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104国道嵊州段改建工程第七合同彭山隧道施工方案

104国道嵊州段改建工程第七合同彭山隧道

中天路桥有限公司104国道嵊州段改建工程第七合同段

保证隧道工程质量的措施

本合同段共有两座隧道宁武高速公路某涵洞盖板预制及安装施工方案（2010年），分左洞、右洞，左洞桩号ZK52+773~ZK53+866，洞长1093M，其中明洞80M，暗洞1013M。暗洞围岩类别为Ⅱ类100M，Ⅲ类232M，Ⅳ类681M。

右洞桩号YK52+777~YK53+862，洞长1085M，其中明洞76M，暗洞1009M。暗洞围岩类别为Ⅱ类101M，Ⅲ类240M，Ⅳ类668M。

洞中间设汽车通道一座，紧扩道左、右洞各设一处，人行道设二条，隧道穿越地质属泥质粉砂岩，开挖及支护应认真施作。

本隧道施工设置一个工区，二个施工队，分别为上虞进口端和新昌出口端，共二条隧道四个洞口同时向相开挖施工，总体实施掘进钻爆、运输出碴、支护、拌运、锚喷网、钢架、衬砌、灌振捣，三条机械化作业线，隧道通风采用压力式供风技术。

临建工程设置在进出口洞口距离30M左右处，住房、仓库、机房等二头各使用面积400m2，共800m2，为了少征地，砼搅拌楼设置在进出口，从洞口开始利用路基长50M，进出口各设一处，根据土石方调配因填方材料不足，隧道洞渣在优先满足填方材料的需求后分别弃至弃土场设置在K53+930左侧，进口端弃土场设置在K52+400右侧。

离洞口30M处二头各安装变压器400KW×2台，供施工用电以及应急用电，同时安装200KW发电机两台，做为应急电源。

离洞顶高程30M处各设20m3高压水池一个，供施工用水。

进口端由王坎头分离桥下道路通过红线内路基修筑便道直接进入隧道进口处，出口端在YK53+980处修筑施工便道进入洞口施工。隧道施工人员、主要设备配置如下：

对隧道工程安全、质量、进度负总责

负责隧道施工总体方案和处理重大变更

现场负责隧道施工过程质量控制，技术交底

全面负责隧道生产进度质量安全

全面负责隧道施工现场技术

控制网测量：隧道进出口控制点采用高精度GPS测量，并进行了闭合平差，精度满足要求，资料已经批复。

洞口处理：现阶段作好明洞边仰坡开挖；作好进洞准备工作及排水边沟、天沟开挖。条件成熟，及时安排边仰坡防护、防排水工程，同时尽早安排修建洞口，以策安全。

开挖：Ⅱ类围岩开挖采用光面爆破上下台阶法，每循环进尺控制在0.5~1.0m，Ⅱ类围岩下半断面采用左右交错开挖，采用弱爆破，初期支护及仰拱封闭。Ⅲ类围岩采用台阶分步开挖法，每循环进尺控制在1~1.5m，下半断面采用下半断面采用左右交错开挖。Ⅳ类围岩采用全断面开挖，每循环开挖进尺控制在3~4m，初期支护紧跟掌子面。

衬砌：整体支护施工完成之后，初期支护趋于稳定，及时施作。隧道衬砌采用大模板整体钢模衬砌台车完成全断面衬砌，泵送砼，输送泵接封顶器直接封顶施工方法。衬砌混凝土采用混凝土自动计量拌和站，混凝土搅拌运输车。

隧道施工阶段的地质工作：把隧道地质工作纳入施工程序。围岩的监控测量是隧道新奥法设计施工的核心。在施工中加强地质预测预报(采用超前钻探法和掌子面地质和支护状态观测法)，做好信息发馈，以便及时采取防范措施，杜绝事故的发生。

四、隧道施工的基本原则

先防护后施工的原则：优先作好地面排水系统，优先作好洞口工程，先支护后施工；及时调整施工方案，以满足围岩地质变化。

稳扎稳打均衡进度控制的原则：施工中求“稳”，稳中求快。

综合支护的原则：切实作好超前钻探、预测预报，采取注浆管棚、系统锚杆、网喷砼、拱架支护等综合手段实现安全开挖。

本合同段隧道进出口场地较狭窄。为了尽量少征地，以进出口各留60M，路基作为场地。施工准备以洞口为中心布置施工场地，本工程隧道洞口以布置压风机站、变压器站和施工通风设施为主，同时考虑与施工便道、预留衬砌台车组装空间不冲突。(隧道临建设施布置图见后附)。

按设计要求进行边坡、仰坡放线，洞外拉槽要从上至下分层开挖与支护。洞口仰坡采用砂浆锚杆、双层钢筋网喷混凝土防护。在满足机械开挖的条件下，使用挖掘机开挖，装载机配合自卸车装运弃碴至指定弃碴位置，人工辅助修坡。采用挖机开挖次坚石和松动弱爆破，严格禁止飞石，采取相应的爆破安全措施，避免对周围建筑物、高压线造成伤害，同时施工中及时清除松动石块。隧道洞口段挖方路堑（明洞段以外）开挖至设计路基顶面高程，明洞段挖至暗洞进洞管棚护拱型钢拱架脚高程。

洞口开挖随时检查边坡和仰坡的稳定性。洞口开挖原则以尽量减少刷坡，争取早进洞的原则，根据坡面的稳定性和施工安全需要以及和周围环境相协调性，进行因地制宜开挖，可适当调整开挖进洞位置（报监理工程师，设计单位现场确定）。在进洞前及时组织进行隧道洞口排水系统施工，洞门的排水、截水设施与洞门工程配合施工，并于路堑排水系统连通。

首先处理危石，并施作洞口边仰坡截水沟，以截排地表水，截水天沟距边仰坡开挖边缘不小于5m，沟底纵坡不小于3‰。排水沟与路基排水系统相联通。

明洞开挖至暗挖桩号，边仰坡防护完成后，将掌子面开挖呈垂直面，检查复核测量后支立型钢拱架。第一榀型钢拱架紧贴掌子面施作。三榀型钢拱架采用施焊纵向连接筋，使其成为一个稳固的框架，同时施作地锚杆固定。

以型钢拱架外沿为支点焊接Ф127×4mm孔口管，间距为42cm，作为管棚施作的导向管，检查其位置、角度符合要求后,吊模施工砼护拱，拆模后施作Ф108×6管棚，其环向间距42cm、外露5cm并注浆。

确定Ⅱ类围岩上台阶开挖高度，上台阶开挖掘进前利用高精度全站仪准确放样隧道外轮廓，进行布眼掘进，第一排炮进尺控制在0.5~1m，按光面爆破技术要求组织施工，并根据爆破效果，及时总结施工过程中隧道围岩的可钻性和可爆性，调整钻眼深度和其他爆破参数。

在洞口拉沟及隧道顺利进洞后，选择合理时间开始洞门施工，一般明洞施工时间安排在隧道衬砌台车组合完成后，经校核进行1~2模暗洞衬砌后组织实施明洞衬砌。明洞结构为现浇钢筋混凝土结构，现浇C30泵送自防水混凝土，抗渗标号S8。

明洞施工注意事项：①、按设计要求明洞基础应落在稳固基础上，如遇基础不稳，应进行处理，具体方法视实际情况确定，明洞基础承载力要求≥300Kpa。②、当明洞结构基础一侧落在基岩上，另一侧在土层上，对防止不均匀沉降，土层区段的明洞基础、路基床均应挖到基岩面，且基岩面应挖成台阶形，在砌筑浆砌片石基础后，方可做明洞结构及路基基层。③、混凝土浇筑前将基础内的浮渣、风化软弱层和积水清理干净。④、混凝土浇筑前进行高程、中线复核测量，确保其轮廓符合设计轮廓线。⑤、拱圈按断面要求制作定型号挡头板、外模和骨架，并采取相应防走模措施。⑥、浇筑混凝土达到设计强度的70%以上时，方可拆除内外模板。⑦、明洞背后防水层采用2.5mm厚的SBS型改性沥青防水卷材，选择晴朗干燥天气施工，防水层外部作2~3cm水泥砂浆保护层在填土。⑧、回填土填土坡度率不大于1：1.25，锥坡部分1：1至自然坡度。回填土石（石径不大于10cm），分层人工夯实，压实度≥70%；施工工艺严格按照施工技术规范要求执行。

（1）开挖方法及步骤：

Ⅱ、Ⅲ类围岩采用台阶分步开挖法，下半断面采用左右交错开挖及时封闭的施工方法，Ⅳ类围岩采用全断面开挖。各类围岩开挖步骤见图。根据地质勘探资料，彭山隧道不大可能遇到Ⅰ类围岩，如果在施工过程中根据超前预报遭遇I类围岩，则马上停止开挖，报监理工程师和指挥部，请设计方进行专门设计后再行施工（施工前报专项方案，并取得审批），I类围岩施工时候遵循“短开挖，禁爆破，快支护，勤量测，紧衬砌，早成环”的原则，用风镐配合挖掘机开挖施工（施工前报详细专项方案，并取得审批）。

钻爆设计根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出渣能力等因素综合考虑。

本工程隧道钻爆设计因素一览表

爆破设计施工工艺流程见《光面爆破施工工艺流程图》。

本工程隧道采用装载机装渣、自卸卡车运输（所有运输车辆均采用柴油车辆）。采用无轨运输应注意事项：运输车辆必须性能良好，操作时应符合有关的安全管理规定。特别是洞内行车速度，应严格控制在作业段和错车段时不应大于10km/h，成洞地段不宜大于20km/h。本工程洞渣主要利用为路基填筑，施工期间应合理组织，协调好隧道出渣与路基填筑的关系，另在保证路基填料的情况下，多余洞渣或不适宜路基填筑材料弃运至弃土场（弃土场的使用应符合环境保护要求）。

本隧道超前支护形式主要采用管棚注浆、超前小导管和超前锚杆支护，初期支护形式采用中空注浆锚杆、喷射混凝土及钢架、钢筋网支护。

（1）超前大管棚采用水平地质钻机造孔，钢管采用钻机推机器顶进，高压注浆泵注浆。

在洞口里程外起拱线以下明洞段留一长约5m平台，然后在洞外交界外架立钢架，间距按施工图要求，用连接筋焊接成一整体。在钢支撑上安设导向钢管，数量、环向间距和外插角与大管棚一致。导向钢管的安装要测量精确定位，使钢管位置与方向准确无误，护拱与钢架焊为整体。然后灌筑护拱。

护拱完成后，喷射混凝土封闭周围仰坡面，以防止浆液从周围仰坡渗漏。搭设钻孔平台。

（3）搭钻孔平台安装钻机

①钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由1～2台钻机由高孔位向低孔位进行。

②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。

③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。用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。

①为了便于安装钢管，钻头直径采用127mm。

②岩质较好的可以一次成孔。钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进。

③钻机开钻时，应低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。

④钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。

⑤钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

⑥认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。

①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。

②用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

③用全站仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。

②棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔(Φ127mm)，然后用装载机在人工配合下顶进钢管。

③接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。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。

①注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验。注浆结束后用水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。

②水泥浆液水灰比：0.5：1（重量比）

③采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内，注浆压力0.5～３.０MPa，持压15min后停止注浆。

注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。

（8）钻深孔的施工要点：

顶管工艺原理：采用大孔引导和棚管钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力（顶进棚管时钻机不使用回转压力，不产生扭矩）将安有工作管头的棚管沿引导孔钻进，接长棚管，直至孔底。

管件制作：鉴定棚采用Ф89mm普通钢管，钢管节长为6m，管棚长度10m，因此必须接长一次。管棚接长时先将第一根钢管顶入钻好的孔，再逐根联接，事先加工好的管节联接套，要预先焊接在每节钢管两端，便于联接。接长管件应满足管棚受力要求，相邻的接头应前后错开，避免接头在同一断面受力。在钻机上安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套，并改换特制钢管扶直器。待引导管孔钻好后，进行顶进作业。

顶管作业：先将钢管安放在钻机上，对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击压力控制在18~20Mpa，推进压力控制在4.0~6.0Mpa。

接管：当第一根钢管推进孔内，孔外剩余30~40cm时，开动钻机管，重新对正，钻机缓慢低速前进对准第一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接套处联成一体。钻机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。

管棚补强：为了加强管棚的刚度和强度，按设计将管棚钢管打好后，应先用钻头掏尽钢管残碴，进行棚管补强。补强方法：一般地段，在钢管内注入水泥砂浆，形成钢管混凝土，塌方及围岩破碎且富水地段，向管内注水泥浆或水泥、水玻璃浆液。

注浆工艺要点：单液注浆适用于无水地段，水泥浆水灰比为0.5~1.0之间调节，液浆由稀到稠逐渐变换，即先注稀浆，然后逐渐变浓至1.0为止。注浆压力不小于2.0Mpa。

注浆异常现象处理：发生串浆现象，即液浆从其他孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆，单液注浆压力突然升高，即可能发生堵管时，应停机检查；水泥和水玻璃双液注浆时压力突然升高，则关停水玻璃液，进行单液注浆或注清水；待泵压正常后，再进行双液注浆；水泥浆单液或水泥与水玻璃双液注浆进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓渡及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压注浆或间歇式注浆、使浆液在裂隙中有相对停留时间，以凝胶，单停机时间不能超过混合浆的凝胶时间。

（2）施工工艺流程见《超前锚杆施工工艺框图》所示。

①按设计用红油漆标定锚杆位置；

③注浆，必须使用止浆塞，防止砂浆外流。

采用YT28风动凿岩机钻孔，灰浆搅拌机拌制普通砂浆，“高浓度砂浆真空法”注浆施工。注浆压力控制在0.5~1.0Mpa，并注意随时排除孔中空气。

此工艺流程与超前锚杆相同。

①用红油漆在岩面上标出锚杆孔位置，呈梅花状布置，左右、上下偏差控制在1.5cm以内。

②钻孔时保证钻杆与岩面垂直。

③用高压风吹尽孔内岩屑。

④安装杆体，注入早强砂浆。

（4）锚杆施工质量要求

①锚杆数量不少于原设计

②拔力平均值≥设计值，最小拔力≥90%设计值

③孔位偏差50mm以内

④钻孔深度50mm以内

⑤钻孔直径满足设计要求

⑥锚杆长度满足设计要求

8、型钢钢架制作与安装

本隧道采用20a工字型钢钢架，进行现场加工。精确放样下料，分节焊制而成，连接板用A3钢，厚度不小于20mm。栓孔用钻床定位加工，螺栓、螺母采用标准件，焊接及加工误差须符合有关规范。加工成型后的型钢进行详细标识，分类堆放，做好防锈蚀工作后待用。

①根据不同断面，选用不同形式的钢架支撑。机械运至安装现场，人工配合装载机安装。

②型钢钢架安装施工工艺流程见《支撑安装施工工艺框图》所示。

①安装前对岩面初喷4cm混凝土。

②测量拱架安装设计顶面标高。

③施作定位锚杆，锚杆采用Ф22钢筋，深度不小于1.5m，外露20cm。

⑤拱架加工好后要进行预拼（分节），合格后方可使用。

⑥工作平台就位后，用装载机配合人工安装拱架，自上而下进行，拱架应尽量与围岩接近，与围岩间隙较大时，设置垫块垫紧，垫块可为坚硬的片石。

⑦安装时，拱架要保持与中线垂直，上下左右偏差控制在±5cm，斜度小于±2°。拱脚有一定的埋置深度，并落到原状岩石上，并设置锁脚锚杆。

⑧与定位锚杆焊连，并焊接纵向连接筋。

⑨检查是否合格，合格后挂网喷混凝土。

喷射混凝土混合料由强制式拌和机搅拌均匀后，经混凝土搅拌运输车运至工作面，再经喷射机二次拌和，以高压风为动力，经喷头射至受喷面。喷混凝土分二次进行，第一次喷射厚度为5cm，按设计要求施作锚杆、架立钢支撑，再进行第二次喷射至设计厚度。考虑施工进度、安全等因素，结合本隧道工程的地质特点，喷射混凝土在开挖爆破出碴前或后（根据围岩开挖后自稳时间长短确定）立即施作。

郑卢高速公路50mT梁预制施工方案喷射施工工艺流程见《喷射混凝土施工工艺框图》所示。

选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥；细骨料选用细度模数大于2.5的硬质洁净中粗砂，使用时含水率不大于6%；粗骨料选用粒径不大于10mm的连续级配矿、碎石或卵石，喷射混凝土的骨料级配要求见表；化验合格的拌和用水；外加剂的选用须经监理工程师批准，其初凝时间不大于5min，终凝时间不大于10min。

①混凝土配合比通过室内试验和现场试验选定，在保证喷层性能指标的前提下，尽量减少水泥和水的用量，配合比试验结果报送监理人。

②混凝土试验须提供的资料见表。

①混合料在运输、存放过程中，严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入，装入喷射机前过筛。

②喷射前认真检查受喷面，做好以下几项工作：检查受喷面尺寸、几何形状是否符合设计要求；清除开挖面的浮石、坡脚的石渣和堆积物；对欠挖部分及所有开裂、破碎、出水点、崩解的破损岩石进行清理和处理；用高压水或风冲洗、清扫岩面；埋设喷射厚度检查钎；对施工机械设备、风、水管路和电线等进行全面检查和试运行。

清心雅居施工组织设计方案混凝土试验应提供的资料表