隧道開挖及支護安全專項施工方案培訓資料-資料下載頁

　　

【正文】 復噴混凝土至設計厚度；第5步，利用上一循環架立的鋼架，施作超前小導管并注漿，在小導管的支護下，開挖右側上導坑；第6步，正洞防護初噴C25混凝土，拱部打入徑向系統錨桿，并掛鋼筋網，拱部架立鋼架，并復噴混凝土至設計厚度；第7步，開挖右側下導坑；第8步，正洞邊墻初噴C25混凝土，立臨時拱架，再復噴混凝土至設計厚度；第9步，灌注仰拱混凝土；第10步，拱墻掛復合防水板，全斷面法灌注邊墻及拱部二次襯砌。圖44 CD法施工程序平面示意圖施工注意事項（1），臺階長度控制在2～3米。先行側開挖、初期支護完成且強度達到70%后方可進行另一側開挖；（2） 臨時鋼架的拆除應在洞身主體結構初期支護施工完畢并穩定后進行，且每次拆除長度不應大于5m，并逐段拆除；（3）拆除后立即進行仰拱施作，兩工序交錯進行。仰拱施作長度達到襯砌臺車一次襯砌的長度后，及時進行拱墻二次襯砌澆筑；（4）為確保施工安全，量測應及時進行；（5）必須采用控制爆破施工，左右兩側導坑開挖工作面的縱向間距不宜小于10m；（6）臨時支護中的鋼架、接頭板、墊板等使用按3次循環使用。 三臺階開挖方法 適應范圍：本施工方法適用于IV級圍巖及緊急停車帶加寬段施工。三臺階開挖采用光面爆破施工，開挖循環進尺根據鋼架間距應以12榀鋼架，開挖后及時支護，其它分步平行開挖，平行施作初期支護，各分部初期支護銜接緊密，及時封閉成環，仰拱緊跟下臺階，及時閉合構成穩固的支護體系，施工過程通過監控量測，掌握圍巖和支護的變形情況，及時調整支護參數和預留變形量，保證施工安全。上、中、。 三臺階開挖作業法為高效掘進，確保工期創造了條件，同時具備安全施工生產創造了條件。由于隧道工程的工期，最終取決于平均日成洞進尺，而日成洞的多少受制于每一個作業循環的時耗，縮小時耗的唯一途徑便是縮短每一工序的作業時間，這就要看作業面能否投入更多的勞動力與機具，“七步開挖作業法”適應了這一基本原則。圖45 三臺階施工示意圖施工工序上弧形到坑開挖——上到導坑初期支護——中部開挖——邊墻初期支護——下部開挖——邊墻及仰拱初期支護。（1）先開挖上部臺階，上部開挖完成后施作上部洞身結構的初期支護，即初噴4cm厚混凝土，架立鋼架，然后鉆設系統錨桿后復噴混凝土至設計厚度。（2）上臺階施工至3～5m后，開挖中臺階，接長鋼架，施作洞身結構的初期支護及封底，工序與上臺階相同。（3）中臺階開挖5～8m后，開挖下臺階，及時閉合初期支護，工序與上臺階相同，下臺階開挖完成后及時灌筑該段仰拱及隧底填充。（4）最后利用襯砌模板臺車一次性灌筑二次襯砌（拱墻襯砌一次施作）。三臺階施工注意事項（1）隧道施工應堅持“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則。（2）如有超前支護等輔助施工措施，應首先利用上一循環架立的鋼架施作完畢，再開挖。（3）開挖方式采用爆破方式，爆破時嚴格控制炮眼深度及裝藥量。（4）施工中，進行洞內外觀察及拱頂下沉、凈空變化監控量測，量測斷面間距不大于5m，及時反饋結果，分析洞身結構的穩定，為支護參數的調整、灌筑二次襯砌的時機提供依據。（5）仰拱距掌子面不超過50m。（6）上臺階每循環開挖進尺不應大于2榀鋼架；邊墻每循環開挖進尺不得大于2榀鋼架間距，仰拱開挖前必須完成上部鋼架鎖腳錨桿施作。（7）對于不良地質地段二次襯砌應及時施作，二次襯砌距離掌子面不得大于80m。 臺階法施工適用范圍：IV級圍巖段及III級圍巖緊急停車帶采用臺階法開挖施工，施工步驟圖及施工工序流程圖如下：圖46 臺階法開挖示意圖施工工序：（1）開挖上臺階，施作上臺階初期支護。臺階長度為隧道寬度的1～2倍，即約15m～20m（2）開挖下臺階，施作下臺階初期支護；（3）下臺階開挖5～8m后及時敷設仰拱防水層，施作仰拱二次襯砌。（4）敷設拱部及邊墻防水層，施作拱部及曲墻二次襯砌。（5）仰拱填充混凝土在仰拱混凝土終凝后澆筑，澆筑前清除基巖表面的雜物和積水，連續澆筑，一次成型，不留縱向施工縫。填充混凝土強度達到5MPa后允許行人通行，達到設計強度的100％后允許車輛通行。仰拱填充表面坡度符合設計要求，平順、排水通暢、不積水。 全斷面開挖方法 適用范圍：Ⅲ級圍巖段采用全斷面法開挖施工，施工步驟圖及施工工序流程圖如下： 施工工序如圖46圖 47 全斷面施工步驟圖施工注意事項（1）超前預報：利用TSP、水平地質鉆機等對隧道前方工程水文地質調查，分析研究，調整開挖進尺和鉆爆參數。（2）測量放線：放樣開挖輪廓及方向點。每循環開挖斷面中線、高程測量放線。（3）爆破開挖：爆破施工人員佩戴安全和勞動防護用品。鑿巖機鉆眼時，掏槽眼的眼口間距和深度誤差為5cm。周邊眼的間距誤差為5cm，眼底不超出開挖輪廓線15cm。嚴禁在殘眼處再次鉆眼。炸藥領取、運輸、裝填、連線、起爆均由專業人員持證施工。爆破時，必須統一指揮。（4）初噴：排危后立即初噴3～5cm混凝土，封閉圍巖。（5）出碴：專人調度指揮防止安全事故，棄碴滿足環保要求。（6）斷面檢查：隧道開挖后測量周邊輪廓線，繪制斷面圖并與設計斷面核對：拱部允許最大超挖值Ⅰ級圍巖20cm、Ⅱ～Ⅳ級圍巖25cm，邊墻允許平均超挖值10cm。拱腳和墻腳以上1m內斷面嚴禁欠挖。（7）圍巖監測：開挖后及時觀察，做好圍巖量測，指導下道工序施工。 橫洞施工開挖方法橫洞施工工序施工中正洞按正常支護方式施工正洞，并按設計圖紙要求補強初期支護參數，待初期支護穩定后，再進行橫洞施工。人行橫洞、車行橫洞斷面尺寸均較小，與主洞交叉部位采用二臺階施工，進入5m后采用全斷面法開挖施工，前5m采用松動爆破，機械修挖到位。橫洞施工方法正洞與人、汽通相交地段處于復雜的三維受力狀態，為保證正洞安全挑頂施工的完成，正洞初期支護必須座落于一個牢固的落腳平臺，同時應加強該段正洞初期支護的鎖腳錨桿施工，防止拱架下沉。（1）與橫洞相交段正洞段施工，應加強初期支護，支護參數應比正常斷面相應提高。（2）交叉處加強環設置由于正洞開挖斷面較大，為確保擴頂段正洞施工安全，在輔助坑道平洞與正洞交接處設置一加強環，加強環由1榀Ⅰ32a型鋼鋼架組成，鋼架間采用φ22鋼筋連接，噴設混凝土覆蓋鋼架。（3）每榀鋼架在托梁上側分別打設8根鎖腳錨管，注水泥砂漿，鎖腳錨管與鋼架牢固焊接，防止拱架下沉。（4）所有托梁位置內主洞拱架增設鎖腳錨桿打設完成，切割除橫洞范圍內主洞拱架。（5）設置托梁，為正洞拱架提供落腳平臺在正洞與輔助坑道平洞拱頂交界里程處，沿正洞方向設置拱頂縱向托梁，托梁采用Ⅰ32a型鋼，牢固焊接于輔助坑道平洞鋼架拱頂，托梁與平洞鋼架間空隙設置Ⅰ32a型鋼豎向立柱，立柱應與正洞拱架位置相對應，牢固焊接并噴射C20砼回填密實。（6）在橫洞與正洞相交段施工整個過程中，加強監控量測工作，并及時根據量測數據進行調整支護參數和施工工序。（7）正洞交叉段開挖后要及時進行正洞仰拱、二次襯砌的施工，以便初期支護和仰拱盡早成環，確保施工安全。（8）加強強交叉口段內的通風，在抬高進入正洞的導洞內，應保證通風順暢。 仰拱開挖隧底開挖采用全幅分段施工，上面架設仰拱棧橋，每循環開挖長度控制在3m～5m。當仰拱施工滯后下部臺階開挖面30m～40m時，采用短距離跳槽進行隧底開挖。隧底開挖后，及時清除虛渣、雜物、泥漿、積水，立即初噴3cm～5cm厚混凝土封閉巖面，按照設計要求安裝仰拱鋼架，復噴射混凝土至設計厚度，使初期支護及時閉合成環。仰拱超前拱墻襯砌，每循環澆筑長度為8～10m，仰拱混凝土分段全幅澆筑，一次成型，不留縱向施工縫，仰拱表面平順，不積水。仰拱填充混凝土在仰拱混凝土終凝后澆筑，澆筑前清除基巖表面的雜物和積水，連續澆筑，一次成型，不留縱向施工縫。填充混凝土強度達到5MPa后允許行人通行，達到設計強度的100％后允許車輛通行。仰拱填充表面坡度符合設計要求，平順、排水通暢、不積水。 隧道開挖動態管理東馬場1號隧道地質條件復雜，施工過程中可能遇到突水突泥、巖溶、地震斷裂帶及巖爆等不良地質段，不可預見性強。在確保安全、質量的前提下，結合業主的工期要求，根據隧道地質條件和圍巖監控量測結果，信息化施工，動態調整隧道開挖方法，本隧道將重點推廣和使用三臺階法和預留核心土法施工。 隧道超前及初期支護施工 超前大管棚施工超前大管棚施工工藝流程超前大管棚施工工藝流程圖如48所示施工準備管孔定位測量管棚鉆機就位安裝鉆進退出鉆桿裝止漿塞、注漿進入下一道工序鋼花管制作注漿材料進場、試驗安裝鉆桿管孔復測鉆進成孔安裝鋼花管清 孔注漿檢查合格無孔管施工、注漿檢測漿液配合比設計設置拌合站漿液拌制漿液運輸不合格測量定位安裝鋼架固定導向管立模澆注導向墻鋼管充填注漿管棚驗收圖48 超前大管棚施工工藝流程圖東馬場1號隧道暗洞施工前先施作長管棚超前預支護。隧道長管棚采用φ1086mm熱軋無縫鋼管，管棚長34m，環向間距40cm。同一斷面內接頭數量不得超過總鋼管數的50%。相鄰鋼管接頭數至少須錯開1m。洞口管棚布置如下圖49。 圖 49 隧道洞口超前大管棚布置圖鋼管加工根據設計要求長管棚分為鋼花管，交錯布置。鋼花管上鉆注漿孔，孔徑12mm，孔間間距15cm，呈梅花形布置，尾部留不鉆孔的止漿段250cm。鋼管導向端做成尖行，中間鋼管連接采用φ1144mm絲扣連接。 圖 410 鋼花管示意圖圖 411 鋼管連接接頭示意圖導向墻長管棚需設置導向墻，導向墻采用C20混凝土，導向墻縱向長2m，截面厚度60cm，導向墻基礎設置在基巖上。為保證長管棚施工精度，導向墻內設4榀I18工字鋼架，鋼架外緣設φ1408mm導向管，鋼管與鋼架焊接。圖 412 導向墻示意圖設計長管棚的傾角1176。～3176。，但在施工過程中考慮因鉆具漂移、鉆頭鉆桿下垂引起的鉆孔偏差以及隧道縱坡的影響，實際施工中必須適當調整鉆進角度。施鉆鉆孔順序為先從兩側開始，對稱向拱頂鉆孔頂管，使下部注漿體有力的支托其上部鉆進和頂管，既能防止塌孔，又便于頂管。鉆孔時嚴禁反鉆，以免鉆桿脫扣，加接鉆桿時，要特別注意孔內清潔，以免砂土沖擊器內部，損壞機體引發故障。在鉆進過程中，嚴禁突然快速開啟推動氣缸，以免頂起鉆機，造成事故。頂管（1） 清孔成孔后先利用高壓風進行清孔。（2）頂管頂進鋼管利用鉆機配合人工作業。當第一根鋼管推進孔內，孔外剩余3040cm時，人工進行接管，嚴格控制角度，接管完成后再低速推進鋼管，根據管棚設計長度，按照同樣方法繼續結長鋼管。止漿墻制作堵孔止漿：堵孔質量的好壞，直接關系到注漿效果。堵孔包括鋼管自身的封堵和鋼管與孔壁之間空隙的封堵。，孔口用厚10mm鋼板鑿孔與注漿管等直徑的小導管來封堵，注漿管由Φ20閘閥和長10cm的Φ20的鍍鋅管制作，鍍鋅管兩邊加工成絲扣。注漿管上端預留排氣孔如圖413。鋼管與孔壁間間隙的封堵：利用自制工具將早強水泥砂漿塞入孔口封堵，封堵材料裝入孔內不小于1m長度，確保封堵質量。鋼管與孔壁之間封堵如下圖所示。圖413 超前管棚注漿封堵示意圖 注漿進行超前長管棚預注漿前，須現場試驗確定注漿終壓力，以便漿液能夠充分擴散填充，從而達到加固圍巖作用。水泥漿液攪拌在拌合機內進行，嚴格按施工配合比進行投料，攪拌時間不少于3 min，并于注漿過程中不停攪拌。配置水泥漿，嚴防水泥包裝紙及其雜物混入。拌好的漿液在進入貯漿槽及注漿泵前均應對漿液進行過濾，未經過濾網過濾的漿液不允許進入泵內。注漿水泥漿水灰比1:1。注漿中密切注意注漿壓力表，初始階段壓力較低，正常階段壓力和注入量呈小的波浪式起伏，但總的比較平穩，當達到壓密性注滿階段，注入量迅速遞減，而壓力迅速升高，直到達到注漿終壓合理范圍，則停止該孔注漿，進行封堵后，轉注下一孔，直至完成注漿作業。 注意事項（1）管棚為超前預支護，應在隧道暗洞開挖之前完成。（2）鋼管棚需按設計位置施工，嚴格控制管棚打設方向，并作好每個鉆孔地質記錄。（3）管棚施工時，應對鋼管主要材料進行材質檢驗。（4）必須完成導向套拱施工后，方可開始管棚的施工。（5）管棚施工地段，應加強對洞口坡面的監測，以保證施工安全。（6）洞內超前支護應與洞口管棚有不小于200cm的縱向搭接長度。（7）施工中，注漿量達到設計注漿量或注漿壓力達到設計終壓時，可結束注漿。施中作好每根管棚的注漿記錄，為注漿參數的調整提供科學依據。 超前小導管施工 施工工藝流程圖東馬場1號隧道超前支護采用Φ42超前小導管進行超前支護，采用熱軋無縫鋼管，L=，環向間距:～，外插角5～150。縱向搭接長度視圍巖級別而定。導管穿過鋼架腹部并插入巖體，鋼管前做成尖椎狀，尾部焊上箍筋，注水泥漿加固圍巖。施工工藝流程如下圖封閉巖面檢修管路泄露掌子面泄露良好否達到要求風管鉆孔頂入φ42鋼管連接管路注漿檢查檢查管路制 漿注 漿標準判斷停止注漿注下一孔補鉆注漿孔圖414 超前小導管施工工藝流程圖 超前小導管制作4鋼管，鋼管上鉆注漿孔，孔徑8mm，孔間間距15cm，呈梅花形布置，尾部留不鉆孔的止漿段100cm。鋼管導向端做成10cm長的尖行。圖415 超前鋼花管大樣圖 小導管施工工藝（1）測量放樣按設計要求，在掌子面上準確畫出本循環需施設的小導管孔位。（2）鉆孔導管采用鑿巖機或手持風鉆鉆孔時，其孔深應適當超深；采用錘擊或鉆機頂入時，其頂入長度不應小于管長的90%。一般要求孔位偏差不超過50mm，外插角不超過2176。，錨固長度不小于設計長度的96%。孔徑較設計導管管徑大20mm以上。（3）插管成孔后，將小導管按設計要求插入孔中，或用鑿巖機直接將小導管從