隧道施工要点PPT课件

隧道施工要点 一 施工准备二 洞口施工三 超前地质预报四 超前支护五 开挖方法六 初期支护七 防排水八 仰拱及二次衬砌九 监控量测 一 施工准备 1 施工前调查工作 1 隧道施工对地表和地下已设结构物的影响 2 交通运输条件和施工运输便道方案比选 3 施工场地布置与洞口相邻工程 弃渣利用 农田水利 征地等的关系 4 建筑物 道路工程 水利工程和电讯 电力线等设施的拆迁情况和数量 5 调查和测试水源 水质并拟定供水方案 一 施工准备 6 天然筑路材料 粘土 砂砾 石料 的产地 数量 质量鉴定及供应方案 7 可资利用电源 动力 通信 机具车辆维修 物资 消防 劳动力 生活供应及医疗卫生条件 8 当地气象 水文资料及居民点的社会状况和民族风俗 9 施工中和营运后对自然环境 生活环境的影响及需要采取的保护措施 一 施工准备 2 全面熟悉设计文件 核对工作 1 技术标准 主要技术条件 设计原则 2 隧道设计的勘测资料 如地形 地貌 工程地质及水文地质 钻探图表等 3 隧道平面 纵断面 4 隧道洞口位置 隧道门样式 洞身衬砌类型 支护结构 防水隔离层 辅助坑道的类型和位置 洞口边坡 仰坡的稳定程度 各设计专业的接口及相互衔接 5 设计文件中确定的施工方法 通风方案 技术措施与施工实际条件是否相符合 一 施工准备 6 洞外排水系统和设施的布置是否与地形 地貌 水文 气象等条件相适应 7 隧道门 式样是否与洞口周围环境及衔接工程相适应 8 隧道穿过不良地质地段的设计方案 隧道施工对环境可能造成影响的预防措施 9 设计弃碴场位置是否合理 10 在建设单位主持下 会同设计单位现场交接和核对平面和高程测量控制点 遗失的应补桩 资料与现场不符的应要求更正 一 施工准备 3 编制实施性施工组织设计 主要内容 1 工程概况 工程特点 重点和难点的项目 2 施工技术方案设计 施工方法及工艺 关键工序的作业实施细则 监控量测 地质预报 施工通风以及供水 供电设计等 3 施工总平面布置 生产生活区及设施 施工便道 弃渣场地 临时供电 供水 供风 通讯等临时工程 4 工期安排 总进度 施工形象进度 施工网络图等 一 施工准备 5 施工单位组织机构及资源配置 组织机构 机械设备配置 工区划分及管理 劳动力配置 材料供应 资金使用计划等 6 施工保证措施 质量目标 创优规划及保证措施 施工生产安全目标及保证措施 职业健康及医疗保证措施 工期目标及保证措施 成本目标和保证措施 环境保护措施等 贯彻GB T19000 24000 28000系列标准的要求 7 自然灾害 发生紧急情况时的应急措施 8 附图及表格 一 施工准备 4 施工场地要求 1 以洞口为中心布置施工场地 施工场地应事先规划 分期安排 并减少与现有道路交叉和干扰 输的弃渣线 编组线和联络线 应形成有效的 2 轨道运循环系统 3 长隧道洞外应有大型机械设备安装 维修和存放的场地 4 机械设备 附属车间 加工场应相对集中 仓库应靠近公路 并设有专用线 一 施工准备 5 合理布置大堆材料 砂石料 施工备品及回收材料堆放场地的位置 6 生活服务设施应集中布置在宿舍 保健和办公室用房的附近 7 运输便道 场区道路和临时排水设施等 应统一规划 做到合理布局 形成网络 8 危险品库房按有关规定办理 9 确定风 水 电设施的位置 10 混凝土拌和站和预制场的位置 一 施工准备 洞口施工场地 一 施工准备 一 施工准备 5 临时工程施工要求 1 临时工程应在隧道开工前基本完成 2 运输便道需引至洞口 满足行车安全要求 并经常养护 保证畅通 3 风 水 电设施宜靠近洞口布设 安装机械和管线应按有关规定布置 并及早架设 4 临时房屋应结合季节和地区特点 选用定型 拼装或简易式建筑 并能适应施工人员工作和生活的需要 各种房屋应遵守消防安全规定 爆破器材库 油库的位置应符合有关规定 5 严禁将临时房屋布置在受洪水 泥石流 坍方 滑坡及雪崩等自然灾害威胁的地段 临时房屋的周围应设有排水系统 并避开高压电线 生活用水的排放 不得影响施工 并防止产生次生灾害 一 施工准备 6 弃渣场地的布置要求 1 场地容量足够 且出渣运输方便 2 不得占用其他工程场地和影响附近各种设施的安全 3 不得影响附近的农田水利设施 不占或少占农田 4 不得堵塞河道 沟谷 不得挤压桥梁墩台及其他建筑物 5 弃渣场堆的边坡应作防护 防止水土流失 二 洞口施工 施工要点 1 洞口开挖和进洞施工宜避开雨期 融雪期及严寒季节 2 洞口路基及仰坡应自上而下开挖 当地质条件不良时应采取稳定边坡和仰坡的措施 不得掏底开挖或上下重叠开挖 3 洞口边坡 仰坡的开挖应减少对岩土体的扰动 严禁采用大爆破 4 边坡和仰坡以上可能滑塌的表土 灌木及山坡危石等应全部清除或防护 不留后患 5 开挖中应随时检查边坡和仰坡的变形状态 如果发现不稳定的现象 应及时采取措施 保证施工安全 二 洞口施工 6 洞口排水系统应在施工期的雨季之前完成 7 隧道门端墙位置的土石方开挖后 应及时施作端墙 8 临时防护应视地质条件 施工季节和施工方法等 采取锚喷等措施 9 洞口永久性挡护工程应紧跟土石方开挖及早完成 10 洞口段开挖后应及时按设计要求支护 并尽早进行衬砌施工 二 洞口施工 洞口防护 二 洞口施工 进洞方式 二 洞口施工 洞口挡护 三 超前地质预报 1 预报内容 1 地层岩性 特别是对软弱夹层 破碎地层 煤层及特殊岩土 2 地质构造 特别是对断层 节理密集带 褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况 3 不良地质 特别是溶洞 暗河 人为坑洞 放射性 有害气体及高地应力 高地温等情况 4 地下水 特别是对岩溶管道水 富水断层 富水褶皱轴 富水岩层接触带及其它富水地层等 三 超前地质预报 2 预报方法 1 地质分析法 包括地质素描法 地层分界线及构造线地下和地表相关性分析法 地质作图法等 2 超前导坑预报法 包括平行导坑法 正洞导坑法 3 超前钻探预报法 包括深孔水平钻探 5 8m加深炮孔探测及孔内摄影 4 物探方法 包括地震波反射法 地质雷达 红外探测和跨孔CT等 三 超前地质预报 3 预报分级 1 根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度 分为以下四级 A级 存在重大地质灾害隐患的地段 如大型暗河系统 可溶岩与非可溶岩接触带 软弱 破碎 富水 导水性良好的地层和大型断层破碎带 特殊地质地段 重大物探异常地段 可能产生大型 特大型突水突泥地段 诱发重大环境地质灾害的地段 高地应力 高地温 瓦斯 天然气 放射性问题严重的地段以及人为坑洞等 B级 中 小型突水突泥地段 较大物探异常地段 断裂带等 C级 水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段 小型断层破碎带 物探异常区域小 数量少 发生突水突泥的可能性较小 D级 非可溶岩地段 基本没有物探异常区 发生突水突泥的可能性极小 三 超前地质预报 2 不同地质风险地段的预报方式为 A级预报 采用综合预报 首先以地质分析法进行长距离预报 然后采用中长距离地震波反射法或声波反射法和一种或几种短距离物探方法相结合进行预报 同时进行多孔超前钻探探查 B级预报 采用地质分析法 地震波反射法或声波反射法 辅以红外探测 地质雷达 进行必要的超前水平钻孔 C级预报 以地质分析法为主 对重要的地质 层 界面 断层或物探异常地段可采用地震波反射法或声波反射法进行探测 D级预报 采用地质分析法 三 超前地质预报 地质雷达现场探测图 超前地质预报 三 超前地质预报 超前水平钻探 水平钻机 四 超前支护 超前支护是针对软弱不良地层而采取的辅助工法 施工前需根据围岩条件 施工方法 进度要求 机械配套及工程所处环境等情况 选择简单方法或同时采用几种综合辅助施工方法来加固地层 确保不塌方 少沉陷 四 超前支护 1 超前小导管超前小导管是在隧道开挖前 沿隧道开挖轮廓线外按一定角度打入直径为32 70mm 长度3 5m的带孔钢管 利用钢管注浆 并与钢架连成一体进行围岩加固的超前支护方式 四 超前支护 1 超前小导管施工要点 1 采用风钻或凿岩台车成孔 沿隧道周边布设 环向间距不大于40cm 外插角控制在10 15 2 钻至孔深后 用吹管吹出碎碴清孔 防止孔位坍塌 3 顶入加工好的注浆钢花管 小导管周圈缝隙用塑胶泥封堵 并用棉纱将孔口堵塞 喷射混凝土封闭工作面 孔口露出喷射混凝土面15cm 4 连接注浆管路 进行压水试验 然后注浆 注浆压力控制在1 0MPa以内 观察工作面及管路漏浆情况 并及时封堵 5 根据地质情况可选择单液浆 双液浆或化学浆液 四 超前支护 小导管施工纵断面示意图 小导管施工正面示意图 四 超前支护 小导管施工 四 超前支护 2 大管棚一般在洞口用 洞内尽量不用 大管棚是在隧道开挖前 沿隧道开挖轮廓线外利用钻机或夯管按一定角度打入直径大于70mm 长度大于20m的钢管 通过钢管注浆预加固隧道拱部岩体 并将钢管内采用砂浆充填密实 以减少岩体沉降的超前地层加固方式 四 超前支护 2 大管棚施工要点 小直径大管棚通常用钻机成孔 大直径大管棚可用夯管或顶管方式布设 管棚环向间距30 50 超浅埋地带或特殊地层也可采用密排方式 沿隧道周边轮廓线布设 外倾1 5 连续使用大管棚 要有一定的搭接 搭接长度一般3 5m 控制钻机立轴方向 钻进中经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度 发现偏斜超过设计要求 及时纠正 管棚采用热轧无缝钢管 壁厚不小于6 节长3 6m 接头宜采用丝扣连接 丝扣长15 隧道纵向同一截面内接头数不大于50 相邻钢管的接头至少应错开1米 注浆初压应控制在0 5 1 0MPa以内 终压应控制在2 0MPa以内 洞内施作大管棚时一般设置扩大洞室 安设导向架 四 超前支护 四 超前支护 几种超前支护方式国外有成套设备 可跟管钻 五 开挖方法 1 全断面法一般适用在地质条件较好的 级围岩 级围岩大跨度隧道采用了有效的加固措施后 可选用全断面开挖法 施工要点 1 配备钻孔台车或多功能台架及高效率装运机械设备 缩短循环作业时间 提高施工进度 2 根据围岩条件和机具配备等施组情况 可利用深孔钻爆增加循环进尺 3 及时施作初期支护 围岩条件变化时 及时调整施工方法 4 有条件时采用导洞超前的开挖方法 增加临空面 改善光面爆破效果 减少超欠挖 减少对围岩的扰动 加快开挖进度 五 开挖方法 台车钻眼施工 光面爆破效果 五 开挖方法 隧道全断面衬砌 小导洞超前全断面法 五 开挖方法 2 台阶法一般用在 级围岩 级围岩在采用了有效的预加固措施后亦可采用台阶法开挖 施工要点 1 根据围岩条件合理确定台阶长度和台阶数量 台阶长度一般为5 8m 且不宜超过1 5倍开挖洞径 台阶高度上台阶宜为2 5m 2 上台阶施作钢拱架时 采用扩大拱脚和锁脚锚杆 管 加设临时仰拱等措施 防止拱部下沉变形 五 开挖方法 施工要点 3 下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度70 以上时开挖 当岩体不稳定时需缩短进尺先施工边墙支护 后开挖中间土体 左右错开或拉中槽后挖边邦 并及时施工仰拱 4 施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题 下部施工应减少对上部围岩 支护的扰动 5 下台阶施工时要保证初支钢架整体顺接平直 螺栓连接牢靠 6 钢拱架必须落在实处 严禁悬空或落在虚碴上 五 开挖方法 台阶法施工立体图示 台阶法施工 五 开挖方法 3 环形开挖预留核心土法一般适用在隧道 级围岩 级围岩大跨度隧道采用了有效的加固措施后 可选用环形开挖预留核心土法 施工要点 1 环形开挖每循环进尺0 5 1m 开挖后及时施作喷锚支护 安装钢架 并应加锁脚锚杆 管 2 预留核心土面积大小根据围岩地质情况 要便于施工和满足开挖面的稳定 3 上台阶支护完成后 喷射砼强度达到70 以上时 方可进行核心土 下台阶开挖 左 右侧墙部 中部核心土开挖各错开3 5m进行作业 4 二次衬砌施作形式和时间 应根据初期支护结构强度 围岩加固情况 隧道开挖后的监控量测数据等因素合理选定 五 开挖方法 环形开挖预留核心土法立体图示 环形开挖预留核心土施工 五 开挖方法 4 中隔壁法 CD法 一般适用于在 级围岩 施工要点 1 左右部的台阶开挖高度根据地质情况及隧道断面大小而定 上台阶高度宜为2 5m 左 右两侧洞体施工纵向拉开间距不大于15m 2 台阶开挖长度3 5m 及时施作初期支护和中隔壁临时支护 各工作面每循环进尺为1榀拱架的距离 3 后一侧开挖形成全断面时 应及时完成全断面初期支护闭合 4 中隔壁设置为弧形临时支护 隧道左右开挖面初期支护连接平顺 确保钢架连接状态良好 5 根据监控量测信息 初期支护稳定后逐段拆除中隔壁临时支护 一次拆除长度不超过15m 及时施做仰拱和拱墙衬砌 五 开挖方法 中隔壁法施工示意图 中隔壁法施工开挖 五 开挖方法 5 交叉中隔壁法 CRD法 一般适用于 级围岩 施工要点 1 隧道按左右部分块实施开挖 每块小断面开挖高度根据地质条件和施工设备而定 上台阶高度宜为2 5m 2 每块小断面开挖长度3 5m 及时设置初支和临时仰拱封闭 步步成环 尽量缩短成环时间 及时施作锁脚锚杆 管 3 中隔墙设置为弧形临时支护 隧道左右开挖小断面水平临时支护保持对接一致 螺栓连接牢固 4 根据监控量测信息 初期支护稳定后逐段拆除临时支护 一次拆除长度不超过10m 并加强拆除中的监控量测 及时施做隧道仰拱和拱墙衬砌 五 开挖方法 上 交叉中隔壁法施工图示 右上 交叉中隔壁法施工局部开挖 右下 交叉中隔壁法施工 五 开挖方法 6 双侧壁导坑法一般适用在 级围岩 施工要点 1 侧壁导坑形状应近似椭圆形 导坑断面宽度一般为整个断面的1 3 2 两侧侧壁导坑超前中部10 20m 可独立同步开挖支护 中部采用台阶法开挖 保持平行作业 3 导坑开挖后应及时进行初期支护及临时支护 设置锁脚锚杆 管 并尽早封闭成环 4 中部开挖完成后 要及时施作初支 尽快使全断面初支封闭成环 5 根据监控量测信息 初期支护稳定后逐段拆除临时支护 一次拆除长度不超过10m 并加强拆除中的监控量测 及时施做隧道仰拱和拱墙衬砌 五 开挖方法 双侧壁导坑法施工 六 初期支护 1 喷射混凝土施工要点 1 喷射机具应具有良好的密封性能 输料连续 均匀 满足喷射作业要求 2 确定合理的水胶比 用水量 胶凝材料用量以及砂的用量 保证和易性和早期强度 3 分段分片自下而上顺序喷射 初喷厚度宜控制在40 60mm 复喷一次喷射厚度拱顶不得大于100mm 边墙不得大于150mm 喷嘴与岩面保持垂直 距受喷面0 8 1 2m 4 喷射压力控制在0 15 0 2MPa 混凝土喷射终凝2h后 应进行湿润养护 养护时间不得少于14d 5 喷射混凝土表面平整度要满足验标有关要求 六 初期支护 2 锚杆施工要点 1 砂浆锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实 砂浆或水泥浆内可添加适量的微膨胀剂和速凝剂 2 药包型锚杆 树脂锚杆在杆体插入过程中应注意旋转 使粘结剂充分搅拌 3 锚杆安设后不得随意敲击 其端部在填充砂浆终凝前不得悬挂重物 4 锚杆安设后其填充砂浆终凝后应立即安装托板 拧紧螺帽 六 初期支护 3 钢架施工要点 1 钢架应在初喷混凝土后及时架设 2 安装前应清除底脚的虚碴及杂物 各节钢架间应以螺栓连接 连接板应密切 连接应牢固 3 钢架应全部被喷射混凝土覆盖 保护层厚度不得小于40mm 钢架与围岩间的间隙必须用喷混凝土充填密实 确保密贴 4 钢架安装时 应严格控制其内轮廓尺寸 且予留沉降 变形量 防止侵入衬砌净空 六 初期支护 4 钢筋网施工要点 1 钢筋网要被喷射混凝土包裹 混凝土保护层不小于30mm 2 一般单层设置在外则 特殊情况时 可采用双层钢筋网 六 初期支护 左上 格栅钢架及喷混凝土 左下 型钢钢架及钢筋网 上 锚杆施工 六 初期支护 右上 喷射混凝土 上 锚 喷 网 钢架初支 右下 机械架设钢架 七 防排水 1 洞口及地表防排水隧道施工前应对地表及隧道附近的井泉 池沼 水库 河流等进行调查 并应进行观测与试验 分析其对隧道渗漏水的影响 并按设计要求进行处理 隧道覆盖层较薄或地表水有可能渗入隧道时 施工前应对地表积水 坑 洼等进行处理 七 防排水 1 洞口及地表防排水施工要点 1 洞口段及早修建天沟 截水沟 并防止水流顺坡散流 隧道排水沟应与路基边排水系统结合 防止排水冲刷边仰坡和破坏环境 2 洞口附近和浅埋隧道应整平洞顶地表 不得积水 3 地表坑洼 钻孔 陷坑 裂缝等处应填土分层夯实 必要时可进行局部铺砌处理 防止渗漏 4 隧顶有流水的沟槽应予整治 确保水流畅通防止渗漏 必要时应对沟床进行铺砌 5 隧道上方附近避免设有高压水池 防止水土软化 七 防排水 2 洞内排水施工要点 1 洞内顺坡排水水沟断面及坡度应能满足隧道中渗漏水和施工废水的排出需要 在膨胀岩 土质地层 围岩松软地段 应加强水沟铺砌或用管槽代替 防止浸泡岩体 排水沟应经常清理 防止淤塞 2 洞内反坡排水 或在膨胀性 湿陷性地层中施工时 可根据坡度 水量和设备情况布置管路和泵站 一次或分段接力排出洞外 集水坑的容积应按实际排水量确定 其位置确定应考虑减少施工干扰 配备抽水机的能力应大于排水量20 以上 并应有备用台数 富水岩溶段要按2倍 3 单侧水沟施工时 不应阻塞隧底水流 应设横向截水沟并汇入侧沟 七 防排水 3 结构防排水结构防排水施工作业是在隧道初期支护完成 且隧道净空经检查满足设计要求后进行的有关结构防排水施工作业 一般包含基面检查处理 排水盲管 沟 安装 防水板铺设 施工缝 变形缝处理 混凝土灌注等工序 七 防排水 3 结构防排水施工要点 1 基面处理 围岩渗漏水采用引排措施 2 排水盲管 纵环向排水盲管采用三通联接 用锚钉和防水板窄条固定在岩面上 锚固间距50cm 防止扭曲移位 3 缓冲层铺设 缓冲层材料采用无纺布垫层 用塑料焊圈射钉固定 拱部间距0 5 0 8m 边墙间距0 8 1 0m 底部1 1 5m 呈梅花形排列 4 防水板铺设 防水板应超前二次衬砌一个模板台车长度采用无钉铺设铺设 采用环向从拱部向两侧边墙展铺 按1 1 1 2 1留松弛量 七 防排水 3 结构防排水 5 防水板焊接 防水板接缝采用自动爬行式热合机热熔焊接成双焊缝 焊接前将接缝处擦洗干净 并对防水板临时覆盖保护 焊接完按规定采用充气式检查 6 止水带固定 中埋式止水带固定在挡头模板上 先安装一端 浇筑混凝土时另一端应用箱型模板保护 防止止水带偏移 固定时不得损坏止水带本体部分 不得使橡胶止水带翻滚 扭结 止水带连接应采用热硫化连接的方法 搭接长度不得小于10cm 焊接缝宽不小于50cm 施工缝附近混凝土振捣时 避免推压和碰撞止水带 根据需要 可与背贴式止水带 止水条配合使用 止水条采用预留槽嵌入方式固定 七 防排水 洞口截排水设施 防水板 土工布铺设 七 防排水 上 防水板铺设机示意 右 防水板焊接 八 仰拱及二次衬砌 1 仰拱施工要点 1 仰拱应紧跟开挖面施作 尽快形成封闭环 级软弱不稳定围岩施工时 仰拱距开挖面宜不超过40m 仰拱应超前拱墙二次衬砌施作 其超前距离宜保持2倍以上衬砌循环作业长度 2 仰拱施作应一次成型 保证仰拱整体稳定 仰拱施工缝和变形缝处应做防水处理 3 底板施工前应清除虚碴 杂物和积水 坡面应平顺 确保排水畅通 应采用一次灌注混凝土成型工艺 4 仰拱填充严禁与仰拱同时施工 宜在仰拱混凝土终凝后施作 5 为减少与出碴运输的干扰 采用仰拱栈桥 八 仰拱及二次衬砌 仰拱栈桥示意图 隧道内仰拱栈桥 仰拱钢筋绑扎 八 仰拱及二次衬砌 2 二次衬砌施工要点 1 二次衬砌及时施作 级