团山子隧道专项施工方案

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团山子隧道专项施工方案

由于该座隧道具有浅埋,处于S型曲线段,有膨胀土段及地面建筑物较多等特点,所以隧道施工根据地形、工程地质、水文地质情况,着重考虑边仰坡稳定,尽量减少对边仰坡的开挖,遵循“强封闭、通排水、勤观测、缓边坡”的方针,确保安全稳妥的施工,对洞身易坍塌段认真做好超前支护工作,实施“短进尺、强支护、早封闭、早成环”方针,在必要时根据监控量测信息及时施工全断面模筑衬砌,以确保安全。

隧道进出口、斜井三个作业面同时施工,采用无轨运输。

在隧道进、出口及斜井附近设弃碴场,面积各50亩,施工前做好水土保持防护及排水设施,施工后绿化恢复植被。

主要工作量:III级围岩开挖量11907立方米,IV级围岩151062立方米DLT1504-2016 弧光保护装置通用技术条件,V级围岩229514立方米。喷混凝土49971立方米,钢筋网片262.7吨,中空锚杆183139米,砂浆锚杆145698米,钢架3962吨,超前锚杆92846米,超前小导管497吨。拱墙衬砌35020立方米;仰拱19939立方米;仰拱填充25687立方米。

团山子隧道共设置三个施工队,考虑总体工期安排,在入口、出口处设隧道施工一队、三队,同时在DK11+730处设斜井,由隧道施工二队负责施工,三个作业队分别于三个作业面同时掘进。隧道一队首先完成入口处124米明洞施工,施工中重点是在保证沈四高速公路封闭开挖过程中的高速公路行车安全的前提下,尽快穿越高速公路。然后进入膨胀土地段,该段是本工程安全、质量、工期控制的重点。隧道一队于DK10+340处进入沈阎公路区域内,该段隧道下穿长度60米,隧道埋深6.5米,该段处于浅埋段,如何加强超前支护,控制路面沉降是该段施工控制的重点。隧道施工二队首先完成斜井明挖施工,在斜井施工中尽量早进洞。完成斜井段施工进入主洞后,隧道二队分别设两个施工作业队分别向大、小里程两个方向开挖施工。隧道三队首先完成洞门施工,该段出口处由于浅埋段,埋深约3.5米,该段控制重点是长管棚施工质量、安全控制。

本工程设隧道施工队三个,隧道一队负责团子山隧道DK9+776—DK10+590段隧道施工;隧道二队负责DK10+590—DK11+760段主洞及斜井施工;隧道三队负责DK11+760—DK13+040段施工。

隧道一队(入口段):管理人员:7人、技术组:8人、开挖(钻爆)班:40人、出碴班15人、立架(钢拱架)班:16人、喷护班:20人、衬砌组:45人、空压机组:2人、电工:3人、电焊、钢筋工:16人、抽水工:4人,合计173人。

隧道二队(斜井段):人员配备:管理人员:16人、司机:15人、钻爆班:42人、立架班:16人、喷护班:20人、测量:4人、内业资料:2人、空压机:2人、电工:3人、电焊、钢筋工:16人、抽水:5人、普工:8人 、衬砌班:40人,合计189人。

隧道三队(出口段):人员配备:管理人员:7人、技术组:8人、开挖(钻爆)班:40人、出碴班15人、立架(钢拱架)班:16人、喷护班:20人、衬砌组:45人、空压机组:2人、电工:3人、电焊、钢筋工:16人。合计169人。

隧道施工一队:挖掘机1台、装载机1台、出碴运输车5台、空压机4台、钻爆台车1台、凿岩机30台、喷射机3台、注浆机2台、通风机1台、搅拌机2台、砼运输车3台、输送泵1台、衬砌台车1台、电焊机6台、抽水机10台,合计71台套。

隧道施工二队:挖掘机1台、装载机1台、出碴运输车5台、空压机4台、钻爆台车2台、凿岩机40台、喷射机5台、通风机2台、搅拌机3台、电子计量仪1台、砼运输车2台、输送泵1台、主洞衬砌台车1台、斜井衬砌台车1台,送喷料车1台、电焊机6台、抽水机 6台,合计81台套。

隧道施工三队:挖掘机1台、装载机1台、出碴运输车5台、空压机4台、钻爆台车1台、凿岩机30台、喷射机3台、注浆机2台、通风机1台、搅拌机2台、砼运输车3台、输送泵1台、衬砌台车1台、电焊机6台。合计61台套。

总体有效工期613天。

一、进口段:DK9+776—DK10+590:该段隧道完工需要607天。

Ⅴ级围岩共814米,其中有124米按明洞施工,工期112天。

Ⅴ级围岩暗洞开挖:其中膨胀土地段440米,月进尺计划40米,需330天。除膨胀土剩余250米,月进尺计划60米,需100天。

仰拱、衬砌施工中应紧跟下台阶,工作面控制在距离下台阶50米内,衬砌在开挖完成后,35天内完成。

附属工程:在衬砌结束后30天完成(包括水沟,电缆槽,隧道填充及盖板铺设)。

二、斜井段:DK10+590—DK11+760,主体有效工期541天,斜井有效工期72天,该段隧道完工613天。

斜井洞门及边仰坡施工:7天

斜井洞身开挖:178米,日均进尺3.5米,需50天。

斜井洞身衬砌施工共需要72天。

主洞施工:有效工期541天

Ⅴ级围岩共计700米,月进尺60米,需要330天。

Ⅳ级围岩共计420米,月进尺80米,需要140天。

Ⅲ级围岩共计50米, 月进尺110米,需要11天。

仰拱、衬砌施工中应紧跟下台阶,工作面控制在距离下台阶50米内,衬砌在开挖结束后30天完成。

附属工程:在衬砌结束后30天完成(包括水沟,电缆槽,隧道填充及盖板铺设)。

三、出口段:DK11+760—DK13+040,该段隧道完工需要608天。

洞门边仰坡施工:7天。

长管棚施工:共计40米,需30天,日钻2根(包括施工准备)

Ⅴ级围岩共计410米,月进尺60米,需要201天。

Ⅳ级围岩共计810米,月进尺80米,需要304天。

Ⅲ级围岩共计60米, 月进尺110米,需要16天。

仰拱、衬砌施工中应紧跟下台阶,工作面控制在距离下台阶30米内,衬砌在开挖结束后20天完成。

附属工程:在衬砌结束后30天完成(包括水沟,电缆槽,隧道填充及盖板铺设)。

开挖各施工工序所需时间的确定

开挖各施工工序所需时间控制:

IV级围岩(采用三台阶法施工,循环进尺):

部眼、打眼:2.2小时;

排、通风、排险:1小时;(前300米不设计排、通风)

测量、放样及轮廓线检查(超、欠挖):0.5小时;

支护(锚杆、工字钢):4.2小时;

支护检查:0.2小时;

合计:15.3小时。平均日完成开挖1.6个循环,每个循环进尺1.6米,月进尺80米)。

III级围岩(采用两台阶法施工,循环进尺):

眼、打眼:2.0小时;

排、通风、排险:1.0小时;(前300米不设计排、通风)

测量、放样及轮廓线检查(超、欠挖):0.5小时;

支护(锚杆、挂网、):3小时;

支护检查:0.5小时;

合计:15.1小时,平均日完成1.5个循环,每个循环进尺2.5米,月进尺110米。

V级围岩膨胀土地段(采用双侧壁导坑法,循环进尺1.0米,采用人工风镐开挖洞身周边,机械开挖中间部分):

测量、放样及轮廓线检查(超、欠挖):0.5小时;

支护(锚杆、工字钢):5.5小时;

支护检查:0.5小时;

合计:18小时。平均日完成1.33个循环。每循环进尺1米,月进尺40米。

以上工序时间控制,要求各工序间衔接必须紧密,各横向、纵向交叉施工安排合理。

本隧道依据“少扰动,早支护,勤量测,紧封闭”的原则组织施工作业;采用进口、出口、斜井三个作业面同时平行作业;根据围岩级别分采用人工开挖、人工机械结合开挖及钻爆法施工;装载机配合自卸汽车无轨运输方式出碴;采用压入式通风;初期支护采用湿喷方式;衬砌采用混凝土集中自动计量搅拌,搅拌输送车运输,输送泵配合液压整体钢模台车。仰拱施工采用超前搭栈桥10m,分段全幅一次性灌注;防水板采用移动台车,超前铺设,施工中做好地质超前预报及监控量测。斜井采用台阶法开挖,自卸汽车出碴。初期支护采用喷射混凝土、锚杆、网片、钢拱架联合支护,衬砌采用混凝土集中自动计量搅拌,搅拌输送车运输,输送泵配合简易模板台车。

4.1洞身开挖施工方法及技术措施

隧道明挖段采用挖掘机分段分层开挖,自卸汽车运土;进口端为Ⅴ级围岩,且处于膨胀土地段,下穿沈四高速公路,该段采用明挖现浇施工,长度124米。施工时首先完成47米明洞及洞门施工,完成明洞及洞门后,在其上修筑沈四高速公路北环方向施工便道,便道宽16米,最小半径150米,修筑便道后封闭沈四高速公路北环方向匝道,明挖现浇该段隧道施工,该段长度明挖现浇段30米,待该段强度达到设计强度70%时,回填恢复高速公路路面。然后修筑沈四高速公路主线施工便道,便道宽16米,最小半径150米,便道修筑完成后明挖现浇该段隧道主体,长度20米。隧道主体强度达到设计强度70%时,回填路基恢复高速公路路面。最后修筑沈四高速公路东环方向匝道施工便道,便道宽14.6米,最小半径150米。便道修筑完成后明挖现浇该段隧道主体,长27米。待隧道主体强度达到设计强度70%时,回填路基恢复高速公路路面。

暗挖段Ⅴ级围岩膨胀土地段采用双侧壁导坑法开挖,超前导管辅助施工。隧道周边采用风镐或人工开挖,中间部分采用人工配合机械分台阶开挖。侧壁导坑形状应近似于椭圆形,导坑断面宽度为整个隧道断面的1/3即4.5米,每一开挖循环进尺控制在1.0m,导坑开挖后要及时进行初期支护及临时支护,设置锁脚锚杆,尽早封闭成环,并做好监控量测,在初期支护稳定后拆除临时支护,一次拆除长度控10米。具体施工顺序为:左、右侧壁导洞~闭合拱部~中间间隔带~闭合仰拱。施工过程中,两侧侧壁导坑开挖超前中部控制在10米。双侧壁导坑开挖出碴运输采用小型机械配合人工转运、自卸汽车运输至弃碴场。

Ⅴ级围岩(除膨胀土段)及Ⅳ级围岩段采用三台阶法开挖,超前导管、锚杆辅助施工。隧道周边采用人工手持风镐开挖,中间部分视围岩情况采用机械或钻爆法施工,每一开挖循环进尺控制在Ⅴ级围岩1.0米,Ⅳ级围岩1.6米,台阶长控制在Ⅴ级围岩5米,Ⅳ级围岩10米,上台阶断面高度控制在2.5米,施工过程中每部台阶开挖成型后立即进行初期支护及临时仰拱,下部台阶施工在上部台阶喷射混凝土强度达到设计强度的70%时进行分左右两部分错开开挖,错开长度控制在5米。并做好监控量测工作。

1、超前小导管规格:热扎无缝钢花管,长3.5m,外径42mm,壁厚3.5mm;小导管环向间距40cm;倾角:外插角以4°。为宜,可根据实际情况作适当调整,但外插角≯10。。注浆材料:水泥浆液。注浆参数如下:水泥浆水灰比1:1(重量比)或根据现场确定。注浆压力:0.5Mpa。

小导管采用Φ42无缝热扎钢管制成,在前部钻注浆孔,孔径8mm,孔间距15cm,呈梅花形布置,前端加工成锥型,尾部长度不小于30cm,作为不钻孔的止浆段。

小导管安设采用钻孔法,先按设计要求钻孔,钻孔直径比钢管直径大5mm,然后将小导管穿过钢架,用锤击或钻孔机顶入,顶入长度不小于钢管长度的90%,并用高压风将钢管内的砂石吹出;

小导管安设后,用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙,必要时在小导管附近及工作面喷射砼,以防止工作面坍塌;

隧道的开挖长度小于小导管的长度,预留的部分作为下一次循环的止浆墙;

注浆前进行压水试验,检查机械设备是否正常,管路连接是否正确,为加快注浆速度和发挥设备效率,采用群管注浆(每次3根);注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压时结束注浆;注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化,分析注浆情况,防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录,以分析注浆效果。

2、钻炮眼:钻孔前在开挖断面上标出炮眼位置;精确测出开挖轮廓线,并用红油漆画出,保证炮眼位置按轮廓线钻进。炮眼的深度、角度、间距按钻爆设计要求确定。当开挖面凹凸较大时,按实际情况调整炮眼深度,并相应调整装药量,力求除掏槽眼外的所有炮眼眼底在同一垂面上。钻眼完成后,按炮眼布置图进行检查并做好记录,有不符合要求的炮眼重钻,经检查合格后才能装药爆破。

3、装药:装药前将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净;已装药的炮眼及时用炮泥堵塞密封;周边眼的堵塞长度不小于20cm。

4、通风洒水:爆破后进行通风排烟15分钟以后施工人员方可入洞。

5、清危排险:炮烟排净后,施工人员进洞找顶、排险,找顶由有经验的施工人员进行,将拱顶及边墙的危石清理掉,排除危险。

6、双侧壁导坑开挖出碴运输采用小型机械配合人工转运、自卸汽车运输至弃碴场;短台阶开挖上半断面,采用长臂挖掘机翻碴至下半断面,下断面配装载机装碴,自卸汽车运输至弃碴场

4.2喷锚支护施工方法及技术措施

根据团山子隧道所处的围岩特点,隧道支护采用喷混凝土、锚杆、钢筋网和钢架相结合的支护形式。

(1)喷射混凝土:本隧道III级围岩喷射混凝土厚度10cm,IV级围岩喷射混凝土厚度25cm,V级围岩喷射混凝土厚度25cm。

喷射混凝土前要做好准备工作:施工前清除松动岩块和拱、墙角处的杂物,检查断面净空尺寸,然后用水冲洗围岩,做好控制混凝土厚度的标志,为喷射混凝土准备。同时检查机具设备和水、风、电等管线路

施工中按设计配合比拌好喷射料,初喷一层砼。喷射作业要分段、分片由下而上顺序进行。每段喷射长度不超过6m。一次喷射厚度根据设计厚度和喷射部位确定,初喷厚度不小于4cm。喷射作业时后一层喷射在前一层砼终凝后进行,若终凝后间隔一小时以上,且初喷表面已蒙上粉尘时,受喷面应用高压气体、水清洗干净。岩面有较大凹洼时,要结合初喷予以找平。

混凝土喷射质量保证措施:

喷射混凝土选用密封性能好,输料连续、均匀的喷射机具;合理配料,保证混凝土的和易性和早强强度;分段分片自下而上顺序喷射,喷嘴与岩面保持垂直,距离受喷面1.0米;喷射压力控制在0.2Mpa,混凝土终凝2小时后,进行湿润养护,养护时间不少于14天;喷射混凝土表面平整,无空鼓、裂缝、松酥。

(2)锚杆:根据团山子隧道的地质条件及使用要求,在锚杆的选择上III级围岩拱部采用中空锚杆,边墙采用普通砂浆锚杆; IV级围岩拱部采用中空锚杆,边墙采用普通砂浆锚杆; V级围岩膨胀土地段拱墙采用普通砂浆锚杆,其余段拱部采用中空锚杆,边墙采用砂浆锚杆。锚杆钻孔采用人工手持风钻钻孔,钻孔方向要与岩面主要结构面垂直,钻孔圆而直并大于杆体直径15mm,锚杆孔深允许偏差±50mm,插入锚杆孔时位置要保持居中。水泥砂浆杆体,灌浆前清孔:钻孔内若残存有积水、岩粉、碎悄或其它杂物,会影响灌浆质量和妨碍锚杆杆体插入,也影响锚杆锚固效果。因此,锚杆安装前,必须采用高压风、水清除孔内积水和岩粉、碎悄等杂物。在孔内灌注砂浆强度达到设计要求时,现场施作锚杆抗拉力试验。

砂浆要拌合均匀,随拌随用,一次拌和的砂浆要在初凝前用完。灌浆作业要遵守如下规定:注浆开始或中途暂停超过30min时,要用水润滑灌浆及其管路;注浆孔口压力不大于0.4MPa;注浆管要插至距孔底5cm处,随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出,随即将杆体插入,锚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,要将杆体拔出重新注浆。锚杆需与钢架焊接成一体,

(3)钢架:钢架要按设计间距架设,V级围岩0.8米,IV级围岩1.0米,钢架在初喷混凝土后及时进行架设,每节钢架间用以螺栓连接,连接板应密贴,缝隙不超过2mm。架立位置准确,安装后利用锁脚锚杆定位。两排钢架之间必须用直径22的纵向钢筋联接牢固,环向间距1米,拱脚必须放在牢固的基础上。钢架垂直于隧道中线,上下、左右允许偏差±5cm,钢架倾斜度不大于2°。

钢架与喷混凝土形成一体,钢架与围岩间的空隙必须用喷混凝土充填密实。钢架应全部被喷射混凝土覆盖,保护层厚度为40mm。

(4)钢筋网:本隧道钢筋网采用φ6mm和φ8mm的Ⅰ级钢筋,钢筋网间距根据围岩情况决定,V、IV级间距为20*20cm,III级间距为25*25cm,钢筋保护层的厚度为30mm。在铺设钢筋网时先要喷射一层混凝土后再铺挂,与钢架、锚杆焊接成一体,保证与喷射的混凝土成为一整体。

喷射混凝土厚度要满足设计要求。在喷锚结束后进行围岩量测,反馈参数,作为调整支护参数的依据。

4.3防水施工方法及技术措施

本隧道主体结构外侧均设全封闭式防水层,防水层采用1.5mm厚ECB复合防水板。拱墙环向施工缝处设置中埋式止水带及排水管,排水管采用直径50mm波纹管。仰拱环向施工缝设置中埋式止水带。拱墙、仰拱为钢筋混凝土结构时中埋式止水带采用遇水膨胀橡胶止水带,为素混凝土时采用钢板腻子止水带。变形缝处设置中埋式遇水膨胀橡胶止水带,拱墙变形缝处衬砌内缘设置钢板接水盒,内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵,其余空隙采用填缝料。为减少仰拱变形缝两侧沉降,仰拱部位二次衬砌内设双层抗剪钢筋,钢筋环向间距50cm。洞内两侧采用双层盖板保温水沟排水,与出口端洞外保温暗沟连接。洞门顶部设置截水天沟,进口洞外设反向排水沟,沟底坡度不小于2‰,并且在洞口前方修一道盲沟,以拦截路面水,盲沟尺寸为40*30cm(宽*深)

复合防水板防水层是在隧道初期支护与二次衬砌结构之间的全封闭的柔性防水层,防水板间采用热焊机焊接成一体。铺设防水板前首先要对基面进行检查,基面外露的锚杆头,钢筋头、突出尖石等尖硬物要铲除,凹凸不平处进行补喷及抹平;局部渗水处要先进行引、排、堵等方式处理。

施工顺序:安透水管——安设防水板——固定止水带。

透水管采用铁丝网和塑料布包裹,然后用固定钉固定于岩面或砼表面上。施工中透水管接头连接牢固,不得出现松动。

衬砌浇注前将止水带在施工缝处安装就位,并固定好,施工时注意防止位置移动。安装时检查止水带是否有孔眼和破裂,发现及时修补。

防水板的安装:防水板首先在洞外宽敞平整的场地上进行拼接,相邻防水板搭接宽为10cm,搭接处用自动热焊机进行焊接, 焊缝采用双焊缝,缝宽不小于2cm,若有漏焊、假焊时应补焊,当有烤焦、焊穿时应采用塑料或橡胶片焊贴覆盖。防水板铺设时先用红油漆标出隧道拱顶中心线,在拱顶中心线上沿隧道纵向布设吊挂铁线,然后从拱顶向两边边墙布设铁线,间距0.9m(小于吊绳间距10cm),且平行于隧道中线,铁线两端布设长度大于防水板铺设长度1m。隧道轮廓凸凹不平时,适当加密,以保证铁线与初期支护密贴。

防水板焊缝质量检测:采用对焊缝进行充气检查,如有漏气应及时进行补焊。

防水板的保护:铺设防水板地段距开挖面不应小于爆破安全距离。在衬砌钢筋焊接时在其周围用石棉水泥板进行遮挡,以免溅出火花烧坏防水层。及时灌注砼进行保护,二次衬砌时,在正对砼输送管口的防水板处设置保护层,避免损坏防水板。振捣人员经严格培训,杜绝振捣棒点触防水板现象,以免造成破坏。

4.4衬砌施工方法及技术措施

本隧道采用复合式衬砌,衬砌厚度V级围岩拱墙及仰拱均为50cm,IV级围岩拱墙及仰拱均为45cm,III级围岩拱墙为35cm,仰拱为45cm。V级围岩混凝土采用钢筋混凝土,其余围岩均采用素混凝土,混凝土均为防水混凝土,抗渗等级不小于P8。

施工中,每个作业面各采用1台10m液压整体钢模台车、一台混凝土输送泵输送混凝土,2台混凝土输送车、一座自动计量的强制式混凝土拌和站组织模筑衬砌施工。

隧道衬砌紧跟开挖,并保证隧底(含仰拱)超前的施工。衬砌的施工顺序是:仰拱→仰拱填充或铺底→边墙基础→拱墙衬砌。仰拱及充填采用分段整幅全宽一次浇筑完成。

二次衬砌施工前用经纬仪、水平仪精确测定出衬砌地段的中线和高程,用以控制衬砌台车的调整,保证尺寸符合设计要求。拱墙衬砌采用输送泵配合10m模板台车衬砌,混凝土浇筑过程中严格要求按照规范进行振捣,并在拱顶处留注浆孔,以防衬砌背后有空隙,注浆使内密实。

衬砌混凝土集中采用自动计量搅拌机拌制,搅拌输送车运输,混凝土泵送入模的机械化流水作业线,所用各项材料按施工配比投料计量。混凝土的运输、浇筑及间歇的全部时间不能超过混凝土的初凝时间。同一施工段的混凝土要连续浇筑,并在底层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完毕。

衬砌混凝土灌注前应安设透水管、防水板、止水带等防水设施。

钢筋绑扎、预埋件固定及预留其它孔洞、构件等。

衬砌台车定位、固定:首先按隧道设计中线方向放出台车走行钢轨的位置,台车走行到位,然后按中心桩对台车位置进行精确定位调整,使台车中心与隧道中线重合,最后将台车调至设计高度固定。

安设挡头板, 挡头板安设牢固,并封堵严密,防止漏浆。必要时,可用钢筋与岩面固定。

砼灌注采用泵送砼,坍落度为9~11cm。砼分层灌筑,每层灌筑的高度、次序、方向等应根据搅拌能力、运输距离、灌筑速度、洞内气温和振捣等因素确定。灌筑对称进行,每次灌筑高度控制在1.5m。

对砼振捣采用插入式振捣器并用附着式振捣器配合,每一振点的捣固延续时间控制在10s,使混凝土表面呈现浮浆和不再沉落。并分层进行灌注,边灌注边振捣。振捣时,不得碰撞钢筋、模板、预埋件等。振动棒插入下层混凝土内的深度不小于50mm。

浇注混凝土过程中及时制作砼试件,分标养和同条件养护,当二次衬砌承受压力较大的拱墙,封顶和封口砼强度达到100%时,可以拆模进行下一循环;当二次衬砌承受压力较小的拱墙,封顶和封口砼强度达到70%时,可以拆模进行下一循环。对于混凝土在脱模之后出现的一些外观缺陷,必须及时进行修饰,确保整体色泽一致,衬砌轮廓线条直顺,曲面光滑;在衬砌混凝土强度后采用地质雷达检测检查衬砌质量,对衬砌背后的不密实及时采取注浆回填,杜绝质量隐患。

混凝土灌注后根据气候条件,12h内即进行养护,养护时间应满足混凝土强度要求,当气温过低时不得进行洒水养护。

对二次衬砌完成的地段,与设计单位密切配合,继续观察和监测隧道的稳定状态,注意二次衬砌的变形,开裂,侵入净空等现象,并作出长期稳定性评价。

4.5长管棚施工方法及技术措施

4.5.1钻孔施工方法及技术措施

首先,在开挖轮廓线以外施作混凝土套拱作为长管棚导向墙,套拱内设置2榀钢拱架。浇注前,应在套拱内按设计仰角安设孔口管起导向、固定作用。孔口管的直径108mm。导向管由定位筋焊接固定在钢拱架上。

钻机就位处的土层进行夯实、平整,确保在钻进过程中钻机稳定牢固,钻机不发生倾斜或滑动。钻机的底坐用水平尺或水准仪将其调平。钻臂的仰角与设计仰角相同。

a、施钻时,钻机大臂必须顶紧在掌子面上,以防止过大颤动,提高施钻精度。

b、钻机开孔时钻速宜低,钻深20cm后转入正常钻速。

c、第一节钻杆钻入岩层尾部剩余30cm时钻进停止,用两把管钳人工卡紧钻杆(注意不得卡丝扣),钻机低速反转,脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位,人工装入第二根钻杆,并在钻杆前端安装好联接套,钻机低速送至第一根钻杆尾部,方向对准后联接成一体。每次接长钻杆,均可按上述方法进行联接。

d、换钻杆时,要注意检查钻杆是否弯曲,有无损伤,中心水孔是否畅通等,不符合要求的应更换以确保正常作业。

e、由于软弱围岩的厚度,无法准确的判定,有时达到了设计深度,但岩质仍较差。因此,在钻进过程中应注意对石粉的收集分析,根据钻进深度对石粉取样,作好记录。如达到设计深度后,石粉的材质无变化,则表明,岩质依然较差,另外,钻进的单位时间的进尺量应逐渐减少,是围岩趋于坚硬的一种反映,反之,则说明围岩的强度仍较低,此时,应停止施工,请设计单位来重新计算长管棚的深度。

钢管棚施工按设计位置施工,施工中注意运用测斜仪进行钻孔偏斜度量测,严格控制管棚打设方向,并作好每个钻孔的地质记录。

4.5.2顶管施工方法及技术措施

顶管前,应根据管棚长度,对钢管进行下料,保证钢管接入后接头不在同一断面上。为接管施工方便,应搭设施工台架。

根据设计的要求,管内填充水泥浆液应在探入围岩内部的钢管周围钻成梅花式的小

孔,浆液以一定的压力压入管内,并沿梅花孔溢出,渗入破碎岩隙中,这样在浆液凝结硬化后,将钢管周围的岩层与钢管固结成整体,使开挖面上方形成了具有一定强度的薄壳结构。

钢管顶入时,一般采用人工,也可借助于挖掘机、手动液压千斤顶、凿岩机、液压钻的冲击力等机具辅助进行顶入施工。采用机具顶入时,缓慢,稳妥,并随时掌握好方向,防止硬顶,将管顶弯,至使施工中断。

采用焊接连管时,将第二根管固定在施工台架上,并保证两根管中心在同一直线上,接口处严密,并检查钢管仰角与设计是否相同。见图一

接管完毕后,外露钢管口应用钢板焊接封堵。钢板中间焊接注浆用的八分管,并安装球形止水阀门或其它形式的阀门。

4.5.3注浆施工方法及技术措施

施工中实际注浆量大于理论计算的注浆量。孔口管与钢管端部应用较粘的素水泥浆封堵严密,待其凝结硬化后方可开始注浆。注浆时徐徐加压,达到压力后,表示已注满,注满后,浆液有时会从封口处均匀溢出,有时也会从周围的岩隙裂缝处溢出。注浆完毕后,把注浆量与理论数值相比较,当注浆量小于理论数值时,说明管内未注满,此时应停止注浆查明原因后再进行压注。在压注的过程中,有时,刚刚压注,就有浆液不断溢出,这时可用锚固剂或干水泥浆出浆口堵住,然后再进行注浆。

应根据地质条件并结合现场实验来确定注浆参数,取得管棚注浆经验。最终压力为持压压力,持压时间为2min,压力一般控制在2.0Mpa,并按规定设置一个压力控制质。

浆液的拌制要均匀,具有良好的流动性和粘稠度,搅拌工作不能停止,一直至注浆完毕为止。

注浆前检查注浆机的运转状况,注浆管有无破损,注浆管与注浆机连接口处是否牢固、紧密,避免漏气现象发生,导致注浆压力达不到标准,影响注浆效果;施工中注浆设备应勤检查、勤观测;施工后要对注浆机及管线彻底用水冲洗干净,避免残留浆液凝固、堵塞。

4.6洞门施工方法及技术措施

4.7隧道涌水处理措施

本隧道地质条件复杂,存在全风化—弱风化围岩,围岩节理裂隙发育,岩体破碎,有第四系孔隙潜水及基岩裂隙水,基岩面形成聚水盆地,预测涌水量较大,可能出现涌水现象。

4.7.1施工中注意事项

(1)如断层地下水是由地表水补给时,应在地表设置截排系统引排。对断层承压水,应在每个掘进循环中,向隧洞前进方向钻凿3个超前钻孔,其深度宜在4米,以探明地下水的情况。

(2)随工作面的掘进挖好排水沟,准备足够的抽水设备,并安排适当的集水坑。

(3)通过断层带的各施工工序之间的距离应尽量缩短,并尽快全封闭衬砌,以减少围岩的暴露、松动和地压增大。

(4)在隧洞断层地段,对钻爆设计作特殊的交底。严格控制各炮眼特别是周边眼的数量、深度及装药量,原则上尽量减少爆破对围岩的扰动。

(5)在断层地带开挖后应立即进行初喷砼,并坚持“宁强勿弱”的原则,加强支护。

(6)紧跟开挖面进行现场监控量测,根据量测所反馈的信息及时调整初期支护的参数及掌握二次衬砌的最佳时间。

4.7.2隧洞涌水处理措施

4.7.2.1、渗水量不大时,采用堵排结合的方法,即加强拱墙衬砌结构,在拱部衬砌厚度外设透水软管与边墙盲沟接通,引水至隧洞两侧沟水;在拱墙衬砌工作缝设纵横向止水条。 4.7.2.2、为防止发生涌水等异常情况,对涌水现象较为严重地段拟采用注浆为基础的综合整治施工技术,即注浆固结法施工。

4.7.3注浆固结法施工方法

4.7.3.1施工准备

(1)通过地质超前钻孔资料,分析断层地质情况。

(2)钻孔注浆和隧洞衬砌结构设计。

(3)准备注浆材料,测定性能。

(4)安装并调试钻孔和注浆机械设备。

4.7.3.2止浆岩盘或止浆墙

在一般较完整的岩层顶面5m作为止浆岩盘。若基岩节理发育,围岩破碎时应设置5m的止浆墙,并将墙身嵌入围岩0.5m。

4.7.3.3钻孔施工

(1)埋设孔口管:开孔直径为Φ146mm,长度为2m,用CS(水泥、水玻璃)砂浆埋设Φ127mm孔口管,在管口安装Φ127mm球形闸阀,作为封闭钻孔中可能会出现的涌水。

(2)钻孔钻进时,观察分析回水岩芯或弃碴状态,用以判断注浆质量和调整注浆参数。

4.7.4.1成孔后注水数分钟(注水量由小到大),测定吸水量,并清洗岩层裂隙。

4.7.4.2投放连通试验材料,加水压注,作为连通试验。

根据钻孔的地质情况,可采用全孔一次注浆和前进式、后退式分段注浆方法。在施工过程中,若遇断层发育可能发生涌水时,采用前进式分段钻注浆,逐步向前推进封墙。

(1)钻孔及注浆原则:钻孔及注浆原则为先外后内、先疏后密、外密内疏、反复钻注、开孔诱导。

(3)注浆完成:按要求达到规定的注浆压力值,并应稳压达30分钟。

(4)开挖与衬砌:当注浆段注浆完成8小时后,可以进行隧洞开挖。

4.7.6.1质量控制 1)检查孔应进行取样检查。检测固结体抗压强度,浆脉渗透状况和固结质量。 2)检查孔注水试验,即注浆前后注水量比较。 3)测定注浆渗透状态和固结状态。 4)在实施注浆过程中的异常情况进行分析和制定处理措施。 4.7.6.2安全生产 1)注浆作业人员需配备劳动保护用品,如口罩、眼镜、橡胶手套和长手套。 2)若眼睛、脸部或皮肤接触浆液时,应立即用清水或生理盐水彻底冲洗,严重时送医院治疗。 3)机电设备应设安全防护罩和漏电保护器。 4)抽换钻杆时,注意被高压泥水冲出孔口伤人。 5)钻孔中若发生涌水,应集中全力采取措施,及时注浆封堵。、 6)加强统一指挥,相互协调,确保安全生产。

Ⅴ级围岩采用双侧壁导坑法开挖,Ⅳ级围岩段采用三台阶法开挖,Ⅲ级围岩段采用两台阶法开挖。

4.7.1Ⅴ级围岩开挖设计

Ⅴ级围岩开挖膨胀土地段采用双侧壁导坑法,其余地段采用三台阶法,开挖总断面面积120.5m2,最上断面24.1m2,中断面36.15m2,最下断面60.25m2。每个循环进尺1.0米。

开挖采用小松220配合装载机。出碴采用无轨运输,挖掘机扒渣,装载机装碴,自卸车运碴;初期支护采用锚杆台车施做锚杆,湿喷机喷射砼施工。通风采用压入式通风机。

根据本隧道围岩、设计断面和机械配备情况,综合分析施工中每道工序的先后顺序及所需时间,计划Ⅴ级围岩双侧壁导坑法施工,每循环进尺为1.0m,每天1.33个循环。

4.7.2 Ⅳ级围岩开挖爆破设计

A、最上断面开挖钻爆设计:

N=K·S/n·r= 1.3·24.1/0.55·0.78= 73个

式中 N—炮眼数目;

S—开挖断面面积,m2;

n—炮眼装填系数,现取0.55;

W=17×d=54.4cm

a=1.1×W=59.84 取60cm,拱部取40cm

4)由围岩级别和考虑钻孔施工工艺确定掏槽形式为直眼掏槽,装药孔8个,导向空孔1个。

5)确定每一循环炮眼深度

根据断面尺寸等施工具体情况,确定每一循环进尺为1.6m。

掏槽眼深度 L掏长=L深 ×1.2=1.6×1.2=2.0m

底板眼深度 L底板=L深 ×1.12=1.6×1.12=1.8m

辅助眼及周边眼深度 L辅、周==1.6×1.12=1.8m

周边眼为光面爆破孔,与工作面斜交,孔口离开挖轮廓线相距0.2m,孔底不超出开挖轮廓线。

6)每一循环装药量Q的计算及炮眼装药量的分配

q 取1.3kg/m³

V=24.1×1.6=38.56m3

Q=1.3×38.56=51.128Kg 折合346卷

各炮眼装药量分配如下:

Q =r·L·n

式中 Q—单孔装药量,Kg;

n—炮眼装药系数。

设各种炮眼装填系数:掏槽眼为0.75;辅助眼为0.65;底板眼为0.70;周边眼为0.80,经检算按此分配是可以的。

每个掏槽眼装药量=0.78×2.0×0.75÷0.15=7.8卷 取8卷;

每个辅助眼装药量=0.78×1.8×0.65÷0.15=6.1卷 取7卷;

每个底板眼装药量=0.78×1.8×0.70÷0.15=6.6卷 取7卷;

每个周边眼装药量=0.25×1.8×0.80÷0.15=2.4卷 取3 卷。

挖槽眼 8×8=64 卷

辅助眼 20×7=140卷

周边眼 18×3=54卷

底板眼 14×7=98卷 合计: 346卷

7)每循环所用爆破器材数量

B、IV级围岩中断面和最下断面钻爆设计

周边眼采用预裂爆破设计,孔间距0.4米,共18个。辅助眼采

用垂直孔设计,炮孔深度1.8米,孔距1.0米,排距0.6米,共5排,每排12个炮孔,单孔装药量1.8公斤。

周边眼采用预裂爆破设计,孔间距0.4米,共26个。辅助眼采

用垂直孔设计,炮孔深度1.8米,孔距1.0米,排距0.6米,共5排,每排12个炮孔,单孔装药量2.7公斤。

3)每循环所用爆破器材数量

(4)IV级围岩三台阶法开挖爆破主要经济技术指标表 (表4.2.4)

4.7.3 Ⅲ级围岩开挖爆破设计

A、上台阶开挖钻爆设计:

1)确定正台阶的炮眼数量

N=K·S/n·r= 1.3·47/0.55·0.78= 142个

式中 N—炮眼数目;

S—开挖断面面积,m2;

n—炮眼装填系数,现取0.55;

W=17×d=54.4cm

a=1.1×W=59.84 取60cm,拱部取40cm

4)由围岩级别和考虑钻孔施工工艺确定掏槽形式为角柱形掏槽,装药孔8个,导向空孔1个。

5)确定每一循环炮眼深度

根据断面尺寸等施工具体情况,确定每一循环进尺为2.5m。

掏槽眼深度 L掏长=L深 ×1.2=2.5×1.2=3.0m

底板眼深度 L底板=L深 ×1.12=2.5×1.12=2.8m

辅助眼及周边眼深度 L辅、周==2.5×1.12=2.8m

周边眼为光面爆破孔,与工作面斜交,孔口离开挖轮廓线相距0.2m,孔底不超出开挖轮廓线。

6)每一循环装药量Q的计算及炮眼装药量的分配

q 取1.3kg/m³

建设工程施工许可证.pdfV=47×2.5=117.5m3

Q=1.3×117.5=152.75Kg 折合1019卷

各炮眼装药量分配如下:

Q =r·L·n

式中 Q—单孔装药量,Kg;

n—炮眼装药系数。

设各种炮眼装填系数:掏槽眼为0.75;辅助眼为0.65;底板眼为0.70;周边眼为0.80水库大坝强震动监测设施技术改造、运维及大坝外部变形观测招标文件,经检算按此分配是可以的。

每个掏槽眼装药量=0.78×3.0×0.75÷0.15=11.7卷 取12卷;

每个辅助眼装药量=0.78×2.8×0.65÷0.15=9.5卷 取10卷;

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