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文档简介
1、 焦作至桐柏高速公路登封至汝州段第三分部 石门隧道施工组织设计 中交一公局第一工程有限公司焦作至桐柏高速公路登封至汝州段第三分部项目经理部 目 录 一、 编制依据及原则1二、 工程概况2三、 施工组织和管理机构8四、 施工方案8五、 质量保证措施44六、 安全保证45七、危险源分析及应急预案46八、工期保证措施47九、环境保护与水土保持措施48十、冬雨季施工措施49十一、 其他说明事项502 隧道施工组织设计1、 编制依据及原则1.1编制依据 1、河南省焦作至桐柏高速公路登封至汝州段两阶段施工图纸第四册隧道工程; 2、从现场调查、采集、咨询所获取的资料; 3、现行公路工程施工规范、验收标准、评
2、定标准; 4、我单位的施工能力、设备、技术力量和经济实力。1.2编制原则 1、确保工期的原则:根据合同文件要求的工期编制本工程的施工计划,并以此为前提配备施工队伍、机械设备、劳动力、材料等,确保工期目标的实现; 2、优化施工方案的原则:严格遵照业主、总监办、总承包部文件的要求,结合本标段的实际情况,优化施工方案,积极推进技术与管理创新,确保工程质量、确保施工安全,努力降低成本; 3、均衡生产、突出重点的原则:将石门隧道工程施工作为本标段的重点,在施工组织、现场管理、施工技术和物资供应方面重点保障,认真组织施工; 4、统筹兼顾、合理安排的原则:结合施工现场的实际,合理安排施工顺序和施工场地,优化
3、施工方法,保护当地的自然景观河生态环境,抓好标准化管理,搞好安全文明施工,树立企业良好形象; 5、确保工期安全的原则:制定切实可行的技术方案和安全措施,定人定岗定职责,确保施工安全和人身安全,做到万无一失。2、 工程概况 1、工程概述本标段石门隧道位于登封市白坪乡石门村,隧道总体走向呈南北向曲线展布。隧道最大埋深约37米,采用分离式隧道(测设线间距:进口13.4m、出口11.5m),其中:左线起讫桩号为:k19+340k19+505,长165米;右线起讫桩号为:r1k19+360r1k19+527,长167米。隧道左线平曲线半径/长度(m):r=1200.000/165.000,纵坡为0.60
4、0%/165.000;隧道左线平曲线半径/长度(m):r=1210.000/167.000,纵坡为0.300%/167.000。进出口左右线洞门均采用端墙式洞门。 2、工程地质条件 2.1自然地理 石门隧道工作区位于山岭之间,隧址区内有乡村道路相同,交通较方便,离县级公路较近,隧道进口位置为一采石场,开挖宽度约50m,开挖深度约10m。 2.2地形地貌 石门隧道区地貌单元属于构造剥蚀浅切割中低山地貌,属于中低山沟谷和斜坡地貌,地形起伏较大,地面标高449-467米之间,相对高差约20m。沟谷以“v”型宽谷为主。地表覆盖乔木林和少量灌木丛。进口侧山体由于开采石料,坡度较陡约70,出口位置自然坡度
5、大约30左右,植被发育。 2.3水文地质 隧道场地位于剥蚀构造低山上,隧道所处的地区未分布地表河流,亦未发现明显出水点,山间沟谷多分布季节性河流,水位动态变化大,枯水季节干枯,雨季有水,常有山洪通过。 2.4气象 石门隧道所在地区登封市白坪乡,属于大陆性季风气候,四季分明,年平均14.2,最热月平均气温26.2,最冷月平均气温0.2,年降雨量524.4mm,年平均无霜期239天,全年最多的风向是东风,主要出现在夏季,频率为20%,其次为西北风,主要出现在冬季,频率为13%。 2.5不良地质现象 石门隧道区内主要出现的不良地质现象为残坡积土层和岩体崩塌。根据现场调查,在隧道出口端凹沟内分布有厚度
6、3.0m左右厚度的粉质黏土层,较松散,含碎石,碎石成分以白云岩为主,稳定性较差。在进口位置,由于采石场开挖,节理、裂隙发育,岩体稳定性也较差,易发生崩塌现象。3、 施工环境石门隧道地处白坪乡石门村,隧道进口位置为一采石场,沿线筑路材料供应、水、电等建设条件相对较好。 3.1砼采用项目部拌合站生产,砂、石料、钢材及木材材料均采用总承包入围厂家。 3.2工程用水:计划采用自打深井来满足工程需要。 3.3运输条件:运输条件较好,可通过卷白公路和村村通与本标段施工便道相结合,运输方式以自卸汽车为主。 3.4工程用电:项目部计划与供电部门协调提供接口,设1套变压器,容量为500kva,安放在隧道入口附近
7、,通过主电缆沿线布设主电箱,可以满足工程施工需要,配备发电机组作为别用供电设备。4、 隧道围岩类别划分原则及分类因素表 分类因素 围岩类别起止段落bq值岩体强度mpa受小构造影响程度岩体结构岩体风化程度完整性系数kvvk19+340k19+354、r1k19+360r1k19+37820520一般较破碎强风化0.30k19+354k19+475、r1k19+378r1k19+503346.250.4一般较破碎中风化0.55vk19+475k19+505、r1k19+503r1k19+52720520一般较破碎强风化0.305、主要工程量:项目及材料规格型号单位数量开挖v级围岩/(土)m2200
8、.2v级围岩/(石)m20848.6级围岩m21422.0洞口开挖防护及洞门工程现浇砼(洞门端墙)c20m1054.2洞门排水沟c20m55.1截水沟开挖m258.3m7.5浆砌片石m172.1洞门饰面毛面花岗岩砌块638.6明洞回填m7.5浆砌片石m118.7碎石土m648.6黏土隔水层m112.5排水管110hdpe管m24预埋钢筋(端墙)hrb400kg1551.6拱墙混凝土c30m197.8仰拱混凝土c30m72.9钢筋(明洞)hrb400kg18666hpb300kg2625.6仰拱回填c15m74.4早强砂浆锚杆22kg6779.5钢筋网hpb300kg2078喷射混凝土c20m9
9、3.6绿化278.2锚杆砼格室砼预制块c20m0.5现浇砼c20m1.8膨胀水泥砂浆m30m0.2水泥砂浆m7.5m0.2生态袋种植土m3.7镀锌钢丝网18.712号镀锌铁丝m21.5锚杆kg169钢筋hpb300kg32.3hrb400kg 112.2拱形骨架浆砌片石m7.5m58.9砼预制块c20m0.9砂浆垫层m7.5m6.2喷播植草139.3三维土工网垫139.3u型钢钉kg39挂网防护锚杆kg2353.6机编镀锌钢丝网2.6 1089.6膨胀水泥砂浆m30m6.1浆砌片石花台m7.5m27.6小石子砼c20m8.1回填碎石砾石堆囊m1.2回填土方m81绿化196超前支护现浇砼(套拱)
10、c25m84现浇砼(套拱基础)c15m5.4工字钢(套拱)工20akg7759.4钢板(套拱)q235kg814螺拴、螺母(套拱)m22*60、m22套192孔口管(套拱)133*5mmm222固定+连接钢筋(套拱)hrb400kg924钢管(管棚)108*6.0mmm2960水泥砂浆(管棚充填)m30水泥砂浆m27.3水泥浆(管棚注浆)水泥浆液m84钢管(超前导管)42*4mmm4690.6水泥浆液m116.1超前锚杆22kg23760初期支护喷射混凝土c20m2066.5中空注浆锚杆25m18210早强砂浆锚杆22kg57279.6钢筋网hpb300kg16014.6钢拱架工16kg165
11、30.8工18kg30160.1工22akg142584格栅钢架hpb300kg23055.2hrb400kg60020.8钢板q235kg26114.2连接钢筋hrb400kg25001.2螺拴、螺母m22*60、m22kg11159.5角钢q235kg11868锁角锚管42*4mm钢管m4424.6临时支护喷射混凝土c20m90.7钢筋网hpb300kg1179.2中空注浆锚杆25m1540钢拱架工18kg1821622连接钢筋kg1311.2二次衬砌拱墙混凝土c30m1647.2仰拱混凝土c30m673.6拱墙混凝土c25m1799.6钢筋hrb400kg170512.6hpb300kg
12、21984.8仰拱回填c15m1984仰拱混凝土c25m741.6装饰防火涂料4814瓷砖2085 6、主要施工机械设备序号设备名称数量备注1风钻10台2风搞5台3锚杆注浆泵2台4装载机2台5灌浆机1台6挖掘机2台710t自卸车6辆8砼喷射机2台9 喷料运输机2台10工字钢弯曲机1台11电焊机3台12通风机2台13氧割设备2套14管棚水平钻机2台15电动切割机1台16500kva变压器1台17发电机1台18空压机2台19钢模台车1台20模板钢架1台21振捣器4台22钢轨4根23钢筋切割机1台24钢筋弯曲机2台25电焊机2台26木工加工设备1套27开挖台车2台28全断面衬砌台车2台29接防水板台
13、车2台年度 20142015年月份3456789101112123主要工程项目计划开、竣工日期洞门施工2014.3.1-2014.4.30主洞开挖12014.4.30-2014.6.30 主洞开挖22014.6.30-2014.10.31 防水及二衬施工12014.6.30-2014.10.31 防水及二衬施工22014.10.31-2014.12.31 仰拱施工12014.10.31-2014.12.31 仰拱施工22014.12.31-2015.2.28 机电设备安装2015.2.28-2015.3.31 6、石门隧道总体施工计划横道图资源配置:1、2月中旬修建临时实施的挖掘机、装载机和约
14、10人的施工人员进场,实现洞口场地“三通一平”。根据施工计划、材料用量,各种原材料在施工中要提前做好材料计划,保证材料的供应能满足施工要求,特别是在雨季和农忙季节来临之前,各种材料要有足够的储备量,避免因施工用的材料短缺而影响施工。3、设备:施工机械、设备由我公司统一协调调配,以汽运的方式运抵施工现场。4、人员:工程管理人员及工程技术人员由我公司按照投标书承诺,统一委派。专业施工作业队由我公司内部统一组织调度。5、材料:项目经理部下设材设部,对本工程的材料统一管理。按材料进场计划,及时组织材料货源进场,并做好原材的检验工作,保证材料质量。施工材料主要采用汽运的方式运到施工现场;钢材、水泥等专用
15、材料与业主准入的并经评审合格的专业厂家直接签订供销运输供货合同。 对于火工品,根据需要量,及时与当地主管部门(公安部门)联系,按照审批程序购买。6、3月初施工人员50人及上述主要施工机械设备全部进场,循环进尺23米。3、 施工组织和管理机构 1、项目组织机构 根据工程施工需要,我项目调配相关施工管理人员,组成了项目组织管理机构(见下图)。4、 施工方案石门隧道为小净距短隧道,为了减少模板投入、节省成本,拟采用单洞开挖,隧道登封端洞口位于一废弃采石场内,场地较为开阔,拟从登封端进洞,右线隧道施工完毕后,在进行左线隧道施工。1、开挖掘进施工 1.1洞口段开挖 进场后组织测量人员对隧道进出口设计明暗
16、交界里程前后1525m范围内进行原地表复测,并收集整理成断面图,本着“早进,晚出,零开挖”的宗旨,重新确定进出口位置,并逐级上报监理、业主审批。首先确定进出洞口位置,明洞暗洞分界位置,按设计位置放出边、仰坡及洞脸开挖边线。在洞口边、仰坡开挖线外5m处设截水沟一道,防止雨水冲刷洞脸,做好截排水系统后,人工配合机械按照设计坡度、尺寸进行洞门土石方开挖。开挖施工应逐级开挖逐级防护,边仰坡防护应与明洞开挖同步进行;尽量避开雨季施工。为保障洞口段边、仰坡的稳定,减小洞口边坡坡暴露面积。洞口段地形为浅埋地形,采用管棚超前支护的施工方案进洞。主要施工工序:洞外截水沟-施作超前支护-施作暗洞-退回完成明洞衬砌
17、。洞口段开挖步骤见下图洞口段开挖步骤1.2明洞施工明挖洞身和洞口段路堑开挖同时进行。明洞开挖前先进行测量,放出开挖边线,在开挖边线5m以外施作截水天沟,防止明洞开挖时地表水流入开挖范围内造成边仰坡失稳坍塌。明洞段利用人工配合机械采用台阶法分部开挖,开挖过程中上做好坡面防护,以保证工作面的安全。当上台阶开挖至明暗分界处时,掌子面喷射8厚砼封闭,保证开挖掌子面围岩稳定,并施作超前支护。超前支护完成后开挖下台阶,边开挖边施作临时支护。明洞分层开挖的过程中做好暗洞进洞工序的施工准备,具备暗洞掘进条件时即可同步进行暗洞掘进。(1)明洞、洞门开挖及边、仰坡和截、排水沟施工方法 明洞、洞门开挖前,首先对洞口
18、边仰坡外的截水沟和排水沟施工,以避免对边坡的冲刷流失和失稳。截水沟和排水沟施工采用风镐配合人工开挖,m7.5浆砌片石砌筑,m7.5水泥砂浆抹面。 明洞、洞门采用人工配合反铲挖掘机施工,风钻钻眼,风镐修凿轮廓或非电控制光面爆破。施工前应清除上部危岩及松动岩体,施工时避免扰动边坡,影响边坡稳定。装载机装碴,自卸汽车运输到规定地点卸碴。(2)隧道明洞、洞门结构施工方法 明洞、洞门土石方开挖至门脸时,开始进洞超前支护。 明洞、洞门土石方开挖至路面设计标高时,转为人工开挖,由人工挖出明洞仰拱及洞门基础。 明洞钢筋砼分成两部分施工,先施工明仰拱,后施工明洞挡墙,仰拱砼采用组合钢模板人工立模浇筑;挡墙及拱部
19、砼施工采用衬砌模板台车作内模,组合钢模板作外模,先固定外模支撑整体框架,后随砼浇筑高度的增高安装外模钢模板,两侧对称灌注。 明洞钢筋在洞外加工场下料成型、现场绑扎,砼泵送入模,插入式捣固器振捣,拱墙砼一次浇筑成型。施工时明洞衬砌与暗洞交界处设沉降缝。 洞门范围内衬砌与洞口环节衬砌同时浇筑完成后,及时施作洞门防护端墙。1.3超前长管棚施工 设置于隧道洞口,管棚入土深度是结合地形、地质情况确定。管棚钢管均采用108*6mm热轧无缝钢管,环向间距40cm,接头用长15cm的丝扣直接对口连接。当长管棚钢管已深入中风化岩层时可以适当缩短长管棚长度。钢管设置于衬砌拱部,平行路面中线布置。要求偏离设计位置的
20、施工误差径向不大于20cm,沿相邻钢管方向不大于10cm;沿隧道纵向同一横断面内接头数不大于50%,相邻钢管接头数至少错开1.0m。为了保证钻孔方向,在衬砌外设60cm厚c25钢架砼套拱导向强,套拱纵向长1.5m。考虑钻进中的下垂,钻孔方向应较钢管设计方向上偏1度。钻孔位置,方向均应采用测量仪器测定,在钻进过程中也必须用测斜仪测定钢管偏斜度,发现偏斜有可能超限,应及时纠正,以免影响开挖和支护。管棚采用水泥浆液注浆(单液注浆以水泥浆液为主,添加5%的水玻璃)。注浆一般按单管达到设计注浆量作为注浆结束标准;当注浆压力达到设计终压10分钟以上且进浆量达到设计注浆量的90%以上时,也可结束注浆。注浆作
21、业中应认真作好记录,随时分析和改进作业,并注意观察初期支护和工作面状态,保证安全。为增强钢管的刚度,注浆完成后管内应以m30水泥砂浆填充。施工流程图如下顶第一节管棚管接第二节管棚管管节联接套加工制作顺次顶第三至n节管棚管(直至设计深度)向管内压注水泥砂浆钻机上安装钢管、顶进联接套水泥砂浆配合比选定水泥砂浆拌合注浆机钻管棚孔钻孔准备超前长管棚施工工艺图技术措施及施工注意事项套拱施工中特别注意:套拱基础必须稳定,保证地基承载力达到设计要求。保证管棚施工过程中套拱不偏移、不下沉,必要时增加一些临时支撑。并对拱顶进行监控量测,对量测数据及时上报,保证管棚施工安全。砼套拱作为大管棚导向墙必须在明洞外轮廓
22、以外施作,需严格放线、定位测量,保证开挖施工净空,二衬(明洞)净空及厚度。孔口管作为大管棚导向管,它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚质量。焊接固定之前需用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置,用水准尺配合坡度孔口管倾角,用前后差距法测定孔口管外插角。孔口管外插角,用光耙测量仪,量测钢管钻进的偏斜度。孔口管牢固焊接在工字钢上,防止浇筑砼时产生位移。安装管棚钢管下料管棚钢管前预先按设计每个钻孔的钢管进行配管和编号,以保证同一断面上管接头不超过50%,相邻钢管接头前后至少错开1m。大管棚钢管分节安装采用孔口管引导和反压顶管工艺,相邻孔间管节奇偶错开,前期靠人工送管,当阻力增大,人
23、力无法送进时,用10t以上卷扬机配合滑轮组多方向反压顶进,顶进中始终保证反压合力方向与孔轴线一致。地质条件较差时,安装钢管要及时,以保证完全成孔后能将钢管顺利送到孔底。孔口密封处理注浆前在每根管棚尾部焊接密封板,钢板上焊设有套注浆的椎头小钢管,并焊设排气管。注浆注浆采用用两台液压注浆机分段由最低孔位向最高孔位进行,注浆压力由小到大缓慢升高。初压0.51.0mpa,终压1.5 mpa.持压15min后停止注浆.注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍,若注浆量超限,仍未达到压力要求,调整浆液继续注浆,直至符合注浆质量标准,确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均被浆液充填,方可终止注浆。注浆结束后管内用m30水
24、泥砂浆填充密实。长管棚立面、纵面图钢花管大样图1.4洞身开挖本隧道洞间净间距较小且偏压影响极大,施工中应严格按照要求工法进行施工。(1)小净距隧道v级围岩段衬砌,采用环形开挖预留核心土法施工;级围岩段衬砌,采用台阶法施工。台阶法法施工工序示意图1)施工顺序说明:a.上台阶开挖;b.上台阶初期支护;c.下台阶开挖;d.下台阶初期支护;e.全断面二次衬砌。以上数字代表:1开挖上端面;2施作上端面初期支护;4、5施作下断面初期支护;3跳槽开挖下端面。2)施工要点a.上下台阶之间的距离尽可能满足机具正常作业,并减少翻渣工作量;当顶部围岩破碎,需支护紧跟时,可适当延长台阶长度。b.施工亦先护后挖,采用超
25、前锚杆或超前小钢管辅助施工措施。开挖采用微震光面爆破技术。c.初期支护应紧跟开挖面;上台阶施工时,钢架底脚宜设锁脚锚杆和纵向槽钢托梁以利下台阶开挖安全。下台阶在上台阶喷射混凝土强度达到设计强度的70%后开挖。d.隧道两侧的沟槽及铺底部分应和下台阶一次开挖成型。e.台阶分界线不得超过起拱线,下台阶马口落底长度不大于2榀钢拱架的长度,应一次落底,并尽快封闭成环。f.台阶长度不宜过长,尽快安排仰拱封闭间,从而改善初期支护受力条件。1)施工顺序说明:a.1、2、3部环形开挖;b.环形导坑初期支护;c.核心土开挖并预留46m核心土;d.下台阶开挖;e.下台阶初期支护;f.全断面二次衬砌。以上数字代表:1
26、、2环形开挖上断面;4开挖上断面核心土;5跳槽开挖下断面。2)施工要点: 参考分台阶法施工相关施工要点,另需注意保留核心土体的长度,防止预留核心土过短使掌子面失稳或预留核心土过长影响机械作业空间。1.5 出碴及进料运输(1)出碴运输方案根据总体方案要求,本隧道采用挖掘机配合装载机装碴、自卸汽车运输的出碴方案。(2)出碴运输设备配备运输量及装运设备配置依据:满足连续装碴要求;出碴机械设备性能;为了留出机械维修保养时间,考虑一定的备用数量,作为机动数量,以满足出碴的要求。(3)出碴运输组织出渣运输由现场值班管理人员统一调度。为节约装渣时间,紧凑工序之间的衔接,在每次清理完掌子面后,出渣车全部依次停
27、放于掌子面200m处等待,使装渣作业连贯、不中断;建立洞内洞外的无线连接通信,采用对讲机便于值班管理人员随时掌握车辆途中运行情况,及时调配疏导。同时由专人负责洞内外出渣道路的维修,清理每次出渣的余渣及道路边的掉渣,保证道路畅通。1.6施工要点(1)保证隧道开挖放样精度。为满足图纸设计的纵坡开挖及后续衬砌净空要求,洞内每隔50m设置一个水准点,同时每一循环的掌子面开挖放样保证15cm预留变形量;(2)严格遵循软弱围岩段短进尺、少扰动原则,采用光面爆破或预留爆破开挖施工。一次开挖循环进尺控制在钢拱架间距的1.5倍以内,即30cm40cm,开挖一榀,支护一榀;(3)开挖采用国产wes12a型煤电钻改
28、制开挖风镐,避免因施工钻孔用水而造成对掌子面土体浸泡;(4)开挖过程中,特别注意地下水的渗漏,及时将掌子面处的渗水、积水排出洞外。在地下水较为丰富地段,可以采用挖掘机装渣,主要考虑装载机来回碾压对土体影响较大。(5)开挖中如遇到陷穴、落水洞等不良地质时,可先进行换填夯实,较深者可以灌砂充填,处理完毕才能继续向前开挖。1.7 初期支护本标段隧道初期支护主要形式有: c20号喷射混凝土、6钢筋网、径向系统锚杆、型钢钢拱架等。施工工艺流程如下:初喷混凝土35cm锚杆施工挂钢筋网支立型钢钢架超前小导管(超前锚杆)施工复喷混凝土至设计厚度。具体施工方法如下:(1)锚杆施工工艺及工艺方法锚杆钻孔利用开挖台
29、阶搭设简易台架施钻,按照设计间距布孔;钻孔方向尽可能垂直结构面或初喷砼表面;锚杆孔比杆径大15,深度误差不得大于50mm;成孔后采用高压风清孔。砂浆锚杆注浆及安装锚杆注浆安装前须先做好材料、机具、脚手平台和场地准备工作,注浆材料使用硅酸盐或普通硅酸盐32.5水泥,粒径小于2.5mm的砂子,并须过筛,胶骨比1:0.51:1,水灰比0.380.45,砂浆标号不小于m20。砂浆锚杆作业程序是:先注浆,后放锚杆,具体操作是:先将水注入牛角泵内,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。将注浆管插至锚杆眼底,将泵盖压紧密封,一切就绪后,慢慢打开阀门开始注浆。在气压推动下,将砂浆
30、不断压入眼底,注浆管跟着缓缓退出眼孔,并始终保持注浆管口埋在砂浆内,以免浆中出现空洞,将注浆管全部抽出后,立即把锚杆插入眼孔,然后用木楔堵塞眼口,防止砂浆流失。锚杆孔中必须注满砂浆,发现不满须拨出锚杆重新注浆。注浆管不准对人放置,以防止高压喷出物射击伤人。砂浆应随用随拌,在初凝前全部用完,使用掺速凝剂砂浆时,一次拌制砂浆数量不应多于3个孔,以免时间过长,使砂浆在泵、管中凝结。锚注完成后,应及时清洗,整理注浆用具,除掉砂浆凝聚物,为下次使用创造条件。中空注浆锚杆安装安装前,应检查锚杆体和钻头的水孔是否畅通,若有异物堵塞,应及时清理。 锚杆体装入设计深度后,应用水和空气洗孔,直至孔口反水或返气。注
31、浆材料宜采用纯水泥浆或1:1水泥砂浆,水灰比宜为0.40.5。采用水泥砂浆时砂子粒径不应大于1.0mm。 注浆料应由杆体中孔灌入,上仰孔应设置止浆塞和排气孔。 (2)钢筋网施工工艺及工艺方法 按设计要求的钢筋网材质和尺寸在洞外工厂化制作,加工成片,其钢筋直径和网格间距符合图纸规定。汽车运输至洞内施工现场,按图纸所示或监理工程师批准的部位安装钢筋网,钢筋网在初喷一层混凝土后铺挂,钢筋网与锚杆或其他固定装置连接牢固。 钢筋网施工工艺框图 钢筋网工艺方法:施作前,初喷一定厚度混凝土形成钢筋保护层;钢筋横纵相交处绑扎牢固;钢筋接长时搭接长度满足规范要求,焊接或绑扎牢固;钢筋网加工前钢筋要进行校直、除锈
32、及油污,确保施工质量。网片示意图围岩面钢 筋 网钢 筋 网锚杆(3)型钢拱架施工工艺及工艺方法型钢拱架按设计图加工,采用洞外按11比例放样加工,各单节制作焊接完成后,先试拼合格后再运进洞内安装。安装前先准确定出每榀拱架的位置,清理拱角或墙角的松碴,处理欠挖部位至设计断面,型钢拱架按设计位置拼装,型钢拱架与封闭砼之间间隙大时增设垫块定位,两排拱架间纵向按设计要求用钢筋联接,形成纵向连接体系。拱架安装完成后,打设锁脚锚杆或与之相接触的锚杆头焊接牢固,使之成为整体结构。型钢拱架施工工艺框图见下图。型钢拱架施工工艺框图工艺方法:钢架在洞外按设计加工短构件,在洞内用螺栓连接成整体。洞内安装在开挖之后进行
33、,与定位锚筋焊接。钢支撑间设纵向连接筋,钢支撑必须安放在牢固的基础上,架立时垂直隧道中线,当钢支撑和围岩之间间隙过大时设置垫块。现场制作加工:钢支撑按设计要求预先在洞外钢材加工厂加工成型。先将加工场地用15#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,将拱架型钢冷弯成形,要求尺寸准确,弧形圆顺。钢架制作与精度要求:钢架按设计图加工,采用洞外按11比例放样加工。加工时,要求做到尺寸准确,弧形圆顺,允许偏差为:拱架矢高及弧长+20mm,架长20mm;焊接长度要满足规范要求;焊接成型时,应沿刚架两侧对称进行,接头处要求相邻两节轴线一致,连接孔位置要准,以保证连
34、接准确。拱架加工后要试拼,应无扭曲翘曲现象,接头连接要求每榀之间可以互换。断面尺寸允许偏差为20mm,扭曲度为20mm。钢架安装:钢架施工工作内容包括定位测量、安装前的准备工作和安设。定位测量:安装前先准确定出每榀钢架的位置,放样时首先测定出线路中线,确定里程,然后再测定其横向位置。 安设前的准备工作:运至现场的单元钢架应分单元堆码,安设前应进行断面尺寸检查,及时处理欠挖侵空部分,保证钢架安设。钢架外侧必须有不小于4cm的喷射混凝土,安设拱脚或墙脚前,先清除垫板下的松碴,使其置于原状岩石上,在软弱地段,可采用拱脚垫钢板的方法。避免拱脚下沉,拱墙脚应保持水平。钢架安设:钢架应按设计位置安设,钢架
35、与封闭混凝土之间应尽量紧贴,在安设过程中,当钢架与围岩之间有较大间隙时应设垫板,垫板数量应不大于10个,两排钢架间沿周边每隔1m须用22的纵向钢筋联接,形成纵向连接系,使其成为一体,以改善受力状态。拱脚高度不够时不得用土回填,而应设置钢板调整,级围岩上台阶钢架的拱脚高度低于上半断面底线以下1520cm,当承载力不够时,可加大钢架拱脚外侧断面,向围岩方向加大接触面积。钢架安装完成后和与之相接触的锚杆头焊接,使之成为整体结构。钢架施工质量要求:钢架应架设在与隧道轴线垂直的平面内,钢架安设正确后,纵向必须连接牢固,并与锚杆焊接成一整体,安装位置允许偏差见下表。钢支撑支护实测项目项次检查项目规定值或允
36、许偏差检查方法和频率1安装间距(mm)50尺量:每榀检查2保护层厚度(mm)20凿孔检查:每榀自拱顶每3m检查一点3倾斜度()2测量仪器检查每榀斜度4安装偏差(mm)横向50尺量:每榀检查竖向不低于设计标高5拼装偏差(mm)3尺量:每榀检查钢支撑架立后随即进行喷射混凝土,先将钢支撑与围岩之间空隙喷满,然后将钢支撑全部覆盖,使钢支撑与混凝土连成整体共同受力。(4)湿喷砼施工工艺及工艺方法1.湿喷混凝土的施工方法(1) 喷射机械安装好后,先注水、通风、清除管道内杂物,同时用高压风吹扫岩面,清除岩面尘埃。(2) 保证连续上料,严格按施工配合比配料,严格控制水灰比及坍落度,保证料流运送顺畅。(3) 操
37、作顺序:喷射时先开液态速凝剂泵,再送风,最后送料,以凝结效果好、回弹量小、表面湿润光泽为准。2.原材料的要求水泥:采用不低于r32.5普通硅酸盐水泥,使用前做强度复查试验,其性能符合现行的水泥标准。细骨料:采用硬质、洁净的中砂或粗砂,细度模数大于2.5。粗骨料:采用坚硬耐久的碎石,粒径不大于15mm,级配良好。使用碱性速凝剂时,不得使用含有活性二氧化硅的石料。水:采用不含有影响水泥正常凝结与硬化有害杂质的自来水。速凝剂:使用前与水泥做相容性试验及水泥凝结效果试验,其初凝时间不得大于5min,终凝时间不得大于10min。掺量根据初凝、终凝试验确定,一般为水泥用量的5%左右。3.湿喷混凝土特殊技术
38、要求喷射混凝土采用湿喷工艺,喷射设备采用tk961型湿喷机,人工掌握喷头直接喷射混凝土。喷射砼时,喷嘴应与受喷面保持垂直,同时与受喷面保持一定的距离,一般可取0.61.0m。喷射混凝土作业在满足锚杆喷射混凝土支护规范有关规定的基础上,增加以下技术措施:(1) 搅拌混合料采用强制式搅拌机,搅拌时间不小于2分钟。原材料的称量误差为:水泥、速凝剂1%,砂石3%;拌合好的混合料运输时间不得超过2小时;混合料应随拌随用;(2) 混凝土喷射机具性能良好,输送连续、均匀,技术性能满足喷射混凝土作业要求;(3) 喷射混凝土作业前,清洗受喷面并检查断面尺寸,保证尺寸符合设计要求。喷射混凝土作业区有足够的照明,作
39、业人员佩带好作业防护用具。(4) 喷射混凝土在开挖面暴露后立即进行,作业符合下列要求: 喷射混凝土作业分段分片进行。喷射作业自下而上,先喷格栅钢架与拱壁间隙部分,后喷两钢架之间部分; 喷射混凝土分层进行,一次喷射厚度根据喷射部位和设计厚度而定,拱部宜为5cm-6cm,边墙为7cm-10cm,后喷一层应在先喷一层凝固后进行,若终凝后或间隔一小时后喷射,受喷面应用风水清洗干净; 严格控制喷嘴与岩面的距离和角度。喷嘴与岩面应垂直,有钢筋时角度适当放偏,喷嘴与岩面距离控制在0.6-1.2m范围以内,详见下图 喷射砼施工工艺示意图 喷射时自下而上,即先墙脚后墙顶,先拱脚后拱顶,避免死角,料束呈螺旋旋转轨
40、迹运动,一圈压半圈,纵向按蛇形喷射,每次蛇形喷射长度为3-4m,详见下图。 喷射砼施工工艺示意图 正常情况采用湿喷工艺,混凝土的回弹量边墙不大于15%,拱部不大于25%。 喷射混凝土终凝2小时后开始洒水养护,洒水次数应以能保证混凝土具有足够的湿润状态为度;养护时间不得少于14天。 喷射混凝土表面应密实、平整,无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象,不平整度允许偏差为3cm。4.湿喷混凝土机具及工艺流程喷射混凝土采用罐式喷射机湿喷工艺,减少回弹及粉尘,创造良好隧道施工条件。混凝土在洞外拌合,混凝土配合比由现场试验室根据试验确定。1.8 超前支护方法1.超前小导管施工工艺及工艺方法隧道洞身段采用4
41、2*4.0mm小导管超前支护,配合型钢钢架使用,每根长4.5m,沿隧道开挖轮廓线环向布置并向外倾斜,其倾斜角为1015度;注浆压力为0.51.0mpa,纵向前后相邻排导管搭接水平投影长度不小于1.0m;注浆导管环向间距a=0.4m。导管钻6mm注浆孔,间距15cm,呈梅花形布置,前端加工成锥形,尾部长度不小于120cm作为不钻孔的止浆段。 超前小导管施工工艺框图见下图超前小导管施工工艺框图为充分发挥机械效能,加快注浆进度,在小导管前安设分浆器,一次可注入35根小导管。分浆器示意图工艺方法:注浆参数设计选定注浆浆液(水泥浆液,化学浆液),选取凝固时间,进行注浆配合比设计。确定参数(注浆压力、注浆
42、半径、注浆量)。小导管采用钢管,管径42mm,钢管应沿隧道开挖轮廓线环向布置并向外倾斜,其倾斜角一般为1015左右;注浆压力应根据地层致密程度决定,一般为0.8mpa,纵向前后相邻排导管搭接水平投影长度1.0m;注浆导管环向间距a=0.4m;单根导管注浆量等于注浆断面积、注浆管长度和围岩空隙率的乘积,为了避免串浆,采取分序施工或对串浆孔同时注浆。浆液扩散半径浆液扩散半径可根据导管密度确定。考虑注浆范围相互重叠的原则扩散半径rk可按下式计算:rk=(0.60.7)l0式中: l0-管之间中心距离。单根导管的浆液注入量qi可按下式估算qi=r2l qi=r2l式中:r-浆液扩散半径; l-导管长度
43、; -岩体孔隙率。施工要点正式注浆前应在洞外相类似的地层进行注浆试验,以检验注浆设备的选型、配备是否恰当,注浆参数的确定是否合理。导管加工由现场专业车间进行,其注浆孔用钻床成孔,尾部加焊6管箍,并经质检人员检验合格方可交付使用。钻孔、插小导管:导管孔钻打前,进行孔位测量放样,孔位测量做到位置准确,钻孔要按放样进行,并设方向架控制钻孔方位,使孔位外插角度符合设计要求。钻孔完成后,用高压风、水清洗,吹冲干净孔内砂尘及积水,所有钻孔完成均要进行检验。注浆:注浆前先喷混凝土封闭掌子面以防漏浆,对于强行打入的钢管应先冲洗管内的积物,然后再注浆。注浆顺序由下向上进行,浆液可用拌合机搅拌或人工搅拌。单液注浆
44、工艺:水泥浆水灰比一般为1.5:1、1:1、0.8:1三个等级,浆液由稀到浓逐级变换,即先注稀浆,然后逐步变浓至0.8:1为止,考虑到注浆后需尽快开挖,注浆宜用普通水泥加早强剂或用早强水泥,可掺减水剂。单液注浆工艺图见下图在地下水丰富或有淤泥复杂地质条件下,宜选用水泥与水玻璃双液注浆。注浆时将两种不同的浆液分放在两个容器内,使用双液注浆泵或两台注浆泵按配合比分别吸入两种浆液,两种浆液在混合器混合后注入注浆管。单液注浆工艺图2.超前小导管施工质量要求超前小导管所用钢管的品种、级别、规格和数量符合设计要求;超前小导管与支撑结构的连接以及纵向搭接长度符合设计要求;超前小导管施工允许偏差和检验方法应符
45、合规定;超前小导管注浆浆液强度和配合比应符合设计要求,且浆液必须充满钢管及周围的空隙。超前小导管施工允许偏差(mm)和检验方法见下表。超前小导管施工允许偏差检验表项 目超前小导管外插角孔间距孔 深检验数量检验方法小导管101550+500施工单位每环抽查三根仪器测量、尺量施工要点:正式注浆前应在洞外相类似的地层进行注浆试验,以检验注浆设备的选型、配备是否恰当,注浆参数的确定是否合理。导管加工由现场专业车间进行,其注浆孔用钻床成孔,尾部加焊6管箍,并经质检人员检验合格方可交付使用。钻孔、插小导管:导管孔钻打前,进行孔位测量放样,孔位测量做到位置准确,钻孔要按放样进行,并设方向架控制钻孔方位,使孔
46、位外插角度符合设计要求。钻孔完成后,用高压风、水清洗,吹冲干净孔内砂尘及积水,所有钻孔完成均要进行检验。注浆:注浆前先喷混凝土封闭掌子面以防漏浆,对于强行打入的钢管应先冲洗管内的积物,然后再注浆。注浆顺序由下向上进行,浆液可用拌合机搅拌或人工搅拌。1.9 隧道防排水施工方法隧道防排水遵循“防、排、堵、截相结合,因地制宜,综合治理”的原则,采用完整的防排水体系,使隧道内防水可靠、排水通畅,保证运营期间隧道内不渗不漏,基本干燥。1.排水施工(1)防水板及无纺布应在初期支护验收合格后方可施工,同时,应特别检查喷砼支护表面,除去露出的尖锐物。(2)铺设衬砌背后的防水板前,应在防水板内侧先铺设350g/
47、无纺布,无纺布用暗钉圈固定在喷砼上。(3)防水板的搭接采用热风双焊缝施工工艺,防水板搭接长度应不小于10cm并应保证接缝质量。(4)隧道洞身模筑砼变形缝设置橡胶止水带,纵向施工缝和洞身深埋段的环向施工缝应设置带注浆管遇水膨胀止水条。(5)隧道内边墙下部的hdpe纵向排水管应外包一层无纺布,以避免土砂颗粒进入管内,造成管道淤塞。(6)所有的纵向和横向排水管必须严格按设计的高程埋置到位,不能呈波浪状,引起积水和排水不畅;隧底横向泄水支管埋设时应严格按设计的坡度的管口高程埋置,避免积水倒流;各排水管件交叉处必须用三通或多通管连接;各打孔排水管件均外裹透水无纺布。防水板无钉铺挂示意图2.防水施工隧道防
48、水的关键是施工缝的处理,设计采用带注浆管膨胀止水条、橡胶止水带,以确保各种结构接缝的防水效果。为保证防水层施工质量,拟采用无钉铺设施工工艺、可调式防水层作业台架施工,防水板接缝采用热粘法。防水层施工质量的好坏直接影响到隧道防水效果。变形缝在v级围岩段按30m间距设置,在级围岩段按50m设置,环向施工缝设置长度以二衬模板台车长度为准。在变形缝处,沿变形缝全断面布置橡胶止水带;在环向施工缝和纵向施工缝处,设置带注浆管的遇水膨胀止水条。橡胶止水带应用钢筋卡固定,环向间距设为50cm。中埋止水带安装工序:a沿衬砌环向轴线间隔0.5m在挡头板上钻一12钢筋孔;b将加工成型的10钢筋卡由待模筑混凝土一侧向
49、另一侧穿入内侧卡紧止水带一半,另一半止水带平固结在挡头板上。膨胀止水条安装:a安装止水条时,固定止水条的混凝土界面保持平整、干燥,安装前清除界面浮渣尖土及杂物,用钢钉或胶粘止水条固定在已确定的安装部位;b止水条的连接方式先将需对接的两根止水条端部的注浆管部分消去35cm,然后将配置的小三通直接端头分部插入连接的两根止水条的注浆孔内,小三通横向端头则出入备用注浆管内;c为了保证止水效果,尽量根据每环使用长度,在工厂提前加工成型,减少现场搭接。3.施工缝、沉降缝防水施工本隧道变形缝设置带注浆膨胀止水条加中埋式橡胶止水带,两道防水,且嵌缝材料要求防水。环向施工缝具体可根据施工情况进行调整,环向施工缝
50、设置带注浆管膨胀止水条加中埋式橡胶止水带,两道防水。4.洞口防排水施工隧道开挖前应做好防排水处理工作,如山顶、坡面低洼或沟槽应整平并做好排水设施,结合洞口的地形情况,设置洞门墙排水沟以及在洞顶仰坡上方设置截水沟,防止雨水对坡面、洞口的危害,引地表水至路基边沟或洞门外端自然沟谷,以此形成完善的洞外排水系统。1.10二次衬砌 一般地段洞身衬砌洞身衬砌置后洞身开挖80100m(根据监控量测结果适时施工二衬),运输采用砼拌和车,二次衬砌模板采用整体式模板台车,台车长为9-12米,见隧道二衬模板台车示意图。砼施工采用输送泵输送。二次衬砌施工措施具体如下:二次衬砌的施作应在围岩变形基本稳定后进行。防水层施
51、工至少超前二次衬砌施工两个台车长度(18-24m),以减少施工工序之间的相互干扰。先安装泄水管,然后衬砌模板台车就位;砼浇注时从两侧向拱顶浇注。二次衬砌砼强度达到2.5mpa时,方可拆模。横通道衬砌行人、行车横通道洞身衬砌在正洞洞身衬砌超前50m后进行,二次衬砌采用钢拱架配合组合钢模,砼拌制及灌注工艺同正洞施工。模板安装前,按设计要求施作钢拱架及铺设钢筋,各种尺寸按规范及设计要求进行,人工立模整体性浇注。紧急停车带衬砌紧急停车带洞身衬砌根据工期情况,每个台车长度设为6m,砼工艺同正洞施工。1.钢筋加工与绑扎钢筋按要求在洞外工厂化加工,运料车运输到现场,在台车上人工安装绑扎。根据测量控制点先扎外
52、层环向定位钢筋,用纵向筋将定位钢筋连接后,以纵向筋作为其他环向筋安扎依据,扎完外层后再用相同方法安扎内层钢筋,并及时将内外层钢筋用蹬筋连接,电弧焊点焊,以加强整体刚度。钢筋安设完成后,按中线标高进行轮廓尺寸检查,合格后于内层钢筋挂设5cm厚砂浆垫块,以确保砼灌筑后钢筋保护层厚度。钢筋绑扎时,严禁损伤防水板,钢筋焊接时,用防火板对防水板进行遮拦,以防烧伤防水板。2.仰拱及铺底施工仰拱施工工艺框图见下图仰拱施工工艺框图仰拱混凝土施工采用自制仰拱栈桥施工,隧道仰拱栈桥能够实现隧道施工过程中车辆运输及仰拱施工同时作业,避免平行作业下的施工干扰,做到仰拱、铺底施工与运输同步进行,缩短循环作业时间,提高隧道施工效率。整幅仰拱一次施工完毕,人工配合挖装机清碴。把基底的虚碴、杂物及淤泥清除干净,排除积水后,灌注仰拱。绑扎钢筋人工进行,混凝土由运送车直接入仓进行灌注。铺底施工时预留20cm混凝土先不浇注,待工程完工后从洞内到洞外
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