[福建]公路隧道標(biāo)準(zhǔn)化施工技術(shù)圖文解說

1、牛巖山隧道標(biāo)準(zhǔn)化施工一工程概況京臺(tái)線建甌至閩侯高速公路福州段牛巖山隧道為福建省在建最長公路隧道， 為我項(xiàng)目控制性工程，左線全長9252米，右線全長9198米，隧道設(shè)計(jì)行車速度：80km/h，最大埋深約500米。隧道左線采用三區(qū)段斜豎井送排式分段縱向通風(fēng)，左線斜井水平距長度1366.66m，縱坡14.56%，豎井長XX米；隧道右線采用兩區(qū)段斜井送排式分段縱向通風(fēng)，右線斜井水平距長度1030m，縱坡16.05%。二工程進(jìn)展牛巖山隧道于2012年9月正式開工， 2013年8月21日完成斜井洞身開挖，由斜井進(jìn)入主線開挖。2014年11月27日順利完成左線開挖貫通。截至目前左線隧道開挖支護(hù)已全部完成，右

2、線剩余250米；二次襯砌、溝槽等正在積極施工。圖1 隧道貫通三隧道標(biāo)準(zhǔn)化施工3.1洞口工程隧道洞口工程按照“零開挖”進(jìn)洞理念，遵循“早進(jìn)洞、晚出洞”施工原則。盡量避免對山體的大刷大挖，隧道洞頂截水溝以內(nèi)植被禁止砍伐破壞，分離式隧道中間山體開挖時(shí)盡可能保護(hù)兩側(cè)山體，維護(hù)原有的生態(tài)地貌，洞門力求與自然環(huán)境、人文景觀相協(xié)調(diào)。圖2 隧道洞口洞口邊仰坡開挖采用明挖法施工，自上而下分階段、分層進(jìn)行開挖，并隨開挖隨支護(hù)，確保邊仰坡穩(wěn)定。進(jìn)洞大管棚套拱設(shè)置在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，套拱內(nèi)孔口管間距、角度安裝準(zhǔn)確。鉆孔采用地質(zhì)鉆機(jī)，鉆孔完成后及時(shí)安裝管棚，防止踏孔，管棚內(nèi)注漿嚴(yán)格控制注漿壓力。圖3 大管棚施工32超前地質(zhì)

3、預(yù)報(bào)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)采用TGP、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探頂、超前加深炮孔等，分別探測前方120-150米、30米、5米的圍巖地質(zhì)、水文等情況，通過長中短三種距離相結(jié)合的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)掌控，相互驗(yàn)證，確保開挖作業(yè)全過程能夠準(zhǔn)確掌握前方地質(zhì)情況，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。圖4 地質(zhì)雷達(dá)33洞身開挖牛巖山隧道開挖方法主要有中隔壁法（CD法）、正臺(tái)階法、全斷面法等。圖5 CD法開挖圖6 臺(tái)階法開挖圖7 全斷面法開挖隧道、級圍巖開挖采用全斷面法。石質(zhì)隧道的爆破作業(yè)，采用光面爆破或預(yù)裂爆破。爆破作業(yè)根據(jù)工程地質(zhì)條件、開挖斷面、開挖方法、循環(huán)進(jìn)尺和爆炸材料進(jìn)行鉆爆設(shè)計(jì)。鉆爆設(shè)計(jì)根據(jù)爆破效果不斷優(yōu)化爆破參數(shù)。為了達(dá)到良好的爆

4、破效果，施工過程中嚴(yán)格控制周邊眼間距及裝藥量，嚴(yán)格控制外插角角度。周邊眼間距一般40公分，裝藥采用間隔式裝藥，藥卷需提前加工，將乳化炸藥分段間隔捆綁在裝有導(dǎo)爆索的竹片上，后放入周邊眼內(nèi)，所有裝藥炮眼均采用炮泥堵塞。鉆孔過程中采用定人、定崗、定鉆，分清責(zé)任區(qū)，以獎(jiǎng)為主，獎(jiǎng)罰分明的獎(jiǎng)懲措施。圖8 鉆爆開挖周邊眼放點(diǎn)圖9 周邊眼藥卷加工圖10 隧道光爆效果（拱部）圖11 隧道光爆效果（邊墻）3.4初期支護(hù)與輔助工程措施3.4.1噴射混凝土牛巖山隧道初期支護(hù)噴射混凝土采用濕噴工藝，濕噴設(shè)備采用全自動(dòng)噴漿機(jī)械手，其具有操作輕巧方便、噴漿速度快、回彈料少、施工環(huán)境較好、安全系數(shù)較高等優(yōu)點(diǎn)。噴射混凝土作業(yè)采

5、用分段、分片、分層依次進(jìn)行，噴射順序自下而上，分段長度不宜大于6米。噴射時(shí)先將低洼處大致噴平，再自下而上分層、往復(fù)噴射至厚度控制標(biāo)志。噴射混凝土作業(yè)時(shí)噴嘴垂直巖面。噴嘴與受噴面間距宜為0.61.2米。噴射混凝土終凝2小時(shí)后，噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于7天。圖12 機(jī)械手濕噴圖13 隧道噴漿效果（拱部）圖14 隧道噴漿效果（邊墻）3.4.2錨桿施工隧道錨桿采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)成孔，拱頂可采用YSP-45向上式高頻鉆機(jī)。錨桿鉆孔利用支護(hù)臺(tái)架施鉆，按照設(shè)計(jì)間距布孔；鉆孔方向盡可能垂直結(jié)構(gòu)面或初噴砼表面；錨桿孔比桿徑大15，深度誤差不得大于50mm。圖15 YSP-45向上式高頻鉆機(jī)鉆孔砂漿錨桿作業(yè)程序是：先

6、注漿，后安錨桿。采用單管注漿工藝，灌漿管插至距孔底50-100mm處，開始注漿后反復(fù)將注漿管向孔底送，使砂漿將孔內(nèi)多余的水?dāng)D壓出孔外，之后隨水泥砂漿的注入緩慢勻速拔出，灌漿壓力不宜大于0.4MPa。所有錨桿都必須安裝墊板，墊板與噴射混凝土面緊貼。圖16 錨桿安裝圖17 錨桿支護(hù)效果3.4.3鋼架施工隧道鋼架支護(hù)分為型鋼鋼架和格柵鋼架兩種。型鋼鋼架彎制結(jié)合隧道開挖方法采用型鋼彎制機(jī)按照隧道斷面曲率分節(jié)進(jìn)行彎制，彎制完成后，先在鋼拱架試拼臺(tái)上進(jìn)行試拼。格柵鋼架在現(xiàn)場設(shè)計(jì)的工裝臺(tái)上加工，根據(jù)不同斷面的鋼架主筋輪廓放樣成鋼筋彎曲模型。鋼架的焊接在胎模內(nèi)焊接，控制變形。按設(shè)計(jì)加工好各單元格柵鋼架后，組織

7、試拼，檢查鋼架尺寸及輪廓是否合格。圖18 鋼拱架整體冷彎成型圖19 鋼拱切分成段圖20 鋼拱架分段成品圖21 連接板加工機(jī)床圖22 拱架連接板圖23 連接板焊接效果鋼架安裝在掌子面開挖初噴完成后立即進(jìn)行。根據(jù)測設(shè)的位置，各節(jié)鋼架在掌子面以螺栓連接，連接板密貼。為保證各節(jié)鋼架在全環(huán)封閉之前置于穩(wěn)固的地基上，安裝前清除各節(jié)鋼架底腳下的虛碴及雜物。圖24 拱架安裝腳底基礎(chǔ)鋼板效果圖24 拱架安裝效果3.4.4鋼筋網(wǎng)片鋼筋網(wǎng)片采用級6.5鋼筋焊制，在鋼筋加工場內(nèi)集中加工。按圖紙標(biāo)定的位置掛設(shè)加工好的鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片隨初噴面的起伏鋪設(shè)，綁扎固定于先期施工的系統(tǒng)錨桿之上，再把鋼筋片焊接成網(wǎng)，網(wǎng)片搭接長度

8、為12個(gè)網(wǎng)格。圖25 鋼筋網(wǎng)安裝效果3.4.5超前小導(dǎo)管超前小導(dǎo)管和鋼架聯(lián)合支護(hù)時(shí)，宜從鋼架腹部穿過。沿隧道開挖線向外1015外插角安裝，導(dǎo)管環(huán)向幾間距宜為200-500mm。注漿前對開挖面及周邊噴射混凝土封閉，以防注漿時(shí)孔口跑漿。圖26 超前小導(dǎo)管布設(shè)及注漿3.5仰拱與鋪底隧道設(shè)有仰拱時(shí)，及時(shí)安排施工，使支護(hù)結(jié)構(gòu)早閉合。仰拱、鋪底及時(shí)施作，與開挖面的距離宜為30米。仰拱砼整體澆注一次成型。仰拱施工時(shí)，可搭棧橋保證洞內(nèi)臨時(shí)交通通暢。仰拱、鋪底施工前必須清除隧底虛碴、淤泥和雜物，超挖部分采用同級混凝土回填。圖27 仰拱施工圖27 底板施工3.6隧道防排水牛巖山隧道防排水采用“防、排、截、堵相結(jié)合

9、，因地制宜，綜合治理”的原則，達(dá)到防水可靠，經(jīng)濟(jì)合理，不留后患的目的。隧道結(jié)構(gòu)防水由噴射混凝土、全封閉柔性卷材防水層和二次襯砌結(jié)構(gòu)自防水等組成。隧道二次襯砌混凝土采用防水混凝土，其抗?jié)B等級不低于P8；拱墻設(shè)置PVC防水板加土工布；施工縫設(shè)置止中埋式止水帶。拱墻每810m設(shè)1環(huán)50環(huán)向透水盲溝，兩側(cè)邊墻外側(cè)泄水孔標(biāo)高處設(shè)縱向貫通的直徑100“HDPE打孔波紋管”透水管，通過三通接頭與環(huán)向盲溝及邊墻泄水孔連通。3.6.1排水盲管施工排水管采用鉆孔定位，定位孔間距在30cm50cm。將膨脹錨栓打入定位孔或?qū)㈠^固劑將鋼筋頭預(yù)埋在定位孔中，固定釘安在盲管的兩端。用無紡布包住盲管，用扎絲捆好，用卡子卡住盲

10、管，然后固定在膨脹螺栓上。采用三通與環(huán)向透水管、縱向波紋管、邊墻泄水孔相連。 圖28 排水管三通3.6.2防水板施工防水板施工前做好基面處理，平整度超標(biāo)局部超挖段采用掛網(wǎng)補(bǔ)噴，使其表面平順，表面鋼筋頭、錨桿頭等切除后砂漿抹平。表面滲水采用注漿堵水設(shè)盲管引排。分離式防水板鋪設(shè)采用從下向上的順序鋪設(shè)，松緊適度，一般松弛率環(huán)向10%、縱向6%。防水板鋪掛前，用帶熱塑性圓墊圈的射釘將土工布平整順直地固定在基層上，固定點(diǎn)的間距宜為拱頂0.50.8m、邊墻0.81.0m、底部1.01.5m,呈梅花形排列。防水板宜采用電熱壓焊器熱熔熱塑性圓墊圈固定，使防水板與熱塑性圓墊圈熔化粘結(jié)為一體。圖29 防水板熱熔墊

11、片圖30 防水板掛設(shè)效果3.6.3止水帶施工止水帶采用中埋式止水帶，止水帶埋設(shè)位置準(zhǔn)確，其中間空心圓環(huán)與施工縫中心線重合，止水帶固定采用鋼筋卡固定，施工方法為：沿襯砌軸線每隔不大于0.5m鉆一12的鋼筋孔。將制成的鋼筋卡，由待灌混凝土側(cè)向另一側(cè)穿過擋頭模板，內(nèi)側(cè)卡進(jìn)止水帶一半，另一半止水帶平靠在擋頭板上。待混凝土凝固后拆除擋頭板，將止水帶拉直，然后彎鋼筋卡緊止水帶。圖31 止水帶施工效果3.7二次襯砌隧道初期支護(hù)完成后，為有效地控制其變形，仰拱盡量緊跟開挖面施工，二次襯砌距掌子面不得超過200m。3.7.1二襯鋼筋二襯鋼筋加工彎制前首先調(diào)直，并將表面油漬、水泥漿和浮皮鐵銹等均清除干凈。鋼筋安裝

12、時(shí)鋼筋長度、間距、位置、保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求。為確保二襯鋼筋定位準(zhǔn)確，鋼筋安裝間距及保護(hù)層厚度滿足要求，二襯鋼筋安裝采用鋼筋定位架進(jìn)行控制，鋼筋保護(hù)層墊塊采用高強(qiáng)砂漿墊塊。圖32 鋼筋定位卡具定位主筋間距圖33 鋼筋層間距控制良好圖34 鋼筋保護(hù)層墊塊效果圖35 鋼筋綁扎整體效果3.7.2二襯混凝土板襯砌臺(tái)車必須按照隧道內(nèi)凈空尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造，鋼結(jié)構(gòu)及鋼模必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。襯砌臺(tái)車經(jīng)施工單位會(huì)同監(jiān)理單位驗(yàn)收合格后方可投入使用。為保證襯砌緊跟掌子面宜采用單洞雙臺(tái)車制度?，F(xiàn)場重點(diǎn)控制原材料質(zhì)量，實(shí)時(shí)調(diào)整混凝土坍落度，改進(jìn)振搗工藝，加強(qiáng)模板臺(tái)車的維修和保養(yǎng)，使二襯混凝土拆模后表面

13、平整、密實(shí)、光潔，色澤一致，達(dá)到內(nèi)實(shí)外美效果。圖36 二襯混凝土整體效果圖37 二襯混凝土局部效果圖38 噴淋式養(yǎng)護(hù)臺(tái)架養(yǎng)護(hù)襯砌3.8監(jiān)控量測牛巖山隧道監(jiān)控量測項(xiàng)目列入施工組織設(shè)計(jì)，貫穿施工的全過程。監(jiān)控量測工作按要求及時(shí)布點(diǎn)、盡快讀取初始數(shù)據(jù)，監(jiān)測項(xiàng)目、量測斷面、測點(diǎn)布置、監(jiān)測頻率應(yīng)符合要求。現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)處理后及時(shí)將量測信息反饋給施工部門和設(shè)計(jì)單位，指導(dǎo)施工。圖39 監(jiān)控量測布點(diǎn)、測量圖40 隧道洞口設(shè)置監(jiān)控箱及公示牌3.9附屬工程施工預(yù)留洞室位置準(zhǔn)確提前開挖，洞室模板采用定型模板，模板定位準(zhǔn)確與襯砌模板臺(tái)車連接并固定牢固，與襯砌砼同時(shí)澆筑；預(yù)埋鋼管、鋼板、接線盒等，經(jīng)測量定位后采取在襯砌臺(tái)

14、車模板上鉆孔，用螺栓固定，并在管線內(nèi)提前預(yù)留鋼絲，便于混凝土澆筑完成后及時(shí)檢查管線是否通暢，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。圖41 隧道預(yù)留洞室圖42 隧道預(yù)埋管線試穿3.10安全文明施工3.10.1施工場地人員管理隧道洞口設(shè)立門禁系統(tǒng)和值班室，并由專人負(fù)責(zé)值班，日常施工人員進(jìn)洞需攜帶電子信息卡以便管理，其他人員進(jìn)洞實(shí)行書面登記制。所有進(jìn)入施工隧道的人員必須按規(guī)定佩戴安全帽、帶反光標(biāo)識(shí)的防護(hù)服、防塵口罩、手套、耳塞等安全防護(hù)用品，進(jìn)洞施工要領(lǐng)導(dǎo)帶班。圖43 進(jìn)洞人員登記圖44 領(lǐng)導(dǎo)代班公式牌3.10.2隧道通風(fēng)隧道施工須建立通風(fēng)管理制度，隧道通風(fēng)機(jī)及通風(fēng)管應(yīng)設(shè)置專人定期維護(hù)、修理，如有破損，必須及時(shí)修補(bǔ)或更

15、換。當(dāng)隧道掘進(jìn)距離洞口超過150m時(shí)，必須實(shí)施管道通風(fēng)。通風(fēng)應(yīng)能滿足洞內(nèi)各項(xiàng)作業(yè)所需最大風(fēng)量。送風(fēng)式的進(jìn)風(fēng)管口宜設(shè)在距洞口30m以外。送風(fēng)式通風(fēng)管送風(fēng)口距開挖面不宜大于15m，排風(fēng)式風(fēng)管吸風(fēng)口距開挖面不宜大于5m。長隧道通風(fēng)采用巷道式通風(fēng)，此通風(fēng)方案具有工作面通風(fēng)效果良好、污風(fēng)排出速度快、節(jié)約用電等優(yōu)點(diǎn)，以下以JTA4合同段牛巖山隧道為例進(jìn)行介紹。牛巖山隧道通風(fēng)方案部署為隧道右洞進(jìn)入新鮮空氣，左洞排放污風(fēng)，右洞掌子面污風(fēng)通過2#行車橫通道排放至左洞，再排出洞外，進(jìn)風(fēng)段右洞禁止行車，所有進(jìn)出車輛進(jìn)入右洞掌子面需從左洞經(jīng)2#行車橫通道后再前往右洞。將兩臺(tái)2*132kw軸流風(fēng)機(jī)設(shè)置在右線距2#行車橫

16、通道50m左右靠洞口一側(cè)，通過直徑1.8m風(fēng)管分別向兩個(gè)開挖面送風(fēng)；在距2臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)50m左右靠洞口一側(cè)設(shè)置2臺(tái)30kw射流風(fēng)機(jī)，此射流風(fēng)機(jī)可保證洞口新鮮空氣通過射流風(fēng)機(jī)傳送至軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)，并保證右洞污風(fēng)在2#行車橫通道壓入左洞；在左洞2#行車橫通道口設(shè)置一臺(tái)132kw軸流風(fēng)機(jī)，通過直徑1.8m風(fēng)管由洞內(nèi)向洞外排放污風(fēng)；并在左洞1#行車橫通道附近設(shè)置一臺(tái)30kw射流風(fēng)機(jī)，加快洞內(nèi)污風(fēng)排放。圖45 巷道式通風(fēng)平面布置圖圖46 隧道進(jìn)風(fēng)2*132KW軸流風(fēng)機(jī)+30KW射流風(fēng)機(jī)設(shè)置圖47 隧道排污132KW軸流風(fēng)機(jī)設(shè)置圖48 隧道排污排污30KW設(shè)流風(fēng)機(jī)設(shè)置3.10.3隧道降塵牛巖山隧道洞內(nèi)降塵采用以

17、水霧簾幕降塵結(jié)合環(huán)保除塵風(fēng)送式噴霧機(jī)的綜合降塵系統(tǒng)。水霧簾幕采用霧化裝置安裝與作業(yè)臺(tái)架上，利用隧道施工用的高壓風(fēng)和高壓水，即利用氣體介質(zhì)與液體介質(zhì)之間的相互擠壓、加速或剪切作用，將液體霧化，形成高壓水微粒霧蔽帶，使粉塵不能向外擴(kuò)散，隨著水粒降落。水霧簾幕在降塵效率、排煙時(shí)間、改善洞內(nèi)施工環(huán)境等方面均取得了顯著效果，且制作簡單、操作方便，具有極高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。圖49 水霧簾幕降塵噴霧機(jī)采用3WD2000-30型環(huán)保除塵風(fēng)送式噴霧機(jī)。其具有射程遠(yuǎn)、覆蓋面積大、霧粒細(xì)小、操作靈活、使用安全可靠、推拉自如、噴霧速度快、對粉塵霧珠附著力強(qiáng)、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。 爆破作業(yè)后首先采用環(huán)保除塵風(fēng)送式噴霧機(jī)對

18、洞碴噴霧降塵，同時(shí)開放水霧簾幕降塵系統(tǒng)，并在隧道底板已完成地段加設(shè)路面沖洗設(shè)備，對路面及來往車輛沖洗除塵，形成隧道綜合降塵系統(tǒng)。圖50 噴霧機(jī)降塵圖51 底板沖洗降塵3.10.4施工用電及防火隧道施工供電采用三相五線供電系統(tǒng)，并做到三級配電兩級保護(hù)。施工現(xiàn)場所有配電箱和開關(guān)應(yīng)有責(zé)任人和用途標(biāo)識(shí)。 隧道內(nèi)施工注意防火，隧道內(nèi)的變壓器、襯砌臺(tái)車、防水層臺(tái)架處設(shè)置滅火器材，每處不少于2臺(tái)。圖52 隧道三相五線供電系統(tǒng)圖53 隧道臺(tái)車、臺(tái)架配備滅火器3.10.5隧道施工應(yīng)急及救援牛巖山隧道日常施工中應(yīng)急搶險(xiǎn)物資配備充足。在軟弱圍巖段施工時(shí)掌子面的附近有足夠長度的逃生管道，管道管壁厚不小于10mm，管徑不小于600mm。隧道施工期間