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1、-隧道零进洞施工方案-第 8 页零开挖进洞施工方法一、前言随着社会的发展、施工工艺不断改进，在隧道洞口施工中正逐步杜绝深挖高填的做法，对洞门形式注重、工程与自然环境和谐、景观建设与环境保护提出越来越高的要求。传统的隧道进洞方法一般是采用高刷坡、大拉槽的方式，在洞口范围内自上而下刷边仰坡，对其进行喷锚等措施防护，在保证洞口稳定和有一定覆盖层厚度的情况下采取开挖上弧导方式进洞。许多实践经验证明.这种传统的隧道进洞方法容易大面积破坏原山体自然平衡体系；造成边仰坡开挖面积和防护圬工量增大，还可能引发边仰坡坍塌等洞口工程病害。我部承建的李田隧道施工中采用“零仰坡”开挖进洞法组织进洞施工，有效地解决洞口工
2、程病害，保护了隧址区域自然环境，形成了隧道“零仰坡”开挖进洞施工工法。工法在确保隧道施工进洞安全和大幅减少运营期洞口地质治理以及环境保护方面效果明显，技术先进，有明显的经济和社会效益。零开挖施工实景图二、工法特点1、便于洞口开挖和洞身开挖工序转换，能尽快形成施工能力，有效缩短进洞时间。2、先护后挖，开挖范围小，有利于洞口段的稳定，进洞安全有可靠的保证。3、工程的防护和生态恢复工作量小，易形成“自然式”边坡，使隧道工程和大自然更加和谐。4、为台车的加工和安装有效地提供时间和场地，大幅度减少施工干扰。根据同行业其他单位施工情况来看本工法适用于公路、铁路隧道进洞施工.尤其适用于洞口地质差、埋深浅，对
3、自然景观和生态环境要求高的软质围岩隧道进洞施工。三、施工顺序进洞施工顺序如下：对原地面进行复测确定零开挖进洞的位置洞口套拱施工超前管棚施工进洞开挖。四、进洞施工方案1、施工总体方案洞口设计以“早进洞，晚出洞”为原则，最大限度地降低洞口边坡仰坡的开挖高度，以保证山体的稳定，同时减小对洞口自然景观的破坏。根据实测地面线确定明暗洞交接点，在明暗洞交接点外不开挖山脚土体的情况下，采用两侧开槽施作四榀I20a钢拱架作为套拱，套拱厚度为2.0m，逐渐靠向山体明暗洞交接点，拱架间设，并在钢拱架上预设超前管棚导向管，浇注混凝土封闭钢拱架形成套拱衬砌，然后施作超前大管棚作为超前支护，管棚完毕后，再进行洞身开挖施
4、工。2、各工序施工方法零开挖进洞位置的确定根据测量横断面高程及平面确定进洞具体位置，为了做到零开挖，根据钢拱架的间距，钢拱架从明暗交接点外2m的位置向内施工。根据零开挖方案及原地面情况，确定各洞口的明暗交界桩号分别为：进口左幅ZK30+475；进口右幅： K30+482；出口左幅：ZK31+173；出口右幅：K31+171。零开挖施工示意图洞口工程施工施作洞顶截水沟洞口段开挖（成洞面保留核心土）施作边仰坡临时防护非核心土部分开挖至洞面施做套拱施做超前大管棚施作明洞衬砌明洞段回填。洞口土石方采用挖掘机开挖，自卸汽车运到指定地点堆放，机械无法直接开挖的岩体，实施松动法施工，人工配合刷坡。洞口段边、
5、仰坡防护应随洞门开挖及时施做。洞口开挖前作好洞口截水沟、完善排水系统。套拱施工套拱两侧拱脚基坑土方采用人工开挖，石方采用小药量弱爆破进行开挖。开挖到位后浇筑C25混凝土基础，基础沿纵向长度2.0m，基础厚度，宽度。套拱纵向长度2米，共设四榀I20a工字钢拱架，根据施工图布置间距为，相邻钢拱架采用22连接钢筋进行焊接固定。工字钢拱架由钢筋加工场预制完成后运输到现场进行安装，安装时根据测量人员测定的高程和拱架安装控制线准确定位，并严格检查拱架的垂直度，严格将拱架控制在同一平面。导向管施工：I20a工字钢拱架安装后，精确测量将导向管定位，导向管使用1086mm钢管，环向间距40cm，长4m，以23
6、（不包括路线纵坡）外插角，使用三角垫片钢板焊接固定在钢拱架上。导向管管口先塞进编织袋然后用砂浆封堵，防止浇注混凝土时混凝土进入导向管。焊接纵向连接筋：使用22螺纹钢筋按环向间距100cm将各榀拱架焊接成整体。套拱衬砌混凝土施工当套拱拱架安装完毕，导向管定位后，浇注一层60cm厚的C25混凝土形成套拱衬砌。内模板可用竹胶板扇形支撑撑于核心土上，侧模和外膜采用木模板。浇注厚度为60cm，沿隧道纵向长度为2.0m。混凝土浇注前必须严格检查钢支撑的加固情况，复测导向管的定位。混凝土浇注要注意连续性并充分振捣。当混凝土凝固后拆除外膜和侧模，并在套拱两侧拱脚外侧用浆砌片石回填。零开挖施工示意框图超前管棚施
7、工当套拱混凝土凝固侧模和外膜拆除完毕后，随即进行超前管棚施工。钻孔采用地质钻机120取芯钻头钻孔，禁止使用钻孔液，以防施工用水对粘土层的软化。为方便钻机施工，明洞拱部土质开挖采用环形开挖，拱部核心土高度留至暗洞开挖外轮廓线下m。将核心土作为钻机平台，从拱顶向两侧顺序钻孔，两台钻机同时作业，随着孔位高度的降低，降低核心土平台高度。108钢管安装将加工好的108钢管，采用人工结合钻机顶进的方法安装。钢管除尾端2.5m以外，剩余部分管壁上钻10压浆孔，孔间距15cm，呈梅花形布置(管棚施工设计图)。在预留的核心土上用10cm10cm方木或钢管搭设成钻孔平台架，钻孔平台随孔位增加而增高，钻孔采用2台M
8、K-5水平地质钻机（两侧各一台）同时施工，从导向管向内钻入。安装时第一节加工成尖锥形，钢管节段间用114钢管以丝扣方式连接，管节长46m，钢管接头要错开，保证隧道同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1米。掌子面封闭及孔口止浆管棚施工前先封闭明暗交接处掌子面，用 10C20喷射混凝土做封面层，管棚钢管安装后，止浆环堵塞孔口段孔壁与钢管之间的空隙，再对因钻孔破坏的封面层进行混凝土补喷。管棚注浆108钢管安装到位后，安装PVC注浆管和排气阀，钢管导向管间隙用速凝水泥或其他堵塞严密，以防注浆冒出。注浆液采用水泥浆液，水泥浆水灰比为1：1，注浆时可根据实际情况调整注浆参数。浆液采用H
9、FV-5D注浆机灌注，注浆时当排气孔流出浆液后，关闭排气孔，继续注浆，直至达到设计注浆压力为止（初始压力0.5-1.0Mpa，终压2.0 Mpa），持续15分钟后停止注浆。注浆时，先施工奇数孔，再施工偶数孔，以免注浆时串浆，同时偶数孔也作为奇数孔的检查孔。管内水泥砂浆充填为提高管棚钢管刚度，注浆结束后管内用砂浆泵压注M30水泥砂浆，注入方法以注浆管插入管底，边注边退方式使砂浆注满管内。大管棚施工工艺流程大管棚施工工艺流程见 图2-1 大管棚施工工艺流程图大管棚施工质量保证措施:（1）管棚施工前的工作面封闭，不仅可稳定工作室，也是止浆层，喷射混凝土厚度满足要求。（2）孔内注浆施工难度较大，选择责
10、任心强、经验丰富的专人负责施作。（3）管棚施工精度要求极高，不仅应测量放样标注孔位，其允许误差小于1.0；就位后的钻机应以钻杆前后端的坐标测定，前后端三维坐标点测定误差小于0.5。（4）孔内钻孔的精度因钻具自重及地层阻力，不可避免地产生钻孔下沉或偏斜。施工中除预留钻孔下沉高度外，钻孔中应根据地层变化情况进行钻进速度和旋转速度的调整，以减少钻孔误差，成孔后的钻孔应及时进行质量检查，不合格者应套钻清孔。钻进结束下一根管棚钻进开挖周边放样布孔管棚钻机就位继续钻进安装至设计长度钻杆退回原位一节管棚体安装结束接长管棚钻进管棚体安装注 浆隧 道 开 挖图2-1 大管棚施工工艺流程图五、效益分析1、经济效益
11、施工时采用先支护后开挖进洞更安全，洞口开挖范围小，洞口工程的防护工作量和生态恢复工作量最小，同时使工程投资大幅减少。洞口边仰坡开挖与原地貌过渡流畅，减少洞口大面积开挖而诱发的滑坡、仰坡塌方、堆积体复活等地质灾害，可有效避免工后的治理费用，大幅度降低建成后因地质原因引起运营安全事故的风险问题。此方法进洞周期短、工序转换快，可有效加快工期、节约施工成本、提高经济效益。2、社会效益随着国民经济和社会的发展，人民生活水平和环境意识的提高，环境保护成为瞩目关注的事情，而零仰坡开挖进洞施工方法恰恰是以保护生态环境为前提的，是将隧道洞口施工对自然环境的破坏减到最小。并尽力创造隧道洞口及其他构造物与环境的协调发展。因此，该方法有广阔的应用前景和极大的发展潜力。3、生态效益隧道洞口周围原生态植物被得到最大限度的保护，生态效益显著，尤其是在自然风景区和干旱的大西北，对减少植被破坏、保持水土流失更显得尤为重要。