某隧道下穿高速公路专项施工方案
某隧道下穿高速公路专项施工方案
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。
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(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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