隧道施工洞口開挖施工方案

隧道施工洞口開挖施工方案1.施工工藝流程隧道洞口位置根據(jù)隧道進(jìn)出口地形和工程地質(zhì)條件，結(jié)合開挖邊仰坡的穩(wěn)定性及洞口排水的需要，本著“早進(jìn)晚出”、的原則確定。西安端洞口：洞口位于寧陜縣新場鄉(xiāng)菜子坪西河西側(cè)，坡面較陡，植被茂密。盡可能減少邊仰坡開挖并與洞口環(huán)境相協(xié)調(diào)，定洞口于Dgk104+224.31，采用倒切式洞門?；ㄊ骱哟髽虺啥级伺_尾里程Dgk104+224.31，與隧道相鄰。成都端洞口：洞口位于馬家坪板房溝。盡可能減少邊仰坡開挖并與洞口環(huán)境相協(xié)調(diào)，定洞口于DK108+737，采用倒斜切式洞門。馬家坪板房溝大橋西安端橋臺臺尾里程Dgk108+731.6，橋臺進(jìn)洞4m。出口正洞洞口拱部設(shè)一環(huán)Φ108管棚，管棚長30m，環(huán)向間距0.4m。臨時開挖邊坡采用噴錨網(wǎng)防護(hù)，厚15cm，Φ8mm鋼筋網(wǎng)，間距25cm×25cm，Φ22砂漿錨桿，長3.0m，間距1.2×1.2m，梅花形布置。邊、仰坡永久防護(hù)采用錨桿框架梁，錨桿長6m，水平間距與垂直間距均為3m。裸露巖體采用主動防護(hù)網(wǎng)攔截，在開挖線后設(shè)兩道柔性被動防護(hù)網(wǎng)，長度分別為101m和93m，高5m。洞門刷坡線以外5m設(shè)一道截水天溝，截水天溝的尺寸為60×60cm（寬×深），以攔截地表水，材料采用C25混凝土。出口平導(dǎo)洞口開挖邊坡采用噴錨網(wǎng)防護(hù)，厚15cm，Φ8mm鋼筋網(wǎng)，間距25cm×25cm，Φ22砂漿錨桿，長3.0m，間距1.2×1.2m，梅花形布置。洞門刷坡線以外5m設(shè)一道截水天溝，截水天溝的尺寸為60×60cm（寬×深），以攔截地表水，長度110m。裸露巖體采用主動防護(hù)網(wǎng)攔截，在開挖線后設(shè)兩道柔性被動防護(hù)網(wǎng)。施工工藝流程圖見圖5-1-1。2.施工測量建立獨立的測量控制網(wǎng)。隧道洞外用GPS定位，洞內(nèi)雙導(dǎo)線控制平面，用GPS對洞口水準(zhǔn)點高差進(jìn)行復(fù)核，以控制高程的可靠性。隧道進(jìn)、出口各配一個由1名測量工程師、4名測量技工組成的測量班，完成測量工作。每個測量班主要測量及監(jiān)測儀器配置為：全站儀1套、經(jīng)緯儀1臺、自動安平水準(zhǔn)儀1臺、數(shù)顯式收斂計1臺、激光隧道限界檢測儀1臺。控制測量主要搞好施工前平面控制網(wǎng)復(fù)測。首先按設(shè)計要求進(jìn)行邊坡、仰坡放線，放線核對無誤后進(jìn)行開挖。開挖過程中及時檢測坡度，避免超挖或欠挖。施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備洞口位置復(fù)合邊、仰坡測量放樣洞頂截水天溝施工洞口坡面處理地表加固邊、仰坡開挖及防護(hù)洞口段超前支護(hù)開挖進(jìn)洞洞口段襯砌圖5-1-1施工工序流程圖3.洞頂截水天溝施工截水天溝設(shè)在邊仰坡開挖線5之外，截水天溝施工前，先進(jìn)行場地清理，再按施工圖紙進(jìn)行開挖放樣，并準(zhǔn)確定出截水天溝中心線樁及相應(yīng)的檢查恢復(fù)樁。截水天溝應(yīng)在明洞拉槽開挖及仰坡開挖前施工完畢。（1）截水天溝布設(shè)要順應(yīng)原地貌的地勢，修整平緩順直，上游進(jìn)口與原地面銜接緊密，滿足截流坡面水的要求，不出現(xiàn)溢水或滲漏，下游出水口引入路基截水天溝；（2）截水天溝基坑采用人工配合機械開挖，應(yīng)保證截水天溝的幾何尺寸滿足設(shè)計要求；（3）截水天溝所用的材料必須符合設(shè)計、規(guī)范要求；（4）截水天溝開挖后應(yīng)及時施作，防止地表水流沿溝下滲，防造成坡體坍塌。（5）澆筑完混凝土應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)不得少于7天。4.開挖洞口施工的原則：“早進(jìn)晚出”及盡量避免大挖大刷，保持邊、仰坡的穩(wěn)定，及時施作洞門。隧道洞口段圍巖地質(zhì)條件復(fù)雜，洞口開挖時，采用自上而下分層開挖，分層支護(hù)的施工方法。每層邊仰坡開挖完成后，采用人工清理坡面浮石，并修整坡面，保證坡面基本平順后再進(jìn)行邊仰坡防護(hù)施工，邊仰坡防護(hù)施工完成后再做其它工序施工。4.1.洞口土石方開挖注意事項（1）隧道施工嚴(yán)格執(zhí)行《鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》（TZ204-2008）、《鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程》（TB10304-2009）、《高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》（鐵建設(shè)【2010】241號）、《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》（鐵建設(shè)【2010】241號）、的相關(guān)規(guī)定，建立安全生產(chǎn)責(zé)任制，培訓(xùn)作業(yè)人員，持證上崗，確保隧道施工安全。（2）洞口開挖前，應(yīng)先完成截排水工程。對于上方可能滑塌的地表浮土、危石等先清除，開挖自上而下分層開挖，明洞不宜在雨季施工，當(dāng)必須在雨季施工時，應(yīng)加強防護(hù)，隨時監(jiān)測、檢查山坡穩(wěn)定情況。明洞施工禁止以下情況：1〕禁止“大開大挖”進(jìn)洞，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計文件要求的開挖方法進(jìn)洞，嚴(yán)防“大開大挖”導(dǎo)致的坡面過高，開裂等洞口工程問題。2〕禁止施工場地布置及便道開挖影響主體工程的安全，便道開挖應(yīng)做好防護(hù)方案。3）禁止在未完成洞口防護(hù)及超前支護(hù)措施的情況下進(jìn)洞，應(yīng)按照設(shè)計文件要求做好坡面防護(hù)及洞口管棚等超前支護(hù)措施。（3）隧道開挖作業(yè)應(yīng)盡量減少對圍巖的擾動，保護(hù)圍巖的自承能力。巖石隧道爆破開挖時采用光面爆破，在爆破作業(yè)完成后，檢查拱部有無易坍塌的塊體，查明不良地質(zhì)節(jié)理面于隧道開挖掌子面的幾何關(guān)系，確保安全穩(wěn)定時在進(jìn)行下步工序作業(yè)，把對圍巖、支護(hù)及襯砌的擾動減到最小程度。（4）仰拱開挖應(yīng)控制一次開挖長度，分半幅開挖后立即施作底部支護(hù)，在開挖另外半幅支護(hù)措施形成封閉，嚴(yán)禁鋼架兩側(cè)同時懸空，嚴(yán)格保證鋼架墻角鎖腳錨管施工質(zhì)量，避免失穩(wěn)造成塌方。（5）監(jiān)控量測是保證隧道施工安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工中應(yīng)做到：及時布設(shè)測點、及時觀測數(shù)據(jù)、及時分析數(shù)據(jù)、及時反饋結(jié)果、及時采取措施。鐵路隧道施工已根據(jù)《鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程》（TB10121-2007）的規(guī)定，開展監(jiān)控量測工作，施工過程中應(yīng)把監(jiān)控測量納入施工工序中，做好設(shè)計與施工間的信息傳遞與反饋，以便修正開挖方法和參數(shù)，實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計和安全施工；監(jiān)控測量工作必須緊接開挖、支護(hù)作業(yè)，按設(shè)計要求進(jìn)行不點和檢測，并根據(jù)現(xiàn)場情況及時進(jìn)行量測項目和內(nèi)容的調(diào)整。量測數(shù)據(jù)應(yīng)及時分析處理，并與工程類比法相結(jié)合，及時調(diào)整支護(hù)參數(shù)和施工對策；當(dāng)拱頂下沉、水平收斂速率達(dá)5mm/d或位移累計達(dá)100mm時，應(yīng)暫停掘進(jìn)，及時分析原因，采取處理措施。（6）應(yīng)及早修建洞門及洞口排水設(shè)施，洞口排水系統(tǒng)應(yīng)在施工期的雨季之前完成；加強洞內(nèi)施工用水管理，防止積水浸泡墻基。（7）開挖后臨時邊仰坡采取噴、錨、網(wǎng)加固措施，確保施工及運營安全。（8）隧道初期支護(hù)應(yīng)緊跟開挖面及時施工，盡快封閉，根據(jù)對圍巖和支護(hù)量測的變性規(guī)律，洞口段、淺埋、偏壓地段、高地應(yīng)力軟弱圍巖地段應(yīng)及早施作二次襯砌。初期支護(hù)的質(zhì)量是避免圍巖變形、失穩(wěn)的保障條件。（9）進(jìn)出口段采用明挖施工。開挖時，坡面應(yīng)進(jìn)行噴錨臨時防護(hù)。進(jìn)口下臨鄉(xiāng)道，在施工前，應(yīng)臨時實行交通管制。確保行車安全。開挖過程中應(yīng)嚴(yán)格控制裝藥量，將最大振速限制在允許范圍內(nèi)，施工中應(yīng)科學(xué)管理，進(jìn)行地表沉降，變形監(jiān)測，加強支護(hù)及時襯砌，嚴(yán)格避免隧道塌方、冒頂?shù)仁鹿拾l(fā)生，加強防護(hù)措施，確保既有路的運營及施工安全。為了防止爆破影響邊坡和仰坡的穩(wěn)定，開挖后應(yīng)及早施做襯砌，并及時回填，防止開挖面長期暴露。（10）隧道出口端橋臺進(jìn)洞，進(jìn)口與橋臺施工應(yīng)統(tǒng)籌安排，確定合理的施工工序，采用錨、網(wǎng)、噴等措施加強臨時防護(hù)，超挖部分采用同級混凝土回填，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。（11）隧道進(jìn)洞前應(yīng)仔細(xì)核對地形及地質(zhì)情況，確保進(jìn)洞安全及洞口穩(wěn)定，洞內(nèi)施工應(yīng)分段仔細(xì)核對地質(zhì)情況，如發(fā)現(xiàn)與設(shè)計資料不符，請及時與設(shè)計單位聯(lián)系，以便進(jìn)行變更設(shè)計。4.2.基本要求及時清理險石、松石，確保邊坡安全。實測項目見表5-4-1。表5-4-1實測項目序號檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率權(quán)值1縱斷高程（mm）+10，-20水準(zhǔn)儀22中線偏位（mm）50全站儀23寬度（mm）符合設(shè)計要求米尺24邊坡坡度符合設(shè)計要求每200米抽查4處1平順度符合設(shè)計要求5邊、仰坡臨時防護(hù)進(jìn)口端洞口坡面采用十字板預(yù)應(yīng)力錨索加固和錨桿加固，錨索范圍為線路中心兩側(cè)、洞身以上各30m，至洞底，長度除洞頂影響范圍采用4-7m的錨桿加固外，其余采用預(yù)應(yīng)力錨索，傾角15-20°。出口永久邊、仰坡防護(hù)采用帶排水槽的C25混凝土拱形骨架護(hù)坡，骨架內(nèi)填空心磚，空心磚內(nèi)種植易于成活的植物進(jìn)行綠化，具體設(shè)計詳見“西成客專施隧參104”圖，開挖臨時邊、仰坡采用錨網(wǎng)噴防護(hù)：Φ22砂漿錨桿L-3m，梅花型布置@1.5×1.5m；Φ8鋼筋網(wǎng)@25×25cm；網(wǎng)噴混凝土，厚15cm。成都端洞口仰坡15m范圍內(nèi)塊石土，采用Φ42導(dǎo)管注水泥漿加固，長度2-5m，間距1×1m。1.施工準(zhǔn)備施工前先根據(jù)邊仰坡測量放樣確定防護(hù)范圍，然后用腳手架、竹排等架設(shè)施工平臺，施工平臺要保證穩(wěn)定、可靠，平臺的高度根據(jù)邊仰坡的高度及施工操作方便而定，另外在原地面合適的地段左右線各平整20m2左右的場地，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠不?，以放置噴射機及堆料的要求。2.砂漿錨桿的施工錨桿采用風(fēng)槍鉆孔，鉆孔時應(yīng)使鉆桿大致垂直巖層結(jié)構(gòu)層面，施工中應(yīng)保證孔的順直，鉆孔完成后進(jìn)行吹眼，清除鉆孔內(nèi)的鉆渣，然后用水泥沙漿填滿孔眼，再安裝錨桿，最后安裝墊板并封住孔口。3.鋼筋網(wǎng)鋼筋網(wǎng)在錨桿安裝完畢后布設(shè)，施工時應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計間距先在加工場地制作好鋼筋網(wǎng)片，并對鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行除銹處理，然后用安全繩將網(wǎng)片吊至工作面安設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)應(yīng)點焊在鋼花管或錨桿頭上，使鋼筋網(wǎng)在噴射砼時不易晃動。4.噴射砼在噴射砼施工前，應(yīng)根據(jù)《砼錨噴支護(hù)技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定及施工前所做的標(biāo)準(zhǔn)配合比進(jìn)行施工，力求達(dá)到強度的前提下回彈量最小，施工中應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范及施工經(jīng)驗控制好砼的施工質(zhì)量。噴射砼施工注意事項：①噴射砼前，對邊仰坡坡面上的松動巖石及松土進(jìn)行清理，并用高壓風(fēng)清理坡面上的其它雜物，另應(yīng)使坡面有一定的濕度；②噴嘴與受噴面保持垂直，同時與受噴面保持1.5～2.0m的間距；③按設(shè)計要求定出孔位，其允許偏差為±15cm；④鉆孔應(yīng)圓而直，錨桿的鉆孔直徑應(yīng)大于直徑15mm；⑤錨桿鉆孔深度應(yīng)大于錨桿設(shè)計長度10cm；⑥砂漿錨桿的允許誤差應(yīng)為±50mm；⑦設(shè)置控制噴混凝土厚度的標(biāo)志，一般采用埋設(shè)鋼筋頭作標(biāo)志。6洞口大管棚超前支護(hù)6.1原材料要求（1）導(dǎo)向管：φ140mm，δ=5mm熱軋無縫鋼管，長度1m。（2）管棚鋼管：φ108mm，δ=5mm熱軋無縫鋼管。（3）導(dǎo)向墻：C25混凝土，厚度100cm，寬度100cm。6.2技術(shù)參數(shù)（1）管距：環(huán)向中～中40cm。（2）傾角：鋼管軸線與襯砌外緣線夾角1°～3°。（3）鋼管施工誤差：徑向不大于20cm，相鄰鋼管之間環(huán)向不大于5cm。6.3管棚施工長管棚需設(shè)置導(dǎo)向墻，按拱部144°范圍計算，采用C25砼，截面尺寸為1m×1m，環(huán)向長度可根據(jù)具體工點實際情況確定，要保證其基礎(chǔ)穩(wěn)定性。為保證長管棚施工精度，導(dǎo)向墻內(nèi)設(shè)2榀I20a工字鋼，鋼架外緣設(shè)Φ140壁厚5mm導(dǎo)向鋼管，鋼管與鋼架焊接。鋼架各單元由16mm厚連接板焊接成型，單元間由螺栓連接，接頭處焊縫寬度：腹板hf=9mm，翼緣hf=12mm。管棚施工主要工序有：洞口開挖，洞口初支防護(hù)，拱架定位架設(shè)連接固定及錨固固定，預(yù)埋導(dǎo)向管定位焊接，導(dǎo)向墻掛模澆筑，搭設(shè)平臺，安裝鉆機，鉆孔，安裝管棚鋼管，管內(nèi)外注漿。管棚施工工藝流程圖見圖5-6-2。6.4長管棚及鋼筋制作管棚采用?108mm熱軋無縫鋼管，壁厚5mm，在末端的鋼管有一端加工成尖形；其它鋼管的兩端均加工成絲扣，長度為15cm，采用Φ114mm壁厚6mm的外套絲扣接頭鋼管連接工藝。奇數(shù)孔采用鋼花管，偶數(shù)孔采用鋼管，施工時先打設(shè)鋼花管，然后打設(shè)鋼管，同一面上的接頭數(shù)不超過總管數(shù)的50％。鋼花管上鉆孔注漿，孔徑10～16mm，孔間距150mm，呈梅花形布置，尾部留步鉆孔的止?jié){段150cm，編號為偶數(shù)的不開孔。為提高管棚的抗彎能力，可在鋼管及鋼花管內(nèi)設(shè)置鋼筋籠，鋼筋籠由四根主筋和固定環(huán)組成，主筋為Φ16螺紋鋼，固定環(huán)為?42鋼管。固定環(huán)采用短管節(jié)，節(jié)長3～5cm，將其與主筋焊接，間距1.5m。6.5導(dǎo)向墻澆筑及導(dǎo)向管預(yù)埋導(dǎo)向墻采用明挖，立兩榀I20a拱架灌注砼形成；導(dǎo)向管采用鋼拱架定位預(yù)埋。(1)測量放樣采用全站儀對隧道軸線及導(dǎo)向墻施作斷面進(jìn)行細(xì)部放樣。安設(shè)管棚安設(shè)管棚注漿鉆孔及接長鉆桿鉆桿退出鉆孔檢驗合格注漿檢驗合格鉆機就位導(dǎo)向墻施作圖5-6-2超前大管棚施工工藝流程框圖漿料注入注漿機確定漿液配合比漿體混合料配制管尾墊板及縱聯(lián)構(gòu)件安裝漿液試配初選配合比測量放樣開始棚管制作原材料檢驗否是結(jié)束安裝止?jié){塞是否(2)開挖開挖臺階根據(jù)測量放樣確定導(dǎo)向墻位置，采用挖掘機配合人工進(jìn)行施工，開挖過程中應(yīng)減少對圍巖的擾動，留核心土。(3)洞口初支防護(hù)對洞口進(jìn)行噴錨加固，加固參數(shù)由現(xiàn)場技術(shù)員按照設(shè)計圖進(jìn)行交底。(4)導(dǎo)向管埋設(shè)開挖后先進(jìn)行導(dǎo)向管的定位埋設(shè)。導(dǎo)向管采用三環(huán)鋼拱架焊接加固定位。拱架按設(shè)計尺寸制作，按設(shè)計里程及標(biāo)高進(jìn)行安裝加固，對前后端導(dǎo)向管焊接點位進(jìn)行放樣，將導(dǎo)向管和定位角鋼焊接于拱架上。導(dǎo)向墻剖面圖見圖5-6-3。圖5-6-3導(dǎo)向管剖面圖(5)導(dǎo)向墻模板及加固模板采用木板掛模，對拱架應(yīng)做適當(dāng)加固。(6)導(dǎo)向墻灌注砼灌注C25砼，厚100cm，對模板支撐進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)變形及時處理，確保導(dǎo)向墻的位置。6.6鉆孔⑴施工時，擺好管棚鉆機，以減小鉆機工作時偏斜，提高施鉆精度。為保證鉆孔方向，鉆機鉆速及頂推壓力要調(diào)到較小位置。⑵鉆孔采用管棚鉆機。鉆孔時，將鉆機的鉆頭接上孔口管，開始施鉆。剛開始施工時要低速低壓，鉆深1m后轉(zhuǎn)入正常轉(zhuǎn)速，壓力可升至1.0Mpa。第一根鉆桿外露0.2～0.3m時，停止鉆進(jìn)，用兩根管鉗人工卡緊鉆桿（注意不得卡絲扣），鉆機低速反鉆，脫開鉆桿，大臂退回原位，人工裝入第二根鉆桿，鉆機低速送到第一節(jié)鉆桿尾部，方向?qū)?zhǔn)后聯(lián)成一體。按此安裝第三根、第四根或更多根，直到鉆到設(shè)計長度。⑶換桿時要注意檢查鉆桿是否彎曲，有無損傷，中心水孔是否暢通，不合格的及時更換，以保證正常作業(yè)。⑷鉆孔過程中遇到軟質(zhì)圍巖或流塑狀黏土?xí)r，應(yīng)改用低壓鉆進(jìn)或者采用套管跟管鉆成孔。6.7安裝管棚鋼管引導(dǎo)鉆孔鉆完畢后，將鉆頭退出，鉆桿全部卸下，將預(yù)先加工好的鋼管安裝在大臂上，低速推進(jìn)鋼管，其沖擊壓力控制在18～20Mpa，風(fēng)壓控制在4.0～6.0Mpa。當(dāng)?shù)谝桓芡七M(jìn)孔內(nèi)外露30～40cm時，停止鉆進(jìn)，使頂進(jìn)的聯(lián)接套與鋼管脫離，大臂退回原位，人工裝上第二節(jié)鋼管，大臂低速鉆進(jìn)，使其對準(zhǔn)第一節(jié)鋼管端部(嚴(yán)格控制角度)，人工持鉗進(jìn)行鋼管聯(lián)接，使兩節(jié)鋼管在聯(lián)接套處聯(lián)成一體，鉆機再以沖擊壓力和推進(jìn)壓力頂進(jìn)鋼管。接同樣的方法繼續(xù)加長鋼管至設(shè)計長度。用小鉆頭第二次鉆進(jìn)，將管內(nèi)的殘渣清除。鋼花管構(gòu)造見圖5-6-4。5-6-4鋼花管注漿孔展示圖6.8安裝鋼筋籠管棚鋼管安裝好后，放置鋼筋籠并注漿。管內(nèi)設(shè)置的鋼筋籠，由4根Ф18螺紋鋼筋焊接在壁厚3.5mm、長5cm的管節(jié)上而成，鋼筋籠在加工中心分節(jié)制作，在工作面逐節(jié)焊接起來(鋼筋接頭可以不搭接)，直至與鋼管同長。管內(nèi)設(shè)置鋼筋是為了增加管棚剛度，鋼花管構(gòu)造圖見圖5-6-5。圖5-6-5鋼花管構(gòu)造圖6.9管棚鋼管注漿(1)壓水試驗壓水試驗的目的主要是測定巖層吸水性，核實圍巖滲透性，為選擇泵壓、漿液配合比作參考，同時檢查管路及止?jié){塞效果。開泵前應(yīng)先將吸漿管伸入水桶，待泵吸水性正常時，關(guān)閉注漿球閥，觀測泵壓。壓力表正常時，持續(xù)5min不出故障即可。(2)水泥砂漿的配制漿液采用水泥漿液注漿（水泥漿液水灰比為1：1），漿液配合比需進(jìn)行現(xiàn)場注漿試驗，根據(jù)實際情況確定注漿參數(shù)。(3)注漿施工操作要求及注意事項①檢查各種機