某高速公路某标段隧道施工专项方案(优质模版)

1.1  总体施工方案

隧道釆用钻爆法施工，施工中严格遵守“管超前、严注浆、弱爆破、短开挖、强支护、勤量测、快封闭、紧二衬”的方针，加强围岩与支护动态观测、通过监测有效控制围岩变形；开挖后及时进行初期支护，发挥支护体系的整体支承作用，始终做到随围岩变化灵活调整施工工法。

图：隧道施工总工艺流程图

1.1.1  进洞施工方案

按照设计图纸放样出洞口、明暗洞分界位置及边仰坡开挖线位置，根据测量队放线，在仰坡开挖线外不小于5米处施工洞顶截水沟，洞顶截水沟施工完成后进行开挖边仰坡，边仰坡开挖施工应逐级开挖逐级防护，边仰坡防护应与明洞开挖同步进行；应尽量避开雨季施工。为保障洞口段边、仰坡的稳定，减小洞口边仰坡暴露面积，洞口施工时应遵循先行洞与后行洞错开2倍的洞径，先开挖一个洞，另一个洞及两洞间土体先不开挖；待先行洞洞口段施作完成后再进行后行洞的开挖。

何家湾隧道进口洞口段地形为浅埋及浅埋偏压地形，采用管棚超前支护的施工方案进洞。开挖至明暗交界位置时，预留核心土施做套拱，然后施工长管棚，长管棚施工完毕后进行暗洞开挖施工，该洞口段为V级围岩，采用三台阶预留核心土七步流水开挖法，严格控制进尺，严格按设计要求进行支护。暗洞仰拱、仰拱填充及二次衬砌施工完后，条件具备及时施工明洞及洞门。(详见《隧道进洞专项施工方案》)。

1.1.2  洞身施工方案

隧道施工按新奥法组织实施，主要工序釆用机械化作业，隧道出渣釆用无轨运输方式，二次衬砌浇筑釆用定型模板台车整体浇筑。

大型断裂带、断层破碎带、极破碎围岩地段等釆用CRD法、双侧壁导坑法开挖。V级围岩深埋地段、IV级围岩浅埋地段以及IV级软岩地段等采用弧形导坑留核心土法施工，IV级硬岩深埋地段釆用三台阶、上下台阶法施工。

釆用短台阶预留核心土施工方法地段，应保证初期支护及时封闭成环，以确保初期支护的承载能力。釆用上下台阶的方法施工的地段，应注意控制台阶长度，注意上半断面及拱脚基础锁脚锚管的施工质量。

1.1.3  隧道出洞方案

根据现场实际地形、施工条件和施工组织，何家湾隧道从进口向出口单向掘进，右洞先于左洞，从洞内向洞外掘进的方式进行出洞。为减少两洞之间的相互干扰，先掘进隧道对后掘进隧道产生偏压、后掘进隧道对先掘进隧道二次扰动、爆破震动致使两隧周边土体应力叠加引起严重偏压及初期支护成环不及时易引起围岩变形、地表沉降等问题。

首先严格控制隧道施工工艺及各工序步聚平衡，其次右洞掌子面应超前左洞掌子面100m以上，二次衬砌超前50m以上，仰拱紧跟下台阶；当先行洞衬砌距离开挖面10m，开挖面距离出洞口小于30m时，停止后行洞施工，先行洞采用小导洞方式出洞，出洞后做洞顶截水天沟、刷边坡及边坡防护，施作套拱管棚。管棚安装及注浆完成后采用三台阶预留核心土七步流水法在洞内整体贯通。

1) 小导洞施工参数

表：超前小导洞支护参数

2）超前导洞开挖

图：单项掘进超前导洞开挖示意图

图：单项掘进超前导洞纵断面示意图

3）出洞施工工艺流程：

图：出洞施工工艺流程

4）小导洞拱架图

 5) 出洞后套拱及管棚施工

① 套拱施工及设计参数

大管棚套拱采用C25钢筋混凝土，截面尺寸为2m×0.6m，导向墙地基承载力不小于300KPa，套拱内设置4榀I20a工字钢，套拱钢架按纵向间距50cm布置纵向连接筋环向间距100cm。钢架外缘设Φ133×4mm导向钢管，按环向间距40cm，拱部120°范围内布置，导向钢管与钢架用Φ22固定钢筋进行焊接。

图：管棚正面示意图

图：导向管及型钢布置示意图

② 大管棚设计参数

热轧无缝钢管Φ108mm，壁厚6mm，每节钢管（节长4-6m）两端均预加工成外丝扣，接头连接采用套管连接，外丝扣长15cm，内丝扣长30cm，相邻两根钢管接头均错开2m。钢管尾部预留3-4m的无孔止浆段。为提高导管的抗弯能力，在钢管内设置钢筋笼（见图4.1–8），钢筋笼由四根主筋和固定环组成，主筋直径Φ18mm，固定环采用短管节，节长3-5m将其与主筋焊接，按1.5m间距设置。管距：环向间距40cm。倾角：钢管轴线与衬砌外缘夹角3-5°。

钢管施工误差：径向不大于20mm，相邻钢管之间环向不大于10cm；隧道纵向同一横断面内的接头数不大于50%。

图：钢花管构造示意图

(6) 洞内贯通施工方法

① 三台阶预留核心土七步流水开挖法

第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土宽度为隧道开挖宽度的1/2，每循环开挖进尺不超过60cm，开挖后立即初喷，以减少围岩暴露时间。（注：该隧道V级围岩每榀拱架60cm）

第2、3步，中台阶左、右侧开挖：开挖进尺最大不得超过120cm，左、右侧拱脚错开1.2～2.4m拱脚不能悬空。

第4、5步，下台阶左、右侧开挖：开挖进尺最大不得超过120cm，开挖进尺最大不得超过120cm，左、右侧拱脚错开1.2～2.4m拱脚不能悬空。

第6步，上、中、下台阶预留核心土：各台阶分别开挖预留核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。

第7步，隧底开挖：每循环开挖长度宜为3～5m，开挖后及时施作仰拱初期支护，支护完成后及时施作仰拱、仰拱填充，分段长度宜为3～5m。

② 开挖要点

a、两隧开挖遵循先右线后左线的原则。

b、遇软岩风镐配合人工，遇硬岩采取局部预裂爆破后机械辅助开挖。

c、台阶开挖应沿轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及时跟进临时支撑仰拱。

d、其它分步平行开挖，平行施作初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环。

e、仰拱紧跟下台阶、二衬跟随仰拱，及时闭合构成稳固的支护体系。

f、施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。

g、完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。

距离洞口30m时采用开挖小导洞出洞，洞内洞外均在距掌子面200m外设立安全警告标志，设置专人值班看管，严禁人员进入危险区。

隧道出洞阶段应加强监控量测工作，开挖工程中若发现围岩变形大，且速度加快，应立即停止开挖，拱顶小导洞增加支撑强行控制围岩变形，同时增加锚杆稳固围岩，在强大支撑的保护作用下继续开挖，尽快使初支封闭成环。

1.1.4  支护参数：

主洞复合式衬砌支护设计参数表

人行横洞复合式衬砌支护设计参数表

1.2  施工工艺流程

1.2.1  CRD法施工工艺及流程

图：CRD法施工工艺流程图

表：CRD工法施工步骤及方法说明

1.2.2  弧形导坑留核心土法施工工艺及流程

Ⅴ级围岩深埋地段、Ⅳ级围岩浅埋地段以及Ⅳ级软岩地段等采用弧形导坑留核

1）施工主要步骤

①上孤形导坑开挖→②上导坑拱部初期支护→③两侧中台阶开挖→II边墙初期支护→⑤核心土开挖→⑥下部开挖→II仰拱初期支护。

图：弧形导坑预留核心土法施工工艺及流程图

图：弧形导坑留核心土法施工示意图

图：弧形导坑留核心土法施工示意图

2）施工技术要点

a.上部环形导坑初期支护应紧跟开挖，及早封闭成环。

b.各部分开挖时，钢架设计加工尽量与开挖轮廓吻合，支护尽量圆顺，从而减小应力集中。

c.环形开挖留核心土法，将开挖断面分为上、中、下三个部分逐级掘进施工，核心土长度3~5m，面积应不小于整个断面面积的50%。核心土刷坡坡坡率宜为1:0.5～1：0.75。

d.核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成后、喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。

e.每一台阶开挖完成后，及时喷射4cm厚混凝土对围岩进行封闭，设立型钢钢架及锁脚锚管，分层复喷混凝土到设计厚度，完成一个开挖循环。

3）注意事项

① 隧道开挖采用控制爆破或弱爆破，每部循环进尺按0.6-0.75m控制。施工中控制最大临界震动速度v≤15cm/s；

② 锁脚锚管应及时设置以确保钢架基础稳定；

③ 施工时应根据拱顶下沉监测结果必要时对拱顶设竖向临时支撑，临时支撑采用方木，方木下设钢垫板。

1.2.3  三台阶开挖法施工方法

1）施工主要步骤

①上孤形导坑开挖→II上导坑拱部初期支护→②中部开挖→II边墙初期支护→③下部开挖→II仰拱初期支护

图：三台阶开挖法施工方法示意图

图：三台阶开挖法施工示意图

2）施工技术要点

a.根据围岩条件，合理确定台阶长度，当顶部围岩破碎，施工支护须紧跟时，可适当延长台阶长度，减少施工干扰，以确保开挖、支护质量及施工安全。

b.台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定，其中上台阶高度暂定为4.5m，并在开挖掘进过程中根据实际情况进行调整。

c.上台阶施工钢架时，应采用扩大拱脚或施做锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形。

d.中、下台阶应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。当岩体不稳定时，应采取缩短进尺，必要时中、下台阶可分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。

e.施工中应解决好上、中、下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。

f.上台阶开挖超前中台阶一个循环，中台阶超前下台阶一个循环后，上、中、下台阶可同时开挖。

1.2.4  三台阶预留核心土七步流水开挖法

Ⅳ、V级硬岩深埋地段采用采用三台阶预留核心土七步流水开挖法施工时步骤如下。

1）施工主要步骤

图：三台阶预留核心土七步流水开挖施工方法示意图

图：三台阶预留核心土七步流水开挖法施工示意图

第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土宽度为隧道开挖宽度的1/2，每循环开挖进尺不超过60cm，开挖后立即初喷，以减少围岩暴露时间。（注：该隧道V级围岩每榀拱架60cm）

第2、3步，中台阶左、右侧开挖：开挖进尺最大不得超过120cm，左、右侧拱脚错开1.2～2.4m拱脚不能悬空。

第4、5步，下台阶左、右侧开挖：开挖进尺最大不得超过120cm，开挖进尺最大不得超过120cm，左、右侧拱脚错开1.2～2.4m拱脚不能悬空。

第6步，上、中、下台阶预留核心土：各台阶分别开挖预留核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。

第7步，隧底开挖：每循环开挖长度宜为3～5m，开挖后及时施作仰拱初期支护，支护完成后及时施作仰拱、仰拱填充，分段长度宜为3～5m。

2）施工技术要点

a、遇软岩风镐配合人工，遇硬岩采取局部预裂爆破后机械辅助开挖。

b、台阶开挖应沿轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及时跟进临时支撑仰拱。

c、其它分步平行开挖，平行施作初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环。

d、仰拱紧跟下台阶、二衬跟随仰拱，及时闭合构成稳固的支护体系。

e、施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。

f、完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。

3）注意事项

①隧道开挖采用控制爆破或人工开挖，每部循环进尺按0.6-1.2m控制。施工中控制最大临界震动速度v≤15cm/s；

②施工时应根据拱顶下沉监测结果必要时对拱顶设竖向临时支撑，临时支撑采用方木，方木下设钢垫板。

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