论辅助坑道及其附属洞室工艺流程设计

nn辅助坑道及附属洞室工艺流程设计1 各工序施工工艺流程框图2 附属坑道、洞室开挖2.1 坑道口边、仰坡开挖及地表恢复应符合环境保护和水土保持的有关规定及设计要求。2.2 坑道口边、仰坡开挖不得采用大爆破，开挖坡面按照设计要求及时进行防护和支护，山坡危石应全部清除。2.3 辅助坑道口的截水、排水系统和防冲刷设施应在隧道施工前按设计要求完成。2.4隧道开挖方法、方式应根据地质条件、覆盖层厚度、隧道长度、工期要求、断面大小、结构形式、机械配备、周围环境的需要、综合经济效益等因素而确定。洞身开挖进度应与支护、仰拱、二次衬砌等后续工序协调进行。2.5隧道开挖应采用光面爆破或预裂爆破。爆破前应根据地质条件、断面尺寸、开挖方法、循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计，施工中应根据爆破效果调整爆破参数。2.6隧道的开挖应采取一切措施保护围岩的自承能力，主要采取光面爆破、预裂爆破或非爆破的机械辅助开挖方法。拱部宜采用光面爆破，侧壁宜采用预裂爆破，底板（仰拱）应预留光爆层进行光面爆破。光面爆破和预裂爆破参数应通过试验确定，并根据现场爆破效果不断进行调整。2.7不良地质地段隧道开挖应根据实际情况采取短进尺、弱爆破、强支护、勤量测的施工方法。2.8边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须符合设计要求。软弱地基处理方法和施工质量应符合设计要求。隧底开挖前应进行施工工艺设计。2.9开挖作业应符合下列规定：2.9.1开挖轮廓形状和断面尺寸应符合设计要求，尽量减小开挖轮廓线的放样误差，宜采用激光指向仪、隧道激光断面仪等辅助手段确定开挖轮廓线和炮孔位置。2.9.2通过爆破试验，选择合理的钻爆参数，必要时在施工过程中，根据地质条件的变化和对振动波的监测，不断调整钻爆参数，实现光面爆破，把对围岩、支护及衬砌的扰动减到最小程度。2.9.3施工过程中把监控量测、地质预报纳入工序中，开挖前应按设计要求进行超前地质预报，开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息，做好施工方法的调整以指导施工。当两相对开挖工作面相距40m时，两端施工应加强联系，统一指挥。当两开挖工作面间的距离剩下1015m时，应从一端开挖贯通。2.10隧道开挖后应及时进行初期支护。采用分部开挖时，应在初期支护喷射混凝土强度达到设计强度的70%及以上时进行下一部分的开挖。隧道通过膨胀性围岩时，支护应紧跟开挖，尽快封闭，对围岩施加约束。分部开挖施工过程中应加强对临时支护的保护。2.11洞内开挖土石方的弃置，应符合设计要求和环境保护、水土保持的有关规定，不得影响既有建筑物的安全，并应采取挡护措施防止弃碴流失对环境造成不良影响。所采取的挡护措施和坡面绿化措施等应报地方有关行政主管部门审批。2.12 下面介绍辅助坑道和洞室常用的全断面法和台阶法的施工工艺流程。全断面开挖工艺流程图地质预报、测量、量测钻眼进台车或凿岩台架装药gyao gyao退台车或凿岩台架装药gyao gyao爆破gyao gyao通风进出碴设备开挖质量检查找顶地质素描、数码摄像进初期支护材料初喷砼（46cm）装碴、运输退装碴设备拱部锚杆复喷砼初期支护质量检查 台阶法开挖工艺流程图测量、量测钻眼凿岩台架或台车就位装药gyao gyao安全防护退台车、台架 gyao起爆gyao gyao通风进出碴设备开挖质量检查找顶地质素描、数码摄像进初期支护材料初喷砼（46cm）上下台阶出碴、运输退装碴设备钢架（如果有）锚杆挂网地质预报进台车或凿岩台架准备爆破器材复喷初期支护质量检查3 附属坑道、洞室初期支护施工4 附属坑道、洞室超前支护与预加固（小导管、管棚）4.1 小导管的施工工艺4.1.1小导管制作先把钢管截成需要的长度，在钢管的一端做成2030cm长的圆锥状，在距另一端100cm处焊接812mm钢筋箍。距钢筋箍一端100cm不开孔，剩余部分每隔1530cm梅花型布设610mm的溢浆孔，如下图。小导管制作示意图4.1.2 小导管的安设小导管的安设应采用引孔顶入法。其钻孔、安设步骤及要求为：(1)使用凿岩机打眼成孔，孔方向要求顺直，不得弯曲和塌孔等；(2)采用吹管将孔内砂石吹出成孔，孔径按与注浆管径配套确定，一般不大于50mm，孔深视导管长度而定；(3)用吹风管、掏勾将钻孔清理干净；(4)插入导管可用风镐、凿岩机顶入；(5)在孔口用沾有CS胶泥的麻丝缠绕成不小于孔径的纺锤形柱塞。把管子插入孔内，带好丝扣保护帽，再用冲击设备把管子打入到要求的深度，使麻丝柱塞与孔壁充分挤压紧。然后再用CS胶泥填充孔口。见下图示意； 超前小导管孔口封堵示意图(6)小导管外露长度一般为30cm，以便连接孔口阀门和管路。小导管安设后必须对工作面进行喷射混凝土封闭。喷射厚度以510cm为宜，范围为整个掌子面及其后的3m范围的环向开挖面。注浆管应设防护帽。4.1.3小导管注浆小导管注浆必须符合客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准要求外，尚应满足以下要求：(1)调查地质情况，按渗透系数确定注浆类型，进行注浆设计；(2)应按设计和通过现场试验确定浆液配比、注浆压力等注浆参数；通过试验确定或调整注浆半径、注浆压力和单管注浆量；(3)材料选用：水泥砂浆(4)水泥砂浆的拌制要求水泥砂浆拌和之前必须将拌和仪器清洗干净；水泥砂浆必须按照设计配合比拌制；水泥砂浆的拌和必须在砂浆拌和机内进行。(5)配制浆液时，禁止水泥包装纸等杂物混入。拌好的浆液在进入贮浆槽及注浆泵之前应对浆液进行过滤。未经过滤网过滤的浆液不允许进人泵内；(6)小导管安装完成后，旋紧孔口阀，连接注浆管路后进行压水试验；(7)注浆应采用专用注浆泵注浆，为加速注浆，可在小导管前安装分浆器，一次可注入35根小导管；(8)配制好的浆液应在规定时间内注完，随配随用；(9)清孔后，按由下至上的顺序施工，浆液先稀后浓、注浆量先大后小；(10)注浆压力按分级升压法控制，由注浆泵油压控制调节；(11)发生串浆现象，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆；注水泥砂浆压力突然升高应立即停机检查；(12)结束标准：以终压控制为主注浆量较核，当注浆压力为08Mpa，持续15min即可终止；(13)浆液必须充满钢管及其周围的空隙。4.2 管棚的施工根据管棚常规施工的过程，可以分为以下几个步骤：制作导向架（套拱） 钻孔 顶管 封口 注浆。4.2.1 导向架（套拱）导向架的作用是保证钻孔方向的正确，使其孔向不发生偏斜，要求自身要有足够的强度和刚度，可用型钢或混凝土制作而成。五尖大山隧道设计采用钢筋混凝土套拱作为导向架，纵向长度1.5m，套拱置于明洞之上。施工时首先在洞外明暗洞的交界处架立两榀20b工字钢，间距60cm，用钢筋焊接成一个整体。在钢支撑上安装150mm，长23m的导向钢管，与管棚位置方向一致，然后浇注150cm厚的C30钢筋混凝土包裹钢支撑和导向管。套拱完成后，喷射C25砼15cm厚封闭周围仰坡面，作为注浆时的止浆墙。套拱施工工艺流程详见下图。测量放样开挖套拱环形槽套拱基础开挖按设计安装固定套拱内钢架将孔口管定位固定在钢架上立套拱砼施工支撑钢架安装套拱模板浇注套拱砼养生、拆模加工套拱模板施工钢架加工孔口管加工套拱内钢架加工砼生产、运输套拱施工工艺流程图4.2.2 钻孔钻孔时间应在套拱混凝土强度达到75%之后，方可进行。钻孔型号根据钻孔深度来选择。因钻孔深度为20m，一般钻机很难达到，宜采用超前水平地质钻机。钻机就位时，搭设平台所用的各种杆件应连接牢固，保证钻机稳定。钻机顺序由高孔位向低孔位进行，并间隔错开。若由高到低连续钻孔，则因孔距过小，会造成前一个成型孔在未顶管时已出现塌孔现象。在钻到一定深度时，要用测斜仪检查孔的倾角是否正确，以便及时进行纠正，深度达到要求后，应边退钻边清孔。在钻孔过程中，如果出现卡钻、塌孔现象，可能是隧道地质发生了变化，此时应及时退钻，然后采用往孔内压注浆液的方法，待浆液凝固后，再行开钻；如果出现掉钻头、钻杆断裂的现象，可用打捞器取出。钻孔也可为超前地质预报提供一定的依据，因此每一个孔在开钻时，都必须有详细记录，包括开钻时间、结束时间及遇到的问题等。4.2.3 顶管管棚钢管一般采用的是无缝钢管,每一节钢管应做成尖锥状,起导向和减小摩擦阻力的作用。在钻孔成型后，顶管工作进行得越早越好,否则因拖延时间太长，则导致孔壁变形或孔内塌方，给顶管造成困难。顶管由钻机顶进，钢管节段间用丝扣连接，顶进时，节长3m和5m管节交替使用以错开接头位置，这样可以保证后期开挖时管棚有足够整体强度。管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它堵塞严密，以防注浆冒出。4.2.4注浆及封口注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚最佳注浆参数。浆液采用注浆机灌注。管棚封堵塞设有进浆孔和排气孔，当排气孔流出浆液后，关闭排气孔,续灌注浆,达到设计注浆量或注浆压力时,方可停止注浆。施工过程中，为了防止注浆过程中发生串浆,每钻完一个孔，随即就安设该孔的钢管并注浆，然后再进行下一孔的施工。注浆结束后用C30水泥砂浆充实无缝钢管，以增强管棚强度。注浆结束标准：注浆压力逐步升高，达到设计终压(0.8Mpa)并继续注浆10min以上；进浆量，一般为2030L/min。4.2.5管棚跟管钻进施工工艺和施工方法当地质状况复杂，遇有卵石、漂石或破碎带不易成孔时，可采用顶驱动力头的跟管钻进工艺，首先将套管及钻杆同时钻入孔内，成孔后，取出内钻杆，放进管棚，最后取出外套管即可。当围岩结构软硬不均时应采用潜孔锤配同心钻孔系统。跟管钻进程序及跟管钻进图解说明如下图所示。注水清洗内杆插入注浆管施工准备钻机就位跟管钻进退内杆退套管孔口密封注浆加固下一孔跟管钻进程序5 衬砌钢筋绑扎及模板安装5.1钢筋绑扎在防水板铺设检验完毕、优先于1个段落衬砌长度处进行。5.2钢筋绑扎施工前首先搭设作业台架，台架下部应能满足施工机械通过要求。台架起着施工过程中临时固定钢筋骨架及作业人员活动平台的作用。5.3钢筋在加工厂下料成型、现场人工绑扎。5.4钢筋绑扎：5.4.1钢筋绑扎施工前首先搭设作业台架，台架下部应能满足施工机械通过要求。台架起着施工过程中临时固定钢筋骨架及作业人员活动平台的作用。5.4.2钢筋按设计要求在洞外工厂化加工预制，运料车运输到现场，在作业台架上人工安装绑扎。5.4.3绑扎钢筋的作业台架就位后，首先由测工根据模板台车的长度确定出不少于3个横断面的钢筋固定断面，每个横断面标出不少于9个定位点，尔后由钢筋工在定位点处搭设固定钢筋的骨架。5.4.4将钢筋预弯后，首先绑扎定位处的拱墙钢筋，尔后以定位处的钢筋为模型，加密进行其他钢筋的绑扎。绑扎时，按照“先外圈，后内圈，再箍筋”的顺序进行。5.4.5钢筋搭接长度必须符合施工规范要求。墙部的钢筋采用单面焊接接长，拱部钢筋接长采用绑扎接头。5.4.6为确保钢筋绑扎质量，测量人员必须在钢筋绑扎前、内层钢筋绑扎前、作业平台移动前分三次进行纵向拉线对每根钢筋进行检查，确保钢筋位置准确。5.5钢筋固定：钢筋绑扎过程中，为防止钢筋由于自重或砼灌注过程中发生变形，按照纵向间距2m、环向间距2.5m的要求，将“T”型短钢筋同固定钢筋的骨架焊连，“T”型短钢筋一端支抵在防水板上（支点处用废弃的防水板双层支垫），另一端与钢筋骨架主筋焊接，从而将整个钢筋网固定并加固，防止钢筋整体变形，从而确保钢筋的准确位置。5.6保护层的控制：钢筋绑扎完成后，按中线标高进行轮廓尺寸检查，合格后于内层钢筋挂设5cm厚砂浆垫块，以确保混凝土灌注后钢筋净保护层厚度。或者在内圈钢筋（紧邻模板台车的钢筋）拱部按照100cm、墙部200cm的间距，梅花型焊接长度为6cm的短钢筋头，短钢筋头直接支顶在模板台车的模板表面，使钢筋保护层厚度准确且一致。5.7钢筋绑扎应采用专用台架，台架与模板台车同轨道，在模板台架准备好就位后，撤离钢筋台架，安装模板支架。5.8明洞混凝土的灌注应设挡头板、外模和支架，明洞拱墙应采用整体钢模衬砌台车一次浇筑成型，施工中的钢筋加工、接头、焊接和安装以及混凝土的拌制、运输、浇筑、养护、拆模和检查等作业均应按有关规定执行 。5.8基础混凝土灌注前必须排除基坑内积水，认真验槽，并对基底进行固化处理。边墙基础应采用与边墙同级混凝土一次浇筑而成。超挖部分采用同级砼回填。5.10明洞衬砌完成后，应及时按设计规范要求施作防水层及纵向盲沟、环向盲沟，防水板应向隧道内延伸不小于0.5m，并与暗洞防水板连接良好。6 砼灌注6.1混凝土生产采用自动计量的拌合站、搅拌输送车运输、混凝土泵送入模的机械化流水作业线，以保证二次衬砌混凝土的质量。6.2二次衬砌施工的顺序是仰拱超前、拱墙一次整体衬砌，边墙与基础的连接应采用接茬钢筋或钢管。6.3混凝土灌注前应重点检查台车的各项尺寸、挡头加固、止水（条）带安装、脱模剂的涂刷、基仓清理、预埋件位置及输送泵的接头、运转等是否符合要求或可靠。6.4当工地昼夜平均气温连续3d低于5或最低气温低于3时，应采取冬期施工措施；当工地昼夜平均气温高于30时，应采取夏期施工措施。6.5上层混凝土在下层混凝土初凝前完成震捣，振捣时，不得碰撞模板、钢筋和预埋件。插入式振动棒需变换其在混凝土中的位置时，应竖向缓慢拔出，不得在混凝土浇筑仓内平拖。泵送下料口应及时移动，不得用插入式振动棒平拖驱赶下料口处堆积的拌和物将其推向远处，振捣时间宜为1030s。6.6拆模时混凝土芯部与表层、表层与环境之间的温差不得大于20，结构内外侧表面温差不得大于15。混凝土内部开始降温前不得拆模。6.7混凝土灌筑后应根据气候条件，12h内即应进行养护，养护时间应满足混凝土强度要求；当气温过低时不得进行洒水养护。6.8混凝土养护的最低期限应符合下表的规定，且不得中断，混凝土养护期间，混凝土内部温度不宜超过60，最高不得大于65，混凝土内部温度与表面温度之差、表面温度与环境温度之差不宜大于20，养护用水温度与混凝土表面温度之差不得大于15。当采用养护剂养护时，养护剂应符合水泥混凝土养护剂（JC901）规定。 混凝土养护的最低期限混凝土类型水胶比洞内平均气温（）养护期限（d）胶凝材料中掺有矿物掺和料0.455T1010T20T2028天21天14天0.455T1010T20T2021天14天10天胶凝材料中未掺矿物掺和料0.455T1010T20T2021天14天10天0.455T1010T20T2014天10天7天6.9拆除缓冲结构拱、墙模板时，混凝土强度不得低于8MPa，并应保证其表面及棱角不受损伤。6.10基础超挖回填必须符合设计要求，设计无要求时，应用与基础同级混凝土回填，基底应无虚碴、杂物、淤泥和积水。 6.11混凝土、钢筋、模板的技术及质量要求同明洞及二次衬砌。7 辅助坑道封堵及加固7.1坑道口边、仰坡开挖应符合设计要求并及时恢复地表植被，保持水土。7.2 横洞、斜井和平行导坑的洞门，竖井的锁口圈（包括井盖）、井口段的衬砌，马头门结构形式及断面应符合设计要求。7.3横洞、平行导坑洞口，斜井、竖井井口的封闭应符合设计要求。7.4横洞、平行导坑、斜井、竖井与隧道连接处的封闭应符合设计要求。7.5辅助坑道废弃时应按设计要求进行处理，设计无要求时应符合下列规定：7.5.1 辅助坑道的洞口及与正洞的连接处宜用M10浆砌片石封闭，封闭长度不小于1倍正洞洞径。7.5.2 辅助坑道封闭前应作好排水设施，并应与隧道的排水设施相结合形成完整、畅通的排水系统。8 安全措施8.1 衡洞、平行导坑的开挖与支护，其安全技术要求与正洞相同。8.2 斜井与竖井施工应符合下列规定：8.2.1斜井与竖井的开挖和支护，除应符合本规程第5.2、5.3、5.4节的有关规定外，尚应符合下列规定：8.2.1.1装药前工作面附近的机具应提升撤至安全地点；8.2.1.2爆破前所有人员必须撤至井外；8.2.1.3在吊盘上工作的人员应将工具装在工具箱内，使用时用栓在身上或其他固定物上。8.2.2斜井运输应符合下列规定：8.2.2.1斜井采用有轨运输时，其运行速度应符合表5.6.2的规定，接近洞口与井底时速度不得大于2m/s，升降人员加速度或减速度不得大于0.5m/s2. 斜井运输运行速度阶段斜井长度（m）牵引提升速度（m/s）阶段施工不限3.5正式运输3003.53005.08.2.2.2当凿井长度大于100m时，应在距井口下20 m处设挡车器或挡车拦。在接近井底60 m处或岔前35 m 处设第二道挡车器或挡车拦，挡车器必须经常处于正位关闭状态，放车时方可打开。车辆在井内行驶过程中（含中途提停留），井内严禁人员通行与作业。8.2.2.3井口、井下及卷扬机机房应有联络信号，提升、下放与停留应有明确的色灯或音响等信号规定。 主、副井口应设专职的信号员，负责接发车工作，卷扬机司机未得到井口信号员发给的信号，不得擅自开动，停车和改变运行速度。 在运送人员的斜井中，应在车厢内装设紧急信号装置，已便在运行中能随时发送紧急信号。8.2.2.4斜井的井底停车场应设避车洞，井底附近的固定机械、电器设备均应设置在专用洞室之内。8.2.2.5车辆连挂提升时，应有可靠的连接装置和断绳保险器，挂钩均应加保险栓，车与车之间应增加连接保险钢丝绳，提升钢丝绳应设地滚承托，并采取防止车辆“蹬钩”与蹬绳“措施。 8.2.2.6人员上下井，不得乘坐萁斗或斗车。8.2.3斜井的垂直深度超过50m时，应配备运人车，使用运人车应符合下列规定：8.2.3.1车辆必须有顶盖，并装有自动防溜和手制动防溜装置；8.2.3.2运送人员前，应检查车辆的连接装置，保险链和防溜装置；8.2.3.3乘员及携带的工具器材不得超处车厢，并不得超员。8.3 竖井提升应符合下列规定：8.3.1吊桶升降应满足下列要求：8.3.1.1运送人员速度不得超过5m/s,无稳绳地段速度不得超过1m/s；运送石碴和其他材料不得超过8 m/s，无稳绳的段不得超过2 m/s；运送爆破器材不得超过1 m/s。8.3.1.2吊桶必须沿钢丝绳罐道升降，在施工初期尚未设罐道时，吊绳升降距离和施工时不装罐道的部分不应超过40m.8.3.1.3吊桶与提升钢丝绳，应采用钩头连接。8.3.1.3.1吊桶上方应设置保护伞。8.3.1.3.2乘坐人员不得坐在吊桶边缘，身体的任何部分不得超出桶沿。8.3.1.3.3用自动翻转式吊桶升降人员时，应有防止吊桶翻转的装置。8.3.1.3.4吊桶提升到地面，人员必须从地面出车平台出入吊桶，并应在吊桶停稳和井盖门关闭以后进出。双 吊桶提升时，井盖门不得同时打开。8.3.1.3.5当吊桶通过吊盘喇叭口，接近井口或井底时，均应减速。8.3.2在竖井使用吊笼期间，均应安装导向设备。吊笼导向槽和钢轨罐道之间的间隙不得大于10 mm时，必须更改。8.3.3 罐笼升降应满足下列要求：8.3.3.1罐顶应设置铁盖或铁门。8.3.3.2罐底必须满铺钢板，当罐底下面有阻出器的连接装置时，应设检查门。8.3.3.2.1进出矿车的罐笼内应安装阻车器。8.3.3.2.2提升或下放的最大载重量应在井口设标牌公布。8.3.3.2.3罐笼装载的人数应按每人在罐笼内至少占用0.2 m2的有面积计算；罐笼的净空高度不得小于1.80 m容许承载的最多人数应在井口及罐笼内标明。8.3.3.2.4提碴、升降人员和下放物资的速度不得超过3.0 m/s，加速度不得超过0.25 m/s2 。8.3.3.2.5用罐笼升降超限设备、构件时，应制定专项的安全措施上报批准后实施。8.3.3.2.6罐笼（吊桶）提升时，钢丝绳的偏角不得超过130。8.3.3.2.7提升容器、连接装置、防坠器，罐耳、罐道绳，阻车器、托车、装卸碴设备时，天轮，钢丝绳以及卷扬机等各部分必须设专人检查。8.3.3.2.8建井时使用无防坠器的罐笼升降人员时，应有专门的安全措施。8.3.3.2.9罐笼升降作业时，下面不得有人员逗留。8.3.4罐道和罐耳的磨损达到下列程度时，必须更换：8.3.4.1木罐道任一侧磨损超过15 mm，或其总间隙超过40 mm。8.3.4.2钢轨罐道轨头任一侧磨损超过8 mm，或轨腰磨损超过原厚度的25%，罐耳的任一侧磨损超过8 mm，或在同一侧罐道于罐耳的总磨耗量超过10 mm，或者罐耳和罐道的总间隙超过20 mm。8.3.4.3组合钢罐道任一侧的磨损超过原有厚度的50%。8.3.4.4钢丝绳罐道和滑套的总间隙超过15 mm。8.3.5提升装置必须装有信号装置和备用信号装置，井底车场和卷扬机司机之间，应设直通电话。8.3.6井底车场的信号经过由井口联结员转发。除发送紧急停车信号或用萁斗提升（不包括乘人间的萁斗）外，井底车场不得直接向卷扬机司机发信号。8.4斜、竖井提升得钢丝绳必须符合使用要求，在使用前应进行拉力试验，并在使用中定期检查、修理和更换。8.5当钢丝绳遇下列情况之一时，严禁使用：8.5.1当钢丝绳磨损直径差：提升式制动钢丝绳大于10%罐笼钢丝绳大于15%8.5.2钢丝绳得钢丝由严重锈蚀、变黑、点蚀麻坑等损失时。8.5.3钢丝绳受到损失或其增长0.5%以上时。8.5.4钢丝绳在一个捻距内断丝面积同钢丝绳总截面积之比达到下列数值时：8.5.4.1升降人员和物资用 5%8.5.4.2专为升降物资用 10%8.5.4.3平衡钢丝绳 10%8.5.4.4防坠器的制动钢丝绳 10%8.5.4.5罐道用 15%8.5.4.6无导向绳运输用 25%8.6 提升保护装置应符合下列规定：8.6.1提升装置应装设下列保护装置：8.6.1.1防止过卷保护装置；8.6.1.2防止过速保护装置；8.6.1.3过负荷和欠电