1、 隧道工程施工組織設計一、工程概況 本標段共有2座隧道,累計227延長米。其中大麻柳樹隧道152m,何家溝口隧道75m。兩座隧道兩端洞口埋深淺,圍巖以泥質板巖塊,碎礫石組成的坡積碎石土為主。隧道洞身主要通過地層為弱、中、強狀風化千枚巖,層狀構造,片理發育,層間云母充填,呈絲絹質光澤,屬中薄層。風化嚴重,節理發育,強度較低,以II、III類圍巖為主。大麻柳樹隧道K51+500K51+652位于平利縣老縣鎮菜河村二組西北約250m處,洞頂最大覆蓋層厚50余米,山體基巖裸露。原公路從山梁的鞍部通過切削山坡,公路以北上邊坡呈陡崖狀,易形成風化塊石而塌落甚至塌方;東西兩側公路下邊坡則為碎石堆填邊坡,受河
2、水沖蝕滑塌現象嚴重。出口拱部以上2.5m為既有公路,施工時保證安全和公路暢通尤為重要。I類圍巖15m,II類圍巖56m,III類圍巖81m。何家溝口隧道(K63+615K63+690)位于平利縣老縣鄉土橋溝村以南50m,隧道區地貌單元屬低山區,所穿山脈走向東西,南側地勢較緩,北側較陡,高約100m,相對高差46m左右,最大覆蓋層厚38m,植被茂盛,I類圍巖8m,II類圍巖20m,III類圍巖47m。不良地質主要存在于:大麻柳樹隧道進口段山梁斜坡較陡,風化嚴重,容易坍塌,邊坡需錨噴防護,明洞配筋通過;出口段原公路以下2.5m為隧道拱部,埋深淺,巖體破碎,開挖時需大管棚注漿加固后通過。二、施工原則
3、及施工方案(一)施工原則根據招標文件和總體安排,隧道工程不屬本標段控制工期工程,同時,根據現場情況,大麻柳樹隧道進口棄碴場上設有預制廠,又是本標段最長的隧道,可組織隊伍由進口先行施工,洞身主體完工后,再組織隊伍流水施工何家溝口隧道。1搶先施工隧道洞口附近涵洞、路基填方工程,為隧道施工創造良好的環境。2兩座隧道均采用單口施工,進洞前首先施工洞口截排水系統及明洞,隧道施工正常后,及時修筑洞門。3堅持“早進晚出”原則,盡量不動或少動原山坡,以保護環境,兩座隧道均采用臺階法,光面爆破,無軌運輸,自然通風,仰拱超前,襯砌緊跟的方法施工。4為保證工程質量全面創優,兩座隧道均采用襯砌臺車,砼輸送泵,按先墻后
4、拱法施工。5圍巖較差和洞口淺埋地段,嚴格遵循“管超前、嚴注漿、弱爆破、強支護、緊襯砌”的施工原則。6何家溝口隧道棄碴全部為路基填方利用,大麻柳樹隧道棄碴運至設計指定位置并做好擋護和環境保護。(二)施工方案本標段隧道按“新奧法”設計施工。施工中始終堅持“管超前、嚴注漿、強支護、早封閉、勤量測”的原則。I、II類圍巖地段,主要為呈片狀、板塊狀的坡積碎石土及強風化千枚巖,埋深淺,圍巖破碎,自穩能力差,施工中采用臺階分步法開挖,89超前大管棚或42超前小導管注漿加固地層。大麻柳村隧道出口I類圍巖段拱預上方2.5米為既有公路,施工時采用單側壁導坑法分部開挖。III類圍巖地段,主要為弱風化千枚狀泥層板巖,
5、薄一中層狀構造,圍巖完整性較好,具有一定的自穩能力,施工中采用臺階法開挖。I、II類圍巖上臺階人工風鎬開挖,下臺階采用人工配合帶削頭挖掘機開挖、裝碴。III類圍巖采用鉆爆法開挖,施工中邊開挖邊支護,支護方式主要為:錨、噴、網、型鋼鋼架聯合支護;洞內出碴為無軌運輸,PC200型挖掘機或裝載機裝碴,9T自卸汽車運碴;二次襯砌采用模板襯砌臺車全斷面施工,砼輸送車送砼,砼輸送泵泵送入倉,插入式振動棒搗固密實;施工時仰拱超前,襯砌緊跟,仰拱采用施工平臺施工,以避免施工干擾。1施工任務劃分及隊伍安排:根據本標段總體安排及工程特點,結合現場情況,擬設一個隧道專業人,上員126人,先由進口方向施工大麻柳樹隧道
6、,洞身主體完工后,再由進口施工何家溝口隧道,兩座隧道各工序采用交叉順序作業。2時間安排根據總體安排,本標段隧道工程于2001年9月1日開工,2002年7月31日完工。針對隧道圍巖軟弱的特點,結合機械設備配備和隊伍安排情況,本著安全、經濟、合理的原則,大麻柳樹隧道共需210天(7個月),其中施工準備25天,明洞施工20天,暗洞施工平均月成洞33m,需時133天,路面工程及收尾配套32天。何家溝隧道共需120天(4個月),其中施工準備15天,暗洞施工平均月成洞30m,需時75天,路面及收尾配套30天。3勞動力安排兩座隧道設一個專業施工隊伍,編制126人。其中管理人員10人,負責全隊的現場管理、技術
7、管理及日常事務,下設7個工班,具體勞動力安排見表4-3-1。勞動力安排表 表4-3-1序號工班名稱勞力安排承擔任務1開挖工班25負責洞身上臺階開挖,配合挖掘機扒碴,修整壁面,清理仰拱基底及工作面鉆孔爆破工作。2風水電保障工班2負責洞內外水電的保障維修與檢查、洞內排水工作3支護工班35安裝錨桿、鋪設鋼筋網、安裝鋼架、噴射砼、超前小導管及大管棚加固施工4運輸工班15出碴、卸碴、配合挖掘機或裝載機裝碴以及材料運輸5測量工班3負責開挖炮眼的布置、凈空檢查,圍巖量測6鋼筋加工工班10負責錨桿、鋼支撐、小導管、鋼筋網等構件的加工7襯砌工班25負責防水層的鋪設、襯砌臺車定位,砼澆筑臺車整修、砼養護8安全員1
8、負責洞內外安全合計1164機械設備配置機械設備配套從本標段隧道工程特點出發,本著既要與施工方法相匹配,又能滿足施工需要的原則,結合質量工期要求,做到既先進,又經濟,合理配備。同時,還充分考慮設備的完好率和出勤率,擬投入本標段隧道施工的主要機械設備見表4-3-2。隧道主要施工機械設備配置表表4-3-2序號設備名稱規格型號單位數量1挖掘機PC200-6臺12裝載機ZLC-40臺13風動鑿巖機YT-28臺204襯砌臺車自制簡易臺15簡易架子臺車自制簡易臺16砼輸送車MR4510臺27砼輸送泵HBT30C臺18砼濕噴機TK-961臺19錨桿注漿泵MZ-1臺110雙液注漿泵2TG120/105臺111砂
9、漿攪拌機HJ1-352臺112管棚鉆機金星9000臺113自卸汽車CQ3191臺414砼振動棒插入式臺815潛水泵200QJ20-120臺116污水泵50WG臺217電動空壓機ZL2-10/8臺118內燃空壓機VY-9/7臺319柴油發電機組GF90臺120砼攪拌機JS500臺121液壓切削頭E64、獨臂臺122砼攪拌機JS350臺1三、施工方法(一)施工測量1控制測量開工前,首先對設計單位交付的地面控制樁及永久性水準點進行復測,樁位復核無誤后,在隧道口布設不少于3個固定式中線控制點和2個以上控制點,同時定期對控制點進行檢查,保證其精度。2洞內測量先將洞外控制點引入洞內,進行洞內測量,其主要內
10、容有:施工中線測量、水準測量及斷面施工測量。并定期對洞內中線點和水準點進行復測,以防移動。3洞內橫斷面測量采用斷面激光測量儀進行橫斷面測量。(二)洞口段施工先進行路基拉槽,施工時采用人工配合挖掘機,輔以松動爆破,自上而下開挖,裝載機裝碴,自卸車配合運輸。洞口附近有涵洞時,集中力量突擊施工,為盡早進洞創造有利條件。1洞口邊、仰坡施工先施作截、排水溝,再進行邊、仰坡開挖,并按設計要求及時進行噴錨防護,以防圍巖風化和雨水滲透引起坍塌或滑坡。2洞門及附屬施工(1)洞門修筑隧道洞門在進洞施工正常后,盡早安排施工,力爭在雨季前完成,以增強洞口穩定。(2)洞門附屬洞門附近的排水,截水設施,應配合洞門施工及早
11、完成,并與路基排水系統連通。(3)注意事項進洞前必須完善截、排水工程。基礎必須置于穩固的地基上。洞門砼應與洞內相鄰的拱墻襯砌同時施工連成整體。洞門端墻的砌筑與回填應兩側同時進行,防止對襯砌產生偏壓。對于兩座隧道進出口坡面先進行必要的防護后,再開挖。(三)明洞施工1明洞施工方法本標段明洞在大麻柳樹隧道進口K51+500K51+505段,長5m,明洞施工采用自上而下分臺階開挖,弱爆破,邊開挖邊防護,砼澆筑按先墻后拱法施工,并用漿砌片石及貧混凝土進行拱背回填。拱頂回填土石必須對稱分層夯實,層厚不大于0.3m。2明洞與暗洞的銜接大麻柳樹隧道明洞施工完成后,首先對明洞頂及明暗銜接處的邊仰坡防護加固,然后
12、施作89大管棚超前支護,管棚環向間距30cm,每根12m長。開挖暗洞時,每循環進尺控制在1m以內,同時架立型鋼鋼架,及時噴砼并緊跟襯砌。3施工注意事項邊墻基礎挖到設計標高后,核對地基承載力是否與設計要求相符,基礎必須置于穩固的地基上。防水層施工時,必須清除干凈拱背的灰塵污垢和積水,且應伸入隧道襯砌0.5m。作隔水層的粘土要嚴格選料,隔水層應與邊仰坡搭接良好,封閉嚴密。明洞頂部設置的截水和排水設施應配合明洞施工,明洞排水盲溝要保持暢通、盡早完成。(四)洞身開挖1I、II類圍巖開挖大麻柳樹隧道出口K51+642K51+652段I類圍巖,長10m,拱頂以上2.5m,為既有公路,公路上邊坡陡險,圍巖破
13、碎,為保證施工安全和公路暢通,采用89大管棚(L=12m)加固防護,單側壁導坑法分部施工,其施工工藝流程見圖4-3-1。開挖時將隧道斷面分為左右兩個半斷面,先臺階法施工左半斷面,初期支護緊跟,并施作中壁墻臨時支撐(含錨噴鋼架支護),左半斷面上臺階施工11m后,再采用臺階法施工右半斷面,逐漸拆除中壁墻臨時支撐,初期支護緊跟;上、下臺階長度控制在35m,開挖進尺控制在0.51.0m,仰拱超前,二次模筑襯砌緊跟;上臺階人工風鎬開挖,下臺階采用帶切削頭的PC200-6型挖掘機開挖,人工配合刷幫、清底。單側壁導坑法開挖順序見圖4-3-2。何家溝口隧道K63+615K63+623段I類圍巖,K63+623
14、K63+633及K63+680K63+690段II類圍巖,大麻柳樹隧道K51+505K51+546及K51+627K51+642段II類圍巖,累計84m。圍巖破碎、自穩能力差,施工時全部采用臺階分步法開挖。I類圍巖地段采用89大管棚預注漿加固,II類圍巖地段采用42超前小導管預注漿加固,其施工工藝流程見圖4-3-3。開挖時上臺階弧形導坑采用人工風鎬開挖,II類圍巖地段輔以弱爆破,上臺階碴體人工扒至下臺階由自卸汽車運出;下臺階采用PC200-6型挖掘機配置E64型液壓切削頭開挖,人工配合修整周壁巖體,上、下臺階長度控制在46m,開挖進尺控制在0.51.0m;開挖后及時施作初期支護,封閉成環、仰拱
15、超前施作,改善圍巖受力條件,二次模筑襯砌緊跟。I、II類圍巖臺階分步開挖法施工順序見圖4-3-4。2類圍巖開挖大麻柳樹隧道K51+546K51+627及何家溝口隧道K63+333K63+680類圍巖段,累計128m,圍巖屬弱風化干枚巖,完整性較好,自穩能力較強,采用臺階法施工,其施工工藝流程見圖4-3-5。臺階長度控制在46m,開挖每循環進尺1.52.5m,施工時可根據圍巖變化情況調整臺階長度。開挖時采用簡易臺架、人工手持YT-28型鑿巖機鉆孔光面爆破,上臺階爆破后,采用PC200型履帶式挖掘機扒碴至下臺階,9T紅巖自卸汽車運出洞外,下臺階亦采用鉆爆法施工,挖掘機或裝載機配合自卸汽車運碴,及時
16、施作錨噴及鋼架支護,盡早封閉成環,仰拱超前施作,二次襯砌緊跟。具體見圖4-3-6,類圍巖臺階法施工順序圖。施工準備上臺階開挖施工46m后拱部初期支護下部臺階開挖圖4-3-5 類圍巖臺階法開挖施工工藝流程圖仰拱澆筑下部初期支護拱、墻二次模筑襯砌下一循環本標段隧道類圍巖地段全部采用“鉆爆法”施工,鉆爆設計詳見圖4-3-7。施工中嚴格按鉆爆設計進行鉆孔、裝藥,爆破采用2號巖石硝銨炸藥,有水地段采用乳膠防水炸藥。藥卷直徑:周邊眼采用25mm,其余眼采用32mm。裝藥結構:周邊眼采用空氣間隔裝藥,其余眼采用集中裝藥。非電毫秒雷管起爆,火雷管引爆。采用黃泥封堵炮眼,封堵長度不小于30cm。施工中根據圍巖類
17、別和爆破效果不斷調整爆破參數。(五)裝碴運輸本標段隧道較短,出碴全部采用無軌運輸,ZLC-40型裝載機或挖掘機裝碴,自卸汽車配合運碴,組成出碴運輸作業線,何家溝口隧道棄碴全部為路基填方利用,大麻柳樹隧道棄碴全部運至進口左側公路下棄碴場內。(六)施工支護本標段兩座隧道工程圍巖軟弱,開挖后立即初噴35cm厚的砼,待出碴完畢再按設計要求施作錨、網、鋼架聯合支護,并噴射砼至設計厚度。施工支護工藝流程見圖4-3-8。1噴錨、掛網、型鋼鋼架支護(1)普通砂漿錨桿施工本標段兩座隧道采用砂漿錨桿作為系統支護時,其施工步驟如下:鉆孔:采用YT-28型鑿巖機打錨桿孔,鉆孔保持順直,并與巖面垂直,錨桿孔位要求與設計
18、孔位偏差不大于100mm,鉆孔偏差不大于50mm。注漿:砂漿錨桿砂漿配合比水泥:砂:水=1:11.5:0.050.5,具體按試驗確定。注漿前用高壓風清除孔內石屑,插入注漿管,當注漿管距孔底510cm時開始采用MZ-1型注漿機注入水泥砂漿,砂漿采用HJ1-352型砂漿攪拌機拌和,并隨漿液的注入緩慢拔出注漿管,注漿壓力不大于0.5Mpa。施工準備清理危石沖洗巖面初噴砼35cm布設錨桿位置安裝錨桿下道工序噴射效果檢查噴砼至設計厚度檢 查安設型鋼鋼架布設鋼筋網調整不合格圖4-3-8 施工支護工藝流程圖安裝錨桿:灌注砂漿后及時插入,插入長度不小于設計長度的95%。施工工藝流程圖4-3-9。注入漿液布孔鉆
19、孔沖洗孔眼切斷鋼筋除銹制作錨桿插封錨桿安裝墊板圖4-3-9 砂漿錨桿施工工藝流程圖(2)鋼筋網施工鋼筋網一般在系統錨桿施工作之后安設,但如遇到圍巖松散地層,拱部易坍塌或掉塊,為了給作業人員提供防護,可先施作鋼筋網(必要時亦可先架設型鋼鋼架),鋼筋網采用8或6鋼筋,事先加工制作成22m的方片,網格尺寸:、類圍巖地段1515cm,類圍巖地段2020cm。施工時運至工作面進行焊接安裝,鋼筋網加工制作及安裝時應注意:鋼筋加工時要進行調直,除銹、去油污、確保鋼筋質量要求。鋪設鋼筋網前,先噴射35cm厚C20砼形成鋼筋保護層。鋼筋網鋪設時,應隨砼初噴面起伏狀敷設,并與壁面接觸緊密。鋼筋網的節點與錨桿接點采
20、用電焊的辦法焊接牢固。(3)鋼架施工本標段隧道全部采用型鋼鋼架支護,鋼架按設計要求在洞外加工成型,架立時,類圍地段3榀/2m,、類圍巖地段1榀/m,鋼架應垂直隧道中線,為增加基底承載力,可在基腳處設墊板,沿縱向將鋼架用22聯接鋼筋連接,同時將鋼架與錨桿頭焊接。(4)噴射砼施工隧道內噴射砼采用濕噴工藝施工,以減少砼回彈和粉塵濃度,創造良好的作業環境,砼噴射機械選用TK-961型濕噴機。噴射用砼采用現場拌制,砼輸送車運至噴射工作面。噴射配合比由現場試驗室根據試驗選擇,噴射砼要嚴格按施工配合比施工。施工工藝流程見圖4-3-10。水泥、砂、石料、外加劑水攪拌機速凝劑高壓風濕噴機噴嘴受噴巖面圖 4-3-
21、10 濕噴砼施工工藝流程圖原材料要求水泥:采用不低于425#的普通硅酸鹽水泥,使用前作強度復查試驗,其性能符合現行的水泥標準。細骨料:采用硬質、潔凈的中砂或粗砂,細度模數大于2.5。粗骨料:采用堅硬而耐久的碎石,粒徑不宜大于15mm,級配良好。若使用堿性速凝劑時,不得使用含有活性二氧化硅的石料。水:就近取用河水。不得使用含有影響水泥凝固硬化的有害物質的水。速凝劑:使用合格產品。使用前與水泥做相容性試驗及水泥凝結效果試驗,其初凝時間不得大于5min,終凝時間不得大于10min。噴射砼技術要求a. 攪拌混合料采用強制式攪拌機,攪拌時間不小于2min。原材料的稱量誤差為:水泥、速凝劑1%,砂石3%;
22、拌和好的混合料運輸時間不得超過2H;混合料應隨拌隨用。b. 砼噴射機具性能良好,輸送連續、均勻,技術性能滿足噴射砼作業要求。c. 噴射砼作業前,清理受噴面并檢查斷面尺寸,保證尺寸符合設計要求。噴射砼作業區有足夠的照明,作業人員佩帶好作業防護用具,確保工作質量及安全。d. 噴射砼在開挖面暴露后立即進行,作業應符合下列要求:噴射砼作業應分段分片進行。噴射作業自下而上,先噴型鋼鋼架與拱壁間隙部分,后噴兩鋼架之間部分。噴射砼分層進行,一次噴射厚度根據噴射部位和設計厚度而定,拱部宜為35cm,邊墻為57cm,后噴一層應在先噴一層凝固后進行,若終凝后或間隔一小時后噴射,受噴面應用高壓風、水清洗干凈。噴射作
23、業噴頭垂直受噴面,根據濕噴機性能要求,噴頭距受噴面距高以1.5-2.0m為宜。噴頭運行軌跡為螺旋狀,使受噴均勻、密實。e. 噴射砼終凝2h后開始灑水養護,灑水次數應以能保證砼具有足夠的濕潤狀態為度;養護時間不得少于14d。f. 噴射砼表面應密實、平整,無裂縫、脫落、漏噴、空鼓、滲漏水等現象,不平整度允許偏差為3cm。保證噴射砼密實度的技術措施a嚴格控制砼施工配合比,配合比經試驗確定,砼各項指標都必須滿足設計及規范要求,砼拌和采用自動計量上料,保證精度符合規范要求。b. 嚴格控制原材料的質量,原材料的各項指標都必須滿足要求。c. 噴射砼施工中確定合理的風壓,保證噴料均勻、連續。同時加強對設備的保
24、養,保證其工作性能。d. 噴射作業由有經驗、技術熟練的噴射手操作,保證噴射砼各層之間銜接緊密。2超前小導管施工本標段兩座隧道類圍巖長76m,拱部周邊全部采用42超前小導管注入水泥漿加固地層。小導管長4.5m,環向間距30cm,外插角57。使隧道拱部形成拱形支護體系,增加施工安全。施工時,可根據圍巖富水情況,采用水泥水玻璃雙液注漿,以減少地下水對隧道施工的影響。注漿范圍為隧道拱部144。(1)小導管加工小導管采用42鋼管在加工房加工制作,管身前端切削成尖錐狀,導管中部33.5m范圍布置梅花形泄漿孔,泄漿孔孔徑68mm,孔間距20-30cm;在導管尾部焊接鋼筋加強箍。小導管構造見圖4-3-11。(
25、2)小導管的安裝施工前,首先對掌子面進行噴射砼封閉,然后按設計要求布孔,采用手持風鉆按布孔位置以外插角57鉆孔,并將小導管沿孔打入,前后相鄰兩排小導管搭接長度不小于1m。對于地層松軟類可用游錘或手持風鉆直接將小導管打入;對于砂土類,可用20鋼管制成吹風管,將吹風管緩緩插入孔中用高壓風射孔,成孔后將小導管插入。(3)小導管注漿對于打入的鋼管應先沖洗管內積物,然后采用2TG120/105注漿泵注漿。注漿自下而上進行,漿液采用HJ1-352型砂漿攪拌機拌和。水灰比選用1:1.5、1:1、1:0.8、1:0.6四個等級。漿液由稀到濃逐漸變換,注漿完成后立即堵塞鋼管孔口,防止漿液外流。若地下水豐富時,可
26、采用水泥水玻璃雙液注漿。小導管注漿施工工藝流程見圖4-3-12。圖4-3-12小導管注漿工藝流程圖施工準備測量布孔成 孔插打注漿管注 漿漿液制備機具準備現場清理 (4)小導管施工技術措施及注意事項:小導管采用鉆孔布設時,鉆孔深度大于導管長度,采用錘擊或鉆機頂入時,插入長度不小于管長的90%;前后兩排小導管搭接長度不小于1.0m。為防止孔口漏漿,用水泥藥卷封堵注漿管與鉆孔之間的空隙。為防止注漿管堵塞,影響注漿效果,注漿前先清洗注漿管。壓漿管與超前注漿管之間采用方便接頭,以便快速安拆。嚴格控制注漿配合比及膠凝時間,初選配合比后,用膠凝時間控制調整配合比,并測定凝結體的強度,選定最佳配合比。注漿壓力
27、由小到大,從開始0MPa升到終止壓力1.5MPa,穩壓3min,流量計顯示注漿量較小時,結束注漿;為保證注漿質量,必要時可封閉開挖面。注漿由兩側對稱向中間進行,自下而上逐孔注漿,如有竄漿或跑漿時,間隔注漿,最后全部完成注漿。注漿完成后要檢驗注漿效果,在隧道開挖后可檢查注漿固結體厚度,如達不到設計要求時,在注漿時調整注漿參數,改善注漿工藝。注漿過程中,專人記錄注漿情況,并根據實際情況調整注漿壓力、進度,保證注漿效果;完成后檢驗注漿效果,不合格者進行補注。小導管注漿時不得對環境造成污染。注漿期間應定期對地下水取樣化驗檢查,如有污染應立即采取有效的技術措施。注漿結束,待巖層達到充分的固結強度后方可進
28、行開挖作業。3管棚施工大麻柳樹隧道出口K51+642K51+652段及何家溝口隧道進口K63+615K63+623類圍巖地段,拱部周邊分別用89管棚L=12m、10m超前支護,環向間距30cm,外插角13。(1)鉆孔利用金星9000型管棚鉆機作為鉆孔機械。鉆機就位后,由測量工按設計圖準確畫出鉆孔位置。施鉆深孔時,鉆機大臂頂緊在開挖面上,當第一節鉆桿鉆入巖層,尾部剩余2030cm時停止鉆進,接長第二根鉆桿,用聯接套把兩根鉆桿連接牢固,又重新鉆孔,直至鉆孔達到要求深度(比管棚長0.5m以上)后,按同樣方法拆卸鉆桿,鉆機退回原位。在鉆孔時,要確保孔徑比棚管外徑大3040mm。管棚鉆孔工藝流程見圖4-
29、3-13。圖4-3-13 管棚鉆孔工藝流程圖鉆機就位測量布孔鉆桿分節退出卸下鉆孔及接長鉆桿鉆桿接長準備鉆機大臂矯正鉆機固定(2) 管棚安裝與注漿先進行管件制作,采用89普通鋼管作為棚管,把加工好的管節聯接套焊接在鋼管兩端。然后將鋼管安放在鉆機鉆臂上,鑿巖機對準已鉆好的引導孔,低速推進鋼管。當前一根鋼管推進孔內,孔外剩余3040cm時,要接長鋼管,直至達到棚管設計長度。用鉆頭掏盡鋼管內殘碴,再向管內注入水泥砂漿。(3)管棚施工技術要點管棚鉆孔外插角度允許偏差應控制在0.5%以內。鉆孔應由高孔位向低孔位進行。鉆孔孔徑應比鋼管直徑大3040mm。遇卡鉆、坍孔時應注漿后重鉆。鉆孔合格后及時安裝鋼管,其
30、接長時連接必須牢固。管棚采用的鋼管縱向連接絲扣長度不小150mm,管箍長200mm,并均采用厚壁鋼管制作。注漿漿液采用水泥砂漿,水泥砂漿配合比為1:0.53。注漿漿液必須充滿鋼管及周圍空隙,其注漿量和壓力應根據試驗確定。(七)襯砌防排水隧道二次模筑砼襯砌前,根據設計要求,先安裝各種防排設施,防水板在洞外按一次襯砌長度制作成型,洞內防水板采用吊掛臺架無釘孔鋪設,防水板施作的同時施作好環向和縱向排水盲管,并與墻趾100mm泄水孔相連。1.排水盲管安裝在隧道開挖之后,先初噴一層砼以封閉巖面。對于滲漏水嚴重地段先采用鉆孔或挖槽的辦法,使之盡可能地匯集于一體,然后在主要出水部位安裝排水半管,排水半管采用
31、帶鋼絲半管,半管應與受噴面接觸緊密,接縫處采用膠粘片進行密封,再用細鐵絲網將半管罩裹,鐵絲網用水泥釘固定,最后噴射砼至設計厚度將排水半管封閉。排水半管安裝工藝流程見圖4-3-14,排水半管布置見圖4-3-15。NY初噴砼35cm滲水處鉆孔或挖槽安裝排水半管噴砼檢查再噴砼至設計厚度圖4-3-14 排水半管安裝工藝流程圖圖4-3-15 排水半管布置圖2防水層施工施工前首先對噴砼凹凸不平的部位進行分層噴射砼,以找平受噴面,補噴砼量不超過5cm,將外露的錨桿頭、鋼管截斷并用砂漿摸平后,再將TDT450土工布用襯墊貼于噴射混凝土表面,有排水板時同時貼,然后用射釘上水泥釘錨固,水泥釘長度不小于50mm,平
32、均每平方米拱頂布設34個,邊墻23個;最后采用手動專用熔接器將防水板熱熔在襯墊上,兩者粘結剝離強度不得小于母體的抗拉強度;防水板應先根據一次襯砌長度及規定搭接長度下料,提前在洞外焊接好。施工步驟:(1)將防水板鋪設臺架移至作業地段就位;(2)在支撐架上縱向鋪設懸承用的6圓鋼拉絲和8號鐵絲;(3)將一個循環長度卷成筒狀的防水板置于支架中央,放開防水板使之自由垂落在撐架兩側,將無紡布與防水板密切疊合后整體鋪設;(4)旋轉絲杠將支撐架升起,使防水板盡量緊貼隧道壁面;(5)卸掉上一循環固定懸承拉絲的膨脹螺栓,將上一循環的拉絲露頭與本循環的懸承拉絲逐根相連,張拉鐵絲將防水板與壁面貼緊,之后將懸承拉絲的另
33、一端固定在臨時膨脹螺栓上。懸承拉絲定位見圖4-3-16。圖4-3-16 懸承拉絲定位圖(6)懸承順序為先拱后墻、由上而下進行,考慮到拱部受力較大及懸承拉絲有一定的彈性變形,拱頂及兩側拱腳各設置2道6圓鋼懸承;(7)相鄰循環防水板之間的搭接縫,采用15cm寬的三合板置于錨噴面與前一組防水板端頭作為粘(焊)接平面,邊粘(焊)邊沿環向移動三合板,本循環的懸承拉絲逐根相連,張拉粘(焊)接完成后撤出三合板。(8)旋轉絲杠下降支撐架,安裝防水板即告完成。防水板鋪設施工工藝流程見圖4-3-17。防水板剪栽下料洞外粘接(或焊接)接縫檢查鋪設臺架就位在臺架上縱向鋪設鐵絲將防水板鋪設在臺架上 鋪設質量檢查降下支撐
34、架相鄰循環接縫處理懸承鐵絲升起支撐架圖4-3-17 防水板鋪設施工工藝流程圖3橡膠止水帶對地下水豐富地段,砼襯砌時為防止滲水現象,在接頭砼中間放入E(30022r188)橡膠止水帶以止水。具體施工方法:(1)進行砼施工前,根據襯砌厚度和襯砌形式,自制拼裝式擋頭模板,每塊模板的寬度為襯砌厚度的一半,同時將模板按安裝順序編號。(2)襯砌臺車就位后,按照擋頭模板編號安裝擋頭模板,同時將橡膠止水帶沿隧道環向夾在擋頭板中間,兩塊擋頭板用U型鋼筋卡固定。(3)預留一半橡膠止水帶澆注在下一循環砼襯砌中。橡膠止水帶防水施工見圖4-3-18。圖4-3-18 橡膠止水帶防水施工圖(八)監控量測1量測目的監控量測是
35、“新奧法”施工的重要部分,為了掌握圍巖在開挖過程中的動態和支護結構的穩定,必須進行現場監控量測,通過對量測數據的分析和判斷,對圍巖支護體系和穩定狀態進行預測,并據此確定相應的施工措施,以確保圍巖及結構的穩定。2量測項目及測點布置根據本標段隧道工程地形、地質狀況、施工方法和周圍環境確定監測項目及測點布置,監控量測項目見表4-3-3,量測測點布置見圖4-3-19。監控量測表表4-3-3監測項目方法及工具測點布置監測頻率地質和支護狀況觀察利用肉眼、羅盤儀對圍巖情況、支護結構裂縫進行觀察和描述開挖及初期支護施工后每次開挖后進行周邊位移收斂計類圍巖地段每510m一個斷面,其它地段每2030m一個斷面,每
36、個斷面有兩條水平測線開挖面距量測斷面前后2B時,1次/d拱頂下沉水準儀、銦鋼尺類圍巖地段每510m一個斷面,其它地段每2030m一個斷面同上地表沉降水準儀、銦鋼尺覆蓋層HHB時,每1020m一個斷面,H2B時,每2050m一個量測斷面同上錨桿抗拔力拉拔儀按施工規范抽檢每100根錨桿抽取一根測試,每300根為一組3監控量測方法項目部成立監測領導小組及監測小組,監測小組中由專人負責圍巖及支護情況監測,從組織上保證監測工作的順利進行,使施工安全進入信息化控制,通過量測數據反饋信息,及時調整施工參數,以指導施工。施工監控量測流程見圖4-3-20。隧道開挖支護時,及時埋入觀測計或錨固件,拱頂下沉用S1型
37、精密水準儀懸掛鋼卷尺進行量測,水平收斂用圍巖收斂儀量測,洞口淺埋段地表觀測采用精密水準儀,洞外觀察由有經驗的工程師用地質羅盤、鋼尺、地質錘等工具。量測斷面及頻率,按設計要求操作。4數據整理在取得量測數據后,將同一斷面的各種量測數據互相驗證,以確認量測結果的可靠性,對位移等物理量隨時間變化的時曲線進行回歸處理,監視時態曲線的變化規律,利用電子計算機進行數據處理,分析圍巖變形的空間分布規律,了解圍巖的穩定性特征。5信息反饋用經驗法對量測情況進行信息反饋。通過對目測和位移量測結果的分析,對圍巖穩定狀態、施工方法、支護措施和安全情況進行評判,將評判結果反饋到施工中,確定二次襯砌施工時間,及時調整施工方
38、法和支護設計參數。(九)二次襯砌1施工方法:本標段隧道均為復合式襯砌,襯砌全部采用先墻后拱全斷面整體式澆筑。為了保證襯砌質量,加快襯砌速度,兩座隧道配備一臺6m長襯砌臺車,采用HBT30C型砼輸送泵灌注,MR4510型攪拌運輸車,運輸砼。灌注時采用泵壓法,插入式振動器進行振搗。其具體施工操作要點如下:(1)要求砼生產和輸送能力與砼輸送泵的灌注能力相匹配。(2)砼自進入攪拌輸送車至卸料時間不得超過初凝時間。(3)隧道襯砌封頂采用鋼管壓注法,選擇合適的砼坍落度,使隧道拱頂砼回填密實。(4)在灌注砼時,要注意連續性和對稱性,因特殊原因不能連續灌注而必須間隙灌注時,停工時間不得超過砼的初凝時間,同時,
39、砼的表面做成粗糙面,必要時插連接筋;若間歇時間超過初凝時間時,則必須待砼達到2.5MPa以上的強度后方可繼續灌注。(5)砼脫模強度必須達到2.5Mpa以上,方可拆模。砼襯砌施工工藝流程見圖4-3-21。2輸送泵施工及防堵管措施(1)輸送泵施工灌注砼前必須對輸送泵進行檢查,上足潤滑油,并與洞內灌注工作處加強通信連絡,同時對管道安裝要求順直,轉彎緩;泵送前先用少量水泥砂漿濕潤導管,再開始由遠而近灌注;泵送過程嚴禁加水、空泵;開泵后無意外情況中途不能停歇,換節管時先濕潤后接駁,泵送砼結束時,先行后吸,以降低管內壓力;洗管時,從進料口塞入海綿球或橡膠球,用水將存漿推出。(2)堵管的預防措施堵管是影響輸
40、送泵正常工作的主要障礙,它不僅關系到襯砌質量和施工安全,而且處理堵管費工費時,影響進度。消除堵管事故,應以預防為主。具體預防措施如下:備料:水、水泥、砂石料、外加劑施工準備灌注砼脫模、臺車退出養護1中線水平放樣檢查2鋪設襯砌臺車軌道洞外砼拌合站計量砼運送車砼輸送泵襯砌臺車移位襯砌臺車定位施作止水條涂脫模劑1水平定位立模2拱部中心線定位立模3曲墻模板凈空定位1自檢2監理工程師檢查1拱墻模板固定成型2清理墻基圖4-3-21 砼襯砌施工工藝流程圖砼:對砼的骨料級配、水灰比、配合比,以及拌和、運輸等操作,都應嚴格按規定要求辦理,同時在砼內摻入適量塑性外加劑。輸送泵:活塞漏水流入砼內影響配合比,如發現有
41、漏水時,應立即停泵更換活塞零件。輸送管路:管路接頭不密封,發生漏漿,應立即將接頭修理使鎖接緊密;管路變形或未正確接好,應事先檢查、處理。泵送前,接頭要平順,鎖接配件和墊圈要干凈。(3)處理堵管措施清除泵體堵塞:停泵拆開輸送管,清除泵體內堵塞現象;將泵停在排送閥最大開啟的位置,用手持刮板或搗桿將堵塞物除去;拆下吸入閥,從閥箱工作室及裝料斗中清除障礙。清除輸送管內堵塞:主要在彎管處先檢查,判明堵管位置,可將砼泵稍做轉動,觀察管路情況,堵塞的管路地段會發生微微振動,而其余地段無此現象,就可在該處拆管,排除管內堵塞物。若管路較長時,宜分段同時檢查,迅速查明堵管位置并立即排除堵塞物,清洗彎管,接好后繼續
42、開泵。3砼搗固砼灌注后,應及時用插入式振搗器搗固,使砼密實,確保襯砌質量。其操作要點如下:(1)每一振點的搗固延續時間,應使砼表面呈現浮漿和不再沉落。(2)振動棒的移動間距不大于振搗器作用半徑的1.5倍。(3)搗固棒與模板的距離不大于其作用半徑的0.5倍,并避免碰撞鋼筋、模板、預埋件等。(4)振動棒插入下層砼內的深度不小于50mm。(5)按規定要求在灌筑砼現場做試件,并詳細填寫施工記錄。4養護和拆模養護方法本標段隧道襯砌養護采用高壓水沖洗濕潤的辦法,經常要保持砼濕潤,保養期限一般為10天。養護的灑水期限與水泥品種、空氣濕度、氣溫等條件有關,具體見表4-3-4及表4-3-5。拆模時間對于不承重的
43、側面模板待砼強度達到2.5MPa以上時可拆除;對于承重模板須待砼達到設計強度的70%以上時方可拆除;對于受較大圍巖壓力的模板須待砼達到設計強度的100%后才能拆除。表4-3-4 灑水養護期限水泥品種灑水養護期限(d)相對濕度90%相對濕度90%60%相對濕度60%要求抗滲性高或摻塑性附加劑時普通硅酸鹽水泥不灑水71414火山灰質或礦碴水泥不灑水142121表4-3-5 保養時間砼類別環境溫度()自圬工完成后開始保養時間(h)開始三天內三天以后半干硬性砼5以上2 每晝夜灑水不少于68次,視氣溫而定每晝夜灑水至少6次塑性砼15以上810塑性砼5151012每晝夜灑水不少于46次每晝夜灑水至少3次5
44、仰拱襯砌及隧道底部填充由于本隧道以II、類圍巖為主,地質穩定性差,為改善洞身結構受力狀況,隧道施工時,采取仰拱先行的施工程序施工。仰拱分段施工,分段長度為1015m。為減少仰拱施工和其它工序相互干擾,并保護仰拱砼,采用仰拱施工平臺進行施工。為提高仰拱早期強度,利于施工運輸和洞身襯砌施工,仰拱砼要控制好配合比,盡量采用干硬性砼澆注。仰拱施工和隧道底部填充施工按如下方法進行:(1)仰拱施工前首先必須復核仰拱斷面尺寸,不允許出現欠挖,并將底部的虛碴及松動巖土清理干凈;底部不得有積水。(2)仰拱與兩側邊墻基礎一起襯砌施工。仰拱襯砌時設仰拱大樣板,并由仰拱中央向兩側對稱進行。仰拱砼澆注,采用插入式振搗器
45、,加強振搗,保證砼施工質量。仰拱拱腳處按設計要求做成徑向輻射面,以便與邊墻接茬處受力良好。(3)隧道仰拱上填充砼施工前先清洗仰拱上虛碴及雜物,排除積水。鋪底表層要求平整,橫坡、縱坡與設計一致。(4)仰拱施工縫與填充砼施工縫相互錯開,要求施工縫順直、平整,經鑿毛清洗,同時仰拱施工縫設置橡膠止水條。(5)施工縫止水條設置要求平順,粘接牢固,在施工過程中,保證止水條不移位。(6)仰拱超前洞身襯砌長度視圍巖狀況而定,I、II類圍巖地段控制在510m,III類圍巖地段不宜超過30m。(十)施工通風本標段兩座隧道長度較短(大麻柳樹152m,何家溝口75m),采用自然通風即可滿足施工需要。(十一)施工排水從
46、隧道洞口地形狀況和方便施工角度綜合考慮,本標段大麻柳樹隧道由進口順坡施工,何家溝口隧道由進口反坡施工。1排水布置順坡施工時,在開挖面設集水坑,洞內兩側設排水溝,分段收集,逐漸排出洞外;反坡施工時,在非成洞地段每30m設置一個集水坑,采用多級泵分段逐級抽排到成洞地段排水溝中,在成洞與非成洞之間設臨時擋護,以防排水倒灌。2排水的環境保護在兩座隧道進口適當地點建沉淀池各一座,對排出的水必須進行分析檢查,如含有有害物質應進行無公害處理,處理完畢再排入水溝,決不允許污染當地水源。(十二)施工供水、供風1供水隧道施工用水利用洞口附近河水,用多級泵抽到高壓水池內,再由高壓水池將水引至洞口。由于本標段隧道長度
47、短,高壓水池按30m3的容量修建。洞內高壓水管采用80100的鋼管。2供風在大麻柳樹隧道進口附近選擇通風良好,地基穩固位置修建空壓機房,安裝10m3電動空壓機一臺,并配備兩臺內燃空壓機;何家溝口隧道配備兩臺內燃空壓機;采用150200的無縫鋼管提供洞內施工高壓風。四 隧道質量通病及對策為了確保本標段兩座隧道工程全面創優,針對施工中常見的一些質量通病,擬采取相應對策。具體見表4-3-6。表4-3-6 隧道質量通病及對策序號項目名稱對 策1洞口邊、仰坡開挖不規范1根據實際地形,測量放樣好邊、仰坡開挖線。2地質較差時,提前對邊、仰坡進行預加固。3開挖后,及時施作洞門擋護工程。2開挖輪廓不園順、不整齊
48、1結合實際地質情況,進行鉆爆設計(光面爆破或預裂爆破),并讓工班認真執行。2地質情況有變化時,及時優化、調整爆破設計及爆破參數。3精確測量隧道橫斷面,開挖時嚴格按輪廓線布孔,并控制好外插角度。3噴砼厚度不足1埋設厚度釘,控制噴砼厚度。2實行“三檢”制度。4襯砌裂紋1采用較大的骨灰比,降低水灰比,合理選用外加劑。 2砼搗固必須密實,不能漏搗。3仰拱超前,砼按先墻后拱法施工,盡早形成封閉受力環。4邊墻基底處理要徹底。5加強砼養護。6做好防水隔離層。5襯砌表面蜂窩麻面1嚴格控制水灰比。2加強振搗,嚴格控制振搗半徑和振搗時間。6襯砌表面錯臺1采用整體襯砌臺車,加強模板的整修。2認真涂刷脫模劑。7襯砌表
49、面滲漏水1作好襯砌背后的盲溝和引排水管。2嚴把防水板的鋪設質量關。3采取壓漿防水措施。8隧底砼表面積水1在鋪底時砼表面嚴格按設計坡度抹平順。2泄水孔嚴格按照設計預留,保證暢通。地質超前探測預報開挖開挖面巖性觀察初期支護噴砼初期支護狀況觀察與讀數拱頂下沉和凈空收斂按設計頻率量測數據計算整理和處理變形曲線出現反常圍巖變形趨于穩定加強支護施作二次襯圖4-3-20 施工監控量測流程圖4數據整理在取得量測數據后,將同一斷面的各種量測數據互相驗證,以確認量測結果的可靠性,對位移等物理量隨時間變化的時曲線進行回歸處理,監視時態曲線的變化規律,得用電子計算機進行數據處理,分析圍巖變形的空間分布規律,了解圍巖的
50、穩定性特征。5信息反饋用經驗法對量測情況進行信息反饋。通過對目測和位移量測結果的分析,對圍巖穩定狀態、施工方法和支護措施和安全情況進行評判,將評判結果反饋到施工中,確定二次襯砌施工的時間,及時調整施工方法和支護設計參數。五、環境保護及水土保持技術保證措施1洞口場地布置盡量少占耕地,保護植被,盡力使山體林木、植被等保持原貌,同時不能隨意改河改道,以防水土流失。2邊、仰坡施工時,采用控制爆破開挖,及時進行坡面防護;雨季前完成洞門修筑,以美化洞口環境和增強洞口穩固,避免滑坍引起的水土流失。3施工廢(污)水經洞口沉淀過濾池、隔油池或采用其它方法處理合格后方可允許排放。4對地下水資源的保護,主要是根據工程地質特點,做好各種防水設施,確保隧道不滲漏。若地下水豐富時,嚴格注漿程序,做到漿材無毒性,不污染環境。5加強原材料如水泥、砂石料、油料、鋼材等現場保管工作,不能任意堆放,隨意丟棄。6大麻柳樹隧道棄碴應嚴格按設計要求運到進口左側公路下棄碴場內,不得隨意亂棄,并按設計要求作擋碴墻及排水系統,棄碴防護如被洪水沖跨,應及時修復加固。工程復工后,對場內棄碴表面進行復墾及綠化,棄碴場復墾,綠化見圖4-3-22。1.6m棄 碴復墾土厚0.5m擋土墻泄水孔6.0m1圖4-3-22 一般棄碴擋護與復墾綠化示意圖