1、隧道工程洞身初期支护施工技术交底包头至茂名国家高速公路湖南省吉首至怀化第四合同段龙子康隧道洞身初期支护施工技术交底中交第四公路工程局有限公司吉怀高速公路第4合同段项目经理部一、工程概况龙子康位于凤凰县吉信镇锡坪村内，是一座上、下行合建的四车道连拱高速公路隧道。隧道的中心桩号为K19+862.5，隧道长475m，洞轴线呈约206度方向展布，最大埋深54米，隧道净空：210.755.0米，隧道平面位于半径为1600米右偏圆曲线上。隧道纵坡为2.5%和-0.3%的人字坡。隧道进口为削竹式洞门，出口为端墙式洞门。隧道围岩分类为、和级围岩，其中级围岩段长度为180m，级围岩段长度为220m，级围岩段长度
2、为75m。本隧道共设计了4种初期支护形式：LS5、LS4a、LS4b、LS3。初期支护参数表项目单位LS5LS4aLS4bLS3桩号mK19+625-k19+655K19+655-685K19+965-k20+055K19+685-805mK20+055-k20+100K19+805- 905K19+905-965初期支护系统锚杆锚杆cmD25注浆锚杆D25注浆锚杆D25注浆锚杆22药卷锚杆长度cm350300300200间距cm100*50100*100100*100120*120钢筋网直径cm双层8单层8单层8单层8间距cm20*2020*2020*2025*25C20喷射砼厚度cm26
3、cm24 cm24 cm15 cm型钢拱架纵距cm50100100型号20b型18型18型二、施工进度计划及人力、机械使用计划；2.1本工程计划于2009年6月20日开工，2010年9月30日完工，共计14月。隧道初期支护进度计划表序号工作项目工期（日）施工时间1中导坑1502009.6.1.20-2009.11.182右侧主洞3052009.8.202010.6.1.103左侧主洞1802010.3.232010.9.302.2管理人员名单: 技术负责人：夏颂军 现场负责人：于会滨现场技术负责人：葛立辉、徐星 兰志忠 测量负责人：曾伟胜 质检负责人：张 干安全负责人：张英才 试验负责人：李顺
4、堂材料负责人：李金兰 后勤负责人：颜赛丰2.3作业人员、机械及材料投入计划：2.3.1龙子康隧道初期支护施工共投入6个作业组，共计投入作业人员30人人员名称单位数量备注型钢锚杆钢筋加工组名10分2组立架支护班组名10分2组喷射砼班组名10分2组2.3.2机械准备情况表 机械名称型号数量（台）备注电动空压机30m33已到凿岩机YT-263已到锚杆注浆机NZ130A2已到发电机组200KW1已到自卸汽车5t东风2已到钢筋切断机CQ401已到型钢弯曲机1已到电焊机B3002已到砼喷射机AL-2852已到砼搅拌机7501已到2.3.3材料准备情况表序号材料名称单位数量备注1P.O42.5水泥T200已
5、到位2砂M3400已到位3小碎石M3800已到位4速凝剂T2已到位520钢筋T60已到位622钢筋T60已到位78钢筋T60已到位8D25中空注浆锚杆M10000已到位922药卷锚杆M10000已到位1020b工字钢T60已到位1118工字钢T60已到位12A3钢钢板T60已到位三、施工方案3.1、级围岩初期施工方法必须在开挖后立即进行初期支护，支护作业视围岩稳定程度，依据设计文件，采用不同的支护参数。3.1.1级围岩应先超前预支护后开挖，洞口明暗交接28m范围内采用管棚(108mm6mm)+注浆施工，洞身其他地段可采用“小导管+注浆”预支护。喷锚施工支护也必须紧跟开挖面实施，拱墙、边墙均设系
6、统锚杆，钢筋网喷射混凝土，锚杆采用D25中空注浆锚杆，锚杆尾端焊接在钢拱架上。中空注浆锚杆，长3.5m，纵向间距50cm，环向间距100cm。钢筋网采用8定型钢筋焊接网，间距20cm20cm，喷厚26cm的C20早强速凝混凝土，边墙应设锁脚锚杆。3.1.2级围岩在超前支护下进行，超前支护采用超前锚杆加钢支撑等辅助施工措施。喷锚施工支护必须紧跟开挖面实施，拱部边墙设锁脚锚杆，挂钢筋网喷射混凝土进行初期支护，锚杆采用长3.0m的D25中空注浆锚杆，纵横间距1.01.0m，钢筋网采用8定型钢筋焊接网，间距为20cm20cm：喷射采用厚24cm的C20混凝土。施工中，开挖一个循环后，随即初喷46cm厚
7、一遍，然后安装锚杆，挂网复喷一遍至设计厚度。3.1.3级围岩喷锚施工支护必须紧跟开挖面实施，拱部、边墙设系统锚杆，挂钢筋网喷射混凝土进行初期支护，锚杆采用长3.0m的22药卷锚杆，纵横间距1.5m1.2m，呈梅花形布置；钢筋网采用8定型钢筋焊接网，间距为25cm25cm。喷射采用厚15cm的C20混凝土。施工中，开挖一个循环后，随即初喷46cm厚一遍，然后安装锚杆，挂网复喷一遍至设计厚度。3.2施工工艺及操作要点3.2.1超前支护3.2.1.1小导管施工本隧道进出口类衬砌段由于岩体破碎，开挖时为了施工安全设有小导管注浆进行超前支护。3.2.1.1.1小导管主要参数型号：42mm，壁厚4.0mm
8、,无缝钢管；长度：3.5m；外插角：7；环向间距：40cm；布置范围：拱部120；搭接长度：100cm。3.2.1.1.2小导管加工小导管前端10cm加工成尖形，以便插入，在管段中间部位钻四排8出浆孔，间距10cm，梅花型布置，后端预留30cm止浆段不钻孔；3.2.1.1.3小导管施工小导管采用先钻孔后下钢管法施工，待喷射砼封闭岩面后，按照设计在拱部120的范围内布设小导管，按照布孔位置用风动凿岩钻机先钻孔，使用高压风清孔，安设小导管，（或大锤）直接将小钢管打入岩层，并与预先埋设的钢架组合焊接在一起，后压注水泥浆。3.2.1.1.4注浆施工参数a 无水地段注单液浆（有水地段注双液浆）。水泥浆水
9、灰比为0.5:11:1。注浆预加固后尽快开挖坑道；b注浆压力0.51MPa；c小导管注浆量计算：Q=R2L式中：R浆液扩散半径，取0.2m； L小导管长度，取6m； 岩体孔隙率，现场测定。3.2.1.1.5 注浆压力控制注浆口最高压力严格控制在0.5Mpa（施工中可根据实际情况进行调整）以内，以防压裂工作面。控制进浆速度，一般每根导管双液总进量控制在30L/min以内。每根导管内注浆量由计算确定，若压力上升，流量减少，虽然注浆量未达到计算值，但孔口压力已达到0.5Mpa，结束注浆。 3.2.1.1.6 超前支护小导管施工工艺流程图3.2.2药卷锚杆施工本隧道中部类衬砌段由于岩体破碎，开挖时为了
10、施工安全设有药卷锚杆进行超前支护。3.2.2.1药卷锚杆主要参数型号：22mm普通砂浆锚杆；长度：3.5m；外插角：7；环向间距：100cm；布置范围：拱部90；搭接长度：100cm。3.2.2.2锚杆孔施工药卷锚杆采用先钻孔后下锚杆法施工，待喷射砼封闭岩面后，按照设计在拱部90的范围内布设药卷锚杆，按照布孔位置用风动凿岩钻机先钻孔，使用高压风清孔，安设药卷。3.2.2.3 药卷锚杆安设药包随用随泡。药包浸水前，先在其端头扎两个透气孔，然后竖直浸入水中约12分钟，待不冒气泡时，取出药包，按计算数量逐个依次装入孔内，第一节药包用木棍捅到孔底，装入药包到2/3孔深，再将锚杆插入，并缓慢转动以破碎药
11、包，连续转动时间不少于1分钟，以保证充分搅拌均匀。在搅动完毕后20分钟之后进行固定焊接药卷锚杆在已经安设好的格栅钢架上。3.2.2.4超前支护药卷锚杆施工工艺流程图3.2.3中空注浆锚杆施工3.2.3.125mm中空注浆锚杆施工3.2.3.1.1锚杆布置隧道初期支护锚杆按梅花型布置，型衬砌锚杆横向间距80cm，纵向间距为70cm。型衬砌锚杆横向间距100cm，纵向间距为90cm。单根锚杆长300cm。3.2.3.1.2锚杆施工采用风动凿岩钻机钻孔，高压风清孔，人工配合小型机具将锚杆插入。注浆用注浆机进行，注浆压力控制在0.51Mpa，并注意随时排除孔中空气。3.2.3.1.3中空注浆锚杆施工工
12、艺流程图如下：3.2.4挂钢筋网施工3.2.4.1钢筋网使用8盘条，类围岩网格为2525，、类围岩网格为2020，固结在锚杆端头上。3.2.4.2钢筋须调直除锈，按规定长度下料、安扎、焊、顺序堆放在工作面上使用。3.2.4.3钢筋网的铺设应设在锚杆施工后进行。3.2.4.4钢筋网应随喷射砼面的起伏进行铺设。3.2.4.5挂网在初喷砼及施作锚杆后进行。钢筋网在洞外预制电焊成网片后安设，以节省挂网时间。挂网时，钢筋网要紧贴岩面，网片间点焊搭接，并与邻近锚杆联接牢固。3.2.4.6网片的宽度据径向锚杆布置情况确定。网片重量宜控制在100kg左右，用在墙部的网片应上侧带钩，以方便挂设（如下图）。3.2
13、.5工字钢（格栅）钢架施工3.2.5.1钢架加工制作：3.2.5.1.1型钢钢架自行加工，洞外热弯预制。按1:1 比例放样设立工作台。按设计分节，垫板、螺栓联结。3.2.5.1.2加工做到尺寸准确，弧形圆顺。格栅钢架节点焊接长度满足规范要求，焊接成型时，沿钢架两侧对称进行，格栅钢架主筋中心与轴线重合，连接孔位置准确。3.2.5.1.3钢架加工后先试拼，检查其平面翘曲和横断面误差。3.2.5.1.4钢架堆放和运输时不得损坏和变形。3.2.5.2钢架安装：3.2.5.2.1测量定位3.2.5.2.2按设计位置现场测量定位。首先测定出隧道中线，确定高程，然后再测定钢架的纵向位置；钢架平面必须与隧道中
14、线垂直。3.2.5.2.3现场准备3.2.5.2.4运至现场的单元钢架分单元堆码，安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖侵入净空部分，保证钢架正确安设，安设拱脚或墙脚前，清除垫板下的松碴，将钢架置于原状岩石上，在软弱地段，采用垫钢板或槽钢的方法。3.2.5.3钢架安设3.2.5.3.1在初喷砼后进行，置于稳固地层上，超挖部分用混凝土回填。3.2.5.3.2安装时应备好风镐，随时剔除个别突出部位，保证钢架就位准确，受力可靠。3.2.5.3.3钢架与封闭砼之间紧贴，在安设过程中，当钢架与初喷混凝土面之间有较大间隙时安设垫块楔紧，垫块数量不少于10个，两排钢架间沿周边一般每隔1m用22纵向钢筋联接，形
15、成纵向连接系。拱脚高度不够时设置钢板调整，拱脚高度低于上半断面底线以下10cm。 3.2.5.3.4钢架各单元之间用螺栓联接，不得以焊接代替。3.2.5.3.5钢架纵向间距符合设计，误差100mm。除纵向用钢筋连接外，与外露的锚杆头亦焊接牢固。背部用混凝土垫块塞紧。3.2.5.3.6钢架落底接长应根据围岩条件沿隧道两侧交错进行，每次每侧接长13榀，如需立即封闭成环，则两侧同时进行，每次接长1榀。拱部钢架与边墙钢架的连接采用螺栓，有困难时，也可采用焊接。3.2.5.3.7钢架安装后，即挂网、分层复喷混凝土，应先喷钢架处，然后喷钢架之间的砼，直至喷够设计厚度，将钢架完全覆盖2cm以上。现场可用肉眼
16、观察和锤击法进行检查。3.2.5.4钢架安装施工程序框图3.2.6喷射砼施工3.2.6.1.1喷射砼的原材料和配合比原材料：a水泥采用325#普硅水泥；b砂一般用坚硬耐久的中砂或粗砂，砂的含水率以57%为宜；c石子采用坚固耐久的碎石或卵石，粒径小于15；d水：用洁净水；e速凝剂：采用BR型外加剂。3.2.6.1.2配合比的选定：施工中选定，开始时采用1：1.98：2.023.2.6.2.1场地布置：搅拌机一般布置在洞外，通过运输车运入洞内，然后给料于喷射机，同时应设晴雨棚，以控制砂石的含水率。3.2.6.2.2清理工作面喷射砼，应认真检查开挖断面尺寸，欠挖者应予以凿除，修整断面，清理浮石及拱脚
17、的虚碴等。3.2.6.2.3喷射砼作业混合料的备制3.2.6.2.4混合时，各种材料应按配合比准确称量；3.2.6.7采用强制式密封搅拌，时间不少于90秒；3.2.6.2.5机具就位:机具安装在围岩稳定地段，保证输送线路通畅。未上料前，先进行砼喷射机试运转：开启高压风及高压水，如喷嘴风压正常喷出的风水呈雾状，如喷嘴风压不足，可能出料口堵塞，如喷嘴不出风，则可能输料管堵塞。有故障及时排除，待喷射机运转正常后才能进行喷射作业。3.2.6.9喷射砼作业要点3.2.6.9.1喷前应用高压风或高压水清洗岩面，将附着在岩面上的粉尘、硝屑冲洗干净，以保证砼与岩面粘结牢固。若用高压水清洗会引起岩面软化时，只能
18、用高压风清扫岩面杂物（视地质情况而定）。3.2.6.9.2严格掌握规定的速凝剂掺量，并添加均匀；3.2.6.9.3喷射机工作风压一般控制在0.20.4MPa；3.2.6.9.4喷射手严格控制水灰比，使喷层表面平整光滑，无干斑或滑移流淌现象；3.2.6.9.5喷嘴的方向应与受喷岩面垂直，喷嘴与受喷岩面距离保持在0.61.0米范围；3.2.6.9.6喷嘴移动轨迹应因地制宜，横条、竖条、圆圈等应交替使用，移动速度要慢，让砼“堆”起来，有了一定厚度再移开，然后逐块扩大其喷射范围；3.2.6.9.7喷射顺序一般采用先下后上，先墙后拱；3.2.6.9.8一次喷射厚度一般拱部为35，边墙为68；3.2.6.
19、9.9凹凸不平时应先将凹处喷平，按正常顺序喷射，以减少回弹；3.2.6.9.10有钢筋网时，宜使喷嘴靠近钢筋，喷射角度也可适当偏一些，喷射砼应覆盖钢筋；3.2.6.9.11有钢架时，钢架与围岩间隙必须以喷射砼充填密实，喷射砼应将钢架覆盖，并应由两侧拱脚向上喷射；3.2.6.9.12喷完或间歇时，喷嘴应向低处放置，一工班结束，要拆开喷头，取出水环，用水清洗干净，疏通水眼，以备下一班使用。喷完后，喷射机具均应清洗、保养，以保证机具处于完好状态。3.2.6.1.10喷射砼的工艺参数：3.2.6.1.10.1工作风压：一般为0.20.4MPa；3.2.6.1.10.2喷射角度与喷射距离喷射料束与受喷面
20、垂直时，回弹量最小；喷头与受喷面距离一般宜保持在0.61.0m；3.2.6.1.10.3一次喷射砼的厚度：一般拱部为35，边墙为68；3.2.6.1.10.4水灰比：喷射手应把水灰比控制在0.40.45，使喷层平整光滑，无干斑或滑移流淌现象；3.2.6.1.10.5两次喷射的间隔：两层砼的喷射时间间隔太短，会由于前一层砼未达到强度而拉裂坠落，间隔时间过长，又会影响施工效率，较合理的间隔时间是前一层砼终凝，并达到一定强度后再复喷，一般可在20分钟以后进行。3.2.6.1.10.6养护（干燥处）：喷射砼由于喷层内外部分干燥条件有异，必须进行养护，规则规定：喷射砼终凝后两小时起即开始养护，养护不得少
21、于7天。3.2.6.1.10.7水压：喷头处水压控制在0.150.2MPa；3.2.6.1.10.8速凝剂：掌握规定的掺量，并添加均匀。四、施工重点、难点及处理措施，质量通病的预防和治理；4.1径向注浆支护施工重点对于开挖后仍呈面状渗水或围岩较破碎时，对开挖周边进行径向注浆加固，达到止水和加固围岩的作用。径向注浆根据注浆设计图纸并结合地层特点进行确定，并在现场施作过程中不断完善，其施工工艺流程见图“径向注浆施工工艺流程图”。径向注浆施工工艺框图4.1.1径向注浆成孔施工首先在周边按设计标识出钻孔位置，利用台车或风钻成孔，达到设计孔深后，进行清孔、验孔；完成后安装注浆孔口管或小导管。4.1.2径
22、向注浆方式径向注浆采用一次性注浆方式进行施工。4.1.3径向注浆结束标准4.1.3.1径向注浆结束标准以定量定压相结合进行控制。注浆施工过程中，以定压为第一控制原则。在该段最大设计压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注5min即可结束；如果长时间注浆压力不上升（一般指30分钟），将注浆材料调整为双液浆，再注30分钟后仍不上升，可按定量标准进行注浆控制并报请监理工程师共同确定结束标准。4.1.3.2注浆结束标准一般以达到设计注浆终压及设计注浆量要求进行控制，且检查合格经监理确认后方可结束。4.1.4径向注浆效果检查评定径向注浆所有注浆孔的注浆P-Q-t曲线符合设计意图；径向注浆结束后达到
23、设计规定的允许流水量或围岩填充密实标准要求；检查孔检验注浆效果并对检查孔进行补注浆。4.2超前预注浆封堵施工重点对可能发生大规模的突水、突泥的岩溶段施工，需要维系岩溶水通畅时，上报监理和设计单位进行变更，采取预注浆加固措施，预注浆加固前先采取引排措施，然后进行注浆。超前预注浆加固范围按设计在隧道开挖轮廓线以外5m，注浆段长取1030m。注浆后检验注浆效果，当达到开挖要求时，每循环开挖留35m作为止墙岩盘。如开挖后存在薄弱部位，采用局部补充注浆或径向小导管注浆。如果前一循环开挖过程中发生涌水，后一循环注浆开始前同样施作止浆墙。注浆结束后进行超前支护施工，采取CD、双侧壁导坑或CRD法开挖，开挖后
24、及时进行初期支护。4.2.1置换注浆方法在维系岩溶水既有通道情况下，如开挖面为含水的粉细砂或致密的粘土，砂粘土，采用渗透注浆、挤密注浆、劈裂注浆都十分困难时，可采用置换注浆法，即在开挖面进行注浆工程中，在距离注浆孔2m左右，预留几个排泄孔并安设孔口管和阀门，将泥砂适量排除，用浆液充填其留下的空隙，起到加固地层的目的。该方法可以降低注浆压力，促进浆液的扩散。或注浆加固完成后将表层用C15片石砼进行换填。4.2.2填充封闭如隧道拱部、边墙或底部存在小型干溶洞或空腔，内部几乎无充填物、无水，可采用砂石料、浆砌片石、干砌片石、水泥砂浆、混凝土等粗细骨料全部充填，必要时可进行注浆加固。如空腔内有少量水流
25、动，则填充不应完全阻断地下水的过水通道。4.2.3隧道底部处理如隧道底部溶洞充填物为松散或软塑状的粘土或砂粘土沉积物，为了防止车辆运行过程中结构产生固结沉降，加强对基地的处理，隧道底部的处理可采用注浆加固、换填、桩基等方法。4.2.3.1隧道底部换填如果隧道基底溶洞充填物的厚度小于2.0m（2.0m以下为基岩或微风化地层），可以考虑采用换填方法，换填材料可以选用浆砌片石、混凝土等。4.2.3.2隧道底部注浆加固如隧道基底溶洞充填物的厚度小于20.0m，可考虑采用垂直注浆加固。钻孔深度深入基岩3.0m左右，注浆材料宜选用普通水泥或超细水泥浆，注浆管上端和仰拱相连，以提高支护结构的强度和刚度。4.
26、2.3.3桩基处理如基底溶洞范围超过20.0m，可考虑采用挖孔桩、钻孔桩、粉喷桩或钢管桩等进行加固。具体加固厚度和范围由设计单位综合考虑后确定。4.2.3.4溶洞的处理措施4.2.3.4.1根据地质预报岩溶洞穴的大小、位置、稳定性分别采取相应的对策。4.2.3.4.2当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞时，可加深该侧基础通过。4.2.3.4.3当隧道边墙部位遇到较大、较深的溶洞，不宜加深边墙基础，可在边墙部位或隧底筑拱跨过。4.2.3.4.4当隧底有较大的溶洞并有流水时,可在隧道底部设涵管引排水。隧道中部及底部有深狭的溶洞时，可加强两边墙基础，根据情况设置桥台，架梁通过。4.3喷浆施工的预防措施4.
27、3.1喷射机的合理使用启动喷射机时，应先送风再开机，并应在机械运转正常后送料，供料均匀连续。作业结束时，先停止送料，待罐内余料喷完，再停机，然后关风。停止喷射作业后，喷射机和输料管内的积料应及时清除干净，以避免混合料结块堵管。4.3.2输料管堵塞问题堵管的一般原因不外乎以下几种：4.3.2.1混合料中混入超规定粒径的石子、水泥硬块或其它杂物。4.3.2.2操作程序有误，如先开马达后送风，或砂子含水率过高，操作阀错开，致使高压风大量泄出，使工作室内风压急剧下降，也会引韦输料管堵塞。4.3.2.3如遇堵客，应立即关闭马达，随后关闭风源，并将软管拉直，然后以手锤敲击找到堵塞位置，可将风压开到0.30
28、.4MPa，同时继续敲击堵塞部位，使其排除堵塞物而畅通。排除堵管现象时，应注意喷嘴前方严禁站人，以免发生伤人事故。4.3.3回弹问题影响回弹率的各种因素有：混合料配合比、水灰比、砂子含水率、工作风压、水压、喷射距离、喷射角度、操作方法及熟练程度等。针对各种因素，采取相应的措施降低回弹率。规则规定正常情况下的回弹率，一般拱部为2030%，边墙为1020%。4.3.4粉尘问题4.3.4.1控制砂石料含水率：当含水率控制在57%时，作业时的粉尘浓度可控制在15mg/m3以下；4.3.4.2加强通风；4.3.4.3加长拢料管：即在喷嘴水环到出口之间接一段0.51m长的管子，使干料与水混合后有一个充分湿
29、润和混合的过程，这对降尘和提高砼质量都较为有利。4.3.4.4严格控制工作风压：风压过高，进料速度过快，在喷头处加水不容易均匀，风压过高不仅增加回弹量，而且也会提高粉尘浓五、成品保护的具体措施5.1有钢拱架初期支护施工，钢拱架接腿及成环要迅速，防止前期支架松动及引起围岩失稳。5.2钢拱架安装后注意锁脚锚杆施工，防止钢拱架水平收敛及沉降。六、质量、安全、环境保证措施；6.1质量保证措施6.1.1钢筋及型钢质量保证措施6.1.1.1钢筋及型钢必须按不同钢铁种、等级、牌号、规格及生产厂家验收、分堆，不得混杂，堆放时应垫高并遮盖。6.1.1.2钢筋及型钢的型号，必须有出厂证明，每批次均要检验。6.1.1.3调直钢筋、型钢弯曲加工时，钢筋应做到形状尺寸正确。6.1.1.4钢筋网连接点应在纵横向筋的交叉连接处，必须进行绑扎或焊接，以保证两层主筋之间的间距。6.1.2喷射混凝土质量保证措施6.1.2.1混凝土喷射采用湿式喷射机，施工时认真优化混凝土配合比设计，控制计量，混凝土初凝不大于5min，终凝不大于10min。6.1.2.2喷射作业分段、分片由下而上顺序进行，每段长度根据围岩情况控制在l5m。6.1.2.3喷射作业一般分两次完成，第一次在开挖后随即初喷一层厚约46cm，然后安锚杆、挂网、架立拱架，随后复喷到设计厚
