隧道施工工藝

1、黃土隧道施工工藝工法為了預防在黃土中開挖隧道的大變形和坍塌問題，采用臺階分布開挖法（又稱環(huán)形開挖 留核心土法），結(jié)合噴射碎及時封閉開挖面，用超前管棚支護、鋼拱支撐、掛網(wǎng)、打錮桿等 來加強土體強度及限制圍巖應力重新分布，實施短開挖，快循環(huán)來減少對土體的擾動，是目 前黃土隧道施工的較完整的方法。.施工方法及工藝要點根據(jù)工地實際情況，設計并施打超前管棚。鋼管真彳一股為力60mm長4.5m間距30cm 夕前角20,首尾相接長度不少于1.5m鋼管內(nèi)充填20號硅或者水泥砂漿。上半斷面人工用風鎬及電鏟掏槽。掏槽寬期J1m縱向掏槽深度每次約0.8m開挖后立即射碎封閉斷面。噴射4cmWl20號碎，封閉開挖斷面，

2、以免孔隙水從斷面處 滲出，而使土體失穩(wěn)。架鋼拱及掛網(wǎng)。鋼拱規(guī)格為I 20a,按設計斷面計算用量。拱架之間的間距依每次開挖長 度約為0.8m每桶鋼拱縱向用力20鋼筋連接，鋼筋間距1.2m管棚尾端焊接于拱架腹部， 以增強共同支護作用。力8鋼筋網(wǎng)格間距為20cme 20cm噴射碎填充鋼拱間空隙。拱架與開挖輪廓之間的所有間隙用20號碎噴射充填密實，先噴 拱架與輪廓之間空隙，再噴拱架，然后再噴拱架之間，直至噴到規(guī)定的厚度。按上述15的方式開挖5m右后，開挖支撐學子面的核心土支持部分。仁半斷面初期支護穩(wěn)定的條件下，開始開挖下半斷面：首先通過在上半斷面的鋼拱的 拱腳打注漿錨桿，以防止拱架及圍巖變形與下沉。鉆

3、進后進行注漿，兩側(cè)以等間距各?T5根 錨桿。經(jīng)過做試驗，這樣的錨桿與黃土結(jié)合后，抗撥力可達8t以上。開挖出磴完成后立即噴射碎封閉圍巖，然后架鋼拱支撐和掛網(wǎng)，經(jīng)分層噴射碎直到設計 厚度。再鋪設土工布防水板，做二次襯砌。.施工工藝流程圖.勞動力組織及進度指標管棚及錨桿安裝3 5人開挖工 8 12人噴碎 13 人架鋼拱及掛網(wǎng) 8人出硝 10 人碎襯砌 16 人管棚、錨桿、鋼拱制作 4人在砂粘土層無滲水時，采用每循環(huán) 1.0m進尺，月進度可達成洞36m以上在砂粘土層有滲水及砂層中無滲水時，采用每循環(huán) 0.8m進尺，月進度可達 成洞30m以上。在砂層有中滲水時，嚴格控制每循環(huán) 0.6m進尺，月進度可達成

4、洞20-26m以上 4.主要施工機械采用國產(chǎn)WES 12A型煤電鉆改制成開挖風鎬10臺。自制碎襯砌臺車1臺。PC-200挖掘機2臺。其余如手持風鉆（錨桿）、碎噴射機、電焊機、鋼筋切割機、碎攪拌機、出磴車輛、裝載機、注漿機、空壓機、變壓器等按常規(guī)隧道施工配置。.質(zhì)量控制要點嚴格控制管棚角度嚴格噴射碎工藝，按配合比拌制碎料，特別要嚴格控制外加劑摻量。新舊碎 面要清洗至露出碎的本色，沒有泥土或雜物。分層噴射，以保證噴射碎的質(zhì)量。保證立拱質(zhì)量。注意螺栓松緊程度和連接筋的焊接質(zhì)量。確保鋼筋網(wǎng)與圍巖緊密相貼，鋼筋網(wǎng)必須連接牢固，否則噴射碎時會振動鋼 筋網(wǎng)，從而降低噴射碎質(zhì)量。保證核心土的大小和長度消除拱腳

5、積水與淤泥，通過打拱腳錨桿或擴大拱腳認真加固拱腳，加強縱向聯(lián)結(jié)等，使初期支護與圍巖形成完整體系。盡量單側(cè)落底或雙側(cè)交錯落底，避免上半斷面兩側(cè)拱腳同時懸空；控制落底 長度，視圍巖情況采用1-3m,不大于6m減少上、下臺階施工的相互干擾，并及時封閉成環(huán)。找出每道工序的合理施工時間，各工序嚴格按標定時間進行控制，從而縮短循環(huán)作業(yè)時間，減少開挖面土體的暴露時間。及時監(jiān)控量測圍巖，觀察拱頂，拱腳的收劍情況，據(jù)此調(diào)整初期支護參數(shù)。.安全及環(huán)保措施首先做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥善處理好陷穴、裂縫， 以免地面積水浸蝕洞體周圍，造成土體坍塌。在含有地下水的黃土層施工時，洞內(nèi)外排水溝應進行鋪砌，必

6、要時應配合井 點降水等將地下水位降至隧道襯砌底部以下，以保施工順利進行。在干燥無水的黃土層中施工，應管理好施工用水，不使廢水漫流。如發(fā)現(xiàn)工作面有失穩(wěn)現(xiàn)象，應及時用噴碎封閉，加設錨桿、架立鋼支撐等加強支護。施工時要特別注意拱腳與墻腳處斷面，如超挖過大，應用漿砌片石回填，如發(fā)現(xiàn)該處土體承載力不夠，應立即加設錨桿或采取其它措施進行加固。在開挖與灌筑仰拱前，為防止邊墻向內(nèi)位移，直加設橫梁頂緊。噴射機所用的壓力，一般以不超過 0.2Mpa為宜。若拱部位于砂層時，為防止噴碎層塌落，可用 4mmi勺密鋼絲網(wǎng)緊貼開挖面 作為固定初噴碎用。密網(wǎng)用兩根8mm長35cm的錨釘加以固定；也可用2根 22mm勺環(huán)向鋼筋

7、將網(wǎng)壓緊在開挖面上，以防噴碎時鋼絲網(wǎng)脫落。鉆錨桿孔時，宜采用干鉆，錨桿采用藥包式或早強砂漿式錨桿。施工中如發(fā)現(xiàn)不安全因素時，應暫停開挖，加強臨時支護，以便取適應性 的工序安排。黃土隧道施工1、概況隧道分上下行線，上行線長1455m下行線長1422m設計為單心圓斷面，VI級圍巖開挖寬度為13.2m,高度9.5m,橫斷面面積106.7m2; V級圍巖開挖寬 度13.1m,高度9.4m,橫斷面面積101.1m2。襯砌采用復合式，分兩次模筑混凝 土，一次襯砌為變截面結(jié)構(gòu)，厚度為 50-70cm （VI級圍巖段）、4565cm （V級 圍巖段），二次襯砌為等截面結(jié)構(gòu)，厚度為 35cm隧道穿越地層為第四系

8、中更新統(tǒng)沖積老黃土， 灰黃、褐黃色，為粉質(zhì)亞粘土， Ip=9.5 , 土質(zhì)均勻，局部較疏松，層理和柱狀節(jié)理發(fā)育，含水量為11K18%山頂為水澆地，隧道洞身土體含水量較大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。洞口淺埋段覆蓋層 為第四系上更新統(tǒng)風積黃土，層厚 4.6-40m,淺黃色，土質(zhì)較松散，大孔隙、 垂直節(jié)理發(fā)育，其中自重濕陷性黃土層厚 24m黃土陷穴順溝發(fā)育，呈申珠狀。2、開挖方案遵循“短開挖，強支護，勤量測，緊封閉”的原則，上下行線進出口共4個工作面同時作業(yè)，針對不同地質(zhì)條件采取不同的開挖方法。洞口 VI級圍巖淺埋段采用雙側(cè)壁導坑先墻后拱法施工。VI級圍巖深埋段及V級圍巖采用礦山法正臺階先拱后墻法施工，拱部開

9、挖 寬1.8m環(huán)形帶保留核心土，開挖后即施行一次模筑襯砌，側(cè)墻馬口采用四步跳 躍法施工，中間4m寬修成斜坡道，以保證上半斷面同時施工。3、V級圍巖施工采用正臺階先拱墻、拱部環(huán)形法開挖，工作面多，進度快，保留核心土便于 支撐，能保證圍巖穩(wěn)定，避免塌方，施工安全。根據(jù)黃土地質(zhì)特性和施工工期要求， 為避免塌方，貫徹短開挖原則，上導坑 掘進每循環(huán)2.4m,并根據(jù)圍巖狀況，隨時進行調(diào)整。每個學子面配備 10幅鋼拱 架，640塊120cmx 30cm鋼模板，1臺挖掘機，1臺裝載機，6臺出行查運輸車。先開挖拱頂環(huán)形I部用洋鎬沿開挖輪廓線由上向下開挖， 配合鐵耙將松土扒離學子面，每次掘進 2.4m。拱頂中心處

10、掌子面要向前多掘進 0.5m,以備混凝土一次支護封頂。如果開挖時發(fā)現(xiàn)頂部土體有裂紋或疏松現(xiàn)象， 應邊開挖邊支撐，支撐用楊木 背板加小40鋼管，鋼管底部撐在核心土上。管棚超前支護黃土隧道土質(zhì)比較松散，且層厚一般為 20-60cm,開挖后易形成分層坍塌， 故需較強的初期支護，采用管棚方案較適宜。鋼管直徑大，與土體接觸面積大， 接觸密貼，沒有空隙，有利于力的傳遞。而注漿錨桿直徑和剛性都較小，當注漿 時，由于水泥漿內(nèi)的水分對錨桿周圍的土體侵蝕， 使土體濕陷，周圍易形成空洞， 起不到對土體的有效支撐。管棚支護縱向布置如圖2所示。棚管用小40鋼管，長3.4m。先用煤電鉆沿 開挖輪廓線在學子面上打眼（孔眼間

11、距 35cm,深度240cn）,然后用大錘將鋼管 沿孔眼打入前方土體中，鋼管外傾角約 16。開挖II部II部一次掘進2.4m。人工配合機械開挖。出硝采用無軌式運輸。柳州產(chǎn)ZL50 裝載機裝硝，小松山推PC200窮掘機配合。首先用挖掘機將一側(cè)II部的土體由上至下開挖1.0m,并將土扒出核心土范 圍以外，便于裝載機裝磴。開挖時側(cè)面開挖輪廓線處預留厚50cm土體，原因是挖掘機開挖時對土體的振動比較大， 如果直接按輪廓線開挖易造成土體坍方， 形 成超挖。然后人工用洋鎬將預留的 50cm土體沿輪廓線開挖，邊開挖邊支撐，同 時出磴，而此時，挖掘機則換至另一側(cè) II部進行開挖，如此左右側(cè)交替。注意 開挖時，

12、拱腳處至少留深20cm土用人工開挖，嚴禁拱腳超挖，防止因拱腳原狀 土被破壞造成混凝土襯砌時拱架下沉。黃土隧道拱腰處土體最易發(fā)生坍方，所以在進行 II部開挖時，應邊開挖邊 加固，加固方法為簡易支撐，即用楊木板緊貼開挖輪廓表面，用小 40鋼管支撐 在核心上。支撐間距1.0m,交錯布置。待進行一次模筑混凝土支護時邊澆筑混凝土邊將木板取出格柵支撐黃土隧道土體松散，超前管棚打入前方土體中時，需在管棚尾部加設格柵支 撐，加強初期支護。格柵采用 20cm 20cm斷面的鋼花拱，分3段組裝，通過鋼 墊板用小16螺栓將3段連成整體。安裝鋼花拱時應緊貼開挖輪廓表面，并將管 棚的管尾與之焊接，使棚管尾端擔在鋼花拱上

13、，最大限度地發(fā)揮管棚的作用。鋼 花拱之間每隔1m設1根625縱向連接筋。開挖III部，核心土整形格柵支撐安設完畢后，用挖掘機將III部土挖除，核心土頂面修成平臺，平 臺沿隧道縱向?qū)挾?.6m,并在核心土的中間高度處再修一縱向?qū)挾燃s為 1.2m的 二級平臺，以備一次模筑混凝土時人工上料使用。這樣核心土縱向長度約 4.8m, 可對前方學子面土體起支撐作用。立鋼拱架和模板拱部開挖完畢后，進行襯砌寬度和拱腳高程放樣，然后立模工班按放樣點位 將鋼拱架立好。鋼拱架用工字鋼制作。模板用120cmx 30cm鋼模。檔頭模板用木 模。初期支護黃土隧道在開挖后30h內(nèi)圍巖變形較大，如不及時支護，極易發(fā)生塌方。故

14、開挖結(jié)束后，應立即進行混凝土初期支護?；炷潦┕げ捎冒韬险景韬?，運輸車 運輸，人工上料，插入式振動棒搗周，左右側(cè)交替澆筑?；炷练忭敃r應注意將 頂部搗固密實，并用自制小鏟從擋頭模板處將混凝土填塞密實。開挖下導坑下導坑邊墻施工與上導坑之間的距離保持 6080m為宜，距離過短影響上導 坑機械作業(yè)，距離過長，會使已施工的拱部下沉，造成二次襯砌厚度不夠，影響 下步工序施工。下導坑邊墻施工采用四部跳躍法，左、右邊墻錯開，每個馬口開挖長度為2.4m。先用挖掘機挖中槽，中槽寬4.0m,長20m不宜過寬、過長。寬度原則上 能保證上導坑施工機械通過即可，否則左、右拱腳下的土體由于受到拱圈的擠壓， 向中槽處靠攏，

15、容易使拱圈下沉，嚴重者可使拱圈混凝土產(chǎn)生裂縫。中槽挖成斜 坡形式，使上、下導坑連接。然后用人工左、右錯開開挖馬口。邊墻的格柵支撐應與拱部格柵上、下對正，并焊接牢。格柵安設完畢后，將 拱腳表面的混凝土鑿毛，用鋼刷清理干凈，之后模筑襯砌一次混凝土。封口用干 硬性混凝土人工分次填滿搗實。4、V級圍巖淺埋段施工要點隧道上行進口、下行出口段各10m均采用雙側(cè)壁導坑先墻后拱法施工順序施 m o(1)人工挖2個側(cè)壁導坑，導坑寬4.0m,高3.0m拱形，導坑一次掘進2.0m。(2)架立邊墻格柵支撐，立模澆筑一次混凝土襯砌。(3)人工開挖拱部環(huán)行部位，寬度1.8m,留核心土。(4)施作小40超前管棚，鋼管長3m

16、間距35cni(5)架立格柵支撐。格柵用20cmx 20cm鋼花拱，間隔1m設縱向連接筋。(6)立模澆筑拱部一次混凝土襯砌。5、主要技術對策拱部沉降和拱腳收斂的控制黃土隧道與石質(zhì)隧道的最大不同點就是拱部沉降和拱腳收斂較大，針對這種情況我們采取了以下措施。監(jiān)控量測在隧道施工過程中，從第一組襯砌開始，一個斷面內(nèi)在拱頂和2個拱腳處埋 設3個觀測點，用收斂計和水平儀分別觀測拱腳水平收斂值和拱頂下沉值。 隨著 隧道施工的前進，每隔10m作一個觀測斷面，最前端的一個斷面緊跟掌子面。 前 7d每天觀測1次，以后1個月內(nèi)3d觀測1次，之后每月觀測1次。通過觀測發(fā)現(xiàn)在拱部一次襯砌施工完畢至邊墻開挖前,拱頂下沉

17、6 - 8cm, 拱腳收斂12cnr在邊墻開挖后拱部發(fā)生第二次下沉，下沉量為 6-8cm,收斂 量基本不變。根據(jù)觀測結(jié)果及時反饋至施工中去，將原有預留沉降量15cm變?yōu)?7cm有效地保證了二次襯砌的厚度。及時封閉仰拱據(jù)量測，在一次混凝土初期支護完成后，隧道拱頂下沉約12-16cm,為避免繼續(xù)變形，應及時封閉仰拱混凝土。仰拱與馬口之間的距離保持20cm為宜，不能偏大。仰拱采用半幅施工法，保證上下導坑作業(yè)的進行。當半幅施工30cm左右，再換至另外半幅。及時封閉二次襯砌永久支護一次襯砌封頂時，受工作面的限制，可能造成封頂混凝土不密實。而兩側(cè)拱 腰處向內(nèi)擠的壓力很大。如果不及時施作二次襯砌永久支護，

18、容易在拱頂造成裂縫。針對以上情況我們在施工中每個洞口配備了 1臺邊頂拱式混凝土襯砌鋼模臺車，二次襯砌施工與上下洞口同時作業(yè)。加設鎖腳錨桿在拱腳處每側(cè)加設2根鎖腳錨桿，錨桿為小40鋼管，長2m,垂直于拱腳外 側(cè)面打入土中1.5m。剩余0.5m與一次襯砌混凝土澆筑在一起。預防塌方在開挖過程中，應遵循短開挖、強支護的原則，隨時觀察土質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)土 質(zhì)疏松、節(jié)理發(fā)育時，加設調(diào)整循環(huán)進尺，同時加密管棚鋼管數(shù)量，及時跟進一 次襯砌，縮短開挖與襯砌之間時間問隔。 如發(fā)生塌方，必須用同強度等級的混凝 土填塞密實。6、結(jié)論黃土隧道采用正臺階先拱后墻、拱部環(huán)形、保留核心土法開挖有以下優(yōu)點：(1)與錨噴法施工比較，

19、有施工速度快，安全，節(jié)約投資的優(yōu)點。單口平 均月進尺90m最高單口月進尺120m(2)可以有效控制塌方、拱部沉降與收斂，使隧道各部的尺寸達到設計要 求，保證永久支護混凝土厚度。黃土隧道施工注意事項一、施工準備階段注意事項1、應在隧道施工前組織施工單位及監(jiān)理單位的技術人員，認真學習公路隧道 施工技術規(guī)范，熟悉設計文件，通過聘請專家進行黃土隧道施工技術專題講座 等形式，使施工單位及監(jiān)理單位的技術人員掌握項目黃土隧道施工特點，保證上崗人員的業(yè)務素質(zhì)滿足黃土公路隧道建設的要求。2、組織設計技術交底與圖紙會審，督促施工單位全面領會設計文件精神，會同 設計單位核對設計圖紙存在的問題，組織設計和施工單位共同

20、核對地形地質(zhì)條件 是否與實地情況相符。3、審核施工單位施工控制測量資料是否經(jīng)監(jiān)理單位批準并滿足規(guī)范要求，審核 實施性施工組織設計是否科學合理、切實可行。4、審核施工單位施工現(xiàn)場布設是否合理、安全，尤其是危險品存放庫房等設施 設置情況及危險品采購手續(xù)辦理情況。5、檢查驗收施工單位洞口附屬工程、 臨時設施、設備配置以及試驗室建立情況。 6、審核施工、監(jiān)理、試驗單位人員、設備到位情況，各項制度措施建立健全情 況。7、審核施工、監(jiān)理等單位從業(yè)人員崗前安全教育培訓及上崗持證情況。二、施工階段注意事項1、檢查驗收施工單位施工方法是否與施工組織方案一致。2、檢查驗收洞口淺埋段、坡面防護及地表排水系統(tǒng)的完善情

21、況。檢查驗收洞頂 黃土陷穴的回填處理情況。3、檢查明洞的施工是否及時、規(guī)范，洞口安全施工支護措施是否合理有效。4、進一步核實檢查淺埋段和洞口加強段開挖施工方法、支護方式以及地質(zhì)條件、地表沉陷等變化情況，核實施工安全保障措施是否有效可靠。5、檢查施工防排水系統(tǒng)是否通暢、順適、完善。6、檢查隧道開挖循環(huán)進尺、核心土大小、側(cè)壁導坑的長度、馬口開挖長度是否 合理、符合規(guī)范要求。7、檢查拱架、超前支護、襯砌碎厚度是否滿足設計及規(guī)范要求。8、檢查對洞頂?shù)乇沓两?、裂縫，洞內(nèi)拱頂下沉、收斂是否按規(guī)范規(guī)定進行了監(jiān)控，并詳細了解監(jiān)控量測情況。9、抽查錨桿長度、角度、間距及鋼拱架間距是否滿足設計要求。10、檢查仰拱封閉、二次襯砌離學子面之間的距離是否滿足設計及穩(wěn)定要求，并根據(jù)圍巖狀況及量測數(shù)據(jù)及時進行調(diào)整。11、檢查結(jié)構(gòu)防排水系統(tǒng)的設置是否符合設計要求；12、檢查隧道施工現(xiàn)場布置、用電、通風、供水、照明、排水等設施安放情況是 否安全可靠、規(guī)范，洞內(nèi)亮度及通風效果是否滿足規(guī)范要求。13