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黄延高速公路某双连拱隧道施工组织设计_secret

黄延高速公路某双连拱隧道施工组织设计

（一）黄延高速公路XX隧道施工设计图。

（三）我单位在西部各省区从事多年的隧道施工所积累的丰富实践经验和所拥有的相关工程技术人员、施工管理人员以及相应的优良隧道施工机具。

隧道复合式衬砌支护设计参数表

GBT 50541-2019标准下载隧道复合式衬砌支护设计参数表

净21.5（9.9+1.7+9.9）m

汽车—超20、挂—120

本隧道洞口段为中风化砂岩和泥岩,节理裂隙发育,块状碎石状镶嵌结构,无重力水;洞身段微风化中厚砂岩和泥岩,节理较发育,大块状砌体结构,中段有基岩裂隙潜水。

隧道所处山体四面临沟,其西、北、东、南侧分别为XX、牛武川、牛武川支沟及XX支沟,整体近于金字塔型。其中XX侧山脚有两级阶地发育,牛武川侧山脚残留有基座阶地。基岩以上梁坡多发育黄土浅沟及切沟。山梁顶部与河底最大高差155m。

隧道基本处于地下水位以上,地下水对围岩无影响,隧道施工及运营期间不会有较强的渗水和涌水发生。

本隧道地震基本烈度为Ⅵ度。

既有公路靠近隧道洞口，又有新修施工便道至洞口、拌和站及施工场地，交通条件较为便利。

石料采用富县牛武镇石料场所产，工程用砂在富县砂场或西安灞河砂购买，地材运距远。

从洞口附近高压线搭火，隧道口两端共安装630KVA变压器2台，供隧道施工用电，另外在洞口共设50KVA发电机4台做为备用。

牛武川河、XX均常年流水,可采取截取地表水来保证施工生产用水。

1、本隧道围岩为中厚砂岩和泥岩，质地软，遇水易崩解，饱水抗压强度低，防排水及洞内通风问题的合理解决是施工中的重难点。

2、施工工序多：由于本隧道为双连拱隧道，在施工中（特别是下半断面施工中），仰拱及初期支护的及时封闭，形成闭合环是施工中的重点及难点，施工工序繁琐复杂。

3、施工中要保证环境不被破坏，把该路建成一条生态路、环保路。环境保护成为本工程的重点之一。

4、本隧道平面均处于半径较小的曲线上（半径为R=710.06）给施工测量及超欠挖控制带来困难。

三.施工方案与施工方法

整条隧道按新奥法原理组织施工。隧道开工后先进行洞口段的施工，然后进行洞内工程施工，附属工程待隧道正洞各工序拉开一定距离后进行施工。

根据本隧道围岩类别和设计断面等设计参数，结合我方投入的施工要素和多年积累的隧道施工经验，拟定总体施工方案如下：

隧道从进、出口双头掘进，右洞先行，适时开挖左洞，实施多条作业线平行交叉作业。

在平整施工场地的同时，安排好洞口杂木草类的清除及构筑其它防范措施，在进洞施工之前，做好稳定山体工作。

1、洞口段采用分层开挖，施工机械以CAT320挖掘机为主，必要时进行弱爆破，自卸汽车配合运输，不能利用的挖方弃往弃渣场。弃渣场为现场规划并报请驻地监理批准。洞口段施工充分考虑洞内施工需要，合理布置供风、供水、供电设施、材料存放及加工场地、机械停放场地。

仰坡支护参数为:φ6钢筋网间距为15cm×15cm,喷C20混凝土15cm厚。

洞口开挖至距拱顶中心下4.5m的位置时，进行小导管超前支护然后采用正台阶法施工。施工时，配合超前支护（小导管）和钢拱支护,然后按设计要求进行洞身开挖支护。

隧道设计为端墙式洞门，进洞后适时进行洞门施工，并避开雨季。洞门完成后及时施作端墙背后排水沟，保证洞口排水畅通。洞口外表用花岗岩贴面修饰，施工中精心组织、精心施工，满足景观要求。

洞门修筑应符合以下要求：

①土质地基应整平夯实，土层松软时，应加碎石，人工夯实，将基础置于稳固的地基上。

②洞门衬砌拱墙应与洞内相联的拱墙同时施工，连成整体。

③端墙施工放样时，应保证位置准确和墙面坡度平顺。

④灌注混凝土时应保证模板不移动。

⑤洞门端墙的砌筑与墙背回填应两侧同时进行，防止对衬砌边墙产生偏压。

⑥洞门衬砌完成后，及时处治洞门上方仰坡脚受破坏处。当边仰坡地层松软、破碎时，应采取坡面防护措施。

⑦洞门的排水、截水设施应与洞门工程配合施工，并应与路堑排水系统连通。

洞内围岩划分为Ⅲ类，左、右洞联系紧密，相互影响较大，施工工艺要求高，施工难度大。根据设计要求和施工经验，决定采用无中导洞施工。其施工要点为：①合理控制左、右洞开挖作业之间的距离，右洞先行，采用正台阶法施工，台阶长度不大于20m，每循环进尺按一榀钢架间距（1m）进行，然后进行初期支护施工；②开挖中墙部位,浇注中墙；③开挖左洞，技术要求同右洞；④进行二次衬砌整体浇注；⑤二次衬砌砼采用泵送砼和衬砌模板台车的机械化配套施工方案，确保砼质量达到内实外光；⑥在施工中坚持“短进尺、管超前、弱爆破、快封闭、勤量测、早成环、紧衬砌”的原则；⑦施工过程中加强监测，及时分析处理数据，调整支护参数。

隧道开挖、支护顺序设计图及说明如下：

（1）右洞超前小导管注浆预支护和上半断面开挖、支护（安装钢拱、挂钢筋网、安装锚杆、喷砼），长度：30～35米；

（2）右洞下半断面开挖，视围岩稳定情况施作临时支护，长度：20～25米；

（3）浇注中墙，长度：25米；

（4）左洞超前小导管注浆预支护；

（5）左洞上半断面开挖、初期支护（安装钢拱、挂钢筋网、安装锚杆、喷砼），长度：30～35米；

（6）左洞下半断面左则开挖，施作初期支护，长度：15～20米；

（7）开挖右洞右马口，施作初期支护并浇筑仰拱，长度：10～15米;

（8）左洞下半断面右侧开挖（拆除临时支护）；

（10）浇注二次衬砌。

（1）右洞施工超前左洞不小于20m左右间距；

（2）中墙浇注紧跟并用早强砼；

（3）仰拱要紧跟，尽早成环。

（4）钢拱架安装就位后与拱腰、拱脚、墙脚与锚杆焊接牢固；

（5）应在拱腰部埋设观测点，实施监测，并及时反馈结果，以调整设计参数和指导施工。

①隧道下半断面落底时，仰拱必须及时封闭，使初期支护闭合成环。

②中隔墙采用钢筋混凝土衬砌。

③左右洞开挖方法采用正台阶法。

④开挖左导洞时要待右洞喷射混凝土达到一定强度后再进行。

⑤严格注意左、右侧洞在拱部初期支护的连接。

⑥施工时尽量避免损坏中隔墙。

⑦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。

3、控制超欠挖施工措施

①根据施工图纸和规范的要求，采取相应的施测方法，建立复核制度，勤测勤量，保证隧道中线、水平、开挖断面和几何尺寸符合设计要求。

②开挖过程中严格按设计尺寸控制开挖面、不得欠挖，最大允许超挖量拱部为15cm，边墙10cm。当出现超挖或小规模塌方时，应立即采用喷射同标号混凝土回填密实，并做好回填注浆。

①根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计，并报监理审批，施工严格按设计施工，并根据爆破效果及时修正有关参数。

②钻爆作业必须按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。钻眼前应绘出开挖断面中线、水平和开挖轮廓线，并根据钻爆设计标出炮眼位置，经检查符合设计要求后方可钻眼。

③爆破施工除应对地层、结构进行监控量测外，为严格控制爆破对围岩的破坏，以及对周围环境的影响，必须对围岩爆破时的扰动范围和地震效应进行检侧。

④孔径与孔距，光面爆破的炮孔直径可与预裂爆破相同，也可以等于主爆孔的直径，孔距可以等于主爆孔孔距的1/2～2/3。

⑤与邻近主爆孔的排距，一般是正常炮孔排距1/2。

⑥炮孔深度，炮孔深度为1.2～1.5m。

按体积公式计算炮孔装药量：Q=Vq

式中：V=HawQ=Hawq

式中：Q=炮孔装药量KδH=台阶（阶段）高度m

w=底盘抵抗线m对垂直孔W=b+Hctδ

b=炮孔中心到坡顶线的距离ma=台阶坡面角

B、按经验公式计算炮孔装药量：

根据爆破经验，炮孔药量与抵抗线的关系甚为密切。因此，在爆破参数设计合理的前提下，炮孔装药量与抵抗线成正比例关系。即Q=KW

从爆破实际中，我们可先总结计算示K值，然后再用实践进行检验，并不断修改其数据。

装药集中度（kg/m）

弧形导坑光爆装药参数一览表

光面爆破都是周边控制爆破技术，在施工技术上有许多共同之处，主要表现在：

（1）测量放样：按设计要求放出周边轮廓线，按设计孔距放出孔位。放出的孔位应编号，并将孔深、倾角等标在固定的位置上，由于钻孔方向和间距是控制开挖轮廓的基本要素，所以必须保证放样精度。

（2）钻孔施工：钻孔精度是关系到能否达到预期爆破效果的关键，一般要求钻孔底与设计偏差不大于15cm，否则边坡轮廓面将受到影响，爆破效果也就达不到要求。

（3）装药结构：由于炮孔内装药量较少，所以装药时都采用间隔装药，但预裂爆破的不揭合系数大于光面爆破。

（五）、超前小导管支护

超前小导管注浆在开挖前，先用喷射混凝土将开挖面和5米范围内的坑道封闭，然后沿坑道周边向前方围岩内打入带孔小导管，并通过小导管向围岩内压注水泥浆，在坑道周围形成一定厚度的加固圈，然后在加固圈的保护下进行开挖等作业。

本标段隧道设计为φ50×5小导管，采用φ50无缝钢管在加工

厂制作。前端做成尖锥形，尾部焊接φ8钢筋加劲箍，必要时设置止浆塞，管壁上每隔15cm交错钻眼，眼孔直径为8mm。

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1.475m。

注浆设备采用风动牛角泵或挤压式注浆机注浆。无水松散地层采用单液水泥砂浆注浆；在有水地段采用双液水泥—水玻璃浆注浆。

a钻孔时把套管与钻杆同时钻入隧道顶板前端设计深度。

b钻孔完结后，先把套管内孔注水清洗干净后，才把钻杆取出，套管仍留在孔内供护孔用。

c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。

d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。

e注浆管用高压把水泥浆液压入钢管内，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，待固结后，再灌注“双”号孔的方法。

f在管棚的支护下，采用正台阶法进行隧道开挖，开挖总长度为3m,确保搭接长度为1.5m。

小导管水泥砂浆注浆工艺流程图。

a小导管注浆前，应对开挖面及5m范围内的坑道喷射厚为5～10cm混凝土封闭。

b注浆压力应为0.5～1.0Mpa。必要时可在孔口处设置止浆塞。

止浆塞应能承受规定的最大注浆压力或水压。

c注浆后至开挖前的时间间隔，视浆液种类宜为4～8h。开挖时应保留1.5～2.0m的止浆墙，防止下一次注浆时孔口跑浆。

d注浆方式可根据地质条件、机械设备及注浆孔的深度选用。

e注浆后必须对注浆效果进行检查，如未达到要求，应进行补孔注浆。

初期支护包括：φ22早强砂浆锚杆、φ6钢筋网、I16型钢拱架、C25喷射混凝土。初期支护紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩在短期内松弛剥落。

（七）、φ22锚杆施工

1、系统锚杆的支护效应：

a悬吊效应。把隧道洞壁附近具有裂隙，节理的不稳定岩体，用锚杆固定在深层的坚固稳定岩石上，可将不稳定岩体的重量传递给深层的坚固岩体负担，起悬吊效应。

b组合效应。锚杆可将若干岩层或节理的岩体串联在一起。

c拱效应。按一定间距在隧道周边放射状布置的成组锚杆，可使一定厚度范围内的围岩形成拱形连续压缩带。

隧道初期支护设计为φ22早强砂浆锚杆，永久支护锚杆长度为3.5m，临时支护锚杆长度为2.5m，间距均为1.0m×1.0m，按梅花型布置。

2、砂浆锚杆施工工艺流程为：钻孔→注浆→插入杆体。锚杆预先在洞外按设计要求加工制作，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。先用凿岩机按设计要求钻凿锚杆孔眼，达到标准后，用挤压式注浆泵或风动牛角泵将水泥砂浆注入孔内，然后将加工好的杆体插入孔内，端头安装螺栓垫板并将锚杆与钢筋网焊为整体。锚杆终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验。

3、砂浆锚杆施工要求如下：

a砂浆配合比（质量比）：水泥∶砂∶水宜为1∶1～1.5∶（0.45～0.5）,砂的粒径不宜大于3mm。

4、施工中注意以下事项：

a系统锚杆方向对水平岩层应尽可能与层面垂直布置，或使其与层面形成较大的角度，对于倾斜的防水岩层，锚杆与层面应斜交。

b锚杆孔位与孔深必须精确，与设计及规范要求相符；

c杆体在使用前必须除去油污和铁锈，以保证锚杆施工质量。

d注浆作业开始或中途停止超过30min时，应测定砂浆坍落度，其值小于10mm时，不得注入罐内使用。

e砂浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完。

挂钢筋网在系统锚杆施作后安设，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，并在初喷混凝土后进行，与被支护岩面间隙约3cm，钢筋网与钢筋网连接处、钢筋网与锚杆连接处点焊在一起，使钢筋网在喷射时不易晃动。钢筋网在加工厂加工成片，在洞内焊接形成整体。

①施作前，初喷3~5cm厚混凝土形成钢筋保护层；

②制作前进行校直、除锈及油污等，确保施工质量。

设计采用Ⅰ16型钢拱架支护，钢拱架在洞外按设计加工成型，在洞内用螺栓连接成整体。洞内安装在初喷混凝土之后进行，与定位系筋焊接。钢拱架间设Φ25纵向连接杆，钢架间以喷混凝土填平。钢架拱脚必须安放在牢固的基础上，架立时垂直隧道中线，当钢架和围岩之间间隙过大时设置垫块，用喷混凝土喷填。

a钢拱架按设计要求预先在洞外结构件厂加工成型。加工场地用15#混凝土硬化，按设计放出加工大样。

b放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割的加工余量。

c钢拱架加工后进行试拼，允许误差：

沿隧道周边轮廓误差不大于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，平面翘曲小于±2cm。

2、钢拱架架设工艺要求：

a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采用布设垫板或托梁，必要时可用混凝土加固地基，以保证钢拱架架立时基脚具有足够的基底承载力。钢拱架就位后，及时施作拱脚处的锁脚锚杆，以使拱脚处牢固。

b钢拱架平面垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2O。钢拱架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。

c为保证钢拱架位置安设准确，隧道开挖时在钢拱架的各连接板处预留钢拱架连接板凹槽；拱脚或墙脚处预留安装拱架槽钢凹槽。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。

d钢拱架按设计位置安设，在安设过程中当钢拱和初喷层之间有较大间隙应设骑马垫块，钢拱与围岩接触间距不应大于50mm。

e为增强钢拱架的整体稳定性，将钢拱架与锚杆焊接在一起。沿钢拱架设置φ25mm的纵向连接杆，环向间距1.0m。

f为使钢拱架准确定位，钢拱架架设前均需预先打设定位**。**一端与钢拱架焊接在一起，另一端锚入围岩中0.5～1m并用砂浆锚固，当钢拱架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。

g钢拱架架立后尽快喷射混凝土，并将钢拱架全部覆盖，使钢拱架与喷混凝土共同受力，喷射混凝土分层进行，每层厚度5～6cm左右，先从拱脚或墙脚处向上喷射，以防止上部喷射料虚掩拱脚（墙脚）不密实，造成强度不够，拱脚（墙脚）失稳。

（十）、C25喷射混凝土

1、喷射混凝土前的准备工作

喷射支护前撬去表面危石和欠挖部分。

遇表面水量大时，采取措施将水集中引排，使之在初期支护背后形成永久性排水孔。

JGT473-2016 护栏锚固试验方法喷前进行电器和机械设备检查和试运转。

在受喷面，各种机械设备操作场所配备充足照明及通风设备。

c控制喷层厚度标志的设置

按照设计厚度利用原有部件如锚杆外露长度等，也可在岩面上打入短钢*，标出刻度，做为标记。

d骨料的堆存与质量控制

粗骨料加入拌和前要再次过筛,以防超径骨料混入，造成堵管。

细骨料应堆放在防雨料库，以控制含水量。

HG∕T 2099-2020 釜用机械密封试验规范.pdf湿喷混凝土施工程序示意图