隧道工程施工工艺要求

3隧道工程施工工艺要求3.1要求对地质条件好的隧道开挖必须采用光面爆破，光面爆破炮眼残留率要求硬岩达到80%以上、中硬岩达到60%以上；必须采用模板台车衬砌，耐久性混凝土必须采用自动计量拌合工艺，混凝土浇筑必须采用泵送混凝土。对特殊或不良地质地段必须设立超前地质预测预报系统（方法、设备、工艺组织管理），并纳入施工工序。3.2采用光面爆破保证炮眼残留率光面爆破工艺流程见图3-1。放样布眼定位开眼钻眼清孔装药联起爆网络起爆通风光爆效果检查继续实施地质调查初步爆破方案光爆参数选择掏槽眼设计初步光爆设计修改爆破设计没达标达标 图3-1光面爆破施工工艺流程图3.2.1放样布眼钻眼前，测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。在直线段，可用3～5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。每次测量放线的同时，对上次爆破断面进行检查，利用《隧道开挖断面量测系统》对测量数据进行处理，及时调整爆破参数，以达最佳爆破效果。3.2.2定位开眼采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道轴线要保持平行。台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3cm和5cm以内。3.2.3钻眼钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，严格按钻爆设计实施。定人定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。一定要有丰富经验的老钻工司钻，台车下面有专人指挥，准确定位钻杆，以确保周边眼有准确的外插角（眼深3m时，外插角小于3°；眼深5m时，外插角小于2°），尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm 。同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。同类炮眼钻孔深度达到钻爆设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。3.2.4清孔装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。3.2.5装药装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。周边眼装药结构是实现光面爆破的重要条件，严格控制周边眼装药量，采取分段非连续装药结构。施工时采用不耦合装药结构，不耦合装药系数控制在1.4～2.0范围内。根据岩石强度选用不同猛度、爆速的炸药，有水地段及周边眼选用乳化炸药，其余均用2号岩石硝铵炸药。周边眼用φ25×200小药卷，不耦合装药，其余炮眼用φ40×500药卷。采用塑料导爆管非电起爆。根据技术规范，采用严格的光面爆破控制标准。按“一标准、两要求、三控制、四保证”原则进行光面爆破。“一标准”，即一个控制标准。“两要求”，即钻眼作业要求和装药联线作业要求。“三控制”，即控制钻眼角度、深度、密度；控制装药量和装药结构；控制测量放线精度。“四保证”，即搞好思想保证，端正态度，纠正“宁超勿欠” 等错误思想；搞好技术保证，及时根据爆破实际情况调整钻爆设计参数；搞好施工保证，落实岗位责任制，组织QC小组活动，严格工序自检、互检、交接检；搞好经济保证，落实经济责任制。装药作业采取定人、定位、定段别，做到装药按顺序进行；装药前，所有炮眼全部用高压风吹洗；严格按爆破设计的装药结构和药量施作；严格按设计的联接网络实施，控制导爆索的连接方向和连接点的牢固性。3.2.6联结起爆网路起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。网路联好后，要有专人负责检查。3.2.7微震爆破施工不良地质地段采用微震控制光面爆破。微震爆破作业段最大一段允许装药量：Qmax＝R3×（Vkp／K）3／a式中：Qmax为最大一段爆破药量，kg；Vkp为安全速度，cm/s，取Vkp＝2cm/s；R为爆破安全距离，m；K为地形、地质影响系数；A为衰减系数。K、a值是针对隧道的具体情况，在多次试爆基础上进行K、a值回归分析后确定。根据爆破物距爆心的安全距离要求，并由此推出的每段的最大装药量。 微震控制爆破参数参考表见表3-1、表3-2。具体实施时，结合试验确定。表3-1上半断面爆破参数表周边眼间距E（cm）抵抗线W（cm）眼深（m）辅助眼间排距（cm）线装药密度（kg/m）最大段控制药量（kg）30～4040～501.580～900.15～0.25≯4.5表3-2下半断面爆破参数表周边眼间距E（cm）孔排距（m）眼深（m）线装药密度（kg/m）最大段控制药量（kg）60～800.8～0.920.2～0.3≯4.53.3衬砌台车、砼拌合、砼泵送本隧道二次衬砌采用大模板液压台车衬砌，每节长度为10m，耐久性混凝土采用60m3/h自动计量搅拌站拌合，混凝土浇筑采用HBT60泵送混凝土入模。3.4超前地质预测预报采用长(TSP203地震波勘探)、中(红外探水、30m超前探孔及地质雷达)、短(加深炮孔)距离相结合的方式验证。本工程Ⅳ、Ⅴ级围岩施工时把超前地质预测预报纳入施工工序中，对其进行分析，工期考虑其影响并纳入每一个循环中，具体见施工进度安排中。地质超前预测预报由项目总工程师直接负责，具体工作由项目副总工程师带领地质工作室承担。3.5重点、难点工程工艺流程3.5.1岩溶隧道处理方式岩溶隧道处理方式施工工艺见图3-2。 施工前对地表进行详细勘查，注意研究岩溶状态，估计可能遇至溶洞的地段。了解地表水、出水地点的情况，并对地表进行必要的处理，以防止地表水下渗。当施工达到溶洞边缘，各工序紧密衔接，并设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水等情况，据以制定施工处理方案及安全措施。当在下坡地段遇到溶洞时，准备足够数量的排水设备。在溶蚀地段的爆破作业，尽量做到多打眼、打浅眼，并控制药量。在溶洞充填体中掘进，如充填物松软，可用超前支护法施工；如充填物为极松散的砾、块石堆积或有水，可于开挖前采取预注浆加固。溶洞未做出处理方案前，不要将弃碴随意倾填于溶洞中。3.5.2隧道断面开挖3.5.2.1牛岭隧道进口采用明挖施工，洞身段Ⅱ、Ⅲ级围岩段台阶法开挖，锚喷支护，拱墙一次衬砌，Ⅳ级围岩地段采用CD法开挖，锚、喷支护，并辅以拱墙格栅钢架加强支护及拱部Φ25中空注浆锚杆超前支护，Ⅴ级围岩地段采用CRD法或双侧壁导坑法施工，辅以型钢钢架及拱部超前(大)小管棚注浆超前支护，横洞：40mⅡ级、30mⅢ级、23mⅣ级，采用全断面开挖，锚(网)喷支护，拱墙一次衬砌，采用无轨单车道运输方式。3.5.2.2高岭隧道 进出口段采用双侧壁导坑法开挖，拱部设置Φ42超前小导管加强支护及全环HW175型钢钢架加强支护，Ⅱ、Ⅲ级围岩段台阶法施工，Ⅳ级围岩段中壁法(CD)施工，Ⅴ级围岩段中隔壁(CRD)法或双侧壁导坑法施工，全隧均采用锚喷初期支护，Ⅴ级围岩段采用Φ42超前小导管及全环HW175型钢钢架加强支护，Ⅳ级围岩段采用拱部Φ25超前中空锚杆及拱墙格栅钢架加强支护，岩溶预报浅埋地表钻孔探测浅埋地表钻孔探测洞内超前钻孔预报导坑超前预报隧底预探预报定性预测浅埋地表钻孔探测洞内超前钻孔预报导坑超前预报隧底预探预报洞内超前钻孔预报浅埋地表钻孔探测洞内超前钻孔预报导坑超前预报隧底预探预报导坑超前预报浅埋地表钻孔探测洞内超前钻孔预报导坑超前预报隧底预探预报隧底预探预报浅埋地表钻孔探测洞内超前钻孔预报导坑超前预报隧底预探预报小型溶洞处理方案岩溶隧道技术对策规模较大溶洞处理方案衬砌防渗防漏岩溶隧道施工管棚综合预加固及初期支护开挖方法同软弱围岩相似岩溶地下水处理方案支顶加固方案衬砌采用防水砼无钉铺设防水板设置有效的排水系统减少施工缝，施工缝设置止水带砼整体一次成型，掺加UEA微膨胀剂跨越方案注浆堵水方案浅埋地表钻孔探测洞内超前钻孔预报导坑超前预报隧底预探预报暗沟排水方案浅埋地表钻孔探测洞内超前钻孔预报导坑超前预报隧底预探预报渗沟、铺砌排水方案浅埋地表钻孔探测洞内超前钻孔预报导坑超前预报隧底预探预报涵洞、排水洞排水方案浅埋地表钻孔探测洞内超前钻孔预报导坑超前预报隧底预探预报换填片石、加强衬砌隧道底板梁护拱防护、隧道回填浆砌封闭、回填压实拱桥跨越栈桥跨越边墙拱跨越整体浮放、支托跨越简支梁跨越支承柱加固拱桥支顶加固挖孔桩支顶加固微震爆破技术预加固、短进尺、弱爆破、强支护、勤测量、快衬砌微台阶、短台阶支承墙加固 图3-2岩溶隧道处理方式隧道断面开挖施工工艺见图3-3。横洞暗洞明洞超前地质预测预报设计Ⅱ、Ⅲ级围岩拱部明挖Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩全部采用全断面法开挖、支护根据反馈信息确定围岩级别Ⅳ级围岩Ⅳ级围岩超前支护边墙及以下垂直开挖大管棚或超前自进式锚杆超前支护中空注浆锚杆超前支护台阶法开挖无轨运输出碴 CRD法开挖或双侧壁导坑法开挖CD法开挖通风排烟排危石边墙支护通风排烟衬砌施工通风排烟明洞衬砌无轨运输出碴无轨运输出碴无轨运输出碴初期支护对称回填初期支护及临时支护初期支护下一分步开挖支护下一循环开挖支护扩至全断面适时衬砌图3-3隧道断面开挖施工工艺流程图3.5.3衬砌施工本隧道工程采用复合式衬砌，大模板衬砌台车全断面衬砌，其施工工艺框图见图3-4。根据设计，隧道衬砌根据新奥法原理在初期支护完成后适时进行。二次模注衬砌时间在围岩量测净空变化速率小于0.2mm/d，变形量已达到预计总量的80%以上，且变形速率有明显减缓趋势时进行。首先对开挖断面和防排水系统进行自检，检验合格后报现场监理工程师检验，经检验合格后移动台车就位。混凝土采用水平分层、对称浇筑,控制灌注混凝土的速度和单侧灌注高度，单侧一次连续浇筑高度不超过1m 。输送软管管口至浇筑面垂直距离混凝土的自落高度控制在1.5m以内，以防止混凝土离析。超过时采用串筒或滑槽。布设轨道面板整修台车就位涂脱模剂台车加固挡头板安装头板安装混凝土浇注拆模养护压拱部试件中砂碎石水泥水拌和楼砼搅拌运输车输送泵轨道标高测量控制轨距取样三组至少拱部一组根据监控量测确定施作二次衬砌时间台车移位模板中心高及净空检测止水带安装预埋件基仓清理输送管道安装施工配合比坍落度检查含水量测定检测衬砌断面前方铺设防水层施作衬砌钢筋(如有)不合格进行处理外加剂 图3-4衬砌施工工艺框图混凝土浇筑必须连续，相邻两层浇筑时间间隔控制在规范允许范围之内，因施工需要留设施工缝，必须征得设计同意，并得到监理工程师认可。允许间歇时间具体见表3-3。表3-3混凝土灌注允许间歇时间表灌注时气温（℃）允许间歇时间（min）普通硅酸盐水泥矿碴及火山灰水泥20～309012010～201351805～10195捣固选用的振捣器，其频率、振幅、振动速度等参数视混凝土的塌落度及骨料颗径而定；振捣进不得碰撞模板、钢筋和预埋件。灌注施工采用全断面一次灌注成型，当混凝土灌至墙拱交界处时，间歇约1h，以便于边墙混凝土沉实。拱圈封顶时，随拱圈灌注及时捣实。3.5.4防排水设施施工(1)、防水隧道二次衬砌拱部、边墙及仰拱(底板)采用防水混凝土，其抗掺等级不低于P8。隧道初期与二次衬砌之间拱部及边墙部位铺设EVA塑料防水板加土工布防水。隧道纵、环向施工缝均涂抹砼界面剂并加设中埋式橡胶止水带，拱墙部分环向施工缝内缘采用双组分聚硫密封膏嵌缝，环向按10m一道，纵向2道。斜切式衬砌段、环框衬砌段与暗挖段连接处及软硬岩层分界处设置变形缝一道，宽度约2cm ，变形缝涂抹砼界面剂加设中埋式橡胶止水带，拱墙部分变形缝内缘采用双组分聚硫密封膏嵌缝。二衬拱部每隔3m预留回填注浆孔，待混凝土达到设计强度后，进行充填注浆。(2)、排水牛岭隧道出口端地下水经横洞侧沟排出，以防水流冲刷桥台。其余从洞口排出。隧道内设双侧高式水沟，水沟内侧宽45cm。全隧二次衬砌背后设环向盲沟，采用φ50双壁打孔波纹管，外裹无纺布，每10m一环，两侧边墙脚设纵向透水盲沟，φ100双壁打孔波纹管，外裹无纺布，并要求纵、环向盲管、泄水管采用变径三通连接牢固，泄水管的出口离开水沟内壁一定距离，不紧帖沟壁表面。防排水设施施工工艺见图3-5。3.5.5洞口缓冲结构施工洞口缓冲结构施工与洞门衬砌一起进行，施工中注意支撑要牢固，尺寸要准确，养护及时，以确保缓冲结构达到设计要求。洞口缓冲结构施工工艺见图3-6。检查铺设质量达合格喷砼面整平挂环向双壁打孔波纹管盲沟挂纵向双壁打孔波纹管盲沟防水板卷材焊连成型(带挂绳)界面剂涂涮台车就位衬砌接缝处理防水板运入倒置按照防水板挂绳位置钻孔并楔入膨胀管钉设土工布铺挂防水板接缝焊接安装挡头板浇筑混凝土安设中埋式止水带立钢模测量放样水沟施工准备支撑牢固盖板安装浇筑混凝土结束施工缝双组分聚硫密封膏嵌缝 图3-5防排水施工工艺框图仰拱填充施工测量放线衬砌台车就位搭设环形三角支架拼立内模、涂脱模剂顺接仰拱钢筋，绑扎洞身钢筋泵送灌注缓冲结构砼拆除外模养生施工准备厂家制作、汽车运输汽车吊辅助安装搅拌运输车运送砼搅拌站集中拌制砼现场几何尺寸验收安装外模和缓冲结构开口模板 图3-6洞口缓冲结构施工工艺框图3.5.6隧道的防灾、减灾和救灾措施隧道施工前通过专家调查法(德尔菲法)和安全检查表法确定危险源类别，根据危险源类别制定防灾预案，施工中通过地质超前预测、预报达到围岩好坏早知道，以制定施工方案，达到防灾的目的。施工时通过组织、纪律、教育、安全措施等达到减少灾害的目的，施工中一旦发生灾害，通过应紧救援队达到救灾的目的。隧道的防灾、减灾和救灾方案见图3-7。制定防灾预案防触电事故预案防地质灾害预案防车辆事故预案防坠落事故预案防火灾事故预案防有害气体预案制定减灾措施强化地质围岩监控量测预案加强施工支护及施工防护加强有害气体监控，加强通风排烟措施，进行施工人员防护进行安全教育，加强车辆维修保养及施工调度。设置安全警示专业人员持证上岗，进行用电教育，定期检查，明确标示高空作业安装防护栏、安全网。定期检查作业平台的稳定性在洞内设置消防器材如：灭火器、灭火砂等救灾方案成立救灾领导小组，负责组织救灾实施组建救灾医疗队，进行人员救护启动非常时期的救灾工程应急机制调配救灾机械设备器材、工具和物资制定救灾技术方案和技术措施调查灾害的起因，为救灾提供科学依据 图3-7隧道的防灾、减灾和救灾方案3.5.7安全设施施工方案安全设施施工方案见图3-8。现场勘查安全设施规划洞内规划洞外规划交通标志危险标志防火标志信号标示交通标志施工标志防火标志信号标志采用悬挂法施工底座支架法施工危险标志施工标志指定厂家加工制作 图3-8安全设施施工方案工程上场后，根据安全手册要求，及本工程危险源的预测，进行安全设施规划，通过厂家加工制作，运至现场后采用悬挂法和底座支架法施工。3.5.8超前大管棚施工工艺喷射混凝土封闭岩面后，以水平地质钻机钻孔，然后将加工好的钢管以钻机打入岩层，注浆泵压注水泥浆。超前管棚施工工艺流程见图3-9。工艺要点：施钻前搭设钻孔平台，并检查其安全稳定性，施钻时钻机就位在平台上，安装牢固，以防止钻杆在推力和振动力的双重作用下上下颤动，导致钻孔不直。钻机开孔时要低压力，待成孔1.0m后，压力逐渐增大，转速升至正常转速，第一节钻杆钻入围岩后，尾部剩余20～30cm时，停止钻进，钻机退回原位，人工装入第二根钻杆，换钻杆时，注意检查钻杆是否弯曲、有无损伤、中心孔位是否畅通，并用测斜仪检查钻孔质量，偏离时及时调整。在施钻进程中及时记录和收集岩性及钻孔参数。施工准备钻孔、顶管、接管设备准备管材加工材料准备机具准备地质调查注浆设计现场试验效果检查制定施工方案进入施工配比试验注浆参数喷混凝土封闭掌子面注浆注浆站布置安孔口止浆塞连接注浆管开挖浆液选择浆液配制注浆效果检查补充注浆合格不合格 图3-9超前管棚注浆工艺流程施工时洞口段先浇注一段砼导向墙，在砼达到强度80%时开始钻φ108孔，并设φ127孔口管，打入φ89的大钢管，管棚采用壁厚6mm的钢花管，外插角为1°～3°，设置范围为拱部135°。管节接头用φ75钢管套入φ89内径，长40cm，各插入19cm，中间焊缝2cm，环向焊，并用砂轮或砂纸磨平顺表面。 位于土层时，压注水泥浆，压力不小于2MPa，其余地段压注水泥砂浆，压力不小于1MPa，注浆顺序按钢管施钻顺序从下而上叠加进行。压力逐渐由小加大。注浆过后，钢管内采用高标号水泥砂浆填充，为使管内填充密实，利用喷射机喷射填塞。