高速公路隧道工程施工方案及施工方法

高速公路隧道工程施工方案及施工方法

1.1 工程概况

本项目主体重点工程为隧道工程，花马峁隧道右洞起始桩号： ZK141+255～ZK143+437，长2182m, 花马峁隧道左洞起始桩号:ZK141+223～ZK143+611，长2388m; 花马峁隧道为我标段控制性工程，设计为分离式双向六车道大跨径黄土隧道，采用复合式支护形式，隧道净宽14.5米，净高5米。地质围岩复杂，成拱效应差，均为Q2老黄土、第三系粘土，侏罗系强~中风化砂岩，第四系中更新统（Q2 al+pl）硬塑粉质粘土、下更新统（Q1 eol）硬塑黄土、风化岩组成，岩土裂隙发育，遇水、暴露易开裂崩解，具有膨胀性。

1.2、工程技术难点分析

1、针对大跨度黄土隧道，如何保证开挖拱角不失稳坍塌是本工程的难点。

2、隧道结构复杂，洞口段、正洞与横洞交叉处施工是隧道安全、顺利建成的关键。

3、三车道黄土隧道设置紧急停车带属全国首例，其紧急停车带的施工技术方案是本工程的难点，如何确保安全通过。

4、为满足施工进度的要求，需制订隧道冬季施工技术措施。

1.3、工程技术要点

1、首先按照以排为主、防排结合的原则做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，并妥善处理好陷穴、裂缝，以免地面积

水浸蚀洞体周围，造成土体坍塌。

2、在含有地下水的黄土层施工时，洞内外排水沟应进行铺砌，必要时应配合井点降水等将地下水位降至隧道衬砌底部以下，以保施工顺利进行。

3、管理好施工用水，不使废水漫流。

4、如发现工作面有失稳现象，应及时用喷砼封闭，加设锚杆、架立钢支撑等加强支护。

5、施工时要特别注意拱脚与墙脚处断面，严禁超挖，若有超挖用同标号喷射砼进行补平，如发现该处土体承载力不够，应立即加设锚杆或采取其它措施进行加固。

6、在开挖与浇筑仰拱前，为防止边墙向内位移，宜加设横梁顶紧。

7、喷射机所用的压力，一般以不超过0.2Mpa为宜。

8、钻锚杆孔时，宜采用干钻，锚杆采用早强砂浆式锚杆、药卷锚杆、中空注浆锚杆。

9、施工中如发现不安全因素时，应暂停开挖，加强临时支护并加强监控量测，以便取适应性的工序安排。

1.4、施工方案及施工方法

一、施工遵循原则

隧道施工严格遵守“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的原则，并严格按照“早进洞、晚出洞、工序紧跟、严守设计”组织施工。

二、施工顺序

花马峁隧道进口处于裴庄镇庙咀沟村，利用裴庄镇乡村道路从庙咀沟村修建便道至隧道洞口。花马峁隧出口，利用万庄村乡村道路从田塔村修便道至隧道出口，按照标准化要求，施工便道将全部采用20cm砂砾+20cm混凝土硬化处理，以保证雨季、冬季的正常施工。

隧道施工应从边仰坡至明洞出口桩号进行开挖，一边开挖一边进行边仰坡锚喷防护，明洞开挖至明洞隧底标高，进行仰拱砼浇筑和回填施工，施作套拱和管棚。主洞开挖的同时进行二衬台车的组装和调试，施作明洞衬砌和明洞后续工程。车行、人行横洞的施工排在主洞初支完成后40m左右进行洞室交叉口的施工，以不影响后续二衬的进度，附属工程在二衬完成紧跟施工，路面安排在二衬完成500m紧跟施作。

三、洞口及明洞段施工

1、洞顶截水沟

隧道施工前，先做好人员、机械、材料和场地的施工准备工作，然后进行边仰坡顶环形浆砌片石截水沟施工，将水排至远离洞口的位置，防止雨水冲刷边仰坡危及隧道洞口安全，并在浅埋段地表埋置沉降观测桩。

2、洞口开挖

1）、施工准备工作结束后，测设隧道洞口位置，确定洞口段开挖边线，然后由上向下分层开挖，土层采用挖掘机开挖，采用

装载机装自卸汽车运至弃碴场。

2）、洞口方开挖

根据现场放样结合设计文件、现场地貌及地面构造物，按照设计的隧道洞口桩号及明洞长度先行施工，明洞开挖应先半幅开挖并及时完成，明洞仰拱及回填，每次开挖纵向长度为5m，不可全幅开挖或纵向一次性开挖和施工。施工中应及时进行边仰坡的防护施工，确保边仰坡的稳定。明洞开挖完成以及仰拱、仰拱回填施工完成后，应尽快进行明洞衬砌施工和明洞回填，以利于明洞边仰坡的稳定和暗洞开挖时对洞顶土体纵向位移和沉降的控制。

3、边仰坡防护

洞口边仰坡设计采用锚、网、喷支护，洞口段分层由上向下开挖时，边仰坡分段由上向下进行支护施工。开挖完成后进行坡面处理，然后按设计间距布置锚杆，铺设20×20cm的φ8钢筋网，之后采用湿喷工艺喷射砼10cm厚。

4、明洞施工

明洞段开挖至隧底标高，进行浇筑仰拱及仰拱回填（仰拱回填完成后可进行暗洞浅埋段双侧壁导洞的开挖施工），然后衬砌台车就位，绑扎明洞钢筋，经检验合格后支设外模，脚手架配合型钢支撑加固，砼采用泵送浇筑，两侧边墙由衬砌台车模板上工作窗口浇筑，拱部则由外模上预留浇筑口浇筑。浇筑过程中两侧对称进行，插入式振捣器振捣。浇筑完成砼达到强度后，拆除外

模，洒水覆盖养护。

明洞回填要对称进行，分层夯实，回填时每层厚度不得大于

0.3m，两侧回填的土面高差不得大于0.5m。压实度不小于90%。

四、隧道套拱及洞身施工

1、施工准备

隧道洞口土石方施工完成后及时平整场地，测设洞口位置、隧道中线，保证按设计中线掘进。

1）、认真学习设计图纸和设计技术资料，现场核对设计资料，进行测量放羊，开挖线。

2）、会同监理工程师测量路基横断面，绘制成图，计算核实土方数量，并送报监理工程师审批。

3）、场地清理与掘除：在现场确定清理、掘除、拆除的工作后，按施工规范和设计要求进行清理。

2、套拱施工

在洞口外做2m长55cm厚的混凝土护拱。内部设立四榀I20a 型钢及Φ133×4导向管以控制长管棚的位置及方向，导向钢管焊接在拱架顶部要有2。的仰角。在2m套拱范围采用两侧拉槽开挖后先浇筑50cm砼基座，再立设工字钢预埋导向管浇筑砼。

1）、管棚施工工艺

本合同段隧道洞口为Ⅴ级围岩浅埋段，Ⅴ级围岩浅埋段超前支护第一环采用Φ108×6mm热扎无缝钢管，壁厚6mm，钢管前端

呈尖锥状，管长L=30m，管内设置通长Φ28钢筋，管棚安装完成后向管内压浆以增加钢管的抗拉强度和抗弯刚度，第二环采用双层Φ50×4超前小导管并注浆，对围岩进行预支护。

2）、搭设平台，安装钻机，测定孔位

用座标法在掌子面标定管棚孔位，钻机距离掌子面，一般不超过2m。钻孔方向与线路中线平行，用手罗盘、经纬仪、持挂线相结合的方法架立钻机。

3）、钻孔及清孔

选用地质钻或管棚钻机风动干钻法钻进成孔。其直径、钻压、转速、风量、风压等钻进参数满足施工要求。

在钻孔施工中，若采用以上工艺无法成孔，即采用跟管钻机进行钻孔作业。

4）、安装管棚钢管

A、管棚施工，钢管上每隔15cm交错布眼，眼孔直径10mm，呈梅花型布置。钢管尾部3.0m不钻花孔作为止浆段，采用高压注浆。

B、钢管接头用丝扣连接，管箍长30cm，丝扣长大于15cm，连接后将花管和管箍两头焊接牢固，相邻两根钢管的接头要错开，其错接长度不小于1.0m,为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3.0m管，编号为偶数的最后一节管采用1.0m管，其余均采用1.0m长钢管。钢管依次为编号0～38#。

C、施工时先打编号为单号的钢花管，注浆后再打编号为双

号的钢花管。编号为双号的钢花管可作为注浆质量的检查管，若单号钢花管注浆有不密实之处，应在双号钢花管中注浆填实。

D、安装管棚钢管应每钻完一孔便顶进一根钢管，并做好施工记录。

5）、安装管棚及注浆

管棚钢管安装好后，进行注浆。水灰比1：1；注浆压力0.5～2.0Mpa；注浆结束标准：压力逐步升高，达到设计终压并保持终压10min以上；进浆量一般为20～30L/min。安装管棚及注浆施工过程要有文字记录及影像资料。

五、暗洞开挖与支护

1、开挖方案

1）、暗洞开挖的指导思想是“管超前、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”。

2）、洞口段、Ⅴ级围岩浅埋段洞身开挖施工

隧道开挖施工工艺流程图