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黄石理工学院07道路桥梁工程技术专业实习工作总结

黄石理工学院道路桥梁工程技术专业

实

习

工

作

总

结

工程名称: 六洛隧道

指导老师: 翁 玲

专业班级: 07级道路桥梁工程技术专业（1）班

完成时间: 2009年9月30日

黄石理工学院土木建筑工程学院

隧道工程实习工作总结
汪祥锋 ( 道路桥梁工程技术专业 200730630122 湖北 黄石 435003)
摘要：隧道工程属于地下结构物，地下结构物是多种多样的，构筑地下结构的施工方法和技术也是多种多样。施工方法和技术形成与发展和地下结构物的特点有关。隧道工程特点是纵向长度从几米到十几公里，断面相对比较小,宽几米至十几米的纵长地下结构物。这次实习，我学到关于隧道施工的相关技术，现对隧道施工的超前支护、初期支护、二次衬砌施工作简要介绍。
关键字：隧道超前支护 初期支护 二次衬砌施工
1 工程概况
六洛隧道设计为客货共线隧道，时速200km/h以上，隧道全长1966m，其中明洞29m，洞身围岩等级差异较大，ш级、Ⅳ级、Ⅴ级、Ⅵ级围岩不等。全隧处于5.0‰的下坡，出口段位于R-5500m的左偏曲线上，其余段为直线。隧道最大开挖高度12.49m，最大开挖宽度14.38m。全隧道采用新奥法进行设计和施工，隧道中根据不同地质情况采用不同的开挖方式，该隧道主要开挖方式有CRD法，台阶法+临时仰拱，台阶法，明挖法。
2 超前支护
2.1超前大管棚支护
洞口段大管棚采用Φ108热轧无缝钢管，长10～40m，外插角1～3°，管内压注水泥浆。洞口大管棚超前支护示意图见图1.

图1 洞口大管棚超前支护示意图
2.1.1 机具
超前大管棚钻孔采用全液压履带管棚钻机，最高水平钻进高度4.5m，单根钻杆长度3m，主臂可垂直360°回转。该机械采用顶驱双作用冲击及回转，把套管及钻具同时冲击回转钻入软弱围岩内。钻孔时采用大扭矩回转套管钻进穿孔，提高了孔向精度及钻深能力。钻架配置两度液动夹头，方便夹紧及卸拧钻具丝扣，减少劳动强度。采用高压双液注浆泵注浆，浆液由注浆拌和机拌制。
2.1.2 施工工艺
1)顶驱液动锤把套管与钻杆同时冲击回转，钻入隧道顶板前端设计要求孔深。
2)钻孔完毕，将套管内孔注水清洗干净，然后将钻杆拔出，套管仍留在孔内护孔。
3)事先加工好带有注浆眼的钢管插入套管，钢管节与节用丝扣联接，钢管终端密封。
4)管插进后，取出套管。
5)上述步骤将其余管棚施钻安插完毕，然后施做止浆墙。
6)高压将水泥浆压入钢管内，浆液通过钢管注浆眼压注入孔壁的缝隙内，固结附近岩土层，采用导管编号注浆，先注“单”号孔，待1至2天固结后，再注“双”号孔，管棚位于土层中压注水泥浆，压力不小于2MPa，其余地段压注水泥砂浆（水灰比1：1，砂灰比2：1）压力不小于1MPa。
7)管棚支护下，进行隧道开挖，开挖总长度为管棚总长度的90%。
2.1.3 注意事项
钻孔前，按设计精确画出钻孔位置。控制钻孔角度，尤其是接长钻杆后钻进角度应严格控制。
注浆时准确掌握浆液配比和注浆压力。创造良好的照明条件，施工时专人统一指挥。加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理。
2.2 超前小导管施工
六洛隧道洞身段采用Φ42超前小导管注浆预支护，小导管采用Φ42热轧无缝钢管加工，长度为4.5m或4.0m。
2.2.1 施工方法
采用YT-28风动凿岩机钻孔，人工安装超前小导管并与钢架焊接固定，小导管外插角为10°～15°，用注浆泵进行注浆作业，注入水泥单液浆，注浆压力一般为0.8MPa，施工中根据现场试验确定合理的注浆参数。
小导管在构件加工厂制作，前端做成尖锥形，尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm交错钻眼，眼孔直径为6～8mm，尾部长度不小于30cm作为止浆段。其管身示意图见图2。
图2 小导管管身示意图
钻孔完毕后，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工字钢架中部打入，尾部与钢架焊接到一起，共同组成预支护体系。小导管施工示意图见下图图3。注浆前先喷射混凝土5～10cm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。

图3 超前小导管施工示意图
2.2.2 施工注意事项
施工期间，尤其在注浆时，应对支护的工作状态进行检查。当发现支护变形或损坏时，应立即停止注浆，采取措施。注浆结束四小时后方可进行掌子面施工，相邻两环小导管搭接长度符合设计要求，且不小于1m;小导管要与拱架焊接牢固，注浆后注浆孔应堵塞密实。
2.3 超前锚杆施工
六洛隧道IV级围岩采用Φ25超前中空锚杆预支护。施工时，锚杆按设计的环向间距、外插角插入拱部设计角度范围围岩（锚杆4.0m/根，每环39根，纵向间距按设计布设），纵向搭接长度不少于设计及规范要求。
超前锚杆以紧靠开挖面的钢架为支点，通过注浆将锚杆与围岩固结，并与钢架连接形成柔性支护环。
锚杆安装：采用凿岩机钻孔，钻进至设计深度后，高压风清孔；检查孔中是否有异物堵塞；若有，要清除干净，再将锚杆插入孔内，锚杆外露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10cm左右，安装垫板及螺母，此时不宜上紧。
锚杆注浆：检查注浆泵及其零部件是否备齐和正常，熟悉有关泵的操作程序。用水或风检查孔体是否畅通，孔口返水或返风即可。迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好。配制浆液，水灰比、和易性符合设计和规范要求。开动注浆泵注浆，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。完成一根锚杆注浆后，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，及时清洗及保养注浆泵。灰浆达到设计强度后，上紧垫板及螺母。
施工注意事项：软岩地层中施工时，需隔孔钻进，防止因向岩体注水太多导致围岩滑坍。浆液应严格按配合比配制，并随用随配。为保证注浆效果，止浆塞打入孔口不应小于10cm，空气排完后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。
3 初期支护
根据工程地质条件设置型钢钢架或格栅钢架、钢筋网、砂浆锚杆或中空锚杆、素喷混凝土或微纤维混凝土进行支护。锚杆台车联合注浆泵施作锚杆、注浆；喷射混凝土采用湿喷技术，钢筋网集中加工，升降台架铺挂。注浆泵选用液压式单液浆泵。
该隧道初期支护采用带排气装置的Φ25中空注浆锚杆、Ф22mm砂浆锚杆、钢筋网、格栅钢架、型钢钢架、C25喷射（微纤维）混凝土。依据围岩类别设计综合使用。
支护紧跟开挖面及时施作，尽量减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩在短期内松弛剥落。
钢架、钢筋网和锚杆在洞外构件厂加工，人工安装钢架，挂设钢筋网，锚杆台车或风动凿岩机施作系统锚杆，喷射机械手湿喷混凝土，湿喷机喷射作业。
3.1 系统锚杆
该隧道系统锚杆采用带排气装置的Φ25中空注浆锚杆和Ф22mm砂浆锚杆
3.1.1中空锚杆
本标段隧道拱部均采用Φ25中空注浆锚杆支护，施工方法同超前Φ25中空注浆锚杆。
3.1.2 砂浆锚杆
隧道锚喷支护设计边墙均采用砂浆锚杆，杆体采用Φ22mm螺纹钢筋，锚杆长度和环向间距按设计要求确定。
砂浆锚杆按设计要求间距和深度布钻施工。成孔后，用高压风吹净孔内岩屑，然后用注浆机将早强水泥砂浆注入锚孔内，再将锚杆插入孔眼内，待砂浆强度达到设计要求后上垫板、紧固螺帽。
作业要点：对于向下的锚杆，应将注浆管插入孔底，随后边注浆边向外拔注浆管，直到注满为止；对于向上的锚杆，应采用排气注浆法，将内径4～5mm，壁厚1～1.5mm的软塑料排气管沿锚杆全长固定于杆体上，并在孔外留１米左右的富余长度；将锚杆缓慢送入孔中至设计位置；将长250～300mm、外径25mm左右的薄壁钢管用早强或超早强水泥固定在孔口位置并将孔口堵密；注浆前应检查排气管，当确认排气管畅通时即可注浆。
3.2 钢筋网
隧道钢筋网预先在洞外钢结构厂加工成型。钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。安装搭接长度为1～2个网格，采用焊接。砂层地段先铺挂钢筋网，沿环向压紧后再喷混凝土。钢筋网随受喷面起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3cm。与锚杆或其它固定装置连接牢固。开始喷射时，缩短喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋保护层厚度不得小于4cm。喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除。
3.3 型钢钢架及格栅钢架
钢架按设计预先在洞外钢结构厂加工成型，在洞内用螺栓连接成整体。
3.3.1钢架制作加工
型钢钢架采用冷弯成型；格栅钢架采用胎模焊接。钢架加工的焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。每榀钢架加工完成后放在水泥地面上试拼，周边拼装允许误差为±3cm，平面翘曲小于2cm。钢架在开挖或喷混凝土后及时架设。
3.3.2 钢架架设工艺要求
安装前清除底脚下的虚碴及杂物。钢架安装允许偏差：钢架间距、横向位置和高程与设计位置的偏差不超过±5cm，垂直度误差为±2°。
钢架拼装可在开挖面以外进行，各节钢架间以螺栓连接，连接板密贴。
沿钢架外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块楔紧。
钢架底脚置于牢固的基础上。钢架尽量密贴围岩并与锚杆焊接牢固，钢架之间按设计纵向连接。
分部开挖法施工时，钢拱架拱脚打设直径为42mm的锁脚锚管，锚管长度不小于4.5m，数量为2～4根。下半部开挖后钢架及时落底接长，封闭成环。
钢架与喷混凝土形成一体，钢架与围岩间的间隙用喷混凝土充填密实；各种形式的钢架全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm。
3.4 喷射混凝土
喷射混凝土采用洞外自动计量拌和站拌和，湿式喷射混凝土施工， 湿喷混凝土可减少回弹量，降低粉尘，提高工作效率和施工质量。
喷射混凝土紧跟开挖掌子面进行，初喷（厚4cm以上）、锚杆、钢筋网、钢架、复喷（二喷、三喷）等作业可以连续进行，直到达到设计要求。架设好钢架后，迅速用喷射混凝土封填，使之发挥支护能力。围岩较完整、稳定时间较长时，初喷、锚杆、钢筋网等施工后即可进行开挖作业，待下一循环初期支护时间再复喷，可将设计厚度的喷层厚分两、三次完成，由于每层间隔为一循环时间，每层因爆破产生的裂纹在下一次喷混凝土时被填充，而新喷层距掌子面渐远，所受的爆破振动亦越小，使喷混凝土层的支护能力更强。
4 二次衬砌施工
4.1 钢筋施工
施工准备：钢筋进场后进行复检，将检测报告报监理工程师审查；钢筋现场堆放采取下垫上盖等措施防止钢筋锈蚀。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。加工时钢筋平直，无局部曲折。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，由钢结构加工厂统一制作。
4.2 拱墙衬砌混凝土施工
六洛隧道衬砌采用12m长全断面钢模整体式液压衬砌台车，其台车示意图见图4。采用混凝土输送泵泵送作业，由下向上，对称分层，先墙后拱灌筑，入模倾落自由高度不超过2.0m，插入式振捣棒振捣。混凝土在拌合站集中拌合，混凝土运输车送输、泵送入模、机械振捣。

图4 正洞隧道全液压模板台车示意图
混凝土运输采用混凝土罐车输送，挡头模板采用制式钢模，确保施工缝处混凝土质量。混凝土由本标段统一规划的自动计量拌和站生产，采取商品化混凝土供应模式，就近供应。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。
4.3 仰拱(填充、底板)施工
为保证施工安全，仰拱混凝土应及时施作，支护尽早闭合成环，整体受力，确保支护结构稳定。在隧道正洞ш级、Ⅳ级、Ⅴ级、Ⅵ级围岩，待喷锚支护全断面施作完成后，根据围岩收敛量测结果，拆除临时支护，开挖并灌筑仰拱及填充混凝土，一次灌筑仰拱混凝土长度6～8m。其施工方法具体如下：
1)为保证施工质量，仰拱混凝土进行全幅整体浇筑，同时解决出碴、进料运输与仰拱施工干扰及仰拱混凝土在未达到要求强度之前承受荷载的问题，采用仰拱栈桥进行施工。
2)仰拱和底板施工应符合下列要求：
(1) 施工前，应将隧底虚碴、杂物、泥浆、积水等清除，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖应采用同级混凝土回填。
(2) 仰拱超前拱墙二次衬砌，其超前距离保持3倍以上衬砌循环作业长度。
(3) 底板、仰拱的整体浇筑采用防干扰作业平台保证作业空间；仰拱成型采用浮放模板支架。
(4) 仰拱、底板混凝土整体浇筑，一次成型。
(5) 填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑，不得同时浇筑。仰拱拱座与墙基同时浇筑，排水侧沟与边墙同时浇筑。
(6) 仰拱施工缝和变形缝作防水处理。
(7) 填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，填充混凝土强度达到设计强度的100％后允许车辆通行。
5 结束语
现场监控量测与信息化施工管理，是新奥法的重要内容。现场监控量测是监控施工中围岩稳定性，检验设计与施工是否正确合理的重要手段，搞好监控量测并及时将量测信息反馈到设计施工中去，可以掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度，保证施工安全，为评价和修改初期支护参数，调整掘进进尺和施工方法及二次衬砌施作提供信息依据。

参考文献

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