[河南]长大黄土隧道工程施工方案(CRD法_CD法_台阶法).doc

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1、3.隧道工程标段隧道共计19942延米/9座,主要分布在XX市XX至XX市XX乡之间,其中最长的XX隧道(5840m)、次长的XX隧道(4830m)和XX隧道(4209m)及XX隧道(3368m)是重点控制隧道。全标段隧道统计表隧道名称隧道长度分类单位数量备注XX隧道3000mL6000mm4830DK45+900DK50+730,含1个斜井XX隧道3000mL6000mm5840DK51+080DK56+920,含1个斜井XX隧道500mL1000mm537DK57+220DK57+757XX隧道L500mm365DK59+320DK59+685XX隧道L500mm150DK59+965DK

2、60+115XX隧道3000mL6000mm3368DK63+332DK66+700,含1个斜井XX隧道3000mL6000mm4209DK67+456DK71+665,含1个斜井XX明洞L500mm260DK144+600DK144+860XX隧道L500mm383DK155+550DK155+933合计m/座19942/93.1.施工方案以不影响桥梁运架及无碴轨道施工的原则组织隧道施工,重点隧道率先开工。隧道按喷锚构筑法进行施工,网构、锚喷联合支护,加强量测监控和地质预报,及时反馈,及时修正,实现信息化施工,二次衬砌适度紧跟,加强隧底结构,仰拱及填充整幅分次进行。3.1.1.总体隧道施工方

3、案以“早预报、超前护、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测,安全第一,质量第一,步步为营,稳扎稳打”为总原则,进行隧道施工。隧道通过地层均为级岩石及新、老黄土地层。岩石隧道开挖采用多功能作业台架配风钻钻眼,光面弱爆破;软弱围岩石采用多功能作业台架配附风钻钻眼,松动微震爆破;黄土地层隧道采用人工配合小型挖掘机开挖。级围岩一般采用台阶法开挖;、级围岩及黄土段采用三台阶临时仰拱法、弧形导坑法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法开挖。出碴采用无轨运输,轮行侧卸式装载机装碴,重型自卸汽车运碴。网构锚喷初期支护按“初喷锚、网、架复喷”的顺序施工。喷砼采用湿喷工艺;锚杆采用作业台架配附风钻钻孔,机械配合人工安

4、装锚杆,注浆机灌浆;钢架和钢筋网采用洞外预制,汽车运至洞内人工拼装。仰拱、填充采取超前全幅分次施工方案,黄土地层及、级围岩地段仰拱紧跟开挖作业面及时封闭成环,级围岩地段适度落后开挖面施做。为保证砼质量,采用栈桥方式确保洞内运输通畅。防水板利用多功能台架,采用热合双焊缝连接,无钉铺设。二次衬砌采用12m15m全断面液压模板台车施工,自动计量拌合站生产砼,轮胎式砼运输车运输,拖拉式地泵泵送入模,附属洞室采用组合模板施工。隧道穿越断层破碎带、进出口黄土地层、陷穴地层、采空区等不良地层,施工中把超前地质预报纳入施工工序,建立以地质工作为先导、以量测数据为依据的信息化施工管理体系,根据预报结果采取相应的

5、处理措施,制定可靠的处理方案和技术措施,发现围岩级别与设计不符时,及时提出设计变更,确保施工安全和不留隐患。结合地形条件及工期安排,1000m及以上的中、长隧道采取双向或多向同时掘进,1000m以下的中、短隧道采取单口掘进。由于采取无轨运输方案,单向掘进最长2370m左右,通过风量计算均采用压入式通风,保证洞内有足够新鲜空气。隧道顺坡施工采用自然排水,反坡施工采用机械排水,黄土段隧道设置排水管或浆砌排水沟,洞外设污水处理池,经过净化处理达标后排放。3.1.2.重点隧道施工方案XX隧道(DK51+080DK56+920)该隧道全长5840m,进口位于直线段,洞身有出口位于左偏R=9000m曲线上

6、,全隧道设计纵断面以3.1坡度的下坡;洞身多处浅埋,进出口段各200多米为黄土地层,在DK55+230右侧处设一座斜井,与线路西安方向平面夹角60,斜井斜长241.05m,最大纵坡10。该隧道地形地貌为剥蚀丘陵与丘间谷地相间,地势起伏较大,地表覆有厚层黄土,冲沟发育,隧道主要地质情况为粘质黄土、长石石英砂岩、泥岩,不良地质主要为F1和F2断层,地表及地下水均不发育。该隧道进口、出口和斜井口均具备施工条件,安排3个工作面同时施工,斜井从出口往进口方向单向施工,均采用无轨运输方式。级及黄土地段采用CRD法,由人工配合小型挖掘机开挖,严禁放炮,级采用CD法或三台阶临时仰拱法,由多功能作业台架配风钻钻

7、孔,松动微震爆破,级采用台阶法,由多功能台架配风钻钻孔,光面弱爆破,出碴采用轮式侧卸装载机装,大型自卸汽车运,正洞配3台15m长衬砌台车施做二次衬砌。斜井洞身施工采用多功能作业台架配风钻钻孔,光面弱爆破,装载机装碴,自卸汽车运输,衬砌采用型钢支架、配组合钢模板、砼泵送入模,每循环长9m。F1和F2断层均穿越级岩石,分别采用弧形导坑法和三台阶临时仰拱法施工。XX隧道(DK45+900DK50+730)该隧道全长4830m,进口DK47+874.81段位于右偏R=9000m的曲线上,其余段位于直线上,隧道自进口DK46+400段以20的坡度上坡,自DK46+400出口段以3的坡度上坡;进口段为浅埋

8、黄土地段,洞身有一处浅埋段,在DK48+500右侧处设一座斜井,与线路郑州方向平面夹角70,斜井斜长195.9m,最大纵坡10,隧道主要地质情况为粘质黄土、碎石土、泥岩、砂岩、长石石英砂岩,不良地质主要为F1、F2断层和F3节理密集带,地表水总体不发育,地下水不大发育。该隧道进口、出口和斜井口均具备施工条件,安排3个工作面同时施工,斜井从出口往进口方向单向施工,均采用无轨运输方式。级及黄土地段采用CRD法或CD法,由人工配合小型挖掘机开挖,严禁放炮,级洞口段采用CD法,洞身段采用弧形导坑法或三台阶临时仰拱法,由多功能作业台架配风钻钻孔,松动微震爆破,级采用台阶法,由多功能台架配风钻钻孔,光面弱

9、爆破,出碴采用轮式侧卸装载机装,大型自卸汽车运,正洞配3台15m长衬砌台车施做二次衬砌。斜井洞身施工同XX隧道斜井施工。F1和F2断层及影响带采用CRD法,F3节理密集带采用CD法。XX隧道(DK67+456DK71+665)该隧道全长4209m,进口DK70+408.56段位于右偏R=10000m的曲线上,出口段DK71+554.22DK71+665段位于左偏R=10000m的曲线上,其余段位于直线上,全隧道纵断面以-4.4的坡度下坡;洞身最小埋深约12m,最大埋深约110m,在DK68+700DK69+000段两次下穿310国道,且地表有多处建筑物,线路还下穿国家一级文物保护区永定陵边缘,

10、沿线多窑洞或坑穴。隧道进出口各有一定长度的黄土地段,洞身位于全风化弱风化砂岩、粉砂岩中,不良地质主要F1、F2和F3断层破碎带,地表及地下水均不发育。该隧道在DK69+900左侧处设一座斜井,与线路西安方向平面夹角50,斜井斜长331.75m,中间设错车道一处,最大纵坡11。隧道进口、出口和斜井口均具备施工条件,安排3个工作面同时施工,斜井从出口往进口方向单向施工,均采用无轨运输方式。级洞口段及黄土地段采用CRD法,级洞身和级加强段采用CD法,由人工配合小型挖掘机开挖,严禁放炮;级洞身段采用弧形导坑法或三台阶临时仰拱法,由多功能作业台架配风钻钻孔,松动微震爆破;级采用台阶法,由多功能台架配风钻

11、钻孔,光面弱爆破;出碴采用轮式侧卸装载机装,大型自卸汽车运,正洞配3台15m长衬砌台车施做二次衬砌。斜井洞身施工同XX隧道斜井施工。F1、F2和F3断层带采用CRD法。该隧道下穿国道等建筑物,施工时对地表建筑物进行监测,加强监控量测工作,制订措施控制地表下沉;窑洞或坑穴地段按设计要求进行处理。XX隧道(DK63+332DK66+700)该隧道全长3368m,全隧道位于直线段,且位于7.1上坡段;地处XX市黄土丘陵区,地势平缓,最大埋深近65m。隧道下穿XX市新区,与多条道路及建筑设施立体交叉,主要有:DK63+585DK63+602下穿310国道;DK64+130DK64+220下穿新310国

12、道和一条专用铁路线;DK65+442DK65+514下穿市政道路紫荆南路;隧道上方地面有多处民宅等建筑设施;DK66+230DK66+430为浅埋地段以明洞通过。该隧道属长大黄土隧道,围岩全部为、级,其中级围岩长1344m,占39.9%,级围岩长2024m,占60.1%,湿陷性黄土所占比例较大,具有工期紧、技术要求高、施工难度大等特点。隧道在DK65+450右侧处设一座斜井,与线路西安方向平面夹角45,斜井斜长130.38m,最大纵坡10。隧道进口、出口和斜井口均具备施工条件,另在DK66+230DK66+430明洞段开口,共安排4个工作面同时施工,斜井从出口往进口方向单向施工,DK66+23

13、0DK66+430段明洞开挖后做好洞口防护从出口往进口方向单向施工,均采用无轨运输方式。隧道DK63+585DK63+602下穿310国道因埋深较浅,采用双侧壁导坑法;级及湿陷黄土地段采用CRD法,级采用CD法,由人工配合小型挖掘机开挖,严禁放炮;出碴采用轮式侧卸装载机装,大型自卸汽车运,正洞配3台15m长衬砌台车施做二次衬砌。斜井洞身施工同XX隧道斜井施工。隧道埋深较浅,地表建筑设施多,施工中加强监测,严格按“早预报、超前护、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测,步步为营,稳步前进”的原则进行施工。XX隧道、XX隧道、XX隧道、XX隧道洞口场地平面布置图详见下页附图。3.1.3.其他隧道施

14、工方案XX隧道XX隧道全长537m,里程DK57+220DK57+757,属黄土隧道,除中部DK57+335DK57+567段外,两端均处于浅埋偏压地段,围岩为、级。根据弃碴场位置,安排从进口往出口单向掘进,无轨运输;、级浅埋偏压段采用CRD法施工,非浅埋偏压段段采用CD法施工,均采用人工配合小型挖掘机开挖,严禁放炮;采用一台12m长衬砌台车施做二次衬砌;施工时严格按照大跨黄土隧道的施工原则及技术要求,精心组织,科学施工;隧道不良地质主要为湿陷性黄土,施工时严格按设计要求施做处理措施;从进口单向施工,为反坡排水,必须备足排水设备,对洞内临时汇水坑及排水沟进行浆砌,防止渗漏;施工前特别对洞顶地表

15、情况进行详细调查,对可能存在的积水洼地、陷穴等进行处理,以减少地表渗水。XX隧道和XX隧道XX隧道和XX隧道相距280m,XX隧道长365m,XX隧道长150m,两者采取顺序作业组织施工,根据弃碴场位置,均安排从出口往进口单向掘进,无轨运输。XX隧道进出口各有一段属黄土地层,洞身段属岩石隧道,中间有冲沟,采用明挖施工;XX隧道属黄土隧道。洞身级深埋段采用弧形导坑法,级浅埋段采用CD法,级围岩段采用CRD法施工,均采用人工配合小型挖掘机开挖;采用一台12m长衬砌台车施做二次衬砌。XX隧道洞口场地平面布置图XX隧道洞口场地平面布置图XX隧道洞口场地平面布置图XX隧道洞口场地平面布置图XX明洞和XX

16、隧道XX明洞长260m,XX隧道长383m,两者采取顺序作业组织施工,根据弃碴场位置,XX明洞安排从出口往进口单向分段明挖,XX隧道安排从进口往出口单向掘进,无轨运输。洞身级深埋段采用弧形导坑法,级浅埋段采用CD法,级围岩段采用CRD法施工,均采用人工配合小型挖掘机开挖;采用一台12m长衬砌台车施做二次衬砌。3.2.施工方法与工艺隧道施工包括洞门及洞口段施工、一般地段洞身施工,不良地质地段施工,附属洞室施工,结构防排水,衬砌施工,施工通风、排水和碴场施工,地质工作,施工监测和测量等。全标段隧道施工方法一览表隧道编号隧道名称隧道长度(m)进口里程出口里程开挖方法隧道类型明挖CRDCD 弧形导坑三

17、台阶临时仰拱双侧壁导坑台阶01XX隧道4830DK45+900DK50+7301033753621057103175岩石02XX隧道5840DK51+080DK56+9205421626518011853940岩石03XX隧道537DK57+220DK57+75782223232黄土04XX隧道365DK59+320DK59+685139779950岩石05XX隧道150DK59+965DK60+11547103黄土06XX隧道3368DK63+332DK66+7003021662134460黄土07XX隧道4209DK67+456DK71+665994958151504032247岩石08X

18、X明洞260DK144+600DK144+860260黄土09XX隧道383DK155+550DK155+933607646201黄土3.2.1.洞门和洞口段施工由于隧道洞口多处于浅埋、黄土层地段,个别存在偏压,隧道口明洞采取明挖法施工,多座隧道口采取超前大管棚预加固后CRD法暗挖进洞施工。隧道洞门形式有:弧形端墙式洞门、喇叭口倒切式洞门、仰斜帽檐式洞门、俯斜帽檐式洞门、帽檐斜切式洞门、单压式明洞门等。洞门及洞口段施工顺序为:测量放线洞口上部开挖上部边、仰坡防护超前大管棚施工洞口段上部暗洞进洞(一定安全距离)洞口下部开挖下部边坡防护洞口段下部暗洞进洞洞口段基底处理明洞及洞口段衬砌洞门施工回填。

19、洞口开挖施工顺序:测量放线地表处理边、仰坡截、排水沟施工洞口土石方开挖边、仰坡支护。地表处理及截水天沟进出口洞门施工前先进行测量放线,根据测量放线做好边坡开挖轮廓线和截水天沟,以利截排水,同时将洞口段开挖线以外1015m范围的陷穴、裂缝、废弃的黄土窑洞、危石以及黄土隧道洞顶的地表洼地等进行处理,防止地表水向下渗漏或陷穴等继续扩大影响隧道安全,确保边仰坡稳定。洞口土石方开挖洞口土石方用挖掘机挖装,自卸汽车运碴。开挖方法采用自上而下分层分台阶进行,台阶高度23m,石方采用松动弱爆破。 边仰坡刷坡与支护当边仰坡有锚索桩、挡头墙时,先施工锚索桩、挡头墙,后按以下步骤进行施作:边仰坡刷坡自上而下分层进行

20、,每层高度23m,随开挖及时进行锚、网、喷砼、浆砌骨架护坡、砼块石镶面、植草种树等支护。做好坡面防护层与原坡面衔接,防止坡面风化,引起水土流失、导致边仰坡防护受到损坏。暗洞进洞暗洞施工前首先对洞口衬砌外13m范围内的边仰坡进行锚喷(网)加固。洞口土石方开挖到达明暗洞交界处满足大管棚施作高度时,形成台阶做超前大管棚施作平台,在平台上施作超前大管棚,之后进行暗洞洞身开挖。洞口段隧底处理标段多座隧道洞口基底承载力不满足设计要求,根据地质复查及设计文件要求按以下几种方式进行处理:水泥土挤密桩、树根桩加固处理,直至满足基底承载力要求。水泥土挤密桩:首先检测地基承载力,调查是否与设计相符,测设出加固范围。

21、按照设计参数布设孔位,利用洛阳铲成孔,检验合格后分层回填配比合格的水泥土,机械夯实;桩顶换填机械分层摊铺,压路机压实。树根桩施工:首先检测地基承载力,调查是否与设计相符,测设出加固范围。按照设计参数布设孔位,利用洛阳铲成孔,检验合格后置入钢筋笼,并有细石砼填实;桩顶换填机械分层摊铺,压路机压实。明洞施工施工顺序施工顺序:测量放线排截水沟施作边仰坡开挖、支护基底处理仰拱、填充施工拱墙衬砌明洞防水层施工洞顶回填无碴轨道基础施工。单压明洞在基底处理后要先做侧墙。施工方法明洞土石方开挖采取横向分层纵向分段的方法进行施工,采用挖掘机开挖,必要时采取弱爆破和人工配合机械刷坡,装载机装碴自卸汽车运碴。按照设

22、计施作边仰坡防护。开挖完成后进行基底处理,基底承载力达到要求后施作仰拱、填充砼,填充砼在仰拱砼终凝后进行浇筑。隧道进出口明洞衬砌在仰拱完成后由洞内向洞口方向先填充后拱墙的顺序施工;全部为明洞的衬砌自一端向另一端施作。明洞衬砌均采用模板台车作内模(椭圆形段采用组合钢模作内模),外模采用组合钢模对拱墙衬砌砼一次性灌注,砼由自动拌合站生产,罐车运输,泵送入模,插入式振捣器振捣。洞口衬砌与隧道洞门整体灌筑后进行洞顶回填施工。明洞回填采取分层左右对称进行,夯填密实,确保施工质量。3.2.2.一般地段洞身施工方法一般地段洞身开挖、出碴及初期支护施工工序流程:超前地质预测预报洞身开挖出碴运输洞身支护施工衬砌

23、施工沟槽施工无碴轨道基础施工。洞身开挖不同围岩地段的开挖方法隧道全部采用喷锚构筑法信息化施工。隧道通过地段围岩为级岩石及新、老黄土地层,岩石隧道开挖采用光面爆破或松动爆破,锚网喷构初期支护。黄土地层隧道开挖机械主要采用挖掘机,人工、风镐配合进行修边。开挖时采用先进的测量仪器和手段控制超欠挖,并做好围岩监控量测。隧道开挖确保不欠挖,尽量避免超挖,达到轮廓圆顺,贯通误差控制在5cm之内。级围岩一般采用台阶法施工,级围岩根据地质、水文条件、覆盖层厚度等情况采用CD法、CRD法、弧形导坑法、三台阶临时仰拱法或双侧壁导坑法施工。台阶法台阶法分为上下两个台阶,台阶长度35m,周边采用光面爆破减少对围岩的震

24、动以控制成形。上台阶风钻钻孔,挖掘机扒碴到下断面,下台阶利用多功能作业台架配风钻钻孔,下断面出碴利用装载机装碴,自卸汽车运碴。CD法CD法分左右洞室,左右洞室采用上中下三个台阶开挖,台阶长度5m左右,左右洞室相隔距离保持在12m左右。岩石质段采用风钻钻眼,松动爆破,黄土质采用人工配合挖掘机开挖,开挖循环进尺为一榀钢架间距。上台阶出碴利用挖掘机扒碴至下断面,下台阶利用装载机装碴,自卸汽车运碴。喷砼采用湿喷机作业,风钻或锚杆台车钻孔,机械配合人工安装锚杆、钢支架和钢筋网。为确保施工安全量测及时进行。CRD法CRD法分左右洞室,各洞室分三层开挖,台阶长度5m左右,左右洞室相隔距离为12m左右。岩石质

25、段采用风钻钻眼,松动爆破,黄土质采用挖掘机配合人工开挖,开挖循环进尺为一榀钢架间距。上层出碴利用挖掘机扒碴至下层,下层利用装载机装碴,自卸汽车运输。喷砼采用湿喷机作业,风钻钻孔,人工安装锚杆、钢支架和钢筋网。为确保施工安全量测及时进行,开挖、支护过程中量测紧跟、及时反馈,以调整支护参数,衬砌前拆除临时支护。弧形导坑法弧形导坑法分上下台阶,上台阶成小弧形,围岩自稳差时留核心土环形开挖,下台阶左右错进,台阶长度5m左右。岩石质段采用风钻钻眼,光面爆破,黄土质采用人工配合挖掘机开挖,开挖循环进尺为一榀钢架间距。上台阶出碴利用挖掘机扒碴至下断面,下台阶利用装载机装碴,自卸汽车运输。喷砼采用湿喷机作业,

26、风钻或锚杆台车钻孔,机械配合人工安装锚杆、钢支架和钢筋网。为确保施工安全量测及时进行。三台阶临时仰拱法三台阶临时仰拱法分上中下三个台阶开挖,每个台阶开挖后及时封闭成环,相邻台阶长度保持一定距离,以便于机械施工。开挖、支护方法同台阶法。双侧壁导坑法主要在浅埋、偏压段、断层破碎带及其影响带采用此施工方法进行开挖。侧壁导坑、核心上部、核心下部错开一定距离后平行作业。侧壁导坑可采用短台阶法开挖,左右侧壁导坑施工同步进行,开挖进尺一般不超过1.0m;当量测显示支护体系稳定,变形很小时,可适当加大循环进尺。钻爆设计设计原则a.据地质条件,开挖断面、开挖进尺,爆破器材等编制光面爆破设计方案;根据围岩特点合理

27、选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽眼加深20cm。b.严格控制周边眼装药量,间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布;选用低密度低爆速、低猛度的炸药,本标段采用乳化炸药,非电毫秒雷管起爆。c.采用微差爆破,周边眼采用导爆索起爆,以减小起爆时差。钻爆参数的选择通过爆破试验确定爆破参数,试验时参照下表。光面爆破参数表岩石种类周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线W(cm)相对距离E/W装药集中度q(kg/m)极硬岩506055750.80.850.250.3硬岩405050600.80.850.150.25软质岩354545600.750.

28、80.070.12掏槽方式采用中空直眼或斜眼掏槽。直眼掏槽操作较简单,钻孔方向易掌握;当石质较硬、断面较大时,采用斜眼掏槽,以便减少钻眼数量。装药结构及堵塞方式周边眼装药结构:用小直径药卷间隔装药,岩石很软时采用导爆索代替药卷。所有装药炮眼用炮泥堵塞,周边眼堵塞长度不小于25cm。爆破效果监测及爆破设计优化爆破效果检查项目主要有:断面周边超欠挖检查;开挖轮廓圆顺度,开挖面平整检查;爆破进尺是否达到爆破设计要求;爆出石碴块是否适合装碴要求;炮眼痕迹保存率,硬岩80,中硬岩60并在开挖轮廓面上均匀分布;两次爆破衔接台阶不大于10cm。爆破设计优化:每次爆破后检查爆破效果,分析原因及时修正爆破参数,

29、提高爆破效果,改善技术经济指标。根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况,修正眼距,用药量,特别是周边眼。根据爆破后石碴的块度大小修正装药参数。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,使爆破眼底基本落在同一断面上。出碴运输本标段的9座隧道开挖施工时存在多种开挖施工方法,出碴时均采用无轨运输,机械设备投入数量及型号不尽相同。主要是采用挖掘机扒碴,轮式侧卸装载机装碴,自卸汽车运输。洞身支护在不同的开挖方法下,支护参数不同,主要支护的施工方法相同。洞身支护施工工序流程为:超前支护措施(超前大管棚、超前中空注浆锚杆、超前小导管注浆、预注浆)开挖后初喷砼系统支护(系统锚杆、钢筋网、钢架)施工复喷砼至设计厚度回填注浆。

30、具体情况见下表。隧道支护设计参数表衬砌断面类型初期支护超前支护喷砼钢筋网(8)锚 杆钢架型号、部位/间距设置部位/厚度(cm)网格间距(cm)环纵设置部位间距(m)(环纵)拱部边墙长度(m)长度(m)一般隧道级复合拱墙/152525拱部1.21.03.03.0/根据各隧道具体情况,分别采用42小导管、50小导管、89大管棚、108大管棚和中空注浆锚杆作为超前支护级复合拱墙/25,仰拱/152020拱墙1.01.03.53.5格栅、拱墙/1.0级复合拱墙,仰拱/282020拱墙1.00.84.04.0I20a、全环/0.8黄土隧道级加强拱墙,仰拱/302020拱墙1.01.02.53.5I22a

31、、全环/0.8级加强拱墙,仰拱/352020拱墙1.01.0/4.0I25a、全环/0.6小导管施工超前小导管设置于隧道拱部,直径型号有二种:42mm和50mm 采用热轧无缝钢管,长度35.0 m不等,环向间距均为40cm,外插角为510,搭接长度不小于1.5m,管内充填M20水泥砂浆;采用风钻或ZM-12T型煤电钻成孔、人工安设,与钢架焊接固定。钢花管制作:将小导管前端做成尖锥形,尾部焊接8mm钢筋加劲箍,管壁按15cm间距梅花钻孔,孔径68mm。8mm加劲箍50cm15cm注浆小导管加工图安装:成孔后,由人工置入,外露端与钢架共同组成预支护体系。注浆:采用注浆泵注M20早强水泥砂浆,注浆压

32、力一般为0.20.4MPa。当单孔注浆量达到设计注浆量时,即可结束注浆。注浆参数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,并注意观察施工支护工作面的状态。大管棚施工大管棚采用地质钻机成孔,注浆泵注浆,直径型号有二种:108mm和89mm,长度10m40m,环向间距40cm、外插12。施工准备:开挖至管棚施作空间位置时,预留钻机作业平台,安设导向架或施做导向墙,搭设作业平台架并固定牢固。成孔:采用水平地质钻机,从导向管内钻孔。安设:由机械顶进,钢管节段间用丝扣连接;顶进前先进行管节加工,采用4、6m规格,相邻间交替错接安装。管棚顶到位后,钢管与导向管间隙用速凝水

33、泥或其它材料堵塞严密,以防浆液冒出,堵塞时设置进浆孔和排气孔。注浆:注浆压力为0.50.8Mpa,当排气孔流出浆液后,关闭排气孔,继续注浆,达到设计注浆量或注浆压力时停止注浆。施工过程中,为了防止注浆过程中发生串浆,每钻完一个孔,随即就安设该孔的钢管并注浆,然后再进行下一孔的施工。22砂浆锚杆隧道中的系统支护锚杆采用22砂浆锚杆,黄土隧道拱部采用22药包锚杆,其施工工艺基本一致。施工方法22砂浆锚杆采用ZM-12T型煤电钻钻设锚杆孔,既可解决在土质隧道施工采用有水设备软化围岩,又可解决在土质隧道施工中采用常规的冲击钻不易排碴、成孔困难的难题,可以提高在黄土隧道的成孔速度和安全性。锚杆钻孔在各台

34、阶上利用简易台架或用锚杆台车施钻,按照设计间排距,尽可能垂直结构面打入,高压风吹孔。再用风枪将锚杆送入孔内,并使杆体位于孔位中央,用注浆泵将孔内注满早强砂浆,然后安装垫板,垫板必须用螺帽紧固在岩面上,增强锚杆与喷砼的综合支护作用。锚杆尾端尽量焊接在钢架上,以便共同受力。最后抽样进行锚杆抗拔力试验。施工要点针对黄土隧道特性,为增加砂浆锚杆的紧固效果,采用先注浆后插杆体法施工,孔径比杆径大15mm,孔位允许偏差为15mm;孔深允许偏差50mm,钻孔方向与初喷砼面垂直,孔钻好后用高压风冲洗干净,并用塞子塞紧孔口。锚杆及粘结剂材质符合设计要求,锚杆按设计尺寸截取,并整直、除锈和除油。粘结砂浆拌合均匀,

35、并调整其和易性,随拌随用,一次拌和的砂浆在初凝前用完。先注浆后插杆时,注浆管插到钻孔底,开始注浆后,徐徐均匀地将注浆管往外抽出,并始终保持注浆管口埋在砂浆内,以免浆中出现空洞。注浆体积略大于需要体积,将注浆管全部抽出后,立即迅速插入杆体,可以风枪送入杆体。杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。注浆是否饱满,可根据孔口是否有浆流出,杆体到位后要用楔子在孔口卡住。中空注浆锚杆系统支护采用的中空注浆锚杆主要设在开挖断面的拱部及围岩较差地段的拱墙部分,部分地段的超前支护也采用超前中空注浆锚杆。中空注浆锚杆施工方法:首先按设计要求,在开挖面上准确画出需施设的锚杆孔位。钻孔方式同砂浆锚杆施工。检查导

36、管孔达到标准后,安装锚杆并按设计比例配浆,采用注浆机注浆,注浆压力符合设计要求;一般按单管达到设计注浆量或达到设计压力要求作为结束标准,并保证锚杆孔浆液注满。最后在综合检查判定注浆质量合格后,用专用螺帽将锚杆头封堵,以防浆液倒流管外。型钢(工字钢)钢架钢架支护采用工字型钢,设计型号多样,范围在1625号之间,设计为全断面支护。各部开挖后,先初喷砼,然后再架立型钢钢架。钢架加工制作方法先将加工场地用砼硬化,精确抹平,按设计放出加工大样。钢架弯制采用我公司自行研制开发的型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制,弯制完成后,先在加工大样上进行试拼。各节钢架成型后,要求尺寸准确,弧形圆顺,要求沿隧道周边

37、轮廓误差不大于3cm。连接底板螺栓孔眼中间误差不超过5mm;型钢钢架平放时,平面翘曲小于2cm。钢架架设施工方法为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上,安装前清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。并在钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力,同时每侧安设2根42锁脚锚管将其锁定,底部开挖完成后,底部初期支护及时跟进,将钢架全环封闭。钢架平面垂直于隧道中线,其倾斜度不大于2,钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。为保证钢架位置安设准确,隧道开挖时在钢架的各连接处预留连接板凹槽。初喷砼时,在凹槽处打入砼楔,为架设钢架留出连接板(和槽钢)位置。钢架按设计位置安设,在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙应每

38、隔2m用砼预制块楔紧,钢架背后用喷砼填充密实。为增强钢架的整体稳定性,将钢架与锚杆焊接在一起。沿钢架设直径22cm的纵向连接钢筋,间距按1m设置。为使钢架准确定位,钢架架设前均需预先打设定位系筋,系筋一端与钢架焊接在一起,另一端用砂浆锚入围岩1.0m以上,架设钢架时尽量利用径向锚杆定位固定。架立钢架后尽快进行挂网和喷砼作业,并将钢架全部覆盖,确保喷射砼覆盖钢架厚度在5cm以上,以使钢架与喷砼共同受力。喷射砼分层进行,每层厚度56cm左右,先从拱脚和墙角处向上喷射以防止上层喷射料虚掩拱脚(墙角)不密实,造成强度不够,拱脚(墙角)失稳。防止钢架下沉的措施拱部开挖安装型钢拱架后,由于黄土隧道围岩的自

39、稳性较差以及各部开挖拉开了一定距离,钢架短时间内不能全断面闭合,有可能会出现拱顶钢架下沉,导致围岩失稳或侵入衬砌界限,因此在施工过程中需加强对钢架安装以后的监控量测,必要时采取有效措施进行加固,以防止拱顶钢架下沉。具体措施如下:a.加强对钢架的径向固定措施钢架安装采用与系统锚杆和专门施作的定位锚杆进行固定,确保钢架环向间隔1m均有一根定位锚杆,专门施作的定位锚杆长度视围岩地质特性确定,用砂浆锚固后进行抗拔力试验,确保锚杆轴力能够承受钢架自重。另外,要加强锚杆和钢架的焊接质量,确保钢架和锚杆连接紧固。两榀之间的环向连接钢筋必须按照设计间距进行焊接连接,同样要严格保证焊接质量。b.加强对钢架的锁脚

40、固定措施由于采用分部开挖方法,拱部钢架安装后,钢架暂时不能全断面封闭成环,同时,本隧道为黄土隧道,拱部钢架无法坐落在坚实的基岩上,因此,拱部钢架必须采取锁脚措施,将钢架两底脚牢固锁定,以防止钢架下沉或两底脚回收,钢架锁脚采用两根L=5m的42锁脚锚管锁定,锚管采用钢花管,压注水泥浆液进行锚固,如地质较差时,采用加长锁脚锚管长度和再增设一根锁脚锚管以加强钢架的稳定。c.加设钢架基础连接纵梁,扩大开挖底脚,防止钢架悬空为防止钢架下沉,视地质情况,必要时在拱部钢架底脚增设连接纵梁,纵梁采用型钢,与钢架底脚采用焊接连接,以增加钢架底脚的承力面积。另外,为防止下部开挖时造成钢架悬空,上部开挖时,适当对钢

41、架安装底脚部分扩大开挖,以保证钢架能够坐落在基底上。下部开挖时左右错进。d.及时喷射微纤维砼进行覆盖钢架安装完成后,及时进行喷射微纤维砼,喷射时分层、分段进行,并确保微纤维砼覆盖钢架厚度至少5cm以上。e.加强对钢架的应力和变形监测钢架安装后,加强对钢架的应力和变形观测,对钢架所承受的应力以及变形速率和位移进行监测,通过反馈数据分析,测定钢架的稳定性能,一旦发现钢架有下沉或变形失稳的趋势,立即采取加固措施进行处理,同时依据反馈信息进行方案的修正和优化。f.防止施工过程中的碰撞和损坏机械开挖时,为防止挖掘机等大型机械对已支护好钢架进行碰撞和冲击,造成钢架损坏,因此,开挖时,要委派专人对开挖作业进

42、行指挥,严格限制机械作业界限,以防止碰撞钢架。8钢筋网隧道初期支护钢筋网采用Q235钢筋,直径10mm,采用拱墙布设。施工方法针对开挖断面的形状,确定场外制作或现场制作网片,网格间距按设计要求。若断面形状较规则,平整,采用场外制作网片,然后现场拼接;若断面形状不规则,起伏较大,则采用现场制作网片,现场拼接,与岩壁紧贴安装,预留保护层厚度。挂网利用简易台架进行。施工要求按图纸标定的位置挂钢筋网,钢筋网使用前清除锈蚀,钢筋网制作时按照钢支撑设计间距进行加工,其末端各方向定型的间距不少于100mm,采用焊制,钢筋网绑扎固定于先期施工的钢架之间和系统锚杆之上,用砼块衬垫在钢筋和岩石之间,以保证钢筋和岩

43、面之间保持3050mm间隙。喷射微纤维砼隧道初期支护喷射砼设计为喷射微纤维砼,喷射砼标号为C25,100改性聚酯比重为1.31.4,喷射微纤维系统支护分两次进行支护,第一次在开挖后先素喷微纤维砼5cm封闭开挖面,在施作系统锚杆、钢架、挂钢筋网后再复喷至设计厚度,并保证喷射砼覆盖钢架5cm以上 。机具选择使用AL285/305型砼湿喷机,该种机具最大输送距离,水平30m,垂直20m,回弹20,重量2000kg。材料准备水泥:选用42.5普通硅酸盐水泥。骨料:细骨料选用坚硬耐久的中、粗砂,细度模数宜大于2.5mm;粗骨料的粒径不大于15mm。外加剂:选用优质高效的液体速凝剂,高效减水剂。微纤维:选

44、用改性聚酯合成纤维。水:符合饮用水标准。喷射前准备喷射前对受喷面进行清理,清除受喷岩面的浮石等杂物,对光滑面进行凿毛,并用高压风进行清扫。自制简易工作台车就位。检查高压风、水管路及电路情况,湿喷机就位,进行试运行。若遇受喷面有滴水、渗水等情况,埋设导水管或设盲沟排水,对淋水处可设截水圈排水。喷射砼喷射砼作业采用分段、分片、分层依次进行,喷射时先将低洼处大致喷平,再自下而上顺序、分层、往复喷射,后一层应压在前一层的一半。施工注意事项a.喷射砼原材料先检验合格后才能使用,速凝剂应注意保管防止受潮变质。b.材料的投入顺序是:先投入粗砂和纤维,等充分的混合后,再投入砂子、水泥和水等。在运输过程中,使用

45、砼运输车,以免发生材料离析。喷砼过程中要避免纤维成球现象和喷嘴堵塞。c.喷射前仔细检查危石并处理。喷射机布置在安全地带,并尽量靠近喷射部位,便于掌机人员与喷射手联系,随时调整工作风压。d.经常检查喷射机出料弯头、输料管和管路接头,发现问题及时处理。e.经常测定作业区内粉尘浓度,如超过标准找出原因采取相应措施。f.拌合地点距喷射地段如较远,速凝剂应在喷射机喂料时加入;若在拌合时加入,则应自加入速凝剂时起,拌合料在20min内喷完,否则影响质量。g.搅拌过程中设置为纤维测量用的漏斗和自动测量记录装置,测量误差在3%以内。定时校验计量器具。施工时风、水压要稳定,运输道路畅通,电源、照明保证。3.2.3.不良地质地段施工方法洞口加固水泥土挤密桩加固多个隧道在洞口段黄土地层中采用水泥土挤密桩加固地基,设计参数为:直径50cm,长5m,仰拱底

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