某公路隧道施工技术方案文档格式.docx
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2施工测量
1)洞外平面和高程控制测量
(1)洞外平面控制若用全站仪采用导线测量方式进行,导线等级为四等,导线边长不小于300m,控制网的布设图形见下图:
(2)洞外高程控制测量用全站仪采用光电三角高程测量方法或用精密水准仪将水准控制点引测至洞口附近。
2)洞内平面和高程控制测量
(1)结合洞内施工特点,在洞外平面控制的基础上布设导线,以洞口投点为起点沿中线布设成多边形闭合环。
(2)洞内高程控制测量可在导线测量的同时,用光电三角高程测量方法或用精密水准仪在洞内进行高程传递。
3)洞内施工测量
(1)根据洞内导线测量成果,测设出隧道施工中线,用于指导洞内断面开挖和衬砌施工。
(2)施工中线的测设,用J2级经纬仪进行。
施工中线测定后,安装激光导向仪,用于指导隧道掘进施工。
(3)隧道中线和高程在使用中须定期进行复测检查。
检查中线点时,其点位横向较差不得大于5mm;
检查高程点时,往返测高程闭合差要符合水准测量的规定。
3隧道开挖施工步序
3.1进洞施工方法
(1)先将洞门及明洞位置挖出。
施工过程中加强对仰坡的观测,开挖时,采用挖掘机按设计尺寸位置挖出洞门及明洞位置,避免对洞门仰坡及边坡的扰动。
(2)挖出洞门及明洞位置后,立即衬砌明洞及洞门。
(3)待明洞及洞门施工完毕,再向前掘进。
3.2S7衬砌段开挖方法
S7衬砌段长60米,用于洞口Ⅳ、Ⅴ类围岩浅埋地段。
Ⅴ类围岩采用三导洞法施工,主洞采用正台阶法开挖,施工步序及示意图如下:
3.3S5衬砌段开挖方法
S5衬砌段长29米,用于Ⅴ类围岩深埋地段和Ⅳ类围岩浅埋地段。
Ⅳ类围岩采用中导洞先行开挖,主洞采用正台阶分步法开挖,施工步序及示意图如下:
3.4S4衬砌段开挖方法
S4衬砌段长87米,用于Ⅳ类围岩地段,超前注浆导管和H-15钢格栅支护,施工步序及示意图如下:
3.5S3衬砌段开挖方法
S3衬砌段长17米,用于Ⅲ类围岩地段。
Ⅲ类围岩采用中导洞先行开挖,主洞采用正台阶法开挖,施工步序及示意图如下:
3.6Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖
Ⅳ、Ⅴ类围岩采用三臂台车钻眼,光面爆破,机械装碴运输。
施工中应严格掌握周边眼的方向,减小超欠挖,采用微差爆破,雷管微差段数尽量增大,集中在每段药量越少,震动效应就越小,避免影响围岩较差地段的稳定。
(a)开挖作业循环时间表
循环时间安排表
顺序
作业项目
需用时间(h)
1
开挖台车就位
0.5
2
测量、布眼
3
钻眼
6
4
装药连线
5
爆破
0.2
通风排烟
7
找顶
0.8
8
初期支护
9
出碴
3.2
合计
14
采用循环时间
12
(b)开挖作业循环时间图
3.7Ⅲ类围岩开挖
洞身Ⅲ类围岩地段采用中长正台阶法施工,台阶长度可根据施工实际情况适当加长为15~40米,既有利于翻碴,又有利于钢支撑架安装作业。
上台阶开挖前采用φ42超前小导管预注浆支护,上下台阶同时爆破开挖后立即进行初喷砼、安设φ22砂浆锚杆、挂网、架立格栅钢架,然后复喷砼至设计厚度。
在施工中,执行“短进尺、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则。
(1)、Ⅲ类围岩衬砌开挖示意图如下图。
(2)、Ⅲ类围岩开挖循环时间
(a)开挖作业循环时间表见下表:
支护
10
超前支护
16.9
18
4隧道施工工艺
4.1φ42超前小导管预注浆施工方法
采用现场加工小钢管,喷射混凝土封闭岩面,用凿岩机钻孔,采用注浆泵压注水泥浆或水泥-水玻璃双液浆的施工方法。
钢管沿拱环向外插角15°
,钢管上入岩部分梅花形布置Φ6mm注浆孔,注浆孔间距12cm。
导管前端加工成尖锥形,尾部焊接Φ6.5加劲筋补强。
选用液压注浆机压浆,采用C20水泥砂浆,水泥砂浆配合比为1:
1(水:
水泥)。
施工时,先用仪器测量放线,画出开挖外轮廓线,定出小导管中心线位置。
导管采用钻孔施工时,孔眼深度应大于导管长度;
采用锤击或钻机顶入时,其顶入长度不小于管长的90%。
注浆选用水泥砂浆,水灰比1:
1,灰砂比为1:
2~1:
2.5。
注浆采用液压注浆机。
注浆前应喷射混凝土封闭作业面,防止漏浆,喷层厚度不小于5cm。
导管注浆时,尾部应设封堵塞,当灌注水泥砂浆时,应在封堵塞上设注浆孔和排气孔。
注浆时,当排气孔出浆后应立即停止注浆。
4.2长管棚预加固施工方法
a)施工方法:
按设计孔位用管棚钻机钻孔后用钻机将管棚钢管顶入,钢管用管箍接头接长,注浆采用注浆泵分段压注浆液。
管棚与钢拱架配合使用并从拱架腹部穿过。
在拱架上沿隧道开挖轮廓线纵向钻设管棚孔,外插角约3°
,以不侵入隧道开挖线越小越好,孔径比管棚钢管直径大20~30mm,钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。
钢管前端加工成尖锥形,尾部焊接Φ10加劲筋补强。
钢管上入岩部分梅花形布置Φ6mm注浆孔,注浆孔间距20cm。
钢管方向与路线中线平行,纵向搭接长度大于5m。
(1)管棚注浆参数选择
注浆扩散半径:
50~60cm;
注浆速度及方式:
30~50L/min分段后退式注浆;
凝结时间:
30~300s;
注浆终压:
2.0~2.5Mpa;
水灰比:
0.5:
1~1:
1;
水泥砂浆配合比(水泥:
砂=1:
1);
单孔注浆量:
按照设计的管棚长度和隧道的地质条件进行测设,作为实际施工时的参考。
(2)钻孔、安设注浆管
放出隧道开挖轮廓线,搭设钻机平台,用M/C-5型工程水平钻机钻孔,达到设计深度后扫孔,安装注浆管,并在孔口5m~2.5m处安设与钻孔直径相同的橡胶套,用水泥砂浆封闭孔口,防止浆液沿注浆管与钻孔壁的缝隙挤出。
采用钻-注的顺序进行施工。
(3)配浆及注浆
用超细水泥配制注浆液,采用后退式分段注浆,关闭孔口阀门,开启注浆泵进行管路压水试验,试验压力等于注浆终压,如有漏水及时检修。
注浆时采取低压力、中流量注入,注浆过程中压力逐步上升,流量逐步减小,当压力升至终压时,继续压注5min再结束注浆。
注浆孔在注浆结束后及时清除管内浆液,并用30号水泥砂浆填充,以增强管棚的刚度和强度。
(4)注浆结束标准
每段注浆施工正常,注浆压力达到设计终压,注浆量达到设计注浆量的80%及以上,或虽未达到设计终压,但注浆量已达设计注浆量,即可结束单孔注浆,设计的所有注浆孔均达到结束标准,无漏注现象,注水试验地层吸水率0.05L/min,粘土固结强度大于0.4Mpa时即可结束全段注浆。
4.3锚杆施工方法
(1)、φ22砂浆锚杆
锚杆采用II级钢,锚杆垫板采用A3钢,用M16螺母连接。
锚杆钻孔前根据设计要求和围岩情况,定出孔位,作出标记。
钻孔应圆而直,其孔径和孔深符合设计要求,孔内积水和岩粉应吹洗干净;
锚杆孔口岩面应整平,并使岩面与钻孔方向垂直,如不垂直,安装锚杆时可用特制垫板调整,使托板密贴岩面。
锚杆施工预张拉力时,预张拉力值宜为锚固力的50%~80%,安装后要定时检查,发现松动及时紧固。
(2)、RD25-5中空注浆锚杆
采用风钻钻孔,钻至规定深度后,用高压风吹孔,打入锚杆,然后用注浆泵由锚杆中孔向孔底灌满砂浆,安装垫板螺栓。
注浆砂浆配合比。
水泥:
砂:
1:
1~1:
5;
水灰比:
0.45~0.5。
机械配备:
注浆器四个,锚杆拉拔器2台。
锚杆施工工艺如下:
锚杆施工要点及注意事项:
①孔位应按设计布置,偏差小于10cm,孔深误差±
10cm。
②钻孔直径应大于锚杆直径15mm。
③钻孔本身应成直线,不应弯曲。
方向应沿隧道周边径向,但不得平行于岩面。
④灌孔前应清孔,顺锚杆孔用高压风清除孔内积水、岩粉、碎屑等杂物。
⑤砂浆应随备随用,在砂浆初凝前应使用完。
⑥注浆应使用灌浆罐和注浆管,孔口压力小于0.4MPa。
顺着锚杆孔注浆,直到孔口有浆液流出为止。
⑦锚杆插入长度不得小于设计长度。
⑧锚杆插入后不得随意敲击,三天内不准悬挂重物。
⑨每100根锚杆应随机抽样三根,作拉拔试验,以了解锚杆的锚固质量。
⑩施作锚杆时,同时应预埋钢拱架的定位锚杆。
4.4导洞钢筋网施工方法
钢筋网采用φ8圆钢在现场单根安装。
钢筋网与锚杆联接牢固,随受喷面的起伏铺设。
钢筋网之间及与已喷砼段的钢筋网搭接牢固,且搭接长度不小于200mm。
钢筋网需挂靠牢固,在喷射混凝土时钢筋网不得晃动。
4.5环向U型钢拱架施工方法
(1)钢拱架按设计要求分片加工好,要求尺寸准确,弧形园顺,并在现场进行试拼,试拼后需在同一个平面内,允许偏差为:
宽度±
20mm,高度±
30mm,扭曲度20mm。
钢拱架堆放和运输时不得损伤和变形,安装前应除锈。
为了安装方便,每榀钢拱架分八段,拱部分二段、左右墙部各二段、仰拱二段,段与段之间用U型连接板通过φ20mmU型螺栓连接牢固。
(2)开挖后应及时进行初喷,其厚度为4~5cm,然后安装钢拱架或铺设钢筋网。
(3)钢拱架按设计位置现场测量定位,拱架平面必须与隧道中线垂直。
钢拱架架立通过垂球吊线的方法控制垂直度。
拱架各节连接牢固,安设位置正确、稳固并垂直隧道中线,允许偏差:
与线路中线位置30mm,垂直度5%,前后拱架间距±
100mm。
(4)现场拼接,各段应在一个平面上用M16螺栓联接,点焊加固。
(5)拱架之间纵向必须用φ25纵向钢筋连接,环向间距按设计图纸尺寸施工,并与锚杆外露端焊牢。
(6)拱架与岩壁之间用钢楔块楔牢、焊死,并与锚杆、钢筋网焊牢。
钢楔块沿拱架大致均匀布置,间距不宜过大。
(7)先喷拱架与壁面之间的空隙处,再喷拱架周围,然后喷拱架之间的砼,分几次喷射直至砼达到设计厚度。
且拱架保护层厚度不小于4cm。
4.6喷射混凝土施工方法
喷射砼永久性衬砌的施工工艺流程如下图:
(1)原材料选定
①水泥:
喷射砼的质量与水泥品种和标号密切关系,水泥中的Ca含量高,石膏掺量少,水泥颗粒细,则速凝、早强效果好,后期强度亦高因此,喷射砼施工宜采用标号不低于C40的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
同时,在选用水泥品种时必须先做与速凝剂的相容性试验,选用相容性好的水泥品种;
②细骨料:
宜采用细度模数大于2.5的坚硬的中、粗砂,其中粒径小于0.0075mm的颗粒不应超过20%,否则,将影响水泥与骨料表面的良好粘结。
③粗骨料:
粗骨料粒径过大,会增加回弹,影响喷射砼质量,但粗骨料粒径又不能太细,太细又使砼强度达不到要求。
因此,最大粒径控制在10mm为宜。
④速凝剂:
在湿喷施工工艺里宜采用液体速凝剂,基本要求是:
掺用后砼凝结速度快,早期强度高,收缩变形小,对砼后期的物理性能没有显著的不良影响。
初凝时间小于5min,终凝时间10min。
在选用速凝剂品种时应先做与水泥的相容性试验。
⑤减水剂:
湿喷钢纤维砼由于砼的塌落度大(18—12cm),标号高(200#),为改善砼的和易性和粘性,降低水灰比,保证砼达到设计强度等级。
掺量0.75%左右,可降低水灰比15%。
(2)基岩面处理
由于爆破、装碴等作业,裸露的岩面上会吸附大量的灰尘,会影响喷射砼与岩面之间的粘结力,因此在喷射砼之前,必须用高压水或高压风冲洗。
如遇渗水,应先堵水或引水后方可进行喷射砼作业。
(3)厚度检验
在岩面平整处设置厚度检查针,间隔2m为宜,可采用锚固剂直接敷设的方法进行,以便检查喷射砼厚度。
(4)配料拌和及运输
在喷射砼搅拌2min后,将计量好的钢纤维均匀加入砼中,再连续搅拌不小于3min。
拌和好的砼在运输途中要防止骨料离析,应采用自转动的砼运送罐车运送。
(5)喷射作业
如下几个环节是影响喷射砼质量的关键:
①工作风压
根据喷砼机至作业面的距离、高差及喷砼管的长短等因素,均会造成风压的需求不一,但应控制在0.35—0.40Mpa之间;
②喷枪距离
为了达到减少回弹,作业时应尽量缩短喷枪与围岩面的距离,掌握在2—8m之间较为适宜。
③喷射角度
喷枪原则上应垂直于受喷面,以降低回弹,但这样会引起喷砼在受喷面上滚动和不断重叠,产生凹凸不平,因此应掌握在60—75度之间。
④添加速凝剂
液体速凝剂的掺量直接会影响喷射砼的质量,掺量太少,喷射砼的初凝时间达不到要求;
掺量过大,会严重减低喷射砼的后期强度。
因此,速凝剂的掺量在是喷射砼中至关重要的因素。
速凝剂掺量是靠湿喷机中的计量泵计量的,是定时计量,因此,加入拌和料时应均匀加入。
⑤喷射厚度。
本隧的喷射砼厚度为0.26m,可以分二次性喷到设计厚度。
(6)喷射砼顺序。
先墙后拱,岩面不平时,应先喷凹处找平。
在边墙部份为自下而上,从左到右或从右到左,并注意呈螺旋轨迹运动,一圈压半圈,纵向按顺序进行,旋转半径一般为15cm,每次蛇行长度为3~4m。
在拱部拱脚至拱腰处,自下而上。
拱腰至拱顶由里(有砼处)向外喷射砼进行。
喷射砼时,其喷射砼速度不宜太慢或太快,适时加以调整。
(7)劳动力组织
名称
人数
班长
1人
喷射手
2人
搅拌机司机
喷射司机
搅拌机上料
修理工
汽车司机
共计
10人
(6)养护
主要是保持其湿度,隧道内的相对湿度大于85%时,可采取自然养护,否则应定时喷水养护。
(7)机械配备
AL型湿喷机2台,其中一台备用;
强制式砼搅拌机一台;
长6m,高6m的简易轨行式喷锚台车一台;
砼运输罐车2台;
20m3空压机一台。
(8)喷射质量检查
①按规范检查喷射表面,是否有松动、开裂、下坠、滑移等现象,如有及时清除重喷。
②喷体达一定强度后可用锤击听声,对空鼓脱壳处及时进行处理。
③钻眼量测,厚度不够处补喷。
④及时测定回弹率和实际配合比,以指导下步施工。
⑤对喷体试件进行力学试验。
4.7隧道衬砌施工方法
1)洞身衬砌
采用模板衬砌台车、泵送砼施工,每环衬砌长度12米。
衬砌根据监控量测结果及时进行。
洞身衬砌施工采用全断面液压钢模衬砌台车,每台台车配备2套模板,实现不间断灌注作业。
混凝土在洞外混凝土拌合站拌合,混凝土运输车运往洞内,混凝土输送泵灌注,机械振捣。
混凝土自模板窗口由2台输送泵左右对称同时灌注。
在混凝土浇筑过程中,观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况,当发现有变形、移位时,及时采取措施进行处理,混凝土灌筑作业间断时间不得超过两个小时。
模板衬砌台车作业循环时间表
序号
项目
一个循环时间
附注
总计12小时
台车脱离模板后,后退到前循环处脱模,台架带动模板前进1循环,防水层作业台架前行1循环,衬砌台架前行准备拆上循环端模
2小时
在上循环砼等强时间内完成
利用衬砌台架拆上循环端模,台架定位,安装端模,两组模板连接
砼生产
3小时
与上工序重叠1小时
砼灌注
与砼生产重叠2小时
砼等强
7小时
下循环第1项工作
在砼等强时间内完成
2)洞身防水隔离层施工
本隧道的防排水系统,设计要求在初期支护与二次衬砌间铺设复合式防水板,并系统设置环向软式透水管和纵向软式排水管。
防水隔离层铺设工艺流程为:
基面修整→铺设透水管→铺设无纺布→固定防水板→防水板接缝焊接→焊缝检查(合格)→下道工序。
3)隧道仰拱铺筑与填充施工
仰拱在仰拱桥的辅助下由中心向两侧对称进行,仰拱与边墙衔接处预埋接岔钢筋并捣固密实。
为加快施工进度,仰拱铺筑和填充拟在混凝土中采用早强措施,施工采用机械运输、人工摊铺、机械震捣。
4.8洞内路面(含调平层)施工方法
本隧道洞内复合式路面下面层含C20贫砼调平层(厚10cm)、C35水泥砼基层(厚26cm)、6cm厚中粒式沥青砼、4cm厚细粒式沥青砼。
(1)混凝土采取在拌和站集中拌和,砼运输车运输,采用人工灌筑及摊铺,振捣器震实括平、抹光机抹面,用槽器滚动压纹机压纹防滑,工地备有可调模板,震动式整平板等人工摊铺的设备和工具。
(2)沥青混凝土
a.采用厂拌法。
b.施工放样、标高和平面测量。
标高测量根据标高值设置挂线标准桩,以控制摊铺厚度和标高(基准线钢丝法)。
设置纵坡钢丝绳时既要满足沥青路面总厚度,又要满足标高不超过允许范围的要求。
c.混合料拌和。
沥青砼拌和工艺流程如下:
粗细集料分类堆放和供料,取自不同料源的集料分开堆放。
对每个料源的材料进行抽样试验,并经工程师批准,将所有的集料充分地烘干。
每种规格的集料、矿粉和沥青按试验和试验段确定的比例进行配料。
沥青材料采用导热油加热,加热温度在15°
~17°
C,集料加热温度为160°
~185°
C,填料不加热,沥青与集料的加热温度调节到能使拌和的沥青混凝土出厂温度在140°
~150°
C。
沥青混合料的拌和时间以混合料拌和均匀,所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度,具体由试拌确定。
拌合的沥青混合料要均匀一致,无花白料、无结团成块或严重的粗细料分离现象,不符合要求的不得出厂。
出厂的应逐车称量,并测量混合料的温度,再签发送料单。
d.混合料运输:
使用14T自卸汽车运输,自卸汽车能力与拌合能力应配套,自卸汽车上用篷布覆盖。
汽车运到工地后凭送料单接收。
连续摊铺过程中,运料车在摊铺机前10~30cm处停住,不得撞击摊铺机。
卸料过程中运料车挂空档,靠摊铺机推动前进。
e.混合料摊铺:
使用1台德国产TITAN423摊铺机全幅摊铺,摊铺机最大摊铺宽度为12m大于单幅路宽7.5m,不存在纵向接缝。
摊铺厚度和标高:
中、下层采用一侧钢丝绳引导的高程控制方法,表层采用雪撬式控制方法。
并采用实侧的松铺系数反算摊铺厚度。
摊铺温度:
一般为130°
~140°
C,不超过165°
C;
在10°
C气温施工时,不低于140°
C,不超过175°
摊铺机以均匀的速度行驶,它的输出是和沥青混合料的运送是相匹配,以保证混合料均匀、不间断地摊铺,摊铺过程中不得随意变换速度,避免中途停顿,影响施工质量。
在雨天或表面存有积水及施工气温低于10°
C时,都不得摊铺混合料。
f.混合料压实:
选用钢筒和振动压路机碾压,大型压路机压不到的地方采用手扶振动夯具压实。
在混合料完成摊铺和刮平后立即对路面进行检查,不规则之处及时用人工进行调整,随后进行充分、均匀地压实。
压实分初压、复压和终压。
初压采用钢筒压路机,复压和终压采用振动压路机。
压实遍数按试验确定的遍数。
压实速度初压为5~2.0Km/h,复压为4~5Km/h,终压为2~3Km/h(不振)。
压实方式,由路边向路中心进行。
压路机每次压实要重叠1/3~1/2轮宽。
g.接缝处理
纵缝:
全幅一次摊铺,没有纵缝。
横缝:
采用垂直的平接缝,上、下层横缝应错位0m以上。
横向接缝先用压路机进行横向碾压,辗压时压路机位于已压实的面层上,错过新铺层15cm,然后每压一遍向新铺层移动15~20cm,直至全部在新铺层上,再改为纵向碾压。
h.沥青混合料反比例铺应避免在雨季进行,当路面滞水时,应暂停施工。
4.8隧道通风及消防设备安装工程施工方法
隧道洞身衬砌施工时必须严格按设计图预留好洞室、安装好预埋件、预埋管线等。
4.9微震爆破施工方法
本隧道洞身穿过III、IV、Ⅴ类围岩,根据围岩类别分别进行爆破设计,为避免对围岩的扰动和对地表的影响,采用微差松动爆破技术施工。
(1)炸药选型
理论和实践证明,炸药爆速对爆破质点震动速度有直接影响,爆速越高,爆破产生的震动越大,综合本隧道的地质特点,选取用爆速低于3000m/s的乳化炸药。
为实现微差爆破采用国产Ⅱ型系列非电毫秒雷管(15段)。
(2)非电微差起爆网络设计
爆破震动与同段齐爆的炸药用量密切相关,采用非电微差起爆技术,不但控制单段雷管的起爆药量,又能有效地控制每段雷管的起爆时间,使爆破震动波形不成叠加。
这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果,又能消除爆破震动的有害效应。
在掏槽眼,掘进眼、底眼或周边眼中,每段起爆药量较大的段别雷管,间隔时差设计为200ms,即跳段设置。
可使爆破震动速度降低30%。
(3)掏槽形式
隧道爆破的掏槽眼是爆破成败的关键,也是产生最大震动的部位。
本区段在Ⅱ、Ⅲ类围岩段采用直眼掏槽,Ⅳ类采用楔形掏槽。
(4)装药结构
周边眼采用小直径药卷(φ25)空气间隔装药结构。
如下图:
其余炮眼采用标准药卷(φ32)连续装药结构。
如图:
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