秦岭公路隧道施工工艺_secret

xx公路隧道施工工艺

一、洞口开挖

洞口施工是保证能否尽早进洞，确保施工安全的关键环节，因此，一开工首先做好洞口地段施工场地的平整和风、水、电等临时设施的准备工作，为整个隧道的全面展开施工创造条件。

洞口开挖前先修建、拓宽施工便道，完成洞口段截水沟。之后以挖掘机辅以松动爆破的方法自上而下分层开挖，边、仰坡采用预裂爆破，减少对边坡的扰动，开挖后及时采用锚喷网做好边、仰坡防护。

洞口段Ⅱ类围岩地段开挖前，首先对拱圈部位的堆积岩体进行管棚或超前小导管预注浆加固，并做好洞口排水设施。

二、洞身开挖

隧道开挖中，根据围岩地质状况，采取有针对性的施工方法，保证施工顺利进行。参数，以达到既提高施工进度，又能保证施工安全的目的。

(一)洞口段Ⅱ类围岩开挖 1．施工流程

Ⅱ类围岩采用短台阶法施工。台阶长度拟定为3.0m，实际施工中根据施工情况调整。上台阶开挖石碴直接坍落到下台阶装车运输。施工中严格遵循开挖—循环、支护—循环、边挖边支护；支护完成后，为保证洞口安全，及时安排洞口模筑砼衬砌施工。施工流程见图8.2.1。

2．钻爆设计

Ⅱ类围岩施工原则为“短进尺、弱爆破、多循环”。钻爆施工原则为多打眼、少装药、弱振爆破，降低爆破振动对围岩的扰动。

Ⅱ类围岩钻爆设计见图8.2.2。 3．开挖方法

隧道开挖时采用YT-28型气腿式风动凿岩机钻孔，配备简易钻孔台架，实施光面爆破，由于岩体较破碎，埋深浅，爆破时选用低威力的2#岩石硝铵炸药，严格控制装药量，采用短进尺，弱爆破技术，以减少对围岩的扰动。Ⅱ类围岩地段开挖进尺为1.5m，开挖

后及时完成施工支护，尽快施作模筑衬砌，做到开挖一段，衬砌成形一段。

4．钻爆施工

Ⅱ类围岩短台阶法施工，上、下台阶钻孔装药可平行作业，上下台阶开挖均采用YT-28气腿式风动凿岩机钻孔，当完成钻孔后，及时用高压风清孔，人工装药，导爆管起爆。钻爆施工时，为防止下台阶开挖时，拱部支护的失稳，在拱部钢架喷锚支护的拱

5(1)R32N锚杆超前支护，并架设型钢钢架支撑。

(2)洞口Ⅱ类围岩地段采用短台阶法开挖施工，开挖后及时完成拱部支护结构，必要时支护结构开以加强或湿喷钢钎维砼，墙部支护紧跟下台阶进行。

(3)洞口段开挖施工，严格控制进尺及装药量，采用短进尺、弱爆破、多循环的方案，开挖完成后及时进行支护。

(4)洞口段上下台阶开挖支护完成后，及时完成洞口段模筑衬砌，确保洞口安全。 (5)施工中加强监测，洞口段适当增加测点及监测频率，做好洞顶地面量测及时反馈信息指导施工，做到动态控制。

(二)全断面开挖

为加快施工进度，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩全部采用全断面法开挖，根据围岩状况，确定合理的进尺和钻爆参数，合理安排工序，缩短循环时间，做到安全、快速施工。

1．施工方法

斜井工区正洞开挖配备两台三臂电脑凿岩台车并行钻孔，洞口Ⅲ、Ⅳ类围岩配备一台三臂凿岩台车钻孔，光面爆破，采用大直径中孔直眼掏槽形式掏槽，掏槽眼采用高威力的水胶炸药，集中装药。其余眼采用普通2#岩石硝铵炸药，周边眼采用小药卷空气柱间隔装药。以专用炮泥机生产炮泥堵孔，采用水幕降尘，降低爆破后的粉尘浓度。雷管选用非电毫秒雷管，选用合理的段差间隔时间，控制好对周边围岩的扰动，提高光面爆破效果。全断面开挖工艺流程见图8.2.3。

2．爆破进度指标

根据围岩类别，并结合工期要求，配备足够的施工设备，以加快开挖进度。各类围岩的进度指标如下：

(1)Ⅲ类围岩 炮眼深度：3.0m 循环进尺：2.7m/循环 日进尺：7.3m/天

月进尺：7.3×30×90%=200m/月 (2)Ⅳ、Ⅴ类围岩 炮眼深度：4.3m 循环进尺：4.1m/循环 日进尺：12.3m/天

月进尺：12.3×30×90%=332.1m/月 3．钻爆设计图

Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖钻孔爆设计分别见图8.2.4、8.2.5、8.2.6。 三、紧急停车带扩挖

本标段紧急停车带，均位于行车方向右侧，间距750m，加宽带长40m，扩挖宽度3.2m；施工时，该段先按标准断面开挖通过，待隧道贯通后，安排紧急停车带扩挖施工。

(一)扩挖施工由一端切入，达标准断面轮廓后，纵向水平布置炮眼，周边眼按光面

(二)(三) (四)扩挖施工时，注意对高、低压线路、风水管做好防护，防止飞石损坏而影响施工。

(五)Ⅲ类围岩地段紧急停车带，采用分部爆破开挖，分部支护；先扩挖拱部，形成支护后，扩挖边墙部位，防止边墙扩挖危及拱部安全。

第三节 支护施工

施工支护主要采用锚、网、喷和拱架联合支护，施工中必须结合实际地质状况，严格按照设计和监测结果，加强支护，并做好施工过程控制，确保施工安全。

一、支护施工工艺流程

隧道支护施工工艺流程见图8.3.1。 二、支护 (一)锚杆施工 1．钻孔

采用凿岩台车打孔，钻孔保持顺直，锚杆孔位要求与设计孔位偏差不大于100mm，钻孔偏差不大于±50mm。

2．注浆

砂浆锚杆砂浆配合比按试验确定。注浆前采用高压风将孔内石屑清除干净，插入注浆管，当注浆管距孔底5～10cm时开始采用注浆机注入水泥砂浆，砂浆采用砂浆搅拌机拌和，并随浆液的注入缓慢拔出注浆管。对拱部锚杆注浆，在注浆管拔出后，孔口用橡胶塞或棉纱堵塞，插入φ22钢筋后，钢筋周围空隙也必须堵塞，防止浆液流失，保证锚固质量。

3．安设锚杆

灌注砂浆后及时插入锚杆，插入长度不小于设计长度的95%。 施工工艺流程见图8.3.2。

4．施工技术要点

(1)

锚杆孔位与孔深必须精确，符合设计及规范要求。

(2)杆体在使用前必须严格保管，防止遇水生锈，以保证锚杆质量。 (3)锚杆孔注浆压力，要达到设计要求。 (二)钢筋网施工

钢筋网一般在系统锚杆施作之后安设，但如遇到围岩松散地层，拱部易坍塌或掉块，15×15cm及20×20cm82×2m的方片，施工时运至工作面进行焊接安装。钢筋网加工制作及安装时应注意：

1．加工时要进行调直，除锈、去油污、确保钢筋质量要求。 2．铺设钢筋网前，先喷射5cm厚的C20砼形成钢筋保护层。 3．钢筋网铺设时，应随砼初喷面起伏敷设，并与壁面接触紧密。 4．钢筋网的节点与锚杆接头采用电焊焊接牢固。 (三)钢拱架施工

钢拱架采用I16工字钢在加工厂加工成单元拱架，在洞内现场进行拼接安装，各单元之间采用钢板螺栓联接，严格按照设计要求间距布设。安装时拱架预与隧道轴线垂直并将基脚置于稳定的基础上，必要时在基脚挖槽设置槽钢以增加基底承载力。拱架安装后根据情况及时施作锁脚锚杆，相邻两拱架间加设纵向连接钢筋，以增强其整体稳定性。钢拱架安装前先初喷5cm厚的砼做为保护层，并按一定间距设置定位锚杆，并与拱架焊接牢固。钢拱架安装合格后，尽快喷射砼将拱架封闭密实。

(四)湿喷砼施工

本隧道喷射砼均为C20砼，喷层厚度必须符合设计要求。为了减少砼回弹量，降低粉尘浓度，改善洞内作业环境，喷射砼采用湿喷工艺施工。施工机械选用TK-961型湿喷机，并配备机械手，以提高工作效率，保证砼喷射质量，施工配合比由设计和现场试

验选配确定。其施工工艺流程见图8.3.3。

(五)超前小导管施工

在Ⅱ类围岩地段及断层破碎带施工时，针对地质情况采用Ф42小导管进行地层预加固。小导管注浆施工方法如下：

1．在施工前，对掌子面及5.0m范围内的岩层喷射砼封闭以防漏浆。

湿喷砼施工工艺流程图

2．小导管施工

(1)小导管加工：小导管按设计长度进行切割，并将端头加工成锥形。尾部焊φ8圆钢环，从尾部50cm以外至楔端管体钻6～8mm孔，梅花形布孔，间距15cm。

(2)施工测量放样，沿拱部开挖轮廓线外沿标记出导管孔位。用钻孔台车或手持式风钻按标记孔位钻孔，根据围岩情况、导管长度、掘进进尺进行适当调整，外插角控制在8～10。纵向前后相邻两排小导管搭接的水平长度1～1.2m，完成钻孔后，将小导管打入。如果围岩松软也可用游锤或钻孔台车或手持风钻直接将小导管打入。

3．注浆

根据本标段地层的水文地质特点，基本无地下水或微量裂隙水，双液注浆主要用于加固围岩。对于超前小导管不易成孔部位，采用R32N自进式注浆锚杆，注浆工艺与超前小导管相同。

注浆时，将水泥和水玻璃分放在两个容器内，使用双液注浆泵或两台注浆泵按水泥浆、水玻璃体积比1∶1～1∶0.3配合比分别吸入水泥浆和水玻璃浆。两种浆液在混合器混合后注入浆管。

小导管注浆施工工艺流程见图8.3.4。

第五节 施工通风

一、通风方案

本隧道由于施工工期紧，需要在尽可能短的时间内烯释炮烟浓度，以加快施工进度，

施工通风按洞口和斜井两个工区单独设计。洞口工区施工长度短（404m），采用独头压入通风，在洞口外安装1台DT-100单级轴流通风机（风量1200m3/min、风压2000Pa），为了兼顾远期通风，风管选用Ф1800mm的塑料风管。斜井工区近期（正洞施工1500m）通风方案为：在斜井外设2DT-160（风量3600m/min、风压4000Pa）风机1台，向洞内压入式通风，在开挖面附近设局扇DT-160风机（风量3000m3/min、风压2000Pa）1台，以加快掌子面排烟速度。斜井工区远期（洞口段404m贯通后）通风采用混合式通风方案，即在正洞进口设1台2DT-160风机向洞内压入式通风，风管选用Ф1800mm的塑料通风管，工作面附近设DT-160风机1台通过斜井向外排风，风管选用Ф1500mm的塑料通风管，洞内通风管路布置见图8.5.1。

二、风量计算

(一)按同一时间洞内作业最多人数计算

洞口工区同时作业最多人数为50人，斜井工区最多为40人。

3

Q=3·k·m （m3/min） 式中：

3—每人每min供应的新鲜空气（m）； k—风量备用系数，取k=1.25； m—洞内同时作业最多人数。 1．洞口工区

Q=3×1.25×50=187.5m3/min 2．斜井工区

Q=3×1.25×40=150m/min (二)按工作稀释炮烟浓度计算

Q

0.13t

3

3

GLS

22

式中：

G L—隧道施工长度（m）

S—隧道开挖断面积（m2），洞口工区取S=112.16m2，斜井工区取S=89.78m2 t—稀释炮烟至允许浓度所需时间，取t=30min 1．洞口工区

Q

49.4m3/min 2．斜井工区

Q

158.3m3/min (三)按洞内同时作业内燃机最大功率计算

Q=q·ΣN

式中：

q—内燃机每千瓦每分钟所需风量，q=4m3/kw·min

ΣN—同时作业内燃设备总功率（kw）（装载机按其功率的三分之二计算，运输空载车按其功率的三分之一计算）。

1．洞口工区

内燃设备主要考虑，1台CAT966D装载机（功率149kw）和2台沃尔沃自卸汽车（功

率为137kw）同时作业，按1辆空车、1辆重车计算，所需风量为：

Q=q·ΣN=4×[（2/3）×149+（1/3）×137+137]=1128m3/min 2．斜井工区

按1台CAT966D装载机（功率149kw）、1台波依特D600T铲装机（206KW）和4台沃尔沃自卸汽车同时在洞内作业，按2台空车、2台重车计算，所需风量为：

Q=q·ΣN=4×3(四)

Q=V最小·S·60 式中：

V最小—洞内最小允许风速，取0.15m/s S—隧道施工断面积（m2） 1．洞口工区

Q=0.15×112.16×60=1009.4m3/min 2.斜井工区

Q=0.15×89.78×60=808m3/min

比较以上计算风量，取其最大者，作为计算风量 Q洞口=1140.3m3/min Q斜井=2408m3/min

三、风机实际所需风量计算

在实际通风过程中，由于管道深风影响，产生风量损失，在选用风机时，必须考虑风量损失，风机实际所需风量以下式计算：

Q=PQ1 式中： P—漏风系数 Q1—理论计算的风量

其中P=1/（1-β）L/100，β为百米漏风率，取β=1.1%，L为隧道通风管长度。 1．洞口工区

P=1/（1-β）L/100=1/（1-0.011）400/100=1.05 Q洞口=PQ1=1.05×1140.3=1197.3m3/min

2．斜井工区

斜井工区通风分近期和远期两种方案。近期是在洞口段开挖完成之前，由斜井外压入式通风，预计施工长度1500m；远期通风方案为，洞口段开挖完后，通过正洞压入式通风，通过斜井向外吸出污浊风流，压入式风管长度按2900m计算，所以：

(1)近期风量为

P=1/（1-β）L/160=1/（1-0.011）1500/100Q洞口=PQ1=1.18×(2)远期风量为 P=1/（1-β）

L/100

=1/（1-0.011）

2600/100

=1.38

Q洞口=PQ1=1.38×2408=3323m3/min 四、洞内风速检核 1．洞口工区

V=Q洞口/（S·60）=1197.3/（88.52×60）=0.23m/s＞0.15m/s 2．斜井工区

V=Q斜进/（S·60）=2841.4/（89.78×60）=0.53m/s＞0.15m/s 故风量能够满足洞内风速要求。 五、风压计算

为保证工作面具有足够的风量，并在出风口保持一定的风速，风机必须具有足够的压力，以克服风管阻力。

1．洞口工区

洞口工区仅计算风管磨擦阻力，为了满足隧道远期通风要求，选用φ1800mm的塑料风管。

h阻=а（LU/S3）·Q2 式中：

а—风管磨阻系数，取а=0.00013 L—管道长度(m) S—管道断面积（m） U—风管管道周长（m） Q—风机风量（m3/s） 所以：

2

h阻=а（LU/S3）·Q2=0.00013×(400×1.8л) ×(1197.3/60)2/[ л（1.8/2）2]3 =71.1Pa 2．斜井工区

斜井工区选用Ф1800mm塑料风管。 (1)近期风压为

h阻=h磨阻+h局=а（LU/S3）·Q2+ξ·Q2/2gs2 式中：

h磨阻—意义同前式

ξ—风管局部阻力，取0.1 g—重力加速度，取9.8m/s2 S、Q

—意义同前式

h阻=h

磨阻+h局

=а（LU/S3）·Q2+ξ·Q2/2gs2

=0.00013×1500×1.8л/[л×（1.8/2）2]3×(2841.4/60)2+0.1×(2841.4/60)2/{2×9.8

×[л（1.8/2）]}

=1501Pa (2)远期风压为 h磨阻=а（LU/S3）·Q2

=0.00013×2600×1.8л/[л×（1.8/2）2]3×(3323/60)2 =3557.9Pa 六、通风机选择

根据以上计算的风量和压力，通风机选配见表8.5.1。

表8.5.1 隧道通风设备参数表

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第六节 防排水施工

防排水是影响隧道施工质量的关键因素，特别是长大隧道，其防排水对以后线路的运营和安全尤其重要。本隧道施工采用防、排相结合的方法防水。在物探手段上，加强地质预报，探明水系走向及水量大小，做到提前预防，在施工工艺上，采用无钉孔铺设防水层技术，加强结构缝的防水措施，确保隧道表面无渗漏现象发生。

一、

二、软式透水管施工

软式透水管分环向和纵向两种，均采用软式透水管，环向为Ф100mm纵向盲沟，边墙底横向安装Ф50mm的PVC硬塑管，将环向和纵向盲管的地下水汇集，并引排至排水侧沟内。

(一)软式透水管安装工艺流程 软式透水管安装工艺流程见图8.6.2。

(二)软式透水管安装方法

隧道开挖后，根据设计要求，或地下水分布情况，在适当位置布设软式透水管盲沟。其施工方法如下：

1 2．锚固钉长5cm，PE板事先裁剪成8×20cm的窄条，锚固钉间距按设一处。固定时先固定拱部，后固定两侧，必须注意两侧墙脚要留有足够的长度，以便与纵向透水管相接。

3．透水管固定好后，要仔细检查水管接头是否严密，管壁有无破损，管身是否顺直，如有问题，必须调整至满足要求。

4．及时采用喷射砼将盲管封闭，并喷砼至设计厚度。

5．在纵向排水管安装后，按照设计要求与纵向排水管连接，形成网状排水系统。 三、结构缝防水施工

结构缝主要有施工缝和变形缝，施工缝采用设置遇水膨胀橡胶止水条的办法，施工时，在上循环浇注砼接头中部预留一凹槽，待进行下循环衬砌前，采用粘结剂将止水条固定在凹槽内，封好堵头模板，浇注砼。变形缝采用橡胶止水带防水，止水带设于变形缝砼中部，两侧各埋入其宽度的二分之一。施工中在未浇注另一半砼之前要对止水带加

第七节 衬砌施工

本标隧道衬砌主要为复合式衬砌，在洞口地段56mⅡ类围岩，采用模筑衬砌，衬砌必须紧跟开挖工作面，其余地段为复合式衬砌，采用整体式钢模板台车施工。

一、衬砌施工工艺流程

复合式衬砌的初支完成后，二衬施工时间由围岩量测结果确定，当周边围岩的收敛变形基本稳定后即可施工，其施工工艺流程见图8.7.1。

二、衬砌施工方法

复合式衬砌采用整体式钢模板衬砌台车施工，台车长度为10m。砼在洞外拌和站集中拌制，由砼输送搅拌车运至衬砌工作面，泵送入模，插入式振捣器和附着式振动器振

捣，确保砼质量和衬砌表面光洁平整。

(一)衬砌前的施工准备

衬砌施工前，先进行场地清理，中线及标高测量，检查断面尺寸是否符合设计要求，切除外露钢筋和锚杆头，修整找平锚喷面，铺设防水层。完成钢筋绑扎（洞口Ⅱ类围岩段）后将衬砌台车就位，涂刷脱模剂，将台车固定牢固。同时，调试好施工机具，进行砼灌注前的一切准备工作。

(二)砼拌制及运输

砼在拌和站集中拌制，做好原材料质量控制，准确计量，严格按试验配合比拌制砼，控制好水灰比和坍落度，以满足砼良好的和易和对方面军性要求。为保证砼拌和质量，确定由拌和站集中进行拌制。砼出料后，由搅拌运输车运送，运输时间不得超过45min，以防上产生离析和初凝，如发现初凝的砼，必须报废，不得重复使用。

(三)砼衬砌施工

实，使砼充满所有空间。拱圈浇筑中的间歇及封顶层面为辐射状。封顶采用钢管压筑法施工，必要时预埋注浆管，对顶部进行压浆，确保封顶密实度要求。

(四)砼捣固

砼捣固时，必须注意如下要点：

1．一振点的捣固延续时间，应使砼表面呈现浮浆和不再沉落。 2．振捣器的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍。

3．捣固棒与模板的距离不大于其作用半径的0.5，以避免碰撞钢筋、模板、预埋件等。

4．振动棒插入下层洞内的深度不小于50mm。

5．施工中按规定要求在灌注砼现场作试件，并详细填写施工记录。 (五)砼拆模及养生

砼灌注完成10～12h后，松开模板拱脚两侧的支撑丝杆，打开各进料窗口，开始洒水养护，以保持良好的硬化条件。当封顶砼强度达到设计强度的70%以上时，方可拆模，并继续养护7～14天。

第八节 垫层、水沟及电缆槽施工

一、垫层

隧道铺底对影响出碴运输效率至关重要，良好的运输条件不但可以提高车辆的运行速度，而且对车辆的维护保养起到很大作用。为此，在隧道施工时，铺底工作安排在开挖、支护工作后及时施工。

垫层施工之前，先将底部的松动岩石或污泥砂清除干净，安装两侧端模，在两侧准确测出设计标高位置，作为浇注标高控制点。检查断面尺寸满足设计要求后，铺设C15砼至路面面层底标高。人工摊铺，机械振捣。

二、水沟及电缆槽施工

固密实，确保砼质量和侧墙，线条直顺、美观。