高速公路隧道专项施工方案

高速公路隧道专项施工方案西井隧道专项施工方案1、工程概况1.1地理位置西井隧道隧址位于山西省黎城县西井镇南山村，设计速度为80km/h，左线全长800米（ZK48+960～ZK49+760），其中：削竹式洞门10m，明洞8米；右线全长826米（YK48+950～YK49+776）,其中：削竹式洞门10m，明洞8米。西井隧道设计为一座标准间距分离式隧道，隧道进口线间距26.2米，出口线间距18.1米。最大埋深左线57米，右线55米。隧道左线平面线形依次为R-1400，A-550，R-∞；隧道右线平面线形依次为R-1350，A-530，R-∞。隧道左线纵坡为2%、-0.6%人字坡，右线纵坡为2%单向坡。1.2隧道地形、地质条件⑴、气象隧址区山西省东南部，地处太行山中南部及太行山主峰西侧，属温带大陆性气候，四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷，昼夜温差较大，年平均气温10.3°C。最冷月份在一月，最低气温-22°C；日平均降水量为54.7mm，最大降水量为126.8mm；最大冻土深度为104cm。无霜期110～180天。⑵、水文地质条件隧址区水文地质条件比较简单，无常年性地表水，降水稀少而集中，蒸发量大，多以地表水排走，很少补给地下水。隧址区地下水受地形地貌、地层岩性、地质构造、气象、水文等多种因素控制。主要为孔隙潜水及基岩裂隙水，水量一般较小，地下水主要靠大气降水补给，地表、地下水经流排泄条件较好，地下水水量贫乏，对隧道施工的影响较小。但雨季施工时，可能有少量的基岩裂隙水渗入。⑶、工程地质条件隧道洞口段及左线ZK49+050～ZK49+100、右线YK49+050～YK49+120洞身段，主要为强风化及中风化片麻岩组成，受区域断层F3的影响，岩体完整性差，呈碎裂状结构，节理裂隙发育，岩体破碎，自稳性较差。左线ZK49+100～ZK49+760、右线YK49+120～YK49+776洞身段，围岩主要为卵石及黄土组成，结构松散，成洞困难，Ⅳ级围岩占全隧的7.4%，Ⅴ级围岩占全隧的92.6%。隧道围岩划分见表1.2.1表1.2.1西井隧道围岩分级表编号隧道名称起讫桩号围岩级别长度（m）ⅤⅣⅢ1西井隧道左线ZK48+958～ZK49+05092ZK49+050～ZK49+10050ZK49+100～ZK49+7606602西井隧道右线YK48+949～YK49+050101YK49+050～YK49+12070YK49+120～YK49+776656占总长度的百分比（%）92.67.41.3技术标准公路等级：双向四车道高速公路；隧道设计行车速度：80Km/h隧道建筑限界：单洞净宽：0.75+0.5+3.75×2+0.75+0.75=10.25m隧道净高：5.0m隧道行人横洞净空：净宽2.0m，净高2.5m1.4工程特点西井隧道是本标段的控制性工程，具有以下特点：（1）受区域断层F3的影响，岩体完整性差，呈碎裂状结构，节理很发育，岩体破碎，自稳性较差。（2）左线ZK49+100～ZK49+760、右线YK49+120～YK49+776洞身段，围岩主要是卵石及黄土组成，结构松散，埋深较浅，成洞困难，Ⅴ级围岩占全隧的92.6%。1.5工程难点（1）地质超前预报，围岩监控量测，贯通控制测量技术。（2）地质灾害预防与处理技术。（3）环境保护和水土保持技术。2、施工部署2.1劳务队编制及劳务队任务划分⑴、为确保主体工程按期、优质、安全完成，根据工程总工期的要求，结合工程量情况，项目部计划在西井隧道左权方向（即：进口段）安排两个施工班组，以及机运队、砼拌合站、综合施工队，分别负责左右洞向大里程方向施工。⑵、劳务队任务划分表2.1.1各队劳力及任务划分表序号施工队伍劳力人数施工任务划分1机运队12负责隧道出碴任务2隧道一队155负责隧道左洞掘进初支施工3隧道二队155负责隧道右洞掘进初支施工4综合施工队45负责防水系统、沟槽、二衬、路面施工5砼拌和站20负责隧道砼拌和、运输2.2机械设备配置西井隧道作为ZL3标段重点工程和控制性工程，因而在机械设备的配置上，我部已调配进场足够数量的、先进的机械设备，以保证在复杂地质条件下优质、高效、安全地完成西井隧道施工任务，确保左权至黎城高速公路按时通车。表2.2.1机械设备配置表序号机械名称规格型号额定功率（kw）或容量（m3）或吨位（t）单位数量(台)1凿岩机YT-28Ф34～42台302风镐台103空压机22m3/min台54空压机10m3/min台15挖掘机现代210台26侧卸式装载机柳工50台47开挖简易台车台28轴流通风机SDF(C)-NO112×110kw台29衬砌台车9m台210人行横洞台车6m台111防水板台车台212喷涂台车台213砼喷射机TK7007m3/h台814注浆泵KBY-50/7011kw台315发电机250GF250kw台216变压器S9-10001000KVA台117变压器S9-200200KVA台118电焊机500台1219制弯机台120钢筋切割机台221出渣车20部622强制式搅拌机750L套323砼运输车6m3部624砼输送泵60m3/h台225管棚机台42.3工期安排⑴、计划开工日期为2013年4月10日，竣工日期为2014年11月10日，总工期17个月。具体工期安排，见表2.3.1：表2.3.1西井隧道施工进度表隧道名称正洞开挖衬砌及水沟电缆槽路面及装饰备注左洞(800m)2013.4.10~2014.8.102013.6.10~2014.9.102014.8.10~2014.11.10右洞(826m)2013.4.10~2014.8.102013.6.10~2014.9.102014.8.10~2014.11.103、总体施工方案西井隧道除明洞段采用明挖法施工外，其余均按照新奥法原理组织施工。软弱围岩地段坚持“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的施工原则。在施工中积极推广应用国内外隧道施工新技术、新工艺，投入大型机械设备，形成挖、装、运、锚、衬等多条机械化作业线。Ⅳ级围岩采用三台阶七步开挖法施工。Ⅴ级围岩采用CRD法施工。隧道开挖采用单向掘进，分为左、右线两个工作面。掘进采用YT-28凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统、毫秒微差起爆。出碴为无轨运输，挖掘机扒碴，装载机装碴，自卸汽车运输；软弱破碎围岩采用预裂爆破或人工配合机械开挖，以达到控制超挖和减少对围岩的扰动及破坏；初期支护紧跟开挖面及时施作；仰拱及时跟进掌子面；施工通风采用压入式通风，二次衬砌砼采用全断面液压钢模衬砌台车机械化施工，砼全部在自动计量拌合站集中生产，砼输送车运输。以量测资料为基础及时修正支护参数，使支护参数与地层相适应并充分发挥围岩的自承能力，围岩与支护体系达到最佳受力状态，并在施工中进行信息化动态管理。4、施工方法及技术措施4.1洞口施工在洞口排水系统施工完毕后，分台阶机械开挖洞口段。根据洞口及明洞段不同土质设置合理的边坡开挖坡率，从上至下分层依次分段开挖，边坡防护紧跟；进口开挖到明洞与暗洞交界处后，施作超前管棚支护，提前加固开挖轮廓周边岩体，为暗洞开挖提供预支护。然后采用三台阶七步开挖法进洞。洞门在进洞施工正常后，在洞口二衬施工完成后及早施工，施工工序图见图4-1-1。主便道修至洞口截水沟的开挖和修筑施工场地平整修建洞口临时生产设主便道修至洞口截水沟的开挖和修筑施工场地平整修建洞口临时生产设施洞口及明洞土石方开挖边、仰坡防护洞门排水沟的修筑边坡修整明洞及洞门施工明洞回填洞门装饰挖至路基设计高程图4-1-1洞口施工程序框图1、洞顶截水沟施工在进行洞口及明洞施工前，应先将边、仰坡顶处的截水沟施工好，防止地表水对边坡的冲刷、侵泡、造成边坡坍塌等现象，影响进洞施工。截水沟采用人工开挖。天沟线型应圆顺，排水顺畅并与自然沟谷或路基排水系统顺接，截水沟的砌筑采用M7.5浆砌片石错缝座浆砌筑，采用10#砂浆勾缝。2、洞口段施工(1)洞口、明洞开挖开挖前先对设计单位的控制桩进行复核，然后按设计边坡线对边仰坡进行放样，明洞采用明挖法施工，采用挖掘机分段、分层开挖，必要时辅以微震动控制爆破开挖，人工配合挖掘机刷边仰坡，分段长度3～5m，分层高度1～2m。装载机配合挖掘机进行装碴作业，自卸汽车运输弃碴；开挖完成后及时进行喷锚作业，封闭岩面。隧道洞口工程临时边坡高度不超过20m，设两级边坡，临时坡面采用喷锚网防护，基坑开挖顺做，喷锚网防护逆做。临时边坡开挖根据岩土体风化程度不同，分别采取1：0.5和1：0.15的边坡坡率。（2）仰、边坡加固洞口段围岩稳定性差，必须进行处理后，再进行下部明洞及洞门的开挖。拟采用以下方法施工：由顶部向下分层、分段刷坡，锚喷支护，分层高度不大于2米，分段长度不大于10米，确保上层锚喷支护稳定后，才能进行下层土方开挖。土方由挖掘机开挖，人工修整边坡。坡面支护参数与洞口边仰坡支护参数相同即：采用Φ22砂浆锚杆边坡防护，锚杆间距为1.2×1.2m，长度为3.5m，喷射混凝土厚度为10cm，钢筋网为φ6钢筋，网格为20×20cm。在土方开挖及坡面锚喷支护施工完成，确保施工安全后方可进行洞口、明洞土石方施工及边仰坡锚喷支护施工。砂浆锚杆施工工序是：先钻孔→吹净孔内砂土、碎石→注浆管灌普通水泥砂浆→垂直插入锚杆体→孔口固定锚杆。（３）施工技术措施①施工过程中经常检查断面，及时施作锚喷支护以策安全。②施工过程中加强对山坡稳定情况的观测和监测、检查，坡顶设置观测断面，埋设观测点，定时观测，发现问题及时采取措施。③洞门开挖前，必须对滑坡体进行加固处理，且保证土体稳定后方可进行。④开挖时做到预留保护层，以减少对岩体的扰动。⑤设置安全警示标志、保护栏，避免飞石伤人。3、明洞施工（1）施工方法明洞衬砌在仰拱填充完成后，由洞内向洞口方向先仰拱后拱墙的顺序施工。明洞衬砌均采用模板台车作内模，组合钢模作外模，拱墙衬砌混凝土由自动拌合站生产，罐车运输，泵送入模一次性灌注，插入式配合附着式振捣器振捣。洞口衬砌与隧道洞门整体灌筑后进行洞顶回填施工明洞回填采用两侧对称法，由人工分层夯实，每层厚度不得大于0.3m，回填至拱顶齐平后，立即分层满铺填筑至要求高度，机械回填应待拱圈砼强度达到设计强度且由人工夯实填至拱顶1m后方可进行。拱背回填按设计要求做好洞顶铺砌层，应与边仰坡搭接良好。（2）施工技术措施①经常检查洞口边、仰坡稳定性，根据量测结果及时采取措施进行防护，确保施工安全。②严格自动计量拌合站质量控制，保证砼的生产质量符合设计要求。砼质量的关键在于计量准确，所以在生产前和生产中经常检查调试计量部分和自动控制部分，使其处于正常范围。③模板台车要加工精确，安装就位准确，锁定牢固。④混凝土要分层灌注分层振捣，振捣时要掌握好时间，基本无气泡冒出，把气体完全排出，振捣棒做到快插慢拨，振捣后将砼表面浮浆去掉，保证混凝土无麻面。⑤防水层严格按设计规范施工，止水带安装固定牢靠，使之与暗洞有效连接。⑥拱背回填时间严格按规范执行，回填每层厚度、压实度符合规范要求。⑦严格执行砂浆配合比，片石材质符合设计要求，确保浆砌质量。4.2洞身开挖施工方法及施工要点西井隧道，IV级围岩采用三台阶七步开挖法。洞身开挖采用风动凿岩机钻孔，塑料导爆管微差毫秒雷管起爆，光面爆破施工。V级围岩采用CRD法施工。1、进洞施工1）设计要求洞口第一环超前支护采用大管棚施工，洞口段套拱纵向设置长度为2m,厚60cm，套拱内预埋Φ127×4导向钢管；管棚采用Φ108壁厚6mm的无缝钢管，每根长40m；大管棚环向间距中至中50cm。2）施工方法:（1）施工准备①沿明暗洞交界里程，从上到下逐层开挖，开挖至拱顶下1m后预留核心土做为工作平台，必要时辅以脚手架搭设施工作业平台，平台必须牢固，稳定；防止钻进时钻机摆动、倾斜等而影响钻孔质量。②用全站仪精确放线、测出各大管棚孔眼位置，并进行Φ127导向管钻孔，长度2m。（2）套拱施工：①安装套拱钢拱架，钢架间距50cm，Φ127导向管入孔2m，部分焊接在拱架上，纵向采用Φ22钢筋连接，环向间距为1.0m，并焊接与钢架翼缘内侧；施工时应考虑预留变形量确保隧道开挖断面；安装好后，喷射C20早强混凝土，密闭坡面钻孔部位，避免注浆过程中产生漏浆现象。②重新核实导向管位置及方向，经现场监理工程师检查合格后，安装拱架模板，浇筑套拱混凝土。③在安装好的导向管处进行编号，编号为1#、2#～33#。（3）钻孔先施工单号钢管，从1#开始施工。①钻机就位：钻机距工作面距离一般以不小于2m为宜，钻机摆设钻杆方向应与导向管方向一致，以确保钻孔准确性。②钻孔从拱顶中央部位开钻，依次向两侧先施工奇数孔位，后施工偶数孔位。钻孔施工开始速度不宜过快，在钻进30cm后转入正常速度。当第一节钻杆进入岩层尾部剩余20~30cm时停止钻进，用两把管钳人工卡紧钻杆，但不应卡丝口，钻机低速反转，脱开钻杆，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端装好连接套，钻机低速把第二根钻杆送第一根钻杆尾部，方向对准后把两杆钻杆接成一体。换接钻杆时应检查其是否弯曲，连接丝口有无损伤，中心水孔是否畅通等，不合要求的应及时更换。1919③根据地质情况选择不同的钻头，当遇坚硬孤石不能钻进时，采用冲击钻头，把岩石击碎，用高压风将石屑吹出，为普通软岩或土质时可采用合金钻头进行钻进。④钻进过程中岩土对管壁的阻力较大，在钻孔过程中前段开孔可采用φ125mm钻头，后段根据钻进需要使用φ110mm钻头钻孔，以便钢管容易顶入。⑤在钻进过程中常遇到一些特殊情况，如遇到不能钻进，难以成孔等，应分析原因，是软岩土时，土层不能成孔或塌孔时，采用预注浆加固办法或采用加长岩心管的办法。⑥钻进过程中地质情况判断：根据钻孔的速度、施钻压力表等情况判断所钻孔管段的地质情况，并及时作好施工记录，为开挖施工提供参考。（4）清孔钻孔完成后，经过扫孔并退出钻杆，立即进行清孔。清孔采用φ40mm的钢管，焊接成长度大于钻孔深度的长管，同高压风管连接，边将钢管顶入孔内，边用高压风将孔内的碎石和泥土吹出，直至孔底为止。这样反复几次，直至清理干净为止。孔深要大于管长0.5m以上。（5）安装管棚钢管在钢筋棚进行加工、加工时按单、双号进行编号，单号的钢管为有孔钢管，采用6m×6+4m连接，编号为双号的钢管为无孔钢管，采用4m+6m×6连接。保证相临钢管接头错开不小于1米，钢管端头应做成为30cm的车丝扣。①施工单号管棚，每钻完一孔便顶进一根钢管。②安装钢管时先用人工顶进，人工不易顶进时采用钻机顶进，顶进困难时用锤击钢管或用卡钳转动钢管，以取得较好的顶进效果。③钢管顶进如遇故障，顶不进时，查清原因，有的须重新扫孔后再将钢顶进。④单号管棚顶进完成后，用棉丝和塑料腻子封闭导向管与管棚钢管间空隙填塞长度不少于20cm，后用快硬水泥砂浆抹死孔口空隙，填塞深度5cm。进行注浆。⑤施工双号钢管棚，按第②⑤步方法进行，施工并验证单号钢管注浆质量，发现有不密实的问题，及时在双号钢管中注浆填实处理。（6）管棚注浆①水泥浆水灰比为1:1,注浆压力：初压0.5-1.0MPa，终压2.0MPa。②注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数。③当注浆压力逐渐升高、达到设计终压力并继续注浆10min以上，或者进浆量一般为20-30L/min时，即可完成注浆。3）超前大管棚施工顺序和工艺（1）施工顺序洞口上半断面开挖→测量定位→施作套拱和套管→搭设作业平台→钻孔→扫孔→安装管棚→管棚注浆（2）管棚施工工艺框图见下图所示。准备工作，施作导向墙，制作钢花管钻孔准备工作，施作导向墙，制作钢花管钻孔清孔顶进钢管棚清孔结束注浆管路检查注浆拌浆压力、流量达到要求是否注：管棚支护包括封面、布孔、钻孔安管、注浆四道工序。封面：注浆前喷射砼封闭掌子面，防止漏浆。布孔：按设计图纸，将注浆管孔位正确测放在工作面上。钻孔安管：管棚采用钻机将钢管分节套钻进，管棚要尽可能水平钻进。最后注入水泥浆，并封端。2、三台阶七部开挖法施工三台阶七部开挖法施工使用于本合同段隧道IV级围岩。在开挖过程中，分三个台阶七个开挖面，以前后七个不同的位置相互交错同时开挖，然后分部支护，形成支护整体，缩小作业循环时间。三台阶七部开挖法循环时间见表4.2.1、4.2.2。Ⅳ级围岩分部开挖法掘进循环时间图表4.2.1.工序时间min循环时间（min）60120180240300360420480540600超前地质预报30测量放样及围岩量测30超前支护60导坑开挖出碴150导坑支护120说明：超前地质预报、超前支护为摊销时间；上导、下导、左、右侧各工作面里程不同，平行作业，循环时间只计列其中一个占用时间较大的工作。Ⅴ级围岩分部开挖法掘进循环时间图表4.2.2工序时间min循环时间（min）60120180240300360420480540600超前地质预报30测量放样及围岩量测30超前支护90导坑开挖出碴150导坑支护150说明：超前地质预报、超前支护为摊销时间；上导、下导、左、右侧各工作面里程不同，平行作业，循环时间只计列其中一个占用时间较大的工作。施工要点：①施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”的施工原则，紧凑施工工序，精心组织。②做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，妥善处理好陷穴、裂缝。③台阶长度控制在3~5m，及时施作初期支护，配合锁脚锚杆封闭成环，初期支护钢架背后严禁出现空洞。④施工中若发现围岩有失稳现象，应及时用喷射砼封闭，加设锚杆、架立钢支撑等加强支护。⑤应及早施作仰拱和二次衬砌，防止隧道边墙向内位移。图4-2-1三台阶七部开挖法施工顺序拱部超前支护施工准备超前地质预报测量放线上部弧形导坑开挖支护左右侧中台阶错位开挖支护左右侧下台阶错位开挖支护核心土开挖拱部超前支护施工准备超前地质预报测量放线上部弧形导坑开挖支护左右侧中台阶错位开挖支护左右侧下台阶错位开挖支护核心土开挖底板开挖初支封闭下循环施工监控量测加强支护调整开挖参数4.3钻爆设计4.3.1一般规定⑴、开挖轮廓形状和断面尺寸应符合设计要求，尽量减小开挖轮廓线的放样误差，应采用隧道激光断面仪等确定开挖轮廓线和炮眼位置。⑵、通过爆破试验，选择合理的钻爆参数，并根据地质条件的变化和对振动波的监测，不断优化钻爆参数，实现光面爆破，把对围岩、支护及衬砌的扰动减到最低程度。⑶、隧道开挖断面应以二次衬砌设计轮廓线为基准，考虑预留变形量、测量贯通误差和施工误差等因素适当放大，并应满足下列要求：①预留变形量应符合设计规定，或根据围岩级别、隧道宽度、埋置深度、施工方法和支护情况等条件，采用工程类比法确定。②测量贯通误差应符合现行交通部《公路隧道勘测规程》（JTJ064-98）中的规定。③施工中应根据量测结果进行分析，及时调整预留变形量（设计Ⅳ级7cm，Ⅴ级10cm）。爆破作业时，所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点；在有可能发生涌水、突发地段应加强开挖工作面与洞内后部工作点的联系。安全地点至爆破工作面的距离，在独头坑道内不应小于200m，当采用全断面开挖时，应根据爆破方法与装药量计算确定安全距离。隧道开挖中所使用爆破器材的运输、贮存、检验、再加工、使用和退库、销毁应符合国家有关法律、法规和现行国家标准《爆破安全规程》（GB6722）的规定。4.3.2钻爆设计根据本隧道洞身围岩的特点，Ⅳ、Ⅴ级围岩一般采用控制爆破，减轻对围岩的震动破坏，采用微震控制爆破技术。总体设计思想是拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，核心采用控制爆破。严格控制超、欠挖，尽量减小围岩扰动。根据围岩情况，台阶长度满足机具正常作业要求，每次开挖进尺根据围岩情况而定。开挖主要采用光面水压爆破掘进作业，严格控制超欠挖，尽量减小围岩扰动。施工中根据光面爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，达到最优爆破效果，开挖后及时完成初期支护。光面爆破施工工艺见图4-3-1。测定围岩参数测定围岩参数爆破参数预设计试爆破确定爆破参数爆破效果评判结合围岩具体特征调整参数调整爆破参数不理想钻爆作业理想图4-3-1光面爆破施工工艺流程图⑴、爆破特点及要求水压光面爆破即采用与光面爆破相同的设计、药量计算、起爆方法和起爆技术，仅在装药结构、孔口封堵环节有所区别：爆破机理：向炮眼中一定位置注入一定量的水，炮口用专业设备加工成的炮泥填塞。由于炮眼中有水，在水中传播的冲击波对水不可压缩，爆炸能量无损失地经过水传递到炮眼周边围岩中，这种无能量损失的力波十分有利于岩体破碎，此外，还会产生“水楔”效，更有利于岩体破碎，同时水又会大大降低粉尘对环境的污染。测定围岩参数爆破参数预设计测定围岩参数爆破参数预设计试爆破确定爆破参数爆破效果评判结合围岩具体特征调整参数调整爆破参数不理想钻爆作业理想⑵、钻爆设计原则根据工程地质及现场施工条件，按照全断面法轮廓控制爆破设计。在炮眼深度3.3～3.5m不变的情况下，采用理论计算法、工程类比法与现场试爆相结合，确定各部位炮眼钻爆参数、注水长度与封口炮泥之比，分配各个炮眼装药量及装药结构，通过合理布孔、控制装药量和起爆爆炸力、起爆顺序等，得到设计要求的开挖轮廓面，从而减少超欠挖，减轻对围岩的破坏作用，达到爆后壁面圆顺、平整，缩短排查清除危岩的时间。同时节省炸药，控制单循环进尺在3.0m及以上，确保施工安全和加快施工进度，同时又能提高工程质量和降低成本。⑶、钻爆设计①、周边眼间距E、最小抵抗线W周边眼间距E是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素，借助于经验公式E＝Ki×d，一般情况下E=(8～12)d（d为炮眼直径）；抵抗线W＝（1.0～1.5）E。本设计炮眼间距E为500mm，炮眼直径D为35mm，满足对E、W值的要求，施工过程根据爆破效果和具体岩层适当调整。②、周边眼每米装药长度L、装药集中度qI：L=2m2.8[δ]c/(V0×ρ0)1.4—L1.4满足条件：每米装药长度L的精度达到0.005m即可m——不耦合系数m＝D/d＝35/25＝1.4ρ0——炸药密度，采用2＃岩石炸药，ρ0＝0.95g/cm3[δ]c——岩石抗压强度，弱风化灰岩，[δ]c＝140MPa=1400Kg/cm3V0——标准状态下，每克炸药生成气体的体积，查表取8000cm3/gⅡ：q＝（πd2/4）ρ0•L＝π×3.22/4×0.95×0.0261＝0.2Kg/m由于采用全断面一次爆破，符合2＃岩石炸药对装药集中度q值的经验值范围。③、炮眼数量N的确定炮眼数量计算根据下列公式计算：N=S0/E+CS=34.4/0.5+1.4×82.89=185(个)S0——开挖面周长（m）E——周边眼间距（m）C——掏槽眼和扩大眼系数，中硬岩取1.4（m）S——开挖隧道断面积（m2）实践证明，该公式求得炮眼数量偏小，N取值在160～190个。④、每循环装药量QQ=q•Vq——单位岩石炸药用量，由修正的普氏公式q=1.1K0(f/S)0.5计算求得q=1.1Kg/m3由于采用水压爆破，从而减少了炸药用量，通过现场实际爆破效果做对比分析结果节省炸药，q在此取0.9-1.2kg/m3为宜。V——单循环爆破岩石体积（m3）按此公式计算，Q=259.8Kg⑷、各炮眼药量分配围绕水压爆破关键技术，遵循药包对殉爆距离的要求，通过多个循环爆破效果对比分析，优化炮眼中上部注水长度与炮泥回填堵塞长度的最佳比例后，对各部位炮眼进行药量分配，掏槽眼及底眼采用大直径药卷，连续装药；辅助眼及内圈眼采用大直径药卷，连续装药，其装药量按照递减的原则进行分配；周边眼采用小直径药卷。⑸、水袋安装往炮眼中注水的方法采取普通塑料袋灌注水工艺，即利用自动灌水、自动封口的水袋封口机现场加工水袋，长度20cm/个，调整封口温度，以130～150℃为宜，要求水袋封口后不泄不漏、灌填饱满。⑹、炮眼堵塞每个作业面配1台炮泥机，现场加工炮泥，最小堵塞长度不小于30cm，要求堵塞密实，不能有空隙或间断。⑺、爆破器材炸药：采用2＃岩石销铵炸药，周边眼采用φ25mm小药卷，其它采用20cm长，直径φ32mm标准药卷，每卷0.15Kg炸药。雷管：孔外采用火雷管引爆，连接件及孔内均采用非电毫秒雷管（1、3、5、7、9、11、13、15、17、19段），共10种段别。导爆索：周边眼采用导爆索不耦合装药。⑻、装药结构掏槽眼和底眼连续装药。周边眼采用间隔不耦合装药结构，炮泥封口，装药结构见图4-3-2。图4-3-2爆破装药结构示意图⑼、装药连线网路装药时，每2人一组，分片按照钻爆设计图确定的装药量自上而下进行装药，起爆网路采用复式联结网路，每一簇即“一把握”，导爆管在自由端15cm以上处，安装2个引爆雷管，各簇导爆管在自由端10cm以上处安装2个引爆雷管，各联结均采用黑胶布包扎，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数相同；网路连接好后，要有专人负责检查。⑽、炮眼布置原则①、掏槽炮眼布置在开挖断面的中部采用直眼掏槽，炮眼方向在岩层层理或节理明显时，不得与其平行，呈一定角度并尽量与其垂直。②、周边炮眼沿设计开挖轮廓线布置，以保证爆出的断面符合设计要求。③、辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆下的石渣块度适合装渣的需要。④、周边眼与辅助眼的眼底在同一垂直面上，以保证开挖面平整，但掏槽炮眼加深10-20cm。⑤、炮眼布置数量视隧道开挖断面的大小和围岩情况而定。⑾、钻眼钻眼作业应符合下列要求：①、炮眼的深度和斜率应符合钻爆设计。②、当采用手持凿岩机钻眼时，掏槽眼眼口间距和眼底间距的允许误差为±5cm；辅助眼眼口间距允许误差为±10cm；周边眼眼口位置允许误差为±5cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。③、当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度及装药量，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。④、钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，对不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药。⑤、采用手持凿岩机凿眼，当凿眼高度超过2.5m时应配备与开挖断面相适应的作业台架进行凿眼；钻孔作业应定人定岗，尤其是左右侧周边眼司钻工不宜变动。⑥、当采用凿岩台车开挖时,对钻眼的要求,可根据台车的构造性能结合实际情况另行规定。⑿、控制要点①、采用光面爆破技术和微震控制爆破技术，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞碴粒径以利于挖堀装载机装碴。②、隧道开挖每个循环都要进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm。并采用激光准直仪来控制开挖方向。③、钻眼必须按设计指定的位置进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低5cm，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制在3～4°以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深20cm。④、装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时专人分好段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。每眼装药后用炮泥堵塞。⑤、起爆采用复式网络、非电起爆系统，联接时，每组控制在12根以内；联接雷管使用相同的段别，且使用低段别的雷管。雷管联接好后有专人检查，检查雷管的连接质量及是否有漏联的雷管，检查无误后起爆。⑥、开挖中注意观察石质的变化情况及爆破效果，及时调整钻爆设计。⑦、控制隧道底超欠挖，保证底面平顺。保持临时排水系统畅通，防止积水浸泡围岩。⒀、光面爆破技术措施为了取得理想的爆破效果，施工时，必须严格按照下列措施进行操作：严密组织：光爆钻孔时，应由专人统一指挥协调，认真实行定人、定位、定机、定标准、定数量的岗位责任制。测量定位：先由测量班在掌子面测出炮孔位置，并用十字线标定，钻孔过程中严格控制炮眼方向。掏槽：全断面开挖时采用大直径中空直眼掏槽，台阶法开挖时采用复式楔形掏槽。掏槽眼炮孔超钻200～300mm，并加强装药。钻孔：分区按顺序钻孔，刷帮压顶钻孔时，固定技术熟练的司机施钻，提高钻孔的速度和准确性。开口时慢慢推进，特别是要控制好周边炮眼的钻孔精度和外插角，达到定位准确，开挖轮廓平顺，炮孔末端齐整的要求。清孔验孔：钻完一孔后及时进行清孔验孔，炮眼检查的标准为:“准、直、平、齐”；炮眼深度符合设计要求，各炮眼相互平行，孔底要落在同一平面上。炮眼验收合格后，清除孔内的碴粉，准备装药；对不合格的炮孔要坚持重钻。装药联线：选用低爆速、低猛度、传爆性好、威力大的炸药，并与岩石的波阻抗相匹配的炸药。各类炮眼采用合理的装药系数，周边眼选用小直径药卷不耦合装药，事先将药卷按照设计间距固定在小竹片上，然后轻轻地送入孔内；掘进炮眼连续装药，掏槽眼药量要加强。炮孔采用机制炮泥堵塞，炮孔最小堵塞长度不得小于200mm，联线应确保内圈眼的爆破效果和周边眼同时或分段起爆。爆破网络检查：装药联线完成后要对整个爆破网络进行全面检查，在确认整个网络无误后方可起爆。不断优化爆破设计：每次钻爆完成后，技术人员与爆破人员一起检验爆破效果，主要检验石碴块度是否均匀、周边眼炮痕保留情况、炮眼利用率等，根据爆破效果及围岩实际情况，调整钻爆参数，以求取得更好光爆效果。Ⅳ级围岩光爆开挖炮眼布置见图4-3-4。图4-3-4Ⅳ级围岩光爆开挖炮眼布置图图4-3-4Ⅳ级围岩光爆开挖炮眼布置图Ⅴ级围岩采用微振动爆破技术以台阶方式钻爆掘进。采用气腿凿岩机钻孔。为减小爆破对围岩的扰动，上部采用斜眼掏槽法，具体见图4-3-5。图4-3-5Ⅴ级围岩上半断面钻爆设计图图4-3-5Ⅴ级围岩上半断面钻爆设计图4.4超前支护西井隧道超前支护主要为φ42超前小导管支护及φ22砂浆锚杆支护和φ25超前自进式注浆锚杆支护，⑴超前小导管支护在开挖面画出开挖轮廓线，在轮廓线外，标出小导管的各个孔位。然后采用风动凿岩机按照设计外插角打孔，成孔后打入已加工好的小导管，并编号、孔口安装止浆塞。注浆材料采用水泥砂浆，水泥浆的水灰比为1:1，注浆终压为0.5～1.0Mpa。注浆时，按照小导管编号的奇偶数由下而上间隔注浆。以达到设计注浆压力或设计浆液数量作为终孔的标准。在小导管注浆施工前需进行压浆试验，以取得适合现场情况的注浆参数。①钢花管制作选用节长4.0m规格的钢管，加工成钢花管，即在管壁四周钻φ6mm的压浆孔，端部留1.0m不钻孔，钢管头均加工成锥形，以防管头顶弯或劈裂。②施工步骤设置中线和水平控制点，画出开挖廓线。用红油漆标出钻孔位，调试钻机位置。施作小导管：用YT-28型风动钻机钻孔，钻进过程中随时测定钢管的偏斜度。注浆时将孔位编号，奇、偶数间隔注浆，以隧道中线为分界，从下至上为顺序。施工准备钻孔施工准备钻孔清孔安装小导管工作面封闭联结管路压水试验系统检查注浆效果检查结束管路泄露工作面泄露补孔小导管制作管路紧固工作面复喷不满足 满足 图4-4-1超前小导管预注浆施工工艺框图⑵超前自进式注浆锚杆支护自进式注浆钻进锚杆是将钻进，注浆，锚固功能合而为一的锚杆，能够保证在复杂地层条件下的锚固效果，具有可靠，高效，简便的特点。(1)钻杆及锚杆合而为一，在风化岩，碎岩层，卵石层等不需套管护壁，即能形成锚孔，保证锚固与注浆效果。(2)高效能的注浆，充填裂隙，固结岩体和土层，控制地下水，具有良好的注浆扩散半径及可靠的锚固质量。(3)连续的螺纹使注浆钻进锚杆比光滑的钢管具有更强的粘结阻力。1.施工方法1.1施工准备用人工或机械将要施工的场地平整好，以便潜孔钻能行驶、进出及操作。一般要修一条潜孔钻机行驶便道，便道要求宽3m左右，坡度控制在30%，而施工场地需4m×5m。根据需要搭设工作平台或搭设脚手架，以便操作。将各种风管和水管接好，保持各种管路畅通，空压机司机和注浆手及潜孔钻司机到位，空压机、潜孔钻机、注浆泵、搅拌机试机无故障，备好各种料具。1.2钻孔空压机启动后，开启潜孔钻机，根据地形及地质情况，调整好潜孔钻机的钻进角度（50～100）。在潜孔钻在套上专用的纤尾套，将锚杆与纤尾套连接牢固，并在第一节锚杆的前端套上钻头。并根据地质情况确定锚杆的长度，以现场拼接锚杆。当一节锚杆钻进后，在前一节锚杆的尾部套上带有人工涂抹润滑剂的连接套后再连接好后一节锚杆，每根锚杆钻进长度4m。1.3注浆通过快速注浆接头将锚杆尾端注浆泵相连，启动搅拌机，人力将水泥和其他外加剂材料按配合比配制好，输入到搅拌中进行加水搅拌。搅拌均匀后，输入压浆泵，压浆时要保持压浆高压管顺直。压浆完毕后，立即安装好止浆塞，再进行锚固，将拱形垫板套在锚杆外露部分，与地表或岩层密贴，在垫板外上好球形螺母。2.施工工艺流程平整场地连接风水管线安注浆接头、止浆塞启动空压机、潜孔钻机钻孔平整场地连接风水管线安注浆接头、止浆塞启动空压机、潜孔钻机钻孔注浆封口3.质量控制要点3.1各种管路要顺直、通畅。3.2根据岩层情况和气温确定锚杆钻头的形式（十字钻头或一字钻头）。3.3钻孔时一定要将锚杆外露10cm，便于安装垫板和螺母使锚杆更好地发挥锚固作用，外露长度切不可过长或过短。3.4锚杆环向间距为40cm。3.5注浆程度根据注浆饱满且压力达到设计和规范要求。3.6安装止浆塞时，应将其安装在锚孔内离孔口25cm处，特殊情况如注浆压力较大或围岩太破碎，也可用锚固剂封孔。6.安全及环保措施6.1安全及措施：钻机行驶的道路一定要能保证钻机的安全。无论是钻头，还是连接套、纤尾套、注浆接头都应使用润滑剂。自行加工的纤尾套一定要注意其刚度和强度，否则容易发生脆断。要经常检查各种风管路是否完好，尤其是高压软管，一旦破裂，容易伤害事故。6.2机械安全：注意各种机械的启动和开、关顺序，专机专人，尽量使用操作熟练的人员操作机械设备，以免造成不必要的机械和人身伤害事故。6.3环保及措施：钻孔和注浆时由于尘土太大，所有施工人员都必须戴专用防尘口罩；钻孔和注浆时，切不可将剩余水泥浆任意倾倒，以免造成环境污染。作业面要定期进行洒水，降低空气中粉尘含量，当使用手持气腿式风钻施工时，尽量采用湿钻，而不采用干钻。4.5初期支护为充分发挥围岩的自身承载力，在隧道开挖后，针对不同的围岩类别，及时按设计施做锚喷或锚、网喷初期支护。本合同段喷射混凝土采用湿喷工艺，初期支护采用D25砂浆锚杆、φ42注浆小导管、φ22药卷锚杆、钢筋网、型钢钢架、格栅钢架、C20喷射混凝土；Ⅴ级围岩浅埋段采用18工字钢架，0.6m/榀；Ⅴ级围岩卵石段采用20b工字钢架，0.6m/榀；Ⅳ级围岩浅埋段采用φ22钢格栅拱架，1.0m/榀；各种钢支撑以大拱脚法设置，以增大受力面积，加强支护效果。⑴、中空注浆锚杆①、施工工艺标出锚杆位置钻杆孔钻进检查锚杆检查锚杆、安装止浆塞和垫板标出锚杆位置钻杆孔钻进检查锚杆检查锚杆、安装止浆塞和垫板注浆封口清洗整理制备水泥砂浆备料②、锚杆的安装A、采用YT-28凿岩机钻进至设计深度后，用高压风吹孔，然后将带有锚头的中空锚杆插入孔内，锚杆外露孔口长度以10cm～15cm为宜。B、安装止浆塞、垫板和螺母。C、用专用注浆接头把锚杆尾端同注浆机连接。③、锚杆的注浆采用锚杆专用注浆器。A、检查锚杆专用注浆器及其零件是否齐备和正常，有关泵的操作程序应遵守注浆器操作手册。B、检查水泥和砂的粒径、比例、温度等是否符合规定，通常用筛子控制它们的粒径，推荐砂的粒径为1.0mm，水泥与砂的比例为1:0～1:1。C、用水或风检查锚孔是否畅通，孔口返水或风即可。D、调节水流量计使砂浆水灰比至设计值为止，并记下流量计刻度，从泵出口出来的砂浆，必须要均匀，不能有断续不均现象。E、开动泵注浆，整个过程应连续灌注，不停顿，必须一次完成，观察到浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值，即可停泵。若注浆过程中，出现堵管现象，应及时清理锚杆、注浆软管及泵。F、当完成一根锚杆的注浆后，应迅速卸下注浆软管与锚杆的接头，清洗并安装至另一根锚杆，然后注浆；若停泵时间较长，在对下根锚杆注浆前应放掉前段不均匀的灰浆，以免堵孔。注意：整个注浆过程中，操作人员应配合密切，动作迅速。G、注浆过程中，应及时清洗接头，保证注浆过程的连续性。H、完成整个注浆后，应及时清洗及保养泵。I、在灰浆达到初始设计强度后，方可上紧垫板及螺母。注浆作业循环见表4.5.1。作业循环时间表表4.5.1序号工序名称时间(min)备注1钻进锚杆孔1202注水泥砂浆603合计180⑵、砂浆锚杆施工砂浆锚杆施工工艺流程见图4-5-2。制作水泥砂浆孔眼布置钻孔检查情况(作记录)灌注安装锚杆堵塞孔口结束钢筋调直除锈制作水泥砂浆孔眼布置钻孔检查情况(作记录)灌注安装锚杆堵塞孔口结束钢筋调直除锈制作锚杆②施工方法钻孔采用YT-28凿岩机；施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，锚杆要除去油污、铁锈和杂质。初喷砼施工完毕后，先用YT-28凿岩机按设计要求钻凿锚杆孔眼，达到标准后，用高压风清除孔内岩屑，然后将杆体插入孔内，进行注浆，并将锚杆与钢筋网焊为整体。③、施工中要点A、锚杆孔位与孔深必须精确，与设计及规范要求相符；B、杆体在使用前必须除去油污和铁锈，以保证锚杆施工质量。⑶、喷射砼在开挖后，应先初喷砼4cm封闭围岩，以缩短围岩暴露时间，控制围岩变形，防止围岩在短期内松驰剥落。在锚杆、挂网、钢架支撑安设完成后复喷砼到设计厚度。喷料在砼拌和站搅拌，砼搅拌输送车运输到喷射作业点。①施工工序流程图喷射砼施工工序流程图见图4-5-3。施工准备隧道开挖施工准备隧道开挖施喷面清理喷射料装运砼初喷砼复喷效果检查监控量测结束设计配合比调整配合比厚度不足强度不足调整设计满足不稳定稳定图4-5-3喷射砼施工工序流程图②施工要点A、确定合理的水胶比、用水量、胶凝材料用量以及砂率，保证和易性和早期强度。B、分段分片自下而上顺序喷射，一次喷射厚度拱部不得超过10cm，边墙不得超过15cm，喷嘴与岩面保持垂直，距受喷面0.8～1.2m。C、喷射压力宜控制在0.15～0.2MPa，砼喷射终凝2h后，应进行湿润养护，养护时间不得少于14天。D、喷射作业人员应带防尘口罩、防护帽、防护眼镜、防尘面具等防护用具，作业人员应避免在直接接触碱性液体速凝剂，不慎接触后应立即用清水冲洗，喷射砼作业完成后应及时对机具进行清洗。E、喷射砼表面应平整、无空鼓、裂缝、松酥，并用喷射砼对基面进行找平处理，平整度用2m靠尺检查，表面平整度允许偏差满足验标相关要求。⑷、钢筋网安设钢筋网片按设计的钢筋规格及网格尺寸在洞外钢筋加工场加工成形，在加工前，必须对钢筋进行校直、除锈及油污等，确保施工质量，在网片堆放和运输中必须平放或立放，以确保网片不变形。钢筋网在系统锚杆施作后挂设，在挂设时，网片根据初喷砼面的实际起伏铺设，确保钢筋网与被支护岩面密贴。钢筋网连接处及钢筋网与锚杆点焊在一起，使钢筋网在喷射砼时不易晃动。施工工艺见图4-5-4。下一循环施工准备钢筋除锈网片制作挂网焊联喷混凝土挂网工艺流程框图锚杆钢筋网钢筋网围岩面网片示意图图4-5-4挂设钢筋网片施工工艺下一循环施工准备钢筋除锈网片制作挂网焊联喷混凝土挂网工艺流程框图锚杆钢筋网钢筋网围岩面网片示意图⑸、工字钢架施工西井隧道Ⅴ级围岩浅埋段采用18工字钢架，0.6m/榀；Ⅴ级围岩卵石段采用20b工字钢架，0.6m/榀；Ⅳ级围岩浅埋段采用φ22钢格栅拱架，1.0m/榀，①现场制作加工。A、工字钢架应按设计要求预先在洞外结构件厂加工成型。先将加工场地用C15混凝土硬化，按设计放出加工大样。B、工字钢架放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割的加工余量。冷弯成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。C、工字钢架加工后进行试拼，允许误差：I、沿隧道周边轮廓误差不应大于3cm；Ⅱ、工字钢架和格栅钢架按照施工要求分片拼装。各单元用螺栓连接。螺栓孔眼中心间误差不超过±0.5cm；Ⅲ、工字钢架和格栅钢架平放时，平面翘曲应小于±2cm。②、工字钢架和格栅钢架架设工艺要求：A、为保证工字钢架和格栅钢架置于稳固的地基上，施工中在基脚部位预留0.15～0.2m原地基；架立时挖槽就位，软弱地段在基脚处设槽钢以增加基底承载力。B、工字钢架和格栅钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2O，任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。C、工字钢架和格栅钢架按设计位置安设，在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙应设骑马垫块，钢架与围岩（或垫块）接触间距不应大于50mm。D、为增强工字钢架和格栅钢架的整体稳定性，将工字钢架与格栅钢架与锚杆焊接在一起。并设置Ф22cm的纵向连接钢筋，环向间距1.0m设置。E、工字钢架和格栅钢架加工后必须进行试拼检查，架立位置准确，安装后利用锁脚锚杆定位。F、工字钢架和格栅钢架架立后尽快喷混凝土作业，将其全部覆盖，使工字钢架（格栅钢架）与喷射混凝土共同受力，喷射混凝土分层进行，每层厚度5～6cm左右，先从拱脚或墙脚处向上喷射，以防止上部喷射料虚掩拱脚不密实，造成强度不够，拱脚失稳。③、钢架施工工序流程图钢架施工工序流程图见图4-5-5。施工准备隧道开挖初喷砼施工准备隧道开挖初喷砼断面检查架立钢架位置检查锁脚锚杆焊接纵向连接筋铺设钢筋网喷射砼结束洞外拼装、运输调整满足不满足图4-5-5钢架施工工序流程图4.6仰拱及填充在喷锚支护后仰拱应及时施工。仰拱施工采用仰拱大模板，由中心向两侧对称进行，仰拱与边墙衔接处捣固密实。仰拱施做后，应进行隧底填充施工。仰拱施工时，分左右幅交替施做，以利出碴车辆通行。仰拱施工工艺流程图见图4-6-1。设槽形挡头模测设槽形挡头模测量设置安装仰拱、隧底钢筋开挖清浮碴检查灌筑砼捣固抽排水接缝处理、安装止水带混凝土生产、运输养护图4-6-1仰拱施工工艺流程4.7防排水施工防排水设计采用“以防、排、截、堵结合”因地制宜，综合治理的原则，使隧道建成后达到洞内基本干燥的要求，施工时按设计及规范要求做好防水板，无纺布，橡胶止水带以及各类水管的施工。⑴、洞口及地表排水在洞口平台陡坡相连处设置截水沟，洞顶截水沟沿坡顶外侧5米修建，将地面径流通过天沟引入自然沟谷排走，防止排水冲刷边坡和破坏环境。明洞在回填施工前，先用水泥砂浆找平后按设计沿衬砌外侧断面施做外贴式防水层，并在明洞衬砌基础两侧设置纵向排水管与横向排水管相连，将明洞衬砌背后水引入隧道侧向盲沟排走；在明洞回填施工完成后，在顶部及仰坡外侧设置完善的排水系统，使地表水能顺利排出洞口进入边沟。⑵、洞身防排水在隧道边墙开挖到位后，按设计在初期支护墙脚外侧纵向设Φ100HDPE打孔波纹管，通过Φ100HDPE横向波纹管将渗水导入仰拱下中心水沟后排出洞外，在二次模筑砼衬砌施工前，利用防水板铺设台车提前紧贴初期支护,全断面铺设EVA型防水板，在衬砌台车就位后，按设计环向每10m埋设一根Φ50HDPE环向排水管，将防水板堵截水流排入中心水沟中。在施工时，纵向集水管与横向排水管采用三通管连接，具体见4-7-1结构防排水施工工序流程图。施工准备喷射砼缓冲层铺设基面检查施工准备喷射砼缓冲层铺设基面检查纵环向盲管铺设防水板悬挂焊接机焊接焊缝检查模板台车就位止水带固定浇筑砼养护结束渗漏水检查平整度处理无钉铺设补焊①防水板铺设防水板接缝采用热风双焊缝施工工艺。检查处理好岩面。喷射混凝土表面不得有锚杆头或钢筋断头外露，以防刺破防水板；对凹凸不平部位修凿喷补，使混凝土表面平顺；防水板铺挂从拱顶开始，由上而下进行，每排间有足够的松弛长度，不能拉得太紧，以免在进行二次衬砌时造成防水破裂。见图4-7-2。图4-7-2防水板安装示意图②环向盲沟隧道环向设φ50HDPE单壁波纹管，墙脚纵向设φ100HDPE单壁波纹管，与环向盲沟、横沟三通连接。③橡胶止水条A、根据衬砌形式自制拼装式钢模挡头板，同时将钢模根据安装顺序编号。B、台车就位后，按钢模编号安装钢模挡头板，同时将橡胶止水条沿隧道环向夹在挡头板中间或用钢筋类夹紧止水条，两块挡头板用U形卡固定。C、预留一半橡胶止水带浇筑在下一循环砼衬砌中。结构防排水施工工序见图4-3-12。⑶、施工要点①基面处理：围岩渗漏水采用引排措施，清除表面外漏钢管及钢筋头，用水泥砂浆抹平，初期支护。②排水盲管：纵环向排水盲管采用三通连接，用锚钉和防水板窄条固定在岩面上，锚固间距50cm，防止扭曲移位。③无纺布铺设：用塑料焊圈射钉固定，拱部间距0.5~0.8m，边墙间距0.8~1.0m，呈梅花型排列。④防水板铺设：防水板应超前二衬一个模板台车长度铺设，采用环向从拱部向两侧边墙展铺，按1.1~1.15留松弛量，用热和器使防水板融化与塑料垫圈粘接牢固。⑤防水板焊接：防水板接缝采用自动爬行式热和机热熔焊接成双焊缝，焊接前将接缝处擦洗干净，搭接宽度15cm，避免漏焊、假焊、烤焦、焊穿现象，现场配备灭火装置，并对防水板临时覆盖保护，焊接完按规定采用充气检查，绑扎钢筋和立模时避免损坏防水板，浇筑砼时采用挡板防止冲击防水板。4.8衬砌混凝土施工⑴、二次衬砌施工采用自行式全断面液压钢模板衬砌台车进行衬砌施工。砼在拌和站拌制，砼搅拌输送车运输，砼输送泵泵送入模作业，插入式振捣器振捣密实。所有衬砌作业均采用砼输送泵作业。砼自衬砌台车窗口灌入，由下向上，对称分层，先墙后拱灌筑。混凝土自模板窗口灌入，由下向上，对称分层灌筑，倾落自由高度不超过2.0m。插入式振动棒捣固，必须符合下列规定：①每一振点的捣固延续时间，应使混凝土表面呈现浮浆和不再沉落。②振动棒的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍。③捣动棒与模板的距离不大于其作用半径的0.5倍，并避免碰撞钢筋、模板、预埋件等。④振动棒插入下层混凝土内的深度不小于5cm。在砼浇筑过程中，观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，当发现有变形、移位时，及时采取措施进行处理，因意外砼灌筑作业受阻不得超过2个小时，否则按接缝处理。砼灌筑后，强度达到2.5MPa时，方可拆模，并进行养护。砼达到设计强度后及时按设计要求进行拱顶防水压浆工作，施工工艺见二次衬砌施工工艺及框图。隧道模筑衬砌混凝土灌注采用全断面液压钢模衬砌台车，一次施工长度12m。混凝土采用集中拌和，混凝土输送泵泵送灌注，附着式振捣器振捣，钢筋混凝土衬砌灌注前做好钢筋的布设工作，钢筋角隅要加强振捣。两次衬砌间工作缝及沉降缝等做好止水条(带)的安设工作。灌注前按图纸规定预留沟、槽、管洞或预埋构件，二次衬砌砼施工工艺框图见图4-8-1。监控量测确定施作混凝土衬砌施工准备1.中线水平放样检查2.铺设衬砌台车轨道砼拌和监控量测确定施作混凝土衬砌施工准备1.中线水平放样检查2.铺设衬砌台车轨道砼拌和台车移位台车移位台车定位1.水平定位立模2.拱部中心线定位立模3.边墙模板净空定位混凝土运输台车定位1.水平定位立模2.拱部中心线定位立模3.边墙模板净空定位混凝土运输1.拱墙模板固定成型2.清理基层，涂脱模剂混凝土泵送安设防排水材料隐蔽检查1.自检2.监理工程师检查1.拱墙模板固定成型2.清理基层，涂脱模剂混凝土泵送安设防排水材料隐蔽检查1.自检2.监理工程师检查检查不合格灌注混凝土灌注混凝土脱模、台车退出养护图4-8-1二次衬砌砼施工工艺框图脱模、台车退出养护⑵、施工要点①钢筋表面必须除锈和油渍，采用砼垫块，模板固定支撑牢靠，浇筑砼前应涂刷脱模剂，清理干净内部杂物。②衬砌砼搅拌时间不应低于2min，振捣时间宜为10~30s，振捣优先使用插入式振捣器，可用附著式振捣器配合，避免漏振、欠振、超振。③二衬砼应连续灌注，边墙应分层浇筑砼。④砼泵送的塌落度不宜大，以避免离析或泌水，若塌落度损失后不能满足施工要求，应加入原水灰比的水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌。⑤衬砌台车表面每次脱模后应进行清洗。⑥砼养护不少于14天。4.9洞内附属工程施工⑴、水泥混凝土路面隧道洞内路面工程结构为：10cm沥青混凝土+28㎝厚（左线为26cm厚）混凝土面板+15㎝厚水泥混凝土；人行横通道：15cm厚水泥混凝土+10cm厚水泥混凝土整平层。路面混凝土由拌和站集中拌制，混凝土搅拌运输车运送，辊轴式摊铺机摊铺，排式插入振捣机振捣，三辊轴式振动梁整平。水泥混凝土路面施工工序为：测量放样→立模板和安设钢筋(拉杆和传力杆)→摊铺混凝土→振捣混凝土→提浆、刮平→养护→拆模→路面锯缝→填缝→养护→验交。⑵、水沟、电缆槽沟槽施工，待拱墙砼衬砌施工一段距离后进行，模板采用定型钢模板，人工浇捣。所有的盖板铺设应平稳，连续平顺，无晃动或吊空，边缘整齐，两端与沟壁的缝隙应用砂浆填平。⑶、附属洞室、预埋件隧道内监控、消防设备等洞室的开挖应与洞身同时进行。洞室衬砌采用钢桁架配组合钢模板，在浇筑隧道洞身二衬砼前，布设钢筋和预埋件后与洞身二衬砼一次浇筑完成。对隧道内的各种预埋(留)管件，施工时按图纸所示的位置准确设置。管件预埋施工前，仔细检查核对其名称、规格，在确认无误后方可进行施工。在浇筑洞身二衬砼时应采取措施确保预埋管件牢固不移动，砼不得进入预埋管内；浇筑砼以及拆模时均不得对预埋管造成损坏。4.10不良地质段隧道施工方案西井隧道根据设计提供的地质资料受区域断层F3的影响、岩体完整性差，呈碎裂状结构，节理很发育，岩体破碎，自稳性较差。左线ZK49+100～ZK49+760、右线YK49+120～YK49+776洞身段，围岩主要是卵石及黄土组成，结构松散，成洞困难，因此在施工全过程中，经常观察地层与地质条件的变化，及时根据超前地质预报分析结果制定施工方法、防范措施及对策，勤检查支护与衬砌的受力状态，及时排险，防止突然事故发生。5、洞内施工排水西井隧道左线进口施工为2%、-0.6%的人坡施工，右线2%单向上坡施工，隧道的涌水和施工产生的各种废水，如果不及时地排出洞外，必将影响隧道的正常施工。施工掌子面积水采用移动式潜水泵抽至就近泵站或临时集水坑内，其余已施工地段出水经临时集水坑自然汇集到泵站水池内，由工作泵将水经管路抽排出洞外。泵站水仓容量按设计用水量，并考虑施工和清淤方便综合确定，临时集水坑按照汇水段水量大小定。工作水泵按照使用1台，备用1台进行考虑，排水管路采用φ100mm钢管。抽水设备安装过（欠）压保护、过载保护、过流保护、缺相保护、电机过热保护、缺水保护等自我显示及故障报警系统，与值班室联网，实现供水设备自动控制和信息化管理。施工排水的要点及注意事项：⑴、施工前，根据设计文件和调查资料，确定可能出现地下水的情况及涌水量，选择排水方案。施工中，应对隧道的出水部位、水量大小、补给情况，变化规律，水质成分等做好观测试验，并不断完善排水措施。⑵、配备足够的备用抽水机，排水管路根据距离、坡度、水量、设备情况进行合理布置。⑶、开挖中洞内大面积渗漏时，要采用钻孔方法将水集中汇流引入排水沟。⑷、在最前的开挖面上应布置超前钻孔，并应有防涌水的安全措施。⑸、大量的承压涌水和有长期补给来源的地下水，如已查明水源方向，宜先挖泄水洞截流排水，松散破碎地层中涌水，可采用减少水压，以降低地下水。⑹、注意排水的环境保护，对排出的水进行分析检查，如含有有害物质应进行无公害处理，处理完毕再排入水沟，决不污染当地水源。⑺、要建立专门的施工排水管理机构，负责操作、维护和管理施工排水系统。6隧道通风方案6.1主洞施工通风：采用左右洞独立压入式通风；6.1.1通风机选型及通风系统布置：采用压入式通风。采用变极多速型通风机SDF（C）-NO12.5型压入式通风，风管直径1.m,左右洞各布置1台。通风机布置在洞口，将新鲜空气压入洞内，见图6-1-1压入式通风示意图。⑴风量计算①根据同一时间，洞内工作人员数计算风量：Q=k×m×qn（m3/min）式中：k风量备用系数，采用1.1；m同时在洞内工作人数，取60人；qn每一工作人员所需新鲜空气（m3/min），取3m3/min。则：Q=1.1×60×3=198（m3/min）②按洞内同一时间爆破使用炸药用量计算风量：Q=2.25/t*[G(AL)2ψb/p2]1/3(风管压入式通风公式)式中：Q工作面风量m3/mint通风时间取30minG一次爆破的炸药总量KgA隧道断面积取平均94.5m2L巷道全长或临界长度mψ淋水系数在此取0.3b炸药爆炸时有害气体的生成量,岩层中取40P风筒漏风系数计算：G=3.0×94.5×1.3=368.6(Kg)，PVC增强维纶布风管百米漏风率P100正常情况下为2(%),则计算:P=1/[1-(L/100)*P100]式中L为通风长度，第一段最长为500（正洞）=500mP=1/[1-(500/100)*0.02]=1.11，计算:临界长度L=0.1K’Gb/Ac=500K’G/A式中K’紊流扩散系数，K’取0.8；(或查表)c巷道内允许的CO浓度，取0.008（%）；其它同上。L=500*0.8*368.6/94.5=1560m则：Q压=2.25/t*[G(AL)2ψb/p2]1/3=2.25/30*[368.6*(94.5*500)2*0.3*40/1.112]1/3=1501m3/min③按最小风速检验风量：Q≥V最小×S最大V最小保证坑道内稳定风流要求，全断面开挖时风速不得小于0.15m/sS最大坑道最大断面积（m2），取94.5m2则：Q≥0.15×60×94.5=850.5（m3/min）④按洞内内燃机械设备的同时使用所需要的风量进行计算：nQ=K*Σ(Ni*Wi)iK功率通风系数，取2.9(m3/minHp)n柴油设备总数，取掌子面同时工作的挖掘机2台，装载机1台，运碴汽车2台Ni各台柴油设备的额定功率，挖掘机197kw,装载机功率235kw，运碴汽车功率155KwWi各台柴油机设备工作时柴油机利用率系数，装载机、运碴汽车、内燃机车均取0.65则：Q=2.9*(2*197+1*235+2*155)*0.65=1770(m3/min)从以上计算结果，取所需最大风量值Q=1770(m3/min)⑤漏风计算按照上述各种公式计算风量，均未考虑漏风而损失的风量，故洞内实际所需总风量Q需应为Q需=PQ（m3/min）式中P——漏风系数；Q——计算风量（m3/min）。则：通风机所需提供的风量Q风机=QP=1770×1.11=1964.7(m3/h)⑵风压计算为了保证把足够的风量送到工作面，并在风口保持一定的风速，就要求通风机具有一定的风压，使其克服沿途的所有阻力，系统风压的计算式及结果见表6.1.1。通风机应具备的风压为：H机≥H总阻H总阻=H动压+H静压H静压=H摩阻+H局阻系统风压的计算式及结果表6.1.1计算式参数数值动压Hd=(ρ/2)*V2ρ空气密度1.16kg/m3V末端管口风速4.1m/s动压9.7Pa摩擦阻力Hf=6.5×а×L×Q2×9.81/d5а管道摩擦系数0.000275L通风距离500mQ风机风量33.08m3/sd风管直径1.3m摩擦阻力2584.0Pa局部阻力Hj=0.1Hf258.4Pa静压Hs=Hj+Hf2842.4Pa系统风压H=Hs+Hd2852.1Pa图6-1-1压入式通风示意图6.3施工通风控制标准根据中华人民共和国行业标准—《公路隧道施工技术规范》（JTJF60-2009）第13.0.1款规定及参照有关其他行业标准，对隧道内施工作业环境应符合卫生标准。6.4改善施工通风所采取的技术途径6.4.1合理布局⑴为避免排出的回风流再次吸入形成部分循环风，出风口设在距洞口30米以外。⑵为防止干扰流水作业中其它并行工序的作业，通风管悬挂在洞壁拱腰。⑶风管口到掌子面的距离应在有效射程以内，既可保证通风效果，又能避免因爆破损坏风管。⑷洞内通风管线布置图见图6-4-1。6.4.2防漏降阻⑴选择优质材料的风管隧道洞口高压风区选用长丝涤沦纤维作基布，压延PV塑料复合而成的增强塑胶布所做的风管，其表面光洁度高，流动磨擦阻力系数小，且有防水、抗燃、抗静电性能，自然老化时间为8年，可以用缝纫法加工，也可用热塑法或高频焊加工。⑵加大风管节长风管管节加长，可以减少接头个数，减少接头漏风量和接头局部阻力，也可节省加工费用。⑶改革风管加工工艺靠近工作面的风管采用混织胶布，用401型强力胶手工粘接，洞口段选用增强塑胶布，采用电热塑机加工，整条风管上没有一个针眼，其防漏性与钢制风管无异。⑷改进风管联接形式风管接头采用高强树脂拉链接口。图6-4-1洞内通风管线布置图6.5通风注意事项⑴、通风管靠近工作面的距离：压入式通风管的出风口距工作面宜大于20m。⑵、当有两个以上的通风系统相互交错，同时通风时，在横通道部位布置风门，防止新鲜风与污风的混流。⑶、通风机装有保险装置，发生故障时能自动停机。⑷、通风系统定期测通风的风量、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。⑸、如通风设备出现事故或洞内通风受阻，所有人员撤离现场，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。⑥、设立风水电作业工班，作业人员实行通风排烟值班。7隧道控制测量方案7.1洞外平面控制测量⑴、设备配置本隧道配备美国天宝公司生产的GPS一套和日本拓普康全站仪1台，由施工经验丰富责任心强的测量工程师负责，具体实施控制和放线工作。⑵、测量控制网布设从设计单位接到桩橛后，我们立即进行线路控制桩和高程基点复测，确定准确无误后，进行控制桩加密，并编号绘制示意图。为了加快测量速度与精度，采用GPS（美国天宝公司Trimble5800）卫星定位系统进行整体布网。BDAC①BDAC为保证隧道贯通精度，施工测量在同一控制网下准确进行各选取四个控制点，组成如右图所示的基本大地四边形网，用于控制隧道进、出口段施工。利用GPS联测隧道进、出口点，组成GPS测量布网方案。⑶、GPS测量数据处理方案①、坐标系选择：采用独立坐标系。②、平差方法：在西安（1980）坐标系下进行三维无约束整体平差，评定GPS网的精度；在西安（1980）坐标系下进行两维自由网约束平差，并将所得坐标转化为施工区域独立坐标系中的独立坐标。7.2洞内控制测量⑴洞内采用双导线法布设控制测量网，在施工中经常对水准点、控制桩复测，洞内与洞外测量结果闭合。洞内平面控制拟采用主控网、基本网和施工导线三级控制；洞内高程控制拟采用高精度数字水准仪实施三等精密几何水准控制。⑵施工测量洞内施工导线测量和施工测量，均采用无棱镜激光全站仪，以加快测量进度。自基本控制网点，向洞内布置边长约为50～80m长的单支导线，控制洞内开挖和衬砌施工。⑶洞外高程控制测量采用精密水准仪实施二等精密几何水准控制。7.3围岩量测围岩量测采用美国天宝公司生产的GPS一套和日本拓普康全站仪（含断面测量软件）、DNA03电子精密水准仪等进行周边水平收敛和拱顶下沉量测。⑴、现场监测项目、仪器测点布置及要求①量测项目及内容隧道围岩变形量测，通过洞内变形收敛量、拱顶沉降梁测来监控洞室稳定状态和评价隧道变形特征，具体见表7.3.1，监控量测示意图见图7-3-1。②、现场量测要求A、喷锚支护施作2h后即埋设测点，进行第一次量测数据采集。B、测试前检查仪表设备是否完好，如发现故障应及时修理或更换；确认测点是否松动或人为损坏，只有测点状态良好时方可进行测试工作。C、测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次；三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测值，确认无误后再按前述监控量测要求进行复测。D、测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作。及时进行资料整理，监控量测资料须认真整理和审核。隧道现场监控量测项目及量测方法表7-3-1项目名称方法及工具布置量测间隔时间1～15天16天～1个月1～3个月3个月以后必测项目地质和初期支护状况观察岩性、结构面产状及支护裂隙观察开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行水平净空收敛收敛仪每10～50m一个断面，每断面2对测点1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月拱顶下沉水平仪、水准仪、钢尺或测杆每10～50m一个断面，每断面5对测点1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月锚杆抗拔力拉拔器每10m一个断面，每断面至少3根锚杆1～2次/周1～2次/月地表下沉精密水准仪、水准尺浅埋、洞口(埋深40m)每10～50m一个断面，每断面宽度3B范围内至少3个测点1～2次/天1次/2天1次/周1次/月选测项目围岩内部位移(洞内设点)洞内钻孔内安设单点、多点式位移计每30～100m一个断面，每断面5对测点1～2次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月支护、衬砌内应力，表面应力及裂隙量测混凝土内应变计，应力计、压力计代表性地段量测，每断面宜为9个测点1次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月钢支撑内力及外力支柱压力计、应变计或其它测力计每10～50m榀钢拱支撑一对测力计1次/天1次/2天1～2次/周1～3次/月图7-3-1监控两侧示意图⑵、量测数据分析和信息反馈将量测数据进行处理和分析，绘制时间--位移曲线。一般情况会出现如下两种时间──位移特征曲线见图7-3-2。位移（mm）位移（mm）位移特征曲线图位移（mm）位移（mm）时间（d）时间（d）(a)正常曲线(b)反常曲线时间（d）时间（d）图7-3-2时间位移特征曲线（a）图表示绝对位移值逐渐减小，支护结构趋于稳定，可施作二次砼衬砌。（b）图表示位移变化异常，出现反弯点喷锚支护出现严重变形，这时应及时通知施工人员，该段支护须采取加强措施，确保隧道不坍方；严重时施工人员须迅速撤离施工现场，保证施工人员安全。⑶、监控量测作业工序流程图见图7-3-3。施工准备制定监测大纲隧道开挖支护施工准备制定监测大纲隧道开挖支护测点埋设监测数据采集施工建议监测总结结束安全分析人员、仪器基准值、时间调整支护参数施工建议对照基准值满足图7-3-3监控量测作业工序流程图8隧道地质超前预报隧道施工中存在很多未知因素，超前地质预报可有效地为隧道施工探明地质情况、为开挖方法的确定提供准确的依据。利用超前地质预报手段，探明开挖前方围岩特性、软弱地层段、高应力段、断层破碎带、大变形段、富水段、构造等情况等，根据得出的结果，信息反馈，为正确的选择施工方法、优化支护、采取特殊措施等提供依据，指导施工，杜绝发生事故，保证工程质量，使施工顺利进行。8.1施工阶段地质调查隧道施工中根据对已开挖地段的地质调查，可推测前方的地质条件。调查的主要依据是隧道开挖面的地质素描、岩体结构面调查和涌水观测并结合工程经验类比。8.2隧道开挖面的地质素描一般只作开挖工作面和一侧边墙。对于地质条件复杂或重点地段，除作开挖工作面地质素描外，还作地质展示图。地质素描图主要内容有以下几点：岩性、地质时代、岩层产状、软弱夹层、岩脉穿插情况。断层及破碎带的形态、产状、宽度及充填物特征。主要节理裂隙的形态产状规模及相互切割关系。地下水出水点及出露情况用符号表示，水量大的部位表明水量大小。围岩内鼓变形部位或地段。不稳定块体的位置、形态、范围、坍塌掉块部位和地段范围。8.3岩体结构面调查岩体结构面调查，是在查明围岩体的结构特征的基础上，分析评价围岩的稳定性，从而进行地质预报。岩体结构面调查，按不同岩组或岩段、不同构造部位，选择有代表性的边墙岩面进行观测。测量范围一般长×高为2×2（m）～2×5m。8.4施工地质探测⑴、隧道开挖面上的浅孔钻探：以便探清前方地质情况，为施工提供可