高速隧道专项技术方案.doc

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1、山西省东纵高速公路天镇大同段 隧道专项工程技术方案 中交第一公路工程局有限公司 天镇大同高速公路第三合同段项目经理部二一年四月 前 言最近一段时间国内建筑建设行业先后多次发生安全生产事故，一方面是人为原因造成的，另一方面则是技术原因造成的。隧道工程作为一项深埋于地下的隐蔽性工程，工程地质条件和水文地质条件复杂多变，施工过程中充满了许多不可预见性。根据我标段以隧道工程为主的特点，特召集有关部门人员编制隧道专项施工技术方案，有针对性地对隧道施工过程中的一些关键部位制定相应施工方案。由于编写人员才疏学浅，不足之处请各位专家多多指正。一、 工程概况1.1 工程简介由中交第一公路工程局有限公司承建的天镇

2、大同高速公路第三合同段位于山西省大同市天镇县新平镇四方墩村，路线起止桩号K13+000K17+000。本合同段包括路基、涵洞、桥梁和隧道工程等，其中以隧道工程为主。合同段包括3条隧道，分别是黑石崖隧道446m，大梁山隧道左线3237m，大梁山隧道右线3258m，大梁山隧道还包括一条长665.35m的通风斜井及长217.92m的排烟通道。主洞隧道中、级围岩长1722m，占隧道全长的24.8%，级围岩长5160m，占隧道全长的75.2%。结合隧道进出口地形和工程地质条件，隧道洞门均采用削竹式。隧道衬砌采用复合式衬砌。黑石崖隧道通风采用自然通风，大梁山隧道通风采用全纵向机械通风方式。1.2 技术标准

3、1、道路等级：双向四车道2、设计车速：80Km/h3、隧道建筑限界：分离式建筑限界采用单洞限宽10.25m，组成为：（0.75+0.5+3.752+0.75+0.75）m，限高5.0m。人行横通道：限宽2.00m，限高2.50m；车行横通道：限宽4.50m，限高5.00m；紧急停车带：限宽13.00m，限高5.00m，组成为（0.75+0.5+3.752+3.5+0.75）m；4、隧道洞内正常段路面横坡：2.00%5、汽车载荷等级：公路-级1.3 工期本标段的合同工期为20个月，计划开工日期为2010年3月15日，计划竣工日期为2011年11月15日。1.4 主要工程量 主要工程数量统计表 表

4、1.1 序号项目单位数量备注 1开挖量m3690133.82喷射混凝土m338482C253中空注浆锚杆m291387.54砂浆锚杆kg339983.75型钢kg2030618.36超前管棚m3712.41087小导管m73411.8428二衬、仰拱混凝土m381034.9C309路面m254920.3砼面板10水沟、电缆槽m384886C25二、施工场地布置 施工场地的布置本着最大限度保证生活区不受干扰，同时方便施工的原则进行。图2.1隧道施工场地平面布置图三、总体施工方案3.1 施工原则采用大型施工机械配套施工，开挖出渣机械配套作业线、初期支护砼机械配套作业线与二次衬砌砼施工作业线相配合一

5、条龙作业。软弱围岩坚持“管超前、严注浆、弱爆破(或不爆破)、短进尺、强支护、勤量测、早成环”的原则，开挖后仰拱及时跟上封闭成环。施工中进行超前地质预报，采用先进的量测探测技术对围岩提前做出判断，拟定相应的施工方案。3.2 施工总体安排隧道根据施工现场场面状况，结合总体工期要求，我项目部设置2个隧道作业队，分别从大梁山进口段和黑石崖出口段、通风井同时开挖掘进。洞内施工开挖、出渣初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。隧道路面待贯通后从洞身中间向洞口段反向施工。初期支护衬砌台车二衬砌1.5m通风管落底仰拱栈桥施作仰拱地段施作仰拱地段图3.1隧道总体施工布置图3.3 总体施工方案根据大梁山隧道围岩情况及断

6、面设计，结合我公司现有技术装备力量和多年的隧道施工经验，确定V级围岩采用留核心土的上弧形导坑法开挖，级围岩采用正台阶开挖法,级围岩采用光面爆破全断面开挖法和台阶法。隧道出渣采用侧翻装载机装车，自卸汽车运输。初期支护施作及时可靠，衬砌砼采用机械化作业，二次衬砌采用砼输送车、输送泵和全断面液压衬砌台车相配合的方案。施工过程中加强监测，及时处理分析数据，调整支护参数。开挖前做好超前地质预报、探测工作，根据围岩情况采取相应的施工方案。3.4 测量控制为保证隧道贯通精度，拟定如下测量控制方案：3.4.1、地表平面控制（1）为保证洞口投点的相对精度，平面控制网根据设计提供的控制点和实地地形情况布设精密控制

7、网，并保证洞口附近有二个或二个以上的精密控制网点。（2）地表控制网经过多次复测，复测无误后方可引线进洞进行测量工作。3.4.2、洞口联系测量为保证地面控制测量精度很好地传递到洞内，采用如下洞口控制测量方案：（1）在洞口仰坡完成及洞口施工至设计标高后，在洞口埋设二个稳固的导线控制点。（2）洞口附近在基础稳定处埋设24个水准点，与地表水准控制网级网观测及平差计算，以便于隧道进洞水准测量。3.4.3、建立独立三角坐标系 设计院对导线点交桩后，立即组织对导线点复测并加密。在每个隧道洞口按等边三角形布设独立三角坐标系，施工过程中，随时复核三个坐标点，保证隧道施工过程中测量控制的准确性。四、分项施工方案4

8、.1、地质超前预报4.1.1、地质超前预报的原因由于本合同段内隧道所处地质条件复杂，施工中可能会遇到断层、坍塌、涌（突）水（泥）等不良地质现象，为了有效地降低施工阶段由不良地质引发的风险，设计采用TSP（隧道地震探测仪）、EKKO(地质雷达)、探测钻孔相结合的超前地质预报手段，对掌子面前方的工程地质及水文地质情况进行预报，尤其是探明不良地质现象，以确保工程安全、顺利实施。4.1.2、地质超前预报的目的由于隧道深埋于地下属于隐蔽性工程，工程地质条件和水文地质条件复杂多变。当前，受工程地质勘察技术和水平限制，以局部钻孔及物探等勘探手段要在施工前查明隧道工程岩体的状态、特性，特别是要准确地预测预报隧

9、道施工中可能发生的地质灾害的位置、规模和性质是极其困难的。存在的工程地质灾害体，仅靠施工过程揭露后再进行处理，带有较大的盲目性，常常会发生各种突发事故，甚至造成人员伤亡，施工设备损害，工期延误，工程投资增加。在施工中进行地质超前预报和加强现场安全监测，其目的在于：(1)、对隧道掌子面前方一定距离内的不良工程地质灾害体进行准确及时的超前预测，以避免或最大限度的降低施工过程中突泥、涌水、塌方等灾害，对降低工程造价，减少施工盲目性，确保施工安全，并消除工程安全隐患是极为重要的。(2)、为隧道在安全条件下实现快速施工、减小风险创造条件。4.1.3、地质超前预报的内容4.1.3.1、地区地质分析与宏观地

10、质预报采用地震波探测技术对隧道掌子面前方进行长距离的(100200m)地质预报，主要预报开挖面前方的围岩级别和稳定性，预报断层和破碎带的位置、宽度、产状、性质，以便及时反馈、修改设计，调整支护类型4.1.3.2、不良地质及灾害地质超前预报采用地质雷达对隧道掌子面前方进行短距离的(1020m)地质预报，主要预报开挖面前方岩性变化和不良地质体的范围、规模、性质，以及突水、突泥、坍塌灾害地质的发生概率，提出施工预防措施；预报洞内围岩的涌水量大小和变化规律以及对工程的影响。4.1.4、地质超前预报的工艺4.1.4.1、工艺流程见下图隧道勘察资料隧道设计资料隧道探测掌子面地质描述基础资料水文地质情况TG

11、P探测等地质雷达探测、直接法间接法掌子面超前钻探工程地质情况综合分析法地质预报剖面图）（或隧道平面、地质雷达剖面含水情况围岩岩性、结构、构造工作面前方30m以内水文地质情况跟踪对比预报的准确性预报误差分析总结经验改进措施地质预报内容1、掌子面前方围岩：工程地质条件：岩性及裂缝、断层等水文地质条件2、施工建议图4.1 地质超前预报工艺流程图4.1.4.2、地质超前预报准备工作41.4.2.1、 充分收集已有的地质资料资料收集和处理是隧道施工地质超前预报的基础，它直接关系到预报结果的准确性。资料收集包括以下两方面：(1)、前期勘察资料：需收集工程范围内的地质构造规律；岩体软弱带的情况；掌子面内部岩

12、性变化情况；岩体内的节理、裂隙、断层、岩脉等；岩体类别、断层位置、规模、断层破碎带位置、宽度等。对这些资料进行分析研究，可以对工程范围内的地质构造规律有基本的认识。经验证明，对构造规律的掌握程度直接影响预报的准确程度。在熟悉已有资料基础上，应在地表进行实地踏勘，核对已有资料，了解隧道穿过地区的地形地貌特征，加深感性认识，从宏观上了解隧道所在地区的地质构造单元及其特征和可能遇到的不良地质地段，在此基础上大致确定预报的重点内容。(2)、施工过程资料收集：施工掌子面地质素描资料、钻速测试可以收集在掌子面没有露头并与洞轴线近于正交的岩体软弱带的情况；声波测试可以收集掌子面内部岩性变化情况，并为超前预报

13、提供波速数据；裂隙网络窗口调查为三维网络计算机模拟提供数据，同时验证预报效果。（3）、描述所要预报的断层、涌水地质灾害体特征根据已有的断层、涌水地质资料结合施工方法确定断层、涌水地质灾害的类型，并明确灾害体的特征，对灾害目标体进行地质和地球物理的属性描述，分析可能的参数特征，针对不同的灾害类型尽可能的细化参数，还可配合已知资料进行部分的岩性参数测试，准确把握特征因素。（4）、建立预报模式根据地质灾害体的类型和特征参数，分类建立断层、涌水地质预报模式，明确预报的各具体参数，以上模型要能区分不同灾害体的位置、形状、大小、产状及性质等要素，同时要考虑施工因素及现场条件的影响。（5）、选择具体的预报方

14、法根据已建立的断层、涌水预报模型，结合隧道施工现场和地面条件，考虑施工方法要求，了解现场的地质噪音和干扰水平，兼顾隧道掌子面地质超前预报和地面(洞外)预报方法，全面考虑应采用的具体方法，明确以某个具体方法作为主导的、长距离的预报，随后确定相应的配合方法。主导方法要有普适性，配合方法有针对性。同时注意先进行主导方法的探测，配合方法应在有异常的部位进行，且网格细密程度应依次加深。4.1.4.3、地质超前预报实施过程4.1.4.3.1、长距离地质信息预报TGP206（1）、准备工作预报断层构造时，爆破钻孔应根据断层走向布置在与断层夹角较小一侧的隧道边墙上，预报涌水则隧道两侧边墙都应布置爆破钻孔进行重

15、复测量。每一次预报的炮孔数应为24个，炮孔间距约2.0m。岩壁炮孔口离地面高1.35m，这样炮孔底部装药点基本距地面1.0m，所有炮眼与接收器的高度应基本相同，如下图所示。炮眼孔深2.0m（炮孔深应尽量一致），向下倾斜1020，垂直于隧道轴向，或向前与掌子面成10 夹角。钻孔完成后应注意保护，及时套PVC管以防止塌孔。A-AB-B图4.2 TGP206观测线布置方法炸药量应大于200m探测距离要求，一般50g左右，最多不大于75g。炸药与炮孔之间用水耦合，以保证炸药与炮孔严密耦合，接收传感器与围岩之间用专用耦合剂进行耦合。接收器钻孔的布置要求距掌子面约70m，距第一个爆破孔约1520m；必须在

16、隧道两壁各安置一个接收器，接收器安置高度与炮孔一致；孔径50mm，垂直于岩壁面，孔深2m，应根据采用的耦合材料确定接收孔上倾还是下倾(当采用环氧树脂进行耦合时，接受器孔应向上倾510；当采用水泥砂浆进行耦合时，接受器孔应向下倾510)。在传感器孔和爆破孔全部钻好后，由测量班提供每个孔的三维坐标，同时用水平角度尺和钢尺测量每个孔的角度和深度，并记录下来。接收传感器的埋置关系到接收传器所收集的地震波信息的准确性。在接收传感器孔钻好后把专用耦合剂黄油塞入孔中，然后将接收传感器埋入孔中。当所有的爆破孔钻好后，为防止塌孔，应立即在每个孔内装炸药，每孔装药量为100g，用瞬发电雷管连接好，装入爆破孔的底部

17、。以上所有准备工作都可以与隧道施工平行作业，不占用隧道施工时间。但进行数据采集时，为减少噪音对地震波信号的影响，要求隧道内的各工作面均要暂停3045min。（2）、现场测试为提高测试精度，测试时要求工作面暂停工作，为了尽量少占用施工时间和减少进行现场测试时的干扰，现场测试时间一般选取在喷锚结束和钻爆开始之间的交接班时间。爆破采用逐个爆破，在爆破孔注满水后立刻进行爆破，如下图所示现场激发瞬间。接收器接收到的数据保存在电脑里。图4.3 现场激发瞬间4.1.4.3.2、短距离地质信息预报GPR法(1)、准备工作场地调查：使用地质雷达采集数据时，易受到测线附近的构造物、金属物体、电磁干扰，应将其记录在

18、册，并标出位置，在这样的区域探测时应重复观测，排除干扰的影响。(2)、设置雷达参数天线中心频率的选择需要兼顾目标体深度、目标体最小尺寸以及天线尺寸是否适合场地要求。一般在满足分辨率且场地条件许可时，尽量采用中心频率低的天线。如要求的空间分辨率为x(m)，则天线中心频率f（MHz）可由下试计算：式中：围岩相对介电常数，对空气为1，对水为81，对石灰岩为67，对花岗岩为49。雷达天线使用低频1000M天线，探测距离1525m范围，一般采用连续测量，视条件也可采用点测，一般点距为0.51m，探测断层或含水裂隙面，采用十字探测法，开挖工作面凹凸不平不符合条件时，采用点测法，有条件时可选用支架进行探测。

19、探测洞穴，选用十字探测法，并辅以定点转角探测法。时间窗口的选择主要取决于最大探测深度hmax(m)与地层电磁波速度v(m/ns)。时间窗口w(ns)可以由下式估算:式中：地层电磁波速度，C为光波速度，r为围岩相对介电常数。采样率由尼奎斯特(Nyquist)采样定律控制，即采样速率至少达到记录的反射波中最高频率的2倍，为使记录波形更完整，Annan建议采样率为天线中心频率的6倍。当天线中心频率为f，则采样率t为：采样率一般由每根扫描线的样点数来反映，其值为w/t。在隧道超前预报中，一般要求分辨率为0.5m即可，如果岩体的r为9，由天线中心频率公式可知选用100MHz的天线即可。根据初选频率100

20、MHz，可以估算出探测深度能达到1525m，这能满足隧道施工的要求。如果选hmax=20m，则w约为520ns，t为1.67ns，每根扫描线的样点数约为312个，实际探测时常选用512个。(3)、布设测线使用地质雷达超前预报探测时，以掌子面前方为检测目标，以拱顶为中心，以“一”字形或“十”字形布置2条雷达测线，若探测面较宽时，可以“井”字形布置4条雷达测线，或必要时加密雷达测线以提高探测结果的准确性，如下图。图4.4 地质雷达布线方式(4)、数据处理对现场采集到的数据，通过探地雷达处理软件RADAN Windows NT进行处理，绘制出雷达进深度剖面图。(5)、地质探测分析结合掌子面前地质素描

21、，分析雷达探测剖面特征，如反射波振幅强弱，同相轴连续性等，对掌子面前方的地质进行推断。(6)、绘制地质解释图根据雷达探测剖面图和探测分析结论，绘制出掌子面探测进深范围内的围岩类别、状况、风化程度、节理裂隙发育、岩石的整体性和稳定性、含水程度。(7)、提供地质预报信息根据雷达探测成果，推断围岩类别，提出施工建议，向建管处、工程监理、施工队伍、设计单位等通报预报信息，实施动态设计和信息化施工。41.43.3、预报结果分析根据以上预报结果，消除干扰及假异常，尽可能的采用专业软件分析认识各种异常特点，特别要注意将预报的异常体分为不同类别，因为每个地区都会有自身特定的异常特点，正确地认识异常特点会指导下

22、一步的工作。同时明确，哪些异常对施工开挖具体危害，哪些异常必须要进行必要的钻孔与测孔验证，分析已采用预报模型及方法本身的缺陷，可能会遗漏哪些类型的异常，这些异常如何在施工中防范。4.2、洞口工程在洞口开挖、隧道进洞之前，由于洞口地质条件相对较差，先进行仰坡加固处理及做好洞顶截水沟。首先在边、仰坡线外5m修建截水沟，然后进行边仰坡施工，采用自上而下分层开挖法，用CAT320B挖掘机与自卸汽车配合装运施工。遇到石质采用人工打眼浅孔松动爆破，明洞开挖至距拱顶中心下4.5m位置时，先根据地形采用吊模法修筑套拱，之后进行管棚施工。大管棚按设计长度一次性钻进施工，在管棚施作结束后，依次分层开挖明洞至起拱线

23、标高。每次开挖后及时进行边坡临时支护。当洞口明洞挖至设计标高后，开始施作管棚注浆，采用预留核心土的上弧形导坑法开挖进洞。在隧道暗挖开挖支护50m左右后，及时施作明洞及洞门，施工时从明暗交界处向洞外进行。明洞采用整体衬砌台车浇注施工，并根据规范要求及时进行明洞回填，使进洞口段早日稳定。4.2.1 洞口仰坡开挖及加固处理洞口边坡处于暂时平衡状态，为确保洞口仰坡的长期稳定和隧道洞口段的施工安全，并满足抗震要求，在隧道施工前，加强排水和锚喷或植草防护。在进场进行导线复测后，根据测量所放开挖边线。在距坡顶5米自然坡设天沟一道，平台设截水沟，天沟、截水沟采用浆砌片石，平台用浆砌片石封闭加固。浆砌片石施工采

24、用座浆法进行砌筑。按设计开挖边线进行边仰坡开挖刷坡，开挖自上而下逐层下刷，边仰坡人工辅助进行横向刷顺，坡面由混凝土预制块中间植草防护和锚杆、挂网、喷射砼加固。4.2.2 洞口开挖隧道洞口地质条件较差，因此施工时保证洞口边仰坡的稳定是洞口安全施工的基本原则。根据洞口的实际情况，先作好防排水，按设计图和实际地形，修筑洞顶截水沟，并与原有排水系统妥善连接，使之形成完整的排水系统，防止地表水流入施工场地范围内，保持路基洞口边坡稳定、安全。对洞口原来堆积的碎石，先予以清除或作路基填料。明洞开挖采用自上而下分层明挖，严禁上下垂直作业。开挖时采用挖掘机先打出一条机械爬坡道，供自卸汽车配合装运施工，开挖土石自

25、卸汽车运渣至弃渣场或再利用进行路基填筑材料。施工顺序为先中部拉槽、再两侧修边、最后人工修整边坡成型，遇到石质时采用人工打眼浅孔松动爆破，开挖过程中应注意对边仰坡防护。如需爆破开挖，采用控制爆破，严格控制爆破参数。4.2.3 套拱及管棚施工明洞开挖至拱顶标高位置时，留出明暗交接外35m洞脸范围暂不开挖（便于套拱模板支立），拉槽开挖洞脸两侧，分层开挖，人工修整。然后按设计要求架立I16型钢、预埋1274mm孔口管、立模、现浇混凝土套拱。套拱浇注后，将作为长管棚导向墙，打孔钢花管注浆加固后在管棚支护环的保护下，开始进洞开挖。4.3、超前支护本标段设计洞口加强段为108mm长大管棚超前支护，洞内为42

26、mm超前小导管支护。4.3.1 超前长管棚施工技术与工艺4.3.1.1 管棚设计参数(1)钢管环向间距为40cm； (2)钢管施工误差：径向不大于20cm；(3)倾角：仰角12(不包括路线纵坡)，方向与路线中线平行；(4)管棚长度为20m，热轧无缝钢管108mm，壁厚6mm，节长46m；(5)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错开1m。4.3.1.2 长管棚施工工艺及要点长管棚施工工艺流程见下图。开挖支护明洞边坡、仰坡，明洞段开挖应在洞顶截水沟施工完成后进行，应尽量避开雨季施工。施作套拱混凝土套拱作为长管棚的固定导向墙，套拱在明洞外廓线以外，紧贴掌子面施作。套拱内埋设

27、3榀I16工字型钢支撑，钢支撑与管棚孔口管焊成整体。孔口管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用经纬仪或全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。工字钢之间通过12mm钢筋焊接，连接钢筋长170cm，环向间距100cm。搭钻孔平台安装钻机钻机平台要选择稳定、坚实的实地搭建，可用钢管脚手架搭设，也可焊接型钢台车，平台应一次性搭好，缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位。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

28、。用经纬仪、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。防止钻机在施钻或移动时产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。钻孔 (1)岩质较好的可以一次成孔；钻孔时根据情况确定是否加泥浆或水泥浆钻进，当钻至砂层易塌孔时，应加泥浆或水泥浆护壁方可继续钻进；如不能成孔时，可加套筒或将钻头直接焊接在钢管前端钻进。(2)钻孔速度应保持匀速，特别是钻头遇到夹泥夹沙层时，应控制钻进速度，避免发生夹钻现象。图4.5 超前管棚支护示意图 架设工作平台注浆安装管棚钢管开挖支护明洞边坡、仰坡施作套拱退钻、接杆、接管退钻、卸杆、卸钻具钻具组合钻进开孔安放钻机孔口测量定位选择钻机动力头走完

29、最大行程结束或移孔动力头走完最大行程 钻进达到设计孔深 (3) 为避免钻杆太长，钻头因自重下垂或遇孤石钻进方向不易控制等现象，开钻上挑角度控制在 3 5之间。钻进过程中应经常用测斜仪量测角度和钻进方向，确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进，并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。(4)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。作为开挖洞身的地质预探预报和指导洞身开挖的依据。清孔验孔(1)用钻杆配合钻头(110mm 造孔达108mm)进行来回扫孔，清除孤石及孔底残渣，用高压气从孔底向孔口冲射，清理钻渣，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。(2)用

30、经纬仪、测斜仪等检测孔深，倾角，外插角。制作管棚钢花管管前端20cm加工成锥形，在前端18m范围内管身采用钻床打12mm注浆孔，注浆孔纵向间距为15cm，呈梅花状布置，尾端2m不打孔。钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm，钢管接头应错开。或在端头连接处采用一根以1.0m的100钢管,伸入108钢管中40cm，在端部用电焊将管之间缝隙焊满，剩余60cm用作送入前一根钢管的尾部，并用电焊焊满，起连接和导向作用。为防止浆液倒流，每根管棚尾部均焊有止浆板，止浆板采用2cm厚钢板，中间钻有20带螺纹的眼，以备注浆时用。在钢管尾端加丝扣，用于连接止浆阀和注浆管。安装管棚钢管(1)验孔完成后及时安设管棚钢管

31、，避免出现塌孔。 (2)棚管顶进采用大孔引导和棚管机钻进相结合的工艺，用10t以上卷扬机配合滑轮组反压顶进；也可利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管；地势好的情况下也可利用挖掘机顶入。(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。(4)及时将钢管与钻孔壁间缝隙填塞密实，在钢管外露端焊上法兰盘、止浆阀，并检查焊接强度和密实度。管棚注浆(1) 施工工艺搅 拌 机水泥浆桶注浆泵水泥水高压阀孔口阀砂注浆管 止浆塞 注浆管 图4.6 管棚注浆施工工艺流程图(2)注浆参数： 水泥：水玻璃1：0.51:1 水灰比1:10.5:1 注浆压力：

32、初压0.51.0Mpa，终压2.0Mpa 水玻璃模数n=2.43.4，玻美度Be,=3040（水泥水玻璃比、水灰比根据试验现场确定）(3)管棚注浆按固结管棚周围有限范围内土体设计，浆液扩散半径不小于0.5m，注浆采用分段注浆。注浆前先检查管路和机械状况，确认正常后进行现场注浆实验，确定合理的注浆参数。(4)注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象，如发生串浆，应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。注浆过程中压力如突然升高，可能发生堵管，应停机检查。(5)进浆量小于2025L/min；注浆压力逐步升高，达

33、到设计终压后稳定10min以上，并及时封堵注浆口。注浆结束后用1：1水泥砂浆填充无缝钢管。(6)注浆过程应派专人负责，填写注浆记录表，记录注浆时间、浆液消耗量及注浆压力等数据，观察压力表值，监控连通装置，避免因压力猛增而发生异常情况。4.3.2 超前小导管施工技术与工艺4.3.2.1 小导管设计参数超前小导管一般布设在隧道拱部：(1)钢管环向间距为30 cm；钢管施工误差：径向不大于10 cm；(2)倾角：辅射角为1015，搭接长度不小于1.00m；(3) 热轧无缝钢管42mm，壁厚4mm的钢管制作，每根长6m。4.3.2.2 超前小导管施工工艺及要点超前小导管施工工艺流程见下图 图4.7超前

34、小导管施工工艺流程图测量放样 钻孔台车就位按测量位置钻孔清 孔检验钻孔情况小导管制作小导管插入注浆泵就位清洗小导管注浆结果检验封堵管头拌制水泥浆注水泥浆下一循环施工（1）、测量定位：用全站仪准确放出隧道开挖轮廓线，在轮廓线外侧打设超前管孔位，布设范围在起拱线以上，孔位偏差不超过5cm，确因围岩节理裂隙影响，钻孔偏离设计位置时，可视具体情况予以调整。（2）、钻孔：采用YT28型凿岩机，60mm钻头钻孔。钻孔时，钻机的气腿应落于台车稳定处，不得悬空。开始钻孔时，低压满转，确保钻机的稳定性。每台钻机设2名钻工，尽量减小钻孔横向偏位，控制钻孔深度误差在5cm之内，并保证设计要求的1015度的仰角。（3

35、）、清孔：用高压气从孔底向孔口冲射，清理钻渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。（4）、制作花管：钢管前端10cm加工成锥形，在前端3.7m范围内管身采用钻床打8mm注浆孔，注浆孔纵向间距为15cm，呈梅花状布置，尾端80cm不打孔。钢花管尾端15cm处设置8加劲箍，在钢管尾端加丝扣，用于连接止浆阀和注浆管。钢花管见下图所示。图4.8 钢花管大样图（5）、安设小导管：每个孔位打至设计深度后立即下管，钢花管用人工辅助机械送入。钢管到位后，采用锚固剂或水玻璃和水泥封口，以防注浆时冒浆。超前小导管全部焊接于型钢支撑上。（6）、注浆：注浆采用水泥净浆液，其浆液的水灰比为1:1，水泥标号为P.O.42.

36、5。注浆压力为0.51.0Mpa，必要时可在孔口处设置止浆塞，止浆塞能承受最大注浆压力。为防压裂工作面，同时还需控制注入量,当每根导管的注浆达到设计量时即可停止。（7）、注浆结束后，必须钻孔检查注浆效果，如未达到要求时补孔注浆。4.4、洞身开挖V级围岩段采用留核心土的上弧形导坑开挖法施工，级围岩段采用上、下断面正台阶开挖法施工，、级围岩采用光面爆破全断面开挖法和台阶法施工。4.4.1 V级围岩开挖4.4.1.1 施工方法及顺序图4.9环型留核心土法施工步骤图V级围岩开挖采用留核心土的上弧形导坑开挖法，上台阶开挖高度约为4.5米。上台阶搭设简易支架，采用人工手持风钻打眼、光面爆破作业。V级围岩尽

37、量不采用爆破作业，采用短台阶法开挖，镐铲作辅助。需爆破时，采用微震光面爆破，人工利用简易台架装药联线。下台阶钻眼也采用人工手持风钻打眼。V级围岩段开挖前采用超前管棚或小导管进行预加固，开挖后立即喷4cm厚的混凝土，及时进行初期支护，按设计打设中空注浆锚杆、架立I20a工字钢钢拱架，随后分层喷射C25混凝土至26cm设计厚度。施工按“先深探，管超前、预注浆、半断面、留核心、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤测量”的原则进行，及时进行监控量测。施工进入不良地质地段前，采用超前钻探来探明地质和水文地质情况，对易坍塌的地段，对掌子面进行喷素混凝土来封闭，喷层厚度为35cm。1）、上弧形导坑开挖，采用简

38、易台架人工风枪钻眼，楔形复式减震掏槽，微震光面爆破开挖，循环进尺1.52.0m；软弱围岩地段，可直接采用挖机开挖，循环进尺1.0m-1.5m。2）、立架，拱部初期支护：施工顺序为初喷径向锚杆组拼架立上部钢拱架复喷C25砼至设计厚度，为防止拱部初期支护下沉，在钢拱架拱脚设锁脚锚杆；3）、开挖核心土；4）、下半部中央部分开挖；5）、边墙马口跳槽开挖错开距离宜控制在510m,开挖宽度宜控制在3m；6）、边墙及仰拱架立钢支撑，喷锚支护；7）、灌注仰拱混凝土，施工C15片石砼回填层；8）、铺设环向盲沟及EVA复合防水板，整体二次衬砌。4.4.1.2 循环图表根据隧道围岩、断面和配备机械情况，综合分析施工

39、中每道工序的先后顺序及所需时间，绘制出形象直观的循环图表来显示此方法工序循环情况。如下图。 V级围岩“留核心土的上弧形导坑开挖法”施工作业循环时间表 表4.1部位序号工 序作业时间循环时间(min)12024036048060072084096010801200上部弧形导坑1测量放样302开挖3003初喷砼604架设拱架，支护3905复喷砼1806出 碴240核心土及仰拱1测量放样302开挖3003初喷304拱架接长，支护3005复喷砼1206出 碴1807仰拱支护240说明：每次开挖进尺为0.8m，每天可完成2个循环，每月可完成48m。4.4.2 级围岩开挖4.4.2.1 施工方法及顺序 级

40、围岩段采用上、下断面正台阶开挖法，将设计断面分成上断面和下断面两 图4.10上下台阶法施工步骤图次开挖成型。施工示意图及开挖施工工艺框图见下列图表。开挖顺序为： 先进行上半部弧型导坑开挖； 架立钢支撑、拱部喷锚支护；下半部中央部分开挖； 边墙马口跳槽开挖错开距离宜控制在1015m,开挖宽度宜控制在3m； 边墙及仰拱架立钢支撑，喷锚支护； 灌注仰拱混凝土（无仰拱则取消该步骤）；整体二次衬砌。图4.11隧道上、下断面正台阶施工作业流程图上台阶测量画开挖轮廓线布炮眼模筑混凝土钻炮眼装药爆破通风洒水清危排险出 渣稳定性安全检查打锚杆、挂网、立拱架、喷砼开挖下台阶喷锚支护架立钢筋监控量测4.4.2.2、

41、循环图表根据隧道围岩、断面和配备机械情况，综合分析施工中每道工序的先后顺序及所需时间，绘制出形象直观的循环图表来显示此方法工序循环情况。如下图。 级围岩上、下断面正台阶法掘进喷锚作业循环时间表 表4.2作业名称作业时间（min）循环时间(min)60120180240300360420480540600660720上台阶测量放样80打眼280装药40通风排烟40出碴120初期支护160下台阶打眼250装药40通风排烟40出碴230初期支护160说明：循环进尺2.5m，每天可完成2个循环，累计每月150m，实际每月按120m计。4.4.3 级围岩开挖级围岩采用全断面开挖法施工。具体施工工序如下：全断面开挖；施做锚喷支护；整体二次衬砌。每循环进尺3.5m，每天可完成2个循环，累计每月210m。4.5、光面爆破4.5.1 爆破方案的选择 4.5.1.1 根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深20cm，采用楔形掏槽。 4.5.1.2 严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布，导爆索起爆。 4.5.2 爆破器材的选用 根据施工中常用爆破器材，选用以下器材作为隧道施工的爆破器材。 隧道施工爆破器材