隧道洞口开挖施工方案.doc

'XX高速公路XX合同段XX隧道洞口开挖施工方案复核:编制：审核：中交路面工程股份有限公司XX高速公路XX合同段项目经理部 2012年1月8日一、工程概况3二、隧道洞口开挖施工方案32・1洞口边仰坡刷破32・2洞口边坡喷锚4 XX隧道洞口开挖施工方案一、工程概况xx隧道为一座上、下行分离式的四车道高速公路长隧道，我标段承担半座隧道,起止桩号左线ZK122+860-ZK126+487,总长为3627m,，隧址区主要以长石石英砂岩、泥质粉砂岩为主。本单位工程线路位于构造剥蚀、侵蚀低屮山沟谷地貌区，为穿越河流与分水岭地带而建设。本单位工程段属于河流域，山间沟谷多沿北西及南向发育，沟谷峡窄，剖而多呈V字型。隧道出口段位于向家屋场境内，属构造侵蚀深切河谷斜坡地貌区，出口位于三岔河东岸一凸坡地带，凸坡沿北西向延伸，左洞出口处地形较陡，自然坡脚约50。。全地表草木茂盛，森林成片，植被总体完整，局部有剥蚀。二、隧道洞口开挖施工方案XX隧道出口己修筑完成，己具备条件进行洞口开挖施工，洞口开挖施工是整体隧道施工的第一项工序，是隧道施工的关键。进洞方案总体思路：洞口边仰坡刷破——喷射混凝土防护——管棚施工2.1.1隧道洞口边仰坡刷坡施工总体方案为：采用机械配合钻爆分层开挖，人工配合机械刷坡，自上而下分台阶进行；各台阶开挖、刷坡过程屮同吋做好坡面防护；洞口边仰坡爆破采用预裂爆破；土质路堑开挖采用逐层顺坡开挖法，由推土机、挖掘机或装载机配合开挖；浅埋石质路堑数量不大吋，采用浅孔爆破开挖；非顺层深路堑采用潜孔松动爆破法，深孔爆破用钻机钻孔；路堑侧沟用小炮开挖爆破成型。2.1.2施工工艺(1)边仰坡开挖前，先进行测量放线，放出隧道屮线和开挖边界线。根据图纸屮提供的刷坡线的坡度：1：0.75o隧洞洞外采用三角网测量，每个洞口至少设置三个平而控制点，三个点应设在互相通视，交通方便，地基稳定且能长期保存的地方。高程控制采用水准测量进行，每个洞口应布设两个高精度水准点，两个水准点以安置一次水准仪即可联测为准」卩线放出后按10m为屮桩间距单位打设屮线桩；开挖边线桩用等高线法测出，按5m为屮桩间距单位打设开挖边界桩； 屮桩及开挖边界桩要经过项Fl部测量队复核测量认可后方可使用；边仰坡施工过程屮，每一开挖台阶都要进行测量放线，放线内容为屮桩及每台阶的坡脚桩；（2）截水天沟修建。开挖边界线放出后，在开挖边界线5m外结合地形放出洞外截水天沟开挖线。截水天沟在边仰坡开挖前修建，将地表水引离洞口开挖范围，以防止地表水冲刷边仰坡导致失稳坍塌。截水天沟修建吋要考虑排出的水不流经洞外道路或能流入洞外排水沟屮，使洞内外防排水形成统一体系，利于防水；截水天沟尺寸详见己下发的施工图纸，施工时根据实际地形情况选择用断而（-）或断面（二）；（3）边仰坡开挖。%1边仰坡采用机械配合钻爆分层开挖，人工配合机械刷坡，自上而下分台阶进行；各台阶开挖、刷坡过程屮同吋做好坡面防护；%1开挖前先进行清表，清表内容为地表植被、覆土层，清表至基岩后开始进行分台阶机械或钻爆开挖；%1因洞口段地形险峻、坡度较陡，不便使用潜孔钻钻孔，故设计开挖台阶高度为3-5m,以利于施钻和挖掘机械作业；%1为便于边仰坡坡而的一次开挖成型，减少刷坡量，爆破采用预裂爆破，钻孔间距和装药密度等根据岩石的结构计算，现场试验加以调整。爆破完成后，采用挖掘机配液压锤对边坡进行修整，从而确保边坡顺直，为边坡防护工程创造条件。预裂爆破参数的设计如下：I最小抵抗线肛（7〜20）D,D为钻孔直径。II炮孔间距a=（0.4-0.6）WoIII装药量Q=（0.12〜2.1）L,L为光爆深度，装药量要在现场试验。单孔装药量,用线装药密度QX表示,则QX=q.a.Wq二松动爆破单耗药量在预裂孔装药时，使用小直径的药卷，沿钻孔深度间断绑在传爆线上。起爆采用塑料导爆管同时起爆。 2・2洞口边坡喷锚为了更好的作好洞口边坡防护，必须严格按图纸设计进行施工，尽量减少洞口边仰 坡的开挖，保证山体的稳定，具体施工如下：1、在靠山体侧边仰坡范围内采用喷、锚、网进行加固，锚杆采用①22,长3.5m的地表砂浆锚杆，梅花型布置，间距1.2m,C20喷射栓厚10cm,钢筋网采用46,网格间距为20*20cm。2、喷锚支护紧跟开挖面及吋施作，喷锚支护施工程序见以下框图：2.3中空注浆锚杆屮空注浆锚杆由全螺纹屮空杆及止浆塞、垫板、螺母和锚头等关键配件组成见图2.3-1o图2・3-1025中空锚杆构造示意小空注浆锚杆施工工艺流程见图2.3-2o 施T准备图2.3-2中空注浆锚杆施工工艺流程图本隧道屮空注浆锚杆钻孔使用风钻机；锚杆为定购标件，施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确。按设计要求钻锚杆孔眼，达到标准后，用高压风清除孔内岩屑，将加工好的杆体插入孔内，然后用注浆泵注浆。2.3.1钻孔%1孔位允许偏差为150nmi,钻孔数量应符合设计规定。钻孔深度不应小于锚杆杆体有效长度，但深度超长值不大于lOOmmo%1钻孔宜保持直线，系统锚杆钻孔方向宜与开挖面垂直。当岩层层面或主要结构面明显吋，应尽可能与其成较大交角，但与开挖面的垂直偏差不应大于20°。局部锚杆尽可能与岩层层面或主要结构面成大角度相交。2.3.2安装系统锚杆在围岩开挖和初喷混凝土后打设，钻孔时确保孔口岩而平整，使岩而与钻孔方向垂直。安装垫板吋，应确保垫板与锚杆轴线垂直，确保垫板与喷射混凝土层紧密接触。当锚杆孔的轴线与孔口面不垂直吋，采用下述两种方法进行调整：一是在螺母下安装楔形垫块；二是在垫板后用砂浆或混凝土找平。锚杆浆液凝固前不得加力。 2.3.3注浆作业迅速将锚杆、注浆管及注浆泵用快速接头连接好。开动注浆泵注浆，直至浆液从孔口周边溢出或压力表达到设计压力值为止。每根锚杆必须“一气呵成”。一根锚杆完成后，迅速卸下注浆软管和锚杆接头，清洗后移至下一根锚杆使用。若停泵时间较长，则在下根锚杆注浆前放掉注浆管内残留的灰浆。注浆过•程屮，每次移位前及吋清洗快速接头，以保证注浆连续进行。浆液严格按配合比配制，并随配随用，以免浆液在注浆管、注浆泵屮凝结。注浆过程屮若出现堵管现象，及吋清理锚杆、注浆软管和注浆泵；当注浆泵的压力表显示有压力，则卸压后再拆接头进行处理。为保证注浆效果，严格控制注浆压力，而且要待排完气之后立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的钻孔。2.3.4屮空注浆锚杆要求%1屮空注浆锚杆施工时应保持屮空通畅，并留有专门排气孔。螺母应在浆液初凝后拧紧，并使垫板与喷射混凝土面紧密接触。%1注浆过程屮，注浆压力应保持在0.3Mpa左右，待排气口出浆后，方可停止灌浆2.3.5插钢筋锚杆钢筋在插入前应充分除锈并用水湿润，以保证与砂浆紧密结合。插入钢筋吋,要沿孔轴线缓慢推入。如遇插入阻力大，可用锤子轻轻打入。锚杆应外露10cm。插入钢筋后，砂浆未达到设计强度前，禁止扰动杆体。⑺钢筋网安设钢筋网应在系统锚杆施作后安设，预先按设计加工钢筋网片，施作吋，将钢筋网随需支护岩面的起伏铺设，与被支护岩面间隙约3cm,并与系统锚杆焊接在一起，必要吋加设50cm的临时锚杆对钢筋网进行加固。避免钢筋在喷射碗时晃动，钢筋网连接处用细铁丝绑扎或点焊，钢筋网之间的搭接长度不小于20cm。2.3.6喷射栓施工喷射混凝土材料水泥：水泥标号不得低于42.5,使用前应做强度复查试验。速凝剂：必须采用质量合格的产品。应注意保管，防止受潮。使用前应做速凝剂效果试验，要求初凝吋间不超过5rni门，终凝时间不超lOmino砂：喷射混凝土应采用硬质洁净的屮砂或粗砂，细度模数应大于2.5,含水量一般为5%-7%,使用前应过筛。 石料：采用坚硬耐久的碎石，粒径不大于10mm,且级配良好。配合比喷射混凝土必须严格按配合比施工。速凝剂添加不得大于配合比屮规定值。为便于过程控制，现场应设有磅称，喷射混凝土材料应每盘称量，材料计量应以质量计算。拌和均匀性每班检查不得少于两次。2.3.7工地布置隧洞喷射混凝土的施工布置，在满足施工工艺的前提下，应力求紧凑，充分利用场地空间及运输线，避免施工干扰。拌和料应采用强制式拌和机，拌料在搅拌前应经过严格筛选，以防止大块料混入喷射机。拌料的运输应使用普通翻斗车或运输搅拌车，运输过程屮应防止污染。所有工人应配备规定的防护用品（如防尘口罩、眼睛、手套等），尽量不使用含石英质的砂，避免工人遭受矽尘危害。喷射机使用的压缩空气必须保证压力稳定，气压应控制在0.TO.15Mpao可根据喷出料朿情况适当调整气压。喷射机应随吋保养维修，使之经常处于不漏风、不堵塞的良好工作状态。2.3.8喷射混凝土喷射混凝土前，应用水或高压风管将岩面的粉尘及杂物冲洗干净。喷射屮发现松动的石块或遮扌当喷射混凝土的物体吋，应及吋清除。喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不超过6m。喷射吋应将喷咀的流束作小圆圈慢速移动并垂直于工作面，保持喷咀与喷射面约bn的距离，因为有钢筋网，喷射距离可小于0・6ni喷射角度可稍偏，喷射混凝土的调节是由喷射手凭借经验控制的。正确的水灰比喷射时喷层表面应具有轻度的光泽。塑性较好，无干斑或滑流现象。初喷厚度不小于recmo喷射作业应以适当厚度分层进行，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后间隔lh以上且初喷面己蒙上粉尘吋，应用高压风或水清洗干净。岩而有较大凹洼时，应结合初喷予以找平。喷射时插入长度比设计厚度大5cm铁丝，每l-2m设一根，作为施工厚度控制标志。突然断水或断料吋，喷头应迅速移离喷射面，严禁用高压风、水冲击尚未终凝栓。 作业完成后，喷射机和输浆管内积料应及吋清除干净。 应不断总结验证新技术，以减少回弹率，回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间不小于7天。喷射混凝土作业紧跟开挖面吋，下次爆破距喷射混凝土完成吋间不小于4ho遇地下水地段，喷栓应注意喷射吋从地下水渗水点外围喷起，逐渐向内靠拢，直至渗水点周围，再安设排水管把地下水引出，同吋注意，地下水较多吋，碗可先喷干料,待干料与渗水结合后再喷湿料。喷射碗施工程序见下图： 图喷射混凝土施工工艺流程图湿喷工艺流程见下图。图湿喷工艺流程管棚施工是Fl前隧道施工经常使用的一种进洞方法，在明暗交接处设置套拱，在套拱屮预埋①127X4mm钢花管，I古I定管棚钢管方向。在管棚施工前将洞口开挖而刷而，除去洞口植被漏出岩石，在开挖而套拱下环向预留核心土，稳固前方开挖体。首先按照设计尺寸加立3棍18工字钢，间距75cm,其次在工字钢上调试固定①127X4mm钢花管，支木模，最后浇注C25混凝土。大管棚施工工艺流程见图K2.3.1管棚施工参数及施工工艺%1导管规格：①108X6mm钢花管；%1管距及设置范围：环向间距40cm；拱部137.6°范围%1倾角：外插角1。（不包括路线纵坡），方向：与路面屮线平行；%1注浆材料：纯水泥（添加水泥重量5%的水玻璃）浆液；%1长度：10~40m。%1套拱内钢架采用3棍18工字钢，各棍钢架间焊接环向间距为lm的①25的链接钢筋。%1隧道纵向同一横断面的接头数不大于50%,相邻钢管的接头至少须错开Imo按设计要求进行测量放线、开挖工作室。按设计在拱部施做碗导向墙。在导向墙内按设计间距预埋导向管。钻孔采用DK-300型钻机。采用钻机连接套管自动跟进装置连接钢管，将第一节管 子推入孔内。钢管孔外剩余30-40厘米时，用管钳卡住管棚,使顶进连接套与钢管脱离，人工丝扑I连接安装下一节钢管。接管：钢管孔外剩余30-40厘米吋，用管钳卡住管棚，反转钻机，使顶进连接套与钢管脱离，人工安装下一节钢管，对准丄一节钢管端部，人工持管钳用钢管连接套将两节钢管连在一起，再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。2.3.2施作套拱⑴混凝土护拱作为长管棚的导向墙，在开挖廓线以外拱部137。范围内施作，护拱内埋设钢筋支撑，钢筋与管棚孔口管连接成整体。导向墙环向长度可根据具体工点实际情况确定，要保证其基础稳定性。（2）孔口管作为管棚的导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用经纬仪以坐标法在工字钢架上定出其平而位置；用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上,防止浇筑混凝土吋产牛位移。2,3.3搭钻孔平台安装钻机⑴钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由1〜2台钻机由高孔位向低孔位进行。⑵平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产牛不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。⑶钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。2.3.4钻孔⑴为了便于安装钢管，钻头直径采用①108血或127血。⑵岩质较好的可以一次成孔。钻进吋产牛坍孔、卡钻吋，需补注浆后再钻进。⑶钻机开钻吋，应低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。 图5.6-2超前管棚施工工艺流程⑷钻进过程屮经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程屮出现的事故。⑸钻进过程屮确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。⑹认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖吋的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。2.3.5清孔验孔⑴用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求,防止堵孔。⑵用高压风从孔底向孔口清理钻渣。⑶用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。2.3.6安装管棚钢管 ⑴钢管在专用的管床上加工好丝扣，导管四周钻设孔径10〜16mm注浆孔（靠孔口2.5m处的棚管不钻孔），孔间距15〜20cm,呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。 ⑵棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔(0127mm),然后用装载机在人工配合下顶进钢管。⑶接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%,相邻钢管接头至少错开5。2.3.7注浆⑴安装好有孔钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。⑵注浆材料：注浆材料为纯水泥浆(添加水泥重量5%的水玻璃)浆液，纯水泥浆的水灰比为1：1,水玻璃浓度为35波美度，水玻璃模数为2.4。注浆结朿后及吋清除管内浆液，并J11M30水泥砂浆紧密充填，以增强管棚的刚度和强度。⑶采用注浆机将浆液注入管棚钢管内，初压0.5〜1.OMPa,终压2MPa,持压15min后停止注浆，为分段注浆。注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1・5倍；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。注浆吋先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。2.3.8施工控制要点⑴钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。⑵钻孔仰角1°以为宜，工点应根据实际情况作调整。钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定，一般控制在1。〜1.5。。施工屮应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。⑶严格控制钻孔平而位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。⑷经常量测孔的斜度，发现误差超限及吋纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。⑸掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。2.3.9劳动力组织钻机操作工3〜6人，管棚加工2人，钢管顶进8人，注浆6人。2.3.10机具配备结合正常施工需要，管棚施工机械设备配置如下： 管棚钻机1〜2台、电动空压机1台、注浆机1台、ZJ-400高速制浆机1台、混凝 土拌合站一座、混凝土振动棒2个、钢模板、木模板、J3G-400A型型材切割机1台、型钢弯制机1台、BX1-400型交流弧焊机2台、絵搅拌运输车(3.5m3)1辆、ZLC50C装载机1辆。'