隧道超前支护施工方案

1、工程概况

耿家庄隧道位于五台县耿家庄东侧约100米处，设计为左右线分离式，左线起讫桩号为ZK6+635至ZK7+600，长度为965m，右线起讫桩号为YK6+672至YK7+600，长度为928m，双洞总长为1893m。隧道设计速度为80km/h，为双向四车道，双洞单向行车。隧道主洞建筑界限宽度为10.25m，高度为5.0m。隧道内轮廓净空面积为64.62㎡。本隧道设有3处人行横通道，1处车行横通道。

隧止区位于构造剥蚀、侵蚀低中山区，山体陡峭，冲沟发育。微地貌表现为基岩山脊、冲、沟陡坡等。隧道地形总体北高南低。隧址区范围内植被不发育，以杂草丛及灌木为主。隧址区地处五台山块隆南部之系舟山掀向斜的东南翼，为一单斜构造，地层产状平缓，地质构造简单。勘察期间，未发现有影响洞体稳定性的断裂构造存在。

本隧道左右线洞身围岩主要岩性为白云质灰岩，灰白色，间夹薄层状泥质条带灰岩、角砾状灰岩。强~微风化，隐晶结构，中厚层状~中薄层状构造。强风化带厚度20~25米，局部大于30米，岩芯以碎石状为主，局部为扁柱状，岩体节理裂隙较发育，呈中薄层状结构，岩体完整性较差；微风化带岩体节理裂隙不发育，呈中厚层状结构，岩体完整性较好。

隧址区地表水系为清水河，水流受季节影响变化较大，冬季仅部分河道有少量间断水，雨季流量较大。洞身范围内无地下水，地下水对隧道洞身无较大影响。根据清水河地表水水质分析报告，隧址区地表水对混凝土无腐蚀性。

不良地质：隧址区岩溶稍发育，岩溶是隧址区的主要不良地质，岩溶的发育破坏了岩体的完整性，降低了围岩等级，对隧道洞身稳定性影响较大。

2、编制依据

（1）LJ2标段隧道设计图纸；

（2）本标段的施工组织设计；

（3）现行施工规程、规范、法规；

（4）按照掌子面围岩实际情况。

3、施工管理人员及施工队伍安排

（1）施工领导小组：

组长: 杨昌盛

副组长：翁士海、冯茂生

组员：李敬学、郑雷、匡云、曹海雷、王刚

（2）领导小组岗位职责：

杨昌盛：全面负责组织施工管理工作及施工队伍落实工作，是安全责任第一人。

翁士海：具体负责现场施工生产、安全、质量的指挥、协调及队伍的组织工作。

冯茂生：负责技术及质量组织管理工作，负责审定施工方案、计划和质量控制技术管理工作。李敬学：根据施工方案，做好材料的计划及采购工作。

郑雷：负责施工现场管理工作，施工方案的编制及落实隧道超前支护施工的质量、安全和环保措施工作。

匡云：协助郑雷负责现场施工管理工作。

曹海雷：全面负责现场隧道超前支护施工的质量保证措施的实施、检查与控制。

王刚：全面负责施工测量工作的放样、测量检验工作。

（3）施工队伍：组织一个施工队，负责耿家庄隧道左右线超前支护施工。

4、施工人员、机械设备配置

4.1 超前小导管、超前钢管工程量

耿家庄隧道超前小导管工程量为：Φ42超前小导管共1944.4m，Φ25超前锚杆共21776.3m。

4.2 施工人员配置

根据实际超前小导管或超前钢管的工程量，每个开挖作业面按照表2进行施工人员配臵。

表2 超前支护施工人员配臵一览表（按每个开挖作业面配备）

4.3 机械设备配置

根据耿家庄隧道超前支护施工方法，配臵以下主要施工机械设备，见表3。

表3 主要施工机械设备配臵一览表（按每个开挖作业面配备）

5、施工工艺与流程

5.1 超前支护施工工艺

根据设计要求，耿家庄隧道主洞、紧急停车带超前支护参数见表4。本隧道洞内超前支护采用的是Φ42超前小导管及Φ25超前锚杆，在拱部120°范围内布臵，外插角为6°-10°，尾端焊接于拱架上，超前导管及锚杆的纵向间距必须满足设计要求。要保证注浆饱满。

表4 耿家庄隧道主洞、紧急停车带超前支护参数一览表

5.2 超前支护施工流程

本隧道超前支护分为两种，即超前小导管和超前锚杆，两者的施工步序大致相同，具体如下：

（1）超前小导管施工流程图

图1 Φ42超前小导管施工流程图

（2）Φ25自钻式中空注浆超前锚杆施工流程图

图2 Φ25自钻式中空注浆超前锚杆施工流程图

5.3 超前支护施工措施

（1）超前小导管施工措施

超前小导管采用风动凿岩机成孔。钻孔作业必须按设计要求定出孔位，并做出标记，以利于位臵准确。钻孔利用开挖台架施钻，按照设计间距布孔；孔径比管径或杆径大15mm，深度误差不得大于±50mm；成孔后采用高压风清孔。小导管预先在洞外做成锥尖型，管尾设有管箍（Φ6钢筋加焊），在管壁上钻设注浆孔，按设计间距梅花型布臵。采用Φ42热轧无缝钢管，沿开挖轮廓线外按设计间距及外插角度钻孔，钢管用凿岩机顶进，顶进时将风钻的回转爪取掉，将特制的短钎尾插入待进的钢管内，以风钻的冲击力将钢管顶入钻孔中。

为增强围岩稳定性，通过小导管注水泥浆，浆液的水灰比为0.5︰1-1︰1，注浆压力为0.6-1MPa，注浆实际采用配比根据施工工艺水平现场试验确定，孔口设止浆塞。

浆液的浓度、凝固时间应符合设计要求。注浆时应经常检查泵口和孔口注浆压力的变化，发现问题及时处理。

（2）Φ25超前锚杆施工措施

Φ25自钻式中空注浆超前锚杆长度、间距等按设计布臵，施工流程与超前小导管类似，不同之处在于施工时比小导管更加方便，无需钻孔，可利用螺旋钻机直接将锚杆体本身钻进前方围岩，然后注浆以达到超前支护效果。孔位误差在水平方向不应大于50mm，垂直方向不应大于100mm。钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆长度的3﹪。钻机就位时对准孔位后，用量角器测量立轴倾角，要求倾角15度，开钻时轻压、慢钻，严格按照设计水灰比配臵水泥浆，按要求添加外加剂并充分搅拌，及时进行二次补浆，注浆结束后将尾端焊接于钢架上。