土城隧道施工方案

目录一、编制依据 4二、工程概况及水文地质情况 4三、施工组织 43.1工期安排 43.2劳力组织 43.3场地布置及临时工程 53.4主要机械设备安排 6四、施工方案 6（一）明洞施工 61、地质情况 62、明洞施工方案及顺序 62.1开挖、修筑环形截水天沟 62.2边仰坡开挖及防护 62.3套拱施工 72.4管棚施工 82.5明洞施工 10(二)洞身V级围岩段施工 141、地质描述 142、洞身开挖 143、洞身支护、防排水及二衬 154、施工顺序及作业循环 16(三)洞身Ⅳ级围岩施工 181、地质描述 182、洞身围岩开挖 193、洞身支护 194、施工顺序及作业循环 19(四）、特别松散、破碎、渗水处围岩开挖（支护预案） 21五、各主要支护工序施工工艺 221、超前支护 222、初期支护 233、隧道防排水施工 26六、隧道施工工艺流程图 281、隧道洞身掘进、初期支护 282、隧道二次衬砌 31七、监控量测 327.1监控量测注意事项 327.2观测数据的整理 337.3位移量过大补强措施 33八、隧道施工安全措施 338.1落实各项安全管理制度 338.2重视目测观察 348.3洞口段施工安全措施 348.4隧道救生、逃生通道布设 348.5锚杆施工安全 358.6喷射混凝土施工安全措施 358.7拱架、格栅施工安全 368.8二次衬砌施工安全 368.9其它安全要点 36土城隧道施工方案一、编制依据1.1贵州省赤水至望谟高速公路（仁怀至赤水段）两阶段施工图设计第三册第4分册（土城隧道）；1.2《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)，《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80-2004)等现行施工技术规范、标准；1.3土城隧道围岩地质情况。1.4本公司现有技术储备、机械设备情况。二、工程概况及水文地质情况土城隧道为分离式隧道，左幅起讫里程为ZK97+935～ZK98+405，全长470米；右幅起讫里程为YK98+000～YK98+425，全长425米。该隧道纵坡为-2.5%，设计时速80km/h，进、出口明洞均为5.0米，洞门均为端墙式；隧道衬砌内轮廓半径为5.55米的单心圆，建筑限界净宽：0.75+0.5+2×3.75+0.75+0.75=10.25m；建筑限界净高：5.0m。该隧道区地表水主要为大气降水，地下水埋藏较深。属亚热带温热湿润气候区，冬暖夏热多伏旱。隧道区无断层通过，地质构造相对简单。隧道区覆盖层为残坡积层碎石土，下伏基岩为中至厚层状砂质泥岩、薄至中厚层泥岩。左、右幅洞身围岩主要为、Ⅳ二种级别，左幅洞身围岩为70米Ⅴ级+365米Ⅳ级+35米Ⅴ级，最大埋深59米；右幅洞身围岩为35米Ⅴ级+320米Ⅳ级+70米Ⅴ级，最大埋深48米；隧道进、出口段均为浅埋偏压、为强风化泥岩，围岩破碎，易发生坍塌和崩落，须严格按洞口边仰坡防护设计施工；隧道出口纵坡较陡且为顺向坡，开挖后洞口仰坡易诱发顺层滑坡，须进行有效防治处理。三、施工组织3.1工期安排具体见后附土城隧道施工进度计划图。3.2劳力组织土城隧道由隧道施工队（160人）负责施工，包括开挖、出碴、支护、衬砌、综合五个工班。开挖工班（40人）：负责隧道钻眼、装药、爆破；出渣工班（15人）：负责隧道弃碴运输；支护班组（40人）：负责隧道钢拱架的加工、安装、钢筋网片安装、超前支护及系统锚杆支护、喷射砼施工；衬砌工班（30人）：负责土工布、防水板等的安装、衬砌；综合工班（25人）：负责砼的生产、运输；风、水、电及设备维修、保养、场外材料的转运等。管理人员：10人。3.3场地布置及临时工程施工队租住黄金湾村村民房。（1）施工便道隧道施工从进口进洞，从现有公路新建长0.9km、宽4.5m便道至隧道进口。从现有黄金湾隧道顶至黄金湾村弃碴场新修一条长0.6km、宽4.5m便道至弃碴场，施工便道指定专人负责对施工便道进行日常检查、保养和维修，做到雨天有人清沟排水，晴天有车洒水除尘，保证路面平整，行车舒适，并确保全天候弃渣以及材料运输车辆畅通运行。（2）高压供风系统布置在洞口设2台20m³/min电动空压机，高压风管采用φ120mm的无缝钢管，设置于与通风管同一侧的墙脚，施工过程中严格加强管理，确保防止漏风。（3）供水系统的布置在洞口山上修建一座60m3的高位水池一座，高度高于洞口拱顶标高30米左右，铺设φ100mm水管，安设高压水泵。（4）供电系统布置利用就近驳接高压电线到隧道口，并设700kvA的变压器，且隧道洞口备用250KW内燃发电机组，以保证施工用电。（5）施工通风系统的布置采用长管路压入式通风。选用SDA110AD型轴流式通风机，功率为1200m³/min，防静电阻燃增强型PVC软风管（φ1.4m）组成隧道通风系统。通风机设在离洞口外30m，以避免洞内流出的污浊空气重新进洞。风管出风口离开挖面30～40m，风管悬挂于拱腰处。3.4主要机械设备安排隧道施工采用管棚钻机（MGJ-50型）钻孔。装载机装渣自卸汽车出渣运输、湿喷混凝土初支、整体衬砌台车模注、砼拌和站拌和、砼运输车运输、砼输送泵泵送的施工方法，配合施工所需机械装备详见前表“土城隧道主要施工机械表”。四、施工方案（一）明洞施工1、地质情况土城隧道左、右洞进、出洞口明洞长均为5.0米，覆盖层为1.5米厚残坡积层碎石土，其下为强风化及中风化砂质泥岩、泥岩，岩体风化强烈、破碎，开挖后易坍塌和崩落。2、明洞施工方案及顺序2.1开挖、修筑环形截水天沟精确测量出明洞口设计边、仰坡开挖线，距边、仰坡开挖线水平距离不小于5.0米即为环形截水天沟位置，沿测设的截水天沟位置洒上白灰，根据设计截水沟断面尺寸人工开挖出土沟，砌筑7.5号浆砌片石截水天沟，边坡较陡处在天沟流水面设置跌水台阶。截水天沟与路基截水沟顺接，排至自然沟谷。截水天沟两侧填土应夯实，沟帮顶面应嵌入山体与地面顺接，以免雨水渗入截水沟基础内。2.2边仰坡开挖及防护根据设计坡率（左幅仁怀端为1：0.75、右幅仁怀端及左、右幅赤水端为1：0.5）（与路基边坡坡率不一致时在路基段5.0米范围顺接）及台阶设置宽度（2.0米宽）及数量，采用人工配合挖掘机、风镐、风钻从上往下逐级、分段进行，土方以机械开挖为主，石方采用弱震、预裂爆破。当开挖至暗洞桩号时，开挖洞口仰坡，洞口仰坡开挖与边坡开挖配合进行，从上往下逐级、分段进行，边、仰坡均要求开挖一级、防护一级。左幅、右幅仁怀端、赤水端边仰坡设计防护系统均为锚网喷防护：左幅仁怀端左侧边坡、洞口仰坡采用长L=6.0米的Ф22砂浆锚杆，左幅仁怀端洞口右侧边坡、右幅仁怀端边仰坡为L=4.0米的Ф22砂浆锚杆；左幅赤水端边、仰坡采用长L=6.0米的φ42×4注浆钢花管，右幅赤水端边、仰坡采用长L=4.0米的φ42×4注浆钢花管；砂浆锚杆、注浆钢花管间距均为1.2×1.2m、梅花形布置；挂间距20×20cm的φ6钢筋网（钢筋网要求与锚杆或钢花管焊接）；喷10cm厚C20砼（要求采用湿喷作业）。钢花管及砂浆锚杆均采用YT28风钻成孔，按设计要求在钢筋棚下料、加工，运至现场安装。2.3套拱施工2.3.1套拱土坯模开挖边仰坡开挖、防护至暗洞口后，根据明洞尺寸精确测量出套拱位置及外弧线，测量出各高程点至明洞顶（预留12cm沉降量及5cm厚砂浆垫层）应开挖深度，人工配合挖掘机开挖、修筑套拱土坯模，然后用浇筑5cm厚砂浆垫层，收光抹面。套拱直墙脚宽1.5米宽、2.0米长、0.5米高，要求套拱直墙脚基底承载力不小于300kpa。2.3.2套拱施工按设计要求预先在钢筋棚加工4榀I18工字拱架钢（R加大12cm）及37根2.0米长的φ127×4孔口钢管，在砂浆垫层面涂刷脱模剂，根据设计图要求，按60cm间距安装4榀I18钢拱架，按环向间距40cm、2°～4°仰角安装37根φ127×4孔口管，通过Ф25钢筋将孔口管与I18钢拱架焊接牢固，Φ25固定钢筋与孔口管、钢拱架采用双面焊接，焊缝长度不小于5d。各段钢架脚通过焊接220×200×14mm钢板，用4个M20×60高强螺栓及M20高强螺母连接，钢架间设置Φ22纵向连接筋，环向间距1.0m。I18钢拱架直墙脚焊接220×200×14mm钢板支承在基坑底。拱架及孔口管安装完后，采用胶合板背方木、用钢管、拉筋加固，安装套拱70cm高侧模及部分外露直墙及半圆拱腰部分外模，经自检及报监理检查合格后，泵送C25砼入模，用插入式振捣棒振捣密实，人工抹面、收光，初凝后达一定强度（用手按不留手印）覆盖土工布洒水保湿养护。2.4管棚施工采用水平地质钻机钻孔，机械将管棚分段顶入，注浆泵注浆。施工工艺见“图长管棚施工工艺框图”。（1）长管棚设计参数：①钢管规格：热轧无缝钢管φ108mm，壁厚6mm的热扎无缝钢管，钢管前端呈尖锥状，在尾部焊接φ10加劲箍。管棚节长3m、6m。②管距：环向间距中至中为40cm，距隧道初支外轮廓30cm，每个洞口共计37根管棚。管棚前端施工误差不大于20cm。③钢管轴线外插角约2°～4°，方向平行于线路设计纵坡。④钢管接头采用丝扣连接，丝扣螺纹段长大于15cm，φ102×6套丝钢管长30cm。相邻两根钢花管的接头错开不小于1m。钢花管上钻注浆孔，孔径φ15mm，孔间距30cm。呈梅花型布置，钢管尾部105cm不钻花孔作为止浆段。（2）设钻孔平台架、安装钻机钻机直接放在开挖平台上进行钻孔，必要时搭设简易钢管台架，台架固定牢固，以防钻孔时钻机在晃动。（3）钻孔钻孔采用水平地质钻机，沿导向管向内钻入，分区间隔施工，先施钻奇数孔位管棚，待注浆完成后再施钻偶数位管棚。（4）安装管棚编号奇数孔位第一节管长3.0米、偶数孔位第一节管长6.0米、以后每节长6.0米，钢管由机械分段顶进，节段间用丝扣连接。管棚到位后，管口用钢板焊接封口，设置进浆孔和排气孔阀门。（5）注浆管棚注浆采用水泥浆液（添加水泥浆液体积的5%的水琉璃），采用双液注浆机分段注浆，达到设计注浆压力时,稳定3～5分钟后停止注浆。42.5号普通硅酸盐水泥，水灰比1:1；水琉璃浓度：35波美度；水琉璃模数2.4；注浆压力：初始压力0.5～1.0mpa，终止压力1.0～2.0mpa。注浆结束后填充M30水泥砂浆，增强管棚刚度和强度。（6）技术措施①严格按设计角度将导向管焊接到导向架上，套拱施工完成后，重新复核导向管的角度，以保证长管棚角度。施工准备施工准备浇注套拱工作面处理，钻机进场安装钻机，钻机就位钻孔孔口密封处理插入管棚钢管管棚钢管加工配置浆液充填注浆结束管棚钢管注浆大管棚施工工艺框图②经仪器测量，钻杆方向和角度满足要求后方可开钻，钻孔过程中要始终注意钻杆角度的变化，保证钻机不移位。每钻进5m复核钻杆的角度，确保钻孔方向。③预先对每个钻孔的钢管进行配管和编号，保证同一断面接头数不超过50%。④注浆前必须将钢管与导向管间隙堵塞严密，以防注浆过程中浆液冒出。⑤浆液必须采用合格材料按配合比施工。⑥钢管施工误差：径向不大于20cm，沿相邻钢管方向不大于10cm。⑦套拱开挖时不得随意切坡，只有待管棚施作完以后，才能开挖。在管棚施工过程中必须保持套拱的稳定，不偏移不沉降。导墙基础必须置于稳定的岩层中。⑧注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数。⑨完成长管棚及注浆施工后，在管棚支护的保护下，按设计的方法开挖各部，开挖后应立即喷射混凝土，打设锚杆、挂网、再喷射混凝土至设计厚度。长管棚与下一环超前小导管搭接不小于5.0m。2.5明洞施工2.5.1明洞基坑开挖土城隧道明洞均设计5.0米长，为端寺式洞门。精确测量明洞中心线、路面两侧边线及两侧拱脚位置，用白灰洒出其纵向线位，测量上述5个点的地面高程（明、暗洞口两个断面），根据设计仰拱底高程，计算出明洞仰拱底应开挖的深度（预留5cm厚的砂浆垫层）。明洞开挖采用人工配合挖掘机进行，基岩部位采用松动爆破，人工清除虚碴，在较低位置设置集水坑集中抽水排出，开挖到位后进行基底承载力试验，基底承载力不小于300kpa，承载力达不到设计要求时请相关单位现场勘察加固处理。2.5.2明洞仰拱及边墙施工在砂浆垫层上用红油漆按设计间距标示出仰拱钢筋N3、N5、N1、N2位置，仰拱钢筋在钢筋加工棚加工好运至现场进行安装、绑扎。边墙钢筋先根据设计图预埋N1、N2钢筋，并安装N5、N7钢筋，N1、N2外露接头须确保单面焊长度不小于22cm，同时相邻钢筋接头须错开1.0m。仰拱C25砼由罐车运至现场，输送泵泵送入模，插入式振捣棒振捣密实。人工收面，初凝后覆盖土工布洒水保湿养生。仰拱完成后立模交替浇筑左、右幅仰拱C15片石砼填充。2.5.3明洞衬砌9.0米衬砌台车就位后，复核中线及高程无误（预留12cm沉降量），按设计图要求安装、绑扎N1、N2、N5、N6钢筋，N1、N2钢筋净保护层厚度不小于4cm，N6箍筋钩在环向钢筋外侧，同环箍筋间隔设置，相邻两环箍筋呈梅花形布置。经自检及报监理检查合格后，安装堵头模及外模，外模采用5cm厚的木板或60×150钢模，用纵向间距1.5米的Ф22钢筋外箍固定，堵头模采用胶合板按设计弧线拼装，用L75×6角钢点焊固定在台车上。砼采用输送泵泵送入模，插入式振捣棒从检查窗口处振捣密实。根据仁赤总监办要求，二衬须一次浇筑完，不得采用先施工矮边墙施工工艺。2.5.4洞门施工土城隧道洞门均为端墙式洞门，厚度2.0米，由洞门墙及洞门顶帽组成，为C20现浇砼。先开挖洞门墙基底、刷两侧山体边坡（将两侧临时边坡刷至1：1并开挖成1.0米宽、1.0米高台阶），要求基底承载力不小于300kpa，否则须进行加固处理或对基础加宽、加深；在明洞衬砌砼上（洞门墙2.0m范围、）按环向间距40cm、纵向间距1.8m钻眼锚入两排长80cm的Ф22钢筋（锚入10cm深）与洞门墙连接；根据设计洞门墙仰坡坡率10:1及洞门横向长及立面高度，立洞门侧模及端模，用胶合板作面模、10×10cm方木作背肋、用双肢φ50钢管及φ20拉筋加固，采用泵送砼入模。洞门墙一般比较高，洞门墙分两次立模、浇筑，第一次施工至明洞顶排水沟底，第二次施工至洞门墙顶（厚度约1.0m）。最后立洞门顶帽模板，浇筑洞门顶帽C20砼。洞门拱圈设计有2cm厚的花岗岩饰板，故施做洞门墙时须确保洞门墙端面距明洞口端面约3.0cm，确保花岗岩饰板面与衬砌外露拱圈面齐平。2.5.5明洞防水层施工及回填明洞施工完后，即可进行明洞衬砌外侧防水层施工及明洞回填：先在明洞两侧人工开挖、清基至边墙底（要求承载力不小于300kpa），在边墙外侧拱脚处设置C25砼管座；施做“双工一膜”（350g/m2无纺土工布+1.2mmEVA防水板+350g/m2无纺土工布），要求“双工一膜”往外卷包绕φ100PE双壁打孔波纹管（双壁打孔波纹管与暗洞边墙脚φ100PE双壁打孔波纹管对接、半边打孔），双壁打孔波纹管洞顶天沟及临时排水沟边、仰坡开挖、防护洞顶天沟及临时排水沟边、仰坡开挖、防护明洞开挖施工准备明洞仰拱施工、仰拱回填明洞衬砌洞门墙C20砼现浇洞门顶帽C20砼现浇明洞防水层施工坡面永久防护和绿化检查验收套拱施工大管棚施作明洞土石回填洞顶水沟、铺砌隧道洞口工程施工工艺框图坐在C25砼管座上；然后在“双工一膜”上覆盖2cm厚M20水泥砂浆；明洞两侧回填7.5#浆砌片石至4.0米高；回填土石至明洞顶埋深不小于1.5米，石径不大于10cm，人工分层摊铺、小型机具分层夯实，要求压实度达90%；回填土石顶面设置50cm厚粘土层，要求深入边、仰坡不少于20cm，确保搭接良好，粘土隔水层严格夯实。绑扎拱墙钢筋清底及基底处理绑扎拱墙钢筋清底及基底处理施工仰拱砼台车就位关外模、挡头板、浇注衬砌砼洞门墙及顶帽现浇明洞范围内的土石方开挖明洞两侧片石回填仰拱填充仰坡防护、绿化拱背土方回填夯实振捣振捣明洞防水层施工洞顶水沟及铺砌隧道明洞施工工艺框图2.5.6明洞洞顶铺砌及排水沟明洞洞顶、洞门墙背设置7.5#浆砌片石洞顶排水沟及洞顶铺砌，洞顶7.5#浆砌片石铺砌坡率为10%，并与洞顶回填粘土层顺接，以便地表水顺利流入洞顶排水沟后通过墙背急流槽引入路基排水边沟。2.5.7技术保证措施⑴洞门开挖前，首先施工洞口边仰坡外的天沟，以避免对边坡的冲刷造成土体流失，导致边坡落石、失稳坍塌。⑵洞门开挖及明洞回填，避免在雨季进行。⑶土石方开挖严格按设计控制坡率，并使洞门处边坡与路基边坡顺接。⑷开挖时从上至下，随挖随支护，加强防护，随时监测、检查边坡稳定情况。⑸边坡、仰坡上浮石、危石彻底清除，坡面凹凸不平予以整修平顺。⑹爆破作业时严格控制，特别是镶嵌于边坡的孤石，采用微药量劈裂爆破。(二)洞身V级围岩段施工1、地质描述1.1、左幅ZK97+935～ZK98+005，长70米为Ⅴ级围岩，隧道埋深1.9～20.0米，隧道洞身为强风化及中风化砂质泥岩、泥岩。左幅ZK98+370～ZK98+405，长35米为Ⅴ级围岩，隧道埋深6.5～20.0米，隧道洞身为强风化及中风化砂岩、泥岩。该围岩岩体风化强烈，围岩破碎，呈碎裂状结构，开挖后易发生坍塌和崩落。1.2、右幅YK98+000～ZK98+035，长35米为Ⅴ级围岩，隧道埋深3.0～21.0米，隧道洞身为强风化及中风化砂质泥岩、泥岩；右幅YK98+355～ZK98+425，长70米为Ⅴ级围岩，隧道埋深2.0～20.0米，隧道洞身为强风化及中风化砂岩、泥岩；该围岩岩体风化强烈，围岩破碎，呈碎裂状结构，开挖后易发生坍塌和崩落。2、洞身开挖土城隧道Ⅴ级围岩段衬砌形式共两种：S-Ⅴa、S-Ⅴb。左洞S-Ⅴa衬砌形式共100m，S-Ⅴb衬砌形式共15m；右洞S-Ⅴa衬砌形式共80m，S-Ⅴb衬砌形式共35m。Ⅴ级围岩段采取环形开挖预留核心土法施工，其中上弧导坑（Ⅰ）采取光面爆破，局部破碎地方采用人工铁锹结合风镐开挖，开挖尽空高约1.8米，上弧导坑两侧拱脚因临空面太小，须适当加密炮眼布置爆破，然后人工铁锹结合风镐开挖拱脚；上断面两侧中腿（Ⅱ、Ⅲ）开挖采取光面爆破，局部破碎地方采用人工铁锹结合风镐开挖；核心土（Ⅳ）采用松动爆破，下断面边墙部位（Ⅴ、Ⅵ）采用光面爆破，小型挖掘机或装载机装车，自卸汽车运碴出洞。上弧导坑（Ⅰ）每循环进尺0.6米，上断面两侧中腿（Ⅱ、Ⅲ）滞后上弧导坑（Ⅰ）5.0～8.0米且左、右侧错开2.0～3.0米开挖（每循环进尺0.6米）；上断面留核心土（Ⅳ）长度约3.0～5.0米；下断面（Ⅴ、Ⅵ）距上断面小于20米，采用拉中槽跳间挖马口，马口长度为3米或左、右侧错开3.0～5.0米开挖（每循环进尺1.2米）；仰拱工作面距下断面小于20米（左、右侧交替施工），二衬距掌子面不大于60米。Ⅴ级围岩段开挖时预留变形量为12cm。3、洞身支护、防排水及二衬S-Ⅴa主要超前、初期支护参数（12cm预留变形量）：①长L=4.0m、环向间距40cm、纵向排距为240cm的φ42×4超前小导管注浆；②径向长3.5m、纵×环间距为0.6m×1.2m、梅花形布置Φ25中空注浆锚杆；③φ6.5钢筋网、间距20×20cm；④间距为60cm的I20b型钢拱架（仰拱成环）；⑤26cm厚C20喷射混凝土（设Yas排水半管引水）；⑥铺设350g/m2无纺土工布、1.2mm厚EVA防水板；⑦模筑50cm厚C25钢筋砼（抗渗S6）。S-Ⅴb主要超前、初期支护参数（10cm预留变形量）：①长L=4.0m、环向间距40cm、纵向排距为240cm的φ42×4超前小导管注浆；②径向长3.5m、纵×环间距为0.6m×1.2m、梅花形布置Φ25中空注浆锚杆；③φ6.5钢筋网、间距20×20cm；④间距为60cm的I18型钢拱架（仰拱不成环）；⑤24cm厚C20喷射混凝土（设Yas排水半管引水）；⑥铺设350g/m2无纺土工布、1.2mm厚EVA防水板；⑦模筑50cm厚C25钢筋砼（抗渗S6）。4、施工顺序及作业循环S-Ⅴa施工顺序：1)施作φ42×4超前注浆小导管；2）上弧导坑Ⅰ开挖；3）施作上弧导坑初期支护①：初喷5cm厚C20混凝土封闭、立I20b型钢拱架、铺挂钢筋网、施做Φ25径向中空注浆锚杆（与钢拱架焊接锁定）、喷射C20混凝土；4）上断面两侧Ⅱ、Ⅲ错开3.0～5.0m开挖；5）施作上断面两侧Ⅱ、Ⅲ初期支护①：初喷5cm厚C20混凝土封闭、立I20b型钢拱架、铺挂钢筋网、施做Φ25径向中空注浆锚杆（与钢拱架焊接锁定）、喷射C20混凝土；6）核心土Ⅳ开挖；7）下断面Ⅴ、Ⅵ错开3.0～5.0m开挖；8）施作下断面两侧边墙初期支护②或③：初喷5cm厚C20混凝土封闭、立I18型钢拱架、铺挂钢筋网、施做Φ25径向中空注浆锚杆（与钢拱架焊接锁定）、喷射C20混凝土；9）仰拱错开5.0～10.0m开挖；10）施作仰拱初期支护②或③：初喷5cm厚C20混凝土封闭、立I20b型钢拱架、喷射C20混凝土；11）安装仰拱部分二衬钢筋、浇筑仰拱C25砼④；12）仰拱两侧错开回填C15片石砼⑤；13）铺挂土工布、防水板；14）安装二衬钢筋；15）整体浇筑C25二衬砼⑥。S-Ⅴb施工顺序：1)施作φ42×4超前注浆小导管；2）上弧导坑Ⅰ开挖；3）施作上弧导坑初期支护①：初喷5cm厚C20混凝土封闭、立I20b型钢拱架、铺挂钢筋网、施做Φ25径向中空注浆锚杆（与钢拱架焊接锁定）、喷射C20混凝土；4）上断面两侧Ⅱ、Ⅲ错开3.0～5.0m开挖；5）施作上断面两侧Ⅱ、Ⅲ初期支护①：初喷5cm厚C20混凝土封闭、立I18b型钢拱架、铺挂钢筋网、施做Φ25径向中空注浆锚杆（与钢拱架焊接锁定）、喷射C20混凝土；6）核心土Ⅳ开挖；7）下断面Ⅴ、Ⅵ错开3.0～5.0m开挖；8）施作下断面两侧边墙初期支护②或③：初喷5cm厚C20混凝土封闭、立I20b型钢拱架、铺挂钢筋网、施做Φ25径向中空注浆锚杆（与钢拱架焊接锁定）、喷射C20混凝土；9）仰拱错开5.0～10.0m开挖；10）安装仰拱部分二衬钢筋、浇筑仰拱C25砼④；11）仰拱两侧错开回填C15片石砼⑤；12）铺挂土工布、防水板；13）安装二衬钢筋；14）整体浇筑C25二衬砼⑥。2)作业循环开挖及初期支护循环进尺0.6米，每循环作业时间12h，每天进度1.2米。V级开挖及初期支护循环时间见下表（每循环进尺0.6米）。序号工序名称上断面(h)下断面(h)1测量放线0.50.52钻孔装药3.02.03爆破通风0.50.54清理危石0.50.55装碴运输2.02.06初喷混凝土1.01.07锚杆、钢拱架安装2.52.08复喷混凝土2.02.09合计12.010.5(三)洞身Ⅳ级围岩施工1、地质描述左幅ZK98+005～ZK98+370，长365米为Ⅳ级围岩，隧道埋深20.0～59.0米；右幅YK98+035～ZK98+355，长320米为Ⅳ级围岩，隧道埋深20.0～48.0米；该围岩为中风化砂岩、泥岩，岩体失水易崩解，遇水易软化，围岩破碎，呈镶嵌碎裂状结构，开挖后岩体局部易发生掉块。2、洞身围岩开挖本合同段Ⅳ级围岩段设计两种衬砌形式：S-Ⅳa、S-Ⅳb。左幅S-Ⅳa共150m、S-Ⅳb195m；右幅S-Ⅳa共150m、S-Ⅳb150m。采取上下断面正台阶法开挖，上、下台阶面错开约30m，下台阶开挖面应左、右错开3～5m。下台阶开挖面至二衬工作面距离在小于50m。采用YTA18风动凿岩机钻孔，其上台阶采用光面爆破，下台阶采用预裂爆破，装载机装碴，自卸汽车运碴出洞。开挖时预留变形量为8或7cm。3、洞身支护S-Ⅳa超前、初期支护参数（预留变形量8cm）:①长3.5m、环向间距为40cm、纵向排距200cm的Φ42×4超前小导管注浆；②径向长3.0m、纵×横间距为1.0m×1.2m、梅花形布置Φ22药卷锚杆；③间距25×25cm、φ6.5钢筋网；④间距为100cm的I14型钢拱架；⑤20cm厚C20喷射混凝土施作（设Yas排水半管引水）；⑥铺设350g/m2无纺土工布、1.2mm厚EVA防水板；⑦模筑40cm厚素砼（抗渗S6）。S-Ⅳb超前、初期支护参数（预留变形量7cm）:①径向长3.0m、纵×横间距为1.0m×1.2m、梅花形布置Φ22药卷锚杆；②间距25×25cm、φ6.5钢筋网；③间距为100cm的格栅拱架（仰拱不成环）；④16cm厚C20喷射混凝土施作（设Yas排水半管引水）；⑤铺设350g/m2无纺土工布、1.2mm厚EVA防水板；⑥模筑40cm厚素砼（抗渗S6）。4、施工顺序及作业循环1）施工顺序：S-Ⅳa施工顺序及作业循环1）施作φ42×4超前注浆小导管；2）上台阶开挖Ⅰ；3）施作上台阶支护①：初喷5cm厚C20混凝土封闭、立I14型钢拱架、铺挂钢筋网、施做Φ22药卷锚杆（与钢拱架焊接锁定）、喷射C20混凝土；4）错开3.0m～5.0m进行下台阶开挖Ⅱ；5）施作下台阶支护②：初喷5cm厚C20混凝土封闭、立I14型钢拱架、铺挂钢筋网、施做Φ22药卷锚杆（与钢拱架焊接锁定）、喷射C20混凝土；6）仰拱错开5.0～10.0m开挖；7）浇筑仰拱C25砼③；8）仰拱两侧错开回填C15片石砼④；9）铺挂土工布、防水板；10）整体浇筑C25二衬砼⑤。S-Ⅳb施工顺序及作业循环1）上台阶开挖Ⅰ；2）施作上台阶支护①：初喷5cm厚C20混凝土封闭、立I14型钢拱架、铺挂钢筋网、施做Φ22药卷锚杆（与钢拱架焊接锁定）、喷射C20混凝土；3）错开3.0m～5.0m进行下台阶开挖Ⅱ；4）施作下台阶支护②：初喷5cm厚C20混凝土封闭、立I14型钢拱架、铺挂钢筋网、施做Φ22药卷锚杆（与钢拱架焊接锁定）、喷射C20混凝土；5）仰拱错开5.0～10.0m开挖；6）浇筑仰拱C25砼③；7）仰拱两侧错开回填C15片石砼④；8）铺挂土工布、防水板；9）整体浇筑C25二衬砼⑤。作业循环:开挖及初期支护每循环进尺1.0米，每循环作业时间12h，每天进度2.0米。IV级开挖及初期支护循环时间见下表（每循环进尺2.0米）。序号工序名称上断面(h)下断面(h)1测量放线0.50.52钻孔装药3.02.03爆破通风0.50.54清理危石0.50.55装碴运输2.52.06初喷混凝土1.01.07锚杆、拱架或格栅拱架2.01.58复喷混凝土2.02.09合计12.010.0(四）、特别松散、破碎、渗水处围岩开挖（支护预案）主要在原设计支护参数基础上加强支护、加强引水、排水，加强监控量测，严格遵循“重地质、管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测、速反馈”的原则。①掌子面设置20cm厚喷射砼止浆墙（必要时）；②洞内掌子面帷幕注浆止水加固周边围岩；隧道正常洞身掘进、支护隧道正常洞身掘进、支护仰拱、衬砌紧跟掌子面帷幕注浆、支撑加强双层小导管护拱、径向小导管注浆加固渗水较大围岩松散、破碎否是掌子面围岩强度、稳定性、渗水分析衬砌压注水玻璃水泥双液浆、打入渗水钢管集中引水是地表沉降观测、洞内拱顶沉降观测、收敛量测资料分析、反馈③φ42×4纵向双层小导管注浆超前支护；④φ42×4径向小导管注浆加固围岩；⑤加强对隧道开挖过程中山体稳定及洞内初期支护进行监控，并对掌子面渗水、塌方进行预报。五、各主要支护工序施工工艺1、超前支护本标段隧道S-Ⅴa、S-Ⅴb、S-Ⅳa衬砌形式围岩段采用φ42×4超前小导管注浆支护、明洞口围岩段采用φ106×8钢管管棚超前支护（前面已说明）。φ42×4超前小导管注浆：本合同段S-Ⅴa、S-Ⅴb衬砌形式围岩段在上部弧形导坑开挖前、S-Ⅳa衬砌形式围岩段在上台阶开挖前，先用喷射砼将开挖面封闭（围岩较破碎或渗水时），然后沿开挖轮廓周边施作带注浆孔φ42×4小导管，并通过小导管向围岩注浆，与坑道周围形成一定厚度的加固圈，然后在加固圈的保护下进行开挖等作业。小导管布置及安装：S-Ⅴa（37根/环）、S-Ⅴb（35根/环）：小导管长 L=4.0m（S-Ⅳa（27根/环）：L=3.5m）采用φ42×4热轧无缝钢管在加工场制作，前端作成锥形，尾部焊接φ6钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm交错钻眼（后面1.05m范围不钻眼），眼孔直径6mm；施工时环向间距0.4m，纵向排距2.4m（S-Ⅳa：排距为2.0m），搭接不小于1.464m（S-Ⅳa：排距为1.38m）；采用YT-28风动凿岩机钻眼（与岩面成10～15外插度角、从型钢拱架背后打入），然后将小导管用风钻送入孔内，外露约20cm（保持，外露端支撑于开挖面后方的钢拱架上，要求用“L”型φ22钢筋将小导管与钢拱架焊接稳固，共同组成预支护体系。注浆机具及材料：采用KBY-50/70注浆泵注浆。无水松散地层采用单液水泥浆注浆（水灰比1：1、注浆压力0.5～1.0Mpa、水泥标号425），有水地段采用双液水泥-水玻璃浆注浆。超前注浆小导管施工程序如下框图。2、初期支护本合同段初期支护包括φ25中空注浆锚杆、φ22药卷锚杆、φ6.5×20×20钢筋网、I20b、I18、I14型钢拱架、格栅拱架、C20喷射砼等，依据围岩类别情施工准备施工准备水泥浆拌合封闭开挖面钻孔打入导管注浆开挖下一循环超前注浆小导管施工工艺框图况和施工部位分别设置,采取多功能综合作业平台车协助安装，砼采用湿喷作业。初期支护紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变位，防止围岩在短期内松弛剥落。为扩大锚杆支护半径，锚杆钻孔一般应垂直于开挖断面切线方向。个别岩面明显部位，尽可能于岩石层面大角度钻孔。锚杆孔的角度直接影响到锚杆在支护中所起作用的大小，严禁随意顺手钻孔。1）φ22砂浆锚杆施工（明洞边仰坡防护）左幅仁怀端左侧边坡、洞口仰坡采用长L=6.0米的Ф22砂浆锚杆，左幅仁怀端洞口右侧边坡、右幅仁怀端边仰坡为L=4.0米的Ф22砂浆锚杆；左幅赤水端边、仰坡采用长L=6.0米的φ42×4注浆钢花管，右幅赤水端边、仰坡采用长L=4.0米的φ42×4注浆钢花管；间距均为1.2×1.2m、梅花形布置砂浆锚杆施工工艺流程为：布眼→钻孔→清孔→注浆→插入杆体。锚杆预先在洞外加工棚内制作，施工时先用YT-28凿岩机钻眼到设计深度，用高压风清除孔内岩屑，将经过实验配置好的FDN型早强剂水泥砂浆，用压浆机通过导管从孔底部注入，砂浆注入量以锚杆插入后孔口有砂浆溢出为准，然后将加工好的杆体用风钻送入插入孔内，并将锚杆与钢筋网焊接连成为整体。孔内砂浆终凝后按规范要求进行锚杆抗拔试验。2）φ25中空注浆锚杆施工（S-Ⅴa、S-Ⅴb（长3.5m、纵、环间距0.6×1.2m）施工工艺流程为：布眼→钻孔→清孔→插入杆体→注浆。锚杆预先在洞外加工棚内制作，用YT-28风机钻眼到设计深度，用高压风清除孔内岩屑，将加工好的杆体用风钻送入插入孔内，通过“L”型φ22钢筋将锚杆与型钢拱架焊接加固、并与钢筋网焊接连成为整体，然后将配制好的水泥浆液（水灰比1：1、注浆压力0.5～1.0Mpa、水泥标号425）通过注浆泵从中空锚杆压入孔内，砂浆终凝后按规范要求进行锚杆抗拔试验（抗拔力＞8t）。在上、下断面分界处每榀拱架设置4根中空注浆锁脚锚杆。3）φ22药卷锚杆施工（S-Ⅳa、S-Ⅳb、长3.0m、纵、环间距1.0×1.2m）药卷锚杆施工工艺流程为：布眼→钻孔→清孔→塞入药卷→插入杆体。锚杆预先在洞外加工棚内制作，施工时先用YT-28凿岩机钻眼到设计深度，用高压风清除孔内岩屑，将加有早强剂的药卷浸水后用木杆分段塞入锚杆孔，其卷间间隙以塞入锚杆后能使锚杆孔无空洞为原则。然后将加工好的杆体用风钻送入插入孔内，并将锚杆与拱架、钢筋网焊接连成为整体。孔内砂浆终凝后按规范要求进行锚杆抗拔试验（抗拔力＞10t）。4）型钢钢架施工施工准备钢架制作试拼测量定位现场准备安装复喷混凝土下一循环钢拱架施工工艺框图作业台车就位型钢拱架在洞外按设计加工成型（按设计预留量扩大半径R值），洞内安装在初喷砼之后进行，与定位筋焊接。钢拱架间设施工准备钢架制作试拼测量定位现场准备安装复喷混凝土下一循环钢拱架施工工艺框图作业台车就位钢拱架施工在初喷混凝土后立即架设，钢架加工要求尺寸准确，弧度圆顺；接头连接要求每榀之间可以互换，加工后要试拼；钢拱架各节点的联结通过焊接的14mm厚连接钢板、4套M20高强螺栓、螺帽连接，要求上紧螺帽，个别拧不紧的地方须将钢板间缝隙焊密实。钢拱架安装后立即挂网、分层复喷混凝土，先喷钢架处，然后喷钢架之间的砼，直至喷够设计厚度，将钢架完全覆盖2cm以上。5）钢筋网安设挂钢筋网在钢拱架施作后安设，钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋网随被支护岩体的实际起伏状铺设，要并在初喷混凝土后进行，与被支护岩面间隙约3cm，而不应铺设在钢拱架或格栅拱架上。钢筋网与钢筋网连接处、钢筋网与锚杆连接处点焊在一起，使钢筋网在喷射时不易晃动。钢筋网在加工场加工成片，在洞内再焊接成整体。6）喷射砼施工隧道湿喷混凝土用自动计量拌合站拌合，采用湿式喷射工艺作业。锚喷支护喷射混凝土，分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖（或部分开挖）完成后立即进行，以尽早封闭暴露岩面。复喷混凝土在锚杆、挂网和钢架安装后进行，尽快形成喷锚支护整体受力，以抑制围岩变形。（湿喷混凝土施工工艺见下页）水泥水泥细骨料粗骨料水粘稠剂搅拌机喷射机压缩空气喷射混凝土速凝剂喷射工艺流程图3、隧道防排水施工本标段隧道防水措施主要有：在初期支护与二次衬砌之间设置350g/m2土工布和1.2mm厚EVA防水板；C25S6级防渗二衬砼；施工缝、变形缝处分别设置带注浆管止水条、橡胶止水带止水。排水措施有：环向排水盲沟、墙背排水盲管、横向导水管、中心排水沟组成排水系统集中引排地下水。初期支护期间根据实际滴漏水情况先用Yas排水半管（Ⅳ、Ⅴ级围岩平均8.0m设置一环，渗水较大处加设1～3环，股状渗水须用φ50PE单壁无孔波纹管引入中央排水管）将渗水引入隧道两侧衬砌墙背φ100PE双壁打孔纵向波纹管（沿隧道全长设置、坡度与隧道一致）；沿隧道全长在行车道中心设置φ40cmC30钢筋砼中心排水管；φ100PE双壁打孔纵向波纹管与中心排水管间通过φ100PE双壁横向波纹导水管（有仰拱地段半边打孔、无仰拱地段不打孔），沿隧底25m设置一道。隧道在路面两侧设φ20cm纵向开口式路缘排水边沟，每50m设置沉砂池一处，中心排水沟每50m设置沉砂池一处，每250m设置检查井一处。φ100PE双壁打孔纵向波纹管安装前先施工C25砼半圆管座（与仰拱一起浇筑），要求防水板包裹波纹管一半。防水隔离层铺设工艺流程：基面修整→铺设透水管→铺设无纺布→固定防水板→防水板接缝焊接→焊缝检查（合格）→下道工序。防水层在施工时,采用多功能作业台车作施工平台。铺设前基面修整：防水隔离层铺设之前要详细检查初期支护表面的平滑程度。将基面上外露的锚杆等铁件切除，并用砂浆抹平，确保喷射砼表面平整圆顺。环向排水半管在围岩开挖后先喷2～5cm厚砼再挂设，根据滴漏水情况酌情设置。初喷砼后若还有渗漏水地段，可适当加设Yas排水半管。土工布铺挂：先把350g/m2土工布用PVC衬垫贴上，然后用射钉枪钉上水泥钉锚固（水泥钉长度不小于5cm）。在施工时无纺布从拱顶开始向两侧下垂铺设，拱顶3～4个/m2、边墙2～3个/m2。防水板是整个防水系统中最关键的一道工序，防水板之间采用专用自动焊接机双缝热熔焊接，焊缝粘结强度不小于防水板搞拉强度，搭接长度不小于10cm。防水板焊接质量采用充气法进行检查，在0.2Mpa压力作用下5分钟内气压下降不大于20%。六、隧道施工工艺流程图1、隧道洞身掘进、初期支护超前小导管注浆支护上部弧形导坑开挖上部弧形导坑初期支护上部左右导坑开挖核心土开挖下部开挖及支护土工布、防水板铺挂距离3超前小导管注浆支护上部弧形导坑开挖上部弧形导坑初期支护上部左右导坑开挖核心土开挖下部开挖及支护土工布、防水板铺挂距离3m至5m距离不大于60m、二次衬砌9m全断面砼衬砌仰拱开挖及支护、回填上部左右导坑初期支护文字说明：（1）导坑开挖需进行爆破时，检查支护安全可靠后方可进行弱爆破。（2）上断面左、右边墙导坑必须交错3～5m施工，不得两边同时开挖。（3）上部弧形导坑比下断面开挖超前约20m，两工序可平行作业。（4）施工中认真进行围岩监控量测工作，根据对围岩变化的观测及量测数据，考虑调整支护参数。2）S-Ⅳa、Ⅳb正台阶法施工工艺框图超前小导管注浆支护S-超前小导管注浆支护S-Ⅳa上断面开挖上断面初期支护仰拱开挖、砼浇筑土工布、防水板铺挂距离约20m距离不大于60m、二次衬砌9m全断面砼衬砌仰拱回填下断面左右侧错开5m开挖下断面左右侧初期支护文字说明：（1）台阶长度要适当，上下台阶错开约20m同时作业，协调好上下台阶工序，减少互相干扰。（2）下部开挖要密切注意上部的稳定，左右两侧错开3～5m进行。3）开挖、支护工序作业循环超前支护完、测量、画开挖轮廓线、布炮眼超前支护完、测量、画开挖轮廓线、布炮眼钻炮眼装药爆破通风洒水清危排险初喷砼挂网、施工径向锚杆立拱架出碴复喷砼稳定性安全检查2、隧道二次衬砌1)施工工艺框图铺设衬砌台车轨道铺设衬砌台车轨道安装预埋件、涂脱膜剂水平检查中心线定位检查自检监理工程师隐检监控量测确定施作二次衬砌施工准备台车移位安装止水条止水带安装堵头模灌注混凝土脱膜、台车退出养护混凝土输送泵混凝土运输洞外混凝土拌合站台车定位中线、水平测量2）文字说明：（1）为保证隧道的衬砌质量，仰拱施工完后，衬砌须进行全断面一次成形。严格控制原材料质量、砼配合比、坍落度及砼入模时间。（2）灌注砼时按对称灌注，左右高差不应大于1.5m。（3）混凝土脱模强度必须达到70%以上。七、监控量测监控量测是隧道安全施工必须采取的措施，监控量测除必测项目外，应根据具体情况确定选测项目。详见“监控量测项目及频率表”、“监测项目数量表”及“监测信息反馈程序图”。监控量测项目及频率表序号项目名称量测间隔时间1～15天16天～1个月1～3个月大于3个月1地质和支护状况观察每次爆破后进行观察2周边位移1～2次/天1次/2天1次/周1～3次/月3拱顶下沉1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月4地表下沉开挖面距量断面前后＜2D时，1～2次/天开挖面距量断面前后＜5D时，1次/2天开挖面距量断面前后＞5D时，1次/周5围岩体内位移（洞内设点）1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月6支护、衬砌内应力、表面应力及裂缝量测1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月现场监控量测项目及方法序号监测项目方法及工具测点布设备注1地质和支护状况观察掌子面岩质、层状及支护裂缝观察或描述开挖后及初期支护后进行，每个施工周期必测2周边位移数显收敛计纵向间距5～20米，每个断面1～3对测点必测3拱顶下沉水准仪、水准尺、钢尺或测杆纵向间距5～20米，每个断面1～3对测点必测4地表沉降水准仪、水准尺在各进出口地段，根据现场情况设置1～3个断面必测5围岩内部位移(洞内设点)洞内钻孔中安设单点多点杆式或钢丝式位移计每30～100米一个断面2～11个测点选测6支护，衬砌内应力，表面应力及裂隙混凝土内应力力，应力计，测缝计及表面应力解除法代表性地段量测，每段面宜为11个测点选测7.1监控量测注意事项(1)施工前应做好观测准备工作：如设置测点，引入高程控制点，配置必要的人员及仪器。(2)在布置测点时应注意在位移量较大的地段将测点布置密一点。(3)地表量测与地下洞室各项监测应同步进行，以利于资料的相关分析。(4)量测数据及分析结果全部纳入竣工资料，备查。7.2观测数据的整理(1)绘制每一观测横断面沉降量随时间变化关系图。(2)绘制每一观测横断面收敛量随时间变化关系图。(3)绘制地表沉降值随时间变化关系图。(4)根据隧道顶部地表沉降、拱顶沉降值对土体内部垂直位移进行回归分析。(5)根据拱顶沉降量、周边位移值对初期支护稳定情况进行分析。7.3位移量过大补强措施在整理资料时，若发现地表位移量过大或下沉速度无稳定趋势时，应停止洞内开挖，对下部结构采取补强措施：(1)增加喷射混凝土厚度，或加长加密锚杆，或加挂更密更粗的钢筋网。(2)提前施作二次衬砌，要求通过反分析校核二次衬砌强度。(3)提前施作仰拱。若经过对地表及隧道内的量测数据联合反分析后，发现初期支护或二次衬砌结构安全系数较大，在经过设计人员的同意后，可对下一段与此地质类型相同的支护参数作适当调整。八、隧道施工安全措施贯彻“安全第一，预防为主”的方针，严格执行各项技术组织措施，切实做到安全施工，保障职工的生命和施工设备不受损害。高度重视安全生产，在工程进度与安全发生矛盾时，必须坚决服从安全。8.1落实各项安全管理制度组织施工时，需做到文明施工和科学管理，从工程管理、规章制度、纪律教育、安全培训、机械设备的运用与保养等各个方面，建立安全施工责任制，抓好纪律教育、技术培训，不断提高各级施工人员的素质，同时严格执行奖惩制度，并创造安全、卫生、无害的劳动条件，严格按规定的工序、工艺施工，确保工程安全。8.2重视目测观察目测观察内容包括锚杆是否被拉断，喷混凝土层是否产生裂隙、剥离和剪切破坏，拱架、格栅有无被压屈现象，隧道是否有底鼓现象等。目测观察中应特别注意围岩危险性较大的破坏状态和可能引起塌方事故的破坏状态。当围岩变形无明显减缓或喷混凝土层产生较大剪力破坏时，应停止开挖工作，及时采取辅助施工措施加固围岩。8.3洞口段施工安全措施在隧道洞口段施工时，必须根据洞口附近的地形、工程地质、水文地质、环境条件等，预估可能发生的各种危险及对环境的影响等，制定保障洞口段施工安全的技术措施。洞口段在边仰坡支护稳固后，严格按设计要求施做长管棚施工完后进行。当有坍塌可能时，增设钢花管注浆、加设钢筋网片喷护。8.4