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隧道超前支护专项工程施工方案

3.2隧道施工管理组织机构 3

4.2隧道施工前期准备 5

污水处理厂进水泵房深基坑安全专项施工方案5、超前长管棚施工 6

6、超前小导管施工 10

7、超前砂浆锚杆施工 10

7、施工质量保证 13

8、安全保障措施 14

9、文明施工保证措施 21

10、环境保护措施 22

1.1《京承高速公路（密云沙峪沟～市界段）工程招标文件》；

1.2京承高速公路（密云沙峪沟～市界段）工程第7#合同段隧道工程设计图纸；

1.4《京承高速公路(三期)工程第七标段施工组织设计》；

1.5现场踏勘及调查资料；

1.6我单位的技术实力及参加同类工程的施工经验，目前可投入的机械设备和人员。

本合同段主线设置分离式隧道两处，共计4座，总长1352米。

这4座隧道基本情况见下表：

1.0％/1304.886

1.0％/1295.227

隧道各级围岩构成见下表：

塔洼2#隧道隧址区为构造剥蚀形成的低山丘陵区，地表植被发育。塔洼2#隧道穿越塔洼村旧址北侧的山体，清水河在隧址南侧蜿蜒流过。隧址区山体较完整，但岩体受构造影响严重，隧道出口处山体部沟坎发育，围岩以浅紫色白云质石英砂岩为主，砂质白云岩、叶片状含粉沙泥质白云岩组成数十个旋回性基本层序，厚度稳定，为潮间～潮上环境沉积。隧道进口段岩体破碎，坡面陡立，围岩的节理裂隙较发育。

西圈隧道隧址为构造剥蚀形成的低山丘陵区，西圈隧道穿越西圈村西北侧的山体。西圈隧道岩层的岩性为硅质条带粉～细晶白云岩、藻纹层粉晶白云岩、藻团粉晶白云岩层序组成，岩体受多期构造影响，节理裂隙发育。隧道进口段岩体破碎，坡面陡立。

塔洼2#隧道和西圈隧道超前支护根据围岩级别采用超前长管棚、超前

小导管、超前锚杆等方法。

塔洼2#隧道和西圈隧道Ⅴ级围岩超前支护为：进洞Ⅴ级围岩采用超前大管棚，前大管棚采用Φ108、壁厚6mm无缝钢管，与隧道轴线外插角为1～3°，环向间距为50cm，每个洞口设置45根，每根长度为24m，每个洞口管棚工程量为16297.2kg，另外每个洞口需注入水泥浆64.8m3，设置止浆塞45个及M10钢管填充砂浆8.82m3。

Ⅴ级地段的超前支护采用Φ42超前小导管，壁厚5mm，L=3.5m，环向间距40cm，每排设置55根，外插角6～10°，两组超前小导管间保持不小于1.0m的搭接长度，每排Φ42工程量为639.1kg，另外需注浆9.35m3；

塔洼2#隧道和西圈隧道Ⅳ级围岩超前支护采用Φ22超前砂浆锚杆，每排设置55根，施工时锚杆沿隧道周边以与隧道轴线6～10°外插角打入围岩，锚杆端部焊接于格栅钢架上，两排超前锚杆间保持不小于1.0m的搭接长度，每排Φ22砂浆锚杆数量为574.2kg。

塔洼2#隧道、西圈隧道均从出口掘进，1线隧道与6线隧道按工序组织流水作业，同时施工。洞口及明洞开挖及边仰坡防护工程完成后，两条隧道均首先施作1线套拱和6线套拱，以套拱作为超前大管棚的导向墙，进行1线超前大管棚施工，待管棚施工完毕后进行1线洞身开挖同时进行6线超前大管棚施工。

根据围岩衬砌级别进行超前小导管和超前锚杆施工，待超前支护完成8小时后进行隧道洞身开挖。

3.2隧道施工管理组织机构

隧道工程是本标难点工程，项目部设隧道项目负责人一名，由本项目副总工程师马杰兼任，总体负责塔洼2#隧道和西圈隧道的施工生产。设隧道专业工程师兼技术主管两名，焦鹏负责塔洼2#隧道施工技术，李文负责西圈隧道的施工技术。设隧道施工技术员六名，指导班组具体施工。下设两支隧道施工队伍，隧道施工一队负责塔洼2#隧道的施工，隧道施工二队负责西圈隧道的施工。具体组织机构见下图所示：

隧道施工一队负责塔洼2#隧道超前支护施工；隧道施工二队负责西圈隧道超前支护施工，具体工班安排见下表：

隧道超前支护施工队伍安排表

塔洼2#隧道套拱钢架、导向管、超前钢管、超前砂浆锚杆加工

塔洼2#隧道超前大管棚钻孔、超前小导管及超前锚杆钻孔、洞身开挖及初期支护锚杆钻孔

塔洼2#隧道套拱型钢安装、超前管棚、超前小导管、超前锚杆安装及注浆

塔洼2#隧道套拱混凝土模板安装及砼浇筑

塔洼2#隧道风、水、电，材料加工

西圈隧道套拱钢架、导向管、超前钢管、超前砂浆锚杆加工

西圈隧道超前大管棚钻孔、超前小导管及超前锚杆钻孔、洞身开挖及初期支护锚杆钻孔

西圈隧道套拱型钢安装、超前管棚、超前小导管、超前锚杆安装及注浆

西圈隧道套拱混凝土模板安装及砼浇筑

西圈隧道风、水、电，材料加工

认真作好熟悉图纸和复核图纸工作，了解清楚设计意图，检查施工图是否完整、齐全，是否符合国家规范的要求。编制完整的施工方案，对作业工班和作业人员进行施工技术和安全交底。施工测量人员按设计图纸进行桩位放样。各项技术准备措施均已完毕，具备开工条件。

4.2隧道施工前期准备

隧道施工的前期准备工作包括风、水、电管线、设备的安装：

在塔洼2#隧道出口上方山顶自建50m3高压水池供水，隧道施工用水从清水河塔洼2#隧道进口处的清水河引入。西圈隧道利用隧道出口处山上既有50m3水池供水。

前期采用120KW柴油发电机供电，后期采用10KV高压接入变压器，通过变压器采用三相五线制线路分别向施工地点架设输电线路。

塔洼2#隧道由安装在隧道出口处的两台315KW变压器供电，西圈隧道由安装在预制场的一台315KW的变压器供电。为保证施工中不间断供电，施工现场各配备1台120KW发电机。

塔洼2#隧道出口安装三台20m3电动空压机，西圈隧道出口处安装三台20m3电动空压机。

其它准备工作如洞口测量放样，原地面高程量测及材料标准试验已完成。

塔洼2#隧道和西圈隧道超前支护工程施工的主要机械设备如下：

5.1管棚施工工艺流程

首先施作套拱混凝土，用套拱作为长管棚的导向墙，套拱在明洞外廓线以外施作，套拱内埋设4榀I20b工字型钢支撑，拱架间用Φ22钢筋连接，连接钢筋环向间距1.0m；钢支撑与管棚导向钢管焊成整体。导向钢管采用Φ133×4钢管，施工中严格控制导向钢管安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直。施工前用全站仪在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度板设定导向钢管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。确保导向钢管牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。

塔洼2#隧道和西圈隧道每个洞口长管棚均采用45根长度为24m的Φ108、壁厚6mm无缝钢管，每节长度为6m，以长15cm的公母丝扣连接，施工中分段安装，同一断面接头不大于50％，相临接头距离大于1m，其仰角为1。～2。。钢管环向间距为50cm。

利用管棚钻机钻孔，注浆孔采用干钻法成孔，利用高压水将孔内余碴清洗干净，以防塞管时卡管；钢管连接采用Φ114，30cm长套管丝扣联接

两座隧道的明暗交界处围岩皆为土夹石，根据实际情况，采用跟管法施工超前管棚。考虑到冬季施工，在明洞开挖及防护完毕后在明暗交界处搭建保温棚，保证管棚注浆质量。

长管棚预注浆采用水泥浆，注浆压力为0.5～1.0MPa，水泥浆水灰比1：1，水泥标号为425。用注浆泵将浆液压入孔内，通过钢管壁注浆孔来加固地层并紧密填充管棚，增强管棚的刚度和强度。注浆过程采用双指标控制即注浆量和注浆压力。必须同时满足注浆总量达到钻孔体积的1.5倍，注浆压力达到1.0MPa时才符合要求。

钻孔之前测量员在施工面上准确画出钻孔位置。钻孔顺序为由高孔位向低孔位间隔进行，钻孔深度24米，一次钻到位。钻孔采用直径φ130mm钻头，孔深大于管长0.5m以上。

钻机开孔时钻速宜低，钻深100cm后转入正常钻速。当第一节钻杆钻入岩层尾部剩余20～30cm时停止钻进，用两把管钳人工卡紧钻杆，钻机低速反转，脱开钻杆，钻机退回本位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联结套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联结成一体。

为确保杆接头有足够强度、刚度和韧性，钻杆联结套与钻杆同材质，两端加工成内螺旋，联结套的最小壁厚大于10mm。换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲、有无损伤，中心喷水孔是否畅通等，不符合要求的及时更换以确保正常工作。

钻进过程中要注意钻杆的方向和角度，防止相邻孔位发生对穿现象。同时在钻进过程中要注意围岩地质的变化，并适时记录，为以后的洞身开挖提供第一手资料。钻孔达到要求深度后，按照同样方法拆卸钻杆，钻机退回准备进行下一个孔的钻进。

奇数钢管每节长为6m，管棚长度24m，接长3次；偶数钢管两个端头每节长为3m，管棚长度24m，中间接长3次6m钢管即可。管棚接长时先将第一节钢管顶入钻好的孔内，再逐根联接。第一根钢管前端要焊接成锥状，以防止管头顶弯或劈裂。

当第一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm时，人工装上第二节钢管。人工持链钳进行钢管联结，使两节钢管联成一体。根据管棚的设计长度，按同样方法继续接长钢管。

注浆前平整注浆所需场地，检查机具设备，并准备注浆材料。注浆材料严格按照实验室提供的配料单进行，且准备要足够充分。注浆要严格按照实验室提供的配合比进行，且注浆前必须向监理工程师报检。注浆顺序为先注无水孔，后注有水孔，从拱顶顺序向下进行。如遇窜浆或跑浆，则可间隔一孔或数孔灌注。注浆初压力为0.5～1.0MPa。注浆结束后，利用止浆塞保持孔内压力，直至浆液完全凝固。浆液的浓度、胶凝时间符合设计要求，不得随意变更。

1)安装小导管：超前小导管施工采用YT28型风动凿岩机按设计钻孔，冲击振动将小导管顶入岩层，小导管尾部与钢格栅焊接在一起，用高压风清除管内杂物，采用塑胶泥封堵孔口。同时配制浆液，调试注浆机，进行压水试验，检查机械设备工作是否正常，管路连接是否正确。

2)注浆：小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口，并喷射砼封闭工作面。采用注浆泵注浆，注浆管连接好后，将配制好的水泥浆液倒入注浆泵储浆筒内，水泥浆液浓度为1：1单液水泥浆，开动注浆泵，通过小导管向周边围岩压注水泥浆。注浆按照由低到高隔孔预注或群孔注浆的方法进行。单孔注浆时，首先以初压注浆，然后在终压下进行注浆并保持1～2min终压再卸荷，保证注浆量及扩散半径达到设计要求，达到超前加固的目的。注浆过程中，对浆液不停搅动，避免沉淀分层，影响浆液浓度。注浆过程采用双指标控制即注浆量和注浆压力。必须同时满足注浆总量达到钻孔体积的1.5倍，注浆压力达到1.0MPa时才符合要求。

图7小导管注浆超前支护施工工艺框图

超前小导管施工允许偏差符合表12规定要求

超前小导管施工允许偏差表表12

注浆过程中，严格控制注浆压力，终压必须达到设计强度要求，并稳压，保证浆液的渗透范围，防止出现变形、串浆等异常现象。当出现异常现象时，采取降低注浆压力或采用间隙注浆；改变注浆材料或缩短浆液凝胶时间；调整注浆实施方案；出现浆液从其他孔内流出的串浆现象时，采取两台注浆机同时注浆或将串浆孔堵塞，轮到该注浆管时再拔下堵塞物，用铁丝或细钢筋清除管内杂物，并用高压风或水冲洗(拔管后向外流浆不必进行此工序)，然后再注浆。

为防止孔口漏浆，在花管尾端用麻丝及锚固剂封堵管孔缝隙。注浆管与花管采用活接头联结，快速装拆。注浆次序由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆。拆下活接头后，快速封堵花管口，防止未凝的浆液外流。

超前锚杆施工采用YT28型风动凿岩机按设计间距40cm钻孔。钻孔完成后，用高压风将孔内杂物吹净，将砂浆注入锚孔。锚杆采用螺纹钢筋现场按设计长度3.5m制作，将锚杆插入钻孔内，轻轻锤击锚杆使之深入孔底。锚杆从格栅钢架腹部穿过，尾端与钢格栅焊接在一起。锚杆水泥砂浆拌合均匀，随拌随用，灌浆时导管伸入孔底，边灌浆边抽拨导管，要求孔内砂浆饱满，灌浆工作连续不中断，保证锚杆、砂浆、围岩间的粘结力。

超前锚杆施工允许偏差符合下表

超前锚杆施工允许偏差表

超前砂浆锚杆施工工艺流程图见下图：

（2）严格执行设计文件、图纸及施工设计复核签字制度。严格执行技术交底制度。将洞口施工的技术标准、质量标准、施工方法、施工工艺、保证质量及安全措施等向施工队长、工班长进行书面交底；

（3）严格执行隐蔽工程检验制度。工序完成后经自检、互检、质检工程师专检合格后，填写隐蔽工程检查证，报监理工程师，经监理工程师检查签认后，再进行下道工序施工；

（4）加强施工监测工作，利用监测数据分析施工现状，并采取相应的处理办法；

（5）建立严格的奖罚制度。对质量意识的认识到位并在施工中做出突出表现避免重大质量事故的管理人员、一线工人给予重奖。对玩忽职守，野蛮施工的视情节给予经济处罚，引起质量事故、造成重大经济损失的给予清场并处高倍罚款。

质量保障体系详见下图：

8.1安全生产保证体系

针对该工程的规模和特点，以项目经理为首，由副经理、专职安全员、项目各工程管理人员组成安全保证体系。认真贯彻执行安全责任制和各项规章制度，坚持经常性的施工安全教育、检查及监督指导。安全生产保证体系框图如下：

8.2一法三卡责任运行体系

一法：即事故隐患和职业危害监控方法。

三卡：即安全检查提示卡、危险源点警示卡、有毒有害化学物质信息卡。

“一法三卡”通过对危险源点进行排查、辨别、评估、确认等一系列

方法，对生产场所和岗位中可能发生的事故隐患和职业危害，按其危险（危害）程度进行分级监控，将有关职业危害的内容、安全防范的措施告知从业人员，实施日常管理和动态管理，促进事故隐患和职业危害的检查、整改和控制。

“一法三卡”工作方法，就是：查摆隐患、辨别确认、分析评估、建档立卡、动态管理、督促整改、总结经验。

项目副经理会同安全负责人

项目副经理会同安全负责人

作业人员行为和施工作业层

安全负责人会同各作业班专职负责人

安全负责人会同各作业班专职负责人

安全目标：做到“三无”、“一杜绝”、“一创建”，即“三无”：无工伤死亡事故、无交通死亡事故、无火灾和洪灾事故；“一杜绝”：杜绝重伤事故；“一创建”：创建安全标准工地。

消防目标：杜绝火灾发生，结合消防，预防为主。

保卫目标：严防治安灾害事故的发生，确保工程顺利进行。

（1）每月召开一次安全、文明、消防、保卫的汇总大会，总结上月情况，布置本月工作重点、难点及预防措施。

（2）每周组织一次安全、文明、消防、保卫大检查和隐患整改。

（3）施工队伍进场由经理部组织进行入场教育，签订安全文明施工及森林防火协议。

（4）专业工长必须进行分项施工前的技术交底和安全交底，并在日常施工中时时提醒、经常强调，以提高和加强施工人员的安全及自我防护意识。

（5）专职安全员、消防保卫人员必须坚持每天巡视施工现场，发现问题或隐患及时处理，并做好记录。

（6）制定安全值班制度，坚持月工程进度安全碰头会，掌握实际情况，实施安全预控。

（1）所有施工人员掌握安全用电的基本知识和所用设备性能，现场施工人员保护好设备的负荷线、地线和开关，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。

（2）高压线引至施工现场的室内变电所，所内通风及排水良好，门向外开，上锁并由电工专人负责，无关人员不得随便进入。变压器安设位置，接地电阻符合规范要求并按要求进行格栅围挡。

（3）配电系统分级配电，配电箱、开关箱外观完整、牢固、防雨防尘、外涂安全色、统一编号。其安装形式必须符合三相五线制规定，箱内电器可靠、完好，造型、定值符合规定，并标明用途和电路图。

（4）现场内支搭架空路线的线杆底部要实，不得倾斜下沉，与基坑边及临近建筑有一定安全距离，且必须采用绝缘导线，不得成束架空敷设，两电杆之间的电线弧垂距地面不能小于2.5米。

（6）现场内各种用电设备，尤其是电焊、电热设备、电动工具，其装设使用符合规范要求，维修保管专人负责并有危险源提示卡。

8.6.2安全焊接作业

（1）工作时穿戴工作服、绝缘鞋、电焊手套、防护面罩、护目镜等防护用品，高处作业时系安全带；

（2）焊接作业周围10m范围内不得有易燃易爆物品；

（3）作业前检查焊机、线路、料机外壳保护接零，确认安全；

（4）焊接时二次线必须双线到位，严禁用其他金属物作二线回路；

（5）焊把线不得放在电弧附近或炽热的焊缝旁，不得碾压焊把线；

（6）气焊时先开乙炔阀点火L13S7 专用给水工程，后开氧气阀调整火焰。关闭时先关闭乙炔阀，再关闭氧气阀;

（7）氧气瓶和乙炔瓶保持距离在5米以上，与焊炬、割炬和其他明火不小于10米；

（8）作业中若氧气管着火立即关闭氧气阀门，不得折弯胶管断气；若乙炔管着火，先关熄炬火，可用弯折前面一段软管的办法止火。

（9）电焊机必须设单独的电源开关、自动断电装置。外壳设可靠的保护接零；

8.6.3隧道施工安全措施

参加隧道施工的作业人员100%接受安全教育和技术交底，熟悉和遵守安全和技术规程。

隧道施工各班组间，建立完善的交接班制度刮腻子施工工艺文档，做好原始记录。

项目部管理人员全程监控隧道作业全过程，作好记录。

8.7施工安全技术措施的落实