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交投集团隧道工程标准化施工工艺工法

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'交投集团隧道工程标准化施工工艺工法编制单位:湖北省交通投资有限公司高速公路建设总指挥部隧道工程标准化施工工艺工法湖北交投襄随高速公路建设指挥部中铁十一局集团有限公司(麻竹高速土建三标项目部)二〇一四年九月目录1总则..............................................................................................................................................‐1‐1.1目的及意义.....................................................................................................................................‐1‐1.2编制依据.........................................................................................................................................‐1‐1.3与其他相关规范的关系.................................................................................................................‐1‐1.4适用范围........................................................................................................................ .................‐1‐2施工准备.......................................................................................................................................‐2‐2.1一般规定.........................................................................................................................................‐2‐2.2施工准备.........................................................................................................................................‐2‐2.3洞口场地建设.................................................................................................................................‐5‐2.4弃碴场.............................................................................................................................................‐5‐3洞口、明洞施工工艺....................................................................................................................‐6‐3.1洞口工程.........................................................................................................................................‐6‐ 3.2明洞.................................................................................................................................................‐8‐4洞身开挖......................................................................................................................................‐10‐4.1一般规定.......................................................................................................................................‐10‐4.2钻爆施工工艺...............................................................................................................................‐10‐4.3施工要点.......................................................................................................................................‐17‐5初期支护与辅助工程措施............................................................................................................‐35‐5.1一般规定........................................................................................................................................‐35‐5.2 施工工艺........................................................................................................................................‐35‐6仰拱和铺底施工..........................................................................................................................‐59‐6.1一般规定........................................................................................................................................‐59‐6.2仰拱和铺底施工工艺流程............................................................................................................‐59‐6.3施工要点........................................................................................................................................‐59‐7隧道防排水施工工艺和方法........................................................................................................‐62‐7.1一般规定........................................................................................................................................‐62‐7.2施工工艺.......................................................................................................................................‐62‐ 7.3施工要点.......................................................................................................................................‐63‐8二次衬砌施工工艺.......................................................................................................................‐70‐8.1一般规定.......................................................................................................................................‐70‐8.2二次衬砌施工工艺流程...............................................................................................................‐70‐8.3施工要点.......................................................................................................................................‐70‐9小净距隧道、连拱隧道开挖施工工艺流程..................................................................................‐74‐9.1一般规定........................................................................................................................................‐74‐9.2施工要点 ........................................................................................................................................‐74‐10隧道路面施工工艺.....................................................................................................................‐79‐10.1一般要求.....................................................................................................................................‐79‐10.2砼基层施工工艺.........................................................................................................................‐79‐10.3混凝土路面施工工艺..................................................................................................................‐81‐10.4施工要点.....................................................................................................................................‐82‐11隧道附属工程.............................................................................................................................‐86‐11.1一般规定.....................................................................................................................................‐86‐11.2预留洞室及预埋件......................................................................................................................‐86‐11.3电缆槽 .........................................................................................................................................‐87‐11.4隧道装饰工程.............................................................................................................................‐89‐12超前地质预报及围岩监控量测...................................................................................................‐92‐12.1超前地质预报.............................................................................................................................‐92‐12.2监控量测....................................................................................................................................‐98‐13隧道突发事件的处置技术措施.................................................................................................‐106‐13.1预防隧道塌方的技术措施........................................................................................................‐106‐13.2软弱围岩地段隧道变形控制的施工技术措施........................................................................‐106‐13.3穿过断层地段的施工技术措施...............................................................................................‐107‐13.4防突水、突泥的技术措施........................................................................................................‐107‐13.5溶洞地段施工技术措施............................................................................................................‐108 ‐13.6防止隧道衬砌混凝土开裂的措施............................................................................................‐109‐14隧道质量通病控制措施............................................................................................................‐111‐14.1隧道开挖质量通病及预防控制措施.......................................................................................‐111‐14.2仰拱施工质量通病预防控制措施............................................................................................‐111‐14.3隧道二衬裂缝质量通病及预防措施........................................................................................‐112‐14.4防排水质量通病预防控制措施................................................................................................‐114‐14.5隧道路面质量通病预防控制措施............................................................................................‐115‐14.6电缆槽外观质量通病................................................................................................................‐117‐14.7隧道喷涂施工质量通病预防控制措施....................................................................................‐117‐15隧道施工安全管理措施............................................................................................................‐119‐ 15.1组织保障....................................................................................................................................‐119‐15.2制度保障....................................................................................................................................‐119‐15.3施工安全技术保障措施............................................................................................................‐125‐总则1.1目的及意义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,特制定本隧道工程标准化施工工艺工法,以供参考。1.2编制依据1.《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)。2.《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)。3.《公路工程质量检验评定标准》(土建工程)(JTGF80/1-2004)。4.《公路隧道施工技术细则》(JTG/TF60-2009)。5.《爆破安全规程》(GB6722-2003)6.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。 7.湖北省颁布实施的有关的文件规定。8.《湖北省高速公路建设标准化指南》9.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隧道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。1.4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。-1-施工准备2.1一般规定1.隧道开工前编制实施性施工组织设计,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施工技术、施工安全交底。2.隧道施工前做好地质调查工作。认真查阅设计图纸及地质勘探资料,调查洞口地质情况以及边仰坡进行调查,如发现不良地段或与设计不相符,应优化进洞方案。3.根据工程规模、技术标准和合同约定等有关要求进行施工场地规划、驻地建设、钢筋集中加工厂、拌合站和工地试验室建设。4.隧道工程应实行首件工程验收制。5.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2.2.1技术准备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.测量复测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。3.试验准备施工前应对做好工程原材料、砂浆、水泥浆、喷射混凝土和混凝土配合比等相关试验。4.场地清表(1)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。(2)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。5.施工道路准备-2-应根据工程实际情况修筑能满足工程需求的施工便道、便桥及便涵,施工便道便桥及便涵具体标准按照《湖北省高速公路建设标准化指导意见(工地建设)》执行。 6.施工方案(1)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,编制隧道专项施工方案,并根据实际情况进行动态管理。(2)隧道必须编制安全专项施工方案并经审批后方可实施。2.2.2资源配备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.在隧道开工前,制定详细的人员进场计划,对隧道施工的支护、模筑衬砌等作业安排专业化队伍进行施工。3.隧道开工前,应根据隧道地质条件选择专业的监控量测和超前地质预报单位。4.隧道进洞前,衬砌模板台车须通过进场验收。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2-2-1-3-图2-2-1湿喷机械手图2-2-2二衬台车-4-2.3洞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。2.4弃碴场1.隧道施工前应详细调查,合理选择弃碴场。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.弃碴场严格按审批的水土保持方案执行。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。-5-洞口、明洞施工工艺3.1洞口工程3.1.1一般规定1.隧道洞口开挖前,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,如发现现场地形与设计不符,应进行调整。2.隧道开挖前,应编制隧道进洞专项施工方案,报监理工程师审批。并对作业班组进行技术交底。3.洞口施工尽量减少洞口开挖,提倡零开挖进洞,减少对山体的挠动。并且避开雨季。4.布置边仰坡地表观测桩,监控边仰坡位移及沉降情况。边仰坡稳定后进行暗洞施工。 5.做好洞口段的超前支护以及防护工作。3.1.2施工工艺洞口工程施工工艺流程见图3.1-1图3.1-1洞口工程施工工艺流程框图-6-3.1.3施工要点1.截排水工程(1)边坡、仰坡外的截水沟、排水沟应结合实际地形地势,在洞口开挖前施工完成,并形成有效的排水系统。(2)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)洞门两侧的边沟应与自然排水系统相连,形成综合排水系统。2.洞口土石方开挖洞口边坡及仰坡采用明挖法施工,开挖自上而下分阶段、分层进行开挖,每层开挖高度不大于2.0m,边开挖边边进行防护,防护完成后方可进行下一层开挖。3.边仰坡防护(1)洞口土石方开挖过程中,坡度严格按照设计图纸施工,自上而下,并及时防护。(2)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。(3)挂钢筋网,铺设前,先将凹凸不平的坡面尽量整平,清理岩面杂物,清除浮石及 松动的岩石。钢筋网与锚杆焊接牢固,以防喷砼时钢筋网晃动。钢筋网最小保护层厚控制在5cm左右,钢筋规格型号及网格几何尺寸应符合图纸规定。(4)喷射混凝土厚度及强度符合设计及规范要求。4.洞门工程(1)洞门结构形式应与现场地形地貌条件及周围环境协调一致。(见图3.1-2)图3.1-2削竹式洞门结构图(2)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。(3)洞门施工模板应采用大块定型钢模,模板的刚度满足施工要求,并且面板厚度不小于5mm,面积不小于2㎡,定期对模板进行校正。-7-3.2明洞3.2.1施工工艺详见图3.2-1《明洞工程施工工艺流程图》。图3.2-1明洞工程施工工艺流程图-8-3.2.2明洞衬砌及防水1.洞口边坡和仰坡地表预加固后,进行明洞开挖。2.明洞开挖时结合洞口边坡开挖和洞外路基开挖,开挖采用人工配合反铲挖掘机分层开挖,局部采用松动爆破法施工,分层厚度2~3m。 3.开挖至隧底标高时,检查明洞基础承载力是否符合设计,否则应根据设计要求采取加固措施。基础砼浇筑前必须排除基坑内积水。4.明洞钢筋砼分两步施工,首先施工基础部分,然后利用模板台车施作拱、墙钢筋砼,施工中应注意保持背模平顺、牢固、可靠。5.明洞防水层施作前对砼表面外露钢筋头等先行处理,然后按设计要求进行施工。6.明暗交界处衬砌施工按照设计图纸要求设置沉降缝,预埋止水带、止水条。3.2.3明洞回填明洞衬砌砼强度达到设计强度后,开始进行回填。拱背回填应自下而上对称回填,两侧回填土面高差不大于50cm,分层夯实。粘土隔水层施工时,与边仰坡搭接良好,封闭严密。回填至拱顶后分层满铺填筑,顶层采用粘土回填以利隔水及绿化。施工过程中严格保护防水层不被破坏。-9-洞身开挖4.1一般规定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:(1)全断面法适用于Ⅰ~Ⅲ级围岩隧道。(2)上下台阶法适用于Ⅲ~Ⅳ级围岩隧道。 (3)三台阶法、环形开挖留核心土法适用于Ⅳ~Ⅴ级围岩隧道。(4)中隔壁(CD)法或交叉中隔壁(CRD)法适用于围岩较差、浅埋、小净距隧道的Ⅴ级围岩。(5)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。2.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。3.机械设备配置原则:一是开挖能力大于施工计划开挖能力;二是装碴能力大于开挖能力;三是运输能力大于装碴能力。4.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。5.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。6.在施工过程中,应根据掌子面地质素描、隧道监控量测数据、超前地质预报结果等调整围岩级别及衬砌类型,遵循动态设计、动态施工的原则。7.风、水管路前段距开挖面距离保持在30m ,并用高压软管连接分风器和分水器。8.施工操作人员均已经过专业培训,获取上岗证书。通风、照明设备都已经经过检查,安全设施完善。4.2钻爆施工工艺隧道开挖应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆炸材料等进行钻爆设计,钻爆设计应根据爆破效果调整爆破参数。-10-钻爆设计的内容包括炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)的布置、数量、深度和角度,爆破器材、装药量和装药结构,起爆方法和爆破顺序,钻眼机具和钻眼要求等。钻爆设计图包括炮眼的布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明。4.2.1施工工艺施工工艺流程详见图4.2-1《钻爆施工工艺流程框图》。图4.2-1钻爆施工工艺流程图-11-4.2.2爆破设计1.掏槽眼形式的选择原则(1)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。(2)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。 2.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。3.炮眼布置原则(1)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隧道断面中央偏下部位,掏槽眼和底板眼深度应比其他眼加深20~30cm。(2)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。(3)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。(4)当岩层层理明显时,炮眼方向应尽量垂直于层理面。4.围岩装药结构(1)Ⅱ、Ⅲ级围岩装药结构见下图(2)Ⅱ、Ⅲ级围岩炮孔布置图-12-(3)Ⅱ、Ⅲ级围岩装药参数表(4)Ⅳ级围岩装药结构见下图-13-(5)Ⅳ级围岩炮孔布置图(6)Ⅳ级围岩装药参数表(7)Ⅴ级围岩装药结构 -14-5.起爆网络(1)起爆顺序应为先掏槽眼,后辅助眼,最后是底板眼、周边眼。(2)起爆延期时间间隔宜为50~100ms。(3)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。(4)掏槽眼宜逐一起爆,以掏出更好地槽腔,形成新的临空面。(5)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。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。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。表1为经验爆破参数值爆破参数注:1.表中所列参数适用于炮眼深度1.0~4.0m,炮眼直径40~50mm,药卷直径20~25mm。2.当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时,周边眼间距E应取较小值。-15-3.周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E 值。软岩在取较小E值时,W值应适当增大。4.E/W:软岩取小值,硬岩及断面小时取大值。5.表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药,选用其它类型炸药时,应修正。4.2.3施工要求1.施工准备(1)施工前应向作业人员进行施工技术交底和安全技术交底。(2)施工前应检查钻孔设备及风、水、电等线路。2.测量放线布眼在开挖钻孔前,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,开挖放样时预留一定的沉降、变形量,且不得减少衬砌厚度。3.钻爆开挖(1)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。(2)装药前,用高压风将炮眼内泥浆、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。 (3)已装药的炮眼应及时堵塞密封,确保爆破效果。(4)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.安全要求及措施(1)在编制爆破设计时,应有安全技术措施。各项爆破技术参数应取较高的安全系数。(2)不同厂家生产的不同品种的电雷管不得掺混使用。(3)对易燃易爆物品(如临时储油罐和炸药库、雷管库)应远离居住区和主要作业现场存放,并符合有关安全规程;场区内和库房内必须备有消防器材。(4)工作面装药时,人员要撤到安全地点,划出警戒线,严禁一切人员通过,爆破时,必须先发出警号。(5)爆破完毕待炮烟吹散后安全员、爆破员必须检查放炮地点的瓦斯、顶板、支架、瞎炮、残炮、通风等情况,确实无危险时,才能解除警戒。(6)爆炸物品管理,应做到随用随取,对每次爆破所用器材数量进行登记,剩余爆炸物品及时归还炸药库,并且做好记录。(7)对爆破器材的运输,储藏和使用应当严格按国家有关爆破物品使用管理规定执-16-行。(8)通风及其它爆破后最少经过15min的通风排烟,才准检查人员进入工作面。5.检查人员应对以下事项做出检查与处理(1)瞎炮、盲炮的处理爆破后必须经过15 分钟以上的通风、排烟,恢复充足的照明后,检查人员才能进入工作面检查。检查内容为:①有无瞎炮及可疑现象;②有无残余炸药及雷管;③顶部及两帮有无松动岩石;④附近支护有无损坏和变形。(2)瞎炮、盲炮处理方法瞎炮必须由原爆破人员进行处理,首先查明原因,如因孔外导爆管损坏引起,重新连接导爆管再行起爆,此时接头尽量靠近眼孔位置;如因孔内导爆管损坏或是导爆管本身问题引起的瞎炮,其处理方法为:不拉出或掏出该炮眼原有药包,另行装入新装药卷,单孔采用火雷管+导火索重新引爆,多孔采用非电毫秒重新引爆。(3)瞎炮、盲炮处理注意事项:①发现盲炮或怀疑有盲炮时,应立即报告并及时处理。每次处理盲炮必须由处理者认真填写登记卡片。②处理盲炮时,无关人员不准在场,应在危险区边界设警戒,危险区内禁止进行其他作业。③盲炮处理后,应仔细查爆堆,将残余的爆破器材收集起来,未判明爆堆有无残留的爆破器材前,应采取预防措施。6.初喷混凝土、出渣为保证安全,应对隧道拱顶及掌子面外露部分进行初喷,完成封闭围岩后进行出渣作业。4.3施工要点4.3.1开挖方法围岩分类及不同工程地质条件下的开挖方 法见下表:-17-1.全断面开挖适用范围Ⅰ~Ⅲ级整体性较好的围岩;用于Ⅲ级围岩时,围岩应具备从全断面开挖到支护前这段时间内保持稳定的条件。测量放线定位出隧道轮廓线→钻眼、装药连线→引爆炸药、开挖出断面轮廓→通风→出渣并排除危石→初喷→支护→埋设监控量测点→下一循环作业。(1)施工工艺流程图-18-施工工艺流程图见下页图4.3-1,施工工艺示意图见图4.3-2。图4.3-1全断面开挖法施工工艺流程框图(2)施工要求①隧道洞身开始时严格控制爆破震动;开挖轮廓要预留沉降量,并利用量测反馈信息及时调整。②严格控制超欠挖。③确保洞内空气、环境符合卫生标准,做好全断面开挖洞内通风。⑵1⑶横断面图纵断面图图4.3-2全断面开挖法施工工艺横断面及纵断面示意图-19- 施工顺序:1全断面开挖;2初期支护;3全断面二次衬砌。2.台阶法(上下台阶)开挖台阶法开挖是将设计断面分成上、下断面,(或上、中、下断面)分次开挖成形的开挖方法,适用于Ⅲ~Ⅴ级较软或节理发育的围岩。台阶法按上台阶超前长度分为长台阶(台长50m以上)、短台阶(台长5~50m)和超短台阶(台长3~5m)三种。短台阶、超短台阶两种方法当遇软弱围岩时应慎重考虑,必要时采用辅助开挖措施稳定开挖面。(1)施工工艺流程施工工艺上下台阶法施工断面图见图4.3-3,施工工艺流程图见图4.3-4。(5)3(4)横断面图纵断面图图4.3-3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;2上台阶初期支护;3下台阶开挖;4下台阶初期支护;5全断面二次衬砌(2)施工要点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-20-时仰拱等措施。图4.3-4上下台阶法施工工艺流程框图3.三台阶法开挖(1)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。(2)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。-21-图4.3-5三台阶法施工工艺流程框图⑵⑻ 1⑷⑷3⑹5⑹⑺横断面图图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;2上台阶初期支护;3中台阶开挖;4中台阶初期支护;5下台阶开挖;6下台阶初期支护;7仰拱浇筑;8全断面二次衬砌。-22-4.三台阶临时仰拱法(1)施工工艺三台阶临时仰拱法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、4.3-9、图4.3-7三台阶临时仰拱法施工工艺流程图图4.3-8三台阶临时仰拱法施工工序横断面-23-图4.3-9三台阶临时仰拱法施工工序纵断面图4.3-10三台阶临时仰拱法施工工序平面(2)施工要求-24- ①上台阶循环进尺应根据设计拱架间距确定,不应超过两榀拱架间距。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。④施工工序a.利用上一循环架立的钢架施作隧道超前锚杆(小导管)支护。b.弱爆破开挖①部。c.施作①部导坑周边的初期支护,即初喷4cm厚混凝土,架立格栅(工字)钢架。d.导坑底部喷8cm混凝土,施作①临时仰拱。e.钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。f.在滞后于①部一段距离(3~5m)后,弱爆破开挖②部。g.导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,架立格栅(工字)钢架。h.导坑底部喷8cm混凝土,施作②临时仰拱。i.钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。j.在滞后于②部一段距离(3~5m)后,弱爆破开挖③部,导坑周边部分初喷混凝土,架立格栅(工字)钢架,隧底周边部分喷混凝土至设计厚度。k.灌筑Ⅳ部仰拱及隧底填充,仰拱及隧底填充分两次施作。m.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V部二次衬砌。5.环形开挖预留核心土法(1)施工工艺环形开挖预留核心土施工工艺流程框图见图4.3-11 ,施工工艺示意图见图4.3-12。(2)施工要点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%。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,方可进行核心土开挖。⑤下台阶施工参照台阶法中下台阶相关要求。-25-图4.3-11环形开挖预留核心土施工工艺流程框图-26-1⑵3⑸4⑹⑸横断面图纵断面图图4.3-12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。6.CD法CD法是在软弱围岩大跨度隧道中,先开挖隧道的一侧,并施作中隔壁,然后再开挖另一侧的施工方法,主要应用于双线隧道Ⅳ级围岩深埋硬质岩地段以及老黄土隧道(Ⅳ级围岩)地段。(1)CD法施工工艺CD法施工工艺流程如图4.3-13所示。(2)CD法施工工序说明CD法施工工序如图4.3-14所示。(3)CD法洞身开挖图片CD法洞身开挖图片-27-差差破效果分析差破效果分析差差差差差 良好差断面处理良好图⑷⑷⑵17⑻⑽93⑹⑹511⒀⑿横断面图纵断面图图4.3-14CD法施工工序图 施工顺序:1左侧上台阶开挖;2左侧上台阶初期支护;3左侧中台阶开挖;4左侧中台阶初期-28-支护;5左侧下台阶开挖;6左侧下台阶初期支护;7右侧上台阶开挖;8右侧上台阶初期支护;9右侧中台阶开挖;10右侧中台阶初期支护;11右侧下台阶开挖;12右侧下台阶初期支护;13仰拱浇筑;14全断面二次衬砌。说明:鉴于公路隧道断面较小,一般CD法采用四部CD法开挖施工。(4)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。7.交叉中隔壁法(CRD法)(1)CRD法施工工艺流程CRD法施工工艺流程如图4.3-15所示。(2)CRD法施工工序说明 CRD法施工工序如图4.3-16所示。⑵1⑷⑷3⑷7⑻⑻⑹⑵5⒁⑽⑽9⑽11⒀⑿横断面图纵断面图图4.3-16CRD法施工工序图施工顺序:1左侧上台阶开挖;2左侧上台阶初期支护;3左侧中台阶开挖;4左侧中台阶初期支护;5右侧上台阶开挖;6右侧上台阶初期支护;7右侧中台阶开挖;8右侧中台阶初期支护;9左侧下台阶开挖;10左侧下台阶初期支护;11右侧下台阶开挖;12右侧下台阶初期支护;13仰拱浇筑;14全断面二次衬砌。说明:鉴于公路隧道断面较小,一般CRD法采用四部CRD法开挖施工。-29- 左侧上台阶超前支护右侧上台阶超前支护差差破效果分析差左侧中阶开挖差破效果分析右侧中阶开挖差断果分良差断破效果左侧中阶初支右侧中阶初支左侧下阶开挖右侧下阶开挖差差断面、爆良好差断面处理断面、爆良好左侧初支右侧初支 (3)施工要求图图4.3-15CRD法施工工艺流程图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。钢拱架上的喷射混凝土,临时钢构件采用气焊烧断。-30-CRD工法现场图片8.双侧壁导坑法先开挖隧道两侧的导坑,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分的方法。该方法主要应用于Ⅴ级围岩浅埋、偏压及洞口地段。(1)双侧壁导坑法施工工艺双侧壁导坑法施工工艺流程如图4.3-17所示。(2)双侧壁导坑法施工工序双侧壁导坑法施工工序如图4.3-18所示。横断面图纵断面图图4.3-18双侧壁导坑法施工工序施工顺序:1左侧上导坑开挖;2左侧上导坑初期支护;3左侧下导坑开挖;4左侧下导坑初期支护;5右侧上导坑开挖;6 右侧上导坑初期支护;7右侧下导坑开挖;8右侧下导坑初期支护;9中部上台阶开挖;10中部上台阶初期支护;11中部中台阶开挖;12中部中台阶临时仰拱;13中部下台阶开挖;14中部下台阶初期支护;15仰拱浇筑;16全断面二次衬砌。-31-左侧上导坑超前支护差右侧上导坑超前支护差破效果分析差破效果分析差差差差良好差断面处理中部下台阶开挖差差 断面处理4.3-17-32-双侧壁导坑法现场图片9.CD、CRD等施工方法的相互转换隧道开挖方法的合理转换,是隧道开挖作业安全的一个重要因素,在接近开挖方法变换里程时,应提前计划,确定合理的临时支撑参数。转换时应不减弱设计支撑参数。(1)CD法与CRD法转换:CD法一般应用于黄土隧道Ⅳ级围岩地段,CRD法一般应用于黄土隧道Ⅴ级围岩地段,采用CRD法施工的开挖断面较CD法施工断面大,CRD法施工时设置临时横撑。由CD法转入CRD法施工时,中部增设临时横撑,同时CRD法临时竖撑应较CD法对应竖撑长些,以使临时钢架拱脚置于同一水平面上,便于拱脚的稳定。由CRD法转入CD法施工时,取消临时横撑,根据围岩量测结果尽早拆除CRD法施工时所设横撑,以免影响CD法施工进度。(2)CRD法与双侧壁导坑施工转换:CRD法转为双侧壁导坑施工时,应提前调整CRD法临时横撑安装高度,使其与双侧壁导坑上部横撑位于同一高度上,从而利于后续双侧壁导坑上部的开挖作业。由双侧壁导坑转为CRD法施工时,待施工至设计里程后,继续向前按双侧壁导坑施工,同时将中部竖向临时支撑逐渐靠拢,直到过渡至CRD法。根据监控量测结果,尽早拆除双侧壁导坑施工的竖横向支撑,以免影响开挖进度。4.3.2超欠挖控制 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。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。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.根据爆破效果结合实际地质条件及时调整爆破参数。-33-5.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。4.3.3隧道超欠挖处理1.经过测量断面后,对欠挖处进行红油漆标注。欠挖较小处采用风镐或电钻进行处理;欠挖较大处采用风枪钻孔爆破处理。2.对隧道边墙及拱部小量超挖部分,可采用喷射混凝土进行回填;边墙及拱部超挖超过0.3m以上,一般可采用混凝土模筑进行填充密实;必要时进行注浆处理。-34-初期支护与辅助工程措施5.1一般规定1.初期支护应紧跟开挖面,尽早封闭成环。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。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。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.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施工工艺初期支护主要包括喷射混凝土支护、锚杆支护、钢筋网支护、钢架支护等;辅助施工措施主要包括超前小导管、超前锚杆、超前管棚、帷幕注浆等施工措施。5.2.1喷射混凝土施工工艺1.喷射混凝土施工工艺流程详见“图5.2-1喷射混凝土施工工序流程图”。2.喷射混凝土施工技术要点(1)喷射混凝土前准备工作①检查断面尺寸,欠挖部分必须剥皮处理。②清除松动石块,冲洗受喷岩面,如受喷面积水较多必须清理。③隧道初期支护喷射混凝土设计强度等级为C25或C20。施工前按设计提供的强度进行室内试验,确定施工配合比。检查液体速凝剂是否足够,不够需添加;如有沉淀可人工进行搅拌,保持速凝剂材质均匀;如温度低于0°C需采取加温措施防止冻结。速凝剂计量泵调节旋钮由实验室预先调配。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。a.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,-35-压注速凝浆液(水泥-水玻璃浆液)进行封堵。图5.2-1喷射混凝土施工工序流程图b.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。c.大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土,如添加外加剂、掺合料以改善混凝土的性能。d.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。⑥设置控制喷射混凝土厚度的标志。一般采用埋设钢筋头做标志,亦可在喷射时插入长度比设计厚度大5cm的铁丝,每1~2m设一根,作为施工控制用。(2)混凝土搅拌、运输-36-喷射混凝土在洞外拌和站集中拌和。湿喷砼搅拌采取全自动计量强制式搅拌机,施工配料应严格按配合比进行操作,速凝剂在喷射机喂料时加入。湿喷由混凝土搅拌运输车运至洞内,随运随拌。多台运输车应交替运料,以满足喷砼的供应。在运输过程中, 要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝等现象。(3)喷射作业①采用湿喷机喷射作业。在隧道开挖完成后,先喷射4cm厚混凝土封闭岩面,然后打设锚杆、架立钢架、挂钢筋网,对初喷岩面进行清理后复喷至设计厚度。②喷射操作程序应为:打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加混凝土。③喷射混凝土作业应采用分段、分片、分层依次进行,喷射顺序应自下而上,分段长度不宜大于6m。喷射时先将低洼处大致喷平,再自下而上顺序分层、往复喷射。a.喷射混凝土分段施工时,上次喷混凝土应预留斜面,斜面宽度为200~300mm,斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土。b.分片喷射要自下而上进行并先喷钢架与壁面间混凝土,再喷两钢架之间混凝土。边墙喷混凝土应从墙脚开始向上喷射,使回弹不致裹入最后喷层。c.分层喷射时,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行,若终凝1h后再进行喷射时,应先用风水清洗喷层表面。一次喷混凝土的厚度以喷混凝土不滑移不坠落为度,既不能因厚度太大而影响喷混凝土的粘结力和凝聚力,也不能太薄而增加回弹量。边墙一次喷射混凝土厚度控制在7~10cm,拱部控制在5~6cm,并保持喷层厚度均匀。顶部喷射混凝土时,两次间隔时间宜为2~4h。d. 喷射速度要适当,以利于混凝土的压实。在开机后要注意观察风压,起始风压达到0.5MPa后,才能开始操作,并据喷嘴出料情况调整风压。一般工作风压:边墙0.3~0.5MPa,拱部0.4~0.65MPa。黄土隧道喷射混凝土时喷射机的压力一般不宜大于0.2MPa。e.喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离,喷射角度尽可能接近90°。喷嘴与受喷面间距宜为0.8~1.2m;喷嘴应连续、缓慢作横向环行移动,一圈压半圈,喷射手所画的环形圈,横向40~60cm,高15~20cm;若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时,可将喷嘴稍加偏斜,但不宜小于70°。-37-图5.2-2喷射混凝土施工实景图(4)养护①喷射混凝土终凝2小时后,应采用养护台架进行湿润养护,养护时间不小于7d;②黄土或其他土质隧道,以采用喷雾养护为宜,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,不得进行洒水养护。(5)喷射混凝土粉尘和回弹控制措施①采用复合高效减水型速凝剂,增加喷混凝土粘度,可大量减少粉尘和回弹。②加强对喷射混凝土操作人员的技能培训工作,提高技术素质,提高喷射混凝土作业技术水平。③严格控制喷射机工作风压,以避免喷头处粉尘大量扩散。④加强施工通风,将漂浮的粉尘迅速吹送到洞外。 ⑤控制一次喷层厚度,以避免一次喷层过厚产生坠落。⑥控制骨料粒径及砂率配比,使其符合规定要求。⑦控制喷嘴与受喷面最佳距离在0.8~1.2m范围内,喷射角度以垂直岩面为佳,不允许大于45°。⑧含砂率对喷射混凝土的粘滞性和回弹量影响很大,一般宜采用较多的砂率(60%左右),以减少回弹。当砂粒偏粗时,砂率可稍大些;砂粒偏细时,则砂率宜偏低些。5.2.2锚杆施工工艺1.锚杆施工工艺流程中空注浆锚杆施工工艺流程见图5.2-3、药卷锚杆施工工艺流程见图5.2-4、普通水-38-泥砂浆锚杆施工工艺流程见图5.2-5。图5.2-3中空注浆锚杆施工工艺流程图图5.2-4药卷锚杆施工工艺流程图-39-图5.2-5普通水泥砂浆锚杆施工工艺流程图2.施工要点(1)锚杆钻孔石质隧道锚杆采用YT28型风动凿岩机成孔,黄土隧道采用ZM-12T型煤电钻钻成孔。锚杆钻孔利用开挖台阶搭设简易台架施钻,按照设计间距布孔;钻孔方向尽可能垂直结构面或初喷砼表面;成孔后采用高压风清孔。 锚杆孔施工应遵守下列规定:①钻锚杆孔前,应根据设计要求和围岩情况,定出孔位,做出标记。②锚杆的钻孔轴线应符合设计要求,孔距误差不得超过150mm。③钻孔应圆而直,孔口岩面应整平,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,其它型式锚杆孔径应符合设计要求。④锚杆孔深要求:锚杆孔深允许偏差为±50mm。(2)锚杆安装①锚杆安设作业应在初喷混凝土后及时进行。②安装锚杆前应做好的检查工作a.锚杆原材料型号、规格、品种,锚杆各部件质量及技术性能应符合设计要求。b.根据锚杆类型、规格及围岩情况选择钻孔机具。c.锚杆孔位、孔径、孔深及布置形式应符合设计要求。d.孔内积水和岩粉应吹洗干净。e.为防止塌孔,应在锚杆孔钻完后及时安设锚杆杆体。f.锚杆尾端的托板应紧贴岩面,未接触部位必须楔紧。锚杆体漏出岩面的长度不大-40-于喷射混凝土的厚度,否则应予切除并用砂浆磨平。g.采用砂浆锚杆时,应按设计要求截取杆体,并整直、除锈和除油。h.检查杆体长度、螺母、锚杆垫板的尺寸和配合情况。(3)砂浆药包锚杆安装①锚固材料浸水:锚固卷浸水前上端扎3~5个小孔(孔径1mm),直到小孔不冒泡即浸水结束。这时水灰比约为0.34~0.35 最理想范围,可马上取出安装使用,浸水时间约为1~1.5mi5,浸水过少,水泥水化不完全,影响锚固力。浸水过多、水泥浆易流动,充实不足也影响锚固力。②锚杆体的安装方法:杆体一般采用φ22螺纹钢筋,将打好的眼孔用高压风吹净,将浸好水的几个锚固卷装入眼内,用炮棍送至眼底,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,其位置应尽量居中。(4)水泥砂浆锚杆安装杆体一般采用φ22螺纹钢筋,钻孔成孔后,用高压风吹净孔内岩屑,然后用注浆机,将早强水泥砂浆注入锚孔内,再将锚杆插入孔眼内。(5)中空注浆锚杆安装杆体一般采用φ42或φ50无缝钢管加工钢花管,钻孔报验检查合格后,采用人工或手持式风钻安设中空注浆锚杆(钢花管)。安装长度及外露长度应符合设计及规范要求,锚杆尾部与钢架焊接在一起。图5.2-6锚杆钻孔施工实景图(6)注浆①普通水泥砂浆锚杆a.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。b.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。-41-c.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。d.注浆开始或中途暂停超过30mi5时,应用水或稀水泥浆润滑注浆管及其管路。注浆孔口压力不得大于0.4Mpa。。e.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。f.当采用先注后插法施工时,注浆管应插至距孔底5~10cm处,随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出,随即迅速将杆体插入,锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。若孔口无砂浆流出,应将杆体拔出重新注浆。g.当采用先插后注法施工时,对于向下的锚杆,应将注浆管插入孔底,随后边注浆边向外拔注浆管,直到注满为止;对于向上的锚杆,应采用排气注浆法,将内壁4-5mm,壁厚1-1.5mm的软塑料排气管沿锚杆全长固定于杆体上,并在孔外留1m左右的富余长度,将锚杆缓慢送入孔中至设计位置,将长250-300mm,外径25mm左右的薄壁钢管用早强或超早强水泥固定在孔口位置并将孔口堵密,注浆前应检查排气管,当确认注浆管畅通时即可注浆,注浆时正常情况下有气体排出,当排气管不排气或溢出稀浆时,即可停止注浆。②中空注浆锚杆a.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。b.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。 图5.2-7锚杆注浆施工实景图(7)锚杆抗拔检验对于普通砂浆锚杆和药卷锚杆,为了检验锚杆安装质量,须对锚杆进行抗拔检验,进行此项工作时,注意以下事项:-42-安装拉力计时,其作用线与锚杆同心,并固定牢靠。加载匀速、缓慢,拉拔至设计吨位即停止,不做破坏试验。(8)施工技术要求及措施①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。②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。③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。④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。⑤锚杆安设后不得敲击,其端部不得悬挂重物。⑥应对药包做泡水检验,药包包装纸应采用易碎纸。药包不应有受潮结块现象,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。 ⑦水泥砂浆的施工技术要求:水泥砂浆的原材料及砂浆配合比,应遵守下列规定:水泥应采用强度等级不低于42.5级的普通硅酸盐水泥;砂浆配合比(质量比):水泥:砂:水宜为1:1~1.5:(0.45~0.5),砂的粒径不宜大于3mm,使用前应过筛;砂浆应随拌随用,一次拌和的砂浆应在初凝前用完,并严防石块、杂物混入。5.2.3钢筋网施工工艺1.钢筋网施工工艺流程图5.2-8钢筋网施工工序流程图-43-2.施工技术要点(1)钢筋网片加工钢筋网片按满足设计文件要求的钢筋进行制作,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,钢筋网片尺寸应根据拱架间距和网片之间搭接长度综合考虑确定。(2)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。(3)安装 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。3.施工技术要求(1)钢筋网应根据设计衬砌类型选用相应钢筋及网格尺寸加工。(2)钢筋网在初喷混凝土4cm以后铺挂,且保护层厚度不得小于2cm。(3)砂层地段应先加铺钢筋网,沿环向压紧后再喷射混凝土。(4)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。(5)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4cm。(6)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。5.2.4钢架施工工艺1.钢架施工工艺流程见“图5.2-9钢架施工工艺流程图”。2.施工要点(1)钢架加工①格栅钢架加工a.格栅钢架在现场设计的工装台上加工。工作台为δ=20mm的钢板制成,其上根据 不同断面的钢架主筋轮廓放样成钢筋弯曲模型。钢架的焊接在胎模内焊接,控制变形。b.按设计加工好各单元格栅钢架后,组织试拼,检查钢架尺寸及轮廓是否合格。加工允许误差:沿隧道周边轮廓误差不大于3cm,平面翘曲应小于2cm,接头连接要求同类之间可以互换。-44-c.格栅钢架各单元必须明确标准类型和单元号,并分单元堆放于地面干燥的防雨蓬内。②型钢钢架加工a.钢架材料、形式和加工尺寸等应符合设计要求。b.钢架支撑必须具有必要的强度和刚度,钢架设计强度,应保持能单独承受2-4m高的松动岩柱重量,其形式应与开挖断面相适应。c.钢架加工采用工厂化制作方案。型钢钢架应采用冷弯成型,工字钢连接采用A3钢板双面帮焊。加工后要试拼,允许误差为:沿隧道周边轮廓偏差为±3cm,平面(翘曲)偏差±2cm。图5.2-9钢架施工工艺流程图(2)钢架安装①钢架在初喷砼后安装,与围岩应尽量靠近,但应留2~3cm间隙作混凝土保护层。钢架按设计位置安设,在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙应每隔2m用砼预制块楔紧,钢架背后用喷砼填充密实。-45- ②安装前将底脚处浮渣彻底清除干净,拱脚标高不足时设置工字钢(槽钢)纵向托梁或砼垫块进行调整,以保证钢架拱脚基础牢固。③分片钢架在开挖面组装成整榀钢架,每节连接螺栓应拧牢固。连接部位严禁直接焊接,连接板之间出现缝隙后应采用钢板进行垫实后进行周边焊接处理。④钢架立起后,根据中线、水平将其校正到正确位置,然后用定位筋固定,并用纵向连接筋将其和相邻钢架连接牢靠,纵向钢筋的根数和布置应符合设计要求,纵向连接筋应垂直于钢架面,必要时可增设交叉连接筋。⑤拱架的拱脚(包括分部安装的拱脚)必须打锁脚锚杆,与钢架采用U型钢筋可靠焊接。⑥钢拱架边墙拱脚与仰拱接触处应严格按照设计要求进行小半径过渡处理,严禁直角连接。⑦当采用台阶法开挖时,在开挖下台阶后,应尽快施作拱架接腿,防止拱脚悬空时间过长造成下沉。钢拱架应尽早形成闭合。⑧钢架落底接长单边交错进行,每次单边接长钢架1~2榀。在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射砼。接长钢架和上部钢架通过垫板用螺栓牢固准确连接。⑨架立钢架后应尽快进行喷砼作业,以使钢架与喷砼共同受力。喷射砼分层进行,应尽早先喷一层混凝土,再喷射钢架与围岩之间的混凝土,后喷射钢架之间的混凝土,先从拱脚或墙角处由下向上喷射,防止上层喷射料虚掩拱脚(墙角)不密实,造成强度 不够,拱脚(墙角)失稳。并应由两侧拱脚向上对称喷射,并将钢架覆盖。图5.2-10钢拱架安装施工实景图3.技术要求(1)钢架应按设计位置安设,钢架之间必须用钢筋纵向连接,并要保证焊接质量。拱架安设过程中当钢架与围岩之间有较大的空隙时,沿钢架外缘每隔2m应用混凝土预制块楔紧。(2)钢拱架的拱脚采用纵向托梁和锁脚锚杆等措施加强支承。-46-(3)钢架应尽可能多地与锚杆露头及钢筋网焊接,以增强其联合支护的效应。(4)喷射混凝土时,要将钢架与岩面之间的间隙喷射饱和达到密实。(5)焊接不得有假焊,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。(6)钢架应在初喷混凝土后及时架设,各节钢架间以螺栓连接,连接板必须密贴。(7)钢架安装前应清除底脚下的虚碴及杂物,钢架底脚应置于牢固的基础上。5.2.5超前小导管支护1.隧道超前小导管注浆施工工艺流程施工工艺流程如图5.2-11所示。图5.2-11超前小导管施工工艺流程图2.超前小导管支护技术要'