福建某铁路段浅埋暗挖隧道专项施工方案(CRD法施工、超前支护、附示意图).doc

环岛路（鳌山路-高殿二号路段）工程标浅埋暗挖隧道专项施工方案编制： 审核： 批准： 中铁十八局集团有限公司厦门环岛路（鳌山路-高殿二号路）道路工程标段项目经理部2014年12月3日目录第一章 编制依据及原则- 3 -1.编制依据- 3 -2.编制原则- 3 -3.主要技术规范及标准- 3 -第二章 工程概况及施工特点- 5 -1.工程概况- 5 -1.1 工程简介- 5 -1.2 地质概况- 7 -1.3 水文地质- 10 -1.4 气候条件- 11 -1.5 地震烈度- 11 -1.6 工程环境- 11 -2.施工特点- 11 -第三章 总体施工部署及施工方案- 12 -1.总体管理目标- 12 -2.总体施工概述- 12 -3.施工组织机构及资源配置- 12 -3.1 施工组织机构- 12 -3.2 机械设备的投入- 13 -4.暗挖隧道结构设计- 14 -5.暗挖隧道施工方案- 15 -5.1施工步序- 15 -5.2 隧道进洞- 17 -5.3 超前支护- 21 -5.4 初期支护- 29 -5.4 洞身衬砌- 32 -5.5 隧道防排水- 33 -5.6 隧道附属结构- 34 -5.7 隧道风、水、电设计- 35 -6.监控量测- 37 -6.1.监测项目- 37 -6.2.暗挖隧道监测点布设- 38 -第四章 施工安全技术保证措施- 45 -1.安全保证措施- 45 -1.1安全管理目标- 45 -1.2安全管理方针- 45 -1.3安全管理组织机构和网络- 45 -1.4安全管理组织措施- 47 -1.5安全管理预防措施- 47 -2.隧道施工主要危险源及安全技术措施- 47 -2.1出渣- 47 -2.2支护- 48 -2.3衬砌- 48 -2.4 隧道洞内排水- 49 -2.5 隧道施工工法转换- 50 -2.6 施工安全保证措施- 50 -3.环境保护措施- 52 -3.1噪声控制措施- 52 -3.2城市生态控制措施- 52 -3.3水污染控制措施- 52 -3.4大气污染控制措施- 53 -3.5固体废弃物控制措施- 53 -3.6工地保洁- 53 -4.质量保证措施- 53 -4.1建立健全组织机构- 53 -4.2 施工过程质量控制措施- 54 -4.3主要工程项目质量保证措施- 55 -第一章 编制依据及原则1.编制依据（1）环岛路（鳌山路-高殿二号路段）工程标施工图设计及相关设计资料文件。（2）环岛路（鳌山路-高殿二号路段）工程标施工招投标文件，以及工程量清单。（3）国家及当地政府有关法律、规程、规则、条例和规定，交通部、建设部现行的设计规范、施工规范、验收标准、技术规范。（4）环岛路（鳌山路-高殿二号路段）工程标暗挖隧道施工现场实地勘察和技术调查资料。（5）本工程的特点、工期要求及周围的环境因素等。（6）环岛路（鳌山路-高殿二号路段）工程标施工合同文件。2.编制原则（1）遵循设计及规范要求正确理解设计文件，遵循设计及规范要求，制定切实可行的施工方案。（2）确保工程安全充分认识本项目的工程地质、水文地质及周边环境的特点，结合地下工程的施工特点，应用可靠的技术和工法，以信息化的手段，确保工程安全。（3）确保工期目标优化施工组织，合理组合施工机械，精心配置资源，采取操作性强的技术措施，确保节点工期实现，最终保证总工期目标的实现。（4）确保工程质量确立对工程质量终身负责的观念，完善质保体系，严格过程控制，精益求精，确保工程质量达到制定目标。（5）以人为本的原则以人为本，构建和谐项目，保障职工职业健康，文明施工，减少扰民。3.主要技术规范及标准（1）建筑地基处理技术规范（jgj79-2002）（2）建筑基坑支护技术规程（jgj120-99）（3）公路工程施工安全技术规程（jtj076-95）（4）地下工程防水技术规范（gb50108-2008）（5）混凝土结构工程施工质量验收规范（gb50204-2002（2011版）（6）公路隧道施工技术规范（jtgf60-2009）（7）铁路隧道设计规范 （tb10003-2005）（8）建筑地基基础工程施工质量验收规范（gb50202-2002）（9）铁路隧道设计规范（gb12523-2011）（10）建筑与市政降水工程技术规范（jgj/t111-98）（11）公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范（jtg/tb07-01-2006）（12）混凝土泵送施工规程（jgj/t10-95）（13）钢结构工程施工质量验收规范（gb50205-2001）（14）铁路隧道喷锚构筑法技术规范 （tb10108-2002）(15) 混凝土结构防火涂料 （ga982005）(16) 电力工程电缆设计规范 （gb50217-2007）(17) 铁路技术管理规程第二章 工程概况及施工特点1.工程概况1.1 工程简介环岛路(鳌山路-高殿二号路段)工程标起点位于海堤路下，终点往长岸路方向接杏林大桥左右线辅道，桩号范围为zk1+738zk2+870，yk1+740yk2+892.270，线路总长1.152km。本项目隧道工程是整个项目的控制性工程，是制约整个项目工期的节点工程。隧道工程可分为明挖回填施工段（zk2+038zk2+229，yk2+050yk2+211）和暗挖浅埋施工段(zk1+738zk2+050，yk1+740yk2+038)。其中，暗挖浅埋施工段是隧道施工的难点。暗挖隧道具有地质条件差，地下水丰富、埋深浅、下穿铁路线多等特点。图2.1 环岛路工程标平面示意图通过临时竖井进入隧道正洞进行开挖的下穿铁路货场段为从zk1+780zk1+860(yk1+787yk1+860)段从既有铁路货场下方近距离穿越，平面交角约72度，铁路共有3股道，隧道顶板与铁路的最小竖向距离约13.6m，穿越地层主要为砂质粘性土及全风化花岗岩。加固范围铁路里程为：k0+552k0+643（货1线，k0+000为h4道岔尖轨尖处），k0+504k0+595（货2线，k0+000为h4道岔尖轨尖处），k0+413k0+506（货4线，k0+000为h10道岔尖轨尖处）。采用暗挖法开挖的下穿鹰厦铁路段为zk1+860zk1+955(yk1+860yk1+938)段从既有鹰厦铁路下方近距离穿越，与鹰厦铁路平面交角约58度，铁路共有2股道，加固范围铁路里程为：k683+773k683+872(i道)，k683+775k683+879(ii道)；与高崎ii场4（6、8）道平面交角约49度57度，铁路共有3股道，加固范围内铁路里程为：k683+758k683+859(4道)，k683+759k683+822(6道)，k683+484k683+588(8道)，下穿段管线共计2股道，加固范围内铁路里程为：k683+509k683+615(i道)， k683+514k683+620(ii道)。隧道顶板与铁路的最小竖向距离约9.45m，穿越地层主要为砂质粘性土及全风化花岗岩。图2.2 隧道下穿铁路货场段示意图图2.3 隧道下穿高崎ii场段示意图1.2 地质概况本项目工程区位于“闽东燕山断坳带”东侧与闽东沿海变质带相接触的中部，主要经历了燕山期与喜马拉雅二期构造运动，并奠定了本区地质构造基本格局。从区域资料分析，外围主要受三条断裂带控制：nne向长乐南澳断裂带、滨海断裂带和近ew向南靖厦门断裂带。受其影响，主要以线性构造为主，其特征为动力变质和挤压破碎明显。福建省东南沿海区域性新构造运动特征是以断块差异升降运动为主，断裂、裂隙走向主要呈nne向、高角度产出，并伴随较多的辉绿岩脉侵入，晚更新世以来运动逐渐减弱。根据厦门岛地壳稳定性评价，拟建工程区域未见活动性构造，本勘也未见活动性断层和新构造活动痕迹，场地构造条件稳定。根据建筑抗震设计规范（gb50011-2010）有关条文规定，拟建工程位于抗震设防烈度度区，设计地震分组属第二组，设计基本地震加速度值为0.15g。本标段道路沿线地层主要由填土层、海积层、残积及下部燕山晚期中粗粒花岗岩构成。根据钻探揭露，拟建场地岩土体的分布及特征按埋藏顺序分述如下：(1)填筑土：该层根据其成分不同大致可分为四个亚层。（a）杂填土：拟建场区沿线大部分钻孔有揭露，厚度变化较大为1.114.3m。多呈灰褐等杂色，成分主要由粘性土、较多的碎石土及局部植物根系、生活垃圾等有机物质构成，硬杂质含量一般在30%左右。该层回填时间整体较长，一般约5年，松散稍密状为主，其密实度及均匀性总体仍较差，力学强度低。(b)填石：拟建场区部分钻孔有揭露，厚度变化较大约1.04.8m。整体呈浅灰色等杂色，成份主要由中风化花岗岩碎石块回填而成，块径一般在20100cm之间，石英砂及粘性土填充其间。该层回填时间较长，一般约5年，稍密状为主，其密实度及均匀性总体较差，力学强度低。（c）素填土：勘探期间仅个别钻孔有揭露，厚度变化较大约0.84.1m。整体呈浅灰、灰黄色，成份主要由粘性土构成，含碎砖、碎石等硬杂质约25%30%范围。该层回填时间整体较长，一般约5年，松散稍密状为主，其密实度及均匀性总体仍较差，力学强度低。（d）填砂：揭露厚度为1.25.3m。整体呈灰黄色，成分主要由石英砂回填而成，泥质含量较少（一般少于20%），颗粒级配一般较差。该层回填时间整体较长，约5年，稍密状为主，其密实度及均匀性总体仍较差，力学强度低。(2)残积砂质粘性土：拟建工程沿线大多钻孔有揭露。其顶板埋深1.018.3m，顶板标高-13.4110.36m，揭露厚度变化较大为0.620.5m（部分钻孔未揭穿）。呈灰白、灰黄等花斑色，可塑状为主。成分主要由长石风化而成的粘、粉粒、石英颗粒及少量云母碎屑等组成，2mm的石英颗粒一般为5.519.8%（颗分结果），原状芯样摇震无反应，切面稍有光泽，干强度及韧性中等。系花岗岩风化残积而成。该层实测标贯击数为9.029.0击，平均为20.2击。该层天然状态下力学强度一般较高，但该层属特殊性土，具有泡水易软化、崩解的不良特性。(3全风化花岗岩：该层沿线钻孔多有揭露，其顶板埋深为3.223.0m，顶板标高-15.806.18m，揭露厚度变化较大为1.913.8m。呈灰白、灰黄等色，主要成分为长石、石英，长石大部分已高岭土化，为土状结构，岩体极破碎，属极软岩，岩体基本质量等级为级。压缩性低，力学强度较高，但该层与上述残积土呈渐变关系，亦具有泡水易软化，崩解的不良性质。(4)强风化花岗岩：该层根据其风化程度不同，可分为以下两个亚层。(a) 砂砾状强风化花岗岩：该层主要揭露于隧道地段的钻孔，其顶板埋深5.827.3m,顶板标高-18.292.95m，揭露厚度变化较大为0.726.3m（部分钻孔未揭穿）。呈灰白、褐黄色，原岩矿物中长石少量风化变异，岩芯呈砂砾为主。泡水容易软化，为散体状结构。该层岩石质量指标属极差的，rqd指标为0，属极软岩，岩石完整程度极易破碎，岩体基本质量等级为级。该层实测标贯击数50击，压缩性低，力学强度较高，但与上部全风化岩呈渐变过渡关系，没有明显的地质分界线，开挖暴露后如遭受长时间的泡水作用仍会较快软化，使其强度降低。(b) 碎块状强风化花岗岩：该层主要揭露于隧道地段的钻孔，其顶板埋深12.751.6m，顶板标高-40.19-3.72m，揭露厚度0.822.4m(部分钻孔未揭穿)。呈灰黄、浅灰等色，岩体极破碎，为碎裂状结构，岩芯呈碎块状，手折可断，岩石点荷载抗压强度r=7.914.8mpa，属软岩，岩体基本质量等级为级，压缩性低，力学强度较高，工程性较好。但该层与砂状强风化岩仍呈渐变过渡关系，无明显界线。(5)中风化花岗岩：该层主要揭露于隧道地段的钻孔，其顶板埋深为7.153.5m，岩顶标高-47.461.72m，揭露厚度1.627.2m（均未揭穿）。该层呈浅灰黄、灰白色为主，岩石结构整体较破碎较完整，裂隙较发育发育一般，岩芯呈短柱状为主，多属裂隙块状镶嵌碎裂状结构，rqd多在6090%范围，属较硬岩。岩石饱和抗压强度为39.857.6mpa，力学强度较高，工程性能好。左、右线隧道的地质纵断面见下图。图2.4 暗挖隧道左线地质纵断面图图2.5 暗挖隧道右线地质纵断面图1.3 水文地质(1) 地表水拟建工程场地原始地貌位于海湾滩涂及残积台地路段，后经人工建设改造，现状仅在主线右洞与a匝道隧道间分布有一池塘（水深约13m）外，其余路段未见有其它池塘、河流或海水等分布，整个场区地表水系、水体总体不发育。(2) 地下水拟建工程场地地下水位受地形、地貌及后期人工回填影响，变化较大。勘察期间为降雨期，测得钻孔中水位在原海湾滩涂路段的初见水位一般为2.03.8m，混合稳定水位一般为2.24.0m；在残积台地路段的初见水位一般为3.15.1，混合稳定水位为3.35.5m。根据区域水文地质资料，拟建场区地下水年水位变化幅度在原海湾滩涂路段一般约23m，在残积台地路段一般约12m范围。另据了解，近年内沿线场地最高水位约在12m范围。1.4 气候条件厦门是典型的亚热带海洋性气候，年均气温为20左右。年平均降雨量在1200毫米左右，每年5至8月份雨量最多，风力一般3至4级，常向主导风力为东北风。由于太平洋温差气流的关系，每年平均受4至5次台风的影响，且多集中在7至9月份。为了保证整个工程的顺利进行，我单位将防台风防汛作为安全防范重点，专门成立防台防汛组织机构，明确防台防汛重点和目标，全面负责防台防汛抢险预案的制定与实施；负责施工过程中的安全隐患检查，监督落实整改措施；负责防台防汛抢险设备、物资的准备，以及实施中的应用管理；负责台风期间和抗洪期间的生活、食品保障；负责突发事件紧急情况下的救护工作；负责突发事件的调度指挥，对内对外的协调工作。1.5 地震烈度厦门地区位于闽东南沿海变质带，拟建线路区域上处于闽东燕山断裂带的长乐-诏安断裂带中段。区内构造主要受新华夏构造体系控制，道路沿线大多被第四系地层所覆盖。据厦门地区区域地壳稳定性评价报告，上述断裂自第四纪以来活动渐减弱，现处于相对稳定状态，不必考虑活动性断裂的影响。根据建筑抗震设计规范（gb50011-2010）有关条文规定，拟建工程位于抗震设防烈度度区，设计地震分组属第二组，设计基本地震加速度值为0.15g。1.6 工程环境我标段暗挖隧道施工段从起点至洞口段依次要下穿特区供水管、轨道一号线、铁路货场、中浦路、鹰厦铁路、到发线及铁路检查线。暗挖隧道施工段具有地质条件差、埋深浅、地下水丰富、下穿线路段结构物复杂、周围环境复杂、协调难度大等特点。整个暗挖隧道施工段要做到精心规划，科学管理，在整个施工过程中要实现安全与质量管理目标。2.施工特点（1）实现暗挖隧道工期目标是实现整个项目工期节点要求的保证，面对当前的实际情况，更要加大施工投入，科学组织，有效管理，争取一切可利用的条件去实现工期目标。（2）隧道施工的方案审批、交通疏解等问题，均需要与铁路部门协调，协调问题复杂，难度大。（3）暗挖隧道周边地质条件差，穿越地层多为素填土、粉质粘土、残积砂质粘性土、全风化花岗岩、砂砾状强风化花岗岩，在施工过程中要加强监控量测工作。（4）暗挖隧道所处周边为海域杂填区，地下水位较高，在隧道的施工过程中，需做好降排水工作，同时，也将隧道的防水处理措施作为施工的重点。（5）隧道施工区位于厦门岛内市区，要重点做好环保、水保、文明施工、交通疏解等方面的工作。第三章 总体施工部署及施工方案1.总体管理目标（1）暗挖隧道开工日期：2014年11月15日（以横通道开始施工为开始时间），计划完工日期：2015年11月5日，工期356天。（2）分项、分部工程合格且综合评分不小于90分。（3）施工过程中，封闭围挡，文明施工，创建文明施工管理标准化工地。在整个隧道施工过程中，严格按制定的施工方案进行施工，安全可控，无安全责任事故发生，无职业病危害事故、无较大及以上环境污染事故。2.总体施工概述本标段暗挖隧道部分埋深浅，地下水位高，隧道主要穿越残积砂质粘性土和全风化花岗岩， v级围岩， crd法、双侧壁导坑法施工，属特殊环境浅埋富水软弱围岩隧道，施工安全风险和工期风险极高，施工过程中需严格控制洞周收敛变形。为加快施工进度，左、右线暗挖隧道通过修建平交道从暗挖隧道出口(zk2+050，yk2+038)和竖井（zk1+770yk1+780之间）两个方向施工。隧道施工采用新奥法原理，施工过程严格遵循 “管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，加强施工监控量测。3.施工组织机构及资源配置3.1 施工组织机构浅埋暗挖隧道施工是本标段的施工重点与难点，为确保隧道施工的能够安全、高质量、高效地进行，暗挖隧道人员设置如下：现场经理2名，主管工程师2名，技术员2人；试验工程师2人；专职安全员2人；测量工程师2人；普工20人；电焊工：20人；钢筋工25人；模板工20人；机械操作手10人，现场值班人员2人。项目经理总工程师现场经理主管工程师试验工程师专职安全员测量工程师技术员各专业施工队图3.1 暗挖隧道施工的组织机构图3.2 机械设备的投入暗挖浅埋隧道的主要机械设备配备情况见下表：表3.1 主要施工机械配备表序号机械或设备名称型号规格数量国别产地制造年份额定功率(kw)生产能力自有或租借或拟购1挖掘机pc2202小松山推20111141.25m3自有2挖掘机pc351日本小松20100.18m3自有3挖掘机pc551日本小松20120.22m3自有4自卸车1941.2805中国邢台201112t自有5自卸车奔驰32502201015t自有6自卸车cq32605中国重庆201119t自有7装载机zl502中国徐州20111613.0m3自有8内燃压风机vy-12/72中国湖北201111212m3自有9空压机4l-20/86中国重庆2011自有10发电机组gf5002中国扬州2012500kw自有11混凝土输送泵htb606中国徐州201160m3/h12吊车qy501中国湖南201219125t13吊车qy161中国湖南201116016t14变压器630kva3中国兰州2011630kva自有15附着式振动器22010自有16污水泵4zx-1416中国上海20113自有17泥浆泵bw-25010中国上海2011自有18交流电焊机bx1-500-112中国上海201017自有19钢筋调直机ct4*103中国浙江20121.1自有20钢筋弯曲机cw40b3中国山东20103.0自有21钢筋切割机cqw323中国山东20123.0自有22混凝土喷锚机tk-9616中国成都201010m3/h自有23锚杆钻机myt-1202中国河北2010120自有24风动凿岩机yt2850中国天水2011自有25衬砌台车4自制自有26管棚钻机kr804122德国2011114自有27注浆钻机sj-1804中国北京201157自有28超前地质预报仪tsp2031瑞士2009自有29轴流式通风机sdf(c)-no133中国山西201155自有30全站仪gts7012日本2011自有31水准仪ds36中国北京2012自有32精密水准仪dsz-21中国天津2012自有33土工试验设备1中国浙江2012自有34混凝土试验设备1中国浙江2012自有4.暗挖隧道结构设计暗挖隧道结构设计见下表：表3.2 浅埋暗挖隧道复合式衬砌支护参数表项目衬砌类型里程初期支护二次衬砌c40防水耐腐蚀混凝土拱墙锚杆钢筋网喷射混凝土钢拱架隧道标准段主线隧道下穿公路段zk1+970-zk2+050， 80m；25中空注浆锚杆l=4.5m，10050cm双层8钢筋网 2020cm28cmc25拱墙、仰拱i22a工字钢间距50cm拱墙60cm 仰拱60cm主线隧道下穿铁路段zk1+780zk1+813， zk1+828zk1+955；yk1+787yk1+817， yk1+832yk1+93825中空注浆锚杆l=4.5m，10050cm双层8钢筋网 2020cm28cmc25拱墙、仰拱i22b工字钢间距50cm拱墙60cm 仰拱60cm主线隧道下穿轨道一号线段zk1+738-zk1+768，左侧共计30m；yk1+740-yk1+775，右侧共计35m。25中空注浆锚杆l=4.5m，10050cm双层8钢筋网 2020cm28cmc25拱墙、仰拱i22b工字钢间距50cm拱墙80cm 仰拱80cm隧道管棚工作室段zk1+768-zk1+780， zk1+813-zk1+828，zk1+955-zk1+970， yk1+775-yk1+787，yk1+817-yk1+832，yk1+938-yk1+95325中空注浆锚杆l=4.5m，10050cm双层8钢筋网 2020cm26cmc25，导向墙80cm拱墙、仰拱i20b工字钢间距50cm拱墙55cm 仰拱55cm隧道加宽段隧道三车道段yk1+953-yk1+993，右侧共计40m25中空注浆锚杆l=4.5m，10050cm双层8钢筋网 2020cm28cmc25拱墙、仰拱i22b工字钢间距50cm拱墙65cm 仰拱65cma匝道加宽段yk1+993-yk2+038，右侧共计45m25中空注浆锚杆l=4.5m，10050cm双层8钢筋网 2020cm28cm25+16cmc25拱墙、仰拱i22b工字钢+22格栅钢间距50cm拱墙65cm 仰拱65cm表3.3 浅埋暗挖隧道辅助施工措施一览表项目衬砌类型里程超前支护长管棚中管棚小导管隧道标准段主线隧道下穿公路段zk1+970-zk2+050， 80m；加钢筋笼单排1596（环向间距0.3m）/单排423.5（l=4.5m，30030cm）主线隧道下穿铁路段zk1+780zk1+813， zk1+828zk1+955；yk1+787yk1+817， yk1+832yk1+938加钢筋笼单排1596超前长管棚（环向间距0.3m）/单排423.5（l=4.5m，30030cm）主线隧道下穿轨道一号线段zk1+738-zk1+768，左侧共计30m；yk1+740-yk1+775，右侧共计35m。加钢筋笼单排1596超前长管棚（环向间距0.3m）/单排423.5（l=4.5m，30030cm）隧道管棚工作室段zk1+768-zk1+780， zk1+813-zk1+828，zk1+955-zk1+970； yk1+775-yk1+787，yk1+817-yk1+832，yk1+938-yk1+953/双排896超前中管棚（环向间距0.25m）/隧道加宽段隧道三车道段yk1+953-yk1+993，右侧共计40m加钢筋笼双排1596超前长管棚（间距0.3m）/单排423.5（l=4.5m，30030cm）a匝道加宽段yk1+993-yk2+038，右侧共计45m加钢筋笼双排1596超前长管棚（间距0.3m）/单排423.5（l=4.5m，30030cm）5.暗挖隧道施工方案5.1施工步序暗挖隧道主要采用crd法施工，a匝道加宽段(yk1+993yk1+038)采用双侧壁导坑法施工。5.1.1 crd法施工暗挖隧道crd法施工步序图如下。图3.2 隧道crd法施工步序断面图（示意）图3.3 隧道crd法施工步序平面图（示意）隧道crd法施工顺序：（1）右侧上导坑开挖及初期支护；（2）左侧上导坑开挖及初期支护；（3）右侧下导坑开挖及初期支护；（4）右侧下导坑施作仰拱二衬；（5）左侧下导坑开挖及初期支护；（6）左侧下导坑施作仰拱二衬；（7）临时支撑拆除； （8）施作拱部边墙二衬。5.1.2 双侧壁导坑法图3.4 双侧壁导坑法施工步序断面图图3.5 双侧壁导坑法施工步序纵断面图双侧壁导坑法施工顺序：（1）左侧上导坑开挖及初期支护； （2）左侧下导坑开挖及初期支护；（3）右侧上导坑开挖及初期支护； （4）右侧下导坑开挖及初期支护；（5）中间上部上台阶开挖及拱部初支；（6）中间上部预留核心土开挖初支；（7）中间下部开挖及初期支护； （8）拆除临时支撑；（9）仰拱二衬及隧底填充； （10）施做拱顶及边墙二次衬砌。5.2 隧道进洞5.2.1 暗挖隧道出口进洞暗挖隧道洞口段埋深浅、易塌方，采用超前长管棚进行支护。采用的进洞方法为：首先施工明洞处钻孔灌注桩及高压旋喷桩止水帷幕，然后开挖明洞段拱部部分，并根据设计进行边、仰坡支护处理。在洞口段设置钢架混凝土导向套拱，然后钻孔下管并根据设计要求进行注浆。注浆完毕后，破除围护结构钻孔桩，最后在管棚支护下可以安全进洞。左线隧道采用crd法开挖进洞，右线隧道采用双侧壁导坑法开挖进洞。图3.6 隧道洞口超前长管棚设计图图3.7 隧道超前长管棚纵断面设计图5.2.2 竖井横通道进洞第一步：横通道进洞前在拱顶上方60角范围内采用89钢花管超前中管棚支护，管棚长21m（共2环），搭接3m，环向间距30cm。第二步：开挖上台阶，每开挖一环钢架（0.5m），立即施作初期支护及临时仰拱，及时封闭成环。上台阶开挖至与主洞交界处后，施做加强门架，为正洞拱顶钢架提供落脚平台。第三步：上台阶采用约10%坡度进入正洞，逐步抬高横通道拱顶高程，接长钢架。横洞施工至正洞顶后，以平坡向前开挖至正洞工字钢拱脚位置。第四步：正洞拱架落脚后，开挖下台阶。每开挖一环钢架（0.5m），施作初期支护及仰拱，及时封闭成环，并在脚部施打锁脚锚杆，然后根据施工需要拆除上台阶的临时仰拱。下台阶开挖至与主洞交界处后，接长加强门架。第五步：下台阶开挖至与正洞交界处后，施作横通道二衬钢筋混凝土。第六步：拆除正洞范围内横洞两侧的临时支护，根据设计参数，开挖正洞上导坑，形成工作面后，喷射混凝土封闭掌子面。第七步：开挖横洞下台阶土方，接长正洞初期支护钢架并用锁脚锚杆锁住，工字钢架落脚后及时挂网喷射混凝土。第八步：正洞落底后，及时施做该范围内的正洞仰拱，封闭成环。5.3 超前支护5.3.1 超前管棚5.3.1.1 基本步骤施作管棚套拱，先安装套拱内拱架和导向钢管，立模、浇筑套拱混凝土后再钻孔、顶管、注浆、封口，即完成管棚施工。5.3.1.2 技术要求（1）洞口管棚洞口土方开挖前先施工截水沟等排水系统，后进行洞口开挖。明挖段开挖应自上而下逐层进行，随开挖随进行支撑并喷射混凝土进行边、仰坡防护。至暗挖段拱顶开挖轮廓线高度时，垂直下挖至设定的上半断面底部。沿开挖轮廓线环向掏槽，按设计要求安装3榀i18工字钢架，钢架间距75cm，浇筑c25套拱混凝土，为暗洞开挖做准备。左线隧道套拱安装一排1806mm孔口管，右线隧道套拱安装两排1806mm孔口管。孔口管采用c12钢筋固定于工字钢架上。图3.8 左线洞口套拱大样图（2）洞内管棚洞内管棚通道施做管棚工作室，然后通过管棚工作室安装隧道内管棚。（3）管棚工作室管棚管棚工作室采用89双排超前中管棚，两排间距25cm，环向中心间距30cm。管棚纵向间距9m，管棚长12m，搭接长度不小于3m，钢管与隧道轴线成25外插角，管壁四周钻15mm压浆孔。为便于管棚插入围岩内，钢管前端做成尖锥状，尾部焊上箍筋。管棚注浆采用水泥浆液，浆液水灰比1:1，注浆压力0.51.0mpa。管棚安装时采用钻孔打入法，首先按设计要求钻孔，钻孔直径比钢管直径大35mm，钻孔完成将管棚顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内的砂石吹出。钢管安装后将孔口及周围裂隙进行封堵，必要时喷射混凝土封堵，以防工作面坍塌。注浆后，隧道的开挖长度小于管棚的注浆长度，预留部分作为下一循环的止浆墙。注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压时可结束注浆。图3.9 管棚工作室管棚安装纵断面图图3.10 管棚工作室断面图图3.11 暗挖隧道标准断面图5.3.1.3 工艺流程长管棚施工工艺流程见图3.6。台车就位台车固定测量布孔台车大臂娇正钻孔及接长钻杆钻杆接长准备钻杆分节退出卸下清孔图3.12 长管棚钻孔工艺流程图5.3.1.4 长管棚施工要求（1）为保证成孔质量，防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌，钻孔间隔进行，先钻奇数孔，后钻偶数孔。（2）施作长管棚时（1596mm），打孔角度洞口段为13仰角，环向间距30cm。施作时应先打有孔钢花管（奇数编号），注浆后再打无孔钢管（偶数编号），无孔钢管可以作为检查管，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。每段应交错搭接3m，钢管上按间距15cm梅花形钻10mm的小孔。第一节钢管顶端做成锥型，以便顶进。管棚采用3.0m和6.0m两种规格，奇数孔首根3.0m，偶数孔首根6.0m，其余节长均为6.0m，以避免钢管接头在同一断面上。（3）钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm。为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的第一节钢管采用6m钢管，以后每节均采用6m长的钢管。（4）钢管安装好后，人工分段送入钢筋笼后进行注浆。（5）长管棚注浆按劈裂注浆进行设计，注浆采用分段注浆。图3.13 159管棚大样图（单位cm）图3.14 钢筋笼大样图5.3.1.5 长管棚顶管施工（1）顶管工艺：根据快速施工的要求，采用大引导孔和棚管钻进相结合的工艺，首先钻大于钢管外径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力将管棚沿引导孔顶进，逐节接长管棚，直至孔底。（2）管件制作：管棚采用159、108的无缝钢管，钢管采用3m、6m管节逐段接长；为保证受力均匀性，钢管接头应纵向错开，偶数第一节用3m，奇数第一节用6m，以后各节均用6m。（3）清孔：采用高压风清孔，检查钻孔合格后，安装钢管。（4）接管：当第一根钢管推进孔内，孔外剩余3040cm 时，开动凿岩机反转，使顶进联接套与钢管脱离，凿岩机退回原位，大臂落下，人工装上第二节钢管，大臂重新对正，凿岩机缓、慢、低速前进对准第一节钢管端部（严格控制角度），人工进行钢管联接。凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。根据管棚设计长度，按同样方法继续接钢管。（6）封闭钢管尾部先封堵管棚钻孔空隙，后用铁箍顶紧，最后将铁箍焊接在管棚上。（7）管棚补强：为了加强管棚的刚度和强度，按设计将管棚钢管全部打好后，先用钻头掏尽钢管内残渣，人工分段送入钢筋笼后进行注浆，钢筋笼搭接长度15cm。5.3.1.6 配制浆液与注浆（1）水泥浆的搅拌应在高速搅拌机内进行，严格按照施工配合比进行投料，水泥浆水灰比1:11:1.5。配置好的浆液存放在由低速搅拌器的储浆罐内，防止浆液由于存放时间稍长产生沉淀、离析等现象。（2）注浆前应先进行现场注浆试验，注浆参数根据现场注浆试验按实际情况确定。（3）采用注浆机将砂浆注入管棚钢花管内，注浆压力0.71mpa。若注浆量超限，未达到设计要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围空隙充填饱满。管棚注浆顺序原则上遵循着“先两侧后中间”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则。这样做法有利于注浆的浆液向拱顶方向扩散，而且促进浆液的致密程度，利于防渗的要求。（3）浆液控制要点 为了保证管棚注浆施工作业顺利进行和保证管棚施工质量和安全，注浆前应做好止水止浆墙的施工：为防止注浆薄弱地段地下水涌出作业面及注浆时跑浆，注浆地段的起始处掌子面应喷射混凝土凝土封闭岩面。注浆孔位要准确，定位偏差应小于5cm，孔底偏差不大于孔深的1%2%。顶管施工作业过程中若管内混入一些碎石和碎屑，在注浆施工前用高压风进行吹洗，如果管内仍有较大的碎石，应采用小于钢管内径的钻头，利用凿眼台车钻进将其钻碎，吹洗干净。拌浆时严禁纸屑等杂物混入浆液，拌好的浆液要过滤，未经过滤的浆液严禁进入泵体，以防堵塞。注浆过程中，要时刻注意泵口及孔口的压力变化情况，发现问题及时处理。做好钻孔、注浆记录，为分析注浆效果提供依据。注浆结束后，要彻底的清洗泵体和管路，以保证下次注浆安全顺利进行。注浆施工过程中如发现掌子面漏浆，应及时进行封堵。注浆结束：注浆压力逐步升高，达到设计终压后稳定10min以上；注浆结束后采用m30浆液填充无缝钢管。完成长管棚注浆施工后，在管棚支护的保护下，按设计的施工步骤进行开挖。（5）注浆质量控制注浆施工作业中，浆液注入的压力是一个最为关键的现场施工过程控制因素。根据流量计显示的孔口压力变化可以判断注浆施工的基本发展状况，并及时采取相应措施。压力逐渐上升，但达不到设计要求的压力。原因分析：浆液浓度低、凝胶时间较长、浆液在碎石中形成劈裂脉或者是部分浆液溢出。此时应适度加大浆液浓度、小时间间隔注浆。注浆开始后压力不上升，甚至离开初始压力呈下降的趋势。原因分析是：表明浆液已经外溢。此时应该采取大浓度浆液和较低注入速度，如果情况无改变，则应先停止注浆。注浆压力上升后突然下降，表明浆液从注浆管周围溢走，或遇到空隙薄弱部位。此时应适度降低注入速度。压力反复升降，但总趋势呈上升态势。原因分析：由于注浆浆液的凝胶时间较短。此时应该适度调长浆液凝胶时间。压力上升很快，而注入速度上不去。原因分析：表明注浆岩层较为密实或者浆液的凝胶时间太短。压力有规律上升，即使达到容许压力时，注浆速度也比较正常，这表明注浆施工作业是成功的。压力上升后又下降，然而后来压力又再度上升，并达到设计的要求值。这可以认为该种情况的空隙部位已被浆液填满，此种情况也是成功的。（6）管棚注浆施工的结束标准单孔注浆结束条件。注浆过程中只要满足以下两个条件之一，即可认为单孔注浆达到设计的要求并可结束注浆施工。单孔注浆结束条件：a、注浆压力达到注浆设计所规定的终压。b、单孔注浆量达到设计注浆量的80%以上。注浆量的计算公式如下：q=a=r2l式 q-总注浆量（m3）；a-注浆范围岩层体积（m3）；-填充率，根据图纸及岩石地层的情况而定；r-注浆半径（m）；l-注浆长度（m）。全地段结束条件：所有注浆孔均以符合单孔注浆结束条件，无漏注浆的情况。5.3.2 超前小导管现场加工小钢管，喷射混凝土封闭岩面，凿岩机钻孔并用凿岩机的顶推力将超前小导管打入岩层，注浆泵压注水泥浆。5.3.2.1 设计参数超前小导管采用外径42mm、厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长度为4.5m，管壁四周钻四排10mm压浆孔。为便于超前小导管插入围岩内，钢管前段做成针锥状，尾部焊上箍筋。小导管环向间距为30cm，纵向间距3.0m；与隧道轴线成510外插角，搭接长度不小于1m。小导管注浆采用水泥浆液，水泥浆液水灰比1:1，注浆压力0.51.0mpa。5.3.2.2 小导管施工要求(1)小导管安设采用钻孔打入法，即先按设计要求钻孔，钻孔直径比钢管直径大35mm，施工时钢管用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内的沙石吹出。（2）小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，必要时在小导管附近及工作面喷射混凝土，以防止工作面坍塌。（3）隧道的开挖长度应小于小导管的注浆长度，预留部分作为下一次循环的止浆墙。（4）注浆前应进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否真确，为加快注浆速度和发挥设备效率，可采用群管注浆(每次35根)。（5）注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压时可结束注浆。（6）注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况和注浆压力达到设计终压时可结束注浆。隧道超前小导管纵断面设计图如下。图3.15 超前小导管纵断面设计图钢花管构造大样图如下图所示。图3.16 钢花管构造大样图（cm）5.3.3 掌子面超前支护5.3.3.1 支护措施为维持开挖面的围岩稳定，防止掌子面坍塌，当隧道穿越砂质粘性土等软弱围岩段落时，应采用全螺纹纤维增强树脂锚杆对掌子面进行超前支护。全螺纹纤维增强树脂锚杆配合施工步序使用，加固掌子面，每一循环考虑1m的搭接。隧道掌子面超前支护设计图如下图。图3.17 隧道掌子面超前支护设计图（单位：cm）图3.18 掌子面超前支护纵断面图（单位：cm）5.3.3.1 全螺纹纤维增强树脂锚杆全螺纹纤维增强树脂锚杆是以纤维为增强材料，以合成树脂为基体材料并掺入适量辅助剂，经连续拉挤成型并加以必要的表面处理生产而成。与普通钢（筋）锚杆相比，具有如下突出特点：（1）杆体为全螺纹式，全长等强，抗拉强度大，可达500mpa以上。（2）杆体轻，是相同规格金属杆体重量的1/4，可大大降低运输和安全成本。（3）杆体与砂浆、水泥浆粘结强度与螺纹钢相当，与螺母结合力可达30kn。（4）易切割，可用机械直接切割，切割时不产生火花。（5）耐腐蚀性强，明显优于金属杆体，可抵抗氯离子、镁盐、弱酸及碱性环境的侵蚀。（6）阻燃、抗静电性能优越，不导电，不导热。（7）工程中可采用通用工具及设备安装、施工。5.4 初期支护5.4.1 喷射混凝土喷射混凝土按湿喷工艺施工。强制式拌合机在洞外拌合站拌料，采用自制锚喷作业平台人工喷锚作业。正常情况下先进行锚杆施工后喷混凝土，当地质条件不好时，先初喷一层35cm混凝土，再进行锚杆施工，然后挂钢筋网，复喷混凝土至设计厚度。当喷射作业分层进行时，后一层混凝土应在前一层混凝土终凝后进行；混凝土应随拌随喷；喷射混凝土回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。混凝土湿喷工艺流程见下图。粗骨料速凝剂细骨料水泥受喷面喷头湿喷作业平台强制式搅拌机水高压风外加剂图3.19 湿喷工艺流程图5.4.2 锚杆工艺流程：初喷布孔钻孔清孔锚杆安装安装垫板、螺母注浆端口防护。图3.20 隧道中空注浆锚杆布置断面图基本要求：（1）系统锚杆采用25中空注浆锚杆，长度4.5m，梅花形布置，环向间距100cm，纵向间距50cm。注浆浆液采用水泥浆液。（2）采用台车或风枪钻孔，高压风清孔，孔内应无积水、岩粉。（3）锚杆应与围岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直。（4）钻孔应圆而直，钻孔直径应大于锚杆杆体直径15mm。（5）钻孔深度不应小于锚杆杆体有效长度，但深度超长值不应大于100mm。表3.4 锚杆支护施工质量标准序号检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1锚杆数量不少于设计现场逐根清点2锚拔力平均值设计值，最小值90%设计值按锚杆数1%且不少于3根做拔力试验3孔位（mm）50尺量4钻孔深度（mm）50尺量5钻孔直径满足设计要求尺量6锚杆长度满足设计要求按锚杆数的3%，或不少于3根5.4.3 钢筋网钢筋网采用双层8钢筋网，网格尺寸20cm20cm。钢筋网片在洞外按设计要求分块加工，洞内铺挂，随开挖面铺设，同定位锚杆固定牢固，混凝土保护层大于2cm。钢筋网的安装应符合下列规定：（1）应在初喷一