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'题目:武夷山隧道施工组织设计
武夷山隧道施工组织设计[夺商要]武夷山隧道处福建省西北部建宁县及江西省黎川县境内,全长14658m。隧道进口位于江两省黎川县两城乡河漳村,出口位于建宁县黄坊乡武调新村,隧道最大埋深约348m,隧道DK210+924〜DK211+911段围岩级别为II、IV、V级,纵坡为4.9%。上坡。本设计主要根据现冇的h"d塘至茁田客运专线设计图纸及相关资料,提出对隧道施工中的材料计划及施工测量的内容进行详解,及洞内临时设施,地质的超前预报;没计隧道超前支护,施工测量等施工工艺;提出隧道施工防排水临吋设施方案。
[关键字]施工测量支护排水
Wuyishantunnelconstructionorganizationdesign[Abstract]WuyishantunnelinJianningCountyinnorthwesternFujianprovinceandJiangxiCountyofLichuanprovince.,Lengthof14,658m.ThetunnelentrancelocatedintheXiangRiverZhangCun,JiangxiCountyofLichuanProvinceintheWest,HuangFangXiangWuJianningexportsintuneVillage,Maximumdepthofabout348mtunnel,TunnelDK210+924〜DK211+911sectionofrocklevelII,IV,VClass,Longitudinalslopeuphillto4.9%o.ThedesignismainlybasedontheexistingpondtoPutianPassengerdesigndrawingsandrelatedinformation,Proposedfortunnelconstructionmaterialsandconstructionplansexplainthecontentmeasurement,andtemporaryfacilitiesinsidethecave,geologicaladvancedprediction;Designtunnelsupport,constructionsurveyingconstructionprocess;Proposedtemporaryfacilitiestunnelwaterproofinganddrainagescheme.[Keyword]ConstructionSurveySupportDrain
目录1>工程概况11.1工程特点11.2施工条件11.3施工程序表12、隧道工程施_£旅22.1施工安排22.2施工技术方案32.5洞内临时设施42.6施工用电42.7、主要生产作业线配置53、弃碴利用及弃置方案54、施工方法、施工工艺54.1施工准备64.2施工测量64.3洞口测量64.4洞身测量64.5超前地质预测预报64.6地质预报项目64.7超前地质探测与预报方法74.8工作程序85、列司□施工95.1洞口边、仰坡开挖防护95.2洞口排水95.3洞门修筑105.4进洞施工105.5超前支护105.5大管棚施工105.6超前注浆小导管施工115.7超前中空锚杆施工126、洞身施工136.1施工方法136.2开挖方法13
4.3三台阶七部法施工154.4双侧壁导坑法施工164.5初期支护174.6锚杆施丄186.7钢筋咧196.8型钢(格栅)钢架206.9喷射混凝土207、洞口段施工217.1进洞方法215.2斜井井身施工217.3水仓及泵站施工228、主要材料数量229、主要施工机械设备、试验、质量检测设备配备229.1配置原则229.2主要施工机械配备2310、结i仑241K致谢25渗考文W26
1、工程概况武夷山隧道地处福建省丙北部建宁县及江丙省黎川县境内,全长14658m。隧道进口位于江西省黎川县西城乡河漳村,出口位于建宁县黄坊乡武调新村,隧道最人埋深约348m,隧道DK210+924〜DK211+911段围岩级别为II、IV、V级,纵坡为4.9%。上坡。坊上斜井位于线路左侧的福建省建宁县黄坊乡芦岭村,斜井为坡度9.51%的下坡,平面交角90°,斜井斜长1601.57m,斜井与隧道正线相交于DK218+401里程处。主要地质特征及环境条件:武夷山隧道位于剥蚀中低山区,山势陡峻,区内沟芥纵横、植被发育,乔、灌木、杂草从生,G然山坡坡度10°〜45°不等。洞身地段沟谷地表水发育,隧道埋深在18m〜350m。测区内交通不便。测区位于低纬度带气候温和、雨量充沛,属亚热带气候。测区内出露地层较简单,主要有上太古界天井坪组上、下段变粒岩、变粒岩夹片岩,晚侏罗里地羊元花岗岩及志留系朱地单元花岗岩,此外尚冇酸性细粒花岗岩呈脉状产出,及少量第四系坡洪积层。应加强地表排水设施及洞口截水天沟,防止雨水冲刷边坡发生危险。1.1工程特点武夷山隧道跨越线路讼,地质条件复杂,岩溶裂隙发育,埋深不一,支护结构形式多样,地下水丰富,进出口明挖段和出口浅埋段地基遇水易软化,拱部易坍塌下沉,施工难度大,应特别注意。1.2施工条件武夷山隧道进口和1号斜井需修建6km便道,交通不便,洞U为灌木林地,整平后即可作为施工场地和驻地;坊上斜井修建约1.5km便道与乡村道路相接,交通运输方便,斜井洞口覆盖M较厚,挖方量大,斜井口外200米的林地整平厄即可作为施工场地和驻地。砂、石子采取自制和采购相结合的方式,现场需要一定规模的存料场。临吋工程按照尽量靠近洞口,少占耕地,布局合理的原则,场地平整后,充分利用有效空间,在保证环保、水保前提下修建。1.3施工程序表征地拆迁►场地清理►测量放线►现场核对报检签证◄施工自检◄工程实施开工报告试验检测_►质量评定_►工程验收——►土地复耕及工程保修图1-1施工程序图
2、隧道工程施工方案遵循新奥法原理,以人为木,坚持地质预报超前,全部采用无轨运输,岩石段采用钻爆法、破碎地段采用机械或人工开挖;以大型专用设备为主,形成超前地质预报、开挖、支护、装运、辅助、防水衬砌等多条主要生产作业线,实现机械化施工。2.1施工安排隧道工程师木合同段的难点。为确保隧道按期、优质、安全的完成施工,我们安排1个专业化隧道施工队伍并对隧道工程实行专业化作业分组,抽调经验丰富、专业性强的人员参加隧道施丄,配足人员。下表(表2-1)为人员安排表。别组及员人容内作H管理人员织组管面全度调现工施员术技1L作技好搞术技的道隧责负员全安2查检量质、全安掘进班H爆钻3棚管大象起装r孔H碴出7险崛机扒运碴装工锚喷5浆注挂喷杆锚工修机修维L«机工筋钢装安、工JQ钢栅格2作H助辅进掘内洞倒料物扒调度室长度调11调协序H各外洞洞衬砌班H合^1射3修维械机合拌合拌工送输砼4作操泵送输维养保车输运输运虹O管接捣头端立省^-台H水防2板水防设铺、水bh引水透装安保障班电1L修维安备设气电水供1L修维路管通水供送压髙司公输运6输运等泥水钢>石>料运计合61表2-1人员安排表根据工期要求,武夷山隧道进口采用独头掘进,两个斜井进入正线后均采取双川掘进。具体任务划分如下:隧道进口施工长度为1710米;1号斜井AA塘方叫施工长度为1506米,向莆田方向施工长度为2084米;坊上斜井向向塘方向施工长度为2177米,向莆田方向施工长度为1510米。工期安排260天。下表(表2-2)为施工进度安排表。作*項目时闲<天>
10203010506U708090100IIU120130110ISO160170IM)l—610出剌Cl306m(SMB)««二村70220m珞面工e20220m其他30表2-2施工进度安排表2.2施工技术方案武夷山隧道段围岩级别为II、IV、V级。II级围若采用全断面法,IV级围耑采用三台阶七步法,V级围岩采用双侧壁导坑法开挖。钻爆作业采用自制凿岩台架配合人工风枪钻孔。全断面开挖的II级围岩采用光面爆破,非电起爆;施工中应坚持“光面爆破、支护紧跟、监控量测、及时反馈修正”的原则;IV、V级围岩开挖及时施做锚杆、钢架、喷射混凝土等初期支护。出碴全部采用侧卸式装载机装碴,15〜20t自卸汽车运输出碴。喷混凝十采用湿喷机与多功能作业台架作业,为加快施工进度,尽早封闭围岩,必要时采用智能化注浆系统进行注浆。二次衬砌采用12m的整体式液压台车全断面衬砌。混凝土采用拌和站集巾生产,输送车运输,泵送入模。隧道通风:采用独头压入式通风方式。施工用高压风:采用洞外供风站集中供风方式。施工用电:采用移动高压电进洞、洞内变电的方式。施工用水:采用高III水池供水结合普通泵增压的方式。施工排水:隧道顺坡施工段采用排水沟內然排水,反坡施工段采用集水井集水,污水泵接力抽排至洞口污水处理池内,处理达标后集中排放到即有沟渠内。2.3主要工序关键控制点拟采用的工法(1)开挖及钻爆关键技术本段隧道主要冇II、IV、V级围岩,选择正确的开挖方法是保证施工进度的关键。根据隧道断面尺II级围岩采用全断面法,IV级围岩采用三台阶七步法,V级围岩采用双侧壁导坑法开挖。施工中如遇断层及其它不良地质,可根据实际情况,选择不同的超前加固措施,分步开挖。施工始终贯彻超前探水,施工排水采用顺坡双侧排水沟或反坡水泵排水接力,并且加强管路管理,防止渗漏,使开挖作业基本做到无水作业。必要时采取采用周边或全断面注浆堵水技术,先堵后挖;同时选择用水量较少的施工机械:如开挖采用挖掘机,锚杆施工采用风动凿岩机干钻钻孔施工。(2)喷锚支护及注浆关键技术
锚喷支护的关键控制点是:混凝土喷射工艺、喷射设备的选型、锚杆设备的选型、成孔工艺及支护时机的把握等。本隧道设计为复合式衬砌,为提高初期支护的质量,争取支护的最佳时问,拟在每个工作面配备2台喷射机,采用湿喷工艺,降低粉尘;配备1台多功能台架。抢占支护的最佳时机以保证安全,并减少施工干扰为原则,特别是在断层破碎带等不良地质地段支护要及吋。(1)超前地质预报关键控制点隧道施工中,超前地质预报关系到工程安全、质量和进度,为确保各项0标顺利实现。拟采用的主耍预报方法:TSP203、超_前水平钻孔、地质雷达、地质素描(数码成像)。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,并咯持将超前地质预报合理纳入工序进行组织管理。其屮:TSP203预报系统:该系统是目前最先进的方式,准确率高,适用范围广,适用于任何地质情况;预报距离忪,能准确预报掌了•面前方100〜200m范围地质情况。地质雷达:能判断短距离(10〜40m以内)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讨能隐伏洞穴的探测。超前水平钻孔:是最直观、最准确的预报方式,在隧道全长采用。地质素描:操作简便,作为其他方式的补充和验证。(2)防水关键技术为满足结构混凝土耐久性和防排水的要求,隧道抗渗等级不小于P8级,结构防排水施工按照“防、flh、截、堵相结合,冈地制宜,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。防水层质量检查:防水层铺设应均匀连续,搭接部位采用双焊缝,焊缝进行充气检查。钢筋绑扎时要对防水M进行防护,所宥靠防水层一侧钢筋弯钩及绑扎铁丝接u应设在背离防水层一侧。2.4洞内外施工调度通信为了使洞内外各道工序协调配合、洞内外施工运输有序,现场指挥准确可靠,本标段设置强食力的施工运输、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。项目经理部及所属单位采用程控电话与移动电话相结合的方式;洞内与洞外采用有线电话和无线对讲机(办理使用许可证)相结合的联络方式。程控电话与当地电信部门联系,就近接驳,无线电话根据当地移动或联通网络情况直接使用或与其联系,在工地架设无线转播站,保证无线通信联络的畅通。1.5洞内临时设施洞内布置管线主要有:动力线、照明线、高压水管、排水管、通风管、高压风管等。洞内风、水、电管线布置在掘进方M的左侧墙壁,施工排水管路考虑施工方便布置在掘进方A的右侧墙壁,施工通风管路悬吊于拱顶。2.6施工用电武夷山隧道进口在洞口设一座630kVA变电站供洞外设备及洞内照明用电,洞内安装一台500kVA变压器,以10kV高压进洞,各工作面分段设移动变电器供洞内设备用电。1号斜井,在洞口设一座800RVA变电站供洞外设备及洞内照明用电,洞内安装一台
500kVA变压器,以10kV高压进洞,各工作而分段设移动变电器供洞内设备用电。坊上斜井,在洞U设一座800RVA变电站供洞外设备及洞内照明用电,洞内安装一台500kVA变压器,以10kV高压进洞,各工作而分段设移动变电器供洞内设备用电。每个隧道施工队备用1〜2台发电机,以备停电后应急。洞内动力线路为三和五线制,照明线路在作业地段的电压不得大于36V,成洞和不作业地段可采用220V。电力线路使用绝缘良好的胶皮线架设,施工地段的临吋电线路宜采用橡套电缆。施工用高压风:试夷山隧道进口FE置2台40m3/min空压机;1号斜井配置2台40m3/min空压机和2台20m3/min空压机;坊h斜井配置2n40m3/min空压机和2u20m3/min空压机,采用*150mm钢管供风。施工用水:各隧道工点视地势地形在附近建高山水池(容积大于100m3)或采用无塔供水,铺设巾100mm钢管供水。施工通风:武夷山隧道进U配置2台2X110KW轴流风机通风;1号斜井配置2台2XllOKw轴流风机和2台2X55KW轴流风机;坊上斜井配置2台2XllOKw轴流风机和2台2X55Kw轴流风机,风管直径20cm。施工排水:顺坡隧道开挖完成后在洞内两侧及时修建0.4mX0.2m的浆砌片石排水侧沟,并用砂浆抹而,通过洞内水沟顺排至洞外污水处理池屮进行处理后排放。反坡隧道排水时采用洞内每200m设置固定泵站与工作面移动泵站相结合的方式,通过泵站接力将水拙排至洞外处理排放。每个泵站配备两套抽水设施,一套工作一套备用,排水管采用中150钢管◊2.7、主要生产作业线配置根据施工原则和确定的总体施工方案,在施工管理上以大型专用设备为主,形成六条作业线,即:掘进作业线、支护作业线、装运作业线、防水衬砌作业线、辅助作业线、超前地质预报作业线。3、弃碴利用及弃置方案隧道弃碴屮坚硬的岩块可加工做隧道浞凝土粗、细讶料及浆砌片石的石料。不可利用弃碴按设计文件要求进行利用或弃往指定碴场。弃碴前对碴场原棺被进行清除,底面进行平整,弃碴分级堆放并没置平台,下方坡脚没M10浆砌片石挡碴墙,碴顶设截水天沟,并做好碴场排水系统,以防止因暴雨冲刷,弃碴扩散或形成弃碴流,毁坏下方植被和农田。隧道完工后,碴场顶按设计耍求进行覆土绿化,美化环境。4、施工方法、施工工艺根据武夷山隧道工程的水文地质条件、围岩级别、断面设计及隧道分布,结合拟投入的施工力量和木单位施工类似隧道取得的施工经验,拟定施工方法如下:
4.1施工准备开工之后首先修筑临时施工便道,架设施工供电线路、修筑供水没施和铺设供水管道,砌筑洞顶临时截水沟,开挖洞U段土石方。洞U场地开挖完成后,安装和修建隧道供风、供水、发电、混凝土生产、钢结构加工等设备与设施。洞门工程在隧道进洞施工正常后选择非雨季卞及时安排施工。4.2施工测量根据木标段工程量及工程分布特点配测量班,每个测量班均由1名测量工程师、4名测暈技丄组成,共同完成测暈丄作。测暈班依据丄作A容配置满足测暈任务的测暈仪器。。4.3洞门狈IJ量据隧道洞U的设计结构和洞U地形标高,详细计算洞U边仰坡开挖边线的坐标和各桩中心坐标。利用附合导线与以上计算华标的和对关系,使用全站仪在地面上放岀洞口边仰坡开挖轮廓线,十米桩屮心坐标点位,以放出的坐标点为屮心放出开挖边线桩,控制洞U边仰坡的开挖。4.4洞身测量隧道洞身施工测量根据隧道设计文件,精确计算出线路百米桩的啤标及结构的相关尺寸和标高,并按每10m编制岀施工隧道标高表。测量工程师利用洞内测量控制点,及吋向开挖面传递中线和高程;由测量班用断面测量仪测设隧道开挖轮廓线、支护钢架架立前后和二次衬砌立模前后轮廓尺寸,进行复核,确认准确后方吋进行下道工序施工,并对混凝土净空断面应用激光隧道限界检测仪检杳。4.5超前地质预测预报针对武夷山隧道工程地质情况复杂的特点,成立专业的超前地质预测预报小组,并将该项工作纳入施工工序管理。实现信息化施工,提前掌握开挖地M的特性,确定合理的支护参数和施工方法,制定施工中可能出现的各种问题的处理预案,确保工程质量和施工安全。在设计地质资料的基础上,采用地而预报和洞内超前预报相结合的模式,主要以洞内超前预报为主,对未开挖地段进行地质预测和分析,采集各种水文、地质、变形、应变等信息,及时进行信息反馈,以确定合理的支护参数,制定合理的施工方法。洞内超前预报主要通过TSP203地质超前预报系统、地质雷达和超前钻孔等手段进行。4.6地质预报项地面预报:在施工过程屮,根据设计提供的地质勘探资料,对重点地段地表幵展可控源音频大地电磁法(V5)为主的综合物探,沿隧道轴线绘制纵向剖而阁;同时进行地表补充地质测绘,采取地表代表性岩样,并将样晶在室内做对比分析和物探资料分析整理。洞内预报:施工屮加强V级围岩地段、含水地层、瓦斯地段等的超前地质预报工作,采用开挖掌子面全断面地质素描、超前钻孔并辅以TSP203、地质雷达、红外线探水仪等物探手
段进行综合预测。隧道地下水发育地段及断层破碎带采用超前水平钻探、红外线探水仪等措
施。根据超前地质预报和施工地质工作获取的地质信息及平导所揭示的工程地质、水文地质条件,调整隧道的施工方案。4.7超前地质探测与预报方法根据木标段隧道工程地质条件,结合木投标人以往施工屮在超前地质探测与预报方面所积累的经验,拟采用TSP203地质预报系统、地质雷达、超前钻探法、红外线探水仪等进行地质预报,并预测开挖工作®前方一定范围内围岩的工程地质和水文地质条件。初步确定本标段采用以下方法进行超前地质探测与预报。(OTSP203超前地质预报系统TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质巾产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况。它是在掌子面后方边墙一定范围内布置一排爆破点,进行微弱爆破,产生的地震波信号在隧道周m岩体内传播,当岩石强度发生变化,比如有断眉或岩层变化吋,会造成一部分信号返回,界面两侧岩石的强度差别越大,反射回来的信号、返回的时间和方向,通过专用数据处理软件处理,得到岩体强度变化界面的信号也就越强。返冋信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放人,根据信号返冋的时间和方向,通过专用数据处理软件处理,就得到岩体强度变化界而的位置及方位。TSP203地质预报系统实际操作屮有如K特点:适用范围广,适用于极软岩至极硬岩的任何地质情况;距离长,能预测莩子面前100m〜200m范围内的地质状况,围岩越硬越完整预报长度就越大;对施工干扰小,可在施工间隙进行,即使专门安排时间,也不过一小时左右;提交资料及时,在现场采集数据的第二天即可提交正式成果报告。釆用专用处理软件,将复杂多解的波形分析转换为直观的肀一解的波形能量分析图。将隧道顶部和底部的波形能量分析图分析确定之后,可得出断层破碎带、软弱夹层或其它不良地质相对于隧道的空间位置,计算机CJ动绘出弹形波速度宥差异的地质界面相对于隧道轴线的地质平面图和纵断而图。但也存在预报准确性和预报精度方面的问题,需耍采用其他预报乎段來补充和完善。数裾处理流程见阁。主电子计算机(现场)现场资料存档量测绘图机沉位沉位力下变下变应表空顶岩杆地净拱围锚地表下沉图、随时间变化图净空变位及变位速度随时间变化图拱顶下沉随时间变化图围岩变位随时间变化图锚杆、喷混凝土应力随时间变化图及其它打印机——和有限元解分析的对比——预测变形量解析其他加强施工支_护及施工防护——资料存档取出资料一览表图4-1电子计算机数据处理系统图(2)地质雷达地质雷达探测(GroundPenetratingRadar筋称GPR)采用电磁波反射廢理探测浅层地层的划分、空洞、不均匀体的检测。仪器将发射天线和接收天线集于一体,具有快速、无损、连续检测、实吋显示等特点,但在掌子而有水的情况下不宜使用。作为TSP203地质预报系统的补充,在TSP203预报异常点,在确定异常体的规模、性质、危害性宥困难时,采用地质
雷达作为补充手段,短跑离进一步探测前方30m内的地质情况。(2)超前钻孔探测“物探先行,钻探验证”,超前钻探是一种传统而可靠的工程地质探测方法,具有研判准确,直观的优点。针对木标段隧道岡岩特点,拟采用超前钻探方法进行探测,以超前水平岩芯钻探为主,辅以浅孔钻探。超前水平岩芯钻探町根据需要探测和了解隧道开挖前方几米、几十米乃至上百米范围内围岩的工程地质情况;通过钻孔了解和释放影响隧道掘进施工的地卜*水;通过岩芯观察和分析对隧道丌挖前方的不稳定岩层和断层破碎带进行准确定位;直接采取岩芯样进行各种抗压强度试验,获取岩石物理力学性质参数。超前钻探方法是在钻进过程屮,从钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色、成分以及卡钻、跳钻等和岩性、构造性质及地K水等情况掌握地质条件。综合不同位置钻孔的钻进时间变化曲线,大致确定断展的规模和产状。此方法要求在探孔揭露之前,岩体能承受管道水的压力而保持稳定。因此在临近突水地段,多打一些超前探孔,丼改放小炮,避免工作面出现冲溃现象,喷距应比较稳定。(3)红外线探水仪HY-303红外线探水仪通过接收岩体的红外辐射强度,根据围岩红外辐射场的变化,分析判断丌挖面前方30m范围内是否存在含水体。将含水裂隙、含水构造、含水体作为寻找对象场源,场源所形成的场要远远大于场源本身,当由远而近接近场源时,仪器妞示屏上的读数值会发生明变化。当掌子面前方存在含水构造时,含水构造产生的异常场会迭加到掌子面后方的正常场上,产生场的畸变,距场源的距离不向,畸变后的场强亦不同,在数据曲线上表现为突变。而当掌子面前方没冇含水构造吋,由掌子面到其后一定距离内所测的红外辐射场场值均为正常场值,为~常数,其数据曲线表现为一近似直线。4.8工作程序超前地质探测和预报工作程序见图
地质资料研究现场地质状况调查制定超前探测预报方案♦根据开挖及支护情况发现坍方征兆★比拟法预测前方地质声波法>开挖面岩性前推法超前钻地质雷达>TSP2S地质预报系统反馈施工V确定施工方案,保证开挖安全资料整理与经验积累<图4-2超前地质预测预报工作程序图5、洞口施工4.1洞口边、仰坡开挖防护洞口施工时要避开雨季,先开挖洞门边仰坡及路椠土石方,做截水天沟,再施做洞门;洞口环节衬砌须与洞门同吋施工。开挖时按设计耍求从上至下开挖边仰坡,M高1.5m左右,并随挖随护,防止边坡失稳,引起山体坍塌。及时按设计要求进行边仰坡的防护加固。洞口边、仰坡幵挖不得采用大爆破,洞口挡护工程应紧跟土石方幵挖及早完成。洞门基础必须置于稳固的地基上,虚碴、杂物、积水、软泥必须清理干净。洞门端墙背后及洞顶水沟底露空部分采用M10水泥砂浆浆砌片石冋填密实。4.2洞口排水边仰坡施工前先人工在7T•挖边缘线5m外施作洞顶截水天沟,待进洞后及时施作洞门和W侧排水沟,与洞顶截水沟和连形成完整排水系统。隧道的排水应与洞外路基排水系统合理违接,不得冲刷路基坡面。
4.3洞门修筑在进洞施工正常后,适时安排洞门施工。洞U段结构混凝土在拌合站集中拌制、混凝土输送车运输车运输、输送泵泵送入仓,采用插入式捣固棒捣固,外侧模板采取在浇筑混凝土吋按混凝土浇筑分层厚度分层支立,在每层混凝土浇至该层外模口10cm时安装下一层外模,如此循环直至拱顶。每层外模(采用木模)在安装前加工制作成整体,使其能短时间安装就位,防止混凝土浇筑间断时间过长形成人为施工缝。4.4进洞施工武夷ih隧道进口采用套拱法进洞。对于洞门段设计为大管棚超前预支护的隧道具体作法:洞口开挖至起拱线,采用两榀型钢钢架紧贴仰坡放置,间距0.6m,纵A用O22mm钢筋连接,其环向间距及倾角按设计的大管棚环向间距及外插角布设,经测量检杳,同隧道洞II幵挖断而一致后,与仰坡锚朴捍接叫定,浇注40cm厚挂板浞凝土闷结,然后施做大管棚,形成洞室轮廓,按设计丌挖方法进洞。4.5超前支护武夷山隧道软弱围岩地段,采用0108洞口长管棚,050双M超前小导管,042超前小导管和025超前屮空锚杆,进行注浆预支护。4.5大管棚施工本隧道正洞进口明暗分界处沿拱部开挖轮廓线外设一环长管棚超前支护。长管棚采用热轧无缝钢管,管棚长40m,直径108mm,环向间距按设计布置,外插角1〜30,压注水泥浆。严格控制注浆压力和注浆量,防止欠压和超压现象,确保质量和安全。(1)施工误差要求径向不大于20cm,隧道纵向误差同一断面接头数量不大于50%,相邻钢管的接头至少错开lm。(2)施工方法①施作套拱混凝土套拱作为长管棚的导句墙,套拱在洞身开挖轮廓线以外施作,套拱A埋设4榀工字型钢支撑,钢支撑与管棚孔口管焊成整体。孔口管作为管棚的导向管,它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用经纬仪以坐标法在工字钢架上定出其平而位置;用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角;用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上,防止浇筑混凝土时产生位移。②搭钻孔平台安装钻机钻机平台可用钢管脚手架搭设,搭设平台应一次性搭好,钻孔由两台钻机由高孔位m氏孔位对称进行,可缩短移动钻机与搭设平台吋间,便于钻机定位。平台支撑要着实地,连接耍牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。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。用经纬仪、
挂线、钻杆导向相结合的方法,反复调整,确保钻机钻杆轴线也孔口管轴线相吻合。①钻孔钻机距工作而距离不大于2m,采用两台钻机同吋作业,由两侧向屮间,互不干扰,加快进度。为克服钻机具自重所产生的下乖,钻机耍与导向管保持一致。钻机7T•钻时,可低速低压,待成孔几米后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。为防止堵塞钻机风孔,加大高压风清孔频率,切忌高压水清孔。钻进过程中经常用测斜仪测定其位置,并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量,并及吋处理钻进过程屮出现的事故。②清孔、验孔用O108mm岩芯管进行来回扫孔,清除浮渣至孔底,确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔;用高压气从孔底向孔口清理钻渣;用经纬仪、测斜仪等检测孔深,倾角,外插角。③安装管棚钢管钢管应在专用的管床上加工好丝扣,棚管四周钻08出浆孔;钢管接头采用丝扣连接。为使钢管接头错开,钢管按9m、6m不等长加工,保证相邻管棚在同一截面的接头错开。④注浆注浆前用喷射混凝土封闭掌子面弁对孔口进行封堵,以防孔U冒浆,混凝土喷射厚度约15cm,注浆压力控制在1〜2Mpa左右,注浆时控制好注浆压力和注浆量,以防注浆过量而引起地而隆起。向奇数孔管棚内压注浆液,注浆前用喷混凝土将工作面封闭,并用速凝砂浆密封孔U管与钢管之间的缝隙。注浆方式采用全孔压入式,注浆机采用YZB-80型注浆泵。配置浆液并注浆,浆液扩散半径不小于0.5m,浆液为M20水泥砂浆,注浆初压0.5〜1MPa,终压2MPa。注浆前按参数进行注浆现场试验,注浆参数应通过现场试验合格按实际情况确定,以确保达到固结围岩的□的。钻孔吋出现卡钻或坍孔吋应先注浆后再钻孔。注浆结束后及吋清除管A浆液,并用30号水泥砂浆紧密充填,增强管棚的刚度和强度。4.6超前注浆小导管施工武夷山隧道软弱围岩一般采用超前小导管注浆预支护,小导管采用®42热乳无缝钢管加工,K:度为3.5m,每3111设~环,其搭接K:度不小于lm。洞身浅埋采用050超前双层小导管,长度5m。超前小导管施丄前用5〜10cm厚喷射混凝土封闭掌子面,然后施做注浆小导管形成一定厚度的加固圈后,进行开挖等作业。注浆作业中认真填写注浆记录,随时分析和改进作、Ik,并注意观察施工支护工作而的状态。开挖前试挖掌子而,无明显渗水吋进行开挖作业。制作钢花管:超前小导管在构件加工厂制作。前端做成尖锥形,嵐部俾接*6mm钢筋加劲箍,管壁上每隔15cm交错布置注浆孔,孔眼直径为10mm。小导管安装:采用YT-28风动凿岩机钻孔活,将小导管按设计要求插入孔中,围岩软弱地段用游锤或凿岩机直接将小导管打入,外露端支撑丁幵挖面后方的钢架上,与钢架共M组成预支护体系。超前小导管施工工艺框图见图。
喷混凝土封闭开挖面沿周边布孔I钻孔1插入小导管<—小导管加工I注浆<—浆液准备I洞室开挖图5-1超前小导管施工工艺框图4.7超前中空锚杆施工武夷山隧道超前锚杆支护采用025屮空注浆锚杆,钻孔直径4)42mm,钻孔深度大于锚杆设计松度10cm。采用锚杆专用注浆泵往中空锚杆内压注水泥浆,水泥浆的配合比为:水灰比:1:0.4〜0.5,注浆压力为0.2〜0.5MPa,水泥浆随拌随用。钻孔:使用锚杆台车或凿岩机钻孔,钻孔前根据设计要求定出孔位,钻孔保证锚杆的方叫、深度和间距,孔深偏差彡50mm,钻孔直径*42mm。洗孔:钻完孔f,用高压风吹净孔内岩屑,并检杳钻孔深度;锚杆安装:将锚杆体送入孔内,直达孔底,并注意转动杆体,锚杆尾端外露孔口10cm,以便和钢筋网进行焊接;安装止浆塞:将止浆塞安装在锚杆尾端孔口部位;压注水泥砂浆:砂浆锚杆压注水泥砂浆,采用注浆管将锚杆尾端与砂浆锚杆专用注浆泵连接,拱部、边墙采用双管排气法注浆,将内径04〜5mm,壁厚1〜1.5mm的软塑料排气管同锚杆一起送入钻孔至孔底,并在孔外留lm左右的富余长度,然后将注浆管固定在孔口位置,并将孔门堵塞,在确认排气管畅通后,开始注浆,直到排气管不排气或溢出稀浆时停止,并将排气管拔出,待砂浆达到强度后安装垫板拧紧螺帽。超前屮空锚杆施工工艺见图。
标出锚杆位置检查锚杆安装锚杆体、止浆塞和垫板备料制浆清洗整理图5-2超前中空锚杆施工工艺图6、洞身施工4.1施工方法武夷山隧道(DK210+924〜DK219+911)洞身段开挖方法主要采用全断耐去、台阶法、三台阶七部法、双侧壁导坑法等三种施工方法。6.2开挖方法武夷山隧道长,地质条件复杂,施工中坚持“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭”的原则进行幵挖施工,洞内n级围岩采用全断血法施工,iv级闱岩段采用三台阶七部法施工,V级围岩采用双侧壁导坑法施工。在开挖、支护过程中监控量测紧跟,及时反馈信息,以修改施工方法、调整支护参数。洞内采用40m3电动空压机供高压风,YT28气腿钻钻孔,毫秒雷管、乳化炸药起爆,采用光而爆破控爆工艺严格控制超欠挖,施工屮根据施工方法和实际地质状况采用机械与爆破和结合。1、全断面法施工武夷山隧道II级围岩地段采用全断面开挖,利用液压凿岩台车或凿岩台架配置YT-28凿岩机钻孔,隧道钻爆开挖采用中空直眼掏槽,中空眼直径为*102mm,超钻深度200mm与掏槽眼齐平,II级围岩地段掏槽眼深3.5m,掘进眼深3.3m,循环进尺3.2m,每天2个循环,月最高进尺192米,综合月进尺150米,选用乳化炸药,机制炮泥堵眼,光而爆破,非电毫秒雷管网络引爆,全断而一次成型。挖掘机或装载机配合自卸车装运弃碴。用台架钻锚杆孔,人工安装锚杆并进行锚阎或注浆,采用湿喷机进行湿喷砼。全断面开挖支护作业流程为:超前地质预报一台架、机具就位一全断面测量画线布眼一钻炮眼一装药爆破->清危排险一出碴一打锚杆一喷混凝土一稳定安全检杳及监控量测一下一13
循环。全断而光而爆破施工工艺详见“全断而光而爆破施工工艺框图”。全断面光面爆破具体施工工艺如下:1)钻孔准备工作:测出轨面线和中线,凿岩台车就位,画出开挖轮廓,按设汁标出炮眼位置。采用风钻钻眼,钻眼直径38mm,中空眼二次扩眼直径为4)102mm。掏槽方式:采取直眼掏槽。炮眼深度:掘进炮眼深度为3.3m,掏槽眼深度为3.5m。掏槽眼:控制孔眼平行度,避免炮孔交叉以保证掏槽眼的掏槽效果;掘进眼:眼口排距、行距误差不大于6cm;内圈眼:与周边眼的排距误差不大于5cm;周边眼:炮眼间距误差不大于5cm,外斜率不大于5cm/m,与lAl圈眼间最小抵抗线误差不大于5cm,钴孔位置在轮廓线上。当开挖面門凸不平时,按实际情况调整炮眼深度,力求所有炮眼(除掏槽眼外)眼底在同一垂直面上。钻眼完毕,按炮眼布置图进行检齊并做好记录,有不符合要求的炮眼重钻。2)装药作业装药前将炮眼内的泥浆,石粉吹干浄,检查炮眼达到设计要求后装药,装药时严格按设计药量进行,所有炮眼均堵塞炮泥。3)装药结构周边眼采用间隔装药,导爆管联接,掏槽眼采用集中装药,底部30%长度加强装药,其它眼集屮装药,见“装药结构阁”。4)起爆作业爆破网络采用微差、非电毫秒雷管起爆,非电毫秒雷管插入药卷内,除周边眼正向装以外其余反向装入眼孔内,导爆管引线连接采用~把抓型式,见“一把抓连接方式示意图”。连接线雷管釆用低毫秒段,同组连接线采用同种毫秒段导爆管进行连接。5)出碴运输开挖爆破采用挖掘装载机或挖掘机配合装载机装碴,G卸车运输。6)爆破设计阁隧道爆破参数见“隧道全断而爆破设计图”。爆破效果:爆破炮眼残留率要求硬岩达到85%以上,屮硬岩达65%以上。2、台阶法施工武夷山隧道Ill级围岩地段采用台阶法开挖施工,上台阶由人工或简易凿岩台架车实施钻孔;下台阶开挖施工吋,采用凿岩台架车钻孔,上下台阶均采用光面爆破,非电毫秒雷管起爆,分次爆破幵挖成型。由于隧道断面的高度及宽度人,单循环出硝量多,掌子面由挖掘机或装载机装碴;由15t自卸车运弃至洞外弃碴场。喷设混凝土用料由洞外搅拌站提供,混凝土搅拌运输车运送混凝土,喷射混凝土采用湿喷机施作。长台阶开挖法:III级围岩采用三部开挖法,先进行上半断而开挖的同时,进行下半断而一侧的开挖,此时下半断面的另一侧设为运输或走行坡道,即上半断面持续施工,下半断面随进度换边幵挖。如下图:
图6-1妖台阶法作业示意图台阶法施工开挖支护作业流程为:超前地质预报一上(下)台阶台架、机具就位一上(下)断面测量画线布眼一钻炮眼一装药爆破一通风->清危排险一出碴一打锚杆挂网一喷混凝土一稳定安全检查及监控量测一下一循环。1)隧道111级围岩拱墙设系统锚杆,L=3.0m,拱部及局部边墙设®6钢筋网,网喷12cm厚C25耐腐蚀混凝土支护。下台阶采用光面爆破,钻孔直径42mm,钻孔深度3.0m,炸药均采用乳化炸药,非电毫秒雷管微差起爆。台阶法循环吋间:上台阶循环进尺2m,每天3个循环,下台阶循环进尺3m,每天2循环,上下台阶开挖日进度5m;月最高进度150m,综合月进度110m。4.3三台阶七部法施工坊上斜井正线IV级围岩釆用三台阶七部开挖法,上台阶循环进尺1.5m,每天3个循环,下台阶循环进尺2.5m,每天1.5循环,月最高掘进100米,综合月进尺75米。三台阶七部开挖施工工序详见“三台阶七步开挖施工工序示意图(一)(二)”。三台阶七步开挖法施工工序第一步:(1)利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。(2)弱爆破分部开挖①部,同时每循环进尺一次,掌了面喷5cm后混凝土封闭。(3)分部施作①部导坑周边的初期支护,即初喷4cm厚混凝土,架立钢架。(4)施作锁脚钢管。(5)钻设系统锚杆后复喷混凝十至设计厚度。第二步:(1)在滞盾于①部一段距离弱爆破左右交错开挖②、③部。(2)喷5cm厚混凝土封闭掌子而。(3)导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,施作钢架,并设锁脚钢管。(4)钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。第三步:(1)在至后③部一段距离后,弱爆破左右交错开挖④、⑤部。(2)导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,施作钢架。(3)钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。第四部:分台阶开挖⑥部。第五部:(1)开挖⑦部。(2)隧底周边部分喷4cm厚混凝土,施作钢架。(3)复喷混凝土至设计厚度。第六部:灌筑週部仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充应分次施作)。第七部:根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,利用衬砌模板台车一次性浇筑IS部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。3)施工过程中注意事项:
⑴隧道施工过程屮应坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤测量”的原则。⑵开挖方式均采用弱爆破或人工开挖,爆破时严格控制炮眼深度及装药量。⑶导坑开挖孔径及台阶开挖高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。(1)工序变化处之钢架应设锁脚钢管,以确保钢架基础的稳定。⑸钢架之间的纵向连接钢筋应及时施作并焊接牢固。⑹各部开挖循环进尺0.8〜1.0m,预留核心土的K度在3〜5m为宜。⑺在幵挖的过程当中注意初期支护结构及核心土的稳定性,必要时应利用核心土加设全断面环形临吋支撑。⑻复合式衬砌段在施工吋,应按照冇关规范及标准图的要求进行监控量测,根据监控量测的结果进行分析,确定灌筑二次衬砌的吋机及调整支护参数。4.4双侧壁导坑法施工武夷山隧道V级鬧岩地段采用双侧壁导坑法开挖施工,采用人工采用人工风镐铲凿岩,分部开挖成型。根据断面情况采用机械出碴或人力倒运弃碴,由15t自卸车运弃至洞外弃碴场。喷设混凝土用料巾制外搅拌站提供,混凝土搅拌运输车运送混凝土,喷射混凝土采用湿喷机施作。每部循环进尺1.5m,每天1.5循环,幵挖口进尺2.2m。月最高进尺66m,综合月进尺40m。1)①部开挖(1)利用洞口导向措施或洞身上一循环架立的钢架施作隧道洞身、侧壁导坑的纵向超前支护。(2)幵挖①部,同吋,每循环进尺一次,掌子面喷混凝土封闭。(3)施作①部导坑周边的初期支护和临吋支护,即初喷混凝土,架立钢架(也括导坑的临吋钢架及横撑),并根据需要设置锁脚锚杆。(4)钻设径向锚杆f复喷混凝土至设计厚度。2)②部开挖(1)丌挖②部,每循环进尺一次,掌子而喷浞凝土封闭。(2)施作②部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷混凝土,架立钢架(包拈导坑的临时钢架)。(3)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。3)③部开挖幵挖③部并施作导坑周边的初期支护和临吋支护,施丄步骤及施丄丄序同①部。4)④部开挖开挖④部并施作导坑周边的初期支护和临吋支护,施工步骤及施工工序同②部。5)⑤部开挖(1)开挖⑤部。喷厚混凝土封闭掌子面(2)拱部初喷厚混凝土,架设拱部钢架,钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。6)⑥⑦部幵挖(1)两台阶法施工第⑥、⑦部。(2)喷厚混凝十封闭掌子面。(3)导坑底部初喷厚混凝土封闭,安设钢架封闭成环,复喷混凝土至设计厚度。逐段拆除临时钢架,灌筑IX部仰拱。灌筑X部隧底填充。根据监控量
测结果分析,待变形收敛稳定后或根据需耍,利用衬砌模板台车一次灌筑XI部二次衬砌。双侧壁导坑法施工工序详见“双侧壁导坑法施工工序示意图(一)、(二)”。1)施工注意事项:隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。开挖方式均采用弱爆破及人工开挖。爆破时严格控制炮眼深度及装药量。工序变化处之钢架(或临吋钢架)设锁脚锚杆,以确保钢架基础稳定。当现场导坑开挖孔径及台阶高度需进行适当调整时,保证侧壁导坑临时支护与主体洞身钢架连接牢固,并考虑侧壁导坑自身的稳定及施工的便捷性。钢架之问纵向连接钢筋按要求设置,及时施作并连接牢固。临时钢架的拆除等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后再进行。施工屮按有关规范及标准图的要求,进行监控量测,及吋反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的吋机提供依据。双侧壁导坑法施工吋,按如下原则组织实施:隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则;开挖方式均采用弱爆破或人工开挖。爆破时严格控制炮眼深度及装药量:工序变化处之钢架(或临时钢架)设锁脚锚杆,以确保钢架基础稳定。4.5初期支护木标段隧道初期支护形式有系统锚杆(砂浆和中空锚杆)、钢筋网、(格栅或工字钢)钢架、C25喷射(微纤维)混凝土。依据闱岩类别设计综合使用。初期支护紧跟开挖而及吋施作,尽量减少围岩暴露吋间,抑制围岩变形,防止围岩在短期内松弛剥落。钢架、钢筋网和锚杆在洞外构件厂加工,风动凿岩机施作系统锚杆,挂设钢筋网,人工安装钢架,湿喷机喷射混凝土。超前地质预报施工放样开▼挖初喷■混凝土3~5cm测量定位施作系统锚杆I▼挂钢筋网安装钢架古复喷混凝土至设计厚度I▼监控量测
反馈、调整支护参数图6-2初期支护施工工艺流程见图
4.6锚杆施工(1)砂浆锚杆锚杆制作:锚杆杆体在洞外构件厂批量加工,度根据围岩状况及设计确定。钻孔:锚杆呈梅花形布置。采用风动凿岩机沿开挖轮廓线钻孔,钻孔前先标定钻孔位置,钻孔直径大于锚杆直径15mm,孔深误差不大于5cm。用高压风将孔内杂物吹净。钻孔应圆而直,孔口岩石整平,并使岩面与钻孔方句垂直。锚杆采用全自动液压升降平台配合安设。配拌、压注砂浆:砂宜采用屮粗砂,最大粒径不得大于2.5mm,使用前过筛清洗,水泥选用PRO32.5#晋硅水泥;速凝剂选用合格的速凝剂,所用材料均应按规范要求进行取样试验。早强水泥浆配合比采用灰讶比h1〜h2,水灰比0.38〜0.45,水泥采用早强水泥,并掺早强剂。砂浆用净浆搅拌机拌合均匀,随拌随用。用注浆泵往钻孔内压注早强水泥浆,注浆时注浆管要插至距孔底5〜10cm处,随水泥浆的注入缓缓匀速拔出。要求锚孔内砂浆饱满,灌浆工作连续不屮断,保证锚杆、砂浆、ffl岩间的粘结力。锚杆安装:注浆完成盾迅速将锚杆插入,轻轻锤击锚杆使之深入孔底。锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。若孔口无砂浆溢出,耍将杆体拔出重新注浆。注浆丌始或屮途停止超过30min时,应用水润滑注浆罐及其管路。注浆孔口的压力不得大于0.4MPa;杆体到位后,要用木楔或小石子在孔口卡住,防止杆体滑出。砂浆未达到设计强度的70%时,不得随意碰撞,一般规定三天内不得悬挂重物。锚杆安没后,不得随意敲击。砂浆锚杆施工工艺流程见图。锚杆制作►施工准备——►准备注浆材料锚杆孔位放样[各注浆设备就位钻孔设备就位钻孔角度定位钻锚杆孔清孔拱部安装锚杆及排气管注浆◄-锚杆成孔检查I侧墙注浆◄搅拌砂浆——i1插入锚杆、加垫板拧扣i>锚杆抗拔力检查砂浆饱满度检查验收◄
图6-3砂浆锚杆施工工艺流程图(1)屮空锚杆HCB22N组合中空注浆锚杆具宥施作速度快,抗拔力大,支护效來好的特点。中空锚杆采用先锚后灌式砂浆锚杆,构造由锚头、杆体、止浆塞、垫板、螺母组成,注浆液采用水泥砂浆,砂浆标号满足设计要求,施工方法如下:采用锚杆钻机钻孔,将钻头射水孔、锚杆中孔内异物清理干净,然后将钻头安装在锚杆的一端,冉将凿岩机用纤维套连接在另一端。将钻杆的钻头对准掌子面上标出的钻位,对凿岩机供风供水,开始钻进,按照多回转、少冲击的原则进行钻进,以免钻碴堵塞水孔,若发现冇水孔堵塞现象,后撤锚杆50cm左并反复扫孔,使水孔畅通,然肜慢慢地钻进,直至设计深度。钻至设计深度后,用高压风清孔,确认畅通后卸下纤尾套,安装中空锚朴,保持锚杆外露长度10〜15m。用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口30cm左心。迅速将锚杆、注浆管及注浆泵用快速注浆接头连接好进行注浆,注浆压力达0.6Mpa,并持续5分钟,不吸浆或孔U返浆停止注浆。锚杆安装约24h后,安装垫板及螺母,旋紧螺帽至预应力3t,垫板必须紧贴喷混凝土面,以把承载力均匀传给锚杆,避免锚杆产生弯曲应力。中空锚杆施工工艺流程见图。4.7钢筋网标出锚杆位置检查锚杆安装锚杆体、止浆塞和垫板备料清洗整理图6-4中空注浆锚杆工艺流程图钢筋网预先在洞外钢结构厂加工成型。钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋冷拉调直后使用,钢筋表血不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。安装搭接长度为1〜2个网格,采用焊接。砂层地段先铺挂钢筋网,沿环向压紧后再喷混凝土。钢筋网随受喷而起伏铺设,与受喷面的间隙一般不大于3cm。与锚杆或其它阆定装置连接牢阆。开始喷射时,缩短喷头至受喷而的距离,并调整喷射角度,钢筋保护层厚度不得小于5cm。喷射屮如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时,应及时清除。
4.8型钢(格栅)钢架本标段隧道洞身预支护钢架采用工字钢架和格栅钢架。型钢钢架在洞外加工厂利用台架按设计加工制作成型,洞内安装在初喷混凝土之后进行,与定位钢筋焊接。钢架间以混凝土喷十,钢架与岩面之间的间隙用喷射混凝土充填密实,弁使钢架埋入混凝土中,钢架拱脚必须放在牢固的基础上,架立时垂直隧道中线,架设时中线、高程和垂直度由测量技术人员严格控制,并将锚杆与型钢钢架焊接连为整体。现场制作加工:钢架按设计耍求预先在洞外结构件厂加工成型。先将加工场地用C15混凝土硬化,按设计1:1比例放出加工大样;将工字钢冷弯成型,要求尺寸准确,弧形圆顺制作工字钢架;或按大样制作格栅钢架的模型支架,检查无误后在模型支架上加工格栅钢架;钢架加工后要进行试拼,其允许误差为:沿隧道周边轮廓误差不大于3cm;钢架各单元连接孔眼屮心误差不超过±0.5cm;钢架平放时,平面翘曲应小于±2cm。钢架安装架设工艺:为保证钢架置于稳固地基上,施工屮在钢架基脚部位预留0.15〜0.2m的原地基,架立钢架吋挖槽就位,需要时町在钢架基脚处设刚性垫板,以增加其承载力;安设时钢架应垂直隧道中线,其倾斜度不大于2°,钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm;钢架按设计位置安设,在安设过程中当钢架和初喷面之间宥较大间隙时皮设置混凝土垫块,钢架与围岩之间的间距应不大于5cm;为增强钢架的整体稳定性,将钢架与锚杆焊接在一起,钢架问设置O22nwi的纵向连接钢筋,并按环向问距不大于1.2m设置;为使钢架准确定位,钢架架设前均需设置环向定位系筋,系筋一端与钢架连接,另一端锚入围岩0.5m以上,当钢架架设处有锚杆时用锚杆定位;钢架安设好后应尽快施作喷混凝土作业,并将其全部覆盖,使钢架与喷混凝土共同受力,喷射混凝土分层进行,每层厚度5-6cni,先从拱(墙)脚处句上喷射,以防止上部喷射混凝土虚掩拱(墙)脚,造成拱(墙)脚喷射不密实,强度不够而容易失稳。钢架安装施工工艺流程见图。初喷(格栅)钢架加工质量检验型钢(格栅)钢架组中线标高测量浩除底脚浮碴安装型钢钢架(格栅)检杏量控制和锚杆焊接定位阁6-5沏钢钢架安装丄艺框阁4.9喷射混凝土喷射混凝土采用洞外0动计量拌和站拌和,湿式喷射混凝土施工,湿喷混凝土可减少回弹量,降低粉尘,提高工作效率和施工质量。喷射支护前撬去表而松土和欠挖部分,用高压风清除杂物。喷前对设备进行检查和试运转;在受喷面、各种机械设备操作场所配备充足照明及通风
设备。喷射纤维混凝土屮的石子最大粒径不宜大于10mm,骨料级配宜采用连续级配;混凝土搅拌宜优先采用将纤维、水泥、骨料先干拌后加水湿拌的方法,II干拌时问不得少于1.5min。喷射吋,送风之前先打开计量泵,送风后调整风压,使之控制在0.45〜0.70MPa之间,以混凝土回弹量小、表而湿润宥光泽、易粘着为度來控制喷射压力。喷射方向与受喷面乘直,工作屮喷头与受喷而采用计算机自动控制,与岩而方向垂直、等跑喷射;若受喷而被钢架、钢筋网覆盖时,可将喷咀稍加偏斜,但不宜小于70。喷射混凝土紧跟开挖掌子面进行,当围岩破碎、稳定性差时,一般采用小药量的松动爆破,初喷、锚杆、钢筋M、钢架、复喷等作业可以连续进行,直到达到设计要求。架设好格栅钢架后,迅速用喷射混凝十封填,使之发挥支护能力。围岩较完整、稳定吋间较长时,初喷、锚杆、钢筋网等施工后即可进行开挖作业,待下一循环初期支护吋间再复喷,可将设计厚度的喷M厚分两、三次完成,由于每足间隔为一循环时间,每M因爆破产生的裂纹在卜*一次喷浞凝土时被填充,而新喷层距掌子而渐远,所受的爆破振动亦越小,使喷浞凝土层的支护能力更强。7、洞口段施工施工内容:洞口防排水、洞口边仰坡开挖和防护、进洞和洞门施工。洞口防排水:结合当地气候特点及洞口地形特点,施作截水沟。截水沟设在井口仰坡及井口平车场边缘线5m以外。为防lh洞外雨水倒灌,在洞口外没置反坡排水。边仰坡开挖及防护:在洞U范围内放出边仰坡开挖轮廓线;先清除开挖范围内植被,采用挖掘机开挖,自上而下进行,人工配合精确刷坡,坡度按1:1控制,边仰坡防护按“分层、分段,自上而下边开挖、边防护”的原则施作。边仰坡防护采用喷锚支护:喷砼厚15cm、022砂浆锚杆及06钢筋网。洞门:在进洞施工超过20m以后,适吋安排洞门施工。洞门施工应在洞口段支护衬砌完成后进行。4.1进洞方法先测设出斜井中线及洞口位置,利用挖掘机进行洞口段拉槽及边仰坡开挖,并作好洞顶截水天沟和洞口截水设施,然盾先根据洞U段开挖断面尺、?进行开挖。在开挖轮廓线以外拱部介设(1)42,L=3.5m的超前小导管,环向间距40cm,外插角5〜100,搭接长度不小于1.0m,然后进行上断而的7T•挖,上断而开挖进尺每循环控制在1.0m左右,丌挖完后及时进行初期支护,挂网、架立型钢钢架、喷射混凝土;在上断面进洞3〜5m后开挖洞口下断面,接K型钢钢架进行初期支护,及早封闭成环。在全断面进洞20〜30m后,及早施作模筑二衬,并施作洞门。4.2斜井井身施工斜井洞身围岩级别为II、III、IV、V级围岩,II、III级围岩采用全断面钻爆法幵挖,IV、V级围岩采用台阶法开挖。
(1)开挖支护①IV、V级围岩幵挖支护严格按“先治水、管超前,短进尺、强支护、勤量测、快成环、早衬砌”的施工原则。IV、V级围岩段采用台阶法开挖,台阶长度8〜10m,每循环进尺2.4m,机械和弱爆破开挖,侧卸式装载机装砟,自卸车出砟。采用022超前锚杆预支护,锚杆长3.5m,环向间距40cm,纵向搭接长度不小于1.5m,开挖后及吋喷射3〜5cm混凝土封闭围岩,打设校向铺杆及挂钢筋网,然后复喷混凝土至设计厚度。②II、III级围岩开挖支护II、III级围岩段采用全断面钻爆法开挖,每循环进尺3.2m,采用多功能台架配合风动凿岩机钻孔,塑料导爆管微差毫秒雷管起爆,侧卸式装载机装砟,自卸汽车出砟。(2)排水新増1号斜井、坊上斜井均为为反坡排水。施工吋,在靠近开挖掌子面设移动式的临吋集水坑,来汇集斜井洞内的地下水,利用水泵抽排至斜井内每隔500m设置的排水泵站,然G通过泵站分级排至洞外的污水处理池处理排放。(3)二次衬砌斜井衬砌采用自制衬砌台车立模,混凝十拌合站集屮拌制混凝十,混凝土输送车运输混凝土,泵送混凝土入仓,采用插入式振动器为主、附着式振动器为辅进行混凝土振捣。IV、V级围岩段为保证洞内安全稳定及运输质量,仰拱紧跟掌了面及时施作,使支护受力闭合成环,整体受力。4.3水仓及泵站施工各斜井在与正洞交叉处设食水仓和泵站,位处II级围岩段,地质条件较好,但考虑其在斜井侧辟开口,将引起斜井应力的重分布,可参考前面所述的洞内特殊部位施工方法。待斜井全部施工完毕后再施工水仓的加深部分,水仓加深部分采用弱爆破,人工出砟。隧道施工完毕后将水仓回填密实。8、主要材料数量武夷山隧道坊上工区主要材料需求量见表8-1。表8-1本隧道主要材料需求量表序号材料名称单位数量1水泥t590002钢材t11003砂石料m31700004炸药t700
9、主要施工机械设备、试验、质量检测设备配备9.1配置原则根据丄期安排,优选精良、先进的设备,合理匹配,形成综合生产能力;设备能力大于进度指标要求的能力;同类设备尽川*能采用同厂家同型号设备,以方便配件供应和维修;就
近调配机械设备。9.2主要施工机械配备主耍施工机械配备见表9-1,表9-1主要施工机械配备表设备名称数量型号、功率或生产能力变压器4400KVA、500KVA通风机22*110KW通风机22*55KW柴油发电机组315KW电动空压机240m3电动空压机220m3风动凿岩机20YT28水平钻机1MGY-60B多级离心泵10D80-30X4砼搅拌运输车TZ5160GJB8m3砼搅拌站1HZ90砼搅拌机1JS500泵式湿喷机4SSP-9挖掘机2PC200自卸汽车1020t双液注浆泵2lOMPa仰拱栈桥812m装载机1ZL60装载机140砼输送泵2HBT60C全液压衬砌台车212m铺设防水板台车28m防水板焊接器4自行钢筋弯曲机2GW40钢筋调直机2GT4*10
钢筋切割机2GQ40电焊机4BX-40010、结论这次毕业设计我对大学期间所学专业知识进行了系统的回顾,不仅掌握了知识要点,KIJ且熟悉了这些知识在实际工程中的应用,对word、Excel等软件的使用更加得心应手。在绘制设计图纸的过程屮我熟练掌握了AutoCAD,也对隧道设计施工的一些图纸有了更近一步的Y解。这次毕业设计是把理论知识和工程实例和结合的过程,提高了自我学习能力,对我专业水平的提高起了很重要的作用。
11、致谢毕业设计是大学生本科教育的一个很蜇要的部分,大都已经掌握了公共基础课,专业基础课和专业课的许多理论知识,但如何运用这些理论知识去解决工程实际问题,却往往知之甚少,毕业设计阶段,既是所学理论知识巩固深化过程,也是理论知识与实践相结合的过程。通过毕业设计培养学生综合运用所学基本理论知识和基本技能,去解决实际问题和进一步提高运算。毕业设计是对学生大学期间综合学习水平的考察和提高,这一环节让学生对大学期间所有知识进行一番融会贯通,为学生走上工作岗位和以后继续深造都打下了坚实的基础。感谢指导老师宋雨老师为我做毕业设计所提供的莫人帮助,毕业设计中遇到的问题,老师都会耐心的一一解芥,使我学到了更多平时课堂中所没有掌握到的专业知识,加快完成了毕业设计的进度。也感谢大学期间所有关心我和帮助我的老师和同学们。
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