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'目录1总则41.1目的及意义41.2编制依据41.3与其他相关规范的关系51.4适用范围52施工准备52.1一般规定52.2施工准备62.2.1技术准备62.2.2资源配备62.4洞口场地建设82.5弃碴场83洞口、明洞与浅埋段工程93.1洞口工程93.1.1一般规定93.1.2施工工艺103.1.3施工要点103.2明洞113.2.1施工工艺113.2.2明洞衬砌及防水123.2.3明洞回填134洞身开挖134.1一般规定144.2钻爆施工144.2.1施工工艺144.2.2爆破设计164.2.3施工要求174.3施工要点184.3.1开挖方法18112
4.3.2超欠挖控制315初期支护与辅助工程措施335.1一般规定335.2施工工艺335.3施工要点345.3.1喷射混凝土345.3.2锚杆365.3.3钢架395.3.4钢筋网415.3.5辅助措施416仰拱与底板486.1一般规定486.2施工工艺486.3施工要点496.3.1开挖496.3.2初期支护506.3.3仰拱钢筋506.3.4混凝土施工507防水与排水517.1一般规定517.2施工工艺517.3施工要点517.3.1临时防、排水517.3.2结构防、排水528二次衬砌568.1一般规定568.2施工工艺568.3施工要点568.3.1二次衬砌钢筋568.3.2台车就位568.3.3挡头模板安装568.3.4混凝土浇筑57112
8.3.5拆模589小净距、连拱隧道599.1一般规定599.2施工要点599.2.1小净距隧道599.2.2连拱隧道6210水泥混凝土路面6410.1一般要求6410.2施工工艺6410.3施工要点6411附属工程6811.1一般规定6811.2预留洞室及预埋件6811.2.1施工工艺6811.2.2施工要点6811.3电缆槽6911.3.1施工工艺6911.3.2施工要点7011.4隧道装饰工程7211.4.1施工工艺7211.4.2施工要点7212超前地质预报与监控量测7612.1超前地质预报7612.1.1一般规定7612.1.2工作程序7712.1.3超前地质预报的分级7712.1.4超前地质预报主要方法7912.2监控量测8212.2.1一般规定8212.2.2现场监控量测工作程序8312.2.3监控量测方法8312.2.4监控量测断面及测点布置86112
12.2.5监控量测频率8812.2.6监控量测数据的采集、分析、预测8912.2.7监控量测信息反馈及工程对策8912.2.8监控量测内业资料92112
1总则1.1目的及意义1.1.1目的为贯彻落实交通运输部《高速公路施工标准化活动实施方案》,提高隧道工程的施工管理及技术水平,明确隧道工程施工工序,掌握施工要点,达到标准化施工要求,提升工程实体内在质量,消除质量通病,保证工程质量,延长公路使用年限,特制定本指导意见。为了提高隧道工程的施工技术水平,加强隧道工程质量管理,保证工程质量,确保施工安全,适应公路建设发展的需要,特制定本隧道工程标准化工艺工法。1.1.2意义用“先进、科学、高效、经济”的标准化工艺工法,不断提高劳动生产效率,规范安全质量行为,不断对施工中的传统工艺工法工装细节进行改进、优化和完善,对新技术、新材料、新工艺和新方法及时引进、消化吸收和再创新,使采用的工艺工法工装高效、经济,操作简便、迅速安全、质量受控,作业人员易于接受,达到提高生产效率和经济效益的目的。1.2编制依据1、《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)2、《公路隧道施工技术细则》(JTG/F60-2009)3、国家、工程建设标准化协会、交通运输部等工程建设主管部门发布的与公路工程建设有关的其他文件、标准、规范、规程和指南;4、湖北省颁布实施的有关的文件规定;5、其他省份颁布的有关公路施工的文件规定。1.3与其他相关规范的关系本指导意见是对公路桥涵施工技术规范的细化、补充,在使用过程中未涉及的内容,应严格按照公路工程相关技术标准、规范等执行。1.2.1《公路隧道施工技术规范》(JTGF60—2009)112
1.2.2《公路隧道施工技术细则》(JTG/F60—2009)1.2.3《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1—2004)1.2.4《湖北省高速公路建设标准化指导意见(安全生产管理)》(2011.9)1.2.5《湖北省高速公路建设标准化指导意见(工地建设)》(2011.6)1.2.6《湖北省高速公路建设标准化指导意见(工地试验室)》(2011.6)1.2.7《铁路工程项目标准化施工管理手册》(第一卷)1.2.8国家、中国工程建设标准化协会、交通运输部等工程建设主管部门发布的与隧道工程相关的文件、标准、规范、规程和指南。1.2.9湖北省颁布实施的有关隧道施工管理的文件规定。1.2.10行业内通行的施工工艺和管理办法。1.4适用范围适用于我省新建、改扩建高速公路,其他公路可参照执行。112
2施工准备2.1一般规定2.1.1隧道开工前必须建立健全质量、环保、安全管理体系,并对各类施工人员进行岗前培训和技术、安全交底。2.1.12隧道施工前做好地质调查工作,重视跟踪地质调查与超前地质预报。隧道施工前,熟悉设计文件,领会设计意图,做好现场调查和图纸审核工作。2.1.23根据工程规模、技术标准和合同约定的标准化建设指导意见中工地建设的等有关要求进行施工场地规划、驻地建设、拌合站和工地试验室建设,并通过验收。2.1.34隧道工程应实行首件工程验收制。2.1.45施工过程中,施工原始记录应与施工工艺同步,工程现场验收应与施工资料签认同步,对隐蔽工程应保留相关影像资料。2.2施工准备2.2技术准备2.2.1技术准备2.2.1.1图纸审核组织技术人员对设计图纸进行审核,查看图纸是否存在漏项、多项及设计不合理的地方。2.2.1.2测量复测2.2.1施工测量1根据合同图纸和有关勘测资料,对导线进行复测,核对图纸中的曲线要素及逐桩座标,加密控制网,编制隧道测量计划(控制网布设、洞口测量、洞内测量),定期(一般每季度)对导线进行复测,并将测量成果报送监理工程师。112
2核对图纸中的曲线要素及逐桩座标。2.2.1.3试验准备施工前应对做好工程原材料、砂浆配合比和混凝土配合比等相关试验。2.2.1.4场地清表⑴隧道施工前,应确定工作界限,并根据施工区域地形、地貌、植被及覆盖层土质情况以及施工区域内存在的其它情况,制定清理工作程序以及清理工作内容。⑵工作界限范围内的树木、灌木丛等应在清表前砍伐或移植。对隧道边坡坡顶至截水沟范围的原生植被宜予以保留。2.2.1.5施工道路准备应根据工程实际情况修筑能满足工程需求的施工便道及便桥,施工便道及便桥具体标准按照《湖北省高速公路建设标准化指导意见(工地建设)》执行。2.2.22.2.1.6施工方案施工方案1⑴根据总体施工组织设计,结合项目的具体情况、工期要求、施工队伍、机械设备等因素,正确选定施工方案,编制实施性施工组织设计隧道专项施工方案,。并根据实际情况进行动态管理。编制的施工组织设计,包括施工方法、工区划分、场地布置、进度计划、工程数量、人员配备、主要材料、机械设备、电力和运输以及安全、质量、环保、技术等主要措施内容。2实施性施工组织设计应及时报监理工程师及相关部门,按照程序批准后实施,并根据实际情况进行动态管理。3⑵隧道必须编制安全专项施工方案并经审批后方可实施。42.2.3施工前对施工作业人员进行安全、技术教育培训,严格执行三级技术交底制度。5隧道工程应实行首件工程验收制。2.2.4应做好工程所需材料选择及相关检测和试验工作。2.2.2资源配备2.3资源配备2.2.2.12.3.1根据工程规模、工期和技术难度等配备相应的管理、技术、测量、试验、环保、专职质量检查和安全管理人员。2.2.2.2在隧道开工前,制定详细的人员进场计划,对隧道施工的钻爆、运输、支护、模筑衬砌等作业安排专业化队伍进行施工,并应配备监控量测队伍。2.2.2.3隧道开工前,应根据隧道地质条件选择112
专业的监控量测和超前地质预报单位。2.2.2.4隧道进洞前,衬砌模板台车必须通过进场经过驻地办、指挥部相关部门验收合格并在隧道进洞前进场。2.2.2.5隧道各工序施工机械设备宜按表2-2-1要求配备。(图2-2-1、图2-2-2)主要机械设备配置表表2-2-1施工工艺或内容设备名称规格型号数量(台)备注开挖开挖台架6m1自制凿岩机YT2816全断面施工挖掘机1装载机Zl-502采用2台同时装碴自卸汽车20T42km以内多臂凿岩台车1根据实际情况配置空压机20m35备用1台初期支护砼喷射机3注浆机2湿喷机械手1根据实际情况配置二次衬砌模板台车12m或9m1输送泵1施工栈桥12m2防水板台架6m1路面三辊轴整平机1刻纹机1砼切缝机1辅助作业发电机200KW1备用电源变压器800KVA1施工用电轴流通风机12km以内潜水泵1洞内排水大功率抽水机1应急备用砼拌合站砼拌合楼JS10002砼运输车9m34装载机1自卸汽车8T2钢筋加工场型钢弯曲机1112
钢筋加工设备1套隧道涂装拌合设备350L根据工程需要配置湿喷设备高压无气喷涂设备ZY-M819D空压机20m3/min备注:以上设备按单向单洞施工配置,双洞施工时,在资源共享的前提下根据实际情况增加。图2-2-1湿喷机械手图2-2-2二衬台车2.4洞口场地建设施工现场布置应靠近隧道口,便道、料场、搅拌站等位置应结合场地、隧道工作量综合考虑。施工现场布置必须112
严格按照《湖北省高速公路建设标准化指导意见(安全生产管理)》、《湖北省高速公路建设标准化指导意见(工地建设)》要求执行。2.5弃碴场2.5.1隧道施工前应详细调查,及时和业主及当地政府配合,选择出碴运输方便、短距离的场所作为合理选择弃碴场,场地容量应可容纳隧道弃碴量。弃碴场选址应不得占用其他工程场地和影响附近各种设施的安全;不得影响附近的农田水利设施,不占或少占农田;不得堵塞河道、河谷,防止抬高水位和恶化水流条件;不得挤压桥梁墩台及其他建筑物。弃碴场严格按审批的水土保持方案执行。2.5.2弃碴场严格按审批的水土保持方案执行。弃碴场选址应不得占用其他工程场地和影响附近各种设施的安全;不得影响附近的农田水利设施,不占或少占农田;不得堵塞河道、河谷,防止抬高水位和恶化水流条件;不得挤压桥梁墩台及其他建筑物。2.5.4弃碴场应按设计要求进行防护,按先防护、后弃渣的原则进行。2.5.5隧道弃碴必须运至确定的弃碴场弃置,不得随意乱弃。112
3洞口、明洞与浅埋段工程3.1洞口工程3.1.1一般规定2.1.1.1隧道洞口开挖前,要对控制网进行加密测量,对进、出口进行联测。并对洞口段地形地貌进行复测。2.1.1.2隧道洞口开挖前,应编制隧道进洞专项施工方案报监理工程师审批。2.1.1.3洞口开挖和进洞施工宜避开雨季,进出洞施工宜采用少挖或不挖、零进零出的原则。3.1.2施工工艺施工工艺流程图见图3-1-1。测量放线洞口截排水工程洞口边仰坡开挖及防护明洞衬砌洞门端墙浇(砌)筑明洞回填洞身工程施工112
图3-1-1洞口工程施工工艺流程框图3.1.3施工要点3.1.1.1截排水工程⑴边坡、仰坡外的截水沟或排水沟应结合洞口实际地形地势,在洞口土石方开挖前完成,并形成完整的防排水系统。⑵洞门两侧边沟应与原自然排水系统相连,形成综合排水系统,使排水畅通。⑶反坡施工洞口,施工期间洞口应设渗水盲沟或加设盖板的明沟,与两侧排水沟相连将水排出。3.1.1.2洞口土石方开挖洞口边坡及仰坡采用明挖法施工,自上而下分阶段、分层进行开挖,每层开挖高度不大于2.0m,开挖后应立即进行防护,防护完成后方可进行下一层开挖。洞口有临近建(构)筑物时,应采取微控制爆破。3.1.1.3边仰坡防护(图3-1-2)⑴洞口土石方开挖过程中,应按设计要求及时进行防护。⑵锚杆施工时,应先在坡面上用红油漆画出每根锚杆准确位置;钻孔时应控制钻孔方向,保证孔深和孔径符合设计要求。⑶如坡体含水量较大或有地下水,坡面渗漏水较多,应增设泄水孔。图3-1-23.1.1.3洞门工程⑴112
洞门基础地基承载力应满足设计要求,当地基承载力不能满足设计要求时应进行加固处理。⑵洞门施工模板应采用定型钢模,模板刚度满足施工要求,模板面积不小于2㎡,面板厚度不小于5㎜,并定期校正模板。3.2明洞3.2.1施工工艺施工工艺流程图见图3-2-1。112
测量放线基坑开挖仰拱钢筋绑扎地基处理明洞钢筋安装外侧模板安装明洞混凝土浇筑洞门工程施工明洞回填基底承载力检测仰拱及底板混凝土浇筑钢筋制作模板台车就位明洞防水层施工图3-2-1明洞工程施工工艺流程框图3.2.2明洞衬砌及防水3.2.2.1明洞衬砌及防水的施工要点与洞内二次衬砌基本相同,明洞与暗洞分界处要设置沉降缝。3.2.2.2明洞衬砌边墙基础和遮光棚支柱基础必须设在稳固的基础上,当地基承载力达不到要求时,必须加固处理。112
3.2.2.3软岩隧道洞口仰拱明洞衬砌、明洞衬砌应在边仰坡及洞口辅助工程施工完毕后及时施作。其他隧道明洞衬砌宜在洞身开挖100m以内及时施作。(图3-2-2)图3-2-2明洞与洞口3.2.3明洞回填3.2.3.1拱圈混凝土达到设计强度、拱墙背后防水设施及洞门工程完成后,方可回填拱背土方。3.2.3.2明洞段顶部回填土方应对称分层夯实,人工夯实回填层厚不得大于15㎝,回填厚度大于1.0m后方可采用机械回填。回填材料须满足设计要求。112
4洞身开挖4.1一般规定4.1.1开挖方法应根据地质条件、断面形式、工期要求、机械设备、隧道长度等选择,应满足设计和技术规范要求。开挖方法的选择宜遵循以下原则:⑴全断面法适用于Ⅰ~Ⅲ级围岩隧道。⑵上下台阶法适用于Ⅲ~Ⅳ级围岩隧道。⑶三台阶法、环形开挖留核心土法适用于Ⅳ~Ⅴ级围岩隧道。⑷中隔壁(CD)法或交叉中隔壁(CRD)法适用于围岩较差、浅埋隧道的Ⅴ级围岩。⑸双侧壁导坑法适用于围岩较差、浅埋、大跨度隧道的Ⅳ~Ⅴ级围岩。4.1.2隧道双向开挖掌子面距离50m时,两端施工应加强联系,统一指挥,并采取浅眼低药量,控制爆破;当掌子面距离为15~30m时,应改为单向开挖,一端必须停止开挖并将人员机具撤至安全距离以外。对采用单向开挖的隧道,出洞前应反向开挖不少于30m且不小于洞口超前管棚长度,严禁在隧道洞口处贯通。4.1.3双洞开挖时,应根据两洞的轴线间距、洞口里程距离、地质条件及其它自然条件,选择适宜的开挖方法,确定好两洞开挖的时间差,并采取措施防止后行洞开挖对先行洞周壁产生不良影响。4.1.4机械设备配置原则:一是开挖能力大于施工计划开挖能力;二是装渣能力大于开挖能力;三是运输能力大于装渣能力。4.1.5单作业面大于3km的中大跨度隧道,宜采用多臂液压钻孔台车施工。土质隧道、不宜爆破施工及需要开挖减振槽的隧道,宜采用挖掘机、单臂掘进机、铣挖机等设备进行开挖施工。4.1.6在施工过程中,应根据掌子面素描、监控量测结果、超前地质预报等提出围岩分级意见。4.2钻爆施工4.2.1施工工艺施工工艺流程图见图4-2-1。112
测量放线超前地质预报钻孔质量检查 爆破设计钻眼装药与堵塞连接起爆网络起爆通风找顶、初喷出渣断面处理 差调整爆破设计 初期支护 准备填堵材料 网络检查 设置警戒 差良好下循环施工 施工准备监控量测 断面检查、爆破效果分析图4-2-1钻爆施工工艺流程框图112
4.2.2爆破设计4.2.2.1隧道开挖前,应根据隧道断面尺寸、地质条件、开挖方法、施工进度、钻眼设备、爆破器材、周边环境等进行爆破设计。4.2.2.2炮眼深度小于4m时宜采用手持风钻配作业台架,炮眼深度大于4m时宜采用液压凿岩台车。4.2.2.3掏槽眼形式的选择原则⑴面积为20m2以下的小断面宜采用斜眼掏槽和直眼掏槽两种形式。⑵面积为20m2~60m2的中断面宜采用人工持风钻进行单级或复式楔形掏槽和凿岩台车进行大直径中空直眼掏槽。⑷面积为60m2以上的大断面宜采用人工持风钻进行大楔形掏槽和凿岩台车进行大直径中空直眼掏槽。4.2.2.4炮眼布置原则⑴先布置掏槽眼,其次是周边眼,最后是辅助眼。掏槽眼一般应布置在断面中央偏下部位,掏槽眼和底板眼深度应比其他眼加深20~30cm。⑵周边眼沿隧道轮廓布置,应采取等距离布眼,断面拐角拐弯处应布眼,周边眼外插角斜率宜为0.03~0.05,前后两排炮眼的衔接台阶为10~15cm,深孔爆破时其台阶为25~35cm。⑶辅助炮眼应交错均匀地布置在周边眼与掏槽眼之间,当炮眼深度超过2.5m时,靠近周边眼的内圈眼应与周边眼有相同的外插角度。⑷当岩层层理明显时,炮眼方向应尽量垂直于层理面。4.2.2.5起爆网络⑴起爆顺序应为先掏槽眼,后辅助眼,最后是底板眼、周边眼。⑵起爆延期时间间隔宜为50~100ms。⑶预裂爆破和光面爆破的周边眼和底板眼宜使用“同段雷管”同时起爆。⑷掏槽眼宜逐一起爆,以掏出更好地槽腔,形成新的临空面。⑸为了减小爆破震动,同段雷管起爆的总药量应控制在允许范围内。4.2.2.6堵塞炮泥炮眼堵塞材料宜采用砂子和黏土的混合物,堵塞长度视炮眼直径和孔深而定,当炮眼直径为32mm和45mm时,堵塞长度不能小于20cm和45cm。深孔爆破堵塞长度应在45cm以上。4.2.2.7爆破参数应按经验法和工程类比法确定,但必须满足《爆破安全规程》(GB6722-2003)和规范要求。4.2.2.8应根据爆破效果结合实际地质条件及时调整爆破参数。(图4-2-2、图4-2-3)112
图4-2-2隧道洞身开挖图4-2-3隧道洞身开挖光爆效果4.2.3施工要求4.2.3.1施工准备⑴施工前应向作业人员进行施工技术交底和安全技术交底。⑵施工前应检查钻孔设备及风、水、电等线路。4.2.3.2测量放线布眼112
在开挖钻孔前,必须由测量技术人员对隧道开挖断面、中线及高程进行准确的测量放样,并用红油漆画出开挖轮廓线(周边眼、底板眼)以及掏槽眼炮眼位置。隧道衬砌不得侵入隧道建筑限界,开挖放样时可将设计的轮廓线扩大5cm,不得减少衬砌厚度。4.2.3.3钻爆开挖⑴根据爆破设计将钻工定点定位,周边眼应由丰富经验的钻工司钻。钻眼过程中,应有专人指挥,一是确保隧道轴线方向正确;二是确保周边眼的外插角满足爆破设计要求,三是保证除掏槽眼和底板眼外其它掘进炮眼眼底基本在同一平面上。⑵装药前,用高压风水将炮眼内泥浆、存水及石粉吹洗干净。装药需分片分组,按爆破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。⑶已装药的炮眼应及时堵塞密封,确保爆破效果。⑷起爆网路施工应按《爆破安全规程》(GB6722-2003)的有关规定和爆破设计执行。4.2.3.4通风、找顶响炮后,必须进行通风15分钟以上,方可检查、处理盲炮和残炮,安排专人进行找顶,找顶时掌子面炮烟、粉尘、照明满足作业及职业健康要求,找顶完成后检查、处理盲炮和残炮,并有安全员监视安全状况。4.2.3.5初喷混凝土、出渣为保证安全,应在初喷完成封闭围岩后进行出碴出渣作业。4.3施工要点4.3.1开挖方法4.3.1.1全断面开挖法⑴施工工艺全断面开挖法施工工艺流程框图见图4-3-1,施工工艺示意图见图4-3-2。⑵施工要求循环进尺宜控制在3~4m,采用大型机械配套作业。112
测量放线超前地质预报爆破设计全断面开挖断面检查、爆破效果分析断面处理 差调整爆破设计 初期支护 差良好施工准备监控量测下循环施工 图4-3-1全断面开挖法施工工艺流程框图图4-3-2全断面开挖法施工工艺横断面及纵断面示意图施工顺序:1全断面开挖;⑵初期支护;⑶全断面二次衬砌。4.3.1.2上下台阶法⑴施工工艺上下台阶法施工工艺流程框图见图4-3-3,施工工艺示意图见图4-3-4。112
测量放线超前地质预报爆破设计下台阶钻眼断面检查、爆破效果分析断面处理 差调整爆破设计 上下台阶初期支护 差良好施工准备监控量测下台阶钻眼装药爆破 通风、找顶、初喷、出渣 下循环施工图4-3-3上下台阶法施工工艺流程框图112
图4-3-4上下台阶法施工工艺横断面及纵断面示意图施工顺序:1上台阶开挖;⑵上台阶初期支护;3下台阶开挖;⑷下台阶初期支护;⑸全断面二次衬砌。⑵施工要求①上台阶循环进尺宜控制在两榀钢拱架距离内。②上台阶高度控制在3.5~4.2m,台阶长度不宜大于隧道开挖宽度的1.5倍,为及早使初期支护封闭成环,也可控制台阶距离为3~5m,上下台阶同时钻眼爆破,以起到加快施工进度,减少设备配置量的目的。③下台阶开挖时,宜采用先挖侧槽、左右错开向前推进的方法,侧槽一次开挖长度不宜过长,靠近边墙范围应采用风钻、风镐手工开挖,人工清壁扒渣,避免扰动上台阶初期支护。④下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度的70%以上时开挖,当岩体不稳定时,应合理缩短进尺,先施工边墙初期支护,后开挖中间土体。两侧每循环开挖控制在钢架“接腿”两榀内,初期支护要紧跟下台阶及时封闭。⑤初期支护监控量测数据异常时,宜采用增加锁脚锚杆(管)、扩大拱脚、增设临时仰拱等措施。4.3.1.3三台阶法⑴施工工艺三台阶法施工工艺流程框图见图4-3-5,施工工艺示意图见图4-3-6。⑵施工要求①上台阶循环进尺应根据设计拱架间距确定,不应超过2两榀拱架间距。②上台阶高度宜为2.0~2.5m,中间台阶高度宜为3.0~3.5m,上、中台阶长度宜为3~5m。③中台阶及下台阶施工参照上下台阶法下台阶的施工要求。112
测量放线超前地质预报爆破设计下台阶钻眼断面检查、爆破效果分析断面处理 调整爆破设计 上中下台阶初支支护 差良好施工准备监控量测下台阶钻眼装药爆破 通风、找顶、初喷、出渣 中台阶钻眼下一循环施工 差图4-3-5三台阶法施工工艺流程框图112
图4-3-6三台阶法施工工艺横断面及纵断面示意图施工顺序:1上台阶开挖;⑵上台阶初期支护;3中台阶开挖;⑷中台阶初期支护;5下台阶开挖;⑹下台阶初期支护;⑺仰拱浇筑;⑻全断面二次衬砌。4.3.1.4环形开挖预留核心土法⑴施工工艺环形开挖预留核心土施工工艺流程框图见图4-3-7,施工工艺示意图见图4-3-8。112
测量放线超前地质预报爆破设计拱部超前支护弧形导坑开挖断面检查、爆破效果分析断面处理 调整爆破设计 拱部支护 良好施工准备核心土开挖下台阶开挖断面检查、爆破效果分析断面处理 下台阶支护良好下循环施工 差差差差图4-3-7环形开挖预留核心土施工工艺流程框图112
图4-3-8环形开挖预留核心土法施工工艺示意图施工顺序:1弧形导坑开挖;(2)拱部初期支护;3核心土开挖;4下台阶开挖;(5)下台阶初期支护;(6)仰拱浇筑;(7)全断面二次衬砌。⑵施工要求①环形开挖每循环长度宜为1~2榀拱架间距。②上部弧形导坑、中部核心土、下台阶各错开3~5m,进行平行作业。③上部开挖高度控制在4.5m左右,中部核心土离隧道顶部2.5m左右,预留核心土面积大小根据围岩地质情况确定,便于施工和满足开挖面的稳定且不应小于整个断面的50%到。核心土应留坡度并不得出现反坡。④上台阶支护完成后,且喷射混凝土达到设计强度70%以上时,将上一循环的核心土与下台阶一起开挖。⑤下台阶施工参照台阶法中下台阶相关要求。全断面初期支护封闭距拱部开挖面的距离不大于15m。⑥地质条件较差时,下断面可分左、右两侧或左、中、右三部分分部进行开挖。4.3.1.5中隔壁(CD)法⑴施工工艺中隔壁(CD)法施工工艺流程框图见图4-3-9,施工工艺示意图见图4-3-10。112
图4-3-9中隔壁(CD)法施工工艺流程框图图4-3-10中隔壁(CD)法施工工艺横断面及纵断面示意图施工顺序:1左侧上台阶开挖;⑵左侧上台阶初期支护;3左侧中台阶开挖;⑷112
左侧中台阶初期支护;5左侧下台阶开挖;⑹左侧下台阶初期支护;7右侧上台阶开挖;⑻右侧上台阶初期支护;9右侧中台阶开挖;⑽右侧中台阶初期支护;11右侧下台阶开挖;⑿右侧下台阶初期支护;⒀仰拱浇筑;⒁全断面二次衬砌。⑵施工要求①左、右侧各工作面每循环进尺不得超过设计1榀拱架的距离,左、右侧开挖完成后应及时施作初期支护和中隔壁临时支护。②左右部上中台阶高度不大于3.5m,左右各台阶长度3~5m,左右两侧纵向距离小于1~2倍隧道洞径,且不大于15m。周边轮廓应尽量圆顺,减小应力集中。当开挖形成全断面时,应及时完成全断面初期支护闭合。③根据监控量测信息,初期支护稳定后拆除中隔壁临时支护,中隔壁的拆除应滞后于仰拱,一次拆除长度不超过15m,并加强监控量测,拆除后应立即施作二次衬砌。④应配备适合导坑开挖的小型机械设备、机具,提高导坑开挖效率。4.3.1.6交叉中隔壁(CRD)法⑴施工工艺交叉中隔壁(CRD)法施工工艺流程框图见图4-3-11,施工工艺示意图见图4-3-12。112
图4-3-11交叉中隔壁(CRD)法施工工艺流程框图112
图4-3-12交叉中隔壁(CRD)法施工工艺横断面及纵断面示意图施工顺序:1左侧上台阶开挖;⑵左侧上台阶初期支护;3左侧中台阶开挖;⑷左侧中台阶初期支护;5右侧上台阶开挖;⑹右侧上台阶初期支护;7右侧中台阶开挖;⑻右侧中台阶初期支护;9左侧下台阶开挖;⑽左侧下台阶初期支护;11右侧下台阶开挖;⑿右侧下台阶初期支护;⒀仰拱浇筑;⒁全断面二次衬砌。⑵施工要求①上台阶开挖循环进尺控制在1榀拱架距离,中下台阶控制在1~2榀拱架距离。②上、中台阶高度控制在2.5m,台阶长度为3~5m,左右两侧纵向距离宜小于1倍隧道洞径。周边轮廓应尽量圆顺,减小应力集中。当开挖形成全断面时,应及时完成全断面初期支护闭合。③中隔壁临时支护的拆除参照CD法相关要求。④采用CRD法施工宜设置临时仰拱,步步成环,开挖自上而下,交叉进行。4.3.1.7双侧壁导坑法⑴施工工艺双侧壁导坑法施工工艺流程框图见图4-3-13,施工工艺示意图见图4-3-14。112
图4-3-13双侧壁导坑法施工工艺流程框图112
图4-3-14双侧壁导坑法施工工艺横断面及纵断面示意图施工顺序:1左侧上导坑开挖;⑵左侧上导坑初期支护;3左侧下导坑开挖;⑷左侧下导坑初期支护;5右侧上导坑开挖;⑹右侧上导坑初期支护;7右侧下导坑开挖;⑻右侧下导坑初期支护;9中部上台阶开挖;⑽中部上台阶初期支护;11中部中台阶开挖;⑿中部中台阶临时仰拱;13中部下台阶开挖;⒁中部下台阶初期支护;⒂仰拱浇筑;⒃全断面二次衬砌。⑵施工要求①两侧壁导坑和中部上台阶每循环进尺控制在1榀拱架距离(0.5m~0.75m),下台阶可控制在两榀拱架距离内(1m~1.5m)。②侧壁导坑形状应近于椭圆形断面,导坑断面宜为整个断面的1/3,导坑跨度不应大于0.3倍隧道宽度;左右导坑施工时,前后错开距离为10~15m,中间土体滞后侧壁10~15m;左右部的台阶开挖高度不应超过3.5米,台阶长度控制在2~3m,周边轮廓应尽量圆顺,减小应力集中。③中隔壁临时支护的拆除参照CD法相关要求。4.3.2超欠挖控制4.3.2.1测量放样时,应在掌子面准确画出开挖轮廓线,并向施工人员进行书面交底。4.3.2.2出渣完成后,测量人员应对开挖断面进行复测,对欠挖地段采用红油漆标注由当班开挖人员处理。4.3.2.3钻眼前,宜采用激光指向仪和断面仪布眼,利用激光光斑画出炮眼位置。4.3.2.4根据爆破效果结合实际地质条件及时调整爆破参数。112
4.3.2.5开挖轮廓线应按设计要求预留变形量,预留变形量大小宜根据监控量测信息进行调整。112
5初期支护与辅助工程措施5.1一般规定5.1.1.1初期支护应紧跟开挖面,尽早封闭成环。5.1.1.2软弱围岩地段施工必须坚持“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则。5.1.1.3当地质条件与设计不符时,应按规定程序上报监理工程师,及时调整支护参数。5.1.1.4隧道支护施工宜根据现场监控结果,分析施工中各种信息,及时调整支护措施和支护参数。5.1.1.5喷射混凝土宜采用湿喷工艺,软弱围岩及有水地段宜采用潮喷工艺。5.2施工工艺初期支护施工工艺流程见图5-2-1。112
施工准备初喷混凝土测量放线施工锚杆挂钢筋网钢架制作 锚杆制作 钢筋网片制作 安装钢架质量检查调整 是 复喷砼至设计厚度下道工序图5-2-1初期支护施工工艺流程图5.3施工要点5.3.1喷射混凝土5.3.1.1施工工艺喷射混凝土施工工艺流程见图5-3-1。112
施工准备施喷面清理喷射料拌制及装运混凝土初喷混凝土复喷质量检查合格 养护厚度不足配合比设计图5-3-1喷射混凝土施工工艺流程图5.3.1.2施工要求⑴喷射混凝土作业前,应做好以下准备工作:①检查开挖断面净空尺寸。②清除松动岩块和墙脚岩渣、堆积物,并冲洗受喷面(当岩面受水容易潮解、泥化时,应采用高压风清扫)。③设置控制喷射混凝土厚度的标志。④检查机具设备和风、水、电等管线路,并试运转,喷射机应具有良好的密封性能,输料连续、均匀,附属机具的性能应能满足喷射作业需要。⑤岩面如有渗漏水,应予妥善处理。对于大股涌水,宜采用注浆堵水后再喷射混凝土,一般情况下,可顺涌水出露点打孔,压注速凝浆液(水泥一水玻璃浆液)进行封堵。对于小股水或裂隙渗漏水,视具体情况宜进行岩面注浆(布孔宜密,钻孔宜浅),或采用小导管沿隧道周边环形注浆进行封堵。112
对于集中出水点,可顺水路(节理、裂隙)设排水半管或线形排水板,将水引到隧底水沟或纵向排水管。⑵喷射混凝土配合比设计必须同时满足混凝土性能和喷射混凝土工作度(可喷性)要求,喷射混凝土配合比应通过试验确定。⑶混凝土喷射作业应参照以下要求进行:①喷射作业应分段分片依次进行,喷射顺序自下而上进行,每次作业区段纵向长度不宜超过6m。喷射时采用螺旋移动方式进行,喷嘴与岩面保持垂直,且距受喷面0.6~1.2m为宜。②一次喷射厚度可根据喷射部位和设计厚度确定,初喷厚度宜控制在4~6cm,复喷一次喷射厚度拱部不得超过6cm,边墙不得超过1Ocm。③喷混凝土时控制好风压和速凝剂掺量,减少回弹,喷射压力以控制在0.15~0.2MPa为宜。④分层喷射混凝土时,后一层喷射混凝土应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝1h后再喷射,应先用风水清洗喷射混凝土表面。⑤钢架与壁面之间的间隙应用混凝土充填密实;喷射混凝土应由两侧拱脚向上对称喷射,并将钢架覆盖。⑥喷射作业紧跟开挖作业面时,下一循环爆破应在喷射混凝土终凝4h以后进行。⑦对有渗水和大面积潮湿的岩面与喷射混凝土不易黏结,为了增加其黏结性,初喷在岩面上的混凝土可适当增加水泥用量。⑷喷射混凝土完成后,应及时进行养护,其养护应符合下列规定:①混凝土喷射终凝2h后,应进行湿润养护,养护时间不得少于7d。②黄土或其他土质隧道,以喷雾养护为宜,以防止喷水过多软化下部土层;③隧道内环境气温低于5℃时,应采取保温措施,不得进行喷水养护。5.3.2锚杆5.3.1.1施工工艺中空注浆锚杆施工工艺流程见图5-3-2、普通水泥砂浆锚杆施工工艺流程见图5-3-3、水泥砂浆药包锚杆施工工艺流程见图5-3-4。112
图5-3-2中空注浆锚杆施工工艺流程图图5-3-3普通水泥砂浆锚杆施工工艺流程图112
图5-3-4水泥砂浆药包锚杆施工工艺流程图5.3.1.2施工要求⑴为保证锚杆的施作质量,拱部锚杆应采用锚杆机进行施作,侧墙及拱腰部位可采用一般气腿式凿岩机钻孔。⑵锚杆施作应在初喷后进行,钻孔前应采用红漆对锚杆孔位置进行标识。⑶锚杆钻孔方向宜与开挖面垂直,当岩层层面或主要结构面明显时,应尽可能与其成较大交角,但与开挖面的垂直偏差不应大于20°;局部锚杆应尽可能与岩层层面或主要结构面成大角度相交。钻孔完成后应对锚杆孔位、孔深等进行检查。⑷锚杆的垫板应在复喷完成后安装,安装垫板时,应确保垫板与锚杆轴线垂直,确保垫板与喷射混凝土层紧密接触。⑸锚杆安设后不得敲击,其端部不得悬挂重物。⑹普通水泥砂浆锚杆①普通水泥砂浆锚杆宜选用螺纹钢筋作锚杆。锚杆外露端应加工120~150mm的标准螺纹,并采用配套标准螺母。②砂浆应随拌随用,一次拌和的砂浆应在初凝前用完,已初凝的砂浆不得使用。③112
采用单管注浆工艺,灌浆管应插至距孔底50~100mm处,开始注浆后反复将注浆管向孔底送,使砂浆将孔内多余的水挤压出孔外,之后随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出。灌浆压力不宜大于0.4Mpa。④注浆开始或中途暂停超过30min时,应用水润滑灌浆罐及其管路。⑤砂浆灌注后应及时插入锚杆杆体,锚杆杆体插到设计深度时,孔口应有砂浆流出,若孔口无砂浆流出,则应将杆体拔出重新灌浆。⑺中空注浆锚杆①中空注浆锚杆施工时应保持中空通畅,并留有专门排气孔。螺母应在砂浆初凝后拧紧,并使垫板与喷射混凝土面紧密接触。②注浆过程中,注浆压力应保持在0.3MPa左右,待排气口出浆后,方可停止注浆。⑻水泥砂浆药包锚杆①应对药包做泡水检验,药包包装纸应采用易碎纸。②药包不应有受潮结块现象,药包宜在清水中浸泡1~2分钟,随用随泡,待不冒气泡时,取出药包,使药包充分湿润但又不能凝固,其外观判断为用手轻捏柔软均匀。③第一节药包用木棍捅到孔底,装入药包到2/3孔深,再将锚杆插入,并缓慢转动以破碎药包,连续转动时间不少于1分钟,以保证充分搅拌均匀。在搅动完毕20分钟之后将锚杆焊接固定在已安设好的钢架上。5.3.3钢架5.3.3.1施工工艺钢架施工工艺流程见图5-3-5。112
施工准备测量放线清除拱脚虚渣安装钢架位置检查钢架与系统锚杆焊接定位钢架洞外集中加工安装前试拼调整不合格施工锁脚锚杆焊纵向连接筋下一道工序图5-3-5钢架施工工艺流程图5.3.3.2施工要求⑴钢架应在洞外集中加工场分节段制作,每节段长度应根据设计尺寸及开挖方法确定,不宜大于4m,每片节段应编号,注明安装位置,钢架不宜不应在受力较大的拱顶及其他受力较大的部位分节。型钢钢架宜采用冷弯法制作成型。格栅钢架应按1:1胎模控制尺寸,所有钢筋节点必须采用对称焊接。⑵拱架接头钢板厚度及螺栓规格必须符合设计要求;连接钢板必须采用机械切割,其螺栓孔必须采用机械钻孔,严禁采用气割冲孔。⑶钢架加工完成后,应放在平地上试拼检查,周边拼装允许偏差为±30mm,平面翘曲应小于20mm,严禁不合格品进场。112
⑷钢架安装前应清除底脚的虚渣及杂物。钢架应按设计要求安装,安装尺寸允许偏差应满足相关规定。当拱脚开挖超深时,应加设钢板或混凝土垫块,安装后利用锁脚锚杆定位。⑸钢架在初喷混凝土后及时安装,应尽可能与初喷面密贴,间隙必须用喷射混凝土填充密实;钢架应全部被喷射混凝土覆盖,保护层厚度满足设计要求。⑹各节钢架间按设计要求连接,连接板应密贴,连接板局部缝隙不得超过2mm,连接钢板平面应与钢架轴线垂直。⑺钢架立起后,应进行检查,钢架应垂直于隧道中线,竖向不倾斜、平面不错位,不扭曲。上、下、左、右允许偏差±50mm,钢架倾斜度应小于2°。⑻预留洞室位置的钢架应在施工二衬时拆除。⑼钢架应经常检查,如发现破裂、倾斜、弯扭、变形以及接头松脱、填塞漏空等异状,应立即进行处理。5.3.4钢筋网5.3.4.1钢筋网应在集中加工场采用胎膜胎架分片制作。5.3.4.2钢筋网搭接长度不得小于35倍钢筋直径,并不得小于一个网格长边尺寸。5.3.4.3钢筋网应在初喷混凝土后铺挂。5.3.4.4采用双层钢筋网时,第二层钢筋网应在第一层钢筋网被喷射混凝土覆盖后铺设。5.3.4.5钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固,与钢架绑扎时,应绑在靠近岩面一侧。5.3.4.6喷射混凝土时,应调整喷头与受喷面的距离、喷射角度,以减少钢筋振动。5.3.4.7喷射混凝土过程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。5.3.5辅助措施5.3.5.1超前锚杆支护⑴施工工艺超前锚杆施工工艺流程见图5-3-6。112
图5-3-6超前锚杆施工工艺流程图⑵施工要求①当超前锚杆和钢架配合使用时,宜先安装临近掌子面的钢架,再穿过钢架腹部钻孔、安装锚杆。②超前锚杆搭接长度与外插角应符合设计要求,锚杆插入孔内的长度不得小于设计长度。③超前锚杆施作参照5.3.2章节内容。5.3.5.2超前小导管预注浆支护⑴施工工艺超前小导管注浆施工工艺流程图见图5-3-7。112
图5-3-7超前小导管注浆施工工艺流程图⑵施工要求①超前小导管严格按设计要求加工,和钢架联合支护时,宜从钢架腹部穿过,尾端与钢架焊接。②钻孔完成后应对孔位、孔深以及外插角度等进行检查,确保满足设计要求。③安装小导管后,管口用麻丝和锚固剂封堵钢管与孔壁间空隙,管口安装封头和孔口阀,并能承受规定的最大注浆压力和水压。④注浆前,应对开挖面及5m范围内的坑道喷射厚为50~100mm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。⑤注浆自两侧向拱顶方向施工,为防止串浆情况发生,应采取隔孔注浆的顺序进行注浆。注浆压力为0.5~1.0Mpa。⑥注浆过程中,应派专人观察工作面及管口情况,发现漏浆和串浆及时进行封堵。⑦注浆结束标准:112
单孔注浆结束标准:注浆过程中,压力逐渐上升,流量逐渐减少,当压力达到注浆终压,注浆量达到设计注浆量的80%以上,可结束该孔注浆;注浆压力未能达到设计终压,注浆量已达到设计注浆量,并无漏浆现象,亦可结束该孔注浆。本循环注浆结束标准:所有注浆孔均达到单孔注浆结束标准,无漏注现象,即可结束本循环注浆。⑧注浆后至开挖的时间间隔,应视浆液种类决定。当采用单液水泥浆时,开挖时间为注浆后8h,采用水泥—水玻璃浆液时为4h左右。开挖时应保留1.5~2.0m的止浆墙,防止下一次注浆时孔口跑浆。5.3.5.3超前管棚支护⑴施工工艺超前管棚施工工艺流程见图5-3-8。⑵施工要求①套拱拱脚必须位于稳固的基岩上,如地基承载力不能满足设计要求时,需进行加固处理。②超前管棚按设计要求加工,纵向搭接长度应不小于3m。孔径比管棚钢管直径大20~30mm,钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。③钻孔完成后应对孔位、孔深以及外插角度等进行检查,确保满足设计要求。④管棚定位:以套拱内预埋的孔口管定向、定位,严格控制其上抬量和角度。⑤钻孔施工采用管棚钻机,安装钢管时,先打有孔钢花管,注浆后再打无孔钢管。每钻完一孔便机械顶进一根钢花管。管棚钢管分段加工,采用钢管联结采用套丝扣连接,丝扣长15cm,为使钢管接头在隧道横断面上错开,管棚单根长度宜加工成4m、6m两种规格。⑥注浆前应喷射15cm厚C20混凝土封闭周围坡面,作为注浆时的止浆墙。⑦为确保注浆质量,在钢花管安装后,管口用麻丝和锚固剂封堵钢管与孔壁间空隙,钢管自身利用孔口安装的封头将密封圈压紧,压浆管口上安装三通接头。⑧用双液注浆泵按先下后上,先单液浆、再双液浆,先稀后浓的原则注浆。初压宜为0.5~1.0Mpa,当排气孔流出浆液后,关闭排气孔,继续注浆,达到设计注浆量或注浆终压时,稳定10min后停止注浆。⑨注浆后,扫排管内胶凝浆液,用水泥砂浆紧密充填,增强管棚的刚度和强度;对于非压浆孔,直接充填即可。待浆液强度达到15Mpa,在管棚支护的保护下按设计的方法开挖各部,并及时施作初期支护。112
图5-3-8超前管棚施工工艺流程图5.3.5.4超前预注浆⑴施工工艺超前预注浆施工工艺流程见图5-3-9。112
图5-3-9超前预注浆施工工艺流程图⑵施工要求①注浆方式可选用前进式、后退式或全孔式,注浆顺序宜为先内圈孔、后外圈孔,先无水孔、后有水孔,从拱顶顺序向下进行。②注浆钻孔施工前,先将掌子面采用喷混凝土或模筑混凝土封闭形成止浆墙,防止从掌子面串浆。上一循环注浆围岩应预留6m左右不开挖,作为下一循环注浆止浆墙。③8~15m的浅孔可采用钻孔台车或重型风钻钻孔,当孔深超过15m112
时,应采用地质钻机钻孔。钻孔完成后应对孔位、深度、角度等进行检查,确保满足设计要求。④注浆前应进行压水或压入稀浆试验,判断地层的吸浆和扩散情况,确定浆液种类、浓度和注浆压力,发现与设计不符时,应立即调整。⑤在涌水量大、压力高的地段钻孔时,应先设置带闸阀的孔口管;当出现大量涌水时,拔出钻具、关闭孔口管上的闸阀,做好准备后进行注浆。孔口管埋入止浆墙深度应根据最大注浆压力而定;孔口管应为无缝钢管,直径不宜小于90mm。⑥安装注浆管时,应在注浆管孔口处用胶泥和麻丝缠绕,使之与钻孔孔壁充分挤压塞紧,实现注浆管的止浆与固定。胶泥凝固到有足够强度后方可进行注浆。⑦分段注浆时,应设置止浆塞,止浆塞应能承受注浆终压的要求。⑧注浆结束标准:单孔注浆结束标准:注浆压力达到设计终压并稳定10min,且进浆速度小于开始进浆速度的1/4,或注浆量不小于设计注浆量的80%。本循环注浆结束标准:所有注浆孔均已符合单孔结束条件,无漏注情况。⑨注浆后必须对注浆效果进行检查,如未达到要求,应进行补孔注浆。5.3.5.5临时仰拱⑴适用于采用台阶法、中壁法、双侧壁导坑法施工的地段,当水平收敛变形过大时宜增设临时仰拱。⑵临时仰拱宜采用工字钢制作,铺设在上、中台阶底板围岩上,两端与钢拱架焊接牢固,铺设间距与钢拱架间距一致。⑶临时仰拱铺设完毕后,立即喷射混凝土覆盖工字钢,保证保护层厚度不小于3cm。临时仰拱表面应平整,当混凝土未达到强度时,禁止人员、车辆通行。⑷当下台阶封闭成环后,逐榀拆除临时仰拱,拆除过程中应加强监控量测。5.3.5.6地表砂浆锚杆地表砂浆锚杆是对地层预加固的一种方法,它适用于浅埋、洞口地段和某些偏压地段。施工工艺及施工要点参照本章第5.3.2节锚杆执行。5.3.5.7地表注浆地表注浆是对于隧道埋深小于50m,围岩稳定性较差,开挖过程中可能引起塌方的不良地质地段,通过从地面向下钻孔注浆,对围岩、地层进行预先加固。其施工工艺及施工要点参照本节“超前预注浆”执行。112
6仰拱与底板6.1一般规定6.1.1.1隧道设有仰拱时,应及时安排施工,使支护结构尽早闭合。仰供与掌子面的距离要求:V级围岩≦35m,IV级围岩≦50m。6.1.1.2仰拱施工应采用栈桥全断面一次浇筑成型,严禁左右半幅分次浇筑。6.1.1.3V级围岩仰拱纵向一次开挖长度宜控制在2榀钢拱架距离内,一次混凝土浇筑长度不应大于5m,IV级围岩仰供纵向一次开挖长度宜控制在3榀钢拱架距离内,一次混凝土浇筑长度不应大于8m。6.1.1.4仰拱、底板混凝土施工时,应按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,并应设置与二衬对齐的变形缝。6.1.1.5洞口段进洞15米后须及时施工仰拱。6.1.1.6仰拱超挖在允许范围内应采用与衬砌相同强度等级混凝土浇筑,超挖大于规定时,应按设计要求回填,不得用洞渣随意回填,严禁片石侵入仰拱断面。6.2施工工艺仰拱和底板的施工工艺流程框图分别见图6-2-1、图6-2-2。施工准备测量放样仰拱开挖仰拱初喷钢拱架安装仰拱复喷仰拱钢筋绑扎模板安装合格112
安装横向盲沟混凝土制备浇筑仰拱混凝土混凝土制备仰拱填充养护图6-2-1仰拱施工工艺流程框图施工准备测量放样底板开挖清底浇筑底板混凝土安装横向盲沟混凝土制备图6-2-2底板施工工艺流程框图6.3施工要点6.3.1开挖6.3.1.1仰拱开挖应以人工配合机械开挖。6.3.1.2隧道底两隅与侧墙连接处应平顺开挖,避免引起应力集中。边墙钢架底部杂物应清理干净,保证与仰拱钢架连接良好。6.3.1.3仰拱或底板开挖完成后应及时清除积水、杂物、虚渣等。6.3.2初期支护6.3.2.1仰拱开挖完成后,应及时进行仰拱初期支护施工。6.3.2.2112
初期支护混凝土强度、厚度、钢架加工安装质量等应符合设计及规范要求。6.3.2.1当设计无仰拱初期支护时,宜先施作混凝土封底,形成良好的作业面,以利于进行仰拱钢筋安装、立模等作业。6.3.3仰拱钢筋6.3.3.1仰拱钢筋须在钢筋加工场集中加工,统一配送至作业现场。6.3.3.2仰拱钢筋的安装应符合设计及规范要求。仰拱两侧二衬边墙部位的预埋钢筋伸出长度应满足和二衬环向钢筋焊接要求,且将接头错开,使同一截面的钢筋接头数不大于50%。6.3.3.3仰拱钢筋的绑扎应采用定位架施作,保证钢筋的层距和间距符合要求,层距宜通过焊接定位钢筋固定。6.3.4混凝土施工6.3.4.1仰拱和底板混凝土施工前应清除积水、杂物等。6.3.4.2仰拱与填充层应分开施工,先按设计完成仰拱混凝土施工,待混凝土强度达到70%以上,再进行填充层混凝土施工。6.3.4.3仰拱和底板的施工缝和变形缝应按设计要求进行防水处理。6.3.4.4仰拱和底板混凝土强度达到设计强度后方可允许车辆通行。7防水与排水112
7.1一般规定7.1.1.1开挖和衬砌作业不得损坏防水层,当发现防水层有损坏时应及时修补。7.1.1.2洞内出现的地下水,经化验确认对衬砌结构有侵蚀性时,应按图纸要求针对不同侵蚀类型采取相应的抗侵蚀措施。设计无要求时,应及时上报变更处理。7.2施工工艺隧道结构防水与排水施工工艺流程框图见图7-2-1。洞身开挖Ω型弹簧排水管初期支护路基侧向排水盲沟横向排水管复合防水层二次衬砌纵、环向排水管图7-2-1隧道结构防水与排水施工工艺流程框图7.3施工要点7.3.1临时防、排水7.3.1.1洞内顺坡排水⑴洞内顺坡排水一般采用临时排水沟,其坡度应与线路坡度一致。临时排水沟断面应满足隧道中渗漏水和施工废水外排的需要,并经常清理,防止淤塞,确保水路畅通。水沟位置应远离边墙,距边墙基脚不小于1.5m,并避免妨碍施工。⑵112
在膨胀岩、土质地层、围岩松软地段等特殊或不良地质地段隧道中,排水不宜直接接触围岩,宜根据需要对排水沟进行铺砌或用管槽代替,排水沟中不得有积水。⑶台阶法施工时,上台阶应在下台阶开挖前架槽(管),将水引排至下台阶排水沟内,横向分隔开挖时应挖横向排水沟将水引至未开挖一侧,严禁漫流浸泡下台阶基坑。⑷隧道施工有平行导坑或横洞时,应充分利用辅助导坑排水,降低正洞水位,使正洞水流通过辅助道坑引出洞外,必要时设置永久排水沟,使坑道封闭后能保持水流通畅。7.3.1.2洞内反坡排水对于反坡排水的隧道,可根据距离、坡度、水量和设备等因素布置排水管道,一次或分段接力将水排出洞外。接力排水时应根据水量大小设置集水坑,逐级抽排至洞口。7.3.1.3富水层围岩的处理措施⑴洞内有大面积渗漏水和大股集中水时,宜集中汇流引排。可采用钻孔插入锚杆进行导水集中汇流引排,并将钻孔位置、数量、孔径、深度、方向和渗水量等作详细记录,在确定衬砌拱墙背后排水设施时应考虑上述因素。⑵在地下水发育的易溶性岩层中施工,为防止水囊、暗河及高压涌水的突然出现,开挖工作面上应布设超前钻孔,并制定防止涌水的安全措施。⑶洞内涌水或地下水位较高时,可采用井点降水法和深井降水法处理。⑷当预计开挖工作面前方有承压水,且排放不影响围岩稳定时,可采用超前钻孔或辅助坑道排水。超前钻孔及辅助坑道应保持10~20m的超前距离。7.3.2结构防、排水7.3.2.1排水盲管施工⑴排水盲管在地下水较大的地段应适当加密;环向排水盲管应紧贴支护表面或渗水岩壁安设,排水盲管布置应圆顺,不得起伏不平。⑵排水管系统应按设计连通形成完整的排水系统。管路连接宜采用变径三通方式、连接牢固、畅通,安装坡度符合设计要求。纵向排水管与三通接头连接后,要用土工布进行包裹。应严格控制纵向排水管高程,确保排水通畅。7.3.2.2防水层施工⑴防水板施工工艺流程框图见图7-3-2。施工段断面净空检查查查查查拼装台架就位喷射混凝土面检查及处理铺设防水卷材安设纵、横、环向盲管防水板焊接接头焊接质量检查下道工序重焊或修补112
图7-3-2防水板施工工艺流程框图⑵防水板铺挂前应进行初支断面尺寸、漏水、露头及平整度检查,并进行处理。⑶铺挂防水板:①防水板铺挂不宜超前两模二衬混凝土施工长度。②固定点间距应符合设计要求,在凹凸处应适当增加固定点,布置均匀。③松弛率:防水板吊环间距需根据其铺挂松弛率要求来确定,环向松弛率宜为10%,纵向松弛率宜为6%,应根据初期支护表面平整程度适当调整,以保证浇筑二衬混凝土时防水板与喷射混凝土面密贴。④防水板洞内铺挂宜由拱部到两侧环状铺设,将预先焊接在防水板上的吊环用木螺钉固定在膨胀管上。⑷防水板的焊接防水板焊接应采用热合机双焊缝焊接,焊接前焊接头板面应擦净,搭接宽度应不小于100mm,控制好热合机的温度和速度,保证焊缝质量。焊缝应严密,不得有气泡、折皱及空隙,焊缝应牢固,焊缝强度应不低于母材,单条焊缝的有效焊接宽度不应小于12.5mm。焊接时应避免漏焊、虚焊、烤焦或焊穿。7.3.2.3施工变形缝的处理⑴混凝土应连续浇筑,尽量减少施工缝,拱圈及仰供不应留纵向施工缝。墙体若有预留孔洞时,施工缝距孔洞边缘不宜小于300mm。⑵施工缝设置宜与变形缝相结合。施工缝施工时,应将其表面浮浆和杂物清除。刷不低于结构混凝土强度等级的净浆或涂混凝土界面处理剂,及时浇筑混凝土。端头模板应支撑牢固,严防漏浆。端头应埋设表面涂有脱模剂的楔形硬木条(或塑料条),形成预留浅槽,其槽应平直,槽宽比止水条宽1~2mm112
,槽深为止水条厚度1/2~1/3,将遇水膨胀止水条牢固地安装在预留浅槽内。图⑶变形缝应满足密封防水、适应变形、施工方便、检修容易等要求,变形缝的施工应注意:①沉降变形缝的最大允许沉降差值应符合设计规定,设计无规定时,不应大于30mm。当计算沉降差值大于30mm时,应采取特殊措施。②沉降变形缝的宽度宜为20~30mm。伸缩变形缝的宽度宜小于此值。③变形缝处的混凝土结构厚度不应小于300mm。④缝底应设置与嵌缝材料无黏结力的背衬材料或遇水膨胀止水条。⑤变形缝嵌缝施工时,缝内两侧应平整、清洁、无渗水;缝内应设置与嵌缝材料无黏结力的背衬材料,嵌缝应密实。⑥变形缝的设置位置应使拱圈、边墙和仰拱在同一里程上贯通。7.3.2.4止水带施工⑴止水带的接头不得设在结构转角处,并尽可能不设接头。⑵止水带埋设位置应准确,其中间空心圆环应与变形缝和中心线重合,止水带定位时,应使其在界面部位保持平展,防止止水带翻滚、扭结,如发现有扭结不展现象应及时进行调正。在固定止水带和灌筑混凝土过程中应防止止水带偏移,以免单侧缩短,影响止水效果。⑶隧道断面变化处或转角处的阴角应抹成半径不小于50mm的圆弧,以便止水带施工。止水带在隧道断面变化处或转角处应做成弧形,橡胶止水带的转角半径不应小于200mm,钢片止水带不应小于300mm,且转角半径应随止水带的宽度增大而相应加大。⑷止水带的长度应根据施工需要先向生产厂家定制,尽量避免接头。如确需接头,应连接牢固,接头宜设置在距底板面不小于300mm的边墙上。根据止水带材质和止水部位不同可采用不同的接头方法。橡胶止水带的接头形式应采用搭接或复合接;塑料止水带的接头形式应采用搭接或对接。止水带的搭接宽度不应小于100mm,冷粘或焊接的缝宽不应小于50mm。⑸若拆模后,发现止水带偏离中心幅度过大,应适当凿除或填补部分混凝土,对止水带进行纠偏处理。⑹止水带的定位采用加工成型的钢筋卡由待浇筑混凝土一侧向另一侧穿入内侧卡紧止水带一半,另一半止水带平固结在挡头板上;同时安设沥青木丝板和泡沫板;待模筑混凝土凝固后拆除挡头板,并将止水带靠中心钢筋拉直,然后弯曲钢筋卡套上止水带,模筑下一环混凝土。浇筑混凝土时,应采取有效措施避免止水带变形、跑位或被浇筑入混凝土内。112
8二次衬砌112
8.1一般规定8.1.1.1严格执行二衬台车准入制度。台车长度宜为9~12m,面板钢板厚度不小于10mm,每块模板宽度宜为1.5m,带液压推杆制动器。台车必须配备高频振动器,12m台车配备不少于15台振动器,9m台车配备不少于12台振动器。8.1.1.2隧道二次衬砌施工宜根据现场监控结果,分析施工中各种信息,确定二次衬砌施工时间。Ⅰ~Ⅳ级围岩的二次衬砌应在初期支护变形基本稳定(参考值:周边位移速率小于0.2㎜/d,拱顶下沉速率小于0.15㎜/d)后尽早施工。8.1.1.3隧道洞口段二衬必须及时施作,进洞超过30m时,台车应进场拼装,进洞超过50m时必须进行二衬施工。二次衬砌与掌子面的距离要求:V级围岩≦50m,IV级围岩≦80m,II级、III级围岩控制在120m内。8.1.1.4隧道防排水设施、预埋件及预留洞室模板等的安装质量要符合设计及规范要求。8.1.1.5电缆槽内侧壁宜与二衬混凝土一次浇筑成型。8.2施工工艺二次衬砌施工工艺流程框图见图8-2-1。8.3施工要点8.3.1二次衬砌钢筋8.3.1.1二衬钢筋安装应采用定位胎架,保证钢筋间距。采用定位筋保证两层主筋之间应采用定位筋保证的层间距。8.3.1.2钢筋保护层应采用高强砂浆垫块。8.3.2台车就位8.3.2.1模板台车就位前,模板正面应均匀涂刷脱模剂。8.3.2.2台车就位时,应准确定位台车中线及高程,检查二衬厚度。8.3.2.3台车就位后,模板接缝应填塞紧密,防止漏浆。8.3.3挡头模板安装8.3.3.1台车端部的挡头模板应按衬砌断面制作以保证衬砌厚度,并可适当调整以适应其不规则性,其单片宽度不宜小于300mm,厚度不小于30mm。8.3.3.2挡头板应定位准确、安装牢固,其与岩壁间隙应嵌堵紧密。8.3.3.3挡头板顶部应留有观察小窗口,以观察封顶混凝土情况。112
合格不合格施工准备测量放样钢筋绑扎安装止水条台车就位拆模浇筑混凝土养护涂刷脱模剂钢筋安装质量检查台车中线高程检查合格不合格图8-2-1二次衬砌施工工艺流程框图8.3.4混凝土浇筑8.3.4.1混凝土浇筑应采用泵送入模,机械振捣密实。8.3.4.2混凝土应由下至上分层、从两侧拱墙向拱顶对称浇筑。为防止浇筑时两侧侧压力偏差过大造成台车移位,两侧混凝土浇筑面高差应宜控制在50cm以内,同时应合理控制混凝土浇筑速度。8.3.4.3凝土应尽可能直接入仓,混凝土输送管端部应加3~5m软管,控制管口与浇筑面的垂距,混凝土不得直冲防水板板面流至浇筑位置,垂距应控制在1.2m以内,以防混凝土离析。8.3.4.4作业窗关闭前,应将窗口附近的混凝土浆液残渣及其他杂物清理干净,涂刷脱模剂。作业窗关闭时应平整严密,防止窗口部位混凝土表面出现凹凸不平及漏浆现象。8.3.4.5混凝土应分层振捣密实112
。振捣时,不得使模板、钢筋、防排水设施、预埋件等产生移位。8.3.4.6拱顶应预留注浆孔,注浆孔间距不应大于3m5m,且每模板台车范围的预留孔应不少于43个。拱顶注浆填充,宜在衬砌混凝土强度达到100%后进行,注入砂浆的强度等级应满足设计要求,注浆压力应控制在0.1MPa以内。8.3.5拆模8.3.5.1不承受外荷载的拱、墙混凝土强度应达到5Mpa。8.3.5.2承受围岩压力的拱、墙以及封顶和封口的混凝土强度应满足设计要求。112
9小净距、连拱隧道9.1一般规定9.1.1.1根据隧道长度、断面大小、结构形式、工期要求、机械设备、地质条件等,选择适宜的开挖方案。9.1.1.2针对小净距隧道中间岩体的特殊性对底部土压、中间岩体侧倾及应力变化进行量测分析,及时了解中间岩体受力状态及稳定状态,以便于及时进行支护措施的调整。9.1.1.3在小净距隧道施工中,应采用控制爆破技术,减少爆破震动对左右洞及遗留围岩的影响。9.1.1.4爆破后应及时对开挖面和未衬砌地段进行检查,对出现的险情,应采取措施及时处理。9.1.1.5小净距隧道同向施工时,先行洞和后行洞掌子面距离应控制在2D(D:隧道直径)以上;连拱隧道同向施工,左右两洞掌子面错开距离宜大于30m;先行洞的二次衬砌宜在围岩变形基本稳定后进行,宜落后后行掌子面2D(D:隧道直径)以上。9.2施工要点9.2.1小净距隧道9.2.1.1施工工艺小净距隧道施工工艺框图见图9-2-1。9.2.1.2施工要求⑴洞口施工为减少对洞口仰坡的扰动,隧道洞口石方段开挖采用弱爆破及预裂爆破的施工方法。洞口刷坡时,为保证中夹岩柱的稳定,两隧道中夹岩柱坡口处原地面土体暂时予以保留,以支挡坡面。注浆过程应根据地质情况控制注浆压力,浆液扩散半径≮不小于0.5m,注浆结束至掘进开挖前的时间间隔按不短于6h进行控制。⑵中间岩柱的保护中间岩体的注浆加固处理主要包括以下两个阶段:在先行洞开挖后,后行洞施工前加固中间岩体;在后行洞开挖后再次进行中间岩体加固。中间围岩加固过程中,先行洞加固必须在后行洞开挖前完成,后行洞再次加固宜在先行洞衬砌混凝土施工后再进行。中间岩体加固措施包括超前小导管注浆、钢花管注浆、水平贯通预应力锚杆等。施工测量后行洞滞后20m~40m(中隔墙法/短台阶预留核心土)施工准备先行洞开挖(短台阶预留核心土/上下台阶法)通风、出碴拱架、锚网喷混凝土仰拱及填充路面及附属工程防水、二次衬砌施工112
图9-2-1小净距隧道施工工艺框图⑶洞身开挖①小净距隧道Ⅴ级围岩施工工艺小净距隧道Ⅴ级围岩开挖每循环进尺应控制在0.5~0.8米,先行洞采用短台阶留核心土法开挖,后行洞采用中隔壁法开挖,先、后行洞施工距离应错开25m以上,主要施工工艺如下:a开挖先行洞上半断面。采用弧形导坑法,导洞超前5~10米,超前支护应先期施作;b施作先行洞拱部初期支护;c交错开挖先行洞下半断面;d施作先行洞两侧边墙初期支护;e开挖先行洞核心土体及仰拱;f施作先行洞仰拱初期支护及二次衬砌、仰拱回填;g开挖后行洞内侧上导坑,如果需要爆破应采用预裂爆破,超前支护应先期施作;h施作后行洞内侧上导坑初期支护与侧导坑初期支护;i开挖后行洞内侧下导坑,如果需要爆破应采用预裂爆破,超前支护应先期施作;112
j施作后行洞内侧下导坑初期支护与侧导坑初期支护;k开挖后行洞外侧上导坑;l施作后行洞两侧边墙初期支护;m开挖后行洞外侧下导坑;n施作后行洞外侧下导坑初期支护;o施作后行洞仰拱二次衬砌、仰拱回填;p施作后行洞室的二次衬砌。②小净距隧道Ⅴ级围岩施工工艺图见图9-2-2。图9-2-2小净距隧道Ⅴ级围岩施工工艺图③小净距隧道Ⅳ级围岩施工工艺小净距隧道Ⅳ级围岩开挖每循环进尺控制在1.0~1.2米,先行洞采用上下台阶法开挖,后行洞采用短台阶留核心土法开挖,保证两洞施工距离应错开25m以上。主要施工工艺如下:a开挖先行洞上半断面,导洞超前10~15米,超前支护应先期施作;b施作先行洞拱部初期支护;c开挖先行洞下半断面;d施作先行洞下半断面初期支护;e施作先行洞二次衬砌、仰拱回填;f开挖后行洞上半断面。采用弧形导坑法,导洞超前5~10米,超前支护应先期施作;g施作后行洞拱部初期支护;h交错开挖后行洞下半断面的两侧;112
i施作后行洞两侧边墙初期支护;j开挖后行洞核心土体及仰拱;k施作后行洞仰拱初期支护及二次衬砌、仰拱回填。④小净距隧道Ⅳ级围岩施工工艺图见图9-2-3。图9-2-3小净距隧道Ⅳ级围岩施工工艺图9.2.2连拱隧道9.2.2.1施工工艺连拱隧道施工工艺框图见图9-2-4。9.2.2.2施工要求⑴中隔墙施工前应检测地基承载力,如不满足设计要求,应进行加固处理。⑵中隔墙施工时应按设计要求预埋与主洞钢支撑连接钢板。⑶中隔墙顶部应按设计要求预留注浆管,待中隔墙混凝土强度达到70%以上时,对墙顶进行压浆处理,保证墙顶混凝土密实。⑷主洞开挖待中隔墙混凝土达到设计强度后方可施工。⑸在主洞开挖前,应按设计要求做好为中隔墙的防护措施。⑹中导洞开挖过程中,应对地质情况进行详细、准确的记录,指导正洞施工。112
施工测量中导洞开挖中导洞支护中隔墙施工后行洞正洞开挖滞后先行洞正洞开挖30m以上先行洞正洞上台阶开挖支护先行洞正洞下台阶开挖支护拆除左侧中导洞、侧壁导坑临时支护管道、路面及附属工程防水、二次衬砌施工施工准备图9-2-4连拱隧道施工工艺框图112
10水泥混凝土路面10.1一般要求10.1.1水泥混凝土路面正式施工前,应铺筑试验段以确定施工工艺参数,试验段长度宜为100m,水泥混凝土路面应采用混凝土三滚辊摊铺机全幅一次性施工。10.1.2隧道路面施工过程中,洞内必须保持良好通风,并应设置满足施工需要的照明系统。10.1.3水泥混凝土路面强度未达到设计强度前,不得开放交通。10.1.4路面施工应选用满足施工要求的配套机械设备施工。各种机械设备(如三辊轴机组、振捣机及路面切缝机、刻槽机等机械设备)应提前进场,并在施工前做好安装调试工作。10.2施工工艺隧道路面施工工艺流程框图见图10-2-1。10.3施工要点10.3.1路面施工前应对基层(调平层)进行检查,其几何尺寸、标高、纵横向坡等均应符合设计及规范要求,对侵入面层的部分予以凿除处理,及时用高压风水冲洗表面污物,确保面板厚度及表面洁净。10.3.2应对路面中线、边线及标高进行测量放线,每隔10m(曲线段每隔5m)打基准桩,测出标高,拉紧基准钢丝控制整体标高。10.3.3模板安装⑴路面施工模板强度及刚度应满足施工要求。⑵模板应安装稳固,接头紧密平顺,不得有前后错茬、高低错台等现象。禁止在基层上挖槽,嵌入安装模板。模板底部悬空处用砂浆封堵,模板接头和拉杆插入孔用塑料薄膜等密封,以免漏浆。模板与混凝土的接触表面应涂隔离剂。10.3.4混凝土摊铺⑴混凝土摊铺前,基层表面应清扫干净,洒水湿润。⑵应由专人指挥车辆均匀卸料。布料应与摊铺速度相适应,摊铺厚度应考虑振实预留高度(数据由铺筑混凝土试验段确定)。112
模板制作安装测量放样切缝养生收浆整平捣固摊铺混凝土硬刻槽填缝运输拌和安放钢筋网、传力杆选择配合比调整两杆位置图10-2-1隧道路面施工工艺流程框图10.3.5混凝土振捣⑴混凝土振捣必须配备震动棒和平板振动器,振动棒应沿横断面连续振捣密实,并应注意路面板底、内部和边角处不得欠振或漏振。⑵振捣棒在每一处的持续时间,应以拌合物全面振动液化,表面不再冒气泡和泛水泥浆为限,不宜过振,也不宜少于30s。振动棒的移动间距不宜大于500mm㎝;至模板边缘的距离不宜大于200mm㎝。⑶振动棒应轻插慢提,不得猛插快拔,严禁在拌合物中推行和拖拉振动棒振捣。⑷在振动棒已完成振实的部位,可开始振动板振实,纵横交错两遍全面提浆振实。⑷振动板移位时,应重叠100~200mm㎝,振动板在一个位置的持续振捣时间不应少于15s。振动板须由两人提拉振捣和移位,不得自由放置或长时间持续振动。⑹缺料的部位,应辅以人工补料找平。10.3.6纵缝拉杆和横缝传力杆及其它钢筋必须采用定位架预埋在正确的位置。112
10.3.7整平⑴混凝土经振捣密实后,应立即用三辊轴进行提浆和整平。三辊轴整平机按作业单元分段整平,作业单元长度宜为20~30m,振捣器振实与三辊轴整平两道工序之间的时间间隔不宜超过15min。⑵三辊轴滚压振实料位高差宜高于模板顶面5~20mm,应有专人处理轴前料位的高低情况,过高时,应辅以人工铲除,轴下有间隙时,应使用混凝土找补。⑶三辊轴整平机在一个作业单元长度内,应采用前进振动、后退静滚方式作业,宜分别2~3遍。最佳滚压遍数应经过试铺确定。⑷滚压完成后,将振动辊轴抬离模板,用整平轴前后静滚整平,直到平整度符合要求,表面砂浆厚度均匀为止。⑸表面砂浆厚度宜控制在(4±1)mm,三辊轴整平机前方表面过厚、过稀的砂浆应刮除丢弃。10.3.8人工精平及抹面⑴操作工人蹲在施工操作平台上应采用3~6m铝合金刮尺沿高程控制带(轨道、模板顶面)贴紧混凝土表面顺路线方向连续反复几次直至刮平,再横向拉动混凝土面,并均匀的向前滑移尺杆,检查尺杆与面层的接触情况,并做平整度修补及混凝土质量检查。平整度检查时3m直尺最大间隙控制在3㎜以内。⑵第一次抹面:在混凝土表面精平后进行,人工抹面采用不短于40cm的木抹子进行,以柔压泛浆,压下露石,消除明显的凹凸为主。⑶第二次抹面:第一次抹面结束后混凝土表面出现泌水时,进行第二次收浆,该工序主要是将第一次木抹收浆时留下的各种不平整的印痕抹平,并进一步提浆抹光,保证局部平整度,防止出现裂缝。完成后的混凝土表面呈现平坦、密实的外观,不露砂、无抹痕、砂眼、无气泡、蜂窝、麻面及损边、掉角、龟裂等现象。10.3.9缩缝、胀缝及施工缝⑴横向施工缝施工每天摊铺结束或摊铺中断时间超过30min时,应设置横向施工缝,其位置宜与胀缝或缩缝重合,横向施工缝在缩缝处采用平缝加传力杆,施工缝传力施工方法同缩缝传力杆。在胀缝处其构造与胀缝相同。⑵胀缝设置与施工隧道进出口应按要求设置胀缝,洞内需要设置胀缝时,应结合洞内衬砌沉降缝设置。胀缝应采用前置钢筋支架法施工。前置法施工,应预先加工、安装和固定胀缝钢筋支架,并在使用手持振捣棒振实胀缝板两侧的混凝土后再摊铺。宜应在混凝土未硬化时,剔除胀缝板上部混凝土,嵌入(20~25)mm×20mm的木条,整平表面。胀缝板应连续贯通整个路面板宽度。112
⑶灌缝混凝土面板养生期满后,应及时灌缝,。灌缝前应先清除缝中的杂物,再应采使用压力水和压力空气高压风水彻底清除缝中的尘土及其他染杂物,确保缝壁及内部清洁、干燥。灌缝料必须符合设计及施工规范要求。填缝必须饱满、均匀、厚度一致并连续贯通,填缝料不得缺失、开裂和渗水。10.3.10抗滑构造施工路面混凝土应采用硬抗压强度达到40%后即可开始硬刻槽,并宜在两周内完成。刻槽,刻槽深度应为2~4mm,宽度3~5mm,槽间距15~25mm。硬刻槽后应随即将路面冲洗干净,并恢复路面的养生。10.3.11混凝土养生⑴待新浇筑的混凝土有一定强度表面略微干燥时,或现场用手指轻按混凝土面,无明显压痕时,及时覆盖塑料布或渗水土工布洒水进行养生。在覆盖前若出现塑性裂缝和干缩裂缝可采用二次抹压的方法消除。保湿养生天数宜为14~21d,高温天气不宜少于14d,低温天气不宜少于21d。⑵冬季施工气温较低时,应采取保温养护措施,可在混凝土面层先铺一层无渗土工布或塑料布再覆盖草帘或棉被等保湿保温。当环境温度低于5℃时,严禁对混凝土表面进行洒水养护,并采取冬期施工措施。⑶混凝土养生初期,严禁人、车通行,在达到设计强度70%后,行人方可通行。面板达到设计弯拉强度后,方可开放交通。112
11附属工程11.1一般规定11.1.1机电预留预埋应由设计单位统一组织对土建施工单位进行技术交底,施工单位在二衬开工前应仔细进行图纸复核,针对存在问题及时反馈。11.1.2施工前应对施工作业人员进行安全、技术教育培训,严格执行三级技术交底制度。施工技术交底中应包括预留洞室预埋件名称、里程桩号、标高、结构尺寸、预埋管数量等内容。11.1.2电缆槽内壁模板宜与液压模板台车一起整体加工成型,边模企口外侧设置铰缝及液压装置,使电缆槽内壁与二次衬砌一次浇注成型。11.1.3各类洞室的防护门框及门扇骨架应在平整场地上先放样;各种钢材应调直、调平后下料加工成所需的形状,且不得产生裂纹,所有构件应进行防锈处理。11.1.4洞内装饰施工前,应检查并处理衬砌表面的渗漏水情况,做好装饰基面的打磨、整平、清洗工作。11.1.5洞口装饰力求表面平整、清洁,隧道铭牌力求美观、醒目。11.2预留洞室及预埋件11.2.1施工工艺预留洞室及预埋件施工工艺流程框图见图11-2-1。11.2.2施工要点⑴隧道预留洞室深度超过设计二次衬砌厚度时宜在正洞开挖时一次到位,预留洞室里程位置及标高应符合设计要求。⑵预留洞室位置处的钢支撑拆除宜超前1~2模二次衬砌。⑶预留洞室的永久性防、排水工程,应与正洞一次同时完成。洞室与正洞连接的折角处,防水层应根据铺设面的形状平顺铺设,不得出现空白。洞室不得设在衬砌断面变化及各种衬砌接缝处。⑷预留洞室模型及预埋件安装就位后,应采取加固措施,防止模型及预埋件发生移位。112
⑸监控、照明、供配电、消防设施调整位置为前后5m范围内,通风及检测设施位置不宜调整。⑹预埋管数量、材质应符合设计要求,并按要求弯曲、穿线,保证管路畅通。施工准备预留洞室开挖防排水及台车定位安装预留洞室模型拆除预留洞室模型安装预埋管(件)混凝土浇筑预留洞室预埋模型管(件)检查图11-2-1预留洞室及预埋件施工工艺流程框图11.3电缆槽11.3.1施工工艺电缆槽施工工艺流程框图见图11-3-1。112
施工准备测量放线电缆槽钢筋安装底模安装侧壁混凝土浇筑底部混凝土浇筑侧壁模板安装盖板预制养生拆模安装盖板企口模板安装企口混凝土浇筑图11-3-1电缆槽施工工艺流程框图11.3.2施工要点⑴侧壁模板应采用定型钢模,并配备企口钢模板,保证企口与侧壁混凝土一次浇注成型,线形顺直。⑵模板应安装稳固、顺直、平整、无底部漏浆、前后错茬、高低错台等现象。⑶电缆槽盖板宜应在预制场集中制作。⑷电缆槽施工初按上述常规施工工艺外,宜采用电缆槽移动模架施工工艺(图11-3-2、图11-3-3):①加工电缆槽移动模架。(图11-3-4)②电缆槽线型、标高放线。③电缆槽钢筋安装。112
④电缆槽移动模架就位。⑤电缆槽砼浇筑。⑥初凝后移动模架移动。⑦养生。施工准备测量放线电缆槽钢筋安装盖板预制养生模架移动安装盖板移动模架就位混凝土浇筑图11-3-2电缆槽移动模架施工工艺流程框图图11-3-3移动模架施工电缆槽112
图11-3-3电缆槽移动模架11.4隧道装饰工程11.4.1施工工艺喷涂施工工艺流程框图见图11-4-1。图11-4-1喷涂施工工艺流程框图11.4.2施工要点11.4.2.1前处理隧道涂装涂料施工前,对隧道衬砌基层表面应进行下列处理:⑴112
施工前,应对喷涂表面进行喷砂、打磨,彻底清除基层的疏松层、浮灰、浮尘、脱模剂、油污和污渍等杂物。对错台进行修补,平整度误差控制在10mm以内。⑵基层应用高压水冲洗干净。⑶喷涂施工前,混凝土基体应充分润湿,且基层表面不得有明水。11.4.2.2喷涂防火涂料⑴洞内防火涂料喷涂应严格按图纸要求施工。图纸未作规定时,应满足下列要求:①隧道整体喷涂涂装涂料,涂层厚度宜为7mm,耐火极限≥2.0h。与混凝土的粘结强度大于≥0.1Mpa,并要求在长期潮湿条件下不脱落。②隧道涂装涂层饰面涂料应符合下列规定:a衬砌4m高处以下(边墙)喷涂浅色配套涂料进行饰面,衬砌4m高处以上(拱顶)喷涂深色配套涂料进行饰面,以达到良好的涂装、吸音及装饰效果。b饰面涂料应附着力强、保色性好、色泽均匀、耐水,涂料的质量应符合国家现行标准的规定。c饰面涂料的颜色、装饰界面高度可由承包人报监理人审查,报发包人审批后实施。⑵隧道涂装涂料施工前应根据设计要求,确定材料的单位面积用量和施工层数。⑶隧道涂装涂料的配制应符合下列规定:①打底的第一层隧道涂装涂料应内掺可再分散乳胶粉,或外掺配套专用的聚合物乳液,配制前,配套用的聚合物乳液应先搅拌均匀。②计量应按产品说明书的要求进行,不得随意改变配合比。③隧道涂装涂料的拌制应采用机械搅拌。搅拌器具应清理干净。拌制时先投隧道涂装涂料干粉,然后倒入乳液和水搅拌均匀。拌制时间应不低于10min,并静止10min,再搅拌3min后方可喷涂施工。拌制好的材料应色泽均匀,无结块、粉团。在喷涂施工过程中,应不时地搅拌涂料,因此推荐使用双层搅拌机。不得向已拌制好的涂料中另外加水。④拌制好的隧道涂装涂料宜在产品规定的时间(1h左右)内用完。当气温高、湿度小或风速大时,宜在30~45min内用完。切忌存放时间过长,造成涂层的黏结力下降而影响施工质量。喷涂过程中散落回弹的涂料不得回收利用,被污染和超过规定时间的涂料不能再用。⑷隧道涂装材料喷涂施工应符合下列规定:①涂装涂料施工应采用专用机械设备,喷涂设备应能连续、均匀地把涂料喷涂到基层上。112
②涂装涂料涂层厚度应符合设计规定,并应通过多次喷涂达到设计厚度。后一层涂料的施工应待前一层表干后进行,在室温下每层喷涂施工的间隔时间宜在12h以上(涂料表面干燥的时间与气温及涂层厚度有关)。各层应粘结牢固。③涂装涂料喷涂第一层时,喷涂厚度宜控制在3~4mm左右,并确保第一层涂装涂料与基面粘结可靠。第二层喷涂时每层的厚度控制为3~4mm,直至满足设计的涂装涂层厚度要求。每层喷涂太厚会影响涂料的粘结力。下层涂料喷涂施工前,先喷雾将上层涂料润湿,不得用压力水或晒水浇灌。④涂装涂料施工时要求喷涂均匀,无漏涂,基本无色差,无流挂、结块,喷涂面要求平整。在喷涂前两层过程中对局部缺陷应及时采取措施改进,以使喷涂表面平整。交叉作业时,应协调先后工序及防护工作。喷涂施工宜从隧道腰部向顶部(从下而上)进行。⑤喷涂与涂抹宜相结合。喷涂施工时,喷枪的喷嘴应垂直于基面,合理调整压力、喷嘴与基面距离。因喷涂表面不够光滑,所以在最后一次喷涂完后,立即用涂料进行手工补填、压实、修整、抹平,使涂层表面平整,并使其达到设计厚度。如遇气泡应挑破压实,保证涂抹密实。如有损伤,应及时修补。抹平、压实应在初凝前完成。基层喷涂完工后,其表面要求平整、洁净,且呈色泽均匀的颗粒状表面。在基层基本干透成型后方可进行表层的饰面施工。⑥涂装涂料施工期间及施工后的24小时内,环境温度不应低于5℃,湿度不应大于80%。在极度干燥的条件下,应创造必要养护条件,防止涂层失水过快而开裂。⑦施工结束后,应及时将施工机具清洗干净。⑸隧道涂装涂料涂层施工达到设计厚度且终凝后应进行7d保湿养护,初始宜采用喷雾养护,后期可喷晒清水养护,然后自然养护21d。养护期间,不得受冻,并应防止碰撞和用水冲刷。⑹隧道涂装涂层表面饰面施工应符合下列规定:①施工涂装涂料涂层硬化后,一般与涂装涂层施工完毕相隔7d,方可按设计要求喷涂其它各色建筑装饰涂料。②装饰要求高时(特别是衬砌边墙),涂装涂层表面要用腻子找平,表面不平整时还应用砂纸打平。③装饰涂料的施工要求按产品说明书和国家现行有关标准进行。11.4.2.3喷涂混凝土专用漆⑴洞内喷涂混凝土专用漆应严格按图纸要求施工。⑵专用漆喷涂厚度应符合图纸规定,图纸无规定时,一般可用300μm(喷涂三遍:一底、二面)。112
⑶为保证面层美观,应采用高压无空气喷涂机施工,第一次喷涂无色封闭底漆,然后喷涂两次带色面漆,每次喷涂间隔时间8h。⑷喷涂混凝土专用漆施工工艺流程可参照“基层→处理→质检→喷底漆→喷两次面漆→质检→补喷→质检、验收”施行。12超前地质预报与监控量测12.1超前地质预报12.1.1一般规定(1)承担超前地质预报工作的单位应具备相应的资质。(2)超前地质预报单位开工前应编制超前地质预报实施方案,按程序审查和批准后实施;主要内容应包括:①超前地质预报的目的、方法和技术;②根据工程勘察设计资料分析隧道工程地质及水文地质环境条件,重点说明隧道施工存在的主要工程地质问题及地质灾害风险;③方案的编写原则、预报的具体实施内容、预报方法选择及不同方法的结合关系、各种预报方法的具体技术要求,物探、钻探仪器设备的选择;④超前地质预报实施技术要求;⑤超前地质预报组织机构设置及投入的人力、设备资源;⑥施工单位的配合要求;⑦超前地质预报工作安全措施;⑧地质预报成果报告的提交时限,信息传递方式等。112
(3)超前地质预报实施单位根据预报方案与合同配备足够的专业人员和仪器设备,仪器设备的性能、精度及效率应能满足预报和工期的要求,对预报成果的真实性、准确性负责。(4)超前地质预报应主要查明(预测)下列内容:①断层及其影响带和节理(结构面)密集带的位置、规模和性质;②软弱夹层(含煤层)的位置、规模及其性质;③岩溶发育位置、规模及其性质;④不同岩性间的接触界面与位置;⑤采、废弃矿巷分布及其与隧道的空间关系;⑥不同风化程度的岩性分界位置;⑦其它不良地质体(带)的分布位置;⑧隧道涌水位置、水压及水量;⑨岩爆的可能性与区域。(5)超前地质预报的成果应体现及时性,超前地质预报实施单位应及时将预报成果报送有关各方。超前地质预报成果“送达时限”,应根据预报推断的工作面前方围岩情况,在预报区段内,按下列规定时限送达:①无明显地质危害情况的,应在48小时内送达;②有较轻微地质危害情况的,应在24小时内送达;③发现重大地质问题(如岩溶、突水、突泥、较大的破碎带等),应立即送达。(6)具有下列条件之一的隧道均应全程实施隧道超前地质预报工作:①深埋长大隧道;②水下隧道;③查明或推测存在大断层、岩溶、大量涌水涌泥、岩爆、废弃矿巷、瓦斯突出等严重工程地质灾害的隧道;④隧址区全程或者大部分通过可溶岩,特别是强溶岩层(灰岩、白云岩、盐岩)的隧道;⑤可能因开挖造成环境生态破坏的隧道;⑥监理工程师认为有必要的其它隧道。12.1.2工作程序超前地质预报工作程序见图所示。超前地质预报工作程序12.1.3超前地质预报的分级112
(2)根据地质对隧道安全的危害程度,地质灾害分为A、B、C、D四级,其影响因素见下表。地质灾害分级影响因素地质灾害分级ABCD严重较严重一般轻微地质复杂程度(含物探异常)岩溶发育程度极强,厚层块状灰岩,大型溶洞、暗河发育,岩溶密度每平方公里>15个,最大泉流量>50L/s,钻孔岩溶率>10%强烈,中厚层灰岩夹白云岩,地表溶洞落水洞密集、地下以管道水为主,岩溶密度每平方公里5~15个,最大泉流量10~50L/s,钻孔岩溶率5%~10%中等,中薄层灰岩,地表出现溶洞,岩溶密度每平方公里1~5个,最大泉流量5~10L/s,钻孔岩溶率2%~5%微弱,不纯灰岩与碎屑岩互层,地表地下以溶隙为主,最大泉流量<5L/s,钻孔岩溶率<2%112
涌水涌泥程度特大突水(涌水量>1X105m3/d)、大型突水(涌水量1X104~1X105m3/d)、突泥,高水压中小型突水(涌水量1X103~1X104m3/d)、突泥小型涌水(涌水量1X102~1X103m3/d)、涌泥涌水量<1X102m3/d,涌突水可能性极小断层稳定程度大型断层破碎带、自稳能力差、富水,可能引起大型失稳坍塌中型断层带,软弱,中~弱富水,可能引起中型坍塌中小型断层,弱富水,可能引起小型坍塌中小型断层,无水,掉块地应力影响程度极高应力,严重岩爆(拉森斯判据<0.083,即岩石点荷载强度与围岩最大切向应力的比值),大变形高应力,中等岩爆(拉森斯判据0.083~0.15),中~弱变形弱岩爆(拉森斯判据0.15~0.20),轻微变形无岩爆(拉森斯判据>0.20),无变形瓦斯影响程度瓦斯突出:瓦斯压力P≥0.74MPa,瓦斯放散初速度≥10,煤的坚固性系数f≤0.5,煤的破坏类型为Ⅲ类及以上高瓦斯:全工区的瓦斯涌出量≥0.5m3/min低瓦斯:全工区的瓦斯涌出量<0.5m3/min无地质因素对隧道施工影响程度危及施工安全可能造成重大安全事故存在安全隐患可能存在安全问题局部可能存在安全问题诱发环境问题的程度可能造成重大环境灾害施工、防治不当,可能诱发一般环境问题特殊情况下可能出现一般环境问题无112
复杂地质的预测、预报应坚持隧道洞内探测与洞外地质勘探相结合,地质方法与物探方法相结合,并贯穿于施工全过程。不同地质灾害级别的预报方式可采用:(1)1级预报可用于A级地质灾害。采用地质分析法、地震波反射法、超声波反射法、陆地声纳法、地质雷达法、瞬变电磁法、红外探测法、超前水平钻探法等进行综合预报。(2)2级预报可用于B级地质灾害。采用地质分析法、地震波反射法、超声波反射法、陆地声纳法,辅以地质雷达法、瞬变电磁法、红外探测法,必要时进行超前水平钻孔。(3)3级预报可用于C级地质灾害。以地质分析法为主。对重要地质(层)界面、断层或物探异常地段宜采用地震波反射法或超声波反射法进行探测,必要时采用红外探测法和超前水平钻孔。(4)4级预报可用于D级地质灾害。采用地质分析法。12.1.4超前地质预报主要方法超前地质预报工作及采用的方法宜按下表的步骤及顺序实施,但必须满足设计要求。步骤满足条件之一的隧道或地段主要方法辅助方法第一步所有隧道全过程地质调查法第二步1、全程实施超前地质预报的隧道;2、设计标示的需进行超前地质预报的地段;3、通过地质调查法推断的不良地质地段;4、Ⅳ、Ⅴ级围岩地段;5、监理工程师认为有必要的地段。弹性波反射法富水地段应辅助高分辨直流电法第三步通过第二步推断的以下不良地质地段:1、断层破碎带地段;2、软弱夹层地段;3、岩溶地段;4、瓦斯地段;5、含水围岩地段;6、监理工程师认为有必要的其他不良地质地段。地质雷达法含水地段辅助红外探测法第四步通过第三步推断的以下不良地质地段:112
1、软弱夹层地段;2、Ⅴ级围岩地段;3、监理工程师认为有必要的其他不良地质地段。加深炮孔探测法通过第三步推断的以下不良地质地段:1、富水软弱断层破碎带;2、富水岩溶发育区;3、煤层瓦斯发育区;4、重大物探异常区;5、监理工程师认为有必要的其他不良地质地段。超前地质钻探法1地质调查法(1)地质调查法适用于各种地质条件下隧道的超前地质预报,应在隧道施工全过程进行,为隧道施工地质预报提供基础地质资料。(2)地质调查法包括隧道地表补充地质调查和隧道内地质素描等。①隧道地表补充地质调查应包括下列主要内容:对已有地质勘察成果的熟悉、核查和确认;地层、岩性在隧道地表的出露及接触关系,特别是对标志层的熟悉和确认;断层、褶皱、节理密集带等地质构造在隧道地表的出露位置、规模、性质及其产状变化情况;地表岩溶发育位置、规模及分布规律;煤层、石膏、膨胀岩、含石油天然气、含放射性物质等特殊地层在地表的出露位置、宽度及其产状变化情况;人为坑洞位置、走向、高程等,分析其与隧道的空间关系;根据隧道地表补充地质调查结果,结合设计文件、资料和图纸,核实和修正超前地质预报重点区段。②隧道内地质素描是将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘制成图表。(3)隧道地表补充地质调查应在实施洞内超前地质预报前进行,并在洞内超前地质预报实施过程中根据需要随时补充,现场应做好记录,并于当天及时整理。2弹性波反射法112
(1)适用于预报地层特征、地层界线、地质构造及探测不良地质体的厚度和范围。(2)应配备具有一定专业知识和经验的人员,以提高探测的准确度。(3)每次探测距离100~150m,连续探测搭接长度不小于20m。3地质雷达法(1)地质雷达法主要用于岩溶探测,亦可用于断层破碎带、软弱夹层等不均匀地质体的探测。(2)隧址区内不应有较强的电磁波干扰;现场测试时应清除或避开测线附近的金属物等电磁干扰物;当不能清除或避开时应在记录中注明,并标出位置。(3)现场记录应注明观测到的不良地质体与地下水体的位置与规模等。(4)重点异常区应重复观测,重复性较差时应查明原因。(5)每循环探测20~25m,连续探测搭接长度不小于5m。4红外探测法(1)适用于定性判断探测点前方有无水体存在及其方位,但不能定量给出水量大小等参数。(2)探测时间应选在爆破及出碴完成后进行。(3)全空间全方位探测地下水体时,需在拱顶、拱腰、边墙、隧底位置沿隧道轴向布置测线,测点间距一般为5m,发现异常时,应加密点距。(4)每次探测距离20~25m,连续探测搭接长度不小于5m。5高分辨直流电法(1)适用于探测任何地层中存在的地下水体位置及相对含水量大小,如断层破碎带、溶洞、溶隙、暗河等地质体中的地下水。(2)每次探测距离80~100m,连续探测搭接长度不小于10m。6超前地质钻探法(1)适用于各种地质条件下的隧道超前地质预报,如富水软弱断层破碎带、富水岩溶发育区、煤层瓦斯发育区、重大物探异常区等地质条件复杂地段。(2)超前地质钻探在一般地段采用冲击钻,复杂地质地段采用回转取芯钻,二者应合理搭配使用,提高预报准确率和钻探速度。(3)断层、节理密集带或其他破碎富水地层每循环可只钻一孔;富水岩溶发育区每循环宜钻3-5个孔,揭示岩溶时,应适当增加;(4)在需连续钻探时,一般每循环可钻30-50m,必要时也可钻100m以上的深孔,连续预报时前后两循环钻孔应重叠5-8m。(5)富水岩溶发育区超前钻探应终孔于隧道开挖轮廓线以外5~8m。112
(6)在富水地段进行超前钻探时必须采取防突措施;测钻孔内水压时,需安装孔口管,接上高压球阀、连接件和压力表,压力表读数稳定一段时间后即可测得水压。(7)富水区隧道超前地质钻探时,发现岩壁松软、片帮或钻孔中的水压、水量突然增大,以及有顶钻等异状时,必须停止钻进,立即上报,并派人监测水情。当发现情况危急时,必须立即撤出所有受水威胁地区的人员,然后采取措施,进行处理。7加深炮孔探测法(1)适用于各种地质条件下隧道的超前地质探测,尤其适用于岩溶发育区;(2)孔深应较爆破孔(或循环进尺)深3m以上;孔径宜与爆破孔相同;孔数、孔位应根据开挖断面大小和地质复杂程度确定;(3)钻到溶洞和岩溶水时,应视情况采用超前地质钻探和其他探测手段,查明情况,确保施工安全;(4)加深炮孔探测严禁在爆破残眼中实施。12.2监控量测12.2.1一般规定(1)在设计阶段,应由设计单位对监控量测目的、监控量测项目、测点的布置以及各监控量测项目的控制基准等进行设计。(2)监控量测项目分为必测项目和选测项目。必测项目是每座隧道应进行的日常监控量测项目,由施工单位负责实施;选测项目是为满足隧道设计与施工的特殊要求进行的监控量测项目,由项目业主委托有相应资质的单位负责实施。(3)隧道开工前,施工单位应根据工程特点、设计要求、施工方法、地质条件及周边环境等编制监控量测实施细则。编制内容应包括:量测项目、仪器、测点布置、量测频率、数据处理、反馈方法、组织机构,经监理工程师审查批准后实施。(4)隧道开工前,施工单位应成立现场监控量测小组。现场监控量测小组应由熟悉监控量测工作的人员组成,且要求人员相对固定,避免人员频繁交接,确保数据资料的连续性,现场应配置专门的人员进行埋点、测试数据处理、信息反馈及仪器维修、保养工作并及时向相关部门报告监控量测结果。(5)在施工过程中应严格按照Ⅲ级管理体系执行,进入Ⅰ级、Ⅱ级必须发出书面预警通知项目各相关单位。112
(6)监控量测是施工工艺流程中的一个重要工序,应贯穿施工的全过程。监控量测应达到下列目的:掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈,指导施工作业;通过对围岩和支护的变形、应力量测,为修改设计提供依据。(7)围岩松弛范围量测:可采用弹性波法或位移法。(8)当围岩条件差、变形过大或初期支护破损变形较大时,应进行支护结构内的应力及接触应力量测。(9)各项量测作业均应持续到变形基本稳定后15~20d结束。(10)各预埋测点应牢固可靠,并设置专用标识牌,标明测点的名称、部位、编号、埋设日期等;要加强教育,提高所有进洞人员保护意识,对测点进行妥善保护,不得任意撤换和遭到破坏;施工过程中应做好仪器的日常维护工作,保证性能良好;量测人员进洞应满足隧道洞内作业施工要求。(11)现场裂缝监测必须采用数显智能裂缝仪,收敛监测必须采用数显收敛仪,拱顶沉降监测必须使用精密水准仪、铟钢尺,地表坐标监测必须采用全站仪。(12)现场监测点标牌布置要求:标牌材料可采用铝制铁皮,标牌内容主要包括:桩号、布点时间、累计监测变形量、本次监测变形量等。12.2.2现场监控量测工作程序(1)现场情况的初始调查施工前对隧道工程的地质条件、地下水状况及施工影响区域内的周边环境进行初始调查,掌握工程特点和难点,为监控量测工作的顺利开展做好准备。(2)编制实施细则现场监控量测小组按照监控量测设计的要求,结合初始调查结果编制实施细则,经监理工程师审查批准后实施。(3)布设测点并取得初始监测值基准点、测点的埋设须严格按照相应规范进行,以确保监控量测数据可靠。测点埋设后应及时取得初始监测值。(4)现场监控量测及分析现场监控量测工作由现场监控量测小组实施,并根据监控量测数据对隧道施工安全及结构的稳定性做出分析评价。(5)提交监控量测成果监控量测小组一般以周报(特殊情况要形成日报)的形式提交监控量测成果(包括纸质和电子文件)。当出现异常现象时,应及时反馈,以便采取相应的对策。112
现场监控量测工作停止后,应在一个月内编写出该工程的施工监控量测总结报告。12.2.3监控量测方法隧道监控量测的主要项目及采用的仪器见下表。序号项目名称常用量测仪器1必测项目洞内、外观察现场观察、罗盘仪等2拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪3周边位移收敛计、全站仪4地表沉降水准仪、铟钢尺或全站仪5选测项目钢架内力及外力支柱压力计或其他测力计6围岩体内位移(洞内设点)单点、多点杆式或钢丝式位移计7围岩体内位移(地表设点)位移计8围岩压力压力盒9两层支护间压力压力盒10锚杆轴力钢筋计、锚杆测力计11支护、衬砌内应力应变计12围岩弹性波速度声波仪13爆破振动振动传感器、记录仪14渗水压力、水流量渗压计、流量计(1)洞内、外观察①施工过程中应进行洞内、外观察。洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。②开挖工作面观察应在每次开挖后进行,及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像,填写开挖工作面地质状况记录表,并与勘查资料进行对比。其主要内容包括:围岩类型及分布特征,结构面位置和产状,节理裂隙发育程度,节理裂隙的填充物的性质和状态等;开挖工作面的围岩稳定状态,顶板有无剥落、掉块现象;是否有涌水,涌水量大小,涌水位置,地下水的物理性质(颜色、气味、色度等)。112
③对已施工地段观察每天至少进行一次,应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态。其主要内容包括:有无锚杆被拉断或垫板陷入围岩内部的现象;喷混凝土是否产生裂隙或剥离,喷射混凝土是否产生剪切破坏;钢拱架有无被压变形现象;是否有底鼓现象。④洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段,记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等,同时还应对地面建(构)筑物进行观察。(2)变形监控量测①变形监控量测可采用接触量测或非接触量测方法。②隧道净空变化量测可采用收敛计或全站仪进行。采用收敛计量测时,测点采用焊接或钻孔预埋。采用全站仪量测时,测点应采用膜片式回复反射器作为测点靶标,靶标粘附在预埋件上。③拱顶下沉量测可采用精密水准仪和铟钢挂尺或全站仪进行。在隧道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点。测点应与隧道外监控量测基准点进行联测。采用全站仪量测时,测点及量测方法与隧道净空变化量测相同。④地表沉降监控量测可采用精密水准仪、铟钢尺进行,基准点应设置在地表沉降影响范围之外。测点采用地表钻孔埋设,测点四周用水泥砂浆固定。当采用常规水准测量手段出现困难时,可采用全站仪量测。(3)应力、应变监控量测①应力、应变监控量测宜采用振弦式、光纤光栅传感器。②振弦式传感器通过频率接收仪获得频率读数,依据频率-量测参数率定曲线换算出相应量测参量值。③光纤光栅传感器通过光纤光栅解调仪获得读数,换算出相应量测参量值。④钢架应力量测可采用振弦式传感器、光纤光栅传感器。传感器应成对埋设在钢架的内、外侧。采用振弦式钢筋计或应变计进行型钢应力或应变量测时,应把传感器焊接在钢架翼缘内测点位置。采用振弦式钢筋计进行格栅钢架应力量测时,应将格栅主筋截断并把钢筋计对焊在截断部位。112
采用光纤光栅传感器进行型钢或格栅钢架应力量测时,应把光纤光栅传感器焊接(氢弧焊)或粘贴在相应测点位置。⑤混凝土、喷混凝土应变量测可采用振弦式传感器、光纤光栅传感器,传感器应固定于混凝土结构内的相应测点位置。(4)接触压力量测①接触压力量测包括围岩与初期支护之间接触压力、初期支护与二次衬砌之间接触压力的量测。②接触压力量测可采用振弦式传感器。传感器与接触面要求紧密接触,传感器类型的选择应与围岩和支护相适应。(5)爆破振动监控量测爆破振动速度和加速度监控量测可采用振动速度和加速度传感器,以及相应的数据采集设备。传感器应固定在预埋件上,通过爆破振动记录仪自动记录爆破振动速度和加速度,分析振动波形和振动衰减规律。(6)孔隙水压与水量监控量测孔隙水压监控量测可采用孔隙水压计进行。水压计应埋入带刻槽的测点位置,采取措施确保水压计直接与水接触。通过数据采集设备获得各测点读数,并换算出相应孔隙水压力值。12.2.4监控量测断面及测点布置(1)控制点的布设①水准基点的埋设确定水准基点点位时,必须保证点位所在地的地基坚实稳定、安全可靠,并利于标石长期保存与观测。水准基点应尽可能远离工程施工影响范围。②工作基点的埋设工作基点应根据地层土质状况确定,应采用混凝土水准标识,位于靠近观测目标便于联测观测点的稳定,工作基点标石顶面的中央为圆球状不锈钢的金属水准标志。(2)监测点的埋设①地表沉降监测点地表沉降检测点的埋设,应首先在地面开φ100mm的孔,打入顶部磨成椭圆形的Φ22mm螺纹钢筋,然后在标志钢筋周围填入细砂夯实,也可用混凝土固定。浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。纵向间距应按下表的要求布置。隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距(m)112
2B5B1次/7d注:B为隧道开挖宽度。按位移速度确定的监控量测频率位移速度(mm/d)监控量测频率≥52次/d1~51次/d0.5~11次/2~3d0.2~0.51次/3d<0.21次/7d开挖面地质素描、支护状态、影响范围内的建(构)筑物的描述应每施工循环记录一次。必要时,影响范围内的建(构)筑物的描述频率应加大。施工状况发生变化时,如开挖仰拱、下台阶、拆除临时支护等,在“施工前1d~砼浇筑完成后7d”期间内,监测频率按2次/d。12.2.6监控量测数据的采集、分析、预测(1)数据采集每次观测后应立即对观测数据进行校核,如有异常应及时补测。每次观测后应及时对观测数据进行整理,包括观测数据计算、填表制图、误差处理等。(2)数据分析绘制时间-位移曲线散点图和距离-位移曲线散点图,如下图所示。如果位移的变化随时间(或距开挖面的距离)而渐趋稳定,则说明围岩处于稳定状态,支护系统是有效、可靠的,如图中的正常曲线。在图中的反常曲线中,出现了反弯点,说明位移出现反常的急骤增长现象,表明围岩和支护已呈不稳定状态,应立即采取相应的工程措施。112
(3)安全预测在取得足够的数据后,还应根据散点图的数据分布状况,选择合适的函数,对监测结果进行回归分析,以预测该测点可能出现的最大位移值,预测结构的安全状况。12.2.7监控量测信息反馈及工程对策(1)监控量测信息反馈应根据监控量测数据分析结果,对工程安全性进行评价,并提出相应工程对策与建议。(2)监控量测信息反馈可按下图规定的程序进行。(3)施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。实时分析:每天根据监控量测数据及时进行分析,发现安全隐患应分析原因并提交异常报告;阶段分析:按周、月进行阶段分析,总结监控量测数据的变化规律,对施工情况进行评价,提交阶段分析报告,指导后续施工。(4)工程安全性评价对位移监测采用三级管理制,即根据隧道围岩位移量大小分别确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级标准,根据不同级别采用相应的工程对策。监控量测管理基准值应根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定,当监测数据达到管理基准值的70%时,定为警戒值,应加强监测频率。当监测数据达到或超过管理基准值时,应立即停止施工,修正支护参数后方能继续施工。监测三级管理表管理等级管理位移应对措施ⅢUo<Un/3正常施工ⅡUn/3≤Uo≤2Un/3上报监理工程师,综合评价设计施工措施,加强监控量测,必要时采取相应工程对策ⅠUo>2Un/3上报监理工程师,暂停施工,采取相应工程对策注:Uo为实测位移值,Un为允许位移值。监控量测三级管理程序见下图。监测结果位移是否超过Ⅲ级管理(即U0<Un/3)位移是否超过Ⅲ级管理(即U0>Un2/3)数据采集位移是否超过Ⅲ级管理(即Un/3≤U0≤Un2/3)数据分析处理上报监理工程师,立即停止开挖并会商决策采取特殊措施继续施工通报监理和施工单位并加强监测否否安全否不安全112
监控量测三级管理程序框图当施工中出现下列情况之一时,也应采取Ⅰ级管理:①初支结构开裂达5mm或二次衬砌有开裂;②洞口边仰坡出现较大开裂;③洞内围岩压力有明显异常现象;④监控量测数据连续3d大于3mm或1d大于20mm。根据工程安全性评价的结果,需要变更设计时,应根据有关变更管理办法及时进行设计变更。工程对策主要应包括下列内容:①一般措施稳定开挖工作面措施;调整开挖方法;调整初期支护强度和刚度并及时支护;降低爆破振动影响;围岩与支护结构间回填注浆。②辅助施工措施地层预处理,包括注浆加固、降水、冻结等方法;超前支护,包括超前锚杆(管)、管棚、超前插板、水平高压旋喷法、预切槽法等。12.2.8监控量测内业资料监控量测内业资料应包括以下内容:(1)监控量测实施细则及批复;(2)监控量测结果及周(月)报;(3)监控量测数据汇总表及观察资料;(4)监控量测工作总结报告。112
12超前地质预报与监控量测12.1超前地质预报12.1.1一般规定12.1.1.1承担超前地质预报工作的单位应具备相应的资质。12.1.1.2超前地质预报单位开工前应编制超前地质预报实施方案,按程序审查和批准后实施;主要内容应包括:⑴超前地质预报的目的、方法和技术;⑵根据工程勘察设计资料分析隧道工程地质及水文地质环境条件,重点说明隧道施工存在的主要工程地质问题及地质灾害风险;⑶方案的编写原则、预报的具体实施内容、预报方法选择及不同方法的结合关系、各种预报方法的具体技术要求,物探、钻探仪器设备的选择;⑷超前地质预报实施技术要求;⑸超前地质预报组织机构设置及投入的人力、设备资源;⑹施工单位的配合要求;⑺超前地质预报工作安全措施;⑻地质预报成果报告的提交时限,信息传递方式等。12.1.1.3112
超前地质预报实施单位应根据预报方案与合同配备足够的专业人员和仪器设备,仪器设备的性能、精度及效率应能满足预报和工期的要求,对预报成果的真实性、准确性负责。12.1.1.4超前地质预报应主要查明(预测)下列内容:⑴断层及其影响带和节理(结构面)密集带的位置、规模和性质;⑵软弱夹层(含煤层)的位置、规模及其性质;⑶岩溶发育位置、规模及其性质;⑷不同岩性间的接触界面与位置;⑸采、废弃矿巷分布及其与隧道的空间关系;⑹不同风化程度的岩性分界位置;⑺其它不良地质体(带)的分布位置;⑻隧道涌水位置、水压及水量;⑼岩爆的可能性与区域。12.1.1.5超前地质预报的成果应体现及时性,超前地质预报实施单位应及时将预报成果报送有关各方。超前地质预报成果“送达时限”,应根据预报推断的工作面前方围岩情况,在预报区段内,按下列规定时限送达:⑴无明显地质危害情况的,应在48小时内送达;⑵有较轻微地质危害情况的,应在24小时内送达;⑶发现重大地质问题(如岩溶、突水、突泥、较大的破碎带等),应立即送达。12.1.1.6具有下列条件之一的隧道均应全程实施隧道超前地质预报工作:⑴深埋长大隧道;⑵水下隧道;⑶查明或推测存在大断层、岩溶、大量涌水涌泥、岩爆、废弃矿巷、瓦斯突出等严重工程地质灾害的隧道;⑷隧址区全程或者大部分通过可溶岩,特别是强溶岩层(灰岩、白云岩、盐岩等)的隧道;⑸可能因开挖造成环境生态破坏的隧道;⑹监理工程师认为有必要的其它隧道。12.1.2工作程序超前地质预报工作程序框图见图12-1-1。12.1.3超前地质预报的分级12.1.3.1112
根据地质对隧道安全的危害程度,地质灾害分为A、B、C、D四级,其影响因素见表12-1-1。12.1.3.2复杂地质的预测、预报应坚持隧道洞内探测与洞外地质勘探相结合,地质方法与物探方法相结合,并贯穿于施工全过程。不同地质灾害级别的预报方式可采用:⑴1级预报可用于A级地质灾害。采用地质分析法、地震波反射法、超声波反射法、陆地声纳法、地质雷达法、瞬变电磁法、红外探测法、超前水平钻探法、炮孔加长探测法等进行综合预报。⑵3级预报可用于C级地质灾害。以地质分析法为主。对重要地质(层)界面、断层或物探异常地段宜采用地震波反射法或超声波反射法进行探测,必要时采用红外探测法、超前水平钻孔和炮孔加长探测法。⑶4级预报可用于D级地质灾害。采用地质分析法。有效隧道地质调查及物探综合预报资料数据分析处理地质条件优于勘察设计地质条件差于勘察设计地质条件与勘察设计相近继续按原设计施工预测重大不良地质现象或可能产生的重大地质灾害通报业主、监理工程师、施工单位,由施工单位迅速采取应急措施通报业主、监理工程师、施工单位会商措施以及围岩变更事宜根据变更后设计继续施工异常有效数据异常112
图12-1-1超前地质预报工作程序框图地质灾害分级影响因素表12-1-1地质灾害分级ABCD严重较严重一般轻微地质复杂程度(含物探异常)岩溶发育程度极强,厚层块状灰岩,大型溶洞、暗河发育,岩溶密度每平方公里>15个,最大泉流量>50L/s,钻孔岩溶率>10%强烈,中厚层灰岩夹白云岩,地表溶洞落水洞密集、地下以管道水为主,岩溶密度每平方公里5~15个,最大泉流量10~50L/s,钻孔岩溶率5%~10%中等,中薄层灰岩,地表出现溶洞,岩溶密度每平方公里1~5个,最大泉流量5~10L/s,钻孔岩溶率2%~5%微弱,不纯灰岩与碎屑岩互层,地表地下以溶隙为主,最大泉流量<5L/s,钻孔岩溶率<2%涌水涌泥程度特大突水(涌水量>1´105m3/d)、大型突水(涌水量1´104~1´105m3/d)、突泥,高水压中小型突水(涌水量1´103~1´104m3/d)、突泥小型涌水(涌水量1´102~1´103m3/d)、涌泥涌水量<1´102m3/d,涌突水可能性极小断层稳定程度大型断层破碎带、自稳能力差、富水,可能引起大型失稳坍塌中型断层带,软弱,中~弱富水,可能引起中型坍塌中小型断层,弱富水,可能引起小型坍塌中小型断层,无水,掉块地应力影响程度极高应力,严重岩爆(拉森斯判据<0.083,即岩石点荷载强度与围岩最大切向应力的比值),大变形高应力,中等岩爆(拉森斯判据0.083~0.15),中~弱变形弱岩爆(拉森斯判据0.15~0.20),轻微变形无岩爆(拉森斯判据>0.20),无变形瓦斯影响程度瓦斯突出:瓦斯压力P≥0.74MPa,瓦斯放散初速度≥10,煤的坚固性系数f≤0.5,煤的破坏类型为Ⅲ类及以上高瓦斯:全工区的瓦斯涌出量≥0.5m3/min低瓦斯:全工区的瓦斯涌出量<0.5m3/min无地质因素对隧道施工影响程度危及施工安全可能造成重大安全事故存在安全隐患可能存在安全问题局部可能存在安全问题诱发环境问题的程度可能造成重大环境灾害施工、防治不当,可能诱发一般环境问题特殊情况下可能出现一般环境问题无112
12.1.4超前地质预报主要方法超前地质预报工作及采用的方法宜按表12-1-2的步骤及顺序实施,但必须满足设计要求。超前地质预报工作及方法的步骤及顺序表12-1-2步骤满足条件之一的隧道或地段主要方法辅助方法第一步所有隧道全过程地质调查法第二步1、全程实施超前地质预报的隧道;2、设计标示的需进行超前地质预报的地段;3、通过地质调查法推断的不良地质地段;4、Ⅳ、Ⅴ级围岩地段;5、监理工程师认为有必要的地段。弹性波反射法富水地段应辅助高分辨直流电法第三步通过第二步推断的以下不良地质地段:1、断层破碎带地段;2、软弱夹层地段;3、岩溶地段;4、瓦斯地段;5、含水围岩地段;6、监理工程师认为有必要的其他不良地质地段。地质雷达法含水地段辅助红外探测法第四步通过第三步推断的以下不良地质地段:软弱夹层地段;Ⅴ级围岩地段;监理工程师认为有必要的其他不良地质地段。炮孔加长探测法通过第三步推断的以下不良地质地段:富水软弱断层破碎带;富水岩溶发育区;煤层瓦斯发育区;重大物探异常区;监理工程师认为有必要的其他不良地质地段。超前地质钻探法12.1.4.1地质调查法⑴地质调查法适用于各种地质条件下隧道的超前地质预报,应在隧道施工全过程进行,为隧道施工地质预报提供基础地质资料。⑵地质调查法包括隧道地表补充地质调查和隧道内地质素描等。⑶隧道地表补充地质调查应包括下列主要内容:①对已有地质勘察成果的熟悉、核查和确认;②地层、岩性在隧道地表的出露及接触关系,特别是对标志层的熟悉和确认;③断层、褶皱、节理密集带等地质构造在隧道地表的出露位置、规模、性质及其产状变化情况;④地表岩溶发育位置、规模及分布规律;⑤煤层、石膏、膨胀岩、含石油天然气、含放射性物质等特殊地层在地表的出露位置、宽度及其产状变化情况;112
⑥人为坑洞位置、走向、高程等,分析其与隧道的空间关系;⑦根据隧道地表补充地质调查结果,结合设计文件、资料和图纸,核实和修正超前地质预报重点区段。⑷隧道内地质素描是将隧道所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、地下水出露点位置及出水状态、出水量、煤层、溶洞等准确记录下来并绘制成图表。⑸隧道地表补充地质调查应在实施洞内超前地质预报前进行,并在洞内超前地质预报实施过程中根据需要随时补充,现场应做好记录,并于当天及时整理。12.1.4.2弹性波反射法⑴适用于预报地层特征、地层界线、地质构造及探测不良地质体的厚度和范围。⑵应配备具有一定专业知识和经验的人员,以提高探测的准确度。⑶每次探测距离100~150m,连续探测搭接长度不小于20m。12.1.4.3地质雷达法⑴地质雷达法主要用于岩溶探测,亦可用于断层破碎带、软弱夹层等不均匀地质体的探测。⑵隧址区内不应有较强的电磁波干扰;现场测试时应清除或避开测线附近的金属物等电磁干扰物;当不能清除或避开时应在记录中注明,并标出位置。⑶现场记录应注明观测到的不良地质体与地下水体的位置与规模等。⑷重点异常区应重复观测,重复性较差时应查明原因。⑸每循环探测20~25m,连续探测搭接长度不小于5m。12.1.4.4红外探测法⑴适用于定性判断探测点前方有无水体存在及其方位,但不能定量给出水量大小等参数。⑵探测时间应选在爆破及出碴完成后进行。⑶全空间全方位探测地下水体时,需在拱顶、拱腰、边墙、隧底位置沿隧道轴向布置测线,测点间距一般为5m,发现异常时,应加密点距。⑷每次探测距离20~25m,连续探测搭接长度不小于5m。12.1.4.5高分辨直流电法⑴适用于探测任何地层中存在的地下水体位置及相对含水量大小,如断层破碎带、溶洞、溶隙、暗河等地质体中的地下水。⑵每次探测距离80~100m,连续探测搭接长度不小于10m。12.1.4.6超前地质钻探法112
⑴适用于各种地质条件下的隧道超前地质预报,如富水软弱断层破碎带、富水岩溶发育区、煤层瓦斯发育区、重大物探异常区等地质条件复杂地段。⑵超前地质钻探在一般地段采用冲击钻,复杂地质地段采用回转取芯钻,二者应合理搭配使用,提高预报准确率和钻探速度。⑶断层、节理密集带或其他破碎富水地层每循环可只钻一孔;富水岩溶发育区每循环宜钻3-5个孔,揭示岩溶时,应适当增加;⑷在需连续钻探时,一般每循环可钻30-50m,必要时也可钻100m以上的深孔,连续预报时前后两循环钻孔应重叠5-8m。⑸富水岩溶发育区超前钻探应终孔于隧道开挖轮廓线以外5~8m。⑹在富水地段进行超前钻探时必须采取防突措施;测钻孔内水压时,需安装孔口管,接上高压球阀、连接件和压力表,压力表读数稳定一段时间后即可测得水压。⑺富水区隧道超前地质钻探时,发现岩壁松软、片帮或钻孔中的水压、水量突然增大,以及有顶钻等异状时,必须停止钻进,立即上报,并派人监测水情。当发现情况危急时,必须立即撤出所有受水威胁地区的人员,然后采取措施,进行处理。12.1.4.7炮孔加长探测法⑴适用于各种地质条件下隧道的超前地质探测,尤其适用于岩溶发育区;⑵孔长应较爆破孔(或循环进尺)深3m以上;孔径宜与爆破孔相同;孔数、孔位应根据开挖断面大小和地质复杂程度确定;⑶钻到溶洞和岩溶水时,应视情况采用超前地质钻探和其他探测手段,查明情况,确保施工安全;⑷加长炮孔探测严禁在爆破残眼中实施。12.2监控量测12.2.1一般规定12.2.1.1在设计阶段,应由设计单位对监控量测目的、监控量测项目、测点的布置以及各监控量测项目的控制基准等进行设计。12.2.1.2监控量测项目分为必测项目和选测项目。必测项目是每座隧道应进行的日常监控量测项目,由施工单位(有相关资质)负责实施或施工单位委托有相关资质的第三方专业监测单位实施;选测项目是为满足隧道设计与施工的特殊要求进行的监控量测项目,由项目业主委托有相应资质的单位负责实施。12.2.1.3112
隧道开工前,施工单位应成立现场监控量测小组。现场监控量测小组应由熟悉监控量测工作的人员组成,且要求人员相对固定,避免人员频繁交接,确保数据资料的连续性,现场应配置专门的人员进行埋点、测试数据处理、信息反馈及仪器维修、保养工作并及时向相关部门报告监控量测结果。12.2.1.4在隧道施工前应建立监测Ⅲ级预警管理体系,在施工过程中应严格按照Ⅲ级管理体系执行,进入Ⅰ级、Ⅱ级必须发出书面预警通知项目各相关单位。12.2.1.5监控量测应贯穿施工的全过程。监控量测应达到下列目的:掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈,指导施工作业;通过对围岩和支护的变形、应力量测,为修改设计提供依据。12.2.1.6当围岩条件差、变形过大或初期支护变形较大时,应进行支护结构内的应力及接触应力量测。12.2.1.7各项量测作业宜持续到变形基本稳定后15~20d结束。12.2.1.8各预埋测点应牢固可靠,并设置标识牌,标牌材料宜采用铝制铁皮,标牌内容主要包括:桩号、布点时间、累计监测变形量、本次监测变形量等。施工过程中应对测点进行妥善保护,不得任意撤换和遭到破坏。12.2.1.9现场裂缝监测宜采用数显智能裂缝仪,收敛监测应采用数显收敛仪,拱顶沉降监测宜使用精密水准仪、铟钢尺,地表坐标监测宜采用全站仪。12.2.1.10施工过程中应做好仪器的日常维护工作,保证性能良好。12.2.2现场监控量测工作程序12.2.2.1现场情况的初始调查施工前对隧道工程的地质条件、地下水状况及施工影响区域内的周边环境进行初始调查,掌握工程特点和难点,为监控量测工作的顺利开展做好准备。12.2.2.2编制实施方案施工前应根据工程特点、设计要求、施工方法、地质条件及周边环境等编制监控量测实施方案。编制内容应包括:量测项目、仪器、测点布置、量测频率、数据处理、反馈方法、组织机构,经监理工程师审查批准后实施。12.2.2.3布设测点并取得初始监测值基准点、测点的埋设须严格按照相应规范进行,以确保监控量测数据可靠。测点埋设后应及时取得初始监测值。12.2.2.4现场监控量测及分析现场监控量测工作由现场监控量测小组实施,并根据监控量测数据对隧道施工安全及结构的稳定性做出分析评价。12.2.2.5提交监控量测成果112
监控量测小组一般以周报(特殊情况要形成日报)的形式提交监控量测成果(包括纸质和电子文件)。当出现异常现象时,应及时反馈,以便采取相应的对策。现场监控量测工作停止后,应在一个月内编写出该工程的施工监控量测总结报告。12.2.3监控量测方法12.2.3.1隧道监控量测的主要项目及采用的仪器见表12-2-1。隧道监测项目与常用仪器表表12-2-1序号项目名称常用量测仪器1必测项目洞内、外观察现场观察、罗盘仪等2拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪3周边位移收敛计、全站仪4地表沉降水准仪、铟钢尺或全站仪5选测项目钢架内力及外力支柱压力计或其他测力计6围岩体内位移(洞内设点)单点、多点杆式或钢丝式位移计7围岩体内位移(地表设点)位移计8围岩压力压力盒9两层支护间压力压力盒10锚杆轴力钢筋计、锚杆测力计11支护、衬砌内应力应变计12围岩弹性波速度声波仪13爆破振动振动传感器、记录仪14渗水压力、水流量渗压计、流量计12.2.3.2洞内、外观察⑴施工过程中应进行洞内、外观察。洞内观察可分开挖工作面观察和已施工地段观察两部分。⑵开挖工作面观察应在每次开挖后进行,及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像,填写开挖工作面地质状况记录表,并与勘查资料进行对比。其主要内容包括:①围岩类型及分布特征,结构面位置和产状,节理裂隙发育程度,节理裂隙的填充物的性质和状态等;②开挖工作面的围岩稳定状态,顶板有无剥落、掉块现象;③是否有涌水,涌水量大小,涌水位置,地下水的物理性质(颜色、气味、色度等)。⑶对已施工地段观察每天至少进行一次,应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态。其主要内容包括:①有无锚杆被拉断或垫板陷入围岩内部的现象;②喷射混凝土是否产生裂隙或剥离,喷射混凝土是否产生剪切破坏;112
③钢拱架有无被压变形现象;④是否有底鼓现象。⑷洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段,记录地表开裂、地表变形、边仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等,同时还应对地面建(构)筑物进行观察。12.2.3.2变形监控量测⑴变形监控量测宜采用接触量测或非接触量测方法。⑵隧道净空变化量测宜采用收敛计或全站仪进行。①采用收敛计量测时,测点采用焊接或钻孔预埋。②采用全站仪量测时,测点应采用膜片式回复反射器作为测点靶标,靶标粘附在预埋件上。⑶拱顶下沉量测宜采用精密水准仪和铟钢挂尺或全站仪进行。在隧道拱顶轴线附近通过焊接或钻孔预埋测点。测点应与隧道外监控量测基准点进行联测。采用全站仪量测时,测点及量测方法与隧道净空变化量测相同。⑷地表沉降监控量测宜采用精密水准仪、铟钢尺进行,基准点应设置在地表沉降影响范围之外。测点采用地表钻孔埋设,测点四周用水泥砂浆固定。当采用常规水准测量手段出现困难时,可采用全站仪量测。12.2.3.3应力、应变监控量测⑴应力、应变监控量测宜采用振弦式、光纤光栅传感器。⑵振弦式传感器通过频率接收仪获得频率读数,依据频率-量测参数率定曲线换算出相应量测参量值。⑶光纤光栅传感器通过光纤光栅解调仪获得读数,换算出相应量测参量值。⑷钢架应力量测可采用振弦式传感器、光纤光栅传感器。传感器应成对埋设在钢架的内、外侧。①采用振弦式钢筋计或应变计进行型钢应力或应变量测时,应把传感器焊接在钢架翼缘内测点位置。②采用振弦式钢筋计进行格栅钢架应力量测时,应将格栅主筋截断并把钢筋计对焊在截断部位。③采用光纤光栅传感器进行型钢或格栅钢架应力量测时,应把光纤光栅传感器焊接(氢弧焊)或粘贴在相应测点位置。⑸混凝土、喷射混凝土应变量测可采用振弦式传感器、光纤光栅传感器,传感器应固定于混凝土结构内的相应测点位置。12.2.3.4接触压力量测⑴接触压力量测包括围岩与初期支护之间接触压力、初期支护与二次衬砌之间接触压力的量测。112
⑵接触压力量测可采用振弦式传感器。传感器与接触面要求紧密接触,传感器类型的选择应与围岩和支护相适应。12.2.3.5爆破振动监控量测爆破振动速度和加速度监控量测可采用振动速度和加速度传感器,以及相应的数据采集设备。传感器应固定在预埋件上,通过爆破振动记录仪自动记录爆破振动速度和加速度,分析振动波形和振动衰减规律。12.2.3.6孔隙水压与水量监控量测孔隙水压监控量测宜采用孔隙水压计进行。水压计应埋入带刻槽的测点位置,采取措施确保水压计直接与水接触。通过数据采集设备获得各测点读数,并换算出相应孔隙水压力值。12.2.4监控量测断面及测点布置12.2.4.1控制点的布设⑴水准基点的埋设确定水准基点点位时,必须保证点位所在地的地基坚实稳定、安全可靠,并利于标石长期保存与观测。水准基点应尽可能远离工程施工影响范围。⑵工作基点的埋设工作基点应根据地层土质状况确定,应采用混凝土水准标识,位于靠近观测目标便于联测观测点的稳定,工作基点标石顶面的中央为圆球状不锈钢的金属水准标志。12.2.4.2监测点的埋设⑴地表沉降监测点地表沉降检测点的埋设,应首先在地面开φ100mm的孔,打入顶部磨成椭圆形的Φ22mm螺纹钢筋,然后在标志钢筋周围填入细砂夯实,也可用混凝土固定。浅埋隧道地表沉降测点应在隧道开挖前布设。纵向间距应按表12-2-2的要求布置。隧道尺寸与地表纵向测点布设对照表表12-2-2隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距(m)2B5B1次/7d注:B为隧道开挖宽度。按位移速度确定的监控量测频率表12-2-7位移速度(mm/d)监控量测频率≥52次/d1~51次/d0.5~11次/2~3d0.2~0.51次/3d<0.21次/7d12.2.5.2开挖面地质素描、支护状态、影响范围内的建(构)筑物的描述应每施工循环记录一次。必要时,影响范围内的建(构)筑物的描述频率应加大。12.2.5.3施工状况发生变化时,如开挖仰拱、下台阶、拆除临时支护等,在“施工前1d~砼浇筑完成后7d”期间内,监测频率按2次/d。12.2.6监控量测数据的采集、分析、预测12.2.6.1数据采集每次观测后应立即对观测数据进行校核,如有异常应及时补测。112
每次观测后应及时对观测数据进行整理,包括观测数据计算、填表制图、误差处理等。12.2.6.2数据分析绘制时间-位移曲线散点图和距离-位移曲线散点图。如果位移的变化随时间(或距开挖面的距离)而渐趋稳定,则说明围岩处于稳定状态,支护系统是有效、可靠的。在图中出现了反弯点,说明位移出现反常的急骤增长现象,表明围岩和支护已呈不稳定状态,应立即采取相应的工程措施。12.2.6.3安全预测在取得足够的数据后,还应根据散点图的数据分布状况,选择合适的函数,对监测结果进行回归分析,以预测该测点可能出现的最大位移值,预测结构的安全状况。12.2.7监控量测信息反馈及工程对策12.2.7.1监控量测信息反馈应根据监控量测数据分析结果,对工程安全性进行评价,并提出相应工程对策与建议。12.2.7.2监控量测信息反馈可按图12-2-3规定的程序进行。图12-2-3监控量测信息反馈程序框图112
12.2.7.3施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。实时分析:每天根据监控量测数据及时进行分析,发现安全隐患应分析原因并提交异常报告;阶段分析:按周、月进行阶段分析,总结监控量测数据的变化规律,对施工情况进行评价,提交阶段分析报告,指导后续施工。12.2.7.4工程安全性评价对位移监测采用三级管理制(见表12-2-8和图12-2-4),即根据隧道围岩位移量大小分别确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级标准,根据不同级别采用相应的工程对策。监控量测管理基准值应根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定,当监测数据达到管理基准值的70%时,定为警戒值,应加强监测频率。当监测数据达到或超过管理基准值时,应立即停止施工,修正支护参数后方能继续施工。监测三级管理表表12-2-8管理等级管理位移应对措施ⅢUo<Un/3正常施工ⅡUn/3≤Uo≤2Un/3上报监理工程师,综合评价设计施工措施,加强监控量测,必要时采取相应工程对策ⅠUo>2Un/3上报监理工程师,暂停施工,采取相应工程对策注:Uo为实测位移值,Un为允许位移值。监控量测三级管理程序框图见图12.2.7-1。112
监测结果位移是否超过Ⅲ级管理(即U0<Un/3)位移是否超过Ⅲ级管理(即U0>Un2/3)数据采集位移是否超过Ⅲ级管理(即Un/3≤U0≤Un2/3)数据分析处理上报监理工程师,立即停止开挖并会商决策采取特殊措施继续施工通报监理和施工单位并加强监测否否安全否不安全图12-2-4监控量测三级管理程序框图当施工中出现下列情况之一时,也应采取Ⅰ级管理:⑴初支结构开裂达5mm或二次衬砌有开裂;⑵洞口边仰坡出现较大开裂;⑶洞内围岩压力有明显异常现象;⑷监控量测数据连续3d大于3mm或1d大于20mm。根据工程安全性评价的结果,需要变更设计时,应根据有关变更管理办法及时进行设计变更。工程对策主要应包括下列内容:⑴一般措施①稳定开挖工作面措施;②调整开挖方法;③调整初期支护强度和刚度并及时支护;④降低爆破振动影响;⑤围岩与支护结构间回填注浆。⑵辅助施工措施112
①地层预处理,包括注浆加固、降水、冻结等方法;②超前支护,包括超前锚杆(管)、管棚、超前插板、水平高压旋喷法、预切槽法等。12.2.8监控量测内业资料监控量测内业资料应包括以下内容:⑴监控量测实施方案及批复;⑵监控量测结果及周(月)报;⑶监控量测数据汇总表及观察资料;⑷监控量测工作总结报告。112'
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