小方山隧道出洞专项施工方案
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中交二航局武深高速嘉通段TJ-5标
小方山隧道出洞
专项施工方案
编制：
复核：
审核：
中交二航局武深高速公路嘉通段
TJ-5标项目经理部
二○一四年十二月
第一章 工程概况
1.1 工程概况
小方山隧道为一座上、下行分离的四车道高速公路长隧道。隧道左线起讫桩号ZK63+395～ZK63+975，长580m，纵坡为-2.09%单向下坡，最大埋深125m；隧道右线起讫桩号YK63+725～YK63+984.363，长562.363m，纵坡为-2.09%单向下坡，最大埋深128m。
（4）出洞后，取消原设计套拱，从工字钢腹板处打入42 mm 超前小导管，长3.5 m，环向间距0.4m 一根布置。施做完成进行注浆，使其与山体形成一个稳定的支护体，后及时喷射混凝土。待洞口支护完成后，再掘进中下台阶。
（5）及时施做初期支护，喷射混凝土，稳定围岩。仰拱要紧跟开挖面并浇筑混凝土封闭成环。
（6）加强出洞过程中的地表和洞内监控量测，根据监控反馈情况，及时调整开挖进尺，采取加强支护措施。
图2.2-1 小方山隧道三台阶预留核心土出洞施工工艺流程图
2.2.2 超前支护、注浆施工
小方山隧道出洞Ⅴ级围岩地段采用的超前施工措施为双层超前小导管及加固注浆。
（1）双层超前注浆小导管施工工艺
第一层采用长4.5m，φ42×3.5mm热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状，尾部焊上φ6加劲箍，管壁四周钻8mm压浆孔，尾部1m不设压浆孔。支护范围为拱部120°，环向间距40cm，共35根，打设角度外插8～12°。纵向间距S5a型式时为2m（每4榀打设1环），S5b和S5c型式时为2.25m（每3榀打设1环）。第一层小导管的长度可根据现场实际情况进行加长处理。
1.3 出口端地质情况简述
小方山隧道出口段地形较陡，坡面坡脚40-60°，为一向南的陡坡，坡面出露震旦系的厚层块状石英砂岩，岩层产状为334∠71°，构成逆向坡，隧道仰坡一带石英砂岩因垂直裂隙发育，形成危岩体，单个岩体大小在1-2立方米不等，在下方坡脚堆积有崩坡积块石。目前未见新的崩塌，植被也较发育，但在隧道开挖下，破坏原先的植被及斜坡，可能诱发仰坡上的岩体失稳滚落。隧道出口地质围岩情况见表1-1。洞口纵剖面图见图1.3-1,1.3-2，现场照片见图1.3-3,图1.3-4。
图1.3-3 小方山出口端现场照片（左洞） 图1.3-4 小方山出口端现场照片（右洞）
第二章 施工技术方案
2.1 小方山隧道出洞总体施工方案
随着山区高速公路的大量修建，隧道所遇地形地貌越来越复杂，交通不便、洞口施工场地不足等问题，对于短、中隧道，常采用单口掘进施工方案。因此，安全出洞是实现整座隧道顺利完工的基本保障。目前针对不同的地形条件隧道需采取不同的出洞方案，其中包括小导坑法与台阶法出洞等方案，这些出洞方案的实施有效地解决了隧道洞口施工空间不足、交通不便等问题，对保障隧道结构及施工安全、加快施工进展起到了积极的作用。传统的出洞方案一般采用超前小导洞法，小导坑贯通后将风、水、电从洞内拉至洞外，然后出洞改成进洞施工进行。由于施工断面较小，可保证出洞施工期间的施工安全，但是存在施工缓慢，工效低等问题，特别是隧道口洞门位于悬崖边等位置，出洞后洞口难以提供足够的施工场地，无法正常施工,根据小方山出口实际地形情况，小导洞出洞方案作为小方山隧道出洞的备用方案考虑。
表1-1 隧道出口围岩分级表
隧道名称
围岩类别及长度（m）
Ⅴ
围岩岩性
Rc值（Mpa）
说明
小方山隧道
左幅பைடு நூலகம்
24m
强-中风化石英砂岩
35
洞口浅埋段，风化裂隙发育，岩体结构松散
右幅
25.36m
强-中风化石英砂岩
35
洞口浅埋段，风化裂隙发育，岩体结构松散
图1.3-1 小方山出口端左洞剖面图
图1.3-2 小方山出口端右洞剖面图
（2）在开挖中下台阶时，左右跳槽开挖，同一断面钢拱架在拱脚处暴露仅限于一侧，并错开3～5榀的距离。在距洞口10～15m时，严格控制掌子面进尺，每循环进尺按2榀控制。在距洞口10m以内时，每循环进尺按1榀控制。
（3）钢拱架紧跟掌子面，及时施做双层注浆超前小导管支护，稳定围岩。待围岩稳定后，方可继续后续掘进。在离出洞3～5 m处，停止掌子面施工，跟紧下台阶及时施做仰拱。仰拱施工完后，方可出洞。
隧道平面线形：左线进口位于直线上，接A-520m缓和曲线和RI=1500m圆曲线；出口位于RI=1500m圆曲线，右线进口位于直线上，接A-520m缓和曲线和RI=1500m圆曲线；出口位于RI=1500m圆曲线。隧道左右线测设间距25m，过渡出口端16m，为小净距隧道，左、右嘉鱼端洞门设置削竹式。在隧道内共设置1处行人横洞。
2.2 首选三台阶预留核心土出洞施工方案
2.2.1三台阶预留核心土出洞施工方案概述
对于明洞部分采取明洞暗挖，取消出洞口段的长管棚，改用双层超前注浆小导管，步步为营，稳扎稳打，确保施工安全。三台阶预留核心土出洞的具体施工工艺和技术措施如下:
（1）开挖过程中，将掌子面围岩分三个台阶，严格控制台阶之间的距离，台阶长度不宜超过5 m。
1.2 地层岩性
小方山隧道属越岭隧道，该区属构造侵蚀低山丘陵区，进口处坡面凹沟近坡脚地带，地形稍缓，自然坡地形坡度20°～25°，中上部地形较陡，坡角达40～45°，坡面植被发育，多为毛竹，通行条件稍好。隧道项目区在大地构造位置上属扬子准地台下扬子台坪与幕阜山台拗两个二级构造单元的交接部位，拟建线路地处咸宁台褶束与大冶褶皱束两个三级构造单元之间。区内褶皱、断裂发育； 小方山隧道隧址下伏基岩岩性包括寒武系炭质页岩、炭质粉砂岩及震旦系页岩、砾岩、石英砂岩。围岩为碎石土、强-中风化炭质页岩；页岩质软，风化强烈，裂隙发育，结构松散，渗透性较好，雨季淋渗现象严重。
我们遵照隧道施工“早进洞、晚出洞”的基本原则，尽量避免对山体的大挖大刷，在保持边、仰坡稳定的前提下，选择从嘉鱼端向通城端单方向掘进出洞，小方山隧道根据实际情况右洞先行出洞，隧道出洞根据现场围岩条件首选施工方案为三台阶预留核心土开挖法，配合双层超前小导管注浆加固出洞。右洞出洞后，因为左洞洞口存在偏压，为防止山体偏压造成的破坏影响，所以左洞由大里程方向向小里程方向反向施工。
小方山隧道出洞
专项施工方案
编制：
复核：
审核：
中交二航局武深高速公路嘉通段
TJ-5标项目经理部
二○一四年十二月
第一章 工程概况
1.1 工程概况
小方山隧道为一座上、下行分离的四车道高速公路长隧道。隧道左线起讫桩号ZK63+395～ZK63+975，长580m，纵坡为-2.09%单向下坡，最大埋深125m；隧道右线起讫桩号YK63+725～YK63+984.363，长562.363m，纵坡为-2.09%单向下坡，最大埋深128m。
（4）出洞后，取消原设计套拱，从工字钢腹板处打入42 mm 超前小导管，长3.5 m，环向间距0.4m 一根布置。施做完成进行注浆，使其与山体形成一个稳定的支护体，后及时喷射混凝土。待洞口支护完成后，再掘进中下台阶。
（5）及时施做初期支护，喷射混凝土，稳定围岩。仰拱要紧跟开挖面并浇筑混凝土封闭成环。
（6）加强出洞过程中的地表和洞内监控量测，根据监控反馈情况，及时调整开挖进尺，采取加强支护措施。
图2.2-1 小方山隧道三台阶预留核心土出洞施工工艺流程图
2.2.2 超前支护、注浆施工
小方山隧道出洞Ⅴ级围岩地段采用的超前施工措施为双层超前小导管及加固注浆。
（1）双层超前注浆小导管施工工艺
第一层采用长4.5m，φ42×3.5mm热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状，尾部焊上φ6加劲箍，管壁四周钻8mm压浆孔，尾部1m不设压浆孔。支护范围为拱部120°，环向间距40cm，共35根，打设角度外插8～12°。纵向间距S5a型式时为2m（每4榀打设1环），S5b和S5c型式时为2.25m（每3榀打设1环）。第一层小导管的长度可根据现场实际情况进行加长处理。
1.3 出口端地质情况简述
小方山隧道出口段地形较陡，坡面坡脚40-60°，为一向南的陡坡，坡面出露震旦系的厚层块状石英砂岩，岩层产状为334∠71°，构成逆向坡，隧道仰坡一带石英砂岩因垂直裂隙发育，形成危岩体，单个岩体大小在1-2立方米不等，在下方坡脚堆积有崩坡积块石。目前未见新的崩塌，植被也较发育，但在隧道开挖下，破坏原先的植被及斜坡，可能诱发仰坡上的岩体失稳滚落。隧道出口地质围岩情况见表1-1。洞口纵剖面图见图1.3-1,1.3-2，现场照片见图1.3-3,图1.3-4。
图1.3-3 小方山出口端现场照片（左洞） 图1.3-4 小方山出口端现场照片（右洞）
第二章 施工技术方案
2.1 小方山隧道出洞总体施工方案
随着山区高速公路的大量修建，隧道所遇地形地貌越来越复杂，交通不便、洞口施工场地不足等问题，对于短、中隧道，常采用单口掘进施工方案。因此，安全出洞是实现整座隧道顺利完工的基本保障。目前针对不同的地形条件隧道需采取不同的出洞方案，其中包括小导坑法与台阶法出洞等方案，这些出洞方案的实施有效地解决了隧道洞口施工空间不足、交通不便等问题，对保障隧道结构及施工安全、加快施工进展起到了积极的作用。传统的出洞方案一般采用超前小导洞法，小导坑贯通后将风、水、电从洞内拉至洞外，然后出洞改成进洞施工进行。由于施工断面较小，可保证出洞施工期间的施工安全，但是存在施工缓慢，工效低等问题，特别是隧道口洞门位于悬崖边等位置，出洞后洞口难以提供足够的施工场地，无法正常施工,根据小方山出口实际地形情况，小导洞出洞方案作为小方山隧道出洞的备用方案考虑。
表1-1 隧道出口围岩分级表
隧道名称
围岩类别及长度（m）
Ⅴ
围岩岩性
Rc值（Mpa）
说明
小方山隧道
左幅பைடு நூலகம்
24m
强-中风化石英砂岩
35
洞口浅埋段，风化裂隙发育，岩体结构松散
右幅
25.36m
强-中风化石英砂岩
35
洞口浅埋段，风化裂隙发育，岩体结构松散
图1.3-1 小方山出口端左洞剖面图
图1.3-2 小方山出口端右洞剖面图
（2）在开挖中下台阶时，左右跳槽开挖，同一断面钢拱架在拱脚处暴露仅限于一侧，并错开3～5榀的距离。在距洞口10～15m时，严格控制掌子面进尺，每循环进尺按2榀控制。在距洞口10m以内时，每循环进尺按1榀控制。
（3）钢拱架紧跟掌子面，及时施做双层注浆超前小导管支护，稳定围岩。待围岩稳定后，方可继续后续掘进。在离出洞3～5 m处，停止掌子面施工，跟紧下台阶及时施做仰拱。仰拱施工完后，方可出洞。
隧道平面线形：左线进口位于直线上，接A-520m缓和曲线和RI=1500m圆曲线；出口位于RI=1500m圆曲线，右线进口位于直线上，接A-520m缓和曲线和RI=1500m圆曲线；出口位于RI=1500m圆曲线。隧道左右线测设间距25m，过渡出口端16m，为小净距隧道，左、右嘉鱼端洞门设置削竹式。在隧道内共设置1处行人横洞。
2.2 首选三台阶预留核心土出洞施工方案
2.2.1三台阶预留核心土出洞施工方案概述
对于明洞部分采取明洞暗挖，取消出洞口段的长管棚，改用双层超前注浆小导管，步步为营，稳扎稳打，确保施工安全。三台阶预留核心土出洞的具体施工工艺和技术措施如下:
（1）开挖过程中，将掌子面围岩分三个台阶，严格控制台阶之间的距离，台阶长度不宜超过5 m。
1.2 地层岩性
小方山隧道属越岭隧道，该区属构造侵蚀低山丘陵区，进口处坡面凹沟近坡脚地带，地形稍缓，自然坡地形坡度20°～25°，中上部地形较陡，坡角达40～45°，坡面植被发育，多为毛竹，通行条件稍好。隧道项目区在大地构造位置上属扬子准地台下扬子台坪与幕阜山台拗两个二级构造单元的交接部位，拟建线路地处咸宁台褶束与大冶褶皱束两个三级构造单元之间。区内褶皱、断裂发育； 小方山隧道隧址下伏基岩岩性包括寒武系炭质页岩、炭质粉砂岩及震旦系页岩、砾岩、石英砂岩。围岩为碎石土、强-中风化炭质页岩；页岩质软，风化强烈，裂隙发育，结构松散，渗透性较好，雨季淋渗现象严重。
我们遵照隧道施工“早进洞、晚出洞”的基本原则，尽量避免对山体的大挖大刷，在保持边、仰坡稳定的前提下，选择从嘉鱼端向通城端单方向掘进出洞，小方山隧道根据实际情况右洞先行出洞，隧道出洞根据现场围岩条件首选施工方案为三台阶预留核心土开挖法，配合双层超前小导管注浆加固出洞。右洞出洞后，因为左洞洞口存在偏压，为防止山体偏压造成的破坏影响，所以左洞由大里程方向向小里程方向反向施工。