隧道護(hù)拱套拱施工綜合技術(shù)方案一、工程概況與地質(zhì)條件分析1.1項(xiàng)目基本參數(shù)本隧道工程為雙洞六車道高速公路隧道，設(shè)計(jì)時速100km/h，建筑界限凈寬14.5m，車道寬度為3.75m×3，路緣帶寬度左側(cè)0.5m、右側(cè)1m，兩側(cè)預(yù)留檢修道左側(cè)0.5m、右側(cè)1m，限高5m。隧道全長190米，起訖樁號K106＋510－K106+700，進(jìn)出洞口段設(shè)計(jì)圍巖級別均為Ⅴ級。隧道區(qū)地層主要為第四系殘坡積含碎石粉質(zhì)黏土、含黏性土碎石及侏羅系高塢組晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，呈巨厚狀結(jié)構(gòu)，具黃鐵礦化，巖質(zhì)堅(jiān)硬。1.2水文地質(zhì)特征隧址區(qū)域中部溝谷常年有少量流水，水流速度和流量受季節(jié)控制明顯。地下水主要為基巖裂隙水，鉆探顯示地下水位埋深低于隧道設(shè)計(jì)標(biāo)高，對隧道圍巖穩(wěn)定性影響較??；雨季時洞內(nèi)可能會產(chǎn)生滴水或滲水現(xiàn)象。洞口地形地貌顯示坡體植被發(fā)育，基巖裸露，主要為強(qiáng)-中風(fēng)化凝灰?guī)r，坡體上覆殘破積物，厚約1m，下伏強(qiáng)-中風(fēng)化凝灰?guī)r。1.3設(shè)計(jì)概況隧道洞口段采用φ108管棚，長30m，環(huán)向間距40cm。套拱設(shè)計(jì)為C30混凝土結(jié)構(gòu)，厚度1m，長度2m，內(nèi)安裝3榀I20a工字鋼架（軟質(zhì)圍巖或土質(zhì)地質(zhì)安裝4榀），間距0.8m，作為安裝Φ127孔口管的支架結(jié)構(gòu)。管棚采用Φ108×6mm熱軋無縫鋼管，節(jié)長3m和6m，環(huán)向間距40cm，注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿，水灰比0.5:1，注漿壓力0.5~1MPa。二、施工總體部署2.1施工分區(qū)劃分采用"三區(qū)四段"施工組織模式，具體分區(qū)如下：超前加固區(qū)：管棚工作室及導(dǎo)向墻施工段，配備管棚鉆機(jī)、注漿設(shè)備及地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)主體施工區(qū)：套拱結(jié)構(gòu)施工作業(yè)面，設(shè)置型鋼加工區(qū)、模板堆放區(qū)及混凝土澆筑作業(yè)面輔助作業(yè)區(qū)：材料加工、混凝土拌合及棄渣場，配置鋼筋彎曲機(jī)、切斷機(jī)、拌合站等設(shè)備2.2施工隊(duì)伍配置根據(jù)工程特點(diǎn)配置專業(yè)施工隊(duì)伍，具體如下：管棚施工隊(duì)：15人，負(fù)責(zé)管棚鉆孔、安裝及注漿作業(yè)鋼結(jié)構(gòu)施工隊(duì)：20人，負(fù)責(zé)型鋼拱架加工、安裝及連接加固模板工程隊(duì)：18人，負(fù)責(zé)模板制作、安裝及拆除作業(yè)混凝土工程隊(duì)：22人，負(fù)責(zé)混凝土拌合、運(yùn)輸、澆筑及養(yǎng)護(hù)監(jiān)控量測組：5人，負(fù)責(zé)圍巖變形監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析2.3主要設(shè)備配置設(shè)備類型規(guī)格型號數(shù)量主要用途管棚鉆機(jī)ZDY3500LPS2臺Φ127管棚施工雙臂掘進(jìn)臺車S2811臺套拱基坑開挖濕噴機(jī)TK9612臺初期支護(hù)噴射混凝土注漿泵ZBYS50/1503臺管棚注漿及圍巖加固地質(zhì)雷達(dá)RIS-K21套超前地質(zhì)預(yù)報(bào)全站儀TCRA1201+萊卡水準(zhǔn)儀1套施工測量及監(jiān)控量測混凝土輸送泵HBT602臺混凝土澆筑鋼筋加工設(shè)備套1鋼筋切斷、彎曲、焊接三、施工關(guān)鍵技術(shù)與工藝流程3.1施工準(zhǔn)備工作3.1.1測量放樣采用全站儀按設(shè)計(jì)坐標(biāo)精確測放隧道中線及套拱輪廓線，每5米設(shè)置一組控制樁。套拱施工前需測定洞口邊仰坡開挖邊界，放出套拱基礎(chǔ)開挖線，并設(shè)置臨時水準(zhǔn)點(diǎn)，測量精度符合《工程測量規(guī)范》要求。測量放樣完成后，應(yīng)繪制測量成果圖，報(bào)監(jiān)理工程師審核確認(rèn)。3.1.2套拱基礎(chǔ)處理套拱基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)形式，基礎(chǔ)尺寸為長（平行中線方向）2m×寬（垂直中線方向）1m×深1m，采用C30混凝土澆筑。施工前先清除表面浮土及松散巖體，開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，對基底進(jìn)行壓實(shí)處理，壓實(shí)度不小于90%?；椎刭|(zhì)不良時，應(yīng)采用碎石墊層或注漿加固處理，確?；A(chǔ)承載力滿足設(shè)計(jì)要求。3.2套拱施工工藝3.2.1套拱環(huán)形槽開挖采用挖掘機(jī)配合人工開挖套拱環(huán)形槽，槽寬1.5m，預(yù)留核心土，保證洞口安全。開挖過程中應(yīng)嚴(yán)格控制開挖輪廓線，避免超挖或欠挖。石質(zhì)圍巖地段如需爆破，應(yīng)采用淺孔弱爆破技術(shù)，周邊眼間距40~50cm，裝藥集中度0.15~0.2kg/m，確保開挖面平整。開挖完成后，及時對槽壁進(jìn)行噴射混凝土臨時支護(hù)，厚度5~8cm。3.2.2型鋼拱架制作與安裝拱架加工：I20a工字鋼在加工廠按設(shè)計(jì)弧度分節(jié)加工，每節(jié)長度3~4m，采用數(shù)控切割下料，確保尺寸精度。拱架連接板采用20mm厚鋼板，鉆φ22螺栓孔，孔位偏差不大于1mm。安裝工藝：基礎(chǔ)處理：采用C25混凝土找平，設(shè)置Φ22定位錨桿（L=2.5m，間距1.5m）吊裝就位：使用汽車吊將拱架節(jié)段吊裝到位，臨時支撐固定，采用全站儀校正拱架位置、高程及垂直度連接固定：節(jié)段間采用M20高強(qiáng)度螺栓連接，每個接頭不少于8套螺栓，同時進(jìn)行焊接加固，焊縫高度不小于8mm縱向連接：拱架間采用Φ22鋼筋連接，環(huán)向間距0.8m，形成整體受力結(jié)構(gòu)3.2.3導(dǎo)向管安裝工字鋼與127×4mm孔口管用Φ22鋼筋固定在工字鋼拱架上，作為管棚導(dǎo)向管。導(dǎo)向管安裝應(yīng)滿足以下要求：仰角1度，誤差控制在±0.3°以內(nèi)環(huán)向間距40cm，合計(jì)51根，每根長度2m采用全站儀精確測設(shè)導(dǎo)向管位置，確保管棚施工精度導(dǎo)向管與型鋼拱架采用焊接固定，焊縫長度不小于10cm安裝完成后進(jìn)行復(fù)核測量，偏差超過設(shè)計(jì)要求時應(yīng)重新調(diào)整3.2.4模板系統(tǒng)施工模板設(shè)計(jì)：采用組合鋼模板，面板厚度6mm，背楞采用[10槽鋼，間距50cm。模板分塊制作，每塊重量不超過50kg，便于人工搬運(yùn)安裝。安裝工藝：內(nèi)模采用15mm厚竹膠板+5×10cm方木背楞+Φ48滿堂腳手架支撐體系，立桿間距60×60cm，步距120cm外模采用定制鋼模板，采用Φ20對拉螺栓固定，間距60×80cm，螺栓中部設(shè)置止水環(huán)模板接縫處粘貼5mm厚海綿條，拼縫錯臺控制≤2mm模板安裝完成后，檢查其位置、標(biāo)高、垂直度及穩(wěn)定性，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行混凝土澆筑3.2.5混凝土施工配合比設(shè)計(jì)：C30混凝土，水泥采用P.O42.5R，摻加8%粉煤灰+6%硅灰，坍落度控制在180±20mm，初凝時間≥6h，終凝時間≤12h。澆筑工藝：采用輸送泵分層澆筑，每層厚度≤30cm，澆筑順序由下向上、由兩側(cè)向中間對稱進(jìn)行振搗棒插入間距≤50cm，振搗時間30~40s，直至混凝土表面泛漿、不再下沉、無氣泡溢出混凝土澆筑連續(xù)進(jìn)行，間歇時間不超過2h，超過時按施工縫處理施工縫處應(yīng)鑿毛處理，清除浮漿及松動石子，灑水濕潤后鋪20mm厚同配比水泥砂漿養(yǎng)護(hù)措施：澆筑完成后12h內(nèi)覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期≥14天洞內(nèi)溫度保持在5~30℃，低于5℃時采取保溫措施混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa前，不得承受荷載3.3管棚施工工藝3.3.1鉆孔作業(yè)采用管棚鉆機(jī)套管跟進(jìn)法施工，每循環(huán)進(jìn)尺1.5米，開孔時低速鉆進(jìn)，待鉆頭進(jìn)入基巖2m后正常鉆進(jìn)。鉆孔過程中采用測斜儀實(shí)時監(jiān)測鉆孔偏斜度，允許偏差≤15cm/30m，發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整。終孔后采用高壓風(fēng)清孔，清除孔內(nèi)巖粉及碎屑，清孔時間不少于5min。3.3.2鋼管安裝鋼管采用機(jī)械頂進(jìn)法安裝，節(jié)間采用絲扣連接+焊接雙保險，絲扣連接長度≥15cm，焊接時兩管軸線偏差≤2mm，焊縫寬度≥8mm。鋼管安裝前檢查其直線度、管口平整度，不合格者進(jìn)行校直或切割處理。鋼管安裝完成后，進(jìn)行孔口密封處理，采用速凝混凝土封堵管棚與導(dǎo)向管之間的間隙。3.3.3注漿施工采用分段注漿工藝，前段（0~10m）注入水泥漿，中段（10~20m）注入水泥-水玻璃雙液漿，尾段（20~30m）注入純水泥漿。水泥-水玻璃雙液漿配合比為水泥漿:水玻璃=1:0.5（體積比），水泥漿水灰比0.5:1，水玻璃濃度35Be'，模數(shù)2.4。注漿壓力控制在0.5~1MPa，注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為：注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值并穩(wěn)定10min，進(jìn)漿量小于5L/min。注漿過程中做好記錄，包括注漿時間、壓力、注漿量等參數(shù)，繪制注漿曲線，分析注漿效果。3.4防排水系統(tǒng)施工3.4.1排水結(jié)構(gòu)環(huán)向排水盲管：Φ100mm透水管，環(huán)向間距5m，設(shè)置在噴射混凝土與防水層之間，采用專用卡子固定。縱向排水盲管：Φ150mm雙壁波紋管，沿兩側(cè)邊墻底部設(shè)置，坡度2‰，通過三通與環(huán)向盲管連接。排水橫通道：每50米設(shè)置一處Φ800mm橫向排水管，連接洞內(nèi)排水溝與洞外排水系統(tǒng)。3.4.2防水施工基面處理：噴射混凝土表面平整度≤5cm/2m，尖銳物打磨處理，凹坑采用同級混凝土修補(bǔ)。防水層施工：采用1.5mm厚EVA防水板（復(fù)合土工膜），熱熔焊接工藝，搭接寬度10cm，搭接縫采用雙焊縫，寬度10mm，中間留空腔用于充氣檢測。焊縫檢測：采用真空檢測法，負(fù)壓≥25kPa，保持30s無氣泡為合格；充氣檢測壓力0.2MPa，保持15min壓力下降≤10%為合格。止水帶安裝：中埋式橡膠止水帶（寬度30cm），采用鋼筋卡固定，安裝位置偏差≤3cm，接頭采用熱硫化焊接，搭接長度≥10cm。四、監(jiān)控量測與質(zhì)量控制4.1監(jiān)控量測體系4.1.1必測項(xiàng)目洞內(nèi)外觀察：每日2次，記錄圍巖巖性、裂隙發(fā)育及支護(hù)狀態(tài)，觀察內(nèi)容包括：掌子面巖體特征、結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及發(fā)育情況支護(hù)結(jié)構(gòu)開裂、變形及滲漏水情況洞口邊仰坡穩(wěn)定性及地表沉降情況凈空變化量測：采用收斂計(jì)，測點(diǎn)布置在起拱線及拱頂，量測頻率：開挖后1~15天：1次/天16~30天：1次/2天31天~3個月：1次/周3個月以后：1次/月拱頂下沉量測：水準(zhǔn)儀配合銦鋼尺，精度±0.1mm，量測頻率與凈空變化量測相同4.1.2控制標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測項(xiàng)目控制值預(yù)警值監(jiān)測頻率凈空收斂≤150mm120mm按規(guī)范要求拱頂下沉≤100mm80mm按規(guī)范要求圍巖彈性波速≥3000m/s2500m/s每50米1次地表沉降≤30mm25mm洞口段1次/天4.2質(zhì)量控制措施4.2.1原材料質(zhì)量控制鋼材、水泥、砂石料等主要材料進(jìn)場時，必須提供出廠合格證、質(zhì)保單，并按規(guī)定進(jìn)行抽樣送檢，合格后方可使用。鋼筋表面應(yīng)潔凈，無損傷、油漬、漆污和鐵銹等，鋼筋進(jìn)場后分類堆放，墊高30cm以上，覆蓋防雨布。水泥采用散裝水泥，存儲時間不超過3個月，過期水泥經(jīng)試驗(yàn)合格后方可使用。砂石料級配良好，含泥量符合規(guī)范要求，其中石子含泥量≤1%，砂子含泥量≤3%。4.2.2工序質(zhì)量控制測量放線：實(shí)行"三級復(fù)核"制度，即施工隊(duì)初測、項(xiàng)目部復(fù)測、監(jiān)理工程師終測，確保測量精度符合要求。型鋼拱架安裝：拱架加工允許偏差：拱架矢高及弧長±20mm，弦長±10mm，扭曲≤2mm/m安裝允許偏差：高程±50mm，中線±50mm，垂直度±2°，間距±100mm管棚施工：孔位偏差：環(huán)向≤50mm，縱向≤100mm，外插角±0.5°鋼管安裝：接頭錯開布置，同一截面內(nèi)接頭數(shù)量≤50%，相鄰接頭間距≥1m混凝土施工：混凝土強(qiáng)度：每50m3留置1組試塊，不足50m3按1組計(jì)，28天強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值100%以上表面平整度：≤8mm/2m，結(jié)構(gòu)尺寸允許偏差±50mm外觀質(zhì)量：表面平整、色澤均勻，無蜂窩、麻面、露筋、裂縫等缺陷4.2.3質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)管棚施工：孔位偏差≤5cm/30m，注漿飽滿度≥90%，鋼管無彎曲變形鋼筋工程：保護(hù)層厚度允許偏差+10mm/-5mm，綁扎搭接長度≥35d，焊接長度≥10d模板工程：軸線偏差≤5mm，標(biāo)高偏差±5mm，截面尺寸±10mm，表面平整度≤5mm混凝土工程：抗壓強(qiáng)度≥設(shè)計(jì)值，抗?jié)B等級≥P6，結(jié)構(gòu)尺寸允許偏差±30mm防水層：搭接寬度偏差-10mm，無破損、空鼓現(xiàn)象，焊縫檢測合格率100%五、安全保障措施5.1管理保證措施建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各崗位安全職責(zé)，實(shí)行項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制。設(shè)立安全管理機(jī)構(gòu)，配備專職安全員，負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場安全監(jiān)督檢查。編制安全生產(chǎn)專項(xiàng)施工方案，進(jìn)行安全技術(shù)交底，交底雙方簽字確認(rèn)。每周召開安全例會，總結(jié)安全工作，分析存在問題，制定整改措施。特種作業(yè)人員必須持證上崗，嚴(yán)禁無證操作或違章作業(yè)。5.2技術(shù)安全措施5.2.1洞口施工安全洞口邊仰坡開挖前，清除坡面危石，設(shè)置截水溝和排水溝，防止雨水沖刷邊坡。邊仰坡采用噴錨支護(hù)，噴射混凝土厚度10cm，設(shè)置Φ22錨桿，長度3m，間距1.5m×1.5m。洞口設(shè)置防護(hù)欄桿，高度1.2m，立桿間距2m，橫桿兩道，刷紅白相間警示漆。洞口段施工設(shè)置警戒區(qū)，嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入，夜間設(shè)置警示燈。5.2.2高空作業(yè)安全作業(yè)平臺滿鋪5cm厚木板，木板兩端固定牢固，嚴(yán)禁出現(xiàn)探頭板。設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶，安全帶高掛低用。大風(fēng)（風(fēng)力≥6級）、雨雪、大霧等惡劣天氣，停止高空作業(yè)。高空作業(yè)所用工具材料放入工具袋，嚴(yán)禁上下拋擲物品。5.2.3洞內(nèi)施工安全洞內(nèi)照明采用36V安全電壓，每10m設(shè)置一盞照明燈，確保亮度≥15lux。通風(fēng)設(shè)備采用軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)量≥3m3/min·人，保證洞內(nèi)氧氣含量≥20%，粉塵濃度≤2mg/m3。爆破作業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行爆破安全規(guī)程，設(shè)置警戒區(qū)，爆破前發(fā)出預(yù)警信號，確認(rèn)無誤后方可起爆。洞內(nèi)設(shè)置消防器材，每50m設(shè)置一組滅火器和消防砂，確保消防通道暢通。5.3應(yīng)急預(yù)案應(yīng)急組織：成立項(xiàng)目經(jīng)理為組長的應(yīng)急小組，配置30人應(yīng)急搶險隊(duì)，明確各成員職責(zé)。應(yīng)急物資：儲備防水物資（編織袋2000條，防水板1000㎡，速凝混凝土50m3）、支護(hù)物資（I20型鋼拱架20榀，Φ22錨桿500根，注漿材料30t）及救生設(shè)備（應(yīng)急照明30套，自救器50臺，擔(dān)架2副）。應(yīng)急演練：每月組織1次防坍塌、突水應(yīng)急演練，演練內(nèi)容包括：險情報(bào)告程序及應(yīng)急響應(yīng)啟動人員疏散與救援險情控制與處置醫(yī)療救護(hù)與后勤保障事故處理：發(fā)生安全事故時，立即啟動應(yīng)急預(yù)案，組織搶救傷員，控制事態(tài)發(fā)展，保護(hù)事故現(xiàn)場，并按規(guī)定上報(bào)有關(guān)部門。六、施工進(jìn)度計(jì)劃與保證措施6.1施工進(jìn)度計(jì)劃工作內(nèi)容工期（天）開始時間結(jié)束時間關(guān)鍵線路施工準(zhǔn)備15第1天第15天否測量放樣3第10天第12天否套拱基礎(chǔ)施工7第16天第22天是型鋼拱架加工安裝10第23天第32天是導(dǎo)向管安裝5第33天第37天是模板安裝8第38天第45天是混凝土澆筑2第46天第47天是混凝土養(yǎng)護(hù)14第48天第61天否管棚施工20第35天第54天是監(jiān)控量測60第20天第79天否6.2進(jìn)度保證措施資源保障：提前采購施工材料，確保鋼材、水泥、砂石料等主要材料儲備量滿足15天施工需求，建立材料進(jìn)場預(yù)警機(jī)制。設(shè)備保障：配置備用設(shè)備，包括發(fā)電機(jī)（200kW）、混凝土輸送泵（1臺）及注漿泵（1臺），確保關(guān)鍵設(shè)備故障時能及時替換。技術(shù)保障：采用BIM技術(shù)進(jìn)行4D進(jìn)度模擬，每周召開進(jìn)度分析會，對滯后工序采取趕工措施，包括增加作業(yè)人員、延長作業(yè)時間等。組織保障：實(shí)行兩班制作業(yè)（每班12小時），配置3套模板周轉(zhuǎn)使用，減少工序間歇時間。外部協(xié)調(diào)：加強(qiáng)與監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位溝通，及時解決施工中遇到的技術(shù)問題，確保設(shè)計(jì)變更及時批復(fù)。七、環(huán)境保護(hù)措施7.1揚(yáng)塵控制拌合站設(shè)置6m高圍擋+霧炮機(jī)（覆蓋率100%），拌合樓安裝粉塵收集裝置，排放濃度≤10mg/m3。出洞口車輛沖洗平臺（長15m，寬4m），配置高壓沖洗設(shè)備，車輛沖洗干凈后方可出場。棄渣場設(shè)置擋渣墻及截排水系統(tǒng)，棄渣分層碾壓，頂面覆蓋植被土進(jìn)行綠化。施工便道定期灑水降塵，每天不少于4次，干燥季節(jié)增加灑水頻次。7.2噪音控制優(yōu)先選用低噪音設(shè)備，對空壓機(jī)、通風(fēng)機(jī)等強(qiáng)噪音設(shè)備設(shè)置隔音棚，噪音排放符合《建筑施工場界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB12523-2011）要求。夜間施工（22:00-6:00）時，禁止進(jìn)行打樁、爆破等強(qiáng)噪音作業(yè)，確需施工時辦理夜間施工許可，并公告附近居民。合理安排施工時間，將高噪音作業(yè)安排在白天進(jìn)行，減少對周邊環(huán)境的影響。7.3廢水處理施工廢水經(jīng)沉淀池處理后回用，沉淀池采用三級沉淀，尺寸為5m×3m×2m，處理能力滿足施工需求。生活污水經(jīng)化糞池處理后排入市政污水管網(wǎng)，食堂廢水設(shè)置隔油池，定期清理油污。油料庫設(shè)置防滲池，防止油料泄漏污染土壤和地下水，防滲池采用C20混凝土澆筑，厚度20cm，鋪設(shè)防滲膜。7.4固體廢棄物處理建筑垃圾分類回收，可利用部分（鋼筋頭、