隧道sⅳb洞身衬砌施工方案doc.docx
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隧道sⅳb洞身衬砌施工方案doc
隧道S-IVb洞身衬砌施工方案
一、编制依据
二、工程概况
1、工程简介
2、工程地质概况
2.1、地形地貌
隧道区属构造—侵蚀丘陵地貌区,穿越浑圆状山体,沟谷切割较深,多呈“U”型峡谷,自然坡角20~35°。
山脉总体呈东西向,山顶呈圆状,多发育树枝状冲沟,沟内一般无水地表径流。
地表植被不甚发育,多以稀疏林木为主,进口地带有乡间简易公路到达,交通较为不便。
2.2、地质岩性
根据工程地质调查、钻探及物探资料,本隧道地段围岩主要为元古代武当群(Pt2w)片岩和白垩—第三系(K-E)砾岩;两岩性呈角度不整合接触;斜坡坡面和低洼冲沟内覆盖第四系残坡积(Q4e1+d1)粉质粘土层。
2.3、地震基本烈度
隧道场区地震动反应谱特征周期为0.35s,地震动峰值加速度分区属0.05g区,相当于原地震基本烈度VI度区。
依据《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)有关规定,该隧道可比基本烈度提高一度采取抗震措施。
2.4、水文特征
隧道区地表水系不发育,隧道区多发育树枝状冲沟,沟内一般无地表水径流。
但在雨季会出现短暂地面渗流,流量较小,对隧道施工影响较小。
隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水,其次为残坡积碎石质粉质粘土层中的孔隙水。
分部零星、不稳定,水量亦随季节变化。
3、工程概述
三、施工条件和主要技术标准
1.设计标准
公路等级:
双向四车道高速公路
隧道净宽:
10.25m
隧道净高:
5.0m
设计速度:
80km/h;
设计荷载:
公路-Ⅰ级
2.施工条件
本隧道为新建左右幅分离式双洞隧道,进口有村村通公路,施工场地宽阔,施工用水取自洞口自然沟,出口有新修的2#施工便道接茶青公路,物资供应和交通较便利。
施工场地主要用于右洞出洞口接线路基100m范围,施工用水取自洞口两边的自然沟。
3.S-Ⅳb衬砌支护工程量
S-Ⅳb衬砌支护工程数量表
序号
部位
桩号
长度(m)
施工项目
单位
工程量
1
右线
K49+850~K49+880
30
喷射砼支护
m3
115.2
钢筋网支护
kg
1498.8
锚杆支护
m
1710
格栅钢架支护
kg
14729.4
仰拱砼
m3
141.6
仰拱回填
m3
195
衬砌砼
m3
270
2
右线
K49+920~K49+948
28
喷射砼支护
m3
107.52
钢筋网支护
kg
1397.76
锚杆支护
m
1596
格栅钢架支护
kg
13747.44
仰拱砼
m3
132.16
仰拱回填
m3
182
衬砌砼
m3
252
3
右线
K50+071~K50+285
214
喷射砼支护
m3
821.76
钢筋网支护
kg
10691.44
锚杆支护
m
12198
格栅钢架支护
kg
105069.72
仰拱砼
m3
1010.08
仰拱回填
m3
1391
衬砌砼
m3
1926
4
左线
Z1K49+805~Z1K49+893
88
喷射砼支护
m3
337.92
钢筋网支护
kg
4396.48
锚杆支护
m
5016
格栅钢架支护
kg
43206.24
仰拱砼
m3
415.36
仰拱回填
m3
572
衬砌砼
m3
792
5
左线
Z1K49+933~Z1K49+949
16
喷射砼支护
m3
61.44
钢筋网支护
kg
799.36
锚杆支护
m
912
格栅钢架支护
kg
7855.68
仰拱砼
m3
75.52
仰拱回填
m3
104
衬砌砼
m3
144
6
左线
Z1K50+072~Z1K50+542
470
喷射砼支护
m3
1804.8
钢筋网支护
kg
23481.2
锚杆支护
m
26790
格栅钢架支护
kg
230760.6
仰拱砼
m3
2218.4
仰拱回填
m3
3055
衬砌砼
m3
4230
7
左线
Z1K50+620~Z1K50+745
125
喷射砼支护
m3
480
钢筋网支护
kg
6245
锚杆支护
m
7125
格栅钢架支护
kg
61372.5
仰拱砼
m3
590
仰拱回填
m3
812.5
衬砌砼
m3
1125
三、施工计划安排
S-Ⅳb衬砌支护施工计划安排如下表:
序号
部位
桩号
长度(m)
施工项目
施工日期
1
右线
K49+850~K49+880
30
喷射砼支护
2013.06.07-2013.06.15
钢筋网支护
2013.06.07-2013.06.15
锚杆支护
2013.06.07-2013.06.15
格栅钢架支护
2013.06.07-2013.06.15
仰拱砼
2013.06.26-2013.07.02
仰拱回填
2013.06.29-2013.07.05
衬砌砼
2013.07.7-2013.07.15
2
右线
K49+920~K49+948
28
喷射砼支护
2013.05.10-2013.05.17
钢筋网支护
2013.05.10-2013.05.17
锚杆支护
2013.05.10-2013.05.17
格栅钢架支护
2013.05.10-2013.05.17
仰拱砼
2013.05.28-2013.06.03
仰拱回填
2013.05.31-2013.06.06
衬砌砼
2013.06.08-2013.06.15
3
右线
K50+071~K50+285
214
喷射砼支护
2013.01.15-2013.03.15
钢筋网支护
2013.01.15-2013.03.15
锚杆支护
2013.01.15-2013.03.15
格栅钢架支护
2013.01.15-2013.03.15
仰拱砼
2013.02.05-2013.03.30
仰拱回填
2013.02.08-2013.04.02
衬砌砼
2013.02.15-2013.04.10
4
左线
Z1K49+805~Z1K49+893
88
喷射砼支护
2013.09.01-2013.09.23
钢筋网支护
2013.09.01-2013.09.23
锚杆支护
2013.09.01-2013.09.23
格栅钢架支护
2013.09.01-2013.09.23
仰拱砼
2013.09.20-2013.10.08
仰拱回填
2013.09.23-2013.10.11
衬砌砼
2013.10.01-2013.10.18
5
左线
Z1K49+933~Z1K49+949
16
喷射砼支护
2013.08.06-2012.08.10
钢筋网支护
2013.08.06-2012.08.10
锚杆支护
2013.08.06-2012.08.10
格栅钢架支护
2013.08.06-2012.08.10
仰拱砼
2013.08.25-2013.08.29
仰拱回填
2013.08.28-2013.09.02
衬砌砼
2013.09.06-2013.09.10
6
左线
Z1K50+072~Z1K50+542
470
喷射砼支护
2013.02.20-2013.06.20
钢筋网支护
2013.02.20-2013.06.20
锚杆支护
2013.02.20-2013.06.20
格栅钢架支护
2013.02.20-2013.06.20
仰拱砼
2013.03.10-2013.07.05
仰拱回填
2013.03.13-2013.07.10
衬砌砼
2013.3.21-2013.7.20
7
左线
Z1K50+620~Z1K50+745
125
喷射砼支护
2012.12.13-2013.01.20
钢筋网支护
2012.12.13-2013.01.20
锚杆支护
2012.12.13-2013.01.20
格栅钢架支护
2012.12.13-2013.01.20
仰拱砼
2013.01.10-2013.02.10
仰拱回填
2013.01.13-2013.02.13
衬砌砼
2013.01.21-2013.02.20
四、施工准备
1、施工前,全线已完成导线点、水准点测量数据的复测,并在线路附近增设了导线点与水准基点。
2、施工拌合场地己在隧道出洞右侧建设完毕。
内配配备JS750强制拌和机二台,设备及相应的小型机具的安装调试均已完成。
3、施工用水取自自然沟渠,按照标准化要求设置蓄水池,采取高压变频供水。
4、施工用电:
供电采用400/315V三相五线系统,动力设备采用三相380V。
隧道内照明成洞段和不作业段采用220V,一般作业地段用低压电源不大于36V。
5、施工用风:
隧道掘进左、右洞口各建一座高压风站,两个供风站内各设3台20m3/min电动空压机,负责洞内施工用风的供应。
6、施工通风
为加快施工进度,保证洞内作业环境满足要求,隧道内采用压入式通风方式。
在掘进洞口安设轴流式通风机。
7、人员配备
本工程开工前,组织全体技术人员,包括测量、质检、试验、材料相关人员。
熟悉施工图纸,了解施工内容。
由技术总管主持开展技术工作,对各部门人员进行分工。
8、施工机械设备
施工机械已进场,技术状况良好。
9、施工配合比
施工所需用水泥、碎石、砂等材料均已由监理抽样送试验室试验合格;施工用配合比已报批,可按配比施工。
10、材料准备
五、劳动组织及机具设备
衬砌施工劳动作业人员配备
序号
班组
人数(人)
任务范围
1
初期支护
54
运输、安装钢支撑、装锚杆挂网、喷砼
2
二次衬砌及路面
50
仰拱、拱墙模筑砼浇筑、衬砌钢筋安装、防水板、排水管埋设及预埋件;浇筑路面砼、两侧沟槽
3
机械队
25
装载机、空压机、挖掘机、后勤车辆、电焊、施工用电等运行管理
4
勤杂机动班
8
零杂事务、文明工地环境卫生、协调其他班组施工
5
拌合站
16
砼拌合、运输、机械维护
6
钢材加工班
9
型钢架、格栅拱架加工
7
后勤管理
20
文明施工管理、技术管理、各班组各工序协调安排
8
合计
182
衬砌施工劳动作业机具配备
序号
作业项目
机具设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
洞身衬砌
空压机
20m3/min
台
6
高压供风
双液注浆机
BW-2504m3/h
台
2
注浆
挖掘机
CAT320D
台
1
调装
装载机
柳工ZL50
辆
2
拌合站上料、调装
泥浆泵
100m3/h
台
2
排水
湿喷机
TK961
台
2
喷射砼
发电机组
200KW
台
1
发电
运输罐车
9m3
台
8
砼运输
电焊机
BX—500
台
12
钢材加工
钢筋切断机
GJ5-40
台
2
钢材加工
型钢弯曲机
WJ40-10
台
1
钢材加工
钢筋调直机
GTJ-8/12
台
2
钢材加工
搅拌机
JS750
台
2
喷射砼拌料
配料斗
PLD1600
台
1
喷射砼拌料
搅拌机
JS1000
台
1
搅拌砼
配料斗
1000
台
1
搅拌砼
混凝土输送泵
HBT60
台
2
二衬
二衬台车
10.5m
台
2
二衬
2
量测仪器
全站仪
南方NTS-362RL
台
1
水准仪
DS32H
台
1
钢尺
50m
个
1
3
通风
轴流风机
SD-Ⅱ-125
台
1
洞内通风
六、洞身施工方案
1、初期支护施工方法
1.1喷射混凝土施工工艺
1.1.1配合比
喷混凝土的配合比,应符合混凝土强度和喷射工艺的要求,可按经验选择后通过实验确定。
1.1.2喷射前准备工作
根据设计要求,任家凹隧道S-Ⅳb洞身喷射混凝土厚度为16cm。
1)、喷锚衬砌施工前,必须做好以下准备工作:
(1)检查开挖断面净空尺寸、受喷面尺寸,保证开挖面尺寸符合设计要求。
(2)拆除障碍物。
(3)清除松动岩块和墙脚岩碴,并用风、水冲洗受喷面(当岩面受水容易泥化时,只能用高压风吹)。
(4)设置标志或利用锚杆外露长度以掌握喷射砼厚度。
(5)检查机具设备和风、水、电等管线,并试运转。
(6)喷射混凝土地段有漏、滴、渗水现象时,应予及时处理,采取堵、截、排等手段,使受喷面无淋水,滴水现象,以保证混凝土与岩面的黏结。
2)、喷砼施工机具必须符合下列要求:
(1)喷射机密封性能良好,输料连续、均匀,技术条件能满足喷射作业需要。
(2)空压机性能必须满足喷射机工作风压和耗风量的要求。
压风进入机前,必须进行油水分离。
(3)混合料的搅拌宜采用强制式搅拌机。
(4)输料管必须具有良好耐磨性能。
1.1.3喷射作业的操作方法:
各项准备工作完成后,可以向进料斗中加满混合料。
首先打开进气总阀门,上风路闸开启1/3,在调整下风路大约0.5-1Kg/cm空载风压。
这时可以开动搅拌机,并打开拱水阀门,向料斗喷水。
只要连续上料处于基本充满状态。
不使螺旋叶片暴露出来,搅拌机就会自动均匀的搅拌合准确供料。
喷射作业应进行在划定的区段进行,最好开挖后就喷射,区段长度不宜超过6m。
喷射时,应由下而上顺序进行,喷射路径呈S形上升,如下图:
当喷射机料斗有料时,即可开动喷射机开始作业。
此时的工作压力大约0.4-0.5Mpa(取决于拌合料的水灰比大小和输料管的长短)。
旋流器压风(下风路)调整确定之后,再次开启上风路阀门,直到喷射余气口处没有较多物料泄出为止。
上、下风路阀门调整合适一般无需再动。
当班中需要停风时,只需关闭进风路总阀门即可。
作业中,若发现混合料堆积在搅拌机料斗筛网上边时,应及时打开震动器阀门,加速震动筛下料,再把杂物拣出,需要停搅拌机时一定要把供水阀门同时关闭。
操作人员要坚持岗位,注意机器运转和联系信号,监视喂料情况余气口喷余料多少及压力升降,保证机器正常运转。
短时中断喷射作业时,可以随时停机、停风、无需处理。
混合料可以滞留在料斗中,但一定关闭供水阀门。
长时间停顿或每班结束时,首先要停止加料,待进料斗槽出空后加入一定数量不含水泥的纯砂石,并加大向料斗的喷水,让机组继续运转,直到转到料腔中的物料出完为止。
然后再停机。
停机后,应将输料管中的残料吹出去,当没有物料从喷头喷出时,再关闭喷头水阀。
最后关闭总进风管路阀门。
1.1.4喷头的操作
(1)、喷头应保持良好的工作性能。
(2)、开始喷射时应先给水,再给料。
结束时应先停料,后关水。
(3)、喷头与受喷面垂直。
其间距应与风压协调,以0.6~1.2m为宜。
(4)、严格控制水灰比。
混凝土喷射层应湿润光泽,粘塑性好,无干斑或流淌现象。
(5)、如发现有脱落的石快或混凝土块被钢筋架住时,应立即清除。
(6)、突然断水或断料时,喷头应迅速移离受喷面,严禁高压风、水冲击尚未终凝的混凝土。
1.1.5施工注意事项
(1)喷射中发现松动石块或遮挡喷射混凝土的物体时,必须及时清除。
(2)一次喷射厚度必须根据设计厚度和喷射部位确定,初喷厚度不得小于4~6cm。
(3)喷射作业必须以适当厚度分层进行,后一层喷射必须在前一层混凝土终凝后进行。
若终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时,受喷面必须用高压气体吹干净。
岩面有较大凹洼时,必须结合初喷予以找平。
(4)回弹率必须控制,拱部不超过40%,边墙不超过30%,挂钢筋网后,回弹率限制可放宽5%。
必须尽量采用经过验证的新技术,减少回弹率,回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。
(5)喷射混凝土终凝2h后,必须喷水养护,养护时间一般不少于7d。
(6)喷射混凝土作业需紧跟开挖面时,下次爆破距喷混凝土作业完成时间的间隔,不得小于4h。
(7)有水地段喷射混凝土时必须采取以下措施:
①当涌水点不多时,用开缝摩擦锚杆进行到水处理后再喷射;当涌水范围大时,树枝状排水导管后再喷射;当涌水严重时,可设置泄水孔,边排水边喷射。
②喷射时由远而近,逐渐向涌水点逼近,然后在涌水点安设倒灌,将水引出,再在导管附近喷射。
1.1.6喷射混凝土支护实测项目:
序号
检验项目
规定值或允许偏差
检验方法和频率
1
喷射混凝土强度
(MPa)
在合格标准内
按附录E检验
2
喷层厚度(mm)
平均厚度≥设计厚度;检查点的60%≥设计厚度;最小厚度≥0.5设计厚度,且≥50mm
凿孔法或雷达检测仪:
每10m检查一个断面,每个断面从拱顶中线起每3m检查1点
3
空洞检测
无空洞,无杂物
凿孔法或雷达检测仪:
每10m检查一个断面,每个断面从拱顶中线起每3m检查1点
1.2锚杆支护施工工艺
1.2.1原材料及成品、半成品质量检验
(1)、锚杆
中空注浆锚杆所用锚杆进场必须按批抽取试件作力学性能(屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯)试验,其质量必须符合国家有关规定及设计要求,本工艺采用φ25中空注浆锚杆。
(2)、注浆液
①注浆液的种类有水泥砂浆、水玻璃砂浆、水泥—水玻璃双浆液等,本工艺采用水泥浆液,其配合比必须符合设计要求;
②浆液配合比:
水灰比宜为1:
1(重量比);
③浆液应搅拌均匀,随拌随用。
一次拌和的浆液应在初凝前用完,并严防石块、杂物混入。
1.2.2锚杆支护准备工作
根据设计要求,任家凹隧道S-Ⅳb中空锚杆长3.0m,锁脚锚杆长3.0m。
(1)施工前必须根据设计图标示的工程及水文地质资料进行研究。
(2)结合现场实际情况,选择锚杆长度。
(3)根据工程进展情况,提前加工好锚杆。
(4)根据现场的地质条件进行试验确定注浆液的各种参数,来指导现场施工。
(5)钻孔机具应根据锚杆类型、规格及围岩等情况选择;
(6)拆除障碍物,搭设好钻孔施工台架。
(7)检查机具设备和风、水、电等管线路,并试运转,确保各项工作正进行。
1.2.3中空锚杆的操作方法
(1)布孔打眼:
按设计要求在初喷混凝土面上将孔位用红漆标识在掌子面上。
(2)钻孔:
开挖初喷后,必须尽快利用人工手持风钻在简易台架上进行钻孔,凿岩机钻孔,钻孔应保持顺直,并与岩面垂直,孔位允许偏差为±50㎜,钻孔数量应符合设计规定;钻眼直径必须大于锚杆杆体直径15mm;孔深不应小于锚杆杆体有效长度,但深度超长值不应大于50㎜。
钻眼时的钻机钻速根据实际情况人工调节。
(3)安设锚杆:
锚杆插入前必须将孔眼吹净,避免锚杆插入时阻塞;安装前锚杆必须除锈矫直;杆体插入锚杆孔时,保持位置居中,锚杆杆体露出混凝土面不大于喷层厚度,并安装止浆塞,垫板和螺母。
有水地段先引出孔内的水或在附近另行钻孔再安装锚杆。
(4)注浆:
利用快速接头将锚杆和注浆机连接,开启注浆机器,按照设计的注浆压力进行压力注浆,通常注浆压力为1.0Mpa~1.5Mpa,一般按单管达到设计图标示注浆量作为结束标准。
当注浆压力达到终压不少于20min,进浆量仍达不到注浆终量时,亦可结束注浆。
注浆结束后,将管口封堵,以防浆液倒流管外。
锚杆垫板与孔口混凝土密贴,并随时检查锚杆头的变形情况,待浆液达到设计强度90%以上时,再度拧紧螺母,施加预应力。
中空注浆锚杆施工工艺流程图
1.2.4锁脚锚杆的操作方法
(1)布孔打眼:
按设计要求在初喷混凝土面上将孔位用红漆标识在掌子面上。
(2)钻孔:
开挖初喷后,必须尽快利用人工手持风钻在简易台架上进行钻孔,凿岩机钻孔,钻孔应保持顺直,并与岩面垂直,孔位允许偏差为±50㎜,钻孔数量应符合设计规定;钻眼直径必须大于锚杆杆体直径15mm;孔深不应小于锚杆杆体有效长度,但深度超长值不应大于50㎜。
钻眼时的钻机钻速根据实际情况人工调节。
(3)清孔安装:
本施工采用药卷,浸泡填塞。
每塞入一节药卷,用仅孔洞顶塞棒将其项入,并与上一节密贴,至此孔洞塞满。
锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%;钢筋尾端外露长度宜稍小于喷层厚度;安装好后不得敲击和碰撞,其端部3天内不得悬挂重物。
锁脚锚杆施工工艺流程图
1.2.5施工注意事项
锚杆孔位必须精确,符合设计及规范要求:
锚杆孔保持顺直,并与其所在部位岩面垂直,尤其拱顶水平岩层层面,必须按设计施作达到要求,以防塌顶;杆体在使用前必须严格保管,防止遇水生锈,以保证锚杆质量;锚杆孔注浆压力,要达到设计要求;锚杆垫板须与喷射砼面密贴。
1.2.6锚杆支护实测项目:
序号
检验项目
规定值或允许偏差
检验方法和频率
1
锚杆根数(根)
不少于设计
按分项工程统计
2
锚杆拔力
28d拔力平均值≥设计值;最小拔力≥0.9设计值
按锚杆数1%且不少于3根做拔力试验
3
孔位(mm)
±50
尺量:
检查锚杆数的10%
4
钻孔深度(mm)
±50
尺量:
检查锚杆数的10%
5
孔径(mm)
符合设计要求
尺量:
检查锚杆数的10%
1.3钢筋网施工工艺
1.3.1原材料及成品、半成品质量检验
(1)钢筋必须有出厂合格证,材质证明,并经复试合格后,方可使用。
使用前必须进行除锈蚀。
(2)根据设计要求选择Φ6.5钢筋调直处理后,在加工平台上焊成间距250×250mm,长2m,宽1-2m的钢筋网片。
(3)网格采用梅花形电弧焊,焊接要牢固。
焊接时要有引弧板,不得在钢筋上引弧,焊接点要清除焊渣,并保持网片干净,无污染。
(4)每片制作好后平放在加工棚内,挂牌注明规格及使用部位,并注意防潮、防锈。
(5)在冬季进行钢筋网片加工时,钢筋的加工及焊接均须满足相关要求。
冷拉钢筋时的温度不宜-20℃;张拉预应力钢材时的温度不宜低于-15℃。
在钢筋工程焊接施工中,当环境温度低于-5℃的条件下进行钢筋对焊或电弧焊前,必须根据施工条件进行试焊,合格后方可施焊。
风力超过四级时,应采取挡风措施。
焊后未冷却的接头应避免碰到冰雪。
当环境温度低于-20℃时,不得进行施焊。
并且,要做好钢筋加工场的防风、防雪及保暖措施。
1.3.2钢筋网支护准备工作
(1)施工前必须根据设计图标示的网片规格在钢筋加工棚进行加工。
(2)根据工程进展情况,选择与当前衬砌类型的网片,调运到施工现场。
(3)施工焊接机具调运到施工现场。
(4)拆除障碍物,搭设好挂网施工台架。
(5)检查机具设备和电等管线路,并试运转,确保各项工作正进行。
1.3.3钢筋网的操作方法
钢筋网支护施工流程如图1所示,钢筋网支护应在初喷及锚杆安装之后进行。
图1钢筋网支护施工流程图
具体施工技术措施:
(1)制作网片
钢筋网制作可以分为现场编网和半成品网片现场拼接两种。
现场编网因占用较长的循环时间,在本隧道中不宜采用,而采用半成品网片拼接挂网,以加快挂网速度。
按设计要求网片的宽度按钢拱架的间距及锚杆布置情况预制,网片重量控制在50kg左右,同时用在墙部网片应上侧带钩(如图2),以方便挂设。
加工的网格尺寸应符合设计要求。
图2钢筋网片支护示意图
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