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隧道初期支护、二衬工程安全专项施工方案

杭新景高速公路（衢州段）第8标段

隧道初期支护、二衬工程安全专项施工方案

（1）、《中华人民共和国安全生产法》（中华人民共和国主席令70号）；

（9）、浙江杭新景高速公路浙江段招标文件、补遗书、两阶段施工图设计等相关资料；

经济开发区内链接省道改线及国道的重要交通性干道道路施工组织设计.docx（10）、浙交【2010】236号《浙江省公路水运危险性较大分部分项工程安全专项施工方案管理办法》；

（11）、中交二航局第二工程有限公司《关于转发“中交二航局危险性较大的分部分项工程安全管理制度”的通知》。

为保证杭新景08标段隧道初期支护、二衬工程施工的安全，切实落实有关建设工程安全技术标准、规范，加强工程项目的安全生产监督管理，预防施工安全事故，保障人身和财产安全。根据浙江省交通运输厅浙交【2010】236号《浙江省公路水运危险性较大分部分项工程安全专项施工方案管理办法（试行）》的规定，结合本工程的实际情况，特编制隧道初期支护、二衬工程安全专项施工方案，并据此进行管理、指导施工。

（2）倒石岗隧道：为分离式隧道，净空5.0m，净宽10.75m，由8标、9标共同施工，其中8标承建部分右洞全长284米，左洞全长270米。V级围岩占隧道总长6.5%，IV级和Ⅲ级围岩占隧道总长90.6%。

（3）具体隧道分布及各级围岩分布情况详见下表：

K175+290~K175+978

削竹式:16(SMA)

半明洞式:10(SMA)

ZK175+290~ZK175+956

削竹式:16(SMA)

偏压式:4（SMB）+8（SMC）

K178+826~K179+110

半明洞式:8(SMA)

ZK178+840~ZK179+110

半明洞式:8(SMA)

隧道几何线形与净空按100km／h设计。

隧道照明设计速度按80km／h设计。

行车道W－2×3.75m；

左右侧向宽度：LL－0.5m；LR－1.00m;

检修道：JL－0.75m;JR－1.00m。

②、隧道建筑限界净高：H－5.0m，检修道净高：h－2.5m。

本项目位于浙西中低山区，千里岗山脉、怀玉山脉控制了主要的地形格局。地貌以中低山和高丘为主，平原、低丘穿插其间。中低山区峰峦层叠，山坡陡峭，河谷狭窄，地势起伏大，相对高差大。

2.2.2、工程地质及特征

上槽隧道所处山体海拔高程274~490m，隧道轴线通过最高海拔约376m，最大相对高差约100m。山坡植被发育，以灌木林为主。地表主要为第四系残坡积含粘性土碎石、块石土，下伏基岩进洞口段主要为灰岩、石英砂岩；出洞口段和洞身段为强~中风化砂岩。隧道及周边地带的不良地质问题主要是隧道进洞口处崩坡积体，对隧道影响较大。

倒石岗隧道进洞口位于太真乡银坑村沿铜山源溪下游约450m的山谷右坡处，所处山体海拔350~590m，隧道穿越残坡积、强~微风化泥岩、粉砂岩、花岗斑岩。

地表水和地下水对钢筋和混凝土无腐蚀性。

区内河流属于钱塘江水系，主要为铜山源，为雨源型山溪河流，洪枯水变化明显，暴涨暴落，地下水、地表水水质良好，对混凝土基本无腐蚀性。

隧址区历史上地震活动很少，震级很弱，属少震、弱震区。地震动参数峰值加速度分区为＜0.05区，相当于地震基本烈度小于VI度区。

根据施工总体布置安排，本标段总体施工平面布置图详见附图。

2.4.1、完成图纸会审工作，隧道洞口地形测量已完成，并经监理工程师抽检，指挥部、设计院、驻地办已进行现场勘察，针对设计进洞桩号进一步明确，确保“零开挖”进洞。

2.4.2、全线电力布置已确定，隧道洞口变压器已安装完成，具备开工的条件。

2.4.3、现场施工人员、机械能满足工程进度的需求。

2.4.4、砼所用黄砂、碎石、水泥已进场，相关材料的试验检测、砼配合比等已完成。

2.4.5、施工便道、作业平台已完成，施工场地基本建设完成。

3.1.1、分离式隧道

1）、Ⅴ级围岩区段开挖支护

Ⅴ级围岩区段采用先超前预支护后开挖，采用留核心环形开挖。

施工步骤：超前支护→上部环形开挖→上部初期支护→核心土开挖→下部开挖→下部初期支护→铺设防水层→模筑二次衬砌。

施工中遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的基本原则。

初期支护形式为：“φ108×6mm管棚（或φ42mm小导管）+注浆”预支护、φ25×5mm先锚后灌式中空注浆锚杆（长3.5m）、25cm厚C25喷砼+A6定型钢筋焊接网、18号工字钢拱架（纵向间距0.5~0.75m）或14号工字钢拱架（纵向间距0.75m）。

Ⅴ级围岩段施工工序横断面示意图

2）、Ⅳ级围岩区段开挖支护

施工中合理调整工序，实行钻爆、装碴、运输机械化一条龙作业，上下断面开挖后，拱部和边墙立即喷射砼，及时施工初期支护，仰拱、二次衬砌紧跟，开挖前根据设计辅助施工措施，做好超前锚杆支护等措施。下半断面的开挖在上半断面的施工支护基本稳定后进行，并认真加固拱脚支护，使上部施工支护与围岩形成完整的体系；量测工作必须及时，当发现异常情况，立即进行仰拱封闭。

施工步骤：拱部超前锚杆→上半断面开挖→上半断面初期支护→下半断面开挖→下半断面初期支护→铺设防水层→模筑二次衬砌。

Ⅳ级围岩段施工工序横断面示意图

3）、Ⅲ级围岩区段开挖支护

Ⅲ级围岩区段采用全断面法开挖，初喷混凝土，施作锚杆，复喷支护。

施工步骤：全断面开挖→全断面初期支护→铺设防水层→模筑二次衬砌。

初期支护形式为：φ22mm砂浆锚杆（长2.5m）、10cm厚C20喷砼+A6定型钢筋焊接网。

Ⅲ级围岩段施工工序横断面示意图

3.1.2、小净距隧道

对于SD型小净距隧道，单洞均可按正常分离式相应围岩开挖法施工，但先掘进洞应超前后掘进洞开挖工作面不小于30m。

对于SC型小净距隧道，施工方案如下：

1）、Ⅴ级围岩区段开挖支护

先掘进洞采用双侧壁导坑、拱部留核心土弧形开挖，各部分施工开挖前应做好超前支护措施。隧道施工先掘进洞模筑衬砌应超前后掘进洞开挖工作面不小于50m。

①、隧道各部施工开挖前应先做好超前支护措施。

②、侧壁导坑采用超短台阶法施工，各步开挖每一循环进尺后，应及时施作相应的支护措施。

③、隧道拱部采用留核心土弧形开挖法施工。

④、隧道施工先掘进洞主洞应超前后掘进洞主洞开挖工作面不小于50m。

⑤、后掘进洞侧壁导坑宜超前先掘进洞主洞掌子面不小于5m。

⑥、先掘进洞施方案参见分离式隧道"Ⅴ级围岩施工方案示意图"。

（2）、图中后掘进洞阿拉伯数字及希腊字母代表意义为：

（3）、初期支护形式为：“φ108×6mm管棚（或φ42mm小导管）+注浆”预支护、φ25×5mm先锚后灌式中空锚杆（长3.5m）、25cm或26cm厚C25喷砼+A6定型钢筋焊接网（20×20cm）、18号或20b工字钢拱架（纵向间距0.6m）。

小净距隧道Ⅴ级围岩段施工工序横断面示意图

①、施工中应短开挖，强支护，及时封闭初期支护，做到步步为营，稳扎稳打。

②、导坑施工是隧道施工中重要的环节，施工时应采用人工开挖或微振爆破，尽量减少对围岩的扰动。

③、必要时，侧壁导坑上半断面掌子面应采用喷射混凝土及时封闭，以保证开挖面的稳定。

④、拱部钢架架立后，在4'步开挖之前，应在外侧拱脚处及时施作锁脚锚杆。

⑤、隧道拱部弧形开挖每循环进尺必须控制在1.0m以内，并应根据隧道监控量测情况在必要时以核心土为基础，设置扇形支撑。

⑥、施工时，应加强监控量测工作，及时反馈，以便根据反馈信息指导施工和修改设计。

2）、Ⅳ级围岩区段开挖支护

隧道施工先掘进洞模筑衬砌应超前后掘进洞开挖工作面不小于40m。后掘进洞宜采用侧壁导坑、拱部留核心土弧形开挖，先掘进洞采用短台阶法施工。

①、隧道各部施工开挖前应先做好超前支护措施。

②、后掘进洞采用短台阶、拱部留核心土弧形开挖法施工，必要时可采用侧壁导坑法施工，各步开挖每一循环进尺后，应及时施作相应的支护措施。

③、隧道施工先掘进洞主洞应超前后掘进洞主洞开挖工作面不小于40m。

（2）、图中阿拉伯数字及希腊字母代表意义为：

（3）、初期支护形式为：“拱部φ22mm砂浆锚杆（长3.5m）”超前支护、φ25×5mm先锚后灌式中空锚杆（长3.0m）、20cm厚C25喷砼+A6定型钢筋焊接网（20×20cm）、14号工字钢拱架（纵向间距0.8）或钢筋格栅拱架（纵向间距1.0m）。

小净距隧道Ⅳ级围岩段施工工序横断面示意图

①、导坑施工是隧道施工中重要的环节，施工时应尽量减少对围岩的扰动。

②、施工时，应加强监控量测工作，及时反馈，以便根据反馈信息指导施工和修改设。

3）、Ⅲ级围岩区段开挖支护

①、隧道施工先掘进洞模筑衬砌应超前后掘进洞开挖工作面30～35m。。

②、后掘进洞开挖时，先在断面底部中心开挖一道宽2～3m、高4～5m的超前导洞，超前长度5m，然后采取光面爆破开挖剩余断面一次到位。

（2）、图中阿拉伯数字及希腊字母代表意义为：

小净距隧道Ⅲ级围岩段施工工序横断面示意图

（3）、初期支护形式为：φ22mm砂浆锚杆（长3.0m）、12cm厚C20喷砼+A6定型钢筋焊接网（20×20cm）。

施工时，应加强监控量测工作，及时反馈，以便根据反馈信息指导施工和修改设计。

隧道喷射混凝土采用湿喷工艺施工，喷射设备使用TK961型喷射机。隧道Ⅴ级、Ⅳ级围岩采用C25喷射砼，边、仰坡和Ⅲ级围岩采用C20喷射砼。

3.2.1、喷射混凝土及原材料

喷射混凝土施工采用湿喷工艺，砼坍落度控制在80～120mm。

水泥：选用普通硅酸盐水泥，标号及性能要求根据现场试验确定。

砂：采用硬质洁净的中砂或粗砂，细度模数大于2.5，含水率控制在5%～7%，砂率45～55%，具体取值现场试验确定。

粗骨料：采用坚硬耐久的碎石或卵石，粒径不大于15mm，要求级配良好。

施工用水：使用不含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质的饮用水。

速凝剂：具体取值及原材料型号根据配合比确定。

3.2.2、喷射混凝土工艺流程

喷射混凝土施工工艺流程图

喷射机械准备就绪，先注水、通风，清除管道杂物，同时用高压水或高压风吹洗岩面，清除岩面尘埃。

校正好配料的输出比后，连续上料。

操作顺序：喷射时，先加外加剂，后开风，再送料，以易粘结，回弹量小，表面湿润光泽为准。

喷射机的工作风压严格控制在0.1～0.15Mpa范围内，从拱部到边墙脚，风压由高变低。

严格控制喷嘴与岩面的距离和高度。喷嘴与岩面垂直，有钢筋时角度适当放偏，距离控制在0.6～1.2m范围内。

喷射顺序自下而上，先墙脚后墙顶，先拱脚后拱顶，避免死角。喷射料束运动轨迹呈纵向蛇形状旋转，一圈压半圈旋转轨迹运动，每次蛇形喷射长度根围岩类别确定。

3.2.3、喷射混凝土施工

喷射混凝土骨料用强制式拌和机分次投料拌和，为减少回弹量，降低粉尘，提高一次喷层厚度，喷射混凝土采用TK961型混凝土喷射机，湿式喷射作业。

砼用自动计量拌和站拌和，初期支护的喷射混凝土，一般分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖（或分部开挖）完成后立即进行，以尽早封闭暴露岩面，防止表层风化剥落。复喷混凝土在锚杆、挂网和钢架安装后进行，尽快形成喷锚支护整体受力，以抑制围岩变位。拱架间用喷射混凝土喷平，并有不小于设计3cm的保护层厚度。

喷射混凝土分段、分片由下而上顺序进行，每段长度最大不超过6m，一次喷射厚度不宜过厚，防止因自重掉落，喷射时插入长度比设计厚度大5cm铁丝，每1～2m设一根，作为施工喷层厚控制用，后一层喷射在前层混凝土终凝后进行，新喷射的混凝土按规定洒水养护。

3.2.4、喷射混凝土施工技术措施

喷射混凝土作业除满足设计及《公路隧道施工技术规则》的有关规定外，采取以下技术措施：

初喷混凝土紧跟工作面，复喷前按设计完成锚杆、钢筋网、钢拱架的安装工作，复喷至工作面的距离初定等于开挖距离，施工时根据监控量测的结果进行修正。

对渗漏水地段，当围岩大面积渗水但水量不大时，在喷射混凝土前先用高压风吹扫工作面，开始喷射混凝土时，喷射混凝土由远而近，并临时加大速凝剂掺量，缩短初、终凝时间，直至逐渐合拢喷射混凝土，水止住后，按正常配合比喷射混凝土封闭。若渗水量大，先用导管在渗水较集中处将水引出，再加速凝剂封闭开挖面进行下道工序。

喷射混凝土中掺速凝剂，以减少回弹量和粉尘，控制外加剂掺量，确保喷射混凝土强度符合设计要求。

采用在墙上插外露长度等于设计喷射混凝土厚度的钢筋头控制喷射混凝土的厚度，不够厚度的重新加喷。

喷射混凝土由专人喷水养护。发现裂纹时先用红油漆作上标志，进行观察和监测，确定其是否继续发展，找出原因后进行处理。对可能掉下的喷射混凝土撬下重喷；已不再发展的裂纹，采取在其附近加设锚杆或加喷一层混凝土的办法处理。

坚决实行“四不”制度，即网喷工艺不完毕，掌子面不前进；喷射混凝土厚度不够不前进；开挖、喷护后发现的问题不解决不前进；量测结果判断不安全未经补强不前进。以上制度由工地施工员负责实施，并将实施情况填入施工日志备查，项目技术负责人负责检查督促。

砂浆锚杆施工工艺流程为：钻孔→清孔→灌浆→插入杆体。

φ25×5mm中空注浆锚杆施工工艺流程为：钻孔→清孔→插入杆体→塞紧止浆塞→注浆凝固→拧紧螺帽。

中空注浆锚杆施工工艺框图

锚杆设置垂直于开挖轮廓线，并尽量垂直于岩层面。涨壳式锚杆在安装前应将锚头与锚杆安装好，送入孔内时不得偏斜或脱落，保证锚固可靠；安设杆体后应立即上好垫板，拧紧螺帽，锚杆垫板应满足设计要求，垫板要求紧贴围岩，围岩不平时采用M10砂浆填平。涨壳锚杆一昼夜后应再次紧固，以后定期检查，如有松驰情况，应再行紧固。

28d拔力平均值≥设计值，最小拔力≥0.9设计值

按锚杆数1%且不小于3根

尺量：检查锚杆数的10%

尺量：检查锚杆数的10%

尺量：检查锚杆数的10%

施工中应注意以下事项：

锚杆孔位与孔深必须精确，与设计及规范要求相符；

杆体在使用前必须除去油污和铁锈，以保证锚杆施工质量。

系统锚杆钻孔与岩面应垂直，如不垂直，安装锚杆时用垫板调整，使托板密贴岩面，锚杆外露长度不超过10cm。

锚杆安装后，不得随意敲击。安设后3天内，在杆体上不得悬挂重物。

3.4、钢拱架制作及安装施工

根据设计图，隧道在Ⅴ级围岩设计有型钢拱架，在IV级围岩设计有格栅拱架，拱架在洞外按设计加工成型，洞内安装在喷砼及锚杆挂网之后进行，与定位钢筋焊接。拱架间按设计焊接纵向连接筋，拱脚必须放在牢固的基础上，架立时垂直隧道中线，当拱架和围岩之间间隙过大时设置砼垫块，用同等级的喷射砼回填。

3.4.2、施工方法及主要技术措施

洞身开挖完成后，专人对隧道进行找顶，将松动孤石清除干净，确保后续工序施工人员的安全。完成后测量组根据设计尺寸进行断面检查，如有欠挖，应进行欠挖处理，确保断面尺寸准确。

每榀钢拱架安装前，用全站仪、水准仪准确测量定出拱架安装的中线、标高及拱脚设计位置。

钢拱架的加工在工地加工场内进行，将场地平整后，平铺钢板，由测量组在钢板上放出各类型号钢拱架的准确形状、尺寸，沿画出的尺寸线焊φ25短钢筋桩形成固定模具，钢筋焊接连接成型。

钢拱加工成型后在加工场内将整个隧道轮廓各节拱架进行整体试拼，以检查连接部位是否吻合，只有加工误差符合规范要求的拱架才运到工地使用。

（4）钢拱架安装及固定

拱架安装由人工借助机具进行架立就位，安装前先对围岩进行初喷封闭，架设时拱脚必须架立在坚固的基座上。

每榀钢架安装好后在其拱腰及拱脚处设置长度不等的锁脚锚杆，以限制初支下沉，其端部与钢架焊接牢固。

（5）钢架就位好后，报监理工程师进行隐蔽工程检查验收，验收合格后进行喷射混凝土施工。

2）、施工主要技术措施

（1）初喷混凝土施作系统锚杆后，应立即安设钢拱架。

（2）钢材质量和接头位置必须符合规范和设计要求。

（3）每榀钢架无漏焊、开焊。

（4）在初期支护形成“闭合”结构前，为减少初期支护下沉量，每个台阶安装钢拱架时，在其基底设一块“托板”，以增大受力面积，减少下沉量。

系统锚杆施作后完成后，即进行钢筋网片的安装施工，钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋网根据被支护岩面的实际起伏状况铺设，并在初喷混凝土后进行DB44／T 1524-2015 绝缘铜包铝管母线.pdf，网片之间的搭接长度必须大于20cm，钢筋网片与被支护岩面间隙约3cm，钢筋网搭接处、钢筋网与锚杆连接处须点焊，使钢筋网在喷射时不易晃动。

尺量：每50m2检查2个网眼

钢筋保护层厚度（mm）

凿孔检查：每20m检查5点

与受喷岩面的间隙（mm）

某学校教学辅助楼施工组织设计方案尺量：每20m检查10点