新村隧道出洞施工方案

新村隧道中导洞出洞施工方案

1．工程概况

新村隧道位于长泰县岩溪镇竹塔村西南向，起止桩号为K13+475～K13+680，隧道全长205m，最大埋深为34m，本隧道设计为连拱隧道，进出洞口均为削竹式洞门。进口里程K13+475，其中K13+475～K13+490 计17m段设计为10m洞门和5m明洞，明暗交接里程：K13+490；K13+488～K13+530和K13+625～K13+667段为超前大管棚段。该隧道区地层由上而下依次为：第四系坡积土层；下伏基岩为晚侏罗纪南园组凝灰熔岩及其风化层。第四系坡积成因的粉质粘土分布于山体表面，厚度较小。粉质粘土：该地层在隧道区分布不均，主要分布在坡面、洼地内，在隧道进口端厚度较大，作为隧道洞口仰坡土体，易产生冲刷破坏，水土流失。全风化凝灰熔岩：该地层在隧道内均有分布，厚度不均，遇水软化、崩解。作为洞口仰坡岩体，在水的冲刷侵蚀下容易产生坡面变形破坏，形成浅层滑塌。强风化凝灰熔岩：该层在隧道内均有分布，厚度较大，风化岩为半岩半土状及碎石状，具有极密实砂和碎石、角砾的性质。作为隧道围岩，自稳能力差，水浸后极易加剧松散破坏：作为洞口仰坡岩体，容易在水的冲刷侵蚀下产生坡面变形破坏，形成浅层滑坡。在不受水冲刷侵蚀作用下，该层边坡稳定性较好。中风化凝灰熔岩：该层围岩是隧道主要围岩，岩体破坏至较完整，随着埋深的增加，风化程度逐渐减弱。根据该岩层饱和抗压强度试验，标准值为94.0MPa，属于坚硬岩；Kv=0.23～0.38；根据钻孔采取的岩芯观察，岩石裂隙发育或较发育。该层属于自稳性较差的围岩。

新村隧道中导洞系采用台阶法从进口单向掘进，逆坡施工，截至2011年4月9日，隧道施工至K13+596，即将进入出洞阶段施工。

2．施工原则

1、确保边仰坡施工安全，保证安全出洞。

2、分部开挖，减少对山体的扰动。

3、加强监测。

4、采取强支护，及时封闭。

5、提前施工管棚，确保施工安全。

3．出洞方案

新村隧道出洞方案主要分为出洞大管棚施工、K13+600～K13+620、K13+635～K13+655洞身内部台阶法施工和K13+620～K13+635段上台阶开挖小断面施工法出洞三大部分；为降低出洞引起的施工干扰，出洞大管棚采用洞外法施工，即在出口端成洞面施做导向墙施工大管棚，管棚要求在开挖进入K13+620前施工完毕，否则停止洞内掘进施工。

3.1出洞大管棚施工方案

隧道出洞管棚施工前，首先对洞口进行测量放线，确认暗洞位置，然后清除明洞段顶部及暗洞洞口段地表附着物，施工洞顶临时截水沟，接着开挖暗洞洞口临时边、仰坡并进行锚喷防护，为施工洞口段管棚做准备。

工序按下列步骤进行组织：

测量放线→开挖明洞段顶部并清理暗洞上方地表附着物→施工洞口排水系统→布设监控量测点→暗洞边、仰坡修整→边仰、坡挂网、喷砼→长管导向墙施工→长管棚施工→洞口喷射砼封闭。

3.1.1 边、仰坡防护

边坡开挖前要首先清除明洞顶附着物，洞洞口地表附着物，然后施工临时洞顶排水系统，防止植被破坏后地表水直接冲刷边仰坡，然

后才能开挖暗洞洞口临时边、仰坡并进行锚喷防护。

锚喷支护参数为：长3.5 mΦ22砂浆锚杆，间距1.2×1.2m，梅花形布置，喷砼采用10cm厚C20钢筋网喷砼，钢筋网Φ6.5，网格尺寸20×20cm。

边坡锚喷后埋设洞顶监控量测点。

3.1.2 40m长管棚超前支护施工

由于新村隧道出口受地形条件的限制，根据实测断面情况，在明暗交接里程明暗分界处里程K13+665位置试作混凝土导向墙，作为长管棚施工的起点。

长管棚施工顺序为在管棚施作前,先施作导向墙，导向墙施作完毕达并到强度要求后,通过导向管预留的孔口进行钻孔和安装长管棚,再进行注浆工艺施作。

3.1.3 洞口管棚施工工序、工艺

超前长管棚设置于K13+490～K13+530段，长40m；K13+625～K13+665段，长40m，V级围岩浅埋洞口段，采用直径Ф108mm厚度6mm 无缝钢管，丝扣连接。

1、洞口长管棚设计参数

新村隧道进出口均设计有长管棚施工，长管棚采用φ108x6mm的无缝钢花管，环向间距50cm，倾角1°（不包括路线纵坡），方向与路线中线平行。钢管施工误差：径向不大于20cm。长管棚的接头采用φ108x6mm钢管丝扣直接对口连接，管棚均按照设计进行钻注浆孔，梅花型布置。

长管棚施工示意图

2、管棚施工步骤及施工工艺

根据管棚常规施工的过程，可以分为以下几个步骤：

施工准备→测量放样→导向墙基槽开挖→管棚加工、制作安装导向工字钢架及固定钢筋→立模板→浇筑套拱→管棚机钻孔→成孔检查→顶管跟进→封口→注浆。施工工序见下图。

3、导向墙施工（套拱）

导向墙的作用是保证钻孔方向的正确，使其孔向不发生偏斜，要求自身要有足够的强度和刚度，可用型钢或混凝土制作而成。套拱置于明洞之上，施工时首先在洞外明暗洞的交界处按设计架立4榀18工字钢，间距60cm，环向用φ25钢筋焊接成一个整体。在钢支撑上安装φ127mm，壁厚4mm的导向钢管，与管棚位置方向一致，仰角1～3度，然后浇注0.8cm厚的C25混凝土包裹钢支撑和导向管，导向墙施做长度约200cm。

（1）钻孔

钻孔时间应在套拱混凝土强度达到75%之后，方可进行。钻孔采用XY-28-300电动钻机或管棚机。钻机立轴方向必须准确控制，在浇注好的套拱上标出孔位，孔号分为奇数孔和偶数孔。钻孔顺序为先钻奇数孔用于注浆，后钻偶数孔用于检查注浆质量。钻机顺序由高空位向低空位进行，并间隔错开施工，防止连续钻孔因孔距过小，而造成前一个成型孔在未顶进管时出现塌孔。在钻进一定深度时，要用测斜仪检查孔的倾角是否正确，以便及时纠正，深度达到要求后，应边退钻边清孔安装管棚钢管以防塌孔。

（2）特殊情况处理

在钻孔过程中，如果出现卡孔、塌孔现象，可能是隧道地质发生变化，应及时退钻，然后采用往孔内压注浆液的方法，待浆液凝固后，再行开钻；如果出现掉钻头、钻杆断裂现象，可用打捞器取出。

钻孔也可为超前地质预报提供一定的依据，因此每一个孔在开钻时，都必须做好详细记录，包括开钻时间、结束时间及遇到的问题等。

（3）安装注浆管