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隧道出口施工组织方案

龙头山隧道出口施工组织设计

中交三航局都香高速A3标项目经理部
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隧道施工总体方案
本隧道按照新奥法原理组织施工。明洞采用拱部明挖，墙部暗挖的施工方法。管棚套拱法进洞，洞身开挖Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用上、下台阶法施工；Ⅲ级围岩地段采用全断面法施工；开挖采用台架“钻爆法”，上拱部光面爆破，边墙预裂爆破；出碴采用无轨运输；初期支护采用型钢拱架、锚喷网联合支护，喷砼采用湿喷工艺；衬砌采用液压模板台车，泵送砼灌筑。软弱围岩按“地质超前预报、管注浆超前、短进尺、弱爆破、少扰动、强支护、勤量测、早封闭、二衬紧跟”的施工原则，采用地质素描与地质钻探等进行超前地质预报，探明前方地质情况，在长管棚、小导管等支护下，安全通过软弱围岩地质段。
1.2主要施工方法、施工工艺简述
采用普通钻爆法施工，Ⅴ、Ⅳ级围岩地段，可选择使用侧壁导坑法、环形掏槽开挖法、上下台阶法等方法开挖。
1.3.监控量测
（1）量测的目的
现场监控量测是施工的重要组成部分。为了掌握围岩在开挖过程中的动态和支护结构的稳定状态。必须进行现场监控量测，通过对量测数据的分析和判断，对围岩支护体系的稳定状态进行预测并据此确定相应的施工措施，以确保围岩结构的稳定。
针对龙头山隧道地质情况复杂、出口左线洞口段存在偏压、节理裂隙发育、施工交通不便、工期紧张等诸多实际困难，施工中将确立“以超前地质预报为先导，搞好隧道堵水与防排水，以掘进为龙头，衬砌紧跟，确保安全、快速掘进，满足质量和工期要求”的指导思想，按新奥法原理组织指导施工，加强地质超前预报和监控量测，以信息化施工手段指导施工；隧道施工实行掘进(钻、爆、装、运)、初支(拌、运、锚、喷)、衬砌(拌、运、灌、捣)等三条机械化作业线。
隧道主要施工资源配置表（根据施工现场定）
（2）队伍设置与施工任务划分
根据隧道的工程规模、特点、沿线地貌与工期质量要求，结合我队人力、设备资源和施工经验，拟组建1个隧道作业班组，负责龙头山隧道出口分离式隧道左右线双洞正洞施工。具体施工任务见表2-1。

表2-1施工队伍分工划分表
序号
队伍名称
施工范围
工作内容
围岩情况
1
隧道作业二队
龙头山隧道双洞分离式隧道
龙头山隧道出口左线ZK44+077-ZK42+475
V级围岩 877 m，IV级围岩 245 m，III级围岩 480 m,合计1602m
龙头山隧道出口右线YK44+025-YK42+475
V级围岩 825 m，
IV级围岩 245 m，III级围岩 480 m,合计1550m

2.2施工组织安排
隧道边仰坡采用挖掘机分层开挖、分层防护。隧道暗洞进洞前，需进行超前地质预报监测，采取地质调查法、加深炮眼等综合超前地质预报手段探明掌子面前方地质条件，以便采取有效的施工措施，避免施工突发灾害的发生。隧道开挖采用钻爆法工艺，分上下台阶掘进，台阶长度根据围岩稳定性情况设定，一般地段台阶长度10～50m,洞口段或围岩较差地段台阶长度3～5m；开挖完毕后与时进行洞身初期支护，防止围岩过度变形。仰拱与仰拱填充采用整幅分段浇筑，施工时采用栈桥以确保洞内道路畅通；仰拱与仰拱填充砼浇筑时按照设计预留电缆槽与中心沟位置。二衬砼施工采用整体模板液压台车进行，根据监控量测资料适时组织二衬作业，确保二衬与掌子面安全距离。
2.3劳动力资源计划配置情况
根据施工总体安排与施工任务划分情况，结合现场实际情况，我部拟计划投入劳力为150人。
具体人员配备情况与职责分配见表2-2。

表2-2隧道主要施工资源配置表（根据施工现场定）
隧道
队 伍
名 称
主要施工人员配置
主要施工机械配置
龙头山隧道
隧道作业二队
二组
每组配置：
风枪班30人，出碴司机12人，锚喷18人，支护20人，衬砌班36人（包括绑钢筋），电工2人，空压机司机2人，挖机司机4人，装载机司机4人，杂工6人，加工格栅拱架6人，厨师2人，管理人员5人，采购1人，库房1人，生活车司机1人，测量技术4人。
每组配置：
掘进台车2台，砼输送泵2台，整体式液压衬砌台车2台，自制16米栈桥2套，通风机2台，空压机8台，湿喷机2台，发电机1台，挖机2台，侧卸式装载机3台，自卸汽车6台。
二组
二组
2.4施工场地布置
临时设施布置本着“因地制宜、集中设置、便于管理、方便施工”的原则进行布置。注意保护好场区环境与场区周边树木、绿地、管线、构筑物和其它地上、地下设施。施工场地布置见附件。
2.4.1施工场地情况
隧道施工场地设在龙头山隧道出口桥梁右侧与红线范围内，负责龙头山隧道左右线3152m隧道施工。龙头山隧道出口右线位于自然沟谷中下部冲积形成的槽谷地带，地表起伏不大，施工场地布置前先将其表层耕植土0.5m左右清除，再利用洞口开挖土方回填形成生产、空压机场区。清除的表层耕植土统一堆放至弃渣场。
场地内地坪采用混凝土或泥结石进行处理，硬化前对基底进行清理、压实，然后施工15cm厚碎石垫层，最后施工10cm厚C20砼面层。
2.4.2施工便道
经现场实际勘查与多方案比选，最终拟定施工便道最优定线方案为：龙头山隧道出口便道由龙头山镇大园子村道路引入，新修便道长约50m。
新建或改建便道标准为：路基宽5米，路面宽4米，路面面层采用厚25cm的泥结碎石铺设。
2.4.3临时设施
(1)队伍驻地
为便于现场施工人员管理和标准化建设，队伍驻地统一采用活动板房，住房按5m2/人，设队部人员驻地生活区和办公室。
(2)钢材存放场
钢材的存放根据现场情况和存放要求，设置混凝土地梁存放，地梁高度不小于30cm，各种钢材根据型号不同分类堆放，不得混放。钢材存放场需要考虑横吊车堆料操作方便。存放场上部设雨棚，防止钢材雨淋生锈。
(3)钢材加工场
钢材加工场设雨棚，雨棚大小应能满足钢筋加工、型钢加工、加工设备存放和防雨、少量半成品堆放等要求。
(4)其它生产设施
现场还需设空压机房、油库、湿喷拌合站、高位水池、变压器等。各种设施的布置以方便生产和场内交通为原则。
(5)各设施的规划
各种设施的建设标准见表2-3。
表2-3隧道施工各设施建设标准表
序号
名称
隧道作业二队
备 注
占地面积(m2)
房屋(棚)面积(m2)

1
队伍驻地
1000
750

2
钢材存放场
200
200

3
钢材加工场
350
350

4
半成品存放场
150
150

5
空压机房
150
150

6
发电机房
10
10

7
停车场
300
300

8
高位水池
60
40

9
湿喷拌合站
666
600
待定

2.5隧道施工方案
隧道洞身开挖采用台阶法和台阶法辅以临时仰拱法。其中，SF5a级型加强复合
1702米，SF4a级型加强复合衬砌 490米，采用带临时仰拱台阶法开挖。
SF3级960围岩采用全断面开挖。
隧道设计情况和施工方案见表2-4
表2-4龙头山隧道衬砌类型与施工方法表
序号
分段里程
长度(m)
衬砌类型
施工方法
起始里程
终止里程
1
ZK44+077
ZK44+072
5
SFmb级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
2
ZK44+072
ZK44+020
52
SF5a级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
3
ZK44+020
ZK43+950
70
SF5b级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
4
ZK43+950
ZK43+840
110
SF5c级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
5
ZK43+840
ZK43+290
550
SF5a级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
6
ZK43+290
ZK43+240
50
S5jt级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
7
ZK43+240
ZK43+200
40
SF5a级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
8
ZK43+200
ZK43+145
55
SF4a级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
9
ZK43+145
ZK42+665
480
SF3a型复合

10
ZK42+665
ZK42+525
140
SF4c级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
11
ZK42+525
ZK42+475
50
SF4jt级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
12
YK44+025
YK44+020
5
SFma级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
13
YK44+020
YK43+980
40
SF5a级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
14
YK43+980
YK43+910
70
SF5b级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
15
YK43+910
YK43+840
70
SF5c级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
16
YK43+840
YK43+250
590
SF5a级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
17
YK43+250
YK43+200
50
S5jt级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
18
YK43+200
YK43+145
55
SF4a级 型加强复合
带临时仰拱台阶法
19
YK43+145
YK42+665
480
SF3a型复合

20
YK42+665
YK42+475
190
SF4c级 型加强复合
带临时仰拱台阶法

3施工方法、施工工艺和要求
3.1洞口工程施工
龙头山隧道出口采用台阶式洞门。隧道进出口洞口段均采用超前大管棚预加固后以带临时仰拱台阶法进洞施工。洞门与洞口段施工顺序为：测量放线→洞口开挖(截水天沟→洞口土石方开挖)→边仰坡刷坡与防护→套拱施工→超前大管棚施工→进洞施工→洞门施工。
3.1.1边仰坡施工
龙头山隧道出右线口边仰坡采用锚杆，喷射混凝土或框架梁防护；出口左线边仰坡采用框架护坡或喷射c20混凝土防护。
3.1.2边仰坡开挖
隧道边仰坡在开挖前，先施做边坡防护和洞顶截水沟。土石方开挖采用挖掘机自上而下逐层开挖，人工配合清除边坡上的松土和危石，边开挖边进行边坡防护。土方开挖避免在雨天开挖，以防边坡滑坡。
(1)施工程序
测量放线→地表水处理→分层分段开挖路堑→清理坡面碎石土→初喷砼4cm→锚杆孔定位→钻锚杆孔→注浆并安装锚杆→清洗岩面→布框架钢筋和支模→浇注砼至设计厚度→洒水养护。
(2)施工技术措施
①按设计定出路基中线与边坡桩。
②采取修建环形明沟或截水盲沟等形式，进行坡面地表水处理。
③分层分段开挖路堑，并对坡面碎石土进行清理。
④对坡面进行初喷处理，喷射10cm厚的砼。
⑤按设计在岩面上布设锚杆孔位，并用潜孔钻机锚杆钻机钻孔，孔深和孔径应符合图纸要求，钻孔完毕，将孔内岩粉吹干净。
⑥注浆并安装锚杆
a.锚杆杆体使用前应平直，除锈、除油。
b.注浆用砂浆配合比水泥：砂宜为1:1～1:2，水灰比宜为0.38～0.45。
c.砂浆拌合均匀，随拌随用，一次拌合的砂浆应在初凝前用光，并严防石块、杂物混入。
d.注浆开始或中途停止超过30min时，用水或稀水泥浆润滑注浆罐与其管路。
e.注浆时，注浆管插至距孔底0.05～0.1m，随砂浆的注入缓慢匀速拔出，杆体插入后若孔口无砂浆溢出，与时补注。
f.杆体插入孔内长度不少于图纸规定的95%，锚杆安装后，不得随意敲出，3d内不得悬挂重物。
3.1.3超前大管棚施工
(1)施作护拱
①混凝土护拱作为长管棚的导向墙，在开挖廓线以外拱部120°～135°范围内施作，断面尺寸为2.0×0.6m，护拱内埋设型钢拱架支撑，拱架与管棚孔口管连接成整体。导向墙环向长度可根据具体工点实际情况确定，要保证其基础稳定性。
②孔口管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用经纬仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。
(2)搭钻孔平台安装钻机
①钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由1～2台钻机由高孔位向低孔位进行。
②平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。
③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，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。
(3)钻孔
①为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ110mm或Φ127mm。
②岩质较好的可以一次成孔。钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进。
③钻机开钻时，应低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速与风压。
④钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，与时处理钻进过程中出现的事故。
⑤钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
⑥认真作好钻进过程的原始记录，与时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。
(4)清孔验孔
①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。
②用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
③用全站仪、测斜仪等检测、倾角、外插角。
(5)安装管棚钢管
①钢管在专用的管床上加工好丝扣，导管四周钻设孔径10～16mm注浆孔(靠孔口2.5m处的棚管不钻孔)，孔间距15～20cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。
②棚管顶进采用装载机，挖掘机和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔(Φ110mm或Φ127mm)，然后用装载机在人工配合下顶进钢管。
③.接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。
(6)注浆
①安装好有孔钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。
②注浆材料：注浆材料为M20水泥砂浆。
③采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内，注浆压力0.5～1.0MPa，持压10min后停止注浆。
④注浆量应满足设计要求，若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。
⑤注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。
3.1.2进洞施工方法
洞口土石方开挖到达明暗洞交界处形成台阶，施做暗洞套拱和安装导向架，在台阶上施做超前大管棚支护。在超前大管棚施做完成后进行洞身开挖。尽可能减少明挖土石方数量，以保持地表的原始状态，刷坡后与时以锚、网、喷对地表加固。进洞段开挖应保持短进尺，用风镐配合挖掘机开挖，喷混凝土分两次进行，即开挖后初喷，架立钢架(钢架在拱脚处打锁脚锚杆防止拱顶下沉)，安装系统锚杆、挂网后复喷，与时封闭，保证支护质量。以“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤测量”作为进洞施工的指导方针。
施工前应注意核对洞口地形、地貌与标高等，如发现与设计不符时与时提出，以便修改设计和施工方法。
3.2洞身施工
3.2.1洞身开挖施工
隧道Ⅴ级围岩段采用台阶法开挖，台阶长度根据围岩成洞条件而定，一般地段台阶长度不大于10～50m,洞口段或围岩较差地段台阶长度3～5m。周边采用光面爆破减少对围岩的震动以控制成形。上台阶风钻钻孔，出渣采用装载机或挖掘机装渣，自卸汽车运渣至指定的弃渣场地。为确保施工安全测量与时进行。台阶法施工工序见“图3-2Ⅴ级围岩台阶法开挖施工工艺流程图”。
台阶法施工工序说明
第1步：开挖①部后与时进行上台阶喷、锚、网系统(或超前小导管)支护，架设钢架(或临时仰拱拱架)并复喷砼至设计厚度，形成较稳定的承载拱。
第2步：在滞后①部10～50m(围岩稳定性较差时台阶长度控制在3～10m，(拆除临时仰拱支护后或直接)开挖②部，并进行下导初期支护。
第3步：与时施作仰拱初支③部，使初支与早封闭成环。
第4步：施作④部仰拱砼、仰拱填充混凝土。
第5部：根据围岩量测结果，适时施作二次衬砌⑤部。

3.2.2钻爆设计
①设计原则
根据地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材等编制光面爆破设计方案。根据围岩特点合理选择周边眼间距与周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽眼加深20cm。严格控制周边眼装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。选用低密度低爆速、低猛度的炸药，本隧道统一采用矿用炸药，矿用雷管，采用微差爆破。
②钻爆参数的选择
通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照“表3-3光面爆破参数表”。
表3-3光面爆破参数表
岩石种类
周边眼间距
E(cm)
周边眼最小抵抗线
W(cm)
相对距离
E/W
装药集中度q
(kg/m)
极硬岩
50～60
55～75
0.8～0.85
0.25～0.3
硬岩
40～50
50～60
0.8～0.85
0.15～0.25
软质岩
35～45
45～60
0.75～0.8
0.07～0.12
③掏槽方式
采用中空直眼或斜眼掏槽。直眼掏槽操作较简单，钻孔方向易掌握，被广泛采用，洞身开挖采用直眼掏槽。
④装药结构与堵塞方式
周边眼装药结构：用小直径药卷间隔装药，其它眼均采用连续装药结构。所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于25cm。
⑤断面钻爆设计图
爆破参数计算表见表3-4，炮眼布置图见图3-5。
表3-4爆破参数计算表
部位
段别
炮眼名称
眼深(m)
眼数
单孔装药量(kg)
装药量(kg)
上台阶
1
掏槽眼
2.25
6
1.4
8.4
3
掏槽眼
2.25
6
1.2
7.2
5
掏槽眼
2.25
6
1.2
7.2
7~11
掘进眼
2.00
26
1.0
26
13
周边眼
2.00
42
0.8
33.6
19
底炮眼
2.00
8
1.0
8
下台阶
1~7
掘进眼
2.00
15
0.8
12
9
周边眼
2.00
10
1.0
10
11
底炮眼
2.00
10
1.0
10
合计

129

122.4
备注：综合经济指标：开挖断面面积：115m2，预计进尺1.8m，炮眼总数129个比钻孔数：1.5孔/m2，炸药量：122.4kg，炸药单耗：1.064kg/m2

图3-5爆破炮眼布置图
⑥爆破效果监测与爆破设计优化
爆破效果检查项目主要有：断面周边超欠挖检查；开挖轮廓圆顺度，开挖面平整检查；爆破进尺是否达到爆破设计要求；爆出石渣块是否适合装渣要求；炮眼痕迹保率，硬岩≥80％，中硬岩≥60％，并在开挖轮廓面上均匀分布；两次爆破衔接台阶不大于10cm。
爆破设计优化：每次爆破后检查爆破效果，分析原因与时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。
根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼。
根据爆破后石渣的块度大小修正装药参数。
根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，使爆破眼底基本落在同一断面上。
3.2.3洞身支护施工
初期支护施工工序流程为：超前支护措施(超前小导管、超前锚杆等)→开挖后初喷混凝土→系统支护(锚杆、钢筋网、型钢钢架或格栅钢架)施工→复喷混凝土至设计厚度。
(1)超前小导管支护施工
隧道在施工Ⅴ级围岩地段时，由于围岩软弱破碎等，采用小导管超前支护。
①超前小导管施工工艺图见“图3-6超前小导管施工工艺图”。
施工准备
注浆孔孔位布置
洞外小导管加工
钻孔
清孔
注浆
打入小导管
结束
喷混凝土、安止浆墙
注浆质量综合检查
浆液配制
合格
不合格
压水试验

图3-6超前小导管施工工艺图
②施工方法
采用风钻钻孔，用锤击或钻机将小导管顶入，注浆泵注浆。
③施工技术措施
小导管的纵向搭接长度不小于设计，外插角满足规范要求，与线路中线方向大致平行。孔位钻设偏差不超过规范要求，孔眼长大于小导管长，钢管顶入长度不小于管长的90％，用高压风将管内砂石吹出。
(2)超前锚杆支护施工
隧道在施工Ⅳ级围岩地段时，由于围岩软弱、破碎等，采用超前锚杆支护。
锚杆施工工艺图见“图3-7超前锚杆施工工艺图”。
施工准备
注浆孔位布置
锚杆钻孔
注浆
戴杆头封堵帽
进入下道工序
浆液配制
不
合
格
合格
注浆质量综合检查

图3-7超前锚杆施工工艺图
②施工方法
采用风钻钻孔，用锤击或钻机将锚杆顶入，注浆泵注浆。
③施工技术措施
超前锚杆的纵向搭接长度不小于设计，外插角满足规范要求，与线路中线方向大致平行。孔位钻设偏差不超过10cm，孔眼长大于小导管长，锚杆顶入长度不小于杆体长的90％。
(3)钢(格栅)拱架施工
①制作
钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作，制作时严格按设计图纸进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢靠，加工后必须进行试拼检查，严禁不合格品进场。
②安装
钢架按设计要求安装，安装尺寸允许偏差：横向和高程为±5cm，垂直度±2°。钢架的下端设在稳固的地层上，拱脚高度低于上部开挖底线以下15～20cm。拱脚开挖超深时，加设28/a槽钢或混凝土垫块。安装后利用锁脚锚杆定位。超挖较大时，拱背喷填同级混凝土，以使支护与围岩密贴，控制其变形的进一步发展。两排钢架间用连接钢筋纵向连接牢固，以便形成整体受力结构。
钢拱架施工工艺框图见“图3-8钢拱架施工工艺框图”。
施工准备
连接钢筋加工
拱架拼装
检查

查

拱架架立
测量定位
断面检查
欠挖处理
洞外拱架加工，检查，倒运
焊接纵向连接筋
喷混凝土
结束
合格
返　工
合格
不合格
不合格

初喷混凝土

图3-8钢拱架施工工艺框图
施工准备
锚杆孔位布置
锚杆钻孔
注浆
戴杆头封堵帽
进入下道工序
浆液配制
不
合
格
合格
注浆质量综合检查
插入锚杆
图3-9中空注浆锚杆施工流程图
(4)中空注浆锚杆施工
首先按设计要求，在开挖面上准确画出需施设的锚杆孔位。钻孔方式同砂浆锚杆施工。检查导管孔达到标准后，安装锚杆并按设计比例配浆，采用注浆机注浆，注浆压力符合设计要求；一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。当注浆压力达到设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆，并保证锚杆孔浆液注满。最后在综合检查判定注浆质量合格后，用专用螺帽将锚杆头封堵，以防浆液倒流管外。中空注浆锚杆施工工艺框图见“图3-9中空注浆锚杆施工工艺流程图”。
(5)钢筋网铺设
图3-10湿喷混凝土工艺框图
前期准备
施喷面的清理
计量配料
拌合
砂、石、水泥、水、外加剂
混凝土搅拌站
装运喷料
现场喷射混凝土
综合检查
结束
加速凝剂
不合格
混凝土喷射机
补喷混凝土
合格
钢筋须经试验合格，使用前必须除锈，在洞外分片制作，安装时搭接长度不小于一个网格。人工铺设贴近岩面，与锚杆和钢架绑扎连接(或点焊焊接)牢固。钢筋网和钢架绑扎时，应绑在靠近岩面一侧，确保整体结构受力平衡。喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和控制风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。
(6)喷射混凝土
喷射混凝土采用湿喷工艺。工艺流程见“图3-10湿喷混凝土工艺框图”。
①喷射前处理危石，检查开挖断面净空尺寸，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理。
②用高压风水冲洗受喷面，设置控制喷混凝土厚度的标志。喷射作业分段、分片、分层，由下而上进行，有较大凹洼处，先喷射填平。
③喷嘴垂直于岩面，距受喷面0.8～1.2m，呈螺旋移动，风压0.5～0.7MPa。液态速凝剂由自动计量在喷嘴处掺入。
④喷射混凝土时按照施工工艺分段、分片，由下而上依次进行。一次喷射混凝土的最大厚度，拱部不得超过10cm，边墙不得超过15cm。分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。
⑤喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产。混凝土搅拌车运输混凝土，卸入湿喷机，湿喷机喷混凝土。
(7)锚杆施工
砂浆锚杆施工工艺框图见“图3-11砂浆锚杆施工工艺流程图”。
图3-11砂浆锚杆施工工艺流程图
进行下道工序
否
孔口处理
验收
固定锚杆
插入锚杆杆体
加工锚杆杆体
注浆准备
补孔
不合格
合格
测量定锚杆孔位
钻孔
清孔
验孔

填塞砂浆或锚杆药
合格

砂浆锚杆采用风钻钻锚杆孔，锚杆钻孔利用台架施钻，按照设计间排距，尽可能垂直结构面打入，高压风吹孔。再用风枪将锚杆送入孔内，并杆体位于孔位中央，用注浆泵将孔内注满早强砂浆，然后安装垫板，垫板必须用螺帽紧固在岩面上，增强锚杆与喷混凝土的综合支护作用。锚杆尾端尽量焊接在拱架上，以便共同受力。

3.2.4隧道不良地质与特殊地段施工方案
洞口浅埋偏压地层加固
本隧道洞口处于浅埋、岩性软、岩层破碎，线路右侧存在顺层偏压，施工前首先对洞顶存在的危岩落石进行处理，加强对山坡稳定的观测和监测，应先做好洞口的防排水设施，再进行洞口开挖，并作好洞口边仰坡防护，暗挖进洞前采取超前支护，设全环I20型钢钢架与φ42小导管或φ108mm大管棚超前支护。洞口段施工要以“短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤测量，步步为营，稳步前进”的原则进行施工。
施工顺序
本着“早进洞，晚出洞”的原则对洞口浅埋段进行施工，洞口浅埋段的施工顺序为：测量放线→截水天沟施工→边坡和仰坡的开挖与支护→护拱架立→护拱锁脚固定→立模并浇筑套拱钢筋混凝土→管棚施工→养护→回填→洞身暗挖和支护→仰拱、填充混凝土施工→拱墙混凝土施工。
施工方法
首先根据设计资料对截水天沟和边仰坡开挖轮廓进行测量放线，施做浅埋段的地表截水天沟，防止雨水冲刷边仰坡。自上向下逐级开挖边仰坡，开挖采用反铲进行，必要时采取爆破配合。坡面20～30cm采用人工进行，避免出现扰动围岩，随开挖与时进行支护。在超前支护的形式下进洞，暗挖采用带临时仰拱台阶法施工。
本隧道洞口地段均存在不同程度的顺层偏压问题，开挖采用台阶法光面爆破，最大程度减少对围岩的扰动，与时施做超前支护、初期支护，加强对偏压侧边墙的锚杆支护，抑制围岩的偏压变形，尽早进行模筑衬砌。
3.3出渣与运输
隧道出渣均采用无轨运输，采用装载机装渣，自卸汽车运输，仰拱填充工作面设仰拱栈桥通过，自卸汽车运输至弃渣场，龙头山隧道弃渣约31万方。
3.4结构防排水工程施工
隧道采取“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则；在地下水与地表水联系密切且对水环境有严格要求的地段，采取“以堵为主，限量排放”的原则，隧道衬砌结构防水等级应满足现行国家标准《地下工程防水技术规范》(GB50108)的一级标准、衬砌表面无湿渍。
防排水体系设计为：环向φ50打孔波纹管(纵向间距8m/环，水量大时适当加密)＋分离式无纺布＋EVA防水板+P10抗渗衬砌砼。二次衬砌环向施工缝拱墙设背贴式橡胶止水带＋中埋式橡胶止水带，仰拱设中埋式橡胶止水带；纵向施工缝设钢边橡胶止水带＋橡胶止水条。变形缝拱墙部位设中埋式橡胶止水带＋背贴式橡胶止水带、沥青木丝板填缝与聚硫密封胶(内侧设置排水暗槽引排渗入水)。纵向设打孔波纹管，环向盲管与纵向盲管均直接与隧道侧沟连通，纵向盲管中部设置泄水孔连通隧道侧。
(1)盲管、泄水孔施工
①环向排水盲管施作方法
隧道初期支护与防水板间设φ50环向打孔波纹管，在墙脚处与隧道纵向φ80打孔波纹管连通。在水量较大地段适当加密。
②纵向排水盲管施作方法图3-12防水层施工工艺流程图
基面处理
基面验收
铺设无纺布
射钉塑料圈固定
铺设防水板
检查
对防水层进行保护
下一工序
不合格
不合格
合格
安设排水盲管
合格
纵向排水盲管沿纵向布设于隧道左、右墙脚外，纵向排水盲管采用打孔波纹管，中间设PVC管与隧道中心沟相连。按规定划线，以使盲管位置准确合理，盲管安设的坡度与线路坡度一致。将膨胀锚栓打入定位孔或用锚固剂将钢筋头预埋在定位孔中，固定钉安装在盲管的两侧。用无纺布包裹盲管，用扎丝捆好；用卡子卡住盲管，然后固定在膨胀螺栓上。
③泄水孔施作方法
泄水孔是设于衬砌边墙下部的出水孔道，它将盲管流来的水直接泄入隧道内的纵向排水沟。泄水孔的施作，有两种方法：
a、在立边墙模板时，就安设泄水管，并特别注意使其里端与盲管接通，外端穿过模板。泄水管可用钢管，竹管，塑料管、蜡封纸管等。这种方法主要用于水量较大时。
b、当水量较小时，则可以待模筑边墙混凝土拆模后，再根据记录的盲管位置钻泄水孔。泄水孔的位置应按设计要求设置。
(2)防水层施工
初期支护与二次衬砌间设土工布和防水板作为防水层，材质符合设计要求标准。防水层施工流程图见“图3-12防水层施工工艺流程图”。
①基面处理
基面处理：铺设防水层前对初期支护大致找平，边墙与拱部补喷找平、底部砂浆找平。对外露的锚杆等切除、磨平，水泥砂浆封堵找平等。
出水点处理：在铺设防水板前，初期支护喷层表面漏水与时处理，采用注浆堵水或埋设排水管直接排水到边沟，应保持基面的干燥。
②铺设无纺布
无纺布采用PVC热熔衬垫和水泥钉进行固定，水泥钉长度不小于50mm，PVC垫片密度拱顶3－4点/m2,边墙2－3点/m2，无纺布必须与岩面紧贴，两幅无纺布边缘搭接宽度原则上不小于30cm。
③铺设防水板
防水板采用无钉铺设方法，一次铺设长度根据混凝土循环灌筑长度确定，铺设前先行试铺，再加以调整。防水板采用无钉孔铺设，即先将无纺布固定到预定位置，然后手动电热熔接器加热，使防水板焊接在固定无纺布专用热熔衬垫上。
④防水板焊(粘)接
防水板接缝采用热合机自动焊缝形成或专用胶粘结，即将两层防水板的边缘搭接不小于15cm，焊缝为2条，单条焊缝宽度不小于1.5cm；当纵向接缝与环向接缝成十字交叉时(十字形接缝)，事先对纵向接缝外的多余搭接部分齐根处削去，将台阶修理成斜面并整平。
⑤防水板质量检查和处理
a、外观检查:防水板铺设均匀连续，焊缝宽度和搭接宽度必须满足设计要求，接缝应平顺、无褶皱、均匀连续，无假焊、漏焊(粘)、焊穿或夹层等现象。
b、接缝质量检查:防水板搭接用热合机进行焊接，接缝为双面缝，中间留出空隙以便充气检查。检查数量采取随机抽样的原则，为保证质量，每天每台热合机焊接应制取一个试样，注明取样位置、焊接操作者与日期，供试验检查之用。
c、要保持防水层接头处的洁净、干燥，同时在下一阶段施工前不得将其弄破损。
d、二衬混凝土浇筑前加强对防水层的保护，注意钢筋的运输与绑扎过程中可能对防水板产生的损伤，发现层面有破损与时修补。
⑥铺设防水板的施工技术措施
防水板铺设前，先割除混凝土衬砌表面外露的锚杆头，钢筋尖头等硬物，凸凹不平处需先喷平，使混凝土表面平顺；局部漏水处需先进行处理。防水板，特别是在凸凹较大的基面上，要预留足够的松散系数，使其留有余地，并在断面变化处增加悬挂点，保证缓冲面与混凝土表面密贴。同时做好防水板与泄水孔的密闭性连接。
铺设防水板地段距开挖工作面不小于爆破安全距离。
衬砌混凝土灌筑前检查防水板质量，灌筑衬砌混凝土时，不损坏防水板。
防水板和无纺布是易燃物品，一旦引燃，将造成火灾，因此工作区内禁止烟火，并设消防设施和高压水管备用。
(3)止水带、止水条施工
止水带埋设位置应准确，其中间空心圆环应与变形缝重合。止水带固定在挡头模板上，先安装一端，浇筑混凝土时另一端用箱型模板保护，固定时只能在止水带的允许部位上穿孔打洞，不得损坏止水带本体部分；固定止水带时，防止止水带偏移，以免单侧缩短，影响止水效果。止水带定位时，为使其在界面部位保持平展，不得使橡胶止水带翻滚、扭结，如发现有扭结不展现象应与时进行调正。
止水带横向位置偏差不应超过5cm，止水带纵向位置偏离中心不能超过3cm。用角尺检查止水带与二次衬砌端头模板是否正交。
橡胶止水带接头必须粘接良好，不得采用不加处理的“搭接”。粘接前做好接头表面的清刷与打毛，接头处选在二次衬砌结构应力较小的部位，粘接可采用热硫化连接的方法，搭接长度不得小于10cm，焊接缝宽不小于50mm。
接头处上下止水带的压茬方向，此方向以排水畅通、将水外引为正确方向，即上部止水带靠近围岩，下部止水带靠近隧道二次衬砌。接头强度用手轻撕接头来检查。接头外观要平整光洁。抗拉伸强度不低于母材的80%；不合格时重新焊接或粘接。
拆除混凝土模板后，凿毛施工缝，用钢丝刷清除界面上的浮渣，并涂2～5mm厚的水泥浆，待其表面干燥后，用配套的胶粘剂或水泥钉固定止水条，再浇注下一环混凝土。
止水条在拆模后对刚脱模的混凝土端头横截面的中部进行凿槽处理，槽的深度为止水条厚度的一半，宽度为止水条宽度，然后进行清洗，在灌筑下循环混凝土之前，将止水条粘贴在槽中，然后模板台车定位，灌筑下循环的混凝土。
(4)抗渗混凝土施工
隧道采用抗渗混凝土施工，二衬混凝土抗渗等级不小于设计P10。因此选用合格的原材料，进行选配混凝土配合比，严格控制外加剂的品质和掺量，严格搅拌时间和运输过程的时间控制，使混凝土浇筑过程做到连续，振捣密实，保护层达到规定要求等措施保混凝土抗渗性指标达到要求。
(5)衬砌背后回填压浆
二次衬砌拱顶预留注浆孔，注浆管3～5m纵向布设1或2处，两端分别与预设的φ20镀锌钢管注浆口连接。配合比满足设计要求。回填注浆压力：初压0.5～1.0MPa，终压2.0MPa。
3.5二次衬砌与预埋件施工
隧道二次衬砌采用防水混凝土，仰拱与隧底填充施工在隧道底部开挖支护完成后，与时全幅分段施工，为确保洞内交通不中断，采用仰拱栈桥方式。拱墙二次衬砌在围岩变形基本稳定后采用液压衬砌台车与时进行跟进。
二次衬砌施工工艺框图见“图3-13二次衬砌施工工艺框图”。
(1)仰拱和填充施工
①仰拱施工
布设轨道
台车移位
中线控制、顶模中心高及边模净空检测
台车就位
模板整修
涂脱模剂
止水带安装
预埋件
基仓清理
台车加固
输送管道安装
挡头板安装
混凝土浇筑
拆模
养护
标养，同养
取样做混凝土试件
混凝土生产、运输
轨道标高
测量控制
轨距
输送泵
台车拼装
定制台车
衬砌背后压浆
仰拱、填充超前，提前一板衬砌完成钢筋绑扎
从仰拱开挖到灌筑混凝土之间，隧道受力是处于最不稳定的状态，根据情况开挖仰拱会产生边墙挤出和下沉，围岩条件差时，迅速灌筑混凝土，用仰拱闭合断面。在比较良好的围岩中，没有必要急于断面闭合时，可在不妨碍掌子面开挖作业的距离上，施作仰拱。
图3-13二次衬砌施工工艺框图

仰拱施工前，先将隧底虚渣、杂物、积水等清除干净。施工前先复核仰拱断面尺寸，不允许出现欠挖，超挖部分采用同级混凝土回填。
仰拱分段施工，钢筋在洞外预制，浇筑采用仰拱大样板由中心向两侧对称施工，一次完成，仰拱混凝土采用插入式振捣器，加强振捣，保证混凝土施工质量。
仰拱施工与掘进工作平行进行，为解决仰拱施工和其他工序的干扰问题，自制仰拱栈桥度车，形成立体交叉平行作业体系，减少施工干扰。仰拱栈桥示意图见“图3-14仰拱栈桥示意图”。
预留的弃渣段
前方为开挖面
完工的仰拱
预作的仰拱

图3-14仰拱栈桥示意图
②仰拱填充
仰拱混凝土达到设计强度70%后，方可灌筑隧底