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1、三台顶隧道施工技术 总结 二0一四年二月 v内容提要：三台顶隧道是我司首次承建，也 是按照“双标”管理要求施工的第一座隧道。 本隧道工程地质情况比较复杂，工期紧、任 务重、分公司缺乏类似工程施工管理经验， 在施工过程中坚持“管超前、短进尺、强支护 、早封闭、勤量测”的施工原则，确保隧道施 工安全有序。本文针对三台顶隧道施工的各 项施工技术和质量控制进行初步归纳、整理 和总结，希望能给公司以后承建类似工程提 供经验借鉴。 v1.工程概况及工程特点 v1.1地理位置及工程规模 v三台顶隧道位于梅州市雁洋镇和三乡镇之间 ，为左右分离式双向四车道隧道，设计为正 常隧道间距。隧道建筑限界净宽10.75m
2、，净 高5m。隧道左线长1686m，右线长1710m ，为长隧道，也是梅大6标工期控制工程之 一。进口为削竹式洞门，出口为端墙式洞门 。 v1.2工程地质、水文地质特征 v隧道围岩由披残积土层、下白垩统砂岩、粉 砂岩、含砾砂岩及中侏罗统砂岩、粉砂岩及 其风化层组成。下白垩统及中侏罗统碎屑沉 积岩地层具岩性多样，岩质软硬相间，总体 较软的特点，以泥质胶结的粉砂岩、砂岩为 软层，存在失水干裂、遇水软化的特点，以 硅质胶结的砂岩、含砾砂岩为硬层。 v隧道主要工程地质问题：洞口基本存在偏压 问题，洞身由于埋深较大，影响较小，洞口 及浅埋段则影响较大，隧道围岩以级、 级为主，工程地质条件差。 v1.3工
3、程设计情况 v1.3.1主要技术标准 v隧道设计为双洞单向 双车道隧道（上下行 分离）,设计行车速 度：100Km/h。 隧道出口右线存在偏压 v1.3.2洞口设计 v进口为削竹式洞门，16m明洞，30m长管棚 进洞。 v出口为端墙式洞门，18m长管棚进洞。 v1.3.3超前支护设计 v洞口加强长管棚支护、级围岩和级围岩 紧急停车段采用钢插管超前支护；级及其 加强段采用注浆小导管超前支护。 v1.3.4防排水工程设计 v采用以排为主、防排结合的工程措施。排水 措施主要有：初支和围岩之间环向排水盲沟 、初支和防水板之间的排水盲沟，位于拱脚 的纵向排水管和横向排水管；防水措施：所 有施工缝处设钢板
4、腻子止水带、二衬采用S8 抗渗等级的混凝土。 v1.3.5二次衬砌设计 v加强、级、加强、级围岩行车横洞 正洞加强段和紧急停车带、明洞均采用C25 钢筋防渗混凝土；级及级围岩采用C20 防渗混凝土。横洞采用C20防渗混凝土。 v1.3.6机电工程预留预埋设计 v设计有监控设施、消防设施、照明设施等预 留管线和洞室。 v1.3.7横洞及紧急停车带设计 v设计人行横通道4道、车行横通道5道；左右 线各设紧急停车带一处。 v2.工程管理 v2.1管理目标 v2.1.1质量目标 v确保全部工程达到国家、交通部现行的工程 质量验收标准。工程一次验收合格率达到 100%，优良率达到90%以上，隧道工程达到
5、 不渗不漏，并满足 “确保优良工程、争创优质 工程”质量总目标要求。 v2.1.2.安全目标 杜绝发生一般伤亡 责任事故，不发生 起重伤害、高处坠 落、物体打击、爆 破、隧道塌方死亡 事故；年轻伤率、 年重伤率分别控制 召开施组评审会 在 15 和0.2以内, 不发生中暑、尘肺职业病；不发生火灾事故 。 v3施工准备 v3.1技术准备 v技术准备：进行图纸会审、工程数量复核； 进行了现场、原材料、隧址区水文、水源等 施工调查；编制了三台顶隧道工程策划 、三台顶隧道实施性施工组织设计、并 进行施组评审，编制各种作业指导书、进行 了控制点交接和复测、编制测量量测计划、 竣 v工资料编制办法等。备齐
6、了开工前需要的原 材料基础实验、配合比实验、开工用分项分 部单位工程开工报告、首件工程开工报告等 原始资料内业资料。并得到有关部门的审批 。 v3.2施工调查 v3.2.1调查方法 v采用GPS为引导、地质纵断面和隧道纵断 面图、平面图为比照，采用现场沿中线现场 踏勘的方法进行调查，主要针对周边是否存 在特殊地质，是否存在山塘等情况。 v主要调查结果：隧址区表面地形和平面图相 符，没有发现滑坡、泥石流和落水漏斗等影 响工程稳定的灾害性地质情况， LK26+800(RK26+780)处为一沟谷，埋深20- 32m，为浅埋断层段，岩体破碎，地下水丰 富，设计已考虑施工措施。 v洞口地质情况：进口为
7、第四季覆盖层，层厚 约3-5m，为粉质粘土、强风化砂岩，洞顶覆 盖层厚度最薄处40cm；出口为强风化泥质粉 砂岩及中风化粉砂岩，洞顶覆盖1.5-2m，右 洞存在偏压； v3.3临时设施准备 v严格按照广东省高速公路标准化管理细则 进行了项目部驻地、拌合站、试验室、钢 筋加工棚、班组驻地、水、电、路、通讯等 基础设施建设。 出口拌合站照片 出口洞口设施 v4.重点工程施工方案详述 v由于时间和篇幅有限，在此重点介绍隧道 施工的重点、难点、关键工程和工序的控 制措施及施工方案。 v4.1 洞口施工 v三台顶隧道洞口主要以第四季覆盖层、全 风化砂岩、粉砂岩组成，遇水软化、碎块 结构、地下水较发育，进
8、口浅埋、出口偏 压，植被茂密，地表水以大气补水地表径 流，地下水以渗流为主，水量不大。只有 重视进洞前洞口质量，尽早完成设计洞口 支护设施，才能保证洞内施工期的安全， 所以本隧道将洞口施工作为重点。 v出口右线偏压处理 v在隧道开挖前，已经进行出口端K28+350- +526段路基土石方开挖，将弃土场设置于右 洞右侧，采取底部加载的形式抵御偏压兼做 钢筋加工棚场地，对于高于隧道洞身的部分 ，采用浆砌片石挡土墙+回填的方法消除偏 压。 v4.1.1 洞口开挖及初支 v洞口开挖安排在2010年7-9月份本地区雨水 较少的时候施工，10月份洞口施工完成。 v4.1.1.1 复测 v根据设计及实际地形
9、，对开挖前每5m、端墙 和明暗交界处加密一组进行横断面和线路中 线进行断面测量，绘制纵横断面图，和设计 比较后基本一致，具备开挖的设计条件。 v4.1.1.2 地表变形点布设及观测 v根据设计要求布设地表下沉观测点，并进行 首次高程、坐标测量。 v4.1.1.3 施工放样 v根据实际地形和洞口设计图进行开挖轮廓线 和截水沟放样，放样由班组测量组进行，项 目部测量组逐点复核，满足设计。 v4.1.1.4 截水沟 v 开挖洞顶截水沟， v 为保护洞顶植被， v 采用人工开挖严格 v 按照设计断面开 v 挖，因当时没有片 v 石料源，以C20喷 v 洞口开挖留核心土 射混凝土临时防护 ，截水沟和洞口
10、临时排水设施相连。 v4.1.1.5 明洞及洞门开挖及防护 v采用自上而下分层开挖的开挖方法，挖掘机 开挖及装车，自卸车运输，每3m一层，每层 开挖、修坡完成后立即按以下顺序初支：先 在开挖面上喷射2-3cm厚C20喷射混凝土， 测量导向墙外轮廓线，并油漆划线标识，在 轮廓线和开挖线之间需支护区域按照 1.5*1.5m间排距布设锚杆眼，施工员检查符 合求后，TY-28手持式风钻打孔，孔深 2.95- 3.05m，高压风和高压水清孔，将每孔约 16 v卷药卷在水桶中浸泡2-3分钟，用炮棍逐根 送入孔内，要求第一卷必须送至孔底，其 他依次相接，直至全部入孔，使用改装过 的风钻将锚杆旋转、震动送入孔
11、内，孔口 有锚固剂挤出为止，锚杆外露15cm左右。 全部安装完成后，以锚杆为依托铺设在加 工棚加工好的钢筋网片，搭接长度不小于 一个钢筋网格，搭接和锚杆相连采用电焊 方式连接。本层全部铺设完成后，经检查 符合要求，在锚杆丝扣处套塑料管防护，复喷 v至设计厚度拔除防护套管，初凝后洒水养 护。 第三天安装垫板和螺母，按设计力矩 拧紧。至此本层防护完成，其他分层开挖 及防护以此类推，直至开挖防护至导向墙 基础底。 v说明：在开挖过程中，根据导向墙轮廓预 留核心土，以便作为导向墙施工及长管棚 操作平台，确保仰坡不出现坍塌；开挖轮 廓线和截水沟之间的植被得到尽量保护， 开挖过程中，项目部测量组每天对洞顶
12、地 表沉降进行观测，无沉降及位移。 v4.1.2 长管棚 v4.1.2.1 导向墙基础 v本隧道洞口开挖过程 中，已经对导向墙基 础进行了开挖，导向 墙基础地质为较完整 强风化砂岩组成，承 载力符合设计要求。 施工放样梅州端考虑了曲线调整及弧弦差， v确保了管棚在30m曲线上不侵入限界。根据 测量放样点安装模板、在模板测量高程控制 线，浇筑顶面高程线路将线路纵坡和管棚的 外插角计算在内（30m管棚外插脚5、18m 管棚3）。进行导向墙基础浇筑，浇筑顶面 时预留和套拱工字钢连接板连接的螺栓。 v4.1.2.2 导向墙工字钢制作 v采用工字钢弯曲机 进行弯曲，工字钢 对接使用焊接加加 劲板、段与段
13、连接 采用16mm钢板作 为连接板，20螺 栓连接，首榀制作 完成后进行试拼装， 导向墙模板安装 v检查各项指标达到设计后，进行批量生产 。 v安装 v工字钢按照设计段运至现场，人工配合汽 车吊安装，临时支撑，3榀全部安装完成后 ，根据测量调整，符合要求后焊接连接筋 固定，沿靠近掌子面一榀外侧向掌子面内 打入2m锚杆，锚固，锚杆头外露部分和第 三榀拱架焊接，形成稳定的结构。 v4.1.2.3 导向管 v根据设计导向管为127mm、壁厚5mm无 缝钢管。安装前测量在第一和第三榀逐根 平面位置、高程进行放样并 就调整数据进行技术交 底，施工班组按照交底 数据进行定位、和焊接 固定，定位和固定采用
14、16钢筋制成“”形，将钢管固定在拱架上 ，如图所示。 v导向墙钢管作为长管棚定向管，其精度和牢 固性，对长管棚角度和方向影响极大，在各 方严格监督检查下，确保了安装精度和牢固 性，为长管棚施工打下良好的基础。 v4.1.2.4 导向墙模板 v以工字钢为依托，内外两侧按设计混凝土厚 度+12cm，截取22钢筋环向每1m法线方向 焊接作为支柱，再用22钢筋将各支柱连接 起来作为内外模支架。由于导向墙为临时结 构，采用木模经整形刨光后插入钢筋支架内 作为内、外模，内模用木撑和核心土支撑牢 固，支撑密度不于1m/根，外模浇筑前只施 工2m左右高度，随混凝土浇筑高度增加。 v4.1.2.5 导向墙混凝土
15、浇筑 v浇筑前，严格按照设计对各部位尺寸进行验 收，合格后由施工员报告试验员开具开盘证 ，并严格按照规程检测混凝土拌合质量。混 凝土拌合由拌合站拌合，混凝土运输罐车运 输，输送泵输送入模，插入式振动棒振捣分 层浇筑分层捣固。在浇筑过程中确保了两侧 对称浇筑，两侧浇筑高差不得大于60cm，避 免偏压造成位移和变形。 v4.2.1.6 管棚钻孔安装 v为保证打孔方向准确，减少钻头低头，降低 成本，出口18m长管棚打孔用潜孔钻、进口 30m用管棚钻机。钻孔过程中值班人员就钻 出渣样、钻进速度、出水情况等进行详细记 录，技术人员分析整理，作为超前地质预报 的依据。钻孔完成后，使用高压风清孔。 v 为减少类似工程钻完后 v
