秦岭公路隧道施工工艺(共21页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上秦岭公路隧道施工工艺一、洞口开挖洞口施工是保证能否尽早进洞，确保施工安全的关键环节，因此，一开工首先做好洞口地段施工场地的平整和风、水、电等临时设施的准备工作，为整个隧道的全面展开施工创造条件。洞口开挖前先修建、拓宽施工便道，完成洞口段截水沟。之后以挖掘机辅以松动爆破的方法自上而下分层开挖，边、仰坡采用预裂爆破，减少对边坡的扰动，开挖后及时采用锚喷网做好边、仰坡防护。洞口段类围岩地段开挖前，首先对拱圈部位的堆积岩体进行管棚或超前小导管预注浆加固，并做好洞口排水设施。二、洞身开挖隧道开挖中，根据围岩地质状况，采取有针对性的施工方法，保证施工顺利进行。洞口类围岩为堆积体，

2、自承能力差，施工中采用超前支护，短台阶法开挖。类、类、类围岩采用全断面开挖，施工时区别不同围岩采用合理的进尺，选用合适的钻爆参数，以达到既提高施工进度，又能保证施工安全的目的。(一)洞口段类围岩开挖1施工流程类围岩采用短台阶法施工。台阶长度拟定为3.0m，实际施工中根据施工情况调整。上台阶开挖石碴直接坍落到下台阶装车运输。施工中严格遵循开挖循环、支护循环、边挖边支护；支护完成后，为保证洞口安全，及时安排洞口模筑砼衬砌施工。施工流程见图8.2.1。2钻爆设计类围岩施工原则为“短进尺、弱爆破、多循环”。钻爆施工原则为多打眼、少装药、弱振爆破，降低爆破振动对围岩的扰动。类围岩钻爆设计见图8.2.2。

3、3开挖方法隧道开挖时采用YT-28型气腿式风动凿岩机钻孔，配备简易钻孔台架，实施光面爆破，由于岩体较破碎，埋深浅，爆破时选用低威力的2#岩石硝铵炸药，严格控制装药量，采用短进尺，弱爆破技术，以减少对围岩的扰动。类围岩地段开挖进尺为1.5m，开挖后及时完成施工支护，尽快施作模筑衬砌，做到开挖一段，衬砌成形一段。 4钻爆施工类围岩短台阶法施工，上、下台阶钻孔装药可平行作业，上下台阶开挖均采用YT-28气腿式风动凿岩机钻孔，当完成钻孔后，及时用高压风清孔，人工装药，导爆管起爆。钻爆施工时，为防止下台阶开挖时，拱部支护的失稳，在拱部钢架喷锚支护的拱脚以上设置锁定锚管，以保证拱部支护结构的安全稳定。5洞

4、口段类围岩施工技术措施(1)洞口段施工时，先超前支护，后开挖施工。采用小导管超前预注浆加固或R32N锚杆超前支护，并架设型钢钢架支撑。(2)洞口类围岩地段采用短台阶法开挖施工，开挖后及时完成拱部支护结构，必要时支护结构开以加强或湿喷钢钎维砼，墙部支护紧跟下台阶进行。(3)洞口段开挖施工，严格控制进尺及装药量，采用短进尺、弱爆破、多循环的方案，开挖完成后及时进行支护。(4)洞口段上下台阶开挖支护完成后，及时完成洞口段模筑衬砌，确保洞口安全。(5)施工中加强监测，洞口段适当增加测点及监测频率，做好洞顶地面量测及时反馈信息指导施工，做到动态控制。(二)全断面开挖为加快施工进度，、类围岩全部采用全断面

5、法开挖，根据围岩状况，确定合理的进尺和钻爆参数，合理安排工序，缩短循环时间，做到安全、快速施工。1施工方法斜井工区正洞开挖配备两台三臂电脑凿岩台车并行钻孔，洞口、类围岩配备一台三臂凿岩台车钻孔，光面爆破，采用大直径中孔直眼掏槽形式掏槽，掏槽眼采用高威力的水胶炸药，集中装药。其余眼采用普通2#岩石硝铵炸药，周边眼采用小药卷空气柱间隔装药。以专用炮泥机生产炮泥堵孔，采用水幕降尘，降低爆破后的粉尘浓度。雷管选用非电毫秒雷管，选用合理的段差间隔时间，控制好对周边围岩的扰动，提高光面爆破效果。全断面开挖工艺流程见图8.2.3。不合格图8.2.3 全断开挖工艺流程图施工准备测量放线台车就位钻凿炮眼装药联线

6、爆破网络检查起爆重新联线合格通风排烟出碴排危石2爆破进度指标根据围岩类别，并结合工期要求，配备足够的施工设备，以加快开挖进度。各类围岩的进度指标如下：(1)类围岩炮眼深度：3.0m循环进尺：2.7m/循环日进尺：7.3m/天月进尺：7.33090%=200m/月(2)、类围岩炮眼深度：4.3m循环进尺：4.1m/循环日进尺：12.3m/天月进尺：12.33090%=332.1m/月3钻爆设计图、类围岩开挖钻孔爆设计分别见图8.2.4、8.2.5、8.2.6。三、紧急停车带扩挖本标段紧急停车带，均位于行车方向右侧，间距750m，加宽带长40m，扩挖宽度3.2m；施工时，该段先按标准断面开挖通过，

7、待隧道贯通后，安排紧急停车带扩挖施工。(一)扩挖施工由一端切入，达标准断面轮廓后，纵向水平布置炮眼，周边眼按光面要求布置，分部剥离式开挖，周边采用光面爆破。(二)紧急停车带两端头钻爆施工时，采用控制爆破，减少对端头岩体扰动。(三)拱部扩挖施工，适当加密周边眼间距，控制装药，形成拱部圆顺轮廓线。(四)扩挖施工时，注意对高、低压线路、风水管做好防护，防止飞石损坏而影响施工。(五)类围岩地段紧急停车带，采用分部爆破开挖，分部支护；先扩挖拱部，形成支护后，扩挖边墙部位，防止边墙扩挖危及拱部安全。第三节 支护施工施工支护主要采用锚、网、喷和拱架联合支护，施工中必须结合实际地质状况，严格按照设计和监测结果

8、，加强支护，并做好施工过程控制，确保施工安全。一、支护施工工艺流程隧道支护施工工艺流程见图8.3.1。二、支护(一)锚杆施工1钻孔采用凿岩台车打孔，钻孔保持顺直，锚杆孔位要求与设计孔位偏差不大于100mm，钻孔偏差不大于50mm。2注浆砂浆锚杆砂浆配合比按试验确定。注浆前采用高压风将孔内石屑清除干净，插入注浆管，当注浆管距孔底510cm时开始采用注浆机注入水泥砂浆，砂浆采用砂浆搅拌机拌和，并随浆液的注入缓慢拔出注浆管。对拱部锚杆注浆，在注浆管拔出后，孔口用橡胶塞或棉纱堵塞，插入22钢筋后，钢筋周围空隙也必须堵塞，防止浆液流失，保证锚固质量。隧道支护施工工艺流程图拱部超前预注浆合格是施 工 准

9、备洞 身 开 挖清理危石、处理欠挖吹 净 岩 面初喷砼封闭岩面施作系统锚杆、挂设钢筋网喷射砼至设计厚度初期支护背后压浆回填围 岩 量 测小导管加工浆液制备调 整是否预注浆检 查安设钢拱架信息反馈、确定合理二衬时间通风降尘不合格3安设锚杆灌注砂浆后及时插入锚杆，插入长度不小于设计长度的95%。施工工艺流程见图8.3.2。布孔钻孔冲洗孔眼注入浆液切断钢筋除锈制作锚杆插封锚杆安装垫板砂浆锚杆施工工艺流程图4施工技术要点(1)锚杆孔位与孔深必须精确，符合设计及规范要求。(2)杆体在使用前必须严格保管，防止遇水生锈，以保证锚杆质量。(3)锚杆孔注浆压力，要达到设计要求。(二)钢筋网施工钢筋网一般在系统锚

10、杆施作之后安设，但如遇到围岩松散地层，拱部易坍塌或掉块，为了给作业人员提供防护，可先施作钢筋网（必要时亦可先架设钢拱架），其网格为1515cm及2020cm方块形两种规格。钢筋网采用8钢筋事先加工制作成22m的方片，施工时运至工作面进行焊接安装。钢筋网加工制作及安装时应注意：1加工时要进行调直，除锈、去油污、确保钢筋质量要求。2铺设钢筋网前，先喷射5cm厚的C20砼形成钢筋保护层。3钢筋网铺设时，应随砼初喷面起伏敷设，并与壁面接触紧密。4钢筋网的节点与锚杆接头采用电焊焊接牢固。(三)钢拱架施工钢拱架采用I16工字钢在加工厂加工成单元拱架，在洞内现场进行拼接安装，各单元之间采用钢板螺栓联接，严格

11、按照设计要求间距布设。安装时拱架预与隧道轴线垂直并将基脚置于稳定的基础上，必要时在基脚挖槽设置槽钢以增加基底承载力。拱架安装后根据情况及时施作锁脚锚杆，相邻两拱架间加设纵向连接钢筋，以增强其整体稳定性。钢拱架安装前先初喷5cm厚的砼做为保护层，并按一定间距设置定位锚杆，并与拱架焊接牢固。钢拱架安装合格后，尽快喷射砼将拱架封闭密实。(四)湿喷砼施工本隧道喷射砼均为C20砼，喷层厚度必须符合设计要求。为了减少砼回弹量，降低粉尘浓度，改善洞内作业环境，喷射砼采用湿喷工艺施工。施工机械选用TK-961型湿喷机，并配备机械手，以提高工作效率，保证砼喷射质量，施工配合比由设计和现场试验选配确定。其施工工艺

12、流程见图8.3.3。(五)超前小导管施工在类围岩地段及断层破碎带施工时，针对地质情况采用42小导管进行地层预加固。小导管注浆施工方法如下：1在施工前，对掌子面及5.0m范围内的岩层喷射砼封闭以防漏浆。湿喷砼施工工艺流程图细骨料水泥水外加剂速凝剂喷嘴高压风砂 浆 拌 合 机湿 喷 机喷 面2小导管施工(1)小导管加工：小导管按设计长度进行切割，并将端头加工成锥形。尾部焊8圆钢环，从尾部50cm以外至楔端管体钻68mm孔，梅花形布孔，间距15cm。(2)施工测量放样，沿拱部开挖轮廓线外沿标记出导管孔位。用钻孔台车或手持式风钻按标记孔位钻孔，根据围岩情况、导管长度、掘进进尺进行适当调整，外插角控制在

13、810。纵向前后相邻两排小导管搭接的水平长度11.2m，完成钻孔后，将小导管打入。如果围岩松软也可用游锤或钻孔台车或手持风钻直接将小导管打入。3注浆根据本标段地层的水文地质特点，基本无地下水或微量裂隙水，双液注浆主要用于加固围岩。对于超前小导管不易成孔部位，采用R32N自进式注浆锚杆，注浆工艺与超前小导管相同。注浆时，将水泥和水玻璃分放在两个容器内，使用双液注浆泵或两台注浆泵按水泥浆、水玻璃体积比1110.3配合比分别吸入水泥浆和水玻璃浆。两种浆液在混合器混合后注入浆管。小导管注浆施工工艺流程见图8.3.4。施工准备测量布孔成 孔插打注浆管注 浆浆液制备机具准备现场清理图8.3.4 小导管注浆

14、工艺流程图第五节 施工通风一、通风方案本隧道由于施工工期紧，需要在尽可能短的时间内烯释炮烟浓度，以加快施工进度，施工通风按洞口和斜井两个工区单独设计。洞口工区施工长度短（404m），采用独头压入通风，在洞口外安装1台DT-100单级轴流通风机（风量1200m3/min、风压2000Pa），为了兼顾远期通风，风管选用1800mm的塑料风管。斜井工区近期（正洞施工1500m）通风方案为：在斜井外设2DT-160（风量3600m3/min、风压4000Pa）风机1台，向洞内压入式通风，在开挖面附近设局扇DT-160风机（风量3000m3/min、风压2000Pa）1台，以加快掌子面排烟速度。斜井工区

15、远期（洞口段404m贯通后）通风采用混合式通风方案，即在正洞进口设1台2DT-160风机向洞内压入式通风，风管选用1800mm的塑料通风管，工作面附近设DT-160风机1台通过斜井向外排风，风管选用1500mm的塑料通风管，洞内通风管路布置见图8.5.1。二、风量计算(一)按同一时间洞内作业最多人数计算洞口工区同时作业最多人数为50人，斜井工区最多为40人。Q=3km （m3/min）式中：3每人每min供应的新鲜空气（m3）；k风量备用系数，取k=1.25；m洞内同时作业最多人数。1洞口工区Q=31.2550=187.5m3/min2斜井工区Q=31.2540=150m3/min(二)按工作

16、稀释炮烟浓度计算式中：G一次爆破最大装药量，洞口工区均取G=737.5kg，斜井工区取G=782.23kg。L隧道施工长度（m）S隧道开挖断面积（m2），洞口工区取S=112.16m2，斜井工区取S=89.78m2t稀释炮烟至允许浓度所需时间，取t=30min1洞口工区737.54042112.1622斜井工区782.23277689.782(三)按洞内同时作业内燃机最大功率计算Q=qN式中：q内燃机每千瓦每分钟所需风量，q=4m3/kwminN同时作业内燃设备总功率（kw）（装载机按其功率的三分之二计算，运输空载车按其功率的三分之一计算）。1洞口工区内燃设备主要考虑，1台CAT966D装载机

17、（功率149kw）和2台沃尔沃自卸汽车（功率为137kw）同时作业，按1辆空车、1辆重车计算，所需风量为：Q=qN=4（2/3）149+（1/3）137+137=1128m3/min2斜井工区按1台CAT966D装载机（功率149kw）、1台波依特D600T铲装机（206KW）和4台沃尔沃自卸汽车同时在洞内作业，按2台空车、2台重车计算，所需风量为：Q=qN=42/3（149+206）+（1/3）2137+2137=2408m3/min(四)洞内按最小允许风速计算Q=V最小S60式中：V最小洞内最小允许风速，取0.15m/sS隧道施工断面积（m2）1洞口工区Q=0.15112.1660=100

18、9.4m3/min2.斜井工区Q=0.1589.7860=808m3/min比较以上计算风量，取其最大者，作为计算风量Q洞口=1140.3m3/minQ斜井=2408m3/min三、风机实际所需风量计算在实际通风过程中，由于管道深风影响，产生风量损失，在选用风机时，必须考虑风量损失，风机实际所需风量以下式计算：Q=PQ1式中：P漏风系数Q1理论计算的风量其中P=1/（1-）L/100，为百米漏风率，取=1.1%，L为隧道通风管长度。1洞口工区P=1/（1-）L/100=1/（1-0.011）400/100=1.05Q洞口=PQ1=1.051140.3=1197.3m3/min2斜井工区斜井工区

19、通风分近期和远期两种方案。近期是在洞口段开挖完成之前，由斜井外压入式通风，预计施工长度1500m；远期通风方案为，洞口段开挖完后，通过正洞压入式通风，通过斜井向外吸出污浊风流，压入式风管长度按2900m计算，所以：(1)近期风量为P=1/（1-）L/160=1/（1-0.011）1500/100=1.18Q洞口=PQ1=1.182408=2841.4m3/min(2)远期风量为P=1/（1-）L/100=1/（1-0.011）2600/100=1.38Q洞口=PQ1=1.382408=3323m3/min四、洞内风速检核1洞口工区V=Q洞口/（S60）=1197.3/（88.5260）=0.2

20、3m/s0.15m/s2斜井工区V=Q斜进/（S60）=2841.4/（89.7860）=0.53m/s0.15m/s故风量能够满足洞内风速要求。五、风压计算为保证工作面具有足够的风量，并在出风口保持一定的风速，风机必须具有足够的压力，以克服风管阻力。1洞口工区洞口工区仅计算风管磨擦阻力，为了满足隧道远期通风要求，选用1800mm的塑料风管。h阻=（LU/S3）Q2式中：风管磨阻系数，取=0.00013L管道长度(m)S管道断面积（m2）U风管管道周长（m）Q风机风量（m3/s）所以：h阻=（LU/S3）Q2=0.00013(4001.8) (1197.3/60)2/ （1.8/2）23=71

21、.1Pa2斜井工区斜井工区选用1800mm塑料风管。(1)近期风压为h阻=h磨阻+h局=（LU/S3）Q2+Q2/2gs2式中：h磨阻意义同前式风管局部阻力，取0.1g重力加速度，取9.8m/s2S、Q意义同前式h阻=h磨阻+h局=（LU/S3）Q2+Q2/2gs2=0.0001315001.8/（1.8/2）23(2841.4/60)2+0.1(2841.4/60)2/29.8（1.8/2）22=1501Pa(2)远期风压为h磨阻=（LU/S3）Q2=0.0001326001.8/（1.8/2）23(3323/60)2=3557.9Pa六、通风机选择根据以上计算的风量和压力，通风机选配见表8

22、.5.1。表8.5.1 隧道通风设备参数表工区设计参数洞口工区斜井工区近期斜井工区远期风管长度（m）40015002900风管直径（m）1.8风机风量（m3/min）1197.32841.43323洞内最小风速（m/s）0.230.53百米漏风率（%）1.1风机风压Pa71.115013357.9漏风系数1.051.181.38采用风机型号DT-1002DT-1602DT-160风机数量（台）111额定功率（kw）5516021602通风形式压入式压入式压入式局扇DT-160吸出式DT-160第六节 防排水施工防排水是影响隧道施工质量的关键因素，特别是长大隧道，其防排水对以后线路的运营和安全尤

23、其重要。本隧道施工采用防、排相结合的方法防水。在物探手段上，加强地质预报，探明水系走向及水量大小，做到提前预防，在施工工艺上，采用无钉孔铺设防水层技术，加强结构缝的防水措施，确保隧道表面无渗漏现象发生。一、二、软式透水管施工软式透水管分环向和纵向两种，均采用软式透水管，环向为100mm纵向盲沟，边墙底横向安装50mm的PVC硬塑管，将环向和纵向盲管的地下水汇集，并引排至排水侧沟内。(一)软式透水管安装工艺流程软式透水管安装工艺流程见图8.6.2。洞身开挖岩面修整找平软式透水管安装软式透水管固定牢固喷射砼封闭软管下道工序施工软式透水管加工下料管接头处理图8.6.2 软式透水管安装工艺流程图(二)

24、软式透水管安装方法隧道开挖后，根据设计要求，或地下水分布情况，在适当位置布设软式透水管盲沟。其施工方法如下：1首先在安设盲沟的位置将岩面找平，清除岩石尖角、坑洼地方砂浆找平。2将先加工好的透水管沿拱部环向采用锚固钉及PE板条锚固在岩面上。锚固钉长5cm，PE板事先裁剪成820cm的窄条，锚固钉间距按50cm设一处。固定时先固定拱部，后固定两侧，必须注意两侧墙脚要留有足够的长度，以便与纵向透水管相接。3透水管固定好后，要仔细检查水管接头是否严密，管壁有无破损，管身是否顺直，如有问题，必须调整至满足要求。4及时采用喷射砼将盲管封闭，并喷砼至设计厚度。5在纵向排水管安装后，按照设计要求与纵向排水管连

25、接，形成网状排水系统。三、结构缝防水施工结构缝主要有施工缝和变形缝，施工缝采用设置遇水膨胀橡胶止水条的办法，施工时，在上循环浇注砼接头中部预留一凹槽，待进行下循环衬砌前，采用粘结剂将止水条固定在凹槽内，封好堵头模板，浇注砼。变形缝采用橡胶止水带防水，止水带设于变形缝砼中部，两侧各埋入其宽度的二分之一。施工中在未浇注另一半砼之前要对止水带加设保护膜，防止止水带遭受破坏，浇注砼时，要防止止水带错位，同时不允许止水带扭曲和变形。施工缝防水构造见图8.6.4。图8.6.4 施工缝防水构造图第七节 衬砌施工本标隧道衬砌主要为复合式衬砌，在洞口地段56m类围岩，采用模筑衬砌，衬砌必须紧跟开挖工作面，其余地

26、段为复合式衬砌，采用整体式钢模板台车施工。一、衬砌施工工艺流程复合式衬砌的初支完成后，二衬施工时间由围岩量测结果确定，当周边围岩的收敛变形基本稳定后即可施工，其施工工艺流程见图8.7.1。铺设防水层防水层质量检查衬砌台车就位封堵挡头脱 模下一循环衬砌浇 筑 砼砼 养 生锚喷岩面清理砼拌制、专用运车运输泵送入模施工准备涂刷脱模剂安装止水条台车整修砼 捣 固测量定位衬砌施工工艺流程图衬砌钢筋绑扎钢筋质量检查洞口类围岩二、衬砌施工方法复合式衬砌采用整体式钢模板衬砌台车施工，台车长度为10m。砼在洞外拌和站集中拌制，由砼输送搅拌车运至衬砌工作面，泵送入模，插入式振捣器和附着式振动器振捣，确保砼质量和衬

27、砌表面光洁平整。(一)衬砌前的施工准备衬砌施工前，先进行场地清理，中线及标高测量，检查断面尺寸是否符合设计要求，切除外露钢筋和锚杆头，修整找平锚喷面，铺设防水层。完成钢筋绑扎（洞口类围岩段）后将衬砌台车就位，涂刷脱模剂，将台车固定牢固。同时，调试好施工机具，进行砼灌注前的一切准备工作。(二)砼拌制及运输砼在拌和站集中拌制，做好原材料质量控制，准确计量，严格按试验配合比拌制砼，控制好水灰比和坍落度，以满足砼良好的和易和对方面军性要求。为保证砼拌和质量，确定由拌和站集中进行拌制。砼出料后，由搅拌运输车运送，运输时间不得超过45min，以防上产生离析和初凝，如发现初凝的砼，必须报废，不得重复使用。(

28、三)砼衬砌施工砼衬砌时，先对墙脚砼基础进行凿毛并清理干净，在铺薄层砂浆后浇筑砼。砼浇筑时要从两侧分层对称浇筑，防止形成偏压。每浇筑一层。必须采用插入式振捣棒振捣密实，使砼充满所有空间。拱圈浇筑中的间歇及封顶层面为辐射状。封顶采用钢管压筑法施工，必要时预埋注浆管，对顶部进行压浆，确保封顶密实度要求。(四)砼捣固砼捣固时，必须注意如下要点：1一振点的捣固延续时间，应使砼表面呈现浮浆和不再沉落。2振捣器的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍。3捣固棒与模板的距离不大于其作用半径的0.5，以避免碰撞钢筋、模板、预埋件等。4振动棒插入下层洞内的深度不小于50mm。5施工中按规定要求在灌注砼现场作试件，

29、并详细填写施工记录。(五)砼拆模及养生砼灌注完成1012h后，松开模板拱脚两侧的支撑丝杆，打开各进料窗口，开始洒水养护，以保持良好的硬化条件。当封顶砼强度达到设计强度的70%以上时，方可拆模，并继续养护714天。第八节 垫层、水沟及电缆槽施工一、垫层隧道铺底对影响出碴运输效率至关重要，良好的运输条件不但可以提高车辆的运行速度，而且对车辆的维护保养起到很大作用。为此，在隧道施工时，铺底工作安排在开挖、支护工作后及时施工。垫层施工之前，先将底部的松动岩石或污泥砂清除干净，安装两侧端模，在两侧准确测出设计标高位置，作为浇注标高控制点。检查断面尺寸满足设计要求后，铺设C15砼至路面面层底标高。人工摊铺，机械振捣。二、水沟及电缆槽施工水沟及电缆槽施工，均采用定型模板，模板内侧面铺设白铁皮。施工时，准确测设中线及标高，模板上涂刷优质脱模剂，保证墙面光洁平整，颜色一致。浇注时须分层捣固密实，确保砼质量和侧墙，线条直顺、美观。专心-专注-专业