隧道施工技术与方法(下).docx

湖南长株潭城际铁路标隧道施工技术与方法（下）五、初期支护初期支护是复合式衬砌的重要组成部分，与围岩及内层的二次衬砌共同组成整体的支护体系，既要与围岩共同变形，又要有足够的强度和刚度能控制围岩变形。本段内隧道设计初期支护型式主要为25中空注浆锚杆（拱部）、22砂浆锚杆（边墙）、8或6钢筋网片、I20a（I18）型钢钢架及C25喷射砼联合支护。初期支护施工工序为初喷4cm厚的混凝土钢架支立钻设锚杆挂钢筋网片复喷砼至设计厚度。（一）初喷工作面完成开挖后，即进行初喷作业。初喷砼厚度约4cm，为后面工序施工创造一个安全、方便的施工条件。喷射作业中要控制好初喷厚度及喷面平整度。（二）钢架支立钢支撑是初期支护体系中相当重要的一环，作为刚性结构可单独承受较大的围岩压力，钢支撑施工质量的好坏直接影响到隧道结构的安全和稳定，所以在钢架作业中要把好每一道工艺的质量关。钢拱架采用规格I20a（I18）型钢，根据围岩级别，纵向间距设置有1榀/0.6m、1榀/0.8m，1榀/1.0m三种型式。1、施工准备钢支撑所用型钢进场时按批量和型号分批试验。检验内容包括对规格、数量、外观进行检查，并按规定抽样做力学性能试验。钢筋工、电焊工必须持证上岗，以保证加工出满足设计质量的产品。2、钢拱架加工制作钢架按设计弧度尺寸在加工场下料分节制作。制作时按设计图纸放出大样进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求。钢架制作与精度要求：钢架按设计图加工，在钢筋加工场按11比例放样加工。加工时要考虑焊接收缩、切割等施工余量，要求尺寸准确，弧形圆顺，条件允许时应尽量减少钢架接头。拱架加工后要进行试拼，不得有明显平面翘曲。允许偏差为：沿隧道周边轮廓尺寸允许偏差为30mm，钢架平放时，平面翘曲应小于20mm；拱架弧长20mm；接头处要求相邻两节轴线一致；焊缝长度及高度满足设计和规范要求；连接板钻孔位置要一致，以保证钢架间连接准确。根据设计尺寸在钢拱架冷弯机上先试加工1-2片。试加工时调整千斤顶检验拱架半径满足设计要求后，将千斤顶固定，进行批量生产加工。3、钢拱架的存放及运输加工好的钢拱架根据其规格及使用部位的不同分类堆码摆放，下垫上盖，并加以标识。采用人工搬至装载机运输拱架。在钢拱架运至工作面过程中，不得用外力敲击或者用机械推拉，防止拱架产生扭曲变形。运至现场的钢架分单元堆码整齐。4、钢拱架安装钢架安设前，先清除拱脚或墙脚处的松碴，以便使其置于坚实基础上，防止下沉，基础标高不足时采取下垫砼块措施进行调整。然后进行放样测量定出每榀钢架的安装位置，放样时首先测定出断面中线，确定里程，然后再测定其横向位置。最后将钢架按测量定位位置进行安设。钢架采用定位系筋定位，定位端与钢架焊接在一起，钢架与初喷砼之间要求密贴，当钢架与初喷面之间有间隙时用砼垫块锲紧，相邻钢架间采用钢筋焊接进行纵向连接，连接钢筋环向间距1.0m。 5、钢拱架安设质量要求钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2，钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。（三）钻设锚杆本段内隧道锚杆设计为：拱部采用25中空注浆锚杆，边墙采用22砂浆锚杆，梅花形布置，锚杆的长度和环、纵向间距根据围岩级别而定。1、锚杆材料检验锚杆进场时要有相关的质量证明书，并抽样进行批检验，主要检查材料的材质、长度、壁厚及直径等。2、钻孔施工时采用风动凿岩机成孔，钻孔直径大于锚杆直径15mm，孔位偏差不大于50mm，孔深偏差不大于50mm，钻孔时确保孔口岩面整平，钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直，梅花形布置。钻至设计深度后检查成孔情况，并用高压风清孔。3、中空锚杆施工成孔后，将锚杆插入孔内，用水或风检查锚杆孔是否畅通，孔口返水或风即可，迅速将锚杆和注浆管及泵连接好。注浆材料宜用1：1水泥浆液，开动注浆泵，缓慢达到设计的注浆压力，注浆应饱满。上仰孔应设止浆塞和排气孔。整个注浆过程应连续不停顿，一次完成。当完成一根锚杆注浆后，应迅速卸下注浆软管并安装至另一根锚杆进行注浆。在灰浆达到初始设计强度后，上紧垫板及螺母。4、砂浆锚杆施工砂浆锚杆采用先注浆后安装锚杆的工艺施工。锚杆安设前，对锚杆孔进行检查，用高压风、水清孔，使孔内干净无积水残碴。用羊角气泵胶管从孔底倒插式注浆，浆液注满后快速顶入锚杆，然后用木楔堵紧眼口，并安设垫板，上好螺母。砂浆锚杆安设后24h以内不许碰撞，不许悬挂重物，锚杆砂浆掺膨胀及早强剂，以提高其早期强度，达到设计强度后，拧紧螺母，使垫板紧贴接触面。（四）钢筋网根据设计要求，钢筋网采用8一级钢筋加工成20cm20cm方格网片，每片大小为410个网格。成品网片提前在加工棚制作，钢筋网在初喷4cm厚混凝土后设置，随开挖面起伏铺设，同锚杆固定牢固。钢筋保护层厚度不得小于3cm。网片之间搭接长度为12个网格。喷射作业中有脱落的岩块或混凝土被钢筋网架住时，应及时清除后再喷射。（五）喷射混凝土喷射前将岩面松动石块进行清理，并埋设喷层厚度控制标志钉，每12m设一根。喷射混凝土采用强制式拌和机拌合，混凝土输送车运送到作业面，喷射混凝土料要随拌随喷。为减少回弹量，降低粉尘，提高喷射砼质量，采用湿喷工艺，使用混凝土湿喷机进行作业。喷射混凝土施工分初喷和复喷二次进行，初喷在开挖(或分部开挖)完成后立即进行，以尽早封闭岩面，防止表层剥落，架设钢架地段，初喷砼应尽量圆顺，以便钢架与喷层密贴。复喷混凝土在锚杆、挂网和钢架安装后进行，尽快形成联合支护体系，以抑制围岩变形。钢架与围岩间的间隙必须用喷射砼充填密实，钢架靠内侧喷砼保护层不得小于4cm。喷射作业应分段、分层由下而上依次进行。分段长度不宜大于6m，分层喷射时，后一层应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝后1h再行喷射，需先用风水清洗喷层面，喷头与受喷面的距离宜为1.52.0m，喷射的角度保持与受喷面垂直，喷头操作应连续不断地做圆周运动，并形成螺旋状，喷射的路线应自下而上，做“S”形运动,喷射混凝土终凝3h后方可进行下一循环作业。六、仰拱及仰拱填充隧道施工贯彻“仰拱先行”的原则，采用仰拱栈桥进行整幅施工，确保施工质量。仰拱每循环开挖进尺不得大于3m，仰拱距开挖面不宜超过40m，仰拱及仰拱填充不得同时灌注，应分开浇筑。仰拱开挖完成支护后要及时浇筑混凝土，仰拱混凝土施工采用自制仰拱栈桥施工，仰拱栈桥能够实现隧道施工过程中保持道路畅通及仰拱施工同时作业，避免施工干扰，做到仰拱施工与运输同步进行。浇筑仰拱时，应在两侧预留足够的钢筋接头，以便与拱墙衬砌钢筋进行连接。仰拱填充在仰拱砼终凝后进行，施工前先清洗仰拱上虚碴及杂物，排除积水，采用插入式振捣器，梅花式插入振捣，保证混凝土施工质量。仰拱栈桥由主桥、前坡桥、后坡桥组成。运输道路主要为两个栈桥构成，施工中采用机械运送的方式移动就位。栈桥前后坡桥面采用20mm钢板或密焊大直径钢筋，主桥主梁采用40b工字钢，桥面采用20mm钢板或密焊大直径钢筋，与主梁焊接成整体。栈桥总长度6m，跨径5m，每循环可进行3m仰拱施工。七、防排水工程本段内隧道防水等级满足规范规定的一级防水标准：衬砌表面无湿渍。采用“防、排、截、堵结合、因地制宜，综合治理”的原则，对水环境要求较高时，按照“以堵为主、限量排放”的原则进行。隧道结构防水由喷射砼、柔性卷材防水层和二衬砼结构自防水等组成。本段隧道二次衬砌混凝土采用混凝土抗渗等级不低于P10；初支与二衬间拱墙铺设EVA防水板加土工布防水，明洞外贴EVA防水板加土工布防水层；环向施工缝设置外贴式加中埋式橡胶止水带，纵向施工缝涂刷混凝土界面剂及安设遇水膨胀止水条；二次衬砌混凝土施工后，拱部进行回填注浆。隧道排水措施为拱墙背后设置环、纵向盲管，环、纵向盲管均为独立排水，通过边墙经侧沟排入中心水沟。环向盲管采用50HDPE双壁打孔波纹管，间距按810m设置，纵向盲管采用103/97HDPE双壁打孔波纹管，间距10m。（一）防水层施工根据设计，在隧道拱墙初期支护与二次衬砌之间铺设无纺土工布（大于400g/m2）及EVA防水板（幅宽4m，厚度不小于1.5mm)。为确保防水层施工质量，防水板施工采用无射钉铺设法施工。1、基面处理防水层铺设前，应先对隧道基面（初支砼面）进行处理：表面渗漏水的引排处理；突出钢筋头、锚杆头的切除处理；凹坑的找平处理。确保砼表面平整，无尖角。2、铺设准备检验无纺土工布及防水板材料的质量，将检验合格的防水板画线，放在铺挂台车上，在基面上画出拱顶线及环向断面线，以利于铺设。3、无纺土工布铺设利用铺挂台车进行，采用专用热熔衬垫和射钉固定在喷射砼面上。固定点间距：一般拱部为0.50.8m，边墙为0.81.0m，呈梅花形排列，并左右、上下成行固定。土工布铺设要松紧适度，保证其与喷射混凝土表面紧贴。土工布间搭接宽度不得小于50mm，仅设环向接缝。4、防水板铺设防水板采用环向铺设，从拱部向两侧边墙悬挂进行，下部防水板必须压住上部防水板，然后用手动电热熔器加热，使防水板焊接在专用热熔衬垫上。防水板铺设松紧应适度，使之能与土工布充分接合并紧贴在喷射砼表面。防水板间搭接缝应与施工缝、变形缝等防水薄弱处错开1-2m的距离。5、防水板焊接防水板间采用自动双缝热熔焊接机焊接，焊接前应试焊，掌握合适的焊接温度和焊接速度。焊接前先除尽防水板表面的灰尘，单条焊缝的有效焊接宽度不小于15mm，防水板搭接宽度不小于15cm，分段铺设的防水板边缘部位预留至少60cm的搭接余量，并对预留部位进行有效的保护。6、质量检查检查防水板有无烧焦、焊穿、假焊和漏焊，焊缝宽度是否符合设计，焊缝是否均匀连续，表面平整光滑，有无波形断面。焊缝检查采用充气法检查： 检查时可将5号注射针与压力表相接，用打气筒进行充气。当压力达到0.25MPa时停止充气，保持15min，压力下降在10%以内，说明焊缝合格；如压力下降过快，用肥皂水涂在焊缝上，有气泡的地方重新补焊，直至不漏气为止。（二）结构防水1、环向施工缝环向施工缝采用外贴式橡胶止水带加中埋式橡胶止水带复合防水构造，外贴式橡胶止水带紧贴防水板面，中心线置于施工缝的位置。中埋式橡胶止水带沿衬砌环向每隔0.51.0m，在端头模板上钻一12mm的钢筋孔将制成的钢筋卡穿过挡头板，内外侧卡紧止水带一半，另一半止水带平靠在挡头板上，待混凝土凝固后拆除挡头板，将止水带拉直，然后弯钢筋卡紧止水带。止水带施工方法见下图。止水带施工示意图2、纵向施工缝纵向施工缝采用砼界面剂加遇水膨胀止水条防水措施。二衬施工前先将施工缝结合面凿毛，中间凿2cm宽度的槽，用高压风加水将结合面冲洗干净，用排刷沾砼界面剂均匀涂抹于面上，再将止水条粘贴在槽中。注意防水完成后应及时进行二衬砼浇筑，不得长时间放置。（三） 透水盲管施工为减小衬砌背后水压力，及时将围岩缝隙渗水排出洞外，拱墙背后设置环向、纵向盲管。环向盲管采用50HDPE双壁打孔波纹管，间距按810m设置，采用外包保护PVC管引出至侧沟。纵向盲管采用103/97HDPE双壁打孔波纹管，间距10m一段。纵向盲管沿纵向布设于左、右墙角水沟底上方，为两条直径为103/97mm的软式透水管盲沟。按设计规定划线，以使盲管位置准确，盲管安设的坡度与线路坡度一致。排水管采用钻孔定位，定位孔间距100cm左右。将膨胀锚栓打入定位孔或将锚固剂将钢筋头预埋在定位孔中，固定钉安在盲管的两端。用无纺布包住盲管，用扎丝捆好，用卡子卡住盲管，然后固定在膨胀螺栓上。采用外包保护PVC管引出至侧沟。八、拱墙二次衬砌采用9m长整体全液压钢模板衬砌台车进行，衬砌台车按照隧道衬砌净空尺寸进行设计与制造，混凝土灌注采用由砼运输车运输至混凝土输送泵泵送入模，以插入式振捣器为主要振捣方式，台车自带附着式振捣器为辅助振捣方式。（一）施工准备1、衬砌台车拼装完成，并检查好模板的刚度、液压系统、模板表面平整度、模板接缝错台情况处理等各项指标，并刷好脱模剂。2、做好预埋孔洞的详细里程位置图，加工预埋孔洞的模板，保证预埋位置准确。3、将衬砌底部表面的积水、岩屑、泥浆等松散物清除干净。4、施工环、纵向排水盲管，挂好土工布和防水板并检验合格。（二）钢筋制作与安装衬砌钢筋在洞外现场加工，按设计长度计算下料时，应考虑钢筋搭接长度和接头错开的距离，下料完成后在加工场采用机械连接完成，尽量减少在台架连接。衬砌钢筋绑扎在防水板铺设完毕后进行，衬砌钢筋的安装、绑扎在专用台车上进行。钢筋施工注意事项：1、钢筋在加工弯制前先调直，钢筋表面的油渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净。2、衬砌钢筋之受力钢筋接头应相互错开，错开距离不少于50cm。在同一截面内受力钢筋接头面积占受力钢筋总截面面积的百分率不超过50%。（三）施工测量与台车定位1、台车就位前，测量放样隧道中心线和衬砌台车轨道线，使台车就位误差不得超过10mm，并在小边墙上定出台车就位标高及就位边线，用红油漆标识，以便台车按照标高和边线就位。2、台车走行轨道采用铁路P43以上钢轨，短枕采用木枕，钢轨与短轨间使用轨垫板，轨道置于已填充的混凝土面上，以保证台车平稳。台车定位采用五点定位法，即以衬砌圆心为原点建立平面坐标系，通过控制拱部模板中心点、拱部模板同墙部模板的两个铰接点、两墙部模板的底脚点来精确控制台车就位。台车就位前，在小边墙上定出台车就位标高及就位边线，按照标高和边线就位后，重新检查台车的净空和拱顶标高，保证隧道衬砌净空满足设计要求。（四）混凝土的运输采用混凝土运输罐车运送混凝土。在运输过程中要避免出现离析、漏浆，并要求浇注时有良好的和易性，坍落度损失减至最小或者损失不至于影响混凝土的浇注与捣实，当有漏浆和离析发生时，在进入输送泵前启动罐车重新拌和，确保入模混凝土的质量。（五）混凝土的灌注1、混凝土灌注前应清除模板内的水及杂物。2、台车灌注工作窗应设在合适的高度上，使混凝土下落高度小于2.0m，防止混凝土下落产生离析形成蜂窝。3、控制混凝土灌注速度，否则会造成左右混凝土的灌注高差，模板会产生变形和移动，