隧道全工序零间隔流水施工工法

1、隧道全工序零间隔流水施工工艺1 前言在传统的公路隧道施工过程中，隧道各工序施工次序为：先施工主要工序超前支护、爆破开挖、出碴、初期支护、仰拱（或整平层）、二衬砼。待隧道开挖贯通后再施工后续工序水沟电缆槽（含盖板）、路面，最后喷防火涂料，贴瓷砖。对于工期紧，任务重的隧道，按照传统工序施工方法施工，很难以保证工期，即便采取抢工的措施勉强交工时，其安全质量隐患大。中铁一局施工的映秀至汶川段高速公路位于极度重灾区，是汶川县灾后恢复重建的生命通道，山体、道路受地震及次生灾害破坏尤为突出，成为抢险救灾的硬骨头段，也是世人关注的焦点，倍受党中央、国务院的高度关心和关注。映汶高速公路映秀隧道左线长2700m，

2、施工里程为ZK5+900ZK3+200；隧道右线长2675m，施工里程为K5+875K3+200。洞口295m为地震堆积体，隧道内、级围岩占63.9%，岩石坚硬强度达194Mpa，埋深500732m，岩爆强烈。合同工期为30个月，工期紧、任务重，隧道快速贯通对汶川的灾后重建意义非常巨大。为确保灾后恢复重建生命通道的快速贯通，在中铁一局集团映汶路映秀隧道出口施工过程中，仔细研究了隧道各工序，经过对施工过程的总结，形成了全工序零间隔流水施工法，其安全系数高、确保施工质量、缩短了施工工期、降低了施工成本，可以对类似工程起指导作用。2 工艺特点2.1 本工法工艺简便，将后期施工工序提前，各工序零间隔流

3、水作业，缩短施工总工期，降低施工成本，实施方便；2.2 采用本工法，隧道各工序均衡有序进行，合理安排调节人员、机械设备，避免窝工，提高了工效；2.3保证各工序间安全距离、及时封闭成环、提高隧道安全系数、确保施工质量（合理安排各工序施工，避免抢工），避免安全、质量事故发生；2.4保持洞内清爽干净，确保文明施工，突出隧道施工整体形象；2.5节约排水沟、电缆槽盖板预制场地，避免盖板多次倒运损坏，充分利用材料、人力、机械、场地资源、减少浪费、节约成本。3 使用范围本工法适用于所有公路、铁路隧道工程施工，其他地下工程施工可以参照本工法进行施工控制。4 工艺原理全工序零间隔流水施工法就是主要工序（超前支护

4、、爆破开挖、出碴、初期支护、仰拱、二衬砼）在正常施工的同时，后续工序（排水沟及电缆槽（含盖板）、路面砼、隧道喷涂、贴瓷砖等）施工同步跟进，主要工序和后续工序零间隔流水作业。根据设计文件和施工规范结合施工情况和工序衔接要求，合理定出开挖掌子面仰拱砼二衬砼水沟电缆槽砼（含盖板）之间的施工距离，在确保安全和各工序相互不影响施工作业时，仰拱砼、二衬砼、水沟电缆槽砼工序尽量紧跟，使隧道尽快封闭成环，见图4全工序零间隔流水作业施工示意图和表4全工序零间隔流水作业施工不同围岩级别施工参数。排水沟、电缆槽盖板在施工现场预制，现场预制、现场安设，不需专门的盖板预制场。路面砼、防火涂料及贴瓷砖等工序在达到施工条件

5、后及时展开施工。对于不同的围岩级别，各工序间的距离要严格控制并调整，以确保隧道施工安全。当围岩较差，风险隐患较大时，应尽量缩短开挖掌子面、仰拱砼、二衬砼各工序间的施工距离。图1全工序零间隔流水作业施工示意图表1 全工序零间隔流水作业施工不同围岩级别施工参数序号围岩级别SLA1100m50m40m2100m40m50m3150m30m90m4150m80m120m5 工艺流程及操作要点5.1工艺流程图工艺流程见图2图2 工艺流程5.2操作要点5.2.1隧道内通风筒、高压供风供水管、电缆线布设 隧道内整齐、规范布设三管二线：高压供风管、水管、风筒、动力线、照明线。高压供风供水管布设：已衬砌段高压供

6、风供水管布设在地电缆槽上50cm位置（或布设在排水沟盖板上），未衬砌段高压风水管悬挂在矮边墙高度上0.5m位置。动力线（照明线）布设：已衬砌段动力线（照明线）布设在电缆槽上2.2m位置，未衬砌段动力线（照明线）布设矮边墙上2.2m位置。通风风筒布设：已衬砌段动力线（照明线）布设在电缆槽上3.2m位置未衬砌段动力线（照明线）布设矮边墙上3.2m位置。电缆线与高压供风供水管分别布设在隧道两侧，杜绝布置在同一侧。隧道图4 左线高压风水管、电缆线、风筒布设断面图（单位：cm）5.2.2按规范要求进行掌子面开挖、支护施工，根据不同围岩级别，控制掌子面仰拱砼（或整平层砼）二衬砼之间的距离（可按表4 全工序

7、同步平行施工不同围岩级别施工参数要求控制），确保施工安全。当围岩变差时，应加快仰拱砼（或整平层砼）和二衬砼施工速度，进一步缩短仰拱砼（或整平层砼）和二衬砼与掌子之间的距离。图5 排水沟、电缆槽同步跟进照片5.2.3二衬砼按规范和设计要求施工100150m后，施工排水沟和电缆槽，在不影响其他工序施工时，排水沟和电缆槽尽量紧跟二衬砼。制作排水沟电缆槽盖板砼预制模型，排水沟电缆槽盖板现场预制，现场安放，不需要专门的预制场地，实行工厂化作业。图6 盖板现场预制场照片5.2.4排水沟沟壁砼施工时，要严格控制其顶面高程和线型，并保证其顺直度，在路面砼施工时，用作路面砼施工设备的跑道。5.2.5当第二个车行

8、横通道贯通后（车辆可以从车行横通道行走，不影响正常施工），可施工隧道路面砼，施工长度为洞口第一个车行横通道。5.2.6待路面砼施工1000m，隧道开挖施工1900m时可开始粘贴瓷砖、喷防火涂料施工。图7 施工工序跟进顺序简图5.2.7各施工工序之间的距离可根据实际围岩情况调整，但掌子面仰拱砼（或整平层砼）二衬砼之间的距离只可缩短，不可增长。6 材料与设备全工序零间隔流水作业材料、设备配置见表2。表2 全工序零间隔流水作业材料、设备配置表设备名称型号规格数 量备 注气腿式凿岩机YT2846台掌子面开挖开挖台车长6m×高5.5m2台掌子面开挖二衬砼台车长12m×宽11.06m2

9、台二衬砼施工防水板台车长6m×高5.5m2台铺挂防水板挖 掘 机斗容1.2m3、3m34台开挖、装洞碴L-20/8-1电空压机20 m37台提供高压风自卸汽车15 t9台运输洞碴TK961湿喷机20 kw4台初期支护KYB50/70注浆泵11 kW2台锚杆和小导管HB-30砼输送泵45 kW2台二衬施工通 风 机2000m3/min4台隧道通风HT120B砼摊铺机125 kW1台路面砼施工刻 纹 机2台路面砼施工HZQ18切割机7.5 kW2台路面砼施工砼 模 板定型模板700m2仰拱、排水沟、电缆槽7 质量控制7.1严格控制开挖、仰拱砼（或整平层砼）、二衬砼、排水沟电缆槽各工序之间

10、的间距，不能因为抢工或工序安排不当等原因而加大各工序之间的间距，留下安全隐患。7.2 通过采用全工序0间隔流水作业施工法，可合理调节安排施工作业人员和机械设备，避免抢工或窝工现象发生，各道工序有序进行，杜绝了质量隐患，确保施工质量，降低施工成本，保证隧道整洁清爽。7.3 路面两侧排水沟沟壁用作路面砼施工机械设备跑道，施工时应严格控制其顶面高程，线型顺直，必须保证跑道砼顶面的平整度。7.4 在路面砼已施工段，路面保持干净无杂物，避免车辆行走碾压使路面砼表面坑洼不平；严禁出碴运输车超载，避免洞碴掉落，将路面砼砸坏。7.5 排水沟施工并安放盖板后，为避免排水沟被杂物堵塞，在排水沟端头（排水沟盖板端头

11、）安放杂物拦截网，网格大小为4cm×4cm。8 安全措施8.1 严格控制开挖、仰拱砼（或整平层砼）、二衬砼、排水沟电缆槽各工序之间的间距，当围岩变差时可进一步缩短工序之间的间距；8.2 掌子面开挖后及时进行初期支护和浇筑二衬砼，封闭成环，提高安全系数。8.3 隧道通风、照明设施齐全到位，保证隧道内空气清新，亮度满足施工要求。8.4 在隧道内关键部位、重点部位、危险部位做好标识标牌，提醒施工人员。8.5 待路面砼施工1000m，即开挖施工1900m时，粘贴瓷砖、喷防火涂料队伍进场后，多家队伍同在隧道内作业，合理协调各施工队伍，避免出现安全事故。9 环保措施9.1杜绝了工人将清理的仰拱面

12、淤泥、杂物往排水沟内扫，堵塞排水沟。同时保证洞内清爽干净，确保文明施工；9.2不需要专门的水沟、电缆槽盖板预制场地，节约盖板预制场地0.5亩，避免盖板多次倒运损坏，现场预制现场安放；9.3 派专人清扫洞内卫生，不间断洒水，确保隧道路面或仰拱面干净湿润，为隧道掌子面提供新鲜清洁的空气。图8 干净整洁的隧道施工成洞段10资源节约10.1节地：映秀隧道通过采用全工序0间隔流水作业施工法，不需要专门的盖板预制场地，现场预制，现场安设，节约临时用地0.5亩。10.2节能：映秀隧道作为映汶项目的控制性工程，直接影响项目的整体工期。通过采用全工序0间隔流水作业施工法，映秀隧道施工工期提前3个月，映汶项目施工

13、工期提前2.5个月，节约生活、办公用电8.7万度。10.3节材：映秀隧道通过采用全工序0间隔流水作业施工法，部分电缆槽、排水沟盖板采用二衬施工后剩余砼，共计节约C25砼387m3，节约水泥127.7t，中粗砂179.2m3，碎石291.9m3。11效益分析11.1 经济效益映秀隧道全工序0间隔流水作业施工法，施工工期可缩短3个月，节约施工管理成本202.3万元（A2合同段每月管理费用为41.9万元，机械设备租赁费用52.2万元，共计每月成本支出为94.1万元。采用全工序同步推进施工方法可缩短工期3个月，降低施工成本282.3万元。为加快施工进度，加大给作业班组的奖励力度，给各施工队奖励金额预计

14、为80万元）。排水沟、电缆槽盖板现场预制现场安设，节约预制场临时用地0.5亩、避免盖板倒运损坏、减少二次搬运、节约电能、材料费用8万元，共计节约施工成本210.3万元。11.2社会效益映秀隧道全工序0间隔流水作业施工法，已获得四川高速公路有限公司（川高）、都江堰至汶川高速公路有限公司（业主）的认可和好评，并在映秀汶川高速公路全线推广。2010年5月27日，由都江堰至汶川高速公路有限公司（业主）在映汶项目召开映秀隧道全工序0间隔流水作业施工法现场会。图9 业主召开映秀隧道全工序0间隔流水作业施工法现场会12 工程实例12.1 映秀汶川高速公路A2合同段映秀隧道出口施工过程中，通过采用全工序0间隔流水施工工法进行施工，控制掌子面仰拱砼（或整平层砼）二衬砼之间水沟电缆槽砼（含盖板）间的距离，将排水沟、电缆槽、路面砼等施工工序提前施工。各工序有条不紊的推进，及时封闭成环，提升了隧道施工安全系数，合理调节施工人员和机械设备，避免窝工