明埡子隧道三台階施工方案
一、總體施工方案
1、採用三台階開挖，圍岩軟弱地段上台階留核心土施工。
2、一襯仰拱採用i20a工字鋼、c20噴射砼封閉成環。
3、一襯仰拱、二襯仰拱、仰拱填充利用仰拱橋分段順序施工。每段施工長度5公尺，與掌子面保持37公尺距離。
4、小邊牆分段施工，每段長度5公尺，與掌子面保持45公尺距離。
5、土工布防水板採用6公尺長防水板台車施工，與掌子面保持51公尺距離。
6、二襯鋼筋採用6公尺長鋼筋台車施工，與掌子面保持57公尺距離。
7、二襯採用9公尺長襯砌台車施工，與掌子面保持66公尺距離。
具體布置見附頁「明埡子隧道施工示意圖」。
二、主要施工技術及工藝
三台階施工採用三台階同步開挖，圍岩軟弱破碎時上台階預留核心土，中、**階左右側錯開2公尺開挖，及時施工仰拱和填充。
每迴圈進尺控制在1m～1.5m以內。
支護引數：ф50×5小導管超前支護，i20a鋼支撐、ф22錨桿及c20噴射砼初期支護。
施工過程中，嚴格執行「管超前、嚴注漿、強支護、勤量測、早封閉、弱爆破」十八字方針。
1、台階設定
（1）上台階。開挖高度為3.5m。台階長度左側長5公尺，右側長7公尺。圍岩軟弱破碎時預留核心土（核心土高度為1.75m，上口寬為3.8m）。
（2）中台階。高度3.09m。開挖滯後上台階5m，兩側同時開挖。每次開挖進尺與上台階相同，開挖時左右側錯開2m。
（3）**階。高度2.64m。開挖滯後中台階5m，兩側同時開挖。每次開挖進尺與中台階相同，開挖時左右側錯開2m。
圖1 三台階布置示意圖
2、標準施工作業程式
（1）上台階開挖
在拱部超前支護施工後，沿隧道開挖輪廓線環向開挖上台階。開挖進尺控制在每迴圈2～3榀鋼拱架。開挖後立即初噴3～5cm混凝土封閉，並架設i20a鋼架。
按照設計要求施作鎖腳錨桿和系統錨桿，噴射c20混凝土。
（2）中台階開挖
開挖進尺控制在每迴圈2～3榀鋼拱架，開挖後立即初噴3～5cm混凝土封閉，並架設鋼拱架，按照設計要求施作鎖腳錨桿，噴射c20混凝土。
（3）**階開挖
開挖進尺控制在每迴圈2～3榀鋼拱架。開挖後立即初噴3～5cm混凝土封閉，並架設鋼拱架，按照設計要求施作鎖腳錨桿，噴射c20混凝土。
（4）隧道仰拱開挖
圍岩較好時，仰拱與**階同時開挖；圍岩軟弱破碎時，仰拱單獨開挖。仰拱按每迴圈5m組織施工。採用人工配合機械開挖，人工清底，並及時施工仰拱襯砌和填充。
3、初期支護施工
鋼拱架提前按照設計要求和開挖台階高度分段現場加工成型，依據掌子面圍岩地質情況確定每次安裝鋼拱架的榀數。按照設計要求施工鎖腳錨桿，嚴格按照標準焊接牢固，固定鋼拱架後迅速噴射混凝土，完成初期支護施工。
4、仰拱、填充施工
採用挖掘機開挖、人工配合清底迅速開挖仰拱到位，結束後立即進行仰拱型鋼鋼架安裝，噴射c20混凝土，使仰拱和初期支護封閉成環共同受力。之後綁紮鋼筋，澆築c25混凝土施工二襯仰拱，然後施工仰拱填充。
5、襯砌混凝土施工
隧道採用整體式移動模板台車進行洞身混凝土的澆築，混凝土採用集中拌製、罐車運輸、幫浦送入模，採用附著式振搗器和插入式振搗器聯合振搗，並灑水養護。
6、施工監測控制
量測緊跟隧道開挖和支護作業進行布點和檢測，量測資料採用工程模擬法及時進行分析總結。並根據檢測結果調整支護引數和開挖迴圈進尺，保證施工安全。
（1）量測專案
監控量測專案見下表1。
表1 隧道監控量測專案表
（2）測點布置
隧道監控量測測點布設見下圖2。
（3）量測資料分析
各個量測點取得初始讀數後，依據掌子面圍岩情況，根據位移速度和量測斷面與開挖工作面的距離確定觀測頻率，當量測資料突變時，加大量測頻率。經過多個斷面圍岩量測，將量測資料進行彙總、分析和整理。一般情況下初期支護極限相對位移如下：
拱頂相對下沉最大值0.4%（拱頂下沉值減去隧道下沉值與原拱頂與隧底高度之比），拱腳水平相對淨空變化最大值0.8%（拱腳測點間水平淨空變化值與其距離之比）。
參照《公路隧道監控量測技術規範》的要求，指導和控制施工過程中的每個階段。經過大量的施工監控量測資料的離散性和回歸分析，能夠反映施工各個階段圍岩的穩定狀態情況。施工各個階段的位移和時間變化曲線見下圖4。
圖3 施工各個階段的位移和時間變化曲線
三、施工控制的關鍵
1、開挖進尺
嚴格控制開挖進尺，每迴圈開挖進尺不能超過1.5m（開挖進尺為最後一榀鋼架到炮眼眼底的距離），並及時施工初期支護。中、**階及仰拱開挖必須緊跟，並及時支護，封閉成環。
2、支護的施工質量
拱頂部分超前支護為上台階的開挖提供了施工條件，隧道初期支護為後續創造了施工條件，因此確保超前支護和初期支護的施工質量極其重要。超前小導管嚴格控制外插角，並嚴格按照注漿工藝加固圍岩，確保超前支護質量。同時鋼拱架嚴格按照設計加工製造，規範安裝就位，鋼架與鎖腳錨桿焊接牢固，噴射混凝土密實，以保證初期支護和圍岩密貼。
必要時可採用增加鎖腳錨桿、初期支護背後壓漿等措施加強初期支護施工質量。
3、開挖工藝的控制
採用光面爆破和弱爆破相結合的施工技術，配合機械開挖的施工方法。在機械開挖軟弱圍岩前，預留厚度不少於30cm的原土採用人工開挖，以免原土體被破壞，應力重新分布，形成塌方，加大安全隱患，並且增加了支護難度。人工開挖時，結合小型機具確保斷面一次成型。
4、排水設施
洞內外的排水對於隧道圍岩的穩定性影響極大，由於明埡子隧道左右洞均為反坡施工，施工前必須做好洞內外的排水系統。洞內開挖時，可根據洞內水量情況採用集水坑抽排措施確保洞內圍岩穩定。在**階適當位置挖一2×1×1.
5m集水坑，開挖面滲水通過兩側水溝匯入集水坑，邊溝距離邊牆距離1公尺左右，防止流水浸泡邊牆腳軟化圍岩，然後通過ф150鋼管排出洞外。
5、圍岩量測控制
施工工程中要加強監控量測工作，加大圍岩量測的頻率，對量測資料應及時、嚴謹地處理，以便正確指導施工。通過量測資料的分析，隨時調整開挖迴圈進尺。要盡量縮短台階開挖長度，加大圍岩量測頻率，加強支護引數或採取其他應急措施；對施工過程進行動態管理，以保證施工安全。
四、三台階開挖施工組織
1、點炮。挖掘機、裝載機、汽車同時在洞口等待。
2、點炮後，電工開通風機通風排煙（綜合班要將風筒盡可能移至掌子面）；挖掘機立即開往掌子面，領工員通知立架班開始上班。
3、挖掘機到達掌子面後，在上台階扒碴。
4、上台階碴子扒完後，挖掘機轉入中台階扒碴，立架班立即拼裝臨時台架，同時將型鋼鋼架從掌子面後部轉移至上台階。臨時台架拼裝完後，上台階立架；上台階測量採用雷射導向儀（雷射導向儀安裝之前，技術員利用前一榀鋼架初步定位，再用儀器複核）。挖掘機在上台階、中台階扒碴時、裝載機在**階配合出碴；工人將風水管路拉至上台階。
5、上台階鋼架立完後，開始加固鋼架、施作鎖腳錨桿、系統錨桿，最後施工超前小導管；
6、中台階碴扒完後，兩台裝載機出碴，中台階開始立架（技術員在後面架設儀器檢查，並複核上台階鋼架），攪拌站開始打噴漿料。
7、裝載機出完碴後，挖掘機清底，一台裝載機退出，一台裝載機在附近等待。
8、挖機清底後，裝載機將四台噴漿機安放到位。挖機清底時，噴漿料的汽車必須在掌子面等候。
9、超前小導管施工完後，上台階噴漿，中台階、**階鋼架立好後，噴漿班噴漿。
10、最後一車噴漿料到位後，裝載機在掌子面等待。中台階、**階開挖班工人將風水管路接到開挖面附近。
11、噴完漿後，裝載機將噴漿機轉移至後面，掌子面打鑽。
12、掌子面開始打鑽時，開挖班安排工人到炸藥庫領炸藥。如果圍岩非常軟弱，上台階只是區域性處理，中**階用挖機開挖，領炸藥的時間還要提前。
13、掌子面炮眼打完後，開始裝藥、聯線。開挖班同時將上台階臨時鋼架拆除，同時將風水管路轉移至掌子面後部。
14、點炮
五、資源配置
1、人員配置
開挖班34人（13颱風鑽）
立架班30人
噴漿班40人
運輸班18人
攪拌站12人
鋼筋加工班10人
仰拱及二襯班45人
其它10人
合計199人
2、施工主要施工機械裝置配置見下表2
表2 施工主要機械裝置配備表
六、安全、質量保證措施
1、嚴格控制開挖進尺，每迴圈開挖進尺不能超過1.5m（開挖進尺為最後一榀鋼架到炮眼眼底的距離），防止塌方。
2、鋼架加工後必須進行試拼，連線板位置準確，垂直度滿足要求。現場安裝鋼拱時拱腳必須置於穩固基底上，必要時用混凝土塊做襯墊。
3、錨桿長度、角度必須符合設計要求。鎖腳錨桿必須彎制90°彎頭，嚴禁現場燒焊彎頭；系統錨桿除允許加工彎頭（不超過總數的50%）外的必須用錨墊板密貼岩面，並與鋼架焊接。所有錨桿孔內必須滿塞錨固劑。
4、鋼筋網縱橫向搭接寬度必須滿足1～2個孔眼的要求，並且焊接牢固；鋪設鋼筋網要求緊貼岩面。
5、鋼架下必須墊木板，增大承載面積，防止拱架下沉。
6、噴完漿後，回彈料及時用風鎬鑿除，嚴禁用挖掘機挖除，避免挖掘機機造成型鋼鋼架變形。
7、嚴格控制超挖，確保掌子面圓順，減小圍岩的剪下效應，並縮短噴漿時間。
隧道三台階施工方案
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