桂来高速公路第-——项目部
隧道初支首件工程
施 工 方 案
编 制:
审 核： 审 批：
西部中大建设集团有限公司 桂来高速公路第二项目经理部
二〇一二年五月二十日
桂来高速公路第二项目部
隧道初支首件工程施工工艺总结
根据指挥部及监理组的要求，每一分项工程批量生产前必须进行首件工程认可，为了确保我合同段内的隧道二衬工程施工质量符合设计要求及技术标准，我部选择马鞍山隧道右线K159+580—K159+570初支作为首件工程，该段二衬长度10m，厚度0。45m，现浇C30混凝土117M3。我部并于2013年2月25日-—2013年2月28日对该隧道二衬首件工程进行了施工。
一、工程概况
马鞍山隧道进口位于桂平市石龙镇三陀村北西向约950ｍ处，出口位于桂平市石龙镇那生村南西向约500ｍ处.设计隧道穿越马鞍山，大致呈东西走向，其山体岩性主要为泥盆细缝砂岩、泥岩、砂岩及寒武系泥质粉砂岩、泥岩、砂岩。拟建隧道分左、右线，左线出洞口里程桩号ZK157+150,设计路面高程为152.668米(黄海高程，下同），进洞口里程桩号ZK160+023，设计路面高程为139.416米，隧道左线长度为2873米，左线隧道路线纵坡为（2.148％/120米)+（—0。36%/2530米)+(-2。6%/223米)；右线进洞口里程桩号K157+140，设计进洞口路面高程为151。162米，出洞口里程桩号K160+029，设计路面高程为137。002米，隧道右线长度为2889米,右线隧道路线纵坡组合为（1.947％/160米）+（-0.389%/2420米)+（—2.4％309米）。左、右隧道均属长隧道。
设计隧道为双向分离式+小净距隧道,明洞8.07米，洞宽15.36米，隧道断面采用拱部三心圆曲墙式断面，半径为R1=8。5米，R2=5。7米。隧道
建筑限界净宽为14.50米，净高为5米。
隧道工程概况表
项目 左线 ZK157+150- ZK160+023隧道线 路 右线 K157+140- ZK160+029隧道建筑限界净高5.0m，长2873建筑限界净高5。0m，长2889米。 米。 地质特性 围岩级别及长度 水文地主要为泥盆细缝砂岩、泥岩、砂岩及寒武系泥质粉砂岩、泥岩、砂岩。 Ⅴ级围岩277米，Ⅳ级围岩1445米，Ⅲ级围岩4040米 隧址区溪流网密度较大，地下水丰富，围岩整体稳定性较差。 质 洞门 衬砌 二、施工目的
桂来高速公路二合同段马鞍山隧道，工程地质条件复杂，施工不确定因素较多，出现问题后很难处理，为确保隧道工程质量，根据《桂来高速公路建设管理办法》，我项目部进行了初期支护首件工程施工K159+580-K159+570，本着“预防为主,先导试点”的原则，对首件工程的各项工艺、技术和质量指标进行综合评价，确定最佳工艺,建立样板工程，以指导后续工程批量生产,预防和纠正后续批量生产中可能产生的质量问
端墙式洞门 二次模筑衬砌 题,通过首件工程施工达到以下目的：
(1).施工组织检验：通过首件工程施工，确定人员、机械之间的最佳组合.
(2).收集数据：由首件工程确定在此施工工艺下各项技术指标的控制方法。总结出的技术参数作为指导大批量施工控制的依据。
三、首件工程总结
目前，K159+580—K159+570段初期支护首件工程已经完成，总结如下： （一）施工前准备
施工前按照设计图纸和有关规程规范要求,结合工程地质和气象水文条件,编制了首件工程施工组织设计。
1.熟悉施工图，认真做好图纸会审和技术交底工作.
2.根据施工坐标及设计提供的导线点，做好定位放线及水准点的引测并复核，将测量报告提交监理工程师审查.
（二）施工工艺
隧道为分离式隧道，本段隧道的初期（超前）支护主要支护形式为大管棚、超前小导管注浆、药卷锚杆、喷砼、钢筋网、型钢钢架等。
管棚钻孔采用管棚钻机,径向注浆、超前小导管、锚杆采用人工风枪或钻孔台车钻孔,洞内锚杆、钢筋网片在洞外加工运至洞内安装，注浆采用高压泵。格栅钢架在洞外场地加工,型钢拱架在洞外场地加工或选专业厂家制作，并试拼入洞.喷射砼支护采用湿喷机进行湿喷作业.
1. 系统锚杆
本段隧道拱部、边墙系统锚杆采用全螺纹锚杆，锚固是在锚杆孔成孔
后，用经充分湿润后的锚固药卷代替注浆而直接进行锚固。锚固是干燥的粉状水泥砂浆和粉状速凝剂混合物用特殊透水纸包裹成长条状，使其经水浸泡充分湿润后直接进行锚固。其特点是使用方便，工艺简单，施工速度快，但不能施加一定的预应力，且保证锚杆位于锚孔中央困难.锚杆钻孔位置及孔深必须准确；锚杆要除去油污、铁锈和杂质；锚杆体插入孔内不小于设计长度的95%。
1。1锚杆施工工艺为：
A、准备：凿岩台车就位，并接好供电、供水管线.
B、测量布眼:根据锚杆设计间距及围岩层理、节理分布实际情况，用油漆标出眼位。布眼时对层理及节理发育部位，需加密布设.
C、钻孔：用二臂液压钻孔台车钻孔,钻孔时钻杆垂直于岩面或层理面。 D、清孔及检查：用φ18弯头钢管通入高压风吹净孔中石屑及细小石块，利于浆液与岩壁充分接触,并检查孔深.
E、锚杆加工:采用Φ25螺纹钢，按设计尺寸下料。
F、药卷湿润：将药卷浸泡于洁净的水中,浸泡时间约为1～3分钟（具体时间按使用说明书），使药卷充分湿润但又不能凝固，其外观判断为手用轻捏柔软均匀.
G、药卷塞入：采用孔径略大于药卷的PVC管将药卷顶送入底部后，然后抽出PVC管,每节药卷按此方法送入,直至送入数量满足要求.H、锚杆插入:采用锤击或风动凿岩机将锚杆强制塞入锚孔中。
1.2施工注意事项：
A、钻孔，钻孔应垂直于岩石节理面，锚杆轴线应与岩体主结构面或
滑移面成较大角度相交。不得生搬硬套采用径向锚杆，并应视现场情况适当调整。
B、锚固药卷使用前必须检查锚固药包是否硬化失效。
C、锚固剂浸泡时间需严格控制，并经实验确定，既不能使药卷湿润完全，造成水泥砂浆未完全水化，也不能浸泡时间过长，造成锚固剂在锚杆插入前已凝固。
D、为使锚杆固定于锚孔中央,而使锚固剂均匀包裹于锚杆周围，可在锚固剂放入前安设限位器。
E、锚杆在未锚固前，其自重大,防止锚杆滑落伤人. F、砂浆未达到锚固强度前应严禁悬挂重物。 1。3改进措施：
1)宜先喷一层砼再安设锚杆。 2）锚杆露出长度不应大于喷层厚。
3）沿隧道周边直径向钻孔，但钻孔不宜平行于岩层层面。 4）药卷锚杆孔径大于杆体直径15mm。 2．钢筋网
钢筋网的铺设，可在岩面喷射一层砼后进行，如有锚杆则在锚杆安装后进行。隧道钢筋网预先在洞外制作，钢筋冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。安装搭接长度为1个网格，采用点焊焊接。钢筋网随受喷面铺设，与受喷面的间隙一般不小于3cm.与锚杆或其它固定装置连接牢固。
注意事项:
(1) 钢筋网使用前必须清除锈蚀。
（2) 钢筋网必须随受喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙宜为3cm。钢筋网的喷砼保护层厚度不得小于2cm。
(3) 钢筋网必须与锚杆或其他固定装置连接牢固，在喷射砼时钢筋网不得晃动.
3．钢架支撑
工字钢型钢钢架采用冷弯成型，钢架加工的焊接不得有假焊,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷.每榀钢架加工完成后放在水泥地面上试拼，周边拼装允许误差为±3cm，平面翘曲小于2cm.钢架在开挖或喷砼后及时架设。
3。1质量控制措施
安装前清除底脚下的虚碴及杂物。钢架安装允许偏差：钢架间距、横
向位置和高程与设计位置的偏差不超过±5cm，垂直度误差为±2。 钢架拼装可在开挖面以外进行,各节钢架间以螺栓连接,连接板密贴.沿钢架外缘每隔2m用钢楔或砼预制块楔紧。钢架底脚置于牢固的基础上。钢架尽量密贴围岩并与锚杆焊接牢固，钢架之间按设计纵向连接。
钢架与喷砼形成一体，钢架与围岩间的间隙用喷砼充填密实；各种形式的钢架全部被喷射砼覆盖。
3。2注意事项：
① 钢架支撑加工尺寸等必须符合设计要求。
②钢架支撑必须具有必要的强度和刚度，钢架的设计强度，必须保证能单独承受2～4cm高的松动岩柱重量，其形状必须与开挖断面相适。
③钢架连接板由螺栓连接牢靠。
④钢架必须按设计位置架设,钢架之间必须用纵向钢筋联结，拱脚必须放在牢固的基础上。钢架与围岩必须尽量靠近，但必须留2~3cm间隙做混凝土的保护层。当钢架和威严之间的间隙过大时必须设垫块。
⑤钢架必须垂直于隧道中线，横向允许偏差±5cm，钢架倾斜度应小于2°。拱脚标高不足时，不得用土石回填，而必须设置钢板进行调整,必要时可用混凝土加固基底.拱脚高度必须低于上半段面底线15—20cm,当拱脚处围岩承载力不够时,必须向围岩方向加大拱脚接触面积。
⑥当钢架喷射混凝土作为永久性支护结构时，钢架与围岩之间的间隙必须用喷射混凝土充填密实。间隙过大时,可用钢楔或混凝土楔块顶紧，其点数单侧不得少于8个.喷射混凝土必须由两侧拱脚向上对称喷射，并将钢架覆盖。
4. 喷射混凝土
为保证施工质量，减少回弹量，降低粉尘，提高一次喷层厚度，喷射混凝土采用湿喷作业.锚喷支护喷射混凝土，分初喷和复喷。初喷在开挖（或分部开挖)完成后立即进行，以尽早封闭暴露岩面，防止表层风化剥落。复喷混凝土在锚杆、挂网和钢架安装后进行,尽快形成喷锚支护整体受力，以抑制围岩变位。钢架间用混凝土喷平，并有足够的保护层。
4.1喷射混凝土前的准备工作：
受喷面的处理:喷射支护前去除表面浮土和欠挖部分，用高压风清除杂物和浮尘.
机电检查:喷前进行电气和机械设备检查和试运转.在受喷面，各种机
械设备操作场所配备充足照明及通风设备。控制喷层厚度标志的设置按照设计厚度利用原有部件如锚杆外露长度等，也可在岩面上打入短钢筋，标出刻度，做为标记。
喷咀与岩面的距离为80—120cm，太近太远都会增加回弹量。 喷射方向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以直径方向喷射;受喷面被钢架、钢筋网覆盖时,可将喷咀稍加偏斜，但不宜小于70°。如果喷咀与受喷面的角度大小，会形成混凝土物料在受喷面上的流动，产生凹凸不平的波形喷面，增加回弹量,影响混凝土的质量。
一次喷射厚度不宜超过10cm，过大会削弱混凝土颗粒间的凝聚力，使喷层因自重过大而大片脱落，或使拱顶处喷层与围岩形成空隙，如果一次喷射厚度过小，则粗骨料容易弹回。第二次喷至设计厚度，两层喷射的时间间隔为15～20min。影响喷层厚度的主要原因是混凝土的坍落度、速凝剂的作用效果和气温。
为提高工效和保证质量，喷射作业分片进行，一般分为 2米长，1。5米宽的小片。为防止回弹物附着在未喷的围岩面上而影响喷层与岩面的粘结力，按照从下往上施喷，呈现“S\"形运动；喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，力求喷出的混凝土层面平顺光滑。
四、出现问题及解决方案 1. 钢架拱脚悬空。
解决方案：严格控制拱脚部位超挖,必要时可用混凝土加固基底，拱脚下垫混凝土垫块。
2．初期支护背后有空洞。
解决方案：用与喷射混凝土同级别的混凝土回填密实。 3.喷射混凝土表面不平整。
解决方案：进行复喷，补喷平整，在以后施工中加以注意，杜绝再次发生。
4。锚杆打设角度不规范
解决方案：锚杆打设应垂直于岩面，在以后施工中严格控制锚杆打设角度,杜绝再次发生。
通过本次首件初期支护工程，我项目部充分认识到首件工程的重要性，为后续工作提供了可行性参数。
五、小结
总体来说，初期支护首件工程施工过程中，人员机械组织合理得当，初期支护符合要求,各项检测数据满足设计与规范要求。
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