隧道工程进出洞施工方案

施工前先对坡面进行测量放样确定边仰坡开挖范围，然后清除坡面危岩，对于较大难以清除的危岩采用覆盖弱爆破清除，边仰坡开挖前必须做好洞顶截，然后才能对边仰坡进行开挖，待超前支护注浆施工完毕后进行暗洞的开挖。

隧道洞口施工时按设计要求先作好洞顶截水沟，洞口排水沟的施工，防止地表水渗入开挖面影响边坡和成洞面及仰坡的稳定；开挖前必须做好各种防护措施，保护施工及当地人员的安全；在洞口仰坡开挖后及时进行被动防护网支护确保洞口施工安全。完成边仰坡防护后施做洞口超前支护。

1.1.1截水沟施工

隧道洞口防排水主要采用截水沟及洞顶排水沟来完成。在洞顶开挖线5m外设置浆砌片石截水沟，使山顶冲积水顺截水沟汇入自然排水沟排走。同时在洞门顶设置浆砌片石排水沟，使坡面水及洞顶水沿沟汇入自然排水沟排走。

（1）截水沟施工工艺流程图

图4-3  截水沟施工工艺流程图

（2）施工方法

①截、排水沟放样

根据复测后的导线点和加密点，使用全站仪，将洞顶边仰坡坡口开挖线放出，然后根据实际开挖坡线及地形，用钢尺量距开挖坡线5米外的位置，作为截水沟位置，放样后，报监理工程师现场复核认可。

②开挖沟槽

根据放样位置，结合隧道地质条件采用小药量爆破或机械开挖，人工修整成型。

③截水沟砌筑

图4-4 截水沟断面示意图

截水沟采用M7.5浆砌片石，截水沟净尺寸为0.6m×0.6m，两侧壁厚0.3m，底部厚0.3m。每隔10m设置一道变形缝，变形缝内采用沥青木丝板填充。所用片石选择表面平整，尺寸较大的，并适当加以修整，在使用前用水冲洗干净。混凝土中所用水泥、砂、水等材料质量符合施工规范要求，检验合格后，并经监理工程师确认后使用。砂的最大粒径不超过5㎜，混凝土强度达到设计要求。

（3）临时排水施工要点：

①施工临时排水系统应与永久性排水相结合。

②临时排水与预留泄洪沟等综合考虑。

③临时排水的设计与标准根据现场实际情况自行解决；施工过程中要注意排水沟渠与当地排灌系统协调，重视环境保护，防止水土流失和水污染，做到因势利导、因地制宜。

④临时排水纵坡不小于2%，单坡排水； 

（4）注意事项

①距仰坡5m以外开挖截水沟，截水沟必须与地表水系接通。

②截水沟开挖以机械为主，人工配合修整，修整完成后立即施工截水沟。

1.1.2边仰坡开挖

①土质挖方采用挖掘机开挖，自卸车运输。开挖过程中及时检查开挖尺寸和边坡坡度，及时修整边坡，做到开挖一层边坡修整完成一层。

②石质挖方采用预裂爆破、光面爆破，保护边沟。分层开挖过程中及时修整好边坡，撬动松动岩石，确保安全。

1.1.3边仰坡防护

被动防护网

焦树坪出口端洞口仰坡防护采用RX-050型被动防护网，RX-050型被动防护网系统主要由基座、连接件、钢柱、支撑绳、拉锚系统、减压环和钢丝绳网等构成的栅栏式拦挡结构，其主要构成如下：

钢丝绳网：φ8钢丝绳编制，菱形网孔，网孔尺寸200mm×200mm。

支撑柱：普通工字钢加工而成，间距10m。

支撑绳：φ16钢丝绳（上下双绳），带配套GS-8000减压环（每跨4个）。

上拉锚绳：φ14钢丝绳，带配套GS-8001减压环（每绳1个）。

侧拉锚绳：φ16钢丝绳。

中间加固锚绳：φ16钢丝绳。

钢丝格栅：φ2.2钢丝编制，网孔尺寸50mm×50mm（SO/2.2/50格栅）。

（1）被动防护系统施工工序：

锚杆及基座定位→基坑开挖与（片石）混凝土浇筑（土质地层锚固）或钻凿锚杆孔（岩质地层锚固）→基座及锚杆安装→钢柱及拉锚绳安装与调试→支撑绳安装与调试→钢绳网的铺挂与缝合→格栅网的铺挂（双层网系统。）

（2）被动防护网的施工方法

①锚杆及钢柱基础定位

按现场实际情况定位锚杆及钢柱基座位置，钢柱间距为10m，锚杆位置按钢柱高度及基座位置确定。

②基础施工：当基础所在位置覆盖层厚度不小于砼基础深度时，基坑开挖至满足设计的宽度和深度后方可筑注基础混凝土；当基础所在位置为基岩裸露或覆盖层很薄时，直接钻凿锚杆孔，钢柱砼基础地脚螺栓锚杆孔径不小于A45，用薄层C20细石砼或M20水泥砂浆抹平：基础顶面当基础位置处地层为厚度小于砼基础深度的覆盖层时，覆盖层部分用片石砼置换，下部直接钻凿锚杆孔，形成复合基础。否则，要采用C20片石砼挡墙基础。

③安装基座及锚杆

本路段属于片石砼基础，采用钻凿地脚螺栓锚孔安装基座，地脚螺栓锚杆由A28螺纹钢筋加工制作，总长1m，顶端丝口M27×100，并配相应垫片和螺母。各钢柱基座位置尽可能设在同一等高线上，相邻钢柱基座间高差宜控制在0.5m内。

④安装、调试钢柱及拉锚绳

待混凝土强度达到设计要求后，安装钢柱及拉锚绳，将钢柱顺坡向朝上放置并使钢柱底部位于基座处，将上拉锚绳的挂环挂于钢柱顶端挂座上，然后将拉锚绳的另一端与对应的上拉锚杆环套连接并用绳卡暂时固定，将钢柱缓慢抬起并对准基座，然后将钢柱底部插入基座中，最后插入连接螺杆并拧紧，通过上拉锚绳按设计要求调整好钢柱方位，拉紧上拉钢绳并用绳卡固定（侧拉锚绳和中间加固锚绳的安装方法同上拉锚绳一致）。上拉锚绳为A14钢绳，中间加固锚绳为A16钢绳，侧拉锚绳为A16钢绳，钢绳端头均用绳卡锁扣，并设减压环。安装完后进行调试。 

⑤支撑绳安装与调试

上支撑绳安装：将第一根上支撑绳的挂环暂时固定于端柱的底部，然后沿平行于系统走向的方向调直支撑绳并放置于基座的下侧，并将减压环调节就位；将该支撑绳的挂环挂于端柱的顶部挂座上，在第二根钢柱处，用绳卡将支撑绳固定悬挂于挂座的外侧，在第三根钢柱处，将支撑绳放在挂座的内侧；如此相间安装支撑绳在挂座的外侧和内侧，直到本段最后一根钢柱并向下绕至该钢柱基座的挂座上，再用绳卡暂时固定；再次调整减压环位置，当减压环全部就位后拉紧支撑绳并用绳卡固定。

第二根上支撑绳和第一根的安装方法相同，但从第一根支撑绳的最后一根钢柱向第一根钢柱的方向反向安装，且减压环位于同一跨的另侧。

在距减压环约40cm处用一个绳卡将两根上支撑绳相互并结（用30%标准紧固力）。

下支撑绳安装：将第一根下支撑绳的挂环挂于端柱基座上，然后沿平行于系统走向的方向上调直支撑绳并放置于基座挂座的外侧，并将减压环调节就位；在第二个基座处，用绳卡暂将支撑绳固定悬挂于挂座的外侧，在第三个基座处，将支撑绳放在挂座内下侧，如此相间安装支撑绳在基座挂座的外侧和内下侧，直到本段最后一个基座并将支撑绳缠绕在该基座的挂座上，再用绳卡暂时固定；检查减压环全部正确就位后拉紧支撑绳并用绳卡固定。

第二根下支撑绳和第一根的安装方法相同，但反向安装，且减压环位于同一跨的另侧。

在距减压环约40cm处用一个绳卡将两根底部支撑绳相互并结（仅用30%标准紧固力），在同一挂座处形成内下侧和外侧两根交错的双支撑绳结构。

上下支撑绳减压环距钢柱间距不小于1.5m，2m为宜。

⑥钢丝绳的铺挂与缝合

利用起吊机具将钢绳网上缘提升到平行于上支撑绳，再用绳卡将网与上支撑绳进行暂时松动联结；将缝合绳按单张网周边长的1.3倍截短，并在其中点作上标志；从系统的一端开始，先将缝合绳中点固定在每一张网的上缘中点处支撑绳上，从中点开始向两侧逐步将网与两根上支撑绳缠绕在一起，当到达柱顶挂座时，将缝合绳从挂座的前侧穿过转向下继续将网与相邻网边缘或支撑绳缝合缠绕在一起，直到基座挂座，再从挂座的前侧穿过并转向钢绳网下缘中点将钢绳网与两根下支撑绳缠绕在一起，最后用绳卡将缝合绳与钢绳网固定在一起。

⑦格栅网的铺挂

格栅铺挂在钢绳网的内侧，并应叠盖钢绳网上缘并折到网的外侧15cm，用扎丝固定到网上；格栅底部沿斜坡向上敷设0.5m左右，并为使下支撑绳与地面间不留缝隙，用一些石块将格栅底部压住；每张格栅间叠盖约10cm，用φ1.2mm铁丝按1m间距进行扎结。每平米固定不少于4处； 

（3）注意事项：

①钢柱砼基础侧壁外露高度超过30cm时，需采用C20钢筋砼，钢筋笼采用φ16螺纹钢制作，钢筋保护层厚度不小于20mm，对地面以下的埋入式钢柱基础和各拉锚绳锚杆基础为C20素砼。

②施工人员在每次施工前要详细检查安全带、安全绳，不符合的安全绳、安全带严禁带上山。

③安全桩打入地面的深度不小于1.0米，石质地段不小于0.7米，一根安全栓只允许栓一根安全绳，安全绳左右移动距离不得大于5米，严禁在一个物体上栓挂几根安全带或安全绳，严禁一根安全带或安全绳上栓挂几个人，安全桩及安全绳应设专人看守，并安排人检查下山工具。

④多人同时在坡面工作时，应大致在同一高度自上而下进行，严禁上下同时重叠作业。施工人员相互间距不应小于2米。

⑤清理危石、浮石时，施工人员站立点必须稳固，不准站在活动的石块上作业，对于可能损坏行车设备、危及行人安全的石块应进行分解拆除。对暂时不清理的浮石进行加固处理，防止掉落。钻孔施工前用格栅网对被动防护范围覆盖。

⑥施工期间，严禁在危石边上和边坡脚下休息，严禁将工具任意抛掷和放在围岩下面。山上施工所用机具、材料要堆码稳固，必要时进行绑扎，遇到大风时，必须对材料和工具绑扎，放置牢固。

锚喷防护

（1）挂网锚喷施工工艺流程图

图4-5 挂网锚喷施工工艺流程图

（2）初喷支护

喷射混凝土时喷头垂直喷面或略有5°～10o的倾斜角，喷嘴距受喷面保持0.6～1.2m，喷射时先喷两侧，由下至上，以螺旋状，沿横向反复移动，一圈压半圈，初喷射混凝土的厚度为4cm，为钢筋网提供足够的保护层。

（3）喷锚支护

a.根据设计图要求，在边仰坡放出砂浆锚杆位置，使用红色油漆做好记号。

b.对进场的锚杆进行检测，合格后，进行大量加工。

c.砂浆锚杆采用Φ22普通钢筋锚杆长度3.5m，梅花型布置，间距120cm，A6钢筋网，网格间距20×20cm，喷射混凝土厚度为10cm。

d.使用风钻在边仰坡坡面上按照设计要求进行钻孔、清孔。

e.砂浆锚杆采用先注浆后安装方法。

f.喷射混凝土时喷头垂直喷面或略有5°～10o的倾斜角，喷嘴距受喷面保持0.6m～1.2m，喷射时先喷两侧，由下至上，以螺旋状，沿横向反复移动，一圈压半圈，直至混凝土厚度达到10cm。喷混凝后要喷水养护，14天内须保持湿润，以防干裂，影响质量。

1.1.4超前支护

1.1.4.1双层超前小导管施工

（1）小导管施工工艺流程

图4-6  超前小导管施工工艺流程

（2）双层超前小导管加工与制作

小导管采用φ42的无缝钢管，壁厚4mm，管壁钻注浆孔，孔径8mm，孔间距10cm，呈梅花型布置，尾部30cm不钻注浆孔作为止浆段。

图4-7  钢花管大样图

（3）双层超前小导管使用范围

双层小导管超前支护外插角分别为缓倾角10°～15°和陡倾角30°～40°，上下两层交错布置，按拱部120°范围布置。

（4）双层超前小导管施工

图4-8 Ⅰ-Ⅰ剖面图

①双层小导管超前支护外插角分别为缓倾角10°～15°和陡倾角30°～40°，超前支护单根长度4.5m，水平搭接长度﹥1.0m，双层每环67根，纵向间距为3m。

②钻孔及小导管安装

测量放样，在设计孔位点上标记，钻孔点按照设计图纸双层超前小导管环向间距40cm沿隧道开挖轮廓线布置，并与工字钢腹部钻孔间距一致。当地层为土层且所含石块粒径小于15cm时，可利用摆锤将小导管直接打入；当地层为破碎岩层，小导管难以打入时，可利用风钻孔，然后插入导管。开孔时，低速钻进，待成孔几米后再加速钻进，钻孔过程中要随时检查孔位的正确性，严格控制外插角和上仰角，并认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩土进行地质判断、描述，钻杆配合钻头进行来回扫孔，清理浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔，清除管内积物。

③注浆施工

注浆参数：注浆材料采用纯水泥浆W:C=1.0，地下水大时采用水泥—水玻璃浆，其参数为：水泥浆/水玻璃=1:0.8（体积比）水泥浆W:C=1.0，水玻璃模数m=2.6，浓度35～40Be，注浆压力0.5～1.0MPa；如围岩裂隙较不发育，整体性较好，可采用水泥砂浆W:C=0.5～0.8，以充填导管孔。

注浆压力初始为0.5MPa，在注浆压力达到1MPa时结束注浆。注浆采取由低孔向高孔位，注浆结束标准：根据设计的注浆参数，从注浆压力、注浆量和注浆时间上来判断是否结束。当注浆压力达到或接近终压（0.5～1.0Mpa）时，结束注浆；当注浆压力超过或达到终压的80%时，出现较大的跑浆，经间歇注浆后也可结束注浆；当注浆量达到或超过设计注浆量，导管出现冒浆现象可以结束，注完浆的钢管要立即堵塞孔口。注浆效果：开挖后拱部基本无渗漏水、无坍塌。

1.1.4.2超前大管棚施工

（1）超前大管棚施工工艺流程图

图4-9  超前大管棚施工工艺流程图

（2）测量放线：根据复测后的导线点和加密点，使用全站仪，测量放样处隧道设计轮廓线，并按设计的间距标出管棚的位置。

（3）套拱施工

①套拱作长管棚导向墙并在洞口段明洞衬砌外轮廓线以外施作，套拱施工模板采用木模。套拱内钢架采用3榀20a工字钢，各榀钢架间使用环向间距1m的C22钢筋连接。同时设φ127mm孔口管，孔口管采用热轧钢管，壁厚5mm，长1.5m,环向间距40cm，固定钢筋与孔口管采用双面焊接，焊接长度大于5d，防止浇筑砼时产生位移。套拱基础承载力不小于150KPa。

②拱基础必须稳定，保证管棚施工过程中套拱不偏移、不下沉，必要时增加一些临时支撑。并对拱顶进行监控量测，对量测数据及时上报，保证管棚施工安全。

③砼套拱作为长管棚导向墙必须在明洞外轮廓以外施作，需严格放线、定位测量，保证开挖施工净空，二衬净空及厚度。

④孔口管作为长管棚导向管，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚质量。焊接固定它前需用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置，用水准尺配合坡度孔口管倾角，用前后差距法测定孔口管外插角。孔口管外插角，用测量仪器，量测钢管钻进的偏斜度。孔口管牢固焊接在工字钢上，防止浇筑砼时产生位移。

（4）管棚施工

①搭钻孔平台安装钻机

a钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台要一次性搭好，钻孔由1台钻机由高孔位向低孔位进行。

b平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。

c钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。 

②钻孔

a为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ115mm

b岩质较好的可以一次成孔。钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进。

c钻机开钻时，低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。

d钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。

e钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

f认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。

③清孔验孔

a用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。

b用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

c用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。

④安装管棚钢管

a钢管在专用的管床上加工好丝扣，导管四周钻设孔径16mm注浆孔(靠孔口2m处的棚管不钻孔)，孔间距20cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。

b钻机立轴方向必须准确控制，以保证孔口的孔向正确，每钻完一孔便顶进一根钢管，钻进中要经常用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。

c为使钢管接头错开，编号为奇数的有孔钢花管的第一节采用3m钢管，编号为偶数的无孔钢花管的第一节采用6m钢管，以后每节均采用6m钢管。

⑤注浆

a灌注浆液：纯水泥液浆

b水泥浆水灰比1：1；浆液压力初压0.5～1.0MPa。

c注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数通过现场试验按实际情况确定，以利施工。

d满足下列条件之一时可结束注浆;

e注浆量达到设计注浆量，注浆结束后及时清除管内浆液，并用M30水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。

f注浆压力达到2MPa时，继续保持10min以上且注浆量达到设计注浆量的90%以上。

⑥施工注意事项

管棚为超前支护，在隧道暗洞开挖之前完成；

先施做注浆孔，后施做检查孔。注浆孔注浆完成后，再与注浆孔同法打设检查孔钢管，以检查注浆孔的注浆质量，最后将检查孔钢管内注入水泥砂浆封堵密实。

洞口长管棚施工前，严格按设计要求施工长管棚导向墙，测量定位准确预埋套管，并用测斜仪控制钢套管的倾斜度，利用导向墙控制长管棚倾斜度；同时，钻进过程中利用测斜仪检查长管棚钢管的倾斜度，并做好每个钻孔地质及钻进长度记录；

洞身长管棚按设计位置施工，运用测斜仪进行钻孔偏斜度测量，严格控制管棚打设方向，并作好每个钻孔地质记录；

为保证长管棚支护效果，严格按设计外插角控制管棚的外插角，尽量减小外插角，同时防止长管棚侵入开挖净空，降低管棚超前支护的效率，并给开挖带来困难，

洞内管棚尾段与钢架焊接，形成共同支护体系，提高支护效率。

管棚施工时，对钢管主要材料进行材质检验。

遵守隧道施工技术安全规则和钻眼注浆作业操作规则。

1.1.5开挖方法

焦树坪隧道洞口原设计为Ⅴ级围岩，采取环形开挖预留核心土法，每循环进尺采用0.6～1.2m（1榀或2榀拱架间距）。

图4-10  环形开挖预留核心土法开挖施工工序示意图

图4-11 环形开挖预留核心土法纵向施工工序示意图

（1）隧道采用环形开挖预留核心土法施工，施工中先按Ⅰ、Ⅱ顺序环形开挖上断面，施作初期支护①，然后开挖上断面核心土Ⅲ，下断面Ⅳ、Ⅴ采用跳槽开挖，开挖后及时施作相应的初期支护②、③，全断面开挖完成后及时施作仰拱④并进行仰拱回填⑤，然后整体模筑二次衬砌⑥；下断面跳槽开挖，初期支护双侧交错落底，避免上半断面两侧拱脚同时悬空，单侧每次落底长度视围岩情况而定，一般情况不大于3m。

（2）施工中应遵锯“短开挖、强支护、勤测量、早封闭”的基本原则，Ⅴ级围岩采用机械开挖辅助人工开挖，Ⅳ级围岩采用机械开挖辅助弱爆破开挖并应遵循“弱爆破”原则，爆破应采用光面爆破，严格控制施工中的爆破效应，充分保护围岩。

（3）施工过程中应加强超前地质预报与监控量测，根据量测信息指导隧道施工，若围岩级别与设计不符，应立即调整施工方案。

（4）各阶段施工时应注意超前支护施作并不要遗漏预留预埋设施、防排水设施等。

（5）隧道Ⅴ级围岩段、Ⅳ级围岩较差段后行洞的前端开挖掌子面与先行洞的二衬工作面间的纵向平面距离不应小于30m。

（6）隧道Ⅳ级围岩较好段后行洞的初期支护(封闭成环后)宜超前先行洞的二衬1倍开挖宽度以上；两相邻洞室掌子面距离应保持2倍隧道开挖宽度以上。

1.1.6反出洞洞口施工

焦树坪隧道出口端洞口场地狭小，无法满足左右线同时进洞，结合现场实际情况采取右线出口端先进洞，通过YZ40+240车行横通道进入左线反开挖出洞。

进口端反出洞施工前先对坡面进行测量放样确定边仰坡开挖范围，然后清除坡面危岩，对于较大难以清除的危岩采用覆盖弱爆破清除，边仰坡开挖前必须做好洞顶截，然后才能对边仰坡进行开挖，待边仰坡防护施工完毕后进行洞口的开挖。

隧道洞口施工时按设计要求先作好洞顶截水沟，洞口排水沟的施工，防止地表水渗入开挖面影响边坡和成洞面及仰坡的稳定；开挖前必须做好各种防护措施，保护施工及当地人员的安全；在洞口仰坡开挖后及时进行仰坡防护施工确保洞口施工安全。完成边仰坡防护后施做洞口超前支护。

反出洞施工时，先对坡面进行测量放样确定边仰坡开挖范围，然后清除坡面危岩，确保洞口工程的施工安全。通过超前大管棚的反向施作，进行隧道的反出洞施工。