隧道出洞方案

隧道出洞方案

下桑峨隧道出洞方案

一、工程概况

下桑峨隧道为上、下行分离的四车道高速公路隧道，设计行车速度80km/h，隧道建筑限界：宽10.25米（单洞）、高5米，隧道位于山西省隰县寨子乡境内。下桑峨隧道左线起讫桩号为ZK80+465～ZK80+777，长312米；右线起讫桩号为K80+499～K80+767，长268米。霍州端洞口位于黄土与基岩组合冲沟斜坡上。洞口所处斜坡段地势陡峭，边坡倾角63度，坡角40度，在自然状态下处于稳定状态,该段线路走向与自然坡走向垂直相交。

下桑峨隧道和寨子隧道左线净距为29米，右线净距为28米，因此在开工前将施工场地规划于两隧道中间的山谷中，两座隧道分别从山谷中间的洞口掘进。目前，下桑隧道左线上断面还剩201米，右线还剩125米。根据现在实际施工进度和初步施工计划，下桑峨隧道右线将于7月中旬贯通。下桑峨隧道进口设计有长管棚超前支护，而该侧洞口没有风、水、电等施工基础设施，所以我队计划采用“小洞”法分别先贯通下桑峨隧道右线，然后将风、水、电等引出洞外，再分别施工左、右线洞口超前长管棚。待长管棚施工完成后，再按台阶法完成下桑峨隧道左线和寨子隧道右线的掘进。

二、出洞施工方案

2.1总体施工方案

下桑峨隧道从出口往进口方向施工。计划在右线掌子面施工

至K80+495（即距霍州端进口30米）处，采用5×5.2米小洞出洞，小洞中线与隧道中线重合。小洞采用锚喷支护型式：C25喷砼厚20cm；钢筋网采用φ8钢筋网，网格间距20cm×20cm；锚杆采用Ф22砂浆锚杆，锚杆长2m，间距1.0m×1.0m；I18工字钢，纵向间距0.8m。

小洞施工完成后，即开始右线进口边仰坡和长管棚施工。右线长管棚施工完成后，先开挖左线进口的边仰坡，然后完成长管棚施工。进口洞口在完成长管棚施工后，再从掌子面继续掘进，直至隧道贯通。

小洞开挖示意图

2.2小洞开挖

1、小洞开挖周边采用光面爆破减少对围岩的震动，每槽炮循环进尺深度不大于2.4米。

2、爆破参数的选择

表1 光面爆破参数表

岩石种类周边眼间距

E(cm)

周边眼最小抵抗线

W(cm)

相对距离

E/W

装药集中度

q

(kg/m)

极硬岩50～60 55～75 0.8～

0.85

0.25～0.3

硬岩40～50 50～60 0.8～

0.85

0.15～0.25

软质岩35～45 45～60 0.75～

0.8

0.07～0.12

根据设计围岩特性：K80+495处为Ⅴ级围岩，以及参考上表一1“光面爆破参数”。考虑到本隧道为石质隧道，且全隧道以弱风化砂岩为主，因此本隧道出洞施工中的小洞采用光爆参数选择如下：

岩石种类周边眼间距

E(cm)

周边眼最小抵抗线

W(cm)

相对距离

E/W

装药集中度q

(kg/m)

硬岩40～50 50～60 0.8～0.85 0.15～0.25

实际施工过程中，根据爆破效果对此参数进行修改。

合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线后，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽眼加深20cm。

3、掏槽方式

由于小洞作业空间较小，且小洞施工长度较短。为有利于施工操作，本隧道出洞开挖小洞采用中空直眼掏槽。

4、装药结构及堵塞方式

周边眼装药结构：用小直径药卷间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。

其它眼：均采用连续装药结构。

所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于25cm。

5、爆破系统

本隧道爆破采用2号岩石炸药，导爆管爆破网络，电雷管起爆，不同级段非电雷管引爆的微差爆破。

起爆顺序：起爆器→击发笔→导爆管→非电毫秒雷管→炸药。

2.3小洞支护

1、小洞支护施工工序流程为：开挖后初喷砼→系统支护（锚杆、钢筋网、钢拱架）施工→复喷砼至要求厚度。

①开挖后及时对拱顶和边墙岩面进行初喷4厘米的C25砼；

②拱顶和边墙网片挂设，采用φ8钢筋制作的20cm×20cm 网片；

③拱顶和边墙系统锚杆施作，Ф22砂浆锚杆，L=2m，间距

0.8m×1.0m布置；

④钢筋架安装，I18工字钢纵向间距0.8m安设。

⑤复喷16厘米的C25砼

2、喷射砼施工

C25喷射砼采用湿喷工艺，工艺流程见图1。

①用高压风水冲洗受喷面，设置控制喷砼厚度的标志。喷射作业分段、分片、分层，由下而上进行，有较大凹洼处，先喷射

填平。图1 湿喷混凝土工艺框图

②喷嘴垂直于岩面，距受喷面0.8～1.2m ，呈螺旋移动，风压0.5～0.7MPa 。

③喷射混凝土时按照施工工艺段、分片，由下而上依次进行。分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。

④喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产。混凝土搅拌车运输混凝土，卸入湿喷机，机械手配合湿喷机喷混凝土。

3、砂浆锚杆施工

砂浆锚杆采用风钻钻锚杆孔，锚杆钻孔利用台架施钻，按照1.0m ×1.0m 排距，尽可能垂直结构面打入，高压风吹孔。用注浆泵将孔内注满早强砂浆，再用风枪将锚杆送入孔内，使杆体位于孔位中央，然后安装垫板，垫板必须用螺帽紧固在岩面上，增强锚杆与喷砼的综合支护作用。砂浆锚杆施工工艺框图见图3。 前期准备

施喷面的清理

计量配料

拌 合

砂、石、水泥、水、外

加剂、改性聚酯纤维 混凝土搅拌装运喷料

现场喷射砼

综合检查

结束 加速凝剂 不合格 混凝土喷射机

补喷混凝土 合格

图3 砂浆锚杆施工工艺流程图

4、钢筋网铺设

钢筋须经试验合格，使用前必须除锈，在洞外分片制作，制作尺寸为1.0×1.2m 一张，网格间距为20cm ×20cm ，安装时搭接长度不小于一个网格。

人工铺设贴近岩面，与锚杆点焊焊接牢固。在靠近岩面一侧，确保整体结构受力平衡。喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和控制风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。

5、钢拱架施工

①、制作

型钢采用弯轨机冷弯，加工厂加工；连接板用厚10mm 钢板；栓孔用钻床定位加工；螺栓、螺母采用标准件；焊接及加工误差否 孔口处理

验 收

固定锚杆

插入锚杆杆体

加工锚杆杆体

注浆准备 补孔 不合格 合格

测量定锚杆孔位

钻 孔

清 孔

验 孔

填塞砂浆

进行下道工序

符合有关规范。加工成型后的型钢进行详细标识，分类堆放，做好防锈蚀工作后待用。

②、安装

机械运至安装现场，人工作业平台配合装载机安装。安装时注意钢架的垂直度，钢架纵向按要求进行焊接，使之成为整体。

6、进出小洞超前支护

小洞进洞里程为Ⅴq型衬砌，围岩情况较差，计划进出口各设置一环Φ42超前小导管，环向间距40cm，单根长度3.5米。每环共12根。Φ42超前小导管采用无缝热轧管。注浆参数为：注水泥砂--水琉璃双液，注浆压力一般控制在0.5~1MPa。

2.4洞口施工

1、洞口边仰坡施工

（1）边仰坡开挖：本隧道小洞施工通过明暗交界里程后，及进入明洞边仰坡开挖施工。在达到明暗交界里程3.5米前必须施工一环超前小导管进行加固。在边仰坡开挖时要时刻注意自然坡的变化，其变化可以切实的反应出开挖过程中的坡体稳定性。开挖从上而下逐级开挖（以2~3m为宜），每开挖一个阶段的高度立即进行防护。以保证坡体的稳定。

（2）边仰坡喷射混凝土：在开挖过程中要及时进行围岩支护，喷射混凝土施工质量的好坏在一定程度上影响着边坡及隧道的稳定，因此喷射混凝土施工非常重要，在施工过程中必须严格按照其工作流程进行，详见上图1“湿喷混凝土工艺框图”。

2、进口大管棚施工

小洞通过隧道进口明暗交界里程后，当边仰坡开挖高度达到大管棚套拱顶标高时，预留核心土，开挖到底标高时立即进行大管棚施工。

（1）施作套拱

在洞外明暗洞交界处架立4榀I20b型钢拱架，间距60cm，用钢筋焊接成一个整体。在钢支撑上安装Φ150mm,长200cm的导向钢管，与管棚位置方向一致，然后浇注60cm厚的C25砼包裹钢支撑和导向管。套拱完成后,喷射C25砼15cm厚封闭周围仰坡面，作为注浆时的止浆墙。

（2）搭设钻孔平台架、安装钻机

用Φ42钢管在预留核心土上搭设钻孔平台架，平台上满铺木板，搭设牢固，以防钻孔时钻机晃动。

3、钻孔

采用水平地质钻机，从导向管向内钻入保持外插角1~3度为宜。遇到卡钻时，钻孔时要慎重，每钻进1米要退钻，若卡钻太频繁，要注浆后再钻，保证钻孔成孔质量较好，确保下管顺利。

4、安装管棚钢管

管棚钢管由机械顶进，顶进时，节长采用5m管节。管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它材料堵塞严密，以防浆液冒出。堵塞时设置进浆孔和排气孔。相邻管棚接头必须错开可增加2m长管节来错开管棚接头。

5、注浆

采用浆液工作压力能达到3MPa的注浆机注浆，注浆压力一

般控制在0.5~1.0MPa。当排气孔流出浆液后，关闭排气孔,继续注浆,达到设计注浆量或注浆压力时,稳定3～5分钟后停止注浆。具体注浆压力必须根据现场试验确定。

施工过程中，为了防止注浆过程中发生串浆,每钻完一个孔，随即就安设该孔的钢管并注浆，然后再进行下一孔的施工。

2.5施工进度安排

小洞计划每天三个开挖循环，掘进7.2米，4～5天完成。小洞贯通后，施工进口边仰坡和大管棚。待大管棚施工完后，掌子面继续向前掘进、同时进口段明洞继续开挖支护。

2.6左线洞口施工

右线洞口长管棚及边仰坡施工完成后，先用挖掘机将左线洞口仰坡开挖到位，开挖时仍要遵循逐级开挖逐级支护，保证边仰坡支护的及时。仰坡开挖到位后后开始施工大管棚，大管棚施工工艺及注意事项与右线相同。待大管棚施工完后，掌子面继续向前掘进、同时进口段明洞继续开挖支护。

2.7监控量测

监控量测是信息化设计与施工的重要内容。通过施工现场的监控量测，为判断围岩稳定性，支护可靠性，以及修改施工方法提供依据，指导日常施工管理，确保施工安全和质量。

1、量测频率

量测频率根据监测数据的变化情况而定，一般按下表量测频率表进行。

量测频率表

项目量测仪器设

备

量测时间间隔

洞内、外观察目测、数码相

机、地质罗盘

等

每天至少一次

地表沉降水准仪，钢挂

尺或全站仪

量测面距开挖面(0～1)B

时，2次/d

量测面距开挖面(1～2)B

时，1次/d

量测面距开挖面(2～5)B，1

次/(2～3)d

量测面距开挖面＞5B时，1

次/7d

拱顶下沉水准仪，钢挂

尺或全站仪

位移速度≥5mm/d时，2

次/d

位移速度（1～5）mm/d

时，1次/d

位移速度（0.5～1）mm/d

时，1次/2～3d

位移速度（0.2～0.5）

mm/d时，1次/3d 位移速度<0.2mm/d时，1

次/7d

净空变化收敛计、全站

仪

同上

其它根据实际情况和要求进行

注：B表示开挖宽度

2、监测结束标准

根据收敛速度判别：

一般地段：收敛速度＞5mm/d时，围岩处于急剧变化状态，加强初期支护系统；收敛速度＜0.2mm/d时，围岩基本达到稳定。

3、监测数据的统计分析与信息反馈

量测数据的整理、分析

数据整理：把原始数据通过一定的方法，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征计算以及离群数据的取舍。

回归分析和曲线拟合：

绘制量测数据的时态变化曲线图和距开挖面关系图。

在取得足够的数据后，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值或应力值，预测结构和建筑物的安全状况，防患于未

然。

4、监控量测方案

①在洞口K80+501位置，等距布置地表下沉观测桩3个，桩间距为5米，用水准仪测量地表下沉量。

②小洞开挖后及时在拱顶K80+529、K80+524、K80+519、K80+514、K80+509、K80+504、K80+499处分别布设观测点，监控拱顶下沉量。

③净空收敛点每5米布设一组，每组5个点（拱顶1个，拱脚2个，墙腰2个），用全站仪对小洞的收敛变形进行量测。

④上述数据严格按照本方案既定频率进行收集，并及时对数据进行分析，发现变化异常时及时根据情况制定应对方案，从而确保隧道施工安全。

5、应急方案

项目部成立专门应急小组，预备在发生突发情况时有专门的领导小组，负责指挥处理突发事件的处理。准备好出现紧急情况时备用的钢拱架、钢筋网、超前小导管等应急用物资，在小洞施工期间，拌和站、挖掘机、装载机等施工机械必须优先使用，出现异常情况时必须保证在第一时间将所需物资、设备调运到现场。对小洞施工人员进行专门的应急培训，以便在有突发情况时，能够有序的应对，并做好突发事件的处理工作。

三、劳动力和机械资源配置

3.1劳动力配置

根据施工进度要求及各工序施工特点，各工种人员综合配置，

人员一专多能。主要劳动力配置计划见下表“主要劳动力配置计划表”。本人员计划仅为小洞施工人员。

3.2机械配置

根据施工进度要求及各工序施工特点，所选工艺配置机械。主要机械配置计划见下表“主要机械配置计划表”。本机械计划仅为小洞施工计划。

主要劳动力配置计划表 序号 部门、工班 作业班组名称 人数 备注 1

管理人员 领工员 2 合计：6人 2

管理人员 技术员 2 3 管理人员 材料员 2 4 测量组 测工 5 合计：40人 5 机械班 机械工 4 6 锚喷班 锚喷工 8 7 运输班 运输工 3 8 开挖班 开挖工 10 9 电工班 电工 2 10 钢筋班 钢筋工 8

主要机械配置计划表 序号 机械名称 规格 数量 备注 1 柴油发电机 300KW 1台 2 空压机 20M 3 2台 3 挖掘机 PC320 1台 4 装载机 ZL-50 1台 5 风钻 YT28 10台 6 拌和机 60m 3/h 1台 7 运输车 8m 3 1台 8 湿喷机 UP3 2台 9 电焊机 400/315

3台

10 钢筋切断机QJ40-1 1台

11 钢筋调直机GJ4-10

A 1台

12 钢筋弯曲机H40 1台

13 管棚钻机MDK-5

s 1台

四、质量保证措施

1、施工前对要使用的测量控制点进行复测，确认无误后方可进行施工测量放样。

2、进场材料必须经过检验合格后方可使用，严禁含泥量或含粉尘量过高的河砂、米石进入工程主体。

3、喷射混凝土在搅拌站集中生产，采用自动计量系统，确保施工配合比准确。

4、喷锚支护做到喷料随拌随用，时间不超过规定。喷射前清理岩面。厚度较大时分层喷射。严格掌握水压、风压和喷射距离，作到厚度符合设计和安全要求，表面平顺。

5、严格按照设计、技术交底所规定的参数进行支护，对锚杆的方向、数量和深度进行严格控制。

五、安全保证措施

1、小洞支护工作平台搭设必须牢固可靠。电路由专职电工检查和维修。

2、特殊工种必须持有特种作业证书，并经过培训后才能上岗。

3、小洞爆破开挖必须严格控制爆破参数，采用浅孔光面爆破，配合爆破安全防护措施，控制爆破飞石对高速公路桥梁和周围既有建筑物的影响。

4、高处作业人员所使用的工具应随手装入工具袋，上下传递

料具时，禁止抛掷，大型工具要放在稳妥的地方，所用的材料要堆放平整、稳固，防止掉落伤人。注浆时应时刻注意注浆压力，防止注浆压力过大，注浆管爆裂伤人。

5.1 施工环保、水土保持方案

1、建立与质量安全保证体系并行的环境保护保证体系，配备相应的环保设施和技术力量，与当地政府和环保部门联合协作，全面控制施工污染,减少污水、空气粉尘及噪音污染，严格控制水土流失，达到国家环保标准。

2、施工方案同时要具备环保防范措施，以保护现场环境，避免由于施工方法不当引起对环境的污染和破坏。强化环保宣传和思想教育工作，使环保意识全面深入人心，真正认识到环保的重要作用。把环保作为文明施工的首要工作来抓，抓措施、抓设施、抓落实，制定施工现场环境保护的目标责任书，定岗定责，责任到人。

5.2 环保、水土保持措施

1、生态环境的保护措施

①施工前组织对全体干部职工进行生态资源环境保护知识学习，增强环保意识，保证环保工程质量，采取有效措施，使施工过程对生态环境的损害程度降到最低。

②永久性用地范围内裸露地表用植被覆盖。工程完工后，拆除一切临时用地范围内的临时设施和临时生活设施，搞好租用地复耕，绿化原有场地，恢复自然原貌。退场时的场地清理，达到地方政府、群众及相关其他单位的满意，并取得有效的证明文件。

③做好生产、生活区的卫生工作，保持工地清洁，定时打扫，垃圾定点存放，定期运到环保部门指定的位置。定点投药，防止蚊蝇鼠虫滋生，传播疾病。

2、水环保措施

①为了保护环境和洞外水源不受污染，在洞口设污水处理系统，采用隔油沉淀池、气浮设备和二级生化处理设施对施工废水进行处理。设专人值班管理，对沉淀池打捞浮油，以及对隧道污水进行处理，直到符合国家规定标准再排放。

②生活、生产区设污水处理系统，生活、生产污水经严格净化处理并经检验，符合国家环保标准后，再排出。

③控制施工注浆使用的水泥浆等材料的泄漏，并对进入隧道排水系统中的注浆废液做净化达标处理，避免浆液污染洞外居民的生活、生产用水。

④靠近生活水源的施工场地用沟壕或堤坝与之隔开，避免水源污染。

⑤施工期间生产场地和生活区修建必要的临时排水渠道，经废水池处理后，与永久性排水设施相接，不至引起淤积冲刷。

⑥施工区域、砂石料场在施工期间和完工后，妥善处理、以减少对河溪流的侵蚀，防止沉碴进入河流或小溪。

3、大气污染及粉尘、噪音污染防治

①对施工现场和运输便道等易产生粉尘的地段定时进行洒水降尘，勤洗施工机械车辆，使产生的粉尘危害减至最小程度。

②对施工人员发放口罩劳保用品，并定期进行体检。

③对易松散和易飞扬的各种建筑材料用彩条布、蓬布等严密覆盖，并放于居住区的下风处。

④加强施工机械设备的维护保养，减少噪声污染。