技术培训隧道开挖安全.doc

隧道开挖：隧道在稳定的岩体中可先开挖后支护，支护结构距开挖面宜为5-10m; 在土层和不稳定岩体中，初期支护的挖、支、喷三循环必须紧跟，当开挖面稳定时间满足不了初期支护施工时，应采取超前支护或注浆加固措施。 隧道开挖，原则上不应欠挖，以保证初期支护的结构厚度和格栅安装的正确位置，但在硬岩或中硬岩地层中，由于爆破原因，会出现个别部位的超欠挖现象，所以在爆破中即使调整参数，防止欠挖和较大的超挖。隧道采用喷锚暗挖法施工，其开挖方法，在稳定岩体中多采用台阶法，而在土层和不稳定岩体中，处采用台阶法外，尚还有中隔壁法，单、双侧壁导洞法（清江路车站主体），环型留核心土法（清双区间）双侧壁及梁柱导洞法。这一切开挖方法，都已台阶法为基础，在完成拱部初期支护结构后，再进行下台阶开挖及墙体初期支护施工，为使墙体施工时，不至于使拱部初期支护结构悬空而造成坍塌事故的发生，并保证拱部和整个隧道的稳定，所以隧道分台阶法施工或导洞施工时，应在拱部初期支护结构基本稳定且喷射混凝土达到设计强度的70%以上时，方可进行下台阶开挖，并符合下列规定。1、边墙应采用单侧或双侧交错开挖，不得使上部结构同时悬空；2、一次循环开挖长度，稳定岩体不应大于4m ,土层和不稳定岩体不应大于2m;3、开挖至设计高程后，必须立即支护钢格栅拱架并喷射混凝土。另外处于安全考虑在同一断面内分成几块开挖，有的形成单独的洞体，而且在同一洞体内有分台阶施工，围岩开挖时引起的应力重新分部对上、下台阶和相邻的洞体会产生一定的影响，因此施工中上、下台阶和相邻的洞体施工留置距离及循环开挖长度必须符合上列规定：土层和不稳定岩体中超前支护的工艺及技术要求1、超前管棚软岩、破碎岩层极易坍塌超前管棚和导管是加固软岩、破碎岩层的一种有效措施，管棚和导管安装前应将工作面封闭严密、牢固、清理干净、并测出钻设位置后方可施工。为保证导管或或管棚的有效支护长度其顶入长度不应小于管长的90%。管棚由于在钻设过程中，由于钢管较长，如果偏差过大，很可能对拱架施工带来困难，所以钻设时严格控制钻设角度其要求;1、外插角允许偏差值为5。2、钻孔孔径应比钢管直径达30-40mm;为增强导管和管棚轻度和刚度并加固周围的底层应作注浆加固注浆采用纯水泥浆：水泥浆水灰比：1:1.51:2；注浆压力1.52.5MPa，（注浆压力能克服浆液在注浆管内的的阻力，把浆液压入隧道周边的地层中，如遇地下水，其注浆压力应高于水压，但压力过大，会扰动岩体，会对地表或周围结构带来不良影响，所以应严格控制注浆压力）施工过程中注浆材料及参数根据试验、注浆效果检查适当进行调整。超前管棚施工工艺流程见图1。2、超前小导管超前小导管注浆加固支护施工工艺见图2。现场加工小钢管，喷射砼封闭岩面，风动凿岩机钻孔，并用风动凿岩机的顶推力将小导管推送入孔，测斜仪控制钻孔角度，注浆泵压注水泥浆。施工准备钻孔顶管接管设备准备管材加工材料准备机具准备地质调查注浆设计现场试验效果检查制定施工方案进入施工配比试验注浆参数喷混凝土封闭掌子面注 浆注浆站布置连接止浆管开 挖浆液选择浆液配制注浆效果检查补充注浆合格不合格安孔口止浆塞图1超前管棚施工工艺流程图小导管采用外径42mm钢花管，管壁四周按15cm间距梅花形钻设8mm压浆孔，钻孔角度、深度、密度及浆液配比符合设计要求，注浆压力符合规范要求。超前小导管以紧靠开挖面的钢架为支点，小导管尾段与钢架焊联，打入钢管后注浆，形成管栅支护环。3、中空注浆锚杆中空注浆锚杆施工工艺见图3。施工准备钻孔打小导管设备准备管材加工材料准备机具准备地质调查注浆设计现场试验效果检查制定施工方案进入施工浆液选择配比试验注浆参数喷混凝土封闭掌子面注 浆注浆站布置浆液配制安孔口止浆塞连接止浆管开 挖图2超前小导管施工工艺流程图施工准备：严格按照设计要求选择专业厂家订购注浆锚杆，并进行相关试验，确保锚杆体的抗拉拔力满足设计要求。注浆浆液采用水泥浆或水泥砂浆，施工准备阶段主要完成有关水泥相关试验和水质化验，进行浆液配合比设计及相关试验。放样：锚杆孔开孔前做好量测工作，按设计要求布孔并做好标记，开孔偏差不大于10cm；锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求。成孔：采用凿岩机钻孔。锚孔位置、方向、直径严格控制，锚孔钻完后用高压风清孔。清孔完成后进行锚孔位置、方向、直径检查，检查锚孔是否平直畅通，不合格的孔位重新钻孔。施工准备中空注浆锚杆订购中空注浆锚运输注浆材料试验、进场浆液配合比设计锚杆钻孔定位钻机就位钻 孔高压风清孔安装锚杆杆体组装锚杆杆体安装止浆塞、垫板、螺母钻孔孔深检测长度检测管注浆注 浆进入下一道工序注浆检查浆液拌制注浆站布置浆液运输合格不合格图3中空注浆锚杆施工工艺流程图锚杆安装：组装注浆锚杆杆体，安装可测长锚头、长度检测管。人工辅助凿岩机安装，锚杆边旋转边送入锚孔。当与水平线倾角超过45时，采用带防憋气联接套的注浆锚杆，锚杆组装时安装防憋气联接套、排气管；当与水平线倾角小于45时，采用一般注浆锚杆。杆体安装完成以后，安装可记忆止浆塞、拱形垫板、球形螺母，利用锚杆扳手拧紧。安装锚杆垫板时确保垫板与锚杆垂直，并与初喷混凝土面密贴紧压。锚杆安装后，不得随意敲击，3天内不得悬挂重物。注浆：利用专用高压注浆泵通过锚杆杆体预留通道接孔口注浆。当与水平线倾角超过45时，利用排气管排气；当与水平线倾角小于45时，自然排气，确保锚杆孔内注浆饱满。注浆采用水泥浆，水灰比0.40.5:1。根据已有资料进行工程类比及现场渣体注浆试验情况选定注浆压力范围，确定浆液扩散半径大小。4、砂浆锚杆砂浆锚杆施工工艺流程见图5。施工准备锚杆孔位放样钻孔角度定位钻孔设备就位钻锚杆孔锚杆制作准备注浆材料注浆设备就位清孔锚杆成孔检查搅拌砂浆注浆插入锚杆、加垫板拧扣安装锚杆及排气管锚杆抗拔力检查验收砂浆饱满度检查图5砂浆锚杆施工工艺流程图锚杆应在初期支护结构混凝土后及时安装。钻孔：凿岩机配合锚杆钻机进行钻孔，为保证锚杆支护的组合效果锚杆孔深度必须达到施工图纸的规定，孔深偏差值不大于50mm。孔径水泥砂浆锚杆应大于杆体直径15mm.用高压风冲洗、清扫锚杆孔，确保孔内不留石粉，不得用水冲洗钻孔。注浆：浆液采用灰浆搅拌机按配合比拌制。在钻孔结束后，通过注浆设备将浆液注入到孔内，在浆液饱满后，停止注浆。采用单管注浆法。单管注浆时，将注浆管插入锚杆孔底510cm，随水泥砂浆的注入缓缓退出，随即迅速将杆体插入，锚杆插入的过程中砂浆被挤压溢出，说明砂浆饱满，密实度合格，必要时用大锤打击，最后孔口堵塞最佳。5、钢筋网按设计要求加工钢筋网，在加工棚分块制成钢筋网片，网格尺寸按设计要求焊制，人工铺挂，钢筋网在初喷2cm厚混凝土后设置，并同系统锚杆固定牢固。钢筋网与受喷面的间隙以3cm左右为宜，其保护层大于2cm。搭接长度为12个网格。在开始喷射时，适当缩短喷头至受喷面的距离，并适当调整喷射角度，使钢筋网背面混凝土达到密实。6、格栅钢架格栅钢架施工工艺见图6。由于施工场地狭窄，格栅钢架在钢筋加工区加工好之后运至现场安装。同时由于钢格栅加工精度要求高，而且制作的数量大，为防止拼装质量不合格，所以要求制作出第一榀格栅必须进行试拼合格后在进行批量生产。由于钢格栅的拱架的安装位置正确与否，直接影响到隧道净空或二次衬砌结构尺寸，所以对钢格栅的安装提出以下要求；1、钢格栅应垂直线路中线，允许偏差为；横向30mm，纵向50mm，高程30mm ,垂直度5。2、竖井格栅组装后应在同一平面，允许偏差为；高度30mm，宽度20mm，扭曲度20mm 。初 喷清除底脚浮碴定位锚杆施工高程测量钢架加工、质量验收钢架预拼台架上安装钢架定位锚杆焊连定位加设鞍形垫块安装纵向连接筋隐蔽工程检查验收包裹底脚连板喷混凝土图6格栅钢架安装施工工艺流程图7、喷射混凝土湿式喷射混凝土施工工艺见图6。投料搅拌23min湿喷机喷射混凝土筛网阻止超径石子气压0.20.25MPa水压0.4MPa外加剂水泥：100kg砂：S100石子：G100水：W/C=0.40.5图6湿式喷射混凝土工艺流程图喷射混凝土采用湿喷机来完成，在喷射混凝土之前按照规范和标准对开挖断面进行检验。喷头距岩面距离为0.6m1.2m，喷头垂直受喷面，喷初期支护钢架、钢筋网时，将喷头稍加偏斜。喷射路线自下向上，分区、分段“S”形运动，喷头作连续不断的圆周运动，后一圈压前一圈1/3，螺旋状喷射，螺旋直径约为2030cm，以保证混凝土喷射密实。同时掌握风压、水压及喷射距离，减少回弹量。喷射混凝土的回弹率，边墙不应大于15，拱部不应大于25。每次喷射混凝土厚度：边墙70-100mm;拱顶50-60mm。喷射混凝土终凝2h后，进行喷水养护，养护时间不少于7d。有水地段喷射混凝土采取如下措施：当涌水点不多时，可设导管引排水后再喷射混凝土；当涌水量范围较大时，可设树枝状排水导管后再喷射混凝土；当涌水严重时可设置泄水孔，边排水边喷混凝土。增加水泥用量，改变配合比，喷混凝土由远而近逐渐向涌水点逼近，在涌水点安设导管，将水引出，再向导管附近喷砼。当岩面普遍渗水时，可先喷砂浆，并加大速凝剂掺量，初喷后再按原配合比施工。当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施，将水引导疏出后再喷混凝土。网喷混凝土要求：1、钢筋网使用前应除锈。2、钢筋网宜在岩面喷射一层混凝土后铺设，钢筋网一壁面的间隙，宜为30mm。3采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设。4、钢筋网应与锚杆或其他锚定装置连接牢固，喷射时钢筋不得晃动。5、钢架喷射混凝土要求：1、安装前，应检查钢架加工制作质量是否符合设计要求；2钢架安装允许偏差，横向和高程均为50mm垂直度应为2；3、钢架立柱埋入地板深度应符合设计要求，并不得置于浮渣上；4、钢架与壁面必须揳紧，相邻钢架之间应该连接牢固。5、钢架与壁面之间的间隙必须用喷射混凝土充填密实。6、喷射顺序，应先喷射钢架与壁面之间的混凝土，后喷射钢架之间的混凝土。8、临时钢支撑施工（1）钢支撑材料设备进场应认真做好进场检查验收工作，对检验合格的材料设备应编号登记，杜绝不合格材料设备在工程中使用。（2）钢支撑材料断面、壁厚尺寸符合设计要求，管段外观表面平直、无严重锈蚀、扭曲变形现象，法兰平整、垂直，螺孔无损伤，活络端完整、无损，管壁拼缝焊缝饱满、完整。（3）凡需焊接部位，必须按规范严格执行。焊缝必须满焊，宽度、高度满足设计要求，焊缝表面均匀，不准有气孔、夹渣、裂缝、肉瘤等现象。（4）钢管支撑安装前必须进行检算，要满足支撑围护结构的强度、刚度要求。钢支撑的安装应符合建筑安装工人安全技术规程的有关规范和要求。（5）在开挖和吊装下道钢支撑时，严禁碰撞已安装好的支撑。（6）支撑安装采用地面预拼装好后两端支点中心线偏心不应大于20mm，安装后总偏心量不应大于50mm.分体吊装并架临时竖撑的方法，用专用预应力千斤顶和配套动力箱施加预应力。严格控制支撑支座焊接质量，防止受力变形。（7）桩间围护必须按照技术交底施工，严格控制钢筋网的牢固性和喷混凝土厚度。（8）加强量测，设专人对支护结构的变形、位移进行观测、监控，以便及时采取有效措施，确保结构和人员安全。（9）每一层土方开挖至支撑标高时，应暂停开挖，安装好支撑后方可开挖。（10）应力施加和复加是钢支撑施工的重要组成部分，也是控制基坑变形关键手段之一。应力施加系统必须完好，油泵、千斤顶、压力表等必须经过检测标定，并在有效期内使用。（11）考虑到预应力施加后会有一定损失，故实际预应力施加时应提高10%左右。预应力施加应定期对设备标定，施工时由专人负责记录。9、钢筋加工及安装1、为保证钢筋工程的及时性、准确性，拟选派有经验的技术人员负责钢筋加工的技术交底，提高钢筋工的施工水平，确保钢筋加工质量。2、对特殊工种做到持证上岗。3、钢筋加工必须严格按照施工设计图纸、施工技术交底、有关施工规范进行加工。4、所有加工好的钢筋一律按规格、型号挂牌进场，并设专人负责。5、特殊部位的钢筋大样采取现场实测实量，确保其施工质量。6、钢筋加工允许偏差应符合下表规定：钢筋加工允许偏差值（mm）项 目许偏差值调直后局部弯曲d/4受力钢筋顺长度方向全长尺寸10弯起成型钢筋弯起点位置10弯起高度0 -10弯起角度2弯起宽度10箍筋宽和高+5 -10模板安装模板是钢筋混凝土结构的成型的重要环节，为保证混凝土质量，模板和支架应可靠的承受钢筋混凝土的结构及施工的各项荷载，保证结构的形状、位置和尺寸正确。特别是支架部分支撑的的水平和斜撑必须连接牢固，以形成稳定的整体。 对竖井模板的要求；1、模板应自下而上分层支立，支撑应连接牢固，允许偏差为：垂直度1；平面位置，顺线方向20mm垂直线路方向10mm.2、钢筋混凝土柱的垂直度，平面位置除符合上面规定外，柱顶的标高允许偏差0-+10mm。结构模板拆除：拆模时间，不承重的侧墙模板，在混凝土强度达到2.5MP时即可拆模；承重结构顶板和梁，跨度在2m及其以下的强度达到50%、跨度在2m8m强度达到70%、跨度在8m以上的强度达到100%时既可拆模。混凝土灌注：垫层混凝土应沿线路方向浇注其允许偏差：高程+5 -10mm表面平整度为3mm。地板混凝土应沿线路方向分层台阶灌注。混凝土灌注至高程