暗洞施工方案.docx
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暗洞施工方案
一、隧道施工流程
洞口、明洞及洞门施工—暗洞施工（洞身开挖—初期支护—仰拱（底板）及仰拱回填—防排水—二次衬砌）
二、洞口、明洞及洞门施工
1、洞口施工
根据隧道实际情况，进洞按“先排水、再进洞，统筹安排，减少干扰”的原则进行。
⑴隧道洞口地质条件较差，根据洞口浅埋的实际情况，先作好防排水。
按设计图纸和实际地形，首先修筑洞口临时排水沟及洞顶截水沟，使之形成完整的排水系统。
⑵洞口边、仰坡开挖施工时，先将山坡上所有危石及不稳定岩体撬挖排除。
然后放出中线和开挖边线，自上而下采用挖掘机配合人工进行开挖。
用推土机集碴，自卸汽车运碴至弃土场。
开挖自上而下逐段进行，杜绝掏底开挖或上下重叠开挖尽量减少洞口刷坡，争取早日进洞。
⑶为了确保边坡的平顺和稳定，如需爆破开挖，采用控制爆破，严格控制爆破参数。
边仰坡必须边开挖边支护。
2、明洞施工
明洞开挖采用明挖法。
明洞衬砌采用全断面衬砌台车，采用Φ48钢管弯制弧形拱架固定外模，外模选用木板或竹胶板；端模（挡头板）选用5cm厚松木板制作，采用角钢U形卡和短方木固定，以适应端模尺寸的不规则性。
砼采用拌和站集中拌和，由砼运输车运至工作面，砼输送泵泵送入模。
墙背回填两侧同时进行，拱背回填对称分层夯实，回填土石粒径和压实度按设计和规范要求进行。
由于回填量不大，采用人工配合小型机具进行回填夯实。
施作管棚
明洞洞门施工
3、洞门施工
洞门的排水、截水设施与洞门工程配合施工，并与路基排水系统连通洞门，施工需符合以下要求：
⑴基础座落在稳固地基上。
如在土层上，进行地基承载力试验，达不到设计要求，采用换填处理或采用其它方法，将基础置于稳固的地基上。
⑵基础处的碴体杂物、风化软层和积水清除干净。
⑶洞门衬砌按设计要求与洞口区段衬砌用同一种材料整体浇筑。
三、洞身开挖
在当前隧道施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：
全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法（CD法）→交叉中壁法（CRD法）→双侧壁导坑法；从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。
如何正确选择，应根据实际情况综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环保的要求，达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。
1、全断面开挖法
全断面法开挖，采用光面爆破，挖掘机找顶，装载机装碴和自卸车出碴。
具体施工顺序见：
《全断面开挖施工工序图》。
光面爆破施工工艺框图
全断面法施工工序图
全断面法施工步骤图
全断面开挖
全断面法施工特点：
（1）开挖断面与作业空间大、干扰小；
（2）有条件充分使用机械，减少人力；
（3）工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件；
（4）开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。
2、台阶法施工
台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工方法；按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。
近年由于大断面隧道的设计，又有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。
台阶法施工
台阶法施工
至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定：
（1）初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求越短；
（2）上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。
在软弱围岩中应以前一条为主，兼顾后者，确保施工安全。
在围岩条件较好时，主要是考虑如何更好的发挥机械效率，保证施工的经济性，故只要考虑后一条件。
台阶开挖法的优缺点：
台阶开挖法可以有足够的工作空间和相当的施工速度。
但上、下部作业有干扰；台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数，但台阶有利于开挖面的稳定。
尤其是上部开挖支护后，下部作业就较为安全，但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。
台阶开挖时应注意以下几点：
（1）解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。
微台阶基本上是合为—个工作面进行同步掘进；长台阶基本上拉开，干扰较小；而短台阶干扰就较大，要注意作业组织。
对于长度较短的隧道，可将上半断面贯通后，再进行下半断面施工。
（2）下部开挖时，应注意上部的稳定。
若围岩稳定性较好，则可以分段顺序开挖；若围岩稳定性较差，则应缩短下部掘进循环进尺；若稳定性更差，则可以左右错开，或先拉中槽后挖边帮。
（3）下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土，并按规定做初期支护。
（4）量测工作必须及时，以观察拱顶，拱脚和边墙中部位移值，当发现速率增大立即进行仰拱封闭。
3、环形开挖留核心土法
环形开挖留核心土法
环形开挖留核心土法应注意以下几点：
（1）环形开挖进尺宜为0.5-1.0m，核心土面积应不小于整个断面面积的50%。
（2）开挖后应及时施工喷锚支护、安装钢架支撑，相邻钢架必须用钢筋连接，并应按施工要求设计施工锁角锚杆。
（3）围岩地质条件差，自稳时间短时，开挖前应按设计要求进行超前支护。
（4）核心土与下台阶开挖应再上台阶支护完成后、喷射混凝土达到设计强度的70%。
4、中隔壁法（CD法）
CD法是在软弱围岩大跨度隧道中，先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法，主要应用于双线隧道Ⅳ级围岩深埋硬质岩地段以及老黄土隧道（Ⅳ级围岩）地段。
中隔壁法（CD法）
5.交叉中隔壁法（CRD法）
交叉中隔壁法是在软弱围岩大跨隧道中，先开挖隧道一侧的一或二部分，施作部分中隔壁和横隔板，再开挖隧道另一侧的一或二部分，完成横隔板施工；然后再开挖最先施工一侧的最后部分，并延长中隔壁，最后开挖剩余部分的施工方法。
采用短台阶法难确保掌子面的稳定时，宜采用分部尺寸小的CRD法，该工法对控制变形是比较有利的。
CD法是“CenterDiaphragm”的简称，而CRD法则是“CrossDiaphragm”的简称。
两者既有联系又有区别。
它们都用于比较软弱地层中而且是大断面隧道的场合。
而前者是在用钢支撑和喷混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法；后者则是用隔壁和仰拱把断面上下、左右分割闭合进行开挖的方法，是在地质条件要求分部断面及时封闭的条件下采用的方法。
因此，CRD法与CD法唯一的区别是在施工过程中每一步，都要求用临时仰拱封闭断面。
在CRD法或CD法中，一个关键问题是拆除中壁。
一般说，中壁拆除时期应在全断面闭合后，各断面的位移充分稳定后，才能拆除。
交叉中隔壁法（CRD法）
6、双侧壁导坑法
双侧壁导坑法一般将断面分成四块：
左、右侧壁导坑、上部核心土和下台阶。
其原理是利用两个中隔壁把整个隧道大断面分成左中右3个小断面施工，左、右导洞先行，中间断面紧跟其后；初期支护仰拱成环后，拆除两侧导洞临时支撑，形成全断面。
两侧导洞皆为倒鹅蛋形，有利于控制拱顶下沉。
当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差，单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法。
现场实测表明，双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1/2。
双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多，扰动大，初次支护全断面闭合的时间长，但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的，所以在施工中间变形几乎不发展。
双侧壁导坑法施工安全，但速度较慢，成本较高。
该方法主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地层。
双侧壁导坑法施工作业顺序为：
（1）开挖一侧导坑，并及时地将其初次支护闭合。
（2）相隔适当距离后开挖另一侧导坑，并建造初次支护。
（3）开挖上部核心土，建造拱部初次支护，拱脚支承在两侧壁导坑的初次支护上。
（4）开挖下台阶，建造底部的初次支护，使初次支护全断面闭合。
（5）拆除导坑临空部分的初次支护。
（6）建造内层衬砌。
双侧壁导坑法应注意以下几点：
（1）侧壁导坑开挖后方可进行下一步开挖。
地质条件差时，每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱。
（2）各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺。
（3）应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后在进行另一侧开挖。
（4）左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15米。
（5）当开挖形成全断面时应及时完成全断面初期支护闭合。
（6）中隔壁及临时支撑应在浇筑二次衬砌时逐段拆除。
双侧壁导坑法
7、超、欠挖控制及超挖回填的方法、欠挖的处理方案
①、隧道超、欠挖控制
隧道开挖过程中，超挖量随岩质、裂缝状况、开挖方式和方法而异，超挖过多，不仅因出碴量和衬砌量增多而提高工程造价，而且由于局部挖掉围岩会产生应力集中问题，因此开挖过程中应严格按设计要求作业，按规范规定的允许超挖值尽量减少超挖量；欠挖时如采
取补炮，则势必造成较大的超挖，浪费工料，且二次扰动围岩，故施工时，也应严格按规范要求的限值严格控制，根据爆破效果及时调整爆破参数。
②、超挖回填的方法
根据超挖的具体量分别处理。
如超挖量过大，则对超挖部位进行精确放线定位后，采用同级砼回填；如超挖量在规范允许的限值内，则根据规范要求，通过增加衬砌量来解决。
8、出碴运输
采用挖掘机配合装载机装碴、自卸汽运输出碴。
衬砌台车应合理设计，预留不小于3m的空间，便于运输车辆的进出，解决出碴与衬砌作业的干扰。
对运输道路要进行维修和养护，使其经常处于平整畅通，道路两侧和余料随时清除。
四、隧道地质超前预报的措施方法
施工中存在很多未知因素，超前地质预报可有效地为隧道施工探明地质情况、为开挖方法的确定提供准确的依据。
利用超前地质预报手段，探明开挖前方围岩特性、软弱地层段、高应力段、岩爆、断层破碎带、富水段、构造等情况等，根据得出的结果，信息反馈，为正确的选择施工方法、优化支护、采取特殊措施等提供依据，指导施工，杜绝发生事故，保证工程质量，使施工顺利进行。
超前地质预报主要通过以下方法进行：
①道开挖面的地质素描
②岩体结构面调查
③施工中钻孔勘探
④采用雷达设备进行物探
通过以上办法可以预测隧道前方范围内的地质情况，并可以进行塌方预测。
五、超前支护
1、小导管预注浆超前支护
超前小导管采用外径42mm、壁厚4mm的热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥形，尾部焊上φ6加劲箍，管壁四周钻Φ8mm压浆孔，尾部1m不设压浆孔。
超前小导管施工时，钢管与衬砌中心线平行以5～15°仰角打入拱部围岩，每打完一排钢管注浆后，开挖拱部及第一次喷混凝土、架设钢架，初期支护完成后，隔3.0m再打另一排钢管，超前小导管保持1.0m以上搭接长度。
施工工艺见下图。
超前小导管
2、超前药卷锚杆
⑴施工方法
超前药卷锚杆安设采用钻孔打入法，先采用风枪按设计要求钻孔，钻孔直径比锚杆直径大15mm，然后注浆，安装锚杆。
用药卷作为超前锚杆杆体与岩层孔壁间的胶结物,以及早发挥超前支护作用。
⑵药卷锚杆施工要求
①超前锚杆的仰角控制在10～14o之间，施工时也可根据围岩的层理、节理走向适当调整，在横向上与隧道轴线形成一定夹角，尽量使锚杆与层理垂直。
②锚杆头就位孔口后，将堵塞孔口水泥纸掀开，随即迅速将杆体插入并安装到位。
③锚杆杆体插入孔内的长度不宜小于设计规定。
锚杆安设值，不得随意敲击，三天内不得悬挂重物。
④确保锚杆不侵入隧洞开挖界内，相邻的锚杆不相撞或立交。
六、初期支护
1、锚杆支护
砂浆锚杆采用Ф22锚杆，预先在洞外按设计要求加工制作，施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，放样出钻孔位置后需用红油漆进行标记。
锚杆要除去油污、铁锈和杂质。
砂浆锚杆施工工艺流程为：
钻孔→清孔→注浆→插入杆体→安装锚杆垫板。
施工采用风动凿岩机，按设计要求钻孔，达到标准后，用高压风清除孔内岩屑；用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，砂浆至少填充锚杆孔体积的2/3后方可停止注浆；及时将加工好的杆体插入孔内，安装锚杆垫板。
锚杆终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验。
施工时应注意：
锚杆钻孔位置及孔深须准确；锚杆要除去油污、铁锈和杂质；锚杆体插入孔内不小于设计长度的95%。
质量检查项目见下表：
项次
检验项目
规定值或允许偏差
1
锚杆数量（根）
不小于设计
2
锚杆拔力（kN）
28d平均值≥设计值，最小拔力≥0.9设计值
3
孔位（mm）
±50
4
钻孔深度（mm）
±50
5
孔径（mm）
符合设计要求
2、钢筋网支护
①钢筋网按设计预先在洞外钢构件厂加工成型。
钢筋类型及网格间距符合设计要求。
②钢筋网根据初喷混凝土面的实际起伏状铺设，并与受喷面间隙为3cm。
钢筋网与钢筋网、钢筋网与锚杆、钢筋网与钢架连接筋点焊在一起，使钢筋网在喷射时不晃动。
钢筋网在构件加工厂加工成片，洞内焊接形成整体。
③钢筋网制作前对钢筋进行校直、除锈及油污等处理；安装前，岩面初喷3～5cm厚混凝土形成钢筋保护层，钢筋保护层厚度不得小于4cm；喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除。
3、钢拱架支护
钢架采用Ⅰ12.6钢架在洞外分节加工后，运入洞内分节安装：
①钢架支撑按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作，每节两端均焊连接板,节与节之间通过连接板用高强度螺栓连接牢靠，洞外加工后试拼检查。
②钢架的下端设在稳固的地层上，拱脚高度低于上部开挖底线以下15～20cm。
拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫块。
超挖较大时,拱背垫填混凝土垫块,以便抵住围岩，控制其变形的进一步发展。
③钢架纵向用φ22钢筋拉杆纵向连接牢固，以便形成整体受力结构。
施工工艺见下图。
钢拱架
格栅拱架
4、喷射混凝土支护
按湿喷工艺施工。
施工工艺见下图。
①喷射前处理危石，检查开挖断面净空尺寸，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理。
②用高压风水冲洗受喷面，设置控制喷砼厚度的标志。
喷射作业分段、分片、分层，由下而上进行，有较大凹洼处，先喷射填平。
③喷嘴垂直于岩面，距受喷面0.8～1.2m，呈螺旋移动，风压0.5～0.7MPa。
液态速凝剂由自动计量在喷嘴处掺入。
④喷射混凝土时按照施工工艺段、分片，由下而上依次进行。
一次喷射混凝土的最大厚度，拱部不得超过10cm，边墙不得超过15cm。
分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝前进行。
喷射砼
七、仰拱（底板）衬砌及仰拱回填施工
开挖完成后衬砌施作前，尽快施作仰拱衬砌及仰拱回填。
仰拱衬砌及仰拱回填施工时严格按设计位置预留集水井及预埋纵、横向排水管。
混凝土采用洞外拌合站集中生产，混凝土运输车运送混凝土，插入式振捣棒捣固，人工整平抹面。
仰拱采用仰拱大样模板，加密测点，以保证仰拱衬砌的设计拱度。
隧道仰拱及填充砼施作时，由于洞身开挖断面较小宜采用整体式浇筑，以确保洞内运输畅通。
仰拱浇筑由中心向两侧进行，与边墙衔接处要捣固密实。
仰拱回填模板采用大块竹胶板作为模板。
仰拱回填施工前，先清除仰拱或基底上的杂物，冲洗干净，排除积水。
在仰拱砼强度达到设计强度的70%后，再浇筑仰拱回填片石混凝土。
仰拱回填片石混凝土施工时，测量人员严格控片石混凝土顶面标高及横坡度，以确保路面厚度。
回填片石砼表面横坡应与路面横坡一致。
八、隧道防、排水
隧道结构防排水遵循“以排为主，防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则施工，特别要做好结构自身防水，对可能的渗水的位置进行引排和封堵，以达到建成后“洞内无渗漏水，安装孔眼不漏水，洞内路面不冒水、不积水”的标准。
1、结构防水施工
⑴防水层施工
①施工方法：
采用热合焊接无钉铺设法，防水板拼接采用自动行走式热合机双焊缝焊接。
控制好热合机的温度和速度，避免漏焊或过焊。
采用防水板专用台架进行悬铺施工。
防水板的铺设一次到位，先从拱顶向下铺起，最后与矮边墙防水板合拢。
焊接的环接缝为薄弱环节，需加强检查，环接缝漏焊处可用专用粘合剂粘合，局部用玻璃胶补缝。
②防水板铺挂过程中的几点注意事项
a.防水板铺设施工是一项严格细致的工作，要有专业防水工班工作，并建立专业检查制度，对操作人员进行严格的操作技术培训。
b.基面处理：
防水板铺挂前，应切除初支表面外露的锚杆头，初支表面砼棱角打平，凸凹不平处，用砂浆抹平处理，使跨深比不大于1/6；断面变化的阴角要圆顺过渡，以免扎破防水板。
c.防水层施工时，基面不得有明水；若有明水，沿初期支护表面环向布设透水管引排。
d.松驰率：
防水板环向松驰率经验值一般取10%，纵向松率一般取6%。
根据初期支护表面平整程度适当调整。
e.施工中防护：
做好防水板铺挂成形地段防水板的保护，杜绝电焊作业损坏防水板，必要时，采用隔板进行有效隔离。
f.衬砌台车前方沿隧道纵向防水板铺挂长度一般要超前20m（2倍台车长度），形成铺挂段、检验段、二衬施工段流水作业。
⑵沉降缝和施工缝施工
衬砌浇筑工作缝设置遇水膨胀橡胶止水条，沉降缝采用橡胶止水带止水。
止水条安装在已施工衬砌端头部位预留凹槽，凹槽深度为止水条高度的一半，宽度较止水条宽度稍大，将防水条用粘合剂沿环向粘上即可。
橡胶止水带安装采用φ8钢筋卡和定位钢筋固定在定型档头板上，必须保证橡胶止水带质量，不扎孔，居中安装不偏不倒，准确定位，搭接良好。
2、施工排水措施
⑴对岩渗漏水预先进行有效引排处理
富水区段及开挖后拱部淋水处在排水土工布外侧设置环向盲沟导水，将水流导入墙脚纵向排水盲沟处；大面积淋水段以在喷射砼面铺设防水板，将渗水集中，然后开槽引排。
⑵按设计施作排水设施
在初期支护和二次衬砼间设置环向软式透水管盲沟和铺挂防水板，将水引排至边墙脚纵向透水管盲沟，然后通过横向排水管排入洞内中央排水沟，将水引排至洞外；路面水由纵向路缘排水沟将水引排至洞外。
洞顶排水设施在进洞前施作，天沟、截水沟沟背夯填密实，表面形成流水坡，使坡面水能顺利排入沟内。
⑶临时排水
施工中设临时集水井，分段将洞内的水抽至洞外。
施作无纺布
施作防水板
九、二次衬砌施工
1、二次衬砌施作顺序
衬砌采取先仰拱、后拱墙的施工顺序，。
二次衬砌采用模注C30混凝土，隧道每一工作面配一台12m长衬砌台车，采用HBT30C型混凝土输送泵灌注，MR4510型搅拌运输车运输混凝土。
灌注时采用泵压法，插入式振动器进行振捣。
2、衬砌施工工艺
检查开挖断面－安装衬砌配筋－铺轨－就位衬砌台车－立挡头板－安装输送泵及输送管－拌制砼－灌筑砼－养护与拆模
①二衬施工采用全断面模板台车和泵送作业。
②二衬作业面距铺底作业面距离不得少于100m，距矮边墙作业面距离不得少于60m，保证正常二衬施工进度。
③衬砌台车工厂制造，现场拼装。
台车模板定位采取五点定位法。
衬砌前对模板表面进行彻底打磨，清除锈斑，涂油防锈。
④台车模板应与混凝土有适当的搭接（≥lOcm，曲线地段指内侧），撑开就位后检查台车各节点连接是否牢固，有无错动移位情况，模板是否翘曲或扭动，位置是否准确，保证衬砌净空。
⑤台车端部的挡头模板应能保证设计衬砌厚度，并可适当调整以适应其不规则性；挡头模板结构要保证衬砌环接缝榫接，顶部留观察小窗口，以观察封顶混凝土情况。
⑥橡胶止水条设于施工缝处，止水条安装在砼端面预留的凹槽内，安设程序为：
清洗砼表面→涂刷氯丁粘结剂→粘贴止水条→砼钉固定→灌注新砼。
⑦台车安装到位并检测合格后，开始浇筑衬砌砼。
砼由下至上分层、左右交替、对称灌注，并连续灌注一次完成。
每层灌筑高度、次序、方向要根据搅拌能力、运输距离、灌筑速度、洞内气温和振捣等因素确定。
为防止浇注时两侧侧压力偏差过大造成台车移位，两侧砼灌注面高差宜控制在50cm以内，同时合理控制砼浇注速度。
⑧拆模、养生
当砼强度应达到5MPa或在拆模时混凝土表面和棱角不被损坏并能承受自重时拆模；拆模前用水冲洗模板外表面，拆模后用高压水喷淋混凝土表面，以降低水化热，养护期不少于14天。
二衬台车
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