隧道双侧壁导坑法施工方案.docx
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隧道双侧壁导坑法施工方案
裴家垣隧右线出口v2-b级围岩洞身开挖施工组织设计
城轨14-1
裴家垣隧道右线出口v2-b级围岩
洞身开挖施工组织设计
马路河隧道进口K2+960~K2+920由于围岩为松散覆盖层、强风化及中风砂岩,局部夹泥岩,岩质极软,节理裂隙极发育,初勘物探显示岩体破碎,点滴状出水,拱顶及侧壁易坍塌,围岩级别为切级,稳定性极差,此段除需地表加固注浆外,开挖方法拟采用双侧壁导坑开挖法。
一、施工步骤
施工准备一洞口掌子面预加固一开挖平台就位一断面测量、放样-施做超前支护一按分步顺序开挖,进尺控制在〜一喷8cm封闭掌子面,并初喷4cm砼封闭岩面(C25砼)—出碴一找顶-架立钢架、挂网、打设锚杆-分层喷射砼直至设计厚度-开挖平台就位-施工下一循环。
二、施工工艺
马路河隧道以新奥法为施工原理,K2+960~K2+92(段洞身开挖采用“双侧壁导坑法”,初期支护全环采用型钢钢架,锚喷挂网支护,临时钢架采用I20b工字钢。
1、洞身开挖“双侧壁导坑法”即延隧道两侧对称设置两处导坑,每处导坑并分上下台阶进行开挖,同时对导坑靠中线部位用120b工字钢支护,同洞身主钢架螺栓连接牢固。
具体分部位置的断面示意图见附图2:
本隧道K2+960~K2+92(段施工时主要以机械开挖人工辅助为主,施做时严格控制药量。
开挖平台一律使用自制整体移动式操作平台。
爆破孔采用风动YT-28风动凿岩机,一字形合金钻头,孔径©40mm爆破采用二号岩石乳化炸药,起爆方式均采用非电毫秒雷管分段起爆。
出碴用侧翻式装载机或小型扒碴机装车,10〜15T自卸汽车运至弃碴场,凿顶及危石排除用反铲挖掘机施作。
施工工序:
(1、⑴利用洞口导向措施或洞身上一循环架立的钢架施作隧道洞身,侧壁导坑纵向超前
支护。
⑵开挖1部,同时,每进尺,掌子面喷8cm厚混凝土封闭。
⑶施作1部导坑周边的初期支护和临时支护,架立钢架(包括导坑的竖向临时钢架及底部临时横撑),并设置锁脚钢管,钻设径向锚杆,台阶底部和竖向临时钢架间及时喷射20cm混凝土封闭。
⑷复喷混凝土至设计厚度。
(2、⑴开挖2部,同时,每进尺m,掌子面喷8cm厚混凝土封闭
⑵施作2部导坑周边的初期支护和临时支护,架立钢架(包括导坑的临时钢架),
钻设径向锚杆。
⑶复喷混凝土至设计厚度。
(3、开挖3部并施作导坑周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同1。
(4、开挖4部并施作导坑周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同2。
(5、⑴开挖5部,喷8cm厚混凝土封闭掌子面(下一循环拱部超前支护掌子面处)。
⑵拱部架设拱部钢架,钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度。
(6⑴开挖6部•喷8cm厚混凝土封闭掌子面(下一循环拱部超前支护掌子面处)。
⑵拱部架设拱部钢架,钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度。
(7、⑴两台阶法施工第7、8部。
⑵喷8cm厚混凝土封闭掌子面。
⑶导坑底部安设钢架封闭成环,复喷混凝土至设计厚度。
(8、逐步拆除临时钢架,灌筑区部仰拱。
(9、灌筑X部隧底填充。
(10、根据监控量测结果分析,待变形收敛后或根据需要,利用衬砌模板台车一次性灌
筑幻部二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
(11、双侧壁导坑法施工注意事项:
(1)、隧道应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量”的原则。
(2)、开挖方式均采用弱爆破或人工开挖。
爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
(3)、工序变化处之钢架(或临时钢架)应设锁脚钢管,且必须对锁脚钢管注浆,以确保钢架基础稳定。
(4)、当现场导坑开挖孔径及台阶高度进行适当调整时,应保证侧壁导坑临时支护与主
体洞身钢架连接牢固,横向钢支撑可根据监控量测结果适当调整其位置,并考虑侧壁导坑自身的稳定及施工的便捷性。
(5)、钢架之间纵向连接筋应按要求设置,及时施作并连接牢固。
(6)、临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后,方可进行。
(7)、施工中应按有关规范及标准图的要求,进行监控量测并及时反馈结果,分析洞身
结构的稳定,为支护参数的调整,灌筑二次衬砌的时机提供依据。
2、初期支护
(1)施工程序
施做超前支护一掌子面喷8cmC25&-找顶一洞身岩面初喷4cmC25&-架设钢架一挂设钢筋网-打设径向锚杆一复喷C30素纤维砼至设计厚度一检查验收。
(2)施工方法
喷射砼采用湿喷施工工艺,建议采用TK500型湿喷机。
混凝土采用C30素纤维混凝土,混凝土在拌合站集中拌合。
钢拱架在加工厂集中加工,汽车倒运到洞内,现场机械配合人工架设。
锚杆采用TY-28风钻钻孔,人工安装,注浆前吹洗孔内残碴,并采用注浆泵压注浆,保证灌浆饱满。
©22锚杆尾与钢架焊接牢固,并设置垫板和螺母。
©8钢筋网在加工场加工
成型,现场人工辅助机械安装,钢筋网片大小按X规格加工,安装时用电焊点焊固定在钢架及锚杆外露头上,以防喷射砼时晃动。
网片间搭接长度不小于一个网格。
超前小导管采用©42壁厚4mn热轧无缝钢花管制作,加工厂统一加工,长4m,前端10cm做成锥形,并在管体上按15*15cm间距钻10mn®孔,梅花形布置,尾部30cm为止浆段不钻孔。
(3)湿喷法喷射砼
1喷射混凝土所用的原材料应符合以下要求:
水泥:
采用普通硅酸盐号水泥。
骨料:
细骨料采用河砂,细度模数应大于,含泥量不大于3%;粗骨料采用坚硬耐久的碎
石,粒径5〜16mm含泥量不大于1%
外加材料:
所使用聚脂纤维、钢纤维为经过检验的合格产品。
外加剂:
所使用的外加剂符合国家规定,速凝剂要求初凝时间不大于5min,终凝时间不
大于10min。
2喷射砼前的准备工作
1)喷射砼前撬去掌子面危石和欠挖处理。
用高压水、高压风清除杂物,用高压水冲洗表面。
遇到表面水量大时,采取措施将水集中引排。
2)施工所需的机具设备及原材料均已准备,并且机具设备能够正常运行,原材料经检验合格,粗骨料加工拌和前要再次过筛,以防止超径骨料混入,造成堵塞。
细骨料堆放在防雨料库,以控制含水量,且数量满足施工需要。
3)机电检查:
喷前进行电器及机械设备检查和试转,检查各部分连接是否符合要求,在施工作业场所配备充足照明及通风设备。
3湿喷法施工工艺
喷射混凝土施工程序图如下所示:
喷射机械安设调整好后,先注水、通风,清除管道内杂物,清除掌子面杂物尘埃。
喷射混凝土大堆料要储放于储料棚内,避免露天堆放、淋雨、环境污染和倒运材料而引起的泥污染集料,引起堵管和强度降低等现象。
喷射前,先开风,再送料,后开速凝剂阀门,以易粘结、回弹小、表面湿润光泽为准。
严禁随意增加速凝剂和防水剂掺量,尽量用新鲜的水泥,存放较长时间的水泥将会影响喷射混凝土的凝结时间。
喷射机的工作风压严格控制在〜范围内。
严格控制好喷嘴与受喷面的距离和角度。
喷嘴与受喷坡面垂直,有钢筋时角度可调至70°左右,喷嘴与受喷坡面距离控制在范围内。
喷射顺序自下而上,料束呈旋转轨迹运动,旋转半径30cm一圈压半圈,纵向按蛇形状布设。
喷射过程中应及时检查混凝土的回弹率和实际配合比。
喷射混凝土的回弹率:
边墙不应大于15%拱部不应大于25%
喷射层厚度边墙7〜10cm拱部5〜7cm厚度过大会削弱混凝土颗粒间的凝聚力,促使喷层因自重过大而脱落,或拱顶处与围岩面间形成空隙;如果一次喷射厚度过小,则粗骨料容易回弹,后一层与前一层喷射时间间隔12-20min。
影响喷层厚度的主要原因是混凝土坍落度、速凝剂的作用效果和气温。
喷射混凝土厚度采用预埋钢筋法测设,不够设计厚度的重新加喷补够。
粗、细骨水泥
水外加剂
湿喷法施工工艺框图
喷射混凝土终凝2h后,对喷射混凝土进行养护,,喷射混凝土由专人湿润养护,养护时间
不小于14天,以减少由于水化热引起的开裂,若发现裂纹用红油漆作上标识,进行观察和监
搅拌机I
测,确定其是否继续发展并找出原因进行处理「对不再发展的裂纹,采取在其附近加设土钉
或加喷一层混凝土的办法处空气,以策安全。
喷射机
型钢拱架在洞外的钢筋加工厂内进—行放样,确定主要
杆件的下料尺寸。
型钢拱架利用型钢弯曲机弯曲成型,,而后焊接接头钢板并进行试拼,经检查加工拱度满足要求后存放于构件场内备用。
冬.凝
拱架加工的焊接不得有假焊,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷,钢架接头应焊接密实、
复喷
焊缝饱满,接头处应贴10X10cm钢板并焊接密实,每榀钢架加工完成后应试拼,周边误差为
±3cm平面翘曲应小于2cm偏差超出规定厚或焊接质量达不到要求的钢架严禁使用。
型钢拱架在洞外分片堆放,上盖下垫,在洞内安装时,使型钢拱架与隧道中心线垂直,最后焊接连接筋,使钢架成为一个整体。
主要施工技术要求:
立设型钢拱架、挂网、打设锚杆应在隧道开挖初喷4cm混凝土后进
行;型钢拱架和钢筋网片的钢筋种类、型号、直径和间距等应符合设计要求。
所有加工好的
钢架必须标示明确,将各单元名称用红油漆标注于钢架两侧,如:
A单元应标注“A”,临时
测量放样
钢架A单元应标注“临A”。
②钢架的安装
钢架安装流程图如下:
型钢拱架利用平板车运进洞内拱架加工配合机械进彳清安装脚虚碴立拱时各节钢架联结牢固、位置正确,脚板间设橡胶垫板。
钢架安装必须严格按照设计间距一榀进行架设。
0与系统锚杆焊接定位
安装前应彻底清除底脚下的虚碴及杂物。
底脚标高不足t时,不得用洞碴冋填,必要时可用混凝土加固基底。
确保钢架底脚置于牢固的基础
加设垫块
每榀钢架安装时,要认真定位质量验收、不斜,轮廓要符合设计要求。
对型钢拱架的加工误差及变形值应采取有效措施加以控制,严禁采用热加工,避免降低钢架强度及刚度。
安装时使段与段之间的连接板结合紧密拱架拼装有缝隙
焊接纵向连接筋
并同钢架连接板密贴,
0
打设锁脚钢管
钢架利用平板车运进洞内,钢架在台架上逐榀安装拼装可在开挖面以后进行,各节钢架间连接板项须设置橡胶垫板,|隐蔽工程检查验收
然后用M20*60螺栓螺母连接牢固,螺栓连接时螺母方向应交错开布置。
钢架沿外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块楔紧。
钢架与锚杆焊接牢固,相邻钢架之间纵向采用©22mn钢筋连接,呈折线形布置于钢架腹板中央,于水平保持30°的夹角,环向间距小口处,大口处,焊接采用周边焊,同钢架焊接牢固。
分步开挖施工时,钢拱架拱脚应打设©42mm勺锁脚锚管,锚杆长度4m每侧脚板处数量为2根,并采用©22“U形钢筋同钢架满焊连接。
下半部开挖后钢架应及时接长落底至基岩。
钢架与围岩间的间隙应用喷混凝土充填密实;喷射混凝土应全部覆盖钢架,保护层厚度
不得小于4cm。
开挖下台阶时,应在钢架拱脚下设砼垫块,砼垫块、岩石和钢架连接密实、牢固。
(5)钢筋网施工
钢筋规格、材质应满足设计要求,进场须经试验合格。
钢筋应冷拉调直后使用,钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。
钢筋网铺设平整,与钢架联结牢固,网片之间搭接长度不小于20cm(一个网格)。
钢筋网在洞外提前加工成X钢筋网片,钢筋网片网格采用点焊连接,运输至洞内安装焊接在锚杆上。
安装时,钢筋网紧贴受喷岩面的起伏铺设。
钢筋网的混凝土保护层不小于3cm
且与锚杆连接牢固,在进行喷射作业时不颤动。
(6)中空锚杆、砂浆锚杆及锁脚钢管
拱部、拱墙采用带排气装置的中空注浆锚杆,锚杆间距x(环x纵),锚杆长米;所有锚杆尾部均配备垫板和螺母。
中空锚杆杆体选用©25mm勺空心钢。
钻孔前先标定钻孔位置。
孔深应大于锚杆设计长度10cm孔径应符合设计要求,锚杆孔
距允许偏为土15cm孔内积水、积粉及岩碴要吹洗干净。
锚杆采用多功能台架安设,锚杆端头安装垫板并与喷砼面密贴,设好孔口注浆塞。
注浆采用注浆泵,中空锚杆则直接将注浆管道连接到注浆塞上注浆。
注浆开始或中途停止超过30min时,应用水润滑注浆罐及其管路。
注浆孔口的压力不得大于。
锚杆的插入长度不小于设计长度的95%锚杆施工完成后,应由试验室进行拉拔试验。
(7)超前小导管支护工艺
超前小导管注浆工艺流程见图。
超前小导管配合钢架使用,相邻两排小导管的水平搭接长度不小于。
小导管设计参数为:
小导管采用热轧无缝钢花管,单根长5m外径50mm壁厚5mm环向间距。
倾角:
前排40°后排5〜10°交错布置,注浆材料为水泥净浆,比重1:
1,当岩层变化时可根据现场调整,注浆压力〜1Mpa
小导管制作在前部钻注浆孔,孔径10mm间距15cm,呈梅花形布置,前端加工成锥形,尾
①小导管安设一般采用打入法,即先钻孔,钻孔直径比钢管直径大.3〜5mm然后将小导管
穿过钢架,用锤击或钻机顶入,顶入长度不小于钢管长度的90%并用咼压风将钢管内的砂石设计轮廓线
吹出。
②小导管安设后,用塑胶泥封堵孔口及周围缝隙,必要时在小导管附近及工作面上喷射砼,防止工作面坍塌。
④注浆前必须进彳
率加快施工速度,可采用群管注浆,
⑤注浆量达到设计量或注浆压力达
是否正确,为发挥设备效
部预留30cm止浆段不钻孔。
导管布置图及大样图如下所示:
42超前小导管
设计标咼
—■.—0…
120道
I冲
线
③隧道开挖
主浆
•-1
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