粗石山隧道出口偏压进洞专项施工方案.docx

广东省龙川至怀集公路TJ13合同段

粗石山隧道出口偏压进洞 专项施工方案

中铁隧道集团有限公司
广东省龙川至怀集公路TJ13合同段项目经理部
二〇一五年五月

目 录
1.编制内容 1
1.1编制依据 1
1.3编制原则 1
2.工程概况及设计概况 1
2.1工程概况 1
2.2主要技术标准 2
2.3地形地貌及地质条件 3
2.4水文条件及气候条件 3
2.5隧道出口设计概况 4
2.6施工条件 8
2.7技术及现场施工准备 8
2.8主要工程数量 9
2.9建设相关单位 10
3.施工计划 10
3.1施工进度计划 10
3.2材料计划 11
3.3设备计划 12
4.施工工艺技术 12
4.1隧道管棚施工 13
4.2左线半明半暗护拱施工 17
4.3洞口段暗洞施工 21
4.4监控量测方案 39
5. 施工安全保证措施 46
5.1安全管理组织机构 46
5.2安全保证体系 47
5.3主要安全保证措施 47
6. 其他技术保证措施 49
6.1质量保证措施 49
6.2雨季保证措施 54
6.3文明施工措施 54
6.4环境保护措施 57
7. 劳动力计划 60
8.预警机制和应急预案 61
8.1总则 61
8.2应急反应机构 61
8.3突发事件预警和报告 63
8.4抢险队伍 65
8.5应急物资 65
8.6应急预案编制与演练计划 65

粗石山隧道出口偏压进洞专项施工方案
1.编制内容
1.1编制依据
（1）《广东省龙川至怀集公路（龙川至连平段）TJ13合同段合同文件》；
（2）《汕昆高速公路龙川至怀集公路TJ13合同段两阶段施工图设计》及设计交底文件；
（3）《施工调查报告》、《管理交底》、《项目管理策划书》及《汕昆高速公路龙川至怀集公路TJ13合同段实施性施工组织设计》；
（4）《广东省高速公路建设标准化管理指南》；
（5）《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）；
（6）《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）；
（7）《公路工程施工安全技术规范》(JTG F90-2015)；
（8）《中华人民共和国安全生产法》；
（9）《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ-2005)；
（10）项目经理部的组成、机械设备、各类技术人员配备及施工队伍施工能力的基本情况；
（11）国家和地方关于环境保护、职业健康安全、水土资源及文物保护、节能减排的要求；
（12）我单位在以往施工的类似本工程的的经验和资料。
1.2编制范围
汕昆高速公路龙川至怀集段TJ13合同段粗石山隧道工程出口（左线洞口里程为ZK104+358、明暗交界里程为ZK104+354，右线洞口里程为K104+342、明暗交界里程为ZK104+338）进洞施工。
1.3编制原则
认真贯彻执行国家方针、政策、标准和设计文件，严格执行基本建设程序，实现工程项目的全部功能；全面履行工程合同，满足建设单位要求，有效地集中施工力量，按期完成相应施工任务；按照工序关系，合理安排施工顺序，统筹考虑。
2.工程概况及设计概况
2.1工程概况
龙川至怀集高速公路是国家高速公路网规划“71118”布局方案中第17横—汕头至昆明高速公路的重要路段，也是广东省“九纵五横两环”高速公路网规划主骨架中“一横”的重要组成部分。TJ13合同段起点位于连平县元善镇密溪村西侧，起点桩号为K100+040，穿越粗石山，终点位于连平县陂头镇李坑村附近，终点桩号为K104+968，路线全长4.928km。
本合同段主要工程为粗石山隧道工程，路基、防护工程数量较少，涵洞1座，无桥梁工程，粗石山隧道位于连平县城西北侧，为拟建高速公路下穿粗石山而设置，隧道总体走向方位角约295°。该隧道区属构造剥蚀-侵蚀中山地貌区，地形起伏较大。隧道范围内中线高程368.5m～978.2m，山体自然坡度23°～45°，植被发育。进、出口均处于山前斜坡地带，山坡处于基本稳定状态。隧址区进口紧邻S341省道，出口有乡村道路可达，交通条件较好。
粗石山隧道左线长4210m，右线长4182m，无斜井。隧道围岩设计概况见表2-1。
表2-1 粗石山隧道围岩设计概况表
隧道
名称
起讫里程
长度
(m)
围岩分级长度(m)
备注
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
粗石山隧道
ZK100+148～ZK104+358
4210
2280
1610
320

占全隧长度百分比
54.2%
38.2%
7.6%

K100+157～ZK104+339
4182
2011
1809
362

占全隧长度百分比
48.1%
43.2%
8.7%

隧道洞身围岩主要以砂岩为主；不良地质主要为进口S341省道填土、12条构造破碎带、2段轻微岩爆段。
2.2主要技术标准
表2-2 主要技术标准表
序号
项目
设计（技术）标准
备注
一
设计标准

1
公路等级
高速公路

2
设计速度
100km/h

3
设计荷载
公路—I级

4
设计洪水频率
1/100

5
路基宽度
新建四车道断面，路基宽度26m

6
地震动峰值加速度系数与地震基本烈度
加速度系数0.05g；基本烈度Ⅵ度

二
隧道技术标准

1
隧道建设规模
双向四车道、双洞单向行车

2
隧道建设限界
主洞：宽11m、高5m；紧急停车带：宽14m、高5m；
车行横洞：宽4.5m、高5m；人行横洞：宽2m、高2.5m

3
隧道路面横坡与
设计纵坡
横坡-3%～3%；纵坡左线1.45%接-0.5%，右线1.49%接-0.5%

2.3地形地貌及地质条件
粗石山隧道出洞口轴线约268°，洞口地面自然坡度约70°，坡向约292°，隧道轴线与地形等高线近于垂直相交。第四系覆盖层较厚，主要为坡残积的粉质黏土，下伏基岩主要为强风化炭质页岩，岩层产状产状295°∠52°，发育的主要节理裂隙为J1：130°∠90°、J2：295°∠74°、J3：62°∠90°、J4：160°∠45°，岩体被切割严重。隧道出洞口仰坡开挖形成顺层边坡，岩体易发生顺层滑塌；且边坡岩体受节理裂隙切割，形成外倾楔形体，被结构面切割岩体自稳能力差，对边坡稳定不利。边坡及仰坡开挖时，在无坡面防护或无超前支护措施、不恰当爆破施工、地表水冲刷等情况下，被切割岩体易产生坍塌、碎落。总体上隧道出口仰坡及两侧边坡属岩质边坡，稳定性较差。出口隧道左右线两侧发育冲沟，地势陡峭，进洞条件较难。

图2-1 粗石山隧道出口原地貌照片
2.4水文条件及气候条件
2.4.1水文条件
项目所在区域沿线常年流水溪沟较多，沿沟系坡脚，在不同的侵蚀基准面常有基岩裂隙水以泉水形式排出。地表水较发育，隧道进出口均发育有小溪流，水量一般；隧道洞身山体发育多条冲沟，受大气降水及基岩裂隙水出渗补给，水量较小。
地下水主要有松散层孔隙水、基岩裂隙水。
松散层孔隙水主要赋存于粉质黏土层中，接受大气降水及地表水流补给，顺地形向低洼处排泄，水量一般。
基岩裂隙水不均匀地赋存于下伏砂岩基岩裂隙中，主要接受大气降水的渗入补给，其次为地下水的相互转换补给、第四系松散堆积物孔隙水的渗入补给等，未发现基岩裂隙水地下出露点，地下水贫乏。
2.4.2气候条件
项目区域属南亚热带季风气候，常年气候温和，阳光充足，雨量充沛，无霜期长，植被丰富，水域发达的特点；年平均气温19℃～20℃，最高气温35℃～39℃（八月份），最低气温-3.3℃～-5.4℃（一、二月）；雨量丰富，全年降雨量为1410.4～2126.6mm，集中在夏季，多为876～1532mm，蒸发量多为116.2～1567.1mm，降雨量大于蒸发量；全年约100～200天为降雨天，空气湿度大，年平均相对湿度77.5%，春夏达80.5～82%；高山地段（500m以上）春夏经常大雾满布；风季长而弱，冬季多北风或西北风、夏季东南风，平均风力2～3级，最大6～7级，偶尔8～9级。
2.5隧道出口设计概况
2.5.1洞口及洞门设计情况
2.5.1.1设计原则
（1）按因地制宜、早进晚出的原则确定洞口位置，尽可能避开滑坡、崩积体等不良地质现象。
（2）淡化洞口处理，合理选择进洞方式，尽可能减小洞口边仰坡开挖高度。
（3）洞口边仰坡防护形式应合理、有效，以确保洞口边仰坡的稳定。
（4）洞门型式应综合洞口地形、地质、原生植被、洞口排水、边仰坡稳定及景观等因素确定。
2.5.1.2洞门设计
隧道洞口位置主要遵循“早进晚出”的原则进行确定，通过适当增加隧道长度和设置明洞以降低洞口边仰坡的高度，减小洞口边仰坡防护工程量，避免形成长期安全隐患。隧道洞门形式主要结合洞口地形地貌及地质条件进行拟定，尽可能采用利于保护环境、便于恢复原有地貌的洞门形式。
隧道出口两侧临近冲沟，地形较陡、路线与地形等高线呈小角度交叉、存在一定偏压，洞门采用端墙式洞门结构，左线设置4米长普通和6米长半明半暗结构，右线设置6米长偏压明洞。
洞口明洞段衬砌后采用分层回填，底部5m范围内回填M7.5浆砌片石，中部回填碎石土，面层夯填50cm厚粘土隔水层后采用三维网植草绿化；对于洞口平面布置图中边仰坡坡顶线以外区域的挖方，应通过回填恢复原有地貌，表面亦采用三维网植草防护。
为保证隧道洞门的稳定，明洞地基承载力应不小于250KPa，端墙式洞门的地基承载力应不小于350KPa；洞口开挖后若基地承载力达不到要求应采用换填、扩大基础或注浆加固等方法进行处治。
2.5.1.3洞口边仰坡设计
由于在隧道洞口采用了加长明洞的方案进行处理，隧道洞口边、仰坡高度均较小；隧道洞口的边、仰坡坡率多采用1：1～1：1.25，对于部分边、仰坡高度较大的洞口，在最下一级边坡采用1：0.75坡率；为降低隧道明洞段边、仰坡高度，明洞段采用较陡的边坡坡率。
隧道洞口边坡采用8m一级设置，部分洞口根据实际情况最下一级边坡采用10m高度；坡顶设置2m平台，并设置截水沟；洞口边仰坡坡外5m处设置洞外截水沟。隧道洞口边、仰坡多采用三维网植草防护，边坡高度较大的洞口采用框架锚杆植草防护。
隧道洞门段及洞口临时边仰坡均采用喷锚防护；其中明洞段临时边仰坡采用1：0.5坡率，坡高与永久边坡一致；洞外临时边仰坡坡高和坡率均与永久边坡一致；喷锚防护参数为：C25喷射混凝土（10cm或20cm厚）+砂浆锚杆（L=4m，@1.2m×1.2m)+Φ8钢筋网（@20cm×20cm）。
2.5.2明洞及洞口段暗洞设计情况
2.5.2.1明洞设计
明洞采用60cm厚整体式现浇防水钢筋混凝土衬砌结构；在存在明显偏压的地段，设置偏压明洞以平衡侧向压力。明洞开挖形成的临时边仰坡采用喷锚防护；明洞衬砌建成后两侧边墙底以上5m范围采用浆砌片石回填以使结构受力均匀。要求明洞基底置于稳定基岩上，浆砌片石上分层夯填碎石土，拱顶回填厚度以2～5m为宜。回填土顶面夯填50cm厚粘土隔水层，以防止地表水下渗。

表2-3 明洞衬砌支护参数表
衬砌编号
适用条件
二衬C30砼厚度
二衬延米配筋
拱、墙(cm)
仰拱(cm)
SMa
普通明洞
60
60
5Ф22
SMb
偏压明洞
60
60
5Ф22
2.5.2.2洞口段暗洞设计
根据隧道所处的工程地质条件，按新奥法原理设计暗洞结构。隧道支护采用复合式衬砌结构；初期支护以锚杆、喷射混凝土、钢拱架及钢筋网组成综合防护体系；二次衬砌采用模注防水混凝土（防水钢筋混凝土）结构；初期支护与二次衬砌组成隧道承载结构。
出口存在偏压情况，采用S-Va衬砌结构，四步CD法进行开挖支护施工。
2.5.2.3出口右线洞口位置设计变更调整情况
根据现场地形地貌条件结合设计文件，考虑到出口洞口自然边坡较陡，山体陡峭，且植被发育。根据管理处对隧道进洞控制仰坡开挖，力争做到仰坡零开挖进洞相关要求，防止开挖破坏原有地表植被，减少水土流失，结合我单位隧道施工经验，在开挖洞门过程中采用测量精确定位，进行控制开挖，避免造成边、仰坡大刷大挖破坏周边自然环境。

图2-2 隧道出口右线洞口开挖照片
开挖后及时实测地表纵断面线，通过CAD软件对设计洞门位置进行复核，经复核，若按照原设计洞门位置及导向墙位置进行施工，仰坡需开挖7m高，破坏地表自然植被，且通过明洞回填无法恢复，影响运营期整个洞口形象。

图2-3 隧道出口右线洞口原设计施工纵断示意图
项目部及时将相关情况上报管理处、设计及监理单位，并于4月28号进行了四方现场实地考察，四方确定为了减小仰坡开挖、防止原有植被破坏、防止水土流失，同时结合端墙式洞门结构尺寸要求，将原设计明暗交界位置由K104+333调整至K104+338里程处,即暗洞延长5m，将洞门位置由原设计K104+339调整至K104+342里程处，即明洞缩短2m，取消偏压明洞偏压挡墙，隧道整体向大里程方向延长3m，具体由设计单位出具相应图纸，施工单位可根据现场确定的调整后明暗交界里程位置先行组织进行导向墙及大管棚施工，明洞右侧局部基础根据后期施工情况确定是否采用地基加固处理措施。

图2-4 隧道出口右线洞口调整里程后施工纵断示意图
2.5.2.4隧道进洞辅助施工措施设计
（1） 超前大管棚
隧道洞口段地质条件较差，为Ⅴ级围岩，加之洞口段埋深较小，洞口段施工难度较大。为了顺利进洞，根据地质条件在洞口采用超前大管棚进洞，管棚采用Φ108mm×6mm钢管，各洞口管棚长度均采用40m，环向间距为40cm，在拱部120度范围内均匀布置35根。管棚打设完成后，通过钢管向围岩压注水泥浆以加固岩体。
（2）出口左线半明半暗施工
隧道左线出口ZK104+354～ZK104+348段设置6m半明半暗护拱，打设10m长，纵向间距60cm的φ108×6横向管棚（10m长横向管棚与护拱内型钢和纵向连接钢筋连接牢固）注水泥浆加固。护拱混凝土浇筑前在其中预埋纵向管棚φ133导向管。待护拱强度达到90%后，打设40m长纵向管棚，注水泥浆加固。开挖隧道左侧主洞时加强右侧竖向临时支撑，以确保施工安全。
2.5.3洞口截水沟设计
截水沟采用M7.5浆砌片石砌筑，设置在仰坡开口线外侧5m处。
2.6施工条件
2.6.1用地状况
出口红线用地已交付使用，洞口便道、洞口用地为地方林场用地，经协商目前已可以使用。
2.6.2施工用水
进口利用设置在项目部背后山坡处高压水池解决，出口在合适位置设拦水坝，接水至洞口临时水箱解决。
2.6.3施工用电
目前临时用电正在进行架设，前期采用自发电解决施工用电。
2.7技术及现场施工准备
2.7.1技术准备
进场后根据合同段工程特点，配置相关技术干部及技术人员，建立项目技术管理体系，确定技术人员职责分工及技术管理规划，制定相关技术管理制度，立即组织工程技术人员踏勘现场，仔细复核设计图纸，了解设计意图，并形成图纸会审纪要；对设计图纸有疑问时，主动联系设计部门确定。
编制前期施工方案，并积极与监理、业主沟通，及早达到开工条件。
2.7.2工程试验准备
由于目前试验室正在建设验收，前期配合比、工字钢、钢管、钢板等委外委托广东建粤检测有限公司进行，满足前期施工要求。
2.7.3工程测量准备
积极参与业主、设计院组织的控制桩点交接工作，联系公司精测队已于4月30日完成对整个线路控制点进行复测和加密，上报监理及业主复测成果报告，并进行了测量资料交底。项目编制测量方案及量测方案，并在过程中严格执行。
2.7.4施工队伍准备
调经验丰富的管理、技术骨干组建项目部和工区，由重庆隧源劳务公司组织隧道派遣班组进行隧道施工，大管棚劳务分包。
2.7.5设备、物资准备
急需的设备、仪器5天内运至工地，其它设备根据施工进度要求，提前10天运至工地，并保证机况良好，确保正常运转。
工程所用钢筋、水泥采用甲供方式，由业主集中招标（预计在6月招标）确定，项目提供材料计划，厂家供应，前期项目施工需临时采购，在业主所列厂家范围内选择进行。其他材料业主暂无书面要求，经调查，外加剂及防水材料要上报生产厂家，经总监办及业主方同意后方可使用，即甲控，前期采购在业主所列厂家范围内选择进行；其他主要物资项目自购。除甲供以外物资由设物分公司执行采购供应；大宗二三项材料实行阿里巴巴电子商务平台采购；电商集采以外的二三项材料由设物分公司委托项目部自购；钢轨、风水管等周转性材料由公司物资部就近内部调拨。
2.8主要工程数量
粗石山隧道出口进洞主要施工项目为大管棚施工、左线半明半暗护拱施工、明洞工程、进洞S-Va开挖支护、仰拱、衬砌施工等，主要工程数量见表2-4，S-Va开挖支护每延米数量见表2-5。
表2-4 主要工程数量表
序号
主要施工项目
单位
工程数量
备注
1
大管棚
Φ108×4mm管棚
m
2970

2
C25套拱混凝土
m3
69.52

3
I20a工字钢
Kg
5683.66

4
出口半明 半暗护拱
C30护拱混凝土
m3
173.3

5
护拱钢筋
Kg
5441.22

6
明洞
C30防水混凝土
m3
18.78

7
明洞钢筋
Kg
1407.7

8
仰拱C30混凝土
m3
5.33

9
铺底C20混凝土
m3
6.55

表2-5 S-Va开挖支护每延米数量表
项目
细目名称
单位
数量
备注
开 挖
开挖
m3
112.2

超前支护
φ42mm以内注浆小导管
m
61.7

初期支护
C25喷射混凝土（含仰拱）
m3
9.93

φ25mm以内中空注浆锚杆
m
145.83

I20a型钢钢架
kg
1759.77

Φ6mm钢筋网
kg
86.69

φ22mm以内药卷锚杆
m
70.05

二次衬砌
C30混凝土
m3
12.16

光圆钢筋
kg
120.5

带肋钢筋
kg
1286.2

φ42mm以内注浆小导管
m
61.7

2.9建设相关单位
建设单位：广东省南粤交通投资有限公司
现场业主：龙怀高速管理中心龙连管理处
监理单位：陕西高速公路工程咨询有限公司
设计单位：中交公路规划设计院有限公司
3.施工计划
3.1施工进度计划
3.1.1总体施工安排
粗石山隧道出口左线为半明半暗方式进洞，需提前进行护拱施工后方可进洞施工，出口右线为偏压明洞，采用常规管棚支护后进洞施工。
3.1.2各分项工程施工安排
（1） 右线管棚施工：2015年5月10日-2015年6月10日。
（2） 左线半明半暗护拱及管棚施工：2015年6月5日-2015年7月22日。
（3） 隧道右线进洞：2015年6月9日。
（4） 隧道左线进洞：2015年7月20日。
根据总体施工安排，充分考虑工序衔接要求，优先安排相应前道工序施工安排，确保工期目标实现，且符合总体施组工期要求。具体施工顺序见图3-1。

图3-1 出口进洞施工顺序示意图
3.2材料计划
主材钢筋、水泥招标文件确定为甲供，由于目前业主为进行招标确定，经与业主协商确定，前期可临时采购，但厂家必须为大厂家，品牌质量较好产品。主材由设物分公司集采，集采的二三项材料通过阿里巴巴采购，设物分公司委托项目材料室自购非网络集中采购的二三项材料。项目柴油由中石油铁工油品提供。前期混凝土采用商品混凝土。
钢轨、风水管、逃生管道等周转性材料由公司物资部就近内部调拨，部分新购。
表3-1 进洞施工主要材料计划及进场时间安排表
序号
材料名称
规格
单位
数量
使用部位
计划进场时间
备注
3
Φ108无缝钢管
壁厚6mm
m
2970
洞口大管棚
2015.4.30

4
工字钢
I20a
Kg
5683.66
2015.4.30
导向墙
5
混凝土
C25
m3
69.52
2015.5
商砼
6
钢板
厚15mm
Kg
638.4
2015.4.30

7
螺纹钢筋
Φ22
Kg
692.68
2015.4.30

8
混凝土
C30
m3
173.3
出口左线半明半暗护拱
2015.6.5
商砼
9
螺纹钢筋
Φ22
Kg
4330.6
2015.5.15

10
光圆钢筋
Φ12
Kg
484.8
2015.5.15

11
光圆钢筋
Φ8
Kg
625.7
2015.5.15

12
Φ42无缝钢管
壁厚4mm
m
18309.7
洞口段S-Va施工 （两个洞口合计244m）
2015.5.15
材料根据施工进度及材料计划，分批进场
13
中空注浆锚杆
Φ25
m
6270.69
2015.5.15
14
工字钢
I20a
Kg
75669.97
2015.5.15
16
光圆钢筋
Φ6
Kg
3727.67
2015.5.15
17
螺纹钢筋
Φ22
Kg
47055.52
2015.5.15
18
锚杆钢筋
Φ22
Kg
3012.15
2015.5.15
3.3设备计划
根据施工需要，配置满足的相应施工机械设备，主要设备计划见表3-2。
3-2 进洞施工主要设备计划表
序号
设备名称
型号
单位
数量
计划进场时间
备注
1
挖掘机
徐工XE200
台
2
2015.4.10

2
装载机
ZLC50C
台
4
2015.4.20

3
履带钻机
MDL-150D
台
1
2015.4.20

4
注浆机
GZJB
台
2
2015.4.20

5
空压机
寿力20m3
台
4
2015.4.20

6
发电机
250KW
台
4
2015.4.20

7
钢筋加工设备

套
2
2015.4.30

8
电焊机
BX-500
台
5
2015.4.30

9
弯拱机
XGLW-25
台
1
2015.4.30

10
液压喷射机
GYP-90
台
2
2015.5.20

11
混凝土喷射机
PZ-7F
台
2
2015.5.20

12
全自动搅拌站
HZS90
套
2
2015.5.30

13
搅拌机
JS750
台
1
2015.5.30

4.施工工艺技术
左线进洞总体施工方案为：施工准备→测量放线→洞顶截水沟施工→洞顶以上10m范围内边仰坡开挖及防护→施做横向大管棚→明洞及护拱范围内临时边坡开挖及支护（预留导向墙核心土）→护拱及套拱基础处理→护拱及套拱钢架、导向管安装→护拱钢筋安装→护拱及套拱砼浇筑→施作纵向长管棚→施作右侧临时钢支撑及洞顶回填碎石土→暗洞开挖及衬砌→明洞衬砌及端墙施工→洞顶回填及边仰坡喷混植生防护。
右线进洞总体施工方案为：施工准备→测量放线→洞顶截水沟施工→洞口边仰坡开挖及防护（预留导向墙核心土）→套拱基础处理→套拱钢架及导向管安装→套拱砼浇筑→施作纵向长管棚→暗洞开挖及衬砌→明洞衬砌及端墙施工→明洞回填及边仰坡喷混植生防护。
4.1隧道管棚施工
4.1.1管棚施工工艺
粗石山隧道出口左线设置40m超前管棚及10m横向管棚，40m管棚设置范围为ZK104+356～ZK104+316，其中ZK104+356～ZK104+354段为管棚套拱位置，10m横向管棚设置范围为ZK104+354～ZK104+348。粗石山隧道出口右线设置40m超前管棚，设置范围为K104+340～K104+300，其中K104+340～K104+338段为管棚套拱位置。管棚支护形式具体见图4-1。

图4-1 粗石山隧道出口洞口管棚支护示意图
施工顺序为：测量定位→开挖套拱位置→安装拱架→定位导向管→复测导向管→立模浇筑套拱及基础砼→管棚作业面回填操作平台→管棚钻孔→插管→注浆封孔。主要工艺流程见图4-2。
4.1.2施工方法及操作要点
（1）测量放线
安装拱架前由测量人员测放出C25砼套拱基础、导向墙的中线、顶部高程、导向墙基础及高程，确保钢架位置符合设计要求。由于出口为偏压、顺层边坡，在围岩压力情况下可能会出现拱顶下沉变形情况，结合暗洞开挖时预留变形量设置，导向墙半径在设计基础上扩大20cm设置。

图4-2 管棚施工工艺流程图
（2）套拱及管棚作业面开挖
导向墙土体为一次开挖，根据现场情况，由带破碎锤挖机进行开挖，原则按照设计要求一次挖到套拱基础底部，若现场无法开挖到底时，可开挖至起拱线高度，下部拱架暗洞开挖时进行接长，开挖按测量交底开挖至满足导向墙及管棚施工空间即可，中间预留核心土。
（3）安装拱架
①测量组放出钢拱架的具体位置、里程、高度，并布置好桩点、作好交底。
②施工班组根据测量交底及现场交桩，安装4榀I20a钢拱架，纵向间距为50cm，每榀拱架各单元间采用15mm厚钢板和M20螺栓连接，拱架之间采用环向间距为100cm的φ22纵向螺纹钢筋有效双面焊接。开挖到底时拱脚架设在套拱基础上，若无法开挖到底时，下部拱架包裹，暗洞开挖接长。
（4）定位导向管
导向管位置由测量组按照设计把各个孔的位置用红漆标记；导向管与工字钢间采φ14螺纹钢筋有效焊接，导向管采用φ150×4mm，设计每根L=2m，因拱部范围内导向墙须与仰坡岩面充分接触，故导向管具体长度根据现场情况予以调整，同时考虑管棚长度较长，施工时易发生沉管现象，安装倾角应适当放大，向外侧按照7～8°考虑；管与管环向间距为40cm，共35根。
（5）复测导向管
测量组对已经安装好的导向管再次对此进行复测，确保导向管位置符合设计要求。
（6）立模浇筑套拱及基础
套拱采用模筑C25商品混凝土，采用挖机斗装运混凝土入模，底面及端部模板采用5cm厚木模板加贴宝丽板，背面采用5cm厚木模板，加固用10×10cm木方及钢管进行加固，拉杆采用钢筋焊接丝杆方式。混凝土浇筑采用左右对称浇筑，先浇筑左侧，当浇筑高度达到1.5m时转向右侧，如此交错直至拱顶。浇筑时及时振捣，确保密实。在浇筑过程中对模板支撑进行观察，发现变形及时进行加固支撑。
在浇注导向墙混凝土时，导向管两端包裹严密，防止混凝土流入管中，减小以后管棚钻进难度。严格控制导向管位置与倾角，与钢架焊接牢固。砼浇筑完成后，覆盖洒水养护，砼浇筑过程中，试验室配合商品站、中心试验室进行取样，同条件养生等工作，待砼强度达到设计强度90%后方可进行钻孔。
（7）管棚钻孔
①钻机平台利用回填核心土平台按要求进行，钻孔由两边对称向中间或由中间向两边对称跳槽进行钻孔。
②平台保证稳定，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钻机要求与已设定好的导向管方向平行，必须精确核定钻机位置。用全站仪、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与导向管轴线相吻合。
③为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ120mm及以上钻头进行。由于洞口揭示岩体节理裂隙较发育，钻进过程中易产生坍孔、卡钻，必要时进行多次铣孔。
④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及风压。钻进过程中经常用测斜仪测定钻杆位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及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现场技术人员认真作好钻进过程的原始记录，及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。
（8）清孔验孔
①用潜孔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用探杆（竹杆或钢筋制作）、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。
（9）插管
①管棚顶进采用挖掘机和钻机套管钻进相结合的工艺，即用钻机套管顶进，若无法顶进设计深度时用挖掘机在人工配合下顶进钢管。
②接长钢管应满足受力要求，管段之间采用丝扣连接，丝扣长15cm。
③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；施工中的钢管在安装前逐孔逐根进行编号，按编号顺序接管推进，不得混接。编号为奇数孔的第一节管采用3m钢管，其余均采用6m钢管；偶数孔的第一节钢管采用6m管节，其余均采用6m钢管。
④钢花管：钢花管上设注浆孔，孔径φ10mm，孔间距15cm，呈梅花型布置。钢化管顶部10cm范围内加工成尖锥形，尾部（孔口段）2.5m不设花孔作为止浆段，并施作止浆环。
（10）注浆封孔
①注浆前钢管与导向管间隙，导向墙与岩面间隙应采用速凝水泥或其他材料堵塞严密，以防浆液冒出影响注浆效果。
②安装好钢花管进行封闭处理后对孔内注浆，浆液由高速制浆机拌制。
③注浆前先检查管路和机械状况以及先冲洗管棚内的沉积物，确认正常后做压浆实验，确定合理的注浆参数，方可以施工。
④注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象，如发生串浆，应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵，直至不再串浆时再继续注浆。在注浆时，当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，采取措施。注浆过程中压力如突然升高，可能发生堵管，应停止检查。
⑤注浆顺序按照由低到高、由下往上，隔孔灌注。
⑥注浆材料：注浆材料为1：1水泥浆液，压力按照注浆初压1MPa,终压2.0～2.5MPa，若压力一直无法达到终压标准时采用注浆量进行注浆控制，水泥采用R42.5级普通硅酸盐水泥。
⑦108管采用圆形钢板焊接封孔，注浆套管上准备有出气管与进浆管，由阀门来控制开关。然后安装φ20mm塑料管作为排气管，连接注浆管等各种管路。
⑧注浆时，采取低压力、中流量注入，注浆过程中压力逐步上升，流量逐渐减少，当压力升至注浆终压2.0～2.5MPa时结束注浆。若压力无法达到设计终压时，采用注浆量进行控制，达到设计量时，继续压注15min结束。
⑨注浆施工中认真填写注浆记录，报技术人员随时分析和改进作业。
⑩注浆结束后用M30水泥砂浆填充钢管，以增强管棚强度。
4.2左线半明半暗护拱施工
4.2.1施工工艺
粗石山隧道出口左线行车方向右侧ZK104+354～ZK104+348段设置半明半暗结构以提前进洞，护拱采用C30钢筋混凝土结构，内部安装I20a工字钢，间距60cm。护拱支护形式具体见图4-3。
施工顺序为：测量放线→边仰坡开挖及防护→施做横向大管棚→拱架安装→钢筋安装→套拱浇筑→施做纵向长管棚→施做临时钢支撑及回填碎石土。
4.2.2施工方法及操作要点
（1）测量放线
由测量组放出边坡线，及锚喷防护区域。
（2)边仰坡开挖及防护
按照测量放线，开挖边坡，施工过程中应尽量减少对其扰动，清除表层第四系覆盖层、强风化岩石和不稳定体后，对洞顶以上强风化岩石和不稳定体后，对洞顶以上10m范围内进行锚喷防护。

图4-3 粗石山隧道出口左线护拱示意图
（3)施做横向大管棚
按照测量放线点，在ZK104+354～ZK104+348段6m范围内均匀施作10根L=10m的φ108×6mm横向管棚，纵向间距60cm。
1）修建钻孔平台安放钻机
①钻机平台利用现有核心土平台按要求整形，钻孔由潜孔钻机由高孔位向底孔位进行。
②平台要稳定，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：必须精确核定钻机位置。用全站仪、钻杆导向相结合，反复调整。
2）钻孔
①为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ120mm。
②由于洞口上方局部地方土质松散，钻进过程中容易产生坍孔、卡钻，必要时需进行多次铣孔。
③钻机开钻时，应低速低压，可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
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，及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，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述。
3）清孔验孔
①用潜孔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用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。
4）插管
①钢管在专用的管床上加工好丝扣，丝扣长15cm，钢管四周钻设孔径φ10mm注浆孔(靠孔口2.5m处的棚管不钻孔)，孔间距15cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。
②管棚顶进采用潜孔机钻顶进钢管。
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；施工中的钢管在安装前必须逐孔逐根进行编号，按编号顺序接管推进，不得混接。管棚钢管由机械顶进，钢管节段间用15cm丝扣连接，顶进时，节长采用4m、6m两种管节。编号为奇数的第一节管采用4m管节，第二节管采用6m。偶数的第一节钢管采用6m管节，第二节钢管采用4m管节。
5)注浆封孔
①注浆前钢管与导向管间隙应采用速凝水泥或其他材料堵塞严密，以防浆液冒出影响注浆效果。堵塞时设置进浆孔和排气孔。
②安装好钢花管进行封闭处理后对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。
③注浆前先检查管路和机械状况以及先冲洗管棚内的沉积物，确认正常后做压浆实验，确定合理的注浆参数，方可以施工。
④注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象，如发生串浆，应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵，直至不再串浆时再继续注浆。在注浆时，当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，采取措施。注浆过程中压力如突然升高，可能发生堵管，应停止检查。
⑤注浆顺序按照由低到高，隔孔灌注。
⑥注浆材料：注浆材料为1：1水泥浆液，注浆初压1MPa,终压2.0～2.5MPa，水泥采用R42.5级普通硅酸盐水泥。
⑦注浆采用后退式注浆，利用自制的注浆套管与管棚用套式丝连接，注浆套管上准备有出气管与进浆管，由阀门来控制开关。然后安装20mm塑料管作为排气管，连接注浆管等各种管路，利用锚固剂封闭掌字面与管棚间的孔隙，防止漏浆。
⑧注浆时，采取低压力、中流量注入，注浆过程中压力逐步上升，流量逐渐减少，当压力升至注浆终压2.0～2.5MPa时结束注浆。若压力无法达到设计终压时，及时调整注浆参数，确保注浆压力与注浆量同时满足设计要求并结束。
⑨注浆施工中认真填写注浆记录，报技术人员随时分析和改进作业。
⑩注浆结束后用M30水泥砂浆填充钢管，以增强管棚强度。
（4）拱架安装
①测量组放出钢拱架的具体位置、里程、高度，并布置好桩点、作好交底。
②施工班组根据测量交底及现场交桩，安装I20a钢拱架，间距为60cm，共6m，各单元间采用15mm厚钢板并用M20螺栓连接，拱架之间采用环向间距为100cm的φ22U型螺纹钢筋有效焊接，拱脚架设在牢固的基础上。
③10m长横向管棚尾部应与护拱内型钢和纵向连接钢筋焊接牢靠。
④根据设计要求