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1、成镜塘大断面偏压隧道施工技术课题总结一、工程概况1、工程简介 成镜塘隧道位于广东省韶关市乳源县梅村镇境内。隧道进口里程DK1957+918，出口里程DK1958+255，全长337m，为大断面单洞室双线隧道。隧线分界里程分别为DK1957+918、DK1958+255。该隧道全部位于平面直线上，隧道纵坡为-3的单面下坡。隧道最大埋深39.3m，其中DK1957+936DK1958+048、DK1958+207-+237段为浅埋偏压段，其它地段亦位于浅埋段上。2、工程地质概况及水文条件山体表层为Qel+dl粉质粘土，夹有基岩风化物碎块，粒径为25-95mm，褐黄色夹褐红色，硬塑，级，厚约2-5m
2、，下为侏罗系J2砂岩，泥质粉砂岩，泥岩，褐红色-浅黄色，全风化，岩体呈土状，深部基岩为石炭系石磴子组C1D1灰岩，岩溶发育，发育形态为溶洞、溶槽、溶沟，侏罗系与石炭系呈不整合接触。侏罗系碎屑岩岩体，岩性较破碎，呈单斜构造，与深部石炭系地层呈不整合接触。地下水类型分为上部第四系黏性土孔隙潜水，下部为基岩裂隙水。地下水不发育。地下水位埋深316m，地下水主要受大气降水的入渗补给，具有明显的季节变化特征。地下水和地表水对混凝土均无侵蚀。环境作用等级为T1。3、工程设计简介本隧道采用新奥法设计及施工。洞口段采用明挖法施工，暗洞采用双侧壁导坑法、CRD法施工。其中浅埋偏压段采用双侧壁导坑法施工，一般浅埋
3、段采用CRD法施工。暗洞初期支护采用I22a、I20a工字钢钢架结合锚喷网防护，临时支护采用I18轻型工字钢结合锚喷网防护。出口段暗洞超前支护采用30米108大管棚，其它暗洞段超前支护采用42超前小导管。结构防排水措施：1）在初期支护和二衬间设置排水管及土工布、防水板；2）通过调整混凝土配合比及摻加防水剂提高混凝土防水性能。二次衬砌（仰拱及拱墙）采用C35防水钢筋混凝土，仰拱填充采用C25普通混凝土。进出口洞门均采用斜切式洞门结构型式。4、隧道施工的难点及重点（1）隧道要求标准高：武广客运专线为国内第一条时速达350km/h的高速铁路，隧道按350km/h的速度目标值进行设计，对隧道支护结构的
4、稳定性及耐久性、仰拱基底的处理、隧道防排水及接口施工质量等方面均有很高的设计标准和严格的要求，从而对隧道施工工艺的优化和改进也提出了更高的要求。（2）隧道地质情况较为复杂、开挖断面大。本隧道为短隧道，短隧道的共性为：隧道埋深浅、偏压，围岩风化程度较严重，工程地质条件差，洞身开挖及支护的难度大。全段隧道施工长度为1289米，级围岩施工总长度1112米，占86.3%；级围岩147米，占11.4%；级围岩30米，占2.3%。客专隧道考虑到运营过程中的安全性，隧道断面（轨面以上）有效面积为100m2，考虑支护结构所占用的空间及围岩预留变形量，、级围岩地段开挖面积达到162 m2，最大开挖宽度为15.3
5、6米，最大开挖高度为13.637米。二、施工方案的选择和比较本隧道为短小隧道，地质条件差，隧道开挖的设计、施工均按照新奥法原理进行，隧道的具体施工方法根据工程地质及水文地质情况，结合隧道开挖断面的大小、衬砌类型、隧道埋深及长度、工期要求、隧道施工机械设备配套原则等综合确定。施工方法应用较大的适应性，并以工序倒换简单和较少影响施工进度为原则，尽可能在借鉴国内外已有成熟施工经验、优化原有施工工艺基础上，采用擅长的、可靠的施工方法。按照上述开挖方法的选择原则，我单位组织组织相关人员对施工方法进行了可靠性研究，最终确定以三台阶预留核心土环形开挖法组织施工。相对CRD法或双侧壁导坑法，三台阶预留核心土环
6、形开挖法具有如下优点：（1）由于开挖断面的局部扩大，作业空间相对较宽阔，便可以满足隧道机械化施工的空间要求，便于隧道机械化作业，循环作业时间缩短，施工效率得到提高，施工速度大大加快。（2）减少了分部开挖次数，最大限度降低了由于临时支护的爆破拆除或断面开挖爆破对围岩的多次扰动及对初期支护的影响，有利于控制围岩的收敛变形。（3）施工工序相对较为简单，减少了多工序间的相互干扰，便于现场施工组织管理，较快了施工进度。（4）工序衔接快，使初期支护能尽快成环共同受力，可以有效保障施工安全及结构安全。（5）在围岩情况或其它条件发生变化时，由于其作业空间相对较大，可以提供机械设备快速进入使用，使应急处理措施能
7、得到快速实施。并可以迅速地转换为CRD法或其它工法进行施工。（6）减少了临时支护措施，相应的材料、设备及其它资源投入相应减少，可以有效节约工程建设成本。但三台阶预留核心土环形开挖法只适用于围岩有一定的自稳能力、无地下水出露的地段，并需通过超前地质预报准确掌握前方围岩的变形情况。并且在该施工方法实施前，必须加强超前支护的施作质量。通过超前支护对围岩进行预加固后，围岩开挖变形小，并在规定的允许值内，方可继续按照三台阶预留核心土环形开挖法进行施工。施工中加强监控量测，及时掌握支护结构的变形情况，隧道的施工安全及结构安全才能得到保证。三、主要施工方法和施工方案1、施工总体方案1.1本隧道为复合式衬砌设
8、计，按喷锚构筑法施工。采取从出口人工配合机械单向掘进施工。施工过程中采用超前预报系统进行地质超前勘探。主体工程采用“单口掘进，分步开挖作业，仰拱超前，衬砌完善配套”的施工方案。总体实施掘进（人工配合反铲挖掘机开挖、无轨运输出碴）、支护（管棚及小导管、拌、运、锚、喷）、衬砌（拌、运、灌、振捣）三条机械化作业线。通风采用大功率压入式通风机、大口径软管。1.2根据设计文件揭示，本隧道围岩均为V级软弱围岩，一般浅埋段采用交叉中隔壁法（CRD）施工，浅埋偏压段采用双侧壁导坑法施工。结合工期要求及成熟的施工经验，拟采用三台阶预留核心土环形开挖法。1.3超前支护采用液压钻孔台车及JYB-6型压浆机施作超前管
9、棚，采用YT-28钻机及JYB-2注浆机施作超前小导管。初期支护采用YSP45锚杆钻机打拱部中空注浆锚杆，YT-28风动凿岩机打边墙砂浆锚杆。喷射混凝土采用湿式喷射法，湿式喷射机人工喷射。人工架立钢架支撑。出碴运输采用ZL50C装载机装碴，斯太尔15T自卸汽车完成无轨运输施工。1.4衬砌混凝土采用由我项目部建立的梅村大型搅拌站提供的高性能混凝土，混凝土搅拌运输车、混凝土输送泵、仰拱液压浮动模架完成仰拱一次成型、大模板整体液压衬砌台车完成拱墙一次成型。2、主要的施工方法2.1三台阶预留核心土环形开挖法施工工艺三台阶预留核心土环形开挖法施工工序见图1、图2。三台阶预留核心土环形开挖法施工工艺见图3
10、。2.2三台阶预留核心土环形开挖法施工工艺流程2.2.1 超前支护超前支护是软弱围岩隧道施工成败的关键，洞口段采用30米洞口长管棚作为超前支护，其它地段采用超前小导管作为超前支护加固围岩。严格控制开挖进尺，每循环均控制在一品钢架间距左右，保证超前支护的有效性。2.2.2 上台阶开挖及支护开挖前，用全站仪或断面仪放出上台阶开挖断面轮廓线。上台阶采用人工配合机械开挖，先用CAT320挖掘机挖出主断面轮廓，并沿开挖轮廓线内侧预留50cm厚围岩，由人工采用小型机具挖凿，一般采用的辅助小型机具为风镐、风铲等。上台阶开挖高度约5.16m，以确保挖掘机能进入掌子面进行施工。上台阶中部靠近掌子面预留核心土高度
11、约3m，上口宽约5m，三面按施工需要放坡。防止掌子面围岩受挤压失稳或自失稳引起塌方，危及拱顶围岩的稳定。同时方便支护施工时不需再搭设其它平台。上台阶开挖完成后及时进行初期支护。图1 三台阶预留核心土环形开挖法施工工序图图2 三台阶预留核心土环形开挖法施工工序图测量放样超前支护上台阶弧形导坑开挖，预留核心土中台阶左右侧开挖及初期支护施工下台阶左右侧开挖及初期支护施工开挖上中下台阶之核心土施工仰拱及填充分段开挖仰拱，初期支护成环施工防水结构和衬砌钢筋液压台车模筑洞身衬砌围岩量测数据分析，并进行动态施工管理。及时对支护进行加强或停止施工。断面检测（符合要求，继续下一步施工；不合格，修整断面至符合轮廓
12、尺寸）施工前准备钢架及锚杆等的加工图3 三台阶预留核心土环形开挖法施工工艺图上台阶按“初喷锚杆钢筋网钢架复喷”的支护形式实施初期支护。以成镜塘隧道为例，钢架规格为I20a或I22a型钢钢架,间距为5080cm。上台阶钢架由2节组成，在拱顶设置接头板。每榀钢架每侧各采用4根42无缝钢管锁脚，管体内灌注1：1水泥净浆及插入22螺纹钢，以增加管体刚度及保护钢管不受侵蚀。且锁脚钢管要与钢架焊接成整体，以起到抑制初期支护下沉的作用；系统锚杆均为4m长，其中拱部为25的中空注浆锚杆，锚杆间距为0.8m*1.0m（环*纵）或1.0m*0.8m（环*纵）。钢筋网规格为20*20cm。初喷4cm厚C25混凝土，
13、摻加1.2kg/m3的改性聚酯纤维，复喷混凝土厚度至28cm（有效厚度，钢架内及钢架保护层）。2.2.3 中台阶开挖及支护中台阶开挖滞后上台阶35m。中台阶开挖高度约2.25m，每次开挖长度进尺与上台阶进尺长度相同，中台阶长度任何时候不得大于15m。中台阶开挖时，必须左右两侧交错进行，两侧错开距离不得小于5米，以满足喷射混凝土的早期强度及钢架的落脚稳定共同受力，以能够承受一定的上部压力，不致开裂或坍塌。每次开挖长度不大于3榀钢架间距。尤其在洞口段及围岩较差地段，应严格按照上台阶开挖进尺进行开挖及支护；中台阶开挖完成后及时进行初期支护。初期支护形式与上台阶基本相同，边墙设置22mm的砂浆锚杆，锚
14、杆间距为0.8m*1.0m（环*纵）或1.0m*0.8m（环*纵）。2.2.4 下台阶开挖及支护下台阶开挖滞后上台阶35m。下台阶开挖高度约2.25m，每次开挖长度进尺与中上台阶进尺长度相同，下台阶长度任何时候不得大于一个仰拱衬砌循环的长度。下台阶开挖时，必须左右两侧交错进行，两侧错开距离不得小于5米，以满足喷射混凝土的早期强度及钢架的落脚稳定共同受力，以能够承受一定的上部压力，不致开裂或坍塌。每次开挖长度不大于3榀钢架间距。尤其在洞口段及围岩较差地段，应严格按照中上台阶开挖进尺进行开挖及支护；下台阶开挖完成后及时进行初期支护。初期支护形式与中台阶相同。2.2.5 仰拱开挖及支护仰拱开挖在下台
15、阶开挖及初期支护完成后及时跟进，仰拱每次开挖长度进尺与上台阶进尺长度相同，且保持距下台阶长度不超过3m。仰拱开挖完成后应及时完成仰拱初期支护，以尽快封闭成环。仰拱衬砌及填充长度结合拱墙衬砌长度（每两道施工缝的距离）进行施工。仰拱开挖、初期支护、衬砌及填充采用移动栈桥施工，移动栈桥采用I36b的工字钢每5榀拼成一组，长15m。结合上台阶施工进度，每座隧道采用移动栈桥一套。2.3 三台阶预留核心土环形开挖法施工要点2.3.1 严格超前支护的施作质量超前支护是软弱围岩隧道施工成败的关键，洞口段采用30米洞口长管棚作为超前支护，其它地段采用超前小导管作为超前支护加固围岩。对围岩相对较差的地段，围岩走向
16、大致与线路方向平行，下部土体开挖后，易形成局部坍顶掉块。由此，在此段重点加强超前支护的施作质量，保证注浆的饱满度及注浆强度。同时，严格控制开挖进尺，每循环均按设计控制在一品钢架间距左右，保证超前支护的有效性。2.3.2 减少围岩的暴露时间在断面开挖完成后，应及早封闭各开挖断面，防止围岩被风化及失稳。故在开挖前，应充分准备施工所需材料、设备及人员，并制定施工应急预案，做到“随开挖随支护”，尽量保护“围岩”。2.3.3 保证钢架锁脚钢管的施作质量加强锁脚，以有效控制初期支护拱脚下沉及水平收敛。上、中、下台阶每榀钢架每侧各采用4根42无缝钢管锁脚，管体内灌注1：1水泥净浆及插入22螺纹钢，以增加管体
17、刚度及保护钢管不受侵蚀，如图4所示。图4 钢架接头处的锁脚钢管2.3.4 钢架接头板处的处理钢架接头板是整环钢架中的受力薄弱环节，若处理不好，钢架会从此处断裂或错位，并致混凝土开裂。钢架接头板下端采用槽钢垫底，槽钢宽度略大于型钢钢架腹板高度，保证钢架能完全落底于槽钢内。并将槽钢纵向连接成为整体（施作下部时将上部槽钢拆除），更能有效控制初期支护下沉及水平收敛。同时，在安装下部钢架时，应将上部钢架预留接头板处的虚碴完全清除掉，使新旧混凝土结合良好，保证混凝土的强度，防止混凝土开裂。2.3.5 优化小型机具由于软岩隧道岩体较破碎，且裂隙较发育，采用常规的风水钻成孔较困难，且施工中产生的污水容易软化围
18、岩，降低围岩的自稳能力。如通过改装风钻头部装置，可将风钻改装成为螺旋钻机，为小导管施工及锚杆、锚管施工成孔困难问题提供了解决办法。在快速成孔的基础上，又不破坏土体的原始状态，避免在施工过程中造成土体局部坍方，保证施工安全。2.3.6 湿喷混凝土采用湿喷工艺是保证喷射混凝土质量的有效方法。喷射混凝土采用28cm厚C25喷射混凝土，喷射工艺为湿式喷射，全环封闭。拱墙及边墙喷射混凝土添加改性聚酯纤维1.2kg/m3。混凝土喷射分片依次自下而上分层喷射,一次喷射厚度不宜超过（拱部6cm，边墙10cm），分层喷射，两层喷射的时间间隔为1520min。并先喷型钢钢架背后混凝土,然后再喷两钢架之间混凝土。喷
19、射混凝土2h 后采用喷雾养护，不采用洒水养护。洒水养护会恶化洞内作业环境，并有可能致使初期支护拱脚失稳。在喷射混凝土前，利用喷射头集合高压风及高压水对上一循环喷射混凝土表面进行喷雾养护，喷雾效果以混凝土表面不滴水为为准。喷射混凝土的养护时间不少于14d 。四、施工准备根据现场调查和招标文件工期要求,拟采用单口掘进的施工方法,从隧道出口开始掘进。隧道纵断面为0.3%的直线上坡，从出口端掘进也有利于洞内排水，同时也利于场地的平整（地势较平坦、开阔）。本工程拟2006年7月28日开工，2007年12月31日完工，施工时间为17个月。1、驻地布置本着节约用地、少占农田、环境保护及便于施工管理的原则。在
20、隧道出口左侧地势较平缓地带租用一林地作为生活、办公用地。 2、施工通道以本管段施工便道贯通线作为汽车运输主干道，往成镜塘隧道以引入线方式设置临时便道。施工便道标准：路面宽6.5m，采用泥结碎石路面，道路两侧设排水沟。洞口生产区及生活区全部采用C20混凝土硬化。3、施工用水施工区水资源丰富，施工用水利用就近地表或地下水源，采用高山水池供水结合普通泵增压的方式。在隧道洞口附近田地中打设管井集水，用高扬程水泵抽水至隧道顶的高山水池，水池容量约50m3。通过净化后用100钢管从高山水池引入隧道内及生活区，供洞内高压用水及生活区用水。为保证掌子面的水头满足施工需要，在适当的位置设置增压泵进行增压。4、施
21、工用电施工用电以地方高压电网接入供电为主，以自备发电机为辅。洞口从10KV的电力贯通线T接至高压变配电中心，经洞外变压器降压后供空压机站、排水、照明等生产和生活设施用电。电力变压器根据周围施工环境特点，为确保安全可靠和经济的供电，选择630KVA型普通节能型固定式变压器。为满足洞内施工用电需求，供电半径设计为400m，无需采用高压进洞。中心高压配电站的控制和断电保护采用配电箱综合管理控制，所需的控制、保护、各类自动化装置等功能全部自动化。洞内照明经照明变压器降压后采用24伏安全电压，由洞外电源供电，照明光源采用高效节能高压钠灯，每延长米按10瓦计，每隔15m一盏，安装在横担上沿。并在洞内每50
22、m设应急灯一盏，以防突然停电，人员安全撤离。为了保证不间断供电，在隧道洞口配备250kw的柴油发电机组1台，组成自备电站，当主供线路停电时自备电站自动投入供洞内外应急施工及生活用电。5、洞内管、路、线总体布置洞内布置管线主要有：动力线、照明线、高压水管、高压风管、通风管。洞内电力线布置在掘进方向的右侧墙壁，洞内高压风、水管路考虑布置在掘进方向的左侧墙壁，施工通风管路悬吊于拱顶。正洞内管线布置详见“正洞内管线布置示意图”。图5 正洞内管线布置示意图6、临时通讯项目经理部、作业队接入固定电话或配置移动电话，另配备对讲机数部，保持内外联络畅通。7、高压供风隧道出口建压风站一座，安装3台20m3/mi
23、n电动空压机，供应出口施工用风。8、生产和生活用房生产及生活用房在隧道出口附近自建，严格按照武广公司文明标准工地的要求建设,采用彩钢瓦活动板房结构。9、挡护及防、排水工程在施工过程中为保证安全，在进洞前根据现场情况,做好引水、截水、排水和挡护设施，防止水害及山体滚石危及安全。10、投入本工程的工程机械设备表1 隧道用工程机械设备一览表序号机械名称规格型号产地单位数量完好程度1挖掘机小松PC200日本台1良好2装载机柳工ZLC40柳州台1良好3装载机柳工ZLC50柳州台1良好4衬砌台车10.5米福建台1良好5湿喷机TK500四川台3良好6凿岩机YT28型天水台12良好7煤电钻手持式河南台8良好8
24、电焊机BX500上海台10良好9注浆机JYB-2河南台2良好序号机械名称规格型号产地单位数量完好程度10压浆机JYB-6河南台1良好11潜孔钻90B黄石台2良好12空压机20m3/min柳州台3良好13自卸汽车5T广西台1良好14自卸汽车15T山东台3良好15强制式搅拌机500L佛山套1良好16防水板台车6米自制台117钢筋调直机GX12广东台1良好18钢筋切断机GK40湖南台1良好19钢筋弯曲机GW40河南台1良好20冷弯机液压调弧自制台121仰拱栈桥自制套122仰拱顶模自制套123通风机TZ63-12.5天津台1良好24爬焊机ZDR-210浙江台1良好25发电机250KVA天津台1良好26
25、变压器630KVA衡阳台1良好27混凝土输送车重汽8 m3长沙台4良好28混凝土输送泵HBT60A长沙台1良好29全站仪PENTAX-R302日本台1良好30水准仪宾得AP128日本台1良好31地质罗盘北京台1良好32地质锤武汉把1良好33数码相机CANON中国台1良好五、洞口段施工方法和工艺隧道洞口段工程包括洞口土石方开挖、边仰坡防护、排水沟及洞口段衬砌、洞门与明暗交接处的施工等。结合隧道洞口地形、地貌、工程地质和水文地质条件，并考虑到施工开挖边坡的稳定性，本着“早进晚出”、“减少开挖”的原则，洞口工程采用明挖法施工。及时进行边仰坡开挖及岩面喷锚网防护施作并加强对山坡稳定情况的监测、检查，确
26、保施工安全。1、洞口排水首先施工隧道洞顶截水沟，采用PC60挖机挖槽或人工挖槽。截水沟边缘距坡顶开挖线宽度一般（土质）不小于10m，劫水沟采用浆砌片石砌筑。2、洞口边仰坡开挖与防护根据设计图纸和施工现场布置，在洞口范围内测量放样，放好边仰坡控制桩，按照设计坡比分层开挖，分层开挖高度2.0m，采用随开挖随防护。施工中尽量减少对原有植被的破坏和对洞口围岩的扰动。 开挖洞口时以尽量减少破坏原有植被和土体为原则，按设计坡度一次性整修到位，坡面全部采用锚喷网加固。六、进洞施工方法和工艺进洞前，首先应保证洞口边仰坡的稳定。一般采取从设置洞口长管棚的一端进洞，本隧道在出口设置有30米洞口长管棚，拟选择从出口
27、进洞。隧道进洞段采用先施作超前大管棚、短进尺、快循环、早封闭的施工方案。隧道出口有洞口长管棚，边仰坡土方挖到开挖轮廓线以外时根据设计修筑钢筋混凝土护拱，施工长管棚。施工管棚前，应预留洞口外中部核心土，为管棚施工提供平台，同时也能保证暗洞内掌子面的稳定。在管棚施作结束后，依次分层开挖至洞内各台阶标高。不得一次将中部核心土挖除。七、掘进施工方法和工艺本隧道为软岩隧道，不需要采用爆破开挖施工。在各台阶掘进时，采用人工配合挖掘机施工。上台阶掘进时，需预留35米长的中部核心土，以确保掌子面的稳定，防止掌子面塌方。仰拱开挖时，采用仰拱栈桥配合挖机施工。先用挖掘机挖出半幅仰拱，然后在挖好的仰拱上部放置仰拱栈
28、桥，挖掘机在仰拱栈桥上挖出另半幅仰拱。1、采用挖掘机开挖断面时，挖掘机不得碰触上一循环初期支护。必须有专人指挥挖掘机工作（如图6所示），无指挥不得施工。若不慎被碰触，应凿出钢架重新安装，并按初期支护施工工艺重新完成支护循环。初期支护被碰触的后果：初期支护结构被破坏，支承能力降低；被碰触处将成为渗漏水的病害点。图6 掌子面及挖掘机旁各一人指挥挖掘机作业2、由于分部后各部断面较小，不能完全采用机械开挖，可以采用挖掘机挖出主断面，周边轮廓预留50cm原土由人工使用风镐修凿，以达到符合设计开挖轮廓线为准。机械开挖过甚的后果：原土体被破坏，土体应力重新分布，靠近临空面一侧土体失去支撑，形成坍方体，加重了
29、安全隐患，更增加了支护难度。人工开挖时，结合小型机具可加快施工进度、降低劳动强度，如自制风铲、挖铲等。3、采用三台阶预留核心土环形开挖法施工时，必须在掌子面预留足够的核心土，防止掌子面围岩受挤压失稳或自失稳引起塌方，危及拱顶围岩的稳定。且在开挖完成后应立即初喷8cm厚混凝土封闭掌子面及对开挖面初喷不小于4cm厚混凝土稳定围岩。及时对开挖断面进行支护，防止断面塌方。复喷混凝土时，应让喷射混凝土与围岩密贴，不得产生空洞，防止空洞上方土体失稳，进而造成土体内部结构被破坏，土体应力重新分布，使之产生裂隙。裂隙的产生是土质隧道坍方及渗漏水的主要病害源。八、支护施工方法和工艺本隧道全部采用初喷-锚杆-网片
30、-钢架-复喷的施工方法进行初期支护施工。初期支护由C25喷射混凝土、8钢筋网、25中空注浆锚杆或22边墙砂浆锚杆、I22a及I20a工字钢钢架组成。1、喷砼喷射砼施工一律采用湿喷砼工艺，详见“喷射砼施工工艺流程图”。在作业时，砼在洞外由砼拌合站集中拌和供应，通过运输车向洞内送料，空压机供风，采用砼湿喷机喷射。初期支护喷射混凝土采用C25喷射混凝土，在喷射混凝土拌和料中加入1.2kg/m3的聚酯纤维，以提高混凝土强度及减少回弹料。 砼喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔15mm），以避免超粒径骨料进入喷射机；用高压风冲洗干净受喷围岩面，而后即可开始喷射砼。粗、细骨料水泥水外加剂搅拌机喷射
31、机喷头初喷终凝复喷检验厚度压缩空气岩壁检查核定断面尺寸速凝剂图7 喷射砼施工工艺流程图通过喷射手喷射，送风之前先打开计量泵（此时喷嘴朝下，以免速凝剂流入输送管内），以免高压砼拌合物堵塞速凝剂环喷射孔；送风后调整风压，使之控制在0.450.7MPa之间，若风压过小，粗骨料则冲不进砂浆层而脱落，风压过大将导致回弹量增大。因此，按砼回弹量大小，表面湿润易粘着力度来掌握。喷射压力与喷射机机械手调配适当，根据喷射仪表反馈的信息及时调整风压和计量泵，控制好速凝剂掺量。喷嘴与岩面的距离按规范执行，喷射方向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以直径方向喷射。喷混凝土前，先用高压风吹净岩面。一次喷射厚度不宜超过（拱部6
32、cm，边墙10cm），分层喷射，两层喷射的时间间隔为1520min。为提高工效和保证质量，喷射作业分片进行，可按照先边墙后拱脚，最后喷射拱顶的顺序施喷。喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，力求喷出的砼层面平顺光滑。喷锚施工顺序见“喷锚施工顺序图”。图8 喷锚施工顺序图2、砂浆锚杆施工工艺见“砂浆锚杆施工工艺流程图”。合格定 位施工准备钻孔吹洗检验配料灌注砂浆插入锚杆安装垫板锚杆抗拔力检查验收砂浆制备图9 砂浆锚杆施工工艺流程图钻孔：使用锚杆台车钻孔，钻孔前根据设计要求定出孔位，钻孔保证锚杆的方向、深度和间距，孔深大于锚杆设计长度10cm，钻
33、孔直径不小于40mm。洗孔：钻完孔后，用高压风吹净孔内岩屑，并检查钻孔深度；锚杆安装：将锚杆体送入孔内，直达孔底，并注意转动杆体，锚杆尾端外露孔口10cm，以便和钢筋网进行焊接；安装止浆塞：将止浆塞安装在锚杆尾端孔口部位；压注水泥砂浆：砂浆锚杆压注水泥砂浆，采用注浆管将锚杆尾端与砂浆锚杆专用注浆泵连接，拱部、边墙采用双管排气法注浆，将内径45mm，壁厚11.5mm的软塑料排气管同锚杆一起送入钻孔至孔底，并在孔外留1m左右的富余长度，然后将注浆管固定在孔口位置，并将孔口堵塞，在确认排气管畅通后，开始注浆，直到排气管不排气或溢出稀浆时停止，并将排气管拔出，待砂浆达到强度后安装垫板拧紧螺帽。3、中空
34、锚杆施工工艺见“中空锚杆施工工艺流程图”。备 料 制 备 浆 液标 出 锚 杆 位置钻进 锚 杆检 查 孔 眼 是 否 畅 通注 浆封 锚 杆 口清 洗 整 理锚 杆 检 查锚杆备料安 止 浆 塞图10 中空锚杆施工工艺流程图图11 中空注浆锚杆施工示意图中空锚杆施工钻孔使用锚杆台车钻孔，钻孔前根据设计要求定出孔位，钻孔保持直线并与所在部位岩层结构面尽量垂直，钻孔直径不小于42mm，钻孔深度大于锚杆设计长度10cm。中空注浆锚杆施工程序如下：钻完孔后，用高压风吹净孔内岩屑；将锚头与锚杆端头组合，戴上垫片与螺母；将组合杆体送入孔内，直达孔底；将止浆塞穿入锚杆末端与孔口取平并与杆体固紧；锚杆末端戴
35、上垫板，然后拧紧螺母；采用锚杆专用注浆泵往中空锚杆内压注水泥浆，水泥浆的配合比为：水灰比：1：0.40.5，注浆压力为0.20.5MPa ，水泥浆随拌随用。4、钢筋网钢筋网加工：采用8钢筋网按照20*20cm要求加工成方格网片，纵横钢筋相交处可点焊成块。工艺流程：钢筋网一般在初喷砼、锚杆完工之后安设，施工时运至工作面进行敷设，网片要紧贴初喷面，砼保护层厚度不小于3cm。网片与网片间、网片与锚杆间要焊接牢固。钢筋网施工工艺流程：下料调直除锈、去油污焊接运输安装技术要点：钢筋必须经试验检测性能合格；使用前要作钢筋除锈和去污处理；钢筋网节点与锚杆间采用电焊焊接牢固，网片间用铁丝扎紧或焊接，在喷射作业
36、时不得走动；钢筋网铺设随砼初喷面起伏，并与壁面接触密实；复喷砼后，将钢筋网完全覆盖，钢筋网不得外露，而且要有35cm厚保护层。复喷后喷砼面应平整。5、型钢钢架型钢钢架在洞外按设计加工成型，洞内安装在初喷砼之后进行，与定位系筋、锚杆联接。钢架间设纵向连接筋，钢架间以喷砼填平。钢架拱脚安放在牢固的基础上，架立时垂直隧道中线，当钢架和围岩之间间隙过大时设置垫块，用喷砼喷填。钢架现场制作加工：钢架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砼硬化，按设计放出1：1的加工大样。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。将型钢冷弯成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。钢架加工及安装技术要点
37、：钢架分节长度不大于4m，钢架节点焊接长度应大于4cm，且对称焊接。焊缝高度：腹板9mm，翼缘12mm。钢架加工后进行试拼，允许误差：沿隧道周边轮廓误差不大于3cm；钢架由拱部、边墙、仰拱各单元钢构件拼装而成。各单元用螺栓连接。螺栓孔眼中心间距误差不超过0.5mm。钢架平放时，平面翘曲小于2cm。钢架架设工艺要求：为保证钢架设在稳固的地基上，施工中在钢架基脚部位预留0.150.2m原地基；架立钢架时挖槽就位，软弱围岩地段在钢架基脚处设锁脚锚杆和垫槽钢以增加基底承载力。钢架平面垂直于隧道中线，倾斜度不大于2。钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。为保证钢架的稳定性、有效性，两拱脚处和两边墙脚处加
38、设锁脚锚杆，锁脚锚杆由24根锚杆组成，长度不小于3.5m。下半部开挖后钢架及时接长，封闭成环。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时设骑马垫块，钢架与围岩（或垫块）之间的间隙不大于50mm。为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆联接在一起。沿钢架环向设直径为22mm的纵向连接钢筋。为使钢架准确定位，钢架架设前均需预先打设定位系筋。系筋一端与钢架联接在一起，另一端锚入围岩中0.51m并用砂浆锚固，当钢架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。钢架架立后尽快喷砼作业，并将钢架全部覆盖，使钢架与喷砼共同受力，喷射砼分层进行，先从拱脚或墙脚处向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚（墙脚）不密
39、实，造成强度不够，拱脚（墙脚）失稳。型钢钢架安装施工工艺见“型钢钢架安装工艺流程图”。中线标高测量清除底脚浮碴安装型钢钢架隐蔽工程检查验收复 喷 砼初喷型钢钢架加工质量检验型钢钢架组拼和锚杆焊接定位图12 型钢钢架安装工艺框图九、防排水施工方法和工艺1、结构防排水成镜塘隧道结构防排水施工工艺见“隧道结构防排水施工工艺框图”。1.1 技术参数拱墙喷射混凝土与模筑混凝土之间设复合防水板，防水板厚1.5mm，土工布重量400g/m2，边墙挂设至仰拱与拱墙的纵向施工缝处。在初期支护与防水层之间设置HDPE50打孔波纹管（外包无纺布），平均每4米设一环；在隧道两侧边墙脚外侧防水板底端设HDPE160/1
40、42双壁打孔波纹管，HDPE160/142双壁打孔波纹管每15米一段弯折；HDPE 防水板作业台车就位初期支护表面检查处理环、纵向排水盲管安装纵向施工缝混凝土界面剂排水盲管及止水带等原材料检验和试验隐蔽检查不合格土工布、防水板铺设合格土工布、防水板等原材料检验和试验隐蔽检查修补衬砌台车就位合格环向施工缝止水带、波纹管隐蔽检查不合格灌注二次衬砌混凝土合格拆模养生结束混凝土试验拌和图13 隧道结构防排水施工工艺框图50打孔波纹管和HDPE160/142双壁打孔波纹管均直接与隧道侧沟连通，以便必要时维护。洞内盲管施工期间应定时清洗，确保管道畅通，以免管道堵塞引起衬砌背后水压升高致隧道衬砌破坏。衬砌混
41、凝土采用C35防水混凝土。第一块防水板的挂设位置：防水板搭接缝与施工缝错开距离不应小于50cm，允许偏差为-5cm。防水板施工应超前衬砌钢筋施工12个衬砌循环长度。1.2 施工准备铺设防水板前，应对初期支护结构尺寸采用断面检测手段进行检测，初期支护轮廓尺寸达到设计要求时，方可进行防排水施工，否则应进行处理；对初期支护采用简单易行的锤击声检查，必要时辅以其它物探手段；对初期支护的渗漏水情况进行检查，并采取有效措施进行处理；初期支护表面应平整，无空鼓、裂缝、松酥，并用喷混凝土（或砂浆）对基面进行找平处理，表面平整度应符合下式要求：D/L1/7式中 L初期支护表面相邻两凸面间的距离；D初期支护表面相
42、邻两凸面凹进去的深度。喷射混凝土表面有尖锐突出物时，按下列方法处理：（1）钢筋网等凸出部分，切断后锤平，砂浆抹平。（2）有凸出的管道时，先切段，再用砂浆抹平。（3）锚杆有凸出部位时，螺头顶预留5mm切断后，用塑料帽处理。（4）补喷混凝土使其表面平整圆顺1.3 施工工艺操作步骤及技术标准1.3.1排水肓管（1）肓管采用射钉及U型卡牢固固定在基面上。（2）拱墙环向设50mm的肓管，环向肓沟间距4m；环向透水肓管直接连至隧道侧沟。（3）沿隧道两侧墙脚纵向铺设160mm的透水肓管，并按每15m一段弯折至隧道侧沟内，弯折角度135。（4）衬砌背后排水肓管应配合衬砌一次施工，施工中防止衬砌砼或压浆浆液浸入
43、肓管内堵塞水路。1.3.2铺设土工布（1）衬砌拱墙背后铺设防水板前先铺设无纺布，无纺布紧贴喷层砼表面，并留有一定余量。无纺布采用质量400g/m2的土工合成材料。（2）用射钉将无纺布和与防水板相配套的热熔衬垫固定在基面上，打入射钉时加设金属垫片，防止射钉射穿热熔衬垫，起不了固定作用。热熔衬垫按梅花形布设，固定间距拱部为5070cm，边墙为100120cm，高低不平顺处及环向盲管处增设固定点。（3）无纺布之间采用搭接法进行连接，搭接宽度为10cm，搭接部位采用点粘法。无纺布铺设时要与基面密贴，钉与钉之间不得拉得过紧或起大包，以免影响防水板的铺设。1.3.3 铺设塑料防水板（1）衬砌拱墙背后铺设厚
44、度不小于1.5mm的无色透明塑料防水板。（2）在清理好的基面上，先铺设土工织物缓冲层，后铺设防水板，边铺边与热熔衬垫焊接。（3）铺设防水板时，采用沿环向并排铺设两幅防水板，边铺边将其与热熔衬垫焊接牢固，两环防水板搭接宽度不小于15cm，以保证搭接牢靠并预留搭接余量，防止二次衬砌砼浇筑时防水板绷紧而造成拱顶二次衬砌厚度不足或防水板被胀破，影响防水效果。（4）防水板采用热熔法手工焊接在热熔衬垫上，焊接要牢固可靠，以避免灌筑砼时防水板发生脱落。（5）防水板固定时不得拉紧或出现大的鼓包，铺设好的防水板要保持自然、平整、伏贴，以免影响灌筑二次衬砌砼的尺寸或使防水板脱离圆垫片。（6）两环防水板之间采用双焊缝自动爬焊机进行热熔焊接，焊接温度控制在150180，焊接速度控制在0.150.20m/min，施工前现场要通过试焊确定。温度过高速度过慢易烧伤防水板，削弱该处防水板强度；温度过低速度过快，受焊面未充分熔融影响粘合强度，因此焊接时要充分考虑温度与速度匹配关系。（7）采用双焊缝焊接，单条焊缝宽度不小于15mm，焊缝严密。防水板的焊缝质量检查应按充气法检查，将5号注射针与压力表相接，用打气筒进行充气，当压力表达到0.25MPa时停止充气，保持15min，压力下降在10%以内，说明焊缝合格；如压力下降过快，说明有未焊好处。用肥皂水涂在焊缝上，有气泡的地方重