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山西省东纵高速公路天镇大同段 隧道工程技术专项施工方案 编制:审核:批准: 中交第一公路工程局有限公司 天镇大同高速公路第三合同段项目经理部2010年3月7日一、 工程概况1.1 工程简介由中交第一公路工程局有限公司承建的天镇大同高速公路第三合同段位于山西省大同市天镇县新平镇四方墩村,路线起止桩号K13+000K17+000。本合同段包括路基、涵洞、桥梁和隧道工程等,其中以隧道工程为主。合同段包括3条隧道,分别是黑石崖隧道446m,大梁山隧道左线3237m,大梁山隧道右线3258m,大梁山隧道还包括一条长665.35m的通风斜井及长217.92m的排烟通道。主洞隧道中、级围岩长1722m,占全部隧道的24.8%,级围岩长5160m,占全部隧道的75.2%。结合隧道进出口地形和工程地质条件,隧道洞门均采用削竹式。隧道衬砌采用复合式衬砌。黑石崖隧道通风采用自然通风,大梁山隧道通风采用全纵向机械通风方式。1.2 技术标准1、道路等级:双向四车道2、设计车速:80Km/h3、隧道建筑限界:分离式建筑限界采用单洞限宽10.25m,组成为:(0.75+0.5+3,752+0.75+0.75)m,限高5.0m。人行横通道:限宽2.00m,限高2.50m;车行横通道:限宽4.50m,限高5.00m;紧急停车带:限宽13.00m,限高5.00m,横断面组成为(0.75+0.5+3,752+3.5+0.75)m;4、隧道洞内正常段路面横坡:2.00%5、汽车载荷等级:公路-级1.3 工期本标段的合同工期为20个月,计划开工日期为2009年11月15日,计划竣工日期为2011年7月15日。1.4 主要工程量 主要工程数量统计表 表1.1 序号项目单位数量备注 1开挖量m3690133.82喷射混凝土m338482C253中空注浆锚杆m291387.54砂浆锚杆kg339983.75型钢kg2030618.36超前管棚m3712.41087小导管m73411.8428二衬、仰拱混凝土m381034.9C309路面m254920.3砼面板10水沟、电缆槽m384886C25二、施工场地布置 施工场地的布置本着最大限度保证生活区不受干扰,同时方便施工的原则进行。隧道施工场地平面布置图三、总体施工方案3.1 施工原则采用大型施工机械配套施工,开挖出渣机械配套作业线、初期支护砼机械配套作业线与二次衬砌砼施工作业线相配合一条龙作业。软弱围岩坚持“管超前、严注浆、弱爆破(或不爆破)、短进尺、强支护、勤量测、早成环”的原则,开挖后仰拱及时跟上封闭成环。施工中进行超前地质预报,采用先进的量测探测技术对围岩提前做出判断,拟定相应的施工方案。3.2 施工总体安排初期支护衬砌台车二衬砌1.5m通风管落底仰拱栈桥施作仰拱地段施作仰拱地段隧道根据施工现场场面状况,结合总体工期要求,我项目部设置2个隧道作业队,分别从大梁山进口段和黑石崖出口段、通风井同时开挖掘进。洞内施工开挖、出渣初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。隧道路面待贯通后从洞身中间向洞口段反向施工。隧道总体施工布置图3.3 总体施工方案根据大梁山隧道围岩情况、及断面设计,结合我公司现有技术装备力量和多年的隧道施工经验,确定V级围岩采用环型预留核心土开挖法施工,级围岩采用上、下断面正台阶开挖法施工,级围岩采用全断面法施工。隧道出渣采用侧翻装载机装车,自卸汽车运输。初期支护施作及时可靠,衬砌砼采用机械化作业,二次衬砌采用砼输送车、输送泵和全断面液压衬砌台车相配合的方案。施工过程中加强监测,及时处理分析数据,调整支护参数。开挖前做好超前地质预报、探测工作,根据围岩情况采取相应的施工方案。3.4 测量控制为保证隧道贯通精度,拟定如下测量控制方案:3.4.1、地表平面控制(1)为保证洞口投点的相对精度,平面控制网根据设计提供的控制点和实地地形情况布设精密控制网,并保证洞口附近有二个或二个以上的精密控制网点。(2)地表控制网经过多次复测,复测无误后方可引线进洞的测量工作。3.4.2、洞口联系测量为保证地面控制测量精度很好地传递到洞内,采用如下洞口控制测量方案:(1)在洞口仰坡完成及洞口施工至设计标高后,在洞口埋设二个稳固的导线控制点。(2)洞口附近在基础稳定处埋设24个水准点,与地表水准控制网级网观测及平差计算,以便于隧道进洞水准测量。四、分项施工方案4.1 洞口工程在洞口开挖、隧道进洞之前,由于洞口地质条件相对较差,先进行仰坡加固处理及做好洞顶截水沟。首先在边、仰坡线外5m修建截水沟,然后进行边仰坡施工,采用自上而下分层开挖法,用CAT320B挖掘机与自卸汽车配合装运施工。遇到石质采用人工打眼浅孔松动爆破,明洞开挖至距拱顶中心下4.5m位置时,先根据地形采用吊模法修筑套拱,之后进行管棚施工。大管棚按设计长度一次性钻进施工,在管棚施作结束后,依次分层开挖明洞至起拱线标高。每次开挖后及时进行边坡临时支护。当洞口明洞挖至设计标高后,开始施作管棚注浆,采用预留核心土的上弧形导坑法开挖进洞。在隧道暗挖开挖支护50m左右后,及时施作明洞及洞门,施工时从明暗交界处向洞外进行。明洞采用整体衬砌台车浇注施工,并根据规范要求及时进行明洞回填,使进洞口段早日稳定。4.1.1 洞口仰坡开挖及加固处理洞口边坡处于暂时平衡状态,为确保洞口仰坡的长期稳定和隧道洞口段的施工安全,并满足抗震要求,在隧道施工前,加强排水和锚喷或植草防护。在进场进行导线复测后,根据测量所放开挖边线。在距坡顶5米自然坡设天沟一道,平台设截水沟,天沟、截水沟采用浆砌片石,平台用浆砌片石封闭加固。浆砌片石施工采用座浆法进行砌筑。按设计开挖边线进行边仰坡开挖刷坡,开挖自上而下逐层下刷,边仰坡人工辅助进行横向刷顺,坡面由混凝土预制块中间植草防护和锚杆、挂网、喷射砼加固。4.1.2 洞口开挖隧道洞口地质条件较差,因此施工时保证洞口边仰坡的稳定是洞口安全施工的基本原则。根据洞口的实际情况,先作好防排水,按设计图和实际地形,修筑洞顶截水沟,并与原有排水系统妥善连接,使之形成完整的排水系统,防止地表水流入施工场地范围内,保持路基洞口边坡稳定、安全。对洞口原来堆积的碎石,先予以清除或作路基填料。明洞开挖采用自上而下分层明挖,严禁上下垂直作业。开挖时采用挖掘机先打出一条机械爬坡道,供自卸汽车配合装运施工,开挖土石自卸汽车运渣至弃渣场或再利用进行路基填筑材料。施工顺序为先中部拉槽、再两侧修边、最后人工修整边坡成型,遇到石质时采用人工打眼浅孔松动爆破,开挖过程中应注意对边仰坡防护。如需爆破开挖,采用控制爆破,严格控制爆破参数。4.1.3 套拱及管棚施工明洞开挖至拱顶标高位置时,留出明暗交接外35m洞脸范围暂不开挖(便于套拱模板支立),拉槽开挖洞脸两侧,分层开挖,人工修整。然后按设计要求架立I16型钢、预埋1274mm孔口管、立模、现浇混凝土套拱。套拱浇注后,将作为长管棚导向墙,打孔钢花管注浆加固后在管棚支护环的保护下,开始进洞开挖。4.2 洞身开挖V级围岩段采用留核心土的上弧形导坑开挖法施工,级围岩段采用上、下断面正台阶开挖法施工,、类围岩采用光面爆破全断面开挖法和台阶法施工。4.2.1 V级围岩开挖4.2.1.1 施工方法及顺序图4.1 环型留核心土法施工步骤图V级围岩开挖采用留核心土的上弧形导坑开挖法,上台阶开挖高度约为4.5米。上台阶搭设简易支架,采用人工手持风钻打眼、光面爆破作业。V级围岩尽量不采用爆破作业,采用短台阶法开挖,镐铲作辅助。需爆破时,采用微震光面爆破,人工利用简易台架装药联线。下台阶钻眼也采用人工手持风钻打眼。V级围岩段开挖前采用超前管棚或小导管进行预加固,开挖后立即喷4cm厚的混凝土,及时进行初期支护,按设计打设中空注浆锚杆、架立I20a工字钢钢拱架,随后分层喷射C25混凝土至26cm设计厚度。施工按“先深探,管超前、预注浆、半断面、留核心、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤测量”的原则进行,及时进行监控量测。施工进入不良地质地段前,采用超前钻探来探明地质和水文地质情况,对易坍塌的地段,对掌子面进行喷素混凝土来封闭,喷层厚度为35cm。1)、上弧形导坑开挖,采用简易台架人工风枪钻眼,楔形复式减震掏槽,微震光面爆破开挖,循环进尺1.52.0m;2)、立架,拱部初期支护:施工顺序为初喷径向锚杆组拼架立上部钢拱架复喷C25砼至设计厚度,为防止拱部初期支护下沉,在钢拱架拱脚设锁脚锚杆;3)、开挖核心土;4)、下半部中央部分开挖;5)、边墙马口跳槽开挖错开距离宜控制在510m,开挖宽度宜控制在3m;6)、边墙及仰拱架立钢支撑,喷锚支护;7)、灌注仰拱混凝土,施工15#片石砼回填层;8)、铺设环向盲沟及EVA复合防水板,整体二次衬砌。4.2.1.2 循环图表根据隧道围岩、断面和配备机械情况,综合分析施工中每道工序的先后顺序及所需时间,绘制出形象直观的循环图表来显示此方法工序循环情况。如下图。V级围岩“留核心土的上弧形导坑开挖法”施工作业循环时间表部位序号工 序作业时间循环时间(min)12024036048060072084096010801200上部弧形导坑1测量放样302开挖3003初喷砼604架设拱架,支护3905复喷砼1806出 碴240核心土及仰拱1测量放样302开挖3003初喷304拱架接长,支护3005复喷砼1206出 碴1807仰拱支护240说明:每次开挖进尺为0.8m,每天可完成2个循环,每月可完成48m。4.2.2 级围岩开挖4.2.2.1 施工方法及顺序 级围岩段采用上、下断面正台阶开挖法,将设计断面分成上断面和下断面两 图4.2 上下台阶法施工步骤图次开挖成型。施工示意图及开挖施工工艺框图见下列图表。开挖顺序为: 先进行上半部弧型导坑开挖; 架立钢支撑、拱部喷锚支护;下半部中央部分开挖; 边墙马口跳槽开挖错开距离宜控制在1015m,开挖宽度宜控制在3m; 边墙及仰拱架立钢支撑,喷锚支护; 灌注仰拱混凝土(无仰拱则取消该步骤);整体二次衬砌。隧道上、下断面正台阶施工作业流程图上台阶测量画开挖轮廓线布炮眼模筑混凝土钻炮眼装药爆破通风洒水清危排险出 渣稳定性安全检查打锚杆、挂网、立拱架、喷砼开挖下台阶喷锚支护架立钢筋监控量测(2)、循环图表根据隧道围岩、断面和配备机械情况,综合分析施工中每道工序的先后顺序及所需时间,绘制出形象直观的循环图表来显示此方法工序循环情况。如下图。级围岩上、下断面正台阶法掘进喷锚作业循环时间表作业名称作业时间(min)循环时间(min)60120180240300360420480540600660720上台阶测量放样80打眼280装药40通风排烟40出碴120初期支护160下台阶打眼250装药40通风排烟40出碴230初期支护160说明:循环进尺2.5m,每天可完成2个循环,累计每月150m,实际每月按120m计。4.2.3 级围岩开挖级围岩采用全断面开挖法施工。具体施工工序如下:全断面开挖;施做锚喷支护;整体二次衬砌。每循环进尺3.5m,每天可完成2个循环,累计每月210m。4.3 光面爆破4.3.1 爆破方案的选择 4.3.1.1 根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽炮眼加深20cm,采用楔形掏槽。 4.3.1.2 严格控制周边眼的装药量,采用间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布,导爆索起爆。 4.3.2 爆破器材的选用 根据施工中常用爆破器材,选用以下器材作为抢风岭隧道施工的爆破器材。 爆破器材名称规格用途空压机22m钻孔凿岩机YT-28型钻孔雷管电雷管引爆115段非电毫秒雷管掘进和传爆炸药乳化炸药爆速38004000m/s直径32mm掘进2#岩石小药卷直径25mm预裂导爆索预裂4.3.3 光面爆破方案设计光面爆破参数选择主要与地质条件有关,其次是炸药的品种与性能,隧道开挖断面的形状与尺寸,装药结构与起爆方法。在光面爆破中,炮眼间距E、最小抵抗线W、炮眼密集系数K、装药密度q是相互制约的。4.3.3.1 最小抵抗线W、周边眼间距E最小抵抗线W(光面层厚度),W值直接影响光面爆破效果和爆碴块度,它与开挖的隧道断面大小有关。在断面跨度大,光爆眼所受到的夹制作用小,岩石比较容易崩落,光爆层厚度可以大些,断面小,光爆眼所受到的夹制作用大,光爆层厚度可以小些,光爆层厚度与岩石的性质和地质构造也有关,坚硬岩石光爆层可小些,松软破碎的岩石光爆层可大些。一般取 W =(1322 )d,且周边眼密集系数 K = E/ W = 0.60.8,E为周边眼间距。抢风岭隧道确定级围岩W =65cm,E =50 cm。4.3.3.2 装药量计算:光面爆破装药量的计算,主要是确定周边眼光爆层炮眼装药集中度,即以kg/m表示,一般采用实验方法求得或从同类工程中选取。q=Q E W式中q装药集中度,kg/m;Q单位体积耗药量,g/m3;E周边眼间距,m;W光爆层厚度,m;通过现场试验和施工经验数据,用计算法进行校核,确定q=0.150.25kg/m。 级 围 岩 钻 爆 设 计 参 数炮眼名称炮眼深度个数装药类型药卷数量装药类型单孔药量(Kg)总药量(Kg)全断面周边眼320cm48256间隔0.733.6二圈眼320cm33329集中1.549.5辅助眼320cm473210集中1.6577.55掏槽眼330cm263215集中2.2558.5底板眼320cm123211集中1.821.6合计166240.75开挖断面8155m2炮眼密度2.04个/m2单位用药量0.90Kg/m3预计进尺3.5m4.3.4 施工方法及工艺流程4.3.4.1 钻爆机具材料钻孔采用10台YT-28型凿岩机和2台22m空压机,人工钻孔,钻孔直径为40mm,一字形合金钢钻头。雷管选用非电塑料导爆管雷管;炸药采用2#岩石炸药或乳化炸药(有水地段),选用25光爆药卷。掏槽眼采用跳段雷管以利用扩大掏槽效果。4.3.4.2 光面爆破施工工艺隧 道 光 面 爆 破 工 艺 框 图准备填筑材料装药计算与结构设计爆破材料准备测量放线台车就位打眼钻 孔光面效果与质量检查钻孔质量验收装药与堵塞连接起爆网络起 爆通 风网路检查设置警戒爆破效果检查清理钻孔危石处理光面爆破设计4.3.4.2.1 放样布眼钻眼前,测量人员用全站仪和水准仪,准确定出隧道中心线和拱顶面高程;用红油漆画出开挖轮廓线,并标出炮眼位置,其误差不得超过5cm;每次测量放线的同时,要对上次爆破断面进行检查,及时调整爆破参数,以达到最佳爆破效果。炮眼布置要求:(1)先布置掏槽眼,其方向在岩层层理明显时应尽量垂直于层理,掏槽眼应比其他眼加深20cm。(2)周边眼严格按设计开挖轮廓线布置,在硬岩层中,周边眼的眼口在断面设计轮廓线上,眼底超出轮廓线小于10cm。(3)辅助眼根据上稀下密,中部均匀分布的原则布置。4.3.4.2.2定位钻眼采用钻孔台车钻眼,台车与隧道轴线要保持平行。钻工要熟悉炮眼布置图,能熟练地操作凿岩机械,台车就位后按炮眼布置图正确钻孔,开眼误差应控制在35cm。钻眼要求:掏槽眼:深度、角度按设计施工,眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm。辅助眼:深度、角度按设计施工,眼口排距、行距误差均不大于10cm。周边眼:开眼位置在设计断面轮廓线上允许沿轮廓线调整其误差不得大于5cm;炮眼方向可以3%5%的斜率外插,眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm,最大不得超过15cm。内圈眼至周边眼的排距,误差不得大于5cm;内圈眼与周边眼应采用相同的斜率。钻眼装药率调整,当开挖面凹凸较大时,应按实际情况调整炮眼深度(相应调整装药量),力求所有炮眼(除掏槽眼外)眼底在同一平面上。钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查并做好记录,有不符合要求的炮眼重钻,经检查合格后,方可装药爆破。4.3.4.2.3清孔装药前用由钢筋弯制的炮钩和小直径高压风管将炮眼内石屑吹净。4.3.4.2.4装药装药需分片,分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行,雷管要“对号入座”不得混装。所有炮孔均用炮泥堵塞,堵塞长度周边眼不小于20cm,其他眼不小于35cm。周边眼采用小药卷配导爆索,以增加不耦合系数和爆破时的缓冲作用,炮孔装药均采用反向装药结构。4.3.4.2.5连接起爆网络起爆网络采用复式网络,以保证起爆的可靠性和准确性。导爆管采用四通管连接,不能打结和拉伸,各类炮眼雷管连接段数相同。引爆雷管应用绝缘胶布包扎在离一根导爆管自由端15cm处,网络连好后要有专人负责检查后再起爆。4.3.5 网络设计及起爆方法 4.3.5.1 起爆网络采用复式网络,按如下顺序连接: 孔内非电雷管从上到下30左右为一组同段非电雷管双发簇连双枚电雷管起爆。 4.3.5.2 起爆器材: 孔内采用非电毫秒雷管和导爆索(周边孔)起爆,孔外采用非电毫秒雷管传爆,引爆采用电雷管起爆。4.3.5.3 起爆方法: 警戒范围内人员机械撤离完毕,警戒完成后,当班爆破人员立即跑到200m以外安全线外起动起爆器。在完成爆破后30min后当班爆破人员进入爆区检查,确认无瞎炮后方可解除警戒。4.3.6 爆破安全距离计算由于爆破过程中部分炸药能量转化为地震波,同时产生一定飞石、冲击波、爆破毒气和噪声,影响建筑物、机械设备及生命财产的安全,务必对其安全情况进行校验,采取严格的防范措施加以保护确定爆破安全。4.3.6.1 爆破冲击波超压的影响:由于隧道施工方向为水平,而隧道洞室爆破均在地下,因此超压冲击波对洞口周围建筑不会造成影响。4.3.6.2 爆破安全距离:隧道爆破时,个别飞石对人员安全距离设定为200m,巷道内对设备安全距离设定为100m(指非机动设备),并加以适当防护。4.3.6.3 起爆顺序和延期时间:(1)起爆顺序:隧道内:掏槽眼掘进眼二圈眼周边眼。(2)延期时间:一般掏槽孔段间延时差为50ms75ms。4.3.7 技术要求及安全防护措施4.3.7.1 技术要求爆破效果应符合下列要求:a、超挖应符合下列表规定;隧道允许超挖值(cm)开挖部位围岩级别级围岩级围岩级围岩拱部线性超挖101510最大超挖202515边墙线性开挖10仰拱、隧底线性超挖10最大超挖25b、开挖轮廓圆顺,开挖面平整。c、爆破进尺达到设计要求,爆出的石块块度满足装渣要求;d、两次爆破的衔接台阶尺寸不大于15cm。爆破后检查爆破效果,分析原因及时修正爆破参数。根据岩层节理裂隙发育,岩性软硬情况以及爆破后石碴的块度,及时修正眼距、用药量,特别是周边眼的用药量;根据爆破振速监测结果,调整单段起爆炸药量及雷管段数。4.3.7.2 安全防护措施、爆堆检查时间: 爆堆检查时间应在爆后30min且炮烟排出后,由当班熟练爆破员进行检查。 、 瞎炮处理: 由于采用炸药均为乳化炸药,因此发生盲炮后,必须由专职爆破员进行处理。处理方法为: a、 能够重新引爆的,加大警戒范围,重新加入起爆体引爆; b、不能重新引爆的炮孔,采用掏渣勺轻轻掏出堵塞炮渣,取出起爆雷管,并将炸药取出;c、严禁采用木棍硬捣起爆药卷。d、必要时在距瞎炮孔不小于30cm处重新钻孔进行引爆,钻孔处理时炮孔的角度应平行于瞎孔,严禁穿孔。 、 严禁利用残眼穿孔,以免钻爆残眼中残留炸药。、爆破警戒:装药警戒范围由爆破领班确定,但不得小于30m。装药时应在警戒边界设置明显标志并派出岗哨;执行警戒任务的人员,应按指令到达指定地点并坚守工作岗位。、信号:预警信号:该信号发出后爆破警戒范围内开始清场工作;起爆信号:起爆信号应在确认人员、设备等全部撤离爆破警戒区,所有警戒人员到位,具备安全起爆条件时发出。起爆信号发出后,准许负责起爆的人员起爆;解除信号:安全等待时间过后,检查人员进入爆破警戒范围内检查、确认安全后,方可发出解除爆破警戒信号。在此之前,岗哨不得撤离,不允许非检查人员进入爆破警戒范围;各类信号均应使爆破警戒区域及附近人员能清楚地听到或看到。 、火工品管理必须有火工品管理人员进行管理,现场火工品使用由爆破员使用,安全员现场监督。爆破完成后,剩余火工品必须及时全部退库,做到帐账相符,账物相符。4.4 初期支护4.4.1 支护类型及施工工序4.4.1.1 支护类型本隧道初期支护共包括中空注浆锚杆、砂浆锚杆、钢支撑(格栅)、钢筋网、喷射砼等型式,依据围岩类别及地表覆盖层厚度的不同而分别设置。施工支护紧随开挖面及时施工,以减少围岩暴露时间,控制围岩变形,防止围岩在短期内松驰。4.4.1.2 施工工序初期支护施工流程图见下图4.4.2 砂浆锚杆施工工艺4.4.2.1 施工工艺流程:砂浆锚杆施工工艺流程图见下图 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搅拌砂浆锚杆制作准备注浆材料注浆设备就位锚杆孔冲洗锚杆成孔检查注浆插入锚杆、加垫板拧螺母侧墙墙拱部安装锚杆及排气管注水泥砂浆修建上挡检测锚杆抗拔力检查锚杆竣工验收砂浆饱满度检查4.4.2.2 施工要点钻孔(1)钻孔前,根据设计要求和岩(土)层条件,沿隧道开挖轮廓线用红漆定出孔位,做出标记。(2)作业面场地要平坦、坚实、有排水沟,场地宽度大于4m。(3)钻机就位后,应保持平稳,导杆或立轴与钻杆倾角一致,并在同一轴线上。(4)钻进用的钻具,可采用地质部门使用的普通岩芯钻探的钻头和管材系列。钻孔设备可根据岩(土)层条件选择专门锚杆钻机或地质钻机。(5)在钻进过程中,应精心操作,精神集中,合理掌握钻进参数,合理掌握钻进速度,防止埋钻、卡钻等各种孔内事故。(6)钻孔完毕后,用清水把孔底沉渣冲洗干净,直至孔口清水返出。(7)土质或破碎地段若发现孔壁坍塌,应重新透孔、清孔。砂浆的配制与锚注(1)砂浆的配制水泥:普通水泥砂浆选用普通硅酸盐水泥,在自稳时间短的围岩条件下,宜用早强水泥砂浆锚杆。 砂:宜采用清洁、坚硬的中细砂,粒径直径不宜大于3,使用前应过筛。 普通水泥砂浆的配合比:一般宜选用水泥:砂=1:11:2,水灰比0.380.45的水泥砂浆或水灰比0.400.45的纯水泥浆,必要时可加入一定量的外加剂或掺合料。砂浆备制:砂浆应拌合均匀,随拌随用。一次拌和的砂浆应在初凝前用完,并严防石块杂物混入,主要为了保证砂浆本身的质量及砂浆与锚杆杆体、砂浆与孔壁的粘结强度,也就是为了保证锚杆的锚固力和锚固效果。(2)锚注流程先将水注入泵内,水占泵体积的2/3,并倒入少量砂浆,初压水和稀浆湿润管路,然后再将已调好的砂浆倒入泵内,将注浆管插至锚孔眼底,将泵盖压紧密封,一切就绪后,慢慢打开风阀开始注浆,在气压推动下,水在前,砂浆在后,水湿润泵体和管路,引导砂浆进入锚孔中。随着砂浆不断压入眼底,注浆管跟着用推和锤击的方法,把锚杆插入眼底,然后用木楔堵塞眼口,防止砂浆流失。注意事项(1)砂浆锚杆作业是先注浆,后放锚杆(注浆锚杆作业是先放锚杆后注浆);(2)锚杆钢筋应顺直、除油除绣。杆体自由段应用塑料布或塑料管包扎,与锚固体连接处用铅丝绑扎;(3)浆液应搅拌均匀,过筛,随搅随用,浆液应在初凝前用完,注浆管路应经常保持畅通;(4)注浆压力不宜过大,保持在0.2Mpa为好;(5)压注砂浆时,必须密切注意压力表,发现压力过高,须立即停风,排除堵塞;(6)注浆管不准对人放置,注浆管在未打开风阀前,不准搬动,关节闭密封盖,以防高压喷出物射击伤人;(7)掺速凝剂砂浆时,一次拌制砂浆数量不应多于三个孔,以免时间过长使砂浆在泵管中凝结;(8)安放锚杆杆体时,应防止杆体扭曲、压弯。4.4.3 径向中空注浆系统锚杆施工工艺中空注浆锚杆钻进的工艺跟普通砂浆锚杆相差不大,主要区别在于注浆过程。(1)钻进:用普通凿岩机钻孔并清孔;(2)插入锚杆:将安装好锚头的中空注浆锚杆插入孔,锚头上的倒刺立即将锚杆挂住;(3)安装止浆塞,垫板,螺母,注意垫板一定要紧贴岩面;(4)连接注浆机:通过快速注浆接头将锚杆尾端和所选注浆机连接;(5)注浆:开动机器注浆, 达到设计压力时,将注浆接头手动阀门关住防止浆液溢出(用塑料橡皮管接头时用铅丝扎死)。如需要进行压力注浆改良围岩结构,只需待压力表上指针升至设计压力时即可。4.4.4 钢拱架的加工与安装4.4.4.1 工艺流程:钢架加工与安装工艺流程参见下图 钢架加工与安装工艺流程图定位锚杆施工中线标高测量线标高测量线标高测量线标高测量清除底脚浮碴拱架加工、质量验收钢拱架预拼台架上安装钢拱架和定位锚杆焊连定位安装纵向连接筋加设鞍形垫块隐蔽工程检查验收包裹底脚连接板喷 砼初 喷4.4.4.2 钢架加工现场制作加工:钢架应按设计要求预先在洞外加工成型。先将加工场地用C15混凝土硬化,按设计放出加工大样。放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割的加工余量。将型钢或钢筋冷弯成形,要求尺寸准确,弧形圆顺。钢架加工后进行试拼,允许误差在施工规范要求之内。4.4.4.3 钢架安装1)、为确保喷射混凝土质量,拱架在初喷4cm后架立。2)、进行标高测量及定位锚杆施工。为使钢架准确定位,钢架架设前均需预先打设定位系筋。系筋一端与钢架焊接在一起,另一端锚入围岩中0.51m并用砂浆锚固,当钢架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。3)清除干净底脚处浮碴,超挖处加设钢(木)垫块,其中间段接头板用砂子埋住,以防砼堵塞接头板螺栓孔。4)为保证钢架置于稳固的地基上,施工中在钢架基脚部位预留0.150.2m原地基;架立钢架时挖槽就位,软弱地段在钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力。5)钢架按设计位置安设,在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙应安设鞍形砼垫块,确保岩面与拱架密贴。钢架与围岩(或垫块)间距不应大于50mm。6)钢架平面应垂直于隧道中线,其倾斜度不大于2。钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。为保证钢架位置安设准确,隧道开挖时在钢架的各连接板处预留钢架连接板凹槽;两拱脚处和两边墙脚处预留安装钢架槽钢凹槽。初喷混凝土时,在凹槽处打入木楔,为架设钢架留出连接板(或槽钢)位置。7)为增强钢架的整体稳定性,将钢架与锚杆焊接在一起。按设计沿钢架安设直径为20mm的纵向连接钢筋,并按环向间距1.0m设置。钢架段间连接安设垫片拧紧螺栓,确保安装质量。8)每单元接头处施作锁脚锚管,通过拱架与锚杆的焊接,将拱架锁定到墙上。锚管打设,与水平成约45角倾斜向下,以改善受力状态。每榀型钢拱架,拱脚处必须用锁脚锚管将拱架固定。4.4.5 钢筋网安设挂钢筋网在系统锚杆施作后安设,钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋网根据被支护岩面的实际起伏状铺设,并在衬喷混凝土后进行,与被支护岩面间隙约3cm,钢筋网连接处、与锚杆连接用细铁丝绑扎或点焊在一起,使钢筋网在喷射时不易晃动。4.4.6 喷射砼砼施工混凝土拌合砂 247kg 水泥 100kg石子 153kg水 40kg喷射面 湿喷式砼喷射机风压控制在0.450.7MPaTX-1型速凝剂水泥用量的4%7%4.4.6.1按湿喷式喷射砼工法实施,喷射砼示意图见上图,喷射砼工艺流程见下图。 湿喷法喷射砼工艺流程图 准备工作 配 料 拌 合 砼 运 输 砼 喷 射 清 理砼配合比选定岩面清理风水供应4.4.6.2 施工工艺1)、喷射砼前,认真检查隧道断面尺寸,对欠挖部分及所有开裂、破碎、崩解的破损岩石进行清理和处理,清除浮石和墙角虚碴,并用高压水或风冲洗岩面。2)、工作风压的调整:一般为0.150.2 Mpa之间。根据喷射砼的部位变化,距离远近及喷射混合料的具体含水率大小,及时调整工作风压。风压过大,会增加回弹,甚至把未完全凝固的砼吹落;风压小,粗骨料冲不进砂浆层而脱落,影响喷砼品质,风压过小时甚至会造成堵管;现场以喷砼回弹量小、表面有光泽、易粘着为度掌握风压。3)、喷射机安装调试后先注水后通风,清通机筒及管路投料。连续喂料,经常保持料斗内料满,料斗上设12mm孔径的筛网一道,避免超粒径骨料进入机内,造成堵管。4)、加水量的调整:喷射时,先注水(注意喷嘴要朝下,避免水流入输料管),后送风,然后上料,根据受喷面和喷出的拌和物情况调整注水量,以喷后易粘着,回弹小和表面呈湿润光泽、无干斑或流淌现象为度。5)、喷射顺序:喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行,每段长度不宜超过6m。喷射时按先墙后拱(拱部从拱脚开始,边墙从墙角开始)。6)、喷射料束运动轨迹:环形旋转水平移动并一圈压半圈,环形旋转直径约为0.3m。喷射第2行时,依顺序由第一行起点上方开始,行间搭接23cm。7)、最佳喷射距离与角度:喷头距岩面距离以0.6m1.2m为宜,在上部,可适当增加到1.5 m2.0m,喷射料束与受喷面基本垂直,与受喷面垂线成515夹角时最佳。8)、一次喷射厚度:根据设计厚度和喷射部位确定,初喷厚度不小于46cm。首层喷砼时,要着重填平补齐,将小的凹坑喷圆顺。岩面有严重坑洼处采用锚杆吊模喷砼处理。9)、喷射砼厚度控制:喷射厚度控制采用标桩法。当安设锚杆时,利用锚杆外露长度作标桩。如果不设锚杆,则可在岩面上用电钻钻孔锚固一些铁钉或6mm钢筋头,其外露长度与设计喷砼厚度相等,每平方米约设12根,梅花型布置,喷砼后无钢筋头外露即可。10)、喷射砼平整度控制:表面平整度以目测平顺为宜,否则需补喷。11)、喷射作业结束时,将机内和管中的拌合料用完后再停机、关水、断风。每班完成施工作业后都要对喷射机进行清理、检修,保证下一班机器工作状态良好。12)、喷砼养生:混凝土终凝2h后,开始喷水养护,养护时间不少于7d,气温低于+5时,不得喷水养护。13)、喷射砼作业须紧跟开挖面时,下次爆破距喷砼作业完成时间的间隔不得小于4h。 14)、 有水地段喷射砼采取如下措施: 当水点不多时,可设导管引排水后再喷射砼;当涌水量范围较大时,可设小导管注浆止水,然后再喷砼;当涌水严重时可设置泄水孔,边排水边喷砼。增加水泥用量,改变配合比,喷砼由远而近逐渐向涌水点逼近,然后在涌水处安设导管,将水引出再在导管附近喷砼。 15)、喷射砼强度及抗渗性:通过工地喷大板,切割制取试件检查,或直接喷到无底试模中制成试件检查。 16)、与岩面的粘结力检测:在工地预留试件,用直接拉拔法试验或喷大板切割试块做劈裂试验求得强度值。 4.5 防水层铺设铺设土工布和防水板在自制简易台架或台车上进行,施工时先铺设土工布,用射钉将土工布固定牢固,然后铺设防水板。防水层铺设采用无钉热合铺设法。4.5.1 岗位培训施工前要做好操作人员的岗位培训工作,并对各种机具设备进行检查调试,配齐、配足各种需用材料。4.5.2 防水板的洞外拼接防水板须在洞外宽敞平整场地上,将幅面较窄的防水卷材拼接成大幅面防水板,可每三幅焊接在一起,再用装载机将拼装在一起的防水板放在架子上进行安装。防水板须进行检查是否有变色、波纹(厚薄不均)、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷,如果存在质量疑虑,应进行张拉试验、防水试验和焊缝抗拉强度试验。 4.5.3 防水板铺设和锚固 a、在喷射混凝土表面,先铺设土工布,贴上热熔衬垫,用射钉枪射水泥钉固定,钉长不小于50mm。衬垫数量平均拱部每平米34个,边墙每平米23个,呈梅花型布置。b、防水板利用小型卷扬机提升到台车上,以防水板的全幅中部对准隧道中线,根据防水板幅面大小,喷锚支护表面铺设土工布铺设后,再防水板搭接采用ZPR210型爬行热合机双缝焊接,中间留出空隙以便充气检查,如图7.5.11-1所示。将防水板用ZPR210型爬行热合机热熔焊接于热融衬垫上,两者粘结剥离强度不得小于防水板的抗拉强度。防水层悬挂铺设时,土工布紧贴在喷射砼表面,悬挂时由拱顶中央向两侧对称进行。c、焊接防水板搭接缝 上下循环两幅大幅面的防水板接头处留10cm搭接幅面,用热焊机将搭接缝焊好,焊缝宽度不小于2cm。 d、 防水板的焊接质量的检验 防水板要求焊接质量良好,应无漏焊、假焊、烧焦等到现象。

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