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3.二次衬砌
对于初期支护表面存在的外露钢筋头予以齐根切除,并用1:
2的水泥砂浆抹平,以防顶破防水板。
隧道二次衬砌模筑凝土采用衬砌台车整体浇注,一次衬砌长度8-12M。
施工采用全断面液压衬砌台车。
大块模板,台车与模板各成独立系统,二次衬砌在初期支护和围岩收敛变形基本稳定后施做。
衬砌前应做好防水板的铺设及各类预埋件、预留孔沟槽、管洞的设置。
4.路面及附属设施
1)水沟电缆槽
有仰拱地段水沟侧端与隧底填充同时灌注,仰拱与衬砌边墙间的工作缝在灌注砼时先凿毛,并在水沟内侧工作缝处凿毛后用M10水泥砂浆勾缝。
无仰拱衬砌地段水沟侧墙在铺底前完成。
2)洞内路面
在隧道衬砌完成后,砼路面的施工,采用HBT型辊轴式水泥砼路面摊铺整平机2台,由中间向洞口方向,分幅分块进行。
纵缝间设拉杆,横缝间设传力杆。
另配置HQV自行式路面切纹机2台,自行式切缝机2台,灌缝机2台配合施工。
三.隧道进、出洞口的施工
1隧道进口
隧道进口采用斜交环框式洞门,洞门采用C25钢筋混凝土整体灌筑,洞口边仰坡采用锚网喷防护,厚度为10cm。
k9+485—k9+490间洞口段,采用Ⅳ级复合(T1)衬砌,k9+490—k9+495间的洞口段,采用Ⅳ级复合(A)衬砌,k9+495—k9+505间的洞口段,采用Ⅳ级复合(B)衬砌。
洞口Ⅳ级围岩T1、T2型衬砌段采用部分开挖,锚网喷支护,同时辅以拱墙钢架(1.0m一榀)及拱部超前小导管(φ钢花管,每根长处3.5m,环间距0.4m,纵向间距2.0m)加强支护,全断面衬砌。
2隧道出口
隧道出口采用斜交环框式洞门,洞门采用C25钢筋混凝土整体灌筑,厚度为10cm。
四.隧道洞身施工
1.洞身为Ⅲ级围岩的施工
复合式衬砌无路面超高地段,洞身开挖后,应随即进行锚网喷初期支护,喷混凝土厚10cm,拱墙锚杆采用两种形式:
拱墙为φ22砂浆锚杆,拱顶为φ25中空锚杆,每根长度2.5m,纵、环向间距1.2m,呈梅花型布置,在围岩局部破碎部位还要设置φ8钢筋网片进行加固,网格间距为25cm×
25cm。
随后布设复合防水板,然后进行洞身二次衬砌,二次衬砌为35cm厚的C25砼。
2.洞身为Ⅳ围岩的施工
1)洞身Ⅳ级围岩无超高地段,洞身采用采用台阶法开挖、复合式衬砌,锚网喷初期支护,喷混凝土厚15cm,拱墙锚杆分两种形式:
拱墙为φ22砂浆锚杆,拱顶为φ25中空锚杆,每根长度3.0m,纵、环向间距1.0m,呈梅花型布置,拱墙还要设置φ8钢筋网片进行加固,网格间距为20cm×
20cm。
随后布设复合防水板,然后进行洞身二次衬砌,二次衬砌为40cm厚的C25砼。
2)洞身Ⅳ级围岩复合式(A)衬砌断面,路面无超高时,喷混凝土厚25cm,拱墙锚杆分两种形式:
拱墙为φ22砂浆锚杆,拱顶为φ25中空锚杆,每根长度3.5m,纵向间距1.0m,环向间距为0.8m,呈梅花型布置,拱墙还要设置φ8钢筋网片进行加固,网格间距为20cm×
随后布设复合防水板,然后进行洞身二次衬砌,二次衬砌为55cm厚的C25砼,拱墙设置型钢架,1.0m/榀。
3)洞身Ⅳ级围岩复合式(B)衬砌断面,路面无超高时,二次衬砌厚度为45cm,其它与(A)衬砌断面设计相同。
4)洞身Ⅳ级围岩复合式(B)衬砌断面,路面2%超高时,断面衬砌与(B)衬砌断面相同。
5)洞身Ⅳ级围岩复合式(T1)衬砌断面,当衬砌外围岩厚度小于4.0m时,取消该部分的系统锚杆。
本段衬砌应与相连的Ⅳ级复合式(A)衬砌整体一次灌筑,衬砌边墙与桥台间的空隙应用M7.5浆砌片石回填密实,其它与Ⅳ级围岩复合式(A)衬砌断面相同。
6)洞身Ⅳ级围岩复合式(T2)衬砌断面,洞内衬砌设计与Ⅳ级围岩复合式(T1)衬砌断面相同。
3.洞身掘进及衬砌施工
1)开挖方法:
洞身采用上弧导预留核心法施工。
①施工工序:
见上弧导预留核心法施工示意图及上弧导预留核心法施工程序框图。
②施工方法:
上部弧导坑及边墙导坑以人工风镐或隧道挖装机开挖为主,辅以弱爆破,开挖后及时采取支护措施。
上弧导出渣由隧道挖装机扒至下半断面后,装入自卸车运走,上断面扒渣用人工配合,核心土开挖采用控制爆破,核心开挖后立即施作仰拱,衬砌采用全断面液压衬砌台车,砼输送车配砼输送泵灌注。
③循环图表:
见上弧导预留核心法掘进作业循环图。
上弧导预留核心法掘进循环图
作业名称
作业时间(分)
循环时间(分)
120
240
360
480
600
720
840
960
1080
1300
1230
上弧形导坑核心土开挖
测量放线
60
开挖
架格栅、模筑砼
420
超前锚杆
180
下台阶核心土深开挖
150
仰拱砼浇注
便桥架设
边墙导坑开挖
锚杆
④施工注意事项
a.导坑开挖需进行爆破时,必须经工程师同意,反复检查支护安全可靠后,方可进行弱爆破。
b.左、右边墙导坑必须交错施工,不得两边同时开挖。
边墙围岩较差时分两层开挖。
c.上部弧导坑比下断面开挖超前5-7m,两工序可平行作业。
d.核心土必须在初期支护封闭成环后再开挖,开挖时采用控制爆破措施以免损坏初期支护。
e.施工中认真进行围岩量测工作,根据对围岩变化的观测及量测数据,考虑高速支护参数。
2)深埋Ⅱ类围岩段和车行横洞采用正台阶开挖法施工。
①施工工序:
见正台阶开挖法施工示意图及正台阶开挖施工程序框图。
上台阶开挖采用凿岩机钻眼,塑料导爆管非电起爆系统、毫秒微差有序起爆,预留光爆层爆破。
下半断面采用液压钻孔台车钻眼,光面爆破,上台阶由ITC-312H隧道挖装机装渣,下台阶由CAT973侧卸式装载机装渣,自卸车运渣。
施工中合理调整工序,实行“钻爆、装渣、运输”机械化一条龙作业。
隧道开挖后及时施作初期支护,下半断面开挖后仰拱紧跟。
③循环图表
根据隧道围岩、断面和配备机械情况,综合分析施工中每道工序的先后顺序及所需时间,绘制出形象直观的循环图表来显示此方法工序循环情况。
见正台阶开挖作业循环图。
正台阶开挖法掘进作业循环图
1150
40
上台阶超前支护
上台阶打眼
爆破
上台阶通风排烟
30
上台阶出碴
上台阶初期支护
下台阶打眼、爆破、通风
下台阶出渣
下台阶初期支护
3)光面爆破设计
①爆破方法:
光面爆破采用直眼掏槽,小直径药卷间隔装药,见掏槽方式布置图及光面爆破装药结构图。
起爆方式采用毫秒微差塑料导爆管有序起爆,采用合理的炮眼布置及光面爆破参数。
②施工流程:
光面爆破施工流程见光面爆破施工工艺流程框图。
4)装渣运输
①施工机具、机械设备配置:
上半断面出渣采用ITC-312H隧道挖装机装碴,3台5T东风自卸汽车运渣。
全断面开挖及下半断面开挖CAT973侧卸式装载机、CAT320反铲挖掘机或隧道挖装机装渣,3-4台20T自卸汽车或4-5台15T太脱拉自卸汽车运渣。
②出渣调度安排
洞内开挖1Km以内时,出渣运输过程中在洞内安排2台车,1台装渣,1台等待;
洞外1台驶往弃渣场,1台在洞口等待。
洞内开挖1Km-1.5Km以内时,出碴运输过程中在洞内安排3台车,1台装渣,1台等待,1台行驶;
洞外1台驶往弃渣场,1台在洞口等待循环有序在进行,形成快速装运出渣线。
洞内所有弃渣均运往路基作填料。
③装渣运输循环时间:
钻孔台车钻爆,每循环进尺4m,开挖量按平均80m3/m计算,考虑松散系数1.3,出渣量416m3,沃尔沃自卸车容量按15m3计,约需要30车运完,按1台装载机装4台自卸车计,约需8趟出完渣。
装渣与运输比较,运输速度为时间控制点,按每循环车辆运行需15-20分钟计算,出渣共需120-150分钟,考虑工序衔接,机械维修保养和装渣数量差异等情况,装渣运输循环时间平均按180分钟计算。
5)初期支护
①支护类型:
本隧道初期支护共包括R32注浆锚杆、格栅钢架等型式,依据围岩类别及地表覆盖层厚度的不同而分别设置。
施工支护紧随开挖面及时施作,以减少围岩暴露时间,控制围岩变形,防止围岩在短期内松驰。
②施工工序:
见初期支护施工流程图。
施工准备
是否符合标准
否
处理欠挖
清理危石
通风排烟
调整
是
冲洗岩面
打超前锚杆并焊接
检查断面超欠挖
是否挂板打混凝土
超挖是否>10cm
挂板灌注200#混凝土
模筑混凝土到设计厚度
有无质量问题
围岩量测
有否
改进
反馈、确定支护参数
无
施工放样
安装格栅钢架
初期支护施工流程图
③R32注浆锚杆施工:
锚杆将注浆管和锚杆的功能合二为一,实现了注浆与锚固的一体化,在止浆塞的作用下,利用锚杆的中心孔注浆使浆液极其饱满,在一定的注浆压力作用下浆液可充分地充填围岩孔隙和裂缝,进一步改良围岩,锚杆外表的可联结螺纹,增加了锚杆的抗拨力,有利于各种配件的使用,垫扳、螺母、的安装较为简捷,R32锚杆由锚头、全螺纹中空杆件、止浆塞垫板、螺母组成。
锚头:
由特种工程塑料制成,尖头开口便于注浆,锚头体中后部有倒刺便于悬挂锚杆,尾部有螺纹与锚杆联接;
锚杆体:
由优质天然钢管作基材,中空杆体可作注浆管,表面加工成连续螺纹,便于安装锚头、垫扳、螺母,同时表面连续的螺纹提高了杆件与砂浆的握裹力;
止浆塞:
注浆时封堵锚孔,实现有压注浆,改良围岩;
垫扳:
可将杆承受的载荷均匀地传递到围岩上;
螺母:
将杆体与垫板锁定在一起,将杆体承受的载荷经过垫扳传递到围岩。
技术参数:
(见下表)
型号
直径(mm)
壁厚(mm)
锚固力(KN/m)
重量(Kg/m)
螺纹方向
R32
32
5
4.1
左旋
其操作步骤如下:
a用型凿岩机钻眼用高压风清孔。
b将安装好锚头的R32锚杆体插入锚孔,锚头上的倒刺将锚杆挂住。
c在锚杆尾端安装止浆塞,垫扳和螺母。
d通过快速注浆接头将锚杆,尾端和万通高效压力注浆泵联接。
e开始注浆,如需有压注浆改善围岩结构,只需压力达到设计压力即可。
④格栅拱架施工:
⑤模筑砼施工:
模筑砼在在锚杆、钢拱架安装后立即进行,尽快支护围岩。
钢拱架间用砼填平,并按设计有足够的保护层。
6)围岩监控量测
①量测的目的:
现场监控量测是施工的重要组成部分。
为了掌握围岩在开挖过程中的动态和支护结构的稳定状态。
必须进行现场监控量测,通过对量测数据的分析和判断,对围岩支护体系的稳定状态进行预测并据此确定相应的施工措施,以确保围岩结构的稳定。
②量测项目:
根据隧道的地质条件,围岩特点,设计考虑进行如下项目的量测:
拱顶下沉量测、围岩周边收敛量测、锚杆抗拨试验、围岩内部位移量测、地表沉降观测和掌子面地质支护状态观测,施工中根据具体情况增加其它量测项目,以满足施工需要。
③施工监控流程:
见围岩施工监控流程框图。
④监控量测方法:
隧道开挖支护时,及时埋入观测计或锚固件。
拱顶下沉用精密水准仪悬挂钢卷尺进行量测,水平收敛用成都大地岩土工程技术开发公司研制的ZW-3型围岩收敛仪量测,锚杆抗拨试验用锚杆抗拨计,洞口浅埋段地表沉降观测采用精密水准仪,洞内外观察由有经验的工程师用地质罗盘、钢尺、地质锤等工具。
量测方法及仪器见附图,量测断面测点布置见附图。
⑤测点布置及量测频率:
洞内拱顶下沉与水平收敛量测点布置在同一断面内,断面间距:
II类衬砌地段平均为5m。
量测频率依据开挖后的时间、测点距开挖面的距离以及设计要求进行。
⑥数据整理:
在取得量测数据后,将同一断面的各种量测数据互相印证,以确认量测结果的可靠性:
对位移等物理量随时间变化的时态曲线进行回归处理,监视时态曲线的变化规律,利用电子计算机进行数据处理,分析围岩变形的空间分布规律,了解围岩的稳定性特征。
⑦信息反馈:
用经验对量测情况进行信息反馈。
通过对目测和位移量测结果的分析,对围岩稳定状态,施工方法和支护措施的安全情况进行评判,将评判结果反馈到设计和施工中,确定二次衬砌和仰拱施工时间,及时调整施工方法和支护设计参数。
五.洞内砼路面施工
隧道洞內及洞外与桥、路基分界范围内,设水泥混凝土路面,面层厚度为24cm,路基分界范围及衬砌无仰拱地段内设C20混凝土整平层,厚15cm。
六.洞内附属设施
1.隧道内设置双侧水沟,双侧电缆槽,并按电力、消防等专业要求预留孔洞及预埋件。
2.隧道内每隔50m设置灭火器箱,两侧交错布置。
3.隧道内过渡段1采用100w高压钠灯间隔5m沿隧道两侧上方对称布置;
过渡段2采用100w高压钠灯间隔10m沿隧道两侧上方对称布置;
中间段采用100w高压钠灯间隔10m沿隧道两侧上方纵向交错布置。
七.施工注意事项
1.洞口开挖应做好边仰坡防护,及早修建洞门,以策安全。
2.施工中应逐段核实围岩级别,安设监测仪器,随时检测围岩的稳定性,发现问题,及时采取应对措施。
八.隧道施工进程安排
1.隧道工程计划从两端进洞施工,进口段计划于2010年3月25日进场,施工布置10天,4月5日开始进口段洞口成型施工,2010年4月20日成孔进洞;
隧道出口段计划2010年4月5日进场,施工布置8天,4月13日开始出口段洞口成型施工,2010年4月28日成孔进洞。
2.根据现有围岩地质资料及掘进经验,预计月进尺120m,两端共进尺240m,计划于2010年8月15日隧道贯通,加上地面及附属设施,计划2010年10月20日完成全部隧道工程施工。
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