武家湾隧道进洞端V级围岩及洞口施工方案及施工安全防护措施.docx
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武家湾隧道进洞端V级围岩及洞口施工方案及施工安全防护措施
武家湾隧道进洞端V级围岩及洞口施工方案
一、工程概况
武家湾隧道进洞端从既有紫红公路下穿过，隧道开挖顶距既有公路面约4.5m，隧道进口端明洞长5.0m，明暗洞交界处基本上与既有紫红公路挡墙相贴，洞口段为V级围岩长45m,为强～弱风化粉砂质板岩，中厚层状，节理裂隙发育，部分充填石英脉，岩体破碎散体结构，洞口处地表覆盖碎石土层，开挖易坍塌，雨季渗水，经现场地质调查，洞口处基本上为原施工紫红公路的堆积层，且洞口处既有公路挡墙基底较浅，挡墙施工质量较差。
二、进口端施工现场布置
图1
三、洞口段施工方案
根据隧道洞口段地形，地质条件及设计文件要求，本着管超前，短进尺，弱爆破，强支护，勤量测，早封闭的原则进行施工。
施工工序：
隧道进口安全防护及排水系统施工→洞口长管棚施工→隧道洞口处土石方开挖及临时支护→隧道开挖。
一）、洞口长管棚施工
根据隧道洞口地质条件及既有公路构筑物情况，先进行长管棚施工，以保证其它下道工序施工安全及既有公路的稳定。
长管棚超前支护施工方案、方法及措施
采用管棚机引孔并分段压管至设计深度，压注水泥浆液加固松散岩体，以达到先护后挖的超前支护目的，施工工艺见“长管棚施工工艺图2”
图2大管棚施工工艺框图
（1）长管棚设计参数：
①钢管规格：
热轧无缝钢管Φ108mm，壁厚6mm的热扎无缝钢管，钢管前端呈尖锥状，在尾部焊接Φ10加劲箍。
管棚节长4m、6m。
②管距：
环向间距中至中为40cm，距隧道初支外轮廓45cm，每个洞口共计40根管棚，每根长30m。
图3
③钢管轴线外插角约1°，方向平行于线路中线。
④钢管接头采用丝扣连接，丝扣螺纹段长大于15cm。
相邻两根钢花管的接头要错接，其错接长度不小于1m。
钢花管上钻注浆孔，孔径Φ10mm，孔间距15cm。
呈梅花型布置，钢管尾部不钻花孔作为止浆段。
（2）施作套拱
①根据隧道具体情况，隧道套拱紧贴既有公路挡墙且挡墙基底较浅，故为确保既有公路稳定，在施作套拱时，先挖槽施工出套拱位置，尽量保留原有土石体，单口施工（具体见下图4）按此施工既保证既有公路的稳定又可利用保留土体作内模，不用搭管立架支撑施
工。
图4
②按设计施做混凝土套拱，预埋导向管，套拱内设置4榀格栅钢架，并与导向管焊接牢固，混凝土浇注按规范进行，预埋管孔口预留一定的上抬量。
工字钢架参照V级围岩钢架进行加工。
钢架脚焊接30×30×1cm钢板，钢架间设置Φ22纵向连接筋，环向间距1.0m。
其中布40个Φ147×4mm孔口管（中隔墙上部增加两根管棚），孔口管与钢架焊接为整体。
Φ16固定钢筋与孔口管、钢拱采用双面焊接，焊缝长度不小于5d。
（3）设钻孔平台架、安装钻机
钻孔施工随洞口土石方向下开挖分级进行，钻机直接放在开挖平台上进行钻孔，必要时搭设简易台架，台架固定牢固，以防钻孔时钻机在晃动。
（4）钻孔
钻孔采用管棚机钻机，沿导向管向内钻入。
（5）安装管棚
钢管由机械分段顶进，节段间用丝扣连接；顶进时，钢管接头错开。
管棚到位后，钢管与导向管间隙用速凝水泥堵塞严密。
堵塞时预留进浆孔和排气孔。
图5
（6）注浆
浆液采用注浆机灌注，达到设计注浆量或注浆压力时,稳定3～5分钟后停止注浆。
浆液采用水泥浆。
32.5号普通硅酸盐水泥，水灰比1:
1；注浆压力：
初始压力0.5~1.0mpa，终止压力2.0mpa以上。
（7）技术措施
①严格按设计角度将导向管焊接到导向架上，套拱施工完成后，重新复核导向管的角度，以保证长管棚角度。
②经仪器测量，钻杆方向和角度满足要求后方可开钻，钻孔过程中要始终注意钻杆角度的变化，并保证钻机不移位。
每钻进5m复核钻杆的角度，确保钻孔方向。
③预先对每个钻孔的钢管进行配管和编号，保证同一断面接头数不超过50%。
④注浆前必须将钢管与导向管间隙堵塞严密，以防注浆过程中浆液冒出。
⑤浆液必须采用合格材料按配合比施工。
⑥钢管施工误差：
径向不大于20cm沿相邻钢管方向不大于10cm。
⑦套拱开挖时不得随意切坡，只有待管棚施作完以后，才能开挖。
在管棚施工过程中必须保持套拱的稳定，不偏移不沉降。
导墙基础必须置于稳定的岩层中。
⑧注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆经验。
⑨完成长管棚及注浆施工后，在管棚支护的保护下，按设计的方法开挖各部，开挖后应立即喷射混凝土，打设锚杆、挂网、再喷射混凝土至设计厚度。
长管棚与下一环超前小导管搭接不小于2.0m。
二）、洞口土石方开挖
施作洞口仰坡截、排水系统，用挖掘机从上至下逐层顺坡开挖，第一次开挖至起拱线位置，拱部以上部分级开挖成型后，及时按设计施作锚喷及边坡防护，尽早稳定边仰坡。
第二次开挖起拱线以下部分，开挖弃方采用自卸汽车运至临时弃土场集中弃置。
边、仰坡开挖成形后，先对边、仰坡用湿喷方法初喷5cm厚的砼，然后采用7655型风钻打眼，人工安装锚杆，早强砂浆进行锚固，钢筋网由人工绑扎并与锚杆端部焊接形成整体，复喷砼至设计厚度。
四、洞身开挖支护
（1）正洞V级围岩施工方法
正洞V级围岩采用三导坑先墙后拱法进行开挖支护。
施工工艺流程：
中导洞超前锚杆及开挖中导洞→中导洞初期支护→浇注中隔墙→超前小导管超前支护→开挖右洞侧导洞→右洞侧导洞初期支护→开挖左洞侧导洞→左洞侧导洞初期支护→开挖右洞上断面（在右洞大管棚施工完成并达到强度后进行）→右洞上半断面初期支护→开挖右洞上断面（在右洞大管棚施工完成并达到强度后进行）→左洞上半断面初期支护→开外右洞剩余部分→右洞剩余部分进行初期支护→开挖左洞剩余部分→左洞剩余部分进行初期支护→左、右进行仰拱浇注→左、右整体浇注二次衬砌（为保证既有公路洞稳定，洞口段二衬必须及早施工）
（2）开挖方法及措施
施工方法见“图6”
图6隧道Ⅴ级围岩施工方法示意图
①开挖方法：
采用光面爆破开挖
施工分七部开挖支护，左右洞错开15～20m，中导坑超前侧导坑30m。
②初期支护：
隧道支护采用“一掘一支”制，上部每次架立格栅钢架一榀，下部每次架立格栅钢架二榀；先初喷4cm的混凝土，然后架立格栅钢架，挂钢筋网，打锁脚锚杆、锚杆，现场质检工程师及监理检查中线、标高及净空尺寸、焊接质量等符合要求后，采用湿喷工艺喷射混凝土
③超前支护：
为保证隧道开挖安全，隧道三导坑开挖前沿初支拱部布置φ42超前注浆小导管，V级围岩浅埋段主洞采用φ108管棚超前支护
④Ⅴ级围岩三导坑先墙后拱法开挖注意事项：
a、工作面较多，作业面狭小，施工相互干扰大，必须统一指挥、协调；
b、对围岩的干扰次数多，不利于围岩的稳定，注意加强对爆破的控制，周边采用光面爆破；
c、对整个施工过程监控量测，若发现净空位移量大或收敛速度无稳定趋势时，对初期支护结构采取补强措施。
五、武家湾隧道洞顶安全防护措施
为确保武家湾隧道进口端能够安全、顺利的施工，营造一个良好的施工环境，在紫红公路武家湾隧道施工段设立防撞带、减速带、截水带，安全防护方案如下：
1、公路段外侧边缘用M7.5浆砌片石修筑防护墙，墙宽60cm，高70cm，长100cm。
墙与墙之间的间距为100cm，防护曲线墙总长度为70m，并把墙体刷成红白相间的条横，警示行驶车辆。
2、筑防护墙之前，在既有公路路面打孔，孔深30cm，把Φ48钢管预埋在混凝土中，钢管长300cm，每段墙体中预埋两根钢管，钢管间距为60cm，钢管之间用Φ20螺纹钢筋连接焊牢，螺纹钢筋上下间距为40cm。
3、已修筑的防护墙之间用M7.5浆砌片石修筑截水带，高和宽都为30cm，防止路面的水流到施工场地。
4、在已预埋的钢管上挂设彩钢板及宣传标语牌。
5、在紫红公路路面上设立减速带，在隧道线路中线左右两侧各设两处减速带，右侧距隧道线路中线30m及70m处各设一处减速带，左侧距隧道线路中线30m及80m处各设一处减速带，具体情况以地方公路局的规定为标准。
6、为了保证隧道洞顶施工安全，在隧道上方的紫红公路路面上并排铺设厚15mm的两块钢板，钢板长6m、宽2m。
钢板铺设范围，宽4m，长30m。
7、在隧道上方的紫红公路外侧洞顶段，封闭外侧路面。
摆放标示塔，间距按地方公路局的规定为标准。
8、隧道进行爆破施工之前，专职安全员手持小红旗、哨子，携带安全警示牌、通讯设备到隧道顶上方两侧公路上及周边路口进行警戒，以防止事故发生。
9、洞顶防护设施材料表：
序号
材料
数量
单位
备注
1
M7.5浆砌片石
21
m3
防撞墙
2
M7.5浆砌片石
5
m3
挡水墙
3
15mm钢板
120
m2
路面铺设
4
彩钢板
196
m2
宣传、标示牌
5
Φ48钢管
294
m
预埋钢管
6
Φ20钢筋
1462
Kg
连接钢筋
7
减速带、截水带的具体施工方案见附图7、8：
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