重庆双线隧道进口洞身开挖支护施工技术交底(台阶法施工,附示意图)

'后山坪隧道进口洞身开挖、支护施工技术交底一、交底范围DK158＋166～DK158＋202,计36米。二、隧道洞身设计概况及技术要求（一）洞身地质情况：1、隧道洞身围岩岩性及构造该段隧道围岩为灰岩夹砂岩，节理、裂隙较发育。2、水文地质：弱富水区，碳酸盐岩类岩溶裂隙水，无腐蚀性，该段正常涌水量784.53m3/d，可能最大涌水量为1497.06m3/d,施工中在石灰岩夹砂岩次级构造及与f8断层的接触带上可能发生集中突涌水。（二）设计技术要求1、该段隧道为双线隧道、无砟轨道道床。2、DK158＋166～DK158＋202,采用Ⅲ级围岩复合式衬砌结构,按兰渝施隧Ⅰ-101－16～17图施工。(三)变更及施工情况1、由兰渝公司组织中铁一院兰渝铁路指挥部、甘肃铁科兰渝铁路监理站、中铁十六局兰渝铁路LYS－2标项目部参加，四方会勘DK157＋965～DK158＋166段，连续201m，由原设计均为Ⅲ级围岩变更为IV级围岩。2012年5月14日，由兰渝公司工程部张爱忠组织，铁一院陈占新、唐建强、监理组长刘咏涛、局指工程部部长张秀良参加，对DK158＋166处掌子面进行了现场勘察，现场开挖揭示掌子面为厚层石灰岩，灰黑色夹白色方解石脉，层厚0.5～0.8m，岩质坚硬，一组节理不甚发育，断续分布，间距0.5m，岩层产状：倾角20°，倾向隧道右侧，走向与隧道轴线小角度相交，无水，按原设计Ⅲ级围岩施工，未形成变更纪要。2、鉴于后山坪隧道进口围岩以水平岩层为主，隧道开挖后拱部常有层状岩石塌落，施工安全隐患较大。为保证施工安全，经分部会议研究决定，DK158＋166～DK158＋202段，开挖、初期支护参数在原设计基础上做如下调整：该段按IV级围岩轮廓开挖；支护参数采用Ⅲ级围岩一般衬砌断面，对拱部薄层、节理发育且有泥状物充填处增设I16钢架，钢架间距1榀/1.5m；拱墙喷射C25混凝土厚23cm；每榀钢架设Ф22锁脚锚杆8根，长3.5m；连接钢筋采用Ф22螺纹钢筋，环向间距1.0m；拱部设Ф22组合中空锚杆，边墙设Ф22砂浆锚杆，长3.0m，间距1.2m×1.5m；拱墙挂设Ф6钢筋网，网孔间距25cm×25cm。三、隧道洞身开挖（一）、开挖方法该段采用上下台阶法开挖。（二）、台阶法施工方法(1)对上台阶进行超前支护。(2)开挖上台阶，开挖循环进尺2.5第13页，共13页 m，施作初期支护。待上台阶掘进35m后，同步开挖下台阶，上下台阶同时推进。(3)每步开挖后应及时进行喷锚支护，仰拱跟进。(4)施工中及时进行超前地质预报、围岩监控量测，准确掌握围岩状况，确保施工安全。（三）、洞身开挖控制要点1、测量放样掌子面开挖采用有免棱镜测距功能的全站仪“激光投点法”放样。减小放样误差，保证开挖精度。所谓“激光投点法”即自隧道拱顶向下每50cm，在岩面上实测开挖面坐标，反算其里程、偏距。与隧道开挖支距图对比后，移动其差值后，重测坐标反算支距，差值在2cm以内时，可直接用油漆做点，依次放样出开挖轮廓。尽量不采用放样出开挖面圆心后，用钢尺伸至半径长度后，钢尺一头置于圆心处，另一头画开挖轮廓线的“画线法”。画线法相对激光投点法节省时间，但考虑画线时掌子面凹凸不平，画线法放样精度远不如激光投点法。2、开挖钻爆隧道开挖均采用光面爆破技术，减少对围岩扰动，充分发挥围岩的自承能力。首先，由测量班放样出开挖轮廓线后，再由现场技术人员布置炮眼位置。布眼顺序为周边眼、掏槽眼、辅助眼、内圈眼、底板眼。周边眼布设一般情况下，在硬岩中，周边点眼口设置在断面设计轮廓线上，眼底超出设计轮廓线小于10cm；在软岩中，眼口布置在设计轮廓线内侧小于8cm，眼底落在设计轮廓线上。周边眼孔位偏差控制在5cm以内、掏槽眼孔位偏差控制在3cm以内。除掏槽眼外，所有炮眼眼底尽量在同一断面上（掏槽眼眼底超前其它炮眼20cm）。现场施工时，根据掌子面围岩情况，对开孔位置距设计轮廓线距离、周边眼间距、光爆层厚度、炮孔密集系数、起爆时差等爆破参数进行不断优化，使之达到最好的光爆效果。开挖过程中，坚持以短进尺、弱爆破、勤支护为原则。一般Ⅲ级围岩循环进尺2.5m～3.0m，Ⅳ级围岩循环进尺2.0m～2.4m，Ⅴ级围岩循环进尺0.6m～0.8m。隧道（中）下台阶要求左右交错开挖，严禁两侧对开。（四）、洞身开挖质量标准1、隧道开挖断面的中线、高程必须符合设计要求。2、隧道不应欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，方允许个别突出部分（每平方米不大于0.1m2）侵入衬砌。隧底开挖底部高程应符合设计要求。隧底范围岩石局部突出每平方米内不应大于0.1m2，侵入断面不大于5cm。3、光面爆破炮眼痕迹保存率，硬岩应大于等于80%，中硬岩应大于等于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。4、隧道开挖断面允许超挖值应符合下表的规定。第13页，共13页 隧道开挖断面允许超挖值(cm)围岩级别开挖部位III～IVV、VI拱部平均线性超挖10平均线性超挖15平均线性超挖10最大超挖值20最大超挖值25最大超挖值15边墙平均10平均10平均10注：①平均线性超挖值=超挖横断面积/爆破设计开挖断面周长（不包括隧底）；②最大超挖值：指最大超挖处至设计开挖轮廓切线距离；③炮眼深度大于3m时，允许超挖值可根据实际情况另行规定。四、初期支护施工（一）、砂浆锚杆、组合中空注浆锚杆每循环开挖完后及时按设计进行初期支护施工，主要有Φ22砂浆锚杆、Φ22组合中空注浆锚杆两种类型。先进行孔位测量放样，孔位测量做到位置准确，采用人工手持风枪按放样进行钻孔，标志杆做控制钻孔方位，使孔位角度符合设计要求，钻孔完毕打入锚杆后，随即在钻杆尾部安设垫板，上紧螺帽，然后连接注浆管，再用高压注浆设备注浆，注浆顺序自两侧起拱线向拱顶逐根进行。砂浆锚杆孔采用倒退式注浆，人工打入锚杆。1．砂浆锚杆施工工艺及工艺方法砂浆锚杆施工工艺方法：钻孔：施工时采用手持风枪钻孔。采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，钻头直径应大于锚杆直径15mm，杆孔的深度应大于锚杆设计长度10cm。系统锚杆在围岩开挖和初喷混凝土后打设，钻孔时确保孔口岩面整平，使岩面与钻孔方向垂直，局部随机锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向方向相反，其与滑动面的交角应大于70°。锚杆锚固：锚杆埋设前，对锚孔进行检查，孔位、孔深、孔径、方向必须合格。同时应用高压风、水清孔，使孔干净无积水残碴。此外要检查锚杆钢材、直径、长度应符合设计要求，锚杆端头应加工螺纹长度不小短于10cm。锚杆埋设采取先注浆后插杆施工，砂浆强度≥20MPa，配比试验选定（M20水泥：砂：水＝1：4.9：0.81），用注浆泵胶管从孔底倒插式注浆，浆满后快速插入锚杆到埋设长度，然后用半干硬砂浆封实孔口，用楔子固定锚杆，并安设垫板，上好螺帽。锚杆埋设后24h以内不许碰撞，不许悬挂重物。2．组合中空注浆锚杆施工工艺及工艺方法隧道拱部采用带排气孔式Φ22中空注浆锚杆，中空注浆锚杆按设计要求采用带排气孔的中空锚杆。第13页，共13页 组合中空锚杆（一）组合中空锚杆（二）工艺方法：按照设计要求布设锚杆，利用风枪进行钻孔，成孔后进行清孔。将安装好锚头的中空注浆锚杆插入孔底，安装止浆塞、垫板、螺母，然后连接注浆管，用注浆泵通过尾部向孔内注浆，浆液采用水泥砂浆。注浆顺序自下而上逐根进行。注浆后注浆示意图将止浆塞塞入钻孔，用速凝水泥封孔。特殊情况处理：注浆中断：找出注浆中断的原因，尽快解决，及早恢复注浆。如不能立即恢复注浆，则立即冲洗钻孔，而后再恢复注浆。防止串浆的主要措施：采取跳打施工，即先施工奇数孔序，再施工偶数孔序。发生串浆后的处理措施：对串浆孔与注浆孔同时注浆，采用分浆器，利用一台注浆泵同时对多根锚杆注浆。发生大量漏浆时，采用以下原则进行处理：采用低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆的方法进行灌注或注入其他充填料先堵大通道再采取第一种方法进行处理。第13页，共13页 涌水处理：在孔口有涌水的注浆孔段，注浆前测量记录涌水压力、涌水量，然后根据涌水情况选用下列综合措施处理。第一，采用较高的压力，自上而下分段注浆。第二，采用浓浆进行屏浆1～24h后再闭浆，并待凝。第三，采用纯压式注浆。第四，用速凝浆液处理。（二）、钢筋网片加工及安装1．施工方法及工艺后山坪隧道进口洞身拱、墙部位设置钢筋网，参数如下：Ⅲ级围岩拱部设φ6钢筋网，网格间距25×25cm。钢筋网片采用Ⅰ级钢筋焊制，在钢筋加工场内集中加工。先用钢筋调直机把钢筋调直，再截成钢筋条，钢筋网片尺寸根据拱架间距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。成品的存放制作成型的钢筋网片必须轻抬轻放，避免摔地产生变形。钢筋网片成品应远离加工场地，堆放在指定的成品堆放场地上。存放和运输过程中要避免潮湿的环境，防止锈蚀、污染和变形。挂网按图纸标定的位置挂设加工好的钢筋网片，钢筋网片随初喷面的起伏铺设，绑扎固定于先期施工的系统锚杆之上，再把钢筋片焊接成网，网片搭接长度为1～2个网格。2.质量要求及控制要点1.钢筋进场时，必须对其质量指标进行全面检查并按批抽取试件做屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯试验，其质量应符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013）、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB1499）和《低碳钢热轧圆盘条》（GB/T701）等的规定和设计要求。检查每批质量证明文件,并按批进行抽样做屈服强度、抗拉强度和伸长率冷弯试验。以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢筋，每60t为一批，不足60t按一批计。每批抽检一次。2.钢筋网所使用的钢筋的品种、规格等应符合设计要求。观察、钢尺检查，全部检查。3.钢筋网的制作应符合设计要求。观察、尺量，全部检查。4.钢筋网的安装位置应符合设计要求，并与锚杆或其他固定装置联结牢固。钢筋网的混凝土保护层厚度不得小于3cm。观察，凿孔检查或仪器探测。每循环检查5处。5.钢筋网应在岩面喷射一层混凝土后再铺挂，底层喷射混凝土的厚度不得小于4cm。采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖及混凝土终凝后铺设。每循环检验一次。6.钢筋网的网格间距应符合设计要求，网格尺寸允许偏差为±10mm。每循环检验一次，随机抽样5片。7.钢筋网搭接长度应为１～２个网孔，允许偏差为±50mm。每循环检验一次，随机抽样5片。8.钢筋应冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。9、控制要点第13页，共13页 ⑴钢筋网格尺寸必须符合设计要求。⑵铺设钢筋网按照以下要求执行：①钢筋网在初喷混凝土4cm以后铺挂，且保护层厚度不得小于3cm。②砂层地段应先加铺钢筋网，沿环向压紧后再喷射混凝土。③钢筋网应随初喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3cm，与锚杆或其它固定装置连接牢固。④开始喷射时，应减小喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋网保护层厚度不得小于3cm。⑤喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除后再喷射混凝土。（三）、湿喷砼1．施工工艺湿喷砼由拌和站统一拌制，拌和机由电脑控制、自动计量，且能调出历次搅拌的每盘混凝土记录。混凝土生产开盘通知单，必须经现场监理签认。喷射砼前将岩面清理干净，对硬岩面用高压水进行冲洗，对软岩面用高压风吹净粉尘，对松动小块石人工敲除，对超长的杆体进行切除处理，确保受喷面洁净平整。为减少回弹，改善施工作业环境，喷射砼采用湿式混凝土喷射机。在软岩、淋水地段，为了确保洞体稳定，喷射作业紧跟开挖作业面，混凝土终凝到下一循环爆破作业时间不小于3h。喷射混凝土前设置控制喷射混凝土厚度的标志，采用埋设钢筋头作为标志。2．操作要点(1)初喷4cm，后复喷到设计厚度。(2)施喷前先用高压水或高压风清洗岩面，喷射口距岩面1.5～2m，喷射应垂直岩面，由下向上，喷射连续、缓慢作横向移动，喷层厚度均匀。(3)喷射前在喷射岩面上埋设φ6钢筋头，用预埋钢筋来检查喷射厚度并检查喷层是否平顺，如有漏喷应补喷。(4)喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间不少于14d。(5)做好安全作业，防止一切意外事故。(6)混凝土和易性控制：湿喷机要求混凝土坍落度8～13cm，故混凝土在拌合生产时加减水剂，使出仓坍落度达18cm，混凝土运输到工作面，坍落度损失值为3～8cm确保混凝土的坍落度满足喷射要求，从湿喷机顺利喷出。(7)喷头与受喷面的距离：喷头与岩面垂直，其间距为1.5～2.0m时较适宜。由于喷头压力大，将喷头固定在机械手上进行作业，若人工掌握喷头，两人操作或用简易支架进行操作。(8)风压：湿喷机要求工作风压0.5～0.8MPa，系统风压≥0.8MPa，若风压控制不好，会造成回弹量增大。喷射应对工作风压进行试验，先取最优稳定工作风压，获得最优喷射效果。(9)喷射角度：喷头应保持与受喷面垂直，若受喷面被格栅、钢筋网覆盖时，可将喷头稍加偏斜，但不宜小于70°，如果喷头与受喷面的角度太小时，会形成混凝土物料在受喷面上滚动，产生凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷射混凝土的质量。第13页，共13页 (10)喷头运动方式：喷头应作连续不断的圆周运动，并形成螺旋状运动，后一圈压前一圈三分之一。喷射路线应自下而上，呈“S”形运动，隧道内的喷混凝土应先边墙后拱部。3.有水地段喷射混凝土作业时，采取下列措施(1)喷射时，先从远离出水点处开始，逐渐向涌水点逼近，将散水集中，安设导管，将水引出，再向导管逼近喷射；(2)当涌水范围大时，可设树枝状排水导管后再喷射；(3)当涌水严重时，应设置泄水孔，边排水边喷射。4．有钢架支撑时混凝土的喷射(1)钢架与岩层之间的间隙必须用喷混凝土填充密实；(2)喷射顺序，应从下而上顺序进行，先喷射钢架与岩层之间间隙，后喷射钢架与钢架之间混凝土；钢架应全部被混凝土所覆盖，保护层厚度不得小于4cm。（四）、I16型钢钢架施工工艺及工艺方法我分部钢架由钢筋加工厂统一加工。先将加工场地用C15混凝土硬化，按1∶1比例放出加工大样。放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割的加工余量，将钢架冷弯成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。1．钢架制作与精度要求钢架，按1∶1比例放样加工。加工时，要求做到尺寸准确，弧形圆顺，允许偏差为：拱架矢高及弧长+20mm，架长±20mm；焊接（或搭接）长度要满足规范要求；焊接成型时，应沿钢架两侧对称进行，接头处要求相邻两节轴线一致，连接孔位置要准，以保证连接准确。拱架加工后要试拼，应无扭曲翘曲现象，接头连接要求每榀之间可以互换，每榀钢架用油漆编号。周边允许误差为±3cm，平面翘曲应小于2cm。2．定位测量安装前先准确定出每榀钢架的位置，放样时首先测定出线路中线，确定里程，然后再测定其横向位置。3．安设前的准备工作运至现场的单元钢架应分单元堆码，安设前应进行断面尺寸检查，及时处理欠挖、侵限部分，保证钢架安设。钢架外侧必须有不小于4cm的喷射混凝土，安设拱脚处钢架时，先清除垫板下的松碴，使其置于原状岩石上。采用拱脚垫松木板的方法，避免拱脚下沉。4．钢架安设钢架应按设计位置安设，钢架与封闭混凝土之间应尽量紧贴，在安设过程中，当钢架与围岩之间有较大间隙时应设垫块，垫块数量应不大于10个，两排钢架间沿周边每隔1m须用φ22的纵向钢筋联接，形成纵向连接系，使其成为一体，以改善受力状态。拱脚高度不够时不得用渣土回填，应设置松木板调整。钢架安装完成后和与之相接触的锚杆头焊接，使之成为整体结构。钢架安装时，测量负责人要与现场技术员配合好控制拱脚高度、横向位置及垂直度。严禁支护工班抬高拱脚、或改变钢架安设跨度。5．钢架施工质量要求第13页，共13页 钢架应架设在与隧道轴线垂直的平面内，钢架安设正确后，纵向必须连接牢固，并与锚杆焊接成一整体，安装位置符合设计要求。钢支撑架立后随即进行喷射混凝土，先将钢支撑与围岩之间空隙喷满，然后将钢支撑全部覆盖，使钢支撑与混凝土连成整体共同受力。（五）、质量标准1．网喷混凝土质量要求网喷混凝土在岩面先素喷4cm厚混凝土再挂网，然后再喷射达到设计厚度；开始喷射时，减少喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋网保护层厚度不得少于2cm；喷射中如有脱落的岩块或被钢筋网架住时，应及时清除后补喷。2．锚杆施工质量要求孔位允许偏差为±150mm，孔深误差不大于±50mm。五、注意事项1、爆破员必须经当地公安机关培训，考试合格后，持有公安机关核发的有效操作证，方准上岗作业。2、爆破时隧道内警戒不得少于200米，并能通知相邻施工点。3、严格按照规定控制开挖进尺，Ⅲ级围岩仰拱距掌子面不超过90m，二衬距掌子面不超过120m；Ⅳ级软弱围岩仰拱距掌子面不超过35m，Ⅳ级围岩仰拱距掌子面不超过50m，二衬距掌子面不超过90m。该段设计DK158+166至大里程段为Ⅲ级围岩，其余衬砌未封闭段为Ⅳ围岩，施工过程中仰拱、二衬安全步距按Ⅳ围岩控制。4、喷射机械应放在安全地带，喷射机上的各种仪表必须完好。喷射机工作时应先给风，再开机，后送料，结束时待料喷完，先停机后关风，工作过程中应经常检查输料管、出料管是否堵塞，严防高压水、高压风及其它喷射物突然喷出伤人。5、此交底参照《后山坪隧道设计图》兰渝施隧I-19、《双线隧道复合式衬砌》兰渝施隧参I-101编写，如有设计变更另行交底。第13页，共13页 Ⅲ级围岩非绝缘锚段施工在电气化铁路上，为便于对接触网及承力索进行锚固，根据需要在车站两端的隧道和位于区间的较长隧道或隧道群设置补偿下锚的衬砌区段，称为接触网锚段关节。当采用坠坨式补偿方式下锚时，锚段关节两端交错设置且净空增大的衬砌区段为下锚洞。本段非绝缘锚段关节，断面加宽值为0cm，按长度151m设置四跨,其中一般锚段139m，下锚段12m。一般锚段在普通断面基础上加高29cm，半径加大8cm。下锚洞在一般锚段基础上，在内轨面以上30cm位置处隧道纵向3m范围内，单侧横向加宽90cm顺接至拱顶。双线隧道非绝缘锚段关节平面布置示意图(单位:m)本隧道上下台阶分界处为内轨顶面以上1.68m。该锚段包括下锚段12m（DK158+202～DK158+205、DK158+207～DK158+210、DK158+345～DK158+348、DK158+350～DK158+353），一般锚段139m（DK158+205～DK158+207、DK158+210～DK158+345、DK158+348～DK158+350）。Ⅲ级围岩非绝缘下锚段衬砌断面。主要支护参数为：拱部设Ф22组合中空锚杆、边墙设Ф22砂浆锚杆，长3.5m，环纵间距1.2m×1.2m，拱墙设格栅钢架，间距1榀/1.2m，拱墙喷C25混凝土，厚23cm，二次衬砌采用C35混凝土，拱墙厚45cm，仰拱厚50cm，采用图号为“兰渝施隧参Ⅰ-101-50～53”图；开挖预留15cm变形量，未设台车放大5cm。设计拱墙设格栅钢架，施工时采用I16钢架代替，钢架间距不变。第13页，共13页 非绝缘下锚段衬砌断面图非绝缘下锚段钢架施工图第13页，共13页 Ⅲ级围岩非绝缘一般锚段衬砌断面。主要支护参数为：拱部设Ф22组合中空锚杆、边墙设Ф22砂浆锚杆，长3.0m，环纵间距1.2m×1.5m，拱墙喷C23混凝土，厚12cm，二次衬砌采用C30混凝土，拱墙厚40cm，仰拱厚45cm。采用图号为“兰渝施隧参Ⅰ-101-48～49”图。初期支护不设格栅钢架，为保证下锚段开挖尺寸及施工安全，在两下锚段间2m长一般锚段增设I16钢架。开挖预留15cm变形量，未设台车放大5cm。非绝缘一般锚段衬砌断面图第13页，共13页 非绝缘一般锚段钢架施工图DK158+202～DK158+210锚段钢架设置图监控量测后山坪隧道进口采用两台阶法开挖方式，设两条水平收敛测线。拱顶下沉设置一沉降观测点，拱顶量测点与净空水平收敛量测在同一量测断面内进行。监控量测钩，采用φ6钢筋制作成倒三角环，以便与收敛计联接。三角环尾部与φ18钢筋焊接（埋入初支长度不小于30cm，不许焊在钢架上）。顶部观测点采用3cm×3cm反光棱镜纸片，使用2秒级全站仪，其测距精度不得低于2mm+2ppm，进行监控量测。第13页，共13页 拱顶下沉量测和净空变化量测的测线布置示例断面量测隧道防水施工前，初支断面按每6m一个断面进行量测，有欠挖及时进行处理。处理合格后方可进行防水施工。断面仪采集数据禁止使用前方断面进行量测。监控量测及断面数据作为隧道开挖预留变形量的依据。第13页，共13页'