隧道进口进洞施工方案.doc

XXXX段扩能改造工程 站前工程XXXX标XXXX隧道进口进洞施工方案XXXX工程有限责任公司XXXX段XXXX标项目经理部二 年 月目 录1编制依据及编制原则31.1编制依据31.2编制原则32工程简介42.1工程简介42.2工程地质条件43.施工准备43.1现场平面布置43.2施工便道43.3施工营地设置53.4施工用电53.5施工供风53.6施工用水63.7劳动力组织准备63.8机械准备63.9材料准备73.10工期安排84.隧道进洞施工原则85.进洞方案105.1洞口开挖及防护工程105.1.1洞口开挖105.1.2洞口防护105.2超前支护施工115.2.1导向墙施工115.2.2管棚施工125.3进洞方法175.3.1进洞施工工法175.3.2主要施工工序及注意事项175.4喷射混凝土195.5砂浆锚杆205.6中空组合注浆锚杆215.7钢筋网铺设225.8钢拱架施工225.8.1制作225.8.2安装236.辅助施工措施246.1超前地质预报246.2监控量测246.2.1 监控量测主要项目256.2.2 监控量测流程及方法257安全保证措施297.1洞口段施工安全保证措施297.2 开挖施工安全保证措施297.3火工品运输及爆破施工安全保证措施307.4支护安全保证措施328质量保证措施329.施工环保、水保措施339.1环境保护措施339.1.1临时设施环保措施339.1.2施工污染治理措施349.2水土保持措施359.2.2小临工程水土保持措施359.2.3防止水土流失措施351编制依据及编制原则1.1编制依据（1）铁路隧道设计规范（TB100032005）及局部修改条文的通知（铁建设【2009】223号、铁建设【2009】62号，以下简称隧规；（2）铁路隧道设计施工有关标中补充规定（铁建设【2007】88号）；（3）铁路工程施工技术指南（TZ2042008）；（4）铁路工程施工安全技术规程（TB103042009）；（5）铁路混凝土工程施工技术指南（铁建设【2010】241号）；（6）钻爆法施工工序及作业指南（TZ2312007）；（7）铁路隧道超前地质预报技术指南（铁建设【2008】105号）；（8）煤矿安全规程（2011版）；（9）铁路瓦斯隧道技术规范（TB101202002）及局部修改条文的通知（铁建设【2009】62号）；（10）铁路工程施工组织设计指南（铁建设【2009】226号）；（11）铁路隧道工程施工质量验收标准（TB104172003）；（12）铁路隧道监控量测技术规程（TB101212007）；（13）关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关规定的通知（铁建设【2010】120号）；（14）铁路隧道施工的机械配置的指导意见（铁建设【2008】777号）；（15）铁路工程制图标准（TB/T1005898）；（16）国内外有关资料、科研成果及近年来隧道设计施工的经验。1.2编制原则（1）遵循招标文件条款和设计图纸的内容和要求；（2）运用先进的施工技术，充分发挥我单位专业化、机械化作业程度高的特点，实行动态管理，确保施工组织的先进性和合理性；（3）实施铁路工程标准化管理的原则，加强项目管理力度，降低工程成本，提高企业信誉；（4）在总体安排上遵循“统筹兼顾、因地制宜、均衡生产”原则；（5）节约用水、注意水土保持与环境保护。2工程简介2.1工程简介XXXX隧道全长6092m，隧道起讫里程为D6K566+213D6K572+305，中心里程D6K569+259,隧道设计为单洞双线。进口洞口段设明洞，采用明挖法施工，D6K566+213为进口里程，采用三台阶加临时仰拱法施工。进洞采用大管棚做为超前支护。2.2工程地质条件隧区上覆第四系全新统滑坡堆积（Q4del）细角砾土，坡洪积（Q4dl+el）粉质粘土，坡残积（Q4dl+el）粉质粘土，坡崩积（Q4dl=+col）块石土，更新统（Qp）粉质粘土、卵石土，下伏第三系昔格达组（N2x）页岩夹砂岩，三叠系上统宝鼎组下段（T3bd1）砂岩、页岩互层夹泥岩，下段（T3bd1）砂岩、页岩互层夹泥岩，以及普宁期（o2）花岗闪长岩。3.施工准备3.1现场平面布置见XXXX隧道进口施工场地平面布置图3-1。3.2施工便道隧道进口位于XXXX镇木撒拉村村，自既有道引入施工便道约2000米。采用泥结碎石路面。便道设单侧倒梯形排水沟，沟底宽和深度不小于30cm。高边坡及土质边坡处视现场情况设下挡墙和护坡，在转弯、长下坡等地段设置醒目的安全标识牌，确保指导行车安全行驶。图3-1 XXXX隧道进口施工场地平面布置图3.3施工营地设置本隧道组建隧道专业架子队负责XXXX隧道进口段施工，临时租用田地，作为隧道架子队驻地；生活用房全部采用彩钢板房，屋内地面全部铺砖并设置防潮层；厕所采用砖结构。配电房、工具间、预制板棚顶。其他工棚均为砖砌清水墙柱结构，屋面为角钢屋架上铺彩钢瓦，地面采用砼硬化并高出棚外地坪。3.4施工用电10万伏高压线接至洞口，洞口安装两台630KVA变压器，安装检测合格后提供施工生产用电。3.5施工供风隧道进洞时，可临时采用自然通风，在隧道掘进150m左右时采用机械通风，在洞口安装1台SDZ-12.5（175Kw）型轴流风机和1台SDS-12.5（22Kw）型射流风机，横通道贯通前采用压入式通风，横通道贯通后采用巷道式通风，风管采用1.5m的螺旋风管，长度2193米，2台风机负责一个工作面。3.6施工用水生产生活用水采用高压水泵抽至洞口及驻地。3.7劳动力组织准备根据本工程的任务划分，编制劳动力使用计划，组织施工队伍进场，并对进场工人进行技能培训、施工工艺、操作规程和技术安全交底，建立健全劳动纪律和规章制度。表3-1 主要劳动力人员配备表序号工种人数备注1管理人员42技术、安全人员33开挖工班154支护工班205电焊工36综合班107出碴工班68型钢加工89后勤610合计753.8机械准备按照“设备先进、满足需求、性能良好、互相配套”的原则进行施工机械设备的配置。具体见表3-2。表3-2主要机型设备配置表序号设备名称数量用于施工部位备注1挖掘机1土石方开挖2装载机1土石方装载3凿岩机15开挖、超前支护4自卸汽车4运输5砼湿式喷射机2喷射混凝土制备、喷射6管棚钻机2超前支护7注浆泵（单双液）2超前注浆8空压机4风动设备9发电机1设备供电10钢筋调直机1钢筋加工11监控量测设备1监控量测12冷弯机1拱架加工13多功能作业台架3开挖、支护、二衬14通风机2通风15砼输送泵1二衬3.9材料准备表3-3 首批进场的主要材料序号设备名称单位数量备注120200钢管m500零件配齐2100高压风、水管m300318、20b工字钢t504108大管棚m2430522钢筋t4068盘条m157合金钻头箱108电缆（90mm2、35mm2）m20009水泥t30010中砂m40011碎石m50012木材m10013柴油t10014储油罐个130t15活动房7663.10工期安排XXXX隧道进口工程量正洞2343m。计划总工期42.19个月，共1267天。施工准备：2013年12月1日2014年3月1日，90天。正洞施工：2014年3月1日2017年10月28日，1177天。XXXX隧道进口工期安排表 进度指标表围岩级别月进度（m/月）备注正洞工区斜井工区斜井正洞准备工期3个月，辅助坑道准备工期2个月，断层停顿1个月。11010020570651454545754.隧道进洞施工原则按照新奥法施工组织，隧道进洞开挖的基本原则是在保证围岩稳定，或减少对围岩扰动的前提条件下，选择恰当的进洞开挖方法或掘进方式。洞口段施工工序如下：（1） 道路改移，房屋撤迁。（2） 施作洞口排水系统，开挖至桩顶高程，做好临时边仰坡防护。（3） 预加固桩施工。（4） 待桩身混凝土达到设计强度的80%，开挖明暗交界上半断面，施作暗洞大管棚；（5） 落底开挖并做好临时边坡防护；（6） 施做洞口明洞段衬砌及洞门；（7） 待衬砌施作完成并达到设计强度后，明洞回填施工。（8） 暗洞施工。4.1浅埋暗挖隧道或软弱围岩隧道施工以“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、快封闭”的原则进行施工。4.2隧道施工中将超前地质预报纳入施工工序，形成以地质雷达、TSP206超前探测仪、红外探测仪及超前钻探为主的超前地质预报系统，施工中遵循“超前探、管超前、支护紧跟、仰拱超前、拱墙二衬适时施做”的施工原则，以确保施工安全。4.3机械化配套原则：施工时选用以凿岩台车或多功能作业台架配凿岩机、挖掘机、装载机、喷浆设备、注浆设备、全断面液压模板台车、大型出碴运输机械为主要特征的大型机械设备配套，组成钻爆、装运、超前支护、喷锚支护、衬砌等机械化作业线的有机配合，严格机械设备管、用、养、修制度，科学管理，达到快速施工的目的。4.4隧道穿越地表已建构筑物地段、水利设施及环境敏感地带、隧道埋深较浅地段等，采用控制爆破或非爆破开挖。4.5隧道防排水按照“防、堵、截、排结合，因地制宜,综合治理”的原则,对地表水和地下水进行妥善处理。对生态环境和工程环境可能产生不利影响的环境敏感地段，采取“以堵为主，限量排放”的原则，并加强超前地质预报，必要时采取全断面帷幕注浆、局部注浆等措施堵水。5.进洞方案5.1洞口开挖及防护工程5.1.1洞口开挖洞口段开挖前应首先清除洞口开挖范围的树木、杂草和树根，检查边仰坡以上的山坡稳定情况，清除悬石、处理危石。复核图纸，组织复测并测控布网，准确定出洞口位置，按设计位置放出边仰坡及洞口开挖边线。在洞口仰坡开挖线外5m外设置截水天沟一道，防止雨水冲刷洞口。其开挖应符合下列规定：洞口土石方采用机械施工时，边、仰坡应预留约30cm的整修层，用人工刷坡并及时夯实整平成型，防止超挖，保证边、仰坡平顺，坡率符合设计要求。洞口土石方应自上而下分层开挖，严禁掏底开挖或上下重叠开挖，结合正洞开挖方法，预留进洞台阶，形成进洞面（洞脸）及边、仰坡，边、仰坡防护和处理措施应同时考虑防止洞口段产生整体滑动。洞口土石方开挖宜采用浅孔小台阶爆破，严禁采用洞室爆破，边、仰坡应采用松动控制爆破并预留光爆层，光面爆破成型。施工中应按批准的爆破设计组织施工，严禁超量装药。爆破后，应及时清除松动石块。开挖后坡面应稳定、平整、美观。当洞口段可能出现地层滑坡、崩塌时，应采取相应的工程措施，并适当放缓坡率，保证施工人员的安全和边、仰坡的稳定。5.1.2洞口防护洞口开挖后及时按照设计图纸对洞口边、仰坡进行处理，清理孤石、松碴，钻设锚杆，挂钢筋网，喷混凝土支护。洞口土质永久开挖坡面采用骨架护坡。临时开挖坡面防护:喷C25砼厚12cm， 22砂浆锚杆，4m/根，按间距11m梅花形布设，8钢筋网网格间距2020cm。端墙背后直立开挖面防护：隧道轮廓以外土钉墙防护，喷C25砼厚12cm，锚杆10m/根，梅花形布置，间距1.51.5m，8钢筋网网格间距2020cm；隧道轮廓以内为25复合纤维锚杆，梅花形布置，间距1.51.5m，8钢筋网网格间距2020cm。于洞口导向墙处设1#、2#锚固桩，线路右线设3#-7#锚固桩。5.2超前支护施工5.2.1导向墙施工导向墙采用C20模筑砼，截面尺寸为1m1m，环向深入起拱线以下1米，保证基础稳定。导向墙内设2榀I18的轻型工字钢架，工字钢架按照设计图纸进行加工，分3个单元，各单元之间采用焊接钢。图5-2管棚砼导向墙结构示意图板及M24螺栓连接。钢架外缘设1m长140mm壁厚5mm导向钢管，钢管外插角13。施工导向墙时应根据设计图纸先在开挖上台阶宽1m范围内开挖拱部设计轮廓线，轮廓线开挖至起拱线以下1米范围。在已开挖成型的拱部轮廓线上立筑底模，底模下采用2榀I18工字钢固定。底模立好后安设钢拱架，钢拱架间距为60cm，并安设导向钢管，钢拱架拱脚采用6根4米长22mm砂浆锚杆进行固定，钢拱架安设后进行侧模安装，模板均采用木模组成。混凝土采用拌合站集中拌和，砼运输车运至工地，输送泵车入模，插入式振捣器振捣密实。当混凝土强度达到设计85%时，进行管棚施工。图5-3 钢花管大样图 图5-4 导向墙工字钢正面布置图5.2.2管棚施工管棚设计技术参数钢管规格：热扎无缝钢管、钢花管，外径108mm， 壁厚8mm，每节钢管两端加工成外丝扣。钢管外插角：以13为宜。管距：环向间距40cm。注浆材料： 1:1水泥净浆注浆压力：0.51.0Mpa 图5-5大管棚正面布置图图5-6大管棚超前支护纵向布置图 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，成孔直径为140mm，以便顺利安装1088mm钢花管或无缝钢管。108超前管棚环向间距40cm，长度30m，共51根。管棚安装时同一截面接头数量不得大于50%，节长46m。1.钻孔施工方法钻孔工艺流程图钻机就位测量外插角钻机固定钻机方向校正钻孔及接长钻杆钻杆分节退出卸下钻杆接长准备图5-7 钻孔工艺流程图搭设平台，安装钻机钻机平台搭设要牢固，防止不均匀下沉、移位、倾斜等影响钻孔质量的现象发生，钻机安装要牢固，钻机距离掌子面不超过2m。钻孔A为了便于插管，钻孔直径应比管棚直径大2030mm，钻孔深度宜大于设计的0.5m。采用130mmm钻头钻孔，成孔直径132mm。B钻机开孔时应低速，等成孔0.5m以后再升压至1.0MPa，遇软弱围岩，再改用低压钻进。钻孔顺序由高位孔向低位孔进行。施钻时，钻机大臂必须顶紧在导向墙面上，以防止过大颤动影响施钻精度。C管棚钻机钻深孔时必须接杆。因此，随着孔深的增长，需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，尤其要严格控制推力，不能过大。D管棚钻机固定就位前，测量人员应准确测量钻机外插角，外插角控制在13。E钻机开孔时钻速宜低，钻进20cm后转入正常钻速。第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余2030cm时停止钻进，人工用两把管钳卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。每次接长钻杆，均按上述方法进行。F换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换，以确保正常作业。G钻孔达到要求深度后，按同样的方法拆卸钻杆，钻机退回原位。根据设计要求安装管棚。管棚钻孔允许偏差应符合下表要求序号项 目允许偏差1方向角12孔口距150mm3孔 深50mm(2)顶管工艺流程及工艺原理顶管的工艺流程图凿岩机上安装钢管顶进联接套钻机钻孔准备管节联接套制作钻 管 棚 孔顶第一节棚管顶第二节棚管顶第N节棚管注 浆图5-8 顶管的工艺流程图顶管工艺 顶管采用大孔引导和棚管钻进相结合的工艺，即设置大于棚管直径的导向孔，然后利用钻机的冲击和推力将安有工作管头的棚管沿引导孔顶进，逐节接长棚管，直至孔底。钢管顶进的作业要点A管件制作：管棚采用108mm热轧无缝钢管。管棚接长时先将前一根钢管顶入钻好的孔内再联接。B接长管件应满足管棚受力要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一断面受力。C在顶进时钻机上必须安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套，并在大臂上改换钢管扶直器。D顶管作业：将钢管安放在大臂上后，钻机对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击压力控制在1.82.0MPa，推进压力控制在46MPa。E棚管补强：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，应先用钻头掏尽钢管内残渣，进行棚管补强。补强方法：在钢管内安设钢筋笼，保证管棚的刚度。F钢管接头同一断面的接头数应不超过0，1088mm钢管采用采用1218mm连接管连接，连接管长40cm。相邻钢管的接头至少错开米。安装前应在地面预先排好再依次安装，保证接头分布符合要求。(3)注浆工艺注浆前，先将钢管口外径与孔口周边的岩石用水泥密封，但要预留一小通气孔，注浆时，使钢管与孔壁的环形空隙内的空气容易从此通气孔冒出；网管口注浆时，直至浆液由通气孔冒出为止，注浆可采用多孔同时注浆，或先灌注“单”号孔，待固结后，再灌注“双”号孔；注浆时，其水灰比控制在1：1，钻孔成孔后及时安装钢花管，压注水泥浆。注浆初压控制在0.51.0MPa，终压控制在2.0MPa，注浆压力逐步升高，终压后持续10min。5.3进洞方法5.3.1进洞施工工法隧道进洞采用“早进晚出”的原则；短开挖、放小炮、及时支撑、衬砌紧跟、勤量测、早封闭的施工方法、确保洞口岩体稳定。根据洞口地质情况，进洞围岩为d，设计采用三台阶加临时仰拱法进洞开挖，掘进方法根据围岩条件主要采用机械法和弱爆破法施工，初进洞软弱围岩段采用机械开挖，人工风镐配合，其余地段采用弱钻爆法进行。根据设计要求初进洞初期支护类型为:架立全环I20b钢拱架，0.6m/榀，拱部161范围内施作25中空组合锚杆，3.5m/根，梅花形布置，间距1.21.2m。5.3.2主要施工工序及注意事项5.3.2.1施工工序1、利用上一循环架立的钢架施作42小导管及22水平锚杆超前支护，施作完超前防护后，弱爆破部施作部周边的初期支护：即初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架（含临时钢架），并设锁脚锚管，安设临时横撑，钻设径向锚杆（含临时钢架定位锚杆）后复喷混凝土至设计厚度。2、在滞后于部一段距离后，弱爆破开挖-1部喷砼封闭掌子面施作部分初期支护即初喷砼，铺设钢筋网，架设钢架及临时横撑，并设锁脚锚管，钻设径向锚杆（含临时钢架定位锚杆）后复喷混凝土至设计厚度。3、-2部同-1部。4、在上一循环的超前支护防护下，弱爆破开挖-1部并施作周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同。5、在滞后于-1部一段距离后，弱爆破开挖-2部并施作导坑周边的初期支护和临时支护。6、根据监控量测结果，待初期支护变形稳定后，拆除临时钢架下半部，灌注部边墙基础与仰拱。7、待仰拱砼初凝后，灌注仰拱填充部至设计高度。8、根据监控量测结果，确定二次衬砌施作时机，拆除临时钢架及横撑，铺设防水板利用衬砌模板台车一次性灌注部（拱墙）衬砌。5.3.2.2注意事项：1、隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量”的原则，施工中应注意中壁拆除应在初期支护成环和变形稳定后逐段进行。2、小炮开挖或人工开挖，严格控制装药量。3、施作临时支护时应视地质情况采用径向2.5m长的22砂浆锚杆，底部横撑加强支护，工序变化处之钢架（或临时钢架）应设锁脚锚管，以确保钢架基础稳定。4、钢架之间纵向连接筋应及时施作并连接牢固，临时钢架端头及钢架上设钢垫板（24cm20cm1.6cm）。 5、复合式衬砌段在施工时，须按照有关规范及参考图的要求，进行监控量测，根据监控量测的结果进行分析，确定灌注二次衬砌的时机及调整支护参数。6、若边墙的钢架发生明显的内移，可增加临时横撑，以确保施工安全。7、施工开挖时若遇自稳性较差的围岩，必要时可对掌子面采用8cm厚喷砼封闭。8、当现场开挖孔径及台阶高度需进行适当调整时，应保证临时支护与主体洞身钢架连接牢固，横向钢支撑可根据监控量测结果适当调整其位置，并考虑自身的稳定及施工的便捷性。9、应确保仰拱至开挖面距离不大于35m，以保证及时封闭成环。三台阶加临时仰拱法工法图5.4喷射混凝土喷射砼采用湿喷工艺，喷射混凝土为C25混凝土，拱墙厚度为27cm，仰拱为25cm。开挖出碴完成后，先对岩面进行4cm左右的初喷，钢架、系统锚杆、锁脚锚杆施工完成复喷至设计厚度。其工艺流程见图5-9。1.喷射前处理危石，检查开挖断面净空尺寸，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理2.用高压风水冲洗受喷面，设置控制喷砼厚度的标志。喷射作业分段、分片、分层，由下而上进行，有较大凹洼处，先喷射填平。3.喷射混凝土时按照施工工艺段、分片，由下而上依次进行。一次喷射混凝土的最大厚度，拱部不得超过10cm，边墙不得超过15cm。分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。4.喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产。混凝土搅拌车运输混凝土，卸入湿喷机喷混凝土。5.喷射混凝土终凝2小时后，应进行养护。石质隧道采用喷雾养护，养护时间不小于14d。当气温低于+5时，不得洒水养护。前期准备施喷面的清理计量配料拌 合砂、石、水泥、水、外加剂混凝土搅拌站装运喷料现场喷射砼综合检查结束加速凝剂不合格混凝土喷射机补喷混凝土合格图5-9 湿喷混凝土工艺框图5.5砂浆锚杆洞口段边墙采用22砂浆锚杆支护，锚杆长度3.5m，间距（环纵）1.2m1.2m，呈梅花型布置。砂浆锚杆采用风钻钻锚杆孔，锚杆钻孔利用台架施钻，按照设计间排距，尽可能垂直结构面打入，高压风吹孔。用注浆泵将孔内注满早强砂浆，再用风枪将锚杆送入孔内，使杆体位于孔位中央，然后安装垫板，垫板必须用螺帽紧固在岩面上，增强锚杆与喷砼的综合支护作用。锚杆尾端尽量焊接在拱架上，以便共同受力。砂浆锚杆施工工艺框图见图5-10。 否孔口处理验 收固定锚杆插入锚杆杆体加工锚杆杆体注浆准备补孔不合格合格测量定锚杆孔位钻 孔清 孔验 孔填塞砂浆进行下道工序 图5-10 砂浆锚杆施工工艺流程图5.6中空组合注浆锚杆拱部161范围内采用25mm中空组合锚杆，长度3.5m。间距（环纵）1.2m1.2m，呈梅花型布置。首先按设计要求，在开挖面上准确画出需施设的锚杆孔位。钻孔方式同砂浆锚杆施工。检查导管孔达到标准后，安装锚杆并按设计比例配浆，采用注浆机注浆，注浆压力符合设计要求；一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。当注浆压力达到设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆，并保证锚杆孔浆液注满。最后在综合检查判定注浆质量合格后，用专用螺帽将锚杆头封堵，以防浆液倒流管外。中空组合锚杆施工工艺框图见图5-11。施工准备锚杆孔位布置钻孔、插入杆体注 浆戴杆头封堵帽进入下道工序浆液配制不合格合格注浆质量综合检查图5-11 中空注浆锚杆施工工艺流程图5.7钢筋网铺设按照设计要求，钢筋网采用8mm钢筋加工，网格间距20cm20cm。钢筋须经试验合格，使用前必须除锈，在洞外钢筋加工场制作，制作尺寸按施工方法及循环进尺确定，安装时搭接长度为12个网格。人工铺设贴近岩面，与锚杆和钢架绑扎连接（或点焊焊接）牢固。钢筋网和钢架绑扎时，应绑在靠近岩面一侧，确保整体结构受力平衡。喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和控制风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。5.8钢拱架施工5.8.1制作根据设计要求初期支护钢架采用I20b型钢制作，每榀间距为0.6m，全环施作，钢架间采用钢筋焊接连接。施工准备连接钢筋加工拱架拼装检查查拱架架立测量定位断面检查欠挖处理洞外拱架加工，检查，倒运焊接纵向连接筋喷混凝土结 束合格返工合格不合格不合格初喷混凝土图5-12钢拱架施工工艺框图钢架按设计尺寸在综合钢加工场下料分节焊接制作，钢格栅将主筋采用钢筋弯曲机进行预弯、各种构造筋用钢筋弯曲机弯曲，在定型模上焊接而成；型钢拱架采用冷弯机冷弯，在定型模上焊接连接板。制作时严格按设计图纸进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢靠，加工后必须进行试拼检查，严禁不合格品进场。钢拱架施工工艺框图见图5-12。5.8.2安装钢架按设计要求安装，安装尺寸允许偏差：横向和高程为5cm，垂直度2。钢架的下端设在稳固的地层上，拱脚高度低于上部开挖底线以下1520cm。拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫块。安装后利用锁脚锚杆定位。超挖较大时,拱背喷填同级混凝土,以使支护与围岩密贴,控制其变形的进一步发展。两排钢架间用连接钢筋纵向连接牢固，以便形成整体受力结构。由于本隧道工程地质条件较复杂，洞口段浅埋、顺层偏压现象严重，为确保隧道施工安全进洞，施工中将超前地质预报、监控量测纳入工序管理，组建地质预报、监控量测专项小组，并派专人负责日常工作，根据地质预报探测结论和监控量测监测数据分析，以便及时提出优化设计、修正支护参数，并选定科学、合理的施工工艺。6.辅助施工措施6.1超前地质预报超前地质预报探测主要方法有地质素描，区域地形地貌观察，超前水平钻探，地质雷达，TSP-203，红外线探水。施工前对整个隧道区域及邻近地域的地质构造情况进行分析，以初步掌握其地质情况。开挖后5m左右对掌子面围岩进行地质素描，特殊地段每循环进尺做一次；进洞前对掌子面采用地质雷达进行短距离探测预报，开挖进行到一定长度具备采用TSP-203预报条件时，立即采用TSP-203进行探测。对于有水地段采用红外探水仪探测有水地段的规模、范围、含水量等资料的收集。超前水平地质钻探是利用水平钻机在隧道掌子面进行水平地质钻探获取地质信息的一种方法，超前钻孔是在掌子面布设探孔，采用水平钻机进行超前钻探，根据钻机在钻进过程中的推力、扭矩、钻速、成孔难易及钻孔出水情况来确定前方的地层和岩性，同时进行涌水量、水压测试及水质分析，判定掌子面前方地层含水情况及性质。6.2监控量测6.2.1 监控量测主要项目隧道洞口段监控量测项目主要包含洞内、外地质地形观察情况，隧道洞内拱顶下沉、收敛收敛、洞口边仰坡位移、洞顶浅埋段地表下沉等方面的内容。6.2.2 监控量测流程及方法净空变化、拱顶下沉和地表下沉应设置在同一断面上，其量测断图6-1 监控量测流程图面间距及测点数量应根据围岩级别、隧道埋深、开挖方法而定。流程图见图6-1：1.布点要求及断面选择本隧道洞口段为级围岩，围岩较软，开挖方法采用台阶法+临时横撑法施工。洞内沉降收敛点间距为5m，见图6-2所示。量测断面测点布设测点布置：在每个量测断面各布置一个拱顶下沉测点和2条水平收敛量测基线，特殊地段在地表横向布设不少于5个沉降监测点。地表测点和隧道内侧点应布置在同一里程断面，间距25m，如图6-3所示。图6-2 洞内沉降收敛监测点示意图图6-3 地表沉降监测示意图2.埋点要求洞内在隧道喷锚之后，最好在开挖后20小时以内及下一循环开挖前进行点位布设，布点时可以采用风钻钻孔至围岩内，然后采用20螺纹钢筋,镶岩深度30cm左右，露出喷射混凝土表面10cm左右。测量可以采取非接触测量和收敛仪测量两种方法。非接触测量方法是埋点前将钢筋一头用5#角钢焊上，图6-4、6-5所示，角钢端露出，背对掌子面，然后用砂浆或锚固剂固定后，将反射膜片贴在钢筋头上，并立即采用全站仪读取原始数据，初次测量完成后用塑料纸或其他物件将其包住以免喷射混凝土时将反射贴片表面损坏，测量仪器采用高精度测量法。收敛仪测量是最传统方法，埋设挂钩采用收敛仪直接进行测量。地表监测一般是在洞口段和隧道浅埋地段布设监控量测点，洞口地表埋点时间是在洞口明洞或洞口边坡开挖前，洞身浅埋段在隧道距离埋点断面23B（B为隧道跨径）距离时进行，监测时间直到二衬结构封闭、下沉基本稳定时为止，测点间距横向控制在25m左右一个点。图6-4 非接触监控量测布点示意图图6-5 测量装置大样图3.数据处理分析应用量测资料要做到认真、及时、完整、准确，量测原始数据必须保持完好，做到数据看追溯性，对数据真实性和完整性负责。每次测量后及时计算汇入表格，并分析处理，掌握围岩的变形规律，并对初期支护的稳定性作出评价，提出管理等级建议。根据现场观测数据，绘制散点图，尔后依据数据分布状况，选择合适的函数(一般为对数函数)，进行回归计算，及时绘制变形-时间的时态曲线，根据时态曲线确定合适的回归分析函数，预测测点可能出现最终位移值，预测结构的安全性，评价施工方法，确定采取的工程技术措施。 量测数据整理、分析与反馈应符合下列要求：A、每次量测后应及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图。B、对初期的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度。C、数据异常时，及时分析原因,出现不明原因时,立即通知技术主管、工程部专业工程师。围岩稳定性的综合判别，应根据量测结果按照下列指标进行：（1）按变形管理等级管理并指导施工：变形管理等级管 理 等 级管 理 位 移 （mm）施 工 状 态UU0/3可正常施工U0/3U2U0/3应加强支护U（2U0/3）应采取特殊措施注：U实测位移值；U0最大允许位移值。（2）根据位移变化速度判别：净空变化速度持续大于5mm/d时，围岩处于急剧变化状况，应加强初期支护系统；水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d，拱部下沉速度小于0.15mm，围岩基本达到稳定。在浅埋地段以及膨胀和挤压性围岩等情况下，应采用监控量测分析判别。（3）根据位移时态曲线的形态来判别：当围岩位移速率不断下降时（du2/d2t0），围岩趋于稳定状态；当围岩位移速度保持不变时（du2/d2t=0）围岩不稳定，应该加强支护状态；当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。7安全保证措施7.1洞口段施工安全保证措施为保证洞口段施工安全，在现场调查时详细掌握洞口附近的地形、工程地质、水文地质、环境条件等，根据洞口段施工时可能出现的各种危险，预先制订出当一旦发生险情时采取的安全技术措施。边仰坡支护、大管棚完成之后再开挖洞口段，以确保隧道洞口加强段施工安全。7.2 开挖施工安全保证措施贯彻“保证安全，加快进度”的指导思想，“安全第一，预防为主”指导方针，正确处理好进度、质量、安全三者之间关系，做好开挖面施工安全保证措施，杜绝塌方。做好超前地质预报工作，采用超前钻孔、地质雷达等综合预报手段对开挖面前方的地质情况作出详细的预报。每个开挖工班配一名工程师跟班，确保各种措施、技术交底的落实，保证标准化作业。开挖过程中，配备有经验的地质工程师，24小时轮流值班，及时掌握地质变化，监控指导现场施工。不良地质段隧道施工时，严格遵循“先治水，短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则保证不坍方。施钻人员到达工作面后，应首先检查工作面是否处于安全状态。支护、拱顶是否稳定，如有松动危石应清除并加以支护。钻孔前，对风钻和工具作如下检查，不符合要求的应立即修理或更换，机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好；管路是否良好，连接是否牢固。钻杆是否弯曲、带伤，防止作业时断钎伤人。湿式凿岩的供水装置是否良好。风钻钻孔时，将支架安置稳妥。在钻孔台架上打眼时，先检查平台架及斜撑是否稳定，平台上是否铺满板，外侧的防护栏杆是否牢固，防止高处坠落。严禁在残眼中继续钻孔，严禁在打眼的同时装药。不得在工作面拆卸、修理风钻。手持风钻打眼，开孔时应用较短的钻杆，其长度不超过0.81m。钻头未入岩壁前，风门不宜开大。操作时做到退钎子与凿岩机一条线，司钻工要在风钻的左侧方，严禁骑着气腿操作风钻，钻眼时先开水后开风，停钻时先关风后关水。用风镐开挖时工作前检查气压及风镐的连接。工作中，要防止空打，卡钎时不可猛摇风镐，要及时更换磨钝的镐钎，发现滤风网被污物堵塞，需及时排除。7.3火工品运输及爆破施工安全保证措施爆破作业时统一指挥。根据施工条件，洞内每日放炮次数，齐头开挖作业循环时间明确规定；警戒要统一行动；多工作面放炮相互影响时，首先要保证齐头掘进的需要，起爆顺序应由里向外，里面的人员末撤出前，外面禁止放炮。爆破时所有的人员应撤至不受有害气体、震动飞石伤害的地点，其安全距离：独立导坑内不少于200m。半断面开挖不少于400m。爆破器材加工，在洞外远离洞口50m以外的加工房工作台上操作。除洞外土石方用电雷管外，洞内用非电雷管。装配起爆管时必须先试验。计算引线长度，每批分卷进行。导爆管凡有过粗、管体压扁、破损锈蚀、加强帽歪斜者，严禁使用。加工好的起爆管分段装入木箱内，防止混段(不准把段数标签失落)。人工运送炸药每人一次运送量不超过20Kg或原包装一箱。运送爆破器材前后30m应专人防护，严禁中途逗留。汽车运送爆破器材时应遵守下列规定：炸药与雷管应分别由木板车厢运入洞内，车厢应垫胶皮，只准平放一层。必须由爆破工专人护送，其它人员不得搭乘。运送途中要显示红灯与鸣笛。汽车排气孔应加防火罩。炸药与雷管不准同车运送。装药时严禁火种，无关人员和机具等均应撤离到安全地点。周边眼间隔装药，用胶布包扎在竹片上固定牢实。洞内大断面开挖，雷管段数量、装药量大时，爆破指挥人员应先明确分工，自上而下分区分段装药各负其责，防止混段和漏装，禁止超量装药。遇有下列情况禁止装药：作业面照明不足；工作面岩面破碎未及时支护；可能有大量涌水的地段。装药完毕，工作面所有的机具、材料撤离，经检查无漏装，炮口堵塞完后进行网络连接(采用簇连)，网络连接好后，应专人检查是否合格，经确认连接无误，人员机具已撤至安全地带即可起爆。其他注意事项洞内采用起爆器击发非电导爆管网络起爆。爆破后必须通风排烟达标后才允许工作人员进入工作面，并经下列各项检查和处理后，其它工作人员才准进入工作面：有无瞎炮及可疑现象；有无残余炸药及雷管；顶部、两端有无损坏及变形。进行爆破器材加工和爆破作业的人员，严禁穿化纤衣服。爆破器材的领取必须由有合格证的人员办理，一定要帐物相符及双方签字。每次装药完毕后未用完的爆破器材立即退回库房，并办理清库签字手续。7.4支护安全保证措施隧道开挖后必须及时进行支护。支护质量必须达到设计规定标准。施工期间，现场值班负责人员每天应同安全质检人员对开挖面地质以及各部支护情况进行一次检查。不良地质地段每班检查一次，当发现支护变形或损坏时立即加固处理并作出详细记录。量测人员发现量测数据有突变或异变时，应于量测后及时向技术负责人或现场负责人汇报，并立即采取应急措施或通知施工人员暂时撤离危险地段。钢拱架架立时不得置于虚碴或活动石上，软弱围岩地段基底夯实加设垫板或加设木楔楔紧。锚杆支护，孔深、间距、方位必须到设计要求，注浆要饱满，钢筋网初喷混凝土必须达到设计厚度。洞内支护，坚持“随挖随支护”的原则，支护紧跟开挖面；如遇石质破碎、风化严重时，尽量缩小支护工作面。喷射支护前，清除危石及松动石块，喷射手配戴防护用品；机械各部完好正常，压力保持在0.4MPa左右，喷浆管喷嘴严禁对人放置。机械转动部分设置防护罩，电动机必须有接地装置，移动或修理机器及管线路时，先停电，并切断电源、风源。8质量保证措施1.隧道洞口应尽快完成洞口排水系统，按设计要求进行边、仰坡放线，自上而下逐段开挖，不得掏底开挖或上下重叠开挖。2.清除洞口上方有可能滑塌的表土、灌木及山坡危石等；3.石质地层拉槽爆破后，应及时清除松动石块；土质地层开挖后应及时夯实整平边、仰坡。4.洞门处的土石方，应视地层稳定程度、洞口施工季节和洞口施工方法等选择施工机械和施工方法；5.不得采用深眼大爆破开挖边、仰坡，开挖中应随时检查边仰坡且洞口支挡工程应结合土石方开挖一并完成；6.洞口可能出现地层滑坡、崩塌、偏压时采取下列措施：（1）滑坡 采取地表锚杆、深基桩、挡墙、土袋等加固措施；（2）崩塌 采取喷射砼、地表锚杆、锚索、防落石棚等加固措施；（3）偏压 平衡压重填土、护坡挡墙或对偏压上方土层切压等措施；（4）开挖中对地层动态应监控量测。7.土质地质应平整夯实，土层松软时，应加碎石，人工夯实，将基础至于稳固的地基上；8.基体处的杂物、分化软层和积水应清除干净。9.洞门衬砌拱墙应与洞内相连的拱墙同时施工，连成整体，按设计要求采取加强措施，确保与以成的拱墙连接良好。10.施工放样时，应保证位置准确和墙面坡度平顺，灌注砼时应保证模板不移动；11.墙