隧道初期支护工程专项施工方案

武汉市花山大道新建工程光谷五路至武九铁路段施工总承包项目经理部隧道初期支护工程专项施工方案中国核工业中原建设有限公司批准：审核：校核：编制：姚冰二〇一〇年十月目录1．编制依据 12．编制原则 13．工程概况 23．1工程简介 23．2主要设计技术指标 24．材料及试验 24．1原材料检测 24．2超前小导管检测 34．3对钢架的检测 34．4对锚杆的检测 44．5对钢筋网的检测 44．6对喷射砼的检测 44．7砼施工检测 55．施工计划 56．机械设备及人员配备 66．1劳动力安排 66．2机械设备配置 67．施工工艺 77．1一般施工工艺流程： 77．2超前支护与加固 77．3初喷砼施工 87．4锚杆、挂网施工 87．4．1锚杆施工具体要求: 87．4．2钢筋网施工具体要求: 97．5钢架、钢格栅支护 97．5．1钢格栅加工制作 97．5．2钢格栅安装 107．6湿喷砼施工 117．6．1施工方法 117．6．2喷射砼顺序 117．7喷射质量检查 127．8技术质量措施 127.9岩溶段施工工艺 127.9.1溶洞跨越处理 137.9.2封闭处理 137.9.3锚杆、钢管加固处理 137.9.4支顶处理 138．质量检验 148．1超前小导管 148．2锚杆 148．3钢筋网 148．4钢架 159．质量保证措施 1510．保证安全的主要措施 1610．1安全措施 1610．2安全注意事项 1711．文明施工 1712．环境保护 1812．1城市生态 1812．2水体保护 1812．3噪声 1912．4振动 2012．5大气污染 201．编制依据武汉市花山大道新建工程光谷五路至武九铁路隧道施工设计图纸;《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）；《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）；《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60-2009）《公路工程质量检验评定标准》（JTG/TF80/1-2004）2．编制原则隧道初期支护施工方案根据各隧道的设计图纸、洞内围岩级别，根据设计图纸要求的施工方法进行施工；对于岩溶地段逐个溶洞逐个处理，不必要寻找标准的设计，设计中的通用原则为确保隧道的衬砌结构有足够的安全保证，在可预见期内洞穴的稳定性有保证，方案比较经济适用;浅埋地段采用加强支护;施工中采用新技术、新设备、新方案，做到适用性和先进性相结合，进行技术经济方案的比选，选择最优方案施工；提高施工机械化水平，提高劳动生产率，加快施工进度，确保工程质量。总结经验教训，不断的提高隧道工程初期支护工程的施工质量，为隧道工程施工安全保驾护航。隧道初期支护施工方案除应符合《公路隧道施工技术规范》外，尚应符合环境保护和劳动卫生有关法律、法规的要求。3．工程概况3．1工程简介花山大道东湖高新段自光谷五路至武九铁路（K-1+720～K3+920），长约4200米，全线包含宝盖山隧道（582米）；长山隧道（东线长406米、西线长463米）。宝盖山隧道K1+237-K1+304段处于浅埋层段，地表分布较薄的粉质粘土夹碎石层，其下为中-微风化石英砂岩夹泥层；长山隧道左线隧道洞身K3+100-K3+125段及右线K3+165-K3+195段均位于溶洞中，围岩级别为VI级，溶洞充填不均，结构稳定性差，整体性差，围岩极易坍塌变形；隧道的其余地段地基稳定，地势较平坦，排水条件良好，地质较简单。3．2主要设计技术指标公路等级：一级；正线数目：双线；隧道设计行车速度：80km/h；隧道建筑限界：隧道内行车道为单向三车道，净高5.0m。汽车荷载等级：公路—I级。隧道衬砌结构型式：采用基于新奥法理论的复合式衬砌；隧道安全等级一级；4．材料及试验4．1原材料检测1)对所有购进原材料的出厂合格证和说明书进行验收，并登记记录。2)对有合格证的原材料进行复验，复验合格的原材料才能用。3)经复验不合格的原材料，书面通知物资部门做出标记，隔离存放防止误用，并作退货处理。4．2超前小导管检测1）钢管进场时，必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合现行国家标准的规定和设计要求。2）检验数量：以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每60t为一批，不足60t也按一批计。3）超前小导管所用钢管的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。4．3对钢架的检测1）型钢材料和钢架加工所需钢筋进场时，必须按批抽取试件做力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）实验，并出具试验报告。2）型材和钢筋的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。3）型材检验其质量必须符合现行国家标准《热扎普通工字钢》(YB(T)56)的规定和设计要求。钢筋焊接接头，应按批抽取试件做力学性能检验，其质量必须符合现行国家标准《钢筋焊接及验收规程》（JGJ108）的规定。4．4对锚杆的检测锚杆所使用的钢筋进场时，必须按批抽取试件做力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）实验，并出具试验报告。4．5对钢筋网的检测钢筋网所使用的钢筋进场时，必须按批抽取试件做力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）实验，其质量必须符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013）的规定和要求。4．6对喷射砼的检测1）喷射混凝土应优先采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。水泥进场时，必须按对其品种、级别、包装、出厂日期等进行验收，并对其强度、凝结时间、安定性进行试验，其质量必须符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175）的规定。2)喷射混凝土所用的细骨料、粗骨料，应对其颗粒级配、坚固性、压碎值、针片状含量以及含泥量等进行检测，并出具试验检测报告。3)喷射混凝土所用的外加剂进场时，必须按批对减水率、凝结时间差、抗压强度比进行检验，其质量必须符合《混凝土外加剂》（GB8076）的规定。4）喷射混凝土拌和用水宜采用饮用水，当采用其他水源时，水质应符合现行国家标准《混凝土拌和用水标准》(JGJ63)的规定。4．7砼施工检测专项负责预拌砼站的砼检测和监督的负责人，每次拌和砼前，该负责人要进行以下项目的检查，并做好记录。1）检查配合比单，检查原材料要求，如有变化应及时调整配合比或禁止拌制。2）检查各原材料掺量，每班抽查不少于5次，并作记录。3）记录有关砼生产过程参数，如拌和速度，搅拌时间。4）检查并监督试件制作的全过程。5）检查养护条件以及试验设备是否符合要求。6）指导作业班组进行砼作业。7）现场试块的强度试验报告要与砼站同批试块的试验报告相一致，否则要查明原因。5．施工计划宝盖山隧道初期支护施工计划（2010年11月30日至2011年7月31日）及长山隧道初期支护施工计划（2010年11月30至2011年10月31日）。6．机械设备及人员配备6．1劳动力安排每个隧道施工队伍管理人员2人，负责全队的现场管理、技术管理及日常事务，下设3个工班，施工高峰期可适当增加劳动力。注：下表所提供劳动力为每个隧道单洞每个班组施工所需劳动力。劳动力安排表承担任务12负责洞内外水电的保障维修与检查、洞内排水工作235安装锚杆、铺设钢筋网、安装钢架、喷射砼、超前小导管加固施工33负责锚杆、钢筋网、钢架等安装检查，围岩量测410负责锚杆、钢支撑、小导管、钢筋网等构件的加工51负责洞内施工安全62负责全队的现场管理536．2机械设备配置机械设备配套从隧道工程特点出发，本着既要与施工方法相匹配，又能满足施工需要的原则，结合质量工期要求，做到既先进，又经济，合理配备。同时，还充分考虑设备的完好率和出勤率，拟投入本标段每座隧道双洞施工的主要机械设备见下表。每座隧道双洞主要施工机械设备配置表序号设备名称规格型号单位数量1装载机ZL-50C台22多功能台架轨行式台23砼拌合站JS1000台14砼喷射机TK-961台45锚杆注浆泵BW250/50台26双液注浆泵KBY-50/70台27自卸汽车东风5T台48电动空压机4L-20/8台39砼运输翻斗车FD2.0台310发电机120kw台17．施工工艺7．1一般施工工艺流程：超前锚杆、小导管安装、注浆→洞身开挖→初喷砼→钢筋网片安装→钢架安装→锚杆安装→喷射砼7．2超前支护与加固1）超前中空注浆锚杆、小导管和格栅钢架配合使用，锚杆长度4.5m,小导管为为3.5m，并应大于循环进尺的22）超前锚杆外插角度宜为10-15°，小导管外插角宜小于10-25°。3）小导管周边注浆适用于自稳时间12h以内，甚至没有自稳能力的围岩中。该法需和钢架配合使用。4）当围岩自稳时间在12-24h之间，必须采用先超前支护后开挖的措施，通常采用超前锚杆支护或用超前小导管支护。7．3初喷砼施工隧道开挖后立即对岩面喷射混凝土，以防岩体发生松弛。按施工前试验所得方法与条件进行喷射混凝土作业，在喷射混凝土达到初凝后方喷射下一层。首次喷射混凝土厚度不少于40mm。7．4锚杆、挂网施工7．4．1锚杆施工具体要求:1）锚杆孔位偏差不大于150mm，孔洞保持直线；孔深不小于图纸所示长度，杆体露出面的长度，不大于喷层厚度。2）锚杆砂浆饱满，并作抗拔力试验，每300根锚杆抽验一组，每组3根，每根锚杆的锚固力不低于设计要求。3）锚杆施工必须安装垫板，垫板应与喷砼面密贴。垫板一般用6-10mm的钢板或铸铁制成，规格150mm*150mm。不平整的岩面可用斜形垫板。锚杆不加垫板是目前普遍存在的问题，也是造成塌方的主要原因之一。编制钢筋网的钢筋直径宜为6-8mm，网格尺寸宜为150-250mm，搭接长度应为7．4．2钢筋网施工具体要求:1）开挖后，应先喷一层砼后铺挂钢筋网，当采用光面爆破，围岩表面比较平整时，也可先挂钢筋网,钢筋网需紧贴岩壁，再喷混凝土覆盖。2）采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被砼覆盖后铺设，有利于减小喷射砼的回填量，增加密实性。其覆盖厚度不应小于3cm。3）钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固，喷射砼时，喷射料应力求避开锚杆和钢筋，以防增加回弹量。4）开始喷射砼时，应减小喷头至受喷面的距离，并调整角度，这样可提高喷射料流的冲击力，迫使混凝土挤入钢筋背后，以保证钢筋能被混凝土完全包裹及喷层的密实性。钢筋保护层厚度不得小于2cm。7．5钢架、钢格栅支护7．5．1钢格栅加工制作自行加工，在洞外焊制。按1:1比例放样设立工作台。按设计分节，垫板、螺栓联结。加工做到尺寸准确，弧形圆顺，钢格栅加工后先试拼，拼装允许误差为：沿隧道周边轮廓误差不大于±50mm。横向和高程为±50mm，垂直度为±2°,接头连接要求每榀之间可以互换。还需检查其平面翘曲和横断面误差。7．5．2钢格栅安装1)按设计位置现场测量定位：首先测定出隧道中线，确定高程，然后再测定钢格栅的纵向位置；钢格栅平面必须与隧道中线垂直。钢架、钢格栅必须在初喷混凝土后立即架设,钢架、钢格栅与围岩之间的喷混凝土厚度不小于40mm。2)现场准备:安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖侵入净空部分，清除垫板下的松碴，将钢格栅置于原状岩石上，在软弱地段，采用拱脚下垫钢板或槽钢的方法。3)钢格栅安设:在初喷混凝土后进行，置于稳固地层上，超挖部分用混凝土回填。安装时应备好风镐，随时剔除个别突出部位，保证钢格栅就位准确、受力可靠。钢格栅与封闭混凝土之间紧贴，在安设过程中，当钢格栅与初喷混凝土面之间有较大间隙时安设垫块楔紧，两排钢架间沿周边一般每隔1m用φ22纵向钢筋联接，形成纵向连接系。拱脚高度不够时设置钢板调整，拱脚高度低于上半断面底线以下10cm。钢格栅立柱埋入底板的深度不小于150mm，有水沟时不高于水沟底面。钢格栅各节点的联结一定要对齐，并确保牢固可靠。钢格栅纵向之间用连接钢筋焊接。4）钢格栅纵向间距符合设计，误差±50mm。除纵向用钢筋连接外，与外露的锚杆头亦焊接牢固。背部用混凝土垫块塞紧。钢格栅安装后，即分层复喷混凝土，先喷钢格栅处，然后喷钢架之间的砼，直至喷够设计厚度，将钢格栅完全覆盖2cm7．6湿喷砼施工7．6．1施工方法喷射砼采用湿喷施工，湿喷作业前搞好光面爆破。在洞外集中拌制混凝土，混凝土运输车运至作业点，由湿式喷射机喷射，喷头处加入速凝剂。1）材料选择：水泥优先选用普通硅酸盐水泥，软弱围岩中选用早强水泥，水泥标号不低于425号。2）细骨料与粗骨料的级配符合《锚杆喷射混凝土支护技术规范》的规定。并定期检查骨料中的含水量。3）外加剂：喷射混凝土用于堵塞漏水灌浆，或要求支撑加固尽快达到强度值，可掺加早强剂于混合料中。为使喷射混凝土在喷射后达到速凝，可掺速凝剂于混合料中。其掺量不宜大于水泥用量的5%。7．6．2喷射砼顺序喷射砼顺序应先墙后拱，岩面不平时，先喷凹处找平。在边墙部份为自下而上，从左到右或从右到左，并注意呈旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按顺序进行，旋转半径一般为15cm，每次蛇行长度为3～4m。在拱部拱脚至拱腰处，自下而上。拱腰至拱顶由里向外喷射砼进行。岩层松软易坍时，喷射作业紧跟作业面，初喷时先拱后墙，复喷时先墙后拱。喷射砼时，其喷射砼速度保持适中，适时加以调整。一次喷射砼最大厚度，拱部不超过10cm,边墙不超过15cm。7．7喷射质量检查1）按规范检查喷射表面，是否有松动、开裂、下坠、滑移等现象，如有及时清除重喷。2）喷体达一定强度后可用锤击听声，对空鼓脱壳处及时进行处理。3）钻眼量测，厚度不够处补喷。4）及时测定回弹率和实际配合比，以指导下步施工。5）作喷体试件进行力学试验。7．8技术质量措施在隧道全长内每隔10～20m至少取一试件，从拱中心向两侧边墙每2m取样用以确定强度是否合格。喷射混凝土的回弹物不重复利用，所有的回弹混凝土从工作面清除。喷咀与受喷面保持垂直，同时与受喷面保持一定的距离，取1.5-2.0m。受喷面有水时，先清除岩层表面之水，混凝土中根据试验结果增添外加剂。开挖断面周边有金属杆件和钢支撑时，保证将其背面喷射填满，粘结良好。采取一切措施确保洞内清新的工作环境，从而减轻喷射混凝土作业中造成的粉尘影响；加强通风设施。7.9岩溶段施工工艺长山隧道的建设应考虑岩溶的危害，评价其影响程度，才能决定溶洞处理措施。因溶洞的分布范围、类型、规模、充填物和地下水流情况未查明，故有以下几种处理方式：7.9.1溶洞跨越处理当溶洞规模较大、溶洞内充填物松软，基础处理工程修建困难、耗资巨大，或者溶洞虽小但水流较大时，可根据具体条件采用相应的梁跨、板跨等形式跨越岩溶地段。此方式一般采用钢筋混凝土梁跨越，梁体采用抗侵蚀混凝土。当隧道衬砌断面需要开挖围岩才能满足净空要求时，应先开挖围岩，再施工跨越结构，以确保安全，同时应注意不同受力结构间的断缝设置及连接措施设置。7.9.2封闭处理已停止发育的干溶洞，在考虑有效的过水通道后，可采用混凝土、浆砌片石或干砌片石堵塞、充填溶洞。7.9.3锚杆、钢管加固处理为防止洞穴岩壁或顶板坍塌，在清除松动岩石困难的情况下，可采用锚杆或大钢管、钢轨加固岩体。此时隧道衬砌应考虑抗冲击措施，一般是采用明洞衬砌，衬砌顶部设置回填体，其表面设置护面结构，回填体以上空间的溶洞洞壁采用锚杆、钢筋网、喷射混凝土封闭支护；若溶洞较大，可设置横向钢轨横或设人字形钢轨栅架。7.9.4支顶处理当隧道穿过的溶洞由碎、块石及淤泥土充填，充填物的松散密实程度不一时，隧道底部应考虑采用钢筋混凝土底板，清除底板下松散体，回填碎石，并在底板下加设钢筋混凝土桩进行支顶。8．质量检验隧道初期支护工程在各隧道按一般项目规定进行检验。8．1超前小导管超前小导管注浆浆液强度和配合比应符合设计要求，且浆液必须充满钢管及周围的空隙。超前小导管施工允许偏差应符合下表的规定：超前小导管施工允许偏差项目超前小导管外插角孔间距（mm）孔深（mm）检验数量检验方法小导管20±50+500施工单位每环抽查三根仪器测量、尺量8．2锚杆1）锚杆孔应保持直线，一般情况下应保持与隧道衬砌法线方向垂直。当隧道内岩层结构面出露明显时，锚杆孔宜与岩层主要结构面垂直，锚杆垫板应与基面密贴。2）锚杆安装允许偏差应符合下列规定：锚杆孔距允许偏差为±150mm；锚杆孔深允许偏差为±50mm。3）锚杆用钢筋应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。8．3钢筋网1）钢筋网应与隧道断面形状相适应并与锚杆或其他固定装置联结牢固。2）钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺挂。采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖及混凝土终凝后进行铺设。3）钢筋应冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。4）钢筋网的网格间距应符合设计要求，网格尺寸允许偏差为±10mm。5）钢筋网搭接长度应为1～2个网孔，允许偏差为±50mm。8．4钢架1）钢筋、型钢、钢轨等材料应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。2）钢架的落底接长和钢架间的连接应符合设计要求。3）钢架安装允许偏差应符合下列要求：钢架间距允许偏差为±100mm；钢架横向允许偏差为±50mm；高程偏差允许偏差为±50mm；垂直度偏差允许偏差为±2°。钢架保护层厚度允许偏差为－5mm。9．质量保证措施1）严格执行招标文件及合同规定的施工验收规范，建立和健全各级质量检查制度。工程开工前组织全体员工学习有关技术标准、质量标准，预先向参与施工的人员进行施工工艺过程的技术交底、说明工艺质量要求以及技术规程，同时加强质量意识教育、树立高度的质量意识，确保工程的施工质量。2）编制质量计划，并严格贯彻执行。3）施工前做好导线复测和施工放线工作，认真阅读图纸，做好逐级技术交底工作。吃透设计意图，认真审查施工图设计及说明，严格照图纸施工、按规范执行，不出差错。4）超前小导管、锚杆的材质、类型、质量、规格、数量和性能必须符合设计和规范的要求，插入孔内的长度不能短于设计长度的95%，砂浆锚杆和注浆锚杆的灌浆强度应不小于设计和规范要求，孔内灌浆密实饱满，垫板应满足设计要求，垫板应紧贴围岩，围岩不平时要用M10砂浆填平，锚杆应垂直于开挖轮廓线布设。对于沉积岩，锚杆应尽量垂直于岩层面5）钢筋网应与隧道断面形状相适应并与锚杆或其他固定装置联结牢固。搭接宽度是否符合要求，网格尺寸是否与图纸相符，质检人员应跟班检查。6）钢架架立前应预先熟悉图纸，有关技术人员应进行专门交底。钢架架立时应按钢架材料表核对配料和料牌，检查钢架规格是否齐全准确，形状、数量是否与图纸相符。7）喷射混凝土拌和应严格按规范及监理工程师批准的配合比进行。严格控制喷射混凝土厚度，质检人员跟班检查，认真做好施工记录。10．保证安全的主要措施10．1安全措施1）加强宣传教育工作，强化全员安全意识，建立安全保证体系，使安全管理制度化，教育经常化。2）在安排、检查、落实施工任务的同时，必须兼顾和保证安全工作，把安全工作贯穿于施工全过程。3）坚持定期的安全教育和检查制度，设立安全监督岗，支持和发挥群专结合的作用。4）施工中临时结构必须向员工进行安全技术交底，对大型临时结构须进行安全设计和技术鉴定，合格后方可使用。10．2安全注意事项1）隧道各部位开挖后应根据围岩情况，及时进行有效的支护。2）施工期间，现场施工负责人应会同有关人员对各部支护进行定期检查。在不良地质地段，每班应责成专人检查，发现支护变异或损坏时，应立即整修加固。3）安装钢架支撑，应遵守起重和高处作业等有关安全规则，宜用小型机具进行吊装。4）对开挖后自稳能力很差的围岩，应采用超前锚杆和喷射钢纤维砼的办法进行临时支护。5）把喷层的异常裂缝作为经常检查的安全内容之一，经常进行观察与检查，并作为施工危险信号引起警惕。6）喷砼和支护作业，应按规定带好防护用品。11．文明施工严格按照“集中施工、快速施工、文明施工”的十二字方针，精心组织，合理安排，实现文明工地建设活动。全面开展创建文明工地活动，做到“两通三无五必须”，即：施工现场通道畅通；施工工地附近单位和居民出入口畅通；施工中无管线高放，施工现场排水畅通无积水，施工工地道路平整无坑塘；施工区域与非施工区域必须分隔，施工现场必须挂牌施工，管理人员必须佩卡上岗；工地现场施工材料必须堆放整齐，工地生活设施必须文明，工地现场必须开展以创文明工地为主要内容的