来马高速公路水平山隧道实施性施工组织设计(2012.3.10).doc

第一章 综合说明
第一节 编制依据
1、由广西交通科学研究院和中交第一公路勘察设计研究院有限公司提供的来宾至马山高速公路第3合同段小明山隧道施工设计图纸。
2、来宾至马山高速公路第3合同段小明山隧道执行的施工及验收规范，其中包括：《公路隧道施工技术规范》（JTG F60—2009）、《公路工程质量评定标准》、《钢筋焊接及验收规范》、《公路工程施工安全技术规程》、《建筑工程质量管理条例》、《建筑工程安全管理条例》、《环境空气质量标准》、《高速公路施工标准化管理指南》（隧道）、《地下工程防水技术规范》（GB 50108—2008）、《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60—2009）、《爆破安全规范》（GB 6722—2003）。
3、我公司签定的来宾至马山高速公路第3合同段小明山隧道施工合同；
4、我公司编制的来宾至马山高速公路第3合同段小明山隧道投标书；
5、业主及监理对小明山隧道工程建设的进度、质量等的具体要求；
6、我公司对来宾至马山高速公路第3合同段小明山隧道工程施工现场的考察以及以往类似工程的施工经验；
7、劳、材、机消耗定额；
8、我公司人员、机械设备的配备以及经济技术实力情况。
第二节 编制原则
1、充分理解并遵循来宾至马山高速公路小明山隧道施工承包合同的有关规定和原则；
2、以设计图为主导，经过合理比选，制定的施工组织方案、技术、工艺、措施等切实可行；
3、施工设备、人员及技术配置尽量合理，并留有一定的贮存量；
4、施工工艺与设计要求相符，并达到完备、先进、可行；
5、施工工序、进度安排、作业循环设计等尽量达到安全、优质、高效；
6、施组中做到设备配套、技术优化、工艺创新；
7、坚持施工过程中严格管理的原则，严格执行业主和监理工程的指令。
第三节 编制目的
1、本着对工程质量负责的原则，优质、快速、高效、低耗顺利建成来宾至马山高速公路小明山隧道的全部施工任务；
2、本着忠实于业主、服务于业主的精神，在施工过程中全面履行我公司签定的施工承包合同，兑现在招标过程中给予的全部承诺；
3、为我公司工程管理、控制部门提供施工生产资料，使隧道的生产、管理情况与公司总部保持密切联系，完全按照质量认证模式运作，使工程现场的施工生产始终处于受控状态；
4、为施工现场提供切实可行的施工技术方案以及质量、安全、环保施工技术措施。
第二章 工程概况
第一节 设计概况
1、工程概况
1.1 隧道概况
本隧道位于位于广西壮族自治区马山境内，隧道进、出口坡面较缓，自然坡度20-30°，洞身沟梁相间，地形起伏较大，地表植被较发育，隧道轴线通过路段地面标高260.～445.2m，相对高差185.2m，最大埋深约190m。隧道右洞起迄里程为K346+820～K349+015，全长2195米，进口采用端墙式洞门，出口采用削竹式洞门，右洞进口端路面设计高程为255.65米；隧道左洞起迄里程为ZK346+825～ZK349+020，全长2195米，进口采用端墙式洞门，出口采用削竹式洞门，左洞进口端路面设计高程为255.29米。
隧道采用曲墙带仰拱复合式衬砌,初期支护采用喷锚支护, 隧道设计建筑界限为：净宽10.75米，净高5.0米。隧道为双线左右洞隧道，按行车速度100km/h设计。
1.2工程地质特征
隧道洞身穿越地层主要为泥岩、炭质泥岩和页岩构造；进口端泥岩岩体较破碎，未见地下水；洞身段岩性为炭质泥岩，方解石脉胶结，局部夹页岩，岩体破碎，存在易松动落石、掉块的隐患。本区地震动峰值加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，对应的地震基本烈度为VI度。
1.3水文地质特征
隧道区未见地表水存在，周围沟谷、洼地干涸。地下水主要以基岩裂隙水为主，水量贫乏，在旱季，洞身有少量的滴水或渗水现象；在雨季，洞身开挖时可能以点滴状或者雨淋状的形式涌出。
隧址区沟谷内平时无地表水，仅在大气雨季节，沟谷内有地表水径流，地表水量受大气降雨量大小影响较大。地下水类型主要为第四系松散层孔隙水潜水、基岩裂隙水、岩溶水。雨季集中在5～8月份，旱季为10月至次年3月份。沿线属亚热带季风气候区，太阳辐射量较强，气侯温暖，热量丰富，雨量适中，夏长冬短，霜期短，雨热同季，夏无酷热。年平均气温21°C，年日照时数1582小时，无霜期345天以上，一年四季均适宜开展野外工作；年均降雨量1350～1700mm。
2、施工总体布置
2.1施工指导原则
(1)隧道施工按喷锚构筑法施工要求指导施工，进行信息化施工组织设计。
(2)施工方案的选择及设备选型以满足施工安全、质量、进度、文明施工为前提。
(3)临时场地布置应利用荒地、少占良田，并应少刷方以保护自然植被。
(4)隧道进洞尽量避免或减少对山体和植被的破坏，确保洞口山体的稳定、施工过程的安全及以后运营工作的安全。
(5)破碎及软弱围岩带施工中坚持遵循“管超前、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则。
(6)在施工中必须认真执行“四个及时”，即及时支护、及时检测、及时反馈、及时修改。
(7)严格洞身控制超欠挖，这是保证施工质量、控制工程成本的关键，也是隧道施工的重点。
2.2施工方法及施工顺序
(1)Ⅴ级围岩按台阶分部开挖法预留核心土施工；Ⅳ级围岩按台阶法施工，具体见正洞开挖施工章节。
(2)二次衬砌采用先仰拱、次边墙基础、后拱墙顺序施工；施工时采用全断面轨行式模板台车，砼罐车运输，砼输送泵泵送入模，插入式振捣器边墙振捣、附着式拱部振捣。
(3)出碴采用无轨运输。正洞上断面采用装载机装碴和挖掘机配合进行找顶、清底作业，自卸汽车运输至弃碴场；下断面采用装载机或挖掘机装碴，自卸汽车运输；人行横通道采用小型挖机装碴，自卸式汽车运输。
(4)施工顺序如下：施工测量→边、仰坡治理→洞口施工→超前支护→洞身开挖、出碴→通风→初期支护→监控测量→仰拱填充→防水层→边墙基础→照明布设→模筑衬砌→水沟、电缆槽施作→装饰层施作→路面层施工。
3、围岩类别及长度
围岩类别及长度 表2-1

4、隧道工程结构设计参数
隧道工程结构设计参数表 表2-2
衬砌类型 项目
单位
FS-VQ1
FS-VS
FS-IVS1
超前支护
类型

φ42×4mm注浆小导管
间距
cm
30×210
40×240
45×200
长度
cm
450
400
400
钢拱架
型号

Ⅰ20a
Ⅰ18
Ⅰ14
间距
cm
70
80
100
C25喷射混凝土
拱顶及边墙
cm
26
25
20
仰拱
26
--
--
预留变形量
cm
14
10
7
系统锚杆
类型

φ25mm中空注浆锚杆
φ22mm药卷锚杆
长度
cm
350
350
300
间距
cm
100×70
100×80
100×100
钢筋网
直径
mm
φ8
间距
cm
15×15
20×20
20×20
二衬
C25钢筋砼
cm
50

C25砼
cm

45
40
仰拱
C25钢筋砼
cm
50

C25砼
cm

45
40

初期支护喷砼采用潮喷工艺，在每立方砼中掺加9.12kg速凝剂。
进口K346+890~K346+976、ZK346+960~ZK347+019埋深较浅，共设置5处超前长管棚，长度145米，为配合该段暗洞施工在地表同时进行地表注浆加固，根据围岩的岩性特征在K346+910~K346+965、ZK346+975~ZK347+015段地表施作垂直预注浆Φ42小导管，并进行岩体注浆。考虑到施工要求和岩体自稳，该段采用的Ⅴ级围岩钢筋混凝土加强衬砌应及早闭合成环。
5、主要工程数量表
主要工程数量表 表2-3
项目名称
单位
数量
备注
挖土方
m3
1137.83

挖石方
m3
244182.02

喷射砼
m3
13436.66

钢筋网
kg
251097.01

药卷锚杆
kg
444680.12

中空注浆锚杆
m
63218.24

型钢钢架
kg
1493698.46

超前长管棚
m
8288

超前小导管
m
157522.08

衬砌钢筋
kg
693367.43

衬砌混凝土
m3
166607.13

高分子复合防水层
m2
61521.9

洞内防火涂料
m2
31410

混凝土路面
m2
18877

明洞回填
m3
3036.69

第二节 本隧道工程特点
（1）本隧道为长大隧道，进口向掘进时为下坡，因此出碴及反坡排水和通风均有很大的难度。
（2）隧道进口埋深浅，地质条件较差，岩石破碎，加大了施工的难度。
第三节 工程重点和施工难点及其对策
隧道穿过地段多为软弱岩层，石质破碎，采用爆破开挖时，如何减小爆破振动对围岩产生的扰动、实施光面爆破，确保隧道周边成型良好，是安全、优质、快速、经济地完成隧道施工的根本保证，也是本项目隧道工程施工的重点。
对于软弱围岩的隧道爆破，施工中应十分重视的是爆破对围岩扰动，要认真做好对爆破振动的控制。隧道在软弱围岩地段的施工，应以控制隧道爆破振动为先导来组织施工。通过改善隧道周边成型，减小对围岩的扰动，达到减小初期支护工作量，加快施工进度的目的。我公司积累了多年的控制爆破振动施工经验及从实际应用中总结的微振动技术，独创的隧道非电毫秒不对称起爆网路技术，以及隧道光面爆破技术，能够有效地降低爆破振动，确保隧道周边成型圆顺，从而达到安全、优质、快速、经济完成本项目的隧道施工。
第三章 正洞施工方案
第一节 洞口段施工
1、洞门施工
小明山隧道采用不对称端墙式洞门，具有型式美观等特点；进口端左右线洞门里程分别为K346+820、ZK346+825，其中隧道进口洞口边坡、仰坡不具备产生滑塌的地质条件，但坡面松动岩块存在落石、掉块的隐患，施工时应分层及时有效防护。
2、总体部署
按照“早进洞、晚出洞”的原则，先对刷坡完的洞门加固、做好洞顶防、排水系统，后刷边、仰坡进行边、仰坡整治，再拉槽挂洞门，进入正洞施工。
隧道进洞时尽量避免或减少对植被的破坏，确保洞口山体在施工过程中及运营后的安全。
3、洞口段施工工艺流程
洞口位置复核
施工准备
洞顶截水天沟施工
洞口坡面危石及表层堆积土清除
边、仰坡开挖及锚喷支护

】‘

】‘

‘

边、仰坡测量放样
地面小导管注浆加固
洞口段长管棚套拱法进洞
刷坡范围内砍青
洞口段施工工艺流程见图3-1。
图3-1 洞口段施工工艺流程图
4、施工要点
4.1施工准备
(1)现场核对洞口处地质水文条件及设计文件所定洞口位置是否恰当，放出洞口的边仰坡开挖边线、洞门法线及底板控制标高。
(2边、仰坡测量放线
洞口位置复核
)施做洞顶截水沟，有效防止地表水冲刷坡面，确保边仰坡稳固。
4.2 截水天沟的施作
洞顶截水沟位置结合现场实际情况布设，并必须在边、仰坡施工前完成，确保坡面稳定。
4.3地表加固
4.3.1注浆钢管加工
地表注浆管采用热轧无缝钢管制作，管上间隔15cm钻8mm的梅花形布置的小孔，锥头用δ=4mm铁皮制成，以减少打入阻力。具体如下图：

4.3.2注浆管按装
钢管应在钻孔后尽快安设，安置后对开挖面喷5～8cm 砼。再用专用顶头顶入按设计要求制作长度的Φ42钢管，注意保护管尾不被破坏，尾端加焊止浆阀。钢管露长度不宜大于40cm，钢管注浆后用塑胶泥（或浸泡后的药卷）封堵管口。
4.3.3注浆
注浆方式采用孔口注浆，水泥浆水灰比1：1。注浆前，首先用锚固剂将孔口1.5m～2m的钢管与孔壁固结，以防漏浆，再对钢管进行封口，并在其端口焊接一根与注浆管相连接的小钢管。管内压注浆按先稀后浓、由上而下，由里而外进行注浆。每完成一根钢管的下管后，即根据设计压浆结束后，用管塞及时封堵管口，防止跑浆。具体见长管棚注浆工艺。
4.4边仰坡开挖、支护
4.4.1边仰坡开挖
（1）根据图纸的里程、标高对洞口边坡进行放线。标出边坡开挖边线及土方开挖厚度。
（2）洞口边仰坡开挖，对于边坡厚度较大的地方采用反铲辅助开挖、人工修坡的方式进行。开挖自上而下进行，分层开挖，并每层检查边坡坡度。反铲开挖后预留10～20cm进行人工修坡，清除虚土。对于边坡土层较硬的围岩采用人工手持风镐进行凿除。
4.4.2边仰坡支护
洞口部位边仰坡采用锚喷砼支护，边仰坡开挖成形后打设锚杆，锚杆采用Φ22螺纹钢长3m，间距为1m×1m梅花型布置，锚杆留出土体外10cm，焊接ф8钢筋网，并喷射C25砼10cm支护。
4.5套拱施工
在边仰坡开挖并加固好后开始洞口段套拱施工，为确保隧道进洞的安全，进出口均采用2m套拱及长管棚进洞。

图3-2 套拱施工示意图

4.5.1套拱施工工艺流程
套拱施工工艺流程详见图3-3。
边、仰坡开挖及锚喷支护
套拱模板安装
套拱位置上断面掏槽开挖

套拱拱架位置两侧掏槽开挖
架设套拱钢架及安装导向管
锚杆及锁脚锚杆打设

管棚安装
浇注套拱砼及模板拆除
施作长管棚孔
管棚注浆

图3-3 套拱施工工艺流程图
4.5.2 套拱及管棚施工
（1）套拱开挖
由于出口埋深很浅，由测量组根据图纸设计要求放出开挖轮廓线。
根据测量组放线，对拱架安设部位进行掏槽，土槽宽（纵向方向）与初期支护厚度相同。土槽开挖采用人工开挖风镐辅助的方式进行。土槽挖好后，要求内表面成型好，无超挖和欠挖，以保证初期支护和衬砌的厚度。
明洞上断面土方开挖时，应充分留足隧道中线位置的核心土体以抵抗掌子面前的土体压力和给长管棚安装预留平台。
（2）拱架的加工、架设
套拱拱架采用I20a工字钢，为防止因拱顶下沉及侧墙收敛而侵入净空，拱架尺寸在原设计拱架的基础上外放大20cm。其具体加工要求及安设工艺详见施工工艺及技术要求。在加工及架设拱架过程中要注意以下几点：
①在拱架架设前，将拱架脚部铺垫5cm厚的砂浆找平层，并在砂浆上铺设5cm厚方木板，以防拱架下沉。在铺设木板时要注意对拱架标高的控制。
②第一榀拱架要镶嵌于事先挖好的土槽中，并与锁脚锚杆焊接。在安设时不能随意切割拱架及钢管，并将各连接螺栓上齐、拧紧，不得用小型号的螺栓替代。
③套拱段拱架安设时要保证中线、法线的准确，其安设误差在允许误差范围之内，保证其不偏、不斜、不前俯、不后仰，并对拱架净空进行检查。
④套拱拱架架设完成以后，在拱架拱上焊接Φ22钢筋作为纵向连接筋。同时焊接长管棚导向管，并在导向管外加焊导向管固定钢筋。
（3）套拱导向墙立模及砼浇筑
①立模，套拱导向墙模板采用5cm的木板吊在套拱内侧，端头模板用红木板制作成设计半径弧形，5cm木板加强，外膜也采用5cm木板安装。
②砼浇筑采用挖机传送入模。砼应从两侧拱脚向拱顶对称、水平、分层进行灌注，层厚度都不超过振动棒长的1.25倍（约不大于50cm），操作时依次垂直插入砼内，拔出时速度要缓慢，相邻两个插入位置的距离不大于50厘米，插入下层砼的深度为5～10厘米。两侧砼高差不大于1m。
③为抢旱季施工时间，加快进度，单洞口应配置两台偏心钻进行管棚孔的施工。钻机作业平台搭设及定位：在所开挖的工作面上，用型钢搭设钻机作业平台。作业平台的高度需根据大管棚在隧道拱顶及拱脚部位处的设计尺寸和钻机作业高度要求搭设。作业平台须牢固稳定，以防止钻孔时钻机摆动、倾斜等而影响钻孔质量。钻机安置的位置距工作面的距离以不小于2m为宜。
④钻孔：钻孔时间在套拱混凝土强度达到75%以上进行，钻机就位时，利用预留核心土形成的作业平台放置钻机，并与导向拱预留的拉索连接，保证钻机稳定。钻孔顺序由高孔位向低孔位进行，先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管，无孔钢管作为检查管，检查注浆质量，钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向正确，每钻完一孔便顶进一根钢管，在钻到一定深度时，要用测斜仪检查孔的倾角是否正确，以便及时进行纠正，深度达到要求后，边退钻边清孔，根据本工程的地质情况，采用旋转式岩芯钻头钻孔。在钻进一定深度(2m左右)后取出岩芯管，倒出杂填物，再继续钻进。钻进过程中，岩土对管壁的阻力较大时，采用Φ136mm钻头钻孔，以便顶入钢管。若卡钻、坍孔时，注浆后再钻，也可直接将钢管钻入。
在钻进过程中常遇到一些特殊情况，如遇到不能钻进难以成孔等，结合实际操作情况分析原因，在松散软弱土层中不能成孔或塌孔时，采用预注浆加固办法或采用加长芯管的办法；若遇到大孤石不能钻进，可将孤石击碎，用高压风把石屑吹出，以便钢管顶入。
⑤安装管棚管：顶管采用人工顶管和机械顶管两种方法，实际施工时，以机械顶管为主，人工顶管为辅。管棚钢管采用热扎无缝钢管，第一节钢管应作成尖锥状，起导向和减少摩阻力的作用，在钻孔成型后，顶管工作要求尽早进行，避免因拖延时间过长，造成孔壁变形或孔内塌方，从左到右编号为奇数的孔位第一根和最后一根钢管采用3m长的，其余的孔位均采用6m长的钢管，顶管前先预留好作业平台，采用挖掘机将钢管顶入钻好孔内。设计上采用连接套箍连接，顶管时要求在同一断面内相邻孔的钢管接头要错开在1米以上，才能保证后期开挖时管棚有足够的整体强度。
⑥注浆及封管
注浆机械采用注浆泵，因围岩破碎，裂隙较多，设计要求在管棚内注浆，注浆材料为水泥净浆，水泥浆水灰比1：1。
注浆方式采用孔口注浆，注浆前，首先用锚固剂将孔口1.5m～2m的钢管与孔壁固结，以防漏浆，再对钢管进行封口，并在其端口焊接一根与注浆管相连接的小钢管。
管内压注浆：清孔后，按先稀后浓、由上而下，由里而外进行注浆。每完成一根钢管的下管后，即根据设计压浆结束后，用管塞及时封堵管口，防止跑浆。
注浆采用注浆泵全孔一次压入式注浆，注浆材料为水泥净浆，水泥浆水灰比1：1。当钻孔过程中未发生涌水，就一钻到底，全孔一次压入式注浆；在钻孔过程中，如发现涌水，即停止钻孔，采取注一段钻一段的前进式注浆，直至达到设计长度。
为满足浆液扩散半径的要求，采用凝结时间为：一般地段为3min，富水地段为1～2min。
注浆压力控制：注浆压力与围岩的裂隙发育程度、涌水压力、浆液材料及胶液时间有关，按下式计算：
P=(2～3)Mpa+P0
式中：P—注浆终压(Mpa)
P0—涌水压力(Mpa)
考虑到岩层裂隙阻力，注浆压力初压取0.5～1.0Mpa，终压为2.0Mpa。施工时，注浆压力按分级升压法控制。
连接注浆管路后，利用注浆泵先压水检查管路是否漏水，设备状态是否正常，而后再做压水试验，以冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液充塞的密实性，核实岩石的渗透性。
结束标准：以最终注浆量和达到预定压力时的持续时间两个指标表示。一般情况是：注浆压力达到设计终压；稳定约20min即可结束。达到结束标准后，停止注浆，随即卸下注浆混合器及注浆系统，并用清水清洗干净。
第二节 正洞开挖施工
1、开挖方法
1.1Ⅴ级围岩
根据小明山隧道进口端V级围岩为全~强风化泥岩和页岩的特性，确定小明山隧道进口Ⅴ级围岩段采用台阶分部开挖法，在拱部环形留核心土施工，考虑到FS-VQ1衬砌类型型钢拱架间距为70cm，故环形开挖隧道上台阶断面时，隧道纵向开挖进尺应严格控制在0.8~1.2m，核心土长度4~7m，下台阶相距长度宜为13~20m，下台阶落底采用左右侧分部错开5m开挖落底。施工过程中严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、早封闭”的原则进行，施工过程中将根据围岩监控量测结果及时调整预留变形量，洞口和浅埋软岩段在预留14cm变形量基础上再加放大些沉降量，具体参数应根据监测结果调整。见下图V级围岩衬砌施工方案3-4图。

3-4 V级围岩衬砌施工方案图
施工步骤说明：
上台阶施工：1、拱部超前小导管支护；2、拱顶⑴部开挖及初喷砼封闭开挖面；3、拱左侧⑵部开挖及初喷砼封闭开挖面；4、拱左侧⑶部开挖及初喷砼封闭开挖面；5、型钢钢架ⅠⅡⅢ部安装；6、钢筋网施工ⅠⅡⅢ部；7、锚杆施工ⅠⅡⅢ部；8、C25喷射混凝土ⅠⅡⅢ部施工；9、上台阶⑴部循环施工时，预留核心土⑷部同时向掌子面跟进。
下台阶施工：1、在上台阶施工到13~20m时，对下台阶左侧⑸部开挖；2、初喷3cm厚砼封闭Ⅳ部开挖面；3、型钢钢架Ⅳ部安装；4、钢筋网及锚杆施工Ⅳ部；5、C25喷射混凝土Ⅳ部施工及Ⅳ部循环作业；6、在下台阶左侧跟进作业施工距离相对右侧5m长度时，对下台阶右侧⑹部开挖；7、初喷3cm厚砼封闭Ⅴ部开挖面；8、型钢钢架Ⅴ部安装；9、钢筋网及锚杆施工Ⅴ部；10、C25喷砼Ⅴ部施工。
仰拱初支、衬砌、填充施工：1、在左右侧下台阶落底后，应及时对Ⅵ部开挖；2、仰拱型钢钢架及连接钢筋施工Ⅵ部；3、仰拱C25喷射混凝土Ⅵ部施工。4、在仰拱初期支护部施工12m时，应对①部仰拱衬砌C25混凝土施工；5、①部仰拱衬砌C25混凝土施工初凝6小时后，对②部进行仰拱回填C15砼；6、在仰拱填充②部砼强度达到80%后，开挖Ⅶ部；7、仰拱型钢钢架及连接钢筋施工Ⅶ部；8、仰拱C25喷射混凝土Ⅶ部施工；9、③部仰拱衬砌C25混凝土施工；10、③部仰拱衬砌C25混凝土施工初凝6小时后，对④部进行仰拱回填C15砼作业。
1.2 Ⅳ级围岩
根据小明山隧道进口端Ⅳ级围岩为强~弱风化炭质泥岩及页岩的特性，确定小明山隧道进口Ⅳ级围岩段采用台阶分部开挖法，在上台阶中心部位留核心土开挖法施工，考虑到FS-ⅣS1衬砌类型型钢拱架间距为100cm，故在开挖隧道上台阶断面时，隧道纵向开挖进尺应严格控制在2.0~3.0m，核心土长度1~2m，下台阶相距长度宜为20~40m，下台阶落底采用左右侧分部错开5m开挖落底。施工过程中严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、早封闭”的原则进行，施工过程中将根据围岩监控量测结果及时调整预留变形量，洞口和浅埋软岩段在预留7cm变形量基础上再加大些沉降量，具体参数应根据监测结果调整。见下图Ⅳ级围岩衬砌施工方案详见下图3-5。

3-5 Ⅳ级围岩衬砌施工方案图
施工步骤说明：
上台阶施工：1、拱部超前小导管支护；2、拱顶⑴部开挖及初喷砼封闭开挖面；3、拱左侧⑴部开挖及初喷砼封闭开挖面；4、拱左侧⑴部开挖及初喷砼封闭开挖面；5、型钢钢架Ⅰ部安装；6、钢筋网施工Ⅰ部；7、锚杆施工Ⅰ部；8、C25喷射混凝土Ⅰ部施工；9、上台阶⑴部循环施工时，预留核心土⑵部同时向掌子面跟进。
下台阶施工：1、在上台阶施工到13~20m时，对下台阶左侧⑶部开挖；2、初喷3cm厚砼封闭Ⅱ部开挖面；3、型钢钢架Ⅱ部安装；4、钢筋网及锚杆施工Ⅱ部；5、C25喷射混凝土Ⅱ部施工及Ⅳ部循环作业；6、在下台阶左侧跟进作业施工距离相对右侧5m长度时，对下台阶右侧⑷部开挖；7、初喷3cm厚砼封闭Ⅲ部开挖面；8、型钢钢架Ⅲ部安装；9、钢筋网及锚杆施工Ⅲ部；10、C25喷砼Ⅲ部施工。
仰拱衬砌、填充施工：1、在左右侧下台阶落底后，应及时对①部开挖；2、在仰拱①部开挖施工12m时，应对①部仰拱衬砌C25混凝土施工；3、①部仰拱衬砌C25混凝土施工初凝6小时后，对②部进行仰拱回填C15砼；4、在仰拱填充②部砼强度达到80%后，开挖③部；5、在③部开挖后及时对③部仰拱衬砌C25混凝土施工；6、③部仰拱衬砌C25混凝土施工初凝6小时后，对④部进行仰拱回填C15砼作业。
2、钻爆设计
2.1 爆破设计型式
根据标段内隧道的地质特性和设计要求, 爆破设计采用光面爆破。
2.2 火工器材的选择
炸药：乳化炸药（规格：¯32mm×200mm，每卷180克）
雷管：起爆电雷管，1～17段非电毫秒雷管。
其它：导爆索、竹片和炮泥等。
2.3 掏槽型式和堵孔
上台阶开挖掏槽形式采用斜眼掏槽（详见爆破设计图中掏槽眼布置示意图），为确保循环进尺，掏槽眼深于其它眼10cm。炮眼堵塞长度不小于40cm，炮泥堵塞。
2.4 参数选择
光爆参数选择见表3-1。
光面爆破主要参数表
表3-1
围岩类别
周边眼间距E（m）
周边眼抵抗线w（m）
相对距离 E/W
装药集中度q（kg/m）
拱部周边眼装药
Ⅳ级
0.30
0.40
0.75
0.35
隔孔
Ⅴ级
0.30
0.60
0.50
0.28
隔孔
2.5 装药结构
周边眼采用空气柱间隔不耦合装药形式，为保证周边眼同时起爆，须使用导爆索连结各药卷。除周边眼采用空气柱间隔装药外，其余各炮眼均采用孔底大药卷连续装药，雷管置于孔底第二节药卷上进行反向起爆。周边眼装药结构见图3-5。

图3-6 周边眼装药结构示意图
2.6超欠挖控制措施
控制超欠挖是降低工程成本的主要措施，控制好超欠挖可以保证开挖成型、保证初期支护质量。
2.6.1正确标示开挖轮廓线
① 在爆破前画开挖轮廓线时应考虑施工误差和围岩设计预留变形量及画线误差等因素，在设计轮廓线外要据以加大尺寸。
② 按照设计要求预留变形，施工时进行量测按实测数据进行调整。
2.6.2优化爆破设计
① 采用控制爆破技术。根据隧道地质情况采用不同参数的光面控制爆破技术。
② 采用非电毫秒雷管起爆。
③ 正确选用周边眼装药结构。为保证爆破质量，周边眼采用小药卷炸药，间隔装药，并加强炮泥的堵塞质量。
④ 按设计装药，并顺序起爆。
⑤ 不断总结、修正爆破参数使之达到最佳效果。
2.6.3保证钻孔质量
① 炮孔间距应符合钻爆设计。周边眼间距的误差不大于5cm，辅助眼间距的误差不大于10cm，周边眼的外插角不大于3度。
② 除掏槽眼、周边眼、底板眼外的其它眼孔方向应与隧道方向平行，要求孔底在同一平面上。
③ 钻孔结束后要清孔，炮眼用炮泥堵塞，确保单孔装药质量。
④ 定人定位，明确分工，明确责任，不得混岗乱位。
2.6.4建立严格的激励、约束机制
实行超欠挖奖罚制度，将奖罚数量与炮眼残留痕迹、超欠挖范围、超欠挖数量、炸药用量等直接挂钩，形成一套强有力的控制超欠挖管理办法。
2.7 爆破施工要求
2.7.1 炮眼钻设质量标准
（1）掏槽眼的眼口、眼底间距允许偏差均为50mm；
（2）辅助炮眼眼口排距、行距允许偏差均为100mm；
（3）周边眼间距允许偏差为50mm，外斜率不大于孔深的4%，眼底不超过开挖轮廓线100mm；
（4）周边炮眼至内圈炮眼的排距允许偏差为50mm；
（5）除掏槽眼外，其它炮眼应在同一垂直面上；
（6）钻孔完毕检查验收合格并做好记录后方可装药。
2.7.2 炮眼装药质量标准
（1）炮眼装药前应清理干净；
（2）采用低密度、低炸速、低猛度炸药；
（3）周边眼采用间隔装药结构，其它眼采用集中装药结构；
（4）起爆方式采用毫秒雷管分段起爆。
2.7.3 爆破标准
（1）开挖断面不得欠挖；
（2）炮眼利用率在95%以上，光爆的半壁炮眼留痕率在70%以上；
（3）相邻两循环炮眼衔接台阶不大于150mm；
（4）爆破岩面最大块度不大于300mm。
2.8光爆设计图
光爆设计图详见附图3-7《Ⅴ级、Ⅳ级围岩台阶法施工爆破设计图》。
3、装碴运输
3.1施工方法
隧道开挖碴土采用无轨方式运输。台阶法上台阶采用手持风钻钻孔爆破，挖掘机配合装载机装碴，下台阶采用手持风钻钻孔爆破，挖机装碴，自卸汽车装运碴土至弃碴场。
3.2弃碴方案
隧道开挖石碴根据石质合理分类。合格部分用作生产碎石或便道路面的硬化，废碴运至指定弃碴场备用予路基作填料。
第三节 隧道初期支护
1、喷砼施工
本工程采用潮喷施工工艺，砼采用自落式砼搅拌机进行拌合，农用车运输，国产HSP-7喷射混凝土潮喷机喷砼，其工艺流程见图3-8。
前期准备
施喷面清理
喷射
搅拌机
喷射机
喷头
综合检查
计量配料
复喷补强
结束
围岩不稳定或砼不合格
合格
混凝土搅拌机

砂、石、水泥、水（加水潮润）
压缩空气
速凝剂
水
图3-8 潮喷混凝土施工工艺流程图
1.1施工要点
（1）混凝土中的水泥、细骨料、粗骨料以及骨料级配、水要符合《公路施工及验收规范》的要求。
（2）在喷射混凝土之前应检查开挖断面尺寸，清除危石和墙脚的岩碴，用高压风将开挖面的粉尘和杂物清理干净。
（3）喷射作业应分段、分片、分层，由下而上，依次进行。喷枪离岩面距离0.6～1.0m左右，喷射时，喷射手应严格风压，使喷射层表面平整、密实。每次喷层厚度拱顶为3～5cm，边墙5～7cm，喷枪应大致垂直岩面，以尽可能减少回弹。
（4）分层喷射时，后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1小时后再进行喷射时，应先用高压风水洗清喷层表面。
1.2有水地段喷射混凝土施工工艺
①喷射时，先从远离出水点开始，逐渐向涌水点逼近，将散水集中，安设导管，将水引出，再向导管逼近喷射。
②当涌水范围大时，可设树枝状排水导管后再喷射。
③当涌水严重时，可设置泄水孔，边排水边喷射。
1.3施工注意事项
①施喷作业前，应检查风、水、电、喷射机是否正常，再进行喷混凝土混合料的拌合。
②喷混凝土混合料应随喷随拌合，避免喷混凝土混合料拌合过多而浪费或堆放时间过长影响喷混凝土质量。
③在拱架连接板处，其背后喷射混凝土必须密实，不可留有空间，当出现时必须补喷密实。
2、锚杆施工
小明山隧道Ⅴ级围岩设计锚杆为系统锚杆+钢拱架的锁脚锚杆，锚杆均为Φ25中空注浆锚杆，L=3.5m；Ⅳ级围岩设计锚杆为系统锚杆+钢拱架的锁脚锚杆，锚杆均为Φ22螺纹钢药卷锚杆，L=3.0m。
2.1中空注浆锚杆
本隧道工程FS-ⅤQ1、FS-ⅤS衬砌类型的锚杆采用Φ25中空注浆锚杆，φ25中空注浆锚杆由全螺纹中空杆及锚头、止浆塞、垫板、螺母、排气管等关键配件组成。锚杆长度为3.5m，每环26根，呈梅花型布置，施工间距为@100×70cm，锁脚锚杆每榀4根，长度3.5m。施工前应根据锚杆类型，规格及围岩情况准备钻孔机具，并检查锚杆类型，规格，质量及其性能是否与设计相符，熟悉中空锚杆的组装构造和安装步骤，中空锚杆结构图见图3-9。

图3-9 中空锚杆结构图流程图
2.1.1中空注浆锚杆施工工艺流程

图3-10 中空锚杆结构图流程图
2.1.2中空注浆锚杆孔位施工
施工准备：检查锚杆类型，规格，质量及其性能是否与设计相符。根据锚杆类型，规格及围岩情况准备钻孔机具。钻孔前，根据设计要求和围岩情况，定出孔位并作出标记。锚杆孔可采用YT28风钻钻孔，在钻孔前在钻杆上标明锚杆的长度，以便控制钻孔深度，钻孔完后采用高压风吹孔，吹尽孔内积水和岩粉。施工时锚杆孔的质量要满足孔位置误差不大于±15cm；锚杆孔深度，误差不大于±5cm；
2.1.3中空注浆锚杆安装及注浆
中空锚杆安装前检查锚杆体钻头的水孔是否畅通，孔内若有异物堵塞，及时清理。首先在中空锚杆体端头安装锚头，接着在锚头插入塑料排气管，将组合了锚头、塑料排气管的组件插入锚孔，并在杆体插入锚孔设计深度后，从锚杆体外露处将锚杆阻浆塞装入，并穿出塑料排气管，以阻浆塞进入锚孔2/3为好；其次在中空锚杆体外露尾部装入垫板，旋转杆尾固定螺母，螺母应在杆体注浆完后的24小时至30小时内用专用扳手拧紧。
本隧道注浆材料采用纯水泥注浆或1：1水泥注浆，水灰比宜为0.4～0.5。注浆设备采用KBY70隧道注浆机。注浆料液由杆体尾部中孔灌入，在从塑料排气管的排气孔中排出水泥净浆时应停止该锚杆的注浆，在取掉注浆管时应迅速用浸泡好的药卷包封堵注浆孔，以防止漏浆。
注浆注意事项：注浆顺序为先注内圈孔，后注外圈孔；先下后上，先注无水孔，后注有水孔，先拱脚后拱顶，从拱脚两侧孔开始，左右孔交叉向上进行灌注；如遇窜浆和跑浆，可间隔一孔或数孔灌注，注浆后注意止浆；注浆时须控制注浆管一定要灌注饱满，注浆压力必须满足设计要求，当注浆效果不能满足要求时，应进行补注浆，直到达到设计要求为止。
为了保证注浆效果，注浆采用一次升压法施工，即从注浆一开始就在短时间内浆压力升高到设计规定值，并一直保持到注浆结束；在规定的压力下，根据进浆量情况分机调整浆液浓度，直至裂隙被填充密实，单位吸浆量逐渐减小，达到结束标准即结束注浆。注浆中途停止不超过30min，否则须及时用水润滑注浆泵及其管路。配置浆液时，要注意防止浆液结块。浆液应随配随用，以免造成浪费；配置好的浆液，需经过滤后方可进入泵体，以防杂物堵塞管路或泵体。、
注浆压力控制：由注浆泵油压控制调节。具体调法是：启动注浆泵，正常运转后关闭泵口阀门，泵停止运转后，旋转压力调解旋钮，将油压调在要求的油压刻度值上。随着注浆阻力的增大，泵压随之增高，当达到调定值时，自动停泵。为防止由于压注速度过大，造成上压过快返浆、漏浆等异常现象，影响注浆质量，在注浆前先压注三分钟的水泥浆，检查止浆情况，确定合适的压入速度，再行确定浆液压入速度进行注浆。浆液配比的控制浆液的配比受凝胶时间的直接控制，它的控制原则一般是先稀后浓，逐级变换。结束标准采用定压、定量双控制。注浆结束后，应对注浆泵及管路进行清洗，以保证下次注浆顺利进行。施工中要加强劳动保护，防止浆液沾染人体。
2.2药卷锚杆
本隧道工程FS-ⅣS1衬砌类型的锚杆采用Φ22药卷锚杆，施工时采用M20锚固剂充填，锚杆体用螺纹钢制作。锚杆杆体直径为22mm的螺纹钢锚杆，锚杆长度为3m，每环21根，呈梅花型布置，施工间距为@100×100cm，锁脚锚杆每榀4根，长度3m。
2.2.1药卷锚杆施工工艺流程
测量放线、划锚杆孔位
人工打眼
锚杆孔清洗
锚杆孔孔深检查
不合格
合格

塞填锚固剂

插入锚杆
固定杆体
详见图3-7锚杆施工工艺流程图
图3-11 锚杆施工工艺流程图
2.2.2锚杆孔位施工
施工准备：检查锚杆类型，规格，质量及其性能是否与设计相符。根据锚杆类型，规格及围岩情况准备钻孔机具。
初喷砼完成后，先在岩面上画出需施设的锚杆孔位标记。锚杆孔采用YT28风钻钻孔，在钻孔前在钻杆上标明锚杆的长度，以便控制钻孔深度，钻孔完后采用高压风吹孔，吹尽孔内积水和岩粉。施工时锚杆孔的质量要满足下列要求：锚杆孔位置误差不大于±15cm；锚杆孔深度，误差不大于±5cm；钻孔后，孔内钻碴应冲干净；钻杆孔应保持直线；锚杆孔径应大于杆体直径15mm。
2.2.3药卷锚杆的安装
所谓药卷锚杆就是利用早期凝结速度快，承载强度大为特征的水泥砂浆制成的锚固剂将锚杆固定在锚固位置的一种支护方法。锚固剂应符合以下几项要求：初凝时间应大于3分钟，终凝时间应小于10分钟；必须具有足够的小时抗压强度，一般在半小时到一小时的抗压强度应在0.2MPa以上；硬化后体积不缩小，且有微膨胀性。
药卷包在浸水前上端扎3～5个小孔（孔径1mm），浸水1～1.5分钟小孔不冒泡即浸水结束，这时即可将浸好水的药卷包装入孔眼。药包装入采用比较坚硬顺直木棍或相似的物体送至眼底。药卷包装入后，将锚杆用风动搅拌机（电钻改装也可）带动锚杆快速旋转，边旋转边徐徐推进，锚头在旋转与推进中强烈搅拌浸水后的水泥包，使水泥浆获得良好的和易性，连续搅拌水泥卷的时间宜为30～60s。水泥浆如沿孔壁下滑，孔口用纸堵塞。
施工注意事项：锚杆使用前应整直、除锈、除油；锚杆孔内药卷饱满，粘结均匀，杆尾与连接件焊接牢靠；锚杆安设后不得随意敲击，其