6、主要工序的施工憘拞
6.1 拱部超前支护
两隧道Ⅱ类围岩设有∮50×5小导管注浆超前支护，元墩1号隧道使用泰马克251型钻机钻孔和安装。元墩2号隧道使用液压钻孔台车钻孔和安装。
6.1.1超前小导管施工
a．小导管参数。
长度—4.0m， 外径—∮50mm；环向间距—50和70cm。 外插角—5°；搭接长度—不小于1.0m。
材料─厚5mm热轧无缝钢管;注浆材料─水泥浆。
小导管四周钻4排∮8孔眼，呈梅花形布置，纵向间距15cm，前端做成尖形，尾部焊∮6加强箍。
b．小导管施工
小导管采用先钻孔后下钢管法施工，钻孔时开孔从工作面最后一榀工字钢拱架上部穿过，打入小导管后，钢管尾部和工字钢架焊接成整体。止浆墙采用喷射砼，掌子面和附近拱部1.0m范围,喷30cm厚砼进行封闭。孔口用CS麻丝胶泥止浆。然后进行注浆。其施工工艺如下：
测量布孔 → 钻孔 → 清孔 → 顶入钢管 → 封闭掌子面 → 清管 → 注浆 → 开挖
小导管施工示意图见图6-1。
图6-1 小导管施工示意图
c．注浆
(Ⅰ) 浆液。本隧道采用单液水泥浆。其水灰比暂定为1:1～0.8:1。施工时根据实际试验调整确定。如果地下水大时，可注水泥，水玻璃双浆液。
注浆使用425#水泥。
(Ⅱ) 注浆压力。初压0.5～1.0Mpa，终压4～5Mpa。
(Ⅲ) 单孔注浆量。
单孔注浆量和围岩的孔隙率有关，施工时可初步按下式计算：
Q=π.R02.L.n.β
Q—浆液注入量(m3)
R0—注浆有效扩散半径(m)
L—注浆段长度(m)
n—岩体裂隙率或孔隙率，一般取1～5%
β—浆液的充盈系数，取0.3～0.9
d．注浆工艺
采用KBY50—70型双液注浆泵进行注浆，注浆工艺流崐程如图6-2。
水泥浆 高压水泥浆 压力表
注浆泵 混合器 岩体
水泥浆 高压水泥浆 压力表
图6-2 注浆工艺流程图
e．注浆注意事项
(Ⅰ) 注浆前检查注浆泵、管路及接头的牢固程度，防止浆液冲出伤人。
(Ⅱ) 注浆时密切监视压力变化，发现异常及时处理。
(Ⅲ) 注浆注意防止串浆和跑浆，若发生串浆和跑浆要停止注浆，分析原因随时解决。
(Ⅳ) 做好注浆压力、注浆量、注浆时间等各项记录。
6.2 钻爆
钻爆是保证开挖断面轮廓平整准确、减少超欠挖、降低爆破震动、维护围岩自承能力的关键，我处采用独创的线形微震爆破新技术，可以达到以上目的，施工时要做好以下几项工作。
a．测量。测量是控制开挖轮廓精确度的关键。我处采用DMY-1型隧道断面激光测量仪，每一循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。
b．钻孔。采用气腿式凿岩机钻孔。钻孔时按照炮孔布置图正确对孔，钻孔严格按设计炮孔方向钻进，把对孔误差减到最小，以确保爆破质量。掏槽孔要保证平行，周边孔开眼要在轮廓线内5cm，外插角1°—2°,保持开挖错台在10cm以内；周边孔对孔误差环向不大于5cm，径向不大于3cm；掏槽孔不大于3cm，其它炮孔开眼误差不大于5cm。
c．装药。钻完孔要把炮孔吹洗干净，经检查合格后才可装药。装药分片分组负责，严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。爆破网路连接、检查及起爆，按照爆破设计要求和《爆破安全规程》 GB6722-86执行。
d．堵塞。堵塞炮孔可以提高炸药能量的利用率，从而减少炸药用量，降低爆破震动效应。装药后用合格炮泥进行认真堵塞，掏槽孔要把不装药部分堵满，周边孔堵塞长度不小于20cm，其余炮孔堵塞长度不小于最小抵抗线的80%，以确保爆破效果和安全。
钻爆参数见爆破设计。
6.3 初期支护
喷、锚支护可迅速控制或限制围岩松弛变形，充分发挥围岩自承能力，是“新奥法”施工的重要环节。本隧道采用锚、喷作初期支护，Ⅱ、Ⅲ类围岩挂有双层钢筋网，并有工字钢和PS格构梁加强初期支护。喷锚支护按照《锚杆喷射砼支护技术规范》GBJ86-85、《公路工程质量检验评定标准》JTJ071-98和其它有关规范、规则施工和检查。
6.3.1喷射砼：预拌料在洞外以强制拌合机拌合，用砼输送车运至洞内工作面。采用TK-961型湿喷机和MBT/MEYCO砼喷射机械手进行“湿崐喷作业”以降低粉尘，减少回弹量。其工艺流程如下图。
料场 速凝剂
↓ ↓→
配料 → 拌合机 → 喷射机 喷嘴
↑ ↑
早强剂等外加剂 高压风
a．配合比
砂、石料由试验室按照规范选用合格料，水经过化验合格才可使用。初定配合比如下：
水泥：砂：碎石：水=1:2:2:0.5
以上为参考配合比，施工中结合实际由实验室选定，喷射混凝土的混合料要随拌随用。按照试验室选定数量掺入早强剂和速凝剂。
b．喷射混凝土的质量标准
混凝土分层喷射，初喷厚度3～5cm,以后分层喷射至设计厚度。喷砼表面要平整圆顺，钢筋、钢拱架等不外露，保护层厚度不小于2cm。喷砼厚度要随时检查，厚度不够或不平则进行补喷。如果有开裂、下坠和滑移等现象要清除重喷。
6.3.2锚杆
两隧道采用注浆锚杆，为保证施工质量，我单位采用专用NZ130A型注浆机注浆，采用掺加FDN早强剂砂浆，注浆用525号水泥，水灰比0.38~0.45，水泥和砂的比例1：1，并掺入5%氧化镁膨胀剂。施工时由试验室选定各种配合比，以保证锚固质量。
元墩1号隧道用气腿式凿岩机，2号隧道用钻孔台车钻锚杆孔，钻孔前按设计位置定出孔位，当遇石质破碎时，可采取加深、加密锚杆措施。钻孔应和锚杆所在部位岩层面垂直，钻孔直径大于杆体直径15mm，钻孔深度大于锚杆长度10cm。锚杆安装作业在初喷砼后立即进行。
6.3.3钢筋网片、工字钢拱架和PS格构梁的制作及安装。
加工时其材质、规格、结构形式严格按设计要求。焊接件的焊接工艺和质量按《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-95的要求操作和检查。拱部钢筋网片直接在工作面制作,边墙钢筋网在洞外制作，进洞安装。钢拱架在洞外利用胎架制作，工字钢架也可在工厂订做。安装工作是在初喷砼和打锚杆后进行，安装时中线、高程和垂直度均由测量严格控制，并与锚杆钢筋网焊接成整体，在两榀钢拱架之间环向每米设一根∮22纵向连接钢筋把钢拱架连成整体。钢拱架和初喷砼表面密贴顶紧，若有空隙时先用特制的楔形砼垫块挤紧，再喷砼填充密实，尔后进行喷砼作业。
6.4 装碴运输
两隧道均采用无轨运输出碴，使用装载机装碴，自卸汽车运碴至填方处或弃碴场。
上台阶的石碴用长臂反铲挖掘机清理到下台阶进行装运。
6.5防排水施工
6.5.1隧道衬砌防水卷材的安设
两隧道衬砌防水采用TDT450土工布和0.8～1.0mm厚防水板，铺设在初期支护和二次衬砌之间。
防水卷材的安设在自制的台车上进行，台车长7m轨崐距与衬砌台车相同。安设采用吊挂式，每1m2不少于一个吊挂点。吊挂工作超前二次衬砌10～20 m。为了保证粘结质量，粘结工作在洞外进行，粘结成大块后进洞安装。洞外场地平整硬化，并采取防雨措施。防水卷材大块在平整的场地上拼接，环向长度根据隧道实际喷砼内轮廓长留出1.0～1.5m富裕量，以防模注砼时拉坏。纵向一般用3～4幅拼接成一大块，以便于搬运吊挂为宜。
拼接缝宽度10cm，洞内接缝和二次衬砌工作缝错开1m以上。
防水卷材吊挂前，为防尖物刺破做好以下工作：
a．凸出的钢筋头等铁件，先切断，后锤平并抹砂浆防护。
b．清除喷砼表面的凸出石等尖物，并找平使表面平整圆顺。
6.5.2施工缝和沉降缝防水
a．施工缝防水。
施工缝采用BW型遇水膨胀止水条止水。施工时在挡头板中线处钉一光滑板条，大小和1/2止水条同，拆模后在槽中放入止水条，并用胶和钉加以固定，防止灌筑下一环砼时移位。
b．沉降缝防水。
在围岩类别变化处和衬砌结构变化处设置沉降缝。沉崐降缝采用PE型中埋式橡胶止水带止水。
根据以往施工经验，橡胶止水带的安设比较困难，必崐须精心施工。模筑砼时，在沉降缝处设置钢筋夹，卡住止水带，并用浸沥青木丝板和挡头板一起夹住止水带，防止灌筑砼时变形移位。
6.5.3衬砌排水施工
根据地下水情况,纵向间隔5~10m环向设置Ω型半管排水管,把水引入横向排水管经由排水沟排出洞外。环向排水管安装在初喷砼后进行，在有渗水处安装排水半管，然后再喷砼覆盖，若有渗水时，重复以上工作，直至喷砼表面无渗水为止。在初期支护完成后,有渗水处纵向间隔3.0M,无水处间隔5.0M,从拱腰至墙底打深50CM排水孔3～5个,环向设置YAS型排水半管,把水引入纵向排水管，半管外用砂浆封闭。
在边墙下部设PVC∮160×4纵向排水管和防水板同时施工。
6.6 二次衬砌
6.6.1施工工序
采用全断面模筑二次衬砌。其衬砌施工时间由监控量测结果决定。一般水平收敛速度小于0.15mm/d，或拱项下沉速度小于0.1mm/d，即围岩变形基本稳定后施做。
两隧道用25号砼做二次衬砌，25号砼严格按“规范”及设计标准进行施工。根据泵送砼施工工艺设计配合比，通过试验后确定，保证达到强度指标25号。砼采用自动计量强制式拌合机拌制，搅拌时间不小于2min。砼用运输车运送至工作面，用输送泵送入衬砌台车模板内。用插入式震捣器和附着式震捣器震捣密实。每循环衬砌长度10m，其施工工艺流程如下图。
清理基底 → 测量检查 → 衬砌台车就位 → 测量校核 → 自动计量拌制砼 → 砼运输车运送砼 → 泵送砼入模 → 震捣器震捣 → 拆模 → 养生
6.6.2衬砌施工
二次衬砌采用HZQ-500型砼搅拌站拌制砼，搅拌站自动计量可保证砼质量，每小时生产25m3，完全可以满足要求。
衬砌施工严格按《公路隧道施工技术规范》JTJ042-94及其它有关规范组织施工。砼搅拌、运输、泵送及灌注间隙等时间，严格按规范操作。模板位置要准确，经技术人员检查无误后才可灌注砼。工作缝和沉降缝处按照设计位置安装好遇水膨胀止水条和止水带，并固定牢，防止灌筑砼时变形。严禁模板及堵头板损坏防水卷材，并设专人进行检查和粘补。按设计预留、预埋各种孔洞和管线。
对衬砌施工缝进行防渗处理，除安设止水带外，上一崐模砼端头进行凿毛清洗后才灌筑下模砼。此外，砼的工作缝要和防水卷材洞内接缝错开1.0m以上。
二次衬砌工班人员及职责见表6-1。
二次衬砌工班人员及职责
表6-1
序号 名称 人数 职 责
1 工班长 1 负责本工班的组织指挥工作
2 安全员 1 负责本工班的安全工作
3 电工 1 负责照明和台车用电等
4 上料工 6 负责砂、石、水泥上料
5 搅拌机司机 2 开搅拌机
6 砼输送车司机 2 开砼运输车
7 砼输送泵司机 2 管理砼输送泵
8 立模工 6 负责台车就位等操作
9 砼入模工 10 砼入模和震捣
10 辅助工 6 做各种辅助工作
11 修理防水卷材工 1 检查修理防水卷材
合计 38
6.7仰拱及回填
两隧道在Ⅱ、Ⅲ类围岩中设有仰拱，仰拱施工在二次衬砌后进行。仰拱和落底工作同时施工，即落底后随即施作仰拱以免边墙失去支撑时间太长。仰拱灌注24h后施作仰拱回填砼。砼拌制运输等工作与二次衬砌相同。
为了防止仰拱施工和其它工作的干扰,我单位采用仰拱施工防干扰平台，如图6-3所示，经过几条高速公路隧道施工
图6—3移动作业平台
检验，效率极高。其施工工艺流程如下。
拼装工作平台 → 清挖基底 → 测量检查 → 仰拱立模 → 灌注仰拱砼 → 仰拱填充立模 → 灌注填充砼 → 养护 → 移动平台
每次施工长度根据围岩情况决定，最长不超过8m。为保证边墙稳定，其施工缝和二次衬砌施工缝错开长度不小于2.0m。
6.8 水沟、电缆槽
水沟及电缆槽的施工是在仰拱及回填砼施工后进行，其工程量不大，但结构复杂、施工困难，必须精心施工。立模由测量技术人员严格控制尺寸、标高，预留、预埋件要同时施工，确保位置准确。
盖板在洞外预制，交工前进洞内安装。
6.9洞内路面
洞内行车路面为35#水泥砼路面，根据我单位以往施工实践，路面施工拟采用真空吸水工艺，以提高砼施工质量。为避免干扰，保证路面施工和加快施工进度，待隧道内其它工作都完成后再进行路面的施工。
路面设计宽度7.5m，结合以往施工情况，将路面划分为两幅，每幅宽3.75m，两幅相错施工。路面分块按设计要求施作。路面砼施工严格按照《砼真空吸水施工工法》及公路施工规范的有关规定实施，用平板震捣器和震动梁联合捣固，机械抹光，压纹机压纹理，切缝机切缝，保证路面平整度、抗滑粗糙程度及砼强度。
路面施工，砼搅拌运输方法与二次衬砌相同。真空吸水采用HZJ-60型。其施工工艺流程如下图。
检查清理基底 → 测量放样 → 安装模板 → 安放接缝钢筋 → 摊铺砼 → 整平和震捣 → 抹光压实 → 养生 → 切缝和封缝
7、监控量测及信息反馈
7.1 监控量测
根据元墩1、2号隧道工程特点及“新奥法”施工原理，设置如下量测项目：
①洞内地质调查及支护状况观察；
②地表下沉量测；
③拱顶下沉及水平收敛量测；
此外，根据施工及地质等情况，和设计、监理工程师研究增加其它量测项目。
量测项目、仪器及方法见表7-1。
量测项目、仪器及方法
表7-1
序号 项目名称 方法及仪器 布置方式 量测频率
1 地质及支护状况观察 岩性，结构面产状及支护裂缝观察描述记录制表。地质罗盘及规尺等 开挖后及初期支护后 每次爆破后进行
2 地表下沉 设点，精密水平仪水准尺 Ⅱ类围岩埋深小于25m每口不少于1个观测横断面 开挖面前16～6m，1次/2d开挖面前6～0m，1次/1d开挖面后0～30m，1次/1d开挖面后>30m，1次/2～5d
3 拱顶下沉及水平收敛量测 设点，收敛仪 Ⅱ类围岩15～20m1个断面Ⅲ类围岩20～40m1个断面 爆破后24h内进行
1～15d 16d～1M 1～3M >3M
1～2次/d 1次/2d 1~2次/W 1次/M
注：1、d—天，w—周，M—月。2、各量测项目布置在同一断面上。
7.2 监控量测资料整理及信息反馈
①及时根据量测数据绘制水平位移、拱顶和地表下沉等的量和速度时态曲线及距开挖面距离关系图。
②对初期时态曲线进行回归分析，选择与实测数据吻合好的函数进行回归，预测可能出现的最大下沉及水平位移值。
③根据开挖面状态，水平位移值及拱顶等下沉量的大小和速率综合判断围岩及支护的稳定性。
④根据量测结果及表7-2的规定指导施工。
变形管理等级表拡
表7-2
管理等级 管理位移 施工状态
Ⅲ U0<Un/3 可正常施工
Ⅱ Un/3< U0<2Un/3 应加强支护
Ⅰ U0>2Un/3 应采取特殊措施
量测资料整理后立即反馈给设计和监理单位，以便及时研究修改设计和变更施工措施。以使施工经济、合理、安全。
8、线形微震爆破设计拞憘
两隧道地质条件差，岩石风化破碎，易产生坍塌和掉块。为了减少对围岩的扰动，保护围岩的自承力，我处采用独创的获科技进步一等奖的线型微震爆破新技术进行爆破施工。这种爆破能使炸药产生的能量尽量多的转换为破碎岩石，减少传给开挖范围以外岩石的能量。从而使开挖范围外的岩石引起的震动和损害最小。这样就可有效地保护围岩。这种爆破新技术的特点是：炮孔布置除周边和掏槽孔外都是线形，炮孔布置简单，炮孔参数准确；可提高炸药爆炸能量利用率，同样情况下用炸药量少，对围岩的扰动小，最适合采用“新奥法”施工；炮孔都是平行的，便于钻孔可提高钻孔效率，易于采用光面爆破，控制开挖轮廓；可以控制爆破块度，提高装运效率；此外，还可减轻对周围地层的震动。
8.1 设计原则
爆破设计遵守以下原则：
①炮孔布置要适合机械钻孔；
②尽量提高炸药能量利用率，以减少炸药用量；
③减少对围岩的破坏，采用光面爆破，控制好开挖轮廓；
④控制好起爆顺序，提高爆破效果；
⑤在保证安全前提下，尽可能提高掘进速度，缩短工期。
8.2 炮孔布置及爆破参数
8.2.1超短台阶开挖炮孔布置及爆破参数
Ⅲ类围岩用超短台阶法开挖，其炮孔布置特点为：
①周边孔用光面爆破，掘进孔用线形布置，上、下台阶同时钻孔，同时起爆，可提高钻爆效率。
②上台阶采用斜眼掏槽，可降低爆破震动。
③上台阶可利用作拱部初期支护，以保证施工安全。
④下半断面临空面好，可节约炸药。
Ⅲ类围岩炮孔布置见图8-1，爆破参数见表8-1。施工中随时根据围岩情况调整爆破参数和炮孔布置，以期达到最佳爆破
效果。
超短台阶爆破参数表
表8-1
部位 毫秒雷管段号 炮孔名称 炮孔深度(m) 孔数(个) 单孔装药量(kg) 段装药量(kg) 附注
上部 1 掏槽孔 1.3 6 1.0 6.0 主要指标：炮孔数：194个断面积：104.8m2设计进度：1.0m单位耗药量：1.01kg/m3单位面积炮孔数：1.85个/ m2
2 扩槽孔 1.3 6 1.0 6.0
3 掘进孔 1.2 6 0.8 4.8
4 掘进孔 1.1 6 0.5 3.0
5 掘进孔 1.1 6 0.5 3.0
6 掘进孔 1.1 6 0.5 3.0
7 掘进孔 1.1 4 0.5 2.0
8 光爆孔 1.1 10 0.2 2.0
9 底孔 1.1 18 0.8 14.4
10 掘进孔 1.1 7 0.4 2.8
11 掘进孔 1.1 5 0.4 2.0
下部 12 光爆孔 1.1 20 0.2 4.0
13 掘进孔 1.1 12 0.6 7.2
14 掘进孔 1.1 12 0.6 7.2
15 掘进孔 1.1 12 0.6 7.2
