官子溝隧道洞口施工方案

1、官子溝隧道洞口施工方案一、工程概況龍華山隧道為單洞雙線，總長725m，洞身圍巖級別為級；本隧道位于呂梁山西坡黃土高原梁峁區(qū)，溝壑縱橫，植被稀疏，地形起伏較大，隧道進(jìn)出口均為黃土覆蓋。隧道起訖里程為DK261+365DK262+090，進(jìn)口明洞為5米，出口無明洞。二、進(jìn)出口地質(zhì)情況進(jìn)口DK261+370DK261+476段頂部及邊墻為老黃土，底部為呈壓密結(jié)構(gòu)的粗圓礫土；出口DK262+090DK261+948段洞頂邊墻及基底均為呈壓密結(jié)構(gòu)的粗圓礫土。三、洞口施工方案1、進(jìn)洞前準(zhǔn)備工作進(jìn)洞前準(zhǔn)備工作主要為施工便道、水、電、管路和管線的拉通，施工場地、生活設(shè)施等臨建的布設(shè)。施工便道，場地等臨建工作遵

2、循因地制宜，不破壞原地形地貌及不造成人為擾動、偏壓的原則進(jìn)行。詳見官子溝隧道出口場地布置圖。2、輔助進(jìn)洞方案截水天溝。進(jìn)洞施工前首先完成洞頂臨時截水天溝的施工。臨時截水天溝位于邊仰坡開挖輪廓線10m外。臨時截水天溝采用截面尺寸如圖1。超前大管棚施工。根據(jù)官子溝隧道進(jìn)出口地質(zhì)情況及設(shè)計圖，該隧道進(jìn)出口輔助進(jìn)洞方式均采用30m長108mm大管棚預(yù)加固。施工順序：施作砼套拱鉆機(jī)就位鉆孔掃孔插入鋼管孔口密封處理噴砼封閉管棚鋼管注漿。1）大管棚參數(shù) 鋼管規(guī)格：108×6mm無縫鋼管。鋼管環(huán)向間距及根數(shù)：按3根/m布置，總42根。圖1 臨時截水天溝截面圖管棚分段安裝,每段長4m6m, 兩段之間絲

3、扣連接。導(dǎo)管上鉆注漿孔，孔徑1016mm，間距15cm呈梅花型布置，導(dǎo)管尾部留有不鉆孔的止?jié){段110cm；鉆孔的外插角：鋼管軸線與襯砌外緣線夾角13°；注漿材料：采用1：1（重量比）水泥漿液，注漿壓力為0.52Mpa，注漿結(jié)束后用M7.5水泥砂漿充填導(dǎo)向鋼管。鋼架采用二榀20a型工字鋼，間距50cm。2）大管棚施工工藝超前大管棚施工工藝流程見下圖“超前大管棚施工工藝流程圖”。3）套拱施工待洞口邊仰披開挖，支護(hù)到明洞初砌外輪廓線時，預(yù)留核心土，測量人員在坡面上定出中線拱頂高度，套拱位置線，橫向十字線，然后開挖兩側(cè)套拱位置的土體，邊開挖邊支護(hù)至邊墻底高度以后，漿砌套拱基礎(chǔ)，施做完后在明暗

4、洞交界處往里架立二榀20a型鋼鋼拱架，間距50cm，每榀鋼架用拉桿拉緊，防止傾倒，必要時在拱頂拱腰坡面上兩側(cè)打施做完后在明暗洞交界處往里架立二榀20a型鋼鋼拱架，間距50cm，每榀鋼架用拉超前大管棚施工工藝流程圖桿拉緊，防止傾倒，必要時在拱頂拱腰坡面上兩側(cè)打錨桿，將最前面一榀拱架焊在錨桿上拉緊，緊貼掌子面施作，具體見圖2圖5、I-I剖面圖。在鋼支撐上以設(shè)計大管棚間距安裝140mm，長1m的孔口導(dǎo)向鋼管，必須用儀器仔細(xì)精確無誤地檢查其中線，方面與水平，確保導(dǎo)向良好，與管棚位置方向一至，用水泥紙或其他東西將孔口管封堵，防止?jié){液流入將孔口管堵塞，人工立模擋頭板用鋼筋拉桿拉緊，外模用鐵線拉在襯砌拱架上

5、，拱腰以下要用斜掌支于側(cè)面上，完后澆注100cm厚的C20砼包裹鋼支撐和導(dǎo)向管。套拱完成后，噴射C20砼10cm厚封閉周圍坡面，作為注漿時的止?jié){墻。4）導(dǎo)管加工加工4m、6m兩種規(guī)格的管；為使鋼管對接，鋼管兩端分別加工成公、母絲扣，絲扣長15cm, 絲扣牙距5mm，管壁加工間距為15×15 cm 的1016mm注漿孔，梅花型布置，以利于漿液通過管壁孔擴(kuò)散到地層中，如圖6圖7、圖8。安裝同孔導(dǎo)管時將4m6m管間隔裝入孔中，相臨兩孔絲扣連接處相互錯開。導(dǎo)管內(nèi)插加勁鋼筋籠，主筋4根，直徑22，固定環(huán)采用42（壁厚3.5mm）熱軋無縫鋼管制作，每段長3cm，間距50cm，與主筋之間焊接。見圖

6、10。5）測定孔位用全站儀精確測定鉆孔孔位，并用紅油漆標(biāo)注在掌子面上。6）導(dǎo)向管的安裝為使大管棚安裝在設(shè)計的位置，鉆機(jī)施鉆時要按設(shè)計的角度鉆孔，故鉆孔前需安裝導(dǎo)向管。7）鉆機(jī)就位將鉆機(jī)安放在施鉆平臺上，調(diào)整好高度、鉆桿的傾角和方位角，然后將鉆機(jī)牢固固定在施鉆平臺上，檢查各管線和連接件是否正確。8）鉆孔將鉆頭和鉆桿穿過導(dǎo)向管，對準(zhǔn)已作好標(biāo)記的孔位孔心，慢慢開動鉆機(jī)，注意鉆孔應(yīng)平直，孔底偏差距離小于鉆孔的半徑。用螺旋鉆桿配三翼鉆頭，干式鉆進(jìn)成孔。鉆孔直徑：120125mm；鉆孔平面誤差不大于50mm；孔斜控制措施：導(dǎo)向管導(dǎo)向；為了能順利下管，成孔后再進(jìn)行掃孔，順通孔道。大管棚施工完成后，成傘形輻射

7、狀。10） 安裝大管棚大管棚安裝時用鉆機(jī)頂進(jìn)，鋼管間為絲扣連接，用自由鉗旋轉(zhuǎn)擰緊，相鄰兩孔的鋼管接頭要相互錯開。頂進(jìn)鋼管時要保證導(dǎo)管的傾角和方位角與鉆孔鉆桿前進(jìn)的傾角和方位角一致。最好在鉆完一個孔后不要移動鉆機(jī)，立即將該孔的導(dǎo)管頂入孔內(nèi)，安裝好導(dǎo)管后，再移開鉆機(jī)進(jìn)行下一孔的鉆進(jìn)。11）注漿安裝好有孔鋼花管、放入鋼筋籠后即對孔內(nèi)注漿，漿液由ZJ-400高速制漿機(jī)拌制。注漿材料：注漿材料為1:1水泥漿液（重量比）。水泥漿注漿參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)情況進(jìn)行調(diào)整。 采用注漿機(jī)將水泥漿注入管棚鋼管內(nèi)，初壓0.51.0MPa，終壓2MPa，持壓15min后停止注漿。停止注漿時，關(guān)上止?jié){閥門，打開泄壓閥，待管內(nèi)壓

8、力降為0后，關(guān)上泄壓閥，同時將吸漿管放進(jìn)旁邊早已準(zhǔn)備好的清水中，開動注漿機(jī)及時清洗管路。注漿量應(yīng)滿足設(shè)計要求，一般為鉆孔圓柱體的1.5倍；若注漿量超限，未達(dá)到壓力要求，應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙充填飽滿。注漿時先灌注“單”號孔，再灌注“雙”號孔。12） 注漿要求注漿前用清水試壓管路，檢查管路是否連接緊密，如有問題及時處理。排氣管要通到底，以防孔內(nèi)壓注空氣漿液不能注到孔底。對于單孔在注漿結(jié)束后，迅速拔除注漿管，并立即用M20砂漿閉孔口止?jié){，是完成注漿的標(biāo)志。四、洞口段正洞開挖、支護(hù)施工隧道圍巖為級。進(jìn)口DK261+370DK261+476段和出口出口DK262+090

9、DK261+948段用三臺階臨時仰拱法（詳見附圖4-14-3）施工。超前大管棚段預(yù)支護(hù)見示意圖210。進(jìn)口DK261+370DK261+400段加設(shè)不注漿超前小導(dǎo)管；出口DK262+090DK262+060 (30m大管棚范圍)段加設(shè)超前密排小導(dǎo)管。1、三臺階臨時仰拱法工序橫斷面見圖4-1。2、三臺階臨時仰拱工法工序縱斷面見圖4-2。3、三臺階臨時仰拱工法工序平面見圖4-3。4、不注漿超前小導(dǎo)管適用于進(jìn)口DK261+370DK261+400段黃土地層。超前小導(dǎo)管采用外徑42mm，壁厚3.5mm，長350cm的熱軋無縫鋼管，鋼管前端呈尖錐狀。鋼管與襯砌中線平行，以外插角10 o15 o打入拱部圍

10、巖；鋼管環(huán)向間距30cm。超前小導(dǎo)管設(shè)計見圖4-5。圖4-4 小導(dǎo)管構(gòu)造圖圖4-5 不注漿超前小導(dǎo)管正面設(shè)計示意圖圖4-6 不注漿超前小導(dǎo)管架設(shè)位置示意圖（1）小導(dǎo)管加工見圖4-4小導(dǎo)管構(gòu)造圖。（2）超前小導(dǎo)管施工工藝流程施工流程：測量放樣鉆孔清孔鋼管插入封口與鋼架或錨桿焊接。見下圖4-7“不注漿超前小導(dǎo)管施工工藝流程圖”。（3）施工方法1）測量放樣按設(shè)計要求，在掌子面上準(zhǔn)確畫出本循環(huán)需施設(shè)的小導(dǎo)管孔位。2）鉆孔小導(dǎo)管在打孔前，按設(shè)計要求劃出小導(dǎo)管的位置，并標(biāo)明清楚。采用鑿巖風(fēng)鉆打孔，成孔直徑45mm47mm，孔口鉆眼偏差小于50mm，孔眼長度大于小導(dǎo)管長度，然后將小導(dǎo)管打入，小導(dǎo)管打入后用高

11、壓風(fēng)將小導(dǎo)管內(nèi)砂石等吹出。小導(dǎo)管尾部置于鋼架腹部，增加共同支護(hù)能力。小導(dǎo)管安裝后用塑膠泥封堵導(dǎo)管外邊的孔口及圍巖裂隙。3）鋼管插入及孔口密封處理鋼管由用鉆機(jī)頂進(jìn)，頂進(jìn)鉆孔長度不小于90%管長。鋼管末端除焊上擋圈外，再用膠泥麻筋纏箍成楔形，以便鋼管頂進(jìn)孔后其外壁與孔巖壁間隙堵塞嚴(yán)密。鋼管搭接長度不小于100cm，并與鋼支撐焊接在一起。鋼管頂進(jìn)時，注意保護(hù)管口不受損變形。見圖4-6超前小導(dǎo)管架設(shè)位置示意圖。測量定位鉆 孔打入小導(dǎo)管封管口小導(dǎo)管加工開挖圖4-7超前小導(dǎo)管施工工藝流程圖5、超前密排小導(dǎo)管超前密排小導(dǎo)管應(yīng)用于出口DK262+090DK262+060 (30m大管棚范圍)級加強(qiáng)地段,超前小

12、導(dǎo)管應(yīng)和鋼架配合使用,從鋼架斷面腹部穿過。 導(dǎo)管設(shè)計參數(shù)： 1）材料：42鋼管、厚3.5mm的熱軋無縫鋼管。為便于超前小導(dǎo)管插入圍巖內(nèi)，鋼管前端宜做成尖錐狀，尾部焊上箍筋; 2）間距：鋼管環(huán)向間距為30cm，縱向每隔三榀格柵施作一環(huán)，相鄰兩排的水平投影搭接長度不小于150cm; 3）外插角：鋼管外插角分別采用30°和10°交錯布置。 小導(dǎo)管注漿一般采用水泥砂漿。若出現(xiàn)富水地帶時采用水泥-水玻璃漿液，注漿參數(shù)設(shè)計如下： 1）當(dāng)采用水泥漿液時，水灰比可采用0.5：12：1; 2）當(dāng)采用水泥-水玻璃漿液時，應(yīng)根據(jù)膠凝時間配置。一般水泥漿液的水灰比為0.8:11.5:1;水玻璃濃度

13、為3040Be,水泥漿與水玻璃的體積比宜為1：11：0.5. 3）注漿壓力：0.51.0MPa. 4）具體注漿參數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)最終確定。 5）配制漿液時應(yīng)防止雜物混入,配制好的漿液應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)注完,隨配隨用。小導(dǎo)管施工要求； 1）小導(dǎo)管安設(shè)一般采用鉆孔打入法，即先按設(shè)計要求鉆孔，鉆孔直徑比鋼管直徑大35mm，然后將小導(dǎo)管穿過鋼架，用錘擊或鉆機(jī)頂入，頂入長度不小于鋼管長度的90%，并用高壓風(fēng)將鋼管內(nèi)的砂石吹出; 2）小導(dǎo)管安設(shè)后應(yīng)對開挖工作面進(jìn)行噴混凝土封閉，厚度為1015cm。封閉范圍為開挖工作面及臨近開挖工作面3m范圍的環(huán)向開挖面。 3）隧道的開挖長度應(yīng)小于小導(dǎo)管的預(yù)支護(hù)長度，預(yù)留部分作

14、為下一次循環(huán)的止?jié){墻; 4）注漿前應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，檢查機(jī)械設(shè)備是否正常，管路連接是否正確，為加快注漿速度和發(fā)揮設(shè)備效率，可采用群管注漿（每次35根）; 5）當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)計注漿終壓并穩(wěn)定1015min,注漿量達(dá)到設(shè)計注漿量的80%時,可結(jié)束該孔注漿。 6）注漿過程中要隨時觀察注漿壓力及注漿泵排漿量的變化，分析注漿情況，防止堵管、跑漿、漏漿。做好注漿記錄，以便分析注漿效果。具體施工布置見示意圖4-8。圖4-8超前密排小導(dǎo)管設(shè)計示意圖4、三臺階臨時仰拱法施工要點(diǎn) 采用人工配合小型機(jī)械（如0.5m3挖掘機(jī)）開挖，盡量減少對隧道輪廓線外地層的擾動，并預(yù)留核心土，拱頂預(yù)留沉降量為20cm。臺階步距控制在4

15、6m。中下臺階一側(cè)開挖支護(hù)完達(dá)兩小時后才能開挖另一側(cè)，且縱向距離左右錯開23m。開挖后要及時掛網(wǎng)、架設(shè)鋼拱架、打鎖腳錨管及砂漿錨桿（邊墻）、噴射C25砼。開挖下部臺階前，先施工上部臨時仰拱。臨時仰拱采用I16工字鋼，噴射20cm厚C25砼。仰拱封閉緊跟中臺階，據(jù)開挖面距離不能超過40m。施工過程遵循“弱開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、早成環(huán)、勤量測“的原則。5、施工注意事項監(jiān)控量測要及時，并作必要的數(shù)據(jù)分析處理，真實(shí)反應(yīng)實(shí)際情況。具體見第五節(jié)“洞口段監(jiān)控量測方案”。鎖腳錨管設(shè)計為每節(jié)點(diǎn)兩根，但考慮到洞口段圍巖軟弱，土體壓力大易變形，故鎖腳錨管施工按每節(jié)點(diǎn)4根設(shè)置。鋼拱架連接板要保證密貼、螺栓緊固。每榀鋼

16、拱架在洞外場地提前試拼編號后再進(jìn)入洞內(nèi)安裝。五、洞口段監(jiān)控量測方案1、點(diǎn)位布設(shè)拱頂下沉量測點(diǎn)在初期支護(hù)完成前在隧道圍巖中施做，用風(fēng)鉆鑿40mm、深200mm的孔，用錨固劑填滿再插入測點(diǎn)固定桿，待砂漿凝固后即可進(jìn)行量測工作。拱頂下沉點(diǎn)和凈空變化點(diǎn)應(yīng)布置在同一斷面內(nèi)。支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時要注意保護(hù)觀測點(diǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)測點(diǎn)被埋或損毀，要盡快重新設(shè)置，保證量測數(shù)據(jù)不中斷。拱頂下沉量測測點(diǎn)，一般布置在拱頂中部，根據(jù)圍巖級別不同，布設(shè)位置及數(shù)量也相應(yīng)變化。水平收斂（周邊位移）量測斷面相應(yīng)里程處，布設(shè)一個量測斷面，且與拱頂下沉觀測點(diǎn)在同一量測斷面上。測點(diǎn)用風(fēng)鉆打眼埋設(shè)好固定桿，并在外露桿頭設(shè)掛鉤。測點(diǎn)大小適中。支護(hù)結(jié)

17、構(gòu)施工時要注意保護(hù)觀測點(diǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)測點(diǎn)被埋或損毀，要盡快重新設(shè)置，保證量測數(shù)據(jù)不中斷。水平收斂量測測點(diǎn)，布置在兩側(cè)拱腰。地表下沉量測。地表沉降測點(diǎn)應(yīng)在隧道開挖前布設(shè)。地表沉降測點(diǎn)和隧道內(nèi)測點(diǎn)應(yīng)布置在同一斷面里程，縱向間距為5m，地表橫向間距3.6m，每斷面6點(diǎn)。見下示意圖。進(jìn)口觀測點(diǎn)布置里程為DK261+380、DK261+385、DK261+390、DK261+395、DK261+400、DK261+405、DK261+410。2、點(diǎn)位的數(shù)量及斷面間距具體如下表圍巖級別斷面間距（m）每斷面測點(diǎn)數(shù)量凈空變化拱頂下沉51012條基線13點(diǎn)洞口段采用臺階法開挖，凈空變化測點(diǎn)數(shù)按特殊地段要求布設(shè)，即

18、每臺階一條水平測線，兩條斜側(cè)線。3、點(diǎn)位布設(shè)示意圖水平收斂量測布點(diǎn)示意圖地表下沉橫向測點(diǎn)布置示意圖拱頂下沉量測點(diǎn)布置示意圖4、量測頻率量測頻率由兩種因素確定，原則上采用較高的頻率值按距開挖面距離確定的監(jiān)控量測頻率監(jiān)控量測斷面距開挖面距離（m）監(jiān)控量測頻率（01）B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/23d>5B1次/7d注：B為隧道開挖寬度11.36m。按位移速度確定的監(jiān)控量測頻率位移速度（mm/d）監(jiān)控量測頻率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d<0.21次/7d5、量測數(shù)據(jù)的處理與反饋（1）量測數(shù)據(jù)整理、分析與反饋應(yīng)符合下列要求：每次量測后應(yīng)及時進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，并繪制量測數(shù)據(jù)時態(tài)曲線和距開挖面關(guān)系圖。對初期的時態(tài)曲線應(yīng)進(jìn)行回歸分析，預(yù)測可能出現(xiàn)的最大值和變化速度。數(shù)據(jù)異常時，應(yīng)根據(jù)具體情況綜合評價設(shè)計施工措施，加強(qiáng)監(jiān)控量測，必要時采取相應(yīng)工程對策或暫停施工采取相應(yīng)工程對策。（2）圍巖穩(wěn)定性的判別根據(jù)位移變