隧道初期支护专项施工方案范文.docx

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隧道初期支护专项施工方案范文

1.编制说明

1.1编制依据

本方案依据《浙江省公路水运危险性较大分部分项工程安全专项施工方案管理办法》浙交〔2010〕236号文件、《义乌疏港高速公路工程招标文件》、《义乌疏港高速公路工程两阶段施工图设计》要求编制，并遵照如下标准和规范：

1、《中华人民共和国安全生产法》；

2、公路工程施工安全技术规程（JTJ076-95）；

3、公路隧道施工技术规范（JTJF60-2009）；

4、公路工程技术标准（JTG/TB01-2003）；

5、公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004）；

6、公路工程国内招标文件范本（2009年版）；

7、公路项目安全性评价指南（JTG/TB05-2004）。

1.2编制目的

指导隧道初期支护施工，切实落实有关建设工程安全技术标准、规范，加强工程项目的安全生产监督管理，预防施工安全事故，保障人身和财产安全。

1.3适用范围

义乌疏港高速公路工程雄岗山隧道和白山尖隧道初期支护作业。

2.工程概况

2.1项目简介

义乌疏港高速公路主要有路基、路面、桥涵、隧道、隧道机电、监控、通信设施、交安设施、房屋建筑、绿化工程以及照明工程等施工内容。

主线共设桥梁（含分离立交及互通区主线桥）11.2356km/22座，其中特大桥约6900.2m/3座；大桥约3960.6m/14座；中桥约376.3m/5座；隧道约1.682km/2座，其中长隧道1.251km/1座；互通式立体交叉6处（其中枢纽式互通立交2处）、收费站4处、养护工区1处、管理分中心1处。

同步建设堂阁互通连接线长1.45km，桥梁400.9m/2座，其中大桥约358.2m/1座；同步改造苏福路3.15km。

主线设计速度100Km/h，杭金衢高速至湖门互通起点段采用双向四车道，路基宽度26.0米，湖门互通至甬金高速段采用双向六车道，路基宽度33.5m堂阁互通连接线采用一级公路标准设计兼顾城市道路功能，设计速度80Km/h，路基宽度36m，苏福路按原标准改造。

路面采用沥青混凝土路面，路面标准轴载：

BZZ-100KN；汽车荷载等级：

公路-Ⅰ级；设计洪水频率：

主线特大桥1/300，其余主线桥涵和路基及连接线大、中桥1/100，连接线等小桥涵和路基1/50。

2.2隧道简介

本项目本设隧道2座，分别是小净距雄岗山隧道和分离式白山尖隧道。

雄岗山隧道出洞口为曲线，曲线半径为右线R=1850m，左线R=1300m，纵坡为单向坡，右线纵坡1.99%，左线纵坡1.99%。

白山尖隧道出洞口为曲线，曲线半径为右线R=4500m，左线R=4000m，纵坡为双向坡，右线纵坡2.9%、-1%，左线纵坡2.735%、-0.9%，无超高。

明洞采用明挖施工，暗洞采用新奥法施工。

本项目隧道工程洞内岩质多为中风化凝灰岩，岩石裂隙较为发育且较破碎，分段区分开挖方法及衬砌类型。

其中雄岗山隧道：

左洞V级围岩138米、IV级围岩253米，合计416米；右洞V级围岩122米、IV级围岩278米，合计431米；白山尖隧道：

左洞V级围岩600米、IV级围岩629米，合计1255米；右洞V级围岩640.6米，IV级围岩578.4米，合计1251米。

两座隧道地质条件复杂，雄岗山隧道主要穿越强～中风化凝灰岩且有断裂构造，围岩BQ值偏低；白山尖隧道长度大于1000米，地质条件复杂，穿越多条断层带，岩体挤压破碎，在隧道左线桩号ZK6+020上方还有座太平寺庙，寺庙地面与隧道拱面高差55米，平面水平距离5米。

2.3技术标准

1、隧道均采用双洞单向行车三车道型式（上下行分离），几何线性与净空按100km/h设计，照明设计速度按80km/h设计；

2、隧道净空断面为三心圆，行车道宽11.25米，检修道宽：

左0.75米、右1.00米，隧道建筑界限净高：

H-5.0m，检修道净高：

h-2.5m。

2.4地质、水文、气象情况

1、地质

两座隧道都位于丘陵区，主要穿越强～中风化凝灰岩。

隧道进出口覆盖层较薄，洞身围岩多为中风化凝岩层、灰紫色凝灰岩，最大埋深（雄岗山隧道98米/白山尖隧道150米），节理裂隙发育，岩石较破碎，呈碎石镶嵌结构，同时围岩受断裂构造影响，整体性差。

2、气象

隧道处于亚热带季风气候区，四季分明，气候温和，雨量充沛，日照多，空气湿润，夏冬季长，春秋季短。

年平均气温在17ºC，年平均无霜期243天左右，霜期122天左右。

降水量的季节变化和年际变化都很大，年平均降水量在1100～1600mm之间。

年平均降水天数为153天。

灾害性天气如旱灾、洪水、冰雹等也时有发生。

3、水文

区域内河流属钱塘江水系，主要有义乌溪、东青溪、华溪、后溪、六都溪等，隧道自身范围内主要接受大气降水补给和地下水，地下水主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。

沿线取水点较多，雄岗山隧道进口左线左侧有一水库可作为施工用水，雄岗山出口与白山尖进口之间有池塘、水库，白山尖隧道出口有红旗水库（水域面积较大）。

2.5周边环境和临建布置

雄岗山隧道后宅端位于前傅村，地处偏僻山坳中，洞口离居民距离1000m以上，基本无施工干扰，考虑单向施工。

工人宿舍、办公室和拌合楼拟设置在K3+900处右侧，占地9.8亩；钢筋加工棚、材料仓库、空压机房、变压器等拟设置在K3+900处隧道左侧，占地15.6亩。

空压机房内共设置20m3空压机4台，500KW和400KW变压器各一台，能满足雄岗山隧道后宅端左右幅隧道同时施工用电。

在K3+800左线左侧设置1号弃渣场，占地32亩。

钢筋加工棚

工人宿舍拌合楼

图2.5-1雄岗山隧道后宅端位置图

白山尖隧道后宅端位于马交塘村，地处偏僻山坳，洞口离居民距离1000m以上，基本无施工干扰。

工人生活区和拌合楼拟设置在K4+550处左侧，占地11.7亩；钢筋加工棚、仓库、空压机房、办公区等拟设置在K5+010处隧道右侧，占地13.4亩；共设置20m3空压机4台，500KW和400KW变压器各一台，能满足白山尖隧道后宅端左右幅隧道同时施工用电。

在进口左洞左侧红线外设置2号弃渣场，占地40亩。

工人宿舍拌合楼

钢筋加工棚办公室

加工棚

筋

图2.5-2白山尖隧道后宅端位置图

白山尖隧道廿三里端位于洛界村，洞口距离最近居民房不到100米，K6+290处上放有220KV的高压线横穿过隧道，在左线K6+020处上面有座太平寺，地面与隧道拱顶高差55米，平面水平距离5米。

工人宿舍室、办公区、钢筋加工棚、拌合楼等拟设置在K6+400处左侧，占地19.2亩，共设置20m3空压机4台，500KW和400KW变压器各一台，能满足白山尖隧道廿三里端左右幅隧道同时施工用电。

在出口后左线左侧红线外设置3号弃渣场，占地40亩。

拌合楼工人宿舍

钢筋加工棚办公室

图2.5-3白山尖隧道廿三里端位置图

2.6施工准备情况

1、安全组织准备工作

（1）、成立以项目经理为组长的安全管理领导小组，确保安全工作切实有效开展。

（2）、建立以项目经理为组长的安全管理体系网络，层层把关，确保安全管理体系开展有效运转，规范施工，并持续改进。

（3）、建立健全岗位责任制，明确各岗位人员的职责，确保安全工作有效落实。

（4）、结合工程特点定期组织对职工进行安全教育、安全技术交底和安全技能培训。

2、安全技术准备工作

（1）、遵守国家关于工程项目施工安全管理的各项法规、条例、标准和规定。

（2）、特种作业设备按国家有关规定进行定期检测、维护，并报当地质量技术监督局及安监部门备案。

（3）、特种设备操作人员、特殊作业人员必须持证上岗，并对所有员工进行作业前安全技术交底，确保施工安全。

（4）、施工前要认真审阅图纸、规范、监测资料，对有质疑的数据要重新进行核实，做好各掌子面地质素描，确保施工全过程安全受控。

3、应急救援物资及装备

（1）、抢险器材准备

机料科在工地现场进出口段，设置抢险器材库，并按照抢险需要，提前备足各类抢险器材，包括：

草袋、抽水机、速凝剂、发电机、灭火器及切、焊工具，另外还应在抢险器材库配置适量供氧瓶、担架和其它抢救器材与药品等，器材由专人保管。

（2）、人员准备

项目部成立以项目经理为组长，项目总工为副组长，各班组组长为成员的应急抢险领导小组，成立以全体施工人员为组员的抢险预备队，随时待命，保证第一时间拉动人员、装备，迅速投入抢险。

（3）、抢险技能准备

对抢险预备队人员进行抢险技能培训，使他们熟悉抢险步骤、方法、器材使用。

应急救援小组成员按照自己分工，熟悉各类装备，并定期参加演练。

3.施工组织计划

3.1施工进度计划

1、洞口边仰坡防护

雄岗山隧道及白山尖隧道左右线共八个洞口边仰坡防护947m3，计划在2014年12月～2015年3月施工完成。

2、初期支护计划

按照本隧道设计要求，Ⅴ级加强段和Ⅴ级a类围岩采用双侧壁导坑法施工，初期支护每循环0.5米，每天按2个循环计算，考虑到左右侧导坑及拱部开挖交叉作业，下半断面及仰拱开挖不另外考虑时间（图纸中5、6号块），平均每天全断面实际完成0.7m，每月合计开挖21米。

Ⅴ级b类围岩（雄岗山隧道先掘进洞，白山尖隧道左右洞）采用环形开挖预留核心土法施工，初期支护每循环0.75米，每天按2个循环计算，则每天实际完成1.5m，核心土及仰拱施工不占时间，每月全断面开挖45米。

Ⅳ级围岩加强段（白山尖隧道左右洞）采用上下台阶法施工，初期支护每循环0.75米，每天按2个循环计算，平均每天全断面实际完成1.5m，每月全断面开挖45米。

Ⅳ级围岩（普通段）（雄岗山隧道先掘进洞，白山尖隧道左右洞）采用上下台阶法施工，初期支护每循环1米，每天按2个循环计算，则每天实际完成2m，每月全断面开挖60米。

Ⅳ级围岩（雄岗山隧道后掘进洞）采用中隔壁法，初期支护每循环1米，每天按2个循环计算，则每天实际完成2m，考虑到左右侧导坑及拱部开挖交叉作业，平均每天全断面实际完成1.3m，每月合计约开挖39米。

雄岗山右洞由1个班组单向掘进，计划雄岗山右洞进洞时间为2015年1月10日，完成工作量共需305个日历天；则施工计划按排为：

2015年1月10日～2016年11月10日。

（时间利用系数按0.9已经考虑在每天初期支护时间里面）

雄岗山右洞开挖施工时间表

时间

项目

围岩长度（m）

桩号

备注

14天

初期支护

10

YK3+952～YK3+967

Ⅴ级加强段

139天

初期支护

278

YK3+967～YK4+245

Ⅳ级

131天

初期支护

92

ZK4+245～ZK4+337

Ⅴ级a类

21天

初期支护

15

ZK4+337～ZK4+352

Ⅴ级加强段

雄岗山左洞由1个班组单向掘进，计划雄岗山左洞进洞时间为2015年3月10日，完成工作量共需391个日历天；则施工计划按排为：

2015年3月10日～2016年4月6日。

（时间利用系数按0.9已经考虑在每天初期支护时间里面）

雄岗山左洞开挖施工时间表

时间

项目

围岩长度（m）

桩号

备注

14天

初期支护

10

ZK3+956～ZK3+966

Ⅴ级加强段

14天

初期支护

10

ZK3+966～ZK3+976

Ⅴ级a类

195天

初期支护

253

ZK3+976～ZK4+229

Ⅳ级

147天

初期支护

103

ZK4+229～ZK4+332

Ⅴ级a类

21天

初期支护

15

ZK4+332～ZK4+347

Ⅴ级加强段

白山尖左洞双向掘进，分两个班组（同属一个施工队伍）同时施工，计划后宅端左洞进洞时间为2015年2月1日，廿三里端左洞进洞时间为2015年2月1日，完成工作量共需1200个日历天，双向即为600天；则施工计划按排为：

2015年2月1日～2016年9月25日。

（时间利用系数按0.9已经考虑在每天初期支护时间里面）

白山尖左洞开挖施工时间表

时间

项目

围岩长度（m）

桩号

备注

29天

初期支护

20

ZK5+067～ZK5+087

Ⅴ级加强段

13天

初期支护

9

ZK5+087～ZK5+096

Ⅴ级a类

249天

初期支护

374

ZK5+096～ZK5+470

Ⅳ级加强

286天

初期支护

200

ZK5+470～ZK5+670

Ⅴ级a类

170天

初期支护

255

ZK5+670～ZK5+925

Ⅳ级加强

329天

初期支护

230

ZK5+925～ZK6+155

Ⅴ级a类

67天

初期支护

100

ZK6+155～ZK6+255

Ⅴ级b类

29天

初期支护

20

ZK6+255～ZK6+275

Ⅴ级a类

30天

初期支护

20

ZK5+067～ZK5+087

Ⅴ级加强段

白山尖右洞洞双向掘进，分两个班组（同属一个施工队伍）同时施工，计划后宅端右洞进洞时间为2015年2月10日，廿三里端右洞进洞时间为2015年2月10日，完成工作量共需1301个日历天，双向即为651天；则施工计划按排为：

2015年2月10日～2016年11月26日。

（时间利用系数按0.9已经考虑在每天初期支护时间里面）

白山尖右洞开挖施工时间表

时间

项目

围岩长度（m）

桩号

备注

21天

初期支护

15

YK5+061～YK5+076

Ⅴ级加强段

20天

初期支护

14

YK5+076～YK5+090

Ⅴ级a类

219天

初期支护

329

YK5+090～YK5+419

Ⅳ级加强

341天

初期支护

238.6

YK5+419～YK5+657.6

Ⅴ级a类

166天

初期支护

249.4

YK5+657.6～YK5+907

Ⅳ级加强

509天

初期支护

356

YK5+907～YK6+263

Ⅴ级a类

24天

初期支护

17

YK6+263～YK6+280

Ⅴ级加强段

3.2工料机组织计划

1、人员投入计划

职务或工种

姓名

单位

数量

总负责

舒育正

名

1

生产总负责

陈军义

名

1

技术总负责

张云昊

名

1

施工总负责

方啊土

名

1

现场技术负责

许海锋

名

1

现场质检负责

胡敏

名

1

现场施工负责

/

名

4

试验负责

朱赵勇

名

1

测量负责

黄海

名

1

机料负责

金朱斌

名

1

后勤负责

季文军

名

1

安全负责

宋德亚

名

1

开挖工

/

名

90

支护工

/

名

75

衬砌工

/

名

45

拌和工

/

名

15

电工、焊工、操作工、杂工等

/

名

60

合计：

300

2、设备投入计划

隧道机械设备计划配备一览表

序号

名称

单位

雄岗山隧道数量

白山尖隧道后宅端数量

白山尖隧道廿三里端数量

1

凿岩台车

台

2

2

2

2

衬砌台车

台

2

2

2

3

通风排风设备

台

2

2

2

4

砼喷射机

台

2

2

2

5

混凝土搅拌车

辆

4

4

4

6

电动空压机

台

4

4

4

7

凿岩机

台

20

20

20

8

管棚钻机

台

1

1

1

9

注浆机

台

4

4

4

10

装药（防水布）台车

台

2

2

2

11

挖掘机

辆

2

2

2

12

自卸汽车

辆

4

4

4

13

混凝土拌合机

台

2

2

2

14

装载机

台

3

3

3

15

电焊机

台

4

4

4

16

钻孔机

台

1

1

1

3、主要材料投入计划

隧道主要材料一览表

材料名称

单位

雄岗山总量

白山尖总量

雄岗山准备数量

白山尖准备数量

备注

格栅钢筋

kg

开工前到位

C25喷砼

m3

9955

33740

800

1900

准备数量已能满足施工

衬砌钢筋

kg

开工前到位

防水板

m2

25726

80105

开工前到位

中空锚杆

m

10000

30000

准备数量已能满足施工

工字钢

kg

准备数量已能满足施工

超前小导管

m

33287

3000

9000

准备数量已能满足施工

钢筋网

kg

10000

30000

准备数量已能满足施工

C30衬砌

m3

19955

61434

开工前到位

管棚

m

5202

4488

5202

4488

准备数量已能满足施工

4.初期支护施工工艺

初期支护是紧跟隧道洞身开挖之后的一道工序，初期支护必须及时的完成，尽快的封闭和稳定围岩。

不同的围岩初期支护的要求不一样，我们必须严格按照设计的要求进行施工。

初期支护主要分为四个部分：

超前锚杆或超前小导管支护，拱架加工和安装，中空锚杆支护，挂网喷砼。

4.1超前小导管或超前锚杆支护

1、超前小导管或超前锚杆支护施工工艺

测量放样

标出位置

钻孔

检查锚杆或小导管

备料

安装

制作水泥砂浆

注浆

封口

清洗整理

图4.1-1超前锚杆或超前小导管施工工艺

2、注浆施工工艺

备料

注浆现场试验

确定注浆参数

砂浆拌合2分钟

注浆直至终压1.5MPa

封闭注浆孔

图4.1-2注浆施工工艺

3、超前锚杆或超前小导管施工方法

超前锚杆或超前小导管采用钻孔打入法。

先采用风钻按设计要求钻孔，钻孔直径比锚杆直径大3-5mm。

然后将锚杆穿过钢架，用人工或风钻顶入，并用高压风将杆体内的砂石吹出。

长度及间距按设计要求。

4、超前锚杆或超前小导管施工注意点：

（1）超前锚杆或超前小导管支护宜和钢架支撑配合使用，并以钢架腹部穿过，特殊情况下亦可以从拱架底部或顶部穿入；

（2）超前锚杆或超前小钢管支护与隧道纵向开挖轮廓线间的外插角按10-15°控制；

（3）超前小钢管平直，尾部焊箍，顶部呈尖锥状。

在安设前检查小钢管尺寸，钢管顶入钻孔长度不小于管长的90%。

（4）注浆前进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率。

（5）Ⅴ级围岩段管棚段不设置超前小导管，其余Ⅴ级段设置长5米、环距40cm、每排51根、搭接长度≥1.5米的超前小导管，IV级围岩段设置长4.5米、环距40cm、每排49根、搭接长度＞1米的超前砂浆锚杆。

（6）中夹岩小导管仅在Ⅴ级围岩端设置，每延米13根，纵横间距1×1米，施工工艺与其他段落一致。

4.2拱架加工和安装

4.2.1拱架加工要求

（1）、拱架按设计要求预先在洞外钢材加工场加工成型，先将加工场地进行硬化，按设计放出加工大样。

（2）、加工时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割的加工余量，将U拱架型钢冷弯成型，要求尺寸准确、弧形圆顺。

（3）、拱架加工后进行试拼，允许误差：

①沿隧道周边轮廓误差不大于3cm：

②各单元用螺栓连接，螺栓孔眼中心间距误差不大于±5mm：

③钢拱架或格栅拱架平放时，平面翘曲应小于±2cm。

4.2.2拱架安装

围岩监控量测

1、拱架安装施工工艺

图4.2.2-1拱架施工工艺图

2、拱架安装施工方法

（1）为保证拱架置于稳固的地基上，施工中在拱架基脚部位预留15～20cm原地基，架立拱架时挖槽就位，软弱地段在拱架基脚处设槽钢以增加基底承载力。

（2）拱架平面垂直于隧道中线，其侧斜度不大于2度。

拱架的任何部位偏离垂线不大于5厘米。

（3）拱架按设计位置安设，拱架与围岩（或垫块）接触间距不应大于50毫米。

（4）为增强拱架的整体稳定性，将拱架与定位锚杆焊接在一起。

沿钢拱架设直径为Ф22mm的纵向连接钢筋，环向间距0.8米。

（5）为使拱架准确定位，拱架架设前均需预埋定位钢筋。

定位筋一端与拱架焊接在一起，另一端锚入围岩中0.5-1米并用砂浆锚固，当拱架或格栅钢架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。

（6）拱架架立后尽快喷射混凝土作业，并全部覆盖，使拱架与初期支护共同受力。

3、拱架安装施工注意点

（1）加强对钢架的径向固定。

钢架安装采用与系统锚杆和专门施作的连接钢筋进行固定，确保钢架环向间隔0.8m均有一根连接钢筋。

另外，要加强锚杆和钢架的焊接质量，确保钢架和锚杆连接紧固。

两榀之间的环向连接钢筋必须按照设计间距进行焊接连接，同样要严格保证焊接质量。

（2）及时喷射混凝土进行覆盖，钢架安装完成后，及时进行喷射混凝土，喷射时分层、分段进行，并确保混凝土覆盖钢架厚度至少4cm以上。

（3）加强对钢架的应力和变形监测。

钢架安装后，加强对钢架的应力和变形观测，对钢架所承受的应力以及变形速率和位移进行监测，通过反馈数据分析，测定钢架的稳定性能，一旦

发现钢架有下沉或变形失稳的趋势，立即采取加固措施进行处理，同时依据反馈信息进行方案的修正和优化。

（4）防止施工过程中的碰撞和损坏。

机械开挖时，为防止挖掘机等大型机械对已支护好钢架进行碰撞和冲击，造成钢架损坏，因此，开挖时，要委派专人对开挖作业进行指挥，严格限制机械作业界限，以防止碰撞钢架。

（5）侧壁导坑、中隔壁导坑和临时仰拱工字钢与主动连接方法：

在主洞工字钢连接面打四个22mm的孔，增加连接板A和B、橡胶垫板，并用螺栓和螺母连接牢固，最后将连接板B与主洞工字钢焊接牢固。

扩大断面的临时支撑连接方法同上。

图4.2.2-2侧壁等工字钢与主洞连接图

（6）车型和人行横通道口主洞16号工字钢与钢门架横梁的50C工字钢连接时，采用Aˊ单元。

钢架定位时，应注意与钢门架的位置相协调。

工字钢门架由A、Aˊ、B、横梁、门架单元组成，各单元由工字钢连接板焊接成型，单元间以螺栓或焊接连接，接头处焊缝宽度h=5mm（腹板），h=9mm（翼缘）。

所有焊接缝都应焊缝饱满，不得有沙眼。

4.3中空注浆锚杆支护

中空注浆锚杆的施工可以直接加固围岩，增加成洞能力。

本项目隧道采用Ф25×4mm的锚杆，长度、间距按设计要求施工。

锚杆施工采用YT-28凿岩机和锚杆钻机作为钻孔机具，钻头采用合金钻头。

1、中空注浆锚杆施工工艺

安装垫板

图4.3-1中空锚杆施工工艺流程图

2、砂浆锚杆施工工艺

基面清理

测量放样

造孔

清洗

注浆

锚杆制作

安插锚杆

检查验收

图4.3-12砂浆锚杆施工工艺流程图

3、中空注浆锚杆施工方法

区别于普通的砂浆锚杆，它将传统的先灌浆后锚固工艺改为先锚固后注浆，注浆时压力0.5～2.0MPa，不但可以充填锚孔，而且在裂隙发育的地区，浆液在注浆压力作用下渗透进裂隙，达到改善围岩结构的目的。

（1）采用专业锚杆钻机或风枪钻孔，并用高压风清孔。

地质为黄土地层时采用煤矿螺旋钻成孔。

（2）将安装好锚头的中空锚杆和排气管同时插入孔内，锚头上的倒刺立即将锚杆挂住。

（3）人工安装止浆塞、垫板和螺母。

（4）利用快速接头将锚杆和注浆机连接。

（5）开启注浆机器，按照设计的注浆压力进行压力注浆。

（6）待砂浆达到设计强度90％以上时，再度拧紧螺母，施加预应力。

4、中空锚杆施工注意点

为增加中空锚杆的紧固效果，采用先插杆体后注浆法施工，孔径比杆径大15mm，孔位允许偏差为±15mm；孔深允许偏差±50mm，钻孔方向应与初喷混凝土面垂直，孔钻好后用高压