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联拱隧道施工方案联拱隧道工程施工方案、方法
本合同段内南峰、善岭隧道为大断面(双向六车道)双连拱隧道,隧道开挖断面大,工序复杂,为本工程的重、难点工程。
本标段有南峰及善岭两座连拱隧道,其中南峰隧道里程:K26+995~K27+415m,长420m;善岭隧道里程:K27+480~K27+815m,长335m,均为上、下行合建六车道连拱隧道。洞门类型:南峰隧道为削竹型,善岭隧道为端墙式。
隧道Ⅱ类围岩开挖宽度36.34m辽2015J101 工程做法,单洞最大开挖宽度17.28m;Ⅲ类围岩开挖宽度35.94m,单洞最大开挖宽度17.08m;Ⅳ类围岩开挖宽度35.26m,单洞最大开挖宽度16.74m。
南峰隧道洞口为Ⅱ类围岩,善岭隧道洞口为Ⅲ类围岩,采取超前长管棚预支护。除南峰隧道进口端长管棚为28m外,其余洞口的管棚长度均为35m(不含套拱及管棚外露长度∑=2.10m)。
注:进口明洞30m,出口明洞25m。
注:①进口明洞15m,出口明洞10m。②进口端中导洞变更后Ⅲ类围岩长度为60m。
说明:①进出口明洞合计长度:80m;
②Ⅱ、Ⅲ类围岩长度为:285m为总长的37.8%;
各类围岩复合支护参数表
进口端南峰隧道28m,善岭隧道35m
出口端南峰隧道35m,善岭隧道35m
拱圈90cm,仰拱60cm
注:中隔墙宽度为180cm。
安排二个隧道施工队,分别担任南峰隧道及善岭隧道施工任务。分别从南峰隧道的进、出口及善岭隧道的进、出口向隧道中央掘进,隧道队设在两隧道之间及善岭隧道出口右侧,投入552人。
见《主要机械设备配备表》
石料可从富春江以南的大源镇、肖山市石门等多家采石场购置;河砂:可用桐芦砂、曹娥江砂;钢材、水泥等材料可直接从杭州市和富阳市采购。砼:设集中拌和站,砼输送车运输,以满足隧道施工需要。
详见“施工准备”中的临时工程布设及“施工总平面布置图”。
进行洞口及明洞土石方开挖,边、仰坡支护。刷坡减载进行洞身偏压地段填筑反压土,然后挂齿进洞,进行洞身部分施工。
进行中导洞开挖、支护,同时进行洞口长管棚施工。待中导洞贯通后施作中隔墙砼,安设预埋件。待中隔墙墙顶喷射砼回填长度>30m,中隔墙左侧用20b工字钢支撑加固长度>30m,且右主洞的长管棚施工完成后,进行右侧导洞施工。
在右侧导洞开挖、支护30m后,进行右主洞开挖、支护。
当右主洞开挖、支护,经监控量测确认围岩基本稳定后,进行右主洞二次衬砌。
使之,右侧导洞开挖、支护与右主洞开挖、支护,右主洞二衬形成流水作业。
当右侧导洞开挖、支护20m后,可进行左侧导洞的开挖、支护。为避免开挖中的群洞效应,在右主洞二次衬砌20~30m后,才允许进行左主洞开挖。
Ⅱ、Ⅲ类围岩施工布序:按“三导洞法”,侧导洞、主洞均采用上、下台阶法开挖;
Ⅳ类围岩施工布序:采取用上、下台阶法开挖。
开挖方法:风钻打眼,进行松动挖制爆破,周边眼采用光爆,用挖掘机,装载机进行装碴,汽车进行运卸;
中隔墙及主洞拱墙砼,施工方向为上坡方向:从进口向出口端采用钢模板整体衬砌台车施作。
施工准备:2003.11.6~2003.11.19
主体工程施工:2003.11.20~2005.5.30
路面工程施工:2005.1.15~2005.06.30
三、具体的施工方法及措施
隧道工程是本标段的重点、难点工程。按照新奥法原理采用三导洞法组织施工,再施工右、左主洞,采取微正台阶开挖,Ⅲ、Ⅳ类围岩微震光面爆破,装载机反铲挖装,自卸汽车运输。整体模板台车进行二衬。
本标段南峰隧道进、出口均为削竹式洞门,善岭隧道进出口为端墙式洞门。宜在旱季期间,集中力量施作洞口明洞与其防护工程。
施工方法:洞口及明洞表层为土方时,采用挖掘机、装载机及自卸汽车组织施工。石方采用钻爆施工。衬砌台车施工钢筋砼明洞。
(二)洞口及明洞施工要点
1、洞口及明洞土石方开挖
洞口及明洞土石方自上而下分段分层开挖后,对边、仰坡按设计要求进行锚、网、喷临时防护。其中南峰隧道进、出口为削竹式明洞,均位于偏压地段,左侧土压力大,应及时进行偏压处理,以保证洞内安全施工。
在洞口及明洞土石方施工中,距仰、边坡顶5m外上方,采用人工挖基,按截水沟断面图人工砌筑片石。
当洞口土石方开挖至路基标高后,在路堑两侧开挖边沟,边沟与截水沟连接,形成完善的排水系统。
4、洞口长管棚施工(见后述)
当洞口及时洞土石方开挖后,并进行了边、仰坡的支护,进行暗洞挂齿进洞,施工中导洞,在中导洞施工贯通后,及时从进口端向出口端施作中隔墙,并进行预埋件的预埋。同时进行洞口长管棚施作。
当长管棚施作后,中隔墙墙身、顶部喷射砼回填30m后,并进行中隔墙左侧打设钢支撑30m后,进行右侧导洞开挖及支护。然后进行主洞开挖、支护,经监控量测确认围岩及初支稳定后,自洞内10~15m处,向洞口明洞方向进行二衬。
明洞进行二衬前,Ⅱ、Ⅲ类围岩仰拱及边墙基础采用挖掘机进行挖基,并用人工进行清理、抽水、清除泥碴,报监理工程师检查符合要求后,衬砌台车定位后,绑扎钢筋、立外模、进行砼施工。
当暗洞衬砌距离洞口3~5m时,暗洞3~5m长度与明洞进行一次性浇筑。
明洞先施作中隔墙砼及偏压明洞挡墙,每一洞口用整体衬砌台车,定位、立模、涂刷脱模剂、绑扎钢筋,钢筋应与暗洞的钢筋及构件联为一体,立外模及端模,二衬砼端面上安装止水带。用10×15cm的方木作竖横肋木,用方木及150m的钢管支撑进行外模加固。
用自动计量的拌和站,按配合比拌制砼,砼搅拌运输车运砼,用带料杆的汽车泵送砼对明洞洞身进行分层平衡浇筑砼。2天后拆外模,砼养生7~14天。
铺设外贴式的TJ383BEP土工布复合防水卷材及无纺布,铺设2cm水泥砂浆;
回填土:暗洞的顶部用人工对称分层回填土,并用小型冲击打夯机分层夯压密实,顶层宜采用粘土回填,以利隔水。
南峰隧道进出口为削竹式洞门,当明洞二衬后,及时进行整修;
善岭隧道进出口为端墙式的洞门。洞门基础同明洞边墙基础一起开挖。洞门端墙与明洞拱墙二衬砼应紧密相连。
8、洞门施工及边坡绿化
洞顶回填土后,按设计要求进行绿化,使之与洞门环境相协调。
洞口及明洞土石方开挖后,边、仰坡进行支护,南峰隧道进、出口削竹式明洞,位于偏压地段,经刷坡再填反压土处理后,进行洞口地段的长管棚施工,经压浆固结,在拱圈外形成一道防水幕帘,增强了围岩的强度,然后挂齿进洞,进行洞身开挖与支护施工。
洞身施工方案:先开挖中导洞,待中导洞贯通,中隔墙墙身施工及加固后,进行侧导洞施工。侧导洞:先开挖右侧导洞,开挖后应及时支护。待右侧的侧导洞开挖支护30m后,再进行右主洞施工。
两主洞不能同时开挖,安排先开挖右洞,在右洞二次衬砌20~30m后才可进行左主洞的施工。
在开挖过程中,为防止中隔墙位移,应在后开挖一侧加设20b工字钢临时支撑,纵向间距为1.00m。
Ⅲ、中隔墙顶部喷射砼回填
Ⅳ、中隔墙左侧钢支撑加固
5(5′)、右、左侧导洞开挖
Ⅴ(Ⅴ′)、右、左侧导洞支护
Ⅷ、仰拱砼填充、调平层施工,边墙基础及矮边墙施工
Ⅸ、右主洞二衬砌砼施工
10、左主洞上台阶开挖
11、左主洞下台阶开挖
Ⅻ、仰拱砼填充,调平层施工,边墙基础及矮边墙施工
Ⅲ、中隔墙顶喷射砼回填
Ⅳ、中隔墙左侧钢支撑加固
Ⅵ、右主洞调平层砼、矮边墙砼施工
Ⅵ′左主洞调平层砼、矮边墙砼施工
1)Ⅱ类围岩中导洞施工
①中导洞施工采用上、下台阶法,上导坑采取预留核心土环形开挖,采用人工配以风镐,反铲开挖,遇个别石方岩层,采用风钻密集打眼,少装药松动爆破。上台阶开挖按作业循环进尺控制在0.90m以内。上台阶开挖后及时初喷砼;
②中隔墙顶部喷砼,然后再打设顶部加强锚杆,进行注浆;
③上、下台阶之间距离5~8m,当上导坑开挖后,用反铲将洞碴扒到下台阶,用正装侧卸装载机装碴运到洞外装车,东风自卸车运卸。
当上台阶开挖5~8m后,下台阶可直接用反铲,配以人工开挖,用正装侧卸装载机装碴运到洞外东风自卸车运、卸。
④中导贯通后,从进口端向出口方向施作中隔墙砼。
首先测量放线,打设基底加固锚杆,绑扎基础钢筋,基础立模及立端模,其高度为电缆沟钢筋砼盖板以下,用拌和站拌制砼,砼运输车运输,泵送砼分层浇筑,分层人工捣固,进行中隔墙砼施工。
经养护砼,折除中隔墙基础外模,绑扎中隔墙墙身钢筋,并安装固定竖向φ116单壁无孔波纹管,经监理工程师检查合格后,泵送砼分层浇注中隔墙砼。墙身顶部空隙,当中隔墙墙身砼浇筑7d后,采用喷射20#微膨胀砼回填。
2)Ⅱ类围岩右、左侧导洞施工
①侧导洞宽度约4.5m,按上、下导洞用人工配以机械开挖后,可用正装侧卸的装载机装碴退出洞口外装车,东风自卸车运卸。
3)Ⅱ类围岩右、左主洞施工
在右侧导洞开挖、支护30m后,进行右主洞施工。
右、左主洞不能同时施工,先施工右洞,在右洞拱部二衬砼完成才可进行左主洞施工。
①右主洞开挖前,先在中隔墙靠左洞一侧用20b工字钢,按纵向间距均为1.25m进行临时支撑。
②右洞按台阶法开挖,上导洞预留核心土环形开挖,每循环进尺长度约0.90m,用人工配合反铲进行开挖,若遇岩层,采取风钻打眼,松动控制爆破;
③开挖后,及时初喷25#钢纤维砼,架设钢拱架,靠中隔墙一侧,打设锁脚,并与侧导洞钢拱架相连结,复喷25#钢纤维砼至设计厚度,表面喷1cm厚25#砼。
④上、下导坑距离约为5~8m,上导坑开挖的碴,同样同反铲扒至下导坑用正装侧卸装载机装车,12~15t的自卸汽车运输;
⑤进行仰拱跳槽开挖,进行初喷砼,浇筑仰拱砼(见二次衬砌砼,仰拱施工)然后进行填充砼施工,施工砼调平层,边墙基础及矮边墙,按要求铺设环向、纵向、横向排水管(见隧道防、排水),铺设防水板。
⑦洞身铺设防水板后(防水板要与矮边墙的防水板相连),拱墙砼采用衬砼台车进行施工,泵送砼,每循环长度为10m,台车长度为10.30m,台车顶模依据中墙顶部及边墙顶部定位。
4)中导洞、侧导洞及正洞上台阶及下台阶每循环施工作业时间;
Ⅱ类围岩开挖作业循环时间(h)
注:Ⅱ类围岩人工开挖循环进尺0.90m,月进40个循环,月进尺35m.
①中导洞、侧导洞、主洞施工同Ⅱ类围岩施工工序步骤及施工要求,均采用台阶法开挖;
上、下导坑距离约5~8m,上导坑爆破后,采用反铲将洞碴扒至下导坑,然后采用ZL50B正装侧卸装载装车。分别用东风或12t~15t的自卸汽车运卸。
③开挖后及时进行初期支护,靠二衬轮廓线外喷钢纤维砼,内侧喷砼,按要求打设锚杆,架设钢拱架,打设锁脚锚杆,复喷钢纤维砼至设计厚度,表面用25#砼喷1cm厚;
④按要求分别打设中隔顶部加强锚杆及基底加强锚杆;边墙基底锚杆;
⑥分别进行中隔墙砼及边墙砼施工,中隔墙顶部采用喷射20#微膨胀砼回填;
⑦同Ⅱ类围岩施工步骤,先施工右主洞,再施工左洞,待右洞拱部衬砌20~30m,再进行左主洞上、下台阶开挖及二衬砼施工。
2)Ⅲ类围岩中导洞、侧导洞及主洞右洞或左洞开挖作业循环时间。(见后表)
①Ⅳ类围岩中导洞、主洞施工工序、施工步骤,均采用台阶法开挖。
②同Ⅲ类围岩一样,采用钻爆法施工,作业循环进度2.70m;
③开挖后进行初期支护,二衬轮廓线外喷钢纤维砼,表面喷1cm厚25#砼,内侧喷20#砼,打设RDφ25中空锚杆,并注浆;
④中隔墙顶部、边墙基础均按要求打设加强锚杆,安设预埋件并按要求浇筑中隔砼,其顶部采用喷射20#微膨胀砼回填。
⑤施作主洞砼调平层及矮边墙。主洞二衬砼用衬砌台车施工,模板以中隔墙顶部及矮边墙顶部定位,采用拌和站拌制的砼,砼运输车运输,泵送砼施工。
2)Ⅳ类围岩:中导洞、侧导洞及主洞右洞或左洞开挖作业循环时间;
Ⅲ、Ⅳ类围岩开挖作业循环时间(min)
注:Ⅲ类围岩,炮眼深度1.3m,每循环进度1.15m,月进40个循环,月进尺45m;
Ⅳ类围岩,炮眼深度3m,每循环进度2.70m,月进50个循环,月进尺125m。
(四)洞口超前管棚施工
南峰隧道及善岭隧道的进、出口端均为长管棚预支护,长度分别是28m、35m、35m、35m长管棚(不含套拱长度)。
1、长管棚施工工艺流程图
1)钢管规格:热轧无缝钢管Φ108mm,壁厚6mm,节长4m、6m;
2)管距:环向间距42cm;
3)倾角1°(不包括路线纵坡),方向与路线中线平行;
4)纵向同一横断面接头数不大于50%,相邻钢管接头错开1m以上;
1)修整边坡,喷射砼封闭仰坡面,测量放线;
2)在紧贴边坡外采用C30砼施工砼套拱;
3)潜孔钻机钻进时导管的倾角为与路线纵坡平行并上抬1%;
4)采用潜孔钻机先施工有孔的钢花管钻孔,压入钢花管、进行注浆,待注浆后再施作无孔钢管并压注砂浆;
5)钢管接头采用焊接连接;
6)钻孔完成后,用人工与机械相结合反复进行扫孔;
7)用挖掘机或装载机将钢管顶入,边顶进边焊接接长钢管,至设计长度。
(1)注浆参数:按设计要求。
(2)铺设注浆管路某工程脚手架、模板、临电、吊装、安全等施工方案.doc,注浆前应进行注浆现场试验,注浆参数通过现场试验按实际确定,试验不少于3个孔;
(3)压浆顺序:从拱顶顺序向下压浆,如遇串浆或跑浆,可隔孔或几孔压注浆液;
(5)注浆结束后,及时清洗注浆泵及注浆管路。
(6)注浆后再施作无孔钢管,并检查注浆效果。
洞口及明洞洞口土石方开挖后,按设计要求进行坡面防护,喷射砼封闭仰坡,施作砼套拱,搭设钻孔作业平台等,每口准备2台重型地质钻机进行钻孔;
Ⅲ、Ⅳ类围岩采用7655手特式凿岩机钻眼爆破。
炮眼布置:见(炮眼布置图)。
装药量:先用公式计算L07G324钢筋混凝土密肋楼板,再从施工方便出发进行调整。
装药结构:周边眼间隔装药,其余炮眼连续柱状装药。泡泥进行堵塞,堵塞长度不小于20cm。