隧道開挖方案設(shè)計(jì)

1、-. z.1.線路概況招兵溝隧道地處省市豐寧縣胡麻營(yíng)溝鄉(xiāng)境，設(shè)計(jì)為雙線隧道。進(jìn)口里程為DK217+694，出口里程為DK218+000，全長(zhǎng)306m。正洞圍巖情況：級(jí)圍巖占47%，級(jí)圍巖占28%，級(jí)圍巖占25%。該隧道為曲線隧道，隧道縱坡為單向上坡。隧道出口處植被較茂盛，地表土層相對(duì)較厚。隧道出口位于山谷，交通不便，洞口和棄碴場(chǎng)需自523縣道新修施工便道約3.3km?，F(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地較為狹小，均需移挖作填，臨建土方工程較大。施工所用水源采用自鉆井，施工場(chǎng)地較為狹小，無不良地質(zhì)狀況。本隧道位于燕山山脈西段低區(qū)，區(qū)山峰林立資源豐富，地表水較為豐富，生態(tài)環(huán)境脆弱，施工期間需做好環(huán)境保護(hù)，水土保持工作，設(shè)

2、置環(huán)保機(jī)構(gòu)和專職環(huán)保人員，針對(duì)便道、棄土、棄碴等臨時(shí)工程制定詳細(xì)的保護(hù)方案，貫穿整個(gè)施工期間。 1.1地形地貌 地形起伏較大，山上植被覆蓋較少。隧道進(jìn)出口處自然坡度2045，自然條件不好。 1.2工程地質(zhì) 隧道地層巖性：隧道地層為片麻巖。洞身主要位于片麻巖中，灰色，弱風(fēng)化，節(jié)理裂縫隙較發(fā)育，巖體呈塊狀、碎石狀構(gòu)造。 1.3水文地質(zhì) 本隧道地下水類型主要為基巖裂隙水。基巖裂隙水：由于該隧道圍巖多為片麻巖，雨季地下水會(huì)對(duì)施工造成較大影響。2.隧道開挖方案 2.1明洞及洞門開挖方案 明洞段開挖先進(jìn)展仰坡錨噴加固后，采用明挖的方式進(jìn)展開挖洞門為翼墻式洞門w=170。洞口構(gòu)造段施工測(cè)量放樣，確定洞口準(zhǔn)確

3、位置。并詳細(xì)計(jì)算各段的坐標(biāo)及尺寸，做好與之相應(yīng)的模板及支撐的設(shè)計(jì)。 2.2進(jìn)洞方案 首先開挖并施作洞口邊仰坡截水溝，以截排地表水，截水天溝距邊仰坡開挖邊緣不小于10m，溝底縱坡不小于1。排水溝與路基排水系統(tǒng)相銜接。機(jī)械或人工不能直接開挖的土石方，采用淺孔臺(tái)階控制爆破開挖。開挖形成的坡面按設(shè)計(jì)要求及時(shí)進(jìn)展封閉防護(hù)，防止長(zhǎng)時(shí)間暴露，造成坡面坍塌。對(duì)開挖面進(jìn)展注漿封閉，并及時(shí)施工支護(hù)。 2.3臺(tái)階法開挖方案 本隧道級(jí)圍巖共71m，級(jí)圍巖總長(zhǎng)度為91m，級(jí)圍巖總長(zhǎng)度為144m，采用臺(tái)階法開挖。 2.3.1開挖工藝流程 臺(tái)階法開挖施工工藝流程見下列圖。臺(tái)階法開挖施工工藝流程圖2.3.2施工工藝 臺(tái)階法開

4、挖施工工序見下列圖。 臺(tái)階法開挖施工工藝流程圖2.3.3施工方法步驟 示意圖說明第一步鉆眼爆破，臺(tái)階法開挖。根據(jù)地質(zhì)情況，必要時(shí)先施作拱部超前小導(dǎo)管，然后開挖1部土石方，及時(shí)施作初噴4cm厚微纖維砼，再圖紙要求施作錨桿；再安裝格柵鋼架；掛鋼筋網(wǎng)；最后復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度，上斷面每循環(huán)進(jìn)尺為.5m 第 二 步鉆眼爆破，臺(tái)階法開挖。待1部進(jìn)尺6-10m后，及時(shí)開挖2部土石方，并及時(shí)施作初噴4cm厚微纖維砼，然后在邊墻按圖紙要求施作錨桿；接長(zhǎng)格柵鋼架；在拱墻、仰拱掛鋼筋網(wǎng)；最后復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度，下斷面開挖距 第 三 步仰拱、構(gòu)造防水及二次襯砌：初期支護(hù)完成后，可根據(jù)實(shí)際情況安排施工仰拱，仰拱完成后及時(shí)進(jìn)

5、展仰拱填充，之后按要求施作構(gòu)造防水設(shè)施，主要是鋪設(shè)防水板、橫縱透水盲管、安裝施工縫止水帶，待構(gòu)造防水設(shè)施安裝完成后綁扎二襯鋼筋、液壓襯砌臺(tái)車就位進(jìn)展二襯砼澆筑。 第 四 步水溝電纜槽：待洞其他土建工程完成后，及時(shí)施作水溝電纜槽，采用隧道全長(zhǎng)連續(xù)施作，以利控制其線型和幾何尺寸3.新奧法施工方案設(shè)計(jì) 3.1新奧法施工總體原則 以往，人們都認(rèn)為在地層中開挖坑道必然要引起圍巖坍塌掉落，開挖的斷面越大，坍塌的圍也越大。因此，傳統(tǒng)的隧道構(gòu)造設(shè)計(jì)方法是將圍巖看成是必然要松弛塌落，而成為作用于支護(hù)構(gòu)造上的荷載。傳統(tǒng)的隧道施工方法則是將隧道斷面分成為假設(shè)干小塊進(jìn)展開挖，隨挖隨用鋼材或木材支撐，然后，從上到下，或

6、從下到上砌筑剛性襯砌。這也是和當(dāng)時(shí)的機(jī)械設(shè)備、建筑材料、技術(shù)水平相一致的。近十幾年來，巖石錨桿、噴射混凝土的機(jī)械和巖石力學(xué)方面的進(jìn)展，人們對(duì)開挖隧道過程中所出現(xiàn)的圍巖變形、松弛、崩塌等現(xiàn)象有了深入的認(rèn)識(shí)，為提出新的、經(jīng)濟(jì)的隧道施工方法創(chuàng)造了條件。1963年，由奧地利學(xué)者L臘布茲維奇教授命名為新奧地利隧道施工法NewAstriaTunnellingMethod，簡(jiǎn)稱新奧法NATM正式出臺(tái)。它是以控制爆破或機(jī)械開挖為主要掘進(jìn)手段，以錨桿、噴射混凝土為主要支護(hù)方法，理論、量測(cè)和經(jīng)歷相結(jié)合的一種施工方法。同時(shí)又是一系列指導(dǎo)隧道設(shè)計(jì)和施工的原則，其中包括：1.因?yàn)閹r體是隧道構(gòu)造體系中的主要承載單元，所以

7、在施工中必須充分保護(hù)巖體，盡量減少對(duì)它的擾動(dòng)，防止過度破壞巖體的強(qiáng)度。為此，施工中斷面分塊不宜過多，開挖應(yīng)當(dāng)采用光面爆破、預(yù)裂爆破或機(jī)械掘進(jìn)。2.為了充分發(fā)揮巖體的承載能力，應(yīng)允許并控制巖體的變形。一方面允許變形，使圍巖中能形成承載環(huán)；另一方面又必須限制它，使巖體不致過度松弛而喪失或大大降低承載能力。為此，在施工中應(yīng)采用能與圍巖密貼、及時(shí)砌筑又能隨時(shí)加強(qiáng)的柔性支護(hù)構(gòu)造，例如，錨噴支護(hù)等。這樣，就能通過調(diào)整支護(hù)構(gòu)造的強(qiáng)度、剛度和參與工作的時(shí)間包括底拱閉合時(shí)間來控制巖體的變形。3.為了改善支護(hù)構(gòu)造的受力性能，施工中應(yīng)盡快使之閉合，而成為封閉的筒形構(gòu)造。另外，隧道斷面形狀要盡可能地圓順，以防止拐角處

8、的應(yīng)力集中。4.在施工的各個(gè)階段，應(yīng)進(jìn)展現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)監(jiān)視，及時(shí)提出可靠的、數(shù)量足夠的量測(cè)信息，如坑道周邊的位移或收斂、接觸應(yīng)力等。并及時(shí)反應(yīng)用來指導(dǎo)施工和修改設(shè)計(jì)。及時(shí)砌筑又能隨時(shí)加強(qiáng)的柔性支護(hù)構(gòu)造，例如，錨噴支護(hù)等。這樣，就能通過調(diào)整支護(hù)構(gòu)造的強(qiáng)度、剛度和參與工作的時(shí)間包括底拱閉合時(shí)間來控制巖體的變形。5.為了敷設(shè)防水層，或?yàn)榱顺惺苡捎阱^桿銹蝕，圍巖性質(zhì)惡化、流變、膨脹所引起的后續(xù)荷載，采用復(fù)合式襯砌。上述新奧法的根本原則可扼要的概括為：少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測(cè)、緊封閉。 3.2新奧法總體施工方案和部署1、該隧道整體高寬比都小于1.7，可以采用光面爆破開挖，但應(yīng)控制好爆破用藥量，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，

9、保證開挖輪廓圓順，減少超挖，不允許欠挖。2、初次支護(hù)緊跟開挖面，爆破以后立即對(duì)圍巖進(jìn)展初噴、打設(shè)錨桿、掛鋼筋網(wǎng)、初噴厚度不小于4mm，噴射砼分13次復(fù)噴到達(dá)設(shè)計(jì)要求，并覆蓋鋼筋網(wǎng)和錨桿露頭。中空錨桿施工采用專門設(shè)備和專用工藝。要求注漿飽滿。3、鋼筋網(wǎng)必須單根現(xiàn)場(chǎng)綁扎，并隨巖面起伏，貼巖面。4、初期支護(hù)到達(dá)設(shè)計(jì)要求后的地段距開挖面的距離不得大于10m。 5、二次襯砌砼澆筑采用機(jī)械泵送，一次成型。 6、加強(qiáng)施工監(jiān)控量測(cè)工作，及時(shí)掌握圍巖襯砌的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)。量測(cè)信息應(yīng)及時(shí)反應(yīng)，施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)隨時(shí)掌握圍巖和構(gòu)造的工作狀態(tài)，以便及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，制定合理的施工措施和支護(hù)手段，節(jié)約工程費(fèi)用，保證施工平

10、安。 3.3洞門施工方法 洞口開挖采用開挖一段，防護(hù)一段的原則進(jìn)展。明洞開挖時(shí)隨時(shí)核對(duì)地質(zhì)與地下水狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)不符及時(shí)提出，以便修正設(shè)計(jì)。施工中假設(shè)遇地下水，先取樣化驗(yàn)，了解有否侵蝕性，以便決定是否變更水泥品種，調(diào)整水灰比或采取其它措施，以防侵蝕。明洞施工采用流水作業(yè)，逐段成型。仰拱填充不得與仰拱混凝土同時(shí)灌注，且不留縱向施工縫；仰拱施工前嚴(yán)格清底，不得留有虛碴雜物和積水。明洞回填料符合設(shè)計(jì)要求，分層填筑，每層厚度不大于30cm，左右對(duì)稱回填。碼砌及漿砌分層錯(cuò)縫進(jìn)展、夯填密實(shí)，確保施工質(zhì)量。明洞設(shè)置變形縫處變形縫兩側(cè)設(shè)置不小于一組沉降觀測(cè)點(diǎn)，以便記錄施工階段及至鋪軌前的沉降級(jí)差異情況數(shù)據(jù)

11、。為保證洞門美觀，測(cè)量放線一定要準(zhǔn)確，施工前要做好大樣板并掛線，棱角要清楚，墻體坡度順直符合設(shè)計(jì);端墻混凝土一次灌注，施工前嚴(yán)格檢查、檢修拌和站、混凝土運(yùn)輸車、混凝土輸送泵等施工主要設(shè)備，防止出現(xiàn)灌注中發(fā)生故障;灌注時(shí)從下向上、左右對(duì)稱灌注混凝土。 3.4洞身施工方法 該隧道采用新奧法施工，新奧法的根本概念是以控制爆破(光面爆破、預(yù)裂爆破等)為開挖方法；以噴錨作為主要支護(hù)手段，通過監(jiān)測(cè)控制圍巖變形，動(dòng)態(tài)修正設(shè)計(jì)參數(shù)和變動(dòng)施工方法的隧道施工理念，其核心容是充分發(fā)揮圍巖的自承能力。隧道不良地質(zhì)地段施工堅(jiān)持弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)的原則。開挖前，采用超前鉆孔機(jī)并輔以TSP203和紅外線

12、探水儀做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果采取對(duì)應(yīng)的開挖方法和支護(hù)措施，如需變更提前上報(bào)業(yè)主設(shè)計(jì)，做好相應(yīng)的變更方案和應(yīng)急措施。采用光面爆破或預(yù)裂爆破，減少對(duì)周邊圍巖的擾動(dòng)，開挖后及時(shí)支護(hù)，保證開挖成型質(zhì)量。隧道施工過程中進(jìn)展監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)掌握圍巖動(dòng)態(tài)和支護(hù)工作狀態(tài)，保證圍巖穩(wěn)定和施工平安。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定合理的爆破參數(shù)，周邊眼采用光爆小藥卷不耦合裝藥，選擇合理周邊眼間距和光面層厚度，以確保光面爆破。施工時(shí)設(shè)備操作人員相對(duì)固定，以利于提高鉆眼質(zhì)量。成立超欠挖管理領(lǐng)導(dǎo)小組，編制超欠挖管理方法，制訂詳細(xì)的獎(jiǎng)罰措施，并嚴(yán)格執(zhí)行。派專人負(fù)責(zé)超欠挖控制，每次爆破由專業(yè)工程師值班檢查監(jiān)視爆破全過程，以保證鉆爆作業(yè)按設(shè)計(jì)進(jìn)展。每循環(huán)用斷面儀對(duì)開挖面進(jìn)展檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)展分析，及時(shí)將分析的信息反應(yīng)到施工中，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，以進(jìn)一步改良光面爆破質(zhì)