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洞口段工程施工方法及工艺
洞口工程施工
⑴截水沟施工
洞口边仰坡边缘线5米以外设置洞顶截水沟。洞顶截水沟位置结合现场实际情况布设, 采用人工开挖和人工砌筑, 自低处向高处分段开挖和砌筑, 并根据现场实际情况设置沉降缝, 沉降缝设置距离为15m~20m。并必须在边、 仰坡施工前完成, 确保坡面稳定。
a、 基坑开挖
开挖时严格按照图纸尺寸开挖, 先用机械简单在截水沟测定中线开槽, 再用人工整平基坑并夯实, 基槽底面应夯实到图纸规定的压实度, 对于基槽底面土质不符要求的, 应及时开挖换填土, 进行加固, 沟底与沟壁坚实平顺, 不欠挖。
b、 浆砌施工
进行铺砌时, 截水沟浆砌片石工程咬扣应紧密, 嵌缝饱满、 密实, 勾缝平顺无脱落, 缝宽大致一致。当截水沟的位置、 断面、 尺寸、 坡度、 标高均符合图纸要求。为防止水流下渗和冲刷, 截水沟应进行严密的防渗和加固处理。地质不良地段和土质松软、 透水性较大或裂隙较多的岩石路段, 对沟底纵坡较大的土质截水沟及截水沟的出水口, 均应采取措施防止渗漏和冲刷沟底及沟壁。
⑵边仰坡开挖
洞口土方采用挖掘机分层开挖, 自卸汽车运至弃碴场; 石方采用浅孔控制弱爆破, 挖掘机或装载机装碴, 自卸汽车运至弃碴场。
1) 隧道明洞、 洞门开挖前, 首先施工洞口边仰坡外的截、 排水沟, 以避免对边坡冲刷, 导致边坡落石、 失稳坍塌。明洞及洞门段开挖采用人工配合挖掘机由上而下进行。遇个别较大孤石或少量硬质岩, 风钻钻孔、 微药量解体, 风镐修凿轮廓或非电控制光面爆破, 不得扰动边坡, 影响边坡稳定。装载机或挖掘机装碴, 自卸汽车直接运输到规定地点卸碴。边坡开挖坡度按设计图放坡, 当开挖到暗洞超前支护相应标高时, 立即进行超前支护施工。结合边坡地形稳定程度, 坡面用锚杆、 钢筋网、 喷混凝土作为临时防护, 以确保施工安全。
2) 边仰坡刷坡自上而下分层进行, 每层高度2～3m, 随开挖及时进行锚杆网喷支护。做好坡面喷混凝土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。隧道明洞、 洞门开挖, 避免在雨天进行。
⑶边仰坡防护
1)砂浆锚杆施工
a、 机械钻孔
潜孔钻安装完成后, 根据测量放样孔位, 用地质罗盘控制钻孔方向, 严格认真进行孔位调整, 确保钻机安放支架牢固稳定, 在造孔过程中不允许出现晃动。
b、 锚孔清孔
钻进达到设计深度后, 不能立即停钻, 要求稳钻1～2分钟, 防止孔尖达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞, 必须清理干净, 在钻孔完成后, 使用高压空气( 风压0.2～0.4MPa) 将孔内岩粉及水体全部清除出孔外, 以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度, 清孔完成后, 应将孔口暂时封堵, 避免碎屑杂物进入孔内。
c、 安装锚杆
锚孔成孔结束后, 经监理工程师检验合格后, 方可进行下道工序施工。安装前, 要确保每根钢筋顺直, 除锈、 除油污, 安装锚杆体前再次认真核对锚孔编号, 人工缓缓将锚杆体放入孔内, 用钢尺量出孔外露出的钢杆长度, 计算孔内锚杆长度( 误差控制在±50mm范围内) , 确保锚固长度。
2)钢筋网施工
a、 制作网片
钢筋网制作采用半成品网片拼接挂网, 以加快挂网速度。按设计要求网片的宽度按锚杆布置情况预制, 网片重量控制在50kg左右, 同时用在墙部网片应上侧带钩, 以方便挂设。加工的网格尺寸应符合设计要求。
b、 挂网
挂网在初喷混凝土及施作锚杆后进行, 网片应紧贴岩面, 铺设应平整。采用人工挂网, 网片搭接长度应不小于规定值。
c、 焊联
挂好网片后, 将网片之间的接头以及网片钢筋和锚杆头焊接牢固, 避免网片超出喷射混凝土厚度及喷砼时网片晃动。
3)喷射砼施工
喷射混凝土生产在拌和站内完成, 根据设计配合比, 采用自动计量拌和站生产, 并达到设计要求指标。喷射用混凝土采用混凝土罐车运输至工作面。施工时加强工作面和拌合站之间的联络, 确定相邻罐车到达工作面的时间差, 确保喷射工作施工不因运输不到位而停顿, 又保证运输到工作面的混凝土等待时间不能过长。
喷射作业应根据边仰坡开挖情况分段、 分片顺序进行。严格执行喷射机操作规程: 连续向喷射机供料; 保持喷射机工作风压稳定; 完成或因故中断喷射作业时, 将喷射机和输料管内的积料清除干净。新喷射的混凝土按规定洒水养护。当干斑点首先出现在喷混凝土层表面时, 利用水枪每4小时喷水一次, 保持混凝土湿润, 养护时间不少于7天。
4) 锚杆框架梁施工
边坡开挖前必须先做好线路右侧明洞以上边坡顶截水天沟, 天沟应将雨水引至边坡影响范围以外, 然后自上而下6～10m一级分段开挖, 开挖完成后立即进行锚杆框架梁内喷锚网护坡施工, 待护坡施工完成并验收合格后可继续下一级开挖直至开挖并及时支护到桩顶高程。具体框架梁施工顺序如下:
a、 机械钻孔
潜孔钻安装完成后, 根据测量放样孔位, 用地质罗盘控制钻孔方向, 严格认真进行孔位调整, 确保锚杆孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm, 高程误差不得超过±100mm, 钻孔倾角和方向符合设计要求, 倾角允许误差位±1.0°, 方位角允许误差±2.0°。根据设计图纸要求控制好钻杆与水平夹角, 并确保钻机安放支架牢固稳定, 在造孔过程中不允许出现晃动。
b、 锚孔清孔
钻进达到设计深度后, 不能立即停钻, 要求稳钻1～2分钟, 防止孔尖达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞, 必须清理干净, 在钻孔完成后, 使用高压空气( 风压0.2～0.4MPa) 将孔内岩粉及水体全部清除出孔外, 以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度, 清孔完成后, 应将孔口暂时封堵, 避免碎屑杂物进入孔内。
c、 安装锚杆
锚孔成孔结束后, 经监理工程师检验合格后, 方可进行下道工序施工。锚杆杆体采用φ32螺纹钢筋, 沿锚杆轴线方向每隔2.0m设置一个对中器(定位支架), 以保证锚杆有足够的保护层。锚筋尾端防腐采用刷漆、 涂油等防腐措施处理。施工时, 若锚杆与地梁钢筋、 箍筋相干扰, 可局部调整钢筋、 箍筋地间距, 竖、 横主筋交叉点必须绑扎牢固。安装前, 要确保每根钢筋顺直, 除锈、 除油污, 安装锚杆体前再次认真核对锚孔编号, 人工缓缓将锚杆体放入孔内, 用钢尺量出孔外露出的钢杆长度, 计算孔内锚杆长度( 误差控制在±50mm范围内) , 确保锚固长度。
d、 注浆
水灰比采用1:0.4,采用注浆泵进行注浆,注浆压力不宜低于0.3Mpa; 首先, 在安放锚杆时, 就把注浆软管随锚杆一起放入锚杆孔内, 以便注浆时方便注浆, 在注浆时保持压力, 缓慢地进行注浆, 边注浆边缓慢地拔管, 最后以锚杆孔口流出水泥浆为标准来确定注浆满孔, 当孔内浆液初凝后, 应及时进行二次补浆, 使浆液饱满。注浆结束后, 将注浆管、 注浆枪和注浆套管清洗干净, 同时做好注浆记录。
e、 钢筋混凝土梁施工
测量放样→基底处理→钢筋加工及安装→模板安装→混凝土浇筑→网格内填土→植爬山虎。
5) 锚固桩施工
上部边坡加固防护工程施工完成后, 应隔桩开挖锚固桩, 设置锁扣, 在土层及风化破碎岩层中及时设置护壁。开挖时应注意井下排水通风及人身及财产安全; 绑扎钢筋笼, 一次性连续灌注桩身砼; 锚固桩施工完成后, 均需进行声波透射成桩质量检测。
桩身混凝土达到设计强度的80%后, 且桩检测合格后, 再分层开挖桩前岩土体, 并及时施做明洞结构; 明挖施工时采用分段分层拉槽开挖及支护, 分层回填夯实, 确保边坡的稳定, 衬砌施工时应仰拱先行。锚固桩施工工序如下:
a、 桩孔开挖及支护
桩孔开挖采用人工开挖, 必要时采用风镐开挖, 遇大孤石或岩层中必须放炮时, 采用松动爆破技术。孔桩内挖出的土石方用卷扬机提升出来, 孔外用手推车将碴土运走。在开挖过程中采用通风机通风、 排尘。
桩孔采用边开挖边支护的方法分节开挖, 视地质情况, 每节开挖深度一般以0.5～1.0米为宜, 上、 下节护壁钢筋必须焊接。第一节护壁高出地面0.3m, 以防地表水倒入井内及掉石伤人。如挖孔工作暂停, 孔口设盖封闭。
b、 钢筋绑扎、 焊接定位
桩孔开挖至设计标高后, 核对断面尺寸及桩底地质资料, 满足设计要求后, 放出桩底十字线, 即进行桩身钢筋笼的安设。施工时根据抗滑桩深度情况采用整体吊装或井内人工绑扎两种方法进行钢筋笼的安设。采用整体吊装施工时, 为防止钢筋笼在搬运和下井过程中变形, 每2米增设直径为25～28mm的加劲箍筋。钢筋笼与护壁间的空隙用混凝土块楔紧, 以防移位。
c、 桩身砼灌筑
桩身砼灌筑前认真清刷砼护壁。砼采用拌合站集中搅拌、 水泥砼罐车运送至孔口、 串筒送入桩底、 机械振捣的方式灌筑。桩身砼一次连续灌筑完成。拌制砼时严格控制砼的坍落度并保证其灌筑时自由坠落的高度不大于2m。
待全部桩体施工完成并达到设计强度后, 进行路堑开挖。清刷边坡时一并将外露护壁砼凿除, 为保证桩体表面平整易于凿除, 砼灌筑时采用塑料板紧包护壁形成隔离层。桩体表面出现局部伤害时, 采用同级砂浆抹平。
⑷洞门施工
洞门施工在明洞或洞口段衬砌完成后进行; 洞门端墙及翼墙混凝土灌筑采用支架和定制模板, 混凝土采用洞外自动计量拌和站生产, 混凝土运输车运输, 泵送入模, 插入式振捣器振捣, 按要求做好圬工的养护工作。洞门完成后, 及时施做洞口防排水系统。
洞门施工工序: 测量放样→基底处理→钢筋加工及安装→模板安装→混凝土浇筑→养护。

明洞工程施工
仰拱及墙脚砼采用组合钢模板人工立模浇注, 边墙及拱部砼施工采用衬砌模板台车作内模, 外模采用组合钢模板。首先施工明洞仰拱( 包括砼回填) 、 拱墙脚部钢筋砼及洞门基础, 待砼达到一定强度后, 拆模并进行施工缝凿毛, 然后施工上部边墙及拱部钢筋砼。砼由两侧对称灌注。钢筋在洞外加工场下料成型、 现场绑扎, 砼采用自动计量拌合站集中生产, 由砼运输车运输, 泵送入模, 插入式捣固器及附着式振捣器振捣密实, 拱墙砼一次整体浇筑成型。
⑴仰拱施工
a、 仰拱开挖
开挖前, 首先要做好地面排水工作, 在基坑顶缘四周设置排水沟, 以免下雨影响坑壁的稳定。开挖过程中和开挖以后, 应注意观察坑缘地面有无裂缝、 坑壁有无松散塌落现象发生, 否则应及时采取措施。
基坑采用挖掘机开挖, 人工配合修整的方法进行, 挖至设计标高时要保留不小于10～20cm的厚度, 在基础浇筑圬工前用人工挖至基底标高, 基坑开挖不得扰动基底土, 开挖完成后测量复测, 控制超欠挖。
b、 钢筋加工加安装
钢筋连接在受力较小处, 同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头。接头末端至钢筋弯起点位置大于10d。当受力钢筋采用机械连接接头或焊接接头时, 设在同一构件内的接头要相互错开。在任一焊接接头中心至长度为35d且不小于500mm的区段内, 同一根钢筋不能有两个接头。绑扎接头搭接长度不小于35d, 搭接时, 中间和两端共绑扎三处, 并必须单独绑扎后, 再和交叉钢筋绑扎。绑扎接头受拉区不超过25%。机械连接时, 根据连接方式, 按照相应的规范要求, 保证钢筋的锚固质量。
c、 混凝土浇筑及养护
钢筋安装完成后, 采用仰拱弧形钢模板立模, 模板如有缝隙, 应填塞严密, 模板内面应涂刷脱模剂。仰拱浇筑混凝土, 用运输车将混凝土运至仰拱平台, 向中间及两侧卸料, 或者采用泵送砼, 将混凝土送至模板内, 从里向外或从外向里一次浇注成型。混凝土摊铺采用人工摊铺, 插入式振动器纵横交错全面振捣, 初凝之前抹平压光。
混凝土浇筑后, 根据气候条件洒水养护, 洒水养护次数以能使砼保持潮湿状态为宜。养护时间不小于14天。
d、 仰拱填充施工
仰拱砼强度达到设计要求后灌筑隧底填充砼。隧道仰拱上部砼填充施工前先清洗仰拱上虚碴及杂物, 排除积水。填充砼表面平整, 横坡、 纵坡与设计一致。
施工时使仰拱施工缝与填充砼施工缝相互错开, 保持施工缝顺直。
⑵明洞衬砌施工
a、 钢筋加工及安装
具体要求同上仰拱衬砌钢筋。
b、 模板定位及安装
明洞衬砌模板, 内模采用混凝土衬砌台车, 外模采用钢模板, 端头用木模板。模板结构应能保证衬砌环接缝榫接, 以保证接头处质量, 增强其止水功能。模板应定位准确、 安装牢固。
台车模板采用五点定位法来精确控制台车就位。台车模板撑开就位后检查台车各节点连接是否牢固, 有无错动移位情况, 模板是否翘曲或扭动, 位置是否准确, 保证衬砌净空。
外侧模板的安装方法为: 先在钢筋上焊钢筋桩( 保证保护层厚度) , 然后钢筋桩上焊接钢筋用来定位外侧钢模板, 外侧钢模板的外面沿环向焊接几圈钢筋用来固定模板。
台车端部的挡头模板应按衬砌断面制作以保证设计衬砌厚度, 并可适当调整以适应其不规则性。
c、 混凝土浇筑
泵送混凝土前应采用按设计配合比拌制的水泥浆或按骨料减半配制的混凝土润滑管道。砼由下至上分层、 左右交替、 从两侧向拱顶对称灌注, 两侧砼灌注面高差宜控制在50cm以内, 同时应合理控制砼浇注速度。施工过程中, 输送泵应连续运转, 泵送连续灌筑, 宜避免停歇造成”冷缝”。混凝土的入模温度, 在冬季施工时不应低于5℃, 夏季施工时不应高于32℃。
c、 拆模及养护
按施工规范采用最后一盘封顶砼试件达到的强度来控制。一般应在混凝土强度达到设计强度75％以上才能拆模。
配备养护喷管, 在拆模前冲洗模板外表面, 拆模后用高压水喷淋混凝土表面, 以降低水化热。在寒冷地区, 应做好衬砌的防寒保温工作。
混凝土浇筑完毕后1h内对混凝土进行保温保湿养护。养护期不少于14d。技术员、 试验员记录实际的天气情况, 并根据铁路混凝土工程施工质量验收标准调整养护期。
⑶明洞回填
1) 浆砌片石铺砌方法及要求
a.浆砌片石砌筑采用挤浆法分层、 分段砌筑, 分段位置设在沉降缝或伸缩缝处, 两相邻段的砌筑高差不大于120cm, 分层水平缝大致水平。各砌块的砌缝相互错开, 砌缝饱满。砌体表面的勾缝符合设计要求, 并在砌体砌筑时, 留出2cm深的空缝。勾缝采用凹缝或平缝, 勾缝采用的砂浆强度不小于砌体所用砂浆强度;
b.砌体砌筑完毕及时覆盖, 并经常洒水保持湿润, 常温下养护期不得少于7d;
c.砌筑砂浆用铁板或彩条布铺底, 防止污染砂浆;
d.各部位接缝处, 要预留石牙接茬, 防止通缝;
e.砌筑顺序为先下部后上部;
f.10～15m设置一道沉降缝。
2)夯填土石
拱墙及仰拱混凝土强度达到设计强度的100%且碎石过滤层施工完成后, 即可开始夯填土石施工。
a.明洞基坑回填应分层压实; 隧道结构两侧回填应对称进行, 两侧回填面高差不得大于50cm;
b.基坑回填高程不一致时, 应从低处逐渐填压; 基坑分段回填接茬处设置台阶, 台阶宽度不得小于1m, 高度不得大于0.5m;
c.明洞回填土石时, 应尽量采用人工回填, 以避免对明洞节后背后防水卷材及土工布破坏。明洞拱背回填土石对称夯实, 每层厚度不宜大于0.3m, 回填至拱顶齐平后, 再分层满铺至设计高度, 严禁任意抛填。如采用机械回填, 应在人工夯实超过拱顶1m以上后进行;
d.基坑回填采用机械碾压时, 搭接宽度不得小于20cm; 小型机具夯填重叠不得小于1/3夯底宽度;
e.雨季回填应集中力量分段施工, 取、 运、 摊、 压各工序应连续作业, 降雨前应完成填土层的压实, 并形成排水坡面;
f.基坑不宜在寒冷季节回填, 必须施工时有可靠的防冻措施。
3)粘土隔水层
为保证明洞结构圬工免受水流侵蚀破坏, 减轻洞内防排水压力, 于夯填土石层上铺设厚50cm粘土隔水层。隔水层设置排水横坡, 将地表水引至两侧排水天沟。
4)回填绿化及排水系统
在明洞及洞门砼施工完成后, 待砼的28天抗压强度达到设计要求, 便可对明洞进行回填。洞顶回填的材料应选用均匀的碎石土, 回填时要分层回填并压实, 因不宜在明洞衬砌上施加过大压力, 故压实工具应选用小型机具, 如打夯机。其夯实厚度及强度要严格按照路基标准进行。回填的最后一层为耕植土, 主要为日后的绿化工作做好准备。故耕植土可采用松铺。洞顶要做好排水系统, 如洞顶排水沟等, 保障洞顶排水顺畅, 无积水, 便可减轻洞内的防排水压力。达到综合防排的效果。