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隧道洞口开挖施工方案..


陈家山隧道洞口开挖施工方案 一、工程概况
陈家山隧道出口位于浙江省新昌县境内,双洞单向交通,两洞净距约 28m,设计时速 100km/h。隧道区域地形复杂,以Ⅳ围岩为主,最大埋深 2 80m,其中我标段承担陈家山隧道右洞迄止里程 (YK091+610~YK095+100) , 长度 3500m,出口位于半径为 1500m 右转曲线上;左洞迄止里程(ZK091+6 00~ZK095+104),长度 3504m,出口位于半径为 1550m 右转曲线上。左右 线均为削竹式洞门。线路纵向单向坡为-0.85%。 隧道出口端定洞口于 YK095+100,出口明洞采用削竹式洞门,设计为 27m 明洞。隧道出口明暗分界里程为 YK095+073,从 YK095+073 处进洞施 工,YK095+073~YK095+043 暗挖进洞段采用Φ 108 管棚超前支护。 地形、地貌 陈家山隧道出口位于澄潭镇马面山村附近山坡上,地形起伏小,属于 低山丘陵及玄武岩台地区,出口处于斜坡位置地形坡度约 15~35°,出洞 段轴线与坡面斜交,缓坡处己开发为农田,覆盖层厚度变化较大,部分为 易滑体。

二、隧道洞口开挖施工方案
洞口施工时结合洞口地质及地形条件,尽量使洞口简洁、美观、自 然,与环境协调。明洞施工采用明挖法,洞口开挖原则:尽量减少洞口刷 坡,争取早进洞。明洞开挖前先完成地表排水系统,采取分层开挖,分层 支护,自上而下,边挖边护的明洞边坡加固处理方法。明洞与仰坡开挖同 时进行,洞门与明洞整体浇筑。进洞采用先施作管棚、短进尺、弱爆破、
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快循环、早封闭的施工方案。 2.1 洞口边仰坡刷破 2.1.1 隧道洞口边仰坡刷坡施工总体方案为:采用机械分层开挖,人 工配合机械刷坡,自上而下分台阶进行;各台阶开挖、刷坡过程中同时做 好坡面防护。 2.1.2 施工工艺 ⑴ 边仰坡开挖前,先进行测量放线,放出隧道中线和开挖边界线。根 据图纸中提供的刷坡线的坡度:1:1。 隧洞洞外采用三角网测量,每个洞口至少设置三个平面控制点,三个 点应设在互相通视,交通方便,地基稳定且能长期保存的地方。高程控制 采用水准测量进行,每个洞口应布设两个高精度水准点,两个水准点以安 置一次水准仪即可联测为准;中线放出后按 10m 为中桩间距单位打设中线 桩; 开挖边线桩用等高线法测出,按 5m 为中桩间距单位打设开挖边界桩; 边仰坡施工过程中,每一开挖台阶都要进行测量放线,放线内容为中 桩及每台阶的坡脚桩; ⑵ 截水天沟修建。 开挖边界线放出后,在开挖边界线 5m 外结合地形放出洞外截水天沟 开挖线。截水天沟在边仰坡开挖前修建,将地表水引离洞口开挖范围,以 防止地表水冲刷边仰坡导致失稳坍塌。截水天沟修建时要考虑排出的水不 流经洞外道路或能流入洞外排水沟中,使洞内外防排水形成统一体系,利 于防水;截水沟采用 M5 浆砌片石砌筑,尺寸 60 ㎝×60 ㎝,坡度 1:1, 壁 厚 30cm,以拦截地表水。具体尺寸详见 “图 2-1、截水沟大样图”。
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图 2-1 截水沟大样图(单位:cm)

2.2 洞口边坡喷锚 为了更好的作好洞口边坡防护,必须严格按图纸设计进行施工,尽量 减少洞口边仰坡的开挖,保证山体的稳定,具体施工如下: 1、 在靠山体侧边仰坡范围内采用喷、锚、网进行加固,锚杆采用Φ 22, 长 3.5m 的地表砂浆锚杆,梅花型布置,间距 1.2m,C20 喷射砼厚 10cm, 钢筋网采用φ 6,网格间距为 20*20cm。 2、 喷锚支护紧跟开挖面及时施作,喷锚支护施工程序见以下框图:

初 喷

测 量 布 孔

钻 孔

安 装 锚 杆

挂 网

复 喷

进 入 下 一 循 环

㈠系统锚杆施工 系统锚杆施工工艺流程为:钻孔 ㈡选用材料及配合比
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清孔

注浆

插入杆体

钢筋:按设计选用Φ 22 的Ⅱ级螺纹钢,长 3.5m 的地表砂浆锚杆,应将 头部加工成扁铲形,以减少插钎阻力并加大锚固力。 水泥:选用经检验合格的 42.5 水泥。 砂子:粒度不大于 2.5mm 的砂子,含云母量不超过 0.5%,含泥量不超 过 3%,不含有机杂质,使用前应经过严格过筛。 配合比严格按技术交底规定配合施工。 ㈢钻眼 钻眼设备采用普通气腿式凿岩机,钻眼要按以下要求进行: ①、 锚杆孔深匀许偏差为-50mm,锚孔直径应比锚杆直径大 15mm 以上; ②、 钻孔前应根据设计要求定出孔位,作出标记,孔位允许偏差为± 15mm。钻孔应圆直,钻孔方向除现场质检工程师另有要求外,均应尽量 垂直岩面。 ③、 孔眼在锚杆安装前必须彻底清洗干净, 一般用高压风或高压水冲洗。 ㈣ 注浆设备 注浆采用挤压式注浆泵。输浆胶管采用 25mm 高压胶管。注浆管选用内 径 18~20mm 无缝钢管制成。 其与胶管连接的一端管口内应加工成均匀斜 面,以利于砂浆顺利通过。注浆管的长度比眼深大 0.5m 即可。 ㈤ 注浆 锚杆眼里注浆是否饱满,是保证锚杆支护质量的关键。注浆时,将 搅拌好的砂浆装入注浆泵。 将注浆管插入眼中, 使管口离眼底部 10cm 间隙, 开动注浆泵,待砂浆注入孔眼后,注浆管逐渐被砂浆向外推挤,此时可将 注浆管均匀向外退出,注到孔深的 2/3 时停止注浆,再由插入的钢筋将孔
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内挤压填满为止。孔口封堵应采用早强药包。 ㈥ 插钢筋 锚杆钢筋在插入前应充分除锈并用水湿润, 以保证与砂浆紧密结合。 插入钢筋时,要沿孔轴线缓慢推入。如遇插入阻力大,可用锤子轻轻打入。 锚杆应外露 10cm。插入钢筋后,砂浆未达到设计强度前,禁止扰动杆体。 ㈦钢筋网安设 钢筋网应在系统锚杆施作后安设,预先按设计加工钢筋网片,施作时, 将钢筋网随需支护岩面的起伏铺设,与被支护岩面间隙约 3cm,并与系统 锚杆焊接在一起,必要时加设 50cm 的临时锚杆对钢筋网进行加固。避免钢 筋在喷射砼时晃动,钢筋网连接处用细铁丝绑扎或点焊,钢筋网之间的搭 接长度不小于 20cm。 ㈧ 喷射砼施工 1、 喷射混凝土材料

① 水泥:水泥标号不得低于 42.5,使用前应做强度复查试验。 ② 速凝剂:必须采用质量合格的产品。应注意保管,防止受潮。使用 前应做速凝剂效果试验,要求初凝时间不超过 5min,终凝时间不超 10min。 ③ 砂: 喷射混凝土应采用硬质洁净的中砂或粗砂, 细度模数应大于 2.5, 含水量一般为 5%-7%,使用前应过筛。 ④ 石料:采用坚硬耐久的碎石,粒径不大于 10mm,且级配良好。 2、 配合比 喷射混凝土必须严格按配合比施工。速凝剂添加不得大于配合比中规
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定值。为便于过程控制,现场应设有磅称,喷射混凝土材料应每盘称量, 材料计量应以质量计算。拌和均匀性每班检查不得少于两次。 3、工地布置 隧洞喷射混凝土的施工布置,在满足施工工艺的前提下,应力求紧凑, 充分利用场地空间及运输线,避免施工干扰。 拌和料应采用强制式拌和机,拌料在搅拌前应经过严格筛选,以防止 大块料混入喷射机。拌料的运输应使用普通翻斗车或运输搅拌车,运输过 程中应防止污染 。 所有工人应配备规定的防护用品(如防尘口罩、眼睛、手套等) ,尽量 不使用含石英质的砂,避免工人遭受矽尘危害。 喷射机使用的压缩空气必须保证压力稳定,气压应控制在 0.1~0.15Mpa。 可根据喷出料束情况适当调整气压。 喷射机应随时保养维修, 使之经常处于不漏风、不堵塞的良好工作状态。 4、喷射混凝土 ① 喷射混凝土前,应用水或高压风管将岩面的粉尘及杂物冲洗干净。 ② 喷射中发现松动的石块或遮挡喷射混凝土的物体时,应及时清除。 ③ 喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行,每段长度不超过 6m。喷射时 应将喷咀的流束作小圆圈慢速移动并垂直于工作面,保持喷咀与喷射面 约 1m 的距离,因为有钢筋网,喷射距离可小于 0.6m 喷射角度可稍偏, 喷射混凝土的调节是由喷射手凭借经验控制的。正确的水灰比喷射时喷 层表面应具有轻度的光泽。塑性较好,无干斑或滑流现象。 ④ 初喷厚度不小于 4~6cm。喷射作业应以适当厚度分层进行,后一层喷射
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应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后间隔 1h 以上且初喷面已蒙上 粉尘时,应用高压风或水清洗干净。岩面有较大凹洼时,应结合初喷予 以找平。喷射时插入长度比设计厚度大 5cm 铁丝,每 1-2m 设一根,作 为施工厚度控制标志。 ⑤ 突然断水或断料时,喷头应迅速移离喷射面,严禁用高压风、水冲击尚 未终凝砼。作业完成后,喷射机和输浆管内积料应及时清除干净。 ⑥ 应不断总结验证新技术,以减少回弹率,回弹物不得重新用作喷射混凝 土材料。 ⑦ 喷射混凝土终凝 2h 后,应喷水养护,养护时间不小于 7 天。 ⑧ 喷射混凝土作业紧跟开挖面时,下次爆破距喷射混凝土完成时间不小于 4h。 ⑨ 遇地下水地段,喷砼应注意喷射时从地下水渗水点外围喷起,逐渐向内 靠拢,直至渗水点周围,再安设排水管把地下水引出,同时注意,地下 水较多时,砼可先喷干料,待干料与渗水结合后再喷湿料。喷射砼施工 程序见下图:
细骨料 速凝剂 粗骨料

水泥

搅拌机

喷射机

喷嘴

水 压缩空气 外加剂

2.3 管棚施工
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大管棚采用Φ 108 热轧无缝钢管,壁厚 6mm,节长为 3m、6m,导向管 设计为Φ 127×4mm 热轧无缝钢管,采用 3 榀 18 号工字钢拱架支撑。套拱 采用 C30 混凝土,混凝土由罐车运输,现场泵送浇筑,工艺流程图(见图 2-2)。
开挖边、仰坡及防护

测量定位

施做导向墙

管棚钻机钻 孔 清孔

第一节钻进(顶进)结束 钻杆退回原位 接长钻杆(管棚管) 继续顶进至设计长度

下一根钻杆(管棚管)施工 钻进结束

安放钢筋笼





隧道开挖

2-2

超前大管棚施工工艺框图

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(1)施作导向墙 在施工超前长管棚前先架立三榀 18 号钢架,间距 0.8m,用连接筋焊 接形成一整体。在钢支撑上安装布设对应管棚个数的Φ 127mm、壁厚 4mm、 长 200cm 导向钢管,导向钢管环向间距 40cm,位置对应大管棚设计位置, 外插角为 2°(详见图 3-5);导向钢管的安装由测量精确定位,使钢管位 置与方向准确无误,导向钢管采用Φ 16 的固定钢筋与钢架焊为整体(详见 图 3-6)。然后用 C30 砼将钢支撑和导向管包裹浇筑厚 100cm 作为套拱, 施工完毕后及时进行养护。管棚正面示意图(详见图 2-3)。
砼护拱 固定筋 孔管口 ×6mm钢管

暗洞初期支护

明洞衬砌

暗洞钢筋砼衬砌

图 2-3 导向管纵向安装示意图(单位:cm)

Φ16mm固定筋

Φ127×4mm孔口管

双面焊接

双面焊接

18号工字钢

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图 2-4 导向管横向固定示意图(单位:cm) (2)钻孔 采用管棚钻机钻孔,钻机到位后,调整好钻机至钻孔方向(角度)、 固定钻机。开孔时,低压慢转,钻进过程中利用全站仪有效控制钻孔方 向,外插角为 2°,保证终孔偏斜率符合规范要求。 (3)清孔 用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔,清除浮渣,确保孔径、孔深 符合要求,防止堵孔。用高压风从孔底向孔口清理钻渣。用测斜仪等检测 孔深、倾角、外插角。

预埋孔口管 导向墙

隧道中线

图 2-5 护拱管棚正面示意图(单位:cm) (4)安装管棚钢管 钢管节段间用丝扣连接,管壁上间隔 10cm 梅花形布置Φ 12mm 的压浆 孔,尾部留 445cm 不钻孔的止浆段,管尾 50cm 范围做Φ 10mm 的加筋箍。 管棚钢管由钻机顶进,顶进时,节长 6m 和 3m 管节交替使用,以保证
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隧道纵向同一断面内的接头数不大于 50%,管棚顶到位后,钢管与导向管 间隙用速凝水泥等材料堵塞严密,以防浆液流出,管棚止浆采用Φ 32 止浆 阀门。 可用钻机直接旋转顶进管棚至孔底,详见图 2-6 大管棚构造图

Φ10mm加筋箍

Φ12mm注浆孔

(5)注浆 注浆前先将孔内泥砂清干净,再进行注浆。浆液采用水泥单液浆,水 灰比 0.5:1,注浆压力 0.5~1.0MPa,实际注浆时参数可根据现场试验予 以调整。 管棚封堵塞设有进浆孔和排气孔,当排气孔流出浆液后,关闭排气 孔,注浆压力逐步升高,达到设计终压,并继续注浆 15min 以上;进浆量 一般控制在 20~30L/min 以下。 (6)施工控制要点 1)钻孔前,精确测定孔的平面位置、倾角、外插角,并对每个孔进行 编号。 2)钻孔仰角 1°以为宜,工点应根据实际情况作调整。钻孔仰角的确 定应视钻孔深度及钻杆强度而定,一般控制在 1°~1.5°。施工中应严格 控制钻机下沉量及左右偏移量。 3)严格控制钻孔平面位置,管棚不得侵入隧道开挖线内,相邻的钢管
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不得相撞和立交。 4)经常量测孔的斜度,发现误差超限及时纠正,至终孔仍超限者应封 孔,原位重钻。 5)掌握好开钻与正常钻进的压力和速度,防止断杆。 2.4 劳动力组织 钻机操作工 3~6 人,管棚加工 2 人,钢管顶进 8 人,注浆 6 人。 2.5 机具配备 结合正常施工需要,管棚施工机械设备配置如下: 管棚钻机 1~2 台、电动空压机 1 台、注浆机 1 台、高速制浆机 1 台、 混凝土拌合站一座、混凝土振动棒 2 个、钢模板、木模板、型材切割机 1 台、型钢弯制机 1 台、交流弧焊机 2 台、砼搅拌运输车 1 辆、装载机 1 辆。

三、质量保障措施
为了贯彻质量方针,确保工程质量目标在本项目的实现,针对本工程 项目,按照由上向下顺序进行工程质量管理,项目部成立质量管理领导小 组,由总工任组长,工程部长任副组长,成员由质检工程师、相关部门部 长等组成。 3.1 施工人员培训
项目管理人员和专业技术人员由取得相应专业技术职称的人员担任,进行“三 级”教育,增强其质量和安全意识。推广使用新技术、新工艺、新设备、新材料前进 行相关知识的培训。 3.2 施工技术准备 严格以总工程师为首的技术负责制,认真熟悉施工图纸,领会设计意图,及时进 行技术交底。编制实施性施工组织设计和各种技术管理制度,严格组织技术交底,不 断完善和优化施工组织设计,使施工方案科学合理,措施详实、可行、可靠。 3.3 施工技术管理 执行以总工为首的技术责任制,使施工管理标准化、规范化、程序化。认真熟悉 施工图纸,深入领会设计意图,严格按照设计文件和图纸施工,及时进行技术交底,
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在施工期间技术人员要跟班作业,发现问题及时解决。 3.4 全面质量管理教育 定期对全体施工人员进行全面质量管理教育,牢固树立“百年大计,质量第 一”、“质量是企业的生命”的观念,不掌握操作工艺、不明确质量标准的人员严禁 上岗操作。广泛开展群众性的质量管理活动,一切从实际出发,实事求是,精心施 工,不断提高工程质量。 3.5 严格例行质量检查制度 工程施工过程中,加强施工过程质量控制,实行“三检制”。项目部设专职质检 工程师、各作业队设专职质检员、班组设兼职质检员,保证施工过程始终在质检人员 的严格监督下进行,严格执行质量一票否决权。 3.6 施工测量 配齐具有资质和责任心、工作细心的人员和具有准确度要求的仪器设备,按施工 组织中的施工测量方案认真做好控制测量、施工测量和竣工测量,认真做好复测工 作,确保测量工作准确。 3.7 严格把好原材料进场关 工程中使用的原材料、半成品、成品或构件符合设计要求,并在取得监理批准同 意后采购。所有材料运抵现场时,提交材料数量、材料来源证及质检合格证书与监理 验证,并协助监理取样送检。严格把好原材料进场关,不合格材料不准验收、进场。 来历不明的材料不用,过期变质的材料不用,消除外来因素对工程质量的影响,确保 材料质量。3.8 质量记录 质量记录与质量活动同步进行,内容要客观、具体、完整、真实、有效,字迹清 晰,具有可追溯性,各方签字要齐全。由施工技术、质检、测试人员或施工负责人按 时收集记录并保存。确保本工程全过程记录齐全。质量检查资料采用统一格式,并符 合档案资料分卷归档要求。 3.9 加强对成品的保护 施工过程中对已完分项、分部工程制定防护措施加以保护;对成品的保护,着重 抓施工顺序和防护措施,不颠倒工序,按正确的施工流程组织施工,防止前道工序损 坏或污染后道工序。

四、安全保障措施
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(1)施工现场实施机械安全管理及安装验收制度,施工机械、机具和电器设备, 在安装时按照安全技术标准进行检测,经检测合格后方可安装,经验收确认状况良好 后方可运行。机械操作人员定期维护、保养机械,确保完好率和使用率,严禁带病工 作。 (2)车辆驾驶员、机械操作员及特种作业人员,必须持证上岗,严禁无证操作。 严禁酒后驾驶车辆和操作机械,车辆严禁“三超”。 (3)下雨或雨天后施工时要派人检查边仰坡的稳定性。 (4)施工现场用电应采用三相五线制供电系统,且工作接地电阻值不得大于 4 欧 姆;供电线路始端、末端必须做重复接地;当线路较长时,线路中间应增设重复接 地,其电阻值不应大于 10 欧姆。 (5)施工现场应有安全标志。在悬崖、陡坎、沟、槽、坑等危险部位必须设有防 护设施和安全标志。 (6)注浆时,禁止现场人员在注浆孔附近逗留,防止孔口阀破裂伤人。 (7)注浆时不得随意停水、停电、确属必要,必须事先通知,待注浆完成并冲洗 后方可停水停电。 (8) 设专职安全员实行 24 小时值班,巡查安全制度落实情况及有无安全隐患,作 好交接班记录。 (9)加强隧道地表检测和隧道围岩量测工作,认真分析、及时反馈信息。

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