隧道洞口开挖施工组织设计

家山隧道洞口开挖施工案

一、工程概况

家山隧道出口位于省新昌县境，双洞单向交通，两洞净距约28m，设计时速100km/h。隧道区域地形复杂，以Ⅳ围岩为主，最大埋深280 m，其中我标段承担家山隧道右洞迄止里程（YK091+610～YK095+100）,长度3500m，出口位于半径为1500m右转曲线上；左洞迄止里程（ZK0 91+600～ZK095+104）,长度3504m，出口位于半径为1550m右转曲线上。左右线均为削竹式洞门。线路纵向单向坡为-0.85%。

隧道出口端定洞口于YK095+100，出口明洞采用削竹式洞门，设计为27m明洞。隧道出口明暗分界里程为YK095+，从YK095+073处进洞施工，YK095+～YK095+043暗挖进洞段采用Φ108管棚超前支护。

地形、地貌

家山隧道出口位于澄潭镇马面山村附近山坡上，地形起伏小，属于低山丘陵及玄武岩台地区，出口处于斜坡位置地形坡度约15～35°，出洞段轴线与坡面斜交，缓坡处己开发为农田，覆盖层厚度变化较大，部分为易滑体。

二、隧道洞口开挖施工案

洞口施工时结合洞口地质及地形条件，尽量使洞口简洁、美观、自然，与环境协调。明洞施工采用明挖法，洞口开挖原则：尽量减少洞口刷坡，争取早进洞。明洞开挖前先完成地表排水系统，采取分层开挖，分层支护，自上而下，边挖边护的明洞边坡加固处理法。明洞与仰坡开挖同时进行，洞门与明洞整体浇筑。进洞采用先施作管棚、短进尺、弱爆破、快

循环、早封闭的施工案。

2．1 洞口边仰坡刷破

2.1.1隧道洞口边仰坡刷坡施工总体案为：采用机械分层开挖，人工配合机械刷坡，自上而下分台阶进行；各台阶开挖、刷坡过程中同时做好坡面防护。

2.1.2施工工艺

⑴边仰坡开挖前，先进行测量放线，放出隧道中线和开挖边界线。根据图纸中提供的刷坡线的坡度：1：1。

隧洞洞外采用三角网测量，每个洞口至少设置三个平面控制点，三个点应设在互相通视，交通便，地基稳定且能长期保存的地。高程控制采用水准测量进行，每个洞口应布设两个高精度水准点，两个水准点以安置一次水准仪即可联测为准；中线放出后按10m为中桩间距单位打设中线桩；

开挖边线桩用等高线法测出，按5m为中桩间距单位打设开挖边界桩；

边仰坡施工过程中，每一开挖台阶都要进行测量放线，放线容为中桩及每台阶的坡脚桩；

⑵截水天沟修建。

开挖边界线放出后，在开挖边界线5m外结合地形放出洞外截水天沟开挖线。截水天沟在边仰坡开挖前修建，将地表水引离洞口开挖围，以防止地表水冲刷边仰坡导致失稳坍塌。截水天沟修建时要考虑排出的水不流经洞外道路或能流入洞外排水沟中，使洞外防排水形成统一体系，利于防水；截水沟采用M5浆砌片砌筑，尺寸60㎝×60㎝，坡度1:1, 壁厚

30cm，以拦截地表水。具体尺寸详见“图2-1、截水沟大样图”。

图2-1 截水沟大样图(单位：cm)

2.2洞口边坡喷锚

为了更好的作好洞口边坡防护，必须格按图纸设计进行施工，尽量减少洞口边仰坡的开挖，保证山体的稳定，具体施工如下：

1、在靠山体侧边仰坡围采用喷、锚、网进行加固，锚杆采用Φ22，长3.5m 的地表砂浆锚杆，梅花型布置，间距1.2m，C20喷射砼厚10cm，钢筋网采用φ6，网格间距为20*20cm。

2、喷锚支护紧跟开挖面及时施作，喷锚支护施工程序见以下框图：

㈠系统锚杆施工

系统锚杆施工工艺流程为：钻清注浆插入杆体

㈡选用材料及配合比

钢筋：按设计选用Φ22的Ⅱ级螺纹钢，长3.5m的地表砂浆锚杆，应将头部加工成扁铲形，以减少插钎阻力并加大锚固力。

水泥：选用经检验合格的42.5水泥。

砂子：粒度不大于2.5mm的砂子，含云母量不超过0.5％，含泥量不超过3％，不含有机杂质，使用前应经过格过筛。

配合比格按技术交底规定配合施工。

㈢钻眼

钻眼设备采用普通气腿式凿岩机，钻眼要按以下要求进行：

①、锚杆深匀偏差为-50mm，锚直径应比锚杆直径大15mm以上；

②、钻前应根据设计要求定出位，作出标记，位允偏差为±15mm。钻

应圆直，钻向除现场质检工程师另有要求外，均应尽量垂直岩面。③、眼在锚杆安装前必须彻底清洗干净，一般用高压风或高压水冲洗。㈣注浆设备

注浆采用挤压式注浆泵。输浆胶管采用25mm高压胶管。注浆管选用径18~20mm无缝钢管制成。其与胶管连接的一端管口应加工成均匀斜面，以利于砂浆顺利通过。注浆管的长度比眼深大0.5m即可。

㈤注浆

锚杆眼里注浆是否饱满，是保证锚杆支护质量的关键。注浆时，将搅拌好的砂浆装入注浆泵。将注浆管插入眼中，使管口离眼底部10cm间隙，开动注浆泵，待砂浆注入眼后，注浆管逐渐被砂浆向外推挤，此时可

将注浆管均匀向外退出，注到深的2/3时停止注浆，再由插入的钢筋将挤压填满为止。口封堵应采用早强药包。

㈥插钢筋

锚杆钢筋在插入前应充分除锈并用水湿润，以保证与砂浆紧密结合。插入钢筋时，要沿轴线缓慢推入。如遇插入阻力大，可用锤子轻轻打入。锚杆应外露10cm。插入钢筋后，砂浆未达到设计强度前，禁止扰动杆体。㈦钢筋网安设

钢筋网应在系统锚杆施作后安设，预先按设计加工钢筋网片，施作时，将钢筋网随需支护岩面的起伏铺设，与被支护岩面间隙约3cm，并与系统锚杆焊接在一起，必要时加设50cm的临时锚杆对钢筋网进行加固。避免钢筋在喷射砼时晃动，钢筋网连接处用细铁丝绑扎或点焊，钢筋网之间的搭接长度不小于20cm。

㈧喷射砼施工

1、喷射混凝土材料

①水泥：水泥标号不得低于42.5，使用前应做强度复查试验。

②速凝剂：必须采用质量合格的产品。应注意保管，防止受潮。使用

前应做速凝剂效果试验，要求初凝时间不超过5min，终凝时间不超

10min。

③砂：喷射混凝土应采用硬质洁净的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，

含水量一般为5%-7%，使用前应过筛。

④料：采用坚硬耐久的碎，粒径不大于10mm,且级配良好。

2、配合比

喷射混凝土必须格按配合比施工。速凝剂添加不得大于配合比中规定值。为便于过程控制，现场应设有磅称，喷射混凝土材料应每盘称量，材料计量应以质量计算。拌和均匀性每班检查不得少于两次。

3、工地布置

隧洞喷射混凝土的施工布置，在满足施工工艺的前提下，应力求紧凑，充分利用场地空间及运输线，避免施工干扰。

拌和料应采用强制式拌和机，拌料在搅拌前应经过格筛选，以防止大块料混入喷射机。拌料的运输应使用普通翻斗车或运输搅拌车，运输过程中应防止污染。

所有工人应配备规定的防护用品（如防尘口罩、眼睛、手套等），尽量不使用含英质的砂，避免工人遭受矽尘危害。

喷射机使用的压缩空气必须保证压力稳定，气压应控制在0.1~0.15Mpa。可根据喷出料束情况适当调整气压。喷射机应随时保养维修，使之经常处于不漏风、不堵塞的良好工作状态。

4、喷射混凝土

①喷射混凝土前，应用水或高压风管将岩面的粉尘及杂物冲洗干净。

②喷射中发现松动的块或遮挡喷射混凝土的物体时，应及时清除。

③喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不超过6m。喷射时应将喷咀的流束作小圆圈慢速移动并垂直于工作面，保持喷咀与喷射面约1m的距离，因为有钢筋网，喷射距离可小于0.6m喷射角度可稍偏，喷射混凝土的调节是由喷射手凭借经验控制的。正确的水灰比喷射时喷层表面应具有轻度的光泽。塑性较好，无干斑或滑流现象。

④初喷厚度不小于4~6cm。喷射作业应以适当厚度分层进行，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后间隔1h以上且初喷面已蒙上粉尘时，应用高压风或水清洗干净。岩面有较大凹洼时，应结合初喷予以找平。喷射时插入长度比设计厚度大5cm铁丝，每1-2m设一根，作为施工厚度控制标志。

⑤突然断水或断料时，喷头应迅速移离喷射面，禁用高压风、水冲击尚未终凝砼。作业完成后，喷射机和输浆管积料应及时清除干净。

⑥应不断总结验证新技术，以减少回弹率，回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。

⑦喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间不小于7天。

⑧喷射混凝土作业紧跟开挖面时，下次爆破距喷射混凝土完成时间不小于4h。

⑨遇地下水地段，喷砼应注意喷射时从地下水渗水点外围喷起，逐渐向靠拢，直至渗水点围，再安设排水管把地下水引出，同时注意，地下水较多时，砼可先喷干料，待干料与渗水结合后再喷湿料。喷射砼施工程序见下图：

2.3 管棚施工

大管棚采用Φ108热轧无缝钢管，壁厚6mm，节长为3m、6m，导向管设计为Φ127×4mm热轧无缝钢管，采用3榀18号工字钢拱架支撑。套拱采用C30混凝土，混凝土由罐车运输，现场泵送浇筑，工艺流程图（见图2-2）。