國道主干線(xiàn)西安～漢中高速公路XH—26合同段白家壩連拱隧道初期支護施工方案、施工方法

　　第一節   施工方案

　　根據本項目的工程特點(diǎn)、工程規模及工期要求，白家壩隧道的施工由出口方向掘進(jìn)；開(kāi)挖順序：開(kāi)挖中導洞→貫通后施工中隔墻→施工左幅明洞→施工左幅側導洞→至Ⅵ類(lèi)圍巖后左幅主洞開(kāi)挖→回填反壓左幅明洞段→右幅明洞開(kāi)挖→右幅側導洞開(kāi)挖→至Ⅵ類(lèi)圍巖后右幅主洞開(kāi)挖→正常掘進(jìn)。隧道施工采用機械化施工方案，形成開(kāi)挖、支護、襯砌順序作業(yè)。

　　一、洞口開(kāi)挖及洞口地表加固處理開(kāi)挖前應對圍巖進(jìn)行預加固措施。

　　采用超前預注漿錨桿加固巖層后，用鋼拱架緊貼洞口開(kāi)挖面進(jìn)行支護，再進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)。洞身開(kāi)挖中，支撐應緊隨開(kāi)挖工序，隨挖隨支。施工支護采用25cm厚的網(wǎng)噴砼，系統錨桿支護；架立鋼拱架或格柵的間距為0.8m.

　　二、隧道開(kāi)挖初期支護洞身開(kāi)挖

　　采用自制多功能臺架人工手持風(fēng)鉆鉆眼，光面或預裂爆破，裝載機裝碴自卸汽車(chē)運輸。洞身淺埋及偏壓地段采用環(huán)狀開(kāi)挖留核心土施工方法，以“管超前、嚴注漿、短進(jìn)尺、弱爆破、快支護、勤量測”作為本隧道施工的指導方針。

　　開(kāi)挖完成后及時(shí)施做格柵 架、錨桿和掛網(wǎng)混凝土初期支護及下循環(huán)超前支護。

　　三、通風(fēng)、排水通風(fēng)：在洞口設置3CKW鼓風(fēng)機，采用Ф600拉鏈式風(fēng)管，通風(fēng)。

　　排水：反坡施工時(shí)采用潛污泵抽水，通過(guò)Ф100鋼管排出洞外，順坡施工時(shí)采用自然水流水和潛水泵抽水相結合的施工排水方式。

　　洞外設沉淀池，經(jīng)處理后排出，以防污染環(huán)境。

　　第二節   施工方法

　　一、洞口、明洞與淺埋地段

　�。�1）洞口及淺埋地段開(kāi)挖洞口段淺埋及偏壓地段開(kāi)挖，嚴格遵循“管超前、嚴注漿、短進(jìn)尺、弱爆破、早封閉、勤量測”的原則施工。洞口段淺埋及偏壓地段采用環(huán)狀開(kāi)挖留核心土的施工方法：先進(jìn)施作超前支護（小導管注漿加固地層）開(kāi)挖上部環(huán)狀土并進(jìn)行拱部初期支護→核心土開(kāi)挖→下部開(kāi)挖及初期支護→進(jìn)入下一循環(huán)。

　　拱部環(huán)狀土開(kāi)挖完成后，初噴砼5cm，檢查修整斷面，按設計架立格柵鋼架、安設縱向連接筋，網(wǎng)架架立完成后要進(jìn)行中線(xiàn)、高程及凈空尺寸檢查（施工誤差，預留變形量為鋼架加工及架立時(shí)所必需考慮的）。

　　經(jīng)檢查合格后，及時(shí)在鋼架與圍巖間設置砼墊塊，施作系統錨桿、掛鋼筋網(wǎng)、復噴砼至設計厚度。拱部初期支護施工完后，開(kāi)挖核心土。

　　如果拱部監控量測變形較大或有擴大趨勢時(shí)，在監理工程師許可下可適當加設初期，以確保施工安全。核心土開(kāi)挖完成后，進(jìn)行下部開(kāi)挖，采用跳槽方式開(kāi)挖。開(kāi)挖完成后，及時(shí)初噴砼，同時(shí)接長(cháng)格柵拱架，施工系統錨桿，掛網(wǎng)，復噴砼至設計厚度。進(jìn)入下一循環(huán)。

　　施工時(shí)為確保安全，施工前備用一定數量為止圍巖松動(dòng)坍塌的鋼構件，鋼構件采用定型工字鋼制作，結構形式及其連接方式應簡(jiǎn)單牢固，易于裝卸、使用。同時(shí)備用足夠數量的超前小導管，在圍巖極為破碎時(shí)，在監理工程師許可下，可根據實(shí)際情況加密、加長(cháng)或全斷面布設超前注漿小導管。

　�。�2）Ⅱ類(lèi)圍巖復合式襯砌段施工Ⅱ類(lèi)圍巖復合式襯砌段原則上采用側壁導坑施工方法。

　　一般情況下采用所工作部環(huán)狀開(kāi)挖前，先施工超前小導管注漿，加固地層。拱部環(huán)狀土開(kāi)挖完成后，初噴砼5cm，檢查修整斷面，按設計架立格柵鋼架、安設縱身連接筋，鋼架架立完成后要進(jìn)行中線(xiàn)、高程及凈空尺寸檢查（施工誤差，預留變形量為鋼架加工及架立時(shí)所必需考慮的）。經(jīng)檢查合格后，在鋼架與圍巖間設置砼墊塊，施作系統錨桿、掛鋼筋網(wǎng)、復噴砼至設計厚度。拱部初期支護施工完成后，開(kāi)挖核心土。開(kāi)挖完成后及進(jìn)初噴砼，接長(cháng)格柵鋼架，施工系統錨桿，掛鋼筋網(wǎng)，復噴砼到設計厚度。進(jìn)入下一循環(huán)。

　�。�3） Ⅲ類(lèi)圍巖復合式襯砌段施工Ⅲ類(lèi)圍巖復合式襯砌段開(kāi)挖施工采用側壁導坑法；

　　與Ⅱ類(lèi)圍巖相同，只是依照圍巖地質(zhì)情況主洞采用上下臺階法開(kāi)挖。初期支護與Ⅱ類(lèi)圍巖相同。

　�。�4）Ⅳ類(lèi)圍巖段施工Ⅳ類(lèi)圍巖采用中導洞貫通后施作中隔墻，主洞全斷面開(kāi)挖或上下臺階開(kāi)挖的施工方法。

　　開(kāi)挖完成后，初噴砼5cm，檢查修整斷面，徑向錨桿、鋼筋網(wǎng)、復噴砼至設計厚度，進(jìn)入下一循環(huán)。

　　二、施工初期支護方法

　　1、錨桿施工方法洞身開(kāi)挖完經(jīng)初噴砼后，先由測量人員用油漆按設計標定錨桿位置。

　　錨桿采用手持風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，鉆孔完成后，需進(jìn)行檢查，發(fā)現不合格的孔應補鉆。

　　錨桿必須與巖體主結構面成較大角度布置，當主結構面不明顯時(shí)，與隧道周邊輪廓垂直呈梅花形布置。錨桿的鉆孔及其安裝方法應經(jīng)監理工程師批準，錨桿的鉆孔應圓直，空口巖面應平整，鉆孔應于巖面垂直。注漿錨桿的注漿材料、所使用的外加劑、拌和方法、注漿壓力、設備和注漿方法都應嚴格按監理工程師批準，一般注漿壓力為0.5-1.0Mpa，終壓為2.0-2.5Mpa.在孔中錨定錨桿后，將錨桿 伸至規定的軸向荷載。

　　每根錨桿的抗拔力不得低于設計規定，并不應低于50KN，每300根錨桿必須抽樣一組進(jìn)行抗拔立試驗，每組不少于3根，并符合《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規范》（GBJ-85）的規定。

　　2、噴砼施工方法隧道開(kāi)挖完成后應立即對巖面噴射砼，以防巖體發(fā)生松馳。

　　噴射砼采用濕噴工藝，在噴射砼前用壓縮空氣或壓力水將所的待噴面吹凈，吹除噴砼面上的松散雜質(zhì)或石粉。砼由預制廠(chǎng)生產(chǎn)采用強制攪拌機拌合，砼輸送車(chē)運輸送入濕噴機料斗由砼噴射手向待待噴面噴射。噴射要用先下后上S型噴射方式分層噴射，并在噴射砼達到凝后方可噴射下一層。噴射時(shí)要注意嚴格控制風(fēng)壓同時(shí)保證噴射速度適當，使噴嘴與受?chē)娒姹３诌m當距離（0.6～1.2m），噴射角度盡量接近90.，正確掌握噴射順序，不使角隅鋼筋前面出現蜂窩或砂襄，發(fā)現出現此現象時(shí)，及時(shí)清除受?chē)娒嫔系纳跋寤蛳麓沟幕炷�土，以便重新噴射，噴射砼質(zhì)量及厚度不小于現行規范規定和設計要求，噴射工作結束后要認真清洗噴嘴。

　　3、超前小導管注漿施工方法按設計架立拱部鋼架經(jīng)檢查合格后，施作定位錨桿之后，在鋼架上標定小導管施作位置，利用手持風(fēng)造孔，并按設計嚴格控制外插角，再用風(fēng)鉆將已加工好的鋼花管頂入，尾部與鋼架焊成整體；用塑料膠泥封堵孔口及周轉裂隙，必要時(shí)注漿前先行應對工作面及5m內坑道進(jìn)行噴砼封閉做止液墻，然后采用單液注漿泵進(jìn)行注漿，水泥漿標號不小于30號，注漿壓力0.5～1.0Mpa，達到設計壓力時(shí)持續15分鐘時(shí)即可結束。

　　注漿過(guò)程中要隨時(shí)觀(guān)察注漿壓力及注漿泵排漿量的變化，分析注漿，防止堵管、跑漿、漏漿，做好注漿記錄，以便分析注漿效果，結束5h的進(jìn)行研究。

　　利用前次注漿的1.0m左右未開(kāi)挖的加固段做為止漿墻再進(jìn)行小導管注漿，重復以上工作。

　　4、鋼架加工制作及架設的施工方法鋼架加工制作時(shí)，構件是連接關(guān)鍵性工藝，應按《鋼結構工程及驗收規范》GB50205-95的規定執行，確保各類(lèi)焊縫及螺栓連接質(zhì)量。

　　4.1鋼架加工制作

　�。�1）鋼架預制按設計圖放大欄，放樣時(shí)應根據工藝要求預留焊接收縮余量及切割、刨邊的加工余量。將主鋼筋、要求尺寸準確、弧形圓順。

　�。�2）格柵鋼架架按設計圖配置加強筋與主筋焊接。焊接時(shí)，沿鋼架兩邊對稱(chēng)焊接，防止變形。

　�。�3）嚴格焊前及焊縫檢查焊接材料均應附有質(zhì)量證明書(shū)，并應符合設計文件的要求和國家標準規定。

　　鋼筋及其他鋼材應按照材質(zhì)證明書(shū)進(jìn)行現場(chǎng)復檢。有銹蝕的鋼格禁止使用，對輕微浮銹、油污等應清除干凈并應對焊點(diǎn)進(jìn)行防銹處理。焊制前進(jìn)行焊工摸底試焊，按照手工電弧焊規范經(jīng)考試合格評定焊接等級。并按規范選用焊接電泫、電壓、引弧速度等，并要求供電質(zhì)量穩定。施焊前焊工應復查組裝質(zhì)量及焊縫區的處理情況，如不符合要求，應修整合格后才能施焊。接完畢后應清除熔碴及金屬飛濺物。

　　按《鋼結構工程驗收規范》要求檢查焊接質(zhì)量，不允許出現漏焊和假焊現象。

　�。�4）鋼架加工后要進(jìn)行試拼，其允許誤差沿隧道周邊輪廓誤差不應大于3cm.鋼架由拱部，邊墻各單元鋼構件拼裝而成。各單元螺栓連接。螺栓也眼中心間距公差不超過(guò)±0.5cm.鋼架平放時(shí)，平面翹曲應小于±2cm.

　　4.2鋼架架設

　�。�1）為保證鋼架置于穩固的地基上，施工中應在鋼架基腳部位頂0.15～0.20m原地基，架立鋼架時(shí)挖槽就位，并在鋼架基腳處設槽鋼以槽增加基底承載力。

　�。�2）鋼架平面應垂直于隧道中線(xiàn)，其傾斜度不大于2度。

　　鋼架的任何部偏離鉛垂面不應大于5cm.

　�。�3）為保證鋼架位置安設準確，在隧道開(kāi)挖時(shí)：

　�、僭趦晒澳_處、兩邊墻腳處預留安裝鋼架槽鋼凹槽，其尺寸為8.3cm（高）×8cm（深）。

　�、谠诔鯂娀炷�土時(shí)，應在凹槽處打入木楔，為架設鋼架留出連接板（或槽鋼）位置。

　�。�4）鋼架應按設計位置安設，在安設過(guò)程中當鋼架和初噴層之間有較大間隙時(shí)應設騎馬墊塊、鋼架與圍巖（或墊塊）接觸間距不應大于50mm.

　�。�5）為增強鋼架的整體穩定性，將鋼架與錨桿焊接在一起，各種鋼架應設縱向連接鋼筋。

　�。�6） 為使鋼架準確定位，鋼架架設前均需預先安裝定位系筋。系筋上端與鋼架焊接在一起，另一端插入圍巖中0.5-1.0m并用砂漿錨固，當鋼架架設處有錨桿時(shí)應盡量利用錨桿定位。

　�。�7）鋼架架立后應盡快施作噴射混凝土，并將鋼架全部覆蓋，使鋼架與噴混凝土共同受力。

　　噴射混凝土應分層進(jìn)行，每層厚度5-6cm左右，先從拱腳或墻腳向上噴射，以避免回彈料虛掩拱腳（墻腳）而不密實(shí)，強度不夠，造成拱腳（墻腳）失穩。

　　三、施工中應注意：

　�、�?lài)栏癜丛O計要求預留和頂埋消防供電、照明、維修電源插座等營(yíng)運設施使用所需的洞室和線(xiàn)路管、孔、槽。

　�、谶厜�基底虛碴、污物和基坑積水必須清除干凈。

　　嚴禁向有積水的基坑內傾到混凝土干拌和物。

　　邊墻基底的埋置深度應符合設計要求，擴大基礎的擴大部分及仰拱的拱座應結合邊墻施工一次完成。

　�、蹚秃鲜揭r砌施工前嚴格按設計鋪設防水層和頂埋排水管，并應在初期支護基本穩定后進(jìn)行。澆筑混凝土時(shí)不得損壞防水層。

　�、芩淼酪r砌混凝土澆筑的施工方法程序，就經(jīng)監理工師批準。

　　襯 砌施做時(shí)間，根據圍巖穩定情況和支護情況確定，必須注意開(kāi)挖爆破不得危害已經(jīng)襯砌的混凝土。

　　四、施工中的防水和排水

　　1、施工防排水

　�、俨扇∷淼朗┕し琅潘�設施和結構防排水相結合，以確保施工中良好的施環(huán)境，保證施工的安全與質(zhì)量。

　�、谒淼朗┕し琅潘�工作以防、截、排、堵相結合的綜合治理原則進(jìn)行。

　�、鬯淼朗┕で案鶕�隧道工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料制定防排水方案。

　　施工中應按現場(chǎng)施工方法、機具設施等情況，選擇不妨礙施工的防排水措施。

　�、芩淼肋M(jìn)洞前先做好洞頂、洞口的地面排水系統，防止地表水的下滲和沖刷。

　�、菔┕ぶ袘獙Χ磧鹊某鏊�部位、水量大小、涌水情況、變化規律、襯給來(lái)源及水質(zhì)成分等做好觀(guān)測和記錄，不斷改善防排水措施。

　�、匏淼婪琅潘�工程施工質(zhì)量應符合：拱部、邊墻不滴水；

　　路面不冒水、不積水，設備箱洞處滲水；洞內排水系統不淤積、不堵塞，確保排水通暢。

　　2、洞口施工防排水措施隧道洞口必須按設計要求及時(shí)做好排水系統；

　　地表積水應及早處理，并符合以下要求：勘探用的坑洼、探坑等應回填粘土，并分層夯實(shí)。

　　洞頂上方如有溝谷通過(guò)且溝谷底部巖層裂縫較多、地表水滲漏對隧道施工有較大影響時(shí)，應及時(shí)用漿砌片石鋪砌溝底，或用水泥砂漿勾縫、抹面；洞頂附近有井、泉等，應妥善處理，不宜將水源截斷、堵死；清理洞口附近雜草的樹(shù)叢，開(kāi)溝疏導封閉積水洼地，不得積水；洞頂排水溝就與路基邊溝順接組成排水系統。

　　3、隧道洞內排水順坡水訂采用自然排水的施工方法，反坡時(shí)采用潛污泵抽水通過(guò)隧道一側的排水管引排至洞外：

　�、倥潘�管采用ф80排水管，洞內適當位置設置集水坑。

　�、诙磧扔写竺娣e滲漏水時(shí)，采用鉆孔將水集中匯流引入集水坑，通過(guò)排水管排出。鉆孔的位置、數量、孔徑、深度、方向和滲水量等應作詳細記錄，以便在襯砌時(shí)確定拱墻背后設施的位置。

　　五、錨桿拉撥試驗

　　是為確認錨桿安裝后錨固效果的生果試驗，應用空心千斤頂進(jìn)行。作抽樣檢查試驗，300根檢查一組（3根），一般系統錨桿按照50-100m作一組試驗，記錄在資料上，可繪出荷載撥位移曲線(xiàn)。評價(jià)標準：錨桿拉撥不得小于設計或規范規定。

　　應力—應變量測：采用應變計、應力合、測力計等監測鋼架、錨桿和襯砌受力變形情況。

　　六、風(fēng)、水、電及通風(fēng)防塵措施  

　　1、供風(fēng)及供水

　�。�1）洞口設50m2電動(dòng)空氣壓縮站一座，以滿(mǎn)足隧道開(kāi)挖、支護等風(fēng)動(dòng)機械作業(yè)需求，隧道開(kāi)挖面風(fēng)壓不小于0.5Mpa.

　�。�2）在洞口高壓風(fēng)管最低處設置油水分離器，定時(shí)放出管中的積油和水。

　�。�3）洞內供水采用洞外高位150m3水池供水，隧道開(kāi)挖面水壓水應小于0.3Mpa.

　�。�4）高壓風(fēng)、水管路應敷設平順、接關(guān)嚴密、不漏風(fēng)、不漏水。

　�。�5）高壓風(fēng)、水管路敷設在電纜電線(xiàn)相對的一側，避免妨礙運輸和影響邊溝施工。

　�。�6） 在空氣壓縮機站和水池總輸管上設總閘閥，主管上每隔100M應分裝閘閥。

　�。�7）管路前端至開(kāi)挖面宜保持30m距離，并用高壓軟管連接分風(fēng)器和分水器，通往上導坑開(kāi)挖面使用的軟管長(cháng)度不宜大于50m.分風(fēng)器、分水器與風(fēng)動(dòng)機具間連接的膠皮管長(cháng)度，不宜大于10m，上導坑、馬口、挖底地段不宜大于15m.

　�。�8）風(fēng)、水管路使用中應有專(zhuān)人負責檢查、養護。

　　2、供電及照明

　�。�1）電力線(xiàn)接口、架接電線(xiàn)路至洞口，供隧道施工用電，并設250KVA內燃發(fā)電機組1套以備臨時(shí)停電使用。

　�。�2）洞內采用400/230V三相四線(xiàn)系統供電，動(dòng)力設備采用感想380V；

　　隧道照明，成洞段和不作業(yè)地段采用220V，一般作業(yè)地段不大于36V，手提作業(yè)燈為12-24V；選用的輸電線(xiàn)截面應使線(xiàn)路末端的電壓降不得大于10%，36V及24V線(xiàn)不得大于5%.

　�。�3）成洞地段固定的電線(xiàn)路，應使用絕緣良好的膠皮線(xiàn)架設，施工地段的臨時(shí)電線(xiàn)中宜采用橡套電纜。

　�。�4）照明和動(dòng)力線(xiàn)路安裝同一側，并分層回設。

　　電線(xiàn)懸掛坑度距人行地面的距離在2.5m以上。

　�。�5）涌水地段的電動(dòng)排水設備，采用雙回路輸電，并設可靠的切換裝置。

　�。�6）36V低壓變壓器應設在安、干燥處，機殼接地，輸電線(xiàn)路長(cháng)度不大于100m.

　�。�7）動(dòng)力干線(xiàn)上的每一分支線(xiàn)，必須裝設開(kāi)關(guān)及保險絲具。

　�。�8）隧道作業(yè)地段必須有足夠的照明，洞外照明按一般建筑工地要求。

　�。�9）對各種電氣設備和輸電線(xiàn)路應有專(zhuān)人經(jīng)常進(jìn)行檢查維修，作業(yè)時(shí)，應參照現行的《電業(yè)安全工作規程》的規定辦理。

　　3、通風(fēng)防塵及防有害氣體

　�。�1）隧道施工采用30kw的通風(fēng)機通風(fēng)。

　�。�2）隧道施工通風(fēng)量必須符合規范要求。

　�。�3）通風(fēng)管直徑采用600mm的拉鏈式風(fēng)管。通風(fēng)送風(fēng)口距開(kāi)挖面的距不應大于10m.因此隧道施工時(shí)，應作好預測、預報工作，堅持以預防為主原則，在確保安全的前提下，制定切實(shí)可行的施工方案并作業(yè)專(zhuān)門(mén)設計，報請監理工程師批準。隧道通過(guò)崩塌、卸荷裂隙等不良地質(zhì)地段，施工前應對設計文件提供的地質(zhì)資料進(jìn)行詳細的分析了解，制定相應的預防措施，備足有關(guān)應急的機具材料。不良地質(zhì)地段隧道施工，采用短開(kāi)挖、弱爆破、強支護、早襯砌的工程措施，穩步前進(jìn)。