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1、16.7 隧道工程施工方案、方法及工艺6.7.1 概述本标段隧道共有 8 座，总长 19454m，隧道占本标段总长的 72.5%。隧道均为单洞双线隧道，内线间距 5.0m，最大埋深 343m，最小埋深 37m，超 4Km 长度隧道 3 座。长大隧道多个工作面同时施工，施工组织难度大；单工作面掘进长度大，通风困难。地质构造复杂，部分隧道存在承 压水、断裂破碎 带，基岩裂隙水较发育等不良地质存在，隧道埋深较浅，对超前地质预报、 监控量测及施工过 程控制要求高。本 标段的隧道暗挖段采用复合式衬砌，隧道明挖段采用明洞式衬砌结构。6.7.2 总体施工方案（1）隧道暗挖段均按喷锚构筑法原理组织施工，隧道施
2、工方法应根据工程地质和水文地质条件，开挖断面大小、衬砌类型、隧道埋深、隧道长度、工法转换的难易、机械设备的配置、工期要求及 环境制约等因素综合研究确定。级围岩采用三台阶临时横撑法和三台阶七步法施工、 级围岩采用三台阶法施工，级围岩采用台阶法施工，级围岩采用全断面法施工。（2）隧道明洞段采用整体式衬砌，隧道暗洞采用复合式衬砌。复合式衬砌由初期支护、防水隔离层与二次衬 砌组成，采用拱 墙加仰拱 结构型式。初期支 护采用喷射混凝土，二次衬砌采用模筑混凝土。隧道洞口段及偏 压 浅埋地段进行结构加强。（3）斜井与正洞连接处路面标高正洞对应里程轨面标高-0.6m；双车道斜井井身间隔 300m 和井底处设置
3、 30m 长缓坡段，以利会车及安全；斜井变坡处均设置半径100m 的竖曲线，以使路面平 顺；斜井与正洞连接段， 设 30m 长衬砌结构加强段。斜井、级围岩地段采用曲墙式（双车道）喷锚衬砌，、 级围岩地段采用曲墙式（双车道）复合式衬砌，斜井与正洞连接段结构加强衬砌采用复合式衬砌。洞口2级围岩地段采用超前小导管预支护，格栅钢架加强，台阶法施工。 级围岩地段采用超前锚杆预支护，格栅钢架加强，台 阶法施工。6.7.3 施工准备在工程开工后，首先进行征地拆迁、修筑临时施工便道、架设施工供电线路、修筑供水设施和铺设供水管道、砌筑洞顶截水沟、开挖洞口段土石方。洞口 场地开挖完成后，安装和修建隧道供风 、供水
4、、发电、混凝土生产、钢构件加工等设备与设施。洞门工程在隧道进洞施工正常后选择非雨季节施工。6.7.4 施工测量测量作业程序流程见图 6.7-1。6.7.4.1 控 制 测 量（1）施工前平面控制网复测施工前根据设计院和建设单位技术部门现场进行的交接测量控制桩点及时办理交接手续， 组织测量人员对 交接的导线网点和水准基点进行复核测量，复核导线点的坐标和水准基点高程的准确性，测量结果经过平差后与所交的控制点结果进行对比，完全无误后作为施工用控制点。（2）平面控制附合导线测设图 6.7-1 测量作 业程序流程图开工前交接桩控制网水准基点开工复测控制网水准基点加密防护施工中复测检查 施工测量竣工测量测
5、量成果报监理及建设单位3洞内布置双导线，形成闭合导线，利用全站 仪、精密水准仪等测量仪器，精确控制隧道施工。洞口导线点位使用钢筋（钢筋顶上刻十字线）埋于洞口附近坚固稳定的地面上，并用混凝土固定桩位，点与点之间通视良好。点位布置完毕后，利用交接的 导线网GPS 点（已知）作基准点，以三维坐标法，使用全站仪引测附合导线上各点的精确坐标值（并经平差），使用精密水准 仪从高等级的 2 个 BM 点测定导线上各点的准确高程（并经平差）。水平角的观测 正倒镜六个测回中误差2.5 ，每条附合导线长度必须往返观测各三次读数，在允许值 内取均值， 导线全长闭 合差1/30000。（3）高程控制高程控制点的布设利
6、用平面控制点的埋石作为高程控制点，如特殊需要时进行加密，加密的水准点精度不低于高程控制点的精度，其布置形式为附合水准线路。精密水准点的复测采用 S1 等 级水准仪对所交精密水准点进行复测，往返测量。观测精度符合偶然误差2mm，全中 误差4mm，往返闭合差 8（L 为往返测段路线段长，以km 计）。两次观测误差超限 时重测。当重 测结果与原测成果比较不超过限值时，取三次成果的平均值。6.7.4.2 施 工 测 量（1）洞口测量根据隧道洞口的设计结构和洞口地形标高，详细计算洞口边仰坡开挖边线的坐标和各桩中心坐标。利用附合 导线与以上计算坐标的相对关系，使用全站仪在地面上放出洞口边仰坡开挖轮廓线，十
7、米桩中心坐标点位，以放出的坐标点为中心放出开挖边线桩，控制洞口边仰坡的开挖。（2）洞身测量隧道洞身施工测量根据隧道设计文件，精确计算出线路百米桩的坐标及结构的4相关尺寸和标高，并按每直线 10m、曲 线 5m 编制出所有隧道 标高表。测量工程师利用洞内测量控制点，及时向开挖面传递中线和高程；由测量班用断面测量仪测设隧道开挖轮廓线、支护钢架架立前后和二次衬砌立模前后轮廓尺寸，进行复核，确 认准确后方可进行下道工序施工，并对混凝土净空断面应用激光隧道限界检测仪检查。在洞内进行施工放样时随时配带气压表、温度计，随时根据实际情况对仪器进行气压、温度的修正。6.7.4.3 竣 工 测 量每 20m 对已
8、衬砌段隧道净空采用激光限界检测仪进 行洞身净空检查，隧道洞身开挖贯通后，及时组织测量人 员进行贯通测量。依据铁路有关测量规范及测量结果，调整贯通误差，并将结果及时上报监理和建设单位有关部门。依据设计图纸检查完工后的结构物尺寸，如实填写检查结果，并将检查资料作为竣工资料的一部分存档。6.7.4.4 测 量 质 量 的 保 证 措 施测量桩点的交接，必须双方参与，持交桩表逐桩核对，交接确 认，遗失的坚持补桩，无桩 名者视为废桩，资料与现实不符的应予以更改。执行有关测量技术规范，按照规范技术要求进行测量作业检测，保证各项测量成果的精度和可靠性。测量放样的依据是施工图纸及相关规范，要求使用的图纸及规范
9、必须盖“ 受控”章，确保其有效。定期组织测量人员与相邻架子队共同进行洞内外控制点联测，保证控制点的准确性。所有现场测量原始记录，必须将观测者、 记录者、复核者记录清楚且须是各岗位5操作人员自己的签名。加强仪器的维修和保养，保持其良好状态，制定 仪器维修和保养制度及周检计划，按时送检。6.7.5 洞口施工6.7.5.1 洞 口 边 、仰 坡 开 挖 防 护边仰坡开挖前先施作截水天沟，按设计要求从上至下开挖边仰坡，并及时按设计要求进行边仰坡的防护、抗震加固。洞口临时防护采用 喷锚支护，永久性支 护采用骨架护坡，骨架内喷播植草，洞口有危岩处采用被动防 护和主动防护相结合。6.7.5.2 洞 口 排
10、水边仰坡施工前先人工在开挖边缘线 510m 开挖并施作洞 顶截水天沟，待进洞后及时施作洞门和两侧排水沟，与洞顶截水沟相连形成完整排水系统。6.7.5.3 洞 门 修 筑在进洞施工正常后，适时安排洞门施工。洞 门采用混凝土整体浇筑， 浇筑时采用钢管搭设脚手架，大面积钢 模板立模，混凝土 输送泵浇 筑，插入式振 捣器振捣。洞门完成后及时修筑洞顶排水沟和边仰坡防护工程，保证洞口稳定和排水顺畅。6.7.5.4 明 洞 施 工明洞采用明挖法施工，一般地质段采用墙脚开挖法施工，岩层较好或开挖范围较大时，采用 墙顶开挖法施工。按设计要求紧随开挖进 行防护，采用砂 浆锚杆、挂钢筋网、湿喷 混凝土防护。隧底开挖
11、完毕后进行隧底地质 勘探，根据地 质勘探结果进行必要的地基处理，然后进行仰拱和矮边墙施工。根据 监 控量测结果及时施做明洞衬砌，明洞衬砌按洞外混凝土结构要求进行施工，拱墙一次整体浇注，最后施做防水层、回填、铺砌及排水设施。衬砌外缘采用聚氨酯防水涂料，外侧施工 3cm 的 M10 水泥砂浆保护层。待 衬砌强度达到设计 后进行洞顶回填，最后进行洞顶种植绿化。6.7.5.5 进 洞 施 工6采用超前管棚法进洞，形成洞室轮廓,管棚采用 108 钢管，拱部 140，环向间距0.33m，长度为 40m，管棚与 42 小导管配合适用，小导管长 3.5m，环向间距 0.33m，小导管注水泥浆。具体作法：沿明暗
12、洞交界里程，从上到下逐层开挖，开挖至起拱 线后，架立三榀钢拱架，最里面的一榀紧贴仰坡放置， 钢架 间距 50cm，纵向采用 22mm 钢筋连接， 经测量检查，同隧道开挖断面一致后，与仰坡锚杆焊接固定。洞口段设计为大管棚辅以小导管超前支护，按设计要求间距布置大管棚导向管，导向管采用 140mm 的钢管， 导向管与 I18 钢架焊接牢固，其倾角与线路纵坡一致， 浇注套拱混凝土，形成洞室轮 廓。在套拱混凝土 强度达到 设计强度后，施做洞口大管棚及 42 超前小 导管。洞口应加强防排水，防止积水浸泡墙脚和隧底，造成边墙围岩失稳。6.7.6 超前支护6.7.6.1 大 管 棚 施 工隧道洞口段大管棚采用
13、 108 热轧无缝钢管，壁厚 6mm，环向间距 0.33m，长20m40m，钢管内设置钢 筋笼， 压注水泥浆。洞口段利用套拱混凝土做导向墙，洞身段施工前预留管棚工作室，利用管棚工作室作导向墙。施工中根据坐 标法放出管棚的空间位置，并做明显标志， 严格控制管棚打设方向，并做好每个钻孔地址记录。然后再搭 设钻 孔平台，准 备管棚材料、水泥、注浆机等。超前大管棚施工工 艺流程见图 6.7-2。（1）机具超前大管棚钻孔采用管棚钻机钻孔，该机械采用顶驱双作用冲击及回转，把套管及钻具同时冲击回转钻入软弱围岩内，钻孔时采用大扭矩回转套管钻进穿孔，提高了孔向精度及钻深能力，钻架配置两度液动夹头，方便夹紧及卸拧
14、钻具丝扣，减少 劳动强度，内置液动注水泵，简化清孔排碴及洗孔工序。7（2）施工工艺1）顶驱液动锤把套管与钻杆同时冲击回转，钻入隧道顶板前端设计要求孔深。2）钻孔完毕，将套管内孔注水清洗干净，然后将 钻杆拔出，套管仍留在孔内护孔。3）事先加工好带有注浆眼的钢管插入套管内，钢管节与节用丝扣联接，钢管终端密封。4）管插进后，取出套管。5）上述步骤将其余管棚施钻安插完毕，然后施做止浆墙。钻机退回原位套管内注水清洗分节装入钢花管接 钻杆及套管一节钻孔结束继 续 钻 进施工套拱或管棚工作室钻机就位安装钻杆及套管取出钻杆取出套管顶驱 双作用冲 击回转下一根管棚钻进注 浆隧 道 开 挖钻至设计长度钻进结束达到
15、注浆压力图 6.7-2 超前大管棚施工工 艺流程图86）用高压泵将水泥浆压入钢管内，浆液通过钢管注浆眼压注入孔壁的缝隙内，固结附近岩土层，采用导管编 号注浆，先注 “单” 号孔，待 1 至 2 天固结后，再注 “双”号孔，管棚位于土层中压注水泥浆， 压力不小于 2MPa，其余地段压注水泥砂浆（水灰比1：1，砂灰比 2：1）压力不小于 1MPa。7）在管棚支护下，进行隧道开挖，开挖总长度为管棚总长度的 90%。（3）注意事项1）大管棚施工前编制详细的专项施工组织设计。2）钻孔前，按设计精确画出钻孔位置。3）控制钻孔角度，尤其是接长钻杆后钻进角度应严格控制。4）注浆时准确掌握浆液配比和注浆压力。5
16、）创造良好的照明条件，施工时专人统一指挥。6）加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理。6.7.6.2 超 前 小 导 管 施 工本标段隧道级、级围岩段采用超前小导管注浆预支护，小导管采用 42 热轧无缝钢管加工，长度为 3.5m，环向间距 0.33m，其纵 向搭接长度不小于 1.0m。（1）施工工艺小导管施工工艺流程见图 6.7-3。喷混凝土封闭开挖面沿周边布孔插入小导管注 浆开挖小导管加工浆液准备钻 孔图 6.7-3 超前小导管施工工艺流程图9（2）施工方法采用 YT-28 风动凿 岩机钻孔，人工安装超前小导管并与钢架焊接固定，小导管外插角符合设计，用注浆泵进 行注浆作业，注入水泥 单 液浆，注 浆压力一般为 0.8MPa，施工中根据现场试验确定合理的注浆参数。小导管在构件加工厂制作，前端做成尖锥形，尾部 焊接 8mm 钢筋加劲箍，管壁上每隔 15cm 交错钻眼，眼孔直径为 68mm。小 导 管加工见图 6.7-4
