锚杆水泥砂浆中添加的速凝剂、早强剂和其它外加剂,品质不含有对锚杆产生腐蚀作用的成分,喷护速凝剂的初凝时间不大于5min,终凝时间不大于10min。
选用的外加剂必须经监理人批准方可使用。
4.3.2砂浆锚杆施工
（1）工作面处理
①开挖工作面结束后,立即清理危岩。
②洞口土石方明挖岩石边坡表面处理采用光面爆破或预裂爆破,以减少对边坡岩石的损伤和获得较平整的喷射面;自然边坡将基岩面整平,并将表面松动岩块、浮渣等覆盖物清理干净;清除坡脚处的岩渣等堆积物。
③明挖土质边坡,喷射混凝土支护作业前,将边坡整平、压实,自坡底开始自下而上分段分片依次进行喷射;严禁在冻土和松散土面上喷射混凝土。
④洞身段各类型断面,在出碴后先对喷射作业区各种松动岩块、岩粉、岩碴等进行清理和冲洗,初喷5cm厚砼,以确保锚杆施工安全;对于
类围岩的开挖断面,根据开挖面平整度局部喷射5cm厚砼找平,以利后期钢筋网敷设。
（2）造孔、注浆、锚杆埋设
①造孔
根据设计图纸或边坡、围岩情况,决定孔位,作做好标记,利用自制锚杆台车采用手风钻造孔,孔位偏差小于10cm。
成孔孔径不小于45mm,孔深与设计值偏差不大于5cm,并将孔内岩粉及积水冲洗干净。
②锚孔注浆与锚杆埋设
在实施锚孔注浆前7天,选取与现场锚杆直径和长度和锚孔孔径相同的锚杆和PVC管,采用与现场注浆相同的材料和配比拌制的砂浆,按现场施工相同的注浆工艺进行注浆试验,养护7天后剖管检查密实度,试验成果报监理工程师审批后进行施工。
砂浆利用J-200砂浆搅拌机现场拌制,随用随拌,一次拌和砂浆应在初凝前用完。
所用砂子预先过筛,使其粒径不大于2.5mm。
锚杆注浆的水泥砂浆配合比,在以下规定的范围内经过试验选定:
水泥:
砂,1:
1～1:
2（重量比）;水泥:
水,1:
0.38～1:
0.45。
水泥采用普通硅酸盐水泥,岩石钻孔注浆前,将孔内积水和岩粉冲洗干净。
利用自制锚杆台车,采用注浆机注入砂浆,注浆开始或中途暂停超过30min时,用水润滑灌浆罐及其管路。
注浆管插至距孔底5～10cm,随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出。
永久支护锚杆在钻孔内注满浆后立即插杆。
若孔口无砂浆流出,将杆体拔出重新注浆。
锚杆预先按设计长度在加工成型。
锚杆安装后注意检查锚杆结构、方向是否与设计要求相符。
并确保砂浆凝固前不敲击、碰撞和拉拔锚杆。
锚杆施工工艺流程详见图8-3《锚杆施工工艺流程框图》。
4.3.3锚筋桩施工
（1）工作面处理
工作面处理同砂浆锚杆施工。
（2）造孔、注浆、锚杆埋设
①造孔
根据设计图纸或边坡、围岩情况,决定孔位,作做好标记,利用自制锚杆台车采用潜孔钻造孔,孔位偏差小于10cm。
成孔孔径不小于90mm,孔深与设计值偏差不大于5cm,并将孔内岩粉及积水冲洗干净。
②锚筋桩加工安装与注浆
锚筋桩在现场焊接加工,钢筋须平直无锈,焊接完毕后采用人工与机械配合吊装入孔,外露10cm。
注浆参见”砂浆锚杆注浆”。
注浆完毕后封孔并保护好锚桩头,确保砂浆凝固前不敲击、碰撞和拉拔锚杆。
锚杆加工
钻孔
水泥
砂子
早强剂
除锈
洗孔
砂浆拌合
注浆
插入杆件
封口
图8-3锚杆施工工艺流程框图
4.3.4挂设钢筋网
钢筋网钢筋型号为直径8mm、网间距200×200mm,砼保护层厚度50mm。
在砂浆锚杆达到一定锚固强度后,即可进行钢筋网挂设施工。
施工中人工将钢筋沿围岩开挖轮廓面起伏进行绑扎,使钢筋网与坡面形状基本一致,并与砂浆锚杆焊结成整体。
同时在钢筋网和坡面之间垫设50mm厚的砂浆预制块,以确保钢筋网的保护层厚度。
4.3.5砼喷护
锚杆、钢筋网安设完毕后紧接着进行砼喷护,根据受喷面积对作业区进行分段（每段长不超过6m）以及于坡面不同部位标识喷护砼所需的厚度。
对于有渗水的部位,预先埋设小导管将渗水进行疏导。
砼喷护由洞外JS350型自落式拌和机拌料,砼骨料最大粒径小于15mm,采用8t自卸汽车运至工作面。
在距喷射作业面较近部位布置ZP-5型砼喷射机,人工持喷枪喷护。
喷射过程中按自下而上、先凹后凸的顺序进行。
喷射砼终凝2h后,开始喷水养护,养护时间不少于7昼夜。
喷射砼时根据围岩类别及水文地质情况,确定适宜的初喷层厚度,过厚砼自重超过内部凝聚力或与岩层的粘结力,会造成下坠或掉下形成空壳。
终喷时每次喷射厚度5cm左右,间隔10～15min后再喷下一次直至设计厚度。
喷砼施工工艺流程详见图8-4。
图8-4喷砼施工工艺流程框图
4.3.6钢拱架架设
对于隧洞不良地质段,采用钢拱架进行支护。
根据设计要求现场实地放样并加工钢拱架,现场支护岩面需冲洗干净,然后进行钢拱架的安装,需要时还要进行钢筋网挂设,最后喷砼使拱架与围岩形成整体。
钢拱架制作工艺流程详见图8-5,施工工艺流程详见图8-6。
隧道洞身段开挖支护工艺及方法参见附图:
隧道洞身段开挖支护工艺及方法示意图。
图8-5钢拱架制作工艺流程框图
图8-6钢拱架施工工艺流程框图
5、施工安全监测
根据国家《爆破安全规程》GB6722-86第8.2.1条规定,隧道允许安全值V=10cm/s,并规定:
重复爆破
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