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隧洞洞身段开挖支护施工技术措施编制:校核:中国电建中国水利水电*******有限公司
牛栏江红石岩工程项目经理部中国电建2015年01月03日目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"2工程概况 1概述 1\o"CurrentDocument"工程项目及工程量 2\o"CurrentDocument"工程难点'重点分析及对策 2\o"CurrentDocument"3.1施工道路 4\o"CurrentDocument"3.3施工用电 4\o"CurrentDocument"4洞挖施工 5\o"CurrentDocument"施工方案 5\o"CurrentDocument"特殊部位、不良地质段开挖支护及地质缺陷处理措施 8\o"CurrentDocument"隧洞开挖及支护施工工艺 11\o"CurrentDocument"排水沟及排水盲沟管施工 32\o"CurrentDocument"4.5通风洞及通气井施工 32\o"CurrentDocument"5开挖渣料的处理 33\o"CurrentDocument"开挖渣料的利用和堆存规划 33\o"CurrentDocument"有用料质量保证措施 33\o"CurrentDocument"6施工进度及资源配置 33\o"CurrentDocument"6.1主要施工机械设备配置计划 33\o"CurrentDocument"6.2主要施工人员酉己置计戈lj 34\o"CurrentDocument"7施工质量保证措施 351 .....................a<>>>><a>a<a>aa............aa..aa>a<a>a<a>aaa>>aa<>(a>aa...........352 36\o"CurrentDocument"8安全保证措施 37\o"CurrentDocument"8.1安全管理措施 37\o"CurrentDocument"2危险源辨识 37\o"CurrentDocument"8.3施工安全措施 38\o"CurrentDocument"9环境保护及职业健康措施 39\o"CurrentDocument"1环境及职业健康目标 39\o"CurrentDocument"9.2环境及职业健康风险辨识 39[在此处键入]9.3保护措施 红石岩堰塞湖整治工程右岸隧洞土建工程
隧洞洞身段开挖支护施工技术措施1编制依据本措施根据以下资料编制。(1)《红石岩堰塞湖永久性整治工程右岸隧洞土建工程招标文件》(合同编号:HSY/SG-C1)(2)《隧洞洞身开挖支护图(1/3)(2/3)(3/3)(A版)》(图号:ND62-KM3562-0944-42-1-01'03)(3)《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》(DL/P5099T999)(4)《水电水利工程锚喷支护施工规范》(DL/T5181-2003)(5)《水电水利工程爆破施工技术规范》(DL/T5135-2001)(6)《水工混凝土试验规程》(SD105)(7)投标文件2工程概况2.1概述隧洞布置于右岸,隧洞断面为14mx21m的城门洞形,隧洞全长1186.042m(溢0+000.000〜溢1+186.042)。溢0+068.110〜溢0+199.010段和溢0+284.364〜溢0+389.083段为平面转弯段,转弯半径分别为150m和300m。溢0+824.307以前段底板坡比为2%,以后段底板坡比为10%。2015年5月31日前隧洞上层开挖完成,作为汛期过流使用,上层过流断面不小于为15.6mX9m,洞子进口、出口段开挖及支护按设计要求实施,完成上半洞洞挖及一次支护后具备过水度汛条件。洞身段开挖及支护特性见表2T。表2T 洞身段特性表序号长度国岩美别开挖断面支护型式上层断面平均面积(m2)全断面平均面积(m2)192.2084II城门洞型系统锚杆、随机锚杆、锚筋桩、喷混凝土、挂钢筋网、排水孔122.35337.232599.8752III城门洞型系统锚杆、锚筋桩、喷混凝土、挂钢筋网、排水孔123.763403415.6563IV城门系统锚杆、锚筋桩、喷混凝土、挂钢筋126.6345.56序号长度画岩类别开挖断面支护型式上层断面平均面积(m?)全断面平均面积(m2)洞型网、工字钢、预应力锚杆、排水孔478.3021V城门洞型系统锚杆、锚筋桩、喷混凝土、挂钢筋网、钢支撑、预应力锚杆、预应力锚索、排水孔126.6345.562工程项目及工程量根据施工蓝图规定的施工参数计算,洞身段开挖支护施工的主要项目及工程量见表2-2o表2-2 洞身段主要工程项目及工程量汇总表序号工程项目规格单位工程量备注(总计)1石方洞挖m34057452石方槽挖m321413C20喷混凝土m312311.54挂钢筋网06.5@20cmX20cmt1625锚杆028@2mX2m,L=3m根8746锚杆028@2mX2m,L=6m根77947锚杆032@2mX2m,L=9m根77958排水孔076,L=10mm603219排水盲沟管0.2X0.2m5046110锚筋桩3028,L=9m根237211固结灌浆05O@3mX3m,L=8mm2351812预应力锚杆150KN,025,L=9m根103913工字钢120b120bt76414连接筋$20t13115预应力锚索600KN级,L=20m束10016超前小管棚4)48,L=4.5m根972.3工程难点、重点分析及对策2.3.1工程难点及重点分析根据本标地质条件及建筑物结构特点,洞身开挖过程中,保证隧洞进口洞段、不良地质洞段、施工支洞与主洞交叉口洞段等围岩稳定及施工安全是施工的难点和重点。2.3.2施工对策1、以我公司有经验的工程师为主导,随时深入现场指导施工,重点对隧洞进出口、[在此处键入]不良地质洞段等特殊洞段进行地质预测、预报,提出开挖支护建议措施,必要时采用超前探洞、探孔探测,查摸清详细地质情况,以便采取应对措施。2、以“锚控支护”为核心,最大限度的控制围岩有害变形。不良地质洞段的开挖采取“超前探测,预锚固或预灌浆、短进尺、弱爆破、少扰动、早封闭、强支护、勤量测”的施工方法,对多种支护形式并存的边墙、顶拱采取由浅到深、由表及里的支护程序,即:先喷一层混凝土一钢支撑固定锚杆及随机锚杆一挂钢筋网一钢支撑安装一喷混凝土至设计厚度一系统锚杆,保证施工安全和洞室成型质量。3、隧洞洞身IV、V类围岩洞段I层开挖前,视实际地质情况先采用超前锚杆或超前注浆小导管进行预支护,然后进行开挖,IV类围岩洞段排炮循环进尺L2〜L5m,V类围岩洞段排炮循环进尺0.8〜1.0m。每开挖分区的支护均及时跟进,一排炮一支护,确保施工安全。II层IV、V类围岩洞段分为两薄层进行开挖支护,每一薄层均采用左、右两侧边墙预留3.0m保护层,中部梯段拉槽超前的程序施工。两侧保护层光爆开挖及时跟进中部拉槽,保护层每排炮后及时进行钢支撑下延及锚喷支护。两侧保护层开挖支护错开施工,当一侧的支护完成后,再开挖、支护另一侧。4、隧洞进、出口洞段I层从洞外向洞内进行开挖支护。开挖前均先对洞脸进行喷混凝土支护,然后布置锁口锚杆再进行钻孔开挖。5、开挖断面各分区均采取控制爆破技术,严格控制开挖规格及爆破单响药量,减小爆破震动对围岩的影响、减小塑性松动圈,支护及时跟进,保证围岩稳定。6、隧洞高边墙与施工支洞交叉口段在相应部位隧洞I、II层开挖前,完成施工支洞交叉口段1.5倍洞径范围喷锚支护,距交叉口1倍洞径范围内支洞段视地质情况加强支护;交叉口段隧洞I层扩挖采取短进尺开挖,开挖后及时进行系统的锚喷支护;隧洞H层开挖前对边墙进行预裂,II层开挖后及时对该部位边墙实施支护;上层支洞不再使用后及时封堵。7、加强安全监测,保证施工安全。本合同工程中所有永久工程的安全监测工程由安全监测工程标承包人负责。施工中及时为安全监测工程标承包人提供施工工作面及配合工作,并完成施工期临时安全监测工程的设备仪器的安装及施工期观测和资料的分析整理等工作。对隧洞进出口洞段、不良地质洞段等进行加密监测,根据各种监测数据进行安全分析和预报,对不稳定围岩或块体实施准确预测和适时有效锚固,在严密的安全监控下展开施工,保证施工人员、设备安全。3施工布置隧洞洞身开挖/支护施工的主要设施布置见附图1,具体如下。1施工道路为满足隧洞施工需要,规划布置了2#、2#-1和3#施工支洞,2#、2#-1和3#施工支洞均由原红石岩电站交通洞作为通道,2#和3#施工支洞均为上支洞,2#-1施工支洞为下支洞。上述3条施工支洞均由本标负责施工。同时根据设计在原交通洞内新建岔洞R4洞作为交通洞使用,R4洞穿过隧洞下层,在施工过程中可作为下层开挖支洞。根据施工总体规划,隧洞进口段436m洞身段I层由隧洞进口开挖,溢0+436.000~溢0+770.000段I层以及溢0+636.000~出口段H层由隧洞2#施工支洞开挖,溢0+770.000~出口段I层由隧洞3#施工支洞开挖。隧洞进口~溢0+436.000段H、III层由隧洞进口开挖,隧洞溢0+436.000~溢0+636.000段II、III层由2#-1洞开挖,溢0+636.000~出口HI层由新建岔洞R4和隧洞出口开挖施工用风.1生产供风根据现场地形位置,结合本标施工作业面分布、施工强度特点及施工机械设备的配置。施工用风主要为隧洞洞挖支护施工,单台喷混凝土按12m3/min考虑,单台手风钻用风按3m考虑。在原交通洞洞口平地处布置六台(6X25m3/min,6X130kW)固定压风机,利用DN150和DN100接至2#施工支洞及3#施工支洞处供洞身段开挖。在进口段洞外平地处布置一台(25m3/min,130kW)固定压风机,利用DN100接至隧洞进口段供洞身段开挖。2.2排气散烟2#施工支洞及3#施工支洞处洞身通风采用大管径通风管正压通风,新建岔洞R4负压通风。在原交通洞洞口设置一台功率为2X37kw轴流风机,将新鲜空气经原交通洞、2#施工支洞、3#施工支洞压入开挖掌子面,同时用一台风机将废气从新建岔洞R4抽出洞外。.3施工用电本工程施工用电目前采用原厂房110KV输电线路反向供电至原交通洞洞口,在洞口布置两台800kVA变压器,以满足交通洞处施工供电要求。隧洞进口段利用高压电缆进行供电。各工作面用电采用截面240平方与185平方绝缘四品线接入。.4施工用水原交通洞通道处施工用水主要是钻孔用水,喷混凝土用水,同时供应120拌和站施工用水,在原红石岩厂房生活营地旁布置一个300nf水池,采用力60mmpE管接到各用水作业面。水源直接由牛栏江中抽取。隧洞进口处施工用水主要是钻孔用水,在进口段处设移动水箱,水源直接从牛栏江中抽取。5施工排水原交通洞内隧洞洞身开挖渗水可沿洞内流至原交通洞,在原交通洞沿洞内流至堰塞体方向。隧洞进口洞身段开挖排水在洞身段内汇集后利用小型水泵抽至洞外,经沉淀后排至牛栏江。洞内风水电布置剖面图见附图01。4洞挖施工1施工方案1、开挖分层、分区根据隧洞的特点、工期要求及施工机械性能,洞身段自上而下分三大层开挖支护。其中I层采用钻架台车水平钻爆,分层高度9.1〜9.25m,采用先中部开挖支护,后左右两侧扩挖和半断面开挖方法两种方法,视地质条件选用;II层II、III类围岩段采用轻型潜孔钻两侧预裂、液压履带钻中部拉槽,梯段爆破开挖,IV、V类围岩段采用液压履带钻中部拉槽、两侧预留3.0m保护层水平光爆开挖,分层高度5.0〜6.6m;III层为底板保护层,采用手风钻水平光爆开挖,分层高度2.0m。隧洞洞身开挖分层、分区详见图4。2、洞身开挖方案(1)洞身I层开挖隧洞I层采用钻架台车水平钻爆,I层分为三区采用先中部(7.0X9.25m)开挖支护,后两侧扩挖的程序和分为两区采用半断面开挖的程序进行施工,以减小顶拱一次性开挖跨度,控制围岩有害变形,周边按设计轮廓线进行光爆。①因隧洞上层需要在2015年5月31日前贯通,工期紧,工程量大,II、HI类围岩洞段I层导洞超前全断面扩挖10〜20m,支护施工滞后全断面完成以后50、60m进行施工,但需针对岩层薄弱地带进行随机锚杆支护并采用素喷混凝土进行封闭,然后继续进行开挖施工,避免影响开挖进度,在全断面达到50m〜80m,及时对全断面进行系统支护施工。②隧洞IV、V类围岩采用先导洞,后扩挖的方式,先导洞超前全断面扩挖5~10m,支护施工滞后全断面完成以后进行支护。③隧洞进口围岩分类为V类,最大开挖跨度16.1m,采用先左侧半断面开挖支护,后扩挖的程序进行施工,以减小顶拱一次性开挖跨度,控制围岩有害变形。开挖分区的支护均及时跟进,一排炮一支护,确保施工安全。④考虑到隧洞洞身段前半段工期较紧,为了加快施工进度,进口段和2#施工支洞主洞开挖工作面进行半断面开挖,半断面贯通以后,根据施工工期增加设备人员多工作面进行扩挖,以保证2015年5月31日前隧洞上层贯通。I层开挖进尺循环时间如下表:表4-1 隧洞洞身I层开挖进尺循环表序号项目ii,m、iv类(h)(IV)V类(h)1钻孔33半断面或导洞2装药113通风散烟114排险125出渣326临时防护处理/加强防护处理267总时间llh15h全断面时间X1.68进尺m3m0.8~L5m(2)洞身II层开挖①II、HI、IV类围岩洞段II层采用液压履带钻造孔,全断面分台梯段爆破开挖,边墙轮廓线预裂至IH层顶。边墙预裂钻孔采用YQT00E改型轻型潜孔钻。支护根据监测成果适时跟进,控制支护滞后开挖30nl以下即可,但需保证上层支护完成后再进行下一层的开挖。②v类围岩洞段n层分为两薄层进行开挖支护,每一薄层均采用左、右两侧边墙预留3.0m保护层,中部梯段拉槽超前的程序施工,中部拉槽提前于两侧光爆5~15m。两侧保护层开挖及时跟进中部拉槽,保护层每排炮后及时进行钢支撑下延及锚喷支护。中部梯段拉槽采用液压履带钻造孔;两侧保护层开挖支护错开施工,当一侧的支护完成后,再开挖、支护另一侧,保护层采用手风钻水平钻爆开挖,设计边线光爆。(3)洞身HI层开挖III层为底板保护层,采用手风钻水平钻爆全断面开挖,底板周边设计边线光爆。隧洞洞挖方案见表4-1、4-2;开挖支护施工程序见图2、3;施工工艺方法详见图7、8o表4-2 隧洞洞身I层开挖方案表工程部位超前支护开挖施工方案施工监测
工程部位超前支护开挖施工方案施工监测n、ni类围岩洞段无采用半断面开挖方法,先右侧后左侧扩挖,支护滞后跟进的方式进行开挖,钻架台车钻孔,周边光爆,循环进尺3.0〜3.5m。开挖渣料采用3.0m3侧卸装载机装,20t自卸车运输。施工成型后按设计及监理的要求埋设观测设施,按规定的监测项目、测次和时间进行施工期的监测,及时反馈观测信息以指导施工。w类围岩洞段超前锚杆或超前小导管预加固采用半断面开挖方法,先右侧后左侧扩挖,周边光爆,排炮循环进尺1.0〜2.0m。开挖渣料采用3.0m3侧卸装载机装,20t自卸车运输。V类围岩洞段超前小导管预加固采用钻架台车钻孔,采用中导洞(7.0X9.25m)开挖支护,开挖时遵循“短进尺、小药量、控爆破、勤支护”的原则,排炮循环进尺0.5〜1.0m,周边采用小药量光爆。开挖渣料采用3.0m3侧卸装载机装,20t自卸车运输。进口段超前锚杆、超前锚筋束或超前小导管预加固,另建议前20m洞段增设一排6108mm管棚采用先左侧半断面开挖支护,后扩挖的方式,进口段1层自洞外向洞内开挖。各区均采用钻架台车水平钻爆,开挖时遵循“短进尺、小药量、控爆破、勤支护”的原则,排炮循环进尺0.75〜1.5m,周边孔采用小药量光爆。开挖渣料采用3.0m3侧卸装载机装,20t自卸车运输。出口10m洞段必要时采用超前锚杆、超前锚筋束或超前小导管预加固采用中导洞(7.0X9.25m)开挖支护,其中洞口10m范围I层自洞外向洞内开挖。各区均采用钻架台车水平钻爆,周边光爆,排炮循环进尺1.0〜2.0m。开挖渣料采用3.0m3侧卸装载机装,20t自卸车运输。表4-3 隧洞n层开挖方案表工程部位超前支护开挖施工方案施工监测H、in类围岩洞段无采用液压履带钻造孔,全断面分台梯段爆破开挖,边墙轮廓线预裂至隧洞HI层顶,排炮循环进尺6.0〜8.0m。其中边墙预裂钻孔采用YQ-100E改型轻型潜孔钻。开挖渣料采用1.60?反铲、3.On?侧卸装载机装,20t自卸车运输。施工成型后按设计及监理的要求埋设观测设施,按规定的监测项目、/则次和时司进行施工期的监/则,及时反馈观测信IV类围岩洞段视需要增加外倾30°的边墙超前锚杆或超前锚筋束分为两薄层开挖支护,每薄层均采用左、右两侧边墙预留3.0m保护层,中部拉槽超前的方式开挖。中槽采用液压履带钻钻孔,梯段爆破开挖,排炮循环进尺6.0m;左、右边墙预留保护层错开开挖,均采用手风钻水平钻爆,轮廓线光爆,排炮循环进尺1.0〜2.0m。保护层每排炮后及时进行拱架下延及锚喷支护。开挖渣料采用1.6m3反铲、3.On?侧卸装载机装,20t自
工程部位超前支护开挖施工方案施工监测卸车运输。息以指导施工。V类围岩洞段视需要增加外倾30°的边墙超前锚杆或超前锚筋束分为两薄层开挖支护,每薄层均采用左、右两侧边墙预留3.0m保护层,中部拉槽超前的方式开挖。中槽采用液压履带钻钻孔,梯段爆破开挖,排炮循环进尺6.0m;左、右边墙预留保护层错开开挖,均采用手风钻水平钻爆,轮廓线光爆,排炮循环进尺0.5〜1.0m。保护层每排炮后及时进行拱架下延及锚喷支护。开挖渣料采用3.On?侧卸装载机装,20t自卸车运输。进口段视需要增加外倾30°的边墙超前锚杆或超前锚筋束开挖施工方案同W类围岩洞段。出口10m洞段表4-4 隧洞m层开挖方案表工程部位超前支护开挖施工方案施工监测H、1H类围岩洞段无采用手风钻水平钻爆,底部设计边线光爆,排炮循环进尺3.5m,开挖渣料采用3.On?装载机装,20t自卸车运输。施工成型后安设计及监理的要求埋没观测设施,安规定的监则项目、测次和时间进行施工期的监则,及时反馈见测信息以指导施工。IV类围岩洞段视需要增加外倾30°的边墙超前锚杆或锚筋束采用手风钻水平钻爆,设计边线光爆,排炮循环进尺2.0—3.0m。开挖渣料采用3.0m3装载机装,20t自卸车运输。V类围岩洞段进口段出口10m洞段4.2特殊部位、不良地质段开挖支护及地质缺陷处理措施1、交叉口部位根据我公司相关工程经验,施工支洞与隧洞洞身段相交段应力集中,容易开裂掉块,隧洞洞身开挖前,交叉段2倍洞径范围内必须加强支护:在完成系统支护的基础上,增加一定数量的随机锚杆,边墙及顶拱挂网喷混凝土,在施工支洞顶拱上方设置双排锁口锚杆,锚杆参数为①25,L=4.5m,间排距0.5mX0.5m;相应部位的隧洞洞身开挖遵循“短进尺、控爆破、少扰动、紧封闭”的原则,开挖后及时进行系统支护,距交叉口10m的隧洞洞身段段视地质情况采用钢支撑加强支护。对于交叉段增加支护工程量,现场及时做好施工记录及资料,并请监理确认。由于施工支洞与隧洞洞身相交,相交段应力集中,容易开裂掉块,为保证施工安全,并加大施工车辆行车安全性、方便性,对相交部位进行技术性超挖,并对超挖的部位加强支护,暂定超挖半径按6m计,实际按现场符合车辆行车要求以及实际地质情况为准。相应工程量按实际工程量计。2、隧洞进、出口洞段开挖措施隧洞进出两口地质条件相对较差,开挖稳定问题突出,施工中必须采取特殊措施才能确保进、出两口的工程安全。为确保施工安全,根据我公司在大断面隧洞工程不良地质段开挖支护的成功经验,本标隧洞进口、出口段施工拟采取下列施工保证措施:(1)加强系统支护进、出口段采用型钢拱架加强系统支护,以提高安全保证率,必要时钢支撑底部L0m高度范围内增加混凝土护脚;另外根据小湾水电站、糯扎渡水电站及乌东德水电站隧洞进出口施工经验,两口在施工过程中变形较大,为减小变形,建议增加一部分150kN级预应力锚杆作为系统支护。(2)加强施工监测根据实际情况适当增加部分收敛观测断面,发现问题及时处理。(3)开挖支护方案为保证洞脸开口质量及围岩安全,隧洞进口段前20.0m及出口10.0m洞段I层按洞外至洞内的方向进行掘进,开口前完成洞脸周边边坡的系统支护,以及锁口锚筋桩、悬吊锚筋桩、超前预支护等施工。(4)混凝土衬砌跟进洞口段开挖支护结束后,根据监测结果,必要时增加混凝土衬砌,以确保围岩稳定。3、岩性接触带和节理发育洞段等不良地质段开挖支护措施(1)加强超前探测为超前探明不良地质段,在充分利用设计提供的地质资料的同时,灵活机动的采取超前导洞、超前地质探测孔等多种手段探清不同洞段的岩石情况,以便为确定安全有效的施工方案提供第一手资料。(2)加强超前支护①岩性接触带主要采用超前小导管预支护,节理发育洞段顶拱超前支护使用超前砂浆锚杆(锚筋束)或超前小导管。为确保边墙的稳定,边墙上视实际地质情况增设外插角30°左右的超前锚杆。②可采用预灌浆加固。开挖过程中除采取短进尺、多循环、控爆破、强支护、勤观测的原则进行开挖外,必要时,还可采取超前固结灌浆进行预加固,施工中将遵循如下的原则:A、预灌浆的范围、孔位布置、灌浆材料、灌浆压力及工艺要求等,应做专门设计和试验;B、预灌浆的效果,可用单位透水率、声波速度或被胶结岩石强度值来检验;C、灌浆后的开挖间隔时间,应根据灌浆目的和跨度,通过试验决定;D、采用分段灌浆时,其阻浆段的预留长度应根据灌浆压力和效果决定;E、灌浆后的开挖,采取短进尺、控爆破、快支护的原则进行。③加强系统支护系统支护按设计要求采用型钢拱架,采用工字钢拱架的优势是加工制作及安装方便快捷,易于及时支护跟进。系统锚杆在充分采用设计参数的基础上,围岩破碎造孔比较困难部分在监理批准下灵活采用自进式中空注浆锚杆代替砂浆锚杆。(4)严格岩性接触带的施工工艺岩性接触带I层开挖支护充分采用新奥法理论施工:“短进尺、控爆破、少扰动,紧封闭,勤量测”;支护均及时跟进,一排炮一支护,确保施工安全。II层分为两薄层进行开挖支护,每一薄层均采用左、右两侧边墙预留3.0m厚保护层,中部梯段拉槽超前的程序施工。两侧保护层开挖及时跟进中部拉槽,保护层每排炮后及时进行钢支撑下延及锚喷支护。充分利用液压履带等大型机械设备实现及时支护、快速循环的先进施工工艺。A、每排炮后及时对周边围岩、开挖掌子面喷一层5cm的混凝土封闭,以形成初期简单的柔性支护环,同时抑制围岩的进一步风化,增长围岩的自稳时间;利用掌子面的素喷封闭措施,做到始终保持开挖掌子面与洞轴线大致垂直,方便了大型机械作业,加快循环进度;B、初喷混凝土后要及时架设型钢拱架及系统锚杆施工,尽早发挥其悬吊及支承拱作用,进一步的加强围岩的稳定,型钢拱架与环向均匀布置的锁脚锚筋桩及系统锚杆焊接在一起,从而与围岩连为一体,最后喷混凝土至设计位置,基本做到一次支护紧跟掌子面。C、超前支护钻孔主要采用钻架台车,小导管及预应力锚杆灌浆采用注浆机,系统锚杆、预应力锚杆钻孔以轻型潜孔钻为主,预应力锚索采用锚索钻机造孔,喷混凝土采用混凝土喷射机分层施喷,型钢拱架的制作采用液压型钢弯曲机,以加快钢拱架的制作速度,钢拱架的安装设备主要采用8t吊车、平台车、反铲等施工机械。4、塌方处理由于重视支护质量,因此我公司近十余年来,在大、小工程中基本避免了塌方的产生,我公司具有长期地下工程施工经验,因此具有丰富的处理塌方的经验与方法,施工中万一产生塌方,拟采用如下的措施:[在此处键入]
(1)发生塌方时,会同监理人及时查明塌方原因及其规模、规律,提出措施迅速处理,防止塌方范围的延伸和扩大。(2)塌方段施工时,先加固好端部未破坏的支护或岩体,加固处理措施与永久支护结合。(3)塌落物未将洞室堵塞时,先进行顶部支护再清除石渣。(4)塌落物将洞室堵塞时,采用小导管加注浆或预注浆等方法加固,然后按边开挖边支护边衬砌的方法施工。4.3隧洞开挖及支护施工工艺1、I层开挖支护施工工艺I层开挖支护工艺流程框图施工准备3测量放线中导洞(半断面)钻孔(钻架台车)装药爆破通风散烟,喷水除尘安全清撬及出渣根据措施要求进行
一次支护扩挖(半断面)钻孔
(钻架台车)根据措施要求进行
一次支护装药爆破 ►I通风散烟,喷水除尘安全清撬、危石支护I出渣、清底下一循环< 2、II层开挖支护施工工艺(1)II、III类围岩梯段开挖支护施工工艺[在此处键入]II、ni类围岩梯段开挖支护工艺流程框图 施工准备TOC\o"1-5"\h\zV ]爆破设计及试验 清理工作面 设计轮廓轻型钻1 钻预裂爆破孔测量放线\o"CurrentDocument"I I ► 测定爆破孔位 < 1I履带钻造孔、清孔I装药、爆破通风散烟,喷水除尘安全处理出渣随机支护:系统支护适时跟进:I! 1 !下一开挖循环《 ;(2)IV、V类围岩中层开挖支护施工工艺IV、V类围岩中层中部分层拉槽开挖支护工艺流程框图装药、爆破装药、爆破V安全处理出渣V下层两侧保护层手风
钻造孔、清孔I装药、爆破V安全处理出渣V下一开挖循环施工准备 1 V测量放线 爆破设计及试验V清理工作面 测定爆破孔位I上层履带钻垂直造孔、清孔I装药、爆破V安全处理!出渣V上层两侧保护层手风
钻造孔、清孔I装药、爆破y
安全处理出渣
I
下层履带钻垂直造孔、清孔3、底板保护层(III层)开挖支护工艺底板保护层开挖支护施工工艺流程框图
施工准备I中层开挖时手风钻进
行边墙预裂爆破V 测量放线中层开挖时手风钻进
行边墙预裂爆破爆破设计及试验V
清理工作面I ►测定爆破孔<I手风钻水平造孔、清孔1装药、爆破安全处理出渣延伸风水电线路,进入下一开挖循环4、隧洞进出洞口开挖支护工艺隧洞进出洞口开挖支护工艺流程框图施工准备测量放线锁口锚杆、大管棚超前支护V分区开挖支护—安全监测下一开挖循环5、不良地质段开挖工艺不良地质段开挖工艺流程框图施工准备测量放线I超前小导管预注浆支护I按V类围岩分层、分区开挖<——安全监测I下一开挖循环6、洞室开挖主要工艺作业措施(1)开挖准备洞内风、水、电就绪,施工人员、机具准备就位。(2)测量放线洞内导线控制网测量采用全站仪进行。施工测量一般采用全站仪配水准仪进行。测量作业由专业人员实施,每排炮后进行洞室中心线、设计规格线测放,并根据爆破设计参数点布孔位。开挖断面测量在喷混凝土前进行,测量间距3m。定期进行洞轴线的全面检查、复测,确保测量控制工序质量。同时,随洞室开挖、支护进度,每隔20m在两侧洞壁及洞顶设一桩号标志。洞内测量控制点埋设牢固隐蔽,作好保护,防止机械设备破坏。每次开钻造孔前,应由现场技术员配合测量人员,根据钻爆设计图规定的布孔参数对爆破孔进行定位测量和标识,并规范造孔行为,提高爆破质量和效率。(3)钻孔作业由合格钻工严格按照测量定出的中线、腰线、开挖轮廓线和测量布孔进行钻孔作业。各钻工分区、分部位定人定位施钻,实行严格的钻工作业质量经济责任制。技术人员现场旁站,便于及时发现和解决现场技术问题。每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查,做到炮孔的孔底落在爆破规定的同一个铅直断面上(梯段爆破为水平面),具体要求如下:平一爆破孔垂直方向的倾角(或俯角)应与隧洞纵坡相匹配;直一爆破孔的角度和方向应基本保持一致,周边孔孔底的最大偏差不能超过5cm(通过偏角验算确定),辅助孔的最大偏角不应超过2°;齐一爆破孔的孔深应基本一致,若炮孔超深大于允许值,应采用合适的材料予以回填,孔深不足的应二次造孔至设计孔深。;为了减少超挖,周边孔的外偏角控制在设备所能达到的最小角度。光爆孔、预裂孔及掏[在此处键入]槽孔的偏差不得大于5cm,其它炮孔孔位偏差不得大于10cm。爆破孔造好后用高压风、水进行联合清洗,清除孔内的岩粉、石渣。采用预裂爆破和光面爆破是控制洞室开挖规格的重要手段,预裂、光爆的好坏将直接决定洞室开挖规格的优劣,因此合理选用优良的钻孔设备、挑选熟练的钻工,严格钻孔精度是保证开挖质量的前提。(4)装药、联线、起爆装药前用高压风冲扫孔内,炮孔经检查合格后,方可进行装药爆破;炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结,由考核合格的炮工严格按批准的钻爆设计进行施作,装药严格遵守爆破安全操作规程。掏槽孔由熟练的炮工负责装药,光爆孔、预裂孔用小药卷捆绑于竹片上间隔装药,每节药卷均分成2小节后用胶布固定在竹片上,每两小节药卷之间间隔25〜30cm。水平开挖洞室利用台车安全平台或平台车作为登高设备装药,掏槽孔、扩槽孔和其它爆破孔装药要密实,堵塞良好,堵塞长度按爆破图施工,严格按照爆破设计图(爆破参数实施过程不断调整优化)进行装药、用非电雷管联结起爆网络,最后由炮工和值班技术员复核检查,确认无误,撤离人员和设备,炮工负责引爆。光面爆破和预裂爆破须达到以下要求:a、残留炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布;b、残留炮孔痕迹保存率:对节理裂隙不发育完整岩体应达到80%;对节理裂隙较发育和发育的岩体应达到80%~50%,对节理裂隙极发育的岩体应达到50犷10%;c、相邻两孔间的岩面不平整度,不得大于15cm,孔壁不应有明显的爆震裂隙;d、岩体平整,欠挖超挖符合规定,无瞎炮。(5)通风散烟及除尘各洞室开挖施工过程中一直启动通风设备通风,利用已形成的排风系统进行排烟除尘,保证在放炮后规定时间内将有害气体浓度降到允许范围内。爆破散烟结束后,对开挖面爆破渣堆洒水除尘。并配置监测气体浓度必须的仪表、仪器。(6)安全处理由专职安全员全过程监控。爆破后,用反铲(或人工)清除掌子面及边顶拱上残留的危石及碎块,保证进入人员及设备的安全,岩面破碎洞段在进行安全处理后,可先喷一层5cm厚混凝土,出渣后再次进行安全检查及处理。在施工过程中,经常检查已开挖洞段的围岩稳定情况,清撬可能塌落的松动岩块。(7)出渣及清底根据部位采用3.0m3侧卸装载机、L6m3反铲配合20t自卸汽车出渣,出渣完毕后用反铲或人工清出工作面积渣,为下一循环钻爆作业做好准备。(8)围岩支护[在此处键入]J每排炮开挖结束后,对稳定性差的局部岩体及时进行随机锚喷支护和系统支护,围岩好的地段系统锚杆、挂网及喷混凝土可滞后开挖作业施工。隧洞典型断面开挖爆破设计图见附图9、10、11、12。7、支护施工工艺措施隧洞洞身围岩开挖支护程序示意图见附图5、6。(1)系统锚杆施工隧洞锚杆(锚筋桩)的形式为:普通砂浆锚杆:①28,L=3m;①28,L=6m;①32,L=9m;锚筋桩:3028,L=9.OmoL=4.5m以下短锚杆采用手风钻造孔,其余长锚杆、锚筋桩采用轻型潜孔钻造孔。锚杆注浆采用注浆机,作业平台车配合人工安装杆体。①施工工艺流程先注浆后插锚杆施工工艺流程先注浆后插锚杆施工工艺流程框图测量放线 锚杆制作I ;基面清理—►造孔—►清洗—►注浆—►安插锚杆—►检查验收先插锚杆(锚筋桩)后注浆施工工艺流程先插锚杆(锚筋桩)后注浆施工工艺流程框图测量放线 锚杆(锚筋桩)制作I..J”基面清理一造孔一►清洗―^^安插锚杆(锚筋一注浆_>检查验收桩及注浆管)②系统施工工艺措施A、现场试验锚杆在施工前,主要进行以下锚杆试验工作:通过室内试验筛选2〜3组满足设计要求的砂浆配合比;B、造孔钻头选用要符合要求,钻孔点有明显标志,开孔的位置在任何方向的偏差均应小于100mm。锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求。施工图纸未作规定时,其系统锚杆的孔轴方向应垂直于开挖面;局部加固锚杆的孔轴方向与可能滑动面的倾向相反,其与滑动面[在此处键入]的交角大于45°。锚孔深度必须达到设计要求,孔深偏差值不大于50mm。钻孔完成后用高压风、水联合清洗,将孔内松散岩粉粒和积水清除干净;如果不需要立即插入锚杆,孔口应加盖或堵塞予以适当保护,在锚杆安装前应对钻孔进行检查以确定是否需要重新清洗。钻孔结束对每一钻孔的孔径、孔向、孔深及孔底清洁度进行认真检查记录。C、锚杆的安装及注浆灌浆系统满足设计要求,砂浆锚杆采用先注浆后插锚杆工艺。采用锚杆注浆机Deguna20TEV进行锚杆注浆,浆站设置在洞内锚杆注浆机旁。在钻孔内注满浆后立即插杆,锚杆插送方向要与孔向一致,插送过程中要适当旋转(人工扭送或管钳扭转);锚杆插送速度要缓、均,有“弹压感”时要作旋转再插送,尽量避免敲击安插。D、锚筋桩施工锚筋桩的工艺措施与砂浆锚杆“先插杆后注浆”部分基本相同。施工中需注意:锚筋桩钻孔直径以锚筋桩的外接圆的直径作为锚杆直径来选择;锚筋桩应焊接牢固,并焊接对中环,对中环的外径比孔径小10mm左右,一个钢筋桩至少应有两个对中环;注浆管和排气管应牢固固定在锚筋桩桩体上,注浆管距孔底50cm,随锚筋桩一起插入孔中。(2)预应力锚杆施工预应力锚杆主要对W、V类围岩部位作加强支护,其参数为预应力锚杆150kN,中25,L=9mo施工采用YQ-100E轻型潜孔钻造孔,注浆采用锚杆注浆机,浆站设置在洞内锚杆注浆机旁。作业平台车配合人工安装锚杆。①施工工艺流程预应力锚杆采用端头锚固式,锚固采用黏结式。施工工艺流程见下框图。预应力锚杆施工工艺流程框图测量放线 锚杆制作! I基面清理一>造孔一>清洗一>安插锚杆一►锚固段第一次注浆~►锚杆附件安装一>张拉锁定一►封孔一►自由段第二次注浆②施工工艺措施A、现场试验砂浆配合比试验同前;施工前安装测量环进行预应力锚固受力性能试验。起始荷载宜为锚杆拉力设计值的80%,分级加载,但最大试验荷载不能大于杆体承载力标准值的[在此处键入]0.8倍。试验成功后,根据实验结果,编写预应力锚杆率定和张拉试验成果表和预应力锚杆施工工艺措施,报送监理人批准,并按经监理人批准的施工工艺进行现场实际施工。B、造孔要求同砂浆锚杆。造孔完毕检查孔深,以锚杆就位后其外露段的丝扣长度可以安装垫板、螺帽等部件为适度。C、锚杆杆体加工:锚杆杆体加工统一在钢筋加工厂进行。锚杆材料:杆体采用热轧钢筋,质量符合GB1499及GB13013的规定,也可采用冷拉螺纹钢筋或高强精轧螺纹钢筋,质量符合有关规定。锚杆存放、运输和安装过程中,防止明显的弯曲、扭转,保持杆体和各部件的完好,不得破坏隔离架、防腐套管、注浆管、排气导管及其他附件,不得扭伤杆体上的丝扣。下料:根据锚杆设计长度、垫板、螺帽厚度、外锚头长度以及张拉设备的工作长度等,确定适当的下料长度进行下料。下料完毕,根据设计图纸要求进行锚杆头丝扣加工。加工好的锚杆妥善堆放,并对锚杆体丝扣部位予以保护。附件组装:根据设计图纸要求,将隔离架、防腐套管、注浆管、排气导管及止浆器等附件组装就位。组装完毕的预应力锚杆体,统一编号并分区堆放,妥善保管,不得破坏隔离架、防腐套管、注浆管、排气导管及其它附件,不得损伤杆体上的丝扣。D、孔口找平、插杆安装前应检查孔深,以锚杆就位后其外露段的丝扣长度可以安装托板、螺帽等部件为适度。预应力锚杆孔口用早强砂浆作平整处理,其强度能承担锚杆张拉的最大荷载。锚杆体放入锚孔前清除钻孔内的石屑与岩粉;检查注浆管、排气管是否畅通,止浆器是否完好。E、垫板、螺帽安装在锚固段灌浆结束后安装承压垫板和螺帽,承压垫板必须平整、牢固,几何尺寸、结构强度满足设计要求。承压面与锚孔轴线垂直。F、注浆当使用自由段带套管的预应力锚杆时,须在锚固段长度和自由段长度内采取同步灌浆。当使用自由段无套管的预应力锚杆时,须二次注浆,第一次灌浆时,必须保证锚固段长度内灌满,但浆液不得流入自由段,锚杆张拉锚固后,对自由段进行第二次灌浆。永久性预应力锚杆采用封孔灌浆,留有用浆体灌满自由段长度顶部的孔隙。灌浆后,浆体强度未达到设计要求前,预应力锚杆不得受扰动。灌浆材料达到设计强度时,方可切除外露的预应力锚杆,切口位置至外锚具的距离不应小于100mm。F、张拉锚杆张拉须进行原位试验,通过试验确定合理的张拉工艺,验证张拉指标,避免强行张拉。采用穿心式千斤顶、拉伸机、扭力扳手等机具进行张拉,张拉前对张拉设备进[在此处键入]行率定,率定过程中由监理人旁站,率定结果报监理人审批。张拉过程中保持锚杆轴向受力,必要时在托板和螺帽之间设置球面垫圈。预应力锚杆正式张拉前,取20%设计张拉荷载,对其预张拉1〜2次,使其各部位接触紧密。预应力锚杆正式张拉时,张拉至设计荷载的105〜110%,再按规定值进行锁定。预应力锚杆锁定后48h内,若发现预应力损失大于锚杆设计值得10%时,必须进行补偿张拉。张拉力的大小满足设计要求,张拉锚杆拧紧螺帽的扭矩不小于lOON.m。托板安装后,定期检查其紧固情况,如有松动,及时处理。所有张拉机具需按规范要求定期进行校验。G、其它对于间距较小的预应力锚杆群,会同设计、监理一起,确定合理的张拉分区、分序,并报监理人批准,以尽量减小锚杆张拉时的相互影响。灌浆材料达到设计强度后时,方可切除外露的预应力锚杆,切口位置至外锚具的距离不应小于10mm。(3)网喷混凝土施工洞内喷混凝土为C20喷混凝土。挂网喷混凝土施工过程中先喷5cm厚,再铺挂钢筋网,并与锚杆、锁脚锚筋桩和附加插筋(或膨胀螺栓)连接牢固,最后分2次至4次施喷达到设计喷护厚度。挂网采用平台车人工进行。喷混凝土采用混凝土喷射机分层施喷。混合料运输过程中采取车厢加棚(盖)等措施,严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入,装入喷射机前过筛。若受喷面存在滴水现象,必须在滴水部位埋设(并固定)导管排水。前期无大电时采用混凝土喷射机施喷混凝土,后期大电通后采用喷车施喷混凝土。①施工工艺流程本标喷混凝土与开挖、锚杆施工跟进平行交叉作业,按如下工艺流程进行施工:喷混凝土一般施工工艺流程框图岩面清洗一►仓面验收一►拌合运输——►分层喷射■*厚度检查一►复喷处理一检查验收②喷混凝土施工工艺措施各工序作业首先遵照设计文件和施工规范要求进行。各工序作业要点如下:A、现场试验结合以往施工经验,通过室内试验即可优化选择出既满足施工需要,又符合设计要求的喷射混凝土生产工艺参数和配合比。B、准备工作埋设好喷厚控制标志,按每5m一个断面,每个断面3~5个点(以能够有效控制喷混凝土厚度为宜)的要求埋设喷厚标志,标志可以设在系统支护的锚杆上,也可以另埋钢筋桩,作业区有足够的通风照明,喷前要检查所有机械设备和管线,确保施工正常。对渗水面做好处理措施,备好处理材料,联系好仓面取样准备。C、拌和及运输拌和配料严格按试验确定的配合比精确配制搅拌,搅拌时间要足够,拌合料运输、存放要防雨、防污染,入机前严格过筛,其运输、存放时间应符合有关技术指标。混凝土配料、搅拌要均匀。水泥:优先选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥,当有防腐或特殊要求时,经监理人批准,可采用特种水泥。水泥强度等级不低于P.O.42.5。进场水泥应有生产厂的质量证明书。骨料:细骨料采用坚硬耐久的粗、中砂,细度模数大于2.5,使用时的含水率宜控制在5〜7%;粗骨料采用耐久的卵石或碎石,粒径不大于15mm;喷射混凝土中不得使用含有活性二氧化硅的骨料。水:凡符合国家标准的饮用水,均可用于拌和与养护。未经处理的工业污水和生活污水不得用于拌和与养护混凝土。地表水、地下水和其它类型水在首次用于拌和与养护混凝土时,须按现行的有关标准,经检验合格方可使用。外加剂:速凝剂的质量符合施工图纸要求并有生产厂的质量证明书,初凝时间不大于5min,终凝时间不大于lOmin,选用外加剂前经监理人批准。钢筋网:采用屈服强度不低于240MPa的光面钢筋(丝)网。外掺料:当工程需要采用外掺料时,掺量应通过试验确定,加外掺料后的喷射混凝土性能必须满足设计要求。D、清洗岩面清除开挖面的浮石、墙脚的石渣和堆积物;处理好光滑开挖面;安设工作平台;用高压风水枪冲洗喷面,对遇水易潮解的泥化岩层,采用高压风清扫岩面;埋设控制喷射混凝土厚度的标志;在受喷面滴水部位埋设导管排水,导水效果不好的含水层可设盲沟排水,对淋水处可设截水圈排水。仓面验收以后,开喷以前对有微渗水岩面要进行风吹干燥。E、钢筋网按施工图纸的要求和监理人的指示,在指定部位进行喷射混凝土前布设钢筋网,钢筋网的间距为200nlm,钢筋采用直径为6.5mm、屈服强度240MPa的光面钢筋(I级钢筋),钢筋保护层厚度不小于50mm。钢筋网可在场外按2X2m的规格编好后运至工作面安装、焊接成片,也可以在工作面现场编、挂,挂好的钢筋网必须与系统锚杆焊接牢固,钢筋网钢筋之间焊接长度不小于8d,或者钢筋网片采用搭接形式,搭接长度40d。F、喷射要点[在此处键入]喷射混凝土作业分段、分片依次进行,喷射顺序自下而上,避免回弹料覆盖未喷面。分层喷射时,后一层在前一层混凝土终凝后进行,若终凝lh以后再行喷射,应先用高压风水冲洗喷层面。喷射作业紧跟开挖工作面,混凝土终凝至下一循环放炮时间不得少于3ho喷射作业严格执行喷射机的操作规程:连续向喷射机供料;保持喷射机工作风压稳定;完成或因故中断喷射作业时,应将喷射机和输料管内的积料清除干净,防止管道堵塞。为了减少回弹量,提高喷射质量,喷头应保持良好的工作状态。调整好风压,保持喷头与受喷面垂直,喷距控制在0.6m〜1.2m范围,采取正确的螺旋形轨迹喷射施工工艺。刚喷射完的部分要进行喷厚检查(通过埋设点、针探、高精度断面仪检测)不满足厚度要求的,及时进行复喷处理。挂网处要喷至无明显网条为止。G、养护、检测喷射混凝土终凝2小时后,喷水养护,养护时间一般不得少于14天,气温低于5℃时,不得喷水养护。当喷射混凝土周围的空气湿度达到或超过85%时,经监理人同意,可自然养护。冬季施工:喷射作业区的气温不低于5℃;混合料进入喷射机的温度不低于5℃;普通硅酸盐水泥或矿渣水泥配制的喷射混凝土在设计强度分别低于30%和40%时,不得受冻。及时取芯检测、按期汇总检测报告,并及时进行质量评定和工程质量验收。钻芯按监理人要求在指定位置取直径100mm的芯样作抗拉试验,试验结果资料报监理人。所有钻芯取样的部位,应采用干硬性水泥砂浆回填。(4)超前管棚施工为保证隧洞进口段围岩稳定,建议洞口设置一排管棚,管棚采用6108mm,管壁8=8mm,L=20m,环向间距500mm。尾部焊套箍,管壁按梅花型布钻小孔。①施工工艺流程管棚施工工艺流程框图I ►钢管加工 j施工准备—测量定一A钻机就位一钻孔―安装钢管一*孔口封闭-压力注浆②施工工艺措施A、布孔及钻孔:孔位在顶拱设计开挖线外围布置,孔口距设计开挖线200nlm,孔距500mm(视岩石破碎情况而定),孔深20m。采用管棚机在爆破渣堆上造孔,外插角1〜2-,钻孔到设计深度后,及时用高压风管吹洗,至孔口不返岩粉为止。B、工作平台:为方便施工操作,在洞口工作面用石渣堆积成平台,渣堆不能满足要求时,用1.5〃钢管搭架铺板形成工作平台。C、钢管制作:钢花管采用e108mm(外径),8=8mm的热轧无缝钢管加工而成,L=20m,尾部焊套箍,管壁按梅花型布钻小孔,孔眼直径力mm6或4)8mm,间距为200mm。D、钢管安装:钢管在造孔结束并吹洗干净后及时安装,在孔口分段连接推进,直至孔底为止。若孔内发生塌孔堵塞,应取出钢管,经扫孔、吹洗后再行安装;若经扫孔后仍无法将钢管送至孔底时,可采取灌浆固结孔壁,再钻孔安装钢管。E、孔口封闭:钢管安装后,孔口钢管与岩壁之间用止浆塞或水泥砂浆封堵,以保证注浆顺利进行。F、注浆材料:水泥采用42.5普硅水泥;拌合用水符合混凝土施工用水标准;水玻璃或其它添加剂在使用之前进行试验;注浆时,若需用砂,就采用质地坚硬、干净、粒径不大于2.5mm,细度模数小于2的细砂,以保证泵送。G、浆液选用:注浆采用纯水泥浆和水泥砂浆两种。纯水泥浆水灰比0.8:1(W/C);水泥砂浆配合比为1:1:0.7〜0.9(C:S:W)。由于洞口段岩石破碎、裂隙发育,注浆时尽量采用水泥浆,以起到固结顶拱围岩作用。H、注浆:待孔口封堵砂浆达到一定强度后进行,一般从两侧拱脚向拱顶逐孔灌注。管棚注浆前,对开挖面及5m范围内的洞段喷射厚为50〜100mm混凝土或用衬砌混凝土封闭;注浆压力为0.5〜LOMPa,必要时在孔口处设置能承受规定的最大注浆压力和水压的止浆塞;注浆后至开挖前的时间间隔,视浆液种类为4〜8h。开挖时应保留1.5〜2.0m的止浆墙,防止下一次注浆时孔口跑浆;管棚注浆浆液扩散半径不小于15cm。注浆过程中注意以下几点:若单孔耗浆量很大时,及时降低压力或间歇注浆;若耗浆量很大,或孔口及岩壁冒浆,经降压后仍不能止住时,及时采用水泥水玻璃注浆,水玻璃掺入量根据现场耗浆量大小,冒浆部位、注浆压力等具体情况现场确定;单孔耗浆量接近设计值,且耗浆量减少时,及时将压力调至设计值,并正常结束。单孔注浆结束后,及时关闭孔口闸阀,以免浆液流出;施工中设专人观察洞脸岩层变化情况,若有异常变化,及通知时停机,等采取处理措施后,再恢复施工。(5)超前注浆小导管施工隧洞顶拱遇结构面及不良地质带,必要时采用超前小导管进行预支护,小导管在顶拱设计开挖线外围布置,采用“42mm,L=4.5m的钢管加工而成,尾部焊套箍,顶部做成锥形,管壁按梅花型布钻小孔,孔眼直径e6mm或68nun,间距为200mm。①施工工艺流程超前注浆小导管施工工艺流程框图| *,钢管加施工准备—测量定一钻机就一^钻孔—^安装钢管—*孔口封闭一►压力注浆[在此处键入]②施工工艺措施A、布孔及钻孔采用手风钻在钢架上沿地下洞室开挖轮廓线纵向钻设小导管孔,孔口距设计开挖线200mm,环向间距300mm(视岩石破碎情况而定),排拒3.0m,外插角10・,钻孔孔径比小导管直径大20〜30mln。钻孔到设计深度后,及时用高压风管吹洗,至孔口不返岩粉为止。B、钢管制作钢花管采用@42mm(外径)热轧无缝钢管加工而成,现场用套管连接尾部焊套箍,管壁按梅花型布钻小孔,孔眼直径46mm或48mm,间距为200mln。C、钢管安装钢管在造孔结束并吹洗干净后及时安装,在孔口分段连接施压推进,直至孔底为止。钢管入岩长度不小于管长的90%,外露部分在安装钢筋格栅时,与钢支撑焊接成整体。D、孔口封闭钢管安装后,孔口钢管与岩壁之间用止浆塞或水泥砂浆封堵,以保证注浆顺利进行。E、注浆材料水泥采用42.5普硅水泥;拌合用水符合混凝土施工用水标准;水玻璃或其它添加剂在使用之前进行试验;注浆时,若需用砂,就采用质地坚硬、干净、粒径不大于2.5mm,细度模数小于2的细砂,以保证泵送。F、浆液选用注浆采用纯水泥浆和水泥砂浆两种。纯水泥浆水灰比0.8:1(W/C);水泥砂浆配合比为1:1:0.7〜0.9(C:S:W)„由于洞口段岩石破碎、裂隙发育,注浆时尽量采用水泥浆,以起到固结顶拱围岩作用。G、注浆待孔口封堵砂浆达到一定强度后进行,一般从两侧拱脚向拱顶逐孔灌注,注浆压力:0.5〜LOMPa,施工时通过试验确定。注浆过程中注意以下几点:若单孔耗浆量很大时,及时降低压力或间歇注浆;若耗浆量很大,或孔口及岩壁冒浆,经降压后仍不能止住时,及时采用水泥水玻璃注浆,水玻璃掺入量根据现场耗浆量大小,冒浆部位、注浆压力等具体情况现场确定;单孔耗浆量接近设计值,且耗浆量减少时,及时将压力调至设计值,并正常结束。单孔注浆结束后,及时关闭孔口闸阀,以免浆液流出;施工中设专人观察洞脸岩层变化情况,若有异常变化,及通知时停机,等采取处理措施后,再恢复施工。(6)型钢拱架施工型钢拱架主要用于隧洞不良地质地段的岩体加固。型钢拱架采用120工字钢先在加工厂分段加工后现场组装,利用施工平台车配合人工进行。钢支撑在混凝土初喷及随机[在此处键入]锚杆、拱架支撑锚杆(部分利用系统锚杆)施工后安装,安装需在设计混凝土衬砌断面以外,必要时需在局部进行适当扩挖。①施工工艺流程钢支撑施工工艺流程框图复喷混凝拱架制作及运输复喷混凝施工准备->岩面清理f测量定位f初喷f拱架安装f挂钢筋网f②施工工艺措施A、型钢拱架放样、制模根据不同的型钢拱架制作半径,制作不同规格的模具。拱架的制作精度靠模具控制,故对模具的制作精度要求较高,模具制作控制的主要技术指标主要有内外弧长、弦长及半径。模具制作采用实地放样的方法,先放出模具大样,然后用型钢弯曲机弯出设计形状,并进行多次校对,直至拱架的内外弧长度、弦长、半径完全符合设计要求,精确找出接头板所在位置。B、拱架弯曲、切割工字钢定长9m,用型钢弯曲机加工,并根据加工半径适当调节液压油缸伸长量。弯曲过程中,必须由有经验的工人操作电机,进行统一指挥。工字钢经弯曲机后通过模具,并参照模具进行弧度检验,如弧度达不到要求,重新进行弯曲,弯好后,暂时存放在同样的4只自制简易钢筋凳(带滚筒)上。弯好一个单元切割一个单元,工字钢切割时可采用量外弧长度、量内弦长度等办法,利用定型卡尺,控制工字钢切割面在径向方向上,然后用矢笔划线,利用氧焊切割,切割时,割枪必须垂直于工字钢,并保证切割面平整,切割完后,对切割面突出的棱角进行打磨。单根9m长工字钢弯曲结束之前需暂停弯曲,并将下一根9m长工字钢与其进行牢固焊接,然后继续进行弯曲。当班加工剩余的工字钢须抬至存放场地放好,并对工字钢弯曲机进行清扫。C、接头板焊接被弯好的工字钢经切割后,再检查工字钢弧长,如工字钢偏短,无法焊接接头板,须进行接长处理;如工字钢偏长,则须进行二次切割。工字钢弧度、长度满足设计要求后,将接头板放入卡槽内,对切割线偏离径向方向偏差很小的工字钢,通过接头板进行调节,保证接头板轴线在径向方向。接头板焊缝按规范要求控制。接头板上的螺栓孔必须精确,与工字钢焊接时,必须上、下、左、右对齐固定后,方可进行焊接,焊接完成后,对螺栓孔、接头板面进行打整,减少工字钢组装连接时的误差。制作好的工字钢半成品需统一存放,并将不同半径、单元的钢架作好标识,便于领用。存放工字钢需下垫上盖。存放场尽量布置在交通方便处,便于钢架搬运。D、型钢拱架运输型钢拱架运输采用8t东风自卸车运输至施工现场,加工厂在发放钢架时必须按钢架规格认真发放。钢架运至工作面后,须存放于干燥处,禁止堆放在潮湿地面上,并标识清楚。当班技术员架设钢架前必须仔细检查钢架规格,如规格误领,必须立即退回,重新领用。E、钢支撑安装欠挖处理、清除松动岩石:作业人员根据测量放线检查欠挖情况,欠挖10cm以内的,由拱架安装人员采用撬棍或风镐处理,同时对松动石块作撬挖处理。大于10cm的欠挖,由爆破作业人员进行爆破处理后,架设拱架人员检查岩石松动情况,清除松动岩石,保证架设拱架时的施工安全。欠挖处理结束后,经现场技术人员检查合格方可架设。架设型钢拱架:架设拱架在架子车上进行。运至现场的工字钢,由1〜2名工人将工字钢搬运至架设地点,并将工字钢一端用绳子拴紧,工作平台上3〜4名工人将工字钢提到工作平台上,施工人员根据钢架设计间距及技术交底记录找准定位点,先架设钢架底脚一节,架设底脚一节时,工作平台上先放下底脚一节,下边2名工人进行底脚调整,以埋设的参照点进行调整,使钢架准确定位,严格控制底部高程,底部有超欠挖地方必须处理,工字钢底脚必须垫实,以防围岩变形,引起工字钢下沉,工字钢架设的同时,每根钢支撑通过纵向连接件连接成整体,并与锚杆头焊牢。工字钢对称架设,架设完底脚一节后,进行拱顶一节的架设,架设拱顶一节时,先上好M20连接螺栓(不上紧),用临时支撑撑住工字钢,用连接钢筋与上一根工字钢连接,再对称安装另一节拱顶工字钢,安装完成后检查拱顶、两拱脚与测量参照点引线的误差,再进行局部调整,最后拧紧螺栓。作业人员首先进行自检,检查合格后,通知值班技术人员进行检查。钢拱架顶拱接头错缝不小于50cm,轴线不允许有接缝。上层工字钢架设完成后对下层进行开挖,下层每开挖3'5根工字钢即对上层工字钢支撑进行加长加固,对上层工字钢锁脚锚杆进行检查,检查无误后,根据现场下层的高度加工工字钢,下层工字钢和上层工字钢之间的连接采用钢板连接,并焊接牢固。型钢拱架装设在衬砌设计断面以外,钢架背面用喷混凝土填满与岩面之间的空隙。如因某种原因侵入到衬砌断面以内时,经监理人批准;型钢拱架之间采用钢筋网制成挡网,以防止岩石掉块。钢筋网挡网采用焊接或其它方式与钢支撑牢固连接。混凝土施工前,按监理人的指示,拆除一定范围的上述钢筋网,以保证混凝土衬砌尽量填满空隙。(7)预应力锚索施工[在此处键入]根据招标文件,IV、V类围岩洞身段边墙视需要设置600kN,L=20m级无粘结预应力锚索。锚索造孔使用MD50锚索钻机钻孔。预应力锚索施工前,采用钢管脚手架在边墙侧搭设宽2.5m的施工平台。锚索在现场绑扎制作,无运输道路的在人行便道宽阔区域编索,人工配合手链安装,注浆机注浆,YDC240Q型千斤顶单根循环分级调直张拉,YCW150B型及YCW250B型千斤顶整体分级张拉,OVM锚具锚定,灌浆机封孔。锚墩混凝土模板采用组合小钢模,混凝土由混凝土拌和系统拌制,搅拌车运输至现场,人工或泵送混凝土入仓,插入振捣器振捣密实。①施工工艺流程无粘结预应力锚索施工工艺流程框图锚墩浇筑、安装执行混凝土浇筑一 工程质量管理程、f张拉 A联检合格后,方可封口整理预应力锚索施工■ 各工序质量检查表封锚及孔口保护 填写质量综合评定表按DL/T5083-2010规范要求提交竣工验收资料竣工验收②施工工艺措施A、现场试验锚索施工应按DL/T5083-2010规范要求先进行现场试验,检验施工工艺和测试张拉锁定后应力衰变规律,提拱超张拉或补偿张拉依据。以便指导正常施工。a、通过室内试验,结合设计图纸要求,筛选2〜3种砂浆、外锚墩混凝土配合比并编写试验大纲报批进行生产性试验;b、对张拉机具、设备和仪表进行配套率定,报监理人审批;c、根据监理人指令,选择有代表性的锚索进行现场生产性试验;d、整理试验报告报送监理、设计单位审批。B、施工准备a、施工前14天,向监理人提交一份包含锚固张拉的机具、设备和仪器配置以及锚固程序和方法的施工工艺报告,报送监理人审批。b、制定预应力锚索制作、安装的安全操作规程,报送监理人审批;c、张拉设备、机具和仪表进行成套标定,报监理人审批,并按标定结果配套进行使用;d、在监理旁站的情况下,对进场的预应力钢较线进行进行检验验收,并将检验结果报监理人审批;e、选择符合设计要求的其它材料:水泥采用42.5R的普通硅酸盐水泥。水泥砂浆标号满足设计图纸要求;砂采用最大粒径不大于2.5mm的中细砂;速凝剂和其它外加剂符合施工图纸要求,并不得含有对锚索产生腐蚀作用的成分。3搭设满足施工要求,安全可靠的施工排架。搭设要牢靠,并经监理和安全部门验收方可使用。C、钻孔a、施工排架搭设要牢固,钻机定位准确,水平孔须用2mm/m精度的水平尺校核钻机钻杆水平,测量仪测定钻进方向角。调整好孔向再牢靠固定钻机。b、开孔钻进要低转速,低压推进,当成孔约50cm,需再次校核孔向,及时调整钻机。在钻进过程中若孔深已达到预定施工图所示的深度,而仍处于破碎带或断层等软弱岩层时,应延长孔深,继续钻进,直至监理人认可为止。对于破碎带或渗水量较大的围岩,在安装锚索前,按DL/T5083-2010的规定对锚孔进行灌浆处理。c、钻进过程中认真记录每一钻孔的尺寸、回水颜色、钻进速度等数据。造孔过程中应做好锚固段始末两处的岩粉采集,以确保锚固段位于稳定的岩层中。钻孔完毕时,应连续不断地用压力风水彻底冲洗钻孔,钻孔冲洗干净后才能安装锚索。在安装锚索前,应将钻孔孔口堵塞保护。d、在钻进时采用导向仪控制斜度,及时测斜、纠偏。钻孔结束后,应测量孔斜、[在此处键入]方位角及孔深,不符合设计要求的孔作废孔处理,并全孔灌注M25水泥砂浆回填后重钻。e、其它钻孔机具应经监理人批准,所选钻机应适合打各种角度的孔,钻孔深度满足设计图纸规定。钻头选用硬质合金钻头或金刚石钻头。钻孔的孔位偏差不大于10cm;终孔孔轴偏差不大于2%,方位角偏差不大于3.0°;有效孔深不得欠深,终孔孔深不大于设计孔深40cm,终孔孔径不小于设计孔径10mm;钻孔达到设计孔深时孔内残留物不超过10cm。D、锚索制作运输及安装a、锚索制作在有防污染的场地完成。按施工图纸所示的尺寸下料。下料前仔细检查钢绞线的表面,没有损伤的钢丝或钢绞线才能使用。钢绞线采用切割机下料,设计长度相同的锚索,其钢绞线下料长度应相同,长度误差不大于±10cm。b、编索前,将锚固段及锚头PE套管剥去,使用清洁剂去油脂并套上止油护套,并对裸露钢绞线进行防护。c、锚索的钢绞线应按设计图纸要求进行绑扎制作成束。内锚固段组装成枣核状,量出内锚固段的长度并作出标记,在此范围内穿对中隔离支架,间距2.0m,两对中隔离支架之间扎胶带一道;隔离支架应能使钢绞线可靠分离,使每根钢绞线之间的净距25mm,且使隔离支架处锚索体的注浆厚度大于10mm。编束时一定要把钢绞线理顺后再进行绑扎,最后在内锚固段端头装上锥形导向帽,并与索体连接牢固可靠。隔离支架应选用塑料隔离支架。张拉段每隔2.0m设置一道对中支架,端头2m区段内加密到1m;对中支架应保证其所在位置处锚索体的注浆厚度大于10mm,对中支架之间扎胶带一道。d、岩锚段的进出浆管按设计编入索体。靠近孔底的进浆管出口至锚索端部距离不大于200mm;止浆环安装位置符合设计要求,尺寸误差不大于±50mm,并将止浆环与索体密封固定。e、锚索制成后,经检验合格后签发合格证,并进行编号、挂标识牌,注明生产日期、使用部位、孔号;合格锚索应按编号整齐、平顺的存放距地面20cm的支架或垫木上,不得叠压存放。支架间距1.0m〜1.5m,并进行临时保护。f、锚索运输符合DL/T5083-2010规定,在搬运和装卸时谨慎操作,严禁与硬质物体摩擦,以免损伤PE套管;施工现场待安装的锚索,应按序号顺直存放在距地面20cm以上的承索架(台)上,并采取必要的防污染措施;高差较大时,安装要采用吊车或平台车配合进行;g、锚索应一次放索到位,避免安装过程中反复拖动索体;下索牵引力点作变动时,要对外露索体用软绳作可靠临时加固,避免索体变形(或滑脱)、损坏,要始终保持索体的整体性。E、注浆[在此处键入]锚固段采用水泥砂浆和纯水泥浆进行灌注,浆液的配合比应经试验确定,若采用纯水泥浆进行灌注,其水灰比0.33~0.45,浆液中应掺入一定数量的膨胀剂和早强剂,要求浆液3h后的泌水率控制在2%以内,其7天的结石强度应不低于30MPa。浆液宜采用高速搅拌机拌制,自动记录仪记录,灌浆可采取间隙灌浆法或反复屏浆法,灌浆压力应符合设计要求,一般为0.5~0.7MPa,重要部位宜采用真空灌浆法。内锚段灌浆过程中,应观察出浆管的排水、排浆情况,当排液比重与灌浆比重相同时,方可进行屏浆,屏浆压力宜为0.5MPa,屏浆时间宜为20~30min。锚固段灌浆长度应符合施工图纸要求,阻塞器位置应准确,不论锚索孔的方向如何,在注浆时均采用排气法注浆。对下倾的孔,注浆管插至孔底,浆液由孔底注入,空气由止浆环处的排气管排出;对上倾锚索,浆液由止浆环处注入,空气压向孔底,由孔底进入排气管排出孔外。F、锚墩浇筑现浇锚墩下部支承要牢靠,以免整体变形,引起孔口管方向不正,影响锚固效果;预制锚墩,安装前采用早强砂浆(或环氧砂浆)找平安装基面。锚墩采用何种类型按设计要求执行。G、张拉锁定锚索张拉的设备和仪器均应进行标定,标定不合格的张拉设备和仪器不得使用,标定间隔期不得超过6个月。超过标定间隔期的设备和仪器或遭强烈碰撞的仪表,必须重新标定后才准使用。锚固段的固结浆液、承压垫座混凝土、混凝土柱状锚头等的承载强度未达到施工图纸的规定时,不得进行张拉。除施工图纸有明确规定外,一般先进行单根预应力钢绞线预紧,使锚索各股预应力钢绞线的应力均匀后,再进行整索张拉。对钢绞线逐根对称张拉,使每根钢绞线受力均匀,并起到调直对中的作用。张拉过程:分为单股预紧和整束分级张拉两个阶段。单股预紧应进行两次以上,预紧实际伸长值应大于预紧理论值,且两次预紧值之差应在3mm之内,以使锚索各钢绞线受力均匀,再进行整束张拉。整束张拉共分五个量级进行,即张拉荷载分别按设计永存张拉力的25115%或25110%逐级依次进行,并且应控制最大张拉力不得超过预应力钢材强度标准值的69%。预应力锚索张拉的具体数值可按设计图纸及技术要求确定。张拉加载和卸载应缓慢平稳,加载速率每min不应超过0.1P,卸载速率每min不应超过0.2PO补偿张拉:锁定后的48h内,若锚索应力下降到稳压锁定值的90%以下时应进行补偿张拉。补偿张拉吨位应为稳压锁定吨位P'。承包人应根据监理人的指示进行试验束的张拉,试验束的数量和位置由监理人确[在此处键入]定。在进行锚索试验时,应认真记录压力传感器的读数、千斤顶的读数以及试验束在不同张拉吨位时的伸长值,记录成果应及时报送监理人。每次进行试验束张拉,必须有监理人在场时进行。应采用以张拉力控制为主,伸长值校核的双控操作方法。当岩体锚索张拉实测伸长值与理论伸长值偏差超出+10%或小于-5%时,应停机检查,待查明原因并采取相应措施后,方可恢复张拉。锚索张拉伸长值计算见DL/T5083-2010的有关规定。(8)封孔回填灌浆及锚头保护封孔回填灌浆在补偿张拉工作结束后28天进行,封孔回填灌浆前应由监理人检查确认锚索应力以达到稳定的设计值,灌浆材料应与锚固段灌浆材料相同,灌浆前应冲洗孔道,排干孔内积水,灌浆压力应符合设计要求。封孔回填灌浆应尽量采用锚索中的灌浆管从锚具系统中的灌浆孔施灌,灌浆管路应伸至锚固端顶面,灌浆必须自下而上连续进行,压力不小于0.8MPa。为保证所有空隙都被浆液回填密实,在浆液初凝前必须进行不少于2次补充灌浆,当浆液凝固到不自空中流出来之前,应保持0.4MPa的压力进行屏浆。灌浆结束24h后,如发现孔道浆体不饱满,应采取必要措施进行补充灌浆。灌浆完成后,锚具外的钢绞束除留存15cm外,其余部分应切除。外锚具或钢胶束端头,应按施工图纸要求作封闭保护。对不同类型的外锚头应以不同颜色进行标识,达到醒目和良好区分效果。锚墩与边墙混凝土的处理按设计要求执行。4
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