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文档简介

1、呼和浩特至北海国家高速公路山西省内隰县至吉县高速公路建设项目三多隧道施工转换工法技术方案 编制: 审核: 审批: 山西运城路桥有限责任公司隰吉高速LJ8项目部2019年8月目 录第一章工程概况1(一)工程概况1(二)自然特征2(三)水、电供应及通讯条件5(四)围岩等级分布情况5第二章 施工方法6一、根据两阶段施工设计图:6二、方案可行性6第三章 编制依据8第四章 施工计划9一、施工进度计划9二、材料进场计划9三、设备计划10四、人员安排11第五章 施工工艺技术12一、隧道测量12二、施工段落及长度13三、原设计开挖方法14四、变更后的施工方法14五、工艺流程14六、施工方法14第六章 施工安全

2、保证措施40一、组织保障措施40二、制度保证措施43三、安全保证措施45运输车辆限制速度46四、质量保证措施48五、监测、监控措施53第七章 施工管理及作业人员分配和分工55一、施工管理人员及专职安全人员55二、特种作业人员及其他人员55主要人员配置表55第八章 验收要求56一、验收标准56二、 验收程序56三、验收内容56四、验收人员64第九章 危险因素分析65一、 危险因素分析65二、风险估测68三、隧道施工风险控制措施69第十章 应急处置措施及预案79一、应急组织机构79二、应急救援小组79三、应急路线81四、应急救援车辆、单位、医院及电话81五、施工现场应急救援器械和药品81六、报警电

3、话82七、应急预案响应程序82八、应急处置措施83九、应急预案88第十一章 相关图纸973三多隧道施工转换工法技术方案第一章工程概况一、三多隧道(一)工程概况三多隧道位于山西省大宁县三多乡西侧约100m处,设计为左右分离式,右线起讫桩号为YK69+345-K69+500,全长155m;左线起讫桩号ZK69+380-ZK69+505,长125米,属双向四车道高速公路短隧道,洞体最大埋深36.00m。 隧道采用自然通风,光电照明。(二)自然特征1、地形地貌隧址区地貌单元属山间河谷区,为义亭河西岸斜坡,河谷深切,河岸上部为中缓坡,下部为陡坡一基岩陡坎,地势西高东低,地表覆盖黄土在地表水的侵蚀、冲蚀作

4、用下形成了黄土梁、沟壑等地貌,地形较破碎。微地貌主要为黄土梁、冲沟、斜坡等。右线地表最低海拔高程798.67m,最高海拔高程841.08m,相对高差52.41m,左线地表最低海拔高程797.31m,最高海拔高程834.09m,相对高差46.78m。隰县端洞口位于义亭河西岸南侧斜坡上,沟谷宽阔平坦,呈“U”字型,沟岸较缓,坡向40左右,坡角在1520之间;吉县端洞口位于义亭河西岸北側斜坡上,沟谷宽阔平坦,呈“U”字型,沟岸较陡,坡向180左右,坡角在3545之间。隧址区内植被稀少以灌木及草丛为主。2、隧址区范围内工程地质特性隧址区地层结构较复杂,依据地质调查、物探及钴探揭示,地层由新至老依次为:

5、第四系上更新统风积层(Q3eo1)、中更新统洪积层(Q2pl)及三叠系下统刘家沟组(T11)沉积岩组成,现将各组地层岩性特征及其分布情况简述如下:(1)第四系上更新统风积层(Q3eo1)在隧址区地表大面积分布,覆盖于第四系中更新统洪积层(Q2p1)之上,厚度一般在4.09.3m之间,为隧道隰县端洞口段的主要围岩之一,在左右线洞体中分布长度分别为60.0m、64.0m,分别占左右线洞体内围岩总量的35.3%、37.6%。岩性主要为湿陷性黄土(粉质黏土),浅黄色,土质均匀,结构疏松,大孔隙及虫穴发育,具垂直节理,呈坚硬状态,具级自重湿陷性。(2)第四系中更新统洪积层(Q2p1)在隧址区分布广泛,下

6、伏于第四系上更新统风积层(Q3eo1)之下,总厚度一般在8.539.5m之间,为隧道主要围岩,在左右线洞体中分布长度分别为166m、166.0m,分别占左右线洞体内围岩总量的97.0%、97.6%。岩性为黄土(粉质黏土),棕黄色,土质不均,结构较紧密,小孔隙发育,具垂直节理,含有少量的钙质结核及砾石,夹多层棕红色古土壤,呈硬塑状态。(3)三叠系下统刘家沟组(T11)沉积岩隧址区内只在吉县端洞口出露,下伏于第四系中更新统洪积层(Q2pl)之下,揭露厚度在6.67.7m之间,隧道ZK69+400ZK69+450段及K69+390K69+440段底板由其组成,在左右线洞体中分布长度分别为50m、60

7、m。地层岩性主要为砂岩,灰紫红色,强风化,矿物成分主要为长石、石英,细粒结构,中厚层构造,受F3逆断层的影响,岩体破碎,节理裂隙很发育,结合差,呈碎裂状结构。3、水文地质隧址区水系属黄河流域的黄河水系,隧道布设范围内无地表水分布,两端洞口均位于义亭河西岸斜坡上,底板设计标高与河床之间高差约17m,河水对隧道工程无影响,义亭河是昕水河的一级支流,全长62km,纵坡降11.42,流域面积770K,年均径流量4864万立方,年输沙量为368.7万吨。隧址区内降水稀少,地表水主要由大气降水补给,而大部分地表水汇入义亭河内,少量地表水沿岩土体孔隙、节理裂缝下渗补给地下水,地下水类型属松散岩类孔隙水及碎屑

8、岩类裂缝水。根据地质调查揭示,隧道洞体埋深范围内未见地下水,隧址周围坡麓地带及冲沟内亦未发现有泉水出露,洞体埋深范围内地层富水性弱,但由于岩土体孔隙、节理孔隙发育,雨季期间大气降水沿岩土体孔隙、节理裂缝下渗,施工过程中在洞体内可能形成暂时性孔隙水或裂缝水,造成洞体内产生点滴水现象,局部亦可能产生淋雨状出水。4、气候隧址区属大陆性暖温带亚干旱气候区,气温温和,四季分明。春季干旱多风,夏季炎热多雨,秋季阴雨连绵,冬季寒冷干燥。年日照数平均为2466.7小时,年平均气温为10.7,一月份最冷,七月份最热,一月份平均气温-5.5,七月平均气温24上下,极端最高气温39.7,极端最低气温-20.7;年均

9、蒸发量为639.8mm,最大冻土深度为77mm,年均无霜期212天,年平均降水量517mm全年主导风为西南风,年均风速2.2米每秒。5、不良地质及特殊岩土 (1)不良地质,根据地质调查结果,隧址区内未发现有不良地质现象。(2)湿陷性黄土,径地质调查成果及工程钻探揭露,隧址区均分布有黄土(粉质黏土),主要分布于隧址区隰县段及黄土塬顶地表,层厚在4.0-9.3m之间,依据附近探井取样试验资料,湿陷系数在0.002-0,119之间,总湿陷量为804.25mm,自重湿陷系数在0.002-0.062之间,自重湿陷量为328.80mm,根据湿陷性黄土地区建筑规范(GB50025-2004),隧址区为自重湿

10、陷性场地,湿陷等级为级,最大湿陷厚度9.3m。黄土湿陷性只对隧道洞口处有一定影响,可采取换填等措施进行处理,隧道洞身一般埋深大于9.3m,无湿陷性影响。(三)水、电供应及通讯条件1、生产用水:在三多隧道进口处修建蓄水池,将义亭河水利用水泵抽取至水池中使用。2、临时用电:进口安装315KV.A+315KV.A变压器2台,同时配置300KW发电机2台备于施工。3、通讯:中国联通、移动信号覆盖隧道洞口范围,对讲机、无线电话通讯方便。4、材料供应条件:碎石、片石、机制砂、粉煤灰等地材主要从临汾市大宁县、乡宁县、交口县采用汽车运输到达工地;钢材为长钢;水泥为中兴水泥。(四)围岩等级分布情况围岩等级分布情

11、况表隧道名称起讫桩号长度(M)1级三多隧道K69+345-K69+500155155ZK69+380-ZK69+505125125 第二章 施工方法一、根据两阶段施工设计图:三多隧道右洞右洞YK69+350-YK69+489,长度139米;左洞ZK69+400-ZK69+497,长度97米;以上段落洞身开挖支护方式为CD法施工,三多隧道计划调整为三台阶七步法施工。2、 方案可行性三多隧道1、 根据设计图描述该隧道围岩岩性主要为Q3eol湿陷性黄土(粉质黏土)及Q2pl(粉质黏土),Q3eol湿陷性黄土呈坚硬状态。土质均匀。大孔隙及虫穴发育,具垂直节理,具III及自重湿陷性;Q2pl(粉质黏土)

12、呈硬塑状态,小孔隙发育,具垂直节理,含有少量的钙质结核,夹多层古土壤。开挖需采用单钩松土器翻松,装运。土壤天然含水量检测中,其天然含水量在12.8-21.1之间。 2、三多隧道为黄土隧道。黄土作为一种特殊的围岩,隧道岩体工程地质条件较差,围岩自稳能力差,易崩塌、垮塌,但其直立性好,易成型是其主要的特点。直立性好的特点使不易发生开挖后的掌子面推移、挤出现象;采用台阶法施工,可减少CD法施工中复杂工法临时支撑等拆除工序和对围岩的多次扰动,且CD法施工中拆除中间临时支撑时,初期支护会因突然卸载支撑而出现变形,为后续施工造成较大的安全隐患。3、方案比选 在确定台阶法施工可行性后,我部通过对以往施工经验

13、对上述两种开挖方法的总结,对两种方案在安全、进度、费用上进行了对比,以做为选定开挖方案的依据。详见下表:工法对比表施工方法投入资源安全性进 度备注CD法8人8把风钻,挖掘机一辆,出渣车3辆高每月20m三台阶法8人2把风镐、6把风枪,不存在窝工,挖掘机一辆,出渣车3辆高每月35m第三章 编制依据1、山西省交通运输厅公路黄土隧道施工技术要点2、本工程两阶段施工设计图纸3、国家及地方、行业现行有关技术标准、规范、图集4、公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2017)5、公路隧道设计规范 (JTG 3370.1-2018)6、公路隧道设计细则 (JTG/T D70-2010)7、公路隧道施工

14、技术规范(JTG F602009)8、公路隧道消防技术规程(DBJ 53-14-2005)9、公路工程地质勘察规范(JTG C20-2011)10、工程建设标准强制性条文(公路工程部分)11、隰吉LJ8标实施性总体施工组织设计第四章 施工计划一、施工进度计划三多隧道右洞K69+375-K69+502,长度127米;三多隧道左洞ZK69+420-ZK69+515,长度95米;施工日期:2020年8月1日-2020年12月20日二、材料进场计划已按要求完成水泥和钢筋等原材料的进场。 水泥:普通硅酸盐,山西孝义中兴水泥有限公司PO 42.5。 砂:砂采用河津机制砂。 碎石:碎石采用乡宁鑫海石料厂。

15、水:水采用饮用水。 钢筋:晋城钢铁12mm、16mm、18mm、20mm、22mm、25mm、28mm;首钢长治钢铁8mm、10mm。 粉煤灰:霍州电厂。 减水剂:山西佳维新材料股份有限公司JW-11X聚羧酸高性能减水剂。 矿渣粉:宇丰废弃资源综合利用有限公司。 工字钢:I16、I22a工字钢、三、设备计划拟投入隧道施工的主要机械设备表机械类别序号机械设备名称型号规格单位数量用途备注开挖支护机械1挖掘机CAT260B台1开挖2侧翻式装载机ZLC50F台1出渣3发电机组400KW台1备用电源4空压机4L-20/8台2开挖5管棚钻机KR50412-3台1超前支护6凿岩机YT28风钻台2开挖7风镐G

16、10台2开挖9工作台架6m套1开挖自制10自卸汽车18t台3洞内出碴用11注浆泵KBY50/70台1注浆用12喷射机PZ-5台1喷射混凝土用13湿喷机HSP2*10G台2喷射混凝土用混凝土机械1防水板台架6m套1挂防水板用自制2混凝土输送泵HBT60台1衬砌混凝土用已有设备3混凝土输送车10m3台3衬砌混凝土用已有设备4模板台车9m台1衬砌混凝土用加工机械1电焊机BX1-315台6钢筋加工用2钢筋切断机GQ40台2钢筋加工用3钢筋弯曲机GQW40台2钢筋加工用4钢筋调直机YCL-180台2钢筋加工用5切割机台2钢筋加工用6立式砂轮机台3机械加工用其它1皮卡车长城台1生活、生产已有设备四、人员安

17、排按照山西路桥集团及隰吉公司的相关管理办法,隧道施工严格遵循班组化施工。按照施工工序分挖:1、测量班组:负责隧道施工中的测量放样、检查验收、并对整个施工过程进行摄像。人员3人 2、开挖支护班组:包括洞身开挖、钢拱架支护、钢筋网安装、喷射砼施工等工作。人员36人3、出渣班组:负责隧道内出渣清运等各项工作,人员9人4、衬砌班组:负责二衬、仰拱、路面、明洞、洞门、附属工程等施工。人员18人5、钢筋班组:负责钢筋、钢拱架、钢筋网、锚杆、预埋件、安装件、各型号导管的加工。人员20人第5章 施工工艺技术隧道施工要严格按照新奥法“管超前、浆严注、短进尺、弱爆破、强支护、早成环、勤测量”的基本原则,控制最大临

18、界震动速度,加强监控量测,掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度,保障施工安全,为评价和修改初期支护参数,二次衬砌施作时间提供信息依据。一、隧道测量施工测量要求及精度标准按照公路勘测规范JTG C10-2007和公路隧道施工技术规范(JTG F60-2009)的有关规定进行,主要测量仪器为GPS、全站仪和DS3水准仪。施工前会同勘测设计部门与其他标段中标单位现场交接导线控制桩和设计水准点,测量人员根据实际施工需要对设计院交接控制点进行加密,然后再进行整体施工复测,出示复测报告,报监理、业主审批,根据批复复测报告进行施工测量。(一)洞内控制测量1、洞内导线网要布设1条以上往返闭合导线;后

19、视导线边长不小于300m,洞内控制点设置直线段最短边长不小于200m,曲线段不小于70m。2、高程控制测量:在隧道洞内每隔50100m设置一个临时水准点,并使用精密水准仪对临时水准点与设计水准点联测,成果精度不低于四等水准要求,并定期进行复测,在贯通面30m范围内作高程贯通误差估算。3、洞内精密导线采用测角精度2、测边精度高于2+2ppm的全站仪进行测量。(二)洞内施工测量1、洞内日常测量工作采用全站仪及水准仪进行中线、水平测量。2、隧道施工过程中由工作认真负责,又具有精湛熟练的测量技术人员担负此工作。 3、测量仪器的精度和状态的好坏直接影响到测量成果的准确程度,我们将采用全站仪和精密水准仪,

20、进行全标段的施工控制测量工作。所有仪器及测量工具在使用前均按有关规定进行检验校正。4、严格测量制度,对所有的施工测量工作都做到有放必复,分别有专人负责,内业工作有专人校核,原始资料记录完整、妥善保管,以备查核。(三)测量有关注意事项:1、对测量工作实行三级管理:即由测量队对全管段实行控制测量;由项目部工程部在测量成果的基础上加密控制网点,并测设出重点构筑物;作业队测量组再在此基础上进行施工测量。做到层层控制把关,从而防止差错,保证测量精度符合规范要求。2、复核测量工作是一项精细的把关工作,因此,我们要挑选既具有高度认真负责态度和细致的工作人员进行此项工作。3、常利用相邻点检查各平面及高程控制点

21、的准确性。二、施工段落及长度三多隧道:右洞YK69+350-YK69+489,长度139米;左洞ZK69+400-ZK69+497,长度97米;三、原设计开挖方法根据两阶段施工设计图,上述段落洞身开挖方法为CD法。四、变更后的施工方法根据现场实际情况及劳务队对施工工法的熟练程度,三多隧道拟采用三台阶七步法进行洞身开挖。5、 工艺流程三台阶七步法施工工艺流程图6、 施工方法施工中严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则,三台阶七步开挖一般包含上部弧形导坑开挖并施作拱部初期支护,再左右错位开挖中、下台阶并及时施作边墙初期支护,后及时施作仰拱混凝土,尽早封闭成环,二衬紧跟。本

22、方案主要论述洞身开挖方案,隧道工程的其他工序已在隧道专项施工方案中进行了编写,在此不再重复阐述。三台阶七步法施工方法一、洞身开挖方法:三多隧道属于黄土隧道,隧道围岩等级V1级,开挖方法采用三台阶七步法开挖。1、三台阶七步开挖法技术特点(1)施工空间大,方便机械化施工,可以多作业面平行作业。部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖,工效较高。(2)在地质条件发生变化时,便于灵活、及时地转换施工工序,调整施工方法。(3)三台阶七步开挖法规避了侧壁导坑法、中隔壁法及交叉中隔壁法等需要拆除临时支护及受力转换造成不安全的因素,及时调整闭合时间,方便机械化施工,利于施工工序转换。适应不同跨度和多种断面形式

23、,初期支护工序操作便捷。(4)在台阶法开挖的基础上,预留核心土,左右错开开挖,利于开挖工作面稳定。(5)当围岩变形较大或突变时, 在保证安全和满足净空要求的前提下,可尽快调整闭合时间。2、三台阶七步开挖法主要步骤(1)上部弧形导坑环向开挖;(2)左右侧中台阶错开开挖;(3)左右侧下台阶错开开挖;(4)隧底开挖,施作隧底初期支护。每部开挖后均应及时支护,隧底初期支护后应及时施作仰拱,尽早封闭成环。3、三台阶七步法具体开挖顺序(1)第一步:上部弧形导坑开挖。在拱部超前支护后进行。环向开挖上部弧形导坑。预留核心土,核心土长度宜为3-5m。宽度宜为隧道开挖宽度的1/3-1/2。开挖循环进尺应根据初期支

24、护钢架间距确定,最大不得超过1.5m。开挖后立即初喷3-5cm砼。上台阶开挖矢跨比应大于0.3,开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护。开挖采用人工配合挖掘机,共配合11人作业,其中开挖人员9人(风镐手4人,挖掘机1人,工班长1人,配挖掘机1台,风镐4台)。(2) 第2、3步:左右侧中台阶开挖。开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过1.5m。开挖高度一般为3-3.5m。左右侧台阶错开2-3m,开挖后立即初喷3-5cm砼,及时进行喷、锚、网系统支护。开挖采用人工配合挖掘机,配备开挖人员6人(风镐手2人),配备风镐2台。(3) 第4、5步:左右侧下台阶开挖。开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定

25、,最大不得超过1.5m。开挖高度一般为3-3.5m。左右侧台阶错开2-3m,开挖后立即初喷3-5cm砼,及时进行喷、锚、网系统支护。开挖采用人工配合挖掘机,配备开挖人员6人(风镐手2人),配备风镐2台。(4) 第6步:上、中、下台阶预留核心土。开挖各台阶预留的核心土。开挖进尺与各台阶预留的核心土、各台阶循环进尺相一致。采用挖掘机开挖,安全员现场指挥。(5) 第7步:隧底开挖。每循环开挖长度宜为2-3榀(X-Va-土衬砌每榀间距0.6m、Va衬砌每榀长度0.6m)开挖后及时施作仰拱初期支护,完成两个隧底开挖,支护循环后,及时施作仰拱,仰拱每段长度宜为4-6m。采用人工配合挖掘机开挖。安全员现场指

26、挥,开挖配备人员6人(风镐手2人)。4、三台阶七步开挖法隧道支护施工为保护围岩的天然承载力,隧道支护应尽快施作。三台阶七步法的初期支护分为喷射砼、锚杆、钢筋网钢架等组成,各部分联合受力。初期支护在开挖后立即施作,以保护围岩的自稳能力。(1)初喷砼封闭岩面初期砼应在开挖后立即进行;清除岩面表层的空鼓和掉皮,埋设控制喷射砼厚度的标志钉;喷射砼必须满足设计强度、厚度与其岩面粘结力要求;喷射作业应分段、分片依次进行,喷射作业从拱脚或墙脚自下而上进行,应避免上部喷射回弹料虚掩拱脚或墙脚;先找平凹洼部分,后喷射凸出部分,各部平顺连接,喷头应与受喷面垂直,喷嘴口与受喷面距离宜保持在1.0-2.0m,沿水平方

27、向以螺旋形划圈状移动喷射。(2)系统锚杆、钢筋网施作。初喷砼后应及时施作锚杆。锚杆必须安装垫板,垫板应与喷射砼紧密接触。锚杆施工位置用红漆进行标识;系统锚杆的垫板可在复喷完成后安装,便于锚杆质量检测。A、锚杆钻孔前根据设计要求进行孔位放样,做出标记,孔位允许偏差为15mm.钻孔深度不应小于锚杆杆体的有效长度,孔深允许偏差为50mm.B、钻孔宜保持直线,系统锚杆钻孔方向与开挖面垂直,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;局部铺杆应尽可能与岩层层面或主要结构面成大角度相交。C、安装垫板时,应确保垫板与锚杆轴线垂直,确保垫板与喷射砼层紧密接触。当锚杆

28、孔的轴线与孔口面不垂直时,可采用两种方法进行调整:一是在螺帽下安装楔形垫块;二是在垫板后用砂浆或混凝土找平。杆砂浆凝固前不得加力。D、三多隧道锚杆分为:22砂浆锚杆、22早强药卷锚杆。E、钢筋网采用8 HPB300钢筋制作,网格尺寸采用15*15cm,、网片紧贴初喷砼表面,搭接长度应为1-2个网格,允许偏差为50mm,并不得小于一个网格长边尺寸,网片间采用焊接方式连接。F、应在初喷一层砼后再进行钢筋网铺设,钢筋网随受喷面起伏铺设,并在锚杆安设后进行,受喷面其间隙不应大于3cm。钢筋网应与锚杆钢架连接牢固,且钢筋保护层厚度不应小于4cm。当有拱架时,应与拱架连接牢固,保证在喷射砼时不得晃动。(3

29、)安装钢架(1) 拱部单元安装工序,放样确定钢架基脚位置施作定位锚杆架设钢架布设纵向连接钢筋。(2) 拱架安装前应检查开挖断面轮廓、中线及高程。(3) 钢拱架有工字钢、连接钢板等焊接成型,接头处焊缝高度hf=7mm.单元之间以螺栓连接,拱脚处垫槽钢、钢板将钢架连成整体。钢架与初喷砼之间必须紧密接触,空隙处采用垫块堑紧。施工时可根据实际情况酌情调整其数量及位置进行设置。(4) 墙部单元安装工序:墙角部位铺设槽钢垫板施作定位锚杆对应拱部单元架设墙部钢筋单元布设纵向连接筋。钢架单元宜手用栓接加焊接的方式连接。(5) 加强钢架拱脚,墙脚、锁脚锚杆施工。(6) 各台阶每单元钢架拱脚,墙脚处,紧贴钢架两侧

30、边沿按下倾角25,打设锁脚小导管,并与钢架采用“L”型钢架牢固焊接。锁脚锚杆直径42mm,长度为4.5m,以控制基脚变形。5、三台阶七步法施工注意事项及要求(1)钢架拱脚、墙脚应架设在稳固的基岩口或底部铺垫槽钢,以保证钢架基础稳固。安装前应清除基脚下的废渣、虚土及杂物。(2)钢架安装允许偏差:钢架间距,横向位置和高程与设计位置的偏差不超过5cm,垂直度允许偏差2。(3)钢架应与纵向连接筋、锁脚锚杆焊接牢固,以增强钢架的整体稳定性。(4)锁脚锚杆施工应作为施工质量控制的重点,锁脚锚杆尾部宜加工成“L”型,钢架连接板应采用栓接牢固连接。(5)钢架与围岩间隙不应大于5cm,喷射砼厚度应符合设计要求,

31、二次复喷砼应分层喷射,每层厚度宜为5cm,喷射砼表面应平顺,无空鼓、裂缝、松酥。平整度宜采用3cm直尺检查,允许偏差侧壁5cm,拱部7cm。6、仰拱施工(1)隧道开挖采用全幅分段施工,上面铺设仰拱栈桥,每循环开挖长度控制在2-3榀,同时仰拱施工滞后上台阶V级围岩开挖面25m,停止前方工作面开挖或短距离跳槽进行隧底开挖。(2)隧底开挖后,应及时清除废渣、废物,立即初喷4cm厚砼封闭岩面,按设计图纸要求安装仰拱钢架,复喷射砼至设计厚度,使初期支护及时闭合成环。(3)仰拱应超前拱墙衬砌,每循环浇筑长度宜为4-6cm,仰拱采用模板支架成型,仰拱砼分段、分幅浇筑,一次成型,不留纵向施工缝。(4)仰拱填充

32、砼应在仰拱砼终凝后浇筑,浇筑前应清除仰拱表面杂物和积水,连续浇筑,一次成型。不留纵向施工缝。填充砼强度达到5Mpa后允许行人通行,达到设计强度100%后允许车辆通行,仰拱填充表面坡度应符合设计要求,达到平顺、排水通畅、无积水的效果。洞内仰拱距V级围岩开挖掌子面应控制在30m,围岩变形较大,长时间难以稳定,则应进一步缩短仰拱至开挖面的距离,必要时仰拱跟至下台阶。二衬至开挖掌子面最大不得超过60m,围岩变形较大或不稳定时,二衬应紧跟掌子面。(5)黄土隧道施工中,量化仰拱,二衬距开挖掌子面的合理距离,对保证隧道施工安全尤为重要。7、三台阶七步法隧道施工重点(1)隧道进洞前应做好洞口及洞顶防排水系统,

33、防止地表水及施工用水下渗影响结构安全。(2)三台阶七步法施工应做好工序衔接。工序安排应紧凑,尽量减少围岩暴露时间,避免因长时间暴露引起围岩失稳。(3)初期支护应及时封闭成环,全断面初期支护闭合时间宜控制在15d左右;(4)仰拱应超前施作,仰拱距上台阶V级围岩,开挖面应控制在25m,距IV级围岩开挖面应控制在35m,铺设防水板、二次衬砌等后续工作应及时进行。(5)衬砌应紧跟仰拱施工,一般洞内V级围岩25m,IV级围岩35m,二衬距开挖掌子面最大不得超过90m。(6)在满足作业空间和台阶稳定的前提下,应尽量缩短台阶长度,核心土长度应控制在3-5m。宽度宜为隧道开挖宽度的1/3-1/2。(7)三台阶

34、、七步法施工应严格控制开挖长度,根据围岩地质情况,合理确定循环进尺,每次开挖长度不得超过1.5m。开挖后立即进行初期喷射砼施工,以减少围岩暴露时间。(8)严格按照设计要求施作超前支护,控制好超前支护外插角,严格按注浆工艺加固地层,保证隧道开挖在超前支护的保护下施工。(9)隧道周边部位应预留30cm人工开挖,其余部位宜采用机械开挖,局部需要爆破时,必须采用弱爆破,不得超挖。施工时应严格控制装药量,减少对围岩的扰动。(10)中、下台阶左、右侧开挖应错开,严禁对开。左右侧错开距离宜为2-3榀。(11)钢架应严格按设计及规范要求加工制作和架设。严禁拱脚、墙脚悬空或采用废碴回填,钢架应与锁脚锚杆焊接牢固

35、。(12)隧道局部超挖部分必须回填夯实,严禁初期支护背后存在空调,必要时,初期支护背后应进行填充注浆,保证初期支护与围岩密贴。(13)施工过程中可采用增加拱脚、墙脚、锁脚锚杆,增设钢架拱脚、墙脚部位纵向连接钢筋,扩大拱脚、墙脚、初期支护基础及增设拱脚、墙脚、槽钢垫板梁,增设拱脚、墙脚承载力等措施控制变形。(14)完善洞内临时防排水系统,严禁积水浸泡拱脚、墙脚及在施工现场浸流,防止基底承载力降低。(15)加强沉降收敛监控量测工作,根据量测结果及时调整支护参数,确定二次衬砌施作时间,进行信息化施工管理。8、出碴洞内出渣采用人工配合装载机将洞渣装上自卸汽车,由自卸汽车运往弃渣场地。作业时,应加强洞内

36、照明,并设专人指挥交通。在洞内运输时,车辆应减速慢行。 9、支护施工工艺隧道开挖完成后对隧道进行断面检查,合格后开始初期支护施工。隧道初期支护主要采用药卷杆、双排超前小导管、型钢钢架、挂钢筋网、喷射混凝土。软弱破碎围岩地段支护及早封闭成环,钢筋网钢筋须经试验合格,使用前必须除锈,在洞外分片制作,安装时搭接长度不小于一个网格。人工铺设贴近岩面,与锚杆和钢架绑扎连接(或点焊焊接)牢固。钢筋网和钢架绑扎时,应绑在靠近岩面一侧,确保整体结构受力平衡。喷混凝土时,减小喷头至受喷面距离和控制风压,以减少钢筋网振动,降低回弹。钢架钢架在钢构件加工厂统一加工,加工前先按11的比例进行放样,确定主要杆件下料尺寸

37、,预拼验收合格后统一运至洞口临时存放库。钢架利用平板车运进洞内,采用拱架安装台车安装。安装时使段与段之间的连接板结合紧密,不留有缝隙。钢架间设置纵向钢筋连接,连接筋与钢架采用绑扎或栓接等“不动火”连接方式。初喷混凝土厚度达4cm后架立,在钢架拱脚处设置两根锁脚锚杆,同时将钢架底角处浮渣清除干净,并在其底部设型钢垫板或砼预制块,以增大受力面积,减少下沉量。喷射混凝土隧道喷射混凝土为C25喷射混凝土,采用湿喷机施工,喷射砼分初喷、复喷两次达到设计厚度。喷射砼分段、分片自下而上顺序进行,每段长度不超过6m,喷砼前先清理喷射面,使用高压风、水冲洗岩面,发现松动的石块等及时清除,然后采用湿喷机械手进行喷

38、射砼作业。喷嘴与受喷面尽量保持垂直,同时与受喷面保持一定的距离,其距离取0.81.0m为好。当岩面有较大坑洼时,先喷凹处找平。药卷锚杆A、锚杆采用22早强药卷锚杆,长为3.5m、4.5m ,锚杆沿径向设置,按梅花形布置,中夹岩一侧锚杆长度4.5m,非中夹岩一侧锚杆长度3.5m,施工中采用锚杆台车或YT-28风枪钻孔,高压风冲洗后,插入杆体,拱部、边墙采用排气法注浆。其中接触网预埋槽道处及接地端子环向钢筋布置处锚杆在复喷混凝土前打入采用YT-28风枪钻孔;其余锚杆在喷射混凝土结束后打入,采用锚杆台车钻孔。B、药包使用前应检查,要求无结块、未受潮。药包的浸泡宜在清水中进行,要将药包竖立于水中,随用

39、随泡,药包必须泡透。使用前应对药包做泡水检验,药包包装纸应采用易碎纸。C、药包直径要小于钻孔直径 20 左右,药包应以专用工具推入钻孔内,防止中途破裂。D、锚杆宜采用手送插入并转动锚杆,也可锤击安装,但不得损伤锚杆尾部的螺纹,且保持杆体位置居中。E、有地下水地段,应先引出孔内的水或在附近另行钻孔,再安装锚杆。F、锚杆必须安装垫板,垫板应与喷射混凝土面紧密接触。3210、仰拱、仰拱填充混凝土施工根据监控量测结果分析,初期支护基本稳定后,开始施作仰拱混凝土。仰拱与仰拱填充应采取分层浇筑,严禁半幅浇注。仰拱为C30钢筋砼,仰拱填充采用C15片石混凝土,仰拱填充应一次灌注,严禁分层浇筑,仰将上一循环混

40、凝土仰拱接头凿毛,清理底部的虚砟、杂物及淤泥,排除积水,并拦截前方来水,用水泵将前方来水抽入后方衬砌已成型地段的排水沟内,经洞口沉淀池净化后排出。按设计要求安装仰拱钢筋,并设与边墙衬砌连接筋。支、安仰拱定型钢模板,灌筑混凝土,平板式振捣器捣固密实。灌筑时由中心向两侧对称进行,仰拱与边墙衔接处加强捣固。仰拱填充在仰拱混凝土终凝后浇筑,采用C15片石混凝土,插入式振捣器捣固。仰拱与仰拱填充混凝土采用土工布覆盖、洒水养护。11、施工注意事项(1)施工时坚持短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测的原则。如有超前支护等辅助施工措施,应首先利用上一循环架立的钢架施工完毕,再开挖。(2)开挖方式均采用机械开

41、挖 ,严格控制开挖进尺。(3)锁脚锚杆根据设计图纸设置,以确保下台阶施工的安全。(4)各部台阶一次开挖长度宜在23米之间。下部台阶开挖后仰拱应紧跟施作。(5)施工中,应按有关规范及标准图的要求,进行监控量测,及时反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。台阶法施工时注意事项(6)上下台阶长度要适中,以不影响上台各工序正常操作及出碴运输为宜,同时要考虑到上台掌子面通风、供风、供电的需要。(7)及时进行锚杆抗拔试验和监控量测,防止洞身变形过大,以便及时修正支护参数,调整支护时间。(8)仰拱开挖及支护应超前衬砌交替进行,尽快形成闭合环,施工C15片石砼填充层时,两侧

42、预留排水沟及电缆沟槽位;二、超前小导管超前小导管配合型钢钢架使用,应用于隧道级围岩拱部超前注浆预支护,单根长度3.5m,其纵向搭接长度不小于1m,小导管环向间距35cm,外插角1015,可根据实际情况调整,注浆材料为水泥浆,水灰比1:1,注浆压力0.51.0MPa,采用42mm壁厚4mm热轧无缝钢管制成,在前部钻注浆孔,孔径、8mm,孔间距15cm,呈梅花形布置,前端加工成锥形,尾部长度不小于100cm,作为不钻孔的止浆段,布设范围为拱部120范围。制作钢花管小导管前端做成尖锥形,管壁上每隔15cm梅花型钻眼,眼孔直径为8mm,尾部长度不小于30cm作为不钻孔的止浆段。小导管安装测量放样,在设

43、计孔位上做好标记,用凿岩机或煤电钻钻孔,孔径较设计导管管径大20mm以上。 成孔后,将小导管按设计要求插入孔中,直接将小导管从型钢钢架中部预开孔洞内打入,外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上,与钢架共同组成预支护体系。注浆采用KBY-50/70注浆泵压注水泥浆。注浆前先喷射混凝土510cm厚封闭掌子面,形成止浆盘。注浆压力为0.51.0Mpa,注浆按由拱顶至两侧的顺序施工,浆液先稀后浓,注浆量先大后小、为保证岩层浆液分布均匀,单孔注浆量不宜过大且应间隔注浆。注浆结束以终压控制为主、注浆量校核。开始注浆压力为0.51.0Mpa,终止压力值为2.0Mpa。注浆施工中认真填写注浆记录,随时分析和改进

44、作业,并注意观察施工支护工作面的状态。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。三、初期支护施工1、锚杆制作:锚杆钢筋提前加工制作,保证随时供应。拱部系统锚标采用药卷锚杆,纵向间距2.4m,环向间距0.35m,边墙采用早强药卷锚杆,锚杆长3.5、4.0m,锚杆间距0.61.0m。2、型钢钢架制安装V级衬砌采用型钢钢架支护,每榀间距0.6m。型钢钢架加工:加工场地硬化,按设计放出加工大样。钢架弯制结合隧道开挖方法采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制,弯制完成后,先在加工场地上进行试拼。各节钢架拼装,要求尺寸准确,弧形圆顺,要求沿隧道周边轮廓误差不大于3cm;型钢钢架平放时,平面翘曲小于2c

45、m。钢架安装:钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。根据测设的位置,各节钢架在掌子面以螺栓连接,连接板应密贴。为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上,安装前应清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。同时每侧安设2根锁脚锚管将其锁定,下台阶开挖完成后,初期支护及时跟进,将钢架全环封闭。为保证钢架位置安设准确及稳定性,隧道开挖时在钢架的各连接处预留连接板凹槽,钢架安装时采用预制砼块楔入。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。钢架纵向连接采用20钢筋进行,环向间距1m。钢架落底接长应在单边交错进行,每次单边接长钢架12排,接长钢

46、架和上部钢架通过垫板用螺栓牢固准确连接。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,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。3、锚杆钻孔及安装锚杆采用锚杆钻机成孔。若出现塌孔现象,则用锚杆钻机带套管成孔,钻孔后要及时插放锚杆并注浆。锚杆成孔中如遇地下管线、既有建筑物时,上下左右移位再打,布孔位置允许偏差150mm,孔径允许偏差5mm,孔深允许偏差50mm,如确实打不到设计长度,而致孔深不能满足设计要求时,向设计及监理及时反映。在安放之前,都应将孔内残留及松动的废土清除干净。4、压力注浆若成孔时发现孔内土壤含水

47、量较大,则压力注浆应紧随上一工序进行。 注浆管应与锚杆钢筋一起插入孔内,注浆管底部与锚杆钢筋用胶布粘绑,距离孔底250mm5mm,在孔口位置设置止水塞及排气管。采用简单适用的注浆袋法实现压力注浆,确保注浆压力达到设计要求,注浆时从孔底向外注浆,当注浆袋饱满密实后在同一压力下维持5 分钟,然后抽出注浆管并迅速扎紧袋口。注浆泵压力表要定期进行检测,损坏的压力表不能使用,计量不准确的及时调换。浆液采用纯水泥浆或水泥砂浆,纯水泥浆的水灰比为1:1。水泥浆要拌和均匀,随拌随用,一次拌和的浆液在初凝之前用完。浆液初凝收缩后及时在孔口补浆。5、绑扎钢筋网及复喷砼锚杆安装完成后进行钢筋网片施工,钢筋使用之前调

48、直并去锈污。网片钢筋采用绑扎,搭接长度须满足设计要求。编网时坡面一律拉线,钢筋网水平方向错开搭接。复喷砼在绑扎完钢筋网后进行,一次喷射至设计厚度。喷射前要将初喷面清理干净。喷射工艺同初喷砼。四、支护防排水技术隧道的防排水设计采取“防、排、截、堵结合,因地治宜,综合治理”的原则。结构防排水施工一般包括基面检查处理、排水盲管安装、防水板安装、施工缝和变形缝防水处理、混凝土灌注等工序。1、基面处理(1)铺设排水管、防水层前需将初期支护大致找平,包括对边墙及拱部进行找平,采用砂浆找平;将外露锚杆进行切除,锚杆螺头加盖塑料帽。(2)初期支护喷射混凝土层表面有渗漏水时处理,使基面保持干燥,对于明显的出水点

49、可采用钻孔埋管,将水引进附近的盲管;如果水大,则直接用钢管引排,对于大面积的渗水,可采用快凝水泥沙浆封堵将水集中,然后再钻孔埋管引排。(3)净空检查用断面仪等仪器进行,检查支护断面是否满足设计尺寸,每10m检测一个断面,如果不满足设计净空要求时,则加密检查,并对侵限部位严格按照规范要求进行处理。保证初期支护表面平整、无空鼓、无裂缝、无松酥。2、排水盲管施工排水盲管一般包括环向排水管、纵向排水(集水)盲管、横向泄水管,三者采用变径三通连接为一体,形成完整的排水系统。(1)施工流程钻孔定位-安装锚栓-铺设盲管-捆绑盲管-盲管纵向、环向连接。(2)施工方法隧道拱墙背整环铺设50软式透水管为环向排水管

50、,纵向间距10m,当水量较大时,设置间距应加密。在隧道两侧边墙墙角外侧泄水孔标高处各设置一道纵向半边打孔,纵向贯通,其纵坡与路线纵坡一致。纵向排水盲管通过116HDPE横向排水管与中心排水管连通,连接应采用变径三通方式,连接牢固、畅通,安装坡度符合设计要求。纵向排水管与三通接头连接后,要用土工布进行包裹。要做好纵向排水管的标高控制,确保排水通畅。用防水板将纵向排水管进行反包,并在防水板上剪一圆孔,将三通接头的出水口穿过该孔。将横向排水管与三通接头的出水口相连,横向排水管的出水口直通隧道中央排水沟。3、防水板施工(1)防水板铺设应超前二次衬砌施工 12 个衬砌段,以利于保护、不影响二衬施工为原则

51、, 其铺设应采用专用台架,铺设时要低处压高处。根据施工方案确定每环的长度(应包括两边反包长度),铺设应采用木螺钉上系绳结吊挂防水板,不能铺的太紧,要满足防水板在浇筑二衬过程中能密贴初衬。(2)基面处理防水板施工前,应复核中线位置和高程,检查断面尺寸,保证衬砌施工后的衬砌厚度和净空满足规范和设计要求。防水板铺挂前应进行的基面检查及处理的主要内容包括:初期支护表面应平整,无空鼓、裂缝、松酥,对于初支表面外露的锚杆头、钢筋网头等坚硬物应采用电焊或氧焊齐根切除,并用 1:2 水泥砂浆抹平,以防止顶破防水板。对局部凹凸部分,应修凿、喷补,使其表面平顺。基面明水应提前设 U 型盲管引排,对于洞顶的大面积渗

52、水,可用防水板配合环向盲管集中引排到纵向排水管中。初期支护表面平整度应满足拱脚 D/L1/6,拱顶 D/L1/8(L 为初期支护表面相邻两凸面间的距离,D 为该两凸之间凹进去的深度)。基面处理质量检查净空检查用激光断面仪等仪器进行,检查支护断面是否满足设计尺寸,每 10 米检测一个断面, 如不满足设计净空要求时,则加密检查,并对侵限部分严格按照规范要求进行处理。初期支护表面应平整,无空鼓、裂缝、松酥,表面平整度用 2m 尺进行检查,其平整度5cm。(3)防水板的挂前拼焊在洞外据拟铺挂面积的大小将 23 幅幅面较窄的成卷防水板下料,然后将其平铺在地面上拼焊成便于运输、铺挂的大幅面防水板,减少洞内

53、作业的焊缝数量,以提高焊接质量。防水板应减少接头。防水板拼接采用自动爬行热合双焊缝焊接,要求搭接宽度满足设计要求且不小于 100mm, 控制好热合机的温度和速度,保证焊缝质量。焊缝应严密,单条焊缝的有效焊接宽度不应小于12.5mm。焊接前待焊接头板面应擦净,并应根据材质通过试验确定焊接温度和速度。焊接时应避免漏焊、虚焊、烤焦或焊穿。沿隧道纵向一次铺挂长度宜比本次二次衬砌施工长度多 1.5m 以上,以使与下一循环的防水层相接;同时可使防水层接缝与二次衬砌混凝土接缝错开 1.0m 以上,有利于防止混凝土施工缝渗漏水。(4)挂板台车就位防水板铺设时采用简易台车进行。台车应具备足够的强度与刚度以及较为

54、灵活的行走装置, 并应配备能达到隧道周边任一部位的作业平台。台车就位采用轮装牵引的方式进行,就位时应使台车中心尽量置于隧道中线上,并固定稳妥,以保证作业时不产生倾斜和晃动。(5)铺挂防水板为保证防水板铺挂质量,应先进行试铺定位。固定点间距的控制:尺量检查,固定点间距拱部 0.50.7m,侧墙 1.01.2m,在凹凸处应适当增加固定点,布置均匀。 松弛率:防水板吊环间距需根据其铺挂松弛率要求来确定,环向松弛率经验值一般取 10%, 纵向松弛率一般取 6%。根据初期支护表面平整程度适当调整,以保证灌筑砼时板面与喷砼面能密贴。防水板洞内铺挂宜由下至上、环状铺设,将防水板上的吊环用木螺钉固定在膨胀塞上。防水板铺设应超前二衬施工 12 个衬砌段,形成铺挂段检验段二衬施工段,流水作业。(6)铺后续接防水板的“铺后续接”是指前后两幅大幅面防水板之间的连接,应先用热合焊机焊接环向接缝。施工时应将待焊的两块板面接头擦净、对齐,保证搭接长度,严格控制焊接温度、焊机行走速度,保持焊机与焊缝良好接触,做到行走平稳。热合焊机焊完

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