黄山坡隧洞进洞施工VC段施工作业指导书

中国建筑五局隧道公司重庆至贵阳铁路扩能改造工程站前工程YQZQ-9标段工程黄山坡隧道出口进洞Vc施工作业指导书编制：审核：审批：日期：2013年一、工程概况1.1地理位置及工程范围重庆至贵阳铁路扩能改造工程黄山坡隧道站前工程YQZQ-9标黄山坡隧道位于贵州省遵义市红花岗区新火车客运站。本作业队起讫里程：DK220+602～DK218+690，长1912m。1.2工程地质及水文地质1.2.1地形地貌黄山坡隧道位于遵义市红花岗区新火车站，隧址区属中低山地貌，海拔高度多在840m～1020m之间，出口浅埋段，有季节性裂隙水流，山体坡度30~350。隧道等高线与隧道轴线斜交偏压，隧址覆土为坡残积粉质粘土、红黏土，由灰岩、泥岩、页岩、碳质页岩与煤层等。1.2.2工程地质条件评价非可溶性岩岩段：软硬互层，岩体呈中厚层状~厚层状，裂隙较发育，围岩稳定性较差，隧道掘进时可能产生掉块，垮塌或浅埋处冒顶。可溶岩岩段：硬质岩、硬夹软岩，硬质岩层，岩体呈中厚层状~厚层状，围岩稳定性较好，隧道掘进后较长时间无支护时，可能产生小的掉块，或于浅埋处冒顶。隧道穿越破碎带、可溶岩与非可溶性岩接触带时，其结构面组合将岩体切割成大小不等的块体，围岩稳定性较差，隧道施工中易坍塌，掉块或遇股状涌水。隧道出口为自然边坡，坡角度30~350为顺向坡，地表为残坡积粉质粘土，厚约0~2m，下伏泥岩夹灰岩。2.3、设计概况2.3.1主要技术标准（1）铁路等级：I级。（2）正线数目：双线。（3）设计旅客列车速度：200公里/小时（4）牵引种类：电力。（5）机车类型：客车动车组SS9货车HXD2B。（6）闭塞类型：自动闭塞。2.3.2黄山坡隧道概况黄山坡隧道全长2868m，为单洞双线铁路隧道。隧址位于贵州省遵义市红花岗区境内，进口里程DK217+734；出口里程DK220+602。区内交通条件较好，隧道出口下为迎宾大道。隧道内纵坡为人字坡。本标段Ⅱ级围岩540m占隧道全长28.2%；Ⅲ级围岩长222m，占隧道全长11.5%；Ⅳ级围岩491.225m，占隧道全长25.7%；Ⅴ级围岩660m，占隧道全长34.5%。采用无轨运输，通过高瓦斯区域，施工中加强超前地质预报、瓦斯监测，选用防爆机电设备，加强施工通风。本段平面图本段纵断面图二、进洞施工原则2．1、出口进洞总原则：“爱护围岩、内实外美、重视环境与动态施工”。⑴．爱护围岩就是不损伤或少损伤遗留围岩固有的支护能力，另层意思通过各种技术手段与施工方法，如采用支护技术、加固或预加固技术以及各种辅助施工技术增强围岩的自支护能力等。⑵．内实外美关键是内实，而内实关键做到“四密实”，二次衬砌砼密实、喷砼密实、喷砼与围岩间密实与二衬砼与喷砼之间密实。⑶．重视环境包含两层意思，一是指施工作业内部环境，二是指周边环境影响。⑷．动态施工是根据开挖揭露出来的围岩状态采取对策，是隧道施工的基本原则；动态施工就是围岩在施工中不断变化，其力学状态同样在不断变化；因此，在施工过程中随着围岩不断变化，而施工方法与支护手段适应围岩变化而变化；通过监控量测与揭露地质情况，及时掌握围岩变化，根据相关数据及时调整支护参数与施工方法。2．2出口进洞措施⑴．出口揭露地质均为表层残坡层堆积体红黏土、粉质粘土夹砾石，山体表面植被较好；下伏倾斜泥岩、灰岩、页岩与碳酸岩，节理裂隙发育，层状结构，节理裂隙与层间局部充填黄褐泥，节理裂隙与层间未充填泥岩石表面光滑，左侧上台阶拱脚处岩石层间有渗水，开挖后岩石极易顺层滑落。因此，根据进洞口围岩状况，提高围岩自支护能力，控制围岩松弛、坍塌；主要施工原则是：稳定掌子面、及时封闭和加固地层。⑵．稳定掌子面：正面喷砼和锚杆；超前支护（超前管棚、小导管、掌子面固结注浆等）；留核心土。⑶．及时闭合方法：设仰拱或底部横撑；加固基脚；向底部地层注浆加固；设底部锚杆；改变施工方法。⑷．加固地层：注浆加固；超前支护；地表面加固。上述施工方法根据出口地质状况，及时调整，根据监控量测资料与围岩稳定性与地下水综合选定。三、总体施工方案3．1、工地现状现已开挖到标高868.922m，开挖揭露的地质为倾斜泥岩、灰岩、页岩与碳酸岩，节理裂隙发育，层状结构，节理裂隙与层间局部充填黄褐泥，节理裂隙与层间未充填泥岩石表面光滑，左侧上台阶拱脚处岩石层间有渗水，开挖后岩石极易顺层滑落。明洞预加固桩6#与4#现正在人工手持风镐开挖，5#预加固桩正在做锁口。隧道出口现已完成边仰坡锚喷网支护、截水临时天沟、导向墙、大管棚与注浆等工作，4#与6#预加固桩正在施工；1#~3#预加固桩被朱家坝大桥0#桥台施工占了该位置，0#桥台施工基坑开挖时，已经破坏了原设计洞门基础；因此，中下台阶未达到施工条件，只能作上台阶施工；项目部尽快与设计联系该处变更，预加固桩完成后，好及时进行中下台阶仰拱施工，明洞开挖与洞门的施工，确保施工的连续性。3．2、施工顺序⑴预加固桩施工(同时进行导墙大管棚施工)—→⑵洞门大管棚与超前小导管施工—→⑶洞门第三榀拱架安设、网喷支护—→⑷隧道上台阶开挖、锚网喷支护5m～6m—→⑸中台阶开挖接腿、锚网喷支护10m～15m—→⑹下台阶开挖接腿、锚网喷支护10m～15m—→⑺仰拱开挖接仰拱钢架、网喷支护5m～10m—→⑻仰拱钢筋绑扎砼施工—→⑼仰拱填充砼施工20m～30m—→⑽二衬边顶拱钢筋绑扎砼浇筑。3.3、进洞施工方案进洞边仰坡采用锚喷网支护，左侧预加固桩。暗洞用L=35m间距40cm，φ108大管棚加超前小导管注浆加固，锚喷网支护。采用大拱脚三台阶七步开挖，预留核心土环形开挖法施工。四、围岩支护参数4．1、VC级围岩支护参数⑴．初期支护参数：I20工字钢架，全环，间距0.6m；φ22连接筋，间距1m；拱部（144度范围）φ25中空锚杆L=4.0m,锚杆间距1×1(环×纵)；φ22砂浆锚杆L=4.0m，锚杆间距1×1(环×纵)，7根；拱墙铺φ8钢筋网，网格间距0.2m×0.2m；C25喷射砼，厚度27⑵．仰拱封闭支护根据监控量测数据确定，当围岩收敛值较大，围岩变形不能稳定时，采用仰拱及时封闭成环。⑶．仰拱支护参数：仰拱I20钢架，间距0.6m；φ22连接筋，焊接于钢架内侧翼缘；C25喷射砼，厚度25cm。⑷．超前支护参数：全园采用L=3.0m，φ42超前小导管，小导管搭接不小于1.5m，环向间距40cm，小导管注浆加固岩体。⑸．隧洞进口段预留沉降量30㎝，根据监控量测数据进行调整。(6).大拱脚技术参数详见大拱脚施工细部图。4．2、VC围岩支护参数图五、隧洞开挖5．1、洞身开挖程序⑴．矿山法开挖施工应遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的方针。⑵．管超前：根据本工程地质情况，在掌子面尚未开挖前沿隧洞拱部按设计打入超前管棚和超前小导管是确保围岩稳定、控制地表沉降的关键工序。⑶．严注浆：在浅埋软弱围岩中施工，在未开挖地段进行预注浆加固地层，使松散岩层胶结起来。⑷．短进尺：缩短每一个开挖循环进尺，根据围岩稳定情况控制进尺。V类围岩在0.6范围内，做到开挖和支护时间尽可能短。⑸．强支护：采用径向锚管、挂网、格栅钢架（或型钢钢架）和喷砼等措施进行较强的早期支护。⑹．早封闭：导洞开挖后立即施作初期支护，尽早使初期支护封闭成环，以改善整体受力条件。⑺．勤量测：量测是对施工过程中围岩及支护结构变化情况进行动态跟踪的主要手段，其信息及时反馈给施工、设计部门，以便修改设计参数或采取特殊的施工方法。⑻．洞口：导向墙与大管棚施工完成后，施工超前小导管，采用三台阶七步开挖法预留核心土进行开挖支护。5.2、VC围岩洞身段（大拱脚三台阶七步开挖法）⑴．上台阶（3m～5m）：超前小导管支护（含打环向中空锚杆）→测量放线→留核心环向状开挖→架立钢拱架→喷射砼（27cm）循环3榀拱架超前小导管支护⑵．下台阶两侧底部超前小导管支护，左、右错开开挖，快速接钢拱架，及时喷砼支护，挖中间核心土，接底部钢拱架，喷砼支护成环。左右错开3榀拱架。以此循环往前掘进。工艺流程图施工准备施工准备下半断面初期支护拱部初期支护下半断面开挖（上下断面相隔5m）上半断面开挖下一循环地质预报分析数据必要时更改支护参数测量放线三台阶七步开挖法预留核心土施工步序图5.3、VC围岩爆破⑴．围岩岩性较软弱,岩体较破碎,钻爆开挖一般采用浅眼、密孔、短进尺、多循环的施工方案，根据地质情况，采用正台阶法或三台阶七步开挖施工，施工中严格控制装药量，尽量减少对围岩的扰动，开挖后及时支护。⑵．炮眼深度控制在0.8～1.5m左右，开挖循环进尺控制在1.0～1.5m左右，控制同一段装药量，控制爆破规模以达到控制质点振速的目的。在隧道埋深较深、石质好，能保证安全的情况下，可以将每炮循环进尺控制在2.0m左右，以保证施工工期。每个循环进尺平均1.2m，综合考察各种不利因素，VC类围岩月计划进尺40m。5.4、爆破设计方案：⑴．设计依据：本竖井爆破设计方案依据《岩石爆破新技术》、《露天深孔爆破技术》及同类型工程施工经验进行。⑵．钻孔机具及爆破器材：本爆破采用非电毫秒雷管，梯段微差挤压爆破；炸药采用RF～2#乳胶炸药或2#岩石硝铵炸药。起爆使用电击雷管。钻孔采用人工手持YT28型风钻凿岩机钻眼。⑶．爆破孔网及单耗药量一般爆破的单位孔耗药量q=a×b×k式中：q—单位孔用药量a—装药集中度kg/mb—有效装药深度mk—炸药单系数（一般为0.45kg/m3）六、初期支护施工作业流程6.1、开挖支护⑴、开挖及支护①隧洞Ⅱ类~Ⅳ类岩石采用台阶法施工，V类采用三台阶七步预留核心土开挖法。②施工程序：测量放线→门架式台架就位→手持风钻钻孔及锚杆钻孔→锚杆安设→装药连线→台车退位→起爆→通风排烟→清理危石→出碴。③1#-4#隧道机械化作业流程示意图。.（2）开挖、支护示意图6．2、初期支护⑴．初期支护是防止因围岩失稳造成结构破坏、变形等而影响结构安全和使用的重要手段。由超前小导管+系统锚杆+钢拱架+网喷砼联合组成初期支护体系。⑵．超前小导管和系统锚杆采用手持风动凿岩机钻孔，泵注砂浆；钢架及钢筋网片洞外预制，在开挖作业面人工组装，各节钢架间应以螺栓连接拧紧；喷砼采用潮喷工艺。台阶法初期支护台阶法初期支护示意图工字钢工字钢6．3、初喷围岩Ⅴ级全风化花岗，岩体在地下水浸泡软化下，无自稳能力，开挖后围岩立即初喷砼对岩面封闭；用高压风枪清扫岩面，严禁用水清洗。按施工配合比施工，不得随意改动施工配合比，速凝剂的添加均匀随加随喷；拌好的喷砼料必须2小时之内用完，否则喷砼料清除出场。6．4、测量放线立钢拱架前由测量组准确定出隧道中心线与拱脚的高程，并在立钢拱架的位置测隧道中心线的垂直线，定出钢拱架拱脚的位置，用红油漆在拱脚位置做出明显标识，同时检查上次支护情况，将测量结果向现场支护班做出详细交底，并将交底书报质检工程师。6．5、立拱立拱班根据测量组的交底，安设钢拱架，在两拱脚拉施工线，顶部吊线坠，使线坠与施工线重合。钢拱架间距±10㎝，钢拱架翅曲度2度～3度，拱脚必须立在基岩上。钢拱架在工地加工场内，采用冷弯制作，在平整的场地上，由测量人员放出准确形状、尺寸。按整个隧道轮廓各节拱架进行整体试拼，以检查加工误差是否符合规范要求；并在节点的位置焊连接板，连接板接头处焊缝高度腹板H=9㎜，翼缘H=12㎜作好标记。每榀钢拱架安装前，准确测量定出拱架安装的中线、标高。用纵向连接筋按设计间距将各榀格栅焊接成一体。并要把钢筋网和拱架绑扎或焊接一体。6．6、钢筋网挂设钢筋网应在洞外预制成网片。网片制作采用焊接，但必须保证其牢固性，焊接不得有夹渣、气泡等现象发生；钢筋网制作时，纵、横筋应交错搭接，使同一断面内接头不大于50%，搭接长度必须符合规范要求；钢筋网应与锚杆外露部分牢固的焊在一起，第一层钢筋网应随受喷面起伏铺设，与受喷面间隙控制在3cm6．7、锚杆施工⑴．开挖初喷后尽快安设锚杆。锚杆孔大于锚杆直径3㎝，锚杆与岩面垂直，安装锚杆垫板密贴岩面，并用螺栓固定紧。⑵．钻孔完成后，必须用高压风将孔内杂物吹净；杆体插入锚杆孔时，保持位置居中；锚杆杆体露出岩面长度不大于喷层厚度；采用中空注浆锚杆注浆时，锚固剂封口，封口要密实，待有一定强度后再进行注浆，注浆孔口压力不大于0.4Mpa；注浆主要从两方面验证效果，一是保证规范规定的压力，二是注浆量，并且现场要有试验人员跟班，以确定效果。注浆开始或中途轶超过30分钟时，应用水润滑灌浆罐及管路；采用砂浆锚杆时，锚杆与岩壁之间必须用砂浆填密实。⑶．锚杆插入孔内长度不得小于设计长度的95％，安装后外露长度不宜超过10cm。锚杆安装后不得随意敲击与碰撞，其端部3天内不得悬挂重物。中空注浆锚杆施工工艺框图钻孔钻孔清孔验孔插入锚杆杆体固定锚杆孔口处理注浆注浆准备加工锚杆杆体补孔是否验收安装垫板、螺帽紧固螺帽测量定锚杆孔位注：严格控制浆液配合比，保证注浆质量，锚杆孔尽可能做到砂浆锚杆施工工艺框图测量定锚杆孔位测量定锚杆孔位钻孔清孔验孔注浆插入锚杆杆体固定锚杆孔口处理加工锚杆杆体注浆准备补孔是否验收注：严格控制水灰比，保证注浆质量；超前锚杆外插角控制于4°~6°，相邻两个循环锚杆间的搭接长度要求不小于150cm；系统砂浆锚杆尽可能与岩层面垂直。6．8、复喷砼⑴．喷浆前先要通知质检工程师和监理对上一步工作质量进行检查，保证各部位尺寸达到设计和规范要求，作业质量达到标准。喷浆料事先在拌合站提前准备好，由砼罐车运输至掌子面。喷射前只能采用高压风吹岩面。⑵．喷砼所需的水泥、砂子、水、速凝剂必须经检验合格后方可使用，粗集料：粒径不大于15mm。细集料：中砂或粗砂，细度模数大于2.5，含水率5％～7％。并对风、水、电供给情况及机械运转情况进行检查，确保施工能够边续不断地进行；⑶．必须严格按照试验室出具的配合比进行计量，尤其是速凝剂的掺入量，做到掺量准确，添加均匀。⑷．喷射砼应分段、分片按由下向上的顺序进行，以避免污染未喷砼地段，岩面个别地方出现的较大超挖时，应首先予以找平，可先用短钢架或钢筋网折叠进行回填，然后予以回喷密实，不得用其它杂物回填，保证不留空洞。⑸．喷射中发现松动岩石或遮挡喷射砼的物体时，应及时清除。⑹．喷嘴与岩面的角度，一般保持垂直。但在边墙施工时，宜将喷嘴略向下俯10°左右，使混凝土束喷射在较厚的混凝土顶端，可略减少回弹量；喷射距离原则上以能看清喷射情况、料束集中、回弹量小为宜，控制在0.6～1.2m之间。⑺．喷射时喷嘴料束应呈旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按“S”形进行，转动半径为15cm。每次移动长度根据爆破长度而定。喷射纵向第二行时，要从第一行的起点处开始，行与行之间的搭接2～3cm，料束旋转要匀速。⑻．喷砼作业必须喷至设计厚度，可根据锚杆外露长度作为标记。如无外露锚杆时，在岩面上固定一些铁钉作为标记。。如果喷层较厚，则应分两次或多次进行喷射，间隔时间不得小于20分钟，保证喷射砼的平整度，其凸凹量不超过5cm，且钢筋保护层不小于2cm。⑼．喷砼必须紧跟掌子面，下次爆破距喷砼完成时间的间隔不得少于4小时；喷射砼终凝2小时后，应喷水养护，养护时间不少于7天，防止喷砼层开裂。潮喷砼施工工艺框图细骨料细骨料粗骨料水泥搅拌机粉状速凝剂压缩空气喷射机喷头水⑽．下一环由质检工程师对本环的喷射砼质量进行检查，如未达到要求，则下一环必须进行补喷处理，否则将根据情况予以从重处罚。6．9、机具设备的交接清理⑴．凡是下个班不用或已经不能正常使用的机具设备(包括各种管路)要全部放置到规定位置或送去检修，并要做好交接。⑵．每班喷浆完后都要对机械进行检查保养，湿喷机用完后要彻底清洗干净，把相应的管路设备等放置到规定位置，如须检修清理干净后及时通知修理人员进行检修，保证下一班能正常使用。七、超前支护施工工艺7．1、超前注浆小导管⑴．超前小导管外插角控制在5°～10°范围，方向与线路中线平行。⑵．喷砼封闭岩面。⑶．测量放样：按设计位置、尺寸及数量,在掌子面上准确画出本循环需施设的小导管孔位。⑷．钻孔：采用风钻钻孔。⑸．钢管加工及施工:将前端加工成尖锥状,除尾部1.0m不钻孔,导管尾部采用φ6钢筋箍紧，管壁四周钻压浆孔。孔径为10mm，间距15cm，梅花型布置。⑹．插入及孔口密封处理：钢管由专用顶头顶进，孔口用胶泥麻筋堵塞严密，钢管尾端外露与钢拱焊接在一起。⑺．小导管注浆：采用注浆机注浆,注浆压力为0.8Mpa左右，注浆结束后,封堵管口,以防浆液倒流管外。7.2、超前小导管纵横断面图八各工序质量检查表各工序质量检查表：序号项目质量标准一开挖1开挖面中线高程符合施工技术交底及设计要求2超欠挖欠挖当围岩完整、石质坚硬岩石个别突出侵入衬砌＜5cm拱脚和墙脚1m以内断面严禁欠挖围岩类别V超挖拱部线性10cm边墙10cm仰拱5cm（找平层）3开挖作业安全减少对围岩挠动，开挖面及未衬砌段随时检查，险情及时处理。开挖不得危及衬砌、初期支护及施工设备安全4钻眼要求钻孔时控制眼孔深度、角度、间距及位置掏心眼偏差5cm周边眼偏差5cm孔底不能超过过开挖轮廓线15cm5加深探测孔探孔深度＞循环进尺3m以上，深度允许偏差5cm6每循环进尺0.6m～1.2m7预留变形量30cm（根据量测数据调整）二初期支护1工字钢架（I20b)钢架间距60cm，正负10cm（10榀钢架距离必须符合设计要求）。拱脚下不能有浮碴，垫实；连接板、连接钢筋、锁脚锚杆连接牢固。钢架翘曲度＜30，拱脚1m内严禁欠挖，局部侵入二衬＜5cm，钢架必须在同一断面内。2φ8钢筋网（20cmX20cm)紧贴岩面，平顺直，连接牢固，搭接1～2个网格。网格间距偏差＜2cm3φ22连接钢筋钢筋间距1m,八字形焊接，搭接长度23cm，焊接牢固。4φ25中空注浆锚杆(拱部）与φ22边墙砂浆锚杆锚杆间距1mX1m，L=4m,眼孔深度比锚杆深10cm,眼孔＞φ32，径向布置，注浆压力0.5～１MPa。锚杆上垫板（垫板15cm*15cm*16mm钢板)，并用螺栓上紧，锚杆头1～2天内不能悬挂重物。5φ22锁脚锚杆锚杆间距1mX1m，L=4m,眼孔深度比锚杆深10cm,眼孔＞φ32，向下150～300，砂浆必须饱满，1～2天内不能悬挂重物。锚杆与钢架焊接牢固6喷砼喷砼与岩面密贴，不能有空洞或其它杂物，受喷面用高压风高压水冲去浮碴，如果岩石为全风化岩或膨胀性岩石时，采用高压风吹净受喷面浮碴。喷嘴垂直受喷面，与受喷面0.8m～1.2m,风压控制在2.5公斤，分层螺旋形或“S”形喷射。水量根据喷嘴处砼量随时进行调整，以不出现干斑或流淌为宜。拱部每层不能＞7cm，边墙每层不能＞10cm,分层喷砼，砼达到初凝后才能进行第二层喷砼，外层钢筋保护层不＜2cm。喷砼表面必须平顺直。喷砼完成后4小时内严禁放炮作业，洞内湿度不够时，洒水养护。回弹量拱部控制25%，边墙控制在10%，边墙与拱部平均控制在15%。九、质量保证措施9．1、加强创优的宣传教育，增强全员的质量意识。各级领导高度重视工程创优，牢固树立“百年大计、质量第一”的思想，开展质量教育，加强全体施工人员“以质创优，以优取胜”的观念，在施工生产中严格执行保证质量的各项规定、规范和标准。9．2、建立健全质量保证体系，成立以项目经理为组长，项目总工程师和项目副队长为副组长的创优管理小组，确保创优规划在施工现场的贯彻执行。9．3、针对本工程的特点，制定各项工程的创优措施，使各部施工人员明确创优目标。在施工过程中进行自检、互检和交接检，接受监理工程师的监督。9．4、建立定期和不定期的施工质量检查制度，根据工程进展情况，按《验标》要求及时进行分项、分部和单位工程的检查评定。制定奖罚措施，做到质量体系严谨、责任明确、层层把关、奖罚分明，杜绝质量事故的发生。9．5、对购进的钢材、水泥等大批材料，逐批进行抽样检查，严格控制其质量。9．6、认真贯彻实施“质量管理和质量保证”系列标准，深化全面质量管理，有计划、有步骤、有目标地执行ISO2002准，提高企业整体素质，使工程质量管理和工程质量整体水平不断稳步提高。9．7、严格按试验规程制定切实可行的质量检查程序，使生产过程质量和产品质量处于受控状态，定期对各种试验仪器、计量器具和测量仪器进行检测，确保仪器精度，加强测试和检测手段，严格执行“三检制”，对检测不合格的工程坚持返工重做。9．8、制定创优计划，明确分项、分部工程质量目标。在编制本标段实施性施工组织设计的同时，编制创优计划。在创优计划中明确分项、分部及单位工程的创优负责人和质量目标。9．9、建立完善质量奖惩机制。9．10、搞好技术培训，加强科技攻