秦岭公路隧道施工工艺说课材料

秦岭公路隧道施工工艺一、洞口开挖洞口施工是保证能否尽早进洞,确保施工安全的关键环节,因此,一开工首先做好洞口地段施工场地的平整和风、水、电等临时设施的准备工作 ,为整个隧道的全面展开施工创造条件。洞口开挖前先修建、拓宽施工便道,完成洞口段截水沟。之后以挖掘机辅以松动爆破的方法自上而下分层开挖,边、仰坡采用预裂爆破,减少对边坡的扰动,开挖后及时采用锚喷网做好边、仰坡防护。洞口段u类围岩地段开挖前，首先对拱圈部位的堆积岩体进行管棚或超前小导管预注浆加固,并做好洞口排水设施。二、洞身开挖隧道开挖中,根据围岩地质状况,采取有针对性的施工方法,保证施工顺利进行。洞口U类围岩为堆积体，自承能力差,施工中采用超前支护，短台阶法开挖。川类、IV类、V类围岩采用全断面开挖，施工时区别不同围岩采用合理的进尺，选用合适的钻爆参数,以达到既提高施工进度,又能保证施工安全的目的。（一洞口段U类围岩开挖施工流程II类围岩采用短台阶法施工。台阶长度拟定为3.0m,实际施工中根据施工情况调整。上台阶开挖石碴直接坍落到下台阶装车运输。施工中严格遵循开挖—循环、支护—循环、边挖边支护;支护完成后,为保证洞口安全,及时安排洞口模筑砼衬砌施工。施工流程见图8.2.1。钻爆设计U类围岩施工原则为短进尺、弱爆破、多循环”钻爆施工原则为多打眼、少装药、弱振爆破,降低爆破振动对围岩的扰动。U类围岩钻爆设计见图822。开挖方法隧道开挖时采用YT-28型气腿式风动凿岩机钻孔,配备简易钻孔台架,实施光面爆破,由于岩体较破碎,埋深浅,爆破时选用低威力的2#岩石硝铵炸药,严格控制装药量，采用短进尺,弱爆破技术，以减少对围岩的扰动。n类围岩地段开挖进尺为1.5m,开挖后及时完成施工支护,尽快施作模筑衬砌,做到开挖一段,衬砌成形一段。钻爆施工n类围岩短台阶法施工，上、下台阶钻孔装药可平行作业，上下台阶开挖均采用YT-28气腿式风动凿岩机钻孔，当完成钻孔后，及时用高压风清孔，人工装药，导爆管起爆。钻爆施工时,为防止下台阶开挖时,拱部支护的失稳,在拱部钢架喷锚支护的拱脚以上设置锁定锚管,以保证拱部支护结构的安全稳定。洞口段n类围岩施工技术措施(1洞口段施工时,先超前支护,后开挖施工。采用小导管超前预注浆加固或R32N锚杆超前支护,并架设型钢钢架支撑。(2洞口n类围岩地段采用短台阶法开挖施工，开挖后及时完成拱部支护结构，必要时支护结构开以加强或湿喷钢钎维砼,墙部支护紧跟下台阶进行。(3洞口段开挖施工,严格控制进尺及装药量,采用短进尺、弱爆破、多循环的方案,开挖完成后及时进行支护。(4洞口段上下台阶开挖支护完成后,及时完成洞口段模筑衬砌,确保洞口安全(5施工中加强监测，洞口段适当增加测点及监测频率，做好洞顶地面量测及时反馈信息指导施工，做到动态控制。匚全断面开挖为加快施工进度，川、W、V类围岩全部采用全断面法开挖，根据围岩状况，确定合理的进尺和钻爆参数，合理安排工序，缩短循环时间，做到安全、快速施工。1•施工方法斜井工区正洞开挖配备两台三臂电脑凿岩台车并行钻孔，洞口川、W类围岩配备一台三臂凿岩台车钻孔，光面爆破,采用大直径中孔直眼掏槽形式掏槽，掏槽眼采用高威力的水胶炸药，集中装药。其余眼采用普通2#岩石硝铵炸药，周边眼采用小药卷空气柱间隔装药。以专用炮泥机生产炮泥堵孔，采用水幕降尘，降低爆破后的粉尘浓度。雷管选用非电毫秒雷管，选用合理的段差间隔时间，控制好对周边围岩的扰动，提高光面爆破效果。全断面开挖工艺流程见图823。爆破进度指标根据围岩类别,并结合工期要求,配备足够的施工设备,以加快开挖进度。各类围岩的进度指标如下:(im类围岩炮眼深度:3.0m循环进尺:2.7m/循环日进尺:7.3m/天月进尺:7.330>90%=200m/月(2W、V类围岩炮眼深度:4.3m循环进尺:4.1m/循环日进尺:12.3m/天月进尺:12.330>90%=332.1m/月钻爆设计图m、W、V类围岩开挖钻孔爆设计分别见图8.2.4、825、8.2.6。三、紧急停车带扩挖本标段紧急停车带，均位于行车方向右侧，间距750m,加宽带长40m,扩挖宽度3.2m;施工时，该段先按标准断面开挖通过，待隧道贯通后，安排紧急停车带扩挖施工。（一扩挖施工由一端切入,达标准断面轮廓后,纵向水平布置炮眼,周边眼按光面要求布置,分部剥离式开挖,周边采用光面爆破。（二紧急停车带两端头钻爆施工时,采用控制爆破,减少对端头岩体扰动。（三拱部扩挖施工,适当加密周边眼间距,控制装药,形成拱部圆顺轮廓线。（四扩挖施工时,注意对高、低压线路、风水管做好防护,防止飞石损坏而影响施工。（五川类围岩地段紧急停车带，采用分部爆破开挖，分部支护；先扩挖拱部，形成支护后,扩挖边墙部位,防止边墙扩挖危及拱部安全。第三节支护施工施工支护主要采用锚、网、喷和拱架联合支护 ,施工中必须结合实际地质状况,严格按照设计和监测结果,加强支护,并做好施工过程控制,确保施工安全。一、 支护施工工艺流程隧道支护施工工艺流程见图8.3.1。二、 支护（一锚杆施工钻孔采用凿岩台车打孔,钻孔保持顺直,锚杆孔位要求与设计孔位偏差不大于 100mm,钻孔偏差不大于±50mm。注浆砂浆锚杆砂浆配合比按试验确定。注浆前采用高压风将孔内石屑清除干净 ,插入注浆管，当注浆管距孔底5~10cm时开始采用注浆机注入水泥砂浆，砂浆采用砂浆

搅拌机拌和，并随浆液的注入缓慢拔出注浆管。对拱部锚杆注浆，在注浆管拔出后，孔口用橡胶塞或棉纱堵塞，插入©22钢筋后，钢筋周围空隙也必须堵塞，防止浆液流失，保证锚固质量。3.安设锚杆灌注砂浆后及时插入锚杆，插入长度不小于设计长度的95%。施工工艺流程见图8.3.2。施工技术要点（1砂衆锚杆施工工艺流程图锚杆孔位与孔深必须精确，符合设计及规范要求。(2杆体在使用前必须严格保管，防止遇水生锈，以保证锚杆质量。(3锚杆孔注浆压力，要达到设计要求。匚钢筋网施工钢筋网一般在系统锚杆施作之后安设，但如遇到围岩松散地层，拱部易坍塌或掉块，为了给作业人员提供防护，可先施作钢筋网(必要时亦可先架设钢拱架，其网格为15X15cm及20>20cm方块形两种规格。钢筋网采用©8冈筋事先加工制作成2>2m的方片，施工时运至工作面进行焊接安装。钢筋网加工制作及安装时应注意 ：加工时要进行调直，除锈、去油污、确保钢筋质量要求。铺设钢筋网前，先喷射5cm厚的C20砼形成钢筋保护层。钢筋网铺设时，应随砼初喷面起伏敷设，并与壁面接触紧密。钢筋网的节点与锚杆接头采用电焊焊接牢固。(三钢拱架施工钢拱架采用116工字钢在加工厂加工成单元拱架，在洞内现场进行拼接安装，各单元之间采用钢板螺栓联接，严格按照设计要求间距布设。安装时拱架预与隧道轴线垂直并将基脚置于稳定的基础上，必要时在基脚挖槽设置槽钢以增加基底承载力。拱架安装后根据情况及时施作锁脚锚杆，相邻两拱架间加设纵向连接钢筋，以增强其整体稳定性。钢拱架安装前先初喷5cm厚的砼做为保护层，并按一定间距设置定位锚杆，并与拱架焊接牢固。钢拱架安装合格后，尽快喷射砼将拱架封闭密实（四湿喷砼施工本隧道喷射砼均为C20砼，喷层厚度必须符合设计要求。为了减少砼回弹量 ，降低粉尘浓度，改善洞内作业环境，喷射砼采用湿喷工艺施工。施工机械选用 TK-961型湿喷机,并配备机械手，以提高工作效率，保证砼喷射质量，施工配合比由设计和现场试验选配确定。其施工工艺流程见图833。（五超前小导管施工在U类围岩地段及断层破碎带施工时，针对地质情况采用①42小导管进行地层预加固。小导管注浆施工方法如下：1•在施工前,对掌子面及5.0m范围内的岩层喷射砼封闭以防漏浆。湿喷砼施工工艺流程图2.小导管施工（1小导管加工：小导管按设计长度进行切割，并将端头加工成锥形。尾部焊©8圆钢环，从尾部50cm以外至楔端管体钻6~8mm孔,梅花形布孔，间距15cm(2施工测量放样，沿拱部开挖轮廓线外沿标记出导管孔位。用钻孔台车或手持式风钻按标记孔位钻孔，根据围岩情况、导管长度、掘进进尺进行适当调整，外插角控制在8?~10?。纵向前后相邻两排小导管搭接的水平长度1~1.2m,完成钻孔后，将小导管打入。如果围岩松软也可用游锤或钻孔台车或手持风钻直接将小导管打入。注浆根据本标段地层的水文地质特点，基本无地下水或微量裂隙水，双液注浆主要用于加固围岩。对于超前小导管不易成孔部位，采用R32N自进式注浆锚杆，注浆工艺与超前小导管相同。注浆时，将水泥和水玻璃分放在两个容器内，使用双液注浆泵或两台注浆泵按水泥浆、水玻璃体积比1：1~1：0.3配合比分别吸入水泥浆和水玻璃浆。两种浆液在混合器混合后注入浆管。小导管注浆施工工艺流程见图834图8.3.4小导管注浆工艺流程图第五节施工通风一、通风方案本隧道由于施工工期紧,需要在尽可能短的时间内烯释炮烟浓度,以加快施工进度，施工通风按洞口和斜井两个工区单独设计。洞口工区施工长度短 （404m,采用独头压入通风，在洞口外安装1台DT-100单级轴流通风机（风量1200m3/min、风压2000Pa为了兼顾远期通风，风管选用①1800mm的塑料风管。斜井工区近期（正洞施工1500m通风方案为：在斜井外设2DT-160（风量3600m3/min、风压4000Pa风机1台向洞内压入式通风，在开挖面附近设局扇DT-160风机（风量3000m3/min、风压2000Pa1台,以加快掌子面排烟速度。斜井工区远期（洞口段404m贯通后通风采用混合式通风方案，即在正洞进口设1台2DT-160风机向洞内压入式通风，风管选用①1800mm的塑料通风管，工作面附近设DT-160风机1台通过斜井向外排风，风管选用①1500mm的塑料通风管，洞内通风管路布置见图8.5.1。二、风量计算（一按同一时间洞内作业最多人数计算洞口工区同时作业最多人数为50人,斜井工区最多为40人。Q=3・km（m3/min式中：3—每人每min供应的新鲜空气（m3;k—风量备用系数，取k=1.25;m—洞内同时作业最多人数。1.洞口工区Q=3X1.2530=187.5m3/min2.斜井工区Q=3X1.2540=150m3/min（二按工作稀释炮烟浓度计算32213.0SGLtQ=式中：G—一次爆破最大装药量,洞口工区均取G=737.5kg,斜井工区取G=782.23kg。L—隧道施工长度（mS—隧道开挖断面积（m2,洞口工区取S=112.16m2斜井工区取S=89.78m2t—稀释炮烟至允许浓度所需时间，取t=30min1.洞口工区min/4.493mQ==—Uft 2.斜井工区min/3.1583mQ==HM■ （三按洞内同时作业内燃机最大功率计算 Q=q•工式中：q—内燃机每千瓦每分钟所需风量，q=4m3/kwmin工N—同时作业内燃设备总功率（kw（装载机按其功率的三分之二计算，运输空载车按其功率的三分之一计算。洞口工区内燃设备主要考虑,1台CAT966D装载机（功率149kw和2台沃尔沃自卸汽车（功率为137kw同时作业，按1辆空车、1辆重车计算，所需风量为：Q=q•艺N=4X[（2/3X149+（1/3X137+137]=1128m3/min斜井工区按1台CAT966D装载机（功率149kw、1台波依特D600T铲装机（206KW和4台沃尔沃自卸汽车同时在洞内作业，按2台空车、2台重车计算，所需风量为：Q=q•艺N=4X[2/3X（149+206+（1/3X2X137+2X137]=2408m3/min（四洞内按最小允许风速计算Q=V最小S60式中：V最小一洞内最小允许风速，取0.15m/sS—隧道施工断面积（m2洞口工区Q=0.15X12.16X0=1009.4m3/min斜井工区Q=0.15>89.7880=808m3/min比较以上计算风量,取其最大者,作为计算风量Q洞口=1140.3m3/minQ斜井=2408m3/min三、风机实际所需风量计算在实际通风过程中,由于管道深风影响,产生风量损失,在选用风机时,必须考虑风量损失,风机实际所需风量以下式计算:Q=PQ1式中:P—漏风系数Q1—理论计算的风量其中p=l/(l-pL/100,为百米漏风率，取B=1.1%,L为隧道通风管长度。洞口工区P=1/(1-BL/100=1/(1-0.011400/100=1.05Q洞口=PQ1=1.05%140.3=1197.3m3/min斜井工区斜井工区通风分近期和远期两种方案。近期是在洞口段开挖完成之前 ,由斜井外压入式通风，预计施工长度1500m;远期通风方案为，洞口段开挖完后,通过正洞压入式通风，通过斜井向外吸出污浊风流，压入式风管长度按2900m计算，所以：(1近期风量为P=1/(1-BL/160=1心0.0111500/100=1.18Q洞口=PQ1=1.18>2408=2841.4m3/min(2远期风量为P=1/(1-BL/100=1/(1-0.0112600/100=1.38Q洞口=PQ1=1.38>2408=3323m3/min四、 洞内风速检核洞口工区V=Q洞口/(S60=1197.3/(88.5260=0.23m/s>0.15m/s斜井工区V=Q斜进/(S60=2841.4/(89.7860*0.53m/s>0.15m/s故风量能够满足洞内风速要求。五、 风压计算为保证工作面具有足够的风量,并在出风口保持一定的风速,风机必须具有足够的压力,以克服风管阻力。洞口工区洞口工区仅计算风管磨擦阻力，为了满足隧道远期通风要求，选用©1800mm的塑料风管h阻=a(LU/S3•Q2式中:a—风管磨阻系数，取a=0.00013L—管道长度(mS—管道断面积(m2U—风管管道周长(mQ—风机风量(m3/s所以:j(1.8/22]3h阻=a(LU/S3•Q2=0.00013X(400X1.8jiXj(1.8/22]3=71.1Pa斜井工区斜井工区选用①1800mm塑料风管。(1近期风压为h阻=h磨阻+h局=a(LU/S3•Q2+E・Q2/2gs2式中:h磨阻—意义同前式E—风管局部阻力，取0.1g—重力加速度,取9.8m/s2

S、Q—意义同前式h阻=h磨阻+h局=a(LU/S3•Q2+E・Q2/2gs22]2}=0.00013X1500X1.8ji/[jiX(1.8/22]3X(2841.4/602+0.1X(2841.4/602/{2X9.8X[畀(2]2}=1501Pa(2远期风压为h磨阻=a(LU/S3•Q2=0.00013X2600X1.8j/[jX(1.8/22]3X(3323/602=3557.9Pa六、通风机选择根据以上计算的风量和压力,通风机选配见表8.5.1。表8.5.1隧道通风设备参数表

血1益口工区料JI1鹿近期斜井Lb（远期1D01500"2900 '風BfifeZLS14闻風詁(mVniin)1197.3ZB41.13323洞內址水％連tin/s）0.23工51百米漏風零（%）1.1咸机風乐Fa71.11&01哪:91.051.181.38皋用ML嘔号DT-1002DT-1W2DT-1601JB1额皐功卓（kw>5516&X2160X2IKAjJC"；.人云DT-1SO鍛出成DT-lfiO第六节防排水施工防排水是影响隧道施工质量的关键因素，特别是长大隧道，其防排水对以后线路的运营和安全尤其重要。本隧道施工采用防、排相结合的方法防水。在物探手段上，加强地质预报，探明水系走向及水量大小，做到提前预防，在施工工艺上,采用无钉孔铺设防水层技术，加强结构缝的防水措施，确保隧道表面无渗漏现象发生。二、软式透水管施工软式透水管分环向和纵向两种，均采用软式透水管，环向为①100mm纵向盲沟，边墙底横向安装①50mm的PVC硬塑管，将环向和纵向盲管的地下水汇集，并引排至排水侧沟内。（一软式透水管安装工艺流程软式透水管安装工艺流程见图862图8.S2软式:8.6.2软式透水管安装工艺流程图8.62软式透水管安装工艺流程图（二软式透水管安装方法隧道开挖后，根据设计要求，或地下水分布情况，在适当位置布设软式透水管盲沟。其施工方法如下：1•首先在安设盲沟的位置将岩面找平，清除岩石尖角、坑洼地方砂浆找平。将先加工好的透水管沿拱部环向采用锚固钉及 PE板条锚固在岩面上。锚固钉长5cm,PE板事先裁剪成8*0cm的窄条,锚固钉间距按50cm设一处。固定时先固定拱部，后固定两侧,必须注意两侧墙脚要留有足够的长度，以便与纵向透水管相接。透水管固定好后，要仔细检查水管接头是否严密，管壁有无破损，管身是否顺直,如有问题,必须调整至满足要求及时采用喷射砼将盲管封闭，并喷砼至设计厚度。在纵向排水管安装后，按照设计要求与纵向排水管连接，形成网状排水系统。三、结构缝防水施工结构缝主要有施工缝和变形缝，施工缝采用设置遇水膨胀橡胶止水条的办法，施工时，在上循环浇注砼接头中部预留一凹槽，待进行下循环衬砌前，采用粘结剂将止水条固定在凹槽内，封好堵头模板，浇注砼。变形缝采用橡胶止水带防水，止水带设于变形缝砼中部，两侧各埋入其宽度的二分之一。施工中在未浇注另一半砼之前要对止水带加设保护膜，防止止水带遭受破坏，浇注砼时，要防止止水带错位，同时不允许止水带扭曲和門臥施匸缝防水构造见图&&仏图864施工缝防水构造图第七节衬砌施工本标隧道衬砌主要为复合式衬砌，在洞口地段56mH类围岩，采用模筑衬砌,衬砌必须紧跟开挖工作面，其余地段为复合式衬砌，采用整体式钢模板台车施工。、衬砌施工工艺流程复合式衬砌的初支完成后，二衬施工时间由围岩量测结果确定，当周边围岩的收敛变形基本稳定后即可施工，其施工工艺流程见图8.7.1。复合式衬砌采用整体式钢模板衬砌台车施工，台车长度为10m。砼在洞外拌和站集中拌制，由砼输送搅拌车运至衬砌工作面，泵送入模,插入式振捣器和附着式振动器振捣，确保砼质量和衬砌表面光洁平整。（一衬砌前的施工准备衬砌施工前,先进行场地清理,中线及标高测量,检查断面尺寸是否符合设计要求切除外露钢筋和锚杆头，修整找平锚喷面，铺设防水层。完成钢筋绑扎（洞口U类围岩段后将衬砌台车就位,涂刷脱模剂,将台车固定牢固。同时,调试好施工机具,进行砼灌注前的一切准备工作。（二砼拌制及运输砼在拌和站集中拌制,做好原材料质量控制,准确计量,严格