隧道施工工艺模块.docx

1、隧道施工工艺模块第一章 施工流程及施工要点第一节 新奥法施工流程 新奥法施工流程见下图 施工要点1、少扰动:是指在进行隧道开挖时，要尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围、扰动持续时间。2、弱爆破:在钻爆过程中采用预裂爆破、光面爆破等钻爆方法,减少围岩的扰动。3、早喷锚:是指开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩的变形进入受控制状态。这样做一方面是为了使围岩不致因变形过度而产生坍塌失稳；另一方面是使围岩变形适度发展，以充分发挥围岩的自承能力，同时采取超前支护措施。4、勤测量:是指以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩（或围岩加支护）的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以便及时调整支护形

2、式、开挖方法，确保施工安全和顺利进行。量测是现代隧道及地下工程理论的重要标志之一，也是掌握围岩动态变化过程的手段和进行工程设计、施工的依据。5、紧封闭:一方面是指采取喷射混凝土等防护措施，避免围岩因长时间暴露而使强度和稳定性的衰减。另一方面更为重要的是指要适时对围岩施作封闭形支护，这样做不仅可以及时阻止围岩变形，而且可以使支护和围岩进入良好的共同工作状态。第二节 洞口施工工艺 工艺框图见图。 施工要点1、施工准备修建洞口临时生产设施，包括水、电、生产、生活房屋等，进驻施工队伍及部分机械设备，以能够满足进洞要求。2、开挖 开挖前先修筑边仰坡截水沟，清除洞口上侧方有可能滑塌的表土、灌木及山坡危石。

3、 洞口刷坡按设计要求，先测量放样，然后自上而下分层开挖，开挖采用人工配合挖掘机进行。 每层开挖后及时施作临时防护，进行锚喷挂网支护。 洞口时预留核心土。3、洞口修筑 洞口处先施工大管棚，以保证安全进洞。 在洞口段衬砌完成及雨季之前施作洞门。洞口施工工艺框图第三节开挖工艺一、上弧导预留核心法施工上弧导预留核心法施工工艺框图见图5.13。 上弧导预留核心法施工工艺框图 施工要点1、上台阶弧形部分采用风镐开挖。2、左、右边墙导坑必须交错施工，不得两边同时开挖。边墙围岩较差时分两层开挖。3、上部弧形导坑比下断面开挖超前5-7m，两工序可平行作业。4、核心土必须在初期支护封闭成环后再开挖，开挖时采用控制

4、措施以免损坏初期支护。5、施工中认真进行围岩量测工作，根据对围岩变化的观测及量测数据，考虑调整支护参数。二、正台阶法施工 正台阶法施工工艺框图见图。 施工要点1、首先对上台阶断面进行测量放样，用油漆标出开挖轮廓线与炮眼位置，炮眼位置相差不大于5cm。2、采用YT28凿岩机进行钻眼，顶部钻眼搭设临时脚手架。3、按设计数量装药爆破，爆破采用光面爆破。4、爆破后先不出碴，先进行拱部混凝土初喷，再打锚杆注浆。5、出碴采用CAT320扒碴、装碴，自卸汽车运输。6、开挖下台阶，喷锚支护，开挖下台阶时，先开挖两侧边墙部分，支护后再开挖中部。7、监控量测，反馈信息，优化支护参数。8、最后进行二衬。9、注意事项

5、 台阶长度要适当。 协调好上、下台阶工序，减少互相干扰。 下部开挖要密切注意上部的稳定。围岩较差时，左右两侧错开进行。正台阶开挖法施工工艺框图三、全断面法施工 施工工艺框图见图 全断面开挖法施工工艺框图 施工要点1、全断面开挖开挖面积大，容易超挖，因此必须严格按爆破设计施工。2、摸清开挖面前方的地质情况，随时准备应急措施，尤其应注意突然发生的地质条件恶化，所以必须坚持地质超前预报工作。3、各工序使用的机械设备务求配套，以充分发挥机械设备的使用效率和各工序之间协调进行。4、在地质较差地段开挖时，应加强对辅助施工方法的设计和作业检查，以及对支护后围岩的动态量测与监控。第四节辅助施工工艺一、超前大管

6、棚施工 施工工艺框图见图5。 施工工艺详述1、钻孔时把套管与钻杆同时钻入隧道顶板前端至设计深度。2、钻孔完结后，把套管内孔注水清洗干净后，取出钻杆，套管留在孔内供护孔用。3、把周边有孔眼的钢管插入套管内，钢管用丝扣联接，钢管终端要密封。4、钢管在插进后，才取套管钻进其他孔眼，钢管口端与孔口周壁用水泥密封。5、注浆管用高压把水泥浆液或水泥-水玻璃双液浆压入钢管内，浆液通过钢管孔眼压注入孔壁的缝隙内，固结附近岩土层，注浆采用先灌注“单”号孔，待1至2天固结后，再灌注“双”号孔的方法。6、在管棚支护下进行隧道开挖，管棚搭接长度不小于1.5m。 施工注意事项1、大管棚施工前编制详细的专项施工组织设计，

7、全员进行学习。2、钻孔前，按设计精确画出钻孔位置。3、控制钻孔角度，尤其是接长钻杆后钻进角度应严格控制。4、注浆时准确掌握浆液配比和注浆压力。5、创造良好的照明条件，施工时专人统一指挥。6、加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理。 超前大管棚施工工艺框图二、 超前小导管施工 施工工艺框图见图。 超前小导管施工工艺框图 施工要点1、本隧道类围岩进出口全风化地段设计423.5mm超前小导管，间距为50cm，采用42无缝钢管在加工厂制作。前端做成尖锥形，尾部焊接6钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm交错钻眼，眼孔直径为10mm。2、小导管布置：施工时严格按设计资料布设。小导管搭接长度应不小于1m。3、

8、小导管安装：采用YT-28风动凿岩机钻孔，然后将小导管插入孔内，外露20cm，外露端支撑于开挖面后方的钢拱架上，与钢拱架共同组成预支护体系。4、注浆机具及材料注浆设备采用BW-250/50注浆泵注浆，采用水泥-水玻璃双液浆。5、注浆工艺小导管注浆施工同超前大管棚的施工。6、注浆压力2Mpa。三、超前砂浆锚杆施工 施工工艺框图见图。砂浆锚杆施工工艺框图 施工要点1、锚杆的安装采用凿岩机钻孔后,注浆后用大锤将锚杆打入孔内。2、水泥砂浆须严格按配合比配制，并按设计加入早强剂随配随用，以免浆液在浆管、泵中凝结。第五节、初期支护施工工艺一、初期支护 工艺框图见图初期支护紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露

9、时间，抑制围岩变位，防止围岩在短期内松驰剥落。 施工要点1、锚杆施工系统锚杆施工工艺流程为：钻孔清孔注浆插入杆体。钻孔采用凿岩机钻孔；施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，锚杆要除去油污、铁锈和杂质。初喷砼施工完毕后，先按设计要求钻凿锚杆孔眼，达到标准后，用高压风清除孔内松土，然后注入水泥浆，后杆体插入孔内。待终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验。初期支护施工工艺框图2、钢筋网安设挂钢筋网在初喷砼施作前安设，钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋网根据被支护岩面的实际起伏状铺设，与被支护岩面间隙约5cm，钢筋网与锚杆连接处用细铁丝绑扎或点焊在一起，使钢筋网在喷射时不易晃动。3、工字钢拱架施工工字钢

10、架间距严格按设计文件架立。二、钢拱架施工 施工工艺框图见图钢拱架施工工艺框图 施工要点1、场制作加工 按设计图放大样，放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割、刨边的加工余量。将工字钢冷弯成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。 钢拱架按设计图配置加强辅筋与主筋焊接。焊接时，沿钢拱架两边对称焊接，防止变形。 钢拱架加工后要进行试拼，其允许误差： 沿隧道周边轮廓误差不应大于3cm。 钢拱架由拱部，边墙各单元钢构件拼装而成。各单元用螺栓连接。螺栓孔眼中心间误差不超过0.5cm。 钢拱架平放时，平面翘曲应小于2cm。2、钢拱架架设工艺要求： 为保证钢拱架置于稳固的地基上，施工中在钢拱架基脚部位预留0.150.

11、2m原地基；架立钢拱架时挖槽就位，并在钢拱架基脚处设槽钢以增加基底承载力。 钢拱架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2。钢拱架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。 为保证钢拱架位置安设准确，在隧道开挖时在工字钢架的各连接板处预留安装工字钢架连接板凹槽；在两拱脚处和两边墙脚处预留安装钢拱架槽钢凹槽。在初喷混凝土时，在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板（或槽钢）位置。 钢拱架按设计位置安设，在安设过程中当钢拱架和初喷层之间有较大间隙应设骑马垫块，钢拱架与围岩（或垫块）接触间距不应大于50mm。 为增强钢拱架的整体稳定性，将钢拱架与锚杆焊接在一起。各种钢拱架应设纵向连接钢筋。 为使钢拱架准确定位

12、，钢拱架架设前均需预先打设定位锚杆。定位锚杆一端与钢拱架焊接在一起，另一端锚入围岩中0.51.0m并用砂浆锚固，当钢拱架架设处有系统锚杆时应尽量利用系统锚杆定位。 钢拱架架立后应尽快喷砼，并将钢拱架全部覆盖，使钢拱架与喷砼共同受力，喷射砼应分层进行，每层厚度5-6cm左右，先从拱脚或墙脚向上喷射以防止上部喷射料回弹虚掩拱脚（墙脚）而不密实，强度不够，造成拱脚（墙脚）失稳。三、喷射砼施工 施工工艺框图见图喷射砼施工工艺流程图 施工要点喷射混凝土骨料用强制式拌合机分次投料拌合，喷射混凝土采用TK-961型混凝土喷射机，湿式喷射作业。初期支护喷射混凝土，一般分初喷和复喷二次进行。开挖(或分部开挖)后

13、，立即进行初喷工作，以尽早封闭暴露岩面，防止表层风化剥落。复喷混凝土在锚杆、挂网、工字钢拱架安装后进行，尽快形成初期支护整体受力，以抑制围岩变位。拱架和拱架间用混凝土喷平，并有足够的保护层。喷射混凝土分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不超过6m，一次喷射厚度控制在6cm以下，喷射时插入长度比设计厚度大5cm铁丝，每12m设一根，作为喷层厚度控制用，后一层喷射在前层混凝土终凝后进行，新喷射的混凝土按规定洒水养护。四、防水板铺设施工 施工工艺框图见图 防水板铺设施工工艺流程图 施工要点1、施工准备台车就位后，将衬砌支护表面外露的锚杆头、钢筋头齐根切除，并抹砂浆将其覆盖。将初期支护表面凹凸不平的部

14、位进行修凿抹平。2、防水板的铺设与固定 用水泥钉沿隧道轮廓从上向下钉挂土工布，拱部0.50.7个/m，边墙11.2个/m。 将防水板从台车顶左、右对称沿隧道轮廓展开，并用齐头短木棒将防水板沿隧道轮廓撑开。用吊挂肋条悬挂防水板，使防水板紧贴土工布，并且保持松劲适度，幅与幅之间的搭接长度不小于10cm。 沿周边压紧防水板，用爬焊机焊接，焊缝宽度不小于10cm,粘接前清除脏物。 结合部位采用真空加压检测，在0.2Mpa压力作用下5min不得小于0.16MPa，检查接缝是否有漏焊现象，并针对情况进行补焊。 当质量检验合格后，台车移到下一作业面。 施工说明 固定防水板时，视初期支护面的平整度将防水板预留

15、一定的富余量，以防过紧而被砼挤破。 为使防水板接头焊接良好，防水板每循环铺设长度比衬砌长度长2.0m，以利接头焊接施工。 防水板接缝和衬砌施工缝错开0.51m。 防水板铺设好后，尽快灌注砼。 软岩地段砼衬砌紧跟开挖面时，衬砌端部预留防水板接头须采取防护措施，防止施工损坏防水板。 衬砌加强钢筋安装、各种预埋件设置、挡头模板安装，以及泵送砼等工序作业中要防止破坏防水板。五、混凝土衬砌施工 施工工艺框图见图二次衬砌施工工艺框图 施工要点隧道模筑衬砌混凝土灌注采用全断面液压衬砌台车，一次施工长度12m，砼采用拌合站集中拌合，混凝土搅拌运输车运输，混凝土输送泵灌注，机械振捣。钢筋混凝土衬砌灌注前做好钢筋

16、的布设工作，钢筋角隅要加强振捣。灌注前按图纸规定预留沟、槽、管洞或预埋构件。所有衬砌作业均采用混凝土输送泵作业。混凝土自模板窗口由两台输送泵左右对称灌入，由下向上，先墙后拱灌筑，倾落自由高度不超过2.0m。在混凝土浇筑过程中，观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，当发现有变形、移位时，及时采取措施进行处理，混凝土灌筑间断时间不得超过2个小时，否则按接缝处理。采用插入式振动棒捣固，必须符合下列规定：1、每一振点的捣固延续时间，应使混凝土表面呈现浮浆和不再沉落。2、振动棒的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍。3、捣动棒与模板的距离不大于其作用半径的0.5倍，并避免碰撞钢筋、模板、预埋件

17、等。4、振动棒插入下层混凝土内的深度不小于50mm。5、试验室按规定要求在灌筑混凝土现场做试件，并详细填写施工记录。6、混凝土养护及整修。混凝土灌筑后，不良变形未稳定段，在混凝土强度达到设计强度100%时，一般地段混凝土强度达到设计强度70%时，方可拆模，并进行养护。砼达到设计强度后及时按设计要求进行通过端头预埋塑料管进行注浆填实。7、泵送混凝土。碎石最大粒径与输送管内径之比不大于1:3；通过0.315mm筛孔的砂不小于15%；最小水泥用量为300kg/m3；坍落度为80180mm。8、管道管线安装要求直、转弯缓；灌筑点先远后近；泵送砼先后顺序为：泵水湿润管道-泵水泥砂浆-泵砼-泵砂浆-泵水洗

18、管。泵水湿润管道时，先在变径管内用水泥袋卷成筒封堵严密，以保证在泵水过程中水能够充分湿润管壁，泵水量不宜过多，以1m3左右为宜；为防止砂浆在管道内离析造成堵管，砂浆用细砂拌制。换管时先湿润后接驳；泵送过程严禁加水、空泵；开泵后无意外情况中途不要停歇。洗管时，为防止洗管水在压力作用下进入砼内造成砼离析而堵管，洗管前，先泵两斗1:1的水泥砂浆，并将水与砂浆用2个海绵球，1个水泥袋卷和1个橡胶活塞隔开。 量测方法及顺序1、初期支护施作2h后即埋设测点，进行第一次量测数据采集。2、测试前检查仪表设备是否完好，如发现故障应及时修理或更换；确认测点是否松动或人为损坏，只有测点状态良好时方可进行测试工作。3

19、、测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次；三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测值，若读数相差过大则应检查仪器仪表安装是否正确、测点是否松动，当确认无误后再按前述监控量测要求进行复测。每次测试都要认真做好原始数据记录，并记录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。量测数据应在现场进行粗略计算，若发现变位较大时，应及时通知现场施工负责人。4、测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作。及时进行资料整理，监控量测资料须认真整理和审核。5、量测数据分析和信息反馈量测数据输入RMPS系统进行处理和分析，绘制时间-位移曲线。当绝对位移值逐渐减小，支护结构趋于稳

20、定，可施作二次衬砌。当位移变化异常，出现反弯点初期支护出现严重变形，这时应及时通知施工管理人员，该段支护须采取加强措施，确保隧道不坍方；严重时施工人员须迅速撤离施工现场，保证施工人员安全。 洞内施工监测管理工艺框图见图5.25。 洞内施工监测管理流程说明1、对测试人员的要求量测工作是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。 专职量测技术人员的职责： 负责量测计划安排。 负责量测资料的整理。 及时向施工负责人汇报洞内围岩稳定状态，并定期提出围岩稳定性和支护可靠性的书面报告。 当量测结果出现危险信息时，应立即向施工负责人报告，并协助施工负责人进行紧急处理。图5.25 洞内施工监测管理工艺

21、框图 量测工的条件和职责： 量测工应具有中专或相当中专以上的文化水平和一定现场实践经验。 量测工作要认真负责。 在技术人员的指导下，负责测点的埋设和日常的量测工作，并做好量测记录。 负责量测元件的准备、工地零星加工和量测仪表的保养工作。2、测试工作中的注意事项 施工监测采用的机械式仪表和电子仪器，必须确保量测仪表具有良好的使用状态。 测试前应做好： 检查仪表设备是否完好，如发现问题及时修理或更换。 检查测点是否松动或人为损坏，确认测点状态良好时方可进行测试工作。 测试工作中： 按各项量测的操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次，三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测值，若读数相差过大时应

22、检查仪器、仪表安装是否正确，测点是否松动，当确认无误时再进行测试。 每次测试时都要做好记录，并记录环境温度、掘进里程以及施工情况等，并保持原始记录的准确性。 在现场进行粗略计算，若发现变形较大时，应及时通知现场施工负责人。 测试完毕后应做到： 检查仪器、仪表，做好养护、保管工作。 及时进行资料的整理。3、量测资料的整理 对量测资料应认真检查、审核和计算，每次量测结束后，应在二小时内进行资料整理工作。 及时将资料填入有关图表，使能了解数据反映的变化规律，便于各断面和不同量测手段之间的对比。电子计算机的量测处理系统见图5.26。图5.26电子计算机的量测处理系统二十三、超前地质预报探测 施工工艺流

23、程见图5.27。 施工要点1、根据设计图纸，认真研究地质资料，进行分段分类划分。2、现场调查勘测核实。3、确定超前探测预报方案，主要包括探测项目及探测方法。 探测项目 地质条件变化对施工影响程序预报。 可能出现塌方、滑动影响预报。 隧道穿越不稳定岩层较大断层预报。 富水地段预报。 岩体突然开裂或原裂隙逐渐增宽等危害性预报。图5.27 超前地质预报探测施工框图 位移变形加快影响围岩稳定预报。 浅埋段下沉裂缝对隧道稳定预报。 探测预报方法 采用声波探测进行地质预报。 根据开挖工作面用前推法预报。 根据超前导坑预报。 用相似比拟法对隧道含水量预测。 根据超前钻孔对含水量预测3、根据探测结果，反馈信息

24、，及时或提前改变方案，优化支护参数，加强工序环节控制。4、整理资料，积累经验。二十五、运营设施施工顺序流程图 施工工艺框图见图5.29 图5.29运营设施施工顺序流程图二十六、照明安装工程工艺流程图 施工施工工艺框图见图5.30。 图5.30照明安装工程工艺流程图 施工要点灯具安装是本工艺流程的重点环节；照明工程由隧道内照明及洞外路灯照明组成，施工前对灯具及光源进行通电试验，避免不必要的返工二十七、通风安装工艺流程图 施工工艺框图见图5.31 图5.31通风安装工艺流程图 施工要点预埋处理及吊架安装是本工艺流程中最重要的环节，直接会引起安全、质量及使用寿命问题，施工中必须引起足够的重视。二十八

25、、消防工程安装工艺流程图 施工工艺框图见图5.32 图5.32消防工程安装工艺流程图 施工要点管网施工是本工艺流程中的重要环节，也是消防施工中工程量最大的一项分项工程。 二十九、供配电施工工艺流程图 施工工艺框图见图5.33 施工要点 高低压开关柜安装及干式变压器安装是本工艺流程中的重点。(二)、D25中空注浆锚杆安装施工D25中空注浆锚杆安装施工工艺见图5.4.6。1、锚杆的安装1.1检查锚杆中孔、钻头水孔是否堵塞，若有应清除干净。1.2连接钻头和锚杆。1.3连接凿岩机和钎尾。1.4连接钻机连接套和钎尾。1.5锚杆对准设计的锚孔位置，凿岩机应先给风和水，然后钻进。在较完整的岩石中钻进时，钻头

26、的水孔不易堵塞，可按正常钻进速度钻至设计深度；在软岩和土中钻进时，钻头的水孔易堵塞，因此在钻进过程中，应放慢钻进速度，多回转少冲击，操作者注意水从钻孔中流出的状况，若有水孔堵塞的迹象，应后撤锚杆50cm,并反复扫孔使水孔畅通，然后慢慢进尺，直至设计深度。1.6钻进至设计深度后，应用水和高压风洗孔，检查钻头水孔是否畅通，确认畅通后将钻机连接套从锚杆上卸下；锚杆外露孔口长度以1015cm为宜。1.7若锚杆需加长，应用锚杆连接套连接已施作锚杆和另一根锚杆，然后重复上述步骤，钻进至设计深度。1.8用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm。1.9安装垫板及螺母，但此时不宜上紧。2、锚杆的注浆2.1检

27、查麦式注浆泵及其零件是否齐备和正常，有关泵的操作程序应遵守注浆泵操作手册。2.2检查水泥和砂的粒径、比例、温度等是否符合规定，通常用塞子控制他们的粒径，水泥与砂的比例一般为1:01:12.3用水和风检查锚孔是否畅通,孔口反水或风即可。2.4调节水流量计使砂浆水灰比至设计值为止,并记下流量计的刻度,从泵出口出来的砂浆必须要均匀,不能有断续不均现象。2.5迅速将锚杆、注浆泵用快速接头连接好。2.6开动泵注浆,整个过程应连续灌注,不停顿,必须一次完成,观察到浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值,即可停泵。2.7注浆整个过程及时清洗接头,保证注浆过程的连续性,注浆结束后,应及时清洗及保养泵。2.8在

28、灰浆达到初始设计强度后,方可上紧垫板及螺母。（七）、喷射钢纤维混凝土在混凝土的拌合过程中,加入一定数量、分布均匀离散的钢纤维,用喷射混凝土的工艺施工,即为钢纤维混凝土。钢纤维混凝土的拌合用清水清泡钢纤维束(水溶性胶合剂粘结成束),直到钢纤维束分散成单根;按照设计配合比配料,按粗骨料、细骨料、水泥、钢纤维投料顺序投料拌合,指导分解成单跟的钢纤维均匀分散到拌合料中。施工工艺流程见图5.4.81、检查受喷面2、检查液态速凝剂的用量3、调整速凝剂的掺量4、检查压力控制器5、连接喷混凝土管路6、启动速凝剂计量泵1、拌合料质量检查2、拌合混凝土级料准备工作启动湿喷机泵送速凝剂至喷嘴向料斗加料喷射混凝土不符

29、合要求喷射质量检查关 机清 洗结 束图5.4.8喷射钢纤维混凝土工艺流程五、砼仰拱施工隧道设计有仰拱的地段在喷锚支护后仰拱应及时施工。仰拱施工采用仰拱大模板，由中心向两侧对称进行，仰拱与边墙衔接处捣固密实。仰拱施工采用过梁形式，以保证掌子面开挖、支护正常进行。过梁采用型钢结构件，上覆1.0cm厚钢板，过梁可以移动，反复使用。仰拱砼达到设计强度70%后，进行隧道填充施工。为策安全，级围岩地段砼仰拱应及时施工。待开挖出碴结束时，采用挖装机一次性开挖仰拱到位，人工辅助清理底部浮碴杂物。为确保支护稳定和施工安全，一次性开挖长度以3m为宜。施工时上循环砼仰拱接头凿毛处理，并设与边墙衬砌连接筋；砼输送车运输砼，砼输送泵灌筑，插入式振动棒捣固，为能尽早便于车辆通行，可掺入适量早强剂。仰拱砼施工流程见图5.4.9。