某隧道下穿高速公路专项施工方案
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某隧道下穿高速公路专项施工方案
一、工程概况
某隧道全长2932m，进口里程DK607+965，出口里程
DK610+897，双线隧道，设计为12‰单面上坡。
全隧除
DK607+965～DK608+642.197段位于半径R=2804.326右偏曲线上，DK610+630.602～DK610+897段位于半径R=3500左偏曲线上外，其余地段均为直线。
隧道出口紧邻小炳别双线中桥，全隧最大埋深约245m。
隧道洞身DK608+005～DK608+080段下穿高速公路，埋深约30m。
DK608+005～DK608+080下穿高速公路段拱墙采用I20b型钢钢架（间距0.5m/榀），φ76中管棚、φ42小导管超前支护，Ⅴd 型复合衬砌的支护体系。
施工时采用控制爆破，爆破震动速度不得大于5cm/s，并对该段地面及建筑物进行监测，以策安全。
该段于隧道中线左右侧各25范围设置监测网，网格间距5m。
施工期间对监测点进行沉降监测，若发现路面出现较大沉降，立即加强支护，提高监测频率并及时通知相关单位，以便处理。
二、施工方法
隧道下穿高速公路
DK608+005～DK608+080段采取台阶临时仰拱法进行施
工， I20b型钢钢架间距0.5m/榀。
DK608+005～DK608+050段隧道顶拱部120°范围采用Φ76mm（壁厚6mm）钢管，中管棚内填充水泥浆；DK608+050～DK608+080段隧道顶拱部120°范围采用Φ42mm（壁厚3.5mm）热轧无缝钢管，小导管内填充水泥浆。
施工顺序：施工准备→测量放线→中管棚施工（小导管施工）→台阶临
时仰拱法施工。
（一）超前支护
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1、超前中管棚施工
(1)注浆加固范围及中管棚布设。
在DK608+005～DK608+050段隧道的拱部120°范围内设置φ76mm的中管棚 ,每根长 10m,环向间距 0.4m,每 7m一环 ,搭接长度为 3m，每环52根。
( 2)安装导向管。
管棚施工前 ,在管棚工作室掌子面洞身开挖轮廓线上方架设一榀拱架 ,用锚杆锁定 ,将φ108 mm×1m的管棚导向钢管焊在拱架背部。
然后挂网喷浆封闭掌子面 ,只露出导向管端头。
考虑到下一循环管棚的开挖及钻具下垂等因素 ,导向管要加大外插角2°~5°(不包括线路纵坡 )安装。
安装时用经纬仪测量定位。
(3)钻孔。
钻孔是管棚施工的关键工艺环节 ,钻孔质量的优劣关系到管棚的整体质量。
根据地质条件及场地条件 ,选用 2台
MK-5型液压钻机 ,该机具有体积小 ,扭矩大 ,操作灵活等优点 , 适于隧道内作业。
钻孔主要采用翼片式硬质合金钻进工艺 ,
施工顺序由下向上由两边向中间依次进行。
用方木逐层搭建钻机
平台。
钻孔注意事项和防斜措施:①对孔要精确 ,钻具轴线要与
导向管轴线重合;②钻机平台要搭建稳固 ,钻机要固定牢;③钻
具上安装扶正器; ④钻进过程中要随时用罗盘测斜仪或经纬仪测量钻杆角度 ,发现偏差及时纠正。
(4)安装钢管。
由于该地质条件差 ,因此成孔后要及时顶进。
为便于顶进 ,第一根钢管前端加工成锥形。
管棚钢管利用钻机动
力头顶进 ,钢管间为内套管焊接连接。
为了增强管棚的整体结构
性能 ,相邻两孔钢管接头错开至少 1m,同一断面钢管接头数≤ 50%。
(5)注浆。
为了避免围岩内孔隙水通过钻孔流出而引起地面沉降 ,必须及时注浆。
采用 KBY50/70型双液注浆泵 ,前进式注浆。
注浆压力为 1.0MPa~1.5MPa或根据施工需要调整。
2、超前小导管施工
(1) 超前小导管施工及注浆加固范围。
在DK608+050～
DK608+080段隧道的
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拱部120°范围内设置φ42mm的小导管 ,每根长 3.5m,环向间距 0.4m,每 2.0m一环 ,搭接长度不小于1.5m，每环52根。
(2)测量放样，在设计孔位上做好标记，用风枪钻孔，孔径约50mm。
(3)成孔后，将小导管按设计要求用风钻打入到设计深度，外露30cm焊接在后序架设的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。
(4)采用吹管法清孔。
注浆前，必须用高压风管输入高压风将孔眼土屑冲洗和吹净，以保证注浆效果。
(5)注浆。
小导管安装完成后，应进行压水试验，压力不大于1.0Mpa。
水泥浆水灰比为0.5～1.0之间调节，浆液由稀到浓逐级变换，即先注稀浆，然后逐级变浓至1.0为止。
注浆压力控制在0.5Mpa-0.7Mpa。
水泥浆液应采用拌合桶配制，配制水泥浆时，应防止杂物混入，拌制好的浆液必须过滤后使用。
注浆应采用专用注浆泵注浆，并在规定时间内注完，随配随用。
注浆顺序为由下至上，浆液先稀后浓、注浆量先大后小，注浆压力由小到大。
单孔注浆压力达到设计要求值，浆液必须充满钢管及其周围的空隙。
当压力
达到设计注浆终压并持续10-15min且注浆量达到设计注浆量的80%以上时注浆方可结束。
各注浆材料的性能要求均应满足设计及规范要求。
3、施工注意事项
该段施工时，如在施工中若发现检测数据变化大，或开挖后拱顶掉块严重，则根据实际情况及时对超前支护进行补强，采用加密超前小导管、双层小导管的超前支护形式。
（三）洞身开挖
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该段施工采用台阶法加临时仰拱，其施工步骤如图3-5。
图3-5 台阶法加临时仰拱开
挖步骤图
(1)利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部超前支护，开挖①部；施作①部台阶周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚砼，铺设钢筋网，架立钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆及定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。
(2)在滞后于①部4m后，开挖②部，施作②部台阶周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚砼，铺设钢筋网，架立钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆及定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度；在滞后于②部一段距离(3-5m)后，开挖③部；台阶周边部分初喷4cm厚砼；铺设钢筋网；接长钢架并设锁脚锚杆及定位锚杆；钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。
(3)在滞后于③部6m离后，开挖④部；施作隧底喷砼。
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(4)根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时横撑，灌筑Ⅳ仰拱衬砌与边墙基础。
(5)灌注仰拱填充Ⅴ部至设计高度。
(6)利用衬砌模板台车一次性灌筑Ⅵ部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
（四）爆破设计
该段隧道开挖时，要严格控制爆破装药量，并严格按照光面爆破设计经行爆破，并对公路路面爆破震动速度进行监测，必要时采用微震爆破或机械开挖法。
1、光面爆破
所谓“光面爆破”就是利用围岩抗劈裂（抗拉）能力极低，抗压能力较强特点，采用缩小周边眼间距（E），严格控制周边眼方向，选用合适的密集系数E/W（W为周边眼至二圈的距离），限制周边眼装药量，正确掌握起爆顺序等施工措施，使爆破面沿着周边眼劈裂开来，并有大部分半个炮眼痕迹留在被保护岩体层面上，从而避免周边眼以外的岩体受到破坏，并使开挖轮廓线达到整齐、圆顺、美观效果。
炮眼起爆顺序是掏槽眼→ 辅助眼→二圈眼→周边眼→底板眼。
光面爆破的理论基础是周边眼必定从两炮孔连线裂开，较密的周边眼互为导向眼，当周边眼同时起爆时，由于高温高压气体的作用，周边眼孔壁外产生很大张力，同时在两孔连线上产生很大张力，同时在两孔连线上产生切向力，这种力大小相等方向相反，和指向连线的张力已有足够的能量使岩体首先从两孔连线的
切点破坏。
加之岩石的特性，抗压强抗劈性低，两孔连线已裂开成缝并互为导向眼，因炸药量受控，使开挖轮廓线的岩体得到保护，此时，炸药产生的冲击波到达自由面，很快反射到两孔连线裂纹成为反射拉伸波和切向力形成合力，受拉区的岩体进一步破碎从裂纹处分离向自由方向脱落，这就是光面形成的全过程。
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