黄土隧道施工专项方案.doc

目目 录录 1 工程概况 2 1 1 工程概况 2 1 1 1 工程项目概况 2 1 1 2 工程地质 水文条件 2 1 1 3 编制依据 2 1 2 主要工程数量 2 1 3 工程特点 施工难点 重点 2 1 3 1 工程特点 2 1 3 2 施工难点 重点 2 2 黄土隧道专项施工方案概况 2 2 1 黄土隧道专项施工方案总体概况 2 2 2 施工方案的安全性能 2 3 专项施工工艺及主要施工方法 2 3 1 主要施工方法及施工工艺标准 2 3 1 1 施工测量 2 3 1 2 洞口工程 2 3 1 3 洞身开挖 2 3 1 4 超前支护施工 2 3 1 5 初期支护施工 2 3 1 6 仰拱及铺底施工 2 3 1 7 防水板施工 2 3 1 8 隧道防排水系统施工 2 3 1 9 二次衬砌施工 2 3 2 重点部位及特殊的施工技术保证措施 2 3 2 1 洞口浅埋段 土质围岩地段施工 2 4 方案所需的特殊机械 材料 劳力计划 2 4 1 劳动力组织计划 2 4 1 1 项目总需求劳力计划 2 4 1 2 主要工装及检测设备 2 5 施工进度计划及工期保证措施 2 5 1 工期目标 2 5 2 施工进度计划 2 5 3 进度保证措施 2 6 质量保证措施 2 7 施工安全保证措施 2 8 特殊条件 环境下的施工措施 2 9 施工环保 水土保持和文物保护技术措施 2 精选范本 供参考 黄土隧道施工专项施工方案黄土隧道施工专项施工方案 1 工程概况工程概况 1 11 1 工程概况工程概况 1 1 1 工程项目概况 新建隧道 5199 66 延长米 5 座 占管段长度的 40 9 前岭隧道长 1807m 是管段内 控制性工程 1 1 2 工程地质 水文条件 1 1 2 1 工程地质条件 1 地层岩 地表为厚度不等的 Q1 3 的黄土质土 硬塑 局部可见成层分布的姜石 本段下伏 为 E 泥质粉砂岩及含砾砂岩 其下为 Z 细晶白云岩 细晶 中晶结构 薄 中厚层 夹 有燧石条带 产状较为稳定 2 地质构造 测区位于华北地台南缘 具有典型的地台双层结构 结晶基底和盖层 基底岩浆活 动频繁 变质变形强烈复杂 由于盖层厚度差异较大 该段隧道仍有穿过基底地层及其 构造带的可能 3 地震动参数 地震动峰值加速度为 0 10g 地震动反应谱周期 0 45s 4 不良地质及特殊岩土 黄土遇水易湿陷 该段表层饱和砂质黄土 可能会液化 1 1 2 2 工程水文条件 1 地表水 本工区范围属黄河流域洛河水系 洛河为黄河一级支流 发源于陕西省洛南县 呈 西东流向 经洛南 卢氏 洛宁 宜阳 偃师等在偃师槐庙村与伊河相会 形成伊洛河 后经巩义市神堤村汇入黄河 总流域面积 18881km2 干流长 446 9km 河道平均比降 3 65 洛河卢氏县境内长 113km 控制流域面积 2425km2 主河床平均比降 2 30 本工区跨越的主要河流有洛河 范里河 文峪河等 区域内河谷的特点是落差大 水流急 弯曲度大 峡谷河段长 支流多 水量分布 不均 且随季节性变化很大 经调查 旱季沟谷多水流小甚至断流 洪水季节水量大 精选范本 供参考 甚至出现山洪 据当地老百姓讲 洪水期豫西大峡谷水面将高于地面 2m 以上 2 地下水 地下水类型主要为第四系孔隙水及基岩裂隙水 按其赋存空间及区内地层岩性及构 造可分为 可溶岩岩溶水 基岩裂隙水 含风化裂隙水和构造裂隙水 等类型 各地下 水类型的主要特征详述如下 1 岩溶水 分布于隧道可溶岩段 赋存于裂隙 溶隙及溶洞中 由于地层主要为白云石大理岩 岩溶裂隙及溶洞弱发育 岩溶裂隙连通性稍差 岩溶水整体水量不大 2 风化裂隙水 主要赋存于强风化的基岩裂隙中 岩体受风化影响而破碎 透水性较强 含水较均 一 水量总体较小 一般风化裂隙水在地表 0 30m 深较发育 出口附近花岗岩埋深较 浅段地层内的裂隙水对隧道工程影响较大 3 构造裂隙水 赋存于构造破碎带之中 主要分布于沿线的断层带附近及深部地区 随着深度的增 加 裂隙的张开程度及连通性逐步减弱 其含水性随之逐步降低 其含水性具有随深度 的增加而减弱的特点 深部主要为沿着部分张开构造裂隙或断层带脉状裂隙水 1 1 3 编制依据 1 铁路隧道工程施工质量验收标准 TB 10417 2003 2 铁路隧道工程施工技术指南 TZ 204 2008 3 铁路黄土隧道技术规范 Q CR9511 2004 4 铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南 TZ231 2007 5 新建铁路蒙西至华中地区铁路煤运通道三门峡至荆门段施工图 1 21 2 主要工程数量主要工程数量 本工区隧道 5199 66 延长米 5 座 占管段长度的 40 9 前岭隧道施工长 1807m 是 管段内控制性工程 各隧道起止里程 长度见下表 隧道工程统计表隧道工程统计表 精选范本 供参考 各围岩级别长度 m 序 号 名称起点里程讫点里程 长度 m 级 级小计 喷射砼 万 m 衬 砌砼 万 m 1 范里隧道 DK737 455DK738 12266766706670 751 89 2 中岭隧道 DK744 472DK744 95047847804780 581 12 3 前岭隧道 DK745 147 97 DK746 9551807 03 1807 03018072 254 37 4 赵家庄隧 道 DK747 703 51 DK748 455751 49752 4907520 931 73 5 文峪隧道 DK748 669 86 DK750 1661496 14 1156 143401496 141 673 49 合计 5199 664853405199 666 1812 6 1 31 3 工程特点 施工难点 重点工程特点 施工难点 重点 1 3 1 工程特点 1 隧道总长 5199 66m 其中 级围岩 4859 66m 级围岩 340m 级围岩占 100 多为黄土及砂岩地质 施工难度大 安全风险高 2 前岭隧道工期紧 不良地质有易发生坍方 冒顶 掌子面失稳 地表裂缝 掉 块等 位于管段中段 为控制工期的关键 3 根据工程地质条件调查和施工图描述 沿线 5 座隧道穿越黄土地质 其中范里 隧道 中岭隧道 前岭隧道穿越黄土地质较多 赵家庄隧道进 出口及文峪隧道出口表 层局部为薄层黏质黄土 1 3 2 施工难点 重点 范里隧道 中岭隧道及前岭隧道进口洞身为黄土及砂岩地质 施工难度大 安全风 险高 不良地质有易发生坍方 冒顶 掌子面失稳 地表裂缝 掉块等 前岭隧道位于 管段中段 工期紧 为控制工期的关键 2 黄土隧道专项施工方案概况黄土隧道专项施工方案概况 2 12 1 黄土隧道专项施工方案总体概况黄土隧道专项施工方案总体概况 隧道进出口段需优先施工预加固桩 待预加固桩达到设计强度后 可进行洞口段开 挖 加强洞身及地表监控量测 以保证安全 黄土隧道开挖应采用机械开挖或人工开挖 开挖时应尽量保护围岩 避免扰动或破 坏围岩完整性和稳定性 管段内隧道 V 级围岩黄土地层及软质岩段采用三台阶大拱脚法 精选范本 供参考 不良地质地段采用中隔壁法 洞门浅埋偏压段采用交叉中隔壁法 出碴采用无轨运输方 式运输 即采用装载机配合自卸汽车装运施工 隧道初期支护按新奥法组织施工 开挖后 以锚杆湿喷混凝土 钢筋网等为初期支 护 并辅以钢架 超前大管棚 中管棚 注浆小导管等支护措施 对于软弱围岩地段 施工中采用 短进尺 强支护 及时密贴 实回填 严止水 勤量测 等施工技术措施 并根据现场监控量测结果及时修正设计参数 调整施工方案和指导隧道施工 确保隧道 施工安全 按期生产 全隧均采用复合式衬砌 采用模板衬砌台车进行衬砌施工 每环衬砌长度 12m 仰 拱与填充超前拱墙衬砌施工 超前长度保持在 2 个衬砌循环长度以上 混凝土在 5 6 拌合站集中拌制 砼输送车运输 输送泵送混凝土入模 振捣浇筑 衬砌施作的合理时 间根据施工监测数据确定 洞内铺设重型轨道无砟道床 2 22 2 施工方案的安全性能施工方案的安全性能 为了预防在黄土中开挖隧道的大变形和坍塌问题 采用三台阶大拱脚法 结合喷射 砼及时封闭开挖面 用超前小导管支护 钢拱支撑 挂网 打锚杆等来加强土体强度及 限制围岩应力重新分布 实施短开挖 快循环来减少对土体的扰动 是目前黄土隧道施 工的较完整的方法 3 专项施工工艺及主要施工方法专项施工工艺及主要施工方法 3 13 1 主要施工方法及施工工艺标准主要施工方法及施工工艺标准 3 1 1 施工测量 隧道正式施工前 根据贯通精度要求进行隧道洞外洞内平面控制测量设计 1 洞外平面和高程控制测量 洞外平面控制测量 集团公司测量队采用 GPS 测量复核设计院交桩 公司测量队会 同项目经理部测量组利用 GPS 控制点和实地地形情况进行布设精密控制网 并保证每个 进洞口附近测设不少于 3 个稳固的导线点 复核无误后方可进行引线进洞的测量工作 洞外高程控制测量采用全站仪光电三角高程测量方法或用精密水准仪测量 将各进 洞口水准基点联测 并在每个洞口设置 2 个水淮点 2 洞内平面和高程控制测量 洞内平面控制测量采取布设主 副导线的双导线形式 按三等导线布设 主副导线 每隔一定距离形成闭合环 以利于检查测量精度 测量仪器采用莱卡 402 全站仪 精选范本 供参考 洞内高程控制测量可在导线测量的同时 用 S1 精密水准仪在洞内进行高程传递 3 洞内施工测量 根据洞内导线测量成果 采用 J2 经纬仪与 S3 水准仪进行 中线测量以线路中线为 准 水平测量以内轨顶面为准 应注意区分隧道中线与线路中线的关系 施工中能够随 时提供线路中线与水平 以指导洞内断面开挖和衬砌施工 因隧道基本处于曲线上 因 此洞内中线点每 10m 一个 使用的测量桩点必须稳固 隧道中线和高程在使用中定期进行复测检查 检查中线点时 其点位横向较差不得 大于 5mm 检查高程点时 往返测高程闭合差要符合水准测量的规定 全部衬砌完成 时进行竣工测量 检查隧道限界 形成记录和正式资料 4 测量工作要求 隧道洞外 洞内控制测量工作由公司和工区测量队完成 日常施工放样测量由工程 队技术室负责 并妥善保存测量资料 隧道进洞测量由项目部测量队完成 每开挖进尺 50m 由工区测量队进行一次复核测量 测量工作坚持复核制 各项计算 均应由两人独立进行 相互核对 测量记录要正 规化 所有测量必须有正式记录本 不准乱涂乱写 每次测量均应有主测人员签字 测 量仪器经纬仪 水准仪 标尺 光电测距仪 全站仪都应按规定周期进行检定和校正 5 监控量测 隧道施工中把地表下沉量测 周边位移及拱顶下沉 量测项目贯穿全过程施工 1 测点布置图及量测断面 A 洞内净空变化测点和拱顶下沉测点量测仪器 测试精度 量测断面 间距测点数 量按表 2 进行 其测点布置如图 1 所示 地表沉降测点横向间距为 2 5m 在隧道中线 附近测点应适当加密 隧道中线两侧量测范围不应小于 H0 B 地表有控制性建 构 筑物时 量测范围应适当加宽 其测点布置如图 2 所示 B 净空变化测点和拱顶下沉测点应布置在同一断面上 测点布置时应避开钢架和 脱空回填处 将测点布置在两榀钢架之间 净空变化 拱顶下沉和地表下沉 量测项目 的测点埋设必须设置在同一断面上 量测仪器 测试精度 断面间距 测点数量 精选范本 供参考 水平净空变化拱顶下沉 围岩级别 断面间 距 m 每断面测点 数量 量测仪器 测试 精度 每断面 测点数 量 量测仪器 测试 精度 30 1条水平测 线 1个测点 10 每台阶1条 水平测线 1个测点 5 每台阶1条 水平测线 收敛计 0 1mm 1 3个测 点 水准仪 收敛尺 钢尺或全 站仪 0 5 1 mm 注 洞口及浅埋地段断面间距取小值 台阶法施工特殊地段要求布设两条斜测线 地表下沉量测测点纵向间距 隧道埋深与开挖宽度纵向测点间距 m 2 5B H0 2B 20 50 B H0 2B 10 20 H0 B5 10 注 隧道埋深小于 2B 属于浅埋地段 B 隧道开挖宽度 拱顶下沉量测和净空变化量测的测线布置示例 量测范围 a b 精选范本 供参考 地表沉降横向测点布置示意图 2 量测方法 A 时间要求 净空变化和拱顶下沉量测布点应在开挖后至初喷前进行 若围岩出现 变化异常应尽早布设 初始读数在每次开挖后 12 小时内取得 最晚不得迟于 24 小时 监控量测的频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度按表 3 确定 由位移速度决定的 监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中 原则上采用较高的频率值 当出现异常情况或不良地质时 应增大监控量测频率 在塑性流变岩体中 位移长期 开挖后两个月以上 不能变化时 量测要继续到每月为 1mm 为止 量测频率表 位移速度 mm d 量测断面距开挖工作面的距离量测频率 5 0 1 B2次 d 1 5 1 2 B1次 d 0 5 1 2 5 B1次 2 3d 0 2 0 5 2 5 B1次 3d 0 2 5B1次 7d 注 B 表示隧道开挖宽度3 对于隧道浅埋段地表下沉和洞内监控量测要开始三天时 每天两次 后面位移速度 基本稳定后 一天一次 并对量测数据进行分析 得出结论 量测时间持续到隧道二衬 施工完成后为止 2 5m H0 基准点 45 B 2 5m5m5m 精选范本 供参考 B 洞内观察的内容有开挖工作面观察和初支完成区段观察两方面 工作方法是通过 人工肉眼观察 对围岩的变化 稳定及初支的工作状态做一定的初步判定 其目的地了 解和记录掘进过程中掌子面围岩的变化情况和初支的稳定变化情况 开挖面观察应在每次开挖放炮后进行一次 当地质情况无变化时 可每天进行一次 观察后应绘制开挖面地质素描图 数码成像 填写开挖工作面地质状况记录表 并与勘 察资料进行对比 在观察中 发现地质条件恶化 应立即通知施工人员采取应急措施 已施工地段观察 应记录喷射混凝土 锚杆 钢架变形和二次衬砌等工作状态 洞 外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段 记录地表开裂 地表变形 边坡及仰坡稳定状态 地表水渗漏情况等 同时还应对地面建 构 筑物进行观察 3 水平净空收敛 A 根据围岩条件确定量测间距在隧道边墙上设置一对测点 并按规定量测频率进行 量测 主要原理 每次测出两点间净长 求出两次量测的增量 或减量 即为此处净 空变化值 读数时读三次 然后取其平均值 并按附表记录 B 测点埋设应稳固 安全 施工机械难以碰撞到 及时 开挖完成初喷后即进行 量测点应凹入初支喷砼面 测点元件由钢筋加工而成 采用冲击电锤或风钻钻孔 埋入 钢筋采用直径不小于 20mm 的螺纹钢 前端外露钢筋与埋入钢筋焊接 直径不小于 6mm 加工成 180 弯钩或三角形钩 测点用快凝水泥或锚固剂与围岩锚固稳定 埋入 围岩深度不小于 20cm 若围岩破碎松软 应适当增加测点埋入深度 外露端头应低于 喷层表面 点位埋设好后 用纸壳或切割矿泉水瓶包裹测点元件端部 复喷完毕后在测 点处形成凹地 C 量测方法 检查预埋测点有无损坏 松动 并将测点灰尘擦净 把净空收敛仪的尺头及尺架挂钩分别固定在预埋测点孔内 选择合适的尺孔 将 尺孔销插入 用尺卡将尺与联尺架固定 调整调节螺母 记下钢尺在联尺架端时的基线长度与数显读数 为提高量测精度 每条基线应重复测三次取平均值 当三次读数极差大于 0 05mm 时 应重新测试 每次 开挖后 12h 内取得初读数 测试过程中 若数显读数已超过 25mm 则应将钢尺收拢 换尺孔 重新测试 两 组平均值相减 即为两尺孔的实际间距 以消除钢尺重孔距离不精确造成的测量误差 精选范本 供参考 一条基线测完后 应及时逆时针转动调节螺母 摘下收敛仪 打开尺卡收拢钢尺 为下一次使用作好准备 4 拱顶下沉量测 A 采用精密水准仪和铟钢挂尺进行 主要原理 通过测点不同时刻相对标高 求出 两次量测的差值 即为该点的下沉值 读数时应该读三次 取平均值 并按附表记录 按规定量测频率进行量测 B 在拱顶设置测点 点位埋设应稳固 安全 施工机械难以碰撞到 及时 开挖 完成初喷后即进行 量测点应凹入初支喷砼面 断面设置间距 拱顶下沉测点的布设 与水平收敛基线应在同一断面上 预埋测点由钢筋加工而成 钢筋直径不小于 6mm 前 端加工成 180 弯钩或三角形钩 测点用快凝水泥或锚固剂固定在拱顶选定位置 埋入 围岩深度不小于 20cm 若围岩破碎松软 应适当增加测点埋入深度 C 量测方法 设置水准基点 水准基点选择在围岩稳定地段设置 量测时采用水 准仪 塔尺及钢卷尺 测出该点相对标高即可 每次开挖后 12h 内取得初读数 同一测 点每次量测必须采用同一基点 5 地表沉降量测 A 采用精密水准仪 铟钢尺进行 主要原理 通过测点不同时刻标高 求出两次量 测的差值 即为该点的下沉值 其量测精度为 1mm 当隧道埋深小于 3 倍洞径时进行 量测 小于 2 倍洞径时必须进行量测 B 基准点应设置在地表沉降影响范围之外 测点采用地表钻孔埋设 测点四周采用 水泥砂浆固定 布点原则和量测频率按规定执行 当地表有建筑物时 应在建筑物周围 增设地表下沉观测点 C 量测方法 与拱顶下沉量测方法相似 采用精准水准仪和铟钢尺测出各沉降点标 高即可 在工程开挖前对每一个测点读取初始值 首次观测时 对测点进行三次观测 三次差值小于 1mm 取平均值作为初始值 量测过程中读数时各项限差宜严格控制 每个测点读数误差不宜大于 0 3mm 6 量测注意事项 A 监控量测布点应在喷砼前预埋 测点布置时应避开钢架和脱空回填处 并保证布 点打入围岩 严禁将测点布在钢架上 及时进行测点的布设 并做好保护 可采用桩点 沿初支边墙向内凹陷 防止破坏 如果测点被破坏 应在被破坏测点附近补埋 重新进 精选范本 供参考 行数据采集 如果测点出现松动 则应及时加固 当天的量测数据无效 待测点加固后 重新读取初读数 B 测点布设以后 在测点位置用红色油漆做醒目标识 监控量测桩点上严禁悬挂重 物 C 拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内 外水准基点建立联系 D 各监控量测小组须保证量测数据的真实性 准确性和及时性 如实的反应实际变 化情况 不得弄虚作假 E 现场监控量测与施工易发生干扰 必须紧密配合 施工现场应及时提供工作面 创造条件保证监控量测工作的正常进行 监控量测工作也要尽量减少对施工工序的影响 监控量测元件的埋设计划应列入工程施工进度控制计划中 F 量测仪器设备在使用前和使用过程中必须进行定期的检查 校对和率定 收敛仪 使用时调节螺母逆时针转动最大范围不得露出螺纹 在收敛仪使用一段时间后应进行对 零校正 检查数显读数是否为零 若存在偏差 必须进行对零 收敛仪量测完成后 用 棉纱擦除灰尘并定期对钢尺擦涂机油 以防生锈 7 收敛数据的测取 洞内水平收敛 拱顶下沉量测的初始读数应在本次开挖后 12h 内读取 最迟不得大 于 24h 且在下一循环开挖 爆破 前必须完成 各项量测作业一般应持续到变形基本 稳定后 2 3 周结束 正常掘进期间 量测的频率原则上按下表规定的频率进行量测 量测频率 按位移速度 位移速度 mm d 量测频率 52 次 d 1 51 次 d 0 5 11 次 2 3d 0 2 0 51 次 3d 0 21 次 7d 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 b 7m2 次 d 精选范本 供参考 1 2 b 7 14m1 次 d 2 5 14 35m1 次 2 3d 5b 35m1 次 7d 8 量测数据处理 信息反馈和相应对策 量测数据的处理方法主要是绘制收敛 累计收敛 值与时间 或量测次数 的关系 曲线 依据曲线所反映的数值判定隧道的稳定状况 量测数据应在每次量测后立即进行 绘制处理 同时分析各量测项目之间变形对应情况 A 数据处理与回归分析 每次量测后及时进行数据整理 及时将各项量测情况填入记录中 根据量测结果将 各点各次读数绘成散点图 再根据散点图绘制水平收敛 拱顶下沉 地表下沉等初步的 时态曲线 绘制位移与开挖面距离之间关系曲线 根据初步时态曲线的特征先选用某一曲线函数 如指数函数 对数函数 双曲函数 等 进行回归 将选定的函数进行变换取代 使其变为线性函数形式 然后用一元线性 回归的公式和方法求得该变换后的线性函数的关系 a 和 b 再将该系数代入取代公式 得到原选定的曲线函数的系数 即最后求得的回归曲线 如果选用的该曲线函数的剩余 标准离差不理想 则改用另一种曲线函数 再按上述步骤再行回归分析 从而对初步的 时态曲线作滤波拟合处理 最后得到理想的时间 位移曲线 u f t 然后计算该函数在 时刻 t 的一阶导数 du dt 值 即为该时刻的位移速率 根据初步时态曲线特征进行回归分析 回归后的时间 位移曲线 预测可能出现的 最大位移值和变化速度 以推算可以进行二次衬砌的时间 B 围岩稳定性判断 根据位移 时间曲线形态和岩体的流变特性得知岩体破坏前的变形曲线可以分 成三个区段 基本稳定区 主要标志是变形速率不断下降 即变形加速度小于 0 即 d2u dt 20 下图 区 精选范本 供参考 根据回归后的时间 位移曲线 预测可能出现的最大水平收敛值 和最大拱顶下沉量 并与控制值相比较 根据回归分析 当变形达到某一时段后 变形速度量呈下降趋势 即位移加速 度小于 0 时 曲线如上图 b 和图 c 形状 说明围岩是稳定的 以推算围岩位移基本稳定 时间 即可以进行二次衬砌的时间 根据回归分析 当变形速度呈不变趋势 即位移加速度等于 0 时 说明围岩进 入异常蠕变 处于不稳定状态中 须发出警告 加强支护系统 根据回归分析 当变形达到某一时段后 变形速度呈增加趋势 即位移加速度 大于 0 时 曲线如上图 aIII 区 说明围岩趋于坍塌危险状态 此时应采取如下措施 a 立即停止开挖加强支护岩层暴露面 b 通知指挥机构 现场监理 工地负责人 分析研究围岩及支护失稳原因 采 取相应对策 围岩位移极限值的精确确定是非常困难的 围岩稳定性综合判断是很复杂的也是很 重要的 根据有关规范 以往的量测经验及查阅关宝树先生的 隧道施工要点集 一书 综合考虑后选定量测管理基准值为 拱顶下沉管理基准值 级围岩 15mm 级围岩 40mm 级围岩 45mm 水平收敛管理基准值 级围岩均为 25mm C 控制围岩失稳的对策 对未支护的围岩调整支护参数 如增设超前支护 增设钢架或加密钢架 加密 系统锚杆增设钢筋网 加大喷层厚度等 改变施工方法 如增设临时仰拱等 tt II I I II t uu 位移位移 时间曲线时间曲线 a 岩体的变形曲线 b 全断面开挖 c 分部开 挖 u 精选范本 供参考 对已作初期支护地段采取加密锚杆 挂网及复喷砼 与设计单位取得联系 提前作二次衬砌 二次衬砌改为钢筋砼 仰拱紧跟或仰 拱超前 二次衬砌施作时间的控制标准 a 隧道周边点的径向位移速度 Vu Vu 0 1mm d 跨度小于 10m 时 Vu 0 2mm d 跨度大于 10m 时 b 支护接触应力变化速度 VpVp 5kpa 月 c 变形量已达最大变形量的 80 以上 D 变形管理系数 允许最大水平相对收敛值 和最大拱顶下沉值 cm 表 允许最大水平相对收敛值 允许最大拱顶下沉值 cm 变形管理系数 变形管理系数表 管理等级管理位移施工状态 III 0 n 3 可正常施工 n 3 0 2 n 3 应加强支护 I 0 2 n 3 应采取特殊措施 注 0 实测变形值 n 允许变形值 埋深 m 围岩 级别 5050 300300 500 0 1 0 30 2 0 50 4 1 2 0 15 0 50 4 1 20 8 2 0 0 2 0 80 6 1 61 0 3 0 覆盖层厚度 m 硬 岩塑性地层 10 151 22 5 500 以上6 122 40 精选范本 供参考 3 1 2 洞口工程 洞口及浅埋偏压段是施工安全控制的重点部位 环节 应加强施工过程控制 施 工期间应先检查边 仰坡周围山体的稳定情况 先清除松散体及不稳定土体 对地表裂 缝应提前处理 开挖后易失稳时 应采用先加固后开挖的施工方法 严格控制洞口及浅 埋 偏压段施工开挖 施工开挖应不影响隧道地层及边 仰坡稳定 并应避免大开大挖 施工过程中应适当增加监控量测频率 加强对边 仰坡及浅埋段地表裂缝及变形监测 洞口段施工应避开雨季 做好边仰坡绿化和植被养护 防止坍塌 隧道进出口设计有抗 滑桩时优先施工抗滑桩 抗滑桩施工方案按照人工挖孔桩工艺施工 待预加固桩达到设 计强度后方可进行洞口段开挖 洞口开挖前应在边仰坡开挖边缘 10 米外设置天沟 天 沟在分界断面处应与路基水沟顺接 施工按照图纸要求设置截水沟 土石方开挖 边仰 坡加固 进洞施工 洞口段衬砌的顺序进行 开刷土石方前 将洞口位置桩位放出 挖掘机开挖洞口土石方 土石方一起开挖到 位 不进行二次修边开挖 施工过程中加强对边 仰坡的观测 避免对洞门仰坡及边坡 的扰动 洞口土石方开挖完后 立即进行洞口边仰坡喷锚防护 采用 22 带肋钢筋锚 杆 8 钢筋网片 喷射混凝土厚度 10 厘米 黄土地质进洞按贴壁进洞施工方法组织 进洞 以下为切式洞门贴壁进洞施工工序 截水天沟施工后 对洞门进行刷坡 然后施工洞口矮边墙 导向墙及边坡防护 将导向墙与洞口防护连接成整体 在此防护的基础上开挖后进洞 当坡面满足洞门设置 条件时可不刷坡 顺坡面掏槽设置导向墙 1 开挖 部台阶 开挖后设置 20cm 厚网喷混凝土防护 采用单层 8 钢筋网 间距 20 20cm 22 砂浆锚杆 间距 1 5 1 5m 一般地段长 5m 2 开挖 部台阶 开挖后设置 20cm 厚网喷混凝土防护 采用单层 8 钢筋网 间距 20 20cm 22 砂浆锚杆 间距 1 5 1 5m 一般地段长 5m 3 开挖 部台阶 开挖后设置 20cm 厚网喷混凝土防护 采用单层 8 钢筋网 间距 20 20cm 22 砂浆锚杆 间距 1 5 1 5m 一般地段长 5m 1 布置洞门段环向排水板 共三道 包括 洞门段与洞身交界处一道 洞门暗 埋段沿地面线距明暗边线 50cm 斜向设置一道 外露部分中部竖向左右各一道 2 布置纵向 HFPE107 96 双壁打孔波纹管 外包土工布 左右各一道 在暗洞 排水管位置 排水管出洞方向为下坡 精选范本 供参考 3 与土体接触部位铺设土工布 防水板 外露不小于 0 3m 从洞内反向出洞时 将暗洞土工布和防水板延伸到洞外 防水板衔接避开施工缝 1 模板台车就位后安装外模板 灌筑混凝土 2 拆除外模 在外露部位刷涂一层厚 1 5mm 厚的水泥基渗透结晶型防水材料并 采用 30mm 的 M10 水泥砂浆保护层 3 剪去外露部分土工布和防水板 采用 M10 水泥砂浆灌筑洞口接触面以及洞口 周边裂缝 然后在洞口与土体接触线处涂刷水泥基渗透结晶型防水材料 2 遍封口 洞口段绿化施工 进行洞内开挖施工 精选范本 供参考 3 1 3 洞身开挖 根据本线设计文件地质说明 本线隧道按新奥法原理组织施工 V 级围岩黄土地 层及软质岩段采用三台阶大拱脚法 不良地质地段采用中隔壁法 洞门浅埋偏压段 采用交叉中隔壁法 V 级围岩深埋黄土地质段采用三台阶七步开挖法 隧道施工过程 中开展超前地质预测预报工作 以获取开挖面前方的准确地质信息 隧道开挖采用 光面爆破 严格控制超欠挖 初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺 1 本线隧道黄土地质段都为 V 级围岩 采用三台阶大拱脚法施工 具体施工 工序为 I 利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护 1 开挖上台阶 含大拱脚 II 施作上台阶初期支护 含大拱脚 III 施作临时仰拱 精选范本 供参考 2 开挖中台阶 含大拱脚 IV 施作中台阶两侧初期支护 含大拱脚 围岩为软质岩段时 中台阶 也需施作临时仰拱 3 下台阶开挖 V 施作下台阶两侧初期支护 4 开挖仰拱 VI 施作仰拱初期支护 VII 施做仰拱 VIII 仰拱填充 IX 根据量测结 果分析 待初期支护收敛后 利用衬砌模板台车一次性灌筑 IX 部二次衬 砌 拱墙衬砌一次施作 施工工序横断面及纵断面见下图 精选范本 供参考 2 当隧道围岩为 V 级围岩不良地质段 包括 浅埋偏压 地层稳定性差 软弱围 岩地下水发育 对沉降有严格控制要求等地段 时 采用中隔壁法施工 具体施工工序 为 1 I 利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护 1 左侧上部开挖 II 左侧上部初期支护 2 左侧中部开挖 III 左侧中部初期支护 3 左侧下部开挖 IV 左侧下部初期支护 4 右侧上部开挖 V 右侧上部初期支护 5 右侧中部开挖 VI 右侧中部初期支护 6 右侧下部开挖 VII 右侧下部初期支护 7 拆除中隔壁 VII 施作仰拱 IX 仰拱填充 X 根据量测结果 待初期支护收敛后利用衬砌模板台车一次性灌筑 VIII 部二次衬 砌 拱墙衬砌一次施作 施工工序横断面及纵断面见下图 精选范本 供参考 3 当隧道洞门段为浅埋偏压地段是 采用交叉中隔壁法施工 具体施工工序为 精选范本 供参考 1 1 利用上一循环架立的钢架施作隧道洞身 侧壁导坑纵向超前支护 2 开挖 部 同时 每循环进尺一次 掌子面喷 8cm 厚混凝土封闭 仅对 V 级围岩 3 施作 部导坑周边的初期支护和临时支护 既初喷 4cm 厚混凝土 架立 钢架 包括导坑的临时钢架 并设置锁脚锚杆 4 钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度 2 1 开挖 部 同时 每循环进尺一次 掌子面喷 8cm 厚混凝土封闭 仅对 V 级围岩 2 施作 部导坑周边的初期支护和临时支护 既初喷 4cm 厚混凝土 架立 钢架 包括导坑的临时钢架 并设置锁脚锚杆 3 钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度 3 开挖 部并施作导坑周边的初期支护和临时支护 步骤及工序同 4 在滞后于 部一段距离后 开挖 部并施作导坑周边的初期支护和临时支护 步 骤及工序同 5 开挖 部 施作周边的初期支护和临时支护 步骤及工序同 6 开挖 部 施作周边的初期支护和临时支护 步骤及工序同 7 逐段拆除靠近二次衬砌 6 8m 仰拱范围内中隔壁底部钢架单元 灌筑该段 VII 部 仰拱 8 灌筑该段内 VIII 部隧底填充 并接长中隔壁临时钢架 使钢架底支撑于仰拱填 充顶面 9 1 根据监控量测结果分析 待初期支护收敛后 逐段拆除多余的临时钢架 2 利用衬砌模板台车一次性灌筑 IX 部二次衬砌 拱墙衬砌一次施作 施工 工序横断面及纵断面见下图 精选范本 供参考 4 当围岩为 V 级围岩深埋黄土质地段 采用三台阶七步法施工 具体施工工序如 下 精选范本 供参考 1 1 利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护 2 弱爆破分部开挖 部 同时 每进尺 1 2 2 0m V 级围岩地段掌子面喷 8cm 厚混凝土封闭 3 分部施作 部导坑周边的初期支护 即初喷 4cm 厚混凝土 架立钢架 4 施作锁脚钢管 5 钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度 2 1 在滞后于 部一段距离后 弱爆破左右交错开挖 部 2 每进尺 1 2 2 0m V 级围岩地段掌子面喷 8cm 厚混凝土封闭 3 导坑周边部分初喷 4cm 厚混凝土 施作钢架 并设锁脚钢管 4 钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度 3 1 在滞后于 部一段距离后 弱爆破左右交错开挖 部 2 导坑周边部分初喷 4cm 厚混凝土 施作钢架 3 钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度 4 分台阶开挖 部 5 1 开挖 部 2 隧底周边部分喷 4cm 厚混凝土 施作钢架 3 复喷混凝土至设计厚度 6 灌筑 部仰拱及隧底填充 仰拱及隧底填充应分次施作 7 根据监控量测结果 待初期支护收敛后 利用衬砌模板台车一次性浇筑 部衬砌 拱墙衬砌一次施作 施工工序横断面图 透视图 纵断面图 平面图见下图 1 三台阶七步开挖法施工工序横断面图 见下图 精选范本 供参考 2 三台阶七步开挖法施工工序透视示意图 见下图 3 三台阶七步开挖法施工工序纵断面示意图 见下图 精选范本 供参考 4 三台阶七步开挖法施工工序平面示意图 见下图 3 1 4 超前支护施工 根据围岩地质情况分别采取长管棚 中管棚 超前小导管超前支护 超前管棚采用 管棚钻机施做 施做前应先做好护拱或导向墙 超前注浆小导管采用风钻钻孔 由注浆 泵注浆 1 大管棚施工 1 大管棚施工工艺见下页图 大管棚施工工艺图 精选范本 供参考 2 施工方法 隧道进出口段采用大管棚超前支护 大管棚采用地质钻机成孔 注浆泵注浆 外插 角为 1 3 施工准备 开挖至管棚施作空间位置时 预留钻机作业平台 安设导向架及导向管 施作导向墙 套拱 搭设作业平台架并固定牢固 成孔 采用水平地质钻机 从导向管内钻孔 安设 由机械顶进 钢管节段间用丝扣连接 顶进前先进行管节加工采用不同长度 规格 相邻交替错接安装 管棚顶到位后 钢管与导向管间隙用 M40 砂浆堵塞严密 堵塞时设置进浆孔和排气孔 注浆 注浆压力为 0 5 2 0Mpa 当排气孔流出浆液后 关闭排气孔 继续注浆 达 到设计注浆量或注浆压力时停止注浆 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 施工准备 搭设钻机平台 拌制浆液 钻机安装调试 套管跟进钻孔 退出钻杆 钻头 接长钻杆及套管 钢管外露端封堵焊接注浆嘴 压注水泥浆 设备进场 管棚钢管加工 结 束 架立拱架 预埋导向管 浇筑导向墙 架 洞外试机 经纬仪 水平仪校正钻杆方向 钻孔方向角度控制 逐节安装钢管 取出套管 下 一 根 管 棚 施 工 精选范本 供参考 大管棚施工工艺图 2 超前小导管支护施工 1 超前小导管施工工艺见下图 超前小导管施工工艺图 2 施工方法 采用风钻钻孔 用锤击或钻机将小导管顶入 注浆泵注浆 3 施工技术措施 小导管的纵向搭接长度不小于设计 外插角满足规范要求 与线路中线方向大致平 行 孔位钻设偏差不超过 10cm 孔眼长大于小导管长 钢管顶入长度不小于管长的 90 用高压风将管内砂石吹出 3 1 5 初期支护施工 支护类型主要有 砂浆锚杆 中空注浆锚杆 钢筋网 喷射混凝土 钢支撑 格栅 钢架等 孔位检查 测量导管孔位 钻孔 注浆设备就位调试 注浆配置 注浆参数试验 注浆设计 安设导管 喷射混凝土封闭注浆面 效果检查 导管注浆 导管预制加工 是 否 否 是 精选范本 供参考 1 砂浆锚杆 钻孔使用简易开挖台车 YT 28 凿岩机钻眼 锚杆预先在洞外按设计要求加工制作 施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确 锚杆要除去油污 铁锈和杂质 按设计要求钻凿 锚杆孔眼 达到标准后 用高压风清除孔内岩屑 用注浆泵注浆 然后将加工好的杆体 打入孔内 并将锚杆与钢筋网联为整体 砂浆锚杆施工工艺流程 见下页图 砂浆锚杆施工工艺流程图 施工工艺说明 1 钻孔 采用 YT 28 风钻 孔位偏差不大于 10mm 孔深偏差不大于 50mm 采用 先注浆后安装锚杆 的程序 施工 钻头直径大于锚杆直径 15mm 2 安装 系统锚杆在围岩开挖和初喷混凝土后打设 钻孔时确保孔口岩面平整 使 精选范本 供参考 岩面与钻孔方向垂直 局部随机锚杆的孔轴方向与可能滑动面的倾向方向相反 其与滑 动面的交角大于 45 间距 1 0 1 5m 梅花形布置 锚杆注浆后 在砂浆凝固前 不 敲击 碰撞和拉拔 3 质量检查 注浆密实度试验 选取与现场锚杆直径和长度 锚孔孔径和倾斜度相 同的锚杆和塑料管 采用与现场注浆相同的材料和配比拌制的砂浆 并按现场施工相同 的注浆工艺进行注浆 养护 7 天后检查其密实度 4 拉拔力试验 每 300 根锚杆中抽查 3 根进行拉拔试验 砂浆锚杆养护 28 天后 安装拉拔设备 逐级加载至锚杆拔出或拉断为止 拉力方向与锚杆轴线一致 2 中空注浆锚杆 中空注浆锚杆施工钻孔使用 YT 28 风动凿岩机 钻孔前根据设计要求定出孔位 钻 孔保持直线并与所在部位岩层结构面尽量垂直 钻孔直径 42mm 钻孔深度大于锚杆 设计长度 10cm 中空注浆锚杆施工工艺流程见下图 施工工艺说明 1 钻孔 按设计位置沿拱部开挖轮廓上标出锚杆位置 用锚杆钻机或风枪钻孔 钻 至设计深度后 用水或高压风清孔 经检查后进行锚杆安设 2 锚杆安装 中空锚杆按设计要求在厂家定做 使用前先检查锚杆孔中有无异物堵 塞 如有异物清理干净 用风枪将锚杆送入孔内 锚杆的外露长度 10 15cm 然后安 装孔口帽 止浆塞 3 注浆准备 为了保证连续不间断注浆 注浆前认真检查注浆泵的状况是否良好 移 到 下 一 工 作 段 施工准备测放锚杆 位置 中空锚杆安装 注 浆 封 口 拌制浆液备料 钻孔 中空注浆锚杆施工工艺框图中空注浆锚杆施工工艺框图 精选范本 供参考 配件是否备齐 检查制浆的原材料是否备齐 质量是否合格 浆液采用水泥浆 检查无 问题后开始注浆 4 注浆作业 迅速将锚杆 注浆管及注浆泵用快速接头连接好 开动注浆泵注浆 直至浆液从孔口周边溢出或压力表达到设计压力值为止 每根锚杆注浆必须连续注满 一根锚杆完成后 迅速卸下注浆软管和锚杆接头 清洗后移至下一根锚杆使用 注浆过 程中 每次移位前及时清洗快速接头 以保证注浆连续进行 浆液严格按配合比配制 并随配随用 以免浆液在注浆管 注浆泵中凝结 注浆过程中若出现堵管现象 及时清 理锚杆 注浆软管和注浆泵 当注浆泵的压力表显示有压力 则卸压后再拆接头进行处 理 为保证注浆效果 严格控制注浆压力 橡胶止浆塞打入孔口不小于 30cm 而且要 待排完气之后立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的钻孔 3 钢筋网 钢筋网沿拱墙铺设 钢筋网的铺设在初喷和系统锚杆施作后安设 钢筋网固定在锚 杆末端 钢筋类型及网格间距按设计施作 钢筋网必须安装顺直 随被支护岩面的实际 起伏状铺设 与被支护岩面间隙约 3cm 钢筋网与钢筋网连接处 钢筋网与锚杆连接处 点焊在一起 使钢筋网在喷射时不晃动 钢筋网在加工厂加工成片 在洞内再焊接起来 形成整体 钢筋网加工允许偏差 间距 10mm 搭接长度 15mm 表面保护层厚度不 小于 20mm 不允许将锚杆 钢筋头外露 4 钢支撑 1 加工 钢支撑加工时首先根据各单位长度下好料 然后在车间工装台上弯制 钢架的焊接 在胎模内焊接 控制变形 按设计加工好各单元钢架后 组织试拼 检查钢架尺寸及轮 廓是否合格 加工允许误差 沿隧道周边轮廓误差不大于 3cm 平面翘曲小于 2cm 接头连接要求同类之间可以互换 结构试验时 在工作台上将钢架拼装成环 外侧焊油顶座 采用油顶按设计荷载加 压 使用钢筋力计及收敛仪量测钢架内力和变形情况 钢架施工工艺流程见下页图 钢支撑施工工艺流程图 2 钢支撑的安装 钢支撑在初喷混凝土后安设 钢支撑底脚置于牢固的基础上 尽量密贴围岩并与锚 杆焊接牢固 钢支撑之间按设计纵向连接 分部开挖法施工时 钢拱架拱脚打设直径为 精选范本 供参考 22mm 的锁脚锚杆 锚杆长度不小于 3 5m 数量为 2 4 根 下半部开挖后钢支撑及时 落底接长 封闭成环 钢架与喷混凝土形成一体 钢架与围岩间的间隙用喷混凝土充填 密实 各种形式的钢支撑全部被喷射混凝土覆盖 保护层厚度不得小于 50mm 钢支撑施工工艺流程图 3 钢架安装标准 钢架安设前检查掌子面开挖净空 并挖除钢架底脚处虚碴 决不允许用虚碴填在超 挖拱脚底部 垫方木或型钢进行高差调整 开挖尺寸允许误差 5cm 3 1 6 仰拱及铺底施工 为保证施工安全 仰拱混凝土应及时施作 支护尽早闭合成环 整体受力 确保支 护结构稳定 在隧道正洞 级围岩中 待喷锚支护全断面施作完成后 根据围岩收 敛量测结果 拆除临时支护 开挖并灌筑仰拱及填充混凝土 为减少其与出碴运输的干 施工准备 开挖面超欠挖处理 初喷混凝土 测定钢支撑位置 铺设钢筋网 架立钢架 安装纵向钢筋连接筋 安装质量检验 喷混凝土 结束 原材料检验 钢构件加工 运入洞内拼装 注浆试验 清除拱 柱 脚底浮渣 锚杆固定 打锁脚锚杆 试拼 检验 校正处理 不合格 合格 合格 精选范本 供参考 扰 采用仰拱桥技术 全幅一次灌筑 一次灌筑仰拱混凝土长度不大于 3m 仰拱施工 工艺流程见下页图 仰拱施工工艺流程图 仰拱施工工艺流程图 1 仰拱混凝土工艺 1 测量放样 由内轨顶标高 反算仰拱基坑底标高 2 采用挖掘机一次性开挖到位 全断面开挖爆破一次到位 暂不出碴 人工辅助 清理底部浮碴杂物 3 将上循环仰拱混凝土接头凿毛处理 按设计要求安装仰拱钢筋 并预留与边墙衬 砌连接筋 4 自检合格后 报监理工程师隐蔽检查并签证 混凝土输送车运输灌筑 插入式振 动棒捣固 为能尽早便于行车 采用早强型混凝土 2 仰拱和底板施工应符合下列要求 1 施工前 应将隧底虚碴 杂物 泥浆 积水等清除 并用高压风将隧底吹洗干净 超挖应采用同级混凝土回填 2 仰拱超前拱墙二次衬砌 其超前距离保持 3 倍以上衬砌循环作业长度 3 底板 仰拱的整体浇筑采用防干扰作业平台保证作业空间 仰拱成型采用浮放模 板支架 4 仰拱 底板混凝土整体浇筑 一次成型 5 填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑 不得同时浇筑 仰拱拱座与墙基同时浇筑 排水侧沟与边墙同时浇筑 设槽形挡头模 测 量 设置安装仰拱钢筋 开 挖 清 浮 碴 报 检 灌 筑 砼 捣 固 抽排水 接缝处理 混凝土生产 运 输 养护 精选范本 供参考 6 仰拱施工缝和变形缝作防水处理 7 膨胀岩性地段 开挖后及时施作仰拱 8 填充混凝土强度达到 5MPa 后允许行人通行 填充混凝土强度达到设计强度的 100 后允许车辆通行 3 1 7 防水板施工 初期支护与二次衬砌间设 EVA 防水板和土工布作为防水层 材质符合设计要求标准 防水板采用无钉铺设 无钉铺设施工方法见下页图 1 基面处理 基面处理 铺设防水层前对初期支护大致找平 边墙及拱部补喷找平 底部砂浆找 平 对外露的锚杆 管棚等切除 磨平 水泥砂浆封堵找平等 并全环施做一层 2cm 厚 的防水砂浆 出水点处理 在铺设防水板前 初期支护喷层表面漏水及时处理 采用注浆堵水或 埋设排水管直接排水到边沟 保持基面的干燥 2 铺设防水板 防水板采用无钉铺设方法 一次铺设长度根据混凝土循环灌筑长度确定 铺设前先 行试铺 再加以调整 防水板采用无钉孔铺设 即先用 80 塑料垫圈和射钉将无纺布 固定于基面上 垫圈间距 拱 0 5m 0 8m 边墙 1 0m 呈梅花型布置 再将防水板用 专用粘合剂粘合在垫圈上 3 防水板焊 粘 接 防水板接缝采用热合机自动焊缝形成或专用胶粘结 即将两层防水板的边缘搭接不 小于 15cm 通过热熔加压或专用胶粘合 两侧接缝宽不小于 2 5cm 当纵向接缝与环向 接缝成十字交叉时 十字形接缝 事先对纵向接缝外的多余搭接部分齐根处削去 将 台阶修理成斜面并整平 4 防水板质量检查和处理 1 外观检查 防水板铺设均匀连续 接缝宽度不小于 25mm 搭接宽度不小于 150mm 接缝平顺 无褶皱 均匀连续 无假焊 漏焊 焊穿或夹层等现象 2 接缝质量检查 防水板搭接用热合机进行焊接或专用胶粘结 接缝为双面缝 中间留出空隙以便充 精选范本 供参考 岩 混 围 土 凝 射 喷 气检查 检查方法为 用 5 号注射针头与打气筒相连 针头处设压力表 将打气筒加压 至 1 5MPa 时 停止充气 保持该压力达 2min 否则说明有未焊好之处 用肥皂水涂在焊接缝上 产生气泡地方重新焊接或粘结 直