昆明绕城高速东南段澄江隧道出口左幅沉降段下台阶及仰拱施工方案

目录1施工概况111工程概况112目前出口左洞施工情况213目前的沉降情况22采取的主要措施63处置方案631洞内加固方案732初期支护加强及土体处置方案833变形观测84下台阶开挖及仰拱成环施工方法95施工工艺1151108MM钢管钻孔注浆施工工艺11511钻孔11512下管11513注浆1252下台阶开挖及支护施工工艺13521开挖13522支护1353仰拱施工工艺21531仰拱开挖方法21532钢筋加工22533混凝土浇筑226施工注意事项22昆明绕城高速东南段B4工区经理部澄江隧道出口沉降段下台阶及仰拱施工方案1施工概况11工程概况澄江隧道左幅出口里程为ZK94030，明暗交界里程为ZK93990，明洞长度为40米，明洞衬砌为SFMA一般的对称式衬砌结构，进洞段围岩衬砌类型为SF5A，长度176M右幅出口里程为ZK94030，明暗交界里程为ZK94000，明洞长度为30米，明洞衬砌为SFMA一般的对称式衬砌结构，进洞段围岩衬砌类型为SF5A，长度100M洞口暗洞段隧道埋深41M13M。12目前出口左洞施工情况隧道明洞段采用SFMA一般的对称式衬砌结构，目前明洞仰拱全部完成，明洞衬砌施工45M，其中明暗交界施工明洞SFMA二衬9M。隧道暗洞开挖采用台阶法，目前左幅上台阶开挖支护354米，掌子面里程为ZK939171；中台阶线路左侧开挖支护174米，右侧开挖支护126米；下台阶左侧开挖支护48米，右侧开挖支护12米，仰拱施工7米，SF5A二衬施工3米（见沉降段平面示意图）。13目前的沉降情况截止1月9日，根据隧道监控量测数据测点位置见沉降段平面示意图号断面（93923261）地表监测数据观测时间31沉降量（MM）31累计沉降量（MM）32沉降量（MM）32累计沉降量（MM）33沉降量（MM）33累计沉降量（MM）34沉降量（MM）34累计沉降量（MM）35沉降量（MM）35累计沉降量（MM）36沉降量（MM）36累计沉降量（MM）201515AM82000000000000000201515PM600004459593535414138384343201516AM900001591592863448541793578201516PM508000151046324872511411236114201517AM10000015663810165152992099821899213201517PM448000874141152918134243425821234201518AM1100005744115614232321453219477205439201518PM60000047828156333564493054823469201519AM11000027781917512368135063548361148201519PM4000028106241992388285340183732512拱顶下沉监测数据观测时间G3沉降量（MM）G3累计沉降量（MM）201515AM8200000201515PM600002525201516AM900007398201516PM508008178201517AM1000009268201517PM4480026294201518AM110000423717201518PM6000011827201519AM1100006887201519PM40000028892采取的主要措施澄江隧道出口左幅沉降段浅埋段上方土体已出现贯通开裂，土体已没有自稳能力，洞内在K93937和K93932的拱顶位置分别出现两道环向裂缝，其中K93932裂缝已发展到左侧边墙位置，（裂缝位置见沉降段平面示意图）为防止隧道上方浅埋土体失稳造成隧道侵限甚至垮塌，目前采取的主要措施如下封闭左幅掌子面，暂停掌子面开挖。采用水泥浆将地表裂缝进行封闭，避免雨水侵入。仰坡裂缝、起皮处补喷射混凝土并进行观察。加密监控量测频率，根据监测数据及时处理，发现数据变化较大时，立即向上级单位汇报。洞内增加加固措施以稳定隧道沉降。3处置方案对发生下沉开裂的拱部采用扇形支撑进行加固，同时在处置段进行108无缝钢管径向注浆加固初期支护及改善土体结构，沉降稳定后，仰拱采取分步成环的方法进行施工，为二次衬砌施工提供工作面，尽早施工二次衬砌，待二衬和仰拱混凝土达到70，确定隧道沉降稳定后，再进行掌子面掘进。31洞内加固方案采用支撑加固的方案（包括竖向及拱顶扇形支撑）。将左幅洞口沉降段拱架的拱脚部位的工字钢变为竖向，直接落底以增加拱架未成环时的支撑作用。扇形加固支撑设置于ZK93937ZK93920竖向中支撑采用工22B工字钢，起到稳定拱顶的作用；拱顶扇形支撑采用108无缝钢管，在隧道拱顶30承压区范围进行支撑，上部与增设的纵向槽钢焊接（槽钢与初期支护钢支撑进行焊接），无缝钢管中部横向连接采用三道25螺纹钢，起到加强补肋和传递拱顶压力的作用。具体见下图示32初期支护加强及土体处置方案1、108无缝钢管径向注浆加固，加固深度暂定9M，钢管采用花管（布置位置见沉降段平面示意图）；2、加固里程范围ZK93928ZK93940（左侧）3、加固位置中台阶已施做完成的，在上台阶与中台阶连接处与中台阶中段处间隔加固，未施工中台阶的，在上台阶中段处间隔加固，如下图示意；4、注浆水灰比051，实验室配合调整配合比；5、钢管与拱架尽量靠近，钢管与拱架要求焊接；33变形观测1、地表测点布设3排测线，里程为93933408、93927836、93923261测线横向长度为18M，测点间距为3M；2、洞内布设4个周边收敛观测断面和1个拱顶下沉观测断面，局部变形较大位置加密拱顶下沉监测点（测点断面为3个），目前已布设收敛观测断面4个，里程为93943050、93940341、93937436、93932，拱顶下沉观测点里程为93924838；3、观测频率，早晚各一次，每天21点之前完成数据处理；4、地表裂缝观察，每天早晚各一次。4下台阶开挖及仰拱成环施工方法ZK93947ZK93920段线路右侧下台阶及仰拱拟采取分步成环的方法，目前ZK93947ZK93920左侧的下台阶初期支护已完成施工，先施工左半幅仰拱，再进行右侧下台阶开挖支护，施工右半幅仰拱，拆除支撑后施工中间仰拱，最终成环，达到稳定。具体施工步骤如下工序流程示意图左侧开挖及施工仰拱图右侧开挖及施工仰拱图拆除支撑后中间仰拱施工5施工工艺51108MM钢管钻孔注浆施工工艺511钻孔、钻机定位移动钻机至钻孔部位，调整钻机高度，将钻具放入导向管中，使导向管、钻机固定钻杆的转轴和钻杆在一条直线上，用仪器量测这一直线的角度，外插角以13度为宜，根据实际情况可适当调整。、钻孔经仪器量测，钻杆方向和角度满足设计要求后方可开钻，钻孔开始时选用低档，待钻到一定深度后，退出接钻杆，继续钻进。钻孔过程中要始终注意钻杆角度的变化，并保证钻机不移位。每钻进5M要用仪器复核钻孔的角度是否正确，以确保钻孔方向。、偏斜修正钻孔中及压入钢管的偏斜，可由每隔5M测定钻孔的偏斜而知，钻孔偏斜过大时，用特殊钻头等适合修正各种偏斜的方法进行修正。如向下偏斜时，在偏斜部分填充水泥砂浆，等水泥砂浆凝固后再从偏斜开始处继续钻进。向上偏斜时，采用特殊合金钻头进行再次钻进。、防止偏斜注意事项钻孔前钻机的安装要牢固。精确测定导向管的位置和方向。钻孔中防止钢管在导向管上震动。512下管下管前预先按设计对每个钻孔的钢管进行配管和编号，以保证同连接区段上接头数不超过50。钢管上钻孔注浆孔，孔径12MM，孔纵向间距15CM，呈梅花型布置，尾部留不小于250CM的不钻孔的止浆段。注浆压力为下管要及时、快速，以保证在钻孔稳定时将管子送到孔底。前期靠人工送管，当阻力增大，人力无法送进时，借助钻机顶进。513注浆下管完成一根后开始注浆，其目的是充填管棚，增加管棚的刚度，并改善周围土体结构，通过管子管壁的孔眼使浆液注入到管棚周围加固地层。注浆前对管口与孔口外侧进行密封处理。注浆结束后用M20水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。、管内采用水泥浆充填。、浆液配合比试验人员现场控制配合比，直至配合比最佳。、注浆压力注浆压力控制在051MPA,终止压力20MPA。钢管钻孔注浆施工工艺流程图52下台阶开挖及支护施工工艺521开挖采用人工风镐配合挖掘机对下台阶进行开挖，循环进尺不超过2榀钢架长度；开挖后及时施作喷、网、锚、钢拱架等联合初期支护。522支护、锚杆锚杆采用风动凿岩机钻孔，使用高压风吹净钻孔，将锚头与锚杆端头组合，戴上垫片与螺母；把组装好的锚杆打入钻孔，锚杆要尽量打在钻孔的中央位置，将止浆塞穿入锚杆末端与孔口齐平并与杆体固紧，锚杆末端戴上垫板，然后拧紧螺母。再采用注浆机进行注浆。（1钻孔时钻杆尽可能垂直结构面，锚杆孔比钻杆直径大15MM，深度超长值不大于100MM，成孔后采用高压风清孔。（2）钻孔清理干净后，然后将砂浆从孔底缓缓的注入孔内，为防止孔内出现空洞，注浆管拔出后，立即将锚杆放入孔内。（3）注浆采用水泥注浆机，注浆配合比按试验室出具的配合比进行施工。（4）砂浆应随拌随用，在初凝前必须用完，以免时间过长，使砂浆在泵、管中凝结。（5）砂浆锚杆固定好后，将锚杆与钢架焊为整体。待砂浆终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验。超前锚杆施工工艺流程图测绘出开挖轮廓线，标出孔位注浆顶入安装锚杆将锚杆尾部和钢架焊连靠掌子面正确安装固定钢架质量检查合格，进入下道工序凿岩机就位，定位开孔钻孔至预定孔深，并随时调整方向清孔，成孔检查锚杆制作、钢筋网钢筋须经试验合格，使用前进行除锈，在加工场分片制作，运至现场人工安装，安装时搭接长度不小于一个网格尺寸。洞身开挖完成后，首先在围岩表面进行初喷砼，厚度一般为4CM，然后再铺设钢筋网片，钢筋网随受喷岩面起伏铺设，与受喷面的最大间隙不大于30MM。钢筋网焊接在钢架靠近岩面一侧，以确保整体结构受力。钢筋网施工工艺流程图下料调直除锈、去油污焊接运输安装、钢架施工根据设计要求，格栅和型钢钢架在加工间设置的11制作样台上，采用冷弯、分段制作，按单元拼焊及试拼装后，运至现场安装。钢架在钢筋网片铺设完成后架设，与定位钢筋焊接，架设完毕后须再喷混凝土。钢拱架间纵向用22钢筋联接为一体，拱脚必须放在牢固坚硬的基础上，架立时垂直隧道中线，架设时中线、高程和垂直度及法线方向由测量技术人员严格控制，并将砂浆锚杆或中空锚杆与钢架焊接连为整体。A安设钢拱架1）钢拱架按设计分节预先加工，现场拼装安装设置，位置应垂直隧道中线，拱架之间用22纵向连接钢筋焊接牢固，下台阶钢架制作改为34米，不设弯曲，并在底部设置槽钢。2）型钢钢架采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制，弯制完成后，先在加工场地上进行试拼，各节钢架拼装，要求尺寸准确，弧形圆顺，沿隧道周边轮廓误差不大于3CM；平放时平面翘曲小于2CM。3）钢架安装在开挖初喷完成后立即进行。安装钢架前要准确吊中线，控制钢架中心及半宽尺寸、高度，对拱脚支垫填实，每节之间采用4个螺栓进行连接，连接板应密贴。同时每榀钢架要打双排锁脚锚杆，锁脚锚杆排距在051M，锚杆规格采用42小导管，锚杆长度45M。4）钢架安装完成后，必须及时复核拱架位置，避免侵界；检查完成后及时进行喷射砼，喷射砼时分层、分段进行，以确保钢架被覆盖，满足保护层厚度要求。为保证钢架置于稳固地基上，施工中在钢架基脚部位预留01502M的原地基，架立钢架时挖槽就位，需要时可在钢架基脚处设置刚性垫板，以增加其承载力；安设时钢架垂直隧道中线，其倾斜度不大于2，钢架的任何部位偏离铅垂面不大于10CM；当钢架和初喷面之间有较大间隙时设置同强度的混凝土垫块；为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接在一起，钢架间设置22MM的纵向连接钢筋。钢架安设好后尽快施喷混凝土，并将其全部覆盖，使钢架与喷混凝土共同受力；喷射混凝土分层进行，每层厚度510CM左右，先从拱（墙）脚处向上喷射，以防止上部喷射混凝土虚掩拱（墙）脚，造成拱（墙）脚喷射不密实，强度不够而失稳。钢架施工工艺流程图测量放样安装钢架与系统锚杆焊连定位打锁脚锚杆隐蔽工程检查验收清除底脚浮渣隐蔽工程检查验收隐蔽工程检查验收隐蔽工程检查验收隐蔽工程检查验收、喷射砼为了减少粉尘、喷锚料回弹及提高初期支护的质量，喷混凝土采用湿喷技术，在洞外由混凝土拌合站拌好，通过混凝土搅拌运输车向洞内送料，空压机供风。（1）原材料要求砂选用颗粒坚硬、干净的中、粗砂，符合国家二级筛分标准，细度模数大于25，含水率控制在57；碎石选用坚硬耐久、最大粒径不大于132MM的碎石；水泥用425R普通硅酸盐水泥；使用外加剂主要有减水剂、速凝剂等。减水剂的主要作用是减少混凝土的用水量，由于湿喷混凝土坍落度指标的要求，使水灰比较大，这样水泥水化后多余的水要蒸发，使喷层出现“干裂”现象，从而降低了喷层强度和抗渗性，因此在拌合混凝土时一般要掺入高效减水剂，使湿喷混凝土在加水量较小的情况下，提高其和易性和流动性；速凝剂的作用主要是当混凝土的料束粘到受喷面后必须尽快凝固，一方面可以防止由于混凝土物料的堆集而呈块状掉落，减少回弹量，从而增加喷层厚度，另一方面是为了发挥喷混凝土的早强作用，尽快形成支护能力，保证结构的安全，使用液态速凝剂；（2）湿喷混凝土的施工方法根据设计要求和地质围岩状况，喷射混凝土分为素喷、锚喷、格栅联合锚网喷，采用湿喷作业技术。混凝土喷射机安装调试好后,喷射前首先要对岩面进行修整，清除松动岩块，对个别欠挖突出部分进行凿除、对个别超挖部分补平；用高压水将岩面冲洗干净，对遇水易潮解的岩层，则用高压风清扫岩面；检查喷射机工作是否正常；要进行喷射试验，一切正常后可进行混凝土喷射工作。为保证喷射混凝土的厚度和质量，喷射混凝土分二次完成，即初喷和复喷。初喷在刷帮、找顶后进行，喷射混凝土厚度46CM。复喷是在初喷混凝土层及加固后的围岩保护下，完成立拱架、挂网、锚杆工序的作业后进行的。采用湿喷工艺可以减小回弹量及粉尘，减少环境污染。喷射混凝土分段、分片、分层进行，由下向上，从无水、少水向有水、多水地段集中，多水处安放导管将水排出。施喷时按照从下向上施喷，呈现“S”形运动,喷头与受喷面基本垂直，距离保持0612M。设格栅钢架时，钢架与岩面之间的间隙用喷射混凝土充填密实，喷射顺序先下后上对称进行，先喷钢架与围岩之间空隙，后喷钢架之间，钢架应被喷射混凝土所覆盖，保护层不得小于4CM。喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30CM，力求喷出的混凝土层面平顺光滑。喷锚施工顺序见图。一次喷射厚度控制在6CM以下，每段长度不超过6M，喷射回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。新喷射的混凝土按规定洒水养生。（3）施工工艺流程喷射砼施工工艺流程图方案报批施工准备混凝土运输湿喷机初喷复