蔡家关隧道施工组织设计 2

'蔡家关隧道工程的施工组织设计第一章概述第一节工程概况一、工程概况蔡家关隧道工程位于贵阳市乌当区水田镇蔡家关，起讫里程K13+274~K13+615，建筑界宽11.0米，高5.0米，全长341米，右转弯半径600米，坡度+0.469%。穿越岩层类型为Ⅲ、Ⅳ类。第二节施工机具及劳动力组织一、施工机具详见下表：名称规格数量单价备注侧卸式装载机ZLC40B1台小松挖掘机PC200-61台电动空压机20M32台自卸汽车5台凿岩机28型16台搅拌机JAC3502台碎石机2台磨沙机2台内燃空压机VY-12/7-b20M32台电焊机BX1-500F2台BX6-1602台２４ 名称规格数量单价备注电动切割机2台湿喷机TK-9612台QY型5台经纬仪TDJ21台全站仪TC15001台水准仪S3AZ1台电控卷扬机JJD1.51台液压衬砌台车1台砼输送泵1台二、劳动力组织蔡家关隧道将投入120人，详见下表：工种人数工种人数工种人数炮工2水电工5钢筋工10木工10风枪工15喷锚工8砼工10司机10杂工45石工5第三节工程施工计划安排一、施工总工期安排根据本合同段的工程特点、地理位置、交通情况以及本公司的施工能力，隧道工期安排如下：开工时间：2004年3月5日竣工时间：2004年11月5日２４ 总工期为240天，具体开工日期以监理工程师下达的日期为准，在施工过程中，我单位将根据工程情况调整机械设备配置、技术力量和劳动力安排，进一步调整和细化施工计划，以满足业主的工期要求。二、工程施工进度安排详见施工进度计划表三、场地布置场地布置详见隧道平面布置图第二章主要施工方案、方法及其措施一、总体施工方案隧道进出口的明洞段根据地形、地质情况全部采用明挖法施工，然后进行洞顶截水沟的砌筑，避免雨水对洞门的冲刷，然后进行洞顶仰坡的挂网喷锚护坡作业。进出口洞口加强段的围岩采用正台阶法开挖，必要时留核心土。初期支护采用Ф25自钻式中空注浆锚杆、喷射钢纤维混凝土、钢拱架进行。IV类围岩段采用全断面光面爆破开挖，洞身按新奥法设计，采用复合式衬砌，初期支护采用Ф25中空注浆锚杆、喷射钢纤维混凝土进行。初期支护施工中采取短开挖、强支护、早封闭、勤量测，各施工工序紧跟，不能脱节，加强围岩监控量测和超前地质预报，确保施工安全。详见隧道支护参数表：二、施工顺序由隧道进口向出口施工，先开挖明洞段的土石方和截水沟的开挖砌筑以及仰坡的开挖、锚喷挂网作业，然后进行洞口加强段的上弧导坑的开挖、初期支护，再进行下导坑的开挖、初期支护，上下导坑的距离相距在60米左右，最后进行防排水板的铺挂和二次衬砌的浇注，衬砌距离开挖面保持在50米左右。三、主要项目施工工艺及方法（一）洞口施工２４ （1）洞口段采用边坡、仰坡自上而下分层开挖，施工机械以挖掘机为主，尽量不采用爆破，保证不扰动原地层；洞口场地用装载机辅以推土机整平压实；遇坚硬石质地层人工钻眼爆破，运输采用自卸车，挖方弃往指定的弃碴场。洞口段开挖将充分考虑洞内施工隧道支护参数表项目洞口加强段IV围岩段初期支护C20喷射砼24cm15cmФ25自钻式中空注浆锚杆@80X80cmL=3.5Ф25中空注浆锚杆@100X100cmL=2.5Φ6.5钢筋网RC-65/35-BN钢钎维型钢拱二次衬砌60cm40cm仰拱60cm需要，修建供水、供电设施及材料堆放场地和机械停放场地，合理布置。（2）边仰坡防护、边仰坡开挖按设计坡度一次整修到位，并分层进行边仰坡挂网喷锚防护，以防围岩风化，雨水渗透而坍塌。以稳定边仰坡。刷坡防护到路基面标高。（3）隧道洞门在进洞施工正常后，适时安排施工。综合考虑地形地质条件及洞口美化等条件。进洞施工前，先将洞外排水系统做好，再行进洞，以防对洞门造成威胁。（4）明洞拱、墙与洞内相邻的拱、墙衬砌时，应同时施工连成整体；（5）２４ 洞门及洞口附近的排水、截水设施应配合洞门施工尽早做好，并与洞外排水系统连通，以免地表水冲刷坡面。（6）洞门仰坡和边坡宜在进洞前刷好，坡度的施工允许偏差为5%；洞口土石方宜采用控制爆破施工，不得使用集中药包爆破，以免影响仰边坡的稳定。（二）明洞（1）明洞基础施工（出口端）①明洞边墙基础必须置稳固的地基上。遇有地下水时，须将地下水引离边墙基础。②凹形地段或外墙深基部分，施工时本着先难后易的原则，可先开挖、砌筑最低凹处，逐步向两端进行，以利利用施工查明基础情况。③边墙基础挖至设计标高后，核对地质承载力是否与设计要求相符。④若地基承载力不足时，可考虑采用沉井基础或挖孔桩基础进行地基加固。⑤明洞开挖采用全部明挖法，若施工需要或工程师要求，也可采用拱上明挖拱下暗挖法进行开挖施工，但无论哪种方法开挖，均实行爆破药量控制。⑥明洞开挖前，预先做好洞顶防水、排水设施，防止地面水冲刷而招致边坡、仰坡落石、塌方。在作施工计划安排时，合理避开雨季施工。（2）边墙施工架立支架、绑扎明洞钢筋。支架采用24号工字钢作支柱、横梁及纵梁，斜撑、纵向连接、横向连接均采用角钢，各连接头均采用螺栓连接。内模采用定型钢模板，外模和挡头板模板采用定制的木模加钉铁皮，挡头板内，外弧线在现场按实际比例放样后，精确加工。泵送砼灌注，灌注时其模板支撑必须牢靠，防止跑模造成砌衬侵入限界。（3）拱圈施工２４ ①拱架一般在立柱上架设，立柱基底坚实，若在松软路肩上，则设纵向卧木，并将各立柱纵向联结成整体。②拱架采用特制大跨度钢拱架，组合钢模安装拱部内模。（4）防水层及回填与拆除拱架①防水材料的铺设方法按设计进行施工，从两侧拱脚自下而上向拱顶方向进行。防水板采用无钉铺设，衬垫为梅花形布置，间距0.8×0.8米，防水板接缝采用自动热融机进行双焊缝焊接。②墙背与拱顶回填：待混凝土达到设计强度的70%后，即可进行回填。在回填前先作好纵向盲沟；当超挖较大时，用浆砌片石回填，回填土石与边坡接触处挖成不小于0.5m的台阶并用粗糙透水材料填塞以增加摩擦力保持稳定。拱部回填对称分层夯实，每层厚度不宜大于0.3m，机械回填时，必须在人工回填至少0.7m后方可使用机械回填。在拱背需作粘土隔水层并保证与边坡、仰坡搭接良好、封闭紧实。③拆除台架：待混凝土达到设计强度的70%后，才能拆除台架。采用土石方机械填筑时，须待拱顶回填完成后方能拆除。（5）保证措施①衬砌浇注前要复测中线、高程，边墙、拱圈放样立模时预留施工误差，以保证衬砌不侵入建筑限界。②大跨度拱架采用分5段组合拼装，螺栓连接牢固，用钢管脚手架加固大跨拱架，使其大跨度拱架有足够的稳定性。③明洞拱圈按断面要求制作定型挡头板和外模，随着灌筑逐步向上安设，除临时支顶外，还必须将外模板拉紧固定。④拱墙施工缝除设接岔钢筋外，对接头部分的砼要凿毛冲冼，保证砼间连接牢固。⑤明洞与暗洞衬砌一并施工，注意明洞与暗洞的衔接。（6）明洞施工工艺构图详见明洞施工工艺构图２４ 截水沟的开挖和修筑边仰坡修整排水沟的修筑清理施工现场测量放线测量放线明洞土石方分层开挖明洞砌筑回填土石边仰坡临时防护不合格边坡修整及防护工程检查是符合计要求（三）洞身施工作业程序1、洞口加强段上弧导坑的开挖锚杆施工初喷钢纤维砼立钢拱架复喷钢纤维砼下导坑的开挖锚杆施工初喷钢纤维砼立钢拱架复喷钢纤维砼铺挂防排水板衬砌台车立模浇注砼2、Ⅳ类围岩段全断面开挖锚杆施工喷射钢纤维砼铺挂防排水板衬砌台车立模浇注砼（四）洞身开挖（1）Ⅲ类围岩开挖方法该隧道按Ⅲ类围岩施工段长47米,采用正台阶法施工。Ф25自钻式中空注浆锚杆、锚喷挂网、钢拱架初期支护。施工顺序：详见横断面示意图。①作业循环开挖和二次衬砌可同时施工，控制工期的作业为开挖初期支护，二次衬砌不控制工期。开挖及初期支护每循环进尺3.0米，每循环作业时间25h。２４ 上半断面开挖上半断面初期支护下半断面开挖下半断面初期支护防水板和无纺布铺设拱墙二次衬砌隧底片石砼回填52512544355654B横断面示意图1.上断面开挖2.上断面支护3.下断面开挖4.下断面支护5.二次衬砌6.隧底填充２４ ②开挖及初期支护循环时间见下表（每循环进尺3.0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2.52.53装药1.01.04爆破通风0.50.55清理危石0.50.56装渣运输2.52.07初喷混凝土0.50.58锚杆1.51.09钢拱架2.02.010复喷混凝土1.51.511合计1312③二次衬砌（每循环12米）：序号工序名称工作量及进尺循环时间(h)备注1检测断面1.02挂无纺布及防水板2.03立模衬砌长度12.0m3.04泵送混凝土入模4.05养护及脱模18.06合计28.0④光面爆破设计全断面面积为110m2，上半断面面积68m2,下半断面面积42m2，按全断面综合取单位控制药量q=0.94kg/m3，平均每米炮眼用药0.5kg/m，装填糸数a=0.65，炮眼数N=0.0012×qs/a/d2=0.0012×0.94×88/0.65/0.0322=186取185个上半断面N=qs/r=1.0×68/0.5=136，取125个；下半断面N=qs/r=0.7×60/0.5=28,２４ 取25个。本断面代表地段钻孔深3.5m左右，循环进尺3m。施工时通过爆破试验修正爆破参数。光爆参数为：围岩类别周边眼间距E（cm）周边眼抵抗线W（cm）密集系数E/W装药集中度(kg/m)Ⅲ48600.80.20爆破参数部位炮眼类别炮眼深度(m)炮眼个数单孔药量炸药总重(kg)装填系数卷/眼kg/眼上半断面掏槽眼1,23.01512.71.928.50.85辅助眼3,42.82310.51.5736.110.75掘进眼5,62.8369.81.4752.920.7周边眼72.8335.30.826.4间隔底板眼82.81811.21.6832.240.8小计125174.17下半断面掘进眼2.8259.81.4736.750.7周边眼2.8155.30.812间隔底板眼3.02012.71.9380.85小计6086.75总计260.92⑤炮眼布置44412153344221２４ （2）Ⅳ类围岩开挖方法蔡家山隧道Ⅳ类围岩段长260米。IV围岩段采用全断面法开挖，锚喷初期支护。1、施工顺序全断面开挖全断面初期支护防水板和无纺布铺设拱墙二次衬砌隧道底板322133横断面示意图1.全断面开挖2.全断面初期支护3.拱墙二次衬砌4.底板填充２４ 2、作业循环开挖和二次衬砌可同时施工，控制工期的作业为开挖初期支护，二次衬砌不控制工期。开挖及初期支护每循环进尺4.0米，每循环作业时间24h。每天进度4.0米。开挖及初期支护循环时间见下表（每循环进尺4.0米）。序号工序名称时间(h)1测量放线1.02钻孔6.03装药2.04爆破通风0.55清理危石1.06装渣运输6.07锚杆2.58喷射混凝土5.09合计24.03、爆破点设计44412153344221２４ （3）微震爆破施工程序和施工方法本隧道洞身穿过III、IV类围岩，根据围岩类别分别进行爆破设计，为避免对围岩的扰动和对地表的影响，采用微差松动爆破技术施工。1、炸药选型理论和实践证明，炸药爆速对爆破质点震动速度有直接影响，爆速越高，爆破产生的震动越大，综合本隧道的地质特点，选取用爆速低于3000m/s的乳化炸药。为实现微差爆破采用国产Ⅱ型系列非电毫秒雷管（15段）。2、非电微差起爆网络设计爆破震动与同段齐爆的炸药用量密切相关，采用非电微差起爆技术，不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效地控制每段雷管的起爆时间，使爆破震动波形不成叠加。这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果，又能消除爆破震动的有害效应。在掏槽眼，掘进眼、底眼或周边眼中，每段起爆药量较大的段别雷管，间隔时差设计为200ms，即跳段设置。可使爆破震动速度降低30%。3、掏槽形式隧道爆破的掏槽眼是爆破成败的关键，也是产生最大震动的部位。本区段在Ⅲ类围岩段采用直眼掏槽，Ⅳ类采用楔形掏槽。4、装药结构周边眼采用小直径药卷（φ25）空气间隔装药结构。如下图：25药卷导爆管雷管炮泥其余炮眼采用标准药卷（φ32）连续装药结构。如图：导爆管32药卷炮泥雷管２４ 5、安全防护措施为了减小震动、飞石，保证洞内初期支护及作业安全，采用降震设计，堵塞长度不小于20d(d为炮眼孔径)，并保证堵塞材料质量，避免飞石溢出，降低噪声，减弱震动。6、放出开挖断面中线水平和断面轮廓线，根据爆破设计图标出炮眼的位置。符合设计要求后进行钻孔，再按炮眼布置图检查合格后装药连线爆破。7、爆破后清理爆破后由专人进行清理危石，检查开挖面和衬砌地段，如发现险情或隐患，应采取措施及时处理。(五)隧道初期支护施工程序和施工方法（1）各类围岩超前支护和初期支护参数1、洞口加强段围岩超前支护和初期支护参数采用φ25自钻式中空注浆锚杆，锚杆长3.5m，间距80cm×80cm；20B钢拱架（每榀钢拱架分5节，2种类型），纵向间距80cm，连接钢筋φ22，环向间距1m；喷射C20钢纤维混凝土厚24cm（初喷5cm，复喷19cm）。2、IV类围岩超前支护和初期支护参数根据地质钻探资料，IV类围岩采用，φ25mm中空注浆锚杆，锚杆长2.5m，间距100cm×100cm；喷射C20钢纤维混凝土厚15cm。（2）锚杆施工围岩锚杆采用φ25中空注浆锚杆，锚杆长度分别为2.5m和3m，间距分别为80cm和100cm，梅花型布置。采用风钻钻孔，钻至规定深度后，用高压风吹孔，打入锚杆，然后用注浆泵由锚杆中孔向孔底灌满砂浆，安装垫板螺栓。1、注浆砂浆配合比水泥:砂:1:1～1:1.5水灰比:0.45～0.5２４ 机械配备：注浆器二个，锚杆拉拔器一台。2、锚杆施工工艺布孔钻孔吹眼清孔砂浆制备顺锚杆孔注浆检查分析结果锚杆施工工艺流程图3、锚杆施工要点及注意事项①孔位应按设计布置，偏差小于10cm，孔深误差±10cm。②钻孔直径应大于锚杆直径15mm。③钻孔本身应成直线，不应弯曲。方向应沿隧道周边径向，但不得平行于岩面。④灌孔前应清孔，顺锚杆孔用高压风清除孔内积水、岩粉、碎屑等杂物。⑤砂浆应随备随用，在砂浆初凝前应使用完。⑥注浆应使用灌浆罐和注浆管，孔口压力小于0.4MPa。顺着锚杆孔注浆，直到孔口有浆液流出为止。⑦锚杆插入长度不得小于设计长度。⑧锚杆插入后不得随意敲击，三天内不准悬挂重物。⑨每100２４ 根锚杆应随机抽样三根，作拉拔试验，以了解锚杆的锚固质量。⑩施作锚杆时，同时应预埋格栅钢架的定位锚杆。（3）钢筋网施工（洞口端仰坡）洞口端仰坡布置钢筋网。钢筋网采用φ6.5圆钢或是φ6圆钢，间距分成10×10cm，按设计图纸施工，钢筋网在现场单根安装。钢筋网钢筋网与锚杆联接牢固，随受喷面的起伏铺设。钢筋网之间及与已喷砼段的钢筋网搭接牢固，且搭接长度不小于200mm。钢筋网需挂靠牢固，在喷射混凝土时钢筋网不得晃动。（4）喷射钢纤维混凝土施工（用于洞身）本隧道钢纤维混凝土的喷射采用湿喷施工。1、材料选择：水泥优先选用普通硅酸盐水泥，标号不低于425号，砂采用坚固耐久的中粗砂，细度模数大于2.5，且泥土杂物含量不大于3%，含泥量不大于5%，云母含量不超过2%，硫化物与硫酸盐(折算为SO3)含量不大于1%(重量)，有机物含量用比色法试验，颜色不深于标准色。石子采用坚硬耐久的碎石或卵石，粒径不大于15mm，用前应过筛，其饱和极限抗压强度与砼设计标号之比，碎石不小于200%，卵石软弱颗粒含量不大于5%。碎石、卵石中针状颗粒含量不大于15%，卵石中泥土、杂物含量不大于1%。硫化物和硫酸盐(折算为SO3)含量不大于1%，石粉含量不大于2%，有机物含量用比色法试验，颜色不深于标准色。(以上有害物质含量均以重量计)。２４ 2、外加剂：速凝剂、减水剂、早强剂、钢钎维，可根据本地区材料市场采购；速凝剂使用合格的液体速凝剂。3、机械设备配套顺序机械名称规格单位数量1湿式喷射机TK-961台1QY型台12机械手台13砼拌和机台14砼罐车3m3台25电动空压机20m3台14、喷射砼配合比设计原则选择喷射砼的配合比，既要考虑砼强度和其它物理力学性能的要求，又要考虑喷射工艺的要求。重量配合比：水泥：(砂+石)＝1／4～1／4.5；水灰比0.4～0.45；含砂率：45～55%；水泥用量350～420kg/m3。设计步骤：①确定骨料的最大粒径和砂率②确定水泥用量③确定水灰比及用水量④确定砂、石用量⑤试喷⑥调整、确定施工配合比5、喷射工艺流程：压缩空气速凝剂细骨料粗骨料喷头喷射机搅拌机水泥水外加剂２４ ①原材料检查：对使用的各种原材料进行质量检查，合格后方能使用。②机械设备检查：对机械进行技术检查，对水、风、电路进行通检查，合格后方可运转。③施工现场检查：检查受喷面，清除危岩浮土，用高压风吹扫岩面，埋设厚度标志。6、喷射砼顺序喷射砼顺序应先墙后拱，岩面不平时，应先喷凹处找平。在边墙部份为自下而上，从左到右或从右到左，并注意呈螺旋轨迹运动，一圈压半圈，纵向按顺序进行，旋转半径一般为15cm，每次蛇行长度为3～4m。在拱部拱脚至拱腰处，自下而上。拱腰至拱顶由里（有砼处）向外喷射砼进行。喷射砼时，其喷射砼速度不宜太慢或太快，适时加以调整。7劳动力组织名称人数班长1人搅拌机司机1人搅拌机上料5人汽车司机2人喷射手2人喷射司机1人修理工1人共计13人8喷射质量检查①按规范检查喷射表面，是否有松动、开裂、下坠、滑移等现象，如有及时清除重喷。②喷体达一定强度后可用锤击听声，对空鼓脱壳处及时进行处理。２４ ③钻眼量测，厚度不够处补喷。④及时测定回弹率和实际配合比，以指导下步施工。⑤对喷体试件进行力学试验。（四）钢拱架的施工蔡家关隧道洞口加强段围岩支护采用20b工字钢拱架，连接筋采用φ22钢筋。⑴钢拱架按设计要求分片加工好，要求尺寸准确，弧形园顺，并在现场进行试拼，试拼后需在同一个平面内，允许偏差为：宽度±20mm，高度±30mm，扭曲度20mm。钢拱架堆放和运输时不得损伤和变形，安装前应除锈。为了安装方便和设计要求，每榀钢拱架分三段，顶部分一段、左右各一段,段与段之间用A3∠100×80×10的连接件通过螺栓螺母连接牢固。⑵开挖后应及时进行初喷，其厚度为4~5cm，然后安装钢拱架。⑶钢拱架按设计位置现场测量定位，拱架平面必须与隧道中线垂直。钢拱架架立通过垂球吊线的方法控制垂直度。拱架各节连接牢固，安设位置正确、稳固并垂直隧道中线，允许偏差：与线路中线位置30mm，垂直度5%，前后拱架间距±100mm。⑷现场拼接，各段应在一个平面上用M16螺栓联接，点焊加固。⑸拱架之间纵向必须用φ22纵向钢筋连接，环向间距1m，并与锚杆外露端焊牢。⑹拱架与岩壁之间用钢楔块楔牢、焊死，并与锚杆焊牢。钢楔块沿拱架大致均匀布置，间距不宜过大。⑺先喷拱架与壁面之间的空隙处，再喷拱架周围，然后喷拱架之间的砼，分几次喷射直至砼达到设计厚度。且拱架保护层厚度不小于4cm。(五)防排水施工（1）防排水工程施工组织措施及技术措施1、隧道施工防排水，施工综合性强，技术难度大２４ ，也是施工的一道关键工序。结构防水是根据工程地质和水文地质条件、隧道结构特点、施工方法和使用要求等因素进行设计和施工，采用“防、排、堵相结合”的综合治理原则。关键处理好施工缝、变形缝等薄弱环节的整体防排水方案，确保隧道不渗漏水。2、防排水技术措施①在隧道中设置中心深埋水沟排泄地下水，中心水沟的顶部标高位于冻结线以下，充分利用地温，以防止水沟中的水流冻结。②明洞段衬砌采用外贴防水层防水，顶面回填粘土隔水层。③洞身段二次衬砌与初期支护之间采用橡胶防水板与土工布复合防水层防水，环向透水软管集引水经由纵向排水管、横向引水管将水引到中心水沟中排出。④施工缝、变形缝、沉降缝均设中埋式橡胶止水带止水。⑤洞内两侧布置排水边沟，将路面水排出洞外。隧道中心水沟出水口采用保温包头。洞门上方设置截排水沟，截排地表水。。（2）初期支护喷射砼防水技术措施初次支护是承担施工阶段全部地层荷载（包括土、水压力）的主要结构，必须有足够的强度，刚度和抗渗性，限制围岩变形，控制地表下沉。提高喷射砼的密实性，减少它的收缩变形裂缝，防止渗漏是施工的关键。为了达到喷射砼防裂抗渗，施工中必须把好用料级配关，控制水灰比，选择好施工工艺。因此，采取如下措施：1、采用高质量的喷射砼。提高喷射砼的质量，首先从砂石料入手，使用最佳级配的砂石，石子采用瓜米石，其最大粒径控制在10mm以内。其次掺用一定量的速凝剂和防水剂。2、认真处理受喷面。当受喷面有滴水、淋水或涌水时，根据现场情况，治水先堵（注浆堵水）或排水（埋设导管引水）等方法，保证喷射砼不带水作业。在岩石地段先用高压水冲洗要喷面，清除粉尘，保证喷射砼与围岩密贴，从而提高喷射砼与岩面的粘结力和喷射砼抗渗能力。２４ 3、采用湿喷新工艺。湿喷法喷射砼的显著优点是将已按配合比设计而拌合好的砼直接进行喷射，拌合料拌合均匀，水灰比控制准确，砼均质性好，喷射后砼较密实，抗压、抗渗强度较高。4、在采用钢架和钢筋网作初支地段，主筋保护层喷射砼厚度迎土面5cm，背土面不小于3cm，在钢架处，喷射砼应根据型钢或钢筋位置，及时调整喷射方位，确保钢架处喷射砼密度。5、在后一循环喷射砼前，应先对已喷砼的施工接缝凿毛，并用钢刷刷净。6、加强支护结构的背后注浆。在初次支护时，在围岩内预埋长L=2m的小导管，当初次支护闭合成环一定长度并具备一定强度后，随即进行注浆填充。这样做既能将围岩与初支间空隙回填密实，也能将绝大部分地下水挡在初次支护以外，减少渗水通道，确保第一道防线的作用。（3）防水层施工及技术措施防水层采用无纺布和5FP-VEA防水板。无纺布和防水板应具有耐老化、耐细菌腐蚀、有足够强度及延伸率。防水层应在二次衬砌灌筑前进行，施作地点应在爆破安全距离以外。1、基面处理初期支护喷射混凝土表面，一般较为粗糙，凹凸不平，对铺设防水层质量有很大影响，为此对防水层基面必须按照如下要点进行处理：①对凹凸度要求：对喷射混凝土面拱部平整度D/L＜1/8，边墙及底板平整度为D/L＜1/6（D为相邻两凸面间凹进去的深度，L为相邻两凸面间的距离）。②基面不得有钢筋及凸出的管件等尖锐突出物，否则要进行割除，并在割除部位用砂浆抹成圆曲面，以免防水层被扎破。③防水层施工时基面不得有明水，如有明水则引排。2、防水板施工工艺防水板采用环向铺设，搭接宽度短边不小于150mm，长边不小于100mm，相邻两幅接缝需错开；防水板搭接处采用双焊缝焊接，焊缝宽度不小于10mm，且均匀连续，无假焊、漏焊、焊焦和焊穿等２４ 1、拼大幅防水板2、防水板质量检查用射钉枪固定防水板肋条用热焊机将防水板焊在肋条上，松紧适度1、台车就位2、切除外露铁件头施工准备复合防水板就位防水板固定焊接防水板搭接缝质量检查移走吊挂台车结束补强不合格合格防水板施工工艺框图现象；铺设由拱顶向两侧依次进行，先将无纺布垫层以电动冲击钻钻孔埋膨胀螺栓或用枪射钢钉加塑胶垫固定，再将EVA防水板热焊固定于内层各塑胶垫片上。钢钉要垂直，钉与钉之间防水板不得绷紧；铺设做到平顺，无吊空、起鼓及皱褶；焊接紧密，搭接长、宽度合理。3、防水板质量检查①外观检查：铺设平顺无隆起，无皱折，无漏缝，无假缝，焊缝连接牢固。②焊缝质量检查防水板搭接用热合机进行焊接，接缝为双焊缝，中间留出空隙，以便充气检查。检查方法：用5号注射针头与压力表相接，用打气筒进行充气检查，将焊缝加压至1.05Mpa２４ 时，停止充气，观察该压力能否保持2分钟。如不能说明有未焊好之处，用肥皂水涂在焊接缝上，产生气泡地方重新焊接，可用热风焊枪和电烙铁等补焊，直到不漏气为止，检查数量根据随机抽样的原则，每4条抽试一条，为保证质量，每天每台热合机焊接应取一个试样，注明取样位置、焊接操作者及日期。4、防水层的保护防水层施工完成后，必须严加保护，否则极易损坏，导致防水质量下降乃至完全失效，故要求各方面予以重视和密切配合。①二次衬砌的钢筋头上加塑料套，防止搬运和安装钢筋时碰破防水板。②在没设保护层处（如拱顶、侧墙）进行其他作业时不得破坏防水层，焊接钢筋时必须在此周围用石棉板遮挡隔离，以免溅出火花烧坏防水层。③在灌注二次衬砌模注混凝土时，振捣棒不得直接接触防水层以免破坏防水层。振捣棒引起的对防水层的破坏不易发现，也无法修补，故二次衬砌模注混凝土施工时应特别注意。④不得穿带钉子的鞋在防水层上走动，对现场施工人员加强防水层保护意识教育，严禁损坏。（4）施工缝、变形缝、沉降缝的防水处理及技术措施衬砌的施工缝、变形缝和沉降缝设橡胶止水带。①防水材料橡胶止水带材质、性能、规格必须符合设计要求，且无裂纹和气泡，搭接长度不小于10cm，搭接必须平整，粘贴牢固，保证止水带安装平直。对于环向或竖向施工缝端头模板必须牢固可靠，不得跑模，先浇筑砼基面必须充分凿毛、清洗干净、排除杂物。②止水带的定位和固定采用预埋法施工，止水带使用前，严格检查，确认无损坏和孔眼等，方可使用。支设拱墙模板时，把止水带的中部夹于堵头模中间，把先期预埋的止水带翼边用铅丝固定在侧模上，２４ 利用挡头板的支持作用将止水带定位，固定在结构断面设计位置上，并确保止水带中间变形孔与变形缝重合，为避免止水带在砼灌注时跑位，应加强对挡头板支撑系统，并具有一定的刚度，然后浇筑砼。待拆除堵头模后，用同样的办法将另一翼边固定，再浇筑另一侧砼。见下图:侧模用铁丝固定在钢筋上方木橡胶止水带止水带定位示意图橡胶止水带沥青填充20变形缝构造图(六)隧道二次衬砌施工(1)仰拱、铺底、边沟及电缆沟施工仰拱断面开控后应立即检查并浇注砼.铺底前清除虚碴杂物及积水,浇注铺底砼时,严格控制其顶面标高和横坡坡度.边沟与电缆沟一起施工,沟盖板集中预制,人工安装,安装时铺设平稳,无晃动或吊空,边缘整齐,两端与沟壁的缝隙用砂浆填平.２４ (2)隧道二次衬砌1、模板工程二次衬砌采用自制液压台车施工，台车长度12米，共使用1台。①模板台车结构液压台车结构示意图如下：1200025 ⑵液压台车衬砌施工工艺流程安装结构钢筋安装防水设施灌注边墙及拱部砼养护12—24小时（强度达到70%）台车定位脱模台车清理、上脱模剂修整台车开始结束精确测量放样液压台车衬砌工艺流程图③主要技术措施a、砼原材料：粗骨料最大粒径不大于4cm，砂采用中粗砂，水泥标号不低于425#；b、砼塌落度8~12cm，为了降低水灰比，可在砼中加入减水剂，禁止使用已经初凝的砼；c、灌注砼时应注意对称灌注，左右高差不应大于1.5米；d、浇筑砼必须对称分层浇筑，振捣密实又不超振；e、砼灌注封顶时，要注意观察砼是否到位，灌满后必须停止输送砼，否则会导致压坏模板台车；25 f、脱模时间选择：夏季12~15小时，冬季15~24小时，脱模时间过早，可能会拉坏砼；过晚脱模困难。脱模时间应根据实际情况经常总结把握。g、由于采用拱墙一体衬砌，故除墙基处外，拱墙均不留施工平缝。所有施工逢、变形逢均按设计作防水处理。h、液压模板台车须准确对位，牢固支撑，保证浇注中不变形，不走移。脱模时间必须按照规范要求根据试验确定。脱模后及时养护混凝土。i、进行地质和支护状态观察、水平收敛、拱顶下沉、锚杆抗拔力、围岩压力等项监控量测，判别支护体系和施工方法是否有效地控制了围岩位移和变形，从而使二次衬砌时间和结构尺寸得到准确信息，以进一步调整设计，指导施工。3、混凝土㈠混凝土浇注⑴混凝土在搅拌站集中搅拌，派专职试验技术人员常驻拌和站，以控制好混凝土的出场质量。⑵使用压力较低的进口混凝土泵（新泻，CIFA等）。⑶混凝土浇注原则上对称入模，鉴于施工的实际情况规定不对称的允许值为0.5米。⑷采用插入式振捣器和附着式捣固器捣固混凝土。捣固工应培训上岗，并实行岗位责任制，现场须作好捣固记录，以实现质量的可追溯性。㈡混凝土的养护与脱模⑴入模混凝土达到终凝时，随时开始进行养护。养护主要以洒水为主，对于水平的构筑物如仰拱、铺底等须加履盖并洒水。⑵脱模标准：以混凝土龄期强度进行控制。根据其它相近的工程经验，当混凝土龄期强度达到5Mpa，龄期约为18~22h时脱模对构筑来说是安全的。⑶脱模注意事项25 ①脱模应仔细，不能损坏混凝土表面；②脱模严格按程序进行，不能野蛮施工，损坏拱排架和模板。③及时对捭下的拱排架和模板进行维修，确保再使用时的完好性。④立好模板后及时涂抹花王脱模剂，这是保证顺利脱模和保持混凝土外观质量的关键。㈢混凝土表面整修脱模后及时对混凝土表面存在的小缺陷如小错台、巴壳等进行精心的整修，彻底改善其外观质量。㈣混凝土质量评定混凝土脱模后及时组织对其质量进行评定。①混凝土的龄期强度、7天、28天的强度为检定对象。②几何尺寸的检定。③表面质量的检定。④通过各类检定，评定混凝土的质量。⑤对于评定不合格的产品，坚决推倒重来，直至达到评定合格。⑥质量评定目标：合格率100%，优良率90%。3、隧道回填施工方法①隧道超挖回填边墙和拱部的超挖部分用喷射砼填补圆顺;在边拱墙均普遍存在超挖时,则增加二次衬砌厚度,采用同级砼进行浇注。②防水层与二次衬砌之间隧道顶板间隙的回填隧道的施工支护和衬砌结构时，在顶板预留注浆管；待二次衬砌施工完毕后，压注水泥浆充填顶板后和空隙。四、隧道控制测量与施工测量隧道洞外控制复测采用高精度的全站仪，高程采用三等水准进行复测；隧道内导线按等边直伸导线布置，形成导线网，采用二等导线测角精度进行施测。施工测量采用经纬仪延伸，水准仪测高程。25 五、隧道围岩监控量测（一）、监控量测组织组长由项目经理兼任，总工程师任副组长，成立现场监控量测管理小组。下设现场观测、数据处理、信息反馈三个专业组。（二）、监控量测程序监控量测程序如下图所示：掌握设计资料现场地质探查核对编制实施性施工组织设计制定监控量测计划布点实施制定监测实施步骤报监理工程师批准确定管理标准基准值与基准值对照施工量测数据回归处理工序进展修正参数采取对策设计施工结束NOYES（三）、监控量测项目与监测方法25 为了掌握围岩在开挖过程中的动态和支护的稳定状态，必须进行现场监控量测，通过对量测数据的分析和判断，对围岩－支护体系的稳定状态进行预测，并据此确定相应的施工措施，以确保围岩及结构的稳定。根据本隧道的实际情况，必测项目有:拱顶下沉、水平收敛、底板变形、地表下沉等项目以及日常观察与施工调查，选测项目可根据施工实际情况适当增减，各项位移量的容许值应在施工中根据实际情况，参照有关规范和“隧道新奥法指南”类比确定。详见隧道监控量测项目及量测方法表（四）地质及初期支护状况观察观察工作面状态、围岩变形、围岩风化变质情况、节理裂隙、断层分布和形态、地下水情况以及喷射混凝土的效果。观察后绘制出开挖工作面略图，填写工作面状态记录表及围岩类别记录判定卡。对已施工区段的观察每天至少进行一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆和格栅拱架的状况。量测频率为每次爆破后进行。（五）隧道周边位移监测⑴在施工初期阶段，或地质较差时，或位移下沉量及速度较大时，应适当增加量测断面及量测频率。⑵设置应可靠，并应妥善保护，测量仪器使用前应严格标定；⑶各测量项目应尽可能布置在同一断面，测量点应尽可能选择具有代表性的地方，以便测量数据的分析及为以后的工作提供经验。⑷对量测资料的整理①绘制位移量随时间变化的曲线；②绘制位移速度随时间变化的曲线；③绘制位移量与开挖面距离关系曲线；④找出位移－时间回归曲线，求出最终净空位移量；⑤根据各类围岩量测数据求出围岩的E，r，C，φ等物性参数。25 隧道现场监控量测项目及量测方法项目名称方法及工具布置量测时间间隔目的1~15天16天~1个月1~3个月3个月以后地质和初期支护状况观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察和描述，地质罗盘等开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行判断围岩稳定性和预测开挖面地质条件，判断隧道稳定性和检验支护参数拱顶下沉水平仪、水准仪、钢尺或测杆进出口及浅埋加强段每5~10米一个断面，I类围岩每5米一个断面，II类围岩每10~20米一个断面，III类围岩每20~30米一个断面1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月判断围岩及隧道稳定性，进行位移反分析，检验支护参数，并为二次模筑衬砌施作提供依据。周边位移及拱顶下沉各种类型收敛计及水平仪、水准尺、钢尺或测杆III类围岩每30m一个新面IV类围岩每100m一个断面，每断面2~3对测点，见示意图1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月地表下沉水平仪、水准尺III类围岩浅埋地段每30m一个断面1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月25 围岩压力各种类型压力盒较差围岩代表性地段一个断面，每断面内15~20个测点1~2/次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月围岩内部位移单点、多点杆式或钢丝式位移计测点布置同周边位移及拱顶下沉，每断面5个钻孔1次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月接触压力量测压力盒，GSJ钢弦频率仪代表性地段量测1次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月判断围岩及隧道的稳定性，检验支护参数的合理性。钢支撑钢筋计每10榀钢支撑设置1个断面钢筋计1次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月锚杆拉拔试验及锚杆轴向力锚杆测力计及拉拔器每10m一个断面，每个断面至少做三个锚杆检验锚杆的作用及对围岩和隧道稳定性的影响。备注地质和支护状况观察、周边位移、拱顶下沉、锚杆拉拔试验及锚杆轴向力为必测项目25 围岩内部位移量测拱顶下沉量测锚杆轴力量测倾斜收敛量测支护内力量测水平收敛量测2000起拱线测点布置图⑸当隧道水平位移收敛速度为0.1～0.2mm／天，拱顶下沉位移速度为0.1mm／天可以认为围岩已基本稳定，根据量测结果确定二次衬砌施作的适当时间，施作过早可能使二次衬砌承受过大的荷载，施作过迟则可能使初期支护破坏。⑹在监测过程中，若发现净空位移量过大或收敛速度无稳定趋势时，对结构应采取补强措施:①增加喷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，要求通过反分析较核二次衬砌强度；③提前施作仰拱。⑺若发现净空位移收敛速度具有稳定趋势时，应据此求出隧道结构初期支护及二次衬砌上的最终荷载，以便对结构的安全作出正确的判断。⑻25 若经过对各种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，在经过设计人员同意后，可对下一段与此地质类型相近的支护参数作适当调整。⑼对围岩类别的变更及对支护参数的调整均必需有相应的量测数据并得到设计方同意。（六）拱顶下沉量测⑴量测目的：监测隧道拱顶内壁下沉量以判断支护效果，指导施工工序，保证施工质量和安全。⑵量测方法：如下图所示，利用拱顶变位计或水准仪，钢卷尺对拱顶位移进行观测，利用读数差系列数据组合，分析判断。⑶量测仪器：拱顶量测变位计，钢卷尺或水准仪。⑷量测频率：每5～30米一个断面，每一个断面1～3个测点。⑸信息反馈：从量测数据可以分析确认围岩的稳定性，尤其可以预报拱顶塌方。（七）支护及衬砌应力量测⑴量测项目：一次支护和二次支护内部径面、切面应力量测，以及支护表面应力和支护与围岩之间的接触压力量测。⑵量测频率：与围岩内部位移量测频率相同。⑶量测仪器：压力盒、钢筋计和频率仪。⑷信息反馈：结合隧道净空位移、围岩内位移及拱顶下沉等量测结果，可以利用衬砌的量测应力，与设计值相对比，以判断和确定最适宜支护施作时间和进行衬砌厚度和强度的信息反馈设计。通过对接触应力量测结果分析，可以判断出目前施工是否有安全度，作业是否正确，以改进施工，确保施工安全，并可以由此对围岩进行评价。（八）钢拱架内力及外力监测⑴测点布设每10榀钢拱架设一对测点。⑵监测方案25 在钢拱架安装完毕后，将电阻应变式钢筋计，分别安装在主筋的受拉、受压部位，然后施喷砼。通过引线接至二次仪器，则电阻应变计将其感受到的钢拱架主筋的变形转换成电压信号输出，通过预先标定的曲线，就可换算出所测定的受力值。隧道钢拱架受力监测，采用预先安装于主筋的电阻应变钢筋计和电阻应变仪进行监测。⑶监测频率开挖面距量测断面前后＜2B时，每天1~2次；开挖面距量测断面前后＜5B时，每2天1次；开挖面距量测断面前后＞5B时，每周1次。根据量测结果，若判定钢架属不稳定状态，应立即采用措施，加强结构及布置，确保施工安全。（九）围岩内部位移监测1、测点布设每30~100米设一断面，每断面布设2~11个测点。2、监测方案：围岩内部位移采用DW-3A型钻孔式多点位移计进行量测，每个测孔内设置3～4个测点，对每孔内多点监测。要按监测绘制围岩内部位移情况，以便采取措施，调整支护参数，确保安全。3、监测频率当开挖面距量测断面前后之距离为＜2B时，每天1～2次；当开挖面距量测断面前后之距离为＜5B时，每2天1次；当开挖面距量测断面前后之距离为＞5B时，每周1～2次。（十）锚杆内力、抗拔力监测在隧道围岩内部位移监测断面附近，布设锚杆内力及抗拔力测点。测点布置在隧道拱顶、左右拱腰位置处，共设四个监测断面，锚杆内力测点12个，锚杆抗拔力测点12个。在隧道开挖爆破后，进行测点布设。锚杆内力、抗拔力采用锚杆测力计和ZX-20型锚杆拔力计进行量测。量测频率是当开挖面到测点间的前后距离＜2B时，每天1次，当距离为＜5B时，每2天1次。当距离为＞5B时，每周1次。（十一）施工监测组织计划25 1、施工监测组织施工监测开始前，我单位将建立专门施工监测室，由六人组成。该组人员由具有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成。并指定一名专业技术人员担任监测主任，负责整个施工期内施工监测领导工作，其余人员在主任指导下进行工作。施工监测室，除及时收集、整理各项监测数据外，还要能对资料进行计算分析、对比：⑴预测隧道结构的稳定性及安全性；提出工序的调整意见及应采取的安全措施，保证整个工程安全、可靠的进行施工。⑵优化设计，使结构达到优质、安全、经济合理、施工快捷的目的。2、监测计划凡需布设观测点的监测工作，在要工程开工前，做好监测实施计划，计划要符合现场实际情况及施工进度，切实可行，并报监理工程师和业主批准，再按批准的计划及时布设观测点，以便施工开始即能进行监测。监测计划要妥善安排，协调好施工与布点、监测间的关系，要将布点监测工作列入工程施工进度计划中。3、监测管理⑴项目经理部要妥善协调好施工和测点布设，监测间的关系。将监测项目及实施计划纳入施工生产计划中，将监测作为一项重要的工序来抓，保证监测工作有确定的时间和空间。⑵施工监测要紧密结合施工步骤进行，及时整理数据，反馈信息，正确指导施工，实现信息化施工，切实做到施工、监测两不误。⑶施工监测部要始终在监理工程师直接监督下进行全部监测的实施工作。施工监测部要与监理工程师密切配合，及时向监理工程师报告情况和问题，并提供有关切实的数据记录。⑷监测仪器设备、安装完毕、专门监测部要按批准的方法对设备进行测试，鉴定和校正，记录其在工作状态的初始读数，并进行定期监测，记录和整理全部原始资料报监理工程师，抄送设计单位。⑸25 对永久性观测点的监测按设计要求和工程需要进行。凡永久性观测点的技术文件要交业主。本工程全部监测资料经整理后，要纳入竣工文件中。⑹量测人员要相对固定，保持数据资料的连续性；⑺监测仪器采取专人使用、专人保养、专人检验的方法，保持仪器牌的完好状态。⑻量测设备、传感器等各种元件，在使用前均经检验校正合格后，才准使用；⑼各项监测必须严格遵守相应的监测实施细则；⑽量测数据均经现场检查，室内复核两次，方可上报；⑾量测数据采用计算机管理，量测资料保管由专人负责。（十二）监控量测的动态管理和反分析的计算应用1、监测的动态管理为更好地做好监控量测工作，我们将在施工中认真处理好管理地段、管理基准和管理水平三个方面的问题。为了尽早地了解到结构最终稳定时的位移值，以便提前采取施工措施确定保证最终位移值在允许范围之内，我们将在各断面持续量测的前提下可选择距开挖工作面1D和2D的量测断面为管理地段，建立该地段的管理量值和管理基准。施工中，将管理地段上的管理基准分成若干等级范围，将允许值的三分之二作为警告值，允许值的三分之一作为基准值，将允许值和警告值之间称为警告范围。实测值入此范围，则需商讨和采取施工对策，预防最终值超限；警告值和基准值之间称为注意范围，当实测值在基准值以下时，说明隧道和围岩是稳定的。2、监控量测的数据处理⑴量测成果整理每次量测后，将原始数据及时整理成正式记录，对每一个量测断面内每一种量测项目，均应进行以下资料整理：①原始记录表及实际测点布置图。②位移（应力）值随时间及随开挖面距离的变化图。25 施工监测管理按下图示流程实施：开始量测施工否措施安全？是否措施经济？是是量测计划改变量测计划是否改变？否否是管理基准改变管理基准是否改变？③位移速度、位移（应力）加速度随时间以及随开挖面变化图。⑵数据处理每次量测后均应对量测面内的每个量测点（线）分别回归分析，求出各自精度最高的回归方程，并进行相关分析和预测，推算出最终位移经应力和掌握位移（应力）变化规律，并由此判断隧道及基坑的稳定性。①总变形量应在规范允许值内，且不大于预留变形量，否则采取必要措施减小变形量，防止围岩过度松弛。②从速度、加速度方面来控制围岩不失稳。a.加速：结构可能向稳定方向发展。b.异常加速：结构失稳的前兆。c.减速：向稳定和流变状态发展。d.匀速：临界状态或流变状态。e.零速：结构稳定。当出现加速和异常加速时，则表明围岩可能出现失稳或支护出现裂缝，此时应密切监视围岩状态，并加强支护必要时应停止开挖，调整设计。25 ③反分析计算我们在隧道施工中将综合采用位移反分析法和荷载反分析法，利用SAP93和2D-σ程序进行计算和模拟计算。利用已经得到的量测信息，进行反分析计算，提供开挖工作面附近已经开挖地段和尚未开挖地段的地应力大小、方向和围岩的物性指标，预测开挖工作面前某范围内的未来动态，以便提前采取工程措施，验证设计参数和施工方法。25 ４０'