隧道工程施工方案五
一、施工方法
1.洞口段：由于地质条件较差，表面有较厚坡积层，因此洞口段施工需十分谨慎，洞门开挖前作好水的疏导，将其引到洞门开挖范围外。先挖洞门正面仰坡，必要时锚喷网防护。用品字型小导坑掘进，尽量做到早进洞，开挖中切忌大药量爆破，做到紧支护，减小对围岩的扰动，在上部导坑探明地质情况好转时，再改变施工方法。由于本隧道进出洞口段普遍存在偏压浅埋现象，为了避免洞口大挖大刷，采用管棚法进洞，为便于施工宜在洞口修筑护拱。
2.V级围岩区段采用上弧形导坑开挖法，开挖时根据实际地质情况可采用小导管或砂浆锚杆超前预支护；IV级围岩区段采用上下正台阶开挖法，Ⅲ级围岩区段采用全断面开挖法。
3.隧道开挖采用中心空孔掏槽爆破及控制爆破这两种方法：
(1)中心空孔掏槽爆破，此爆破方法可有效地保护围岩的天然承载力，减少超挖量，加快施工速度，作业程序为钻孔临空孔和炮眼，装药，爆破。
(2)控制爆破，此爆破方法是一种周边爆破技术，控制爆破宜采用密集平行空孔爆。
1、主要技术措施
①由于地质条件差，隧道开挖采用微震爆破新技术和光面爆破技术，尽量减少对围岩的扰动，并及时做好初期支护，必要时提前施作二次衬砌，以确保施工安全和工程质量。
②对于易出现塌方的Ⅱ、Ⅲ类围岩，采用超前小导管等预支护措施，确保安全通过。开挖采用短进尺、弱爆破，洞口段尽量采用机械开挖，以最大限度减少对围岩的扰动。
③开挖方法，Ⅱ、Ⅲ类围岩采用超短台阶法，上、下台阶同时钻孔同时爆破，以减少爆破次数和对围岩的扰动。Ⅳ类围岩采用全断面法，以便使用大型机械。
④二次衬砌两隧道均采用衬砌台车，先墙后拱施工，以保证衬砌的整体性和防渗性。
⑤根据“新奥法”施工原理和要求，及时开展施工量测，做好信息反馈，以指导安全施工。
⑥加强排水措施，及时排除地下水，防止浸泡围岩。
2、主要施工方法和工艺
隧道主要按“新奥法”施工，并按下图所示程序组织施工。
3、明洞施工
本项目隧道施工采用大开挖，开挖主要采用机械，局部坚硬岩石用控制爆破炸除。开挖前做好地表排水系统，开挖从上向下进行，随开挖随防护，防止滑塌。待暗洞掘进一定长度，不影响明洞砼衬砌安全时，进行先墙后拱全断面模注钢筋砼并及时做好防水层和回填，以确保安全，其工艺流程如下：
明洞施工工艺流程图
4、Ⅲ类围岩开挖
Ⅲ类围岩,岩石也较破碎,采用∮50小导管注浆进行超前支护并设有PS格构梁加强初期支护，亦采用超短台阶法开挖，用线形微震爆破法施爆。为了防止塌方保证施工安全,开挖后及时架立钢支撑和施作初期支护。其工艺流程如下图。
控制掘进每循环进尺1.5m,即每二循环立三榀钢支撑，循环作业时间见下表。
作业循环时间
5、Ⅳ类围岩开挖
Ⅳ类围岩,石质较好,采用全断面开挖,用全液压钻孔台车钻孔,装载机装碴,自卸汽车运输。为保证施工安全,初期支护采用系统锚杆，单层钢筋网喷12cm厚20号砼。其工艺流程如下。
每循环进尺3.0m,循环作业时间见下表。
作业循环时间
6、主要工序的施工
A、超前小导管施工
a．小导管参数。
长度—4.0m，外径—∮50mm；环向间距—50和70cm。外插角—5°；搭接长度—不小于1.0m。
材料─厚5mm热轧无缝钢管;注浆材料─水泥浆。
小导管四周钻4排∮8孔眼，呈梅花形布置，纵向间距15cm，前端做成尖形，尾部焊∮6加强箍。
b．小导管施工
小导管采用先钻孔后下钢管法施工，钻孔时开孔从工作面最后一榀工字钢拱架上部穿过，打入小导管后，钢管尾部和工字钢架焊接成整体。止浆墙采用喷射砼，掌子面和附近拱部1.0m范围,喷30cm厚砼进行封闭。孔口用CS麻丝胶泥止浆。然后进行注浆。其施工工艺如下：
c．注浆
(Ⅰ)浆液。本隧道采用单液水泥浆。其水灰比暂定为1:1～0.8:1。施工时根据实际试验调整确定。如果地下水大时，可注水泥，水玻璃双浆液。
注浆使用#水泥。
(Ⅱ)注浆压力。初压0.5～1.0Mpa，终压4～5Mpa。
(Ⅲ)单孔注浆量。
单孔注浆量和围岩的孔隙率有关，施工时可初步按下式计算：
Q=π.R02.L.n.β
Q—浆液注入量(m3)
R0—注浆有效扩散半径(m)
L—注浆段长度(m)
n—岩体裂隙率或孔隙率，一般取1～5%
β—浆液的充盈系数，取0.3～0.9
d．注浆工艺
注浆工艺流程图
e．注浆注意事项
(Ⅰ)注浆前检查注浆泵、管路及接头的牢固程度，防止浆液冲出伤人。
(Ⅱ)注浆时密切监视压力变化，发现异常及时处理。
(Ⅲ)注浆注意防止串浆和跑浆，若发生串浆和跑浆要停止注浆，分析原因随时解决。
(Ⅳ)做好注浆压力、注浆量、注浆时间等各项记录。
B、钻爆
钻爆是保证开挖断面轮廓平整准确、减少超欠挖、降低爆破震动、维护围岩自承能力的关键，我处采用独创的线形微震爆破新技术，可以达到以上目的，施工时要做好以下几项工作。
a．测量。测量是控制开挖轮廓精确度的关键。我处采用DMY-1型隧道断面激光测量仪，每一循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。
b．钻孔。采用气腿式凿岩机钻孔。钻孔时按照炮孔布置图正确对孔，钻孔严格按设计炮孔方向钻进，把对孔误差减到最小，以确保爆破质量。掏槽孔要保证平行，周边孔开眼要在轮廓线内5cm，外插角1°—2°,保持开挖错台在10cm以内；周边孔对孔误差环向不大于5cm，径向不大于3cm；掏槽孔不大于3cm，其它炮孔开眼误差不大于5cm。
c．装药。钻完孔要把炮孔吹洗干净，经检查合格后才可装药。装药分片分组负责，严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。爆破网路连接、检查及起爆，按照爆破设计要求和《爆破安全规程》GB-86执行。
d．堵塞。堵塞炮孔可以提高炸药能量的利用率，从而减少炸药用量，降低爆破震动效应。装药后用合格炮泥进行认真堵塞，掏槽孔要把不装药部分堵满，周边孔堵塞长度不小于20cm，其余炮孔堵塞长度不小于最小抵抗线的80%，以确保爆破效果和安全。
钻爆参数见爆破设计。
C、初期支护
喷、锚支护可迅速控制或限制围岩松弛变形，充分发挥围岩自承能力，是“新奥法”施工的重要环节。喷锚支护按照《锚杆喷射砼支护技术规范》GBJ86-85、《公路工程质量检验评定标准》JTJ-98和其它有关规范、规则施工和检查。
1、喷射砼：预拌料在洞外以强制拌合机拌合，用砼输送车运至洞内工作面。采用TK-型湿喷机和MBT/MEYCO砼喷射机械手进行“湿崐喷作业”以降低粉尘，减少回弹量。其工艺流程如下图。
a．配合比
砂、石料由试验室按照规范选用合格料，水经过化验合格才可使用。初定配合比如下：
水泥：砂：碎石：水=1:2:2:0.5
以上为参考配合比，施工中结合实际由实验室选定，喷射混凝土的混合料要随拌随用。按照试验室选定数量掺入早强剂和速凝剂。
b．喷射混凝土的质量标准
混凝土分层喷射，初喷厚度3～5cm,以后分层喷射至设计厚度。喷砼表面要平整圆顺，钢筋、钢拱架等不外露，保护层厚度不小于2cm。喷砼厚度要随时检查，厚度不够或不平则进行补喷。如果有开裂、下坠和滑移等现象要清除重喷。
2、锚杆
隧道采用注浆锚杆，为保证施工质量，采用专用NZA型注浆机注浆，掺加FDN早强剂砂浆，注浆用号水泥，水灰比0.38~0.45，水泥和砂的比例1：1，并掺入5%氧化镁膨胀剂。施工时由试验室选定各种配合比，以保证锚固质量。
钻孔前按设计位置定出孔位，当遇石质破碎时，可采取加深、加密锚杆措施。钻孔应和锚杆所在部位岩层面垂直，钻孔直径大于杆体直径15mm，钻孔深度大于锚杆长度10cm。锚杆安装作业在初喷砼后立即进行。
3、钢筋网片、工字钢拱架和PS格构梁的制作及安装。
加工时其材质、规格、结构形式严格按设计要求。焊接件的焊接工艺和质量按《钢结构工程施工及验收规范》GB-95的要求操作和检查。拱部钢筋网片直接在工作面制作,边墙钢筋网在洞外制作，进洞安装。钢拱架在洞外利用胎架制作，工字钢架也可在工厂订做。安装工作是在初喷砼和打锚杆后进行，安装时中线、高程和垂直度均由测量严格控制，并与锚杆钢筋网焊接成整体，在两榀钢拱架之间环向每米设一根∮22纵向连接钢筋把钢拱架连成整体。钢拱架和初喷砼表面密贴顶紧，若有空隙时先用特制的楔形砼垫块挤紧，再喷砼填充密实，尔后进行喷砼作业。
D、装碴运输
隧道均采用无轨运输出碴，使用装载机装碴，自卸汽车运碴至填方处或弃碴场。
上台阶的石碴用长臂反铲挖掘机清理到下台阶进行装运。
E、防排水施工
1.隧道衬砌防水卷材的安设
两隧道衬砌防水采用TDT土工布和0.8～1.0mm厚防水板，铺设在初期支护和二次衬砌之间。
防水卷材的安设在自制的台车上进行，台车长7m轨崐距与衬砌台车相同。安设采用吊挂式，每1m2不少于一个吊挂点。吊挂工作超前二次衬砌10～20m。为了保证粘结质量，粘结工作在洞外进行，粘结成大块后进洞安装。洞外场地平整硬化，并采取防雨措施。防水卷材大块在平整的场地上拼接，环向长度根据隧道实际喷砼内轮廓长留出1.0～1.5m富裕量，以防模注砼时拉坏。纵向一般用3～4幅拼接成一大块，以便于搬运吊挂为宜。
拼接缝宽度10cm，洞内接缝和二次衬砌工作缝错开1m以上。
防水卷材吊挂前，为防尖物刺破做好以下工作：
a．凸出的钢筋头等铁件，先切断，后锤平并抹砂浆防护。
b．清除喷砼表面的凸出石等尖物，并找平使表面平整圆顺。
2.施工缝和沉降缝防水
a．施工缝防水
施工缝采用BW型遇水膨胀止水条止水。施工时在挡头板中线处钉一光滑板条，大小和1/2止水条同，拆模后在槽中放入止水条，并用胶和钉加以固定，防止灌筑下一环砼时移位。
b．沉降缝防水
在围岩类别变化处和衬砌结构变化处设置沉降缝。沉崐降缝采用PE型中埋式橡胶止水带止水。
根据以往施工经验，橡胶止水带的安设比较困难，必崐须精心施工。模筑砼时，在沉降缝处设置钢筋夹，卡住止水带，并用浸沥青木丝板和挡头板一起夹住止水带，防止灌筑砼时变形移位。
3.衬砌排水施工
根据地下水情况,纵向间隔5~10m环向设置Ω型半管排水管,把水引入横向排水管经由排水沟排出洞外。环向排水管安装在初喷砼后进行，在有渗水处安装排水半管，然后再喷砼覆盖，若有渗水时，重复以上工作，直至喷砼表面无渗水为止。在初期支护完成后,有渗水处纵向间隔3.0M,无水处间隔5.0M,从拱腰至墙底打深50CM排水孔3～5个,环向设置YAS型排水半管,把水引入纵向排水管，半管外用砂浆封闭。
在边墙下部设PVC∮×4纵向排水管和防水板同时施工。
F、二次衬砌
1.施工工序
采用全断面模筑二次衬砌。其衬砌施工时间由监控量测结果决定。一般水平收敛速度小于0.15mm/d，或拱项下沉速度小于0.1mm/d，即围岩变形基本稳定后施做。
两隧道用25号砼做二次衬砌，25号砼严格按“规范”及设计标准进行施工。根据泵送砼施工工艺设计配合比，通过试验后确定，保证达到强度指标25号。砼采用自动计量强制式拌合机拌制，搅拌时间不小于2min。砼用运输车运送至工作面，用输送泵送入衬砌台车模板内。用插入式震捣器和附着式震捣器震捣密实。每循环衬砌长度10m，其施工工艺流程如下图。
2.衬砌施工
二次衬砌采用HZQ-型砼搅拌站拌制砼，搅拌站自动计量可保证砼质量，每小时生产25m3，完全可以满足要求。
衬砌施工严格按《公路隧道施工技术规范》JTJ-94及其它有关规范组织施工。砼搅拌、运输、泵送及灌注间隙等时间，严格按规范操作。模板位置要准确，经技术人员检查无误后才可灌注砼。工作缝和沉降缝处按照设计位置安装好遇水膨胀止水条和止水带，并固定牢，防止灌筑砼时变形。严禁模板及堵头板损坏防水卷材，并设专人进行检查和粘补。按设计预留、预埋各种孔洞和管线。
对衬砌施工缝进行防渗处理，除安设止水带外，上一崐模砼端头进行凿毛清洗后才灌筑下模砼。此外，砼的工作缝要和防水卷材洞内接缝错开1.0m以上。
G、仰拱及回填
隧道在Ⅱ、Ⅲ类围岩中设有仰拱，仰拱施工在二次衬砌后进行。仰拱和落底工作同时施工，即落底后随即施作仰拱以免边墙失去支撑时间太长。仰拱灌注24h后施作仰拱回填砼。砼拌制运输等工作与二次衬砌相同。
为了防止仰拱施工和其它工作的干扰,采用仰拱施工防干扰平台，其施工工艺流程如下。
每次施工长度根据围岩情况决定，最长不超过8m。为保证边墙稳定，其施工缝和二次衬砌施工缝错开长度不小于2.0m。
H、水沟、电缆槽
水沟及电缆槽的施工是在仰拱及回填砼施工后进行，其工程量不大，但结构复杂、施工困难，必须精心施工。立模由测量技术人员严格控制尺寸、标高，预留、预埋件要同时施工，确保位置准确。
盖板在洞外预制，交工前进洞内安装。
I、洞内路面
洞内行车路面为水泥砼路面，路面施工拟采用真空吸水工艺，以提高砼施工质量。为避免干扰，保证路面施工和加快施工进度，待隧道内其它工作都完成后再进行路面的施工。
将路面划分为两幅，两幅相错施工。路面分块按设计要求施作。路面砼施工严格按照《砼真空吸水施工工法》及公路施工规范的有关规定实施，用平板震捣器和震动梁联合捣固，机械抹光，压纹机压纹理，切缝机切缝，保证路面平整度、抗滑粗糙程度及砼强度。
路面施工，砼搅拌运输方法与二次衬砌相同。真空吸水采用HZJ-60型。其施工工艺流程如下图。