隧道施工初期支护.docx

1、隧道施工初期支护 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-LGG08】隧道施工初期支护 第一章 总体概况说明第一节 编制依据1、本标段施工合同文件及已到位的设计图纸，包括线路平面图，线路纵断面图，地质平面图、隧道施工设计图等。2、我标段对现场地质、地形、水文条件、交通条件的调查。3、我单位的施工经验及施工力量。4、国家有关标准、规范，建设方下发的文件及实施细则等。5、铁路隧道工程施工安全技术规程（TB10304-2009）;6、铁路隧道施工技术指南（TZ204-2008）；7、铁路隧道工程质量验收标准(TB10417-2003);8

2、、铁路隧道设计规范（TB10003-2005）;9、铁路混凝土与砌体工程施工规范（TB10210-2001）；10、铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准(TB10424-2003)。第二节 工程简介大田庄1 号隧道位于山东省沂源县许村东北侧，隧道起讫里程为DK1093+6851095+975，全长2290m。最大埋深162米，隧道内线路为人字坡，分别为3上坡与3下坡。为保证施工，合理规划总工期，安全、高效、优质地完成施工任务，本隧道设置进口、出口2个工班2个工作面进行施工。第三节 地质、水文条件一、地质条件整个隧址区在鲁中隆块沂源凹陷，寒武系凤山组灰岩、长山组灰岩夹页岩主要发育2组节理，奥陶系

3、马家沟灰岩主要发育23组节理，隧址区发育4条断裂。二、水文地质本隧道进口西侧380m及出口250m附近为田庄水库，常年有水，属于沂水河水系。勘探期间未见地下水，推测地下水主要为碳酸岩盐夹碎屑岩岩溶裂隙水，寒武系张夏组灰岩中见溶蚀现象，地下水活动不明显。第四节 围岩级别及工程数量隧道围岩等级包括、级。级围岩采用全断面法施工，、级围岩采用台阶法开挖施工，深埋级围岩采用采用三台阶法施工，断层破碎带级围岩段采用三台阶临时仰拱法施工。全隧道均采用复合式衬砌。复合式衬砌由初期支护，防水隔离层与二次衬砌组成，级围岩采用曲墙加仰拱结构形式。大田庄1号隧道级围岩长1236m,级围岩长290m，级围岩长609m，

4、级围岩长155m。隧道围岩级别统计见表1-4-1。 表1-4-1 大田庄1号隧道围岩级别统计表施工区段里程长度（m）围岩级别进口承担任务（1145m）DK1093+685DK1093+70217DK1093+702DK1093+71412DK1093+714DK1093+73420DK1093+734DK1093+78652DK1093+786DK1094+7893DK1093+789DK1093+036247DK1094+036DK1094+DK1094+DK1094+041DK1094+041DK1094+DK1094+DK1094+148DK1094+DK1094+196DK1094+1

5、96DK1094+DK1094+DK1094+201DK1094+201DK1094+414213DK1094+414DK1094+45036DK1094+450DK1094+49848DK1094+498DK1094+830362出口承担任务（1145m）DK1094+830DK1095+025165DK1095+025DK1095+236211DK1095+236DK1078+DK1095+DK1095+241DK1095+241DK1095+DK1095+DK1095+315DK1095+315DK1095+DK1095+DK1095+396DK1095+396DK1095+DK1095

6、+DK1095+401DK1095+401DK1095+743342DK1095+743DK1095+859116DK1095+859DK1095+94586DK1095+945DK1095+97530第二章 洞口段施工洞口段施工时避开雨季，施工前先做好洞顶截水沟，然后自上而下分层逐段拉槽开挖，并按照设计逐层进行边仰坡防护。施工时根据现场实际地质、水文、地形等诸多因素，遵循早进洞原则，综合选定洞口端开挖进洞方法和边仰坡防护措施，严禁对山体大刷大挖，开挖过程中应加强坡面稳定监测,保证边坡稳定和施工安全。第一节 地表水拦截和预加固洞口开挖前，先施作洞顶截、排水沟，完善临时排水系统，使开挖面不积水、

7、排水顺畅。对于围岩稳定性差、滑坡、浅埋或偏压地段应先采取预加固措施进行加固处理。根据测量放线，采用挖掘机进行自上而下分层逐段拉槽施工，局部岩石采用钻孔松动爆破，装载机装碴，自卸车配合运输。开挖时，边、仰坡要一次开挖到位，边挖边刷，为边、仰坡及时防护创造好条件。仰坡开挖采用上半断面小切口开挖，确保安全进洞及仰坡的稳定，施工时遵循“少刷坡、少扰动、强支护”的原则。根据设计及现场地质情况，每开挖一个台阶要及时对边、仰坡进行防护处理，以防坍塌或滑坡。在施工过程中在边坡顶部设置监测点，监测点布置必须符合要求，及时反馈边坡稳定信息，根据反馈信息必要时要加强边坡支护措施。根据设计和具体围岩情况，当仰坡开挖至

8、拱架安装位置时，测量放线，开挖改为人工开挖风镐辅助的方式进行，开挖完成后进行暗洞超前支护。第二节 进、出口超前支护进洞待边仰坡防护、洞外截水沟及其他施工准备完成后，大田庄1号隧道进口拟从DK1093+685处施工大管棚并由此处进洞，管棚长20米，覆盖DK1093+685DK1093+702处15米围岩破碎地带，并完成注浆。采用108大管棚，壁厚6mm,间距40cm。出口拟从DK1095+975处施工超前小导管，超前小导管长30米，覆盖DK1095+945DK1095+975处30米围岩破碎地带，并完成注浆。一、进口超前大管棚（一）超前大管棚支护大田庄1号隧道进口拟采用超前大管棚进洞施工，进口管

9、棚施作长度为20m（DK1093+685DK1093+705），管棚设置要求如图2-2-4，洞口大管棚施工工艺如图2-2-5。图2-2-4 洞口段大管棚布置图图2-2-5 洞口大管棚施工工艺流程图（二）平台设置在隧道仰坡开挖至拱顶位置时，先标出隧道中心线及拱顶标高，开挖预留核心土，作为施工套拱和管棚施钻的工作平台。工作平台宽度宜为2.5m，高度宜为2.0m，平台两侧宽度宜为1.5m。（三）钻孔和安装管棚配备管棚跟管钻机，以保证成孔率，防止塌孔。钻孔前先检查钻机各部位运转是否正常。洞口土体钻孔时最好采用干钻，防止影响边破稳定。管棚应按设计位置施工，钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一孔便顶进一根长

10、钢管。拱部管棚施工前必须架设拱部管棚施工平台，管棚施作时应先钻设有孔钢花管，注浆后再钻设无孔钢管，无孔钢管可用来检查注浆质量。为保证钻孔方向准确，应运用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度。钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm，钢管接头错开不小于1m。各钻孔应做好施工记录。（四）注浆注浆机械：每个管棚工作面配备UB-3型高压双液注浆泵1台、UB-3水泥注浆泵2台。灌注浆液：注浆前应进行现场注浆实验，根据实际情况调整注浆参数，取得钢管棚注浆施工经验。注浆前先检查管路和机械状况, 确认正常后做压浆试验, 确定合理的注浆参数,据以施工。注浆压力初压宜控制在为宜，终压宜控制在。注浆过程中随时检查孔口、邻孔、河沟

11、、覆盖较薄部位有无串浆现象,如发现串浆,立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口,也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵,直至不再串浆时再继续注浆。如水泥浆压力突然升高,可能发生堵管,应停机检查;如水泥浆压力长时间不升高，应调整为双浆液注浆,缩短凝胶时间或进行小量低压力注浆或间歇式注浆, 使浆液在裂隙中有相对停留时间,以便凝结,但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间,才能避免产生注浆不饱满。第三章 初期支护施工初期支护是新奥法施工的核心和关键，初期支护施做应及时可靠，以避免坍塌，确保施工安全。本隧道围岩等级包括、级，隧道正洞各级围岩的支护参数见表3-0-1。各级围岩支护参数表3-0-1 围岩级

12、别预留变形量初期支护喷混凝土锚杆纵向6、环向8钢筋网钢架厚度位置位置长度环纵位置间距位置间距cmcmmmcmm025拱墙局部/2410拱墙拱墙拱墙25/4618/10拱墙/仰拱拱墙拱墙25格栅6823全断面拱墙全断面20格栅全断面加强6825全断面拱墙全断面20工字钢全断面隧道开挖后，首先立即初喷35cm厚的混凝土，以尽早封闭岩面，防止表层剥落。待出碴完毕再按设计要求施作锚、网、钢拱架联合支护，并喷射混凝土至设计厚度。初期支护工艺流程如图3-0-1。 图3-0-1 隧道初期支护施工工艺流程图第一节 砂浆锚杆（一）控制要点及验收标准控制要点：1 锚杆用钢筋进场时，必须按批抽取试件作力学性能（屈服

13、强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验。2 半成品、成品锚杆的类型、规格、性能等应符合设计要求和国家、行业有关技术标准的规定。3 锚杆安装的数量必须符合设计要求。4 砂浆锚杆采用的砂浆强度等级、配合比应符合设计要求。验收标准：1 锚杆孔应保持直线，一般情况下应保持与隧道衬砌法线方向垂直。当隧道内岩层结构面出露明显时，锚杆孔宜与岩层主要结构面垂直，锚杆垫板应与基面密贴。2 锚杆安装允许偏差应符合下列规定：（1）锚杆孔距允许偏差为150 mm；（2）锚杆孔深允许偏差为50 mm。3 锚杆用钢筋应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。（二）工艺流程本隧道边墙系统锚杆采用22全长粘

14、结型砂浆锚杆，砂浆锚杆施工工艺流程见图3-1-1。（三）施工方法钻孔,清孔利用风动凿岩机钻孔，锚杆孔位与岩面垂直，与设计孔位偏差不大于150mm，钻孔应圆而直，锚杆的钻孔直径应大于杆体直径15mm，钻孔深度应大于锚杆设计长度10mm。成孔后用高压风清除孔内石屑。锚杆安设清孔后安装锚杆（杆体安装前应平直,除锈，除油），锚杆插入长度不小于设计长度的95%。先将内径45mm，壁厚11.5mm的软塑料排气管同锚杆一起送入钻孔至孔底，并在孔外留0.5m左右的富余长度，然后将注浆管固定在孔口位置，并将锚杆孔口堵塞，确认排气管畅通后，采用双管排气法注强度不低于M20的砂浆，直到排管气不排气或溢出稀浆时停止，

15、拔出排气管，待砂浆达到强度后安必须加垫板，垫板应与螺帽上紧并与喷层面紧贴。 图3-1-1 砂浆锚杆施工工艺流程图第二节 组合中空锚杆（一）控制要点及验收标准控制要点：1 锚杆用钢筋进场时，必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验。2 半成品、成品锚杆的类型、规格、性能等应符合设计要求和国家、行业有关技术标准的规定。3 锚杆安装的数量必须符合设计要求。4 锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。验收标准：1 锚杆孔应保持直线，一般情况下应保持与隧道衬砌法线方向垂直。当隧道内岩层结构面出露明显时，锚杆孔宜与岩层主要结构面垂直，锚杆垫板应与基面密贴。2 锚杆安装允许偏差应符

16、合下列规定：（1）锚杆孔距允许偏差为150 mm；（2）锚杆孔深允许偏差为50 mm。3 锚杆用钢筋应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。（二）工艺流程根据设计，隧道加强衬砌段拱部采用22长3.5m的组合中空注浆锚杆，洞口加强段、浅埋、偏压段及断层段采用加强衬砌。组合中空注浆锚杆施工工艺流程见图3-2-1。 图3-2-1 组合中空注浆锚杆施工工艺流程图（三）施工方法钻孔 组合中空锚杆钻孔方法同砂浆锚杆钻孔方法。施工中应按设计要求并结合围岩实际情况定出位置，孔位准确，深度符合设计要求。锚杆安设钻孔完毕，安装锚杆前，先用高压风清洗锚杆孔内石屑，再将22组合中空锚杆插入锚杆孔，锚杆插入

17、深度应符合设计规定，锚杆外露1020cm，以便于与压浆机出浆管连接。压浆压浆时，锚杆头与注浆机出浆管连接，开始压浆。当孔内水泥浆压满后，立即顶紧止浆塞，防止浆液流出。垫板安装压浆完毕，待达到额定强度后，开始安装锚杆专用垫板，拧紧螺帽。垫板应保证与支护面岩面密贴。第三节 钢筋网本隧道II级围岩拱部、III级围岩及级围岩拱部、边墙设钢筋网，网格25cm25cm，钢筋直径6mm、8mm；级围岩及加强段拱部、边墙及仰拱加设钢筋网，网格20cm20cm，钢筋直径6mm、8mm。钢筋网事先在洞外加工成22m的方片，施工时运至工作面进行安装。钢筋网加工制作及安装时应注意：除锈、去油污、确保钢筋质量符合要求。

18、钢筋网铺设时，应随混凝土初喷面起伏敷设，并与壁面接触紧密，每片钢筋网搭接长度不小于12个网格，搭接方式为焊接。钢筋网的节点与锚杆和钢架接头采用点焊的办法焊接牢固，防止喷射混凝土时晃动。其控制要点如下：钢筋应冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。网格间距应符合设计要求，网格尺寸允许偏差为10mm。钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺挂。采用双层网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖及混凝土终凝后进行铺设。钢筋网应与隧道断面形状相适应并与锚杆或其他固定装置连接牢固。验收标准：1 钢筋网应与隧道断面形状相适应并与锚杆或其他固定装置联结牢固。2 钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺挂。采

19、用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖及混凝土终凝后进行铺设。3钢筋应冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。4 钢筋网的网格间距应符合设计要求，网格尺寸允许偏差为10 mm。5 钢筋网搭接长度应为12个网孔，允许偏差为50 mm。检验数量：施工单位每批检验一次，随机抽样5片。第四节 钢架、钢架格栅大田庄1号隧道在级、V级围岩段采用钢架组成初期支护，与相应围岩段的衬砌结构配套使用。级围岩拱墙采用130格栅钢架，纵向间距为1.2m;级围岩一般地段拱墙、仰拱采用170格栅钢架，纵向间距为1.0m；级围岩加强段拱墙、仰拱采用工20a型钢钢架，纵向间距为0.75m

20、。钢格栅严格按照设计要求在洞外加工场分单元加工，汽车运至洞内分段拼装。钢格栅安装前先初喷一层混凝土，照设计间距固定在稳固的地基上，当基底强度不足时，采用加设槽钢的办法增强基脚的承载力。拱架安装后在拱脚处打锁脚锚杆。钢格栅平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2，钢格栅的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。钢格栅与系统锚杆焊接成整体，钢格栅间设纵向连接筋。采用分部开挖时，应及时将拱架连接成为整体，以提高格栅钢架受力的整体性能。架立钢格栅后尽快进行复喷混凝土至设计厚度。（一）钢架架设钢架架设工艺要求：1、钢架应置于稳固的地基上，施工中应在钢架基脚部位预留-0.20m原地基，架立钢架时挖槽就位。2、钢架

21、平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2度。钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。3、为保证钢架位置安设准确，在隧道开挖时，在钢架的各连接板处预留安装钢架连接板凹槽，在初喷混凝土时在凹槽处打入木楔留出连接板位置。4、钢架应按设计位置安设，当钢架和初喷层之间有较大间隙时应设骑马垫块。5、为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接在一起。并在钢架间设置纵向连接钢筋，纵向连接钢筋环向1.0m设置。6、采用分部开挖时，在不同分部间钢架接头处设置锁脚锚管，每处2根，锚管与钢架焊接牢固。7、钢架架立后应尽快施作喷射混凝土。工字钢钢架架设示意图，以V级围岩加强段，三台阶临时仰拱法钢架为例，使用工20型钢，全断面

22、布置，钢架间距0.75m。如图3-4-1。 图3-4-1钢架布置示意图（V级围岩加强段附临时仰拱）（二）钢架连接钢架加工制作时，构件的连接时关键性工艺，应按钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）的规定执行，确保各类焊缝及螺栓连接质量。1、钢架一般在现场洞外制造或在工厂预制，放样时要求尺寸准确，弧形园顺。2、严格焊前及焊缝检查。焊接材料、钢筋、型钢均应有质量证明书，质量不合格严禁使用。焊接完毕后应清除熔渣及金属飞溅物，检查焊接质量，不允许出现漏焊和假焊等现象。3、钢架加工后要进行试拼，严格控制误差。格栅钢架接头示意，如图3-4-2型钢钢架接头示意，如图3-4-3。 图3-4-2

23、格栅钢架接头示意图 图3-4-3 型钢钢架接头示意图（三）控制要点及验收标准施工技术要求：格栅钢架应采用胎膜焊接，并以11大样控制尺寸。钢架加工的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等。每榀钢架加工完成后应放在水泥地面上试拼，周边拼装允许误差为3cm，平面翘曲允许偏差应为2cm。钢架应在开挖或初喷混凝土后及时架设，且钢架应尽量减少接头个数。采用分步开挖法时，钢架拱脚应打设锁脚锚杆（或锚管），锚杆长度不小于3.5m，每侧数量为2-3组（每组2根）。下半部分开挖后钢架应及时落底。钢架与围岩间的间隙用喷混凝土充填密实；钢架保护层厚度不得小于4cm。控制要点：1 钢筋、型钢材料进场时，必须按批抽取

24、试件作力学性能和工艺性能试验。2 制作钢架的钢材品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。3 格栅钢架钢筋的弯制和末端的弯钩及型钢钢架的弯制应符合设计要求。钢架的结构尺寸应符合设计要求。4 钢架安装的位置、接头连接、纵向拉杆应符合设计要求，钢架安装不得侵入二次衬砌断面，脚底不得有虚碴。5 沿钢架外缘每隔2 m必须用钢楔或混凝土预制块与围岩顶紧，钢架与围岩间的间隙应采用喷射混凝土喷填密实。验收标准：1 钢筋、型钢、钢轨等材料应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。2 钢架的落底接长和钢架间的连接应符合设计要求。3 钢架安装允许偏差应符合下列要求：（1）钢架间距允许偏差为50 mm；

25、（2）钢架横向允许偏差为50 mm；（3）高程偏差允许偏差为50 mm；（4）垂直度偏差允许偏差为2。（5）钢架保护层厚度允许偏差为5 mm。第五节 喷射混凝土（一）工艺流程为了保护施工环境，施工时采用湿喷工艺施工，施工工艺流程见图3-5-1。（二）施工方法喷射前将岩面的松动石块进行清理，并埋设喷层厚度控制标志钉，每12m设一根。混凝土用强制式拌和机分次投料拌和，人工上料。拌和料采用混凝土专用输送车运送到作业点。为减少回弹量，降低粉尘，提高喷层质量，采用YSP10型混凝土湿喷机作业。 图3-5-1 喷射混凝土施工工序流程图喷射混凝土施工分初喷和复喷二次进行，初喷在开挖(或分部开挖)完成后立即进

26、行，以尽早封闭岩面，防止表层剥落。复喷混凝土在锚杆、挂网和钢架安装后进行，尽快形成联合支护体系，以抑制围岩变形。钢架间用混凝土喷平，保护层不得小于4cm。混合料要随拌随喷，供料连续；喷射作业分段、分片、分层，由下而上依次进行。分层喷射时，后一层应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝后1h再行喷射，需先用风水清洗喷层面。喷射机工作风压稳定，喷头与受喷面的距离保持在1.5米范围内，喷射的角度最好保持与受喷面垂直，喷头操作应连续不断地做圆周运动，并形成螺旋状，喷射的路线应自下而上，做“S”形运动,喷射混凝土完成4h后方可进行下一循环爆破作业。施工技术要求：喷射前检查开挖断面净空尺寸。喷射混凝土作业的环境

27、温度不得低于5。受喷面的小股水或裂隙渗漏水宜采用岩面注浆或导管引排后再喷混凝土大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝土。大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，可通过添加外加剂、掺合料改善混凝土性能。喷混凝土终凝后3小时内不得进行爆破作业。复喷混凝土的一次喷射厚度：拱部为50 - 100mm，边墙为70 - 150mm。喷混凝土的回弹量墙部不应大于15，拱部不应大于25。控制要点：1 喷射混凝土用水泥应符合铁路隧道工程施工质量验收标准（TB104172003）第6.2.1条的规定。2 喷射混凝土所用的细骨料，应按批进行检验。 3 喷射混凝土所用的粗骨料，应按批进行检验。4 混凝土外加剂进场时，必须

28、按批对减水率、凝结时间差、抗压强度比进行检验。5 喷射混凝土拌合用水应符合铁路隧道工程施工质量验收标准（TB104172003）第6.2.5条的规定。6 喷射混凝土的配合比设计应根据原材料性能、混凝土的技术条件和设计要求进行，并应符合下列规定：灰骨比宜为1：4-1：5，水灰比宜为，砂率宜为45%-60%，水泥用量不宜小于400 kg/m3。7 喷射混凝土的强度必须符合设计要求。用于检查喷混凝土强度的试件，可采用喷大板切割法。当不具备切割条件时也可采用边长为150 mm的立方体无底试模，在其内喷射混凝土制作试件。试件成型的喷射方向应与边墙相同。当对强度有怀疑时，可在混凝土喷射地点采用凿方切割法或

29、钻芯取样法随机抽取制作试件做抗压试验。8 喷射混凝土的厚度应符合下列要求：平均厚度大于设计厚度；检查点数的60%及以上大于设计厚度；最小厚度不小于设计厚度的1/2，且不小于3 cm。检验数量：施工单位每一作业循环检查一个断面，每个断面应从拱顶起，每间隔2 m布设一个检查点检查喷混凝土的厚度。监理单位见证检查或按20%比例抽查。9 喷射混凝土后应进行初期养护，避免受低温、干燥、急剧温度变化等影响。10 喷射混凝土衬砌超挖回填必须符合设计要求，边墙基底应无虚碴杂物及淤泥。验收标准：1 混凝土喷射方式符合设计要求，施工时应分段、分片由下而上，依次进行。混合料应随拌随喷，喷层厚度符合设计要求。2 喷射混凝土拌合物的坍落度应符合设计配合比要求。3 喷射混凝土拌制前，应测定砂、石含水率，并根据测试结果和理论配合比调整材料用量，提出施工配合比。4 喷射混凝土原材料每盘称量的偏差应符合铁路隧道工程施工质量验收标准（TB104172003）第6214条的规定。5 喷射混凝土衬砌结构外形尺寸允许偏差应符合下表的规定。表3-5-1喷射混凝土衬砌结构外形尺寸允许偏差（mm）序