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隧洞工程三标施工组织设计方案(99页)
隧洞工程三标施工组织设计方案(99页).doc
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施工组织
上传人:l** 编号:517562 2022-08-05 99页 1.37MB
1、目 录第六章隧洞工程施工方案26.1概述26.2 隧洞工程总体施工规划26.3 主要施工特点、难点及对策26.4 隧洞施工技术要求46.5 隧洞排水布置176.6施工方案186.7主要施工工艺和方法446.8隧洞施工技术措施826.9隧洞施工风险管理926.10试验机构、试验手段、检测程序及试验工作的总体安排97第六章隧洞工程施工方案6.1概述隧洞正洞段全长3784m。隧洞根据开挖围岩类型不同,采用两种支护衬砌方式,其中、类围岩采用全断面开挖,锚喷支护方式,施工时先钻爆出渣,挂钢筋网,再进行5cm厚C25钢筋砼喷射;IV、V类围岩采用台阶法施工,钻爆出渣后先喷射5cm厚C25砼,然后挂钢筋网及2、安设钢架,再喷射10cm厚C25砼。因断面太小,只能贯通后最后进行3040cm厚C25钢筋砼二次衬砌。6.2 隧洞工程总体施工规划进场后,先进行隧洞进出口段及支洞土石方明挖与通风、通电、通水、通路、降水、场地平整等临时设施的布置,待进出口段土石方明挖完成后,再根据业主提供的坐标及高程进行基线量测与洞口的支护。洞口量测时,应注意对进出口进行闭合校准,同时,中线点在进出口应至少各设置1组并引出控制点,每组中线点应至少设置35个点,待明挖、支护、洞口中线量测完成后,根据腰线定出开挖轮廓,然后对、类围岩进行42超前小导管注浆超前预支护,支护完成后进行钻爆开挖,然后挂钢筋网、安设钢架,再喷射砼,如果是类3、围岩,则第一次喷射砼后只挂钢筋网,不再进行二次喷射砼,待隧洞全部贯通后,进行二次衬砌。6.3 主要施工特点、难点及对策6.3.1 隧洞施工特点及难点分析(1)隧洞开挖总掘进长度3784m,施工断面狭小,在钻爆开挖施工过程中,通风排烟困难,各后续工序只能在洞外进行衔接,所以各施工工序相应地加大了循环时间,必须严格进行施工组织,否则将严重影响掘进支护的工序工期,无法按合同工期完成施工任务。 (2)隧洞顶拱围岩多为、类围岩,局部地段围岩稳定性差,地层裂隙发育,存在集中涌水可能,对隧洞施工安全不利,施工安全保护难度大、施工工艺复杂。 (3)由于隧洞长达3784m,施工中本标段有2个洞口施工排水无法自排4、,且由于隧洞比较狭长,施工中供风、供电都存在着相当大的难度,必须采取特殊措施。(见6.5)6.3.2 主要对策及措施 针对以上特点及难点,根据我 项目部的施工管理水平和以往类似的工程施工经验,拟采取如下措施: (1)施工组织和管理措施: 充分认识本标工程施工的特点和难点,严格按招标文件要求的施工程序,技术要求组织施工。 选派责任心强,施工经验丰富的施工管理人员和施工队伍,配备足够的与本工程特点相匹配的施工机械。 根据不同的地质条件和工程特性,有针对性的采取不同的施工方法,严格按“新奥法”施工。 科学合理地制订施工程序和严密的网络计划,精心组织、精心施工,确保工程按期完工。 严格按业主、监理工程5、师指令施工,确保质量安全一流。 (2)施工技术措施: 根据本工程隧洞开挖强度大,开挖断面狭小,洞室内无法采用大型机械的情况,每个作业面选用12部YT-28型风钻钻孔(4部备用),简易可拆卸平台钻孔装药爆破,扒渣机清理石碴并装车、小型自卸车出碴,2部TK-961型湿喷机(1部备用)喷锚支护的循环联合作业方案进行钻爆开挖及支护施工,并每隔150m左右设一3m*3m*10m(宽*高*长)的避车洞。 合理安排隧洞开挖施工工序,在、类围岩中留有充裕时间超前勘探、超前支护、顺利地通过不良地质带。 合理利用光面爆破技术,针对不同地质情况,选用合理的爆破参数,确保开挖轮廓,减少爆破对围岩的不良振动及扰动,加强6、爆破块径的控制。使爆破掘进快速施工,并使爆破质量达到优良标准。 对断层破碎带、节理密集带等不良地质带,严格按“新奥法”施工,采取超前预测,超前支护、短进尺、弱爆破、少扰动、早封闭、及时加强支护的措施。两端爆破时加强协调,严格执行撤退人员、施工设备的规定,确保爆破安全。 针对洞长情况,采用大功率通风设备通风,在掘进超过 600m 时,采用加设通风机接力通风及一吹一吸等方式,改善通风条件,同时,洞内施工设备选型尽量采用电动设备,确保施工人员健康、安全。 采用先进的光电测量设备,建立三级测量复核系统,确保施工精度和质量。隧洞贯通后方可施作二衬,初期支护暴露时间较长,存在变形进而影响安全的可能,应配置7、精干的测量人员全过程对围岩变形情况进行量测,尽早组织施工,保证施工安全、质量及工期要求。 规范布置洞内的供水,供电、排水及照明,供风系统,做到标准统一、整齐美观、文明规范并安全可靠。6.4 隧洞施工技术要求6.4.1 施工测量1、一般规定(1)控制测量的精度应以中误差衡量,最大误差(极限误差)规定为中误差的两倍。(2)隧洞施工时应做好下列工作: 长隧洞设置的精密三角网或精密导线网,应定期对其基准点和水准点进行校核; 洞外水准点、中线点应根据隧洞平纵面、隧洞长度等定期进行复核,洞内控制点应根据施工进度设定。(3)洞内施工隧洞测量,桩点必须稳定、可靠,且通视良好。水准点应设在不易损坏处,并加以妥善8、保护。测量仪器、工具在使用前应作检校,保证仪器具的技术状态符合使用要求。使用光电测距仪时,应按其使用规定要求进行。(4)隧洞平面控制测量的精度、隧洞内两相向施工中线在贯通面上的极限误差、由洞外和洞口内控制测量误差引起在贯通面产生的贯通误差影响值、洞内导线测角、量距的精度以及两洞口水准点间往返测高差不符值,均应符合水利部现行DLT_5173-2003水利水电工程施工测量规范的规定。2、洞内施工测量(1)洞内导线应根据洞口投点向洞内作引伸测量,洞口投点应纳入控制网内,由洞口投点传递进洞方向的联接角测角中误差,不应超过测量等级的要求,应视方向的长度不宜小于300m。导线点应尽量沿路线中线布设,导线边9、长在直线地段不宜短于200m;曲线地段不宜短于70m。无闭合条件的单导线,应进行二组独立观测,相互校核。(2)用中线法进行洞内测量的隧洞,中线点间距直线部分不宜短于lOOm;曲线部分不宜短于50m。(3)当用正倒镜延长直线法或曲线偏角法检测延伸的中线点时,其点位横向偏差不得大于5mm。(4)长隧洞用激光设备导向。(5)供导坑延伸和掘进用的临时点可用串线法标定,其延伸长度在直线部分不应大于30m;曲线部分不应大于20m。串线法的两吊线问距不宜小于5m。用串线法标定开挖面中线时,其距离可用皮尺丈量。(6)开挖前应在开挖断面标出设计断面尺寸线,开挖工作完成后应及时测量并绘出断面图。(7)采用台阶法施10、工的隧洞,上部导坑的中线每引伸一定距离后,应与下部导坑的中线联测一次,用以校核上部导坑的中线点或向上部导坑引点。(8)供衬砌用的临时中线点,必须用全站仪测定,其间距可视放样需要适当加密,但不宜大于10m。(9)衬砌立模前应复核中线和高程,标出拱架项、边墙底和起拱线高程,用设计衬砌断面的支距控制架立拱模和墙模。立模后必须进行检查和校正,确保无误。(10)洞内水准路线应由洞口高程控制点向洞内布设,结合洞内施工情况,测点间距以200500m为宜。(11)洞内施工用的水准点,应根据洞外、洞内已设定的水准点,按施工需要加设。(12)为使施工方便,在导坑内拱部、边墙施工地段宜每100m设立一个临时水准点,11、并定期复核。3、贯通误差的测定及调整(1)贯通误差的测定应按下列要求进行: 采用精密导线测量时,在贯通面附近定一临时点,由进测的两方向分别测量该点的坐标,所得的闭合差分别投影至贯通面及其垂直的方向上,得出实际的横向和纵向贯通误差,再置镜于该临时点测求方位角贯通误差。 采用中线法测量时,应由测量的相向两方向分别向贯通面延伸,并取一临时点,量出两点的横向和纵向距离,得出该隧洞的实际贯通误差。 水准路线由两端向洞内进测,分别测至贯通面附近的同一水准点或中线点上,所测得的高程差值即为实际的高程贯通误差。(2)贯通误差的调整应按以下方法进行: 用折线法调整直线隧洞中线。 曲线隧洞,根据实际贯通误差,由曲12、线的两端向贯通面按长度比例调整中线。 采取精密导线法测量时,贯通误差用坐标增量平差来调整。 进行高程贯通误差调整时,贯通点附近的水准点高程,采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程。(3)隧洞贯通后,施工中线及高程的实际贯通误差,应在调线地段调整。该段的开挖及衬砌均应以调整后的中线及高程进行放样。施工测量主要精度指标为:施工测量主要精度指标表序号项目精度指标说明内容平面位置中误差(mm)高程中误差(mm)1混凝土建筑物轮廓点放样(2030)(2030)相对于邻近基本控制点2土石料建筑物轮廓点放样(3050)30相对于邻近基本控制点3机电设备与金属结构安装安装点(110)(0.210)相13、对于建筑物安装轴线和相对水平度4土石方开挖轮廓点放样(50200)(50100)相对于邻近基本控制点5施工期间外部变形观测水平位移测点(35)相对于工作基点垂直位移测点(35)相对于工作基点6隧洞贯通相向开挖长度小于4km贯通面横向50纵向10025横向、纵向相对于隧洞轴线。高程相对于洞口高程控制点相向开挖长度48km贯通面横向75纵向150384、竣工测量(1)隧洞竣工后,应在直线地段每50m、曲线地段每20m及需要加测断面处,测绘以路线中线为准的隧洞实际净空,标出拱顶高程、起拱线宽度、路面水平宽度。(2)隧洞永久中线点,应在竣工测量后用砼包埋金属标志。直线上的永久中线点,每200250m设14、一个,曲线上应在缓和曲线的起终点各设一个;曲线中部,可根据通视条件适当增加。永久中线点设立后,应在隧洞边墙上画出标志。(3)洞内水准点每公里应埋设一个,并应在隧洞边墙上画出标志。5、支洞(斜井)测量(1)经支洞引入的中线及水准测量,应根据支洞的类型、长度、方向和坡度等,按要求精度在洞口附近设置洞外控制点。(2)支洞的引线方法和高程测量均与正洞相同。(3)斜井中线的方向应由斜井口外直线引伸,可采用正倒镜分中的串线法进行;斜井量距应丈量斜距,测出桩顶高程,求出高差,按斜距换算成水平距离。6、监控量测(1)一般规定 采用复合式衬砌的隧洞,必须将现场监控量测项目列入施工组织设计,并在施工中认真实施。 15、量测计划应根据隧洞的围岩条件、支护类型和参数、施工方法以及所确定的量测目的进行编制。同时应考虑量测费用的经济性,并注意与施工的进程相适应。 监控量测应达到以下目的:a、掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈,指导施工作业:b、通过对围岩和支护的变位、应力量测,修改支护系统设计。 采用复合式衬砌的隧洞,施工、设计单位必须紧密配合,共同研究,分析各项量测信息,确认或修正设计参数。(2)量测内容与方法 复合式衬砌的隧洞应根据围岩条件、地表沉降要求等,合理选择量测项目。 爆破开挖后应立即进行工程地质与水文地质状况的观察和记录,并进行地质描述。地质变化处和重要地段,应有照片记载。 初期支护完成后应进行喷层表16、面的观察和记录,并进行裂缝描述。 隧洞开挖后应及时进行围岩、初期支护的周边位移量测、拱顶下沉量测; 安设锚杆后,应进行锚杆抗拔力试验。当围岩差、断面大或地表沉降控制严时宜进行围岩位移量测和其它量测。位于类围岩中且覆盖层厚度小于40m的隧洞,应进行地表沉降量测。 量测部位和测点布置,应根据地质条件、量测项目和施工方法等确定。 测点应距开挖面2m的范围内尽快安设,并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测读初次读数。 测点的测试频率应根据围岩和支护的位移速度及离开挖面的距离确定。 现场量测手段,应根据量测项目及国内量测仪器的现状来选用。一般应尽量选择简单可靠、耐久、成本低、稳定性能好,被测量的物理概念17、明确,有足够大的量程,便于进行分析和反馈的测试仪具。隧洞现场监控量测项目及量测方法项目名称方法及工具布置量测间隔时间115d1630d13个月3个月以上应测项目地质及支护状态观察岩性、结构面产状、渗水及支护裂缝观察和描述、地质罗盘全长度,开挖后及初期支护后进行每次爆破后及初期支护后周边位移各类型收敛计或测杆每1050m一个断面,每断面23个对测点12次/天1次/2天12次/周13次/月拱顶下沉水平仪、水准尺、钢尺或测杆每1050m一个断面,每断面23个对测点12次/天1次/2天12次/周13次/月地质超前预报地震法超前预报仪TSP203间隔50100m一个断面锚杆或锚索内力及抗拔力各类电测锚杆18、锚杆测力计及拉拔器每300根抽样一组,每组至少做三根锚杆地表下沉精密水平仪、水准尺每550m一个断面,每断面至少7个测点,每隧洞至少两个断面。中线每520m一个测点开挖面距量测断面前后2B时,12次/天开挖面距量测断面前后5B时,1次/2天开挖面距量测断面前后5B时,1次/周选测项目围岩内部位移(洞内设点)洞内钻孔安设单点或多点位移计每5100m一个断面,每断面211个测点12次/天1次/2天12次/周13次/月围岩内部位移(地表设点)地面钻孔安设各类位移计每代表性地段一个断面,每断面35个钻孔同地表下沉要求围岩压力及两层支护间压力各类型压力盒每代表性地段一个断面,每断面1520个测点12次19、/天1次/2天12次/周13次/月钢支撑内力及外力支柱压力计或其他测力计每10榀钢拱架支撑一对测力计12次/天1次/2天12次/周13次/月支护、衬砌内应力、表面应力及裂缝量测各类砼内应变计、应力计、测缝计及表面应力解除法每代表性地段一个断面,每断面11个测点12次/天1次/2天12次/周13次/月围岩弹性波测试各种声波仪及配套探头在有代表性地段设置注:B为隧洞开挖宽度。(3)量测数据处理与应用 应及时对现场量测数据绘制时态曲线(或散点图)和空间关系曲线。 当位移时间曲线趋于平缓时,应进行数据处理或回归分析,以推算最终位移和掌握位移变化规律。 当位移时间曲线出现反弯点时,则表明围岩和支护已呈不20、稳定状态,此时应密切监视围岩动态,并加强支护,必要时暂停开挖。 隧洞周壁任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的总相对位移值均应小于下表所列的数值。当位移速率无明显下降,而此时实测位移值已接近所列数值,或者喷层表面出现明显裂缝时,应立即采取补强措施,并调整原支护设计参数或开挖方法。 二次衬砌的施作应在满足下列要求时进行:a、各测试项目的位移速率明显收敛,围岩基本稳定;b、已产生的各项位移已达预计总位移量的90:c、周边位移速率小于02mmd,或拱顶下沉速率小于015mmd。隧洞周边允许相对位移值(%) 覆盖层厚度(m) 允许相对位移(%)围岩类别 5050300300类0.100.300.2021、0.500.401.20类0.150.500.401.200.802.00V类0.200.800.601.601.003.00注:相对位移值是指实测位移值与两测点间距离之比,或拱顶位移实测值与隧洞宽度之比。脆性围岩取表中较小值,塑性围岩取表中较大值。II类围岩可按工程类比初步选定允许值范围。本表所列数值可在施工过程中通过实测和资料积累作适当修正。6.4.2 洞口开挖和处理 1、一般规定(1)在洞口掘进前,应仔细勘察山坡岩石的稳定性,并按监理工程师指示,对危险部位进行处理和支护。 (2)洞口削坡开挖应自上而下进行,严禁上下垂直交叉作业,应做好危石清理及加固、马道开挖及排水等工作。(3)洞口的边坡22、开挖完成后,在进行洞脸岩石和起始洞段开挖时,采取有效的控制爆破措施,防止爆破震动造成洞顶山坡和洞口岩石发生震裂、松动和塌方。 2、进出口拉槽工程(1)拉槽开挖前,应先检查了解地质、水文、道路、附近建筑物等状况,做好记录,开挖过程经常观测变化情况,发现异常,立即采取应急措施。(2)拉槽边界周围地面应设排水沟且应避免漏水渗水进入坑内,开挖时应采取降排水措施。(3)拉槽开挖宜采用自上而下分层开挖,不准碰损边坡,防止坍塌。(4)拉槽开挖过程中,加强监测,开挖前应作出系统的开挖监控方案,且施工中应建立监测系统,保证建筑场地和周边环境的施工安全。(5)拉槽周边严禁超堆荷载,严禁超荷载堆土、堆放材料设备,不23、得搭设临时工棚设施。(6)拉槽开挖到设计标高后,坑底应及时满封闭,及时进行基础施工,防止基坑暴露时间过长。3、开挖面的清撬与冲洗 (1)在爆破后和出碴前,清撬所有开挖面上残留的危石碎块,以确保进入洞内的人员和设备的安全。在施工过程中,经常检查已开挖洞侧面的围岩稳定情况,清撬可能塌落的松动岩块。 (2)对地下开挖爆破后的岩石开挖面,在进行支护或砼衬砌前用高压水冲洗,或用高压风冲干净,清除岩石碎片、尘埃、碎屑和爆破泥粉,以便查清围岩中的软弱结构面,并供地质编录及采取支护措施。冲洗作业紧随开挖进度进行,但冲洗面离工作面应不小于 10m。 4、开挖超前地质预报 (1)为查清地下洞室中尚未开挖岩体的地质24、情况,及时研究选定掌子面后的开挖断面尺寸和支护措施,在监理工程师指定或批准的掌子面钻设勘探孔。 (2) 地下洞室超前勘探孔的最小长度宜为 15m,最长宜为 30m, 孔径不宜小于60mm;勘探孔的位置、方向、长度和数量报监理工程师批准。 (3)完成超前勘探后,立即通知监理工程师查看钻孔岩芯及钻进记录,并及时将超前勘探资料提交监理工程师。 6.4.3 一般石方开挖(1)开挖前,施工单位应详细调查基础岩石的稳定性,采取措施避免基础岩石面出现爆破裂隙,或使原有构造裂隙和岩体的自然状态产生不应有的恶化。 (2)应及时对开挖面进行测量检查以防止偏离设计开挖线。 基础开挖应采用一般石方开挖方式,分层爆破的25、开挖方式。若采用其他开挖方法,必须通过试验证明可行,并经监理人批准。 (3)对于开挖出露的软弱岩层和构造破碎带区域, 必须按施工图纸和监理人的指示进行处理,并采取排水或堵水等措施。 (4)在施工期间直至工程验收,如果沿开挖边坡发生滑坡或塌方,施工单位应及时通知监理人,并按监理人批准的措施对边坡进行处理。(5)开挖后表面因爆破震松(裂)的岩石,表面呈薄片状或尖角状突出的岩石,以及裂隙发育或具有水平裂隙的岩石均需采用人工清理,如单块过大,亦可用单孔小炮和火雷管爆破。 (6)一般石方开挖不宜采用大直径的钻头钻孔,一般采用人工手持风钻打孔,人工装药,电雷管爆破。 (7)底部保护层石方开挖应进行分层爆破26、,并必须遵守下述规定:第一层:炮孔不得穿入距水平建基面 1.5 米的范围;炮孔装药直径不应大于 40毫米;应采用梯段爆破方法。 第二层:对节理裂隙不发育、较发育、发育和坚硬的岩体,炮孔不得穿入距水平建基面0.7米的范围;炮孔与水平建基面的夹角不应大于 60o,炮孔装药直径不应大于 32 毫米,应采用单孔起爆方法。 第三层:对节理裂隙不发育、较发育、发育和坚硬、中等坚硬的岩体,炮孔不得穿过水平建基面;对节理裂隙极发育和软弱的岩层,炮孔不得穿入距水平建基面0.2 米的范围,剩余 0.2 米后的岩体应进行撬挖。炮孔角度、装药直径和起爆方法同第一层的规定。 (8)沟槽石方开挖尺寸较小,或形状较特殊,开27、挖难度较大,应在两侧设计坡面进行预裂爆破,再按保护层石方开挖。严格控制最大一段起爆药量,以使设计轮廓面成型良好和防止对保留岩体的破坏。6.4.4 钻孔及爆破 (1)钻孔测定的开孔质量应符合下列要求: 钻孔孔位应依据测量定出的中线、腰线及开挖轮廓线确定; 周边孔应在断面轮廓线上开孔,沿轮廓线调整范围和掏槽孔的孔位偏差不应大于 5cm,其它炮孔孔位的偏差不得大于 10cm; 炮孔的孔底应落在爆破图规定的平面; 炮孔经检查合格后,方可装药爆破。 (2)炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结,应由经考核合格的炮工负责并严格按爆破图的规定进行;掏槽孔、崩落孔爆破应采用塑料导爆管或电雷管引爆,周边爆破应采用导爆28、索引爆。(3)炮眼的深度、角度、间距应按设计要求确定,并应符合下列精度要求: 掏槽眼:眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm; 辅助眼:眼口间距、行距误差不得大于5cm; 周边眼:沿隧洞设计断面轮廓线上的间距误差不得大于5cm,周边眼外斜率不得大于5cm/m,眼底不超出开挖断面轮廓线10cm,最大不得超过15cm; 内圈炮眼至周边眼的排距误差不得大于5cm,炮眼深度超过2.5m时,内圈炮眼与周边眼宜采用相同的斜率。(4)光面爆破和预裂爆破效果应达到以下要求: 残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布; 炮孔痕迹保存率:完整岩石在 80%以上,较完整和完整性差的岩石不小于 50%,较破碎和破碎岩石29、不小于20%; 相邻两孔间的岩面平整,孔壁不应有明显的爆震裂隙; 相邻两茬炮之间的台阶或预裂爆破孔的最大外斜值,应小于5cm; 预裂爆破后必须形成贯穿连续性的裂缝。 (5)在开挖过程中,施工单位应注意保护锚喷支护结构不受损坏。在已完成的锚喷支护结构附近进行爆破时,其爆破技术和爆破参数应进行专门的设计和选择,并应经监理工程师批准。 (6)所有地下开挖应严格按照施工图纸所标明的设计开挖线进行放线,不允许任何型式的欠挖。 (7)对喷砼的地下洞室,在设计开挖线以内的岩尖角、局部喷砼面和锚杆头等,均需按监理工程师的指示进行处理。(8)毛洞开挖宜采用钻爆法,施工不得欠挖,应尽量减少超挖,喷射混凝土后,洞壁30、相邻表面的起伏差应控制在150mm以内。(9)毛洞开挖后,应由地质勘察部门对岩石类别进行核定,以便设计单位及时调整支护形式。6.4.5 复合衬砌段(1)、V类围岩采用复合衬砌,初期支护为喷、锚、网、钢架优化组合支护,对于地质条件特别恶劣的地段,可考虑采用仰拱。二期支护采用混凝土(钢筋混凝土)支护。复合式衬砌主要依据地勘报告提供的设计参数和有关规定进行支护和衬砌。施工过程中,根据监控量测提供的围岩和支护的应力应变及位移值等信息,对设计参数和施工方法进行必要的调整和修改,以保证施工阶段的安全和支护体系有必要的安全储备。(2)超前支护及初期支护 超前支护洞口段及断层破碎带V类围岩、易塌方、冒顶段全断31、面采用小导管注浆;花岗岩砂粒堆积层采用自进式中空注浆锚杆,并适当配以地表加固;一般断层影响带、节理密集带及偶有渗水经常渗水的类围岩采用由22超前锚杆。超前支护以型钢钢架为支撑。 初期支护开挖后先喷射5cm厚的混凝土;锚杆采用全长粘结型锚杆,直径为22mm,间距为1.Om,长2.0m,各种锚杆必须设置托(垫)板;钢筋网采用Q235钢筋,间距200mm,钢筋网直径8mm;钢架选用型钢钢架,钢筋保护层不小于50mm,型钢钢架间距根据地质情况按051.0m布置。钢架安装后,表层再喷射10cm厚的混凝土,钢架保护层不小于5cm,必要时采用仰拱。锚杆、钢架、管棚等支护材料设计参数详见水利隧洞喷锚构筑法技术32、规范。喷射混凝土应满足以下指标。喷射砼设计指标强度等级重度(KN/m3)轴心抗压强度设计值(MPa)轴心抗拉强度设计值(MPa)弹性模量(MPa)喷射砼与岩石的粘结力(MPa)C252412.51.32.31040.8(、类围岩)0.5(、类围岩)(3)二次衬砌二次衬砌厚25-40cm,采用C25混凝土,抗渗等级W6。二次衬砌应根据围岩及初期支护的变形监控量测资料综合分析同时达到如下条件后进行施作。 隧洞周边变形速率明显趋于减缓; 隧洞周边水平收敛速度小于0.2mmd,拱顶垂直位移速度小于0.15mmd; 隧洞相对位移值已达到总相对位移量的90以上。(4)一次喷射厚度应根据设计厚度和喷射部位确33、定,厚度严格按规范执行。(5)复合式衬砌的开挖断面除满足隧洞净空要求外,应预留变形量本工程按下表选用。各类围岩预留变形量围岩类型预留变形量(mm)0103030505070注:上表中数值在浅埋、硬岩时取小值,深埋、软岩时取大值。隧洞周边围岩变形量与隧洞跨度、施工方法、施工质量等多种因素有关,在施工中应根据量测结果进行分析,及时调整下一段同级围岩的预留变形量,以防止围岩的实际变形量超过预留变形量造成二次衬砌侵入限界,同时也可避免因预留变形量过大而造成二次衬砌厚度过大或增加回填等现象。围岩变形过大或初期支护变形不收敛,应及时进行加固补强处理,以改善施工阶段结构的受力状态。6.4.6回填及灌浆工程范34、围内进出口回填部位,回填料采用基坑开挖料,并清除填土中的草、树皮、树根等杂物;回填时混凝土或浆砌石结构的强度应达到设计强度的70以上,回填料应按分层夯实,分层厚度不大于0.3米,压实系数大于0.93,回填应保证建筑物的安全,避免墙体、管道等产生变位或变形。二次衬砌顶拱120范围内须进行回填灌浆,排距3.0m,间距1.5m,灌浆压力初定0.30.5mPa,施工时应通过实验确定,并应待二次衬砌砼强度达到70以上时方可灌浆。灌浆孔应深入围岩不小于100mm。若衬砌遇有围岩塌陷、溶洞、较大超挖等情况时,应在该部位顶部(顶拱)预埋灌浆管及排气管,其数量和位置应根据现场情况确定。6.4.7 建筑材料(1)35、锚杆 锚杆采用全粘接早强砂浆锚杆,M30水泥砂浆,钢筋用22螺纹钢筋,除锈和除油。锚杆保护层不小于lcm。钢筋网与锚杆的连接用焊接法固定。 锚喷支护段的锚杆抗拔力不小于设计值的90%,锚杆安设后每300根至少选择3根作为1组进行抗拔力试验,围岩或原材料变更时另作一组,同组锚杆28天的抗拔力平均值应满足设计要求,每根锚杆的抗拔力最低值不得小于设计值的90。(2)钢筋 锚杆:20MnSi钢筋,直径22mm,锚杆用砂浆强度等级不低于M30。钢筋网可在喷射一层混凝土后,并在锚杆安设后进行,钢筋网的铺设应符合下列要求:a、钢筋使用前应除锈。b、钢筋网应随受喷面的起伏铺设,与受喷面的间隙一般不大于30mm36、。c、钢筋网应与锚杆连接牢固,在喷射混凝土时不得晃动。d、当发现喷混凝土表面有裂缝、脱落、露筋、渗漏水等情况时,应予以修补,凿除喷层重喷或进行整治。(3)骨料 水泥:采用普通硅酸盐水泥,每批水泥必须附有出厂合格证和复检资料。水泥强度等级必须与混凝土设计强度等级相适应,并满足设计要求。 拌合用水:质量应符合混凝土用拌合水技术要求。 粗骨料:采用质地坚硬且粒径级配良好的碎石。 细骨料:采用质地坚硬、颗粒洁净、级配良好的天然砂料或机制砂。 外加剂:由砼配合比设讨确定采用合适外加剂。各种外加剂必须符合规范规定,满足施工要求。 混凝土配合比选定、施工、温控、浇筑质量检查与控制、外观质量等应符合有关规范规37、定和要求。6.4.8 结构缝处理伸缩缝、施工缝及止水条施工,应严格遵守有关规程,以满足结构设计强度、耐久性及正常使用要求。缝面应平整、洁净,不得有蜂窝麻面。缝面填料应符合设计及规范要求。分缝及止水工程必须高度重视,按设计及规范要求认真做好每一道分缝及止水工作。为了保证分缝材料与混凝土面间的良好结合,施工时建议采取先贴法,即第一块混凝土立模时就将闭孔塑料板贴在模板内侧,第一块混凝土浇筑成型后,拆除模板保留闭孔塑料板在混凝土面上,浇筑第二块相邻混凝土时,便将闭孔塑料板紧密地夹在分缝位置处,保证分缝板与两侧混凝土严密结合,不空、不虚。根据设计及规范要求,橡胶止水条在进货前,要充分了解生产厂家的质量及38、信誉情况,选择正规厂家的合格产品。止水的安装应保证位置准确、不能随意打孔。水平止水条在混凝土浇筑过程中,应派专人负责调整止水条位置,用专制的钢筋勾根据混凝土浇筑情况随时整理,确保带下混凝土密实、止水条平整、位置正确、带上混凝土充足。立面止水条在安装时要保证分缝板夹正止水条,两翼用专制的“U”型钢筋定位卡将其定位并将卡子与结构筋焊接牢固。6.4.9 照明、通风与排水 (1)在隧洞施工期间,按规定提供全部地下开挖工作面的照明。 (2)地下开挖作业的卫生标准以及通风、防尘和防有害气体的要求遵守相关规定。 (3)按监理工程师指示,配置监测气体浓度所必须的仪器仪表,以及报警信号系统,这些设备及仪表由具有39、鉴定资质的单位进行鉴定和校正。 (4)严禁地下开挖中使用烧汽油或液化石油气(丙烷、丁烷、乙烯、丁烯)的内燃机。 (5)采取适当的防护措施,防止地表水倒灌进入地下洞室。若在施工过程中出现地下水涌水等异常情况时,立即采取紧急措施,控制涌水。地下水排泄到不会重新流入地下工作面的地区,并防止排出的水流导致地表冲刷。 (6)在地下开挖期间,按监理工程师批准的排水系统,负责安排足够的排水配套设备,以满足地下工程施工排水的需要,地下工程施工完工后,除合同规定或监理工程师指示应予以保留的外,全部拆除。6.5 隧洞排水布置6.5.1施工排水 采取截、堵、排相结合的综合措施,隧洞施工前先做好洞顶、洞口和隧洞周围地40、表的防排水工作,防止地表水从洞口进入洞内。 由于本隧洞采用两端同时作业的方式施工,且隧洞纵向坡比很小,所以洞内施工排水及渗水必须采用机械抽排方式。为此,拟在洞内随施工掘进在洞壁上打手风钻插筋挂设108mm 钢管,在洞内每隔 100m 设置集水井,并设置分段自流排水沟,使工作面渗水及施工废水排入集水坑内,再用潜水泵抽出,经洞壁上排水钢管排入废水池经污水处理合格后排放于地面排水系统。6.5.2管路布置作业面洞口50m200300m300m潜水泵软管109钢管109钢管集水井2.2k潜水泵集水井5.5kw潜水泵集水井5.5kw潜水泵洞内施工排水示意图6.6施工方案按新奥法组织施工,以人为本,坚持地质41、预报超前,采用钻爆法施工。本隧洞作业设计采用无轨运输。坚持以大型专用设备为主,形成超前地质预报、钻爆、通风、装运、支护、防水、衬砌等多条主要生产作业线,实现机械化施工。6.6.1隧洞开挖施工方案(1)施工按新奥法原则组织施工,实施超前地质预报、光面爆破、喷锚支护、围岩量测、复合式衬砌。(2)采用光面爆破。隧洞钻孔采用多功能钻孔台架人工风枪钻孔。斜井的、类围岩地段采用全断面法开挖,、类围岩地段采用台阶法开挖,锚、网、喷初期支护、拱墙衬砌;正洞、类围岩地段采用全断面法开挖,、类围岩地段采用台阶法开挖。(3)采用物探与钻探、长、中、短距离相结合的方法对隧洞施工全过程进行超前地质预报。(4)监控量测紧42、跟开挖面实施,及时施测、及时反馈,并跟据反馈结果及时调整支护参数与预留变形量,保证施工安全与结构稳定。(5)洞外控制测量采用精密导线环控制,GPS全球定位系统控制网复核,洞内采用全站仪精密导线环进行控制测量,掌子面采用直伸式单导线施工测量,激光准直仪引导掘进。6.6.2隧洞支护施工方案隧洞初期支护形式有大管棚、超前小导管、超前锚杆,砂浆锚杆、中空锚杆、喷砼、型钢钢架等。管棚钻孔采用管棚钻机,超前小导管、锚杆采用人工风枪钻孔,洞内锚杆、钢筋网片在洞外加工运至洞内安装,注浆采用高压双液注浆泵。型钢拱架采用定型台架在洞外场地加工制作。喷射砼支护采用TK500湿喷机进行湿喷作业。6.6.3隧洞出碴及运43、输方案本隧洞设计采用无轨运输方案。洞内装碴采用扒渣机,小型自卸车直接运输至弃碴场。采用小型砼搅拌运输车向洞内运输砼。6.6.4衬砌施工方案正洞采用全液压整体模板衬砌台车模注砼,砼搅拌运输车运输砼,泵送砼灌注,斜井洞口采用简易台架配组合钢模衬砌。衬砌砼采用自动计量的拌和站集中拌制,小型砼搅拌运输车运至洞内,砼灌注采用60 m3/h砼输送泵灌注,插入式振捣棒结合附着式平板振动器振捣。衬砌砼的钢筋在洞外加工成形运进洞内。衬砌施工完毕后,采用地质雷达对衬砌情况进行检测,对衬砌拱顶背后空隙部分进行充填注浆,将衬砌背后的空隙填满,同时起到防水作用。模筑混凝土时,在拱顶预留注浆管和注浆口。具体见下图。隧洞衬44、砌示意图6.6.5施工防排水方案隧洞防排水分洞外防排水和洞内衬砌防排水。洞外防排水主要是在隧洞洞口上方设截水天沟,拦截洞口上方的流水,防止流水对隧洞上方的边坡冲刷,保证洞口段的稳定。洞内排水原则为:对于与地表存在良好水力联系、地下水发育、具有中等富水性和强富水的断层及影响带地段采用“以堵为主,限量排放”的原则,其余地段按照“防、排、堵、截相结合,因地制宜,综合治理”的原则进行处理。通过各种防排水措施,达到排水通畅,防水可靠,施工方便。衬砌背后空隙采用注浆回填密实。富水地段在施工中采用超前地质预报系统、超前钻探等方式探明地下水的分布、流量、压力等情况,根据地下水的情况采用有效措施。洞外排水方案隧45、洞进洞前应平整洞顶地表,排除积水,所有坑洼、陷穴、探坑、钻孔等,应用不透水土壤回填夯实。整理隧洞周围流水沟渠,必要时以圬工铺砌,防止下渗并使水流通畅。洞口边、仰坡坡顶外天沟应确保截水引流。隧洞洞内防水方案拱墙环向施工缝处采用中埋式遇水膨胀止水条,纵向施工缝处设置遇水膨胀止水条混凝土界面剂;隧洞洞内排水方案洞内设单侧水沟,反坡排水地段每100m设一处汇水井,污水泵抽水。洞门顶部设截水天沟,截水天沟中线距边、仰坡开挖线边缘不小于5m,其坡度根据地形设置,但不应小于3,以免淤积。6.6.6隧洞通风和降尘方案(1)隧洞通风方案隧洞采用独头压入式通风,独头掘进超过1000m后,采用串联风机接力通风。A)46、通风要求通风时间:为满足快速掘进要求,正洞和斜井均按通风30min后,工作面具备满足人员进洞施工条件。风速要求:全断面开挖时不小于0.25m/s,但不得大于6m/s,以达到有效排尘。风量要求:供风量保证工作面每人供应新鲜空气不小于3 m3/min。通风设备有适当的备用数量,一般为计算能力的50%。通风机装有保险装置,当发生故障时能自动停机。若通风设备出现事故或洞内通风受阻,所有人员应撤离现场,在通风系统未恢复正常工作和经全面检查确认洞内无有害气体以前,任何人不得进洞内。为保证洞内良好的作业环境,对于长距离独头通风,采用轴流通风机串联方式,接力式提高风压,以此保证作业面有清洁风。B)风流及其质量47、的控制防漏降阻是实现长距离通风的技术关键,为了提高隧洞的通风质量,在施工中将采取措施,确保隧洞通风质量。具体措施见下表。防漏降阻措施表序号防漏降阻措施说 明1选择优质风管材料,加大风管直径选用长丝涤纶纤维做基布,压延PV塑料复合而成的增强塑料胶布做风管材料,风管直径0.8米。2加大风管节长将风管节长增大到50-100米,配置10m、20m拼节。3采用新的风管加工工艺采用电热塑机加工取代缝制。4改进风管联接形式接头采用簿钢板制成钢圈,加焊10mm钢筋。5提高风管安装质量吊挂风管的缆索要拉平、拉紧。在每班工作期间,用手持式风速仪或皮托管风速量测计,对风道内的风量至少量测一次。如通风不足,予以记录并48、研究解决。C)隧洞降尘粉尘测定:在隧洞掘进、出碴和喷射混凝土期间,用沉积板或粉粒计数器在隧洞开挖面和喷射混凝土地段附近测定粉尘含量,以制定相应的降低粉尘含量的措施。降尘措施:隧洞内粉尘主要来源有钻孔爆破产生的岩屑、粉尘;喷锚产生的粉尘;装碴、扒碴时掀起的粉尘;车辆尾气排放出固体颗粒,针对产生的粉尘的来源,主要采用降尘措施见下表。降尘措施表序号降尘措施说 明1湿式凿岩钻眼作业必须在钻眼时先送水后送风。2水封爆破水袋代替炮泥,利用爆炸将水袋击散成水雾,起到降尘目的。3水幕降尘使用SF1型压气水幕降尘器进行水幕降尘,同时采用光电式自动控制装置进行控制,以免影响通行。采用水幕降尘既可遏制粉尘扩散,同时49、又可以水化部分有毒气体,降低掌子面温度,减轻通风压力。4佩带防尘面罩用于施工人员的自身防护5使用吸集器用于施工粉尘集中地段6.6.7隧洞弃碴利用和弃置方案(1)弃碴弃置方案隧洞进口:弃碴约2万方(松方),弃于线路DK4+700左侧100m处的山沟中,运距150m。小岭斜井:弃碴约17万方(松方),弃于线路DK5+800左侧80m处的山沟中,运距 1km。隧洞出口:弃碴约1.8万方(松方),弃于线路DK8+550左侧200m浆水泉新坝下游处的沟地中,运距1km。隧洞弃碴进行分类堆放,不适宜再利用的弃碴与可利用的弃碴分别堆放,并在弃碴场设标识牌标记。特殊弃碴如含有放射性物质的弃碴按设计要求处理。隧50、洞弃碴场坡脚设置M10浆砌片石挡碴墙进行防护,严禁隧洞弃碴对环境造成污染。隧洞弃碴挡碴墙按设计要求施工,弃碴场顶向外作3的排水坡。在弃碴场顶外缘设截水沟一道,沟宽40cm,高60cm,M10浆砌片石铺砌,碴场底部埋设置100透水盲管,20m一道。挡墙尺寸根据地形按直线变化过渡,埋置深度不小于1.5m,且挡墙基底承载力不小于0.25Mpa。弃碴完毕后,弃碴顶部及边坡填土恢复植被。6.6.8 施工供风、供水、供电方案(1)洞内管、路、线总体布置洞内临时设施包括洞内高压电缆、照明线路、高压风水管路、通风管路及施工抽排水管等,因洞内空间狭小,为避免运输车辆挂擦管路、电线等造成安全隐患和影响进度,照明线51、路和动力电缆按“三相五线制”靠一侧边墙架空设置,最下一根电缆位于起拱线高度,距地面1.9m,风筒设在拱顶,高压风水管路设于一侧并用支架架空,达到“水电分离,规范布置,安全可控”的目的。洞内管线布置详见下图。正洞隧道中心线高压水管高压风管风筒供电线路照明线路排水沟排水管警示标志(2)独头掘进长度超过1000m隧洞的供风高压风采用洞外电动空压机组成的压风站集中供风方式,每个洞口配置2台20m3/min空压机。供风站布置在进出口和支洞口附近,建筑面积120m2。高压风管直径采用120mm无缝钢管,压缩空气通过120mm无缝钢管向隧洞内接至距工作面3050m左右,然后采用3高压胶管接至工作面。进洞后采52、用托架安装在边墙上,沿全隧洞通长布置,高度以不影响铺底施工为宜。主管道每隔300500m分装闸阀和三通,以备出现涌水时作为应急排水管使用,管道前段距开挖面30m距离主风管头接分风器,用高压软管接至各风动工具。(3)高压供水方案隧洞每作业面设100m3高位水池供给洞内高压用水,水池高程与洞内高程差不小于30m。高位水池接直径为89mm无缝钢管供水至洞内,高压水管安装在高压风管上部。(4) 施工用电方案隧洞的施工用电根据总体安排,与相邻的结构物综合考虑,统一安排。各作业面配备柴油发电机,以备停电时临时供电使用。隧洞洞内动力线路为三相五线制。照明电压:作业地段不得大于36V,成洞和不作业地段可采用253、20V;成洞地段固定的电线路,应用绝缘良好的胶皮线架设。施工地段的临时电线路宜采用橡套电缆。隧洞内设应急照明设备,该设备必须在短路或供电中断时,能自动接通并能连续工作2小时以上。6.6.9隧洞超前地质预报方案由于隧洞工程地质条件和水文地质条件复杂多变,潜伏着各种工程地质灾害发生的可能,仅靠施工过程揭露后再进行处理,带有较大的盲目性,常常会发生各种突发事故。本隧洞可能存在断层、涌水、软岩大变形等不良地质,施工难度特别大,为确保隧洞施工安全和工期,需采取有效超前地质预报方法对隧洞掌子面前方不良工程地质灾害体进行准确及时的超前预测预报,以降低工程造价,减少施工盲目性,确保施工安全,并消除工程安全隐患54、。(1)地质预测预报的目的通过利用各种已有的地质资料,综合采用各种的超前预报手段和超前预报仪器和技术,对隧洞施工前方不良地质体的位置、产状、含水情况及围岩结构的完整性,包括断层,软弱破碎岩体、断层及地下水等进行预报预测,及时发现异常情况,从而为优化施工方案提供依据,为预防突泥、涌水等可能形成的灾害性事故及时提供信息,提前做好准备,及早做好预案,采取相应的技术和安全措施,保证施工的安全进行。通过超前地质预测预报,可以了解掌握掌子面前方短距离内的工程地质条件、围岩级别,为正确选择开挖断面、支护参数和施工方法提供依据。通过隧洞超前地质预报,有效做到安全科学施工,提高施工效率,缩短施工周期,避免重大事55、故损失。(2)预测预报的工作内容由于隧洞地质复杂,施工存在着可能突水突泥、断层带产生流变等灾害。对地质进行超前探测,作出准确的预报是本项目施工的重点及关键。超前地质预报的主要项目及内容见下表:超前地质预报的主要项目内容综合表项目预报主要内容主要方法和仪器一般地质围岩级别岩体特性、节理裂隙发育特征、岩体结构特征,是否与设计吻合地质素描法、TSP203地质预报系统水文地质预报洞内涌水量大小、压力、变化规律水文地质特征及其变化规律,并评价施工开挖对环境水文的影响钻探孔、测流计和压力计等特殊地质断层、破碎带、浅埋及软岩变形位置、规模、产状、破碎程度、性质、填充物情况、含水情况及是否为充水断层钻探孔、T56、SP203、地质雷达、地质素描法突泥、突水、塌方预报前方掌子面15100m范围内有无突泥、突水、塌方等灾害地质,查明其范围、位置、规模、性质,提出施工措施钻探孔、TSP203、地质素描法、红外探测、测流量等塌方落石进洞前对洞口塌方落石预报地面地质调查、地质素描高地温预测隧洞地层地温,提出施工措施钻探孔、趋势线法、红外探测,温度计等高地应力预测隧洞地层的应力分布钻探孔、趋势线法、应力应变仪(3) 地质预测预报的程序地质超前预报作为重要环节纳入工序。地质预报及施工量测工作模式如下图。 地质预测预报资料及时上报监理、设计单位和业主进行审定,以便及时采取相应技术措施避免不良地质灾害的发生。(4)地质超57、前预测预报组织、人员、设备为将本项目的工程地质超前预测预报落到实处,项目经理部建立地质预测预报中心,其成员由专职地质和物探工程师及长期从事隧洞施工地质预报工作的技术人员和员工组成。地质超前预报预测设备见下表。序号设备名称型号数量备注1超前地质预报系统TSP2032自有2红外线探测仪HY-3031自有3地质雷达SIR-2k1自有4超前水平地质钻机PG2003自有施工期间施工量测地质预报洞体素描水文地质调查洞内量测洞体岩体实测绘制各类横断面绘制隧洞纵断面绘制洞体展示图综合研究岩组划分岩体结构调查岩体质量划分岩体力学测试变形量测破碎带夹层现场力学测试洞内涌水实测富水地段调查涌水地段调查地表洞内水监测58、地质素描法预测预报施工经验法预测物探法预测预报围岩变形量测水文调查及涌水量监测其它岩体结构划分、结构特征结构面关系分析结构面力学特征和强度调查测定不同岩层裂隙频率不同岩层含水条件岩体完整系数及稳定性声波测试岩体节理发育情况点荷载试验洞体埋深及岩体地震波测试内空变形量测围岩松动圈量测提供实际涌水资料提出防排水施工建议总结涌水规律图形分析法探洞地质类比法钻孔经验分析法TSP203探测声波探测红外线探测其它涌水量预报岩体稳定预报突水、突泥预报超前钻孔预报实体比例分析断面图分析结果图表显示提出变更围岩类别建议提出支护建议确定施工方法编制综合报告综合研究总结岩体稳定评价地质预报及施工量测工作模式图(5)59、预报方法隧洞施工过程的地质超前预报预测,主要是根据地表和已经开挖的隧洞的地质调查和各种探测方法取得的资料,以及地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内围岩的工程地质条件。如:地面地质调查法、洞身地质素描法、钻速测试法、综合物法、平导先行法、钻探孔法、涌水量观测、有害气体预测、岩体结构面量测和围岩变形观测。物探测试主要有TSP法、地质雷达法。预测时根据地质条件的不同,采用一种或几种方法组合综合预报,以工程地质法(包括图析法及地质素描法)进行超前宏观预报为前提,结合TSP203超前地质预报系统、地质雷达、红外线探测仪、超前探孔、平导超前、经验法等综合手段,分长期预报、中期预报、短期预报三个阶段对60、隧洞岩体特征、断层、涌水等不良工程地质进行超前预测预报:采用TSP系统与地质分析法相结合进行长期(长距离)(大于80m范围)地质预报;采用仪器和钻孔进行3080m距离的中期地质预报;利用地质雷达、红外探测仪相结合,进行距离小于30m的短期地质预报;采用在钻爆循环中加深(4m)35个炮孔进行掌子面前方4m范围的下一循环的探测。结合掌子面地质素描预测法进行掌子面作业影响区域内的当前地质预报。对物探异常区采用钻孔进行验证,以便指导施工。(6)超前地质预报的措施及手段说明A)经验类比法预测根据以往长大隧洞施工经验,在施工揭露的断层带构造情况、洞内裂隙发育情况、渗水、涌水特性以及施工方法、工艺类比该标段61、的地质情况、施工方法及工艺。并根据类比情况对相关问题提出预报。B)地质分析法预报由项目总工程师组织工程地质工程师及相关技术人员对设计图纸进行详细分析,对现场地表裸露情况进行核对。对隧洞地表进行GPS测量,绘制地形图,计算汇水面积,判断不良地质,利用地面测绘和其它基础资料对隧洞的地层界线、大型断层、围岩类别、涌水以及其他的特殊工程地质问题进行预测。测点的选择:测量点选在地面特征点上;点位尽量选在视野开阔的地方,无大树等障碍物阻挡接受信号;测量点最好不要选在山坡、盆地及大面积平静水面附近。以免多路效应对接收数据的影响。数据采集:将两台GPS接收机架在已知平面坐标的点上,其余两台架在未知点上,通过接62、收机屏幕观测卫星个数(不少于4个)及卫星信号强度等信息,信息量采集够用后,基准点上的接收机不动,移动未知点上的接收机,用同样方法继续采集信息,所有数据信息存储在接收机中,野外作业完成后,通过GPS数据处理软件和红外线传输器将测量数据传入电脑。建立一个新项目,通过两次坐标转换和两次平差求得个点在地方平面坐标系统中的坐标和高程,建立成果报表,并打印测量成果和测量点位分布图。通过地表区域地质调查和对辅助洞掌子面已揭露地质体(岩层、不良地质等)进行观测与编录,以图文方式及表格形式来宏观判断可能以发生地质灾害及其程度。通过掌子面所揭露的地层岩性、岩体结构面的发育程度、岩体的完整性、断层发育情况、岩溶化地63、层与非岩溶化地层分布、地下水渗流等进行地质素描,判断前方可能会出现的破碎岩体、出水构造情况以确定采用仪器探测和超前钻孔的布置形式。预报以表格形式随时提出,并根据开挖情况来完善预测预报技术,为决策提供依据,以及时采取相应的防治手段,避免或减少地质灾害所带来的损失和负面影响。C)地质仪器法预报TSP203探测法TSP超前地质预报系统是目前国内外在这一领域里应用较多的隧洞及地下工程探测设备。TSP203是最新一代智能型预报仪,传感器能采集不同方向的地震信号,能根据地震反射波判断发射截面的三维几何形态,经电脑分析,自动得出图像和结果。可以比较准确的预报工作面前方100200m范围内工程地质和水文地质情64、况,TSP超前地质预报系统可以解决的主要技术问题如下:能探测工作面前方存在的断层、破碎带、富水岩层与其他地层的界线,还能探测岩体、岩脉等特殊地质体。能查明前述不良地质体的位置和规模,能判别不同类别围岩的分界线,并提供相应岩层的地质力学参数(杨氏弹性模量、泊淞比等)能探测和较准确的解释距离为:断层带破碎围岩一般能探测150m(最大可达300m),硬岩一般能探测250m(最大可达400m),有效解释距离为150m。对不良地质体的地质性质判断,一般较准确;对不良地质体的位置判断精度可达90以上;对不良地质体的规模的判断精度可达8590以上。应用TSP203超前地质预报系统进行地质探测的频率为:岩层完65、整、岩性一致地段1次/100m,断层破碎带、富水地段1次/50m,必要时再增加频率,以相互重叠、复核,提高预测精度。操作方法是:在开挖工作面排列布置地震激发和反射波接收的装置,为排除表面波的影响,传感器对称布置在隧洞两侧的侧帮,距洞表面23m的围岩内部,安装时使传感器与岩石结合紧密;激发地震波信号的爆破孔,第一排紧靠掌子面,最后一排距传感器1520m,正常布置24孔,用YT-28风枪钻孔,孔径为3242mm之间,钻孔间距13m,孔深23m,每孔装药量50100g。爆破后,测量系统数据记录部分实时显示所有的数据采集通道,并实时通过测量系统计算机显示监视爆破信号的质量和传感器与岩石之间的耦合状况,66、初步评价结果在测量完成后8h内即能读出,以图像和表格的直观形式显示隧洞施工前方和四周测量范围内的不良地质带和不连续界面的位置。地质雷达法采用地质雷达进行地质超前预报,该方法可以探查断层及破碎带、大节理、岩脉、陡倾角岩体分界线,以及岩溶、洞穴等。其工作原理是高频电磁波以宽频带脉冲形式,通过发射天线被定向送入地下,经存在电性差异的地下地层或目标体反射返回地面,由接收天线接收。高频电磁波在介质中传播时,其路径、电磁波强度与波形随所通过介质的电性特征及几何形态而变化。所以通过对时域波形的采集、处理和分析,可确定地下界面或地质体的空间位置和结构。地质雷达超前预报具有分辨率高、无损伤、高效率和抗干扰能力强67、的特点。红外探测仪通过接受岩体的红外辐射强度,根据围岩红外辐射场的变化来分析判断开挖面附近30m内是否含有含水体。可在洞内全空间、全方位定点探测,分别在拱顶、底板、两壁逐点施测,绘出温差探测曲线,找出异常点所在的定向含水部位。地质素描及数码相机分析法预报利用地质素描判定工作面前方短距离范围内的地质情况。掘进施工时,派有经验的地质工程师在每排炮后对工作面进行地质观察、记录,并用数码相机照相摄影,绘制地质素描图。地质素描的主要内容包括:地下水状态(出水点、出水量、水压力、突水情况等);地层岩性(产状、结构、地质构造影响程度等);岩石特性(岩石名称、风化状况、岩石结构、质地、强度);地质结构面(间距68、延伸性、粗糙度、张开性等);软弱夹层,贯穿性强的大节理、断层(填充情况、风化程度、开度、渗漏)等。根据掌子面地质情况,通过对地质素描图的分析,用工程类比法对开挖面前方短距离内的岩体稳定性进行分析,通过综合分析判断,提出地质预测报告。超前探孔取芯验证法预报根据设计地质资料及TSP等长期预报提供的不良地质资料,在掌子面距不良地质地段约25m左右时,采用轻型地质钻机在掌子面进行钻孔探测,以便相互印证,根据TSP探测资料选择探孔位置,布置两个探孔,需要时对其中一个进行取芯,孔深6080m。在钻孔的同时,记录钻孔速度、岩碴岩粉特征、冲洗液颜色、含泥量、出水部位、钻杆是否突进等情况,探明水量和水压情况,69、按设计和开挖面的地质资料,判定工作面前方的工程、水文地质情况,以采取必要的预防措施。钻孔前先用稍大直径的钻头钻孔,安设3m孔口管,孔口处设闸阀,在遇到高压水时紧急关闭,防止突水。对于取芯钻孔,每次提钻后要对岩芯进行观察描述和记录,记录各岩层位置、岩性、厚度及其裂隙发育、充填胶结情况,做好岩芯的地质描述,同时记录好孔内出水情况。取出的岩芯要按孔位编号,摆放整齐,供地质人员分析研究。超前钻孔取芯能够较真实地反映掌子面前方的地质情况,在隧洞施工超前地质预报中已得到广泛应用。除对可能突水点地段进行深孔探测外,对非长探孔地段,用钻孔台车在开挖前断面地质较差或渗流水部位钻不少于2个长度为28m的50超前探70、孔,对掌子面前方地质进行超前探测和核实。介入法进行地质预报超前探孔取芯完毕之后,将安装在带有尺度探测杆上,带有照明灯的防水摄像头送入取芯孔中,通过通信线缆将取芯孔中不同部位的岩石整体性、节理、裂隙和出水状况等信息,记录存储于电脑中,由专人在现场通过电脑观察取芯孔情况,对异常点要进行全断面记录。一般情况下,送入和取出摄相头时,摄相头的角度相差90度。要及时对所获得的记录数据进行处理,并与取芯分析结果进行对比分析。观察法进行实时地质预报在进行隧洞掘进钻眼时,钻工要按10%的比例收集炮眼钻屑,并对每个炮眼的出水状况进行观察,将实际情况及时向值班工程师汇报,由值班工程师对当前循环岩体的情况进行实时预报71、,若无异常变化,则可进行正常施工,否则立即采取相应措施。(7)地质超前预测预报频率及数量用TSP203超前地质预报系统进行长距离地质探测,洞身1次/100m进行探测,通过不良地质区域如断层破碎带区域、突泥涌水区域等探测频率为1次/50m,必要时在提高探测频率。在通过断层及断层破碎带,运用地质雷达对掌子面、断层及断层破碎带进行探测,探测频率为1次/30m。运用红外线探测仪探测开挖面附近30m内是否含有水体,探测频率为1次/30m,对可能突泥涌水区域可提高探测频率。根据本隧洞的地质特点,采用30m、50m两种超前探孔进行估算,30m探孔运用于一般地段,在不良地质区域,则采用50m探孔取芯。如果施工72、过程中发现隧洞有灰岩地段,基底可能有岩溶,采用在灰岩地段每28米进行一次勘探钻孔。6.6.10隧洞控制测量和施工测量方案(1)洞外平面控制、高程控制测量工程开工前,根据业主或监理提供的平面控制点及高程控制点建立现场施工使用的平面控制网和高程控制网,并按照水利水电工程施工测量规范(DLT_5173-2003)的有关规定进行测量定位。施工测量工艺流程如下图。检查验收编写总结报告整理成果资料数据预处理、平差计算观测原始记录检查外业观测仪器设备检校踏勘、选点、建标、埋石技术设计施工测量工艺流程框图根据招标文件要求和以往长大隧洞洞外控制测量经验。洞外平面控制测量采用GPS,充分利用GPS快速准确不受地形73、地貌影响,不要求通视等性能。对本隧洞起终点进行联测坐标,以提高贯通精度。全站仪复核校正。GPS控制网如下图:隧洞GPS控制网方案图GPS网的布网原则:网中每个点至少独立设站观测两次定向边不宜太短,一般宜大于500m。GPS网的观测:采用静态观测,选择卫星数目多(大于4颗),卫星升降少,稳定的观测时段观测。地面高程控制测量采用精密水准附合网,布设成环状网,等级为等水准路线,高程误差81/2mm。仪器采用索佳B20自动安平水准仪,配置测微器,精密铟瓦尺,该仪器主要技术指标为S1级,读数至0.01mm,精度为0.5mm,能满足高程贯通测量精度25mm的要求。平面控制网 对业主或监理工程师提供的有关测74、量资料、数据及测量基准点(线),认真进行复核,检验测量基准点(线)的精度,确保测量资料和数据的准确性,利用经核验过的测量基准点,采用全站仪对施工段进行施工平面控制网的布设,并对布设的控制网进行外业施测及内业平差计算,分析控制网的精度,是否满足施工规范要求,在满足精度的情况下,报监理工程师批复后进行施工。洞内平面控制方案图对测量基准点以及为满足施工精度所布设的控制点加以保护,防止损坏,在施工过程中发现控制点被移动或损坏后,立即对其进行恢复,以满足施工需要。在施工过程中,结合施工需要和现场施工条件,对所布设的控制网点进行加密,其精度满足施工要求。高程控制根据业主或监理工程师提供的高程控制点对施工区75、域进行高程控制网布设,水准点布成结点网,在施工时便于引测高程(水准点间距控制在30m以内)。选择牢固的基石或埋设砼桩作水准标石,再根据施工需要对高程控制点进行加密。按照施工要求及水准测量的有关规定,对所布设的水准网点进行测量,测量后对所测数据进行平差计算,得出各水准网点的高程(首级控制点为三等,加密水准点为四等),并与国家水准点进行联测,以得到统一高程系统。三等水准使用精密水准仪,采用光学测微法进行往返观测或单程双转点观测。每测站上观测程序都是“后前前后”。四等水准使用S3型水准仪和木制双面水准尺进行观测。闭合路线和符合路线可以只进行单程观测,支线进行往返观测。每站上的观测程序的“后后前前”。76、(2)施工放样隧洞施工放样主要包括洞口土石方明挖放样、隧洞开挖放样和洞身砼浇筑放样等,其工艺流程如下图:(1)放样前准备 阅读设计图纸,校算建筑物轮廓点数据和标注尺寸,记录审图结果。 选定测量放样方法并计算放样数据或编写测量放样计算程序、绘制放样草图并由第三者单独校核。 准备仪器和工具,使用的仪器必须在有效的检定周期内。给仪器充电,并检查仪器常规设置。 提前将控制点和放样点的坐标数据输入全站仪,并检查。(2)土石方明挖工程放样 开挖工程放样测放出设计开挖轮廓点,并用明显标志加以标定。 开挖施工过程中,经常在转点部位以醒目的标志标明桩号、高程和开挖轮廓线。 开挖部位接近竣工时,及时测放基础轮廓点77、和散点高程,并将欠挖部位及尺寸标于实地;必要时,在实地以适当的密度标出开挖轮廓点以备验收。 分部工程开挖竣工后,及时测绘竣工地形图或断面图。 对有地质缺陷的部位,详细测绘地形图。有问题施工放样资料施工图纸和技术文件放样数据准备计算程序准备检查校核测站点测量测放建筑物轮廓点绘制交样单绘制交样单交 样资料归档检查校核检查校核有问题有问题放样通知单施工放样工艺流程框图(3)隧洞工程施工放样1)一般任务 地表控制测量验证。 明方开挖放样,断面图及工程量的计算。 开挖施工测量,隧洞每隔5m或10m的断面测量和成图及精度统计。 隧洞贯通测量。 砼施工立模测量。2)作业依据水利水电工程施工测量规范(DLT_78、5173-2003) 监理部门有关特殊的技术要求。3)控制测量接收到监理人提供的测量基准点、基准线和水准点及其基本资料和数据后,与监理人共同检测其基准点(线)的测量精度,并复核其资料和数据的准确性。根据检测后的基准点,设计布置本隧洞工程的施工控制网。根据工程布置特点,施工控制网采用两级导线控制:基本导线用于贯通测量,二级导线用于施工放样。 基本导线根据水利水电工程施工测量规范施工测量主要精度指标有:隧洞横向贯通中误差为50mm,纵向贯通中误差为100mm,高程贯通中误差为全25mm,基本导线长50m。 施工导线(二级导线)施工导线每10米布一个点,与基本导线统一考虑,间隔5个施工导线点,布设一79、个基本导线点。施工导线边长5cm,测角用JZ经纬仪左右角各一测回。施工导线用于隧洞开挖放样及衬砌立模放样。高程控制采用四等水准,洞内水准标石与基本导线点标石合一。隧洞贯通后及时进行贯通测量,进行贯通误差调整与分配。4)施工测量隧洞细部放样轮廓点相对于洞轴线的点位中误差不应大于下列规定: 开挖轮廓点30mm。 砼衬砌立模点10mm。开挖放样以导线标定的轴线为依据,采用激光经纬仪标定开挖中线,每次开挖后标定中心、腰线并画出开挖轮廓线。砼衬砌放样,以贯通后经调整配赋的洞室轴线为依据,在衬砌断面上标出拱顶、边墙和起拱线的设计位置,立模后应立即进行检查。 施工过程时,应及时测绘开挖和砼衬砌竣工断面。(480、)放样点的检查 所有放样资料由两人独立计算和编制。 选择放样方法要考虑校核条件。 对轮廓点进行校核,以发现错误为目的,尽量简单易行。处业校核以自检为主,放样与校核尽量同时进行,重要部位另派人员进行检查。 对于建筑物基础块的轮廓点放样点,采用同精度的、相互独立的方法进行全部校核,不符合规定时重新放样。 模板检查验收时,若发现检查结果超限或存在明显系统误差,及时对可疑部分进行复测、确认。(4)测量验收测量验收主要包括:石方开挖工程量验收及竣工验收测量;砼浇筑过程中立模检查验收及竣工形体验收测量。(5)测量人员和设备配置隧洞工程拟配备测量人员6名。配备的主要仪器见下表。序号设备名称规格单位数量1全站81、仪索佳台22经纬仪J2台43水准仪DS3台24水准仪NA1台2验收测量工艺流程如下。有问题确定测量方法检查内业计算归档报送验收资料有问题确定仪器设备测设测站点外业数据采集工程量计算表验收地形图纵横断面坐标比较表安装偏差数值表检查隧洞验收测量工艺流程框图6.6.11隧洞监控量测方案现场监控量测是在隧洞施工过程中,通过对围岩、地表变形以及支护结构应力、围岩与支护结构、支护与支护之间接触压力等量测,了解隧洞开挖和支护结构施工过程中围岩和结构物的变形情况、相互作用及其规律,掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈、指导施工作业,以保证施工安全,必要时修改支护系统设计、施工工艺和参数,构成一个完整的信息化设计82、和施工过程。(1) 施工监控量测的主要项目本隧洞以洞内外观察、净空水平收敛量测、拱顶下沉量测及地表下沉量测等四项为施工监测必测项目。必要时,隧洞施工中遇断层带增设隧底上鼓量测项目。(2)隧洞洞内、洞外观察隧洞内外观察分开挖工作面观察和已施工区段观察两部分,开挖工作面观察在每次开挖后进行,内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、涌水情况及底板是否隆起等,当地质情况基本无变化时,可每天进行一次。观察后绘制开挖工作面地质素描图。对已施工区段的观察每天至少一次,观察的内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况,以及施工质量是否符合规定的要求。在观察过程中如发现地质条件恶化,初期支护发生异常现象,立即通知施83、工负责人采取应急措施,并派专人进行不间断观察。洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰拱的稳定、地表水渗透的观察。(3)净空水平收敛量测及拱项下沉量测A)测点布设:净空水平收敛量测及拱项下沉量测在同一断面进行,拱顶下沉及周边收敛量测测点布置见下图。水平收敛测线隧道中线最大跨度线地坪面拱顶下沉测点拱顶下沉及周边收敛测点布置示意图B)量测断面间距及量测频率根据规范要求,结合本隧洞具体情况,各类围岩量测断面间距如下表。拱顶下沉及水平收敛量测断面间距表围岩类别量测断面间距(m)50302010在各类围岩起始地段增设量测断面,用来掌握围岩位移变化规律。净空水平收敛量测与拱顶下沉量测采用相同的量测频率84、。如位移出现异常,则加大量测频率。拱顶下沉及周边收敛量测频率见下表。量测频率表变形速度(mm/d)测点距开挖面的距离量测频率5(01)B2次/d15(12)B1次/d0.21(25)B1次/2d0.25B1次/周注:B表示隧洞开挖宽度。(4)地表下沉量测地表下沉量测在隧洞浅埋地段进行,其测点的布置与拱顶下沉及周边收敛测量的测点在同一断面内,地表下沉量测在开挖面前方(h+隧洞开挖高度)m处开始(h为隧洞埋深),直到衬砌结构封闭,下沉基本停止时为止。其量测频率同拱顶下沉和水平净空变化的量测频率。h地表下沉量测点布置图注:图中为预计破裂角,其值应根据不同的围岩类别计算确定,n值根据h及值计算确定。地85、表下沉量测断面间距见下表:洞口段及浅埋段地表下沉量测断面间距表 隧洞埋深 H(m)量测断面间距(m)H2B2050BH2B1020HB10(5)量测工具及测点设置要求拱顶下沉采用水平仪、铟瓦尺和挂钩尺等进行量测,周边收敛采用收敛计进行量测。其测点的安设应能保证在开挖后12小时(最迟不超过24小时)内和下一循环开挖前测到初次读数,并安设在距开挖面2 m范围内。地表下沉采用精密水平仪进行量测,其测点按普通水准点埋设,并在预计破裂面以外30 m左右设基准点。(6)监控量测项目的管理基准监测项目位移管理等级见下表位移管理等级管理等级管理位移施工状态U0Un/3可正常施工(UN/3)U0(2Un/3)应86、加强支护U02Un/3应采取特殊措施注:UO-实测位移值;Un-允许位移值根据既有成功经验,拟采用水利隧洞喷锚构筑法技术规则的三级监测管理并配合位移速率作为监测管理基准。即将允许值的三分之二作为警告值,允许值的三分之一作为基准值,将警告值和允许值之间称为警告范围,实测值落在此范围,应提出警告,说明需商讨和采取施工对策,预防最终位移值超限,警告值和基准值之间称为注意范围,实测值落在基准值以下,说明围岩是稳定的。现场监测时,可根据监测结果所处的管理阶段来选择监测频率:一般级管理阶段监测频率可放宽些;II级管理阶段则注意加密监测次数;I级管理阶段则应加强监测,通常监测频率为1-2次/天或更多。具体监87、测资料的反馈程序见下图。不安全安全监测结果位移是否超级继续施工位移是否超级位移是否超级综合判断暂停施工采取特殊措施否否否是监测资料的反馈程序图(7)量测数据的处理及应用A)根据现场量测数据绘制位移时间曲线或散点图,在位移时间曲线趋平缓时应进行回归分析,以推算最终位移和掌握位移变化规律。当最终收敛值大于允许收敛值的80且无明显减缓趋势,或当位移时间曲线出现反弯点,即位移出现反常的急骤增加现象,表明围岩和支护已呈不稳定状态,应及时加强支护,必要时应停止掘进,采取必要的安全措施;B)根据位移变化速率判断围岩稳定状况,当变化速率大于1020mm/d时,需加强支护系统;当变化速率小于0.2 mm/d时,88、认为围岩达到基本稳定;C)衬砌(混凝土)施作时间:各测试项目显示位移速度明显减缓并已基本稳定;各项位移已达到预计位移量的8090(预计位移量可通过回归分析得到),位移速度小于0.100.2mm/天;D)测量过程中如发现异常现象或与设计不符时,及时提出,以便修改支护参数;E)测点埋设情况和量测资料纳入竣工文件,以备运营中查考或继续观察。6.6.12隧洞施工排水及污水处理方案本隧洞进口排水和斜井为反坡排水,隧洞出口排水为顺坡排水。(1)顺坡施工排水隧洞顺坡施工地段施工排水采用顺坡自然排水法进行排水,排水沟纵向坡度与隧洞坡度一致。施工时视水量大小在隧洞单侧(或两侧)挖出排水沟。在洞外设置沉淀池,洞内89、污水排入池内,经过沉淀处理符合排放标准后排走。(2)反坡施工排水本隧洞有两个洞口处排水为反坡排水,拟采用机械排水方案。反坡地段每200m建集水池,临时水沟会水到集水池后,分级提水通过管道排出斜。抽水机由集水井内的水位高低自动控制,无水时自动停机,有水时自动开机抽水,当集水井内的水达到一定高度时,将依次启动第二、三台抽水机,以达到排水目的。进口出口隧洞(支洞)反坡排水示意图 (4) 洞口段设置沉淀池在隧洞洞口设置沉淀池,施工废水经三级沉淀,达到排放标准后排出洞外。 三级沉淀池示意图(5)防止涌水预案本隧洞在施工中穿过断层破碎带时,有突然涌水的可能。施工中,一方面采用地质超前预报技术探明前方水文地90、质情况,提前疏排或注浆止水:另一方面,还要做好应急准备,配足大功率抽水设备,一旦发生涌水,尽快抽水排出,确保施工安全。应急排水措施:高压供水管和高压风管在接力泵站和斜井底部设有专用接口,需要时可马上把高压风管临时改成排水管,安装高压水泵排水。6.6.13洞内外联络在洞内设有线通讯,以解决运输调度问题。洞口设现场调度室,以加强施工中的调度协调。6.7主要施工工艺和方法洞口(明洞)施工本隧洞进口有12m采用明挖。 洞口边、仰坡开挖防护边仰坡开挖前先施作截水天沟,按设计要求从上至下开挖边仰坡,并及时按设计要求进行边仰坡的防护加固。 洞口排水边仰坡施工前先人工在开挖边缘线510m开挖并施作洞顶截水天沟91、,待进洞后及时施作洞门和两侧排水沟,与洞顶截水沟相连形成完整排水系统。 洞门修筑在进洞施工正常后,适时安排洞门施工,洞门采用混凝土整体浇筑,浇筑时采用钢管搭设脚手架,大面积钢模板立侧模,用液压模板台车做内模,混凝土输送泵浇筑,插入式振捣器振捣。洞门完成后及时修筑洞顶排水沟和边仰坡防护工程,保证洞口稳定和排水顺畅。 明洞施工明洞采用明挖法施工,采用挖掘机分段、分层开挖,拱上部采用放坡开挖,拱下垂直边坡开挖,必要时辅以微震动爆破开挖,人工配合挖掘机刷边(仰)坡。按设计要求紧随开挖进行防护,采用砂浆锚杆、挂钢筋网、湿喷混凝土及型钢横撑防护。隧底开挖完毕后进行隧底地质勘探,根据地质勘探结果进行必要的地92、基处理,然后进行基底施工。根据监控量测结果及时施做明洞衬砌,明洞衬砌按洞外混凝土结构要求进行施工,待衬砌强度达到设计后进行洞顶回填,最后进行洞顶种植绿化。施工准备进、出口段高边坡土方开挖进、出口明槽段喷锚支护进、出口明槽段预裂爆破开挖进、出口段高边坡石方开挖进、出口段风水电系统进、出口段高边坡喷锚支护隧洞洞口锁口隧洞洞挖及支护隧洞洞口明挖施工程序框图6.7.2超前预支护施工工艺和方法本隧洞超前支护有:42小导管、89长管棚等形式。在软弱围岩地层中施工,采用超前小导管、管棚超前支护等预加固地层技术,通过注浆,使小导管、管棚周围土体固结形成承载拱,在小导管、管棚及承载拱的棚架作用下开挖下部土体既安93、全又稳妥,可有效地控制拱顶坍塌。 42超前小导管注浆施工工艺与方法A)超前小导管注浆施工工艺小导管施工工艺流程见下图。施工准备喷混凝土封闭钻孔安装小导管注浆开 挖小导管加工浆液拌制小导管施工工艺流程图B)施工方法施工准备:调查分析地质情况,按可灌比或渗透系数确定注浆类型,经过试验确定注浆半径、注浆压力、间距及浆液配比,加工小导管,准备及检修施工设备器材,工作面测量、放线、定孔位。小导管加工制作:小导管采用42无缝焊管加工而成,长3.5m。小导管前端加工成锥形,以便插打,并防止浆液前冲。中间部位钻10mm溢浆孔,呈梅花形布置(防止注浆出现死角) ,间距15cm,尾部1.0m范围内不钻孔防止漏浆,94、末端焊6环形箍筋,以防打设小导管时端部开裂,影响注浆管联接。下边以长度为3.5m的小导管为例说明加工成形的形状,见下图。小导管加工示意图小导管纵向间距2.0m/环,从拱部型钢钢架中穿过,仰角及外插角为15(角度过小影响下榀格栅的架设,极易造成侵限,角度过大,易出现超挖现象) 。布设范围在拱部180角范围内,环向间距0.4m,单排17根,前后两次小导管纵向搭接长度不小于1.0m。小导管布设详见下图。小导管布设示意图小导管安装:用手持风枪钻孔,将小导管打入孔内,如地层松软也可用游锤或手持风钻将导管直接打入,打入长度不小于钢管长度的90%。在砂类土中易于堵孔,可用20mm钢管制作吹风管,将吹风管缓缓95、插入土中,用高压风射孔,成孔后将注浆花管插入,并用CS胶泥将管口密封。 注浆:注浆以注水泥浆为主。首先将掌子面用喷射砼封闭,以防漏浆,并对小导管内的积物用高压风进行清理。注浆顺序由下而上,注浆可以单管也可以多管并联注浆。多管并联注浆需另加工一个分浆器。水泥浆与水玻璃体积比1:0.05,浆液水灰比为1:1,水玻璃浓度:35波美度,模数2.4,浆液由稀到浓逐级变换,即先稀后浓。注浆压力为0.51.0Mpa。注浆完后,立即堵塞孔口,防止浆液外流。注浆异常现象处理:注浆中如发生与其他孔串浆应将串浆孔堵住,轮到注该孔时,拨出堵塞物,用高压风或水冲洗,如拨出堵塞物时,仍有浆液外流,则可不冲洗,立即接管注浆96、。压力突升则可能发生堵管,应立即停机检查处理。如果压力长时间上不去,检查是否窝浆或流往别处,调整浆液配比,缩短胶凝时间,进行小泵量低压或间歇注浆,间歇时间不能超过浆液胶凝时间。测量布孔围岩钻孔安装孔口闸阀及外管压水试验安装压浆机、灌浆压浆记录、检查是否达到设计要求制作浆液灌浆试验灌浆结束是灌浆质量检查清洗孔壁封填注浆孔浆液试验否关闭孔口闸阀合格不合格固结灌浆工艺流程图 管棚注浆加固施工工艺与施工方法隧洞进洞管棚采用89长管棚。A)管棚注浆施工工艺管棚施工工艺流程如下图:主要工艺要点: 按设计要求进行测量放线、开挖工作室。按设计在拱部施做0.5m0.5m砼导向墙(套拱)。在导向墙内按设计间距预埋97、导向管。钻孔采用DK-300型钻机。采用钻机连接套管自动跟进装置连接钢管,将第一节管子推入孔内。钢管孔外剩余30-40厘米时,用管钳卡住管棚,使顶进连接套与钢管脱离,连接安装下一节钢管。注浆前进行现场注浆试验,根据实际情况调整注浆参数,去的管棚注浆施工经验,注浆结束后用M10砂浆充填钢管,以增强管棚强度。B)施工方法施工机具:钻机、注浆泵、灰浆拌合机、电焊机、管钳、钻头90、钢管联接套等。钢管:热轧无缝钢管,管棚外径89毫米,壁厚6mm,长度符合设计要求。每间隔15cm设1个1016注浆孔,梅花型布置,尾部1.1米不设。管距:环向间距40cm。倾角:13水泥浆:水灰比1:1 注浆压力:0.5298、MPa。管棚施工:按设计在拱部施做砼导向墙。导向墙宽、厚各0.5米,并在导向墙内按间距预埋导向管。先用DK-300型管棚钻机钻深孔,达到设计要求,钻杆用连接套接长,直至钻至比设计孔深长0.5米。钻孔达深度要求,依次拆卸钻杆。顶管作业:采用钻机连接套管自动跟进装置连接钢管,将第一节管子推入孔内。接管:钢管孔外剩余30-40厘米时,用管钳卡住管棚,反转钻机,使顶进连接套与钢管脱离,人工安装下一节钢管,对准上一节钢管端部,人工持管钳用钢管连接套将两节钢管连在一起,再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。注浆:按配合比拌制水泥浆,注浆管路联连检查正确,注浆使管内浆液充填密实。6.7.3洞身开挖工艺和方法本99、隧洞采用新奥法施工,光面爆破。斜井和正洞的、级围岩地段采用全断面法开挖,、类围岩地段采用台阶法开挖。6.7.3.1、全断面法全断面光面爆破法施工采用多功能作业台架配合风动凿岩机钻孔,湿喷机湿喷混凝土。施工中合理调整工序,实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。复喷混凝土作业与钻爆作业拉开距离平行作业。全断面法施工工序流程见附图。、类围岩开挖程序图测量放样样钻孔装药爆破通风、排烟、洒水除尘出碴清理工作面安全处理理锚喷支护hu 延伸风水电线路,转入下一循环安全处理6.7.3.2、台阶法首先进行上半断面开挖,并及时施作初期支护;再进行下半断面开挖,并及时进行初期支护(上下断面错台距离控制在5m10100、m);最后进行仰拱混凝土及二次衬砌施工。下半断面施工1015m后施做仰拱。上台阶支架式风钻钻孔,光面爆破开挖。下台阶钻孔台车钻孔,人工装药,非电毫秒雷管微差控制爆破,光面开挖爆破施工完毕后,初喷混凝土封闭围岩。待混凝土初凝后,按设计支护参数施作中空注浆锚杆。锚杆安装完,在锚杆外端挂设钢筋网片,复喷混凝土达到设计厚度。开挖爆破后,采用扒渣机配合装碴,自卸汽车运输。台阶法施工工序流程见附图.测量放样超前导洞开挖系统锚杆及复喷混凝土支护清理工作面延伸风水电线路,转入下一循环超前锚杆或超前小导管预注浆隧洞顶部开挖强支护两侧壁边墙开挖强支护隧洞核心部位开挖喷锚支护、类围岩隧洞开挖程序图6.7.3.3、正101、洞洞身开挖钻爆设计本隧洞、围岩段采用光面爆破开挖,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,达到支护围岩的目的。采用人工风动凿岩机钻眼,非电毫秒雷管微差起爆。工艺原理炸药爆炸时,对岩体产生了两种效应:一是药卷爆炸瞬时高温高压气体形成的冲击波效应;二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。光面爆破是周边眼同时起爆,各炮眼的冲击波向其周围作径向传播,相邻炮眼的冲击相遇,则产生切向拉力,拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连接线的中点上,当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时,岩体便被拉裂,在炮眼中心连线上形成裂缝,随后,爆炸空气的膨胀进一步扩展,形成平整的爆破面。光面爆破是通过选择爆破参数和合理的施102、工方法,达到爆破后壁面平整规则,轮廓线符合设计要求,同时减少对围岩扰动,保持围岩稳定的一种控制爆破技术。工艺流程a、光面爆破工艺流程工艺流程见光面爆破工艺流程图。检查分析爆破效果起爆出碴连接起爆网络装药堵塞调整线装药密度计算装药量及装药结构清孔作业钻孔施工调整孔距及药量放样布眼爆破设计光面爆破工艺流程图b、光面爆破工艺爆破设计爆破设计的目的在于避免超欠挖和达到预期的循环进尺,并尽可能节省工料消耗。爆破设计的内容包括炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)的布置、数目、深度和角度,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。放样布眼周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置,保证开挖断面符合设103、计要求。辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间,力求爆破出的石块块度适合装碴的需要。钻眼前,测量人员用红铅油准确地绘出开挖断面的中线和轮廓线,标出炮眼位置,其误差不得超过5cm,并交付隧道队技术负责人。定位开眼按炮眼布置正确钻孔,掏槽眼和周边眼的钻孔精度要高,开眼误差控制在3cm和5cm以内。钻眼司钻工要熟悉炮眼布置,要能熟练地操纵凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要由有较丰富经验的老钻工司钻,以确保周边眼准确的外插角,尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时,应根据眼口的位置、岩石的凹凸程度调整炮眼深度,以保证炮眼底在同一平面上。周边眼与辅助眼的眼底在同一垂直面上,掏槽眼应加深10cm。炮眼104、的深度和角度应符合设计要求。掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm;辅助眼眼口排拒、行距误差均不得大于10cm;周边眼眼口位置误差不得大于5cm,眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。清孔装药前,必须用由钢筋弯制的炮钩和小直径高压风管输入高压风将炮眼内石屑刮出和吹净。装药装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行,雷管要“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞长度不小于20cm。采用预裂爆破时,应从药包顶端堵塞,不得只堵塞眼口。连接起爆网络起爆网络采用复式网络,确保起爆的可靠性和准确性。连接起爆网络时需注意:导爆管不能打结和拉细,各炮眼雷管联接次数应相同;引爆雷管应用黑胶布包扎在105、离开一簇导爆管自由端10厘米以上处,导爆管连接次数应相同。网络联好后,要有专人负责检查核实,经检查符合要求时方可进行引爆。起爆出碴网络联好后,在准备起爆前,人员撤离危险区,应设保护设施的一定要设置,然后由安全员核实,方可进行起爆。起爆采用非电毫秒雷管。起爆后,由原装药人检查炮眼爆破情况,全部爆破后进行出碴。如发现有瞎炮,应及时处理。瞎炮的处理发现瞎炮,应首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮,则切去损坏部分重新连接导爆管即可,但此时的接头应尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮,则应按下列条款进行处理。.应由原装药人当场处理;处理瞎炮时,不得撤除警戒;遇特殊情况,经施106、工负责人准许后,可在下次放炮或休息时处理;瞎炮位置应设明显标志,其周围5m内禁止人员通行。.炮眼中的导火索、导爆索等检查完好时可将引线重新接通,再行起爆。.应在取出堵塞物后重新装起爆药包。.不得在残眼中继续打眼。.可在距瞎炮不小于0.6m处打一平行炮眼进行诱爆。.硝胺类炸药可用水冲淡。光爆质量检查爆破后的围岩面应圆顺平整,无欠挖,超挖量在设计和规定的范围内。周边炮眼痕迹在开挖轮廓面上均匀分布,炮眼残留率硬岩达80%以上、中硬岩达60%以上。爆破后,围岩面上无粉碎岩石和明显的裂缝,也不应有浮石(岩性不好时应无大浮石)。炮眼利用率80%90%。分析效果,调整炮眼间距和药量每次爆破后都应与爆破设计进107、行对照比较,及时修正爆破参数,提高爆破效果,改善技术经济指标。爆破效果应符合下列要求:a超欠挖符合规定要求;b开挖轮廓圆顺,开挖面平整;c爆破进尺达到设计要求,爆出的石块块度满足装碴要求;d炮眼痕迹保存率(残留有痕迹的炮眼数/周边眼数)100%,硬岩80%,中硬岩50%,并在开挖轮廓面上均匀分布;e两次爆破的衔接台阶尺寸不大于15cm。如爆破后石碴过小,说明辅助眼布置偏密或用药量偏大;如果石碴过大不便运碴,说明炮眼布置偏疏或药量偏小等情况均应调整爆破参数。施工设备空压机、钻孔台架、凿岩机、通风机、发电机等,数量根据实际情况而定。劳动力组织劳动力组织序号工种工种内容1工班长负责本工班的组织指挥2108、安全员全权负责安全工作3电工负责本工班照明、用电等4钻孔工负责钻孔工作5爆破工从制作药包开始至起爆完成6修理工主要对机械进行及时维修7辅助工负责辅助光爆工作8杂工光面爆破施工1、施工准备进行钻爆设计,并成立专组负责。设组:技术组、测量组、风枪组、爆破组,施工前,组织学习,方便施工。2、光面爆破的技术和技巧要求严密组织光爆钻孔的技术要求严密组织:光爆钻孔时,应统一指挥协调行动,认真实行定人、定位、定机、定质、定量的“五定”岗位责任制。分区按顺序钻孔,避免相互干扰、碰撞、拥挤和窝工。刷帮压顶钻孔时,最好固定钻孔班,以便熟练技术,掌握规律,提高钻孔的速度和准确性。钻孔方法及步骤整个钻孔过程中,可分为109、准备、定位、开口、拔杆、移位五步。准备:开工前准备工作做到“四查”。即:查钻机;查风水电及管路连接部位是否牢固;查钻头钻杆等配件是否备全;查消耗较多的器材是否有充分的余量。定位:先由测量班在掌子面画出周边眼位置及在隧道掌子面画出中线十字线,作业班将钻孔位置定下来,并将钻孔先后次序分配明确。开口:开口时慢慢推进,并特别注意钻杆的方向与隧道中线的夹角是否符合设计外插角。拔杆:遇整体性好的石质可中速慢慢拔出,如遇破碎岩石卡钎时,应慢慢来回推进,使之拔出,如拔不出,再靠近钻孔重新打眼,使之拔出。移位:钻好一个炮孔进行第二个炮孔钻进时,要做到“准、直、平、齐”。按周边孔参数要求,孔位要选准;各炮眼相互平110、行(孔口和孔底距相等);孔底要落在同一平面上,爆出的断面要整齐,便于下一循环作业。保证钻孔质量的措施找准中线腰线,标出孔位;首先钻正顶孔;预量钻杆长度做好标记,保证孔深符合设计深度。作业中的“七快、四勤、四不钻”。钻孔作业要做到“七快”,即:拉风水管快、安钻快、开钻快、换钻杆快、移动钻机快、交换位置快、排除故障快;“四勤”,即:保养钻机勤、维修风水电路勤、检查钻孔质量勤、检查险情勤;“四不钻”,即:不钻残孔、不钻石缝、不钻软夹层、不钻破碎层,只有这样才能有效地提高钻孔速度和质量。本合同段采用光面爆破,风动凿岩机钻眼,非电毫秒雷管微差起爆。周边眼采用25mm小直径药卷不耦合装药方式,其余炮眼采用111、连续装药,富水地段选用乳胶防水炸药,掏槽眼采用复式楔形掏槽。本合同段采用钻爆法施工,、类围岩地段采用全断面光面爆破,、类围岩采用正台阶光面爆破施工,风动凿岩机钻眼。各种断面的技术参数见主要爆破技术参数表。主要爆破技术参数表断面类型开挖断面面积(m2)炮眼直径(mm)掘进进尺(m)周边眼间距E(cm)抵抗线W(cm)相对距离E/W装药集中度q(kg/m)掏槽结构形式类11.3422.550700.710.21二级复式楔形类上台阶5.4421.245600.750.12二级复式楔形类下台阶7.2421.245600.750.12爆破材料采用117段塑料非电毫秒雷管,周边眼采用低爆速、低密度、高爆力112、传爆性好的小直径2号岩石硝铵炸药,富水地段采用乳化炸药,采用厂制炮泥堵塞,导爆管复式网路联接,全断面一次起爆。、类围岩地段正台阶光面爆破施工(1)设计原则本标段隧洞采用光面爆破进行设计。全断面光面爆破采用塑料导爆管非电毫秒爆破技术,炸药采用乳化炸药,钻爆设计做到打眼占用时间少,炮眼利用率高,爆下石块和抛掷地点符合装碴要求,开挖断面平顺整齐,无欠挖,少超挖,最大限度地减少对围岩的扰动破坏,以减少临时支护工作量和确保施工安全。根据经验公式计算确定的参数只能作为初步依据,施工中根据实际效果进行修正。(2)爆破进尺的确定取爆破进尺为2m,炮眼利用率按90%,钻孔深度为2.5m。(3)光面爆破参数设计113、给定条件下的单位耗药量,或通过试验确定,或按经验公式计算。每个炮孔的炸药用量按下式计算:qd=d2L /4 式中:qd每个炮孔的炸药用量,kg; d药卷直径,m; 装药密度,kg/m2; 充填系数,按炮孔充填系数表选取; L炮孔平均深度,m。炮孔充填系数岩体坚固系数4679101415200.550.60.60.650.650.70.70.75工作面总钻孔数按下式计算: N=qV/qd式中:N工作面总钻孔数,个; q单位耗药量,或按公式计算或试验确定,kg/m3; V爆破岩体的体积,V=SL,m3; qd每个炮孔平均装药量,kg;当炮孔直径d132mm时,减少的炮孔数按下式计算: N1=(Nn114、)(32/d1)n1式中:N1当炮孔d132mm时,减少的炮孔数; nd1=32mm时的周边孔数; n1d132mm时的周边孔数,n1=n(32/d1)2。一次开挖循环的炸药用量按下式计算:Q=Nqd=qV 式中:Q一次开挖循环的炸药用量,kg;掏槽孔的炸药用量按下式计算: qcut=1.25Q/N 式中:qcut掏槽孔的炸药用量,kg/孔。周边孔的平均炸药用量按下式计算: qp=aWlp(0.50.9)q 式中:qp周边孔的平均炸药用量,kg; a周边孔的孔距,m; W周边孔的最小抵抗线,m; lp周边孔的孔深,m; q单位耗药量,kg/m3。辅助孔的平均炸药用量按下式计算: qn=(Q(q115、cutNcutqpNpqfNf)/(N(NcutNpNf) 式中:qn辅助孔的平均炸药用量,kg; Ncut掏槽孔数; Np周边孔数; Nf底板孔数; qf底板孔炸药量,kg/孔,qf=(1.11.2)Q/N。辅助孔(位于掏槽孔与周边孔及底板孔之间)的炮孔间距,参照有关规定确定。光面爆破的钻孔爆破参数包括周边的炮孔间距a、最小抵抗线W、炮孔密集系数m、不偶合系数K、炸药类型和其在炮孔中的分布。光面爆破的炮孔间距 a=(1510)d周边孔的密集系数m为间距a与最小抵抗线的比值m=a/W。光面爆破参数通过试验确定,施工中按照爆破参数,总结每次爆破效果,测量半孔率和轮廓的不平整度,不断调整光爆参数。116、(4)炮眼布置、爆破参数经初步计算,炮眼布置、爆破参数如下列图所示,施工中,可根据实际情况修整。AA放大药卷A炮泥药卷雷管A空气间隔装药结构图炮眼雷管药卷炮泥标准药卷装药结构图注:为降尘防爆,炮泥最内侧采用水炮泥。单洞类围岩光面爆破炮眼药量分配表序号炮眼分类炮眼数雷管段数炮眼深度炮眼装药量每孔药卷数单孔装药量合计药量个段m卷/孔Kg/孔Kg1掏槽眼211.2530.751.52632.551.2553扩槽眼452.551.252.54辅助眼772.551.2555内圈眼892.551.257.56周边眼16112.551.25207底板眼6132.551.257.58合计4949类围岩光面爆破117、炮眼布置见下图。类围岩全断面光面爆破设计图单洞类围岩光面爆破主要经济技术指标序号项目单位数量1开挖断面积m211.32预计每循环进尺m2.03每循环爆破石方m322.64炮眼总数个495钻孔总数m1206雷管用量发567炸药用量Kg498比钻眼数个/m24.349比钻眼量m/m35.310比装药量Kg/m32.1711单位体积岩体耗雷管量发/m32.512预计炮眼利用率%93类围岩洞挖作业循环时间表序号项目名称时 间 (min)606060606060606060601施工准备60含齐头清理等2测量放线303钻 孔1204装药爆破305通风散烟306安全处理307出 碴120每循环时间8小 时118、类围岩地段正台阶光面爆破施工、类围岩采用正台阶法掘进。爆破器材选用2#岩石硝铵炸药、塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆。爆破设计图正台阶炮孔布置、雷管段别布置、爆破网络布置见下图类围岩上半断面光面爆破设计图类围岩下半断面预裂爆破设计图药量分配表、类围岩断面开挖药量分配表见下表。类围岩上半断面光面爆破炮眼药量分配表序号炮眼分类炮眼数雷管段数炮眼深度炮眼装药量每孔药卷数单孔装药量合计药量个段m卷/孔Kg/孔Kg1掏槽眼210.930.450.92231.240.61.23辅助眼651.240.63.64内圈眼871240.64.85周边眼1091.240.666底板眼7111.240.64119、.27合计3520.7类围岩下半断面预裂爆破炮眼药量分配表序号炮眼分类炮眼数雷管段数炮眼深度炮眼装药量每孔药卷数单孔装药量合计药量个段m卷/孔Kg/孔Kg1周边眼811.220.54.02内圈眼631.240.84.83掘进眼451.220.41.64掘进眼271.240.81.65掘进眼291.251.026掘进眼2111.251.027掘进眼2131.251.028底板眼6151.461.27.29合 计3225.2主要经济技术指标表类围岩上半断面光面爆破主要经济技术指标表序号项 目单 位数 量1开挖断面积m25.42预计每循环进尺m1.03每循环爆破石方m35.44炮眼总数个355钻孔总120、数m41.46雷管用量发467炸药用量Kg20.78比钻眼数个/m26.59比钻眼量m/m37.710比装药量Kg/m33.811单位体积岩体耗雷管量发/m38.512预计炮眼利用率%90类围岩下半断面预裂爆破主要经济技术指标表 序号项 目单 位数 量1开挖断面积m27.22预计每循环进尺m1.23每循环爆破石方m38.644炮眼总数个325钻孔总数m39.66雷管用量发387炸药用量Kg25.28比钻眼数个/m24.49比钻眼量m/m34.610比装药量Kg/m32.9111单位体积岩体耗雷管量发/m34.412预计炮眼利用率%906.7.4隧洞出碴及运输方法本隧洞出碴及材料运输采取无轨运输121、方式,配备环保小型自卸车出碴运输。设备配置:装碴设备:扒渣机。运输设备:小型自卸车、农用车等。混凝土运输设备:小型混凝土搅拌运输车。材料运输: 小型自卸车、农用车等运输组织:经过平整,修筑简易路面,并保持平整畅通,行车速度:作业地段不宜大于10 Km/h,成洞地段不宜大于20 Km/h。6.7.5喷锚支护施工工艺和方法各级围岩段支护采用喷锚支护形式,系统锚杆采用22组合中空锚杆或22全螺纹砂浆锚杆,钢架有格栅钢架及 “I”字型钢钢架,钢筋网采用8钢筋制作。喷射砼采用湿式喷射作业。喷锚作业紧跟开挖工作面进行。钢筋网在洞外事先焊接绑扎成片,运至洞内铺设。固定在锚杆尾部。先进行初喷,厚度45cm,锚122、杆、格栅或型钢钢架安设完成后,再进行多次分层喷射至设计厚度,喷层表面凹凸不平处喷射平整、圆顺。隧洞每开挖一部分,应及时进行初期锚喷支护,在该工程中,锚喷支护主要包括喷射砼、钢筋网及钢拱架组成的支护体系,钢筋网要和钢拱架焊在一起。1、锚杆施工工艺及技术要求(1)锚杆施工工艺流程钻锚杆眼结束安装锚杆检查锚杆安装质量开始锚杆加工(2) 锚杆施工技术要求 锚杆孔位布置应尽量布置于岩层较好或整体性稍好的地方,以确保锚固段稳固;锚杆孔应尽量垂直于岩面,以确保锚固段的有效长度;应保证锚固药卷填塞到孔底一定深度,确保锚固效果,一般为50cm; 焊接托盘应紧贴岩面,以确保被锚固层不会脱落; 锚杆孔的开孔应按施工123、图纸布置的钻孔位置进行,其孔位偏差应不大于100mm; 锚杆孔的孔轴方向应满足施工图纸的要求。施工图纸未作规定时,其系统锚杆的孔轴方向应垂直于开挖面;局部加固锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向相反,其与滑动面的交角应大于45; 注浆锚杆的钻孔孔径应大于锚杆直径,若采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工,钻头直径应大于锚杆直径15mm以上;若采用“先安装锚杆后注浆”的程序施工,钻头直径应大于锚杆直径25mm以上; 锚杆孔深度必须达到施工图纸的规定,孔位偏差值不大于50mm; 锚杆安装采用灌浆锚杆,锚杆直径22mm,长度为2.1m。砂浆配合比采用:水泥和砂重量比为l:l1:2,水泥标号为425号,水灰124、比为038045,砂子采用中细砂,最大粒径不大于2.5mm,水泥砂浆的强度等级不低于M30,外加剂与树脂也均应符合设计要求;锚杆注浆后,在砂浆凝固前,不得敲击、碰撞和拉拔锚杆; 先注浆的永久支护锚杆,应在钻孔内注满浆后立即插杆;后注浆的永久支护锚杆和预应力锚杆,应在锚杆安装后立即进行注浆; 有关锚杆的锚固、安装、检测未尽事宜均应符合设计规范的要求。2、锚喷施工主要机械设备锚喷施工主要机械设备一览表序号设备型号数量备注1钻机TY-286台钻锚杆眼2湿式喷射机TK9614台喷射砼3砼搅拌机JS7504台拌制砼4台车自制2台打锚杆、喷砼5电动空压机10m34台提供高压风6砼输送泵HBT30A2台输送125、砼7机动翻斗车1t8辆输送砼3、中空注浆锚杆施工工艺与方法A)施工工艺流程施工工艺流程见下图。B)施工方法钻孔:将凿岩机对准孔位,直接钻孔。安装锚杆:钻至设计深度后,清孔、安装锚杆,确认杆体通畅,锚杆外露1015厘米。检查孔口是否畅通钻机就位钻孔测量布孔安装锚杆安装止浆塞注浆复喷砼封口中空注浆锚杆施工工艺流程图注浆:先在孔内充填水泥浆,安入锚杆后将止浆塞通过锚杆打入孔口30cm左右,连接锚杆、注浆管、注浆泵进行注浆,直至浆液从孔口周围溢出后,停止注浆,卸下注浆管和锚杆接头,转入下一孔注浆。4、砂浆锚杆施工工艺与方法A)砂浆锚杆施工工艺流程砂浆锚杆施工工艺流程如下图。布点点钻孔点注浆点安装锚杆点126、安止浆塞点养护点拉拔试验砂浆锚杆施工工艺流程图B)砂浆锚杆施工方法原材料及配合比:锚杆杆体采用22MnSi钢筋加工,锚杆平直、无锈,使用前先除油,砂浆采用中砂和42.5水泥拌制,砂最大粒径不大于2.5mm,使用前过筛清洗。砂浆拌合均匀,随拌随用,在砂浆初凝前使用完毕。钻孔:采用锚杆台车或手持凿岩机钻孔,钻孔的深度、方向和布置严格按设计施工,孔深误差不超过5cm,孔径大于杆体直径15mm,钻孔完毕吹净孔内积水、积粉和岩碴。灌浆、安装:采用高压泵灌浆。灌浆开始和中途停止超过30分钟,用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路。灌浆时注浆管插入距孔底510厘米处,随砂浆的注入缓慢均匀拔出,灌浆压力不大于0.4M127、pa。避免孔中砂浆漏灌,保证锚杆全长锚固。注浆完后安装锚杆,锚杆的插入长度不小于设计长度的95%,其外露长度满足设置托板、钢筋网要求,锚杆安装后不得随意敲击。5、型钢钢架施工工艺与方法A)型钢钢架施工工艺型钢钢架施工工艺,见下图。前期准备断面检查测量定位架立就位锁定设置纵向连接钢筋喷砼固定结 束22钢筋锁脚锚杆准备测量欠挖处理钢架拼装钢架加工型钢钢架施工工艺流程图B)钢架施工方法钢架加工:按照设计尺寸在平整的场地上放出1:1大样,把整榀钢架分为3个单元部分,并焊好连接法兰。法兰的焊接准确周正,孔眼对应。使用前将各单元编号预拼,无侧弯、扭曲、错台、变形等缺陷,方可使用。钢架架立:首先要测量准确,128、架立后复核,钢架尽可能与围岩贴靠紧密(空隙小于5cm),两侧底脚使用垫块支垫牢固。如基底松软则安装时设置钢垫板,防止支撑受荷载下沉,必要时用砼加固基底。锁脚:每单元接头处施作锁脚锚杆,通过钢架或型钢钢架与锚杆的焊接,将钢架锁定到墙上。锚杆打设,与水平成约45角倾斜向下,以改善受力状态。连接:法兰之间对正,用螺栓连接牢固,钢架与纵向锚杆焊牢,钢架与钢架之间用22螺纹钢焊接连成整体,起到整体支护效果。纵向连接筋按X型交错连接成桁架结构,结点呈不可活动绞形式。此法抗扭性好,利于整体性和稳定性的提高。加楔:在格栅与围岩间空隙加砼预制楔块,保证围岩压力均匀传至格栅架上。6、喷射混凝土施工工艺与方法本的喷129、射混凝土施工采用湿喷作业。喷射混凝土施工工艺(工艺流程见下图)原材料选择配合比设计上料计量喷射质量检查湿喷机拌合砼运输砼岩面清理液体速凝剂砂、石水泥、水结 束复喷补强不合格喷 射 头岩 面高压风机具设备调试管路连接掺加纤维合格湿喷混凝土工艺流程图B)湿喷混凝土的施工方法喷射机械安装好后,先注水、通风、清除管道内杂物,同时用高压风吹扫岩面,清除岩面尘埃。保证连续上料,严格按施工配合比配料,严格控制水灰比及坍落度,保证料流运送顺畅。操作顺序:喷射时先开液态速凝剂泵,再开风,后送料,以凝结效果好、回弹量小、表面湿润光泽为准。湿喷式砼喷射机水泥100kg砂 247kg石子 153kg水 40kg混凝土130、拌合压控制在0.450.7MPTX-1型液体速凝剂水泥用量的4%湿喷混凝土施工工艺图C)原材料的要求水泥:采用不低于42.5#普通硅酸盐水泥,使用前做强度复查试验,其性能符合现行的水泥标准。细骨料:采用硬质、洁净的中砂或粗砂,细度模数大于2.5,使用时含水率控制在5%7%。粗骨料:采用坚硬耐久的碎石,粒径不大于10mm,级配良好。不得使用含有活性二氧化硅的石料。水:采用不含有影响水泥正常凝结与硬化有害杂质的水。速凝剂:使用前与水泥做相容性试验及水泥凝结效果试验,其初凝时间不得大于5min,终凝时间不得大于10min。掺量根据初凝、终凝试验确定,一般为水泥用量的5%左右。D)湿喷混凝土技术要求喷131、射混凝土采用湿喷工艺,喷射设备采用TK-961湿喷机作业。 喷射混凝土作业在满足锚杆喷射混凝土支护规范有关规定的基础上,增加以下技术措施:搅拌混合料采用容量不小于400L的强制式搅拌机,搅拌时间不小于2分钟。原材料的称量误差为:水泥、速凝剂2%,砂石3%;拌合好的混合料运输时间不得超过2小时;混合料应随拌随用;混合料在运输、存放过程中,严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入,装入喷射机前过筛。混凝土喷射机具360灵活转动的机械手,接近岩面,回弹小,输送连续、均匀,技术性能满足喷射混凝土作业要求;喷射混凝土作业前,清洗受喷面并检查断面尺寸,保证尺寸符合设计要求。喷射混凝土在开挖面暴露后立即进行,作业符132、合下列要求:喷射混凝土作业分段分片进行。喷射作业自下而上,先喷格栅钢架与拱壁间隙部分,后喷两钢架之间部分;喷射混凝土分层进行,一次喷射厚度根据喷射部位和设计厚度而定,拱部为5cm6cm,边墙为7cm10cm,后喷一层应在先喷一层凝固后进行,若在先喷层终凝后或间隔一小时后喷射,受喷面用水清洗干净;严格控制喷嘴与岩面的距离和角度。喷嘴与岩面应垂直,有钢筋时角度适当放偏,喷嘴与岩面距离控制在0.6-1.2m范围以内。喷射时自下而上,即先墙脚后墙顶,先拱脚后拱顶,避免死角,料束呈螺旋旋转轨迹运动,一圈压半圈,纵向按蛇形喷射,每次蛇形喷射长度为3-4m。喷射混凝土在终凝2小时后开始洒水养护,洒水次数以能133、保证混凝土具有足够的湿润状态为度;养护时间不少于7昼夜,当气温低于5不得喷水养护。喷射混凝土表面应密实、平整,无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象。表面平整度允许偏差为100mm。7、挂网施工工艺流程及施工技术要求(1)挂网施工工艺流程 挂网、焊接结束检查焊接开始钢筋网片加工隧洞钢筋网预先在洞外钢结构厂加工成型。钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋冷拉调直后使用,钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。安装搭接长度为12个网格,采用焊接。砂层地段先铺挂钢筋网,沿环向压紧后再喷混凝土。钢筋网随受喷面起伏铺设,与受喷面的间隙一般不大于3cm。与锚杆或其它固定装置连接牢固。开始喷射时,缩短喷头134、至受喷面的距离,并调整喷射角度,钢筋保护层厚度不得小于3cm。喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时,应及时清除。钢筋初期支护衬砌砼绑扎系接钢筋绑扎图6.7.6防排水施工工艺和方法本隧洞防水施工主要有橡胶止水条;洞内排水主要通过集水井将岩体渗出水引至排水沟,再利用排水管排出洞外;洞外排水主要是利用截水天沟以阻止隧洞洞顶的水进入隧洞内。1)施工方法衬砌拱架调整完毕后,将止水条卡在堵头模板中间,堵头模板由两块模板拼成。止水条由拱顶向下环向布置,不断开。止水条对称安装,伸入模内和外露部分宽度应相等,为保持止水条平直,沿环向每0.5m设一6mm短钢筋托平。2)施工注意事项止水条设置时不可翻转、扭135、曲,如发现破损立即更换。在混凝土浇筑前应避免止水条被污物和水泥砂浆污损,表面有杂质须清理干净,以免混凝土与其咬合不紧密造成渗水通道,导致变形缝、施工缝漏水。接触止水条的混凝土不应出现粗集料集中和漏振现象。止水条应就位准确、安装牢固,模板的端板应做成厢形,在浇注一侧混凝土时保护止水条的另一侧翼不受到破坏。止水条的端头离周围钢筋的距离不小于20mm,纵向固定间距不大于250mm。6.7.7 二次衬砌施工本隧洞洞口部分及明洞采用整体式衬砌,其余地段采用复合式衬砌。、钢筋混凝土为C25混凝土; 钢筋施工 施工准备原材料检验每批钢筋进场时均应有钢筋出厂质量证明书或试验报告单;钢筋进场后进行复检,并将检测136、报告报监理工程师审查;钢筋现场堆放必须采取下垫上盖等措施防止钢筋锈蚀。技术准备为保证钢筋工程的及时性、准确性,根据图纸、规范要求,及时技术交底,做到放样及时、准确,能指导施工;钢筋工必须持证上岗,保证钢筋加工质量。 钢筋加工开工前及时向监理工程师提交加工方案、加工材料明细表。加工时钢筋应平直,无局部曲折。如遇有死弯时,应将其切除。钢筋表面应洁净,无损伤、油漆和锈蚀。钢筋级别和直径必须符合设计要求。 钢筋安装钢筋的安装位置、间距、保护层及各部钢筋大小尺寸应符合设计图规定。钢筋制作及安装严格按有关规程、规范及设计图纸要求,由钢结构加工厂统一制作,利用轨行式作业平台现场人工绑扎、焊接。施工时应防止损137、坏防水层和注意预埋件安装。(2)拱墙衬砌混凝土施工方法隧洞混凝土衬砌施工工序详见下图。衬砌作业示意图全液压衬砌台车结构图混凝土运输采用小型混凝土输送车,挡头模板采用制式钢模,确保施工缝处混凝土质量。混凝土由统一规划的自动计量拌和站生产,采取商品化混凝土供应模式,就近供应。混凝土灌筑前做好钢筋的布设工作,钢筋角隅处要加强振捣,并做好防水层铺设及各类预埋件、预留孔、沟、槽、管路的设置。 混凝土施工隧洞模筑混凝土衬砌工艺流程见下图。施工准备台车移位台车定位1、中线水平放样检查2、铺设衬砌台车轨道1、水平定位立模2、拱部中心线定位立模3、边墙模板净空定位4、清理基层,涂脱模剂1、安装纵向、环向盲管2、138、挂设防水层3、设置止水条整改安设防排水材料隐蔽检查灌筑混凝土脱模、台车退出养护混凝土拌制混凝土运输混凝土泵送地质雷达检测不合格合格混凝土衬砌施工工艺流程图施工准备:测量工程师和隧洞工程师共同进行水平、高程测量放样。起动台车液压系统,根据测量资料使钢模定位,保证钢模衬砌台车中线与隧洞中线一致,拱墙模板定位后固定,并进行测量复核。清理基底杂物、积水和浮碴;衬砌台车前端装设钢制挡头模板,并按设计要求安装固定止水条;拆除上组衬砌混凝土施工缝处止水条保护模,并自检防水系统设置情况。自检合格后报请监理工程师隐蔽检查,经监理工程师签证同意后灌筑混凝土。混凝土原材料必须经工地试验室检验合格后方可使用。细骨料采139、用河砂,粗骨料在指定石料场加工。在石料场建立粗骨料加工系统,保证粗骨料生产质量满足混凝土对粗骨料的各项指标的要求。到工地后,按混凝土原材料试验规范进行检验。水泥采用散装水泥,必须有出厂合格证。进场后,由检测试验中心按规范要求,进行各项性能检验。水泥出厂超过三个月有效期,或发现水泥有受潮结块现象时,均应经过鉴定后降级使用。搅拌用水从深井抽取。使用前对水进行酸性物质含量化学分析试验,合格后方可使用。 混凝土搅拌搅拌站采用电子自动计量系统,混凝土搅拌严格按设计配合比计量拌和,配合比设计在满足设计强度、耐腐蚀、耐久性、和易性的要求和合理使用材料和经济的原则下,计算与试验相结合,采用质量法设计。泵送混凝140、土配合比的技术要求:骨料最大粒径与输送管内径之比,碎石不大于1:3,且不大于40mm;通过0.315mm筛孔的砂不小于15%。混凝土生产必须满足冬期施工要求。砼生产工艺流程图水泥库集料斗水砂碎石外加剂水泥储料仓水箱砂储料仓碎石储料仓计量斗计量计量斗计量斗计量拌和机出料拌和站系统 混凝土运输混凝土采用混凝土输送车运输。运输施工要点:混凝土在运输中应保持其匀质性,做到不分层、不离析、不漏浆。运到灌筑点时,要满足坍落度要求。从搅拌机卸料到灌筑完毕的延续时间不超过120分钟。 混凝土灌筑混凝土自模板窗口,由下向上,对称分层,先墙后拱灌筑,倾落自由高度不超过2.0m。因意外混凝土灌筑作业受阻不得超过2个141、小时,否则按施工缝处理。衬砌混凝土施工均为机械振捣,插入式振动棒和附着式振捣器振捣密实,并避免碰撞钢筋、模板、预埋件和止水条等。振动棒插入下层混凝土50mm左右。 混凝土养护及整修模筑混凝土衬砌应在混凝土强度达到设计强度的70%或8MPa以上时方可拆模。 质量保证技术措施衬砌施工前,应对中线、高程、断面尺寸和净空大小进行仔细检查核对,准确无误符合设计要求后,方可灌筑混凝土。施工前做好地下水的封堵、引排,仰拱及基础部位的浮碴、积水必须清理干净,衬砌混凝土必须在无水情况下进行施作,以保证混凝土质量。混凝土灌筑前,对模板、支架、钢筋、预埋件和止水条进行仔细检查,符合要求后方能灌筑。混凝土中掺入粉煤灰142、和早强剂、减水剂、引气剂,控制混凝土的水灰比,控制混凝土中水泥用量等措施,增加混凝土的密实性并减小因水化热引起的混凝土温度应力和收缩。混凝土衬砌灌筑过程中,严禁损坏防水板。试验室按规定要求在灌筑混凝土现场做试件,并填写施工记录。 注浆回填为了确保初期支护与二次衬砌密实无空洞,在初期支护完成后二次衬砌前对初期支护背后进行探地雷达检测,发现空洞后采取注浆回填;二次衬砌时,在拱部预埋注浆管,注浆管采取保护措施,防止混凝土进入将其堵死,在衬砌混凝土强度达到后进行注浆,注浆材料选用水泥砂浆(水灰比1:1,砂灰比2:1),注浆从低标高注浆孔开始注浆压力不小于1Mpa或高标高拱顶注浆孔冒浆为止。测量布孔预埋143、灌浆管清孔及压水试验安装孔口闸阀及外管安装压浆机、压浆压浆记录、检查是否达到设计要求制作浆液灌浆试验衬砌砼堵漏处理灌浆结束是灌浆质量检查钻孔深入围岩封填注浆孔浆液试验否关闭孔口闸阀合格不合格回填灌浆工艺流程图6.7.8二次衬砌拱背回填注浆施工工艺与方法二次衬砌拱背注浆施工工艺二次衬砌拱背注浆施工工艺见下图。拌制浆液配合比设计安装注浆管压水试验钻孔初次压浆检查压浆搭工作台机具准备预埋注浆管二次衬砌拱背注浆施工工艺流程图复合式衬砌结构在初期支护与二次衬砌之间很难做到严密无缝,尤其是拱顶。为此在二衬混凝土施工时在拱部预埋20镀锌钢管作为注浆管,二衬混凝土结束后并强度达到75%后进行注浆。采取措施见下144、图。预埋注浆管拱背注浆示意图在钢筋混凝土衬砌中的回填注浆在提前在衬砌混凝土中预埋管,间距35m。顶拱回填注浆应分区段进行,每区段长度不应大于3个衬砌段。区段的端部应在混凝土施工时封堵严实。注浆前应对衬砌混凝土的施工缝和混凝土缺陷等进行全面检查,对可能漏浆的部位应先行处理。注浆应分为两个次序进行,两次序孔中都应包括顶孔。注浆施工自较低的一端开始,向较高的一端推进。同一区段的同一次序孔可全部或部分钻出后,再进行灌浆,也可单孔分序钻进和注浆。低处孔注浆时,高处孔可用于排气、排水。当高处孔排出浓浆(接近或等于注入浆液的水灰比)后,可将低处孔堵塞,改从高处孔注浆,依次类推,直至结束。空隙大的部位应灌注水145、泥砂浆(强度应符合设计要求),水泥砂浆的掺砂量不应大于水泥重量的200%。灌浆压力初压0.10.15MPa;终压0.2MPa。回填注浆在规定的压力下,注浆孔停止吸浆,并继续灌注lOmin即可结束。回填注浆因故中断时,应设法清洗至原孔深后恢复注浆,此时若注浆孔仍不吸浆,则应重新就近钻孔进行注浆。注浆结束后,应排除钻孔内积水和污物,采用于硬性水泥砂浆将全孔封堵密实和抹平,露出衬砌混凝土表面的埋管应割除。6.8隧洞施工技术措施6.8.1快速施工技术措施本隧洞围岩地质条件多变,且为长隧洞,作业面多,施工干扰大,工期紧。为了确保工期必须科学组织快速施工,如何进行快速施工特别是隧洞快速掘进是本隧洞的重点。146、(1)施工信息化,动态施工,保证各工序快速有序循环加强工程项目的技术和管理和现场调度指挥,提高施工信息化水平,做到相互协调、步调一致,根据工程需要及上场计划安排各种隧洞施工机械设备上场施工。组织快速施工,上下“一盘棋”,在人、财、物上确保本工程的施工需要,保证各工序快速有序循环。加强与设计单位、监理单位的联系,特别是特殊地质段施工中发现与设计地质条件不符,及时加强各方面的沟通,做好施工方案的优化和比选。选用先进的地质超前预报手段和监控量测方案,加强量测反馈工作,以科学合理的数据为依据,进行动态施工,对地质灾害进行有效避险,保证施工正常化,实现不良地质段安全稳产。(2)科学组织,快速掘进,各工作147、工序衔接紧凑对各作业线的作业时间进行统计和分析,建立完善的调度系统,选用先进的设备尽量缩短工序时间,、类围岩按长进尺、快循环的方法光爆开挖,、类围岩段以“稳妥保安全”为思路,遵循“短进尺、多循环、强支护、快成环”的原则组织施工。(3)施工通风、供风、供电等环节做到保障有力施工通风、供风、供电等环节是否正常将直接决定施工能否顺利进行;为了在计划工期内完成施工,本隧洞采用了长隧短打的方案,作业面多,施工干扰大,对施工通风、供风、供电要求高,必须高度重视施工通风、供风、供电等环节的施工保障工作,管理专业化,定人定岗定职责,加强施工通风、供风、供电等维修保养工作。6.8.2保护围岩,控制变形,动态管理148、,确保安全的技术措施(1)隧洞开挖采用光面爆破技术措施为控制超欠挖,降低洞壁粗糙率,减少隧洞通风阻力及减少岩爆发生机率,隧洞开挖采用光面爆破技术,开挖困难地段采用弱爆破开挖,严格控制周边眼的装药量。(2)软弱围岩采取多循环、短进尺的措施为减少深孔爆破对隧洞震动影响,维护围岩的稳定性,隧洞、类围岩采取多循环、短进尺的措施,类围岩浅埋段及断层破碎带及其影响范围根据地质超前预报反馈的结果优化开挖方案,部分地段采用风镐开挖,局部进行零星爆破。(3)动态管理、动态施工,确保安全的技术措施各类围岩施工做好监控量测,对围岩支护体系的稳定性进行监测,为初期支护和二次衬砌设计参数调整提供依据,确保施工及结构安全149、。、类围岩浅埋偏压地段、断层破碎带地段软弱围岩采用“先探测、管超前、预注浆、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”的方法施作,做好监控量测,指导施工顺序,动态管理、动态施工,确保施工安全。6.8.3 确保光面爆破炮眼残留率的技术措施根据地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等进行光爆设计,审定批准后,严格按设计施工,并根据爆破效果,及时修整有关参数。周边眼采用光面爆破技术。提高装药质量,杜绝随意性,防止雷管混装。提高画线、钻眼精度,尤其是周边眼的精度,是直接影响超欠挖的主要因素,要认真测画中线高程,准确画出开挖轮廓线。保持合理的断面开挖顺序和各部的纵向间距,开挖轮廓要150、圆顺,以减少出现应力集中现象。及时施作符合质量要求的初期支护,并使之尽早闭合,以控制围岩变形和缩短围岩暴露时间;加强对围岩的量测监控。6.8.4隧洞超欠挖控制技术措施控制超欠挖是确保工程质量的主要措施,控制好超欠挖可以保证开挖轮廓圆顺平整,减轻了应力集中现象,避免局部塌落,并为喷锚支护创造良好的条件。减少超欠挖量,节约大量砼和回填圬工,加快施工进度。(1) 加强控制测量重视控制测量的复合程序,保证标定开挖轮廓线和隧洞中线、标高控制点的精确性,保证检验测量频率。开挖轮廓线要考虑施工误差,设计预留围岩变形和拱顶沉降等因素,在设计轮廓线外要适当加大尺寸。衬砌轮廓线按设计轮廓线径向加大5cm考虑。(2151、) 提高超前支护钻孔质量超前支护钻孔尽量使用干钻,钻孔外插脚在允许范围以内的情况下,不宜过小,以免在孔眼后端造成土体剥落。(3) 严格进行喷锚支护,防止隧洞局部坍塌因围岩地质差引起的隧洞局部坍塌也是造成超欠挖的主要因素,隧洞的掉块、脱皮往往会使围岩失稳,引发局部塌方,塌方段一般不易回填密实,留下质量隐患。在施工中保证支护及时,支护质量可靠;在软弱土体地段要缩短循环进尺开挖。 优化爆破设计根据不同地段情况,选择合理的钻爆参数:采用一炮一分析制度,每次钻爆循环后,根据爆破震动速度,炮痕保存率、装药量、残眼深度及数量、抛碴距离、堆碴高度、岩碴块度等多方面的测量和数据对比分析,选择合理的钻爆参数,不断152、优化钻爆设计。 使用先进的检测仪器,加强施工控制采用BJSD-2断面仪随时抽查隧洞超欠挖情况。根据提供的实测断面图,进行分析超欠挖的原因,以便采取对策进行管理。6.8.5保护隧洞基底的技术措施隧洞基底开挖高程应符合设计要求,每一开挖循环应用水准仪检测基底46点。并用激光自动断面仪测量周边轮廓断面,绘断面图与设计断面核对。基底承载力应符合设计要求,对土质基底采用动力触探,击数标准经试验确定或设计给定;石质基底采用现场目测鉴别方法。基底应完整无损伤,边墙底与基底顺接应圆顺。基底底面无虚碴、积水及杂物。仰拱混凝土(或初期支护)施工完毕后,采用探地雷达对其进行检测,发现空洞及时采取基底注浆措施进行回填153、。6.8.6喷射混凝土主要施工技术措施喷射混凝土大堆料要储放于储料棚内,避免露天堆放淋雨及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0.30.5Mpa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,有钢筋时角度适当放偏30左右,喷嘴与受喷坡面距离控制在1.01.2m范围内。喷射顺序自下而上,料束呈旋转轨迹运动,一圈压半圈,纵向按蛇形状移动喷射。用预埋钢筋标尺法154、测设喷射混凝土厚度,不够设计厚度的重新加喷补够。6.8.7隧洞支护衬砌内实外美的技术措施 钢拱架背后预留注浆管,解决喷混凝土不密实措施安设钢拱架处喷射混凝土不易喷密实,影响初期支护结构受力。为达到钢拱架背后密实效果,喷射混凝土前在拱架背后预留注浆管,喷射混凝土完毕后进行注浆,确保拱架背后密实。 采用台车模板接头加硬橡胶间隙带措施加硬橡胶间隙带一方面可以缓冲顶模时对混凝土的压力,另一方面能密封接头缝隙。相邻段混凝土浇筑完后,拆除间隙条,用砂浆抹平凹槽。 堵头板分层设排水孔排出泌浆水措施混凝土在振捣过程中,产生泌浆水,容易粘在模板上形成混凝土表面的气泡。为减少二衬混凝土表面的气泡,在堵头板上沿竖向155、每2030cm设可以封闭的孔(1014mm的螺钉孔即可),浇筑时根据混凝土的层面,依序打开孔排水,排完水及时封孔。6.8.8保证二次衬砌拱顶填充密实的技术措施严格控制水灰比、水泥用量和含砂率来保证混凝土中砂浆质量,降低孔隙率。尽量减小水灰比。施工中严格按配合比准确计量。计量允许偏差为:水泥、水、外加剂为1%;砂、石为2%。严格控制混凝土的坍落度。结构防水混凝土的入模坍落度控制在1114cm。在模板台车上预留观察(注浆)孔,间距45m,观察孔用50mm的锥形螺栓紧密堵塞,混凝土初凝后拧开螺栓,探测拱顶是否回填密实,如果有空洞,在混凝土具一定强度后且于模板拆除前压浆回填。如果混凝土浇筑过程中拱顶回156、填不满,那么应采取二次插管浇筑的方法,首先在挡头板位置预留排气孔,然后由内向挡头板方向压灌混凝土。在挡头板处,拱腰线以上预埋注浆管,间距3m,如果发现有空洞,在混凝土具一定强度后且于模板拆除前压浆回填。6.8.9隧洞衬砌防渗漏抗裂技术措施 提高混凝土的密实性严把原材料关。做到不进不合格材料、不存放不合格材料、不使用不合格材料。拌和、运输、浇注过程要规范合理。按设计防水要求进行砼配合比设计。防水砼严格按设计要求掺加抗渗剂,以达到防水的目的。衬砌砼采用整体模筑,泵送混凝土浇注。分层浇注间隔时间不超过2h,因故超过规定时间时,应按施工接缝处理。砼必须振捣密实,避免漏振、欠振和超振。拱顶浇注利用泵送砼157、压力及附着式振动器封灌密实。初期支护背后及衬砌封顶检查发现不密实的部位要进行压浆充填作业,避免衬砌砼背后空隙积水,影响围岩稳定。防止隧底不均匀沉降严格按规范在洞口段及围岩分界面设沉降缝,隧洞基底虚渣要清除干净,保证混凝土与基岩密贴,对于软岩基底要避免积水,洞碴外运过程中采用预留保护层和仰拱栈桥的方式保护基底,以防止大型机械的碾压破坏,基底软硬不均时要注意处理。 加强不利荷载的处理对于断层和破碎带施工要严格按新奥法要求,对于不稳定或不利的岩层结构面支护要加强,避免额外的围岩压力作用在衬砌结构上。对于裂隙水发育的地段要充分排水,避免过大水压力。6.8.10防腐耐久性砼施工方法与技术措施本隧洞混凝土158、采用耐久性防腐抗渗混凝土,抗渗标号W6。结合相关的规范要求和我单位的相关经验,拟采取的施工方法及技术措施如下: 原材料的选择及技术要求混凝土原材料的选择按水利工程混凝土结构耐久性设计暂行规定办理。水泥:本工程混凝土选用强度等级为42.5级的低水化热和碱含量小于0.06%的低碱含量普通硅酸盐水泥(掺合料为粉煤灰或矿粉),水泥中C3A含量均应不大于8%。粗集料:优先选用当地不具有碱骨料反应活性的坚硬耐久石子,石子级配良好的碎石组成,碎石要分级储存、分级运输、分级计量。细集料:优先选用不具有碱集料反应活性的河砂,砂子选用细度模数为2.63.0的中砂。粉煤灰:为降低水化热,防止开裂,掺加优质粉煤灰,检159、验按照有关规定和技术标准进行。高效减水引气泵送剂:采用低碱无氯离子高效减水泵送剂,混凝土在高温期施工时,采用冷却水或碎冰拌合混凝土等降温措施。碱含量不得超过10%,其它技术指标符合有关规定的技术要求。水:拌合用水及养护用水,采用符合JGJ63技术要求的地表水或地下水,PH值要求不大于5,硫酸盐含量(按SO42-计)超过500mg/L的水和氯离子含量大于200mg/L的水不得使用。阻锈剂:设计要求衬砌混凝土中掺入HQ902阻锈剂防腐,掺量为水泥用量的2%。 防腐抗渗混凝土配合比配制要求A)混凝土配合比的设计采用优化设计原则,除满足规定的强度等级、弹性模量、最大水胶比、最小胶凝材料用量、含气量、工160、作度等技术要求外,同时应满足抗渗性、抗氯离子渗透性能、抗碱骨料反应、抗冻性、抗裂性、护筋性等具体参数指标要求。混凝土配合比及施工要求按水利混凝土结构耐久性设计暂行规定办理,耐腐蚀混凝土的配合比根据取水化验结果和采用外加剂的技术要求进行调整配置,按相关规定取样化验。B)在混凝土中必须掺加优质矿物掺和料或优质粉煤灰,以提高混凝土的耐久性能的要求。C)混凝土拌合物中各种原材料引入的氯离子总质量应不超过胶凝材料总量的0.1%。混凝土中的碱含量不超过3kg/m3。D)混凝土的配制满足泵送要求、强度等级和耐久性要求,所有混凝土的配制全部运用正交试验法进行配合比的优化设计试验。E)喷砼中水泥用量不小于400161、Kg/m3,二衬圬工中水泥用量不小于300Kg/m3,水胶比不大于0.42;阻锈剂掺量为水泥用量的2%。 防腐抗渗混凝土施工技术措施A)混凝土拌合混凝土的拌合全部采用全自动计量强制式混凝土拌合楼进行。各种计量装置经法定计量部门定期鉴定。每次开盘前,均应进行校核。原材料称量的允许偏差:细、粗集料为2%;其它为1%。 B)混凝土运输混凝土全部采用搅拌混凝土罐车运输。运送过程混凝土罐车应连续转动,保证施工要求的工作度和混凝土不离析、不分层。混凝土拌合物的运输时间均不大于45min,且坍落度45min损失不大于10%。C)混凝土浇筑混凝土的浇筑方法均采用输送泵泵送浇筑。混凝土正式灌注前进行模型试浇筑和162、试养护及温度测控,以对浇筑工艺、养护方法与工序进行最终验证和确定,并给出施工过程中温度参数的合理控制值。混凝土的入模温度为1030,夏季气温较高时采用冷却水或碎冰拌合混凝土,使其入模温度符合要求。模板的温度为535。为确保混凝土结构保护层的厚度符合设计要求,本工程所有混凝土结构均采用定制保护层定位夹(块),其尺寸及形状符合设计要求,上下间距不大于30cm,左右间距不大于50cm,呈梅花形布置,固定牢固。混凝土结构保护层的厚度允许偏差为10mm和0mm,并采用钢筋保护层厚度检测仪进行检测。每次浇筑混凝土根据混凝土浇筑量采取一台或多台输送泵同时进行,保证混凝土在达到初凝时间之前浇筑完成。每施工区段163、混凝土的浇筑应连续进行,一次浇筑完毕。混凝土结构的施工缝和连接缝位置处对结构连接缝处的混凝土采取混凝土表面浸渍防腐蚀处理措施。浇筑施工缝新混凝土必须在老混凝土强度达到10MPa以上时进行,并连续灌注。同时在老混凝土面上水平缝抹一层界面处理剂或厚约10mm的1:2水泥砂浆,竖直缝抹一层界面处理剂或薄纯水泥浆。D)混凝土捣实混凝土一经灌注,立即进行全面的捣实,使之形成密实、均匀的整体。混凝土的内部均采用高频插入式振捣器或模板附着式振动器振捣。E)混凝土的拆模及养护混凝土强度达到设计强度的50%以上时拆模。仰拱及基础混凝土浇筑完成后,立即对混凝土进行养护,养护采用草袋或麻袋覆盖洒水,并在其上覆盖塑料164、薄膜养护。边墙及拱部混凝土拆模后采取喷涂养护剂和塑料布覆盖保温联合养护工艺,暴露于大气中的新浇混凝土应及时喷涂养护剂,混凝土喷涂的养护剂与混凝土表面温度之差不大于15。当新浇结构物易与流动水接触时,采取措施使混凝土在浇筑后7d内不受水的冲刷。洒水养护采用喷雾器进行,湿养护不间断,洒水时间间隔根据气温确定,在拆模以前保持表面连续湿润。当环境相对湿度小于60%时,养护不少于14d,相对湿度在60%以上时,养护不少于10d。6.8.11快速堵水技术措施在掌子面发生涌水早期,为了控制涌水量和水压力,在掌子面附近配备足够的堵漏材料,如快凝、早强水泥,钢钎、木楔等,当岩石裂隙管道涌水量不大时可直接采用麻丝165、胶泥封堵;涌水量大时,采用锤头打入缠有麻丝胶泥的木楔或钢钎封堵,为了降低涌水速度,在距离掌子面一定距离1020m砌筑砂袋墙,加快泥砂淤积,减少出水口和涌水量,砂袋墙的宽度一般超过5m。6.8.12隧洞信息化施工技术措施隧洞信息化施工作用越来越大,不但是安全、质量的可靠保证,在隧洞的快速掘进中,没有信息化技术的支持,就无法保证工序、设备的快速运转。本标段信息化施工主要采取以下措施:超前地质预报,保证方案的针对性和准确性通过断层破碎带地段的施工要保证施工方案切实可行,首先保证对围岩地质构造和地下水的发育情况进行准确探明,为方案的制定提供数据资料,同时超前地质预报也是预防突发性地质灾害,保证施工安全166、的需要。 监控初期支护,保证支护措施的合理性通过监控量测手段对初期支护结构变形的量测,合理安排复合式隧洞衬砌施工时间;通过、类软弱围岩及断层破碎带时,检查、监控初期支护的效果,科学选择支护参数和方式。加强检测,提高衬砌支护质量使用地质雷达和隧洞断面仪,加强对隧洞超欠挖、初期支护、衬砌质量的控制,提高光爆效果,检查初期支护、衬砌可能存在的回填不密实、空洞等质量问题,以便进行处理。 加强监控,及时进行信息反馈建立施工通信系统和主要工作面的录像监视系统,加强施工信息的沟通和反馈,进行动态施工管理。隧洞穿越断层破碎带施工控制技术措施 超前地质探测措施本隧洞穿越2条断层或断层影响带。对隧洞穿越软弱破碎带167、的地段,采用TSP-203长距离和地质雷达短距离相结合的预报手段,并进行中、短距离的超前钻孔,及时掌握破碎带的规模、性质、稳定性以及富水情况,提前制定合理的处理方案。 治水措施隧洞富水软弱破碎带的施工,关键是对地下水的处理。地下水易冲刷裂隙中充填物,使围岩松弛和掉块,围岩压力增大,施工中不仅易出现涌水,甚至涌泥导致塌方。钻孔排水:当地下水系不连通,地下水与地表水系不连通时,首先考虑结合超前地质钻孔,进行钻孔排水疏干。分别于周边及隧洞中部超前钻孔。判断水系是否连通的方法,除地质的方法外,施工中注意对超前地质钻孔涌水量变化情况的观测,若涌水量逐渐减少,则可以采用施工期间的疏导方法。注浆堵水并加固围168、岩:当地下水系连通,排水困难时,采用洞内深孔注浆止水并加固围岩。洞内止水帷幕施工不同于地面,不仅要求止水墙有一定厚度,注浆固结体能形成完好搭接。同时,受洞内施工条件的限制,放射状布置钻孔注浆,要求有较高的钻孔精度和较大的注浆扩散半径。为实现钻孔注浆精度,除提高钻孔定位、钻孔精度外,要控制一次钻孔注浆长度,以便提高施工效果,同时又能满足固结体搭接咬合的精度。 破碎带的开挖与支护措施在软弱破碎围岩段施工时,在开挖前采取超前支护,超前支护的形式可根据实际地质情况,采用管棚、超前锚杆或超前小导管。根据隧洞断面的情况,可采用超短台阶或双侧壁导坑法开挖,短进尺,强支护,快封闭。可视围岩情况利用机械分部开挖169、,尽量不爆破,必须爆破时则采用弱爆破,尽可能地减少开挖对围岩的扰动。 破碎带的防水及衬砌施工措施软弱破碎地质隧洞必须具有较强的防水体系,除采取堵、排措施外,还要依靠结构自防水和在初期支护与初砌之间的防水层。灌注衬砌砼前,按设盲沟排水系统,减少地下水对二次衬砌的压力和侵蚀。衬砌砼采用增加一次浇筑长度,减少施工缝,提高衬砌质量。在富水和软破碎地质地段,衬砌砼强度达到设计强度后才能脱模。 断层破碎带防塌技术措施A)施工严格遵循“管超前,严注浆,短进尺,少扰动,强支护,早封闭,勤量测,速反馈”的原则,爱护围岩,加强超前地质预报,动态方案设计,动态施工。B)加强超前地质预报,提早预防。隧洞掘进临近断层破170、碎带,采用TSP-203系统和地质雷达地质预报手段进行长短距离相结合探测,配合超前地质钻孔,及时掌握破碎带的规模、性质、稳定性以及地下水情况,保证技术方案的针对性、合理性。C)加强超前及初期支护。拱部钢管棚注浆加固地层并超前支护,拱墙设系统长锚杆,全环刚架、挂网喷锚加强支护,提高隧洞抗挤压,抗变形的强度。严格按超前及初期支护设计进行施工。D)短进尺,微震爆破开挖,防坍塌。开挖采用短台阶或双侧壁导坑法,短进尺。拱部尽量不爆破或采用微震爆破,尽可能减少开挖对围岩的扰动。强支护,快封闭,仰拱紧跟对稳定支护的作用很大,要保持仰拱紧跟开挖面。6.9隧洞施工风险管理6.9.1隧洞风险评估(1)一般原则隧洞171、施工,尤其是在通过富水软弱破碎围岩、岩溶地区、软岩、岩爆、断层等不良地质段复杂地段时,施工中可能出现坍塌、岩爆、大变形、突泥涌水等地质灾害,应进行施工风险评估,确保施工安全。风险评估应根据隧洞施工图提供的地质资料,地质超前预报结果,依据施工方案及组织设计的要求,施工场区周边的具体情况施工项目的内容和规模等,科学地评估出可能发生的事故及影响度,综合进行评价。根据风险评估结果,提出合理的评估意见,制订相应的施工应急预案及事故处理预案。应急预案应立足于安全事故的救援,立足于工程项目自援自救,立足于工程所在地政府和当地社会资源的救助。(2)风险管理机构成立风险管理领导小组,以项目经理为组长,项目总工、172、副经理为副组长。成员由工程科、安全质量科、物资设备部、隧洞施工队等组成,另外集团委派技术、地质等专家组成专家组参与风险管理。(3)风险管理人员项目经理1人,总工1人、副经理1人,各部室主管领导1人,隧洞架子队队长、技术员共2人,专家组隧洞技术1人、地质1人、安全1人。6.9.2本隧洞施工风险识别及原因分析(1)隧洞施工风险识别按照业主要求,结合本标段实际,规范水利隧洞风险评估与管理工作,建立和完善隧洞风险评估与管理体系显得势在必行。结合本隧洞设计过程中所确定的设计方案、采用的支护措施、施工方法等因素,本隧洞施工阶段各风险因素如下:施工中可能出现的施工安全风险序号风险项目风险出现的可能性方式1浅173、埋有加强技术手段2断层破碎带有加强技术手段3突涌水有加强技术手段4岩爆有加强技术手段5隧洞塌方有采取技术手段6爆破作业可能加强管理及安全防护措施7施工用电可能8爆破危石可能9机械伤害可能(2)风险原因分析结合本隧洞的施工内容和情况、工程地质水文等特点,参考国内外类似工程隧洞施工经验,采用专家调查法和层次分析法经过分析,识别出本工程施工的主要风险为:地质风险、隧洞岩爆、隧洞涌水突泥风险、隧洞坍塌风险、断层破碎带施工风险、洞口浅埋段施工风险。风险原因分析见下表。风险原因分析序号主要风险名称风险原因分析1地质风险地下工程的隐蔽性、复杂性和不可预见性原因;地质勘察手段的局限性;存在未知地质,对施工造成174、了难以预料的风险。2涌水突泥风险断层破碎带多,界面多,风险大;断层破碎带和侵入岩界面在施工中可能产生裂隙水的分散淋水或涌水,或可能诱发潜在的高压突水;地下水存在压力;断层破碎带内的松散充填物易产生变形或被高压地下水带走,形成涌泥、引发大量塌方;阻水地层则可能在高水压和水压差的作用下被击穿致出现高压突水、突泥。3隧洞坍塌风险在断层破碎带地层中,地下水丰富,开挖后出现涌水突泥;初支大量开裂,喷混凝土质量、厚度未达到要求;预注浆加固措施不到位,效果不明显;薄层岩体在构造运动作用下,形成小褶曲、错动,岩层层状劈裂,层理、节理缝或裂隙变大、张开;由于地下水的浸泡、软化等作用,加剧岩体的失稳而明塌;爆破装175、药量过大,松弛圈受损严重;围岩被高压水鼓穿。4断层破碎带施工风险围岩破碎,自稳性差,可能发生坍塌、突涌水;围岩存在风化、强风化的现象,强度低、自稳能力差,在极端地质条件下,存在发生渗透破坏的可能;注浆加固没达到预期效果而未发现,导致隧洞坍塌、突涌水;断层破碎带界面松散充填物流失导致坍塌、突涌水。5洞口浅埋段施工风险浅埋开挖后围岩不稳定,容易发生坍塌;强风化围岩强度低,稳定性差。6隧洞岩爆施工风险岩爆时发生弹射和岩块坠落伤人和损坏机具设备;岩爆时支护结构破坏,导致隧洞坍塌;本隧洞施工风险(突发性地质灾害)管理对策及应急措施序号风险名称风险管理对策应急措施1地质风险加强洞内超前预报;通过服务隧洞预176、报与验证;采用综合预测预报技术;开展地质预测预报技术研究,提高地质预测预报的准确度。2涌水突泥风险加强超前地质预测预报;进行帷幕注浆加固、止水;根据涌水情况,采用不同注浆技术;采用减震控制爆破技术;排水设备能力配备充足;制定严格的防范措施。制定完善可行的紧急预案;对逃生路线经常演练;加强宣传教育,提高防范意识。3隧洞坍塌风险坚持先护后挖施工原则;根据不同围岩选取合理的施工方法;及时支护,封闭成环,改善围岩受力环境;加强,实现信息化施工。制定紧急救援预案;采取先护后挖的措施;加强支护,提高防坍塌意识。4断层破碎带施工风险加强超前地质预报;采用管棚和周边小导管超前支护;进行帷幕注浆加固、止水;优先177、采用机械开挖;采用控制爆破技术;加强监控量测。同本表“2涌水突泥风险”。5洞口浅埋段施工风险采用大管棚超前支护进洞;采用双侧壁导坑法分部开挖进洞;采取措施降低对中间岩柱的扰动;短进尺,及时封闭成环,避免格栅两侧拱脚同时悬空;其它同本表“3隧洞坍塌风险”。同本表“3隧洞坍塌风险”。6隧洞岩爆施工风险预裂爆破超前应力解除;喷、注高压水弱化围岩强度;衬砌紧跟开挖工序改善爆破设计;将深孔爆破改为浅孔爆破,减少一次装药量,拉大不同部位炮眼的雷管段位间隔,延长爆破时间,减弱爆破对围岩的影响,减小爆破应力场的叠加,降低岩爆频率的强度。制定完善可行的紧急预案;加强宣传教育,提高防范意识。(1)地质风险管理对策178、针对本合同段隧洞地质风险的管理对策有:洞内超前预报:采用水平钻探、TSP203超前探测系统、GPR(探地雷达)和超地质水平钻孔等长短结合、物探和钻探结合的综合超前地质预报手段,对隧洞工作面前方围岩,尤其是隧洞掌子面前方的工程地质和水文地质情况的性质、位置和规模进行比较准确、全面、系统的探测和判断,确定不良地质体的空间位置、规模和性状,降低地质风险。配备专业地质工程师,以便对预报数据作出准确判释,提高预报的准确度。(2)涌水突泥风险管理对策加强超前地质预报措施,及时、准确探明地质情况以规避风险。加强对地质不良体的处理,采取先进的施工技术、工艺和设备,提高处理效果。做好应急救援准备,进行救援逃生演179、练。(3)隧洞坍塌风险管理对策本隧洞为单线水利小断面隧洞,穿越地层复杂,地质条件较差,特别是在通过洞口浅埋隧洞地段和断层破碎带段时,由于隧洞自稳条件差,水压力和涌水量大,如果施工措施不当,可能发生围岩过度松弛变形或泥沙涌出,可能导致隧洞出现坍塌,给施工带来很大影响。施工中拟采用如下对策:在施工中加强超前预报,及时准确探明隧洞围岩地质状况。对洞口浅埋和断层破碎带等不良地质地段,采用超前大(小)管棚或小导管预注浆进行支护处理,以加固围岩。不良地质地段坚持“预注浆加固,导坑开挖,支护及时封闭,衬砌紧跟开挖”的施工原则,避免隧洞坍塌的发生。预注浆施工完成后,及时对注浆效果进行分析,确保达到预加固岩体的180、目的。施工中加强对初期支护的监控量测,出现变形异常及时采取措施处理。尽早施作混凝土二次衬砌。(4)断层破碎带施工风险管理对策加强超前地质预报,准确探明断层破碎带的位置、范围、围岩强度、填充物、地下水的情况,以便有针对性的采取施工措施。优先采用机械开挖,以确保围岩稳定。采取控制爆破措施,降低对围岩的扰动。必要时,采用切割槽、周边中空孔降低爆破震动。采用管棚、周边小导管超前支护,对破碎带进行帷幕注浆止水、加固。采取措施确保注浆效果。加强监控量测,及时反馈监测结果。(5)岩爆施工风险管理对策在埋置较深的隧洞工程中,由于存在高地应力,脆性岩体受到施工爆破扰动,岩体受到破坏,使掌子面附近的岩体突然释放出181、潜能,产生脆性破坏,形成岩爆。其防治措施主要有:一是强化围岩,二是弱化围岩。具体措施如下:加强施工支护,采用喷混凝土,锚杆挂网,加强钢支撑等措施,提高施工支护,用以提高岩爆施工段的安全。设置临时防护措施,在台车和其他设备上安装防护网,防护棚架,在开挖工作面附近的岩爆部分加挂铁丝网,防止岩爆时发生弹射和岩块坠落伤人和损坏机具设备。喷、注高压水弱化围岩强度,在工作面和附近洞壁上打孔,也可利用炮眼孔和锚杆孔,向岩层表面喷水和向岩体深部注水,使水渗到岩体内部空隙中,降低围岩强度,减缓岩爆。预裂爆破超前应力解除,在主应力方向离洞壁安全距离间,采用钻孔预裂爆破使围岩形成人工破碎带,加速围岩应力释放,降低洞182、室围岩应力。加强监测,在岩爆猛烈的时候,为防止飞石伤人,可在安全距离躲避一段时间,直到岩爆平静为止;洞顶的岩爆松石要清除掉。衬砌紧跟开挖工序,尽可能减少岩层爆露时间,减少岩爆发生,确保人员安全。改善爆破设计;将深孔爆破改为浅孔爆破,减少一次装药量,拉大不同部位炮眼的雷管段位间隔,延长爆破时间,减弱爆破对围岩的影响,减小爆破应力场的叠加,降低岩爆频率的强度。 (6)洞口浅埋段施工风险管理对策采用大管棚超前支护,强支护进洞。采用台阶法分部开挖进洞。开挖以人工机械为主,需爆破开挖时,采用弱爆破,减少对围岩的扰动。开挖采用短进尺,及时封闭成环,避免格栅两侧拱脚同时悬空。6.10试验机构、试验手段、检测183、程序及试验工作的总体安排6.10.1试验机构项目部设现场试验室,试验室设主任1人,试验人员若干人,试验人员随工程进展及时调整。试验室负责工程的常规试验检测,对一些特殊的、现场无法检测的试验项目进行委外检测。试验室组织机构见下图。试验室主任技术负责人试验室副主任试验员试验员试验员试验员试验设施设现场试验室,设在本隧洞进口处的拌和站内,负责本区段内工程试验工作。试验工作总体规划6.10.3.1建立试验工作计划、检查和总结制度(1)为使试验室的各项检测工作能够有计划、有步骤地顺利开展,保证高质量按时完成任务特制定本制度。(2)试验室承担的各种试验任务,由试验室主任根据任务要求和各检测专业组的分工和能184、力进行协调,安排编制年度检测计划或专项计划,经试验室主任批准后实施。(3)试验计划实施过程中,试验室主任应及时了解工作进展和执行情况,解决各试验组存在的问题。(4)各试验组必须按批准的计划全项执行,不得无故中断、放弃和增加,有特殊情况需要临时撤消和增加的项目,须由任务承担者报试验室主任批准后方可生效。(5)各试验组每半年对计划执行情况进行一次总结,年度进行一次总结。专项试验任务结束后,试验室技术负责人负责专项工作总结。6.10.3.2建立试验报告整理审核和批准制度(1)试验报告是判定有关建筑材性的主要技术依据,试验员除严格按照操作规程试验外,更需要严格履行审核手续。(2)试验员要严格按照规定格185、式、文字认真填写,要做到字迹清晰,数据准确,内容真实。不得擅自取舍,如有勿须填写的项目,应在空栏内打一 “/”或加以说明。(3)试验员在完成检测任务后,必须在一定时间内交给有关试验负责人,确认无误后立即写出检测报告交试验室主任批准、签字后方可发出报告。(4)试验报告待检测数据全部到齐,一般应在2天内发出正式报告,对特殊要求的应提前发出。(5)技术负责人对检测数据有疑问,有权提出重新检测,试验专业组不得无故拒绝。(6)试验报告发出时,必须登记并由对方签字。随后将数据归档。6.10.3.3建立试验联系制度(1)凡委托试验的单位和个人必须填写试验委托书。(2)试验委托书上必须注明工程名称和单位工程名186、称、进厂数量、生产批号、委托试验项目。委托书上须有委托方的取样见证人签名,试件也有明显的标识。(3)对于需我试验室抽样的检测项目,试验室接到委托书后由试验室主任派人前往取样,取样时有见证人的,见证人需在见证记录上签字。(4)对于已经抽取试样送试验室检验无见证取样的,试验室检测结果只对来样负责,有见证取样的试样试验室负全部检测责任。(5)试验室接到委托书后,在规定时间内签发检测报告。6.10.3.4建立现场施工试验检测管理制度(1)试验室根据施工需要的配合比进行试配,经试配后出具施工配合比,上报专业工程师批准后方可使用。(2)单项工程施工前由施工技术人员填写施工通知单,通知单应有质检部质检人员签187、字,试验室接通知后方可向搅拌站出具施工配合比。(3)配合比的几项重要指标(水灰比、用水量、砂率、砂石用量等)试验值班人员不得任意更改,特殊情况报试验室主任批准方可改动。(4)试验值班人员需随时监测砂、石的含水率,根据天气情况在本班内调整并作好值班记录。(5)检查各种配料的称量,要求每次计量误差:砂、碎石3%,水泥2%,外加剂2%。(6)每台班检查混凝土的坍落度23次。(7)每台班混凝土(100m3,不足100m3按100m3计)取样一组,并负责编号和拆模,直至送入养护室。 (8)检查混凝土的和易性,使之能满足施工要求。6.10.4试验手段及遵循标准通过试验过程控制这种试验手段来保证工程质量。需188、要遵循的规范标准有:SL352-2006水工混凝土试验规程SL110-95切土环刀校验方法SL111-95透水板校验方法SL112-95击实仪校验方法SL113-95光电式液塑限测定仪校验方法SL114-95杠杆式固结仪校验方法SL115-95变水头(常水头)渗透仪校验方法SL116-2012应变控制式直剪仪校验方法SL117-95应变控制式无侧限压缩仪校验方法SL118-95应变控制式三轴仪校验方法SL119-2012岩石三轴试验仪校验方法SL120-2012岩石声波参数测试仪校验方法SL121-2012岩石直剪仪校验方法SL122-2012岩石变形测试仪校验方法SL123-2012水泥胶砂189、流动度测定仪校验方法SL124-95水泥水化热(直接法)测试仪校验方法SL125-95水泥胶砂试模检验方法SL126-2011砂石料试验筛检验方法SL127-95容量筒检验方法SL128-95试验室用混凝土搅拌机检验方法SL129-95混凝土成型用标准振动台检验方法SL130-95混凝土试模检验方法SL131-95混凝土坍落度仪校验方法SL132-95气压式含气量测定仪校验方法SL133-95混凝土抗渗仪校验方法SL134-95混凝土快速冻融试验机检验方法SL135-95混凝土动弹性模数测定仪校验方法SL136-95混凝土绝热温升测定仪校验方法SL137-95测长仪校验方法SL138-2011水工混凝土标准养护室检验方法SL370-2006土工试验仪器环刀SL403-2007土工合成材料综合测试仪校验规程SL499-2010钻孔应变法测量残余应力的标准测试方法GB/T50266-2013工程岩体试验方法标准
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