隧道进口洞身开挖、初期支护分项工程施工方案

施工方案及主要施工工艺

一、编制依据

1、**合同段投标书；

2、**合同段两阶段施工设计文件；

3、行业标准《公路隧道施工技术规范》JTJ042-49；

4、国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB5008-2001；

5、行业标准《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004；

6、**隧道进口段现场调查所得的有关资料；

7、业主及总监办下发的有关文件。

二、工程概况

1、隧道总体概况

**隧道进口位于宜昌市秭归县矛坪镇秋千坪村附近，为双线行车分离式隧道，隧左、右洞口中心距离43.86m,隧道净高5.0m,净宽10.25m。隧道区内出露的地层主要有震旦系下统莲沱组砂岩。上部覆盖层主要为残坡积砂土间杂碎石、块石，沿山坡一带不连续分布。地下水主要分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两类。

2、隧道周围环境

左幅进口桩号为YK13+319，与秋千坪相接，交通极为不便，需修筑一段距离便道才能到洞口。下方有冲沟洼地，冲沟中有小溪。出口地形陡峭，局部有偏压，山坡体主要为残坡积砂土间杂碎石、块石。

3、本分项工程概况

ZK13+420～+430段属于IV级围岩，属震旦系莲沱组为弱风化浅紫红色砂岩，细粒结构，层状构造，主要为石英、长石及粘土矿物，节理裂隙轻微发育，整体性较好，上部覆盖层主要为残坡积砂土间杂碎石、块石。本段采用上下台阶法施工，上下两台阶长度不超过40m，按S4-1复合式衬砌进行支护，超前支护采用3.5m长局部超前锚杆进行预支护。

三、工程数量

四、施工准备

1、临时改道

在前期临建工程中，我标已完成1号便道的修整工作，现1号便道已经能满足**道的施工运输，待开挖出渣后，从**隧道进口至秋千坪隧道出口便道将改为从2 号弃渣场通过，并能开始建设后续人员进场的施工、工作区域。

2、组织人员及设备

见附件《施工组织及人员报验单》及《进场设备报验单》。

3、工期安排

本隧道右幅出口洞身开挖、初期支护于2009年03月31日开始施工，计划于2009年04月05日完工，历时5天。

4、劳动力部署及任务划分

本隧道进口工程由翻坝公路S3标隧道一队进行施工，分别由开挖工班、初支工班、出渣班组进行施工，施工中由工班长负责。各分项工作劳力具体安排见下表。

五、施工方案及主要施工工艺

（一）施工方案

根据我集团公司多年隧道施工经验及**隧道围岩的具体情况，遵循“弱爆破，短进尺，快循环，早封闭”的施工原则，开挖采用上下台阶法开挖，分为上下两部施工，洞身采用中长台阶法。开挖完成后应立即初喷混凝土封闭围岩，然后施作初期支护、超前支护，施作完成后进入下一循环施工。

（二）分项工程施工方法及工艺

1、超前锚杆施工

**隧道左幅进口ZK13+420-430采用超前锚杆预支护。

超前锚杆与钢架配合使用。锚杆采用长度3.5m、直径22mm的螺纹钢，锚杆按

设计布置，纵向相邻两排锚杆的水平搭接长度不小于1m。

其施工步骤为：

a.沿开挖面周边布置锚杆孔；b.按布置的锚杆眼位置钻孔，孔径为40mm，孔深按设计；

c.用高压风将孔内的砂石吹出；

d.将砂浆注入孔内；

e.插入锚杆；

f.将锚杆尾部与钢拱架焊接牢固。

g.施作超前锚杆支护时应注意的问题：

Ⅰ.锚杆施工前应检查锚杆材料是否符合设计要求；

Ⅱ.钻孔应圆而直，钻孔方向应尽量与岩层主要结构面垂直；

附图1：《超前锚杆施工工艺流程图》

2、洞身开挖

根据开挖断面围岩类型及参照秋千坪隧道施工工序设计图纸，开挖方法拟采用上下台阶法开挖。

上台阶采用风枪钻眼，光面爆破，爆碴倒至下台阶后，采用自卸汽车运至洞

外。上台阶开挖后及时施作初期支护，如岩层破碎、稳定性差，则需施工临时仰拱、横撑和锁脚锚杆进行上台阶的临时封闭措施，确保下台阶施工的安全。下台阶视围岩状况而定，围岩整体性、稳定性较好，则一次开挖到位，如围岩软弱、不稳定，则分左右侧先后开挖，左右侧相差5m左右，下台阶采用凿岩台车钻孔爆破。分台阶开挖爆破炮眼布置、装药系数及各种爆破参数参照《IV围岩爆破设计图》。

钻爆方案：

爆破方案采用毫秒微差光面爆破技术，光面爆破施工工艺流程见“光面爆破施工工艺流程框图”。

附图2-1：《光面爆破施工工艺流程框图》

钻爆作业

（1）钻眼前应根据钻爆设计图准确的定出各炮眼的位置。

（2）爆眼方向要与线路纵向平行，周边眼则以5°的外插角略向外扩散，掏槽

眼则略向内倾斜。

（3）采用毫秒雷管微差顺序起爆。

（4）除掏槽眼外，其余爆眼眼底应位于同一垂直面上，如开挖面凹凸较大时，可适当调整钻眼深度及其用药量。

（5）钻眼完成后，应详细记录实际爆眼布置图，有不符合要求的爆眼应重钻，所有炮孔经检查合格后才能装药。

附图2-2：《IV级围岩台阶法钻爆设计图》

3、砂浆锚杆施工：

砂浆锚杆由3m长Ф22螺纹钢加工而成，并除锈、除油，采用梅花形布置，间

距为100cm×100cm,施工工艺流程为：钻孔→清孔→注浆→插入杆体。

砂浆锚杆施工采用自制简易钻孔操作平台架，由人工用风枪钻眼，按设计要求

间距和深度布钻施工。钻孔前根据设计间距100cm×100cm梅花型布置定出孔位,作出标记，孔位偏差±50mm。钻孔宜圆而直，钻孔方向与围岩或岩层主要结构面垂直，

孔径比杆径大15mm。成孔后，用高压风吹净孔内岩屑，然后用注浆机将早强水泥砂浆注入锚孔内，再将锚杆插入孔眼内，锚杆端头应安装好垫板与螺母，垫板为

200×200×10mm A3钢板。锚杆杆体插入孔内的长度不得小于设计长度的95％,若

孔口无砂浆流出，应将杆体拔出重新注浆。

附图3《砂浆锚杆施工工艺流程图》

4、格栅钢架施工：

（1）安装前分批检查验收加工质量；

（2）架立钢架时挖槽就位，清除浮渣；并在钢架基脚处设槽钢以增加基底承

载力；

（3）为保证钢架安装准确，按设计在工字钢架、连接板处、两拱脚处、两边墙脚处预留凹槽，在初喷混凝土时，应在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板（或槽钢）位置；

（4）按设计焊接定位系筋及纵向连接筋，段间连接安设垫片拧紧螺栓，确保

安装钢架质量；

（5）严格控制钢架的中线、垂直度及标高尺寸；

（6）钢架与岩面间安设混凝土骑马垫块，确保岩面与钢架密贴、牢靠、稳

固；

（7）确保初喷质量，钢架在初喷4cm后架立，架立后尽快施作喷设混凝土，

并将钢架全部覆盖，使钢架与混凝土共同受力。

附图4：《钢架施工工艺框图》5、钢筋网施工：

钢筋网加工前应先对钢筋进行调直、清污除锈，钢筋网全部在加工棚专用平台上进行焊接施工。平台采用钢筋焊接制成，平台上将严格按设计要求施作一片

20×20cm的间距钢筋网片。以后所用钢筋网片加工将严格按平台上间隔的尺寸施作，保证网片钢筋的间距。

安装时网片和围岩面保持在3cm以内的距离，不要密贴于岩面，且保证钢筋网有足够的塔接长度（至少21cm）。网片可固定在锚杆上，绑扎或焊接都可以，但要牢固，保证喷射砼时网片不会晃动。

5、喷射混凝土：

喷射混凝土统一拌制，砂、石材料由自动计量配料机配料，按照施工配合比添加水泥、水。喷射砼由装载机运送，随拌随用；速凝剂掺加量由试验室确定添加比例，并在现场添加。

喷射时先将凹洼部分找平，然后喷射凸出部分，使其平顺连接，喷嘴与受喷面保持垂直，倾角不大于10°，距离以0.6m～1.2m为宜，以螺旋形划圈移动喷射。对于喷射混凝土表面出现流痕和斑块的地方及时进行处理，保证喷射混凝土外观质量。

喷射混凝土采用分层喷护，每层厚度5厘米左右，逐层喷射，保证喷射质量，喷射C20混凝土将钢筋网与锚杆头进行覆盖包裹，并及时进行养护。

附图5《喷射混凝土施工工艺流程图》

六、质量保证措施

1、洞身开挖：

（1）、应严格控制欠挖，当岩层整体性较好，并确认不影响衬砌结构稳定和强

2 2

度时，允许岩石个别突出部分欠挖，每1m 内不大于0.2m，但其隆起量不得大于5cm，拱、墙脚以上1m内断面严禁出现欠挖。

（2）、应尽量减少超挖，拱部平均超挖不大于15cm，边墙、隧底平均超挖不大于10cm，采取光面爆破技术，提高钻眼精度，控制装药量，并提高作业人员技术水平，将超挖控制在允许的范围内。

（3）、爆破后，开挖断面应进行检查，超欠挖应控制在允许范围内，炮眼痕迹保存率应符合以下要求，软岩≧50％,中硬岩≧70％,硬岩≧80％；周边眼炮眼痕迹应在开挖断面上均匀分布。

（4）、在两茬炮衔接时，出现的台阶形误差不得大于15cm。

2、钢架加工工艺要求

（1）按设计图放大样，依据放样情况制作格栅钢架加工台架。

（2）拱架分两片在台架上焊接加工，然后用连接钢筋将两拱架片焊连成拱架，同时在拱架端部焊上连接角钢，焊接前对焊接材料和钢材均应进行质量检查，应符合设计文件的要求及国家标准规定，所有焊缝均采用双面焊，搭接长度不小于5倍钢筋直径，焊缝厚度不小于4mm，焊缝厚度要均匀，施焊时不得烧伤钢筋骨架；

（3）钢架加工后应进行试拼，沿隧道周边轮廓误差不大于3cm，螺栓孔中心间距公差不超过±0.5mm，钢架平放时，平面挠曲应小于±2cm。

3.砂浆锚杆施工工艺要求：

（1）、钻孔应圆而直，要保证孔位直顺，钻孔方向应尽量与岩层主要结构mian垂直，否则在注浆时和锚杆安装时杆体不易安装到孔底。

（2）、钻孔时要严格按设计深度钻孔，在钻杆上做定位标记,用于控制孔深,钻孔过深或过浅都将影响锚固质量。

（3）、注浆前孔内一定要清洗干净，可采用高压风、高压水对注浆孔进行冲洗，保证孔内无石屑、杂质、泥浆，否则会造成注浆困难，同时影响锚固质量。

（4）、注浆时注浆管应插至距孔底50～100mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出，不能很快抽出，否则会造成孔内砂浆不足或存在孔隙，无法完全包裹杆体，导致锚固力下降。

（5）、杆体插入孔内长度不应小于设计规定的95%。插入锚杆时一定要匀速、慢慢插入，严禁使劲打击杆体，造成孔内砂浆向外喷出，导致砂浆不饱满，降低锚杆的锚固能力。杆体插入后若孔口无砂浆溢出，应及时补注。

（6）、锚杆垫板安装时一定要紧贴围岩或支护面，使锚杆能承受围岩变形的应力。

（7）、试验室按次/300根的频率做锚杆拉拔试验，以检验锚杆的锚固质量。

（8）、上仰孔采用注浆器压注锚固砂浆时应设止浆塞和排气管。

4.喷射混凝土施工工艺要求：

（1）支护紧随开挖面及时施作，以控制围岩变形和减少围岩暴露时间。（2）水泥采用普硅水泥，水泥标号采用42.5级，使用前做强度复查试验。（3）细骨料与粗骨料的级配要符合GBJ86-85《锚杆喷射混凝土支护技术规

范》的规定。

（4）细骨料中的含水量定期检查、测试。

（5）喷射混凝土的用水采用清洁的饮用水，PH值不小于4。

（6）喷射设备需连续均匀混料并喷射。混料设备要严格密封，以防外来物质侵入。

（7）空压机要能适用于所选用的喷射设备，并具有足够的气压和流率，且可以保持连续优质作业。

（8）喷射混凝土的回弹物不得重复利用，所有回弹料均从工作面清除。

（9）

喷射混凝土料要确保密实填充格栅或钢架内的空隙及格栅、钢架与围岩之间的空隙。

（10）喷射混凝土作业时的气温不得低于5℃。

附图1：

超前锚杆施工工艺流程图

附图 2-1：

爆破施工工艺流程框图

爆 破 设计

放样布眼

定位开眼

钻 眼

清 孔

装 药

联起爆网络

起 爆

通 风

地质调查 原因分析 修改光爆设计 清洗整理

Ⅳ级围岩台阶法钻爆设计图

**隧道右幅进口分项工程施工方案及主要工艺

装药集中度q (k g /m ) 0.26

相对距离E /W 0.77

) 最小抵抗线W (c m ) 65

40

备注

小计 (k g ) 4.8

2.4 5 6.5

8

12 14 12

64.7

0.8 0.6 0.5 0.5

0.5 0.5 0.4 0.8

1.5 1.2 1.2 1.2

1.2

1.2

1.2 1.4

6 4 10

15

炮眼 名称 掏槽眼

辅助眼

内圈眼 内圈眼 内圈眼 内圈眼 周边眼 底 眼

合 雷管 段别 1 2 3 4 5 6 7 8

序号

1 2 3 4 5

6 7

8

备注

小计 (k g )

2.4 2.4 2.88 4.32 4.32 6.24 5.76 5.76 15.36 18.72 单孔药量 (k g ) 0.48 0.48

0.48 0.48 0.48 0.48 0.32 0.32

1.2 1.2

5 5

38 45

位置 左侧 右侧 左侧 右侧 左侧 右侧 左侧 右侧 左侧 右侧 炮眼 名称 掘进眼 掘进眼 内圈眼 周边眼 合 计 雷管 段别 1 2 3 4 序号 1 2 3 4 4

3

85

2 85

上台阶药量分配表(进尺1.0m )

1166 下台阶左槽 下台阶右槽

单位:c m (图中数字为雷管段数)

2 85

4 3

85

4

1

2

2

140

1 1

1 1 1

1

80

1

2

2

3

上台阶 下台阶

I V 级围岩台阶法钻爆设计图

6

5

7

下台阶药量分配表(进尺1.0m )

光面爆破参数

**隧道右幅进口分项工程施工方案及主要工艺

砂浆锚杆施工工艺流程图

附图4：**隧道右幅进口分项工程施工方案及主要工艺

钢架施工工艺框图

附图5：**隧道右幅进口分项工程施工方案及主要工艺

喷射混凝土施工工艺流程图

受

喷

面