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隧道13、隧道实施性施工组织设计（200km_h双线隧道）.doc

隧道明暗交界里程设置超前大管棚，采用导向墙定位。导向墙采用C20混凝土，截面尺寸1m×1m，拱部144°范围设置，基础进行加深处理。导向墙内设置3榀I20b型钢架作为导向架，导向架外侧焊接直径152mm，长2m钢管作为导向管。导向管的位置采用全站仪以坐标法定出其平面位置，然后用水准尺调节外插角。定位完成以后立边模，浇筑混凝土。

施工工艺详述：把周边有孔眼的钢管插入套管内，钢管用丝扣联接，钢管终端要密封；钢管在插进后，采取套管钻进其他孔眼，钢管口端与孔口周壁用水泥密封；注浆管用高压把水泥浆液压入钢管内，浆液通过钢管孔眼压注入孔壁的缝隙内，固结附近岩土层，注浆采用先灌注“单”号孔，待1至2天固结后，再灌注“双”号孔的方法；

隧道洞门在进洞施工正常后，结合地形地质及考虑洞口美化等条件，安排在雨季前施工。洞门施工应与不少于5m的洞内拱墙衬砌同时施作。

观音寺2号隧道洞身穿越遇断层破碎带及影响带，可能会有坍方冒顶与大变形，岩溶涌水、突泥等工程地质问题，因此，在全隧实施综合超前地质预报。

金石滩龙山街道大修施工组织设计5.4.1地质预报计划

正洞综合超前地质预报方法表

5.4.2超前地质预报

5.4.2.1超前钻探

采用水平钻机对未开挖岩体进行钻探，通过岩芯来判断开挖岩石的信息，可借助传感器设备，通过钻速、钻进压力、扭矩等判断前方岩体的特性，加入钻孔声波、水压力等技术，预测涌水量和涌水压力，能够较为完整准确的揭示地质状况，并在孔口可以进行有害气体的监测。探孔按预设计布置，地质发生变化时，根据需要加密，其中一个取岩芯。

通过对超前钻探的长度、水压力、钻机扭矩、施钻压力的记录，并对岩芯地质情况的编录，充分掌握前方地质体的特点和地质信息参数，通过调整施工方法，达到施工安全。

超前地质预报施工流程图

5.4.2.2 TSP203超前地质预报

⑴TSP203超前地质预报系统应用原理

TSP203是国内外先进的隧洞地质超前预报系统，可探测工作面前方100～200m存在的断层、特殊软岩、煤系地层中的煤层、富水砂岩层和煤系地层与其它地层的界线、溶洞、暗河和岩溶陷落柱，还能探测岩浆岩岩体、岩脉等特殊地质体。该系统利用地震波在不均一地层中产生的反射波特性，通过专用数据处理软件进行处理，从而准确预报掌子面前方及周围区域的地质情况。

Ⅰ分析方法：隧洞施工时充分利用隧洞超前地质预报和测试工作，提前探明地质，获得地层参数（初始地应力参数、岩体物理力学参数），结合拟采用的施工方法，根据结构断面，施工开挖方案，施工作业方式，包括分部开挖顺序，支护结构形式及各部位支护参数和施作时机等具体施工步骤，选择相应的分析域，模拟施工作业流程，对特殊地段进行三维弹塑性有限元数值分析，得出施工前后地层受力后的应力场和位移场、塑性区情况以及支护结构内力，为现场施工技术人员提供进行优化设计、施工的数值和理论上的依据。

计算结果包括各施工阶段不同的围岩特性、不同开挖方案下的围岩应力场、隧洞周边（拱顶、墙顶、墙中）的最大位移，以及地面沉降和围岩屈服区、主应力等值线等通过分析结果，阐明各施工阶段围岩和支护应力随时间的增长变化、应力集中、最危险的部位以及预报到达危险的时刻，进而建议合理的开挖和支护措施，另外结合现场监控量测，根据实测资料，反馈设计的合理参数，指导设计修正。

5.4.2.3红外线探水

观音寺2号隧道红外探测，定性预报掌子面前方30m范围内地下水发育情况，每循环搭接5m。

在自然界中，任何高于绝对温度(—273℃)的物体都是红外辐射源，具有辐射现象，红外无损检测是测量物体红外辐射能量，发现被测物体的不连续性对热传导性能的影响而产生红外辐射差异，检测出这种差异，就可以推断物体内部是否存在水流。

FluKeti9热成像仪，采用非接触的无损检测技术，对被测物作非接触的连续扫描，只要被测物的温度在绝对温度零(—273℃)以上，探测器就能响应，检测红外线波段为7.5 μm to 14 μm。接收被测目标的红外辐射信号后，经过处理在电视屏或监测器显示红外热像图。

FluKe Ti9 检测设备

5.4.2.4地质雷达探测

观音寺2号隧道地质雷达探测，定性预报掌子面前方30m范围内围岩发育情况，每循环搭接5m。

地质雷达方法是利用发射天线向地下介质发射电磁波，当电磁波遇到差异界面时将发生透射、折射和反射现象，同时介质对传播的电磁波也会产生吸收滤波和散射作用。用接收天线接收并记录来自地下的反射波，进行数据处理，对掌子面前方的工程地质情况（围岩性质、地质结构构造、围岩完整性、地下水和溶洞等情况）进行预测。

地质雷达工作原理示意图

本隧道采用设备为IDS地质雷达，检测天线频率为80MHz，点距约0.10m，每道1024采样点，时窗设置为600ns，测线如下图所示。

地质雷达检测剖面布置示意图

据GPR探测得到的反射波图像（上图），探测段雷达反射波同向轴较连续，局部地段反射波强，结合实际隧道工程地质，说明该掌子面前方30m内，岩性节理裂隙很发育，岩体很破碎，地下水不丰富。

全隧超前支护采用超前小导管，超前支护参数见下表

制作钢花管：超前小导管在构件加工厂制作。前端做成尖锥形，尾部焊接φ6mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm交错布置注浆孔，孔眼直径为10mm。

小导管安装：采用风动凿岩机钻孔后，将小导管按设计要求插入孔中，围岩软弱地段用游锤或凿岩机直接将小导管从格栅中部打入，外露端支撑于开挖面后方的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。超前小导管注浆工艺见下图：

图 ：小导管注浆工艺流程图

本隧道洞身开挖采用的施工方法有：CRD法，三台阶预留核心土法，台阶法。

5.6.1 交叉中隔壁（CRD）法

CRD法施工遵循“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行。具体工序图详见“中壁交叉（CRD）法工序图”

CRD法施工工序流程图

①、施作拱部超前支护，开挖左侧上台阶，预留核心土，及时施工作初期支护打设拱脚锁脚锚杆，并架设横撑

③、施工右侧拱部超前支护，开挖右侧上台阶，预留核心土，及时施工作初期支护打设拱脚锁脚锚杆，并架设横撑

⑤、向下开挖左侧仰拱，并做好初期支护 ⑥ 开挖右侧仰拱，封闭初期支护结构

⑦拆除底部部分横撑，先施作仰拱二衬，然后施工隧道填充

5.6.2三台阶预留核心土法

三台阶预留核心土法施工步骤见下图：

开挖透视图和施工工序图见下图：

三台阶预留核心土法也称为三台阶七步开挖法施工步骤如下：

⑴上部弧形导坑开挖:拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度为5 m ，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3。开挖循环进尺一榀钢架间距，开挖后立即初喷混凝土。及时架设钢架、钢筋网，在钢架拱脚以上30㎝高度处 ，紧贴钢架两侧边沿按下倾角20°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。

⑵左、右侧中台阶开挖:开挖进尺为两榀钢架间距，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷4㎝混凝土，及时接长钢架并进行喷、锚、网系统支护，在钢架墙脚以上30㎝高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角20° 打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。

⑶左、右侧下台阶开挖: 开挖进尺两榀钢架间距，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5㎝混凝土，及时接长钢架并进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30㎝高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角20° 打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。

⑷上、中下台阶预留核心土开挖：各台阶分别开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。

⑸隧底开挖：每循环开挖长度不易超过3m，开挖后及时施做仰拱初期支护，完成开挖、支护循环后，及时施做仰拱。

台阶法施工首先施作超前小导管预注浆加固地层，然后开挖支护上导坑，上导坑采用人工风镐开挖，必要时辅以弱爆破，开挖台阶长度3m左右，开挖后及时喷混凝土封闭岩面，拱墙设格栅钢架，两侧拱脚增设锁脚锚杆，喷锚网格栅钢架联合支护。然后人工配合挖掘机开挖下半断面，必要时辅以弱爆破，无轨运输出碴。开挖后要及时连接格栅钢架并喷锚支护，仰拱紧跟，使支护尽早封闭成环。

台法施工开挖施工顺序见下图：

5.6.4台阶法爆破设计

（1）掏槽形式：根据围岩地质情况及开挖断面尺寸，采用二级复式楔形掏槽。

（3）炮眼直径：选用42mm钻孔直径。

（4）炮眼深度：根据有规范和文件要求，上台阶进尺不超过2榀钢架间距，结合施工图纸，决定除掏槽眼外，其余眼均采用2.4m深钻孔，掏槽眼为2.6m；

式中 N——炮眼数量，不包括未装药的空眼数；

S——开挖断面积，本隧上台阶为78㎡，中台阶41㎡，下台阶18㎡；

α——装药系数，即装药长度与炮眼全长的比值；本隧按0.6考虑。

依据上式，可计算出结果如下：

上台阶： N=136个

本数据仅为理论计算数据实际布置时可适当调整。

在初期支护包括系统锚杆、格栅钢架、钢筋网、喷射砼等

初期支护施工工序流程为：超前支护措施→开挖后初喷砼→系统支护（锚杆、钢筋网、型钢钢架或格栅钢架）施工→复喷砼至设计厚度。

采用凿岩机钻孔，钻进至设计深度后，高压风清孔；检查锚杆孔中是否有异物堵塞；若有，应清除干净后，再将锚杆插入孔内，锚杆外露孔口长度满足安装止浆塞、垫板螺栓为宜；将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm左右，安装垫板及螺母，此时不宜上紧。

检查注浆泵及其零件是否齐备和正常，熟悉有关泵的操作程序。

用水或风检查孔体是否畅通，孔口返水或风即可。

迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好。

配制浆液，使水灰比、和易性符合设计和规范要求。

开动泵注浆，整个过程应连续不停顿，一次完成，观察到浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值，即可停泵。

当完成一根锚杆注浆后，应迅速卸下注浆软管并安装至另一根锚杆，进行注浆。

在灰浆达到初始设计强度后，方可上紧垫板及螺母。

在软岩土层中施作时，需环向隔开一定距离隔孔钻进，避免岩体注水太多可能导致围岩面滑坍。

浆液应严格按配合比配制，并随用随配。

为保证注浆效果，止浆塞打入孔口不应小于10cm，而且待排完气后应立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的孔隙，保证在规定压力下浆液不致窜出。

中空注浆锚杆施工工艺流程图

锚杆预先在洞外钢构件厂按设计要求加工制作。砂浆强度不得低于M20。

砂浆锚杆施工工艺流程为：钻孔→清孔→注浆→插入杆体→安装锚杆垫板。

施工采用风动凿岩机，按设计要求钻孔，达到标准后，用高压风清除孔内岩屑；用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，砂浆至少填充锚杆孔体积的2/3后方可停止注浆；及时将加工好的杆体插入孔内，安装锚杆垫板。

施工时应注意：锚杆钻孔位置及孔深必须准确；锚杆要除去油污、铁锈和杂质；锚杆体插入孔内不小于设计长度的95%。

本隧道钢筋网采用φ8mm钢筋，按设计预先在洞外钢构件厂加工成型。钢筋类型及网格间距符合设计要求施作。

钢筋网根据初喷混凝土面的实际起伏状铺设，并与受喷面间隙不大于3cm。钢筋网与钢筋网、钢筋网与锚杆、钢筋网与钢架连接筋点焊在一起，使钢筋网在喷射时不晃动。钢筋网在构件加工厂加工成片，洞内焊接形成整体。

施工注意事项：钢筋网制作前对钢筋进行校直、除锈及油污等处理；安装前，岩面初喷4cm厚混凝土形成钢筋保护层。

5.7.3钢（格栅）拱架施工

本隧道采用型钢钢架，型钢钢架按设计预先在洞外钢构件厂加工成型，在洞内用螺栓连接成整体。

型钢钢架在洞外钢构件厂钢板作业平台上，先按设计放出大样图，然后沿放出的大样焊接短钢筋，便制作出加工大样。

型钢钢架采用工字钢冷弯机弯制，弯制时要求弧形圆顺、尺寸准确；每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢靠；钢筋放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割刨边的加工余量；拱部边墙等各单元钢架应分别加工、堆放；钢架堆放场地要先用混凝土硬化。

钢架加工后进行试拼，严禁不合格品进场。

为保证钢架置于稳固的地基上，开挖时在钢架基脚部位预留0.15～0.2m原岩，架立钢架时人工风镐挖槽就位，富水软弱地段在钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力。

为保证钢架位置安设准确，钢架架设前均需预先打设定位系筋。系筋一端与钢架焊接在一起，另一端锚入围岩中0.5～1m并用砂浆锚固。隧道人工开挖时在钢架的各连接板处预留钢架连接板凹槽，拱脚或墙脚处预留安装钢架槽钢凹槽。初喷混凝土时，在凹槽处打入木楔DL／T 5817-2021标准下载，为架设钢架留出连接板（或槽钢）位置。

钢架按设计位置安设，在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙应设混凝土垫块，钢架应与围岩接触间距不应大于50mm。

为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接在一起。沿钢架设置Φ22mm的纵向连接筋。

有仰拱钢架地段，利用防干扰平台一次开挖到位，清除底部虚碴，将墙脚预留连接钢板处喷射混凝土凿除，用螺栓连接成整体。

钢架架立后尽快喷射混凝土，并将钢架全部覆盖，使钢架与喷混凝土共同受力。

5.7.4喷射混凝土施工

⑴喷射前处理危石，检查开挖断面净空尺寸JBT 11114-2010 石材矿山开采设备 金刚石串珠锯.pdf，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理。

⑵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。