益娄高速12标段竹园隧道洞口开挖施工方案一、工程概况竹园隧道为一座上、下行分离式的两车道高速公路隧道，我标段承担整座隧道，起止桩号左线ZK95+120-ZK95+488，右线K95+120-K95+490,总长为738m，隧址区主要以长石石英砂岩、泥质粉砂岩为主地形、地貌竹园隧道区位于北东东向的大富冲-仙人寨背斜的南东翼，隧道岩层产状以165°∠58°为主呈单斜产出，隧道段内岩性复杂，虽未见断层发育，但受构造影响，岩体破碎竹园隧道区未见明显地表水系，地下水类型主要为孔隙水、基岩裂隙水，其中孔隙水主要赋存于 零星分布的第四系土层内，其水量贫乏，难形成稳定的地下水面，对隧道影响小；裂隙水主要赋存于砂岩、泥灰岩的裂隙中，其水量也小二、隧道洞口开挖施工方案竹园隧道出口、竹园隧道进口施工便道修筑完成后，可具备条件进行洞口开挖施工，洞口开挖施工是整体隧道施工的第一项工序，是隧道施工的关键竹园隧道的围岩级别为Ⅳ级、Ⅴ级，Ⅴ级正洞采用双侧壁导坑开挖法、Ⅳ级采用CD法开挖，严格遵循“少扰动、短进尺、严注浆、快封闭、弱爆破、勤量测、紧衬砌”的施工原则，充分保护和利用围岩的自稳能力洞口段明洞采用明挖法，施工工艺为：开挖洞口段土石方，进行边仰坡加固，施作超前支护，进洞开挖，根据施工进度安排及早施作明洞。
综合考虑以下因素，本隧道采用从隧道出口娄底端向进口益阳端单口掘进施工方案⑴ 隧道较短， 不是本标段的工期控制工程，在合同工期内能够按时贯通；⑵ 进出口同时掘进需配备两套施工机械，且需要对洞口风、水、电、便道等临时设施进行建设，增大了工程的投入⑶ 隧道进口端洞口因受征地拆迁、地形限制、便道修筑困难等因素影响，开辟工作面干扰大，运输条件差，材料机具进场困难，制约着工程的正常施工⑷ 隧道进口端开辟工作面，临时设施需占用大量农田、耕地，破坏了环境，不符合环境保护要求进洞方案总体思路：洞口边仰坡刷破 ——喷射混凝土防护——管棚施工2．1 洞口边仰坡刷破2.1.1隧道洞口边仰坡刷坡施工总体方案为：采用机械配合钻爆分层开挖，人工配合机械刷坡，自上而下分台阶进行；各台阶开挖、刷坡过程中同时做好坡面防护；洞口边仰坡爆破采用预裂爆破；土质路堑开挖采用逐层顺坡开挖法，由推土机、挖掘机或装载机配合开挖；浅埋石质路堑数量不大时，采用浅孔爆破开挖；非顺层深路堑采用潜孔松动爆破法，深孔爆破用钻机钻孔；路堑侧沟用小炮开挖爆破成型2.1.2施工工艺⑴ 边仰坡开挖前，先进行测量放线，放出隧道中线和开挖边界线根据图纸中提供的娄底端刷坡线的坡度：1：0.75进行放样。
隧洞洞外采用三角网测量，每个洞口至少设置三个平面控制点，三个点应设在互相通视，交通方便，地基稳定且能长期保存的地方高程控制采用水准测量进行，每个洞口应布设两个高精度水准点，两个水准点以安置一次水准仪即可联测为准；中线放出后按10m为中桩间距单位打设中线桩；开挖边线桩用等高线法测出，按5m为中桩间距单位打设开挖边界桩；中桩及开挖边界桩要经过项目部测量队复核测量认可后方可使用；边仰坡施工过程中，每一开挖台阶都要进行测量放线，放线内容为中桩及每台阶的坡脚桩；⑵ 截水天沟修建开挖边界线放出后，在开挖边界线5m外结合地形放出洞外截水天沟开挖线截水天沟在边仰坡开挖前修建，将地表水引离洞口开挖范围，以防止地表水冲刷边仰坡导致失稳坍塌截水天沟修建时要考虑排出的水不流经洞外道路或能流入洞外排水沟中，使洞内外防排水形成统一体系，利于防水；截水天沟尺寸详见已下发的施工图纸，施工时根据实际地形情况选择用断面（一）或断面（二）；⑶ 边仰坡开挖① 边仰坡采用机械配合钻爆分层开挖，人工配合机械刷坡，自上而下分台阶进行；各台阶开挖、刷坡过程中同时做好坡面防护；② 开挖前先进行清表，清表内容为地表植被、覆土层，清表至基岩后开始进行分台阶机械或钻爆开挖；③ 因洞口段地形险峻、坡度较陡，不便使用潜孔钻钻孔，故设计开挖台阶高度为3-5m，以利于施钻和挖掘机械作业；④ 为便于边仰坡坡面的一次开挖成型，减少刷坡量，爆破采用预裂爆破，钻孔间距和装药密度等根据岩石的结构计算，现场试验加以调整。
爆破完成后，采用挖掘机配液压锤对边坡进行修整，从而确保边坡顺直，为边坡防护工程创造条件预裂爆破参数的设计如下：Ⅰ 最小抵抗线W=(7～20)D , D为钻孔直径Ⅱ 炮孔间距a=(0.4～0.6)WⅢ 装药量Q=(0.12～2.1)L, L为光爆深度,装药量要在现场试验单孔装药量，用线装药密度QX表示，则QX=q.a.Wq=松动爆破单耗药量在预裂孔装药时,使用小直径的药卷,沿钻孔深度间断绑在传爆线上起爆采用塑料导爆管同时起爆2.2洞口边坡喷锚为了更好的作好洞口边坡防护，必须严格按图纸设计进行施工，尽量减少洞口边仰坡的开挖，保证山体的稳定，具体施工如下：1、 在靠山体侧边仰坡范围内采用喷、锚、网进行加固，锚杆采用Φ22，长4m的地表砂浆锚杆，梅花型布置，间距1.0m，C20喷射砼厚10cm，钢筋网采用φ8，网格间距为20*20cm2、 喷锚支护紧跟开挖面及时施作，喷锚支护施工程序见以下框图：测量布孔初 喷钻 孔安装锚杆挂 网进入下一循环复 喷㈠系统锚杆施工系统锚杆施工工艺流程为：钻孔 清孔 注浆 插入杆体㈡选用材料及配合比钢筋：按设计选用Φ22的Ⅱ级螺纹钢，长4m的地表砂浆锚杆，应将头部加工成扁铲形，以减少插钎阻力并加大锚固力。
水泥：选用经检验合格的42.5水泥砂子：粒度不大于2.5mm的砂子，含云母量不超过0.5％，含泥量不超过3％，不含有机杂质，使用前应经过严格过筛水 ：洁净的工业用水，PH值应为6~8配合比严格按技术交底规定配合施工㈢钻眼钻眼设备采用普通气腿式凿岩机，钻眼要按以下要求进行：锚杆孔深匀许偏差为-50mm，锚孔直径应比锚杆直径大15mm以上；钻孔前应根据设计要求定出孔位，作出标记，孔位允许偏差为±15mm钻孔应圆直，钻孔方向除现场质检工程师另有要求外，均应尽量垂直岩面孔眼在锚杆安装前必须彻底清洗干净，一般用高压风或高压水冲洗㈣ 注浆设备注浆采用挤压式注浆泵输浆胶管采用25mm高压胶管注浆管选用内径18~20mm无缝钢管制成其与胶管连接的一端管口内应加工成均匀斜面，以利于砂浆顺利通过注浆管的长度比眼深大0.5m即可注浆锚杆眼里注浆是否饱满，是保证锚杆支护质量的关键注浆时，将搅拌好的砂浆装入注浆泵将注浆管插入眼中，使管口离眼底部10cm间隙，开动注浆泵，待砂浆注入孔眼后，注浆管逐渐被砂浆向外推挤，此时可将注浆管均匀向外退出，注到孔深的2/3时停止注浆，再由插入的钢筋将孔内挤压填满为止孔口封堵应采用早强药包。
㈥ 插钢筋锚杆钢筋在插入前应充分除锈并用水湿润，以保证与砂浆紧密结合插入钢筋时，要沿孔轴线缓慢推入如遇插入阻力大，可用锤子轻轻打入锚杆应外露10cm插入钢筋后，砂浆未达到设计强度前，禁止扰动杆体 ㈦钢筋网安设 钢筋网应在系统锚杆施作后安设，预先按设计加工钢筋网片，施作时，将钢筋网随需支护岩面的起伏铺设，与被支护岩面间隙约3cm，并与系统锚杆焊接在一起，必要时加设50cm的临时锚杆对钢筋网进行加固避免钢筋在喷射砼时晃动，钢筋网连接处用细铁丝绑扎或点焊，钢筋网之间的搭接长度不小于20cm ㈧ 喷射砼施工喷射混凝土材料水泥：水泥标号不得低于42.5，使用前应做强度复查试验速凝剂：必须采用质量合格的产品应注意保管，防止受潮使用前应做速凝剂效果试验，要求初凝时间不超过5min，终凝时间不超10min砂：喷射混凝土应采用硬质洁净的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含水量一般为5%-7%，使用前应过筛石料：采用坚硬耐久的碎石，粒径不大于10mm,且级配良好配合比喷射混凝土必须严格按配合比施工速凝剂添加不得大于配合比中规定值为便于过程控制，现场应设有磅称，喷射混凝土材料应每盘称量，材料计量应以质量计算。
拌和均匀性每班检查不得少于两次3、工地布置隧洞喷射混凝土的施工布置，在满足施工工艺的前提下，应力求紧凑，充分利用场地空间及运输线，避免施工干扰拌和料应采用强制式拌和机，拌料在搅拌前应经过严格筛选，以防止大块料混入喷射机拌料的运输应使用普通翻斗车或运输搅拌车，运输过程中应防止污染 所有工人应配备规定的防护用品（如防尘口罩、眼睛、手套等），尽量不使用含石英质的砂，避免工人遭受矽尘危害喷射机使用的压缩空气必须保证压力稳定，气压应控制在0.1~0.15Mpa可根据喷出料束情况适当调整气压喷射机应随时保养维修，使之经常处于不漏风、不堵塞的良好工作状态4、喷射混凝土喷射混凝土前，应用水或高压风管将岩面的粉尘及杂物冲洗干净喷射中发现松动的石块或遮挡喷射混凝土的物体时，应及时清除喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不超过6m喷射时应将喷咀的流束作小圆圈慢速移动并垂直于工作面，保持喷咀与喷射面约1m的距离，因为有钢筋网，喷射距离可小于0.6m喷射角度可稍偏，喷射混凝土的调节是由喷射手凭借经验控制的正确的水灰比喷射时喷层表面应具有轻度的光泽塑性较好，无干斑或滑流现象初喷厚度不小于4~6cm喷射作业应以适当厚度分层进行，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。
若终凝后间隔1h以上且初喷面已蒙上粉尘时，应用高压风或水清洗干净岩面有较大凹洼时，应结合初喷予以找平喷射时插入长度比设计厚度大5cm铁丝，每1-2m设一根，作为施工厚度控制标志 突然断水或断料时，喷头应迅速移离喷射面，严禁用高压风、水冲击尚未终凝砼作业完成后，喷射机和输浆管内积料应及时清除干净应不断总结验证新技术，以减少回弹率，回弹物不得重新用作喷射混凝土材料喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间不小于7天喷射混凝土作业紧跟开挖面时，下次爆破距喷射混凝土完成时间不小于4h遇地下水地段，喷砼应注意喷射时从地下水渗水点外围喷起，逐渐向内靠拢，直至渗水点周围，再安设排水管把地下水引出，同时注意，地下水较多时，砼可先喷干料，待干料与渗水结合后再喷湿料喷射砼施工程序见下图：细骨料粗骨料水泥水搅拌机喷射机喷嘴压缩空气速凝剂外加剂2.3 管棚施工管棚施工是目前隧道施工经常使用的一种进洞方法，在明暗交接处设置套拱，在套拱中预埋Ф127×4mm钢花管，固定管棚钢管方向在管棚施工前将洞口开挖面刷面，除去洞口植被漏出岩石，在开挖面套拱下环向预留核心土，稳固前方开挖体首先按照设计尺寸加立3榀18工字钢，间距50cm,其次在工字钢上调试固定Ф127×4mm钢花管，支木模，最后浇注C30混凝土。
大管棚施工工艺流程见图12.3.1管棚施工参数及施工工艺①导管规格：Ф108×6mm钢花管；②管距及设置范围：环向间距50cm；拱部128.2°范围③倾角：外插角1°(不包括路线纵坡)，方向：与路面中线平行；④注浆材料：纯水泥（添加水泥重量5%的水玻璃）浆液；⑤长度：10～40m ⑥套拱内钢架采用3榀18工字钢，各榀钢架间焊接环向间距为1m的Ф25的链接钢筋⑦隧道纵向同一横断面的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少须错开1m按设计要求进行测量放线、开挖工作室按设计在拱部施做砼导向墙在导向墙内按设计间距预埋导向管钻孔采用XY-28-300型电动钻机采用钻机连接套管自动跟进装置连接钢管，将第一节管子推入孔内钢管孔外剩余30-40厘米时。