断面隧道施工方案.doc

断面隧道施工综合技术方案
一、施工方法选择与适用条件
（一）全断面法施工
适用于Ⅰ~Ⅱ级围岩地段，Ⅲ级围岩单线隧道在采用预加固措施后也可适用。本方案在Ⅱ级围岩段采用多功能台架凿岩机钻孔，全断面一次开挖成型，循环进尺控制在3~5米。施工特点包括作业空间大、机械化程度高（配套XG951C侧式装载机装碴）、工序干扰小，能最大程度减少对围岩的扰动。光面爆破技术的应用可使开挖轮廓平整度达90%以上，超挖量控制在15cm以内。
（二）台阶法施工
针对Ⅲ~Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，分上、下两个断面平行作业。台阶长度根据围岩稳定性确定：Ⅲ级围岩采用长台阶（50~100m），Ⅳ级围岩采用短台阶（5~50m）。上台阶高度控制在3.5~4.5m，采用风动凿岩机钻孔；下台阶滞后上台阶5~10m，配备ITC312挖装机装碴。当遇软弱夹层时，采用三台阶临时仰拱法，台阶间设置2m宽临时仰拱，形成闭合支护体系。
（三）环形开挖预留关键土法
用于Ⅴ~Ⅵ级围岩地段，环形拱部开挖高度2.5~3m，每循环进尺0.5~1.0m。核心土面积不小于开挖断面的50%，作为临时支撑保持掌子面稳定。钢支撑采用I20b工字钢，间距0.6~0.8m/榀，锁脚锚杆采用Φ25中空注浆锚杆，长度3.5m，每榀钢架设置4根。初期支护完成后及时施作仰拱，使支护体系快速闭合。
（四）双侧壁导坑法
在Ⅴ级围岩浅埋段及洞口不良地质段应用，导坑断面尺寸为6m×5m（宽×高），左右导坑错开15~20m施工。导坑开挖后立即施作25cm厚C25喷射混凝土+Φ8钢筋网（15×15cm）+I18工字钢支撑的联合支护。中隔壁拆除应在二次衬砌强度达70%后进行，采用跳段拆除方式，每段长度不超过10m。
二、关键施工工艺流程
（一）超前地质预报与支护
1. 地质雷达探测：采用300MHz天线在掌子面后方5m范围内进行扫描，预报距离15~30m，分辨率达5cm。对异常区域采用超前水平钻探验证，钻孔深度10~20m，每循环搭接5m。
2. 管棚支护：洞口段设置Φ108大管棚，长度30m，环向间距40cm，外插角1~3°。管棚采用丝扣连接，管壁钻设Φ10注浆孔（间距15cm），注浆材料为1:1水泥浆，注浆压力控制在0.8~1.2MPa。
3. 小导管注浆：在Ⅴ级围岩段采用Φ42×3.5mm超前小导管，长度4.5m，环向间距30cm。导管前端加工成锥形，尾部焊接Φ8加劲箍，注浆采用水泥-水玻璃双液浆，初凝时间控制在30~60s。
（二）钻爆作业控制
1. 全断面钻爆参数：周边眼间距45cm，抵抗线60cm，采用Φ25乳化炸药（药卷长20cm），导爆管毫秒雷管分段起爆。底板眼装药量增强15%，以克服岩石夹制作用。
2. 台阶法爆破设计：上台阶采用楔形掏槽，掏槽眼深度比其他炮眼深20cm；下台阶开挖时控制装药量，减少对上部支护的振动影响，振速监测值不超过15cm/s。
3. 爆破效果监测：每循环采用三维激光扫描检测超欠挖，Ⅲ级围岩超挖允许值为10cm（平均）、20cm（最大），Ⅳ级围岩分别为15cm和25cm。
（三）初期支护施工
1. 喷射混凝土：采用TK961湿喷机作业，工作风压0.4~0.6MPa，速凝剂掺量3%~5%。分初喷（4cm）和复喷（至设计厚度）两次施工，初喷在出碴后1小时内完成。
2. 锚杆施工：系统锚杆采用Φ22药卷锚杆（长度3m），间距1.2×1.2m，梅花形布置。安装后24小时内进行抗拔试验，抽检频率1%，最小值不小于设计值的90%。
3. 钢支撑安装：采用多功能台架架设，轴线偏差控制在±5cm，高程偏差±10cm。拱脚设置20cm厚C20混凝土垫块，纵向连接筋采用Φ20钢筋，环向间距1m。
（四）二次衬砌施工
1. 模板台车：采用12m长液压钢模台车，面板厚度10mm，支撑系统承载力不小于25kN/m²。台车定位后检查净空：拱顶高程±3cm，中线偏差±5mm。
2. 混凝土浇筑：采用HBT60输送泵连续灌注，坍落度控制在160~200mm。分层厚度50cm，振捣采用Φ50插入式振捣棒，每个振点持续时间20~30s。
3. 养护工艺：浇筑完成后12小时内覆盖保湿，养护期不少于14天。当环境温度低于5℃时，采用电热毯+棉被保温，确保混凝土强度增长满足规范要求。
三、测量监控与质量控制
（一）施工测量控制
1. 洞内控制网：布设双导线控制网，测角中误差±2.5″，边长相对中误差1/20000。每500m进行一次导线复核，确保贯通误差横向≤15mm，高程≤25mm。
2. 断面检测：采用徕卡TS60全站仪配隧道断面软件，每10m检测一个断面，每个断面测设20~30个点。数据实时传输至电脑生成断面图，超挖部位采用同级混凝土回填。
3. 三维坐标法：对渐变段采用三维坐标测量，沿隧道轴线每2m布设一个控制断面，计算各点设计坐标与实测坐标的偏差值，及时调整开挖参数。
（二）监控量测体系
1. 必测项目：
o 周边位移：采用数显收敛计，每5m布设一个监测断面，初期1~2次/天，稳定后1次/周。
o 拱顶下沉：精度0.1mm的水准仪，量测频率与周边位移同步。
o 净空变化：采用测杆配合钢卷尺，在关键断面设置3对测点。
2. 控制标准：Ⅲ级围岩允许位移值100mm，Ⅳ级围岩80mm，Ⅴ级围岩50mm。当位移速率＞5mm/d时，应暂停开挖，加强支护措施。
四、机械设备配置方案
设备类型
型号规格
数量
主要参数
凿岩台车
三臂液压凿岩台车
2台
钻孔直径Φ40~50mm，推进力18kN
装载机
XG951C侧卸式
3台
斗容3m³，卸载高度3.2m
自卸汽车
20t级
8台
最高车速60km/h，爬坡能力30°
湿喷机
TK961
4台
生产能力8m³/h，工作风压0.5MPa
管棚钻机
ZDY3200LPS
1台
钻孔深度50m，扭矩3200N·m
通风机
SDF-NO11.5
2台
风量2400m³/min，风压3500Pa
模板台车
12m液压钢模
2台
适应断面5~15m²，总重45t
混凝土输送泵
HBT60
2台
理论排量60m³/h，工作压力16MPa
五、安全保障措施
（一）围岩稳定性控制
1. 超前加固：在断层破碎带采用Φ108管棚（长度20m）+Φ42小导管（长度5m）双重支护，管棚注浆压力1.0~1.5MPa，小导管注浆压力0.5~1.0MPa。
2. 应急储备：掌子面储备20榀钢支撑、500m注浆锚杆及速凝混凝土，当出现塌方征兆时，可在30分钟内启动加固作业。
3. 爆破振动控制：采用毫秒微差爆破，最大一段起爆药量不超过30kg。距居民区300m内时，设置减振沟（深3m×宽2m），并监测振动速度。
（二）施工安全防护
1. 用电安全：洞内采用TN-S接零保护系统，动力线路采用380V三相五线制，照明电压36V。每100m设置应急照明，备用电源持续供电时间≥2小时。
2. 通风防尘：压入式通风管直径1.2m，距掌子面距离≤15m。作业人员配备自吸式防尘口罩，粉尘浓度控制在2mg/m³以下。
3. 防火措施：炸药库与雷管库间距≥30m，配备4kg干粉灭火器10个/500m。焊接作业时设置接火斗，易燃物品存放量不超过当班用量。
（三）应急预案
1. 突水突泥：在掌子面设置预警水位计，当涌水量＞10m³/h时启动预案。备用2台22kW排水泵（扬程50m），管路直径150mm，确保排水能力大于涌水量1.5倍。
2. 瓦斯防治：配备便携式瓦斯检测仪，报警浓度0.5%，断电浓度1.0%。爆破作业前检测瓦斯浓度，超过0.5%时严禁起爆。
3. 坍塌救援：储备20m长Φ108逃生管道，每节3m，连接采用法兰盘+密封圈。掌子面至安全区设置救生通道，确保紧急情况下人员快速撤离。
六、施工进度计划
采用Project软件编制四级进度计划体系，关键线路为：洞口工程→超前支护→洞身开挖→初期支护→二次衬砌。Ⅲ级围岩段月进度指标80~100m，Ⅳ级围岩50~70m，Ⅴ级围岩25~40m。设置3处施工支洞（间距800~1000m），实现多作业面平行施工。每月进行进度考核，当偏差超过10%时，采取增加资源投入或优化工序衔接等纠偏措施。
本方案通过动态调整施工方法、强化过程控制和严格执行监控量测，可确保不同地质条件下隧道断面施工的安全、质量与进度目标实现。施工中应特别注意软弱围岩段的支护及时性和支护体系的完整性，将"管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测"的原则贯穿施工全过程。