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企业通用培训右线曹源隧道施工 方案讲义 企业通用培训右线曹源隧道施工 方案讲义 则进行。一般情况下,为保持稳定,洞口仰坡开挖分两次进行:第一次仅挖至设计成 洞面位置,并进行临时防护;第二次在洞口段衬砌完成不小于 50m 时再挖至设计位置 并进行永久防护。 (1)隧道进洞 较长隧道进洞是本标段的施工一重点, 根据设计要求对于曹源隧道采用 C25 砼套 拱做管棚固定墙护拱内设四榀 U25 型钢,打入长管棚、注浆后预留核心土开挖,做初 期支护、浇筑钢筋砼二次衬砌及仰拱,接着按“级围岩段施工方案” 施工。具体施 工步骤如下: 洞口土石方开挖前,施工洞顶截水沟,拦截地表水。 明开挖至暗挖桩号,按设计坡度开挖仰坡,再按设计加固。 测量画弧,施工套拱:套拱在明洞外轮廓线以外,紧贴掌子面施作,在成洞面 按均匀距架立四榀 U25 型钢拱架。 用电动钻机, 钻进并顶进长管棚, 管棚钢管与工字钢焊成一整体。 管棚施工时, 先打有孔钢花管,注浆后再打无孔钢管。管棚注浆按固结管棚周围有限范围内土体设 计,采用分段注浆,浆液扩散半径不小于 0.5m。注浆前先进行注浆现场试验,注浆 参数通过现场试验按实际情况确定,以利施工。无孔钢管在填充水泥浆后再打入,以 增加钢管强度。 在套拱、超前管棚保护下,按循环进尺 0.5m1.0m 进行洞口上台阶施工。采 用暗洞拱部留核心土开挖,做初期支护。 上台阶开挖完成 5m 后,开挖左侧边墙部位,续接拱架下部分单元,进行左侧 下部锚喷支护。 开挖右侧边墙部分,续接钢架下部节段,施工右侧下部锚喷支护。 捡底,安装钢架剩余单元节段,连接成整体,喷砼覆盖,完成全圆封闭结构。 施工仰拱 C25 钢筋砼及其上的 C15 片石砼回填。 (3)关键工艺要求: 洞口均处于围岩软弱地段,故而施工中方法是否正确,对隧道能否顺利进洞起着 决定作用。为此,除认真按设计要求对有关工序进行施作外,一是在分部开挖中要 “分部” 策划科学,程序安排得当,以稳为重,利于初支;并要千方百计减少对围岩 扰动,能用非爆破手段进行的就决不采用爆破方法,非采用爆破手段不可的也要按微 震控制爆破技术进行, 分层剥离。 二是进一步加强对洞内外地质观测, 增设测点数量, 做到及时准确,以对施工过程中围岩及支护结构的稳定状态进行动态跟踪,为制定正 确方案提供可靠依据。三是坚决做到二衬紧跟,尽快形成封闭结构,免除后患,保证 顺利通过。总之,决不能因施工方法不当引起开挖断面坍塌,从而改变了围岩相对稳 定性而人为造成应力集中,加剧隧道偏压。 (三)级围岩地段施工方案 级围岩施工采用超短台阶法,先护后挖,上台阶预留核心土环形开挖,微震光 面爆破,机械出碴。施工时严格遵守软弱围岩不良地段“早预报、勤量测、管超前、 弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、紧衬砌”的原则,做到稳扎稳打,步步为营。 (1)具体施工步骤(图*)如下: 根据设计级围岩采用大管棚注 浆预支护施工,采用超前锚杆预支护施 工; 4N1 N2 N3 N4 图*、类围岩地段施工步骤图 拱部环形开挖; 立拱部钢架,锚喷支护(初喷施工径向 25 中空注浆锚杆组拼架立各节 段钢拱架、安装钢筋网复喷 C25 砼至设计度) ; 核心土开挖 左侧边墙部位落底;待初喷 4cm 砼厚立该节段钢拱架,锚喷支护; 下部剩余部分开挖; 初喷 4cm 后架设剩余节段单元钢拱架, 单元间以螺栓连接, 并焊接牢固,然后锚喷支护,至此,初支闭合完成; 灌注仰拱,施工 C15 片石砼回填层; 铺设环向盲沟及隧道专用复合防水卷材; 整体灌注二次衬砌。 (2)掘进施工作业循环: 级围岩开挖与支护相互协调配合,合理安排各工序施工时间,进行交叉、平行 作业,每循环时间为 12h,其掘进作业循环如图 5-4-03 所示。 (3)步骤说明及关键工艺要求: 大管棚施工施工注意保持环与环间的设计搭接长度。 开挖采用弱爆破, “震松法”施工,局部辅以挖掘机和人工配合,以尽量减少 对地层的扰动。爆破要密打眼、少装药, “震松法”药量按松动爆破计算,初选参数 为:周边眼间距 E=0.3m,装药集中度 q=0.1kg/m,炸药单耗=0.30.4kg/m3。 核心土及下台阶开挖,视前步工序稳定情况进行。台阶分界以侧墙钢拱架单元 顶部为参考点,为防止上台阶初期支护下沉、变形,其底部应加设槽钢托梁,托梁与 钢支撑连为一体。 仰拱及填充层在初期支护完成后尽快施作,先于二衬进行施工,采用搭设防干 扰通行平台技术进行混凝土全断面灌注。必要时,钢支撑脚部设临时水平支撑,以策 安全。 级围岩台阶长度控制在 510m,初期支护紧跟掌子面,及时施作仰拱,使 整个断面尽快形成封闭式初支。 二次衬砌紧跟初期支护,尽快施做,发挥二次衬砌承载能力,增大支护刚度, 是保证初期支护和施工安全的关键措施。一般二次衬砌在初期支护后 12 倍洞径处 浇筑。 施工时的排水工作要认真做好,在保证排水畅通的同时,重点要对两侧临时排 水沟铺砌末面,防止基底软化。 (四)级固岩地段施工方案 级围岩地段采用采用短台阶法施工方案(框图见表 5) ,台阶长 5m,先护后挖, 微震光面爆破,装载机和自卸车出碴。具体施工步骤(参见图*) 及关键说明如下: 1、超前支护施工采用超前锚杆、小导管等辅助措施; 2、上台阶开挖:采用简易台架人工风枪钻眼,楔形复式减震掏槽,微震光面爆 破开挖,循环进尺 1.52.0m。 3、拱部初期支护:施工顺序为初喷径向 25 中空注浆锚杆组拼架立钢拱架 复喷 C20 砼至设计厚度,要注意拱脚锁脚锚杆和纵向槽钢托梁施工质量。 4、拉下台阶中槽:中槽开挖坡度以实际地质情况进行控制,侧帮留 2.0m 左右宽 的护台。 5、开挖左侧马口,续接左边墙钢架,锚喷支护; 6、同左侧马口开挖铣干,开挖右侧马口,进行右侧边墙初期支护施工; 7、分左、右半幅进行调平层施工; 8、铺设环向盲沟及隧道专用复合防水卷材; 9、 在初期支护基本稳定后施做整体模筑二次衬砌。 二衬段与台阶距离不大于 20m。 级围岩地段掘进支护施工,施工作业循环如图*所示。 埋设量测元件、透水软管 测量放样0.5 h 机动0.5 h 锚杆、 钢筋网、 复喷砼1.5h 出 渣3.0 h 爆 破0.5 h 装药及联线1.0 h 台车就位0.5 h 排危石0.5h初喷1.0 h排烟除尘0.5 h 钻孔2.5 h 图* 级围岩掘进施工作业循环图(12h) (五)、级围岩地段施工方案 采用导坑超前,随之二次扩挖的方法开挖(框图见表 5) 。施工步骤(参见图 *)及关键说明如下: 1、开挖超前导坑:导坑一般超前不超过 10m,以便有较好的通风条件;其宽、 高尺寸选 3.04.0m, ;满足机械装碴需 要;导坑底标高同隧底设计标高。 2、二次扩挖; 3、初期支护; 4、调平层施工; 5、铺设环向盲沟及隧道专用复合防水 卷材; 6、整体灌注二衬砼。 、级围岩地段掘进施工作业循环如图 5-4-07 所示。 图 5-4-06 、级围岩地段施工 步骤图 1559 图级围岩应急停车带隧道施工方案示意图 (六)紧急停车带的施工 本隧道紧急停车带设置 1 处里程为 YK244+260,为级围岩区段,宽 3.5m(含路 缘带 0.75m),长 30m, 过渡段 25m。 支护方案为 : 扩大断面两端墙采用 C20 喷砼厚 10cm, 锚杆22 长 3.5m,锚杆间距 1.21.2m,现浇砼厚 40cm。两者之间设置防水卷材及土 工布。其施工采用中壁法施工,分成左右幅上下台阶开挖。具体施工步骤示意参见图 5-4-08,工艺见框图 5-4-09 所示: 洞室开挖完成后,先进行跳段拆除中隔壁,拆除长度是 6m,然后先墙后拱进行 二衬。再拆除其它中壁支护,完成砼二衬施工。 (七)汽车通道口过渡段施工方案 本隧道设有 1 处行车横道,横道与主隧道夹角 700,呈马蹄形断面,断面结构采 用长 2.5m 的25 先锚后灌式砂浆锚杆,加强段采用 20cm 厚喷钢纤维混凝土(普通段 为 8cm),25cm 模注砼二次衬砌,两者间设置隧道专用防水卷材。所有横道地处 图 5-4-09级围岩紧急停车带施工程序图 图 5-4-10 级围岩横通道口施工平面示意图 类围岩地段,横洞开口处是围岩受力的薄弱环节,为确保施工安全,特做如下方案 : 主洞与横道间设扩大段、加强段及过渡段,具体范围如图 5-4-10 所示: 扩大段、加强段及过渡段范围内,主洞初期支护、二次衬砌按照设计图纸进行, 其中扩大、加强段级围岩施工按图 5-4-11 施做。 扩大段及加强段开挖支护方法按上下台阶法施工,门架横梁地段施工做法如图 5-4-12 所示: 通道口门架承受正洞钢架支撑的垂直力和水平推力, 钢横梁安装前准确放样,底 部用素砼找平、垫牢;门架立柱底加砼垫块,再浇筑基坑砼,以防止钢立柱锈蚀。为 保证钢门架的稳定性,施工期间加强临时支撑,钢横梁与钢拱架之间,钢门架立柱与 横梁之间及与垂直锚杆、斜锚杆间焊接牢固,及时浇筑通道门墙砼。待墙体达到设计 强度时方可开挖。 汽车通道区段受力复杂, 为确保安全, 拟采用分部开挖法, 并及时做好锚喷支护, 初期支护完成后及时浇筑 20cm 厚砼底板。 横洞开口处 8m 范围内采用上下台阶法开挖,坚持小炮、短进尺的原则。上下台 阶相距 35m,每循环进尺 1m,采用人工配合侧式装碴机,自卸车出碴,钻爆作业及 支护参照类围岩设计图施作。 通道施工即将贯通时,另一端掌子面停止作业,并安排值班人员看守,防止爆破 穿透造成伤人死故;铺设防水卷材时,在横洞处向横洞方向施作 45m,保持其防水 卷材的连续性;主洞衬砌到交叉地段时,也向横洞方向延伸 23m,以保证砼的整体 性。 图*级围岩横通道口施工程序图 施工程序简图说明 开挖上台阶; 按主洞做法,留出门 架横梁平台 上台阶初期支护; 安设钢横梁(为避免 施工操作困难,I50C 横梁可不同时就位, 并可将接头的部分螺 母焊在正洞钢拱的连 接板上) 下台阶开挖支护; 开挖马口; 架立 2I50C 门架立 柱; 分别开挖 开挖剩余马口, 及时 浇注通道门混凝土墙, 待墙体达到设计强度 时, 采用分部开挖法施 工汽车通道。 分段开挖, 弱爆破 第六节几项关键技术 一、超前地质预报技术 隧道地质超前预报是防止隧道开挖突发性灾害、保证施工工期,保证施工质 量和评判围岩稳定的有效措施。 在施工阶段我们采用两种方法进行地质预报:一是短时间对岩体进行物理探 测,通过各种信息来判断岩体特征,即物理探测方法。选用的仪器主要是瑞典 RAMAC/GPR 地质雷达探测仪和瑞士 TSP-202 地质超前预报仪。做法是用该仪器按 不同角度进行偏角扫描,分析扫描结果,判断前方地质变化情况;二是随着隧道 的掘进,熟悉、修正设计资料,通过掌子面地质素描和洞体展现对岩体的特征观 察分析作出地质判断,即传统地质方法。把这两种方法结合起来,可相互补充。 多年来我们就是使用这种方法、这种模式作地质超前预报的,效果很好。我们将 把这种“结合法”继续用于本隧道。 二、超前支护施工 本隧道洞口及洞内断层破碎带地段施工采用108*6mm 长管棚注浆支护,隧 道开挖,严格遵循先护后挖的原则。先施工管棚,通过导管注浆改善围岩力学性 能,加固围岩,封堵地下水,并结合钢架支护,形成棚架式支护体系,是确保本 隧道软弱围岩施工安全的一个重要技术手段。 (一)施工方法 长管棚与小钢管现场加工, 注浆眼按设计要求布设。 打设管棚时取 1-30(或 按设计要求) 的仰角, 待注浆凝固后, 方可开挖。 长管棚采用管棚钻机跟管钻进, 顶入加工好的108 长管棚,再进行注浆。 (二)设计参数 1、长管棚为外径 108mm,壁厚 6mm 的热轧无缝钢花管,长度按设计要求 下料,管壁四周按设计间距梅花形、钻设 7mm 压浆孔,管口预留 40cm 止浆段。 前端加工成锥形,尾部设加劲箍。 2、拱部布设范围、环向间距、洞口段纵向间距及洞内软弱围岩段纵向间
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