分离式隧道施工方案

本施工标段共有2座分离式隧道，分别是大沙湾隧道(左线左K101+047～K102+051,全长1004m;右线K101+070～K102+058,全长988m)、岙里山隧道(左线K113+160～K114+560,全长1400m;右线K113+130～K114+560,全长1430m)。除大沙湾隧道穿越两条在隧道设计标高之下，对隧道基本无不良影(1)施工组织安排针对全线分离式隧道，共安排6个施工作业队，每个作业队施工置一个拱架(格栅拱架)加工棚，生活、办公区在洞口统一设置。大(2)施工技术方案1)隧道开挖方案围岩级别紧急停车带车行横通道人行横通道Ⅲ级IV级台阶法拱部留核心土环类别Ⅲ级围岩IV级围岩正洞2)隧道支护方案超前支护方案根据围岩地质情况在浅理或洞口段，以及断层破碎带，主要采用超前锚杆、超前小导管、超前大管棚进行超前支初期支护方案采用湿喷技术喷射混凝土，进行早强高强喷混凝土支钢架采用型钢钢架、格栅钢架，挂钢筋网片3)隧道出渣方案4)隧道防排水施工方案防排水方案防排水方案挖线以外不小于5m设置洞顶截水沟，将洞口地表水排2、防水层采用1.2mm厚EVA防水板外加400g/m2无纺土工布，隧道拱墙二次衬砌背后环向每隔10m设置φ50透水盲管，墙角处纵向设①100HDPE排水管，并每隔25m设置横向导水管将衬砌背后积水引至底板两侧的排水沟内。所有隧道排水及底板水均排至隧道洞外地表。方案顺坡施工时在隧道两侧开挖排水沟，排至洞外污水净化池。反坡施工，采用在洞内布置泵站，水泵接力抽水，将水排至洞外污水净化衬砌背后设置排水盲沟。洞门顶部设截水天沟，洞门外设置一道横向截水盲沟。5)隧道衬砌施工方案边墙及拱部深埋段根据监控量测数据，确定二次衬砌的施作时间；或构造引起明显偏压及地质条件差的地段二衬适度紧跟；洞身采用液压仰拱及填充贯彻仰拱先行的原则，采用移动式仰拱栈桥进行施工，确保施工质量。人工配合机械清底，混凝土全幅浇筑。仰拱填充必须在仰拱完成后再次施作。隧道基底承载力不满足设计要求时，按设计规6)隧道机械化配套、辅助方案分类主要设备配套方案主作业线超前地质预测预报TSP203、TRT6000三维成像地质超前预报系统、地质雷达、红外探水、超前水平地质钻机、地质调查法组成超前钻爆作业线凿岩台车、自制钻爆台架、风动凿岩机组成钻孔、装药、起爆作业线出碴作业线装载机、挖掘机及大型自卸车组成无轨运输出碴线预支护、初期支护作业线配套注浆泵组成大管棚、锚杆、小导管施工作业线；运输车、二次衬砌作业生辅助作业线高压供水城镇管网供水及打井取水组成供水作业线高压供风电动压风机组成高压风作业线供电变压器、发电机、高压电缆组成供电作业线入式通风(结合混合式)7)信息化管理方案(1)洞门和洞口施工1)洞口边仰坡及防护①永久防护：进(出)口永久护坡采用三维网植草，永久护坡同2)洞门施工隧道项且进口洞门出口桩洞门型大沙湾隧左线端墙削竹式右线端墙削竹式岙里山隧左线削竹削竹式右线削竹削竹式(2)一般地段洞身开挖、支护1)洞身开挖施工左右导洞错开距离不小于15m。采用微震光面爆破，辅以人工风镐，小导管预注浆或超前自进式锚杆预支护。开挖循环进尺控制在1m。双侧壁导坑施工方案示意图(立面)V级围岩特殊地带施工工序图I～左(右)侧壁导坑开挖。Ⅱ~侧墙及侧壁导坑支护施做。Ⅲ~主洞拱部预留核心土开挖。IV～拱部初期支护施做(钢拱架与侧墙钢拱架连接)。该工法适用于V级围岩一般段，施工时应严拱部留核心环形开挖法方案示意图(立面)Ⅱ~拱部初期支护施做。Ⅲ~上半断面核心土开挖。Ⅱ~上半断面初期支护施做。Ⅲ~下半断面开挖。Ⅱ~初期支护施做。Ⅲ~防排水层、二次衬砌施做。2)洞身支护施工超前大管棚适用于隧道进口段V级围岩段，顶118°范围，环向间距40cm。管棚采用外径φ108mm,壁厚6墙内以1～3°外插角打入围岩，灌注水泥在钻孔的过程中测量钢管倾斜度，发现有可能超过限制误差时及时进行纠正，施工流程见图。管棚加工详图管棚布置示意图管棚施工工艺流程图大管棚施工方法如下：a施作套拱待洞口边仰披开挖，支护到明洞初砌外轮廓线时，预留核心土，开挖两侧套拱位置的土体，开挖至边墙底高度以后，浆砌套拱基础，施做完后在明暗洞交界处架立3榀I20a号工字钢套拱，间距50cm,每榀用φ22钢筋拉紧，套拱在明洞外廓线以外，紧贴掌子面施作。在钢支撑上以设计大管棚间距安装φ127mm,长2m的孔口导向钢管，孔口管用φ16钢筋固定在钢架外侧，套管外插角为3°。用水泥纸或套拱模板，完后浇注1m*2m厚的C30砼包裹钢支撑和导向管。套拱b搭设钻孔平台架、安装钻机到设计注浆量或注浆压力时，稳定15分钟后停止注浆。超前小导管采用φ42mm热轧无缝钢管，长度5m,外径42mm,壁厚4mm,环向间距400mm,外插角10°,纵向间距结合相应的钢注浆时在孔口处设置浆塞，采用水泥浆，水灰比为1:1,注浆压力0.5～1.0MPa。注浆时先注无水孔，从拱顶向下注，如超前锚杆采用φ22砂浆锚杆，长度4.5m,环向间距40cm,外插角15°,纵向间距结合相应的钢架间距来确定，其相邻两环的搭接长采用φ25先锚后灌注式注浆锚杆，长度4m(V级围岩间距纵*横=75*100cm);长3.5m(IV级围岩，间距纵*横=100*100cm,钻孔到注浆塞上注浆。注浆开始或中途停止超过30min时，应用水润滑注浆罐及其管路。注浆孔口的压力不得大于1MPa。锚杆的插入长度不小于设计长度的95%,锚杆安装后，不得随意敲击。所有锚杆均应设150mm×150mm×6mm的钢垫板，垫板应紧贴钢筋网采用定型网片，网片尺寸为φ6@150*150mm,V级围岩安与被支护岩面间隙约3cm。后应放在水泥地面上试拼，周边拼装允许误差为±3cm,平面翘曲应小于2cm。焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。经被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm。形状铺设，与受喷面间隙一般不得大于3cm,与锚杆或其他固定装置好速凝剂的掺入量，一般不大于水泥用量的5%。喷咀与岩面的距离为1.5～2.0m,喷射方向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以径直方向20min。喷射作业应分段分片进行，分段长度不宜大于6m。按照从下向上施喷，呈现“S”形运动；喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头(3)不良地质地段及特殊地段开挖、支护断隧址区及两侧100m范围内共分布二条断层，分别编号为F1、F3。F1位于隧道右线K101+040～101+140西侧，距离约20～40m,该断层表现为沟谷，断裂破碎带影响宽度约10m,延伸长度大于100m,K101+600段，北东～南西走向，倾向东南，倾角约50°,物探测试成果推测断裂破碎带影响宽度约15～20m,与隧道相交约28°;断裂断裂F1与线位几乎平行，相距约20～40m,且倾向近西向，对隧道断层附近见波速异常带，风险性较大，宽度为40m。该断层将造成洞可能产生涌水现象。施工采取以下4种应对措施：b幻对于已探明的含水体(段),若水量较大、水压较高，可采用全断面(帷幕)注浆方式对掌子面前方软弱围岩进行加固和对隐伏型含水体(段),经评估后可考虑采用局部钻孔泄水的疏排、降压方c承压性富水地段施工时，不管是超前钻孔还是方问题。针对该种情况，本次施工中考虑了以下3种应对措施：在施工中，监控量测资料显示某段隧道开挖(4)隧道结构防排水施工1)施工防排水系统2)结构防排水施工凝土衬砌前，先做好各种防排水设施的布置渗等级和泵送混凝土的和易性(即塌落度及其损失)要求的条件下，⑤在变形缝部位的模筑混凝土迎水面设置外贴止水带，利用外贴⑥隧道拱墙二次衬砌背后环向设φ50透水100HDPE排水管，并每隔25m设置横向导水管将衬砌背后积水引至3)防水层施工防水板施工工艺流程图②防水层的铺设隧道防水卷材施作前，进行隧道断面超欠挖测量，拱部不允许出现欠挖。防水卷材铺设之前要对喷混凝土基层的不平整、尖锐物体进气密性检查，充气压力至0.15Mpa并保持恒压时间不少于2分钟，焊缝强度不小于母材强度的70%。力压入空气，保持压力稳定15min,压力降低10%以下为合格。插入4)施工缝、变形缝处理纵向施工缝设置一道背贴式塑料止水带(300*4mm)、一道带注浆管的遇水膨胀止水条(30*14mm),详见图。在变形缝部位的模筑混凝土迎水面设置背贴式塑料止水带，利用背贴式止水带表面突起的齿条与模筑防水混凝土之间的密实咬合进行密封止水，在变形缝部位设置中埋式橡胶止水带外加2cm厚松木板，用钢筋卡固定，详见下图。变形缝施工构造图5)排水管施工隧道拱墙二次衬砌背后沿纵向每隔10m或每个施工缝附近环向设置①50HDPE单壁打孔波纹管，富水区段或拱部局部渗水较大形成径流区段加密至1～3m一道。墙角处纵向设φ100HDPE排水管，环有出水点的地方。沿线用PE板窄条(8×20cm)和水泥钢钉将环向盲管采用φ100HDPE排水管(上半断面打孔),土工布加EVA防水板6)注浆防水(4)隧道衬砌施工1)仰拱及填充施工条条4A4泵泵台车长度9～10m,挡头模板采用自制钢模和木模。岙里山隧道透，且不得有钢筋烧伤及裂缝等现象，焊接序标准1焊接接头的抗拉及冷变抽样试验合格2接头偏心(两根钢筋轴线在接头处的≤0.1d且不大于34外观无裂口、过火、开花等现象良好5钢筋在焊接机夹口无烧伤良好钢筋冷拉调直：冷拉伸长率应控制在如下范2%,φ8≤3%,钢筋拉伸调直后不得有死弯。在拉伸过程中如发现对钢筋下料长度误差为±15mm,带弯钩及弯折钢筋下料长度误差为±1d(d为钢筋直径)。0标准1钢筋标准弯钩外形与样板偏差2钢筋标准弯钩端头顺直段长度3箍筋、蹬筋内皮距离尺寸误差十2mm4外形复杂的钢筋与大样尺寸误差十4mm5成形后钢筋不在同一平面偏差圆钢筋≤8mm6成形后钢筋外观无锈坑、裂纹等良好④洞身二次衬砌3)衬砌背后回填注浆(5)附属施工1)人行横洞、车行横洞的施工2)隧道内路基路面施工3)其他附属工程施工(6)隧道通风、照明、管线路布置、供水供电1)通风方案序号部位设备型号数量备注1大沙湾隧道左线进口SDDY~Ⅱ1台2大沙湾隧道右线进口SDDY~Ⅱ1台5岙里山隧道左线进口SDDY~Ⅱ1台6岙里山隧道右线进口1台7岙里山隧道左线出口SDDY~Ⅱ1台8岙里山隧道右线出口SDDY~Ⅱ1台a风机布置在进洞口外侧，距洞口距离不大于10m。b通风管的送风口距开挖面不宜大于50m。2)供风系统方案射机2台，风镐2台。每个隧道队伍各配备5台24m³/min电动空压机(4台常用，1台备用)。共需配置7台电动空压机，可满足施工要得小于0.6Mpa,通过胶皮管输送至风动机具的工作风压不小于0.5主管内径选用150mm钢管，分支选用内径125mm钢管，按最大风管最大长度为950m,可保证钢管末端风压不小于0.6Mpa,满足施胶皮管，最大长度为25m,压力损失0.06MPa。主管道每隔500m在低洼处设油水分离器。为保证工程顺利开展，隧道口每个洞口各配备5台24m3/min电动空压机(1台备用)。3)供电方案大沙湾隧道在隧道进口左右线处各设置1台630KVA变压器；岙里山隧道在隧道进出口各配置2台800KVA变压器；分部域内不大于36V,成洞和施分部以外地段可用220V,动力设备采用3相时为380V。c电压波动范围，高压为额定值的±5%,低压为额定值±10%。e为保证隧道的正常通风及照明，进口口左右线端各备用1台300KW发电机，在停电15分钟内，启动发电机供隧道内通风、监测总配电箱原理图日光灯间距20m。4)供水方案水管主管管径按常规选用100mm。隧道进口洞口上方20m设置高位水池蓄水，容量200m3,并在隧道进(8)超前地质预报1)概述能涌水段落，采用TSP203地质预报系统、地质雷达、HPHW～305(9)隧道监控量测1)监控量测的目的的施工程序。通过现场监测获得围岩动态的信息(数据),为修正和2)监控量测的流程3)监控量测项目与方法采用隧道周边位移计量测，开挖后按图安设收敛杆件(收敛桩)其它量测项目包括：锚杆轴力、围岩内位移(洞内设点)、钢支5)监控量测管理周边位移、拱顶下沉量测测点布置图周边位移、拱顶下沉量测测点布置图量测时间间隔1～15天16天～1月1月～3月3月以后每次爆破后,Ⅲ级围顶下沉量测测点布置图1~2次/1次/2天2次/月级围岩开挖面距量测断面>5B时，1次周组测点1次/2天2次/月1次/2天2次月测点1次/2天2次/月↵隧道现场监控量测项目及监控量测方法项目名称方法及工具布置量测间隔时间1～15天16天~个月月3个月以后必测项目地质及支护状态观察产状及支护裂缝观察或开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行水平净每蘭一个断~2次/1～2次/拱顶下每權一个断1～2次/1～2次/1～2次/仰拱隆起水准尺每104一个断面，每断~2次/天1～2次/天1～2次/周次/月锚杆轱力各类电测锚扞锚杆测力每3侧一个断面，每断2次/天1次/夭1～2次/周次/月地表下尻尺1～2次/八1～2次/2天1～2次/周次/月爆破震动选测项围岩内内力洞内钻孔中安设单占或每300一个~2次/天固次/日~2次/天周次/月次/月位移u～时间t的关系曲线图反常曲线由浅变深，与工作面的夹角0(θ=60°~80°)则由小变大，为保据爆破部位不同进行调整，取L=1.5～2.0m,本项目分离隧道