1、九盘岭隧道横洞施工方案一、工程概况:为满足工期要求及缓解正洞施工通风压力,原设计在九盘岭隧道DK965580 处线路前进方向右侧设置一处横洞,全长525m,采用双车道无轨运输。横洞线路平面夹角 90,坡度 3。横洞断面净空尺寸5.1( 宽) 4.8m( 高) 。考虑到工期压力,现将横洞断面净空尺寸改为6.8m( 宽 ) 7.0m( 高 ) 。横洞与正洞的交点里程对应关系为HK0+000=DK965+580。二、总体施工方案:隧道横洞施工按照新奥法原理组织。软岩地段施工始终坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则。在施工中积投入大型施工机械设备,组成钻爆、挖、装、运、锚、衬等
2、机械化作业线;喷砼采用湿喷机;二次衬砌全部采用钢架配 3015 组合模板和泵送砼作业,施工中采用先进的量测、探测技术取得围岩状态参数,通过对数据的分析和处理,及时反馈信息指导施工。新奥法施工程序见流程图 1。1、根据九盘岭隧道横洞围岩情况(级371 m,级 80 m,级 74 m)及洞口围岩地质情况,采用仰坡打锚杆,挂网喷锚加固防护,主动受力式套拱反压法开挖进洞。洞身开挖级采用全断面开挖,、级围岩均采用三台阶法施工。隧道底板开挖与下台阶开挖同步,并及时灌注底板砼。2、钻爆采用简易钻孔平台,塑料导爆管微差毫秒雷管光面爆破技术开挖。采用ZLC50装载机装碴,自卸车出碴。喷砼采用湿喷机配机械手作业。
3、3、隧道模筑衬砌砼灌注采用钢架配3015 组合模板施工,一次施工长度9 m。砼由本隧道所设2 台 JS750+PLD1000自动计量拌和站供给,砼搅拌运输车送至洞内,采用 HBT50型砼输送泵作业,插入振动棒捣固。4、小导管、钢筋、锚杆、工字钢架由钢筋加工厂统一加工。三、临时工程及临时设施:临时设施设置应按照正洞施工需求考虑,故以下临时设施均按照正洞施工需要进行配备。 ( 横洞及正洞洞内三管两线布置见图 2)1、施工便道1九盘岭隧道横洞从320 国道 2902+500m处新建施工便道3.5km 进入施工现场。连接弃碴场、料场和生产、生活区。便道的修建遵循既满足施工需要, 又节省投资的原则, 尽
4、量采用路堑形式。 施工施工准备修改施工方案实施性施工组织设计开挖光面爆破减少扰动修改支护参数锚喷支护减少初期支护围岩变形监控量测洞内观测 , 位移量否测指导施工与设计是否符合“施规”要求是安设防排水系统二次衬砌结束图 1新奥法施工程序框图中,注意水土保持和环境保护,以达到施工便道标准,满足施工需要。便道采用泥结碎石路面,厚 35cm,路基宽度 7m,其中土路肩 50cm,直线段双侧2坡、转弯处单侧 2%坡排水,路面宽度 6m,边坡坡度 1:1 ,错车道宽 8m,最大纵2坡 9%,错车道间距 200m,长度不小于 20m,路面质量满足车辆行车要求,并设专人养护,保证晴雨畅通。2、施工供电根据配备
5、的施工设备配置情况及用电线路的损耗计算。( 施工设备配置见 表 1)表 1 施工设备配置表使用位置设备名称功率( KVA)数量总用电量备注(KVA)通风机2 1322 台52820m3空压机1308 台7802 台备用洞外生活用电50照明及其他水泵7.54 台30拌合站653 台 JS750195钢筋加工厂100小计1683HBT50砼输送泵652 台130注浆机及湿喷机710 台70洞内洞内照明0.0840032间距 10m水泵7.57 台52.5台车202 台40小计324.5合计2007.5模拟施工过程用电负荷: 横洞 HK0+525 HK0+250:洞外用电负荷为20m3空压机 2 台
6、 260KW,生活用电50 KW,水泵 30KW,拌合站 70KW,钢筋加工厂 100KW;洞内用电负荷为注浆机及湿喷机 28KW,洞内照明 5KW;共计 543KW。 横洞 HK0+250 HK0+000:洞外用电负荷为 20m3空压机 3 台 390KW,生活用电 50KW,水泵 30KW,拌合站 70KW,钢筋加工厂 100KW,通风机 150KW;洞内用电负荷为注浆机及湿喷机 28KW,洞内照明 8KW;共计 826KW。 正洞进出口方向各掘进 500m:洞外用电负荷为 20m3空压机 5 台 650KW,生活用电 50KW,水泵 30KW,拌合站 195KW,钢筋加工厂 100KW,
7、通风机 528KW;洞内用电负荷为注浆机及湿喷机 70KW,洞内照明 12KW,砼输送泵 65KW,台车 40KW,水泵15KW;共计 1740KW。 正洞进出口方向各掘进 1000m:洞外用电负荷为 20m3空压机 6 台 780KW,生活用电 50KW,水泵 30KW,拌合站 195KW,钢筋加工厂 100KW,通风机 528KW;洞内用电负荷为注浆机及湿喷机 70KW,洞内照明 20KW,砼输送泵 65KW,台车 40KW,水泵30KW;共计 1908KW。3 正洞出口方向掘进1500m:洞外用电负荷为20m3空压机 7 台 910KW,生活用电 50KW,水泵 30KW,拌合站 195
8、KW,钢筋加工厂 100KW,通风机 528KW;洞内用电负荷为注浆机及湿喷机 70KW,洞内照明 25KW,砼输送泵 65KW,台车 40KW,水泵 40KW;共计 2053KW。 正洞出口方向掘进 2000m:洞外用电负荷为 20m3空压机 7 台 910KW,生活用电 50KW,水泵 30KW,拌合站 195KW,钢筋加工厂 100KW,通风机 528KW;洞内用电负荷为注浆机及湿喷机 70KW,洞内照明 30KW,砼输送泵 65KW,台车 40KW,水泵 60KW;共计 2078KW。正洞掘进完毕,横洞及正洞衬砌阶段:洞外用电负荷为生活用电50KW,水泵30KW,拌合站 195KW,钢
9、筋加工厂 50KW;洞内用电负荷为洞内照明40KW,砼输送泵130KW,台车 40KW,水泵 60KW;共计 595KW。根据每个施工阶段的用电负荷,横洞施工阶段洞口设1 台 630KVA变压器。进入正洞施工以后增设一台1000KVA变压器,在正洞施工超过1000m以后, 10KV高压进洞,在出口方向距离掌字面500m处增设一台 315KVA变压器,以满足施工用电需求。为防止高压电源停电而影响施工,洞口安装1 台 300KW发电机。为满足供电需要,2洞内采用不小于150mm电缆线。1800mm风筒1800 mm 风筒高压电缆正洞动力及照明线路高压电缆隧道横中洞动力及照明线路心隧线高压水管道高压
10、风管中线内轨顶高压水管高压风管横洞洞身图 2 横洞及正洞洞内三管两线布置图3、施工供水施工水源:在既有铁路桥上游设置集水坑, 1 台 7.5KW高压水泵抽水至高山水池。高压水管:根据施工需要,横洞高压水管直径为100mm,进入正洞后用三通管向进口方向分直径 80mm水管,直径 80mm高压水管随出口方向掌字面延伸。高压4水管安装在高压风管上部,为满足施工用水水压要求,在管道进入洞内适当位置设两处管道增压泵。高山水池:设置一座。水池容量根据全断面掘进所需用水量计算:每循环开挖用水 15 m3,喷砼支护用水5 m3 ,其他用水 2 m3,共计 22 m3,水管体积 25 m3,水池储存水量按 1.
11、5 个循环计算,考虑其他用水3310 m,共需 80 m。水池底面位置的标高按高于进口方向 DK964900拱顶标高 30m计算,底面标高为 1728.6+30+8.9=1767,.5m位置必须避开横洞,以免对隧道安全造成隐患。为保证供水安全有效,抽水站设1 台备用泵,若工作泵发生故障,备用泵立即启用。抽水设备安装漏电保护、电机过热保护、缺水保护等故障报警系统,保证施工用水正常。4、施工供风空压机:根据正洞全断面开挖计算用风量。全断面开挖一般配备18 台风动凿岩机(拱部10 台,边墙 8 台),工作面需用风3370 m,包括出口方向 2200m风压损失 48 m,空压机按 20 m3 计算,共
12、需要7 台,为防止机械故障引起掌字面断风,备用1 台 20 m3 空压机,总计 8 台。高压风管:从空压机房至横洞洞口采用 300mm供风管,进入横洞后采用采用 250mmm供风管供风,进入正洞后进出口方向均采用 150mm供风管供风, 三通管连接。 横洞施工时供风管及高压水管设置在距底板 50cm处,正洞施工时供风管及高压水管设置在距内轨顶 45cm处,以保证不影响二次衬砌的正常施工。为储存风量,缓解风压损失,在供风主管线上隔段增设风包,在管线最低和末端处加设油水分离器,经常排放高压风管和风包中的积水、油污,保证供风质量。5、施工排水横洞洞内在左侧设4030cm矩形排水沟自然排出洞外。正洞内
13、顺坡排水段,沿中心排水沟流入横洞底泵站;反坡段施工时,将掌子面积水采用7.5KW 污水泵和集水井配合,接力抽排至横洞底固定泵站,正洞中心每隔300m设置集水井,利用排污泵多级接力抽排出洞外。洞口建污水处理站。设专人值守泵站,保证正常作业。泵站抽水采取自动控制方式。6、施工通风5横洞施工采用( 1 台 275kw 通风机)压入式的通风方式。通风管采用直径1800mmPVC高强、柔性风管,悬挂于洞顶。正洞施工采用( 2 台 2 132kw 通风机)压入式的通风方式。通风管采用直径1800mmPVC高强、柔性风管,悬挂于洞顶。7、生产、生活房屋等临时设施根据本项目工程量、施工特点及工期安排,计划上场
14、人员200 人。遵循方便生2产、便于管理的原则,设置生活、生产区各1 处,生活、办公区占地800m,生产区2占地 6200m,生产用房靠近洞口布置。生活房屋及生产用房均采用彩钢板房。生活区统一规划、集中布置,营区周围设围护,围护采用铁丝网,涂以明显色彩。生活区垃圾集中堆放,定期用垃圾车运往指定处理点处理;生活污水排入污水收集容器处理并拉到指定地点排放。在横洞洞口设电子自动计量混凝土拌合站2 座:其中一座搅拌喷射混凝土料,3;另一座搅拌混凝土料,生产能力3,满足隧道混凝土施工。生产能力 75m/h150m/h在洞口附近设钢构件加工间和混凝土预制生产厂,集中加工各种钢结构件及各种混凝土预制件,实现
15、工厂化管理,保证加工、生产的质量。在洞口附近设置设备维修间,进行各种机械设备的日常维修保养工作,保证各种机械的正常运转,保障施工生产的正常进行。(洞口场地布置图见 附图 )8、隧道弃碴洞内采用挖掘机扒碴 , 侧卸式装载机装碴 , 自卸汽车出碴。一次性弃碴至指定弃碴场,严禁乱堆乱放。四、 洞口开挖:洞口段采用分层开挖,施工机械以 CAT320L挖掘机为主;洞口场地用装载机辅以推土机整平压实;遇坚硬石质地层人工钻眼爆破,运输采用自卸车。洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要,合理布置供风、供水、供电设施、材料存放及加工场地、机械停放场地。 洞口施工程序见流程图 3。1、测量及计算 首先在距横洞洞口里程
16、(DK965+580左侧 525 米) 处每 5 米测量原地面横断面并标识清楚, 然后根据实际测量断面对照设计图纸用 CAD绘出各断面理论开挖轮廓。 测量班按照计算出的理论数据放出开挖桩, 并复核该点实测标高是否与理论标高相符,如不相符,根据设计边仰坡坡度( 1:1 )及洞门图纸用钢尺和水准仪采用6递进法放出开挖线,并用木桩及红线连接,保证线形圆顺。主便道修至洞口截水沟的开挖和修筑施工场地的平整修建洞口临时生产设施洞口土石方分层开挖挖至路基设计高程边坡临时防护洞门排水沟的修筑边坡修整洞门施工附属工程施工洞门装饰(如设计有要求)图 3洞口施工程序框图2、洞顶截水沟施工 根据测量放样结果,用挖掘机
17、在距开挖线 510 米范围内开挖梯形截水沟 ( 40 60cm)并顺接至既有水沟,截水沟中心线必须与开挖线平行且线形圆顺。 洞身开挖过程中,截水沟用35cm厚 M5浆砌片石及时封闭。73、边仰坡施工 按照测量放样的开挖桩分层开挖,机械开挖至距设计标高30cm 时,人工修整到位。 边仰坡开挖顺序及参数见表2。表 2 边仰坡开挖顺序及参数顺序设计底面标高 (m)边仰坡坡度备注11713.22+7.731:121713.22+5.061:131713.22+2.521:141713.221:1 按照施工顺序每开挖一层,及时进行防护,以防围岩风化,遇雨水渗透而塌方。边仰坡面梅花形布置 22 砂浆锚杆长
18、 3m,间距 1.5 米,先初喷 3cm厚喷射砼,然后铺设 8 钢筋网片,网格间距 2525cm,最后补喷 5cm喷射砼封闭。 施工中应少刷边仰坡,尽量减少对原有植被的破坏和对洞口的扰动,对开挖裸露的部分采用人工植草皮绿化防护。4、套拱施工 部:(套拱部施工顺序图见附图一、二)A、洞口开挖至标高 1713.22+5.06m 时,测量放样洞口段 V 级围岩初支内侧断面轮廓线并用红漆标明(套拱施工测量放样图见 附图三)。根据放样结果,人工使用风镐和铁锹修筑土模。达到设计断面后,在土模表面抹 2cm 厚砂浆。然后紧贴洞门线安装提前准备好的工字钢架,共 5 榀,间距 50cm,并用 22 螺纹钢连接,
19、环向间距60cm,与钢架焊接牢固(钢架参数图见 附图四)。B、钢架安装完成后,拱架外侧用22mm定位钢筋将导向管焊接在拱架上。导向管采用 10cm焊管制作,长度2m,共 37 根,管中心到中心距离为30cm并与套拱中心重合(套拱厚度50cm),不设置外插角。经技术人员复核后,开始安装套拱模板。模板采用胶合板制作,外侧用18 钢筋加固,环向及纵向间距均为50cm。在拱顶位置预留天窗( 50cm200cm)便于砼施工。C、浇注砼前用棉布将导向管口塞紧,防止浆液渗入堵塞导向管,并在两侧拱脚处堆积 20cm厚河砂,以便于钢架拱脚在施工下部套拱时连接。套拱采用 C25砼浇注,浇注过程中用钢钎反复插导使砼
20、密实,同时注意要避开导向管位置。砼浇注完成后12 小时,开始拆除模板(小导管参数图见附图五 )。D、小管棚采用外径 54mm,壁厚 5mm钢管制作,管壁钻 10mm注浆孔,间距 20cm,梅花形布置。尾部止浆钢板用4mm厚钢板制作,直径10cm,中心设 1.5cm 注浆孔。8注浆管用 22mm钢管制作,长度 20cm,与止浆板连接处焊接同直径开关,并与止浆钢板焊接牢固。E、钢拱架、小导管、止浆钢板与开关、注浆管的连接件应在边仰坡1 部开挖前制作完成。F、小管棚钻孔采用手持风动凿岩机,钻头采用60 号。施工时每4 个孔安排 1台,每台配置2 人。钻孔时,要始终保持钻杆水平。钻孔成型后,用凿岩机将
21、事先加工好的小导管送入孔内,让后将止浆钢板、开关及注浆管与小导管焊接牢固,焊缝饱满,保证注浆过程中无漏浆现象发生。G、注浆采用单液注浆泵,浆液水灰比1:1 。施工时从底部开始向拱顶分单、双号注浆,待单号孔浆液初凝后,再进行双号孔施工。注浆压力达到1.5Mpa 后,将注浆泵停下,等待几分钟后,若压力降到0.6Mpa 以下,再继续注浆,这样反复几次直到压力不能下降时为止。注浆工艺流程见图3。水 泥水搅 拌 桶储 浆注 浆孔 口岩体图 4 注浆工艺流程图注浆结束后,用 M5砂浆充填密实,以增强钢管的刚度和强度。H、洞口 V 级围岩开挖采用三台阶法(三台阶施工工序图见 附图六 ),上台阶预留核心土,核
22、心土长度为 2 3m。开挖尽量采用挖掘机开挖人工配合修整, 必要时小炮开挖,严格控制装药量,以保护围岩,开挖轮廓要圆顺,防止出现应力集中,侧卸式装载机配合自卸汽车出碴。I 、开挖后及时喷砼35cm 封闭岩面及核心土,及早施作拱部喷锚网、钢架初期支护。施工时,每侧钢拱架接头设置2 根锁脚砂浆锚杆,用以保证钢架的稳定性。为保证工字钢拱架置于稳固的地基上,施工中在工字钢拱架基脚部位预留0.15 0.2m 原地基架立工字钢拱架时挖槽就位, 并在钢拱架基脚处设槽钢以增加基底承载力。工字钢拱架平面应垂直于隧道中线,其倾斜度不大于2。工字钢拱架的任何部9位偏离铅垂面不应大于5cm。为保证工字钢拱架位置安设准
23、确,隧道开挖时在工字钢拱架的各连接板处预留工字钢拱架连接板凹槽;两拱脚处和两边墙脚处预留安装工字钢拱架槽钢凹槽。初喷砼时,在凹槽处打入木楔,为架设钢架留出连接板位置。工字钢拱架按设计位置安设,在安设过程中当工字钢拱架和初喷层之间有较大间隙应设骑马垫块,工字钢拱架与围岩(或垫块)接触间距不应大于50mm。为增强工字钢拱架的整体稳定性,将工字钢拱架与锚杆焊接在一起。沿工字钢拱架设纵向连接钢筋,并按设计环向间距设置。为使工字钢拱架准确定位,工字钢拱架架设前均需预先打设定位系筋。系筋一端与工字钢拱架焊接在一起,另一端锚入围岩中 0.5 1m 并用砂浆锚固,当工字钢拱架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。工
24、字钢拱架架立后尽快喷砼作业,拱架接头位置用土掩埋 20cm,为中台阶拱架安装提供条件。喷砼工字钢拱架全部覆盖,使工字钢拱架与喷砼共同受力,喷射砼分层进行,每层厚度 56cm左右,先从拱脚或墙脚处向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚(墙脚)不密实,造成强度不够,拱脚(墙脚)失稳。每循环进尺控制在0.8 1.6m,当上台阶超前5m时,开始施工部。 部 :(套拱部施工顺序图见附图七、八)A、根据施工断面图测量放样,洞身轮廓用红漆标明。机械开挖边坡土方,人工配合修整。B、清除上台阶钢架底部河砂,安装部钢拱架 5 榀,并用22 螺纹钢筋连接牢固。C、安装套拱模板,外模及挡头模采用大块胶合板自制而成。外侧用铰
25、手架支撑牢固。D、浇注套拱砼,人工采用插入式振动棒振捣密实。E、砼浇注完成24 小时后,开挖套拱内部土方。开挖时两侧不能同时进行,左侧要超前右侧 3m。开挖、边坡防护及初期支护支护参数和施工方法见部。 部 :(套拱部施工顺序图见附图九、十)边坡开挖后,先施工洞口砼仰拱50cm,防止钢拱架拱脚受雨水浸泡后变形。其他施工方法及施工顺序与部相同。进洞工程施工完毕后,开始进行横洞洞身施工。五、横洞洞身开挖与支护:10横洞洞身围岩级别分类统计表见表 3。各级围岩开挖断面见附图。表 3 横洞洞身围岩级别分类统计表里程围岩级别长度 (m)开挖方法备注HK0+00002020三台阶预留核心土法HK0+0203
26、91371全断面开挖HK0+39147180三台阶法HK0+47152554三台阶预留核心土法1、级围岩采用三台阶法施工。三台阶法施工程序图见图 5。级上部弧形导坑采用人工风镐开挖,必要时辅以弱爆破,中下导及底板采用控制爆破开挖(级围岩开挖断面测量放样见附图十一);级上导弧形导坑、中下部及仰拱均采用控制爆破法开挖,各部之间的间距不超过 3m。各部开挖后及时封闭掌子面,喷网锚格栅钢架联合支护作业。拱脚、中下导墙角增设锁脚锚杆,初期支护及时成环。采用风动凿岩机钻孔,非电毫秒雷管微差起爆,喷射机械手湿喷作业。仰拱开挖 36m后施做仰拱。核心土距拱顶开挖面 1.5m,坡脚距拱脚开挖 2.5m。上中导开
27、挖后,采用挖掘机将洞碴扒至下导,装载机装碴,自卸汽车出碴运输。施工中认真进行围岩量测,实行信息化施工,动态化管理,及时反馈信息,调整支护参数,确保施工安全。施工注意事项:中下导左、右边墙开挖必须交错施工,严禁两侧同时对挖。三个台阶平行作业,底板施工实行短开挖、快支护,及时施做钢架支护,闭合成环。加强洞内施工抽排水,防止边墙失稳。2、级围岩采用全断面光面爆破法开挖。采用风动凿岩机钻眼,非电毫秒雷管微差起爆。周边眼采用25mm小直径药卷不隅合装药方式,其余炮眼采用连续装药,富水地段选用乳化防水炸药,掏槽眼采用复式楔形掏槽。爆破材料采用 119 段塑料导爆管,非电毫秒雷管起爆,周边眼采用低爆速、低密
28、度、高爆力、传爆性好的小直径硝铵炸药( 20mm直径),厂制炮泥堵塞,导爆管复式网路联接,全断面一次起爆(级围岩开挖断面测量放附样图见十三)。光面爆破受多种因素影响 , 包括围岩强度、整体性、节理、层理等地质因素,现场围岩地质结构千变万化,要想取得理想的光爆效果,爆破参数必须进行现场设计动态调整。同一类围岩经试爆取得的技术参数,作为初步依据,每一循环爆破作业都要由有经验的11爆破员根据上一循环爆破效果,以及本循环围岩特征进行适当调整,选择一组最佳技术参数,取得本循环理想的光爆效果,上一循环是下一循环的预设计和试爆破。光面爆破设计工艺流程见图 6。1开挖环形弧导左侧下导初期支护拱部初期支护10右
29、侧下导开挖3开挖核心土右侧下导初期支护4左侧开挖中导底板砼整体浇筑左侧中导初期支护6右侧开挖中导拱墙二次衬砌施工右侧中导初期支护8左侧面开挖下导图 5 三台阶法施工程序图光面爆破施工工艺施工顺序:测量放样标出孔位钻正顶孔钻孔装药连线起爆。钻孔台架钻孔作业:固定人员司钻,固定部位孔眼,严格控制外插角和周边眼间距。在拱部周边眼钻孔完毕后,利用装药平台进行装药联线作业。整个钻孔过程中,可分为准备、定位、开口、拔杆、移位五步。12准备:开工前准备工作做到“四查” 。即:查凿岩机的运转及油管各部件;查水路及管路连接部位是否牢固;查钻头钻杆等配件是否备全;查易耗材料、器材是否有充分的备用量。测定围岩参数爆
30、破参数预设计试爆破爆破效果评判不理想理想确定爆破参数结合围岩具体特征调整参数钻爆作业调整爆破参数图 6 光面爆破设计流程图定位:在掌子面画出各炮孔位置及中线和高程十字线,确定钻孔范围,并明确钻孔先后次序。开口:开口时缓慢推进,并特别注意钻杆方向与隧道中线的夹角是否符合设计外插角。拔杆:在整体性好的石质可中速较慢拔出;如遇破碎岩石卡钎时,应慢慢来回推进,使之拔出;如拔杆困难,靠近原孔位重新钻眼,使之拔出。移位钻孔:钻好一个炮孔进行下一炮孔钻进时,要做到“准、顺、平、齐”。准:按周边孔参数要求,孔位要选准;顺:边墙孔孔口要顺开挖轮廓线布置,使孔底均位于开挖允许的超欠范围内;平:各炮眼相互平行(孔口
31、和孔底距相等) ;齐: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。保证钻孔质量措施: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;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。按爆破设计装药量装药联线,塑料导爆管起爆网络采用复式联接网路。炮孔孔口采用炮泥堵塞,炮泥由炮泥机加工成型。133、超前支护本标段隧道级围岩段,设计采用 42mm超前注浆小导管加固,长度 L=3.5m。超前小导管施工前用喷射混凝土封闭掌子面,然后施做小导管形成一定厚度的加固圈后,进行开挖等作业。小导管施工工艺流
32、程见图 7。超前小导管环向间距2m,长度 L=3.5m,搭接长度 1.5m,开挖之前沿开挖轮廓线外 10cm施作,外插角为 10 15 ,采用风动凿岩机钻孔后安装超前小导管并与钢架焊接固定。采用双液注浆泵进行注浆作业,无水地段注水泥单液浆,有水地段注喷混凝土封闭开挖面沿周边布孔钻孔插入小导管小导管加工注浆浆液准备洞室开挖图 7超前小导管施工工艺框图水泥水玻璃双液浆,双液浆水泥与水玻璃的体积比1:0.6 ,水泥浆水灰比( 重量比 )1:1 ,水玻璃波美度 35,缓凝剂掺量为 22.5%。注浆压力一般为 0.8MPa,施工中根据现场实验确定较合理的注浆参数。小导管在构件加工厂制作,前端做成尖锥形,
33、尾部焊接 8mm钢筋加劲箍,管壁上每隔 15cm交错钻眼,眼孔直径为 68mm。小导管加工见 图 8。风动凿岩机钻孔后,将小导管按设计要求插入孔中,围岩软弱地段用游锤或凿岩机直接将小导管沿格栅钢架中部打入,尾部与钢架焊接到一起,共同组成预支护体系。注浆设备采用双液注浆泵,注浆参数严格按设计和施工规范进行。注浆前先喷射混凝土 510cm 封闭掌子面作止浆墙,当单孔注浆量达到设计注浆量时,结束注浆。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆作业中认真填写注浆记录,随时分析和改进作业,并注意观察施工支护工作面的状态。小导管水泥水玻璃双14液浆注浆工艺流程见 图 9。开挖之前试挖掌子面, 无明显渗
34、水时,即可进行开挖作业。50cm15cm8mm加劲箍42mm钢管图 8注浆小导管加工图4、初期支护本标段锚喷支护内容包括:挂钢筋网、安装钢架、系统锚杆、喷混凝土。具体采用 25 中空注浆锚杆、 22mm砂浆锚杆、钢筋网、型钢钢架、C20喷射混凝土等支护措施。支护紧跟开挖面及时施作,以减少围岩暴露时间,抑制围岩变形,防止围岩在短期内松弛剥落。球 拌机 口 力表孔口 力表混合器注 小 管管路蓄 池地 图 9小导管注浆工艺流程图钢架、钢筋网和锚杆由洞外构件厂加工,人工安装钢架,挂设钢筋网,风动凿岩机施作系统锚杆,喷射机械手湿喷混凝土。喷锚支护工艺流程见图 10。正洞双线各级围岩支护参数详见表 4。各
35、级围岩衬砌断面及初期支护钢架见附图十四、十五、十六。15表 4隧道横洞支护参数表系统锚杆喷混凝土钢筋网钢架(kg)42超前小导管22砂浆锚杆衬砌间距类型设置厚度设置长度间距设置规格间距设置长度间距部位(cm)部位m(m)部位mm(cm)部位纵/ 环(m)m(m)V级拱墙18拱部3.00.8拱部615拱墙0.82/0.43.5模筑15级拱墙15拱部2.51.0拱部620拱墙1.0模筑20级拱墙10拱部2.51.0拱部620模筑20衬砌衬砌混凝土42锁脚小导管设置厚度设置预留变形量(cm)类型长度(m)部位(cm)部位V级拱墙30接头4.015模筑级拱墙25拱部3.010模筑级拱墙2010模筑超前
36、地质预报开挖初喷混凝土5cm施 工 放 样安装钢架及挂钢筋网否是否符合标准是调整施作系统锚杆喷射混凝土达到设计厚度监 控 量 测反馈、调整确定支护参数图 10 喷锚支护施工工艺流程图 25 中空注浆锚杆中空注浆锚杆施工工艺流程见 图 11。16标出锚杆位置钻孔检查锚杆安装锚杆体、止浆塞和垫板备料注浆制浆封口清洗整理图 11 中空注浆锚杆工艺流程图A 锚杆安装:采用凿岩机钻孔,钻进至设计深度后,高压风清孔;检查锚杆孔中是否有异物堵塞;若有,应清除干净后,再将锚杆插入孔内,锚杆外露孔口长度满足安装止浆塞、垫板螺栓为宜; 将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm左右,安装垫板及螺母,此时不宜上紧。B
37、锚杆注浆:检查注浆泵及其零件是否齐备和正常,熟悉有关泵的操作程序。用水或风检查孔体是否畅通,孔口返水或风即可。迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好。配制浆液 , 使水灰比、和易性符合设计和规范要求。开动泵注浆,整个过程应连续不停顿,一次完成,观察到浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值,即可停泵。当完成一根锚杆注浆后,应迅速卸下注浆软管并安装至另一根锚杆,进行注浆。完成整个注浆后,应及时清洗及保养注浆泵。在灰浆达到初始设计强度后,方可上紧垫板及螺母。C 施工注意事项:在软岩土层中施作时,需环向隔开一定距离隔孔钻进,避免岩体注水太多可能导致围岩面滑坍。浆液应严格按配合比配制,并随用随配。17为
38、保证注浆效果,止浆塞打入孔口不应小于 10cm,而且待排完气后应立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的孔隙,保证在规定压力下浆液不致窜出。 22 砂浆锚杆锚杆预先在洞外钢构件厂按设计要求加工制作。砂浆强度不得低于M20。砂浆锚杆施工工艺流程为:钻孔清孔注浆插入杆体安装锚杆垫板。施工采用风动凿岩机,按设计要求钻孔,达到标准后,用高压风清除孔内岩屑;用注浆泵将水泥砂浆注入孔内,砂浆至少填充锚杆孔体积的 2/3 后方可停止注浆;及时将加工好的杆体插入孔内,安装锚杆垫板。施工时应注意:锚杆钻孔位置及孔深必须准确;锚杆要除去油污、铁锈和杂质;锚杆体插入孔内不小于设计长度的 95%。 钢筋网横洞钢筋网采用 6
39、mm钢筋,按设计预先在洞外钢构件厂加工成型。 钢筋类型及网格间距符合设计要求施作。钢筋网根据初喷混凝土面的实际起伏状铺设, 并与受喷面间隙不大于 3cm。钢筋网与钢筋网、钢筋网与锚杆、钢筋网与钢架连接筋点焊在一起,使钢筋网在喷射时不晃动。钢筋网在构件加工厂加工成片,洞内焊接形成整体。施工注意事项:钢筋网制作前对钢筋进行校直、除锈及油污等处理;安装前,岩面初喷 4cm厚混凝土形成钢筋保护层。 工字钢架施工横洞、级围岩分别采用 I12.6 、I16 型工字钢架支护。工字钢架在洞外按设计加工成型,洞内安装在初喷砼之后进行,与定位系筋焊接。钢拱架间设纵向连接筋,钢架间以喷砼填平。钢架拱脚必须放在牢固的
40、基础上,架立时垂直隧道中线,当钢架和围岩之间间隙过大时设置垫块,用喷砼喷填。A 现场制作加工a 工字钢架按设计要求预先在洞外结构件厂加工成型。先将加工场地用C15 砼硬化,按设计放出加工大样。b 放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割、刨边的加工余量。将工字钢冷弯成形,要求尺寸准确,弧形圆顺。c 钢拱架加工后进行试拼,允许误差:沿隧道周边轮廓误差不应大于3cm。18钢拱架由拱部,边墙各单元钢构件拼装而成。各单元用螺栓连接。螺栓孔眼中心间误差不超过 0.5cm。钢拱架平放时,平面翘曲应小于2cm。B 钢拱架架设工艺要求:a 为保证钢拱架置于稳固的地基上,施工中在钢拱架基脚部位预留原地基;架立钢
41、拱架时挖槽就位,并在钢拱架基脚处设钢板以增加基底承载力。b 钢拱架平面垂直于隧道中线,其倾斜度不大于2Ocm。钢拱架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。c 为保证钢拱架位置安设准确,隧道开挖时在工字钢架的各连接板处预留工字钢架连接板凹槽。初喷混凝土时,在凹槽处打入木楔,为架设钢架留出连接板位置。d 钢拱架按设计位置安设,在安设过程中当钢拱架和初喷层之间有较大间隙应设骑马垫块,钢拱架与围岩(或垫块)接触间距不应大于50mm。e 为增强钢拱架的整体稳定性,将钢拱架与锚杆焊接在一起。沿钢拱架设直径为 18cm的纵向连接钢筋,并按环向间距 0.6m 设置。f 为使钢拱架准确定位,钢拱架设前均需预先打设
42、定位系筋。系筋一端与钢拱架焊接在一起,另一端锚入围岩中 0.5 1m 并用砂浆锚固,当钢拱架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。g 钢拱架架立后尽快喷砼作业,并将钢拱架全部覆盖,使钢拱架与喷砼共同受力,喷射砼分层进行,每层厚度 5 6cm左右,先从拱脚或墙脚处向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚(墙脚)不密实,造成强度不够,拱脚(墙脚)失稳。 喷射混凝土横洞采用 C20 喷射混凝土。喷射混凝土采用洞外自动计量拌合站拌合。喷射机械手湿喷混凝土作业。喷射混凝土作业,分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖( 或分部开挖 ) 完成后立即进行,以尽早封闭暴露开挖面,防止表层风化剥落。复喷混凝土在系统锚杆、钢筋网、钢架
43、安装施作后进行,尽快闭合支护整体受力,以抑制围岩变位。钢架间用混凝土复喷平整,并有足够的保护层。湿喷混凝土施工工艺流程见图 12。19按照设计厚度利用原有部件如锚杆外露长度标出刻度,做为标记。也可在岩面上打入短钢筋,混凝土喷射机械手安装调试好后,在料斗上安装振动筛 (筛孔 10mm),以避免超粒径骨料进入喷射机。喷射时,送风之前先打开计量泵,送风后调整风压,使之控制在 0.45 0.70MPa之间。5、底板施工底板混凝土超前于衬砌及时施作,确保支护和衬砌结构的稳定性。为施工运输水泥砂拌合时间 1min石子混凝土运输车运送水受 喷筛网 10mm(滤出超径石子)围岩面30混凝土喷射机械手cm风压控
44、制在80-150cm液体速凝剂(水泥用量4%)图 12 湿喷混凝土施工工艺流程图方便,底板超前于二衬施做,采用移动式栈桥进行混凝土施工,解决底板施工和运输之间相互干扰的矛盾,确保底板砼整体浇筑和足够的凝固时间。底板施工紧跟隧道下部开挖面进行,待喷锚支护全断面施作完成后,灌筑底板混凝土,底板混凝土采用简易拱架, 浮放模板浇筑; 级围岩地段一次灌筑混凝土底板长度3 6m,每天施作一次。在级围岩地段一次灌筑长度为6 10m;级围岩地段一次灌筑长度10m。底板施工工序见 图 13。为了保证出碴和进料运输与仰拱施工平行作业,减少施工干扰,加快掌子面的掘进速度,并保证仰拱闭合后支护结构的受力效果,仰拱混凝
45、土施工采用全幅整体灌筑 , 采用移动栈桥解决洞内出碴进料与仰拱施工之间的干扰问题。移动栈桥仰拱示意图见 图 14。20设置安装边墙连接钢筋混凝土生产、 运输测开清隐灌捣养浮筑量挖检固护碴砼抽排水接缝处理设槽形挡头模及水沟模板图 13底板施工工序流程图开挖出碴区底板施工区底板已施工区开挖出碴区底板施工区底板已施工区图 14 移动栈桥示意图测量放样,由内轨顶标高,反算底板基坑底标高;采用CAT320C挖掘机一次性开挖到位 ( 全断面开挖爆破一次到位,暂不出碴) ,人工辅助清理底部浮碴杂物;将上循环底板混凝土接头凿毛处理,按设计要求预留与边墙衬砌连接筋;自检合格后,报监理工程师隐蔽检查并签证,混凝土
46、输送车运输灌筑,插入式振动棒捣固。6、结构防排水隧道均采用右侧排水沟排水, 隧道初支和二衬之间铺设EVA防水板(厚 1.2mm)。防水层和初期支护间拱墙环向设50mm软式透水管盲沟、边墙墙脚纵向设 80mm软式透水管盲沟,并与环向盲沟连通,连通点逢泄水孔部位采用三通直接引入侧沟内。施工缝设中埋式橡胶止水带,变形缝采用背贴式橡胶止水带加中埋式钢边橡胶止水带。防水层铺设利用简易作业平台施作。监控量测表明支护变形已基本趋于稳定且净空满足二次衬砌厚度、支护表面平整经地质雷达检测初期支护及背后密实,满足质量要求后方可铺设防水板。防水层铺设作业区不得进行爆破,防止因爆破产生的21飞石而损坏防水层结构。在衬
47、砌台车就位前,对防水层进行全面检查,铺设过程中对接缝进行充气检查。防水层施工与二次衬砌混凝土灌筑之间相距20m 左右,不宜过长。 防水层铺设工艺防水层采用无钉孔铺设工艺。施工工艺流程见图 15。地质雷达检测支护及准备工作背后密实情况并处理防水板固定防水板接缝焊接充气检查合格移走作业平台1. 切除外露铁件头2. 砂浆抹平3. 防水板质量检查不合格补强结束图 15 防水层铺设施工工艺流程图A 施工准备作业平台就位后,将支护表面外露的锚杆头、钢筋头用氧焊齐根切除,并抹砂浆将其覆盖。对支护表面凹凸不平的部位进行修凿抹平。将电源线接到位,检验爬焊机、热风焊枪能否正常工作。B 防水层铺设用穿有塑料焊垫的水
48、泥钉在隧道轮廓喷射混凝土表面从上向下梅花型布置,间距拱部 0.5 0.5m,边墙 1.0 1.0m。分别将无纺布及防水板从台车顶左、右对称沿隧道轮廓展开,并用齐头短木棒将防水层沿隧道轮廓撑开。将防水层背后吊带系在水泥钉上,并且防水层保持松紧适度,幅与幅之间的搭接长度不小于10cm。开启双轮自动爬焊机,调试好温度及爬行速度,待温度达到后进行试焊。当试焊可行后,进行正式焊接。将防水层接缝压入爬焊机热楔,开动爬焊机,手扶控制方向,爬焊机走过后,接缝形成两条宽1cm间距 5cm的焊缝。22进行充气质量检验,检查接缝是否有漏焊现象,焊点有无虚焊及焊穿现象,针对情况采用热风焊枪进行补焊。当质量检验合格后,
49、台车移到下一作业面。B 施工要点固定防水层时,应视支护表面的平整度将防水层预留一定的富余量,以防过紧而被混凝土挤破。为使防水层接头焊接良好, 防水层每环铺设长度应比衬砌长度长 0.6 1m,以利接头焊接施工。防水层接缝和衬砌施工缝应错开0.6 1m。防水层铺设好后,尽快灌筑混凝土。衬砌端部预留防水层接头须采取防护措施,防止损破防水层。衬砌钢筋安装、各种预埋件设置、挡头模安装,以及泵送混凝土等工序作业中要防止破坏防水层。在钢筋混凝土衬砌地段,对已铺设的防水层,在焊接或绑扎钢筋时,采取移动保护板对成品防水层进行保护。对成股向外涌水,根据水流量的大小,采取埋设多根大直径半圆塑料管来取代软式透水管;在
50、淋水地段,防水层打湿后,焊缝质量难以保证,预铺一层排水板引水,然后再按设计铺设防水层。 软式透水管盲沟隧道拱墙在防水层与初期支护间环向设 50mm软式透水管盲沟,墙脚纵向设100mm软式透水管,墙脚纵向、拱墙环向盲沟与墙脚泄水孔采用三通管连接。施工时,用 5cm的锚固钉及 PE板窄条将软式透水管固定在支护面上,纵向、环向每隔 50cm固定一处。 橡胶止水条及止水带二次衬砌施工缝处设橡胶止水条。其施工方法及技术措施如下:止水条安装8 小时前,停止施工缝处混凝土的养护,并采取措施防止水进入粘贴止水条的槽口。止水条于相应部位混凝土灌筑前2 小时安装;将施工缝端头凿毛,高压水清洗,用水泥钉或胶带泥按2
51、0cm间距将橡胶止水条固定在端头混凝土中间。中埋式橡胶止水带沿挡头模板用6 钢筋卡固定牢固, 浇注混凝土时, 止水带的凸齿嵌入混凝土中形成了隔离带,并保证止水带预留一半浇注在下一循环衬砌砼中。237、钢筋施工 施工准备A 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。B 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
52、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、钢号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,由钢构件加工厂制作,现场人工绑扎、焊接。施工时应防止损坏防水层和注意预埋件安装。8、二次衬砌施工九盘岭隧道横洞衬砌均采用复合式衬砌。横洞拱部、边墙采用 C25 混凝土;底板采用 C30 混凝土。 施工方法横洞混凝土衬砌,采用3015 组合钢模衬砌台架1 台灌筑。模筑衬砌混凝土一次施工长度9m,采用 HBT50型混凝土输送泵作业, 由下向上,对称分层
53、,先墙后拱灌筑,入模倾落自由高度不超过 2.0m,机械振捣。挡头模板采用自制木模,确保施工缝处混凝土质量。混凝土生产由洞外设 JS750+PLD1000自动计量拌合机 2 台,生产能力、混凝土拌合站配置均满足施工要求。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。 混凝土施工工艺24隧道模筑混凝土衬砌施工程序及工艺流程见图 16。施工准备1、中线水平放样检查2、铺设衬砌台车轨道混凝土拌制安设防排水材料1、安装纵向、 环向盲管2、挂设防水层混凝土运输3、设置止水带台车移位1、水平定位立模台车定位2、拱部中心线定位立模3、边墙模板净
54、空定位混凝土泵送4、清理基层, 涂脱模剂隐蔽检查整改合格不合格灌筑混凝土脱模、台车退出养护地质雷达检测图 16 模筑混凝土衬砌施工工艺流程图A 施工准备测量工程师和隧道工程师共同进行水平、高程测量放样。根据测量资料使钢模定位,保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致,拱墙模板定位后固定,测量复核无误。清理基底杂物、积水和浮碴;衬砌台架前端装设自制挡头模板,并按设计要求安装固定止水带;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。B 混凝土原材料骨料:细骨料采用河砂,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
55、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:水泥采用散装水泥,备用袋装水泥,进场必须有出厂合格证。进场后,25由中心试验室按规范要求,进行各项性能得检验。水泥进库后按规程要求上盖下垫分批推放,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。水:使用前对水进行有害物质含量化学分析实验,污水、废水、PH值小于 4 的酸性水、大于 9 的碱性水及硫酸盐含量超过水重1%者均不得用于混凝土拌制。C 混凝土搅拌洞口搅拌站采用电子自动计量系统,配二台 JS750+PL1000(生产能力 150m3/h),一台 JS750+PL1000(生产能力 75m3/h)
56、混凝土搅拌站,分别生产混凝土和喷射混凝土料。 ZLC40B装载机供料。混凝土搅拌严格按设计配合比计量拌合,采用质量法设计。D 混凝土运输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。E 混凝土灌筑混凝土自模板窗口灌入,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,插入式振动棒振捣密实,并避免碰撞钢筋、模板、预埋件和止水带等。振动棒插入下层混凝土50mm左右。F 混凝土养护及整修模筑混凝土衬砌应
57、根据不同地段承压情况,混凝土强度分别达到设计强度的100%、70%及 8.0MPa时方可拆模。G 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,底板及基础部位的浮碴、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、预埋件和止水带进行仔细检查,符合要求后方能灌筑。施工缝连接筋采用 18 螺纹钢 ,每根长 1m,埋入砼 0.5m, 间距 0.4m 梅花形布置。混凝土衬砌灌筑过程中,严禁损坏防水板。26六、现场监控量测在施工过程中,要加强围
58、岩量测,反馈量测信息,根据围岩变化情况进一步优化设计和调整施工方案。1、现场监控量测目的现场监控量测,是在隧道施工过程中,对围岩和支护系统的稳定状态进行监测,为初期支护和模筑混凝土衬砌的参数调整提供依据,把量测的数据经整理和分析得到的信息及时反馈到设计和施工中,进一步优化设计和施工方案,以达到安全、经济、快速施工的目的,围岩量测是施工管理中的一个重要环节, 是施工安全和质量的保障。通过现场监控量测:了解围岩、支护变形情况,以便及时调整和修正支护参数,保证围岩稳定和施工安全;提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据,确定模筑混凝土衬砌施作时间;依据量测资料采取相应措施,在保证施工安全的前提下加快施工
59、进度;积累量测数据资料,提高施工技术水平。2、量测项目、方法及布置量测项目及方法见 表 5表 5量测项目及方法序号项目名称方法布置断面1洞内外观测现场观察量测断面间距:2拱顶下沉水准测量的方法级围岩: 10m;净空水平收级围岩: 20m;3隧道净空变化测定仪级围岩: 30m;敛量测4地表下沉监水准测量的方法H(埋置深度) 2B(开挖宽度),20 50m/断面;控量测BH 2B, 10 20m/断面; H B, 10m/ 断面5隧底隆起水准测量的方法每 10m一断面2、量测频率量测频率见 表 6。表 6 量测频率表类型量测频率变形速度( mm/d)量测断面距开挖工作面距离2 次 /d 5(0 1
60、)B、1 次 /d15(1 2)B级1 次 /2 3d0.5 1(1 2)B围岩1次 /3d0.2 0.5(2 5)B1次 / 周 5B备注B 为隧道开挖宽度273、现场量测项目、仪器及要求 现场量测项目及内容见 表 7。表 7量测项目及内容表序量测量了测仪器主 要 内 容号主要项目地质和支护1. 开挖面围岩自稳性;2. 岩质破碎带、褶皱节理等情1目测况; 3. 核对围岩类别及风化变质情况; 4. 地下水情况;状况观察5. 支护变形开裂情况;6. 洞口浅埋地表下沉情况。2周边收敛位移数显式隧道收敛计根据收敛情况判断:1. 围岩稳定性; 2. 支护设计和施工方法的合理性; 3. 模筑混凝土衬砌。
61、3拱顶下沉自动安平水平仪、监视拱顶下沉值,了解断面变化情况,判断拱顶的稳挂钩钢尺、水准尺定性,防止坍方。4洞口地表沉陷自动安平水平仪、判断隧道开挖对地表产生的影响及防止沉降措施的效水准尺果。 现场量测要求 :A 初期支护施作 12h 内即埋设测点,进行第一次量测数据采集。B 测试前检查仪表设备是否完好,如发现故障应及时修理或更换;确认测点是否松动或人为损坏,只有测点状态良好时方可进行测试工作。C 测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表,每测点一般测读三次;三次读数相差不大时,取算术平均值作为观测值,若读数相差过大则应检查仪器仪表安装是否正确、测点是否松动,当确认无误后再按前述监控量测要求进行复
62、测。每次测试都要认真做好原始数据记录,并记录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等,保持原始记录的准确性。量测数据应在现场进行粗略计算,若发现变位较大时,应及时通知现场施工负责人,以便采取相应的处理措施。D 测试完毕后检查仪器、仪表,做好养护、保管工作。及时进行资料整理,监控量测资料须认真整理和审核。E 量测断面间距、测点拟布置如下:全断面开挖时水平收敛基线布置3 条,起拱线处水平布置 1 条,起拱线下 1.5m 处布置 1 条,底板面以上 1.5m 处布置 1 条,每断面间距 20 30m;三台阶开挖时水平收敛基线亦布置 3 条,起拱线上 1m处布置 1 条,起拱线下 1.5m 处布置 1 条
63、,底板面以上 1.5m 处水平布置 1 条,每断面间距控制在 510m。拱顶下沉测点的位置在每个断面内布置 3 点,各测点布置如 图 17 和图18 所示。28F 施工监测 :a 洞内外观察:地质观察在爆破后初喷前进行,绘制地质素描图,填写开挖工作面地质调查记录表;检查喷射混凝土有无开裂及发展,锚杆有无松动,钢架支护状态等,并做好相应记录;查看边仰坡有无开裂、起壳,地表有无裂纹;地表水位有无异常变化。b 周边水平位移量测: 喷锚支护施作后,用风钻凿直径 40mm、深 200mm的孔,先用 1:1 水泥砂浆灌满后再插入测点固定杆,尽量使同一基线两测点的固定方向在同一直线上,等砂浆凝固后,即可进行
64、量测工作。采用激光断面仪或数显式隧道收敛计监测。c 拱顶下沉量测:拱顶位移量测的测点用风枪打眼埋设好固定杆,并在外露杆头设挂钩。测点的大小要适中,如过小,测量时不易找到;如过大,爆破时易被打坏。支护结构施工时要注意保护测点,一旦发现测点被掩埋,要尽快重新设置,以保证数据不中断。 采用水平仪、水准尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉,精度可达12mm。量测时用一把 2 4m长的挂钩式钢尺挂上即可。拱顶下沉量测见图 19。1.5m1.5m1.5m1.5m拱顶下沉测点水平收敛测点拱顶下沉测点m水平收敛测点0.1起拱线起拱线mm55.1水平收敛测点1水平收敛测点水平收敛测点水平收敛测点mm55.11底板面底
65、板面图 17 全断面开挖测点布置图图 18 三台阶开挖测点布置图拱 点开挖面 卷尺水准尺水准 水准点图 19拱顶下沉量测示意图29d 地表下沉量测:在开挖工作面前方,隧道埋深与隧道开挖高度之和处开始,直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。测点与洞内收敛、拱顶下沉量测断面里程对应,采用水平仪、水准尺配合测量地表沉降,精度可达 24mm。用全站仪将所有测点布设于同一直线上。测点钢筋安设就位后,表面磨平,并用钢钉等锐器在其表面冲眼标记。e 量测数据分析和信息反馈 :将量测数据进行处理和分析,绘制时间- 位移曲线。一般情况会出现如下两种时间位移特征曲线(如图 20)。 (min)(min)位位移移a)
66、 正常曲线b)反常曲线图 20 时间 - 位移特征曲线a) 图表示绝对位移值逐渐减小,支护结构趋于稳定,可施作模筑混凝土衬砌。b) 图表示位移变化异常,出现反弯点 , 及时调整支护参数,采取加强措施,确保隧道不坍方。4、 监测控制标准 :根据隧道施工规范,隧道监控量测变形管理等级见表 7,据此指导施工。表 7 变形管理等级管理等级管理位移施工状态U2Uo/3停工,采取特殊措施后方可施工注: U为实测位移值; Uo 为最大允许位移值。观察及量测发现异常时,应及时修改支护参数。每次量测后应及时进行数据整理,并绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图;对初期的时态曲线应进行回归分析,预测可能出现的最大值
67、和变化速度;数据异常时,则根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。30一般正常状态须同时满足以下条件:净空变化速度小于0.2mm/d 时,喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝,围岩基本稳定;位移速度除在最初1 2 天允许有加速外,应逐渐减少。当净空变化速度持续大于5.0mm/d 时,应加强初期支护。根据位移时态曲线的形态来判别:当围岩位移速率不断下降时(du2/d2t 0),围岩趋于稳定状态;当围岩位移速率保持不变时(du2/d2t 0),围岩不稳定,应加强支护;当围岩位移速率不断上升时(du2/d2t 0),围岩进入危险状态,必须立即停止掘进,加强支护。二次衬砌混凝
68、土施作时间应满足客运专线铁路隧道施工技术指南的要求。监控量测体系 :施工监测管理流程见 图 21。施工量测措施(改变施工方法,否调整支护参数)安全性是否措施(优化支护结构)经济性是改变量测计划是量测计划是否 变否改变管理基准是管理基准是否 变否图 21 施工监测管理流程图5、保证措施 :将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中,作为一个重要的施工工序来抓,并保证监测有确定的时间和空间。制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施,并将其纳入工程的施工进度控制计划。31施工监测紧密结合施工步骤,监控每一施工步骤对周围环境、围岩支护结构、变形的影响,据此优化施工方案。测量班与现场技术人员配
69、合工作,及时向技术主管及项目领导报告情况和问题,并提供有关切实可靠的数据记录。量测项目人员要相对固定,保证数据资料的连续性。量测仪器专人使用和保养、专业机构检校。量测设备、元器件等在使用前均经过检校,合格后方可使用。各监测项目在监测过程中必须严格遵守以上实施细则,量测数据均要经现场检查、室内两级复核后方可上报。量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。七、横洞进入正洞施工方案为加快施工进度,横洞净空尺寸由原设计的 4.8m( 高) 5.1 (宽)变为 7.0m( 高) 6.8 (宽),横洞与隧道中线平面夹角 90,坡度 3,横洞与正洞相接附近的 20 m段采用 V级围岩加强衬砌断面,拱墙
70、设 I16 型钢钢架,间距 0.8m,共 25榀;拱墙模筑 C30混凝土衬砌厚度为 3O cm,底板 C30混凝土厚度为 30 cm。横洞与正洞交叉口附近 25m的正洞洞身采用级围岩衬砌断面,支护采用 I18 型钢钢架加强,间距 0.8m;初期支护拱墙网喷混凝土厚25cm, 8钢筋网间距 20 cm20 cm,仰拱喷混凝土厚度同拱墙;拱墙模筑 C30钢筋混凝土衬砌厚度为 60 cm,仰拱 C30钢筋混凝土衬砌厚度为60 cm。1、围岩级别为或级采用挑顶法施工, 利用横洞钻孔台车从交界里程处向正洞拱顶钻孔,按台阶法将正洞上台阶分五次开挖完毕,及时施作拱部初期支护。右侧钢拱架支撑点通过 12m工字
71、钢与横洞钢架连接牢固。同时开挖过程中必须保证横洞进入正洞位置能够满足挖掘机工作宽度及高度要求。拱部初支施工完毕后, 开始下台阶施工。 同时上台阶继续向前施工, 始终保持每个台阶之间间隔距离大于 5m,保证施工作业要求。正洞下台阶开挖完成后, 及时施工仰拱及填充砼, 同时预留排水沟及集水井位置,为下一步施工创造有利条件。2、围岩级别为级采用全断面掘进法, 将横洞掘进至设计正洞左侧边墙位置。然后利用横洞全断面台车向进出口方向逐渐扩大断面。32掘进过程中,进出口方向要交替进行,并且将距离控制在20m左右。在两侧均开挖至设计轮廓时,停止掘进。安装正洞全断面钻孔台车, 同时开挖相交里程段仰拱及填充,并及
72、时浇注砼。浇注仰拱填充时在正洞与横洞交界里程的线路右侧预留60cm宽侧沟并与中心水沟连通,将隧道内废水排至出口方向集水井中。水沟表面铺设预制钢筋砼盖板,保证车辆通行。钻孔台车组装必须在横洞进入正洞前开始。先在洞外将台车零件提前组装为大片部件,用汽车运入洞内,挖掘机配合人工将部件安装成形。争取在7天内完成台车组装。在台车组装完成后,仰拱及填充砼达到设计强度,进入正洞正常施工。3、安全、质量要求各部安装尺寸按附图进行安装,安装误差控制在规定范围内。各部安装的连接处必须进行栓焊共同连接,并保证满焊。各部安装完毕并进行临时固定后,必须进行自检, 各部安装尺寸满足安装误差后,及时通知技术部门进行复检,技
73、术复检合格后,方可进行下道工序的施工。挑顶施工, 要加强通道内的照明强度, 注重对围岩地质的观察, 因地制宜调整施工方法和施工参数。施工中加强监测, 挑顶处范围内每榀钢架至少设2处监测点 ( 包括沉降及收敛 ) ,及时收集数据,做好信息反馈,当出现异常时及时采取应急措施。33九盘岭隧道横洞施工设备及机械配置表设备名称型号数量进场时间备注挖掘机320C1 台挖掘机320C1 台正洞施工装载机ZL50C2 台装载机ZL50C1 台正洞施工空气压缩机20m33 台空气压缩机20m35 台柴油发电机300KW1 台通风机2 132KW2 台正洞施工通风机2 75KW1 台自卸汽车14m38 台拌合机J
74、S750 PL10003 套湿喷机2 台干喷机3 台干喷机5 台正洞施工注浆泵2 台钢筋加工设备1 套水泵7.5KW7 台正洞施工砼运输车8m32 台正洞施工砼输送泵HBT502 台正洞施工变压器1000KVA1 台变压器800KVA1 台变压器500KVA1 台九盘岭隧道横洞施工人员配置表工种人员数量进场时间备注开挖及支护班组26开挖及支护班组74正洞施工出碴及运输班组1534喷砼班组14钢筋加工班组6空压机及发电机司机4二衬班组40管理人员6合计185九盘岭隧道横洞洞口工程材料用量表材料名称单位数量进场时间备注I16 型钢Kg2111 52 钢管m222 42 钢管m20018 螺纹钢Kg20006 圆钢Kg250022 螺纹钢Kg4000100 焊管m754mm厚钢板m20.3710mm厚钢板m21.5 20 螺栓套140 22 焊管m7.5 22 阀门个37胶合板m230砂m3300碎石m3100瓜米石m3200水泥T8035