本标段涵洞工程主要是盖板涵,采用石砌边墙身,钢筋砼盖板,墙身浆砌石的施工方法同前。
钢筋砼盖板采用预制场集中预制,平板车运至工地吊车吊装。
预制盖板的强度必须达到设计强度的90%后,方可吊运。盖板块件堆放和运输时,盖板端部必须采用两点搁置,并不得上、下倒置。
堆放或吊运位置距板端不得超过0.4m。为使预制板与现浇混凝土紧密结合,混凝土顶面必须拉毛,并清洗干净。
预制板安装完毕后,进行“两油一毡”防水层施工,并用30号水泥砂浆填充台背与盖板间的空隙使盖板与背墙顶紧,砂浆与混凝土强度达到70%后,方可进行台后填土,并分层历实,压实度必须达到95%以上。
填挖交界处、地质情况变化处均应设沉降缝。浇筑台身背墙时,背墙与盖板端部应留2cm空隙。涵洞铺底采用双层浆砌片石铺砌,并与台身卡紧,铺砌起支撑作用。
隧道工程施工工艺和方法
本标段隧道采用台阶法钻爆开挖、锚喷初期支护、二次砼复合衬砌;洞口段设拱墙格栅钢架加强支护,并设小导管超前支护;洞身段采用拱墙格栅钢架及超前中空锚杆(拱部)、砂浆锚杆(边墙)进行加强支护;采用复合防水板和
橡胶止水带进行隧道防水。
(1)隧道洞口段施工
本着“早进洞、晚出洞”的原则进行洞口段施工,边仰坡自上而下分台阶开挖,并及时支护。
①隧道明洞施工方法
本标段塘梨涌隧道口的进口设计为明洞,明洞段采用明挖法施工,明洞的施工步骤如下:
a洞口施工前做好洞顶截、排水系统,按照设计位置准确测放边、仰坡眉线,并洒白灰线;
b开挖清除覆盖土层及全风化岩;搭设脚手架,按设计对边坡进行加固;
c采用弱爆破施工,内侧边墙开挖并及时锚喷支护; d边墙基础开挖至设计标高后,地质情况及允许承载力与设计要求不符时,及时处理;
e暗洞进口的仰坡支护; f暗洞掘进、支护;
g明洞洞身先墙后拱施作模筑混凝土衬砌; h暗洞衬砌并施工明洞仰拱及回填。
i明洞的衬砌强度达到设计的强度后,按设计进行防排水作业,施作洞门。
②隧道进洞施工方法 隧道进洞施工示意见下图。
网喷砼 锚杆 网喷砼核心土小导管超前注浆 锁脚锚杆 隧道进洞施工工艺流程见下图。 施工准备 施工准备测量放线 测量放线边仰坡开挖 边仰坡开挖边仰坡防护 边仰坡防护隧道放样 边仰坡防护小导管注浆 边仰坡防护架钢架 喷砼 养生 准备开挖 型钢钢架挂网、喷锚 钢架加工 隧道进洞施工方法:无明洞段的隧道洞口上方仰坡刷坡防护及洞顶截排水沟完成后,有明洞段的隧道明洞明挖至暗洞界面后,隧道进入暗洞施工。进洞前按设计图放出洞口轮廓线,观察进洞口围岩地质情况,如地质条件较好,则按设
计沿开挖轮廓线外施作锁口锚杆后进洞开挖;如果围岩较破碎,稳定性较差,则配合采用超前小导管注浆支护进洞开挖,必要时采用超前大管棚注浆支护进洞开挖。进洞开挖采用短台阶法(预留核心土),台阶长度2~3米,中间预留核心土。每次开挖完成后及时施作型钢钢架、喷砼,尽快封闭。
在洞口开挖20-50m后,立即进行砼的衬砌,衬砌前保证隧道洞口洞底的稳定,必要时要进行基底处理,然后再衬砌。有明洞的隧道洞口段衬砌按先洞内后明洞的顺序进行施工,以确保洞内钻爆作业不会对明暗接口处结构造成危害。
边仰坡采用人工配合机械分层刷坡,自上而下分台阶进行。仰坡台阶开挖先挖一层台阶至洞口处,进洞后再开挖下部台阶,开挖台阶标高与隧道进洞台阶标高一致,并与边坡相协调,开挖过程中严格控制边坡位置及坡度,并及时做好边、仰坡防护。边仰坡防护采用砂浆锚杆挂钢筋网喷混凝土。
在仰坡边坡开挖至设计标高后,进行隧道放样,测出隧道中线,放出开挖轮廓线。施作超前小导管并注浆,导管环向间距40cm,纵向水平搭接长度不小于1.00m,外插角5~10°,注浆压力为0.5~1Mpa。注浆完毕后施作钢架、喷砼加强环,待砼达到一定强度后,进洞开挖。
(2)隧道洞身施工 ①开挖方法
本标段隧道洞身围岩为Ⅲ~Ⅴ级围岩,具体开挖方法如
下。
Ⅲ级围岩采用全断面光面爆破开挖(详见Ⅲ级围岩全断面法施工程序图)。
Ⅳ级围岩地质条件偏好时采用全断面法光面爆破开挖,挂网喷锚作初期支护,其开挖施工程序参考Ⅲ级围岩全断面法施工程序图;若Ⅳ级围岩偏差,则采用台阶法开挖(详见Ⅳ级围岩台阶法施工程序图)。
Ⅴ级围岩采用短台阶法开挖(详见Ⅴ级围岩短台阶法施工程序图)。
洞身开挖工艺流程见下图:
有 异 超前地质预报 测量放线 钻孔设备就位 钻孔 清孔 分析、处理 无异常 装药 爆 破 通风排烟 找顶刷邦 喷锚支护 下一循环 当围岩较软或通过断面结构破碎等不良地质段时,在每一工序的开始都要进行地质情况的超前预报和围岩情况的观测分析,并作好围岩情况的记录和描述;确定能够满足工序施工的安全等各方面的要求后方可进入工序施工。否则就要进行施工方案调整。
②钻爆设计
爆破设计遵循的原则:炮孔布置要适合风枪或钻孔台车
钻孔;尽量提高炸药能量利用率,以减少炸药用量;采用光面爆破,减少对围岩的破坏,控制好开挖轮廓;合理设计起爆顺序,提高光爆效果;在保证安全的前提下,尽可能提高掘进速度、缩短工期。
爆破器材选用:炸药用2#岩石铵梯炸药或,或乳化炸药(有水地质),选用Φ25、Φ32两种规格药卷,其中Φ25为周边眼使用的光爆药卷。使用的起爆系统为塑料导爆管、等差50ms非电毫秒雷管,火雷管引爆。
掏槽眼形式:掏槽方式见围岩爆破设计图。
周边炮眼装药结构:周边炮眼采用不耦合系数小于1.8不耦合间隔装药结构,φ48孔采用φ32小直径药卷间隔装药;φ38孔采用φ25小直径药卷间隔装药;导爆管、导爆索、竹片用电工胶布与炸药卷绑在一起。具体装药结构示意图见围岩爆破设计图。
起爆顺序:
掏槽眼 辅助眼 掘进眼 周边眼 底眼 爆破设计图和爆破参数表:
光面爆破参数表
爆破 技术 围岩 类别 硬岩 中硬岩 炮眼直径 (mm) 40~50 40~50 周边孔间距E(cm) 55~65 45~60 周边孔抵抗线装药密线W(cm) 度 (g/m) 60~80 60~75 装药直径 (mm) 光面 爆破 300~350 20~25 200~300 20~25 Ⅲ级围岩采取全断面光面爆破开挖,循环进尺3.5m,采用风枪钻孔,其爆破设计见如下“Ⅲ级围岩爆破设计图”及“Ⅲ级围岩爆破参数表”。
Ⅳ级围岩采取台阶法开挖,上台阶采用风枪钻孔,下台阶采用台车或风枪钻孔,循环进尺1.5m,其爆破设计见“Ⅳ级围岩爆破设计图”及“Ⅳ级围岩爆破参数表”。
Ⅴ级围岩采取短台阶开挖,台阶长度3m,上台阶环形开挖预留核心土,循环进尺1.0m,Ⅴ级围岩考虑采用人工风镐配合机械开挖,个别部分零星爆破。
掏槽眼布置图H炮泥雷管竹片炸药导爆索周边眼装药结构图 说明: 1.本爆破设计适用于Ⅲ级围岩一般衬砌地段; 2.H、N尺寸依照施工图确定 ; 3.周边眼采用25小药卷,其余采用32药卷。NL比例示意Ⅲ级围岩爆破设计图
Ⅱ、Ⅲ级围岩爆破参数表
围岩 级别 炮眼 名称 段别 炮眼深度(m) 3.5 3.5 3.5 3.5 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.5 3.5 炮眼 个数 2 4 4 4 8 3 4 6 3 18 11 30 97 单眼药量(kg) 2.9 2.9 2.9 2.5 2.2 2.0 2.2 2.2 2.0 2.2 2.5 0.9 合计(kg) 技术经济指标 1 3 5 7 8 Ⅱ Ⅲ 级 9 掘进眼 10 11 12 内圈眼 底板眼 周边眼 总计 14 16 17 5.8 11.6 11.6 10.0 17.6 6.0 8.8 13.2 6.0 39.6 27.5 27 184.7 开挖断面: 41.81 m2 设计进尺: 3.0m 比钻炮眼: 2.32个/m2 炸药单耗: 1.47kg/ m3 掏槽眼
4×808×55 掏槽眼布置图H6×553×80炮泥雷管竹片炸药导爆索周边眼装药结构图 说明: 1.本爆破设计适用于Ⅳ级围岩一般衬砌地 段,特殊地段须另行设计; 2.本图尺寸以厘米计 ; 3.周边眼采用25小药卷,其余采用32药卷; 4.本图按Ⅳ级直墙衬砌断面设计,其余衬砌断面及 加宽部分按相应参数布设炮眼。 L比例示意Ⅳ围岩爆破设计图Ⅳ级围岩爆破参数表
围岩 级别 炮眼 名称 掏槽眼 上台掘进眼 阶 周边眼 Ⅳ 级 下台阶 掘进眼 总计 段别 1 3 5 7 9 11 1 2 3 4 5 7 9 周边眼 总计 11 炮眼深度(m) 1.8 1.6 1.6 1.6 1.6 1.8 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.8 炮眼 个数 6 6 4 8 9 13 46 5 5 5 5 5 12 9 18 64 单眼药量(kg) 1.8 1.8 1.2 0.9 0.9 0.3 0.75 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 1.05 0.3 合计(kg) 10.8 10.8 4.8 7.2 8.1 3.9 45.6 3.75 4.5 4.5 4.5 4.5 10.8 9.45 5.4 47.4 技术经济指标 开挖断面: 52.4 m2 设计进尺: 1.5m 比钻炮眼: 2.1个/m2 炸药单耗: 1.1kg/ m3
③钻爆施工
钻爆作业采用光面爆破工艺,其工艺流程见下图。
光面爆破设计 测量放线 钻孔平台就位打眼 钻孔 装药计算与结构设计 钻孔质量验收 清理钻孔 爆破材料准备 装药与堵塞 准备填筑材料 网路检查 连接起爆网络 设置警戒 起爆 爆破效果检查 通风 危石处理
测设基坑平面位置 放坡、人工配合挖掘机开挖 岩石松动爆破 基坑抽水 基底检查处理 安装模板 砼拌制、输送 灌筑混凝土 制作砼试件 与墩台身接缝处理 基坑回填 提高测量放样精度,确保测量对周边眼定位误差在3cm以内。
周边眼钻孔精度的控制周边眼钻孔误差在2cm以内;钻孔外插角控制在2°以内,采用自制1.5°楔型钻孔导向架进行控制钻孔;同时控制每循环爆破进尺,确保眼底和孔口之间最大偏距不超过10cm。
④爆破施工控制要点
根据本工程地质资料,进行论证和爆破试验,选择与本工程地质围岩岩性相匹配的炸药品种,提高爆破效果。
通过爆破试验,选择合理的爆破参数根据围岩岩性,选择确定光面爆破和预裂爆破周边眼间距、抵抗线、不耦合装药结构、起爆顺序、堵塞长度等各施工参数,确定各主爆孔特别是掏槽眼的爆破参数。
根据试验所的的参数结果,进行合理的钻爆设计。通过爆破试验找到和工程实际相符合的爆破方案。
爆破装药前进行设岗警戒,布设岗哨。
采用光面爆破,严格控制周边眼装药量,最大限度地减小爆破对周边围岩的扰动和破坏。
采用微振控制爆破技术,严格控制段装药量和段间延期时差,达到控制爆破振速的目的,最大限度地减小对周边围岩的扰动和破坏。
每个开挖循环都要进行施工测量,控制开挖断面,在掌
子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及标定周边炮眼位置,误差不超过1cm。并采用激光准直仪控制开挖方向。
装药前炮眼用高压风吹干净,检查炮眼数量。装药时,由爆破员分好毫秒雷管段别,按爆破设计顺序装药,装药作业分组分片进行,定人定位,确保装药作业有序进行,防止雷管段别混乱,影响爆破效果。每眼装药后用炮泥堵塞20cm。
起爆采用复式网络、非电起爆系统,联接时,每组控制在12根以内;孔外延期联接雷管尽量使用相同的段别,且尽可能使用低段别的雷管。提高爆破延期精度。
雷管联接好后爆破员进行检查,检查雷管的连接质量及是否有漏联的雷管,检查无误后发出起爆信号。
开挖过程中应注意观察石质的变化情况及爆破效果,及时调整钻爆设计。并控制隧道超欠挖,保证底面平顺。
(3)出碴及运输
本标段隧道均采取无轨运输方式,采用侧卸式装载机装碴,配合自卸车运输直接卸至业主指定弃碴场。。
无轨运输方案调头点布置:无轨运输设备调头点每300米设一处,调头点设在大避车洞处,根据需要对大避车洞适当加深,该段衬砌最后完成。
运输调度:设运输调度室,洞口设值班室。运输调度原则为空载车避让重载车,其他车避让出碴车。
为了避免洪水对弃碴场产生泥石流隐患以及有效地排泄上方汇水,按设计设置碴场周边的排水设施及挡护设施,确保弃碴的稳定。具体参照设计要求组织实施。
出碴时,为了提高出碴效率,缩短出碴时间,保证安全,采取如下主要措施:
加强装运碴设备的维护保养,备足易损配件,发现故障及时排除;
设专人养护道路,保持道路平整、无积水; 保持洞内有良好照明和路况; 加强通风,保证洞内空气新鲜; 施工便道经常洒水,防止尘土飞扬。 (4)隧道超前支护
超前支护用于洞口段和洞身Ⅳ级围岩段,洞口段拱部采用φ42小导管预注浆进行超前支护、洞身段围岩局部浅埋、破碎地段采用φ25超前中空注浆锚杆进行超前支护。
①超前小导管注浆
超前小导管施工工艺流程见下图。 施工准备喷混凝土封闭 小导管浆液 钻孔安装小导管注浆下循开挖
小导管采用ф42的无缝钢管加工而成,管壁开花孔,双侧梅花型布置,孔距15厘米。导管长度3.5米,有效长度2.5米。
小导管环向间距为0.4m,二排导管搭接长度取1.0米。仰角为5O~8O。
注浆参数设计: 水灰比 W:C=1:1 注浆终压 0.5~1Mpa 主要材料机具设备: 主要材料 425号普硅水泥。 注浆设备 PH-15自动化注浆机 施工控制要点:
用手持风钻钻孔,并将小导管送入孔内,如地层松软不易成孔时,用手持风钻将小导管直接顶入;如有堵孔,用φ20mm钢管制作吹风管,将吹风管缓缓插入孔中,用高压风吹孔,成孔后将小导管插入,并用胶泥将管口密封。
注浆:
进浆管压力表浆液桶注浆泵注浆嘴小导管堵浆塞高压胶管
首先将掌子面用喷射砼封闭,以防漏浆,并对小导管内的积物用高压风进行清理。
注浆顺序由下而上,注浆可以单管也可以多管并联注浆。多管并联注浆需加工一个分浆器。小导管单液注浆示意图见下图。
浆液由稀到浓逐级变换,先稀后浓。注浆完后,立即堵塞孔口,防止浆液外流。
注浆异常现象处理:
注浆中如发生与其它孔串浆应将串浆孔堵住,轮到注该孔时,拔出堵塞物,用高压风或水冲洗,如拔出堵塞物时,仍有浆液外流,则可不冲洗,立即接管注浆。
压力突升则可能发生堵管,立即停机检查;压力长时间偏底检查是否窝浆或流往别处,否则调整浆液配比,缩短胶凝时间,进行小泵量低压或间歇注浆,但间歇时间不能超过浆液胶凝时间。
②超前中空注浆锚杆
采用风动凿岩机钻孔并将锚杆顶入,锚杆外插角6°,单根长3.5m,环向间距40cm。安装锚杆后将止浆塞通过锚杆打入孔口30厘米左右,连接锚杆、注浆管、注浆泵,注浆,直至浆液从孔口周围溢出后,停止注浆。其施工控制参照超前小导管注浆施工。
(5)隧道初期支护
初期支护是根据“新奥法”的施工原则(控制或限制围岩松驰变形,充分发挥围岩承载能力)而采取的,主要支护措施有:喷微纤维砼、砂浆锚杆、中空注浆锚杆、钢筋网片、格栅钢架。
喷锚作业紧跟开挖工作面进行。先将围岩面初喷砼4~5cm厚,布置锚杆孔位,而后钻孔,安装锚杆,钢筋网在洞外事先焊接绑扎成片,运至洞内铺设,固定在锚杆尾部。锚杆、格栅、钢筋网安装后再进行复喷砼至设计厚度。
喷锚支护工艺流程见下图。 钢架 加工 测量、布点 初喷砼 钢筋网 预制 钻孔 钢架 安装 锚杆加工 钢筋网 锚杆施设 安装 复喷砼 检验 ①砂浆锚杆
砂浆锚杆施工工艺流程见下图。 布 点 钻孔注浆安装锚杆安止浆塞养护拉拔试验地质情况变化时,锚杆参数亦需相应改变。锚杆紧跟开挖面及时施作,钻孔应圆而直,其孔径和深度按设计施工,锚杆孔口岩面整平,并使岩面与钻孔方向垂直,如不垂直,安装锚杆时可用特别垫板调整,使托板密贴岩面, 安装前除去锚杆油污锈蚀并将钻孔吹干净,锚杆安装后外露长度不宜大于10cm, 锚杆孔内灌注早强砂浆要饱满。 锚杆安装后做出必要的安装记录并按要求进行抗拔试验,检查锚杆施工质量。
砂浆采用中砂和32.5水泥拌制,砂最大粒径不大于2.5毫米,使用前过筛清洗。砂浆配合比控制在(水泥:砂子)1:1~1:0.5之间,水灰比控制在0.45~0.5之间。砂浆拌合均匀,随拌随用,在砂浆初凝前使用完毕。
钻孔采用锚杆台车或手持凿岩机,钻孔的深度、方向和布置严格按设计施工,孔深误差不超过5厘米,孔径大于杆体直径15毫米,钻孔完毕吹净孔内积水、积粉和岩碴。
注浆、安装锚杆:采用牛角泵注浆。灌浆开始或中途停止超过30分钟,用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路。
锚杆杆体采用螺纹钢,使用前调直、除油,按设计布置,
注浆时注浆管插入距孔底5-10厘米处,随砂浆的注入缓慢均匀拔出,灌浆压力不大于0.4Mpa。避免孔中砂浆漏灌,保证锚杆全长锚固。
注浆完后安装锚杆,锚杆的插入长度不小于设计长度的95%,其外露长度满足设置托板、钢筋网要求,安装后不得随意敲击。
将止浆塞通过锚杆打入孔口30厘米左右,连接锚杆、注浆管、注浆泵,注浆,直至浆液从孔口周围溢出后,停止注浆,注浆完成,卸下注浆管和锚杆接头,转入下一孔注浆。
钢筋网在洞外预先焊接绑扎成片,运至洞内铺设,并与锚杆、钢支撑焊牢,钢筋网与围岩间距3~4cm,喷砼后钢筋网片不外露,最小保护层厚度2cm。
②中空注浆锚杆
中空注浆锚杆施工工艺流程如下图。
初 喷 砼 测量布孔 测量布孔 钻孔 安装锚杆 安装止浆塞 封口 注浆 复喷砼 检查孔口是否畅通 钻孔:将凿岩机对准孔位,直接钻孔。
安装锚杆:钻至设计深度后,清孔、安装锚杆,确认杆
体通畅,锚杆外露10-15厘米。
注浆:将止浆塞通过锚杆打入孔口30厘米左右。连接锚杆、注浆管、注浆泵进行注浆,直至浆液从孔口周围溢出后,停止注浆,卸下注浆管和锚杆接头,转入下一孔注浆。
③格栅钢架
钢架加工时根据设计尺寸进行施作。首先将型钢按设计尺寸进行冷弯加工,然后按照设计尺寸在平面上放出1:1大样,把整榀钢架分7块4个单元,并焊好连接法兰,法兰的焊接准确牢固,孔眼对应。使用前将各单元编号预拼,无侧弯、扭曲、错台、变形等缺陷,方可使用。
格栅钢架施工工艺见下图。
钢架拼装 钢架加工 断面检查 Yes 测量定位 前期准备 欠挖处理 架立就位 锁脚锚杆 锁定 纵向连接钢筋 Φ22钢筋 喷砼 结 束
架立时首先要测量准确,架立后并复核,钢架尽可能与围岩贴靠紧密(空隙5cm为宜),两侧底脚使用垫板支垫牢固。如基底松软,为防止支撑受荷载下沉,可先用砼加固基底。
连接时连接板之间对正,用螺栓连接牢固,钢架与环向锚杆焊牢,钢架与钢架之间用φ22钢筋连接。
锁脚:每单元接头处施作锁脚锚杆,通过型钢或格栅与锚杆焊接,将型钢或格栅锁定到墙上。锚杆打设,与水平成约45°角倾斜向下,以改善受力状态。
连接:法兰之间对正,用螺栓连接牢固,钢架与纵向锚杆焊牢,钢架与钢架之间用φ22螺纹钢焊接连成整体,起到整体支护效果。纵向连接筋按八字型交错连接成桁架结构,结点呈不可活动绞形式。此法抗扭性好,利于整体性和稳定性的提高。
加楔:围岩压力一般通过楔子传到格栅架上,故格栅与围岩间要楔紧,楔子个数一般不可少于9个。
格栅加工:按照设计尺寸在平面上放出1:1大样,把整榀格栅钢架分7块4个单元,并焊好连接法兰,法兰的焊接准确周正,孔眼对应。
格栅架立:首先要测量准确,架立后复核,钢架尽可能
与围岩贴靠紧密(空隙小于5cm),两侧底脚使用垫块支垫牢固。如基底松软则安装时设置垫板,防止支撑受荷载下沉,必要时用砼加固基底。
锁脚:每单元接头处施作锁脚锚杆,通过格栅与锚杆的焊接,将格栅锁定到墙上。锚杆打设,与水平成约45°角倾斜向下,以改善受力状态。
连接:法兰之间对正,用螺栓连接牢固,钢架与纵向锚杆焊牢,钢架与钢架之间用φ22螺纹钢焊接连成整体,起到整体支护效果。纵向连接筋按八字型交错连接成桁架结构,结点呈不可活动绞形式。此法抗扭性好,利于整体性和稳定性的提高。
加楔:围岩压力一般通过楔子传到格栅架上,故格栅与围岩间要楔紧,楔子个数一般不可少于9个。
④钢筋网安设
钢筋网应在锚杆施作后安设,预先按设计加工钢筋网片,施作时,将钢筋网随支护岩面的起伏铺设,与被支护岩面间隙约3cm,并与锚杆外端头焊接在一起,避免钢筋在喷射砼时晃动,钢筋网连接处用细铁丝绑扎或点焊,钢筋网之间的搭接长度不小于20cm。
⑤湿喷混凝土
隧道内初期支护喷砼采用湿喷作业,选用成都岩峰科技开发公司生产的TK-961型湿喷机及配套湿喷技术。
湿喷工艺流程要点是:满足要求的砼材料,和易性好、坍落度8~15cm; 满足要求的速凝剂材料; 按规程操作和保养湿喷机; 系统风压≥0.5Mpa,风量≥10m3/min; 。
工程设计采用喷射微纤维混凝土。 砼原材料须满足以下要求: 水泥 采用425#普通硅酸盐水泥。
砂 中粗砂,细度模数大于2.5,用5mm筛网过筛。 碎石 使用前用5mm和15mm筛网分别筛去石粉和超径骨料。
微纤维 采用XD-F型微纤维,掺量为0.9kg/m3。 减水剂 为满足砼坍落度及品质要求,选用高效减水剂,减水剂掺量一般为水泥重量0.4%~1.0%。
速凝剂 使用前与水泥做相容性试验及水泥凝结效果试验,其初凝时间不得大于5min,终凝时间不得大于10min。掺量根据试验确定,一般为水泥用量的5%左右。
湿喷砼施工工艺流程图
原材料选择 配合比设计 计 量 拌 合 运 输 受喷 湿喷机 60—100 cm 风压控制 液体速凝剂 砼制备:砼采用洞外砼搅拌机拌和,入机时砼坍落度控制在8~15cm间,砼拌制时应注意运输过程中的坍落度损失。
成品砼采用砼输送车运至TK-961型湿喷机转子活塞凸轮喂料机构,速凝剂在湿喷机专用入口加入,由计量泵将速凝剂通过胶管压入喷咀,依靠喷射管中压缩空气将速凝剂雾化与物料充分混合后喷出。系统风压应保证不小于0.5Mpa,
风量不小于10m3/min。
喷射前,应先清洗干净岩面,保证良好接触。 喷头距岩面距离以0.8m~1.2m为宜,喷头应垂直受喷面,喷初期支护钢架时,可将喷头稍加偏斜,角度大于70°。喷射路线应先边墙后拱部,分区、分段“S”形运动,喷头作连续不断的圆周运动,后一圈压前一圈1/3,螺旋状喷射。
喷砼施工时,小凹坑要喷圆顺,小洞穴采用锚杆吊模模喷封堵平顺岩面,以利防水层铺设,确保初期支护、防水隔离层和二次衬砌尽量密贴。
当岩面普遍渗水时,可先喷砂浆,并加大速凝剂掺量,在保证初喷后,按原配比施工。当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施,将水引导疏出后,再喷砼。
正常情况采用湿喷工艺,混凝土的回弹量:边墙不大于7%,拱部不大于10%。回弹料不得重复利用。
喷射混凝土在终凝2小时后开始洒水养护,洒水次数以能保证混凝土具有足够的湿润状态为度;养护时间不少于7昼夜,当气温低于5℃不得喷水养护。
(6)隧道防排水施工
本标段隧道防排水设计有复合防水板、ф50透水管盲沟(环向)1环/10m、ф100透水管盲沟(纵向)和止水条(带)1环/10m。
①防水板施工
防水板施工采用无射钉铺设法施工,其施工工艺流程如下
铺设面检查 缓冲层铺设 防 水 板 大 块 焊 接 钉塑料垫块 防水板铺设 洞内接头焊接 铺设质量检查 结是束 否局部补焊 材料检验试验 是 焊接质量检查 否 图:
材料的检验和试验:
采购的防水卷材进场后,要随机取样委托有资质的鉴定单位进行原材料的检验和试验,对防水卷材的密度、厚度、拉伸强度、断裂伸长率等主要物理性能进行检查,能否满足设计要求。
防水板的大块粘接:
由于出厂的防水卷材受到幅宽的限制,所以在使用时首先根据衬砌砼施工循环段长度来确定粘接大块防水板的尺寸,具体步骤如下:
找一块用砼硬化过的平整场地,清扫干净,把防水板按幅平铺在场地上,网纹面向上,光面向下接触地面。
对平铺好的防水板进行检验,无质量缺陷后准备粘接。 将搭接头待粘接处的水及杂物擦洗干净后,均匀涂抹胶
粘剂粘接,每幅搭接不小于10cm。 防水板铺设图 防水板 无射钉初期支系接 二次衬铺设防水板在铺设台架上进行。铺设台架采用结构简单的临时支架,用万能杆件拼装,也可使用工地现有的材料加工制作。上部采用φ108钢管或槽钢弯成与隧道拱部形状相似的支撑架,用丝杠与台架连接,以便其升降;走行部分采用轨行式,轨距与衬砌钢模台车一致,防水板铺设方法如下:
基面检查利用工作平台将初期支护裸露的锚杆、钢筋头等铁件割除,并用砂浆抹成圆曲面,以防其刺破防水板。要求基面不平整度其矢高与弦长比≯1:6。
缓冲层铺设采用冲击钻在铺设面上钻孔,用膨胀螺丝将铁丝固定在支护面上,固定点纵向间距宜为0.5~0.7m,环向边墙宜为0.5~0.7m,拱部宜为0.5m。
将防水板吊运到作业平台上,从上到下对称地将防水板系到铁丝上,如下图所示。并将接头搭接处粘接牢固,且不得有假粘、漏粘等现象。
铺设质量检查:
防水板施工完成后,应对施工质量进行检查,自检合格经监理工程师检验认可后,方可进行下道工序的施工。若检查出质量问题应进行补粘,使之达到验收标准。
操作要点:
固定点的布置,在满足固定间距的前提下,尽量固定在喷
砼面较凹处,使得防水板尽量密贴砼喷射面。 固定点间的防水板长度视施工支护面的平整情况留一定的富余量,本着宁松勿紧的原则,以防止模筑衬砌时被挤破。
每一循环的防水板铺设长度比相应衬砌段多出2.0m,目的是便于循环间的搭接,并使防水板接缝与衬砌工作缝错开2.0m,以确保防水效果。
洞外拼幅采用粘接工艺,粘接质量采用打气检查。检查时用打气筒打气加压至100Kpa,保持3分钟气压不降低为合格。
在洞内使用专用粘合剂粘合橡胶防水板,长边的搭接宽度为10cm,在搭接宽度内的灰尘等脏物必须擦净凉干,然
后均匀涂刷胶粘剂,不得漏涂,边涂边粘结,并用三合垫板和压碾在搭接处均匀擦压,以增加粘结密实度。粘结完成后,要专人进行检查,不合格的,须重粘。防水板粘接如下图所示。
张挂时,要根据张拉铁丝的位置系带,系带要穿过无纺布,切忌穿破防水板,如果有漏洞,必须补贴一小块防水板。
施工注意事项:
铺设防水卷材,必须专人负责,成立专业工班,工班组成人员上岗前必须经过严格培训,施工前必须进行技术交底,施工中必须按照操作规程操作,不允许违章作业。
施工支护表面应尽量平整,以防将防水板挤破,如果表面凹凸太大,或围岩异常破碎,造成较大超挖而使支护壁面严重不平(矢高/弦长>1/6)时,则酌情采用模喷(灌)混凝土找平。
在地下水发育地段,增设透水盲沟,以增强防水效果。 防水板铺设好后,尽快对称灌筑模筑衬砌将其保护起来,以避免爆破冲击波、板外的积水压力等损伤防水扳,影响防水效果。
为保证粘结质量,粘结时的温度在10℃以上,否则采取一边加热一边粘结的方式进行,胶粘剂也预热至20℃左右。
②止水条(带)施工
根据衬砌厚度及衬砌形式自制拼装式钢模挡头板,每块钢模宽度为衬砌厚度的一半,同时将钢模根据安装顺序编
号。
全断面液压钢模衬砌台车就位后,按照钢模挡头板编号安装钢模挡头板,中间预留小凹槽,拆模后将止水条粘嵌在凹槽内,并用砼钉固定。
③环向、纵向透水盲管的施工
隧道基底开挖清理施工完毕后,先初喷砼,然后进行φ50环向透水管铺设施工。
环向排水管设置间距10m,以隧道中心对称布置。设置完毕后,进行初期支护施工。
部分隧道沿隧道通长在衬砌砼墙角外侧埋设φ100纵向透水花管,此花管在衬砌前做好,并加以保护,在衬砌前严格检查,确保此花管前后连接并排水通畅,并在设计位置与横向排水管连通,以确保衬砌背后的水能通过横向排水管排到两侧排水主管中。
(7)仰拱、填充施工 工艺流程如下图。 填充砼立模 仰拱砼灌注 仰拱立模 测量放线 安设防干扰平台 清理仰拱 出 碴 填充砼灌注 养护 进入下循环 为尽早形成施工支护封闭环,在一次成洞地段,仰拱及填充超前于拱墙衬砌,软弱围岩紧跟开挖面施作。
施工要点:
仰拱施作紧跟开挖掌子面,仰拱与掌子面距离以不影响前方出碴等施工工序为可。
采用隧道挖装机一次性开挖到位(隧道与仰拱开挖爆破一次到位,仰拱暂不出碴),人工辅助清理底部浮碴杂物。
仰拱施工采用自制隧道仰拱防干扰平台施工,确保仰拱施工与隧道掌子面施工平行进行。
仰拱接头处混凝土必须凿毛处理,并且在仰拱与边墙基础间设连接筋。
仰拱和填充分开灌筑,并有一定的时间间隔,等仰拱砼达到设计强度70%以上时,再进行隧底填充。
施作仰拱及填充时,两侧边墙基础砼同时施作,标高至水沟、电缆槽底。
砼用砼运输车运输,直接用输送泵泵送至立好的模板内,然后用振动棒摊平,振捣密实。
为能尽早便于车辆通行,可掺入适量的早强剂。 (8)二次衬砌
隧道衬砌类型随围岩的不同而不同,混凝土衬砌的强度等级采用C25,钢筋混凝土衬砌的强度等级采用C30。
二次衬砌采用L=12米的自制液压衬砌台车施工,装配
整体式钢模板,先墙后拱一次性浇注。
①钢筋加工
衬砌钢筋在洞外加工成型,运输到洞内绑扎。 钢筋加工的允许偏差详见下表。
序号 1 2 3 偏差名称 受力钢筋全长净尺寸偏差 箍筋各部分长度的偏差 钢筋转角的偏差 允许偏差值(mm) ±10 ±5 3
衬砌施工工艺流程见下图。 绑扎钢筋 施工准备 原材料准备 机械设备检查 测量放样 防水板透水管铺设 台车就位 刷模、涂油 模板整修、清理 安设止水条 安装堵头模板 上料、计量 各项检查 砼拌合 灌注砼 砼运输 捣固 封顶
衬砌前岩面的处理及防水板的铺设都在防水板台车上进行。衬砌台车与防水板台车采用轨道行走。洞外设砼拌和站,混凝土采用拌和站集中拌和,电子配料机配料,由砼输送罐车送至洞内,混凝土输送泵泵送入模,插入式振动棒振捣。模筑衬砌在仰拱及铺底达到一定强度并在监控量测的指导下进行。
衬砌混凝土使用的钢筋要求表面洁净、无损伤,油污和铁锈应在使用前清除干净,有颗粒或片状老锈的钢筋不得使用。
钢筋的调直采用冷拉方式,I级钢筋的冷拉率不大于4%,Ⅱ、Ⅲ级钢筋的冷拉率不大于1%。
钢筋在加工过程中不得擦伤,保证抗拉强度不低于设计要求。
②施工控制措施:
严格控制原材料的质量,选择合适的配比,按规定及时制作试件,并做好施工记录;
衬砌台车就位后进行测量控制,灌筑前进行复核。台车
下部支垫稳固,上部及两侧面用短杆支撑牢固,防止晃动;
按衬砌断面尺寸加工堵头模板,封堵端部混凝土,并夹牢止水条带,将止水带安放在1/2衬砌厚度之中;
安装模板时必须进行测量控制,保证模板缝成直线; 灌筑砼两侧对称同时进行,注意控制两侧泵送砼的均匀性,两侧灌筑砼面高差不得超过50cm,拱部预留压浆孔;
每循环衬砌前,对上一组衬砌接缝处的砼凿毛、清洗,并刷一层水泥浆以使新旧砼接合良好;
砼连续一次灌筑完毕,如发生停电等意外事故必须停工时,将灌筑面振捣整平,停工2小时以上,要待24小时后才能接灌;
拱部封顶时,必须从由低处向高处灌注并填满捣实。下一循环灌注前应对上循环拱顶空隙进行补灌;
为改善砼和易性和提高早期强度,可掺入高效减水剂,加快施工进度和保证工程质量。
养护采用洒水养生。在拱部混凝土达到设计强度的75%以上进行拆模,拆模时保护好混凝土角隅及表面;
拆模后应对衬砌台车进行检查、维修、保养,确保无损、无变形后方可转入下一循环使用。
③二次拱背注浆
拱部注浆施工流程见下图。
衬砌时预埋注浆管 机具准备 搭工作台 配合比设计 拌制浆液 压水试验 压浆 检查压浆 复合式衬砌结构在初期支护与二次衬砌之间设有一层防水层,因此二次衬砌混凝土在隧道拱部与初期支护之间很难做到严密无缝,为此在二衬混凝土施工时在拱部预埋注浆管,间距为20米,并使预留管长出20cm,以便接管注浆。
衬砌施工完毕后,采用地质雷达对衬砌情况进行检测,通过预埋注浆管压注1∶0.4-0.5水泥浆,填充初期支护与二次衬砌之间的空隙。
充填压浆工作,在混凝土衬砌达到70%设计强度后进行。
注浆孔在注浆前必须采用压力水进行孔壁与裂隙冲洗,直至回水澄清为止,注浆孔的冲洗压力为灌浆压力的80%,该值如大于1Mpa时,采用1Mpa。注浆要保证充填密实。注浆压力在0.3~0.5Mpa。
注浆孔口用水泥砂浆封堵密实,避免地下水从孔口渗出。
(9)沟槽施工
隧道内水沟、电缆槽的施工在二次衬砌后进行,其工程
量不大,但结构复杂,必须精心施工。施工时模板采用组合钢模板,立模由测量人员严格控制尺寸、标高,确保位置准确。盖板在洞外预制,洞内安装。
(10)施工排水 ①洞外排水
隧道进洞前应平整洞顶地表,排除积水,所有坑洼、陷穴、探坑、钻孔等,应用不透水土壤回填夯实。
整理隧道周围的流水沟渠,必要时以圬工铺砌,防止下渗并使水流通畅。
洞口边、仰坡坡顶外天沟应确保截水引流。
在反坡排水的洞口处设置一横向截水沟,以防止水倒灌入隧道,同时在洞口外设置一个积水坑,将截水沟的水引入积水坑,并及时将水用水泵抽至污水处理厂,经处理合格后排放。
②洞内反坡排水
反坡掘进施工时,洞内排水将采用多级接力机械排水的方法。
隧道涌水量采用径流模量法与地下水动力学法综合计算,洞身按平行施工、干扰排水的原则计算隧道可能最大总涌水量。反坡排水用水泵的型号依据隧道的最大可能涌水量和施工用水量进行选型。
在掌子面使用移动式水泵站将隧道渗水和施工用水排
至就近的水仓,然后在通过多级接力机械排水至洞外的污水处理厂,经处理合格后排放。在隧道内利用大避车洞设置一个水仓和泵站。水仓的容积根据设计要求开挖,开挖后及时进行支护,泵站按使用一台,备用一台,检修一台配置水泵,在隧道两侧设置临时水沟,利用水沟将隧道渗水顺坡排放至临近的水仓。
(11)施工用水、用电、通风和降尘
隧道内水、电、风的供应及管线布置示意见下图。
通风管
①施工用水
高压风管 高压水管 排水管
照明电 动力电
洞内施工用高压水,可由修建在洞口上方的高压水池的水用直径76mm管来供应。高压水池距离洞内最高处的高度不小于50m,水池容量为300m3,并且要进行防渗保温处理。洞外供水管路的埋深应不小于50cm。
②施工用电
洞内及整个施工现场的用电由安装在洞口的500KVA变压器供应,电路的连接、布设都要按规范进行,电工必须持证上岗,严格操作规程;在隧道单口掘进500m之后,为满足钻孔台车的用电电压需求,需在隧道工作面设置1台200kva变压器,该变压器随钻孔台车前移,保持距钻孔台车500m以内,300m以外(为安全计)。
③施工通风
本标段独头掘进150m以下的隧道(如清水村1#隧道140米)采用自然通风。英涌隧道独头掘进最大长度为802m,拟在掘进洞口处安设55KW轴流式通风机1台,采用压入式通风方案,施工时开挖在100m以内采用自然通风,100m以后采用机械通风。
施工时为了保证压入洞内的空气新鲜,防止洞内排出的污浊空气被再次压入洞内,风机均安装在距洞口外30m处,隧道通风管直径为1.3m,均采用PVC增强纤维纶布材料柔性优质风管。风管安装在隧道拱部,先用凿岩机每隔5m打一锚杆眼,然后在吊挂锚杆上布设Φ6钢筋并用紧线器张紧,
作为风管的承重索,安设中注意保持锚杆的纵向一致和承重索的高度一致。风管末端距工作面的距离为20~30m。
④降尘
主要采用的措施有:湿式凿岩、水封爆破、水幕降尘、佩带防尘面罩和湿喷作业。湿式凿岩:钻眼作业必须在钻眼时先送水后送风。水封爆破:以水袋代替炮泥,利用爆炸将水袋击散成水雾,起到降尘目的。水幕降尘:使用SF1型压气水幕降尘器进行水幕降尘,同时采用光电式自动控制装置进行控制,以免影响通行,采用水幕降尘既可遏制粉尘扩散,同时又可以水化部分有毒气体,降低掌子面温度,减轻通风压力。佩带防尘面罩:用于施工人员的自身防护。使用吸集器,用于施工粉尘集中地段。
湿喷作业:降低喷混凝土所造成的污染。 降尘措施见下表。
序号 降尘措施 1 2 3 4 5 湿式凿岩 水封爆破 水幕降尘 佩带防尘面罩 使用吸集器 说 明 钻眼作业必须在钻眼时先送水后送风。 以水袋代替炮泥,利用爆炸将水袋击散成水雾,起到降尘目的。 使用W型水幕降尘器进行水幕降尘,水幕降尘既可遏制粉尘扩散,同时又可以水化部分有毒气体,降低掌子面温度,减轻通风压力。 用于施工人员的自身防护 用于施工粉尘集中地段 (12)监控量测
现场监控量测是隧道施工过程中,对围岩支护系统的稳定状态进行监测,为初期支护和衬砌砼施工的参数调整提供
依据,是确保施工安全、指导施工程序、便利施工管理的重要手段,对于采用新奥法施工的隧道,监控量测是新奥法施工过程中必不可少的施工程序。
①监控量测项目
本隧道以洞内外观察、拱顶下沉量测、水平收敛、围岩与初期支护间的接触力量测、初期支护结构应力监测等内容为施工必测项目,其他特殊地段可根据设计要求进行。
洞外进口浅埋段应布置测点,进行地表下沉量测。 ②隧道洞内、洞外观察
隧道内外观察分开挖工作面观察和已施工区段观察两部分,开挖工作面观察在每次开挖后进行一次,内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、涌水情况及底板是否隆起等,当地质情况基本无变化时,可每天进行一次,观察后绘制开挖工作面地质素描图。
在观察过程中如发现地质条件恶化,初期支护发生异常现象,立即通知施工负责人采取应急措施,并派专人进行不间断观察。
对已施工区段的观察每天至少一次,观察的内容包括喷射混凝土、锚杆和钢架的状况,以及施工质量是否符合规定的要求。
洞外观察包括洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰拱的稳定、地表水渗透的观察。
③拱顶下沉及水平位移量测
拱顶下沉及水平收敛量测在同一断面进行,并采用相同的量测频率。如位移出现异常情况,加大量测频率。
拱顶下沉及周边收敛量测测点布置见下图。
拱顶下沉测点水平相对净空测线(台阶法施工地段加设)水平相对净空测线左隧道中线内轨 顶面50cm起拱线右地表下沉量测:地表下沉量测只需在隧道浅埋地段进行,采用精密水平仪进行量测,其测点按普通水准点埋设,并在预计破裂面以外30 m左右设基准点。第一排测点应在隧道尚未开挖前就开始进行,其余地表下沉测点在开挖面前方(h+9)m处开始(h为隧道埋深)量测,直到开挖面后方40~65 m,下沉基本停止时为止。测点和拱顶下沉量测布置在同一断面上,其量测频率原则上采用1~2次/日的频率。
拱顶下沉及水平收敛量测断面间距表
围岩级别 Ⅱ Ⅲ Ⅳ 量测断面间距(m) 根据需要设置 ≯40 ≯20 250cm一般Ⅴ 10 量测频率
变形速度(mm/d) ≥5 1~5 0.2~0.5 <0.2 测点距开挖面的距离 <1B (1~2)B (2~5)B >5B 量测频率 2次/d 1次/d 1次/d 1次/周 地表下沉量测断面间距表
隧道埋深 H(m) H>2B B<H<2B H<B 量测断面间距(m) 20~50 10~20 10 地表下沉量测点横断面布置图
量测工具及测点设置要求:拱顶下沉采用水平仪、水准尺和挂钩尺等进行量测,周边收敛采用收敛计进行量测。其测点的安设应能保证在开挖后12小时(最迟不超过24小时)内和下一循环开挖前测到初次读数,并安设在距开挖面2 m范围内。
h④监控量测项目的管理基准
根据既有成功经验,拟采用《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》的三级监测管理并配合位移速率作为监测管理基准,将允许值的三分之二作为警告值,允许值的三分之一作为基准值,将警告值和允许值之间称为警告范围,实测值落在此范围,应提出警告,说明需商讨和采取施工对策,预防最终位移值超限,警告值和基准值之间称为注意范围,实测值落在基准值以下,说明隧道和围岩是稳定的。
具体监测资料的反馈程序见下图。 监测结果 超过Ⅲ级标准 超过Ⅱ级标准 超过Ⅰ级标准 否 否 继续施工 安全 综合判断 不安采 取 措施 否 暂停施工 现场监测时,可根据监测结果所处的管理阶段来选择监测频率:一般III级管理阶段监测频率可放宽些;II级管理阶段则注意加密监测次数;I级管理阶段则应加强监测,通常监测频率为1-2次/天或更多。
量测数据的处理及应用:拱顶下沉、周边收敛测试数据按表格式记录。
根据现场量测数据绘制位移-时间曲线或散点图,在位移
-时间曲线趋平缓时应进行回归分析,以推算最终位移和掌握位移变化规律。当最终位移值超过允许位移的80%且无明显减缓趋势,以及位移-时间曲线出现反弯点,即位移出现反常的急骤增加现象,表明围岩和支护已呈不稳定状态,应及时加强支护,必要时应停止掘进,采取必要的安全措施。
根据位移变化速率判断围岩稳定状况,当变化速率大于10~20mm/天时,需加强支护系统;当变化速率小于0.2 mm/天时,认为围岩达到基本稳定。
二次衬砌施作时间:测试项目显示位移速度明显减缓并已基本稳定。各项位移已达到预计位移量的80~90%(预计位移量可通过回归分析得到),位移速度小于0.10~0.2mm/天。必要时,可提前施作衬砌砼。量测过程中如发现异常现象或与设计不符时,及时提出,以便修改支护参数。测点埋设情况和量测资料纳入竣工文件,以备运营中查考或继续观察。
(12)隧道控制测量和施工测量
洞外平面控制、高程控制测量:根据投标文件要求和以往长大隧道洞外控制测量经验。洞外平面控制采用精密导线环控制,GPS控制网复核。
GPS网的布网原则:网中每个点至少独立设站观测两次定向边不宜太短,一般宜大于500m。
GPS网的观测:采用静态观测。
地面高程控制测量采用精密水准附合网,布设成环状网,等级为Ⅱ等水准路线,高程误差≤±8
L1/2mm。仪器
采用索佳B20自动安平水准仪,配置测微器,精密铟瓦尺,该仪器主要技术指标为S1级,读数至0.01mm,精度为0.5mm,能满足高程贯通测量精度<±25mm的要求。
隧道洞内控制测量:隧道洞内测量包括隧道洞内导线控制测量和隧道洞内高程控制测量。
隧道洞内导线控制测量:导线分两级布设,施工导线采用直伸式单导线,导线边长50~150m,洞内控制导线采用精密导线环,导线边长控制在200m以上,测角中误差≤±3.5″,导线全长闭合误差≤1/50000,隧道洞内平面控制方案:分别在隧道两侧布设两条直伸式导线组成精密导线环,进口进洞点控制GPS点;布设成四个精密导线环,采用徕卡TCR-702全站仪测角、测距、测角6测回,测距往返测各2测回;导线布设时,一般边长大于200-300米。
隧道洞内高程控制:隧道洞内高程控制测量等级比洞外高程测量等级低一级,为减少测量误差,仪器和测量方法仍按洞外同等级进行,隧道洞内高程控制点可共用同一个导线点,即在导线点上焊以螺帽以作为隧道高程控制点用。其延伸情况同导线点一样随着工程进展向前延伸。
本标段施工放样主要是各断面的开挖轮廓放样、超前小导管定位、衬砌台车定位等。施工放样根据洞外控制点和洞
内控制点测设并根据建设单位及监理要求将放样资料及时进行上报并复核。
平面贯通测量,在隧道贯通面处采用坐标法从两端测定贯通点坐标,并归算到隧道正线中线上,求得横向贯通误差和纵向贯通误差进行评定其标准见表。
高程贯通测量,用水准仪从两端测定贯通点的高程,其互差即为竖向贯通误差。隧道贯通后,洞内导线由支导线经与另一端基线边联测变成了附合导线,水准变成了附合水准,当闭合差不超过限差规定时,进行平差计算。
按导线点平差后的坐标值调整线路中线点,调整后再进行中线点的检测,高程应用平差后的成果。
隧道贯通后导线平差的新成果作为净空测量、调整中线及进行变形监测的起始数据。
平面与高程贯通误差限差表
项目 误差 横向贯通中误差 纵向贯通中误差 竖向贯通中误差 洞外平面控制测量 ≤±250mm ≤±25mm 隧道洞内控制测量 ≤±300mm ≤±30mm 总贯通中误差 ≤±500mm ≤1/50000 ≤±50mm (13)超前地质预报 ①地质预报内容
对照本标段图纸提供的地质资料,预报地质条件变化情况及对施工影响程度;
预报可能出现断层及破碎围岩的部位、型式、规模及影响程度,提出处理措施;
预报可能出现的富水情况,防止突然涌水、突泥; 预报掌子面前方可能出现的岩溶、溶洞的位置、型式、规模及影响程度,提出处理措施。
②地质超前预报的方法
根据地质特点和隧道施工的“早预报、早预防”的原则,本工程采用地质调查、超前地质预报、超前钻孔探测、布置地质雷达探测线、超前红外线探水仪探水等综合手段,预测不良地质的位置、性质、规模和对施工的影响程度。
隧道开挖面的地质观测素描:
专职地质工程师在每次爆破后对开挖面进行地质观测素描和地质作图。内容包括地下水状态(出水点、出水量、水压力、突水情况等)、地层岩性(产状、结构、地质构造影响程度等)、岩石特征(岩石名称、风化状况、岩石结构、质地、强度)、地质结构面(间距、延伸性、粗糙度、张开性等)、软弱夹层、贯穿性强的节理、断层(填充情况、风化程度、开度、渗漏)等。根据地质观测素描的结果,做出开挖面前方较短距离内的岩体稳定性分析,通过综合分析判断,提出地质预测报告。
TSP-203超前地质预报:
本工程的地质超前预报主要采用TSP-203型地质探测
仪。TSP-203超前地质预报是目前世界上先进的超前地质预报系统,通过地震波在不同地质体中和地质界面上产生的反射波特性来预报前方的地质状况。
预报有效长度为250~300m,最大分辨率1.0m。 超前钻孔预报:
根据地质调查和TSP-203长距离超前地质预报结果,对富水软弱破碎围岩段,岩溶地段,可能产生有害气体的地段,坚持超前地质钻孔。在挤压性大变形地质地段,坚持地质钻孔并取芯,分析岩样的实际物理力学性质。
用地质钻机,在开挖面钻1~4个孔(每次探孔深15m,开挖12m,保留3m,再开始下一次钻孔,一般地质地段超前地质钻孔一个,涌水地段3~4个)。探孔的主要目的是探明地下水、溶洞情况及水压情况,在钻孔的同时,记录钻孔速度、岩碴岩粉特征、含泥量、出水部位、钻杆是否突进(及深度)等情况,综合判断前方的工程地质和水文地质情况。
在挤压性大变形地质地段,进行部分超前地质钻孔取芯,认真分析试验岩样的物理力学性质,预测软岩的膨胀性和洞室大变形的特征制定整治方案。
地质雷达探测线及超前红外线探水仪:
对于岩溶发育及富水地段除采用超前钻孔预报以外,采取在拱部及两侧拱腰位置布置地质雷达探测线的方法来探
测溶洞或暗河的位置及规模。富水地段也可采用超前红外线探水仪进行超前探水预报。
③地质信息收集与处理
地质预报由专门的地质专业工程师负责,设专职地质组,其它施工、质检人员给予配合,进行资料收集、统计、分析和编制信息预报成果,由主管技术人员予以复核,并将预报结果报设计、监理单位。为变更设计、优化施工方案提供依据。
不断总结经验,对已暴露的实际地质情况与前报内容相比较,评估预报的准确性,为以后地质超前预报工作积累经验;
经分析、整理的地质资料作为施工技术资料存档。 (14)不良地质段施工 ①断层等软弱围岩段施工
断层等软弱围岩段围岩较弱,成洞条件差,易坍塌,施工时严格按新奥法原则进行施工,拟采取如下技术措施,以确保施工顺利通过和工程质量。
加强超前地质预报。
根据地质预报成果,提前制定实施技术方案。 超前支护措施:围岩软弱、松散、节理发育的地段,在开挖断面前,进行超前支护,视地质情况打设超前锚杆或打设小导管超前预注浆,必要的情况下打设Ф80~Ф100大管
棚超前固结注浆加固地层。
减小一次开挖断面措施:软弱围岩地段隧洞掘进开挖均采取台阶法施工方案,减小一次性开挖断面,增强围岩的自稳能力。
短进尺措施:每次开挖爆破进尺控制在1.0米以内。 初期支护紧跟措施:每开挖一循环,立即进行初期支护,待初期支护达到要求强度后,再开挖下一循环。
钢拱架初期支护措施:预先制作一部分钢拱架,在地质条件需求的情况下,加设钢拱架与挂网喷锚共同组成初期支护。
二衬跳段紧跟,及时完善断层带等软弱围岩段的二期支护。
②富水地段的施工
地下水密集地段施工采用TSP-203超前地质探测仪、超前钻孔、超前红外线探水仪进行围岩水文情况的预报,根据预报资料制定地下水密集段的施工技术方案。
局部注浆横断面示意图局部注浆纵断面示意图出水点隧道轴线2注浆管11开挖轮廓线开挖掌子面出水通道2超前预注浆堵水措施:
帷幕注浆:当超前预报出水量较大时,依据不同的水量和出水深度,拟打设小管棚或大管棚,注浆固结围岩,在隧洞周边形成止水帷幕,封堵地下水,在帷幕的保护下进行开挖与初期支护的施工。
局部超前预注浆堵水:当超前探水孔中总出水量不大但个别探水孔出水量较大时,采用局部超前预注浆措施,在出水通道范围内进行注浆,封堵地下水。局部超前预注浆堵水见如下示意图。
局部超前预注浆堵水示意图
全断面超前预注浆:当超前综合预报掌子面前方涌水量较大,且水压较高时,拟采取全断面超前预注浆堵水,注浆范围为隧道平均开挖半径的两倍,高压富水岩层破碎地段采用前进式注浆。
短进尺、支护紧跟、初期支护加强等措施参见“断层等软弱围岩段的施工措施”。 ③溶洞、溶岩地段的施工 暗管、涵洞或小桥 浆砌片石
本标段隧道施工地区岩溶广泛分布,可能发育有规模较大的溶洞、涌水。施工若遇溶洞,则其充填物极易塌方,若不能及时解决,不仅给隧道施工造成巨大影响,而且对周围建筑物、道路安全构成威胁,造成巨大经济损失,当在施工中遇到溶洞时,我方将依据溶洞的分布范围、类型情况(大小、有无水、溶洞是否在发育中及其充填物),岩层的稳定程度和地下水情况等提出以引、堵、越等措施,经监理工程师审批后实施。
引排水:当暗河和溶洞有水流时,在查明水源流向及其位置关系后用暗管、涵洞、小桥等设施引排水流,如下图所示。
当水流位置在隧道上部或高于隧道时,应在适当位置外,开凿引水槽江水位降低到隧道的底部位置一下,再进行引排。
堵填:对正停止发育,径跨较小,无水溶洞,根据其与隧道相交位置及其充填情况,采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭,并根据地质情况决定是否需要加深边墙基础。拱上溶洞,可视溶洞的岩石破碎程度喷锚支护加固,或加设护拱及拱顶回填的处理办法。
溶洞堵填示意图 混凝土填浆砌片石
隧道遇到溶洞时的跨越措施:
当一侧遇到狭长而较深的溶洞,可以加深该侧的边墙基础通过。中底部遇到深狭的溶洞时,加强加深两边的边墙基础通过。
遇到以上情况不宜加强加深边墙基础时,可在边墙部位或隧道底部以下筑梁、拱跨越溶洞,梁端或拱座应置于稳定可靠的基岩上,必要时用污工加固。
当溶洞有充填物时,可以清除全部或部分充填物,然后视具体情况,采取以上措施中的一项或几项措施的组合通过溶洞。
④预防坍塌的措施
隧道施工预防坍方,首先做好地质预报,选择相应的安全合理的施工方法和措施。
洞口段和较弱围岩地段施工控制要点:
先排水:在施工前和施工中均采取相应的防排水措施,尽量能开挖范围外的水截于隧道之外。
短开挖:各开挖工序间的距离尽量缩短,减少围岩暴露时间。
弱爆破:在爆破时,用浅眼、密眼,并严格控制用药量。
强支护:针对地压情况确保支护结构有足够的强度。 快衬砌:衬砌工作须紧跟开挖工作面进行。
勤检查、勤量测:发现围岩有变形或异状,立即采取有效措施及时处理隐患。
坍方发生后,首先防止坍方范围继续扩大:
在坍方范围的顶部与侧壁的危石及大裂缝,先行清除或锚固。对坍方范围前后原有支护进行加固,以防止坍方扩大。在坍方范围内架设支撑或喷砼,必要时加设锚杆。对坍方两端尽快作局部衬砌,以保证坍方不扩大。
处理坍方:
如坍方体积较小,且坍方范围内已进行喷锚或已架设了较为牢固的构件支撑时,可由两端或一端先上后下地逐步清除坍碴,随挖随锚喷,随架设临时构件支撑支顶。如坍方体积较大,或地表已下沉,或因坍体堵塞无法进入坍方范围进行支护时,则可采用长管棚注浆加固坍体,然后用“穿”的办法在坍体内进行开挖、衬砌,施工时注意以下事项:管棚与钢支撑之间焊接牢固。每一循环开挖之后,立即架设钢支撑并喷砼充填。两管棚之间保持不小于1.6m的搭接长度。钢拱支撑尽快形成闭合环。在钢支撑拱脚处打锁脚锚杆,并将钢支撑与锚杆焊接在一起,使之形成整体受力。爆破严格按设计进行,认真施作,确保不再坍方。
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