仰拱开挖、支护和仰拱及填充施工工艺流程设计

五尖大山隧道仰拱施工方案

一、工程概况

五尖大山隧道全长6857米，起屹里程DK1378+868∽DK1385+725，隧道全长设有仰拱，其中Ⅴ类围岩638米，Ⅳ类围岩2459米，Ⅲ类围岩3760米。一般结构设计为喷射砼+钢格栅（型钢）+仰拱砼+中央排水管（及集水井）+仰拱填充。

二、施工方案

1、方案概述：

为避免隧道各工序之间的相互干扰，确保仰拱施工时运输道路畅通，采用单车道型钢栈桥跳跃作业法施工。仰拱一次开挖成型，避免横向分部施工，仰拱填充及仰拱分开施工。

2、施工工艺流程

3、栈桥结构

（1）、栈桥采用钢桥过梁形式，并排工字钢结构，上覆1.0cm厚钢板，

栈桥长10米，桥钢板底与砼预留空间高30cm ，桥头前后采用小块洞碴铺设顺坡，接地支撑点采用弧形钢板。栈桥两端焊接吊环，移动时用装载机提起脱离铺碴，拖拉移动。 20工字钢20工字钢钢板

图2 栈桥布置（单位：cm）

图2 栈桥横撑布置示意图（单位：cm）

5.2 仰拱施工一般超前拱墙二次衬砌距离约50m，距开挖掌子面距离50～100m。首先施工Ⅲ级和Ⅳ极围岩地段的仰拱，然后施工Ⅴ级围岩的仰拱。本仰拱施工共制作三套作业桥循环施工，仰拱施工时分3个区，III级及IV级围岩每区长度8~10m，V级围岩地段施工时每区长度在5m 内。仰拱施工时一个区域等强，一个区域浇注，一个区域开挖将这三个区域依次循环。施工顺序布置如下图。

第一步：用装载机将栈桥载到仰拱开挖两侧就位，准备桥下仰拱作业。

第二步：桥下仰拱作业，各种车辆正常通过，桥上桥下互不干扰。

第三步：仰拱施工结束后，用装载机将整个栈桥移动，放入下一个工作区域。

第四步：用装载机移动栈桥向前移动，栈桥行走1 0米。

图4 栈桥纵移施工工序

5.3 爆破方式采用光面爆破，用凿岩机打眼，非电毫秒雷管、二号岩

石乳化炸药爆破。

5.4 爆破完成后，采用ZAXIS200短臂挖掘机和铲装机配合22.5t自卸汽车出碴清底。

5.5 出碴清底作业完成后，检查中线位置、标高和断面等是否满足设计要求，并报监理进行验收，验收合格后方可进行初期支护施工。

5.6 初期支护施工前，应将隧底虚碴、杂物、泥浆、积水等清除干净，并用高压风将隧底吹洗干净。仰拱格栅必须和围岩紧密接触，不留空隙，有间隙和超挖处应采用同级混凝土回填。

Ⅲ级围岩仰拱初期支护不设喷射混凝土，Ⅳ级围岩仰拱初期支护喷射混凝土厚度15cm，喷射混凝土等级为C25。Ⅴ级围岩初期支护采用

喷射混凝土、型钢钢架等联合支护。

5.7 支护完成后检查支护厚度，是否满足设计要求，并报监理验收，验收合格，及时施作仰拱。

5.8 主洞开挖至隧底填虚碴至填充顶面，待仰拱施工前进行开挖，保证栈桥两支点在同一水平面上，在1＃仓清理虚碴时，2＃仓混凝土在在等强，因此1＃仓型钢栈桥需要设置在排架上进行过渡，如图4所示：

图5 硬性砼人工抹面浇注仰拱

5.9 1＃仓虚碴清理完成后，进行立模板、安装中埋式环向止水带，模板距离虚碴坡脚不小于100cm，待2＃仓砼达到设计强度后撤销排架，取消2＃临时型钢栈桥，1＃临时型钢栈桥后移至2＃仓混凝土面上。如图5所示：

图6 干硬性砼人工抹面浇注仰拱

5.10 浇注仰拱混凝土，混凝土采用干硬性混凝土，输送车运输，溜槽入仓，人工抹面，待仰拱混凝土终凝后，安装中心水沟模型，为便于加固和混凝土浇注，模型采用大型定制槽型钢模板，浇注填充混凝土，横向导水管为避免碾压破坏，安排在底板混凝土施工前进行，施工中预留槽口位置。

1＃仓

1＃仓，安装中心水沟（检查井模型）

1＃仓，浇注填充混凝土

图7 干硬性砼人工抹面浇注仰拱

3.11 单车道型钢栈桥跳跃施工，施工示意如下：

填充砼浇注立模板、浇注仰拱

待浇注混凝土图8 干硬性砼人工抹面浇注仰拱

3 质量技术措施

3.1 仰拱开挖

3.1.1 隧道开挖严禁欠挖；隧道仰拱、隧底最大允许超挖值25cm ，线形允许超挖值10cm 。

3.1.2 隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求。隧底范围石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1㎡不大于0.1㎡）侵入衬砌应小于5cm 。

3.1.3 隧底开挖后应及时核对隧底地质情况，当需要进行加固处理时，应符合设计要求，

3.1.4 水沟开挖位置、基底高程应符合设计要求，靠边墙的水沟应与

边墙基础同时开挖，一次成型。

3.2 仰拱喷射砼

3.2.1 喷射混凝土必须采用湿喷工艺；混凝土在拌和站使用自动计量配料、强制搅拌机拌和；混凝土搅拌运输车运输；喷射作业采用ZSP-Ⅱ型湿喷机+喷射台架进行喷射作业。

3.2.2 材料进场检验和抽检工作要及时进行，以保证所使用的各种原材料满足设计技术要求。不合格或未批准的材料严禁使用；

3.2.3 在已喷射的砼表面上，不允许砼开裂、渗水，也不允许钢筋、锚杆外露和砼侵占隧道二衬断面，如有上述情况发生，应按监理工程师指示采取补救措施；

3.2.4 注浆的钻孔应按监理工程师批准的方法和材料，全部用浆液充填。浆液配合比所使用的附加剂、拌合方法、注浆压力、设备和注浆方法，均应得到监理工程师批准；

3.2.5 喷射混凝土施工前，应对受喷岩面进行处理后再喷射混凝土，并做好以下各项准备工作：

一般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑，当岩面遇水容易潮解、泥化时，宜采用高压风吹净岩面。

设置控制喷射混凝土厚度的标志，一般采用埋设钢筋头做标志。

检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转。

选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求；压风进入喷射机前必须进行油水分离。

3.2.6 喷射混凝土终凝2h后，即喷水养护，时间不得少于14d。气温低于+5℃时不得喷水养护。

3.3 仰拱及仰拱填充

3.3.1 施作仰拱混凝土前必须清除隧底虚碴、淤泥、积水和杂物，超