隧道sⅳb洞身衬砌施工方案doc.docx
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隧道sⅳb洞身衬砌施工方案doc
隧道S-IVb洞身衬砌施工方案
一、编制依据
二、工程概况
1、工程简介
2、工程地质概况
2.1、地形地貌
隧道区属构造—侵蚀丘陵地貌区，穿越浑圆状山体，沟谷切割较深，多呈“U”型峡谷，自然坡角20~35°。
山脉总体呈东西向，山顶呈圆状，多发育树枝状冲沟，沟内一般无水地表径流。
地表植被不甚发育，多以稀疏林木为主，进口地带有乡间简易公路到达，交通较为不便。
2.2、地质岩性
根据工程地质调查、钻探及物探资料，本隧道地段围岩主要为元古代武当群（Pt2w）片岩和白垩—第三系（K-E）砾岩；两岩性呈角度不整合接触；斜坡坡面和低洼冲沟内覆盖第四系残坡积（Q4e1+d1）粉质粘土层。
2.3、地震基本烈度
隧道场区地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度分区属0.05g区，相当于原地震基本烈度VI度区。
依据《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）有关规定，该隧道可比基本烈度提高一度采取抗震措施。
2.4、水文特征
隧道区地表水系不发育，隧道区多发育树枝状冲沟，沟内一般无地表水径流。
但在雨季会出现短暂地面渗流，流量较小，对隧道施工影响较小。
隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水，其次为残坡积碎石质粉质粘土层中的孔隙水。
分部零星、不稳定，水量亦随季节变化。
3、工程概述
三、施工条件和主要技术标准
1.设计标准
公路等级：
双向四车道高速公路
隧道净宽：
10.25m
隧道净高：
5.0m
设计速度：
80km/h；
设计荷载：
公路-Ⅰ级
2．施工条件
本隧道为新建左右幅分离式双洞隧道，进口有村村通公路，施工场地宽阔，施工用水取自洞口自然沟，出口有新修的2#施工便道接茶青公路，物资供应和交通较便利。
施工场地主要用于右洞出洞口接线路基100m范围，施工用水取自洞口两边的自然沟。
3.S-Ⅳb衬砌支护工程量
S-Ⅳb衬砌支护工程数量表
序号
部位
桩号
长度（m）
施工项目
单位
工程量
1
右线
K49+850～K49+880
30
喷射砼支护
m3
115.2
钢筋网支护
kg
1498.8
锚杆支护
m
1710
格栅钢架支护
kg
14729.4
仰拱砼
m3
141.6
仰拱回填
m3
195
衬砌砼
m3
270
2
右线
K49+920～K49+948
28
喷射砼支护
m3
107.52
钢筋网支护
kg
1397.76
锚杆支护
m
1596
格栅钢架支护
kg
13747.44
仰拱砼
m3
132.16
仰拱回填
m3
182
衬砌砼
m3
252
3
右线
K50+071～K50+285
214
喷射砼支护
m3
821.76
钢筋网支护
kg
10691.44
锚杆支护
m
12198
格栅钢架支护
kg
105069.72
仰拱砼
m3
1010.08
仰拱回填
m3
1391
衬砌砼
m3
1926
4
左线
Z1K49+805～Z1K49+893
88
喷射砼支护
m3
337.92
钢筋网支护
kg
4396.48
锚杆支护
m
5016
格栅钢架支护
kg
43206.24
仰拱砼
m3
415.36
仰拱回填
m3
572
衬砌砼
m3
792
5
左线
Z1K49+933～Z1K49+949
16
喷射砼支护
m3
61.44
钢筋网支护
kg
799.36
锚杆支护
m
912
格栅钢架支护
kg
7855.68
仰拱砼
m3
75.52
仰拱回填
m3
104
衬砌砼
m3
144
6
左线
Z1K50+072～Z1K50+542
470
喷射砼支护
m3
1804.8
钢筋网支护
kg
23481.2
锚杆支护
m
26790
格栅钢架支护
kg
230760.6
仰拱砼
m3
2218.4
仰拱回填
m3
3055
衬砌砼
m3
4230
7
左线
Z1K50+620～Z1K50+745
125
喷射砼支护
m3
480
钢筋网支护
kg
6245
锚杆支护
m
7125
格栅钢架支护
kg
61372.5
仰拱砼
m3
590
仰拱回填
m3
812.5
衬砌砼
m3
1125
三、施工计划安排
S-Ⅳb衬砌支护施工计划安排如下表：
序号
部位
桩号
长度（m）
施工项目
施工日期
1
右线
K49+850～K49+880
30
喷射砼支护
2013.06.07-2013.06.15
钢筋网支护
2013.06.07-2013.06.15
锚杆支护
2013.06.07-2013.06.15
格栅钢架支护
2013.06.07-2013.06.15
仰拱砼
2013.06.26-2013.07.02
仰拱回填
2013.06.29-2013.07.05
衬砌砼
2013.07.7-2013.07.15
2
右线
K49+920～K49+948
28
喷射砼支护
2013.05.10-2013.05.17
钢筋网支护
2013.05.10-2013.05.17
锚杆支护
2013.05.10-2013.05.17
格栅钢架支护
2013.05.10-2013.05.17
仰拱砼
2013.05.28-2013.06.03
仰拱回填
2013.05.31-2013.06.06
衬砌砼
2013.06.08-2013.06.15
3
右线
K50+071～K50+285
214
喷射砼支护
2013.01.15-2013.03.15
钢筋网支护
2013.01.15-2013.03.15
锚杆支护
2013.01.15-2013.03.15
格栅钢架支护
2013.01.15-2013.03.15
仰拱砼
2013.02.05-2013.03.30
仰拱回填
2013.02.08-2013.04.02
衬砌砼
2013.02.15-2013.04.10
4
左线
Z1K49+805～Z1K49+893
88
喷射砼支护
2013.09.01-2013.09.23
钢筋网支护
2013.09.01-2013.09.23
锚杆支护
2013.09.01-2013.09.23
格栅钢架支护
2013.09.01-2013.09.23
仰拱砼
2013.09.20-2013.10.08
仰拱回填
2013.09.23-2013.10.11
衬砌砼
2013.10.01-2013.10.18
5
左线
Z1K49+933～Z1K49+949
16
喷射砼支护
2013.08.06-2012.08.10
钢筋网支护
2013.08.06-2012.08.10
锚杆支护
2013.08.06-2012.08.10
格栅钢架支护
2013.08.06-2012.08.10
仰拱砼
2013.08.25-2013.08.29
仰拱回填
2013.08.28-2013.09.02
衬砌砼
2013.09.06-2013.09.10
6
左线
Z1K50+072～Z1K50+542
470
喷射砼支护
2013.02.20-2013.06.20
钢筋网支护
2013.02.20-2013.06.20
锚杆支护
2013.02.20-2013.06.20
格栅钢架支护
2013.02.20-2013.06.20
仰拱砼
2013.03.10-2013.07.05
仰拱回填
2013.03.13-2013.07.10
衬砌砼
2013.3.21-2013.7.20
7
左线
Z1K50+620～Z1K50+745
125
喷射砼支护
2012.12.13-2013.01.20
钢筋网支护
2012.12.13-2013.01.20
锚杆支护
2012.12.13-2013.01.20
格栅钢架支护
2012.12.13-2013.01.20
仰拱砼
2013.01.10-2013.02.10
仰拱回填
2013.01.13-2013.02.13
衬砌砼
2013.01.21-2013.02.20
四、施工准备
1、施工前，全线已完成导线点、水准点测量数据的复测，并在线路附近增设了导线点与水准基点。
2、施工拌合场地己在隧道出洞右侧建设完毕。
内配配备JS750强制拌和机二台，设备及相应的小型机具的安装调试均已完成。
3、施工用水取自自然沟渠，按照标准化要求设置蓄水池，采取高压变频供水。
4、施工用电：
供电采用400/315V三相五线系统，动力设备采用三相380V。
隧道内照明成洞段和不作业段采用220V，一般作业地段用低压电源不大于36V。
5、施工用风：
隧道掘进左、右洞口各建一座高压风站，两个供风站内各设3台20m3/min电动空压机，负责洞内施工用风的供应。
6、施工通风
为加快施工进度，保证洞内作业环境满足要求，隧道内采用压入式通风方式。
在掘进洞口安设轴流式通风机。
7、人员配备
本工程开工前，组织全体技术人员，包括测量、质检、试验、材料相关人员。
熟悉施工图纸，了解施工内容。
由技术总管主持开展技术工作，对各部门人员进行分工。
8、施工机械设备
施工机械已进场，技术状况良好。
9、施工配合比
施工所需用水泥、碎石、砂等材料均已由监理抽样送试验室试验合格；施工用配合比已报批，可按配比施工。
10、材料准备
五、劳动组织及机具设备
衬砌施工劳动作业人员配备
序号
班组
人数（人）
任务范围
1
初期支护
54
运输、安装钢支撑、装锚杆挂网、喷砼
2
二次衬砌及路面
50
仰拱、拱墙模筑砼浇筑、衬砌钢筋安装、防水板、排水管埋设及预埋件；浇筑路面砼、两侧沟槽
3
机械队
25
装载机、空压机、挖掘机、后勤车辆、电焊、施工用电等运行管理
4
勤杂机动班
8
零杂事务、文明工地环境卫生、协调其他班组施工
5
拌合站
16
砼拌合、运输、机械维护
6
钢材加工班
9
型钢架、格栅拱架加工
7
后勤管理
20
文明施工管理、技术管理、各班组各工序协调安排
8
合计
182
衬砌施工劳动作业机具配备
序号
作业项目
机具设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
洞身衬砌
空压机
20m3/min
台
6
高压供风
双液注浆机
BW-2504m3/h
台
2
注浆
挖掘机
CAT320D
台
1
调装
装载机
柳工ZL50
辆
2
拌合站上料、调装
泥浆泵
100m3/h
台
2
排水
湿喷机
TK961
台
2
喷射砼
发电机组
200KW
台
1
发电
运输罐车
9m3
台
8
砼运输
电焊机
BX—500
台
12
钢材加工
钢筋切断机
GJ5-40
台
2
钢材加工
型钢弯曲机
WJ40-10
台
1
钢材加工
钢筋调直机
GTJ-8/12
台
2
钢材加工
搅拌机
JS750
台
2
喷射砼拌料
配料斗
PLD1600
台
1
喷射砼拌料
搅拌机
JS1000
台
1
搅拌砼
配料斗
1000
台
1
搅拌砼
混凝土输送泵
HBT60
台
2
二衬
二衬台车
10.5m
台
2
二衬
2
量测仪器
全站仪
南方NTS-362RL
台
1
水准仪
DS32H
台
1
钢尺
50m
个
1
3
通风
轴流风机
SD-Ⅱ-125
台
1
洞内通风
六、洞身施工方案
1、初期支护施工方法
1.1喷射混凝土施工工艺
1.1.1配合比
喷混凝土的配合比，应符合混凝土强度和喷射工艺的要求，可按经验选择后通过实验确定。
1.1.2喷射前准备工作
根据设计要求，任家凹隧道S-Ⅳb洞身喷射混凝土厚度为16cm。
1）、喷锚衬砌施工前，必须做好以下准备工作：
（1）检查开挖断面净空尺寸、受喷面尺寸，保证开挖面尺寸符合设计要求。
（2）拆除障碍物。
（3）清除松动岩块和墙脚岩碴，并用风、水冲洗受喷面（当岩面受水容易泥化时，只能用高压风吹）。
（4）设置标志或利用锚杆外露长度以掌握喷射砼厚度。
（5）检查机具设备和风、水、电等管线，并试运转。
（6）喷射混凝土地段有漏、滴、渗水现象时，应予及时处理，采取堵、截、排等手段，使受喷面无淋水，滴水现象，以保证混凝土与岩面的黏结。
2）、喷砼施工机具必须符合下列要求：
（1）喷射机密封性能良好，输料连续、均匀，技术条件能满足喷射作业需要。
（2）空压机性能必须满足喷射机工作风压和耗风量的要求。
压风进入机前，必须进行油水分离。
（3）混合料的搅拌宜采用强制式搅拌机。
（4）输料管必须具有良好耐磨性能。
1.1.3喷射作业的操作方法：
各项准备工作完成后，可以向进料斗中加满混合料。
首先打开进气总阀门，上风路闸开启1/3，在调整下风路大约0.5-1Kg/cm空载风压。
这时可以开动搅拌机，并打开拱水阀门，向料斗喷水。
只要连续上料处于基本充满状态。
不使螺旋叶片暴露出来，搅拌机就会自动均匀的搅拌合准确供料。
喷射作业应进行在划定的区段进行，最好开挖后就喷射，区段长度不宜超过6m。
喷射时，应由下而上顺序进行，喷射路径呈S形上升，如下图：
当喷射机料斗有料时，即可开动喷射机开始作业。
此时的工作压力大约0.4-0.5Mpa（取决于拌合料的水灰比大小和输料管的长短）。
旋流器压风（下风路）调整确定之后，再次开启上风路阀门，直到喷射余气口处没有较多物料泄出为止。
上、下风路阀门调整合适一般无需再动。
当班中需要停风时，只需关闭进风路总阀门即可。
作业中，若发现混合料堆积在搅拌机料斗筛网上边时，应及时打开震动器阀门，加速震动筛下料，再把杂物拣出，需要停搅拌机时一定要把供水阀门同时关闭。
操作人员要坚持岗位，注意机器运转和联系信号，监视喂料情况余气口喷余料多少及压力升降，保证机器正常运转。
短时中断喷射作业时，可以随时停机、停风、无需处理。
混合料可以滞留在料斗中，但一定关闭供水阀门。
长时间停顿或每班结束时，首先要停止加料，待进料斗槽出空后加入一定数量不含水泥的纯砂石，并加大向料斗的喷水，让机组继续运转，直到转到料腔中的物料出完为止。
然后再停机。
停机后，应将输料管中的残料吹出去，当没有物料从喷头喷出时，再关闭喷头水阀。
最后关闭总进风管路阀门。
1.1.4喷头的操作
（1）、喷头应保持良好的工作性能。
（2）、开始喷射时应先给水，再给料。
结束时应先停料，后关水。
（3）、喷头与受喷面垂直。
其间距应与风压协调，以0.6～1.2m为宜。
（4）、严格控制水灰比。
混凝土喷射层应湿润光泽，粘塑性好，无干斑或流淌现象。
（5）、如发现有脱落的石快或混凝土块被钢筋架住时，应立即清除。
（6）、突然断水或断料时，喷头应迅速移离受喷面，严禁高压风、水冲击尚未终凝的混凝土。
1.1.5施工注意事项
（1）喷射中发现松动石块或遮挡喷射混凝土的物体时，必须及时清除。
（2）一次喷射厚度必须根据设计厚度和喷射部位确定，初喷厚度不得小于4~6cm。
（3）喷射作业必须以适当厚度分层进行，后一层喷射必须在前一层混凝土终凝后进行。
若终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时，受喷面必须用高压气体吹干净。
岩面有较大凹洼时，必须结合初喷予以找平。
（4）回弹率必须控制，拱部不超过40%，边墙不超过30%，挂钢筋网后，回弹率限制可放宽5%。
必须尽量采用经过验证的新技术，减少回弹率，回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。
（5）喷射混凝土终凝2h后，必须喷水养护，养护时间一般不少于7d。
（6）喷射混凝土作业需紧跟开挖面时，下次爆破距喷混凝土作业完成时间的间隔，不得小于4h。
（7）有水地段喷射混凝土时必须采取以下措施：
①当涌水点不多时，用开缝摩擦锚杆进行到水处理后再喷射；当涌水范围大时，树枝状排水导管后再喷射；当涌水严重时，可设置泄水孔，边排水边喷射。
②喷射时由远而近，逐渐向涌水点逼近，然后在涌水点安设倒灌，将水引出，再在导管附近喷射。
1.1.6喷射混凝土支护实测项目：
序号
检验项目
规定值或允许偏差
检验方法和频率
1
喷射混凝土强度
（MPa）
在合格标准内
按附录E检验
2
喷层厚度（mm）
平均厚度≥设计厚度；检查点的60%≥设计厚度；最小厚度≥0.5设计厚度,且≥50mm
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
3
空洞检测
无空洞,无杂物
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
1.2锚杆支护施工工艺
1.2.1原材料及成品、半成品质量检验
（1）、锚杆
中空注浆锚杆所用锚杆进场必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求，本工艺采用φ25中空注浆锚杆。
（2）、注浆液
①注浆液的种类有水泥砂浆、水玻璃砂浆、水泥—水玻璃双浆液等，本工艺采用水泥浆液，其配合比必须符合设计要求；
②浆液配合比：
水灰比宜为1：
1（重量比）；
③浆液应搅拌均匀，随拌随用。
一次拌和的浆液应在初凝前用完，并严防石块、杂物混入。
1.2.2锚杆支护准备工作
根据设计要求，任家凹隧道S-Ⅳb中空锚杆长3.0m，锁脚锚杆长3.0m。
（1）施工前必须根据设计图标示的工程及水文地质资料进行研究。
（2）结合现场实际情况，选择锚杆长度。
（3）根据工程进展情况，提前加工好锚杆。
（4）根据现场的地质条件进行试验确定注浆液的各种参数，来指导现场施工。
（5）钻孔机具应根据锚杆类型、规格及围岩等情况选择；
（6）拆除障碍物，搭设好钻孔施工台架。
（7）检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转，确保各项工作正进行。
1.2.3中空锚杆的操作方法
（1）布孔打眼：
按设计要求在初喷混凝土面上将孔位用红漆标识在掌子面上。
（2）钻孔：
开挖初喷后，必须尽快利用人工手持风钻在简易台架上进行钻孔，凿岩机钻孔，钻孔应保持顺直，并与岩面垂直，孔位允许偏差为±50㎜，钻孔数量应符合设计规定；钻眼直径必须大于锚杆杆体直径15mm；孔深不应小于锚杆杆体有效长度，但深度超长值不应大于50㎜。
钻眼时的钻机钻速根据实际情况人工调节。
（3）安设锚杆：
锚杆插入前必须将孔眼吹净，避免锚杆插入时阻塞；安装前锚杆必须除锈矫直；杆体插入锚杆孔时，保持位置居中，锚杆杆体露出混凝土面不大于喷层厚度，并安装止浆塞，垫板和螺母。
有水地段先引出孔内的水或在附近另行钻孔再安装锚杆。
（4）注浆:
利用快速接头将锚杆和注浆机连接,开启注浆机器，按照设计的注浆压力进行压力注浆,通常注浆压力为1.0Mpa～1.5Mpa，一般按单管达到设计图标示注浆量作为结束标准。
当注浆压力达到终压不少于20min，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆。
注浆结束后，将管口封堵，以防浆液倒流管外。
锚杆垫板与孔口混凝土密贴，并随时检查锚杆头的变形情况，待浆液达到设计强度90％以上时，再度拧紧螺母，施加预应力。
中空注浆锚杆施工工艺流程图
1.2.4锁脚锚杆的操作方法
（1）布孔打眼：
按设计要求在初喷混凝土面上将孔位用红漆标识在掌子面上。
（2）钻孔：
开挖初喷后，必须尽快利用人工手持风钻在简易台架上进行钻孔，凿岩机钻孔，钻孔应保持顺直，并与岩面垂直，孔位允许偏差为±50㎜，钻孔数量应符合设计规定；钻眼直径必须大于锚杆杆体直径15mm；孔深不应小于锚杆杆体有效长度，但深度超长值不应大于50㎜。
钻眼时的钻机钻速根据实际情况人工调节。
（3）清孔安装：
本施工采用药卷，浸泡填塞。
每塞入一节药卷，用仅孔洞顶塞棒将其项入，并与上一节密贴，至此孔洞塞满。
锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%；钢筋尾端外露长度宜稍小于喷层厚度；安装好后不得敲击和碰撞，其端部3天内不得悬挂重物。
锁脚锚杆施工工艺流程图
1.2.5施工注意事项
锚杆孔位必须精确，符合设计及规范要求：
锚杆孔保持顺直，并与其所在部位岩面垂直，尤其拱顶水平岩层层面，必须按设计施作达到要求，以防塌顶；杆体在使用前必须严格保管，防止遇水生锈，以保证锚杆质量；锚杆孔注浆压力，要达到设计要求；锚杆垫板须与喷射砼面密贴。
1.2.6锚杆支护实测项目：
序号
检验项目
规定值或允许偏差
检验方法和频率
1
锚杆根数（根）
不少于设计
按分项工程统计
2
锚杆拔力
28d拔力平均值≥设计值；最小拔力≥0.9设计值
按锚杆数1%且不少于3根做拔力试验
3
孔位（mm）
±50
尺量：
检查锚杆数的10%
4
钻孔深度（mm）
±50
尺量：
检查锚杆数的10%
5
孔径（mm）
符合设计要求
尺量：
检查锚杆数的10%
1.3钢筋网施工工艺
1.3.1原材料及成品、半成品质量检验
（1）钢筋必须有出厂合格证，材质证明，并经复试合格后，方可使用。
使用前必须进行除锈蚀。
（2）根据设计要求选择Φ6.5钢筋调直处理后，在加工平台上焊成间距250×250mm，长2m，宽1-2m的钢筋网片。
（3）网格采用梅花形电弧焊，焊接要牢固。
焊接时要有引弧板，不得在钢筋上引弧，焊接点要清除焊渣，并保持网片干净，无污染。
（4）每片制作好后平放在加工棚内，挂牌注明规格及使用部位，并注意防潮、防锈。
（5）在冬季进行钢筋网片加工时，钢筋的加工及焊接均须满足相关要求。
冷拉钢筋时的温度不宜-20℃；张拉预应力钢材时的温度不宜低于-15℃。
在钢筋工程焊接施工中，当环境温度低于-5℃的条件下进行钢筋对焊或电弧焊前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可施焊。
风力超过四级时，应采取挡风措施。
焊后未冷却的接头应避免碰到冰雪。
当环境温度低于－20℃时，不得进行施焊。
并且，要做好钢筋加工场的防风、防雪及保暖措施。
1.3.2钢筋网支护准备工作
（1）施工前必须根据设计图标示的网片规格在钢筋加工棚进行加工。
（2）根据工程进展情况，选择与当前衬砌类型的网片，调运到施工现场。
（3）施工焊接机具调运到施工现场。
（4）拆除障碍物，搭设好挂网施工台架。
（5）检查机具设备和电等管线路，并试运转，确保各项工作正进行。
1.3.3钢筋网的操作方法
钢筋网支护施工流程如图1所示，钢筋网支护应在初喷及锚杆安装之后进行。
图1钢筋网支护施工流程图
具体施工技术措施：
（1）制作网片
钢筋网制作可以分为现场编网和半成品网片现场拼接两种。
现场编网因占用较长的循环时间，在本隧道中不宜采用，而采用半成品网片拼接挂网，以加快挂网速度。
按设计要求网片的宽度按钢拱架的间距及锚杆布置情况预制，网片重量控制在50kg左右，同时用在墙部网片应上侧带钩（如图2），以方便挂设。
加工的网格尺寸应符合设计要求。
图2钢筋网片支护示意图
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