隧道工程施工.pdf

隧道工程施工（一）施工原则 采用大型施工机械配套施工，开挖出渣机械配套作业线、初期支护砼机械配套作业线与二次衬砌砼施工作业线相配合一条龙作业。软弱围岩坚持“短进尺、弱（不）爆破、快封闭、强支护、紧衬砌”的原则，开挖后仰拱及时跟上封闭成环。施工中进行超前地质预报，采用先进的量测探测技术对围岩提前做出判断，拟定相应的施工方案。（二）施工布置 土家湾隧道左右洞均采用对头单向施工，左、右洞口各布置一个隧道专业机械化施工队。隧道施工安排在冬季前完成洞门的开挖，并完成进洞施工。洞内施工开挖、出渣初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。隧道路面待贯通后中间向两侧洞口反向施工。根据地形地貌及工期要求，本隧道不设施工支洞。（1）洞口开挖 隧道施工便道修至洞口附近后，近洞口侧 60M 范围内及两洞口中间地带，用装载机辅以挖掘机整平压实，修建供风、供水、供电设施，并用作材料存放场地和机械停放场地。洞口及明洞在开挖过程自上而下分层开挖。施工机械以挖掘机为主，遇地层坚硬石质人工打眼松动爆破，运输采用 15t 太脱拉自卸车。（2）边坡防护 洞口开挖后的边仰坡面按设计整修平整，及时按设计进行防护，以防风化、雨水渗透而坍塌或滑坡。（3）洞门修筑，洞口施工程序框图 （三）施工方法 洞身采用上弧导预留核心法施工。主便道修至洞口 截水沟的开挖和修筑 施工场地的平整 修建洞口临时生产设洞口土方分层开挖 边坡临时防护 边坡修整 洞口排水沟的修筑 洞门施工 护面墙施工 洞门装饰 挖至路基设计高度 上部弧导坑及边墙导坑以人工风镐或隧道挖装机开挖为主，辅以弱爆破，开挖后及时采取支护措施。上弧导出渣由隧道挖装机挖至下半断面后，装入自卸车运走，上断面挖渣用人工配合，核心土开挖采用控制爆破，核心开挖后立即施作仰拱，衬砌采用全断面液压衬砌台车，砼输送车配砼输送泵灌注。施工注意事项 a.导坑开挖需进行爆破时，必须经工程师同意，反复检查支护安全可靠后，方可进行弱爆破。b.左、右边墙导坑必须交错施工，不得两边同时开挖。边墙围岩较差时分两层开挖。c.上部弧导坑比下断面开挖超前 5-7m，两工序可平行作业。d.核心土必须在初期支护封闭成环后再开挖，开挖时采用控制爆破措施以免损坏初期支护。e.施工中认真进行围岩量测工作，根据对围岩变化的观测及量测数据，考虑高速支护参数。深埋类围岩段和车行横洞采用正台阶开挖法施工。施工方法 上台阶开挖采用凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统、毫秒微差有序起爆，预留光爆层爆破。下半断面采用液压钻孔台车钻眼，光面爆破，上台阶由 ITC-312H 隧道挖装机装渣，下台阶由 CAT973 侧卸式装载机装渣，自卸车运渣。施工中合理调整工序，实行“钻爆、装渣、运输”机械化一条龙作业。隧道开挖后及时施作初期支护，下半断面开挖后仰拱紧跟。爆破方法 光面爆破采用直眼掏槽，小直径药卷间隔装药，见掏槽方式布置图及光面爆破装药结构图。起爆方式采用毫秒微差塑料导爆管有序起爆，采用合理的炮眼布置及光面爆破参数。装渣运输（1）施工机具、机械设备配置 上半断面出渣采用 ITC-312H 隧道挖装机装碴，3 台 5T 东风自卸汽车运渣。全断面开挖及下半断面开挖 CAT973 侧卸式装载机、CAT320 反铲挖掘机或隧道挖装机装渣，3-4 台 20T自卸汽车或 4-5 台 15T 太脱拉自卸汽车运渣。（2）出渣调度安排 洞内开挖 1Km 以内时，出渣运输过程中在洞内安排 2 台车，1 台装渣，1 台等待；洞外1 台驶往弃渣场，1 台在洞口等待。洞内开挖 1Km-1.5Km 以内时，出碴运输过程中在洞内安排 3 台车，1 台装渣，1 台等待，1 台行驶；洞外 1 台驶往弃渣场，1 台在洞口等待循环有序在进行，形成快速装运出渣线。洞内所有弃渣均运往路基作填料。（3）装渣运输循环时间 钻孔台车钻爆，每循环进尺 4m，开挖量按平均 80m3/m 计算，考虑松散系数 1.3，出渣量 416m3，沃尔沃自卸车容量按 15 m3 计，约需要 30 车运完，按 1 台装载机装 4 台自卸车计，约需 8 趟出完渣。装渣与运输比较，运输速度为时间控制点，按每循环车辆运行需 15-20分钟计算，出渣共需 120-150 分钟，考虑工序衔接，机械维修保养和装渣数量差异等情况，装渣运输循环时间平均按 180 分钟计算。初期支护 支护类型 本隧道初期支护共包括 R32 注浆锚杆、格栅钢架等型式，依据围岩类别及地表覆盖层厚度的不同而分别设置。施工支护紧随开挖面及时施工，以减少围岩暴露时间，控制围岩变形，防止围岩在短期内松驰。R32 注浆锚杆施工 注浆锚杆将注浆管和锚杆的功能合二为一，实现了注浆与锚固的一体化，在止浆塞的作用下，利用锚杆的中心孔注浆使浆液极其饱满，在一定的注浆压力作用下浆液可充分地充填围岩孔隙和裂缝，进一步改良围岩，锚杆外表的可联结螺纹，增加了锚杆的抗拨力，有利于各种配件的使用，使垫扳、螺母的安装较为简捷。R32 锚杆由锚头、全螺纹中空杆件、止浆塞垫板、螺母组成。A、锚头：由特种工程塑料制成，尖头开口便于注浆，锚头体中后部有倒刺便于悬挂锚杆，尾部有螺纹与锚杆联接。C、锚杆体：由优质天然钢管作基材，中空杆体可作注浆管，表面加工成连续螺纹，便于安装锚头、垫扳、螺母，同时表面连续的螺纹提高了杆件与砂浆的握裹力。B、止浆塞：注浆时封堵锚孔，实现有压注浆，改良围岩。D、垫扳：可将杆承受的荷载均匀地传递到围岩上。E、螺母：将杆体与垫板锁定在一起，将杆体承受的荷载经过垫板传递到围岩。围岩监控量测（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。（2）量测项目 根据隧道的地质条件，围岩特点，设计考虑进行如下项目的量测：拱顶下沉量测、围岩周边收敛量测、锚杆抗拨试验、围岩内部位移量测、地表沉降观测和掌子面地质支护状态观测，施工中根据具体情况增加其它量测项目，以满足施工需要。（3）施工监控流程 见围岩施工监控流程框图。（4）监控量测方法 隧道开挖支护时，及时埋入观测计或锚固件。拱顶下沉用精密水准仪悬挂钢卷尺进行量测，水平收敛用 ZW-3 型围岩收敛仪量测，锚杆抗拨试验用锚杆抗拨计，洞口浅埋段地表沉降观测采用精密水准仪，洞内外观察由有经验的工程师用地质罗盘、钢尺、地质锤等工具量测。（5）测点布置及量测频率 洞内拱顶下沉与水平收敛量测点布置在同一断面内，断面间距：II 类衬砌地段平均为5m。量测频率依据开挖后的时间、测点距开挖面的距离以及设计要求进行。（6）数据整理 在取得量测数据后，将同一断面的各种量测数据互相印证，以确认量测结果的可靠性：对位移等物理量随时间变化的时态曲线进行回归处理，监视时态曲线的变化规律，利用电子计算机进行数据处理，分析围岩变形的空间分布规律，了解围岩的稳定性特征。（7）信息反馈 用经验对量测情况进行信息反馈。通过对目测和位移量测结果的分析，对围岩稳定状态，施工方法和支护措施的安全情况进行评判，将评判结果反馈到设计和施工中，确定二次衬砌和仰拱施工时间，及时调整施工方法和支护设计参数。防水层铺设（1）洞外拼接 每次铺设防水层前，在洞外宽敞的平整场地上，将窄幅成品卷材拼接成大块，固化后备用。防水板长边的搭接宽度为 10cm,边涂刷胶粘剂边粘结，并用三合板和压碾在搭接处均匀擦压，以增加粘结密实度。（2）洞内悬挂 防水层在盲沟施工完成后进行铺设，铺设在专用水板吊挂台车上完成。防水层悬挂在11 号铁丝上，铁丝一端固定在12mm 的膨胀螺栓上。（3）铺设要求 对于初期支护表面存在的外露钢筋头予以齐根切除，并用 1：2 的水泥砂浆抹平，以防顶破防水板。对初期支护表面存在的凹凸部分局部找平修补。环向盲沟设于有集中水流处，集中小股水流处设橡胶板盲沟，大股水流处设弹簧管盲沟，弹簧管数量根据水流大小而定，一般为 1-3 根，盲沟自上而下铺设，盲沟不得侵入衬砌内，否则凿槽埋设。纵横向排水管用塑料三通联接，接头处外缠止水带。二次衬砌施工 施工方法 两洞口各设一个混凝土自动计量集中拌合站，配两台 JS500 型拌合机和两台 PL800 自动计量配料机，砼采用三次投料拌合，砼搅拌输送车运输，砼输送泵灌注，附着式振动器振捣，插入式砼振动器辅助振捣。特殊地段分部衬砌时可用小型砼输送车运输，人工配合机械灌注。施工安排 二次衬砌在初期支护和围岩收敛变形基本稳定后施做。衬砌前应做好防水板的铺设及各类预埋件、预留孔沟槽、管洞的设置。防水砼配合比严格按设计及规范执行，钢筋砼衬砌灌注前要做好钢筋的布设工作，钢筋角隅要加强振捣，两次衬砌间工作缝及沉降等要做止水带的安设工作。路面设施（1）水沟电缆槽 有仰拱地段水沟侧端与隧底填充同时灌注，仰拱与衬砌边墙间的工作缝在灌注砼时先凿毛，并在水沟内侧工作缝处凿毛后用 M10 水泥砂浆勾缝。无仰拱衬砌地段水沟侧墙在铺底前完成。（2）洞内路面 洞内路面在隧道衬砌完成后由中间向洞口方向施工。砼铺筑采用 HBT 型辊轴式水泥砼路面摊铺整平机 2 台，分幅分块进行。纵缝间设拉杆，横缝间设传力杆。另配置 HQV 自行式路面切纹机 2 台，自行式切缝机 2 台，灌缝机 2 台配合施工。