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黄土浅埋段的开挖及支护专项施工方案

黄土浅埋隧洞专项施工方案

Xxxxxx标段项目经理*

黄土浅埋段的开挖及支护施工方案

输水干渠xxx隧洞平面、纵横剖面图

TSHXFXH004-2019社会单位消防安全评估导则《水利水电工程施工质量检验与评定规程》(SL176—2007)

xxx隧洞设计里程为干30+472.021～干31+921.245段，洞身全长1449.223米，地处区域牛耳子坪山，隧洞进口穿过湿陷性黄土的洞段长约30m、还有局*突泥、涌水、缓倾岩层、孤石夹层等不良地质。地表水前补给区，根据其物理力学性质及变形特性，分析其湿陷特征及规律，以及隧洞产生施工缺陷的原因，提出合理的工程处理方案，确保输水畅通。按照以往类似隧道的施工中处理不良地质的施工经验，确定对本隧道不良地质地段施工原则如下：采用管棚法．该工法包括回填和固结灌浆、管棚加固、控*爆破、喷锚和浇筑临时支护砼等工序。

通过对该隧洞地质描述、围岩分类及物理力学地质指标分析,得知该隧洞开挖将会遇到复杂地质条件,故在确定该隧洞开挖施工技术方案时提出了"长洞短打、弱爆破、短进尺、多循环、强支护"的施工技术原则,并在施工布置、施工程序和方法、支护及不良地质洞段处理等方面具体落实了这一施工技术原则,以确保工程施工质量要求和施工安全。

在施工不良地质地段时，加强地质预报；利用超前帷幕注浆方法对围岩进行超前预加固，采用钢架加强支护；采用超短台阶施工，按“预支护、短开挖、快封闭、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则，开挖后及时支护，做到随挖随护；缩短循环进尺，采用无爆开挖或微差控*爆破技术，尽可能的减少*围岩的扰动；加强施工组织管理，严格施工工序，并组织好物资供应工作；采用信息化和动态化施工管理技术，加强施工量测，及时反馈信息，及时修正支护参数和施工方案，确保施工和洞身结构安全。

为了预防在黄土中开挖隧道的大变形和坍塌问题，采用台阶分布开挖法（又称环形开挖留核心土法），结合喷射砼及时封闭开挖面，用超前小导管支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及限*围岩应力重新分布，实施短开挖，快循环来减少对土体的扰动，是目前黄土隧道施工的较完整的方法。

三、施工方法及工艺要点

开挖后立即射砼封闭断面。喷射4cm厚的C25砼，封闭开挖断面，以免孔隙水从断面处渗出，而使土体失稳。

架钢拱及挂网。钢拱规格为Ⅰ16，按设计断面计算用量。拱架之间的间距依每次开挖长度约为0.8m，每榀钢拱纵向用ф20钢筋前后交错连接，钢筋长度1.2m，环向间距1.0m。超前小导管尾端焊接于拱架腹板上*，以增强共同支护作用。ф8钢筋网格间距为20cm×20cm。全环拱架与围岩的直接接触点不得少于7处，不满足该要求的必须在空隙处楔入混凝土块楔紧。

喷射砼填充钢拱间空隙。拱架与开挖轮廓之间的所有间隙用20号砼喷射充填密实，先喷拱架与轮廓之间空隙，再喷拱架，然后再喷拱架之间，直至喷到规定的厚度。

按上述1－5的方式开挖5m左右后，开挖支撑掌子面的核心土支持*分。

在上半断面初期支护稳定的条件下，开始开挖下半断面：首先通过在上半断面的钢拱的拱脚打锁脚锚管，以防止拱架及围岩变形与下沉，两侧以等间距各打3对锚管。且锚管的位置宜选择在节点板下*，利于支撑受力。经过做试验，这样的锚管与黄土结合后，抗拨力需现场检验抗拔力，不得少于8t。

开挖出碴完成后立即喷射砼封闭围岩，然后架钢拱支撑和挂网，经分层喷射砼直到设计厚度。再铺设土工布防水板，做二次衬砌。

在砂粘土层无渗水时，采用每循环0.8m进尺，每天可进行3个循环，月进度可达成洞70m以上。在砂粘土层有渗水及砂层中无渗水时，采用每循环0.8m进尺，每天可正常进行2个循环，月进度可达成洞48m以上。

在砂层有中渗水时，严格控*每循环0.5m进尺，每天3个循环，月进度可达成洞45m。

严格控*小导管外插角度：超前小导管的支护范围即为小导管上*帷幕区域。由于前排钢架的存在，小导管钻入角度受限，仅能以外倾斜穿出，外插角越小，导管下*围岩越薄，越利于超欠挖的控*。开挖时要注意观察超前小导管下*的围岩是否松动，是否有脱落迹象，保证施工安全。

严格喷射砼工艺，按配合比拌*砼料，特别要严格控*外加剂掺量。新旧砼面要清洗至露出砼的本色，没有泥土或杂物。分层喷射，以保证喷射砼的质量。上下台阶接头处要注意先清除杂物和上台阶喷射施工的回弹料并凿出接头处的围岩，保证上下喷砼连续，保证施工厚度。

保证立拱质量。注意螺栓松紧程度和连接筋的焊接质量。型钢支架必须按照交底和现场大样用冷弯机进行加工，节段的切割角度必须控*好，要强调节点板的焊接质量，先在钢架和节点板中间*位用石笔打上记号线，焊接时上下对位，先点焊固定，在沿接头缝隙满焊至满足焊接要求，焊接要使用502及以上的高能焊条，焊接施工完成待焊缝冷却后敲除焊渣。另外，冷弯机进出料平台必须水平放置，保证弯曲加工出的钢架各节段在同一个平面内，不得翘起和扭曲。钢架拱*的“①”节段拱顶左右是全环受剪力最大的位置，因此特别规定：不得在拱顶左右1m范围内出现焊接接头。

确保钢筋网与围岩紧密相贴，按照设计要求，黄土浅埋断面钢筋网全断面满铺设置，钢筋网的施工参数为：环向（φ8）×纵向φ（6）=20cm×20cm，安装时相邻两片间的搭接长度不得少于20cm。钢筋网必须与左右钢架及纵向连接钢筋等构件连接牢固，否则喷射砼时会振动钢筋网，从而降低喷射砼质量。

保证核心土的大小和长度。黄土浅埋地段开挖方式采用超短台阶，上台阶预留核心土法进行，根据断面尺寸及试验性开挖情况，核心土的留置长度控*在2~3m，左右厚度3.5~4.5m，如此足以保证前方土层的稳定。

清除拱脚虚碴与杂物，通过打拱脚锚管或扩大拱脚认真加固拱脚，加强纵向联结等，使初期支护与围岩形成完整体系。本设计除拱*节段外，其他左右对称节段每段均设置锁脚锚管，每段左右两侧各一根，每根长4.0m。根据黄土土质特点和自然坍塌角确定锁脚锚管的施工角度以倾斜向下20~25°为宜。尾*应尽量平钢架外侧，每对锚管尾*利用Φ22钢筋头牢固焊接，Φ22钢筋与钢架翼板接触面满焊，使左右锚管与中间钢架牢固

减少上、下台阶施工的相互干扰，并及时封闭成环。超短台阶的设置导致上下台阶施工互相干扰较大，上台阶人工开挖环形区域进尺过慢，下台阶可采用机械配开挖配合人工修整一方面可减少超欠挖量，一方面对围岩扰动小，可保证施工安全。上下台阶完成40m后，隧底应及时施工，将钢架全环封闭，以提早产生“鸡蛋壳”效应，增强整体稳定，减少沉降。

找出每道工序的合理施工时间，各工序严格按标定时间进行控*，从而缩短循环作业时间，减少开挖面土体的暴露时间。开挖后裸露的土层暴露时间不应超6h，特别是有渗水迹象的地段更应缩短，开挖后首先喷砼封闭，初期支护紧跟，严格超前支护和锁脚锚管的施工质量。

及时监控量测围岩，观察拱顶，拱脚的收敛情况，据此调整初期支护参数。根据设计方案，浅埋黄土地段监控量测断面为10m一个，每个断面地表、拱顶、隧底各布置一个，断面开挖最宽处布置两条通长的测线。监控程序严格按照监控量测专项方案进行。

首先做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，并妥善处理好陷穴、裂缝，以免地面积水浸蚀洞体周围，造成土体坍塌。

在含有地下水的黄土层施工时，洞内外排水沟应进行铺砌，必要时应配合井点降水等将地下水位降至隧道衬砌底*以下，以保施工顺利进行。

在干燥无水的黄土层中施工，应管理好施工用水，不使废水漫流。

如发现工作面有失稳现象，应及时用喷砼封闭，加设锚杆、缩小钢支撑间距等加强支护。

施工时要特别注意拱脚与墙脚处断面，如超挖过大，应用浆砌片石回填，如发现该处土体承载力不够，应立即加设锚杆或采取其它措施进行加固。

在开挖与灌筑仰拱前，为防止边墙向内位移，宜加设横梁顶紧。

喷射机所用的风压，一般以不超过0.4Mpa为宜。

若拱*位于砂性土层时，为防止喷砼层塌落，可用Ф4mm的密钢丝网紧贴开挖面作为固定初喷砼用。密网用两根φ8mm，长35cm的锚钉加以固定；也可用2根Ф22mm的环向钢筋将网压紧在开挖面上，以防喷砼时钢丝网脱落。

要加强超前地质预报、地质素描及掌子面的观察等前瞻性工作，为后期开挖及支护提供最基本的信息。

施工中如发现不安全因素时，应暂停开挖，加强临时支护，以便取适应性的工序安排。

提高全员质量意识。严格按照IS09001质量体系标准及程序，对施工现

建立和健全质量管理体系。**项目质量计划，建立经理*（指挥*）、*二级质量管理体系，充分发挥质量管理小组的职能作用，做到责任到人，定点定人定责，实行施工质量挂牌承包。

成立各级专门负责工程质量的*门。经理*设质检*，工程*设质检员，负责施工过程中的质量管理和检查，*定相关的创优规划和详细的创优措施，并成立相关的创优攻关小组。

加强技术学习和质量培训工作。经理*要有计划、有系统的组织参战的全体员工学习高速公路有关的技术标准、规定、规程、规则和细则，并进行技术考核及教育培训，全面掌握本岗位的操作规程和质量标准的内容、实施步骤，确保工程质量。

开工前进行定位复测，并埋设必要的护桩，设置水准基点（BM点）。施

工期间定期进行中线及水平测量，确保中线及各*位标高准确无误。

施工前对所要施工项目进行详细的书面技术交底

全员负责，三级管理由班组长负责。

完善各项安全生产管理*度，针对各工序及各工种的特点*定相关的安全管理*度，并由各级安全组织检查落实。

建立安全生产责任*重庆市奥龙科技生产车价钢结构施工组织设计，落实各级管理人员和操作人员的安全职责，做到纵向到底，横向到边，各自做好本岗位的安全工作。

严格执行逐级安全技术交底*度，施工前由安治*组织有关人员进行详细的安全技术交底。项目施工*对施工班组及具体操作人员进行安全技术交底。各级专职安全员对安全措施的执行情况进行检查、督促并作好记录。

针对工程特点，定期进行安全生产教育，重点对专职安全员、安全监督岗岗员、班组长及从事特种作业的爆破工、电工、焊接工、机械工、机动车辆驾驶员进行培训和考核。

未经安全教育的管理人员及施工人员不准上岗。未进行三级教育的新工人不准上岗。变换工种或参加采用新工艺、新工法、新设备及技术难度较大的工序的工人必须经过技术培训，并经考试合格者才准上岗。

特殊工种的安全教育和考核，严格按照《特种作业人员安全技术考核管理规则》执行。经过培训考核合格，获取操作证方能持证上岗。对已取得上岗证者，要进行登记存档规范管理。对上岗证要按期复审，并要设专人管理。

通过安全教育，增强职工安全意识，树立“安全第一，预防为主”的思想，提高职工遵守施工安全纪律的自觉性，认真执行安全操作规程，做到：不违章指挥、不违章操作、不伤害自己、不伤害他人，不被他人伤害，确保自身和他人安全，提高职工整体安全防护意识和自我防护能力。

附：安全保证体系框图（图二）

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