第六章_隧道工程施工方案及施工方法

7 5 总体施工方案总体施工方案 隧道按新奥法原则组织施工 主要工序采用机械化作业 根据以往类似工程施工 经验 结合本工程特点 隧道采用钻爆开挖 自卸翻斗车运渣 衬砌采用整体式衬砌 台车 拱墙一次浇筑 混凝土采用强制式拌和机拌和 泵车送混凝土入模 人工捣固 拱部采用附着式振动器振捣 喷射砼采用 TK961 湿喷机湿喷法作业 山枣隧道 考虑到本合同段总体施工进度计划安排及土石方的调配 山枣隧道开挖从出口端 单向往进口端进行掘进 即从永嘉向诸暨方向先开工 首先开挖左洞明洞部分 然后 进行左洞的施工 对于右洞 待左洞掘进 30m 左右后 右洞跟随左洞开工 具体详述 如下 道先对隧道出口段明洞进行开挖及防护 开挖长度先完成 8 10m 左右 开挖到 隧道起拱线高度时 对左洞出口进行管棚及护拱施工 左洞管棚施工完成后 马上进行洞身开挖及初期支护 洞身开挖采用单头掘进 由出口端向进口端掘进 同时进行右洞出口端管棚护拱施工 进口明洞开挖及管棚施工在出口明洞开挖及管棚工程完成后马上进行 右洞出口管棚完成后马上进行洞身开挖及初期支护 等左洞洞身开挖三个月后 进行左洞二次衬砌 右洞相应跟上 衬砌台车采用 2 台 9m 路面及洞内排水工程在左洞衬砌完成后进行 洞内装饰工程及洞门工程也同时 施工 火炉堂隧道为连体隧道 长为 655 米 本工程组织二个施工作业班 采取双向 对掘 掘进时先进行中导洞的施作 中导洞贯通后进行中隔墙的浇筑 正洞先施作左 洞 后施作右洞 两个施工作业班四个作业面 每个作业面之间的纵向距离不少于 30m 由于本隧道双向掘进作业面都为下坡 在隧道施工中尽可能做好排水工作 具体 详述如下 出口段 A 先进行明洞及仰坡开挖及防护 B 再从隧道出口段进行中导洞开挖及支护 从 K134 616 K134 434 共 182m 开挖及支护完成后 从 K134 434 开始向外进行中隔墙浇筑 C 在中导洞开挖的同时 进行洞口的管棚及护拱施工 D 中隔墙浇筑完工后 马上进行左洞洞身开挖及初期支护施工 施工 30 米后 进行右洞洞身开挖及初期支护工作 进口段 A 在出口段明洞及边仰坡开挖结束后 马上进行进口段明洞及边仰坡的开挖 及防护 B 洞口工程结束 马上进行中导洞开挖及支护 从 K133 971 K134 434 共 463m 开挖支护完成后立即进行中隔墙浇筑 C 中隔墙浇筑完成后 再进行左 右洞洞身开挖及支护 左 右洞掌子面平 面位置相距 30m 以上 总体 A 出口段左洞洞身开挖结束后 从明洞开始向进口端进行仰拱浇筑及洞身衬 砌 台车采用 12m 长 左洞衬砌结束后 右洞马上从进口端向出口端进行衬砌施工 B 在左洞衬砌完成后 进行洞内排水及路面工程施工 同时进行洞内装饰及 洞门工程的施工 总体施工方法 类围岩采用预留核心土环形开挖法施工 类围岩采用上下台阶开挖施工 类围岩采用全断面开挖法施工 本隧道进出口均为 类围岩 根据设计要求对进洞口段 采用大管棚进洞支护 加固 我们在施工时将采取 短进尺 小循环 早喷锚 强支护 快封闭 的原则 确保洞口段施工安全 对 类围岩的开挖上部采用光面爆破 下部预裂爆破 严格控制超挖 对 软岩 破碎岩层 实施浅眼多循环 超前支护及强支护 早封闭的开挖原则 总之在 施工过程中我们将严格遵循 管超前 弱爆破 严注浆 短开挖 强支护 勤测量 早封闭 的原则 确保隧道施工安全 7 6 洞口及明洞施工洞口及明洞施工 6 4 4 1 洞口及明洞施工 洞口施工是隧道施工的开始 洞口就像咽喉 洞口段的安全可靠是隧道施工成败 的关键 同时洞口地段 一般地质条件较差 且地表水汇集 施工难度大 施工时要 结合洞外场地和相邻工程的情况 全面考虑 妥善安排 及早施工 为隧道洞身施工 创造条件 具体施工分述如下 截水沟施工 先清理洞口上方及侧方有可能滑塌的表土 灌木及山坡危石 平整洞口顶地表 排除积水 整理隧道周围流水沟渠 之后完成洞口边 仰坡顶处的截水沟施工 开挖 首先进行洞口边 仰坡施工放样 由于岩体局部破碎 节理裂隙发育 围岩受浅 埋和风化影响 稳定性差 易产生坍塌和掉块 仰坡多为覆盖层 况且开挖高差较大 采取自上而下台阶开挖 石方采用小炮松动爆破 挖掘机配合人工清刷边坡 并且边 开挖边支护 下台阶必须在上台阶支护完后再行开挖 开挖中应随时检查边 仰 坡 如有滑动 开裂等现象 应适当放缓坡度 保证边 仰 坡稳定和施工安全 洞口 明洞边 仰坡的加固和防护方法 对于覆盖层表土与风化岩层部分 开挖坡率 1 1 1 1 25 喷砼层厚 15cm 双层 钢筋焊接网 2 R6 20 20cm 22 钢筋砂浆锚杆 长 3 5m 间距 1 2m 1 2m 呈梅花型布置 对于覆盖层表土为强风岩层部分 类围岩 开挖坡率 1 0 5 1 0 75 喷砼 层厚 15cm 双层钢筋焊接网 2 R6 20 20cm 22 钢筋砂浆锚杆 长 3 5m 间 距 1 5m 1 5m 呈梅花型布置 对于覆盖层表土为中风岩层部分 类围岩 开挖坡率 1 0 立 1 0 5 喷砼 层厚 10cm 单层钢筋焊接网 R6 20 20cm 22 钢筋砂浆锚杆 长 3 0m 间距 1 5m 1 5m 呈梅花型布置 隧道进出口两端开挖坡面采用植草防护 仰拱及衬砌施工 明洞在施工时 先进行仰拱的施工 故在进行开挖时 当开挖快到明洞设计的外 轮廓线时 要严格控制开挖进尺 必要时对局部部位采用人工凿除 施作 C25 钢筋混 凝土仰拱衬砌厚 65cm 仰拱衬砌完成后 进行拱圈下部土石方的开挖 如发现明洞地 基承载力 400Kpa 时 要提请监理 业主要求进行处理 设计要求墙身基础采用 C15 片石砼浇筑 明洞衬砌应在围岩的初期支护形变稳定后进行 采用导轨式钢模板台车 对称自 两侧基底向拱顶依次落注 砼采用自防水结构 低碱性微膨胀水泥砼 自防水结构抗 渗标号要求达到 S10 以提高衬砌的防水能力 衬砌按断面要求制作成型挡头板 外模和支架 并有防止跑模和渗漏的措施 确 保衬砌外观和内在质量 拱顶回填 当明洞衬砌强度达到设计强度的 70 时方可进行拱部回填 首先选择晴朗干燥天 气施工 外贴 2 5mm 厚 SBS 改性沥青防水卷材防水层 加铺 3cm 水泥砂浆保护层 然后回填一层粘土 由人工夯实 随后对称分层夯实回填 两侧回填土面的高差不得 大于 0 5m 待回填至拱顶以上 0 7m 后 方可使用机械施工 在填筑过程中要注意洞 顶 30cm 混凝土管的设置 要保证能使渗水顺利排出 7 6 洞身开挖洞身开挖 隧道开挖作业根据不同围岩类别分别采取不同的开挖方法 其中 类围岩采用超 短台阶预留核心土环形开挖 类围岩采用上下台阶开挖 微震控制光面爆破开挖 类围岩采用光面爆破全断面开挖 火炉堂采用上下台阶法 6 4 3 1 山枣隧道开挖方法及步骤 类围岩段的施工方法 山枣隧道左线进口段 32m 出口段 28m 右线进口段 20m 出口段 19m 为 类围 岩 由于岩体局部破碎 岩面裂隙发育 围岩稳定性与质量较差 容易产生坍塌和掉 块 因此 对 类围岩开挖采用预留核心土环形开挖 超前锚杆加钢筋格栅拱架强支 护超短分部台阶开挖法施工 类围岩每循环进尺 1 2 1 5m 洞口段施工最关键的工序就是进洞开挖 本工程进出洞口围岩为 类围岩 地层 条件较差 拟采用分部开挖法进洞 开挖进尺控制在 1m 以下 采用人工或挖掘机开挖 必要时才采用弱爆破 洞身开挖中 支撑应紧跟开挖工序 随挖随支 施工支护采用 网喷混凝土 系统锚杆支护 架立钢拱架的间距为 0 5m 必要时可在开挖底面施作临 时仰拱 类围岩施工步骤如下 核心开挖 下部开挖 下部初期支护 铺设防水层 模筑二次衬砌 沟槽路面施做 上部初期支护 上部环形开挖管棚超前支护 管棚施工的具体要求 钻进并顶进长管棚钢管 一次顶进长度 30m 明洞口段 类围岩长度均小 于 30m 考虑一次性打入 钢管规格采用热轧无缝钢管 108m 壁厚 6mm 节长 3m 6m 管距环向间距 40cm C25 砼套拱做管棚固定端 套拱在明洞处轮廓线以外 紧贴掌子面施工 套拱 内埋设三榀 18 号工字钢拱架 工字钢与管棚钢管焊接成整体 管棚施工应先打有孔钢花管 注浆后再打无孔钢管 无孔钢管可作为检查管 检查注浆质量 钢管接头采用丝扣连接 丝扣长 15cm 钢管接头应错开 管棚注浆按固结管棚周围有限范围内土体设计 浆液扩散半径不小于 0 5m 钢拱架的施工 根据设计要求 钢拱架在初喷 4cm 后架设 考虑本隧道为复合式 衬砌 保护层按 公路隧道设计规范 JTD D70 2004 执行 钢拱架与锚杆沿隧道纵 向距均为 0 5 1 0m 钢拱架应与锚杆焊接 相邻两榀钢筋拱架之间采用纵向连接筋连 接 纵向连接筋环向间距 0 8m 纵向连接筋应与每榀钢拱架焊接牢固 类围岩段的施工方法 本隧道左线进口段 37m 出口段 24m 右线进口段 30m 出口段 35m 为 类围 岩 采用拱部 22 超前螺纹钢筋砂浆锚杆 3 5 4m 进行支护 上下部台阶开挖 每循 环进尺 2m 左右 拱部和边墙均需立即喷射砼 并做好初期支护 根据施工现场的实际 情况 必要时作超前锚杆支护 超前锚杆环向间距 40cm 每排打 33 根 两排之间搭 接长度不小于 100cm 类围岩施工步骤如下 上半断面开挖上半断面初期支护下半断面开挖 下半断面初期支护 拱部超前锚杆 铺设防水层 模筑二次衬砌 沟槽路面施做 类围岩段的施工方法 本隧道左线 679m 右线 690m 为 类围岩 主要经过微风化晶屑凝灰岩 岩石裂 隙较发育或不发育 围岩质量 稳定性较好 因此 采用钻孔台车钻孔 全断面光面 爆破技术开挖 喷锚初期支护 若发现地质不利 可采用 22 超前螺纹钢筋砂浆锚杆 3 5 4 0m 进行支护 全断面开挖每循环进尺 3 0 3 5m 为宜 不良地质围岩地段的施工预测及处理措施 隧道如有出现岩石破碎 容易出现坍塌现象 这是本工程施工控制的难点 施工 时拟采取先在隧道中线位置开挖超前平导的方法来预测开挖前方的地质情况 据以确 定扩大开挖的方法步骤 有必要时还可以对围岩先行加固 如可预注浆全封闭固结加 固围岩 或者采取分部开挖方法施工 如遇地下水丰富时 应以防 排 堵相结合隧道永久排水设施进行处理 在施工 过程中遇到流量小 中压力偏低的地下水 则以化学注浆法封堵 其材料用水玻璃 水泥 若遇到大流量高压力的地下水时 则采取引流法 把水引到适当的沟槽进行排 放 当遇到特殊地质地段时的处理措施 特殊地质地段施工时 不宜采取全断面开挖 钻爆设计时 应严格控制炮眼数 量 深度和装药量 自稳性极差的围岩宜采取压注水泥砂浆或化学浆液进行预加固处理 当隧道通过膨胀土层 软弱黄土层 含水未固结围岩 溶洞 破碎带 岩爆 流沙以及瓦斯溢出地层时 及时采用辅助方法施工 不宜采用锚喷支护的地段 应采用构件支撑 并符合下列要求 a 支撑应有足够的强度和刚度 能承受开挖后的围岩压力 支撑基础应铺设垫板 当支撑出现变形 断裂时 应立即加固或部分撤换 b 围岩出现底部压力 产生底部鼓起现象或可能产生沉陷时 应加设底梁 c 当围岩极为松软破碎时 必须先护后挖 暴露面应采用支撑封闭 d 根据现场条件 可结合管棚 小导管或超前锚杆等支护形成联合支撑 e 支撑作业应迅速及时 特殊地质地段施工方案应由设计 施工主管技术负责人共同研究确定 并及时上 报监理工程师及指挥部 塌方处理 若隧道发生塌方 应及时迅速处理 处理前必须详细调查 塌方处理方案 塌方 首先加固塌体两端洞身 并抓紧喷射砼或喷锚结合支护封闭塌方顶部 同时也可架临时支撑 撑稳后再逐步换正式支撑 大塌方 可采用先护后挖法 于塌渣内挖掘小导坑穿过 再根据围岩情况进行 施工 坍方地段的衬砌 应视塌穴大小和地质情况予以加强 衬砌以后及时回填 6 4 3 2 火炉堂隧道洞身开挖 火炉堂隧道进口段 26m 出口段 66m 27m 为 类围岩 由于火炉堂隧道为连体隧 道 开挖必须先挖中导洞 进行中隔墙浇筑后 及时开挖正洞 具体施工方法如下 隧道开挖前施工准备 进洞前必须将洞顶截水沟施工完毕 制备 10 15 榀钢架 各部分锚杆及喷砼材料 试喷检查机械设备 为争取工期 应尽早完成洞口仰边坡开挖及支护 中导洞的开挖施工 中导洞 类围岩开挖在进出口端因围岩质量和稳定性很差 岩石裂缝较发育 为确保施工安全 在开挖施工前采用超前小导管进行支护 为了能够保证装载机的转 弯和运输车辆的正常运行 计划中导洞每开挖 30 50m 开挖一断面面积为 12 左右 深度为 4m 的倒车洞 中导洞 类围岩开挖为了避免大范围扰动围岩 采用上下导坑开挖方法 两者 相距 30m 以内 并要求支护紧跟开挖 出渣还是采用倒车洞的方法 中导洞 类围岩开挖采用全断面开挖全断面支护 出渣方法同 类围岩施工 正洞 类围岩开挖 围岩 适合于 类围岩 施工顺序 隧道进出口地表及工作面加固 中隔墙超前导洞开挖 含导洞锚喷支护及中隔墙 连接锚杆 中隔墙衬砌施作 喷砼回填 中隔墙侧边回填 对左右隧道的拱顶部位 施作超前管棚及锚杆预支护 左 右 洞拱部环状留核心开挖 左 右 拱部初期支 护 核心土开挖 隧道下台阶开挖 边墙初期支护施作 仰拱施作 拱部及侧墙衬砌 施作 隧道路面施作 隧道装饰 管棚护拱施工 18 工字钢拱架加工安装 127 4mm 孔口管定位 间距为 40cm 护拱立模 C25 砼浇筑 搭设 108 6mm 管棚钻孔工作台 钻机就位试车 钻孔 清孔 108 钢管 加工钻孔 孔距为 30cm 孔位呈梅花形设置 钢管接头丝扣连接加工 丝扣长度为 15cm 钢管顶进 钢管接头应错开 100cm 注浆 注浆终压为 2 0MPa K134 549 843 段 类围岩 长度为 66m 管棚施工采用工作室施工钻孔顶进 工作室长度视实际情况而定 工作室用同级砼回填 类围岩每循环进尺为 1 2 1 5m 每循环需用时 24 小时 25 分钟 正洞 类围岩开挖 开挖采用预留核心土法施工 具体不再赘述 类围岩每循环进尺为 1 5 2 0m 每循环需用时 22 小时 55 分钟 正洞 类围岩开挖采用全断面开挖 中隔墙超前导洞开挖 含导洞锚喷支护及中隔墙连接锚杆 中隔墙衬砌施作 墙顶挂网 喷砼回填 中隔墙侧边钢支撑顶紧 左 右 洞上台阶开挖 左 右 拱 部衬砌支护施作 隧道下台阶开挖 边墙初期支护施作 二次衬砌施作 隔 30m 右洞 施工 类围岩每循环进尺为 3 0 3 5m 每循环需用时 12 小时 45 分钟 类围岩每循环进掘进 3 3 5m 类围岩每循环进尺 1 2 1 5m 类围岩进循环 进尺 1 5 2 0m 各类围岩每循环时间 序号工序名称 类所需时间 类所需时间 类所需时间备注 1施工准备10 分钟10 分钟10 分钟 2测量放样30 分钟30 分钟30 分钟 3钻孔5 小时4 5 小时4 5 小时 包括超前支 护 4清孔装药1 小时50 分钟50 分钟 5警戒起爆15 分钟15 分钟15 分钟 6排烟通风洒水1 小时1 小时1 小时 7清危排险20 分钟30 分钟30 分钟 8出碴清底4 小时3 5 小时3 小时 9初喷砼封闭30 分钟1 小时1 小时 10锚杆钻孔放样 进入下道工序施 工 10 分钟10 分钟 11锚杆钻孔 1 小时90 分钟 12清孔 30 分钟30 分钟 13锚杆安装 30 分钟30 分钟 14注浆 1 小时1 小时 15 钢筋网钢架 施工 1 5 小时3 小时 16喷砼 6 小时7 小时 合计 12 小时 45 分钟 22 小时 55 分 钟 25 小时 25 分 钟 不良地质围岩地段的施工方法 在本隧道 K134 434 处 有一处 100 90 的断层 断层带穿过左右洞 与隧道 中线接近正交 围岩质量很差 受断层的影响 断层穿过部位及其影响带岩石较破碎 易产生坍塌与掉块 地下水为基岩裂隙水和构造裂隙水 水量丰富 水文地质比较复 杂 因此 为确保工程质量和施工进度 保证施工安全 施工时要注意以下几个方面 开挖作业 爆破时应严格掌握炮眼数量 深度及装药量 应尽量减少爆破对围岩的 震动 断层带按 类围岩环形开挖 支护作业 拱部超前支护采用 42 4 小导管 或 22 钢筋砂浆锚杆 系统锚杆纵环距加密 锚杆长度加长 钢支撑纵距每榀 40 喷射 C25 砼 25cm 厚 组成联合支护体系 支护应宁强勿弱 并应经常检查加固 防排水作业 对断层承压水 应在每个掘进循环中 身坑道前进方向钻凿不小于 2 个 超前钻孔 其深度宜在 4m 以上 以探明地下水情况 总之 断层带各施工工序之间的 距离宜尽量缩短 并尽快使全断面衬砌封闭 以减少岩层的暴露 松动和地压增大 6 4 3 3 围岩光面爆破设计及施工 光面爆破施工总工艺流程是 依据掌子面的地质情况 各类围岩类别 选定爆破 方案 据爆破设计放线布眼 凿岩车钻眼 按规程领取加工爆破火药 装药 工程 设备退场 起爆 排烟 核查爆破效果 修正爆破设计 进入下道工序 类围岩减轻地震动控制爆破设计 类围岩的爆破设计 因考虑到围岩受浅埋 覆盖层表土为强风化岩部分 特别 是隧道出口端处 岩石裂隙发育 围岩质量很差 且有偏压现象 因而 对 类围岩 的爆破设计 先采取参照 类围岩周边眼 内圈眼进行顶部 预留核心上 环形爆破 待查明地质情况后可随时调整爆破设计 类围岩减轻地震动控制爆破设计 炮眼深度化 通过工程类比 初步先循环进尺 2m 掏槽眼为 2 3m 炮眼布置 a 掏槽形式 从减少掏槽爆破的地震动强度出发 初步选定浅孔爆破的单临空孔掏槽 临空孔 直径取 102mm 临空孔与装药炮眼间距为 15cm 裂隙发育时可采 25 30cm 采用 2 号岩石硝铵炸药集中装药 掏槽孔起爆间隔 50 75ms 让每一炮段都单独顺序起爆 槽 腔逐渐扩大 一掏到底 b 周边眼的布置 周边眼布置按 光面爆破 来考虑 选周边眼间距 E 45cm 周边眼抵抗线 W 26cm 则相对距离 E W 0 59 周边眼间隔装药 c 扩槽眼 内圈眼 底板眼的布置 内圈眼的布置 比掘进眼密 比周边眼稀 间距取 80cm 掘进眼按梅花型均匀布 置 间距为 85 100cm 为了不至于使底板越爆越高 又考虑到起爆眼的部分石渣堆 在上面 爆破时负荷较大 因此底板眼的间距适当加密 取 70cm 装药量的计算 a 单位岩体用药量 K 根据实践经验资料 初步选 K 0 75kg m3 b 周边眼单孔装药量 Q Q 1 4 di2 LPo 0 3kg 式中 di 炸药直径量 cm 光面爆破眼装填系数 L 炮眼深度 cm Po 炸药的密度 g cm2 c 掏槽眼的装药量根据实践经验资料选取 d 其他炮眼的装药量 g kg g kawL 式中 k 单位岩体用药量 kg m3 a 炮眼间距 m w 炮眼爆破方向的抵抗线 m 炮眼所在部位余数 查表取值 装药结构 装药结构是指继爆药卷和起爆药卷在炮眼中的布置形式 为了提高炮眼利用率 减少瞎炮率 减小石渣块度 增大抛掷能力和降低炸药消 耗量 本工程拟采用反向装药法 即将起爆药卷放在眼底第二个药卷位置上 雷管聚 能穴朝向眼口 掏槽眼和辅助眼采用大直径药卷孔底连续装药 周边眼采用小直径药 卷连续装药或大直径药卷间隔装药 合理段间隔时差的选取 为了避免振动强度的叠加作用 雷管最好跳段使用 特别施 1 5 低段雷管 为尽 量避免振动波形的叠加 段间隔时差应控制在 100ms 左右 起炮顺序 拱部从掏槽眼开始 一层一层地往外进行 最后是周边光面爆破 下半断面由上 而下层层爆落 类围岩装药参数见下表 非电雷管单眼药数量段 药 量 段别数量2 硝铵1 防水2 硝铵1 防水 断 面 炮眼名称炮眼数 个 毫秒发kgkgkgkg 大空眼1 掏槽眼4141 656 6 掏槽眼2321 653 3 掏槽眼2521 653 3 上 半 断 面 掏槽眼4641 656 6 注 本表按钻孔深度 2 0 米计算 若眼深变化时应调整 类围岩光面爆破设计 循环进尺的确定 考虑钻眼设备及装运机械设备能力 岩体所能承受的爆破地震动及循环作业能力 根据经验 我们初选 3m 钻眼 3 10m 最多可达 5m 钻眼深 5 15m 炮眼布置 炮眼布置我们通过工程类比法初步选定 主要考虑以下因素 a 掏槽眼的布置 为了便于石渣装运 爆后找顶及初喷砼作业 要求渣堆集中 相对高些 为此我 们将掏槽区布置在断面的中下方 同时为了满足钻孔台车凿掏槽眼的方便 使之达到 要求的精度 将掏槽眼偏离控制在 15cm 左右 可满足各项施工作业要求 掏槽眼根据经验我们选定双临空孔掏槽 临空孔直径为 102mm 孔间距 7 15cm 临空孔与装药炮眼间距为 15cm 裂隙发育时可加大至 25cm 装药选用 2 岩石硝铵炸 药集中装药 掏槽孔起爆间隔 50 70ms 让每一炮段都单独顺序起爆 槽腔逐渐扩大 一掏到底 扩槽眼4740 93 6 掘进眼108100 99 掘进眼6960 95 4 底板眼1310131 316 9 内圈眼1677160 69 6 内圈底眼21121 32 6 周边眼161216 20 457 2 周边眼17空 眼 不 装 药 周边角眼21221 32 6 合 计81 189754 622 1 一排111110 66 6 二排103100 66 三排114110 99 9 四排105110 99 底板眼146141 521 内圈127120 67 2 周边12812 20 455 4 周边8空 眼 不 装 药 下 半 断 面 合 计889444 121 b 周边眼的布置 周边眼布置按 光面爆破 要求进行 以求得比较适宜的块度 参照 施工规范 选周边眼间距 E 55cm 周边眼抵抗线 W 76cm 则相对距离 E W 0 72 c 扩槽眼 内圈眼 底板眼的布置 扩槽眼的布置是为了将槽腔进一步扩大 为后续炮眼的爆破提供良好的临空面条 件 因此适当地加密 间距取 70cm 为使炸药能量在内圈眼带均匀分布 减少对围岩 的爆破破坏 内圈眼间距取中间数值 80cm 由于扩槽眼 掘进眼的爆破使部分岩渣堆 积在底板上 增加了底板眼爆破的复核 因此底板眼距必须适当加密 取 70cm d 掘进眼的布置 掘进眼采用直线型均匀布置 孔距为 100cm 排距为 105cm 装药量的计算 A 单位岩体用药量 K 根据类比 初步选 K 1 6kg m3 B 周边眼单孔装药量 Qk Q 1 4 di2 LPo 0 72kg 取卷药 0 75kg 式中 di 炸药直径 cm 光面爆破眼装填系数 L 炮眼深 cm Po 炸药的密度 g cm2 C 掏槽眼的装药量根据经验资料选取 D 其他炮眼的装药量 q kg q kawL 式中 k 单位岩体用药量 kg m3 a 炮眼间距 m w 炮眼爆破方向的抵抗线 m L 炮眼深度 m 炮眼所在部位系数 查表取值 装药结构 详见 类 合理段间隔时间的选取 参照有关经验 掏槽眼爆破段间隔时间为 50 70ms 后续炮眼的爆破只能逐段进行 安排 最大的达到 200 300ms 起爆顺序 先掏槽 而后依次是扩槽眼 掘进眼 内圈眼 底板眼 最后是周边眼光面爆破 类围岩装药参数见下表 非电雷管单眼药数量段 药 量 段别数量2 硝铵1 防水2 硝铵1 防水 炮眼名称 炮眼 数 个 毫秒 半秒 发kgkgkgkg 大空眼2 掏槽眼111 23 9 3 9 掏槽眼131 23 9 3 9 掏槽眼242 23 9 7 8 掏槽眼252 23 9 7 8 掏槽眼4643 9 15 6 掏槽眼474 15 6 小 计18 203 6 54 6 扩槽眼128123 6 43 2 扩槽眼119113 15 39 6 掘进眼1211100 9 37 8 中间底板9129 2 3 9 35 1 掘进眼41343 12 掘进眼31533 9 掘进眼154152 85 42 75 内圈眼255252 85 71 25 周边眼416410 75 30 75 底角眼979 2 3 9 35 1 30 7570 2 161 181 411 15kg 注 本表参数按炮眼深 3 米计算 若眼深变化时应调整 具体实施 放样布眼 钻眼前 测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线 标出炮眼位置 其误差不得超过 5cm 定位开眼 采用钻孔台车钻眼时 台车与隧道轴线要保持平行 台车就位后按炮眼布置图正 确钻孔 对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高 开眼误差控制在 3cm 和 5cm 以内 钻眼 钻工要熟悉炮眼布置图 要能熟练地操作凿岩机械 特别是钻周边眼 一定要有 丰富经验的老钻工司钻 并要有专人指挥 以确保周边眼有准确的外插角 眼深 3m 时 外插角小于 3 眼深 5m 时 外插角小于 2 尽可能使两茬炮交界处台阶小于 15cm 同时 应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度 以保证炮眼底 在同一平面上 清孔 装药前 必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将泡眼 石屑刮出和吹净 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 所有炮眼均以炮泥堵塞 堵塞长度不小于 20cm 连接起爆网络 起爆网络为复式网络 以保证起爆的可靠性和准确性 联结时要注意 导爆管不 能打结合拉细 各炮眼雷管连接次数应相同 引爆雷管应用黑胶包包扎在离一簇导爆 管自由端 10cm 以上处 网络联好后 要有专人负责检查 瞎炮的处理 发现瞎炮 应首先查明原因 如果是孔外的导爆管损坏引气的瞎炮 则切去损坏 部分重新连接导爆管即可 否则 则按 公路隧道爆破安全规程 处理 6 4 3 4 出渣运输 每个工作面采用 1 台 WY200 挖掘机 1 台 ZL50 装载机挖装 4 台 12t 自卸车配合 出渣 无轨运输一次性将洞内弃渣运到洞口位置 进行破碎利用 6 4 3 5 质量检验标准 超欠挖 爆破后的围岩面应圆顺平整无欠挖 超挖量 平均线性超挖 应控制在 10cm 眼 深 3m 和 13cm 眼深 5m 以内 半眼痕保存率 围岩为整体性好的坚硬岩石时 半眼痕保存率应大于 80 中硬岩石应大于 70 软岩石应大于 50 对围岩的破坏程度 爆破后围岩上无粉碎性岩石和明显的裂缝 也不应有浮石 岩性不好时应无大浮 石 炮眼利用率应大于 90 7 7 初期支护初期支护 本合同段隧道支护方法有 锚喷 超前锚杆 超前小导管 钢支撑等 喷锚支护的主要功能是封闭岩面 堵塞裂隙 切断岩面与空气的接触 作为稳定 围岩 防止围岩发生变化 如岩面凹槽部分减低应力集中 增强拱抗弯拉能力 防止 围岩松动 初期支护就是利用爆破清渣后间隙及时喷砼封闭岩面 并且利用风枪打眼 的同时进行系统锚杆施作 钢筋网挂设 喷射砼 因此在开挖后立即进行 是确保施 工安全的必要措施 下面主要介绍火炉堂隧道初期支护方法 山枣隧道工艺基本相同 不再赘述 类围岩地段初期支护施工顺序 开挖后先喷 5cm 砼封闭开挖岩面 而后出碴 正洞设置径向系统中空砂浆锚杆 25 5mm 长 3 5m 纵环间距为 0 5 1 0 米 梅花形布置 敷设钢筋网 15 15cm 喷砼 25cm 厚 中导洞用小导管做超前支护 径向系统锚杆采用长 2 5 米 22 钢筋砂浆锚杆 纵环间距为 1 0 1 0 米 在拱部至起 拱线以下 1 5 米范围内设置 顶部挂钢筋网 15 15cm 喷砼 10cm 厚 正洞架设 14 号工字钢拱架 中导洞架设钢筋拱架 正洞挂金属扩张网 15 15cm 中导洞挂金属扩张网 架设后再进行复喷砼到设计厚度 正洞 25cm 中导洞 10cm 类围岩地段初期支护施工顺序 开挖后先喷 5cm 砼封闭开挖岩面 而后出碴 正洞设置径向中空砂浆锚杆 25 5mm 长 3 0M 纵环间距为 1 2 1 0 米 梅花形布置 中导洞拱部设置长 2 0 米 22 钢筋砂浆锚杆 纵环间距 1 0 1 0 米 正洞架设 14 号工字钢拱架 中导洞架设钢筋拱架 正洞挂金属扩张网 15 15cm 复喷砼到设计厚度 正洞 20cm 中导洞 10cm 类围岩地段锚喷支护施工顺序 开挖后 初喷 5cm 砼封闭岩面 而后出碴 中导洞无支护 正洞设置径向中空砂浆锚杆 25 5mm 长 3 0m 纵环间距为 1 2 1 5 米 梅花形布置 挂金属扩张网 15 15cm 复喷砼到设计厚度 15cm 先锚后灌式砂浆锚杆施工工艺 锚杆安设作业应在初喷混凝土后及时进行 对 类围岩段应尽快施作 类 围岩可根据地质及实际施工情况适时施作 钻孔前应根据设计要求定出孔位 做出标 记 用钻孔台车或手持风钻钻孔 钻孔直径应大于锚杆直径 1 5cm 孔位允许偏差为 15mm 孔深允许偏差为 50mm 钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直 注浆使用 挤压式注浆泵 锚杆的布置 在均质整体性的岩层中 锚杆应按设计的间距及形式基本垂直于开挖轮廓面均匀 布置 在岩层层理明显发育的岩层中 锚杆应穿层布置 把几层岩石用锚杆固结在一 起 而不能平行于岩层布置 锚杆安装 锚杆孔钻到位后 首先用高压风 或水 将孔内杂物吹掉 然后将锚杆打入距孔 底 5 10cm 处并固定好 安装上浆塞 垫板螺母 后将水泥砂浆注入 注浆 注浆顺序由下向上 由内向外 水泥浆液的水灰比应通过试验验证 宜 用早强水泥并适量掺入减水剂 浆液用拌和机拌和 注浆选用压力 4 0MPa 以上的高压 浆泵 进行反循环灌浆 保证中空砂浆锚杆质量的措施 施工前认真检查锚杆的类型 规格 质量是否符合设计要求 低于设计标准的不 得使用 对符合设计要求的锚杆进行调直 除锈 除油等进一步加工 钻孔的孔径 孔位 孔深应符合设计及规范要求 水泥砂浆所用水泥 砂子应符合要求 砂浆配合比符合 设计及规范要求 砂浆拌和均匀 随拌随用 一次拌和的砂浆应在初凝前用完 超过 初凝的砂浆不得使用 作废料处理 锚杆在安设停当后 不得随意敲击或碰撞 其端部 3 天内不得悬挂重物 喷射砼施工工艺 隧道经通风找顶后 应认真核查开挖的轮廓线 用风水冲洗喷面 并按规定的监 控要求埋设厚度标尺并预埋拉力环 以掌握喷射砼的粘结厚度 喷射砼采用湿喷法 用湿喷机施工 喷射砼作业原理 喷射砼施工工艺 检查作业面 设置喷砼厚度标志 机械准备 拌 制 砼 喷射作业 喷射砼质量保证措施 对喷射砼所用材料 配合比及拌合均匀性 每工班至少检查两次 确保符合规范 要求 速凝剂的掺量 应通过试验确定 每作业班 都要做砼试件 及时进行抗压强 度试验 如试件不合格 要对相应喷砼部位采取复喷等措施 给以补强 喷射作业要分段 一般不大于 6m 分片 自下而上呈现螺旋形进行 岩面凹凸较 大时 应先对凹处喷一遍 以使岩面平顺 再大面积喷射 要特别注意钢支撑背面需 喷射密实 粘结紧密 牢固 无钢筋锚杆外露 喷层表面平顺 以保证防水板与喷层 能基本密贴 同时喷射厚度符合设计要求 喷砼初凝后 应及时进行养护 养护期为 14 天 用锤敲击 检查喷砼与围岩的粘 细骨料 粗骨料 水 泥 水 外加剂 拌和机 速凝剂 喷射机喷 头 压缩空气 受喷面 结情况 如有空响 应凿除清洗后重喷 如喷层有裂缝 脱落 露筋 渗漏水等情况 应予以补喷或用其它措施予以整治 钢筋网的挂设 根据施工图设计要求 钢筋网采用 6 钢筋编制间距为 15 15cm 网块尺寸初步 定为 100 200cm 网块搭接长度不得大于 20cm 网片间采用焊接连接 钢筋网在安 设锚杆和架立钢架后铺设 应紧贴初喷砼面铺设 并与锚杆和钢拱架连接牢固 保证 在复喷砼时不得晃动 7 8 施工监控测量施工监控测量 隧道现场监控测量是新奥法原理进行隧道设计和施工必不可少的手段 是监视围 岩稳定性 检验设计参数和施工方法是否正确合理及安全的重要手段 量测信息及时 反馈到设计部门去 对支护参数和施工方法做出修正 地质和支护状态观察 做好隧道掌子面前方的超前地质预报工作 每次爆破后观察确认围岩名称 类别 岩层倾角 走向及变化情况与趋势 断层 节理 裂隙发育 发展情况 洞内渗水 涌水部位 里程 流量等作地质状况的观察作地质描述 观察频率每循环一次 尤其 对于断层破碎带围岩条件下 开挖后应立即进行地质调查 若遇特殊不稳定情况时 应派专人进行不间断观察 支护状况观察 对初期支护和二次衬砌的情况进行观察 并注意位移 变形发展 趋势 以保证施工安全和反馈支护结构是否合理 水平净空收敛量测 II III 类围岩每 10 50m 一个断面 每个断面设两条测线 主要量测边墙与拱部 相对位移 是判断围岩稳定性的重要手段 主要工具为收敛计 拱顶下沉量测 用以判断拱部稳定性 防止塌方 量测点布置与水平净空收敛量测布置相同 每 个断面拱顶部位安设三个观测点 用水准仪量测出拱部标高 计算出拱顶下沉量 锚杆拉拔力测定 用以判断锚杆长度及锚固方法的合理性 是检测锚杆质量的主要方法 每 10 50m 一个断面 每个断面 3 根 使用工具为测力计 拉拔器 地表下沉 考虑到本合同段有浅埋段施工 地表下沉一定要按照频率进行观测 及时反馈信 息 量测频率及人员配备见下表 量 测 频 率 序号测量项目布 置 1 15d16d 30 月31d 90d 90d 人员 分配 1 地质和支 护 状况观察 掌子面开挖及 初期支护后进行 每次爆破后进行 2 水平净空 收敛 类围 岩 10 50m 一个断 面 2 3 对测点 1 次 天1 次 2 天 1 2 次 周 1 3 次 月 量测 技术 人员 2 人 3拱顶下沉 类围岩 10 50m 一个断 面 3 对测点 1 次 天1 次 2 天 1 2 次 周 1 3 次 月 4锚杆轴力 类围岩每 10 50m 一个断 面 3 根锚杆 1 2 次 周 1 2 次 月 5地表下沉 每 5 50m 一个 断面 每断面至 少 7 个测点 每 隧道至少 2 个断 面 中线每 5 20 一个测点 开挖面距两侧断面前后 2B 时 1 2 次 天 开挖面距两侧断面前后 5B 时 1 次 天 开挖面距两侧断面前后 5B 时 1 次 周 量测 工 4 人 量测数据处理与应用 当施工的初期阶段或地质变化显著 位移下沉量大时 量测断面间距可适当加密 当施工发展到一定程度 地质情况良好 且位移下沉量较小时 根据情况可适当放宽 量测频率 具体 类围岩支护段 10 20m 类围岩 20 30m 类围岩 30 50m 同时在各类围岩起始地段及节理发育地段应增设量测断面 量测资料 数据及时收集整理 绘制时间 位移曲线 位移速度 时间曲线 位 移 距开挖面距离曲线 并对曲线进行回归分析 由此判断围岩和稳定性 并及时与 设计监理协商是否修改支护参数 选取三函数中精度最高者作为回归结果与预估变形最大值及实测位移值 折算成 相对位移值 与下表列数据相比较 接近或达到其临界值 又无明显的收敛迹象 即 必须立即采取加强措施 修改支护参数或变更施工方法 当水平收敛位移速度为 0 1 0 2mm 天时 拱顶位移速度为 0 1mm 天以下 位移达到总位移量 90 以上时 可 认为围岩已基本稳定 可施作二次衬砌 7 9 二次衬砌二次衬砌 二次衬砌时间确定 当监控量测表明围岩初期支护形变基本稳定后可进行二次衬砌施工 模筑衬砌的 施工时间根据施工工序安排 原则上与开挖面的距离要大于 50m 对由明显流变或未胶结松散地层 由于围岩压力大和支护变形无收敛趋势时 应 及时提前做二次衬砌 并会商有关部门对这类二次衬砌进行加强 模筑衬砌采用自行式液压衬砌台车拱墙一次灌注 采用混凝土罐车运输 输送 泵灌注 机械振捣 衬砌结构防水设施 模筑混凝土按设计采用 C25 防水混凝土 其抗渗标号不低于 S10 所有的工作缝 沉降缝和伸缩缝均应按设计要求埋设橡胶止水带 进行防水处理 按施工规范认真操作 确保不渗不漏 在地质变化的围岩分界处 洞口范围及衬砌断 面变化处应按设计要求设置沉降缝 衬砌台车 山枣隧道左右洞使用同二台衬砌台车 衬砌台车由我公司自行设计制造 符合 公路隧道施工技术规范 要求 衬砌台车长 9m 每循环浇筑 9m 泵送砼入模 月 生产能力可达 120m 以上 火炉堂隧道用 1 台自制 12m 衬砌台车 每循环 11 95m 月生产能力可达 150m 左 右 衬砌台车采用大块钢模板制成 有足够的钢度 浇筑成型接缝少 表面平整 光 滑 衬砌台车采用机械螺旋顶 丝杆等立 拆模 并设有附着式振动器 振动简便 拆装件单重部件最重 6t 拆装运输方便 衬砌台车门架内净宽 2 6m 净高 4m 能满 足出碴车运输要求 衬砌台车操作要求 对有关作业人员需进行培训上岗 知道其性能和操作程序 认真学习操作规程 衬砌与前方爆破作业要有 20m 以上的距离 衬砌过程中 尽量不 安排出碴 出碴运输时 车辆通过衬砌台车必须有专人指挥通过 每次拆模后 应认 真清洗模板 并刷好机油等待下次再用 施工方法 衬砌台车组装 在隧道口平整的路基上安装好架体后 利用支架逐块安装模板 从顶部到边板顺序安装 安装完毕后 清理模板 机油涂刷表面 或脱模剂 浇筑混凝土 衬砌台车利用葫芦牵引到位后 用机械螺旋顶将台车走行横梁顶起 并用枕木垫实 衬砌台车顶模用机械螺旋顶立模 并左右平移对中 用连接杆件将工 字钢与台车龙门架固定 中间两组门架用千斤顶顶进 垫实 使用丝杆立边模板 调 整到设计位置 将全部丝杆顶实 将台车最后一块模板用螺栓连接好 调平到位 浇 筑砼应左右对称施工 其高差不得超高 0 3m 拆模顺序与立模相反操作 衬砌工序每循环时间安排 a 每循环灌注 9m 约需 10 12 小时 b 每循环脱模时间 当砼强度达到 2 5MPa 时即可拆模 视温度而定 暂定 12 小 时 c 台车脱模后清洗移动安装 用时 10 小时 每循环总计作业时间暂定 48 小时 若天气允许 则调整为 36 小时 立模之前 应首先精确测量 内断面在设计基础上适当放大 约 5cm 左右 防止 局部因跑模或其它意外原因侵入隧道净空 灌注过程中应随时检查砼质量及灌注 捣 固的质量 按规定施工 达到或超过设计要求 仰拱的施作时间视开挖后的实际地质及监控测量数据分析结果而定 如条件允许 可安排在开挖结束后施工 以避免对洞内开挖造成影响 如围岩质差 压力较大 应 及早施作仰拱 保证模筑衬砌质量的措施 一般仰拱部分应及早施作 使受力环尽早 封闭 具体施工要求如下 隧道衬砌施工 要精确放样 其中线 标高 断面尺寸 净空等必须满足图纸 规定 加强砼用集料级配控制 严格控制配合比 提高砼的密实度 按外加剂的掺用要求正确使用 灌注砼时 应尽可能连续施工 不留或少留工作缝 灌注砼时 应特别注意拌和均匀 捣固密实 加强养护 拱架和模板的制作安装应位置准确 连接牢固 严防走模 根据规范要求在砼强度达到 2 5MPa 以上时才能拆除拱架和模板 沉降缝和伸缩缝要严格按设计图纸要求设置和施工 衬砌的工作缝应与沉降缝 结合布置 灌注应从两侧拱脚向拱顶对称进行 层面成辐射状 二次衬砌砼质量保证措施 台车交接处采用软橡胶包裹 以保证立模时与前一板已浇筑好的衬砌搭接密闭 且避免模板挤压 损伤砼 保证接缝的顺直 美观 每模砼必须达到强度 2 5MPa 以上方能拆模 由于冬季气温较低 为了确保拆模 强度 采用对同等养护条件砼试块进行试压 得出的养护时间为准 加强测量放样工作 做好加密平面位置的测点及纵断高程的检测点 提高施工管理人员质量的意识 加强施工现场的管理 应该加强自检 发现问 题及时纠正 在每次模板台车固定和浇筑前 根据图纸尺寸 认真复核 7 10 防水与排水防水与排水 施工中防排水要采取 以排为主 截 堵 防 排相结合 的综合治理措施 与 永久防排水统一考虑 6 4 7 1 防水工程 衬砌柔性防水工程 在衬砌背面设置隧道专用防水卷材 土工布设置在防水卷材与喷砼层之间 其 作用兼作衬背排水层及缓冲层 明洞背部防水层采用 2 5mm 厚的 SBS 型改性沥青防水卷材 均选择晴朗干燥 天气施工 防水层外部应作 2 3cm 水泥砂浆保护再作填土 衬砌漏水防水工程 衬砌自防水结构 为了防止柔性防水层由于施工原因而可能出现局部地方防水失败 故二次衬 砌做成自防水砼结构 采用低碱性膨胀水泥砼 自防水结构抗渗标号要求达 S10 止水条 沉降缝 在衬砌浇筑工作缝设置 BF 遇水膨胀橡胶止水条 20 15mm 在设置沉降缝 处设置 E5 型桥式橡胶止水带 规格 290 25 R25 10mm 暗洞施工采用泵送砼以保证浇筑质量及衬砌与初期支护之间密实不留空隙 6 4 7 2 隧道结构防渗漏的关键技术 隧道结构防排水是关系到工程质量 运营安全的重要因素 本合同段将采取如下 有效技术措施 开挖采用光面爆破技术 保证开挖面圆顺 是结构防水的基础 施工中 严格爆破设计与试验 选择适宜的参数 控制钻孔工艺 确保开挖光面 爆破残眼率 使围岩爆破开挖面圆顺 对岩面渗水预先进行有效处理 具体做法 大股水流用插管引导 软弱裂隙股 水用塑料网格夹无纺布引导 大面积严重渗水以膨胀剂防水砂浆抹腻子 将渗水集中 后 开槽引排 富水地段采用预注浆进行有效固结止水 水量较大处 除做好施工阶段地质预 报的同时 采用超前中孔锚杆注浆加固地层并止水 其它富水的断层带地段采用超前 小导管进行预注浆 利用喷射混凝土作为结构防水的关键环节 采用湿喷工艺 喷射路线自下往上 喷 喷射范围每次长 1 5 2 0m 高 1 1 5m 复喷划分区段 每段长 6m 先喷平凹 面 后喷凸面 确保喷射厚度符合设计要求 对衬砌环节缝认真处理 在衬砌台车设计时 设计出定型挡头板 制作安装严 密 确保接缝无漏浆 无杂物 同时在施工接缝处设置止水条 在衬砌变截面处设橡 胶止水带 采用较先进的防水混凝土施工工艺 防水混凝土所有水泥应具有泌水少 水化热低等性能 按要求采用防水添加剂 防水混凝土应当采用中砂 含泥量不应大于 3 泥块含量不应大于 0 5 粗骨料含泥量不应大于 1 泥块含量不应大于 0 25 防水混凝土配后应通过试验确定 要求抗渗压力比设计要求提高 防水混凝土应采用机械拌和 机械振捣 拌和时间不应小于 2 分钟 防水混凝土终凝后 应及时养护 养护时间不小于 14 天 6 4 7 3 排水工程 衬砌背面排水层 在防水层与喷砼之间设置 400g m2 土工布 使漏水能从衬砌背面通过排水滤层 排至墙角 再由墙角处衬背纵向盲沟集水 通过 100mmUPVC 引水管引至中央排水 沟排出洞外 衬背纵向盲沟采用 100mmHDPE 打孔波纹管外裹 200g m2 土工布 盲 沟应设置在防排水层外面 固定在砼面上 且要求防水板 U 型包裹纵向排水管 对于 类 类围岩区段及富水区段拱部局部渗水较大形成径流区段 在衬背土 工布排水层与喷砼之间加设环向盲沟 环向盲沟采用 50mm 软式透水管 类 围岩及富水区段纵向间距为 1 5 3 0 5 0m 具体视富水情况 按 涌水 淌水 淌 水 渗水 渗水 滴水 三种形态而定 类围岩区段如仅有少量渗水 滴水地 段 环向盲管应视情况按纵向间距 10 15m 铺设 路基排水工程 指路面以下的排水工程 分纵向中央排水沟与横向排水沟 其作用是一方面将衬 砌背面排水引出 另一方面将路基围岩涌水排走 纵向中央排水沟在非仰拱区由带孔离心式钢筋混凝土水管外裹 200g m2 土工布滤 层及级配碎石滤层组成 仰拱区段不设土工布及级配碎石滤层 仅作排水通道之用 中心水沟沿隧道全长布