隧道锚喷支护工程施工组织设计方案.docx

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隧道锚喷支护工程施工组织设计方案

锚喷支护施工技术方案

一、工程概况

至高速公路是国家重点建设的“五纵七横”国道主干线中至瑞丽高速公路的一段，是我国中西部地区交通运输的大通道。

起于至高速公路的终点周旺铺互通式立交桥，终点至方县的竹田，与规划的至新晃高速公路连接，主线全长156公里。

至高速公路洞口至铁山段起点位于洞口镇贺家冲的石嘴响，终点位于境洪江市铁山乡的阁，本段路线全长34.679Km。

第十六合同段起点里程Y（Z）K99+200，终点里程K103+370，全长4.17Km。

1.1气候

路线所经地区属中亚热带季风湿润气候，具有明显的季节特征，气候温和，四季分明，热量充足，雨量集中，无霜期长，春温多变，夏季多旱，严冬期短，暑热期长。

气候对沿线施工的影响主要在雨季，全年降雨量大于1300mm，雨季多集中于四、五、六月份，约占全年降雨量的50%。

因气候影响施工的是冬春交替期，一般在每年12月下旬开始至第二年二月中旬期间，约20天左右。

年平均气温15.6℃，最高气温为39.3℃，最低气温-7.6℃。

1.2地貌、地质、水文

1.2.1地形地貌

本项目路线大致呈东西走向。

主要跨越资水流域，由于水系发育，沿线地形侵蚀强烈。

沟壑纵横，岸坡陡峻，地面相对高差一般在100～280m之间，山坡坡面自然坡度一般为15º～55º，植被发育，灌木、乔木茂盛，通行困难。

1.2.2工程地质

项目区在总体构造上地处江南地体之东南缘，雪峰山加里东一印支复合山链中段祁阳山字型前弧，山体走向均受构造控制。

区主要经历四次大的构造运动：

即雪峰运动、加里东运动、印支运动及燕山运动，形成了一系列北东向延伸的褶皱和断裂构造。

高速公路沿线发现断层10多条，以小型断层为主，宽度一般不大，多为压扭性断层，一般与路线大角度相交，且多被第四系地层覆盖，对路线影响较小，有利于路线的基础和边坡稳定。

沿线无大的山体滑坡，山体基本稳定。

总之本区域地质稳定性较好。

雪峰山隧道前后地层地表主要为第四系洪冲积层及残积层，下部为无古界板岩。

根据板岩的成分及变质程度，分为泥质板岩与砂质板岩。

泥质板岩软，砂质板岩较硬。

1、雪峰山隧道围岩相对较好，除洞口段和断层破碎带有部分属Ⅱ、Ⅲ围岩外，大部分为Ⅳ、Ⅴ类围岩。

2、雪峰山特长隧道受5条断层影响，其中：

ZK100+335～ZK100+640段断裂带影响最大。

3、地震基本烈度小于Ⅵ度。

1.3水文地质

沿线地表水系较发育，地表水主要来源于大气降水，河水位受季节降水影响大。

路线所经区域地下水包括岩溶水、基岩裂隙水和空隙水，受大气降水补给，水量随季节变化。

沿线地下水对钢筋混凝土无腐蚀。

雪峰山隧道段地下水主要为空隙水、基岩裂隙水和构造裂隙水。

覆盖层中的空隙水主要赋存于碎石土中，依靠大气补给，水位随地形与降雨波动，一般顺岩面下流，局部以泉水的形式集中排泄，基岩裂隙水主要赋存于全强风化岩层中，水量较小，构造裂隙水主要是断裂带的裂隙水和褶皱核部的裂隙水，由于区断层和褶皱核部透水性较差，因此，推测构造裂隙水对工程的影响不大。

1.4主要技术标准

公路等级：

高速公路（4车道）

设计荷载：

汽车-超20级，挂车-120

设计行车速度：

80Km/h

路基宽度：

24.5m（分离式2×12.5m）

1.5施工条件

线路位于、两市境，沿线有湘黔铁路，320国道、省道S220线、S221线以及县、乡公路与拟建公路交叉、相接或平行，交通比较方便。

扩修３２０国道至线路K103+370段乡村公路约15Km（16、17、18、19合同段共用），新修至雪峰山隧道出口便道约0.66Km，至3号竖井便道约8.328Km.

电力由业主架设的高压线路接出。

施工用水：

从隧道口小溪抽水至山坡新修高压水池，供生产生活用水。

筑路材料：

块（片）石、碎石料场位于洞口县江口镇，距路线14Km；水泥从洞口县第三水泥厂购买，运距100Km；石灰在洞口县茶铺石灰厂购买，运距100Km；砂、砾石在黄桥镇明丰村砂场购买，运距120Km。

通讯与当地电信部门联系安装程控。

1.6主要工程数量

第十六合同段起点里程Y（Z）K99+200，终点里程K103+370，全长4.17Km，主要结构工程为雪峰山特长隧道，另有双孔盖板涵一座，圆涵一座。

其主要工程数量为：

（一）隧道（雪峰山特长隧道出口）左线隧道长3611m，右线隧道长3622m（本合同段），竖井383m。

（二）路基土石方挖方41021m3，填方498219m3，土工格栅23255m2。

（三）涵洞两座：

1座2-4×4m盖板涵，涵长48.75m，一座1-Ф0.5m圆管涵，涵长18m。

（四）防排水工程：

浆砌片石边沟806.2m，路基盲沟546.2m，截水沟182.2m，PVC-U管697.3m，中央分割带渗沟54.2m。

护坡：

C20现浇混凝土17.7m3，M7.5砌片（块）石205m3。

路堑钢筋方格骨架锚杆护坡：

现浇混凝土272m3，浆砌10m3，锚杆11821Kg。

（五）水泥稳定碎石底基层13391.1m2。

二、具体施工方案

1、工字钢钢架、格栅钢架

钢架在洞外钢筋加工棚按设计单元尺寸加工成片，采用18a、16a型工字钢制作，共分成10段加工，段与段之间采用高强螺栓连接，工字钢焊接在1cm连接钢板上。

加工前清除工字钢、钢筋上油污浮锈，用冷弯设备弯制成型，再焊接连接钢板，钢架加工时其尺寸须放大7～10cm作为预留变形量，确保初期支护不侵入衬砌净空。

工字钢与钢板的焊接必须符合技术规要求。

将加工成型的钢架在加工场试拼合格后，运到开挖点安装。

安装前先检查开挖断面中线和高程、开挖轮廓是否符合要求，初喷4cm厚砼再架设钢架。

钢架的基础必须按照要求处理，对于台阶法施工地段，钢架拱脚必须放置在实地，若围岩比较破碎时，必须支垫混凝土块或木板，并在拱脚铺盖5～10cm的砂石，便于下导坑施工时清理。

钢架在自制简易台车上架设。

钢架垂直于线路方向架设，允许偏差±2°，中线及高程允许偏差±50mm。

钢架与初喷砼必须紧密接触，空隙处用砼垫块楔紧，每榀垫块不少于14处。

钢架单元间用M20高强螺栓连接，钢架纵向用连接钢筋连接，其环向间距应符合设计尺寸，钢架与纵向连接筋采用连接套连接，连接套采用25mm直径钢管加工，长度5cm，连接套与工字钢焊接，连接筋两头弯制成90°插入连接套，钢架定位焊连在系统锚杆上。

钢架加工、安装应符合下列要求：

①钢架质量和接头位置必须符合要求，钢架无漏焊、开焊。

②加工成型的钢架应圆顺；允许偏差为：

拱架矢高及弧长+20mm，架长±20mm，焊缝厚度不小于4mm。

③钢架组装后应在同一个平面，断面尺寸允许偏差为±20mm，扭曲度为20mm。

④钢架应架设在与隧道轴线垂直的平面，安装位置允许偏差为：

与线路中线位置支距不大于30mm，垂直度5%。

⑤钢架保护层厚度应大于25mm，其背后应保证喷射混凝土密实。

⑥钢架安设正确后，纵向必须连接牢固，并与锁脚锚杆焊接成整体。

2、Φ25中空注浆锚杆

Φ25中空注浆锚杆，按纵环向间距75（纵）×100（环向）梅花形布置，原则上径向设置，并适当考虑与围岩层面的关系，尽量与岩面垂直，锚杆单根长度3m。

锚杆用锚杆机或气腿式风动凿岩机在简易台车上施工，孔径45mm，钻眼位置、方向、孔径严格控制，钻孔完毕后，用气清孔，并将锚杆边旋转边送入眼孔，安装止浆塞、φ10塑料排气管、垫板、螺母，垫板要紧贴岩面。

注入水泥砂浆，注浆时应将眼孔中气体排出，注浆压力控制在0.5～1Mpa，砂浆锚杆施作方法同中空锚杆施作方法。

锚杆施工要求锚杆孔位偏差不大于200mm，孔洞保持直线；孔深不得小于设计长度，杆体露出面的长度，不应大于喷层厚度。

3、钢筋网

钢筋网采用8mm直径圆钢焊接，尺寸20×20cm，双层布置。

钢筋网在洞口钢筋棚加工成片，每片加工尺寸1.5m×2m，然后运到洞安装，钢筋网应与钢架焊接成整体并焊接在系统锚杆上，保护层厚度不小于4cm。

钢筋网的加工、安装要求：

钢筋网的网眼尺寸误差±10mm，对角线误差10mm；钢筋网的漏焊、开焊不得超过焊点的2%，且不应集中；钢筋网在安装时应搭接10cm；钢筋网与钢架的焊接必须牢固，防止喷射混凝土的过程中发生塌落。

4、喷射砼

喷混凝土采用湿喷工艺，以减少回弹及粉尘，创造良好的隧道施工条件。

喷射用砼在拌合站拌制，由运料车运至喷射工作面。

喷射砼配合比由现场试验室根据试验选择，并经过试验验证。

同时使用2～4台湿式喷射机喷射C25混凝土或C20混凝土。

喷前检查净空尺寸，处理局部欠挖，清除松动危石，按经监理工程师批准的配合比将配料在洞口拌合站拌合均匀，用砼运输车将混合料运送到喷射点，用湿喷机分层喷射砼，分层厚度拱部一次不超过5cm，边墙一次不超过10cm，自下而上分段进行，每次喷射分段长度不超过6m。

喷射作业要配熟练的喷射工，喷嘴应与受喷面保持垂直，同时与受喷面保持一定的距离，一般为0.6～1.0m。

按照设计与规要求，设置预埋点，作为围岩的压力变形监控量测点，取得围岩形变参数，作为施工与调整依据，画出围岩形变曲线，在一定时间围岩趋于稳定后，方可二次模注砼。

回弹料严禁重复使用。

喷射混凝土的喷层厚度平均厚度≥设计值；最小厚度≥0.5设计值，且≥60mm。

对于超挖部分或受喷面明显凹凸不平处，采用同等级强度混凝土喷射补平和回填。

喷射工艺流程见图3.9。

图3.9湿喷工艺流程图

5、注意事项

（1）所用材料必须符合图纸及相关文件、规的规定。

（2）混合拌料时，应采用钢纤维播料机均匀撒入混合料中，搅拌好的混合料中钢纤维分布均匀，不得结团，搅拌时间不得小于3分钟。

（3）干混合料宜随拌随用，无速凝剂掺入的混合料，存放时间不应超过2小时，掺速凝剂后，存放时间不得超过20分钟。

（4）在喷射钢纤维混凝土表面，应再喷射10mm厚度的水泥砂浆，水泥砂浆的强度不应低于钢纤维混凝土的等级。

（5）喷射的混凝土表面不允许开裂、漏水，也不允许钢筋、锚杆外露和混凝土侵占隧道净空。

（6）施工前应认真检查和处理作业区的危石，施工机具布置在安全地带。

（7）检查电源、设备、管路，发现问题应及时处理，锚喷支护作业中应有人随时观察围岩变化情况。

（8）喷射堵管时，应将管路顺直，紧按喷头并不得朝向人员和设备。

（9）喷射混凝土如果出现尚在扩展或危及使用安全的裂缝和离鼓现象时，应凿除重喷。

（10）当受喷面有水时，先清除岩层表面之水。

通过实验结果在混凝土中增添外加剂。

（11）对于钢架金属构件，应保证其喷射填满，粘结良好。

（12）喷射混凝土表面应平整，如有缺陷或损伤应修复完好。

（13）新喷射的混凝土应洒水养护。

（14）在已有混凝土表面上进行喷射时，应清楚剥离部分，以保证新老混凝土之间具有良好的粘结强度。

（15）喷射混凝土作业需紧跟开挖面时，下次爆破距喷射混凝土作业完成时间的间隔不得小于4h。

6、施工通风与防尘

雪峰山隧道属特长隧道，左、右线隧道单口掘进均超过3600米。

清除有害气体污染，供给洞足够的新鲜空气，并冲淡排除有害气体和降低粉尘浓度，以改善劳动条件，确保施工人员健康，洞施工期间必须进行机械通风。

在隧道一侧架设直径1500mm软管通风，每个洞口安装一台160KW风机进行压入式通风，风管距工作面不少于15m。

当导坑开挖超过1500m，压入式通风已不能保证工作面空气新鲜时，采用混合式通风。

即：

除洞口一台160KW风机外，在1000m处串联一台160KW风机进行压入式通风。

同时再增加一台55KW辅助风机进行吸出式通风，通风管的吸风口距工作面不大于5m。

除运输机械外，所有洞施工机械均使用电力机械。

掘进超过竖井后，利用竖井通风，当超过3000m后，在3000m处再串联一台风机升压。

风机后500采用镀锌铁皮硬管，其余采用软风管，管径1500mm。

经常检查修补施工区段管路，严防管道漏风降阻，控制百米漏风率，使进口压入风压不小于4800Pa，风量不小于2000m3，