高速公路岩湾隧道施工方案和施工方法.doc

高速公路岩湾隧道施工方案和施工方法一、施工方案根据本工程的特点，岩湾隧道长2775米（平均单洞），进口端为分离式，出口端合并为联拱隧道它控制着工期，施工工艺复杂，本工程的重点和难点在于隧道工程贯彻“光面爆破是基础，初期支护保安全，围岩量测明情况，施工通风出效率，铺底先行造环境，二次衬砌质量树形象”的工作思路隧道主要采取人工钻孔，挖掘机配合装载机出碴，无轨运输施工方案实施开挖（钻、爆、装、运）、支护（拌、运、喷、锚）、衬砌（拌、运、灌、捣）三条机械化作业线保证三条作业线施工机械实用先进，选型科学，互不干扰，节奏紧凑机械化施工作业见图4.5-1由于岩湾隧道出口端不具备施工条件，隧道只能采取从进口端独头掘进的方法施工，左、右洞从进口端同时开挖由于岩湾隧道比较长，如果每个隧道只有一个掘进工作面，那势必影响本合同段的合同工期为此，我们制定了有针对性的施工方案，即在右线隧道靠左侧开挖一侧壁导坑，采取侧壁导坑超前争取多开作业面，同时利用该导坑探测隧道地质水文情报，并利用1～2＃车行横洞在左线隧道增开作业面，以此加快施工进度侧壁导坑掘进80～100m时安排右幅隧道扩挖，全断面开挖完成100～150m时投入衬砌作业，衬砌与掘进作业同步进行。

二次模注砼采用走行式全液压衬砌大模板台车、砼输送泵入模灌注、机械振捣隧道顺坡开挖，利用设在两侧的排水沟自然如洞口沉淀池处理后排放隧道开挖作业线安排见图4.5-2所示二、侧壁导坑施工方案（一）侧壁导坑设置位置与大小根据设计图纸左线和右线隧道车行横洞的方向和以往的施工经验，导坑宜安排在右线隧道中（如图4.5-3所示）导坑在满足出碴要求的前提下，其宽度应为6m，高度5m二）掘进进尺安排导坑月进尺：240m/月，左线隧道月进尺：150m/月导坑按240m/月的进尺，掘进到1#车行横洞所需要的时间为95天，而此时左线隧道掘进到YK248+267处，距离1#车行横洞还有329m，此时通过1#车行横洞进入左线隧道进行掘进，导坑则继续向前开挖；导坑掘进到2#车行横洞时，所需要的时间为190天（从洞口掘进时算起），而此时右线掘进到YK249+071，通过2#车行横洞进入左线隧道进行掘进；此时右线隧道用全断面开挖至3#车行横洞，此时进入隧道出口端分岔段施工此时导坑开挖移至中导坑的位置分岔段施工时，先行开挖中导坑，在中导坑贯通之前，在隧道出口利用已作好的桥台作为平台按设计进行支护，长管棚施做在中导坑开挖到超小间距段时，左右线隧道用Ф25预应力锚杆加固。

中导坑贯通后，可以改善洞内施工环境开挖时间为17个月隧道平面示意图如图4.5-4所示三、双联拱段施工方案由于双联拱段地质条件较差，开挖采用三导坑先墙后拱法开挖（如图4.5-5所示）施工步序方案是：Ⅰ、中导坑超前支护；2、中导坑开挖；Ⅲ、中导坑初期支护：安装钢拱架、挂钢筋网、安装锚杆、喷砼；Ⅳ、浇注中墙；Ⅴ、左（右）导坑超前导管及超前锚杆支护；6、左（右）导坑开挖；Ⅶ、左（右）导坑初期支护：安装钢拱架、挂钢筋网、安装锚杆、喷砼；Ⅷ、左（右）主洞超前小导管注浆预支护；9、左（右）洞上部开挖；Ⅹ、左（右）洞拱部初期支护：安装钢拱架、挂钢筋网、安装锚杆、喷砼；11、左（右）洞下部开挖；Ⅻ、浇注左（右）洞仰拱衬砌；ⅩⅢ、全断面模筑左（右）洞二次衬砌四、隧道岩溶地段施工方案（一）岩溶地段隧道施工本合同段岩湾隧道所在区域岩溶相当发育，根据超前地质预报，确定岩溶地质水文、位置、形态及分布状况等，提出详细施工预案及对策，确保顺利通过岩溶地质地段二）建立预测预报体系进行隧道通过区域地表勘查，初步确定岩溶地质相对隧道可能存在的范围；利用导坑超前掘进，提前了解地质情况，分析岩溶存在的可能性根据分析预测，制定切实可行的施工方案。

三）对隧道岩溶段地下水的处理1、处理原则对隧道岩溶段地下水的处理原则应根据现场具体情况确定，为防岩溶地质地段的突水涌泥，须做好施工排水，确保施工安全复杂情况下采取截、堵、排综合治水措施，堵水时，不改变水流方向2、拱腰以上小溶洞采用泵送C15砼回填，为避免回填砼对二次衬砌局部产生过大压力，根据溶洞大小，要求在其四周施做约120120间距的锚杆，锚杆嵌入基岩深度不小于1米回填完成后再施做喷射砼和钢筋网初期支护3、基础及路面下小溶洞采用M7.5浆砌片石回填，厚度不小于1.5米，并且每隔2米设置一处PVC引水管与路面排水沟相连该处喷射砼和钢筋网初期支护可以取消如图4.5-7所示4、边墙小溶洞采用M7.5浆砌片石回填，如有充填物，必须清除每隔2米设置一处PVC引水管相通1）溶洞内无填充物或可清除：采用泵送C25砼浇注，最薄厚度不得小于50cm，要求两侧嵌入基岩内至少50cm并施做约120120间距的锚杆，锚杆嵌入基岩深度不小于1.5米以上施工完成后再施做喷射砼和钢筋网初期支护等，施工时注意预埋Ф10PVC引水管，并以Ω型排水管引出如图4.5-8所示2）溶洞内有填充物：根据填充物的填充状况及物理力学性质决定超前支护手段。

采用超前小导管时，先水平施做Ф423.5mm超前导管，间距3030cm开挖采用预裂爆破，施作18工字钢，间距50cm，注意钢架基础适当扩挖，保证基础牢固二次衬砌可根据溶洞发育情况，考虑采用钢筋砼衬砌施工时注意预埋Ф10PVC引水管，并以Ω型排水管引出如图4.5-9所示5、基础及路面下大型溶洞（1）溶洞在某一方向宽度较窄：采用C25钢筋砼梁跨越，厚度50～100cm，施工时注意预埋泻水孔下方溶洞范围砌筑M7.5浆砌片石，施工时注意预埋Ф10PVC引水管如图4.5-10所示2）溶洞发育相对较宽：采用扩大基础或者桩基，并设钢筋砼梁跨越如图4.5-11所示五、资源安排（一）劳动力安排隧道施工拟安排1个综合施工队，施工其高峰人数480人其中：开挖作业300人：1号作业线（侧壁导坑）60人；2号作业线（右幅扩挖）60人；3号作业线（左幅进口及2＃～3＃横通道段开挖）90人；4号作业线（1＃～2＃横通道段及3＃横通道～左幅出口段开挖）90人衬砌作业100人：左右幅两个作业线各配置50人砼、通风等保障80人二）施工用电工程所在地用电较为方便，但容量有限上场后立即和当地电力部门取得联系，协商安装1台400kvA变压器，不足部分暂按自发电考虑。

隧道洞口处设配电房，各配备1台200KW发电机以备应急使用洞内施工临时电线路采用橡胶电缆，电线悬挂高度距人行地面不小于2.0m，并安装触电保护器，同时对各种电气设备和输电线路，有专人经常进行检查维修、调整三）施工降尘隧洞施工降尘采用水幕降尘和个人带防尘口罩相结合的方式水幕降尘，就是把水雾化成微细水滴并喷射到空气中，使之与尘粒碰撞接触，则尘料被水捕捉而附于水滴上，或者被湿润的尘料互相碰撞而凝聚成大颗料，从而加快了其沉降速度具体实施时，在距掌子面一定距离设置几道水幕，水幕降尘器设置在边拱上，放炮前10min打开水幕开关，放炮30min后关闭水幕降尘器的构造如图4.5-12所示具体实施方法按《隧道通风降尘净毒综合治理工法》实施，在距掌子面一定距离设置几道水幕，水幕降尘器设置在边拱上，放炮前10min打开水幕开关，放炮30min后关闭水幕降尘器布置示意图如图4.5-13所示四）施工供水隧道采用高压水池（容量不小于160m3）供水，用Φ150钢管把水抽到高压水池中，再用Φ100钢管把水引入洞内五）三管两路及洞内通风排烟布置施工通风拟采用压入与压出相结合通风方式，在隧道出口处安装1台90-1型255KW轴流风机。

掘进超过1000m后洞内安装1台轴流风机洞内配φ2000mm软质通风管，安装于拱腰处，向掌子面压入新鲜空气洞内三管两路布置见图4.5-14，洞内通风排烟布置见图4.5-15六）施工供风在隧道每一掘进口安装3台LWJ20/7型电动空压机集中供风，同时配备1台VY-12/790-1内燃压风机备用洞内采用φ150mm无缝钢管输风，高压风管在安装前要进行检查，如有裂纹、创伤、凹陷等现象不得使用，管内不得有残余物和其它脏物，通过高压风管，再接胶管到掌子面供风七）碴场隧道多余弃碴运至弃碴场恩施端弃碴场初步选在K245+300路基左侧100m处堆坡脚做好防护和排水设施，弃碴结束后采取表层覆土，植草或种草绿化及复耕处理六、洞口施工岩湾隧道进口洞口底板高程：左线940.884m，右线939.780m，而XX公路路面高程为916m，两者高度相差约24米，为了保证车辆通过，需要修较长的施工便道便道从XX公路旁（正线K247+600）处开始，长200米，坡度12%隧道出口受地形限制，无法开展工作面，从隧道进口沿XX公路到隧道出口距离20公里在左线隧道洞口设置一个沉淀池，使隧道排出的污水集中进行处理，集中排放到水沟中。

洞口段围岩因受风化影响岩体破碎，整体稳定性较差为防止进洞时坍塌，采取先超前支护、后按顺序进行开挖，开挖后及时喷砼封闭临空面洞口与原始地面的高度差用刷坡石方处理进洞施工程序为：1、洞口明洞段采用挖掘机开挖，不能用挖掘机开挖的，浅孔弱爆破，风镐修边2、开挖边坡仰坡施作洞口边仰坡截水沟，以截排地表水，截水天沟距边仰坡开挖边缘不小于5m，沟底纵坡不小于3‰排水沟与路基排水系统相衔接3、从上至下进行坡面清危防护施作时要保证坡面平顺，开挖形成的坡面按设计要求及时进行防护，避免长时间暴露，造成坡面坍塌4、进洞前先进行超前小导管或大管棚注浆支护，稳定围岩，防止洞口塌方5、明洞衬砌在洞口开挖完成后尽快施作，在达到设计强度后及时进行回填，但只有在施作明洞仰拱后才能进行两侧及拱部土体回填七、洞身施工（一）施工方法1、Ⅱ、Ⅲ级围岩地段Ⅱ、Ⅲ级围岩地段开挖采用全断面法施工，全断面钻孔完成后，进行装药爆破，一次开挖长度控制在3.5m左右开挖成型后及时按设计要求施作径向锚杆及挂网喷混凝土等初期支护2、Ⅳ级围岩地段Ⅳ级围岩地段开挖时采用短台阶法施工，平行作业，上、下开挖台阶距离始终保持5m左右拱部开挖设φ25超前锚杆，进行超前预注浆，上、下台阶一次开挖长度控制在2.0m左右，每部开挖完后，先喷5cm厚混凝土，然后打锚杆、挂钢筋网，再喷混凝土至设计厚度。

在上台阶开挖超前10～15m后，根据量测数据收敛趋于稳定后，一次浇筑拱墙混凝土衬砌开挖顺序见图4.5-16所示二）爆破设计1、爆破设计的原则掏槽及底板眼按抛掷爆破设计其它炮眼采用浅孔微振动控制爆破，在保证爆破效果的前提下，尽量减少炮眼的炸药用量采用光面爆破，减少对围岩的扰动及降低振动强度2、爆破参数的选定在进行钻爆参数设计前，先用工程模拟法初选爆破参数，再在洞外路堑边坡上做单段爆破漏斗试验及三眼爆破成缝试验，通过现场的试验确定有关爆破参数3、炮眼布置隧道爆破采用光面爆破法施工，掏槽方式采用楔形掏槽周边孔间距按40cm设置、采用竹片间隔不偶合装药炮孔布置见图4.5-17（1、2、3）所示侧壁导坑开挖的炮眼布置参照联拱隧道侧壁导坑炮眼布置4、爆破器材的选定炸药选用2号岩石硝铵炸药，其规格为φ25200、φ32200两种有水地段选用乳化油炸药雷管选用塑料导爆管非电起爆5、装药结构周边眼的装药结构采用φ25200小直径炸药间隔绑扎装药结构，炮眼直径为40mm，不偶合系数一般在1.4～2.0范围内其他炮眼均采用连续装药结构，装药后将炮泥堵塞在与炸药相接。