隧道洞身开挖及初支施工方案

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1 竹园隧道右洞洞身开挖及初支(Z5-1型)施工方案

一、编制依据

1、《公路隧道施工技术规范》JTJ042-94

2、《公路工程施工安全技术规程》JTG D081-2006

3、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004

4、《福建省高速公路隧道施工标准化指南》

5、《宁德宁武高速公路A3合同段两阶段施工图设计》

6、《宁德宁武高速公路A3合同段施工招标项目专用本》

二、工程概况

竹园隧道为分离式双车道中隧道，右 洞YK47+145~YK47+740全长595m，位于缓和曲线。YK47+145～K47+740采用单向坡形式横坡为3%，纵坡0.8%。右洞进口桩号为YK47+145，设计标高为112.157米，出口桩号为YK47+740，设计标高为118.151。其中YK47+145~

YK47+200段（55m）支护类型为Z5-1型，隧道由进口向出口施工，洞内顺坡利于排水。

1、地形地貌和地层岩性：

本隧道场址区属剥蚀丘陵地貌，沿近东西向穿越丘陵区，地形起伏较大，进出口自然斜坡坡度约为20~30度，路轴线经过最高点海拔约240m，最大相对高差约150m，山脊较圆缓，沟谷较发育，地表植被较发育，多见种植茶园。隧道区表层主要为第四系坡残积层，层厚5~10mm，下伏燕山晚期侵入花岗岩及其风化层。

2、不良工程地质问题：

隧道进口未见有地裂、地下洞穴、滑坡、崩塌、泥石流、危石；洞身部位未发现防空洞、采空区等不良地质现象。隧道进口以风化层为主，洞身洞顶板厚度较大不利于隧道成洞。

3、水文地质条件：

隧道区地表水不发育，主要为洞口外山谷小溪，流量小，溪流近垂直于隧道轴向，对隧道施工基本无影响；地下水主要为基岩风化层空隙裂隙水，富水性及导水性较差，主要接受大气降水及地下水侧向补给，向沟谷排泄，流量随季节变化较大。隧道进出口段围岩大多为残坡积土和强风化岩层。

三、施工准备

1、经现场调查，隧道右洞进口地质情况与设计图基本相同。隧道洞顶截水沟、边仰坡锚喷支护已按设计图施工完成。

2、302省道至隧道洞口的施工便道可利用赤康线水泥村道，再接隧道右侧出渣便道接入主线内，交通较便利。临时活动板房等生活区已建设完成，洞口场地已全部用20cm厚的C20混凝土硬化完成，临时征用施工场地可满足正常施工需要。

3、施工用电采用一部250KW和70KW柴油发电机组自发电，可满足施工要求。

4、施工用水主要利用洞口的山涧溪水，在山顶建一个高位水池，上下水管道已安装完成，生活用水利用村庄生活用水井。

5、隧道洞口左侧空压机房已建成，安装6台20m3空压机，以满足隧道正常施工需要。

6、拌合站已按要求省高指“三个集中”的要求建设完成，并通过标准计量部门标定，已具备砼生产能力。

7、通讯方式利用手机、对讲机联系，通讯方便。

8、施工用的凿岩机、湿喷机、锚杆钻机、管棚钻机、注浆机等机械设备、人员已到位，砂、石、水泥、钢筋等施工材料供应充足，所有原材料已进行抽检，检验结果合格，满足施工需要。

9、具有专业资质的超前地质预报及监控量测队伍已进场，及时提供量测数据供施工需要。

四、计划工期

开工时间：2009年11月24日

完工时间：2010年3月31日

五、主要人员、机械设备和工程数量 word

2 机械设备配备情况

序号 机械名称 型号 数量

1 侧卸式装载机 ZLC-50 2台

2 电动空压机 20m3/min 6台

3 自卸汽车 12T 5辆

4 锚杆钻机 MGJ-50 1台

5 柴油发电机组 250KW 1台

6 湿喷机 IIPZ6T（6-8m3） 2台

7 管棚钻机 PG115 1台

8 注浆机 BW-50/250 2台

9 挖掘机 PC220 1台

10 交流电焊机 2X5-400 3台

11 凿岩机 YT-28 8台

现场主要管理人员名单

项目经理：樊志忠 总 工：余冬科 分管副经理：王军

主管工程师：林士标 质检工程师：刘金瑞

施工队长：王征金 现场技术员：郭弼

测 量：刘志平 赵磊

试 验：彭小平 吴荣耀

安 全：尹德玉 陈士鹏

Z5-1型主要工程数量表

项 目 内 容 单位 数量 备注

Z5-1 洞身开挖 m3 5372.95

临时支护 超前锚杆 吨 9.4 Φ22砂浆锚杆

工14钢拱架 吨 18

C20喷射砼 m3 233.2

钢筋网 吨 3.4

永久支护 C25喷射砼 m3 319

工18钢拱架 吨 95

锚杆支护 m 4487.5 Φ25中空锚杆

钢筋网 吨 2.7

砼套拱 C15片石砼 m3 30.51

C25砼 m3 47.37

工18型钢 吨 2.8

超前管棚 大管棚 m 2180 φ108mm钢管

注水泥浆 m3 420 C30

六、施工工艺及方案

（一）、超前支护

1、套拱施工

（1） 当边、仰坡开挖至成洞面时，按照1：0.5的坡比开挖成洞面，挖至拱顶以下2米位置时，停止开挖，及时将成洞面封闭； word

3 （2）在成洞面两侧按照1：0.3的坡比掏槽，开挖出套拱基础，并多开挖出50cm作为操作空间；

（3）测量放样，安装模板，浇筑套拱基础砼，套拱基础采用C15片石砼浇筑；

（4） 待套拱基础强度，测量定出套拱钢支撑位置，并按2°交角测量出前后钢支撑的标高差值，安装三榀工18钢支撑，钢支撑间距按照75cm，导向管环向间距为50cm，共34根；

（5）安装φ127孔口套管，采用φ12钢筋固定在钢支撑上；

（6） 安装套拱拱圈模板，用事先制作好的钢架将内侧模板支撑住，安装好端头模板，两侧外模安装2米，剩余部分在浇筑砼过程中，边浇筑边安装模板，保证浇筑的砼能够采用插入式振捣棒振捣密实；

（7） 浇筑套拱：套拱浇筑使用的砼在A3标拌和站拌制，采用砼罐车运输至洞口，用挖掘机转运到套拱上浇筑，浇筑从两侧同时浇筑，两侧浇筑高差控制在50cm范围内。

2、大管棚施工

竹园隧道右洞进口端采用大管棚超前支护。大管棚采用φ108mm热轧无缝钢管，壁厚6mm，节长4m、6m，管棚长度35m（含套拱），环向间距中至中50cm，外插角1～3°。待套拱砼强度达到100％时，开始施工大管棚。

管棚结构示意图

（1）为保证成孔质量，防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌，钻孔间隔进行。先钻奇数孔，后钻偶数孔，成孔直径为φ118mm，以便顺利安装φ108×6mm钢花管。奇数孔成孔后及时安装钢花管，压注水泥浆。偶数孔成孔后也必须立即安装无孔钢管，防止塌孔，在无孔钢管的钻孔过程中检查钢花管的注浆质量，当注浆质量达到要求时，再安装无孔钢管，并注浆使管周浆液饱满；当注浆质量达不到要求时，则安装钢花管并进行补充注浆。

钢管采用φ108×6mm热轧无缝钢管，节长4m、6m，钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cｍ钢花管大样及布置见下图。

钢花管大样及布置示意图 暗洞开挖轮廓

初期支护 地表面

1∶0.5 仰坡

暗洞掌子面 φ127×4mm钢管 L=2m

Ⅰ18钢架 C25砼套拱

0.6m

0.45m

Ⅰ18钢架

2.0m φ108 mm 钢管

35 m word

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（2）大管棚施工质量控制的措施

2.1采用脚手钢管搭设管棚钻孔作业平台时确保牢靠安全。

2.2采用管棚钻机风动干钻法钻进成孔，钻孔完成后进行清孔。

2.3管棚钻机定位时，以套拱内预埋的孔口管定向、定位、定向运用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，当偏斜度较大时及时纠正，并做好各钻孔施工记录。

2.4在拱角就位，选2个试验孔，探明地层特点并进行注浆充填试验。

2.5节间丝扣连接时，相邻钢管的接头至少错开1m，隧道纵向同一截面处钢管接头数不大于50％。

2.6管口用麻丝和锚固剂封堵钢管与孔壁间空隙，钢管自身利用

孔口安装的封头将密封圈压紧，压浆管口上安装三通接头。

2.7使用注浆机，按先下后上，先稀后浓的原则注浆。注浆压力为0.5～1.0Mpa，注浆压力逐步升高，达到1.0Mpa并继续注浆15min以上，确保注浆饱满。

2.8对于压浆孔进行扫排管内胶凝浆液后，再行紧密充填砂浆，以增强管棚的刚度和强度；对于非压浆孔，直接填充砂浆即可，做好各管注浆记录。

大管棚施工工艺流程图

套拱施工已完工拱角试验孔施工隔孔钻眼，安钢化管，注浆隔孔施工检查孔，合格安无孔钢管全部大管棚施工完成

钢花管 φ15 mm 注浆孔 φ108钢管

30 cm 15 cm 15 cm 350 cm

10cm 3500cm

施工准备

管孔定位测量

管棚钻机就位

安装

钻进

退出钻杆

注 浆 钢花管制作 注浆材料进场、试验

安装钻杆、套管等 钢管制作

焊接环形套管钻头

钻进成孔 焊接套管跟进套环

测斜仪控制

钢管偏斜度

注浆效果检查 浆液配合比设计

设置拌合站

浆液拌制

浆液运输

不

合

格 word

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（二）、洞身开挖

1、施工方法选择

在洞口管棚注浆浆液强度符合设计要求边仰坡稳定后，就可开始进行暗洞施工。Ⅴ级围岩段Z5-1复合支护类型采用中隔壁开挖法（CD法）施工。施工时按照新奥法原理，坚持“弱爆破、强支护跟进、勤监控量测、及时反馈和修正、及时采取应急措施”的原则。开挖采用人工配合机械，必要时采取弱爆破。

2、施工准备

（1） 测量放样按规程测设，测量放样出开挖轮廓线；全站仪、激光断面仪、收敛计、水准仪等监控量测仪器齐全。

（2） 照明、通风、供水、供风等设施满足正常施工需要。

（3）钻孔台车、出渣运输车辆等各项机械设备性能良好可靠，配置合理。

（4）锚喷支护材料数量、劳力、机具满足正常作业需求。

（5）按规范要求已进行水泥、砂、石料、钢材和C20、C25喷射混凝土配合比试验。

3、开挖方法

首先开挖左上导坑，并对左上导坑进行初期支护(含临时仰拱和侧壁临时支护)，随后开挖左下导坑，并对左下导坑进行初期支护(含侧壁临时支护)；单侧壁左上下台阶距离控制在3～5米。开挖单侧壁右上导坑，并对右上导坑进行初期支护(含临时仰拱和侧壁临时支护)，随后开挖右下导坑，并对右下导坑进行初期支护(含侧壁临时支护)。左右导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15m，最后拆除中隔壁墙临时支护。