某铁路隧道施工组织设计

1.4工程特点、重点及难点1.4.2各专业工程的主要特点1.4.2.2隧道工程⑴本标段共有三座隧道，其中两座隧道为单线隧道，一座为双线隧道。⑵本标段的xx隧道全长3473m，该隧道是本标段的重点工程，也是本标段的控制工程。⑶xx隧道围岩主要为砂岩，砂岩中夹有煤层，有瓦斯气体产生的可能，施工中要加强对瓦斯气体的监测和通风措施，避免对施工和运营造成危害。⑷xx隧道在DK7+274～+300段（共计26m），穿越山体沟谷，洞顶高出原地面，设计为明洞，采用明挖施工。本隧道施工在该段增加进出洞各一次。⑸隧道的衬砌采用耐久性混凝土结构。2.总体施工组织布置及规划2.2施工平面总体平面布置及临时工程2.2.1临时设施布置及规划2.2.1.3隧道洞口施工场地平面布置xx隧道进口施工场地平面布置见图2.2.1.2；xx隧道出口施工场地平面布置见图2.2.1.3；施工横洞洞口施工场地平面布置见图2.2.1.4。3.工程进度安排及保证工期措施3.2施工进度安排3.2.2.3隧道进度指标单线隧道Ⅲ级围岩段开挖：150m；单线隧道Ⅳ级围岩段开挖：90m；单线隧道Ⅴ级围岩段开挖：60m；双线隧道Ⅲ级围岩段开挖：120；双线隧道Ⅳ级围岩段开挖：72；双线隧道Ⅴ级围岩段开挖：40；单线隧道一套衬砌台车衬砌：100m；单线隧道两套衬砌台车衬砌：160m；双线隧道衬砌：75m。由横洞向内展开施工的进度指标按由进出口向内施工的进度指标的85%考虑。3.2.5.4隧道工程工期进度安排本标段隧道共有三个项目队负责施工。隧道施工项目一队从xx隧道进口向内展开施工，管段范围是DK4+912～DK6+350，全长1438m。隧道施工项目二队管段范围为DK6+350～DK8+385，全长2035m，施工分二个工区进行。xx隧道出口工区由隧道出口向内展开施工，负责1035m正洞施工；横洞工区由施工横洞向内展开施工，负责285m横洞和1000m正洞施工。隧道施工项目三队负责装车线隧道和赵仓峁双线隧道施工，先施工装车线隧道施工，完成后施工赵仓茆双线隧道。本标段正洞施工共布置五台衬砌台车，其中一台为双线隧道衬砌台车，四台单线隧道衬砌台车，工程前期xx隧道每一工作面布置一台单线衬砌台车，装车线隧道衬砌完成后，将该隧道的单线隧道衬砌台车调至xx隧道进口，此时xx隧道进口由两台衬砌台车一前一后进行衬砌施工。3.2.6.2xx隧道施工进度网络计划图xx隧道施工进度网络计划见图3.2.6.2。3.2.7.2xx隧道施工进度横道图xx隧道施工进度横道图见图3.2.7.2。4.施工方案、技术措施、施工工艺和方法4.1施工方案4.1.2.4隧道工程施工方案本标段共有三座隧道。其中xx单线隧道全长3474m，赵双茆双线隧道长408m，装车线单线隧道长362m。xx隧道工程采用“以两头掘进为主、以施工横洞向内掘进为辅”，实行“分部开挖、及时支护、封闭成环、仰拱超前、衬砌完善配合”的总体施工方案，装车线隧道和赵仓峁双线隧道均采用单口掘进施工。总体实施掘进（钻爆、无轨运输出碴）、支护（超前支护、锚、网、喷）、衬砌（拌、运、灌、振捣）三条机械化作业线，把“超前地质预报”纳入工序管理，把“加强支护、量测监控、强化通风”作为施工管理重点。洞口按“早进洞，晚出洞”原则施工，结合实际地形条件控制边坡开挖高度。单线隧道开挖：Ⅲ级围岩地段采用全断面光面爆破施工，Ⅳ级围岩地段采用台阶法施工，Ⅴ级围岩地段采用短台阶法施工；双线隧道开挖：Ⅲ级围岩地段采用全断面光面爆破施工，Ⅳ级围岩地段采用短台阶法施工，Ⅴ级围岩地段开挖采用“CD”法或“CRD”施工。软弱围岩和不良地质地段认真贯彻“先加固、后开挖、弱爆破、强支护、快成环、严防水、勤量测”的施工方针。本着“方便施工，有利管理，满足使用，注意环境保护和水土保持”的原则，做好施工场地布置。施工用电以接引地方电为主，自发电为辅。为保证施工正常，在每一施工洞口配备发电机作为备用电源。两座短隧道掘进，采用凿岩台架钻孔。xx隧道有条件地段使用三臂液压台车钻孔；爆破采用光面爆破；隧道装碴运输采用无轨运输，侧卸装载机配合人工挖装，10t自卸汽车运输。二次衬砌采用9～12m全液压衬砌台车进行衬砌施工，砼由搅拌站集中拌和，砼搅拌运输车运输，泵送入模，机械振捣。施工中若遇地下水，应取样化验，了解是否有侵蚀性，以便决定是否变更水泥品种，调整水灰比或采取其它措施，以防侵蚀。在施工通过煤层地段时，要加强施工通风和瓦斯检测。4.2施工方法及工艺4.2.4隧道工程施工工艺和方法4.2.4.1施工原则4.2.4.1.1先防护后施工的原则优先做好地面排水系统，尽量减少洞口、洞顶明挖数量，施工时避免破坏坡积层，尽早做好洞口防护，力争早进洞。洞身施工时，将水的治理放在首要的地位，充分重视，做好超前探水、堵水及排水工作。4.2.4.1.2稳扎稳打的原则洞口、软弱围岩、不良地质地段施工坚持求“稳”的原则，采取分部开挖法、及时支护、勤量测和监控，确保隧道不塌方、不危害工人健康。4.2.4.1.3综合支护的原则按复合式衬砌结构要求，将超前预报纳入工序，采取超前管棚或小导管注浆堵水，喷混凝土、格栅钢架、系统锚杆等综合支护手段适时施作。4.2.4.1.4不渗不漏原则开挖时保证断面圆顺、有效处理渗水地段；采用无钉孔法铺设复合式防水板工艺，加强环节缝施工；逐个检查落实施工缝的处理情况，严格按设计和规范操作；初期支护与衬砌背后采取充填注浆防水治水。4.2.4.1.5机械化配套的原则大力推广采用先进、配套的隧道施工专用设备，形成机械化流水作业线，体现新世纪隧道施工技术，确保安全、优质、高效。4.2.4.1.6强化施工通风系统管理的原则减少漏风率，确保掌子面通风要求，保证快速施工。4.2.4.2施工指导思想严格按设计要求，遵循新奥法施工原理；严格按“喷锚构筑法”组织施工，采用无轨运输，充分发挥机械配套的威力。贯彻“光面爆破是基础，喷锚支护保安全、预报量测明情况、施工通风出效率、仰拱先行快封闭、衬砌质量树形象”工作思路。4.2.4.3隧道洞口工程施工工艺和方法洞口是隧道施工关键的第一步。洞口位置是隧道穿过山体埋深最浅地段，洞口的开挖破坏了天然植被山体，而水系走向不变，山体水系顺洞口而下，易塌方；同时洞口所处的山体，表层风化严重，岩层破碎，难以形成拱，所以洞口的施工进度、质量是决定洞身开始施工的关键，须在洞身开始施工前形成人工屏障，以保证安全。本标段隧道进、出口段均位于土层中，洞口为浅埋段。其中xx隧道进口位于风积土层中，xx隧道出口位于坡积土层中，进出口处均为陡崖，横洞洞口位于埋深较浅的风积砂段。4.2.4.3.1洞口段开挖与防护由于隧道口位于土层中，洞口土方开挖须避开雨季施工。在开挖前先测设边、仰坡开挖边线、截水沟位置，然后砌筑天沟，疏通天沟排水通道后才能进行洞口的开挖。洞口段开挖采用挖掘机，配合自卸汽车装运。开挖自上而下逐层进行，随开挖随喷混凝土防护边、仰坡。至洞口拱顶开挖轮廓线高度时，垂直下挖至设定的洞口上半断面底部，临时喷设混凝土封闭暗洞掌子面。沿开挖轮廓线环向掏槽，安装2榀工字钢钢架，浇注混凝土，为暗洞开挖作准备。施作管棚套管先安装导向墙内拱架和导向钢管，立模、浇注导向墙混凝土后再钻孔、顶管、注浆、封口，完成管棚施工。管棚完成后，借助上半断面台阶高度，进行暗洞侧壁导坑的上台阶开挖与支护工作，掘进约10-15m左右，开挖明挖段的下半断面。明挖段下半断面随挖随喷混凝土防护，挖至两侧墙底标高后，及时施作两侧浆砌片石挡墙。同时进行暗挖段下台阶开挖支护。4.2.4.3.2超前大管棚施工超前大管棚设在拱部，每环18根，环距60cm，长度30m，采用φ108×6mm的无缝钢管制作。管棚中心距开挖轮廓线约30cm，外插角1～3°，以确保支护质量。4.2.4.3.2.1导向墙施工采用导向墙进行导向，同时借助混凝土套拱稳定仰坡面山体。导向墙施工时，先安装2榀工字钢钢架，钢架外表面的连线坡度与管棚的外插角一致。经环向各点量测满足要求后，固定2榀工字钢。在2榀工字钢上标注φ127×6mm导向钢管的位置，逐根焊接于钢架上固定。然后安装内、外侧其它型钢钢架，内、外层钢架采用钢筋焊接，立模浇注导向墙混凝土。导向墙混凝土达到100%强度时，方可实施管棚钻孔工作。4.2.4.3.2.2钻孔、顶管、注浆为保证成孔质量，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φ127mm，以便顺利安装φ108×6mm钢花管。奇数孔成孔后及时安装钢花管,压注水泥浆。偶数孔成孔后也必须立即安装钢花管，防止塌孔，同时偶数孔的施工一方面可以检查奇数孔注浆质量，另一方面也同样压注水泥浆，提高注浆加固围岩的效果。φ108×6mm钢管采用3.0m和6.0m两种规格，奇数孔首根和尾根均为3.0m，偶数孔首根6.0m，其余的均为6.0m，以避免钢管接头在同一断面上。钢管采用丝扣联接。大管棚超前支护工艺见图4.2.4.1。4.2.4.3.3洞门及洞口段衬砌施工方法及工艺当暗挖段开挖及拱、墙初期支护完成30m左右，暂停暗洞内各工序开挖，转而进行暗挖段仰拱整体浇注，完成仰拱基底处理后，浇注洞口段仰拱衬砌混凝土和回填混凝土。为确保洞口稳定，隧道掘进能得到快速施工的可靠保证，洞口段衬砌施工的总要求是：及早完成暗洞共20m左右和洞门的全断面衬砌混凝土，然后再按既定工艺顺序进行洞身暗挖施工。4.2.4.3.4辅助坑道施工xx隧道长3473m，为保证施工工期，设计根据隧道地形、抵制条件，结合施工及弃碴的需要，设一座横洞辅助施工。横洞设于隧道出口线路右侧，与正洞相交与DK7+350处，与隧道中线平面夹角为76°32′28″，该辅助横洞主攻红柳林方向，纵坡为2%的单面下坡，长度229m，采用无轨运输。4.2.4.3.4.1边、仰坡开挖边、仰坡采用松动爆破开挖，挖掘机配合人工刷坡，弃碴用于填筑洞口的施工场地。喷8cm厚混凝土防护。4.2.4.3.4.2洞门施工洞门在进洞正常后，开始施作。洞门端墙为C25耐腐蚀混凝土，采用型钢排架配大块组合钢模的模板体系，一次浇筑完成。混凝土由拌和站集中供应，混凝土运输车运输，泵送入模。4.2.4.3.4.3横洞开挖与支护横洞穿过不同围岩级别,分别为Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级。Ⅱ级、Ⅲ级围岩地段采用YT-28凿岩机钻眼，全断面光面爆破施工。Ⅳ级围岩地段采用台阶法开挖横洞按非永久工程结构设计，除与正洞相交段、洞口段及Ⅴ级围岩地段采用模筑衬砌外，其余洞身地段均采用喷锚衬砌。支护参数见表4.2.4-1。4.2.4.3.4.4横洞与正洞连接处开挖横洞进入正洞施工地段，围岩均为Ⅲ级，采用大包法施工。施工步骤示意见图4.2.4.2。表4.2.4-1横洞支护参数表围岩级别衬砌类型喷层砂浆锚杆钢筋网φ6.5I12.6钢架(榀)铺底厚度t(cm)衬砌厚度d2(cm)厚（cm）位置位置长度(m)间距(cm)位置间距(cm)Ⅲ喷锚10拱墙拱部2.0局部25/15/Ⅳ12拱墙拱墙2.5拱部25/15/Ⅳ模筑10拱墙拱部2.5拱部25/1530Ⅴ15拱墙拱墙2.5拱部251/1m2035图4.2.4.2大包法施工步骤图4.2.4.3.4.5装碴、运输采用侧卸装载机装碴、10t自卸汽车运输。弃碴运至张家茆车站作填方。4.2.4.3.4.6工程竣工后横洞处理横洞在隧道主体工程竣工后，在保证隧道安全的前提下，做如下处理：整理洞内排水系统使流水畅通无阻；横洞口、横洞底采用M10水泥砂浆片石封堵，厚3m。4.2.4.4隧道洞身开挖方法及工艺4.2.4.4.1洞身围岩分类、开挖方法及支护参数本标段隧道洞身围岩分别为：Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级。开挖方法如下：单线隧道开挖：Ⅲ级围岩地段采用全断面光面爆破施工，Ⅳ级围岩地段采用台阶法施工，Ⅴ级围岩地段采用短台阶法施工；双线隧道开挖：Ⅲ级围岩地段采用台阶法施工，Ⅳ级围岩地段采用短台阶法施工，Ⅴ级围岩地段开挖采用“CD”法施工。本标段隧道主要为单线隧道，单线隧道的支护参数见表4.2.4-2。表4.2.4-2隧道支护参数表围岩级别预留（cm）初期支护二次衬砌喷混凝土锚杆钢筋网钢架拱部（cm）仰拱（cm）厚度（cm）位置位置长度（m）环、纵间距位置间距（cm）位置间距Ⅲ38拱墙拱部2.0局部25×25//3030Ⅳ518拱墙拱墙2.5拱墙25×25拱墙1/13540Ⅴ723/25拱墙3.0拱墙20×20拱墙1/0.840*40*注:1、Ⅴ级围岩喷混凝土中斜线下数字为仰拱喷层厚度；2、二次衬砌中带*表示采用钢筋混凝土。4.2.4.4.2台阶法开挖本标段单线Ⅳ级围岩地段、双线隧道Ⅲ级围岩地段采用台阶法施工，单线Ⅴ级围岩地段、双线隧道Ⅳ围岩地段采用短台阶法开挖。采用YT-28凿岩机钻眼，光面爆破，人工配合侧卸装载机装碴，10t自卸汽车运输。Ⅳ级围岩地段上、下台阶每循环进尺2.0m。Ⅴ级围岩地段上下台阶每循环进尺1.5m。Ⅴ级围岩地段短台阶法施工工序见图4.2.4.3Ⅳ级围岩台阶法施工爆破设计见图4.2.4.4。4.2.4.4.3CD法开挖双线隧道Ⅴ级围岩地段，采用CD法开挖。CD法开挖步骤见图4.2.4.5。CD法开挖施工流程见图4.2.4.6。CD法开挖步骤说明见表4.2.4-3。YT-28凿岩机钻眼，弱爆破。CD法开挖每循环进尺1.3m。图4.2.4.5双线隧道Ⅴ级围岩CD法开挖施工步骤图图4.2.4.6双线隧道Ⅴ级围岩CD法开挖施工流程图表4.2.4-3双线隧道Ⅴ级围岩CD法开挖施工步骤说明施工步骤代表部位工作内容①左上台阶（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁超前支护及导坑侧壁φ22水平锚杆超前支护；（2）风镐开挖①部；（3）施作①部导坑周边的初期支护和临时支护。即初喷4cm厚混凝土，架立型钢钢架和临时钢架，并设锁脚锚杆；（4）钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。②左下台阶（1）滞后①3～5m风镐开挖②部；（2）导坑周边部分初喷4cm厚混凝土；（3）接长型钢钢架和临时钢架，并设锁脚锚杆；（4）钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。③左隧底（1）在滞后于②部一段距离后，风镐开挖③部；（2）接长临时钢架；（3）隧底周边部分喷混凝土至设计厚度。④右上台阶开挖④部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同①。⑤右下台阶滞后④3～5m开挖⑤部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同②。⑥右隧底（1）在滞后于⑤部一段距离后，风镐开挖⑥部；（2）隧底周边部分喷混凝土至设计厚度。⑦仰拱施工根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架，灌注⑦部边墙基础与仰拱及隧底填充（仰拱与隧底填充分次施工）。⑧拱、边墙二衬砌利用衬砌模板台车一次性灌注⑧部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。4.2.4.4.4Ⅲ级围岩地段开挖本标段xx隧道Ⅲ级围岩地段共长3158m，占隧道总长的90%以上。单线隧道Ⅲ级围岩地段开挖采用全断面光面爆破，采用三臂凿岩台车钻眼，YT-28凿岩机配合，光面爆破，侧卸装载机装碴，10t自卸汽车运输。每循环进尺2.5m。单线隧道Ⅲ级围岩地段光面爆破设计见图4.2.4.7。4.2.4.4.5洞身开挖施工注意事项施工过程中，必须坚持把地质预报和监控量测纳入工序中，作好设计与施工间的信息传递与反馈，修正开挖方法和支护参数，不断优化设计，实现信息化施工；开挖过程中，采用激光指向仪、激光断面仪等辅助手段确定开挖轮廓线和炮孔位置；爆破开挖前，必须进行爆破试验，选择合理的钻爆参数，在施工过程中，根据地质条件的变化和对振动波的监测，不断调整钻爆参数，实现光面爆破，把对围岩、支护及衬砌的扰动减到最小程度；采用CD、短台阶法施工的软弱围岩地段，坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。4.2.4.4.6开挖质量检验标准超欠挖：爆破后的围岩面应圆顺平整无欠挖，超挖量应控制在规范允许以内；炮眼残留率：硬岩达到80%以上，中硬岩达到60%以上；对围岩的破坏程度：爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应有浮石，炮眼利用率大于90%。4.2.4.5隧道洞身支护施工方法及工艺隧道洞身支护施工工序见图4.2.4.8。围岩监挖量测及超前地质预报超前预支护或预加固施工洞身开挖通风，出碴，清撬危石初喷混凝土封闭开挖面布设测点，进行围岩监控量测钻孔，安装锚杆，挂钢筋网安装钢拱架复喷混凝土，覆盖钢拱架稳定安全性检查图4.2.4.8隧道初期(超前)支护总体施工工序流程图4.2.4.5.1超前小导管支护工艺超前小导管注浆工艺流程见图图4.2.4.9。图4.2.4.9超前小导管注浆施工工艺流程图超前小导管采用冷扎无缝钢管，外径42mm，壁厚3.5mm。钢管前端做成尖楔状，便于插入孔中或直接打入。在管身设注浆孔，孔径6～8mm，孔间距15cm，呈梅花型布置，以便钢管进入地层后对围岩空隙注浆。预注浆参数见表4.2.4-3。表4.2.4-3预注浆参数表注浆种类注浆参数单液浆（水泥浆）注浆范围拱部注浆压力（MPa）0.5～2.0扩散半径（cm）50水泥标号525号普通硅酸盐水泥水泥浆液水灰比（重量比）1︰1速凝剂掺量2%备注具体浆液配合比和注浆压力由现场实验确定具体施工要求如下：⑴小导管安设一般采用钻孔大入法，即先按设计要求钻孔，钻孔直径比钢管外径大3～5mm，然后将小导管穿过钢架，用锤击或钻机顶入，顶入长度不大于钢管长度的90%，并用高压风将管内的砂石吹出；⑵小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，必要时在小导管附近及工作面喷射混凝土。以防止工作面坍塌；⑶隧道的开挖长度要小于小导管的预支护长度，预留部分作为下一次循环的止浆墙；⑷需进行预注浆时，注浆前要进行压水试验，检查机械是否正常，管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，可采用群管注浆（每次3～5根）；⑸注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压并注浆10分钟以上后结束注浆；⑹注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。注浆异常现象处理：发生串浆现象：即浆液从其它孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆；注浆压力突然升高：可能发生了堵管，停机检查；注浆量很大，压力长时间不升高：则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过浆液的凝胶时间。4.2.4.5.2砂浆锚杆支护工艺砂浆锚杆施工工艺流程见图4.2.4.10。图4.2.4.10砂浆锚杆施工工艺流程图全断面开挖地段采用锚杆台车钻眼，台阶开挖地段采用凿岩机配合锚杆台车钻眼，“CD”法开挖地段采用YT-28凿岩机钻眼，搅拌机拌制砂浆，牛角泵灌注。注浆压力控制在0.5～1.0MPa，并注意随时排除孔中空气。锚杆注浆料宜采用纯水泥浆或1：1水泥砂浆，水灰比宜为0.4～0.5。采用水泥砂浆时砂子粒径不大于1.0mm；4.2.4.5.3湿喷混凝土施工工艺湿喷混凝土施工工艺流程见图4.2.4.11。图4.2.4.11湿喷混凝土工艺流程图4.2.4.5.3.1喷射混凝土的原材料水泥：本标段地下水对混凝土具中等溶出型及中等硫酸型酸性侵蚀，因此使用抗硫酸盐水泥，强度等级不小于32.5MPa，水泥用量为400kg/m3；粗骨料：最大粒径小于16mm，采用连续级配。按重量计含泥量小于1％，泥块含量小于0.25%。当使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的粗骨料；细骨料：采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数大于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%，按重量计泥块含量不大于1%。骨料级配：喷射混凝土用的骨料级配宜控制在4.2.4-4所给的范围内。4.2.4-4喷射混凝土骨料通过各筛径的累计重量百分数（%）骨料粒径(mm)项目0.150.300.601.202.505.0010.0015.00优5～710～1517～2223～3134～4350～6078～82100良4～85～2213～3118～4126～5440～7062～90100水：水质符合工程用水的有关标准，水中不含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，不使用污水、PH值小于4的酸性水、硫酸盐含量按SO42-计超过水重1%的水。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，选择最佳掺量，并要求初凝不应大于5min，终凝不应大于10min。耐腐蚀剂：掺量为水泥用量的8%，耐蚀系数不小于0.8。4.2.4.5.3.2施工机具混凝土拌和站，混凝土运输车和CJM1200型喷射机械手。4.2.4.5.3.3混凝土的配合比与拌制选用水灰比小、单位水泥量、速凝剂用量小的配合比。优先采用碱性小、对人体腐蚀性小、粘度大、回弹小、后期强度较高、初凝和终凝时间间隔短的速凝剂。可按经验选择后通过试验确定，灰骨比可采用1：4～1：5；骨料含砂率45～60%；水灰比0.4～0.5。喷第一层时，水泥：砂：石＝1：2：(1.5～2)，以利于混凝土与岩面的粘结和减少回弹。4.2.4.5.3.4喷射前的准备工作喷射混凝土前对喷射面进行净空检查，先复核中线及高程，用激光断面检测仪或坐标法检查开挖断面，认真做好记录；拆除作业面的障碍物、清除开挖面的浮石和墙脚的岩碴、堆积物；用高压风、水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑；当岩面遇水容易潮解、泥化时，宜采用高压风吹净岩面；设置控制喷射混凝土厚度的标志，一般采用埋设钢筋头做标志；对机具设备、风、水、电、输料管路和电缆线路等进行全面检查，并试运转；喷射机司机与喷射手配备联络装置；对有涌水、渗水或潮湿的岩面喷射前应按不同情况进行处理；大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，如添加外加剂、掺合料以改善混凝土的性能。4.2.4.5.3.5喷射作业喷射混凝土分段、分片自下而上顺序进行，每段长度不超过6m；分层喷射时，后一层喷射应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60～100mm，边墙为80～150mm；初喷混凝土在开挖后及时进行，根据掌子面的地质情况和一次爆破药量分层、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：边墙不应大于15%，拱部不应大于25%；喷射混凝土地段，地面上铺设铁板或其它收集回弹料的设备。若按设计要求需挂设细钢筋网时，钢筋网在岩面喷射一层（4cm厚）混凝土后安装，用环向钢筋和锚钉或钢架固定，其与壁面的间隙为30mm。开始喷射时，减小喷头与受喷面的距离，并调节喷射角度，保证钢筋与壁面之间混凝土的密实性。设有钢架喷混凝土要符合下列要求：钢架与壁面之间的间隙用喷射混凝土充填密实。喷射顺序，从下向上对称进行，先喷射钢架与壁面之间的混凝土，后喷射钢架之间的混凝土。钢架需全部被喷射混凝土所覆盖，保护层厚度不得小于4cm。喷射机司机必须遵守以下规定：每班作业前，对喷射机进行检查和试转动。开始时先送风，后开机，再给料，待料喷完后，再关风；向喷射机供料应连续均匀；机器正常运转时，料斗内应保持足够的存料；喷射机的工作风压，应满足喷头处的压力在0.1MPa左右；作业完毕或因故中断时，必须将喷射机和输料管内的积料逐段及时清除干净。喷射手的操作必须遵守下列规定：喷射手必须经常保持喷头具有良好的工作性能；喷头与受喷面应垂直，宜保持在0.6～1.0m的距离。4.2.4.5.3.6喷射混凝土的养护喷射混凝土终凝2h后开始喷水养护，养护时间，一般工程不少于7d，重要工程不少于14d；气温低于+5℃时，不得喷水养护。冬期施工时，喷射作业区的气温不应低于+5℃，混合料进入喷射机的温度不应低于+5℃。4.2.4.5.3.7喷射混凝土与围岩粘结强度的试验方法成型试验法：在模型内放置面积为10×10cm、厚5cm，粗糙度近似于实际岩面的岩块，用喷射混凝土掩埋，等强后加工成10×10×10cm的立方体并养护28d，用劈裂法进行试验。直接拉拔法：在围岩表面预先设置带有丝扣和加力板的拉杆，用10cm厚的喷射混凝土将加力板埋入，试件面积30×30cm（与周围喷射混凝土分离），养护28天后进行拉拔试验。4.2.4.5.4挂钢筋网本标段隧道初期支护均设置了钢筋网，钢筋网在洞外进行加工，网片大小以方便安装为原则，在洞内由人工进行网片拼装。钢筋网按受喷面起伏铺设，安装时用电焊点焊固定在钢架及锚杆外露头上，以防喷射砼时晃动。钢筋网与受喷面的间隙以3cm左右为宜，混凝土保护层大于2cm。网片间搭接长度不小于20cm。4.2.4.5.4型钢钢架钢架在洞外的加工厂内进行加工，加工前先按1∶1的比例进行放样，确定主要杆件下料尺寸。型钢钢架利用定位胎架焊接成型，工字钢架因截面刚度大，利用冷弯台座逐榀弯制胎型，而后焊接接头钢板并进行试拼，经检查加工拱度满足要求后存放于构件场备用。钢架利用平板车运进洞内，人工逐榀安装。安装时使段与段之间的连接板结合紧密，不留有缝隙，钢架轴线应竖直对正，误差太大或焊接质量达不到要求的钢架严禁使用。为保证钢架整体受力，钢架间设置纵向钢筋连接，连接筋与钢架的连接点焊接牢固。初喷混凝土厚度达4cm后架立，采用台阶法施工的地段，为减少初支下沉量，在钢架拱脚处设置两根锁脚锚杆，同时将钢架底角处浮渣清除干净，并在其底部设型钢垫板，以增大受力面积，减少下沉量。为保证钢架置于稳固的地基上，应在钢架基脚部位预留0.15～0.20m原地基，架立时挖槽就位。钢架与岩面间安设鞍形混凝土垫块，复喷砼包裹，且保护层厚度不小于2cm，确保钢架与岩面密贴及受力良好。型钢钢架安装工艺流程见图4.2.4.12。图4.2.4.12型钢钢架安装工艺流程4.2.4.6隧道洞身衬砌施工方法及工艺本标段共有三座隧道，只有xx隧道有施工图。根据图纸得知：除进口DK7+274～+300段采用Ⅴ级明洞衬砌外，其余全部采用复合式衬砌；洞口浅埋、偏压段、正洞与横洞连接处10m范围以及侵入体接触带采用加强衬砌。衬砌施工工艺流程见图4.2.4.13。图4.2.4.13衬砌施工工艺流程图二次衬砌混凝土施工严格按照铁道部的施工规范和设计文件的有关规定进行。二次衬砌施工作业前，要求围岩和初期支护变形基本稳定，量测监控数据表明位移率明显减缓、收敛值拱脚附近小于0.2mm/d和拱顶下沉小于0.15mm/d，方可施作二次混凝土衬砌。洞身衬砌严格按照仰拱超前，边墙、拱部一次浇筑成型的原则组织施工。边墙、拱部采用走行式全断面液压钢模台车整体衬砌，泵送法浇筑施工。4.2.4.6.1仰拱混凝土施工本标段Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ围岩地段设计要求施作仰拱支护。根据监控量测结果分析，初期支护基本稳定后，开始施作仰拱混凝土。仰拱与仰拱填充采取分段整体浇注，严禁半幅浇注。仰拱施工工艺流程图见图4.2.4.14。设挡头模板设挡头模板测量开挖清浮碴隐检浇注砼捣固抽排水接缝处理砼生产、运输养护图4.2.4.14仰拱施工工艺流程图将上一循环混凝土仰拱接头凿毛，清理底部的虚碴、杂物及淤泥，排除积水，并拦截前方来水，用水泵将前方来水抽入后方衬砌已成型地段的排水沟内，经洞口沉淀池净化后排出；按设计要求安装仰拱钢筋，并设与边墙衬砌连接筋；支、安仰拱定型钢模板，灌筑C30钢筋混凝土，平板式振捣器捣固密实。灌筑时由中心向两侧对称进行，仰拱与边墙衔接处加强捣固。仰拱填充在仰拱混凝土终凝后浇筑，采用C20混凝土，插入式振捣器捣固；仰拱与仰拱填充混凝土采用麻布覆盖、洒水养护。仰拱与仰拱填充每循环作业长度为5m。为确保仰拱、仰拱填充施工时不中断其它工序的施工，采用移动式仰拱栈桥进行过渡。仰拱栈桥采用钢过梁形式（型钢结构，上覆1.0cm厚钢板），长度30m。仰拱栈桥结构示意见图4.2.4.15。图4.2.4.15仰拱栈桥结构示意图仰拱施工一般超前拱墙二次衬砌距离约50m，距开挖掌子面距离50～100m。4.2.4.6.2边墙、拱部混凝土施工图4.2.4.16。4.2.4.6.2.1钢筋弯制及运输钢筋弯制及运输施工准备钢筋绑扎台车就位安注浆管安止水带混凝土运输液压泵就位制作试件灌筑混凝土混凝土养生脱模台车检修涂脱模剂图4.2.4.164.2.4.6.2.24.2.4.6.2.34.2.4.6.2.4混凝土灌筑保护好预埋于边墙、拱部注浆管，防止其歪斜和倾倒，确保二衬后压密注浆顺利进行。图4.2.4.17图4.2.4.174.2.4.6.3拆模养护4.2.4.6.4水沟及电缆槽施工水沟电缆槽采用槽钢和角钢制作支架，模板采用大模板。施工时注意模板安装顺直、尺寸正确、支撑牢固、捣固密实。拆模后及时洒水养护并防止其它工序施工时损坏。4.2.4.6.5所有大小避车洞、照明箱式变压站、隧道光纤直放站等附属洞室采用简易衬砌台架和组合钢模立模，泵送混凝土入模。附属洞室衬砌施工时，与正洞衬砌连接段预留出1m长，结合正洞衬砌同时灌筑，并按设计要求挂设防水板和埋设预埋构件。4.2.4.6.6洞身二次衬砌施工注意事项衬砌施工缝端头进行凿毛处理，用高压水冲冼干净，接头处严防漏浆，确保接缝处质量；混凝土在振捣过程中，易产生泌浆水，容易粘在模板上形成混凝土表面的气泡，可在挡头板上沿竖向每20～30cm设可封闭的孔（φ10～14的螺钉孔），浇筑时根据混凝土的层面，依序打开孔排水，排完水及时封孔；按设计要求预留沟、槽、管、线及预埋件，并同时施作附属洞室混凝土衬砌；混凝土衬砌灌注过程中，严禁破坏防水板现象发生；灌注混凝土自下而上，先墙后拱，对称浇筑；为防止拱部混凝土浇筑出现空穴，拱部建议配制流态混凝土灌注，泵送浇筑前掺入适量的流化剂（高效减水剂），经搅拌（搅拌运输车搅拌），使混凝土的坍落度增大至20～22cm，泵送到拱部的混凝土像水一样“流淌”灌满拱部；在施工过程中，如发生停电应立即起动备用电源，确保混凝土浇筑作业连续进行。4.2.4.6.7二次衬砌混凝土施工接头处理4.2.4.6.7.1带气囊挡头板模板台车挡头板采用钢模板时，边缘与防水板面不能密贴，容易造成漏浆，采用带有气囊的端模（挡头板），便于控制漏浆，效果较好。带气囊挡头板示意图见图4.2.4.18。图4.2.4.18带气囊挡头板示意图4.2.4.6.7.2加硬橡胶间隙带二次衬砌混凝土接头部位施工时间间隔短，模板台车就位后，搭接部位用液压千斤顶将模板顶向新浇筑的混凝土面，局部的压力，往往会造成混凝土接头处出现不可弥补的裂纹甚至掉块。可采用加间隙带的方法，一方面可以缓冲对混凝土的压力，另一方面能密封接头缝隙。相邻段混凝土浇筑完后，拆除间隙条，用砂浆抹平凹槽，具体见图4.2.4.19。图4.2.4.19施工接缝处开裂处理示意图4.2.4.6.7衬砌厚度、密实度及外观检测方法衬砌外观目测平顺光滑，无蜂窝麻面，断面尺寸及中线、高程用钢尺配合经纬仪、水平仪量测，内轮廓符合设计要求。衬砌厚度检查可采用尺量，钻孔量测厚度，也可用雷达检测。密实度检查可采用混凝土回弹仪，其强度检查采用同期制作混凝土试件，做抗压强度试验。4.2.4.6.7.1钻孔检查法钻孔检查法是用钻机钻孔，然后用尺量测衬砌厚度的一种方法。每5～10m检查一个断面，每个断面检查拱顶及两侧拱脚、边墙位置共五点，用尺量测衬砌厚度。4.2.4.6.7.2雷达检查法雷达检查法原理:探地雷达检测是通过天线将脉冲雷达波发射入被测物，由接收天线接收不同物于性质物体的界面反射的雷达波，据此进行探查。实测时将探地雷达的发射和接收天线密贴于衬砌表面，雷达波通过天线进入混凝土衬砌中，遇到钢筋、钢质拱架、材质有差别的混凝土、混凝土中间的不连续面、混凝土与空气分界面、岩石中的裂面等产生反射，接收天线接收到反射波，测出反射波的入射、反射双向走时，就可计算出反射波走过的路程长度，从面求出天线距反射面的距离。雷达检测仪器的选择:实测时可选用的雷达有多种，频率低的天线发射雷达波主频低、分辨率低，但是穿透深度大；频率高的天线发射的雷达波主频高、分辨率高，但穿透距离小。要根据本隧道的衬砌厚度合理选择型号和天线频率。检测方法:沿隧道拱部轴向检测5条线：拱顶、左拱腰、右拱腰、左边墙和右边墙。在平板车上用钢管搭架，并用木板铺设工作台架，便于将天线举起密贴衬砌，然后沿测线以5km/h左右的速度滑动，将雷达发射和接收天线与隧道衬砌表面密贴，由雷达仪主机高速发射雷达脉冲，进行快速连续采集，雷达时间剖面上各测点的位置要和隧道里程相联系，为保证点位的准确，隧道壁上每10m作一标志，标上里程。当天线对齐某一标记时，由仪器操作人员输入信号，在雷达记录中每10m作一标记，以保证雷达的时间剖面图和隧道里程的对应。探测结果整理与分析:现场采集的数据经过滤波、去噪、均衡等处理，打印成时间剖面图，然后结合隧道设计情况、施工方法和步骤，对衬砌质量作出评价和必要的复检。4.2.4.7隧道防排水隧道防排水按“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则进行施工，当施工排水对周围环境产生污染时，需采取有效防止措施。4.2.4.7.1施工排水4.2.4.7.1.1地表积水处理对洞口附近和浅埋隧道先整平洞顶地表、洞口坑洼处，回填不透水土并分层夯实，不得积水；对洞顶高压水池设置防渗漏措施，安设水池溢水疏导管；整治洞顶天然流水沟槽，必要时对沟床进行片石混凝土铺砌，确保水流畅通。4.2.4.7.1.2天沟、截水沟处理边坡、仰坡坡顶的天沟、截水沟结合永久排水系统安排靠前修建，出水口处防止顺坡散流，洞门水沟与路基边沟组成洞口排水系统。4.2.4.7.1.3洞内施工排水xx隧道进出口施工时，均为洞内顺坡排水。通过设置在洞内的集水坑，用污水泵经洞内的排水沟抽至洞外的排水系统，经沉淀池净化后排出。施工中需对洞内水沟经常进行清理疏通，确保排水畅通；xx隧道横洞施工时洞内为反坡排水，通过洞内设置的集水坑，利用污水泵、排水管道将洞内施工废水、渗漏水抽至洞外排水系统，经沉淀池净化后排出。本标段隧道结构洞内水沟设计为双侧式水沟。4.2.4.7.2结构防水复合衬砌初期支护变形基本稳定并经验收合格后，在初期支护与二次衬砌之间（拱墙背后）铺设不小于1.2mm厚EVC防水板，内衬无纺布（密度不小于300g/m2），施工采用无无钉孔铺设，搭接缝采用双焊缝。防水板搭接处与施工缝错开布置，错开的距离不小于50cm。环向施工缝采用中埋式止水带和背贴式止水带；纵向施工缝同时采用钢边橡胶止水带和外贴式止水带，变形缝采用中埋式止水带加背帖式止水带、嵌缝材料的复合防水措施。环向施工缝与变形逢结合设置，避开地下水和裂隙水较多的地段。充分利用混凝土的自防水能力，混凝土衬砌抗渗等级不小于P6。隧道衬砌混凝土采用连续灌注，拱圈、仰拱、底板不得流纵向施工缝。拱墙环向设Φ50mm的透水盲沟，环向盲沟间距6～12m；墙脚纵向设Φ80透水盲沟，并分段10～15m引入隧道侧沟内，引排防水层背后的积水。明洞采用外贴式防水层，两层防水板中夹无纺布，再做水泥砂浆保护层，明暗分界处暗洞防水板向明洞方向延伸不得小于2m。施工正洞及机电设备洞室的环向施工缝采用中埋时橡胶止水带，形成分仓防水系统。纵向施工缝均采用埋设钢边橡胶止水带止水和背贴式止水带。隧道防水设计见图4.2.4.20。4.2.4.7.2.1防水板铺设防水板铺设施工工艺流程见图4.2.4.21。返修返修施工段断面净空检查拼装台架就位喷混凝土面检查及处理铺设防水卷材与既有衬砌段防水板焊接安设纵、横向盲沟管纵横向透水管防水板检验防水板焊成大幅防水板检查签证焊缝检查是否接头焊接质量检查是否重焊图4.2.4.21防水板铺设施工工艺流程图施工准备：检查防水板是否有变色、波纹(厚薄不均)、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷，如果存在质量疑虑，需进行张拉试验、防水试验和焊缝抗拉强度试验。将EVC防水板拼接成大幅面，搭接宽度15cm，热溶法粘结。吊挂防水板的台架就位后，用电焊或氧焊将初期支护外露的锚杆头、钢筋网头等铁件齐根切除，抹砂浆遮盖，以防刺破防水板，对于开挖面严重凹凸不平的部位事先须进行修凿和找平。铺设土工布及防水板：土工布设于防水板和混凝土喷层之间对防水板起保护、缓冲作用，将土工布和衬垫用射钉枪一并固定在喷混凝土面上，拱部固定点间距0.5m左右，边墙固定点间距1m左右，从拱顶向拱脚以下依次对称平行固定；电动熔焊器将防水板熔焊在衬垫上，同时将防水板焊成整体，上下循环两幅防水板接头处留10cm搭接幅面，焊缝（双面焊）宽度不小于2cm。焊缝完成后应进行质量检查，采用充气法对焊缝质量进行检查，有空隙处进行补焊，肉眼观察防水板有无破坏及漏洞，如有漏洞用小块防水板或橡胶片焊贴覆盖。防水板铺设方法示意图具体见图4.2.4.22。图4.2.4.22无钉孔法铺设防水板施工示意图搭接原则：拱部压边墙，上游压下游；防水层采用全断面设置，无论是先行施工上部或底部的防水板，都在边墙脚位置留足够长的防水板以利搭接，搭接原则、铺设方法等同其它部位。防水板铺设时紧贴初期支护，并适当留有余地，不可拉的太紧，防止灌注二衬混凝土时挤裂拉坏防水板。附属洞室处铺设防水板时，先按照附属洞室的大小和形状加工防水板，将其焊在洞室内壁的喷锚支护上，并与边墙防水板焊接成一个整体。防水板铺设施工要点：固定缓冲层宜用钢钉，打钉时应加垫圈并垂直于喷混凝土面，钉于钉之间不得绷紧，缓冲层与喷混凝土表面密贴。铺设防水板地段距开挖工作面不小于爆破安全距离，固定防水板时，视喷锚支护面的平整度将防水板预留一定的富余量，以防过紧而被二次衬砌混凝土挤破。为使防水板接头焊接良好，防水板每环铺设长度应比衬砌长度长0.5-1m，以利接头焊接施工，防水板接缝和衬砌施工缝应错开0.5-1m为宜。防水板铺设好后，尽快灌注混凝土。软岩地段混凝土衬砌紧跟开挖面时，衬砌端部预留防水板接头须采取防护措施，防止掌子面爆破时，飞石砸破防水板。衬砌时钢筋安装、各种预埋件设置、挡头模板安装及泵送混凝土等工序作业中要防止破坏防水板。部分渗漏水地段防水板铺设：渗漏水地段环向排水管安设困难，尤其对成股向外渗漏水地段，根据水流量的大小，建议埋设多根大直径塑料管来取代软式透水管，防水板打湿后，焊缝质量难以保证，施工时可先预铺一层防水板引水，然后再按设计铺设防水板。4.2.4.7.2.2透水管盲沟拱墙环向设Φ50mm的透水盲沟，环向盲沟间距6～12m；墙脚纵向设Φ80透水盲沟，并分段10～15m引入隧道侧沟内，引排防水层背后的积水。管盲沟平面设置见图4.2.4.23。图4.2.4.23透水管盲沟大样见图4.2.4.24。本工程隧道透水管盲沟为双壁打孔设置波纹管（环向φ50mm，纵向φ80m），外裹无纺布。波纹管加工下料时考虑管接头预留长图4.2.4.24透水管盲沟大样图度，保证纵向盲管两端能充分进入竖向盲沟。透水盲管外裹无纺布与喷射混凝土表面紧密接触，保持一定的松弛度，不宜张拉过紧。固定透水管的外露锚钉切除后以砂浆抹平，防止刺破防水板。施工中要做好透水盲管接头处理工作，防止杂物进入管道。透水盲管沟铺设时沿岩面布设，要松，以适应起伏不平的岩面；纵向盲沟要求控制好标高，与隧道的纵向坡度一致，上下不能有起伏现象，保证排水的畅通；纵、环向盲管、泄水管采用变径三连通连接牢固，泄水管出口离开水沟内壁一定距离，不得紧贴沟壁表面，施工时要注意纵向拉力适中。4.2.4.7.2.3施工缝、变形缝防水处理⑴施工缝防水处理在先灌注的混凝土终凝后，立即用钢丝刷将其表面浮浆清除，边刷边用水冲洗干净，保持湿润，在继续灌筑混凝土前，先铺一层净浆，在铺30～50mm厚的1：1水泥砂浆或灌注混凝土灰砂比相同的砂浆。中埋式止水带安装要进行专门设计，确保其放置位置准确、牢固可靠。⑵中埋式橡胶止水带的施工止水带安装位置要准确，其中间空心圆环要与施工缝中心线冲重合；止水带先施工一侧混凝土时，其端模应牢固，严防漏浆；止水带接缝宜为一处，并连接牢固，不得设在结构转角处，应设在距铺底面不小于30cm的边墙上；止水带在转角处应做成圆弧形，相交止水带的转角半径不小于200mm，钢边止水带的转角不小于300mm，且转角半径随止水带的宽度增大而相应加大。⑷背帖式止水带施工背帖式止水带要定位准确，要求做到止水带纵向轴线与施工缝对齐；背贴式止水带与防水板之间应不透水焊接，焊接部位牢固可靠。施工时将止水带的两端不透水焊接在防水板的表面，焊接宽度不小于4cm，采用手工焊接。焊接完毕后采用检漏器进行冲气检验，冲气压力不小于0.1Mpa，并保持该年压力不小于3mi；止水带采用搭接法或对接法连接，应保持连接部位的抗拉强度不得小于母材强度的90%；采用手工焊接的部位要加强。⑸变形缝防水施工变形缝部位的混凝土要振捣充分，振捣时捣固棒不得触及止水带，变形缝部位混凝土能否振捣密实对止水带的止水效果影响很大；变形缝内嵌缝前应对变形缝内表面用铁刷进行清理，然后用清水冲洗干净，待缝内混凝土表面完全干燥后，用专用注胶枪进行注胶,注胶应连续进行,中间不得间断；嵌缝施工前缝底先设置与嵌缝材料无粘结力的背衬材料，嵌缝要密实。4.2.4.7.2.4防水混凝土本标段工程在设计采用防水板及止水带的同时，对衬砌混凝土要求采用抗渗标号不低于P6的防水混凝土。⑴防水混凝土的配合比①水泥用量不低于280Kg/m3。②BR掺量为水泥重量的8～16%。③水灰比不大于0.55。④坍落度：2-4cm。⑤含砂率不小于35%。⑥灰砂比不小于1:25。⑵防水混凝土的原料要求①水泥：要求水化热低，泌水性小，储存期在三个月以内，不受潮变质，标号为不低于425号的普通硅酸盐水泥。②骨料：优先选用不风化、质坚、吸水率小，含泥量不大于1%，最大粒径不大于40mm的方圆形河卵石。砂子以质坚、颗粒均匀、含泥量不大于3%的中粗砂为优。③外加剂：BR-3型增强防水剂。④水：采用不影响水泥正常凝结硬化、洁净的水。⑶外加剂使用注意事项①外加剂需有出厂合格证明，符合标准才能使用。②防水混凝土需经现场根据现有条件及施工采用的实际材料制作试件，最后确定配合比，才能正式投入使用，BR的掺量应严格控制。③BR在混凝土拌和料中应均匀分布。⑷施工工序制作防水混凝土时，要严格按照配合比，严格遵守搅拌、运输、浇注、捣固等工序。具体如下：①搅拌时间需比普通混凝土延长2-3分钟，并每小时测定一次和易性。②运输造成漏浆、离析、泌水现象时，浇灌入模前要复拌。③要求模板拼缝密贴，不漏浆、不变形、表面平整光滑。钢模表面涂以脱模剂，模板内的杂物应消除干净。④浇灌混凝土落差大于1.5m时，需用串筒、溜管或滑槽接送，分层浇灌时间间隔不宜超过2小时。⑤当气温高时应适当缩短，30℃时不许超过1小时。⑥捣固需采用高频振捣器，不得漏振欠振。振捣器如为插入式、浇灌厚度不得超过振捣棒作用半径的1.25倍，一般为30～40cm，插点间距不大于振捣作用半径1.5倍，振捣时插入迅速，拔出要缓慢。4.2.4.8施工供风在隧道每一施工洞口位置均设一座风站，集中供风。xx隧道进出口及施工横洞风站各采用2台20m3电动空压机集中供风；其它两座隧道施工洞口风站各采用1台20m3电动空压机集中供风。4.2.4.9施工供电在xx隧道进、出口及横洞口施工场地各安装1台800kVA变压器。在其它两个隧道施工洞口各安装1台500kVA变压器。为确保隧道施工的连续性，备用4台200kW发电机作为备用电源。4.2.4.10施工供水本标段xx隧道进、出口施工用水主要采用抽取附近河流水，其它施工洞口采用大井取水相方式。在每一隧道施工洞口附近的山顶上适当位置各修建1座200m3的高山水池。4.2.4.11施工通风xx隧道进口施工通风长度为1438m，出口施工通风长度为1035m，横洞施工通风长度为1229m，均采用独头压入式通风。每个隧道进出口施工长度差别不大，因此，xx隧道按进口通风量计算，统一配置风机。其他两隧道施工长度均在500m以下，采用自然通风。4.2.4.11.1施工通风控制条件坑道内氧气含量：按体积计，不得低于20%；粉尘允许浓度：每立方m空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg；含有10%以下游离二氧化硅的水泥粉尘为6mg；二氧化硅含量在10%以下，不含有毒物质的矿物性和动植物性的粉尘为10mg；有害气体浓度：一氧化碳：不大于30mg/m3。当施工人员进入开挖面检查时，浓度可为100mg/m3，但必须在30min内降至30mg/m3；二氧化碳：按体积计，不超过0.5%；氮氧化物换算成NO2为5mg/m3以下；瓦斯浓度不得超过0.3%;隧道内气温不得超过28℃；隧道施工前，供给每人空气量，不低于3m3/min；隧道开挖时全断面风速不应小于0.15m/s，坑道内不应小于0.25m/s。但均不得大于6m/s。4.2.4.11.2通风计算4.2.4.11.2.1据洞内同时作业的最多人数计算4.2.4.11.2.24.2.4.11.2.34.2.4.11.24.2.4.11.24.2.4.11.2管道摩擦阻力损失计算对于圆形管道，风阻系数Rf=6.5αL/d5，其中α=λρ/8g，取达西系数λ=0.015，g=9.8m/s2，α=0.0151.2/8=0.00023均采用d=1.2m软风管隧道Rf=6.51438/1.55=0.28风机全压H=Hf+Hd+H其他HdHfRfQ风/360Q风-风管始端风量-风量末端风量Hf+50隧道：采用单侧供风+50=37354.2.4.11.3风机选择根据所需风机风量、风压及通风方法选择风机，通风设备配备见表4.2.4-5。SDF(C)-NO12.5轴流风机，为三级变速，高速时1480r/min，风量2385m3/min，风压1378～5355Pa，功率110中速时980r/min，风量1610m3/min，风压629～2445Pa，功率34高速时1480r/min，风量750m3/min，风压355～1375Pa，功率16表4.2.4-5通风设备表序名称风机型号风量m3/min风压Pa功率kW数量台1轴流风机SDF(C)-NO12.5238553552132射流风机SSF-NO10226030104.2.4.11.3管路布置及通风注意事项隧道进口：在进口左侧布置1台SDF(C)-NO12.5轴流风机，风管Φ1.5m。通风管路及管线布置见图4.2.4.25。图4.2.4.25洞内通风管路及管线布置图通风注意事项：通风管靠近工作面的距离：独头压入式通风管的出风口距工作面不宜大于15m。通风机应装有保险装置，发生故障时能自动停机。通风系统应定期测定通风的风量、风速、风压，检查通风设备的供风能力和动力消耗并做好记录。如通风设备出现事故或洞内通风受阻，所有人员应撤离现场，在通风系统未恢复正常工作和经全面检查确认洞内已无有害气体之前，任何人均不得进入洞内。采用机械通风，施工场所的噪声不得超过90分贝，如有超出，第一，检查风机消声器的工作性能，第二，改装或增设消声器。4.2.4.12施工降尘、防尘4.2.4.12.1压气水幕降尘在距工作面40m距离处设置3道水幕，压气水幕降尘器设置在边拱上，爆破10min前打开水幕开关，爆破后30min关闭。同时，在出碴前和出碴过程中用高压水雾对碴堆进行分层洒水，保持石碴湿润，减少装碴过程扬起的粉尘，形成湿式作业。4.2.4.12.2机械净化洞内除采用低排放、低污染源运输车辆外，还加强机械的维修保养。按照设备日常保养和定期维修规定，特别对进气、燃油部分设备进行强化保养，坚持燃油沉淀过滤制度。在柴油中加入少量添加剂，降低CO和其它有害气体的排放量。4.2.4.12.3洞内防尘措施洞内防尘的基本原则采用湿式凿岩与湿喷混凝土和个人防护相结合。出碴防尘：水洗岩帮：放炮后出碴前，用水枪在掘进工作面自里向外逐步洗刷顶板及两帮。水枪距工作面15～20m处，水压一般为0.3～0.5MPa。装碴洒水：在装碴前及装碴时，向碴堆不断洒水，直到石碴湿透。对干燥的石碴，其洒水量可取4～8L/m3；如果石碴湿度大，可以少洒水或不洒水。喷混凝土防尘：采用湿喷工艺，参加粘稠剂、速凝剂等外加剂，也可加入合成纤维降低回弹率。严格按照喷射混凝土操作规范控制风压，一般控制在0.15MPa以内。在喷射混凝土工作面设局部风机和集尘仪。个人防护：掘进、装碴及其他辅助作业工人佩带防尘口罩。喷射混凝土工作人员佩带附有净化器和呼吸器的防尘安全帽。4.2.4.13经理部成立以项目总工程师为负责人的地质灾害预测预报小组，在施工中实行信息化动态管理，及时搜集、研究相关资料，制定相关可行性实施方案和紧急预案，用以指导施工，保证施工的安全性。以便在灾害出现时能作出正确决策，采取针对性的处理措施和方案，争取有利时间，控制灾害影响的范围，最大限度地减少人身伤亡和设备、财产损失。隧道的防灾、救灾及救灾措施工艺见图图4.2.4.26。4.2.4.13.1地质预测预报4.2.4.13.1.1一般地质地质预测预报根据本标段隧道工程特点、工程地质的勘察资料，一般地段地质预测预报采用地质雷达、红外线探水及掌子面画像系统进行，探测距离为掌子面前方10～30m；图4.2.4.26隧道防灾、减灾和救灾措施工艺框图4.2.4.13.1.2特殊地段地质预测预报采用长、中、短期预报相结合的方法进行综合分析与评判，相互验证，并结合掌子面画像系统揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测、判断，根据超前地质预测预报结果，相应优化调整措施，确保施工和结构安全，确保工程顺利实施。具体做法是：采用TSP202对掌子面前方30～100m范围内的不良地质体的位置、规模、性质作较为详细的预报，粗略的预报围岩级别和地下水情况，TSP202每100m施作一次；采用红外线探水（每循环一次），对掌子面前方30m左右范围内的地质情况作更准确的预报；在每个断面布设5个探测孔（其中一孔取岩芯），采用地质钻机进行钻孔。每25m一个循环，单孔长度30m。4.2.4.13.1.3主要采用方法的基本原理、型号和适用范围地震波法TSP-202系统：采用瑞士Amberg公司的TSP-202系统，在远离掌子面端一个钻孔中设一定量检波器，近端设数个孔放炸药爆炸作震源，采用Ambers公司的高爆炸药和专用仪器，对爆破地震波在不同地质岩层中的反射波进行接收，通过对反射波的解读分析，判断掌子前方一定距离的地质体变化。这种方法主要用于隧道的中期地质预报，为确保预报的准确，通常预测预报的距离为80～120m。TSP202地质超前预报系统是利用波的反射原理进行地质预报。测试时，通过爆破产生地震波，地震波在隧洞周围的岩体内传播，当遇到一地震界面时，如断层、破碎带、溶洞，大的节理面等，一部分地震波就被反射回来，反射波经过一段时间后到达传感器被记录仪接收，然后经专门的分析软件进行处理，就得到清晰的反射波图像。通过对反射波特征的分析，如发射与反射之间的时间差、相位差、反射信号强弱、纵波与横波的比率等就可以确定隧道前方及周围区域地质构造的位置和特性。TSP-202系统工作原理见图4.2.4.27。地质雷达方法：地质雷达方法是采用用1个天线发射高频电磁波，和1个天图4.2.4.27TSP-202系统工作原理图线接收来自地下介质界面的反射波，见图4.2.4.28。图4.2.4.28地质雷达探测方法原理图通过对接收到的反射波进行分析就可推断地下地质情况。根据波动理论，电磁波的波动方程为：P=｜P｜e-j(ωt-αr)e-βr地质雷达反射探测原理式中第二个指数βr是一个与时间无关的项，它表示电磁波在空间各点的场值随着离场源的距离增大而减小，β称为吸收系数。式中第一个指数幂中αr表示电磁波传播时的相位项，α称为相位系数，与电磁波的传播速度V的关系为：V=ω／α当电磁波的频率极高时，上式可简略为：V=c／ε式中，c为电磁波在真空中的传播速度；ε为介质的相对介电常数。地质雷达所使用的是高频电磁波，因此地质雷达在地下介质中的传播速度主要由介质中的相对介电常数确定。通过电磁波向地下介质传播过程中，遇到不同的波阻抗界面时将产生反射波和透射波。反射与透射遵循反射与透射定律。反射波能量大小取决于反射系数R，反射系数的数学表达式为：式中，ε1和ε2分别表示反射界面两侧的相对介电常数。预报过程中的反射系数的大小主要取决于反射界面两侧介质的相对介电常数的差异。差异越大反射系数越大，探测出的异常越明显。地质预报主要的探测内容为：地下水、断层及其影响带等对施工不利的地质情况。这些不利的介质与完好基岩的相对介电常数均有较大差异，为采用地质雷达对隧道掌子面前方进行地质预报提供了良好的地球物理基础。这种方法由于发射电磁波的强度和反射信号的噪声影响，通常作为地质预报的短期方法，预报距离为10～30m。红外线探水方法：红外线探水方法原理见图4.2.4.29。图4.2.4.29红外线探水原理图红外线探水方法是利用接近地下水时，由于大量地下水的存在，而地下水的温度较低，会造成含水地层岩体的温度也发生变化，在掌子面上可测出温度逐渐变化的梯度和部位，根据含水岩体在掌子面的温度变化，通过红外线热像仪的温度场记录，根据温度的高低与地下水的关系，判断可能富含水地层。这种方法主要用于短期地质预报探水，有操作方便的特点，本工程拟采用中国唐山生产的YH-303型红外线探测仪。掌子面画像系统：隧道施工过程中，为了确认施工的安全性，有必要进行日常的掌子面观察。以前的观察一般是人工记录和掌子面素描，但这种描绘因人而异。不能做到数字化，不能及时处理，因此采用掌子面画像系统。这种方法是采用高分辨率的数码相机，对掌子面和隧道侧墙进行拍照，通过专门的处理软件对获取的图像进行处理分析，通过岩体构造的层面和主要节理面的分析处理，形成三维构造体系，同时可以做出地质素描展开图，通过地质体的构造延续性特点进行地质预报。通过这种方法即可以利用工程地质法结合设计勘察资料进行长期预报，也可以采用现场编录、掌子面素描对前方的围岩类别、破碎岩体等进行短期预测预报，预报范围在整个开挖工作中进行。超前钻探：超前钻探是比较成熟的技术，主要采用地质钻机对未开挖岩体进行钻探，通过岩芯来判断开挖岩石的信息，借助于先进的传感器设备，通过钻速、钻进压力、扭距等判断前方岩体的特性，并可以通过加入了钻孔声波、水压力等技术，预测涌水量和涌水压力，能够较为完整准确的揭示地质状况，并且在孔口可以进行有害气体的监测。由于超前钻探周期长，对施工进度影响较大，故主要用于中期地质预报，用于100m左右的预报。4.2.4.13.1.4施工中地质灾害临近警报本项工作建立在上述多种预测预报工作基础上，是隧道地质超前预测预报的核心任务。将多项预测预报手段所得的资料进行综合分析与评判，相互印证，并结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测、判断。4.2.4.13.24.2.4.13.2现场监控量测是新奥法设计、施工的核心技术之一。制定详细的监控量测计划，设专职量测组，负责日常的测点埋设、监控量测、数据处理分析和仪器保养等工作，确保量测数据能及时、准确、反馈可靠，为施工和设计提供准确的依据，保证施工的安全、质量和节约投资。4.2.4.13.2量测项目本标段隧道以洞内观测、水平收敛量测、拱顶下沉量测为必测项目，其他特殊地段可根据工程需要进行。洞外在进口浅埋段地表布点，进行地表下沉量测。监控量测的项目、方法和频率见表4.2.4-6。表4.2.4-6监控量测的项目、方法和频率4.2.4.13.2围岩监控量测流程见图4.2.4.30。图4.2.4.30围岩监控量测流程4.2.4.13.2在洞内按照Ⅴ级围岩断层破碎带地段5m，Ⅴ级围岩一般地段20m，Ⅳ级围岩地段40m，Ⅱ、Ⅲ级围岩50m布设量测断面。在施工过程中，围岩特性比较突出地段加设量测断面，每种岩层必须设置至少一个量测断面。4.2.4.13.2测点布置：Ⅱ、Ⅲ级围岩每个量测断面各布置拱顶下沉测点和1条水平净空收敛量测基线；Ⅳ、Ⅴ级围岩每个量测断面各布置拱顶下沉测点和2条水平净空收敛量测基线。测点布置方法见图4.2.4.31。图4.2.4.31量测断面测点布设4.2.4.13.2根据所绘制的各曲线的变化情况与趋势，判定围岩稳定性，及时预报险情，确定施工时应采取的措施，提供修改参数依据。将量测资料进行处理和分析，绘制时间-位移曲线。当喷射混凝土出现大量的明显的裂缝或初期支护表面的实测收敛值已达到或超过实测值，找到回归方程，绘制回归曲线，由回归方程推算最终位移值，偏离设计图纸和施工规范规定的净空允许相对位移值时，必须立即报告监理工程师、设计院和业主，请求变更设计，采取补强初期支护措施，并修改初期支护修改参数，以便正确指导施工。当实测的净空收敛的速度明显下降，收敛量已达总收敛量的80-90%，且水平收敛的速度小于0.15mm/d，或拱顶位移速度小于0.1mm/d时，可判定围岩已基本稳定，可以施作二次衬砌。判别围岩稳定性时，要综合考虑实测位移，位移变化速度、位移和时间关系曲线等因数，给施工生产提供可靠的技术指导。对量测数据进行整理分析，找出不同围岩类别，不同量测项目回归方程，绘出回归曲线，根据回归方程推算最终值，与设计图纸对比，反馈给设计院，作为修改初期支护参数和新工程的设计资料和依据。4.2.4.14隧道特殊地段施工方法及措施4.2.4.14.1通过沟谷地段4.2.4.14.1.1概况xx隧道在DK7+274～DK7+300段以明洞形式通过沟谷，该沟谷及其两侧山坡上上覆冲击碎石土。同时该沟谷起排泄沟床地表水，在明洞施工完成后，在明洞顶施工梯形断面渡槽。4.2.4.14.1.2施工方法与措施首先结合设计文件及现场资料，查明沟谷地质情况、发育情况、填充物及地下水情况，制定相应的方案。该段明洞由隧道施工项目二队横洞工区负责施工，总体施工方向由大里程向小里程。具体施工方法如下：⑴在横洞工区隧道开挖到达DK7+300前，避开雨季，进行隧道迎接口施工，施工采用上下台阶法。开挖前先施工截水沟、天沟等排水系统，后进行洞口开挖。⑵由于xx隧道迎接口地段山体坡度较陡，并且开挖高度达到6m以上，隧道迎接口开挖前先进行山体刷坡（包含隧道迎接口上台阶开挖），边仰坡坡度均为为1：1，边开挖边防护，防护采用挂网喷锚施工。锚杆采用长3.0m砂浆锚杆、间距1.0×1.0m、梅花形布置；钢筋网采用φ8钢筋，间距20×20cm；喷射混凝土采用C20混凝土，喷射厚度10cm。⑶DK7+274端为隧道二次进洞进口段，该段施工同迎接口端。⑷本段明洞拱脚以上部分均采用人工开挖，边开挖边进行两侧边坡防护，边坡坡度为1：1，防护参数同前。⑸明洞拱脚以下部分由机械开挖，开挖采用台阶法，开挖一层防护一层。⑹明洞段开挖完成后，停止进洞开挖，封闭掌子面，进行明洞衬砌，衬砌方向DK7+274向DK7+300进行。明洞衬砌完成，并达设计强度后进行防水层施工，明洞防水层采用外贴防水层，两层防水板中夹一层无纺布，在做砂浆保护层。由于明洞通过山涧沟谷，为排泄沟床地表水，防止地面下陷和地表水下渗，需在明洞顶设梯形断面渡槽。明洞回填及渡槽施工方法如下：⑴渡槽以外上下游方向铺砌5～10m的M10水泥砂浆浆砌片石，厚35cm。⑵渡槽底板采用0.35m厚现浇C25混凝土,每隔5～15m设沉降缝一道,缝宽2～3cm,采用沥青麻筋填塞。位于明洞洞顶渡槽表层设φ8钢筋网，间距15×15cm，钢筋净保护层不小于5cm。⑶为防止渡槽下沉开裂，渡槽下明洞回填范围采用M10浆砌片石砌筑，开挖线以外渡槽下回填土石。⑷为防止沟床末端因淘刷而遭破坏，或因渡槽沉降而产生渗流，在沟床铺砌与未加防护加固的沟床相连处或渡槽中间下游沉降缝处设置垂裙，中间垂裙尺寸为1.0×0.5m（深×厚）。⑸渡槽施工应选在旱季进行，雨季施工时要做好地表排水及防洪措施，确保施工安全。明洞渡槽施工设计见图4.2.4.32。4.2.4.14.2煤层地段4.2.4.14.2.1分布状况说明本标段沙锚沟隧道，在设计勘测中发现：在DZ-37（DK7+287左12m）号钻孔中揭示有煤层，煤层厚度小于0.1m，此煤层分布于隧道洞身部分，另在DK8+348里程附近地表出露煤层，煤层厚度0.5m，此煤层分布于洞顶约14m。煤层呈透镜体产出，不连续，黑色-灰黑色，为薄层状，质软，eq\o\ac(○,Ⅳ)级软石。考虑设计勘测的局限性，隧道洞身部分地段可能夹有煤层，可能出现瓦斯涌出。4.2.4.14.2.2保证安全措施工区内任何地点、任何时候的瓦斯浓度不得大于0.3%；任何地点瓦斯浓度达到0.4%时，应即刻报警，找出原因，及时处理；任何地点的瓦斯浓度超过0.5%，在前后20m范围内立即停工，切断电源，查找原因并加强通风，观察浓度变化；开挖面瓦斯涌出，且浓度大于0.5%时，掌子面至二次衬砌起点之间立即断电、停工撤人，如加强通风后浓度仍降不下来，则全工区停电撤人立即研究处理办法。处理高瓦斯有两个方案：如瓦斯涌出强度超过0.5m3/min，改按高瓦斯工区处理,设备更换；增加通风设备,等待瓦斯涌出衰减。4.2.4.14.2.2.1防止瓦斯积聚的措施⑴应根据现场情况变化，由工区计划，经项目技术总负责人批准，设置瓦斯检测点，并有记录可查。⑵加强通风管理，对各用风地点按规定配足风量，认真执行测风旬报制度。⑶加强通风设施管理，保证通风系统稳定、合理、完善。通风系统的调整必须制定措施，报项目技术总负责人批准。⑷局部通风机必须装有风电闭锁装置。《规程》允许的一次串联通风（即一串一），必须按规定安装瓦斯自动检测报警断电装置。⑸局部通风机设置位置，距回风口不小于10米，严禁发生循环风。⑹使用局部通风机通风的掘进工作面，任何时候都不允许随意停风，停电检修必须有排除瓦斯、恢复通风的安全措施。⑺各施工队要加强风筒管理，严禁随意切割、破坏风筒，对断开的风筒，刮开的口子应及时进行检查和处理，并追查责任。⑻施工人员人员应爱护通风设施，行人、运输等不得同时打开两道风门，不得随意破坏调节窗、风帘等通风设施。⑼所有工作地点，严禁无风、微风作业。⑽揭煤或过断层时，必须打超前钻，并检查瓦斯、二氧化碳等气体浓度；若出现瓦斯涌出量增大等异常时，必须停止工作，撤出人员，制定排放瓦斯措施进行处理。⑾严格执行测风旬报制度，掘进工作面和其他用风地点应根据实际需要随时测风，根据测风结果进行调节。⑿施工通道堆积物料，不得超过全断面的1／3，以免影响通风断面。⒀建立健全通风、瓦检等各项管理制度，并认真落实兑现。严格执行瓦斯检查制度，对掘进作业地点，每班检查不少于两次。对个别瓦斯涌出异常的地点，要设专职瓦斯检查员进行检查。4.2.4.14.2.2.2防止瓦斯引燃的措施⑴洞内施工必须使用矿用本安型电气设备和防爆电气设备。⑵洞内施工人员严禁携带烟草及点火物品，洞内严禁打开矿灯，下井人员严禁穿化纤衣服。⑶严格洞内机电设备管理，杜绝各种失爆现象，各种保护完好、灵敏、可靠。⑷洞内爆破应严格执行“一炮三检”制和“三人联锁爆破”制度。⑸洞内爆破，应严格执行正向起爆的规定，坚持使用水炮泥。⑹爆破地点附近20米范围内风流中瓦斯浓度达到1.0％时，严禁放炮。⑺掘进工作面风流中瓦斯浓度达到1.5％时，必须停止工作，切断电源，撤出人员进行处理。⑻电动机及其开关地点附近20米以内风流中瓦斯浓度达到1.5％时，必须停止运转，切断电源，进行处理。⑼开挖工作面内，体积大于0.5立方米的空间瓦斯浓度达到2％时，附近20米内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。⑽因瓦斯浓度超过规定而切断电源的电气设备，都必须在瓦斯浓度降到1.0％以下时，方可送电开动机器。4.2.4.14.2.2.3预防煤尘产生和积聚的措施⑴洞内外要搞好综合防尘，要有完善的防尘系统，工作面防尘洒水管路直径不得小于Φ50mm，使用好喷雾泵，保证雾化效果。⑵喷浆洒水设施齐全，灵活可靠，各产尘作业地点均设有洒尘水幕，雾化效果好。⑶掘进工作面必须坚持放炮洒水喷雾、装岩洒水、设置净化水幕、爆破使用水炮泥等综合防尘措施。⑷掘进机械都应安设有效的喷雾装置，无喷雾装置的机械不得工作。⑸实行净化风流措施，掘进工作面进、回风道都要安设净化水幕，并正常使用。⑹洞内实行定期冲洗清扫制度，任何地方不得有煤尘堆积飞扬。⑺严格测尘管理制度，每个产尘点每月至少测定二次。4.2.4.14.2.2.4防止煤尘爆炸扩大的措施⑴洞内所有产尘点和回风巷道必须定期冲刷，防止煤尘堆积。⑵洞内运输通道和易产尘地点应经常洒水，使冲落的煤尘湿润，手捏成团，防止再次飞扬。4.2.4.14.2.3进入煤层施工技术安全措施4.2.4.14.2.3.1施工方法隧道