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根据招标文件给定的工期要求及本隧道各工序的工程量,考虑我单位的设备能力和施工实力,我们对各工序的施工顺序及施工进度计划进行了细致的安排,过风楼隧道计划二00四年十二月十五日开工,于二00六年五月三十一日全部完工,计划施工工期十八个月,详见下面进度安排及《施工进度计划横道图》、《施工进度计划网络图》。
施工准备:
2004年12月15日~2005年1月15日;
隧道洞口工程:
2005年1月16日~2005年2月15日;
中导坑施工:
2005年2月16日~2005年5月30日;
中隔墙施工:
2005年6月1日~2005年8月15日;
中导坑回填:
2005年7月1日~2005年8月31日;
侧导坑(右)施工:
2005年8月10日~2006年2月13日;
边墙基础(右):
2005年9月25日~2006年2月28日;
主洞开挖(右):
2005年10月15日~2006年3月15日;
仰拱(右):
2005年12月1日~2006年3月31日;
二次衬砌(右):
2006年1月1日~2006年4月30日;
侧导坑(左)施工:
2005年9月1日~2006年2月28日;
边墙基础(左):
主洞开挖(左):
2005年11月1日~2006年3月31日;
仰拱(左):
2005年12月15日~2006年4月15日;
二次衬砌(左):
2006年1月15日~2006年5月15日;
洞内水沟、电缆槽、洞内路面等:
2006年3月1日~2006年6月30日。
④实施方案
隧道施工采用三导坑先墙后拱法,先施作右线隧道,滞后一定时间再施作左线隧道。
明洞段的施工在洞顶截水沟施工完成后进行,避开雨季施工;
明洞衬砌完成后及时回填,边仰坡防护与明洞开挖同步进行。
在中墙处设中导坑,两侧边墙处设侧导坑,中导坑全隧道贯通,修筑中墙衬砌。
中侧导坑采用喷射混凝上、锚杆、钢筋网、钢架等与围岩共同组成支扩体系,系统锚杆为φ25中空注浆锚杆,钢拱架为14型工字钢。
Ⅱ、Ⅲ类围岩采用侧导坑,主洞采用台阶法施工,上半断面采用预留核心土开挖。
Ⅳ、Ⅴ类围岩不开挖侧导坑,主洞采用上下台阶留核心土法开挖。
洞口浅埋I类围岩地段,埋深约3—15米,该地段岩体风化严重,节理发育、自稳能力差。
短台阶法开挖。
初期支护采用φ25中空注浆加固锚杆、C20喷射砼、φ8钢筋网以及钢钢拱架结合洞口双层超前长管棚与固岩共同组成支护体系。
二次衬砌采用钢筋砼结构,砌紧跟开挖面。
洞口浅埋II围岩地段采用LS2复合衬砌,初期支护采用φ25中空注浆加固锚杆、C20喷射砼、φ8钢筋网及工字钢架。
二次衬砌采用钢筋砼结构。
洞身III类围岩地段采用LS3复合衬砌,该地段岩体比较稳定,能够在一定程度上形成稳定的承载拱,初期支护采用φ25中空注浆加固锚杆、C20喷射砼以及钢筋网与围岩共同组成支护体系。
二次衬砌采用C25钢筋砼结构。
洞身IV围岩地段采用LS4复合衬砌,该地段岩体比较稳定,能够在一定程度上形成稳定的承载拱,初期支护采用20MnSiφ22药卷锚杆、C20喷射砼以及钢筋网与围岩共同组成支扩体系。
二次衬砌采用C25素砼结构。
主要施工顺序见《隧道施工顺序示意图》。
文字说明:
1、施作超前支护
中导坑施工工艺流程框图
Ⅱ类围岩段施作超前小导管预注浆超前支护,超前锚杆长3.5m,外插角10°
~15°
环向间距40cm,每开挖2~2.25m施作一环,超前锚杆尾端与钢拱架焊连。
2、开挖出碴
台阶法开挖,上下断面同时打眼,同时爆破,上断面配三台YT-28风动凿岩机,下断面配4台YT-28风动凿岩机钻孔。
出碴采用装载机装碴,小型农用运输车运输,由人工扒上断面碴至下断面。
3、初期支护
初期支护紧跟开挖面及时施作。
开挖后及时初喷砼3~5cm封闭围岩,然后立型钢拱架、挂网、打锚杆,再喷砼至设计厚度。
初期支护拱脚设锁脚锚杆加固,锁脚锚杆与钢拱架焊连。
必要时底部设临时仰拱支撑,临时仰拱采用工字钢,两端与边墙拱架底脚焊连。
4、施作中隔墙
中导坑贯通后,逐段施作中隔墙钢筋砼,每段浇注15m。
5、中隔墙顶部和中导坑回填
中隔墙砼完成后,铺防水层,回填中隔墙顶部。
中导坑左侧以开挖土石回填密实。
中隔墙与回填砼之间设置EVA隔板,避免损伤中隔墙,并利于后期拆除。
光面爆破施工工艺流程框图
1、钻爆设计:
钻爆前,根据围岩情况进行炮眼布置图和爆破参数的设计,爆破后,根据爆破效果及时修正爆破参数,以利于下一循环的爆破施工。
2、测量布孔:
钻孔前,测量人员用红油漆准确划出开挖断面的中线和轮廓线,标出周边眼和掏槽眼的位置。
3、钻孔:
严格按炮孔布置图正确对孔,周边孔外插角1°
~2°
,周边孔对孔误差环向不大于5cm,掏槽孔对孔误差不大于3cm,其它炮孔开眼误差不大于10cm。
钻孔定人、定位分片施钻,周边眼和掏槽眼由丰富经验的老钻工施钻。
4、清孔和炮眼深度检查:
装药前,用钢筋弯制的炮钩钩出石子,用高压风吹孔将石粉、石屑吹净,并检查炮孔深度是否满足设计要求。
5、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”。
6、堵塞:
所有装药孔均堵塞炮泥,堵塞长度不小于20cm。
7、联接起爆网路:
采用复式网路联接,网路联好后,由专人负责检查。
8、光面爆破质量检查:
爆破后检查开挖轮廓是否平整圆顺、有无超欠挖、炮痕保存率及开挖进尺,如达到以下指标则认为合格,否则查找原因,优化钻爆设计。
⑴超欠挖:
无欠挖,平均超挖10cm以内;
⑵炮痕保存率:
Ⅲ类围岩70%以上,Ⅳ类围岩90%以上;
⑶炮眼利用率:
大于90%。
隧道长管棚预注浆施工工艺流程框图
1、施作导向拱
洞口段长管棚施工时,先施作C25钢筋砼导向拱,导向拱在明洞外轮廓线以外施作,套拱内埋设φ127mm导向管,套供长2m。
2、钻管棚孔
使用XY-28-300钻机钻进。
3、安装管棚钢管
利用钻机顶进钢管,先打有孔钢管,注浆后再打无孔钢管,每钻完一孔便顶进一根钢管,管间用丝扣接头联接。
施工时注意隧道同一横断面内的接头不大于50%,相邻钢管的接头须错开1.0m。
4、注浆施工
向大管棚内压注水泥水玻璃双液浆,注浆方式采用分段注浆,浆液扩散半径不小于0.5m,注浆机采用BW-250/50型注浆泵,注浆初压0.5~1.0Mpa,终压2.0MPa,注浆结束后用30号水泥砂浆充填,以增强钢管的强度和刚度。
1、立模设专人指挥,以防防水板损坏,衬砌台车定位时精确测量中线和水平。
2、每次衬砌砼前要进行超欠挖检查,并请监理工程师检查认证。
隧道二次衬砌施工工艺流程框图
3、将浇筑范围内积水、泥浆、油污等杂物清除干净方可砼浇筑施工。
4、衬砌端头模板按标准形式制作,并按要求安装止水带。
5、砼灌注过程中及时安放预埋件,同时做好设备安装孔的预留。
6、灌注砼时两侧对称进行,两侧灌注高差不超过1m。
砼灌注过程中要注意振捣,防止过捣或漏捣现象出现,保证砼密实,表面光滑,无蜂窝麻面。
封顶由封顶口倒退逐一泵送砼,以确保拱顶砼回填密实。
7、砼浇注完后,及时洒水养护,次数和天数视施工情况并按有关规范办理。
8、砼泵要连续运转,输送管宜直,转弯宜缓,接头严密,泵送前润滑管道。
灌注结束清理现场,及时检修、保养输送泵和清洗管道,以备下循环使用。
隧道洞内路面砼面板施工工艺流程框图
1、摊铺:
砼由运输车直接倒入安装好侧模的路槽内,人工找补均匀,如发现有离析现象,应用铁锹翻拌。
2、安放角隅和边缘钢筋:
安放角隅钢筋时,先在安放钢筋的角隅处摊铺一层砼拌合物,摊铺高度应比钢筋设计位置预加一定的沉落度。
3、振捣:
摊铺好的砼,迅即用平板振捣器和插入式振捣器均匀地振捣。
4、真空脱水:
采用V88型新型吸垫,可省去尼龙垫布,并吸水均匀。
控制真空表1min内逐步升高到400~500mmHg,最高值不应大于650~700mmHg。
5、接缝施工
⑴纵缝:
接缝处浇砼时同时埋入钢筋拉杆,施工缝的钢拉杆采用模板上设孔,立模后在浇砼之前将钢拉杆穿在孔内。
⑵横缝
①缩缝:
横向缩缝采用砼初凝后(砼抗压强度达到6.0~12Mpa)锯切。
②胀缝:
胀缝采用预先设置好胀缝板和传力杆支架,并预留好滑动空间,为保证胀缝施工的平整度以及施工的连续性,胀缝板以上的砼硬化后用切缝机按胀缝的宽度两条线,待填料时,将胀缝板以上的砼凿去。
③施工缝:
施工缝设于胀缝或缩缝处。
施工缝如设于缩缝处,板中应增设传力杆,其一半锚固于砼中,另一半应先涂沥青,允许滑动。
传力杆必须与缝壁垂直。
⑶接缝填封:
砼板养护期满后应及时填封接缝。
填缝前必须保持缝内清洁,防止砂石等杂物掉入缝内。
填缝方法采用灌入式。
6、养生及拆模
⑴养生:
砼板的养生采用湿治养生的方法。
湿治养生由三个时期组成:
防护层润湿期、保证砼凝固的蓄能期和含水量逐渐降低不产生收缩应力的终结期。
润湿期宜用草袋(帘)等,在砼终凝后覆盖于板的表面,每天均匀洒水,保持潮湿状态,但注意酒水时不能有水流冲刷。
蓄能期内,每天对含水材料润湿2~3次;
昼夜温差大时,砼板浇筑3d内应采取保温措施,防止砼板产生收缩裂缝。
终结期内,必须保证砼逐渐失水,与周围环境温度保持平衡。
砼板在养生期间和填缝前,应禁止车辆通行,在达到设计强度的40%以后,方可允许通行,养生期满后方可将覆盖物清除,板面不得留有痕迹。
⑵拆模:
拆模时间应根据气温和砼强度增长情况确定。
拆模应仔细,不得损坏砼板的边、角,尽量保持模板完好。
拆模后不能立即开放交通,只有砼板达到设计强度时,才允许开放交通。
当遇特殊情况需要提前开放交通时,砼板的强度应达到设计强度的80%以上,其车辆荷载不得大于设计荷载。
⑶主要工程项目及工序的施工方法
1)施工测量
隧道洞外控制采用三角网控制隧道中线方向,每个洞口设置三个平面控制点,且将控制点设在能相互通视,稳固不定,而且便于引测进洞,能与开洞后的洞口通视之处,尽可能避免干扰,且不会被弃碴掩埋。
高程控制采用水准测量,每个洞口布设两个高精度水准点。
水准点布设在坚固、通视好,施测方便,便于保存且高程适宜之处。
两个水准点的高差,以安置一次水准仪即可联测为宜。
2)洞口工程及明洞工程
①洞口(明洞)开挖及边仰坡防护
洞口土石方开挖前,先清除边仰坡上的浮土、危石,做好边仰坡的截排水天沟,将地表水、边仰坡积水引离洞口。
按设计要求进行边,仰坡放线,按开挖部位洞口开挖由外向里,从上至下分台阶开挖,分层分段开挖、分层分段支护。
当隧道掘进至距出口30m左右时,采用导洞施工出洞,再从洞外向洞内施工的顺序安排施工。
根据地形条件,土方和强风化岩采用PC200反铲挖掘机挖装,人工配合清理边仰坡开挖面,局部陡坡地带采用人工开挖;
石方采用浅孔台阶钻爆法开挖,明挖梯段边坡外预留1~1.2m光爆层,钻孔采用YT-28风动凿岩机钻孔,采用毫秒微差线型爆破技术,“一”型起爆。
边仰坡开挖后及时进行洞口边仰坡防护,边仰坡的防护采用喷砼、挂钢筋网、打锚杆或浆砌片石进行防护。
②非核心土部分开挖至成洞面,施作长管棚导向墙,施作长管棚。
③明洞衬砌施工
明洞开挖完成后,就地绑扎明洞钢筋,钢筋绑扎经监理工程师检查验收合格后浇筑仰拱、边墙基础、待其强度达到要求后,进行隧底填充,然后全断面浇筑边墙、拱部明洞砼。
明洞内外模均采用钢拱架和组合式钢模板。
由砼输送泵泵送砼入模,插入式振捣器振捣。
④明洞回填
明洞回填在套拱完成,且洞身掘进一段距离后进行,当明洞衬砌砼强度达到设计强度后,按图纸要求做好外贴式防水层及防排水设施,然后进行回填。
明洞回填土分层捣实,每层厚度25~30cm,两侧对称回填,回填至拱顶齐平后,满铺分层向上填筑至设计标高,并做好洞顶粘土隔水层及截排水设施。
3)中导坑施工
中导坑先行施工,采用钻爆法无轨运输施工。
洞口段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩段开挖采用台阶法,上断面超前3~5m,作为钻孔喷锚作业平台,洞身段Ⅳ类围岩段采用全断面开挖。
开挖前先施作超前小导管预注浆或超前锚杆超前支护,然后进行开挖。
Ⅲ类围岩段以松动爆破开挖为主,人工配合小型机械(如风镐等)开挖为辅,视围岩稳定情况,每循环进尺0.75~1.5m。
Ⅳ类围岩段采用钻爆法施工,每循环进尺2.5~3.0m。
初期支护采用锚、网喷或钢拱架联合支护,初期支护紧跟开挖面及时施作。
中导坑贯通后,由洞内向洞口方向逐段施作中隔墙砼,每段浇注15m。
中隔墙砼完成后,进行回填,与导坑洞顶顶紧,回填密实。
工艺流程见表5。
中导坑掘进作业循环时间见下表。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩中导坑掘进作业循环时间表
项目
测量放样
超前支护
钻眼爆破
通风
出渣
初期支护
合计
时间(h)
0.5
平均1.5
2.0
1.5
8
每天平均进尺2.0m,月进尺60m。
Ⅳ类围岩中导坑掘进作业循环时间表
平均1.0
4.0
3.5
2.5
12
每天平均进尺5.0m,月进尺150m。
4)侧导坑施工
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩段设侧导坑,侧导坑在中隔墙回填后进行施工。
采用钻爆法无轨运输施工。
其开挖与支护方法同中导坑施工。
边墙基础待侧导坑段全部完成后施作,一次灌注长度15m。
侧导坑掘进作业循环时间见下表。
5)主洞掘进施工
侧导坑二次衬砌基础达到设计强度后,进行主洞开挖。
隧道主洞按右线隧道主洞和左线隧道主洞分别进行施工。
施工时先进行右线隧道主洞施工,待左线隧道主洞掘进30m后进行左线隧道主洞施工。
隧道主洞Ⅱ、Ⅲ类围岩段采用台阶法开挖,上断面采用弧形开挖法。
上断面超前20~30m。
开挖前先施作超前小导管预注浆超前支护,然后进行开挖,支护完成后,进行下断面核心土开挖,拆除中导坑一侧的支护及侧导坑的支护,隧道开挖后仰拱,全断面二次衬砌、二次衬砌一次浇注长度10m。
Ⅳ类围岩采用上下台阶留核心土法开挖。
上断面采用弧形开挖法,支护完成后,开挖下导坑及支护,并做二衬矮边墙,拆除中导坑支护,开挖核心土,浇浇二衬砌。
主洞掘进作业循环时间见下表。
架立钢架
锚网喷砼
平均2.5
每天平均进尺2.5m,月进尺75m。
6)钻爆
Ⅳ类围岩开挖采用微振控制爆破技术,实施光面爆破,并根据围岩情况,及时修正爆破参数,达到最佳爆破效果,形成整齐准确的开挖断面,减少超欠挖。
爆破器材采用塑料导爆管、毫秒雷管起爆系统,毫秒雷管采用等差毫秒雷管,引爆采用火雷管起爆。
炸药采用2#岩石铵锑炸药和乳化炸药(有水地段使用该种炸药),选用Ф25、Ф32、Ф40三种规格,其中Ф25为周边眼使用的光爆药卷,Ф40为掏槽眼使用药卷。
掏槽采用楔形掏槽或直眼掏槽。
光面爆破参数见下表。
施工工艺流程见表5。
围岩类别
周边眼间距E(cm)
周边眼抵抗线W(CM)
相对距离E/W
装药集中度(kg/m)
Ⅲ类
45
60
0.75
0.15
Ⅳ类
50
0.83
0.21
钻爆法开挖是否经济、高效,关键是控制好超欠挖,钻爆施工中将采取如下措施
1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提高画线精度,尤其是周边眼的精度,是直接影响超欠挖的主要因素,因此要认真测画中线高程,准确画出开近期挖轮廓线。
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:
了解开挖后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的同时,必须有一套的施工管理制度保证技术的实施,为此,从进洞前,制定严格的奖罚制度,用经济杠杆来调动人员的积极性,造成人人关心超欠挖,人人为控制超挖去努力。
7)装渣运输
隧道中导坑和两侧导坑采用LW-150挖掘装载机1台装渣,农用运输车运输至洞外临时弃渣场,再由ZL-50C侧卸式装载机1台装渣,自卸汽车二次倒运至指定弃渣场或路基填方路段待用。
主洞采用ZL-50C侧卸式装载机1台装渣,自卸汽车直接运渣至指定弃渣场。
为了提高出碴效率,缩短循环时间,保证安全,采取如下措施:
1加强装运碴设备的维护保养,备足易损配件,发现故障及时排出。
2设专人养护道路,保持道路平整、无积水,定期铺碴维修。
尤其雨季,设专人及时排出不安全隐患。
3加强洞内排水与照明,保持洞内有良好和路况。
4加强通风,保持洞内空气新鲜。
5弃碴场采用推土机平整,专人指挥倒碴。
6教育司机遵守交通规则,礼貌行车,严禁带故障行车和洒后驾车。
7施工便道经常洒水,防止尘土飞扬。
8)初期支护
①喷射砼:
全隧均采用TK-961砼湿喷机湿喷,湿喷方法具有粘结性能好、回弹率小、增加砼密实性等优点,能够保证初期支护的施工质量,充分发挥围岩的自承能力,改善施工作业环境。
其施工工艺流程见《湿喷砼施工工艺流程图》。
湿喷砼施工工艺流程图
②工艺要点:
㈠混合料应随拌随喷。
㈡喷射作业应分段、分片、分层,由下而上,依次进行,如有较大凹洼时,应填平。
㈢喷砼作业前,应清除所有的松动岩石,并使岩石面保持一定湿度。
㈣速凝剂掺量准确,添加要均匀,不得随意增加或减少。
㈤设格栅时,格栅钢架与岩面之间的间隙必须用喷砼充填密实,喷射顺序先下后上,对称进行,先喷格栅钢架与围岩之间空隙,后喷格栅之间,格栅钢架应被喷射砼所覆盖,保护层不得小于4cm。
㈥砼分2-4次喷射,拱部一次喷射厚度5—6cm,边墙一次喷射厚度710cm,分层喷射的间隔时间一般为15-20min。
③锚杆施工
隧道采用中空锚杆及φ22药卷锚杆支护。
中空锚杆钻孔使用YT-28风动凿岩机,钻孔前根据设计要求定出孔位,钻孔保持直线并与所在部位岩层结构面尽量垂直,钻孔直径φ42mm。
其施工程序为:
钻完孔后,用高压风吹净孔内岩屑;
将锚头与锚杆端头组合,戴上垫片与螺母。
将组合杆体送入孔内,直达孔底。
将止浆塞穿入锚杆末端与孔口齐平并与杆体固紧。
锚杆末端戴上垫板,然后拧紧螺母。
采用NZ130A砂浆锚杆专用注浆泵往中空锚杆内压注水泥浆,水泥浆的水灰比:
1:
0.38,注浆压力大于10kg,水泥浆随拌随用。
药卷锚杆施工程序为:
采用锚杆钻机或YSP45向上式凿岩机钻孔,钻孔时应尽量保持钻杆垂直于岩面,钻孔直径为Φ48mm;
钻孔完成后,用高压风吹净孔内岩屑,并检查钻孔深度;
将早强锚固药包在清水中浸泡2min左右后逐节塞满锚杆孔;
将杆体送入孔内,直达孔底,并注意转动杆体;
安装锚垫板并使之紧贴岩面。
④钢拱架施工:
根据设计要求,在加工厂利用胎架分节加工制作;
钢拱架分节运至开挖面,就地拼装。
架设时中线、高程和垂直度由测量技术人员严格控制;
相邻钢拱架之间用Φ22钢筋联接为一体;
将锚杆与钢架焊接连为整体。
⑤ 钢筋网施工:
钢筋网采用冷轧带肋钢筋加工焊接成方格网片,网格间距按20×
20cm布设;
将钢筋网点焊在两榀钢拱架的外弧上,无钢支撑时,通过与锚杆焊接在开挖的轮廊上,并随岩面起伏铺设。
9)超前支护
①超前小导管预注浆施工
小导管采用外径φ42mm、壁厚3.5mm的热轧无缝钢管,L=3.5m,前端加工成尖锥状,尾部焊φ6加劲箍,管壁四周按15cm间距梅花形钻设φ6mm注浆孔。
注浆材料采用水泥浆,水灰比=1:
1,注浆压力0.5~1.0MPa。
施工采用YT-28风动凿岩机钻孔,BW-250/50型注浆泵注浆。
②超前管棚施工
长管棚采用φ108mm,壁厚6mm的热轧无缝钢管,间距50
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