隧道开挖支护衬砌及措施方案Word格式文档下载.docx

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施工方法及进度指标见表1-1，算月进度按25天计算。

表1-1施工方法及进度指标表

序号

围岩级别

施工方法

循环

进尺

日循

环数

日进

尺米

月进

度米

1

Ⅳ

台阶法施工，钻孔台车为主，辅以人工风动凿岩机钻眼，微震动控制爆破和光面爆破。

2.5

2

5

125

Ⅴ

CD法、环形留核心土法施工，微震动控制爆破、预裂爆破和光面爆破。

1.0

50

3

Ⅵ

CRD法施工，采用铁镐、风镐或挖掘机开挖，必要时辅以弱爆破。

0.75

1.5

30

1．3．1．CRD法施工

CRD法施工原理及工艺流程见图1-1。

CRD法施工每循环进尺0.75m，每循环时间720min，每天2循环，日进尺1.5m，月进度按30m（已考虑各种影向造成的折减）计，各工作面工序调整到位后平行作业，循环作业时间见表1-2。

施工工序:

A、

（1）利用上一循环架立的钢筋架施做超前小导管超前支护。

（2）弱爆破开挖

部。

（3）采取措施封闭掌子面。

（4）施做

部导坑周围的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立I18工字钢临时钢架，并设锁脚锚杆。

（5）导坑底部平整压实后，施做

部临时仰拱。

安设I18工字钢。

B、

（1）在滞后于

部一段距离后，弱爆破

（2）采取措施封闭掌

子面。

（3）施作

部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立I18工字钢临时钢架，并设锁脚锚杆。

安设I18工字钢横撑。

（6）复喷混凝土至设计厚度后打设超前小导管并注浆。

C、开挖

部并施做导坑周围的初期支护和临时支护，步骤及工序同A。

D、开挖

部并施做导坑周围的初期支护和临时支护，步骤及工序同B。

E、

（1）在滞后于

（2）隧道底周边部分初喷4cm厚混凝土。

（3）接长初支钢架及I18工字钢临时支撑，施作初支仰拱，复喷

1-1CRD法开挖程序及工艺流程图

混凝土至设计厚度。

F、开挖

部并施做导坑周围的初期支护和临时支护，步骤及工序同E。

G、逐段拆除靠进已完成二次衬砌部分8～10cm的范围内中隔墙底部工字钢单元。

H、浇筑I部仰拱。

I、

（1）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18工字钢临时钢架及临时横撑。

（2）利用衬砌模板台车一次浇筑II部衬砌（拱墙衬砌一次施

做）。

1．3．2．CD法施工

CD法施工原理及工艺流程见图1-2。

CD法施工每循环进尺1.0m，每循环时间720min，每天2循环，日进尺2.0m，月进度按50m计（已考虑各种影向造成的折减）。

循环作业时间见表1-2。

CD法施工工序：

A、

（1）利用上一循环架立的钢筋架施做超前砂浆锚杆支护。

（3）施做

部周围的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立I18工字钢临时钢架，并设锁脚锚杆。

（4）导坑底部平整压实后，施做

（5）复喷混凝土至设计厚度后打设超前砂浆锚杆。

B、

（1）弱爆破开挖

（2）导坑周边初喷4cm厚混凝土，架立格栅钢架及I18工字钢临时钢架，并设锁脚锚杆。

（3）导坑底部铺10cm厚混凝土，施做

（4）复喷混凝土至设计厚度后打设超前砂浆锚杆。

表1-2CRD法、CD法分部施工作业循环时间表

工序

时间（min）

循环时间（min）

60

120

180

240

300

360

420

480

540

600

660

720

测量放样

监控量测

超前支护

360/3

开挖

初期支护

270

说明：

超前支护每3个循环施作一次。

该工序时间已考虑各工序平行作业时相互影响的时间，洞身出碴作业在开挖过程中平行作业，不占用工序时间，表中未示。

部并施做导坑周围的初期支护和临时支护，步骤及工序同C。

E、在滞后于

（2）接格栅钢架及I18临时钢架。

（3）底部喷4cm厚混凝土，架设仰拱格栅。

（4）隧底周边部分喷混凝土至设计厚度。

G、拆除靠进已完成二次衬砌部分8～10cm的范围内的I18临时钢架。

图1-2CD法开挖程序及施工工艺流程图

H、浇筑I部仰拱及隧道底填充。

（1）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18工字钢。

（2）利用衬砌模板台车一次浇筑II部衬砌（拱墙衬砌一次施做）。

1．3．3．台阶法施

①台阶法施工原理及工艺流程见图1-3。

图1-3台阶法开挖程序及施工工艺流程图

②施工安排

台阶法施工每循环进尺2.5m，每循环时间720min，每天2循环，日进尺5m，月进度按125m计（已考虑各种影向造成的折减）。

循环作业时间见表1-3。

表1-3台阶法施工循环时间表

工序

时间

min

超前地质预报

15

围岩量测及超前支护

出碴

超前地质预报、超前支护为摊销时间。

2、各工作面拉开距离后平行作业，实行均衡生产。

IV级围岩爆破设

隧道台阶法开挖Ⅳ级围岩爆破布孔及装药方式见图1-4。

图1-4爆破布孔及装药方式图

钻爆参数的选择：

通过爆破试验确爆破参数，Ⅳ级围岩爆破试验时参考参数见表1-4。

表1-4Ⅳ级围岩光面爆破参数表

岩石种类

周边眼间距E（cm）

周边眼最小抵抗线W（cm）

相对距E/W

周边孔线密度（Kg/m）

30～50

45～60

0.5～0.7

0.1～0.20

2．支护

2．1．超前支护

本标段隧道进出口Ⅵ级围岩及斜洞进洞口Ⅳ级围岩设计采用大管棚超前支护。

2．1．1超前大管棚支护

洞口段大管棚采用Φ108热轧无缝钢管，长10～40m，外插角1～3°

，压注水泥浆。

⑴机具

超前大管棚钻孔采用全液压履带管棚钻机，最高水平钻进高度4.5m，单根钻杆长度3m，主臂可垂直360°

回转。

该机械采用顶驱双作用冲击及回转，把套管及钻具同时冲击回转钻入软弱围岩内。

钻孔时采用大扭矩回转套管钻进穿孔，提高了孔向精度及钻深能力。

钻架配置两度液动夹头，方便夹紧及卸拧钻具丝扣，减少劳动强度。

采用高压双液注浆泵注浆，浆液由注浆拌和机拌制。

⑵施工工艺

超前大管棚施工工艺流程见图2-1。

①顶驱液动锤把套管与钻杆同时冲击回转，钻入隧道顶板前端设计要求孔深。

②钻孔完毕，将套管内孔注水清洗干净，然后将钻杆拔出，套管仍留在孔内护孔。

③事先加工好带有注浆眼的钢管插入套管内，钢管节与节用丝扣联接，钢管终端密封。

④管插进后，取出套管。

⑤上述步骤将其余管棚施钻安插完毕，然后施做止浆墙。

⑥高压将水泥浆压入钢管内，浆液通过钢管注浆眼压注入孔壁的缝隙内，固结附近岩土层，采用导管编号注浆，先注“单”号孔，待1至2天固结后，再注“双”号孔，管棚位于土层中压注水泥浆，压力不小于2MPa，其余地段压注水泥砂浆（水灰比1：

1，砂灰比2：

1）压力不小于1MPa。

⑦管棚支护下，进行隧道开挖，开挖总长度为管棚总长度的90%。

⑶注意事项

钻孔前，按设计精确画出钻孔位置。

控制钻孔角度，尤其是接长钻杆后钻进角度应严格控制。

注浆时准确掌握浆液配比和注浆压力。

创造良好的照明条件，施工时专人统一指挥。

加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理。

2．1．2．超前小导管施工

本标段隧道洞身段采用Φ42超前小导管注浆预支护，小导管采用Φ42热轧无缝钢管加工，长度为3.5m或4.0m。

⑴施工工艺

小导管施工工艺流程见图2-2。

⑵施工方法

采用YT-28风动凿岩机钻孔，人工安装超前小导管并与钢架焊接固定，小导管外插角为10°

～15°

，用注浆泵进行注浆作业，注入水泥单液浆，注浆压力一般为0.8MPa，施工中根据现场试验确定合理的注浆参数。

小导管在构件加工厂制作，前端做成尖锥形，尾部焊接φ8mm钢筋加

劲箍，管壁上每隔15cm交错钻眼，眼孔直径为6～8mm。

小导管加工见图2-3。

钻孔完毕后，将小导管按设计要求插入孔中，围岩软弱地段用游锤或凿岩机直接将小导管沿格栅钢架中部打入，尾部与钢架焊接到一起，共同组成预支护体系。

注浆前先喷射混凝土5～10cm封闭掌子面作止浆墙，当单孔注浆量达到设计注浆量时，结束注浆。

注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。

注浆作业中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。

小导管注浆工艺流程见图2-4。

图2-3注浆小导管加工图

2．1．3．超前锚杆施工

本标段隧道部分段落沿隧道外缘设置Φ22砂浆锚杆，锚杆长度为3.5m。

（1）Ф22mm砂浆锚杆施工：

①施工工艺

砂浆锚杆施工工艺流程见图2-5。

②施工方法

锚杆预先在洞外钢结构厂按设计要求加工制作，锚杆砂浆强度不得低于M20。

施工采用风动凿岩机或锚杆台车，按设计要求钻孔，达到标准后，用高压风清除孔内岩屑；

用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，砂浆填充锚杆孔体积的2/3后停止注浆；

及时将加工好的杆体插入孔内，安装锚杆垫板。

③施工时应注意：

锚杆钻孔位置及孔深必须准确；

锚杆要除去油污、铁锈和杂质；

锚杆体插入孔内不小于设计长度的95%。

锚杆施工应在初喷混凝土后进行，以保证锚杆垫板有较平整的基面。

锚杆用的水泥砂浆，其强度不应低于M20。

锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。

水泥砂浆达到一定强度后才能上紧垫板螺母。

2．2初期支护

根据工程地质条件设置型钢钢架或格栅钢架、钢筋网、砂浆锚杆或中空锚杆、素喷混凝土或微纤维混凝土进行支护。

锚杆台车联合注浆泵施作锚杆、注浆；

喷射混凝土采用湿喷技术，钢筋网集中加工，升降台架铺挂。

注浆泵选用液压式单液浆泵。

本标段隧道初期支护采用带排气装置的Φ25中空注浆锚杆、Ф22mm砂浆锚杆、钢筋网、格栅钢架、型钢钢架、C25喷射（微纤维）混凝土。

依据围岩类别设计综合使用。

支护紧跟开挖面及时施作，尽量减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩在短期内松弛剥落。

钢架、钢筋网和锚杆在洞外构件厂加工，人工安装钢架，挂设钢筋网，锚杆台车或风动凿岩机施作系统锚杆，喷射机械手湿喷混凝土，湿喷机喷射作业。

喷锚支护工艺流程见图2-6。

⑴系统锚杆

本标段隧道系统锚杆采用带排气装置的Φ25中空注浆锚杆和Ф22mm砂浆锚杆，其施工方法及工艺同超前支护中Φ25中空注浆锚杆及Ф22mm砂浆锚杆。

⑵钢筋网

隧道钢筋网预先在洞外钢结构厂加工成型。

钢筋类型及网格间距按设计要求施作。

钢筋冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。

安装搭接长度为1～2个网格，采用焊接。

砂层地段先铺挂钢筋网，沿环向压紧后再喷混凝土。

钢筋网随受喷面起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3cm。

与锚杆或其它固定装置连接牢固。

开始喷射时，缩短喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋保护层厚度不得小于4cm。

喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除。

⑶型钢钢架及格栅钢架

钢架按设计预先在洞外钢结构厂加工成型，在洞内用螺栓连接成整体。

①制作加工

型钢钢架采用冷弯成型；

格栅钢架采用胎模焊接。

钢架加工的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。

每榀钢架加工完成后放在水泥地面上试拼，周边拼装允许误差为±

3cm，平面翘曲小于2cm。

钢架在开挖或喷混凝土后及时架设。

②钢架架设工艺要求

安装前清除底脚下的虚碴及杂物。

钢架安装允许偏差：

钢架间距、横向位置和高程与设计位置的偏差不超过±

5cm，垂直度误差为±

2°

。

钢架拼装可在开挖面以外进行，各节钢架间以螺栓连接，连接板密贴。

沿钢架外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块楔紧。

钢架底脚置于牢固的基础上。

钢架尽量密贴围岩并与锚杆焊接牢固，钢架之间按设计纵向连接。

分部开挖法施工时，钢拱架拱脚打设直径为22mm的锁脚锚杆，锚杆长度不小于3.5m，数量为2～4根。

下半部开挖后钢架及时落底接长，封闭成环。

钢架与喷混凝土形成一体，钢架与围岩间的间隙用喷混凝土充填密实；

各种形式的钢架全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm。

⑷喷射混凝土

喷射混凝土采用洞外自动计量拌和站拌和，湿式喷射混凝土施工，湿喷混凝土可减少回弹量，降低粉尘，提高工作效率和施工质量。

湿喷混凝土施工工艺流程见图2-7。

喷射混凝土紧跟开挖掌子面进行，初喷（厚4cm以上）、锚杆、钢筋网、钢架、复喷（二喷、三喷）等作业可以连续进行，直到达到设计要求。

架

设好格栅钢架后，迅速用喷射混凝土封填，使之发挥支护能力。

围岩较完整、稳定时间较长时，初喷、锚杆、钢筋网等施工后即可进行开挖作业，待下一循环初期支护时间再复喷，可将设计厚度的喷层厚分两、三次完成，由于每层间隔为一循环时间，每层因爆破产生的裂纹在下一次喷混凝土时被填充，而新喷层距掌子面渐远，所受的爆破振动亦越小，使喷混凝土层的支护能力更强。

3．二次衬砌施工

3．1钢筋施工

施工准备：

钢筋进场后进行复检，将检测报告报监理工程师审查；

钢筋现场堆放采取下垫上盖等措施防止钢筋锈蚀。

为保证钢筋工程的及时性、准确性，根据图纸、规范要求，及时技术交底，做到放样及时、准确，能指导施工；

钢筋工必须持证上岗，保证钢筋加工质量。

钢筋加工：

开工前及时向监理工程师提交加工方案、加工材料明细表。

加工时钢筋平直，无局部曲折。

钢筋表面应洁净，无损伤、油漆和锈蚀。

钢筋级别、钢号和直径必须符合设计要求。

钢筋安装：

钢筋的安装位置、间距、保护层及各部钢筋大小尺寸符合设计图规定。

钢筋制作及安装严格按有关规程、规范及设计图纸要求，由钢结构加工厂统一制作。

3．2拱墙衬砌混凝土施工

活沙兔隧道衬砌采用10.5m长全断面钢模整体式液压衬砌台车，采用混凝土输送泵泵送作业，由下向上，对称分层，先墙后拱灌筑，入模倾落自由高度不超过2.0m，插入式振捣棒振捣。

混凝土在拌合站集中拌合，混凝土运输车送输、泵送入模、机械振捣。

台车结构如图3-2所示。

图3-2全液压衬砌台车结构图

混凝土运输采用混凝土罐车输送，挡头模板采用制式钢模，确保施工缝处混凝土质量。

混凝土由本标段统一规划的自动计量拌和站生产，采取商品化混凝土供应模式，就近供应。

混凝土灌筑前做好钢筋的布设工作，钢筋角隅处要加强振捣，并做好防水层铺设及各类预埋件、预留孔、沟、槽、管路的设置。

混凝土衬砌施工作业程序详见图3-4。

3．3注浆回填

为确保初期支护与二次衬砌密实无空洞，在初期支护完成后二次衬砌前对初期支护背后进行地质雷达检测，发现空洞后采取注浆回填；

二次衬砌时，在拱部每隔一定距离预埋一根注浆管，注浆管采取保护措施，防止混凝土进入将其堵死，在衬砌混凝土强度达到后进行注浆，注浆材料选用水泥砂浆，注浆从低标高注浆孔开始，注浆压力不小于1Mpa或高标高拱顶注浆孔冒浆为止。

施工步骤

说明

1.仰拱每节长6-8m，并立端头模板

2.浇注仰拱混凝土

1.施作拱边墙防水层（用工作台车）

2.绑扎拱、墙钢筋

1.验收防水层及钢筋

2.凿毛施工缝，清洗干净

3.台车就位，并检查尺寸达到设计要求

4

1.灌注拱边墙

2.拆模后及时进行养生

图3-4隧道混凝土衬砌施工工序图

3．4仰拱（填充、底板）施工

为保证施工安全，仰拱混凝土应及时施作，支护尽早闭合成环，整体受力，确保支护结构稳定。

在隧道正洞Ⅳ、Ⅴ级、Ⅵ级围岩、沙土质洞段中，待喷锚支护全断面施作完成后，根据围岩收敛量测结果，拆除临时支护，开挖并灌筑仰拱及填充混凝土，一次灌筑仰拱混凝土长度6～8m。

（1）施工方法

为保证施工质量，仰拱混凝土进行全幅整体浇筑，同时解决出碴、进料运输与仰拱施工干扰及仰拱混凝土在未达到要求强度之前承受荷载的问题，采用仰拱栈桥进行施工。

移动仰拱栈桥示意图见3-1。

图3-1移动仰拱栈桥示意图

（2）仰拱和底板施工应符合下列要求：

①施工前，应将隧底虚碴、杂物、泥浆、积水等清除，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖应采用同级混凝土回填。

②仰拱超前拱墙二次衬砌，其超前距离保持3倍以上衬砌循环作业长度。

③底板、仰拱的整体浇筑采用防干扰作业平台保证作业空间；

仰拱成型采用浮放模板支架。

④仰拱、底板混凝土整体浇筑，一次成型。

⑤填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑，不得同时浇筑。

仰拱拱座与墙基同时浇筑，排水侧沟与边墙同时浇筑。

⑥仰拱施工缝和变形缝作防水处理。

⑦填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，填充混凝土强度达到设计强度的100％后允许车辆通行。

3．5结构防排水

隧道防排水采用“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则。

在裂隙水较发育及有水文环境严格要求的隧道，防排水采用“以堵为主，限量排放”的原则，达到防水可靠，经济合理、不留后患的目的。

二次衬砌采用抗渗等级不低于P8，富水地段抗渗等级不低于P10的防水混凝土，施工缝采用中埋式橡胶止水带；

围岩变化处及基底承载力相差较大处设变形缝；

根据地下水的发育情况和注浆堵水效果，设拱墙防水层或全环防水层；

明洞采用外贴式防水层，明洞结构回填土表面均铺设隔水层，防水层及隔水层做法符合相关规定；

断面明显变化处采用外贴式和背贴式防水层两道防水措施。

初期支护与二次衬砌环向设φ50排水盲管；

边墙墙脚纵向设φ80透水盲管。

隧道拱墙铺设WRM-100橡胶防水板，厚度1.5mm。

施工须保证防水质量，以使防水层能防止地下水直接侵蚀主体混凝土,迎水侧混凝土中钢筋净保护层厚度≥40mm。

（1）防水层铺设

防水层铺设利用轨行式作业平台施作。

监控量测表明支护变形已基本趋于稳定且净空满足二次衬砌厚度、支护表面平整经地质雷达检测初期支护及背后密实，满足质量要求后铺设防水板。

在衬砌台车就位前，对防水层进行全面检查，铺设过程中对接缝进行充气检查。

防水层施工与二次衬砌混凝土灌筑之间相距30m左右。

①施工准备及基面处理

彻底清除各种异物，做到初期支护表面平整干净；

铲除各类尖锐突出物体。

根据图纸高程尺寸，定好基准线，准确无误地按线下料。

防水基面处理：

防水层铺设前，先对隧道初期支护喷射混凝土表面进行处理，切除锚杆头和钢筋露头，并用细石混凝土抹平覆盖，凹坑深宽比控制在1：

7以内；

深宽比大于1：

7的凹坑用细石混凝土填平，对凹坑太大处进行抹平，补喷混凝土，确保混凝土表面平整，无尖锐棱角。

施工设备在工作前要做好检查和调整，确保设备正常运行。

②防水板材搭接

板材采用吊挂工艺铺设，板材之间用胶粘剂进行冷粘法搭接，搭接面擦净，涂胶均匀，并掌握胶粘剂干燥时间，粘合后用拖板和手滚反复压实粘接牢固，并进行密闭性检查。

③防水板材的铺设、固定

吊挂法