隧道辅助措施施工技术方案Word格式文档下载.docx
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隧道区交通条件较差。
2、勒达隧道
左线起点里程ZK11+100,止点里程ZK12+758,隧道全长1658m,最大埋深172m;
右线起点里程K11+100,止点里程K12+754,隧道全长1644m,最大埋深167m。
隧道区海拔高程介于1290~1500m之间,相对高差210m,属于构造剥蚀中山地貌区。
隧道区地形起伏较大,地表植被发育,洞身段多以树林为主,进出口段以灌木林为主。
3、洒西英隧道
左线起点里程ZK13+752,止点里程ZK14+900,隧道全长1148m,最大埋深152m;
右线起点里程K13+734,止点里程K14+910,隧道全长1176m,最大埋深158m。
隧道区海拔高程介于1355~1540m之间,相对高差185m,属于构造剥蚀中山地貌区。
隧道区仅有一乡道可到达隧道进出口附近,交通条件较差。
4、麻栗村隧道
左线起点里程ZK16+826,止点里程ZK17+256,隧道全长430m,最大埋深66m;
右线起点里程K16+786,止点里程K17+220,隧道全长434m,最大埋深60m。
隧道区海拔高程介于1440~1520m之间,相对高差80m,属于构造剥蚀中山地貌区。
隧道区地形起伏较大,地表植被发育,洞身段多以树林为主,进出口段以灌木及耕地为主。
1.2隧道围岩情况
左、右线隧道围岩为Ⅴ~Ⅳ级围岩,其中,左线隧道Ⅴ2级围岩长度为203m,占隧道全长的12.2%;
Ⅴ1级围岩长度为310m,占隧道全长的18.7%;
Ⅳ3级围岩长度为460m,占隧道全长的27.7%;
Ⅳ2级围岩长度为595m,占隧道全长的35.9%;
。
右线隧道Ⅴ2级围岩长度为266m,占隧道全长的22.81%;
Ⅴ1级围岩长度为300m,占隧道全长的25.73%;
Ⅳ3级围岩长度为430m,占隧道全长的36.88%;
Ⅳ2级围岩长度为170m,占隧道全长的14.58%。
左、右线隧道围岩为Ⅴ~Ⅳ级围岩,其中,左线隧道Ⅴ2级围岩长度为284m,占隧道全长的23.99%;
Ⅴ1级围岩长度为330m,占隧道全长的27.87%;
Ⅳ3级围岩长度为400m,占隧道全长的33.78%;
Ⅳ2级围岩长度为170m,占隧道全长的14.36%;
Ⅳ1级围岩长度为90m,占隧道全长的5.4%。
右线隧道Ⅴ2级围岩长度为184m,占隧道全长的11.2%;
Ⅴ1级围岩长度为310m,占隧道全长的18.9%;
Ⅳ3级围岩长度为460,占隧道全长的28.0%;
Ⅳ2级围岩长度为595m,占隧道全长的36.0%;
Ⅳ1级围岩长度为95m,占隧道全长的5.7%。
左、右线隧道围岩为Ⅴ~Ⅳ级围岩,其中,左线隧道Ⅴ2级围岩长度为158m,占隧道全长的13.8%;
Ⅴ1级围岩长度为350m,占隧道全长的30.49%;
Ⅳ3级围岩长度为190m,占隧道全长的16.55%;
Ⅳ2级围岩长度为370m,占隧道全长的32.2%;
Ⅳ1级围岩长度为80m,占隧道全长的7.0%。
右线隧道Ⅴ2级围岩长度为196m,占隧道全长的16.7%;
Ⅴ1级围岩长度为350m,占隧道全长的29.76%;
Ⅳ3级围岩长度为210,占隧道全长的17.86%;
Ⅳ2级围岩长度为340m,占隧道全长的28.9%;
Ⅳ1级围岩长度为80m,占隧道全长的6.8%。
4、麻栗树隧道
左、右线隧道围岩为Ⅴ~Ⅳ级围岩,其中,左线隧道Ⅴ2级围岩长度为104m,占隧道全长的24.5%;
Ⅴ1级围岩长度为200m,占隧道全长的47.2%;
Ⅳ3级围岩长度为120m,占隧道全长的28.3%。
右线隧道Ⅴ2级围岩长度为124m,占隧道全长的28.6%;
Ⅴ1级围岩长度为170m,占隧道全长的39.2%;
Ⅳ3级围岩长度为140,占隧道全长的32.3%。
2、编制依据
《新平县大开门至戛洒高速公路两阶段施工图设计》;
《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009);
《公路工程施工安全技术规范》(JTJF90-2015);
《公路隧道施工技术细则》(JTG/TF60-2009);
《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004);
《施工现场临时用电安全技术规范》
《施工现场机械设备技术规程》JGJ160~2008
合同段《施工组织设计》
当地的水文、气象及本项目的地质资料;
业主对本合同段工程的质量和工期要求
3、施工计划
3.1施工人员计划
1、主要技术及管理人员
锚杆及预应力锚索施工配备的主要技术及管理人员如表1所示
表1主要管理技术人员表
序号
姓名
职务
备注
1
宁剑其
项目经理
2
王梽铭
项目总工
3
梁兆荣
安全总监
4
肖劲光
项目副经理
5
杨刚华
6
邹家云
项目副总工
7
叶黎明
8
蒋文平
试验室主任
9
谢成
工程部长
10
普存有
质工程师
11
李林辉
测量工程师
12
张国庆
隧道工程师
13
罗建安
14
丁烛
2、劳动人员计划表
管棚及超前小导管施工配备的主要劳动人员如表2所示
表2主要劳动人员计划表
施工班组
人员数量
施工任务
备注
钻孔班
40
负责管棚及超前小导管钻孔施工及安装
钢筋班
24
负责管棚及超前小导管加工
注浆班
负责管棚及超前小导管注浆施工
模板班
30
负责钢管支架搭设、框架砼模板安装施工
砼班
15
负责套拱砼施工
杂工班
负责原材料、设备的运输及其他杂项工作
维修班
负责机械设备的维修与保养工作
合计
137
3.2施工设备计划
施工机械、机具计划数量表
名称
型号
单位
数量
挖机
ZX200-3
台
通风机
TZ63-12.5
组
132KW×
发电机
375kw
注浆机
BW-250
电动空压机
LGS—22/8G
21
130KW
风钻
YT-28
开挖台架
自制
电焊机
AXC-400-1
潜孔钻机
JHD100型电动潜孔钻机
全站仪
托普康ES-101
水准仪
DSZ2
3.3施工材料计划
主要材料计划表
材料名称
规格型号
工字钢
I18
Kg
39849
钢花管
Ф108×
6热轧无缝钢管
m
19040
连接钢管
Ф114×
8热轧无缝钢管
1008
导向钢管
Ф140×
6热轧无缝钢管
1120
钢筋笼主筋
HRB300Ф20
227256
钢管
Ф42×
4热轧无缝钢管
437775
水泥浆
水灰比1:
m3
798
套拱砼
C30
504.8
3.4施工进度计划
计划开工日期:
2017年1月6日
计划完工日期:
2018年3月30日
4、施工工艺及方法
4.1技术参数
1、管棚
本项目在隧道进出口拱部120*范围明暗交界处设计长30m的Φ108×
6mm超前长管棚。
(1)、导向套拱采用C30混凝土,界面尺寸为0.6m×
2.0m(厚×
长),墙内设4榀I18钢架,钢架外缘设φ144壁厚8mm导向管,钢管与钢架采用双面焊接,焊缝长度大于15cm。
(2)、钢管规格:
Φ108×
6mm热轧无缝钢管,花管以丝扣连接而成,同一横断面内的接头数不得大于总钢管数的50%;
(3)、钢花管上钻注浆孔,孔径12mm,孔间距15cm,呈梅花形布置,尾部留不钻孔的止浆段长250cm,一环共计34根;
(4)、管距:
环向间距中至中40cm;
(5)、倾角:
外插角1*~3*(不包括路线纵坡),方向:
与路线中线平行;
(6)、钢管施工误差:
径向不大于15cm,相邻钢管之间环向不大于10cm;
2、超前小导管
(1)、超前小导管规格:
超前小导管单根长4.5m,外径42mm,壁厚4mm;
(2)、超前小导管在拱部120°
范围设置,SF5衬砌类环向间距30cm,每环45根。
SF4衬砌类环向间距50cm,每环27根
(3)、倾角:
超前小导管外插角5°
~15°
;
(4)、注浆材料:
1:
1水泥浆液;
注浆压力:
0.5~1.0MPa。
3、径向注浆
(1)、小导管规格:
小导管单根长5m,外径42mm,壁厚4mm;
(2)、小导管在拱部环向间距110cm(仰拱部环向间距140cm),纵向间距200cm;
(3)、注浆材料:
水灰比为0.5:
1的水泥浆液;
注浆压力为0.5~1.0MPa。
4.2工艺流程
管棚施工工艺流程图
超前小导管注浆工艺流程图
4.3施工工艺技术
4.3.1管棚施工
1、施工准备工作
(1)、现场布置。
施工现场的布置主要对管棚施工区域的场地场地进行合理布置,完成隧道进洞口的边、仰坡开挖、防护工程施工,对隧道洞口的地质情况及偏压情况进行初步掌握,完成洞顶截水沟的开挖及隧道洞口两侧的临时排水设施施工。
(2)、洞口开挖
在洞口开挖时,预留管棚断面核心土,作为管棚施工施做平台。
2、测量
根据设计图纸用全站仪复核线路中线、水平,根据线路中心线控制桩及高程控制点在仰坡面标识出隧道中心线及外拱顶标高,并根据暗洞开挖轮廓线在仰坡面画出外拱弧,做为导向墙立模的依据,根据导向墙的里程控制好导向墙内外模的高度,并预留相应的沉降量。
3、导向套拱施工
(1)管棚设置套拱,套拱应按设计要求采用C30混凝土,界面尺寸为0.6m×
长),墙内设4榀I16钢架,钢架外缘设φ144壁厚6mm导向管,钢管与钢架采用双面焊接,焊缝长度大于15cm,管棚及套拱结构设计见下图。
(2)、C30砼套拱作为大管棚导向墙,它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。
套拱采用拱墙一次性完成混凝土浇筑施工。
(3)、基坑开挖
先开挖边墙基础,开挖至设计高程,须检测基础底部承载力,当达不到设计要求的容许承载力250kpa时,基础采取加宽加深处理,或通过变更设计,对该段基底进行加强处理。
开挖完立即对基坑进行初喷砼封闭,当遇到基坑底部有水时必须排除干净,方可进行C30套拱边墙混凝土浇筑。
(4)、钢拱架加工及安装
套拱内埋设4榀I18工字钢钢拱架,工字钢按设计要求分段,段与段之间采用螺栓连接,工字连接板采用22×
22×
1.0cm钢板。
四榀工字钢之间纵向采用Φ20钢筋焊接成一整体,连接钢筋环向间距1m。
整个工字钢接头处均采用双面焊,焊缝长度不小于4cm。
在钢支撑上安装Φ140×
8mm,长2m的孔口管作为管棚钻孔的导向管,并用全站仪在工字钢架上定出其平面位置;
用水平仪及水平尺设定导向管的倾角。
导向管沿拱圈环向布设35根,布设范围以拱衬中线对称,中对中间距40cm。
导向管焊接在工字钢上,方向与管棚位置方向一致。
工字钢、孔口管相接处采用双面焊接,焊接长度不小于15cm,焊缝厚度7mm。
确保其在混凝土浇筑过程中不移位。
底模采用组合钢模进行拼装,分段加工Ⅰ22定型钢拱架进行支撑,(拆除后可重复进行利用);
(5)、模板安装:
导向管钢板之间通过螺栓连接,模板拼装示意图如下所示。
为确保导向墙内模圆顺,导向墙端头模板采用5厘米厚木板安装,木板间连接采用加背撑方式进行加固,木模板与钢模板之间采用扒钉或钢钉连接牢固。
在安装模板前应检查模板尺寸除顶面高程允许偏差±
10mm,导向墙边缘位置允许偏差+10mm或0mm;
模板平整度不得大于5mm,模板表面错台允许偏差2mm。
模板安装需牢固可靠,模板与混凝土接触面需涂刷脱模剂。
(6)、套拱砼施工
混凝土浇注前,需再次对模板、导向管进行检查,并作必要的较正。
模板的中线、水平及尺寸必须符合设计要求,预埋件的位置必须正确,模板安装及支架必须牢固紧密。
混凝土采用混凝土搅拌运输车运输吊车吊运入仓方式施工。
施工时注意控制振捣力度避免出现漏振、过振或跑模现象。
套拱施工完成后,对其四周土体喷射C20砼,封闭周围结合部的缝隙,防止压力注浆时,压力损失,影响注浆效果。
外模采用竹胶板,以保证混凝土外观质量,混凝土采用建投商品混凝土。
严格按照试验室开出的现场施工配合比施工,试验室安排专人旁站,监督指导混凝土施工。
4、搭设钻孔平台、安装钻机
(1)、钻机平台利用核心土搭设,钻孔由1台钻机由低孔位向高位孔进行。
(2)、平台要支撑于稳固的地基上,防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。
(3)、钻机定位:
钻机要求与已设定好的导向管方向平行,必须精确核定钻机位置。
5、钻孔
(1)、钻孔前先检查钻机机械状况是否正常,钻机选用潜孔钻机,钻头直径120mm,利用开挖预留核心土平台进行钻孔施工,钻孔前对超前管棚孔位从一侧顺序进行编号;
钻孔从一侧低处按编号开始,先施做编号为单数的孔,每钻好一个孔,及时进行清孔安装钢花管,避免因塌孔造成返工;
(2)、钻机就位前要在平整场地上对钻杆进行试装,根据30m连接好的钻杆的挠度调整钻杆钻进角度,确保大管棚不侵线,也不上扬过高,影响大管棚施工质量;
(3)、钻机就位后,调整钻机位置,要求与已设定好的预埋导向管方向平行,必须精确核定钻机位置。
用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法,反复调整,确保钻机钻杆轴线也孔口管轴线相吻合;
(4)、开孔时,采取低速低压,先在岩体接触面反复钻击,直至形成一与钻杆轴线垂直的承压面,避免钻头钻进时承受侧压力,以提高施钻精度,再精确调整钻杆方向至设计位置,然后顶紧承压面钻进。
钻机开孔时钻速宜低,钻至岩层深20cm作为套孔段,再次调整钻杆方向,然后转入正常钻速。
钻进过程中发现钻机偏位或钻杆角度不断调整钻机钻进方向。
(5)、第一节钻杆钻入岩层尾部剩20~30cm时钻进停止,用两把管钳人工卡紧钻杆,钻机低速反转,脱开钻杆。
钻机沿导轨退回原位,人工装入第二节钻杆,并在钻杆前端安装好联接套,钻机低速送至第一根钻孔尾部,方向对准后联接成一体。
每次接长,按上述方法循环进行。
(6)、当换钻杆时,要注意检查钻杆是否弯曲,有无破损等,破损或弯曲的钻杆严禁使用,以确保钻孔方向准确,避免钢管顶入困难或管棚侵入隧道开挖净空。
(7)、为防止钻杆在推力和振动力双重作用下钻杆上下颤动,导致钻孔不直,钻孔时应把扶直器套在钻杆上,随钻杆钻进向前平行跟进。
(8)、岩质较好的可以一次成孔。
钻进时产生塌孔、卡钻时,需补注浆后再钻进。
(9)、钻进过程中经常检查其位置,并根据钻机钻进的状态判断成孔质量,及时处理钻进过程中出现的事故。
(10)、认真作好钻进过程的原始记录,及时对孔口岩屑进行地质判断、描述,作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料,从而指导洞身开挖
6、清孔、验孔
(1)、用潜孔钻钻杆配合钻头进行反复扫孔,清除浮渣,确保孔径、孔深符合要求,防止堵孔。
(2)、用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
7、管棚加工
(1)、长管棚钢管采用Φ108×
6mm热扎无缝钢管,钢管每根长度为30m。
钢花管前段应加工成锥形,便于便于钢花管入孔。
管上钻注浆孔,注浆孔孔径12mm,孔间距为150mm,呈梅花型布置,尾部预留不钻孔的止浆段,止浆段长度为250cm。
每节用长3至6米热轧无缝钢花管以丝扣连接而成;
钢花管编号为单号的孔位,钢花管按3m+6m+6m+6m+6m+3m进行分节,编号为双号的孔位,钢花管按6m+6m+6m+6m+6mm进行分节,确保管棚同一截面接头分布错开。
详细构造如下图所示:
(2)、为了提高管棚的抗弯能力,在管棚内设置钢筋笼。
钢筋笼采用4根Φ22主筋,固定环采用Φ42×
4mm,长度为5.0cm的短管节与主筋进行焊接,焊缝高度不得小于7mm,固定环间距50cm.详细构造如下图所示:
8、管棚安装
(1)、用潜孔钻机分节安装钢花管,即钻机钻杆不转动,钻机机身往前推进,通过连接卡使钢花管受力,当钻机机身移动到最大位置后松动连接卡,钻机机身退回来,然后重新固定连接卡,钻机向前推进,如此反复,将钢花管分节安装就位。
(2)、每节用长3至6米的Φ108×
6mm热轧无缝钢花管以丝扣连接而成;
(3)、顶管时,当第一节钢管推进孔外剩余30~40cm时,人工装上第二节钢管,钻机低速前进对准第二节钢管端部,严格控制角度,人工持钳进行钢管联接,使两节钢管在联接套处联成一体。
钻机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。
(4)、管棚顶到位后,钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它材料堵塞严密,以防浆液冒出,并在堵塞时设置进浆孔和排气孔。
(5)、顶管施工完毕后对每根管进行清孔处理,防止杂物堵塞在管内造成后续管棚注浆工作无法开展。
(6)钢花管安装完成后,进行钢筋笼的安装,钢筋笼接头采用单面搭接焊或帮条焊连接,主筋接头分部错开,错开长度不小于1.0m。
9、注浆
注浆施工时管棚施工的重要工序之一,在进行注浆施工之前,首先完成各种机械设备的检查、仪器仪表的检定或标定,完成浆液材料的性能试验,确定合格后方可进行注浆作业。
注浆施工分为两个部分,首先进行现场注浆试验,以检验机械设备的现场适应性和提取单孔注浆时间、单孔注浆量等施工技术参数。
通过1~2孔的注浆试验,了解和熟悉现场注浆工作的控制要点,发现现场施工准备工作的不足,发现可能出现漏浆点,并予以封堵。
注浆试验结束,并总结经验进入正式注浆。
马头塘隧道大管棚设计长度较长,结合施工现场情况,以确保注浆效果,采用“钻一孔——检验一孔——注一孔”全孔一次性注浆的施工工艺。
(1)、注浆试验
在进行注浆前应进行注浆试验,以确定现场稳定的计量方式,仪器仪表的有效性,和各种控制手段的有效性。
注浆试验做好以下工作:
①、计量仪表的标定:
注浆所使用的工作压力表和台秤等必须通过计量部门的标定。
标定合格后方可用于现场施工。
②、容器的标定:
注浆中使用的各种容器,如量取水玻璃等的容器必须经总监办中心试验室的标定。
③、施工配合比:
参照设计提供的配合比(中水泥浆水灰比1:
1),进行现场浆液配比,必须经总监办中心试验室现场旁站监督并检查合格后方可用于下步注浆施工。
④、浆液的计算和配比
根据配比参数和搅拌桶体积,按每袋水泥(50Kg)计算出水及外加剂用量。
a、配浆计算时,搅拌机中一次制浆量的体积应不大于搅拌桶体积的80%,否则易造成拌浆过程中,浆液被搅拌机叶片旋出桶外,影响配浆质量。
b、计算制浆量时,水泥重量应按整包水泥重量计算取整,以减少配浆误差。
(注:
PO32.5R水泥,一袋为50kg。
c、在搅拌机中加入按每袋水泥(50Kg)计算好的用水量。
d、将计算好的水泥缓慢加入搅拌机中进行搅拌,搅拌时间不得少于5min,以保证水泥充分拌和均匀。
e、将拌制好的水泥浆经过滤处理后放入水泥储浆桶中搅拌使用。
f、加水量误差≤±
5%。
⑤、试验参数的提取:
现场注浆试验,须提取单孔注浆量、单孔注浆时间,浆液凝固时间等参数,以计算单孔吸浆率,检查试验注浆孔最终注浆效果。
以作为其余孔注浆的施工参考,指导现场施工。
(2)、管棚注浆
该工序是保证管棚作用达到设计预想的非常重要工序。
施工中必须进行严格控制。
①、设计注浆参数:
管棚注浆采用水泥浆,其水泥浆水灰比为1:
1,,注浆初始压力0.5~1.0Mp,终压2.0Mp。
②、管棚注浆:
浆液配制必须根据设计配合比和注浆试验成果进行严格控制。
浆液必须搅拌均匀,然后放入储浆桶中,注浆过程中不得停止对浆液的搅拌。
注浆时在注浆泵和钢管头处必须由专人负责操作,并调控好注浆压力和速度,每注完一桶要及时关闭注浆阀。
③、注浆管和排气管长度,必须满足水泥浆注入和排气需要。
排气管尽量伸入管底,排气管大些,管径根据现场材料确定,注浆孔可短一些兼作注入砂浆时的排气孔。
④、注浆结束标志:
管棚注浆采用终压和注浆量双项控制。
当注浆量达到设计量时可结束本孔注浆;
弱注浆量未达设计量,注浆终压达到设计值2.0Mp时,持压不小于15分钟,注浆量无明显增加时也可结束本孔注浆。
⑤、注浆结束后必须及时清除管内浆液,并用M20水泥砂浆填充紧密。
砂浆注入采用牛角泵从里到外一次完成,砂浆材料必须随拌和随使用,连续均匀地及时供料,避免泵入砂浆时掺和空气。
边注入砂浆边拔出注浆管,注浆管口必须埋入砂浆不得少于30cm,以避免在管棚内混入空气。
⑥、封堵塞必须有进料孔和出气孔,在出气孔流浆后,方可停止压注。
砂浆注入完成应及时用止浆塞封堵管口,防止砂浆流出产生空洞。
(3)、注浆注意事项:
a、特殊工种及注浆人员必须经上岗培训;
b、注浆前要认真检查管路、阀门和仪表等,并用清水试机,如发现破损及时更换;
c、按设计要求选取原材料,原材料性能指标应达到标准要求并在保质期内使用,不得使用过期材料;
d、注浆时要相互配合,统一指挥,以免发生意外;
e、注浆作业完毕,要认真清洗
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