隧道纵向通风联络风道零净距上跨正洞施工工法

1 隧道纵向通风联络风道零净距上跨正洞施工工法隧道纵向通风联络风道零净距上跨正洞施工工法 GGG 中企 D1 2014 周建荣 董正武 侯云乾 王长岭 石银峰 中交一公局第一工程有限公司 北京市政路桥股份有限公司 1 前言前言 目前正处于山岭长大隧道发展的井喷时期 山岭公路隧道以年均350公里的速度增长 同样 长大隧道中的纵向通风联络风道的要求也在日渐提升 其联络风道的施工技术研究也越来越迫切 研究的目的在于解决联络风道如何在施工过程中确保安全 快捷 如何优化工艺从而达到降低工 程造价 节约施工成本投入的目的 实现节约型社会化理念 隧道通风系统工程的施工往往会制约整个隧道乃至项目整体的施工工期 因目前诸多联络风 道布局设计方案均为风道上跨正洞5 10m间距 在施工过程中 需要布局轨道运输等风道施工设 备和开展风道工作面 而这些势必会影响隧道正洞的施工速度 造成施工资源浪费和延误施工进 度 进而造成工程成本投入的提高 中交一公局第一工程有限公司承建的山西阳左高速公路第三 合同段的蒙山隧道工程原设计的联络风道为上跨隧道正洞6m 属于典型的风道上跨隧道工程 中 交一公局一公司和北京市政路桥股份有限公司对联络风道的设计和施工技术进行了课题立项 通 过研究提出了将有距离的上跨风道工程改为零净距上跨风道工程 将左线排烟道与右线排风道设 计为混合风道 混合风道仍按照原设计在隔板上下安装独立风阀 以便控制气流 联络风道布局 通过通风设计单位进行专项计算 该风道仅调整了风道布局 未改变和减小通风断面 满足原设 计通风效果要求 此设计大大减小了联络风道的设计纵坡 降低了施工难度及安全风险 在施工 方面采取的零净距上跨施工顺利的实施该段落的正洞和联络风道施工 通过对隧道正洞与风道交 叉段落的钻爆设计 围岩的稳定性分析 钻进爆破数值模拟分析和对该段落的监控量测确定了采 取此种施工方法的安全性 由此形成了隧道纵向通风联络风道零净距上跨正洞施工工法 并取得 了显著的社会效益和经济效益 该项技术成果于2014年7月通过公路协会的科技成果鉴定为国内 先进水平 并获得2014年中国公路建设行业协会科技创新成果三等奖 2 工法特点工法特点 2 1 通过变更将原设计的联络风道上跨隧道正洞5 10m的位置调整为零净距上跨正洞 首先 按照正洞正常施工方案 除开挖施工时稍作调整外 基本不改变隧道正洞的施工方案 然后按照 设计要求进行交叉口正洞二衬的施工 随后从左洞排烟口掘进开挖排烟联络风道 直接穿越右洞 2 拱顶 完成联络风道的开挖施工 2 2 在交叉口施工段落 在正洞的二次衬砌钢筋施工过程中 预先需考虑排风口的预留 以 便在后期排风口开挖时 开口安全且不扰动其他正洞二衬混凝土 交叉口的开挖紧邻正洞二衬 须要科学 合理制定爆破或开挖方案 确保隧道正洞的安全稳定 2 3 零净距立体交叉联络风道不仅减小了风道纵坡 而且缩短了风道长度 减小纵坡降低了 开挖衬砌作业的施工难度 作业功效提高 而且风道施工对正洞施工干扰极小 正洞及联络风道 的施工可同时开展 推动了整个隧道工程的施工进度 且风道缩短 减少了工程量 为施工进度 的加快提供必然的条件 2 4零净距立体交叉联络道的实施施工 降低了施工难度 改用传统的施工工艺 减小了施 工设备的投入 采用传统的施工作业工具 加快了施工进度 减少了窝工情况的发生 从施工人 员 设备等的投入及缩短工期的管理投入等多方面降低了成本消耗 3 适用范围适用范围 本工法适用于所有隧道纵向通风联络风道上跨正洞零净距交叉及相关类似工程施工 4 工艺原理工艺原理 零净距交叉段正洞隧道施工时采取了在正洞拱顶留置空气隔断层以抗扰动的施工技术措施 即通风联络风道上跨隧道正洞段 长度为联络风道开挖洞跨宽度 开挖先行施工 正洞开挖施工 过程中 该段爆破时将拱顶6 8m范围开挖轮廓放大超挖30cm 支护时将超挖部分置空处理完成 初期支护 或初支后将拱顶空腔用锯末喷注充填 随后完成正洞二次衬砌 待正洞二衬达到强度 要求时 再进行上跨联络风道的开挖施工 施工过程注意爆破参数的计算和选取 风道爆破对正 洞的影响经过数值模拟分析为安全 同时加强隧道正洞的监测 确保隧道正洞及联络风道的施工 安全 联络风道采用合理的衬砌顺序 用传统钢支撑或支架支撑拼装木模进行二衬的浇筑 5 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 3 5 1 工艺流程 图 1 图1 施工工艺流程图 施工准备 正洞测量放样 风道上台阶开挖 支护 正洞衬砌 联络风道上跨段开挖 支护 正洞开挖 支护 联络风道测量放样 风道下台阶开挖 支护 隔板下风道衬砌 隔板浇筑 上跨联络风道 隔板上部衬砌 交工验收 正洞二衬开口破除 正洞侧交叉口衬砌 爆破设计 4 图2 开挖流程图示 5 2 操作要点 5 2 1 施工准备 开始施工前 确定合理 安全 可靠的施工方案 并编制完善的实施性施工技术方案 上报 监理工程师审批后方可实施 组织参与施工的所有技术管理人员及一线施工人员进行培训教育 完善技术 安全交底 测量部门对联络风道的位置及方向定位进行精确的放样 实行双机双检确保万无一失 保证 技术可靠性 5 2 2 正洞开挖 支护 交叉口段 交叉口段正洞开挖采用常规的开挖方案 在进行开挖放样时 按照预先计算确定的开挖方案 进行放样 开挖轮廓在拱顶90 范围放大开挖线 开挖后立即对裸洞进行初喷处理 并在拱顶设 置监控点 注重观察拱顶下沉变化趋势 开挖每循环进尺控制在2 3m 开挖后及时支护 该段 支护过程采取拱顶留空形式 在钢拱架支护完毕后在拱顶拱架外敷设一层铁丝网 再进行喷射砼 支护 拱顶监控点采取在岩面打孔埋置形式 埋置长度不小于隔离层 支护厚度 即监控点在喷 射砼支护后外露 初支预埋 50PVC管供监控埋置钢筋通过 监控点不受初支约束 拱架支护时 按照设计图纸在排风口位置设置门柱支撑 排风口上方设置横梁托架 用以支撑正洞拱架 如图 示 5 图3 交叉口段正洞钢拱架支护示意图 5 2 3 正洞衬砌 交叉口段 交叉口段二次衬砌施工工艺采用常规施工 该段衬砌钢筋绑扎时 按照图纸预留排风口位置 不设置钢筋 并在衬砌台车定位后 在排风口位置沿排风口轮廓线设置胶合板予以对二衬混凝土 起到隔断作用 胶合板采用钢筋固定 防止混凝土浇筑时隔板跑偏 1 混凝土灌注前应对模板 钢筋 预埋件 预留孔洞 端头止水带等进行检查 清除杂物 衬砌端头应进行凿毛处理 2 混凝土振捣采用插入式振捣器分层振捣 振捣时间10 30S 移动距离不大于作用半径一 倍 插入下层混凝土深度不小于5cm 振捣时不得碰钢筋 模板 预埋件和止水带 3 混凝土灌注从低处向高处分层连续灌注 每层贯注厚度不超过其作用部分长度的1 25倍 表面振捣不超过200mm 4 混凝土采用搅拌混凝土 混凝土搅拌运输车运输到施工现场 输送泵泵送入模 插入式 振捣器振捣 5 衬砌施工要点 1 衬砌时衬砌台车移动 就位由专人指挥 衬砌台车定位时精确测量中线和水平 以确保 结构外形尺寸 2 灌筑混凝土时两侧对称进行 两侧高差 50cm 防止偏压造成跑模 3 衬砌封拱采用混凝土泵垂直压注混凝土封拱 在顶拱模板处均匀安设三根冲天尾管 当 连续压送混凝土到通气管开始漏浆 或压入的混凝土方量已达到预计方量时 即认为混凝土已经 填满 在孔眼中插入防止混凝土下落的钢板 然后再拆除导管 4 混凝土拆模后及时洒水养护 养护期不少于7天 5 2 4 联络风道开挖 支护 1 排烟道开挖 支护 排烟道开口按照车行横洞开挖方式开挖掘进 开挖至右线正 6 洞拱顶段时 严格采用经过计算的爆破方案安全穿越右线拱顶 爆破方案及处理措施属于该项工 程的安全控制重点 风道开挖根据围岩地质情况及时支护 特别是上跨正洞段及时紧跟支护 1 风道开挖 1 施工方法 根据地勘设计资料及临近联络风道主线正洞实际地质 按照联络风道所处的地段的围岩等级 来确定开挖方法 如全断面法或者台阶法施工 2 施工作业程序 风道开挖采用光面爆破技术 以减少对围岩的扰动 使爆破后的围岩能按设计轮廓线成型 表面较平顺 超欠挖较小 同时南北线隧道相距较近 为确保安全 左右线开挖面相互间至少错 开30m 其爆破震动速度控制在5cm s 钻孔 钻爆施工采用气腿式风动凿岩机 炮眼直径 42mm 钻孔严格按设计进行 技术标准要求 掏槽眼 眼口间距和眼底间距误差 5cm 周边光面爆破眼 间距允许误差5cm 外插角 孔深 3 5 眼底不得超出开挖轮廓线10cm 周边眼至内圈眼的排距误差 5cm 除掏槽眼外 所有炮 眼底需在同一竖垂面上 掏槽眼孔深应超出辅助眼约200mm 装药起爆 钻眼完毕经检查合格后 方可装药 炸药采用二号岩石硝氨炸药 有水地段采用乳化炸药 炸药规格 32 25 周边眼采用间隔不耦合小直径药卷结构 不耦合系数控制在1 1 1 4之间 其他眼采用连续装药结构 所有炮眼均用炮泥堵塞 堵塞长度 200mm 起爆前要对网路进行检 查 每束塑料导爆管要捆扎结实 一切就序后方能起爆 爆破顺序如下所示 掏槽眼辅助眼掘进眼底板眼周边眼 通风排尘 在爆破后 立即进行通风排尘 3 爆破减震技术措施 用合适爆速的炸药 理论和实践证明 炸药爆速对质点爆破震动速度有直接影响 爆速越高 爆破产生的震动越 大 因此本段采用较低爆速的2 岩石硝铵炸药 周边眼采用小直径低爆速的光爆炸药 采用非电微差起爆网络 爆破产生的震动与同段起爆的炸药量密切相关 采用导爆管非电微差起爆网络 导爆管段间 7 间隔25ms 满足爆破震动不产生叠加的最小要求 炮孔采用线性布置 炮孔线性布置和起爆有以下优点 布置炮孔简单 炮孔参数准确 临空面好 可提高炸药爆 炸能量利用率 同样情况下炸药用量少 炮孔排列整齐便于钻孔 可提高钻孔效率 易于用光面 爆破控制开挖轮廓 便于调整孔网参数控制爆破岩石块度 提高装渣效率 采用直眼掏槽 设计时采用直眼掏槽 加强炮孔堵塞 加强炮孔堵塞可提高炮孔利用率 有效降低单位耗药量 从而减小震动速度 在设计时掏槽 孔全堵塞 其余孔堵塞长度不小于抵抗线 4 爆破参数设计 隧道采用台阶法施工时 考虑爆破后便于上断面石渣的扒运 台阶长度取3 0m 上下断面同 时钻孔 放炮 具体设计见炮孔布置图和爆破参数表 光面爆破参数表光面爆破参数表 表 1 爆破技术围岩类别 炮眼直径 mm 周边孔间距 E cm 周边孔最小抵抗 线 V cm 线装药密度 g m 装药直径 mm 软岩40 5030 5040 6070 15025 32 中硬岩40 5045 6060 75200 30025 32光面爆破 硬岩40 5045 6070 85300 35025 32 5 理论爆破震速计算 爆破震速经验公式 式中 V 震速控制值 cm s R 爆源中心到震速控制点的距离 m Q 齐爆最大装药量 kg K 爆破震动传播途径介质系数 a 爆破震动衰减系数 由于掏槽眼爆破时没有临空面 所以一般情况下最大震速发生于掏槽眼爆破 因此 只要掏 a RQKV 3 1 8 槽眼爆破时的震速控制在允许范围内即可满足安全要求 依据施工经验及参考有关文献 具体计算时取值如下 K 250 a 1 8 Q 3 则 V 250 31 3 17 2 1 8 2 89 5cm s 2 爆破参数选择 1 孔间距E E 0 4 0 75m 通常软岩取0 4 0 5m 中硬岩取0 5 0 6m 硬岩取0 60 0 75m 2 光面层厚度W W 0 5 0 85m 通常软岩取0 5 0 65m 中硬岩取0 55 0 75m 硬岩取0 70 0 85m 3 炮孔密集系数m 炮孔密集系数m E W 0 5 1 0取值 通常均质 中硬及以上岩石取0 8 软岩取0 6左右取值 4 平均线装药量 q 0 1 0 30Kg m 软岩取小值 硬岩取大值 3 孔网参数及炮孔布置图 钻孔直径为均为42mm 掏槽孔共9个 孔深2 2m 倾角75 孔距0 6米 中间为一空孔倾角 为90 辅助孔共计14个 孔深2m 倾角90 孔距0 875米 崩落孔共计周边孔共计14个 孔 深2m 倾角90 孔距0 715米 周边孔共计25个 孔深2m 倾角90 孔距0 54米 排烟道掘进爆破孔网参数排烟道掘进爆破孔网参数 表 2 圈号 段号 炮眼 编号 眼数 个 炮眼深度 米 倾角 度 装药量 kg 眼距 米 起爆顺 序 0112 29000 1 1 8 82 275240 6 5 1 14 14290210 875 7 1 16 16290240 715 11 1 25 2529012 50 54 合计 6481 5 9 图 4 隧道断面炮孔布置及网络连接示意图 4 出渣及运输 出渣采用无轨运输方式 因风道断面较小 自卸车辆进入风道后空间限制无法装渣 因此在 风道开挖时 采用 PC220 挖掘机扒渣 ZL50 型侧翻装载机配合倒渣 将洞渣从风道转运至排烟 道隧道正洞装入自卸车出渣 弃渣运至业主指定弃渣场 并严格按设计要求对弃渣场进行防护 石渣外运时装载高度不超 过车厢板高度 并进行洒水防止扬尘 2 排风道开挖 支护 因排风口处二衬施工完毕 需要将已经完成施工的二衬破除开口 开口前 精确测量对开挖轮廓线进行放样 沿轮廓线利用风枪按间隔 10 15cm 钻孔 以防止二 衬施工时预置的胶合隔断板偏移而进行钻孔 钻孔深度 50cm 达到二衬厚度即可 以减小破除 开口二衬时对周边二衬造成的影响 然后利用破碎锤破除开口二衬及初支混凝土 开口完成后 利用常规钻爆法进行排风道的开挖掘进 排风道支护时 注意支护拱架顶部与排烟道支护拱脚贴 合紧密 并打好锁脚锚杆 及时采用喷射砼支护 10 图 5 排风口开口示意图 3 混合风道 排烟 排风 开挖 支护 排风道完成后 按照全断面法继续向竖井井底方 向掘进 完成混合风道开挖 并及时完成支护 4 送风道开挖 支护 送风道由竖井井底开始掘进 开挖断面高度及宽度按照送风道宽 度控制 并按照送风道支护形式进行支护 开挖过程注意送风口交叉口段的施工安全 必要时采 用人工风镐开凿方式 提前按照送风口轮廓布设正洞拱架锁脚锚杆 再进行风口拱架的切除工作 5 2 5 联络风道衬砌 1 防 排水施工 1 排水管 风道内环向纵向按设计分别设置 100 半圆管 100PE 双壁单侧打孔波纹管集水 并通过 100PE 横向波纹排水管引至排水沟内 a 环向排水半圆管一般按设计间距敷设 在渗漏水严重地段应加密软式管或双管并排敷设 若 有大股水流 则采用塑料盲管引排纵 至向排水盲沟 b 软式透水管接长时应连接牢靠 搭接长度不小于10cm c 纵向排水管采用承插式连接 与横向排水管采用 丁 字形连接 连接必须牢固 2 防水板和土工布 初期支护和二次衬砌之间敷设土工布和防水板防水 采用无射钉铺设法 防水板台车作为施 工平台 防水板焊接 土工布和防水板提前进场 进行质量检验 合格后进行热熔焊接 焊接采用 双缝搭接焊 焊接质量采用 真空加压检测 在0 25MPa 压力作用下5 分钟不得小于0 16MPa 否则 进行修补 11 基面检查 利用工作平台将初期支护裸露的锚杆 钢筋头等铁件割除 并用砂浆抹成圆曲 面 以防其刺破防水板 防水板铺设 先用水泥钉将塑料衬垫按设计间距进行固定 将防水板吊运到作业平台上 从上到下对称地将防水板焊接到固定垫圈上 焊接采用电热熔粘焊 粘结要牢固 且不烧穿防水 板 检查合格后报请监理工程师进行检查 3 防水板施工要点 防水卷材铺设前 喷射混凝土表面必须进行处理 表面应平顺 不得有尖锐 突出物 转 弯处应处理成圆弧 防水层施作顺序为先钉铺土工布 然后热熔粘接防水板 固定点的布置 在满足固定间距 的前提下 使得防水板尽量密贴砼喷射面 固定点间的防水板长度视施工支护面的平整情况留一定的富余量 本着宁松勿紧的原则 防止模筑衬砌时被挤破 为便于循环间的搭接 每一循环防水板铺设长度比相邻衬砌段多出不少于 2 0m 并使防 水板接缝与衬砌工作缝错开 2 0m 以确保防水效果 施工过程中应注意对防水板的保护 钢筋焊接时用石棉等难燃物遮挡 铺设完毕后应尽快 进行衬砌 4 变形缝 变形缝设置在衬砌结构类型变化处 采用橡胶止水带 缝内采用嵌缝材料填充 5 施工缝 施工缝采用橡胶止水条 施工衬砌堵头模时在厚度中间位置预留 1cm 3cm 止水条安装槽 下 一模施工时 将止水条固定在安装槽内 2 衬砌混凝土 1 风道衬砌采用多功能台架 组合钢模或 5cm 木板组合模板进行全断面衬砌 安装模板时 在拱腰及拱顶或挡头板部位预留混凝土注入孔及插入式振捣器工作窗口 下部浇筑完毕后 上移 注砼孔 封闭下窗口 2 拆模在拱部砼达到设计强度的 75 以上进行 拆模时注意混凝土角隅及表面的保护 3 混凝土施工在初期支护和防水板施作后 经现场监控量测 围岩和支护变形基本稳定后 施作二次衬砌 4 混凝土采用拌和站集中拌和 砼运输罐车运输现场 混凝土输送泵泵送 整体灌注边墙 及拱部混凝土 灌注混凝土时 预埋件 预留孔按设计位置施作 12 混凝土灌注前应对模板 钢筋 预埋件 预留孔洞 端头止水带等进行检查 清除杂物 衬砌端头应进行凿毛处理 混凝土振捣采用插入式振捣器分层振捣 振捣时间 10 30S 移动距离不大于作用半径一 倍 插入下层混凝土深度不小于 5cm 振捣时不得碰钢筋 模板 预埋件和止水带 混凝土灌注从低处向高处分层连续灌注 每层贯注厚度不超过其作用部分长度的 1 25 倍 表面振捣不超过 200mm 混凝土采用搅拌混凝土 混凝土搅拌运输车运输到施工现场 输送泵泵送入模 插入式振 捣器振捣 衬砌施工要点 衬砌时衬砌台车移动 就位由专人指挥 衬砌台车定位时精确测量中线和水平 以确保结构 外形尺寸 灌筑混凝土时两侧对称进行 两侧高差 50cm 防止偏压造成跑模 衬砌封拱采用混凝土泵垂直压注混凝土封拱 在顶拱模板处均匀安设三根冲天尾管 当连续 压送混凝土到通气管开始漏浆 或压入的混凝土方量已达到预计方量时 即认为混凝土已经填满 在孔眼中插入防止混凝土下落的钢板 然后再拆除导管 混凝土拆模后及时洒水养护 养护期不少于 7 天 在二次衬砌砼时 为了保证拱顶密实 每环砼拱顶预埋 42 3 5 注浆钢管 在衬砌砼完后 强度不小于设计强度的 80 后 通过预埋注浆管压注 1 0 4 0 5 水泥浆 填充初期支护与二次 衬砌之间的空隙 注浆管底部孔口紧贴防水层 为确保注浆管不被堵塞以及不刺破防水层 5 3 劳动力组织 劳动力组织情况表 表 3 序 号工程项目所需人数备 注 1 管理人员 3 2 开 挖 18 3 喷 砼 8 4 钢架及挂网 8 5 出 渣 6 6 砼衬砌 10 7 杂 工 4 8 合 计 57 13 6 材料与设备材料与设备 本工法无特别说明的材料 所用的机具设备见下表 机具设备表机具设备表 表 4 序 号设备名称设备型号单 位数 量用 途 1 挖掘机 PC 200 台 1 排险 出渣 2 装载机 ZL50 台 1 出渣 3 钢筋弯曲机 GW40 台 1 钢筋加工 4 电焊机 BX 300 台 3 钢筋加工 5 手持风钻 WES 12A 台 8 钻 孔 6 砼喷射机 PZ 5B 台 2 喷射砼 7 砼搅拌机JS 500 型台 1 砼拌和 8 空压机 20m3 台 2 送 风 9 砼输送泵 HB 90D 台 1 浇注砼 7 质量控制质量控制 7 1 本工法执行的标准和规范有 标准 规范 规程代码标准 规范 规程名称 JTG F80 1 2004 公路工程质量检验评定标准第一册 土建工程 JTG D70 2004 公路隧道设计规范 JTG F60 2009 公路隧道施工技术规范 JTG T D70 2010 公路隧道设计细则 JTG T F60 2009 公路隧道施工技术细则 GB 50086 2001 锚杆喷射混凝土支护技术规范 7 2 工程质量控制标准 根据 公路隧道施工技术规范 执行 在施工前应对原材料进行检查 并有合格签证记录 对施工程序 工艺流程 检测手段进行检查 锚杆支护施工质量标准锚杆支护施工质量标准 表 5 项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率 1 锚杆数量 根 不少于设计按分项工程统计不少于设计 2 锚杆拔力 kN 28d 拔力平均值 设计值 最小拔 力 0 9 设计值 按锚杆数 1 做拔力试验 且 不小于 3 根做拔力试验 3 孔位 mm 15 检查锚杆数的 10 4 钻孔深度 mm 50 检查锚杆数的 10 5 孔径 mm 砂浆锚杆 杆体直径 15 其他锚检查锚杆数的 10 14 项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率 杆 符合设计要求 6 锚杆垫板与岩面紧帖检查锚杆数的 10 钢架支护施工质量标准钢架支护施工质量标准 表 6 项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率 1 安装间距 mm 50 尺量 每榀检查 2 净保护层厚度 mm 50 凿孔检查 每榀自拱顶每 3m 检查 1 点 3 倾斜度 2 仪器测量 每榀检查 横向 50 4 安装偏 差 mm 竖向不低于设计高程 尺量 每榀检查 5 拼装偏差 mm 3 尺量 每榀检查 钢筋网支护施工质量标准钢筋网支护施工质量标准 表 7 项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率 1 网格尺寸 mm 10 尺量 每 50 检查 2 个网眼 2 钢筋保护层厚度 mm 10 凿孔检查 每 20M 检查 5 点 3 与受喷岩面的间隙 mm 30 尺量 每 20M 检查 10 点 4 网的长 宽 mm 10 尺量 喷射混凝土施工质量标准喷射混凝土施工质量标准 表 7 项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率 1 混凝土强度 Mpa 在合格标准内按附录 E 检查 2 空洞检查无空洞 无杂物 凿孔或雷达检测议 每 10M 检查一 个断面 每个断面从拱顶中线起每 3 米检查 1 点 3 喷层厚度 mm 平均厚度 设计厚度 检查 点的 60 设计厚度 最小 厚度 0 5 设计厚度 且 50 凿孔法或雷达检测仪 每 10m 检查 一个断面 每个断面从拱顶中线起 每 3m 检查 1 点 衬砌衬砌钢筋施工质量标准衬砌衬砌钢筋施工质量标准 表 7 项次检验项目规定值或允许偏差检验方法和频率 1主筋间距 mm 10尺量 连续 3 处以上 15 项次检验项目规定值或允许偏差检验方法和频率 2两层钢筋间距 mm 5尺量 两端 中间各 1 处以上 3箍筋间距 mm 20尺量 连续 3 处以上 I 级钢30d 受拉 II 级35d I 级20d 4 绑扎搭 接长度 受压 II 级25d 尺量每板检查 3 个接头 5钢筋加工长度 mm 10 5尺量 每 20m 检查 2 根 6钢筋保护层厚度 mm 10 5尺量 两端 中间各一处 模板安装施工质量标准模板安装施工质量标准 表 8 项次检验项目规定值或允许偏差检验方法和频率 1 平面位置及高程 mm 15 尺量 全部 2 起拱线高程 mm 10 水准仪测量 全部 3 拱顶高程 mm 10 0水准仪测量 全部 4 模板平整度 mm 5 2m 靠尺和塞尺 每 3m 测 5 点 5 相邻浇筑段表面错台 mm 10 尺量 全部 混凝土衬砌施工质量标准混凝土衬砌施工质量标准 表 9 项次检验项目规定值或允许偏差检验方法和频率 1 混凝土强度 Mpa 在合格标准内试件强度试验报告 2 衬砌厚度 mm 不小于设计值 激光断面仪或地质雷达 每 40m 检查一个 断面 3 墙面平整度 mm 5 2m 直尺 每 40m 每侧检查 5 处 7 3 质量保证措施 7 3 1 严格按国家和行业的现行施工规程 规范以及相应的施工技术措施组织施工 严格按 设计图纸 设计文件及相应设计变更组织施工作业 施工前实行技术交底 施工前的各项准备工 作未完成 不得开工 7 3 2 开挖及初期支护每循环进尺不得超过 2 米 施工严格遵循 弱爆破 短进尺 勤量测 常封闭 的原则 合理安排工序 使之衔接紧密 7 3 3 通过打设拱脚锚杆来加固拱脚 对于交叉口段的钢拱架布置要严格按照设计图纸施工 并加强纵向联接 使初期支护与围岩形成完整体系 16 7 3 4 开挖应严格按规范做好监控量测工作 随时掌握围岩及支护的变形情况 以便修正支 护参数 改变施工方法 同时 应有较准确的超前地质预报 7 3 5 开挖时的排水工作要认真做好 在保证排水畅通的同时 重点要对两侧临时排水沟铺 砌抹面 防止钢支撑基底软化 7 3 6 喷射砼施工时 用压缩空气或压力水将所有待喷面吹净 吹除待喷面上的松散杂质和 灰尘 7 3 7 注重仰拱施工的关键环节 仰拱开挖后必须及时封闭浇注 增大支护刚度 防止隧道 整体性下沉 8 安全措施安全措施 8 1 交叉口段正洞支护过程认真观察拱顶的变化 并做好监控量测工作 防止拱顶急剧变化 造成结构失稳造成塌方等事故 8 2 隧道开挖 支护人员到达工作地点时 应首先检查工作面是否处于安全状态 并检查支 护是否牢固 顶板和两帮是否稳定 如有松动的石 土或裂缝 应先予以清除或支护 8 3 风钻钻眼时 应先检查机身 螺栓 卡套 弹簧和支架是否正常 管子接头是否牢固 有无漏风 钻杆有无不直 带伤以及钻孔堵塞现象 不符合要求者应予以修理或更换 8 4 规范管理 严格按照爆破安全规程进行作业 联络风道爆破开挖时 严禁正洞下通行及 施工作业 并设专人对正洞结构进行观察 一旦出现异常 立即撤出隧道 8 5 喷射机作业地段应加强照明和通风 严格掌握好风压 水压 注意风嘴不准对人 以免 射伤人 8 6 施工现场按照防火 防尘 防触电等相关安全施工规范进行布置 安全标识齐全 有效 8 7 施工现场使用的手持照明灯按规定使用 36V 安全电压 8 8 所有进入隧道工地的人员 必须按规定配戴安全防护用品 遵章守纪 听从指挥 8 9 建立完善的施工安全保证体系 加强施工中的过程检查 力求作业标准化 规范化 9 环保措施环保措施 9 1 成立环境保护管理小组 学习国家与当地关于环保方面的法律 法规 对工程起到实际 的监督作用 并建立检查机制 遇到问题及早解决 9 2 注重隧道内及洞外施工便道的洒水工作 防止扬尘 避免对周边环境造成污染 9 3 对施工弃渣场等用地合理进行规划 周边按规定砌筑围墙 设立醒目标识 车辆通行做 17 到文明施工 避免长时间鸣笛形成噪声污染 9 4 经常对施工用机具 如挖掘机 空压机等进行检查 防止漏油 对土地造成污染 9 5 施工现场喷射混凝土操作人员要佩戴必要的防护用品 9 6 尽量避开夜间施工 以防影响周边居民休息 10 资源节约资源节约 10 1 传统联络风道的几何布置方案中风道长度较长 且风道布局纵坡较大 给施工安全造 成较大的安全风险 且工程造价较高 施工进度缓慢 本工法是将通风竖井联络风道零净距上跨 隧道正洞方案实施后 缩短联络风道长度 减少工作量 降低工程造价 风道布局优化 取消原 计划的有轨运输方案 采用联络风道与正洞分部施工方案 避免了开挖作业台车的改装 节约成 本投入 联络风道零净距上跨隧道正洞施工方案可推广应用于几乎所有公路隧道纵向通风技术领域 提高了施工效率 节约了工程造价 降低了安全风险 很大程度上鲜少了资源的耗费 11 效益分析效益分析 本施工技术在优化改进竖井通风联络风道布局方案的基础上 重点是将联络风道零净距上跨 正洞交叉口段的整体结构采用分部施工方法实施 最大程度降低了联络风道施工对隧道正洞施工 的干扰 且提高了施工安全性 且联络风道的优化缩短了联络风道的长度 降低了工程造价 减 缓了风道纵坡 提高了安全性 加快了施工进度 提高了整个隧道的施工效率 该施工工法成功 的在阳左高速公路工程中的隧道通风竖井联络风道中得以应用 11 1 经济效益 该工法在联络风道施工作业方面 根据风道布局方案及风道开挖施工作业顺序安排方面 取 得了良好的经济效益 11 1 1 该联络风道布局方案较原布局方案中 缩短联络风道长度 70m 每延米工程造价 22138 14 元 故降低工程造价 22138 14 70 1549669 8 元 11 1 2 风道布局优化 降低施工成本投入 取消原计划的有轨运输方案 开挖费用减少 100 元 m3 喷射砼 50 元 m3 钢筋 0 2 元 kg 模筑混凝土 60 元 m3 联络风道设计开挖石方数量 15722 04m3 C25 喷射砼 815 03m3 钢筋 190523 28kg C30 模筑混凝土 2109 91m3 故减少工 程成本 100 15722 04 50 815 03 0 2 190523 28 60 2109 91 1777654 76 元 11 1 3 采用联络风道与正洞分部施工方案 避免了开挖作业台车的改装 减少改装材料及 人工费用约 20000 元 风道布局调整 取消了轨道运输设备 120m 每延米 5000 元 节约成本投 18 入 5000 120 60000 元 11 1 4 采用了联络风道与正洞分部开挖 独立施工方案 减少主线隧道正洞造成的窝工现 象 至少减少 20 天 每天人工 机械费用按照 30000 元计算 减少窝工费用 30000 20 600000 元 缩短联络风道 70m 可直接缩短施工工期至少 20 天 综上该施工方法可直接减少工程造价 154 97 万元 节约施工成本 177 77 2 6 60 245 77 万元 大大减少施工窝工现象 缩短施工工期 11 2 社会效益 按照国内纵向通风联络风道布局及查阅文献资料 通风联络风道零净距上跨隧道正洞的施工 技术研究属空白状态 蒙山隧道联络风道与正洞零净距交叉施工的研究 有着重要社会意义 11 2 1 通风联络风道设计布局可以突破传统的上跨正洞必须设置垂直间距的要求 原有设 计方案造成联络风道纵坡加大 风道加长 无论是从安全角度 经济角度以及施工工期角度等多 方面考虑 都存在不利因素 11 2 2 通风联络风道及隧道正洞的施工顺序安全起到了兼顾皆优的效果 实行正常施工隧 道正洞后在进行联络风道零净距上跨 不仅使隧道正洞施工丝毫不受影响 且大大提高了施工安 全系数 降低施工难度 直接采用传统的施工工艺完成该项工程 起到了事半功倍的效果 11 2 3 隧道正洞施工及上跨联络风道施工的技术处理 同样降低施工安全风险 隧道正洞 施工时 适当加大拱顶范围的开挖尺寸 超前预留置空层 为联络风道爆破施工提前设置了一道 绝缘层 有效的隔断了爆破振动传播对正洞二衬造成的危害 确保了隧道整体的结构稳定 在隧道工程施工中实属技术创新 取得了良好的经济效益和社会效益 11 2 4 联络风道零净距上跨隧道正洞施工方案可推广应用于几乎所有公路隧道纵向通风技 术领域 提高了施工效率 节约了工程造价 降低了安全风险 有着良好的社会效益 1212 工程应用实例 工程应用实例 12 112 1 实例实例 1 1 12 1 1 工程概况 由中交一公局承建的山西阳左高速公路第三合同段的蒙山隧道涉及主洞施工及竖井工程通风 联络风道施工 蒙山隧道全长5630m 右线5655m 该区地表灰岩裸露 表面较风化 节理发育 隧道设通风竖井一座 设置在桩号K24 348 5右侧50m处 竖井井深142 55m 成井直径7 5m 距 离右线出口2151 5m 蒙山隧道右线采用竖井分段纵向式通风 在K24 348 5处设置一竖井 该竖 井中间设置隔板 将其分为送风井和排风井 隧道内布置射流风机调压 竖井联络风道呈 U 型布置 设计左线排烟道 右线送风道及右线排风道 右线送风道全长66 58m 设计通风断面 19 16 19m2 右线排风道全长66 58m 设计通风断面26 44m2 左线排烟道全长109 39m 设计通风 断面16 19m2 左线排烟道与右线排风道设计为混合风道 混合风道仍按照原设计在隔板上下安 装独立风阀 以便控制气流 联络风道布局由通风设计单位专项计算 通过计算 该风道仅调整 了风道布局 未改变活减小通风断面 满足原设计通风效果要求 蒙山隧道开工日期2011年3月1 日 贯通日期2013年5月20日 该隧道竖井联络风道开工日期2013年5月10日 贯通日期2013年9 月30日 蒙山竖井通风联络风道与隧道正洞零净距交叉 施工过程采取了正洞 联络风道分步施工工 法 图图 6 6 风道布局示意图风道布局示意图 首先按照正洞正常施工方案 除开挖施工时稍作调整外 基本不改变隧道正洞的施工方案 进行隧道正洞的掘进施工 并按照设计要求进行交叉口正洞二衬的施工 随后从左洞排烟口掘进 开挖排烟联络风道 直接穿越右洞拱顶 完成联络风道的开挖施工 该风道设计布局为国内较为 大胆 新颖的方案 施工作业同样为联络风道的新型施工方案 为确保施工安全 可靠 快捷 针对该联络风道零净距交叉隧道正洞的施工进行研究 确保实现安全施工目标 顺利完成该项工 程 1