黔张常铁路落家坪隧道贯通施工方案Word格式文档下载.docx
- 文档编号:22945690
- 上传时间:2023-02-06
- 格式:DOCX
- 页数:41
- 大小:404.09KB
黔张常铁路落家坪隧道贯通施工方案Word格式文档下载.docx
《黔张常铁路落家坪隧道贯通施工方案Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《黔张常铁路落家坪隧道贯通施工方案Word格式文档下载.docx(41页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
落家坪隧道围岩级别统计
序号
起点里程
终点里程
长度
围岩级别
断面加宽
衬砌类型
开挖方法
1
DK277+810.5
DK277+820.
9.55
Ⅴ
60
DYMD-y-Ⅰ
拱脚开挖
2
DK277+850.
30
Vy-2
三台阶设临时仰拱法
3
DK277+930.
80
4
DK277+960.
5
DK278+025.
65
6
DK278+055.
7
DK278+085.
8
DK278+215.
130
Ⅳ
Ⅳy-2
三台阶法
9
DK278+288.
73
10
DK278+318.
11
DK278+329.3
11.3
DQDM
墙底开挖
3建设项目所在地区特征
3.1自然特征
3.1.1地形地貌
落家坪隧道位于湖南省桃园县龙潭镇附近。
丘陵地貌、沟壑纵横、植被茂密,隧道进口有227省道,道路通达,交通较为便利。
进洞口和出洞口地形较为陡峭。
3.1.2地震动参数
工程所属区地震动峰值加速度0.1g,地震动反应谱特征周期0.35s。
相当于地震基本烈度七度。
3.1.3气象特征
据桃源县气象站气象资料显示,该地区年平均气温16.6℃,极端最高气温40.6℃,极端最低气温-15.8℃;
年平均相对湿度82%,年平均降水量1437.2mm,年平均蒸发量1183.3mm;
年平均八级以上大风日数9.8天;
年最大积雪深度26cm。
3.2工程地质
根据设计人员现场调查及钻探揭示,工点范围内地层较为简单,主要为第四系全新统冲击粉质粘土及坡积块石土、白垩系上统下组砂岩夹泥岩。
(1)粉质粘土(Q4al1):
分布于DK277+970~DK278+025段冲沟地表,厚约1~2m,黄褐色,成分主要为黏粒,黏性较好,土质均匀,夹少量碎石,结构较紧密,硬塑,Ⅱ级普通土,σ0=120KPa
(2)淤泥质粉质粘土(Q4al1):
分布于DK277+970~DK278+025段右侧鱼塘中,厚约2.5米,灰褐色,成分以黏粒为主,黏性较好,土质不均,含有机质,夹少量圆砾,具腥臭味,软塑,Ⅱ级普通土,σ0=80KPa
(3)块石土(Q4al8):
分布于隧道出口坡面上,青灰色为主,块石成分以砂岩为主,潮湿,松散,Ⅳ级软石,σ0=400KPa
(4)砂岩夹泥岩(K21Ss+Ms):
青灰色-褐红色,中厚层状构造,粉砂质结构,成分以石英,长石为主,节理较发育,岩体较完整,局部夹泥岩薄层,岩质较软,锤击声闷。
全分化-强风化,风化层厚约3~5米,Ⅲ级硬土,σ0=350KPa,弱风化,Ⅳ级软石σ0=600KPa
3.3水文地质
(1)地表水:
主要为季节性降水,其中洞身段发育一冲沟,冲沟上游有一鱼塘,长约35m,宽16m,雨季水深越1~2m,日常无存水。
(2)地下水:
为基岩裂缝水,埋深约0.5~1.5m,主要分部于基岩节理、裂缝中,受大气降水补给,水量较小。
3.4不良地质及特殊岩土
隧道处于丘陵区埋深浅,洞身地层均为软质石,且泥质胶结为主岩质较软遇水围岩强度易下降,易发生坍塌、冒顶、变形等围岩失稳现象。
DK277+960~DK278+025段穿越浅埋段,最小埋深仅5米,且隧道洞顶穿过风化层,工点所在区域雨季时间长,雨量大,且冲沟上游分布一鱼塘,地表水极易下渗,造成突涌水(泥)、坍塌、冒顶、地表开裂等问题。
4贯通施工总体方案
根据相关规范及施工组织设计,在出口端工作面施工至DK277+900时,进口掌子面预计施工至DK277+850,两工作面相距50米。
按照规范要求加强两端工作面的工作联系,加强测量联测工作。
开挖至两端相距20m时,即大里程DK277+885,小里程DK277+865,,小里程端工作面停止施工,采取单头掘进开挖贯通的方案,从落家坪隧道出口往隧道进口进行贯通。
具体方案如下:
4.1超前支护施工方案
(1)小导管施工
超前小导管采用φ42无缝钢管,直径42mm壁厚3.5mm外插角10~15°
,间距、长度按设计要求布置于隧道拱部起拱线以上范围内,Ⅴ级围岩按拱部120°
范围布置,管身按梅花形布设注浆孔,孔径6mm,间距25cm,尾部长度不小于10cm不钻注浆孔做为止浆段;
小导管前端加工成尖头,后端设加强箍,单根长度4m,搭接长度1.0m。
(2)注浆
小导管采用YT-28风枪钻孔,完成后清孔,风枪推小导管入孔,并将小导管后端与I20工字钢钢架焊接,完成小导管施工。
也可直接用锤打入,小导管施工完成后,按设计要求注浆。
1、超前小导管采用无缝钢管,布置于隧道拱部起拱线以上范围内,管身布设泄浆孔;
小导管前端加工成尖头,后端设加强箍。
2、采用风枪钻孔,风枪推钢管入孔,并将小导管后端与钢架焊接。
3、小导管注浆材料采用纯水泥浆﹙W∕C=1.0﹚,其参数为:
水泥浆液水灰比1:
1﹙重量比﹚,注浆压力0.5~1.5Mpa,围岩裂隙较不发育,整体性较好,可采用水泥砂浆﹙W∕C=0.5~0.8﹚,以填充导管孔,注浆水泥标号采用525号普通硅酸盐水泥。
4、每打完一排钢管后进行注浆,再开挖拱部,放炮后进行第一次喷射混凝土,然后出碴测量放样架设钢架。
确保超前小导管搭接1m以上的长度。
5、小导管注浆保证措施:
严格控制注浆压力,终压必须达设计要求,保持稳压时间,保证浆液渗透范围。
注浆完成后要检验注浆效果。
在隧道开挖后可检查注浆固结体厚度,如达不到设计要求时,下一循环注浆时调整注浆参数,改善注浆工艺。
注浆过程中,专人记录注浆情况,并根据实际情况调整注浆压力、进度,保证注浆效果。
6、超前小导管注浆施工工艺流程见图6-2-1,注浆工艺流程见图6-2-2
封闭
工作面
机具设
备检查
拌
浆
压力流量达到要求
联接管路及密
封管口
结
束
压水检查达到要求
注
安装
钢插管
准备工作
制作钢插管
钻孔
超前小导管注浆施工工艺流程图6-2-1
注浆工艺流程图6-2-2
4.2开挖施工方案
根据超前地质预报资料,贯通段围岩级别为Ⅴ级,按照设计文件要求采用三台阶法开挖,采用多功能作业台架风和动凿岩机钻眼,光面爆破。
每台阶长3~5m,每循环进尺每循环控制在2榀拱架范围内,上、中台阶挖掘机扒砟到下台阶,下台阶装载机装砟,自卸汽车运砟至指定的弃砟场地。
;
开挖完毕后立即用喷射混凝土封闭围岩。
每步相邻台阶之间距离控制在3米内,开挖过程中设专人观察围岩及附近初期支护变化,并做好地质素描工作。
4.2.1施工程序与工艺流程
图1三台阶法施工工艺流程
三台阶法是将隧道分成上中下三部分开挖,施工时先开挖上台阶,待开挖到一定长度后再同时开挖中台阶及下台阶,形成上、中、下三台阶同时并进的方法。
将隧道断面分上、中、下台阶开挖,爆破施工分三次进行,可以减小爆破对围岩的扰动,保护围岩,上台阶开挖后,为中、下台阶创造临空面,降低炸药消耗,同时三台阶开挖可减少隧道开挖后的空间效应,初期支护能尽早施工,可充分发挥围岩的自稳、自承能力,获得安全的地下空间。
4.2.2超前地质预报
超前地质预报是确定隧道施工掌子面前方突(涌)水(泥)、塌方、瓦斯等地质灾害风险源的位置、规模、性质等工程地质及水文地质条件,为隧道工程设计和施工方案的制定与风险防范提供依据。
图2TSP超前地质预报立体图
图3TSP超前地质预报测线平面示意图
4.2.3测量放线
开挖前将控制开挖的中线水平引至开挖部位掌子面,确定开挖轮廓。
4.2.4开挖方法
隧道开挖应根据实际围岩地质情况选择开挖方法。
结合实际地质情况,Ⅳ级围岩可采用光面爆破。
三台阶法开挖断面如下图:
图4三台阶开挖横断面示意图
图5三台阶开挖纵断面示意图
采用三台阶法要严格控制装药量及按照光面爆破设计施工,减少炮轰波对围岩的扰动。
采用多功能作业台架人工风枪钻孔,非电毫秒雷管微差起爆。
石质隧道的爆破作业,应采用光面爆破或预裂爆破。
爆破作业应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、循环进尺和爆炸材料进行钻爆设计。
钻爆设计应根据爆破效果不断优化爆破参数。
钻爆设计的内容包括炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)的布置、深度、斜率和数目,爆破器材、装药量和装药结构,起爆方法和爆破顺序,钻眼机具和钻眼要求等。
钻爆设计土应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要经济指标和必要的说明。
爆破参数应通过试验确定。
可参照下表选用。
表1光面爆破参数
岩石类别
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q(kg/m)
极硬岩
50~60
55~75
0.8~0.85
0.25~0.30
硬岩
40~50
0.15~0.25
软质岩
35~45
45~60
0.75~0.8
0.07~0.12
表2预裂爆破参数
至内排崩落眼间距(cm)
40
0.3~0.4
0.2~0.25
35~40
35
注:
1.表中所列参数适用于炮眼深度1.0~4.0m,炮眼直径40~50mm,药卷直径20~25mm。
2.当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时,周边眼间距E应取较小值。
3.周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。
软岩在取较小E值时,W值应适当增大。
4.E/W:
软岩取小值,硬岩及断面小时取大值。
5.表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药,选用其它类型炸药时,应修正。
周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置,保证开挖断面符合设计要求,硬岩开眼位置在轮廓线上,软岩可向内偏5~10cm。
底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破。
辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间,力求爆破出的石块块度适合装碴需要。
周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上,掏槽炮眼加深10~20cm。
当开挖面凹凸较大时,应按实际情况调整炮眼深度,使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。
炸药可选用岩石硝铵炸药和乳化炸药。
钻爆设计要时刻注意岩层变化,做到“岩变我变”。
当岩层发生变化时,由技术人员对钻眼深度、炮眼布置、装药数量现场进行交底,确保爆破质量。
爆破器材选用2#岩石乳化炸药、塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆。
炮孔布置、雷管段别布置见炮眼布置见下图;
断面开挖药量分配见下表;
断面主要技术经济指标见下表。
图6三台阶法炮眼布置
表3Ⅴ级围岩全段面光面爆破炮眼药量分配表
台阶分类
炮眼分类
炮眼数(个)
雷管段数(段)
炮眼深度(米)
炮眼装药量
每孔药卷数(卷/孔)
单孔装药量(Kg/孔)
合计药量(Kg)
上台阶
掏槽眼
2.5
1.65
9.9
掘进眼
2.2
2.2
1.35
13.5
15
20.25
内圈眼
23
31.05
周边眼
38
0.9
34.2
底板眼
18
13
2.3
29.7
小计
108
141.6
二台阶
14
1.2
16.8
16
19.2
0.6
7.2
12
21.6
64.8
三台阶
17
58
66
19
仰拱
20
10.8
21
4.8
22
47
53.85
24
合计
273
326.25
表4Ⅴ级围岩三台阶光面爆破主要经济技术指标
项目
单位
数量
开挖断面积
m2
154.4
预计每循环进尺
m
每循环爆破石方
m3
308.8
炮眼总数
个
钻孔总数
572.1
雷管用量
发
321
炸药用量
Kg
比钻眼数
个/m2
1.77
比钻眼量
m/m3
1.85
比装药量
Kg/m3
1.05
单位体积岩体耗雷管量
发/m3
1.04
预计炮眼利用率
%
94
4.2.5开挖工序
(1)上台阶开挖:
在拱部超前支护施工后,沿隧道开挖轮廓线环向开挖上台阶。
开挖进尺控制在每循环2榀拱架间距。
开挖后立即出喷4cm砼封闭,并架设钢架。
按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆,喷射砼。
(2)中台阶开挖:
开挖进尺控制在每循环2榀拱架间距,开挖后立即出喷4cm砼封闭,并架设钢架。
(3)下台阶开挖:
(4)隧道仰拱开挖:
围岩较好时,仰拱与下台阶同时开挖;
围岩软弱破碎时,仰拱单独开挖。
采用人工配合机械开挖,人工清底,并及时按设计架设钢架及喷射砼,施工仰拱衬砌和填充。
(5)利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
4.2.6监控量测
隧道开挖成型后及时埋设监控量测点,进行监控量测工作。
监控量测初始读数要在12小时内获取,最迟不超过24小时。
监控量测数据要及时整理分析,根据监控量测反馈信息,合理指导施工。
为预留变形量、支护参数的调整、施工方法的改变提供依据。
4.3初期支护施工方案
4.3.1
施工程序
施工程序为:
施工准备→初喷砼封闭岩面→锚、网、钢拱架联合支护→检查验收→喷射砼至设计厚度→围岩监控量测。
4.3.2工艺流程
图1初期支护施工工艺流程图
4.3.3施工要求
(1)初期支护参数设置
表1初期支护参数表
钢架类型
钢架间距(m)
喷混凝土
钢筋网
锚杆
施做部位
厚度(cm)
设置部位
网格间距
设置
部位
间距(环向*纵向)
Ⅴy-2
I20a型钢
拱墙
27
20*20
拱部
1.5*1.5
25
边墙
1.5*1.0
4.3.4施工准备
(1)喷射前应对开挖断面尺寸认真检查,清除松动危石、欠挖超标过多的先行局部处理。
(2)钢架所用钢材按批号和数量进行检验,加工厂集中加工,试拼合格后方可使用。
焊工持证上岗,确保焊接质量。
(3)钢筋网采用φ8mm钢筋由加工厂集中生产,钢筋原材料满足设计及规范要求。
(4)锚杆在初喷混凝土结束后进行施工。
(5)混凝土拌合设备、湿喷机调试完成,运转顺利。
4.3.5喷射混凝土施工
(1)开挖后,先喷混凝土4cm,随即系统支护施工(锚杆、钢筋网、钢架)并复喷混凝土至设计厚度。
(2)混凝土喷射厚度采用锚杆外漏长度或埋设钢筋头做标志控制。
(3)喷射应分段、分部、分块,按先墙后拱、自下而上进行喷射,喷嘴需对受喷岩面作均匀的顺时针方向的螺旋转动,一圈压半圈的横向移动,螺旋直径约为20~30cm,以使混凝土喷射密实。
(4)为保证喷射混凝土质量,减少回弹物和降低粉尘,作业时还应注意以下事项:
①喷射时分段长度不应超过6m,并严格按先下后上的顺序进行喷射,以减少混凝土因重力作用而引起滑动或脱落现象发生。
②掌握好喷嘴与受喷岩面的距离和角度。
喷嘴至岩面的距离为0.6~2.0m,过大或过小都会增加回弹量;
喷嘴与受喷面垂直,并稍微偏向刚喷射的部位(倾斜角不宜大于10°
),尽量使回弹量最少、喷射效果和质量最佳。
对于岩面凹陷处应先喷和多喷,而凸出处应后喷和少喷。
③混凝土喷射顺序,喷射时移动可以采用螺旋形移动前进,也可以采用S形往返移动前进。
(5)风压与喷射质量有密切的关系,过大的风压会造成喷射速度太高而加大回弹量,损失混凝土;
风压过小会使喷射力减弱,则混凝土密实性差。
因此,根据喷射情况应适当调整风压,可参照下表及结合输料管长度进行风压调节。
表2风压调节表
输料管长度
80
120
160
200
风压(KN/cm2)
10-15
30
50
(6)一次喷射厚度问题
喷射作业应分层进行,一次喷射厚度不小于4cm,一次喷混凝土的厚度由喷混凝土颗粒间的凝聚力和喷射层与受喷岩面的粘结力决定,喷混凝土的分层厚度以不错裂、不坠落为标准,边墙一般为7~15cm,拱部5~10cm,并保持喷层厚度均匀。
(7)分层喷射的间隔时间
分层喷射,一般分2~3层喷射。
分层喷射合理的间隔时间应根据水泥品种、速凝剂种类及掺量、施工温度(最低不宜低于+5℃)和水灰比大小等因素,并视喷射的混凝土终凝情况而定。
分层喷射间隔时间不得太短,一般要求在初喷混凝土终凝以后,再进行复喷。
若终凝1h后再喷射,复喷前应将初喷混凝土表面清洗干净,且复喷时应将凹陷处进一步找平。
(8)喷射混凝土的养护
为使水泥充分水化,使喷射混凝土的强度均匀增长,减少或防止混凝土的收缩开裂,确保喷射混凝土质量,应在其终凝2h后进行洒水养护,养护时间应不少于14d。
4.3.6锚杆施工
1、中空注浆锚杆
(1)测量布孔:
隧道洞身初喷结束后,按照设计要求在洞身壁面测出锚杆孔位,并以红油漆标定孔位。
(2)钻进:
采用YT-28型凿岩机按标定孔位钻孔至设计深度。
钻孔孔位误差为±
15cm,钻孔直径大于杆体设计直径15mm,钻孔深度大于锚杆设计长度10cm。
(3)安装锚杆、垫板、螺母:
钻孔清孔后,装入设计长度锚杆,按照要求在锚杆尾部安装好垫板及螺母、将锚杆固定牢固。
(4)注浆:
通过锚杆尾部的注浆管注入水泥砂浆。
浆液配合比符合设计要求,待注浆压力达到设计要求后即完成整个锚杆施工。
2、砂浆锚杆
(1)砂浆锚杆与中空锚杆同样的方法测量定位钻孔,成孔后采用高压风冲孔,报检合格进行下道工序。
(2)锚杆采用先注浆后插锚杆的施工程序。
锚杆孔验收合格后进注浆,注浆管插至距孔底50~100mm,随砂浆的注入缓慢匀速拔出,灌浆压力不得大于0.4MPa。
砂浆强度符合设计要求,注浆开始或中途停止超过30min时,应用水或稀水泥浆润滑注浆管路。
(3)注浆完成后立即安插锚杆,锚杆体插入孔内长度不小于设计长度的95%,锚杆安装后不得随意敲击。
待砂浆强度达到10MPa后安装垫板拧紧螺帽。
4.3.7钢筋网施工
钢筋网采用Ⅰ级φ8mm钢筋焊制,在钢筋加工场内集中加工。
先用钢筋调直机把钢筋调直,再截成钢筋条,钢筋网片尺寸根据拱架间距和网片之间搭接长度综合考虑确定。
钢筋焊接前先将钢筋表面的油渍、漆污、水泥浆等清除干净;
加工完毕后的钢筋网片应平整,钢筋表面无削弱钢筋截面的伤痕。
制作成型的钢筋网片必须轻抬轻放,避免摔地产生变形。
钢筋网片成品应远离加工场地,堆放在指定的成品堆放场地上。
存放和运输过程中要避免潮湿的环境,防止锈蚀、污染和变形。
钢筋网与锚杆或钢架连接牢固。
喷射混凝土时钢筋不得晃动,和钢架绑扎时绑在靠近岩面一侧。
4.3.7钢架安装
(1)钢架应在钢筋网安装后及时架设,测量放线确保钢架位置正确,与隧道中线垂直。
(2)安装前应清除底脚下的虚碴及杂物,钢架底脚应置于牢固的基础上,各节钢架间以连接板螺栓连接并密贴。
钢架安装允许偏差:
钢架间距及其横向位置和高程的允许偏差为±
5cm,垂直度为±
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 黔张常 铁路 落家坪 隧道 贯通 施工 方案
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)