英山县某隧道初期支护施工方案

隧道初期支护施工方案一、隧道概况隧道位于xx县xx镇xx乡境内。

本隧道为一座上、下行分离的四车道高速公路隧道。

左线起讫桩号为ZK126+355～ZKl26+820，长465m，右线起讫桩号为YKl26+363～YKl26+810．长447m。

隧道左线为R～2400m的圆曲线，右线为R～1600m的圆曲线。

左、右线纵面均为+2．825％的单向坡，隧道最大埋深约65m。

本隧道左、右线围岩可分为Ⅲ、IV、V三个等级，共设计了5种复合衬砌形式：S5a 、S5b 、S4a、 S4b 、S3。

隧道支护形式及长度见表1。

表1 隧道支护形式和长度表(单位：m)二、隧道初期支护施工方案1、隧道临时设施布置及控制测量1.1隧道临时设施布置：①建泵站、高位水池供施工和生活用水。

②利用沿线高压电力架线路到洞口，安装800KVA变压器一台，建配电房解决施工用电和照明用电。

另配备1台200KW发电机备用。

③在隧道洞口处修建风机房，安装4台20m3/h的电动空压机，铺设管路供风。

④左、右洞口各安置1台天津93-1型风机，配Φ1300mm 软质风管向洞内压入式通风。

经计算通风量及风压，通风设备配置表2。

表2 隧道通风设备配置表⑤在隧道洞口设置砼拌和站，安装1台30m 3/h 及1台55m 3/h 的拌和设备，集中拌制混凝土，确保混凝土供应。

风、水、电布置见图1。

图1 洞内管线布置图1.2隧道控制测量 ⑴洞外控制测量线路复测达到要求后，进行隧道控制网布设，并进行进、出口段控制网联测。

洞外高程控制测量采用水准仪实施二等几何水准精度控制，在进、出口各设三个基准水准点。

⑵洞内控制测量洞内中线控制采用控制网和施工导线二级控制；洞内高程控制采用水准仪实施三等精密几何水准控制。

①洞内控制网图2 洞内控制网布设示意图精密测边距控制点方向观测及电磁波测距边如图2所示，自洞外控制网向洞内布置重叠狭长菱形边角控制网。

在菱形的重叠部分，并施加高精度测距边，作为固定值，对控制网施加额外约束，以提高精度。

控制点布置在隧道两侧，以利保护点位，且不影响隧道内的交通。

随着隧道的掘进，控制网向前推进。

②洞内施工导线自洞内控制网点，向洞内布置边长约为50～80m长的单支导线，控制洞内开挖和衬砌施工。

洞内施工测量采用无棱镜激光全站仪，以加快测量进度。

③洞内高程控制：洞内高程控制测量采用水准仪控制。

2、隧道初期支护施工方法2.1 超前小导管施工通过打入小导管及注浆形成管棚支护环，然后进行开挖。

一次开挖不大于1.5倍钢支撑间距，断面形成后立即进行初期支护，然后进入下一循环。

见图4⑴施工方法小导管采用钻孔打入法，以平行于中线14º外插角打入拱部围岩。

先采用风钻钻孔，孔径比钢管直径大3～5mm，然后将钢管用人工或风钻顶入，并用高压风将钢管内的砂石吹出。

最后用单液注浆泵压注水泥浆。

工字钢φ42热轧无缝钢管，L=3.5m外插角14°，环向间距40cm超前小导管C20喷射砼C25二衬砼4a图3超前小导管施工示意图⑵施工工艺①钢花管采用外径Φ42mm，壁厚3.5mm的无缝钢管，前端加工成尖锥状，尾部焊上Φ6加劲箍，管壁四周钻8mm压浆孔，尾部1m不设压浆孔，压浆孔间距15cm，呈梅花形布置。

②布置钻孔位置。

③钻机就位后钻孔，并清孔。

④检查钻孔的倾斜度和方向。

⑤人工配合风钻将钢管顶入。

⑥注浆：将压浆管用铁丝绑扎与钢管尾端，现场拌制注浆液，用注浆机向管孔内注浆，按由下至上的顺序进行。

2.2超前锚杆施工超前锚杆用于Ⅳ级围岩段，加固拱部软弱岩体。

锚杆采用长350cm的20MnSiΦ22钢筋，锚杆环向间距40cm，施工时可根据岩体节理面产状确定锚杆最佳方向。

锚杆保持不小于1m的搭接长度。

锚杆尾端焊接于格栅钢支撑上，以增强共同支护作用。

2.3初期支护本隧道设计初期支护主要有D25注浆锚杆、φ22药卷锚杆、喷射混凝土、钢筋网、钢拱架、钢格栅。

隧道开挖和初期支护时，根据不同围岩类别按设计要求预留沉降量。

初喷砼5cm→锚杆施工→埋设排水半管→挂钢筋网→支立钢支撑→复喷砼至设计厚度。

具体施工方法如下。

2.3.1初喷混凝土封闭岩面采用KSP-1型湿喷机进行作业，喷射速度快，回弹量少，粉尘少。

混凝土由洞外拌和站集中拌料，混凝土运输车运到工作面。

见图14用高压风自上而下吹净岩面，埋设控制喷射凝土厚度的标志钉，如工作面有滴水或淋水，提前做好钻孔埋设排水半管的引排水工作。

喷射作业先从拱脚或脚向上堆喷，以防止上部喷射回弹料虚掩拱脚（墙脚）而不密实，以致强度不够，造成失稳；要先墙后拱的顺序喷射,先将凹洼部分找平，然后喷射凸出部分，并使其平顺连接。

喷射操作应沿水平方向以螺旋形划圈移动，并使喷头尽量保持与受喷面垂直，喷嘴口至受喷面距离以0.6m-1.0m为宜。

喷射混凝土表面应大面平整并呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。

图4湿喷混凝土工艺流程图2.3.2锚杆施作在初喷混凝土后及时进行锚杆安装作业。

钻孔前根据设计要求定出孔位，作出标记。

锚杆采用钻孔打入法施工，梅花形布置。

在分部或台阶法开挖时，初期支护连接处左右均需设两根锁脚锚杆，使钢支撑与围岩连成整体，确保初期支护不失稳。

①钻孔：采用气腿式风枪打眼，孔径比锚杆直径大15mm左右，钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直。

②清孔：用高压水清孔。

③顶入锚杆：检查合格后将锚杆边旋转边送入孔眼或用风钻顶入。

④锚杆焊接：超前锚杆尾端与系统锚杆尾端的环向钢筋焊接起来，以增强共同支护作用。

⑤注浆：在现场拌制注浆液，注浆机注浆。

注浆时采用敲打锚杆排出气体，并严格控制注浆压力。

为增加锚固效果，设置止浆塞。

⑥锚杆试验：采用MB-5D型锚杆拉力计作锚杆抗拔力试验，其抗拔力不小于50KN。

作好现场施工记录，包括锚杆的长度、注浆压力、注浆数量、起止时间、抗拔力等。

2.3.3钢筋网钢筋网主要用于初期支护钢支撑或钢格栅与围岩间，开挖初喷砼4～5cm后挂网与锚杆连接，施作时先按设计要求下料，在钢筋棚加工焊接成网，再装运至工作面沿拱部安装焊接。

2.3.4钢拱架、钢格栅钢支撑是软弱围岩中初期支护的重要组成部分，本设计为工字型钢拱架（或钢筋格栅）。

钢拱架用工字钢制作，钢格栅用螺纹钢制作，为保证钢支撑的加工形状和质量满足设计和规范要求，对本合同段的所有钢支撑配备专用设备和技术熟练工人采用工厂化集中加工,在洞外测设隧道钢架整体大样,依照整体大样逐段加工各单元,以保证各单元顺接。

施作间距按设计进行，地质较差时，报请监理和设计代表适当加密。

①初喷砼后迅速将钢拱架或钢格栅分节安装，各单元之间先采用螺栓连接，螺栓设计数量全部拧紧，再焊接连接板，确保连接点的刚度。

②钢支撑与初喷砼之间应尽量密贴，对于凹凸不平并有较大间隙时，必须设置砼垫块或钢板，使钢支撑迅速发挥支撑作用。

③钢拱架或钢格栅之间按设计要求采用纵向连接筋连接，连接筋插入焊接在钢支撑上的套管，以便钢支撑更好的发挥整体支撑作用。

同时钢支撑应与径向锚杆焊牢。

④钢拱架架、钢格栅架立后尽快喷砼，并将钢拱架、钢格栅全部覆盖，使之与喷射砼共同受力，喷射砼分层进行，每层厚度5～6cm左右，先从拱脚或墙脚处向上喷射，以防止上部喷射料虚掩拱脚（墙脚）不密实，造成强度不够，拱脚（墙脚）失稳。

施工注意事项：a.保证钢拱架置于稳固的地基上，施工中在钢拱架基脚部位预留足够的坚实地基，架立钢拱架时挖槽就位。

若地基较软弱，应在钢拱架施工前浇注片石混凝土基础。

b.钢架与围岩之间应尽量接近,在安装过程中当钢架与围岩之间有较大空隙的时候, 设骑马或楔形垫块不少于8处，顶紧围岩，其空隙应用喷射混凝土填塞。

c.钢架平面应垂直于隧道中线安装,其倾斜度不大于2°;钢拱架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm，拱脚标高不够时,应设置钢板调整,不得用土回填。

d.为增强钢拱架的整体稳定性，应将钢拱架与纵向连接筋、结构锚杆、定位系筋和锁脚锚杆焊接牢固。

e .拱脚部位易发生塑性剪切破坏，该部位钢拱架除以螺栓接外，还应四面帮焊，确保接头的刚度和强度。

f.开挖初喷后应尽快架立拱架，一般架立时间不得超过2小时。

2.3.5复喷射混凝土喷射混凝土标号为20号，采用湿喷机进行喷射作业。

喷射混凝土采用拌合楼集中拌合，拌合设备为自动计量式混凝土拌合机。

拌合完毕后，用自卸卡车运输至喷射现场。

地面用钢板铺平，保证喷射混凝土不被污染。

喷射时注意掌握喷射的厚度和平整度，分层喷射混凝土到设计厚度，每层5-6cm厚；钢架保护层不小于2cm。

整个喷射混凝土表面要平整、平顺做到内实外美、边坡（仰坡）平顺。

既保证施工的安全，又要保证施工场地的美观、整齐。

施工时，需注意保证施工机械的正常运转；施工用电的供应正常。

锚杆和钢筋网施工时需注意进行安全防护。

保障施工工人的工作安全。

喷射混凝土施工时，需要佩带防灰、防尘设施，保障工人的身心健康。

施工完毕后，对湿喷机、喷射管、喷头等重点部位进行清洗，以便以后进行施工。

对场地的残留混凝土、被污染混凝土需进行清除，保持施工场地的整洁。

2.4围岩量测⑴围岩量测项目及量测频率围岩量测是及时获得围岩动态和支护状态的信息数据，预报险情，为确定合理、经济的初期支护参数和二衬施作时间的依据。

⑵监控量测项目及测点布置本合同段隧道监控量测选超前地质预报、地质及支护状态观察、水平收敛及拱顶下沉量测、仰拱隆起量测作必测项目，围岩内部位移量测、锚杆内力量没测、钢支撑内力量测、喷砼应力量测、二次衬砌应力量测作选测项目。

监控量测项目的量测方法及频率和监控点的布置均按设计图要求进行。

⑶监控量测控制要点①在施工初期阶段，或地质较差、位移下沉量及速度较大时，适当增加量测断面及量测频率。

②各项测量项目尽可能布置在同一断面，测量点尽可能选择有代表性的位置，以便测量数据的分析及为以后的工作提供经验。

③当隧道水平位移收敛速度为0.1-0.2mm/天，或拱顶下沉位移速度小于0.1mm/天时，施作二次衬砌收敛量已达到总收缩量的80%-90%，初期支护表面无再发展的明显裂缝，可以认为围岩基本稳定。

④当位移出现反常急居增长或净空收敛速率＞10mm/d时，围碉和支护已呈不稳定状态，此时加强监视，并迅速采取加固措施：增加喷射砼厚度、加长、加密锚杆、挂更粗更密钢筋网、提前施作二衬、提前施作仰拱等措施。

⑷量测资料的整理⑴绘制位移量随时间变化的曲线；⑵绘制位移速度随时间变化的曲线；⑶绘制位移量与开挖断面距离关系曲线；⑷找出位移～时间回归曲线，求出最终净空位移量；⑸根据各类围岩量测数据求出围岩的E、γ、C、φ等物性参数。

2.5通风、防尘、防毒2.5.1通风左、右洞口各安置1台天津93-1型风机，配Φ1300mm软质风管，采用单路风管压入式通风方式。

施工要点如下：a.风机置于距洞口10～20m以外高架上，以保证风机进口空气新鲜，避免压出的污浊气体再吸入风机。