下穿铁路专项施工方案.doc

山西省中部引黄工程
施工07标工程
SXSZBYHGC-JZ-TJ-024(2012)

14#施工支洞控制主洞段上游
穿天古崖隧道专项施工方案

中国水利水电第九工程局有限公司
2016年01月06日

山西省中部引黄工程施工07标 14#施工支洞控制主洞段上游穿天古崖隧道专项施工方案
目 录
1. 方案编制说明 1
2. 施工项目及负责人 1
3. 作业内容、地点和时间 1
4. 施工影响及限速范围 1
5. 设备变化 2
6. 施工方式及流程 2
6.1 概述 2
6.1.1 工程概况 2
6.1.2 交叉段布置 2
6.1.2.1 平面布置 2
6.1.2.2 竖向布置 2
6.1.3 水文资料 4
6.1.4 交叉段地质资料 5
6.1.4.1 截止目前已开挖洞段的地质情况 5
6.1.4.2 设计地质资料 5
6.1.4.3 已开挖洞段地质与设计地质资料对比情况 7
6.2 编制依据 7
6.3 工程量 8
6.4 交叉段断面设计 9
6.4.1 3#隧洞断面设计 9
6.4.1.1 开挖方式 9
6.4.1.2 支护方式 9
6.4.1.3 衬砌方式 9
6.4.2 天古崖隧道断面设计 10
6.5 开挖支护技术措施 10
6.5.1 静态破碎参数设计 10
6.5.2 施工工艺流程 11
6.5.3 施工工艺说明 11
6.5.3.1 施工准备 11
6.5.3.2 测量放线 12
6.5.3.3 钻孔 12
6.5.3.4 破碎剂施工（以下部分参数由厂家提供） 12
6.5.3.5 破碎剂膨胀开裂 14
6.5.3.6 液压锤和凿岩机破碎 14
6.5.3.7 出渣、清底 14
6.5.3.8 锚杆施工 14
6.5.3.9 钢拱架施工 16
6.5.3.10 挂网施工 16
6.5.3.11 喷射混凝土施工 17
6.5.3.12 注浆导管施工 18
6.6 施工排水 19
6.7 施工监测 20
6.8 底板垫层浇筑技术措施 20
6.8.1 混凝土施工 20
6.8.1.1 拌合及运输 20
6.8.1.2 混凝土浇筑 21
6.8.2 混凝土养护 21
6.9 衬砌混凝土浇筑技术措施 21
6.9.1 施工工艺流程 22

6.9.2 施工方法 22
6.9.2.1 钢筋施工 22
6.9.2.2 模板施工 22
6.9.2.3 预埋件施工 24
6.9.2.4 混凝土施工 24
6.9.2.5 混凝土面修整 24
6.9.2.6 混凝土养护 24
6.10 回填灌浆技术措施 24
6.10.1 设计参数 24
6.10.2 回填灌浆施工工艺流程 25
6.10.3 回填灌浆施工工艺 25
6.10.3.1 钻孔 25
6.10.3.2 灌浆分序 25
6.10.3.3 灌浆试验 25
6.10.3.4 灌浆 26
6.10.3.5 回填灌浆施工要点 26
6.10.3.6 回填灌浆注意事项 26
6.10.3.7 回填灌浆质量检查 27
7. 施工过渡方案 27
8. 施工组织 28
8.1 人力资源组织 28
8.2 机械设备组织 28
8.3 施工进度计划 29
9. 施工质量保障措施 29
10. 施工安全保障措施 30
11. 环境保护措施 31
11.1 防止粉尘、扬尘、废气污染大气 31
11.2 生活供水、水源保护及人群健康保护 31
11.3 废弃物处理 32
12. 施工防护办法 32
13. 列车运行条件 32
14. 验收安排 32
15. 附件 32

1. 方案编制说明
该专项施工方案根据2016年01月04召开的“山西引黄工程07标14#施工支洞控制主洞段下穿天古崖隧道施工方案评审会”形成的会议纪要要求进行修改。会议纪要相关内容详见附件。
2. 施工项目及负责人
施工项目：山西省中部引黄工程施工07标14#施工支洞控制主洞段上游（桩号：改47+990.0723~改48+056.3623）穿天古崖隧道工程。
项目负责人：根据《太原铁路局铁路营业线施工安全管理实施细则》（〔2012 〕512号）第3条规定，岢瓦线属于普通铁路中的其他线路，根据第14条的普通铁路施工等级划分标准为III级施工。根据第19条规定III级施工由分项目负责人（副）担当，本段工程施工项目负责人由山西中部引黄工程07标项目部常务副经理欧新成担当。
3. 作业内容、地点和时间
作业内容：3#隧洞改47+990.0723~改48+056.3623开挖支护；改48+013.1523~改48+033.152底板垫层素混凝土浇筑；改48+013.1523~改48+033.1523衬砌钢筋混凝土浇筑；改48+013.1523~改48+033.1523回填灌浆。
作业地点：3#隧洞改47+990.0723~改48+056.3623区域（共66.29m）。
作业时间：施工时间段：2016年05月20日~2016年11月01日；预计对天古崖隧道列车限行时间段（开挖支护阶段）：2016年05月20日~2016年09月29日。
4. 施工影响及限速范围
本工程属于下穿铁路施工，施工过程中需对既有铁路（天古崖隧道）进行监控量测，因此对铁路的影响主要为在监控量测阶段需限制列车在天古崖隧道范围内的通行。
铁路列车限行计划：根据工程施工进度计划，本工程于2016年05月20日00:00开始进行开挖支护施工，在每循环破碎锤破碎完成后对天古崖隧道进行一次监控量测，量测总计用时2h，第一次限行时间段为2016年05月21日16时10分~2016年05月21日18时10分，之后每隔一天均在该时间段（16时10分~18时10分，限行2h）限行一次，若在施工过程中因为监控量测的位移速度增大导致的监测频率加大根据铁路规范执行，在过程中调整，预计限行结束日期为2016年09月29日。
5. 设备变化
本工程未涉及。
6. 施工方式及流程
6.1 概述
6.1.1 工程概况
本标段工程位于总干3#隧洞的改47+140.05～总61+676.88桩号段，总长15.81km，坡比1/3000~1/3800，设计流量为21.17 m3/s，城门洞形断面，净宽4.0m，净高5.0m，直墙段高3.0m，设计水深3.48m，顶拱中心角180°，半径2.0m。
除主洞工程外还包含了14#～17#施工支洞，以及相应的临时工程等。
施工支洞为城门洞型，宽3.65m，高3.2m，且均为斜井。14#施工支洞总长491.3m，支洞坡比15.41%，支洞控制主洞段上游坡比为1/3800，支洞和主洞均采用无轨运输。
本标段与天古崖隧道交叉一次。天古崖隧道宽约6m。
6.1.2 交叉段布置
6.1.2.1 平面布置
本工程输水总干线3#隧洞由北向南布置，晋兴能源公司铁路岢瓦线天古崖隧道为东西走向。总干3#隧洞在桩号改48+023.1523处（由于我部变更过JD改2处转弯半径，与天古崖隧道相交桩号与原设计有变化）与天古崖隧道桩号K38+506. 76处交叉，交叉角度为125°。交叉段采用隧洞穿越，上下游各考虑约33m保护范围，交叉段总长66.29m，3#隧洞保护段桩号为改47+990.0723~改48+056.3623。
6.1.2.2 竖向布置
根据设计院提供的实测资料（我部于2015年12月29日会同监理对天古崖隧道进行复测，复测数据与设计资料相符，因此以下数据全部引用设计数据）：晋兴能源公司铁路岢瓦线天古崖隧道洞开挖底高程约为1028.15m，与之交叉的总干线3#隧洞洞项开挖高程为1013. 01m，总干线3#隧洞洞顶开挖高程距晋兴能源公司铁路岢瓦线天古崖隧道底开挖高程间距约15.14m。

6.1.3 水文资料
根据本工程区1970～2000地面气候资料统计，工程区内各气候要素分述如下：
（1）气温：多年平均气温7～10.9℃。
（2）降水：区内降水量分布不均，多年平均降水量为396.4～569.9mm，汛期降水量占全年的70％，最大月降水量多发生在7、8两个月。
（3）蒸发：区内20cm蒸发皿年蒸发量为1537.0～2195.6rnm。
（4）其它：初霜期10月上旬至11月上旬，终霜期3月下旬至4月上旬，无霜期179～201天左右，最大风速10～27m/s，最大冻土深79cm～131cm。
14#支洞洞口前方约150m有一小溪，另根据山西省中部引黄工程2014年度汛方案，设计提供的十年一遇洪峰流量为56m3/s。详见洪水计算成果：
表6-1 洪水计算成果表
部位
面积（km2）
河长（km）
比降（m/km）
洪峰流量（m3/s）
总干14#支洞
48.8
13.2
23.4
56
根据曼宁公式、计算水深，如下表所示：
表6-2 水深计算表
名称
水 深
底 宽
河道边坡坡比
过水面积
湿周
水力半径
糙率
河道比降
流速
流量
h(m)
b(m)
i1
A(m2)
χ(m)
R(m)
n
i2
V（m/s）
Q（m3/s）
14#支洞
1.800
8.00
3.52
15.32
11.74
1.30
0.05
0.0234
3.65
56.0

图6-1 洪水位典型断面图（单位：m）
即洪峰流量时水深1.8m，根据我部实测小溪底高程约为1061m，洪水位1062.8m，在洪水位处设置标尺，并标注鲜艳的颜色。洞口、生活区高程分别为1078.40m、1081.30m，已知十年一遇洪水不会对生活区、洞口安全造成影响，但生活区位于坡脚下，存在滑坡、泥石流等安全隐患。
由于14#支洞场地与村村通公路分别位于小溪两侧，我部拟埋设钢筋混凝土涵管，正常降雨时河水可从埋设的涵管流过，对施工无影响。
6.1.4 交叉段地质资料
6.1.4.1 截止目前已开挖洞段的地质情况
该段隧洞穿过奥陶系中统下马家沟组中段，围岩岩性为暗灰色厚层灰岩，中硬岩，节理裂隙较发育，15~30cm一组，裂隙微张开，1~3mm，充填岩屑，局部充填泥质物，围岩完整性差，局部不能自稳，掌子面干燥，为IV类围岩。
6.1.4.2 设计地质资料
3#隧洞改线段位于总干3#隧洞首部。起点为原线路桩号总45+868.42（改线桩号为改45+868.42），末端为原线路桩号总50+548.59（改线桩号为改51+818.81），改线段总长度5950.39m。桩号改45+868.42～改48+071.05地段洞轴线方向为S67.4°E，桩号改48+071.05～改51+818.81地段洞轴线方向为S12.1°W。
（1）工程地质条件
改线段起点桩号为改45+868.42，位于兴县天古崖水库下游约450m处岚漪河左岸，末端桩号为改51+818.81，位于兴县魏家滩镇去头村东约620m处。
隧洞沿线发育一条冲沟。沿线最高高程为1340m，最低点高程为1025m，相对高差约315m，为低中山区。隧洞大部分地段埋深小于300m，仅去头村东附近洞段埋深在300～330m之间。
该处发育的地层有奥陶系中统上马家沟组（O2s3）厚层灰岩夹薄层泥灰岩，主要分布于沟谷底部及两岸。奥陶系中统峰峰组下段（O2f1）厚层黄绿色～灰黄色泥灰岩，分布于沟谷底部及两岸；奥陶系中统峰峰组中段（O2f2）厚层青灰色灰岩，分布于沟谷底部及两岸。上覆上第三系上新统（N2）红褐色低液限粘土、胶结卵石混合土、钙质结核层，分布于沟谷两岸。第四系上更新统（Q3dp1）表层为淡黄色～黄褐色低液限粉土，分布于两岸山梁。
根据地质测绘及晋兴能源公司铁路苛瓦线天古崖隧道地质资料，改线段隧洞穿过的地层岩性有：奥陶系下统（O1）浅灰色、深灰色中—厚层白云岩，底部为约2m厚的钙质页岩；中统下马家沟组上段（O2x3）灰黑色、暗灰色厚层灰岩，底部为灰黄色泥灰岩，厚度不大于5m；中统下马家沟组中段（O2x2）灰黑色、暗灰色厚层灰岩夹灰黄色泥灰岩，泥灰岩厚度不大于5m；中统下马家沟组下段（O2x1）灰黄色泥灰岩、粉砂质泥灰岩；中统上马家沟组上段（O2s3）深灰色、灰黑色厚层灰岩夹泥灰岩、粉砂质泥灰岩；中统上马家沟组中段（O2s2）深灰色、灰黑色厚层灰岩、豹皮状灰岩；中统上马家沟组下段（O2s1）灰黄色泥灰岩、粉砂质泥灰岩夹薄层灰岩；中统峰峰组上段（O2f2）浅灰色、深灰色灰岩、细粒结晶灰岩；中统峰峰组下段（O2f1）灰黄绿色泥灰岩夹中一厚层灰岩。
该处断裂构造不发育，为单斜岩层，岩层产状N4°E/NW∠9°、N10°W/SW∠12°。主要发育两组节理裂隙：①N20°～50°W/NE∠75°~85°，裂隙面平直，宽度1～5mm，钙质充填，延伸一般3～8m，裂隙间距为0.5～2m；②N5°～35°W/ SW∠60°～85°，裂隙面平直，宽度0.5～1mm，钙质充填，延伸一般2～7m裂隙间距为1～3m。
工程区奥陶系中统地层岩溶较为发育，岩溶形态主要以溶蚀裂隙为主，伴有溶沟、溶槽、溶孔等，局部见溶洞。该段岩溶地下水位位于洞底以下。
（2）工程地质评价
桩号改47+370.42～改48+521.39地段：地面高程1050～1224m，隧洞埋深37～207m。洞身穿过的地层为奥陶系中统下马家沟组上段及中段，下马家沟组上段地层岩性为灰黑色、暗灰色厚层灰岩，底部为厚度不大于5m灰黄色泥灰岩；下马家沟组中段地层岩性为灰黑色、暗灰色厚层灰岩夹灰黄色泥灰岩，泥灰岩厚度不大于5m。岩溶地下水位位于洞底以下，可能存在层间水。隧洞开挖时有遇到溶洞的可能。
灰岩洞段，隧洞围岩为中硬岩，建议围岩单位弹性抗力系数K0=500～1000MPa/m，坚固系数fk=3～4，泊松比μ=0.26～0.29，变形模量E=5～7.5GPa。围岩工程地质分类为III类，围岩局部稳定性差，不及时支护可能产生塌方或变形破坏，建议喷混凝土、系统锚杆加钢筋网支护。
灰岩、泥灰岩接触部位洞段，隧洞围岩为软～中硬岩，建议围岩岩体单位弹性抗力系数K0=100～300MPa/m，坚固系数fk=1～2.5，泊松比μ=0.32～0.35，变形模量E=0.5～2GPa。围岩工程地质分类为Ⅳ类，围岩不稳定，自稳时间很短，规模较大的各种变形和破坏都可能发生，建议喷混凝土、系统锚杆加钢筋网，刚性支护，并浇筑混凝土衬砌。
泥灰岩隧洞围岩为软～较软岩、基岩强风化洞段围岩岩体破碎，隧洞围岩为软～较软岩，建议围岩单位弹性抗力系数K0=50～100MPa/m，坚固系数fk=0.5～1，泊松比μ=0.35～0.45，变形模量0.05～0.5GPa。围岩工程地质分类为V类，围岩极不稳定，不能自稳，变形破坏严重，建议喷混凝土、系统锚杆加钢筋网，刚性支护，并浇筑混凝土衬砌。
桩号改48+23.1523处3#隧洞与天古崖隧道相交叉，铁路保护范围桩号为改47+990.0723～改48+056.3623，该段隧洞穿过下马家沟组中段灰黑色、暗灰色厚层灰岩。两洞之间围岩为灰岩，分布一层泥灰岩，泥灰岩位于3#隧洞洞顶以上4～8m，建议该段围岩工程地质分类按Ⅳ类考虑。由于两洞之间围岩厚度不是很大，且隧道开挖时对岩体的完整性有一定影响，采取放小炮、及时支护（包括二次支护）等工程措施。
6.1.4.3 已开挖洞段地质与设计地质资料对比情况
设计提供的施工地质资料与我部目前开挖揭露的围岩情况基本吻合。
6.2 编制依据
（1）《山西省中部引黄工程施工07标合同文件》（合同编号：SXSZBYHGC-JZ-TJ-024（2012））；
（2）《山西省中部引黄工程施工07标施工组织设计》；
（3）《水利水电工程锚喷支护技术规范》（SL377-2007）；
（4）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；
（5）《水工建筑物地下开挖工程施工规范》（SL378-2007）；
（6）《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2015）；
（7）《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ 204-2008）；
（8）《铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB 10413-2003）；
（9）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T 5148-2012）；
（10）《铁路营业线施工安全管理办法》（铁运〔2012〕280号）；
（11）《太原铁路局铁路营业线施工安全管理实施细则》（太铁师〔2016 〕62号）；
（12）《无声破碎剂》（JC 506-2008）；
（13）《山西省中部引黄工程输水总干线穿越晋兴能源公司铁路岢瓦线天古崖隧道方案》；该方案设计院仅提供复印件，并且未以正式文件下发，为便于后期结算与竣工验收等工作，请设计（或监理、业主）以正式文件下发此方案；
（14）14#施工支洞控制主洞段围岩鉴定表；
（15）招标图纸、设计图纸；
（16）《设计修改通知单》（502S-462-07B-01-2015）。
6.3 工程量
预计工程量如下表所示，结算时以现场监理、业主签证工程量为准。
表6-3 工程量统计表
序号
项目名称
规格/型号/类别
部位
单位
工程量
一
总干3#隧洞穿天古崖隧道保护段（改48+013.1523~改48+033.1523）
（一）
开挖工程（66.29m）
1
石方洞挖
Ⅳ类围岩

m3
1742.58
（二）
支护工程

1
喷混凝土
Ⅳ类围岩C25厚120mm
顶拱
m3
59.73
侧墙
m3
54.74
2
钢筋挂网
IV类围岩Φ8@150mm×150mm

t
5.096
3
系统锚杆
Ⅳ类围岩 Φ25长2m间距1m梅花形布置

根
436
4
钢拱架
IV类围岩18a工字钢

t
50.459
5
连接筋
IV类围岩Φ20

t
2.703
6
锁脚锚杆
IV类围岩Φ25 L=2.5m

根
1064
7
超前小导管
IV类围岩，双层Ф42热轧钢管，长3.5m，间距0.3m

根
1768
超前小导管注浆进尺

m
5304
（三）
底板垫层混凝土（20m）
1
素混凝土
C15厚300mm
底板
m3
29.40
（四）
衬砌工程（暂按20m计）
1
钢筋混凝土
Ⅳ类围岩C25厚330/350mm
顶拱
m3
44.44
边墙
m3
40.99
底板
m3
32.29
2
钢筋制安
Ⅳ类围岩

t
13.97
（五）
灌浆工程（暂按20m计）
1
回填灌浆
IV类围岩

85.522
（六）
止水工程
1
橡胶止水带
岩洞651型

m
16.90
2
高密度聚乙烯闭孔泡沫板
岩洞 厚20mm

m2
5.49
3
沥青砂浆
缝宽20mm填入深度30mm

m3
0.010
（七）
永久监测工程
1
渗压计

支
4
2
应变计

支
8
3
锚杆应力计

支
5
4
位移计

支
3
5
钢筋计

支
10
6
测缝计

支
3
7
收敛计

台
1

6.4 交叉段断面设计
6.4.1 3#隧洞断面设计
总干3#隧洞穿越段全长66. 29m。隧洞为岩石洞段，设计为IV类围岩，采用城门洞形断面。洞净宽4.0m，净高5.0m，直墙段高3.0m，设计水深3.48m，顶拱中心角180°。
6.4.1.1 开挖方式
开挖断面同我标段其他洞段IV类围岩相同，根据设计院建议的三种施工方案（分别为常规爆破方案、静态爆破方案、微振动控制爆破方案），结合现场实际情况，我部拟定该段采用静态破碎法开挖，可最大程度减小对天古崖隧道的影响。
6.4.1.2 支护方式
（1）钢拱架采用I18工字钢，拱架间距按0.5m布置，并在天古崖隧道与3#隧洞相交点上下游各10m范围内底部增加底梁（该段（20m）底板超挖30cm，用于安装底梁，并浇筑30cm厚的C15混凝土垫层回填覆盖）。
（2）喷C25混凝土12cm厚。
（3）顶拱和侧墙挂φ8钢筋网（150×150mm）。
（4）顶拱范围内设φ25系统锚杆，长2m，间排距1m，梅花型布置。
（5） 顶拱范围内设双层φ42注浆导管（原设计为φ40导管，后经过我部与设计沟通，在热轧钢管标准规格内并无φ40钢管，经设计同意后更改为φ42（外径）热轧钢管，壁厚3mm），第一层（下层）小导管倾角5°~10°，第二层（上层）小导管倾角30°~35°。小导管环向间距30cm，长3.5m，搭接长度不小于1m，外露长度为0.5m，即每2m一循环，每循环52根，导管注浆材料为水泥浆，水灰比为0.5:1.0（重量比）。
6.4.1.3 衬砌方式
全断面C25钢筋混凝土衬砌，衬砌厚33cm/35cm（边墙、顶拱33cm，底板35cm），顶拱100°范围内回填灌浆，灌浆压力0.3MPa。
开挖、支护、衬砌见下图。
6.4.2 天古崖隧道断面设计
天古崖隧道开挖、支护、衬砌断面见下图。

图6-2 天古崖隧道（3#隧洞上方段）断面图（单位：cm）
6.5 开挖支护技术措施
保护段采用静态破碎法全断面开挖，待破碎剂将岩石开裂后，采用破碎锤和凿岩机对岩石进行破碎，再用装载机装自卸汽车出渣。开挖破碎进尺均控制在1m内，开挖钻孔前采用双层超前小导管超前支护，开挖一轮支护一轮。
6.5.1 静态破碎参数设计
洞内石方开挖根据实际围岩及静态破碎效果及时优化调整参数，初步拟定参数详见下图。

6.5.2 施工工艺流程

图6-3 开挖支护施工工艺流程图
说明：对于3#隧洞和天古崖隧道的监控量测均安排在液压锤和凿岩机破碎工序之后进行，因此无论监测结果是否合格，均应对已开挖隧洞进行一次支护。但若监测不合格的情况下，在支护完成后不得进行下一循环的施工，并根据实际情况对隧道进行加固等处理，还需限制列车在天古崖隧道内的通行。
6.5.3 施工工艺说明
6.5.3.1 施工准备
在石方洞挖施工前，要做到人员到位，机械正常运行，洞内风、水、电通畅合理，技术员作好技术交底。
6.5.3.2 测量放线
开挖前由测量人员使用激光全站仪按照施工图纸进行施工放样。按静态破碎设计放出破碎孔点位，并用红漆标记。在支护之前，每隔5m间距进行一次断面测量。每个月进行一次洞轴线及坡度的全面检查、复测，确保测量控制工序质量。同时，随洞室开挖、支护进度，每隔50m在两侧洞壁设一桩号及高程标志。
6.5.3.3 钻孔
钻孔采用YT28型气腿式凿岩机，钻头直径为40mm，由熟练的风钻技工严格按照静态破碎设计图进行钻孔作业。各钻手分区、分部位定人定位施钻，实行钻手作业质量经济责任制。每排炮孔按“平、直、齐”的要求进行控制。周边孔偏差不得大于5cm，其它破碎孔孔位偏差不得大于10cm。钻眼完成后，由技术员按破碎孔布置图进行检查并做好记录，有不符合要求的破碎孔应重新进行钻孔。钻孔完成后，还应用高压风将孔内余水和余渣吹洗干净，保证钻孔孔内和孔旁洁净。

图6-4 钻孔示意图
6.5.3.4 破碎剂施工（以下部分参数由厂家提供）
（一） 准备工作
（1）跟据当地气温、药剂温度、拌水温度、岩石温度、是否与要求相符合；检查药剂包装是否破损。
（2）操作前请确定已准备好以下材料物品：1）药剂；2）高强长纤维纸袋；3）洁净水；4）水桶、拌和盆；5）捅棍；6）防护眼镜；7）橡胶手套；8）备用洁净水和毛巾。
（3）药剂的选择：本工程属于地下隧道施工，洞内温度在10~20℃之间，根据《无声破碎剂》（JC 506-2008）规范，选用SCA—II型破碎剂，其各龄期的膨胀压力如下表所示。
表6-7 各龄期的膨胀压
型号
试验温度（℃）
等级
膨胀压（MPa）
8h
24h
SCA—II
25±1
优等品
≥20.0
≥45.0
（二） 拌制和灌装
由于本隧洞工程为水平钻孔，使用比钻孔直径略小的高强长纤维纸袋装入药剂，一次拌合按4min装药需要的药卷数量（从药剂加入拌合水到灌装结束，这个过程的时间不能超过5min），放在盆中倒入洁净水完全浸泡，水和药剂的比例为0.3：1（重量比），50秒左右药卷充分湿润、完全不冒气泡时，取出药卷从孔底开始逐条装入并用捅棍捅紧，密实地装填到孔口，装药顺序为由下至上分区进行，为防止装药过程中发生冲孔现象，在拌合水中加入抑制剂，延长药剂前期反应时间，最后孔口用炮泥封堵，封堵长度为10cm。
（三）安全措施和注意事项
（1）无关人员不得进入施工现场。
（2）整个灌装过程必须使用配戴防护眼镜（防尘防冲击型PVC护目镜）。施工人员未戴防护眼镜操作属安全违章。发生冲孔是正常现象，是不可预见和不可完全控制的，冲孔时药剂温度较高且有腐蚀性，冲入眼内可能会对角膜造成严重损害。冲孔产生的原因较多，大致有以下几种：
1）操作人员操作不当。包括药剂已经发热冒气仍在灌装等，装填不密实有空气隔层等；
2）温度控制不当。气温高时，拌和水、药剂、钻孔孔壁温度控制不当、抑制剂药量不够，致使药剂反应过快等；
3） 钻头选用不当，钻孔直径过大等。
因此，为避免发生冲孔，就应对以上原因进行检查和防范。
（3）在药剂灌入钻孔到岩石或混凝土开裂前，不可将面部直接近距离面对已装药的钻孔。药剂灌装完成后，盖上麻袋或草席，远离装灌点。观察裂隙发展情况时应更加小心。此外施工现场应专门备好清水和毛巾，冲孔时如药剂进入眼内和皮肤上，应立即用清水冲洗，情况严重者立即送医院清洗治疗。
（4）在破碎工程施工中需要改变和控制反应时间，必须依照厂家规定加入厂家生产或提供的抑制剂和促发剂，并按厂家的要求配制使用，严禁擅自在破碎剂中加入其他任何化学物品。
（5）刚钻完孔和刚冲孔的钻孔，孔壁温度较高，应确定温度正常符合要求并清洗干净后才能继续装药。
（6） 破碎剂运输和存放中应防潮。开封后请立即使用。如一次未使用完，应立即紧扎袋口，需用时再开封。
6.5.3.5 破碎剂膨胀开裂
药剂反应的快慢与温度有直接的关系，温度越高，反应时间越快，反之则慢。本工程隧道内温度一般在15℃左右，药剂反应时间较慢，大约为22h。
6.5.3.6 液压锤和凿岩机破碎
待破碎剂将岩石完全开裂后，采用破碎锤对开裂的岩石进行破碎，同时为保证隧洞的周边轮廓成型效果，周边采用凿岩机破碎。

图6-5 破碎锤破碎示意图

6.5.3.7 出渣、清底
破碎后的洞渣采用装载机装运至停靠在掌子面附近错车道内的10t自卸汽车后直接运输至洞外指定弃渣场弃渣。

图6-6 出渣示意图
6.5.3.8 锚杆施工
（一） 材料
（1）按照施工图纸要求，选用II级φ25高强度螺纹钢筋，系统锚杆长2m，锁脚锚杆长2.5m。
（2）水泥：强度不低于32.5的普通硅酸盐水泥。
（3）砂：采用最大粒径小于2.5mm的中细砂。
（4）水泥砂浆：注浆锚杆水泥砂浆的强度等级不低于M20。水泥砂浆的配比应经试验确定，在无特殊要求的情况下可在以下配比（重量比）范围内选取：
水泥：砂=1：1~1：2
水泥：水=1：0.38~1：0.45
（5）在注浆锚杆水泥砂浆中添加的速凝剂和其它外加剂，其品质不得含有对锚杆产生腐蚀作用的成分。
（二） 钻孔
（1）锚杆采用手风钻造孔。
（2） 锚杆孔位在自制的钢架台车上进行，系统和锁脚锚杆的孔位应垂直洞室周边设计的轮廓线。

图6-7 锚杆施工示意图
（三）锚杆的安装及注浆
（1）注浆：注浆管应插到孔底，然后退出50～100mm开始注浆，注浆管随砂浆的注入缓慢匀速拔出，使孔内填满砂浆。
（2）安装：锚杆孔注满砂浆后应及时插入锚杆体，插送方向要与孔向一致，插送过程中要适当旋转（人工扭送或管钳扭转）；插送速度要缓、均，有“弹压感”时要作旋转再插送，尽量避免敲击安插，锚杆体插入后，在孔口处用铁锲固定并封闭孔口。
（3）安装完成的锚杆外露长度为10~15cm。
（4）浆液一经拌和应尽快使用，拌和后超过规范规定使用时间的浆液应予以抛弃。
（5）无论因任何原因发生灌浆中断，应取出灌浆管，并用压力水在30min内对灌浆孔进行冲洗。如果在安装锚杆时发现钻孔被部分填塞，应重新打钻到规定的深度。
（6）在砂浆强度达到设计要求之前，不得敲击、碰撞或牵拉锚杆。
6.5.3.9 钢拱架施工
（一） 钢拱架制作
保护段钢拱架采用I18工字钢制作。钢拱架制作结合开挖后的洞身断面尺寸制作，在加工厂内用型钢拱架冷弯机加工制作，制作前按1:1比例放样，设立1:1胎模的工作台，钢拱架按顶拱和两侧立柱分段加工，如施工运输困难，顶拱段可分段加工，分段数量不得多于3段，顶拱90°范围内不得设接口。
（二） 钢拱架安装
（1） 钢拱架的安装间隔距离为0.5m。
（2）钢拱架各段之间的连接可采用连接板焊接或肋板对接，拼装后的钢拱架应具有整体性，且每榀钢拱架应保持在同一平面上，并与洞轴线垂直，柱脚应置于完整岩石上，如现场无此条件，则应在垫板与底板之间加设平面尺寸为300×300mm的C25混凝土垫墩，高度≥200mm。
（3） 钢拱架采用先拱后墙再底法施工，钢拱架的架设在隧洞初喷混凝土后进行，钢拱架应与初喷混凝土紧密接触，与围岩之间的空隙应立即用喷射混凝土充填，当拱架与初喷混凝土之间有较大的间隙时，要设骑马垫块楔紧，钢架与初喷混凝土（或垫块）之间的间隙不大于50mm，间隙必须用喷射混凝土喷填。钢架架设后要尽快喷射混凝土将钢架全部覆盖，使钢架与喷射混凝土共同受力，对于塌方部位空腔可根据实际情况特殊处理。
（4）钢拱架与洞壁设φ25锁脚锚杆固定，锚杆布设方向垂直于开挖面，数量为8根，锚杆长度L=2.5m；相邻钢拱架采用φ20纵向联系筋连接（底梁部分同样包含联系筋），沿断面均匀布设，间距1m，联系筋与钢拱架应可靠焊接。为增强拱架的整体稳定性，要将钢架和系统锚杆焊接在一起。
（5）钢拱架安装允许偏差：横向间距和高程为±50mm，垂直度为±2°。
6.5.3.10 挂网施工
（1）钢筋挂网在加工厂内制作完成，挂网钢筋为φ8钢筋，网孔尺寸150×150mm。
（2）挂网安装时与钢拱架和连接筋焊接，网片之间同样需要搭接焊接，搭接时纵横钢筋网应对齐，搭接长度不得小于200mm。
6.5.3.11 喷射混凝土施工
（一） 施工准备
（1）清除开挖面的浮石、坡脚的石渣和堆积物，处理完成洞室挖除欠挖部分。安设工作平台，用高压风水枪冲洗喷面，对遇水易潮解的泥化岩层，采用高压风清扫岩面。埋设控制喷射砼厚度的标志（可用打入岩石或焊接在网片上的外露钢筋标示），作业区应具有良好的通风和充足的照明设施。
（2）喷射作业前，对施工机械设备，风、水管路和电线等进行全面检查和试运行。
（3）做好掌子面抽排水准备工作。
（4）准备好混凝土试块取样模具，做好取样准备工作。
（二）混凝土喷射
初步拟定喷射混凝土配合比如下，在施工过程中，可能会因原材料的变化而做适当调整。
表6-11 C25喷射混凝土配合比（每m3材料用料kg）
水泥
水
砂
碎石
速凝剂
383
180
620
1210
22.98
说明：
1、混凝土设计强度为C25，水泥等级P.0 42.5；
2、配合比设计时砂石骨料为干料。
（1）C25喷混凝土厚度为12cm，开挖完成后应立即初喷5cm厚混凝土。喷射混凝土时对作业面进行分区，分区长度在4～6m。喷射混凝土时，喷头与受喷面应垂直，并保持 0.6～1.0m的喷射距离，以减少回弹率和粉尘浓度。
（2）开始向钢筋网喷射混凝土时，适当减少喷头至受喷面的距离，可提高喷射混凝土料流的冲击力，迫使受喷面上的混凝土挤入钢筋背面，以保证钢筋挂网与壁面之间的混凝土充填密实。
（3）素喷混凝土一次喷射厚度：掺速凝剂时不宜超过100mm；不掺速凝剂时不宜超过70mm。
（4）分层喷射时，后一层喷射应在前一次喷射混凝土终凝后进行。若终凝1h 后再次喷射时，应用风水清洗前一次喷层表面后再进行后一次喷射作业。
（5）两次循环作业的喷射混凝土应有200mm搭接长度，搭接部位的起伏差应控制在允许范围之内。喷射混凝土表面应平整，其平均起伏差应控制在100mm以内。
（6） 喷射作业紧跟工作面时，下一工作循环的放炮时间，应在前一循环喷射混凝土终凝3h 后进行。
（7） 混凝土养护：终凝2h后应开始喷水养护，养护时间不少于7 d。

图6-8 混凝土喷射示意图
6.5.3.12 注浆导管施工

导管
制作
灌浆机具检查
制 浆
注浆导管施工工艺流程如下图所示。

压水检查
联接注浆管路

安装导管
注浆
钻孔
准备工作

不合格

图6-9 注浆导管施工工艺流程图
（1）制作：注浆导管的钢管（开孔管）采用φ42热轧钢管，单根钢管长3.5m。导管加工在加工厂内进行，先将导管一端做成尖形，导管中间部位钻直径为8mm的溢浆孔，呈梅花形布置，间距为15cm，末端焊环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管联接。

图6-10 注浆导管成品图
（2）钻孔、安装：超前小导管采用双层布置，第一层（下层）小导管倾角5°~10°，第二层（上层）小导管倾角30°~35°，环向间距30cm。导管钻孔前，先按施工图纸进行孔位测量放样，孔位测量做到位置准确，位置偏差小于5cm，钻孔严格按放样进行，避免造成串孔，影响注浆效果。采用手风钻钻孔，按照设计要求方向钻孔，钻孔孔径比导管大20mm～30mm。钻孔完成后，先用高压风（或水）清孔。导管采用人工安装，均在自制的钻爆台车上施工。
（3）注浆：导管注浆材料为水泥浆，水泥砂浆水灰比：0.5：1.0（重量比），配置好的砂浆应在规定的时间内注完，随配随用。