隧道左线冒顶段施工方案.doc

平阳高速公路LJ21标阳曲1号隧道左线冒顶后处理施工方案阳曲1号隧道左线进口ZK93+907ZK93+917段地处偏压地段，且该段黄土含水量较高，经试验黄土含水率达到19.221%。而且又遇到春融期，导致土体自身强度大大减弱，致使土体自稳性极差，造成左线进洞口洞顶土体失稳，并造成拱部下沉，我部立即采取补救措施，对偏压地段进行卸载处理，由于左线进洞时左侧覆盖层只有不到1m，所以在卸载过程中将左线右侧拱顶的土体卸载的几乎与左侧的围岩基本一致，致使洞顶覆盖层较薄弱，在2010年4月1 日早晨7：00，在掌子面未进行任何施工的情况下，左线发生冒顶（ZK93+907ZK93+917）现象。2010年4月1日，阳曲1号隧道左线洞口ZK93+907ZK93+917里程段在洞顶人工卸载过程中出现冒顶现象。隧道左线ZK93+907ZK93+917里程段，塌方高度和宽度均较大，且塌方体松散，处理的基本思路为，明挖后支的办法，先清除塌方土体，然后进行边坡修整，其次进行初期支护，待二衬施工后进行拱顶回填。一、施工方法1、塌方体清理与边坡开挖防护（1）、边坡施工工序：测量放样 设置边坡隔离带 修筑坡顶临时截水天沟 开挖边坡 布设高边坡监控量测点 清理洞碴 进行仰供施工（2）、施工方法：路堑边坡：开挖边坡坡率为1:0. 5，当边坡高度小于等于10米时不设平台，一坡到顶；当边坡高度大于10米小于等于32米时，每8米高度设2米宽平台一处。拱脚每处外侧加宽0.5米。详见左线明挖断面图。待边坡全部开挖后，进行仰供施工，严格按照明洞开挖方法施工，并做好隧道钢拱架支护，确保洞顶回填后隧道成型后的安全运行。2、初期支护（1）、施工工序：边坡开挖 测量放样 立钢拱架 挂板喷混凝土支护。（2）、施工方法：、立架：边坡开挖到位后，经测量放样后，方可进行立架施工，拱脚处垫混凝土预制块或钢板，严禁拱脚回填松散土或拱脚悬空；钢拱架安装后每处拱脚45°斜向下打设2根锁脚锚杆（25螺纹钢），长度L=4.5米。、喷射砼支护采用挂8双层网片喷锚支护，喷砼施工时采用在钢拱架下侧挂模板法施工并养护，喷锚过程中注意拱脚处应喷填密实，拱脚外侧0.5米范围内采用喷射混凝土回填。、施工过程中应对高边坡进行监控量测，及时反馈监控信息，为正确采用、修改开挖和支护参数提供依据，以确保施工安全和施工质量。3、洞顶回填隧道二次衬砌施工后应及时进行明挖部分的回填工作，高边坡不长时间外露，以确保边坡的安全和稳定性。明挖回填应在二次衬砌混凝土强度达到设计强度后进行，墙背拱脚处采用浆砌片石回填；然后采用夯实土分层回填，回填时必须拱墙两侧对称回填，并采用小型机具夯实，每层厚度不大于0.3M，两侧回填土面的高差不得大于0.5M。回填至与拱顶齐平后，再分层满铺填筑至设计高度。采用机械回填时，应在人工或小型机具夯填超过拱顶1.0M以上后进行；表层回填土采用50cm粘土层和50cm种植土回填。 拱背回填粘土隔水层时，隔水层应与地表搭接良好，封闭紧密，防止地表水下渗影响回填体的稳定。二、下一步隧道进洞方案在完成上述塌方段的处理后应及时创造有利工作面，及早进洞施工。为了预防在黄土中开挖隧道的大变形和坍塌问题，隧道进洞后采用双侧壁导坑法，结合喷射砼及时封闭开挖面，用超前小导管支护、钢支撑、挂网、锚杆来加强土体强度及限制围岩应力重新分布，实施短开挖，快循环来减少对土体的扰动。为了能够安全进洞，进暗洞前先采用4m长双排超前小导管超前支护，双侧壁导坑法进行开挖，并采用I22b钢架（纵向间距50cm）作为初期支护顺利进洞，现将进洞方案详述如下：待塌方段初期支护施工完毕后，做好洞顶防排水，在开口线外5m处施作截水天沟，将雨水引至隧道两边原有水沟内，截水天沟采用草皮水沟，详图如下：1、双层小导管施工待塌方体内最后靠掌子面拱架立好后，在该拱架的上方和下方各打一排超前小导管，现场加工小导管，喷射混凝土封闭岩面，凿岩机钻孔并将小导管打入岩层，注浆泵压注水泥浆。超前小导管施工工艺流程图施工准备钻孔打小导管设备准备管材加工材料准备机具准备地质调查注浆设计现场试验效果检查制定施工方案进入施工浆液选择配比试验注浆参数喷混凝土封闭掌子面注 浆注浆站布置浆液配制安孔口止浆塞连接注浆管开 挖超前小导管为外径42mm×4mm钢花管，管壁四周按15cm间距梅花形、钻设6mm压浆孔，钻孔角度、深度、密度及浆液配比符合设计要求，注浆压力符合规范要求。两排超前小导管分别以紧靠开挖面的钢架的顶部和腹部为支点，打入钢管后注浆，形成管栅支护环,小导管注浆采用水泥浆（添加水泥重量5%的水玻璃），水灰比1：1；水玻璃浓度为35玻美度，水玻璃细度模数2.4，注浆压力初压为0.51.0MPa，终压为2.0Mpa。施工时，注浆异常的处理：发生串浆时，在有多台注浆机的条件下，同时注浆，当注浆机较少时将串浆孔及时堵塞，轮到该管注浆时，再拔下堵塞物，用铁丝或细钢筋将管内杂物清除并用高压风或水冲洗，然后再注浆，水泥水玻璃双液浆进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。2、双侧壁导坑法施工 待注浆达到一定的强度后，开始进行进洞开挖处理，该段处于V级浅埋段，开挖方法采用双侧壁导坑开挖法。（1）、施工工序：挖掉部分核心土，开始双侧壁导坑法开挖 左侧导洞超前预支护 开挖左侧导洞 左侧导洞初期支护（架立钢支撑和锚喷）及侧壁墙 右侧导洞超前预支护 开挖右侧导洞 右侧导洞初期支护（架立钢支撑和锚喷）及侧壁墙 上半断面超前预支护 开挖上半断面 上半断面初期支护（架立钢支撑和喷锚） 开挖下半断面 下半断面初期支护（架立钢支撑和喷锚） 拆除侧隔壁墙 灌注仰拱混凝土 开始下一循环 。（2）、施工方法： 、在双排小导管施工完成后，用挖机挖除掌子面及套拱内核心土，平整出工作平台。、因进口段为a级浅埋段，所以采用双侧壁导坑法开挖。洞身开挖后，应及时施作初期支护（包括仰拱）及侧隔壁墙，使洞身尽快形成闭合环。侧隔壁墙型钢支撑纵向间距与主洞洞身初期支护型钢支撑相同，相邻两榀间的侧隔壁墙型钢用环向间距1.0米的25钢筋焊接以加强其整体性，隔壁墙钢支撑应与主洞的拱顶及仰拱处的支撑焊接牢固，侧壁墙钢支撑构造和相应主洞的钢支撑构造相同，尤其在临时钢支撑的拱架脚处做好支撑和固定，钢拱架下垫5cm厚的木板或者水泥预制块，拱脚采用锁脚小导管或者临时仰供进行加固。双侧壁导坑法开挖示意图如下：施工步长：掌子面与初期支护间距不大于.米，初期支护与二衬间距不大于35米，左右掌子面应交叉。出渣采用挖机配合自卸车出渣。初喷混凝土开挖后及时进行初喷混凝土作业，必须采用湿喷机喷射混凝土。要求初喷混凝土之前用高压风管或高压水管将岩壁上的粉尘、杂物冲洗干净,经检查合格后才能进行喷射作业，每段环向长度不宜超过3m，喷射料应置于铁皮上，初喷混凝土层厚度为4cm。工字钢（I22b型）安装工字钢架安装严格按照测量放线位置设立，钢架纵向间距为50cm，两榀钢架之间用22mm钢筋联接牢固，纵向联接筋环向间距为1m，焊接于钢架内侧，与钢架搭接处采用双面焊接牢固，要求焊缝饱满，焊接长度不小于5倍直径长度；工字钢架基座必须落在牢固的基础上，安装之前先清除基地浮渣；工字钢架各分段之间采用设计图纸规定型号的螺栓、螺母连接紧固。 注：（1、工字钢加工，不允许焊接连接，确实需要连接时，要求用钢板连接；2、受力构件焊接焊条要求采用E5003以上的焊条）。 锚杆工字钢架立好后，在每榀钢架底板位置用电煤钻人工打锁脚锚杆孔，孔打好后用高压风将孔内岩屑吹洗干净，锚杆安装时要求杆体平直、无锈、无油、无泥；锁脚锚杆采用25mm中空注浆锚杆，长4.5m，呈剪刀式与工字钢架两边缘焊接牢固，必须保证焊缝饱满，焊缝采用双面焊，不得损伤砂浆锚杆；系统径向锚杆采用25早强砂浆锚杆，环、纵向间距为80cm×50cm，长4.5m。 铺设钢筋网钢筋网采用8mm钢筋，双层钢筋网，网格间距20cm×20cm，钢筋网搭接长度不小于30d，铺设前要先除锈，钢筋网在初喷混凝土后挂设，使其与混凝土形成一体，要随初喷混凝土面起伏铺设，与初喷面间隙一般不超过3cm；钢筋网应与工字钢拱架和系统锚杆焊接牢固，保证在喷射混凝土时钢筋网不晃动，若有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时及时清除，（钢筋网制作必须采用焊接连接，不允许绑扎连接）。 超前小导管施作时，采用气腿式风动凿岩机人工打孔，导管长4.0m，导管插入孔内不小于孔深的95% ，超前小导管设置纵向间距为2.5m，环向间距为40cm，纵向相邻两环搭接长度不小于1.0m，孔位允许偏差为±50 mm；钻孔应圆而直，外插角为10°15°，管口段120cm范围内钢管不开孔，其余部位按照15cm间距交错设置注浆孔，孔径6mm；超前小导管支护要满足下列要求：a、超前小导管与工字钢架配合使用；b、超前小导管长度及布置符合设计要求，环向间距为40cm；c、超前小导管外插脚为10°15°，纵向导管搭接长度不得小于1.0米。 喷射混凝土喷射混凝土在工字钢拱架施作完并报现场质检员、监理检查合格后才能开始作业，喷射厚度为29cm，必须采用湿喷机喷射混凝土。喷射混凝土材料必须是符合配合比要求的、指定厂家生产的合格产品，用砂石经过试验室检验合格的，水质应符合工程用水标准。 在喷射混凝土之前，用高压水或高压风将初喷面的灰尘及杂物冲洗干净，必须将拱架底部浮石清理干净，待检查合格后方予作业；喷射中如发现松动块石或遮挡物时，应及时清除，喷射作业中不得用片石或木料回填超挖处，喷射料应置于铁皮上，喷射作业时应分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不宜超过6m，控制回弹率，回弹物不得重新用作喷射材料，喷射机启动时，应先送风再开机，并应在机械运转正常后送料，供料应均匀连续，作业结束时，先停止送料，待料罐内余料喷完后再停机，然后关风，停止作业后，喷射机和输料管内的余料应及时清除干净，以免结块堵塞。注意事项：a、混合料随拌随用，不掺速凝剂的干混合料存放时间不大于2h；掺速凝剂的干混合料存放时间不大于20min。b、速凝剂掺量准确，添加均匀，不得随意增加或减少。c、喷嘴应与岩面垂直，同时应保持适当的距离和喷射压力。d、喷射后进行养护和保护，养护期间禁止机械、车辆碰撞和人为破坏。e、喷射混凝土平均厚度不小于设计厚度，最小厚度不小于设计厚度的1/2且50mm；、隧道开挖支护遵循短进尺、及支护、早封闭的施工原则，在以上所有工序完成后，再进入下个循环作业。3、监控量测加强超前地质预报和围岩变形量测工作，及时反馈施工，为正确采用、修改开挖和支护参数提供依据。以确保施工安全和施工质量。进口段覆盖层薄，开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工安全，进行地表沉降监测。布点原则为：在洞顶地段沿隧道轴向每隔510m布设。同时在横向依据实际情况，选定主断面，沿主断面布设测点，以了解地表沉降的横向影响范围。同时做好拱顶下沉及周边收敛量测，确保数据真实，指导施工，测点布置见“地表下沉量测测点布置图”。监测仪器为：精密水准仪，铟钢尺、收敛仪等。地表下沉量测测点布置图4、仰拱、二次衬砌 进口浅埋段，二次衬砌在隧道仰拱施作15m后进行，仰拱每施工长度控制在3米以内，仰拱施工应紧跟掌子面，为便于施工，采用栈桥方式跨越。衬砌采用9m全断面整体液压衬砌台车，砼由自动计量拌合站拌合，砼运输罐车运输，砼输送泵泵送入模灌筑，二次 衬砌全断面一次施作，级围岩与掌子面距离不大于35米。三、紧急预案隧道浅埋地段地质情况差，为保证隧道施工安全和隧道掌子面后方发生事故后，保证被困人员安全、快速有效的实施救援，最大限度的减少事故损失，采取如下措施：隧道主洞施工至人行横通道或车行横通道时，及时贯通横通道，供紧急救援时使用；靠近掌子面的通风管采用1200×10mm钢管，长度100m；钢管在隧道内塌方时作为被困人员的逃生通道；洞内设无线电话，施工照明采用UPS供电照明；掌子面附近准备食物，紧急医用药物及相关设备；洞外准备临时钢架、木材、钻机、抽水机等设施；施工过程中适时进行防灾、救援演练。四、安全要求和措施 加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的安全、质量意识。黄土隧道施工严格按照“先探测、管超前、非爆破、严控水、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”的原则组织施工。严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工，否则应按照变更程序申请改变施工方案。在隧道开挖前，对隧道地表中线附近范围进行勘察，对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进行统计，并按里程桩号逐一登记、拍照，尤其是隧道下穿高速公路等大型构筑物地段，施工中应加强监控量测工作，严格按设计方案施工，确保隧道安全、顺利通过。每循环进行测量放样，严格控制超欠挖。定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须满足设计要求。软弱地基处理方法和施工质量应符合设计要求，隧底开挖前应进行施工工艺设计。开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息。隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、出水量大小，核对设计情况，判断围岩的稳定性。土质隧道在开挖过程中，尽量减少挖掘机对隧道边沿的开挖，应采用人工风镐对隧道周边进行修整，减少对围岩的扰动，避免侧壁或拱顶掉块现象；拱脚、墙角应预留30cm人工开挖，严禁超挖；土质隧道拱墙脚严禁被水浸泡；开挖完毕后，应尽早对围岩进行支护封闭，减少围岩暴露的时间。制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。(11)黄土隧道施工应做好洞顶、洞门及洞口防排水系统。洞门及洞内排水沟应进行铺砌，砂浆抹面，防止地表水及施工用水下渗，影响结构安全。地层含水量大时，上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部纵向排水沟排出洞外，以免浸泡拱脚,必要时应配合井点降水等措施将地下水位降至隧道二次衬砌底部以下，确保施工顺利进行。(12)道施工作业地段必须保证足够的照明。不安全因素较大的地段应加大照度。在主要交通道路、洞内抽水机站应设置安全照明，漏电地段照明应采用防水灯头和灯罩。五、环境保护及文明施工暗洞分部开挖时，在满足设计规范及安全质量要求的前提下，应尽量采用适合机械化作业的施工工艺，分部尺寸划分合理，各分部尽量平行作业，从而达到快速施工的目的。弃碴时要由专人指挥、堆放整齐、边坡平整，弃碴场需设置挡墙。施工过程中杜绝随意倾倒弃碴和弃土。施工完毕后，对弃碴场及时平整，并做好绿化、防护，避免水土流失。隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列职业健康及安全标准：A空气中氧气含量，按体积计不得小于20%；B粉尘永许浓度，每立方空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg，每立方空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg；C有害气体最高允许浓度：a 一氧化碳的最高允许浓度为30mg/m3，在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；b 二氧化碳按体积计不得大于0.5%；c 氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下；C 隧道内气温不得高于28；D 隧道内噪声不得大于90Db。施工独头掘进长度超过150m时，应采取机械通风，确保洞内每人供应3 m3/min的新鲜空气。便道及施工现场要注意撒水防尘，减少对周围环境的破坏。