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1、城轨工程大跨小净距蜂窝状叠层隧道洞群开挖施工方案一、适用范围本施工方法适用于各类岩层地质条件的小净距隧道的矿山法暗挖工程施工。二、方案特点1、 小净距隧道超前管棚施作采用精准定位体系，通过长线法的导向墙、于钻杆外侧焊接隔离块和在导向管位置加设激光测量装置，实现了源头控制钻进角度，降低了钻进过程中钻杆的三维抖动力度，并实现了钻进过程的实时偏角测量，实时纠偏。避免了管棚定位不准引起的小净距夹岩损伤破坏及入侵隧道开挖轮廓等问题。2、 大断面隧道开挖时通过于拱部设置自进式长锚杆对初期支护结构和围岩进行锚固，利用长锚杆的悬吊作用取代传统多部导坑法的临时竖向支撑，起到了以索代撑的效果。3、 在隧道群施工顺
2、序总体“先下后上”基础上，优化工序，首先开挖初支下层隧道；然后开挖支护上层隧道的上导坑，上导坑与下层隧道净距为1倍洞径；其次进行下层隧道二衬施工；最后进行上层隧道下导坑的开挖支护，在保证施工安全的情况下，可充分提高施工工效，提高了隧道时空效应。4、 上层隧道上导坑开挖时采用大中孔秒雷管微振爆破方式，利用机械开挖形成掏槽临空面，取代传统爆破掏槽，可使爆破振速成功控制在1cm/s内。同时在掌子面周边密布钻孔形成隔振层，有效降低了隧道爆破时对隧道间岩柱的损伤，提高了确保洞群施工及运营安全。5、 洞群施工监控量测采用由监测终端、中继器、集中器与云服务平台组成的可自行设置监测频率的振弦式传感器无线自组网
3、监测系统，有效避免了传统应力传感器长导线易损坏的问题，显著提高了监测数据的采集频率，保证了数据的连续性，解放了人力。三、工艺原理本工法利用管棚精准定位体系保证了超前支护质量，通过施工工序的调整，确保了施工有序，通过机械开挖形成大中孔+秒雷管微振爆破保证了隧道间岩柱整体性，通过于拱部设置自进式长锚杆对初期支护结构和围岩进行锚固，利用长锚杆的悬吊作用取代传统多部导坑法的临时竖向支撑，起到以索代撑的效果，取代了繁杂的多导坑施工工艺，通过可设置监测频率的无线监测技术，提高了叠层隧道信息化施工水平，确保了施工安全。四、施工工艺流程及操作要点1 、施工工艺流程，见下图：2、 操作要点（1） 隧道导向墙施作
4、测量放样，架设导向墙钢支撑架设，为从源头精准定位管棚钻进控制角度，采用长线法控制，导向墙加长后长度为3m，型钢支撑采用I18的工字钢，间距为50cm/榀。沿型钢外侧安装导向管，导向管与型钢钢架采用焊接固定，工字钢间采用横向加强杆固定，而导向管间横向采用短钢筋连接，确保导向墙混凝土浇筑过程中不偏位。（2）超前大管棚精准定位施工混凝土浇筑完成后7天，管棚钻机就位，调整钻孔角度于导向管角度相同后，采用干钻法施工。超前管棚精准定位施工为降低钻进过程中长钻杆的三维抖动力度，沿钻杆外侧每隔2m焊接四个5cm*5cm*2cm的钢板，作为钻杆与孔壁间空隙充填物和减震、减扭的隔离块，实现了钻孔过程中钻进角度偏差
5、的过程控制。钻杆限位装置图为适时监测管棚钻进角度偏差，钻杆钻进5m长距离后，取出钻进装置，通过在导向管位置加设激光测量装置（于导向管位置加设3个直径为3cm的圆形带孔钢片，三孔对中角度与导向管的方向一致，激光通过3个孔进行测距），圆孔中心连线与导向管中心线重合，利用激光测距仪，使激光通过三个圆孔，进而测定钻进距离。通过比较激光测距与钻杆钻进长度确定钻孔偏斜量进而及时纠偏。通过激光测距与钻杆钻进长度的对比，判别钻孔角度偏差，实现了钻进过程的实时偏角测量，便于实时纠偏。（3） 下层隧道开挖支护管棚施作完成后，先行施工下层隧道，上台阶采用左右导坑法微振控制爆破施工，左右导坑错开距离为5-10m。下层
6、隧道上导坑开挖支护上层隧道掌子面掘进10-15m后，及时进行中部核心土的开挖，并施作拱部8m长自进式长锚杆，以锁代撑，通过悬吊，降低上部荷载对下层隧道的影响。长锚杆的锁定节点采用槽钢+螺母+焊接的形式，提高自进式锚杆对初期支护的拉锚效果。隧道间岩柱加固隧道开挖采用秒雷管微振控制爆破，采用隔断装药，通过6个段位（1段、3段、5段、7段、9段、10段）秒雷管进行爆破。炮眼布置图（4） 监控量测监控量测采用无线监测，监测系统主要由传感器、监测终端、中继器、集中器、云服务平台五部分组成。传感器可为钢筋计、应变计、压力盒等振弦式传感器。数据传递全部采用无线空间对接技术，监测终端通过人工设定采集频率，采集
7、传感器的受力变化数据，将数据发送到中继器，中继器通过信号收集和放大后，发送到集中器，集中器将采集的数据通过移动4G信号发送到指定的网关，通过PC、手机端的登陆网址进行数据分析、下载整理。监控量测过程中，为防止终端设备遭受破坏，采用高强PVC套管进行保护，内部空隙采用气泡袋填隙，内部夯填充实，套管上钻孔做吊点使用，套管两端用保护盖扣实，并用胶带封口，通过终端保护极大的保证了终端设备存活率。无线监测（5） 隧道间岩柱加固上台阶施作过程中，及时施作隧道间对拉锚杆，对拉锚杆采用组合中空注浆锚杆，下部车站暗挖段施工时对锚杆进行注浆，上部隧道施工时，靠近底部采用人工开挖，保护打入其内的锚杆完整性，开挖完成
8、后割除过长部分，安装垫板并弯折锚杆端头，焊接牢固。对拉锚杆（6）下层隧道仰拱开挖仰拱开挖采用全幅开挖支护，每循环开挖长度不大于3m，将基底虚渣、杂物、积水等清除干净后及时施作仰拱初期支护。（7）上层隧道上台阶开挖支护为减少上层隧道施工对下层隧道结构的振动影响及对隧道间岩柱的扰动，施工中采用大中孔秒雷管微振控制爆破开挖方式，采用800钻孔机械钻设掏槽眼（直径不小于1.5m），每次钻进深度1.21.5m，形成掏槽临空面，减少爆破振动。上层隧道上台阶开挖图（8）下层隧道防水板铺设铺设时相邻土工布之间的搭接长度不小于5cm,每个固定点设置一个热熔垫圈，固定点的间距为0.5m0.5m。在铺设土工布时，初
9、期支护面的外露的锚杆头需割除，防水层需紧贴初期支护面。防水板采用无钉铺设方法，即先采用专用射钉及热熔垫圈将土工布固定在喷射混凝土上，专用热熔垫圈按梅花形布置，然后利用手动电热熔接器加热使防水板焊接在固定土工布专用的热熔垫圈上。土工布、防水板按照从下到上的顺序铺设，环向铺设时，下部防水板应压住上部防水板，松紧应适度并留有余量，保证土工布、防水板全部面积均能贴到围岩。防水层固定布置图（9）下层隧道二衬施作衬砌钢筋按设计要求安装完成后，衬砌台车就位后，进行测量精确定位调整，台车外扩5cm，确保衬砌的厚度及各部位的尺寸。衬砌混凝土采用商品混凝土，混凝土运输车运输至现场，采用地泵将混凝土泵送浇筑混凝土，
10、在浇筑过程中，振捣要密实。注意留置同条件混凝土试件。下层隧道仰拱施工图（10） 上层隧道中台阶开挖支护下断面爆破从上往下分2次进行，待上断面施工长度完成515m后开始下断面开挖支护。（11） 上层隧道下台阶开挖支护下台阶开挖采用左右错开开挖方式，台阶纵向错开距离为510m，在结构边线两侧45线范围外采用秒雷管微振爆破开挖，每循环边线两侧45线范围内采用机械开挖，机械开挖采用切割机切割施工。上层隧道中下台阶施工图（12） 基底注浆加固仰拱开挖前，需对竖向两隧道间夹岩柱进行注浆加固，加固深度为上层隧道拱部外轮廓线50cm，浆液扩散半径为1m，钻孔间距1.5m梅花型布置，根据现场情况可适当调整，使单
11、孔注浆扩散圈有效重叠。注浆材料采用单液浆（纯水泥浆）采用1:10.6:1（重量比），根据注浆试验成果，亦可采用监理工程师批准的其它水灰比施灌。注浆浆液由稀到浓动态调整。注浆压力不大于0.3Mpa，施工中根据现场注浆试验进行调整。每排设2个检查孔，检查孔位置可做调整。钻孔采用50注浆钻孔，钻孔位置应采用全站仪放样定位，与设计位置的容许偏差为5cm，每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置偏移应小于30cm；钻孔施工顺序应间隔施工；钻进过程中遇到岩层破碎造成卡钻，应停止钻进，扫孔后再钻进；钻进时对孔内情况需进行详细记录，如堵钻、钻速等。上跨隧道基底注浆横断面布置图（13）上层隧道仰拱施工为防止开挖
12、过程中大型机械设备（挖掘机、装载机、出渣车等）线在底板上行走对轨道环既有结构造成损坏，开挖仰拱（底板）时在环线两隧道结构线上设置一副12m栈桥，隧道内施工机械、车辆均通过栈桥行走，不得直接在底板围岩面上行走，使荷载通过栈桥传递到围岩上，轨道结构不受力，确保安全。仰拱开挖采用整幅开挖，每循环开挖长度不大于3m，将基底虚渣、杂物、积水等清除干净后及时施作仰拱初期支护。上层隧道仰拱施工开挖行走栈桥设置混凝土分层浇筑时，下一层混凝土应在上一层混凝土终凝前进行，每层混凝土厚度应不超过振动棒的1.25倍，在振捣上一层时，应插入下层混凝土中5cm左右，以消除两层之间的接缝；振捣器插点要均匀排列，可采用“行列
13、式”的次序移动，不应混用，以免发生漏振，振捣器每次移动位置的距离应不大于振动棒作用半径的1.5倍，一般振捣棒的作用半径为3040cm。（14）上层隧道防水及二衬施工初期支护闭合后，尽快施作防水层及二次衬砌，钢筋安装过程中需设置钢筋应力计及压力盒。混凝土浇筑时需分层对称、边浇筑边振捣，最大下落高度不能超过2m，台车前后混凝土高度差不能超过0.6m，左右混凝土高度不能超过0.5m。插入式振动棒变换位置时，应竖向缓慢拔出，不得在混凝土浇筑仓内平拖，不得碰撞模板、钢筋和预埋件。（15） 上层隧道二衬拱顶注浆施工上层隧道二衬背后注浆工艺采用带模注浆法施工，注浆花管宜采用2030mm的倒梯形PVC管，并应在管身布设梅花型溢浆孔。排气管不布孔，应根据排气需要安设。注浆应采用微膨胀性水泥浆，注浆压力达到0.2MPa或排气孔出浆时，即可结束注浆。#头条创作挑战赛#长文创作激励计划#PVC倒梯形注浆管大样及工后封孔处理图
