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某隧道下穿高速公路专项施工方案

隧道下穿高速公路专项施工方案

隧道全长2932m，进口里程DK607+965，出口里程DK610+897，双线隧道，设计为12‰单面上坡。全隧除DK607+965～DK608+642.197段位于半径R=2804.326右偏曲线上，DK610+630.602～DK610+897段位于半径R=3500左偏曲线上外，其余地段均为直线。隧道出口紧邻小炳别双线中桥，全隧最大埋深约245m。

隧道洞身DK608+005～DK608+080段下穿高速公路，埋深约30m。DK608+005～DK608+080下穿高速公路段拱墙采用I20b型钢钢架（间距0.5m/榀），φ76中管棚、φ42小导管超前支护DBJ61／T 109-2015标准下载，Ⅴd型复合衬砌的支护体系。

施工时采用控制爆破，爆破震动速度不得大于5cm/s，并对该段地面及建筑物进行监测，以策安全。该段于隧道中线左右侧各25范围设置监测网，网格间距5m。

施工期间对监测点进行沉降监测，若发现路面出现较大沉降，立即加强支护，提高监测频率并及时通知相关单位，以便处理。

下穿高速公路DK608+005～DK608+080

台阶临时仰拱法进行施工

型钢钢架间距0.5m/榀。

DK608+005～DK608+050

；DK608+050～DK608+080

施工顺序：施工准备→测量放线→

1)注浆加固范围及中管棚布设。在DK608+005～DK608+050

隧道的拱部 120°范围内设置 φ76mm的中管棚 ,每根长 10m,环向间距 0.4m,每 7

一环 ,搭接长度为 3m，每环52根。

2)安装导向管。管棚施工前 ,在管棚工作室掌子面洞身开挖轮廓线上方架设一榀拱架 ,用锚杆锁定 ,将φ108 mm×1m的管棚导向钢管焊在拱架背部。然后挂网喷浆封闭掌子面 ,只露出导向管端头。考虑到下一循环管棚的开挖及钻具下垂等因素 ,导向管要加大外插角

(不包括线路纵坡 )安装。安装时用经纬仪测量定位。

适于隧道内作业。钻孔主要采用翼片式硬质合金钻进工艺 ,施工顺序由下向上由两边向中间依次进行。用方木逐层搭建钻机平台。钻孔注意事项和防斜措施 :①对孔要精确 ,钻具轴线要与导向管轴线重合 ;②钻机平台要搭建稳固 ,钻机要固定牢 ;③钻具上安装扶正器

④钻进过程中要随时用罗盘测斜仪或经纬仪测量钻杆角度 ,发现偏差及时纠正。

4)安装钢管。由于该地质条件差 ,因此成孔后要及时顶进。为便于顶进 ,第一根钢管前端加工成锥形。管棚钢管利用钻机动力头顶进 ,钢管间为内套管焊接连接。为了增强管棚的整体结构性能 ,相邻两孔钢管接头错开至少 1m,同一断面钢管接头数 ≤ 50%。

5)注浆。为了避免围岩内孔隙水通过钻孔流出而引起地面沉降 ,必须及时注浆。采用 KBY50/70型双液注浆泵 ,前进式注浆。注浆压力为 1.0MPa~1.5MPa或根据施工需要调整。

施工及注浆加固范围。在DK608+050～DK608+080

隧道的拱部 120°范围内设置 φ42mm的

,每根长 3.5m,环向间距 0.4m,每 2.0

一环 ,搭接长度不小于1.5m，每环52根。

成孔后，将小导管按设计要求用风钻打入到设计深度，外露30cm焊接在后序架设的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。

采用吹管法清孔。注浆前，必须用高压风管输入高压风将孔眼土屑冲洗和吹净，以保证注浆效果。

小导管安装完成后，应进行压水试验，压力不大于1.0Mpa。

水泥浆水灰比为0.5～1.0之间调节，浆液由稀到浓逐级变换，即先注稀浆，然后逐级变浓至1.0为止。

注浆顺序为由下至上，浆液先稀后浓、注浆量先大后小，注浆压力由小到大。

单孔注浆压力达到设计要求值，浆液必须充满钢管及其周围的空隙。当压力

方可结束。各注浆材料的性能要求均应满足设计及规范要求

该段施工时，如在施工中若发现检测数据变化大，或开挖后拱顶掉块严重，则根据实际情况及时对超前支护进行补强，采用加密超前小导管、双层小导管的超前支护形式。

(1)利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部超前支护，开挖①部；施作①部台阶周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚砼，铺设钢筋网，架立钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆及定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。

(3)在滞后于③部6m离后，开挖④部；施作隧底喷砼。

(4)根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时横撑，灌筑Ⅳ仰拱衬砌与边墙基础。

(5)灌注仰拱填充Ⅴ部至设计高度。

(6)利用衬砌模板台车一次性灌筑Ⅵ部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。

该段隧道开挖时，要严格控制爆破装药量，并严格按照光面爆破设计经行爆破，并对公路路面爆破震动速度进行监测，必要时采用微震爆破或机械开挖法。

注：自由面—也称临空面，被爆物体与空气接触的面。爆破的范围近似一个倒立的圆锥体，即“爆破漏斗”。

W—药包中心O到临空面最短距离，即最小抵抗线。

r—爆破漏斗的底半径。

R—破坏半径也叫破坏作用半径。

R=√W2+r2

β′—顶角爆破漏斗张开角。

爆破漏斗的分类，按爆破作用指数n的大小而定，通常分为抛掷爆漏斗和松动爆破漏斗两大类。爆破作用指数n=r/W。

当n＞1 r/W＞1 β′＞90°称“加强抛掷爆破”，加强抛掷爆破漏斗。

当n=1 r=W β′=90° 称“标准抛掷爆破”，标准抛掷爆破漏斗。

当n＜1 r/W＜1 β′＜90°称“减弱抛掷爆破”，减弱抛掷爆破漏斗。

当n＞0.75 r/W＜1 β′＜90°爆破产生抛掷作用，爆破后形成可见漏斗，这类爆破称为“抛掷爆破”。

当n=0.7～0.75 r/W＜1 β′＜90°爆破能形成爆破漏斗，但不能产生抛掷作用，一般地面不能形成爆破漏斗，这类称松动爆破。

当n＜0.7 r/W＜1 β′＜90°爆破的破坏作用波及到地面，不能形成爆破漏斗，这类爆破称“内部作用爆破”。

当药包在土石内爆破时，对土石的爆破作用，仅限于土石内部，而不显露到土石的临空面（表面）上。如破坏范围刚好达到临空面时，又称为最大作用药包。此时药包能量得到充分利用。

（1）较密的周边眼间距是比普通爆破密一些，随岩石抗压性增加而加大，因此它的密集系数（E/W）也随之变化，也就是随岩石级别增加而增加。周边眼间距较密不是无限度。如果密道相连，已经不需要光面爆破了，结合经验得E/W=0.8时效果最好。

掏槽位置在断面中间偏下，偏下目的是减少飞石同时又能使底部岩石得到充分破碎，掏槽炮眼分直眼掏槽和斜眼掏槽及混合掏槽。

适用于机械不便放置、浅眼掏槽，特点是炮眼方向和开挖面垂直。

斜眼掏槽就是掏槽眼和掏槽断面斜交，在条件允许的情况下，尽量使用斜眼掏槽。因为掏槽眼装药都是柱状装药，斜眼相对药卷离自由面近，爆破岩体易从掏槽孔内抛出，省药且爆破效果好。斜眼掏槽又分为单斜眼掏槽、斗门掏槽和复式楔式掏槽等三种形式（见图）。通过比较目前隧道爆破掏槽采用斜眼掏槽较为合理，实用。

辅助眼一般在周边眼内侧布置，

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

在隧道爆破中，每循环爆破的总装药量Q通常按如下公式计算，即：

Q=q×S×L×n

该段施工时，要严格按照设计进行初期支护，并加快支护时间，尽量缩短围岩暴露时间。

该段隧道锚杆拱部161°采用φ25组合中空锚杆，锚杆长3.5m，间距1.2×1.0m（环×纵）。拱部161°以下边墙采用φ22砂浆锚杆。

(1)组合中空锚杆施工方法

严格按照设计要求选择专业厂家订购中空注浆锚杆，并进行相关试验，确保锚杆体的抗拉拔力满足设计要求。

注浆浆液采用水泥浆，施工准备阶段主要完成有关水泥相关试验和水质化验，进行浆液配合比设计及相关试验。

锚杆孔开孔前做好量测工作，按设计要求布孔并做好标记，开孔偏差不大于10cm；锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求，图纸未规定时垂直于开挖面，局部加固锚杆的孔轴方向与可能滑动面的倾向相反，交角大于45°。

锚杆孔开孔前做好量测工作，按设计要求布孔并做好标记，开孔偏差不大于10cm；锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求，图纸未规定时垂直于开挖面，局部加固锚杆的孔轴方向与可能滑动面的倾向相反，交角大于45°。

采用锚杆钻机钻孔，测斜仪控制孔身倾斜角度，利用短杆冲孔，然后接长钻杆钻孔到设计长度。锚孔位置、方向、直径严格控制，锚孔钻完后用高压风清孔。清孔完成后进行锚孔位置、方向、直径进行严格控制，检查锚孔是否平直畅通，不合格的孔位重新钻孔。

组装中空注浆锚杆杆体，安装可测长锚头、长度检测管。人工辅助锚杆钻机安装，锚杆边旋转边送入锚孔。

隧道拱部采用带防弊气联接套的中空注浆锚杆，锚杆组装时，同时安装防弊气联接套、排气管；隧道墙部采用WZD25中空注浆锚杆。

杆体安装完成后，安装止浆塞、垫板、球形螺母，利用中空锚杆扳手拧紧。安装锚杆垫板时确保垫板与锚杆垂直，并与初喷混凝土面密贴紧压。

锚杆安装后，不得随意敲击，

(天)内不得悬挂重物。

利用专用高压注浆泵注浆通过锚杆杆体预留通道接孔口注浆。隧道拱部利用排气管排气；隧道墙部自然排气，确保锚杆孔内注浆饱满。

注浆浆液配合比设计：注浆采用水泥浆，水灰比0.4～0.5:1。

浆液扩散半径r的确定：根据已有资料进行工程类比及现场碴体注浆试验情况选定注浆压力范围，确定浆液扩散半径r的大小。

LY／T 2372-2014标准下载注浆孔距D与排距L的计算：

L=Dsin60°，D=2rcos30°

单孔注浆量Q注=πr2hηβ

洞内注浆结束的标准：注浆压力控制在设计规定范围内。

（2）砂浆锚杆施工方法

砂浆锚杆采用风动凿岩机成孔，先插后注工艺安装锚杆，测斜仪控制锚杆孔道倾角，注浆采用专用注浆泵施工。

根据设计要求，锚杆杆体、锚垫板在现场加工增建二线既有车站改造施工方案的确定，并进行相关试验，确保锚杆质量。每段工程取代表性段落对锚杆进行抗拔试验，锚杆抗拔力大于80kN/根，通过试验修正施工参数，指导大面积施工。