洞口进洞施工方案.pdf

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1、贵阳市盐沙路道路新建工程E标 石灰坡隧道进口端隧道进洞 施工方案 编制：年月日 审核：年月日 批准：年月日 中铁隧道集团贵阳市盐沙路道路新建工程E标项目经理部 二 一 一年四月一日 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 1 页 共 35 页 目录 1工程设计 . 2 2工程水文地质 . 2 3前期准备工作 . 3 4总体施工方案 . 4 5施工方法及注意事项 . 5 5.1 截、排水系统 5 5.2 边、仰坡开挖及防护 6 5.3 洞口开挖支护及套拱 7 5.4 超前大管棚 9 5.4.1 设计参数 9 5.4.2 施工工艺流程 9 5.4.

2、3 施工工艺说明 10 5.5 隧道洞身开挖及支护 13 5.5.1 设计参数 13 5.5.2“双侧壁导坑法”施工工法 . 13 5.5.3 支护施工方法 21 6前期隧道劳动力组织 . 31 7隧道前期施工主要设备配套 . 32 8工程质量保证措施 . 33 9施工安全、环保保证措施 . 33 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 2 页 共 35 页 贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 石灰坡隧道进口端隧道进洞施工方案 1工程设计 沙线作为城市“三环十六放射”骨架路网中的“射线”道路之一， 以快速疏导城市中心区交通的交通功能为主，起到沟通城

3、市环线、实现 交通转换、分流中心区交通压力的作用。本次设计的道路南起市北路， 北止于沙文立交，本项目全长约17km，结合规划分析论证，主线道路等 级为城市快速路，双向六车道，设计车速为60km/h。 道路设计里程为K11+700K14+820（含短链），总长为 2606米，主 要分为土石方工程、挡土墙工程、隧道工程、桥梁工程。道路标准断面 为 4 米人行道 +12 米车行道 +2 米中分带 +12 米车行道 +4 米人行道 =34 米； 桥梁标准断面为0.5 米+12 米+0.5 米=13 米；隧道行车道宽度为3.95 米 +3.75 米+3.7 米=11.4米。 隧道工程包括石灰坡隧道，隧道

4、设计起讫里程桩号为ZK12+670 ZK13+490(长 820m)、YK12+860 YK13+540( 长 680m)。 二号隧道设计建筑限界宽12.5m、高 5.0m，隧道衬砌内轮廓拱顶高 8.1m、净宽 15.33m，净空面积 102.1m 2。 2工程水文地质 隧址区在区域上位于都拉营向斜西翼与近南北走向阳关背斜东翼之 间，褶皱发育。隧道通过路段发育有1 条断层 (F1)，其通过左幅隧道出口 段 K13+340 里程处，右幅隧道 K13+500 里程出口处。走向近呈南北向延 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 3 页 共 35 页

5、 伸，与隧道成近41斜交，倾向 95，倾角 45，为逆冲压扭性断层， 在隧道位臵断层上盘为茅口组(P2m)地层,下盘均为上叠系松子坎组(T2sz) 地层，上盘地层产状为9560，下盘地层产状为11025。 K11+700 K12+690/890 里程段东侧为沙老河流域汇水范围，西侧 为麦架河流域汇水范围，隧址区内无较大地表水体分布，仅在左幅隧道 出口存在一山塘，为当地村民洪水季节用于储水使用，无固定的水源补 给，靠大气降水补给。 根据调查：拟建道路范围内可溶岩分布地段岩溶较发育，主要以规 模不大的陡倾溶蚀裂隙和溶洞为特征，以全充填状态为主。其中在石灰 坡隧道钻探 126 个孔有 44 个钻孔见

6、溶洞、裂隙，钻孔见洞率为34.9%， 钻探揭露总进尺为6431.5m，其溶洞、裂隙总长度为150.5m，岩溶线洞 率为 2.3%，岩溶发育程度为强发育。 隧道及道路通过地段的山体未被冲沟、洼地等负地形严重切割破坏， 山形总体较完整，隧道通过地段未见较大滑坡、崩塌、地裂缝、泥石流 及地下洞室等不良地质现象，钻探泥页岩岩芯时有饼化现象，开挖过程 中洞壁岩体可能会发生有限位移；此外，地表调查未发现有地温异常， 隧道通过地段无初始高应力影响。 3前期准备工作 (1)现场测量放线分别确定隧道左、右线：明暗洞分界里程桩号，隧 道中线，隧道洞身开挖拱顶标高，隧道洞身开挖边线；要求现场使用木 桩并喷涂明显的标

7、记进行标记。 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 4 页 共 35 页 (2)根据测量放线及现场地形、地貌，同时参考设计确定隧道洞顶截 水沟的平面位臵。要求现场使用明显的线条勾勒出截水沟的形状，保证 截水沟排水畅通，同时又不会对隧道洞口结构造成影响。 (3)针对隧道出口洞门覆盖层较厚、结构松散，在隧道洞口开挖过程 中可能局部滑坡或局部滑塌，在进洞前将部分松散堆积物进行清除卸载； 同时考虑在隧道出口洞门所占为区域以外的边坡进行临时防护。 4总体施工方案 (1)在隧道进口洞口里程桩号附近里程段，根据周边地形、地貌进行 隧道洞口开挖，确定适合隧道

8、进洞的里程桩号；隧道洞口开挖过程中建 议采用机械开挖，局部辅助人工进行洞口开挖。隧道洞口开挖包括边坡 开挖、洞口仰坡开挖、洞口套拱位臵开挖、洞顶截水沟开挖等。 (2)隧道洞口开挖完成后，进行隧道洞口超前大管棚支护套拱施工。 针对隧道进出口覆盖层结构松散，按照设计对套拱拱脚基础进行扩大、 加深，提高拱脚基底承载力，防止套拱拱脚发生沉陷。 (3)在套拱浇筑完成后，及时进行超前大管棚施工。为保证超前大管 棚的超前支护的有效性，超前大管棚插入稳定岩体的深度不少于5m。超 前大管棚钻设完成后严格按照相关作业指导书的要求进行注浆作业。 (4)超前大管棚钻设及安装完成后，隧道采用“双侧壁导坑法”模式 组织施

9、工进洞；其中各“侧壁导坑或导坑”的“中央上台阶”采用“环 形开挖预留核心土”进行开挖、 “中央中台阶”和“中央下台阶”采用左 右分幅交错开挖，上、中、下台阶预留长度控制在合理范围之内，相应 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 5 页 共 35 页 的支护措施要及时跟进。 (5)隧底开挖、仰拱及填充混凝土在拱部、边墙开挖、支护完成后及 时进行施工组织，确保隧道断面及时封闭成环。 5施工方法及注意事项 5.1 截、排水系统 根据现场工程地形、地貌，隧道出口端边、仰坡坡度较陡。为确保 雨季现场施工的安全和减少运营期间雨水对隧道洞门的冲刷，隧道洞顶

10、 截、排水系统距离隧道明暗洞分界里程平面距离控制在5m。 截、排水系统的施工工序如下： 根据现场地形、地貌及设计文件要求进行测量放线，确定隧道洞 口截、排水系统的具体平面布臵位臵；在沿截排水系统平面位臵进行明 显标示，确保截、排水系统线性顺直、沟底平整、排水顺畅。 截、排水系统的开挖和清理工作；截、排水系统开挖采用人工辅 助机械开挖，局部采用微震控制性松动爆破进行。在截、排水系统开挖 过程中尽量减少对山体和周边植被的破坏，同时务必将截、排系统内部 的植被根系清理干净彻底，以防止后期的破坏。 根据洞口截、排水系统周边地形，压实截、排水系统基底、帮壁 和清除其沿线四周松散浮土和虚碴，尤其是截、排水

11、系统的底部；在压 实和清理中对松散区可以利用未风化的片石进行换填或填筑，利用碎石 补塞缝隙、孔洞，换填或填筑过程中必须将开挖面清理平整、夯实。在 平整夯实过程中务必保证沟底平整，坡度一致。 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 6 页 共 35 页 洞口截、排水系统基底、沟帮夯实平整后，严格按照设计及规范 要求进行浆砌施工作业；浆砌片石采用未风化的片石(片石截面尺寸不小 于 1515cm)，浆砌砂浆强度不低于M7.5，砌体施工过程中全部采用挤 浆法分层、分段进行砌筑，以保证砌体中砂浆的饱满度。 截、排水系统浆砌片石完成后必须进行勾缝作业，全部

12、采用凹缝 形式，勾缝砂浆强度不低于M7.5，浆砌勾缝要求线条清晰、平顺整齐、 颜色协调。 5.2 边、仰坡开挖及防护 隧道进口段全部为冲沟， 地表土层较厚达 2.55米。隧道洞身开挖拱 顶与边坡坡顶之间距离 )约 5m、结构松散、稳定性差。 为保证在隧道进洞施工期间边、仰坡稳定性，上述边、仰边坡必须 在隧道进行超前大管棚施工的前期完成刷坡卸载。根据现场实际情况， 高边坡分台阶开挖， 台阶高度控制在3m左右、台阶长度控制在 1m 左右、 台阶坡面坡度不大于1：1。上述边、仰坡开挖全部采用机械开挖。 边、仰坡开挖及防护注意事项： 根据设计要求进行测量放线，确定边、仰坡设计区域范围，而后 自上而下逐

13、段、分层开挖，开挖过程中不得掏底开挖或上下重叠开挖； 边、仰坡开挖过程中注意对设计区域以外自然环境的保护，与此 同时对设计区域内松土、危石及植被根系彻底清除； 边、仰坡平整和踏实后，自下而上、分段分片进行边仰坡防护措 施施作；防护措施施作顺序如下：首先根据设计要求梅花型钻孔安装锚 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 7 页 共 35 页 杆，后铺设钢筋网，最后进行喷射混凝土作业(分层喷射，湿喷工艺 )。 5.3 洞口开挖支护及套拱 隧道洞口周边边、仰坡完成卸载后，进行隧道洞口的开挖及防护， 为保证隧道洞口边仰坡的稳定性，洞口土石方开挖尽量控

14、制在最小范围 内，以减少对隧道洞口周边山体的外界扰动。隧道洞口开挖在机械开挖 的基础上，局部关键部位 (尤其是套拱拱脚部位 )采用人工辅助开挖， 避免 超挖影响隧道结构。 为避免隧道洞口开挖过程中出现局部超挖，在隧道洞口边仰坡坡面 详细测绘隧道套拱外轮廓和拱脚位臵、隧道中线，同时确定套拱作业面 的具体里程桩号和拱脚基底面。 为保证套拱拱脚基底不出现局部呈现沉降，如若基底为松散土质， 套拱基础进行扩大、加深，具体扩大、加深根据现场实际情况确定，同 时填筑混凝土至套拱基底设计标高；如若基底为基岩，必须彻底清除虚 碴，填筑混凝土至套拱基底设计标高。 为了保证套拱尽量靠近仰坡坡面，以减少套拱长度进而保

15、证超前大 管棚施工精确度，在确定套拱端头里程桩号后进行套拱拱脚范围坡面开 挖，预留套拱断面中间核心土。 套拱对控制超前大管棚的准确性和有效性至关重要，为此套拱施工 精确度非常重要，同时为保证超前大管棚控制的精确度，其的长度应尽 量控制在 1.5m 左右。 套拱施工工艺里程如下： 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 8 页 共 35 页 根据现场情况进行测量放线，确定套拱施工里程及套拱拱架加工 尺寸。编制套拱钢筋； HRB33518 钢筋环向安装，纵向分布HRB335 12 钢筋。孔口管(孔口管为无缝钢管 144mm，壁厚5.0mm，节长 1

16、.2m。)作为管棚的导向管，安设的平面位臵、倾交角、外插角的准确度 直接影响管棚的质量。现场施工利用全站仪在钢架上测量定出其平面位 臵，设定孔口管的倾角、外插角，然后通过HRB2358 钢筋将孔口定位 管按设计要求焊接在套拱内钢筋骨架上，孔口管应牢固焊在工字钢上， 促使钢拱架与管棚孔口管焊成整体，防止套拱混凝土施工过程中产生位 移。此外，孔口管靠近掌子面端头必须密贴作业面。沿套拱内外两侧、 孔口管前后两侧环向安装模板，同时将孔口管两端进行封堵，便于随后 的套拱混凝土施工。 套拱采用 C25 混凝土进行浇筑，待套拱混凝土强 度达到 80设计强度后，方可进行管棚钻孔作业。 为避免超前支护施工过程中

17、，为防止坡面发生滑坡，需要在超前大 管棚施工前坡面进行有效的防护和加固。 (1)防护及加固措施 首先对坡面进行清理，主要是松散渣土和孤石；清理过程中严禁 破坏堆积体已自稳结构，同时严禁使用大型机械设备进行清理工作。 在对坡面进行防护时， 坡面防护措施主要为HPB2358 钢筋网 (网 格尺寸为 2020cm)和厚 20cm的 C25 喷射混凝土组合的柔性锚喷支护； 与此同时，在破面堆积体坡脚进行砂袋(堆积截面尺寸不小于1.01.0m) 堆积反压护脚，避免堆积体萎缩。 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 9 页 共 35 页 (2)坡面堆积体

18、防护及加固保证措施 清除表层虚碴过程中，严禁过度、盲目施工，严禁使用大型机械 进行虚碴清理，严禁破坏已稳定碴体； 现场防护及加固过程中，现场值班人员应加强堆积体的观察，防 止出现突发性安全事故； 堆积体防护及加固应从上向下进行，砂袋反压护脚应紧贴堆积体 坡脚。 5.4 超前大管棚 5.4.1 设计参数 管棚采用热轧无缝钢管89mm，壁厚 5mm，节长 4-6m；环向间距 40cm；仰角 1o（包括路线纵坡）。 5.4.2 施工工艺流程 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 10 页 共 35 页 5.4.3 施工工艺说明 (1)搭钻孔平台、安

19、装钻机 钻机平台主要为原状土体，局部利用1010cm 方木辅助进行搭 建，搭设平台应一次性搭建完成；钻孔以两台钻机由低孔位向高孔位对 钻机扫孔 安装钻机 钻孔 掏孔检查 是否有坍孔、探头石 安装注浆管 固定注浆管 孔口处理 喷混凝土封闭 注浆 注浆管制作 注浆口防护 注浆效果检查 进入开挖工序 补孔 不合格 合格 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 11 页 共 35 页 称进行，这样不仅可缩短移动钻机与搭设平台的时间，也便于钻机定位。 钻机平台支撑要着实地，脚手架杆件连接要牢固(尤其是重要受力 部位)，平台上木板搭设稳定， 以防止施钻过程

20、中产生不均匀下沉、摆动、 位移等而影响钻孔施钻质量。 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 定钻机位臵。现场可以利用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反 复调整，以确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。 (2)钻孔 为了便于安装管棚钢管，钻机采用直径为115mm的钻头。 根据现场观察及探孔试钻过程显示，隧道堆积体松散土质夹杂粘 土，易塌孔，成孔困难，因此现场施工决定采用“套管”工艺进行超前 大管棚钻孔施工。 钻机开钻时应保持低钻速低风压进行，待成孔 1.0m 后可根据地质 情况逐渐调整钻速及风压。 钻进过程中经常用测斜仪测定其钻孔方向，并根据钻机钻进过程 中发生的现象及时判

21、断成孔的质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。 钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。 施工技术人员认真作好钻进过程的各种原始记录及相关影像资料 的收集，包括钻进时间、钻进过程中发生的各种现象、钻孔孔口岩屑等， 以便于进行工程地质判断、描述，作为后期洞身开挖的地质预探预报和 指导洞身开挖的依据。 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 12 页 共 35 页 (3)清孔、验孔 利用地质岩芯钻杆配合钻头进行来回扫孔，清除浮碴，确保孔径、 孔深符合设计及规范要求，防止堵孔现象发生。 利用高压风从孔底向孔口清理钻碴。 利用全站仪、测斜仪

22、等检测孔深、倾角、外插角，并做好详细的 原始纪录，以备后续施工检查备用。 (4)安装管棚钢管 钢管每节接头应在专用管床上加工好丝扣，丝扣加工长度为6cm， 管棚钢管四周钻 10 出浆孔、钻孔间距为15cm。 隧道洞口堆积体松散、堆积体内偶有粘土层夹杂，同时塌孔概率 较大、成孔困难，超前大管棚采用“跟管”工艺进行管棚钢管安装。 管棚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1m。 (5)注浆 先安装有孔钢花管，再安装无孔钢管。注浆孔孔口设通气孔。施 工就位一根钢管后应及时注浆。具体安装见下图 注浆采用后退式注浆，终压1.52.5MPa

23、，压力稳定时间为10 分 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 13 页 共 35 页 钟；如有不进浆或有浆液流出则说明钢管注浆已满，浆液采用M30 水泥 净浆，水泥浆水灰比1:1。 注浆完毕用铁锤敲击钢管，如响亮清脆，说明浆液未填充满，需 采取补注或重注；如响声低哑，则说明浆液已填充满钢管。 现场施工技术人员做好注浆量、终孔注浆压力、注浆效果、水泥 用量等原始记录。 5.5 隧道洞身开挖及支护 隧道洞口堆积体为松散土体、结构松散，隧道设计为“三线大跨” 隧道。 为保证隧道洞口段稳定性，隧道洞口级围岩段开挖采用“双侧壁 导坑法”进行施工组织。

24、 5.5.1 设计参数 隧道洞身开挖预留变形量为25cm； 钢拱架采用 I22b 工字钢加工，布臵间距 65cm；每节钢拱架拱脚安 装 L=4m 的 HRB33522 砂浆锚杆； D25 中空注浆锚杆，长4m，布臵间距 10065cm，梅花形布臵； HPB2358 钢筋网，网格尺寸2020cm，双层布臵； 50 超前小导管，长5m，环向布臵间距40cm,注浆采用水泥浆， 水灰比 1：1，注浆压力为 0.51.0MPa。 5.5.2“双侧壁导坑法”施工工法 根据现场实际情况，计划先进行隧道左线施工组织，然后进行隧道 尊信循法凝智聚力质精业专人和境谐 中铁隧道集团有限公司贵阳市盐沙路道路新建工程E 标 第 14 页 共 35 页 右线施工组织。 具体施工工序见 。 隧道“双侧壁导坑法”开挖支护施工工序如下： 第一部：隧道左线左侧壁导坑(Z-、 Z-、 Z-)开挖及支护、加固中间岩体 第二部：隧道左线左侧壁导坑(Z-、 Z-、 Z-)开挖及支护 第三部：隧道左线中部上半断面(Z-)环形开挖、预留核心土及加强支护 第四部：隧道左线中央部位下半断面(Z-)开挖 第五部：逐段拆除临时支护，隧道左线分幅、逐段进行仰拱衬砌及填充施工 第六部：隧道左线拱墙衬砌施工 图：左线开挖工法示意图