隧道开挖与初期支护施工技术交底

隧道开挖与初期支护施工技术交底

一、工程概况

辛庄隧道左线1620m，右线隧道1615m，开挖土石方约48.4万m3，衬砌混凝土约7万m3。设计为分离式单洞三车道隧道，行车方向左右侧设双侧检修道。建筑限界：限宽0.75+0.5+3.75×3+1.00+1.00=14.50m；限高5m；车行横洞限宽4.5m，限高5m；人行横洞限宽2.0m，限高2.5m。人行横洞沿着隧道纵向每250m 设置一道与车行横洞相间设置，车行横洞每750m设置一道。线路平曲线如表所示，线路纵坡：左线1.8%，右线1.8%。在设计中根据隧道宽度，隧道采用三心圆断面，车行、人行横洞采用直墙半圆拱断面。隧道洞口设明洞，端墙式洞门，复合式衬砌结构。地质由上到下为全风化、半风化、微风化灰岩。

Z5P型衬砌每延米工程数量表

二、施工准备

施工准备：包括风、水、电管路的连接，锚杆、及冬施材料准备，机械设备及小型机具的检查保养等，确保钻孔作业的顺利进行

三、主要施工方法

完成洞顶截水沟、洞口边仰坡防护、超大管棚工作后，可开始洞身开挖工程。

我合同段选定左线ZK59+476～ZK59+476.5段洞身开挖为首件工程。

（一）洞身开挖

1、开挖施工遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的原则。暗挖段隧道采用光面爆破及湿喷技术，并按仰拱超前，拱墙衬砌一次立模灌注的原则施工。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法开挖, Ⅲ级围岩仰拱与掌子面的距离不大于90m，二衬与掌子面的距离不大于120m；Ⅳ级围岩仰拱与掌子面的距离不大于50m,二衬与掌子面的距离不大于90m；Ⅴ级围岩仰拱与掌子

面的距离不大于35m,二衬与掌子面的距离不大于70m。

2、台阶开挖法

台阶法施工工艺流程图

3、台阶法施工工序说明

(1)上台阶开挖；(2)上台阶初期支护；(3)下台阶开挖；(4)下台阶初期支护；

3、施工要求

(1) 台阶不宜多分层，上下台阶之间的距离尽可能满足机具正常作业，并减少翻渣工作量；当顶部围岩破碎，需支护紧跟时，可适当延长台阶长度。

(2) 初期支护应紧跟开挖面；上台阶施工时，钢架底脚宜设锁脚锚杆和纵向槽钢托梁，控制其下沉和变形。下台阶在上台阶喷射混凝土强度达到设计强度的70％后开挖。

(3) 隧道两侧的沟槽及铺底部分应和下台阶一次开挖成型。

(4) 台阶分界线不得超过起拱线，台阶长度不得大于隧道开挖宽度的 1.5倍，下台阶马口落底长度不大于2榀钢拱架的长度；应一次落底，并尽快封闭成环。

(5) 上台阶高度为2.5m，装渣机械紧跟开挖面。

(6) 控制上台阶钢架下沉和变形，做好锁脚锚杆。

(7) 岩体不稳定时应缩短进尺，先施工边墙支护，后开挖中间岩体；左右错开或拉中槽后再开挖边墙。

4、光面爆破

（1）放样布眼

钻眼前，测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。在直线段，可用3～5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。

（2）定位开眼

采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道轴线要始终平行。台车就位后按布孔图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，误差要控制在3cm 和5cm以内。

（3）钻眼

钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要有丰富经验的钻工司钻，台车下面有专人指挥，以确保周边眼有准确的外插角(眼深3m时，外插角小于3°；眼深5m时，外插角小于2°)，尽可能使两茬炮交界处台阶小于10cm。同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一竖直面上。

（4）清孔

装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。

（5）装药

装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。

（6）连结起爆网路

起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。连结时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用电工胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。网路连好后，要有专人负责检查。

（7）瞎炮处理

发现瞎炮，首先查明原因，由原爆破人员处理。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可；但此时的接头应尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，应参照《公路隧道爆破安全规程》有关条款处理。

5、台阶法施工要求

（1）开挖方式采用弱爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。

（2）台阶长度宜控制在10m～50m之内；围岩稳定较差时，控制在3～10m。

（3）下台阶断面开挖应两侧交错进行，下台阶开挖后仰拱应紧跟。施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部应减少对上部围岩、支护的拢动。

（4）施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。

（5）上台阶施作格栅拱架时，采用扩大拱脚和锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形，必要时施作临时仰拱。

（6）下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖，当岩体不稳定时需缩短进尺，必要时分下台阶左右两部开挖，并及时施作初期支护和仰拱。

（7）下台阶施工时要保证初支格栅钢架整体顺接平直，螺栓连接牢靠。

（二）、拱架制做安装

Ⅴ级围岩设计Ｉ22ｂ工字钢，纵向间距50cm。工字钢拱架制做应按设计图纸要求的材料、规格、角度、与各单元几何尺寸在加工厂进行制做，工字钢加工采用型钢弯曲机弯曲成型。Ⅴ级围岩各单元连接GB706-88钢板16cm厚。

拱架安装，制做成型的各单元在简易台架上组装，节点采用Ｍ22×75ｍｍ精制螺栓连接紧固成一体。而后支立，支立起的拱架采用Φ30ｍｍ、长1.5米的钢管及丝杆支起。而后按测量放出的中线、高程进行左右、上下调整。拱架必须垂直，倾斜角度不大于2°，间距、高程偏差3cm。拱脚不得有浮碴并用钢板垫实和调整高度。底脚承载力不够时应施做混凝土托梁增加强度。拱脚增加锁脚锚杆，锚杆采用φ22药卷锚杆2根，每根4ｍ，每榀拱架增加4根，锚管方向向下角度不小于60°并同拱架焊接成一体，管体注1：1水泥浆增加强度。安装纵向22连接筋，连接筋应在洞外加工厂弯曲成型，运到工作面安装。连接筋环向间距0.7米并在钢拱架内、外缘交错布置。

施工时先放大样，按设计长度、半径将工字钢加工成型，然后运入隧道内，逐节安装，每安装一节，先用钢管及丝杆支立稳固，然后点焊到拱顶锚杆尾端，拱部5节工字钢全部安装到预定位置后，用M22螺栓连接紧固。

（三）、钢筋网制做安装

Ⅴ级围岩设计双层钢筋网，临时支护设计单层钢筋网。钢筋网规格Φ8，＠=20×20cm。进场钢筋首先进行调直、除锈，按施工要求进行切断下料。Ⅴ级围岩制做100×80c m（长×宽）网片。网片制做在加工厂加工，各网片接点必须点焊成型，网片间距误差±1cm。制做成型的网片集中堆放并做好防雨防潮。

钢筋网片安装，制做成型的钢筋网片运到工地进行安装。两网片搭接不小于35ｄ，并且锚杆、拱架点焊成一体防止喷射混凝土脱落，预留2～4cm保护层。

（四）、锚杆制做安装

1、锚杆类型及其设置

Ⅴ级围岩设计系统锚杆。规格RD25N型普通中空注浆锚杆，长4.0米,间距100×50cm（环×纵）梅花布置。注浆材料采用水泥浆，水灰比：1：1；一般为

0.5～1.0MPa，注浆终压1.0Mpa，并继续注浆10min以上。按设计要求加工锚杆，准备在洞外。施工时除去油污、铁锈和杂质。

2、钻孔

采用MQTB-80/2.0 气动支腿式帮锚杆钻机钻孔，锚杆钻孔利用开挖台阶搭设简易台架施钻，按照设计间距布孔；钻孔方向尽可能垂直结构面或初喷砼表面；砂浆锚杆钻孔直径应大于锚杆杆体15mm，其他形式锚杆钻孔直径应满足设计要求；孔位允许偏差为±50mm，钻孔数量应符合设计规定；钻孔深度不应小于锚杆杆体有效长度，但深度超长值不应大于10cm成孔后采用高压风清孔。

3、安装锚杆

锚杆注浆安装前须先做好材料、机具、脚手平台和场地准备工作，锚杆采用先锚后注式中空锚杆，将锚头与锚杆端头组合，装上垫片与螺母；把组装好的锚杆打入钻孔，锚杆要尽量打在钻孔的中央位置，将止浆塞穿入锚杆末端与孔口齐平并与杆体固紧，锚杆末端戴上垫板，待注浆浆体强度达到设计要求后拧紧螺母。

4、注浆

注浆程序：(1) 检查、调试注浆泵，连接好注浆管路。(2) 试泵，先做不少于5min压水试验，注意混合器中是否有串水现象，若无，则双泵压水。

注浆原则：先下后上，先里后外，先水少后水多处。水泥浆由稀到浓，直到注浆正常未出现因凝结时间过快而堵管现象时，要根据理论注浆量和现场注浆量对比来调整比例。采用三次升压法注浆，由注浆油门阀调节压力，一般初始压力为0.5Mpa，终压为1.0Mpa。注浆完每一根锚杆，立即将吸浆管放入清水桶中，压入清水维持3～5min，清洗管路。

（五）、喷射支护

Ⅴ级围岩设计28cm厚C25混凝土支护。

1、喷射方法

（1）、喷射砼前，清理受喷面，做到受喷面无松动岩块，墙脚无虚碴堆积。

（2）、材料准备：水泥拟选用42.5级普硅水泥，速凝剂要求初凝不超过5min，终凝不超过10min，砂采用河砂，干净无污染，适宜用于隧道内喷射混凝土。石料采用质地坚硬的碎石，其最大粒径不大于15mm。混凝土塌落度控制在8-12cm。

（3）、设置控制喷射混凝土厚度的标志，采用埋设钢筋头做标志。

（4）、喷射混凝土采用自动计量拌合机搅拌，施工时将已过筛的砂、碎石、