施工方案及主要施工方法.pdf

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1、施工方案及主要施工方法4.1、总体施工方案及部署开挖按、类围岩分别考虑，、类围岩地段开挖按先拱后墙法，类围岩全段面一次成型法。洞口施工方案结合路堑的开挖、防护一并考虑，采用先拱后墙锁口进洞。对于、类围岩地面的施工难度大，必须采取适当辅助施工措施与衬砌支护相结合。洞口地段围岩埋深较浅，并受岩体节理、破碎带的影响，围岩自稳定性能差。为了安全、顺利进洞，分别在左洞 K170481 和右洞 K170+475 段长 59m 和 61m 处，采取管栅与初期支护相结合的施工方法完成。4.2、施工方法4.2.1.洞口边仰坡处理：首先清除洞口上方三处危岩，测量工放好仰坡开挖线后，在仰坡外围5m 进行截水沟开挖、

2、砌筑，用M7.5 水泥砂浆砌 50cm50cm片石沟，沟壁平整，沟底平顺，排泄畅通、无阻隔水现象，并按实际情况径流排放到天然排水系统中。洞口仰坡开挖：采用由上至下的开挖方式，洞口仰坡由于是土质边坡，采用挖掘机削坡并辅以人工从上至下进行修刷，达到设计坡比要求后立即进行喷锚支护。4.2.2.路基及土石方开挖：采用挖掘机开挖，自卸汽车运土至指定弃土场；根据边坡高度按设计要求放坡辅以人工进行修刷。路基开挖后立即进行两条纵向盲沟施工，并与隧道进口拱底的盲沟相接，中央排水管按设计顺解路基边沟，以排出隧道内及路基边坡浸水，沟底浇筑 30cm厚 C15砼，以提高渗沟的支撑作用，盲沟纵坡不小于 0.5%，沟底埋

3、设两根 10cm 打孔波纹管；必须保证反滤层施工质量及渗入土工布质量。4.2.3.明洞施工：开挖时采用挖掘机按设计尺寸位置挖出明洞位置，避免对洞门仰坡及边坡的扰动，并立即进行边坡喷锚及支护。待洞门外大管棚施作后进行仰拱的施作。基础用 42注浆小导管加固，长 5m，间、排距 1.5m，梅花形布设。4.2.3.1.在进行衬砌施工时应注意：a、灌注砼时应复测中线和高程，衬砌不得侵入设计轮廓线；b、拱圈应按断面要求制作定型挡头板、外模板和骨架，并应采取防止走模、渗漏、跑浆的措施，而且在浇筑混凝土时连续进行，不得中断；c、采取跳槽墙浇筑拱圈时，应加强对拱脚的基底处理，保持拱脚稳定，当拱脚基底过深时，应浇

4、筑基础托梁，必要时加设锚杆使拱脚混凝土与岩壁连接牢固，防止拱脚基底松动沉落；d、浇筑拱圈混凝土到达设计强度70以上时，方可拆除内外支模拱架。明洞防水施工：在拱圈混凝土达到设计强度的50后，拱圈背部以砂浆抹平整，设置防水层。在拱背涂上一层热沥青后，立即从下向上敷设卷材防水层；敷设时应粘贴紧密，相互搭接错缝，搭接长度不小于 100mm，并向隧道内拱壁延伸不小于0.5m，涂抹水泥砂浆厚20mm，拱背上铺设粘土隔水层，按图纸要求选用粘性好，无杂质、无石块地黏土分层夯实，并与边坡、仰坡搭接良好，封闭严密。并在拱背设 50HDPE 打孔波纹管用于洞顶横向排水，每3m 设置一道，纵向排水管沿洞门墙背向下引出

5、排至路基边沟。4.2.3.2.在进行回填施工时应注意：墙背回填应两侧同时进行。墙底部应铺填0.51.0m 厚碎石并夯实，然后向上回填。石质地层中墙背与岩壁空隙不大时，可采用与墙身同级混凝土回填；空隙较大时，可采用片石混凝土或M5 浆砌片石回填密实。土质地层，应将墙背坡面开凿成台阶状，用干砌片石分层码砌，缝隙用碎石填塞紧实，不得任意抛填土石。拱背回填应对称分层夯实，每层厚度不得大于0.3m，其两侧高差不大于0.5m。回填至拱顶齐平后，应立即分层满铺填筑至要求高度。使用机械回填应待拱圈混凝土强度达到设计强度且由人工夯实填至拱顶以上1.0m 后方可进行，在回填土石方全部完成后方可撤除拱架。4.2.4

6、.管浅超前108 大管棚施工方法：在明洞开挖时，由于管棚左线长 59M，右线 61M，可分别按两次搭设管棚约 30M长为一段，至挂洞门口段预留7m长，土方开挖高度只至拱部 1200范围内，便于搭设导向管和工作平台。先对挂口洞门处的边仰坡用不短于4m长的27 自进式锚杆防护，间、排距1.5m，梅花形布设，同时挂6.5 钢筋网（网格 30cm 30cm），并喷 C20砼，厚10cm；另对隧道拱部1200开挖轮廓线加密布置 27 自进式锚杆，外插角 100300，长度大于 4m，间、排距 40cm呈梅花形布置。洞口开挖进尺长 1.2m，洞内架立三榀18工字钢拱架间距0.6M。在洞口处工作平台上按管棚

7、规定方位上，另外架立三榀钢拱架（间距1.4m）,按管棚分布位置焊接固定导向孔口管（127，长 4m），洞内部分网喷砼厚 25cm。钻孔机械选用 300型地质钻机，每个洞口分设两台从左至右按已安装好的导向管位置钻孔，钻头直径 90，每进尺一段（约 3m左右），108套管就跟进一段（套管前端焊接合金齿形钻头，同管壁厚）。套管选用 1086 的无缝热轧钢管，长度为30m左右分段安装，每段3m，两段之间用丝扣连接，其打设仰角按 20考虑。钢管上需钻水泥注浆孔，孔径 12mm，间距为 15cm，呈梅花形布置。导管尾部 3m不钻孔，作为止浆段。导管进入30m左右后，先用钻具清孔、冲洗，然后下钢筋笼，插入注

8、浆管，充填水泥浆。水泥浆水灰比控制在0.5：1.5 1.0：1.5 之间，注浆初压力为 0.5 1.0Mpa，终压力为 2.0 2.5Mpa，注浆结束后用M10水泥砂浆填充，达到先支护后开挖的超前支护目的。详见 28 页：大管棚构造图。第一段管棚搭设好后，即进行拱部 1200范围内土石方开挖。应尽量减少对周围土层的扰动，对土层，根据开挖轮廓线采用人工开挖方法，局部遇有岩石时也采用风镐开挖，用R27长 4.5m 自进式锚杆对危岩进行锚固，环向间距70cm，纵向间距 60cm，在开挖面初喷 40mm厚砼后，架设18工字钢拱架，间距60cm,架设完成后挂网续喷至设计厚度，拱架保护层厚度不小于40mm

9、;钢筋挂网为 6.5 双向15cm，钢架间设纵向连接钢筋，其环向间距为 1.0m，（内外侧交错布置），并采用焊接。详见 30 页：管浅衬砌断面图。当上部开挖长度 1m，在管段中间部位钻出 8 的出浆孔，孔间距 10cm呈梅花形布置。当地层为土层时，可利用摆锤将小导管（有锤头）直接打入；当地层为破碎岩层时利用风枪钻孔，然后打入导管。小导管打入后即注浆，通常为纯水泥浆（W/C=0.5 1.0）；地下水大时为水泥水玻璃浆，其参数为：水泥浆/水玻璃 1：0.8（体积比，水泥浆 W/C=1.0，水玻璃模数 m 2.6，浓度 Be=35）；如危岩整体性好，估计注浆奏效时可改注水泥砂浆（W/C=0.50.8

10、），以充填导管孔；注浆压力 0.5 1.0Mpa。拱部超前小导管（每隔4 循环）施工准备上部弧形导坑开挖初喷砼 3 5cm安装拱部型钢拱架安装拱部钢筋网复喷拱部砼至设计厚度开挖核心土体下台阶中部开挖下台阶侧部开挖初喷砼 35cm安装下部钢筋网接长型钢拱架喷射下部砼至设计厚II超浅开挖工艺流程图下一循环施工下一循环施工小导管前端应从钢架腹部穿过，导管就位后，后端应焊在钢架上。开挖拱部1200范围内围岩必须采用光面爆破方案，合理运用微振动爆破，以免引起围岩过大的扰动和破坏。用25 中空注浆锚杆呈梅花形锚入围岩，横向间距 90cm，纵向间距 80cm，开挖面初喷 C20约 40mm 厚砼后，紧贴围岩

11、挂钢筋网，钢筋挂网为双向6.520cm。隧道纵向每隔 80cm架立格栅拱架，见33 页图：18工字钢拱架组合安装图。拱架由 22 主筋、10 蹬筋及 6.5 箍筋焊接而成，端部焊接角钢，单元间以螺栓连接，架设完成后续喷C20砼至设计厚度，其主筋保护层厚不小于40mm,格栅拱架间设纵向连接钢筋，其环向间距为 1.0m（内外侧交错布置，并采用焊接）。格栅钢架定位锚杆可利用系统锚杆。当上部开挖长度 20m时即对拱墙部位进行开挖、支护，方法同拱部围岩开挖方式。及时量测、检查，对异状或变形量较大处进行变更加固，可作临时仰拱，其构造可用16#工字钢加工成横向梁，在栅格拱架的拱角处焊上L100mm 100m

12、m 10mm 的角钢，使底梁与其顶紧，若地压力大时采取焊接后再喷射20cm厚砼，待下部开挖施作正式仰拱后再拆除。4.2.6.类围岩开挖方法：4.2.6.1.开挖工艺框图见 34 页：类围岩开挖工艺流程4.2.6.2.开挖注意事项：台阶数不宜过多，台阶长度要适当，一般以一个台阶垂直开挖到底，保持平台长2.53.0m 为好，易于掌握炮眼深度和减少翻渣工作量，装渣机械紧跟提高装渣的速度，减少清渣距离以提高装渣运输效率。应根据两个条件来确定台阶长度；一是初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩稳定性愈差，闭合时间要求愈短；二是上半部断面施工开挖，支护，出渣等机械设备所需的空间大小的要求，适应循环作业的准备

13、；个别破碎地段可配合喷锚支护和挂钢筋网施工。如遇到局部地段石质变坏，围岩稳定性较差时，应及时架设临时支护或考虑变换施工方法，留好拱角平台，采用先拱后墙法施工，以防止落石和崩塌；应解决上下部半断面作业的相互干扰的问题。微台阶基本是合为一个工作面进行同步掘进；短台阶上下部作业相互干扰较大，要注意作业施工组织，质量监控和安全管理；长台阶基本上下部作业面已拉开，干扰较小；上部开挖时，因临空面较大，易使爆破面渣块过大，不利于装渣，应适当密布中小炮眼。对于下部开挖时，应注意上部的稳定，必须控制下部开挖厚度和用药量，并采取防护措施，避免损伤拱圈及确保施工安全。若围岩稳定性较好，则可以采用分段顺序开挖；若围岩

14、稳定性较差，则应缩短下部掘进循环进尺；若围岩稳定性更差，则可以左右错开，或先拉中槽后挖边墙。采用钻爆法开挖石质隧道时，采用光面爆破，尽量减少扰动围岩的稳定性；台阶划分要求做到爆破后出渣适当或较少，钻眼作业与出渣运输干扰少。一般分成1-2 台阶进行开挖。见36 页：类围岩炮孔布孔图。布置下半段面炮眼时，考虑到两个临空面，爆破时石渣向上抛掷会打坏临时支付的混凝土喷层，故第一排炮眼的最小抵抗线以下1.1m左右为宜。单眼装药量 0.150.225kg，类似于松动爆破药量。下面几排炮眼装药量自上而下逐渐递减。先起爆的渣堆可以为下面几排炮眼起到覆盖作用，防止了飞石对拱部临时支支护的冲击。钻孔，凿岩机系国产

15、YT28 型钻机，钻头直径4238mm，上半段面上部钻眼在临时平台上进行，下半段面钻眼在台车（自制）平台上进行。4.2.7.类围岩初期支护：4.2.7.1.对于拱部为稳定性差的薄层砂泥岩互层，施工中有可能发生大面积掉块的地段，在掌子面先对拱部1200范围内进行 42 注浆小导管超前支护，长4.5m，环向间距 40cm，外插角 50100，搭接长度 1.0m；再按开挖轮廓线开挖上部石方。清除洞顶危岩后，初喷4cm厚 C20砼，挂 6.5 双向20cm 钢筋网，立格栅钢架（纵向间距80cm），格栅钢架由A、B 两个单元组成，见下页：主洞格栅钢架图。拱架由 22 主筋，10 蹬筋及 6.5 箍筋焊接

16、而成，各单元端部焊接连接角钢以螺栓连接；纵向钢架间设连接钢筋 22，其环向间距1m，内外侧交错布置焊接；钢架定位锚杆可利用系统锚杆；栅格钢架与初喷砼必须紧密接触，空隙处用C25砼 300mm 200mm 垫块楔紧。对围岩布设 25中空注浆锚杆，锚杆按梅花形布设，纵向间距为80cm，横向间距为90cm；复喷 C20 砼，平均厚度20cm，对格栅钢架保护层厚度不小于4cm。4.2.7.2.洞身深埋的类围岩地段，即弱风化粉砂质泥岩，岩体较完整，属软质岩，地下水活动微弱。先按开挖轮廓线对上部断面钻爆开挖，排危出碴修正轮廓后初喷35cm厚 C20 砼后，对围岩布设长3.0m 的25 中空注浆锚杆，按梅花

17、形布设，横向间距 120cm，纵向间距 100cm；挂钢筋网片6.5 双向 25cm，复喷 C20砼平均厚 15cm，喷射砼时在隧道纵向上呈波浪形喷射。4.2.7.3.开挖下部拱墙石方：根据工程地质条件，当顶部围岩较好和拱圈砼的强度达到设计值的70时按台阶法（上下台阶间隔1030m）对下部断面进行开挖，并及时量测拱顶、拱脚和边墙中部的位移，当变形速率有增大趋势时，应立即采取仰拱封闭或其它有效措施，保证围岩和衬砌尽快处于稳定状态。开挖作业中，不得损坏支护、衬砌和设备，并应保护好测量用的测点。仰拱开挖采取半幅开挖，保证洞内临时交通畅通，并排尽积水做好排水设施，挖至设计要求深度，底面平顺，清除杂物。

18、侧墙与隧道底面均应平顺开挖，避免引起应力集中。拱墙初期支护为：25 中空注浆锚杆梅花形布设。横向间距120cm，纵向间距为100cm；挂网（6.5双向 25cm）喷射 C20砼厚 15cm。4.2.8.类围岩开挖方法：对于拱部岩体完整（主要呈大块状砌体结构）的砂岩，采取全断面法开挖。4.2.8.1.钻爆设计：测量人员利用全站仪直接在掌子面上布点，用红油漆绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置。开挖轮廓线应在设计值的基础上适当加大57cm，以抵消由于围岩开挖后失去部分约束而产生向隧道方向的收缩变形。爆破采用掏槽爆破，将开挖断面上的炮眼分布布置，分区顺序起爆，逐步扩大完成一次爆破开挖。分区的情况是

19、掏槽眼、辅助眼、周边眼。通过调整周边眼的各爆破参数，使爆炸先沿各孔的中心连线形成贯通的破裂缝，然后内圈岩体裂解并向临空面抛掷，使得在围岩中产生的裂缝较少。根据每次掘进进尺长度，采用直眼掏槽比进尺加深1020cm，并采用孔底反向连续装药和双雷管起爆方式，槽口尺寸见下图：辅助眼由内向外逐层布置、逐层起爆。逐步接近开挖断面轮廓线状；周边眼的眼口位置沿设计轮廓线间隔4560cm均匀布置。炮眼方向按3 5的斜率外插，使眼底落在设计开挖轮廓线之外10cm左右，其一方面是为了控制超、欠挖，另一方面是为了便于下次钻眼时好落钻开眼。同时是为保证开挖面平整，辅助眼及周边眼的深度应使其眼底落在同一垂直面上，必要时应

20、根据实际情况调整炮眼深度。装药结构是将起爆药卷放在眼底第二个药卷位置上，雷管聚能穴朝向眼口，分层跳段选用毫秒雷管控制起爆时差，内圈炮眼先起爆，外圈炮眼后起爆，这个顺序不能颠倒，否则爆破效果大受影响；同圈眼必须同时起爆。尤其是掏槽眼和周边眼，以保证同圈眼的共同作用效果。4.2.8.2.初期支护：清除开挖面突出轮廓线的岩体，初喷C20砼厚 35mm。.,、.T、a.-qt.,.华苦J飞-,x 1!J Jill!.44.i1 64M川、，td、vlrEUF+1-rt 平们f,;1)拱墙拱顶均按梅花形布设25 中空注浆锚杆，横向间距130cm，纵向间距为110cm；挂 6.5 双向钢筋网片 25cm，复喷 C20 砼使其平均厚度达到10cm。