隧道双侧壁导坑法施工方案Word下载.docx
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(2、⑴开挖2部,同时,每进尺0.8m,掌子面喷8cm厚混凝土封闭。
⑵施作2部导坑周边的初期支护和临时支护,架立钢架(包括导坑的临时钢架),钻设径向锚杆。
⑶复喷混凝土至设计厚度。
(3、开挖3部并施作导坑周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同1。
(4、开挖4部并施作导坑周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同2。
(5、⑴开挖5部,喷8cm厚混凝土封闭掌子面(下一循环拱部超前支护掌子面处)。
⑵拱部架设拱部钢架,钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度。
(6、⑴开挖6部.喷8cm厚混凝土封闭掌子面(下一循环拱部超前支护掌子面处)。
(7、⑴两台阶法施工第7、8部。
⑵喷8cm厚混凝土封闭掌子面。
⑶导坑底部安设钢架封闭成环,复喷混凝土至设计厚度。
(8、逐步拆除临时钢架,灌筑Ⅸ部仰拱。
(9、灌筑Ⅹ部隧底填充。
(10、根据监控量测结果分析,待变形收敛后或根据需要,利用衬砌模板台车一次性灌筑Ⅺ部二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
(11、双侧壁导坑法施工注意事项:
(1)、隧道应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量”的原则。
(2)、开挖方式均采用弱爆破或人工开挖。
爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
(3)、工序变化处之钢架(或临时钢架)应设锁脚钢管,且必须对锁脚钢管注浆,以确保钢架基础稳定。
(4)、当现场导坑开挖孔径及台阶高度进行适当调整时,应保证侧壁导坑临时支护与主体洞身钢架连接牢固,横向钢支撑可根据监控量测结果适当调整其位置,并考虑侧壁导坑自身的稳定及施工的便捷性。
(5)、钢架之间纵向连接筋应按要求设置,及时施作并连接牢固。
(6)、临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后,方可进行。
(7)、施工中应按有关规范及标准图的要求,进行监控量测并及时反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整,灌筑二次衬砌的时机提供依据。
2、初期支护
(1)施工程序
施做超前支护→掌子面喷8cmC25砼→找顶→洞身岩面初喷4cmC25砼→架设钢架→挂设钢筋网→打设径向锚杆→复喷C30素纤维砼至设计厚度→检查验收。
(2)施工方法
喷射砼采用湿喷施工工艺,建议采用TK500型湿喷机。
混凝土采用C30素纤维混凝土,混凝土在拌合站集中拌合。
钢拱架在加工厂集中加工,汽车倒运到洞内,现场机械配合人工架设。
锚杆采用TY-28风钻钻孔,人工安装,注浆前吹洗孔内残碴,并采用注浆泵压注浆,保证灌浆饱满。
φ22锚杆尾与钢架焊接牢固,并设置垫板和螺母。
φ8钢筋网在加工场加工成型,现场人工辅助机械安装,钢筋网片大小按1.4m×
2.0m规格加工,安装时用电焊点焊固定在钢架及锚杆外露头上,以防喷射砼时晃动。
网片间搭接长度不小于一个网格。
超前小导管采用φ42壁厚4mm热轧无缝钢花管制作,加工厂统一加工,长4m,前端10cm做成锥形,并在管体上按15*15cm间距钻10mm眼孔,梅花形布置,尾部30cm为止浆段不钻孔。
(3)湿喷法喷射砼
①喷射混凝土所用的原材料应符合以下要求:
水泥:
采用普通硅酸盐42.5号水泥。
骨料:
细骨料采用河砂,细度模数应大于2.5,含泥量不大于3%;
粗骨料采用坚硬耐久的碎石,粒径5~16mm,含泥量不大于1%。
外加材料:
所使用聚脂纤维、钢纤维为经过检验的合格产品。
外加剂:
所使用的外加剂符合国家规定,速凝剂要求初凝时间不大于5min,终凝时间不大于10min。
②喷射砼前的准备工作
1)喷射砼前撬去掌子面危石和欠挖处理。
用高压水、高压风清除杂物,用高压水冲洗表面。
遇到表面水量大时,采取措施将水集中引排。
2)施工所需的机具设备及原材料均已准备,并且机具设备能够正常运行,原材料经检验合格,粗骨料加工拌和前要再次过筛,以防止超径骨料混入,造成堵塞。
细骨料堆放在防雨料库,以控制含水量,且数量满足施工需要。
3)机电检查:
喷前进行电器及机械设备检查和试转,检查各部分连接是否符合要求,在施工作业场所配备充足照明及通风设备。
③湿喷法施工工艺
喷射混凝土施工程序图如下所示:
喷射机械安设调整好后,先注水、通风,清除管道内杂物,清除掌子面杂物尘埃。
喷射混凝土大堆料要储放于储料棚内,避免露天堆放、淋雨、环境污染和倒运材料而引起的泥污染集料,引起堵管和强度降低等现象。
喷射前,先开风,再送料,后开速凝剂阀门,以易粘结、回弹小、表面湿润光泽为准。
严禁随意增加速凝剂和防水剂掺量,尽量用新鲜的水泥,存放较长时间的水泥将会影响喷射混凝土的凝结时间。
喷射机的工作风压严格控制在0.3~0.5Mpa范围内。
严格控制好喷嘴与受喷面的距离和角度。
喷嘴与受喷坡面垂直,有钢筋时角度可调至70°
左右,喷嘴与受喷坡面距离控制在0.8-1.2m范围内。
喷射顺序自下而上,料束呈旋转轨迹运动,旋转半径30cm,一圈压半圈,纵向按蛇形状布设。
喷射过程中应及时检查混凝土的回弹率和实际配合比。
喷射混凝土的回弹率:
边墙不应大于15%,拱部不应大于25%。
喷射层厚度边墙7~10cm,拱部5~7cm,厚度过大会削弱混凝土颗粒间的凝聚力,促使喷层因自重过大而脱落,或拱顶处与围岩面间形成空隙;
如果一次喷射厚度过小,则粗骨料容易回弹,后一层与前一层喷射时间间隔12-20min。
影响喷层厚度的主要原因是混凝土坍落度、速凝剂的作用效果和气温。
喷射混凝土厚度采用预埋钢筋法测设,不够设计厚度的重新加喷补够。
湿喷法施工工艺框图
喷射混凝土终凝2h后,对喷射混凝土进行养护,喷射混凝土由专人湿润养护,养护时间不小于14天,以减少由于水化热引起的开裂,若发现裂纹用红油漆作上标识,进行观察和监测,确定其是否继续发展并找出原因进行处理。
对不再发展的裂纹,采取在其附近加设土钉或加喷一层混凝土的办法处理,以策安全。
(4)型钢拱架施工
①钢架的制作
型钢拱架在洞外的钢筋加工厂内进行加工,加工前先按1∶1的比例进行放样,确定主要杆件的下料尺寸。
型钢拱架利用型钢弯曲机弯曲成型,而后焊接接头钢板并进行试拼,经检查加工拱度满足要求后存放于构件场内备用。
拱架加工的焊接不得有假焊,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷,钢架接头应焊接密实、焊缝饱满,接头处应贴10×
10cm钢板并焊接密实,每榀钢架加工完成后应试拼,周边误差为±
3cm,平面翘曲应小于2cm,偏差超出规定或焊接质量达不到要求的钢架严禁使用。
型钢拱架在洞外分片堆放,上盖下垫,在洞内安装时,使型钢拱架与隧道中心线垂直,最后焊接连接筋,使钢架成为一个整体。
主要施工技术要求:
立设型钢拱架、挂网、打设锚杆应在隧道开挖初喷4cm混凝土后进行;
型钢拱架和钢筋网片的钢筋种类、型号、直径和间距等应符合设计要求。
所有加工好的钢架必须标示明确,将各单元名称用红油漆标注于钢架两侧,如:
A单元应标注“A”,临时钢架A单元应标注“临A”。
②钢架的安装
钢架安装流程图如下:
型钢拱架利用平板车运进洞内,人工配合机械进行安装。
立拱时各节钢架联结牢固、位置正确,脚板间设橡胶垫板。
钢架安装必须严格按照设计间距0.4m一榀进行架设。
每榀钢架安装时,要认真定位,不偏、不斜,轮廓要符合设计要求。
对型钢拱架的加工误差及变形值应采取有效措施加以控制,严禁采用热加工,避免降低钢架强度及刚度。
安装时使段与段之间的连接板结合紧密,不留有缝隙。
安装前应彻底清除底脚下的虚碴及杂物。
底脚标高不足时,不得用洞碴回填,必要时可用混凝土加固基底。
确保钢架底脚置于牢固的基础上。
钢架利用平板车运进洞内,钢架在台架上逐榀安装。
拼装可在开挖面以后进行,各节钢架间连接板必须设置橡胶垫板,并同钢架连接板密贴,然后用M20*60螺栓螺母连接牢固,螺栓连接时螺母方向应交错开布置。
钢架沿外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块楔紧。
钢架与锚杆焊接牢固,相邻钢架之间纵向采用φ22mm钢筋连接,呈折线形布置于钢架腹板中央,于水平保持30°
的夹角,环向间距小口处0.654m,大口处1.346m,焊接采用周边焊,同钢架焊接牢固。
分步开挖施工时,钢拱架拱脚应打设φ42mm的锁脚锚管,锚杆长度4m,每侧脚板处数量为2根,并采用φ22“U”形钢筋同钢架满焊连接。
下半部开挖后钢架应及时接长落底至基岩。
钢架与围岩间的间隙应用喷混凝土充填密实;
喷射混凝土应全部覆盖钢架,保护层厚度不得小于4cm。
开挖下台阶时,应在钢架拱脚下设砼垫块,砼垫块、岩石和钢架连接密实、牢固。
(5)钢筋网施工
钢筋规格、材质应满足设计要求,进场须经试验合格。
钢筋应冷拉调直后使用,钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。
钢筋网铺设平整,与钢架联结牢固,网片之间搭接长度不小于20cm(一个网格)。
钢筋网在洞外提前加工成1.0×
1.4m钢筋网片,钢筋网片网格采用点焊连接,运输至洞内安装焊接在锚杆上。
安装时,钢筋网紧贴受喷岩面的起伏铺设。
钢筋网的混凝土保护层不小于3cm,且与锚杆连接牢固,在进行喷射作业时不颤动。
(6)中空锚杆、砂浆锚杆及锁脚钢管
拱部、拱墙采用带排气装置的中空注浆锚杆,锚杆间距1.2×
0.6m(环×
纵),锚杆长3.5米;
所有锚杆尾部均配备垫板和螺母。
中空锚杆杆体选用φ25mm的空心钢。
钻孔前先标定钻孔位置。
孔深应大于锚杆设计长度10cm,孔径应符合设计要求,锚杆孔距允许偏为±
15cm,孔内积水、积粉及岩碴要吹洗干净。
锚杆采用多功能台架安设,锚杆端头安装垫板并与喷砼面密贴,设好孔口注浆塞。
注浆采用注浆泵,中空锚杆则直接将注浆管道连接到注浆塞上注浆。
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。
锚杆的插入长度不小于设计长度的95%。
锚杆施工完成后,应由试验室进行拉拔试验。
(7)超前小导管支护工艺
超前小导管注浆工艺流程见图。
超前小导管配合钢架使用,相邻两排小导管的水平搭接长度不小于1.5m。
小导管设计参数为:
小导管采用热轧无缝钢花管,单根长5m,外径50mm,壁厚5mm。
环向间距0.3m。
倾角:
前排40°
,后排5~10°
交错布置,注浆材料为水泥净浆,比重1:
1,当岩层变化时可根据现场调整,注浆压力0.5~1Mpa。
小导管制作在前部钻注浆孔,孔径10mm,间距15cm,呈梅花形布置,前端加工成锥形,尾部预留30cm止浆段不钻孔。
导管布置图及大样图如下所示:
小导管施工要求:
①小导管安设一般采用打入法,即先钻孔,钻孔直径比钢管直径大3~5mm,然后将小导管穿过钢架,用锤击或钻机顶入,顶入长度不小于钢管长度的90%,并用高压风将钢管内的砂石吹出。
②小导管安设后,用塑胶泥封堵孔口及周围缝隙,必要时在小导管附近及工作面上喷射砼,防止工作面坍塌。
③隧道开挖长度必须小于导管的注浆长度,预留部分作为下一次的止浆墙。
④注浆前必须进行压水试验,检查机械设备是否正常,管路连接是否正确,为发挥设备效率加快施工速度,可采用群管注浆,每次3~5根。
⑤注浆量达到设计量或注浆压力达到设计压力时可停止注浆。
⑥注浆过程中要随时观察注浆压力机注浆泵排浆量变化,分析注浆情况,防止堵管、跑浆、漏浆。
做好注浆记录,以便分析注浆效果。
注浆异常现象处理:
①发生串浆现象:
即浆液从其它孔中流出时,采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆;
②注浆压力突然升高:
可能发生了堵管,停机检查;
③注浆量很大,压力长时间不升高:
则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小量低压力注浆或间歇式注浆,使浆液在裂隙中有相对停留时间,以便凝胶,但停留时间不能超过浆液的凝胶时间。
(8)监控量测
初期支护施工完毕后及时进行监控量测,以量测结果来调整支护参数和确定临时支护的拆除时间,以及二次衬砌的施工时间。
监控量测点布置严格按照监控量测交底布置。
洞内监控量测点不得焊于钢架上,必须单独打孔直接安装于岩体中。
量测点采用φ8mm的光圆钢筋加工成三角形焊于φ20mm螺纹钢筋端头,三角形为4cm的等边三角形,φ20钢筋长为26cm。
并标识保护。
标识牌长30cm,宽20cm,上部为红底白字,下部为白底红字。
详见下图标识牌图及监控点埋设。
标识牌图及监控量测点埋设
三、施工供风、供水、供电及排水
1、施工供风及通风
隧道洞口配备一座80m3/min的风站,风站内配备20m3/min电动空压机4台。
主要负责主洞开挖、喷锚支护供风。
风管采用Φ150mm的钢管,管节利用法兰连接。
隧道采用压入式通风,根据公路隧道通风要求及参数计算结果,隧道洞口配备通风机2台,供风量为2000m3/min,可满足洞内通风要求,选用Φ1800mmPVC软式通风筒,悬挂在拱顶。
2、施工供水
隧道洞顶设50m3高位水池一座,为洞内供水。
水池至洞口的下水管采用φ100mm的钢管、洞内采用φ80mm的钢管,掌子面处采用φ50mm的高压胶管分头供水。
3、施工供电
根据洞内用电设备负荷大小,洞口设配电站一处,采用1台容量500KVA,再引向洞内。
为了保证前期使用及备用,另自备1台容量250KW的发电机。
动力用电等级为380V,照明用电成洞地段为220V,作业地段为36V,采用干式电缆供电。
隧道成洞地段采用220V/400W和220V/250W的高压钠灯,每隔15m或20m安装一盏,并要求每盏灯安装一个开关。
掌子面和需要移动照明的地段,采用36V的白炽灯或36V的矿用碘钨灯。
4、施工排水
掌子面渗水采用集中汇水,距离掌子面及两侧墙脚各1.5m处,开挖临时环向排水沟,引排至临时集水坑,水坑大小根据水量确定,在集水坑内设置潜水泵,抽排至隧道中心水沟内排出,当中心水沟未施工时,应安装临时排水管道,直接抽排至洞口处沉淀池内。
四、质量要求
1)所用材料必须满足规范和设计要求。
2)喷射砼前应检查开挖断面,处理好超欠挖,岩面应清理干净。
超欠挖控制必须符合下列要求:
隧道允许超挖值(cm)
围岩级别开挖部位
Ⅰ
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
Ⅴ、Ⅵ
拱部
线性超挖
10
15
最大超挖
25
边墙
仰拱、隧底
3)喷射砼应与围岩紧密粘结,喷层厚度应符合要求,不能有空洞,喷层内不允许添加片石及杂物,喷射砼严禁挂模喷射,受喷面必须是原喷面。
4)支护前应做好排水措施,对渗漏水孔洞、缝隙应采取引排、堵水措施,保证喷射砼质量。
5)无漏喷、离鼓、裂缝、钢筋网外露。
6)喷射砼的强度符合设计。
1天强度不得低于10Mpa。
7)喷层平均厚度大于等于设计厚度,检查点的80%大于等于设计厚度,最小厚度不小于设计厚度的2/3,表面平整度的允许偏差侧壁5cm,拱部7cm。
8)喷射应严格控制水灰比,喷射角度也可适当调整,喷射混凝土应覆盖钢筋网2cm以上。
钢架与围岩之间的间隙必须用喷射混凝土充填密实,喷射混凝土应将钢架覆盖,避免钢架锈蚀,并应由两侧拱脚向拱顶方向喷射。
9)锚杆质量要求
A、锚杆的数量砂浆的强度应符合设计要求。
B、锚杆内注浆饱满
C、锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10cm。
D、锚杆插入长度不得小于设计长度的95%,且应位于孔的中心。
E、锚杆孔距允许偏差为:
±
15cm。
10)钢筋网片质量要求
(1)钢筋网在使用前应先清除锈蚀;
(2)钢筋网应随受喷面的起伏铺设,与受喷面间隙不大于3cm;
(3)钢筋网应在岩面喷射一层混凝土后再铺挂,底层喷射混凝土的厚度不得小于4cm;
(4)钢筋网搭接长度应为1~2个网孔,允许偏差±
50mm;
(5)钢筋网的网格间距应符合设计要求,网格尺寸允许偏差为:
10mm。
11)型钢钢架质量要求
(1)型钢拱架的弯制应符合设计要求。
钢架的结构尺寸应符合设计要求。
(2)钢架安装不得侵入二次衬砌断面,底部不得有虚碴,相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求。
钢架的混凝土保护层厚度不得小于4cm。
(3)钢架节点焊接长度应大于4cm,且对称焊接。
(4)钢架安装允许偏差的检验应符合下表的规定:
钢架安装允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
间距
100mm
2
横向
50mm
3
高程
4
垂直度
2o
5
保护层和表面覆盖层厚度
-5mm
(5)钢架接头钢板、钢架与钢架、纵向连接筋必须焊接牢固,锚杆长度必须符合设计,锚杆尾部设锚垫板和螺母,钢筋网片搭接不小于1个网格,网片之间及同锚杆、钢架必须焊接牢固。
五、安全措施
施工前所有施工人员必须熟悉本方案,总的要求:
坚持贯彻“安全第一、预防为主”的安全生产方针,体现“以人为本、关爱生命”安全生产理念,实现出口工区零安全事故的目标。
具体要求如下:
1、隧道开挖前必须根据设计要求采用的方法做好超前地质预报工作,至少选择两种以上方法,确保地质预报的准确性和可靠性,本隧道主要以超强地质雷达和超前水平钻孔进行围岩地质情况验证。
2、开挖时至上而下分台阶进行,挖机必须专人指挥,作业半径内严禁人员施工,每台阶刷坡完成后立即施做坡面防护。
3、各电器设备及隧道掌子面处均应设置防火消防设施,并应对施工人员进行操作规程的培训,确保熟练掌握器材使用方法。
4、现场设专职安全员对施工中的安全进行监督管理,所有施工人员进入工地,必须佩戴好安全防护用品,如安全帽、安全绳、防滑鞋等,特殊工种应佩戴特殊防护用品,如:
防尘面罩、绝缘鞋等。
5、洞口设置值班室,24小时监控,禁止非施工人员进入施工现场,隧道“三管两线”必须布置到位,电线和水管必须分开布置,不得布在相同一侧。
悬挂高度具填充面不得超过1m,并采用5*60mm的等边角钢三角支架,φ12长16cm的膨胀螺栓锚固与衬砌或初支砼上。
管道与支架必须安设固定卡。
6、特种作业人员必须持证上岗,严厉杜绝酒后上班,做到“上班不喝酒、喝酒不上班”。
对于自制的开挖平台必须设置爬梯和围栏,施工时当高度大于2m时为高空作业,施工人员必须配备安全绳和防滑鞋,且禁止在同一竖直线上上下层同时作业。
7、现场用电实行规范化管理,做到一机一闸,并配备安装相应的保护措施及警示标牌,洞内每间隔25m设置应急照明灯一处,隧道距掌子面50m处设置应急电话一处。
洞口应配备备用发电机一台。
8、加强对特种车辆(设备)的安全管理,保证其安全生产及运行。
9、各种机械电力设备、安全防护装置与用品,按规定进行定期检验与日常检查,不符合安全技术要求不得使用。
10、各种设备操作人员及值班人员不得擅自离开工作岗位。
11、岗前进行安全培训,增强作业人员安全意识。
并坚持班前讲话制度。
12、针对隧道施工存在的各种风险,制定相应的应对措施,并组织施工人员进行演练。
13、定期或不定期对洞内安全环境进行检查评估,发现问题立即停工整改,合格后方可恢复施工。
14、洞内监控量测、施工步距必须严格按照V级围岩要求施工,监控量测断面不大于5m,仰拱距掌子面不超过35m,衬砌距掌子面不得超过70m。
15、氧气乙炔必须设置专用堆放库房,且存放和使用的安全距离不得小于6m。
六、文明施工
1、所有进入现场的钢材必须分类堆放,标示明确,并上盖下垫。
2、洞内道路应保持清洁,专人养护,并随时洒水除尘。
3、各工序施工完成后,施工现场必须做到工完料清,所有设备、材料必须摆放整齐。
4、所有施工人员应统一着装,各工种及现场管理人员应佩戴袖标。
七、环保措施
1、隧道施工充分贯彻“早进晚出”的原则,尽量降低边仰坡高度,减少边仰坡坡面面积,并对其坡面予以妥善防护。
2、洞口设置3级污水处理池,隧道排水经处理符合环保要求后,方可排放。
3、为防止隧道修建引起地下水大量流失,对环境产生过大的危害,对地下水发育地段采取“以堵为主,限量排放”的原则,对围岩实施注浆,控制地下水流量,减小地下水流失。
4、现场施工严格按照设计及环保部门相关要求,做好环境保护工作。
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