建兴项目灰窑子隧道开挖专项施工方案.docx

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建兴项目灰窑子隧道开挖专项施工方案

中交第一公路工程局有限公司

建兴高速公路

隧道洞身开挖专项施工方案

编制：

李亚辉

复核：

肖赵谦

审核：

郝建财

中交一公局海威工程建设有限公司

建兴高速公路项目经理部

2012年8月10日

一．工程概况

1.工程简介

灰窑子隧道位于建昌县灰窑子村附近，呈北东向展布，为两条分离式单行曲线隧道，左线长1000米，右线长1005米，属长隧道，具体桩号位于ZK3+020～K4+020（左线）、K2+985～K3+990段（右线）。

本隧道左、右线两端洞口纵断面均位于凸型竖曲线上，中间段均位于直线段上；左线洞身直坡段纵坡-2.05%,．右线洞身直坡段纵坡为-2.06%。

隧道最大埋深约112m。

2.气象水文及区域地质构造

项目区属半干旱大陆性气候带，夏季炎热，冬季寒冷，风沙干旱，雨量很少。

多年平均降水量450～591mm，约有70%集中在六月至八月，多年平均蒸发量1512.4～929.3mm。

年平均气温8.3～9.2℃，极端最高气温40.8～43.3℃，极端最低气温-27.5～29.5℃，最冷月为1月，最冷月平均气温-9.8℃，年平均风速2.2-2.6m/s，无霜期140天左右，标准冻深为1.2m。

经地表调绘及钻探，隧道区未发现地下水。

区域地层：

隧道区地层岩性主要为第四系全新统冲洪枳碎石、块石，白垩系义县组凝灰岩，火山角砾岩及安山岩。

区域构造：

设计带处于阴山纬向构造体系中、东段与大兴安岭太行山新华夏构造体系东缘的交接部位，地质构造十分复杂，按构造体系可分为东西向构造、北东向构造、北北东向构造、南北向构造。

受构造影响，区内断裂较为发育，以东西向和北东向断裂为主。

据区域断裂位置可知，设计带中断层F28从隧道区K3+500～K4+000右侧沟谷中通过。

其性质不明，走向北55～75度东，断层西侧为白垩系义县组地层，东侧为蓟县系雾迷山组地层。

3.施工平面布置图

灰窑子隧道进口平面布置图

灰窑子隧道出口平面布置图

4.工程数量及工期

本隧道围岩以Ⅳ、Ⅴ围岩为主，其中Ⅳ3围岩980米，Ⅳ2围岩230米，Ⅴ2围岩275米，Ⅴ1围岩520米。

计划2012年11月开工，2013年7月完工。

5.不同围岩级别的开挖方法

针对不同的围岩，按照设计要求，采用不同的施工方法，其中：

Ⅴs，Ⅴ1p，Ⅴ2p段采用中隔壁法施工，Ⅴ1，Ⅴ1q，Ⅴ2q,Ⅳ2,Ⅳ3,Ⅳj段采用环形开挖留核心土法施工。

二．施工工艺流程及工艺要点

1.中隔壁法开挖

1.1中隔壁法施工工序立面示意图

图一中隔壁法开挖示意图

1.2中隔壁施工的总体思路

单侧壁导洞均采用上下台阶开挖，上下台阶间距为3～4米，下台阶开挖时上台阶必须完成初期支护。

各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺。

应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后再进行另一侧开挖。

施工开挖前应做好超前支护，减少一次开挖面积，优化结构受力状况，左侧导洞完成初期支护后，继续向前开挖，进行下一循环，左侧导洞掌子面与右侧导洞掌子面间距不宜小于15米，从而尽可能减少两侧壁导坑之间的相互影响。

当开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。

中隔壁及临时支撑应在浇筑二次衬砌时逐段拆除。

1.3中隔壁法施工方法及步骤（以ZⅤ1p为例介绍）

1.3.1左侧导坑拱部超前支护（图一①）：

开挖前先进行超前支护，打入Φ50×5的超前小导管，超前小导管角度为10°～20°，每根导管长4米，环向间距30cm，纵向排距240cm。

1.3.2左侧导坑上台阶开挖及支护（图一②③）：

采用锚杆，喷射砼，钢拱架支护，可利用小开挖台车钻眼施工中空注浆锚杆。

初喷砼4cm，再架设I18钢拱架，纵向间距按60cm布置。

为保证施工安全，中壁墙采用I18钢拱架作临时支护，喷C25早强混凝土。

1.3.3左侧导坑下台阶开挖及支护（图一④⑤）：

采用锚杆，喷射砼，钢拱架支护。

初喷砼4cm，再架设I18钢拱架，纵向间距按60cm布置。

下台阶中壁墙采用I18钢拱架作临时支护，喷C25早强混凝土。

中侧壁工字钢的安装也要严格要求钢板的连接及垂直度。

1.3.4右侧导坑拱部超前支护（图一⑥）：

（同1.3.1）

1.3.5右侧导坑上台阶开挖及支护（图一⑦⑧）：

右侧上导坑在左侧上导坑后15米进行，开挖、支护方式与左侧导坑相似。

1.3.6右侧导坑下台阶开挖及支护（图一⑨⑩）：

右侧下导坑开挖时，工字钢必须连接牢固，保证垂直度，严禁前后里程倾斜。

1.3.7中壁拆除及仰拱施工（图一⑾⑿）：

在中隔壁法中的一个关键问题是拆除中壁，据以往经验，中壁拆除时间应在全断面成环后，各部位位移充分稳定后，才能拆除。

1.3.8仰拱及二衬浇注

在仰拱和仰拱回填完成后，初期支护及时跟进，初期支护与仰拱的距离不宜超过20m，根据监控量测结果适时施作二衬，施作二衬前按设计要求施作防水层和其他排水设施，同时做好各种预埋管件及预留洞室的安装和检查，防止错埋，漏埋。

1.3.9中隔壁施工工艺流程

2.环形开挖留核心土法开挖

2.1环形开挖留核心土法开挖施工工序立面示意图

图二上下台阶预留核心土开挖示意图

2.2环形开挖留核心土法施工的总体思路

环形开挖进尺以为0.5～1.0米，核心土的面积应不小于整个断面面积的50%。

开挖后应及时施工喷锚支护、安设钢架支撑，相邻钢架必须用钢筋连接，并应按设计要求施工锁脚锚杆。

核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成后、喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。

2.3环形开挖留核心土法施工方法及步骤（以ZⅤ1q为例介绍）

2.3.1超前支护（图二①）：

开挖前先进行超前支护，打入Φ50×5的超前小导管，超前小导管角度为10°～20°，每根导管长4米，环向间距35cm，纵向排距240cm。

2.3.2上台阶环形分部开挖及支护（图二②③）：

采用锚杆，喷射砼，钢拱架支护，利用开挖台车钻眼施工中空注浆锚杆。

初喷砼4cm，再架设I18钢拱架，纵向间距按80cm布置。

2.3.3上台阶核心土开挖及临时仰拱的支护、封闭（图二④⑤）：

核心土开挖完成后施做临时仰拱，使初期支护结构今早封闭成环。

具体做法是采用I18钢拱架做临时仰拱，并浇筑C25混凝土。

上台阶核心土尾端距离下台阶工作面距离一般按20米控制。

2.3.4下台阶半边开挖及半边侧墙及仰拱初期支护（图二⑥⑦）：

开挖前，先拆除临时仰拱。

开挖进尺按照两榀之间的设计距离控制。

开挖完后，施做仰拱拱架，中空注浆锚杆等。

2.3.5下台阶另半边开挖及另半边侧墙及仰拱初期支护（图二⑧⑨）：

下台阶两侧开挖距离不超过5米，以保证衬砌尽早封闭。

2.3.6仰拱衬砌及拱部衬砌（图二⑩⑾）：

在仰拱和仰拱回填完成后，初期支护及时跟进，初期支护与仰拱的距离不宜超过20m，根据监控量测结果适时施作二衬，施作二衬前按设计要求施作防水层和其他排水设施，同时做好各种预埋管件及预留洞室的安装和检查，防止错埋，漏埋。

2.4环形开挖留核心土法施工工艺流程

三．参考文献

1.凌源至绥中高速公路建昌至兴城支线第一合同段施工组织设计

2.凌源至绥中高速公路建昌至兴城支线第一合同段施工图设计

3.《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）

4.《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80／1-2004）