隧道下穿高速公路施工策略.docx

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1、旺牛村隧道下穿高速公路专题施工方案一、工程概况旺牛村隧道全长2932m,进口里程DK607+965,出口里程DK610+897,双线隧道，设计为12%。单面上坡。全隧除DK607+965DK608+642.197段位于半径R=2804.326右偏曲线上，DK610+630.602-DK610+897段位于半径R=3500左偏曲线上外，其他地段均为直线。隧道出口紧邻小炳别双线中桥，全隧最大埋深约245m。隧道洞身DK608+005-DK608+080段下穿高速公路,埋深约30m0DK608+005DK608+080下穿高速公路段拱墙采用120b型钢钢架（间距0.5m）,76中管棚、642小导管超

2、前支护，VC1型复合衬砌B支护体系。施工时采用控制爆破，爆破震动速度不得不不大于5cms,并对该段地面及建筑物进行监测，以策安全。该段于隧道中线左右侧各25范围设置监测网，网格间距5m。施工期间对监测点进行沉降监测，若发现路面出现较大沉降，立即加强支护，提高监测频率并及时告知有关单位，以便处理。二、施工措施隧道下穿高速公路DK608+005DK608+080段采用台阶临时仰拱法进行施工,120b型钢钢架间距0.5m0DK608+005DK608+050段隧道顶拱部120范围采用76mm（壁厚6mm）钢管，中管棚内填充水泥浆；DK608+050DK608+080段隧道顶拱部120范围采用42mm

3、（壁厚3.5mm）热轧无缝钢管，小导管内填充水泥浆。施工次序：施工准备f测量放线f中管棚施工(小导管施工)f台阶临时仰拱法施工。(一)超前支护1、超前中管棚施工(1)注浆加固范围及中管棚布设。在DK608+005-DK608+050段隧道0拱部120范围内设置676mmB中管棚，每根长IOm,环向间距0.4m,每7m一环，搭接长度为3m,每环52根。(2)安装导向管。管棚施工前，在管棚工作室掌子面洞身开挖轮廓线上方架设一根拱架，用锚杆锁定，将巾108mm1m的管棚导向钢管焊在拱架背部。然后挂网喷浆封闭掌子面，只露出导向管端头。考虑到下一循环管棚的开挖及钻具下垂等原因，导向管要加大外插角25(不

4、包括线路纵坡)安装。安装时用经纬仪测量定位。(3)钻孔。钻孔是管棚施工的关键工艺环节，钻孔质量的J优劣关系到管棚的整体质量。根据地质条件及场地条件，选用2台MK-5型液压钻机，该机具有体积小，扭矩大，操作灵活等长处，适于隧道内作业。钻孔重要采用翼片式硬质合金钻进工艺，施工次序由下向上由两边向中间依次进行。用方木逐层搭建钻机平台。钻孔注意事项和防斜措施：对孔要精确，钻具轴线要与导向管轴线重叠：钻机平台要搭建稳固，钻机要固定牢；钻具上安装扶正器；钻进过程中要随时用罗盘测斜仪或经纬仪测量钻杆角度，发现偏差及时纠正。(4)安装钢管。由于该地质条件差，因此成孔后要及时顶进。为便于顶进，第一根钢管前端加工

5、成锥形。管棚钢管运用钻机动力头顶进，钢管间为内套管焊接连接。为了增强管棚0整体构造性能，相邻两孔钢管接头错开至少1m,同一断面钢管接头数50%o(5)注浆。为了防止围岩内孔隙水通过钻孔流出而引起地面沉降，必须及时注浆。采用KBY50/70型双液注浆泵，前进式注浆。注浆压力为1OMPa1.5MPa或根据施工需要调整。2、超前小导管施工(1)超前小导管施工及注浆加固范围。在DK608+050DK608+080段隧道0拱部120范围内设置42mm0小导管，每根长3.5m,环向间距0.4m,每2.Om一环，搭接长度不不不不大于15m,每环52根。(2)测量放样，在设计孔位上做好标识，用风枪钻孔，孔径约

6、50mm。(3)成孔后，将小导管按设计规定用风钻打入到设计深度，外露30Cm焊接在后序架设B钢架上，与钢架共同构成预支护体系。(4)采用吹管法清孔。注浆前，必须用高压风管输入高压风将孔眼土屑冲洗和吹净，以保证注浆效果。(5)注浆。小导管安装完毕后，应进行压水试验，压力不不不大于1OMPa。水泥浆水灰比为0.510之间调整，浆液由稀到浓逐层变换，即先注稀浆，然后逐层变浓至1.0为止。注浆压力控制在0.5Mpa-0.7Mpao水泥浆液应采用拌合桶配制，配制水泥浆时，应防止杂物混入，拌制好0浆液必须过滤后使用。注浆应采用专用注浆泵注浆，并在规定期间内注完，随配随用。注浆次序为由下至上，浆液先稀后浓、

7、注浆量先大后小，注浆压力由小到大。单孔注浆压力抵达设计规定值，浆液必须充斥钢管及其周围的空隙。当压力抵达设计注浆终压并持续10-15min且注浆量抵达设计注浆量080%以上时注浆方可结束。各注浆材料的性能规定均应满足设计及规范规定。3、施工注意事项该段施工时，如在施工中若发现检测数据变化大,或开挖后拱顶掉块严重，则根据实际状况及时对超前支护进行补强，采用加密超前小导管、双层小导管的超前支护形式。（三）洞身开挖该段施工采用台阶法加临时仰拱，其施工环节如图3-5。三台阶临时仰拱施工工序横断面图3-5台阶法加临时仰拱开挖环节图(1)运用上一循环架立的钢架施作隧道拱部超前支护，开挖部；施作部台阶周围0

8、初期支护和临时支护，即初喷4cm厚砂，铺设钢筋网，架立钢架和8临时钢架，并设锁脚锚杆及定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷碎至设计厚度。(2)在滞后于部4m后，开挖部，施作部台阶周围的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚碎，铺设钢筋网，架立钢架和118临时钢架，并设锁脚锚杆及定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷碎至设计厚度；在滞后于部一段距离(3-5m)后，开挖部；台阶周围部分初喷4cm厚碎；铺设钢筋网；接长钢架并设锁脚锚杆及定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷碎至设计厚度。(3)在滞后于部6m离后，开挖部；施作隧底喷碎。(4)根据监控量测成果分析，待初期支护收敛后，拆除118临时横撑，灌筑Iv仰拱衬砌与边墙基础。(5

9、)灌注仰拱填充V部至设计高度。(6)运用衬砌模板台车一次性灌筑VI部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。（四）爆破设计该段隧道开挖时，要严格控制爆破装药量，并严格按照光面爆破设计经行爆破，并对公路路面爆破震动速度进行监测，必要时采用微震爆破或机械开挖法。1、光面爆破所谓“光面爆破”就是运用围岩抗劈裂（抗拉）能力极低，抗压能力较强特点，采用缩小周围眼间距（E）,严格控制周围眼方向，选用合适的密集系数E/W（W为周围眼至二圈的距离），限制周围眼装药量，对的掌握起爆次序等施工措施，使爆破面沿着周围眼劈裂开来，并有大部分半个炮眼痕迹留在被保护岩体层面上，从而防止周围眼以外B岩体受到破坏，并使开挖轮廓线抵达整洁、

10、圆顺、美观效果。炮眼起爆次序是掏槽眼f辅助眼f二圈眼一周围眼一底板眼。光面爆破的理论基础是周围眼必然从两炮孔连线裂开，较密的周围眼互为导向眼，当周围眼同步起爆时，由于高温高压气体的作用，周围眼孔壁外产生很大张力，同步在两孔连线上产生很大张力，同步在两孔连线上产生切向力，这种力大小相等方向相反，和指向连线0张力已经有足够0能量使岩体首先从两孔连线B切点破坏。加之岩石的特性，抗压强抗劈性低，两孔连线已裂开成缝并互为导向眼，因炸药量受控，使开挖轮廓线B岩体得到保护，此时，炸药产生0冲击波抵达自由面，很快反射到两孔连线裂纹成为反射拉伸波和切向力形成合力，受拉区的岩体深入破碎从裂纹处分离向自由方向脱落，

11、这就是光面形成的全过程。注：自由面一也称临空面，被爆物体与空气接触的面。爆破09范围近似一种倒立0圆锥体，即“爆破漏斗”。爆破漏斗示意图W一药包中心O到临空面最短距离，即最小抵御线。r一爆破漏斗0底半径。R一破坏半径也叫破坏作用半径。R=W2+r2（从图中可看出）B一顶角爆破漏斗张开角。爆破漏斗0分类，按爆破作用指数n0大小而定，一般分为抛掷爆漏斗和松动爆破漏斗两大类。爆破作用指数n=rW.当n1rW1B90称“加强抛掷爆破”，加强抛掷爆破漏斗。当n=1r=WB=90称“原则抛掷爆破”，原则抛掷爆破漏斗。当nV1rW1B0.75rW1B90爆破产生抛掷作用，爆破后形成可见漏斗,此类爆破称为“抛

12、掷爆破”。当n=0.70.75rW1B90爆破能形成爆破漏斗，但不能产生抛掷作用，一般地面不能形成爆破漏斗，此类称松动爆破。当n0.7rW1B1或说打大眼D、装小药d,假如打IOOmm日勺装40mm并且保证药卷和钻孔两圆心相重叠，构成群孔起爆保证能光爆，但不叫光面技术，挥霍太大，得不偿失。一般不偶合系数控制在152之间。（3）控制周围眼装药量同步起爆。周围的用药量控制在即能使周围之间连线贯穿，又能把二圈眼到周围眼之间的J围岩切割破碎，脱离轮廓0用药量。同步起爆，共同作用，周围眼互为导向眼，能使被保护岩体圆顺美观，抵达光爆目的。2.掏槽眼隧道爆破特点是自由一种自由面，爆破夹制力大，要开创第二自由

13、面为后继爆破发明更好的爆破条件，就必须要研究掏槽技术。所谓掏槽就是在被开挖面合适0位置，开挖一种稍深于循环进度日勺槽腔，靠过量装药的抛掷爆破，使炸药有充足能量让槽腔的岩体破碎并抛出槽腔之外，这个槽腔体积越大越好，也可单位耗药量加大，但必须合适，能抵达发明第二临空面目的就够了。掏槽位置在断面中间偏下，偏下目的是减少飞石同步又能使底部岩石得到充足破碎，掏槽炮眼分直眼掏槽和斜眼掏槽及混合掏槽。（1）直眼掏槽合用于机械不便放置、浅眼掏槽，特点是炮眼方向和开挖面垂直。直眼掏槽示意图（2）斜眼掏槽斜眼掏槽就是掏槽眼和掏槽断面斜交，在条件容许的状况下，尽量使用斜眼掏槽。由于掏槽眼装药都是柱状装药，斜眼相对药

14、卷离自由面近，爆破岩体易从掏槽孔内抛出，省药且爆破效果好。斜眼掏槽又分为单斜眼掏槽、斗门掏槽和复式楔式掏槽等三种形式（见图）。通过比较目前隧道爆破掏槽采用斜眼掏槽较为合理，实用。O直眼掏槽示意图（3）辅助眼辅助眼一般在周围眼内侧布置，辅助炮眼交错均匀布置，周围炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上。3、爆破炸药消耗量在隧道爆破中，每循环爆破的总装药量Qi般按如下公式计算，即：Q=qS1n式中：Q一每循环进尺使用炸药的总数量（kg）；q一单位炸药消耗量（kgm3）,也可用爆破漏斗试验来确定q=QV0根据经验,软岩q=040.8kgm3,中硬岩q=0.812kgm3,硬岩q=122.0kgm3o但还要考虑爆破断面的大小，钻孔深度及孔径大小等予以修正系数K值（位于0.812之间）,在孔深不不大于3m,深跨比1B=（0.3,0.5）时，K=I;深跨比1/B20.5时,K=11；深跨比1B0.3时，K=0.9。S-开挖断面面积（m2）；1-平均炮眼深度（m）；n一炮孔运用率（）。（五）初期支护该段施工时，要严格按照设计进行初期支护，并加紧支护时间，尽量缩短围岩暴露时间。1、锚杆该段隧道锚杆拱部161采