四川路桥叙大铁路A标大湾子隧道四级3型围岩开挖技术交底

四川路桥叙大铁路A标大湾子隧道四级3型围岩开挖技术交底四川路桥叙大铁路A标三工区项目部技术交底书编码：WTJSXDTL项目名称叙大铁路A标三工区接收单位交底单位工程管理部接受操作人交底人交接时间审核人交底内容:大湾子隧道开挖、支护Ⅳ级Ⅱ型一、施工内容大湾子隧道围岩开挖、支护。详见附图“开挖支护技术交底开挖断面示意图”。二、主要工程材料1、格栅钢架：全环格栅钢架，纵向间距1.0m。2、网片：φ6mm钢筋，网格间距20×20cm，1.0×1.0m双开式。3、喷射砼：潮喷C25砼，厚度20cm。4、锚杆材料：拱部为带排气装置组合中空注浆锚杆：φ22钢管，壁厚5mm，长度3m，间距：环1.0m×纵1.0m，梅花型布置。边墙为砂浆锚杆：Φ22螺纹钢，长度3m；间距：环1.0m×纵0.8m。锁脚锚杆：Φ22螺纹钢，长度3.5m；5.连接筋：Φ22螺纹钢，长度1.0m。6.超前小导管：拱部42的超前小导管加强支护（大管棚除外）其中超前小导管纵向间距2m,环向间距0.4每环20根，每根3.5m三、施工顺序施工准备→测量放样→进洞大管棚施工→土石方开挖→掌子面素喷→出碴→钢架架立→系统锚杆施作→挂网→喷砼。四、大管棚施工4.1管棚施工管棚是利用导向架（墙），沿开挖外轮廓线以较小的外插角，向开挖面前方打入钢管，形成对开挖面前方围岩的预支护，其适用于浅埋或极破碎岩体。本隧道采用外径Φ89mm,壁厚5mm的无缝钢管。4.2施工工艺流程管棚施工工艺流程见图4-1管棚施工工艺流程图。图4-1管棚施工工艺流程图4.3施工方法①、施工机具：DK-300型钻机、TBW-250注浆泵、灰浆拌合机、电焊机、管钳、钻头φ127和φ100钢管联接套等。②、钢管：热轧无缝钢花管，长度30m，外径φ89mm，壁厚6mm。导管上钻注浆孔，孔径Ф10～16mm，孔纵向间距15~20cm，呈梅花形布置，尾部留不小于100cm的不钻孔的止浆段。③、管距：环向间距50cm。④、倾角：1～3°⑤、水泥浆：水灰比0.8:1～0.5:1⑥、注浆压力：0.6～1.0MPa。⑦、管棚施工：按设计导向墙，并在导向墙内按间距预埋导向管。先用DK-300型管棚钻机钻深孔，钻孔达深度要求，依次拆卸钻杆。⑧、顶管、接管：采用钻机连接套管自动跟进装置连接钢管，将第一节管子推入孔内。钢管孔外剩余30～40cm时，用管钳卡住管棚，反转钻机，使顶进连接套与钢管脱离，人工安装下一节钢管，对准上一节钢管端部，人工持管钳用钢管连接套将两节钢管连在一起，再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管，接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应错开，同一截面的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。⑨、安钢筋笼：为提高钢管的抗弯能力，在钢管内增设钢筋笼，钢筋笼由四根φ18mm钢筋和固定环（长5cm，外径φ42mm，壁厚3.5mm；间距1cm）组成。⑩、注浆：用ZJ-400高速制浆机拌制M20水泥浆或水泥砂浆，采用注浆机将砂浆注入钢管内，初压0.5~1.0MPa，终压2MPa，持压15min后停止注浆，注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍，若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围空隙浆液充填饱满，注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。注浆完成后，即可进洞开挖，正式进入开挖，支护循环作业。施工前做注浆试验，以确定合理的注浆参数；对富水地段，管棚注浆采用改性水玻璃或水泥水玻璃液浆；对弱富水段，采用注单液水泥浆进行围岩加固，具体在施工中可根据实际地质情况、裂隙水发育情况决定注浆类型。注浆压力5Mpa。图4--2注浆工艺流程图整修管路、重新注浆图4--2注浆工艺流程图整修管路、重新注浆钻孔安装孔管连接管路注浆结束压水试验效果检查调整浆液良好欠佳浆液在高速搅拌机内搅拌，严格按照实验取得的施工配合比进行投料，浆液的浓度一般控制在1.25:1-0.8:1，若采用双液浆，为调整浆液初凝时间，可掺缓凝剂，并根据地层裂隙情况、含水状态及要求的凝胶时间，选用合理惨量。搅拌机布置有两个制浆桶，而且配有自动加水计量仪，可以保证水泥浆液的施工供应和浆液拌制质量。管棚注浆顺序原则上遵循着“先两侧后中间”、“由稀到浓”的原则。注浆完毕后应进行注浆效果检查，并做好记录。5、施工方法5.1开挖：采用预留核心土法进行，开挖时采用人工配合挖掘机进行，必要时采用浅孔弱爆破开挖，人工辅助修边，每循环进尺不超过0.8m。出碴采用挖掘机扒碴，装载机和自卸汽车出碴。底板进行开挖时严格按照测量放样的标高和轮廓线（进口至出口为20‰的上坡）进行，开挖时尽量保证底板平整，以避免低洼处积水影响作业和文明施工。开挖时两侧留0.4m×0.4m水沟，并保证排水顺畅，在洞口设集水坑，待沉淀后排至线路右侧小溪；同样洞内仰拱浇筑附近排水时也设集水坑，采用污水泵抽至洞口设集水坑，再排走。5.2支护：开挖结束后，立即采用C25砼封闭掌子面和拱墙部3～5cm，并及时进行钢架、锚网喷支护。本段围岩支护方式：格栅钢架、拱部系统锚杆为带排气装置的组合中空锚杆、边墙为砂浆锚杆、钢筋网铺设等形式。5.2.1格栅钢架：钢架在开挖和初喷后立即架设，根据开挖方法和步骤分部分片安装，安装前清除底脚下的虚碴及杂物；为了使左右侧支护上部拱架便于与下部连接，安装拱部钢架时在拱脚处垫上垫板并用锁脚锚管锁固。安装好的拱架用纵向连接筋连成一体，按设计施作注浆锚杆，将锚杆的尾部焊于拱架上。5.2.2砂浆锚杆：当拱架架立定位后，立即施作墙部砂浆锚杆。钻孔采用YT28手持风钻成孔，成孔后进行检查和用高压风或高压水进行清孔；人工用锤击或钻机将锚杆顶入孔内，尾部外露部分与钢拱架焊接在一起；注浆前采用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙以免注浆时漏浆，用注浆机将浆液通过倒退式注浆法注入孔内，注浆压力为0.5～1.0MPa，当注浆压力达到设计终压稳定后可结束注浆。5.2.3带排气装置的中空注浆锚杆：钻孔方式同砂浆锚杆施工。检查钻孔达到标准后，安装锚杆和止浆塞，并按设计比例配浆，采用挤压泵注浆。当注浆压力达到设计终压稳定后可结束注浆，然后安装专用垫板。5.2.4钢筋网施工：钢筋网片预先在洞外加工好备用，锚杆施作好后进行钢筋网的铺设，采用绑扎形式铺挂，钢筋网应随高就低紧贴初喷面，必要时用打浅孔埋膨胀螺栓，钢筋网固定于螺栓上，并与锚杆尾部焊接,钢筋网搭接长度不得小于20cm。六、施工工艺要求6.1开挖：开挖断面尺寸要符合设计要求，开挖轮廓线采用有效的测量手段进行控制；拱部允许超挖平均为10cm，最大不超过15cm，边墙、仰拱、隧底平均为10cm；需要爆破时，采用光面爆破，周边眼间距35～50cm，周边眼抵抗线为45～60cm，开挖采用环向开挖预留核心土法，具体工序和施工注事项参看附图“进口Ⅴ级围岩开挖支护技术交底预留核心土法施工工序示意图（一）、（二）”。6.2支护：6.2.1格栅钢架：格栅钢架纵向间距为0.8m一榀，格栅钢架加工在平整的场地上进行，控制平面翘曲度。钢架加工不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷；检查焊点是否漏焊，合格品的要编号，避免混用；安装拱架前先对围岩进行4cm的素喷，以保证安全；型钢钢架的下端设在稳固的地层上，拱脚开挖高度低于上部开挖底线15～20cm，下垫砂层和钢板，便于安装和下部连接，各节钢架间以螺栓连接，连接板必须密贴；安装好的每片拱架在拱脚处打好φ22锁脚锚杆（L=3.5m），每侧拱脚不得少于2根，尾部牢固焊接于拱架上；拱架横向和高程误差为±5cm，垂直度±2°，左右纵向误差±5cm；钢架与初喷混凝土之间尽量贴紧，如因开挖造成凹凸不平，并有较大间隙时，设置混凝土垫板或钢板，严禁用6.2.1.1钢架施工工艺钢架施工工艺详见图6-1钢架施工工艺流程图。前期准备前期准备断面检查初喷混凝土架立就位锁定设置纵向连接钢筋复喷混凝土结束φ22钢筋锁脚锚杆超欠挖处理钢架拼装钢架加工不合格合格 图6-1钢架施工工艺流程图6.2.1.2钢架施工工艺①、钢架加工按照设计尺寸在平整的场地上放出1∶1大样，分块制作，并焊好连接法兰，法兰的焊接准确周正，孔眼对应。使用前将分块编号预拼，无侧弯、扭曲、错台、变形等缺陷，方可使用。②、钢架架立首先要测量准确，架立后复核，钢架间距要按设计要求进行布置，钢架尽可能与围岩贴靠紧密(空隙小于5cm)，当钢架和围岩之间的间隙过大时应设垫块，两侧底脚使用垫块支垫牢固。如基底松软则安装时设置垫板，防止支撑受荷载下沉，必要时用砼加固基底。③、锁脚每单元接头处施作锁脚锚杆，通过钢架与锚杆的焊接，将钢架锁定到墙上。锚杆打设，与水平成约45°或60°角倾斜向下，以改善受力状态。④、连接法兰之间对正，用螺栓连接牢固，钢架与纵向锚杆焊牢，钢架与钢架之间用Φ22螺纹钢焊接连成整体，起到整体支护效果。纵向连接筋按八字型交错连接成桁架结构，结点呈不可活动绞形式。此法抗扭性好，利于整体性和稳定性的提高。⑤、加楔钢架外缘与基面间空隙加砼预制楔块，保证围岩压力均匀传至钢架上。片石和木材填塞，保护层厚度不小于2cm；钢架要全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不小于4cm；两排钢架间用φ22钢筋拉杆纵向连接牢固，环向间距1.0m，以便形成整体受力结构；钢拱架的安设必须在开挖后2小时内完成。格栅钢架加工参见叙大遂参（10）02-25图施作。6.2.2砂浆锚杆施工：隧道墙部系统锚杆均采用砂浆锚杆，锚杆杆体的抗拉强度不小于180KN，锚杆采用Φ22砂浆锚杆、L=4.0m、锚杆间距环向1.0m×纵向0.8m，呈梅花形布置；杆体直径要均匀、一致，无严重的锈蚀、弯折；孔径要与锚杆直径相匹配，锚杆孔径大于设计的锚杆直径15mm；孔深比锚杆稍长一些(10cm以上)；孔向按设计方向钻进，垂直坡面或岩面；锚杆杆体除锈除油，杆体插入锚杆孔时，保持位置居中，杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%，实际粘接长度亦不短于设计长度95%；砂浆拌和均匀，并调整和易性，随拌随用，一次拌和的砂浆在初凝前用完；砂浆未达到设计强度的70%时，不得随意碰撞，3天内不得悬挂重物。6.2.2.1砂浆锚杆施工工艺砂浆锚杆施工工艺流程见图6-2砂浆锚杆施工工艺框图。6.2.2.2原材料及配合比锚杆杆体采用φ22mm的螺纹钢，锚杆平直、无锈，使用前先除油污，砂浆采用中砂和R42.5水泥拌制，砂子粒径小于2.5mm；砂浆配合比控制在(砂子：水泥)1：1～1：2之间，水灰比控制在0.38～0.45之间；砂浆拌合均匀，随拌随用，在砂浆初凝前使用完毕。6.2.2.3砂浆锚杆施工方法①、钻孔采用锚杆台车钻孔或风钻，钻孔的深度、方向和布置符合设计，孔深一般比锚杆稍长一些（10cm以上），孔径大于杆体直径15mm，钻孔完毕吹净孔内积水、积粉和岩碴。②、灌浆、安装灌浆开始和中途停止超过30分钟，用水或稀水泥浆润滑注浆管路；灌浆时注浆管插入距孔底10厘米处，随砂浆的注入缓慢均匀拔出，避免孔中砂浆漏灌，保证锚杆全长锚固。灌浆压力不大于0.4Mpa；注浆完后安装锚杆，锚杆的插入长度不小于设计长度的95%，其外露长度满足设置垫板、钢筋网要求，并不得大于喷层厚度，锚杆安装后不得随意敲击，待水泥砂浆终凝后安设孔口垫板，见图6-3砂浆锚杆施工工艺流程图。否否孔口处理验收固定锚杆插入锚杆杆体加工锚杆注浆准备补孔不合格合格测量定锚杆孔位钻孔清孔验孔注入砂浆进行下道工序图6-2砂浆锚杆施工工艺框图图6-3砂浆锚杆施工工艺流程图6.2.3带排气装置的组合中空注浆锚杆：隧道拱部系统锚杆均采用带排气装置的中空注浆锚杆，中孔注浆锚杆直径为φ25mm，L=3.0mm，环向1.0m×纵向1.0m梅花型布置，带排气装置；杆体直径要均匀、一致，无严重的锈蚀、弯折；孔径要与锚杆直径相匹配，锚杆孔径应大于设计的锚杆直径15mm，孔深一般比锚杆稍长一些(10cm以上)；孔向应按设计方向钻进，垂直岩面；锚杆规格、长度、直径符合设计要求，中空注浆锚杆由中空锚杆杆体和垫板、螺母、排气管等附件组成，主要设在开挖断面的拱部及较差地段的拱墙。其工艺流程详见图6-4中空注浆锚杆施工工艺流程图。钻孔方式同砂浆锚杆施工。检查导管孔达到标准后，安装锚杆并按设计比例配浆，采用电动注浆机注浆，注浆压力符合设计要求；一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。当注浆压力达到设计终压不少于20min，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆，并保证锚杆孔浆液注满。最后在综合检查判定注浆质量合格后，用专用螺帽将锚杆头封堵，以防浆液倒流管外。施工技术措施：锚杆插入前必须先用高压风清孔，锚杆必须装好锚头，边旋转边将锚杆送入眼孔，然后安装止浆塞、垫板、螺母；注浆压力控制在0.5～1.0Mpa，终压控制在2～2.5Mpa，排除孔内气体，确保孔内浆液饱满；锚杆规格、长度、直径符合设计要求，锚杆杆体除锈除油；锚杆布置形式符合设计要求，按要求定出锚杆位置，锚杆间距允许误差±150mm。锚杆与岩面基本垂直；锚杆垫板与孔口混凝土密贴。随时检查锚杆头的变形情况，紧固垫板螺帽。否否注浆加垫板，固定锚杆体浆液配置安止浆塞加工锚杆补孔钻孔清孔验孔插入锚杆杆体结束测量定锚杆孔图6-4中空注浆锚杆施工工艺流程图6.2.4钢筋网施工工艺：开挖后，先喷一层4cm砼后再挂网。钢筋网片预先洞外加工好备用，钢筋网采用φ8@150×150mm和φ6.5@150×150mm双层钢筋网，网片加工成0.8m×2.2m双开式，锚杆施作好后进行钢筋网的铺装，φ8铺设于拱架外缘、φ6.5铺设于拱架内缘，钢筋网应随高就低紧贴初喷面，钢筋网固定于锚杆杆体头部，并与锚杆尾部焊接。施工技术措施：使用的钢筋须经试验合格，使用前要除锈，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，必要时利用风钻气腿顶撑，以便贴近岩面，喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于2cm，喷射中如有脱落的石块、土或砼块被钢筋网卡住时，必须及时清除干净。6.2.5喷射砼施工工艺采用28cm厚C25喷砼，拱墙采用锚网喷、仰拱采用素喷；拱墙喷砼中掺改性聚酯纤维，掺量为1.2kg/m3；C25每盘用量配合比为（水：水泥：砂：碎石：速凝剂）23.5：50：90：90：2.0kg。混凝土由洞外拌和站集中拌料，混凝土运输车运到工作面。喷射混凝土前，用水、高压风将松土或岩面粉尘和杂物进行清理，喷射作业分段、分片、由下而上顺序进行，初喷混凝土厚度3～5cm。锚杆、钢筋网、钢架等安装完后进行复喷混凝土作业，喷至设计厚度。施工技术措施：喷射混凝土水泥采用32.5级的普通硅酸盐水泥；原材料计量要准确，杂质含量不超标，砂、石料、水泥、水的计量误差≯2%，速凝剂、纤维等外加剂的计量≯0.5%；设置控制喷混凝土厚度的标志；喷射前处理危石，检查开挖断面净空尺寸；采用搅拌机拌制混凝土；用高压水冲洗受喷面，当受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩面；喷射作业分段（不超过6m）、分片（2.0m×2.0m）、分层（5～8cm），由下而上顺序进行；喷嘴与岩面垂直，距受喷面1.5～2.0m，倾斜角度不得大于10°，喷射时喷嘴需要反复缓慢地作螺旋划圈否则会使砼分离，表面不平整，且回弹率增加；施工中经常检查出料弯头、输料管和管路接头，发现堵管时立即关机。喷射砼拌和物的停放时间不得大于30分钟；每一次砼喷射完成后2小时后派专人进行洒水养护，每天养护2次，养护时间不少于14天。七、隧道监控量测通过施工现场的监控量测，为判断围岩稳定性，支护、衬砌可靠性，二次衬砌合理施作时间，以及修改施工方法、调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据，指导日常施工管理，确保施工安全和质量。7.1量测项目、测试方法量测项目在采用喷锚构筑法施工时必须进行，监控量测必测项目见下表：序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注1洞内、外观察现场观察、地质罗盘2二次衬砌前净空变化收敛计0.1mm全站仪采用非接触观测法3拱顶下沉水准测量的方法，水准仪、钢尺1mm一般进行水平收敛量测4地表下沉水准测量的方法，水准仪、塔尺1mm浅埋隧道必测（H0≤2b）注：H0—隧道埋深；b—隧道最大开挖宽度。7.2测点布置净空变化、拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等必测项目应设置在同一断面，其量测断面间距10m布设一个断面，每个断面两条水平收敛和一处拱顶下沉，具体布置参看布置图。7.3量测频率各项量测项目量测频率根据位移速度和量测断面距开挖面距离，分别按以下两表确定。当按两表选择量测频率出现较大差异时，取量测频率较高的作为实施的量测频率。表1-2量测频率（按位移速度）位移速度（mm/d）量测频率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d0.2～0.51次/3d＜0.21次/7d表1-3量测频率（按距开挖面距离）量测断面距开挖面距离（m）量测频率（0～1）b2次/d（1～2）b1次/d（2～5）b1次/2～3d＞5b1次/7d注：b—隧道开挖宽度。各项量测作业均应持续到变形基本稳定后2～3周结束。7.4监测数据的统计分析与信息反馈工程监控量测作为施工组织的核心内容之一，置于动态管理体系之中，具体包括监测、数据的整理分析和信息反馈等几个主要方面。1）量测数据的整理、分析数据整理：把原始数据通过大小顺序，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征计算以及离群数据的取舍。回归分析和曲线拟合：绘制量测数据的时态变化曲线图(即时态散点图)和距开挖面关系图。在取得数据后，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，预测该测点可能出现的最大位移值或应力值，预测结构的安全状况，防患于未然。还可通过插值法，在实测数据的基础上，采用函数近似的方法，求得符合测量规律而又未实测到的数据。2）建立监测管理等级基准建立监测变形管理等级标准，管理等级分三等，其等级划分及相应基准值见下表。表1-4变形管理等级管理等级管理位移（mm）施工状态ⅢU＜U0/3可正常施工ⅡU0/3≤U≤2U0/3应加强支护ⅠU＞（2U0/3）应采取特殊措施注：U—实测位移值；U0—最大允许位移值。3）建立快速信息反馈渠道为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，建立快速信息反馈平台。设置监测小组，监测数据均由计算机管理，做到每日监测结果的及时上报。4）信息反馈设计的主要内容施工方法变更的建议；施工工序的更改；预留变形量的修改或确认；设计参数的修改或确认；辅助施工措施的选择与变更；周边环境的影响评估及辅助施工措施建议。埋深埋深围岩类别<50m50～300mⅤ0.20～0.800.60～1.60注：相对位移指实测位移值与两点间距离之比或拱顶下沉实测值与隧道宽度之比。八、质量及验收要求1、锚杆的孔位偏差为±150mm，深度误差不得大于±50mm，锚杆插入长度不得小于设计长度的95%，且应位于孔的中心，锚杆孔的深度要大于锚杆长度10cm，；锚杆孔距误差不得大于±150mm；锚杆保护层在采用水泥砂浆时不得小于8mm，其强度等级不低于M20；2、钢架安装间距、横向及高程与设计允许偏差为±5cm，垂直度为±2°；加工好后周边拼装允许误差为±3cm，平面翘曲必须小于2cm；保护层和表面覆盖层厚度-5mm；腹板上钻孔的位置应符合设计要求；钢架节点焊接长度应大于4cm，且对称焊接。3、喷射砼：石子最大粒径不大于15mm，含泥量不大于1%，泥块含量不大于0.25%；细骨料的模数大于2.5，砂中小于0.075mm的颗粒不大于20%，含泥量不大于3%，泥块含量不大于0.5%；喷射砼拌和物的坍落度控制在8～13cm；喷射砼平均厚度不小于28cm，厚度检查点数的80%及以上大于28cm，最小厚度不小于19cm。喷射砼的拱部回弹率不大于25%，边墙不大于15%，表面平整度用2米直尺检查，允许偏差为100mm。原材料每盘称量的允许偏差：见表1-6。表1-6序号材料名称允许偏差1水泥±2%2粗、细骨料±3%3水±2%4外加剂、纤维±2%5、钢筋网的网格间距应符合设计要求，网格尺寸允许偏差为±10mm；钢筋网搭接长度应为１～２个网孔，允许偏差为±50mm。6、超前小导管施工允许偏差：序号项目允许偏差1方向角2°2孔口距±50mm3孔深+50mm0现场技术人员及施工人员必须先熟悉本技术交底，并按照交底要求施工；对于不明确或有疑义的地方，及时与技术部联系。施工完成后由安全生产部按交底要求进行自检，并按格式填写好检验批质量验收记录和分项工程质量验收纪录，报技术部验收。九、安全注意事项1、各种施工、操作人员先进行岗前安全培训，做到持证上岗。班