隧道台阶法加临时仰拱临时横撑法进洞专项施工方案

1、新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG-4标段手爬岩隧道进洞专项施工方案编 制：审 核：批 准：中交第二航务工程局有限公司成贵铁路项目经理部二一四年四月目录TOC o 1-2 h u HYPERLINK l _Toc400812260 一、编制依据 PAGEREF _Toc400812260 h 1 HYPERLINK l _Toc400812261 二、编制原则 PAGEREF _Toc400812261 h 1 HYPERLINK l _Toc400812262 三、工程概况 PAGEREF _Toc400812262 h 1 HYPERLINK l _Toc400812263 四、

2、施工总体部署 PAGEREF _Toc400812263 h 2 HYPERLINK l _Toc400812264 4.1 施工计划安排 PAGEREF _Toc400812264 h 2 HYPERLINK l _Toc400812265 4.2 材料供应情况 PAGEREF _Toc400812265 h 2 HYPERLINK l _Toc400812266 4.3 施工材料供应计划 PAGEREF _Toc400812266 h 3 HYPERLINK l _Toc400812267 4.4 电力供应情况 PAGEREF _Toc400812267 h 3 HYPERLINK l _

3、Toc400812268 4.5 劳动力配置 PAGEREF _Toc400812268 h 3 HYPERLINK l _Toc400812269 五、整体施工方案 PAGEREF _Toc400812269 h 3 HYPERLINK l _Toc400812270 5.1 施工工艺流程 PAGEREF _Toc400812270 h 5 HYPERLINK l _Toc400812271 5.2 施工准备 PAGEREF _Toc400812271 h 5 HYPERLINK l _Toc400812272 5.3 洞口截排水沟施工 PAGEREF _Toc400812272 h 5 H

4、YPERLINK l _Toc400812273 5.4 洞口边仰坡开挖及防护 PAGEREF _Toc400812273 h 8 HYPERLINK l _Toc400812274 5.5 超前支护施工 PAGEREF _Toc400812274 h 14 HYPERLINK l _Toc400812275 5.6 暗洞开挖及支护 PAGEREF _Toc400812275 h 20 HYPERLINK l _Toc400812276 5.7 监控量测 PAGEREF _Toc400812276 h 35 HYPERLINK l _Toc400812277 六、质量管理措施 PAGEREF

5、_Toc400812277 h 48 HYPERLINK l _Toc400812278 6.1 质量保证体系 PAGEREF _Toc400812278 h 48 HYPERLINK l _Toc400812279 6.2 质量保证措施 PAGEREF _Toc400812279 h 55 HYPERLINK l _Toc400812280 七、安全保证措施 PAGEREF _Toc400812280 h 63 HYPERLINK l _Toc400812281 7.1 开挖施工安全 PAGEREF _Toc400812281 h 63 HYPERLINK l _Toc400812282 7

6、.2 其他需注意安全事项 PAGEREF _Toc400812282 h 64 HYPERLINK l _Toc400812283 八、应急预案 PAGEREF _Toc400812283 h 65 HYPERLINK l _Toc400812284 九、环境保护、文明施工措施 PAGEREF _Toc400812284 h 66 HYPERLINK l _Toc400812285 9.1 施工环保、水土保持方案 PAGEREF _Toc400812285 h 66 HYPERLINK l _Toc400812286 9.2 环保、水土保持措施 PAGEREF _Toc400812286 h

7、66中交二航局成贵铁路项目经理部 手爬岩隧道进洞专项施工方案 、围岩地段二衬距离掌子面不大于70m或设计规定。5.1 施工工艺流程施工工艺流程见图5.1-1。5.2 施工准备洞口及明洞开挖前要做好临时住房建设、拌合站建设、空压机站、变压器站的建设。5.3 洞口截排水沟施工5.3.1 施工工艺流程洞口截排水施工工艺流程图见图5.3-1。5.3.2 施工技术措施根据测量放样的结果采用挖掘机按设计尺寸进行开挖，截水天沟采用型，开挖时预留10cm由人工开挖至设计高程，采用组合钢模架立模板浇注混凝土，混凝土采用C25砼，采用强制式搅拌机搅拌，混凝土罐车运输，配合比由试验室提供，混凝土浇注时要振捣密实，从

8、高处向底处运混凝土时，采用溜槽，防止混凝土被土或其他杂物污染，纵向坡度不小于3。隧道进出口截水沟开挖位置见图5.3-2、图5.3-3,具体尺寸见图5.5-4截水沟断面图。根据实际气候情况，对截排水沟洒水或覆盖养护，养护时间不小于7d。水沟修筑完毕后，对水沟周围的土体进行整平，拍实，与地面顺接。截水沟平面图见图5.3-2，截水沟尺寸见图5.3-4。根据实际气候情况，对截排水沟洒水或覆盖养护，养护时间不小于7d。水沟修筑完毕后，对水沟周围的土体进行整平，拍实，与地面顺接。水沟修筑完毕后，对水沟周围的土体进行整平，拍实，与地面顺接。按正常工序进洞施工施工准备超前小导管导向墙施作管棚处理按设计进行地表

9、预加固处理危石、地表清理洞口截排水沟系统施工分层开挖边仰坡坡面防护支护质量检查结 束不合格不合格合格 图5.1-1 手爬岩隧道进洞工程施工流程图测量放线基础开挖架立模板基底换填基坑检查养护混凝土浇筑清场图5.3-1 截水沟施工流程图 图5.3-2 手爬岩隧道进口截水沟开挖平面图图5.3-3 手爬岩隧道出口截水沟开挖平面图 图5.3-4 截水沟断面图5.4 洞口边仰坡开挖及防护5.4.1边仰坡开挖采用人工配合机械开挖边仰坡，先开挖仰坡再开挖边坡，开挖一级防护一级，不得掏底开挖，不能上下同时开挖，永久边仰坡按设计图纸坡比开挖，临时边仰按图纸设计坡比开挖。开挖时预留10cm采用人工开挖，洞口开挖横断

10、图见图5.6-1.1/2，纵断面图见图5.6-2。5.6-1 手爬岩隧道进口洞口横断面图手爬岩隧道进口洞口横断面图5.6-3 手爬岩隧道进口洞口纵断面图5.4.2边仰坡防护手爬岩隧道进口段永久边仰坡防护采用人字型截水骨架内喷播植草间植灌木护坡，临时边坡采用锚喷网防护。手爬岩隧道出口段永久边仰坡防护采用人字型截水骨架内喷混植生护坡，临时边坡采用锚喷网防护。洞口每开挖一级防护一级。5.4.2.1人字型截水骨架内喷播植草间植灌木护坡 施工放样合理布置，特别注意边坡边脚处的放样。保证横、竖梁的顺畅性及整体线形的圆顺性。测量放样过程中及时做好护桩工作，以便后期准确使用。测量放线经监理工程师认可后方可进行

11、坡面挖方施工。 坡面挖方施工施工前先清除坡面浮土，填补坑凹，使坡面大体平整。对相邻级边坡间的平台要做整平夯实处理，同时保证一定的单向纵坡，以保证平台水沟的稳定性及排水顺畅性。根据放样后的横、竖梁位置，采用小型机具配合人工挖方。对不稳定的挖方槽底及坡面要做换填夯实处理。同一级边坡挖方顺序是：由上至下，一步到位，槽底密实平顺，禁止超挖。 模板施工 模板安装前，先安装钢管架的稳固架。稳固架采用钢管临时锚固坡面内的方法。然后安装模板的支架，再进行模板安装。模板表面必须光洁、平整。模板安装中保证接缝紧密，板体顺直，严格控制模板错台，安装后的模板保证一定的整体稳定性。模板施工时，保证整体线型的直顺性，总体

12、坡面的圆顺性。模板脱模剂涂抹均匀，严禁使用废弃的机用油。模板拆除时，按照混凝土的浇筑顺序逐级拆除，拆除后的模板要集中放置，并对模板面板进行清理，以便下次使用。 混凝土施工 人字型截水骨架内喷播植草间植灌木护坡混凝土浇筑顺序为：施工时自下而上逐条修筑骨架并先修筑骨架衔接处，再修筑其他部分的骨架，两骨架衔接处保证在同一高度。混凝土的浇筑运输采用车载+滑槽形式。为保证混凝土的搅拌质量，在混凝土搅拌过程中严格控制混凝土的和易性及坍落度。混凝土浇筑时，严格控制振捣质量，以混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆现象为振捣标准。混凝土全部采用C25砼。植草并穴植灌木防护。灌木每平米4.5穴，每穴2

13、株。骨架护坡尺寸见图5.4-7。图5.4-7 人字型截水骨架内喷播植草间植灌木护坡5.4.2.2 锚喷网防护临时边坡防护采用喷锚网防护防护措施按以下几种情况施作：临时边坡位于W2层中时，采用喷锚防护，参数如下：喷砼厚8cm，锚杆采用22砂浆锚杆，锚杆长2.5m，间距1.5*1.5m。临时边坡位于W3中时，采用喷锚网防护，参数如下：喷砼厚10cm，钢筋网采用8钢筋网，网格间距25cm*25cm，锚杆采用22砂浆锚杆，锚杆长3.0m，间距1.2m*1.0m。 锚杆砂浆锚杆施工工艺流程为：钻孔清孔注浆插入杆体安装锚杆垫板。锚杆由洞外钢结构加工厂加工成型，尾部设锚杆垫板，锚杆垫板采用1501506mm

14、钢板，锚杆间距按要求布置。施工采用风动凿岩机按设计要求钻孔，达到标准后，用高压风清除孔内岩屑，用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，砂浆至少填充锚杆孔体积的2/3后方可停止注浆；及时将加工好的杆体插入孔内，安装锚杆垫板。锚杆质量控制及要求：杆体直径均匀、一致，无严重锈蚀、弯折；抗拉强度试验应满足规范要求；按设计要求定出位置，孔位允许偏差为150mm；砂浆锚杆的灌注砂浆饱满度应大于80%；钻孔与围岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直； 锚杆孔的深度大于锚杆长度10cm；锚杆插入长度不小于设计长度的95%，且应位于孔的中心；锚杆垫板应有较平整的基面。锚杆用的水泥砂浆，其强度不低于M20。锚杆孔内灌注砂浆应

15、饱满密实。水泥砂浆达到一定强度后才能上紧垫板螺母。 钢筋网钢筋网按设计预先在洞外钢筋厂加工成型，采用8钢筋网格，间距25*25cm，根据岩面的实际起伏状铺设，并与受喷面间隙不大于3cm。钢筋网与钢筋网、钢筋网与锚杆点焊在一起，使钢筋网在喷射时不晃动。 喷射砼喷射混凝土采用C25砼，喷射混凝土厚度810cm，采用湿式喷射（见图5.4-9），混凝土采用洞外自动计量拌合站拌合，湿喷机湿喷混凝土施工,湿喷混凝土可减少回弹量，降低粉尘，提高工作效率和施工质量，按照设计厚度利用原有部件如锚杆外露长度标出刻度，做为标记。也可在岩面上打入短钢筋作为标记；混凝土喷射机械手安装调试好后，在料斗上安装振动筛，以避免

16、超粒径骨料进入喷射机。喷射时，送风之前先打开计量泵，送风后调整风压，满足喷头出的压力在0.1Mpa左右。喷射砼质量控制与要求：水泥：应优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，必要时采用特种水泥。水泥的安定性、凝结时间均应合格。粗骨料应采用坚硬耐久的碎石或卵石（豆石），或两者混合物细骨料应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含水率宜控制在5%7%。砂中小于0.075mm的颗粒不大于20。含泥量不大于3，泥块含量不大于0.5。速凝剂：在使用速凝剂前，应做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，严格控制掺量，并要求初凝不大于5min，终凝不大于10min。水：水质符合工程用水的有关标准，一

17、般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑，当岩面遇水容易潮解、泥化时，采用高压风吹净岩面。采用埋设钢筋头做标志，控制喷射混凝土厚度。喷射混凝土平均厚度不小于设计厚度。喷射混凝土厚度检查点数的90及以上大于设计厚度。喷射混凝土应与岩面、钢筋、钢筋网结合紧密，背后无空洞、无杂物。5.5 超前支护施工5.5.1超前大管棚隧道进口设一环108大管棚超前支护，大管棚设置在明洞分界处，在边仰坡开挖预留的台阶上施作导向墙。进口明暗洞分界里程DK128+170，出口明暗分界里程DK129+720，实际进洞位置应根据现场地貌地质情况研究后确定。大管棚一环38根，每根长30m，大管棚均采用管棚钻机成孔，钢管采用钻

18、机推进器顶进，高压注浆泵注浆。大管棚设计参数如下：钢管规格：热轧无缝钢管，用每节长为4m-6m的热轧无缝钢管（108mm6mm）以丝扣连接而成，同一截面的接头数不超过50%，相邻钢管的接头至少错开1m。管距：环向间距40cm。钢花管上钻注浆孔，孔径1016mm，孔间距15cm，呈梅花型布置，尾部不钻孔的注浆段不小于100cm。倾角：外插角13，具体可根据实际线路做适当调整。钢管施工误差：径向不大于20cm，相邻钢管之间环向不大于5cm。注浆材料：水泥浆、水泥双浆或双浆液。5.5.1.1 管棚施工工艺流程管棚施工工艺流程见图5.5-1。5.5.1.2 管棚施工工艺要点及技术措施（1） 导向墙施工

19、边测量边开挖，导向墙采用C20混凝土，截面尺寸1m1m，导向墙环向长度为开挖轮廓线以外拱部120范围，现场可根据开挖实际情况调整。开挖时预留洞身核心土，并保证其基础稳定性，导向墙脚底设扩大拱角。长管棚正面图见图5.5-2。导向墙内设2榀I18工字钢，每榀工字钢由3个单元组成，在钢结构加工场加工成半成品后运至现场安装。钢架各单元由连接板焊接成型，单元间由螺栓连接。钢架之间采用22连接筋连接牢固，并根据管棚外插角调整前后钢架之间的高差，导向墙钢架布置见图5.5-3。导向钢管采用127（146）5mm无缝钢管，环向间距40cm，长1m，导向管尽量紧贴山体，并根据实际情况加长导向管，导向管两端用水泥袋

20、或编织袋等堵塞，防止混凝土流入管内。导向钢管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。导向墙内导向管布置见图5.5-4。导向墙模板采用整体式钢模，模板底部用钢支撑定位，采用钢管及型钢进行加固并支撑稳固，确保模板位置准确，混凝土浇筑时不变形。最后封外模，封外模在浇注混凝土时，从两边浇注混凝土时边浇注边封模。导向墙顶部40范围内不采用模板，采用人工收面的方式以保证结构面平整光洁。孔口管安装结束，堵头板安装完成后

21、进行混凝土浇筑，采用C20混凝土，混凝土采用拌和站集中搅拌，混凝土罐车运输混凝土至现场，由输送泵泵送混凝土入模，施工时严格控制浇筑顺序，并于混凝土初凝前浇筑完成，为使混凝土浇注过程中不产生过大偏心荷载，混凝土浇筑时，左右两侧交替上升，且两侧砼面高差不超过1m，施工过程中控制振捣质量，避免出现漏振及过振要求，且振捣棒不得接触模板及导向管，从而影响整体质量。混凝土浇筑完成后，及时进行养护。养护时间不小于7d，底模待管棚钻孔注浆施工完毕后方能拆除。隧道开挖钻进结束钻机退回原位套管内注水清洗分节装入管棚钢花管及钢管接长钻杆及套管一节钻孔结束继续钻进周边放样布孔导向墙施工钻机就位安装钻杆及套管取出钻杆钢

22、花管注水泥浆(奇数)钻至设计长度钻进钢管检查注浆质量(偶数孔)图5.5-1 长管棚施工流程图图5.5-2 洞口长管棚正面图图5.5-3 导向墙钢架布置图图5.5-4 导向墙内导向管布置图（2） 钻孔管棚钻机选用专用的管棚钻机，根据导管与孔口管管径，采用直径127钻头，钻孔时注意钻孔的外倾角控制在1030，为保证成孔质量，防止相邻孔钻进时前面的成孔倒塌，钻孔采用跳孔施工，即先施工奇数孔，再施工偶数孔。奇数孔成孔后及时安装管棚钢管，压注水泥浆。偶数孔成孔后也立即安装管棚钢管，防止塌孔，同时检查奇数孔注浆质量，另一方面也可以补充注浆，提高注浆加固围岩的效果。在钻孔过程中，如果出现卡钻、塌孔现象，可能

23、是隧道地质发生了变化，此时应及时退钻，然后采用往孔内压注浆液的方法，待浆液凝固后，再行开钻；如果出现掉钻头、钻杆断裂的现象，可用打捞器取出。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。随时检查钻孔是否倾斜，用测斜仪等方法测定。钻孔完成后，用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。并用高压风从孔底向孔口清理钻渣。用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。（3）装管管棚设计长度30m，钢管由洞外钢结构加工场加工成型，每节钢管节长4-6m，每节钢管两端均预加工成外丝扣，丝扣长度不小于15cm。丝扣钢

24、管采用114*6mm钢管车内丝，长度不小于30cm，管棚钢管采用车内丝的丝扣连接钢管连接成整体，钢管构造图见图5.5-5。把已按设计加工好的管棚钢管通过钻机一节一节顶入孔内，钢管同一截面内的接头数不超过管数的50%。钢管在插进后，钢管口端与孔口周壁用胶泥密封。（4）注浆大管棚注浆采用水泥浆、水泥砂浆或双浆液，注浆压力为0.61Mpa，具体浆液配合比和注浆压力由现场实验确定；注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工参数，以利于后续管棚注浆施工，装管完成一根注一根，先注奇数孔，再注偶数孔。注浆管的止浆和固定：在注浆管预定的位置，用沾有胶泥的麻丝缠绕成不小于钻孔直径的纺锤形

25、柱塞，把管子插入孔口，再用台车把管顶入孔内，使麻丝柱塞与孔壁充分挤压紧，然后在麻丝与孔口的空余部分填充胶泥。图5.5-5 钢管构造示意图注浆前，认真做好机具设备的检修工作并用清水进行试运转，发现问题及时排队和修复，使其处于良好工作状态。对注浆管路系统，包括接头、阀门，不使用不合格品，以免注浆时在较高压力下发生脱扣的危险事故。在注浆时，为防止管路堵塞，结束注浆后，尽快卸开孔口接头，开清水泵冲洗管路，以免造成管路中的剩余浆液凝结、堵塞管路。在注浆过程中，所有拆卸下来的接头、阀门，经专业人员清洗干净以备轮换使用。在注浆过程中，随时注意检测所注浆液的凝结时间，是否与要求相一致，否则，要及时检查，找出原

26、因，予以排除，以符合要求。注浆作业前后配合，统一指挥，保证注浆计划的实现。施工时配备专业电工，防止电路、电器设备发生问题中途停电，造成意外事故。注浆作业完毕后，所有的机具设备，特别是搅拌机、注浆管、接头、阀门、贮浆桶等，认真清洗干净，以备下次注浆使用。注浆工艺流程图见图5.5-7。钻孔外插角13，施工中应根据实际情况作调整。施工中严格控制钻机下沉量及左右偏移量；对钢管主要材料进行材质检验；严格控制钻孔平面位置，管棚不侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不相撞和立交；经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻；图5.5-7 管棚注浆工艺流程图掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，

27、防止断杆；管棚施工地段，应根据铁路隧道监控量测技术规范的有关规定，加强监控量测，确保施工安全。5.6 暗洞开挖及支护5.6.1暗洞开挖洞身施工按照“新奥法”原理施工，施工中进行地质超前预报，大管棚、小导管注浆超前支护，光面爆破技术，及时进行初期支护。级、级围岩采用台阶法开挖，级围岩采用台阶法增设临时仰拱及临时横撑法开挖，必要时留核心土，严格控制装药量和进尺长度，初期支护紧跟洞身开挖，最大限度地缩短围岩暴露时间。 隧道进口进洞段为级围岩，采用台阶增设临时仰拱法开挖，进洞前采用超前大管棚进行预支护。上部导坑采用弱爆破，中下导及仰拱采用控制爆破开挖，以保护围岩；各部之间的间距58m。各部开挖后及时封

28、闭掌子面，喷、网、锚及钢架联合支护作业，施作临时仰拱。拱脚、中下导墙角增设锁脚锚杆，初期支护及时成环。采用风动凿岩机钻孔，非电毫秒雷管微差起爆，湿喷机湿喷作业。仰拱施工长度36m。各部实行平行作业。施工中认真进行围岩量测，实行信息化施工，动态化管理，及时反馈信息，调整支护参数，确定临时仰拱拆除时间，确保施工安全。三台阶临时仰拱施工工序流程见图5.6-1，施工步序示意图见图5.6-2，爆破钻孔炮眼间距及参数设计见图5.6-3。控制超欠挖措施：根据不同地质情况，选择合理的爆破参数，采用一炮一分析制度，每次钻爆循环后，根据爆破震动速度，炮痕保存率、装药量、残眼深度及数量、抛碴距离、堆碴高度、岩碴块等

29、多方面的测量和数据对比分析，选择全程的钻爆参数，不断优化钻爆设计，控制打眼精度，因打眼精度直接影响爆破效果。开孔位置不能超过2cm。在施工时使用工作严谨有较高技术的司钻人员来领钻，禁止司钻用目测量，钻孔时，专人校核，派一名测量工跟踪服务。控制超欠挖的技术措施：根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正爆破孔距，用药量，特别是周边眼。根据爆破振速监测，调整单段起爆炸药量及雷管段数分布。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，尽量使除掏槽眼外的所有炮孔底部基本上落在同一横断面上。钻眼前画出开挖轮廓线，标出炮眼位置，安装激光指向仪，保证测量精度，严格控制周边眼外插角和装药量，使开挖轮廓圆顺，炮眼痕迹保存率符合

30、光爆技术要求。5.6.2暗洞初期支护洞身初期支护施工工序流程为：开挖后初喷砼系统支护（系统锚杆、钢筋网、钢架）施工复喷砼至设计厚度进入下循环。仰拱初期支护超前支护上半断面开挖施作初期支护施作临时仰拱中台阶开挖施作仰拱初期支护质量检查拆除临时仰拱施作仰拱填充防水层、二次衬砌施作水沟电缆槽监控量测施作初期支护施作临时横撑隧底开挖下台阶开挖下台阶初支图5.6-1 台阶法临时仰拱施工工艺流程图图5.6-2 台阶法设临时仰拱施工步序示意图 图5.6-3 光面爆破参数设计图 隧道初期支护紧随开挖面及时按照设计标准施做，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩在短期内松弛剥落。隧道初期支护采用锚杆、喷混凝

31、土、钢筋网、钢拱架相结合的方法。钢架、钢筋网和锚杆由洞外钢构件加工厂、钢筋加工厂加工成型，人工配合机械安装钢架、挂设钢筋网；锚杆钻机配合多功能作业台车施作锚杆，喷射机械手配合泵式湿喷机喷混凝土。加强隧道施工中的监控量测，隧道监控量测参照相关技术规范执行，掌握开挖过程中围岩应力、应变的动态变化规律和支护结构体系的受力状态，及时预测和评估支护体系的受力状态，据此调整相关支护参数和施工方案，确保施工及结构体系的安全。初期支护施工流程见图5.6-3。否超前地质预报、超前支护初喷混凝土4cm施 工 放 样安装钢架及挂钢筋网是否符合标准调整施作系统锚杆喷射混凝土达到设计厚度监 控 量 测反馈、调整确定支护

32、参数是开 挖图5.6-3 初期支护施工工艺流程图5.6.2.1 喷射砼施工(1) 喷射砼施工工艺流程喷射砼施工工艺流程见图5.6-4。(2) 喷射砼工艺要点及技术措施本隧道喷射混凝土均采用湿式喷射，混凝土采用洞外自动计量拌合站拌合，湿喷机湿喷混凝土施工,湿喷混凝土可减少回弹量，降低粉尘，提高工作效率和施工质量。喷射混凝土作业，分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖(或分部开挖)完成后立即进行，以尽早封闭暴露开挖面，防止表层风化剥落。初喷混凝土厚度40mm，复喷混凝土在系统锚杆、钢筋网、钢架安装施作后进行，尽快闭合支护整体受力，以抑制围岩变形。钢架间用混凝土复喷平整，并有足够的保护层，保护层厚度不小于

33、40mm。筛网10mm（滤出超径石子）喷射混凝土机械手水泥砂石子水拌合时间1min混凝土运输车运送使喷头处风压控制在0.1Mpa左右液体速凝剂（水泥用量4%）80-150cm 受喷围岩面30cm外加剂图5.6-4 喷射砼施工工艺流程图按照设计厚度利用原有部件如锚杆外露长度标出刻度，做为标记。也可在岩面上打入短钢筋作为标记；混凝土喷射机械手安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔10mm），以避免超粒径骨料进入喷射机。喷射时，送风之前先打开计量泵，送风后调整风压，使之控制在0.450.70MPa之间。喷射作业要遵守下列规定：喷射混凝土满足设计的强度、厚度及其与岩面粘结力要求。喷射作业分段分片依次进

34、行，喷射顺序自下而上，分段长度不大于6m。分层喷射时，后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再进行喷射时，先用风水清洗喷层表面。喷射混凝土的一次喷射厚度：拱部为60100mm，边墙为80150mm。初喷混凝土在开挖后及时进行，复喷根据掌子面的地质情况分层、分时段进行喷射作业，以确保喷射混凝土的支护能力和喷层的设计厚度；喷射混凝土终凝后3h内不得进行爆破作业。喷射混凝土的回弹率：侧壁不大于15%，拱部不大于25%。初期支护表面平整，无空鼓、裂缝、松酥，并用喷混凝土（或砂浆）对基面进行找平处理。 (3) 喷射砼质量控制与要求水泥：优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，必要时采用特种水泥。水

35、泥的安定性、凝结时间均应合格。粗骨料采用坚硬耐久的碎石或卵石（豆石），或两者混合物。细骨料采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含水率宜控制在5%7%。砂中小于0.075mm的颗粒不应大于20。含泥量不大于3，泥块含量不大于0.5。速凝剂：在使用速凝剂前，做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，严格控制掺量，并要求初凝不大于5min，终凝不大于10min。水：水质符合工程用水的有关标准，一般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑，当岩面遇水容易潮解、泥化时，采用高压风吹净岩面。采用埋设钢筋头做标志，控制喷射混凝土厚度。喷射混凝土平均厚度不小于设计厚度。喷射混凝土厚度检查点数的90

36、及以上大于设计厚度。隧道开挖后应及时初喷混凝土，混凝土终凝到下一循环爆破作业间隔不得小于3h。喷射混凝土应与围岩、钢筋、钢筋网结合紧密，背后无空洞、无杂物。 eq oac(,11)钢架与喷混凝土形成一体，钢架与围岩间的间隙用喷混凝土充填密实；各种形式的钢架全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm。(4) 喷射砼减小粉尘回弹量措施经分析，影响隧道湿喷混凝土回填量的主要原因有以下几点：喷射手喷射方法不正确。喷射手喷射的角度和喷头运动方式不正确，喷头与受喷面不垂直；喷射手的距离，风压控制不当，喷射手操作不熟练。一次喷射厚度不合理一次喷射层太重，在自重作用下，喷层后出现错裂而引起大片坍落；太薄

37、时大部分粗集料会回弹。喷层仅留砂浆，将影响喷射效果和质量。混凝土配合比不合理混凝土设计配合比不合理导致混凝土粘聚性、坍落度不合理，初凝时间长，在喷嘴处离析跌浆，或者时常出现堵管现象。坍落度控制出现偏差，混凝土出现离析，或者混凝土较干硬，喷射混凝土表面难以冲击密实，掉块严重。岩面处理不到位喷混凝土前松动岩石和杂物未清理干净，影响混凝土与岩面的粘结性能。针对以上问题，本隧道拟采用下列方法控制回填量：采用正确的喷射方法，提高喷射手的操作技能。喷射作业分段、分片、分层，由下而上，一次进行。喷枪离岩面距离0.6-1.0m左右，喷枪垂直岩面，喷头作连续不断的圆周运动，并形成螺旋状运动，隧道内的混凝土先边墙

38、后拱部。岩面凹陷处先喷和多喷，而凸出处后喷和少喷。经常检查喷射机的出料弯头、输料管和管路接头，发现问题及时处理。喷射混凝土采用湿喷机械手，并加强对操作手的培训，提高操作手的操作技能，喷射手注意累积不同地质条件下湿喷混凝土施工经验，不断提高操作熟练程度和技术水平。根据现场试验，确定最佳的每层喷射厚度。隧道湿喷混凝土必须采用分层喷射，并根据现场试验，确定最佳的每层喷射厚度。优化混凝土配合比，确保混凝土性能满足施工要求对湿喷混凝土，水灰比过大，速凝效果越差，回弹量增大，混凝土强大偏低；水灰比小，施工喷施困难，水泥水化不充分，强度较低，回弹增大。喷射混凝土配合比由工地试验室经试验选定，并报监理工程师批

39、准。根据受喷面要求及试验结果选定外加剂。水泥、粗骨料质量必须满足要求。严格控制混凝土计量标准，定时校验计量器具。经常检查速凝剂注入的工作状况。喷射过程中时常检查混凝土的回弹量和实际配合比。清除岩面松动岩石和杂物，保证岩面整洁度，增加岩面与混凝土的粘结力。喷射混凝土之前检查开挖断面尺寸，清除危石和墙角的岩渣，用水或高压风将开挖面的粉尘和杂物清理干净，确保待喷岩面无松动岩石且干净和无油污杂物，同时在围岩节理较发育段挂钢筋网和锚杆，以加强混凝土层与围岩的粘结和整体支护效果。5.6.2.2 钢架施工型钢钢架和格栅钢架按设计预先在洞外结构件厂加工成型，在洞内用螺栓连接成整体。洞内安装在初喷混凝土后进行，

40、与定位系筋焊接。型钢钢架（格栅钢架）之间设22mm纵向连接筋，钢架间以喷混凝土填平。钢架拱脚安放在稳固的基础上，拱脚两侧设锁脚锚管，架立时垂直隧道中线，当钢架和围岩之间间隙过大时设置混凝土楔形垫块，用喷射砼喷填。(1)工艺要点及技术措施钢架按设计要求预先在结构件厂加工成型，运至施工现场。加工场地用混凝土硬化，按设计放出加工大样。型钢、钢筋放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割刨边的加工余量；格栅钢架主筋用钢筋弯曲机弯制，型钢采用冷弯机按设计弧度分段、分节加工，弯制时要求弧形圆顺、尺寸准确；拱部边墙等各单元钢架应分别加工，保证弧形、尺寸准确，符合设计要求。拱架分节时要保证接头的刚度，节数应与断

41、面大小及开挖方法相适应。钢架由拱部、边墙及仰拱各单元钢构件拼装而成，各单元用螺栓连接。钢架加工后进行试拼，允许误差：沿隧道周边拼装误差不大于3cm；螺栓孔眼中心间误差不超过0.5cm；钢架平放时，平面翘曲小于2cm。同时在级围岩拱墙位置的每个节点安设2根42锁口锚管将其锁定，锚管壁厚3.5mm，长度4m。同时在级围岩拱墙位置的每个节点安设2根22锁脚锚杆将其锁定，长度3.5m。底部开挖完成后，底部初期支护及时跟进，将边墙钢架与隧底钢架连接全环封闭。(2) 钢架质量控制与要求保证钢架置于稳固的地基上，施工中在钢架基脚部位预留0.150.2m原岩，架立钢架时挖槽就位，富水软弱地段在钢架基脚处设槽钢

42、以增加基底承载力。钢架平面垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2。钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。为保证钢架位置安设准确，钢架架设前预先打设定位系筋。系筋一端与钢架焊接在一起，另一端锚入围岩中0.51m并用砂浆锚固。隧道开挖时在钢架的各连接板处预留钢架连接板凹槽，拱脚或墙脚处预留安装钢架槽钢凹槽。初喷混凝土时，在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板（或槽钢）位置。钢架按设计位置安设，在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙设混凝土垫块，钢架与围岩接触间距不大于50mm。为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接在一起。沿钢架设置22mm的纵向连接筋。有仰拱钢架地段，利用防干扰平台一次开挖到位，清

43、除底部虚碴，将墙脚预留连接钢板处喷射混凝土凿除，用螺栓连接成整体。钢架架立后尽快喷射混凝土，并将钢架全部覆盖，使钢架与喷混凝土共同受力。型钢分节长度应根据设计尺寸及所采用的开挖方法确定，各节长度不应大于4m，腹板上钻孔的位置应符合要求。钢拱架的拱脚有一定的埋置深度，以保证拱架脚的稳定（少沉降、少挤入）并尽可能多地与锚杆露头及钢筋网焊接，以增强其联合支护效应。5.6.2.3 钢筋网（1）工艺要点及技术措施本标段隧道钢筋网按设计预先在洞外钢构件厂加工成型，钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋网根据初喷混凝土面的实际起伏状铺设，并与受喷面间隙不大于3cm。钢筋网与钢筋网、钢筋网与锚杆、钢筋网与钢架

44、连接筋点焊在一起，使钢筋网在喷射时不晃动。钢筋网在构件加工厂加工成片，洞内焊接形成整体，搭接长度为1-2个网格间距。施工注意事项：钢筋网制作前对钢筋进行校直、除锈及油污等处理；安装前，岩面初喷4cm厚混凝土形成钢筋保护层。（2）质量控制及要求钢筋网在岩面喷射一层混凝土后再铺挂；钢筋网与岩面之间喷射混凝土应密实，无空洞。有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，及时清除。5.6.2.4 中空锚杆(1) 中空锚杆施工工艺流程中空注浆锚杆施工工艺流程见图5.6-5。 清洗整理标出锚杆位置钻 孔 检查锚杆 安装锚杆体、止浆塞和垫板 注 浆 紧固螺帽制 浆 备 料 封 口图5.6-5 中空锚杆施工工艺流程图

45、 (2) 工艺要点及技术措施锚杆安装：采用凿岩机钻孔，钻进至设计深度后，高压风清孔；锚杆孔若有异物堵塞，应清除干净后，再将锚杆插入孔内，锚杆外露孔口长度满足安装止浆塞、垫板螺栓为宜；将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm左右，安装垫板及上紧螺母。锚杆注浆：检查注浆泵及其零件是否齐备和正常，熟悉有关泵的操作程序。用水或风检查孔体是否畅通，孔口返水或风即可。迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好。配制浆液,使水灰比、和易性符合设计和规范要求。开动泵注浆，整个过程应连续不停顿，一次完成。锚杆斜向安装：锚杆头朝下安装时采用正循环注浆工艺，锚杆头朝上安装时采用反循环注浆工艺。注浆饱满后密封排气孔。当完成

46、一根锚杆注浆后，迅速卸下注浆软管并安装至另一根锚杆，进行注浆。完成整个注浆后，及时清洗及保养注浆泵。在砂浆达到初始设计强度后，方可上紧垫板及螺母。（3） 质量控制及要求中空锚杆施作时，环向隔开一定距离隔孔钻进，避免岩体注水太多可能导致围岩面滑坍。浆液严格按配合比配制，并随用随配。为保证注浆效果，止浆塞打入孔口不应小于10cm，而且待排完气后立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的孔隙，保证在规定压力下浆液不致窜出。水泥浆体强度达10.0MPa后方可安装垫板、上紧螺母。中空锚杆体屈服抗拉力126KN，最大力170KN，断裂伸长率A16%。5.6.2.5 砂浆锚杆（1） 施工工艺流程砂浆锚杆施工工艺流程

47、为：钻孔清孔注浆插入杆体固定杆体待强度符合要求后安装锚杆垫板。（2）工艺要点及技术措施本标段隧道砂浆锚杆采用22钢筋，锚杆预先在洞外钢构件厂按设计要求加工制作。砂浆强度不得低于M20。施工采用风动凿岩机或锚杆台车，按设计要求钻孔，达到标准后，用高压风清除孔内岩屑；用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，砂浆至少填充锚杆孔体积的2/3后方可停止注浆；及时将加工好的杆体插入孔内，安装锚杆垫板。（3）质量控制及要求杆体直径均匀、一致，无严重锈蚀、弯折；抗拉强度试验满足规范要求；按设计要求定出位置，孔位允许偏差为150mm；砂浆锚杆的灌注砂浆饱满度大于80%；钻孔与围岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直； 锚杆

48、孔的深度大于锚杆长度的10cm；锚杆插入长度不小于设计长度的95%，且位于孔的中心；锚杆施工在初喷混凝土后进行，以保证锚杆垫板有较平整的基面。锚杆用的水泥砂浆，其强度不低于M20。锚杆孔内灌注砂浆饱满密实。水泥砂浆达到一定强度后才能上紧垫板螺母。砂浆锚杆杆体极限拉力170KN，断裂伸长率A16%。5.7 监控量测本隧道按照铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）的有关要求进行监控量测。新奥法隧道施工的特点是，借助现场量测对隧道围岩进行动态监测，据此指导隧道的开挖作业，使支护结构的设计与施工进一步优化。现场监控量测不仅监测各施工阶段围岩和支护动态、确保施工安全，而且是调整初期支护设计

49、参数、确定二次衬砌和仰拱的施作时间的依据。隧道监控量测工作紧跟开挖面进行，在隧道正洞洞身初期支护完成后，及时进行监控量测，随时掌握初期支护的工作状态，指导和确定二次衬砌施作时间。5.7.1 监控量测项目及量测点布置结合本隧道具体条件，确定开展的必测监控量测的项目有:洞内外观察、拱顶下沉、周边位移、收敛以及浅埋段的地表下沉,选测项目暂定为围岩应力量测和格栅应力量测，量测项目、方法及布置见表5.7-1。地表沉降横向测点布置示意图见图5.7-2，台阶法围岩量测监控点布置示意图见图5.7-3。5.7.2 量测频率净空变化量测和拱顶下沉等量测的频率，主要依据位移速率和测点距开挖面的距离而定，一般量测频率

50、见表5.7-4。元件埋设初期测试频率每天观测12次，随围岩渐趋稳定，量测次数逐渐减少，反之增加量测数。表5.7-1 量测项目及方法序号项目名称方法及工具布置断面1必测项目洞内外观察使用地质罗盘等对岩性、结构面产状及支护裂隙观察和记录每次爆破后进行2拱顶下沉电子水准仪、铟钢尺、钢挂尺，量测精度为0.5。量测断面间距：5m；：10m；：3050m；：50m3周边位移洞内钻孔中安设单点、多点杆式或钢丝式位移计4净空收敛各种类型收敛计5地表下沉电子水准仪、铟钢尺，量测精度为0.4。H（埋置深度）2B（开挖宽度），2050m/断面；BH2B，1020m/断面；HB，10m/断面6选测项目围岩应力钢弦式土

51、压力计、钢弦频率接收仪量测断面间距：级围岩：100m；级围岩：50m7格栅应力钢筋计及钢弦式频率仪。在仪器埋设后5m范围内，每天测量23次；大于5m时12次/天，大于10m时1次/天。实际施作钢格栅地段，每5m一个断面。图5.7-2 地表沉降横向测点布置示意图图5.7-3 台阶法围岩量测监控点布置示意图表5.7-4 量测频率表类型量测频率变形速度（mm/d）量测断面距开挖工作面距离普通围岩12次/d5(01)B1次/d15(12)B1次/2d0.51(12)B1次/2d0.20.5(25)B1次/周 5B注：B为隧道开挖宽度（1）净空变化、拱顶下沉量测在每次开挖后12h内取得初读数，最迟不得大

52、于24h，且在下一循环开挖前完成。（2）由位移速度决定的量测频率和测点距开挖面距离决定的量测频率，原则上采用两者频率中较高者，当位移趋向一定时，也可不采用表5.7-4中数值。（3）因测点和测线不同，位移速度不同，以产生最大位移速度来决定量测频率。（4）当围岩达到基本稳定后，在以1次/周的量测频率测23周后，可结束量测；当为挤压性围岩时，位移长期没有减缓趋势，适当延长量测时间，直到位移速率小于0.5mm/d时即可结束量测。5.7.3 测试工作5.7.3.1 围岩量测监控工艺围岩量测施工监控工艺见图5.7-5。施工准备开 挖初期支护状况观察开挖面岩性的观察初期支护喷砼埋入观测预埋件初 读 数拱顶下

53、沉和净空收敛按设计频率量测绘数据整理和计算机处理加 强 支 护变形曲线出现反常施作二次衬砌围岩变形趋于稳定图5.7-5 围岩量测施工监控工艺图5.7.3.2 现场量测要求初期支护施作2h后并在距离开挖工作面2m范围内埋设测点，进行第一次量测数据采集。测试前确保检查仪表设备完好，确认测点是否松动或人为损坏，只有测点状态良好时方可进行测试工作。测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表，每测点测读三次；三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测值，若读数相差过大则应检查仪器仪表安装是否正确、测点是否松动，当确认无误后，再按前述监控量测要求进行复测。多次测试都要认真做好原始数据记录，并记录掘进里程、支护施

54、工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。量测数据应在现场进行粗略计算，若发现变位较大时，应及时通知现场施工负责人，以便采取相应的处理措施。测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作。及时进行资料整理。5.7.4 施工监控量测5.7.4.1 周边位移、收敛量测测点埋设：喷锚支护施作后，用风钻凿40mm、深200mm的孔，先用早强水泥砂浆灌满后再插入测点固定杆，尽量使同一基线两测点的固定方向在同一水平直线上，等砂浆凝固后，即可进行量测工作。量测方法：采用收敛计监测。该机具有很高的量测精度，适用于大跨度隧道的变形监测。5.7.4.2 拱顶下沉量测拱顶位移量测的测点用风枪打眼埋设固定杆，并外露杆

55、头设挂钩。测点的大小要适中，如过小，测量时不易找到；如过大，爆破时易被打坏。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被掩埋，尽快重新设置，以保证数据不中断。采用水平仪、水准尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉，精度为1mm。量测时用一把24m长的挂钩式钢尺挂上即可。5.7.4.3 地表下沉量测测点布置：与洞内收敛、拱顶下沉量测断面里程对应，地表下沉量测点集中设在隧道中线附近，并在开挖面前方H+h1处设测点，(H为隧道埋深，h1为上半断面净高)，直到开挖面后方约35B处。测量方法：采用水平仪、水准尺配合测量地表沉降，精度为1mm。用经纬仪将所有测点布设于同一直线上。测点钢筋安设就位后，表面磨平，并用

56、钢钉等锐器在其表面冲眼标记。地表沉降量测区间布置见图5.7-6，地表下沉量测频率同拱顶下沉、洞内收敛量测频率相同。 5.7-6 地表沉降量测区间图5.7.4.4 围岩应力、格栅应力量测 （1）围岩应力量测测点布置：每断面5个测点，2个布置在喷层与初支之间，3个布置在初支与二衬之间。测点埋设：压力盒埋设，使压力盒的受压面向着围岩。先用水泥砂浆或石膏把压力盒固定在岩面上，再谨慎施作喷砼层。不要使喷砼与压力盒之间有间隙。保证围岩与压力盒受压面贴紧岩面。安装时应注意将压力盒的导线用PVC管引出或逐段捆在临近钢筋上，引到外露的测试匣中，喷砼或二衬砼施作后，检查压力盒的电阻值和绝缘情况，并做好引出线和测试

57、匣的保护措施。量测频率：同拱顶沉降量测要求：围岩压力在初支混凝土喷射完成后及时进行，4小时内取得初值，最晚不得超过12小时。（2）格栅应力量测测点布置：与围岩应力相同。测点布设：选择实际施做的钢格栅作为内力量测钢格栅，将钢筋计焊接替换原来主筋。安装时注意尽可能使钢筋计处于不受力状态，特别不应处于受弯状态，将钢筋计导线引到外露测试匣中，并检查钢筋计的电阻值和绝缘情况，做好引出线和测试匣的保护措施。测试频率：根据隧道的每道工序，定时量测。在仪器埋设后5m范围内，每天测量23次；大于5m时12次/天，大于10m时1次/天。当后续开挖面通过测点时按上述距离-频率管线进行监测。5.7.5 围岩稳定性和支

58、护效果分析5.7.5.1依据变形管理等级判别根据有关规范、规程、设计资料及类似工程经验，本工程监控量测变形管理等级见表5.7-7，据此指导施工。表5.7-7 变形管理等级管理等级管理位移施工状态U2Uo/3停工，采取特殊措施后方可施工注：U为实测位移值；Uo为最大允许位移值。5.7.5.2 依据位移变化速度判别（1）净空变形速度大于1.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，加强初期支护系统；（2）净空变形速度10.2mm/d时，围岩处于缓慢增长状态;（3）净空变形速度小于0.2mm/d时，围岩处于基本稳定状态;上述位移变形速度标准,是针对一般隧道净空变化和拱顶下沉量测,对浅埋段及挤压性围岩段则采

59、取其他判别标准。5.7.5.3 依据位移时态曲线判别（1）现场监控量测的各类数据均应及时绘制成时态曲线，当位移时间关系趋于平缓时，进行数据处理和回归分析。以推算最终位移和掌握位移变化规律；当位移时间关系曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时密切监控围岩动态，并加强支护，必要时立即暂停开挖，采取停工加固并进行支护处理。位移时间的正常曲线和反常曲线，详见图5.7-8所示。其中反常曲线是指非工序变化所引起的位移急剧增长现象。 (min) 位 移 (min) 位 移 (a)正常曲线 (b)反常曲线图5.7-8 时间位移特征曲线(a)图表示绝对位移值逐渐减小，支护结构趋于稳定，可施作混凝

60、土衬砌。(b)图表示位移变化异常，出现反弯点初期支护出现严重变形，这时及时通知施工管理人员，该段支护采取加强措施，确保隧道不坍方；严重时施工人员须迅速撤离施工现场，保证施工人员安全。5.7.5.4 二次衬砌施工时间二衬施作应在监控量测达下列标准时进行（断层破碎带、浅埋段施工除外）：（1）隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和；（2）水平收敛（拱脚附件7d平均值）小于2mm/d、拱顶下沉速率小于0.15mm/d。5.7.5.5 监控量测管理（1）施工监测管理流程见图5.7-9。施 工量 测安 全 性经 济 性量测计划是否变管理基准是否变措施（改变施工方法，调整支护参数）措施（优化支护结构）改变量测计