隧道施工新方法新工艺

XX铁路XX段隧道施工新工艺、新方法及控制要点一、超前地质预报1、超前地质预报手段，如何做到预报的准确1）预报方法（1）超前地质预报方法按照预报原理分为地质分析法、钻探法、物探法和超前导坑法。①地质分析法：包括地层分界线、构造线、地下和地表相关性分析、地质作图等。②钻探法：包括深孔水平钻探、5〜8m加深炮孔探测及孔内摄影。③物探法：包括地震波反射法、电磁波反射法、红外探测法等。④超前导坑法：包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法。（2）超前地质预报按预报长度可分为长距离预报（大于200m）、中长距离预报（30〜200m）和短距离预报（小于30m）。（3）超前地质预报按采用的预报手段数量可分为单一方法地质预报和综合超前地质预报。2）地质预报的分级根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度分为四级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段和大型断层破碎带，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、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，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，发生突水突泥的可能性较小。D级：非可溶岩地段，发生突水突泥的可能性极小。3）不同地质风险地段的预报方式（1）A级地质风险地段采用地质分析法、地震波反射法或声波反射法、地质雷达、红外探测、超前水平钻探等手段进行综合预报。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。（2）B级地质风险地段采用地质分析法、地震波反射法或声波反射法，辅以红外探测、地质雷达，进行必要超前水平钻孔。当发现局部地段工程地质条件复杂时，按A级要求实施。（3）C级地质风险地段以地质分析法为主。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，必要时进行红外探测和超前水平钻孔。（4）D级地质风险地段采用地质分析法。4）如何做到预报的准确（1）施作超前地质预报的单位必须有相应的作业资质，以保证在施作超前地质预报的准确性。（2）配备足够的专业超前地质预报人员，采用综合的地质预报手段进行综合验证。（3）由具有丰富经验的专职人员对收集的数据、图形进行解释，以确保预报结果的准确性。（4）加强现场探测作业的规范性，以保证数据图形的准确。（5）在施工过程中加强开挖揭示地质情况对预报结果进行验证，积累经验，在以后的预报中作为参考。（6）建设单位不定期的组织各地质预报单位召开技术交流会，交流地质预报的心得经验，并剖析现场或其它工地的超前地质预报案例，尽快提高各地质预报单位的水平。2、如何确保超前地质预报的成果用于指导现场施工1）加强培训教育，使全体参建人员从思想上认识到超前地质预报对于隧道施工的重要性。2）对超前地质预报结果，各施工单位项目经理部的土木总工先行把关，然后发各工区和监理单位。3）已经形成成果的地质预报资料，相关人员及现场监理人员签字确认后生效。4）对每次的地质预报结果，施工单位均要以书面技术交底的形式，交到现场管理人员、技术人员和每个作业工人。5）监理及施工单位对每次的超前地质预报结果与现场实际开挖揭示的地质情况进行验证，并形成相应的记录。二、光面爆破光面爆破的好坏，不但影响初期支护表面的平整度、防水板的铺设质量，还直接影响到工程成本。影响隧道开挖成形的原因，除围岩本身的问题外，施工过程中的周边眼间距、周边眼装药量、周边眼钻眼的外插角等是造成开挖成形差的主要原因。1、合理控制周边眼间距根据围岩特点合理选择周边眼间距和周边眼最小抵抗线。周边眼的间距具体偏小多少要视岩石的抗爆性、炸药性能、炮眼直径和装药量而定。对于坚硬和破碎岩石取用较小的周边眼间距；对于软质或整体性好的岩石可以取较大的周边眼间距。为保证周边眼孔之间贯通裂缝优先形成，须使周边眼的最小抵抗线大于炮眼间距。根据经验周边眼间距一般控制在40cm〜55cm间。现场施工时，根据围岩的软、硬、破碎还是完整等情况进行适当的试验调整。2、严格控制周边眼的装药量及装药结构周边眼装药量的多少和装药的结构形式决定了爆破时对周边围岩的扰动程度，装药量大或者装药集中，对周边围岩的扰动大，反之则小。为了减小因周边眼装药而造成对周边围岩的扰动，实际施工中可以考虑将药卷纵向均匀分割，将条状分割药卷放在PVC半管内，以实现连续装药，使炸药均匀地分布在整个炮眼内，周边眼装药量既具有破岩所需要的应力能量，又不致造成对围岩的严重破坏。3、严格控制钻眼角度严格掌握钻眼作业，使三种炮眼的位置及方向准确无误，否则光面爆破的效果会明显降低，达不到光面爆破的目的。施工现场的技术人员可以根据断面的大小、开挖进尺等因素，综合考虑钻眼时外插角的角度。4、控制要点1）由测量人员在划开挖轮廓线的时候将周边眼的位置标出，司钻人员按照标出的周边眼位置钻孔。2）施工单位及监理单位每循环检查周边眼是否符合钻爆设计要求，主要检查周边眼间距、钻眼角度和周边眼装药量，以控制光面爆破成形。3）施工单位必须根据现场围岩的变化及时调整钻爆设计，钻爆设计必须交到现场每个作业人员的手中，并进行施工技术要点培训。4）施工单位和监理单位定时向建设单位提供影像资料，看光爆参数是否调整。5）施工单位编制相应的奖罚制度，实现奖优罚劣的制度化管理。三、初期支护施工1、初期支护施工顺序1）正常情况下的施工顺序开挖后先初喷4cm混凝土-架立钢架-锁脚锚杆施作-铺设钢筋网-施作系统锚杆-喷射混凝土至设计厚度2）不具备作业条件下的施工顺序因现场的施工工法或地质条件造成的原因，不能在安装完钢架后立即进行施作锚杆的，采用下面的施工顺序：开挖后先初喷4cm混凝土-架立钢架-锁脚锚杆施作-铺设钢筋网-喷射第一层混凝土-施作系统锚杆-喷射混凝土至设计厚度2、锁脚锚杆施工锁脚锚杆的施工方向径向与钢架，并采用适当的角度下插，锚杆孔内的砂浆饱满密实。锚杆与钢架的连接采用焊接，当采用①22螺纹钢时，加工成L型，锚杆尾部制成弯钩，以利于与钢架的连接，钢架拱脚的左右两侧各施作一根砂浆，成“将钢架箍住，然后用电焊将锚杆与钢架牢固的焊接在一起。当采用锁脚锚管时，用长度适中的横向钢管将两根锁脚锚管焊接，并与钢架焊接牢固。3、为保证钢架和初喷面紧贴，使钢架早受力，控制围岩变形，在每槁钢架上设置混凝土垫块（混凝土垫块中加聚酯纤维）。每槁钢架最少设置7处，保证钢架与初喷紧贴，在采用多台阶或其它工法施工时，每节钢架保证有1〜2处与初喷混凝土紧贴。在钢架按照设计要求安装完成后，检查钢架的安装尺寸，防止侵入衬砌范围内。然后施作锁脚锚杆，在锁脚锚杆施工完成后，将混凝土垫块契入到钢架与初喷混凝土之间，保证钢架与初喷面紧贴及早受力。钢架混程土垫块示意图4、控制要点1）初喷混凝土必须及时，起到封闭围岩，控制围岩变形的目的。2）锚杆施工根据围岩的实际情况，锚杆的方向垂直于围岩的节理面方向。3）钢筋网之间的连接，首选绑扎。4）连接钢筋与钢架必须焊接牢固，以利于初期支护整体受力。5）初期支护在开往后及时进行，以便更好的控制围岩变形，防止因变形过大造成失稳。6）锚杆在初喷后进行施工，防止钻孔过程中对围岩扰动造成掉块或坍塌。7）钢架拱脚不能支撑在虚碴上，防止钢架不能受力。8）钢架脚板焊接必须达到要求，防止钢架受力时从脚板处开始破坏。9）钢架脚板连接螺栓必须拧紧，数量要保证4颗。10）对于进行下步施工需要连接的脚板处，在喷射混凝土前做好防护措施，防止混凝土将钢架脚板螺栓孔堵塞，后续施工时不能准确安装螺栓。11）喷射混凝土厚度较厚时，采用分层喷射的方式进行。四、监控量测施工方法及经济性对比施工过程中的监测是隧道信息化施工的重要工序，时新奥法施工的重要组成部分，其基本理念是观察在开挖后围岩的变形。由于其具有解决不确定性问题的能力，因此，加强施工过程中的监测可降低施工风险、可建立针对重大坍塌和破坏事件的报警系统，实现施工安全和经济的目标。1、量测点的埋设（深度、制作及控制喷射混凝土厚度）在量测桩点埋设时，桩点埋入围岩的深度不小于30cm，以保证量测数据能真实的反应围岩的变形情况。监控量测采用全站仪无尺观测。为保证全站仪观测的精度，在制作量测桩的时候，桩上安装反射片，同时在施工中注意做好桩点防护，特别是喷射混凝土时不能将桩点覆盖，为了埋设桩点的牢固程度和保证在开挖时反光片不被爆破抛掷的随时损坏，桩点用5cm的角钢和。无尺观测量测桩加工见桩点加工示意图。

量测桩加二示意困2、采用全站仪量测，反光片埋点经济性1Km隧道采用无尺量测经济性分析：不同围岩量测断面间距围岩级别断面间距（m）V、VI5〜10V10〜30u、ni30〜50按1Km隧道V级围岩100m,IV级围岩300m,H、III级围岩600m计算。每个断面平均埋设5个量测点，埋设间距取最大值1Km隧道共需埋设（100彳10+300彳30+600彳50）=32个断面需要32x5=160个桩点在实际施工中考虑20%的桩点损坏，需192个桩点。反射片市场价7元/张，反射片共需：192x7=1344元。角钢（5*5*3）:192x10=19.2m螺纹钢（中22）：平均长度按40cm计算，共需192x40=76.8m1Km隧道量测桩原材料费用共计1344+2.332x19.2x4.5+76.8x2.98x4.5=2570元五、仰拱8条线及仰拱环向中埋式止水带施工仰拱施工8条线：仰拱顶部两侧的外贴式止水带，仰拱顶部两侧的中埋式止水带，仰拱外露两侧的四排钢筋。在施工中必须保证8条线顺直。仰拱施工8条线见附图一、附图二。1、仰拱顶部外贴式止水带施工1）施工方法①施工工艺测量放线-埋设标桩-喷射混凝土找平-施工外贴式止水带②施工方法仰拱顶部的初支面不能达到外贴式止水带施工的顺直度，施工仰拱顶部外贴式止水带时，为了保证外贴式止水带充分发挥防水作用，在每循环仰拱施工前，先施工喷射混凝土找平层。由测量人员进行准确放线，主要是控制找平层的标高及到隧道中心线的距离，以保证外贴式止水带的顺直。根据测量放线的结果进行喷射混凝土找平层控制桩点埋设，桩点用小6盘条制作，纵向间距2m。喷射与仰拱同标号的混凝土进行找平，喷射混凝土较厚的地段分层喷射。找平层施工完成后将外贴式止水带安装到找平层上。找平层及外贴式止水带施工见示意图。

9\开挖面因岩3 外贴式止水带9\开挖面因岩3 外贴式止水带3外贴式止水带垫层示意图、告混凝土找平层2、仰拱端模及中埋式止水带施工为保证中埋式止水带的施工质量，建议施工单位采用钢制止水带安装模型，仰拱止水带安装模型见图。模型加工尺寸根据设计图纸确定。冲拱湍头樵板示意图（有仰拱初支）仰拱端头旅板示意瓯伏仲拱初文）冲拱湍头樵板示意图（有仰拱初支）仰拱端头旅板示意瓯伏仲拱初文）（1）施工方法①施工工艺底部模板安装一止水带安装一上部模板安装一模板固定②施工方法将下部端头模板放在已经清理好的仰拱初支表面或清理干净的仰拱开挖底部，然后拼装连接牢固，中埋式止水带放在底部模板的L形板上，要伸入当循环混凝土的一端露出1/2止水带宽度，然后将上部模板与下部模板对齐安装，将上下模板的连接螺栓拧紧。用方木或其它材料将仰拱端头模板加固牢固。（2）控制要点①中埋式止水带在外露部分为1/2止水带宽度。②上下部模板的连接螺栓要拧紧，不得有松动，防止端头模板跑模。③在端头拆模后，及时清理模板上残余的混凝土。④仰拱混凝土浇注时，在中埋式止水带上下方的混凝土用插入式捣固棒捣固密实，捣固棒不得直接与中埋式止水带接触，防止将止水带破坏。⑤施工过程中现场监理和施工单位技术人员全程检查、旁站。3、仰拱顶部两侧边墙处的纵向中埋式止水带施工1）有钢筋地段有钢筋地段的纵向中埋式止水带施工时采用架立钢筋，架立钢筋见图。（1）施工方法①施工工艺架立钢筋加工-测量放线-架立钢筋安装-中埋式止水带安装②施工方法在中埋式止水带施工前，在钢筋加工场用小8钢筋将架立钢筋加工好备用，架立钢筋加工见示意图。有用用段架之策萧示霓事在仰拱钢筋安装绑扎完成后，由专职测量人员将中埋式止水带的标高线及位置放出，并向作业工班进行详细的技术交底。现场作业人员根据技术交底利用线绳将架立钢筋的位置与高度标出，用电焊机将架立钢筋焊接在仰拱钢筋上。架立钢筋的间距控制在50cm〜60cm。(根据设计仰拱钢筋的间距确定)将中埋式止水带放入加工好的架立钢筋内。(2)控制要点①架立钢筋必须按照要求加工，不得出现歪斜，U型槽的宽度、深度和两端支架尺寸必须正确，防止安装后中埋式止水带不在同一直线或同一标高。②测量放线和现场施工必须准确无误，防止中埋式止水带在施工完成后不顺直。③架立钢筋与仰拱钢筋的焊接必须牢固，防止施工过程中脱落。④在施工混凝土时，捣固棒不得直接捣鼓到止水带，防止损伤止水带或使其移位。⑤纵向止水带的焊接严格按照规范规定进行。2)无钢筋段(1)施工方法无钢筋地段仰拱顶部设置接茬筋与拱墙衬砌混凝土相连接，中埋式止水带的架立钢筋见图。在钢筋加工场将预制好的架立钢筋与接茬筋焊接牢固。仰拱施工至离拱顶标高底15〜20cm时，开始埋设接茬筋，根据测量放线结果用线绳控制接茬筋的位置及标高，在接茬筋施工完成后，将中埋式止水带安放在架立钢筋内，再施工仰拱混凝土至设计标高。(2)控制要点①接茬筋及中埋式止水带的位置必须在同一条直线上，为此，在施工中必须利用线绳来控制接茬筋的标高和离隧道中线的距离。②在架立钢筋和接茬筋焊接时，必须在同一位置。③在接茬筋埋入，中埋式止水带安装完成后，施工上层混凝土时捣固棒不能直接接触到接茬筋或止水带。止水带的连接可以采用专用热硫化焊机进行焊接。焊接时搭接长度不小于10cm,焊缝宽度不小于50mm。4、仰拱钢筋施工1)施工方法①施工工艺钢筋加工-测量放线-定位钢筋施工-间距控制-底层钢筋施工一顶层钢筋施工一勾筋施工②施工方法施工前在钢筋加工场根据设计图纸中的尺寸，将仰拱钢筋加工成型，分类存放并标识清楚，在施工时运至施工现场。在仰拱初支面上虚碴、积水及其它杂物清理干净后，由测量人员放出隧底中心线和仰拱顶面钢筋露出线。在放线时，要考虑钢筋保护层的厚度。将测量结果以书面形式交作业班组。现场作业人员根据测量结果，在隧底每循环仰拱中心线的两端用电锤钻孔安装①22螺纹钢，做为竖向定位钢筋。在两端头的定位钢筋之间均匀的再布设定位钢筋，以增加施工时的承重能力，竖向定位钢筋的间距为1.0m。采取同样的施工方法将两侧的竖向定位钢筋施工完成。根据测量结果，将底层钢筋标高分别在竖向定位钢筋上标出，用①22螺纹钢做为纵向定位钢筋，焊接在竖向定位钢筋上。由专职测量人员根据设计钢筋间距，在纵向定位钢筋上用明显标志标出环向钢筋的位置，以保证仰拱钢筋和拱墙钢筋在同一断面上。现场施工人员根据画出的环向钢筋位置标志，准确安装已经加工好的环向钢筋，底层环向钢筋安装完成后，在上面根据同样的方法不设纵向的分布钢筋，用绑扎铁丝或电焊机将环纵向钢筋牢固的固定在一起。采取同样的方法施工仰拱上层钢筋。在双层钢筋施工完成后，用半成品的勾筋（箍筋）将上下两层钢筋牢固的连接在一起。仲拱钢筋施工定位示意图2）控制要点①竖向定位钢筋的位置必须准确，且与水平面垂直。②竖向和纵向定位钢筋必须固定牢固。③环向、纵向钢筋间采用绑扎或焊接，连接牢固。④在仰拱混凝土浇注完成后，外露的环向钢筋必须纵向必须在同一直线上。5、仰拱及填充施工高度仰拱施工时环向一次成型，不允许分几次做，留下施工缝。仰拱一次施工的位置为内轨顶面下30cm。仰拱、仰拱填充分两次施工，不允许一次成型。仰拱填充施工至内轨顶面下103.9cm。仰拱及仰拱填充施工高度见附图一、附图二。仰拱施工方法将仰拱底部或仰拱初支面清理干净，安装仰拱模型。仰拱模型主骨架采用I12工字钢按照仰拱混凝土顶面轮廓加工，两侧模型加工半径比仰拱顶面半径小5cm,以方便是施工中安装钢模板，仰拱模型分节拼装。仰拱模型采用钢筋固定在仰拱底面，将两侧的钢模板固定在模型的底部，用铁丝绑扎牢固。在混凝土浇注时，从两侧向中间施工。在仰拱混凝土达到一定强度后，将模板拆除。

六、拱墙衬砌1、拱顶背后脱空问题拱墙普挂防水板时，保证足够的松弛度，保证在混凝土浇注到拱顶时，不因为防水板拉紧而造成拱顶混凝土不饱满密实。2、止水带的安装中埋式止水带埋设时常用的方法为先加工L钢筋卡子，用卡子将止水带固定在端头模板上，在拆除端头模板后，靠近模板侧的钢筋取直，将贴近混凝土的中埋式止水带的一半取直，另一半埋在已经施工过的混凝土中。此种方法不能保证在施工下一循环混凝土时，中埋式顺直，经常出现偏到一侧的现象，并且不在设计位置，经常出现翻滚、扭曲的现象，不能保证中埋式止水带的止水作用。在施工中可以尝试将固定中埋式止水带的工具做成模型，与模板台车相连接，用止水带模型施工，既保证了买入的止水带