隧洞工程施工技术方案.pdf

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1、隧洞工程施工技术方案 1.明洞及洞口加固施工 明洞段开挖采用短段落，分台阶，敞开式开挖。施工采用挖掘机开挖，遇岩层采用松动爆破后用挖掘机挖装，自卸汽车运土。施工开挖一段，灌注一段，回填一段的方法，避免全面敞开开挖和雨季施工。进口端洞门地基承载力不足采用0.5mCFG 桩加固，桩间距 1.5m，矩形布置。隧道出口地表需进行换填，施工前用 C20 混凝土换填。洞口及明洞临时开挖仰坡采用喷锚防护，锚杆采用22 砂浆锚杆，L-3.5m，间距 1.51.5m，梅花形布置；喷射混凝土采用 10cm厚 C25 网喷混凝土，钢筋网采用6，网格 2020cm。2.洞口排水和边仰坡施工 边仰坡开挖前组织人员将坡面

2、危石及杂草清除干净，避免危石溜坍；边仰坡依据设计位置进行放样，并严格按照设计坡率进行开挖，保证坡面平整，开挖线符合设计要求。做好边仰坡外侧的截排水工作，防止雨水或泥石冲刷坡面；洞口临时排水施工，首先在边坡开挖前施工边坡及仰坡外截水沟，拦截场地外地表水，明挖槽内两侧边坡坡脚在挖方达到设计高度后及时施工浆砌排水沟，在洞口结合洞内排水设置集水井，汇集明挖槽内雨水及地表积水，并设置足够排水设备，将水排至施工场地以外。3.洞门施工 当暗挖段开挖及拱、墙初期支护完成 15m 左右，暂停暗洞内各工序开挖，转而进行暗挖段仰拱整体浇注，完成仰拱基底处理后，浇注洞门段仰拱衬砌混凝土和回填混凝土。为确保洞口稳定，隧

3、道掘进能得到快速施工的可靠保证，洞口段衬砌施工的总要求是：及早完成洞门和暗洞 20m 左右的全断面衬砌混凝土，然后再按既定工艺顺序进行洞身暗挖施工。4.长管棚超前预支护 在隧道进口明暗分界及超浅埋段拱部采用一环长管棚超前支护。长管棚长 30m，108，t=6mm，管内填充水泥砂浆。（1）施工工艺设计 与管棚的外插角一致。经环向各点量测满足要求后，固定、号型钢。在、号型钢上标注1405mm 导向钢管的位置，逐根焊接于钢架上固定。然后安装内、外侧其它型钢钢架，内、外层钢架采用钢筋焊接，立模浇注套拱混凝土。套拱混凝土达到 100%强度时，方可实施管棚钻孔工作,先搭钻孔平台安装钻机，钻机平台可用枕木或

4、钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由两台钻机由高孔位向低孔位对称进行，可缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位。平台支撑要着实地，连接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。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。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线也孔口管轴线相吻合。（2）长管棚施工 长管棚施工选用 KM5 型钻机和 CC18 型挤压式注浆泵，钻孔前准确测定钻机工作平台的标高和方位，防止钻杆偏斜。钻孔时，先钻有孔钢花管（孔眼间距为 25cm，孔径为 2，呈梅花形布置），孔深应达到设计要求深度（3

5、0m），钻孔结束后用地质岩芯钻杆配合钻头进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，用高压气从孔底向孔口清理钻渣，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。然后顶进大管棚钢管，钢管规格为1086，长度 9m。长管棚连接用丝扣连接，连接长度为 15cm。管棚顶进完毕之后，对其进行注水试验。经检查合格之后方可注双液浆，或通过现场试验按实际情况确定，必要时掺入速凝剂。注浆初始压力为 0.51MPa，终孔压力为 2.0MPa，注浆开始时应低压注浆，然生再高压注浆。当注浆压力达 2.0MPa 且持续 10min 后无进浆量时方可停止注浆。完成之后再打无孔钢花管，无孔钢花管作为检查管，以检查其注浆质量。4.中空注浆锚杆超前预支

6、护 为确保施工安全，施工中结合该隧道地质具体情况，在隧道局部洞身段拱部采用 SB32 自进式中空注浆锚杆超前预支护，锚杆长 3.5m，按环向间距 1.2m，纵向间距 1.0m 或 1.2m 布置。在上弧导开挖后立即初喷一层混凝土，接着施作中空注浆锚杆，中空锚杆施工要点如下：用手持式凿岩机凿孔并清孔。将安装好锚头的型中空锚杆插入孔内，锚头上的倒刺立即将锚杆卡住，如图所示。注浆泵注浆快接头中空注浆锚杆 图中空注浆锚杆示意图 在锚杆尾部安装止浆塞、垫板和螺母。用注浆快接头将锚杆尾部和注浆泵连接密闭。开启注浆泵，注入速凝水泥浆。6.地基注浆加固 隧道长管棚导向墙及工作平台基础，出口洞门段基础采用注浆措

7、施加固地基，采用高压注浆机施工。7.钢架支护 隧道级围岩地段采用型钢架加强支护，间距按 0.6m 一榀布置,纵向钢架间距 0.8m 设置。级围岩采用型钢钢架加强支护，间距按 1m 一榀布置。钢架依开挖方法分节加工制作，节与节间以钢板螺栓连接。制作前在大样平台上放出大样，制作完成后依大样进行检验，合格后运抵工作面安装。钢架制作要求焊接牢固，各部尺寸符合设计要求。8.挂网锚喷 锚杆施工完毕后挂6 钢筋网，网眼尺寸 2020cm。钢筋网与锚杆尾部焊联并与围岩密贴。施作完钢筋网片后喷射混凝土。施工机具采用强制式搅拌机（自动计量搅拌站）。喷射机采用TK961 型湿式混凝土喷射机。喷射机操作：每班作业前，

8、对喷射机进行检查和试转动。开始时应先给风再给电，当机械运转正常后方可送料，作业结束时，应先停电，最后停风。作业完毕或因故间断时，对喷射机和输料管内的积料逐段及时清除干净。喷射混凝土施工工艺流程见图。图喷射混凝土施工工艺框图 9.级围岩开挖 级围岩采用三台阶临时仰拱法或四步 CD 法开挖施工。（1）三台阶临时仰拱法 采用三台阶法临时仰拱开挖时，根据具体情况保留合适的台阶长度，开挖一环、支护一环，下断面开挖后及时施作临时仰拱，形成封闭结构。中、下导左、右边墙开挖必须交错施工，严禁两侧同时对挖。三个台阶平行作业，仰拱施工实行短开挖、早支护、快封闭、勤量测，细骨料 搅拌机 运输 喷射机 喷射施工 速凝

9、剂 高压风 水泥 粗骨料 及时施做钢架支护，闭合成环。施工工艺流程图和施工工序纵、横断面示意图如下：图三台阶法加临时仰拱施工工艺流程图 图三台阶法加临时仰拱施工工序横断面示意图 钢架12隧道中线I18临时钢架3VIVVVIIVII开挖界限喷20cm厚C25砼开挖界限4504开挖界限300300242mm锁脚锚管 L=4m242mm锁脚锚管 L=4m242mm锁脚 L=4m242mm锁脚锚管 L=4m 图三台阶法加临时仰拱施工工序纵断面示意图 四步 CD 法 开挖施工步骤见图 10.9.3-6 图四步 CD 法施工步骤示意图 第 1 步：1、利用上一循环架立的钢架施作隧道主体结构超前支护。2、分

10、台阶开挖 1、2 部。同时，逐步施作导坑周边的主体结构的初期 支护和中隔壁临时支护，即初喷混凝土(4cm)，架立隧道钢架和隧底填充仰拱系统径向锚杆拱部超前支护4施工栈桥二衬123VIIVIV隧道中线内轨顶面242mm锁脚钢管 L=4m壁厚3.5mm242mm锁脚钢管 L=4m壁厚3.5mm封底C25砼喷混凝土厚10cm22砂浆锚杆 钢架接长临时钢架，复喷混凝土至设计厚度后钻设径向系统锚杆(复喷到设计厚度就可以，不需要完全覆盖钢架)。同时，1 部掌子面及时喷射 8cm 混凝土封闭；台阶底部及时喷射 10cm 混凝土封闭，并设锁脚钢管。第 2 步：分台阶开挖 3、4 部。除中隔壁部分临时钢架已施工

11、完毕外，其余施工步骤和第 1 步工序相同。第 3 步：拆除开挖尾部靠近二次衬砌仰拱 68m 范围内临时中隔壁钢架，灌筑该段内 V 部仰拱。图 施工工艺流程图 第 4 步：灌筑该段内部隧底填充，接长中隔壁临时钢架，使得满足 不满足 施工准备 超前地质预报 上中下台阶测量放线 上台阶开挖、出渣、清理开挖面 上台阶初期支护 中台阶开挖、出渣、清理开挖面 中台阶初期支护 下台阶开挖、出渣、清理开挖面 下台阶初期支护 监控测量 加 强 防 护 下循环开挖 钢架底支撑于仰拱填充顶面。第 5 步：上述步骤逐步循环。并根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，逐段拆除临时钢架，利用衬砌模板台车一次性灌筑部二次衬

12、砌(拱墙衬砌一次施作)。10.级围岩开挖 隧道级围岩采用三台阶法开挖施工，三台阶法开挖采用人工配合小型挖掘机施工，楔形掏槽，部分地段采用控制爆破。开挖示意图如下图。图三台阶法开挖示意图 三台阶法施工步骤：（1）上台阶开挖：在拱部超前支护施工后，沿隧道开挖轮廓线环向开挖上台阶。开挖进尺控制在每循环 23m 拱架。开挖后立即出喷 35cm 砼封闭，并架设20a 钢架。按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆，喷射砼。（2）中台阶开挖：滞后上台阶 35m，开挖进尺控制在每循环 23m，开挖后立即出喷厚 35cm 砼封闭，并架设钢架。按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆，喷射砼。（3）下台阶开挖：滞后中台阶

13、35m，开挖进尺控制在每循环 23m，开挖后立即出喷厚 35cm 砼封闭，并架设钢架。按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆，喷射砼。（4）隧道仰拱开挖：围岩较好时，仰拱与下台阶同时开挖；围岩软弱破碎时，仰拱单独开挖。仰拱按每循环 5m 组织施工。采用人工配合机械开挖，人工清底，并及时施工仰拱衬砌和填充。11.级围岩开挖 级围岩采用台阶法施工。台阶法的施工方法及施工工艺设计见图。施工准备 爆破设计试验验证上下台阶测量放线测量放线上台阶钻眼下台阶钻眼信息反馈装药爆破初喷后出碴上断面检查和爆破效果评价下断面检查和爆破效果评价否良好下一循环上断面支护下断面支护否良好 图 台阶法开挖施工工艺框图 图 台阶

14、法施工示意图 12.级围岩开挖 隧道级围岩采用全断面法施工，循环进尺分别为 2.23m。开挖采用人工风钻进行钻孔，塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆，光面爆破。出碴采用侧卸式装载机装碴，15t 自卸汽车运输出碴。详见“图全断面法开挖施工工艺流程图”及“图全断面施工方法示意图”。信息反馈进入下一道工序断面检查、爆破效果分析良好装药（药量不同）爆破初喷后装碴运输施工准备 爆破设计测量放线钻眼（深度不同）药量计算试验验证 图 全断面法开挖施工工艺流程图 图 全断面施工方法示意图 13.通风 隧道施工独头掘进长度超过 150m 时，必须采用机械通风。满足铁路隧道施工规范要求。通风设置详见图。图

15、通风设置断面图 14.出砟、运输和弃砟 洞内运输均采用无轨方式，装砟采用隧道挖装机、装载机装砟，出砟采用 20t 自卸汽车；砟场配备推土机平整场地，隧道弃砟集中存放。15.施工缝、变形缝防水 施工缝、变形缝设可靠的复合防水措施。环向施工缝采用中埋橡胶止水带+外贴止水带、纵向施工缝采用中埋橡胶止水带+中埋橡胶止水条、变形缝采用中埋橡胶止水带+外贴止水带+嵌缝材料的复合防水构造。进出口斜切衬砌段与暗挖段连接处及软硬岩层分界处设变形缝一道，涂抹混凝土界面剂加设中埋式橡胶止水带防水，拱墙部分环向施工缝内缘全部采用双组分聚硫密封膏嵌缝。当进行上一循环衬砌时，先在挡头板处断面中间安装环形垫块，使之形成一环

16、形凹槽，进行下一循环衬砌前，将缝隙面混凝土进行人工凿毛并清洗干净，保证缝面混凝土接合紧密，铺设一层高标号防水砂浆（混凝土界面剂），在凹槽内刷上粘胶，将中埋式止水带嵌入其中粘结牢固，再灌注混凝土。施工中加强接缝处的捣固密实，不得使止水带错位。变形缝处施工用钢筋夹在二衬砌断面中间固定止水带。施工缝防水构造见图。防水层混凝土界面剂橡胶止水条后浇注结构段先浇注砼结构段喷 砼 图 施工缝防水构造图 16.洞身衬砌 进、出口及明洞段采用路堑式明洞衬砌，暗挖段均采用复合式衬砌。二次衬砌施工作业前，要求围岩和初期支护变形基本稳定，量测监控数据表明位移率明显减缓、收敛值拱脚附近小于 0.2mm/d 和拱顶下沉小

17、于 0.15mm/d，方可施作二次混凝土衬砌。洞身衬砌严格按照仰拱超前，边墙、拱部一次浇筑成型的原则组织施工。边墙、拱部采用走行式全断面液压钢模台车整体衬砌，泵送法浇筑施工。衬砌施工工艺流程见图。图 衬砌施工工艺框图（1）仰拱混凝土施工 根据监控量测结果分析，初期支护基本稳定后，开始施作仰拱混凝土。仰拱与仰拱填充采取分段整体浇注，严禁半幅浇注。仰拱施工工艺框图见图。根据围岩量测确定砼衬砌时间 施 工 准 备 防水板及排水盲沟施工 钢筋安装、检查验收 预埋件、预留洞室安装 测 量、放 样 铺 设 钢 轨 台车就位并调整 安装止水条（带）、堵头板 测量检查 泵 送 浇 筑 机 械 捣 固 封 顶

18、养 护 拆 模 洒 水 养 护 砼运输 砼拌制 制作试件 测量放样 下 一 循 环 衬 砌 合格 不合格 图 仰拱施工工艺框图 将上一循环混凝土仰拱接头凿毛，清理底部的虚砟、杂物及淤泥，排除积水，并拦截前方来水，用水泵将前方来水抽入后方衬砌已成型地段的排水沟内，经洞口沉淀池净化后排出。按设计要求安装仰拱钢筋，并设与边墙衬砌连接筋。支、安仰拱定型钢模板，灌筑混凝土，平板式振捣器捣固密实。灌筑时由中心向两侧对称进行，仰拱与边墙衔接处加强捣固。仰拱填充在仰拱混凝土终凝后浇筑，采用 C20 混凝土，插入式振捣器捣固。仰拱与仰拱填充混凝土采用麻布覆盖、洒水养护。仰拱与仰拱填充每循环作业长度为3m。为确保

19、仰拱、仰拱填充施工时不中断其它工序的施工，采用移动式仰拱栈桥进行过渡。仰拱栈桥采用钢过梁形式（型钢结构，上覆 1.0cm 厚钢板），长度 15m。仰拱施工一般超前拱墙二次衬砌距离约 30m，级围岩二衬距开设挡头模板 测 量 开 挖 清 浮 砟 隐 检 浇 注 混凝土 捣 固 抽排水 接缝处理 混凝土生产、运输 养 护 挖掌子面距90m，级围岩二衬距开挖掌子面距离70m。仰拱栈桥结构示意见图。开挖方向50100m50m仰拱栈桥仰拱填充待施工段仰拱待施工段已衬砌段图 仰拱栈桥结构示意图（2）边墙、拱部混凝土施工 1）施工工艺设计 边墙、拱部混凝土施工工艺设计见图。图 边墙、拱部二次衬砌施工框图 钢

20、筋弯制及运输 施工准备 钢筋绑扎 台车就位 安注浆管 安止水条 混凝土运输 液压泵就位 制作试件 灌筑混凝土 混凝土养生 脱 模 台车检修 涂脱模剂 隐蔽检3060m 30m 2）钢筋加工与绑扎 围岩衬砌加强段钢筋在洞外场地集中加工，现场作业台车上人工安装绑扎。根据测量控制点先扎外层环向定位钢筋，用纵向筋将定位钢筋连接后，以纵向筋作为其他环向筋安扎依据，扎完外层后再用相同方法安扎内层钢筋，并及时将内外层钢筋用架立筋连接，并用电弧焊点焊，加强整体刚度。钢筋安设完成后，按中线标高进行轮廓尺寸检查，合格后于内层钢筋挂设 3cm（迎水面主筋保护层按 5cm 采用）厚砂浆垫块，确保混凝土灌筑后钢筋保护层

21、厚度。钢筋绑扎时，注意不要损伤防水层，钢筋焊接时，用防火板对防水卷材进行遮拦，以防烧伤防水卷材。3）立模 边墙、拱部衬砌采用走行式液压模板衬砌台车，台车长 12m。模板台车墙部作业窗分层布置，层高不宜大于 1.5m，每层设置 68 个窗口，其净空不小于 4545cm，两端设检查孔，并设有相应的混凝土输送管支架或吊架。模板台车自行移位，通过调整液压元件，使模板中心及横向定位，复核后进行锁定。台车就位后将挡头板及止水带、拱部预留注浆管、排气管等安设定位，经监理工程师签证，即可连接混凝土泵送软管，准备灌筑混凝土。洞身二次衬砌走行式液压模板台车，混凝土由搅拌运输车运输，泵送入模，插入式振捣棒和附着式振

22、捣器联合振捣。衬砌作业机械化配套见图。砼输送罐车待浇注段砼输送泵铺底作业区防水板无钉铺设模板台车工作面仰拱台架(含过梁)已衬砌段电瓶车 图 二次衬砌衬砌作业机械化配套示意图（3）混凝土灌筑 通过作业窗口，混凝土灌筑自下而上，从已灌段接头处向未灌方向，水平分层对称浇灌，边浇边捣，层厚不超过 40cm，相邻两层浇注时间不超过 1.5h，确保上下层混凝土在初凝前结合好，不形成施工冷缝，捣固采用附着式振捣器和插入式振捣器，安排专人负责，保证混凝土衬砌内实外光。对新旧混凝土结合面、沉降缝、施工缝止水带位置严格按设计点位和时间进行控制振捣，保护好预埋于边墙、拱部注浆管，防止其歪斜和倾倒，确保二衬后压密注浆顺利进行。拱顶混凝土灌筑采用泵送挤压法，在模板顶部中间预留灌筑窗口，混凝土灌到拱部后，通过拱顶窗口用软管对模板两端灌送混凝土，当拱顶混凝土将灌筑满时，撤出软管将窗口用封口板封上，将混凝土输送管接到封口板的压力灌筑口上，用液压混凝土泵进行压力灌筑，直至从挡头板挤压出混凝土或拱顶预留检测管漏下混凝土为止。混凝土连续灌筑，不产生施工缝。施工作业时配备一定数量混凝土液压泵及混凝土运送罐车备用，以防意外事件发生。