隧道双侧壁导坑法施工方案
裴家垣隧道右线出口v2-b级围岩洞身开挖
施
工
组
织
设
计
城轨14-1
目录
裴家垣隧道右线出口v2-b级围岩洞身开挖施工组织设计
马路河隧道进口K2+960~K2+920由于围岩为松散覆盖层、强风化及中风砂岩，局部夹泥岩，岩质极软，节理裂隙极发育，初勘物探显示岩体破碎，点滴状出水，拱顶及侧壁易坍塌，围岩级别为Ⅵ级，稳定性极差，此段除需地表加固注浆外，开挖方法拟采用双侧壁导坑开挖法。
一、施工步骤
施工准备→洞口掌子面预加固→开挖平台就位→断面测量、放样→施做超前支护→按分步顺序开挖，进尺控制在～→喷8cm封闭掌子面，并初喷4cm砼封闭岩面（C25砼）→出碴→找顶→架立钢架、挂网、打设锚杆→分层喷射砼直至设计厚度→开挖平台就位→施工下一循环。
二、施工工艺
马路河隧道以新奥法为施工原理，K2+960~K2+920段洞身开挖采用“双侧壁导坑法”，初期支护全环采用型钢钢架，锚喷挂网支护，临时钢架采用I20b 工字钢。
1、洞身开挖
“双侧壁导坑法”即延隧道两侧对称设置两处导坑，每处导坑并分上下台阶进行开挖，同时对导坑靠中线部位用I20b工字钢支护，同洞身主钢架螺栓连接牢固。
具体分部位置的断面示意图见附图2：
本隧道K2+960~K2+920段施工时主要以机械开挖人工辅助为主，施做时严格控制药量。开挖平台一律使用自制整体移动式操作平台。爆破孔采用风动YT-28风动凿岩机，一字形合金钻头，孔径φ40mm，爆破采用二号岩石乳化炸药，起爆方式均采用非电毫秒雷管分段起爆。出碴用侧翻式装载机或小型扒碴机装车，10～15T自卸汽车运至弃碴场，凿顶及危石排除用反铲挖掘机施作。
施工工序：
（1、⑴利用洞口导向措施或洞身上一循环架立的钢架施作隧道洞身，侧壁导坑纵向超前支护。
⑵开挖1部，同时，每进尺,掌子面喷8cm厚混凝土封闭。
⑶施作1部导坑周边的初期支护和临时支护，架立钢架（包括导坑的竖向临时钢架
及底部临时横撑），并设置锁脚钢管，钻设径向锚杆，台阶底部和竖向临时钢架
间及时喷射20ｃｍ混凝土封闭。
⑷复喷混凝土至设计厚度。
（2、⑴开挖２部，同时，每进尺ｍ，掌子面喷８ｃｍ厚混凝土封闭。
⑵施作２部导坑周边的初期支护和临时支护，架立钢架（包括导坑的临时钢架），
钻设径向锚杆。
⑶复喷混凝土至设计厚度。
（3、开挖３部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同１。
（4、开挖４部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同２。
（5、⑴开挖５部，喷８ｃｍ厚混凝土封闭掌子面（下一循环拱部超前支护掌子面处）。
⑵拱部架设拱部钢架，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。
（6、⑴开挖６部．喷８ｃｍ厚混凝土封闭掌子面（下一循环拱部超前支护掌子面处）。
⑵拱部架设拱部钢架，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。
（7、⑴两台阶法施工第７、８部。
⑵喷８ｃｍ厚混凝土封闭掌子面。
⑶导坑底部安设钢架封闭成环，复喷混凝土至设计厚度。
（8、逐步拆除临时钢架，灌筑Ⅸ部仰拱。
（9、灌筑Ⅹ部隧底填充。
（10、根据监控量测结果分析，待变形收敛后或根据需要，利用衬砌模板台车一次性灌筑Ⅺ部二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。
（11、双侧壁导坑法施工注意事项：
（1）、隧道应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量”的原则。
（2）、开挖方式均采用弱爆破或人工开挖。爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
（3）、工序变化处之钢架（或临时钢架）应设锁脚钢管，且必须对锁脚钢管注浆，以确保钢架基础稳定。
（4）、当现场导坑开挖孔径及台阶高度进行适当调整时，应保证侧壁导坑临时支护与主体洞身钢架连接牢固，横向钢支撑可根据监控量测结果适当调整其位置，并考虑
侧壁导坑自身的稳定及施工的便捷性。
（5）、钢架之间纵向连接筋应按要求设置，及时施作并连接牢固。
（6）、临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后，方可进行。
（7）、施工中应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测并及时反馈结果，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。
2、初期支护
(1) 施工程序
施做超前支护→掌子面喷8cmC25砼→找顶→洞身岩面初喷4cmC25砼→架设钢架→挂设钢筋网→打设径向锚杆→复喷C30素纤维砼至设计厚度→检查验收。
（2）施工方法
喷射砼采用湿喷施工工艺，建议采用TK500型湿喷机。混凝土采用C30素纤维混凝土，混凝土在拌合站集中拌合。钢拱架在加工厂集中加工，汽车倒运到洞内，现场机械配合人工架设。锚杆采用TY-28风钻钻孔，人工安装，注浆前吹洗孔内残碴，并采用注浆泵压注浆，保证灌浆饱满。φ22锚杆尾与钢架焊接牢固，并设置垫板和螺母。φ8钢筋网在加工场加工成型，现场人工辅助机械安装，钢筋网片大小按×规格加工，安装时用电焊点焊固定在钢架及锚杆外露头上，以防喷射砼时晃动。网片间搭接长度不小于一个网格。超前小导管采用φ42壁厚4mm热轧无缝钢花管制作，加工厂统一加工，长4m，前端10cm做成锥形，并在管体上按15*15cm间距钻10mm眼孔，梅花形布置，尾部30cm为止浆段不钻孔。
（3）湿喷法喷射砼
①喷射混凝土所用的原材料应符合以下要求：
水泥：采用普通硅酸盐号水泥。
骨料：细骨料采用河砂，细度模数应大于，含泥量不大于3%；粗骨料采用坚硬耐久的碎石，粒径5～16mm，含泥量不大于1%。
外加材料：所使用聚脂纤维、钢纤维为经过检验的合格产品。
外加剂：所使用的外加剂符合国家规定，速凝剂要求初凝时间不大于5min，终凝时间不大于10min。
②喷射砼前的准备工作
1)喷射砼前撬去掌子面危石和欠挖处理。用高压水、高压风清除杂物，用高压水冲洗表面。遇到表面水量大时，采取措施将水集中引排。
2)施工所需的机具设备及原材料均已准备，并且机具设备能够正常运行，原材料经检验合格，粗骨料加工拌和前要再次过筛，以防止超径骨料混入，造成堵塞。细骨料堆放在防雨料库，以控制含水量，且数量满足施工需要。
3)机电检查：喷前进行电器及机械设备检查和试转，检查各部分连接是否符合要求，在施工作业场所配备充足照明及通风设备。
③湿喷法施工工艺
喷射混凝土施工程序图如下所示：
喷射机械安设调整好后，先注水、通风，清除管道内杂物，清除掌子面杂物尘埃。
喷射混凝土大堆料要储放于储料棚内，避免露天堆放、淋雨、环境污染和倒运材料而引起的泥污染集料，引起堵管和强度降低等现象。
喷射前，先开风，再送料，后开速凝剂阀门，以易粘结、回弹小、表面湿润光泽为准。严禁随意增加速凝剂和防水剂掺量，尽量用新鲜的水泥，存放较长时间的水泥将会影响喷射混凝土的凝结时间。
喷射机的工作风压严格控制在～范围内。严格控制好喷嘴与受喷面的距离和角度。喷嘴与受喷坡面垂直，有钢筋时角度可调至70°左右，喷嘴与受喷坡面距离控制在范围内。喷射顺序自下而上，料束呈旋转轨迹运动，旋转半径30cm，一圈压半圈，纵向按蛇形状布设。喷射过程中应及时检查混凝土的回弹率和实际配合比。喷射混凝土的回弹率：边墙不应大于15%，拱部不应大于25%。
喷射层厚度边墙7～10cm，拱部5～7cm，厚度过大会削弱混凝土颗粒间的凝聚力，促使喷层因自重过大而脱落，或拱顶处与围岩面间形成空隙；如果一次喷射厚度过小，则粗骨料容易回弹，后一层与前一层喷射时间间隔12－20min。影响喷层厚度的主要原因是混凝土坍落度、速凝剂的作用效果和气温。喷射混凝土厚度采用预埋钢筋法测设，不够设计厚度的重新加喷补够。
湿喷法施工工艺框图
（4
确定主要
±3cm
型钢拱架在洞外分片堆放，上盖下垫，在洞内安装时，使型钢拱架与隧道中心线垂直，
最后焊接连接筋，使钢架成为一个整体。
主要施工技术要求：立设型钢拱架、挂网、打设锚杆应在隧道开挖初喷4cm混凝土后进行；型钢拱架和钢筋网片的钢筋种类、型号、直径和间距等应符合设计要求。所有加工好的钢架必须标示明确，将各单元名称用红油漆标注于钢架两侧，如：A单元应标注“A”，临时钢架A单元应标注“临A”。
②钢架的安装
钢架安装流程图如下：
置正确，脚板间设橡胶垫板。
然后用M20*60
钢架沿外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块楔紧。
钢架与锚杆焊接牢固，相邻钢架之间纵向采用φ22mm钢筋连接，呈折线形布置于钢架腹板中央，于水平保持30°的夹角，环向间距小口处，大口处，焊接采用周边焊，同钢架焊接牢固。
分步开挖施工时，钢拱架拱脚应打设φ42mm的锁脚锚管，锚杆长度4m，每侧脚板处数量为2根，并采用φ22“U”形钢筋同钢架满焊连接。下半部开挖后钢架应及时接长落底至基岩。
钢架与围岩间的间隙应用喷混凝土充填密实；喷射混凝土应全部覆盖钢架，保护层厚度不得小于4cm。
开挖下台阶时，应在钢架拱脚下设砼垫块，砼垫块、岩石和钢架连接密实、牢固。
（5）钢筋网施工
钢筋规格、材质应满足设计要求，进场须经试验合格。
钢筋应冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。
钢筋网铺设平整，与钢架联结牢固，网片之间搭接长度不小于20cm（一个网格）。
钢筋网在洞外提前加工成×钢筋网片，钢筋网片网格采用点焊连接，运输至洞内安装焊接在锚杆上。安装时，钢筋网紧贴受喷岩面的起伏铺设。钢筋网的混凝土保护层不小于3cm，且与锚杆连接牢固，在进行喷射作业时不颤动。
（6）中空锚杆、砂浆锚杆及锁脚钢管
拱部、拱墙采用带排气装置的中空注浆锚杆，锚杆间距×（环×纵），锚杆长米；所有锚杆尾部均配备垫板和螺母。中空锚杆杆体选用φ25mm 的空心钢。
钻孔前先标定钻孔位置。孔深应大于锚杆设计长度10cm ，孔径应符合设计要求，锚杆孔距允许偏为±15cm ，孔内积水、积粉及岩碴要吹洗干净。
锚杆采用多功能台架安设，锚杆端头安装垫板并与喷砼面密贴，设好孔口注浆塞。 注浆采用注浆泵，中空锚杆则直接将注浆管道连接到注浆塞上注浆。
注浆开始或中途停止超过30min 时，应用水润滑注浆罐及其管路。注浆孔口的压力不得大于。
锚杆的插入长度不小于设计长度的95%。锚杆施工完成后，应由试验室进行拉拔试验。
（7） 超前小导管支护工艺
超前小导管注浆工艺流程见图。
超前小导管配合钢架使用，相邻两排小导管的水平搭接长度不小于。小导管设计参数为：小导管采用热轧无缝钢花管，单根长5m ，外径50mm ，壁厚5mm 。环向间距。倾角：前排40°，后排5～10°交错布置，注浆材料为水泥净浆，比重1:1，当岩层变化时可根据现场调整，注浆压力～1Mpa 。
小导管制作在前部钻注浆孔，孔径10mm ，间距15cm ，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部预留30cm
小导管施工要求： ①小导管安设一般采用打入法，即先钻孔，钻孔直径比钢管直径大3～5mm ，然后将小导管穿过钢架，用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内的砂石吹出。 ②小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围缝隙，必要时在小导管附近及工作面上喷射砼，防止工作面坍塌。
③隧道开挖长度必须小于导管的注浆长度，预留部分作为下一次的止浆墙。
④注浆前必须进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为发挥设备效率加快施工速度，可采用群管注浆，每次3～5根。
⑤注浆量达到设计量或注浆压力达到设计压力时可停止注浆。
隧道中
线
设计轮廓线
φ42超前小导管 1200 设计标高
⑥注浆过程中要随时观察注浆压力机注浆泵排浆量变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，以便分析注浆效果。
注浆异常现象处理：
①发生串浆现象：即浆液从其它孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆；
②注浆压力突然升高：可能发生了堵管，停机检查；
③注浆量很大，压力长时间不升高：则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过浆液的凝胶时间。
（8）监控量测
初期支护施工完毕后及时进行监控量测，以量测结果来调整支护参数和确定临时支护的拆除时间，以及二次衬砌的施工时间。监控量测点布置严格按照监控量测交底布置。
洞内监控量测点不得焊于钢架上，必须单独打孔直接安装于岩体中。量测点采用φ8mm的光圆钢筋加工成三角形焊于φ20mm螺纹钢筋端头，三角形为4cm的等边三角形，φ20钢筋长为26cm。并标识保护。标识牌长30cm,宽20cm，上部为红底白字，下部为白底红字。详见下图标识牌图及监控点埋设。
标识牌图及监控量测点埋设
三、施工供风、供水、供电及排水
1、施工供风及通风
隧道洞口配备一座80m3/min的风站，风站内配备20m3/min电动空压机4台。主要负责主洞开挖、喷锚支护供风。风管采用Φ150mm的钢管，管节利用法兰连接。
2台，供风量为2000m3/min，可满足洞内通风要求，选用Φ1800mmPVC软式通风筒，悬挂在拱顶。
2、施工供水
隧道洞顶设50m3高位水池一座，为洞内供水。水池至洞口的下水管采用φ100mm的钢管、洞内采用φ80mm的钢管，掌子面处采用φ50mm的高压胶管分头供水。
3、施工供电
根据洞内用电设备负荷大小，洞口设配电站一处，采用1台容量500KVA，再引向洞内。为了保证前期使用及备用，另自备1台容量250KW的发电机。
动力用电等级为380V,照明用电成洞地段为220V，作业地段为36V，采用干式电缆供电。隧道成洞地段采用220V/400W和220V/250W的高压钠灯,每隔15m或20m安装一盏,并要求每盏灯安装一个开关。掌子面和需要移动照明的地段，采用36V的白炽灯或36V的矿用碘钨灯。
4、施工排水
掌子面渗水采用集中汇水，距离掌子面及两侧墙脚各处，开挖临时环向排水沟，引排至临时集水坑，水坑大小根据水量确定，在集水坑内设置潜水泵，抽排至隧道中心水沟内排出，当中心水沟未施工时，应安装临时排水管道，直接抽排至洞口处沉淀池内。
四、质量要求
1)所用材料必须满足规范和设计要求。
2）喷射砼前应检查开挖断面，处理好超欠挖，岩面应清理干净。超欠挖控制必须符合下列要求：
3)喷射砼应与围岩紧密粘结，喷层厚度应符合要求，不能有空洞，喷层内不允许添加片石及杂物，喷射砼严禁挂模喷射，受喷面必须是原喷面。
4)支护前应做好排水措施，对渗漏水孔洞、缝隙应采取引排、堵水措施，保证喷射砼质量。
5)无漏喷、离鼓、裂缝、钢筋网外露。
6)喷射砼的强度符合设计。1天强度不得低于10Mpa。
7)喷层平均厚度大于等于设计厚度，检查点的80%大于等于设计厚度，最小厚度不小于设计厚度的2/3，表面平整度的允许偏差侧壁5cm，拱部7cm。
8)喷射应严格控制水灰比，喷射角度也可适当调整，喷射混凝土应覆盖钢筋网2cm以上。钢架与围岩之间的间隙必须用喷射混凝土充填密实，喷射混凝土应将钢架覆盖，避免钢架锈蚀，并应由两侧拱脚向拱顶方向喷射。
9)锚杆质量要求
A、锚杆的数量砂浆的强度应符合设计要求。
B、锚杆内注浆饱满
C、锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10cm。
D、锚杆插入长度不得小于设计长度的95%，且应位于孔的中心。
E、锚杆孔距允许偏差为：±15cm 。
10)钢筋网片质量要求
（1）钢筋网在使用前应先清除锈蚀；
（2）钢筋网应随受喷面的起伏铺设，与受喷面间隙不大于3cm；
（3）钢筋网应在岩面喷射一层混凝土后再铺挂，底层喷射混凝土的厚度不得小于
4cm；
（4）钢筋网搭接长度应为1～2个网孔，允许偏差±50mm；
（5）钢筋网的网格间距应符合设计要求，网格尺寸允许偏差为：±10mm。
11)型钢钢架质量要求
（1）型钢拱架的弯制应符合设计要求。钢架的结构尺寸应符合设计要求。
（2）钢架安装不得侵入二次衬砌断面，底部不得有虚碴，相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求。钢架的混凝土保护层厚度不得小于4cm。
(3) 钢架节点焊接长度应大于4cm，且对称焊接。
(4)钢架安装允许偏差的检验应符合下表的规定：
(5)钢架接头钢板、钢架与钢架、纵向连接筋必须焊接牢固，锚杆长度必须符合设
计，锚杆尾部设锚垫板和螺母，钢筋网片搭接不小于1个网格，网片之间及同锚
杆、钢架必须焊接牢固。
五、安全措施
施工前所有施工人员必须熟悉本方案，总的要求：坚持贯彻“安全第一、预防为主”的安全生产方针，体现“以人为本、关爱生命”安全生产理念，实现出口工区零安全事故的目标。具体要求如下：
1、隧道开挖前必须根据设计要求采用的方法做好超前地质预报工作，至少选择两种以上方法，确保地质预报的准确性和可靠性，本隧道主要以超强地质雷达和超前水平钻孔进行围岩地质情况验证。
2、开挖时至上而下分台阶进行，挖机必须专人指挥，作业半径内严禁人员施工，每台阶刷坡完成后立即施做坡面防护。
3、各电器设备及隧道掌子面处均应设置防火消防设施，并应对施工人员进行操作规程的培训，确保熟练掌握器材使用方法。
4、现场设专职安全员对施工中的安全进行监督管理,所有施工人员进入工地，必须佩戴好安全防护用品，如安全帽、安全绳、防滑鞋等，特殊工种应佩戴特殊防护用品，如：防尘面罩、绝缘鞋等。
5、洞口设置值班室，24小时监控，禁止非施工人员进入施工现场，隧道“三管两线”必须布置到位，电线和水管必须分开布置，不得布在相同一侧。悬挂高度具填充面不得超过1m，并采用5*60mm的等边角钢三角支架，φ12长16cm的膨胀螺栓锚固与衬砌或初支砼上。管道与支架必须安设固定卡。
6、特种作业人员必须持证上岗，严厉杜绝酒后上班，做到“上班不喝酒、喝酒不上班”。对于自制的开挖平台必须设置爬梯和围栏，施工时当高度大于2m时为高空作业，施工人员必须配备安全绳和防滑鞋，且禁止在同一竖直线上上下层同时作业。
7、现场用电实行规范化管理，做到一机一闸，并配备安装相应的保护措施及警示标牌，洞内每间隔25m设置应急照明灯一处，隧道距掌子面50m处设置应急电话一处。洞口应配备备用发电机一台。
8、加强对特种车辆（设备）的安全管理，保证其安全生产及运行。
9、各种机械电力设备、安全防护装置与用品，按规定进行定期检验与日常检查，不符合安全技术要求不得使用。
10、各种设备操作人员及值班人员不得擅自离开工作岗位。
11、岗前进行安全培训，增强作业人员安全意识。并坚持班前讲话制度。
12、针对隧道施工存在的各种风险，制定相应的应对措施，并组织施工人员进行演练。
13、定期或不定期对洞内安全环境进行检查评估，发现问题立即停工整改，合格后方可恢复施工。
14、洞内监控量测、施工步距必须严格按照V级围岩要求施工，监控量测断面不大于5m，仰拱距掌子面不超过35m，衬砌距掌子面不得超过70m。
15、氧气乙炔必须设置专用堆放库房，且存放和使用的安全距离不得小于6m。
六、文明施工
1、所有进入现场的钢材必须分类堆放，标示明确，并上盖下垫。
2、洞内道路应保持清洁，专人养护，并随时洒水除尘。
3、各工序施工完成后，施工现场必须做到工完料清，所有设备、材料必须摆放整齐。
4、所有施工人员应统一着装，各工种及现场管理人员应佩戴袖标。
七、环保措施
1、隧道施工充分贯彻“早进晚出”的原则，尽量降低边仰坡高度，减少边仰坡坡面面积，并对其坡面予以妥善防护。
2、洞口设置3级污水处理池，隧道排水经处理符合环保要求后，方可排放。
3、为防止隧道修建引起地下水大量流失，对环境产生过大的危害，对地下水发育地段采取“以堵为主，限量排放”的原则，对围岩实施注浆，控制地下水流量，减小地下水流失。
4、现场施工严格按照设计及环保部门相关要求，做好环境保护工作。