隧洞开挖提前进洞施工专项方案.doc

*******总干第四标

*******施工区隧洞提前进洞
施工开挖专项方案

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一期工程总干第四标段项目经理部

二○一二年一月三十日

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目 录
一、概述 1
（一）工程总概况 1
（二）*******施工区工程变更简况 1
（三）变更图纸及要求 1
二、提前进洞施工 7
（一）洞脸及管棚的施工 7
（二）提前进洞采用的施工方法 10
（三）洞口段开挖支护 10

一、概述
（一）工程总概况
*******引水灌区一期工程总干干渠*******箱涵进口～总干渠末（桩号Z9+195～Z20+185）工程（总干第四标段）。位于*******，距忻城县约28公里左右。
（二）*******施工区工程变更简况
*******至北丹原进口桩号为:Z11+117.0，变更后桩号为:Z11+026；*******至*******隧洞,原出口桩号为:Z10+877，变更后桩号为:Z10+960.8；原拱涵箱为225米,变更后拱涵只有65.2米。变更后*******至*******出口隧洞增加68.8米,*******至北丹隧洞增加91米。
（三）变更图纸及要求
*******至*******隧洞出口段(Z10+960.8～Z10+877) 变更采用I14工字钢支护(长83.8m钢拱架设纵向间距800)，*******至北丹隧洞进口段(Z11+026～Z11+117)变更采用I20工字钢支护 (长91m拱架纵向间距为1000)；洞口按原设计管棚φ89，δ=6，L=15000，环向间距300；φ25砂浆锚杆@1.5×1.5m，L=4m相向布置；两侧墙挂网喷砼C25厚度200，钢筋网φ8@200×200,洞顶只采用挂网喷砼C25厚150钢筋网φ8@200×200，φ25砂浆锚杆@1.5×1.5，L=4m相间布置；拱涵两侧边坡采用挂网喷砼C25厚150，钢筋网φ8@200×200，洞开挖宽度为9.6m，高度为9.65m，R=5m；侧墙砼厚度为60cm，底板为60cm，其余设计变更外与原设计不变。 (详见以下变更图)

二、提前进洞施工
根据*******区隧洞提前进洞变更申请报告批复及设计变更图纸的要求，我项目部认真对图纸研讨后拟定以下施工方案：
（一）洞脸及管棚的施工
1、准备工作
（1） 采用非开挖技术、解决普通地质钻机施工中存在管棚方向控制难。对于洞口段管棚工程，在正式实施管棚前，应先修好洞顶天沟，然后进行边、仰坡的开挖，从地面由上而下分层开挖，边开挖边防护，防护措施可采用浆砌片石。对于联系道内的坍塌处理段，需要根据实际情况对坍塌体和上部的空洞进行充填注浆。
在隧道内断层破碎带等地质条件恶劣地段实施管棚时，应首先在工作面上做好注浆，利用加固段作为止浆岩盘。在工作面往后一段利用未开挖平台作为管棚施工的工作室，隧道开挖半径要比正常开挖半径大0.5～1.2m.断面加大后，需要加强初支强度，同时全断面布置注浆管，对封存闭掌子面进行注浆加固。
（2） 施工导向墙，对于洞口段，可利用套拱作为长管棚的导向墙。套拱在时洞外轮廓线以外施作，套拱内埋设工字型钢或格棚支撑，钢支撑与管棚焊接成整体。
（3） 架立导向管。架立长管棚导向架，严格按设计角度将导向管焊接在导向架上，固定导向架，重新复核导向管的角度无误后喷射混凝土，将导向架与工作室构成一个整体。在喷射混凝土时，应首先将导向管管口用牛皮纸或棉纱封堵保护；同时在掌子面挂钢筋网，喷射混凝土封闭，作为注浆止水墙，并保证掌子面在长管棚施工期的安全。
2、施工工序
（1） 钻机定位
搭设钻机平台，钻机平台可用枕木或钢管脚手架搭设，并应一次性搭好；钻孔以两台钻机由高孔位向底孔位对称进行，可缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻孔定位。
平台支撑要着实地，连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、外移等，影响钻孔质量。
移动钻机到钻孔部位，调节钻机高度，要求钻机与已设定好的孔口管方向一致，精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线和钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。将钻具放入导向管中，使导向管、钻机固定钻杆和钻杆在一条直线上，用仪器测这一直线的角度。
（2） 钻孔
全站仪量测，在钻杆方向和角度满足设计要求后方可开钻。钻孔开始时选用低档，待钻到一定深度后，停开高压水，退出并接钻杆，继续钻进。钻机过程中，要始终注意钻杆角度的变化，并保证钻机不移位。每钻进5m，要复核钻孔的角度是否正确，以确保钻孔方向。
钻进过程中，需要注意以下事项：
①为了便于安装钢管，钻头直径可略大于管片直径。
②岩质较好时可以一次成孔，钻进时如产生坍孔、卡钻，需补注浆后再钻进。
③钻机开钻时，可低速、低压，待成孔1 m后，可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
④钻进过程中，经常用测斜仪器定其位置，根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并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认真做好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩石进行地质判断、描述，作为开挖洞身的地质预报，指导洞身的开挖。
（3）偏斜纠正
每隔5m测定钻孔的偏斜情况。钻孔向下偏斜过大时，在偏斜部分填充水泥浆，等水泥砂浆凝固后，再从偏斜外开始继续钻进；向上偏斜时，采用特殊合金钻头进行再次钻进。
（4）清孔、验孔
用地质岩芯钻杆配合钻头进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔；用高压气从孔底向孔口清理钻渣；用经纬仪、测斜仪等检验孔深、倾角、外插角。
防止偏斜注意事项：钻孔前，钻机的安装要牢固；精确测定导向管的位置和方向；钻孔过程中，防止管子在导向管上转动并要注意按钮的大小及回转等。
（4） 下管
下管前，要预先按设计对每个钻孔的管子进行配管和编号，以保证同一断面上接头数不超过50‰；下管要及时、快速，以保证在钻孔稳定时将管子送到孔底。前期靠人工送管，当阻力增大时，借助钻机顶进。
每钻完一孔便顶进一根大管棚。钻进时，可根据实际情况，采用钢管跟进的方法逐段跟进至设计深度。管棚每节之间用丝扣连接，相邻两节之间节头要错开，其错接长度不小于1m。管棚与导向管之间用砂浆堵塞；为保证管棚内能饱满填充，在管棚内安有排气管，排气近孔口用阀门连接。
钢管应在专用管床上加工好丝扣，棚管四周钻出浆孔（靠近掌子面的管棚不钻孔）；管头焊接成圆锥形，便于人孔。
管棚顶进采用大孔引导和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于管片直径的引导孔，然后可用10t以上卷扬机配合滑轮子组反压顶进；也可利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。
（二）提前进洞采用的施工方法：
*******施工区提前进洞采用全断面法，隧洞施工顺序是：用钻孔台车钻眼，然后装药、连接导火索→退出钻孔台车，引爆炸药，开挖出整个隧洞断面→排除危石，安设拱部锚杆和喷第一层混凝土→用装渣机将石渣装入出渣车，运出洞外→安设边墙锚杆和喷混凝土→必要时可喷拱部第二层混凝土和隧道底部混凝土→开始下一轮循环→再初期支护变形稳定后，进行初喷→挂网→主拱架→复喷。
采用全断面法应注意以下问题：摸清开挖面前方的地质情况，随时准备好应急措施（包括改变施工方法等），以确保施工安全；各种施工机械设备务求配套，以充分发挥机械设备的效率；加强各项负责作业，尤其加强施工通风，保证工作面有足够新鲜空气；加强对施工人员的技术培训及交底。
（三）洞口段开挖支护
隧洞出口洞口施工前，先在边仰坡刷坡线外5～10m施作截水沟，拦截地表水冲刷边仰坡，造成危害。截水沟采用M10浆砌片石进行施工，截水沟开挖深度90cm、宽度85cm，浆砌片石宽度30cm、底板厚30cm、长度根据排水要求,同时在*******至北丹进口中挖两口集水井,预防自然沟渗水便于集中抽排水。
洞口边仰坡地质为粉质黏土夹少量中粗砂 ，开挖方式为人工辅助挖掘机自上而下分层开挖。为增加洞口及边仰坡的稳定性，洞口边仰坡在采取自上而下进行施工的同时，边仰坡开挖边开挖边进行锚网喷支护。锚杆为φ25mm砂浆锚杆，锚杆长4m，间距1.5m×1.5m,梅花式布设，采用风钻钻进或锤击垂直于边仰坡坡面；网片采用 8mm钢筋加工制作而成，网格间距20cm×20cm; 混凝土为C25喷射混凝土，厚度为15cm，采用喷湿法喷射施工，自上而下、分层分片进行喷射。
洞口段为Ⅲ级围岩且前30m范围内，为保证进洞安全，采用超前大管棚进行预支护。为指导管棚方向及保证注浆效果，在明暗交接处设置套拱，套拱长度1.0m,在拱部106 范围内设置。套拱为C25型钢混凝土结构，内设榀I14～I20型钢钢架，钢架间距为0.5m，采用φ25钢筋上下层螺螺钢焊接,导向管@30cm环向间距.导向管与钢架焊接牢固。混凝土为强制式搅拌机自拌混凝土，混凝土罐车运输，泵车泵送入模，插入式振捣器振捣密实，振捣时振捣器不得撞击模板、钢架及导向管。
管棚采用 89㎜×6㎜热轧无缝钢管，中对中环向距30㎝，钢管轴线与衬砌外边缘夹角 1°～3°，共设置41根。管棚长15m，采用水泥单浆液注浆。当有要求时，管棚内安放钢筋并灌入M7.5水泥砂浆以增加管棚强度和刚度。管棚施工工艺见图3.1－5。洞口支护全部完毕后，方可进行暗洞隧道施工。

提前进洞段施工用水用电布置、测量控制、爆破开挖、砼浇筑、锚喷支护及质量、安全等措施按《隧洞施工开挖专项方案》施工，具体内容详见《隧洞施工开挖专项方案》。