还剩7页未读,继续阅读
文本内容:
隧道施工方案及工艺
一、施工方法隧道按照“新奥法”原理组织施工,并根据工程地质、水文地质和不同围岩级别及周边环境选择相应施工工法,按全标段重点控制工期点,合理划分作业段,科学统筹,采取平行流水作业法施工隧道开挖采用多功能作业台架配合风动凿岩机钻眼,实施光面爆破,光面爆破参数通过试验确定,并根据现场爆破效果不断进行调整,严格控制超欠挖隧道出硝采用挖掘机配合装载机装硝,大吨位自卸汽车运输隧道初期支护紧跟开挖及时施作,锚喷支护采用超前小导管和中空锚杆配合挂网喷碎施做;锚杆钻孔完毕后,要先进行清孔、注浆,再人工安装锚杆隧道喷射混凝土采用湿喷工艺施工,混凝土由混凝土拌和站集中拌和罐车运输,泵送入模施工将超前地质预报和监控量测纳入工序管理,施工过程中加强监控量测,仰拱超前、二次衬砌紧跟,以保证施工安全不良地质段坚持“早预报、预加固、弱爆破、强支护、紧封闭、快成环、勤量测、早衬砌、稳扎稳打、确保安全”的施工原则,组织施工浅埋及浅埋偏压地段除加强洞内监控外,同时加强地表监测,施工时遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的原则,注意对监控量测的数据进行分析、整理,发现异常情况及时反馈以便尽早提出处理方案
二、洞身施工隧道施工遵循“弱爆破、短进尺、少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”的原则施工、洞身及附属洞室开挖方法1全断面法施工A.全断面开挖法施工,配备多功能台架配合风钻进行钻孔作业,非电毫秒雷管、二号岩石乳化炸药光面爆破,全断面一次成型全断面开挖支护作业流程为超前地质预报一台架(车)、机具就位一全断面测量画线布眼一钻炮眼一装药爆破一清危排险一出渣一打锚杆一喷混凝土一稳定安全检查及监控量测一下一循环采用挖掘机配合侧翻装载机装硝,自卸汽车运硝出硝完成后,先进行初喷碎,然后进行喷锚支护,支护紧跟开挖,以确保施工安全台阶法施工B.台阶法开挖,见下施工工艺流程图上台阶采用多功能台架配合风钻打眼,下台阶采用风钻钻眼,实施光面爆破爆破后,上断面挖掘机扒硝,下断面采用挖掘机配合侧翻式装载机装罐,自卸汽车运输隧道开挖后及时施做锚、喷、网联合支护,下半断面开挖完仰拱施工紧跟弧形导坑预留核心土法施工C.隧道W级围岩地段采用,弧形导坑预留核心土法开挖弧形导坑预留核心土法施工的上下台阶均采用人工风钻打眼,光面爆破,每循环开挖进尺不得超过两根钢架爆破后,上断面采用挖掘机扒楂、下断面挖掘机配合侧翻式装载机装脩,自卸汽车运输隧道开挖后及时安装拱架施做锚、喷、网联合支护下半断面开挖后仰拱施工紧跟三台阶七步法开挖D.双线隧道V级围岩深埋段及IV级围岩偏压段和浅埋段采用三台阶七步开挖法施工,尽量采用人工风镐配合长臂挖掘机开挖,侧翻式装载机装罐,自卸汽车运输必要时采用微振动爆破,YT28风钻钻眼,非电毫秒雷管起爆,每循环进尺不的超过
0.6m双线隧道V级围岩浅埋段均采用双侧壁导坑法施工双侧壁导坑施工时,将隧道分成六部,左右导坑间隔6〜8m两侧壁导坑采用微台阶法开挖,剩余部分分四步开挖开挖中以人工配合挖掘机开挖为主,辅以控制爆破每个工序开挖循环进尺控制在
0.6m,一般为一根钢架间距,台阶长度3〜5m采用PC78US-6型挖掘机配合小型装载机装硝,自卸汽车出硝
三、隧道钻爆作业当隧道围岩用风镐难以开挖时,为减少对围岩的扰动及降低振动强度,隧道III级围岩采用预裂爆破结合光面爆破进行施工,V、IV级围岩松动控制爆破进行施工A,准备作业1)根据围岩类别构造及现有的爆破器材,并依本施工队钻爆效果的分析资料,作出某一里程段的钻爆设计内容为炮眼(掏槽眼、临空眼、扩槽眼、掘进眼、内圈眼、周边眼、底板眼)布置深度、角度、装药量和装药结构,爆破顺序、导爆网路等a.爆破器材主爆药采用爆炸性能、抗水性能、安全性能较好及环境污染小的2号岩石乳化炸药,规格为
①32mmX250mm周边眼采用直径
①25mmX250mm低爆速的光爆药卷装药结构为间隔装药,用竹片绑扎,导爆索传爆,根据围岩情况,对间隔距离和药量进行调整起爆材料采用1-20段的非电毫秒雷管起爆,塑料导爆管引爆,其中火雷管作为网络起爆用b.钻眼深度钻眼深度综合考虑施工进度要求、钻机的效率、爆破有效进尺等因素确定掏槽眼比其它眼超深
0.2mc.掏槽方式根据洞内围岩的地质特性,II、III级围岩选用斜眼楔形掏槽法,IV、V级围岩段采用浅孔微振动直眼掏槽法d光面爆破的主要参数隧道开挖采用光面爆破,以减轻爆破对周边的扰动,控制超欠挖光面爆破的主要参数有周边眼的间距、光爆层的厚度、周边眼密集系数、周边眼的线装药密度等光面爆破参数通过试验确定,并根据现场爆破效果不断进行调整已光面爆破的技术措施适当加密周边眼周边眼孔距适当缩小,可控制爆破轮廓,避免超欠挖,又不致过大地增加钻眼工作量,一般取E=(8-12)d,E为孔距,d为炮眼直径2)按风钻台数明确分工每台风钻的工作范围和钻眼顺序,以上两项由技术员向领工员及爆破工进行技术交底3)用经纬仪、水平仪定出开挖的中线、水平用“五寸台,怯画出拱部轮廓线,墙部开挖边线各点确定的周边眼的连线就是开挖轮廓线,必须淮确,画线偏差不得大于2CM4)根据画出的开挖轮廓线由技术员检查前一循环的超欠挖值,超欠挖超过5cm者,除在围岩面上用红油漆标明外,还应填写里程段的开挖断面检查记录,交领工员、开挖班长签认并追究超欠挖原因,注明处理意见并根据掌子面的情况标出掏槽眼、周边眼的位置B.钻眼作业1)风钻进出掌子面前电、风、水管路必须准确就绪,风钻按规定就位,接通风、水、电路开钻时,先送水后送风风钻开眼时,宜用1m内的短钻杆,等钻孔定位并钻进
0.5m以上后再换长钻杆2)炮眼距离偏差
①掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不大于5cm;
②辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于10cm;
③周边眼开眼位置在设计断面轮廓线上,允许沿轮廓线调整,其误差不得大5cm,炮眼方向可以3%〜5%的斜率外插,眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm
④内圈炮眼至周边眼的排距误差不得大于5cm,炮眼深度大于
2.5m时,内圈炮眼与周边眼应采用相同的斜率外插
⑤当开挖面凹凸较大时,应按照实际情况调整炮眼深度(相应调整药量),力求所有炮眼(除掏槽眼外)眼底在同一平面上
⑥领工员必须随时观察每台钻进入情况保持多眼轴线平行是关系到爆破效果的重要因素,应在已打好的眼中插炮棍作标志,掌握好钻眼方向
⑦坚持顺帮打眼,风钻紧贴岩壁,最大限度地减少超欠挖周边眼外插角不大于3〜4(每米5cm);底板眼方向与隧道坡率方向相同
⑧掏槽眼比掘进眼深20cM,为保证掏槽成功,每茬炮可按掌子面实际情况调整掏槽位置
⑨钻眼作业完毕,由领工员或班长进行检查并作好记录,有不符合要求的炮眼应重新钻眼,经检查合格后方可装药爆破C.爆破作业
1.装药前必须对炮眼用高压风管吹孔或用手风钻扫孔,对坍孔内石硝要用掏勺仔细清理,无法装药的应补眼
2.爆破工从药库领出的药卷的导爆管必须确认并保存好段数标记根据装药作业的分工固定的炮眼和段位
3.向孔内装药时应细心操作,防止导爆管损坏、打结周边眼采用的间隔装药药串,每个药卷都必须紧贴导爆索装药作业由上而下进行防止落石打破导爆管,炮孔口应用炮泥堵塞工作不用的机具材料撤离后按设计进行网路的连接,连接尽量远一点,连接要整齐,以便直观检查
4.装药作业完成后,由领工员或爆破班长全面检查装药情况及网路连接,看网路连接是否正确,每个炮眼的起爆药卷是否连好,每簇联内部是否有引爆雷管,各簇引爆雷管的起爆线是否都连到起爆点上,检查无误后方能撤离人员按排警戒起爆D.出渣运输隧道出脩采用无轨运输的出硝方式,自卸汽车运输1)爆破二十分钟后,经炮工、找顶工处理完现场并确认安全的前提下,通风后开始出硝运输洞渣时,应指定行车路线,防止因交通混乱造成拥挤,影响出渣2)洞外的运输路线必须修筑排水系统,专人维护,行车速度不超过15km/h洞内行车速度不超过5km/hU!超前支护包括超前小导管、中空注浆锚杆及普通砂浆锚杆V级围岩超前小导管每隔4根I钢架打设一环,环向间距
0.3m,IV级围岩纵向每隔2根钢架打设一环,环向间距
0.4m超前小导管a.1)超前小导管使用外径42mm,壁厚
3.5mm的热轧无缝钢管制作,管长
4.0m/
3.5m,环向间距30cm/40cm,外插角5°〜10°2)超前小导管钢管前端呈尖锥状,尾部焊上66mm的加劲箍,管壁四周钻6〜8mm压浆孔,但尾部有1m不设压浆孔超前小导管施工时,用凿岩机成孔,孔径比设计导管管径大20nlm以上孔与衬砌中线平行以规定仰角打入拱部围岩3)成孔后将小导管按设计要求插入孔中,或用凿岩机直接将小导管从型钢钢架上部打入,外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上,与钢架共同组成预支护体系4)每打完一排钢管后开始注浆,注浆采用水泥浆,注浆后开挖拱部及第一次喷射硅、架设钢架超前锚杆b.1)超前锚杆采用风钻钻孔,锚杆施钻利用开挖台阶的简易台架施钻,施钻时按照设计间距布孔2)钻孔时钻杆尽可能垂直结构面,锚杆孔比钻杆直径大15mm,深度误差不大于±50mm,成孔后采用高压风清孔3)钻孔清理干净后,然后将砂浆从孔底缓缓的注入空内,为防止空内出现空洞,注浆管拔出后,立即将锚杆放入空内4)注浆采用水泥注浆机,注浆配合比按实验室出具的配合比进行施工5)砂浆应随拌随用,在初凝前必须用完,一次拌合的砂浆数量不应多与3个孔,以免时间过长,使砂浆在泵、管中凝结6)砂浆锚杆固定好后,将锚杆与钢筋网焊为整体待砂浆终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验中空注浆锚杆采用@25X7mm中空锚杆,使用高压风吹净钻孔,将锚头与锚杆端头组合,戴上垫片与螺母;把组装好的锚杆打入钻孔,锚杆要尽量打在钻孔的中央位置,将止浆塞穿入锚杆末端与孔口齐平并与杆体固紧,锚杆末端戴上垫板,然后拧紧螺母注浆压力取.2〜
0.5Mpa,孔口溢出浆液时,停止注浆,砂浆随拌随用注浆开始或中途停止超过30min时,,用水润滑注浆罐及其管路注浆孔口的压力不得大于
0.4MPa
五、钢筋网、钢架及锁脚锚杆施工钢筋网片、格栅钢架及型钢钢架的钢材种类、型号等应符合设计要求钢筋网片由钢结构加工厂统一加工制作,运至现场后人工安装,网片大小按
1.5mX
1.0m加工网片间搭接长度不小于20cm(即至少1个网格长度),洞身开挖完成后,首先在围岩表面进行初喷碎,厚度一般为4cm,然后再铺设钢筋网片,安装时用电焊点焊固定在锚杆外露头上,以防喷射砂时晃动根据设计要求,格栅和型钢钢架在钢结构加工厂加工制作成型,经检查加工拱度满足要求后存放于构件场内备用钢架利用装载机运到洞内,现场机械配合人工架设钢架在钢筋网片铺设完成后架设,与定位钢筋焊接,架设完毕后须再喷混凝±,并保证不少于3cm的覆盖厚度钢拱架间纵向用
①22钢筋联接为一体,纵向连接筋长度为80cm,按照环向间距
1.0m的长度内外层交错布置钢架拱脚必须放在牢固坚硬的基础上,架立时垂直隧道中线,架设时中线、高程和垂直度及法线方向由测量技术人员严格控制,并将砂浆锚杆或中空锚杆与钢架焊接连为整体a.安设钢拱架1)钢拱架按设计分节预先加工,现场拼装安装设置,位置应垂直隧道中线,拱架之间用622纵向连接钢筋焊接牢固2)隧道钢架支护分为型钢钢架和格栅钢架两种,型钢钢架采用122型II8型工字钢弯制而成,主要用于IV级、V级围岩段3)格栅钢架主要由四根中22主筋和其他钢筋制成,成正方形截面,用钢板连接而成,主要用于IV级围岩段,钢架是初期支护对软弱围岩的主要加固体,设计在V级围岩和IV级围岩型钢钢架有60cm和100cm两种安装间距在IV级围岩格栅钢架也有100cm和120cm两种安装间距钢架之间采用
①22钢筋连接,单层钢筋网片靠钢架内侧焊接于锚杆上4)型钢钢架采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制,弯制完成后,先在加工场地上进行试拼,各节钢架拼装,要求尺寸准确,弧形圆顺,沿隧道周边轮廓误差不大于3cm;平放时平面翘曲小于2cm5)钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行安装钢架前要准确吊中线,定拱部标高,控制钢架中心及半宽尺寸、高度,对拱脚支垫填实,每节之间采用4个螺栓进行连接,连接板应密贴同时每根钢架拱脚处必须打设4根锁脚锚杆将其锁定6)钢架安装完成后,及时进行喷射碎,喷射碎时分层、分段进行,以确保钢架被覆盖,满足保护层厚度要求为保证钢架置于稳固地基上,施工中在钢架基脚部位预留
0.15〜
0.2m的原地基,架立钢架时挖槽就位,需要时可在钢架基脚处设置刚性垫板,以增加其承载力;安设时钢架垂直隧道中线,其倾斜度不大于2°,钢架的任何部位偏离铅垂面不大于±10cm;当钢架和初喷面之间有较大间隙时设置同强度的混凝土垫块;为增强钢架的整体稳定性,将钢架与锚杆焊接在一起,钢架间设置622mm的纵向连接钢筋,并按环向间距
1.0m内外层交错设置钢架安设好后尽快施喷混凝土,并将其全部覆盖,使钢架与喷混凝土共同受力;喷射混凝土分层进行,每层厚度5〜10cm左右,先从拱(墙)脚处向上喷射,以防止上部喷射混凝土虚掩拱(墙)脚,造成拱(墙)脚喷射不密实,强度不够而失稳每根钢架安装,均在其底部设一块“托板”,并施打锁脚锚管,以防止钢架下沉下半部开挖后钢架应及时落底接长,封闭成环b.挂设钢筋网1)钢筋网片采用I级68/66钢筋焊制而成,钢筋网片的间距为20X20cm钢筋网按设计图纸的要求在钢筋加工厂集中加工2)先用钢筋调直机把钢筋调直,在截成钢筋条,钢筋网尺寸根据拱架间距和网片之间的搭接长度综合考虑3)钢筋网在初喷混凝±4cm以后铺挂,且保护层不小于3cm,钢筋网可固定在锚杆外端,也可用勾头钉固定于围岩上4)安设钢筋网时,钢筋网随受喷面的起伏铺设,与受喷面的间隙不小于30mm,并且与锚杆或钎钉连接牢固,在喷射混凝土作业时不颤动喷射时,喷头略倾斜使网后碎流动性大一些以便喷射密实C.湿喷碎施工喷射混凝土采用湿喷法施工,施工配合比按现场实际情况根据试验数据进行调整确定爆破后,应立即喷射混凝土,尽快封闭岩面,才能有效控制围岩松动变形喷射分段、分片、分层,由下向上,从无水、少水向有水、多水地段集中,多水处安放导管将水排出施喷时,喷头与受喷面基本垂直,距离保持在2m左右喷射混凝土前先用高压水或高压风清理岩面,保证受喷面洁净钢筋网应根据被支护围岩面上的实际起伏形状铺设,与受喷面间隙一般不得小于3cm,与锚杆或其他固定装置连接牢固按混凝土回弹量小,表面湿润有光泽、易粘着为度来掌握喷射压力,这要求喷射机司机与喷射手之间配合好,根据喷射手反馈的信息及时调整风压和计量泵,控制好速凝剂的掺入量,一般不大于水泥用量的5%喷嘴与岩面的距离为
2.0m喷射方向尽量与受喷面垂直,拱部尽可能以径直方向喷射,若岩面被钢架、钢筋网覆盖时,可将喷嘴稍加偏斜一次喷射厚度不宜超过10cm,后一层与前一层喷射时间间隔12—20min喷射作业应分段分片进行,分段长度不宜大于6m按照从下向上施喷,呈o现“S”形运动;喷前先找平受喷面的凹处,再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动,每圈压前面半圈,绕圈直径约30cm,力求喷出的混凝土层面平顺光滑喷射完成后应检查喷射混凝土与岩面粘接情况,可用锤敲击检查当有空鼓、脱壳时,应及时凿除,冲洗干净进行重喷,或采用压浆法充填当岩面有较大坑洼时,先喷凹处找平分层喷射时后一层喷射在前层混凝土终凝后进行,并按规定洒水养护在稳定性差的围岩中,开挖时为保证施工安全,应尽快做好初期支护喷射混凝土冬季施工,要求混凝土能正常凝结与硬化,避免因冻胀引起的崩裂钢架架设后应及时喷射混凝土,如果背后空隙较大,应预先在围岩表面喷一层混凝土,使其平顺钢架与岩面的间隙用喷射混凝土充填密实,喷射顺序先下后上,对称进行,先喷钢架与围岩之间空隙,后喷钢架之间,钢架应被喷射混凝土所覆盖,保护层不得小于4cm如有大凹坑,先找平按施工配合比要求,将混凝土用料在搅拌机中进行拌合,搅拌运输罐车运至洞内,送入喷射机中,在喷射机喷头处按水泥重量的3〜8%加入液态速凝剂为有效提高混凝土的力学性能,减少回弹,每方喷射混凝土中按照设计配合比掺加相应数量的外加剂。