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  • 2022-05-11 16:56:21 发布

双线隧道施工方案(含横洞疏散平导)

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XX隧道施工方案、方法及工艺1.工程概况XX隧道起讫里程:D1K191+225~D2K203+998,全长12773米,最大埋深约791m,为双线隧道。隧道3处设置横洞:1号横洞位于D1K192+000左侧,全长662米,与线路小里程方向夹角84°59′28″;2号横洞位于D2K196+600左侧,全长888米,与线路小里程方向夹角84°59′28″;3号横洞位于D2K200+200左侧,全长530米,与线路小里程方向夹角98°20′48″;横洞共计2080米;隧道左线线路左侧30mD2K196+460-D2K196+880段设置长度为420m的疏散平导,且正洞与疏散平导之间结合2号横洞位置每隔140m设置横向疏散通道。隧道按要求设置综合洞室兼电缆余长腔51个、5个变压器洞室。为满足电力、通信、信号等要求,于隧道两侧各设两道电缆槽。施工平面图见图2-2-8。(见附件)1.1.工程地质隧道地处XX活动断裂带与镇坪倒转复向斜复合部位,于线路左侧约3.3km发育XX断裂带,线路基本与断裂呈平行行进,隧址区位于断裂下盘。该下盘发育有XX活动断裂平行的镇坪倒转复向斜,与线路呈约27°,地质构造极为复杂。主要不良地质为高地应力、危岩落石、岩堆、顺层偏压、有害气体、放射性、地温、泥石流、滑坡,特殊岩土为季节性冻土。隧道上覆第四系全新统滑坡堆积层块石土、坡崩积层细角砾土、碎石土、块石土,冲湖积层粉质黏土、卵石土,泥石流堆积层块石土、粗圆砾土、漂石土,坡残积层碎石土;下伏基岩为三叠系上统罗空松多组砂岩夹板岩,新都桥组千枚岩夹砂岩,朱倭组砂岩夹千枚岩。 1.2.水文地质(1)地表水及地下水地表水主要为山间沟水,众多山间沟水均为常年性流水,主要受大气降水补给及少部分渗出的裂隙水补给。地表水受降雨控制明显,雨季流量大,枯水季节水量小甚至水枯。隧道区地下水主要为孔隙潜水、基岩裂隙水及构造裂隙水等。地下水埋置相对较深主要受地层岩性、地质构造、地形地貌及气象、水文等因素影响和控制。(2)隧道集涌水量预测正常涌水量约为28300m3/d,雨季最大涌水量约为42500m3/d。1.3.隧道围岩分级及衬砌支护形式(1)隧道围岩分级XX隧道围岩级别及其总长见表2-3-1。(2)衬砌支护形式隧道进口段D1K191+225~D1K191+227(2m)采用桩柱式明洞衬砌、出口段D2K203+985~D2K203+998(13m)采用双耳墙式明洞衬砌,其余地段均采用复合式衬砌或加强复合衬砌。表2-3-1XX隧道围岩级别及其长度表序号围岩分级长度(延长米)1Ⅲ31602Ⅳ75203Ⅴ2093表2-3-2工程特点及主要施工对策表工程特点主要技术对策勘探资料不可能与实际完全一致施工中加强地质超前预报,探明围岩级别、地质情况等加强应对措施。 隧道位于板块边缘构造带,区域性大断裂、活动断裂发育,地震活动较为频繁,段内地应力较高包括硬岩岩爆及软岩大变形岩爆地段按照“安全第一、稳扎稳打、不盲目冒进”的指导思想,采取加强支护、设临时防护网、待避及清楚浮石、喷雾射水、应力解除、控制爆破等措施。大变形地段遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的原则。加强围岩监控量测,调整支护参数进行动态施工。出口及1、2、3号横洞进口山势陡峭,岩性软硬不一,上部砂岩悬空形成危岩,局部岩体可能会发生崩落形成危岩落石及时清除,并进行加固处理。隧道进、出口、洞身、1、2号横洞均存在不同程度的顺层偏压问题施工过程中必须进行综合详细的地质超前预测预报工作,遵循“超前支护、初支加强、合理变形、先放后抗、先柔后刚、刚柔并济、及时封闭、底部加强、改善结构”的原则进行施工。隧道局部段落可能含瓦斯等有害气体,局部聚集可能,特别是在褶皱核部部位,瓦斯等有害气体富集施工中加强监测及通风。初期支护采用初期支护采用砂浆锚杆(边墙)、中空锚杆(拱部)、格栅或型钢钢架、钢筋网、素喷及网喷混凝土。二次衬砌采用模筑素混凝土或钢筋混凝土。1.4.工程特点及施工对策XX隧道工程特点及主要施工对策见表2-3-2。2.施工方案2.1.施工技术方案2.1.1.正洞施工技术方案坚持以人为本,地质预报超前,全部采用无轨运输,隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩采用台阶法施工,Ⅴ级围岩采用台阶加临时仰拱法施工。洞身Ⅲ级围岩采用光面爆破和微震动控制爆破工艺开挖,风动凿岩机钻孔,塑料导爆管微差毫秒雷管起爆;Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖采用风镐或挖掘机开挖,形成超前支护、开挖、初期支护、仰拱填充、二次衬砌、附属工程均衡生产、整体推进的施工格局,断层破碎带及其影响带地段初期支护及时成环,根据围岩量测结果及时施作二次衬砌。开挖以大型专用设备为主,形成开挖、支护、装运、辅助、防水衬砌等多条主要生产作业线,实现机械化施工。 出碴全部采用侧卸式装载机装碴,15~20t的自卸汽车出碴。喷混凝土采用湿喷机与多功能作业台架作业,为加快施工进度,尽早封闭围岩,采用12m长的整体式液压台车全断面衬砌。混凝土采用拌和站集中生产,输送车运输,泵送入模。表2-3-3XX隧道正洞施工方案表序号作业内容方案1开挖支护Ⅲ级复合台阶法开挖,喷锚支护3Ⅳ级复合台阶法开挖,超前注浆小导管预支护,格栅钢架,超前地质预报4Ⅴ级复合围岩台阶加临时仰拱法,超前注浆小导管预支护,型钢钢架支护,超前地质预报5Ⅴ级加强台阶加临时仰拱法,超前注浆小导管预支护,型钢钢架支护,超前地质预报6装运装载机装碴、自卸汽车运输7防水利用多功能升降平台人工铺挂防水板、安装透水管8衬砌采用12m长液压衬砌台车全断面衬砌,混凝土输送车运输,泵送入模9施工通风压入式通风10施工用电共配备4台1000KVA变压器,同时配备7台250KW发电机作为备用电源;进洞800m后每个工作面采用500KVAV移动变压器高压进洞。11施工排水1号横洞区:D1K191+225~D2K192+000,反坡施工反坡抽水,抽水至横洞后顺坡排水;D2K192+000~D2K194+903段为顺坡施工经横洞顺坡排水。2号横洞区:D2K194+903~D2K196+600,反坡施工反坡抽水,抽水至横洞后顺坡排水;D2K196+600~D2K198+260段为顺坡施工经横洞顺坡排水。3号横洞区:D2K198+260~D2K200+200,反坡施工反坡抽水,抽水至横洞后顺坡排水;D2K200+200~D2K201+800段为顺坡施工经横洞顺坡排水。出口区:D2K201+800~D2K203+998反坡排水采用移动潜水泵将工作面积水经管路引排至进口外污水处理池中。隧道各口在进洞800m后施工用电采用高压电进洞,洞内变电的方式供电;施工用水采用高位水池供水的方式;洞内通风均采用压入式通风;施工用高压风采用在各洞口洞外集中供风方式。隧道工程施工方案详见表2-3-3。2.1.2.辅助坑道施工技术方案1、2、3号横洞均穿越Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩层。隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩采用台阶法施工,Ⅴ级采用台阶法加临时仰拱施工。 辅助坑道工程施工方案详见表2-3-4。2.2.施工任务划分及施工顺序根据本隧道的特点,分4个区进行施工,即出口区、1号横道区、2号横道区及3号横道区,由4个隧道队负责施工。作业队伍安排及施工顺序情况见表2-3-5。每个隧道队下设:掘进作业工班、支护作业工班、衬砌作业工班、运输作业工班、辅助作业工班、钢结构加工工班、地质预报工班。2.3.主要生产作业线安排根据本隧道的施工特点和进度计划,施工机械设备配备的原则是:满足需求,性能良好,相互配套。各施工班组配备相应的专用机械设备,形成机械化施工流水作业线。根据本隧道确定的施工原则和施工方案,施工以大型专用设备为主,形成六条作业线,即:掘进作业线、支护作业线、装运作业线、防水衬砌作业线、超前地质预报作业线及辅助作业线。施工作业线配置见表2-3-6,隧道工程施工主要生产作业线见图2-3-1。2.4.隧道内施工区段规划洞内复合式衬砌地段划分开挖支护区、设备停放区、清底区、防水板铺挂区和衬砌区。洞内施工区划分详见图2-3-2。2.5.施工进度安排2.5.1.隧道施工进度指标 图2-3-1隧道主要生产线作业图 图2-3-2洞内作业施工区段划分图 隧道开挖及衬砌进度指标表2-3-7。表2-3-4XX隧道辅助洞坑施工方案表序号作业内容方案1开挖支护Ⅲ级围岩全断面钻爆法开挖,锚喷挂网支护。2Ⅳ、Ⅴ级围岩台阶法开挖,Ⅴ级围岩超前注浆小导管预支护,钢架挂网锚喷初期支护,超前地质预报。3装运侧卸式装载机装碴、小型自卸汽车运输。4防水利用多功能升降平台人工铺挂防水板、安装透水管。5衬砌采用自制液压衬砌台车全断面衬砌,砼输送车运输,泵送入模。6施工通风横洞施工采用压入式通风7施工用电与正洞施工用电统筹安排8施工排水横洞为顺坡排水表2-3-5隧道施工顺序安排表施工队伍施工作业面人数施工顺序隧道作业二队2300第一作业面:XX隧道1号横洞→进口段施工第二作业面:XX隧道1号横洞~D2K194+903段施工隧道作业三队2250第一作业面:XX隧道2号横洞→D1K194+903段施工第二作业面:XX隧道2号横洞~D2K198+260段施工隧道作业四队2302第一作业面:XX隧道3号横洞→D1K198+260段施工第二作业面:XX隧道3号横洞~D2K201+800段施工隧道作业五队1150第一作业面:XX隧道出口→D2K201+800段施工表2-3-6施工作业线主要设备、人员配置表机械人员配置掘进作业线支护作业线装运作业线防水衬砌作业线辅助作业线预报作业线每作业面机械配置自制简易台架配风动凿岩机16台。多功能升降平台1台,喷射机2台,液压注浆泵1台。小型混凝土拌合站1台。侧卸式装载机2台、自卸汽车6台。12m液压衬砌台车1~2台、仰拱栈桥2台、多功能升降平台1~2台、输送泵2~3台。通风:2台2×110kw轴流式风机;高压水、排水:4台水泵;高压风:4台40m3/min电动空压机;施工用电:洞内1台500kVA移动变压器、洞外大功率变压器;发电机1台1000kw全标段配置超前地质预报作业线:TSP203系统1套、地质雷达3台、水平钻机3台,现场合理调配使用。作业线人员配备风动凿岩机司机16人/班。人工施喷:10人/工作面、注浆技术工4人/班。搅拌机司机1人/班侧卸装载机、挖掘机和自卸汽车司机1人/车/班。衬砌台车司机6人/班、输送泵和输送车司机1人/班/台。通风:1人/班高压水、排水:4人/班高压风:2人/班施工用电:1人/班2.5.2.工期安排XX隧道具体工期安排见施工进度计划横道图2-3-3。2.6.施工平面布置XX隧道其中出口区新建生活及办公用房1560m2,各种生产用房、 材料加工棚、材料库1000m2。1号横洞区新建生活及办公用房2680m2,各种生产用房、材料加工棚、材料库900m2。2号横洞区区新建生活及办公用房2700m2,各种生产用房、材料加工棚、材料库1100m2。3号横洞区区新建生活及办公用房2700m2,各种生产用房、材料加工棚、材料库1000m2。所有生活、办公用房配齐消防设施。表2-3-7开挖进度指标计算表施工位置围岩级别施工方法循环进尺(m)日循环数日进尺(m)月进尺(m)备注正洞Ⅲ级台阶法1.233.7110每月按30天计算Ⅳ级台阶法0.832.370Ⅴ级台阶加临时仰拱法0.531.545横洞Ⅲ级台阶法1.233.7110Ⅳ级台阶法0.832.370Ⅴ级台阶加临时仰拱法0.531.545隧道衬砌混凝土施工:洞身二次衬砌均为复合式衬砌结构,衬砌采用12m全液压衬砌台车,按照每台衬砌台车4.5天衬砌一次考虑,每台衬砌台车月衬砌80m,每工作面配1~2台衬砌台车,以满足衬砌进度的需求。辅助坑道衬砌混凝土施工:横洞模筑衬砌采用自制液压衬砌台车施工,按照每台衬砌台车5天衬砌一次考虑,每台衬砌台车月衬砌72m。各工区施工便道从乡村公路接入;在各工区用电永临结合,设置变压站就近T接高压电网进行施工用电供应;打井抽水配合无塔供水系统供应施工用水;隧道二衬及仰拱混凝土依靠附近4座拌合站供应。洞口排水及排污:为满足环保要求,在出口、横洞区各设置一座污水处理池,施工废水经过污水处理达标后集中排放。XX隧道出口工区施工场地布置详见图2-3-4。XX隧道1号横洞工区施工场地布置详见图2-3-5。XX隧道2号横洞工区施工场地布置详见图2-3-6。XX隧道3号横洞工区施工场地布置详见图2-3-7。(见附件)2.7.洞内临时设施 2.7.1.洞内管、路、线总体布置洞内布置管线主要有:动力线、照明线、高压水管、排水管、通风管、高压风管等。洞内电源线、高压水管及高压风管布置在线路方向的左侧墙壁,排水管路考虑施工方便布置在线路方向的右侧墙壁,施工通风管悬吊于拱顶。洞内管、线路总体布置见图2-3-8。图2-3-8洞内管、路、电线路总体布置示意图2.7.2.施工通风XX隧道施工通风主要采用压入式通风,利用风管对单独掘进的工作面供风,通风系统简单、稳定、适合多单位、多工作面同时施工。各开挖工作面均设局扇引排风流在出口区及1、2、3号横洞区各选配2台2×110Kw轴流风机通风,风管径为Ф150cm。XX隧道施工通风图如下: 2.7.3.高压供风方案高压风采用洞外电动空压机组成的压风站集中供风方式,高压风 管直径采用φ150mm无缝钢管,进洞后采用托架法安装在边墙上,沿隧道通长布置,高度以不影响仰拱施工为宜。主管道每隔300~500m分装闸阀和三通,以备出现涌水时作为应急排水管使用,管道前段距开挖面30m距离主风管头接分风器,用高压软管接至各风动工具。空压机配备按洞内风动机械同时工作耗风量及管道漏风系数等计算。:安全系数电动取0.3~0.5。:空压机本身磨损的修正系数取1.05~1.10。:不同海拔高度的修正系数取1.14。:风动机具同时工作耗风量总和。:管道漏风系数取1.15。同时工作的各种风动工具耗风量:使用台数。:每台耗风量。:同时工作系数取0.85。:风动机磨损系数取1.10。总风量按各工作面全部的风动机具,工作面按10台风动凿岩机考虑,每台耗风按3m3/min计,喷射混凝土两个工作面同时施工,每工作面配备2台湿喷机,每台耗风量按16m3/min计,则每个工作面总耗风量为62m3/min,考虑上工作耗风量、管道漏风、设备磨损及安全系数等因素,每个工作面需要配置117m3/min的空压机设备。根据计算所得总耗风量,在隧道出口区设一组3×40m3/min电动 空压机;各横洞洞口分别设两组3×40m3/min电动空压机,供应洞内高压用风。2.7.4.施工供水方案隧道施工用水采用高山水池供水,在隧道各洞口附近寻找合格水源取水以供应施工用水,利用水泵将水抽至高山水池中,再由高山水池供水系统输水到洞内工点。2.7.5.洞内施工排水方案1号横洞区:D1K191+225~D2K192+000,反坡施工反坡抽水,抽水至横洞后顺坡排水;D2K192+000~D2K194+903段为顺坡施工经横洞顺坡排水。2号横洞区:D2K194+903~D2K196+600,反坡施工反坡抽水,抽水至横洞后顺坡排水;D2K196+600~D2K198+260段为顺坡施工经横洞顺坡排水。3号横洞区:D2K198+260~D2K200+200,反坡施工反坡抽水,抽水至横洞后顺坡排水;D2K200+200~D2K201+800段为顺坡施工经横洞顺坡排水。出口区:D2K201+800~D2K203+998反坡排水采用移动潜水泵将工作面积水经管路引排至进口外污水处理池中。2.7.6.高压电进洞方案在隧道出口、1、2、3横洞各设置1台1000KVA变压器,供洞外设备及洞内800m范围内的施工、照明用电,隧道进洞800m后,各作业面考虑1台500KVA移动变压器高压进洞,共需7台。2.7.7.洞内照明照明负荷距洞口800m以内,由洞外变电站供电,以后的照明由洞内移动式变压器供电。 照明供电均采用TN-S系统,即三相五线制,以变压器为中心向两端布置,最远端距离800m,负荷均布。用绝缘电线沿左侧边墙蝶式瓷瓶明配,间距15m,下侧距轨面4m。照明光源采用高效节能高压钠灯,每盏按100瓦计,每隔15m一盏,安装在横担上沿。距离掌子面100m范围内,考虑作业人员集中,采用36伏安全电压供电;经照明变压器隔离降压后为照明提供电源。加设应急照明设备,该设备必须在短路或供电中断时,能自动接通并能连续工作2小时以上。专用洞室及紧急出口处设置固定照明和应急照明灯具,照明灯安装间隔不大于50m。2.8.洞内外施工调度通信为了使洞内外各道工序协调配合、洞内外施工运输有序,现场指挥准确可靠,本标段设置强有力的施工运输、机械设备调度系统,负责工程施工、车辆运输、设备运转的统一调配调动工作。项目经理部及所属单位采用程控电话与移动电话相结合的方式;洞内与洞外采用有线电话和无线对讲机(办理使用许可证)相结合的联络方式。程控电话与当地电信部门联系,就近接驳,无线电话根据当地移动或联通网络情况直接使用或与其联系,在工地架设无线转播站,保证无线通信联络的畅通。2.9.弃碴利用及弃置方案本隧道1号横洞工区:弃碴约23万方,弃于D1K191+500左侧约1100m果林,占地约50亩,运距1.8km;2、3号横洞工区:弃碴约60万方,弃于D2K196+950左侧约1200m果林,占地约70亩,运距3km;出口工区及3号横洞工区剩余弃碴:弃碴约50万方,弃于D2K199+200左侧约1200m,运距3km。 弃碴前应先清除表层浮土,做好碴场排水系统,为防止碴场顶面大量过水,碴场顶面设置截排水沟,渠底纵坡不小于1.5%,碴场底部沿纵向设置直径为100的塑料盲沟,每隔20m设一道,以引排碴场底部积水。碴场底部沿纵向设置一根直径为1.5m的过水管涵,挡碴墙采用M10浆砌片石。施工中产生的废碴、废液应按有关环保要求进行处理,不得随意弃置、排放。3.施工方法根据本隧道工程的水文地质条件、围岩级别及断面设计,本工程配备大型专用设备,形成与生产能力相匹配,工作状态相适应的配套机械化作业线,形成四个作业队七个作业面流水作业。并结合拟投入的施工力量和本投标人施工类似长大隧道取得的施工经验,拟定施工方法如下:3.1.施工准备开工之后首先修筑进入隧道出口、横洞区的临时施工便道,架设施工供电线路、铺设供水管道,砌筑洞顶截水沟,开挖洞口段土石方。洞口场地开挖完成后,安装和修建隧道供风、供水、发电、混凝土生产、钢结构加工等设备与设施。洞门工程在进洞施工正常后及时安排施工,尽量避开雨季。3.2.施工测量隧道洞外用GPS定位,洞内双导线控制平面,用GPS对洞口水准点高差进行复核,以控制高程的可靠性。隧道出口及横洞区各配一个由1名测量工程师、4名测量技工组成的测量班,完成测量工作。每个测量班主要测量及监测仪器配置为:全站仪1套、经纬仪1台、自动安平水准仪1台、数显式收敛计1台、激光隧道限界检测仪1台。 控制测量主要搞好施工前平面控制网复测。3.3.超前地质预测预报针对XX隧道地质条件复杂多变,成立专业超前地质探测与预报小组,开展综合地质超前预报工作,以指导施工,避免发生地质灾害,保证施工安全。隧道施工中采用全断面地质素描、TSP203长距离预报、地质雷达及红外线探水仪等综合物探手段,隧道地下水发育地段及断层破碎带地段采用超前水平钻探、红外线探水仪等措施。根据超前地质预报和施工地质工作获取的地质信息及钻探所揭示的工程地质、水文地质条件,提前推测前方地层岩性及异常情况,及时制定针对性的施工措施,优化施工方案。超前地质预测预报施工方法详见本章“6.3.11.超前地质预报”部分。3.4.正洞开挖隧道全长12773m,其中Ⅲ级围岩长3160m,占24.7%;Ⅳ级围岩长7520m,占58.9%;Ⅴ级围岩长2093m,占16.4%,明洞15m,占0.1%。3.4.1.洞口工程及进洞方法(1)边仰坡开挖隧道进出口及1、2、3号横洞洞口边仰坡开挖要避开雨季,在洞口边仰坡外侧5~10m设洞顶截水沟,以拦截地表水,防止地表水冲刷边仰坡,截水沟采用C25砼灌筑,做到圆顺流畅,不积水,不渗水,拦截导引地表水,防止地表水影响洞口施工,达到稳定坡面的目的。在洞口范围内放出边仰坡开挖轮廓线,清除开挖范围内植被,按照“分层、分段,自上而下,边开挖、边防护”的原则,采用挖掘机自上而下进行开挖,人工配合精确刷坡。 洞口边仰坡应先清除危岩落石,再嵌补置顶,设置主、被动防护网,采用锚杆框架梁、骨架护坡防护,为确保施工顺利,在进行暗洞施工前应对洞口衬砌外1~3m范围内的边仰坡进行锚喷(网)支护,然后开挖进洞。(3)进洞方法出口及1、2、3号横洞开挖至明暗分界处后,及时施做C20混凝土管棚套拱,精确预埋导向管,达到强度要求后,管棚钻机就位,施做洞口超前管棚。进口超前管棚采用Φ108mm的无缝钢管,管棚内压注水泥。进口超前支护施工完成后,施作初期支护,设置临时仰拱,尽早形成封闭支撑结构,仰拱浇筑紧跟开挖,及时施做二次衬砌。3.4.2.洞身开挖Ⅲ、Ⅳ级围岩采用三台阶法,Ⅴ级围岩采用台阶加临时仰拱法。钻爆作业采用自制简易台架配风动凿岩机钻眼。钻孔作业程序:固定人员司钻,固定部位孔眼,严格控制外插角和周边眼间距。在拱部周边眼钻孔完毕后,利用装药平台进行装药联线作业。开挖施工时及时采用物探技术对围岩地质情况进行超前探测,坚持“光面爆破、喷锚紧跟、监控量测、及时反馈和修正”的原则。洞身根据所处的围岩级别、断层及顺层分别采用:台阶法、三台阶法、三台阶临时仰拱法、非爆破开挖法、弱爆破开挖法、微台阶非爆破开挖法。台阶法施工工序流程见图2-6-3。台阶法加临时仰拱施工工序流程见图2-6-4。 3.4.3.钻爆设计钻爆作业是隧道施工控制工期、保证开挖轮廓的关键。为了充分发挥围岩的自承能力,减轻对围岩的振动破坏,本合同段隧道采用微振动控制光面爆破技术,并根据围岩情况及时修正爆破参数,达到最佳爆破效果,形成整齐圆顺的开挖断面,减少超挖,杜绝欠挖。初期支护和围岩为暗挖隧道的主要受力结构,施工中一定要“爱护围岩”:通过机械开挖技术和控制爆破技术予以解决,或通过各种手段和方法,如采用支护技术、加固或预加固技术以及各种辅助施工技术等增强围岩的自支护能力,来达到不损伤或少损伤遗留围岩的固有支护能力。钻爆作业是隧道施工控制工期、保证开挖轮廓的关键。为了充分发挥围岩的自承能力,减轻对围岩的振动破坏,本标段隧道采用微振动控制光面爆破技术或预裂爆破,并根据围岩情况及时修正爆破参数,达到最佳爆破效果,形成整齐圆顺的开挖断面,减少超挖,杜绝欠挖。3.4.3.1.设计原则(1)炮孔布置要适合机械钻孔。(2)提高炸药能量利用率,以减少炸药用量。(3)减少对围岩的破坏,周边采用光面爆破,控制好开挖轮廓。(4)控制好起爆顺序,提高爆破效果。(5)在保证安全前提下,尽可能提高掘进速度,缩短工期。(6)按爆破设计施工,控制炸药量,减少对初期支护及临时支护影响。3.4.3.2.爆破器材选用采用塑料导爆管、毫秒雷管起爆系统,毫秒雷管采用15段别毫秒雷管,引爆采用火雷管。炸药采用2#岩石铵锑炸药或乳化炸药(有水地段),选用φ40、φ 32二种规格,其中φ32为周边眼使用的光爆药卷,φ40为掏槽眼、掘进眼及底板眼用药卷。3.4.3.3.炮眼布置及爆破参数选择本标段隧道台阶法采用钻爆掘进,台阶长6~10m,开挖后支护紧跟。上导坑每开挖两个循环,下断面开挖1个循环,待上导坑开挖长度达到6~10m时开挖下断面,下断面采用多功能台架钻孔。上半断面采用凿岩机钻孔,为减小爆破对围岩的扰动,采用直眼掏槽法,上导坑的顶板眼和下半断面的帮眼按光面爆破进行设计。目的是减少对围岩的爆破扰动,保持岩体的稳定性。爆破设计见图2-6-5。3.4.3.4.钻爆作业钻孔作业在本标段隧道中均采用多功能台架,机械装药起爆。钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。如围岩出现变化需要变更爆破设计时,由爆破主管工程师确定。炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接,均由考核合格的爆破工负责。(1)测量测量是控制开挖轮廓精确度的关键。采用徕卡测距仪进行断面测量,定位。每循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。(2)钻孔严格按照炮孔布置图正确对孔,以确保工程爆破质量。周边孔外插角采用1°~2°,炮孔相互平行,周边孔在断面轮廓线上开孔(在Ⅳ级、 Ⅴ级围岩地段,周边孔在断面轮廓线内5~10cm处开孔),周边孔对孔误差环向不大于5cm。掏槽孔对孔误差不大于3cm,其它炮孔开孔误差不大于10cm。(3)装药钻完孔后,用高压风吹孔,经检查合格后装药。装药分片分组负责,严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。爆破网路连接、检查及起爆,按照爆破设计要求及有关规定操作。(4)堵塞所有装药的炮眼均堵塞炮泥,堵塞长度不小于30cm。3.4.3.5.超欠挖控制钻爆法开挖是否经济、高效,关键是控制好超欠挖,钻爆施工中采取如下措施:(1)根据不同地质情况,选择合理的钻爆参数,选配多种爆破器材,完善爆破工艺,提高爆破效果。(2)提高轮廓线、钻眼精度,尤其是周边眼的精度,是直接影响超、欠挖质量的关键。(3)提高装药质量,杜绝随意性,防止雷管混装。(4)断面轮廓检查及信息反馈:了解开挖断面各点的超欠挖情况,分析超欠挖原因,及时更改爆破设计,减少误差,配专职测量工检查开挖断面。(5)建立严格的施工管理:在解决好超欠挖技术问题的同时,必须有一套严格的施工管理制度来保证技术的实施,为此,从进洞前,制定严格的奖罚制度,用经济杠杆来调动施工人员的积极性。 3.4.3.5.超前支护XX隧道出口、1、2、3号横洞洞口均采用一环Φ108大管棚超前预支护,每根长35m,环向间距0.6m。共39根,隧道Ⅳ级、Ⅴ级围岩地段采用超前小导管注浆预支护,小导管采用Φ42热轧无缝钢管加工,长度为4.5m、3.5m,每3m、2.4m设一环,其搭接长度不小于1m。隧道超前支护施工方法及施工方法见本章中“6.隧道工程施工方案、方法及工艺”中的“6.3.3.超前支护”部分。3.6.初期支护本标段隧道初期支护形式有系统锚杆(砂浆和中空锚杆)、钢筋网、(格栅或工字钢)钢架、喷射混凝土、喷射纤维混凝土。依据围岩类别设计综合使用。初期支护紧跟开挖面及时施作,尽量减少围岩暴露时间,抑制围岩变形,防止围岩在短期内松弛剥落。钢架、钢筋网和锚杆在洞外构件厂加工,风动凿岩机施作系统锚杆,挂设钢筋网,人工安装钢架,湿喷机喷射混凝土。初期支护施工工艺流程见图2-6-6。3.6.1.锚杆施工(1)砂浆锚杆锚杆制作:锚杆杆体在洞外构件厂批量加工,长度根据围岩状况及设计确定。 超前地质预报初喷混凝土3~5cm施工放样测量定位施作系统锚杆挂钢筋网复喷混凝土至设计厚度监控量测反馈、调整支护参数开挖安装钢架图2-6-6初期支护施工工艺流程图钻孔:锚杆呈梅花形布置。采用风动凿岩机沿开挖轮廓线钻孔,钻孔前先标定钻孔位置,钻孔直径大于锚杆直15mm,孔深误差不大于5cm。用高压风将孔内杂物吹净。钻孔应圆而直,孔口岩石整平,并使岩面与钻孔方向垂直。锚杆采用全自动液压升降平台配合安设。配拌、压注砂浆:砂宜采用中粗砂,最大粒径不得大于2.5mm,使用前过筛清洗,水泥选用PRO32.5#普硅水泥;速凝剂选用合格的速凝剂,所用材料均应按规范要求进行取样试验。早强水泥浆配合比拟采用灰骨比1:1~1:2,水灰比0.38~0.45,水泥采用早强水泥,并掺早强剂。砂浆用净浆搅拌机拌合均匀,随拌随用。用注浆泵往钻孔内压注早强水泥浆,注浆时注浆管要插至距孔底5~10cm处,随水泥浆的注入缓缓匀速拔出。要求锚孔内砂浆饱满,灌浆工作连续不中断,保证锚杆、砂浆、围岩间的粘结力。 锚杆安装:注浆完成后迅速将锚杆插入,轻轻锤击锚杆使之深入孔底。锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。若孔口无砂浆溢出,要将杆体拔出重新注浆。注浆开始或中途停止超过30min时,应用水润滑注浆罐及其管路。注浆孔口的压力不得大于0.4MPa;杆体到位后,要用木楔或小石子在孔口卡住,防止杆体滑出。砂浆未达到设计强度的70%时,不得随意碰撞,一般规定三天内不得悬挂重物。锚杆安设后,不得随意敲击。砂浆锚杆施工工艺流程见图2-6-7。施工准备测量放样钻孔清孔验孔注浆浆液制备安插锚杆试验锚杆加工、运输图2-6-7砂浆锚杆施工工艺框图(2)中空锚杆中空注浆锚杆具有施作速度快,抗拔力大,支护效果好的特点。中空锚杆采用先锚后灌式砂浆锚杆,构造由锚头、杆体、止浆塞、垫板、螺母组成,注浆液采用水泥砂浆,砂浆标号满足设计要求,施工方法如下:采用锚杆钻机钻孔,用钻头射水孔将锚杆中孔内异物清理干净,然后将钻头安装在锚杆的一端,再将凿岩机用纤维套连接在另一端。 将钻杆的钻头对准掌子面上标出的钻位,对凿岩机供风供水,开始钻进,按照多回转、少冲击的原则进行钻进,以免钻碴堵塞水孔,若发现有水孔堵塞现象,后撤锚杆50cm左右,并反复扫孔,使水孔畅通,然后慢慢地钻进,直至设计深度。钻至设计深度后,用高压风清孔,确认畅通后卸下纤尾套,安装中空锚杆,保持锚杆外露长度10~15m。用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口30cm左右。迅速将锚杆、注浆管及注浆泵用快速注浆接头连接好进行注浆,注浆压力达0.6Mpa,并持续5分钟,不吸浆或孔口返浆停止注浆。锚杆安装约24h后,安装垫板及螺母,旋紧螺帽至预应力3t,垫板必须紧贴喷混凝土面,以把承载力均匀传给锚杆,避免锚杆产生弯曲应力。中空锚杆施工工艺流程见图2-6-8。清洗整理标出锚杆位置钻孔检查锚杆安装锚杆体、止浆塞和垫板注浆封口制浆备料图2-6-8中空注浆锚杆工艺流程图3.6.2.钢筋网钢筋网预先在洞外钢结构厂加工成型。钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋冷拉调直后使用,钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。安装搭接长度为1~2个网格,采用焊接。钢筋网随受喷面起伏铺设,与受喷面的间隙一般不大于3cm 。与锚杆或其它固定装置连接牢固。开始喷射时,缩短喷头至受喷面的距离,并调整喷射角度,钢筋保护层厚度不得小于5cm。喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时,应及时清除。3.6.3.型钢钢架本标段隧道洞身预支护钢架采用工字钢架和格栅钢架。钢架在洞外加工厂利用台架按设计加工制作成型,洞内安装在初喷混凝土之后进行,与定位钢筋焊接。钢架间以混凝土喷平,钢架与岩面之间的间隙用喷射混凝土充填密实,并使钢架埋入混凝土中,钢架拱脚必须放在牢固的基础上,架立时垂直隧道中线,架设时中线、高程和垂直度由测量技术人员严格控制,并将锚杆与钢架焊接连为整体。现场制作加工:钢架按设计要求预先在洞外结构件厂加工成型。先将加工场地用C15混凝土硬化,按设计1:1比例放出加工大样;将工字钢冷弯成型,要求尺寸准确,弧形圆顺制作工字钢架;或按大样制作格栅钢架的模型支架,检查无误后在模型支架上加工格栅钢架;钢架加工后要进行试拼,其允许误差为:沿隧道周边轮廓误差不大于3cm;钢架各单元连接孔眼中心误差不超过±0.5cm;钢架平放时,平面翘曲应小于±2cm。钢架安装架设工艺:为保证钢架置于稳固地基上,施工中在钢架基脚部位预留0.15~0.2m的原地基,架立钢架时挖槽就位,需要时可在钢架基脚处设刚性垫板,以增加其承载力;安设时钢架应垂直隧道中线,其倾斜度不大于2°,钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm;钢架按设计位置安设,在安设过程中当钢架和初喷面之间有较大间隙时应设置混凝土垫块,钢架与围岩之间的间距应不大于5cm;为增强钢架的整体稳定性,将钢架与锚杆焊接在一起,钢架间设置纵向连接钢筋,并按环向间距不大于1.2m 设置;为使钢架准确定位,钢架架设前均需设置环向定位系筋,系筋一端与钢架连接,另一端锚入围岩0.5m以上,当钢架架设处有锚杆时用锚杆定位;钢架安设好后应尽快施作喷混凝土作业,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5~6cm,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,强度不够而容易失稳。钢架安装施工工艺流程见图2-6-9。中线标高测量清除底脚浮碴安装型钢钢架(格栅)隐蔽工程检查验收复喷混凝土初喷型钢(格栅)钢架加工质量检验型钢(格栅)钢架组拼和锚杆焊接定位图2-6-9型钢钢架安装工艺框图3.6.4.喷射混凝土喷射混凝土采用洞外自动计量拌和站拌和,湿式喷射混凝土施工,湿喷混凝土可减少回弹量,降低粉尘,提高工作效率和施工质量。喷射支护前撬去表面松土和欠挖部分,用高压风清除杂物。喷前对设备进行检查和试运转;在受喷面、各种机械设备操作场所配备充足照明及通风设备。喷射纤维混凝土中的石子最大粒径不宜大于10mm,骨料级配宜采用连续级配;混凝土搅拌宜优先采用将纤维、水泥、骨料先干拌后加水湿拌的方法,且干拌时间不得少于1.5min。 喷射时,送风之前先打开计量泵,送风后调整风压,使之控制在0.45~0.70MPa之间,以混凝土回弹量小、表面湿润有光泽、易粘着为度来控制喷射压力。喷射方向与受喷面垂直,工作中喷头与受喷面采用计算机自动控制,与岩面方向垂直、等距喷射;若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时,可将喷咀稍加偏斜,但不宜小于70°。喷射混凝土紧跟开挖掌子面进行,当围岩破碎、稳定性差时,一般采用小药量的松动爆破,初喷、锚杆、钢筋网、钢架、复喷等作业可以连续进行,直到达到设计要求。架设好格栅钢架后,迅速用喷射混凝土封填,使之发挥支护能力。围岩较完整、稳定时间较长时,初喷、锚杆、钢筋网等施工后即可进行开挖作业,待下一循环初期支护时间再复喷,可将设计厚度的喷层厚分两、三次完成,由于每层间隔为一循环时间,每层因爆破产生的裂纹在下一次喷混凝土时被填充,而新喷层距掌子面渐远,所受的爆破振动亦越小,使喷混凝土层的支护能力更强。喷混凝土施工工艺流程见图2-6-10。筛网φ10mm(滤出超径石子)混凝土喷射机混凝土拌和水泥砂石子水拌和时间≮1min混凝土运输车运送风压控制在0.45-0.7MPa液体速凝剂(水泥用量×4%)80-150cm受喷围岩面30cm纤维图2-6-10湿喷混凝土施工工艺流程图3.7.监控量测按照《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》的有关要求进行监控量测,以量测资料为基础及时修正初期支护参数,确保二次衬砌施作时机,实施信息化设计、施工。 量测项目包括:洞内外观察、水平相对净空变化值的量测及拱顶下沉量测、地表下沉量测为必须进行的监控量测项目,除必测项目外,本隧道进出口段的房屋爆破振动系数也应该进行监控量测,要符合土窑洞等的安全允许振速在<10Hz情况下0.5~1.0cm/s。量测断面间距根据围岩级别、隧道断面尺寸及埋置深度等确定,Ⅴ级围岩地段为10m,Ⅳ级围岩地段为20m,Ⅲ级围岩地段为30m。测试前检查仪器设备是否完好,发现故障及时进行修理或更换;确认测点是否松动或发生人为破坏,当测点状态良好时方可进行测试。测试中按各项测量操作规程安装好测试仪器,每测点一般读数三次,三次读数相差不大时取算术平均值作为观测值,否则进行判断,是由于人为破坏、测点松动或是需要进行重测。测试完毕后检查仪器、仪表,做好养护保管工作。现场监控量测是判断围岩和隧道的稳定状态、保证施工安全、指导施工生产、进行施工管理和提供设计信息的重要手段。根据以往类似隧道施工经验,结合设计文件,在施工过程中以量测资料为基础及时修正支护参数,使支护参数与地层相适应并充分发挥围岩的自承能力,围岩与支护体系达到最佳受力状态,并在施工中进行信息化动态管理,达到确保工程质量、施工安全和进度,合理控制投资的目的。在表2-6-5监控量测必测项目序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注1洞内、外观察现场观察、地质罗盘2衬砌前净空变化隧道净空变化测定仪(收敛计、隧道激光断面仪、全站仪)0.1mm全站仪采用非接触观测法3拱顶下沉水准测量的方法,水准仪、钢尺1mm一般进行水平收敛量测4地表下沉水准测量的方法,水准仪、塔尺1mm浅埋隧道必测(H0≤2b) 5二次衬砌后净空变化隧道净空变化测定仪(收敛计)0.01mm6沉降缝两侧底板不均匀沉降三等水准测量1mm沉降缝两侧底板(或仰拱填充层面)沉降7洞口段与路基过渡段不均匀沉降观测三等水准测量1mm洞口底板(或仰拱填充层面)与洞口过渡段的沉降注:H0—隧道埋深;b—隧道最大开挖宽度。隧道正洞洞身支护完成后,尤其是仰拱施工完毕后,喷锚支护已闭合成环,及时进行全断面监控量测,随时掌握初期支护的工作状态,指导和确定二次衬砌施作时间。(1)量测项目:根据工程的地形地质条件、支护类型和施工方法等特点,初步选择确定隧道监控量测必测项目和选测项目见表2-6-5,表2-6-6。表2-6-6监控量测选测项目序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注1地表下沉水准测量的方法,水准仪、塔尺1mmH0>2b时2隧底隆起水准测量的方法,水准仪、塔尺1mm3围岩内部位移多点位移计0.1mm4围岩压力压力盒0.001MPa5二次衬砌接触压力压力盒0.001MPa6钢架受力钢筋计0.1MPa7喷混凝土受力混凝土应变计10με8锚杆杆体应力钢筋计0.1MPa9二次衬砌内应力混凝土应变计0.1MPa10爆破振动观测爆破振动记录仪临近建筑物11围岩弹性波速度弹性波测试仪12瓦斯浓度可便携式瓦斯自动报警仪 注:H0—隧道埋深;b—隧道最大开挖宽度。(2)量测断面间距:施工中将按照设计文件设置量测断面并布点。本投标人结合本标段隧道具体情况,初步拟定必测项目量测断面间距与每断面测点数量见表2-6-7。表2-6-7必测项目量测断面间距和每断面测点数量围岩级别断面间距(m)每断面测点数量净空变化拱顶下沉Ⅱ53条基线1点Ⅳ103条基线1点Ⅲ202条基线1点注:1、洞口及浅埋地段断面间距适当减小。2、各选测项目量测断面的数量,宜在每级围岩内选有代表性的1~2个。(3)量测断面布置隧道每个量测断面各布置一个拱顶下沉测点和一条水平净空收敛量测基线。测点布置见图2-6-26。图2-6-26围岩测点布置图(4)量测频率 洞内观察分为开挖工作面观察和支护表面状况观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后进行,地质情况基本无变化时,可每天进行一次。对支护的观察也应每天至少进行一次,观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的表面外观状况等。洞外观察包括边仰坡稳定、地表水渗透等观察。净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。量测频率见表2-6-8,实际量测频率从表中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。表2-6-8量测频率表量测频率变形速度(mm/d)量测断面距开挖工作面距离2次/d≥5<1B1次/d1~5(1~2)B1次/2~3d0.5~1(2~5)B1次/3d0.2~0.51次/周<0.2>5B注:B为隧道开挖宽度。(5)监测方法监测方法与要求见表2-6-9。表2-6-9监控量测方法及要求表监测项目测点布置监测方法及要求仪器洞内外观察开挖及支护后进行目测:地质观察在爆破后初喷前进行,绘制地质素描图,填写开挖工作面地质调查记录表;检查喷射混凝土有无开裂及发展,锚杆有无松动,钢架支护状态等,并做好相应记录;查看边仰坡有无开裂、起壳,地表有无裂纹;地表水位有无异常变化。地质罗盘地表沉降监测隧道洞口进行地表沉降量测,横断面方向沿隧道中心及两侧间距2~5m处设地表下沉测点,监测范围在隧道开挖影响范围以外。地表下沉量测在开挖工作面前方,隧道埋深与隧道开挖高度之和处开始,直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。精密水准仪、铟瓦尺 水平收敛量测内轨顶面以上2.5m,左右两侧对称布置量测点,量测断面间距根据围岩级别确定采用激光断面仪或收敛计进行量测,开挖后按要求迅速安装测点并编号,初读数应在开挖后12h内读取,测点应牢固可靠,易于识别并妥为保护激光断面仪、收敛计拱顶下沉量测与水平收敛断面对应拱顶设量测点喷射混凝土后迅速在拱顶设点,采用激光断面和仪精密水准仪和收敛计铟瓦尺进行量测精密水准仪和收敛计、铟瓦尺为确保量测精度和加快量测速度,拟在隧道拱顶下沉和水平收敛量测中采用目前比较先进的无接触围岩量测技术。它具有快速、准确、灵活方便等优点。量测方法:无接触法围岩量测观测方案见图2-6-27。测量人员按量测频率要求对隧道断面上布设的观测点进行全自动多测回全圆观测,得到这些点的收敛信息。(6)监测资料整理、数据分析及反馈取得监测数据后,由专业监测人员整理分析监测数据。结合围岩、支护受力及变形情况,进行分析判断,将实测值与允许值进行比较,及时绘制各种变形或应力~时间关系曲线,预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况,及时向项目总工程师及监理工程师汇报。图2-6-27无接触法围岩量测观测方案示意图(7)监控量测管理①监测控制标准根据有关规范、规程、设计资料及类似工程经验,制定本工程监控量测变形管理等级见表2-6-10 ,据此指导施工。观察及量测发现异常时,及时修改支护参数。正常状态须同时满足以下条件:净空变化速度小于0.2mm/d时,喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝,围岩基本稳定。当净空变化速度持续大于1.0mm/d时,应加强初期支护;二次衬砌混凝土施作时间满足《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》要求。②监控量测体系:施工监测管理流程见图2-6-28。施工量测安全性经济性量测计划是否变化管理基准是否变化措施(改变施工方法,调整支护参数)措施(优化支护结构)改变量测计划改变管理基准是是否否否否是是图2-6-28施工监测管理流程图表2-6-10变形管理等级管理等级管理位移施工状态ⅢU2Uo/3停工,采取特殊措施后方可施工注:U为实测位移值;Uo为最大允许位移值。A监控量测计划工程施工前,根据现场实际情况及施工进度,编制详细的监测实施计划,并确定监测技术标准,报监理工程师及业主批准。B监控量测小组 为了真实反映监测结果,本标段施工监测由工程部组成专门监测小组,具体负责各项监测工作。C监测管理积极配合监理工程师做好对监测工作的检查、监督和指导,工程完成后,根据监测资料整理出本标的监测分析报告纳入竣工资料中。D现场量测要求净空变化、拱顶下沉量测应在每次开挖后12h内取得初读数,最迟不得大于24h,且在下循环开挖前必须完成。测试前检查仪表设备是否完好,发现故障及时修理或更换;确认测点是否松动或人为损坏,当测点状态良好时方可进行测试工作。测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表,每测点一般测读三次,取算术平均值作为观测值;每次测试都要认真做好原始数据记录,并记录开挖里程、支护施工情况以及环境温度等,保持原始记录的准确性。测试完毕后检查仪器、仪表,做好养护、保管工作。及时进行资料整理及信息反馈。E保证措施将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中,作为一个重要的施工工序来抓,并保证监测有确定的时间和空间。制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施,并将其纳入工程的施工进度控制计划。施工监测紧密结合施工步骤,监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响,据此优化施工方案。监测组与监理工程师密切配合工作,及时向监理工程师报告情况和问题,并提供有关切实可靠的数据记录。 量测项目人员要相对固定,保证数据资料的连续性。量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。量测设备、元器件等在使用前均经过检校,合格后方可使用。各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则,量测数据均要经现场检查、室内两级复核后方可上报。量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。针对施工各关键问题开展相应的QC小组活动,及时分析、反馈信息,指导设计和施工。3.8.仰拱填施工本隧道待喷锚支护施作完成后,及时开挖并灌注混凝土仰拱及仰拱填充,使支护尽早闭合成环,并为施工运输提供良好的条件。仰拱施工采用过梁式栈桥,以保证掌子面开挖、支护正常进行。过梁采用型钢结构件,上覆1.0cm厚钢板,过梁式栈桥可以移动,反复使用。在掌子面施作开挖时,在距掌子面20~30m处开始清理浮碴,用四个千斤顶起道,在每个千斤顶下铺设预制混凝土支撑垫块,垫块下用混凝土找平,确保预制块表面为灌注仰拱表面。清理一段后,即可灌注混凝土。灌注仰拱长度由开挖支护确定,以仰拱施工不影响出碴为好。仰拱端头采用大模板,混凝土由中心向两侧对称浇注,仰拱与边墙衔接处捣固密实。仰拱一次施工长度控制在6~8m,仰拱强度达到设计要求后,及时进行仰拱填充,按设计要求仰拱填充与电缆槽等沟槽同时施作,下一循环仰拱施工时,将上循环混凝土仰拱接头作凿毛处理,遇伸缩缝位置时,按设计要求施作。 混凝土仰拱或铺底领先施工,确保隧道结构的稳定和安全,仰拱施工前先清理底面,检查隧道基底标高,各项指标合格后方可灌注仰拱铺底混凝土。并同时浇筑部分边墙,以利墙拱衬砌台车进行施工。仰拱或铺底浇筑范围如图2-6-17所示。图2-6-17仰拱施工范围示意图待喷锚支护全断面施作完成后,根据围岩监控量测结果确定仰拱施工时间,当地应力较大时,应及时开挖并灌注混凝土仰拱及部分填充或铺底,使支护尽早闭合成环,并为施工运输提供良好的条件。施工时先将上循环混凝土仰拱接头凿毛处理,并与边墙衬砌钢筋连接。仰拱、填充施工采用大模板、分段整体连续浇注,严禁半幅施工,确保仰拱及底部施工质量。混凝土由中心向两侧对称、分层浇注,插入式振动棒捣固。施工时做好仰拱大样,保证填充砼不侵入仰拱断面。仰拱或铺底一次施工长度控制在4~6m,与边墙衔接处捣固密实。仰拱达到设计强度的70%后才能直接在砼上行车。 设槽形挡头模测量开挖清浮碴隐检浇注砼捣固抽排水接缝处理砼生产、运输养护防排水施工图2-6-18仰拱混凝土施工流程图3.9.结构防排水施工隧道防排水遵循“防、截、排、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,达到防水可靠、排水畅通、经济合理的目的。3.9.1.施工防排水(1)洞口防排水洞口地段设置完备、顺畅的排水系统,使地表水尽早排离洞口,防止地表水在洞口附近汇集。洞顶刷坡线5m以外设截水沟一道,以拦截地表水,尽量汇入路基排水系统,避免形成新的冲刷。洞口边仰坡全坡面采用锚杆框架梁、骨架护坡,防止雨水冲蚀坡面或下渗引起基底湿陷。另为确保安全,洞口衬砌1~3m范围内进行锚喷网加固后方可暗洞开挖。(2)洞内水的管理 对洞内的渗水及施工用水,顺坡采用自然排水,反坡排水采用机械将水排至洞外,各区所配抽水设备均应有相当的富裕量,且布设一套备用抽水设备。施工中严格控制施工用水,并做好施工用水的管理和地下水的疏排工作,以避免积水浸泡基础。洞内严格控制施工用水,小导管及锚杆以风动凿岩机钻孔,清孔采用高压风;受喷面、喷混凝土表面等的清洗,则用高压风,洞内禁止用水冲洗各种表面。3.9.2.结构防排水隧道内排水采用双侧沟和中心水沟结合排水的方式。侧沟主要用于汇集地下水,并将地下水引入中心管沟,同时起到沉淀和兼顾排水的作用。中心管沟主要用于排水,同时汇集道床顶部集水,疏干地板积水。复合衬砌初期支护变形基本稳定并经验收合格后,在初期支护和二次衬砌之间铺设1.5mm厚的EVA防水板,防水板幅宽不小于2m,内衬土工布(密度不小于400g/m2),采用无钉铺设,搭接缝为双焊缝,防水板搭接处与施工缝错开布置,错开的距离不小于50cm。隧道防水充分利用混凝土衬砌结构自防水能力,混凝土衬砌抗渗等级不得低于p10,隧道衬砌混凝土应连续灌筑,拱圈仰拱不得留纵向施工缝。 隧道内及设备洞室的纵、环向施工缝设中埋式橡胶止水带和外贴式止水带并涂刷混凝土界面剂,每道施工缝均设一道中埋式橡胶止水带;变形缝拱墙部位设中埋式橡胶止水带和外贴式止水带,仰拱变形缝设中埋式止水带。变形缝填充聚苯乙烯硬质泡沫板并加设中埋式钢边橡胶止水带,变形缝外缘设置外贴式橡胶止水带,变形缝内缘采用双组份聚硫密封膏嵌缝。环向施工缝与变形缝结合设置,避开地下水和裂隙水较多的地段。拱墙环向、墙脚纵向设打孔波纹管盲管,与边墙PVC泄水孔、洞内侧沟、中心管沟一起组成完整的排水系统。环、纵向盲管与边墙泄水孔连接,边墙泄水孔与洞内侧沟连接,环向盲沟间距为10m。结构防排水施工方法及施工方法见本章“隧道工程施工方案、方法及工艺”中的“6.3.8.结构防排水”部分。3.10.二次衬砌施工XX隧道分出口、1、2、3横洞区共七个工作面进行衬砌,采用自制轨行式移动工作平台铺设复合防水板和绑扎衬砌钢筋,二次衬砌采用12m长全断面钢模整体式液压衬砌台车、泵送混凝土灌筑施工;混凝土采用自动计量、拌和站生产,混凝土输送车运输。隧道洞身复合式二次衬砌均在围岩及初期支护收敛变形趋于稳定后施作,衬砌工作面与开挖工作面拉开一定距离,以减少两工作面间相互干扰。衬砌采用模板台车全断面施工,混凝土运输车运送混凝土,混凝土输送泵压入模板内,插入式捣固棒配合台车所挂附着式振捣器捣固。衬砌施作前首先检查断面尺寸,并报监理工程师进行检查。检查合格后,衬砌台车就位,并调试、配套有关设备。根据隧道围岩、水文地质情况,不同的衬砌形式选用不同的衬砌施工方案。对普通的曲墙衬砌,采取铺底、仰拱先行,全断面液压整体模板衬砌台车衬砌,仰拱采用防干扰平台进行超前施工。3.10.1.仰拱及铺底施工混凝土仰拱或铺底领先施工,确保隧道结构的稳定和安全,仰拱施工前先清理底面,检查隧道基底标高,各项指标合格后方可灌注仰拱铺底混凝土。并同时浇筑部分边墙,以利墙拱衬砌台车进行施工。仰拱或铺底浇筑范围如图2-6-17所示。 图2-6-17仰拱施工范围示意图待喷锚支护全断面施作完成后,根据围岩监控量测结果确定仰拱施工时间,当地应力较大时,应及时开挖并灌注混凝土仰拱及部分填充或铺底,使支护尽早闭合成环,并为施工运输提供良好的条件。施工时先将上循环混凝土仰拱接头凿毛处理,并与边墙衬砌钢筋连接。仰拱、填充施工采用大模板、分段整体连续浇注,严禁半幅施工,确保仰拱及底部施工质量。混凝土由中心向两侧对称、分层浇注,插入式振动棒捣固。施工时做好仰拱大样,保证填充砼不侵入仰拱断面。仰拱或铺底一次施工长度控制在4~6m,与边墙衔接处捣固密实。仰拱达到设计强度的70%后才能直接在砼上行车。仰拱混凝土施工流程详见图2-6-18。3.10.2.洞身模筑混凝土施工当围岩和初期支护变形基本稳定,量测监控数据表明位移率明显减缓、收敛值拱脚附近小于0.2mm-d和拱顶相对下沉小于0.15mm-d时,方可施作二次混凝土衬砌。 设槽形挡头模测量开挖清浮碴隐检浇注砼捣固抽排水接缝处理砼生产、运输养护防排水施工图2-6-18仰拱混凝土施工流程图图2-6-19全液压衬砌台车结构图3.10.2.1.衬砌台车本标段隧道二衬断面采用自行式全断面液压钢模衬砌台车,衬砌台车长12m,台车结构如图2-6-19所示;挡头模采用自制钢模和木模。3.10.2.2.钢筋制作及安装钢筋在洞外下料加工,弯制成型,洞内绑扎。钢筋焊接:热轧圆钢筋和螺纹钢筋均应按设计要求进行焊接。 钢筋冷拉调直:采用卷扬机在一块较平整的场地进行钢筋的冷拉。钢筋下料:根据设计图纸的规格尺寸,在下料平台上放出大样,然后进行钢筋的下料施工。钢筋成型:在钢筋加工平台上根据钢筋制作形状焊接一些辅助设施,人工利用套筒或扳手进行钢筋的成型加工。钢筋骨架绑扎:严格按照图纸尺寸进行绑扎。3.10.2.3.混凝土施工结构砼衬砌施工前首先利用防干扰平台,超前施工仰拱或铺底砼,及时封闭成环,再施工边墙和拱圈。结构砼在拌合站集中拌和,输送车运输,全液压模板衬砌台车、输送泵全断面一次、整体灌筑。(1)衬砌施工缝处理混凝土衬砌浇注前,施工接缝处旧砼必须凿毛清洗。每个衬砌段一般连续灌注完成,不留水平施工接缝。当遇到特殊情况中途必须停工时,水平缝处要特殊处理,①下层砼要插接茬钢筋。②在水平施工缝衬砌厚度1-2处安设遇水膨胀止水条或BW-96型缓膨橡胶止水带。③浇注前接茬面用水清洗,先灌一层高标号砂浆,再灌注上层混凝土。(2)衬砌背后注浆为保证初期支护与二次衬砌之间的密实,施作二次衬砌时拱顶每隔5m间距预留一个充填压浆孔。二次衬砌后拱顶注浆工艺要求:①注浆在拱部衬砌混凝土达到70%设计强度后进行。注浆前对衬砌混凝土的施工缝进行全面检查,对可能漏浆的部位及时处理。②拱部注浆分成区段进行,每区段长度不宜大于50m,端部须封堵严密。③注浆施工自较低的一端开始,向较高的一端推进。 ④注浆压力视混凝土衬砌厚度和配筋情况等确定。钢筋混凝土衬砌中采用0.3~0.5MPa。⑤浆在规定的压力下灌浆孔停止吸浆,延续灌注5min即可结束。⑥注浆结束时,有往外流浆或往上返浆的灌浆孔闭浆待凝。(3)混凝土施工控制二次衬砌施工步骤详见图2-6-20。抑制影响混凝土质量的各种因素的产生,加强对原材料质量的控制与优化配置、优化设计混凝土配合比及施工工艺等多方面入手,采取综合技术措施,全面提高混凝土的灌注性能、力学强度和耐久性能,确保本标段结构耐久性设计要求全面得以体现。序号施工步骤说明1初期支护仰拱混凝土1.仰拱每段长4-6m,并立端头模板2.浇注仰拱混凝土2初期支护防水结构仰拱混凝土1.施作拱边墙防水层2.绑扎拱、墙钢筋3液压衬砌台车模板1.验收防水层及钢筋2.凿毛施工缝,清洗干净3.台车就位,并检查尺寸满足设计要求 4二次衬砌1.灌注边墙、拱部砼2.当混凝土强度达到2.5Mpa时可拆模3.拆模后及时进行养护图2-6-20二次衬砌施工步骤图3.11.洞内附属工程及通风照明设施的施工洞内附属工程有排水侧沟、电力、通信信号电缆槽和专用洞室、综合接地措施等。3.11.1.排水沟、电缆槽施工洞内排水侧沟沿隧道两侧墙脚通长布置,隧道内左侧设置电力电缆槽、通信信号电缆合槽,右侧设置通信、信号电缆合槽,各电缆槽均采取分槽设置。洞内排水侧沟、电缆槽在洞内其他工程项目完成后展开全线统一施工,能够更好的控制其线型和几何尺寸。隧道两侧边沟基座和两侧电缆沟基座与侧壁现场立模浇筑,盖板采用预制安装的方法施工,在拌和站内集中预制。3.11.2.洞室施工隧道按要求设置专用洞室兼电缆余长腔51个及变压器洞室5个,洞室沿隧道两侧交错布置。洞室施工时,根据隧道正洞的开挖情况适时安排,尽量提前完成,为正洞施工提供有利条件。开口交叉处引起围岩应力重分布及应力集中,是结构的薄弱环节,要妥善解决辅助洞室开口时的受力转换,确保施工安全。洞室按设计位置布置,根据围岩类别分别采用钻爆或机械开挖,装载机装碴,自卸汽车运输。 附属洞室处铺设防水卷材时,先按照附属洞室的大小和形状加工防水卷材,将其焊在洞室内壁的喷锚支护上,并与边墙防水卷材焊接成一个整体。洞室混凝土衬砌采用钢轨拱架立模,模板采用组合钢模,混凝土输送泵泵送入模,插入式和附着式振动器振捣。3.11.3.隧道工程接地措施(1)隧道内接触网接地系统利用信号专业设置的综合地线,隧道衬砌内所有预埋轨槽均与衬砌内钢筋笼进行可靠焊接,衬砌内钢筋笼的横向钢筋与纵向钢筋亦要求可靠焊接。在侧壁每隔约15m留出的一个接地端子(高出电缆槽踏板150mm),该接地端子在衬砌与纵向钢筋焊接边通,在衬砌外壁通过带塑料护套的35mm2铜芯电缆与综合接地相连。(2)为保证全线贯通地线的接地电阻符合设计要求,贯通地线需在适当地方安装接地极来进行降阻处理。每隔一定距离安装一处接地极对贯通地线接地性能加强,接地极深度大于3米。(3)在钢筋绑扎、浇筑混凝土过程中要注意保护预埋接地钢筋使其定位准确,尤其注意不得使其断开。同时施工过程中要采用仪器测每分项工程的接地电阻,使其符合设计要求。3.11.4.隧道工程通风、照明隧道通风照、明设施在二次衬砌施工完成后开始,通风设备及照明设备必须满足功能要求,设备安放的位置、高度不得侵入隧道的建筑限界。3.12.洞身与辅助坑道相交段施工 辅助坑道与正洞交叉部位施工是个薄弱环节,必须加强支护。交叉处施工时,采用短开挖,强支撑,及时衬砌成环,做到步步为营,稳扎稳打,保证施工安全。辅助坑道与正洞交叉段采用光面爆破台阶法开挖。支护衬砌需要加强处理。辅助坑道与正线洞身交叉段衬砌按照以下原则进行加强:辅助坑道采用降低一级围岩的喷锚衬砌,正线隧道采用降低一级的复合式衬砌。加强范围为辅助坑道40m,正线40m(辅助坑道口前后各20m)。3.13.平行导洞施工3.13.1.工程概况XX隧道设置一平行导坑作为避难所,起讫里程为D2K196+395~D2K196+945,平导长为550m,内净空尺寸5.0m(宽)×6.0m(高),平导位于线路的左侧,中线与正洞的中线相距离30m。并于该段平导与隧道之间结合2号横洞位置设置1~4号疏散联络通道,其中利用2号横洞作为2号疏散联络通道,疏散联络通道均按140m间距设置;疏散联络通道断面内净空为4.0m(宽)×4.0m(高)。3.13.2.洞身的开挖、支护工艺和方法平导Ⅳ,Ⅴ级围岩均采用台阶法施工,光面爆破,锚网喷初期支护。Ⅳ级围岩段采用拱墙I14工字钢超前支护,钢架纵向间距1.2m;Ⅴ级围岩段采用拱墙I16工字钢架及φ42小导管超前支护,钢架纵向间距1.0m。出碴采用无轨运输,出完碴后,进行架立钢架、砂浆锚杆、挂钢筋网、喷射薄层混凝土等初期支护,为加强初期支护的整体性和稳定性,将锚杆的外露头与钢筋网或钢架焊接在一起,上述工序完成后喷射混凝土至设计厚度。施工时加强现场监控量测,根据量测反馈信息,了解围岩变形情况及支护工作状态,为衬砌施作及特殊情况下调整支护方案提供依据。 (1)洞身的开挖平导Ⅳ,Ⅴ级围岩均采用台阶法施工,光面爆破。初期支护与开挖掌子面间距20~30m,平导掘进需要爆破掘进的地段主要是Ⅳ、Ⅴ级围岩,钻爆采用直眼掏槽,光面爆破台阶法开挖。(2)超前支护Ⅳ级复合、Ⅴ级围岩地段进行超前小导管注浆预加固施工。对隧道拱部周围一定厚度内围岩形成支撑加固圈。Ⅳ级复合围岩:小导管直径为φ42,长3.5m/根,每环根数30根,导管搭接长度不小于1.0m,外插角为5°~10°。Ⅴ级围岩:小导管直径为φ42,长4.5m/根,每环根数38/40根,导管搭接长度不小于1.0m,外插角为5°~10°。超前小导管注浆施工内容主要包括封闭工作面、钻设小导管、注浆、效果检验等工序。小导管采用直径φ42无缝隙钢管加工成花管,以便注浆。小导管前端加工成锥形,以便插打,并防止浆液前冲。小导管中间部位钻直径为6~8mm的溢浆孔,呈梅花形布置(防止注浆出现死角),间距为15cm,尾部0.8m范围内不钻孔以防漏浆,末端焊直径为6mm的环形箍筋,以防打设小导管时端部开裂,影响注浆管联接。首环小导管施工前,先喷射混凝土3~5cm封闭拱部开挖工作面裂隙,作为止浆墙,后续循环则可利用循环间搭接部分作为止浆墙。然后按设计间距钻设超前小导管孔,清孔后将小导管打入孔内,再用高压风清除管内杂物,连接注浆管,采用塑胶泥封堵孔口。同时配制浆液,调试注浆机,进行压水试验,检查机械设备工作是否正常,管路连接是否正确。检查正常后即可进行注浆。 注浆按照由低到高隔孔预注或群孔注浆的方法进行。单孔注浆时,首先以初压注浆,然后在终压下进行注浆并保持1~2分钟终压再卸荷,保证注浆量及扩散半径达到设计要求,达到超前加固的目的。注浆过程中,对浆液应不停搅动,避免沉淀分层,影响浆液浓度。注浆完成4h内不得进行爆破作业。注浆过程中,严格控制注浆压力,终压必须达到设计强度要求,并稳压,保证浆液的渗透范围,防止出现变形、串浆等异常现象。当出现异常现象时,采取降低注浆压力或间隙注浆;改变注浆材料或缩短浆液凝胶时间;调整注浆实施方案;当出现浆液从其他孔内流出的串浆现象时,采取两台注浆机同时注浆。注浆管与花管采用活接头联结,保证快速装拆。注浆的次序由两侧对称向中间进行,自下而上逐孔注浆。注浆过程中专人记录,完成后检验注浆效果,不合格者进行补注。注浆达到设计强度后方可进行开挖作业。(3)初期支护平导的初期支护主要有系统锚杆、挂网、喷射混凝土三种形式;Ⅳ级围岩地段采用I14工字钢架加强支护及Ⅴ级围岩地段采用I16工字钢架加强支护。①锚杆的施工砂浆锚杆采用螺纹钢筋现场制作,长度根据围岩状况及设计确定,间距不大于杆长的二分之一,系统锚杆呈梅花形布置。砂浆拌合均匀,随拌随用,灌浆时导管伸入孔底,边灌浆边抽拨导管,要求锚孔内砂浆饱满,灌浆工作连续不中断,保证锚杆、砂浆、围岩间的粘结力。在有水地段,可在附近另行钻孔安装锚杆或改为早强速凝药包式锚杆。②型钢钢架的施工 Ⅳ级围岩地段采用I14工字钢架及Ⅴ级围岩地段采用I16工字钢架加强支护。型钢钢架在洞外加工厂利用台架按设计加工制作成型,洞内安装在初喷混凝土之后进行,与定位钢筋焊接。钢拱架间纵向用φ22钢筋联接为一体,钢架间以混凝土喷平。钢架拱脚必须放在牢固的基础上,架立时垂直隧道中线,架设时中线、高程和垂直度由测量技术人员严格控制,并将砂浆或中空锚杆与钢架焊接连为整体。为保证钢架置于稳固地基上,施工中在钢架基脚部位预留0.15~0.2m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钢性垫板,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20,钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm;当钢架和初喷面之间有较大间隙时设置混凝土垫块;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φ22mm的纵向连接钢筋,并按环向间距不大于1.2m设置;为使钢架准确定位,钢架架设前均需设置环向定位筋,定位筋一端与钢架连接,另一端锚入围岩0.5m以上,当钢架架设处有锚杆时用锚杆定位;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5~6cm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。③湿喷混凝土采用湿喷法施工,分初喷、复喷和终喷(保护层)三阶段进行,喷射机选用国产型湿喷机。砂选用颗粒坚硬、干净的中、粗砂;碎石选用坚硬耐久、最大粒径不大于1cm的碎石;水泥用≥325号普通硅酸盐水泥;聚炳烯纤维网选用优质产品。 喷射前对岩面进行修整,清除松动岩块,对个别欠挖突出部分进行凿除,对个别超挖部分用混凝土补平;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,一切正常后进行混凝土喷射工作。按施工配合比要求,将混凝土用料在搅拌机中进行拌合,搅拌运输罐车运至洞内,送入喷射机中,施喷压力取0.45~0.7MPa。喷射分段、分片、分层,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,喷头与受喷面基本垂直,距离保持0.8~1.0m。钢架与岩面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。如有大凹坑,先找平。为减少回弹量,降低粉尘,提高一次喷层厚度,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。第一次喷混凝土厚度为4cm,喷后要平整圆顺。第二次喷射时,先将钢架与岩面间的空隙喷射密实,然后喷射钢架腹部至设计厚度,且钢架保护厚度大于4cm。在喷射的混凝土中要添加防水剂,掺量约为水泥用量的15%;在混凝土中掺加硅粉或粉煤灰,以增加混凝土的粘结性而减少回弹。④出碴运输隧道弃碴弃往指定的弃碴场,碴场要先做好挡碴墙与排水系统,禁止随意弃碴,堵塞河道或沟谷,造成雨季冲毁农田、洪灾等现象。碴堆坡脚采用挡墙挡护,墙高发生变化时,墙身尺寸以直线渐变过渡,挡墙基础埋深2m。施工中严禁乱倒废碴,应合理组织,及时调配,避免破坏环境。弃碴后碴顶应整平,按环保要求恢复成草地。3.13.3.结构混凝土衬砌施工 结构混凝土衬砌施工,一般地段衬砌首先利用防干扰平台,超前施工铺底混凝土及时封闭,再施工边墙和拱圈。结构混凝土在拌合站集中拌合,罐车运输,输送泵灌注。一般地段采用全液压模板衬砌台车,全断面一次灌注,抗水压地段采用全周穿行式液压台车衬砌不留水平施工缝。整体式液压模板台车衬砌施工工序见图2-3-14。(1)整体式衬砌施工图2-3-14整体式液压模板台车衬砌施工工序图序号施工步骤说明11.按照图纸尺寸把水沟开挖到位,立模,同底板一同浇注砼;2.铺底每段长8~15m,并立端头模板21.施作拱边墙防水层2.绑扎拱、墙钢筋31.验收防水层及钢筋2.凿毛施工缝,清洗干净3.台车就位,并检查尺寸满足设计要求 41.灌注边墙、拱部砼2.当混凝土强度达到2.5Mpa时可拆模3.拆模后及时进行养护本工程平导均设计为整体式衬砌,模筑混凝土采用衬砌台车整体式一次衬砌不留水平施工缝。开挖完成后,及时进行施工支护,以保证围岩的稳定,使开挖与衬砌拉开一定距离后施作衬砌结构。衬砌结构施工前先浇筑铺底混凝土,边墙底必须清理干净后,衬砌台车就位,然后先墙后拱分层对称连续浇筑混凝土。(2)铺底施工在铺底地段,为了减少施工相互干扰,选择适当的距离安排施工,以便封闭隧底及衬砌台车铺轨移动创造条件。一般衬砌地段清理底面,检查隧道基底标高,各项指标合格后方可灌注铺底混凝土。铺底施工先行,为了减少开挖和铺底的相互干扰,施工中采用防干扰平台。铺底施工时根据围岩监控量测结果确定施工时间,地应力较大时,应及早进行铺底灌注封闭控制变形。铺底达到设计强度的70%后才能直接在混凝土上铺轨行车。插入式振动棒捣固。为能尽早便于轨道通行,按配合比掺入早强减水剂。铺底与边墙衔接处捣固密实。采用片石作榫,片石厚度不小于15cm;安放均匀,片石间的净距不得小于15cm;片石与模板的间距不宜小于25cm ,片石露出基础面一半左右。施作铺底前,首先将两侧衬砌边墙基础清理并浇筑完毕,基顶标高一般控制在水沟底面标高处,待其强度达到70%以上时,则可搭设架空平台的托梁,进行本标段的清底及砼的浇注。(3)混凝土施工控制合理划分施工段长度,适当缩短施工缝间距,分段长度控制在8-12m,施工缝尽量对齐;加强机械搅拌和机械振捣,保证搅拌时间不少于2min,振捣以表面泛浆为度,尽量排除混凝土中的气泡,防止漏捣和捣固不到位,衬砌使用钢模要有足够的刚度和强度。在每次混凝土浇注完毕后,应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。保温养护措施应使混凝土浇注块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求。混凝土终凝后,应立即进行湿润养护,养护时间不少于14d,在养护期间要求混凝土表面始终保持湿润。3.14.横洞施工本标段XX隧道设置1、2、3号横洞。横洞设置于线路前进方向左侧,1号横洞位于D2K192+000长662m,2号横洞位于D2K196+600长888m,3号横洞位于D2K200+200长530m。横洞围岩均采用台阶法开挖,光面爆破,横洞洞口段及正洞相交处采用模筑衬砌。3.14.1.洞口段施工内容:洞口防排水、洞口边仰坡开挖和防护、进洞和洞门施工。洞口防排水:结合当地气候特点及洞口地形特点,施作截水沟。截水沟设在洞口口仰坡及井口平车场边缘线5m以外。为防止洞外雨水倒灌,在洞口外设置反坡排水。 边仰坡开挖及防护:在洞口范围内放出边仰坡开挖轮廓线;先清除开挖范围内植被,采用挖掘机开挖,自上而下进行,人工配合精确刷坡,按设计坡度控制,边仰坡防护按“分层、分段,自上而下边开挖、边防护”的原则施作。洞门:在进洞施工超过20m以后,适时安排洞门施工。洞门施工应在洞口段支护衬砌完成后进行。3.14.2.进洞方法先测设出横洞中线及洞口位置,利用挖掘机进行洞口段拉槽及边仰坡开挖,并作好洞顶截水天沟和洞口截水设施,然后先根据洞口段开挖断面尺寸进行开挖。开挖前按设计施工作业超前支护,然后进行上断面的开挖,上断面开挖进尺每循环控制在1.0m左右,开挖完后及时进行初期支护;在上断面进洞3~5m后开挖洞口下断面,进行初期支护,及早封闭成环。在全断面进洞20~30m后,及早施作模筑二衬,并施作洞门。3.14.3.横洞洞身施工洞身围岩级别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩,Ⅲ、Ⅳ采用台阶法开挖,Ⅴ级围岩采用台阶法加临时仰拱。施工方法及工艺详见2.2.3.13.平行导洞施工。(1)开挖、支护严格按“先治水、管超前,短进尺、强支护、勤量测、快成环、早衬砌”的施工原则。Ⅲ、Ⅳ围岩采用台阶法开挖,Ⅴ级围岩采用台阶法加临时仰拱法开挖,机械和弱爆破开挖,侧卸式装载机装碴,自卸车出碴。开挖前按设计进行超前支护,开挖后及时按初期支护设计形式封闭稳固围岩。一般地段采用喷锚支护。Ⅴ级围岩拱部设一环Ф42超前小导管及拱墙I16工字钢架加强支护,钢架纵向间距1m;Ф42超前小导管Ⅴ级模筑衬砌段每根长4.5m,纵向间距3.2m,每环38/40根;Ⅳ 级复合围岩拱部设一环Ф42超前小导管及拱墙I14工字钢架加强支护,钢架纵向间距1.2m;Ф42超前小导管Ⅳ级复合模筑衬砌段每根长3.5m,纵向间距2.4m,每环30根。(2)排水横洞顺坡排水至洞外污水处理池,达标排放。洞内施工排放的污水在洞外污水处理厂经过沉淀、过滤和净化合格后,排放至原有地表排水系统。滤渣由自卸汽车运至业主指定的堆积地点填埋。(3)二次衬砌横洞衬砌采用自制衬砌台车立模,混凝土拌合站集中拌制混凝土,混凝土输送车运输混凝土,泵送混凝土入仓,采用插入式振动器为主、附着式振动器为辅进行混凝土振捣。Ⅳ、Ⅴ级围岩段为保证洞内安全稳定及运输质量,仰拱紧跟掌子面及时施作,使支护受力闭合成环,整体受力。2.3.4.不良地质段施工XX隧道主要不良地质有:危岩落石、岩爆、有害气体、高地应力、顺层偏压特殊岩土为季节性冻土。2.3.4.1.不良地质地段施工预案本标段有3座隧道,可能遇到的主要不良地质有:高地应力、岩堆、危岩落石、顺层偏压、有害气体、地温。2.3.4.1.1.高地应力本标段隧道局部围岩为高应力区域,采用以下施工技术措施。(1)岩爆的预测及施工措施:1)、预测① 地质预报:当隧道埋深较大时,每一开挖循环结束后,进行一次地质调查,绘制开挖工作面的地质素描图和地质展示图,根据地质调查结果,进行地质预报。②岩体二次应力场现场测试:采用钻孔应力解除和应力恢复测试方法,分段对洞壁及掌子面现场测定围岩表层岩体二次应力场。同时进行现场岩石点荷载强度试验,利用洞壁切向应力洞壁岩石单轴抗压强度Rb来预报岩爆和判定等级。(2)施工措施1)、施工支护和安全防护:增设临时防护设施,对靠近开挖工作面,易发生岩爆区段的主要施工机械安装防护网和防护棚架,施工人员配发钢盔和防弹背心,掌子面加挂钢丝网。(2)隧道变形地段施工施工过程中严格贯彻“弱爆破、短进尺、快支护、勤量测”的原则。施工中加强地质钻探,采用弱爆破开挖,减少对应力集中区的扰动,采用超前小导管预支护,支护及衬砌早成型。2.3.4.1.2.隧道岩堆段施工多数岩堆位于隧道洞身埋深较大处,对隧道主体工程影响不大,对附属工程有一定的影响。岩堆防治以防为主,对于规模大、正在发展的岩堆,应以绕避为宜;在洞门边、仰坡刷方过程中应采取弱爆破,边开挖边支护的指导方针,对刷方范围进行喷锚加固等措施。2.3.4.1.3.危岩落石解放村隧道出口,XX隧道出口、1、2、3号横洞进口,XX隧道进、出口,边坡零散分布坡崩积块石土,块石大小不一,该危岩落石对隧道进口影响较大。先清除洞顶上方的危石或孤石,可采用以下方法处理: 清除松动的危岩落石;支顶或采用M10浆砌片石对危岩落石进行嵌补,于永久边仰坡处设置被动防护网加固。2.3.4.1.4.顺层偏压本标段解放村隧道出口、局部洞身,XX隧道进、出口、1、2号横洞洞口、局部洞身在施工过程中存在顺层偏压问题。⑴洞口顺层偏压问题防治隧道洞口顺层偏压段施工应避开雨季,洞口开挖前先做好截排水,并做好天沟,洞口边仰坡自上而下逐段开挖并及时进行喷锚支护或施作锚杆框架梁。⑵洞身顺层偏压问题防治隧道洞身顺层偏压段施工应遵循“超前支护、初支加强、合理变形、先放后抗、先柔后刚、刚柔并济、及时封闭、底部加强、改善结构、地质预报”的快速施工原则和总体方案解决该施工难题。2.3.4.1.5.有害气体解放村隧道、XX隧道、XX隧道洞内岩层均不同程度含有碳质千枚岩,可能伴生瓦斯等有毒气体,对隧道施工有一定影响。施工中应做好通风,加强瓦斯监测。2.3.4.1.6.地温段施工XX隧道埋深较大,隧道地温较高。施工时采取加强通风降温。2.3.4.1.岩爆(1)加强超前地质预报,在洞室未开挖前,通过在隧道掌子面和洞壁喷水或钻孔注水可促进围岩软化、降低表层围岩的强度;布置应力释放孔,先开挖小断面,后紧跟扩挖,达到应力提前释放,降低开挖后的围岩应力变化。(2)发生岩爆时,根据岩爆等级采用喷混凝土(或纤维混凝土) 防护;喷、锚防护;喷、锚、网防护;喷、锚、网与钢架支撑相结合组合方式防护等。(3)增设临时防护设施。在台车和其它设备上安装防护网、防护棚架;在开挖工作面附近的岩爆部分加挂铁丝网,防止岩爆时发生弹射和岩块坠落伤人和损伤机具设备。(4)躲避及清除浮石,在岩爆比较猛烈的时候,施工人员就近躲避,待应力释放后,再进行浮石、松石的清理。(5)岩爆后立即向工作面及周边进行喷雾和高压射水,改变岩石力学性质,降低岩石的脆性,将释放的能量转变为热能。2.3.4.2.有害气体隧道D1K191+224~D2K202+900段可能含瓦斯等有害气体,局部聚集可能,特别是在褶皱核部部位,瓦斯等有害气体易富集。施工中加强监测,加强施工通风、防火,开挖后进行洒水降温,保持湿式作业,配备净化过滤装置。