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隧道工程施工工法.doc

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山岭公路隧道工程施工工法路桥二公局第三工程有限公司二○○五年八月 1、隧道施工采用新奥法原理,开挖方法采用钻爆法,采用复合式衬砌。2、围岩分级采用《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)新标准,按照隧道围岩稳定性等级由好至坏分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级、Ⅵ级。工艺原理所谓新奥法,也就是新奥地利隧道工程方法(创始于二十世纪五十年代,于1963年正式命名为新奥地利隧道工程方法,并获得专利)。新奥法的基本概念是用薄层支护手段来保持围岩强度、控制围岩的变形、发挥围岩的自承载能力,并通过施工监控量测来指导隧道工程的设计与施工的一种工程方法。控制爆破(光面爆破、予裂爆破)、锚杆喷射砼支护加上施工量测是新奥法的三大要素,施工量测的资料是完善设计和指导施工的依据。新奥法采用了控制爆破和锚喷支护的技术,使得在软弱围岩中采用全断面开挖法就成为可能,这将更有利于大型机具作业和加快施工进度。采用新奥法施工隧道应遵循“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”的原则;软弱围岩时应遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、紧封闭”的原则。归纳起来主要有以下几点: (1)、隧道的整个支护体系中起主要作用的是围岩自身,即视岩体是隧道的主要承载单元,它与各种内部加固和外部支撑结构,构成统一的整体结构体。(2)、隧道开挖过程中,应尽可能减轻对隧道围岩的扰动和破坏围岩自身的强度,而尽可能保持围岩原来的三维应力状态,所以必须对开挖工作面及时进行锚喷支护,封闭围岩的节理和裂缝以防止围岩松动以至于坍塌。(3)、允许围岩有一定的变形,有利于安全的发挥围岩的全部强度,使之在隧道周围形成承载环,故初期支护应强调柔性与围岩密贴,但这种变形应受到严格的控制,以免过渡变形导致围岩承载力的降低和丧失或导致地表产生过大的沉陷。(4)、初期支护结构一般要分为两个步骤完成,洞室开挖后迅速进行锚喷初期支护,抑制岩体的早期变形,等周边围岩稳定后(量测)再施作二次衬砌(模筑砼)。(5)、初期支护应尽量做成柔性的,便于与围岩紧密接触(初喷砼挂网)使其共同变形,共同承载,形成联合支护形式,也就是在力学上被视为易变形的壳体结构,其特点只能较小地承受弯曲应力,而以承受剪切应力为主。(6)、隧道开挖轮廓线的几何形状必须满足在静力学中作为圆筒结构的计算条件,因此在施工中应使结构做得圆顺(即圆形或椭圆形的),不产生突出的棱角,以避免应力集中现象,对软弱围岩应尽早使结构闭合(封底)形成承载环。 (7)、在施工过程中,对隧道周边进行位移收敛量测,以此为依据,作为合理选择支护结构的形式与尺寸,也是指导下一步施工决策的依据。要想使新奥法取得预想的效果,必须与应遵循的原则紧密的联系在一起,尤其是把围岩看作是重要的组成部分,通过监控量测实现信息化的设计和施工,有控制地调节围岩的变形,最大限度地利用围岩的自承能力,才是新奥法的实质和核心。施工过程:1、隧道施工前的准备工作:1.1审核施工图纸:1.2施工调查:1.3、编制实施性施工组织设计主要内容2、洞外开挖及明洞段施工技术2.1、洞外开挖及防护包括边、仰坡和截水沟。洞外(明洞)开挖(结合仰坡、边坡开挖施工):明洞开挖采用明挖法,自上而下分台阶进行,用挖掘机挖装配合自卸汽车运碴。2.2、成洞面(仰坡)支护:2.2.1、地表砂浆锚杆预支护 地表砂浆锚杆是一种地表预加固地层的措施,是由普通水泥砂浆和全粘结型锚杆构成地表预加固地层。地表砂浆锚杆适用于浅埋、洞口地段和某些偏压地段岩体松软破碎处,可采用锚固砂浆和地表锚杆进行加固。锚杆宜垂直地表设置,根据地形及岩层层面具体情况也可倾斜设置。地面锚杆按矩形或梅花型布置,施工顺序:钻孔→吹净钻孔→用灌浆管灌浆→垂直插入锚杆杆体→在孔口将杆体固定。2.3、截、排水沟施工2.4、明洞施工:(按照规范要求,明洞一般在洞身开挖前要求施工,但通常是在进行二衬施工时才进行施工)采用液压衬砌台车全断面模筑。采用模板台车作内模,挡头板用模板台车端头来支撑、固定。用木模作或建筑钢模做外模,且应严格打撑固定。2.4.1.模板台车就位2.4.2、明洞衬砌砼灌注2.4.3、浇筑拱圈砼强度达到设计强度70%以上时,方可拆除内外模。2.4.4、明洞拱顶回填明洞拱顶回填应对称分层夯实。2.5、洞门砌筑待明洞施工完成后及时做好隧道洞门挡墙砌筑、防止雨季施工对明洞的影响。2.6、隧道进出口地表沉降量测边、仰坡开挖前应在地表适当位置布置地表沉降观测点,测点数目一般为13~ 15个。用精密水准仪量测观测点的相对下沉量和绝对下沉量,用来了解隧道地表下沉情况,指导施工。3、超前支护(预支护)施工技术隧道在下列地段:—浅埋地段;—软岩地段;—自稳性差的软弱破碎围岩地段;—严重偏压地段;—岩溶夹层地段;—砂(卵)砾石层、断层破碎带地段;—大面积淋水或涌水地段;施工时非常困难,常会发生下列现象:—开挖面(掌子面)围岩失稳;—初期支护的强度不能满足围岩稳定的要求;—大面积淋水、涌水导致洞体围岩失稳而产生坍塌、冒顶等;这些现象使围岩条件更加恶化,会造成开挖面前方的更大坍方,影响支护结构的稳定,甚至导致地表沉陷,也给施工带来了极大的困难,造成了人力、物力、财力的大量消耗,并影响施工安全,延误工期,费工费料,影响工程质量和隧道的使用年限。为了避免发生上述情况,可在隧道开挖前或开挖中采用辅助施工方法与稳定措施(即预加固和超前支护),以加强隧道围岩稳定。隧道施工中的超前支护措施应根据工程地质和水文地质条件、施工队伍的技术水平、机械设备状况等灵活选用。 采用的预加固或超前支护措施有长管棚、超前锚杆、超前小导管、地表加固锚杆等。4、洞口施工隧道洞口段一般埋置较浅,地质条件较差,受环境影响大,岩石易风化,围岩稳定性较洞内差,受力情况不利,所以,洞口段应设加强支护。开挖进洞时,应用钢支撑紧贴洞口开挖面进行支护,围岩差、偏压、浅埋隧道应采用管棚、超前小导管支护及加固围岩。4.1、长管棚超前支护施工4.1.1、管棚是沿着开挖轮廓线以较小的外插角,向开挖面前方打入钢管或钢插板构成的加固棚。管棚利用钢管或钢插板作为纵向支撑、钢拱架作为横向环形支撑,构成纵、横向整体刚度较大,能阻止和限制围岩变形,并能提前承受早期围岩压力,形成对开挖面前方围岩的预支护。管棚适用于特殊困难地段,如极破碎岩体、塌方体、岩锥地段、沙土质地层、强膨胀性地层、强流变形地层、裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩的隧道施工中采用,常被用做进出口的预支户措施。一般情况下采用灌浆或与围岩预注浆结合使用,是行之有效的预支护方法。4.1.2、管棚超前支护有短管棚、长管棚和钢插板之分。采用长度小于10m的小钢管称为短管棚,采用长度10m以上且较粗钢管的称为长管棚,采用长度小于10m 钢插板的称为板棚预支护。短管棚一次超前量较少,与开挖作业交替进行,占用循环时间较多,而钻孔安装或顶入安装短管棚则较容易;长管棚一次超前量较大,可减少安装钢管次数,并减少与开挖作业之间的干扰,适用于大中型机械进行大断面开挖。长管棚施工是进洞成败的关键,应严格按设计图施工。4.1.3、管棚施工⑴根据开挖轮廓线架设钢拱架,必要时在拱弧以上打一排超前小导管,采用风镐修边并配合挖机开挖进洞。⑵首先施做C25钢筋混凝土导向墙,在导向墙施做的同时加工Φ108无缝钢管,沿管壁加工注浆孔,孔径8㎜,孔距40㎝,呈梅花形布置,顶进端加工成锥形,锥形长度15~20㎝,锥头布置3~4个注浆孔。钢管根据管棚长度加工,确保接头错开,钢管最外端1~2m范围内不钻注浆孔。⑶导向墙达到强度后,开始造孔,造孔一般采用履带式潜孔钻,并配备22m3/min电动空压机。钻孔直径120㎜,钻孔可以按照先拱部后两侧的顺序进行。钻孔采用干钻,清孔在确保能吹出钻渣的情况下,尽量减少风压。每完成一个孔,应及时装管,然后再进行下一个孔施工。每次换钻杆的同时应检校孔位﹑轴线及仰角,避免窜孔或孔位侵入到有效断面内。钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度,发现偏斜超过设计要求,及时纠正。⑷装管采用装载机扶管,挖机顶管的方法施工。接头采用套管焊接法,相邻接头内套入长度为70㎝、Φ95㎜的无缝钢管后焊接。对于顶不到位的钢管应抽出后清孔重新顶入。⑸ 注浆前采用厚1㎝的钢板封口,钢板上引出压浆管(外径30㎜的镀锌钢管)。注浆采用2TG—6/120双液注浆机,注入水玻璃—水泥浆,水玻璃浓度35波美度,水玻璃模数2.4,水泥浆与水玻璃体积比1:0.5,水泥浆水灰比为1:1,注浆初始压力为0.5~1.0Mpa,终压2.0Mpa。施做导向墙KQJ120-90型潜孔钻造孔 挖机顶管注浆5、洞身开挖施工技术:5.1、超前预支护:在洞口地段,一般情况下地质情况较差,为了安全施工,在软弱围岩段要采取超前支护措施。包括超前小导管和超前锚杆及超前小钢管等。5.1.1、超前小导管施工:沿开挖轮廓线,以稍大的外插角,向开挖面前方安装小导管,形成对前方围岩的预支护 ,在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作用。注浆花管的外露端通常支于开挖面后方的格栅钢架上,共同组成预支护系统。对于隧道施工中可能碰到的砂土层、砂卵(砾)石层、断层破碎带、软弱围岩浅埋段等地段很有帮助。5.1.2、超前小导管施工施工参数⑴小导管直径:小导管用Φ42~50mm热轧无缝钢管加工制成,长度3~5m。⑵小导管构造:小导管前部应钻注浆孔。孔径为6~8mm,孔间距10~20cm,并呈梅花形布置。前端加固成锥形,尾部长度不小于30cm,作为不钻注浆孔的预留止浆段。⑶小导管注浆参数:压注的水泥砂浆,水灰比~。当围岩破碎,岩体止浆效果不好时,可以采用水泥—水玻璃双液注浆。注浆压力控制在0.5~1.0MPa,必要时在孔口设置止浆塞。⑷小导管环向设置间距一般为20~50cm,外插角10°~30°。两组小导管间纵向水平搭接长度不小于100cm。5.1.3、超前小导管施工工艺⑴在小导管施工前,先在掘进掌子面开挖轮廓线周围,按设计详细放出小导管的位置,并用红油漆作出记号,工作平台利用掘进简易台车。施工设备用YT-28型气腿式凿岩机,4L-20/8型空压机两台(排气量20m3/min/台),UBC3型注浆机。⑵ 采用YT-28型气腿式凿岩机成孔,成孔后用高压风进行清孔,清孔结束及时进行装管,避免相邻孔钻进时坍孔,施工时拱顶向拱脚分布进行。装管利用人工扶管定位,气腿式凿岩机顶进的方式顶入孔内,小导管顶进过程中,发生坍孔而不能装进时及时拔除导管,重新进行清孔并装管。装管结束后,采用锚固剂填封孔口与导管间的空隙。然后对称地向小导管内压浆,浆液通过导管渗透到地层中,即在坑道周围形成一个加固了的岩石圈,在此防护下进行开挖。5.2、超前围岩预注浆:对开挖工作面及周围围岩予注浆;预注浆加固围岩,施工前将浆液注入地层,胶结并改善地层的特性,提高强度和稳定性,降低渗透性。注浆方法有浸透注浆,对砂土而言将浆液导入颗粒之间的孔隙中;“裂缝注浆”是密封岩石中的缝隙;“空穴注浆”是填充溶洞。注浆方式:导管注浆、钻孔注浆(浅埋隧道)利用平行导坑向正洞钻孔注浆 。5.3、超前锚杆施工5.3.1、超前锚杆是沿开挖轮廓线,以稍大的外插角,向开挖面前方安装锚杆,形成对前方围岩的预锚固,在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。适用于土、砂质地层、膨胀性地层、裂隙发育的岩体以及断层破碎带等。方法是向岩体内打入一排纵向锚杆(或型钢、小钢管)以形成一道顶部加固的岩石棚,然后在此棚下进行开挖。5.3.2、超前锚杆是一种能起到对围岩预支护的措施,这种预支护的柔性较大,刚性较小,这种超前支护主要适用于土、砂质地层、膨胀性地层、裂隙发育的岩体以及断层破碎带、岩体软弱破碎、开挖作业中有可能滑塌的隧道施工中,适用于中小型机械施工。 5.3.3、其施工工艺为:采用气腿式凿岩机造孔,达到设计孔深后,在孔内填塞锚固剂,装满后将锚杆打入孔内。目前采用超前小导管的情况居多,因为可以采用压浆固结围岩。5.4、开挖方法:人工配合机械开挖法、钻爆法、盾构法(机械开挖法)等。5.4.1、选择施工方法:根据地质情况考虑,目前的公路隧道,设计时一般都采用喷锚构筑法施工方案。5.4.2、采用钻爆法及喷锚支护方法:一般采用全断面法、正台阶法(机械化施工大多采用该2种方法)的开挖方法,其他的如侧壁导坑先墙后拱法、品字形导坑开挖先拱后墙法一般情况下已经较少采用了。⑴全断面法:适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩,要配备相应的机械设备和高效率的装运机械(分有轨和无轨运输),做好钻爆设计,严格掌握底眼下插角度和钻眼深度,合理的钻眼深度为3-5m,局部围岩稳定性差时可小于2m。⑵台阶法:适用于Ⅳ~Ⅴ级围岩。配备相应小型的钻孔台车和高效率装、扒碴与运输机械。施工时注意上、下台阶之间应保持一定的距离,以适应机械作业,并尽量减少翻碴作业;当顶部围岩破碎施工支护紧跟时,应适当延长台阶长度以减少施工干扰。台阶宜少分层(上下台阶为好),有利于装碴机紧靠开挖面,减少扒碴距离。衬砌方法可先墙后拱,围岩破碎时考虑先拱后墙。 (3)台阶分部法:适用于土质、软弱围岩、浅埋隧道。又称环行开挖留核心土法,适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩地段。上部留核心土可以支挡开挖工作面,用于及时施作拱部初期支护以增强开挖工作面的稳定,核心土及下部开挖在拱部初期支护下进行,施工安全性较好。⑷双连拱隧道施工采用中导洞施工方法,在中导洞贯通完成中隔墙施工后,再进行主洞开挖。围岩等级为Ⅰ~Ⅳ级时,主洞开挖宜采用全断面法、台阶法,施工时两主洞保持1~2倍洞径以上的距离。当围岩等级为Ⅴ、Ⅵ级时,一般要在超前支护的配合下,采用三导洞施工方法(如下图所示)。当存在偏压时,主洞开挖一般宜“先外后里”,采用外侧先行的施工顺序。开挖施工顺序图 5.5、开挖:5.5.1、测量放线依据经过校核过的隧道洞口控制点(或导线点),将中线引伸入洞,作为隧道开挖和衬砌的依据。在开挖前断面仪确定开挖轮廓线,用油漆在掌子面做出标记,以保证开挖尺寸,控制超、欠挖。5.5.2、开挖隧道开挖方式一般分为钻爆开挖法(通常用于Ⅳ级以上围岩)、机械开挖法(由于成本较高很少使用)、人工和简单机械混合开挖法(适合于Ⅴ、Ⅵ围岩)等三种。钻爆法适用于各类岩层中,是隧道施工开挖中采用最普遍的方法。采用钻爆法开挖,应采用光面爆破或预裂爆破技术。在综合研究地质情况的基础上进行钻爆方案设计,以便使开挖轮廓线符合设计要求,使超、欠挖尽量减少,并尽量减少对围岩的扰动破坏。施工时注意如下事项:⑴严格控制开挖断面,开挖断面尺寸应符合设计要求;⑵爆破后应设专人负责找帮找顶,同时要对开挖面和未衬砌地段进行检查;⑶爆破时避免损坏支护、衬砌和设备。⑷做好地质核对和素描。⑸严格控制超、欠挖。仅在岩层完整、抗压强度大于30Mpa,经 确认不影响结构稳定和强度时,岩石个别突出部分不大于0.1m2,才允许少量侵入衬砌,但侵入量不得大于5cm。拱墙拱脚以上1米范围内断面严禁欠挖,影响铺设止水板时严禁超挖。⑹开挖轮廓预留变形量,应以量测信息反馈计算分析选定,二车道隧道参考数据Ⅲ级围岩3-5cm、Ⅳ级围岩5-7cm、Ⅴ级围岩7-10cm。5.6、隧道开挖爆破技术爆破作业:钻眼、装药、接线和引爆必须严格按照钻爆设计要求进行。钻孔机具:钻眼采用机械钻眼;常用的机械钻眼机具包括凿岩机(风钻)和凿岩台车(液压钻孔台车)。施工顺序为:测量放线→钻眼→装药连线→起爆→通风散烟→耙、装、运渣→初期支护爆破器材主要有炸药、导爆系统、毫秒雷管和导爆索等。5.6.1、隧道爆破开挖的基本要求:⑴使开挖的断面形状和尺寸符合设计要求,开挖面平顺,使超挖尺寸减少到最低限度。⑵爆破的石碴大小适中(取决于炮眼布置密度),以便于装车。⑶尽量减少对坑道周边围岩的扰动(由装药量控制)。⑷爆破单位体积岩石所需的炮眼长度和炸药用量小。 ⑸掘进速度快(保持均衡生产)。因此,钻爆时必须根据开挖方法和围岩情况合理布置炮眼位置,正确掌握钻眼技术,达到预期爆破效果。5.6.2、炮眼种类与炮眼布置:当采用钻爆法开挖坑道时,需要在开挖面上布置炮眼,炮眼按它在爆破中所起的作用可分为掏槽眼、辅助眼、周边眼三类。5.6.2.1、掏槽方式与掏槽眼布置: ⑴掏槽方式:直眼掏槽:循环进尺在2米以上时。斜眼掏槽:循环进尺在2米以下时,两炮眼间距不得小于20cm。斜眼掏槽时,当围岩层理或节理发育时,炮眼方向不得与其平行,应尽量垂直。⑵掏槽眼布置:5.6.2.2、周边眼及辅助眼布置:周边眼应沿开挖轮廓线布置;为了保证隧道开挖后符合设计轮廓线,周边眼不应偏离设计轮廓线。辅助炮眼应交错均匀地布置在周边眼与掏槽眼之间,并垂直于开挖面打眼,力求爆下的石块大小合适装碴的要求。周边炮眼残痕率(残留有痕迹的炮眼数/周边眼总数)×100%,分别满足硬岩80%、70%、软岩50%; 岩面平整,超挖和欠挖符合规范要求,无危石等。5.6.3爆破设计采用钻爆法开挖时,为了减少超挖和控制对围岩的扰动,应在综合研究地质、开挖断面、开挖进尺、爆破器材等基础上编制爆破设计。爆破设计内容应包括:炮眼布置图、周边眼装药结构图、爆破参数表、主要技术经济指标及与设计施工有关的文字说明。⑴设计依据:工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具,爆破器材和出碴能力进行综合考虑。⑵设计内容:应包括炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)布置、数目、深度、角度、装药量和装药结构,起爆方法和爆破顺序、设计图应包括炮眼布置图,周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标、必要的说明等。⑶硬岩宜采用光面爆破,软岩宜采用预裂爆破,分部开挖时可采用预留光面层光面爆破。5.6.4、光面爆破技术5.6.4.1、光面爆破参数选择⑴确定合理的光面爆破参数,是光爆效果良好的重要保证,主要参数包括周边眼间距、光爆层的厚度、周边眼的线装药密度等。起爆顺序为:掏槽眼→辅助眼→周边眼,主要用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级坚硬岩石。⑵应采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验选择光面爆破参数。试炮或在无条件试验时,可参照下表选用光面爆破参数。软岩隧道采用半断面或台阶法开挖,孔深为1.0~3.0m 的浅孔爆破时,单位体积岩石的耗药量一般为0.4~0.8kg/m3,同时,软岩隧道光面爆破的相对距宜取小值。⑷周边眼参数选用原则:5.6.4.2、光面爆破效果光面爆破效果表序号项目硬岩中硬岩软岩1平均超挖量(cm)1015102最大超挖量(cm)2025153炮眼痕迹保存率(%)≥80≥604局部欠挖量(cm)5555炮眼利用率(%)909095隧道施工开挖,由于受各种因素的影响必然会有超挖。按目前的水平,表内所列允许平均超挖量,施工时必须严格掌握才能达到。在软岩隧道内,有时炮眼痕迹保存率很难达到规范要求,但爆破后轮廓应基本圆顺。5.6.4.3提高光面爆破质量的措施⑴缩小周边间距(E)⑵减少周边眼的最小抵抗线W⑶减少装药量及减少装药密度⑷周边眼在最后同时起爆周边眼在最后起爆,用导爆索或即发雷管同时起爆所有周边眼的药包,周边眼的爆炸力将共同起作用,达到光面爆破的效果。 对于石质较差的岩层,最好是使用毫秒迟发电雷管起爆周边炮眼,可使爆破既有同时起爆的爆破威力,又可减小对设计轮廓线以外围岩的扰动。⑸严格掌握炮眼方向5.6.5、预裂爆破技术5.6.5.1、预裂爆破:实质上也是光面爆破的一种型式,爆破原理与光爆相同,只是起爆顺序不同,首先引爆周边眼,使周边眼连线形成平顺的预裂面,对后起爆的掏槽炮和辅助炮爆炸波起到一定反射和缓冲作用,可以减轻爆炸波对周边围岩的破坏影响。在减轻对围岩周边的影响上,预裂爆破较光爆的效果更好一些,很适用于稳定性差而又要求严格控制开挖轮廓的软弱围岩。预裂爆面的周边眼间距和最小抵抗线均小于光爆,相应地要增加炮眼数,加大钻眼的工作量。5.6.6、出碴与运输:分为有轨运输和无轨运输(装载机、大型汽车)。装碴与运输设备,可分为有轨运输和无轨运输两大类。无轨运输调车灵活,无需铺设轨道,比较适合有远运的隧道。一般由侧翻式装载机配合大型翻斗车组成,但在洞内要求空间大,且废气污染严重。6、锚喷支护施工技术6.1、施工支护应配合开挖及时操作,确保施工安全。6.2、支护方式的选择:应优先采用锚杆、喷射砼或其组合 作为临时支护。在软弱围岩地段采用锚喷支护时,应结合地质条件结合辅助施工方法综合考虑。⑴Ⅰ、Ⅱ级围岩,宜采用局部喷射砼或局部锚杆,局部有落石危险时应挂设钢筋网。⑵Ⅳ、Ⅲ级围岩,可采用锚杆、锚杆挂网、喷射砼或锚喷联合支护,必要时辅以钢拱架。⑶Ⅴ、Ⅵ级围岩,宜采用喷锚挂网的联合支护形式,当地质条件极差围岩不能稳定时,可采用钢拱架、钢筋格栅等构件支撑,必要时可采用超前锚杆、超前小导管、管棚等辅助施工方法进行预支护。6.3、锚杆施工 锚杆是用金属或其它高抗拉性能的材料制作的一种杆状构件。使用某些机械装置和粘结介质,通过一定的施工操作,将其安设在地下工程的围岩或其它工程结构体中。锚杆施工应在初喷砼后进行,应检查锚杆材料、类型、规格质量以及性能是否与设计相符。6.3.1、根据锚杆类型、规格以及围岩情况选择钻孔机具;6.3.2、砂浆锚杆。早强水泥砂浆锚杆的粘结剂是由硫铝酸盐早强水泥、砂、早强剂和水组成。它具有早期强度高、承载快、不增加安装困难等优点。作为粘结剂的全长粘结式锚杆,其构造如图。 钻孔应符合下列要求:孔径应与杆径配合好。一般孔径比杆径大15mm(采用先插杆体后注浆施工的孔径比先注浆后插杆体施工的孔径要大于一些),这主要考虑注浆管和排气管占用空间。钻孔方向宜适当调整,使之尽量与岩层主要节理面垂直。钻孔完成后应用高压水将孔眼冲洗干净(若是向下钻孔还须用高压风吹净水),并用塞子塞紧孔口,防止石渣掉入。锚杆及粘结剂材料应符合设计要求,锚杆应按设计要求的尺寸截取,并调直、除锈和除油,外端不用垫板的锚杆应先弯制弯头。粘结砂浆应拌和均匀,并调整其和易性,随拌随用,一次拌和的砂浆应在初凝前用完(采用JSM型锚固剂时应用及时用完)。先注浆后插杆体时,注浆管应先插到钻孔底,开始注浆后,徐徐均匀地将注浆管往外抽出,并始终保持注浆管口埋在砂浆内,以免浆中出现空洞。注浆孔口压力不大于0.4Mpa,注浆泵应插至距孔底5-10cm处,随注随拔。注浆体积应略多于需要体积,将注浆管全部抽出后,应立即迅速插入杆体,可用锤击或通过套筒用风钻冲击,使杆体强行插入钻孔。 杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%,实际粘结长度亦不应短于设计长度的95%。注浆是否饱满,可根据孔口是否有砂浆挤出来判断。杆体到位后要用木楔或小石子在孔口卡住,防止杆体滑出。砂浆未达到设计强度的70%时,不得随意碰撞,一般规定三天内不得悬挂重物。最后安装锚杆钢垫板,固定螺栓或与锚杆焊接。⑶、楔缝式锚杆:其他,早强药包锚杆,锚管锚杆(压浆止水)、中空注浆锚杆。6.4、钢筋网施工⑴钢筋网喷射混凝土是在喷射混凝土之前,在岩面上挂设钢筋网,然后再喷射混凝土。⑵钢筋网通常作环向和纵向布置。环向筋一般为受力筋,由设计确定;纵向一般为构造筋;网格尺寸在Ⅴ级围岩为15cm×15cm,Ⅳ级围岩为20cm×25cm。围岩松散破碎严重的,或土质和砂土质,网格尺寸亦应小一些。⑶钢筋网应根据被支护围岩面上的实际起伏形状铺设,且应在喷射一层混凝土后再行铺设。钢筋与岩面或与初喷混凝土面的间隙应不小于3cm~5cm,钢筋网保护层厚度不小于3cm,有水部位不小于4cm.为便于挂网安装,常将钢筋网先加工成网片,长宽可为100cm~200cm。⑷钢筋网应与锚 杆或锚钉头连结牢固,并应尽可能多点连接,以减少喷射混凝土时使钢筋发生“弦振”。锚钉的锚固深度不得小于20cm。开始喷射时,应缩短喷头至受喷面之间的距离,并适当调整喷射角度,使钢筋网背面混凝土密实。6.5、喷射砼施工:5.5.1、喷射混凝土的工艺流程有干喷、潮喷、湿喷和混合喷四种。主要区别是各工艺的投料程序不同,尤其是加水和速凝剂的时机不同。现施工全部采用潮喷法或湿喷法。6.5.1.1、潮喷是将骨料预加少量水,使之呈潮湿状,再加水泥拌和,从而降低上料、拌和和喷射时的粉尘。但大量的水仍是在喷头处加入和喷出的,其喷射工艺流程和使用机械同干喷工艺,见下图。目前施工现场较多使用的是潮喷工艺。6.5.1.2、湿喷是将骨料、水泥和水按设计比例拌和均匀,用湿式喷射机压送到喷头处,再在喷头上添加速凝剂后喷出,其工艺流程见图。    湿喷混凝土质量容易控制,喷射过程中的粉尘和回弹量很少,是应当发展应用的喷射工艺。但对喷射机械要求较高,机械清洗和故障处理较麻烦。对于喷层较厚的软岩和渗水隧道,则不宜使用湿喷。6.5.2、喷射混凝土配比设计⑴水灰比:一般若水灰比不超过0.55。⑵水泥:应优先采用P.O32.5级以上的普通硅酸盐水泥,在有专门使用要求时,采用特种水泥。软弱围岩宜选用早强水泥。⑶砂:应采用坚硬而耐久的中砂或粗砂,细度模数一般宜大于2.5。⑷碎石:应采用坚硬的细石,粒径不宜大于15mm。⑸骨料成分和级配。喷射混凝土骨料通过各筛径的累计重量百分数(%)粒径(mm)0.150.300.601.202.505.0010.0015.00优5~710~1517~2223~3135~4350~6078~82100良4~85~1213~3118~4126~5440~5462~90100⑹水:符合工程用水的标准。⑺外加剂: 主要是速凝剂。在喷射混凝土中添加速凝剂的目的是使喷射混凝土速凝,以减少回弹和早强,选用时应做与水泥的相容性试验。使用前须经过试配确定最佳掺量,初凝不超过5min,终凝不超过10min。⑻配合比:水泥与砂石重量比,一般为1:4~1:4.5,每立方米的集料中,水泥用量约为400kg。砂率一般为45%~55%。喷射砼强度等级不低于C20。6.5.3、喷射混凝土施工5.4.3.1、喷前检查及准备5.4.3.2、喷射作业⑴喷射时应分段(不超过6m)、分部(先下后上)、分块(2.0m×2.0m)进行,严格按先墙后拱,自下而上的顺序进行,以减少混凝土因重力作用引起的滑动或脱落。⑵应在爆破后8小时内及时施作初喷砼,封闭围岩暴露面,初喷厚度不小于5cm。⑶喷头与受喷面应垂直,并宜保持0.6~1.0m距离,有钢筋时可小于0.6m。喷射时喷射移动可以采用S形往返移动前进,也可以采用螺旋形移动前进。喷射时喷嘴要垂直于受喷面,倾斜角度不大于10°。⑷喷射机的工作风压,应根据具体情况控制在一个适宜的压力状态,一般为0.1~0.15Mpa, 根据料束情况调整工作气压,喷头处水压应大于气压,干喷时水压应比气压高0.05-0.1Mpa。喷射时,喷射手严格控制水灰比,使喷层表面平整光滑、无干斑或滑移流淌现象;⑸对于岩面凹陷处应先喷多喷,找平凹处,凸出处应后喷少喷。⑹若设计喷射混凝土较厚,应分层喷射,一般分2~3层喷射;分层喷射的间隔时间不得太短,一般要在初喷混凝土终凝以后,再进行复喷;间隔时间较长时,复喷应将初喷混凝土表面清洗干净,复喷应将凹陷处进一步找平。⑺喷射混凝土的养护应在其终凝1h~2h后进行喷水养护,养护时间一般不少于7d。⑻对喷射砼的回弹量应加强控制,拱部不超过30%,边墙不超过15%。⑼当喷射砼作业紧跟开挖时,下次爆破距喷砼作业完成时间的间隔不得小于4h。⑽有钢筋时,宜使喷咀靠近钢筋,喷射角度偏大一些,喷射砼应覆盖钢筋2cm以上;钢架与围岩之间的间隙用喷射砼填充密实,喷射砼应将钢架覆盖,并由两侧拱脚向上喷射;⑾ 当有水地段有涌水但不多时,用开缝摩擦锚杆进行导水处理后再喷射;当涌水范围大时,设树枝状排水导管后再喷射;当涌水严重时,可设置泄水孔,边排水边喷射,改变配合比,增加水泥用量,或先喷干混合料,待其与涌水融合后再逐渐加水喷射,喷射由远而近,逐渐向泄水孔逼近,然后在涌水点安设导管,将水引出,再在导管附近喷射;⑿喷射机启动时,先送风、再开机,并在机械运转正常后送料,供料均匀连续;作业结束时,先停止送料,待料罐内余料喷完再停机然后关风;停止喷射作业后,喷射机和输料管内积料及时清除干净,以免混合料结块堵管。⒀砂层地段,应挂细钢筋网,并用Φ22环向钢筋压紧,减小喷射机工作压力,先喷速凝砂浆再喷混凝土。6.6、钢拱架施工6.6.1、钢拱架可阻止围岩的过度变形和承受部分松弛荷载。钢拱架的整体刚度较大,可以提供较大的早期支护刚度;型钢拱架较格栅钢架能更早承载。钢拱架可以很好地与锚杆、钢筋网、喷射混凝土相结合,构成联合支护,增强支护的有效性,且受力条件较好且钢拱架的安装架设方便。6.6.2、钢拱架构造组成可以采用工字钢、钢管或钢筋制成。5.6.3、施工要点⑴钢拱架:利用型钢弯曲模具将工字钢冷弯卷曲加工而成;格栅拱架采用钢筋弯曲机配合自制模具加工而成。格栅主筋材料应选Ⅱ级钢筋,钢筋直径不小于22mm⑵ 钢拱架应严格按设计尺寸加工、制作、安装。架设前先由测量人员检查开挖断面是否有欠挖,如有欠挖必须处理后进行架设,不允许其侵入衬砌断面。⑶钢拱架应架设在隧道横向竖直平面内,上、下、左、右允许偏差±5cm,其垂直度允许误差为土2°。安装时,钢拱架段与段之间的连接钢板贴合紧密,采用焊接和螺栓联接。两榀拱架之间设纵向连接筋联接,拱架拱脚处采用锁脚锚杆固定,防止拱脚在侧压力作用下向洞内变形。并且利用系统锚杆定位,限制初支下沉或收缩变形。钢拱架必须与初喷混凝土紧密结合。⑷钢拱架的拱脚应有一定的埋置深度,以保证拱架脚的稳定(少沉降、少挤入)。一般可以采取的措施有垫石、垫板等。设置钢板调整或砼加固基底,拱脚高度应低于断面底部15-20cm。⑸钢拱架与围岩之间应尽量接近,留2~3cm间隙作为保护层,在安设过程中,当钢拱架与围岩之间有较大的间隙时,应设垫块垫紧。⑹钢拱架应尽可能多地与锚杆露头及钢筋网焊接,以增强支护并限制周边围岩收敛。可缩性钢拱架的可缩性节点不宜过早喷射混凝土。应待其收缩合拢后,再补喷射混凝土。喷射混凝土时,应注意将钢拱架与岩面之间的间隙喷射密实。6.6.6、喷锚支护的施工记录:⑴相应地试验报告,强度、厚度、外观尺寸、锚固力、抗拔力。⑵监控量测记录。⑶地质条件复杂地段应提供地质素描资料。⑷隐蔽工程报告表。 6.7、洞内防水卷材的挂设6.7.1、洞内挂设防水层应在初期支护变形基本稳定后,二次衬砌施做前进行。在铺挂防水层前应先对隧道开挖断面进行断面测量,若有欠挖,必须先处理欠挖。隧道内复合防水卷材的挂设在专用的作业平台上进行,作业平台用钢轨或橡胶轮胎上行走。挂设时,采用装载机或其它起吊方式将成捆复合防水卷材送到作业平台顶层,从作业平台顶部向两侧将一捆防水卷材展开,全断面敷设在隧道内喷砼面上。挂设防水卷材时应满足下列要求:⑴防水层铺设前,喷砼层表面不得有锚杆头或钢筋断头外露,对凹凸不平部位应修凿、喷补,使喷砼表面平顺。喷层表面漏水时,应及时引排;⑵防水层的接头处应擦净,涂刷胶浆应均匀,用量应充足,防水层的接头处不得有气泡、折皱及空隙,接头处应牢固,强度应不小于同质材料;⑶铺挂点1m2不少于四个,点间防水层不得绷紧,以保证灌筑砼时板面与喷砼面能密贴;铺挂点一般采用钢钉,拱脚间距为0.5~0.7m,边墙间距1~1.2m,在凹凸处应适当增加固定点。⑷其它施工作业不得损坏防水层,若发现层面有损坏时应及时修补;⑸ 防水层纵横向一次铺设长度应根据开挖方法和设计断面确定,铺设前,宜先试铺,并加以调整。防水层在下一个阶段施工前的边接部分,应保护不得弄脏和破损;⑹防水层属隐蔽工程,二次衬砌灌筑前应检查防水层质量,做好接头连接部分,应保护不得弄脏和破损。6.7.2、防水卷材的挂设施工以可靠便利为原则,采用洞内单幅铺挂,铺挂采用吊带铺挂,不允许用钉子将卷材钉在喷砼层表面上,铺挂点壁面1㎡不少于四个,采用羊角钉或自制的U型钉(以无尖角为原则)。防水层铺装原则上只允许环向接缝,不允许存在纵向接缝,极个别环向长度不够需接长,接头处必须采用防水板和专用胶粘接牢固。衬背防水层施工铺装应超前隧道二次衬砌30~50m。6.7.3、搭接要求⑴环向长度以隧道喷砼层内壁周长决定,如以设计理论值应考虑超挖影响,一般取1.1~1.15倍系数。⑵两防水层之间的接缝可采用焊接或其他方法连接。焊接时,其焊接温度和速度应根据材质确定。PVC板、PE板最佳焊接温度和速度材质项目PVC板PE板焊接温度(℃)130~180230~265焊接速度(m/min)0.150.13~0.2⑶两防水层搭接宽度为100mm,焊缝宽度不小于25mm。7、二次衬砌施工技术 从施工方法上隧道衬砌施工分为:整体式衬砌,喷锚衬砌和复合式衬砌三种类形。目前公路隧道主要采用的衬砌方式有:喷锚衬砌和复合式衬砌2种,前者用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩,后者广泛使用于Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩;整体式衬砌多与矿山法开挖配合施工。7.1、基本要求复合式衬砌由初期喷锚支护与二次衬砌模注砼组成,二次衬砌的施作,应该在围岩和喷锚支护变形基本稳定后进行,基本要求是:⑴各测试项目的位移、速率明显收敛,围岩基本稳定;⑵已产生的各项位移已达到预计总位移量的80%-90%;⑶周边位移速率小于0.1-0.2mm/d,或拱顶下沉速率小于0.07-0.15 mm/d;⑷如果围岩变形较大无收敛迹象,应迅速加强初期支护,并及早施作仰拱和二次衬砌,防止初期变形速率加快而开裂。⑸一般情况下满足上述条件后,应尽快进行二次称砌的施作,二次称砌要求距离掌子面不超过200m。⑹二次衬砌需现场浇注整体砼衬砌,二次衬砌除了起饰面和增加安全度的作用外,实际上也承受了在其施工后发生的外部压力,如水压、软弱围岩的蠕变压力,膨胀性地压或浅埋隧道受到的附加荷载,所以模筑砼仍然是山岭交通隧道的重要支护形式。⑺采用新奥法施工的隧道,应使用模板台车来灌注砼二次衬砌,模筑砼衬砌的注意工作有:准备工作、砼的制备和运送、灌注作业、养护和拆模。必要时还要在成洞地段向砼衬砌背后进行压浆,但必须考虑预留注浆孔。⑻ 对自稳性很差的围岩,可能长时间达不到基本稳定条件,可能造成初期支护的砼发生明显裂缝,而又难以加强初期支护,承包人应报经监理工程师批准后,提前作仰拱及二次衬砌,在二次衬砌中应增设钢筋和提高砼强度等级补强。⑼二次称砌施作前,应铺设防水层,防水层应与喷射砼面平顺密贴无钢筋或锚杆外露(如有尖刺物则必须在铺设防水层前予以清除),凹凸较大时应先行补喷砼找平。⑽当地下水发育应做好引排工作,对仰拱和基础部位的虚碴、积水必须清理干净,注意按设计要求做好环向及纵向盲沟。⑾二次衬砌的施工缝应按设计要求予埋止水带。⑿衬砌拆模时间,不承重的结构砼强度应达到2.5Mpa以上,承重的结构砼强度应达到设计强度的70%以上。⒀一般情况下,隧道二次衬砌施工,必须采用全断面衬砌模板台车,并配合砼输送泵,先墙后拱,一次浇注衬砌成型。⒁拱架拆除,应符合不承受外荷载的拱墙砼达到5.0Mpa以上,受围岩压力较大的拱墙,封顶和封口砼应达到设计强度100%,受围岩压力较小的拱墙和封口砼应达到设计强度的70%。⒂模板、支架(台车)灌注作业养护。⒃仰拱铺底、边沟及电缆沟按设计要求同期完成。7.2、衬砌砼的浇筑⑴ 施工前,由测量人员严格按照中线、水平控制断面尺寸及净空大小,测量人员必须对断面净空进行检查。为确保拱墙衬砌不侵入隧道建筑限界内。⑵模板台车进洞前,必须仔细检修,特别是油缸及千斤顶,确保各项指标满足正常使用要求。⑶模板台车进洞前,模板必须进行除锈处理,并经仔细打磨发光后再涂一层脱模油。⑷模板台车进洞前,应详细检查开挖断面是否欠挖,防水材料铺挂是否满足规范及设计要求。⑸模板台车一般采取有轨行走,采用43Kg钢轨,150╳120标准油枕,长80cm,枕木铺设间距1.0~1.2m均匀排列,确保钢轨固定牢固,不移动。⑹模板台车定位,中线、水平必须经测量技术人员现场放样,必须准确无误,本隧道线路中线纵坡为1%上坡(从洞口向洞身方向),模板台车定位必须垂直于线路纵坡。⑺衬砌前,边墙基底虚碴、污物和基坑内积水必须排除干净,仰拱与填充连续施工时,填充的砼不得侵入仰拱断面内,铺底或水沟坡面应平顺,使水流畅通。⑻模板台车定位后,挡头板根据实际加工,要求与岩壁缝隙嵌墙紧密。⑼浇筑砼前,防水层表面粉尘应清除干净及洒水湿润,并做好地下水引排工作。⑽浇筑砼前按设计图预埋各种预埋件。 衬砌的施工缝和沉降缝多采用止水带防水,当采用塑料止水带或橡胶止水带防水时,应符合下列要求:⑾止水带施工a.止水带在安装时以及在混凝土浇捣作业过程中,应注意止水带的保护,不得被钢筋、石子或钉子刺破,如发现有被刺破、割裂现象,必须及时缝补;b.在固定止水带和浇筑混凝土过程中,应防止止水带偏移;c.加强混凝土振捣,排除止水带底部气泡和空隙,使止水带和混凝土紧密结合;d.对于橡胶止水带,其接头形式应采用搭接或复合接,对于塑料止水带,其接头形式应采用搭接或对接,止水带的搭接宽度可取100mm,冷粘或焊接的缝宽不小于50mm⑿浇筑砼时,必须两侧对称分层进行,两侧浇筑的高度差不得超过2.0米,泵送砼原则上不需要振捣,但为了保证砼浇注质量,必要采用插入式振动棒时进行振捣,另外还需采用风镐对模板进行振动,确保脱模后表面光滑平顺,无蜂窝麻面;⒀拱脚、墙脚1.0m范围以内,严禁欠挖,超挖部分必须用同级砼一次施工,其余断面个别欠挖部分(每平方米不大于0.1㎡)允许侵入衬砌,侵入量不得超过5cm;⒁砼浇筑应连续进行,如因故间歇时,不应超过2小时,当允许间歇时间超过时,施工缝的平面必须处理平,并振捣密实,埋入适量的接茬片石或钢筋,在砼强度达到12.0MPa 以上时,将施工缝处的水泥砂浆薄膜,松动石子或松散砼层凿除,并用水冲净、湿润,但不得有积水,重新进行砼浇筑;⒂砼浇筑过程中,必须由砼班派专人负责检查模板台车,如发现问题,应及时采取有效措施及时处理。⒃拆模时,砼强度必须达到2.5MPa,不得损坏砼板的边角,并及时做好施工缝的切缝工作。⒄进行下组衬砌模板台车定位时,其搭接长度不小于20cm,且在两组衬砌的施工缝必须按设计制作止水带和止水条,防止漏水。⒅在砼拆模后,每天均匀洒水数次养生,使其保持潮湿状态。必须连续养生7天以上。7.3、二衬病害(有害裂缝处理)处理隧道二衬结构漏水或影响使用的裂缝应用水泥砂浆、丙烯酸、环氧树脂砂浆等嵌缝和补强。根据其裂缝宽度大小,采用不同材料嵌缝:⑴细小裂缝用丙烯酸、水泥浆或环氧树脂等涂刷和嵌缝,效果较理想;⑵对较大裂缝,可用10号水泥砂浆或膨胀水泥砂浆嵌缝较合适有效;⑶对大裂缝(缝宽大于5MM),(若有渗漏水,可用切割机沿裂缝切割一宽2~4CM左右小槽深度大约10CM以上,在水源处,切割一5×5CM立方的小洞室,然后把水管插入一块4×4CM MF7塑料盲沟内,一同压入切割好的槽内,把水引入纵向排水沟,最后用水泥与水玻漓混合砂浆封闭切割槽)若无渗水,宜用环氧树脂砂浆,或采用压浆、钢筋网喷射砼等补强。8、 洞门施工:洞门的施工应及早完成,尤其是地质不良处的洞口必须先完成,宜在冬雨季之前做好,增强洞口稳定,洞门放坡应注意的问题,注意设计图与实际地形不符。洞门的施工应注意的问题,基础必须置于稳固的地基上,彻底清除虚碴、软弱层和积水;洞门端墙的拱墙应与洞内相邻的拱墙同时施工,如果是接长洞门则应有加强连接措施,确保与已成的拱墙连接良好。洞门端墙的砌筑与两侧的回填,应对称同时进行,防止对衬砌产生偏压。端墙施工放样应保证位置准确和墙面坡度平顺,在灌注砼时应采取措施,保证模板不走动,洞门完成以后,应对坡脚进行处理,如岩体破碎应该考虑浆砌片石或种草植被。洞门排水设施(含截水设施)应配合洞门施工,要求与路堑排水系统连通。9、仰拱和中隔墙施工9.1、仰拱、填充施工 仰拱施工应结合拱墙抓紧进行,使构件尽快封闭。可采用半幅和全幅施工。仰拱部位开挖采用风镐配合反铲挖掘机开挖,自卸汽车运输;开挖完成后进行断面检查修整,测放中线标高,经监理工程师检查认可后及时浇注仰拱砼,仰拱砼达到设计强度70%以上后,清除仰拱上面的碎渣尘土,并用水或高压风冲洗干净,立模、挂线后方可进行隧底填充。9.2、中隔墙施工双连拱隧道中导坑开挖全部结束后,立刻进行中隔墙施工,中隔墙现浇直接顶到围岩,其与围岩体接触部位务必灌筑密实,在实际施工时,需预埋压浆管,进行二次压浆处理,或顶上预留20~30cm采用喷射混凝土浇筑。模板采用钢模,以保证其外观质量。在中隔墙混凝土达到设计强度后才能进行主洞开挖,未开挖一侧应设置横向钢支撑,抵抗二次衬砌浇筑期间的水平压力。压浆孔压浆孔横向钢支撑中隔墙10、监控量测技术10.1、监控量测的目的 我们把控制爆破、锚喷支护、监控量测作为新奥法隧道施工理论的三大要素,运用新奥法施工理论,对围岩与支护结构的变形受力以及浅埋地段的地表沉陷进行量测,我们通常把它称之为监控量测,对岩土结构特别是隧道工程施工,为了掌握围岩动态与支护结构的工作状态,其重要性与钢结构和砼结构所进行的静力计算一样,所以,我们也把施工中的监控量测称之为新奥法的三大支柱之一。其目的可归纳为下述四点:⑴设计和修正支护结构形式和参数提供依据进行隧道工程设计时必须依靠工程地质调查和试验来提供必要的依据和信息,但由于岩体地质情况千差万别,使得工程地质调查和试验取得的数据很难正确反映岩体的真实性。所以在施工过程中通过围岩与支护的变形与应力测试数据,可对原设计予以修正,或者为重新计算和设计提供依据。⑵正确选择开挖方式和支护施作时间通过分析量测数据,可以确定符合具体工程要求和地质条件的施工方法和支护结构的施作措施,以充分利用围岩自承能力,然后通过量测分析,再确定适宜的二次支护时间;在侧压力较大的地层中,利用量测数据,可以确定最佳的仰拱施作时间。⑶为隧道施工和长期使用提供安全信息。通过对围岩稳定性与支护可靠性的量测监控和分析评定,可以发现施工中隐藏的不安全因素和隧道有可能失稳的区段或薄弱部位,从而及时地采用相应的措施达到隧道安全使用的目的。⑷是研究新奥法力学机理和设计理论的重要途径 通过施工现场量测,人们才能深入系统地研究围岩和支护结构共同作用的力学机制,才可能认识不同条件、不同类型岩体的变形破坏机理。近些年来,伴随新奥法产生的喷锚支护技术研究随着量测技术的发展取得了明显的进展。总之隧道监控量测的主要目的,是为了完善隧道设计、正确地指导施工,从而保证隧道工程的安全性和经济性。10.2、监控量测的内容和方法现场监控量测的试验计划应根据隧道的地质地形条件、支护类型和参数、施工方法以及有关条件制定。该计划内容应包括:量测项目及方法、量测仪器的选定、测点布置、数据处理及量测人员组织等。10.2.1、基本要求现场量测是监控设计的基础,量测数据的好坏直接影响到监控的成败,为此量测手段必须适应监控设计的需要。实践表明,监控用的现场量测手段必须满足下列要求:⑴尽快埋设测点。坑道开挖过程中,围岩应力场、位移场的变化与开挖作业面的空间位置密切相关。应力、位移的变化,一般情况下在测点前后两倍洞径范围内最大。为了全面量测应力与位移的变化值,要求测点埋设紧靠开挖工作面(距开挖工作面2m的范围内),且要尽快埋设。以减少对施工的干扰。第一次测试宜在埋设点后立即进行,以便取得初始数据,通常要求应在爆破后24h内和下一次爆破之前测试。⑵进行第一次量测的时间应尽量短。⑶传感元件要有较好的防震、防冲击波的能力,且能长期有效。 ⑷测试的数据要求直观、正确、可靠。隧道开挖、支护作业是连续循环进行的,信息反馈必须及时、全面,否则会影响到施工,或因漏掉重要信息而造成严重后果。为了便于信息反馈,测试数据以直观为好,即测得的数据不需经过复杂的计算就可直接应用。⑸测试仪器要有足够的精度。10.2.2、量测内容和方法进行现场监控量测的隧道应按表5-1选择量测项目和相应的其他内容监控量测项目选择表表5-1项目A类量测B类量测围岩条件洞内观察净空变化拱顶沉降地表沉降围岩内部位移锚杆轴力衬砌应力锚杆拉拔试验围岩试件洞内弹性波硬岩地带(断层等破碎带除外)◎◎◎△☆☆△△△△软岩地带(不产生很大的塑性地压)◎◎◎△☆☆☆△△△软岩地层(塑性地压很大)◎◎◎△◎◎○△○△土砂地层◎◎◎◎○☆☆○◎△注:◎必须进行的项目;○应该进行的项目;△必要时进行的项目;☆其结果对判断支护是否保守有用。⑴工程地质与支护状况的观察 隧道开挖工作面爆破前后应立即进行工程地质状况的观察和记录,必要时进行地质描述。初期支护完成后应进行喷层表面观察和记录,必要时进行裂缝描述。实践证明,开挖工作面的工程地质与水文地质观察和描述,对于判断围岩稳定性和预测开挖面前方的地质条件是十分重要的;开挖工作面附近初期支护状况的观察和裂缝描述,对于直接判断围岩、隧道的稳定性和支护参数的检验也是不可缺少的。因此,将这两项观察定为各类围岩都应采用的第一项应测项目。⑵隧道地表沉降量测位于软弱破碎的I~III类围岩中的隧道,如果其覆盖层厚度较小时,在隧道开挖后,围岩的应力、位移等变化在很大程度上会反映到地表沉降上,特别是大跨度的浅埋隧道尤其敏感。所以通过对不同施工过程中的地表沉降的叠加影响效应量测,测出扰动范围、最大沉降量和地表倾斜程度,据此判断围岩的稳定性并采取相应的施工决策。所用的测量方法是在地表测试范围内埋设沉降量测点,用精密水准仪和精密水准尺逐日进行量测,量出沉降值。地表下沉量测最好与洞内量测点布置在同一断面上。沿隧道纵向的间距一般为5~10m,埋深越浅,间距越小。⑶隧道净空变化(收敛)量测隧道开挖所引起的围岩变形,最直观的表现就是隧道净空的变化(收敛或扩张)。隧道净空变化值是指隧道周边相对方向两个固定点连线上的相对位移值,通常称为收敛。它是判断围岩动态变化最直观和最重要的量测信息,是现场监控量测中的主要内容。因此在各类围岩中,坑道开挖后均应进行围岩和支护的位移量测。 隧道周边收敛量和拱顶下沉的测点原则上应布置在同一段面内,量测断面的间距视隧道长度、地质变化情况而定,一般10~50m之间。地质情况好,或地质条件变化不大时,间距可加大。施工初期为掌握围岩变化动态,要缩小间距,待取得一定数据和资料后可适当加大间距。收敛量测的基线,视围岩条件可选择1条、2条或3条,最多选6条。位移量测是采用隧道净空变化测定计(称收敛计)来进行。它的基本原则是采用一根在重锤(或弹簧)作用下被拉紧的有孔(孔间距一般为25mm)带状钢尺作为传递位移的媒介,通过百分表(或测微器)测读隧道周边量测点间的相对位移变化值,从而计算出两测点连线(基线)方向上的相对位移值。目前国内使用的收敛计种类很多,但大致可分为三类,即重锤式、弹簧式、应力环式。10.2.3、量测频率收敛量测和拱顶下沉量测的测试频率,主要根据位移收敛速度和测点距开挖面而定,可参阅图表5-2。若两者不一致时,原则上采用量测频率较高的。整个断面的各条基线或测点应采用相同的量测频率,但各测点的位移不一定相同。此时,应以产生最大位移速率者来决定整个断面的量测频率。量测频率表表5-2位移速度/(mm.d-1)测点距开挖面距离/m量测频率>10(0~1)D1~2次/d10~5(1~2)D1次/d5~1(2~5)D1次/d<1>501次d 当实际开挖的地质条件变差或量测出现异常情况时应加大量测频率。反之,量测频率可减少。地表沉陷量测采用一次/1~2d的测试频率。位移测试的终止日期,一般在位移值基本稳定后再以1次/2d的频率量测1~2周左右,位移长期不稳定的,要继续量测到位移速度小于1mm/d为止。现场量测应专门成立监测小组,人员的多少,由量测项目决定。所有量测数据均应及时处理,及时提出报告,以便进行分析,应采取相应的施工决策。量测记录及资料应列为施工总结及竣工文件的内容,应妥善保存。10.3、监控量测成果分析10.3.1、量测数据的处理与分析现场量测数据及时绘制位移—时间曲线(或散点图)。曲线的时间横坐标下应注明施工工序和开挖工作面距量测断面的距离。在量测数据整理中,可选用位移—时间曲线和散点图两种方法中的任意一种。当位移—时间曲线趋向于平缓时,如图5-1(a),应进行数据处理或回归分析,以推算最终位移值和掌握位移变化规律。采用回归分析时可在下列函数中选用:(1)对数函数,例如:u=alg(1+t)u=a+b/(lg(1+t))(2)指数函数,例如:u=ac-b/tu=a(1-e-b/t) (1)双曲函数,例如:u=t/(a+bt)u=a[1-(1/(1+bt))2]式中a,b—回归常数t—初读数后的时间,d;u—位移值,mm。10.3.2围岩稳定性判据根据上述的回归函数可以预测最终的位移值(t=∞):u∞=1/b以及du/dt,d2u/dt2,这些值都是判断围岩稳定性的重要指标。如果位移时态曲线始终保持d2u/dt2〈0,说明位移速率不断下降,这是稳定的标志。当位移—时间曲线出现反弯点,如图5-1(b)所示,即为位移出现反常的急剧增长现象(d2u/dt2≥0),表明围岩和支护已呈不稳定状态或危险状态,应加强监视,并适当加强支护,必要时应立即停止开挖并进行施工处理。图5-1 工程实践表明:各项位移达到基本稳定的时间一般是在一个月以内,且回归值与实测值很接近。其位移速度与时间关系曲线显示出,位移的发展具有明显的阶段性。因此,可在实测资料的基础上,依据位移速度将其划分为三个阶段,即急剧变位、缓慢变位、基本稳定三个阶段,其围岩稳定性判据如表5-3所示。围岩稳定性判据表表5-3急剧变位缓慢变位基本稳定收敛位移>1.0mm/d1.0~0.2mm/d<0.2mm/d单点位移>0.5mm/d0.5~0.1mm/d<0.1mm/d拱顶位移>1.0mm/d1.0~0.2mm/d<0.2mm/d10.3.3、允许相对位移值隧道周边任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的最终位移值均应小于表5-4所列数值。该表所列数值是在统计和分析了国内外许多隧道的量测数据后得到的,可作为实际应用的依据,同时可根据实测数据的分析进行修正。当位移速度无明显下降,而此时实测相对位移值已接近表中规定的数值,或者支护砼表面已出现明显裂缝时,必须立即采取补强措施,并改变施工方法或设计参数。隧道周边允许相对位移值(%)表5-4覆盖层厚度/m允许相对位移值/%围岩类别<5050~300>300Ⅲ0.10~0.300.20~0.500.40~1.20Ⅳ0.15~0.500.40~1.200.80~2.00Ⅴ0.20~0.800.60~1.601.00~3.30注:1、相对位移值系指实测位移与两测点间距离之比,或拱顶位移实测与隧道宽度之比;2、脆性围岩取表中较小值,塑性围岩取表中较大值;3、Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ类围岩可按工程类比原则选定 10、施工工艺流程图10.1、隧道施工工艺框图是否(修正支护参数)(修改施工方案)是否符合管理基准施工准备结束二次衬砌防水隔离层确定施工方法现场监控量测初期支护开挖 10.2、明洞段施工工艺框图编制施工方案测量放样人、设备、材料准备监理审批开挖断面检查坡面防护明洞衬砌防水层施工明洞回填 10.3、洞身开挖施工工艺框图开挖方案拟定监理审批装药测量放线连线超前小导管注浆爆破设计参数确定台车就位放炮光爆药卷加工钻眼通风排烟找顶出碴断面检查初期支护下一循环 10.4、小导管注浆施工工艺框图封闭工作面钻孔准备工作机具设备检修安设小导管连续管路及封闭孔口否压浆检查符合要求?是注清浆否压力流量达到要求?是结束 10.5、锚杆施工工艺框图前期准备施工放样钻孔清孔塞入杆体安止浆塞接管注浆加垫板、拧紧螺帽、固定杆体结束 10.6、钢支撑施工工艺框图前期准备欠挖处理断面检查准确测量测量定位洞外钢支撑加工、贮存、检验、倒运洞内钢支撑拼装钢支撑架立就位锚喷固定结束 10.7、喷射砼施工工艺框图前期准备施喷面清理砼搅拌站计量配料拌合装运喷料加速凝剂现场施喷综合检查合格围岩不稳定或不合格结束复喷补强 10.8、防水板施工工艺框图洞内准备洞外准备1、防水板质量检查2、划压缝搭接线3、防水板分拱部边墙两段截取,将拱部的对称卷起准备工作1、工作台架就位2、接通电线路3、烧掉锚杆头等4、如超挖超过铺设规定应编铁丝网回填、喷砼5、拱顶划出隧道中线,第一次铺第一环时应划出垂直隧道中线的横断面铺设防水板防水板搭接层面粘合搭缝补强质量检查结束移工作台架 10.9、边墙基础衬砌施工工艺框图排除积水清除边墙基础虚碴洞外制备砼立边墙脚基础模型运送砼进洞矫正、加固涂脱模剂浇注砼捣固进入下一循环安放接茬钢筋养护拆模 10.10、模注混凝土施工工艺框图断面检查、修整否监理签认是安设透水盲管监理检测合格安设防水板监理检测合格上一循环接头混凝土面、止水带整理模板台车就位涂脱模剂监理检查混凝土拌制、输送泵安装灌注脱模养生 10.11、隧道路面混凝土施工工艺框图施工准备测量放线备料、配合比调整拌和混凝土基层检验整修运输混凝土支立模板、安设钢筋施工准备振捣混凝土提浆刮平铺放过滤布与气垫薄膜吸表面制毛(压纹)直空处理机械抹平拆模机械锯缝填缝养生 六、质量标准及质量控制1、质量标准隧道工程质量标准见《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)。2、质量控制2.1、喷射混凝土强度控制⑴根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)要求,应根据现场28天龄期抗压强度的试验结果,绘制质量控制图。强度不符合要求时,应查明原因,采取补强措施。⑵试件制作应切割制取,方法见《锚杆喷射混凝土支护技术规范》附录F。当不具备条件时,也可直接向边长为150mm的无底标准试模内喷射混凝土制作试件,其抗压强度换算系数应通过试验确定。抗压试验时,加载方向必须与试块喷射成型方向垂直。⑶试件数量:每喷射50~100M3混合料或小于50M3的独立工程,不得少于一组,每组不得少于3个。2.2、喷射混凝土厚度控制⑴厚度采用凿孔或电侧法进行检查。检查断面数量,每10m检查一个断面;每个断面从拱顶中线起,每隔2~3m布设一个检查点。⑵合格条件:每个断面上,60%以上的厚度检查值不应小于设计厚度;最小值不应小于设计厚度的50%;同时,检查孔处厚度的平均值不应小于设计厚度。⑶预防:加强断面的量测,严防欠挖。 2.3、锚杆抗拔力控制⑴锚杆质量必须做抗拔力试验。抗拔力试验时,其拉力作用线与锚杆同心;加载应匀速、缓慢、拉拔至预设计荷载即停止;拉力计应固定牢靠。必须有安全保护措施。不符合要求时,用加密锚杆的方法予以补强。⑵锚杆试验数量,每300根锚杆必须抽样一组,每组不得少于3根。2.4、初期支护外观检查⑴应无漏喷、离鼓现象,混凝土表面密实,蜂窝麻面面积不超过0.5%,深度不超过10mm。⑵应无有尚在扩展中或危及使用安全的裂缝。⑶防水层无外露的锚杆尾端及钢筋网。⑷喷层与围岩粘结情况的检查,可采用小锤敲击,如有空洞应凿除、清洗重喷;必要时增设锚杆支护。⑸当发现喷层表面有裂缝、脱落、露筋、渗漏水等应予以修补,凿除喷层重喷或进行整治。2.5、衬砌混凝土厚度控制3、特殊地段施工预防及处理措施3.1、预防措施⑴隧道开挖中,如发现围岩性质、地质情况发生变化,应及时对所用的掘进方法、支护方式作相应调整,以适应新的围岩条件,确保安全施工。 ⑵爆破操作人员应严格按钻爆设计要求钻孔、装药、严禁超量装,爆破工必须经培训合格方可上岗,避免人为因素造成塌方冒顶。对于出现突发大面积淋水或涌水,应根据水量大小、补给方式、变化规律及水质成分等情况,正确采用诸如“超前钻孔或辅助坑道排水”、“超前小导管予注浆止水”、“超前围岩予注浆止水”、“井点降水及深井降水”等辅助施工方法,排法淋水、涌水对掘进施工的干扰和影响,根据坍方、冒顶隐患,确保围岩稳定及施工安全。⑶加强施工组织管理,严格按施工组织设计施工,各工序应有序跟进,相互衔接。如因组织设计中开挖、支护方式与实际开挖围岩情况不相适应,应及时作出调整。⑷加强对开挖面、未支护及未衬砌断面围岩情况的监测和检查,如有塌方、冒顶症兆要及时做强支护处理。对已支护地段亦要经常检查,有无异常变形或破坏,锚杆是否松动,喷混凝土层是否开裂、掉落等,一经发现应立即补救,采取适当方式加固处理:如挂钢筋网、加喷混凝土或作构件支撑等。还要防止在施工过程中机械对支护的碰撞破坏。⑸当隧道掘进通过沟谷凹地覆盖层过薄地带或偏压浅埋地段时,因围岩自身成拱能力差,缺乏足够稳定性,施工时应特别谨慎、应采取先支护(强支护)、后开挖(短进尺、弱爆破)、快封闭、勤观测的施工方式,再根据不同地质条件,辅之以必要加固措施,稳定开挖空心思面,确保施工安全。⑹ 如发现洞口围岩节理发育、破碎严重,或有不利岩层走向,有可能产生滑塌,则应对开挖线以外围岩顺洞向打设锚杆并注浆加固处理。为确保洞口安全还应进行管棚钢架支护,以防洞口坍塌,影响掘进。3.2、处理措施⑴对于深埋隧道掘进中遇断层破碎带发生塌方、冒顶事故,并伴有淋水或涌水现象时,应先采取排水、止水措施,与此同时根据断层宽度、破碎松软程度,采用砂浆锚杆、超前锚杆、小钢管、管棚钢架、小导管预注浆、超前围岩预注浆等方法加固围岩,以稳定开挖面,防止塌方冒顶扩大或再次发生⑵对于偏压浅埋段,或穿过沟谷凹地覆盖层过薄地段出现塌方、冒顶,应对地面覆盖层采取砂浆锚杆及注浆加固处理,增强其自稳能力,并对塌穴附近地面作堵塞裂缝、挖排水沟等防止地表水进入的排水处理,防止塌方扩大。⑶对于洞口塌方,应根据其发生原因,分别采用锚固、注浆加固、喷射混凝土封闭围岩暴露面等方法加固地层围岩,防止坍塌、滑塌扩大和再发。⑷对于岩质围岩,因节理发育、岩块间嵌挤进连结能力差或岩爆发生的塌方,一般应采用锚杆注浆、喷锚或挂网喷锚等支护形式,对塌穴顶部、侧部和塌穴顶部、侧部和塌穴附近围岩再行加固处理后,方可清渣掘进。⑸ 对于土质围岩及软弱带形成的塌方、冒顶,一般应采用超前锚杆或小钢管支护、管棚钢架超前支护、超前导管予注浆、超前围岩予注浆等方法对塌穴顶部、侧部和塌穴周边附近围岩加固后,方可清渣掘进。⑹小规模塌方发生后,应先加固未塌方段洞身围岩,以防塌穴扩大,并尽快封闭塌穴顶、侧部,衬砌完成后,按超挖有关规定填塞塌穴,禁止用渣体任意回填。⑺大规模塌方、冒顶发生后,难于全部清除塌渣体应根据塌体规模、形状、采用适合的辅助施工方法加强支护,提高安全性,谨慎清除渣体。对于塌穴填塞处理,应做特殊设计,一般可在衬砌拱背增设大于0.6米厚的护拱后填以弃渣,或采用钢支撑顶住已加固封闭的塌穴周边围岩。⑻发生塌方或冒顶地段,应加强支护并尽快成洞完成衬砌,衬砌厚度应予增大,按松散体荷载计算确定增大的衬砌厚度。七、安全措施1、总体要求1.1、隧道施工必须制定安全制度和措施,加强通风、照明、防尘、降温及防止有害气体的防护工作,并预防塌方事故、保护施工人员身体健康。1.2、隧道施工的各班组间,必须将施工、安全等情况记载于交接班的记录簿内。工地值班负责人应认真检查交接班情况。1.3、所有进入隧道工地的人员,必须按规定配带安全防护用品,遵章授纪,听从指挥。 1.4、应安排专职、富有经验的人员对隧道施工全过程、24小时值班观察。观察内容包括:涌水情况,隧道顶部、侧部的稳定状态,锚杆是否被拉断,喷层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏,钢架有无被压屈现象,隧道底部是否有上鼓起现象。应特别注意围岩危险较大的破坏状态和可能引起塌方事故的破坏状态。如有异常时,应立即停止施工,采取加固及应急措施。2.5、支护与衬砌⑴施工期间,现场负责人应对支护各部定期进行检查。在不良地质地段每班应设专人随时检查,当发现支护变形或损坏时,应立即整修和加固;当变形或损坏情况严重时,要立即将施工人员撤离现场,再进行加固。⑵锚喷支护时,要检查危石是否清除,脚手架是否牢固可靠,喷射手必须佩戴防护用品。⑶当发现测量数据有不正常变化或突变,洞内或地表位移值大于允许位移值,洞内或地面出现裂缝以及喷层出现异常裂缝时,均视为危险信号,必须立即通知作业人员撤离现场,待制定处理措施后才能继续施工。⑷衬砌使用的脚手架及工作平台上所站人数及堆置的建筑材料,不得超过其计算载重量。⑸采用模板台车进行全断面衬砌时,台车距开挖面的距离不得小于260m。2.6、通风及照明⑴ 严禁人员在通风机风管的进出口附近停留,严禁将任何物品放在通风管或管口上。⑵隧道施工中,现场负责人要随时观测洞内温度,不得超过28℃,做好通风降温。⑶隧道内照明电压采用12~24V安全电压。3、施工工程危险源辨识与评价一览表作业活动危险因素可能导致的事故危险级别控制措施备注作业全过程无安全技术措施人身伤害一般制定安全技术措施 安全技术措施方案未经审批、审核就采用人身伤害、设备损坏一般按规定进行审核把关 设备设施未经验收人身伤害、设备损坏一般审核检查把关 无安全技术交底人身伤害、设备损坏一般按规定进行 未按要求做安全检查人身伤害一般按规定进行检查把关 施工人员无证上岗操作人身伤害一般严禁无证操作 违反安全技术措施方案人身伤害一般按规定检查把关 未使用或不正确使用个人防护用品尘肺、耳聋一般进行安全教育培训 未进行安全教育培训或不到位人身伤害一般按规定检查审核把关 开挖凿孔作业机械凿岩未采用湿式尘肺一般现场检查把关 在残眼中机械钻眼人身伤害一般现场检查把关 洞口作业边仰坡不符合规定坍塌一般按方案进行检查把关 爆破作业放炮过程无人警戒或警戒不力造成他人伤害一般加强警戒和检查 未按规定要求作业爆炸伤人、毁物一般现场检查把关 装药太多伤人、设施损坏一般严格规范操作塌方伤人、设施损坏重大现场检查,制定应急预案 盲炮处理不当爆炸伤人重大严格规范操作未按规定的时间次数爆破爆炸伤人、毁物一般现场检查把关两作业面施工未协调爆炸伤人、毁物一般现场检查把关洞内运输作业违章指挥、违章作业交通机械事故一般进行安全技术交底进洞车辆超宽、超高、超载交通机械事故一般现场检查把关运输大型料具没专人指挥,未设警示红灯造成交通事故一般设专人指挥洞内未设人行横道或出隧道人员未走人行横道造成交通事故一般加强安全教育洞内平曲线半径小于轴距7倍机械事故一般提供能够满足施工场地线路尽头未设置挡车装置和标志机械、车辆倾覆一般设置挡车墙及警示标志支护作业未对支护各部进行检查或发现支护变形、损坏没有及时整修加固坍塌一般进行安全技术交底支护与开挖超过4米坍塌一般进行安全技术交底钢支架吊装时未按《其中吊装》规程操作坠物伤人一般严格按操作规程施工喷锚反护人员未配戴防护用品或防护用品使用不当人身伤害一般正确使用防护用品注浆管喷嘴对人放置人身伤害一般严格按操作规程施工发现洞内或地表位移值过大、裂缝危险信号时人员未及时撤离坍塌伤人重大危险进行安全技术交底衬砌作业未及时进行衬砌或压浆伤人或附近设施损坏一般按规定进行衬砌或压浆台车高于2米的未设立安全护栏,跳板没有防滑条倒塌、滑落伤人一般架设防护兰台车设计载重量不足倒塌一般进行安全技术交底没有防护用品或防护用品使用不当尘肺一般正确使用防护用品压浆机使用前未进行试运行或检查,管路连接松动、压力过高或过低高压伤人一般加强安全教育检修机械时未关闭风门、切断电路、停机电击伤人一般严格按规程操作洞内熬制沥青窒息一般严禁洞内熬制沥青洞内通风粉尘超标尘肺一般严格执行国家有关环保的法律法规 排水氧气不足,有害气体超标窒息一般加大送风量、加强有害气体检测放炮未进行喷雾与洒水,出渣未淋水尘肺、窒息一般有害气体未散尽前严禁入内防尘水固体质超标,没有沉淀或过滤设备人身伤害一般使用符合规定的防尘水照明作业洞内灯光亮度不足、闪烁人身伤害设备伤害一般保持充足的照明电线架设不符合规定触电一般进行安全技术交底电缆拖地被磨损、刮坏触电、火灾一般进行安全技术交底接地保护不当或无接地保护触电、火灾一般进行安全技术交底配电箱不符合规定触电、火灾一般按规定使用国标产品未设专人管理、检修电路、照明设备触电一般设专人持证上岗发现大量涌水未及时停工、撤离坍塌一般制定紧急措施没有消防器材或消防器材不足火灾一般配备足够消防器材没有严禁烟火标志或在洞内生火取暖火灾一般严格执行防火制度洞内放置汽油、煤油、变压器油等易燃物品火灾一般严禁洞内放置易燃物品4、隧道应急预案4.1、隧道施工必须制定应急预案,必要时采取应急措施。4.2、某项目隧道工程应急预案某项目隧道工程应急预案一、根据某项目隧道施工特点,下列事件是紧急事件,启动应急预案。1、塌方;2、重伤事故及重大设备事故;3、生产区火灾中毒事故;二、险情处理机构及责任人:负责机构:项目安全领导小组及隧道安全小组总指挥:(项目经理)三、险情发生时人员行动计划和相应职责:1、险情发生时安全领导小级成员必须在第一时间进入险情现场;2、责任职责:负责指挥全面抢险工作(即总指挥),当责任人不在现场时任命临时总指挥;3、安全领导小组成员职责:接受总指挥的任命和任务,组织抢险工作;四、应急措施1、隧道塌方①撤离人员,设备。②安全领导小组到位后商空初步抢险办法,组织险情突击队及时进行抢险。③通知上级领导,组织相关专家现场办公,制定抢险方案进行抢险。 2、工伤事故及重大设备事故①组织抢救工作。②分析现场安全性。③组织排险。3、生产区险情①切断危害源。②组织抢救。③组织抢险。五、外界接口:1、安全领导小组电话:2、手机:主要安全领导成员手机号码;3、火警:119;伤害:120;急救医院:六、险情报告负责人:七、现场与相关部门交流负责人:八、险情突击队负责人:九、应急响应:1、第一时间人员的分工安排:项目经理任事故现场救援总指挥,及时通知主管部门;生产副经理负责与本地120联系,实施对伤亡人员的抢救和负责急用车辆的调度,总工程师负责组织第一现场的保护,并疏散现场群众;办公室主任负责后勤保障;2、突击队进行抢险;3、生产副经理负责通知伤亡者家属,做好家属生活安排,并对伤亡者做出妥善处理。4、专职安全员负责组织相关部门进行事故调查,结论上报相关主管部门。5、分析原因,提出处理方案。6、处理结论通报项目部全体员工,从中吸取教训,并引以为戒。7、并对责任人进行处理。八、环境保护(一)洞口工程的边坡、仰坡施工应按设计图纸放样、开挖,尽量减少对植被的破坏。(二)隧道开挖后的石渣应尽可能综合利用,弃渣场地应做好防护、绿化工程,防止水土流失及减少废弃物的排放。(三)洞内水的应在洞口处设置沉淀池经沉淀后,再进行排放。(四)隧道洞内、洞口、运输道路应经常洒水,防止扬尘和扬灰。(五)夜间施工减少噪音的排放。 仲溪隧道围岩及初期支护情况图K187+387K187+216出口进口Ⅳ级Ⅲ级Ⅳ级S1as3s4s3s1b10m17m115m19m10m本隧道除明洞外,洞身衬砌采用复合式衬砌,初期支护为主要受力结构,二次衬砌按构造要求设计的,初期支护与二次衬砌间设置复合防水层。具体结构如下:洞口加强段:初期支护由系统锚杆、双层钢筋网、喷射混凝土、工字钢拱架组成,二次衬砌采用带仰拱钢筋混凝土结构,采用超前注浆小导管辅助施工。 IV级围岩段:初期支护由系统锚杆、双层钢筋网、喷射混凝土、钢筋格册拱架组成,二次衬砌采用带仰拱混凝土结构,浅埋段采用超前注浆小导管辅助施工,深埋段采用超前注浆小导管辅助施工。III级围岩段:初期支护由系统锚杆、单岐钢筋网、喷射混凝土为喷砼组成,二次衬砌为等截面混凝土衬砌不带仰拱。中隔墙与中导坑:洞口段采用钢筋混凝土结构,中隔墙顶部岩体采用中空注浆锚杆加固,III级围岩段中隔墙采用素混凝土结构,顶部岩体采用药卷锚杆加固。在洞口加强段施工过程中应特别注意预埋衬砌初期支护形钢支撑预埋件。系统锚杆:洞口加强段、IV级围岩段采用中空注浆锚杆III级围岩段采用药卷锚杆,要求单根锚杆抗拔力均达到120KN。明洞:本连拱隧道明洞左右洞为分离式独立成环,外铺防水层,两洞中间空隙采用片石混凝土回填。顶部回填土不容许超过设计回填厚度,以保证结构工作条件与设计吻合。4、钻爆参数Ⅳ级图岩上台阶钻爆参数项目单位掏槽眼辅助眼辅助眼拱内圈眼周边眼底板眼序号123456789周边眼装药结构ф20×630乳化炸药间隔装药周边眼外插角沿径向外斜5%周边眼装药集中度Kg/m0.22炮眼深度M2.32.52.52.32.32.32.32.3 炮眼数量个4541013172822每个炮眼装药量Kg1.051.050.90.90.90.510.51小计装药量Kg5.254.2911.715.314.319每个炮眼装标准药节776666周边炮眼装小直径药卷节3.4起爆顺序1#-5#6#7#9#11#13#1#开挖断面积M226.44炮眼总数个103比炮眼数个/m23.90总计药量Kg79.55比耗药量Kg/m21.203说明:堵塞长度不小于20cm。 Ⅳ级图岩下台阶钻爆参数项目单位周边预裂眼辅助眼辅助眼辅助眼辅助眼辅助眼辅助眼底板眼序号123456789周边眼装药结构ф20×630乳化炸药间隔装药周边眼外插角沿径向外斜5%周边眼装药集中度Kg/m0.22炮眼深度M4.84.84.84.84.84.84.84.8炮眼数量个30989893829每个炮眼装药量Kg1.053.33.33.33.33.32.13.45小计装药量Kg31.529.726.429.726.429.779.8100.05每个炮眼装标准药节22222222221423周边炮眼装小直径药卷节7起爆顺序5#6#8#10#12#14#16#17#开挖断面积M274.53炮眼总数个104比炮眼数个/m21.88总计药量Kg353.25比耗药量Kg/m20.987说明:堵塞长度不小于20cm。 Ⅲ级围岩钻爆参数表(全断面)区别炮眼名称眼深cm眼数每孔药卷数量每孔药量kg药量kg备注1中孔眼4152Ф122掏槽眼41519.54.754.75Ф40×350×5003掏槽眼41519.54.754.754掏槽眼41529.54.759.55掏槽眼40027.53.757.56掏槽眼40047.53.75157掏槽眼40047.53.75158辅助眼400127.53.75459辅助眼400673.52110辅助眼4001173.538.511辅助眼4001573.552.512辅助眼4001973.566.513内圈眼400234.52.2551.7514底板眼41523224.4101.2Ф35×150×20015周边眼40047100.837.6Ф25×165×80开挖面积(m2)83.28炮眼个数172比炮眼数(个/m2)2.07总装药量(kg)470.55比耗药量(kg/M3)1.415、仲溪隧道K187+380段冒顶处理5.2、冒顶处理方案⑴立即停止掌子面开挖; ⑵立即对冒顶进行喷射C20砼封闭岩面;⑶从现掌子面开始,立即架设工字钢,间距50CM,拱顶冒顶段采用¢22钢筋网(20×20),且全部焊接于拱架上,其余钢筋网按原设计,然后喷射C20砼40CM,喷完后在C20砼上铺挂一层PVC防水卷材,最后,再对该段回填土至原地表。⑷待以上冒顶段处理完后,立即进行成洞面刷坡及防护,打设锚杆、喷射砼。附件2辅助施工措施:隧道施工中的辅助坑道与辅助作业:1、施工中的辅助坑道:根据隧道长度、工期的要求、地形条件、地质及水文地质情况,劳动力及机具配备以及能否利用等因素考虑辅助坑道的设置,主要有横洞、平行导坑、斜井或竖井。2、隧道施工的辅助作业:隧道施工中,我们将开挖、支护、衬砌称之为基本作业,为基本作业提供必要的施工条件,并直接为基本作业服务的称之为辅助作业,其内容包括通风防尘,高压风供给(高压机供风),施工用水及排水,施工用电与照明。 (1)、施工通风:        由于爆破、动力机械进洞产生大量的粉尘和有害气体,甚至有瓦斯等,当自然通风不能满足施工需要时必须采取机械通风。        —风管式通风:可分为压入式、吸出式和混合式三种        —巷道式通风:适用于设有平行导坑的长隧道,通过平行导洞抽出污蚀空气,新鲜空气从正洞补充,通过横向通道与平行导洞形成循环。—风箱式通风:利用隧道部分空间设置通风道代替大直径风管,改善通风条件,投入要大一些。(2)、施工防尘:隧道施工中凿岩、装渣、喷射砼等作业均有粉尘产生,长期接触可患硅肺病,为了保证坑道内粉尘含量不超过2mg/m3,必须采取综合防尘措施。—湿式凿岩:喷雾洒水,装渣前先行洒水;—佩戴防尘口罩;—强制通风也是降低洞内粉尘浓度的重要手段。(3)、高压风供给(高压机供风):压缩空气供应,满足风动机具的动力要求。(4)、施工供水: —供水方式:高山水池加管道送水,从水池到隧道开挖面其水压不应小于0.3Mpa。    —供水管道:主管应选择直径75-150mm,支管直径为50mm,确保不漏水,严寒地区应有防寒措施。(5)、洞内排水:上坡进洞采取开挖排水沟自然排水,下坡进洞间隔设置集水井利用抽水机排水。(6)、施工用电与照明:三相四线制4W/380,成洞地段照明单相220V,工作地段照明24-36 V,长大隧道可考虑高压电缆进洞(6-10KV)架设高度大于3.5m,洞内照明线架设高度大于2.2m。