隧道施工组织设计

'隧道工程施工组织设计一、工程概况本标段共有2座隧道，累计227延长米。其中大麻柳树隧道152m，何家沟口隧道75m。两座隧道两端洞口埋深浅，围岩以泥质板岩块，碎砾石组成的坡积碎石土为主。隧道洞身主要通过地层为弱、中、强状风化千枚岩，层状构造，片理发育，层间云母充填，呈丝绢质光泽，属中薄层。风化严重，节理发育，强度较低，以II、III类围岩为主。大麻柳树隧道K51+500～K51+652位于平利县老县镇菜河村二组西北约250m处，洞顶最大覆盖层厚50余米，山体基岩裸露。原公路从山梁的鞍部通过切削山坡，公路以北上边坡呈陡崖状，易形成风化块石而塌落甚至塌方；东西两侧公路下边坡则为碎石堆填边坡，受河水冲蚀滑塌现象严重。出口拱部以上2.5m为既有公路，施工时保证安全和公路畅通尤为重要。I类围岩15m，II类围岩56m，III类围岩81m。何家沟口隧道（K63+615～K63+690）位于平利县老县乡土桥沟村以南50m，隧道区地貌单元属低山区，所穿山脉走向东西，南侧地势较缓，北侧较陡，高约100m，相对高差46m左右，最大覆盖层厚38m，植被茂盛，I类围岩8m，II类围岩20m，III类围岩47m。不良地质主要存在于：大麻柳树隧道进口段山梁斜坡较陡，风化严重，容易坍塌，边坡需锚喷防护，明洞配筋通过；出口段原公路以下2.5m为隧道拱部，埋深浅，岩体破碎，开挖时需大管棚注浆加固后通过。 二、施工原则及施工方案（一）施工原则根据招标文件和总体安排，隧道工程不属本标段控制工期工程，同时，根据现场情况，大麻柳树隧道进口弃碴场上设有预制厂，又是本标段最长的隧道，可组织队伍由进口先行施工，洞身主体完工后，再组织队伍流水施工何家沟口隧道。1．抢先施工隧道洞口附近涵洞、路基填方工程，为隧道施工创造良好的环境。2．两座隧道均采用单口施工，进洞前首先施工洞口截排水系统及明洞，隧道施工正常后，及时修筑洞门。3．坚持“早进晚出”原则，尽量不动或少动原山坡，以保护环境，两座隧道均采用台阶法，光面爆破，无轨运输，自然通风，仰拱超前，衬砌紧跟的方法施工。4．为保证工程质量全面创优，两座隧道均采用衬砌台车，砼输送泵，按先墙后拱法施工。5．围岩较差和洞口浅埋地段，严格遵循“管超前、严注浆、弱爆破、强支护、紧衬砌”的施工原则。6．何家沟口隧道弃碴全部为路基填方利用，大麻柳树隧道弃碴运至设计指定位置并做好挡护和环境保护。（二）施工方案本标段隧道按“新奥法”设计施工。施工中始终坚持“管超前、严注浆、强支护、早封闭、勤量测”的原则。 I、II类围岩地段，主要为呈片状、板块状的坡积碎石土及强风化千枚岩，埋深浅，围岩破碎，自稳能力差，施工中采用台阶分步法开挖，Ф89超前大管棚或Ф42超前小导管注浆加固地层。大麻柳村隧道出口I类围岩段拱预上方2.5米为既有公路，施工时采用单侧壁导坑法分部开挖。III类围岩地段，主要为弱风化千枚状泥层板岩，薄一中层状构造，围岩完整性较好，具有一定的自稳能力，施工中采用台阶法开挖。I、II类围岩上台阶人工风镐开挖，下台阶采用人工配合带削头挖掘机开挖、装碴。III类围岩采用钻爆法开挖，施工中边开挖边支护，支护方式主要为：锚、喷、网、型钢钢架联合支护；洞内出碴为无轨运输，PC200型挖掘机或装载机装碴，9T自卸汽车运碴；二次衬砌采用模板衬砌台车全断面施工，砼输送车送砼，砼输送泵泵送入仓，插入式振动棒捣固密实；施工时仰拱超前，衬砌紧跟，仰拱采用施工平台施工，以避免施工干扰。1．施工任务划分及队伍安排：根据本标段总体安排及工程特点，结合现场情况，拟设一个隧道专业人，上员126人，先由进口方向施工大麻柳树隧道，洞身主体完工后，再由进口施工何家沟口隧道，两座隧道各工序采用交叉顺序作业。2．时间安排 根据总体安排，本标段隧道工程于2001年9月1日开工，2002年7月31日完工。针对隧道围岩软弱的特点，结合机械设备配备和队伍安排情况，本着安全、经济、合理的原则，大麻柳树隧道共需210天（7个月），其中施工准备25天，明洞施工20天，暗洞施工平均月成洞33m，需时133天，路面工程及收尾配套32天。何家沟隧道共需120天（4个月），其中施工准备15天，暗洞施工平均月成洞30m，需时75天，路面及收尾配套30天。3．劳动力安排两座隧道设一个专业施工队伍，编制126人。其中管理人员10人，负责全队的现场管理、技术管理及日常事务，下设7个工班，具体劳动力安排见表4-3-1。劳动力安排表表4-3-1序号工班名称劳力安排承担任务1开挖工班25负责洞身上台阶开挖，配合挖掘机扒碴，修整壁面，清理仰拱基底及工作面钻孔爆破工作。2风水电保障工班2负责洞内外水电的保障维修与检查、洞内排水工作3支护工班35安装锚杆、铺设钢筋网、安装钢架、喷射砼、超前小导管及大管棚加固施工4运输工班15出碴、卸碴、配合挖掘机或装载机装碴以及材料运输5测量工班3负责开挖炮眼的布置、净空检查，围岩量测6钢筋加工工班10负责锚杆、钢支撑、小导管、钢筋网等构件的加工7衬砌工班25负责防水层的铺设、衬砌台车定位，砼浇筑台车整修、砼养护8安全员1负责洞内外安全 合计1164．机械设备配置机械设备配套从本标段隧道工程特点出发，本着既要与施工方法相匹配，又能满足施工需要的原则，结合质量工期要求，做到既先进，又经济，合理配备。同时，还充分考虑设备的完好率和出勤率，拟投入本标段隧道施工的主要机械设备见表4-3-2。隧道主要施工机械设备配置表表4-3-2序号设备名称规格型号单位数量1挖掘机PC200-6台12装载机ZLC-40台13风动凿岩机YT-28台204衬砌台车自制简易台15简易架子台车自制简易台16砼输送车MR4510台27砼输送泵HBT30C台18砼湿喷机TK-961台19锚杆注浆泵MZ-1台110双液注浆泵2TG120/105台111砂浆搅拌机HJ1-352台112管棚钻机金星9000台113自卸汽车CQ3191台414砼振动棒插入式台815潜水泵200QJ20-120台116污水泵50WG台217电动空压机ZL2-10/8台118内燃空压机VY-9/7台319柴油发电机组GF90台120砼搅拌机JS500台121液压切削头E64、独臂台122砼搅拌机JS350台1三、施工方法（一）施工测量 1．控制测量开工前，首先对设计单位交付的地面控制桩及永久性水准点进行复测，桩位复核无误后，在隧道口布设不少于3个固定式中线控制点和2个以上控制点，同时定期对控制点进行检查，保证其精度。2．洞内测量先将洞外控制点引入洞内，进行洞内测量，其主要内容有：施工中线测量、水准测量及断面施工测量。并定期对洞内中线点和水准点进行复测，以防移动。3．洞内横断面测量采用断面激光测量仪进行横断面测量。（二）洞口段施工先进行路基拉槽，施工时采用人工配合挖掘机，辅以松动爆破，自上而下开挖，装载机装碴，自卸车配合运输。洞口附近有涵洞时，集中力量突击施工，为尽早进洞创造有利条件。1．洞口边、仰坡施工先施作截、排水沟，再进行边、仰坡开挖，并按设计要求及时进行喷锚防护，以防围岩风化和雨水渗透引起坍塌或滑坡。2．洞门及附属施工（1）洞门修筑隧道洞门在进洞施工正常后，尽早安排施工，力争在雨季前完成，以增强洞口稳定。（2）洞门附属 洞门附近的排水，截水设施，应配合洞门施工及早完成，并与路基排水系统连通。（3）注意事项①进洞前必须完善截、排水工程。②基础必须置于稳固的地基上。③洞门砼应与洞内相邻的拱墙衬砌同时施工连成整体。④洞门端墙的砌筑与回填应两侧同时进行，防止对衬砌产生偏压。⑤对于两座隧道进出口坡面先进行必要的防护后，再开挖。（三）明洞施工1．明洞施工方法本标段明洞在大麻柳树隧道进口K51+500～K51+505段，长5m，明洞施工采用自上而下分台阶开挖，弱爆破，边开挖边防护，砼浇筑按先墙后拱法施工，并用浆砌片石及贫混凝土进行拱背回填。拱顶回填土石必须对称分层夯实，层厚不大于0.3m。2．明洞与暗洞的衔接大麻柳树隧道明洞施工完成后，首先对明洞顶及明暗衔接处的边仰坡防护加固，然后施作Ф89大管棚超前支护，管棚环向间距30cm，每根12m长。开挖暗洞时，每循环进尺控制在1m以内，同时架立型钢钢架，及时喷砼并紧跟衬砌。3．施工注意事项①边墙基础挖到设计标高后，核对地基承载力是否与设计要求相符，基础必须置于稳固的地基上。 ②防水层施工时，必须清除干净拱背的灰尘污垢和积水，且应伸入隧道衬砌0.5m。③作隔水层的粘土要严格选料，隔水层应与边仰坡搭接良好，封闭严密。④明洞顶部设置的截水和排水设施应配合明洞施工，明洞排水盲沟要保持畅通、尽早完成。（四）洞身开挖1．I、II类围岩开挖大麻柳树隧道出口K51+642～K51+652段I类围岩，长10m，拱顶以上2.5m，为既有公路，公路上边坡陡险，围岩破碎，为保证施工安全和公路畅通，采用Ф89大管棚（L=12m）加固防护，单侧壁导坑法分部施工，其施工工艺流程见图4-3-1。开挖时将隧道断面分为左右两个半断面，先台阶法施工左半断面，初期支护紧跟，并施作中壁墙临时支撑（含锚喷钢架支护），左半断面上台阶施工11m后，再采用台阶法施工右半断面，逐渐拆除中壁墙临时支撑，初期支护紧跟；上、下台阶长度控制在3～5m，开挖进尺控制在0.5～1.0m，仰拱超前，二次模筑衬砌紧跟；上台阶人工风镐开挖，下台阶采用带切削头的PC200-6型挖掘机开挖，人工配合刷帮、清底。单侧壁导坑法开挖顺序见图4-3-2。 何家沟口隧道K63+615～K63+623段I类围岩，K63+623～K63+633及K63+680～K63+690段II类围岩，大麻柳树隧道K51+505～K51+546及K51+627～K51+642段II类围岩，累计84m。围岩破碎、自稳能力差，施工时全部采用台阶分步法开挖。I类围岩地段采用Ф89大管棚预注浆加固，II类围岩地段采用Ф42超前小导管预注浆加固，其施工工艺流程见图4-3-3。开挖时上台阶弧形导坑采用人工风镐开挖，II类围岩地段辅以弱爆破，上台阶碴体人工扒至下台阶由自卸汽车运出；下台阶采用PC200-6型挖掘机配置E64型液压切削头开挖，人工配合修整周壁岩体，上、下台阶长度控制在4～6m，开挖进尺控制在0.5～1.0m；开挖后及时施作初期支护，封闭成环、仰拱超前施作，改善围岩受力条件，二次模筑衬砌紧跟。I、II类围岩台阶分步开挖法施工顺序见图4-3-4。2．Ⅲ类围岩开挖大麻柳树隧道K51+546～K51+627及何家沟口隧道K63+333～K63+680Ⅲ类围岩段，累计128m，围岩属弱风化干枚岩，完整性较好，自稳能力较强，采用台阶法施工，其施工工艺流程见图4-3-5。台阶长度控制在4～6m，开挖每循环进尺1.5～2.5m，施工时可根据围岩变化情况调整台阶长度。开挖时采用简易台架、人工手持YT-28型凿岩机钻孔光面爆破，上台阶爆破后，采用PC200型履带式挖掘机扒碴至下台阶，9T红岩自卸汽车运出洞外，下台阶亦采用钻爆法施工，挖掘机或装载机配合自卸汽车运碴，及时施作锚喷及钢架支护，尽早封闭成环，仰拱超前施作，二次衬砌紧跟。具体见图4-3-6，Ⅲ类围岩台阶法施工顺序图。 本标段隧道Ⅲ类围岩地段全部采用“钻爆法”施工，钻爆设计详见图4-3-7。施工中严格按钻爆设计进行钻孔、装药，爆破采用2号岩石硝铵炸药，有水地段采用乳胶防水炸药。药卷直径：周边眼采用Ф25mm，其余眼采用Ф32mm。装药结构：周边眼采用空气间隔装药，其余眼采用集中装药。非电毫秒雷管起爆，火雷管引爆。采用黄泥封堵炮眼，封堵长度不小于30cm。施工中根据围岩类别和爆破效果不断调整爆破参数。（五）装碴运输本标段隧道较短，出碴全部采用无轨运输，ZLC-40型装载机或挖掘机装碴，自卸汽车配合运碴，组成出碴运输作业线，何家沟口隧道弃碴全部为路基填方利用，大麻柳树隧道弃碴全部运至进口左侧公路下弃碴场内。（六）施工支护本标段两座隧道工程围岩软弱，开挖后立即初喷3～5cm厚的砼，待出碴完毕再按设计要求施作锚、网、钢架联合支护，并喷射砼至设计厚度。施工支护工艺流程见图4-3-8。1．喷锚、挂网、型钢钢架支护 （1）普通砂浆锚杆施工本标段两座隧道采用砂浆锚杆作为系统支护时，其施工步骤如下：①钻孔：采用YT-28型凿岩机打锚杆孔，钻孔保持顺直，并与岩面垂直，锚杆孔位要求与设计孔位偏差不大于100mm，钻孔偏差不大于±50mm。②注浆：砂浆锚杆砂浆配合比水泥:砂:水=1:1～1.5:0.05～0.5，具体按试验确定。注浆前用高压风清除孔内石屑，插入注浆管，当注浆管距孔底5～10cm时开始采用MZ-1型注浆机注入水泥砂浆，砂浆采用HJ1-352型砂浆搅拌机拌和，并随浆液的注入缓慢拔出注浆管，注浆压力不大于0.5Mpa。③安装锚杆：灌注砂浆后及时插入，插入长度不小于设计长度的95%。施工工艺流程图4-3-9。 图4-3-9砂浆锚杆施工工艺流程图（2）钢筋网施工钢筋网一般在系统锚杆施工作之后安设，但如遇到围岩松散地层，拱部易坍塌或掉块，为了给作业人员提供防护，可先施作钢筋网（必要时亦可先架设型钢钢架），钢筋网采用Ф8或Ф6钢筋，事先加工制作成2×2m的方片，网格尺寸：Ⅰ、Ⅱ类围岩地段15×15cm，Ⅲ类围岩地段20×20cm。施工时运至工作面进行焊接安装，钢筋网加工制作及安装时应注意：①钢筋加工时要进行调直，除锈、去油污、确保钢筋质量要求。②铺设钢筋网前，先喷射3～5cm厚C20砼形成钢筋保护层。③钢筋网铺设时，应随砼初喷面起伏状敷设，并与壁面接触紧密。④钢筋网的节点与锚杆接点采用电焊的办法焊接牢固。（3）钢架施工本标段隧道全部采用型钢钢架支护，钢架按设计要求在洞外加工成型，架立时，Ⅰ类围地段3榀/2m，Ⅱ、Ⅲ类围岩地段1榀/m，钢架应垂直隧道中线，为增加基底承载力，可在基脚处设垫板，沿纵向将钢架用Ф22联接钢筋连接，同时将钢架与锚杆头焊接。（4）喷射砼施工 隧道内喷射砼采用湿喷工艺施工，以减少砼回弹和粉尘浓度，创造良好的作业环境，砼喷射机械选用TK-961型湿喷机。喷射用砼采用现场拌制，砼输送车运至喷射工作面。喷射配合比由现场试验室根据试验选择，喷射砼要严格按施工配合比施工。施工工艺流程见图4-3-10。①原材料要求水泥：采用不低于425#的普通硅酸盐水泥，使用前作强度复查试验，其性能符合现行的水泥标准。细骨料：采用硬质、洁净的中砂或粗砂，细度模数大于2.5。 粗骨料：采用坚硬而耐久的碎石，粒径不宜大于15mm，级配良好。若使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。水：就近取用河水。不得使用含有影响水泥凝固硬化的有害物质的水。速凝剂：使用合格产品。使用前与水泥做相容性试验及水泥凝结效果试验，其初凝时间不得大于5min，终凝时间不得大于10min。②喷射砼技术要求a.搅拌混合料采用强制式搅拌机，搅拌时间不小于2min。原材料的称量误差为：水泥、速凝剂1%，砂石3%；拌和好的混合料运输时间不得超过2H；混合料应随拌随用。b.砼喷射机具性能良好，输送连续、均匀，技术性能满足喷射砼作业要求。c.喷射砼作业前，清理受喷面并检查断面尺寸，保证尺寸符合设计要求。喷射砼作业区有足够的照明，作业人员佩带好作业防护用具，确保工作质量及安全。d.喷射砼在开挖面暴露后立即进行，作业应符合下列要求：喷射砼作业应分段分片进行。喷射作业自下而上，先喷型钢钢架与拱壁间隙部分，后喷两钢架之间部分。喷射砼分层进行，一次喷射厚度根据喷射部位和设计厚度而定，拱部宜为3~5cm，边墙为5~7cm，后喷一层应在先喷一层凝固后进行，若终凝后或间隔一小时后喷射，受喷面应用高压风、水清洗干净。喷射作业喷头垂直受喷面，根据湿喷机性能要求，喷头距受喷面距高以1.5-2.0m为宜。喷头运行轨迹为螺旋状，使受喷均匀、密实。 e.喷射砼终凝2h后开始洒水养护，洒水次数应以能保证砼具有足够的湿润状态为度；养护时间不得少于14d。f.喷射砼表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象，不平整度允许偏差为±3cm。③保证喷射砼密实度的技术措施a．严格控制砼施工配合比，配合比经试验确定，砼各项指标都必须满足设计及规范要求，砼拌和采用自动计量上料，保证精度符合规范要求。b.严格控制原材料的质量，原材料的各项指标都必须满足要求。c.喷射砼施工中确定合理的风压，保证喷料均匀、连续。同时加强对设备的保养，保证其工作性能。d.喷射作业由有经验、技术熟练的喷射手操作，保证喷射砼各层之间衔接紧密。2．超前小导管施工本标段两座隧道Ⅱ类围岩长76m，拱部周边全部采用Ф42超前小导管注入水泥浆加固地层。小导管长4.5m，环向间距30cm，外插角5～7°。使隧道拱部形成拱形支护体系，增加施工安全。施工时，可根据围岩富水情况，采用水泥—水玻璃双液注浆，以减少地下水对隧道施工的影响。注浆范围为隧道拱部144°。（1）小导管加工小导管采用Φ42钢管在加工房加工制作，管身前端切削成尖锥状，导管中部3~3.5m范围布置梅花形泄浆孔，泄浆孔孔径6~8mm，孔间距20-30cm；在导管尾部焊接钢筋加强箍。小导管构造见图4-3-11。 （2）小导管的安装施工前，首先对掌子面进行喷射砼封闭，然后按设计要求布孔，采用手持风钻按布孔位置以外插角5°～7°钻孔，并将小导管沿孔打入，前后相邻两排小导管搭接长度不小于1m。对于地层松软类可用游锤或手持风钻直接将小导管打入；对于砂土类，可用Ф20钢管制成吹风管，将吹风管缓缓插入孔中用高压风射孔，成孔后将小导管插入。（3）小导管注浆对于打入的钢管应先冲洗管内积物，然后采用2TG120/105注浆泵注浆。注浆自下而上进行，浆液采用HJ1-352型砂浆搅拌机拌和。水灰比选用1:1.5、1:1、1:0.8、1:0.6四个等级。浆液由稀到浓逐渐变换，注浆完成后立即堵塞钢管孔口，防止浆液外流。若地下水丰富时，可采用水泥——水玻璃双液注浆。小导管注浆施工工艺流程见图4-3-12。 （4）小导管施工技术措施及注意事项：①小导管采用钻孔布设时，钻孔深度大于导管长度，采用锤击或钻机顶入时，插入长度不小于管长的90%；前后两排小导管搭接长度不小于1.0m。②为防止孔口漏浆，用水泥药卷封堵注浆管与钻孔之间的空隙。③为防止注浆管堵塞，影响注浆效果，注浆前先清洗注浆管。④压浆管与超前注浆管之间采用方便接头，以便快速安拆。⑤严格控制注浆配合比及胶凝时间，初选配合比后，用胶凝时间控制调整配合比，并测定凝结体的强度，选定最佳配合比。⑥注浆压力由小到大，从开始0MPa升到终止压力1.5MPa，稳压3min，流量计显示注浆量较小时，结束注浆；为保证注浆质量，必要时可封闭开挖面。⑦注浆由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，间隔注浆，最后全部完成注浆。⑧注浆完成后要检验注浆效果，在隧道开挖后可检查注浆固结体厚度，如达不到设计要求时，在注浆时调整注浆参数，改善注浆工艺。⑨注浆过程中，专人记录注浆情况，并根据实际情况调整注浆压力、进度，保证注浆效果；完成后检验注浆效果，不合格者进行补注。 ⑩小导管注浆时不得对环境造成污染。注浆期间应定期对地下水取样化验检查，如有污染应立即采取有效的技术措施。⑾注浆结束，待岩层达到充分的固结强度后方可进行开挖作业。3．管棚施工大麻柳树隧道出口K51+642～K51+652段及何家沟口隧道进口K63+615～K63+623Ⅰ类围岩地段，拱部周边分别用Ф89管棚L=12m、10m超前支护，环向间距30cm，外插角1～3°。（1）钻孔利用金星9000型管棚钻机作为钻孔机械。钻机就位后，由测量工按设计图准确画出钻孔位置。施钻深孔时，钻机大臂顶紧在开挖面上，当第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20～30cm时停止钻进，接长第二根钻杆，用联接套把两根钻杆连接牢固，又重新钻孔，直至钻孔达到要求深度（比管棚长0.5m以上）后，按同样方法拆卸钻杆，钻机退回原位。在钻孔时，要确保孔径比棚管外径大30～40mm。管棚钻孔工艺流程见图4-3-13。 （2）管棚安装与注浆先进行管件制作，采用Ф89普通钢管作为棚管，把加工好的管节联接套焊接在钢管两端。然后将钢管安放在钻机钻臂上，凿岩机对准已钻好的引导孔，低速推进钢管。当前一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm时，要接长钢管，直至达到棚管设计长度。用钻头掏尽钢管内残碴，再向管内注入水泥砂浆。（3）管棚施工技术要点①管棚钻孔外插角度允许偏差应控制在0.5%以内。②钻孔应由高孔位向低孔位进行。③钻孔孔径应比钢管直径大30~40mm。④遇卡钻、坍孔时应注浆后重钻。⑤钻孔合格后及时安装钢管，其接长时连接必须牢固。⑥管棚采用的钢管纵向连接丝扣长度不小150mm，管箍长200mm，并均采用厚壁钢管制作。⑦注浆浆液采用水泥砂浆，水泥砂浆配合比为1：0.5~3。⑧注浆浆液必须充满钢管及周围空隙，其注浆量和压力应根据试验确定。（七）衬砌防排水隧道二次模筑砼衬砌前，根据设计要求，先安装各种防排设施，防水板在洞外按一次衬砌长度制作成型，洞内防水板采用吊挂台架无钉孔铺设，防水板施作的同时施作好环向和纵向排水盲管，并与墙趾Ф100mm泄水孔相连。1.排水盲管安装在隧道开挖之后，先初喷一层砼以封闭岩面。对于渗漏水严重地段先采用钻孔或挖槽的办法，使之尽可能地汇集于一体，然后在主要出水部位安装排水半管，排水半管采用带钢丝半管，半管应与受喷面接触紧密，接缝处采用胶粘片进行密封，再用细铁丝网将半管罩裹，铁丝网用水泥钉固定，最后喷射砼至设计厚度将排水半管封闭。排水半管安装工艺流程见图4-3-14,排水半管布置见图4-3-15。 2．防水层施工 施工前首先对喷砼凹凸不平的部位进行分层喷射砼，以找平受喷面，补喷砼量不超过5cm，将外露的锚杆头、钢管截断并用砂浆摸平后，再将TDT450土工布用衬垫贴于喷射混凝土表面，有排水板时同时贴，然后用射钉上水泥钉锚固，水泥钉长度不小于50mm，平均每平方米拱顶布设3～4个，边墙2～3个；最后采用手动专用熔接器将防水板热熔在衬垫上，两者粘结剥离强度不得小于母体的抗拉强度；防水板应先根据一次衬砌长度及规定搭接长度下料，提前在洞外焊接好。施工步骤：（1）将防水板铺设台架移至作业地段就位；（2）在支撑架上纵向铺设悬承用的φ6圆钢拉丝和8＃号铁丝；（3）将一个循环长度卷成筒状的防水板置于支架中央，放开防水板使之自由垂落在撑架两侧，将无纺布与防水板密切叠合后整体铺设；（4）旋转丝杠将支撑架升起，使防水板尽量紧贴隧道壁面；（5）卸掉上一循环固定悬承拉丝的膨胀螺栓，将上一循环的拉丝露头与本循环的悬承拉丝逐根相连，张拉铁丝将防水板与壁面贴紧，之后将悬承拉丝的另一端固定在临时膨胀螺栓上。悬承拉丝定位见图4-3-16。（6）悬承顺序为先拱后墙、由上而下进行，考虑到拱部受力较大及悬承拉丝有一定的弹性变形，拱顶及两侧拱脚各设置2道φ6圆钢悬承；（7）相邻循环防水板之间的搭接缝，采用15cm宽的三合板置于锚喷面与前一组防水板端头作为粘（焊）接平面，边粘（焊）边沿环向移动三合板，本循环的悬承拉丝逐根相连，张拉粘（焊）接完成后撤出三合板。（8）旋转丝杠下降支撑架，安装防水板即告完成。 防水板铺设施工工艺流程见图4-3-17。 3．橡胶止水带对地下水丰富地段，砼衬砌时为防止渗水现象，在接头砼中间放入E（300×22r18×8）橡胶止水带以止水。具体施工方法：（1）进行砼施工前，根据衬砌厚度和衬砌形式，自制拼装式挡头模板，每块模板的宽度为衬砌厚度的一半，同时将模板按安装顺序编号。（2）衬砌台车就位后，按照挡头模板编号安装挡头模板，同时将橡胶止水带沿隧道环向夹在挡头板中间，两块挡头板用U型钢筋卡固定。（3）预留一半橡胶止水带浇注在下一循环砼衬砌中。橡胶止水带防水施工见图4-3-18。 （八）监控量测1．量测目的监控量测是“新奥法”施工的重要部分，为了掌握围岩在开挖过程中的动态和支护结构的稳定，必须进行现场监控量测，通过对量测数据的分析和判断，对围岩支护体系和稳定状态进行预测，并据此确定相应的施工措施，以确保围岩及结构的稳定。2．量测项目及测点布置根据本标段隧道工程地形、地质状况、施工方法和周围环境确定监测项目及测点布置，监控量测项目见表4-3-3，量测测点布置见图4-3-19。 监控量测表表4-3-3监测项目方法及工具测点布置监测频率地质和支护状况观察利用肉眼、罗盘仪对围岩情况、支护结构裂缝进行观察和描述开挖及初期支护施工后每次开挖后进行周边位移收敛计Ⅰ类围岩地段每5～10m一个断面，其它地段每20～30m一个断面，每个断面有两条水平测线开挖面距量测断面前后<2B时，1次/d，开挖面距量测断面前后>2B时，1次/d拱顶下沉水准仪、铟钢尺Ⅰ类围岩地段每5～10m一个断面，其它地段每20～30m一个断面同上地表沉降水准仪、铟钢尺覆盖层HH>B时,每10～20m一个断面,H>2B时,每20～50m一个量测断面同上锚杆抗拔力拉拔仪按施工规范抽检每100根锚杆抽取一根测试,每300根为一组3．监控量测方法项目部成立监测领导小组及监测小组，监测小组中由专人负责围岩及支护情况监测，从组织上保证监测工作的顺利进行，使施工安全进入信息化控制，通过量测数据反馈信息，及时调整施工参数，以指导施工。施工监控量测流程见图4-3-20。隧道开挖支护时，及时埋入观测计或锚固件，拱顶下沉用S1型精密水准仪悬挂钢卷尺进行量测，水平收敛用围岩收敛仪量测，洞口浅埋段地表观测采用精密水准仪，洞外观察由有经验的工程师用地质罗盘、钢尺、地质锤等工具。量测断面及频率，按设计要求操作。4．数据整理 在取得量测数据后，将同一断面的各种量测数据互相验证，以确认量测结果的可靠性，对位移等物理量随时间变化的时曲线进行回归处理，监视时态曲线的变化规律，利用电子计算机进行数据处理，分析围岩变形的空间分布规律，了解围岩的稳定性特征。5．信息反馈用经验法对量测情况进行信息反馈。通过对目测和位移量测结果的分析，对围岩稳定状态、施工方法、支护措施和安全情况进行评判，将评判结果反馈到施工中，确定二次衬砌施工时间，及时调整施工方法和支护设计参数。（九）二次衬砌1．施工方法：本标段隧道均为复合式衬砌，衬砌全部采用先墙后拱全断面整体式浇筑。为了保证衬砌质量，加快衬砌速度，两座隧道配备一台6m长衬砌台车，采用HBT30C型砼输送泵灌注，MR4510型搅拌运输车，运输砼。灌注时采用泵压法，插入式振动器进行振捣。其具体施工操作要点如下：（1）要求砼生产和输送能力与砼输送泵的灌注能力相匹配。（2）砼自进入搅拌输送车至卸料时间不得超过初凝时间。（3）隧道衬砌封顶采用钢管压注法，选择合适的砼坍落度，使隧道拱顶砼回填密实。（4）在灌注砼时，要注意连续性和对称性，因特殊原因不能连续灌注而必须间隙灌注时，停工时间不得超过砼的初凝时间，同时，砼的表面做成粗糙面，必要时插连接筋；若间歇时间超过初凝时间时，则必须待砼达到2.5MPa以上的强度后方可继续灌注。（5）砼脱模强度必须达到2.5Mpa以上，方可拆模。砼衬砌施工工艺流程见图4-3-21。2．输送泵施工及防堵管措施（1）输送泵施工 灌注砼前必须对输送泵进行检查，上足润滑油，并与洞内灌注工作处加强通信连络，同时对管道安装要求顺直，转弯缓；泵送前先用少量水泥砂浆湿润导管，再开始由远而近灌注；泵送过程严禁加水、空泵；开泵后无意外情况中途不能停歇，换节管时先湿润后接驳，泵送砼结束时，先行后吸，以降低管内压力；洗管时，从进料口塞入海绵球或橡胶球，用水将存浆推出。（2）堵管的预防措施堵管是影响输送泵正常工作的主要障碍，它不仅关系到衬砌质量和施工安全，而且处理堵管费工费时，影响进度。消除堵管事故，应以预防为主。具体预防措施如下： ①砼：对砼的骨料级配、水灰比、配合比，以及拌和、运输等操作，都应严格按规定要求办理，同时在砼内掺入适量塑性外加剂。②输送泵：活塞漏水流入砼内影响配合比，如发现有漏水时，应立即停泵更换活塞零件。③输送管路：管路接头不密封，发生漏浆，应立即将接头修理使锁接紧密；管路变形或未正确接好，应事先检查、处理。泵送前，接头要平顺，锁接配件和垫圈要干净。（3）处理堵管措施①清除泵体堵塞：停泵拆开输送管，清除泵体内堵塞现象；将泵停在排送阀最大开启的位置，用手持刮板或捣杆将堵塞物除去；拆下吸入阀，从阀箱工作室及装料斗中清除障碍。②清除输送管内堵塞：主要在弯管处先检查，判明堵管位置，可将砼 泵稍做转动，观察管路情况，堵塞的管路地段会发生微微振动，而其余地段无此现象，就可在该处拆管，排除管内堵塞物。若管路较长时，宜分段同时检查，迅速查明堵管位置并立即排除堵塞物，清洗弯管，接好后继续开泵。3．砼捣固砼灌注后，应及时用插入式振捣器捣固，使砼密实，确保衬砌质量。其操作要点如下：（1）每一振点的捣固延续时间，应使砼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）捣固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）振动棒插入下层砼内的深度不小于50mm。（5）按规定要求在灌筑砼现场做试件，并详细填写施工记录。4．养护和拆模①养护方法本标段隧道衬砌养护采用高压水冲洗湿润的办法，经常要保持砼湿润，保养期限一般为10天。养护的洒水期限与水泥品种、空气湿度、气温等条件有关，具体见表4-3-4及表4-3-5。②拆模时间对于不承重的侧面模板待砼强度达到2.5MPa以上时可拆除；对于承重模板须待砼达到设计强度的70%以上时方可拆除；对于受较大围岩压力的模板须待砼达到设计强度的100%后才能拆除。表4-3-4洒水养护期限水泥品种洒水养护期限（d）相对湿度>90%相对湿度90%～60%相对湿度<60%要求抗渗性高或掺塑性附加剂时普通硅酸盐水泥不洒水71414 火山灰质或矿碴水泥不洒水142121表4-3-5保养时间砼类别环境温度（℃）自圬工完成后开始保养时间（h）开始三天内三天以后半干硬性砼5以上<2每昼夜洒水不少于6～8次，视气温而定每昼夜洒水至少6次塑性砼15以上8～10塑性砼5～1510～12每昼夜洒水不少于4～6次每昼夜洒水至少3次5．仰拱衬砌及隧道底部填充由于本隧道以II、Ⅲ类围岩为主，地质稳定性差，为改善洞身结构受力状况，隧道施工时，采取仰拱先行的施工程序施工。仰拱分段施工，分段长度为10～15m。为减少仰拱施工和其它工序相互干扰，并保护仰拱砼，采用仰拱施工平台进行施工。为提高仰拱早期强度，利于施工运输和洞身衬砌施工，仰拱砼要控制好配合比，尽量采用干硬性砼浇注。仰拱施工和隧道底部填充施工按如下方法进行：（1）仰拱施工前首先必须复核仰拱断面尺寸，不允许出现欠挖，并将底部的虚碴及松动岩土清理干净；底部不得有积水。（2）仰拱与两侧边墙基础一起衬砌施工。仰拱衬砌时设仰拱大样板，并由仰拱中央向两侧对称进行。仰拱砼浇注，采用插入式振捣器，加强振捣，保证砼施工质量。仰拱拱脚处按设计要求做成径向辐射面，以便与边墙接茬处受力良好。（3）隧道仰拱上填充砼施工前先清洗仰拱上虚碴及杂物，排除积水。铺底表层要求平整，横坡、纵坡与设计一致。（4）仰拱施工缝与填充砼施工缝相互错开，要求施工缝顺直、平整，经凿毛清洗，同时仰拱施工缝设置橡胶止水条。（5）施工缝止水条设置要求平顺，粘接牢固，在施工过程中，保证止水条不移位。 （6）仰拱超前洞身衬砌长度视围岩状况而定，I、II类围岩地段控制在5～10m，III类围岩地段不宜超过30m。（十）施工通风本标段两座隧道长度较短（大麻柳树152m，何家沟口75m），采用自然通风即可满足施工需要。（十一）施工排水从隧道洞口地形状况和方便施工角度综合考虑，本标段大麻柳树隧道由进口顺坡施工，何家沟口隧道由进口反坡施工。1．排水布置顺坡施工时，在开挖面设集水坑，洞内两侧设排水沟，分段收集，逐渐排出洞外；反坡施工时，在非成洞地段每30m设置一个集水坑，采用多级泵分段逐级抽排到成洞地段排水沟中，在成洞与非成洞之间设临时挡护，以防排水倒灌。2．排水的环境保护在两座隧道进口适当地点建沉淀池各一座，对排出的水必须进行分析检查，如含有有害物质应进行无公害处理，处理完毕再排入水沟，决不允许污染当地水源。（十二）施工供水、供风1．供水隧道施工用水利用洞口附近河水，用多级泵抽到高压水池内，再由高压水池将水引至洞口。由于本标段隧道长度短，高压水池按30m3的容量修建。洞内高压水管采用Ф80～100的钢管。2．供风在大麻柳树隧道进口附近选择通风良好，地基稳固位置修建空压机房，安装10m3电动空压机一台，并配备两台内燃空压机；何家沟口隧道配备两台内燃空压机；采用Ф150～200的无缝钢管提供洞内施工高压风。四隧道质量通病及对策为了确保本标段两座隧道工程全面创优，针对施工中常见的一些质量通病，拟采取相应对策。具体见表4-3-6。 表4-3-6隧道质量通病及对策序号项目名称对策1洞口边、仰坡开挖不规范1．根据实际地形，测量放样好边、仰坡开挖线。2．地质较差时，提前对边、仰坡进行预加固。3．开挖后，及时施作洞门挡护工程。2开挖轮廓不园顺、不整齐1．结合实际地质情况，进行钻爆设计（光面爆破或预裂爆破），并让工班认真执行。2．地质情况有变化时，及时优化、调整爆破设计及爆破参数。3．精确测量隧道横断面，开挖时严格按轮廓线布孔，并控制好外插角度。3喷砼厚度不足1．埋设厚度钉，控制喷砼厚度。2．实行“三检”制度。4衬砌裂纹1．采用较大的骨灰比，降低水灰比，合理选用外加剂。2．砼捣固必须密实，不能漏捣。3．仰拱超前,砼按先墙后拱法施工,尽早形成封闭受力环。4．边墙基底处理要彻底。5．加强砼养护。6．做好防水隔离层。5衬砌表面蜂窝麻面1．严格控制水灰比。2．加强振捣，严格控制振捣半径和振捣时间。6衬砌表面错台1．采用整体衬砌台车，加强模板的整修。2．认真涂刷脱模剂。7衬砌表面渗漏水1．作好衬砌背后的盲沟和引排水管。2．严把防水板的铺设质量关。3．采取压浆防水措施。8隧底砼表面积水1．在铺底时砼表面严格按设计坡度抹平顺。2．泄水孔严格按照设计预留，保证畅通。 4．数据整理 在取得量测数据后，将同一断面的各种量测数据互相验证，以确认量测结果的可靠性，对位移等物理量随时间变化的时曲线进行回归处理，监视时态曲线的变化规律，得用电子计算机进行数据处理，分析围岩变形的空间分布规律，了解围岩的稳定性特征。5．信息反馈用经验法对量测情况进行信息反馈。通过对目测和位移量测结果的分析，对围岩稳定状态、施工方法和支护措施和安全情况进行评判，将评判结果反馈到施工中，确定二次衬砌施工的时间，及时调整施工方法和支护设计参数。五、环境保护及水土保持技术保证措施1．洞口场地布置尽量少占耕地，保护植被，尽力使山体林木、植被等保持原貌，同时不能随意改河改道，以防水土流失。2．边、仰坡施工时，采用控制爆破开挖，及时进行坡面防护；雨季前完成洞门修筑，以美化洞口环境和增强洞口稳固，避免滑坍引起的水土流失。3．施工废（污）水经洞口沉淀过滤池、隔油池或采用其它方法处理合格后方可允许排放。4．对地下水资源的保护，主要是根据工程地质特点，做好各种防水设施，确保隧道不渗漏。若地下水丰富时，严格注浆程序，做到浆材无毒性，不污染环境。5．加强原材料如水泥、砂石料、油料、钢材等现场保管工作，不能任意堆放，随意丢弃。6．大麻柳树隧道弃碴应严格按设计要求运到进口左侧公路下弃碴场内，不得随意乱弃，并按设计要求作挡碴墙及排水系统，弃碴防护如被洪水冲跨，应及时修复加固。工程复工后，对场内弃碴表面进行复垦及绿化，弃碴场复垦，绿化见图4-3-22。 '