洞身开挖方案

申嘉湖高速公路湖州鹿山至安吉孝源段

第3合同段

长安隧道

洞身开挖、支护方案

中交第三航务工程局有限公司

项目经理部 二0一六年五月

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目 录

一、开挖2222222222222222222222222222222222222222222222223

1、台阶法开挖222222222222222222222222222222222222222222222222222223 2、注意事项22222222222222222222222222222222222222222222222222222224 3、全断面开挖222222222222222222222222222222222222222222222222222229 4、仰拱开挖2222222222222222222222222222222222222222222222222222222212 5、中心水沟222222222222222222222222222222222222222222222222222222216 6、超欠挖处理2222222222222222222222222222222222222222222222222222220

二、超前支护2222222222222222222222222222222222222222222220

1、超前小导管22222222222222222222222222222222222222222222222222222220 2、φ25超前全长粘结型锚杆222222222222222222222222222222222222222222

三、初期支护2222222222222222222222222222222222222222222222

1、钢架2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 2、钢筋网22222222222222222222222222222222222222222222222222222222223 3、钢筋网铺设22222222222222222222222222222222222222222222222222222226 4、锚杆施工222222222222222222222222222222222222222222222222222222226 5、喷射混凝土施工222222222222222222222222222222222222222222222222231 6、超前地质预报22222222222222222222222222222222222222222222222222234

四、安全、质量措施2222222222222222222222222222222222222239

1、爆破作业安全措施及应急办法222222222222222222222222222222222222239 2、爆破施工应急措施2222222222222222222222222222222222222222222222240 3、爆破安全技术222222222222222222222222222222222222222222222222222240 4、炮烟及盲炮的预防22222222222222222222222222222222222222222222222241 5、工程质量检查验收程序222222222222222222222222222222222222222222242 6、质量保证体系22222222222222222222222222222222222222222222222222243 7、安全保证体系222222222222222222222222222222222222222222222222222247

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洞身开挖、支护方案

申嘉湖高速公路第3合同段长安隧道所处地层地质复杂，表层断续覆盖第四系残坡积（Qcl+dl）碎石孔隙潜水含水层，厚度小，且多处于地下水常水位以上，降雨时充水，雨后排泄，总体水量贫乏，根据围岩级别和设计要求并结合现场实际地质情况，采用相应的开挖方法：洞口段采用台阶法预留核心土开挖、Ⅳ级、Ⅴ级围岩一般地段采用台阶法开挖、Ⅲ级围岩地段采用全断面法开挖。

一、开挖 1、台阶法开挖 施工原则：

?、避免对原地层扰动。

?、台阶推进，机械配合人工开挖，必要时采用弱爆破。 ?、开挖化大为小，支护宁强勿弱。 ?、轮廓稍大勿小，及早封闭成环。 ?、稳扎稳打，岩变我变。

洞身开挖采用台阶法预留核心土开挖施工，在隧道开挖过程中，在三个台阶上分七个开挖面，以前后七个不同的位置相互错开同时开挖，然后分部同时支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进，形成开挖及初期支护，仰拱紧跟下台阶及时施作构成稳固的初期支护体系。具体施工工序如图1所示。

112466671351核心土3m～5m623m33m43m53m674m～6m图1 开挖步序图6

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①、第1步施工

拱部打设超前支护后，预留核心土短台阶弧形开挖上导台阶，人工风镐配合机械沿开挖轮廓线由上而下开挖上弧导坑并预留核心土，确保开挖面圆顺且无大的超挖现象。

②、第2、3步施工：

在完成上导支护后，分段开挖左右侧中导，以一定的时间差先后开挖，使同一断面处暴露开挖面仅限于一侧。

③、第4、5步施工：

在完成上中导支护后，分段开挖左右下导，以一定的时间差施作下导支护。

④、第6步施工：

开挖中部上中下台阶预留土。 ⑤、第7步：

下台阶开挖落底并及时施作仰拱初期支护及仰拱砼，及早封闭成环。

2、注意事项

?、当拱部围岩条件发生较大变化时，可适当延长或缩短台阶长度和每循环进尺，确保开挖、支护质量及施工安全。

?、中台阶的底部位置应根据地质情况确定，一般情况下，可在起拱线以下。

?、上台阶使用钢架时，采用扩大拱脚锚杆等措施，防止拱部下沉变形；

?、下台阶岩体不稳定时，应合理缩短进尺，先施工边墙初期支护后开挖中间土体，左右错开或先拉中槽后挖边墙，并及时施工仰拱。

?、解决好上下部的施工干扰问题。下部施工应减少对上部围岩、支护及衬砌的扰动和破坏。

?、及时施作初期支护。

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台阶法开挖机械设备配置表

序号 1 2 3 4 5 6 名 称 气腿式凿岩机 通风机 装载机 挖掘机 电动空压机 自卸汽车 技术条件 YT—28 23110KW 侧卸式 PC220 20m 10m 33数量(台/套) 11 2 2 2 10 8 台阶开挖每班劳动力组织表

工种名称 工序名称 台阶开挖 2 5 2 15 2 10 1 37 找顶工 测量工 修钻工 钻爆工 电工 司机 班长 合计 5

仰拱及填充施工劳动力配置

序号 1 2 3 4 5 6 工序名称 仰拱开挖 立模 钢筋绑扎或仰拱架安装 接缝处理 混凝土灌筑 其他 施工人数（个） 6～8 4 6 2 12 2～4 5、中心水沟

设计为φ60中心排水管，排水管为变断面型式，管口接头处内径为710mm，管身内径为600mm，壁厚5cm，管身为C30钢筋混凝土浇筑，管身钢筋用φ6圆钢，基座用C15混凝土，中心排水沟上半面预留φ20mm泄水孔，以梅花型布置纵向间距50cm，单节排水管长度为2200mm。

?、根据施工图纸，洞口500m范围内为深埋中心水沟，洞口路基段也按深埋水沟埋设。

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1、排水管预制 17

?、根据设计图纸，洞口路基段利用挖机进行开挖，隧道内利用人工配合挖机必要时辅以弱爆破开挖，人工整平基座底面。

?、浇筑C15混凝土基座，基座混凝土强度达到5Mpa以后开始进行管节铺设。

?、管节铺设平顺、稳固，管底坡度按隧道设计纵坡，不得出现反坡，管内泥土、砖块、砂浆等杂物全部清除。

?、接口处管外壁及套管内壁必须刷净，用沥青麻絮填塞。管口内缝砂浆抹平、密实，不得有裂缝、空鼓现象。

?、排水管安装完成后，在中心水沟顶与回填材料（碎石层）间铺设一层无纺土工布，防止杂物漏入中心水沟内。

?、根据设计图纸，中心排水沟检查井沿隧道纵向每200米设置一个。检查井井壁采用C25混凝土浇筑。

?、检查井蹬梯采用φ25钢筋弯成，一端埋入混凝土中10cm，设置间距20cm。

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6、超欠挖处理

隧道开挖严格控制欠挖。岩石个别突出部位（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌必须小于5cm。拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。

①检查数量：每一开挖循环检查一次；

②检查方法：采用自动断面仪等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与施工图断面核对。

超挖处采用C25喷射混凝土回填密实，欠挖处根据设计尺寸进行补炮或人工用风镐处理，保证开挖尺寸满足设计和规范要求。如发生较大超挖或小塌方时，对超挖、坍塌部分用锚杆、钢筋网、喷射混凝土支护后等施工二次衬砌时泵送混凝土回填。

二、超前支护 1、超前小导管

设计支护参数：加强段设计为两排φ42超前小导管，长度450cm 环向间距40cm，外插角内层为15°，外层为25°。

?、施工准备：超前小导管施工前用喷射混凝土封闭掌子面，然后施做小导管形成一定厚度的加固圈后，进行开挖等作业。

?、超前小导管，环向布置，长度符合设计，外插角符合图纸要求，采用YT-28风动凿岩机钻孔后安装超前小导管并与钢架上部焊接固定。

?、加工制作：小导管在构件加工厂制作，前端做成尖锥形，管壁上交错钻眼以利于浆液流动扩散。

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检查落实 QC教育 思想保证 组织保证 技术保证 贯彻ISO9001质量 标准 推行 全面 质量 管理 工 作 制 度 和 标 准 施工保证 物资设备保证 质量保证体系 完善的质量管提高质量意识 理组织机构 配备强有力的班子强化技术力量整合施工队伍质量第一普及性教育专题性教育专项技能培训 熟悉图纸掌握规范制定创优措施检查创优成果工艺审定方法培训技术交底作业指导书测量监测缺陷纠正 接受建设单位和监理监督严格施工工艺加强过程控制 进行自检互检交接检明确创优项目物机 资械 设 材料加强备 现场性 货试验能 源 控制调充分检 查 利用验 现代化检采测手购段 过程质量控制 施工过程质量控制及调试

改进工作质量 技术岗位 责任制 反馈 实现质量目标 施工作业 质量保证体图

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7、安全保证体系

建立项目安全生产保证体系，制定安全包保责任制，逐级签订安全承包合同。达到全员参加，全面管理的目的，充分体现“管生产必须管安全”和“安全生产、人人有责”。认真编制安全生产保证计划和各项施工组织设计，并严格按保证计划和专项施组的安全要求进行管理、实施。在编制施工技术方案的同时，相应编制各分项工程的安全技术措施，确保安全管理目标的实现。

安全保证体系

思想保证 强有力的组织、措施保证 制度保证 经济保证

提高全员意识 组织保证 措施保证 各项安全生产制度 包保责任制 施工技术安全 规则教育

监督检查

预安防全为第主一

安全为了生产生产必须安全建立安全组织机构 建立医疗保健机构 建立劳动保护防疫机构 有力的后勤保障措施 可靠的医疗保健措施 完善的劳动保护措施 通畅灵敏的通信措施 各工种安全生产制度 月季年安全检查制度 安全总结评比制度 安全生产、事事相关、人人有责

事事讲安全 处处有保障

奖罚分明

经济兑现

目标：坚持“安全第一，预防为主”的方针，建立健全安全管理组织机构，完善安全生产保证体系，杜绝安全特别重大、重大、大事故，杜绝死亡事故，防止一般事故的发生。消灭一切责任事故，确保人民生命财产不受损害。创建安全生产标准工地。

安全保证体系框图

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?、安装：风动凿岩机钻孔后，将小导管按设计要求插入孔中，围岩软弱地段用游锤或凿岩机直接将小导管沿钢架上部打入，尾部与钢架顶部焊接到一起，共同组成预支护体系。

?、采用双循环注浆泵进行注浆作业，注浆参数符合施工图纸要求。加强段、V级深埋段超前小导管注浆材料采用C30水泥浆；抗水压段超前小导管注浆材料根据拱顶以上水压高度分别采用C30水泥浆和水泥、水玻璃双液浆，注浆压力0.5—1Mpa，水泥浆水灰比为1：0.5—1：1，水玻璃波美度为30，模数为2.4。

喷混凝土封闭开挖面 架立钢架 沿钢架上部布孔 钻 孔 插入小导管 小导管加工 焊 接 注 浆 洞室开挖 浆液准备 超前小导管施工工艺框图

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2、φ25超前全长粘结型锚杆

设计支护参数：IV级有仰拱段、紧急停车带和IV级膨胀性围岩段超前支护设计为φ25超前全长粘结型锚杆，长度450cm，环向间距40cm，外插角10°。V级围岩车行横洞超前支护设计为φ25超前全长粘结型锚杆，长度450cm，环向间距30cm，外插角6°。

?、沿拱部设计开挖轮廓线按设计环向间距标出锚杆位置。 ?、锚杆对准设计的锚孔位置，凿岩机应先供风或水，然后钻进。软岩中钻进时，钻头的水孔易堵塞，应放慢钻进速度，多回转，少冲击。

?、钻进至设计深度后，应用水或高压风清孔，检查孔是否畅通，然后卸下钻杆连接套；锚杆外露孔口长度为10cm～15cm。

?、在泥质岩石中钻进时，岩屑容易在孔壁形成护壁，且握裹锚杆，可改用冲击式钻头，利用凿岩机的冲击功将锚杆安装到位。

三、初期支护 1、钢架

钢架类型及间距：洞口27m及洞身加强段拱墙设计采用I18工字钢钢架，仰拱为I18工字钢，设计间距为50cm，为保证施工安全加强支护，将钢架间距调整为40cm；V级深埋地段采用I16工字钢钢架，间距50cm；IV级围岩较破碎易调块地段采用I14工字钢钢架，间距75cm；IV级围岩一般地段采用格栅钢架工字钢钢架，间距为100cm。

钢架的混凝土保护层厚度不得小于4cm，表面覆盖层厚度不得小于3cm。

安装钢架前必须清除底脚的虚渣及杂物，局部欠挖地段必须提前处理。

?、首先检查钢架是否合格，进行试拼，检查尺寸是否正确（拱架弧长、每段拱架的高度、联连板的位置、拱架总高度；高度允许偏差±2cm），各部位焊接是否牢固，有无漏焊现象。

?、检查开挖断面，是否开挖到位，有无欠挖现象，若有欠挖，要提前处理，以保证钢架一次架立合格。

?、保证钢架置于稳固的基底上，施工时在钢架基脚部位预留

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10-15cm原岩，待架立钢架时挖槽就位，当围岩软弱且富水时，在钢架基脚处增设纵向槽钢地梁，以增加基底承载力。

?、钢架架立时首先检查钢架各部结构尺寸是否正确，应对每榀钢架检查一次。要求钢架平面垂直于隧道中线，各项偏差在规范允许范围内，上下、左右允许偏差±5cm，钢架倾斜度不大于2°。

?、待钢架各部尺寸均符合要求后，对所有连接板螺栓重新紧一遍，保证连接牢固。

?、为保证钢架位置安设准确，待钢架架立到标准后（拱部标高不低于设计标高，左右偏差不大于±5cm，立面与隧道轴线垂直，误差在2°以内，并不超过50mm），立即用纵向连接筋将钢架与已施作钢架焊成一体，连接筋两端弯成钩状与钢架腹极焊接，环向间距1m，焊缝要求饱满，焊缝长度（单面焊为10d，双面焊为5d）必要时增加交叉连接筋。钢架架立完成后，用虚碴将钢架连接板埋住，以便与下单元钢架连接。

?、所有钢架必须栓接，当特殊情况螺栓无法连接时，采用φ22钢筋穿入螺栓孔，弯成环、焊接牢固，不得使用帮条焊。

?、钢架架立完成后，为保证钢架的整体稳定性，按设计布置纵向连接筋与已施作完毕钢架焊成一体，同时将钢架与系统锚杆焊成一体，使钢架与锚杆共同受力，锚杆与钢架上下翼板焊接牢固。

?、钢架严格按设计施作，钢架与围岩接触间距2—3cm，在安设过程中当钢架与初喷层之间有较大间隙时设砼垫块。

?、仰拱钢架利用移动式防干扰栈桥一次开挖到位，将墙脚处预留连接板处喷射砼凿除并将底部虚碴清除干净后安设仰拱钢架，用螺栓将仰拱钢架与边墙钢架连成整体。仰拱钢架安装时利用支承垫块或支承钢筋保证钢架与岩面的间隙在2—3cm，连接筋两端弯成钩状与钢架腹极焊接，环向间距1m，焊缝要求饱满，焊缝长度（单面焊为10d，双面焊为5d）必要时增加交叉连接筋。

2、钢筋网

钢筋网采用φ6圆钢制做，洞口27m及洞身加强段钢筋网网格尺寸为20cm320cm，设计为单层钢筋网，为保证施工安全加强支护，

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调整为双层钢筋网；洞身V级深埋段；IV级有仰拱段、IV级破碎段围岩段、III级围岩段钢筋网网格尺寸为25cm325cm，单层铺设。

?、钢筋网的安装位置必须符合施工图要求，并与锚杆或其他固定装置（锚杆垫片）联结牢固。钢筋网根据受喷面起伏铺设并与受喷面的间隙不得大于3cm，在有钢架的地方钢筋网铺设在钢架上面采用单面焊连接牢固（焊缝长度10d）。

?、钢筋网必须在基岩面喷射一层混凝土后再挂网，钢筋网根据被支护岩面的实际起伏状铺设，底层喷射混凝土的厚度不得大于3cm。采用双层钢筋网时，第二层钢筋网必须在第一层钢筋网被覆盖及混凝土终凝后铺设在钢架下部翼板内侧。

?、钢筋网的网格间距必须符合施工图要求（20cm320cm、25cm325cm），网格尺寸允许偏差为+10mm。

?、钢筋网搭接长度为1～2个网格，允许偏差为+50mm。 ?、钢筋必须冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油渍、颗粒状或片状锈蚀。

钢架（加钢筋网）支护施工每班劳动力组织表

工种名称 工序名称 钢架及钢筋网加工 钢架（钢筋网）支护 普工 钢筋工 电焊工 喷射工 电工 10 15 10 10 5 4 4 1 1 运输司机 3 4 班长 1 1 合计 29 39

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钢架构件加工 构件加工检验 开 挖 开挖面清理及超欠挖处理 钢筋网片加工 否 是 加工质量合格 开挖轮廓合格 是 否 构件加工合格 变更设计及其工程施工铺设钢筋网 否 是 钢筋网铺设合格 贮存、运输 拱架洞内拼装 测定拱架位置 架立钢架 安装纵向连接筋 钢架安装合格 是 喷射混凝土 结束 否

钢筋网、钢架施工流程图

2.1注意事项

?、钢架安装应符合下列要求：

①钢架底脚应置于牢固的基础上，脚下无虚渣和杂物； ②钢架与围岩围岩间距保证2—3cm，并与锚杆焊接牢固，钢架之间应按设计纵向连接；

③钢架不得侵入二次衬砌断面；

④各节钢架间以螺栓连接，连接板应密贴；

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⑤沿钢架外缘每隔2m应用钢楔或混凝土预制块顶紧； ⑥钢架间距、横向位置和高程与施工图标示位置的偏差不超过5cm，垂直度误差不超过2°，拱顶高程不低于设计标高；

⑦钢架拱脚应打设直径为22mm的锁脚锚杆或42mm的锁脚锚管，锚杆长度不小于3.5mm，数量为2～4根；锁脚锚杆在钢架两侧打设，纵向间距30—50cm，并与钢架翼板焊接，锚杆不能紧贴钢架时采用短钢筋将锚杆与钢架翼板焊接。

⑧下半部开挖后应及时架立钢架与上部钢架连接，封闭成环； ⑨喷射混凝土应将钢架和围岩间间隙充填密实。 3、钢筋网铺设

3.1钢筋网安设时应注意：

①施作前，初喷不大于3cm厚混凝土形成钢筋保护层； ②制作前进行校直、除锈及油污等，确保施工质量。

③钢筋网与拱架联结牢固，喷射混凝土时钢筋网不得晃动。钢筋网之间搭接应牢固，且搭接长度不小于一个网格。

4、锚杆施工

锚杆类型及间距：洞口27m及洞身加强段设计为φ25中空注浆锚杆，长度350cm ,间距50cm3100cm；V级深埋段为φ25中空注浆锚杆，长度350cm ,间距为75cm3100cm；IV级破碎性围岩段为φ25中空注浆锚杆，长度300cm ,间距为75cm3100cm；IV级一般段为φ25中空注浆锚杆，长度300cm ,间距为100cm3120cm；III级围岩段为φ25中空注浆锚杆，长度250cm ,间距为120cm3150cm。

（1）中空注浆锚杆 1、锚杆安装

? 钻孔前检查锚杆是否中空，钻头水孔是否有异物堵塞，若有应清理干净，保证杆体与钻头通畅。

? 连接钻头钻杆，连接钻机和钻杆。由于在破碎岩层中钻进，

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钻头的水孔易堵塞，因此在钻进过程中，应放慢钻进速度，多回转，少冲击，若在钻孔中有水孔堵塞现象，应后撤钻杆50cm，并反复扫孔，使水孔畅通，然后慢慢钻进，直至设计深度。

? 钻到设计深度后，要用水或高压风洗孔，检查钻头水孔是否畅通，确认畅通后将钻机连接套从锚杆上卸下，要求锚杆外露孔口长度10-15cm。

? 若锚杆需加长时，用钻杆连接套连接已施作锚杆和另一根锚杆，继续钻进，直到要求深度。

? 钻孔完成后，用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm左右，同时安装锚杆垫板及螺母，但此时不宜上紧。

2、锚杆注浆

中空注浆锚杆施工工艺流程见下图

标出锚杆位置 钻 孔 检查锚杆 安装锚杆体、止浆塞和垫板 备 料 注 浆 制 浆 封 口 清洗整理

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? 注浆采用专用注浆泵反循环注浆工艺，适合隧道拱部注浆，注浆前应先检查注浆泵及其零件是否齐备和正常，严格按操作程序作业。

? 检查水泥、比例、温度等是否符合规定，浆液严格按设计配合比配制。

? 用水或风再次检查锚孔是否畅通，孔口返水或风即可。迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好。

? 开动注浆泵，整个注浆过程要连接灌注，不得停顿，必须一次完成，观察当浆液从止浆塞边缘流出，即可停泵。若注浆过程中出现堵管现象，应及时清理锚杆，注浆管及泵，此时若压力表显示有压力，应反转电机1-2秒卸压，方可卸下各接头。

? 当完成一根锚杆的注浆后，应迅速卸下注浆软管与锚杆的接头，清洗并安装到另一根锚杆，继续注浆；若停泵时间较长，应放掉泵及管中余浆，以免堵孔。

? 注浆过程中，要及时清洗接头，以保证注浆过程的连续性，完成整个注浆后，应及时清洗及保养泵。

? 在注浆达到初始设计强度后，上紧螺母及垫板。 3、注意事项

? 在钻孔过程中，为保证钻孔顺直，保证锚固安装质量，应使用十字钻头或纽扣钻头,不宜使用一字钻头。

? 为保证注浆效果，止浆塞打入孔口应不小于10cm，而且待排完气后应立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的孔隙，以保证注浆压力及效果。

（2）Φ22砂浆锚杆 1、锚杆制作

? 锚杆在构件加工厂统一加工，锚杆按设计要求制作，要求锚杆杆体必须调直无缺损、无锈、无杂质。

? 锚杆根据洞内围岩级别制成不同长度，分类存放，便于取用。

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? 锚杆垫板采用厚6mm钢板制成，规格1503150mm，中间钻孔，垫板由构件加工厂统一加工。

2、锚杆施工工艺 ? 钻孔

① 锚杆严格按设计要求梅花型布设置，锚杆要与岩体主结构面垂直。

② 锚杆孔的深度应大于锚杆长度的5%，锚杆加工误差不大于±1cm。

③ 锚杆孔位严格按设计布设，孔距允许偏差±15mm，锚杆插入长度不得小于设计长度的95%，且应位于孔的中心，孔内石粉必须用高压风冲洗干净。

? 锚杆安装

① 锚杆注浆采用自制砂浆泵灌注，砂浆拌制采用小型砂浆拌合机现场拌制，随拌随用，保证拌合质量。

② 水泥砂浆水泥选用普通硅酸盐水泥，保证质量及注浆效果。 ③ 注浆前先用高压水对注浆孔进行冲洗，保证无石屑、杂质，将注浆管插入锚杆孔最底端，开注浆泵，随着压力缓慢抽注浆管，以保证孔内浆体饱满。

④ 安装锚杆时，要在锚杆上做出孔深标记，确认孔内浆体饱满后，将锚杆体缓慢均匀推入，保证浆体完全包裹锚杆。

⑤ 在施作拱部锚杆时，为防止在砂浆凝固前因锚杆自重下滑，可用木楔在孔口锲紧杆体。

⑥ 锚杆施作完毕后，随即安设锚杆垫板，将垫板和锚杆焊成一体，垫板与锚杆体尽可能垂直并与岩面密贴，不平处可用砂浆衬平。

⑦ 在有钢架地段施作锚杆时，可将锚杆与钢架或连接筋焊成一体，以增加支护整体受力。

3、注意事项

? 钻孔时，要保证孔位直顺，否则在注浆时和锚杆安装时杆体

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不易安装到孔底。

? 钻孔时要严格按设计深度钻孔，钻孔过深或过浅都将影响锚固质量。

? 注浆前孔眼内一定要清洗干净，不得有泥浆，否则会造成注浆困难，同时影响锚固质量。

? 注浆时，首先把注浆管插到孔底附近，注浆管要缓慢、均匀抽出，不能很快抽出，会造成孔内砂浆不足存在孔隙，无法完全包裹杆体，导致锚固力下降。

? 插入锚杆时一定要匀速、慢慢插入，严禁使劲打击杆体，造成孔内砂浆向外喷出，导致砂浆不饱满，降低锚杆的锚固能力。

? 锚杆垫板安装时一定要紧贴围岩或支护面，使锚杆能承受围岩变形的应力。

标出锚杆位置 钻孔、吹孔 注浆 封口 清洗、整理 备料：水泥、砂、早强剂 搅拌、制备砂浆 插锚杆 钢筋切断 调直、除锈 砂浆锚杆施工工艺流程图

锚杆施工工艺对锚杆支护效果的影响

顺号 1 2 现 象 眼孔不直 钻孔过深或过浅，钻孔直径过大或过小 主 要 原 因 钻孔时，凿岩机下端位置移动 未按设计要求施工 影 响 锚杆不易安装到孔底。 注浆管不能插入孔底 降低锚固能力 30

3 眼孔内有泥浆 钻孔时放水不足 眼孔不直、有台阶。 安装锚杆、注浆均困难 4 锚杆打不进去 先灌后锚时砂浆过稠。 锚杆头部楔子捆扎不良 灌浆时，注浆管未同时抽出或所用砂浆过稀。 砂浆过稀或孔口堵塞不良 孔内空气未排出，砂浆未灌到孔底 掺入的氯化钙含量过多或砂浆拌合后使用时间较长 未采用打击套筒打击承托板和横梁空隙未楔紧 达不到设计锚固力 减少了孔内砂浆，降低了锚固能力。 孔内沙浆不饱满，降低锚固能力 沙浆不饱满，降低锚固能力 锚杆不易打入 降低锚固能力 5 6 7 8 9 灌浆时注浆管外壁粘浆过多 灌浆时砂浆下淌 打击锚杆时，孔内砂浆向外喷出 先灌后锚时，插入锚杆前，砂浆硬化 承托板或横梁（或垫板）局部松动 5、喷射混凝土施工

喷射混凝土厚度：根据设计图纸，洞口27m及洞身加强段拱墙及仰拱C25喷射混凝土厚度分别为25cm及25cm，为保证施工安全调整厚度至30cm；V级深埋段C25喷射混凝土25cm；IV级破碎性围岩段C25喷射混凝土20cm；IV级一般段C25喷射混凝土20cm；III级围岩段C25喷射混凝土10cm。

喷射混凝土的配合比通过室内试验和现场试验选定。优先采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不小于42.5Mpa，喷射混凝土拌合物坍落度5-7cm。配合比及拌制的均匀性每班检查不少于两次。速凝剂的掺量通过现场试验确定。

?、前期准备

喷混凝土前处理危石，检查开挖断面净空尺寸，如有欠挖及时处理后再喷；在不良地质地段，设专人随时观察围岩变化情况，当受喷面有涌水、淋水、几种出水点时，先进行引水处理。施工机具布置在无危石的安全地带。喷射前设置控制喷混凝土厚度的标志。检查水、电、风管路。检查施工机械设备运行情况。

?、湿喷面处理

喷射前用高压水冲洗受喷面，当受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩面。

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?、厚度和表面平整度

①平均厚度大于施工图标示厚度；

②检查点数的60％及以上大于施工图标示厚度。 ③最小厚度不小于施工图标示厚度的1/2； ?、强度

①喷射混凝土的强度必须符合施工图；

②用于检查喷射混凝土强度的试件，必须采用大板切割法制取。 ?、拌制和运输

喷射混凝土的拌合料应随用随拌。采用自动计量搅拌站和按照施工配合比配料，采用自动计量搅拌机分次投料。搅拌时间不少于2min。拌合料在运输过程中必须保持混凝土的均匀性，不漏浆、不失水、不离析。运输及存放时间，当不掺加速凝剂时不得超过2h，掺加速凝剂时不宜超过20min。如喷射前混凝土发生离析或坍落度过低，应进行二次拌制，二次搅拌过程中可添加适量减水剂，严禁加水。

?、喷射作业

①混凝土喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔10mm），以避免超粒径骨料进入喷射机；用高压水冲洗干净检查后的受喷围岩面，然后即可开始喷射混凝土。

②喷射时，送风之前先打开计量泵（注意，此时喷咀朝下，以免速凝剂流入输送管内），以免高压混凝土拌合物堵塞速凝剂环喷射孔；按混凝土回弹量小、表面湿润有光泽、易粘着为度来掌握喷射压力，这就要求喷射机司机与喷射手配合好，根据喷射手反馈的信息及时调整风压和计量泵，控制好速凝剂的掺量。

③喷咀与岩面的距离为80～150cm，太近太远都会增加回弹量；有条件时，可将喷咀固定进行作业。

④喷射方向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以直径方向喷射；若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，可将喷咀稍加偏斜，但不宜小于70°。

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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滚动，产生出凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷混凝土的质量。

⑤一次喷射厚度为4～6cm，过大会削弱混凝土颗粒间的凝聚力，促使喷层因自重过大而大片脱落，或使拱顶处喷层与围岩面形成空隙；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。

⑥为提高工效和保证质量，喷射作业应分片进行，一般为2m长、1.5m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，我们按照从下往上施喷，呈“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。

（7）、注意事项

湿喷作业时应注意以下问题：

①严格执行喷射机操作规程：连续向喷射机供料；保持喷射机工作风压稳定；完成或因故中断喷射作业时，将喷射机和输料管内的积料清除干净。

②掌握好风压，减小回弹，喷射混凝土的回弹率控制不大于15%。 ③喷射混凝土终凝2h后，进行喷水养护，养护时间不少于7d。 ④喷射混凝土完成时间距下次爆破时间的间隔不得小于4h。 ⑤当围岩有出水点时，设置泄水孔，边排水边喷混凝土。同时增加水泥用量，改变配合比，喷混凝土由远而近逐渐向出水点逼近，然后在出水点安设导管，将水引出，再向导管附近喷混凝土。

⑥开机应按先开主机，再依次开震动筛、计量泵、风阀的顺序进行。

⑦喷射完成后应先关主机，再依次关闭风阀、计量泵和震动筛，然后用清水将机内、输送管路内残留物清除干净。

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⑧严格控制拌合物的水灰比，经常检查速凝剂注入环的工作

水泥 拌合时间≮2-3min 砂 石子 混凝土运输车运送 水 外加剂筛网φ10mm（滤出超径石子） 混凝土喷射机 风压控制在0.45-0.7MPa 液体速凝剂（水泥用量34%） 湿喷混凝土施工工艺流程图

80-150cm 受 喷 围岩面 30 cm 状况，发现问题及时处理。

⑨如有堵管现象发生，则必须先关闭主机，然后才能进行处理。 ⑩液态速凝剂属碱性，作业中要加强劳动保护，防止灼伤作业人员皮肤。

6、超前地质预报

根据隧道区域地质资料和施工图，结合现场实际情况，制定预报方案，针对不同地段的工程地质情况进行地质预报重要性分级，不同级别的地段采取不同的预报手段，以达到既预报准确又节省有限预报资源的目的。超前地质预报主要用于隧道开挖面前方一定距离的岩溶、岩溶突水（突泥）、断层破碎带、浅埋段、高地应力（可能产生硬岩岩爆和软弱围岩塑性变形）和瓦斯等有害气体的灾害地质的施工探测，是不良地质隧道施工的重要工作，是防止重大安全事故的重要手段。在关键环节邀请监理、设计和业主相关人员参与超前地质预报工作，以达到既预报准确又节省有限预报资源的目的。

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开始

地质素描 地质调查

结束 确定工程方案 钻探成果处理及分析 制定钻探方案，准备钻探设备 实施物探 否 地质分析 是否需要物探 是 制定物探方案、准备设备仪器 物探成果处理及分析 否 是否需要钻探 实施钻探 综合分析判断 施工中地质验证

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探测方法及频率见表1

探测方法及频率

序号 探测方法 频 率 探测目的 1 TSP203地质预报 150m/次 地质构造、软弱夹层、断层、岩溶、 在TSP203 2 地质雷达 预报有异常时 断层、岩溶、富水带等，初期支护、二次衬砌密实性 3 超前钻孔 在TSP203预报有异常时 地质构造、涌水量 ?工艺说明

超前地质预测预报工作一般采用多种手段互相验证，各工作阶段互补，并按照长短结合、上下对照，定性与定量相结合的办法来保证预报的准确性。根据各种探测方法的特点，可分为长距离控制预报，中距离预报、短距离验证预报。

长距离宏观控制预报：在隧道穿过的采空区地段以及断层带，在洞身水平方向上采用TSP203超前地质预测报系统进行距离100～150m的预报（采用100m的成果）。

中距离预报：采用仪器（地质雷达、红外线探测仪、HSP水平声波反射法）和超前地质钻孔进行的距离在30m的验证预报。

短距离预报：地质素描法和采用长钻孔进行的距离小于30m的预报。

①、利用工作面地质素描预报

地持素描在隧道施工中全段进行。地质素描内容为：

根据对超前地质预报结果，对开挖面和洞身周边综合分析围岩的岩性、结构、构造和地下水情况，判断开挖面前方围岩的工程地质、

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水文地质特征，并依此提出工程措施建议和进一步预报的方案。

根据开挖段围岩的工程地质、水文地质特征进行预报结果的验证，提出是否修改预报方法及参数的意见。

根据开挖段及开挖面水文地质情况，提出针对性工程方案建议。 ②、TSP超前地质预报系统超前探测

隧道掘进过程中，每开挖10～150m通过TSP203对开挖前进方向进行中长距离预报，对一定规模的断层破碎带和岩溶带进行预报。

③、工作面超前地质钻孔探测预报

a、在隧道施工通过岩溶、断层破碎带段每开挖30m，利用超前水平地质钻孔对开挖前进方向进行30～50m的钻探。

b、在可溶岩地段、可溶岩与非可溶岩过渡接触带，以及断层破碎带施工中运用钻具进行长5m的超前钻孔，对洞身前方进行全方位空间探测，探孔成放射形布设。对超前探测的异常段，需增加钻孔。

C、钻机钻孔时要固定牢固，并安设孔口管及高压闸阀，确保超前钻孔涌出高压地下水时，能够有效的控制。

④、红外线探水探测

在隧道施工通过岩溶、岩溶水、断层破碎带可能发生涌水地段每开挖15～30m，对开挖面前方施作红外线探测技术，对地下水进行预报。

⑤、开挖后的周边探测

地质雷达除进行开挖前方探测以外，在隧道已开挖过的地段的隧底、断层破碎带洞壁8～15m范围进行连续探测，以发现可能的不良地质体，及时报告，采取相应的措施，免除后患。

⑥、其他地质工作内容及方法

a、岩溶和断层破碎带形态调查：调查岩溶的形态、规模及其分布位置、高程、延伸方向、涌水量大小、充填物情况。

b、地表监测：依据提供的工程地质、水文地质图，暂定隧道中

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线两侧各1.5m与居民生活、生产关系密切的泉水、井水等进行监测。监测内容主要为水量、水温、水压、水质的变化以及当地的气象与降水。

⑦、洞内监测

a用数码摄像机将开挖后，没有支护的隧道侧壁进行摄像，通过编辑，制成具有里程标志的连续的影视资料，从而分析地层节理、裂隙的变化情况。

b随着隧道施工进展，通过测试量测裂隙，即在洞壁画定一定面积，对节理进行统计，计算隧道围岩的渗透量；尝试通过裂隙的统计预测岩溶通道出现的概率。

c进行涌水动态的实时监测，包括涌水点的空间分布、单点涌水量、涌出压力、涌出机制和涌水的力学与同位素化学特征等。以10d为单位进行长期观察，根据地下水的动态变化，间接地判断工作面前方的地质情况是否变化，尤其重点观察大涌水点和集中的出水点。

超前地质预报建立一个地质信息系统，通过多种方法收集地质信息，进行综合分析、判断，编制信息预报成果，由主管技术人员予以复核。为变更设计、施工提供决策依据，及时调整施工方法和支护参数。地质测试与超前预报成果资料采取分报告与总报告相结合的交付方式。每天将现场采集的资料进行分析和汇总，并向施工和技术负责人进行汇报；每周进行一次归纳汇总。经分析、整理的地质资料作为施工资料存档。同时将有关数据及时上报监理，并通过监理上报业主及设计院，以供分析和调整相关设计参数。

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确定施工方案，保证开挖安全 反馈设计、施工，动态设计 地质资料研究 现场地质状况调查 制定超前探测预报方案 地质 地质预报系统雷达超前钻孔探明地质 开挖面岩性前推法 TSP203比拟法预测前方地质 根据开挖及支护情况发现坍方征兆

四、安全、质量措施

1、爆破作业安全措施及应急办法 ?、爆破施工安全措施

①对参加施工的人员进行安全教育，从事爆破及操作机械的人员，必须经过专业培训和考试，取得合格证后，方予上岗；各级安全员形成网络；建立安全技术规程及岗位责任制；确保领取、发放、使用（销毁）、清退四本帐帐目清楚，并严格每道程序的签字审批。

②钻眼人员到达工作面时，先检查工作面是否处于安全状态。钻眼采用湿式凿岩机，严禁在残眼中钻眼。钻孔台车进洞经过的道路和临时台架，认真检查安全界限，并有专人指挥，就位后不得倾斜。

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资料整理与经验积累 ③在照明不足、工作面岩石破碎尚未及时支护、发现涌泥涌水未经妥善处理时，严禁装药爆破。爆破人员随身携带电筒，防止点炮途中突然发生照明熄灭，并设事故照明。

④严格控制爆破参数，减少对已完构筑物的震动影响，防止震裂和飞石冲击已完工构筑物。

⑤爆破施工在规定的时间内进行爆破作业。作业前确定警戒范围，并设置明显的标志和岗哨警卫防护。严格控制装药量，按设计的装药量装药，确保周围建筑物设备和人身安全。

⑥爆破作业由专人统一指挥，爆破时所有人员撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的地点。爆破后经过通风排烟，检查人员才进入工作面检查。经过安全检查后，其他工作人员才能进入工作面。

⑦剩余的爆炸物品应当日用、当日清，及时由爆破工退库登记造册。

⑧对私存、截留、藏匿、出销、转让、私用、倒卖爆炸物品者严肃处理，直至追究其刑事责任。

2、爆破施工应急措施

?、成立爆破施工意外事件应急领导小组。

?、各工程队配齐医疗卫生人员，配足医疗用品及药品。 ?、配足隧道塌方、涌水的抢险物质。

?、施工便道及通往现有公路的道路保持晴雨四季畅通，洞内洞外的通信联络保持畅通。

3、爆破安全技术 ?、爆破安全距离

根据施工不同围岩等级，围岩性质按技术方案制定相应的爆破安全距离,直线安全距离不得小于200米。

?、早爆及其预防

导致早爆的原因是多方面的，如爆破器材质量不合格；工作面上

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