隧道工程关键部位质量控制

隧道工程关键部位质量控制

一、主要项目施工工艺及方法

（一）洞口施工

（1）洞口段采用边坡、仰坡自上而下分层开挖，施工机械以挖掘机为主，尽量不采用爆破，保证不扰动原地层；洞口场地用装载机辅以推土机整平压实；遇坚硬石质地层采用破碎锤开挖，

（2）边仰坡防护、边仰坡开挖按设计坡度一次整修到位，并分层进行边仰坡挂网喷锚防护，以防围岩风化，雨水渗透而坍塌，确保稳定。

（3）隧道洞门在进洞施工正常后，适时安排施工。综合考虑地形地质条件及洞口美化等条件。进洞施工前，先将洞外排水系统做好，再进行洞门施工，以防对洞门造成威胁。

（4）明洞拱、墙与洞内相邻的拱、墙衬砌时，应同时施工连成整体；

（5）洞门及洞口附近的排水、截水设施应配合洞门施工尽早做好，并与洞外排水系统连通，以免地表水冲刷坡面。

（6）洞门仰坡和边坡宜在进洞前刷好，坡度的施工允许偏差为5%；

（二）明洞

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（1）明洞基础施工（出口端）

①明洞边墙基础必须置于稳固的地基上。遇有地下水时，须将地下水引离边墙基础。

②凹形地段或外墙深基部分，施工时本着先难后易的原则，可先开挖、砌筑最低凹处，逐步向两端进行，以利于施工。

③边墙基础挖至设计标高后，核对地质承载力是否与设计要求相符。

④若地基承载力不足时，可考虑采用沉井基础或挖孔桩基础进行地基加固。

⑤明洞开挖前，预先做好洞顶防水、排水设施，防止地面水冲刷而导致边坡、仰坡落石、塌方。施工计划安排时，也应合理避开雨季施工。

（2）边墙施工

架立支架、绑扎钢筋。支架采用20号工字钢作支柱、横梁及纵梁，斜撑、纵向连接、横向连接均采用角钢，各连接头均采用高强螺栓连接。内模采用定型钢模板，外模和挡头板模板采用定制的木模加钉铁皮，挡头板内，外弧线在现场按实际比例放样后，精确加工。泵送砼灌注，灌注时其模板支撑必须牢靠，防止跑模造成砌衬侵入限界。

（3）拱圈施工

①拱架一般在立柱上架设，立柱基底坚实，若在松软

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路肩上，则设纵向卧木，并将各立柱纵向联结成整体。

②拱架采用特制大跨度钢拱架，组合钢模安装拱部内模。

（4）防水层及回填与拆除拱架

①防水材料的铺设方法按设计进行施工，从两侧拱脚自下而上向拱顶方向进行。防水板采用无钉铺设，衬垫为梅花形布置，间距0.8×0.8米，防水板接缝采用自动热融爬焊机进行双焊缝焊接。

②墙背与拱顶回填：待混凝土达到设计强度的70%后，即可进行回填。在回填前先作好纵向盲沟；当超挖较大时，用浆砌片石回填，回填土石与边坡接触处挖成不小于0.5m的台阶并用粗糙透水材料填塞以增加摩擦力保持稳定。拱部回填对称分层夯实，每层厚度不宜大于0.3m，机械回填时，必须在人工回填至少0.7m后方可使用机械回填。在拱背需作粘土隔水层并保证与边坡、仰坡搭接良好、封闭紧实。

③拆除台架：待混凝土达到设计强度的70%后，才能拆除台架。采用土石方机械填筑时，须待拱顶回填完成后方能拆除。

（5）保证措施

①衬砌浇注前要复测中线、高程，边墙、拱圈放样立模时预留施工误差，以保证衬砌不侵入建筑限界。

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②大跨度拱架采用分5段组合拼装，螺栓连接牢固，用钢管脚手架加固大跨拱架，使其大跨度拱架有足够的稳定性。

③明洞拱圈按断面要求制作定型挡头板和外模，随着灌筑逐步向上安设，除临时支顶外，还必须将外模板拉紧固定。

④拱墙施工缝除设接茬钢筋外，对接头部分的砼要凿毛冲冼，保证砼间连接牢固。

⑤明洞与暗洞衬砌一并施工，注意明洞与暗洞的衔接。

（三）洞身开挖

（1）Ⅲ类围岩开挖方法

隧道Ⅲ类围采用正台阶法光面爆破施工，Ф22中空注浆锚杆、锚喷挂网、钢拱架初期支护。

①作业循环

开挖和二次衬砌可同时施工，控制工期的作业为开挖和初期支护。开挖及初期支护每循环进尺3.0米。

（2）Ⅳ类围岩开挖方法

隧道Ⅳ类围采用两台阶法施工，Ф22砂浆锚杆、锚喷挂网、钢拱架初期支护。

开挖和初期支护可同时施工，控制工期的作业为开挖初期支护，每循环作业时间24h。每天进度4.0米。

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（3）Ⅴ类围岩开挖方法

隧道Ⅴ类围采用两台阶法施工Ф22中空注浆锚杆、锚喷挂网、钢拱架初期支护。

开挖和初期支护可同时施工，控制工期的作业为开挖初期支护。

（4）微震爆破施工程序和施工方法

本隧道洞身穿过III、IV、Ⅴ类围岩，根据围岩类别分别进行爆破设计，为避免对围岩的扰动和对地表的影响，采用微差松动爆破技术施工。

1、炸药选型

理论和实践证明，炸药爆速对爆破质点震动速度有直接影响，爆速越高，爆破产生的震动越大，综合本隧道的地质特点，选取用爆速低于3000m/s的乳化炸药。为实现微差爆破采用国产Ⅱ型系列非电毫秒雷管（15段）。

2、非电微差起爆网络设计

爆破震动与同段齐爆的炸药用量密切相关，采用非电微差起爆技术，不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效地控制每段雷管的起爆时间，使爆破震动波形不成叠加。这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果，又能消除爆破震动的有害效应。

在掏槽眼，掘进眼、底眼或周边眼中，每段起爆药量较大的段别雷管，间隔时差设计为200ms，即跳段设置。可

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使爆破震动速度降低30%。

3、掏槽形式

隧道爆破的掏槽眼是爆破成败的关键，也是产生最大震动的部位。本区段在Ⅲ类围岩段采用直眼掏槽，Ⅳ、Ⅴ类采用楔形掏槽。

4、装药结构

周边眼采用小直径药卷（φ25）空气间隔装药结构。其余炮眼采用标准药卷（φ32）连续装药结构。

5、安全防护措施

为了减小震动、飞石，保证洞内初期支护及作业安全，采用降震设计，堵塞长度不小于20d(d为炮眼孔径)，并保证堵塞材料质量，避免飞石溢出，降低噪声，减弱震动。

6、放出开挖断面中线水平和断面轮廓线，根据爆破设计图标出炮眼的位置。符合设计要求后进行钻孔，再按炮眼布置图检查合格后装药连线爆破。

7、爆破后清理

爆破后由专人进行清理危石，检查开挖面和衬砌地段，如发现险情或隐患，应采取措施及时处理。

(四)隧道初期支护施工程序和施工方法

（1）各类围岩超前支护和初期支护参数

1、洞口加强段围岩超前支护和初期支护参数

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采用φ22自钻式中空注浆锚杆，锚杆长4.0m，间距200cm×120cm；20a钢拱架，纵向间距60cm，喷射C20混凝土厚26cm。

2、Ⅲ类围岩超前支护和初期支护参数

根据地质钻探资料，Ⅲ类围岩采用，φ22mm中空注浆锚杆，锚杆长3.0m，间距120cm×120cm；喷射C20混凝土厚12cm。

3、IV类围岩超前支护和初期支护参数

根据地质钻探资料，IV类围岩采用，φ22mm中空注浆锚杆，锚杆长3.5m，间距100cm×100cm；喷射C20混凝土厚14cm。

4、Ⅴ类围岩超前支护和初期支护参数

根据地质钻探资料，Ⅴ类围岩采用，φ22mm中空注浆锚杆，锚杆长4.0m，间距200cm×120cm；喷射C20混凝土厚26cm。

（2）锚杆施工

围岩锚杆采用φ22中空注浆锚杆，锚杆长度分别为3.0m、3.5m和4m，间距分别为120cm、100cm、80cm、200cm，梅花型布置。采用风钻钻孔，钻至规定深度后，用高压风吹孔，打入锚杆，然后用注浆泵由锚杆中孔向孔底灌满砂浆，安装垫板螺栓。

1、锚杆施工要点及注意事项

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①孔位应按设计布置，偏差小于10cm，孔深误差±

10cm。

②钻孔直径应大于锚杆直径15mm。

③钻孔本身应成直线，不应弯曲。方向应沿隧道周边径向，但不得平行于岩面。

④灌孔前应清孔，顺锚杆孔用高压风清除孔内积水、岩粉、碎屑等杂物。

⑤砂浆应随备随用，在砂浆初凝前应使用完。

⑥注浆应使用灌浆罐和注浆管，孔口压力小于

0.4MPa。顺着锚杆孔注浆，直到孔口有浆液流出为止。

⑦锚杆插入长度不得小于设计长度。

⑧锚杆插入后不得随意敲击，三天内不准悬挂重物。

⑨每100根锚杆应随机抽样三根，作拉拔试验，以了解锚杆的锚固质量。

⑩施作锚杆时，同时应预埋格栅钢架的定位锚杆。

（3）钢筋网施工（洞口端仰坡）

钢筋网与锚杆联接牢固，随受喷面的起伏铺设。钢筋网之间及与已喷砼段的钢筋网搭接牢固，且搭接长度不小于200mm。钢筋网需挂靠牢固，在喷射混凝土时钢筋网不得晃动。

（4）喷射混凝土施工（用于洞身）

1、材料选择：水泥优先选用普通硅酸盐水泥，石子采

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用坚硬耐久的碎石或卵石，粒径不大于15mm，用前应过筛，其饱和极限抗压强度与砼设计标号之比，碎石不小于200%，卵石软弱颗粒含量不大于5%。

碎石、卵石中针状颗粒含量不大于15%，卵石中泥土、杂物含量不大于1%。

硫化物和硫酸盐含量不大于1%，石粉含量不大于2%，有机物含量用比色法试验，颜色不深于标准色。(以上有害物质含量均以重量计)。

2、外加剂：速凝剂、减水剂、早强剂、钢钎维，可根据本地区材料市场采购；速凝剂使用合格的液体速凝剂。

3、喷射砼配合比设计原则

选择喷射砼的配合比，既要考虑砼强度和其它物理力学性能的要求，又要考虑喷射工艺的要求。

重量配合比：水泥：(砂+石)＝1／4～1／4.5；水灰比0.4～0.45；含砂率：45～55%；水泥用量350～420kg/m3。设计步骤：

①确定骨料的最大粒径和砂率

②确定水泥用量

③确定水灰比及用水量

④确定砂、石用量

⑤试喷

⑥调整、确定施工配合比

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4、喷射砼顺序

喷射砼顺序应先墙后拱，岩面不平时，应先将凹处找平。

在边墙部份为自下而上，从左到右或从右到左，并注意呈螺旋轨迹运动，一圈压半圈，纵向按顺序进行，旋转半径一般为15cm，每次蛇行长度为3～4m。

在拱部拱脚至拱腰处，自下而上。拱腰至拱顶由里（有砼处）向外喷射砼进行。

喷射砼时，其喷射砼速度不宜太慢或太快，适时加以调整。

（五）钢拱架的施工

⑴钢拱架按设计要求分片加工好，要求尺寸准确，弧形园顺，并在现场进行试拼，试拼后需在同一个平面内，允许偏差为：宽度±20mm，高度±30mm，扭曲度小于

20mm。钢拱架堆放和运输时不得损伤和变形，安装前应除锈。为了安装方便和设计要求，每榀钢拱架分三段，顶部分一段、左右各一段,段与段之间用A3∠100×80×10的连接件通过螺栓螺母连接牢固。

⑵开挖后应及时进行初喷，其厚度为4-5cm，然后安装钢拱架。

⑶钢拱架按设计位置现场测量定位，拱架平面必须与隧道中线垂直。钢拱架架立通过垂球吊线的方法控制垂直

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度。拱架各节连接牢固，安设位置正确、稳固并垂直隧道中线，允许偏差：与线路中线位置30mm，垂直度5%，前后拱架间距±100mm。

⑷现场拼接，各段应在一个平面上用M16螺栓联接，点焊加固。

⑸拱架之间纵向必须用纵向钢筋连接，并与锚杆外露端焊牢。

⑹拱架与岩壁之间用钢楔块楔牢、焊死，并与锚杆焊牢。钢楔块沿拱架大致均匀布置，间距不宜过大。

⑺先喷拱架与壁面之间的空隙处，再喷拱架周围，然后喷拱架之间的砼，分几次喷射直至砼达到设计厚度。且拱架保护层厚度不小于4cm。

(六)防排水施工

（1）防排水工程施工组织措施及技术措施

1、隧道施工防排水，施工综合性强，技术难度大，也是施工的一道关键工序。结构防水是根据工程地质和水文地质条件、隧道结构特点、施工方法和使用要求等因素进行设计和施工，采用“防、排、堵相结合”的综合治理原则。关键处理好施工缝、变形缝等薄弱环节的整体防排水方案，确保隧道不渗漏水。

2、防排水技术措施

①在隧道中设置中心深埋水沟排泄地下水，中心水沟

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的顶部标高位于冻结线以下，充分利用地温，以防止水沟中的水流冻结。②明洞段衬砌采用外贴防水层防水，顶面回填粘土隔水层。③洞身段二次衬砌与初期支护之间采用橡胶防水板与土工布复合防水层防水，环向透水软管集引水经由纵向排水管、横向引水管将水引到中心水沟中排出。④施工缝、变形缝、沉降缝均设中埋式橡胶止水带止水。⑤洞内两侧布置排水边沟，将路面水排出洞外。隧道中心水沟出水口采用保温材料包头。洞门上方设置截排水沟，截排地表水。。

（2）初期支护喷射砼防水技术措施

初次支护是承担施工阶段全部地层荷载（包括土、水压力）的主要结构，必须有足够的强度，刚度和抗渗性，限制围岩变形，控制地表下沉。提高喷射砼的密实性，减少它的收缩变形裂缝，防止渗漏是施工的关键。为了达到喷射砼防裂抗渗，施工中必须把好用料级配关，控制水灰比，选择好施工工艺。因此，采取如下措施：

1、采用高质量的喷射砼。提高喷射砼的质量，首先从砂石料入手，使用最佳级配的砂石，石子采用瓜米石，其最大粒径控制在10mm以内。其次掺用一定量的速凝剂和防水剂。

2、认真处理受喷面。当受喷面有滴水、淋水或涌水时，根据现场情况，治水先堵（注浆堵水）或排水（埋设

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