1、公路隧道施工方案隧道施工组织设计隧道施工 1.施工原则本标段 为我标段施工范围，计单洞长 m，为我标段重点、难点工程，其中I、II类围岩总长 m，占隧道总长 %，III类围岩总长 m，占隧道总长 %。隧道所在区域均为 层，倾角 , 构造。隧道通过地段地下水贫乏，洪水位高程 m，低于洞口设计高程 m，施工中基本无地下水问题。隧道通过不良地质地段主要有： 。施工中采用大型施工机械配套施工，大管棚超前支护、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条龙作业。软弱围岩坚持“短进尺、弱（不）爆破、快封闭、强支护、紧衬砌”的原则，开挖后仰拱及时跟上封闭成环。施工中进行超
2、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。 2.施工布置隧道左右洞均采用单向施工，左、右洞口各布置一个隧道专业机械化施工队。隧道施工安排在 年 季前完成洞门的开挖，并完成进洞施工。洞内施工开挖、出渣初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。隧道路面待贯通后中间向两侧洞口反向施工。根据地形地貌及工期要求，本隧道不设施工支洞。3.总体方案根据 隧道围岩情况及断面设计，结合本承包人现有技术装备力量和多年的隧道施工经验，确定对于I、类围岩采用上弧导预留核心法施工，格栅钢架辅助支护。类围岩采用正台阶法开挖，支护紧跟。隧道出渣采用无轨运输。初期支护施工及时可靠，衬砌砼采用机械化作业
3、，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，高速支护参数。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。 4.洞口施工施工工序见洞口施工程序框图 洞口开挖隧道施工便道修至洞口附近后，近洞口侧60M范围内及两洞口中间地带，用装载机辅以挖掘机整平压实，修建供风、供水、供电设施，并用作材料存放场地和机械停放场地。洞口及明洞在开挖过程自上而下分层开挖。开挖时注意洞口处边坡、仰坡稳定性，并根据设计进行锚喷砼的加固。施工机械以挖掘机为主，遇地层坚硬石质人工打眼松动爆破，运输采用15t自卸车。 边坡防护洞口开挖后的边仰坡面按设计整
4、修平整，及时按设计进行锚喷砼防护，以防风化、雨水渗透而坍塌或滑坡。 明洞工程施工本隧道洞门修筑在进洞施工前完成，并完成明洞回填工作，明洞采用就地模筑全断面整体钢筋砼衬砌，施工中采用衬砌模板台车，钢筋场外加工，在台车上拼装、绑扎。外模采用特制工字钢外拱，标准钢模板，安放随砼的灌注高度而增加。砼采用砼输送泵灌注，插入式振捣棒振捣。明洞模筑完成后进行防水层、两侧浆砌施工。回填时拱脚以下均采用7.5#浆砌片石回填，其上对称回填并分层夯实，层厚25cm，至原地面进行绿化。并作好洞口范围的排水工作，以确保洞口稳固、安全。隧道开工前，对明洞长度要根据地形条件进一步核查，并根据开挖仰坡情况进行调整。明洞施工、
5、洞门施工要在雨季之前完工。 洞口施工程序框图主便道修至洞口截水沟的开挖和修筑洞口土方分层开挖施工场地的平整挖至路基 设 计 高 度修建洞口临时生产设施 边坡临时防护洞门施工边坡修整洞口排水沟的修筑 护面墙施工 洞门装饰 5.洞身施工 洞身I、II类围岩采用上弧导预留核心法施工。 施工工序 见上弧导预留核心法施工示意图及上弧导预留核心法施工程序框图。 施工方法上部弧导坑及边墙导坑以人工风镐或隧道挖装机开挖为主，辅以弱爆破，开挖后及时采取支护措施。上弧导出渣由隧道挖装机扒至下半断面后，装入自卸车运走，上断面扒渣用人工配合，核心土开挖采用控制爆破，核心开挖后立即施工仰拱，衬砌采用全断面液压衬砌台车，
6、砼输送车配砼输送泵灌注。 循环图表上弧导预留核心法掘进循环图 作 业 名 称作业时间(分)循 环 时 间（分）120240360480600720840960108013001230上弧形导坑核心土开挖测量放线60开挖240架格栅、模筑砼420超前锚杆180下台阶核心土深开挖150仰拱砼浇注120便桥架设60边墙导坑开挖测量放线60开挖240架格栅、模筑砼480锚杆120超前支护上部弧形导坑开挖 每循环进尺0.81m 弧形导坑初期支护 施 工 左右边墙交错开挖 4 米 每循环进尺11.2m边墙初期支护 至 一 6 次 米 与拱墙钢支撑连接 衬 核心开挖 砌 10抑拱开挖 米全断面砼衬砌上弧导预
7、留核心法施工工艺流程图 施工注意事项 a.导坑开挖需进行爆破时，必须经监理工程师同意，反复检查支护安全可靠后，方可进行弱爆破。 b.左、右边墙导坑必须交错施工，不得两边同时开挖。边墙围岩较差时分两层开挖。 c.上部弧导坑比下断面开挖超前5-7m，两工序可平行作业。 d.核心土必须在初期支护封闭成环后再开挖，开挖时采用控制爆破措施以免损坏初期支护。 e.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，考虑高速支护参数。 洞身类围岩段采用正台阶开挖法施工 施工工序 见正台阶开挖法施工示意图及正台阶开挖施工程序框图。 施工方法 上台阶开挖采用凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统、毫秒微差有
8、序起爆，预留光爆层爆破。下半断面采用三臂电脑液压钻孔台车钻眼，光面爆破，上台阶由隧道挖装机装渣，下台阶由侧卸式装载机装渣，自卸车运渣。施工中合理调整工序，实行“钻爆、装渣、运输”机械化一条龙作业。隧道开挖后及时施作初期支护，下半断面开挖后仰拱紧跟。 循环图表模筑混凝土根据隧道围岩、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。见正台阶法开挖作业循环图。 正台阶法施工工艺框图 正台阶开挖法掘进作业循环图作 业 名 称作业 时间 （分）循 环 时 间（分）12024036048060072084096010801150测量放线40
9、上台阶超前支护120上台阶打眼爆破150上台阶通风排烟30上台阶出碴120上台阶初期支护150下台阶打眼、爆破、通风240下台阶出渣180下台阶初期支护120 洞身类围岩段采用正台阶开挖法施工IV类围岩采用全断面光面爆破法施工,坚硬岩石采取加强掏槽爆破,严格控制周边眼爆孔,确保无超欠挖器材选用2#岩石销铵炸药,塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆.IV类围岩爆破设计见下图:IV类围岩全断面光面爆破药量分配表序号炮眼分类炮眼为数(个)雷管段数(段)炮眼长度(cm)集中装药量(kg)装药量(kg)1中空眼24.02掏槽眼121.34.00.953.23扩槽眼1253.80.951.044掘进眼
10、627.9.11.133.80.7164.925内圈眼27143.80.771.826周边眼43153.80.349.027底边眼21143.80.863.84合计179433.846光面爆破设计 爆破方法光面爆破采用直眼掏槽，小直径药卷间隔装药，见掏槽方式布置图及光面爆破装药结构图。起爆方式采用毫秒微差塑料导爆管有序起爆，采用合理的炮眼布置及光面爆破参数。光面爆破施工流程见光面爆破施工工艺流程框图。工艺流程 注意事项 技术标准施工布眼红铅油准确绘出开挖断面轮廓线，炮眼位置误差不得超过5cm定位开眼台车与隧道中线平行，就位后正确钻孔，注意沟槽倾斜度，周边眼外插角开眼误差在35cm钻眼钻工注意布
11、置图熟练操作平台，台下专人指挥及时调整深度。周边眼外插角2，交界处台阶1。清孔炮钩及小直径高压水管清炮孔，不漏渣，不留石屑。联起爆网络导爆管不能打结和拉细，注意连结次数，专人检查。引爆，管距一簇导爆管自由10cm。装药分片分组按药量自上而下进行，雷管对号入座，炮泥堵口。堵塞长度20cm。检查炮眼痕迹保存率80%，围岩粉碎，炮眼利用率90%。瞎炮处理查明原因，迅速果断按规定处理。以确保安全为标准。光面爆破施工工艺流程图 7装渣运输施工机具、机械设备配置上半断面出渣采用隧道挖装机装碴，3台12T自卸汽车运渣。全断面开挖及下半断面开挖侧卸式装载机、CAT320反铲挖掘机或隧道挖装机装渣，3-4台20
12、T自卸汽车或4-5台15T自卸汽车运渣。 出渣调度安排洞内开挖0.5Km以内时，出渣运输过程中在洞内安排2台车，1台装渣，1台等待；洞外1台驶往弃渣场，1台在洞口等待。洞内开挖0.5Km-1Km以内时，出碴运输过程中在洞内安排3台车，1台装渣，1台等待，1台行驶；洞外1台驶往弃渣场，1台在洞口等待循环有序在进行，形成快速装运出渣线。洞内所有弃渣均运往路基作填料或进行弃方。装渣运输循环时间钻孔台车钻爆，每循环进尺4m，开挖量按平均80m3/m计算，考虑松散系数1.3，出渣量416m3，自卸车容量按15 m3计，约需要30车运完，按1台装载机装4台自卸车计，约需8趟出完渣。装渣与运输比较，运输速度
13、为时间控制点，按每循环车辆运行需15-20分钟计算，出渣共需120-150分钟，考虑工序衔接，机械维修保养和装渣数量差异等情况，装渣运输循环时间平均按180分钟计算。8超前支护本隧道工程在洞口，I、II类围岩区设超前支护，分别为大管棚和小导管两种方式。大管棚施工：采用潜孔钻进行钻孔，材料采用89钢管、壁厚4mm，钻孔深度10m，在开挖轮廓线起拱线以上断面按间距25cm设置。大管棚施工工艺流程：平整进场道路、设备进场设备安装、调试定位、定角度钻孔清孔检查钻孔质量装入钢管、堵孔高压注浆。大管棚施工方法：管棚定位：上抬量：在实际施工中，水平钻孔发生弯曲是难以避免的。为此，除提高管棚定位精度外，给以适
14、当的上抬量（20-30cm）和上抬角度。上抬角度：上抬角度的设置除考虑防止管棚侵入断颀外，与初期支护钢架支撑间距有关，一般为2-5左右。放线定位：充分考虑到上抬量和上抬角度后，正确算出各孔孔口的正确位置，利用测量仪器定出各钻孔的位置和倾角。钻孔：利用钻机进行钻孔，推进到设计位置，每钻进一节续接下一节钻杆。清孔：利用高压风或高压水将孔内余碴清洗干净，以防塞管时卡管。检查钻孔质量：对正在钻进的钻孔及插入钢管的弯曲度进行测定，必要时加以修正。装入钢管：钻孔检查合格后，将钢管连续接长装入钻孔，由于接头是薄弱环节，钢管连接要确保质量，以防开挖过程中脱节断裂，引起塌方。钢管连接采用小直径钢管插入大钢管后焊
15、接。堵孔注浆：堵孔质量的好坏，直接关系到注浆的效果，堵孔包括钢管自身的封堵和钢管与孔壁之间空隙的封堵。钢管自身的封堵：在钢管最外端1.5-2.0m范围内不设置注浆孔，孔口用一块厚3-5mm钢板凿孔焊接与注浆管等直径小导管来封堵。钢管与孔壁之间空隙的封堵;利用自制工具将早强水泥砂浆塞入孔口封堵，封堵材料装入孔内长度不小于1m，以确保封堵质量。高压注浆：利用注浆泵将1：1水泥砂浆或双液浆，压入孔内，通过钢管壁注浆孔充满钢管外壁与孔壁间的空隙，加固地层。开挖：待围岩硬化固结后，先行开挖上半断面，为减少对围岩的扰支和不破坏浆帷幕，采用密眼微震爆破或人工配合挖掘机开挖。开挖按照短进尺、多循环、及时支护的
16、原则施工，力求最大限度地限制岩体的松弛变形。当管棚长度埋入围岩中还余1.5-2.5m长度时，终止开挖，准备施工下一循环管棚。管棚施工注意事项：为保证施工质量，必须做好孔口定位，在进行正式钻孔前，选2个以上钻孔先行试钻，尔后进行正式钻进。特别是在复杂地层中，这项工作必不可少。进行高压注浆之前，一定要将各孔口封堵好，以免造成浆液外漏，影响注浆效果和管棚施工质量。钢管间的连接要保证质量，以免在开挖过程中钢管脱节，引起塌方。为保证安全，在进洞开挖之前，全断面施作钢拱架，起到支撑管棚和固定钢管作用。超前小导管施工：II类围岩区段设有505超前小导管，导管长度为6.0m，环向间距40cm，外插角5-7.钻
17、孔采用YT-28钻机，钻头采用特制50大钻头，在事先确定的孔位进行钻孔，孔径为60mm，孔深为5.2m，外露1m。钻机打孔前应调整钻杆角度，孔底在同一个断面上，钻孔深度误差小+50mm，位置偏差满足施工规范要求。钻孔完毕后，用高压风清除孔内残碴，以保证钢管能顺利插入。有水地段排干孔内积水之后进行安设，钢管外端封口，予留注浆孔；端头设开中为8泄浆孔，钢管与钻孔孔壁之间的间隙，用胶泥填，留一个10的通气小孔，便于注浆时灰浆能注入并充满管外壁与孔壁间的空隙，以增强管棚的刚度。使用压浆机由管端压注水泥砂浆，注浆压力为0.5-1.5Mpa、注浆时要使管内、管外充分注满，以孔口灰浆外溢为判断依据地。注浆用
18、水泥砂浆的配合比现场实验决定，砂子要加以过筛，方可使用。均匀拌合砂浆，随拌随用，一次拌合的砂浆在初凝前用完，以减少浪费。当涌水量较大时，掺加适量的水玻璃溶液，加快浆液的凝结速度，保证注浆质量。注浆结束后，对注浆效果进行检查，如未达到要求，须进行补孔注浆。导管、拱架连接稳固后，即可开始洞身开挖施工。9.初期支护支护类型本隧道初期支护共包括砂浆锚杆、格栅钢架、喷射砼等型式，依据围岩类别及地表覆盖层厚度的不同而分别设置。施工支护紧随开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间，控制围岩变形，防止围岩在短期内松驰。施工工序见初期支护施工流程图。施工准备是否符合标准 否调整处理欠挖清理危石通风排烟 是打超前锚杆并
19、焊接冲洗岩面是否挂板打混凝土检查断面超欠挖 挂板灌注25#混凝土 超挖是否10cm 否模筑混凝土到设计厚度 围岩量测 是 有无质量问题 有反馈、确定支护参数改进 无施工放样安装格栅钢架初期支护施工流程图 砂浆锚杆施工 砂浆锚杆施工工艺流程：钻孔 清孔注浆 注浆 插入杆体。砂浆锚杆的施工，在初喷一层砼或架立钢拱架后进行，锚杆孔的位置和方向按照设计文件要求进行定位，采用风钻钻机，孔径较锚杆大15mm，钻好后用高压或高压水将锚杆冲洗净。锚杆使用前要进行矫直、除锈、除油。采用注浆法锚固，成孔后，先利用注浆机往孔内注入水泥砂浆，然后迅速插入锚杆，水泥砂浆终凝后安设孔口垫板，且终凝前不得任意敲击锚杆。水泥
20、砂浆采用42.5# R以上普通水泥，水灰比采用0.38-0.45，等终凝后按施工规范要求抽样进行锚杆抗拔试验。 格栅拱架施工本隧道在I、II类围岩区设计有I20a钢拱架，拱架在洞外按设计加工成型，洞内安装，与锚杆焊成整体。格栅拱架间设纵向连接筋和定位系筋，拱架间以砼填平。拱架拱脚必须放在牢固的基础上，架立时垂直隧道中线，当格栅拱架和围岩之间间隙过大时设置垫块。工艺要求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预留0.15-0.2m原地基，架立钢拱架时挖槽就位；需要时可在钢拱架基脚处设槽钢以增加基底承载力。钢拱架平面垂直于隧道中线，基倾斜度不大于2.钢拱架的任何部位偏离铅垂面不大于5c
21、m。钢拱架按设计位置安设，在安设过程中，当钢拱架和初喷层之间有较大间隙时，用喷射砼回填。为增强钢拱架的整体稳定性，将钢拱架与锚杆焊接在一起。钢拱架间距直径22mm的纵向连接钢筋，并按环向间距1.0m设置。为使钢拱架准确定位，钢架架设前预先打设定位系筋。系筋一端与钢拱焊接在一起，另一端锚入围岩中0.5-1.0m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。钢拱架架立后尽快喷砼作业，并将钢拱架全部覆盖，使钢拱架与喷砼共同受力，喷射砼分层进行，每层厚度5-6cm左右，先从拱脚处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。湿喷混凝土施工喷射支护前撬去
22、表面危石和欠挖部分，用高压水、高压风清除杂物，用高压水冲洗岩面。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。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。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筋，标出刻度，做为标记。湿喷混凝土工艺混凝土喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔10mm），以避免超料径骨料进入喷射机，用高压水冲洗干净检查后的受喷围岩面，然后即可开始喷射混凝土。喷射时，送风之前先打开计量泵（注意，此时喷咀朝下，以免速凝剂流入输送管内），以免高压混凝土拌合物堵塞速凝剂环喷射射孔；送风
23、后调整风压，使之控制在0.45-0.70Mpa之间，若风压过大，粗骨料则冲不进砂浆层而脱落，将导致回弹量增大。按混凝土回弹量小，表面湿润有光泽，易粘着为度来掌握喷射压力，这就要求喷射机司机与喷射手机配合好，根据喷射手反馈的信息及时调整风压和计量泵，控制好速凝剂的掺量。 喷咀与岩层距离为80-150cm，且喷射方向尽量与受喷面垂直。受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，可将喷咀稍加偏斜。一次喷射厚度不宜超过10cm，过大会削弱混凝土颗料间的凝聚力，促使喷层因自重过大而大片脱落，或使拱顶处喷层与围岩形成空隙，如果一次喷射最度过小，则粗骨料容易弹回。第二次喷至设计厚度，两层喷射的时间间隔为15-20min。影
24、响喷层厚度的主要原因是混凝土的坍落度、速凝剂的作用效果和气温。为提高工效和保证质量，喷射作业分片进行，一般为2米长，1.5米宽的小片。按照从下往上的施喷，呈现“S”形运动，力求喷出的混凝土层面平顺光滑。喷射混凝土用自动计量拌合站拌合。为减少回弹量，降低粉尘，提高一次喷层最度，喷射混凝土采用混凝土喷射机，湿式喷射作业。锚喷支护喷射混凝土，分初喷和复喷。初喷在开挖（或分部开挖）完成后立即进行，以尽早封闭暴露岩面，防止表面风化剥落。复喷混凝土在锚杆，挂网和钢架安装后进行，尽快形成喷锚支护整体受力，以抑制围岩变形。钢架间用混凝土喷平，并有足够的保护层。 10.围岩监控量测 量测的目的现场监控量测是施工
25、的重要组成部分。为了掌握围岩在开挖过程中的动态和支护结构的稳定状态。必须进行现场监控量测，通过对量测数据的分析和判断，对围岩支护体系的稳定状态进行预测并据此确定相应的施工措施，以确保围岩结构的稳定。 量测项目 根据隧道的地质条件，围岩特点，设计考虑进行如下项目的量测：拱顶下沉量测、围岩周边收敛量测、锚杆抗拨试验、围岩内部位移量测、地表沉降观测和掌子面地质支护状态观测，施工中根据具体情况增加其它量测项目，以满足施工需要。 施工监控流程 见围岩施工监控流程框图。 监控量测方法 隧道开挖支护时，及时埋入观测计或锚固件。拱顶下沉用精密水准仪悬挂钢卷尺进行量测，水平收敛用围岩收敛仪量测，锚杆抗拨试验用锚
26、杆抗拨计，洞口浅埋段地表沉降观测采用精密水准仪，洞内外观察由有经验的工程师用地质罗盘、钢尺、地质锤等工具。 量测方法及仪器见附图，量测断面测点布置见附图。 测点布置及量测频率洞内拱顶下沉与水平收敛量测点布置在同一断面内，断面间距：II 、III类衬砌地段平均为5m。量测频率依据开挖后的时间、测点距开挖面的距离以及设计要求进行。 数据整理在取得量测数据后，将同一断面的各种量测数据互相印证，以确认量测结果的可靠性：对位移等物理量随时间变化的时态曲线进行回归处理，监视时态曲线的变化规律，利用电子计算机进行数据处理，分析围岩变形的空间分布规律，了解围岩的稳定性特征。 信息反馈用经验对量测情况进行信息反
27、馈。通过对目测和位移量测结果的分析，对围岩稳定状态，施工方法和支护措施的安全情况进行评判，将评判结果反馈到设计和施工中，确定二次衬砌和仰拱施工时间，及时调整施工方法和支护设计参数。地质超前探测预报开挖开挖面岩性的观察初期支护砼初读数埋入观测预进埋件初期支护状部观察拱顶下沉和净空收敛按设计频率量测绘数据整理和计算机处理围岩变形趋于稳定加强支护变形曲线出现反常施作二次衬砌围岩施工监控流程框图11防水层铺设隧道内防排水施工遵循“以排为主，防排结合，因地制宜、综合治理”的原则。施工全过程中，洞内施工排水全部采用积水坑，每200米设一处积水坑，施工中根据排水量大小，在适当位置设置。每个集、积水坑设水泵2
28、台，泵抽排水，排水管根据实际情况确定，并作好停电时应急排水工作。为保护围岩，隧道内末衬砌段拱脚边墙及墙脚不设排水沟。每个掌子面设集水坑、用浅污泵将掌子面水流收集至抽水泵站。首先在初期支护完成后，在其表面沿隧道纵向3-5米，在拱腰墙顶及墙下打3-4个泄水孔，孔深50cm,然后沿周边设100YAS排水半管贴面排水，并在半管外周用2-3cm速凝砂浆及时封闭，使其与衬砌墙脚纵向排水管相连。然后喷第二层砼进行封闭，如果有渗水现象，在各渗水处钻眼继续埋设排水半管，也可设置多层暗埋式排水管，将水引入墙脚PVC纵向排水管。以达到初期支护表面干燥无漏水现象，然后用砂浆找平后，进行防水层施工。防水层的施工在初期支护后经测量围岩基本达到稳定，符合设计要求后，并在模筑初砌前进行。施工点距爆破面应大于150m，距模筑衬砌处应大于20m，其操作如下：首先处理喷射砼面，不得有管件及尖锐突出物，否则进行割除，并在割除部位用砂浆抹成圆曲面，以防防水层被扎破。隧道断面变化或转变处的阴阳角应做成圆弧，全面普查初期支护的渗水情况，超前埋设排水半管，切实达到无水铺设。防水层铺设采用防水板台车铺设。先用穿有塑料焊垫的水泥钉沿隧道轮廓线从上向下钉挂土工布，塑料焊垫拱部
