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高速公路双连拱隧道施工工法

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'高速公路双连拱隧道施工工法一、前言随着我国高速公路建设的发展和五纵七横高速公路骨干网的逐步形成,高速公路设计为满足线路选线和美观的需要,设计了许多高速公路双连拱隧道,其中一部分已竣工交付使用。我局自1997年至今相继施工了XX省XX至XX省XX高速公路省界连体隧道和XX省XX高速公路XXX隧道。施工采用五导坑先墙后拱法,成功地解决了在软弱围岩中施工大跨度双连拱隧道的难题。我们对之进行了总结,形成本工法。二、工法特点1、能有效地控制围岩变形和地表下沉。2、采用五导坑先墙后拱法施工,开挖过程中辅以超前管棚、超前小导管、超前小钢管和锚杆、径向系统锚杆(中空注浆锚杆、砂浆锚杆、早强药卷锚杆)、挂网、钢拱架、喷射混凝土等支护手段,加之开挖对围岩扰动小,故大大提高了施工的安全度。3、本工法采用分部开挖,其中导坑可以起到超前地质预报的作用。4、采用新奥法施工,其初期支护系统能很好地适应围岩的变化,与围岩形成一个整体,能充分发挥围岩的自承能力。5、能利用监控量测等信息化管理方法指导施工,使整个施工过程均处于受控状态。6、施工作业简便,不需用特殊的施工机械和设备,故容易推广使用。三、适用范围本工法适用于双连拱隧道和类似结构地下工程施工。四、工艺原理双连拱隧道施工采用五导坑先墙后拱法施工。根据双连拱隧道的结构特点(见图1),-18- 中隔墙为左右线隧道拱部的共用支点,必须先开挖中导坑,施工中隔墙衬砌,然后分别开挖左右侧导坑,施工左右侧边墙初期支护及二次衬砌,再开挖左右主洞上导坑,施工拱部初期支护和二次衬砌,最后开挖中槽核心土和仰拱,施工仰拱、仰拱回填和路面。掘进过程中左、右侧导坑以及左、右主洞开挖掌子面应始终保持20米以上的距离。根据地形和覆盖层厚度先施工山体压力较大一侧的隧道,滞后一段时间施工另一侧隧道。主洞开挖前,将中导坑另一侧回填密实,以增强中隔墙的稳定性,减轻山体偏压对中墙的影响。五导坑先墙后拱法将开挖断面分成7部分,按照施工的先后顺序逐步开挖。此法以新奥法的基本原理为依据,在开挖过程中尽量减少对围岩的扰动,通过超前支护、钢拱架、锚(网)喷洞壁初期支护系统,使开挖断面及早闭合,控制围岩的变形并使之趋于稳定。同时,建立围岩支护结构监控量测系统,随时掌握施工过程中的动态变化,合理安排、调整施工工艺和修改设计参数,确保施工安全。五、施工工艺(一)施工工艺流程首先进行洞口段工程的施工。施工工序见图2。洞顶截水沟施工完成以后进行明洞开挖,边、仰坡防护与明洞开挖同步进行。洞口段开挖时成洞面要求保留核心土,非核心土部分开挖至成洞面。明洞开挖完成后立即进行明洞衬砌施工,其次进行洞口Φ108长管棚的施工。先作长管棚导向墙(套拱砼),预埋导向钢管,按设计要求钻孔,间隔注浆。洞门墙和明洞回填在后期施工。-18- 中导坑先期施工,洞口段采用扩大断面,进洞后渐变为设计中导坑断面,以便于隧道出碴运输和支护的施工。中导坑主要施工工序见图3。开挖过程中施工中导坑初期支护以及顶部加强锚杆,中导坑贯通后施作中隔墙基底加固锚杆,从出口往进口方向浇筑中隔墙,中隔墙浇筑完成40米以上且顶部回填密实具备一定强度后开始侧导坑开挖,中隔墙施工完成后选择与主洞开挖一致的侧边回填。侧导坑开挖从出口向进口方向进行,左侧导开挖待右侧导进洞20米时迅速跟进,并始终保持左、右侧导开挖掌子面间距20米,且中墙顶回填至右侧导开挖掌子面距离20米。中隔墙浇筑完成且墙顶回填7天后开始从进口施工右侧导,滞后20米从进口开始施工左侧导。左、右侧导分别由进口、出口相向掘进,侧导贯通后立即开始边墙二次衬砌的施工。侧导坑施工工序见图3。二衬边墙完成一部分并具备一定强度后立即开始右洞主洞上半断面的开挖及初期支护,左洞主洞开挖在右洞进洞20米之后立即跟进,并始终保持20米距离。右洞开挖之前中导坑左侧必须回填。主洞开挖采用短台阶法施工,一次开挖至调平层设计高程位置。主洞拱部二次衬砌按设计要求距离主洞开挖掌子面一定距离后立即展开施工。主洞施工工序见图4。拱部二衬完成后立即开始仰拱及仰拱回填和调平层的施工。后续进行砼路面的施工和电缆槽、边、水沟的施工,最后进行喷涂、装饰施工和照明系统的安装。隧道衬砌施工的各阶段统一做好防排水工程的施工。另外注意照明系统预埋管道和预留洞室的施工。隧道进出口洞门安排合适的时间施工。(二)施工关键技术1、保持合理的分部开挖断面和先后顺序,保持各分部开挖掌子面纵向最小间距。中导坑和侧导坑开挖断面不能太大。各分部开挖轮廓要圆顺,以减少出现应力集中现象。2、主洞上半断面开挖前将中导坑一侧回填密实,以增强中隔墙的稳定性,减轻山体偏压对中墙的影响。回填材料可采用夯填土、C10混凝土等。3、钢拱架各节点连接一定要对齐,确保牢固可靠,分部施工时要严格控制钢拱架各分部位置和间距。-18- 4、系统锚杆注浆和锚固施工应符合质量要求,及时施作初期支护并使之尽早封闭,以控制围岩变形和缩短围岩暴露时间。5、加强对围岩的监控量测。6、中隔墙、边墙施工时要准确预埋与仰拱和拱部的连接钢筋。7、防排水工程分阶段进行施工。应认真处理好中隔墙顶排水系统,注意墙顶排水管进水口位置和管口高程,确保排水系统通畅。8、复合防水板铺挂应遵循“宁松勿紧”的原则,防水板接缝焊接应满足质量要求。9、中隔墙和边墙施工时要预压安装膨胀橡胶止水条的凹槽,拱部二次衬砌施工时按设计要求安装。中隔墙和边墙混凝土施工时按要求安装沉降缝环向橡胶止水带。(三)各分项工程的施工方法1、洞口仰坡施工洞口仰坡施工前,先进行测量放线,放出洞口仰坡范围,施作洞顶截水沟,按设计坡度从上至下逐段开挖仰坡,逐段按设计施作锚杆和钢筋网,喷砼至设计厚度。开挖时做好爆破控制,软石用风钻打眼弱爆破开挖,避免超欠挖现象的发生。为保证边坡度满足设计要求,开挖时用坡度尺经常检查。2、辅助措施施工2.1长管棚施工⑴施工工序:洞口开挖→明洞衬砌→测量定位→施作长管棚导向墙→搭设作业平台→钻孔→扫孔→安装管棚→管棚注浆⑵施工方法:A、长管棚导向墙施工:用脚手架作为套拱施工平台,用钢拱架作为砼受力结构,先在拱架外侧安上钢模板,按设计绑扎钢筋和安装导向管,并保证导向管的位置和角度准确,然后进行砼施工。B、搭设施工作业平台:作业平台采用方木按“井”字形搭设,方木间用扒钉钉接牢固,防止钻进时钻机摆动、倾斜等而影响钻孔质量。钻机就位:为加快施工进度,采用两台钻机平行作业,从低孔开始,由两侧往中间方向进行施工。钻机距工作面距离一般以不小于2m为宜,钻机摆设钻杆方向应与导向管方向一致,以确保钻孔准确性。-18- C、钻孔:a.开钻时,先低速低压,待成孔几米后,再加速加压。b.钻孔时,必须沿钻机定位后定下来的基线钻孔,随时检查钻孔方向的准确性。用测斜仪测定斜度,发现超限及时纠正。c.根据地质情况选择不同的钻头,当遇坚硬孤石不能钻进时,采用冲击钻头,把岩石击碎,用高压风将石屑吹出。为普通稍软岩石或土质时可采用合金钻头进行钻进。d.钻进过程中岩土对管壁的阻力较大,在钻孔过程中前段开孔可采用Φ125mm钻头,后段根据钻进需要使用Φ110mm钻头钻孔,以便钢管容易顶入。e.在钻进过程中常遇到一些特殊情况,如遇到不能钻进,难以成孔等,应分析原因,是软岩土时,土层不能成孔或塌孔时,采用预注浆加固办法或采用加长岩心管的办法。D、扫孔:用Φ108mm的岩芯管进行扫孔,目的是清除孔内碎碴和顺孔,岩芯管长度不小于2.5m为宜,长度稍长较好。E、下管(安装管棚钢管)安装钢管时先用人工顶进,钢管节头均采用丝扣联接,在下管前将钢管节编号,根据加工的钢管节搭配好,并做好记录,然后进行顶进,人工不易顶进时采用钻机顶进,顶进困难时用锤击钢管或用卡钳转动钢管,以取得较好的顶进效果。钢管顶进如遇故障,顶不进时,查清原因,有的须重新扫孔后再将钢管顶进。F、钻进过程中地质情况判断:根据钻孔的速度、岩土取心、司钻压力表等情况判断所钻孔管段的地质情况,并及时作好施工记录,根据记录数据绘制地质剖面图和展开图,为开挖施工提供参考。G、长管棚注浆:管棚按设计在导向管上编号,由1#~59#(出口为1#~65#)有孔钢花管开始施工,每钻完一孔便顶进一根钢管,同时每施工一根有孔钢花管后及时进行注浆,再打无孔钢管,无孔钢管可作为检查管,检查注浆质量。为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3M钢管,编号为偶数的第一节管采用6M的钢管。a.根据设计,有孔钢花管内注水泥一水玻璃浆,其灌注工艺要求较高,须采用分段进行,注浆前先进行单液注浆试验,视效果采用单液浆还是双液浆。b.注浆前在相应钢管中插入Φ25mm硬塑料管,在管口处(管棚钢导管)安设钢管盖和注浆阀门。(预留排气孔)-18- c.注浆采用从孔口一次注入,为使管内浆液饱满密实,注浆时钢管设有排气孔,待浆液充满钢管后,进行终压注浆,直到达到设计注浆压力或设计注浆量时终止。d.注浆结束标准:按单孔注浆量达到设计注浆量时,作为结束标准,当注浆压力达到设计终压力时也可注浆结束。注浆结束后及时清除管内浆液,并用M30水泥砂浆紧密填充,增加管棚的刚度。无孔钢管填注30#水泥砂浆,以增强钢管刚度。2.2、超前小导管⑴施工顺序:小导管制作→钻孔→小导管安装→喷砼封闭开挖面→注浆⑵施工方法:小导管安装于钢拱架外侧,尾部焊在钢拱架上。A.小导管制作:用气焊将小导管前端加工成尖端,管身四周用电钻间距30cm梅花布置Φ6mm的注浆小孔,尾部焊上Φ6mm加劲箍。B.钻孔:钻孔前要用测斜仪确定钻杆方向和夹角,保证小导管与线路中线的夹角正确。小导管孔位要通过测量布置,位置要准确,保证两环之间的搭接。为使小导管便于顶进,钻孔时采用Φ48mm钻头钻孔。C.小导管安装:用风钻加套筒顶进。D.注浆:施工方法和工艺流程同长管棚注浆。2.3、超前小钢管⑴施工顺序:钢管制作→钻孔→钢管安装⑵施工方法:超前钢管安装于钢拱架外侧,尾部焊在钢拱架上A.小钢管制作:用气焊将小导管前端加工成尖端。B.钻孔:钻孔前要用测斜仪确定钻杆方向和夹角,保证小钢管与线路中线的夹角正确。超前小钢管孔位要通过测量布置,位置要准确,保证两环之间的搭接。为使小导管便于顶进,钻孔时采用Φ48mm钻头钻孔。C.小钢管安装:用风钻加套筒顶进。D.钢管填充:采用ZW-Ⅱ型早强药卷作填充粘结料,增强钢管的抗拔和抗剪能力。2.4、超前锚杆⑴施工顺序:锚杆制作→钻孔→锚杆安装⑵施工方法:超前锚杆安装于钢拱架外侧,尾部焊在钢拱架上A.锚杆制作:用切割砂轮片将Φ22mm螺纹钢筋切成长3.5m一段,并将一端切削成尖端。-18- B.钻孔:钻孔前要用测斜仪确定钻杆方向和夹角,保证超前小钢管与线路中线的夹角正确。超前锚杆孔位要通过测量布置,位置要准确,保证两环之间的搭接。采用Φ32mm钻头钻孔。C.锚杆安装:用风钻加套筒顶进。2.5、工字钢拱架⑴施工顺序:拱架制作→测量→安装→锁脚锚杆→纵向联接筋⑵施工方法:A.拱架制作:工字钢拱架在工厂按设计加工成拱片8节,每节两端焊上连接钢板用螺栓连接。拱架加工应在平整的场地上进行,加工好的拱架应在平整的场地上预拼成全断面,以检查平面翘曲度是否在允许的范围内,否则要进行调整。符合要求的要编号,避免混用,才能保证安装成形的钢拱架平面翘曲度符合规范要求。B.安装:施工时主洞采用分阶段施工,根据开挖顺序先安装边墙部位。为了使拱部拱架便于与下部连接,安装边墙部位拱架后喷混凝土时连接部位预留30CM不喷,安装好的拱架用纵向连接筋连成一体,按设计打设径向系统锚杆,将径向锚杆的尾部焊于钢拱架上。安装拱架的下端应设立在稳固的地层上。横向和高程误差为±5㎝,垂直度±2º,左右纵向误差±5㎝。拱架与围岩之间的超挖严禁用片石和背材填塞,必须用喷射砼回填,保护层厚度不小于4㎝。3、隧道洞身开挖双连拱隧道施工采用五导坑先墙后拱法施工,中导坑、左侧导坑、右侧导坑开挖采用全断面开挖,主洞上导坑开挖采用微台阶或短台阶法开挖。3.1、全断面开挖:适用于中导坑、左侧导坑、右侧导坑开挖。⑴施工顺序:测量→钻眼→装药→起爆→通风→找顶→初喷→出碴→钢拱架安装→锚网复喷⑵进度指标45~60m/月。采用28式风枪钻孔,非电毫秒雷管起爆、光面爆破、装载机出碴;开挖后及时支护并监控量测。3.2、微台阶开挖:适用于主洞Ⅱ类围岩(S2a、S2b衬砌)⑴施工顺序:分部施工顺序:拱部→主洞核心土→仰拱。仰拱滞后核心土40m施工。-18- 拱部施工顺序:测量→钻眼→装药→起爆→通风→找顶→初喷→出碴→钢拱架安装→锚网复喷至设计厚度。⑵施工方法:洞口段的Ⅱ类围岩开挖时采用超短台阶法施工,台阶长度控制在5~10m内,拱墙每循环0.75m一榀工字钢拱架。仰拱开挖全断面一次进行,每次开挖10m,仰拱喷砼封闭后应立即进行仰拱和仰拱回填砼施工,与拱墙初期支护封闭成环。上部开挖时采用每循环0.75m,下部留核心土以保证成洞面的稳定和便于拱架安装。核心土在下一循环开挖时一同挖掉。进度指标:45m/月。3.3、短台阶法施工:适用于主洞Ⅲ类围岩地段(衬砌类型S3)⑴施工顺序:测量→钻眼→装药→起爆、通风→找顶→初喷拱部→出碴→钢拱架安装→锚网复喷至设计厚度→下一循环上下部打眼同时施工,同时起爆。下部装载机配合汽车出碴,上部人工倒碴至下部。⑵施工方法:由于是软弱围岩较为破碎,短台阶开挖,为便于出碴台阶长度控制在10~15m,拱部采用光面爆破。采用风钻打眼,非电毫秒雷管起爆。循环进尺控制在2m内,进度指标60m/月。4、初期支护施工工序为:开挖后及时进行初喷砼,安装锚杆,挂钢筋网,安装拱架,最后进行复喷混凝土。对于软弱围岩,根据设计,初喷后施作钢支撑、超前支护等。4.1、喷射砼施工⑴施工工序:在锚杆、钢筋网、拱架、超前导管(超前锚杆)等作好之后即进行喷砼。⑵施工方法:A.喷射砼采用干喷机,砼由洞外拌合站集中拌料,砼运输车运到工作面。B.喷砼:喷射砼前,用水或高压风将岩面粉尘和杂物进行清理,喷射作业应分段、分片、由下而上顺序进行。在受喷围岩明显凹凸不平处,应先用喷射同等级的砼填平补齐,而后再喷射砼。初喷砼厚度不小于2~4㎝。钢支撑等安装完后进行复喷砼作业,喷至设计厚度。喷射混凝土施工时,喷嘴应与岩面垂直,距受喷面0.6~1.0m。掌握好风压与水压,减少回弹和粉尘,喷射压力0.1~0.15Mpa,水压力0.15~0.2MPa。-18- 施工中经常检查出料弯头、输料管和管路接头,处理故障时断电、停风,发现堵管时立即停风关机。施工过程中应经常对已喷射混凝土表面进行修整,确保喷射混凝土表面平整、圆顺。4.2、锚杆施工⑴施工工序:隧道的锚杆类型有砂浆锚杆、早强药包锚杆、中空注浆锚杆等类型。锚杆施工工序为:锚杆材料准备→钻孔→锚杆安装→受力检查⑵施工方法用凿岩台车或风钻钻孔,牛角泵或注浆泵注浆。A.砂浆锚杆施工砂浆锚杆安设有两种方式,其一是造孔后,先装入水泥药卷,再插锚杆,待水泥药卷终凝后,安装孔口垫板;其二是造孔后,利用牛角泵往孔内注入水泥砂浆,然后再插锚杆,水泥砂浆终凝后安装孔口垫板。B.早强药包锚杆施工其工艺流程为:造孔→安装早强药包→插入锚杆并搅拌药包一定要边浸泡边安装,浸泡时间不太长以药包浸透为度,锚杆插入后要充分旋转搅拌药包以孔口有浆液流出为度。C.中空式注浆锚杆造孔后,先插锚杆并安设止浆塞后注浆,待水泥浆终凝后安设孔口垫板。4.3、钢筋网施工⑴施工工序:钢筋网施工是在锚杆安装好后进行。⑵施工方法:将洞外加工成片的钢筋网紧贴初喷面,用电焊焊于锚杆尾部。5、监控量测监控量测是采用复合式衬砌隧道必须认真实施的项目,它和光面爆破、喷锚支护是新奥法施工的三大支柱。应根据围岩条件、支护类型和参数、施工方法及量测目的编制量测计划。由专门的量测小组实施量测计划,及时反馈信息,指导施工。不可因任何原因降低量测工作的质量或中断量测。施工监测需按图5程序进行。-18- 施工施工监测地表预报预测地质预报预测围岩支护结构状态观测围岩支护结构位移应变量测综合判断分析指标体系应急措施调整施工程序,修改支护刚度图5施工监测流程图7、隧道衬砌7.1中隔墙施工中导坑开挖贯通以后,对中墙基底彻底清理,并加设注浆锚杆进行基础加固(锚杆要伸入基础50cm以上),然后准确地放出隧道中心线、中墙基础边线,测量基底标高,按要求做基底承载力试验和锚杆抗拔试验。中隔墙施工分两次进行,先施工基础部分,再施工墙身部分,每10米设置一道沉降缝。中隔墙施工时注意预留消防洞室和预埋中墙泄水管、防水板预压钢板、与二次衬砌连接钢筋等。具体的施工步骤为:测量放样→钢筋加工安装→侧模安装→端模安装→混凝土浇筑→拆端模、安装沉降板→下一循环钢筋按照设计要求在洞外加工,现场绑扎。砼采用输送泵灌筑,插入式振捣器捣固。混凝土施工过程中在中隔墙顶两侧预压安装膨胀止水条的凹槽。中隔墙施工一段后,及时用喷射砼将中墙顶部回填密实,为侧导坑早日进洞创造条件。回填时注意中心排水管的进水口位置和高程,防止砼堵住管口。7.2、边墙施工-18- 侧导坑开挖贯通以后,对边墙基底彻底清理,并加设注浆锚杆进行基础加固(锚杆要伸入基础50cm以上),然后准确地放出边墙基础边线,测量基底标高,按要求做基底承载力试验和锚杆抗拔试验。边墙施工分两次进行,先施工基础部分至电缆槽底高程,再施工墙身部分,每10米设置一道沉降缝。边墙施工时注意预留照明配电洞室和预埋边墙横向泄水管、防水板、与拱部二次衬砌连接钢筋等。钢筋按照设计要求在洞外加工,现场绑扎。端模安装时应注意橡胶止水带设置。砼采用输送泵灌筑,插入式振捣器捣固。混凝土施工过程中在边墙顶预压安装膨胀止水条的凹槽。7.3、拱部二次衬砌衬砌采用C25防水砼防水等级S6级。明洞和洞浅埋段,尽快施作二次衬砌,其它地段,应在围岩和初期支护变形基本稳定后进行,施作时间符合设计规定。围岩变形大,流变性特征明显时,应加强初期支护,并及早施作二次衬砌以及采用加强衬砌。二次衬砌浇筑采用轨行式衬砌模板台车和砼输送泵完成,并对称地由下而上连续全断面一次灌注。单循环进尺10m,月衬砌进尺100m-150m,视开挖进度和离开挖面的距离而定。⑴施工工序:测量放线→钢筋加工安装→铺设轨道→台车就位→涂刷脱模剂→调整并锁定→预埋件安装→安装止水带和端模→泵送砼入模→脱模→养生。⑵施工方法:衬砌钢筋拱片在加工车间制好,利用作业平台安装。衬砌砼由洞外自动计量拌和站生产,砼输送泵泵送砼入模。采用小模板时用插入式振动棒捣固,采用大模板时用卧式振动器振捣。7.4仰拱、仰拱回填、调平层⑴施工工序:隧底清理→测量、报验→立模→钢筋安装(S2a、S2b)→仰拱砼施工→填充砼→调平层砼施工→养护开放交通。⑵施工方法:隧道仰拱、填充(整平层)紧随拱部二次衬砌后进行,施工时将隧底沿纵向分为10m一段,全断面一次施工成形。隧道运输采用过轨梁通过施工段。7.5、防排水施工A、防水板施工⑴施工工序:喷砼面清理→工作平台就位→设挂点→挂防水板→接头缝焊接。⑵施工方法:防水板挂设前先清理喷射混凝土表面钢筋、锚杆头等,在喷射混凝土表面按一定间距设挂点,在洞内利用作业平台将防水板挂设在挂点上,利用土工膜自动爬焊机将防水板接缝焊接牢固。焊缝宽度为10㎝。-18- 防水板挂设应遵循“宁松勿紧”的原则。二次衬砌钢筋安装时严禁用电焊,防止损坏防水板或引起火灾。B、膨胀橡胶止水条的施工膨胀橡胶止水条设在中墙顶与二次衬砌的水平施工缝和边墙二衬与拱部二衬的水平施工缝处。先将中、边墙施工时预压的宽3cm,深1cm的凹槽槽底处理平整,再将止水条粘贴到槽内,纵向应连续,不能间断。二衬砼施工前在止水条表面涂刷SR缓膨剂,以防止混凝土未凝结前止水条膨胀。C、橡胶止水带的施工橡胶止水带设在沉降缝的位置,每10m设置1处。主洞二次衬砌分三次完成,橡胶止水带也分三次埋设,但应保证每道沉降缝处止水带的完整性,接缝采用搭接或焊接。止水带安装时模内部分设钢筋卡固定,止水带中部用模板卡紧,防止砼浇注过程中止水带偏位。8、隧道砼路面施工⑴施工工序:测量放线→基层整修→立模→钢模复测→报验→拌合砼→砼运输、摊铺砼及安设连接钢筋→振捣砼提浆→真空吸水→机械抹光→人工精平→盖膜养护→拆模→锯伸缩缝→填缝→刻纹→养护。⑵施工方法:采用厂拌砼,自卸运输,人工入模摊铺,平板振动器、插入振动器捣固,三轴摊铺机振动,人工精平,机械刻纹。9、隧道装修⑴施工工序:原则上是先上后下,先拱部后边墙。基层处理、施涂封底涂料、分层喷涂防火涂料、涂料修整。⑵施工方法:A.施工准备:自制可移动、可升降式作业台架,准备好空气压缩机、高压无气喷涂机(含配套设备)。B.基层处理:将砼表面的灰尘、污垢、水泥流痕等清除干净,错台处凿除平顺;然后刮抹腻子,待腻子干后用砂纸磨平。C.按设计图纸分出拱部与边墙喷涂界限,并按长度方向2m分区。D.根据所选用“S330”型防火涂料的性能分层喷涂。一般要求喷枪运行时,喷嘴中心线必须与喷涂面垂直,喷枪与喷涂面有规则地平行移动,运行速度应保持一致,喷涂操作在一个分区内应连续进行,一次完成。-18- E.修整:在施工过程中,如发现有“漏涂、透底、流坠”等弊病,边施工边修整。六、质量标准及控制(一)开挖质量双连拱隧道开挖分多次完成,各开挖掌子面的间距不大,中导坑和左右侧导坑之间的围岩厚度不到5米,左右主洞之间围岩最薄处只有1米,开挖施工质量的好坏直接影响围岩的稳定,应采用预裂爆破或光面爆破。开挖施工质量必须符合《公路工程质量检验评定标准》和《公路隧道施工技术规范》的规定。施工过程中要严格控制各开挖掌子面的纵向间距不小于20米。(二)支护质量由于各导坑之间围岩厚度最薄处不足1米,分部开挖对围岩的多次扰动,围岩稳定性较差,超前支护和初期支护的质量直接关系到本工法的成败,故对之要严格控制,要做到:管棚、小导管设置的间距、角度和注浆质量应符合设计且应保证每环之间的搭接长度。锚杆施工质量必须符合《公路隧道施工技术规范》的规定,锚杆材料、类型、规格、质量以及性能应符合设计,并按要求作抗拔试验。砂浆锚杆和早强药卷锚杆的钻孔孔径应大于杆体直径15㎜。喷射混凝土的厚度必须保证,可采用预埋钢筋头、设置量测标志进行检查,并实行验收制度,不合格时立即补喷。复喷混凝土时必须保证钢拱架与初喷混凝土面之间的空隙,现场可用肉眼观察和锤击法进行检查,发现不实之处必须凿开重喷。喷射混凝土的强度必须符合设计要求。钢拱架必须严格按设计下料,接头钢板焊接质量必须合格。加工好的钢拱架要先预拼、编号,将平面翘曲度控制在合格范围内。安装时拱脚必须支垫落实,严禁悬空。(三)二次衬砌质量中隔墙是左右洞拱部衬砌结构的共用支点,是施工的重点。中隔墙、边墙和拱部二次衬砌分部施工时要准确预埋连接钢筋和其它预埋件。混凝土的强度和抗渗标号必须达到设计要求。(四)防排水质量中隔墙顶排水是整个隧道排水施工的重点,施工过程中应注意墙顶排水管进水口位置和管口高程,确保排水系统通畅。边墙和拱部二次衬砌施工时根据施工进度安装塑料盲沟、横向排水管、防水板等,施工质量必须符合规范要求。-18- (五)现场监控量测现场监控量测的必测项目、选测项目、使用的仪器、布点和量测的频率等如表1所列。周边收敛、拱顶下沉和围岩内位移量测的断面布点情况见图6、图7、图8。及时对现场量测数据绘制位移—时间曲线、位移—开挖面距离关系曲线等,当曲线趋于平缓时,进行数据处理或回归分析,以推算最终位移,掌握位移变化规律。位移—时间曲线出现反弯点时,要密切监视围岩动态,并加强支护,必要时暂停开挖,采取相应措施。要将量测结果反馈到设计、施工中,以保证施工的安全性,其次是为了确保设计的经济性,通过降低支护参数,降低造价,达到经济合理。-18- 表1控制测量项目及方法一览表项目名称方法及工具布置量测间隔时间必测项目地质及支护状况观察岩性、结构面产状及支护裂缝观察及描述,地质罗盘及规尺等开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行水平收敛及拱顶下沉量测各种类型的收敛计断面布置见图7、8、9,Ⅱ类围岩每10~15米一个,Ⅲ类围岩每15~25米一个爆破后24小时内进行0~18m18~36m36~90m>90m1~2次/天1次/天1次/2天1次/月底板下沉量测水平仪、水准尺断面布置见图7、8、9,Ⅱ类围岩每10~15米一个,Ⅲ类围岩每15~25米一个仰拱开挖后12小时进行1~15天16天~1月1~3个月>3个月1次/天1次/2天1~2次/月1~3次/月选测项目围岩内部位移量测洞内钻孔安设多点杆或位移计每一类围岩段选一断面,每断面3~11个测点爆破后24小时内进行0~18m18~36m36~90m>90m1~2次/天1次/天1次/2天1次/月锚杆内力量测各类电测锚杆,锚杆测力计及拉拔器每一类围岩段选一组,每组3~5根锚杆施作后开始0~18m18~36m36~90m>90m1~2次/天1次/天1次/2天1次/月钢支撑内力量测应变片及支柱压力计每20~30榀钢支撑中选一榀,每段钢支撑均测钢支撑施作后开始0~18m18~36m36~90m>90m1~2次/天1次/天1次/2天1次/月喷砼应力量测表面应力解除法每一类围岩段选一组,每组3~5个测点二次衬砌施作前进行二次衬砌压应力量测各类型压力盒每一类围岩段选一组,每组2~5个断面,每断面7~11个测点二次衬砌施作后开始1~15天16天~1月1~3个月>3个月1次/天1次/2天1~2次/月1~3次/月-18- 七、施工安全措施施工过程中除应遵守隧道施工的有关规范外,还应结合双连拱隧道的施工特点,采取以下安全措施:1、对全员进行安全意识教育,特别时钻爆、监控量测和安全检查人员,要完善其岗位职责和安全规章制度。2、严格控制各开挖分部循环进尺,开挖和支护工作必须衔接紧密,以减小围岩变形。施工过程中要严格控制各开挖工作面的纵向距离不小于20米。3、侧导坑开挖时,临近中隔墙混凝土和中隔墙顶回填喷射混凝土强度必须达到一定的强度。后续主洞上半断面开挖必须待想邻先行主洞初次衬砌喷射混凝土达到设计强度才能进行,且先行主洞洞口20米成环(二衬含仰拱封闭成环)后,后续主洞上半断面才能开始掘进。4、主洞上半断面进洞前,中导坑另一侧必须先用夯填土和C10素混凝土回填密实,可以减小偏压对中隔墙的影响。见图9。5、加强对围岩和支护结构的动态监测,根据量测数据及时判断围岩和支护的稳定情况,如右异常须及时处理。6、认真观察并记录中导坑围岩变化情况,据此分析侧导坑和主洞地质情况,必要时采取相应措施,确保施工安全。八、机具设备单口作业所需的机具设备见表2。进口或出口多工作面同时施工时,适当增加部分设备,合理配置,即可满足施工需要。九、劳动力组织单口作业劳动力组织见表3。左右侧导坑、主洞左右上半断面开挖工作面可以组织流水施工,充分利用劳力资源。双连拱隧道工序较单洞隧道工序多、工期长,有条件最好组织从进出口同时相向施工,但中导坑、侧导坑贯通后中隔墙和边墙必须单口施工,便于主洞早进洞。-18- 十、综合效益分析1、本工法为双连拱隧道和类似结构地下工程施工提供了途径。2、本工法可行性强,施工安全可靠。采用分部开挖分部成环封闭减轻了围岩的松弛程度,充分发挥了围岩的自承能力。所采取的量测方式能敏感的反应围岩及初期支护的稳定情况。3、本工法与其它的隧道施工方法比较,不需要特殊的施工机具设备,能节省大量的机械台班费,经济效益显著。十一、工程实例XX省XX市至XX省XX市高速公路省界隧道和XX省XX高速公路XXX隧道都采用本工法施工。两座隧道全长都为200米,开挖宽度达24米,开挖高度为9.5米。覆盖层为Ⅱ、Ⅲ围岩,且节理发育,岩体破碎,不稳定。施工过程中从未发生大的塌方和人生伤亡事故,初期支护结构稳定,量测结果显示地表稳定基本无下沉,其它各项指标均未超过基准值。采用本工法施工的省界隧道2000年通过竣工验收已交付使用,XXX隧道即将竣工。-18- 表3单口作业劳动力组织序号工作项目作业内容人数序号工作项目作业内容人数1开挖及初期支护风枪手63测量及量测测量技术员1清理岩碴3测量工2钢拱架加工44其它项目负责人1拱架安装6技术主管1锚杆、钢筋网安装4专职质检员1拌和站司机1专职安全员1运料1调度1混凝土喷射手2电工12二次衬砌模板安装6~8汽车司机4钢筋加工安装8~10装载机司机1混凝土浇筑6空压机司机1输送泵司机1合计67~71拌和站司机2砼输送车司机2-18- 表2单口作业所需机具设备序号项目机械名称型号单位数量备注1通风及照明通风机台1200m以下可不用变压器300KVA台12开挖压风机12m3台2风枪28台6风镐G10台4装载机ZL-50台1自卸翻斗汽车8T台43初期支护钢筋切断机台1钢筋弯曲机台1电焊机ZXG-500台4两台洞外,两台洞内台式机床Z4025台1氧焊机台1混凝土喷射机台2拌和站JS500L台2机动翻斗车1.5T台24二次衬砌钢筋切断机台1钢筋弯曲机台1电焊机ZXG-500台4台式机床Z4025台1氧焊机台1拌和站JS500L台2混凝土输送泵HB40台1混凝土输送车台2短隧道可不用插入式振动棒台45量测及测量仪器收敛仪台2单点式位移计根若干百分表支2全站仪台1水平仪台1水平塔尺根2钢尺50米把16其它高压风管、水管、通风管、照明灯具的规格和数量,应根据隧道长度、设计风水压力、光照度等参数来确定。-18-'