初期支护施工专项方案.doc

隧道初期支护施工专项方案
1、 工程概况
1.1工程规模
本工程为京新高速集呼段。本标段为第二合同段三分部，路线全长23.814公里，起点桩号为K194+000，终点桩号为K217+814.698。本合同段内设旗下营隧道，隧道采用分离式、双向六车道。隧道左洞长度为860米，右洞长度为900米
隧道均采用复合式衬砌，衬砌断面采用三心圆内轮廓。内轮廓面积102.88㎡（含仰拱），净空周长40.39m。隧道明洞按明挖法施工，暗洞均按新奥法原理进行施工。
1.2工程地质
该隧道区属剥蚀丘陵山地地貌，地形起伏较大。隧道范围内中线高程1279.4m~1350.5m，最大高差约71.1m，山体自然坡度10~40°，植被不发育。进出口均处于山前斜坡地带，山坡处于基本稳定状态。隧址区仅狭窄山路通过，交通条件差。
根据区域地质资料，结合本次地质调查结果，隧址区下伏基岩为上太古界集宁群花岗岩，未见不良地质构造发育，区域地质较稳定。

围岩类别及支护参数根据施工图设计，初期支护采用Ф25中空注浆锚杆、φ8钢筋网、工字钢拱架和C25喷射混凝土。
支护参数为：
围岩级别
喷C25砼(cm)
钢筋网、间距
锚杆
钢格栅
部位
Ⅴ级浅埋
28
Ф8焊网@15*15双层
Ф25*5中空注浆锚杆L=4米，间距0.5*0.8米
I22b工字钢，纵向间距50cm
拱部、仰拱
Ⅴ级深埋
26
Ф8焊网@20*20双层
Ф25*5中空注浆锚杆L=4米，间距0.6*1.0米
I20b工字钢，纵向间距60cm
拱部、仰拱
Ⅳ级深埋
24
Ф8焊网@20*20单层
Ф25*5中空注浆锚杆L=3.5米，间距0.8*1.0米
I18b工字钢纵向间距0.8cm
拱部、仰拱

1.3 具体目标
1.3.1 质量目标
工程质量达到国家优质工程标准。
1.3.2 工期目标
隧道计划于2011年6月1日开工，于2012年10月31日完成。
1.3.3 安全生产目标
杜绝因工亡人事故，避免重伤，因工受伤率控制在1.5‰以下。
2、施工准备
2.1技术准备
施工前认真熟悉图纸和复核图纸，了解设计意图，并查找相应的施工技术规范，了解施工工艺。编制施工方案，对作业人员进行技术和安全交底。
2.2工料机准备
2.2.1根据现场实际情况配备劳动力，每个作业面工班班组配置如下。
每个作业面班组配置表
序号
工班
人数
备 注
1
钻锚班
11
钻孔、锚杆安装、注浆
2
架子工班
5
架立格栅钢拱架，铺设钢筋网、搭设工作平台
3
钢筋班
16
钢筋网加工、锚杆加工、格栅钢架加工
4
混凝土班
8
喷射混凝土
2.2.2 机械设备准备

每个作业面主要机具使用表
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
1
凿岩机
YT28
台
6

2
湿喷机
TK961
台
1

3
压浆泵
AG20E
台
2

4
5
空压机
空压机
20m3
10m3
台
台
1
1

6
钢筋加工设备

套
2

3、 施工组织机构
工程总体负责人：王腊 工程技术负责人：罗建丰
施工生产负责人：张波 工程质检工程师：王鑫
现场技术负责人：赵亮
施工现场负责人：陈华
4、施工方案
4.1初期支护工艺流程见下

开挖、找顶完成
测量中线、水平
初喷30-50㎜厚混凝土封闭围岩及掌子面面
施工锚杆

安装钢筋网
钢架安装
复喷混凝土至设计厚度
进入下一道工序
修凿欠挖部分
锚杆准备
钢筋网准备
喷混凝土准备
钢架制作

4.2中空注浆锚杆施工
洞身开挖后，检查开挖断面，然后初喷3~5cm后及时施打锚杆，永久支护一侧采用中空注浆锚杆，靠中导坑一侧采用普通砂浆锚杆。
(1)中空注浆锚杆
采用Ф25中空注浆锚杆，IV围岩深埋采用L=3.5米，间距为80（纵）*100（环）；V级围岩深埋采用L=4米，间距为60（纵）*100（环）。V级围岩浅埋采用L=4米，间距为50（纵）*80（环）。
①中空注浆锚杆施工工艺流程：
初喷砼
测量布点
钻 孔
安装锚杆钻进
安装止浆塞
注 浆
封 口
复喷砼
检查孔口是否畅通

②施工方法
a.施工准备
注浆浆液采用水泥浆，施工准备阶段主要完成有关水泥相关试验和水质试验，进行浆液配合比设计及相关试验。
b.放样、钻机就位
锚杆孔开孔前作好测量工作，按设计要求布孔并做好标记，孔位允许偏差±15mm 。布孔完成后，锚杆钻机就位，使钻机钻杆与锚杆设计孔轴线重合，用三角角度尺检查。
c.成孔
采用锚杆钻机钻孔，确保钻孔与围岩面垂直。利用短杆冲孔，然后接长钻杆钻孔到设计长度。锚孔位置、方向、孔径严格控制，锚孔钻完后用高压风清孔。
d.锚杆杆体安装
组装中空注浆锚杆杆体，人工辅助锚杆钻机安装，锚杆边旋转边装入锚孔。杆体安装完成后，安装止浆塞、垫板、球形螺母，利用中空锚杆扳手拧紧。安装锚杆垫板时确保垫板与锚杆垂直，并与初喷砼面密贴紧压。
e.注浆
利用专用高压注浆泵通过锚杆杆体预留通道接孔口注浆。当与水平倾角超过450时，利用排气管排气；当与水平线倾角小于450时，自然排气，确保锚杆孔内注浆饱满。
注浆浆液配合比设计：注浆采用水泥浆，水灰比按批准配比执行，根据已有资料及现场注浆试验选定注浆压力范围，确定浆液扩散半径r的大小。
单孔注浆量Q注=2∏rhηβ,式中：r—浆液扩散半径，m；h—压浆段有效长度，m;η—岩石裂隙率；β—浆液在裂隙内的有效填充系数。
洞内注浆结束的标准：注浆压力控制在0.5~1.0MPa范围内。
(2)普通砂浆锚杆施工工艺流程为：钻孔—注浆—插入杆体。锚杆钻孔圆而直，孔口岩面应平整，并使岩面与钻孔方向垂直，安装锚杆时使托板紧贴岩面。锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
4.3钢筋网制作、安装
钢筋网片根据开挖进尺在钢筋加工场按1.0m宽，2.5~3.2m长加工，采用ф8钢筋网，间距200×200㎜、150×150㎜，在现场安装焊接。在锚杆施作后安设钢筋网，钢筋类型及网格间距按设计要求施作，钢筋网根据支护岩面的实际起伏状况铺设，并在初喷砼后进行，与被支护岩面间隙约3cm，两钢筋网的搭接长度为不小于25cm，钢筋网与钢筋网连接处、钢筋网与锚杆连接处用细铁丝绑扎或点焊在一起，使钢筋网在喷射时不易晃动。钢筋网在洞外加工成片，在洞内再连接起来形成整体。
4.4钢架施工
施工工艺流程图如下：
喷混凝土
焊接纵向连接筋
钢架安装
挂钢筋网
安装准备
测量定位
断面欠挖处理
底部浮渣消除
钢筋网制作
钢架制作

钢架制作安装及挂网工艺流程图
钢架种类：隧道初期支护以喷射混凝土、锚杆、钢筋网为主要支护手段，Ⅳ级和Ⅴ级围岩以工字钢拱架为初期支护的加劲措施，Ⅴ级围岩浅埋段单侧壁导坑开挖时的临时支护采用工字钢拱架。钢拱架制作安装过程：加工场制作→现场拼装→测量定位→洞内架立→固定连接。施工要点为：
①钢架在洞外事先制作加工，加工成型后在模架上进行试拼装，拼装误差在±3mm以内。分段焊接，洞内组装。
②安设钢架时，必须准确定位，保证其安装精度，每榀拱架组合时，其间的连接板要对齐密贴。
③钢架按设计位置架设，与初喷砼面尽量靠近，但留2－3cm的间隙作为砼保护层。当钢架与初喷砼面的间隙过大时应设垫块固定牢靠。钢架垂直于隧道中线，上下左右允许偏差±5cm，斜度小于2°。
④钢架应尽可能多地与锚杆露头及钢筋网焊接，以增强其联合支护的效应。
⑤为确保钢架的整体受力和稳定，并防止拱架下沉，在施工时，使用Ф16纵向连接钢筋将各榀钢架连成一体外，将拱架脚置于坚硬的岩石上且焊在锁脚锚杆上，并与径向锚杆焊为一体。
⑥钢架安装是分段安装，因此在加工制作时与开挖断面相适应，接头连接牢固，并且加强测量放样确保在同一平面内。钢架在地面钢筋场地分节加工成型，在现场安装。
⑦临时支撑工字钢采用冷弯制作，按照设计分段预制。钢架分片之间采用钢板打眼，螺栓连接。安装时先由测量人员进行测量定位，然后人工将拱部和支护部位的钢架用螺栓连接，架立钢板与支撑钢件焊接牢固。下一道工序和上一道工序的钢架采用螺栓连接，至形成整个断面的闭合环。
4.5喷射混凝土作业
（1）湿喷混凝土施工流程
湿喷混凝土施工具有粉尘少、回弹少，水灰比可控，一次喷射混凝土较厚等优点。选用TK961型湿喷机，混凝土搅拌运输车运输混凝土至工作面。
湿喷作业示意图：

水泥 减水剂 成品砼运输
搅拌机
转子活塞凸轮喂料机构
速凝剂计量掺加系统

水 喷射管
压
砂 缩
空 速凝剂管
骨料(5-15mm) 外掺剂 气
喷嘴
（2）湿喷混凝土施工方法及技术措施
①原材料要求：
a.水泥：为42.5级普通硅酸盐水泥。
b.粗细骨料：石子粒径不大于15毫米；砂子细度模数为2.5～3.0，含水率5～7%。
c.减水剂：为满足砼坍落度及品质要求，选用高效减水剂，减水剂掺量一般为水泥重量0.4%～1.0%。
d.速凝剂：必须采用合格的产品。最佳掺量通过试验确定，并在使用时准确计量。
②喷砼作业：
a.系统风压应保证不小于0.5Mpa，风量不小于10m3/min。
b.喷射前，应先清洗干净岩面，保证良好接触。
c.喷头距岩面距离以0.6m～1.0m为宜，喷头应垂直受喷面，喷初期支护钢架时，可将喷头稍加偏斜，角度大于70°。喷射路线应先边墙后拱部，分区、分段“S”形运动，喷头作连续不断的圆周运动，后一圈压前一圈1/3，螺旋状喷射。
d.当岩面普遍渗水时，可先喷砂浆，并根据试验，适当加大速凝剂掺量，在保证初喷后，按原配比施工。当局部出水量较大时，采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施，将水引导疏出后，再喷砼。
e、为保证喷砼厚度，喷之前在受喷面埋设一定长度的钢筋棍（或铁丝），喷之前与喷之后剩余钢筋棍（或铁丝）的长度差值即为喷砼厚度。
5、施工时注意事项
5.1电气焊
（1）焊工持证上岗，工作时穿绝缘鞋、戴电焊手套、防护面罩、护目镜等防护用品。
（2）焊接作业现场周围10米内不得堆放易燃易爆物品。
（3）作业前检查焊机、线路、料机外壳保护接零，确认安全。
（4）焊把线不得放在电弧附近或炽热的痕缝旁，不得碾压焊把线。
（5）氧气瓶和乙炔瓶保持距离在5米以上，与焊炬、割炬和其他明火不小于10米。
（6）电焊机必须设单独的电源开关，自动断电装置。外壳设可靠的保护接零；
5.2钻孔
（1）凿岩台车或钻孔人员到达工地地点时，首先检查工作面是否处于安全状态，如支护、顶板及两帮是否牢固，如有松动的岩石，立即加以支护或处理。
（2）严禁在残眼中继续钻眼。
（3）不在工作面拆卸修理凿岩设备。
（4）钻眼遵守起重和高处作业等有关安全规则进行有效安全防护。
5.3安装作业
锚杆、钢架、钢筋网安装是初期支护施工中的重要环节，必须严格按照规范施工，以保证初期支护的质量及施工过程中的安全，具体注意以下几点：
（1）检查钢材材料、类型、规格、质量以及性能是否与设计相符。
（2）安装药卷锚杆前要对杆体进行整直、除锈和除油。
（3）径向锚杆尾端与钢架焊接。
（4）锚杆及超前钢管插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。
（5）钢架及锚杆安装前对掌子面找顶，防止落石伤人。
（6）喷砼及注浆作业，要按规范带好防护用品，保证施工人员人身安全。
（7）注浆施工注意注浆机具的维修保养，消除机具的不稳定状态存在的隐患。
（8）注浆机按规范进行操作，避免因操作人员的不稳定因素发生事故。
（9）锚杆安装后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物。
6、质量保证体系及措施
质量目标：争创国优工程。
分项工程全部合格，分部、单位工程全部合格。
6.1质量保证体系
项目部成立以项目经理为领导的质量管理组织机构，项目副经理、项目总工协助项目经理进行工程质量的管理工作，机构下设工程技术部、机械材料部、测量组、经营部、试验室。各部室设有负责人对本部工作进行监管。工程技术部对工程中施工方案、技术交底等进行管理，按照《公路工程质量评定标准》进行工程的质量评定，每道工序施工后及时约请驻地监理工程师对其进行验收，合格后方可进行下道工序。测量组对施工结构物进行放样，严格控制其平面位置、高程，并及时上报各项数据约请监理工程师进行报验。机械材料部设专人对材料和施工机械进行管理，按照各项规章制度严格控制材料质量，每项材料进出库手续齐全。经营部及时上报计量支付，做好进度计划和工程的成本控制工作。试验室对各个工序进行严格控制，及时完成各项施工数据的收集，上报工作。各部室互相配合、协调使施工顺利进行。
6.2质量保证措施
6.2.1建立以项目经理为质量第一责任人的质量保证体系。制定各部门人员的岗位职责，做到责任明确，目标清楚，任务到人。
6.2.2强化质量责任意识教育，组织技术人员、质检人员、工班长、领工员等学习设计图纸、质量标准、施工方案及施工技术规范。
6.2.3坚持岗位培训及持证上岗制度。在开工前做好技术交底工作。坚持“三检、四按、五不准、六做到”，即：三检：“自检、互检、交接检”。四按：“按图纸、按规范、按工艺、按标准”。五不准：“资料不全不准开工；材料不合格不准进场；测量不闭合不准使用；上道工序不合格不准进行下道工序；达不到质量标准不准交工验收”。六做到：“方案做到合理；技术资料做到齐全；质量检验做到可靠；施工试验做到真实；测量数据做到准确；施工方法做到正确”。
6.2.4 严格执行各项规章制度、操作规程和质量标准，认真落实施工组织设计和技术措施及质量计划。
6.2.5 强化现场质量检验机构，建立健全各种质量管理制度，加强验收工作，分工负责，责任明确。
6.2.6 严把原材料及半成品的质量关，各种原材料应有出厂合格证，原材料的材质、规格、型号应符合设计文件规定，及时送检验室。
6.2.7 严格执行隐蔽验收签证，严格执行自检、互检、交接检制及专业检制度。
6.2.8加强施工监测工作，利用监测数据分析施工现况，对现场情况采取相应的处理办法。
6.2.9建立奖罚制度，对工作干的好的施工队伍、人员，及对工程做出贡献的人员给予一定的物质奖励，同时对不能按要求施工的队伍及个人视情节处以罚款。
7、安全保证措施
7.1在隧道洞口设置值班室，值班室24小时设专人值班。每天对进出隧道的所有人员进行登记，严禁不戴安全帽的人员及与施工无关的人员进入隧道。
7.2 隧道支护
⑴喷锚支护时，危石应清除，脚手架应牢固可靠，喷射手应配戴防护用品；机械各部应完好正常，压力应保持在0.2MPa左右；注浆管喷嘴严禁对人放置。
⑵ 当发现已喷射区段的围岩有较大变形或锚杆失效时，应立即在
该区段增设加强锚杆，其长度应不小于原锚杆长度的1.5倍。如喷砼后发现围岩突变或围岩变形量超过设计允许值时，宜用钢支架支护。
⑶ 当发现测量数据有不正常变化或突变，洞内或地表位移值，洞
内或地面出现裂缝以及喷层出现异常裂缝时，均应视为危险信号，必须立即通知作业人员撤离现场，待制定处理措施后才能继续施工。
⑷ 发生意外事故，要及时进行抢救，并及时上报，事后分析事故
原因，总结经验教训。
⑸站在渣堆上作业时，应注意渣堆的稳定，防止滑坍伤人。
风钻钻眼时，应先检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好；管子接头是否牢固，有无漏风；钻杆有无不直、带伤以及钻孔阻塞现象；湿式凿岩机的供水是否正常；不合要求者应予修理或更换。
⑹带支架的风钻钻眼时，必须将支架安置稳妥。风钻卡钻时应用板钳松动拔出，不可敲打，未关风前不得拆除钻杆。
⑺在工作面内不得拆卸、修理风钻。
⑻严禁在残眼中继续钻眼。
⑼钻孔台车进洞时要有专人指挥，认真检查道路状况和安全界限，其行走速度不得超过25m/min。台车在行走或待避时，应将机具收拢到放置位置，就位后不得倾斜，并应刹住车轮，防止移动。
7.3通风及防尘
⑴隧道作业允许环境标准：粉尘允许浓度：含有10%以上游离二氧化硅的粉尘，每立方米空气中不得大于2mg。氧气按体积计不得低于20%，瓦斯（沼气）或二氧化碳按体积计不得超过0.5%。一氧化碳浓度一般情况下不大于30mg/m3。氮化物（NO2）浓度在5~8 mg/m3以下。隧道内的气温不宜超过30度。
⑵隧道内空气成分每月应至少取样一次，风速、含尘量每月至少
检测一次。
⑶施工时宜采用湿式凿岩机钻孔，用水炮泥进行水封爆破以及潮
喷混凝土喷射等有利于减少粉尘浓度的施工工艺。
⑷防尘用水的固体质含量不应超过50mg/l，大肠杆菌不得超过3
个/l，水池应保持清洁，并有沉淀或过滤设施。
7.4材料运输遵守下列规定：
①洞内运输的车速不得超过：人力车5km/h；机动车在施工作业地段单车10 km/h，有牵引车及会车时5 km/h；机动车在非作业地段单车20 km/h，有牵引车时15 km/h，会车时10 km/h。
②车辆行驶中严禁超车。③在洞口、平交道口及施工狭窄地段应设置“缓行”标志，必要时应设专人指挥交通。④凡停放在接近车辆运行界限处的施工设备与机械，应在其外缘设置低压红色闪光灯，组成显示界限，以防止运输车辆碰撞。⑤在洞口倒车和转向时，必须开灯鸣号或有专人指挥。⑥洞内车辆相遇或有行人通行时，应关闭大灯光，改用近光或小灯光。
7.5预防触电事故的安全措施
（1）施工现场的临时用电，严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005的规定执行；
（2）临时用电工程的安装、维修和拆除，均由经过培训并取得上岗证的电工完成，非电工不准进行电工作业。
（3）电缆线路采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度及线距应符合安全规定，并应架在专用电杆上。做好机电设备接零，场地内和施工现场用电由电工进行连接，并配置标准配电箱。确保安全用电，防止人、机伤害事故发生。
（4）变压器必须设接地保护装置，其接地电阻不得大于4Q变压器设护栏，设门加锁，专人负责，近旁应悬挂“高压危险、切勿靠近”的警示牌。
（5）室内配电盘、配电柜前要在绝缘垫，并在安装漏电保护装置。
（6）种类电气开关和设备的金属外壳，均要设接地或接零保护。
（7）配电箱要能防火、防雨，箱内不得存放杂物并应设门加锁，专人管理
（8）移动的电气设备的供电线应使用橡套电缆，穿过行车道时，应穿管并埋地敷设，破损电缆不得往用。
（9）检修电气设备时应停电作业，电源箱或开关握柄应挂“有人操作，严禁合闸”的警示片或设专人看管，必须带电作业时应经有关部门批准。
（10）现场架设的电力线，不得使用裸导线，临时敷设的电线路，不准挂在钢筋模板的脚手架上，必须安设绝缘支承物。
（11）施工现场用的手持照明灯应采用36V的安全电压，在潮湿基坑洞室掘用的照明灯应采用12V的电压。
（12）未经领导同意，严禁个人乱拉、乱接照明灯或其他用电器。
（13）严禁其它金属丝代替熔断丝。
7.6施工现场严禁违章作业，违章指挥作业。如发现上述情况项目
部将严肃处理，视情况轻则罚款，重则开除出施工工地。
8、环境保护措施
8.1合理规划施工用地
严格按设计要求的征地范围和数量进行用地拆迁，严禁超出征地范围进行施工。
进行施工总平面布置时，小临设施在满足工程需要的前提下尽量少占地，特别是农田，各种临时房屋坚持因地制宜、简易方便的原则就近设置，充分利用荒山、荒坡，发挥线路附近的现有道路和房屋场地条件。
8.2临时工程环境保护
施工便道采用泥结碎石路面，定期洒水养护，减少车辆行驶扬尘，合理布置大型临时设施及施工营地，生活垃圾定点存放，掩埋覆盖或集中处理。
临时工程占地完工后及时恢复，植树绿化。工程竣工后对取土场、弃土场、生活、生产用地及施工便道等按照当地环保部门的要求进行整治，同时修筑好排水系统，防止水土流失。
8.3植被保护
施工期间对施工人员加强保护自然资源及野生动植物的教育，严禁偷猎和随意砍伐，限制施工人员和车辆的活动范围，在划定的区域内作业。
保护原有植被。便道选线、营地选址尽量少占或绕避林地、耕地，对合同规定的施工界限外的植物、树木等尽力维护，砍伐树木和其他经济植物时，事先征得所有者和管理者的批示同意，严禁超范围砍伐，工程完工后及时进行现场清理，复垦或绿化。
8.4生活区环境保护措施
生活区临时工程的修建本着节约用地、方便生活、利于生产、保护植被的原则。统筹安排，合理选址，并经业主、当地环保部门审批，主动接受监督检查。
生活区的设置要相对集中，选择避风向阳、交通方便、距水源近的地段，设置必要的公共卫生设施，集中建立垃圾处理设施、废水净化池、化粪池，按照环保部门的要求定期清理，避免生活垃圾污染环境。
临时工程的修建、拆除时，产生的废弃物，按照汇报部门的要求弃于指定地点处理。
8.5 防止大气、噪声、水污染的措施
8.5.1防止大气污染措施
施工现场的临时道路采用泥结碎石路面，经常洒水湿润，减少道路扬尘。运输车辆加以覆盖，减少遗洒，垃圾定期处理，严禁焚烧有毒废料。
8.5.2防止噪声措施
施工噪声主要包括施工现场、机械作业时和车辆运输时产生的噪声。为减少噪声影响，机械设备选型配套时优先考虑低噪声设备，尽可能采取液压设备和摩擦设备代替振动式设备，并采取消声、隔音、安装防震底座等改进措施，同时加强机械设备的维修保养，保证机械设备的完好率，确保施工噪声达到环境保护标准要求。
合理布置施工和生活区域，利用距离和必要的声屏障降低噪声。各种管理安装固定，减少阻力和摩擦产生的噪声。进入施工现场的机械车辆少鸣笛、不急刹、不带故障运行，减少噪声。
8.5.3防止水污染的措施
施工及生活废水的排放应遵循清污分流、雨污分流的原则，各种施工废油、废液集中储积，集中处理，严禁乱流乱淌，防止污染水源，破坏环境。隧道口设置两级沉淀池，对生活污水、隧道内排出的水及拌和站、洗罐车的废水进行处理，符合要求后排放。

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