明洞开挖及暗洞进洞

龙岩厦蓉高速扩建工程A3标
龙岩厦蓉高速公路扩建工程A3合同段后祠隧道洞口（进口）明洞开挖及暗洞进洞
施
工
方
案
中铁十五局集团第五工程有限公司
龙岩厦蓉高速公路扩建工程A3合同段
二0一四年一月十二日
目录
一、工程概况 (1)
二、施工工艺及工艺流程 (1)
三、洞口明挖段施工 (1)
四、洞口防排水设施施工 (2)
五、导向墙施工 (3)
六、管棚施工 (7)
七、洞口及浅埋地段地表沉降观测 (9)
八、暗洞进洞施工方案 (11)
九、质量保证措施及安全保证措施 (11)
十、文明施工及环保要求 (15)
后祠隧道洞口（进口）明洞开挖及暗洞进洞施工方案
一、工程概况
新后祠隧道（左线）位于龙岩市适中镇上郑村与后祠村之间，山体最大高程约710.7m，左线净宽14.0M，净高5.0m（宽×高）。

隧道起讫里程桩号ZK130+473~ZK132+015，隧洞长1542米，
成洞面位置的确定一般遵循洞顶覆盖厚度1.0-3.0米的原则，同时兼顾洞口地形，尽量减少洞口仰坡开挖高度。

后祠左线隧道成洞面桩号:进口ZK130+488，洞顶覆盖层 1.2米.YK130+536，洞顶覆盖层 1.5米，出口ZK132+015，洞顶覆盖层2.6米.YK131+528，洞顶覆盖层2.4米。

成洞面及临时边坡采用喷射10cm厚C20混凝土.L=500cm锚杆群（间距100cm×100cm 梅花型布置）加挂HPB300钢筋网（间距20cm×20cm）支护。

进口采用削竹式门洞，出口采用端墙式门洞。

后祠左线隧道出口为端墙式洞门，设置10m明洞。

为保证施工安全，洞口段设43根长40mφ108mm长管棚超前支护。

二、施工工艺及工艺流程
监 控 量 测
管
棚
施
工导
向
墙
施
工
施工
准备
洞口防排水设施施工
边仰坡支护明 洞 开 挖
三、洞口明挖段施工
㈠设计参数
开挖方式：采用人工配合机械自上而下分层开挖，竖向每开挖2m进行
一次边、仰坡防护。

开挖坡率：边坡坡率1∶0.75。

支护形式：明洞开挖边仰坡均采用10cm厚喷射混凝土、挂￠6.5钢筋网（20cm×20cm）防护，防护参数和范围根据实际地质情况可调整。

㈡、刷坡方案及工艺要求
1、刷坡方案
明挖段采用自上而下分层开挖，明暗交界处以外预留6m长核心土以作管棚操作平台，核心土两侧作成台阶状作为钢架支撑平台。

自拱顶向下分层进行开挖，每层开挖后及时进行支护，支护完成后进行下一层开挖。

隧道开挖断面以外仰坡部分按照1∶0.75的坡率进行刷坡，隧道开挖断面内垂直开挖，边坡按1∶0.75进行刷坡，边、仰坡交叉部分以直面的形式过渡。

2、技术要求
⑴刷坡前采用全站仪根据设计坡率放出开挖控制边桩，根据高程做出开挖轮廓线，刷坡过程中利用挂线和坡度尺控制和检查坡率，每开挖2m用全站仪检查一次坡面位置。

⑵仰坡防护及边坡防护在每分层开挖完成后立即进行。

⑶钢筋网片每根钢筋必须点焊牢固，片与片之间采用焊接搭接，搭接长度为1～2个网格，网片要与锚杆连接牢固。

⑷锚杆安设采用YT28风钻钻眼，孔深偏差为±50 mm，锚杆孔距偏差为±50 mm，安装锚杆时插入长度不得小于锚杆设计长度的95%，锚杆砂浆应饱满，并垂直岩面布置，用三角尺检查锚杆与岩面的垂直度，锚杆尾端设锚垫板，垫板应与岩面紧帖。

⑸喷射混凝土采用湿喷工艺，喷射混凝土前清除坡面虚土及其他杂物并预埋短钢筋作为检查喷射厚度的标志，喷射作业应分段、分片由上而下顺序进行，每段长度不宜超过6m。

一次喷射的厚度应根据设计厚度和喷射部位确定，初喷厚度不得小于4-6cm。

作业时应以适当的厚度分层进行，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。

若终凝后间隔1小时以上且初喷表面已蒙上粉尘时，受喷面应用高压气体、水清洗干净。

若表面有较大凹洼时，应结合初喷予以找平。

四、洞口防排水设施施工
在进洞施工前，将洞口截水沟、排水沟修建好；洞顶若有积水坑，要查明情况将积水排除；注意在断裂带部位地形是否凹陷，开工前将凹陷周围水沟建好，排除地表水以防渗漏。

五、导向墙施工
㈠、设计参数
为保证钻孔方向，在二次衬砌断面以外设长2m、厚60cm的C25钢筋混凝土套拱作为导向墙，作为管棚施工导向和固定设施；（在混凝土套拱施作前进行地基承载力检测，达到规范要求方可施工）导向墙拱部为180°圆弧，内轮廓半径R=880cm，外轮廓半径R=940cm，整个导向墙分二次浇筑完成（即边墙和拱部为分二次浇筑）。

考虑钻进中的下垂，钻孔方向应较钢管设计方向上偏3°。

钻孔位置、方向均用测量仪器测定。

在钻进过程中也必须用测斜仪测定钢管的偏斜度，发现偏斜有可能超限，应及时纠正，以免影响开挖和支护。

㈡、施工方案
在明暗交接处外设2m长C25钢筋混凝土的套拱作为导向墙。

套拱中预埋定位管径为150mm的导向管（孔口管），砼强度达到设计强度的70%后方可进行钻孔，每成一孔立即顶入钢管并进行注浆填充。

㈢、施工工艺及技术要求
1、施工工艺流程图
施工准备→立套拱拱架模板→捆扎钢筋→安设Φ127×4㎜长2 m的孔口管→安装端头模板、侧模→分次浇注C25套拱砼→养生→打有孔钢花管（间隔一孔）→注浆→打无孔钢管→M30水泥砂浆
2、施工准备
⑴作好洞外控制测量，在洞口附近布设三角网，并与高级控制点联
测，同时对水准点进行引测并按施工需要进行加密。

⑵放出导向墙里程、中线、高程定出导向墙位置。

⑶做好边仰坡锚喷支护。

⑷所需的人员、机械、材料等完全准备就绪，以保证施工的连续性。

⑸作业平台搭设完毕。

⑹安装好导向墙分次浇注拱架及模型。

3、钢拱架及钢格栅
⑴施工方法
在洞外加工棚分节加工，工字钢钢架用冷弯机弯轨机分节弯制，格栅拱架分节放样焊接成型。

钢架间用纵向连接筋焊连。

⑵施工工艺流程
⑶施工工艺要求
a、钢架加工制作工艺要求
①钢架在洞外加工棚用弯轨机制作。

按设计图放大样，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。

将工字钢冷弯成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。

②严格焊前及焊缝检查。

焊接材料附有质量证明书，并符合设计文件的要求和国家标准规定。

钢筋及工字钢按照钢材质量证明书进行现场复检。

有锈蚀的钢材禁止使用，对轻微浮锈油污等清除干净并对焊点进行防锈处理。

焊制前进行焊工摸底试焊。

施焊前焊工复查组装质量及焊缝区的处理情况，如不符合要求，修整合格后才能施焊。

焊接完毕后清除熔碴及金属飞溅物，按钢结构工程验收规范要求检查焊接质量，不允许出现漏焊和假焊等现象。

③钢架加工后要进行试拼，其允许误差为：沿套拱周边轮廓误差不大于3cm；用专用工字钢连接件连接，钢架平放时，平面翘曲小于±2cm。

b、钢架架设工艺要求
①为保证钢架置于稳固的地基上，施工中在钢架基脚部位预留0.15～0.2m 原地基，架立钢架时挖槽就位，并在钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力。

②钢架平面垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2度。

钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。

4、钢筋加工及安装
⑴钢筋的加工
①制作所用的钢筋必须按批抽取试件作力学性能和工艺性能试验，其质量
必须符合现行国家标准《钢筋混凝土用热扎光圆钢筋》（ＧＢ13013-91）和《钢筋混凝土用热扎带肋钢筋》（ＧＢ13013-98）等的规定和设计要求。

②钢筋的表面应洁净。

③钢筋应平直,无局部弯折,成盘的钢筋和弯曲的钢筋均应调直。

⑵钢筋安装
钢筋加工完成后用机械或人工运至工作面，进行安装。

钢筋安装应符合下列要求：
①安装前应在模型上涂脱模剂。

②钢筋与模型间支垫塑料垫块,以确保砼保护层厚度。

③钢筋焊接时,必须根据施工条件进行试焊,合格后方可正式施焊,焊工必须持证上岗。

5、预埋导向钢管
钢筋安装好后从拱顶向下内每隔45㎝安装一根长2m的Φ127×4㎜孔口管,钢管外插角（不含纵坡）1°,并和套拱钢筋焊接牢固,以确保孔口的方向符合设计要求。

浇筑砼前应预先将导向管与骨架钢筋焊接牢固，浇筑过程中严禁振捣棒触及导向管，并要随时检查导向管的位置是否符合设计要求。

导向管位置、间距、外插角的准确度直接影响管棚的质量，要确保砼浇注过程中孔口管位置不松动移位。

6、导向墙施工
⑴模板
导向墙挡头板可选用以下两种方案中的一种：
①采用18mm粘胶板或竹胶板（有一面经过光洁处理），板后背肋中对中间距不超过50cm。

②采用5cm厚木板制作。

导向墙内模采用钢模板或木板。

背板可采用钢模板，也可采用5cm厚的木模板，背板通过φ22钢筋和铁丝来固定。

挡头板在钢筋捆扎好后骑安在钢模板上，并设拉杆固定牢固。

模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆，模板与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂，混凝土浇筑前模板内的积水和杂物必须清理干净。

⑵导向墙钢筋网施工
导向墙钢筋网在内模钢模安装完成后即可进行，环向主筋接头采用焊接，配置在“同一截面”内的主筋，其接头的截面积不得超过主筋总截面积的50%，钢筋网安装完后进行定向导管的安装。

⑶导向墙混凝土浇筑
①原材料及其要求
导向墙混凝土原材料品种、型号及规格应与项目部试验室配合比通知单要求一致。

A、水泥到场后不得露天堆放，水泥因受潮或其他原因而变质时，不得使用并应及时运出场外。

B、砂子应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然河砂。

C、碎石应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线膨胀系数小的洁石。

D、拌和用水采用合格的地下水。

②混凝土施工
A、混凝土拌制前，应测定砂、石含水率，并根据测试结果和理论配合比调整材料用量，提出施工配合比。

当遇雨天或含水率有显著变化时，应增加含水率检测次数。

B、混凝土拌制采用强制式搅拌机搅拌，插入式捣固机振捣。

拌制混凝土时，原材料应准确称量，计量器应提前检定，使用前应进行零点校核，并按照项目部实验室施工配合比通知单进行配料，保证计量准确。

C、运输采用搅拌输送车运输，混凝土在运输过程中不应发生离析、漏浆、严重泌水及坍落度损失过多等现象，当运至浇筑地点发生离析现象时，应在浇筑前二次拌和，不得再次加水。

D、混凝土运输、浇筑及间歇的全部用时不得超过混凝土初凝时间。

E、混凝土采用人工入模，分层对称浇筑，以避免拱架变形而影响孔口管
方向。

③混凝土养护
在导向墙浇筑完成后12小时内对混凝土加以覆盖并保湿养护。

六、管棚施工
1、超前长管棚设计
⑴管棚布设范围
管棚钢管设置于衬砌拱部，管心与衬砌设计外轮廓线间距大于50cm平行路面中线布置。

钢管偏离设计位置的施工误差不大于20cm。

⑵环向间距
钢管中至中距离为50cm。

⑶钢管外插角1°(不包括线路纵坡)。

⑷钢管规格
采用φ108mm壁厚6mm的热扎无缝钢管、节长3m和6m部局，均按奇数和偶数推进。

2、管棚施工工艺
⑴钻孔施工
①施工准备
A、钻机平台可采用预留的核心土堆搭设。

B、钻机要安设牢固、稳定。

防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。

C、钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。

用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线和孔口管轴线相吻合。

②钻孔
钻孔作业必须在导向墙混凝土强度达到设计强度的70%后方可进行，为确保尽早进行钻孔作业，混凝土中可掺入适量早强剂。

A、每个掘进面采用两台XY-28-300电动钻机平行作业。

B、钻机开钻时，要低速低压，待成孔5～10 m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。

C、钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的情况及时判
断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。

D、钻进过程中确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

E、认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述。

作为开挖洞身的地质预探预报，作为指导洞身开挖的依据。

③清孔、验孔
A、用岩芯钻杆配合钻头进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。

B、用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

C、用经纬仪、测斜仪等检测孔深，倾角，外插角。

⑵钢管加工：分两种形式：φ108*6mm有孔钢花管和φ108*6mm无孔钢管。

有孔钢花管，管壁打孔，按梅花型布孔，间距15cm，钻15mm的注浆孔，导管尾部留350cm不钻孔的止浆段，节长、6m，钢管接头采用丝扣(直径114*5冷轧无缝钢管）连接。

丝扣上15cm。

隧道纵向同一断面处的接头处不大于50％。

相邻钢管的接头至少需错开1m。

为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的第一节管采用6m钢管，以后每节均采用6m长钢管。

⑶顶进钢管
管棚应按设计位置施工，先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管，无孔钢管可以作为检查管，检查注浆质量。

每个掘进面采用两台XY-28-300电动钻机平行作业，在导向管口编号,从左往右依次为1＃、2＃、3＃…43＃。

施工顺序从低孔开始，由两侧往中间方向对称施工。

钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向正确。

每钻完一孔便顶进一根钢管，钻机中应经常采用测斜仪量测钢管钻机的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。

钻杆掘进倾角：仰角1°（不包括路线纵坡），方向：与路线中线平行。

⑷注浆
①长管棚注浆按固结周围有限土体扩散半径不小于0.5m,浆液采用分段注浆。

②注浆泵二台,水泥浆的水灰比控制在0.8：1～1：1的水泥浆（含磷酸二氢钠）,初压为0.5～1.0MP,终压为2.0MP。

③注浆前应先进行注浆现场试验,注浆参数应通过现场试验按实际情况确定,
以利施工。

④注浆结束后及时清理管内浆液,并用30号水泥砂浆紧密填充无缝钢管,增强管棚的强度和刚度。

七、洞口及浅埋地段地表沉降观测
1．监控位置：
布置在洞口浅埋地段，设置3～4个观测断面。

沿衬砌中线:每5～6一个测点。

祥见洞口地表下沉布置图。

2.监测工具
精密水平仪
3.监测频率：
开挖面距测量断面<2B时，1-2次/天
开挖面距测量断面<5B时，1次/2天 (B为隧道开挖宽度)
开挖面距测量断面>5B时，1次/7天
不动点
洞口地表下沉测点布置
4.监测精度：
Δh=0.1mm
5.注意事项：
（1）施工前做好设置测点、引如高程控制点、配备必要的人员和仪器
等相关的准备工作。

（2）注意在位移量较大的地段将测点布置密集一些。

（3）地表量测与地下洞室各项监测同步进行，以利于资料的相关分析。

（4）量测数据及分析结果全部纳入竣工资料，备查。

6．量测数据的整理
（1）绘制每一横断面沉降槽随时间的变化关系图
（2）绘制每一横断面最大沉降量随时间的变化关系图
（天
（
（3）绘制每一横断面最大沉降与开挖面距离关系图
（
（4）对横断面沉降槽垂直位移进行回归分析。

（5）对纵断面沉降槽垂直位移进行回归分析。

（6）根据隧道顶部地表沉降及拱顶沉降值对土体内部垂直位移进行回归分析。

（7）根据回归分析数据求出每一断面沉降稳定值。

（8）根据回归分析数据分析出土体的内摩擦角及内聚力。

7．在整理资料时，若发现地表位移量过大或下沉速度无稳定趋势时，对下部结构应采取补强措施：
（1）增加喷射混凝土厚度，或加长加密锚杆，或加挂更凑密更粗的钢筋网。

（2）提前施作二次衬砌，通过反分析较核二次衬砌强度。

（3）提前施作仰拱。

8．在整理资料时，若发现地表下沉具有稳定趋势时，应拒此求出隧道结构初期支护及二次衬砌上的最终荷载，以便对结构安全度作出正确的判断。

9．若经过对地表及隧道内的量测数据联合反分析后，发现初期支护或二次衬砌结构安全系数较大，在经过设计人员同意后，可对下一段与此地质类型相近的支护参数作适当调整。

八、暗洞进洞施工方案
在套拱和超前管棚预支护下，暗洞进洞采用双侧壁导坑法施工，循环进尺为
0.6m，并及时做好初期支护和临时支护。

九、质量保证措施与安全保证措施
隧道工程是结构物中的重要项目之一，搞好质量和安全事关重大。

因此，在施工过程中严把材料试验检测关、施工工艺关，落实质量包保责任制。

同时加强安全管理，提高全员安全意识，落实质量和安全保证措施，就能够达到工程质量和管理安全的预期目的。

㈠质量保证措施
1、开工前对相关人员进行详细的技术交底，使每个人做到心中有数；
2、材料的进场检验和施工过程中的抽检，坚决杜绝使用不合格材料；
3、坚持每道工序的自检工作，每道工序必须经过监理验收合格后再开工。

4、每天举行一次“碰头会”，就当天的施工情况进行汇总，分析问题，解决问题，总结经验；
5、刷坡时自上而下分层进行，每层刷坡完成后立即施做坡面防护。

6、模板必须进行加固，在砼浇注过程中派专人值班，以保证在浇筑混凝土时不出现松动、跑模现象。

7、砼施工过程中，质检员、施工员、试验员必须全过程旁站，要加强现场与拌合站的联系，保证砼运送不脱节，利用两台砼罐车同时运送砼，保证砼运送不脱节；
8、检测测量仪器和检查施工方案，避免施工中出现意外；
9、原始资料的记录和管理，由专人记录原始资料，当天记录，当天整理，原始资料必须真实。

其质量控制详见《质量检查程序框图》及具体工程实测项目。

表1 质量检查程序框图
表5 超前钢管实测项目
表7 钢支撑检查项目
㈡安全保证措施
1、成立安全领导小组见下表，开展全员思想教育工作，树立安全第一的思想，提高安全意识。

工程开工前，根据安全操作细则，向施工人员进行安全技术交底，并对施工现场的各项安全措施进行全面检查，确认符合安全要求后方可施工。

表8 隧道队安全管理领导小组
2、做好施工人员的思想教育工作，树立安全第一的思想，提高安全意识。

工程开工前，根据安全操作细则，向施工人员进行安全技术交底，并对施工现场的各项安全措施进行全面检查，确认符合安全要求后方可施工。

3、安全生产岗位责任制，设立专职责任人员，保证安全生产到人到位。

4、用电必须符合国家电力标准，路线设置应避开施工场地，保证不出现意
外情况造成伤亡事故。

电器设备要安装漏电保护器，电线需架空不小于5m以上，动力线要随时检查，发现老化蜕皮要及时处理。

5、禁止非施工人员进入施工现场。

特种作业人员必须持证上岗。

6、管棚机操作人员不得擅自离开工作岗位。

7、进入施工场地必须佩带安全帽，高空作业必须拴好安全绳。

8、岗前进行安全培训，增强作业人员安全意识。

9、设立醒目的指示、警告及禁令等标志，必要时施工现场周围采用隔离栅
进行隔离，以确保行人及车辆的安全。

十、文明施工及环保要求
1、场地布置合理，设备、材料停放有序，员工佩卡上岗。

2、加强路容、路貌管理，各种标牌、标语立于各责任区，施工现场井然有序。

3、生产生活区环境卫生分区划片责任到人。

4、施工中各种建筑垃圾、施工弃渣均需按指定的地点堆弃，严禁将废弃物随意堆弃。

5、污水经过沉淀、初步净化后排入排污系统。

采取切实有效措施，不使有害物质（如燃料、油料、化学品、以及超过允许量的有害气体和尘埃、弃渣等）污染场地周围的环境以及草地和树木。

6、刷坡时严格按照刷坡轮廓线进行，严禁破坏周围树木、花草、植被。

7、主体工程完工后，应及时场地进行清理做到工完料清整洁。

表9 质量保证体系
表10 安全保证体系
注：五同时是指在计划、布置、检查、总结、评比施工生产工作的同时，
要进行计划、布置、检查、总结、评比安全工作。

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表11 环保保证体系
表13 质量检验人员框图。