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隧道工程施工标准化管理实施细则(试行)项目总监办
前言为规范勿扰动向隧道工程施工现场工地建设管理,切实提高安全管理及文明施工水平,促进项目建设管理的人本化、专业化、标准化、精细化、信息化,确保各环节工作到位,质量优良,提升本项目建设各方管理、监理、施工形象,塑造本项目建设品牌,结合隧道工程设计情况,制定《隧道工程施工标准化管理实施细则》。本实施细则是在现行隧道工程设计、施工、验收等相关标准、规范的基础上,根据省内外高速公路隧道工程建设的实践经验编写而成。本实施细则从一般规定、施工工序、施工要点、质量要求、质量问题的预防和保
证措施等方面,对施工提出明确化要求,细化工序要求,更有效地消除质量问题,提高项目标准化管理水平,逐步实现项目整体的全过程、无缝隙管理,确保高速公路隧道工程质量。当本实施细则要求与招标文件要求发生冲突时,以招标文件技术规范要求为准。
§8防水与排水§9二次衬砌§10路面及附属工程§11隧道冬期施工§12超前地质预报§13监控测量§14安全、环保管理与文明施工§1总则§2施工准备§3洞口和明洞工程§4施工测量§5洞身开挖§6初期支护与辅助工程措施§7仰拱与底板
1.总则1.1目的及范围1.1.1为规范高速公路隧道工程施工,明确作业流程和施工要点,提高管理水平。确保各道施工工序落实到位,克服质量通病,保证施工质量,保障安全生产,倡导文明施工,特制定本实施细则。1.1.2隧道施工必须遵守国家有关生态、环境保护的法律法规,制定防止噪声、粉尘、废水等污染环境的保护措施,保护原有植被地貌,弃渣合理处置,做到文明施工。1.1.3本实施细则适用于乌绕东项目隧道工程施工管理。
1.2编制依据1.2.1国家、交通运输部、新疆维吾尔自治区交通运输厅等公路工程建设主管部门颁布的与隧道工程有关的法律法规及相关文件、标准、规范、规程和指导意见。1.2.2行业内现行的先进施工工艺和管理办法。1.2.3参考其他项目有关隧道工程标准化施工实施细则。
1.3术语1.3.4新奥法:在软弱岩层中修建隧道时,用混凝土作为临时支承,在开挖后立即喷上一层混凝土以将岩层封闭起来(必要时用锚杆加固),并进行施工量测,待变形发生到一定程度时做永久衬砌,对下一步设计、施工提出修正。采用光面爆破开挖,开挖后采用锚喷进行支护将围岩封闭,充分利用围岩自承能力共同形成围岩的支护体系,必要时采用钢拱支撑。1.3.10岩爆:埋藏较深的隧道工程,在高应力、脆性岩体中、由于施工爆破扰动原岩、岩体受到破坏,使掌子面附近的岩体突然释放潜能,产生脆性破坏,这时围岩表面发生爆裂声,随之有大小不等的片状岩块弹射剥落出来。
1.3.11湿式喷射混凝土技术:将除速凝剂外包括水在内的所有集料组分在送入喷射机前拌和制备完成。制备完成的成品混凝土消除了游离态的水泥颗粒,在运输、上料、喷射机喂料过程中基本不产生粉尘,只在喷嘴处有少量高速气流运动形成的粉尘,保护了施工环境。有效解决传统干喷(潮喷)工艺存在的粉尘、回弹、混凝土品质控制三大难题。(车载式砼湿喷设备)1.4主要内容本实施细则分为总则、施工准备、施工测量、洞口与明洞工程、洞身开挖、初期支护与辅助工程、仰拱与底板、防水与排水、二次衬砌、路面及附属工程、地质超前预报、隧道监控量测、安全、环保管理与文明施工。
2施工准备2.1一般规定2.1.1全面调查施工现场,编制实施性施工组织设计,制订桥隧相连处的专项施工方案,以及长大隧道、地质复杂的隧道专项施工方案。说明:施工调查应包括:施工地理环境、气象和水文条件;洞口位置和相邻工程情况;“通路、通电、通水、通信、进洞场地平整”、征迁情况、弃渣场地及容纳能力;原材料的品种、质量、价格及供应能力等;生态、环保要求以及当地的风俗习惯及主要事项;等等。隧道施工前熟悉设计文件,领会设计意图,做好现场调查和图纸核对工作。
2.1.2制订应急救援预案,配备救援物资设备等;安装应急联络有线电话和进洞视频监控,配备洞内外无线对讲通讯设备。
2.1.3对隧道施工的钻爆、运输、支护、模筑、电气焊、机械操作手等专业人员进行岗前培训、考核,持证上岗;配备安全防护用具。2.1.4合理规划炸药库、弃渣利用、弃渣场地、拌和厂、钢筋加工厂、工地试验室、设备停放场、驻地等临时设施,按申报程序报批(隧道临建由驻地办审批)。如安全帽、安全带、口罩、耳塞等)和安全防护服装。
2.1.5隧道弃渣经检测合格后,合理调配充分利用,最大限度的保护环境、节约占地和投资。加强弃渣的试验检测工作,利用检测合格的弃渣做圬工防护片石、机制碎石;在条件许可时应利用弃渣拓宽路基,增设停车港湾和观景台。2.1.6对于靠近居民区、穿越自然保护区、风景名胜古迹区等敏感地域,必须制定专项施工方案,将干扰降低到最低限度。2.1.7根据围岩级别,确定合理的开挖和支护参数,加强动态设计。2.1.8发包人或现场执行机构(以下统称发包人)应委托第三方试验检测单位对锚杆、支护、超前地质预报、监控量测等进行检测。
2.1.9隧道施工前项目总工组织地质工程师和隧道施工负责人、技术负责人、施工员、试验员、安全环保员等相关人员做好以下现场调查:1)隧道施工对地表和地下既有结构物的影响。2)施工场地布置与洞口相邻工程、弃渣利用、农田水利、征地等的关系。3)交通运输条件和施工便道的调查。4)施工中和运营后对自然环境、生活环境的影响及需要采取的保护措施。(预先规划)5)可利用的电源、动力、通信、物资、消防、劳动力、生活供应、医疗卫生条件。6)材料的产地、产量、供应、质量情况。7)水源、水质调查及施工供水方案。
2.1.10熟悉和核对设计文件,结合现场调查,制定实施性施工组织设计,申报单位、分部、分项工程开工报告。2.1.11根据隧道规模、技术难度建立项目驻地、工地试验室、拌和站、钢筋加工厂,并通过发包人组织的专项验收。2.1.12隧道开工前制定桥隧相连处的专项施工方案,落实弃渣场地,贯通施工便道。2.2人员、材料和设备准备2.2.1施工人员1)承包人根据合同约定和施工计划安排组织管理、技术人员及专业施工队伍进场,必须满足工程实际需要。
(1)一般特长和长隧道由主管隧道的项目副经理常驻现场主持工作,其他隧道视施工难易程度确定现场负责人,现场负责人必须是具备资格的承包人单位长期在册职工。(2)根据工程规模、工期和技术难度配备相应的施工、技术、测量、试验、环保、地质、质量和安全管理人员。(3)专业队伍是指必须从事隧道工程相应工程3年以上的,具备法人资格、各工种人员齐备,并具有丰富的隧道施工经验的劳务队伍。2)承包人进场后,根据合同工期合理安排专业施工队伍进场,编制(月、季、半年和年)劳务用工计划并上报监理人批准。
3)专业化施工队伍的特殊工种作业人员,必须具有安监部门颁发的特种作业许可证。开工前承包人组织对各类施工人员做好岗前培训和安全、技术交底,并经监理人考核合格后,持项目上岗证上岗。4)隧道施工的钻爆、运输、支护、模筑衬砌等作业均安排专业化队伍进行流水施工,施工前应根据工期安排制定详细的施工进度计划和劳动力需求计划。施工进度计划必须服从项目总体计划,根据实际进度每3个月进行一次调整,确保能有效的指导施工。5)承包人要及时统计劳务人员基本信息,与工程所在地的公安机关、劳动部门沟通办理相关手续。
6)定期对劳务人员进行安全教育,按时发放劳动保护用品。承包人应向作业人员提供必需的安全防护用具(如安全帽、安全带、口罩、耳塞、绝缘鞋、绝缘手套等)和安全防护服装。7)承包人应按时发放劳务人员工资,不准拖欠农民工工资。工资发放必须做表,本人签字和登记身份证号(复印件)。承包人负直接责任,发包人负管理责任。
8)各施工点管理组织机构框图生产经理技术负责人测量负责人试验负责人质检负责人工长安全负责人各作业班组长工点队长
9)单洞施工人员最低配置图(针对特长和长隧道)隧道施工负责人:项目副经理安环全保负责人1图2-1单洞施工人员最低配置图地质工程师1施工负责人1资料员1质检工程师2试验工程师2测量工程师4临时作业队15机械队13二衬班13拌和站10初支班24开挖班45
2.2.2材料采备1)隧道施工前应做好材料的采备和质量检测工作,并根据施工进度计划,制订材料供应计划。2)隧道施工材料质量控制须符合公路工程材料试验规程标准。实行原材料准入制度。3)隧道施工主要材料见表2-2。
隧道施工主要用材一览表2-2序号材料名称所用部位甲控甲供1水泥初期支护、二衬、仰拱、洞口边坡、垫层、路面√2钢筋IVV级围岩初期支护、二衬、仰拱、路面√3碎石初期支护、二衬、仰拱、洞口边坡、垫层、路面√4型钢V级围岩初期支护√5锚杆IIIIVV级围岩初期支护√6砂初期支护、二衬、仰拱、洞口边坡、垫层、路面7外加剂初期支护、二衬、路面√8防水板二衬√9透水管初期支护√10粉煤灰二衬、√11炸药钻爆施工12雷管钻爆施工13柴油14硅微粉混凝土√15土工布二衬√发包人加强对主要建筑材料的“甲控”。
2.2.3主要设备准备(单洞)1)机械设备实行准入制。应本着性能优良、数量配套合理、工效高的原则配备,使用前完成相应的检定工作,并根据施工进度计划安排,分阶段、分期组织进场,以满足施工需要。2)二衬台车在隧道开挖进洞时必须进场。说明:隧道洞口往往处于浅埋、偏压或软弱围岩段,洞口边仰坡也常处于不稳定状态,急需及时施作二衬或明洞,施工单位往往忽视模板台车进场工作,造成二衬和明洞施工滞后,带来安全隐患。这里强调进洞前,台车模板必须进场的要求。
3)隧道施工机械设备应满足表2-3的要求序号名称规格、型号数量(台)用途性能1空压机满足施工要求风动力良好2挖掘机1良好3侧翻装载机ZL5O2装渣良好4装载机ZL5O2拌合站良好5载重汽车不少于4出渣良好6开挖台车1钻爆、喷混良好7架设台车1防排水铺设、钢筋绑扎良好8衬砌台车2二衬良好9钻孔风枪20钻孔良好10潜孔钻1钻孔良好11数控钢筋弯箍机1钢筋加工良好12砼拌合站JS10002良好13管棚机1管棚钻孔(如需要)良好14型钢成型机1钢拱架良好15车载式湿喷机2喷混良好16碎石破碎机2碎石加工(如需要)良好17钢筋加工设备2套良好18变压器600KVA1良好19发电机200KVA1临时供电良好20钢筋调直机2良好21爬焊机6防水板焊接良好22通风设备2良好
2.3施工场地和临时工程2.3.1施工场地隧道开工前应绘制施工现场总体布置图。施工场地布局一般采取“一次规划,分期实施”的原则。除应符合《高速公路施工标准化管理实施细则(第一分册工地建设)》和《新疆维吾尔自治区公路建设标准化管理手册》的有关要求外,还应满足以下需要:1)临时工程应满足安全、环保和便于施工正常开展的需要。2)临时房屋的布置应避开自然灾害威胁的地段,并制定相应的应急预案;临时房屋采用彩钢板房,周围做好防排水措施,冬季做好防冻、取暖措施。施工的同时也改善地方交通。
3)施工便道引至洞口,满足行车安全要求,并经常养护,保障行车安全和畅通。在急弯、陡坡处设置警示标志,急弯处须设置反光凸镜。4)施工便道的设置综合考虑与地方道路相结合,方便2.3.2施工供风1)空气压缩机站应在洞口旁边选址修建,宜靠近变电站,应有防水、降温、保温和防雷击等设施。2)空气压缩机站供风能力须满足隧道正常施工需要,供风管路布置应尽量避免压力损失,保证工作面使用风压不小于0.5MPa。3)隧道掘进100m后应将供风管道引至洞内进行供风,
供风管道前端至开挖面距离不应大于20m。2.3.3施工供水1)按施工需要的供水压力(水压不小于0.3MPa),合理选址、修建高位水池、低位水池,安装上、下水管路,并做好管路的保温、防冻措施。2)供水管道前端至开挖面一般不超过20m。2.3.4临时供电1)对于短隧道应采用高压至洞口,再低压进洞;特长隧道应考虑高、中压进洞,以满足施工需要。2)隧道施工供电应采用三相五线供电系统;动力设备
应采用三相380V;照明电压一般作业地段不宜大于36V,成洞段和不作业地段可采用220V,瓦斯地段不得超过110V,手提作业灯为12~24V;选用的导线截面应使低压线路末端电压降不大于10%,36V及24V线不得大于5%;高压分线部位应设明显危险警告标志;所有配电箱必须全部安装漏电保护器,并明确责任人和标识用途。严禁非专业电工电路操作。3)洞外变电站应设置防雷击和防风装置,且宜设在靠近负荷集中地点和设在电源来线一侧。当变电站电源线需跨越施工地区时,其最低点距人行道和运输线路
的最小高度应满足:电压35KV时7.5m,电压6~10KV时6.5m,电压400V时6m。变压器容量应按电气设备总容量确定,当单台电动设备容量超过变压器容量的1/3时,宜适当增加启动附加容量。4)洞内变电站应设置在干燥的紧急停车带或不使用的横通道内,变压器与周围及上下洞壁的最小距离,不得小于300mm,同时应按规定设置灯光、轮廓标等安全防护设施。洞内高压变电站之间的距离宜为1000m,由变电站分别向相反两方向供电,每一方供电距离宜采用500m。洞内高压变电站应采用井下高压配电装置或相同电压等级的油开关柜,禁止使用跌落式熔断器,应有防尘措施。
5)成洞地段固定的电线路,应采用绝缘良好的胶皮线架设;施工地段的临时电线路应采用橡套电缆;瓦斯地段的输电线必须使用密封电缆,不得使用皮线;涌水隧道的电动排水设备应采用双回路输电,并有可靠的切换装置;动力干线上每一分支线,必须装设开关及保险装置;严禁在动力线路上加挂照明设施。说明:洞内高压风、水管风管应敷设在电缆、电线相对的一侧,应尽量靠近掌子面,软管长度不宜大于50m,主要目的高压风、水管为钢管,在塌方关门时会发挥重要救援作用。
6)照明和动力线路安装在同一侧时,必须分层架设;隧道施工作业地段必须有充足的照明,建议采用日光灯箱,间距不大于5米。7)电线悬挂高度应满足:110V以下电线离地面距离不应小于2m,380V时应大于2.5m,6~l0KV时不应小于3.5m。供电线路架设一般要求高压在上、低压在下,干线在上、支线在下,动力线在上、照明线在下。图2-4三管两线布置示意图2.3.5施工期间“三管两线”架设、安装应顺直、整齐,按左图2-4所示布置。
要求施工照明:成洞段5m设一个固定灯,电线敷设应整齐划一;每隔20m在左右两侧边墙离地面1.2m位置设置反光标识。隧道施工供电应采用三相五线供电系统
2.3.6施工通讯设备1)隧道施工前,各洞口均需安装对外有线电话,以备无线手机无信号时应急联络。2)隧道施工前,实现洞内外无线对讲通讯,方便施工。2.3.7施工监控1)隧道洞口应安装实时监控系统和人员设备出入自动实时考勤登记系统,全天监控进出洞人员和监测隧道的施工情况。2)隧道洞口应设立电子显示屏幕(尺寸3米*1.8米),用作进洞人员情况动态显示以及有关信息、宣传和警示等。
人员进洞登记:在隧道洞口设电动升降栏杆,建立进洞人员登记制度
2.4弃渣场、危险品库2.4.1弃渣场1)隧道施工前应对现场周围地形做好详细调查,及时取得当地政府的支持和配合,选择出渣运输方便、距离短的场地作为弃渣场,合理确定弃渣场。2)弃渣场防护工程应进行专项设计,不能满足实际工程需要时,报监理人审核,发包人批准方可变更。2.4.2隧道弃渣综合利用1)承包人组织队伍挑拣隧道弃渣中片石,经试验合格后,可于防护工程;亦可就地安装破碎机加工成各类规格的碎石。(见附图1)(必须带除尘装置)2)对于既不能加工碎石又不能用于防护砌筑的隧道弃渣,宜将弃渣上铺设种植土,把弃渣场改造为农田、林地或其他用地。(弃渣场应按设计要求进行必要的防护。)
3)隧道弃渣尽可能考虑用于本合同段填方路基的加宽,以降低路基边坡防护高度;亦可在条件允许的路基加宽段修建观景台。4)弃渣场弃渣完成后结合地势必须对弃渣堆进行整形。弃渣边线顺直,高度大于6-8m必须错台堆放,坡度不小于1:1。表面整平后覆盖不小于30cm的种植土。5)其他要求按《高速公路施工标准化管理实施细则(第一分册工地建设)》和《新疆维吾尔自治区公路建设标准化管理手册》中的有关规定执行。
2.4.3危险品库1)承包人提出建库计划(包括拟建仓库的地点、时间、设计图纸、保卫措施、防火制度、保管和看守人员名单等内容),报所在地县以上公安机关审核批准。完工后须经公安机关验收合格方可使用。同时办理爆炸物品“储存许可证”。2)建库选址时,承包人会同公安机关进行实地勘察,建立符合公安机关要求的库房。3)危险品库应设置在安全、偏僻的地带,并配备符合要求的专职守卫人员和保管员,安装完善的防雷电、防盗、报警设施。4)储存爆炸物品的库房的管理除应符合《高速公路施工标准化管理实施细则(第一分册工地建设)》和《新疆维吾尔自治区公路建设标准化管理手册》的有关要求外,还应符合以下要求:
(1)建立健全火工用品管理制度,严格火工用品采购、储存、领取、使用和退库的各个环节的管理和操作,做到全程监控,全程把关。项目经理每月、安保负责人每半月必须对危险品库进行一次全面的安全检查,监理人要加强监督检查。(2)双洞中隧道及长隧道、特长隧道宜设置专用火工品库房,其他短隧道可结合其他隧道及路基、桥涵施工集中设置。(3)其他危险品,如氧气、乙炔、油料等应单独建库存储,库房建设及管理应符合《工程爆破及爆炸物品运输保存管理办法》的规定。(4)工地不得建立汽油储存库,必须现用现买。
2.5环境保护及安全生产2.5.1环境保护1)从施工技术角度制定水土流失保护措施方案。2)隧道排水的处理,应以不改变原地下水环境为原则,以截为主,截排相结合。3)浅埋段的地表预注浆,应从注浆材料和范围等方面充分考虑施工对地表植被的影响和破坏,采取相应的预防措施。4)隧道弃渣场的选择和设置,应充分考虑对原地貌、斜坡岩体的稳定性、地表径流的影响,对下游的威胁程度及弃渣场的绿化和综合利用等问题,防止产生次灾害。
2.5.2安全生产1)在施工现场和生活区设置足够的临时医疗卫生设施,以便及时救治。2)采取合理措施,保护隧道内外的环境,避免因施工产生的粉尘、噪声等污染对人员或财产造成损害。3)对主要的施工便道及时进行维修,避免有坑槽出现,同时应时常洒水养生,减少扬尘。4)开工前,应制定塌方、涌水、冒顶、泥石流和爆炸等突发情况的应急预案,并进行演练;开挖软弱围岩段时,应在隧道拱脚的位置设置逃生钢管(直径不小于80cm,板厚不小于10mm)。
洞内逃生管道及警报器设置
5)编制治安保卫工作总体方案、日常治安保卫检查制度;制定防火、防盗抢、防爆炸防范措施;建立与当地公安机关联防联警工作制度,设立联防室。6)其他遵照《高速公路施工标准化管理实施细则(第一分册工地建设)》和《新疆维吾尔自治区公路建设标准化管理手册》中的有关规定执行。3施工测量3.1一般规定3.1.1隧道施工测量方案设计,应根据隧道规模和贯通误差的要求,综合考虑控制网等级和图形、测量仪器精度和测量方法、估算误差范围。3.1.2隧道施工测量仪器按照《中华人民共和国计量法》及相关法规鉴定与维护。断面测量必须采用隧道激光断面仪。
隧道激光断面仪3.1.3承包人对设计交桩按照规范要求进行复测,平差后报监理人,监理人应按照监理规范的要求对复测结果进行实际测量复核,满足要求后进行测量成果批复。施工中按照批复的成果进行控制测量。施工期间每年春融后进行导线点、水准点及临时控制点进行复测,复测结果经驻地办复核后方可使用。隧道激光断面仪
隧道断面尺寸隧道激光断面仪开挖断面初期支护断面二次衬砌断面
3.2控制测量3.2.1平面控制测量可采用GPS测量、导线测量、三角测量。洞外平面控制测量利用已有的定测控制网,并符合隧道贯通误差的有关规定和隧道施工要求。3.2.2高程控制测量高程控制测量采用水准测量(不允许使用全站仪代替)3.2.3导线测量和水准测量的主要技术要求按照《公路勘测规范》(JTGC10-2007)的要求进行。3.2.4洞内平面控制测量1)洞内平面控制测量采用导线测量。2)洞内导线,应根据贯通精度的要求布点,选择在施工干扰少、通视的地方布点。直线段不小于200m,曲线段不小于70m。
3)联系洞外和洞内的控制测量,宜选在洞外和洞内观测条件接近的时段进行。3.2.5每个洞口应设置不少于4个平面控制点,2个高程控制点。隧道控制测量桩点应定期进行复核。3.3施工测量3.3.1开挖前应在开挖面上标出设计断面轮廓线,开挖工作完成后及时测量超欠挖并绘制横断面。3.3.2洞内施工用的水准点,应根据洞外、洞内已设定的水准点,按照施工需要加密,并定期复核。3.3.3在开挖断面形成后,及时进行断面测量,根据测量数据修正开挖参数,控制超欠挖。
3.4贯通误差的测定及调整3.4.1贯通误差的测定应按照以下要求进行:1)采用导线测量时,在贯通面附近设一临时点,由进出的两方向分别测量该点的坐标,所得的闭合差分别投影至贯通面及其垂直的方向上,得出实际的横向和纵向贯通误差,在置镜于该临时点测求方位角贯通误差。2)采用中线法测量时,应由测量的相向两方向分别向贯通面延伸,并在贯通面上分别得出中线点,量出两点的横向和纵向距离,即为该隧道的实际贯通误差。3)水准路线由两端向洞内施测,分别测至贯通面附近的同一高程控制点或中线点上,所测得的高差即为实际高程的贯通误差。
3.4.2隧道贯通后,洞内导线、施工中线及高程的实际贯通误差,应在贯通面两侧未衬砌段调整,该贯通误差调整段的长度应根据中线形式、贯通误差值、支护和衬砌(包括仰拱)施工情况综合确定,不宜小于200m(贯通面两侧对称)。该段的后续工序均应以调整后的中线及高程为准进行放样。3.4.3采用导线法测量、贯通误差不超过允许值时,应按以下要求进行贯通误差调整:1)方位角贯通误差分配在未衬砌地段(该段长度不小于200m)导线角上。2)坐标闭合差在贯通误差调整段的导线上,按边长比例分配。3)采用调整后的导线坐标作为贯通误差调整段的放样依据。
3.4.4采用中线法测量,贯通误差不超过允许值时,应按以下要求进行贯通误差调整:1)贯通误差调整段为直线,宜通过加设曲线来调整路线中线,所加设的极限参数应满足《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)的要求。2)贯通误差调整段全部位于圆曲线地段时,贯通误差应由曲线的两端向贯通面按长度比例调整中线。3)贯通误差调整段既有直线又有曲线时,宜通过调整曲线偏角和曲线起(终)点位置调整中线,满足《公路路线设计规范》(JTGD20-2006)的规定,并能保证隧道净空。
3.4.5高程贯通误差超过允许值时,贯通点附近的高程控制点,应采用由两端分别引测的高程平均值作为调整后的高程,将高程贯通误差的一半分别在贯通面两端未衬砌地段的高程控制点上按水准线路长度的比例调整。3.5交(竣)工测量3.5.1应在中线复测的基础上埋设永久中线点,永久中线点应用混凝土包埋金属标志。直线上的永久中线点,每200~250m设一个,曲线上应在缓和曲线的起终点各设一个;曲线中部,可根据通视条件适当增加。永久中线点设立后,应在隧道边墙上画出标志。
3.5.2应在直线地段每50m、曲线地段每20m及需要加测断面处,测绘以路线中线为准的隧道实际净空,标出拱顶高程、起拱线宽度、路面水平宽度。3.5.3洞内水准点每公里应埋设一个,短于1km的隧道应至少设一个,并应在隧道边墙上画出标志。3.5.4应提交贯通测量技术成果书、贯通误差的实测成果和说明、净空断面测量和永久中线点、水准点的实测成果及示意图。
4.洞口、明洞与浅埋工程4.1一般规定4.1.1遵循“早进晚出”的原则,倡导“零进洞”理念,严禁大开大挖。4.1.2洞口边、仰坡土石方施工宜避开降雨期、融雪期及严寒季节。开挖应加强对山坡稳定情况的检测和检查,尽量减少对掩体、土体的扰动,禁止大爆破。4.1.3偏压洞口施工应在做好支挡、反压回填等工作后再开挖。开挖方法应结合偏压地形情况选定,不得因人为因素加剧偏压。4.1.4进洞前要加强对地表及仰坡的临时防护,确保施工安全。4.1.5边坡和仰坡外的截水沟、排水沟应在洞口开挖前完成。截水沟、排水沟应隐形设置,要利于进水并形成完善的排水系统。
隧道洞口开挖前,施工单位应编制隧道进洞专项施工方案,严禁大开大挖,监理工程师应组织设计、施工单位进行专项审查。
4.1.6隧道洞口截水沟以内的植被不得砍伐破坏,洞门及边、仰坡绿化工程在二衬施工完成50m后立即组织施工。4.1.7隧道洞口尽量少开挖或不开挖,保留原地貌植被。使洞口景观和山体原貌自然结合。4.1.8明洞工程1)边墙基础地基承载力要满足设计要求,超挖部分要与基础混凝土同时浇筑。2)明洞拱圈外模拆除后,拱圈混凝土强度达到设计强度标准值的50%以后,应及时按规范要求做防水层及拱脚纵向排水管、环向盲沟。暗洞防水板应向明洞延伸不小于0.5m,并与明洞防水板良好连接。3)使用机械回填时,拱圈混凝土强度应达到设计强度标准值,且需先用人工填筑夯实回填至拱顶以上1.0m后,方可使用机械施工。
说明:适当延长明洞,避免大挖大刷,保留原有生态地貌。图例左线明洞为避免对山体大开挖采取了棚洞型式。
4.1.9浅埋段工程不应采用全断面法开挖。开挖后应尽快进行初期支护。应增加对地表沉降、拱顶下沉的监测。4.1.10洞门基础开挖应注意安全防护,地基承载力必须满足设计要求。隧道明洞回填和洞门施工完成后,应及时做好洞口边坡及仰坡的地表恢复。4.1.11洞口前的桥梁、涵洞及路基等相关工程应合理安排施工,减少相互干扰。禁止将弃渣弃于桥位处。说明:弃渣场应不占或少占农田;不得堵塞河道、河谷,防止抬高水位和恶化水流条件;不得挤压桥梁墩台及其他建筑物。
4.1.12洞口设有明洞且洞口地质情况相对较好的隧道,可按先进暗洞,由内向外施作洞口明洞模筑衬砌,再进行洞身段开挖、初支、二衬施工。(当洞口围岩条件很差时,要严格控制进洞施工顺序。应在完成套拱和超前大管棚后,立即进行明洞主体模筑衬砌施工,然后再进行暗洞浅埋段施工。)4.1.13隧道洞口场地必须进行混凝土硬化处理,要求使用20cm厚石渣垫层,汽车运输通道必须采用20cm厚的C15混凝土作为面层。可考虑将洞口段路基基层设置为混凝土基层,提前施作。4.1.14开挖前,施工单位应对洞口段原地形地貌进行复测,认真调查地址情况,结合设计文件提出隧道进洞专项施工方案。(监理工程师组织施工、设计单位)
隧道洞口场地必须进行砼硬化处理,要求使用20cm厚石渣垫层,汽车运输通道必须采用20cm厚的C15砼作为面层。可考虑洞口段路基基层设置为混凝土基层,提前施作。
4.2施工工序4.3施工要点4.3.1洞口土石方开挖1)洞口开挖前,做好10米间距中线桩的恢复工作,并测定洞外开挖线、定边界桩、截水沟中心线桩、洞口位置桩及相应的检查恢复桩。2)洞口边坡、仰坡土石方的开挖应加强对山坡稳定情况的监测和检查,尽量减少对岩、土体的扰动,禁止大爆破;宜避免降雨期、融雪期及严寒季节施工。对于边、仰坡上可能滑塌的表土、灌木以及边坡和仰坡上的悬石、危石要清除或加固。
3)洞口边、仰坡处的截水沟,应于洞口开挖前施工,截水沟上游进口应与原地面紧密衔接,避免出现溢流或渗漏;下游出口应引入排水系统并妥善处理。开挖的截水沟应及时进行防渗处理,尤其是在土质和风化严重的石质坡面,禁止裸沟排水。4)洞口和洞顶范围内的坑洼积水,应采取先排水后夯填,再封顶的措施处理。洞口边、仰坡上方不得堆放弃土。5)开挖前应清理山坡浮石、危石,防止因爆破造成飞石或隐患。6)开挖前采取锚喷加固、砌石护面、种植草皮等措施进行边仰坡防护,设置支撑侧向土压力、防止边坡坍塌、保证边坡稳定的挡土墙。
3.1.6隧道二次衬砌施工完成50m(含明洞)后立即进行洞门及边仰坡绿化工程的施工。
开挖的截水沟应及时进行防渗处理。禁止裸沟排水。
7)洞口边坡及仰坡采用明挖法施工,自上而下分阶段、分层进行开挖。不得上下重叠开挖,土方施工中不能用爆破法施工或掏洞取土,当地质条件不良时采取稳定边坡和仰坡的措施。(见附图3、4)8)洞口有邻近建(构)筑物时,应采取弱爆破。禁止采用对附近建筑物和山体稳定有损害的爆破方法。对于强度较大不易风化或水解的岩石路基一次开挖到位或预留足够一次爆破深度。爆破面应尽量平整。9)偏压洞口施工应在做好支挡、反压回填等工作后再开挖;开挖方法应结合偏压地形情况选定,不得因人为因素加剧偏压。(见附图5)
10)进洞前按设计要求对地表及仰坡进行加固防护;松软地层开挖边坡和仰坡时,宜随挖随支护,当洞口可能出现地层滑坡、崩塌时,应及时采取预防和稳定措施稳定坡体,确保施工安全。11)洞口永久性挡护工程应紧跟土石方开挖及早完成,地基承载力应满足设计要求。12)尽量少刷坡或不刷坡,争取做到零距离进洞,减少植被破坏,保护生态环境。(见附图6)
4.3.2明洞工程1)边墙施工(1)明洞边墙基础地基承载力应满足设计要求,深基础开挖应注意核查地质条件,如基底松软,应采取措施增加基底承载力。(2)偏压和单压明洞的外边墙基底,在垂直路线方向应按设计要求挖成一定坡度的向内斜坡,以提高基底的抗滑力。(3)严禁超挖回填虚土,超挖部分与基础混凝土同时浇筑。2)明洞衬砌及防水(1)拱圈外模拆除后,应及时按设计规范要求施作防水层及拱脚纵向排水管、环向盲管。
(2)明洞防水板应向隧道内延伸不小于0.5m,并与暗洞防水板连接良好。3)明洞回填(1)拱圈混凝土达到设计强度、拱背防水设施完成后,应及时进行拱背回填。明洞两侧采用M10浆砌片石两侧对称砌筑回填。(2)明洞两侧回填6米高后采用碎石土分层回填,每层厚度不得大于20cm。先用人工填筑夯实回填至拱顶以上1.0m后,方可使用机械施工。(3)回填土最大填土高度不宜超过6m。填土顶面夯填60cm厚粘土隔水层。(4)墙后有排水设施时,与回填同时进行施工。明洞黏土隔水层应与边坡、仰坡搭接良好,封闭紧密。
4.3.3洞门工程1)洞门基础开挖应注意安全防护,地基承载力必须经试验满足要求,应做好防水、排水工作,防止基底被水浸泡。基坑废渣、杂物等必须清除干净。2)隧道明洞回填和洞门施工完成后,应及时做好洞口边坡及仰坡的地表恢复。3)洞门附近的截水沟和墙顶排水沟应与路堑排水系统连接完好。4)洞门宜尽早修建,并尽可能在雨季前施工。洞门端墙处的砌筑与洞口内衬砌采用同一材料浇筑,洞门端墙与隧道衬砌应连接良好,使之成为整体。
洞口工程隧道洞口应尽可能减弱人工痕迹,洞口应与自然景观相协调。
4.3.4桥隧相连施工1)合理安排施工的先后顺序,对于桥梁,应先施工远离隧道的桥台及其他墩的下部构造。待隧道进洞后进行近洞口处桥台施工,以减少相互影响。2)隧道开挖,禁止将弃渣弃于桥位处,影响桥台施工和其它桥墩质量。3)隧道弃渣只能用于桥台的台背回填和锥护坡填筑,不得在桥梁其他位置随意堆放。桥台施工完毕,尽快进行锥坡填筑和台背回填,为隧道施工开辟场地。
4.3.5排水工程及临时防护1)排水工程边坡和仰坡的排水系统施工应避开雨季。隧道排水应与洞外排水系统合理连接,不得侵蚀软化隧道和明洞基础,不得冲刷洞口前路基边坡及桥涵锥坡等设施。在隧道洞口两侧建浆砌排水沟排出隧道内污水,尺寸满足排水需要(必须考虑雨季降水的影响),两侧水沟经涵管连通横穿路基汇于集水井排入污水处理池。污水处理不少于3级沉淀,采用浆砌或砖混结构,施工期间不倒塌、不渗漏,沉淀达标方可排放。(2)隧道排水系统应采取必要的保温措施,防止冻胀,
确保冬季排水畅通。2)临时防护(1)边坡、仰坡应边开挖边防护,禁止一次开挖成型后再防护。(2)坡面临时防护施工前,应将岩面浮渣及危岩清除干净并用高压风将岩面清理干净。(3)若坡面岩土体含水量较大或有地下水露头,应增设泄水孔。(4)临时防护应根据地质、季节、施工手段等情况制定,可采取喷锚和格构网等措施。
4.4质量问题预防及处理措施4.4.1衬砌裂纹1)现象(1)明洞的衬砌裂纹,主要有拱部纵向裂纹、边墙水平裂纹、环形裂纹。(2)洞口端墙竖向开裂,门洞翼墙断裂。2)原因分析(1)山坡上塌方落石巨大冲击力使拱顶和边墙产生裂纹,由于明洞顶填土厚度不够,不能满足冲击力扩散均匀分布在整个拱跨,使局部受过大冲击力而产生裂纹。
(2)边坡滑塌使明洞受偏压造成衬砌裂损,通常偏压可使拱内侧受拉开裂或受压而碎裂。当侧压引起内侧边墙基础自由微小滑动时,则拱内侧受压破碎,外侧受拉开裂。(3)基础处理不当导致衬砌裂纹。(4)由于混凝土配合比、养生不当等原因产生的裂纹。(5)钢筋网、钢架与岩面不密贴,拱脚至于浮渣上。3)预防措施(1)明洞顶应按设计要求保持足够的填土厚度,对于滑坡塌方的堆积物要及时清理,避免产生额外荷载。(2)局部岩体失稳导致的墙脚内移,可在洞外设抗滑挡墙或抗滑锚固桩及抗滑沉井等。
(3)在洞口两端及洞顶有针对性的增设必要的支(栏)挡和防护建筑物。(4)必须保证明洞回填厚度,明洞回填时必须按设计文件和规范要求进行。(5)钢筋网、拱架与岩面密贴,保证支护受力均匀。(6)拱脚处的浮渣必须彻底清除,置于稳定的地层上。(7)严格控制混凝土配合比,做好混凝土的养生工作。通过实验确定衬砌的最佳拆模时间,严格遵守。4.4.2明洞内渗漏水1)原因分析造成明洞漏水的主要原因是防水层失效、明洞没有完
整良好的排水系统、防水层质量不符合要求或防水层施工不当。2)预防措施(1)建立完善的排水系统,在明洞顶部填土至边坡交接处要增设截水沟,并经常保持良好状态。(2)在明洞顶部及周围,有针对性增设防冲刷措施,保持洞顶填土及其周围衔接平衡。(3)防水卷材的质量必须符合设计文件和规范的要求。防水板铺设时要注意搭接长度,并向洞内延伸足够的长度,不得有通缝。
4.5安全施工4.5.1洞口边、仰坡施工作业平台临边和隧道所有浅埋区域应设置安全护栏和警戒标志,设置五牌一图,安全标志牌、现场管理牌、安全操作规程牌等,标志牌应制作规范、醒目。4.5.2洞口爆破时应在危险区和安全区的交界处设置警戒隔离绳;并在安全区设置警戒人员持警示旗、哨指挥,重要危险路段有专人看护。4.5.3承包人应制订专门的应急救援预案,备好应急抢险物资,定期组织应急演练。每个隧道施工现场设置一处抢险物资储备点。4.5.4及早施作防护工程、排水工程和裸露地表的植
14.1.4施工单位应制定专门的应急救援预案,备好应急抢险物资,定期组织应急演练。要求设置1处抢险物质储备点。
被覆盖,防止水土流失。4.6质量控制要点及监理要点4.6.1开挖边界计算和放样是否正确,设计的边坡率是否合理。4.6.2截水沟设置是否顺应地势,并满足截留坡面水的要求,与开挖边界的襟边距离是否合理。排水系统是否完善。4.6.3检查基准点和控制桩的保留、保护情况。4.6.4开挖方案是否可行、安全。4.6.5边仰坡坡面是否有浮石、危岩,是否有弃渣堆置。
4.6.6边仰坡防护是否到位。4.6.7端墙基础应设置在稳定的地层上,虚渣、杂物、积水和泥化的软弱层必须清除干净。如为冻结性土,其基底应设置在冰冻线以下0.3米;如基底承载力不均匀,应予以加固处理,防止不均匀沉降引起的端墙开裂。检查基底高程、地基承载力及开挖断面。4.6.8洞门端墙顶水沟如砌筑在回填土上,应将回填土夯实紧密后施作。4.6.9洞门端墙的砌筑和墙后回填应两侧对称进行。墙背与山体间空隙较小时应使用与墙身同种材料圬
工回填;空隙较大时,一般使用浆砌片石回填;只有在山体岩石无侧压力时才允许使用干砌片石回填;并按要求回填密实。4.6.10端墙砌至帽石下约0.5米时,必须校核一次高程,及时调整材料尺寸,保证顶面高程符合设计要求。4.6.11端墙砌筑时,砂浆要饱满,表面平整,坡度一致。砌缝和垂直错缝必须符合重力式挡墙砌石的规定,并同步回填墙背。4.6.12就地浇筑混凝土端墙,其钢筋绑扎、模板拼装、支架架立等均应符合混凝土工程规范要求。墙背超挖部分,随灌随回填。
5洞身开挖5.1一般规定5.1.1洞身开挖采用“新奥法”施工,根据批准的实施性施工组织设计的开挖方案进行洞身开挖。根据隧道长度、断面大小、结构形式、机械设备、地质条件等选定开挖方法。(为了最大限度地利用围岩自承能力,必须采用有利于减少超挖、减少围岩扰动的开挖方法进行洞身开挖。)5.1.2利用TSP、地质钻孔、地质雷达等对隧道前方水文、地质情况进行调查、分析研究,调整开挖进尺和钻爆参数。5.1.3开挖作业应符合下列规定:1)确定合理的开挖步骤和循环进尺,保持各开挖工序相互衔接,均衡施工。
2)开挖断面尺寸应满足设计要求,采用有效的测量手段控制开挖轮廓线;做好预留沉降量工作;开挖质量应符合设计及规范要求,严禁二次爆破开挖,在开挖过程中,承包人应随时测定隧道轴线位置和高程。3)掌子面爆破后及时处理易滑落的楔形三角体和水平岩体,消除安全隐患。4)开挖后应做好地质构造的核对,及时进行监控量测工作,地质变化处和重要地段,应有相应照片或文字描述记载。5)开挖作业必须保证安全,不得危及初期支护、二次衬砌和设备的安全,并应保护好量测用的测点。6)开挖爆破作业应在上一循环喷射混凝土终凝不少于
4h后进行。5.1.4隧道爆破必须采用光面爆破,施工中应优化钻爆设计,提高钻眼效率和爆破效果,降低工料消耗。对不宜爆破、挖掘机又难以挖动的软弱围岩以及黄土地段,鼓励采用铣挖机配合装载机进行隧道开挖施工。5.1.5隧道双向开挖的贯通位置应选择在Ⅳ级以上围岩地段。当两开挖面间的距离为15~30m时,应改为单向开挖,另一端必须停止开挖并将人员机具撤走,并在安全距离处设立警告标志;对采用单向开挖的隧道,出洞前应反向开挖不少于30m且不小于洞口超前管棚长度,严禁在隧道洞口处贯通。5.1.6双洞开挖时,应根据两洞的轴线间距、洞口里
隧道选择在洞口位置贯通,造成洞口沉降变形。
程距离、地质条件及其他自然条件,选择适当的开挖方法,确定好两洞开挖的时间差和距离差,并采取措施防止后行洞开挖对先行洞周壁产生不良影响。5.1.7承包人应安排好施工过程的测量,以保证隧道按设计方向和坡度施工,使开挖断面符合图纸所示尺寸,尽量做到不欠挖和不超挖。洞内应每隔50m设置一个水准点。5.1.8在施工过程中,承包人应根据对开挖面的现场观察、围岩变形的量测结果,辅以超前地质预报,结合岩层构造、岩性及地下水情况,提出围岩分级的修改意见,并判定隧道围岩稳定性,提出相应的处理措施。5.2施工工序
5.3施工要点隧道的开挖方法主要有全断面法、台阶法、预留核心土法、中隔壁法、双侧壁导坑法等其他施工方法。根据隧道长度、断面大小、结构形式、工期要求、机械设备、地质条件等选定,开挖必须与支护、衬砌施工相协调。并具有较大的适应性。变换开挖方法时,应有过渡措施。(见附图9)5.3.1中隔壁法(CD法)适用于围岩较差、跨度大,以及浅埋和地表沉降需要控制的段落。(见附图11、12)CD法是在软弱围岩大跨度隧道中先分部开挖隧道的一侧,并施作中隔壁,然后再分部开挖另一侧的施工方法。其施工步骤见图5-5。施工顺序说明
(1)先行导坑上部开挖;(2)先行导坑上部初期支护;(3)先行导坑中部开挖;(4)先行导坑中部初期支护;(5)先行导坑下部开挖;(6)先行导坑下部初期支护;(7)后行导坑上部开挖;(8)后行导坑上部初期支护;(9)后行导坑中部开挖;(10)后行导坑中部初期支护;(11)后行导坑下部开挖;(12)后行导坑下部初期支护;(13)仰拱超前浇筑;(14)全断面二次衬砌。3)施工要求(1)上部导坑的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距(0.75~0.8m),下部导坑的开挖进尺可依据地质情况适当加大。
CD法,侧壁按两台阶
中隔壁法(CD法)施工工序横断面及纵断面示意图5-5a)横断面b)纵断面(2)中隔壁法或交叉中隔壁法施工时,初期支护完成后方可进行下一分部开挖,地质较差时,每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱;各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺;应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后再进行另
一侧开挖;左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15m;当开挖形成全断面时,应及时完成全断面初期支护闭合。(3)导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。应配备适合导坑开挖的小型机械设备,提高导坑开挖效率。(4)拱顶下沉7d内增量在2mm以下,可以拆除中隔壁,中隔壁拆除应滞后于仰拱,一次拆除长度应根据量测数据慎重确定,拆除后应立即施作二次衬砌。5.3.2双侧壁导坑法用于浅埋大跨度及地表下沉量要求严格而围岩条件很差的情况。
1)施工方法分部开挖隧道两侧的导坑,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分。其施工步骤如图5-6:双侧隔壁导坑法施工工序横断面及纵断面示意图5-6a)横断面b)纵断面
2)施工顺序说明(1)左(右)导坑开挖;(2)左(右)导坑初期支护;(3)右(左)导坑开挖;(4)右(左)导坑初期支护;(5)上台阶开挖;(6)上台阶初期支护、导坑隔壁拆除;(7)下台阶开挖;(8)仰拱初期支护;(9)仰拱超前浇筑;(10)全断面二次衬砌。3)施工要求(1)围岩开挖应尽量采用挖掘机和人工配合无爆破施工,局部需爆破施工时,宜弱爆破施工,尽量减少对底层的扰动。(2)开挖应严格按规范做好监控量测工作,随时掌握围岩及支护的变形情况,以便及时修正支护参数,改
变施工方法;同时应做好超前地质预报工作。(3)认真做好开挖时的排水工作,在保证排水畅通的同时,重点要对两侧临时排水铺砌抹面,防止钢支撑基底软化。(4)侧壁导坑开挖后,应及时施工初期支护并尽早形成封闭成环;侧壁导坑形状应近于椭圆断面,导坑跨度宜为整个隧道跨度的三分之一;左右导坑施工时,前后拉开距离不宜小于15m;导坑与中间土体同时施工时,导坑应超前30~50m。5.3.6V级围岩和浅埋段的Ⅳ级围岩每循环进尺控制在2榀钢拱架长度以内。
5.3.3钻爆设计与施工采用光面爆破技术进行施工时,必须注意选取有关的技术参数,最大限度地减轻爆破对围岩的扰动,尽可能的保持原围岩的完整性和稳定性。
钻爆作业工艺流程框图5-7钻爆设计测量放线钻孔钻孔质量检查装药与堵塞连接起爆网络起爆通风装药计算爆破器材准备网络检查设置警戒爆破效果检验清理钻孔准备堵塞材料调整爆破参数
2)光面爆破主要参数的确定光面爆破主要参数应依据爆破试验来确定。隧道作业应按照钻爆设计进行,采用光面爆破应执行以下控制标准。见表5-1序号项目硬岩中硬岩软岩1平均线性超挖量(cm)1015102最大线性超挖量(cm)2020153两炮衔接台阶最大尺寸(cm)1010104残眼率(%)≥90≥75≥555局部欠挖量(cm)5556炮眼利用率(%)9095100光面爆破控制标准表5-1
(1)掏槽眼参数楔形掏槽,炮眼与开挖面间的夹角α、上下两对炮眼的间距a和同一平面上一对掏槽眼眼底间距b,是影响此种掏槽效果的重要因素。楔形掏槽爆破参数围岩级别α斜度比a/cmb/cm炮眼数量/个Ⅱ级以上700~8001:0.27~1:0.1870~80304Ⅲ级750~8001:0.27~1:0.1860~70304~6Ⅳ级700~7501:0.37~1:0.2750~60256Ⅴ级550~7001:0.47~1:0.3730~50206
(2)周边眼间距(E)、最小抵抗线(W)、周边眼密集系数(K)周边眼应考虑0.03~0.05的外插斜率,周边眼间距一般取值范围为(8~18)炮孔直径。光面爆破周边眼一般参考数值表5-3围岩类别饱和单轴抗压极限强度Rb(MPa)装药不耦合系数D炮眼间距E(cm)最小抵抗线V(cm)密集系数K=E/V装药集中度(kg/m)硬岩>601.25~1.5055~7070~850.8~1.00.30~0.35中硬岩30~601.50~2.0045~6060~750.8~1.00.20~0.30软岩≤302.00~2.5030~5040~600.5~0.80.07~0.15
(3)装药集中度(γ)周边眼装药集中度按规范取值范围为0.07~0.35kg/m,根据试验统计,当γ取值0.2kg/m时,效果为好。3)钻孔(1)根据放线点勾画出整个隧道的轮廓,对各个炮孔的位置用红漆进行标记,炮眼位置误差不超过5cm,(2)根据掌子面表面凹凸情况调整钻孔深度,保证炮眼底部处于同一竖直面。(3)钻孔操作时应先开水再开风,停钻时应先停风再停水。开眼时先低速运转,当钻进一定深度时再高速运转。
(4)内圈炮眼至周边炮眼的排距误差不得大于50mm,炮眼深度超过2.5m时,内圈炮眼与周边炮眼宜采用相同的斜率。(5)不得在残眼和裂缝处钻孔。(见附图14、15)4)装药(1)装药前应利用高压风进行清孔,刚打好的炮孔由于温度过高,不得立即装药。(2)爆破工仔细核对所装炮孔和手上炸药品种、数量是否与要求相符,核对雷管段别和所装炮孔是否相符。(3)用炮棍将炸药装到底,并记好每次炮棍插入的尺寸,保持装药的连续性。(4)加强炮眼堵塞,提高爆破效果,周边眼的堵塞长
度不得小于400mm。5)起爆(1)安全员组织洞内施工人员全部撤到安全区,并进行安全清查工作,确信无人后联网起爆。(2)起爆后立即通风排烟,一刻钟后开启照明设施,驾驶侧翻装载机进洞,禁止单人徒步进洞。(3)原爆破人员配合安全员进行安全检查,如有瞎炮,由原爆破人员按《爆破安全规程》的有关规定进行处理,排出安全隐患。
光爆效果好,炮眼残留率高
6)出碴(1)爆破完成后,进行通风除尘,恢复照明,立即进行清危排险,然后利用台车或爆出来的碴堆,进行锚喷封闭。(2)利用装载机、运输车立即进行出碴作业,运料车严禁人、渣混载,不得超高超宽运输,保证道路平整畅通。(3)加强车辆调度,避免相互干扰。
5.4超欠挖控制5.4.1超挖部位必须用混凝土填充,严禁存在空洞或用片石填充;欠挖必须清除,拱脚以上1m内范围禁止欠挖,确保隧道初期支护质量。5.4.2针对隧道围岩特点进行爆破参数试验,选择合适的爆破参数;5.4.3提高画线和钻孔精度,提高装药和炮孔堵塞质量,每个爆破循环进行断面轮廓线检查及爆破效果信息反馈,强化施工组织管理。5.4.4推行开挖精细化作业,制定严格的奖罚制度,调动施工人员的积极性。
5.5质量问题预防及处理措施5.5.1光面爆破质量问题1)未留半边孔的欠挖(残眼率为零)(1)原因分析:光爆层太薄;周边眼线装药密度过大;辅助眼装药量太大。(2)预防措施:严格按设计要求钻孔;将周边眼底部药量减小。2)放炮过程中产生瞎炮(1)原因分析:炸药受潮:雷管起爆力不足或未爆。(2)预防措施:有水地质采用乳化炸药;装药或堵塞时严禁损坏导爆管。
光爆效果差,超欠挖严重
5.5.2塌方1)原因分析:(1)设计定位或设计参数不当,施工方法不正确。(2)地质条件为严重风化破碎带、堆积层等。(3)发生岩爆2)预防措施加强地质超前预报和监控量测工作,对于不同的地质情况,采取正确的施工方法。说明:应控制一次起爆的炸药量和循环进尺,降低爆破震动对围岩的影响和确保开挖工作面的稳定。(2)断层破碎带地段施工严格按照“早预报、管超前、预注浆、短台阶、短进尺、弱爆破、强支护、早成环、勤测量”的原则进行施工。
断层破碎带地段采用超前小导管或长管棚预注浆、短台阶开挖,开挖完后立即喷射混凝土封闭围岩。根据围岩情况采取超前锚杆、钢拱架、挂网等手段加强支护。(3)在易出现“岩爆”的地质段施工,应加强地质监测,适当延长围岩清理时间,应力释放完全后再进行下道工序。5.6安全施工5.6.1开挖台车的各作业平台应为可调性的平台,固定的临边设置安全护栏,并设密目式安全立网及彩灯或反光标志;上下行通道设栏杆扶手,顶部设置限高标志牌;在台架底部配置消防器材,便于应急火灾事故。
5.6.2每次爆破的炸药、雷管必须用设锁的火工品专用箱分别送入洞内。5.6.3洞内运输车辆必须限速行驶,洞内倒车与转向必须开灯、鸣笛;洞口、平交道口和狭窄的施工场地,应设置“缓行”标志,必要时宜安排人员指挥交通。5.6.4隧道施工中必须密切注意围岩及地下水等的变化情况,当施工方法或支护结构不适应实际围岩状态时,必须采取应急措施,并经批准后及时采用合适的施工方法或支护形式。5.6.5隧道内施工设备应靠边停放,远离爆破点;停放点应选择围岩稳定、支护结构已完成、无渗漏水的位置。5.6.6开挖循环中每次爆破后,应及时通风,使洞内各有害气体及时排除。整个施工过程中作业环境应符合职业健康和安全标准。每个爆破作业面必须由一个人统一指挥。
6初期支护和辅助工程措施6.1一般规定6.1.1初期支护前,开挖面的净空应符合要求。6.1.2自稳能力差的掌子面,应做好预支护,坚持先支护、后开挖,采取“短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的施工原则,初期支护紧跟掌子面。IV~VI级围岩初期支护必须保证尽早封闭成环。6.1.3隧道支护根据现场监控量测和地质超前预报结果,及时调整支护参数。6.1.4施工中地质工程师做好地质描述和超前地质预报工作,做到支护合理,经济高效。
6.2喷射混凝土支护6.2.1一般要求1)喷射混凝土必须采用湿喷工艺进行施工。2)车载式湿喷机供风压力应满足规范或设计要求。3)喷射混凝土应保证表面平整,符合设计要求。或达到:D/L≤1/6,拱顶≤1/8(L为喷射混凝土相邻两凸面间的距离;D为喷射混凝土相邻两凸面间凹进深度),否则应做补喷处理。4)喷射混凝土原材料要求:(1)水泥:宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。特殊情况下可采用特种水泥,但应进行现场试验,指标应满足设计要求。
隧道初支表面不圆顺,喷射砼厚度明显不足,初支表面“排骨”现象明显
混凝土喷射机组进行喷射混凝土施工特殊地质处理除外
(2)粗集料:应采用连续级配、坚硬耐久的碎石,最大粒径不大于16mm,其压碎值应≤20%,针片状颗粒含量≤8%,含泥量≤1.0%,施工前进行碱活性试验。(3)细集料:采用连续级配中、粗砂,含泥量≤3%,细度模数不小于2.5。(4)速凝剂:根据水泥的品种、水灰比等,经试验确定掺量。正式施工前应做速凝效果试验,要求初凝不大于5min,终凝不大于10min。必须采用液体速凝剂。(液体速凝剂应采用环保无碱速凝剂。)6.2.2施工工序(见图6-1)6.2.3施工要点1)喷射混凝土作业前应做好的准备工作:
(1)对受喷岩面进行处理后再喷射混凝土。①清理受喷岩面上的石屑、浮尘,保证喷射混凝土与岩面粘结牢固。②对于混凝土不易粘结的岩质或土质围岩,可采用锚固方法敷设细孔网片,先喷一层水泥砂浆,待终凝后再喷射混凝土。应通过试验,确定合适的速凝剂掺量和喷射风压。(2)岩面有渗水时,应做好引排水工作,再喷射混凝土。(3)埋设测试喷射混凝土厚度的标志,以确保最小厚度满足要求。(4)检查各机具设备、劳动力的准备情况,调试好风、水、电等管线路,并保证作业面具有良好的通风和照
强制式拌和机拌合分次投料拌合砼强度检测:压试件其他项目检查施工准备配备设备及劳动力组织方法砼制备运输方案、喷射方法喷混凝土试验配合比报批材料试验报告方案报批材料、机具、劳力准备风、水、电准备断面检查清洗岩面先墙后拱、分层、分区进行S形运动、螺旋状喷射首层着重填平、补齐喷射混凝土施工工序流程图6-1混凝土制备湿喷机砼运输初喷复喷质量检查
明条件。①选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求。风压进入喷射机前必须进行油水分离。②喷射机输料管应能承受0.8MPa以上的压力,并应有良好的耐磨性能。③检查速凝剂的泵送及计量装置性能。2)喷射作业(1)喷射混凝土作业应紧跟开挖面,下次爆破距喷射混凝土作业完成时间的间隔不得小于4h。(2)喷射作业时喷头与受喷面基本垂直,距离保持0.6~0.8m左右,并呈螺旋状自下而上施喷,且喷射厚度适当,分层进行,喷射首层砼时,应着重找平,后
一层应在前一层终凝后进行,喷射完成2小时后,对其表面喷水养护,使其表面保持湿润。(3)喷射混凝土混合物应随拌随喷,回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。(4)有裂隙渗水处,采取相应措施,改变喷射砼的配合比,增加水泥用量,先喷干混合料,待其与涌水融合后,再重新加水喷射,并由远至近向涌水处逼近,然后在渗水处安设排水管将水排出,再在导管周围喷射。涌水量大时,设置泄水孔,边排边喷射。(5)钢架与壁面之间的间隙应用喷射混凝土充填密实;岩壁、钢架、混凝土黏结良好。拱脚基础喷射混凝土
要密实,严禁悬空。(6)冬季施工时,喷射混凝土作业区的温度不应低于5℃,混合料进入喷射机的温度不低于50C,在结冰的岩面上不得进行喷射混凝土作业。混凝土强度未达到设计强度前不得受冻。隧道内环境温度低于50C,严禁喷水养生。(7)对于超挖部位均采用混凝土填充,严禁添加片石填充。(8)小净距隧道喷射混凝土作业应和相邻洞内爆破作业错开,避免爆破时对混凝土的质量产生影响。6.3锚杆
6.3.1一般要求1)锚杆施作时要确保其长度和根数,在防水板施工之前,委托第三方检测单位对隧道锚杆长度、数量、注浆饱满度进行检测,检测频率原则上不低于锚杆数量的3%。2)锚杆应尽量与岩面垂直。所有锚杆必须安装垫板,垫板应与喷射混凝土表面紧密接触。3)锚杆施工宜在初喷后及时进行。IV、V级围岩的系统锚杆尾端应预留足够长度,确保锚杆垫板能够在初喷完成后安装,以便于锚杆质量检测。
所有锚杆都必须安装垫板,垫板应与喷射混凝土紧密接触
4)锚杆安装时,隧道现场监理工程师应旁站,对每次锚杆的安装,应详细注明锚杆施作的里程桩号、围岩等级、锚杆施作情况、设计数量、实做数量等。5)砂浆锚杆安设后不得拉拔、敲击,其端部3d内不得悬挂重物。6)锚杆施工必须实行监理旁站制度。严格控制钻孔深度、锚杆与岩面垂直度、锚杆长度及安装深度、锚杆质量、安装间距和锚固砂浆饱满度等。6.3.2施工工艺:1)钻孔(1)根据锚杆的类别和所需长度进行钻孔,钻孔时应
先标示出锚杆孔的位置。(2)钻孔深度应大于锚杆锚固长度的95%,但超长值不大于10cm。(3)用高压风将孔清理干净。(见附图16)2)普通砂浆锚杆(1)施工流程图6-2养生钻孔放样、标记钻孔清孔配合比设计砂浆拌制安装垫板不合格的锚杆旁边补加质量抽检插入锚杆注砂浆
(2)安装:采用砂浆锚杆专用注浆泵灌注砂浆,注浆时将注浆管插入钻孔中,使管口离孔底10cm,并随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出,同时迅速将锚杆插入,其锚固长度应大于锚杆长度的95%,安装锚垫板。(见附图17)3)药卷锚杆(1)施工流程图6-3钻孔放样、标记钻孔药卷浸水插入锚杆清孔不合格的锚杆旁边补加质量抽检安装垫板锚杆固定
(2)安装:①涌水地段锚杆施工时,如孔内流水,则在附近另外钻孔,施作锚杆。②“药卷”在水中浸泡,保证水泥吸足水分,但不能过久。③安装时,用锚杆的杆体将“药卷”匀速地顶入锚杆安装孔,边顶边转动杆体,使“药卷”水泥在杆体周围均布密实,但不可过搅。④若使锚杆安装后立即起作用,可在水泥中加速凝剂,也可在水泥中加水泥微膨胀剂。4)中空注浆锚杆(1)普通中空注浆锚杆(见附图18)
①施工流程图6-4②安装:钻孔清空后,及时安装中空注浆锚杆,检查止浆塞安装的严密性,垫板平整全面紧贴岩面后,快速开动注浆机注浆,注浆压力根据设计参数和注浆机性能确定。浆液配制放样、标记钻孔、清孔安装锚杆、止浆塞、垫板、螺母注浆注浆压力、注浆量检查注浆锚杆质量检查不合格旁边补加锚杆质量检查中空注浆锚杆施工流程图6-4
(2)自钻式中空注浆锚杆注浆前可作吹尘管,排除凿岩形成的粉尘;注浆时浆液通过中空锚杆钻头喷出,填充锚杆周围的钻孔和地层裂隙,使锚杆与周围土质凝固成一体。①钻进:采用台车或手持式凿岩机将安装好钻头的锚杆钻进至设计深度。锚杆如需加长,可用联接套进行联接,然后通过钻机钻进。②卸下钻机,将止浆塞安装在锚孔内离孔口25cm处。特殊情况如注浆压力较大或围岩太破碎,可用锚固剂封孔。③通过快速注浆接头将锚杆尾端与锚杆专用注浆机相连。
④开动机器注浆,待注浆饱满且压力达到设计值时停机。注浆压力根据设计参数和注浆机性能确定。⑤根据设计需要,安装垫板和螺母。(3)涨壳式预应力注浆锚杆施工工艺流程图6-5浆液配制注浆锚杆张拉锚杆质量检查放样、标记钻孔、清孔安装锚杆拧紧杆体,安装止浆塞、垫板、螺母张拉力检查张拉设备校验注浆压力注浆量检查不合格旁边补加
①安装:清孔完成后,及时安装涨壳式预应力锚杆,检查止浆塞安装严密,垫板平整、全面、紧贴岩面后施加50~80MPa预应力。(见附图19)②张拉完成后,快速开动注浆机注浆,注浆压力根据设计参数和注浆机性能确定。6.3.3中空锚杆应注浆饱满,承包人质检人员和监理工程师按照检查频率,认真进行检测,杜绝出现不注浆或采用锚固剂锚固现象。
锚杆的抗拔力及锚固质量无损检测:锚杆抗拔力检测示意图检测锚杆抗拔力、锚杆长度、灌浆质量。
6.4钢支撑6.4.1一般要求1)根据隧道跨径制作模具,钢架依靠模具分节段制作,每节长度不宜大于4m且避开起拱线处;尺寸符合设计要求,形状与开挖断面相适应。(1)型钢钢架采用冷弯法制作,可在工厂加工制作,亦可在现场加工制作,非节段连接时采用焊接连接。现场加工必须在平整、坚实的成型台上进行。(2)格栅钢架依靠模具控制尺寸,钢筋节点必须采用焊接,焊接长度应不小于40mm,对称焊接。2)钢板厚度及螺栓规格应符合设计要求;接头钢板螺栓孔应采用机械钻孔,禁止采用气割冲孔。
拱架接头钢板厚度及螺栓规格必须符合设计要求;接头钢板螺栓孔必须采用机械钻孔,孔口采用砂轮机清除毛刺和钢渣,要求每榀之间可以互换,严禁采用气割冲孔。
3)首榀钢支撑加工完成后,应放在平地上试拼,当各部尺寸满足设计要求时,方可生产。4)相邻两榀钢架之间必须用直径不小于18mm的纵向钢筋连接,连接钢筋间距不应大于1m。5)钢支撑两侧拱脚应安装在牢固的基础上。拱脚底超挖、拱脚高程不足时,应用混凝土垫块填充;拱脚高度应低于上半断面底线15~20cm。钢支撑拱脚在喷混凝土之前妥善包裹;当拱脚处围岩承载力不够时,应向围岩方向加设钢垫板、垫梁或浇筑强度不低于C20的混凝土以加大拱脚接触面积。(见附图20)6)严格控制钢拱架垂直度(小于2。)、安装间距、钢架和混凝土结合情况等。
采用砖块垫,不牢固拱架接头脱空拱架基础悬空采用石块垫,不牢固
6.4.2施工工艺钢架安装施工工艺图图6-6测量放样清除底脚浮渣安装钢架钢架组拼钢架加工质量验收和系统锚杆焊连定位隐蔽工程检查验收焊纵向连接筋打锁脚锚杆加设鞍形垫块
6.4.3施工要点1)钢支撑应分节段安装,连接钢板平面应与钢架轴线垂直,钢板连接紧密。2)钢架立起后,校正位置、定位固定,并用纵向连接筋将相邻钢架连接牢靠。钢架安装时应垂直于隧道中线,竖向不倾斜、平面不错位、不扭曲。上、下、左、右允许偏差±50mm,钢架倾斜度应小于2o。3)钢架可在初喷混凝土后安装,应尽可能与围岩或初喷面密贴,有间隙时应采用混凝土垫块楔紧,严禁采用片石回填。4)钢架必须严格按设计架设,间距必须符合设计要求,且须符合招标文件技术规范的要求,拱架安装位置采用红油漆进行标注,并编写节段号码。
钢架在初喷砼后安装,应尽可能与围岩或初喷面密贴,有间隙时应采用混凝土垫块楔紧,严禁采用片石回填。
5)下导坑开挖时,预留洞室的位置应按设计要求进行支护,只有在施工二衬时方可拆除,以确保安全。6)钢架安装就位后,钢架与围岩之间的间隙应用喷射混凝土充填密实,并使钢架与喷射混凝土形成整体。喷射混凝土应由两侧拱脚向上对称喷射,并将钢架覆盖,临空一侧的喷射混凝土保护层厚度应不小于20mm。7)钢架应经常检查,如发现异常现象立即加固。6.5钢筋网6.5.1一般要求调直钢筋网钢筋、清除锈蚀和油渍,加工合适的钢筋网片。
6.5.2施工要点(1)应在初喷一层混凝土后再进行钢筋网的铺设。(2)钢筋网宜随受喷面起伏铺设,与受喷面间隙宜控制在20~30mm之间。3)钢筋网搭接长度不得小于30d(d为钢筋直径),并不得小于一个网格长边尺寸。
6.6超前锚杆支护6.6.1一般要求超前锚杆一般为砂浆锚杆。每根搭接长度应大于lm,锚杆插入孔内的长度不得小于设计长度的95%,尾部与钢架焊连,增强共同支护作用。2)超前锚杆宜和钢架支撑配合使用,外插角、长度应符合设计,且大于循环进尺的2倍。3)锚杆材料符合规范和招标文件要求。
6.6.2施工工序见图6-7锚杆施工测绘出开挖轮廓线靠掌子面正确安装固定钢架凿岩机就位,定位开孔钻孔至预定孔深,并随时调整方向清孔、成孔检查注浆或填塞锚固剂安装锚杆将锚杆尾部和钢架焊接质量检查合格,进入下道工序
6.6.3施工要点(见6.3.1和6.3.2砂浆锚杆)6.7超前小导管预注浆支护6.7.1一般要求1)超前小导管应为花管,长度满足设计要求,纵向搭接长度不小于1.0m。2)小导管注浆时,监理人应旁站,并填写旁站记录(旁站记录表见《监理规范》)。6.7.2超前小导管预注浆施工工序框图见图6-86.7.3施工要点1)小导管应从钢架腹部穿过,尾端与钢架焊接,外插
6.7.3施工要点(1)和钢架联合支护时,宜从钢架腹部穿过,尾端与钢架焊接。超前小导管沿隧道纵向开挖轮廓线向外以10°~15°的外插角钻孔,将小导管打入地层。导管环向间距宜为200~500mm。
角和间距应符合设计。2)钻孔、安装后,合理封堵管口,使其能承受规定的最大注浆压力。3)注浆前,应对开挖面及5m范围内的坑道喷射厚为50~100mm混凝土或用模筑混凝土封闭,以防止注浆作业时,发生孔口跑浆现象。4)注浆压力应为0.5~1.0MPa,注浆按由下至上的顺序施工,浆液先稀后浓,注浆量先大后小。5)注浆标准:以终压控制为主,注浆量校核。当注浆压力为0.7~1.0MPa,持续15min即可终止。
超前小导管预注浆施工工序图6-8浆液选择配比试验注浆参数注浆设计设备准备管材准备材料准备机具准备地质调查现场试验效果检查制定施工方案进入施工施工准备钻孔安装小导管喷砼封闭掌子面注浆站布置浆液配置安装止浆塞、连接止浆管注浆开挖
6.8超前管棚支护6.8.1一般要求1)超前管棚支护的长度和钢管外径、厚度应满足设计要求。2)管棚钢管外径为φ108mm,钢管中心间距宜为管径的2~3倍,考虑路线纵坡的影响,合理选择外插角。强调:洞口边坡及仰坡采用明挖法施工,自上而下分阶段、分层进行开挖。工地上曾见过成洞面一次刷到位,最后为了做套拱、管棚又不得不重新搭架子的现象。
6.8.2超前管棚施工工艺超前管棚施工工艺框图参照图6-82)钻孔施工采用管棚钻机,利用套管跟进的方法钻进,长管安装一次完成。注浆时为避免钻孔串浆,应钻一孔注一孔。3)管棚定位:以套拱内预埋的孔口管定向、定位,严格控制其上抬量和角度。4)接长管棚钢管时,接头应采用厚壁管箍,上满丝扣,丝扣长度不应小于150mm。接头应在隧道横断面上错开。5)为确保注浆质量,在钢管安装后,用钢板焊封管口,在钢板上穿孔安装两通接头。6)用双液注浆泵先单液浆、再双液浆,先稀后浓的原则注浆。注浆量由压力控制,初压0.5~l.OMPa,终压为2.OMPa,持续5min结束。
6.8.3施工要点沿设计轮廓线纵向施钻管棚孔,其外插角以不侵入隧道开挖轮廓线为原则。钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。6.9质量问题预防及处理措施6.9.1超前锚杆1)超前锚杆施工位置和方向发生偏斜(1)形成原因超前锚杆钻孔时孔位未准确定位并作出明显标志,钻孔处插角控制不严格或未使用测斜仪测量、控制钻孔方向。
(2)预防及处理措施①施工前应按照设计位置和间距准确测量放样并标记开挖轮廓线和锚杆孔位。②可先由钻工按设计外插角度钻3~5孔,然后插入炮棍或锚杆以控制其他孔的方向和角度,用测斜仪检查控制钻孔方位。③出现钻孔偏斜应采用砂浆或混凝土封堵后重新钻孔。2)开挖后超前锚杆外露或塌落(1)形成原因超前锚杆施工外插角偏小,纵向搭接长度不符合设计和规范要求,开挖循环进尺过大与超前锚杆长度不匹配等。
(2)处理措施①严格控制超前锚杆钻孔外插角施工误差,误差不得超过2°,超前锚杆纵向搭接长度宜为超前长度的40%~60%,不得小于1m,保证前方始终大致形成双层锚杆。②开挖时必须保留前方有一定长度的锚固区,保证超前锚杆的前端有一个稳定的支点。③开挖后如出现超前锚杆外露或滑塌现象,应及时喷射混凝土进行封闭,并尽快打入下一排超前锚杆。6.9.2超前钢管1)管棚方向发生偏斜(1)形成原因:钻孔角度误差控制不严。
(2)处理措施①严格控制钻孔角度,外插角1°~2°,误差不得大于0.5°,使用测斜仪进行检查控制方向,管棚不得侵入开挖轮廓线。②钢拱架定位准确,安装稳固。2)钢管后端下坠移位(1)形成原因:钢管后端支撑不牢固。(2)处理措施①管棚钢架应安装牢固、安装前应清除拱脚处的虚渣,严禁钢架置于虚渣上,在超挖处应垫放型钢等以调整高差,两边底脚应用楔子将钢架与围岩间楔紧。
②在浅埋、跨度较大的隧道洞口软弱围岩段、塌方段等处,采用混凝土套拱作为管棚的孔口环向支撑,套拱长度一般为1~2m。3)超前小导管注浆时发生串浆、跑浆1)形成原因:注浆的导管被堵塞,开挖面、坑道壁未封闭或孔口注浆压力过大。(2)处理措施①采用多台泵同时注浆,堵塞串孔后隔孔注浆。②调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小量低压力注浆或间歇式注浆,使浆液在裂隙中有相对停留时间,以便凝固。
③小导管注浆的孔口最高压力应严格控制在允许范围内,以防压裂开挖面,注浆压力一般为0.5~1.0Mpa,止浆塞应能承受注浆压力。6.9.3锚杆孔内砂浆不饱满和达不到设计锚固力1)原因分析(1)眼孔不直、钻孔过深或过浅、钻孔直径过大或过小、眼孔内有泥浆(2)灌浆时注浆管外璧粘浆过多、砂浆下淌;安装锚杆时,孔内砂浆向外流出;先灌后锚法,插入锚杆前,砂浆已硬化等。
2)预防措施(1)钻孔时凿岩机位置要固定,尤其是下端不能移动,严格按设计的深度和孔径选择钻杆和钻头。(2)先灌后锚时注浆管要钻到孔底并随注浆同时抽出;先锚后灌浆时要将孔口堵塞严密,砂浆要有一定的粘稠度,速凝剂掺量符合要求并尽快使用。6.9.4钢筋网质量问题1)质量问题钢筋网的质量问题主要是喷混凝土时回弹率高及易出现脱口现象。
(2)钢筋网晃动,喷射距离、角度、风压掌握不好。2)预防措施(1)钢筋网一定要和锚杆焊接牢固。(2)采用双层钢筋网时,第一层钢筋网被混凝土覆盖后再铺设第二层钢筋网。(3)开始向钢筋网喷射混凝土时,适当减少喷头至受喷面的距离。(4)喷射中如果有脱落的混凝土被钢筋网架住,应及时清除。6.10初期支护质量要求6.10.1喷射混凝土均匀密实,表面平顺光亮,无干斑或流滑现象
采用双层钢筋网时,第二层钢筋网应在第一层钢筋网被喷射混凝土覆盖后铺设。
6.10.2对初期支护混凝土的强度、厚度、空洞、锚杆和钢拱架(钢格栅)的施工质量进行全面检测,检测合格并经发包人确认后进行下道工序。检测项目见表6-1和表6-2隧道初期支护质量检测成果表表6-1测段桩号探测位置初支混凝土厚度(cm)钢支撑情况背后空洞情况备注最大最小设计数量平均间距设计间距拱顶左拱腰右拱腰
现场取芯测试喷射砼强度
隧道锚杆质量检测结果汇总表6-2序号桩号及部位设计长度(mm)检测结果实测长度(mm)注浆饱满度结论12合格率(%)6.11安全施工6.11.1在台车临边设置安全护栏,并设置漏电保护器。6.11.2凿岩机钻眼时必须先送水后送风。6.11.3放炮后必须进行喷雾、洒水,出渣前应用水淋湿石渣和附近的岩壁。
6.11.4吹孔、注浆和喷砼施工人员均应佩戴防尘口罩和防护眼镜、胶皮手套。6.11.5长大隧道应在压入式的出风口设置喷雾器,以增加空气湿度,降低粉尘含量。6.11.6钻眼作业应采用湿式凿岩,当水源缺乏、容易冻结或岩性不适于湿式凿岩时。可采用带有捕尘设备的干式凿岩,采用防尘措施后应达到规定的粉尘浓度。7仰拱与底板7.1一般规定7.1.1仰拱应根据围岩受力状况、初期支护监测情况及时组织施工,且应保持洞内交通畅通,不得影响前方的掘进施工。
7.1.1仰拱、铺底施工过程中应采取措施保证洞内临时交通通畅。可采用搭过梁或栈桥施工方案,设临时车辆通行平台保证不中断运输。
7.1.2仰拱开挖应严格按审批的开挖方案进行,并结合拱墙施工抓紧进行仰拱初期支护和仰拱模筑混凝土施工,实现支护结构早闭合。7.1.3仰拱混凝土浇筑必须使用模板,保证混凝土浇筑质量。7.1.4仰拱垫层、初期支护、二次衬砌、底板混凝土不得一并浇筑。7.1.5仰拱应一次成型,不宜左右半幅分次浇筑。底板混凝土可半幅浇筑,但接缝应平顺且做好防水处理,超挖部位应采用与衬砌相同强度等级混凝土浇筑回填。7.1.6仰拱、填充层及底板砼应尽早施做,其施工进度应能满足拱墙混凝土及二衬施工,保证衬砌台车的正
常作业长度。底板砼必须严格控制标高,确保砼路面的厚度和高程,尤其是超高段。7.1.7Ⅱ、Ⅲ级围岩地段应全断面一次开挖成型,底板混凝土应及时进行浇筑以改善洞内交通状况和施工环境。(铺底与掌子面距离不超过60m。)7.1.8仰拱、底板施工时,应按图纸要求施作中心排水沟、横向盲管、拱脚纵向排水管等排水设施,并注意设置与二衬贯通的变形缝。7.1.9洞口段仰拱应在开挖进洞150m之内封闭成环。7.1.10隧道严禁私自改变支护形式。7.2施工工序
拱墙开挖仰拱开挖安装仰拱钢架,砼底板找平,进行仰拱初期支护安装拱脚排水管、模板,绑扎仰拱二衬钢筋,浇筑仰拱混凝土。安装模板,浇筑仰拱填充混凝土仰拱施工工艺流程洞身开挖清底安装模板,浇筑底板砼安装横向盲管底板施工工艺流程
7.3施工要点7.3.1开挖1)仰拱土质地层开挖应以人工开挖为主,并辅以机械配合。2)隧道仰拱开挖应平顺,避免引起应力集中。边墙钢架底部杂物清除干净,保证与仰拱钢架连接良好。3)特殊地段仰拱开挖必须严格按审批方案进行施工,确保施工质量和安全。7.3.2初期支护1)仰拱开挖和仰拱初期支护应衔接紧密,但应先施作混凝土垫层,再安装仰拱钢架,然后喷射混凝土或采用模筑混凝土。
2)仰拱底无初期支护层时,也应先施作混凝土垫层,便于进行仰拱钢筋安装及安装模板等作业。3)仰拱钢支撑安装必须符合设计和规范要求,且与边墙拱架的牛腿焊接顺畅牢固。7.3.3二衬钢筋预埋1)仰拱二衬钢筋的制作与安装应符合设计和规范要求。两侧二衬边墙部位的预埋钢筋伸出长度应满足与二衬环向钢筋焊接的要求,且将接头错开,使同一截面的钢筋接头数不大于总数的50%。2)仰拱二衬钢筋的绑扎必须保证两个间距的要求,即两层层距和单层钢筋间距。层间距通过焊接定位钢筋来确定。
7.3.2初期支护(3)仰拱钢支撑的数量必须满足设计要求,与边墙拱架的牛腿要进行认真焊接,确保焊接质量。仰拱二衬两侧边墙部位的预埋钢筋的弯曲弧度应与隧道断面设计的弧度相符
仰拱钢筋绑扎
7.3.4混凝土施工1)仰拱混凝土应为矮边墙施工创造工作面,仰拱和底板施工前应清除积水、杂物、虚渣等。2)仰拱、仰拱上的填充层及底板混凝土施工应使混凝土配合比准确,必须使用顶模,顶模上预留振捣孔,保证混凝土捣固密实。仰拱混凝土可采用泵送浇筑。禁止仰拱和填充层一次施工。3)仰拱、底板的施工缝和变形缝应按设计要求进行防水处理。4)仰拱填充采用片石混凝土时,片石应距模板边10cm以上,片石不得直接接触仰拱顶,且片石间距大于粗集料的最大粒径。
5)浇筑片石混凝土仰拱填充时,禁止采用先码放片石再使用混凝土充填空隙的做法。应先浇一层混凝土,人工码放片石,再浇筑混凝土,再码片石的顺序进行施工。片石掺量不大于25%。6)仰拱以上的混凝土或片石混凝土(仰拱填充)应在仰拱混凝土达到设计强度的70%后施工。(见附图21)7)仰拱和底板混凝土强度达到设计强度100%后方可允许车辆通行。7.4质量问题预防及处理措施7.4.1仰拱厚度不足1)分析原因:欠开挖。2)预防措施:严禁仰拱部分欠开挖,仰拱断面开挖后。
应立即检查,不足部分需重新开挖,未经监理人检验不得浇筑混凝土7.4.2钢筋保护层厚度不足和混凝土表面不密实1)原因分析:钢筋绑扎位置不准确,振捣不到位。2)预防措施(1)仰拱的钢筋绑扎和浇筑应采用大样板,可有效保证钢筋保护层的厚度,确保不露筋(采用定位钢筋)(2)加强振捣,采用插入式振捣器和平板振捣器结合的方法。7.5安全施工7.5.1在仰拱开挖周边设置护栏围挡,并安装密目式安全立网;出口处设置警示标志。
7.5.2仰拱施工时,采取栈桥的方式保证洞内交通不中断。8防水与排水8.1一般规定8.1.1隧道施工防排水设施应符合设计并与运营防排水工程相结合,做到排水通畅。8.1.2隧道防排水不得污染环境,不得直接排入地表水源。(说明:隧道防排水施工时,应重视环境保护。施工排水应进行处理,达标后排放)8.1.3隧道防排水应遵循因地制宜、综合治理、防、排、截、堵相结合的原则施工。8.1.4隧道施工前应做好不影响施工的防排水设施。
8.1.5加强衬砌背后结构防排水施工质量,强调结构自身防水.8.1.6防水板应在初期支护基本稳定后施工,铺设松紧适度。8.1.7停车带、洞室与正洞连接处的防排水工程应与正洞同时完成,其搭接处应平顺,不得有破损和折皱。8.1.8加强成品保护工作,开挖和衬砌作业不得损坏防水层,当发现层面有损坏时应及时修补;防水层在下一阶段施工预留的连接部分,应采取措施保护。8.1.9排水系统的环向集水管、纵向管、横向排水管和中央管必须连接牢固通畅,确保隧道的防排水系统的防排作用。
8.2施工防、排水8.2.1一般要求1)隧道洞口应及时做好防排水系统,完善防排水措施,保证隧道及时进洞;确保洞顶、洞口不受地表水的下渗和冲刷。2)边坡、仰坡坡顶的截水沟应结合永久排水系统修建,其出水口应与路基边沟顺接组成完善的排水系统,并防止水流冲刷危害农田和水利设施。8.2.2施工防排水工序见图8-1
防水与排水施工工序图8-18.2.3施工要点1)洞内顺坡排水(1)洞内顺坡排水一般采用在距边墙基脚1.5m处设临时排水沟的方法排水。(2)在特殊地质隧道一般采用预制管和浆砌片石排水沟排水,尽量阻止水直接接触岩体。隧道施工防排水洞口排水系统设置,地表防排水洞内反坡排水系统施工洞内顺坡排水系统施工大面积渗漏水,地下水及涌水处理其他情况下施工防排水处理措施防涌水(突泥)安全措施
(3)台阶法施工时,上下台阶设架槽(管)引流至下台阶排水沟,严禁漫流浸泡下台阶基坑。2)洞内反坡排水(1)对于反坡排水的隧道,每200m设置一个集水坑,通过水泵逐级抽排至洞口。(2)抽水机和集水坑容积应按实际排水量确定,设在对施工干扰较小的位置。(3)抽水机功率应大于排水所需功率的20%,并备用抽水机。(4)做好停电时的应急排水准备工作。
对于反坡排水的隧道,可根据距离、坡度、水量和设备等因素布置排水管道,或一次或分段接力将水排出洞外。接力排水时应在掌子面设置临时集水坑,并每隔200m设置集水坑(积水箱),通过水泵逐级抽排至洞口。
反坡排水的隧道,未设置集水坑,未分段接力将水排出洞外
8.3结构防、排水8.3.1一般要求1)防排水材料应符合国家、行业标准,满足设计要求,并有出厂合格证明。2)必须采用防水混凝土,其施工配合比设计应符合下列规定:(l)每立方米混凝土中水泥和矿物掺加总量不宜小于320kg。(2)砂率宜为35%~45%。(3)水灰比不得大于0.55。(4)非泵送防水混凝土的坍落度不宜大于50mm。泵送防水混凝土的入泵坍落度宜为lO0~140mm。坍落度每小
时的损失值不应大于30mm。(5)掺加引气剂的混凝土含气量应控制在3%~5%。(6)防水混凝土的缓凝时间宜为6~8h。(7)抗渗性能试验:6个试件中有4个未出现最大水压值为合格。3)止水带和止水条采用背贴式、中埋式橡胶止水带和带注浆管膨胀止水条,埋设位置要准确、粘贴牢固平整。8.3.2施工工序(见图8-2)
结构防水与排水施工工序图8-28.3.3施工要点1)衬砌背后防排水(1)衬砌背后纵、环向盲管、中心排水管(沟)排水性能良好;横向排水管排水通畅。拱脚纵、横向排水管安装安装环向盲管初期支护安装二衬止水带(条)等二衬混凝土施工拱墙防水板铺挂仰拱及矮边墙施工挂矮边墙防水板混凝土路面施工设置路面两侧纵向排水沟浇筑底板混凝土安装路面横向盲管
(2)衬砌混凝土施工时,不得损坏防排水设施,确保各排水孔道连接顺畅,以形成通畅的排水体系。(3)各管路连接采用变径三通方式,纵向排水管与三通接头连接应用土工布包裹;中心排水管和纵向排水管高程控制良好。(见附图22、23)(4)各排水管材的规格、质量、安装间距、材质应符合设计和规范要求。2)防水板质量(1)防水板宜选用高分子材料,幅宽2~4米,EVA膜厚度不小于1.5mm,并应符合设计要求,柔性好、耐久性好、耐刺穿性好;其物理力学性能应符合表8-1
用防水板将纵向排水管进行反包,并在防水板上剪一圆孔,将三通接头的出水口穿过该孔。要做好纵向排水管的标高控制,确保排水通畅。
环向盲沟施工
防水板质量物理力学性能表8-1项目拉伸强度(MPa)断裂延伸率%热处理时变化率%低温弯折性抗渗性指标≥12≥200≤2.5-20℃无裂纹0.2MPa24h不透水(2)防水板铺设之前应检查是否有变色、波纹(厚薄不均)、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷,如果存在质量疑虑,应进行张拉试验、防水试验和焊缝张拉强度试验。3)防水板铺设(1)防水板铺设前检查
①检查喷射混凝土表面无空鼓、裂缝、松酥、外漏锚杆头、钢筋头等能刺破防水板的物质。②喷射混凝土平整度要求:D/L≤1/6,拱顶D/L≤1/8,否则要进行基面处理。(L为喷射混凝土相邻两凸面间的距离;D为喷射混凝土相邻两凸面间凹进深度)。③用隧道激光断面仪检查断面尺寸,复核中线位置和高程,确保衬砌厚度和净空满足规范和设计要求。④防水板铺设应超前二衬施工1~2个衬砌段,形成铺挂段、检验段、二衬施工段的流水作业。⑤基面明水提前采用盲管排入纵向排水盲管。
(2)防水板铺设前拼焊①根据隧道断面尺寸,裁剪单幅板材的长度(隧道环向长度的1.1~1.2倍)。宜将2幅板材首先在铺挂前拼焊。②焊接一律采用双焊缝焊接,搭接宽度不得小于10cm,单条焊缝的有效焊接宽度不得小于1.25cm。EVA膜与垫片进行热合时间不得少于10s。(3)防水板施工工序流程见图8-3
施工段断面净空检查焊缝检查返修是否否防水板铺设台车就位铺设防水卷材防水板检查签证重焊或修补防水板焊成大幅防水板检查喷砼面检查处理安装纵、环向盲管与既有衬砌段防水板焊接连接接头焊接检查防水板施工工序流程图8-3
(4)防水板铺挂①工艺:基面清理→土工布垫层施工→塑料垫片施工→防水板铺挂。②土工布垫层施工a铺设方法:在隧道拱顶纵中心线,使土工布垫层的横向中心线与喷射混凝土的纵向中心线相重合。b土工布从拱顶部开始向两侧下垂铺设,用塑料胀管、木螺丝或射钉和塑料垫片将土工布固定在合格的喷射混凝土基面上。c塑料垫片施工:用塑料胀管和木螺丝将塑料垫片压在土工布垫层上,间隔50-150cm矩形布置(拱顶50cm,边墙100cm,底板150cm)。(见附图24)
d防水板铺设:剪裁卷材长度(要考虑搭接在底板上);然后与土工布垫层一样从拱顶部开始向两侧下垂铺设,边铺边热熔焊接。(见附图25)e防水板铺挂松弛率要求:环向松弛率经验值一般取10%,纵向松弛率一般取6%。根据初期支护表面的平整程度适当调整,以保证浇筑混凝土时板面与喷混凝土面密贴。③防水板接缝应避开变形缝或施工缝位置。(5)防水层破损的检查①利用防水层接缝时留出的空腔做充气检查。②检查方法:用5号注射针与压力表相接,用打气筒充气。充气时留出的空腔会鼓起来,当压力表达到0.1~0.15MPa时,停止充气。如果保持压力1min
不下降,说明焊接质量良好;否则,用肥皂水涂在焊缝上,找出漏气之处,补焊,直到接缝不漏气为止。③在防水层施工过程中,发现防水层破损处,必须立即作出明显的记号,以便逐个把破损处修补好。(6)防水层破损修补的具体要求:①补丁不得过小,离破损边沿不得小于7cm。②补丁要剪成圆形,边沿不能有正方形、长方形及三角形等的尖角。4)成品防护:(1)当衬砌紧跟开挖时,衬砌前端的防水板要采取保护措施,防止爆破飞石
损伤防水板;(2)开挖、铺挂防水板、衬砌三者平行作业时,铺设防水层地段距开挖面不应小于一个爆破安全距离,并在施工中采取措施,保护铺挂成形的防水板。(3)绑扎钢筋时,防止钢筋损伤防水板;焊接钢筋时在焊接作业与防水板之间增挂防护板。(4)防水层安装后严禁在其上凿眼打孔;(5)在浇筑二次衬砌混凝土前,应检查防水层铺设质量和焊接质量,如发现有破损情况,及时处理。振捣混凝土时,振捣棒不得接触防水板。8.3.4止水带和止水条1)止水带
(1)止水带埋设位置准确,其中间空心圆环应与变形缝的中心线重合;止水带定位时,应使其在界面部位保持平展,防止止水带翻滚、扭结,如发现有扭结不展现象应及时进行调正。在固定止水带和浇筑混凝土过程中应防止止水带偏移,以免单侧缩短,影响止水效果。可采用定位钢筋定位。(2)止水带先施工一侧的混凝土时,其端头模板应支撑牢固,严防漏浆。(3)接头应连接牢固,接头宜设置在距铺底面不小于300mm的边墙上。(4)隧道断面变化处或转角处的阴角应抹成半径不小于50mm的圆弧,橡胶止水带的转角半径不应小于200mm,钢片止水带不应小于300mm,且转角半径应随止水带的宽度增大而相应加大。
(5)不得在止水带上穿孔打洞固定止水带。在固定止水带和灌筑混凝土过程中应注意保护止水带不被钉子、钢筋和石子等刺破。如发现有刺破、割裂现象,必须及时修补。(6)宜加强混凝土振捣控制,排除止水带底部气泡和空隙,使止水带和混凝土紧密结合,且应注意防止振捣造成止水带偏位或破损。(7)止水带的长度应根据施工需要事先向生产厂家定制,尽量避免接头。如确需接头,应连接牢固。根据止水带材质和止水部位不同可采用不同的接头方法。橡胶止水带的接头形式应采用搭接或复合接;塑料止水带的接头形式应采用搭接或对接。止水带的搭接宽度不应小于100mm,冷粘或焊接的缝宽不应小于50mm。
止水带的接头不得设在结构转角处,并尽可能不设接头。止水带埋设位置准确,其中间空心圆环应与变形缝的中心线重合。不得在止水带上穿孔打洞固定止水带。止水带的长度应根据施工需要事先向生产厂家定制,尽量避免接头。
(8)变形缝处止水带应采用背贴式。2)止水条(1)止水条宜选用制品型遇水膨胀止水条,其性能见表8-2(2)止水条必须在上环二衬混凝土浇筑时预埋,并嵌入2cm。必要时用胶粘结或钢钉固定,下环混凝土施工时将其固定后,方可浇筑下一环混凝土。(3)确保止水条位置准确,固定牢固,在下环混凝土浇筑前禁止被水浸泡。(4)明洞位置不宜采用止水条。
注:1硬度为推荐项目,其余为强制项目。2成品切片测试应达到标准的80%。3接头部位的拉伸强度不得低于标准强度的50%。4体积膨胀率是浸水后的试样质量与浸水前的试样质量的比率。序号项目指标1硬度(邵氏A)(度)42±72拉伸强度(mp)≥3.53扯断伸长率(%)≥4504体积膨胀倍率(%)≥2005反复浸水试验抗拉强度≥3扯断伸长率(%)≥350体积膨胀倍率(%)≥2006低温弯折-200C×2h无裂纹7防雷等级优于2级制品型遇水膨胀止水条表8-2
8.3.5施工缝的处理1)混凝土应连续浇筑,原则上不留纵向施工缝。如确实留有施工缝应采用手持式凿毛机进行凿毛,并清理干净。2)水平施工缝:墙体水平施工缝宜设置在高出铺底面不小于300mm的墙体上。拱墙结合的水平施工缝,宜设置在拱墙连接线以下150~300mm处。3)垂直施工缝:垂直施工缝施工时,应将其表面浮浆和杂物清除。刷不低于结构混凝土强度等级的净浆或涂混凝土界面处理剂,及时浇筑混凝土。端头模板应支撑牢固,严防漏浆。端头应埋设涂有脱模剂的楔形硬木条,形成预留浅槽,其槽应平直,槽宽比止水条
宽1~2mm,槽深为止水条厚的1/2~1/3,将遇水膨胀止水条牢固地安装在预留浅槽内。4)根据二衬台车、矮边墙和仰拱等的各自长度,设置施工缝。5)施工缝应水平或垂直,并用模板或其他措施,形成预定的形状,以保证与后续工程紧密连接。8.3.6变形缝的处置变形缝应满足密封防水、适应变形、施工方便、检修容易等要求,变形缝的施工应注意:1)沉降变形缝的最大允许沉降差值应符合设计规定,设计无规定时,不应大于30mm。当计算沉降差值大于30mm时,应采取特殊措施。2)沉降变形缝的宽度宜为20~30mm,伸缩变形缝的宽
度宜小于此值。3)变形缝处的混凝土结构厚度不应小于300mm。4)变形缝底应设置与嵌缝材料无黏结力的背衬材料或遇水膨胀止水条。8.4质量问题预防及处理措施8.4.1防水层1)防水层破损(1)形成原因:①喷射混凝土基面处理不符合要求,存在钢筋头、凸出的管件等尖锐突出物,刺破防水层。②爆破飞石砸破或电焊烧伤防水层。
(2)预防及处理措施①铺挂防水层前,对基面进行认真检查,在确认基面外露的钢筋、尖锐突出物处理完毕并用砂浆抹平后,方可铺挂。②开挖和衬砌作业要防止损坏防水层,当衬砌紧跟开挖时,衬砌前端的防水层要采取保护措施,防止爆破飞石砸破防水层。③衬砌钢筋的安装、焊接,各种预埋件的设置,挡头板的安装,混凝土输送管道的就位以及浇筑混凝土等作业时,应小心谨慎或采取适当措施,避免出现撞破、刺穿或烧伤防水层的现象。
有凸出的注浆管头时,先切断,并用锤铆平,后用砂浆填实。钢筋网等凸出部分,先切断后用锤铆平,抹砂浆
锚杆有凸出部位时,螺头顶预留5mm切断后,用塑料帽遮盖。
④如发现防水层存在破损情况,应及时进行修补。2)防水层存在空缝、气泡现象(1)形成原因:防水层焊接或粘接不牢,质量不过关,或粘接(焊接)操作不当,致使粘接(或焊接)存在假缝、漏焊等现象。(2)预防及处理措施①严格按防水层操作工艺进行操作,接合前应将待接的两块防水层接头擦净、对齐、并保证搭接长度,采用热合焊接时应严格控制焊接温度、焊机行走速度,保持焊机与焊缝良好接触、行走平稳。②应加强检查,对个别漏接、漏焊处及时补接,补焊时尽量避免防水层的接头处折皱。
3)防水层与喷射混凝土基面未密贴、出现紧绷现象或松弛度过大。(1)形成原因①初期支护表面存在的凹坑未进行补平处理。②防水层吊环间距过大。(2)预防及处理措施①衬砌前应将紧绷处一定范围内的防水层拆除,更换大面积的防水层后重新接合;或将紧绷处防水层割开,增加一块防水层并粘接成整体。②铺挂防水层前应根据喷射混凝土表面平整程度确定防水板固定点间距,尽量均匀布置,初期支护混凝土平整度较差时应适当调整。
8.4.2止水带1)与混凝土结合不密贴(1)形成原因:止水带周围混凝土振捣不密实,混凝土凝固后产生收缩。(2)预防及处理措施:在浇筑混凝土时加强接缝混凝土的振捣,确保止水带与混凝土结合密贴、无空隙。2)止水带偏位(1)形成原因:安装止水带定位不准、钢筋卡固定不牢、衬砌挡头板跑模或混凝土振捣不均。(2)预防及处理措施①在止水带安装时要严格执行规定的安装工艺
。②衬砌端头混凝土浇筑时,止水带两侧混凝土应均匀灌入,防止混凝土过分偏压造成止水带偏斜,同时注意均匀振捣。③挡头板拆除后,应将外露的一半止水带掰直掰正,用钢筋卡卡紧后进入下一环衬砌施工。8.4.3排水1)衬砌背后排水不畅(1)形成原因①环向排水管未接至纵向盲管,或基面渗水量较大未布设环向排水盲管。②纵向排水盲管与横向排水管(泄水孔)未接通。
③横向排水管(泄水孔)堵塞。(2)预防及处理措施①基面渗水量较大处,布设排水盲管集中引排水。②环向和纵向排水管,纵向和横向排水管之间接头要连接牢固、密封,可采用三通连接。③横向排水管(泄水孔)应设置不小于2%的流水横坡,并经常疏通。2)路面渗水或冒水(1)形成原因:路面底排水盲管堵塞或与隧道内排水沟、隧底盲沟连接不畅。(2)预防及处理措施①路面底排水沟施工时不能堵塞,路面底排水盲沟必
须外裹渗滤布,防止路面基层或面层施工时,水泥浆液渗入,堵塞排水通道。②隧道内排水沟施工时,不能堵塞路面底排水盲沟的出水口。8.5防排水质量要求8.5.1隧道结构防排水工程实测项目及外观鉴定按照《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)隧道的相关要求执行。8.5.2防水板、止水带实测项目及外观鉴定按照《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)隧道的相关要求执行。8.5.3隧道施工防排水工程实测项目及外观鉴定按照
《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)排水工程的相关要求执行。8.6安全施工8.6.1在集水井周边设置安全护栏,并悬挂密目式安全立网。8.6.2在防水板铺设台车周边设置安全护栏,底部设置兜底安全平网。9二次衬砌9.1一般规定9.1.1二衬作业区的防水层、纵向、环向排水管等验收合格。9.1.2二衬采用衬砌台车工艺浇筑混凝土,并执行隧
道二衬台车验收准入制度。(必须采用全断面模板台车)9.1.3二衬施工前必须对初期支护断面进行测量,对不符合要求的部位应进行处理。(采用激光断面仪)9.1.4重点对施作防水层时记录下的渗水严重(或者渗水对二衬结构有侵蚀)部位,应按设计要求做好防水或防侵蚀工作,需要变更的做好变更工作。9.1.5为确保隧道的净空轮廓线及衬砌厚度,衬砌时应预留沉降量。9.1.6预埋件、预留洞室的位置和尺寸必须符合设计。9.1.7衬砌断面级别应和初期支护级别相一致,衬砌时围岩较差地段向围岩较好地段延伸,延伸长度为5m。9.1.8衬砌完成后,组织检查衬砌施工质量,重点检
查衬砌厚度、钢筋保护层厚度、背后空洞。9.1.9继续做好监控量测工作。9.2二衬施作时机的确定9.2.1二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作,变形稳定符合以下条件:1)各测试项目的位移速率明显收敛,围岩基本稳定。2)已产生的各项位移,已达预计总变形量的80%-90%。3)周边位移速率小于0.1~0.2mm/d,或拱顶下沉速度小于0.07~0.15/d。9.2.2二次衬砌距掌子面的距离符合设计和规范要求,一般情况不大于150m,软弱地段应紧跟掌子面。
9.3配合比设计9.3.1性能要求1)各种原材料及外加剂满足规范和设计要求。水泥标号不低于42.5级;水灰比不大于0.55;最小水泥用量不少于300kg/m3,拱顶封顶部位不少于350kg/m3;拌制混凝土拌和物时,水泥重量偏差不超过±2%,集料重量偏差不超过±5%,水及加气剂重量偏差不超过±2%,但严禁使用早强水泥。2)混凝土应流动性好、坍落度衰减慢、干缩性小、初凝时间相对较长、终凝时间相对较短,满足泵送混凝土施工要求,满足抗渗性、抗裂性要求。3)混凝土水化热低且水化热高峰值发生在混凝土达到
一定强度之后,以承受由于水化热产生的温度应力。4)混凝土有早强性能,特别是拱肩部位,以利于模板早拆,满足衬砌快速施工需要。9.3.2配合比设计要求1)配合比根据原材料质量及设计混凝土所要求的强度、抗渗指标、施工和易性、凝固时间、运输灌注和环境温度条件通过试配确定,推荐采用“双掺”技术;即掺加外加剂和外掺料。同时应设计微膨胀混凝土的配合比,以补偿混凝土收缩使拱顶与围岩之间产生的裂隙。
2)根据混凝土浇筑部位的不同选择适宜的坍落度,墙部混凝土坍落度宜小,拱部混凝土坍落度宜大。在保证混凝土可泵性的情况下,宜尽量减小混凝土的坍落度,并提高混凝土的和易性、保水性,避免混凝土泌水。但是禁止通过调整用水量改变混凝土的坍落度。3)配合比设计及混凝土施工时应采取措施,以减少反弧部位混凝土气泡、麻面等质量通病的发生。9.4施工工序二次衬砌施工工艺流程(图9-1)
9.5衬砌模板台车9.5.1一般要求1)采用全液压自行式(全断面)衬砌台车,结构尺寸准确,各种伸缩构件、液压系统、电气控制系统运行良好,支撑结构设置合理,并有闭锁装置。2)台车应具有足够的强度、刚度、稳定性和抗上浮能力,具有承受所浇筑混凝土的重力、侧压力、及施工中产生的各项荷载的能力。3)衬砌台车应能保证多次重复使用不变形,面板钢板厚不小于10mm;三车道台车面板钢板厚应不小于12mm;外弧模板每块钢板宽度应大于1.5m;两车道台车每延米重量应不低于6.8t,三车道台车每延米重量应不低于8.5t。
4)应在3m、5.3m、拱顶处设置作业窗口,作业窗口间距纵向不宜大于3m,横向不宜大于2.5m,窗口尺寸50cm×50cm,且应整齐划一;作业窗口周边应加强,防止周边变形,窗门应平整、严密、不漏浆。5)台车的长度根据隧道的平面曲线半径、纵坡合理选择,长度一般为8~12m,对曲线半径小于1200m的台车长度不应大于9m。
监控量测确定二次衬砌施作时机轨道高程测量控制轨距布设轨道台车就位顶模升起侧模张开净空检测模板调整到位输送管安装挡头板安装台车加固基仓清理止水条安装面板整修涂脱模剂预埋件安装混凝土浇筑拆模不合格返工混凝土入泵养护混凝土运输塌落度检查混凝土拌合施工配合比矮边墙底板施工二次衬砌施工工艺流程图9-1
6)模板支撑桁架门下净空满足各种施工设备通行要求;桁架各层平台的高度满足工人安管、混凝土振捣等作业要求。7)衬砌台车必须在工厂制造、现场拼装,拼装完毕后,对模板表面彻底打磨,清除锈斑;对模板板块拼缝进行焊联并将焊缝打磨平整;做好涂油防锈工作。8)衬砌台车适时进场,连拱隧道、小净距隧道一端必须要有两部衬砌台车,以确保左右线开挖、二衬的合理布局,确保结构安全。加宽段落必须专门配备加宽衬砌台车。
台车正面板缝采用环氧树脂填充、打磨台车背面板缝应用短钢筋焊接对台车窗口进行打磨,并检验其边缘要与台车面齐平
6)台车模板支撑桁架门下净空应满足隧道衬砌前方施工所需大型设备通行要求;桁架各层平台的高度要满足砼施工要求,利于工人进行安管、砼捣固等施工作业,必须要有上下行的爬梯。见图
a)二次衬砌模板台车正立面示意图
b)二次衬砌模板台车侧立面示意图
9.5.2台车调试1)测量台车各结构尺寸,做到台车模板尺寸与隧道的衬砌结构尺寸相符合(考虑沉降量)。应检查台车两端断面尺寸的一致性,避免形成“喇叭口”,造成两模混凝土错台。(两端结构尺寸相对偏差不大于3mm)2)二衬台车现场拼装完成后,必须在轨道上往返行走3~5次后,再次紧固螺栓,并对部分连接部位加强焊接以提高其整体性。(见附图26)3)每施作衬砌500~600m,台车应全面校验调试一次,校验可在隧道加宽带进行。4)由监理人组织成立专门的审批验收小组,对每座隧道的二衬台车进行逐一检查验收。验收标准见表9-1
衬砌台车要求表9-1内容要求衬砌台车长度一般为8~12m;小于1200m半径隧道,二衬台车不大于9m模板外观尺寸满足设计要求两端的结构尺寸相对偏差不大于3mm梁体模板厚度两车道不小于8mm,三车道不小于10mm每块模板宽度不小于1.5m,推荐为2m每延米台车重量两车道不小于6.8t,三车道不小于8.5t行走机构行动自如、制动良好,带有液压推杆制动器。台车架、液压、支撑系统足够的刚度和强度;液压缸采用液压锁锁定,同时采用支撑丝杠进行机械锁定工作窗口布局合理,封闭平整严密
9.6施工要点9.6.1矮边墙、底板1)矮边墙与二衬同时浇筑时,二衬台车下应增加矮边墙模板,并对底板混凝土接触面进行凿毛,凿毛采用机械凿毛(手持凿毛机)。2)衬砌台车模板底部距垫层顶面20-30cm,浇筑二衬混凝土时,采用活动模板支挡,保证密闭不漏浆。拆模时先拆底部活动模板,然后台车模板整体脱模。3)对设计有二衬钢筋的段落,预埋的接地扁铁应与钢筋焊接,无衬砌钢筋的应尽量与锚杆头进行焊接,以确保接地电阻满足设计要求。4)按设计要求布设纵向透水盲管及其与沉砂井的连接
管,预留环向软式透水盲管和防水板接头,设置预埋件和预留洞室等。5)施工前应清理好仰拱填充混凝土顶面。9.6.2预留洞室和预埋件1)预留洞室模板及预埋件在钢筋混凝土衬砌地段,宜固定在钢筋骨架上;在无钢筋衬砌地段采取在衬砌台车模板上钻孔,用螺栓固定。2)预留洞室模板宜采用钢模,承托上部混凝土重量时应加强支撑。9.6.3衬砌钢筋满足本实施细则(桥梁篇)钢筋加工、焊接、安装要求外,还应满足以下要求:
1)钢筋集中加工、统一配送。2)环向钢筋必须按设计轮廓线进行放大样,以隧道实测断面做参考。3)钢筋安装要求:(1)横向钢筋与纵向钢筋的每个节点均必须进行绑扎或焊接。(2)钢筋焊接搭接长度应满足设计及规范要求,受力主筋的搭接应采用焊接,焊接搭接长度及焊缝应满足规范要求。(3)相邻主筋搭接位置应错开,错开距离不应小于1000mm。(4)同一受力钢筋的两个搭接距离不应小于1500mm。
(5)箍筋连接点应在纵横向筋的交叉连接处,必须进行绑扎或焊接。(6)钢筋其他的连接方式应符合相关规范的规定。(7)安装钢筋时,钢筋长度、间距、位置、保护层厚度应满足设计要求。4)为确保二衬钢筋定位准确、钢筋保护层厚度符合要求,采取措施有:(1)先由测量人员用坐标放样,在调平层及拱顶防水层上定出自制台车范围内前后两根钢筋的中心点,确定好法线方向,确保定位钢筋的垂直度及与仰拱预留钢筋连接的准确度。钢筋绑扎的垂直度采用三点吊垂球的方法确定。
(2)用水准仪测量调平层上定位钢筋中心点高程,推算出该里程处圆心与调平层上中心点的高差,采用自制三角架定出圆心位置。(3)圆心确定后,采用尺量的方法检验定位钢筋的尺寸是否满足设计要求,对不满足要求的位置重新调整,全部符合要求后固定钢筋。钢筋固定采用自制台车,二衬钢筋间距由钢管焊接的可调整的支撑杆控制。(4)定位钢筋固定好后,根据设计钢筋间距,在支撑杆上用粉笔标出环向主筋布设位置,然后开始绑扎此段范围内钢筋。各钢筋交叉处均应绑扎。(5)钢筋保护层应全部采用混凝土垫块控制,不得使用塑料垫块。
钢筋保护层应全部采用高强砂浆垫块来控制,不得使用塑料垫块。
钢筋安装整体效果
(6)要求主筋纵向间距、分布筋环向间距、内外层间距、保护层厚度均应符合设计要求。(见附图27)(7)预埋钢筋位置应符合设计,且钢筋必须纵向成直线顺直、竖向垂直,间距均匀;外露尺寸满足连接要求。9.6.4台车就位1)防水板、排水盲管、衬砌钢筋、预埋件等隐蔽工程在台车模板就位前应验收合格。2)采用五点定位法,即:以衬砌圆心为原点建立平面坐标系,通过控制顶模中心点、顶模与侧模的铰接点、考虑内外弧长差引起的左右侧搭接长度的变化,以使弧线圆顺,减少接缝错台。侧模的底脚点来精确控制台车就位。曲线隧道应考虑内外弧长差引起的左右侧
二衬钢筋定位标准化:采用定制的钢筋安装台架
搭接长度的变化,以使弧线圆顺,减少接缝错台。3)衬砌台车驾驶员必须经培训合格后方可进行台车操作,对控制面板、油路、顶缸等重要部件随时加强维修保养,保证台车正常作业。(见附图28)4)台车模板应与混凝土搭接长度不小于10cm,曲线路段按照内侧控制,台车各节点连接牢固、位置准确、系统运行良好。5)施工前特别检查支撑是否到位牢固、是否和混凝土结合紧密,防止漏浆。禁止采用塑编袋等非专用材料塞缝。9.6.5安装挡头模板、止水条(止水带)1)根据衬砌厚度制作台车端部挡头模板,宜采用质地
良好的木板,其单片宽度不宜小于300mm,厚度不小于30mm。2)挡头模板结构应能保证衬砌环接缝榫接,以保证接头处质量,增强其止水功能。3)挡头板应定位准确、安装牢固,顶部应留有观察小窗口,以观察封顶混凝土浇筑情况。4)止水条(止水带)等安装见第8章防水与排水的相应内容。9.6.6二衬混凝土1)浇注二衬混凝土前应重点检查下列内容:(1)输送泵接头是否密闭,机械运转是否正常,基仓清理是否干净。
(2)输送管道布置是否合理,接头是否可靠。(3)施工缝是否经过适当处理。(4)脱模剂是否涂刷均匀。2)混凝土浇筑时,做到以下几点:(1)混凝土拌制前,根据测定砂石含水率的结果调整用水量,实现理论配合比向施工配合比的转换。(2)拌制混凝土时,水泥质量偏差不得超过±1%,集料质量偏差不得超过±2%,水及外加剂质量偏差不得超过±1%。(3)混凝土浇筑前,必须将矮边墙凿毛,并采用手持凿毛机凿毛。(4)泵送混凝土前应采用按设计配合比拌制的水泥浆
润滑管道。(5)混凝土应采用混凝土搅拌运输车运输,确保在运送过程中不产生离析、撒落及混入杂物。(6)混凝土直接入泵仓,输送管尾端设软管控制管口与浇筑面的垂距,混凝土不得直冲防水板板面或台车模板板面流至浇筑位置,垂距应控制在1.5m以内;禁止采用振捣棒输送混凝土;以防混凝土离析。(7)混凝土由下至上、左右交替、从两侧向拱顶对称浇筑。每层浇筑高度、方向应根据搅拌能力、运输距离、灌筑速度、洞内气温和振捣等因素确定。为防止浇筑时两侧侧压力偏差过大造成台车移位,两侧混凝土浇筑面高差宜控制在50cm以内,同时应合理控制混凝土浇筑速度。
(8)施工过程中,输送泵应连续运转,泵送连续浇筑,宜避免停歇造成“冷缝”,间歇时间超过规范要求时,按施工缝处理。(9)当混凝土浇至作业窗下50cm,作业窗关闭前,应将窗口附近的混凝土浆液残渣及其他杂物清理干净,涂刷脱模剂,将其关紧,防止窗口部位混凝土表面出现凹凸不平甚至漏浆现象。(10)隧道衬砌起拱线以下的反弧部位是混凝土浇筑作业的难点部位,应对混凝土性能、塌落度及捣固方法进行有效控制,以减少反弧段气泡,有效改善衬砌混凝土表面质量。(11)混凝土的入模温度,在冬季施工时不应低于5℃,夏季施工时不应高于32℃。
(12)混凝土应采用振动器振捣密实,并应采取确实可靠的措施确保混凝土密实。振捣时,不得使模板、钢筋、防排水设施、预埋件等移位。(13)拱部混凝土衬砌浇筑时,应在拱顶预留注浆孔,注浆孔间距应不大于3m,且每模板台车范围内的预留孔不少于4个。拱顶注浆填充,宜在衬砌混凝土强度达到100%后进行,注入砂浆的强度等级应满足设计要求,注浆压力应控制在0.1MPa以内。(14)封顶采用顶模中心封顶器接输送管,采用补偿型混凝土,逐渐压注混凝土封顶。当挡头板上观察孔有浆溢出时,标志封顶完成。(15)每板二衬混凝土浇筑完成时,应制作二组拆模用混凝土试件;及时清理场地的废弃混凝土及垃圾,保
持施工现场整洁。9.6.7拆模1)根据混凝土试件强度试验,确定拆模时间。不承受外荷载的拱、墙混凝土强度应达到5MPa以上时拆模。2)当衬砌施作时间提前,拱、墙承受有围岩压力及封顶和封口的混凝土强度应满足设计要求,一般应在混凝土强度达到设计强度70%以上。9.6.8养生1)在拆模前用高压水冲洗模板外表面,拆模后喷淋混凝土表面,以降低水化热,在冬季施工时,应做好衬砌的防寒保温工作,养护温度不得低于5℃。2)养生时间要求:洞口100m养护期不少于14d,洞身养
护不少于7d,对已贯通的隧道一般养护期不少于14d。9.6.9缺陷处理拆模时,监理人必须旁站;若发现缺陷,不得擅自修补,须经监理人批准后方可进行处理。9.6.10特殊洞室要求1)紧急停车带(1)紧急停车带及洞身衬砌截面变化段,应制订专项施工方案。(2)紧急停车带衬砌两端与洞身衬砌应圆顺平整连接。(3)紧急停车带应布置在同一级别围岩地层中。开挖过程中,若发现不在同一级别围岩时,应及时报告监理人。
2)车行、人行横洞(1)车行、人行横洞与主洞交叉段的衬砌,应制订专项施工方案。(2)车行、人行横洞应与主洞同时进行衬砌。(3)对车行横洞、人行横洞等特殊洞室,采用移动式模架拼装模板施工。边墙基础应与边墙一次浇筑完成,分次浇筑时应处理好接缝。3)交叉段的钢筋应相互连接良好,绑扎牢固使之成为整体。交叉段衬砌混凝土应连续浇筑,不得中断。4)拱、墙模板拱架的间距,应根据衬砌地段的围岩情况、隧道宽度、衬砌厚度及模板长度确定。架设拱、墙支架和安装模板时,应位置准确、连接牢同、严防
移位。围岩压力较大时,拱架、墙架应增设支撑或缩小间距。5)移动式模架或拼装模板重复使用时,应注意检查,如有变形应及时修整。在拱架外缘应采用径向支撑与围岩顶紧,以防混凝土浇筑时拱架变形、移位。拱架、支架应与隧道中线垂直方向架设。拱架的螺栓、拉杆、斜撑等应安装齐全。拱架(包括模板)高程应预留沉落量。施工中应随时测量、调整。9.7质量问题预防及处理措施9.7.1衬砌混凝土厚度不足1)原因分析(1)隧道开挖成型差,衬砌混凝土厚度严重不均匀;
欠挖或初期支护侵入衬砌限界。(2)个别隧道衬砌混凝土背后存在脱空现象。2)预防措施提高钻眼技术水平,优化钻爆参数,提高光面爆破效果,加强隧道开挖断面检测,严格控制欠挖。加强衬砌混凝土浇筑过程检查和控制,避免混凝土背后土出现脱光现象。9.7.2超设计荷载承受围岩压力1)原因分析未开展监控量测工作,仅凭经验来确定二次衬砌的施作时间,安全可靠性差,造成二次衬砌超设计荷载承受围岩压力。
2)预防措施二次衬砌施作时机,应在围岩和初期支护变形基本稳定时进行。当围岩变形较大、流变特性明显,需提前进行二次衬砌时,必须对初期支护或衬砌结构进行加强。9.7.3混凝土水灰比过大1)原因分析(1)混凝土配料时原材料计量误差大,外加剂的掺加随意性大,没有根据砂,石料的实际含水率及时调整施工用水量。(2)在混凝土运输及泵送过程中加水。2)预防措施
(1)严格按施工配料单计量,定期检查校正计量装置。加强砂石料含水率检测,及时调整拌合用水量。(2)混凝土在运输和泵送过程中严禁加水。如混凝土塌落度不能满足施工,应由试验室提供调整配比,改善混凝土工作性能。9.7.4.混凝土均质性差、产生麻面1)原因分析主要是采用整体式钢模板台车施工,混凝土浇筑时不振捣或漏振所造成。2)预防措施(1)适当放慢浇注速度,两侧边墙对称分层灌注,在墙、拱交界处停1~1.5h,待边墙混凝土下沉稳定后,
再灌注拱部混凝土。(2)混凝土灌注过程中必须振捣,提高混凝土的密实度和均质性,减少内部微裂缝和气孔,提高抗裂性。(3)蜂窝麻面的产生主要是振捣问题,施工前应做好操作交底,浇筑的混凝土用插入式振动器振实,振动器应快插慢拔,每个插点的振捣时间应该适宜,须控制在20~30s。以混凝土不在显著下沉,泛起的水泥浆无气泡为准。(4)漏浆也是混凝土蜂窝麻面产生的主要原因,要求模板施工时要严格控制空隙、孔洞,防止漏浆。(5)使用振动棒时要避免振捣棒碰撞钢筋和预埋件,混凝土的浇筑厚度应控制在500mm以内。
9.7.5产生裂缝1)原因分析(1)盲目追求施工进度,随意提前脱模时间,使低强度混凝土过量承受荷载,破坏了混凝土结构。脱模后对混凝土没有进行潮湿养护。(2)夏季施工时砂、石料露天堆放,无切实有效的降温措施,使混凝土拌和料入模温度高。冬期施工时采取的防寒保温措施不力。(3)原材料质量差、配合比设计不合理①水泥品种选择不当,安定性不好,不同批次的水泥混用;碎石、砂级配差,含泥量超标,碎石中石粉含量大,针、片状物过多。
②进行配合比设计时,水泥用量过多,掺和料和外加剂的选用不当。(4)钢筋网、钢架与岩面不密贴。(5)拱脚坐到了浮渣上,未置于稳定的地层上。2)预防措施(1)把好材料进场关,严格控制原材料的质量和技术标准。(2)混凝土的拌和控制混凝土的入模温度。夏季施工时,当气温高于32℃时。砂石料应搭设遮阳棚,用冷水冲洗碎石降温。尽量安排在夜间浇注混凝土。(3)混凝土的脱模、养护
①混凝土拆模时的强度必须符合设计或规范要求、严禁未经试验人员同意提前脱模,脱模时不得损伤混凝土;②必须及时喷水养生。(4)钢筋网、钢架要与岩面密贴,整体受力。(5)拱脚处的浮渣必须彻底清除,置于稳定的地层上。9.8质量要求9.8.1外观质量1)衬砌轮廓线条平顺美观,无跑模、露筋现象,混凝土颜色均匀一致确保无气泡、无色差、无渗漏。2)混凝土无因施工养护不当而产生的裂缝。9.8.2二衬质量检测
1)二衬和仰拱必须适时实行检测。对检查不合格的项目,承包人必须进行返工整改。2)二次衬砌检测项目见表9-2。9.8.3预留洞室质量预留洞室尺寸要符合设计,棱角整齐,外观质量好。9.8.4拱顶预留接线盒质量拱顶预留接线盒的位置要准确,电缆钢管要安放在两层钢筋的中间,其平面线形要与隧道的线形相一致。9.9安全施工9.9.1台车上下行通道应满铺木板,并设安全网兜底;作业平台临边设置安全护栏。
9.9.2台车下方通道应满足洞内通车要求,内轮廓要设置警示灯。9.9.3衬砌作业段两端20m,设置行车限速警示牌。9.9.4衬砌台车安装、拆除时应设置警戒区,警戒区边缘设置警戒隔离绳和警示牌。测段桩号探测位置二衬钢筋二衬砼厚度(mm)背后空洞情况备注实测设计最大最小设计1拱顶234左拱腰567右拱腰89隧道二衬质量检测结果表表9-2
9.9.5衬砌台车安装配电箱必须上锁,由专人管理使用;必须使用漏电保护器开关。10路面及附属工程10.1路面10.1.1一般要求1)隧道路面施工过程中,隧道内必须保持良好通风,并设置满足施工需要的照明系统。应选用带净化装置的柴油动力机械,汽油动力机械不宜进洞。2)隧道水泥路面施工应由专业化队伍进行施工,选用满足施工要求的配套机械设备,形成流水线作业。3)混凝土路面正式施工前,应铺筑混凝土试验段以确
262定施工工艺参数,试验段长度宜为150~200m。水泥混凝土路面侧模必须采用槽钢进行施工。4)水泥混凝土路面应根据施工组织设计连续浇筑;在浇筑过程中,应使已铺设路面地段的修整、防护、养生等作业,得以正常进行。水泥混凝土路面强度未达到规范或设计要求前,不得开放交通。5)水泥混凝土路面配合比必须同时满足三项技术要求:弯拉强度、工作性和耐久性(公路水泥混凝土路面施工技术规范)。6)隧道水泥混凝土路面高程按比设计高程高10mm施做,采用精铣刨机铣刨10mm,保证路面平整和粗糙度。
26310.1.2施工工序(图10-1)测量放样隧道路面施工工序图10-1模板制作安装运输养生切缝精铣刨、填缝摊铺混凝土振捣配合比选择拌合整平调整传力杆间距安放钢筋网片、传力杆
10.1.2机械配备1)路面铺筑采用三辊轴机组施工。板厚200mm以上宜采用直径168mm的辊轴,轴长宜比路面宽度长处600-1200mm。振动轴的转速不宜大于380r/min。2)主要设备配置如下:工作内容主要施工机械设备名称备注钢筋加工钢筋切断机、折弯机、电焊机测量放样水准仪、全站仪混凝土拌合强制式混凝土拌合楼≥75(m3/h)
265混凝土拌合强制式混凝土拌合楼≥75(m3/h)装载机3m3发电机≥120kw供水泵和蓄水池≥250m3运输混凝土运输车6-12m3摊铺三辊轴机组抗滑精铣刨机切缝软锯缝机常规切缝机或支架锯缝机移动发电机磨平水磨石磨机处理局部不平整部位灌缝灌缝机或插胶条工具养生压力式喷洒机或喷雾器工地运输车4-6t
26610.1.3模板的技术要求1)模板应采用刚度足够的槽钢、轨模或钢制边侧模。模板高度应为面板设计厚度,模板长度宜为3-5米。需设置拉杆时,模板设置拉杆插入孔。每米模板应设置1处支撑固定装置。模板的垂直度用垫木楔方法调整。
表10.1.3模板加工矫正允许偏差施工方式高度偏差(mm)局部变形(mm)垂直边夹角(。)顶面平整度(mm)侧面平整度(mm)纵向变形(mm)轨道摊铺机±1±290±1±1±2±1±1±290±2±1±2±2±2±390±3±2±3±3
2)横向施工缝端模板应按设计规定的传力杆直径和间距设置传力杆插入孔和定位套管。两边缘传力杆到自由边距离不宜小于150mm。每米设置1个垂直固定孔套。3)模板或轨模数量应根据施工进度和施工气温确定,并应满足施工周转需求。一般情况下数量不宜少于3d-5d进度需要。10.1.4模板安装1)支模前在基层上应进行模板安装的测量放样,划线标示安装位置。每20米应设中心桩;每100米宜布设临时水准点;核对路面高程、面板分块、胀缝和构造物位置。测量放样的质量要求和允许偏差应符合规范的规定。
2)纵横曲线路段应采用短模板,每块模板中点应安装在曲线切点上。3)模板应安装稳固、顺直、平整,无扭曲。相邻模板间采用螺栓连接,接头连接应紧密,底部空隙用砂浆补平封闭,不得有底部漏浆、前后错茬高低错台等现象。模板侧面每米采用地锚1处固定,保证模板能承受摊铺、振捣、整平设备的负载行进、冲击和振动时不发生移位。严禁在基层上挖槽,嵌入式安装模板。4)与混凝土拌合料接触的表面应涂脱模剂或隔离剂;接头应粘贴胶带或塑料薄膜等密封。5)模板安装完成后,应对立模的平面位置、高程、横坡、相邻板高差等参数进行全面检查。
6)模板的检验模板安装完成后,应经过测量人员检验合格后,方可进行下道工序。其检验标准按表10.1.4执行。
表10.1.4模板安装精度要求施工方式检测项目三辊轴机组平面偏位(mm),≤10摊铺宽度偏差(mm),≤10面板厚度(mm),≥代表值-3极值-8纵断高程偏差(mm)±5横坡偏差(%)相邻板高差(mm),≤1顶面接茬3m尺平整度(mm)≤1.5
模板接缝宽度(mm),≤3侧向垂直度(mm),≤3纵向顺直度(mm),≤3
10.1.5模板拆除及矫正1)混凝土的抗压强度不小于8.0MPa方可拆模。当缺乏强度实测数据时,边侧模的允许最早拆模时间宜符合表10.1.5的规定。达不到要求,不能拆除端模时,可空出一块面板,重新起头摊铺,空出的面板待两端均可拆模后再补做。
表10.1.5混凝土路面板的允许最早拆模时间(h)昼夜平均气温(c。)-50510152025≥30硅酸盐水泥、R型水泥240120603634282418道路、普通硅酸盐水泥360168724836302418矿渣硅酸盐水泥--1206050453624注:允许最早拆模时间从混凝土面板精整形后开始计算。
2)拆模不得损坏板边、板角和传力杆、拉杆周围的混凝土,也不得造成传力杆和拉杆松动或变形。模板拆卸宜使用专用拨楔工具,严禁使用大锤强击拆卸模板。3)拆下的模板应将粘附的砂浆清除干净,并矫正变形或局部损坏部位,矫正的精度应符合表11.1.3的要求。10.1.6施工要点1)基底处理(1)路面施工前对底板进行几何尺寸、高程、纵横向坡度全面检查。(2)表面冲洗干净、不积水、排水系统良好。(3)对产生纵、横向断裂、挤碎、隆起、碾坏或大面积高程偏高而影响路面厚度的部位,进行挖除;局部小面积高程偏高影响路面厚度时,凿除处理,确保面板厚度。
2)混凝土摊铺(1)混凝土摊铺前,基层表面用高压风将杂物清扫干净,并洒水湿润,但不得积水。(2)根据试验段确定的数据准确控制摊铺厚度。布料车辆必须由专人指挥。3)混凝土振捣(1)插入式振捣棒每次移动距离不宜超过振捣棒有效作用半径的1.5倍,并不得大于500mm,振捣时间宜为15~30s,避免触及模板和钢筋。(2)振捣作业应缓慢匀速,保证拌合物表面不再冒气泡并泛出水泥浆为准。(3)不密实地段辅以平面振捣器振捣,保证混凝土密实。
4)整平(1)利用三辊轴进行提浆和整平,设专人及时处理轴前料位的高低情况,避免出现轴下间隙,保证混凝土表面平整。(2)采用横向通长的铝合金刮尺往返进行精确刮平,使混凝土表面的平整度达到规范要求。刮尺前整尺范围内必须有混合料,避免虚平现象。同时应进行清边整缝,清除黏浆,修补缺边、掉角。(3)混凝土表面采用二次收浆工艺,第一次用直尺刮平后,待其表面泌水完毕后及时进行精平,以保证路面表面平整度。(混凝土的工作性能是关键)
5)精铣刨(1)路面铣刨必须采用精铣刨机,铣刨宽度≥2.0米,铣刨刀头≥1000个。(2)施工时路面混凝土表面高程比设计高出1cm。当路面混凝土强度达到设计强度后,采用精铣刨机铣刨混凝土表面至设计高程,保证路面的平整度和构造深度满足设计要求。6)接缝(1)纵缝①对于前一幅混凝土路面出现的跑模、错台,必须通过拉直线切割处理;对模板底部漏浆的混凝土进行清除处理。②侧边拉杆位置准确,对于变形拉杆扳直校正,如有松脱或漏插,应钻孔重新植入。
(2)横向缩缝①路面横向缩缝均应采用切缝法施工。有传力杆缩缝的切缝深度应为1/3~1/4板厚,最浅不得小于70mm;无传力杆缩缝的切缝深度为1/4~1/5板厚,最浅不得小于60mm。②缩缝传力杆采用前置钢筋支架法施工,混凝土摊铺前应准确放样,并用钢钎锚固。混凝土摊铺时用振捣棒先振实传力杆下面的混凝土,再摊铺上层混凝土。传力杆无防黏涂层一侧应焊接。(3)横向施工缝混凝土摊铺中断时间超过30min时,应设置横向施工缝,其位置应与胀缝或缩缝重合。横向施工缝在缩缝处采用平缝加传力杆,施工缝传力杆施工方法同缩缝传力杆。在胀缝处其构造与缩缝相同。
(4)胀缝设置①根据设计图纸和规范要求设置胀缝,②胀缝应采用前置钢筋支架法施工,用振捣棒振实胀缝板两侧的混凝土后再摊铺。③在混凝土终凝前,剔除胀缝板上部混凝土,嵌入(20~25)mm×20mm的木条,整平表面。胀缝板应连续贯通路面板宽度。(5)灌缝①混凝土养生结束后,应及时灌缝。②清除接缝中的杂物、尘土及其他污染物,确保缝壁及内部清洁、干燥。③填缝料的各项指标必须符合设计图纸和规范要求,填缝必须饱满、均匀并连续贯通。
7)养生在混凝土路面表面具有一定强度后立即覆盖透水土工布、保湿养生,高温天气养生不宜少于14d,低温天气养生不宜少于21d。养生期间,禁止车辆和人员通行。10.2各类洞室和横通道10.2.1各类洞室和横通道不得在衬砌断面变化及各种衬砌接缝处设置。10.2.2各类洞室、横通道与正洞连接地段的开挖,应在正洞掘进至其位置时,将该处一次开挖成形并按设计支护。10.2.3各类洞室和横通道的永久性防、排水工程,应与正洞一次同时完成,与正洞连接的折角处,防水层应平顺铺设,不得出现空白。
10.2.4设备洞、横通道、预留洞室等二次衬砌施工应符合下列规定:1)衬砌中的预埋管件、预留孔、槽的位置准确,预埋管件必须经过防腐和防锈处理,设备洞、横通道与正洞的钢筋应连接牢固。2)检查各种附属设施之间、及其与排水系统之间位置是否合适,如有冲突,应上报监理人,会同有关人员及时处理。3)安装模板时应将预埋管件固定,各类孔、槽及边墙内的各类洞室位置准确。4)浇筑混凝土时应确保各类预埋管件、预留孔槽不产生位移。各类洞室、横通道与正洞交界的衬砌一次同时完成。
10.2.4预留洞室尺寸要符合设计,棱角整齐,外观质量好。
10.3水沟、电缆槽10.3.1水沟、电缆槽的开挖应与边墙基础开挖同时进行,禁止在边墙浇筑后再爆破开挖。10.3.2水沟可采用预制或现浇制作,边沟采用预制安装时,应保证边沟与相邻路面接缝平整。10.3.3水沟应与衬砌排水、路面排水的管路连通,封闭严密,保持顺畅。10.3.4电缆槽壁中的预留管件、预留孔等定位准确,与边墙应连接牢固,必要时加设短钢筋。10.3.5电缆槽盖板应平顺、整齐、无翘曲;盖板铺设应平稳,盖板两端与沟壁的缝隙应用砂浆填平,不得晃动或吊空;盖板规格应统一,便于维护和调换。
10.3.6电缆槽侧墙施工前应凿毛,并配置连接钢筋和水平钢筋。10.3.7电缆沟靠路面一侧应滞后路面施工,以免影响路面机械摊铺。10.4隧道内装饰10.4.1装饰必须满足隧道照明、潮湿环境及防灾等要求,采用全断面喷涂防火涂料和阻燃性外墙涂料。10.4.2隧道边墙(检修道以上3.0m范围内)面层采用象牙白色(中间夹两条水平蓝色条带)阻燃性外墙涂料,厚度1mm;拱部采用金属灰色外墙涂料。防火涂料采用专用厚型防火涂料,,耐火极限时间大于2.0h。10.4.3采用厚性涂料,能够满足修饰隧道内壁的作用。10.4.4与衬砌的粘结强度大于0.15MPa,并要求在长期潮湿状态下不脱落。
10.4.5涂料可采用喷涂或粉刷,保证色调均匀,不得出现色斑和杂色。10.5蓄水池10.5.1蓄水池应在地基坚固处设置,混凝土浇筑应做到振捣密实、表面光洁,无渗漏。10.5.2蓄水池混凝土在达到设计强度后,应进行闭水试验。10.5.3设置避雷设备时,应进行接地电阻试验,其冲击接地电阻应符合设计要求。10.5.4蓄水池应有冬季保温防冻措施,确保池内不结冰。10.5.5倡导在地形、地质等条件允许的情况下,在隧道洞口等合适位置设置蓄水池,对隧道内排出的水充分蓄水利用,用于消防及日常养护。
10.6预埋件10.6.1通风机底盘与机座相连的地脚螺栓,应按设计要求的风机底盘螺栓孔布置预留灌注孔眼。螺栓埋设时,灌浆应密实,螺栓应与机座面垂直。10.6.2水泵基础施工时按设计要求埋设水泵地脚螺栓或预留孔位。10.6.3安装工程所用各种预埋件应按设计要求进行防锈蚀处理。10.6.4预埋钢管管口应打磨平整,管内穿5号铁丝,并在混凝土浇筑后进行检查、试通。10.6.5下台阶开挖时,预留洞室的位置应按设计要求进行支护或采用工字钢横撑,只有在施工二衬时方可拆除,以确保安全.
洞室顶部采用钢构件支撑,保证洞室形状和尺寸。
10.7质量要求10.7.1隧道路面实测项目及外观鉴定按照《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)路面的相关要求执行。10.7.2隧道排水沟、电缆沟、蓄水池实测项目及外观鉴定按照《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)排水工程的相关要求执行。10.7.3设备洞、横通道及预留洞室实测项目及外观鉴定按照《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)隧道工程的相关要求执行。10.7.4预埋件应位置准确,尺寸符合设计要求。
11隧道冬期施工11.1目的与要求11.1.1隧道工程所在地-乌鲁木齐,位居亚欧大陆中心,属温带大陆性干旱气候。昼夜温差大,寒暑变化剧烈;降水少,冬季寒冷漫长,四季分配不均;是我国最干、最热、最冷、风沙最大、温差最大的地区之一。工程特点是工程量大、围岩地质较差,施工难度较大,加之施工任务重,冬期施工难以避免。11.1.2承包人应制定详细可行的冬期施工方案。
11.2编制冬期施工方案的要点11.2.1建立冬期施工的组织机构,明确冬期施工的工作内容和工艺流程,实行定岗定责制度,做好施工原始记录,保证实现质量结果和责任的可追溯性。11.2.2制作详细可行的施工计划,充分考虑实际的工作效率、工序间的交接时长。11.2.3选定合理的施工方法,编制冬季专项施工方案,经内审后报监理工程师审批。合格后对参建全体人员进行技术交底,明确责任。(结合技术交底有针对性的进行施工前培训)11.2.4冬期施工前应对参建设备进行全面的检修,排除可能的故障,保证设备的良好。11.2.5做好冬期施工的混凝土、砂浆及外加剂的试验配比工作,并提出施工配合比。
11.2.6拌合站必须采用带保温层的彩钢材料封闭保温。采取搭建加热锅炉对拌合站、碎石、砂等原材料敷设加热管加热保温措施。11.2.7隧道洞口须采用门架加棉帘封闭保温措施。11.2.8混凝土、砂浆用水需加热,但进入拌缸时水温应不超过550C。11.2.9冬期施工应注意防火、防煤气中毒等,应采取预防措施,制定应急预案。11.2.10施工便道、行走机械要有防滑措施。11.2.11做好冬期施工的测温工作。包括:大气温度,材料拌合、存储温度、混凝土入模温度、养生温度等。制作统一表格,认真测量、填写记录。
12地质超前预报12.1目的与要求12.1.1采用各种地质分析、物探、超前钻探手段探明前方围岩地质情况,及时调整施工方法和采取相应的技术措施,降低地质灾害发生的机率。12.1.2超前地质预报的结果应体现及时性,地质状况正常,不良地质采取的措施及时通知承包人,使工程处于可控状态。12.1.3施工过程中应将实际开挖的地质情况与预报结果进行对比分析,以指导和改进地质预报工作。12.1.4地质预报结论应有书面报告,并及时呈报承包人、监理人和发包人,对所有预报资料存档备查。
12.1.5地质超前预报的分级1)隧道施工中地质预测、预报方案应根据区域地质资料和设计文件制订,以达到预报准确、节省资源的目的。2)根据地质对隧道安全的危害程度,地质灾害分为A、B、C、D四级。见表12-1说明:为确保超前地质预报工作的实施,避免盲目施工,将地质预报工作纳入工序管理是十分重要的。要采取多种手段(TSP地震波法(长期)、红外线探测仪或水平声波反射法(中期)、地质雷达和地址素描法(短期),必要时超前钻孔探测)相互印证的综合预报方法,以提高预报准确率
强化超前地质预报:
地质灾害分级表表12-1地质灾害分级ABCD严重较严重一般轻微地质复杂程度岩溶发育程度极强,厚层块状灰岩,大型溶洞、暗河发育,钻孔岩溶率>10%强烈,中厚层灰岩夹白云岩地表溶洞落水洞密集,地下以管道水为主钻孔岩溶率5%-10%中等,中薄层灰岩,地表出现溶洞钻孔岩溶率2%-5%微弱,不纯灰岩与碎屑岩互层,地表以下以溶隙为主钻孔岩溶率<2%涌水涌泥程度特大突水(涌>105m3/d)大型(104m3/d~105m3/d)、突泥,高水压中小型突水(涌水量103m3/d1~04m3/d)、突泥小型涌水(涌水量102m3/d~103m3/d)、涌泥涌水<102m3/d,涌突水可能性较小断层稳定程度大型断层破碎带、自稳能力差、富水,可能引起大型失稳坍塌中型断层带,软弱、中-弱富水,可能引起中型坍塌中小型断层,弱富水,可能引起小型坍塌中小型断层,无水,掉块地应力影响程度极高地应力,严重岩爆,大变形高应力,中等岩爆,中-弱变形弱岩爆,轻微变形无岩爆、无变形瓦斯影响程度瓦斯突出高瓦斯低瓦斯无
地质因素对隧道施工影响程度危及施工安全可能造成重大安全事故存在安全隐患可能存在安全问题局部可能存在安全问题诱发环境问题的程度可能造成重大环境灾害施工、防治不当,可能诱发一般环境问题特殊情况下可能出现一般环境问题无
12.1.6复杂地质的预测、预报应坚持隧道洞内探测与洞外地质勘探相结合、地质方法与物探方法相结合、贯穿于施工全过程。超前地质预报采用长期预报和中短期预报相结合的方法。1)长期预报:采用TSP地震波法进行长距离(100米-200米)预报,每50-100米进行一次地震波法超前地质探测,保证前后两次地震波法超前地质探测结果有足够的重叠范围。2)中期预报:中期预报是对距离开挖面前方30-100米的预报。采用水平声波反射法(HSP)、LDS-1A陆地声纳仪和HY-30红外线探测仪中的一种或几种探测相结合的方法进一步探测分析。需要低端采用超前钻孔进行验证。
3)短期预报:短期预报是对距离开挖面前方30米以内的预报,是在中期预报的基础上,结合前期的成果,采用地质雷达探测以及掌子面编录法(地质素描法)进行更准确的预报。需要的地段用超前钻孔验证。
12.2地质预报工作流程地质预报工作流程如图所示超前深孔探测异常正常正常异常地质调查、素描红外探水TSP203其他预测手段地质雷达HSP声波10~30m超前钻孔工程与水文试验收集分析判断反馈确定施工方案隧道施工
12.3超前地质预报的方法12.3.1施工阶段地质调查,隧道施工中,对已开挖段进行地质观察和观测,推测前方的地质情况,调查的主要内容有隧道开挖面的地质描述、岩体结构面产状调查、涌水观测等。12.3.2施工地质探测,利用机械设备和检测仪器,预测开挖面前方围岩的工程地质,可通过导坑、钻探、物探的方法进行。见图12-2
超前探孔横断面布置图12-2
a、隧道开挖前,首先用TSP每隔50~100m探测一次,初步查明不良地质带和富水带的位置,再用电磁仪等方法每隔20~30m探测,基本确定前方和周边富水区的位置,在邻近怀疑的富水区采用钻孔探查,探明长度20~30m,保护段长度不小于10m。b、探孔的终孔点应超出开挖轮廓线外1.5m,钻孔方位根据物探成果调整。c、采用TSP法探测应查明隧道开挖轮廓线外径向10~20m以内的地质情况,若发现异常及时上报。d、根据各探孔的探测和出水情况,综合判定是否进行注浆堵水和堵水方式。探孔在钻进时,对出水的位置、流量、水压及出水状态等作详细记录。12.3.3施工地质预测,根据地质调查和地质探测进行预测,包括围岩的工程地质特征的预测和涌水量的预测。(见附图29)
国产TGP隧道地质超前预报系统
12.3.2地质雷达探测在完整灰岩地段有效探测距离在30m以内,连续预报时前后两次重叠长度应不小于5m。为保证探测控制范围和精度一般要求掌子面应布置不少于2条横向水平测线,有条件宜布置垂向测线。
12.4地质预报的内容12.4.1预报地质情况及水文地质:1)地层岩性,如软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊岩土。2)地质构造,特别对断层、节理密集带、褶皱构造等。3)不良地质,特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有害气体、高地应力、高地温、高岩温等发育情况。4)地下水,特别是岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴及富水地层地带等。12.4.2对照图纸提供的地质资料,预报地质条件变化情况及对事故的影响程度。
超前钻孔地质柱状图开孔日期:勘探桩号:孔口坐标:X=钻孔倾角:终孔日期:Y=终孔深度:钻孔编号:Z=钻孔方向:说明:超前钻探能够比较直观地探明钻孔所经过的地层岩性、岩体完整程度、岩溶及地下水发育情况等,不存在物探手段经常发生的多样性,不确定性。但也存在“一孔只见”,对层等面妆构造一般不会漏报,但对溶洞有漏报可能。在富水软弱断层破碎带、岩溶发育区、瓦斯发育区、重大物探异常区等复杂地质地段应采用超前水平钻探为主的综合方法预报前方地质情况。
地质时代代号岩石名称孔深层厚钻孔柱状1:200岩芯采取率(%)RQD(%)涌水量(m3/h)岩性描述
12.4.3预报可能出现的不良地质及其对施工的影响,以及处理措施。1)可能出现的塌方、滑动的部位、形式、规模以及发展趋势,提出处理措施。2)可能出现突然涌水的地点、涌水量大小、地下水泥沙含量及对其影响。3)软岩内鼓、边墙掉块地段对施工的影响。4)岩体突然开裂或原有裂隙逐渐加宽的位置及其危害程度。5)对隧道将要穿过不稳定岩层、较大断层作出预报,以便及时改变施工方法,采取应急措施。6)隧道附近或穿过瓦斯地段的岩(煤)层中,预报瓦斯影响范围。
12.4.4位移量测中发现围岩变形速率加快时,应预报对围岩稳定性的影响程度。12.4.5浅埋隧道地面出现下沉或裂缝时,预报对隧道稳定和施工的影响程度。12.4.6隧道施工中由于措施不当,可能造成围岩失稳,应及时采取改进措施。13监控量测13.1监控量测目的13.1.1判断隧道围岩的稳定状态,保证施工安全、指导施工、调整支护参数。13.1.2掌握地表沉陷、围岩和支护结构的受力状态,并对其稳定性作出评价和结论。
13.1.3调整支护结构形式、确定支护参数施作时间。评价支护结构的合理性及安全性,并对设计和施工的合理性进行评估和信息反馈,以确保施工安全和隧道的稳定。13.1.4了解支护结构的工作状态和应力分布。13.2工作程序监控测量的工作程序如图所示
施工量测是否安全是否经济量测计划是否改变管理基准是否改变措施(调整施工方法,加强支护结构)措施(减少支护结构)改变量测计划改变管理基准(管理基准)(管理基准)监控量测的工作程序
13.3量测项目及要点13.3.1必测项目见表13-1必测项目表13-1量测项目方法和工具布置测试精度量测频率0~15天16~30天31天以后3个月以后洞内、外观察现场观察、地质罗盘开挖及初期支护后进行--开挖后周边位移收敛仪每5~50m一个断面,每断面2~3对测点0.1mm1~2次/d1次/2d1~2次/周1~3次/月
拱顶下沉水准仪、钢尺每5~50m一个断面,0.1mm1~2次/d1次/2d1~2次/周1~3次/月地表下沉精密水准仪、水准尺浅埋段、洞口每10~20m一个断面,每个断面在3B宽度范围内设7个测点0.5mm开挖面距离量测断面前后<2b,1~2次/d;开挖面距离量测断面前后<5b,1次/2~3d;开挖面距离量测断面前后>5b,1次/3~7d;注:b-隧道开挖宽度;
13.3.2量测要点1)洞内外观(1)隧道施工过程中应进行洞内、外观察。洞内观察分开挖工作面观察和已支护地段观察两部分。填写内容见表13-6(2)开挖工作面观察应在每次开挖后进行。观察工作面状态、围岩变形、围岩风化变质情况、节理裂隙、断层分布和形态、地下水情况以及喷射混凝土的效果。观察后填写隧道地质与支护状况观察记录表和施工阶段围岩级别判定卡。对已支护地段的观察应每天进行一次,主要观察围岩、喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态。观察中发现围岩条件恶化时,应立即上报监理人、发包人并通知设计单位,采取相应处理措施。
(3)洞外观察重点在洞口段、岩溶发育区段地表和洞身埋置深度较浅地段,其观察内容包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况、地表植被变化等。2)隧道周边、拱顶下沉位移量测(1)测点埋设:喷锚支护施作后,用风枪钻Φ40mm、深200mm的孔,用砂浆固定测点。周边位移同一基线上的两测点在同一直线上,拱顶位移量测的测杆头设挂钩。砂浆凝固后即可进行量测。
设置监控量测观测点监测拱架内力
拱顶下沉周边收敛
周边位移、拱顶下沉量测测线布置E隧道中线ABDC1.5m1.5m
净空位移和拱顶下沉的量测频率(按位移速度)位移速度(mm/d)量测频率位移速度(mm/d)量测频率≥52~3次/d0.2~0.51次/3d1~51次/d<0.21次/(3~7)d0.5—11次/(2~3)d
净空位移和拱顶下沉的量测频率(按距开挖面距离)最测断面距开挖面距离(m)量测频率最测断面距开挖面距离(m)量测频率(0~1)B2次/d(2~5)B1次/(2~3)d(1~2)B1次/d>5B1次/(3~7)dB—隧道开挖宽度
(2)施工时要注意保护测点,一旦发现测点被掩埋,要尽快重新设置,以保证数据不中断。(3)按检查净空位移和拱顶下沉的量测频率,每5~50m一个断面,每断面1~2对测点确定的量测频率比较取大值。施工状况发生变化时(开挖下台阶、仰拱或拆除临时支护等),应增加检测频率。(4)拱顶下沉和水平收敛量测断面的间距为:Ⅲ级及以上围岩不大于40m;Ⅳ级围岩不大于25m;V级围岩应小于20m。围岩变化处应适当加密,在各类围岩的起始地段增设拱顶下沉测点1~2个,水平收敛l~2对。当发生较大涌水时,Ⅳ、V级围岩量测断面的间距应缩小至5~lOm。(5)水平收敛测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。在地质条件良好,采用全断面开挖方式时,可设一条水平测线;当采用台阶开挖方式时,可在拱腰和边墙部位各设一条水平测线。
(6)各测点应在避免爆破作业破坏测点的前提下,尽可能靠近工作面埋设,一般为0.5~2m,并在下一次爆破循环前获得初始读数。初读数应在开挖后13h内读取,最迟不得超过24h,而且在下一循环开挖前,必须完成初期变形值的读数。3)地表下沉量测(1)位于Ⅳ~V级围岩中且覆盖厚度小于40m的隧道,应进行地表沉降量测。根据图纸要求或监理工程师指示,应在施工过程中可能产生地表塌陷之处设置观测点,地表下沉观测点按普通水准基点埋设,作为各观测点高程测量的基准,从而计算出各观测点的下沉量。地表下沉桩的布置宽度根据围岩类别、隧道埋置深度和隧道开挖宽度而定。
地表下沉监测范围横向应延伸至隧道中线量测(1~2)(B/2+h+H)。纵向应在掌子面前后(1~2)(h+H)(B为隧道开挖宽度,h为隧道开挖高度,H为隧道埋深)测点间距宜为2~5m,并应根据地质条件和环境条件进行调整。
测点基准点H(1—2)(B/2+h+H)B/2B/25m5m(1~2)(B/2+h+H)地表下沉量测测点布置示意
地表下沉量量测断面间距及频率变形速度(mm/d)量测断面距开挖上作向的距离量测频率>10(0~1)B1~2次/d10~5(1~2)B1次/d5~1(2~5)B1次/2d<1>5B1次/周B——隧道开挖宽度
地表下沉量测断面的间距(单位:m)埋置深度H地表下沉量测断面的间距埋置深度H地表下沉量测断面的间距H>2B20~50H6060≥RC>3030≥RC>1515≥RC>5RC≤5掌子面状态稳定稳定随时间松弛、掉块自稳困难,需及时支护正面不能自稳,需超前支护岩体完整状态地质构造影响程度轻微较重严重极严重完整较完整较破碎破碎极破碎地质结构面间距>1.50.6~1.50.2~0.60.06~0.2<0.06延伸性极差差中等好极好粗糙度明显台阶状粗糙波纹状平整光滑有擦痕平整光滑张开性(mm)密闭<0.1部分张开0.1~0.5张开0.5~1.0无充填>1.0黏土充填风化程度未风化微风化弱风化强风化全风化简要说明地下水状态渗水量L/(min·10m)<10干燥或潮湿10~25偶有渗水25~135经常渗水干燥或潮湿偶有渗水经常渗水初始应力状态埋深H=m其他地质构造应力状态围岩级别IIIIIIIVVVI附图及备注记录:复核:日期:
围岩收敛量测记录施工单位:监理单位:合同号:埋设里程:观测日期掌子面桩号与掌子面距离温度修正初始读数钢尺孔位读数螺旋测微器读数修正值差值总收敛量123平均测量:计算:复核:监理工程师:
隧道类围岩典型断面水平收敛拟合结果监控断面稳定位移稳定时间最终收敛位移监控断面稳定位移稳定时间最终收敛位移
隧道类围岩水平收敛分析参数稳定位移稳定时间最终收敛量均值E(X)方差Var(x)标准差σ隧道类围岩典型断面拱顶下沉收敛拟合结果监控断面稳定位移稳定时间最终收敛位移监控断面稳定位移稳定时间最终收敛位移
隧道类围岩拱顶下沉收敛分析参数稳定位移稳定时间最终收敛量均值E(X)方差Var(x)标准差σ13.3.3选测项目根据隧道的具体情况,适时选择量测项目,详见《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)第10章监控量测表10.2.2隧道现场监控量测选侧项目13.4监控量测项目策划根据隧道结构形式的不同,分离式隧道、小净距隧道及连拱隧道各有不同的临控量测项目,各类型隧道的监控量测项目如下:
分离式隧道监控量测项目规划项目围岩条件洞内外地质与支护状态观察周边位移拱顶下沉地表下沉钢架内力及外力围岩体内位移围岩压力两层支护间压力锚杆轴力支护衬砌内应力围岩弹性波速度爆破震动渗水压力水流量IV、V级围岩√√√△○○○○○○○周围建筑物要求较高时必测洞内出水量较大时必测II、III级围岩√√√△-△△△△△△洞口、偏压、浅埋段√√√√○○○○○○○○注:1、√为必测项目,○为宜进行的项目,△为必要时进行的项目
小净距隧道中岩墙现场监控量测项目及方法序号项目方法、工具布置间隔时间1~30d1~3个月大于3月1中岩墙土压力钢弦式压力盒每10~30m一个断面,每个断面3个压力盒1~2次/d1~2次/d1次/周2围岩内位移多点位移计及千分表每10~30m一个断面,每个断面2个测点3围岩压力钢弦式压力盒每10~30m一个断面,每个断面1个压力盒
小净距隧道监控量测项目规划项目围岩条件洞内外地质与支护状态观察周边位移拱顶下沉地表下沉钢架内力及外力围岩体内位移围岩压力两层支护间压力锚杆轴力支护、衬砌内应力围岩弹性波速度爆破震动渗水压力、水流量IV、V级围岩√√√△○√√○○○○周围建筑物要求较高时必测洞内出水量较大时必测II、III级围岩√√√△-√√△△△△洞口、偏压段、浅埋段√√√√○√√○○○○○注:1、√为必测项目,○为宜进行的项目,△为必要时进行的项目2、增加必测项目:后行洞爆破震动速度、中岩墙土压力
连拱隧道监控量测项目规划项目围岩条件洞内外地质与支护状态观察周边位移拱顶下沉地表下沉钢架内力及外力围岩体内位移围岩压力两层支护间压力锚杆轴力支护、衬砌内应力围岩弹性波速度爆破震动渗水压力、水流量IV、V级围岩√√√△○√√○○○○周围建筑物要求较高时必测洞内出水量较大时必测II、III级围岩√√√△-√√△△△△洞口、偏压段、浅埋段√√√√○√√○○○○○注:1、√为必测项目,○为宜进行的项目,△为必要时进行的项目2、增加必测项目:先进洞与后进洞的对比量测(周边位移、拱顶下沉、围岩内位移、压力、支护应力等);中隔墙的倾斜度、内应力、表面应力及裂缝。3、增加选测项目:底部土压力。
13.5量测数据分析和信息反馈13.5.1一般要求1)隧道现场监控量测应成立专门量测小组,负责日常量测、数据处理和仪器保养维修工作,并及时将量测信息反馈给施工单位和设计单位。各预埋测点应牢固可靠,不得任意撤换和破坏。2)现场监控量测应按量测方案认真组织实施,并与其他施工环节紧密配合,不得中断工作。3)每次量测后,应及时进行数据整理和分析,并绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图;应绘制地表下沉值沿隧道纵向和横向变化量和变化速率曲线。4)应根据量测数据处理结果,及时提出调整和优化施工方案和工艺;围岩变形和速率较大时,应及时采取安全措施,并建议变更施工设计。5)围岩稳定性、二次支护时间应根据所测得位移量或回归分析所得最终位移量、位移速度及其变化趋势、隧道埋深、开挖断面大小、围岩等级、支护所受压力、应力、应变等进行综合分析判定。
13.5.2监控量测资料整理及信息反馈1)及时对现场量测数据绘制时态曲线和空间关系曲线。2)当位移—时间曲线趋于平缓时,进行数据处理或回归分析,以推算最终位移和掌握位移变化规律。3)当位移—时间曲线出现反弯点时,则表明围岩和支护已呈不稳定状态,应加强支护,必要时暂停开挖。4)隧道周壁任意点的实测相对位移值或用回归分析推算出的总相对位移值均应小于规范要求。当位移速率无明显下降,而此时实测位移值已接近规范要求,或喷层表面出现明显裂缝时,应采取补强措施,并调整支护参数或开挖方法。5)根据量测结果进行综合判断,确定变形管理等级,以指导施工。变形管理等级见下表:
变形管理等级表管理等级管理位移施工状态ⅢU<U0/3可正常施工ⅡU0/3≤U≤2U0/3应加强支护ⅠU>2U0/3应采取特殊措施注:U-实测变形值;U0-设计极限变形值(1)实测位移值不应大于隧道的极限位移,并按变形管理等级施工。一般情况下,宜将隧道设计的预留变形量作为极限位移,而设计变形量应根据检测结果不断修正。(2)根据位移速率判断:速率大于1mm/d时,围岩处于急剧变形状态,应加强初期支护;速率变化在0.2~l.Omm/d时,应加强观测,做好加固的准备;速率小于0.2mm/d时,围岩达到基本稳定。在高地应力、岩溶地层和挤压地层等不良地质中,应根据具体情况制定判断标准。
(3)根据位移速率变化趋势判断:当围岩位移速率不断下降时,围岩处于稳定状态;当围岩位移速率保持不变时,围岩尚不稳定,应加强支护;当围岩位移速率变化上升时,围岩处于危险状态,必须立即停止掘进,采取应急措施。(4)初期支护承受的应力、应变、压力实测值与允许值之比大于或等于0.8时,围岩不稳定,应加强初期支护;初期支护承受的应力、应变、压力实测值与允许值之比小于0.8时,围岩处于稳定状态。13.5.3量测资料竣工文件中应包括以下量测资料:1)现场监控量测计划。2)现场监控量测说明。3)实际测点布置图。4)围岩和支护的位移—时间曲线图、空间关系曲线图,以及量测记录汇总表。5)量测变更设计和改变施工方法地段的信息反馈记录。
13.6竣工后量测隧道工程竣工后,应满足长期量测的要求,量测点应在施工期间埋设,竣工后移交业主单位专人管理。14安全、环保管理与文明施工14.1安全管理14.1.1隧道开工前,项目总工组织向施工作业人员进行技术和安全交底,详细说明隧道安全生产的有关技术要求,分析可能存在的重大危险源,安全交底台账必须签字确认。落实工前教育制度,规范进洞管理。14.1.2隧道进口处设置监控系统,并安排专人值守,负责登记人员和机械设备、物资的进出洞情况;洞口安装安全报警系统。14.1.3施工过程中的安全生产费用不得低于投标价的1%,其中用于隧道工程的安全生产费用不低于投标报价清单中隧道总价的2%。
监理工程师应认真监督检查承包人安全生产费用使用情况,监督承包人是否用于购买和更新合格的安全防护用具和设施,落实安全施工措施,改善安全生产条件。施工现场存在安全事故隐患、未落实安全生产费用的,监理工程师应立即要求其改正,承包人拒不改正的,监理工程师应当及时向项目业主报告。14.1.4承包人在编制施工组织设计和施工方案时,应当根据隧道工程的特点制定专项安全技术保障措施、现场临时用电方案和施工安全应急救援预案,备好应急抢险物资,定期组织应急演练。每个隧道施工现场设置1处抢险物资储备点。14.1.5软弱围岩地段开挖,应配备足够长度、可手动拆卸的逃生钢管,管径不小于600mm,管壁厚度不小于10mm,每节长度为1.5~2.0m。
14.1.4施工单位应制定专门的应急救援预案,备好应急抢险物资,定期组织应急演练。要求每个合同段设置1处抢险物质储备点。
组织应急救援演练
14.1.6监理工程师应按规定认真审查承包人的安全保证体系,审核隧道施工安全技术措施和施工方案;对危险性较大的分部分项工程,承包人应当单独编制安全专项施工方案,并按规定通过有关专家的论证、审查。14.1.7现场办公、生活和作业区应设置在符合安全性要求的地段,并与炸药库和隧道开挖保持一定的安全距离;施工人员的膳食、饮水、休息场所、医疗救助设施等应当符合卫生标准,现场临时搭建的建筑物应当符合安全使用要求。14.1.8发包人按照河北省高速公路管理局《高速公路“平安工地”建设达标验收标准》,组织对隧道施工现场安全管理进行验收。
14.2环保管理14.2.1隧道开工前,项目总工组织向施工作业人员进行环保交底,详细说明隧道环保的有关技术和环保要求,环保交底台账必须签字确认,落实工前教育制度。14.2.2监理人应按规定认真审查承包人的环保管理体系,审查环保技术措施和环保专项施工方案;隧道工程穿越自然保护区,承包人应当应制定专项环保施工方案,并按规定通过有关专家的论证、审查。14.2.3强化“安全环保美观耐久”建设理念,完善环景保护的各项管理制度,提高施工人员的环保意识,保护美丽的自然环境。14.2.4严禁止施工人员携带外来物种进入自然保护区,禁止上山打猎和滥砍滥伐,保护动植物。14.2.5施工场地应尽量不靠近居民,运输道路及施工区应定时洒水,以减少粉尘污染。
14.2.6选用效率高、噪声低的机械,禁止噪声超标的机械设备进场。正确使用机械设备并进行维修、保养,确保设备在良好的条件下运行,减少废气排放量,减少运行噪声。14.2.7及早施作防护工程、排水工程,对裸露地表的植被进行覆盖,防止水土流失。14.2.8生活垃圾定点倾倒,统一深埋处理。施工废水通过沉淀过滤池处理合格后进行排放,防止对河流的污染。施工机械的废油废水,采用隔油池等有效措施加以处理,避免超标排放。
14.2.9在整个施工过程中,作业环境应符合下列职业健康及安全环保标准:1)空气中氧气含量,按体积计不得小于20%。2)粉尘允许浓度,每立方米空气中含有10%以上的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于2mg,每立方米空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg。3)有害气体最高允许浓度:(1)一氧化碳的最高允许浓度为30mg/m3,在特殊情况下,施工人员必须进入工作面时,浓度可为100mg/m3,但工作时间不得大于30min。(2)二氧化碳按体积计不得大于0.5%。(3)氮氧化物(换算成NO2)为5mg/m3以下。(4)甲烷(CH4)(瓦斯)按体积计不得大于0.5%,否则必须按煤炭工业部门现行的《煤矿安全规程》有关规定办理。(5)二氧化硫浓度不得超过15mg/m3。(6)硫化氢浓度不得超过lOmg/m3。(7)氨的浓度不得超过30mg/m3。4)隧道内气温不得高于28℃。5)隧道内噪声不得大于90dB。
14.3文明施工14.3.1文明施工管理1)建立“文明施工”领导小组,开展文明工地创建活动,定期进行文明施工专项检查,有效实施奖惩措施。2)制定隧道文明施工作业指导书,对施工人员进行上岗前的文明施工、规范化操作培训,建立文明施工管理档案。3)洞口上方安装隧道名称标牌;洞口安装安全进洞、进洞须知等标识标牌;洞口边坡或仰坡上设置质量、安全宣传标语。4)施工产生的废土、废渣弃到指定地点,施工废水经过净化后再排放。5)施工结束后,施工机械停放在指定的机械停放区;现场做到“工完料净”。6)洞内作业做到工序衔接,工区分明,各作业工序无相互干扰。
14.3.2施工照明1)成洞段每隔6~8m设置一个固定灯,电线敷设整齐划一,位于地面2m以上。2)围岩差、不安全因素较大地段应增加照明度,在洞内设备存放处、抽水机站应设置照明。3)漏水地段照明采取防水灯头和灯罩。4)距离掌子面50m内应设置移动照明灯具,保证洞内照明充足。5)各类电器设备和输电线路须有专职电工经常进行检查维修。
洞内照明线路及应急灯布置工作地段找照明布置开挖面后40m以内作业段落两侧采用36V、500W卤灯各两盏开挖面后40m至二衬作业区段每隔20m,左右侧各安设400W高压钠灯一盏模板台车衬砌作业段台车前台10~15m增设400W高压钠灯一盏,台车上亮度不足时增设36V、300W或500W卤钨灯成洞地段每隔6~8m安装一盏50W节能灯14.3.3洞内通风防尘1)采取必要的通风、洒水等防尘措施,保证洞内粉尘及有害气体的浓度达到健康标准。2)隧道掘进100m以上,必须实施管道通风,长大隧道采用混合通风方式。3)长大隧道应在压入式的出风口设置喷雾器,以增加空气湿度,降低粉尘含量。
4)通风能满足洞内作业需要,隧道作业面风压应不小于0.5Mpa。每人供应新鲜空气3m3/min,采用内燃机械作业时,供风量不宜小于4.5m3/(min﹒KW)5)通风管安装平顺、接头严密,弯管半径不小于管直径的3倍,每100m平均漏风率不得大于2%。6)通风机运转时严禁人员在风管的进出口停留,不得将任何物品放在通风管或管口上。7)隧道洞内道路平整畅通,保持湿润、不扬尘。14.3.4成品保护1)监控量测各预埋点设置专用标志牌,标明测点的名称、部位、编号、埋设日期等。2)对已完成衬砌段落及时挂牌标明里程桩号。
附录彩色图片汇总附图1弃渣场安装破碎机加工碎石附图2隧道洞口附图3漂亮的端墙式洞口附图4环保高速
附图5偏压式洞口附图6无仰坡双连拱洞口附图7桥隧相连正确施工做法附图8桥隧相连错误施工做法
附图9洞身开挖附图10环形开挖预留核心土法附图11CD法开挖附图13CRD法开挖
附图13双侧壁导坑法附图14钻眼开挖附图15钻眼开挖附图16锚杆钻孔及及安装
附图17普通砂浆、药卷锚杆
附图20安装钢支撑附图21仰拱施工
附图22地下水丰富,增加环向排水管附图23铺设中心排水管附图24塑料垫片矩形布置附图25防水板铺挂
附图26二衬台车附图27二衬钢筋附图28无衬砌钢筋段防水板铺设完毕二衬台车就位附图29TSP地质超前预报仪器
实施细则编制参考文献:[1]公路隧道施工技术规范(JTGF60-2009).北京人民交通出版社.[2]公路工程质量检验评定标准(JTCF80/1-2004).北京人民交通出版社.[3]公路隧道设计规范(JTGD70-2004).北京人民交通出版社.[4]隧道预支护原理与施工技术.朱汉华王迎超祝江鸿等编著北京:人民交通出版社.[5]公路隧道施工技术细则(JTG/TF60-2009).北京人民交通出版社.[6]高速公路施工标准化技术指南.交通运输部公路局人民交通出版社[7]新疆维吾尔自治区公路建设标准化管理手册
谢谢大家!