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隧道工程施工方案
本合同隧道工程只有某隧道一座,为双洞分离式隧道(出口段为小净距)。某隧道为我项目的主要控制点,单洞平均长度为2598m。隧址区属侵蚀-侵蚀丘陵地貌,隧道轴线大致呈南北走向,穿越某村,地形起伏较大,进口处地面高程195-200m,出口处地面高程170-175m,隧道轴线最高点高程为482m,高差约256-282m,地表植被较发育,覆盖层较薄。进口处山坡自然坡度约15~20°,出口侧山坡自然坡度约25~30°。1设计概况1.1隧道平纵面设计某隧道全长2598m,左右洞呈分离布置,左洞全长2593m,右洞全长2603m,为长隧道。隧道进口位于直线段,出口位于平面曲线围,左右线平曲半径分别为R=1350m和R=1300m。隧道纵坡坡率/坡长:左洞为2.213%/780m和-1.2%/2495,右洞为2.171%/700m和-1.212%/2500m。隧道进口设计桩号:左洞为ZK98+811,右洞为YK98+830;进口设计高程:左洞为197.557m,右洞为198.355m。隧道出口设计桩号:左洞为ZK101+404,右洞为YK101+433;出口设计高程:左洞为170.835m,右洞为170.513m。按照《公路隧道设计规》(JTGD70-2004)的要求,为方便左右洞隧道的联系和发生事故时的救援和逃生,分离式左右隧道之间设右横向通道。当隧道发生火灾等事故时,左右洞互为救援和逃生通道。某隧道设置了3处车行横通道,7处人行横通道,详见表1.1-1某隧道横通道设置一览表。1.2隧道衬砌轮廓1.2.1主洞净空隧道主洞衬砌轮廓净空采用曲墙三心圆,紧急停车带衬砌轮廓是结合停车带加宽宽度、主洞衬砌轮廓形式确定,轮廓净空采用曲墙三心圆。当隧道位于平面曲线围且路面须设置超高横坡时,隧道净空还须满足超高要求。在超高缓和段,隧道净空根据隧道净断面设计图采用调整隧道轮廓圆心至设计高程的高度和洞轴线距离行车道中线的偏移量的办法进行过渡,隧道轮廓圆心高度和偏移量根据不同的超高横坡进行线性插求得。主洞净空详见图1.2-1建筑限界及净空断面设计图。
表1.1-1某隧道横通道设置一览表横通道编号左洞右洞围岩级别桩号间距桩号间距隧道进口ZK98+811YK98+8302442301#人行横洞ZK99+055YK99+060II2202202#人行横洞ZK99+275YK99+280II3393301#车行横洞ZK99+614YK99+610II1791903#人行横洞ZK99+793YK99+800II2182204#人行横洞ZK100+011YK100+020II3163102#车行横洞ZK100+327YK100+330II2392505#人行横洞ZK100+566YK100+580II2482506#人行横洞ZK100+814YK100+830II2592503#车行横洞ZK101+073YK101+080II1611707#人行横洞ZK101+234YK101+250II170183隧道出口ZK101+404YK101+4331.2.2横通道衬砌轮廓车行横通道建筑限界净宽4.5m,净高5.0m;衬砌轮廓为单心圆直边墙结构。人行横通道建筑限界净宽2m,净高2.5m;衬砌轮廓为单心圆直边墙结构。1.3隧道土建设计1.3.1洞口设计某隧道左洞进口仰坡开挖高度3.39m,右洞进口仰坡开挖高度3.56m,左洞出口仰坡开挖高度1.34m,右洞出口仰坡开挖高度1.44m。隧道洞口均采用端墙式洞门。隧道进出口仰坡和边坡均进行绿化防护,绿化防护的形式是采用镀锌网植草进行植物防护。成洞面及明洞临时边坡采用挂网锚喷的支护方式来保证明洞回填前的临时稳定。左右洞成洞面开挖的时候要保留核心土。1.3.2洞身结构设计
某隧道结构采用复合衬砌,以锚杆、湿喷混凝土(钢筋挂网)、钢拱架等为初期支护,大管棚、超前小导管注浆、超前锚杆等为施工辅助措施,充分发挥围岩的自承能力,在监控量测信息的指导下施作初期支护和模筑二次衬砌。各种类型施工辅助措施支护参数和复合支护参数详见表1.3-1施工辅助措施支护参数表及表1.3-2复合支护参数表。表1.3-1施工辅助措施支护参数表施工辅助措施代号参数规格长度(m)外插角(°)环向间距(cm)纵向间距(m)大管棚F1Φ108mm钢管小于401~350JF1Φ108mm钢管小于401~350小导管注浆F2-2Φ50mm钢管510,40302.8F2-1Φ50mm钢管515502.8F2Φ50mm钢管515503.5JF2-1Φ50mm钢管515502.8超前锚杆F3Φ22mm水泥砂浆锚杆3.515602.1JF3Φ22mm水泥砂浆锚杆3.515602表1.3-2复合支护参数表(插入表)初期支护喷射混凝土均采用湿喷混凝土,严禁采用干喷法喷射。除V级围岩浅埋段及紧急停车带二次衬砌拱部和边墙采用C30防水混凝土,仰拱采用C30普通混凝土外,其余二次衬砌拱部和边墙采用C25防水混凝土,仰拱采用C25普通混凝土。V级围岩预留变形量12cm,IV级围岩预留变形量8cm,III级围岩预留变形量5cm,II级围岩预留变形量3cm。1.4隧道防排水设计隧道主体结构防水采取二衬防水混凝土,抗渗等级大于等于S6。沉降缝、环向施工缝采用中埋式橡胶止水带进行防水并用防水材料镶嵌,纵向施工缝采用遇水膨胀单液型密封胶。在初期支护与模筑混凝土衬砌之间设置EVA防水板,为保护防水板并形成渗水通道,防水板外设无纺布,无纺布与防水板间不得复合。全隧道除仰拱外满铺1.2mm厚EVA防水卷材及300g/m2无纺布。为防止明洞回填土时损伤防水板,明洞外贴式防水层采用上下两层300g/m2
无纺布中间夹一层1.2mm厚EVA防水卷材的结构。当洞壁渗水较大影响喷射混凝土时,采用高抗冲聚苯乙烯排水板引排地下水。洞壁股水或地下水较集中处,设置Φ50HDPE单臂波纹管盲沟(没处1~3根),将地下水引出。Φ50HDPE单臂波纹管盲沟纵向间距为5~15m。将地下水集中到左右边墙底部的纵向排水暗管中,然后引入隧道排水主管(沟)中。墙背纵向排水管必须演那个按照设计高程埋设到位,不能呈波浪状,引起积水和排水不畅;各排水管件交叉处必须用三通或多通管连接,各排水管件均外裹透水无纺布。隧道排水设置:在隧道衬砌背后环向铺设Φ50HDPE单臂波纹管盲沟,将水引入边墙两侧Φ10cm双臂打孔波纹管,然后通过Φ10cmPVC横向排水管将水引入Φ40cm双臂打孔波纹管中央排水管排出洞外,路面水通过路缘通缝式排水沟排出洞外,与洞外的天沟、排水沟、截水沟形成完整的排水系统。电缆沟底部横坡及纵向集水沟,将可能流入电缆沟的水通过纵向集水沟引出洞外。洞身出现裂隙滴水时(淋雨状),采用封堵的方式,在局部或全断面用小导管注水泥水玻璃双浆液进行堵水处理。1.5隧道路面设计1.5.1主洞及紧急停车带路面1.5.1.1、沥青水泥复合式路面适用围:隧道行车方向进口段500m围。沥青混凝土路面:4.5cmATH阻燃改性沥青混凝土抗滑表层(AC-16C)+5.5cm中粒式ATH阻燃改性沥青混凝土下面层(AC-20C)。水泥混凝土面层:在沥青面层下设置24cm水泥混凝土面层,设计弯拉强度5.0mpa。基层或调平层:在水泥混凝土面层下设置基层或调平层,仰拱路段为20cm厚C20水泥混凝土基层,非仰拱路段为20cm厚C20水泥混凝土调平层。1.5.1.2、水泥混凝土路面适用围:隧道行车方向进口段500m围外的其他路段围。面层:26cm水泥混凝土面层,设计弯拉强度5.0mpa。
基层或调平层:在水泥混凝土面层下设置基层或调平层,仰拱路段为20cm厚C20水泥混凝土基层,非仰拱路段为20cm厚C20水泥混凝土调平层。1.5.1.3、紧急停车带路面面层:26cm水泥混凝土面层,设计弯拉强度5.0mpa。基层或调平层:在水泥混凝土面层下设置基层或调平层,仰拱路段为20cm厚C20水泥混凝土基层,非仰拱路段为20cm厚C20水泥混凝土调平层。2施工布置某隧道隧道长度较大,采用双洞双向掘进,四个洞口同时开工的方法施工。每个洞口各布置一个隧道专业机械化施工队,洞施工开挖、出渣、初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。2.1施工便道隧道进口便道:利用既有进场道路,X241县道(6.5m水泥混凝土路面)和桃源村村道(3.5m宽水泥混凝土路面)进入施工现场,在主线K97+880处(即主线和桃园村道间距最小处),修建进场便道首先接通主线,然后一直修筑到隧道进口处。隧道出口便道:利用既有进场道路,X233县道(6.5m水泥混凝土路面)进入施工现场,在X233县道和主线交叉处(即仙游县启乐纤维开发)修建进场便道,一直修筑到隧道出口处。2.2拌合站和料场隧道进口处:在隧道进口处在主线K98+100处左侧,设置拌合场、料场。拌合场投入一套HZS-60型水泥混凝土拌合站,供隧道进口段和标段起点段路基结构物施工;料场一字排开设置4各料仓,每个料仓面积为200m2。隧道出口处:在主线K102+400处左侧,设置拌合场、料场。拌合场投入一套HZS-120型水泥混凝土拌合站,供隧道出口段和标段终点段桥涵、路基结构物施工;料场一字排开设置8各料仓,每个料仓面积为200m2。2.3施工用水、用电隧道进出口处附近50m围均有小溪流过,常年流水。施工前对溪水进行水质检验合格后方可用于施工。在每个拌合站设置50m3储水池,采用抽水泵从现有小溪储水进入蓄水池备用。
隧道进口洞口处设两台变压器,分别为800KW、630KW,供隧道、起点段路基结构物和进口处拌合站用电。隧道出口洞口处设两台变压器,分别为800KW、630KW,供隧道、起点段路基结构物用电。(后附施工用电计算)2.4通风防尘为确保工程顺利施工,根据施工规要求和工程施工需要,某隧道设置通风、排尘系统。2.4.1通风系统隧道以压缩空气为动力的风动机具主要有:凿岩机、混凝土喷浆机。空压机采用20m3电动空压机,进出洞口拟计划安装8台。为避免风压损失过多,空压机均布设在洞口附近,同时选用直径为Φ200的大直径风管,尽量减小压力损失,并使得风管末端风压不小于0.6MPa。(空压机站供风能力计算:)实际供风能力:Q供=8×20=160m3/min洞作业需要的供风能力:Q实=(1+K备)(∑qk+q漏)Km式中:K:同时工作系数,取值0.75;K备:空压机的备用系数一般取0.75-0.9,此处取0.75;∑q:风动机具需风量,m3/min。经计算,一般情况下同时启用25台凿岩机(每台3.5m3/min)及2台喷浆机(每台8m3/min),总需风量为103.5m3/min;q漏:管路及附件的漏耗损失,其值为q漏=d·∑L,m3/min;d:每千米漏风量,平均为1.5-2m3/min;L:管路总长,本处取1.5Km;Km:空压机所处海拔高度对其的影响系数,本处取1.1;故Q实=(1+K备)(∑qk+q漏)Km=(1+0.75)(103.5×0.75+1.5×1.5)×1.1=153.66m3/minQ供=8×20=160m3/min>Q实=153.66m3/min故8台20m3/min空压机供风能力满足施工要求。
高压风管采用Φ200的大直径风管,主管道上每隔300-500m安装闸阀,每隔60m加设一个三通接头备用,风管前段至掌子面距离保持在30m左右,并用高压软管接分风器。隧道左右线风管采用并联形式供风。隧道开挖面工作风压应不小于0.5MPa。空压机压缩空气的压力一般为0.7~0.8MPa。为保证风动机具的风压,要求钢风管终端的风压不得小于0.6MPa。(由于压缩空气在输送过程中,由于管壁摩擦、接头、阀门等产生沿程阻力,使其压力减少,一般称为风压力损失。高压风管风压力损失⊿P由以下公式计算:⊿P=λ·(L/d)·(V2/2g)·γ×10-8式中:λ:摩阻系数,Φ200风管取0.0245L:管路总长,本处取1500(m)d:送风管径(m),此处为0.4m(Φ200钢管并联)g:重力加速度,g=9.8m/s2γ:压缩空气容重,温度为t℃时,其容重为γt=12.9×273/(273+t)=9.44。压力为P的空压机压缩空气的容重γ=γtP=9.44×8=75.52N/m3。(空压机压缩空气0.8MPa)V:压缩空气在风管中的速度(m/s),根据风量和风管面积求得。V=21.22(查表所得)故:⊿P=λ·(L/d)·(V2/2g)·γ×10-6=0.0245×(1400÷0.4)×21.22²÷(2×9.81)×75.52×10-6=0.106MPa故刚风管终端风压P终=0.8-0.106=0.694MPa>0.6MPa风压经验算,一般空压机压缩空气为0.7-0.8MPa满足施工要求。)3总体施工方法某隧道均按新奥法组织施工,软岩地段施工坚持“先预报、管超前、短进尺、控爆破、早支护、快封闭、勤量测”的原则。施工时选用多功能作业台架配凿岩机、装载机或挖掘机、衬砌模板台车、重载自卸汽车等为主要特征的大型机械设备配套,组成钻爆、装运、超前支护、喷锚支护、衬砌等机械化作业线的有机配合。四条主要施工机械化作业线设备配套为:
钻爆作业线:隧道开挖采用多功能作业台架配合气腿式凿岩机钻眼,光面爆破;软弱围岩段采用机械配合人工开挖或人工持风镐开挖。装运作业线:出碴采用挖掘机配合装载机装碴,重载自卸汽车运碴。喷锚作业线:采用混凝土喷射机喷混凝土,采用风钻钻孔,人工安装锚杆、钢架和钢筋网,注浆机注浆。衬砌作业线:采取简易仰拱栈桥全幅超前施作仰拱,多功能台架人工无钉铺设防水板,12m液压模板台车施作衬砌,全自动计量混凝土拌和站生产混凝土,混凝土运输车运送混凝土,泵送混凝土入模,插入式配合附着式振捣器振捣。沟槽、路面及附属洞室与洞身同步进行施工。4总体施工方案4.1超前地质预报方案隧道施工中,地质超前预报是做好动态设计、动态施工的重要环节。施工中须做好超前地质预报工作,尤其是在到达断层破碎带、节理密集带之前,须加强地质预报。以便及时掌握掘进前方的工程地质和水文地质情况,以策隧道工程及施工安全,且为需该设计提供设计依据。银某隧道计划采用的主要预报方法:TSP203、超前水平钻孔、地质雷达。将以上方法有机结合、综合应用,发挥各自长处,相互补充、相互验证,从不同方面发现异常、揭示异常,组成地质超前预报完整的技术体系,并坚持将超前地质预报合理纳入工序进行组织管理。其中:TSP203预报系统:该系统是目前最先进的方式,准确率高,适用围广,适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况;预报距离长,能准确预报掌子面前方100~200m围地质情况。地质雷达:能判断短距离(10~40m以)的精细岩性结构变化情况的预报,作为TSP203超前地质预报的补充,地质雷达拟用于隧道底部、边墙、隧顶外或其它出水部位可能隐伏岩溶洞穴的探测。超前水平钻孔:是最直观、最准确的预报方式,拟在隧道全长采用。4.2隧道小净距结构施工方案
小净距隧道围岩的受力、变形特征与隧道断面型式、断面尺寸、围岩类别、隧道埋深、中夹岩柱体厚度、开挖方式、支护型式和参数选取等众多因素有关。其中,小净距隧道与普通分离式隧道的主要区别,前者中夹岩柱体的厚度较薄,因施工过程中的多次扰动而成为受力薄弱环节。当围岩级别较低,岩柱较薄时,其中夹岩柱体将形成贯通的塑性区,严重影响围岩的稳定性。小净距隧道的施工方法与普通分离式隧道相比差别不大,但由于中夹岩柱体厚度较小,在施工过程中,其是受力薄弱部位,稳定性较差,因此,在施工中对中夹岩柱体的保护将至关重要。小净距隧道施工的难点、重点是合理选取开挖顺序、控制爆破作业,确保隧道开挖过程围岩的稳定,减小两隧道之间由于净距较小引起的围岩变形、爆破震动等不利因素。对于低级别围岩、软弱、破碎围岩来说,重在确定合理的开挖顺序,减少对围岩的扰动;对于高级别围岩、坚硬、完整围岩,重在控制爆破振动对围岩稳定性的影响。某隧道出口洞口段小净距开挖顺序拟采用正向单侧壁开挖方式。控制爆破拟采用的方法为:①低威力、低曝速炸药或采用小直径不偶合装药;②采用微差爆破;③采用预裂爆破或预钻防震孔;④限制一次起爆的装药量;⑤采用分步开挖,增加临空面。详见表4.2-1三车道小小净距隧道施工方法。表4.2-1三车道小净距隧道施工方法围岩级别施工方法开挖顺序图例(以左洞先行为例)V、IV1、单向侧壁导坑法2、上下台阶与正向单侧壁组合法III1、反向单侧壁导坑法2、上下台阶与反向单侧壁组合法3、上下台阶法II1、下导坑先行导坑预留光面层2、上下台阶法3、全断面法(中夹岩处理加固设计)4.3开挖及钻爆方案4.3.1洞口软弱围岩浅埋段
某隧道采用普通钻爆法施工,洞口段及V及围岩地段,采取双侧壁导坑法开挖,施工支护采用喷射混凝土、钢筋网、钢架和锚杆联合支护,并辅以小导管等超前支护。洞口浅埋段钢筋混凝土衬砌及时施作。4.3.2洞身地段隧道V级围岩地段采用双侧壁导坑法开挖,IV级围岩地段采用四步中隔壁法开挖,III级围岩地段采用两步中隔壁法开挖,II级围岩采用全断面开挖,III、II级围岩紧急停车带段落采用两步中隔壁法开挖。4.3.3钻爆方案隧道采用自制简易台车钻孔,非电起爆。爆破采用光面爆破或欲裂爆破,分步开挖时可采用预留光面层光面爆破。光面爆破的参数根据现场试爆确定,在软弱围岩开挖时,爆破开挖一次进尺根据开挖围岩和围岩自温时间严格控制;在坚硬完整的围岩中开挖时,考虑有利于控制超挖因素综合确定进尺。软岩爆破时周边眼间距控制在40cm以,中硬岩爆破时周边眼间距不宜大于50cm。隧道开挖中,爆破围岩可能对周围建筑物产生影响时,或左右洞间距较小时(一般小于20m)要监测围岩爆破扰动围和振动速度。4.4喷锚支护及注浆某隧道设计均为复合式衬砌,为提高初期支护的质量,争取支护的最佳时间,拟在每个工作面配备2~3台喷射机,采用湿喷工艺,降低粉尘;配备2台自制多功能台架,抢占支护的最佳时机以保证安全,在断层破碎带等不良地质地段支护要及时。隧道爆破开挖后,坚持先喷后锚原则施工,即先初喷混凝土封闭岩面,然后再施作系统锚杆、挂钢筋网、架立钢架,最后复喷达到设计厚度。隧道锚杆为有压注浆中空锚杆,锚杆必须设置垫板,并灌注早强水泥砂浆,锚杆孔注浆要密实饱满;锚杆必须在砂浆强度达到5.0mpa之后才允许上紧垫板螺母;锚杆垫板必须与围岩密贴,锚杆尽量垂直于岩石层面施作。注浆的关键控制点是注浆参数、设备选型、注浆密实度和注浆效果检查。为有效控制注浆量、注浆压力等,在施工中拟采用智能化注浆系统,通过实时控制注浆参数和注浆泵的现场控制系统,提高注浆工程的质量、效率和可靠性。4.5二次衬砌及仰拱回填根据以往的施工经验和某隧道总体工期安排,隧道洞身衬砌每个工作面均配备一台12m
长的自行式全液压衬砌台车。每台衬砌台车在工序上形成防水、钢筋绑扎、混凝土浇筑、养护一条流水作业线。隧道洞身二次衬砌均在初期支护收敛变形趋于稳定后施作,采用HBT60型混凝土输送泵配合自行式液压模板台车全断面施工,混凝土采用拌和站集中拌和。混凝土拌和采用二次搅拌,以满足高性能混凝土的要求和耐久性要求。混凝土运输车运送混凝土,混凝土输送泵泵送压入模板,插入式捣固棒配合台车所挂附着式振捣器捣固。紧急停车带扩大断面根据工期实际要求拟采用改制后的衬砌台车或型钢桁架普通组合钢模板衬砌。行车、行人横洞采用型钢桁架普通组合钢模板衬砌。二次衬砌施作时必须先浇筑仰拱和矮边墙,然后立模进行拱部混凝土浇筑。仰拱回填在片石混凝土浇筑时,片石掺量不超过总体积的20%,片石和模板的距离大于5cm,片石间距应大于粗骨料的最大粒径,片石必须分层掺放,抛填均匀,捣固密实,禁止一次性倒入。4.6防排水方案隧道结构防排水施工按照“防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则进行,通过系统治理,达到隧道不渗不漏的防水目标。防水卷材施工:防水板卷材及无纺布在初期支护验收合格后方可施工,防水卷材铺挂采用热风双焊缝无钉普挂工艺,防水卷材搭接长度不小于10cm并保证接缝质量,防水卷材的搭接质量采用气压测试进行检测:两条焊缝间生成2.5巴的气压,在15分钟气压下降值应小于0.25巴。富水地段防水:对成股向外涌水地段,根据水量的大小,采取埋设多根大直径塑料管来取代软式透水管,采取模喷混凝土来代替施作喷锚支护;在淋水地段,防水板打湿后,焊缝质量难以保证,因此,预铺一层防水板引水,然后再按设计铺设防水板;水量大的地段,采用帷幕注浆堵水工艺,堵水效果要达到90%以上。4.7通风方案某隧道均采用独头压入式通风方式。根据进行计算。当单口掘进距离为500m≤L<1500m时,配置一台2×75KW轴流风机,配置一道Φ1200mm的风管压入式通风,风袋用便于装卸和维修的PVC拉链式软风管。各掘进工作面必须独立通风,严禁任何两个工作面之间串联通风。隧道需要的风量,必须按照爆破排烟、同时工作的最多人数进行计算,并按允许风速进行检验,采用其中的最大值。4.8洞外施工调度通信方案
为了使洞外各道工序协调配合、洞外施工运输有序,现场指挥准确可靠,本标段设置强有力的施工运输、机械设备调度系统,负责工程施工、车辆运输、设备运转的统一调配调动工作。洞与洞外采用有线和无线对讲机相结合的联络方式。每个洞口设置调度值班房,洞外有线安装在值班房,洞根据实际情况安设在靠近掌子面附近的横洞或预留洞室等避闲处。4.9风、水、电布设方案4.9.1洞管路线总体布设洞临时设施包括洞高压电缆、照明线路、高压风水管路、通风管路及施工抽排水管等,洞管线布置详见图4.9-1洞管路线总体布设图4.9.2高压供风方案高压风采用洞外电动空压机组成的压风站集中供风方式,高压风管直径采用Φ200mm无缝钢管,进洞后采用托架法安装在边墙上,沿全隧道通长布置,高度以不影响仰拱及铺底施工为宜。主管道每隔300~500m分装闸阀和三通,以备出现涌水时作为应急排水管使用,管道前段距开挖面30m距离主风管头接分风器,用高压软管接至各风动工具。总风量按各工作面全部采用风动工具凿岩,开挖工作面按25台风枪考虑,每台耗风按3.5m3/min计,喷射混凝土二个工作面同时施工,每工作面配备2-3台喷浆机,每台耗风量按8m3/min
计。根据计算所得总耗风量,在银洞坡隧道进出口各设一组8×20m3/min高压风站供隧道高压送风。4.9.3高压供风方案在隧道洞口附近根据地形设置高山水池或无级供水泵站,供水满足洞高压用水需要,利用管路供水至洞。高压水管选用直径为Φ100mm无缝钢管,安装在高压风管上部。4.9.4洞施工排水方案隧道进口端为反坡施工,开挖时根据洞身的实际涌水量,配备足够的抽水设备,将掌子面积水利用污水泵逐级抽水,排出洞外。隧道出口端为顺坡施工,开挖时根据洞身的实际涌水量,配备足够的抽水设备将掌子面积水利用污水泵抽至已施工完毕的隧道两侧水沟排出洞外。排到洞外的污水经污水处理站处理达标后排放。4.9.5施工用电方案隧道进口、出口各安装2台800kVA变压器供洞外设备及洞照明用电,在隧道各口各配置两台250KW发电机组成发电机组,以备停电后应急。洞动力线路为三相五线制。照明电压:作业地段不得大于36V,成洞和不作业地段可采用220V;成洞地段固定的电线路,应用绝缘良好的胶皮线架设。施工地段的临时电线路宜采用橡套电缆,隧道设应急照明设备,该设备必须在短路或供电中断时,能自动接通并能连续工作2小时以上。5隧道工程施工方案5.1洞口工程隧道进口处山坡自然坡度约15~20°,出口侧山坡自然坡度约25~30°。左洞进出口均以斜交30°成洞面进洞。右洞进出洞口通过刷坡后基本正交进洞。洞口施工工序:施作洞顶截水沟→洞口段开挖(成洞面要求保留核心土)→施作边坡及仰坡临时防护工程(边开挖边防护)→非核心土部分开挖至成洞面→开始暗洞的超前支护施工→施作明洞段衬砌→明洞临时回填(筑临时挡墙,回填土至明洞顶)。5.1.1测量放样先让测量班按照洞口轴线方向每2m
测量一个地表横断面,地形变化过快的可以适当加密横断面测量,绘制好洞口轴线横断面图,并结合设计合理确定洞顶截水沟位置及其进洞里程,对需要刷破的边仰坡放样定位,用白灰划出其轮廓。5.1.2洞顶截水沟洞顶截水沟位于边、仰坡开挖线5m以外设置,具体位置根据实际地形进行调整布置。开挖设计轮廓为180cm(宽)×70cm(深),开挖时根据实际情况开挖轮廓适当扩大,局部截水沟由于洞顶坡积土较厚的地带可以适当挖深,尽量使截水沟基地位于可靠的基地上面砌筑,防止洞顶截水沟下沉过大。截水沟可以适当挖深,先在截水沟底及沟壁现浇混凝土,防止沟积水不向仰坡渗透,然后再用片石砌筑30cm厚的顶面100cm,底面40cm,高度为40cm的倒梯形形沟,砌筑时要求砂浆饱满,砌筑时用浆砌片石砌满开挖轮廓,沟用至少2cm厚的砂浆再次抹面。截水沟排水坡度要尽量平顺,达到排水通畅,绝对不能出现沟出现积水现象。当截水沟的坡度大于20%时,设置截流槽,急流槽的基础稳固,基底每隔2m设一平台,以防滑动。截水沟砌筑完毕后对沟两侧适度夯实,防止截地表水渗入,同时要求截水沟上游沟顶侧适当比原地面稍低,防止地表水不能顺利流入沟。截水沟出水口与永久排水系统相结合,做到排水通畅。5.1.3洞口开挖洞口进洞时遵循“早进洞、晚出洞”原则,减少洞口仰坡的开挖,尽量做到零开挖,不破坏就是最好的保护,保护生态,绿色施工。首先按照洞口轴线每2m测量一个横断面,绘制洞口轴线横断面图,合理确定明暗洞交界线。洞口开挖前先施做作好洞口边仰坡截水沟,截排地表水,排水沟与永久排水系统相衔接。沿第一次开挖线自上而下开挖土石方,土方及软弱围岩采用人工配合机械开挖。坚硬石质围岩采用松动或控制爆破。仰坡面根据实际围岩松散情况尽量采用机械刷坡,避免爆破震动造成仰坡失稳,及时进行边、仰坡面封闭防护,必要时可以先对边仰坡面临时喷浆封闭处理,确体、隧道洞口仰坡的稳定。洞口开挖尽量减少洞口坡脚破坏,防止坍塌。5.1.4洞口边仰坡防护5.1.4.1加固锚杆施工坡面采用Φ22×5m加固锚杆施工,间距1.2m×1.2m
,呈梅花形布置。施工时结合设计图纸和现场坡面实际情况确定锚杆孔位、孔深和倾角。如围岩情况变化,需调整孔位和间距时,应及时申报监理工程师同意后方可执行。锚杆钻孔采用风动凿岩机钻孔,并按照设计间距布孔;钻孔方向尽可能垂直结构面或初喷混凝土表面;锚杆孔比杆径大15mm,深度误差不得大于±50mm;成孔后采用高压风清孔。锚杆注浆安装前先做好材料、机具、脚手平台和场地准备工作,注浆材料使用硅酸盐或普通硅酸盐32.5水泥,粒径小于2.5mm的砂子,并须过筛,胶骨比1:0.5~1:1,水灰比0.38~0.45,砂浆标号不小于M20。砂浆锚杆作业程序是:先注浆,后放锚杆,具体操作是:先将水注入牛角泵,并倒入少量砂浆,初压水和稀浆湿润管路,然后再将已调好的砂浆倒入泵。将注浆管插至锚杆眼底,将泵盖压紧密封,一切就绪后,慢慢打开阀门开始注浆。在气压推动下,将砂浆不断压入眼底,注浆管跟着缓缓退出眼孔,并始终保持注浆管口埋在砂浆,以免浆中出现空洞,将注浆管全部抽出后,立即把锚杆插入眼孔,然后用木楔堵塞眼口,防止砂浆流失。锚杆孔中必须注满砂浆,发现不满须拨出锚杆重新注浆。注浆管不准对人放置,以防止高压喷出物射击伤人。砂浆要随用随拌,在初凝前全部用完,使用掺速凝剂砂浆时,一次拌制砂浆数量不得多于3个孔,以免时间过长,使砂浆在泵、管中凝结。锚注完成后,及时清洗,整理注浆用具,除掉砂浆凝聚物,为下次使用创造好条件。5.1.4.2钢筋网片施工钢筋网片采用I级Φ6钢筋焊制,在钢筋加工场集中加工。先用钢筋调直机把钢筋调直,再截成钢筋条,钢筋网片尺寸根据边仰坡刷破面和网片之间搭接长度综合考虑确定。钢筋焊接前要先将钢筋表面的油渍、漆污、水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均清除干净;加工完毕后的钢筋网片应平整,钢筋表面无削弱钢筋截面的伤痕。按图纸标定的位置挂设加工好的钢筋网片,钢筋片随初喷面的起伏铺设,绑扎固定于先期施工的砂浆锚杆之上,再把钢筋片焊接成网,网片搭接长度为1~2个网格。5.1.4.3成洞面喷射混凝土施工加固锚杆施工完毕后,首先喷射4cm厚混凝土,然后挂钢筋网。钢筋网要随初喷面的起伏铺设,与受喷面的间隙不大于3cm
,与锚杆或其它固定装置连接牢固,然后开始喷射时,要减小喷头至受喷面的距离,并调整喷射角度,二次喷射混凝土厚度为6cm,喷射混凝土总厚度为10cm。喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时,要及时清除后再喷射混凝土。5.1.5套拱施工洞口开挖后立即进行C15片石混凝土偏压挡墙扩大基础开挖施工,挡墙基坑临时开挖坡面坡度为1:0.5。挡墙模板安装:模用冷弯机将I20型钢按照设计的弧度及半径弯制成型,然后将30×120cm的钢模固定在型钢上作为模;挡墙外模采用钢管及普通钢模拼装而成,模和外模用φ16钢筋作为拉杆对拉,确保混凝土浇筑时不跑模变形。套拱模板模用冷弯机将I20型钢安装设计半径及弧度弯制成型,然后将30×120cm的钢模固定在型钢上作为模,外模采用普通钢模拼装组合而成。套拱钢筋为双层Φ2515cm钢筋网片,两层钢筋网间距为10cm。安装底层钢筋网后安装套拱导向钢管,最后安装顶层钢筋网。套拱导向钢管安装及定位:先计算好导向钢管的环向半径,由测量班对φ127×4mm导向钢管进行定位测量。管棚钻进时由于钻杆重力等作用,会使管棚成孔方向向下偏移,所以在定向钢管定位时需要沿径向向外仰角2°(即每米抬高0.035m),确保管棚钻进时不侵入暗洞开挖界限。导向钢管位置及角度确定后,用Φ12钢筋焊接固定牢固。混凝土施工,模板安装支撑牢固后,再次检查其结构尺寸,特别是检查导向钢管外插角及其环向半径是否与设计相符,是否考虑了套拱预留沉落量等,检查无误后方可进行模筑混凝土施工。注意事项:套拱拱脚基础必须在坚实稳固的地基上浇筑。偏压混凝土挡墙拆模后立即分层夯填外侧基坑至原地面高度。5.1.6大管棚施工进洞辅助施工措施的好坏、强弱是本项工程成败的关键。长管棚是对付隧道不良地质的有效手段,适合特殊困难地带,如极破碎岩体、塌方体、岩堆体等地段。当然在堆积碎石土中因块状碎石含量较多,管棚施工相对来说有一定的难度,容易造成管棚偏位,施工时注意以下方面:做套拱时尽量少破坏坡脚,避免引起边坡失稳,管棚的长度要求拱腰侧的第一根深入坚硬围岩3m
,由于围岩松散,施工时要求钻进速度不应冒进,减低转速,防止钻杆在外力作用下偏位。遇到孤石更应减速,不得强行对钻杆施加压力。下管时遇到塌空现象较严重时,可先注浆固化,再钻进,反复多次。5.1.6.1大管棚设计本线在隧道进出口明暗交界处设计超前大管棚。设计参数:①导向钢管规格:Φ127×4mm;长管棚:Φ108×6mm。②管距:环向间距50cm;③倾角:外插角1°~3°,可根据实际情况作调整;④注浆材料:0.5:1水泥浆,水玻璃;⑤设置围:拱部:147度3分14s围;⑥长度:16,20m。5.1.6.2大管棚施工⑴搭设钻孔平台钻机为方便钻机施工,明洞拱部土质开挖采用环形开挖,拱部核心土高度留至暗洞开挖外轮廓线下1.0m,以核心土为钻机基本平台,搭设脚手架调整钻机高度。钻孔从拱顶向两侧间隔钻孔,两台钻机同时作业,钻孔由高孔位向低孔位进行随着孔位高度的降低,降低核心土平台高度。平台支撑于稳固的地基上,脚手架连接要牢固、稳定,防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。钻机定位:钻机要求与已设定好的孔口管方向平行,必须精确核定钻机位置。用经全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法,反复调整,确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。⑵钻机为了便于安装钢管,钻头直径采用Φ127mm。岩质较好的可以一次成孔。钻进时产生坍孔、卡钻时,需补注浆后再钻进。钻机开钻时,低速低压,待成孔10m
后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。钻进过程中经常用测斜仪测定其位置,并根据钻机钻进的状态判断成孔质量,及时处理钻进过程中出现的事故。钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。认真作好钻进过程的原始记录,及时对孔口岩屑进行地质判断、描述,作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料,从而指导洞身开挖。⑶清孔验孔用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔,清除浮渣,确保孔径、孔深符合要求,防止堵孔。用高压风从孔底向孔口清理钻渣。用全站仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。⑷安装管棚钢管钢管在专用的管床上加工好丝扣,管节长度为3m,6m两种,导管四周钻设孔径15mm注浆孔(靠孔口3.5m处的棚管不钻孔),孔间距30cm,呈梅花型布置。棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺,即先钻大于棚管直径的引导孔(Φ127mm),然后用装载机在人工配合下顶进钢管。接长钢管要满足受力要求,相邻钢管的接头前后错开。同一横断面的接头数不大于50%,相邻钢管接头至少错开1m。⑸施工控制要点①管棚施工前的工作面封闭,不仅可稳定工作室,也是止浆层,喷射混凝土要厚度要满足要求,其误差小于5cm。孔止浆施工难度较大,选择责任心强、经验丰富的专人负责施作。②管棚施工精度要求极高,不仅要测量放样标注孔位,其允许误差小于1.0cm;就位后的钻机要以钻杆前后端的坐标测定,前后端三维坐标点测定误差应小于0.5cm。并对每个孔进行编号。③严格控制钻孔平面位置,管棚不得侵入隧道开挖线,相邻的钢管不得相撞和立交。经常量测孔的斜度,发现误差超限及时纠正,至终孔仍超限者应封孔,原位重钻。④孔钻孔的精度因钻具自重及地层阻力,不可避免地产生钻孔下沉或偏斜。施工中除预留钻孔下沉高度外,钻孔中应根据地层变化情况进行钻进速度和旋转速度的调整,以减少钻孔误差,成孔后的钻孔应及时进行质量检查,不合格者应套钻清孔。⑤在推管过程中应使钢管方向与钻孔方向一致,以防钢管偏斜导致推管困难。
⑥管棚钻进完成一孔,立即注浆一孔。5.1.7明洞施工明洞开挖采用短段落、分台阶、开敞式开挖,一级边坡采用0.3~0.5临时边坡施工按开挖一段,灌注一段,回填一段的方法,避免全面敞开及雨季施工。明挖隧道洞顶及洞口段排水系统形成后,按照12m一个段落隧道开始土石方工程施工,土石方开挖自上而下分台阶进行,随开挖随防护,边仰坡防护按设计坡度一次整修防护到位,以稳定边仰坡,防止滑塌。局部坚硬岩石用控制爆破炸除,以免影响仰边坡的稳定;施工机械以挖掘机为主,装载机配合;运输采用自卸车,运输至弃土场。明挖隧道每开挖支护完后,随即开始进行第一环衬砌,衬砌采用整体模板台车先墙后拱全断面模注施工,外模采用组合钢模支立,混泥土采用泵送入模,衬砌施工完成后,并按设计及时施作防水层。墙背与拱顶回填需待混凝土达到设计强度后进行回填。在回填前先作好防水层和纵向盲沟,回填土方时在明挖隧道两侧对称回填、分层夯实,每层厚度不大于0.3cm,两侧回填土面高差不大于0.5m,回填至拱顶后采用人工夯实至拱顶以上1m,开始使用机械回填。明挖隧道施工作业流程:测量放线→开挖→边仰坡防护→台车就位→绑扎钢筋→灌注混凝土→做防水层→回填。5.2洞身开挖某隧道出口段为小净距结构。里程桩号为:ZK101+261~ZK101+404,YK101+277~YK101+433,其中左洞:ZK101+261~ZK101+290为II级围岩地段的JZ2型衬砌形式,ZK101+290~ZK101+315为III级围岩地段的JZ3型衬砌形式,ZK101+315~ZK101+370为IV级围岩地段的JZ4型衬砌形式,ZK101+370~ZK101+375为IV级围岩地段的JZ4-1(b)型衬砌形式,ZK101+375~ZK101+384为V级围岩地段的JZ5-1型衬砌形式;右洞:YK101+277~YK101+300为III级围岩地段的Z3型衬砌形式,YK101+300~YK101+315为III级围岩地段的JZ3型衬砌形式,YK101+315~YK101+375为IV级围岩地段的JZ4(b)型衬砌形式,YK101+375~YK101+385为V级围岩地段的JZ5-1(b)型衬砌形式,YK101+385~YK101+408为V级围岩地段的JZ5-1型衬砌形式,YK101+408~YK101+428为V级围岩地段的JZDK-1型衬砌形式。由于左洞出洞口桩号为ZK101+404=
YK101+420,故右洞YK101+420~YK101+428段不存在小净距结构形式。左右线存在小净距结构形式的段落如下:⑴ZK101+261~ZK101+304段与YK101+277~YK101+320段,长度为43m,为III级以上围岩地段。⑵ZK101+304~ZK101+364段与YK101+320~YK101+380段,长度为60m,为IV级围岩地段的JZ4-1(b)、JZ4(b)型复合衬砌形式。⑶ZK101+364~ZK101+404段与YK101+380~YK101+420段,长度40m,为V级围岩地段的JZDK-1、JZ5-1、JZ5型复合衬砌形式。5.2.1小净距结构施工方法5.2.1.1III级以上围岩地段小净距结构施工方法⑴III级以上围岩地段小净距结构施工采用上下台阶开挖法进行施工,施工顺序为:①开挖左侧导洞;②左侧导洞初期支护及中隔壁墙;③开挖右侧导洞;④边墙及仰拱架立钢支撑,喷锚支护;⑤灌注仰拱混凝土(无仰拱型支护该步骤取消);⑥铺设环向盲沟及防水板,整体灌注二衬混凝土。⑵III级以上围岩地段小净距结构施工注意事项①左洞(或右洞)开挖断面及初支可超前右洞(左洞)开挖断面及初支25~30m;②左右洞二次衬砌断面错开15~30m;③开挖必须在施工辅助措施完成并达到强度后方可进行。5.2.1.2IV级围岩地段的JZ4-1(b)、JZ4(b)型复合衬砌形式小净距结构施工方法⑴IV级围岩地段的JZ4-1(b)、JZ4(b)型复合衬砌形式小净距结构施工采用中隔壁开挖法进行施工,施工顺序为:①开挖左侧导坑上台阶;
②左侧导坑上台阶初期支护(包括侧壁时支护、拱墙初期支护及临时仰拱),施工上台阶锁脚锚杆;③开挖左侧导坑下台阶(包括临时仰拱);④左侧导坑下台阶初期支护(包括侧壁时支护、拱墙初期支护及临时仰拱);⑤开挖右侧导坑上台阶;⑥右侧导坑上台阶初期支护(包括拱墙初期支护及临时仰拱),施工上台阶锁脚锚杆;⑦开挖右侧导坑下台阶(包括临时仰拱);⑧施工下台阶初期支护(包括拱墙初期支护及仰拱初期支护);⑨拆除中隔壁临时支护;⑩分步施工防排水系统、边墙、拱部二次模筑混凝土衬砌。⑵IV级围岩地段的JZ4-1(b)、JZ4(b)型复合衬砌形式小净距结构施工注意事项:①左右洞侧导坑开挖断面和初期支护纵向错开长度大于2D(D为隧道单开挖跨度);②开挖必须在施工辅助措施注浆浆液固结后才能进行,开挖后立即进行喷锚支护,中夹岩柱必须立即进行预应力锚杆加固处理。5.2.1.3V级围岩地段小净距结构施工方法⑴V级围岩地段的JZDK-1、JZ5-1、JZ5型复合衬砌形式小净距结构施工采用双侧壁隔壁导坑法进行施工,施工顺序为:①左洞超前支护;②开挖左洞;③左侧导坑初期支护(包括侧壁时支护、拱墙初期支护及临时仰拱);④右洞超前支护;⑤开挖右洞;⑥右侧导坑上台阶初期支护(包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱);⑦上半断面超前支护;
⑧开挖上断面;⑨上半断面初期支护;⑩开挖下半断面;11下半断面初期支护;12拆除侧壁隔墙13灌注仰拱混凝土;14铺设环向盲沟和防水板,整体灌注二次衬砌混凝土。⑵V级围岩地段的JZDK-1、JZ5-1、JZ5型复合衬砌形式小净距结构施工注意事项:①左右洞侧导坑开挖断面和初期支护纵向错开长度大于2D(D为隧道单开挖跨度);②开挖必须在施工辅助措施注浆浆液固结后才能进行,开挖后立即进行喷锚支护;③当围岩较差时,可将各开挖步分为上下台阶法开挖,并及时支护;④左右洞侧导坑侧壁临时支护采用喷射C20混凝土(厚度为20cm)、Ф22超前水泥砂浆锚杆(外插角15°)、挂钢筋网、工字钢支撑。临时支护钢支撑纵向间距同主洞钢支撑。钢筋网间距为20×20cm。⑶V级围岩地段的JZ5-1(b)、JZ5(b)型复合衬砌形式小净距结构施工采用双侧壁隔壁导坑法进行施工,施工顺序为:①左洞超前支护;②开挖左洞;③左侧导坑初期支护(包括侧壁时支护、拱墙初期支护及临时仰拱),施工锁角锚杆;④右洞超前支护;⑤开挖右洞;⑥右侧导坑初期支护(包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱),施工锁角锚杆;⑦上半断面超前支护;⑧开挖上断面;
⑨上半断面初期支护;⑩开挖下半断面;11下半断面初期支护;12拆除侧壁隔墙13铺设环向盲沟和防水板,整体灌注二次衬砌混凝土。⑷V级围岩地段的JZ5-1(b)、JZ5(b)型复合衬砌形式小净距结构施工注意事项:①左右洞侧导坑开挖断面和初期支护纵向错开长度大于2D(D为隧道单开挖跨度);②开挖必须在施工辅助措施注浆浆液固结后才能进行,开挖后立即进行喷锚支护;③当围岩较差时,可将各开挖步分为上下台阶法开挖,并及时支护;④左右洞侧导坑侧壁临时支护采用喷射C20混凝土(厚度为20cm)、Ф22超前水泥砂浆锚杆(外插角15°)、挂钢筋网、工字钢支撑。临时支护钢支撑纵向间距同主洞钢支撑。钢筋网间距为20×20cm。5.2.2V级围岩双侧壁导坑法开挖施工方法5.2.2.1V级围岩有仰拱地段双侧壁导坑法开挖施工方法⑴V级围岩有仰拱段双侧壁隔壁导坑法施工顺序为:①左侧导洞超前支护;②开挖左侧导洞;③左侧导坑初期支护(包括侧壁时支护、拱墙初期支护及临时仰拱),施工锁角锚杆;④右侧导洞超前支护;⑤开挖右侧导洞;⑥右侧导坑初期支护(包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱),施工锁角锚杆;⑦上半断面超前支护;⑧开挖上断面;⑨上半断面初期支护;
⑩开挖下半断面;11下半断面初期支护;12拆除侧壁隔墙13灌注仰拱混凝土;14铺设环向盲沟和防水板,整体灌注二次衬砌混凝土。⑵V级围岩有仰拱段双侧壁隔壁导坑法施工控制要点:①洞身开挖后,应及时施作初期支护(包括仰拱初支)及侧壁隔墙,使洞身尽快形成闭合圈;②侧壁隔墙工18型钢支撑纵向间距与主洞洞身初支的工字型钢支撑相同,相邻两榀间的侧隔墙工18型钢用环向间距1.0m的Ф25钢筋焊接以增加整体性;③侧壁隔墙工18型钢支撑与主洞身的拱顶及仰拱处的工字型钢支撑焊接牢固;④侧壁隔墙工18型钢支撑安装前先初喷2cm厚混凝土;⑤管棚支护围取消超前小导管支护;5.2.2.2V级围岩无仰拱地段双侧壁导坑法开挖施工方法⑴V级围岩无仰拱段双侧壁隔壁导坑法施工顺序为:①左侧导洞超前支护;②开挖左侧导洞;③左侧导坑初期支护(包括侧壁时支护、拱墙初期支护及临时仰拱),施工锁角锚杆;④右侧导洞超前支护;⑤开挖右侧导洞;⑥右侧导坑初期支护(包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱),施工锁角锚杆;⑦上半断面超前支护;⑧开挖上断面;⑨上半断面初期支护;⑩开挖下半断面;11拆除侧壁隔墙
12铺设环向盲沟和防水板,整体灌注二次衬砌混凝土。⑵V级围岩无仰拱段双侧壁隔壁导坑法施工控制要点:①洞身开挖后,应及时施作初期支护(包括仰拱初支)及侧壁隔墙,使洞身尽快形成闭合圈;②侧壁隔墙工18型钢支撑纵向间距与主洞洞身初支的工字型钢支撑相同,相邻两榀间的侧隔墙工18型钢用环向间距1.0m的Ф25钢筋焊接以增加整体性;③侧壁隔墙工18型钢支撑与主洞身的拱顶及仰拱处的工字型钢支撑焊接牢固;④侧壁隔墙工18型钢支撑安装前先初喷2cm厚混凝土;⑤管棚支护围取消超前小导管支护;5.2.3IV级围岩四步中隔壁法开挖施工方法5.2.3.1IV级围岩有仰拱地段四步中隔壁法开挖施工方法⑴IV级围岩有仰拱地段四步中隔壁法开挖施工顺序为:①左侧导洞上半断面超前预支护;②开挖左侧导洞上半断面;③左侧导洞上半断面初期支护(架立钢支撑和锚喷)、中壁墙及临时仰拱。④左侧导洞下半断面超前预支护;⑤开挖左侧导洞下半断面;⑥左侧导洞下半断面初期支护(架立钢支撑和锚喷)及中壁墙;⑦右侧导洞上半断面超前预支护;⑧开挖右侧导洞上半断面;⑨右侧导洞上半断面初期支护(架立钢支撑和锚喷);⑩右侧导洞下半断面超前预支护;11开挖右侧导洞下半断面;12右侧导洞下半断面初期支护(架立钢支撑和锚喷);13拆除中隔壁墙;14灌注仰拱混凝土;15铺设环向盲沟和防水板,整体灌注二次衬砌混凝土。⑵IV级围岩有仰拱地段四步中隔壁法开挖施工控制要点:
①洞身开挖后,应及时施作初期支护(包括仰拱初支)及侧壁隔墙,使洞身尽快形成闭合圈;②中隔壁墙钢支撑纵向间距与主洞洞身初支的钢支撑相同,相邻两榀间的中隔墙钢支撑用环向间距1.0m的Ф25(22)钢筋焊接以增加整体性;③钢支撑安装前应先喷喷2cm厚混凝土;④中隔壁墙钢支撑构造和相应主洞钢支撑构造相同;5.2.3.2IV级围岩无仰拱地段四步中隔壁法开挖施工方法⑴IV级围岩无仰拱地段四步中隔壁法开挖施工顺序为:①左侧导洞上半断面超前预支护;②开挖左侧导洞上半断面;③左侧导洞上半断面初期支护(架立钢支撑和锚喷)、中壁墙及临时仰拱。④左侧导洞下半断面超前预支护;⑤开挖左侧导洞下半断面;⑥左侧导洞下半断面初期支护(架立钢支撑和锚喷)及中壁墙;⑦右侧导洞上半断面超前预支护;⑧开挖右侧导洞上半断面;⑨右侧导洞上半断面初期支护(架立钢支撑和锚喷);⑩右侧导洞下半断面超前预支护;11开挖右侧导洞下半断面;12右侧导洞下半断面初期支护(架立钢支撑和锚喷);13拆除中隔壁墙;14铺设环向盲沟和防水板,整体灌注二次衬砌混凝土。⑵IV级围岩无仰拱地段四步中隔壁法开挖施工控制要点:①洞身开挖后,应及时施作初期支护(包括仰拱初支)及侧壁隔墙,使洞身尽快形成闭合圈;②中隔壁墙钢支撑纵向间距与主洞洞身初支的钢支撑相同,相邻两榀间的中隔墙钢支撑用环向间距1.0m的Ф25(22)钢筋焊接以增加整体性;③钢支撑安装前应先喷喷2cm厚混凝土;④中隔壁墙钢支撑构造和相应主洞钢支撑构造相同;
5.2.4III级围岩两步中隔壁法开挖施工方法⑴III级围岩无仰拱地段两步中隔壁法开挖施工顺序为:①开挖左侧导洞;②左侧导洞初期支护及中隔壁墙;③开挖右侧导洞;④边墙及仰拱架立钢支撑,喷锚支护;⑤铺设环向盲沟和防水板,整体灌注二次衬砌混凝土。⑵III级围岩无仰拱地段两步中隔壁法开挖施工控制要点:①两步中隔壁法开挖在施工辅助措施完成并达到强度后进行;②洞身开挖后,应及时施作初期支护(包括仰拱初支)及侧壁隔墙,使洞身尽快形成闭合圈;5.2.5II级围岩全断面法施工方法⑴II级围岩无仰拱地段两步中隔壁法开挖施工顺序为:①全断面开挖;②全断面锚喷初期支护;③铺设环向盲沟和防水板,整体灌注二次衬砌混凝土。⑵II级围岩无仰拱地段两步中隔壁法开挖施工控制要点:①全断面法开挖在施工辅助措施完成并达到强度后进行。5.2.6紧急停车带开挖施工方法5.2.6.1IV级围岩地段紧急停车带开挖施工方法IV级围岩地段紧急停车带四步中隔壁法开挖施工顺序为:①开挖左侧导洞上台阶;②左侧导洞上半断面初期支护(包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱),施工上台阶锁角锚杆;③开挖左侧导坑下台阶(包括临时仰拱);④左侧导坑下台阶初期支护(包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及仰拱初期支护),必要时边墙角设置锁角锚杆;⑤开挖右侧导坑上台阶;
⑥右侧导洞上台阶初期支护(包括拱墙初期支护及临时仰拱),施工上台阶锁角锚杆;⑦开挖右侧导坑下台阶(包括临时仰拱);⑧施工下台阶初期支护(包括拱墙初期支护及仰拱初期支护),必要时边墙角设置锁角锚杆;⑨拆除中隔壁临时支护;⑩分部施工防排水系统和仰拱、边墙、拱部二次模筑混凝土衬砌。5.2.6.2II、III级围岩地段紧急停车带开挖施工方法II、III级围岩地段紧急停车带单侧壁法开挖施工顺序为:①开挖左侧导洞;②施工左侧导坑初期支护和临时支护;③开挖右侧导坑;④施工右侧导坑初期支护;⑤分部施工防排水系统和仰拱、边墙、拱部二次模筑混凝土衬砌。5.2.7隧道光面爆破5.2.7.1隧道开挖光面爆破施工工艺隧道爆破开挖施工采用光面爆破,根据围岩情况确定循环进尺。钻孔作业采用钻孔台车或YT28风枪配备自制作业平台辅助作业,参考预加固支护位置或画定开挖轮廓线及眼位,准确按要求位置施工,眼底落于同一平面上;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”,要定人、定位、定段别,不得乱装药;为复式网路起爆。施工工艺流程如下:测量放样布眼→定位开眼→钻眼→清孔及成孔检查→装药→联结起爆网路→引爆→出碴。隧道爆破开挖涉及到的爆破参数将在今后的隧道施工方案中予以专项设计。5.2.7.2爆破效果监测及爆破设计优化⑴爆破效果检查检查项目主要有:断面周边超欠挖检查;开挖轮廓圆顺度,开挖面平整检查;爆破进尺是否达到爆破设计要求;爆出石碴块是否适合装碴要求;炮眼痕迹保存率≥70%,并在开挖轮廓面上均匀分布;两次爆破衔接台阶不大于10cm。
⑵爆破设计优化每次爆破后检查爆破效果,分析原因及时修正爆破参数,提高爆破效果,改善技术经济指标。根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况,修正眼距,用药量,特别是周边眼。根据爆破后石碴的块度大小修正装药参数。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,使爆破眼眼底基本落在同一断面上。5.2.7.3光面爆破质量控制测量:测量班根据按照调整后爆破设计的要求,在掌子面上用油漆标记炮眼位置,严格按照辅助眼排距、行距误差不大于5cm,周边眼在轮廓线上的误差不大于5cm,掏槽眼眼口间距误差不大于5cm,测出每个炮眼底的深度。钻孔:严格按照爆破设计的孔深钻眼,特别是掏槽眼的眼口与眼底的间距误差不大于5cm,周边眼与辅助眼的眼底尽量保持在同一个面上;眼孔的位置由隧道工程师监督旁站,严格按照测量班的炮眼钻孔,辅助眼在围岩较破碎的地段稍加调整;在拱顶部位周边眼沿设计轮廓线往调整10cm,保持水平钻孔;按照测量班对眼底深度的交底进行钻孔。装药:由隧道工程师旁站监督施工队按照设计的装药量装药,并注意炮眼口用炮泥堵塞。周边眼同时一次起爆,严格按照光面爆破的起爆顺序起爆当周边眼的底端位于围岩松散破碎状时,炮眼口应放在设计轮廓线以,眼底则应根据岩石抗爆性来确定其位置,将炮眼方向以3%-5%的斜率外插,控制超欠挖和便于下一循环钻眼时落钻开眼;对于中硬岩将周边眼放在设计轮廓线上;对于坚硬岩石将周边眼放在轮廓线以外10cm左右。5.3支护施工本标段隧道支护包括加强支护、初期支护及临时支护。其中加强支护包括、超前大管棚、注浆小导管、超前锚杆、砂浆锚杆,临时钢支撑架;系统支护包括喷混凝土、钢筋网及系统锚杆;临时支护包括喷混凝土、钢筋网、水平和侧壁锚杆及工字钢架。5.3.1长管棚施工长管棚在洞口工程中其施工工艺业已详细说明,此处不在阐述。5.3.2超前注浆小导管
某隧道F2-2、F2-1、JF2-1、F2型复合式衬砌施工辅助措施为超前注浆小导管支护长度为5m,钢管采用外径50mm,壁厚5mm的热轧无缝钢管。环向间距30cm或50cm,纵向搭接长度不小于1m,方向与线路中线呈15°或40°外插。在开挖作业前先行施工,采用液压钻机钻孔,用钻杆套筒将小导管顶入,注浆泵注水泥浆,水泥浆。超前注浆小导管施工顺序:测量放线定位→钻孔→导管安装→注浆→注浆结束→下一根导管施工。测量放样:按设计要求,在掌子面上准确画出本循环需施设的小导管孔位。钻孔:采用风钻按设计要求钻孔。钢管加工及施工:将前端加工成尖锥状,尾部焊ِ6加肋筋成铁箍。除尾部1m外,管壁四周钻Ф8的压浆孔,以便向围岩压注浆液。用台车钻杆钻孔,再将钻杆换成特殊钎尾,将导管贯入孔中。钢管插入及孔口密封处理:钢管由专用顶头顶进,顶进钻孔长度≮90%管长。钢管末端除焊上挡圈外,再用胶泥麻筋缠箍成楔形,以便钢管顶进孔后其外壁与岩壁间隙堵塞严密。钢管尾端外露足够长度,并与钢支撑焊接在一起。钢管顶进时,注意保护管口不受损变形,以便与注浆管路连接。钢花管注浆:注浆材料采用水泥砂浆,按设计要求配制浆液,注浆采用电动注浆机压注,注浆压力为0.5~1.5MPa,注浆参数根据现场试验予以调整。注浆结束标准以设计注浆量与设计注浆压力控制,当单孔注浆正常进行无渗漏现象,注浆终压达到设计终压,注浆量达到设计量后,或虽未达到设计终压而达到了设计浆量,即可结束该孔注浆。注浆结束后,将管口封堵,以防浆液倒流管外。
1、施工布置燕前隧道需从入口打入,需从牛坑大桥顺路线从山上打通便道至隧道入口处。隧道打入端处设置施工场地,布设拌合站和料场。快安隧道拌合站可同时供应磨溪大桥、快安高架桥上部结构所需砼,燕前隧道拌合站可同时供应魁岐高架桥上部结构所需砼。某隧道出入口各接入一台630KVA和800KVA的变压器为隧道施工及拌合站供电。某隧道洞照明采用36V低压电路。在施工场设置大的蓄水池,引入山泉水供施工用水。根据现场施工情况依据规计算在某隧道施工端口各安装一台75KW轴流通风机,在某隧道施工端口各安装一台15KW轴流通风机进行压入式通风。通风管采用接链式帆布胶皮风管,通风管安装在拱顶。凿眼采用湿式凿眼方式,并对已爆岩体进行洒水防尘。喷射砼采用湿喷法施工。燕前隧道较短,采用单洞单向掘进,快安隧道较长,采用双洞单向并进。各布置一个隧道专业机械化施工队。洞施工开挖、出渣、初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。2、总体方案隧道按新奥法施工,采用大型施工机械配套施工,开挖出渣机械配套作业线、初期支护砼机械配套作业线与二次衬砌砼施工作业线相配合一条龙作业。Ⅰ、Ⅱ级围岩采用全断面法施工;Ⅲ级围岩采用单侧壁导坑法开挖施工,较完整的Ⅲ级围岩也可采用全断面法进行施工;Ⅳ级围岩采用小导管注浆预支护,或超前锚杆,采用单侧壁导坑加上下台阶法开挖;Ⅴ级围岩采用小导管注浆预支护,采用双侧壁导坑开挖;软弱围岩坚持“短进尺、弱(不)爆破、快封闭、强支护、紧衬砌”的原则,开挖后仰拱及时跟上封闭成环。施工开挖采用光面爆破技术,Ⅴ级围岩尽量采用无爆破施工,需爆破时,采用微光面爆破技术。
隧道出渣采用侧翻装载机装车,自卸汽车运输。初期支护施作及时可靠,衬砌砼采用机械化作业,二次衬砌采用砼输送车、输送泵和全断面液压衬砌台车相配合的方案。施工过程中加强监测,及时处理分析数据,搞好支护参数。开挖前做好超前地质预报、探测工作,根据围岩情况及设计图纸采取相应的施工方案。3、施工工艺3.1隧道施工测量控制为保证隧道贯通精度,拟定如下测量控制方案:3.1.1地表平面控制为保证洞口投点的相对精度,平面控制网根据设计提供的控制点和实地地形情况布设精密控制网,并保证洞口附近有二个或二个以上的精密控制网点。地表控制网经过多次复测,复测无误后方可引线进洞的测量工作。3.1.2洞口测量在洞口仰坡完成及洞口施工至设计标高后,在洞口埋设二个稳固的导线控制点。洞口附近在基础稳定处埋设2~4个水准点,与地表水准控制网观测及平差计算,以便于隧道进洞水准测量。3.1.2测量方法地表平面控制测量选用全站仪施测,建立一级导线控制网,并把隧道中线和横向轴线纳入控制网以保证放样精度。中线测量在隧道每掘进20米,衬砌每10米时各进行一次,隧道每延伸100m时建导线网一次。3.2洞口工程洞口开挖包含以下工序:洞顶截水沟开挖、砌筑;洞口其它排水工程;洞口土石方开挖;边仰坡及成洞面临时防护;洞口套拱、管棚棚架式体系等辅助进洞措施施工。3.2.1洞口排水工程在距坡顶5米自然坡设天沟一道,平台设置截水沟。天沟、截水沟采用浆砌片石,平台用浆砌片石封闭加固。浆砌片石施工采用挤浆法进行砌筑。在施工围的左右两侧由人工进行横向刷顺,坡面由人工进行植草防护。3.2.2洞口开挖
洞口土石方开挖施工避开降雨期,洞口支档工程结合土石方开挖一并完成。洞口土石方采用明挖法施工,自上而下分阶段、分层进行开挖。第一阶段挖至设计临时成洞面,并视围岩情况,结合暗洞开挖方法,预留进洞台阶;第二阶段开挖其余部分,形成永久边仰坡。石方爆破近边仰坡处预留光爆层,松动控制爆破,而后再二次光面爆破成型,以减轻对洞口围岩的扰动,保证边坡平顺度。洞口开挖临时防护工艺如下:(1)在边坡、仰坡进行喷射混凝土前,用高压风清理坡面,并按设计规定或监理工程师的指示做好其它各项准备工作。(2)在岩面上确定锚杆位置,控制钻孔方向进行钻孔,孔深和孔径符合设计要求。钻孔完毕,将孔岩粉吹干净。(3)安装锚杆,同时在钻孔灌注水泥砂浆。(4)埋设控制喷射混凝土厚度的标志,铺设钢筋网,网眼的大小符合图纸规定,钢筋网与锚杆联结牢固。(5)喷射混凝土采用湿喷技术,分段、分片由下而上进行。3.3洞身施工3.3.1开挖方法及注意事项①Ⅰ、Ⅱ级围岩采用全断面法施工;Ⅲ级围岩采用单侧壁导坑法开挖施工,较完整的Ⅲ级围岩也可采用全断面法进行施工;Ⅳ级围岩采用小导管注浆预支护,或超前锚杆,采用单侧壁导坑加上下台阶法开挖;Ⅴ级围岩采用小导管注浆预支护,采用双侧壁导坑开挖。②各级围岩爆破开挖后及时施作初喷砼,及时封闭围岩外露面,初喷厚度当初期支护设有钢支撑时不得小于4厘米;当初期支护不设钢支撑时不得小于2厘米,并紧跟掌子面,初喷与爆破时间间隔不得大于8小时,对Ⅴ、Ⅳ级围岩在初喷后立即安装钢拱架、钢筋网、锚杆等,钢拱架与围岩之间的间隙及时用楔形块顶紧(楔形块环向间距不大于0.8米),紧接着砼喷至设计的初支厚度;Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级围岩初喷后尽快喷至设计的初支厚度。③所有喷射砼均采用湿喷技术,以确保喷射砼的质量。④锚杆与垫板保持垂直,并与喷射砼充分接触,螺母务必拧紧。⑤施工过程中先施工的边矮墙标高与检修道顶部标高一致。⑥各类围岩段一次开挖长度不大于钢拱架或锚杆纵向间距的1.5倍。⑦为保证Φ10cm纵向排水管的安装空间,开挖断面采用与二衬三心圆断面不同的五心圆。3.3.2光面爆破施工工艺
(1)测量放样布眼中线、水平控制点布设:为便于检查开挖断面的尺寸及形状,在施工中设置控制点。中线施工控制点在直线地段每10米设一个,曲线地段每5米设一个,中线控制点应设在拱顶处,水平施工控制点每10米设一个。中线、水平基点布设:距开挖面每50米埋设一个中线桩,每100米设一个临时水准点。钻眼前定出开挖断面中线、水平线,用红油漆准确绘出开挖断面轮廓线,并标出炮眼位置,经检查合格后方可钻眼。炮眼具体布置在今后分项方案予以详述。(2)定位开眼采用人工搭建施工平台配多台风动凿岩机钻眼,其轴线与隧道要保持平行。就位后按炮眼布置图正对钻孔。对于掏槽眼和周边边眼的钻眼精度要求比其它眼要高,开眼误差控制在5cm。(3)钻眼按照不同孔位,将钻工定点定位。钻工需熟悉炮眼布置图,能熟练的操作凿岩机械,特别是钻周边眼,要由有较丰富经验的老钻工开钻,有专人指挥,确保周边眼有准确的外插角,使两茬炮交界处台阶不大于15cm。同时,根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度,保证炮眼底在同一平面上。施工时控制好炮眼的角度、深度、密度,使之符合设计要求,是保证光爆质量的关键之一,为此,需符合下列精度要求:①掏槽眼:眼口间距误差和眼底间距误差不大于5cm。②辅助眼:眼口排距、行距误差均不大于5cm。③周边眼:沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不大于5cm;眼底不超出开挖断面轮廓线10cm,最大不得超过15cm;眼深误差不宜大于100mm。④圈炮眼至周边眼的排距误差不大于5cm,炮眼深度超过2.5m时,圈炮眼与周边眼宜采用相同的斜率。⑤当开挖面凹凸较大时,按实际情况调整炮眼深度,并相应调整药量,力求除掏槽眼外的所有炮眼底在同一垂直面上。(4)清孔及成孔检查
钻眼完成后,严格成孔检查。按炮眼布置图进行检查并做好记录,有不符合要求的炮眼重钻,经检查合格后才能装药爆破;装药前,用高压风、水将炮眼泥浆、石屑吹洗干净。(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”,要定人、定位、定段别,不得乱装药。所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞长度不小于20cm。(6)联结起爆网路按设计的联结网络实施。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:导爆索的连接方向和联结点的牢固性;导爆管不能打结和拉细;各炮眼雷管连接次数相同;引爆雷管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。(7)引爆非点炮人员撤离安全区后才能引爆。爆破后,如有瞎炮,进行专门处理,并及时检查厚度光爆效果,分析原因,调整爆破设计。(8)出碴隧道出碴采用无轨运输方式,装载机装碴,自卸汽车运输。隧道爆破开挖涉及到的爆破参数将在今后的隧道施工方案中予以专项设计。3.4、隧道初期(超前)支护3.4.1、初期支护3.4.1.1喷射混凝土施工按湿喷法实施。湿喷机工作要求系统风压不小于0.5MPa,风量不小于10m3/min,工作风压一般控制在0.4~0.5MPa。施工要点:(1)喷射作业分段、分片由下而上顺序进行,每段长度不超过6m。(2)一次喷射厚度根据设计厚度和喷射部位确定,初喷厚度不小于4~6cm。(3)喷射作业以适当厚度分层进行,后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时,受喷面用高压水清洗干净。(4)作业开始时,先送风,后开机,再给料,待砼从喷嘴喷出后,再供给速凝剂;结束时,先关闭速凝剂计量泵,之后停止供料,待喷嘴残留的少量砼和速凝剂完全吹净后,再停风。(5)喷射机的风压,满足喷头处的压力在0.1MPa左右。喷射作业完毕或因故中断喷射时,将喷射机和输料管的积料清除干净。
(6)喷头距岩面距离0.6~1.2m,与受喷面基本垂直,喷射料束与受喷面垂线成5°~15°夹角;喷射时,使喷射料束螺旋形运动。(7)当岩面普遍渗水时,先喷砂浆,并加大速凝剂掺量,在保证初喷后,按原配比施工。当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施,将水引导出后,再喷砼。(8)钢架与壁面之间的间隙用混凝土充填密实;喷射混凝土由两侧拱脚向上对称喷射,并将钢架覆盖。(9)喷混凝土终凝2h后,喷水养护,养护时间不小于7d;气温低于+5℃时,不得喷水养护。(10)喷射混凝土作业需紧跟开挖面时,下次爆破距喷混凝土作业完成时间的间隔,不得小于4h。(11)喷射混凝土质量控制要点:①回弹控制:采用合适的配合比,配比中细骨料采用较细的河砂,粗骨料粒径最大控制在10mm左右,适当增加速凝剂的添加量也可减少回弹。喷射时与壁面成直角喷射,压密性好,回弹少。②喷砼厚度控制:喷砼厚度采用埋设检测钉的方法进行控制,一次喷射厚度以材料不剥离、不流失为准,一层喷射厚度控制在8cm左右。后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行,若前一层表面蒙有粉尘,用高压气体、水清洗干净。③喷湿面事前处理控制:首先清除可能落下的浮石,若有涌水时,先喷一层较大速凝剂量的砂浆,安设枝丫状盲沟引流至排水沟;涌水较大时,在涌水处钻眼,埋设带堵头的钢管把水引出;其次,对围岩表面凸凹显著的部位填平补齐,为防水板的挂创造良好的条件。3.4.1.2锚杆施工(1)锚杆安设作业在初喷混凝土后及时进行。(2)钻孔圆而直,孔口岩面整平,并使岩面与钻孔方向垂直;水泥砂浆锚杆孔径大于杆体直径15mm,其它型式锚杆孔径符合设计要求。(3)所有锚杆都必须安装垫片,当锚杆不垂直岩面时用垫片调整,垫片密贴岩面,锚杆安装后外露长度不超过100mm。(4)锚杆深度要求:水泥砂浆锚杆孔深允许偏差为±50mm。(5)水泥砂浆锚杆的施工要求:
①砂浆随拌随用,一次拌和的砂浆在初凝前用完。②注浆开始或中途暂停超过30min时,用水润滑灌浆及其管路。注浆孔口压力不大于0.4MPa。注浆管插至距孔底5~10cm处,随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出,迅速将杆体插入,锚杆杆体插入孔的长度不短于设计长度的95%。若孔口无砂浆流出,将杆体拔出重新注浆。③锚杆安设后不得随意敲击,其端部3天不得悬挂重物。(6)锚杆质量控制要点①锚杆孔径符合设计要求,允许偏差控制在0~+20mm之间。②锚杆孔深、间距和锚杆长度、根数均要符合设计及规要求。③锚杆锚固力不小于设计要求,每300根锚杆抽样一组进行抗拔力试验,每组不小于3根。④锚杆砂浆配合比符合设计要求,试块强度满足设计要求。3.4.1.3钢筋网制作安装(1)钢筋规格、材质满足设计要求,使用前清除锈蚀。(2)钢筋网在岩面喷射一层混凝土后随受喷面起伏铺设,并在锚杆安设后进行,要求与受喷面间隙控制在20~30mm之间。(3)钢筋网与锚杆连接牢固,在喷射混凝土时不得晃动。3.4.1.4钢架制作安装钢架加工采用工厂化制作方案,加工后要试拼。接头连接,要求每榀之间可以互换;钢筋钢架的腹部八字形单元在工厂压制,运至现场后再分段焊接而成。钢架安装工艺如下:(1)钢架在初喷砼后安装,与围岩尽量靠近,但要留2~3cm间隙作混凝土保护层。(2)钢架安装确保两侧拱脚必须放在牢固的基础上。安装前将底脚处浮渣彻底清除干净;拱脚均设置钢板进行调整,必要时用混凝土加固基底;拱脚高度低于上半断面底线15~20cm,当拱脚处围岩承载力不够时,向围岩方向加大拱脚接触面积。3.4.2、超前支护3.4.2.1、超前锚杆施工超前锚杆支护和钢架支撑配合使用并从钢架腹部穿过,施工工艺如下:
(1)测量开挖面中线、标高,画出开挖轮廓线,并点出锚杆孔位,孔位允许偏差为±20mm。(2)钻孔台车或凿岩机就位,对正孔位钻孔,达到设计要求后,用吹管、掏勺将孔碎渣和水排出。(3)超前锚杆安装采用水泥砂浆注浆,注浆后迅速将杆体插入,若孔口无砂浆流出,将杆体拔出重新注浆。安装锚杆:用人工持铁锤将锚杆打入。(4)当超前锚杆和钢架配合使用时,先安装钢架,再穿过钢架腹部钻孔、安装锚杆,以利于钢架顺利安装。3.4.2.2、超前小导管预注浆(1)施工准备①调查地质情况,按渗透系数确定注浆类型,进行注浆设计。②通过试验确定或调整注浆半径、注浆压力和单管注浆量。(2)钻孔、安装小导管在掌子面测量布孔,并标出孔位,用凿岩机钻眼,成孔后,用吹管或掏勺将孔砂石吹(掏)出,以免堵塞。成孔检查合格后,人工推送钢管入孔,管口用止浆阀封堵。(3)封闭掌子面小导管注浆前,对开挖面及5m围的坑道喷射厚为5~10cm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)浆液配制①水泥浆液搅拌在拌合机进行,并在注浆过程中不停搅拌。②配制水泥浆时,严防水泥包装纸及其杂物混入。拌好的浆液在进入贮浆槽及注浆泵之前对浆液进行过滤,未经过滤网过滤的浆液不允许进入泵。③配制好的浆液在规定的时间注完,随配随用。④小导管安装完成后,旋紧孔口阀,连接注浆管路后,利用注浆泵先压水检查管路、设备状况,再做压水试验。(5)注浆作业①
采用专用注浆泵注浆,为加速注浆,在小导管前安装分浆器,一次可注入3~5根小导管。②清孔后,按由下至上的顺序施工,浆液先稀后浓、注浆量先大后小。③注浆油压压力按分级升压法控制,由注浆泵控制调节。④结束标准:以终压控制为主,注浆量校核。当注浆压力为0.5~1.0MPa,持续15min即可终止。(6)断面开挖要求采用单液水泥浆,注浆后至开挖的时间间隔为8h,断面开挖时保留1.5~2.0m的止浆墙,防止下一次注浆时孔口跑浆。开挖过程中检查浆液渗透及固结状况并根据压力――浆量曲线分析评判注浆效果,以及时调整预注浆方案。3.5、围岩监控量测3.5.1、量测的目的现场监控量测是施工的重要组成部分。为了掌握围岩在开挖过程中的动态和支护结构的稳定状态。必须进行现场监控量测,通过对量测数据的分析和判断,对围岩支护体系的稳定状态进行预测并据此确定相应的施工措施,以确保围岩结构的稳定。3.5.2、量测项目根据隧道的地质条件,围岩特点,设计考虑进行如下项目的量测:掌子面地质支护和状态观测、拱顶下沉量测、围岩周边收敛量测、地表沉降和锚杆抗拔试验,施工中根据情况增加其它量测项目,以满足施工需要。3.5.3、施工监控量测流程变形曲线出现反常加强支护施作二次衬砌围岩变形趋于稳定数据整理和计算机处理拱顶下沉和净空收敛收按设计频率量测埋入观测预埋件初读数初期支护现状观察初期支护砼地质超前深测预报开挖开挖面岩性的观察围岩施工监控量测流程框图
3.5.4、监控量测方法隧道开挖支护时,及时埋入观测计或锚固件。拱顶下沉用精密水准仪悬挂钢卷尺进行量测,水平收敛用收敛仪量测,锚杆抗拔试验用锚杆拉拔仪,洞口浅埋段地表沉降观测采用精密水准仪,洞外观察由有经验的工程师用地质罗盘、钢尺、地质锤等工具。3.5.5、测点布置及量测频率洞拱顶下沉与水平收敛量测点布置在同一断面,断面间距平均为10~50m。量测频率依据开挖后的时间、测点距开挖面的距离以及设计要求进行。
3.5.6、数据整理在取得量测数据后,将同一断面的各种量测数据互相验证,以确认量测结果的可靠性。对位移等物理量随时间变化的时态曲线进行回归处理,监控时态曲线的变化规律,利用电子计算机进行数据处理,分析围岩变形的空间分布规律,了解围岩的稳定性特征。3.5.7、信息反馈用经验对量测情况进行信息反馈。通过对目测和位移量测结果的分析,对围岩稳定状态,施工方法和支护措施的安全情况进行评判,将评判结果反馈到设计和施工中,确定二次衬砌和仰拱施工时间,及时调整施工方法和支护设计参数。3.6仰拱与铺底3.6.1工序容仰拱与铺底的主要工序容有:仰拱部位的开挖、支护及仰拱混凝土的浇注;仰拱顶混凝土填充层的浇注;铺底部位的开挖及铺底混凝土的浇注。3.6.2施工要求(1)仰拱顶的填充层及铺底在仰拱施工完后及时进行,铺底与掌子面距离不超过50m。(2)Ⅰ、Ⅱ类围岩地段铺底和全断面一次开挖成型,铺底混凝土及时进行浇筑,以改善洞交通状况和施工环境。
(3)仰拱、铺底施工时,按设计图纸要求预埋路面下横向盲沟、拱脚纵、横向排水管等排水设施。3.6.3施工工艺(1)仰拱开挖以机械开挖为主,配以人工开挖。(2)隧道底两隅与侧墙连接处平顺开挖,边墙钢架底部杂物清理干净,保证与仰拱钢架连接良好。(3)仰拱开挖当遇到变形较大的膨胀性围岩时,底面与两隅预先打入锚杆后再行开挖。(4)仰拱开挖完成后,及时进行仰拱初期支护施工。先初喷封闭,再打锚杆、安装仰拱钢架,然后复喷至设计厚度,覆盖钢架。有条件时,在底部初喷封闭后,仰拱采用一次立模施工。(5)仰拱钢筋的制作及安装符合设计及规要求。仰拱两侧二衬边墙部位的预埋钢筋伸出长度满足和二衬环向钢筋焊连要求,且将接头错开,使同一截面的钢筋接头数不大于50%。(6)仰拱混凝土浇注,使用拱架模板保证成型尺寸符合设计要求。仰拱和填充层一次立模施工时,先按设计完成仰拱砼施工,适当间歇后,再改变砼配比,进行填充层砼施工。(7)仰拱、铺底施工过程中采取措施保证洞临时交通通畅。采用搭过梁,设临时车辆通行平台保证不中断运输。3.7隧道防排水隧道沿全长两边设置排水沟,排水沟与两侧排水管横向相连通,将墙体渗透水引流排出。在初期支护与二次衬砌之间设置EVA防水板和土工布,根据地下水情况,纵向每隔5~10米环向设置Ω型半管排水管,把水引入横向排水管流入排水沟排出洞外。铺设土工布和防水板在自制简易台架或台车上进行,上部采用现场使用的钢管或槽钢弯制成与隧道拱部形状相似的支撑架,用丝杠与台架连接,以便升降。施工时先铺设土工布,用射钉将土工布固定牢固。然后铺设防水板,防水板铺设施工工艺流程见下图:
防水板剪裁下料洞外粘结或焊接接缝检查铺设台架就位沿拱顶纵向设置气囊在台架上纵向铺设铁丝将防水板铺设在台架上铺设质量检查放气并取出气囊降下支撑架相邻循环接缝处理悬承铁丝气囊充气升起支撑架防水板铺设施工工艺流程图(1)防水板洞外下料及粘(焊)接防水板按环向进行铺设,根据开挖方法,设计断面、规规定的搭接尺寸及一个循环的长度来确定防水板的下料尺寸,将剪裁好的防水板平铺,按规要求搭接,再粘(焊)接成一个循环所需要的防水板,对粘(焊)接好的防水板进行抽样检查,合格后将一个循环的防水板卷成筒状待用。(2)防水板的铺设①将防水板铺设台架于作业段安装就位。②沿隧道拱顶中心线纵向铺设尚未充气的气囊。③在支撑架气囊上纵向铺设悬承用的8#铁丝。④将一个作业循环长度卷成筒状的防水板置于支架中央。⑤放开防水板使之自由垂落在支撑架两侧,然后用同样方法铺设土工布滤层,并与防水板密切叠合后整体铺设。⑥旋转丝杠将支撑架升起,使防水板及滤层尽量贴紧隧道壁面。⑦给气囊充气。⑧
卸掉上一循环固定悬承拉线的膨胀螺栓,将上一循环的拉丝铁丝与本循环的悬承拉线逐根相连,拉铁丝将防水层与壁面贴紧,然后将悬承铁丝的另一端固定在临时膨胀螺栓上。悬承顺序为先拱后墙,由上而下进行,考虑到拱部受力较大及悬承铁丝有一定弹性,拱顶及两侧拱脚各设二道ф6的圆钢悬承。相邻环向防水板间的搭接缝,采用15cm宽的三合板置于锚喷面上与前一组防水板端头作为粘(焊)接平面垫板,边粘(焊)边沿环向移动三合板,粘(焊)完成后撤出三合板旋转丝杠,下降支撑架,放掉囊中空气,取走气囊,本循环防水层铺设即告完成。3.8、隧道二次衬砌施工3.8.1、二次衬砌施工图见下图:3.8.2、衬砌方式及机具隧道二次衬砌模筑凝土采用衬砌台车整体浇注,一次衬砌长度9m。3.8.3、施工方法洞口设一个JS500混凝土自动计量集中拌合站,砼采用三次投料拌合,砼搅拌输送车运输,砼输送泵灌注,附着式振动器振捣,插入式砼振动器辅助振捣。特殊地段分部衬砌时用小型砼输送车运输,人工配合机械灌注。3.8.4、施工安排二次衬砌在初期支护和围岩收敛变形基本稳定后施做。衬砌前做好防水板的铺设及各类预埋件、预留孔沟槽、管洞的设置。防水砼配合比严格按设计及规执行,钢筋砼衬砌灌注前要做好钢筋的布设工作,钢筋角隅要加强振捣,两次衬砌间工作缝及沉降等要做止水带的安设工作。
3.8.5、施工工艺(1)矮边墙施工①矮边墙顶面标高按台车侧模底部标高确定;施工时按规预埋连接钢筋,并将和二次混凝土接触面凿毛,在围岩变化处设置好沉降缝;二衬砼浇注前用水将其表面湿润,清除杂物。②注意按设计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,以及设置预埋件和预留洞室等。(2)台车拼装调试衬砌台车工厂制造,现场拼装。衬砌前对模板表面进行彻底打磨,清除锈斑,涂油防锈。(3)台车就位调整台车模板定位采用五点定位法,台车模板与混凝土有适当的搭接,撑开就位后检查台车各节点连接是否牢固,有无错动移位情况,模板是否翘曲或扭动,位置是否准确,保证衬砌净空。为避免在浇注边墙砼台车上浮,还须在台车顶部加设木撑或千斤顶。同时检查工作窗状况是否良好。(4)预留洞室和预埋件的固定①钢筋砼衬砌地段,预留、预埋件固定在钢筋骨架上。②无筋衬砌地段采取在衬砌台车模板上钻孔,用螺栓固定预留、预埋件。(5)安装档头板及止水带或止水条①档头板安装台车端部的档头模板要保证设计衬砌厚度,并可适当调整以适应其不规则性;档头模板结构要保证衬砌环接缝榫接,以保证接头处质量,增强其止水功能。顶部留有观察小窗口,以观察封顶混凝土情况。②止水带安装
止水带设在衬砌沉降缝、施工缝或伸缩缝处。采用中埋式橡胶止水带,现场分段安装固定在档头板上,其接头根据现场情况,采用热接或冷接方法。③止水条安装橡胶止水条设于施工缝处,止水条安装在砼端面预留的凹槽,安设程序为:清洗砼表面――涂刷氯丁粘结剂――粘结止水条――砼钉固定――灌注新砼。(6)混凝土浇注混凝土采用泵送浇注工艺,采用振捣棒配合附着式振捣器振捣密实。①泵送前采用按设计配合比拌制的水泥浆或按骨料减半配制的混凝土润滑管道。②砼由下至上分层、左右交替、对称灌注。每层灌注高度、次序、方向根据搅拌能力、运输距离、灌注速度、洞气温和振捣等因素确定。为防止浇注时两侧压力偏差过大造成台车移位,两侧砼灌注面高差控制在50cm以,同时合理控制砼浇注速度。③砼输送管端部设接软管控制管口与浇筑面的垂距,砼不得直冲放水板面流至浇筑位置,垂距控制在1.5m以,以防砼离析。④施工过程中,输送泵连续运转,泵送连续灌注,避免停歇造成“冷缝”,间隙时间超过规要求时,按施工缝处理。⑤当砼浇至作业窗下50cm,作业窗关闭前,将窗口附近的砼浆液残渣及其它脏物清理干净,涂刷脱模剂,将其关紧,防止窗口部位砼表面出现凹凸不平的补丁甚至漏浆现象。⑥隧道衬砌起拱线以下的反弧部位是砼浇注作业的难点部位,施工中对砼性能、坍落度、振捣方法加以重点控制,以减少反弧段气泡,有效改善衬砌砼表面质量。⑦封顶采用顶模中心封顶器接输送管,逐渐压注砼封顶。当档头板上观察孔有浆溢出,即标志封顶完成。(7)拆模按施工规采用最后一盘封顶砼试件达到的强度来控制。当不承受外荷载时,砼强度需达到5MPa或在拆模时混凝土表面和棱角不被损坏并能承受自重时拆模;当衬砌施作时间提前,承受有围岩压力时,按规要求进行。(8)养生
拆模前用水冲洗模板外表面,拆模后用高压水喷淋混凝土表面,以降低水化热,养护期至少14天。3.8.6、二衬砼质量控制要点(1)材料质量符合规和设计要求,砼施工配合比满足强度、抗渗指标等设计要求。(2)衬砌前做好防排水措施,对个别漏水孔洞的缝隙采取堵水措施,保证衬砌质量。(3)初期支护、防水隔离层和二衬三者密贴,二衬顶部密实。(4)按设计设置沉降缝或伸缩缝;预埋件不漏项,位置正确。(5)混凝土表面光洁;结构轮廓线条直顺美观,无跑模、露筋现象。(6)错台小于10mm,表面无渗水印迹;蜂窝麻面面积不超过0.5%,深度不超过10mm。(7)砼试件强度均达标,衬砌砼厚度不小于设计值,平整度允许偏差20mm;衬砌净空满足设计要求。3.9、混凝土路面工程3.9.1、水沟电缆槽有仰拱地段水沟侧端与隧底填充同时灌注,仰拱与衬砌边墙间的工作缝在灌注砼时先凿毛,并在水沟侧工作缝处凿毛后用M10水泥砂浆勾缝。无仰拱衬砌地段水沟侧墙在铺底前完成。3.9.2、洞混凝土路面(1)模板的制作与安装隧道路面施工,模板采用定型钢模制作,模板高度与砼路面厚度一致,钢制三角支撑。模板安装前,按模板支立边线,将基层与模板的接触带整齐;然后,沿立模边线将其贴立在基层顶面,对个别不平整处采取支持措施,并用砂浆填满;模板之间采用螺栓连接,使接头连接紧密;模板侧面埋设地锚牢固支撑,保证在浇注砼时能经受冲击和振动。在模板上按设计固定拉杆、传力杆。模板安装确保符合设计和规要求,模板与混凝土接触面涂刷脱模剂。(2)混凝土摊铺前的检查混凝土摊铺前,对模板的间隔、高度、润滑、支撑情况以及钢筋的位置和传力杆装置等进行全面检查,并认真清扫基层,适量洒水,拉线抽验路面板厚度。
(3)混凝土摊铺砼运输车送砼至工作面,采用砼摊铺机摊铺砼,摊铺厚度考虑振实预留高度,人工补料时,用锹反扣,严禁抛掷和搂耙,防止混凝土离析。(4)钢筋安装安放角隅钢筋时,先在安放钢筋的角隅处摊铺一层混凝土拌合物,摊铺高度比钢筋设计位置预加一定的沉落度。角隅钢筋就位后,用混凝土拌合物压住。拉杆和传力杆按设计位置在模板上设置预留孔安装。(5)混凝土振实整平砼振捣插入式振捣器从边角起开始振捣,再用平板振捣器纵横交错全面振捣,然后用震动梁、提浆机提浆振平,同时辅以人工找平,最后用滚平机精平。精平后用木抹揉压,然后用铝合金直尺检测平整度,必需符合规要求。振捣标准以混合料停止下沉,不再冒气泡,表面泛浆为止。振捣过程中随时检查模板和钢筋网片、拉杆、传力杆,发现下沉、变形、松动和移位及时纠正。(6)养生待指压无痕时,用土工布覆盖洒水养护,保持湿润。(7)切缝、刻纹待砼强度达规允许值后,用色线标出切缝位置,采用切缝机切缝,刻纹机刻纹,保证刻纹深度和宽度符合规要求。(8)嵌缝按灌入法施工,灌前将缝杂物清除干净,同时保持基层干燥。(9)胀缝:隧道进出口按要求设置胀缝。(10)凿毛:行车进口段上坡300m及下坡500m进行凿毛处理,不得用钢抹压光。3.10、明洞与洞门3.10.1明洞施工(1)基础混凝土灌注前排除基坑积水,认真验槽,并对基底进行固化处理。边墙基础采用与边墙同级混凝土一次浇注而成。超挖部分采用同级砼回填。(2)明洞拱圈施工采用整体钢模衬砌台车一次浇筑成型,施工中的钢筋接头、焊接和安装以及混凝土的拌制、运输、浇注、养护、拆模和检查等作业按规要求进行。
(3)明洞衬砌完成后,及时按设计规要求施作防水层及拱脚纵向排水管、环向盲沟,防水板向隧道延伸不小于0.5m,并与暗洞防水板连接良好。(4)拱圈砼达到设计强度、拱墙背防水层施作完成后及时进行拱背土石方回填。回填对称分层夯实,每层厚度不大于0.3m,其两侧回填的土层高差不大于0.5m。回填至拱顶齐平后,立即分层铺满填筑至要求高度,夯实度不小于90%。(5)拱圈混凝土强度需达到设计强度,并且先人工回填至拱顶以上1.0m,才能使用机械回填。3.10.2洞门施工(1)面层料石一丁一顺分层砌筑。石料精雕细凿,方正,表面修凿的纹路整齐统一,色泽一致。墙背浆砌片石部分与面层咬合砌筑,避免“两层皮”,砌缝砂浆插捣密实。(2)砌筑砂浆按试验确定的配合比,机械拌制。(3)砌体施工过程中及时按设计布置泻水孔,对个别出水点及时将水引出,并做好墙背反虑层、排水盲沟等。隧道各工艺流程见附图。