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隧道初支施工方案

中铁十一局集团昭通市大山包一级公路隧道初期支护施工方案

中铁十一局集团昭通市大山包一级公路第三合同段

隧道初期支护施工方案

一、编制依据及原则

1.1编制依据

（1）《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）；

（2）《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）；

（3）《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60-2009）；

（4）《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（2007）；

（5）《关于国道G356线昭阳区烟堆山至鲁甸县新街公路初步设计的批复》；

（6）《G356线昭阳区烟堆山至鲁甸县新街段公路改造工程地质勘察报告》。

施工中涉及设计文件未列的标准、规范，应按国家有关标准、规范严格执行。

1.2编制原则

（1）严格遵守招标文件所规定的工程施工工期，招标合同条款以及招标文件的各项要求，根据工程的特点和轻重缓急，分期分批组织施工，在工期安排上尽可能提前完成。

（2）坚持在“实事求是的基础上，力求技术先进、科学合理、经济适用”的原则。

在确保工程质量标准的前提下，采用标准化建设+并积极采用新技术、新工艺、新机具、新材料、新测试方法。

（3）合理安排施工的程序和顺序，做到布局合理，突出重点，全面展开，平行流水作业；正确选用施工方法，科学组织，均衡生产。

各工序紧密衔接，避免不必要的重复工作，以保证施工连续均衡有序进行。

（4）施工进度安排注意各专业间的协调和配合，并充分考虑气候、季节对施工的影响，特别注意在冬季、雨季合理安排施工任务。

（5）结合现场实际情况，因时因地制宜，尽量利用原有设施或就近已有的设施，减少各种临时工程，尽量利用当地合格资源，合理安排运输装卸与储存作业，减少物资运输周转工作量。

（6）坚持自始至终对施工现场全过程严密监控，以科学的方法动态管理，按动静结合的原则，精心进行施工场地规划布置，节约施工临时用地，不占或少占农田，不破坏植被。

严格组织、精心管理，文明施工，创标准化施工现场。

（7）严格执行交通部颁发现行的和招标文件明确的设计规范、施工规范、验收标准以及招标文件的《技术规范》，满足业主、设计文件提出的质量、安全、环保等各项要求。

（8）坚决贯彻“百年大计、质量第一”的质量方针，建立健全质量保证体系，确保本项目“全面实施精品战略，打造国优工程”和“分项、分部、单位工程质量合格率100%，各合同段和本项目工程质量交工验收评定为合格，竣工验收评定为优良”的质量管理目标。

（9）建立健全安全保证体系，制定安全保证措施和防护措施，坚持标准化作业，确保安全生产。

实现“消灭重伤以上人身伤亡事故，消灭一切机械设备重大损失事故，确保交通运输安全，消灭等级火灾事故，杜绝因施工造成的地表建筑物沉陷、通信中断、地下管道泄漏等工程施工责任事故，创安全生产、文明施工的标准化工地’”的安全目标。

1.3编制范围及目的

本方案适用于中铁十一局集团昭通市大山包一级公路第三合同段罗马隧道左洞ZK33+108-ZK33+882右洞K33+114-K33+884及阿鲁伯隧道左洞ZK35+765-ZK28+820右洞K35+780-K38+810初期支护工程施工内容。

用于指导隧道初期支护施工，保证项目部罗马隧道阿鲁伯隧道对于质量、安全、环保等管控目标的实现。

二、工程概况地质及水文特征

2.1项目说明

2.1.1工程简介

中铁十一局集团昭通市大山包一级公路第三合同段承担施工的隧道工程为罗马隧道与阿鲁伯隧道，罗马隧道位于昭通市鲁甸县顺山村，为分离式隧道，左线隧道起讫桩号ZK33+112～ZK33+858，总长746m，右线隧道起讫桩号K33+114～K33+884，总长770m；阿鲁伯隧道进口位于昭通市鲁甸县顺山村，出口位于龙树村，为分离式隧道，左线隧道起讫桩号ZK35+765～ZK38+825，总长3060m；右线隧道起讫桩号K35+780～K38+810，总长3030m。

图纸设计罗马隧道围岩总计：

Ⅴ围岩884m，Ⅳ围岩640m。

初期支护形式有SFma、SFmb、SF5a、SF5B、SF5C、SF4a、SF4b等；阿鲁伯隧道围岩总计：

Ⅴ围岩1650m，Ⅳ围岩2560m，III围岩1880m。

初期支护形式有SFma、SFmb、SF5a+、SF5a、SF5b、SF5c、SF4a、SF4b、SF3等，SF5a+型衬砌初期支护由I20a工字钢、φ25中空注浆锚杆、φ42注浆小导管、φ8钢筋网及C25喷射混凝土组成，SF5a型衬砌初期支护由I18工字钢、φ25中空注浆锚杆、φ8钢筋网及C25喷射混凝土组成，SF5b型衬砌初期支护由I18工字钢、φ25中空注浆锚杆、φ22砂浆锚杆、φ8钢筋网及C25喷射混凝土组成，SF5c型衬砌初期支护由I20a工字钢、φ42注浆导管、φ8钢筋网及C25喷射混凝土组成，SF4a型衬砌初期支护由I16工字钢、φ22砂浆锚杆、φ8钢筋网及C25喷射混凝土组成，SF4b型衬砌初期支护由格栅钢架、φ22砂浆锚杆、φ8钢筋网及C25喷射混凝土组成,SF3型衬砌初期支护由φ22砂浆锚杆、φ6钢筋网及C25喷射混凝土组成,SF3a型衬砌初期支护由φ22砂浆锚杆及C25喷射混凝土组成，S4jt型衬砌初期支护由I18工字钢、φ25中空注浆锚杆、φ8钢筋网及C25喷射混凝土组成,S3jt型衬砌初期支护由格栅钢架、φ25中空注浆锚杆、φ8钢筋网及C25喷射混凝土组成,。

钢拱架之间采用纵向钢筋连接，并与系统锚杆及钢筋网焊为一体，与围岩密贴，形成承载结构。

本工区所有隧道初期支护采用C25混凝土湿喷技术施工。

具体初期支护设计情况见表2.1.1-1隧道衬砌设计情况，具体支护参数见附件1。

表2.1.1-1隧道衬砌设计情况

阿鲁伯隧道

隧道里程

左洞

隧道里程

右洞

支护类型

支护长度

支护类型

支护长度

ZK35+765-ZK35+774

SFmb

9

K35+780-K35+785

SFmb

5

ZK35+774-ZK3+5865

SF5a

91

K35+785-K36+090

SF5a

305

ZK35+865-ZK35+945

SF5b

80

K36+090-K36+110

SF4a

20

ZK35+945-ZK36+150

SF5a

205

K36+110-K36+190

SF4b

80

ZK36+150-ZK36+170

SF5b

20

K36+190-K36+530

SF3

340

ZK36+170-ZK36+250

SF4b

80

K36+530-K36+810

SF4a

280

ZK36+250-ZK36+310

SF3

60

K36+810-K36+990

SF3

180

ZK36+310-ZK36+510

SF4a

200

K36+990-K37+210

SF4a

220

ZK36+510-ZK36+850

SF3

340

K37+210-K37+430

SF3

220

ZK36+850-ZK37+470

SF4a

620

K37+430-K37+620

SF4a

190

ZK37+470-ZK37+590

SF3

120

K37+620-K37+660

SF4b

40

ZK37+590-ZK37+630

SF4b

40

K37+660-K37+680

SF4a

20

ZK37+630-ZK37+650

SF4a

20

K37+680-K37+800

SF5c

120

ZK37+650-ZK37+770

SF5c

120

K37+800-K37+850

SF4a

50

ZK37+770-ZK37+850

SF4a

80

K37+850-K37+910

SF5c

60

ZK37+850-ZK37+910

SF5c

60

K37+910-K38+090

SF4b

180

ZK37+910-ZK38+190

SF4b

280

K38+090-K38+370

SF3

280

ZK38+190-ZK38+370

SF3

180

K38+370-K38+470

SF4b

100

ZK38+370-ZK38+470

SF4b

100

K38+470-K38+550

SF5b

80

ZK38+470-ZK38+550

SF5b

80

K38+550-K38+805

SF5a+

255

ZK38+550-ZK38+820

SF5a+

270

K38+805-K38+810

SFma

5

ZK38+820-ZK38+825

SFma

5

合计

3060m

合计

3030m

罗马隧道

隧道里程

左洞

隧道里程

右洞

支护类型

支护长度

支护类型

支护长度

ZK33+108-ZK33+114

SFmb

6

K33+114-K33+119

SFma

5

ZK33+114-ZK33+250

SF5a

136

K33+119-K33+200

SF5a

81

ZK33+250-ZK33+470

SF4a

220

K33+200-K33+250

SF5b

50

ZK33+470-ZK33+595

SF5a

125

K33+250-K33+490

SF4b

240

ZK33+595-ZK33+730

SF5c

135

K33+490-K33+610

SF5a

120

ZK33+730-ZK33+750

SF4a

20

K33+610-K33+730

SF5c

120

ZK33+750-ZK33+770

SF4b

20

K33+730-K33+750

SF4a

20

ZK33+770-ZK33+790

SF5b

20

K33+750-K33+790

SF4b

40

ZK33+790-ZK33+853

SF5a

63

K33+790-K33+810

SF5b

20

ZK33+853-ZK33+862

SFma

9

K33+810-K33+875

SF5a

65

K33+875-K33+884

SFma

9

合计

754m

合计

770m

三、质量管理组织机构及质检体系

3.1质量管理组织机构

质量管理组织机构框图

3.2初期支护质检流程图

初期支护质检流程图

Ⅰ级质检工程师：

李战云，孙伟

Ⅱ级专职质检员：

王晖，王智彬，何勇

Ⅲ级质检员：

高居全

Ⅲ级质检员：

马荣泉

Ⅲ级质检员：

郑祥凯

四、总体施工计划与安排

4.1总体思路

大山包一级公路第三合同段隧道按新奥法原则组织施工，隧道开挖完成后须立即进行初期支护，防止围岩变形过大。

支护型式对于Ⅳ～V级围岩由工字钢拱架（或格栅钢架）、系统锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成，而对于Ⅲ级则由砂浆锚杆及喷射混凝土组成。

在Ⅴ级围岩地段要求采用超短台阶法施工，台阶长度控制在5～10米，保证初期支护及时落底封闭，以确保初期支护的承载能力。

在Ⅳ级围岩地段要求采用短台阶法施工，台阶长度控制在10～15米，注意上半断面及基础锁脚锚杆的施工质量。

在Ⅲ级围岩地段推荐采用台阶法施工，当机械化程度较高，各道施工工序能及时完成时，也可以采用全断面法施工。

4.2施工进度计划安排

4.2.1施工工期安排

隧道初期支护工期计划：

2016年1月1日至2017年6月15日，总体施工进度计划见“隧道施工进度计划横道图”。

4.2.2初期支护施工人员配置

根据施工需求和安排，项目部成立隧道初支施工质量控制小组，配备现场副经理2名，总工程师1名，技术负责人2名，安全总监、物资部长、测量主管、试验主任、试验检测人员各1名。

施工现场配备初支施工专业劳务作业队，分设罗马隧道劳务班组阿鲁伯隧道进口劳务班组和阿鲁伯隧道出口班组，各设队长一名负责现场管理。

具体人员详见表4.2.2-1《本合同段内隧道初支施工人员配备表》。

表4.2.2-1本合同段内隧道初支施工人员配备表

序号

人员

职务

人员到位情况

备注

1

李大伟

现场副经理

已到位

2

屈光华

现场副经理

已到位

3

于仕兴

总工程师

已到位

4

冯波

技术负责人

已到位

5

苏志强

技术负责人

已到位

6

李生华

安全总监

已到位

7

马德芳

物资部长

已到位

8

范小锋

主管工程师

已到位

9

张永

试验主任

已到位

10

梁银曹

试验检测

已到位

11

王珏

测量主管

已到位

12

隧道施工一队

郑祥凯一队队长

已到位

13

隧道施工二队

高居全二队队长

已到位

14

隧道施工三队

马荣泉三队队长

已到位

15

立架班专业队

立架班组人员48人

已到位

16

喷射混凝土专业队

喷射混凝土班组人员72人

已到位

17

钢筋加工专业队

钢筋加工班组人员48人

已到位

18

资源保障人员

机操工、杂工等18人

已到位

4.2.3初期支护施工主要机具设备配置

详见表4.2.3-1《本合同段初支施工人员主要机具设备进场表》。

表4.2.3-1本合同段内初支施工主要机具设备进场表

机械类型

机械名称

数量

型号

产地

技术状况

挖土机械

挖掘机

2

PC200-8

进口

良好

运输机械

20T自卸汽车

6

东风15m3

中国

良好

混凝土罐车

3

MR4510

中国

良好

装载机

2

ZL-500

中国

良好

地质钻机

全液压地质钻机

2

ZYG-150

进口

良好

风动凿岩机

风动凿岩机

40

YT-28

中国

良好

混凝土喷射机

混凝土喷射机

6

TK-961

中国

良好

注浆机

砂浆注浆机

2

YZG-30

中国

良好

注浆泵

双液注浆泵

2

2ZTG-60/210

中国

良好

搅拌机

灰浆搅拌机

2

HJ320

中国

良好

凿岩机

凿岩机

2

YT-28

进口

良好

振捣设备

插入式振动棒

8

ZN50

中国

良好

发电机

柴油发电机

1

200GF

中国

良好

空压机

内燃空压机

2

VY-12/7B

中国

良好

砼搅拌运输车

砼搅拌运输车

2

JC6

中国

良好

钢筋加工设备

钢筋切断机

2

QJ5-40-1

进口

良好

钢筋弯曲机

2

WJ40-1

进口

良好

钢筋调直机

2

SG-40

中国

良好

焊机

电焊机

2

BX600

中国

良好

五、施工方法及技术措施

5.1中空注浆锚杆

中空注浆锚杆由中空全螺纹杆体、锚头、止浆塞、垫板、螺母等组成，其施工作业如“中空锚杆注浆作业示意图”所示。

施工要点：

用锚杆台车钻孔并用高压风冲洗、清扫锚杆孔，确保孔内不留石粉，不得用水冲洗钻孔。

将安装好锚头的中空注浆锚杆插入锚杆孔，锚头上的倒刺立即将锚杆挂住。

安装止浆塞、垫板、螺母。

通过快速注浆接头将锚杆尾端和所选注浆机联接。

开动机器注浆，如需要进行压力注浆以改良围岩结构，只需待压力表上指针升至设计压力时即可。

中空锚杆应与初期支护的钢架联接，形成围岩的综合支护体系。

中空注浆锚杆的技术要求：

1）锚杆体极限抗拉力≥180KN；2）中空锚杆体外径/壁厚：

25/3.5mm；3）锚杆长度3.0m，环向间距1m,纵向间距0.6m；4）注浆用水泥砂浆；5）注浆时，排气管至锚孔底，注浆完成后，排气管抽出。

中空锚杆注浆作业示意图

其施工工艺见“中空注浆锚杆施工工艺流程图”。

中空注浆锚杆施工工艺流程图

5.2注浆小导管

注浆小导管适用于V级围岩断层破碎带等加强地段。

注浆小导管按照梅花形布置，原则上沿径向设置，并适当考虑与岩层层面的间距。

施工要点：

用锚杆台车钻孔并用高压风冲洗、清扫锚杆孔，确保孔内不留石粉，不得用水冲洗钻孔。

将注浆小导管插入锚杆孔。

通过快速注浆接头将小导管尾端和所选注浆机联接。

开动机器注浆，如需要进行压力注浆以改良围岩结构，只需待压力表上指针升至设计压力时即可。

注浆小导管应与初期支护的钢架联接，形成围岩的综合支护体系。

注浆小导管的技术要求：

1）注浆小导管极限抗拉力≥180KN；2）注浆小导管外径/壁厚：

43/4mm；3）小导管长度4.0m，环向间距1m,纵向间距0.6m，小导管尾部设置φ8加劲箍，前段加工成锥形，管身设置4排直径8mm的注浆孔，间距15cm，梅花形布置，小导管尾部1米范围不设注浆孔；4）注浆用水泥浆；5）注浆时，排气管至锚孔底，注浆完成后，排气管抽出。

注浆小导管施工工艺流程图

5.3砂浆锚杆

普通砂浆锚杆适用于Ⅲ、Ⅳ级、部分V级围岩地段。

钻孔采用锚杆台车，锚杆孔开孔前做好量测工作，按设计要求布孔并做好标记，开孔偏差不大于10cm；锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求，图纸未规定时垂直于围岩节理面，局部加固锚杆的孔轴方向与可能滑动面的倾向相反，交角大于45°。

孔深度必须达到施工图纸的规定，孔深偏差值不大于±50mm。

用高压风对锚杆孔进行清孔，确保孔内不留石粉。

清孔后向孔内填充砂浆，砂浆填充长度为孔深的70%，向孔内插入锚杆，插入困难时用大锤击打，保证锚杆长度。

锚杆插入后用，用砂浆填塞孔口，安装锚垫板，锚垫板应与岩面密贴。

锚杆安设后不得随意敲击，其端部3天不得悬挂重物。

锚杆杆体以及砂浆满足规范要求，锚杆抗拔力不小于8t/根。

注浆设备就位

锚杆孔位放样

钻孔角度定位

钻锚杆孔

砂浆准备

清孔

验收

锚杆制作

施工准备

钻孔设备就位

锚杆成孔检查

封口、加垫板拧扣

填塞砂浆70%

插入锚杆

锚杆抗拔力检查

砂浆饱满度检查

砂浆锚杆施工工艺流程图

5.4钢筋网

按设计要求加工钢筋网，在加工棚分块预制成钢筋网片，长宽尺寸为100cm～200cm，网格尺寸20×20cm，洞内铺挂，钢筋网在初喷2cm厚混凝土后设置，同锚杆焊接牢固。

钢筋网与受喷面的间隙不能大于3cm左右，其保护层大于2cm。

搭接长度为1～2个网格。

5.5钢架

型钢钢架现场拼装加工。

根据不同断面需要，精确放样下料，分节与连接钢板焊制而成。

连接钢板的螺栓孔采用钻床定位加工，螺栓、螺母采用标准件，焊接及加工误差应符合有关规范。

型钢若长度不够需接长，首先将型钢接头进行双面焊接，然后在接头两侧帮焊钢板来进行加固，加工成型后的型钢进行详细标识，分类堆放，做好防锈蚀工作后待用。

钢架采用机械运至安装现场，人工作业平台配合装载机安装，安装时注意钢架的垂直度，防止出现左前右后或前倾后倒现象，并与锚杆及纵向连接钢筋焊接，使之成为整体。

安装前分批按设计图检查验收加工质量，不合格禁用。

清除干净底脚处浮碴。

相邻两节钢架连接钢板采用螺栓连接，环向按设计要求焊接连接钢筋。

严格控制中线及标高。

拱架与岩面间安设混凝土垫块，确保岩面与拱架密贴。

保证喷锚质量。

拱脚标高不足时，严禁采用用块石、碎石砌垫，造成拱脚悬空，而应设置钢板进行调整，或用混凝土浇筑拱脚支座，支座混凝土强度不小于C20。

拱架安装后必须保证垂直度，不能发生扭曲变形。

钢架节点的螺拴应全部拧紧，联结钢板应焊接成整体。

施工工艺见“工字钢架安装施工工艺流程图”。

工字钢架安装施工工艺流程图

清除底脚浮碴

定位锚杆施工

标高测量

格栅、钢架加工验收

钢架预拼

台架上安装钢架

定位锚杆焊连定位

加设鞍形垫块

安装纵向连接筋

隐蔽工程检查验收

包裹底脚连板

喷混凝土

初喷

5.6喷混凝土

喷射混凝土前按照规范和标准对开挖断面进行检验，采用湿喷工艺。

喷混凝土施工要点：

选用普通硅酸盐水泥，细度模数大于2.5的硬质洁净砂，粒径5～12mm连续级配碎（卵）石，化验合格的拌合用水。

喷射混凝土严格按设计配合比进行拌和，配合比及搅拌的均匀性每班检查不少于两次。

喷射前认真检查隧道断面，对欠挖部分及所有开裂、破碎、出水点、崩解的破损岩石进行清理和处理，清除浮石和墙角虚碴，并用高压水或风冲洗岩面。

喷头距岩面距离为0.6m～1.2m，喷头垂直受喷面，喷初期支护钢架、钢筋网时，将喷头稍加偏斜。

喷射路线应先边墙后拱部，分区、分段“S”形运动，喷头作连续不断的圆周运动，后一圈压前一圈1/3，螺旋状喷射。

喷射混凝土作业采取分段、分块，先墙后拱、自下而上的顺序进行。

喷嘴做反复缓慢的螺旋形运动，螺旋直径约为20～30cm，以保证混凝土喷射密实。

同时掌握湿式喷射机的工作风压控制在0.4～0.5Mpa且风量不小于10m3/min、水压大于0.6MPa，喷头与受喷面的距离为0.6m～1.2m，减少回弹量。

隧道喷射混凝土作业应以适当厚度分层进行，第一层在隧道开挖后及时施作以及时封闭开挖面，第二次喷射混凝土如在第一层混凝土终凝1h后进行，需冲洗第一层混凝土面。

初次喷射先找平岩面。

喷射混凝土终凝2h后，进行喷水养护，养护时间不少于7d。

喷射混凝土开挖时，下次爆破距喷射混凝土完成时间的间隔，不得小于4h。

有水地段喷射混凝土采取如下措施：

当涌水点不多时，设导管引排水后再喷射混凝土；当涌水量范围较大时，设树枝状排水导管后再喷射混凝土；当涌水严重时可设置泄水孔，边排水边喷混凝土。

增加水泥用量，改变配合比，喷混凝土由远而近逐渐向涌水点逼近，在涌水点安设导管，将水引出，再向导管附近喷混凝土。

当岩面普遍渗水时，先喷砂浆，并加大速凝剂掺量，初喷后再按原配合比施工。

当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施，将水引导疏出后再喷混凝土。

当喷射混凝土局部凹凸不平尺寸大于下述要求时，进行处理。

边墙：

D/L=1/6；拱部：

D/L=1/8。

式中：

L—喷射混凝土相邻两凸面间的距离；D—喷射混凝土两凸面凹进的深度。

详见“湿式喷射混凝土作业程序见图”。

湿式喷射混凝土作业程序示意图

其施工工艺见“湿式喷射混凝土工艺流程图”。

细集料

粗集料

水泥

水

搅拌机

喷射机

喷嘴

受喷面

空气压缩机

速凝剂

采用稀薄流方式

稠密流方式

湿式喷射混凝土工艺流程图

六、施工质量要求标准

6.1质量标准

质量检验标准采用《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1－2004），具体检测项目见下各表。

喷射混凝土支护实测项目

项次

检查项目

规定值或允许偏差

检查方法和频率

权值

1

喷射混凝土强度（MPa）

在合格标准内

按附录E检查

3

2

喷层厚度（mm）

平均厚度≥设计厚度；检查点的60%≥设计厚度；最小厚度≥0.5设计厚度，且≥50

凿孔法或雷达检测仪，每10m检查一个断面，每个断面从拱顶中线起每3m检查1点

2

3

空洞检测

无空洞，无杂物

凿孔或雷达检测仪，每10m检查一个断面，每个断面从拱顶中线起每3m检查1点

2

锚杆支护实测项目

项次

检查项目

规定值或允许偏差

检查