1、凯阳坡隧道首件洞身开挖支护课件隧道中导洞开挖、支护首件工程施工方案1、编制依据1、公路工程技术标准JTG B01-20142、公路隧道施工技术规范JTG F60-20093、公路隧道施工技术细则JTG/T F60-20094、公路工程质量检验评定标准 土建工程JTG F80/1-20045、贵州省余庆至安龙高速公路平塘至罗甸段公路工程PLTJ-5标段两阶段施工图设计2、工程概况凯阳坡隧道为连拱隧道，长403m，共有挖方约90016m3，衬砌砼约19506 m3。最小埋深5.9m，最大埋深96.2米，穿越级围岩248米，级围岩150米，明洞5米，级浅埋衬砌170米，级衬砌98米，级衬砌130米，
2、工程地质条件总体较差。为进行全面施工，我部将K36+760K36+740段中导洞作为洞身开挖、支护首件工程。首件工程计划工期：计划开工时间2016年5月8，完成时间2016年5月16日。3、首件施工目的为有效控制建设项目工程质量，提高项目管理水平，确保隧道开挖、支护施工顺利进行，避免因盲目施工而给工程带来重大损失，通过首件工程质量、安全、环保总结出适合隧道开挖、支护施工的方案。通过首件获得的有关技术成果管理数据指导施工。4、人员计划安排（1）管理人员项目部主要管理人员均已到场，隧道施工管理人员名单详见下表：序号姓 名职 务职称1史延勇项目经理高级工程师2秦江项目副经理高级工程师3龙威项目总工高
3、级工程师4刘亮技术部主任工程师5罗凯质量部主任工程师6徐定权安全总监安全工程师7江真杰试验室主任试验工程师8周洪测量主管工程师9唐安训技术员助理工程师10李洪质检员助理工程师11张俊测量员助理工程师12王向涛测量员助理工程师（2）劳务人员序号工 种人数备注1喷射混凝土、灌浆62凿岩机工83爆破员14自卸车司机45挖掘机司机26装载机司机27钢筋工58焊工39电工110搅拌工211罐车司机2合计365、机械设备机械设备已准备到位，完好率100%，机械设备清单详见下表。序号名称规格/型号单位数量主要用途备注1风镐G20台1开挖2风动凿岩机YT28台8打炮眼3水泥砼搅拌站JS500台1拌和砼4砼喷射
4、机PZ-6E、5m3台1喷砼5发电机组120Kw台2备用动力6空压机20m3/min台4气动设备动力7双向倾斜装载机ZL50c台2装渣8自卸车25T台4运渣9钢筋截断机FGQ40B台1截断钢筋10工字钢弯曲机WGJ-250台1型钢加工11电焊机BX-500台4焊接钢材12砼搅拌运输车10m3台2运输砼13鼓风机2*75Kw台2洞内通风软管配套14注浆机HFV-5DE台2注浆15起爆器台1爆孔起爆16全站仪R-202NE套1中桩定位17水准仪DS3台2高程测量18水泵7.5Kw台2抽排水19挖掘机336D台1开挖、扒渣6、主要施工方法及施工顺序6.1中导洞施工中导洞是连拱隧道的必须工序，通过中导
5、洞的施工，进一步探明隧道开挖区的水文、地质情况，为正洞的施工方案提供可靠的数据支持。凯阳坡隧道中导洞根据隧道长度、断面大小、结构形式、工期要求、地质条件等，选择了适宜的开挖方案如下：开挖采用钻爆法施工IV级围岩采用全断面法开挖V级围岩采用台阶法开挖为主，全断面法开挖为辅，地质较好处采用上下短台阶法进行开挖施工，上台阶开挖高度为2.5m，下台阶开挖高度3.22m，上下台阶之间间距根据开挖中实际地质状况，保持在810m左右。初期支护采用锚、网、喷及钢拱架联合支护，紧跟开挖面及时施作。6.1.1中导洞开挖中导洞施工前，先做好洞口的临时排水系统，并将未施工的洞面喷射混凝土进行封闭。洞口段或围岩软弱段采
6、用机械配合爆破开挖，级围岩采用全断面光面爆破，爆破采用毫秒延迟导爆管微差爆破。中导洞开挖里程为K34+760K34+362,全长398m。其中V级围岩长度248m，级围岩长度150m。（1）V级围岩开挖V级围岩洞口段以人工风镐开挖为主，围岩好转以后以松动爆破为主，挖掘机扒渣，铲运机装渣，自卸汽车运输的方式施工。视围岩稳定情况，每循环进尺（1.5倍型钢拱架）V级围岩0.91.2m。循环作业时间见下表：级围岩中导洞掘进作业循环时间表(循环进尺1.2m)（2）级围岩开挖级围岩段采用全断面爆破开挖，铲运机装渣，自卸汽车运输的方式施工。初期支护视围岩稳定情况适时施作，每循环进尺23m。循环作业时间见下表
7、：级围岩中导洞掘进作业循环时间表(循环进尺2m)隧道光面爆破施工工艺框图否是光爆设计放样布眼定位开眼钻眼清孔装药联起爆网络起爆通风光爆效果检查地质调查原因分析修改光爆设计（3）钻爆参数 采用光面爆破技术以减轻对结构物和围岩的扰动，并根据围岩情况，及时修正爆破参数，达到最佳爆破效果，形成整齐准确的开挖断面，减少超欠挖。起爆系统采用毫秒导爆管，引爆采用电雷管。炸药采用乳化炸药，药卷规格为32200mm，掏槽形式采用楔形斜眼掏槽或直眼掏槽。 光面爆破参数表围岩级别周边眼间距E(cm)周边眼抵抗线W(cm)相对距离E/W装药集中度(kg/m)IV级50600.830.25级45600.750.15钻爆
8、设计：钻爆前，根据围岩情况进行炮眼布置图和爆破参数的设计，爆破后，根据爆破效果及时修正爆破参数，以利于下一循环的爆破施工。中导洞具体布置图见图4图4 中导洞钻孔布置图测量布孔：钻孔前，测量人员用红油漆准确划出开挖断面的中线和轮廓线，标出周边眼和掏槽眼的位置。钻孔：严格按炮孔布置图正确对孔，周边孔外插角12，周边孔对孔误差环向5cm，掏槽孔对孔误差3cm，其它炮孔开眼误差10cm。钻孔定人、定位分片施钻，周边眼和掏槽眼由丰富经验的钻工施钻，右侧周边眼宜让左撇子工人打钻，减小外插角。清孔和炮眼深度检查：装药前，用钢筋弯制的炮钩钩出石子，用高压风吹孔将石粉、石屑吹净，并检查炮孔深度是否满足设计要求。
9、装药：装药分片分组负责，严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。堵塞：所有装药孔均堵塞炮泥，堵塞长度25cm。联接起爆网路：采用复式网路联接，网路联好后，由专人负责检查。光面爆破质量检查：爆破后检查开挖轮廓是否平整圆顺、有无超欠挖、炮痕保存率及开挖进尺，如达到以下指标则认为合格，否则查找原因，优化钻爆设计。超欠挖：无欠挖，平均超挖10cm以内。炮痕保存率：IV级围岩70%以上，级围岩55%以上；炮眼利用率：90%以上。（4）超欠挖控制钻爆法开挖是否经济、高效、关键是控制好超欠挖，钻爆施工中将采取如下措施：首先必须改变“宁超勿欠“的观念，树立“杜绝超挖、消灭欠挖”的理念。超挖的必须用素
10、混凝土或喷射混凝土填充起来，绝不允许欠挖。提高炮眼精度炮眼位置的精度直接影响隧道爆破开挖效果。特别是周边眼的放线定位精度程度，将直接影响超挖值，是爆破设计付诸实施的第一道工序。隧道刚进洞阶段，石质破碎、节理发育，画断面时可能会有掌子面非常不平顺或掌子面各部位处于不同的里程，画断面难度较大，在中线及拱顶标高确定后，可采用吊设长线锤球辅助五寸台法画开挖轮廓线，必要时可用钢筋加工断面大样校核。技术员放线时不要考虑“超挖量”，直接按设计尺寸加合适的预留沉降量进行放线，超挖量由施钻人员掌握，以免造成允许超挖量的重复掌握。严格控制打眼精度a、开孔位置的合理确定：周边眼应沿中导坑的开挖轮廓线布置，保证开挖断
11、面符合设计要求；钻眼时都必须有一定的外插角度，所以开孔位置如果在轮廓线上或之外，都会增大超挖，只有开口位置在轮廓线内时，才能减少超挖，因此周边眼开口位置尽量为负值，误差不得大于3cm，以减少超挖。b、通过开挖、支护工序的合理安排提高钻眼精度初期支护靠近掌子面的时候，钻进时钻杆的角度都难免较大，这样超挖也就增大，因此应该考虑软弱、破碎围岩在靠近掌子面的2m内暂不施做钢拱架及喷射混凝土，以便使钻机尽量贴近岩面钻进，以保证外插角尽量的小。但是此2m范围必须施做初喷、锚杆、挂网以保证安全。c、严格控制钻孔的“准、直、齐、平”提高钻孔质量准：准就是钻孔位置一定准确，孔距、孔位严格按爆破设计参数，当受节理
12、、裂隙或其他原因需要移位时，侧墙孔可以稍微上下移动、不能左右移动，拱部孔可左右沿轮廓线稍做移动，不能上下移动，开孔位置偏差不能大于3cm。直：就是指钻孔要直，不能因钻孔压力过高、过低、气腿忽高忽低、左右摆动等，使钻出的孔呈蛇行。齐：就是各孔孔底要落在同一铅垂面上，以使装药位置准确，便于爆炸应力按设计要求组织。同时，使爆出的断面整齐，便于下一循环作业。药做到孔底齐平，就要在在钻杆上做好标志，并在作业面上拉控制线控制孔深，而不能仅以作业面围岩情况为准进行控制。平：就是除了掏槽炮眼及辅助眼外的周边眼、内圈眼之间互相平行，这样不仅保留出的半孔整齐、美观，更主要的是便于组织内力。控制方法就是插炮棍法，使
13、钻杆与炮棍平行，即可打出互相平行的炮孔。d、通过控制循环进尺来控制超欠挖由于钻孔位置不可能绝对准确，那么炮孔越深，孔底离钻爆设计的偏差就越大，而我们的钻眼都采用人工风钻，钻眼精度不可能像凿岩台车那么精确，所以就需要合理确定循环进尺，循环进尺最大控制在3m左右为宜。e、增加导向孔（空眼）解决局部光面爆破难度光面爆破最忌讳装药过量，特别是软弱围岩拱部、墙脚处，容易破坏隧道的稳定性，因此增加导向孔（空眼）来解决。以便爆破时爆炸应力在轮廓线上集中，特别是导向孔处成倍增加，引导爆炸产生的径向裂隙会优先沿光面孔中心连线而成。同时由于导向孔处的应力增加，降低了其他方向上的应力分布，结果在一定范围内拟制了其他
14、方向裂隙的发育，使围岩更少受到扰动损坏。增加了导向孔虽然增加了钻孔时间，但也会使装药量大幅度降低，由于易改善开挖成形，会节省处理超挖的时间。6.1.2初支（1）超前小导管工艺原理：在破碎松散岩体中超前钻孔，打入小导管并压注水泥水玻璃浆液，浆液在注浆压力的作用下快速渗入破碎松散岩体中，并将其中的空气、水分排出，使松散破碎体胶结、胶化，形成具有一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体，从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性；使超前小导管与固结体形成一个具有一定强度的壳体，在壳体的保护下进行开挖支护施工。小导管及注浆设计：采用424mm小导管布设在拱部，外插角1015，环向间距40cm，排距240
15、cm，注浆压力0.51MPa。施工要点a.小导管加工：424mm小钢管一端加工成尖锥形，距另一端100cm的位置开始至尖锥端之间按梅花型间距为15cm布设6mm的注浆孔，以利于小导管推进和浆液渗入破碎岩体。b.小导管安设如岩体松软，采用YT-28型风动凿岩机直接推送，如遇夹有坚硬岩石处，先用YT-28型风动凿岩机钻眼成孔后再推进就位。在施作小导管前应注意：第一，喷510cm厚混凝土封闭掌子面作为止浆墙，为注浆作好准备工作；第二，准确测量隧道中心线和高程，并按设计标出小导管的位置，误差15mm；第三，用线绳定出隧道中心面，随时用钢尺检查钻孔或推进小导管的方向，以控制外插角达到设计的标准；第四，施
16、工顺序为从两侧拱腰向拱顶进行，为提前注浆留好作业空间。施工工艺注浆选用HFV-5DE注浆机注浆，采用浆液搅拌桶制浆。为防止浆液从其他孔眼溢出，注浆前对所有孔眼安装止浆塞，注浆顺序从两侧拱脚向拱顶。由于岩体孔隙不均匀，考虑风镐环形开挖的方便，同时要达到固结破碎松散岩体的目的，保证开挖轮廓线外环状岩体的稳定，形成有一定强度及密实度的壳体，特别是确保两侧拱脚的注浆密实度和承载力，采取注浆初压为0.51.0MPa，终压2MPa和注浆量双控注浆质量。注浆时相邻孔眼需间隔开，不能连续注浆，以确保固结效果，又达到控制注浆量的目的。(2)系统锚杆材料锚杆预先在洞外按设计要求加工制作，选用25中空锚杆，锚杆要除
17、去油污、铁锈和杂质。砂浆的水泥采用标号不低于P.O.32.5级普通硅酸盐水泥；砂采用最大粒径小于2.5mm的中细砂。施工工艺a.钻孔钻孔采用YT-28型气腿式凿岩机，按施工图布置的钻孔位置进行，其孔位偏差不大于100mm，孔深偏差不大于50mm。b.锚杆安装采用凿岩机钻孔，并用高压风清孔。地质为黄土地层时采用煤矿螺旋钻成孔。将安装好锚头的中空锚杆和排气管同时插入孔内，锚头上的倒刺立即将锚杆挂住。人工安装止浆塞、垫板和螺母。利用快速接头将锚杆和注浆机连接。开启注浆机器，按照设计的注浆压力进行压力注浆。待砂浆达到设计强度90以上时，再度拧紧螺母，施加预应力。中空注浆锚杆施工工艺图确定锚杆孔位钻孔清
18、孔锚杆、排气管安装安装止浆塞垫板螺母高压注浆浆液拌制机具调试端口防护(3)钢筋网挂设钢筋网的制作钢筋网采用6.5钢筋，间距20cm20cm制作，钢筋须调直除锈，分网片制作，钢筋之间采用点焊连接。钢筋网的安装制成的钢筋网片堆放整齐，按设计图纸标定的位置挂设加工好的网片，钢筋网片应随岩面的起伏铺设，绑扎于先期施工的系统锚杆上，再将钢筋网片焊接成网，两网片搭接长度为25cm。施工要点a钢筋网片在初喷混凝土23cm以后开始挂设，且保护层不得小于2cm。b钢筋网片与初喷面间隙不得大于3cm，与锚杆或其他固定装置连接牢固。c喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清理后再喷射混凝土。(4)钢拱
19、架施工ZLS-Vt、ZLSb-Va衬砌类型采用I16工字钢加工，纵向间距为60cm；ZLSb-Vb、ZLS(b)-IVt(2)衬砌类型采用I14工字钢加工,纵向间距为80cm。钢拱架安装过程：加工场制作测量定位洞内架立拼装固定连接。安装要点为：钢架中心与轴线重合，连接孔位置准确。钢筋拱架的制作与拼装钢筋拱架采用设计图纸规定的I14工字钢冷弯加工而成，钢拱架在洞外的加工厂内进行加工。钢架利用平板车运进洞内，人工逐榀安装。安装时使段与段之间的连接板结合紧密，不留有缝隙，钢架轴线应竖直对正，误差太大或焊接质量达不到要求的钢架严禁使用。拼装误差允许为3cm，平面翘曲度小于2cm。为保证钢架整体受力，钢
20、架间设置纵向钢筋连接，连接筋与钢架的连接点焊接牢固。测量定位按设计位置现场测量定位。首先测定出隧道中线，确定高程，然后再测定钢筋拱架的纵向位置；确保钢拱架平面与隧道中线垂直。钢拱架的安设初喷混凝土厚度达4cm后架立，安设钢筋拱架时，必须准确定位，保证其安装精度，每榀拱架组合时，其间的连接板要对齐密贴。为确保钢架的整体受力和稳定，并防止拱架下沉，在施工时，除使用纵向连接钢筋将各榀钢架连成一体外，同时将拱架脚焊在锁脚注浆导管上，并与径向锚杆焊为一体。架立钢构件时，要使其与砼喷射面密贴，必要时在拱脚底部设托板，以增大其受力面积，控制拱架下沉量。施工控制要点a钢筋拱架必须放在牢固的基础上。拱脚标高不足
21、时，不得使用块石、碎石铺垫，而应设置钢板进行调整，或用混凝土浇筑，且混凝土强度不得小于C20。b钢筋拱架应紧贴围岩，其与围岩的间隙不得使用片石回填，而应用喷射混凝土等填充密实。c焊接时一定按照施工规范要求焊接，焊接及焊接长度达到规范要求，每节的角钢一定焊牢。(5) 喷射混凝土ZLS-Vt、ZLSb-Va衬砌类型采用18cm厚C20喷射混凝土，ZLSb-Vb、ZLS(b)-IVt(2)衬砌类型采用16cm厚C20喷射混凝土。场地布置 搅拌机布置在洞口，喷射混凝土通过运输车运至现场，然后给料于喷射机，同时应设晴雨棚，以控制砂石的含水率。 清理工作面喷射砼前，应认真检查喷射面，清理表面虚土和浮石等。
22、 喷射砼作业 混凝土喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛(筛孔10mm)，以避免超粒径骨料进入喷射机；用高压水冲洗干净受喷围岩面，而后即可开始喷射混凝土。喷射时，送风之前先打开计量泵(此时喷嘴朝下，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孔；送风后调整风压，使之控制在0.450.5MPa之间，若风压太大，粗骨料则冲不进砂浆层而脱落，将导致回弹量增大。因此，应按混凝土回弹量小，表面湿润易粘着为度来掌握。喷射压力，喷射机司机与喷射手要配合好，根据喷射手反馈的信息及时调整风压和计量泵，控制好速凝剂掺量。喷枪头到喷岩面距离宜为0.61.2m，太近太远都会增加回弹量；喷射方向尽量
23、与受喷面垂直，拱部尽可能以径向喷射。为提高工效和保证质量，喷射作业应分片进行，可按照先边墙后拱脚，最后喷射拱顶的顺序施喷。喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，力求喷出的混凝土层面平顺光滑。 喷射砼作业要点 a、喷前应用高压风或高压水清洗岩面，将附着在岩面上的粉尘、硝屑冲洗干净，以保证砼与岩面粘结牢固。若用高压水清洗会引起岩面软化时，只能用高压风清扫岩面杂物（视地质情况而定）。 b、严格掌握规定的速凝剂掺量，并添加均匀； c、喷射机工作风压应满足喷头处的压力在此期间0.1MPa左右； d、喷射手严格控制水灰比，使喷层表面平整光滑，无干斑或滑移
24、流淌现象； e、喷嘴的方向应与受喷岩面垂直，喷嘴与受喷面距离保持在0.61.0米范围； f、喷嘴移动轨迹应因地制宜，横条、竖条、圆圈等应交替使用，移动速度要慢，让砼“堆”起来，有了一定厚度再移开，然后逐块扩大其喷射范围； g、喷射顺序一般采用先下后上； h、一次喷射厚度为35； i、凹凸不平时应先将凹处喷平，按正常顺序喷射，以减少回弹； j、有钢筋网时，宜使喷嘴靠近钢筋，喷射角度也可适当偏一些，喷射砼应覆盖钢筋； k、有钢架时，钢架与围岩间隙必须以喷射砼充填密实，并应由两侧拱脚向上喷射； l、喷完或间歇时，喷嘴应向低处放置，一工班结束，要拆开喷头，取出水环，用水清洗干净，疏通水眼，以备下一班使
25、用。喷完后，喷射机具均应清洗、保养，以保证机具处于完好状态。喷射混凝土施工工艺7、质量检查检验项目及标准1、洞身开挖实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1拱部超挖()破碎岩、软土等 （、类围岩）平均100，最大150激光断面仪：每20m抽一个断面，测点间距1m3中硬岩、软岩 （、类围岩）平均150，最大250硬岩 （类围岩）平均100，最大2002边墙超挖()每侧+100，-02全宽+200，-02、锚杆支护实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1锚杆数量（根）不少于设计按分项工程统计32锚杆拔力（）28天拔力平均值设计值，最小拔力0.9设计值按锚杆数1%且不
26、小于3根做拔力试验23孔位()15尺量：检查锚杆数的10%24钻孔深度()50尺量：检查锚杆数的10%25孔径()砂浆锚杆：大于杆体直径+15；其他锚杆：符合设计要求尺量：检查锚杆数的10%26锚杆垫板与岩面紧贴检查锚杆数的10%13、钢筋网支护实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1网格尺寸()10尺量：每50m2检查2个网眼32钢筋保护层厚()10凿孔检查：每20m检查5点23与受喷岩面的间隙()30尺量：每20m检查10点24网的长、宽()10尺量18、施工质量管理1、管理组织设立由项目经理负责制下的隧道施工质量管理小组，项目总工主管，质检部长全面负责，施工队长、工程技术
27、部、质检部、设备供应部、中心实验室等部门各司其责，通过项目部现有质量管理体系和保证体系，层层把关，确保隧道施工质量。质量保证体系组长 副组长总工质检部 综合办公室 计划合约部明 工地试验室财 务 部 物 资 部工 程 部安 质 部 砼 搅 拌 站 隧道作业队设 备 机 械 开 挖 班 支 护 班 钢 筋 班 2、管理目标确保隧道工程各检查项目合格率达到100%，分部、分项工程评分值达到95以上。3、保证优质的措施（1）组织保证A、依据项目部制定的质量保证体系、质量管理制度、质量控制规程，强化部门管理，严格程序、环节管理，落实岗位责任，层层把关，确保隧道工程质量管理目标顺利实现。B、定期开展质量
28、安全教育，提高职工质量意识，完善激励机制，实行技术、质量风险抵压金制度，使责任、利益有机结合。C、严格推行在技术、质量管理中的“一票否决权”，对不按规范施工，盲目蛮干，违反操作规程的行为进行处罚，确保本工程创优目标的实现。（2）技术保证A、施工前，组织技术人员认真审阅设计文件及图纸，了解掌握设计意图及施工控制重点。B、编写详细的施工组织设计，制定施工计划，落实人员、机械设备，确定施工顺序，明确重点、关键工序，采取有效方法予以控制。C、每道工序开工前，应进行技术交底，重点、关键工序进行书面交底、上技术课，明确设计要求和技术、质量标准，明确工序负责人。D、坚持三检制度，严格执行隧道工程检查验收制度和隐蔽工程检查签证制度，未经验收或验收不合格工程不准进行下道工序。E、坚持工程测量制度，所有测量记录和计算成果换手复测，交底签认。F、隐蔽工程按有关规定和要求对隧道施工的过程留存图片和影像资料。G、及时认真按规定填报各道工序检查记录等各种技术资料、质检表格，签名齐全，归档及时。 （3）原材料保证A、对各主要材料，如钢材、水泥等采用业主建议使用的厂家并取得监理工程师的批准。B、按规范要求进行原材料的试验检验，绝不采用不合格材料，进场材料检验不合格的限时清退。C、喷射砼要采用干净的符合要求的碎石，如不符要求应用水
