资源描述
向莆铁路隧道施工作业关键点手册
一、超前地质预报 1
1 、预报内容 1
2 、预报方法 1
3 、预报分级 2
4 、预报步骤 3
5 、预报关键点 4
二、超前支护 4
1、超前小导管注浆 4
2、大管棚 6
三、隧道开挖方法 8
1、全断面法 8
2、台阶法 9
3、环形开挖预留关键土法 11
4、中隔壁法(CD 法) 13
5、三台阶七步开挖法 15
6、双侧壁导坑法 17
四、早期支护 19
1、喷射混凝土 19
2、锚杆 21
3、钢架 23
4、钢筋网 24
五、防排水 25
1、洞口及地表防排水 25
2 、洞内排水 25
3、结构防排水 26
六、仰拱及二次衬砌 28
1、仰拱 28
2、二次衬砌 29
七、监控量测 31
一、超前地质预报
1 、预报内容
(1)地层岩性,尤其是对软弱夹层、破碎地层、煤层及特殊土估计预报。
(2)地质结构,尤其是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响体完整性结构发育情况估计预报。
(3)不良地质,尤其是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有气体及高地应力等发育情况估计预报。
(4)地下水,尤其是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴富水地层等估计预报。
2 、预报方法
(1)超前地质预报方法按预报原理可分为地质分析法、钻探法物探法和超前导坑法。
①地质分析法,包含地层分界线、结构线,地下和地表相关全分析、地质作图等。
②钻探法,包含深孔水平钻探、5~8m 加深炮孔探测及孔内摄影。
③物探法,包含地震波反射法、声波反射法、电磁波反射法红外探测法等。
④超前导坑法,包含平行超前导坑法、正洞超前导坑法。
(2)超前地质预报按预报长度可分为长距离预报(大于200m ) 中长距离预报(30~200m )和短距离预报(小于30m )。
(3)超前地质预报按采取预报手段数量可分为单一方法地质预报和综合超前地质预报。
3 、预报分级
(1)依据地质灾难对隧道施工安全危害程度,分为以下四级
A级:存在重大地质灾难隐患地段,如大型暗河系统,可溶岩和非可溶岩接触带,软弱、破碎、富水、导水性良好地层和大型断层破碎带,特殊地质地段,重大物探异常地段,可能产生大型、特大型突水突泥地段,诱发重大环境地质灾难地段,高地应力、瓦斯、天然气、放射性问题严重地段和人为坑洞等。
B级:中、小型突水突泥地段,较大物探异常地段,断裂带等。
C级:水文地质条件很好碳酸盐岩及碎屑岩地段、小型断层破碎带,发生突水突泥可能性较小。
D级:非可溶岩地段,发生突水突泥可能性极小。
(2)不一样地质风险地段预报方法为:
A级预报:采取地质分析法、地震波反射法或声波反射法、地质雷达、红外探测、超前水平钻探等手段进行综合预报。首先以地质分析法进行长距离预报,然后采取中长距离地震波反射法或声波反射法和一个或多个短距离物探方法相结合进行预报,同时进行多孔超前钻探探查。
B级预报:采取地质分析法、地震波反射法或声波反射法,辅以红外探测、地质雷达,进行必需超前水平钻孔。当发觉局部地段工程地质条件复杂时,按A 级要求实施。
C级预报:以地质分析法为主。对关键地质(层)界面、断层或物探异常地段可采取地震波反射法或声波反射法进行探测,必需时采取红外探测和超前水平钻孔。
D级预报:采取地质分析法。
4 、预报步骤
超前地质预报工序步骤图见下图
施工准备
制订预报方案
研究地质资料
预报分级
物 探 法
深孔水平钻探法
长距离预报
地质预报汇报
中长距离预报
短距离预报
施工提议
施工方案提议
项目技术决议
隧道施工
地质素描
预报验证反馈
5 、预报关键点
(1)研究区域地质、工程地质资料,必需时进行地表补充测绘和勘探,对整个地域地质情况做到比较全方面和深刻认识,分析关键工程地责问题、关键地质灾难隐患及其分布范围、在隧道内揭示大致里程,制订预报方案。
(2)依据地质灾难对隧道施工安全危害程度和工程设计资料,对不一样地段地质预报分级,不一样类型和等级地段采取不一样预报手段。
(3)隧道施工前制订好不良地质地段应急预案,采取浅孔钻探发觉地质突变或含水时,立即采取处理方法。
(4)立即配置优异仪器,结合有丰富经验地质、施工人员进行综合分析论证,并将结果立即反馈给相关技术部门,采取针对性方法。
二、超前支护
1、超前小导管注浆
超前小导管注浆是在隧道开挖前,沿隧道开挖轮廓线外按一定角度打人直径为32~70mm ,长度3~5m 带孔钢管,利用钢管注浆,并和钢架连成一体进行围岩加固超前支护方法。
(1)施工工序步骤图
小导管超前支护施工工序步骤见下图
钻 孔
施工准备
清 孔
安装小导管
工作面封闭
联接管路
压水试验
系统检验
管路泄漏
工作面泄漏
小导管制作
注 浆
效果检验
补 孔
结 束
(2)施工关键点
①超前小导管支护参数依据地质条件、隧道断面大小及支护结构型式选择。
②采取风钻或凿岩台车成孔,沿隧道周围布设,环向间距小于40cm,外插角控制在10~15 °。
③钻至设计孔深后,用吹管将碎碴吹出清孔,预防孔位坍塌。
④顶入加工好注浆钢花管,小导管周圈缝隙用塑胶泥封堵,并用棉纱将孔口堵塞,喷射混凝土封闭工作面,孔口露出喷射混凝土面15cm 。
⑤连接注浆管路,硬质围岩应进行压水试验,注浆压力控制在1.0MPa 以内,观察管路漏浆情况,并立即封堵。
⑥依据地质情况选择单液水泥浆、超细水泥浆、水泥(超细水泥)-水玻璃浆、改性水玻璃浆或化学浆液。
2、大管棚
大管棚是在隧道开挖前,沿隧道开挖轮廓线外利用钻机或夯管按一定角度打人直径大于70mm ,长度大于20m 钢管,经过钢管注浆预加固隧道拱部地层,并将钢管内采取砂桨充填密实以降低地层沉降超前地层加固方法。
( l )施工工序步骤图
洞口大管棚超前支护工序步骤见下图
测量放线
施工准备
安装套拱支架
钻机定位
导向管部署
孔周密封处理
钻 孔
导向控制
丝扣联结
钢管加工
插入钢管
大管棚注浆
结 束
( 2 )施工关键点
①小直径管棚通常见钻机成孔,大直径管棚可用夯管或顶管方法布设。
②管棚环向间距30~50cm,超浅埋地带也可采取密排方法,通常沿隧道周围布设,外倾角l~5°,管棚开孔径向误差不应大于5cm 。
③控制钻机立轴方向,钻进中常常采取测斜仪量测钢管钻进偏斜度,发觉偏斜超出设计要求,立即纠正。
④管棚采取热轧无缝钢管,壁厚大于6mm ,节长3~6m 。接头宜采取丝扣连接,丝扣长15cm ,隧道纵向同一截面内接头数小于50% ,相邻钢管接头最少应错开1米。
⑤开孔管棚压注单液水泥浆,无孔管棚压注水泥砂浆,注浆初压应控制在0.5~1.0MPa 以内,终压应控制在2.0MPa 以内。
⑥洞内施作大管棚时除采取特殊工艺外通常设置扩大洞室。
三、隧道开挖方法
1、全断面法
全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型,再施做支护和衬砌隧道开挖方法,通常适适用于地质条件很好Ⅱ级围岩,也可用在单线铁路隧道Ⅲ级围岩地段。
(1)施工工序步骤图
隧道全断面开挖施工工序步骤见下图
(2)施工关键点
①配置钻孔台车或多功效台架及高效率装运机械设备,缩短循环作业时间,合理采取平行交叉作业工序,提升施工进度。
②利用深孔爆破增加循环进尺,控制周围眼间距及角度改善开挖面爆破效果,降低超欠挖。
③立即施做早期支护,围岩条件改变时立即调整施工方法。
④有条件时采取导洞超前开挖方法,合理组织施工确保隧道施工安全。
⑤二次衬砌立即施作,Ⅰ、Ⅱ级围岩距掌子面距离≤200m,Ⅲ级围岩≤120m,Ⅳ、Ⅴ级及以下≤90m。
仰拱及填充超前二次衬砌且分别全幅浇筑,仰拱距掌子面距离:Ⅲ 级围岩≤90m, Ⅳ级围岩≤50m,Ⅴ级围岩≤40m。
施工准备
超前地质预报
测量放线
钻 眼
装药爆破
通 风
初喷混凝土
爆破效果
装碴运输
早期支护
监控量测
下循环施工
调整爆破参数
爆破设计
2、台阶法
台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖,台阶间控制一定距离,采取同时并进隧道开挖施工方法,通常见在Ⅲ级围岩,也可用在单线铁路隧道Ⅳ级围岩地段。
(1)施工工序步骤图
隧道台阶法开挖施工工序步骤见下图
隧道台阶法开挖施工工序步骤图
(2)施工关键点
①依据围岩条件合理确定台阶长度和台阶数量,台阶长度通常为3~5m,台阶高度依据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定,上台阶高度宜为2.5m。
②上台阶施作钢拱架时,采取扩大拱脚和锁脚锚杆等方法,控制围岩和早期支护变形,必需时施作临时仰拱。
③下台阶在上台阶喷射混凝土达成设计强度70 %以上时开挖,当岩体不稳定时需缩短进尺,必需时下台阶分左、右两部错开开挖,并立即施做早期支护和仰拱。
④施工中应处理好上下台阶施工干扰问题,下部施工应降低对上部围岩、支护扰动。
⑤下台阶施工时要确保初支钢架整体顺接平直,螺栓连接牢靠。
⑥二次衬砌立即施作,Ⅰ、Ⅱ级围岩距掌子面距离≤200m,Ⅲ级围岩≤120m,Ⅳ、Ⅴ级及以下≤90m。
仰拱及填充超前二次衬砌且分别全幅浇筑,仰拱距掌子面距离:Ⅲ 级围岩≤90m, Ⅳ级围岩≤50m,Ⅴ级围岩≤40m。
3、环形开挖预留关键土法
环形开挖预留关键土法是先开挖上部导坑弧形断面留关键土平台,再开挖下部两侧边墙、中部关键土隧道开挖方法。通常适用在单线隧道Ⅳ~Ⅴ级围岩,也可用在双线隧道Ⅲ~Ⅳ级围岩地段。
(1)施工工序步骤图
环形开挖预留关键土施工工序步骤见下图
(2)施工关键点
①开挖前应在拱部进行超前支护,环形开挖每循环长度0.5~1m,开挖后立即施作喷锚支护、安装钢架支撑。
②每两榀钢架之间采取钢筋连接,并设置锁脚锚杆,全断面早期支护封闭距拱部开挖面不超出15m 。
③预留关键土面积大小依据围岩地质情况,便于施工和满足开挖面稳定。
④上部弧形,左、右侧墙部,中部关键土开挖各错开3~5m 进行平行作业。
⑤二次衬砌立即施作,Ⅰ、Ⅱ级围岩距掌子面距离≤200m,Ⅲ级围岩≤120m,Ⅳ、Ⅴ级及以下≤90m。
仰拱及填充超前二次衬砌且分别全幅浇筑,仰拱距掌子面距离:Ⅲ 级围岩≤90m, Ⅳ级围岩≤50m,Ⅴ级围岩≤40m。
4、中隔壁法(CD 法)
中隔壁法(CD 法)是将隧道分为左右两大部分进行开挖,先在隧道一侧采取二或三台阶分层开挖,施作早期支护和中隔墙临时支护,再分台阶开挖隧道另一侧,并进行对应早期支护施工方法。通常适适用于地质条件为Ⅳ~Ⅴ 级围岩,也适适用于浅埋地层隧道暗挖。
(1)施工工序步骤图
中隔壁法施工工序步骤见下图
(2)施工关键点
①左右部台阶开挖高度依据地质情况、隧道断面大小和施工设备而定。
②台阶开挖长度3~5m,立即施作早期支护和中隔壁临时支护,左、右两侧洞体施工纵向拉开间距小于15m。
③后一侧开挖形成全断面时,应立即完成全断面早期支护闭合。
④中隔壁设置为弧形临时支护,隧道左右开挖面早期支护连接平顺,确保钢架连接状态良好。
⑤早期支护稳定后分段拆除中隔壁临时支护,一次拆除长度应依据变形监控量测信息确定,但不宜超出15m,并加强拆除过程监控量测。
⑤二次衬砌立即施作,Ⅰ、Ⅱ级围岩距掌子面距离≤200m,Ⅲ级围岩≤120m,Ⅳ、Ⅴ级及以下≤90m。
仰拱及填充超前二次衬砌且分别全幅浇筑,仰拱距掌子面距离:Ⅲ 级围岩≤90m, Ⅳ级围岩≤50m,Ⅴ级围岩≤40m。
5、三台阶七步开挖法
三台阶七步开挖法是以弧形导坑为基础模式,先上部弧形导坑环向开挖,施做拱部早期支护,再进行中、下台阶左右错开开挖,施做墙部早期支护,最终中心预留关键土开挖、隧底开挖,施做隧底早期支护,各部位开挖和支护沿隧道纵向错开、平行推进隧道施工方法。适适用于开挖100-180m2,含有一定自稳条件Ⅳ、Ⅴ级围岩地段隧道施工。
(1)施工工序步骤图
三台阶七步开挖法施工工序见下图
(2)施工关键点
①施工中应遵照“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”施工标准,紧凑施工工序,精心组织。
②做好洞顶、洞门及洞口防排水系统工程,妥善处理好陷穴、裂缝。在含有地下水黄土层中施工时,洞内应施作良好排水设施。
③上部弧形导坑开挖,预留关键土长度宜为35m,宽度宜为隧道开挖宽度1/3~1/2。左右侧中台阶及左右侧下台阶开挖高度控制在3~5m,左右台阶开挖应错开2~3m,严禁对开,并立即施作早期支护,配合锁脚锚杆封闭成环。开挖进尺应依据早期支护钢架间距确定,最大不得超出1.5m,。隧底开挖每循环开挖长度宜为2~3m,仰拱分段长度宜为4~6m。
④工作面若有失稳现象,应立即用喷射混凝土封闭、加设锚杆、架立钢支撑等加强支护。
⑤二次衬砌立即施作,预防大断面隧道边墙向内位移。Ⅰ、Ⅱ级围岩距掌子面距离≤200m,Ⅲ级围岩≤120m,Ⅳ、Ⅴ级及以下≤90m。
仰拱及填充超前二次衬砌且分别全幅浇筑,仰拱距掌子面距离:Ⅲ 级围岩≤90m, Ⅳ级围岩≤50m,Ⅴ级围岩≤40m。
6、双侧壁导坑法
双侧壁导坑法是采取先开挖隧道两侧导坑,立即施作导坑四面早期支护及临时支护,然后再开挖中部剩下土体隧道开挖施工方法,通常适用在Ⅴ~Ⅵ级围岩,也可用于浅埋隧道施工。
(1)施工工序步骤图
双侧壁导坑法施工工序见下图
(2)施工关键点
①侧壁导坑形状应近似椭圆形,导坑断面宽度通常为整个断面1/3。
②两侧侧壁导坑超前中部10~20m,两侧壁导坑开挖错开距离大于15m,中部采取台阶法开挖,保持平行作业。
③导坑开挖后应立即进行早期支护及临时支护,设置锁脚锚杆,并尽早封闭成环。
④依据监控量测信息,早期支护稳定后拆除临时支护,一次拆除长度不超出15m,并加强监控量测。
⑤二次衬砌立即施作,Ⅰ、Ⅱ级围岩距掌子面距离≤200m,Ⅲ级围岩≤120m,Ⅳ、Ⅴ级及以下≤90m。
仰拱及填充超前二次衬砌且分别全幅浇筑,仰拱距掌子面距离:Ⅲ 级围岩≤90m, Ⅳ级围岩≤50m,Ⅴ级围岩≤40m。
四、早期支护
1、喷射混凝土
喷射混凝土是在地下工程施工中,为立即使开挖工作面稳定一个支护方法。它是借助喷射机械,将水泥、砂、石子、水按百分比配合成拌合料(并掺加速凝剂),以高速喷射到受喷面上,依靠高速喷射时集料反复连续撞击压密混凝土硬化而成支护方法,其喷射混凝土能够在几分钟内终凝,且强度增加快,并和其它支护方法如锚杆、钢筋网联合形成支护整体,抑制围岩变形,达成围岩快速稳定。
(1)施工工序步骤图
喷射混凝土施工工序见下图
(2)施工关键点
①喷射机具应含有良好密封性能,输料连续、均匀,满足喷射作业要求。
②确定合理水胶比、用水量、胶凝材料用量和砂率,确保和易性和早期强度。
③分段分片自下而上次序喷射,一次喷射厚度拱部不得超出10cm,边墙不得超出15cm,喷嘴和岩面保持垂直,距受喷面0.8~1.2m。
④喷射压力宜控制在0.15~0.2MPa ,混凝土喷射终凝2h后,应进行湿润养护,养护时间不得少于14d。
⑤喷射作业人员应带防尘口罩、防护帽、防护眼镜、防尘面具等防护用具,作业人员应避免直接接触碱性液体速凝剂,不慎接触后应立即用清水冲洗,喷射混凝土作业完成后应立即对机具进行清洗。
⑥喷射混凝土表面应平整,无空鼓、裂缝、松酥,并用喷混凝土(或砂浆)对基面进行找平处理,平整度用2m靠尺检验,表面平整度许可偏差满足验标相关要求。
2、锚杆
锚杆是在围岩开挖时,为避免岩体松散塌陷,在岩体中打入实心或空心钢材加工杆体,起到对土体加筋和联结成整体作用,锚杆和围岩间采取砂浆或其它材料固结,并设置钢垫板固定。
(1)施工工序步骤图
锚杆施工工序步骤见下图
(2)施工关键点
① 锚杆采取专用机械成孔打入,用通常风动凿岩机时应配置专用冲击器。
② 按设计要求定出位置,孔位许可偏差小于±100mm ,杆体插人长度不得短于设计长度95%。
③ 杆体插人锚杆孔时,应保持位置居中,插人深度应满足设计要求。
④ 砂浆锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实,砂浆或水泥浆内可添加适量微膨胀剂和速凝剂。
⑤ 药包型锚杆在杆体插入过程中应注意旋转,使粘结剂充足搅拌。锚杆安设后不得随意敲击,其端部在填充砂浆终凝前不得悬挂重物。
⑥ 锚杆安设后其填充砂浆终凝后应立即安装托板,拧紧螺帽。
3、钢架
钢架是在隧道开挖早期支护期间,为使围岩保持稳定而根据隧道开挖轮廓线布设钢格栅或型钢、钢轨等制成支护骨架结构,钢架安装后可达成支撑围岩稳定,限制围岩变形目标,它通常和钢筋网、喷射混凝土等结合在一起共同受力。
(1)施工工序步骤图
钢架施工工序步骤见下图
(2)施工关键点
① 钢架应在初喷混凝土后立即架设。
② 钢架不宜在受力较大拱顶及其它受力较大部位分节,格栅钢架主筋直径不宜小于18mm ,钢筋间焊接牢靠。
③ 每节钢架间应以螺栓连接,连接板应密贴,缝隙不超出2mm 。
④ 钢架外缘应用钢楔或混凝土预制块楔紧,钢架应全部被喷射混凝土覆盖,保护层厚度不得小于40mm ,钢架和围岩间间隙必需喷混凝土密实。
⑤ 钢架加工后必需进行试拼检验,架立位置正确,安装后利用锁脚锚杆定位;两排钢架间用中Φ22钢筋拉杆纵向连接牢靠,环向间距lm ,方便形成整体受力结构。
⑥ 钢架安装时,应严格控制其内轮廓尺寸,且予留沉降、变形量,预防侵人衬砌净空。
4、钢筋网
在喷射混凝土中增设钢筋网,能够预防受喷面因为承受喷射力而塌落,降低回弹量、喷射混凝土层开裂,增强早期支护整体作用,通常和锚杆或钢架焊接成一体。其施工关键点:
① 钢筋网采取直径8mm 圆钢,网格间距200~250mm。
② 纵横向钢筋采取点焊联结,适用前要除锈和擦去油迹和浮土。
③ 钢筋网要被喷射混凝土包裹,混凝土保护层大于30mm。
④ 和钢架、锚杆共同作用时,采取焊接联结方法固定。
⑤ 受力要求较高时,可采取双层钢筋网。
五、防排水
1、洞口及地表防排水
隧道施工前应对地表及隧道周围井泉、池沼、水库、河流进行调查,并应进行观察和试验,分析其对隧道渗漏水影响,并按设计要求进行处理。隧道覆盖层较薄或地表水有可能渗透隧道时,施工前应对地表积水、坑、洼等进行处理。其施工关键点:
① 洞口段及早修建天沟、截水沟,并预防水流顺坡散流,隧道排水沟应和路基排水系统结合,预防排水冲刷边仰坡和破坏环境。
② 洞口周围和浅埋隧道应整平洞顶地表,不得积水。
③ 地表坑洼、钻孔、沉坑、裂缝等处应填土分层扎实,预防渗漏。
④ 隧顶有流水沟槽应予整改,确保水流通畅预防渗漏,必需时应对沟床进行铺砌。
⑤ 隧道上方周围避免设高压水池,预防水土软化。
⑥ 洞口标高较低时应在洞口外合适位置设横向截水沟。
2 、洞内排水
隧道施工期间要加强洞内排水工作,减小地下水对施工、运输及结构影响,其施工关键点:
① 洞内顺坡排水水沟断面及坡度应能满足隧道中渗漏水和施工废水排出需要。在膨胀岩、土质地层、围岩松软地段,可依据需要加强水沟铺砌或用管槽替换。排水沟应常常清理,预防淤塞。
② 洞内反坡排水,或在膨胀性、湿陷性地层中施工时,可依据坡度、水量和设备情况部署管路和泵站,一次或分段接力排出洞外。集水坑容积应按实际排水量确定,其位置确定应考虑降低施工干扰。配置抽水机能力应大于排水量20%以上,并应有备用台数。
③ 单侧水沟施工时,不应阻塞隧底水流,应设横向截水沟并汇人侧沟。
3、结构防排水
结构防排水施工作业是在隧道早期支护完成,且隧道净空经检验满足设计要求后进行相关结构防排水施工作业,通常包含基面检验处理、排水盲管(沟)安装、防水板铺设、施工缝、变形缝处理、混凝土灌注等工序。
(1)施工工序步骤图
结构防排水施工工序步骤见下图
(2)施工关键点
① 基面处理:围岩渗漏水采取引排方法,清除基面外露钢管及钢筋头,用水泥砂浆抹平,早期支护表面平整度用2m 直尺进行检验。
② 排水盲管:纵环向排水盲管采取三通联接,用锚钉和防水板窄条固定在岩面上,锚固间距50cm,预防扭曲移位。
③ 缓冲层铺设:缓冲层材料采取无纺布垫层,用塑料焊圈射钉固定,拱部间距0.5~0.8m,边墙间距0.8~1.0m,底部1~1.5m,呈梅花形排列。
④ 防水板铺设防水板应超前二次衬砌一个模板台车长度铺设,采取环向从拱部向两侧边墙展铺,按1.1~1.2∶1 留松弛量,用热合器使防水板融化和塑料垫圈粘结牢靠。
⑤ 防水板焊接:防水板接缝采取自动爬行式热合机热熔焊接成双焊缝,焊接前将接缝处擦洗洁净,搭接宽度15cm ,避免漏焊、假焊、烤焦、焊穿现象,现场配置灭火装置,并对防水板临时覆盖保护,焊接完按要求采取充气式检验,绑扎钢筋和立模时避免损坏防水板,浇筑混凝土时采取档板预防冲击防水板。
⑥ 止水带固定中埋式止水带固定在挡头模板上,先安装一端,浇筑混凝土时另一端应用箱型模板保护,预防止水带偏移,固定时不得损坏止水带本体部分。不得使橡胶止水带翻滚、扭结,止水带连接应采取热硫化连接方法,搭接长度不得小于10cm,焊接缝宽大于50Cm,施工缝周围混凝土振捣时,避免推压和碰撞止水带。止水条采取预留槽嵌入方法并固定。
六、仰拱及二次衬砌
1、仰拱
仰拱应超前拱墙衬砌,紧跟开挖工作面,仰拱、填充应分开浇筑,且应全幅灌注,仰拱和底板混凝土强度达成5MPa 后行人方可通行,达成设计强度100%后车辆方可通行。为处理仰拱施工和运输作业干扰,应采取仰拱栈桥。
(1)施工工序步骤图
仰拱施工工序步骤见下图
(2)施工关键点
① 仰拱应紧跟开挖面施作,立即形成封闭环。Ⅳ、Ⅴ 级软弱不稳定围岩施工时,仰拱距开挖面应不超出40m ;仰拱应超前拱墙二次衬砌施作,其超前距离宜保持2倍以上衬砌循环作业长度。
② 仰拱施作应一次成型,确保仰拱整体稳定,仰拱施工缝和变形缝处应做防水处理。
③ 仰拱施工前应清除虚碴、杂物和积水,坡面应平顺,确保排水通畅,应采取一次灌注混凝土成型工艺。
④ 仰拱填充严禁和仰拱同时施工,宜在仰拱混凝土终凝后施作。
⑤ 为降低其和出碴运输干扰,采取仰拱栈桥跨过施工地段,以确保隧道底部施工质量,消除隧底结构施工质量隐患。仰拱栈桥长度和结构形式可依据施工需要来确定。
2、二次衬砌
二次衬砌是隧道永久支护结构,通常在围岩和早期支护变形基础稳定后施作,在仰拱超前情况下,采取模板台车进行拱墙一次衬砌,完工后隧道内轮廓线不得侵人设计轮廓线。
(1)施工工序步骤图
二次衬砌施工工序步骤见下图
(2)施工关键点
① 钢筋表面必需除锈和油渍,采取混凝土垫块,模板固定支撑牢靠,浇筑混凝土前应刷脱模剂,清理洁净内部杂物。
② 衬砌混凝土搅拌时间不应小于3min ,振捣时间宜为10~30s , 振捣优先使用插入式振捣器,可用附着式振捣器配合,避免漏振、欠振、超振。
③ 二次衬砌混凝土应连续灌筑,隧道边墙应分层浇筑混凝土,混凝土入模高度超出2m 时应采取溜放方法。
④ 混凝土泵送坍落度不宜过大以避免离析或泌水,若坍落度损失后不能满足施工要求,应加入原水灰比水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌。
⑤ 衬砌台车表面每次脱模后应进行清洗,衬砌混凝土结构表面应密实平整、颜色均匀,严禁露筋,不得有蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角等缺点,衬砌表面接缝无显著错台,无渗漏水,达成设计要求。
⑥ 混凝土养护不少于14天,二次衬砌背后回填注浆采取水泥浆液,注浆压力不宜过高,以克服管道阻力和衬砌背后阻力即可,回填注浆应在衬砌混凝土达成设计强度70%后方可进行。
⑦二次衬砌拆模时间应符合下列要求:在早期支护变形稳定后施工,二次衬砌混凝土强度应达成8.0MPa以上;早期支护未稳定,二次衬砌提前施做时混凝土强度应达成设计强度100%以上。特殊情况下,应依据试验及监控量测结果确定拆模时间。
七、监控量测
监控量测是在隧道施工过程中,使用专用仪器和工具对围岩和支护结构变形、受力和它们之间关系进行观察,并对其稳定性、安全性进行评价,据此对施工方法、结构支护参数进行调整工作。
(1)工序步骤图
监控量测作业工序步骤见下图
(2)操作关键点
① 依据隧道地质情况、施工方法、断面情况制订监控量测实施方案,制订监控量测控制基准值,成立监控量测工作小组,立即掌握使用优异仪器设备。
② 隧道开挖时要立即对工作面地质改变和围岩稳定情况观察,察看喷射混凝土、锚杆和钢架等工作状态,发觉异常时立即采取对应处理方法。浅埋地段要做好洞顶地面观察和沉降监测。
③ 测点应在开挖面施工后立即安设,并立即取得初读数,测点部署应牢靠可靠、易于识别,并注意保护,拱顶下沉和地表下沉量测基点应和洞内或洞外水堆基点联测,每15~20d 应校核一次。
④ 净空改变和拱顶下沉点部署在同一断面上,测点断面间距依据地质条件、隧道结构形式、开挖支护方法等确定,通常Ⅲ级围岩30~50m,Ⅳ级围岩10~30m,Ⅴ~Ⅵ级围岩5~10m。
⑤ 必测项目监控量测频率:按位移速度≥5mm/d,测2次/d , 在1~5mm/d ,测1次/d ,在0.5~1mm/d ,测1次/2~3d ,在0.2~0.5mm /d ,测l次/3d ,在<0.2mm/d ,测1次/7d 。隧道结构应力、应变监测频率依据设计和施工要求及反馈结果确定。
⑥ 监测结果分析采取散点图(时态曲线)和回归分析法,依据时态曲线形态对围岩稳定性、支护结构工作状态安全性评价,并提出实施意见指导施工。
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