新村隧道出洞施工方案

1、新村隧道中導洞出洞施工方案1工程概況新村隧道位于長泰縣巖溪鎮(zhèn)竹塔村西南向，起止樁號為K13+475 K13+680，隧道全長 205m，最大埋深為 34m，本隧道設計為連拱隧道，進出洞口均為削竹式洞門。進口里程 K13+475，其中K13+475 K13+490 計 17m段設計為 10m 洞門和 5m 明洞，明暗交接里程： K13+490；K13+488 K13+530 和 K13+625 K13+667 段為超前大管棚段。該隧道區(qū)地層由上而下依次為：第四系坡積土層；下伏基巖為晚侏羅紀南園組凝灰熔巖及其風化層。第四系坡積成因的粉質粘土分布于山體表面，厚度較小。粉質粘土：該地層在隧道區(qū)分布不均

2、，主要分布在坡面、洼地內，在隧道進口端厚度較大，作為隧道洞口仰坡土體，易產生沖刷破壞，水土流失。全風化凝灰熔巖：該地層在隧道內均有分布，厚度不均，遇水軟化、崩解。作為洞口仰坡巖體，在水的沖刷侵蝕下容易產生坡面變形破壞，形成淺層滑塌。強風化凝灰熔巖：該層在隧道內均有分布，厚度較大，風化巖為半巖半土狀及碎石狀，具有極密實砂和碎石、角礫的性質。作為隧道圍巖，自穩(wěn)能力差，水浸后極易加劇松散破壞：作為洞口仰坡巖體，容易在水的沖刷侵蝕下產生坡面變形破壞，形成淺層滑坡。在不受水沖刷侵蝕作用下，該層邊坡穩(wěn)定性較好。中風化凝灰熔巖：該層圍巖是隧道主要圍巖，巖體破壞至較完整，隨著埋深的增加，風化程度逐漸減弱。根據(jù)

3、該巖層飽和抗壓強度試驗， 標準值為 94.0MPa，屬于堅硬巖； Kv=0.23 0.38 ；根據(jù)鉆孔采取的巖芯觀察，巖石裂隙發(fā)育或較發(fā)育。該層屬于自穩(wěn)性較差的圍巖。新村隧道中導洞系采用臺階法從進口單向掘進，逆坡施工，截至2011 年 4 月 9 日，隧道施工至K13+596，即將進入出洞階段施工。2施工原則1、確保邊仰坡施工安全，保證安全出洞。2、分部開挖，減少對山體的擾動。3、加強監(jiān)測。4、采取強支護，及時封閉。5、提前施工管棚，確保施工安全。3出洞方案新村隧道出洞方案主要分為出洞大管棚施工、K13+600 K13+620、K13+635 K13+655 洞身內部臺階法施工和K13+620

4、K13+635 段上臺階開挖小斷面施工法出洞三大部分；為降低出洞引起的施工干擾，出洞大管棚采用洞外法施工， 即在出口端成洞面施做導向墻施工大管棚，管棚要求在開挖進入 K13+620 前施工完畢，否則停止洞內掘進施工。3.1 出洞大管棚施工方案隧道出洞管棚施工前，首先對洞口進行測量放線，確認暗洞位置，然后清除明洞段頂部及暗洞洞口段地表附著物， 施工洞頂臨時截水溝，接著開挖暗洞洞口臨時邊、仰坡并進行錨噴防護，為施工洞口段管棚做準備。工序按下列步驟進行組織：測量放線開挖明洞段頂部并清理暗洞上方地表附著物施工洞口排水系統(tǒng)布設監(jiān)控量測點暗洞邊、仰坡修整邊仰、坡掛網、噴砼長管導向墻施工長管棚施工洞口噴射砼

5、封閉。3.1.1邊、仰坡防護邊坡開挖前要首先清除明洞頂附著物，洞洞口地表附著物，然后施工臨時洞頂排水系統(tǒng)，防止植被破壞后地表水直接沖刷邊仰坡，然后才能開挖暗洞洞口臨時邊、仰坡并進行錨噴防護。錨噴支護參數(shù)為：長3.5 m 22 砂漿錨桿，間距花形布置，噴砼采用10cm 厚 C20 鋼筋網噴砼，鋼筋網寸 20 20cm。1.2 1.2m，梅6.5 ，網格尺邊坡錨噴后埋設洞頂監(jiān)控量測點。3.1.2 40m長管棚超前支護施工由于新村隧道出口受地形條件的限制，根據(jù)實測斷面情況，在明暗交接里程明暗分界處里程 K13+665 位置試作混凝土導向墻，作為長管棚施工的起點。長管棚施工順序為在管棚施作前 , 先施

6、作導向墻， 導向墻施作完畢達并到強度要求后 , 通過導向管預留的孔口進行鉆孔和安裝長管棚 , 再進行注漿工藝施作。3.1.3洞口管棚施工工序、工藝超前長管棚設置于K13+490 K13+530 段，長40m； K13+625K13+665 段，長 40m，V 級圍巖淺埋洞口段， 采用直徑 108mm厚度 6mm 無縫鋼管，絲扣連接。1、洞口長管棚設計參數(shù)新村隧道進出口均設計有長管棚施工，長管棚采用108x6mm 的無縫鋼花管，環(huán)向間距50cm，傾角1（不包括路線縱坡），方向與路線中線平行。鋼管施工誤差：徑向不大于20cm。長管棚的接頭采用108x6mm 鋼管絲扣直接對口連接，管棚均按照設計進行

7、鉆注漿孔，梅花型布置。長管棚施工示意圖2、管棚施工步驟及施工工藝根據(jù)管棚常規(guī)施工的過程，可以分為以下幾個步驟：施工準備測量放樣導向墻基槽開挖管棚加工、制作安裝導向工字鋼架及固定鋼筋立模板澆筑套拱管棚機鉆孔成孔檢查頂管跟進封口注漿。施工工序見下圖。長管棚施工工藝3、導向墻施工（套拱）導向墻的作用是保證鉆孔方向的正確，使其孔向不發(fā)生偏斜，要求自身要有足夠的強度和剛度，可用型鋼或混凝土制作而成。套拱置于明洞之上，施工時首先在洞外明暗洞的交界處按設計架立4榀 18工字鋼，間距 60cm，環(huán)向用 25 鋼筋焊接成一個整體。在鋼支撐上安裝 127mm，壁厚 4mm的導向鋼管，與管棚位置方向一致，仰角1 3

8、度，然后澆注 0.8cm 厚的 C25 混凝土包裹鋼支撐和導向管，導向墻施做長度約 200cm。（1）鉆孔鉆孔時間應在套拱混凝土強度達到75%之后，方可進行。鉆孔采用 XY-28-300 電動鉆機或管棚機。鉆機立軸方向必須準確控制，在澆注好的套拱上標出孔位，孔號分為奇數(shù)孔和偶數(shù)孔。鉆孔順序為先鉆奇數(shù)孔用于注漿，后鉆偶數(shù)孔用于檢查注漿質量。鉆機順序由高空位向低空位進行，并間隔錯開施工，防止連續(xù)鉆孔因孔距過小，而造成前一個成型孔在未頂進管時出現(xiàn)塌孔。在鉆進一定深度時，要用測斜儀檢查孔的傾角是否正確，以便及時糾正，深度達到要求后，應邊退鉆 邊清孔安裝管棚鋼管以防塌孔。（2）特殊情況處理在鉆孔過程中，

9、如果出現(xiàn)卡孔、塌孔現(xiàn)象，可能是隧道地質發(fā)生變化，應及時退鉆，然后采用往孔內壓注漿液的方法，待漿液凝固后，再行開鉆；如果出現(xiàn)掉鉆頭、鉆桿斷裂現(xiàn)象，可用打撈器取出。鉆孔也可為超前地質預報提供一定的依據(jù)，因此每一個孔在開鉆時，都必須做好詳細記錄，包括開鉆時間、結束時間及遇到的問題等。（3）安裝注漿管管棚采用無縫鋼管，第一節(jié)鋼管應做成尖錐狀，起導向和減小摩擦阻力的作用。在鉆孔成型、清孔和檢查鉆孔合格后，頂管工作越早越好，應每鉆完一孔便頂進一根鋼管， 鋼管采用 3m、6m管節(jié)逐段接長，連接接頭采用壁厚箍，上滿絲扣，絲扣長度為 15cm，為保證受力均勻性，奇數(shù)第一節(jié)采用 3m，偶數(shù)第一節(jié)采用 6m，以后各

10、節(jié)均用 6m。管棚頂?shù)轿缓箐摴芘c導向管間隙用速凝水泥或其他堵塞嚴密，以防漿液冒出。（4）注漿及封口注漿前應進行現(xiàn)場注漿試驗，根據(jù)實際情況調整注漿參數(shù)，獲取管棚最佳注漿參數(shù)。漿液采用注漿機灌注。管棚封堵口設有進漿孔和排氣孔，當排氣孔流出漿液后，關閉排氣孔，續(xù)灌漿液，達到設計注漿量或者注漿壓力時，方可停止注漿。注漿結束標準：注漿壓力逐步升高，達到設計終壓 2.0Mpa。同時現(xiàn)場技術人員負責做好每一根管棚注漿時間、注漿量的詳細記錄。長管棚施工注漿工藝流程如下圖：長管棚施工注漿工藝流程圖（5）注漿結束標準、效果檢查：注漿結束標準：單孔結束標準： 注漿壓力逐步升高至設計終壓，則繼續(xù)注漿10min以上，注

11、漿結束時的進漿量小于開始進漿速度的 1/4 ，或注漿量不小于設計注漿量的 80%。全段注漿結束標準：所有注漿孔均符合單孔結束條件，無漏注情況。注漿效果檢查：一是分析法：分析注漿過程，查看每個孔的注漿壓力、注漿量是否達到設計要求；注漿過程中漏漿、跑漿是否嚴重，從而以漿液注入量估算注漿擴散半徑，分析是否與設計相符。二是檢查孔法：用地質鉆機按設計孔位和角度鉆檢查孔提取巖芯進行鑒定，同時測定檢查孔德吸水量（即鉆機漏水量） ，單孔時應小于 1L/ （ min m） , 全段應小于 20L/ （ min m）。檢查完成后，檢查孔再進行注漿補強，并用砂漿全孔封閉。注漿過程異常情況處理：鉆孔過程中遇見突泥情況

12、，立即停鉆，進行注漿處理；在掌子面有小裂隙漏漿，先用水泥浸泡過的麻絲填塞裂隙，并調整漿液配比，縮短凝膠時間，若仍跑漿，在漏漿處用普通風槍鉆淺孔注漿固結。當注漿壓力突然升高，則只注純水泥漿或清水，待泵壓恢復正常時，再進行雙液注漿，若壓力不恢復正常，則停止注漿，檢查管路是否堵塞。當進漿時很大，壓力長時間不升高，則調整漿液濃度及配合比，縮短凝膠時間，進行小泵量、低壓力注漿，以使?jié){液在裂隙中有相對停留時間，以便凝膠；亦可采用間歇式注漿，但停留時間不能超過漿液凝膠時間。立面示意圖3.1.4洞口封閉管棚時作完畢后，噴射混凝土封閉洞口段所有臨空面，防止因地表水、便道過車等一切可能因素引起的對隧道出口覆蓋層的

13、擾動，確保洞口穩(wěn)定性，以保證順利出洞。3.2中導洞洞內施工中導洞 K13+600 K13+620（20m）段依據(jù)設計和變更，確定為 V 級圍巖；中導洞 K13+635 K13+655 段設計為 V 級圍巖；均按照 LS5a襯砌類型進行支護， 0.5m/ 榀 14 型鋼鋼架，上下臺階法開挖。施工工藝流程如下：1、開挖部分，開挖完成后立即施做部分的支護（包含鋼支撐支護、鋼筋網支護、錨桿支護、噴砼支護等） ；2、當部分的掌子面超前部分3-5m 時，開挖部分，開挖完成后立即施做部分的支護（包含鋼支撐支護、鋼筋網支護、錨桿支護、噴砼支護等）；3、當部分掌子面，進口端方向到達K13+620時，部分停止掘進

14、，部分繼續(xù)施做并減小斷面的開挖面；出口端掘進至K13+635 時，部分和部分全部停止掘進；若進口端掘進至K13+620 時，出口端掘進未到K13+635，那么停止進口端方向掘進，直至出口端掘進至K13+635，后繼續(xù)按上述進行施工；相反，出口端掘進至 K13+635時，進口端未掘進至 K13+620，那么停止出口端的掘進，直至貫通。3.3貫通段施工（ K13+620K13+635段中導洞）中導洞 K13+620K13+635段設計為 V 級圍巖，按照LS5a 襯砌類型進行支護，施工此段時，從出口掘進施工停止，由進口端向出口端進行貫通施工，嚴禁兩頭同時施工。此段施工，采用小斷面導洞出洞，小導洞設

15、置于上臺階，施工時采用“短進尺、弱爆破、勤量測”的施工原則，每循環(huán)開挖進尺按照 1 榀鋼架間距（ 0.5m）控制，上臺階小導洞支護根據(jù)情況可采用 160 格柵鋼架進行加強，鋼架間距 0.75m/ 榀作為臨時加強支護。全環(huán)施作系統(tǒng)砂藥卷錨桿并掛網，錨桿采用 22 螺紋鋼，長度 2.5m/ 根，間距環(huán)向 1m縱向 0.5m，鋼筋網采用 8 鋼筋，網格尺寸 20 20cm。相鄰鋼架間采用 22 縱向鋼筋連接，連接筋內外交錯布置。采用 25 中空注漿錨桿做好頂部加強防護措施， 超前錨桿長度 3.5m/ 根，3 根/ 環(huán)，環(huán)向間距 60cm。做好超前地質預報和沉降觀測工作，確保施工的安全和進度，直至貫通

16、。3.4開挖注意事項 :（1）隧道施工應堅持 弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測 的原則。（2）小炮開挖或人工開挖，嚴格控制裝藥量。（3）工序變化處鋼架（或臨時鋼架）應設鎖腳鋼管，以確保鋼架基礎穩(wěn)定。（4）導坑開挖寬度及臺階高度可根據(jù)施工機具、人員安排等進行適當調整。（5）鋼架之間縱向連接鋼筋應及時施作并連接牢固。（6）施工中，應按有關規(guī)范要求，進行監(jiān)控量測，及時反饋結果，分析洞身結構的穩(wěn)定，為支護參數(shù)的調整提供依據(jù)。（7）出洞后及時施作中隔墻，確保洞身的穩(wěn)定。4風險預控4.1 地質素描地質素描是圍巖工程地質特性和支護措施的合理性最直觀、最簡單、最經濟的描述和評價。地質素描與隧道開挖同步進

17、行，每循環(huán)開挖完成后由現(xiàn)場負責人、技術主管、安全員對開挖掌子面地質情況進行觀察。重點描述以下內容：（1）巖石的結構、顏色、軟硬程度、破碎程度等；（2）層理、片理、節(jié)理裂隙等各種軟弱面的產狀特征、寬度、延伸情況、連續(xù)性、間距等；(3) 各結構面的充填物質成分和泥化、軟化情況；（4）地下水及基巖裂隙水發(fā)育情況；根據(jù)地質素描，大致判斷圍巖級別，同時制定本循環(huán)支護措施，若發(fā)現(xiàn)圍巖與設計不符時，立即采取相應處理措施，制定施工方案。4.2 洞口地表、地中沉降觀測及洞內圍巖量測監(jiān)控4.2.1 洞口地表、地中沉降觀測加強洞口段地表、地中沉降觀測及洞內圍巖量測，觀測點在開挖完成后下沉之前埋設好，一直觀測到下沉穩(wěn)

18、定為止。觀測點布置沿縱向（隧道中線）布置，其量測間距與埋深關系很大，量測斷面間距按下表埋設：洞口地表沉降點埋設斷面間距表埋深 h 與洞室2BhBh2Bh52次 d21 51次 d3O5 11次 2 3d40.2 O51次 3d50.21次 7d對較差圍巖段，加密圍巖觀測點，加大圍巖觀測頻次，并根據(jù)具體情況及時調整量測項目或增加量測的內容，每次量測后及時進行量測數(shù)據(jù)分析，并繪制量測數(shù)據(jù)時態(tài)曲線和距開挖面關系圖；對初期的時態(tài)曲線應進行回歸分析，預測可能出現(xiàn)的最大值和變化速度。對圍巖變化超出允許范圍時，及時向項目總工匯報，根據(jù)具體情況及時采取加厚噴層、加密或加長錨桿、增加鋼架等加固措施。并將結果反饋

19、給設計、監(jiān)理，實現(xiàn)動態(tài)設計、動態(tài)施工。圍巖穩(wěn)定性的綜合判別，根據(jù)量測結果按下列指標進行：根據(jù)位移變化速度判別：a凈空變化速度持續(xù)大于5.0mmd 時，圍巖處于急劇變形狀態(tài)，加強初期支護系統(tǒng)。b凈空變化速度小于0.2mmd 時，圍巖達到基本穩(wěn)定。5安全保障措施針對隧道出洞施工特點，項目部安排24h 日夜值班制度，對洞內施工全程跟蹤并記錄，對隧道圍巖狀況、初期支護施工質量、仰拱開挖長度、爆炸物品儲存使用、施工用電等施工情況了如指掌，發(fā)現(xiàn)的安全隱患、質量通病等問題即時解決，確保隧道施工全面受控。5.1 洞內外爆破安全控制洞內外爆破作業(yè)，由專職安全員統(tǒng)一指揮，施工時嚴格按爆破設計要求控制用藥量。裝炮完畢檢查并記錄裝炮個數(shù)、地點，以便核對消耗和領取數(shù)量，剩余火工品及時入庫。爆破前按警戒距離劃定警戒區(qū)，設置防護人員，疏散施工人員，撤離現(xiàn)場機具到安全地點，方可點炮。爆破后必須經過通風排煙，15min 以后，才準許檢查人員進入工作面，檢查有無盲炮及可疑現(xiàn)象