云南偏压隧道进洞施工方案109页喷锚构筑法.docx

1、云南偏压隧道进洞施工方案109页喷锚构筑法xx隧道出口进洞施工方案第一章 工程概况及水文地质条件1.1工程概况 本合同段起点xx镇xx村以xx梁上K19+740,接2合同止点，之后路线由西北向东南设特长隧道穿过xx至xx街xx村，止于xx街大村以xx梁上K24+750，接4合同起点。本合同路线全长5.01Km，路线总体走向由北向南。主要控制点为起点xx镇xx村以xx梁、小xx、大村、xx街xx村以xx梁。xx隧道出口位于xx县xx镇xx村，隧道为双向六车道分离式隧道，单洞平均开挖断面约150m3，左线里程为：ZK19+740ZK22+715，长度为2975m；右线里程为：K19+740K22+

2、680，长度为2940m。其中，III级围岩1460m，IV级围岩3200m，V级围岩1255m。除出口段右幅1333.349m位于半径1752.213m、左幅1370.665m位于半径1714.2468m的曲线外，其余均位于直线上。右幅纵坡为-1.980%，起点K19+740设计高程为1833.35，终点K22+680设计高程为1774.50。左幅纵坡为-1.980%，起点ZK19+740设计高程为1834.31，终点ZK22+715设计高程为1774.48m。本合同段内右幅隧道最大埋深约为290m，左幅隧道最大埋深约为299m。1.2沿线地形、地质、地震、水文情况地形地貌本合同段路线位于x

3、x街西北部小xx，区段内的地形地貌根据构造形迹及地层成因主要为构造溶蚀中山地貌。在线路区主要分布于xx、飞来寺、上清沟地带，高程为18402400，相对高差560m，受构造控制，地层主要为石炭系、二叠系、泥盆系碳酸盐，基岩裸露，产状一般较平缓，单层厚度较大，节理裂隙发育，构成了岩溶发育的有利条件。岩溶以垂直形态为主，溶沟、溶槽、溶蚀洼地及漏斗分布较多。本合同段K19+200K24+750段属此类地貌。(2)工程地质条件本合同段内地质构造较为发育，地垫起伏较大，从地貌上主要属构造侵蚀中山地貌（岩溶发育），出露地层主要为澄江组（Zac）砂岩、泥岩；灯影组（Zbdn）白云岩、灰岩；沧浪铺组（1C）石

4、英砂岩、泥质页岩、云母质石英砂岩；汤池组（01t）泥岩、砂岩；泥盆系（D2-3）白云岩。白云质灰岩；二迭系倒石头组（P1d）主要岩性为浅灰、灰黄、紫红色细粒石英砂岩、铝土岩、黏土质页岩，部分地段夹炭质泥岩、煤层（24m）或煤线和泥晶灰岩；栖霞茅口组（P1q+m）灰岩；峨眉山组（P2）玄武岩；总体地层结构较为复杂。出露地层较多。该线路区冲沟发育，坡体上植被发育，人类活动主要为耕种。该线路区的主要工程地质问题为隧道开挖时断裂造成的破碎垮塌和碳酸岩区的溶洞、涌水、瓦斯等问题，另外，应该引起注意的是该线路在K19K21段经过草海子煤矿矿区，采煤形成了采空区及塌陷区，对隧道的修建有较大影响，应进一步查明

5、该区段的工程地质情况；同时开挖路基形成的高陟边坡比较多，边坡防护应加强。洞口段围岩主要为白云岩、泥质白云岩夹少量页岩,风化强烈,岩石破碎,呈角(砾)碎(石)状散体结构.出口段地形横坡较陡,稳定性较差,出口左侧山坡曾因地震导致滑坡,围岩易坍塌,该段易冒顶或引起工程滑坡。地震本合同路线所经区域地质构造复杂，构造活动期次数较多，地震活动频繁。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）及云南省地震动峰值加速度区划图、云南省地震动反应谱特征周期区划图，本合同段地震动峰值加速度大于0.40g，地震基本烈度值大于9度，沿线构造物必须按相应参数设防。水文地质条件线路区水系发育，水资料较丰富，线路区河

6、流分布较多，河流主要沿线路区山涧沟谷分布，河水流量随季节变化明显。整个线路区水文地质条件较为复杂，各种含水层均有分布，地下水类型齐全。赋存裂隙水，局部地段也埋藏有层间水，碳酸岩分布亦较广，富含岩溶水。洞口段根据实地地质调绘发现xx隧道出口K22+150K22+450段路线左侧存在一大型崩塌堆积体（该滑坡据前人资料在1833年9月嵩明发生8级地震造成的滑坡。滑坡下来的物质堵塞了狮子河形成了近700平方米的堰塞湖，现命名为白土坡水库）。该滑坡后缘呈陡峭的悬崖，坡度在6570左右产状27435，形态呈扇形后缘的宽度约100米，高度约30米滑坡体前缘为水库的边界。隧道顶部只剩滑动面，滑坡物质现已下滑，

7、隧道左侧约20米处滑动面埋深1012米左右，滑坡底部滑动面深约70米左右，滑坡前缘为堆积物，滑动面被上覆物质覆盖，总体厚度约100米左右，目前已基本稳定。上部覆盖层为粉砂质粘土，松散，厚度约2米左右，下部为寒武系中统双龙潭组的灰色灰黄色薄厚层交互性的泥质白云岩及白云岩夹薄层页岩，全风化呈砂粒状，风化厚度0.5-1米左右，现处在基本稳定状态，如遇暴雨与地震时，有发生再次滑坡的可能，但由于滑坡位于隧道设计线138米以上，且主滑动方向与隧道垂直，向东滑移隧道范围之外，对隧道出口影响不大。1.3气候描述昆明地处云贵高原中部，位于东经10210至10340，北纬2423至2622，东西最大横距140千米

8、，南北最大纵距220千米。 昆明地理位置属北纬亚热带，然而境内大多数地区夏无酷暑，冬无严寒，具有典型的温带气候特点，春季温暖，干燥少雨，风高，蒸发旺盛，日温变化大 ，降雨量主要集中夏季。全年无霜期长达300天。第二章 编制说明2.1编制依据 合同文件、交通部现行施工技术规范、工程质量检验评定标准、规则、规程。业主交付的两阶段施工图设计及其它设计文件。 现场踏勘、调查的结果及合同要求的工期。 结合公司现有的施工技术水平、施工机械（具）设备，综合比较后选定施工方案，力求做到管理人员、劳动力及材料供应满足施工方法和进度要求，机械设备匹配合理，努力提高机械化程度，持续加快施工进度。 施工总体布置做到统

9、筹安排、合理布局、节约用地、减少干扰、满足环保要求。 保证安全、质量、环保、工期的措施切实可行、可靠。 公路工程技术标准(JTGB01-2003)；工程测量规范（GB50026-2007)；公路隧道施工技术规范(JTGF60-2009)；混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50086-2001)；地下工程防水技术规范（GB50108-2008）；公路隧道施工技术细则（JTG/T F60-2009)；公路隧道通风照明设计规范(JTJ026.1-1999)；公路瓦斯隧道设计与施工技术指南四川省交通厅公路规划勘察设计研究院2011年；2.2技术指标 (1)设计车速、隧道几何线性与净空按80km/h

10、设计。 (2)隧道建筑限界净宽14m, 限高5米。 (3)断面组成: 0.75+0.5+3.753+0.75+0.75=14m。 (4)设计速度： 80Km/h (5)汽车荷载等级： 公路-级 (6)设计基准期： 100年 (7)设计安全等级： 二级 (8)地震基本烈度： 89度2.3编制原则在施工总体安排、施工方案和施工工艺的选择上，紧紧围绕确保质量、工期，重视安全文明施工进行。建立严密的施工质量控制体系和管理体系，确保质量要求，争创一流。项目安全生产管理机构以确保项目施工安全为主线设置，各分项工程制订严格的施工安全制度，做到组织落实，措施到位。在编制实施性施工组织设计时，按照“抓住重点盯关

11、键，强化管理控投资，狠抓质量保安全，环保水保三同时，文明施工创国优”。围绕“科学管理，规范施工，精心组织，确保安全；强化过程，逐级监控；以人为本，争创精品”的指导思想。遵从工程施工客观要求的连续性、协调性、均衡性、安全性、经济性原则，以安全、质量、工期为主题进行编制。在制定施工方案和安排工期时，根据业主对施工单位工期要求及施工单位的实际施工能力，进行统筹安排,精心组织，科学安排，严格管理，确保安全、高效地完成本标段全部施工任务。建立项目全过程质量保证体系，制定质量保证措施，严格质量管理，执行业主、监理工程师的指令，严格各项管理制度和程序。在施工组织方面，以专业化队伍为基本组织形式，配足上足各类

12、专业人员，配齐配足各类机械设备，充分发挥各类专业人员和机械设备的优势，提高综合施工能力。工程实施过程中，推行标准化作业，推广应用新工艺、新技术、新材料、新设备，强化各种管理手段，以达到最佳的经济效益。施工组织设计做到总体部署和单位工程相结合、重点工程和一般工程相结合、高新技术与既有技术相结合，使方案具有重点突出、内容全面、思路清晰的特点。2.4编制范围xx隧道左线ZK22+715ZK22+585长130米，右线里程为K22+535K22+680长145米。第三章 进洞总体施工安排3.1洞口段施工总体规划原则 根据本工程特点，按照安全、质量、环保、文明工地的相关标准要求对工程整体规划，合理布局，

13、统一实施。充分利用现有条件，合理利用当地资源，注意保护生态景观，努力构建和谐的施工环境，积极主动为业主分忧。场地布置的主要原则为： 实用性原则：现场布置规划设计靠近施工工点，实用方便，不重复建设，各项设施高效使用。 合理性原则：便于施工管理，便于劳力、机具设备和材料等调配，有利于减少施工干扰，有利于文明工地建设。 安全性原则：符合有关安全生产、劳动保护、防火、防洪等法律、法规和要求，制定切实、有效的安全措施，确保安全。 环保性原则：根据现场施工环境，结合当地环保部门要求，有利于环境保护和水土保持，尽可能减少施工对环境产生的不利影响。 经济性原则：充分利用工程所在区域现有道路加以拓宽改造，以节约

14、土地造福地方，尽量减少临时工程的投入。3.2洞口段施工总体规划xx隧道出口洞口在半山腰施工场地狭窄（见图3.2-1），左线隧道线路方向左侧有一泄水渠，右线隧道线路右侧有一山体排水沟。离隧道口5860米有一斜交盖板涵，这些因素都制约隧道施工。为保证隧道出口段施工合理科学，我单位根据现场具体情况就洞口段场地布置和施工步骤做出详细部署，如图3.2-2、图3.2-3。根据地形条件，xx隧道出口段，先整平场地及施工明洞段仰拱，以便于衬砌台车的拼装。我工区拟定在进洞施工一个月内将12米衬砌台车运到现场拼装，约10天左右拼装调试完成，准备施做第一模二衬。根据我工区施工组织情况安排，级加强围岩每月进尺40米左

15、右。40天约进尺54米，此时施工二次衬砌，能保证掌子面距二衬距离不大于70米的要求。计划进洞时间2014年10月1日，完工时间2014年12月30日。洞口地形地貌图3.2-1xx隧道出口总体布置图3.2-2施工总体部署3.2-33.3施工人员配备表3.3-1 施工人员配置表序号职务或工种人数备注1生产副经理12技术负责人13作业队长24测量员45材料员46安全员47施工员48质检员49技术人员410电工211混凝土工2412架子工2013喷锚工5614风枪工7015钢筋工1416模板工2817电焊工618普工20合计2683.4主要机械设备主要机械设备配置根据施工任务量以及工期来配置，并充分考

16、虑到工程的经济效益，在确保满足施工需要的前提下，提高机械设备的使用率和材料物资的周转率，降低工程成本。本阶段工程主要生产用机械设备和测试仪器见表3.4-1:表3.4-1 主要机具设备投入计划表序号设备名称型号单位数量1挖掘机PC220台32自卸汽车陕汽重卡台83装载机小松WA380Z台24装载机柳工856台25标准拌合站JS750台26标准拌合站HLS90台27插入式振动器50Hz台38钢筋切断机YGT4-14台19智能数控钢筋弯曲机GW40台110混凝土罐车台211空压机艾维特22m台1212冷弯机台113自卸喷锚汽车TK-961台614发电机600Kw台215装载机柳工856台216钢筋切

17、断机GW50台117徕卡TS06台118水准仪DSC0432台119履带式液压钻机JK590台120开挖台车5m台221二衬台车12m台222防水板台车9m台223砼输送泵三一重工HBT60A台224凿岩机YT28台483.5主要材料用量主要材料用量见表3.5-1序号工程项目材料及规格单位总量（一）1初支背后注浆水泥浆液m34779（二）1初期支护42钢管（锁脚）m7200225中空锚杆m189003C25网喷砼m33300488钢筋网kg827165钢架I22b工字钢kg411554.4纵向连接20（HRB400）kg14023.2钢板260*10*260kg28020槽钢【32akg109

18、68M24*60螺栓、M24螺母套10560（三）1二次衬砌C35、P8砼m34473.62HRB400t4483HPB300t134（四）1防水工程PVC防水板(1.5mm厚）7233.62无纺布(400g/)7233.64背贴式胶止水带m372379.25带注浆管橡胶膨胀止水带m27705.66型弹簧排水管m36007HDPE双壁波纹管m209.763.6技术准备3.6.1内业技术准备认真阅读、审核施工图纸、编写图纸会审报告；详细编制实施性施工组织设计和单位工程开工报告，结合工程施工特点，备齐必要的参考资料，编写技术管理办法和实施细则。3.6.2外业技术准备组织技术人员对设计交桩导线点、水

19、准点进行复测、加密，收集施工作业中所涉及的各种外部技术数据。经过对设计院移交控制点的导线复测和水准点复测，其成果符合工程测量规范（GB50026-2007）中的要求，成果见昆明绕城高速东南段A标A3工区平面和高程控制测量复测成果报告。我项目部工地试验室已经建设完成，现阶段施工所需原材料及配合比都已报监理单位及第三方试验检测单位审批通过。修建临时空压机房及高压水池，提供施工用风及用水。隧道专用高压电未接通前，用自备发电机发电，并在大电接通前建好变压器房和准备好变压器，根据施工需要，经过计算需配置2台1000kw和1台800kw变压器。3.6.3施工方法暗挖设计遵循“管超前，严注浆；短进尺，强支护

20、；早封闭，勤量测”的原则考虑施工措施。本隧道按喷锚构筑法原理进行施工，应以合理地利用围岩的自承能力，尽量减少开挖隧道对围岩的扰动为原则，采用人工或机械开挖技术，以108大管棚（42小导管）锚杆、钢筋网、喷射砼及钢架作为主要施工支护手段，模筑钢筋砼为二次衬砌，并通过现场监控量测指导设计和施工。根据衬砌断面型式、地质条件及地面建筑物情况分别采用不同的施工方法。3.6.4新奥法施工步骤及要求拱顶范围及开挖边缘的松散地层采用小导管超前注浆加固，以保证开挖期间岩土体的稳定。注浆压力控制在0.51.0MPa； 开挖土方、架设钢支撑及喷射初衬混凝土，施工过程中必须严格控制每一开挖循环进尺不超过相邻两榀格栅钢

21、架的间距，当遇到特殊困难地段，应适当缩短开挖进尺； 各步骤必须连续作业，不得中间停顿，使其尽早形成封闭结构，并减少掌子面土层的暴露时间，以便进行下一步工序； 支护形成后在其背后及时注浆填充空隙，减小因隧道开挖引起的地面沉降。注浆压力控制在0.5MPa左右； 围岩变形稳定后，在初衬的内表面按防水设计要求施做防水层；绑扎二衬钢筋，浇筑二衬混凝土。第四章 洞口工程4.1洞口边、仰坡刷坡及支护首先按设计图放出边、仰坡开挖轮廓线，然后清表，做好洞顶截水天沟，以防地表水冲刷边、仰坡，导致边仰坡失稳坍塌。截水天沟在开挖线5米外，结合现场地形修建，施工时首先将沟底虚土清理干净，然后施作砌体，坡面顺畅、不漏水。

22、左、右洞边、仰坡开挖自上而下逐段分层开挖，分层厚度23m，边坡开挖时预留2030cm厚用人工刷坡。刷坡时严格按放线开挖，控制超欠挖。土方直接用挖掘机挖装。当开挖至隧道拱顶下1米的高度时，停止开挖，修筑平台，以方便大管棚施工。 边仰坡防护采用22砂浆锚杆（L=3 m），间距1.0m梅花型布置，挂单层8钢筋网（网格2525），喷C20砼10cm。4.2左线套拱施工xx隧道出口左线所处位置工程地质及水文地质较差、浅埋，隧道开挖跨度大。鉴于此种情况，为了避免开挖对围岩的扰动，左线洞口明洞段石方开挖严格采用自上而下分层开挖法，按“强支护”的原则施工，明洞浅埋段在隧道拱腰以上采用明挖方式施工，开挖后设置长

23、2m厚60cm 的钢架混凝土护拱，在护拱保护下进行大管棚施工。4.3左线大管棚施工4.3.1左线套拱施工(1)明洞开挖到洞口位置时，在洞口处预留核心土，其作用为稳定掌子面围岩，并作为套拱装模拱部施工平台，模板均采用木模，模板采用型钢拱架和钢管支架作支撑。按设计固定好导向管后立模浇筑套拱砼。(2)套拱型钢钢架的加工及安装 套拱型钢采用I20a工字钢，加工后在1:1样台上试拼，试拼合格后编号堆码备用。 测量准确定出隧道中线、套拱拱脚和拱顶标高，导向管安装时，用全站仪控制导向管的外插角，导向管外插角为13。 现场安装必须严格按编号拼接。型钢安设平稳并与预埋钢板焊接，以防止型钢位移。 套拱混凝土模板均

24、采用木模，按照套拱内轮廓（扣除模板厚度5cm）加工支撑内模的拱架，拱架用I20a工字钢加工。其余模板采用42脚手架管和焊接拉筋加固。套拱C20混凝土采用本标段搅拌站自制，挖掘机起吊浇筑(3)套拱C20混凝土灌注完成后，砼强度达到80%后，进行大管棚施工。4.3.2左线大管棚施工xx隧道出口左线ZK22+665ZK22+695，洞口段前30米超前支护采用：套拱+导向管+大管棚+注浆联合支护形式： (1)套拱采用I20a工字钢加C20砼。导向管采用热轧无缝钢管140mm，壁厚8mm。大管棚采用热轧无缝钢管108mm，壁厚6mm，管棚环向间距40cm。倾角：仰角13（不包括路线纵坡），方向：与路线中

25、线平行。管棚长度34米（含两端搭接长度各2米），钢管施工误差：隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50% ，相邻钢管的接头至少需错开1米。管棚连接：采用114mm，壁厚8mm丝扣连接。管棚内装钢筋笼，钢筋笼采用42钢圆环，圆环外平均焊接4根22钢筋。套拱型钢安好后，用全站仪准确放出导向管位置，然后安设导向管，导向管外插角13，方向与线路方向平行。其一端用22的钢筋固定于第一榀钢拱架上，沿中线方向布设，并控制大管棚施工时的外插角13，同样用22钢筋固定于钢拱架上，钢筋与型钢钢架按设计及规范要求焊接固定，安装完毕第一根孔口管后，依次安装其余46根导向管。图4.3-1 大管棚布置见详图图4.3-2 大

26、管棚纵断面图图4.3-3 大管棚工艺流程图 (2)平整作业平台明洞开挖至拱顶下1.5m时，预留核心土作为钻机平台，钻机作业前，平整作业平台。平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。(3)钻孔本隧道管棚设计均为47孔，为了便于安装钢管，钻头直径采用120mm，岩质较好时可以一次成孔。钻进时产生坍孔，卡钻时，需补注浆后再钻进。钻机开钻时，应低速低压，待钻进1m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。钻孔时应按照由高孔位向低孔位进行的顺序施工，认真做好钻进过程的原始记录

27、，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时地质预报而指导洞身开挖。(4)清孔验孔用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。再用高压风从孔底向孔口清理钻渣。(5)管棚加工 大管棚采用1086mm热扎无缝钢管，套管在专用的管床上加工好丝扣，导管四周钻设孔径12mm注浆孔(靠孔口2.5m处的棚管不钻孔)，孔间距15cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔，锥形长度为10cm。管棚内设置有钢筋笼，钢筋笼内部由42长度5cm的钢环四周平均焊接4根22钢筋构成。 (6)管棚安装按设计位置布孔、并标注，架设管棚钻机，钻孔时钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一孔

28、便顶进一根钢管。钢管接头采用丝扣连接，各钻孔均做好施工记录。接长钢管满足受力要求，相邻钢管的接头前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。导管环向中对中间距40cm。管棚外插角为13，方向与路线中线平行。为利于管棚整体受力，横向同一断面内的接头数量不大于50，相邻管接头前后错开不小于1m。(7)大管棚注浆准备工作：压浆前，应对孔道进行清洁处理，并使孔壁完全湿润；冲洗后，使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌。对于因延迟使用所致的流动性降低的水泥浆，不得通过加水来增加其流动性。压浆时缓慢、均匀地进行，不得中断，并使孔道内排气通

29、畅。压浆使用活塞式压浆泵。当注浆压力达到2MPa时，静压10min后停止注浆。关闭注浆嘴上的闸阀，拔除注浆管。(8)注浆参数注浆材料：水泥浆 水泥浆水灰比：1：1（质量比） 注浆压力：初压0.51.0MPa，终压2.0 MPa。(9) 注浆结束后及时清除管内浆液，并用M20号水泥砂浆充填，增强管棚的刚度和强度。4.3.3管棚质量要求管棚长度不小于设计（34m）长度，孔位偏差为50mm,钻孔深度偏差为50mm，钢管插入孔内的长度不得小于设计长度的95%。注浆结束标准及效果检查单孔注浆结束标准单孔结束标准：注浆压力逐步提升至设计终压，并继续注浆10min以上注浆结束时段进量小于20L/min检查孔涌水量小与0.2L/m,min检查孔钻取岩芯浆液填充饱满 全段结束标准：所有注浆孔均符合单孔结束条件，无漏注现象注浆后预测涌水量小于设计值浆液有效注入范围大于设计值设计的所有注浆孔均达到结束标准，无漏注现象，注（压）水试验地层吸水率小于0.05L/min，粘土固结强度0.4MPa。注浆效果检查：采用分析法，注（压）水试验，开挖取样等方法进