1、隧道工程施工方案及施工方法1 隧道工程施工方案隧道主要工序施工方案和配置的主要機械設備見表11主要工序施工方案和配置的主要機械設備表主要工序名稱主要施工方案簡述主 要 設 備 配 置開 挖1、明洞段采用分層明挖法施工;2。 級圍巖采用正臺階法施工;3、級圍巖采用正臺階法施工;4、級圍巖、斷層破碎帶采用單側壁導坑法施工;開挖均采用光面爆破技術,鑿巖臺車和人工風動鑿巖機鉆眼相結合,人工裝藥,微差爆破。YT28型風動鑿巖機/10臺20m3/min電動空壓機/2臺出碴及運碴裝碴以裝載機為主,挖掘機配合,自卸汽車運輸。裝載機/2臺挖掘機/1臺自卸汽車/4臺初期支護錨桿采用鑿巖臺車打眼,注漿機注漿,噴混凝
2、土采用濕噴技術,集中拌制混凝土,混凝土攪拌輸送車運送。TK961型濕噴機/2臺2TGZ60/210注漿機/2臺豫龍28彎拱機/1臺二次襯砌采用仰拱填充與二次襯砌緊跟施作,自制軌行式作業臺車鋪設防水層(采用無釘鋪設技術)、人工綁扎鋼筋,軌行式液壓整體襯砌臺車(長12m)模筑襯砌,混凝土集中拌制,攪拌輸送車運輸,混凝土輸送泵泵送混凝土,插入式振動棒振搗.整體式襯砌臺車(12m)/1臺自制軌行式作業臺車/1臺60m3/h混凝土拌和站/1套HBT60混凝土輸送泵/1臺6m3混凝土輸送車/3臺插入式振動棒/8臺隧道路面采用分塊整幅澆注形式,機械攤鋪,人工配合機械振動。混凝土路面振動梁攤鋪設備/2套路面磨
3、光機/2臺混凝土真空吸水機/2臺混凝土切縫機/2臺混凝土刻紋機/4臺平板振動器/6臺圖1-1 洞口明挖作業示意圖2 隧道工程施工方法2。1 洞口工程 洞口土石方洞口土方開挖采用明挖法由上到下分層開挖,見圖11所示。施工前根據設計圖及洞口的具體地質情況確定洞口加固處理方案,然后進行刷坡。邊、仰坡開挖自上而下采用人工配合挖掘機進行開挖,裝載機配合,自卸汽車運碴至棄碴場.開挖時要確保邊坡的平順和穩定,盡量避免超、欠挖和對邊坡的過大擾動。如遇石質需爆破開挖,則采用微松動控制爆破,嚴格控制炸藥用量,加強防護和安全警戒工作,確保不影響周邊群眾的生活。松軟地層開挖邊坡、仰坡時,做到隨挖隨支護,隨時監測、檢查
4、山坡穩定情況,加強防護。 洞口防排水工程仰坡環形截水溝于洞口土石方開挖前完成,盡早起排水作用,使洞口及仰坡穩定.2.2 明洞及洞門工程流程:測量放線明洞開挖仰拱襯砌襯砌臺車就位綁扎鋼筋澆注混凝土。施工方法:明洞開挖施工同洞口開挖,明洞基礎要落在穩固地基上,如在土層上,須挖至基巖,用漿砌片石或素砼回填找平.明洞襯砌采用液壓鋼模襯砌臺車全斷面一次襯砌,外模及外支撐采用定制木模和鋼管支撐,整體式灌注。砼采用現場拌合站拌制,砼運輸車運到工作面,砼輸送泵泵送入模。其具體施工方法同暗洞洞身襯砌,并加強各部位的內外支撐,防止移位。明洞防水層按設計要求施做,可根據實際情況在外鋪一厚3cm的水泥砂漿保護層。防水
5、層在明洞外模拆除后采用人工進行。墻背填充采用漿砌片石,墻背回填兩側同時進行,拱背回填對稱分層夯實,由于回填量不大,采用人工配合小型機具進行回填。在回填土石上設粘土隔水層。明洞仰拱、鋪底、水溝、路面施工同暗洞施工。施工工藝:明洞開挖明洞襯砌仰拱開挖修筑仰拱鋪底及水溝路面防水層回填土石方及洞背圬工排水設施粘土隔水層明洞施工工藝流程圖一般明洞 施工技術要求: 灌注砼前復測中線和高程,襯砌不得侵入設計凈空線. 按斷面要求制作定型擋頭板、外模和骨架,并采取防止跑模的措施。 澆注砼達到設計強度70%以上時,方可拆除內外支模架. 在外模拆除后立即作好防水層。 明洞回填每層厚度不得大于0.3m,其兩側回填時的
6、土面高差不得大于0。5m。夯實度不小于93,洞頂以上最大填土高度不超過3.5米,回填至拱頂齊平后,立即分層滿鋪填筑至要求高度。 明洞回填在襯砌強度達到70%后進行。 拱背回填作粘土隔水層時,隔水層與邊、仰坡搭接良好,封閉緊密,防止地表水下滲影響回填體的穩定。2。3 超前支護2。3。1 超前小導管施工小導管注漿施工流程為:鉆孔清孔頂入加工好的鋼管注漿檢查。小導管超前支護作業參見圖1-2所示。圖1-2 小導管超前支護作業示意圖 測量放線,確定小導管位置。 鉆孔臺車就位打孔,小導管采用75的導孔,打孔輻射角度、間距、長度要符合設計要求。鉆孔完畢經清孔、檢查合格后,利用鉆機的沖擊和推力將小導管沿引導孔
7、頂入,逐節接長鋼管至孔底。 小導管前端3.5m范圍內按梅花形布置鉆6mm左右的小孔,頂端做成錐型,以便頂進.打設完畢后,注水泥水玻璃漿液,其配合比嚴格按設計圖紙執行,并經試驗確定,注漿壓力控制在0.6Mpa1Mpa之間,注漿結束用水泥砂漿封口。 小導管應注意兩次循環之間的搭接不宜小于1。2m。 頂進過程應隨時注意防止堵孔、坍孔。 注漿時注意注漿壓力的變化,壓力達到設計值且不再吞漿后,即可停止注漿。 注漿結束后,檢查注漿效果是否達到設計要求,如未達到應進行補孔注漿。2。3.2 超前錨桿施工 鉆進:采用臺車或手持式鑿巖機將安裝好鉆頭的錨桿鉆進至設計深度。 (錨桿如需加長,可用聯結套進行聯結,然后通
8、過鉆機鉆進)。 卸下鉆機,安裝止漿塞,將其安裝在錨孑L內離孔口25cm處.特殊情況如注漿壓力較大或圍巖太破碎,也可用錨固劑封孔。 通過快速注漿接頭將錨桿尾端與注漿泵相連。 開動機器注漿,待注漿飽滿且壓力達到設計值時停機。注漿壓力根據設計參數和注漿機性能確定。灰砂比參考值:1:01:1 ,水灰比參考值:0450,5:1。 根據設計需要,及時安裝墊板和螺母。2.4 洞身開挖2。3.2.4。1 開挖方法開挖方法及開挖順序見表12。表12 開 挖 方 法 及 順 序 表 級圍巖CD法開挖作業循環時間表 序號工序名稱 類 圍 巖1測量60min2超前小導管240min(按進尺平均到每一循環)3鉆孔240
9、min4裝藥爆破150min5通風排煙60min6清理危石60min7初噴90min8出渣240min9支護300min10循環進尺1。5m11日進尺1。5m12月均進尺45m 級圍巖CD法開挖作業循環時間表序號工序名稱 類 圍 巖1測量40min2鉆孔240min3裝藥爆破120min4通風排煙60min5清理危石40min6初噴60min7出渣180min8支護180min9循環進尺3m10日進尺4m11月均進尺120m 級圍巖全斷面開挖作業循環時間序號工序名稱 類 圍 巖1測量40min2鉆孔150min3裝藥爆破60min4通風排煙60min5清理危石30min6出渣120min7支護
10、120min8循環進尺3。5m9日進尺7。0m10月均進尺210m2。4.2 鉆爆設計爆破全部采用光面爆破技術,設計參數見表1-3:表1-3 光 面 爆 破 參 數 表參數圍 性飽和單軸抗壓極限強度Rb(MPa)裝藥不偶合系數D周邊眼間距E(cm)相對距E/V周邊眼裝藥集中度q(kg/m)軟 巖302.002.5030500。50。80.070.15中硬巖30601。502.0045600。81。00。200.30硬 巖601.251。5。70850.81。00.300.35炸藥選用2巖石硝胺炸藥(遇有水時選用乳化炸藥),塑料非電毫秒雷管起爆,每循環進尺級圍巖控制在200300cm之間,級圍巖
11、控制在150250cm之間,級圍巖控制在100150cm之間,具體應視圍巖情況定。炮眼由掏槽眼、輔助眼、周邊眼組成,其設計主要參數如下: 掏槽眼 掏槽眼采用楔型掏槽形式,其布置見圖13所示。圖13 掏 槽 眼 布 置 示 意 圖為提高爆破效果,在1號眼上下各打一個中空孔,中空孔采用水平鉆機打眼,孔徑=10cm,打眼深度一次可達10余米,既是中空眼也作為地質超前探孔。 輔助眼輔助眼布置參數為:鉆孔直徑d=42mm;炮孔間距a=7090cm;最小抵抗線W=70cm;孔深=進尺長度+10cm;藥卷直徑采用32mm.為提高爆破效果,減少粉塵。掏槽眼、輔助眼采用水壓爆破新工藝,水壓爆破裝藥結構見圖14所
12、示。圖14 水壓爆破裝藥結構示意圖 周邊眼周邊眼布置參數為:炮眼直徑d=38mm;間距:3560cm,孔深=進尺長度+10cm;裝藥均采用20的小藥卷間隔裝藥,裝藥結構見圖1-8所示。圖15 周 邊 眼 裝 藥 結 構 圖開挖前進行測量放樣,采用全站儀和水準儀,標出開挖中線和標高,畫出炮眼位置。在鉆爆施工中,針對不同的圍巖并結合施工現場情況要不斷地進行優化,每一循環爆破后,對爆破效果評估,包括炮眼利用率、殘留率、藥量大小、裝藥結構、爆破深度、拋碴距離及碴塊大小等,通過統計、評估優化爆破設計,從而提高爆破效果,減少對圍巖的擾動,充分發揮爆破后圍巖的自穩能力,確保施工安全,提高施工生產率.參考以上
13、爆破參數,在爆破作業前進行專項爆破試驗結合實際情況進一步調整爆破參數及爆破方案.2。5 出碴出碴是影響進度的主要工序,合理地配備機械設備是提高效率的關鍵。出碴作業流程:爆破后進行通風排煙、排險、灑水降塵裝載機、自卸汽車就位裝碴運碴在專人指揮下進行卸碴.爆破后,及時進行通風排煙和灑水降塵,炮響至少15min后,且掌子面的能見度達到要求時,方可安排人員進入排險.降塵采用灑水降塵的方法,在距掌子面約20m和30m左右各設1道水幕降塵器,當點炮后人員撤離時打開閥門,炮響15min后關閉,以清除爆破等作業所產生的粉塵和溶解部分有害氣體.水幕降塵見圖16所示。圖1-6 水幕降塵裝置示意圖10mAA噴頭AA
14、噴頭當通風排煙、灑水除塵及排險結束,安排裝載機、自卸汽車、挖掘機就位,進行出碴作業.出碴采用裝載機出碴,挖掘機配合,自卸汽車運碴的方案,作業見圖1-7所示。圖1-7 洞內出碴、運輸作業示意圖2。6 初期支護隧道開挖后,初期支護必須緊跟,以便及時形成支護作用,充分發揮圍巖的自穩能力。本隧道設計初期支護主要有:22藥卷錨桿、中空注漿錨桿、型鋼支撐、格柵鋼架支撐和網噴混凝土,施工中有單獨支護形式,也有復合支護形式。2。6.1 初噴混凝土當出碴結束后(當地質很差,應在出碴前),立即進行初噴混凝土,盡快封閉巖面,有效控制圍巖松動變形。噴射采用濕噴法.初噴前,清除巖面松石和雜物。初噴時,因巖面不平往往不易
15、與噴射混凝土粘帖,應適當減小灰骨比,以利于粘結和減少回彈。 噴射混凝土噴射混凝土作業采用分段、分片、分層依次進行,噴射時先將低洼處大致噴平,再按自下而上順序、分層、往復噴射,后一層應壓在前一層的一半。噴射混凝土施工流程見圖1-8所示。圖1-8 濕噴混凝土作業流程圖2.6.2 藥卷錨桿施工藥卷錨桿施工采用先注漿后插錨桿的方法,施工工藝流程為:材料準備鉆孔清孔注漿安裝錨桿。 材料準備 錨桿:選用符合設計要求的級高強度的螺紋鋼筋,下料前仔細核對圖紙,下料的長度等應滿足要求。 錨固劑 鉆孔 錨桿孔的位置、角度、深度都要滿足設計圖紙要求,并按梅花形布置,孔的直徑應大于錨桿直徑的1.5cm以上。 清孔 錨
16、桿孔鉆孔完畢進行清孔,清孔采用高壓風進行,確保孔內無松碴、積水. 注漿 注漿采用壓漿機注漿,水泥砂漿的漿液配制由設計并經試驗確定,一般為:水泥砂水=111.5(0.450。5) (質量比), 砂漿宜采用機械拌和均勻,隨拌隨用,一次拌和的砂漿應在初凝前用完,水泥砂漿的強度等級不應低于20MPa. 安插錨桿注漿管應插至距孔底510cm處,隨水泥砂漿的注入緩慢勻速拔出,隨即迅速將桿體插入,錨桿桿體插入孔內的長度不得短于設計長度的95%。若孔口無砂漿流出,應將桿體拔重新注漿。錨桿注漿后,在砂漿凝固前不得敲擊、碰撞和拉拔錨桿,端部3d內不得懸掛重物. 錨桿拉拔力檢驗 當錨桿注漿完成28d后,進行桿體的拉
17、拔力檢驗,檢驗采用抽檢的方式。當錨桿拉拔力達到規定值時,停止加載;當錨桿拉斷或被拔出時,應分析原因,并補打錨桿.錨桿施工的全過程要詳細的做好現場施工記錄,包括錨桿長度、注漿壓力、注漿數量、起止時間、預應力、抗拉力等。2。6.3 中空注漿錨桿施工系統錨桿采用中空注漿錨桿,錨桿打設以隧道斷面呈輻射狀分布,以縱向100cm、橫向80cm呈梅花型布置.中空注漿錨桿施工工藝流程為:施工準備鉆孔清孔安裝錨桿注漿. 測量放線,標定錨桿位置,并標在巖面上。 采用鑿巖臺車打眼,打眼時,嚴格控制方向和輻射角度。 鉆孔完畢,檢查眼孔是否平直暢通,不合格重新鉆眼,檢查合格后用高壓風清孔,經現場監理工程師檢驗后,將錨桿
18、送入眼孔. 依次安裝套管、止漿塞、墊板和螺母,安裝完畢后,注入水泥砂漿。注漿時應將眼孔中的氣體排出,保證漿液飽滿和注漿質量,注漿壓力控制在0。51Mpa之間,注漿完后,采用拉拔儀及時施加不小于60KN 預應力。 采用錨桿拉力計作錨桿最終抗拉力試驗,其抗拉力不小于設計要求的150KN。 作好現場施工記錄包括錨桿長度、注漿壓力、注漿數量、起止時間、抗拉力等。2.6.4 掛鋼筋網鋼筋網與徑向錨桿連接,并與徑向錨桿鋼架連接牢固。鋼筋網制作時按設計要求下料,在洞外加工焊接成網,規格按設計施作,再裝運至工作面沿拱部安裝焊接或綁扎牢固,并緊貼巖面。(1) 施工方法針對開挖斷面的形狀,確定場外制作或現場制作網
19、片,若斷面形狀較規則,平整,采用場外制作網片,然后現場拼接;若斷面形狀不規則,起伏較大,則采用現場制作網片,現場拼接,與巖壁緊貼安裝。掛網利用簡易臺車進行.(2) 工藝流程 見圖1-9 施工準備鋼筋除銹網片制作掛 網焊 聯 噴混凝土下一循環圖1-9掛網工藝流程框圖(3) 施工要求 按圖紙標定的位置掛鋼筋網,鋼筋網使用前清除銹蝕,鋼筋網制作時其末端各方向定型的間距不少于100mm。 鋼筋網綁扎固定于先期施工的錨桿上,并用混凝土塊襯墊在鋼筋和巖石之間,以保證鋼筋和巖面之間保持3050mm的間隙。 制作網片:有鋼格柵的地段,網片的寬度按鋼支撐的間距預制(見圖110);其他地段寬度根據徑向錨桿布置情況
20、確定。用在墻部的網片上側帶鉤,便于掛設。 圖1-10網片示意圖鋼 筋 網鋼 筋 網錨桿圍巖面2.6。5 鋼架支撐或鋼筋格柵安裝(1)施工方法在洞外加工棚分節加工,鋼架用彎軌機分節彎制,格柵拱架分節放樣焊接成型.汽車運至安裝點利用簡易工作平臺和上臺階人工分節安裝,并盡量與先期施工好的錨桿點焊連接。鋼架間用縱向連接筋焊連。(2)施工工藝流程見圖111鋼架加工鋼架運輸分節分段安裝鋼架間連接結 束圖1-11鋼架施工工藝流程圖(3)施工工藝要求 鋼架加工制作工藝要求a、鋼架在洞外加工廠用彎軌機制作。按設計圖放大樣,放樣時根據工藝要求預留焊接收縮余量及切割、刨邊的加工余量。將主鋼筋、U型鋼冷彎成形,要求尺
21、寸準確,弧形圓順。格柵拱架按設計圖配置加強筋與主筋焊接,焊接時,沿鋼架兩邊對稱焊接,防止變形.b、嚴格焊前及焊縫檢查。焊接材料附有質量證明書,并符合設計文件的要求和國家標準規定.鋼筋及工字鋼按照鋼材質量證明書進行現場復檢。有銹蝕的鋼材禁止使用,對輕微浮銹油污等清除干凈并對焊點進行防銹處理。焊制前進行焊工摸底試焊。施焊前焊工復查組裝質量及焊縫區的處理情況,如不符合要求,修整合格后才能施焊。焊接完畢后清除熔碴及金屬飛濺物,按鋼結構工程驗收規范要求檢查焊接質量,不允許出現漏焊和假焊等現象.c、鋼架加工后要進行試拼,其允許誤差為:沿隧道周邊輪廓誤差不大于3cm;鋼架由拱部,邊墻各單元鋼構件拼裝而成,用
22、專用U型鋼連接件連接,鋼架平放時,平面翹曲小于2cm。 鋼架架設工藝要求a、為保證鋼架置于穩固的地基上,施工中在鋼架基腳部位預留0。150。2m原地基,架立鋼架時挖槽就位,并在鋼架基腳處設槽鋼以增加基底承載力。b、鋼架平面垂直于隧道中線,其傾斜度不大于2度。鋼架的任何部位偏離鉛垂面不大于5cm。c、為保證鋼架位置安設準確,隧道開挖時,在U型鋼架的各連接板處預留安裝U型鋼連接板凹槽,在兩拱腳處、兩邊墻腳處預留安裝格柵鋼架槽鋼凹槽。在初噴砼時,在凹槽處打入木楔,為架設鋼架留出連接板(或槽鋼)位置.d、鋼架按設計位置安設,在安設過程中當鋼架和初噴層之間有較大間隙時設騎馬墊塊,鋼架與圍巖(或墊塊)接觸
23、間距不大于50cm。e、為增強鋼架的整體穩定性,將鋼架與錨桿焊接在一起.各種鋼架設縱向連接鋼筋,其直徑為25mm,縱向連接鋼筋按環向間距1.0m設置。f、為使鋼架準確定位,鋼架架設前均需預先打設定位系筋。系筋一端與鋼架焊接在一起,另一端錨入圍巖中0.51。0m并用砂漿錨固,當鋼架架設處有錨桿時盡量利用錨桿定位。g、鋼架架立后盡快施作噴砼,并將鋼架全部覆蓋,使鋼架與噴砼共同受力.噴砼分層進行,每層厚度56cm左右,先從拱腳或墻腳向上噴射以防止上部噴射料虛掩拱腳(墻腳)而不密實,強度不夠,造成拱腳(墻腳)失穩.(4)作業組織勞動力:鋼筋工8人,汽車司機1人,其他人員6人.共15人。主要機械設備:電
24、焊機1臺,彎軌機1臺,鋼筋切斷機1臺,鋼筋調直機、鋼筋彎曲機各1臺。玉扳手網2。7 洞身防排水工程施工2.7.1 排水設施施工 環向排水管、橫向引水管和縱向排水管的布置間距、制作及連接方式按設計圖紙施作. 環向排水管沿巖面布設,采用5cm長鋼釘固定,拱部釘距0。8m,墻部釘距1。2m。2.7。2 防水層鋪設本隧洞采用復合防水層,為確保防水效果,二次襯砌銜接部采用鋪設雙層防水層.防水板鋪掛樣圖如圖112土工布防水板吊 環噴射砼膨脹管木螺釘圖1-12防水板鋪掛樣圖施工要點如下: 施作程序:初期支護表面檢查處理材質檢驗裁剪吊帶檢查地面焊接鋪掛再焊接焊縫自檢(補焊)專檢。 施工工藝:防水板的拼焊及鋪掛
25、采用熱合焊接吊環鋪掛工藝。 施工方法:采用熱合焊接吊環鋪設法。防水板拼接采用ZPR210V型自動行走式熱合機雙焊縫焊接,在洞外地面上用熱合機將3幅2m幅面較窄的防水板平鋪在拼焊平臺上進行拼焊,搭接寬度不小于10cm,控制好熱合機的溫度和速度,避免漏焊或過焊。在初支噴砼上鉆孔楔入膨脹管,將預先焊接在防水板上的吊環用木螺釘固在膨脹管上。吊環固定點間距拱部70cm,邊墻及以下部位100cm.防水板的鋪設一次到位,先從拱頂向下鋪起,最后與矮邊墻防水板合攏.在洞內焊接的環接縫及與矮邊墻接縫均為薄弱環節,需加強檢查,環接縫漏焊處用電烙鐵補焊,丁字縫焊接困難易漏焊或焊縫強度不足,采取用焊膠打補丁的方法補強處
26、理。 質量保證a、材質檢驗:防水板材質必須經駐地監理和項目部試驗工程師共同現場取樣,外委有資質的檢驗機構檢測。b、焊縫檢查:焊縫寬度尺量檢查。焊縫強度應不低于母材,通過抽樣試驗檢測.防水板焊縫采用“氣密性檢驗法”檢查,檢查方法:用5號針頭與壓力表相接,腳踏式打氣筒充氣,充氣時焊接檢查孔會鼓起來,當壓力達到0.15Mp并保持恒壓力不少于2min,說明焊接良好;如壓力下降,證明還有未焊接好之處,用肥皂水涂在焊縫上,產生氣泡的地方即為焊接欠佳之處,可用電烙鐵補焊,再次充氣檢查,直至不漏氣時為合格。c、固定間距的控制:尺量檢查,固定點間距拱部0.50.7m,側墻1。01。2m,布置均勻;防水板吊環間距
27、需根據其鋪掛松馳率要求來確定。d、直觀檢查:鋪掛后目測防水板大面平順,固定點處防水板和初支表面密貼。 防水板鋪掛過程中的幾點注意事項a、防水板鋪設施工是一項嚴格細致的工作,要有專業防水工班工作,并建立專業檢查制度,施工前編制詳細的作業指導書,并對操作人員進行嚴格的操作技術培訓。b、基面處理:防水板鋪掛前,應切除初支表面外露的錨桿頭,初支表面砼棱角打平,凸凹不平處,用砂漿抹平處理,使跨深比不大于1/6;斷面變化的陰角要圓順過渡,以免扎破防水板.c、防水層施工時,基面不得有明水;若有明水,沿初期支護表面環向布設軟式透水盲管引排。d、松馳率:防水板環向松馳率經驗值一般取10,縱向松率一般取6%。根據
28、初期支護表面平整程度適當調整.e、工中防護:做好防水板鋪掛成形地段防水板的保護,杜絕電焊作業損壞防水板,必要時,采用隔板進行有效隔離。f、襯砌臺車前方沿隧道縱向防水板鋪掛長度一般要超前24m(2倍臺車長度),形成鋪掛段、檢驗段、二襯施工段流水作業。2。8 仰拱、填充與二次襯砌施工待初期支護完成,形成初期支護閉合環并通過圍巖監控量測初期支護變形已趨于穩定后,仰拱、填充與二次襯砌必須緊跟施工。當圍巖地質條件差,巖體破碎時,應隨挖隨襯,確保洞內施工安全.2。8.1 仰拱、填充與中心排水管溝作業為了及早封閉巖面,增強襯砌的整體受力,仰拱及填充施工超前于墻拱襯砌。仰拱采用分左右兩幅先后錯開澆筑的辦法,以
29、免影響洞內其它工序施工,左右幅仰拱錯開距離控制在20m左右,便于左右換邊施工時,車輛通行前混凝土達到足夠的承載能力.仰拱施工時應與中心排水管溝同步進行。施工如下: 測量放線,確定底部標高,并清理底部的雜物與松石等,必要時用高壓水沖洗。 鋪設底部防水層,綁扎焊接鋼筋,立擋頭板,模板采用鋼模。 拌合站集中拌制混凝土,輸送車運送至工作面。 澆筑混凝土,插入式搗固捧搗固。 由于仰拱與填充混凝土標號設計不同,因此仰拱混凝土強度必須達2。5Kpa后方可澆筑填充混凝土。 澆筑填充混凝土前,應先清除仰拱面層的泥塵、積水和浮碴等。 填充混凝土施工中應與中心排水管溝施工同步進行。排水管溝施工時要嚴格設計施作,管口
30、接縫處理嚴實。2。3.2。8。2 墻拱二次襯砌墻拱二次襯砌采用自行式液壓襯砌臺車整體襯砌,該臺車襯砌有效長度12m。作業見圖113所示。圖1-13 墻拱二次襯砌作業示意圖 施工前準備 復核隧道中線、高程和斷面尺寸及凈空大小。 作好地下水的封堵、引排,將矮邊墻頂部清理干凈。 拱墻部防水層鋪設與鋼筋綁扎作業已結束,各種預埋件、預留孔洞已設置完成。 襯砌臺車就位襯砌臺車就位前,對臺車進行整修、護理,除掉外模上的混凝土塊,涂抹脫模劑。襯砌臺車就位后,利用液壓系統先調中線,使其與隧道中線重合,再調整臺車各部標高至設計位置,最后調整左、右方液壓系統,使其滿足凈空要求;臺車與上一段二次襯砌搭接長度控制在10
31、15cm。 立擋頭模板,設置橡膠止水帶擋頭板要固定牢固,不能出現跑模現象,做到模縫嚴密,表面光滑平整,避免出現水泥漿漏失現象。橡膠止水帶或遇水膨脹止水條設置按照設計施作。 混凝土的拌合與運輸混凝土由拌和站集中拌制,輸送車運送至工作面,輸送泵泵送入模。 混凝土的灌注混凝土泵送入模時,應對稱、均勻入模,混凝土振搗一般采用附著式和插入式兩種振搗器. 拱頂特殊部位混凝土灌注拱頂混凝土灌注,往往會產生拱頂混凝土不密實、不滿灌、漏振、易收縮現象.為達到拱頂混凝土滿貫、密實的要求,對此部位的混凝土施工除在混凝土性能上減少其收縮率以外,還需對其灌注工藝作特殊要求,根據以往的施工經驗,拱頂混凝土的灌注宜采用加強
32、堵板泵送擠壓混凝土施工工藝。施工如下: 加強固定擋頭模板,采用縱向鋼筋作為拉桿加固擋頭板,鋼筋與模板連接采用楔形螺桿支撐. 灌注混凝土時先從新舊混凝土接面處開始擠壓泵送灌注,并根據擠壓情況緩緩退至臺車中部,再繼續擠壓泵送灌注至擋頭板有漿溢出,穩壓持續幾分鐘,檢查混凝土是否灌滿,否則應繼續擠壓直至灌滿為止. 拱頂襯砌時,可在拱頂部埋設注漿管,待襯砌后進行補償壓漿,以補償混凝土因收縮或局部未灌滿而造成的拱部空隙. 沉降縫設置每隔50m左右或襯砌類型變化處設沉降縫一道,沉降縫間設置橡膠止水帶,并采用浸瀝青木絲板填塞,施工縫每10m設置一道,施工縫間采用遇水膨脹止水條。 混凝土的養護混凝土灌注完畢,待
33、終凝后應及時養生,結構養生期不少于14d,以防止在硬化期間產生干裂。養生采用噴灑水養生的辦法,保持混凝土表面濕潤。防水砼質量控制(1)二襯防水砼原材料質量控制:使用反擊破碎石機組生產碎石,通過調整篩孔尺寸,保證碎石的形狀和級配。碎石按級配規格分倉堆放,分別進入拌和機料倉自動計量后再與其它材料一同拌和。(2)砼坍落度控制:一般選1418cm,根據砼灌注部位的不同,墻部砼坍落宜小,拱部砼坍落度宜大.在保證砼可泵性的情況下,宜盡量減小砼的坍度,并提高砼的和易性、保水性,避免砼泌水。(3)外摻劑(料)的選用:適量摻加高效緩凝型減水劑,可以改善砼的和易性,增加其流動性;在襯砌砼中摻加粉煤灰也有利于提高砼
34、的和易性、保水性和密實度;防水劑選用FS-P型。(4)按施工配合比準確計量:自動計量器具須具各資質的單位進行標定并定期校核,每次砼拌制前必須對計量器具進行檢查,確保砼用料計量準確。(5)二襯混凝土原材料檢驗頻率表見1-4二襯混凝土原材料檢驗頻率表 表14序號原材料名稱規格抽檢頻率1水泥P.O 42。5、 32。5袋裝每批號/200t抽檢一次散裝每批號/500t抽檢一次2砂中砂每批量/200m3抽檢一次3碎石531.5mm每批量500m3抽檢一次4鋼筋A3、20Mnsi同型號每批號/60t抽檢一次鋼筋焊接接頭同型號每300個接頭抽檢一組5防水劑FSP每批號/100t抽檢一次消滅砼接縫錯臺的措施砼
35、接縫錯臺是二襯外觀質量通病之一,采取措施如下:(1)消滅環接縫錯臺一是在臺車就位前,將砼搭接部位及臺車搭接部分表面徹底清理干凈,使臺車與砼表面盡量緊貼;二是加強臺車支撐,將所有的支撐全部支撐到位,保證臺車整體受力,必要時可在臺車端部增加絲杠支撐;三是在臺車前端端部拱頂增設支撐(采用三個40t的千斤頂),以防臺車上浮造成拱部錯臺;四是嚴控臺車底部以上3米灌注砼速度(一般控制在約4小時)和坍落度(一般在14cm);五是檢查臺車前后斷面尺寸制造誤差,及時消除;六是中線控制準確,使臺車中線與隧道中線在同一個平面;七是保持臺車與混凝土的搭接長度為10cm。(2)消滅臺車模板錯臺對模板板塊拼縫進行焊聯并將
36、焊縫打磨平整,形成三塊大模板(即拱部一塊,左右邊墻各一塊),以抑制使用過程中模板翹曲變形而影響砼表面質量,以克服板塊間拼縫處錯臺。(3)控制臺車作業窗處錯臺和漏漿作業窗關閉前,必須將窗口邊框砼漿液殘碴清理干凈,并用濕抹布擦拭后鎖緊壓緊卡,并將關閉支點用楔形木塞緊,防止由于作業窗口關閉不嚴,使窗口部位砼表面形成凹凸不平的補丁甚至造成漏漿。混凝土襯砌質量控制其他注意事項(1)封頂封頂采用頂模中心封頂器接輸送管,逐漸壓注砼封頂。當擋頭板上觀察孔有漿溢出,即標志封頂完成。(2)拆模按施工規范采用最后一盤封頂砼試件現場試壓達到的強度來控制,明洞強度不小于5.0Mpa時拆模,暗洞內二襯砼強度不小于2.5M
37、pa時拆模。(3)砼養護拆模前用水沖洗模板外表面,拆模后用高壓水噴淋混凝土表面,以降低水化熱,養護期不少于14天。(4)砼表面整修拆模后,若發現局部缺陷,不得擅自修補,由技術人員共同研究并經監理工程師批準后及時處理。 氣泡采用白水泥和普通水泥按襯砌表面顏色對比試驗確定的比例摻拌后,用海綿沾取水泥局部填補抹平。 環接縫處理采用弧度尺畫線,切割機切縫,縫深約2cm,不整齊處進行局部修鑿或經砂輪機打磨后,用高標號水泥砂漿修飾,用鋼鏝刀抹平,使施工縫圓順整齊. 對于表面顏色不一致的采用砂紙反復擦拭數次。 預留洞室周邊先行清理干凈,然后噴水濕潤,采用高標號、與二襯顏色相統一的砂漿,抹平壓光。(6)襯砌砼
38、灌注作業中的幾個細節 砼灌注砼采用分層、左右交替對稱澆注,每層澆筑厚度不得大于0。8m。兩側高差控制在30cm以內。澆注過程要連續,避免停歇造成“冷縫”,間歇時間超過1h則按施工縫處理。 砼定人定位搗固專職搗固手定人定位用插入式振動器搗固,保證砼密實;起拱線以下輔以木錘模外敲振和搗固鏟抽插搗固,以抑制砼表面的氣泡產生.灌注過程中嚴禁用振動棒拖拉砼。 鋼筋保護層鋼筋砼襯砌采用泵送砼,由于灌注速度快,鋼筋變形顯著,易造成拱部鋼筋保護層減小。因此要適當加大混凝土墊塊厚度并放慢砼灌注速度。 矮邊墻頂面處砼接縫處理砼開盤前先泵送同級砂漿,砂漿量以矮邊墻上平鋪2cm為宜,以保證矮邊墻同拱墻砼的連接,防止模
39、板縫隙漏漿造成砼泛砂或露骨;同時起到潤濕輸送泵和管路的作用. 砼輸送泵管路布置接頭管箍應避免不當接觸造成爆脫,管路宜用方木支墊高出地面,穿過臺車時管箍不與臺車構件相接觸。砼輸送管路端部設置一根軟管,軟管管口至澆筑面垂距控制在1。5m以內,以避免砼集料堆積和產生離析。 砼對稱灌注時間控制采取砼灌注時間和灌注高度兩個指標進行雙控,即單側砼灌注高度達0。8m 時,必須換管:單側砼灌注間歇時間不超過砼的初凝時間,我們規定每側邊連續灌注時間達60min時,必須換管.2。9 緊急停車帶、行車及行人橫洞施工 圖1-14 雙側壁導坑法施工順序圖 緊急停車帶施工緊急停車帶隧道跨度較大,但緊急停車帶一般設在地質相
40、對穩定.開挖方法擬采用單側壁導坑法施工,如遇地質條件差時則采用雙側壁導坑法施工,并加強初期支護和圍巖量測,確保施工安全。雙側壁導坑法開挖順序如圖1-14所示。施工程序:先行導坑上部開挖,先行導坑下部開挖,先行導坑錨噴支護、設置臨時鋼支撐,后行導坑上部開挖,后行導坑下部開挖,后行導坑錨噴支護、設置臨時鋼支撐,中央部拱頂開挖,中央部拱頂錨噴支護,中央部中部開挖,中央部下部開挖,灌注仰拱混凝土,拆除臨時支撐,鋪設防水層,澆注墻拱混凝土. 行車、行人橫洞施工行車、行人橫洞施工采用全斷面法施工,地質較差時采用臺階法施工.混凝土襯砌采用鋼拱架、鋼模板模注襯砌。2。10 洞內風、水、電路布置及通風與排水2。
41、10.1 施工用高壓風施工用高壓風采用2臺20m3min電動壓風機供給,供風管采用150mm鋼管,以法蘭盤接長。為應對停電,配備發電機備用。2。10。2 施工用高壓水在隧道出口河谷標高130m以上的位置修建1座約100m3的高位水池,給水管采用150鋼管,法蘭盤接長。2.10.3 施工用電及照明為確保安全用電,洞內必須采用絕緣性能可靠的膠皮線,并安設漏電保護器,洞內電源開關必須采用自動空氣開關。電力線路沿邊墻進入,高度應在3。5m以上,每10m用瓷瓶固定,固定處并安裝一盞200W的白熾燈用于照明.作業段照明用電采用36V低壓燈,并加設燈罩.2.10。4 施工通風本隧道采用天津產TZ1250型隧
42、道子午加速軸流風機進行壓入式通風,該機每臺通風量為108000m3/h,并配以1250的軟式通風管。寒風埡隧道屬特長隧道,單口掘進距離長,施工時在洞口安裝1組(2臺)TZ-1250型軸流風機,當隧道掘進一般超過500m時,通風量會因風管阻力等而減小,影響通風效果,因此,在掘進到距洞口約800m的位置時,安裝1臺同型號的風機進行串聯式接力通風,如圖1-15所示。圖115 隧道通風設計示意圖2.10。5 施工排水根據設計,隧道施工為順坡排水,順坡排水采用挖邊溝自流排出的方式.排至洞口后,在隧道口修建污水沉淀池,隧道施工廢水經沉淀、凈化處理達標后,排至指定區域內或再次利用。隧道洞內風、水、電路及通風
43、與排水布置見圖1-16所示。圖1-16 洞內管線布置圖2。11 監控量測與地質超前預報為科學指導施工,及時獲得圍巖動態和支護狀態的信息數據,預報險情,修正和確定合理、經濟的初期支護參數和二襯施作時間,優化施工組織設計,因此,必須認真做好地質超前預報與監控量測工作。2.11。1 監控量測 監控量測的項目圍巖監控量測的項目及量測方法見表1-5。表1-5 隧道現場監控量測項目及量測方法表要求項目名稱方 法 及 工 具布 置量 測 間 隔 時 間d15d16d1個月13個月大于3個月必測項目地質和支護狀況觀察巖性、結構面產狀及支護裂縫觀察或描述,地質羅盤等隧道全長度,開挖后及初期支護后進行每 次 爆
44、破 后 進 行地質超前預報地震法,TSP地質超前預報儀,超前探孔,地質雷達等地質雷達間隔1020m,地質超前預報儀間隔50100m一個斷面,超前探孔,三者互相結合,相互應證周邊位移各種類型收斂計每1050m一個斷面,每斷面23對測點12次/d1次/2d12次 /周13次/月拱頂下沉水平儀、水準尺、鋼尺或測桿第1050m一個斷面12次/d1次/2d12次 /周13次/月選測項目地表下沉水平儀、水準尺每550m一個斷面,每個斷面至少7個測點,每隧道至少2個斷面。中線520m一個點開挖面距量測斷面前后2B時,12次/d.開挖面距量測斷面前后5B時,1次/2d。開挖面距量測斷面前后5B時,1次/周。錨
45、桿或錨索內力及抗拔力各類電測錨桿、錨桿測力計及拉拔器每10m一個斷面,每個斷面至少做三根錨桿鋼支撐內力及外力支柱壓力計或其他測力計每10榀鋼拱支撐一對測力計12次/d 監控量測的流程監控量測的程序見圖1-17所示:圖1-17 監控量測程序圖 監控量測的方法必測項目與選測項目的測點聯合布置見圖1-18所示18 監測斷面測點聯合布置示意圖 地質及支護狀態觀察a、爆破后,對開挖工作面進行地質調查(通過地質羅盤觀察和語言描述),并繪出地質素描圖,調查內容有巖石節理裂隙發育程度及其方向、開挖工作面的穩定狀態、頂部有無坍塌現象、涌水情況 (涌水的位置、涌水量、水壓等)、 是否有底部隆起現象.b、對已支護地
46、段進行觀察,內容有:是否發生錨桿被拉斷或墊板脫離現象,噴射混凝土是否發生裂隙和剝離或剪切破壞,錨桿和噴射混凝土的施工質量是否符合設計要求。c、對圍巖破壞形態的觀察和分析:危險性不大、不會發生急劇破壞和應當引起注意的破壞、危險征兆,分別據實際情況制定出相應的加固措施. 拱頂下沉和周邊位移量測a、拱頂下沉和周邊位移量測布置在同一斷面進行,其量測間距按照設計圖紙的要求設置。b、拱頂下沉采用精密水平儀與水準尺進行,周邊位移量測采用周邊收斂計進行,周邊位移量測根據圍巖變形量確定量測精度。c、及時準確地記錄量測數據,并記入量測記錄格式表,對數據進行溫度修正和處理,最終得到總的收斂值。d、繪制位移和時間關系
47、曲線圖、位移和距開挖面距離的關系曲線圖,并報監理審查。 地表下沉量測地表下沉采用精密水平儀和銦鋼尺進行,測點和拱頂下沉布置在同一斷面上,對于石質較差和特殊淺埋段應加強此項量測工作,并及時反饋信息,以便正確指導施工和調整施工方法,確保安全施工。收集整理數據,繪制位移時間關系曲線、位移和距開挖面距離的關系曲線。 圍巖內部位移和錨桿軸力量測圍巖內部位移量測采用位移計,錨桿軸力量測采用錨桿拉力計,其測點布置和量測頻率以設計圖紙為準.量測過程中隨時注意分析量測結果,對位移突然增大或軸力突變的情況及時進行回歸分析,并向主管工程師報告,制定對策。數據的記錄要準確完整,并據此繪制位移和時間關系曲線,同時段位移
48、和測點深度的關系曲線、同時間錨桿軸力和深度的關系曲線、同測點的軸力和時間關系曲線. 圍巖鋼支撐內力及外力量測圍巖壓力采用GYT145系列壓力盒進行,壓力盒埋設于初期支護和二襯之間,測點布置和量測頻率以設計圖紙為準,并繪制圍巖壓力和應力與時間的關系曲線圖、圍巖壓力和應力距開挖面的關系曲線圖。鋼支撐內力及外力量測采用支柱壓力計進行,每10榀鋼支撐安設一對測力計。測力計的放置部位應能較好地反映出鋼支撐的應力變化,一般放置在拱頂,拱腳,邊墻與仰拱連接處(墻腳)。其量測頻率以設計圖紙為準,并繪制支撐應力和時間關系曲線圖、支撐應力和距開挖面距離關系圖. 數據處理、分析與應用 根據所繪制的各曲線的變化情況與
49、趨勢,判定圍巖的穩定性,及時預報險情,確定施工時應采取的措施,提供修改設計參數依據。 當噴射混凝土出現大量的明顯裂縫或初期支護表面的實測收斂值已達到或超過設計圖紙規定值的70%,且收斂速度無明顯下降時,量測人員應及時根據實測值找出回歸方程,繪制回歸曲線,由回歸方程推算最終位移值,并與設計圖紙規定的凈空允許相對位移值進行對比。若最終位移值接近或超過設計規定的凈空允許相對位移值時,應立即報告監理工程師,采取補強初期支護措施,并修改初期支護的設計參數,以便正確指導施工。 當實測的凈空收斂值的速度明顯下降,收斂值已達總收斂值的8090%,且水平收斂速度小于0。15mm/d,或拱頂位移速度小于0。1mm
50、/d時,可判別圍巖已基本穩定,可以施作二次襯砌。 判別圍巖穩定性時,應綜合考慮實測位移、位移變化速率、位移和時間關系曲線等因素,給施工生產提供可靠的技術指導。 對量測數據進行整理分析,找出不同圍巖類別、不同量測項目的回歸方程,繪出回歸曲線,并根據回歸方程推算最終值,與設計圖紙對比,反饋給監理工程師,作為修改初期支護參數和新工程的設計資料及依據.2。11.2 地質超前預報地質超前預報是測定圍巖變化的重要手段之一,在隧道施工中特別是在不良地質段尤為重要.本隧道施工中采用TSP203型超前預報儀、超前探孔和觀察掌子面地質情況的方法綜合進行地質超前預報,為施提供可靠的技術參數. 依照設計圖紙的要求,定
51、期對隧道開挖面前方的工程地質,水文地質和圍巖類別進行準確的超前預報工作,依據預測結果,制定切實可行的施工方法和施工注意事項。 分析對比開挖后的實際情況和預測結果,不斷總結,逐步提高前方地質預報的準確性.2.12 排水溝、電纜溝施工 測量放線,標出排水溝、電纜溝的位置與標高。 靠墻側的溝壁應與邊墻聯結牢固,可采用在襯砌墻拱時預埋連接鋼筋. 電纜溝采用人工立模、澆筑混凝土,插入式搗固棒搗固。 電纜溝、排水溝蓋板采用集中預制,待路面混凝土施工完畢后,蓋好蓋板。2。13 洞內路面施工洞內路面設計為水泥混凝土路面,路面施工待隧道開挖、襯砌完成后,分塊由內向外逐段鋪筑。混凝土采用集中拌和,自卸汽車運輸,振
52、動梁滑模機械攤鋪,人工配合,振動梁振搗與真空吸水工藝施工。施工工藝:施工放樣清理底板集中拌和混凝土混凝土輸送車運送人工配合機械攤鋪刮平、振搗、真空吸水、抹光養護刻紋切縫填縫。 材料:路面用水泥、碎石、砂、外摻劑、填縫板、填縫料和水質均應進行檢驗,并報監理工程師認可后方能使用。玉扳手網 水泥路面開工前作配合比試驗,經試驗合格且經監理工程師審批同意,并作混凝土試塊試壓合格后方可采用。 混凝土在拌合站集中拌合,因路面混凝土混合料水灰比較小,混凝土輸送車無法卸料,故采用自卸翻斗車運輸至工作面,運輸距離較長時需加蓋塑料薄膜,以防水分流失. 攤鋪前清除填雜物,并用高壓水沖洗基層表面,確保接合部的施工質量.
53、按照設計圖紙的要求預分塊,加工制作拉桿和傳力桿鋼筋、角偶補強鋼筋以及脹縫邊緣鋼筋,并立端模加固。 混合料運至工作面后由人工配合機械進行攤鋪,攤鋪時應緩慢、均勻地進行,保證連續操作。先采用插入式搗固棒搗固,再用振動梁進行均勻搗固,真空吸水,壓光。在壓光、抹面過程中嚴禁灑水、灑干水泥.攤鋪時由技術人員負責檢查模板下沉、變形和松動情況,并及時準確安放拉桿、傳力桿和角偶補強鋼筋、脹縫邊緣鋼筋.路面混凝土澆注12h后進行灑水養護,以防因水化熱引起龜裂。 當路面混凝土強度達到510Mpa時,用切割機切割防滑縫,間距按要求設置。切割時導尺應準確固定. 橫縫切割完后,隨即用刻紋機在混凝土表面刻防滑槽,保證路面的抗滑要求。 路面混凝土強度未達到100%時,禁止任何車輛及行人通行。