隧道施工技术论文

兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结2005年10月2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第1页共62页兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结关键词：特长隧道不良地质施工技术总结埋深40m,隧道长度3586m。为双线隧道，洞身位于回头曲线上，纵坡为10.9%、11.1%及划分，五公司隧道出口端施工长度为1688m,至DK193+853,实际施工里程至DK193+789,20～40mm约占20%,40～60mm约占30%,60～200mm约占25%,余为圆砾及砂土充填，潮2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第2页共62页胶结为主，砂岩含量约占80%,泥岩含量约占20%,层状结构，块状构造，层理较发育，受构造影响节理及裂隙发育，岩体较完整-较破碎，岩层产状N75°~80W/601.2.2地质构造十八里堡南进入黄羊川，然后延伸到大敖包梁，全长86km。断层分东西两段，东段走向270°~280°,倾向南，倾角60°~70°,西段走向约80°,倾向北，倾角50°~80°,切断了一系列山脊、水线，形成陡坎、沟槽、台地、断塞塘等，在1927年古浪8级大地震古地震事件，古地震复发周期为3318±942年。断层破碎带宽60～260m,为碎裂结构的片层倾向北，倾角约80°,断层破碎带宽约50m,主要由灰白、灰褐及棕红色断层泥砾组成。2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第3页共62页围岩级别里程桩号比例V820.1%00防采用钢筋混凝土模筑衬砌，锚喷施工支护，并配以3榀/2m型钢钢架加强，拱部采用小支护设1榀/m格栅钢架。详见表2。衬砌类型围岩级别喷层钢筋网钢架超前支护间距m间距cm模筑V复合Ⅲ311/1格栅1.5工程特点2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第4页共62页长度为：1130m;IV级围岩调为V级围岩的长度为600m;Ⅲ级围岩调整为V级围岩的长度2.1工程管理模式序号施工队伍任务划分或下属工班人数合计说明1施工十一队开挖工班水泥、钢材由项目部统由施工十一队自行采2支护工班3喷砼工班4仰拱工班5防水板工班86衬砌工班7风水电保障工班88杂工班9出碴工班出碴混凝土工班混凝土拌和钢加工工班拱架加工62.2工程管理内容2.2.1合同管理 2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第5页共62页2.2.2工程质量和技术管理(1)制定创优规化开工前制定创优规化，确保创目标(省部级优质工程)和制定相应的质量保证措施。(2)成立工程质量管理组织：(3)制定工程质量管理和奖罚办法。(4)建立质量自检体系：(5)推行标准化作业(6)实行技术交底制度(7)开展QC科技术攻关活动了较好的成绩，为公司争取了荣誉。(8)编制实施性施工组织设计并进行优化①开挖方案的调整：火烧沟隧道出口于2003年7月24日上断面停止掘进，集中开挖2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第6页共62页下断面。8月20日展开全断面开挖。初期支护紧跟开挖。挖装机(1台)和ZLC50C装载机(1台)配合同时装碴，斯太尔自卸车(8-10台)运输，并且备用一台侧翻装载机(2004年8月以后改为两2.3工期控制管理工程前期由于各种主客观原因(围岩与设计差别大，关系不顺),初期进行较慢，为(3)采取超常施工补助，对于进行洞施工的每名人员，给予每天5-30元补助(工序不同2.4主要施工机械设备(见表4)2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第7页共62页序号设备名称型号功率数量用途说明1侧翻装载机2出碴2推土机1平整弃渣场地3挖掘装载机1出碴电动4装载机1砼上料5自卸车出碴随开挖增加车辆6自卸车2运输喷射砼料7砼运输车3运输砼8电动空压机5钻孔供风9内燃空压机1钻孔供风变压器1供电设备变压器1供电设备变压器1供电设备移动变压器挖掘机1清理作业面钢筋切断机钢筋加工钢筋弯曲机钢筋加工柴油发电机2备用发电搅拌机2生产砼搅拌机2生产砼喷射混凝土用砼输送泵2泵送砼破碎锤开挖仰拱压入式风机1主供风吸出式风机1辅助通风辅助通风射流风机2水泵1供水湿喷机2喷浆干喷机4喷浆风枪钻孔风镐6处理欠挖蒸气锅炉冬防蒸气锅炉冬防简易台车自制5支护、防水板衬砌台车可变截面2衬砌2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第8页共62页2.5施工方法综述3.1人员配置工人劳动强度大的特点。开挖工班采用2班轮流作业，全断面开挖要求每班不少于30人，其中，22个主风枪手，另外8人帮助扶钻杆或主副换班。总人数不少于56人，确保掌子面每循环有22台风枪同时工作。3.2设备配置枪配备18台，从钻孔到响炮要用4.5-5小时，后增至22台，钻孔到响炮2.5～3.5m只用了3.5h,3.5-4.5m只用4～4.5h。2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技第9页共62页计一套开挖台车，(如图1所示)它的优点主要有简单轻便，用装载机或挖掘机拖拉，容易承力台仲缩四行走轮胎(单侧各8个)到下依次为3台、4台、5台、4台、6台。这种情况下，22台风枪同时钻孔的情况下，基3.3光面爆破周边眼间距E:E=50-60周边眼装药集中度q:q=0.1kg/m(拱顶)q=0.15kg/m(边墙)2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工第10页共62页图2全断面钻爆设计图雷管段眼深m眼个数每孔每孔重量I1掏槽眼根据围岩软硬逐步调整钻爆参数，但此单位用药量0.56kg左右，主要是围岩差。Ⅱ5辅助眼4Ⅲ7辅助眼49辅助眼49V二周眼46周边眼42V周边眼间距E:E=40-50周边眼装药集中度q:q=0.1kg/m(拱顶)掏槽形式：掏槽采用楔形掏槽，掏槽眼范围高3米，宽2米，角度10-15度。另加两个2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第11页共62页图3V级围岩上半断面光爆炮眼布置图药量分配表表6雷管段眼深m眼个数每孔管数每孔重量5掏槽眼45根据围岩软硬逐步调整钻爆参数，但此单位用药量0.48kg左右，主要是围岩I7辅助眼424Ⅲ9辅助眼474辅助眼43V二周眼43周边眼45超过5cm。钻时，钻杆保持与隧道轴线外插3°角，与外轮廓线偏差不大于5cm,开挖台阶在15cm范围2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第12页共62页 人员：10名，其中装载机司机2名，挖装机司机2名，自卸车司机5名，指挥人员1名。设备：侧翻式装载机1台、挖掘装载机1台，自卸车5-8台，315KVA变压器1台，电缆300m。4.2.2施工中期及末期采用2台侧翻式装载机装车。人员：9名，其中侧翻式装载机司机3名(2名在碴司机5台，指挥人员1名。设备：侧翻式装载机2台，自卸车5～8台(根据4.2出碴时间的计算需要装载机的帮助，这样，装一台车时间需要4、5分钟，再加上自卸车倒车转向40秒钟，及每辆车的路程间隔20秒钟，共需5.5分钟，可以出一趟碴。4.2.2采用2台侧翻式装载机装车由于侧翻式装载机的灵活性强，且不受碴块粒径大小的限制，装一台车的时间为3分(见表7)2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结每排炮进尺压实方松胀系数虚方每车容量车数装车时间(min)共需时间(h)节约时间(h)1台装载车1台挖装机2台装载机1台装载车1台挖装机2台装载机8418484注；岩石的松胀系数为1.3,每台自卸车容量约昌品昌品运碲侧翻装载机区图4不同方式出碴对比图5.拱架(格栅拱架、型钢拱架)支护原设计拱部格栅由三节桁架组成。但在施工中我们发现，原设计的3节桁架长度在钢2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第14页共62页中线尾端挡板五寸合线图片钢格栅加工现场格栅加工作业时间统计数据如下(见表8):序号包含项目人员配备使用设备作业时间1钢筋调直3人卷扬机2钢筋下料冷弯箍筋、架立筋各1人切割机、弯曲平台各13法兰下料划线、下料、割孔1人气焊30min/个4格栅加工主筋弯曲固定、焊接架立筋、箍筋作业平台2个；电焊机4台；冷弯锤4个3.5h/节5焊接法兰修整格栅、焊接法兰2人气焊、电焊各120min/个6其它维修、电工、打更2人(1)格栅使用高峰期平均每天加工拱圈格栅16节，每节格栅弧长9m;5.3格栅安装5.3.1工序衔接每次出碴结束前1小时，拱架班提前把拱架、锚杆、网片运进洞内，等待接班，出碴2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技立拱架人员共12人，带班队长1人，电焊机2台，凿岩机4台。拱架安装台架形式同定以后，紧跟开始焊网片，使立拱架、焊网片与打锚杆构成平行作业，以缩短立拱架的时间，见图6:施工准备图6格栅安装施工流程图2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第16页共62页(1)IV级围岩拱架的设计间距1榀/m,共分四个单元，边墙两个单元，为了加快施工长工字钢弯制，拱圈部位采用9m长工字钢弯制，如图7所示。锚杆与拱架的连接增设“L”进行焊接，如图8所示。拱架施工配备4台风镐，25人作业，作业内容和方法与格栅拱架(3)为保证钢架安设牢固和位置准确，隧道开挖时，在钢架基脚部位预留0.15m～0.2m(4)拱架支护质量标准为：法兰盘法兰盘法兰盘2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第17页共62页型钢拱架6.1潮喷法喷射砼喷射砼前台共四台喷砼机，每台喷砼机共4人，喷浆手1人，上料3人(包括掺加速凝剂1人),3台喷砼机共3名喷浆手。上料12人，运输车司机2人，后台喷射用砼，由砼工班采用JS500拌合站集中拌料供应。工序采用的机械设备如表9所示。2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技序号名称数量备注I3一台备用223解放运输车24JS500拌合站16.3喷射作业前准备受喷表面；(7)备足喷砼料，保证连续上料，经常保持机筒内料满，在料斗上设一12mm孔筛网，6.4喷射砼工艺流程图8喷射砼工艺流程2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第19页共62页6.5喷射工艺(1)操作顺序：喷射时(喷嘴朝下)先送风再注水，然后上料。根据受喷面和喷出的混(2)喷射部位顺序：分段分片进行，按纵向3—4m为一段，先墙后拱再分片，每片宽约速度以2秒左右转动一圈为宜，一次喷厚以坠落时的临界状态或按所需厚度，一般不小于2.6个小时。格的片石，高度小于30cm,进行喷砼，并在片石顶部进行灌注，形成片石挖部分(拱脚以上2.0m范围内)严格回填片石。2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第20页共62页(2)仰拱宜超前拱墙二次衬砌，其超前距离宜保持3倍以上衬砌循环作业长度；人员机组配备情况表10主要设备人员工序时间JS750L搅拌站ZL50装载机3台混凝土运输车供料：6人运输：3人仰拱(4罐):lh隧底填充：5h(不含排水沟以上部位)7.3.1工作原理(1)易于加工，精度要求低，一般自行加工；(2)承载力大，可通行各种施工机械。2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技第21页共62页和疲劳荷载验算，主梁分两段每段长12米，宽1.2米，用10根12米纵面图钢筋钢筋钢板结构主跨：10m行车道宽度：2.9m结构自重：26t2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第22页共62页8.防排水系统8.1防排水系统施工工艺8.1.1基本原理岩石裂隙或地下水沿隧道洞身防水层(防水板)和环向透水盲沟汇流经三通至两侧墙脚从而形成一个空间立体防排水体系。防排水系统见图11。初期支护环向排水盲管无纺布及防水板衬砌混凝土泄水孔纵向排水盲沟图11隧道防排水设计布置示意图8.1.2材料(1)塑料防水板EVA(乙烯—醋酸乙烯)复合防水板经检验合格，其主要物理机械性能指标如下：2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第23页共62页密度0.93g/ml拉伸强度22.5Mpa断裂伸长率30～100%渗透系数不渗水耐静水压力≥1.0Mpa(2)环向与纵向透水盲沟：以φ3钢丝绕制成中50、φ100螺旋距1cm的弹簧圈。单位长度质量260g/m,耐压值105(扁平率1%)～1308N(扁平率5%),此种盲管具有一定的弹性，(3)泄水管：采用φ100硬塑管，间距10m布置，其抗压性能好，泄水能力强，耐腐蚀、机具配备见下表11:机具设备表11序号单位数量1翻斗车台2运输材料2安装台架台1挂盲管3剪刀把1裁防水板4钢锯把1截盲管5射钉枪把2钉悬挂钉6土工焊接机台32台备用排水系统施工中，通常6～8人即能满足作业要求，其中打锚钉时，要求2人采用电钻防水系统施工中，悬挂防水板5人，焊接及补焊防水板6人，焊接自检1人。以上工种2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第24页共62页8.2.1施工准备(1)人员设备准备(2)净空检查(3)岩面处理④在断面变化或转弯处的阴角用防水砂浆抹成半径大于8.2.2钉暗钉钉。环向间距为拱部0.5～0.7m,边墙1.0～1.2m,暗钉点间距30～50cm,在凸凹不平处设计为10～15m,施工中，根据地下水的实际情况8.2.4铺设防水板衬砌引出透水盲管2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第25页共62页(4)防水板铺设要求平整，并保证防水板要有一定的松弛系数(约为1.1～1.3),防止(6)每次铺设的防水板要伸出衬砌外50cm,以保证与下一组防水板有足够的搭接宽度，8.2.5防水板的焊接(1)做好开机前的准备工作，然后开启电(2)调整焊接机指示器，焊接机速度可根据具体情况通过试验来确定，采用1mm厚的8.2.6泄水管的埋设8.2.7止水条的安装2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟如图12所示。图12止水条安装示意图8.3质量控制措施(4)防水板卷材应存放在室内，库房应整洁、干燥、无水源，自然通风要好。库房温度不2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技第27页共62页9二次衬砌9.1施工准备工作(1)初期支护已达到设计要求，纵、横向轮廓大7cm;复测高程及衬砌厚度。9.2衬砌台车操作2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技第28页共62页车轨距6.6m,支撑采用液压千斤顶支撑，工作压力12Mpa,行走速度6.8图13隧道二次衬砌台车设计图(1)操作前的准备：枕木截面尺寸为30×30cm、长度60cm,铺设间距50cm左右，在四移至指定位置，在穿过风管的地方要有专人(共3人)移动通风管，确保不将通风管拉断。锚杆数量最少三根，间距80cm,可根据超挖情况确定增加锚杆，在起拱线处若超挖较大，第29页共62页锚杆工字钢图14端模加固示意混凝土浇筑施工(4)混凝土浇筑：砼施工采用混凝土输送泵两台，4台混凝土运输车(8m³),一组JS750拌合机。台车在混凝土浇筑一个小时前，在台车模连续进行，泵送管口应分别从两侧观察窗口自下而上差不应超过1m,以免造成偏压，封顶时有专人观察拱顶混凝土浇筑情况，灌满后应及时停侧，离衬砌台车30m左右远，保证右侧有足够的空间，不致于影响其它工序。在输送管的出料端采用软管(3m或5m长两种),以方便出料操作，扩大浇注面，软管直径与输送钢管均为125mm,浇筑顺序为先墙后拱一次浇筑完成，中间不留工作缝。混凝土进入模板时，输送的混凝土浇筑均采用插入式振捣棒作业，一个作业班2人振捣，拱圈和拱顶部分混凝土利用个，待衬砌完成后做压浆处理。2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第30页共62页9.3施工组织衬砌施工共需40人(2个班组),其中，移台车、校正等工作20人(2个班组),振捣工4人(2个班组),浇筑混凝土16人(2个班组：输送泵司机1人、配合混凝土运输车及清理大石头2人、看端模及检查丝杠2人，上料口操作3人),其施工工艺流程图15如下：图15衬砌施工工艺流程图一个衬砌循环一般需要56小时，其中养护24小时，浇筑12小时左右(视混凝土方量和超挖情况定),安端模及加固8小时，拆模、前移、校正等一系列工作16小时，其中有5小时在养护19小时后进行，拆除底排丝杠和衬砌端模，以及小直墙模板。若超挖较大的地方要多加锚杆，确保端模牢固，避免跑漏胀的出现，影响外观质量。9.4工程质量控制为了保证衬砌施工的质量，必须在施工过程中，做好下列事项。(2)狠抓混凝土的质量，对水泥、骨料级配、配比、拌和、运输等工序必须要严格检查，控制，确保衬砌混凝土的强度，做到内实外美。(3)在浇筑过程中，在关闭作业窗口时，一定要关严、关紧，防止因窗口关闭不紧出现错台、砂面等影响混凝土外观的现象。2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第31页共62页9.5衬砌台车补强措施车钢架(见示意图16),在“工”字钢上焊接钢板(12mm厚),加强工字钢本身的强度。由将共28根(两个台车)单头丝杠更换成双头丝杠。来节约拆模时间。(6)台车补强的主要技术指标(见表12)台车补强技术指标表12技术指标对比情况重量模板厚度横梁立柱丝杠防扭转防滑移加固前H40型钢单头丝钢纵向主梁、顶部纵梁和斜撑无存在问题强度不能保证易变形强度不足拆卸困难易扭转易滑移加固后(建议)加焊12mm厚钢板成空腹箱结构双头丝钢立柱增加剪刀撑和横撑，门架采用桁架结构连接加设防滑铁鞋兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第32页共62页10施工测量火烧沟隧道全长3586米，洞身位于半径为800米的回头圆曲线上。我标段横跨四座山脉，最高海拔为2600米，隧道最小埋深30米。山上植被少，通视良好。为确保我标段与其坐标控制体系以ZD179-7为坐标起始边，至ZD180-A～JD181～B为闭合边。10.1洞外平面控制10.1.1平面控制网的选定根据地形条件和测量仪器及人员配置情况，选定以多边行导线为洞外控制网，见图17。图17洞外导线网控制布置图10.1.2控制网的等级根据分配情况洞外横向贯通误差3cm,洞内4cm,洞内、洞外总影响5cm。经过测角、测边中误差估算出平面贯通中误差，选定为三等导线网为洞外控制网。10.2洞内控制测量洞内控制测量以主副导线环的形式：隧道以JD181-B为主进洞点，后视ZD180-A点.见ZD1ZD3JD181-B图18洞内导线网布置图2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第33页共62页挖断面的轮廓线用五寸台法测出(即支距法),自10.3.4衬砌放样查厚度，拱顶下返1米处及拱顶分别定一检火烧沟隧道在2005年3月22日贯通，经过二公司和五公司测量队进行测量，其贯通结果为：纵向误差4.0cm,模向误差3.9cm,符合规范要求。11风水电保障火烧沟隧道工程全长3586m,我项目部负责的隧道出口计划掘进1688m,采用大半断面开挖，上半断面开挖面积为77.4m²,人工钻爆法掘进、无轨运输作业方式。隧道开挖方2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第34页共62页我单位自有设备情况选用了1台SDF(C)N012.5(功率75×2kW,Q=2250m³/min。)轴流三阶段通风方式如下图19所示：⊗区⊗区区图19三阶段通风方式示意图第35页共62页满足工人正常生产，在掘进1300m以后，在掌子面附近和第二台衬砌台车后各增设了1台衬砌区00下导落底过渡区出碴区防水板11.1.3防尘措施11.2压缩空气供应具的同时工作系数、以及备用系数即：式中δ—空压机使用安全系数，电动空压机为1.50;2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第36页共62页∑Q一风动机具同时工作耗风量总和，ZQ=Σq*q。(m³/min)其中q₀—一管道漏风系数，取1.15其中N—一使用台数22,q——每台耗风量，取2.6m³/min。K同——同时工作系数，0.8K——风动机具磨损系数，对凿岩机取1.15。按所需风量至少要选用5台20m3/min的空压机，施工实践也证明足以满足洞内施工高压风需要。11.2.2压风管的选择根据施工手册中《钢管直径选择参考表》的规定，当流过压风量为100m³/min,管道长度为1750m时选用管径不小于253mm,因此本隧道采用双套风管(φ150)。11.2.3压风管路系统安装由于风动机具均要求有一定的风量与风压，风量或风压不够，就不能正常工作，因此除考虑足够的风量供应外，还必须保障工作面高压风供应有足够的风压。为此应尽量减少管路输送中的风压损失，这需注意下述及各方面：风管管径选择适当，过大浪费材料和多占坑道空间，安装时保证质量，防止漏风；管道敷设平顺，减少锐角及回转，避免急弯；管径由大变小，不得突然改变断面，应逐渐缩小，风洞机具的橡皮管要尽量缩短，可采用主风管上接较大直径软管，安装分风器，由分风器再接较小直径的软管连接风洞机具，采取这些措施可以减少风压或风量的损失。根据紧张工期压力，项目部领导本着超前思考、超前准备、超细安排的原则，虽然理论计算表明原来的4台20立方米的空压机基本满足施工需要，但是，原有4台空压机老化、故障多，经常坏，因此增加1台20m3空压机备用。能保证有4台正常运转，一台保养维修。2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第37页共62页损失，使达到掌子面的风压足够22台风枪及1台喷砼机的正常使用，保证开挖与支护同步a—调节水量系数，一般用1.1;b—贮水系数(为水池用量/昼夜用水量),采用1/7;Qc—生产用水量(m³/h),取30,按高峰期每天成洞6m,不考虑防尘；Qs—生活用水量(m³/h),取20,按200人考虑；水一次即可满足要求。搅拌站水箱(6m)在生产混凝土高峰期，必须1h供水1次。α—水头损失系数(按管道水头损失5%～10%计算),α=1.10;2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第38页共62页h—管道内水头损失(m),由施工高峰最大耗水量Q(m³/h)和管径查表确定。本隧道：Q一凿岩与经常工作的喷雾器作业时间所需水量(m³/h);N一工作凿岩机总台数(取N=22台);q-—每台凿岩机的耗水量(按0.3m³/h);η——凿岩机同时工作系数，取20/22=0.91N——隧道内喷混凝土机个数(N₁=3个)qi——隧道内经常工作的喷混凝土机的平均耗水量(q₁=1.5t/h)。η₁——喷混凝土机同时工作系数(η₁=1)K—漏水系数，取1.10;Q=(22×0.3×0.91+3×1.5按《钢管水力计算表》按Q=11.56m³/h时，钢管直径100mm,用插入法经实测水池至洞门内轨顶面高度为74m,能够满足供水需要。11.3.2水泵及扬程计算水源与水池之间的高差为80m,水源至水池间的管道长度为500m,选用水泵。已知：h'=80m,取α=1.1设：流量Q=26.82m3/h,钢管直径φ100mm,1000i=15.7,水源至水池管道长500mH=80+1.1×7.85=88.64m可知，选用DA1-125*4型水泵(扬程90m)能够满足需要。11.3.3施工排水隧道出口为逆坡施工，开挖面附近设积水坑，用泵抽施工污水至水罐车运走。已衬砌段的施工污水可沿两侧水沟自然排出洞外；为确保施工环境，排出的污水要经过沉淀、除油等工序处理，达到环保要求后，方可排出。11.4施工用电2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工第39页共62页11.4.1供电线路(2)使末端电压降不超过10%;(3)按导线机械强度条件选。入10kV电压，在适当的位置设置变压器降至400/230V使用。三相四线供电线路进洞(动力用电380V,照明电用220V)。施工现场线路布置及形式如下图19所示。水泥岸水泥岸名名称地配科机大石了配科机医压医机机发电机答料电页修理直柒家沟图19施工现场线路布置图挂高度距人行地面：动力线为3m;10KV高压电缆为4.5m。2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结(3)高压进洞采用315kVA移动式变压器，变压器紧跟衬砌台车向前移动。变压器周围做(4)10kV电缆线路，电缆的终端应装有密闭和成洞段线路架设如图20所示：动力照明三相四线图20已衬砌段落线路架设布置图11.4.2变电站变压器容量的确定(按施工高峰期考虑)式中Pn—配属机械的总容量(kW);cosφ一电动机功率因数，取0.75;施工的机械由移动变压器来供电(见图片)。隧道内三管两线断面形式如图21所示。高压电缆图21洞内三管两线布置图2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第41页共62页12施工注浆与超前预支护拱架背后逐渐脱空(喷砼时已回填密实，由于围岩膨胀，使个别部位脱空),本隧道采用注12.1施工注浆12.1.1注浆材料(1)水泥：注浆工程中最常用的普通硅酸盐水泥。通常要求水灰比不大于1,注浆水12.1.2注浆施工组织2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结后期注浆孔的注入浆液会随着注浆压力或其它因素而发生偏流，为了获得均匀的流动，得到3332423443242333214图22注浆孔位及注浆次序12.2超前预支护注浆小导管技术指标如下：b.小导管外插角5～7°,环向间距30cm。兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第43页共62页12.2.2小导管施工工艺用双层导管，并在拱顶及仰坡加设导管，严密注浆确保岩层稳定。图23拱圈小导管布置示意图孔方向要求顺直，不得弯曲和塌孔等。(3)安装小导管：力求导管尾端在同一剖面且外露长度以30cm为宜。小导管施工工艺流程见图24。小导管施工工艺流程见图24。导管制作封面及封口浆液制作开挖支护图24小导管注浆施工工艺流程图2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第44页共62页13隧道塌方原因分析及处理措施火烧沟隧道出口段，2004年5月28日凌晨1:20左右，DK194+657-642地段拱部及边墙发生坍塌，长度达15m,塌方量约为1700m³,最大坍塌高度达12m,塌腔较为稳定，没有封洞；2004年9月24日8:40左右，在DK194+242～220左侧边墙及左拱圈部位发生较大范围滑塌，长约20余米，右侧安然无恙。13.1塌方前征兆施工时围岩破碎变更为1榀/m格栅拱架支护),在那时没有进行监控量测，每天进洞进行观13.2原因分析13.2.1客观方面2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第45页共62页拱墙设格栅钢架1榀/1m,每榀钢架两侧拱脚处各设两根锁脚锚管，φ40,L-3.5m。从施工13.2.2主观方面13.2.2.1思想因素2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第46页共62页方。2004年11月24日在支护完格栅拱架开始喷射混凝土的过程中，上部围岩突然发生滑坍，坍腔起始里程DK195+110,纵向长5m,宽约2.4m,高度自拱顶以上2.5m,体积约7m³。(5)坍腔部分为防止回填物过重致使拱架和衬砌局部受力过大，在坍腔内采用格栅(可2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第47页共62页(7)待喷射砼强度达到75%时，进行拱背回填，采用砼输送泵灌注细石砼。拱部塌方支护形式如图25所示：拱架(钢管)支撑或备板预留天窗图25小型塌方支护措施由于本项目属于双层集装箱的超大断面隧快作业循环时间，采用了全断面开挖的方法。这主要是光爆效果不佳，轮廓不圆顺；格栅拱顶坍腔最高处约达4～5米。2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第48页共62页13.4.2总体施工顺序和原则总体施工顺序：加强坍腔两侧初期支护、加固支护右侧通道，先由里向外强支护、作护拱、形成稳定初期支护至衬砌侧，再由外向里施作二次加强衬砌通过。13.4.3各工序主要施工方法13.4.3.1坍腔两侧和右侧支护加固措施靠近坍腔外的左侧支护的4榀拱架虽然已滑离，但与右侧支护拱顶还连接，并未脱落。稳定。但考虑此段为施工通道，为了确保作业的绝对安全，应继续加强对右侧围岩的支护。主要方法是增加支撑立柱和横撑、斜撑。加固示意如图26所示。连接地锚对于靠近坍腔内侧的围岩，为了确保支护稳定，采取增加4榀环向型钢拱架支撑给予加固，拱架支护应紧贴原支护面，同时做好净空检测，保证衬砌厚度。为了确保坍腔内岩面稳定，增强作业工人的砼封闭岩面，厚度不小于20cm,可分层喷射。2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第49页共62页后立即补喷，厚度不小于20cm,可分2～3层喷射。碴体可就地铺平，余碴可采用自卸车运步骤如图28所示：A节点HA节点H节点腔轮DD节点图28塌腔段初期支护示意图2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第50页共62页(2)按2榀/m支立I16型钢拱架。焊接拱架间连接筋，环向布置、间距不大于50cm,由于拱两榀拱架间的拱顶部位设弧长不小于2m的中22钢筋@0.1m,平行于拱架布置，便于连接处(4)喷射混凝土，厚度为50cm,起拱线以上需多次分层喷射至要求厚度。同时环向留置天窗，每个循环不少于2个。(5)安设底脚横向支撑，采用I18,与拱架焊接，间距1m布置。钢筋混凝土支护形式如图29。护拱厚度1.1m,为防止已喷射混凝土支护在浇筑混凝土(2)对已支护完的拱架要检查净空收敛及拱顶沉降。每支护循环埋设检测点不少于12005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第51页共62页拱架@in拱架@in拉接筋8纵向钢筋详见下表13:序号工班组人员备注1拱架支护工班4台焊机、气割2喷砼工班4台喷砼机3钢筋加工安装工班2台焊机4混凝土工班61台输送泵5杂工班焊机、气割临时加固任务2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第52页共62页2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第53页共62页须以身作则，加大量测频率和监控力度，实现项目部和施工“双控”目的。除保证及时准确的引设导线控制点外，在施工监控上，作好以下四个方面的监控工作：每一循环的对开挖五寸台放线复核；爆破后、立拱架前对围岩超欠挖情况的检查，反映给现场值班人员绘制开挖面略图；支立拱架后、喷砼前对拱架净空的检测；以及最后二次衬砌施工前对就位衬砌台车尺寸的复核。每次复核完毕，及时记录有关情况，经与施工队双方交底确认后，反馈给现场管理人员给予控制。施工队的测量班在施工过程中也应加强对以上各个环节的控制力度。特别加强和改进以下工作：五寸台放线在拱顶以下1m范围内加密五寸台控制点，要求25cm一个点。在立拱架时，必须将支护控制点打设在掌子面上(如设控制点或钢钎),方便支护工班自检和检测。拱架支立完成后，再对拱架上的控制点进行复核。掘进工班和支护工班必须按照测量队的控制点严格控制尺寸，对于超欠挖控制存在问题的，根据每次检测记录，本着“谁的责任谁承担”的原则，按照有关规定进行处理。14.2支护质量控制要点14.2.1支护质量控制针对目前隧道已进入IV级地段(后变更为V级),围岩较为破碎，在支护质量上要严格按照设计及有关变更纪要要求进行交底施工。拱架质量、连接螺栓、锚杆、垫板、网片、锁脚锚管的数量和质量满足设计要求。(1)拱架加工质量的控制：拱架加工要改进加工平台和加工机械，增设尺寸效验、检测平台。除满足拱架设计尺寸外，要保证拱架弧线平顺、法兰盘及螺栓孔焊接牢固、位置正确。支护工班在使用拱架前，可在检测平台上试拼，周边拼装允许偏差为±3cm,平面翘曲应小于2cm,对于不合格拱架，支护工班有权拒收。(2)拱架安装的质量控制：拱架安装前应清除底脚下的虚碴及其它杂物，超挖部分严禁回填松散碴体，宜用混凝土填充，安装允许偏差横向和高程均为±5cm,垂直度允许偏差为±2°;拱架外缘必须采用楔子楔紧，间距不大于2m。相邻两榀拱架间，按设计间距连接牢(3)锚杆、锚管质量控制：锚杆、锚管的安装质量必须严格按照设计的类型、长度和数量施作，插入长度不小于设计长度的95%。采用锚固药包每根锚杆及锚管不少于10卷。锚管内采用水泥砂浆或锚固剂填充密实，锚杆及锚管端头与拱架连接需特殊处理，保证足够的焊接长度和连接质量。锚杆安装作业及时进行，必须加垫板，垫板应与岩面紧贴。14.2.2喷砼质量控制2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧道施工技术总结第54页共62页钢架与围岩间的间隙必须用喷砼充填密实，先喷射钢架与围岩间的空隙，后喷射钢架与钢架间的混凝土；喷射过程中当有脱落的岩石或混凝土被钢筋网架住时，应及时清除后在喷射；在围岩破碎地带进行喷砼时，应首先紧贴岩面铺挂钢筋网，采用钢筋环向压紧后再喷射，可以先喷射一层加大速凝剂掺量的水泥砂浆，并减少喷射机风压，待水泥砂浆成壳后，方可正式喷射。14.2.3监控量测控制要点段的观察两项；净空测线设于拱脚处，断面间距不超过10m;施工队配合项目部测量班在每循环施工完成后按照有关要求及时埋设量测锚环，在围岩放炮开挖前后增加监测频率。14.2.3.2监控量测资料整理与反馈每次量测数据应及时反馈，并绘制拱脚水平相对净空变化时态曲线图进行分析对比，根据“经验”法建立一套判断准则，同时根据前期隧道施道量测数据预警机制(附表14),直接根据量测结果来判断围岩稳定性和支护系统的可靠性，按照既定控制标准执行，杜绝了人为干预、拍脑门决定的盲目施工现象，施工稳步开展。火烧沟隧道量测预警机制控制表表14等级管理位移状态其它现象采取措施绿色安全无正常施工黄色警告无观察、规范落底、及时衬砌橙色紧急局部出现裂缝加强支护、规范落底、及时衬砌红色危险边墙移位、开裂停止掘进、加强支护、及时衬砌14.2.4仰拱落底及二次衬砌施工质量控制要点14.2.4.1仰拱开挖落底2005年度优秀科技论文(技术总结)兰武铁路二线工程火烧沟隧