隧道工程施工施工工艺技术

技术准备 1现场准备 2工艺流程 2施工方法 3超前地质预报 3地质预报目的 3地质预报方式的选择 3地质雷达预报的要求 4测量 4洞口施工 6洞口刷坡 6管棚施工 7洞身施工 12洞身开挖 12初期支护 13衬砌施工 14技术准备为了确保本工程优质、高速、安全、低耗、圆满地完成合同规定的各项指标，由项目技术负责人牵头，组织项目各专业工长、测量、质检员、技术员、班组等，根据本工程特点，做好施工前调查和准备工作，科学组织，精心安排、计划在先，保证施工中各项工作的顺利开展。认真学习图纸，吃透图纸，领会设计意图。在图纸学习期间，尤其应注意各专业图纸之间的标高、坐标是否一致，尺寸位置等是否一致。做好图纸会审工作，组织工程技术人员认真熟悉图纸，全面掌握施工图纸内容，图纸疑问由设计作答复。做好技术交底，在工程开工前，总工程师组织质检、工程技术人员向现场工长和班组进行技术交底，内容包括施工方案、技术措施、作业指导书、工艺标准、安全措施等方面，交底必须细致齐全，并应结合具体操作部位，关键部位和施工难点的质量要求，操作要点和注意事项等进行详细的交底。试验检测人员做好各种工程材料厂家合格证和检测报告收集，并对所有进场用于工程的材料进行抽样检测工作，检测不合格的材料杜绝使用到工程实体中，选定各种混合材料（各种混凝土、水泥砂浆等）的配合比选择。样板制作计划。对工程规定范围内的分项工程，确定一个优良的首件，在开工前，从程序报建、技术交底、材料进场、施工工艺、技术要求、质量控制等方面进行整理，获得更科学、更合理的施工参数和质量保证措施。首先要按施工方案和技术交底中的工艺技术要求先完成样品工程，随后对样品的各项质量指标进行检测，对检测结果进行分析、对比、论证，施工工艺和质量满足要求后正式批量生产，使整个工程质量和外观效果处于可控范围内，杜绝可能产生的各种质量隐患。制作样板段，验证施工方案的可操作性，并确定施工机械、人工的配置以及施工参数。施工前组织有关单位做好现场交接工作，包含交地、交桩等。对业主或业主委托的单位所交桩点进行复核，建立测量坐标和高程控制网，并将测量成果报监理复核。监理复核签字确认后方可用于指导施工。现场准备（1）红线范围的征地拆迁工作已完成，具备施工作业条件。（2）现场临时交通疏解工作完成，施工围挡已按照分期施工要求完成。（3）加工场、预制场、办公生活区等临时设施已根据施工需要完成。（4）场地清理包括用地范围内地上建筑、设施、文物的清理（保护），地表植被清理。（5）开挖掌子面前方的超前地质预报完成，并已有正式报告。工艺流程超前地质预报测量放样掌子面开挖危石清理洞渣外运开挖面初喷钢拱架及钢筋网布设施工系统锚杆喷射混凝土施工隧洞贯通底板及导墙钢筋绑扎与混凝土浇筑墙身及拱顶钢筋绑扎与混凝土浇筑管座底板混凝土浇筑管道安装管道120°混凝土浇筑隧洞洞口封闭洞口基坑回填施工方法超前地质预报地质预报目的（1）在设计阶段地质勘查成果的基础上，进一步查明掌子面前方一定范围的地质条件，进而预测前方不良地质以及隐伏的重大地质问题；（2）为信息化施工和提前加工材料提供依据；（3）能大大降低地质灾害发生的风险提供预警；（4）为编制交竣工资料提供地质支撑资料。地质预报方式的选择项目3座隧洞长度分别为47m、67m和100m，根据上表分类，项目拟可采用地质调查法、地质雷达法以及超前钻探法，由于：（1）超前钻探需要较大设备，本项目隧道断面较小，不方便施工；（2）地质雷达法可适用于岩溶、采空区、空洞、断层破碎带、软弱夹层等不均匀地质的探测；故项目拟采用地质雷达法进行超前地质预报，即开挖前必须经过地质雷达的预报后才能进行掘进。地质雷达预报的要求（1）地质雷达每次预报距离为30m，每次预报重叠距离要求不小于5m，现场根据地质预报调整开挖断面与支护形式。（2）当快需要进行预报时提前通知专业检测单位到现场进行探测，探测前对掌子面进行修整，减小掌子面表面起伏变化对探测图像或波形曲线的影响。（3）检测时采用连续扫描探测，以增大探测结果的可靠性。（4）施工开挖过程中将开挖揭露的地质情况与超前地质预报进行对比印证，提高预报准确率和精度，动态调整预报的分级、方法、手段你。（5）预报结果应有书面报告，并及时报送相关单位，使信息传递顺畅、反馈及时、决策处理迅速。（6）超前地质预报结果有异常情况或与设计不吻合时及时通知相关单位，并采取超前钻孔的方式查明前方具体情况。测量测量的工作主要为：建立控制网、施工放样、纠偏。由于开挖采用掘进机，故开挖根据激光导向仪确定点位间距。（1）对业主提供的平面控制点、水准点、水尺进行检查复核，确认无误后建立控制网，在每个洞口不受施工影响的位置各设置3个平面控制点及3各高程控制点，以控制放样的准确。（2）施工单位采用全站仪等仪器量测周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对，监理单位现场核对开挖断面，必要时采用仪器测量。施工单位每一开挖循环检查一次，监理单位抽查。（3）测量放样应遵守下列的规定1）施工放样前要对平面控制网点高程及坐标点进行检查复核；2）当现有控制网点不足时，应按要求布设三角网或导线网，作为施工的平面控制依据；3）施工基线测设的测角误差应不大于12″，基线长度的相对误差应不大于1/1250；4）施工放样的测站应埋设固定标志标定，采用砼永久固定桩标定；5）应采用导标将设计起始线、终止线、工程分界线、中线和转向点等标出，并根据设置里程标和分段施工标示；（4）测量施工方法1）平面轴线的控制根据建设单位提供的控制基准点，用全站仪放出施工控制轴线，按照设计图纸放出相关控制轴线及控制点等，并确保其满足施测精度，在施工时应保护好全部控制基准点和增设的控制点，对主要轴线点打设保护桩，确保原点破坏时也能很快恢复，几条主要轴线测定后请监理工程师复测并认可后方能继续施工。2）高程的控制利用水准仪控制高程，在工程区域内不易破坏的位置分别打设钢管桩作为临时水准点，从建设单位提供的水准点引测高程到临时水准点，并定期进行校核，以该临时水准点作为施工时的高程控制。3）坐标点、高程控制点设置原则坐标点、高程控制点设置在坚实地基，且不受施工影响、不易被损坏、便于复测、视线好的地方，并浇好砼基础保护，同时设置好保护桩。|4）测量放样人员组成工程测量放样的好坏是影响工程施工质量能否达到预定效果的重要环节，为此，我们拟成立了专门测量放样小组，测量组由测量主管负责，并配备有实际施工测量经验的测量员，在整个施工过程中，进行测量放样和复测。（5）所做的控制点应每天进行检查复核，以防点位变动。（6）放样还应遵守以下规定：1）施工放样之前应编制施工放样总图；2）细部放样轮廓点相对轴线的点位中误差：开挖轮廓线在50mm以内（无欠挖）；混凝土衬砌立模点不大于±10mm；洞口施工本隧洞跨度4.5m，开挖面积约21㎡，属于小断面隧洞，正洞倾角为0°，属于平洞。具体开挖流程为：开挖截水天沟，洞口刷坡，洞口场地开挖与支护，施工套拱，打设管棚并注浆，超前地质预报，最后进行掌子面开挖。洞口刷坡（1）刷坡开始前，应在刷坡轮廓线以外4-5m的位置开挖截水沟。水沟完成后两侧应回填密实，防止地表水进入沟侧土壤内。（2）洞口仰坡刷坡采用自上而下分层进行，严禁上下垂直作业，现场拟采取每刷坡3m即进行边坡支护，直至刷坡完成。仰坡支护采用10cm厚的C15喷射混凝土，结合3m的锚杆。仰坡做法（3）洞口基坑开挖完成后，及时将边坡按设计进行防护，洞口场地地面进行硬化，硬化采用20cm厚C20混凝土，四周设置排水沟与集水井，坑顶设置截水井。（4）变压器、空压机及其余机械设备均停放在基坑外，防治被雨水淹没。管棚施工（1）管棚采用长度18.5m的自进式钢花管，规格为Ф89*6，布置在弧形洞顶处，间距30cm，外插角3°，采用钢筋固定在套管内的钢拱架上。如下图所示：孔口管直径108mm，壁厚4mm，采用25mm钢筋焊接固定在钢拱架上，套拱钢拱架规格为120A，只有边墙与拱顶设置套拱钢拱架，拱架设置3榀，3榀拱架呈3°的角度架设，与管棚设计角度一致。钢架与孔口管安装完成后，浇筑套拱混凝土，混凝土强度为C25，套拱混凝土宽50cm，长150cm，如下图所示：管破纵断面图

管棚布置示意图（2）管棚的工艺流程如下：1）钻孔采用潜孔钻，管棚钻杆采用自进式钢花管；2）开钻前，应待套拱混凝土强度达到设计的75%后再进行管棚施工，钻机就位后应固定牢固；3）开钻时应先低速钻进，待钻进达到50cm后再高速钻进，当第一节钻杆尾部剩余20~30cm时停止钻进，用管钳人工卡紧钻杆，钻进低速反转，脱开钻杆，钻机退回原位，工人安装下一节钻杆，继续钻进。4）钢管制作：管棚采用Ф89*6mm热轧无缝钢管按间距30cm、梅花形钻孔加工而成。构造如下图所示：钢花管做法图5）钢管接头采用丝扣连接，丝扣长30cm，再加工棚提前进行加工，隧洞纵向同一断面处的接头数不大于50%，相邻接头至少需错开1m。6）注浆从拱脚至拱顶的方向进行；7）注浆的水泥浆液水灰比为1：1（重量比），注浆机进行注浆，注浆压力控制在0.5-2.0MPa；8）注浆时，注浆压力逐步升高，达到设计终压2.0MPa时再持续注浆15分钟以上，且进浆量达到20-50L/min以下时，可停止注浆。管棚施工步骤如下：（1）钻孔：管棚的钻孔采用SKD100型地质钻机，为了便于安装钢管，钻头直径采用100mm，钻孔由高孔位向低孔位进行。钻进前对管棚位置进行编号，钻进时先施工奇数孔位，待奇数孔管棚安装、注浆完毕后再进行偶数管棚孔钻进。钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进。钻机开钻时，应低速低压，待成孔15m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。|（2）清空验孔：钻孔完成后，安装管棚钢管前，用地质岩芯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。用高压风从孔底向孔口清理钻渣，并通知监理工程师验收孔深、倾角、外插角。|（3）安装管棚钢管：管棚钢管在专用的管床上加工好丝扣，丝扣不小于15cm，导管四周钻设孔径15mm注浆孔(靠孔口1.5m处的棚管不钻孔)，孔间距15cm，呈梅花型布置，尾部留110cm不钻孔的止浆段，管头焊成圆锥形，便于入孔。棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的Φ100mm孔，然后用装载机在人工配合下顶进钢管。接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。|（4）管棚注浆：装好有孔钢花管、放入钢筋笼，并在管棚尾部固定加工好的止浆阀后即对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。注浆材料为水泥浆液，必要时参速凝剂。采用液压注浆泵将浆液注入管棚钢管内，初压0.5～1.0MPa，终压2MPa，持压15min后停止注浆。注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍，浆液扩散半径不小于0.5m；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。注浆结束后采用M30水泥砂浆填充钢管，以增强管棚强度。（5）验收规定1）导管和管棚安装前工作面应封闭严密、牢固，清理干净，并测出钻设位置后方可施工；2）孔眼深度应大于设计值；3）钻孔的外插角允许偏差0.5%；4）钻孔孔径应比钢管直径大30～40mm；5）注浆浆液必须充满钢管及周围的空隙并密实；6）注浆压力需满足设计图纸要求，初压0.5-1.0MPa，终压2MPa。洞身施工洞身开挖（1）洞身开挖前，地质雷达法对即将开挖段进行地质预报，确认洞身围岩等级与长度，确认开挖断面与支护形式；（2）采用掘进机开挖，由于隧洞属于平洞，洞渣使用渣土车出渣的方式，根据设计要求，不采用爆破方式开挖；（3）由于本项目隧洞最大开挖宽度约4.8m，高5m，属于小断面隧洞，计划V级围岩采用环形开挖预留核心土的方式，Ⅳ级围岩采用全断面开挖；（4）环形开挖预留核心土：V级围岩开挖，循环进尺控制在1m，且不分上下阶梯，即每循环施工整个1榀钢拱架；根据掘进机构造，核心土高度控制在2.5m，且为便于施工，核心土留置长度为1m，核心土面积控制在开挖断面面积的50%；开挖方式（5）Ⅳ级围岩采用全断面开挖，循环进尺控制在2m，开挖后立即进行初期支护；（6）掘进机进洞前应进行整体试运行，运转正常后方可进洞掘进。每天掘进前，应对所有设备和部件进行例行检查和维护；（7）隧洞开挖，洞轴线的水平允许偏差为±100mm，洞底高程允许偏差为±60mm；（8）应对每天开挖后的实际断面尺寸进行跟踪测量，及时进行纠偏；初期支护设计图纸的初支分为两部分，V级围岩采用钢拱架与挂网锚喷混凝土，初支分布在底板、边墙和拱顶；Ⅳ级围岩仅采用挂网锚喷支护，初支分布在边墙和拱顶。初期支护应紧临掌子面，严禁开挖距离过长但不施作支护。（1）V级围岩1）钢拱架为洞外集中加工，允许误差按洞周边轮廓误差不大于3cm，放平后平面翘曲小于2cm，预拼装无误后，运往洞中进行安装，钢拱架纵向间距为1m，若围岩条件过差，可考虑加密钢拱架支撑间距，钢拱架的量按实际量为准；2）钢拱架的架立采用装载机与人工配合，钢拱架连接采用1cm厚钢板双面绑焊的形式连接；3）工字钢弯曲加工时，若需要接长，应先接长再弯曲加工；4）在钢拱架架立完成后进行系统锚杆施工，钢拱架与锚杆和钢筋网片连接成整体；5）喷射混凝土强度等级为C15，厚度20cm；（2）Ⅳ级围岩1）开挖完成后即可进行系统锚杆施工，再进行挂网和喷锚施工；锚杆钻孔采用手风钻，锚杆为Ф25螺纹钢，长度2.5m，间距1.5m，呈梅花状布置；2）锚杆注浆密室，并进行拉拔力检测；3）网片、系统锚杆连接在一起，成为整体；4）喷射混凝土强度等级为C15，厚度1