本合同段共有隧道1.5座,分别为ZZ隧道和XX隧道,为分离式隧道.ZZ隧道左线长118m；XX隧道左线长3709m,右线长3658m.隧道长度较长,且IV、V级围岩分布较多,并有断层分布,是本合同段的重点控制工程.
5.1 施工方案概述
隧道按照新奥法原理,采用钻爆法施工,施工采用光面爆破以降低爆破对围岩的扰动,采用中空直眼掏槽以提高进尺和爆破效果.隧道围岩由III～V类围岩构成.V类围岩地段采用CD开挖法,人工配合机械开挖,个别机械开挖不动需爆破的地方,严守\"短进尺,弱爆破,强支护,早成环\"的原则,采用微震爆破施工；Ⅳ类围岩地段采用台阶开挖法,光面爆破,周边眼间隔装药；III类围岩地段采用全断面开挖法施工,钻孔采用风动凿岩机钻孔.
5.2 施工工艺流程
隧道施工的基本工艺流程为：布设施工测量控制网→测量放样→洞门刷坡、防护→排水→洞身开挖→通风、排烟→清帮、找顶→初期支护或辅助施工措施→监控量测→出渣→完成初期支护→仰拱→填充→边墙基础→初期支护变形量测稳定→防水层→二次衬砌→附属设施→路面施工→洞内装饰.
5.3 隧道控制测量方案 ㈠ 洞外平面控制测量 ⑴测量控制网布设
如中标,我单位将进行线路中线和高程复测,确定准确无误后,放出护桩,并编号绘制示意图.为了加快测量速度与精度,拟采用我集团公司的GPS卫星定位系统进行整体布网测量,具体测设方法待中标后编制专项测量方案.
㈡ 洞内控制测量
⑴洞内计划采用双导线法布设控制测量网,在施工中经常对水准点、控制桩复测,洞内与洞外测量结果闭合,若发现问题及时纠正确保施工万无一失.
⑵洞内主控网
⑶洞内基本网图 ⑷施工测量
精密测边距
洞内施工导线测量和洞内施工测量,均采用激光全站仪、激光电子经纬仪和水准仪,以加快测量进度.自基本控制网点,向洞内布置边长约为50～80m长的单支导线,控制洞内开挖和衬砌施工.
㈢ 洞外高程控制测量
采用高精度水准仪实施二等精密几何水准控制. 5.4 通风、供风、供电及给排水 ⑴ 施工用电
上场后立即和当地电力部门取得联系,增设施工专用线路.协商安装变压器.隧道洞口处设配电房,配备250kvA发电机以备应急使用.洞内施工临时电线路采用橡胶电缆,电线悬挂高度距人行地面不小于2.0m,并安装三级漏电保护器.
⑵ 施工降尘
隧洞施工降尘采用水幕降尘和个人带防尘口罩相结合的方式.具体实施方法按《隧道通风降尘净毒综合治理工法》实施.
⑶ 施工供水、排水
隧道采用高压水池<容量不小于160m3>供水,用Φ150钢管把水抽到高压水池中,再用Φ100钢管把水引入洞内.排水均采用挖排水沟自然排水.
⑷ 三管两路及洞内通风排烟布置
施工通风拟采用压入与压出相结合通风方式,在隧道洞口处安装90-1型2×55轴流风机.洞内配φ1500mm软质通风管,安装于拱腰处,向掌子面压入新鲜空气.
洞内三管两路布置示意图
⑸ 施工供风
在隧道每一掘进口安装2台LWJ20/7型电动空压机集中供风,同时配备1台内燃压风机备用.洞内采用φ150mm无缝钢管输风.
⑹ 隧道弃渣
隧道多余弃碴运至弃碴场.堆坡脚做好防护和排水设施,弃碴结束后采取表层覆土,植草或种草绿化及复耕处理.
5.5 超前支护施工 ⑴ 超前小导管施工
对于Ⅴ级围岩区段,采用超前小导管支护,施工前,先对开挖面及5m范围内的
坑道喷射5～10cm厚砼进行封闭.
小导管采用φ50、L=5m钢管,环向布设间距50cm,纵向间距3m.施工前按设计布设位置,并用红油漆标注,采用地质钻机钻孔,与隧道纵坡方向呈15º角.
超前小导管注浆液采用水泥浆,水灰比控制在0.5：1,注浆液宜由稀到浓逐级变换,先注稀浆,然后逐级变浓,注浆压力0.5～1MPa.
⑵ 管棚施工
隧道进口采用管棚进行超前支护.管棚采用φ108无缝钢管,壁厚6mm,环向间距50cm.钻孔采用管棚钻机,一次性打入.
钻进施工过程中,采用短钻杆多次加杆接长的方法.钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15cm,钢管接头应错开.
注浆采用水泥浆分段注浆,水灰比为1:0.5,注浆压力0.5～1MPa,必要时可增加至2MPa.
⑶ 超前锚杆施工
对于IV级围岩区段,采用超前锚杆支护,施工前先对开挖面及5m范围内的坑道喷射5～10cm厚砼进行封闭.
超前锚杆采用φ22水泥药卷锚杆,环向布设间距60cm,纵向搭接不小于1m,纵向间距2.1m.施工前按设计布设位置,并用红油漆标注,采用地质钻机钻孔,外插角为15º.
5.6 开挖施工
⑴ 洞口及明洞段开挖防护施工
施工时,根据定测的施工控制网,精确测设出洞门桩和进洞方向,并依据设计图纸放出边、仰坡开挖线和截水天沟位置,然后进行截水沟施工,并做好地面防排水设施,同时自上而下逐段进行边仰坡开挖.坡面防护措施的实施,随开挖及时安排,边开挖边防护.开挖采用挖掘机开挖,人工配合,硬岩部位采用松动爆破,边坡采用光面爆破.开挖及防护地段每5米一个台阶开挖,开挖5米后按设计要求及时进行喷、锚支护,防护完成后进行下一步开挖.
⑵V类围岩开挖
V类围岩岩体破碎、节理发育,采用大管棚超前支护开挖.严守\"短进尺,弱爆破,强支护,早成环\"的原则,采用微震爆破施工.
① 施工工艺
CD法施工工艺见表5施工工艺框图 ② 主要施工方法
A 利用上一循环的超前支护,人力配合机械开挖①部,施作①部导坑周边的初期支护和临时支护,初喷4cm混凝土,并设锁脚锚杆<管>,安装径向锚杆及铺设钢筋网片,复喷混凝土至设计厚度.
B在滞后于①部一段距离后,挖掘机开挖②部,人工整修表面.导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,接长型钢钢架和I14临时钢架,并设锁脚锚杆<管>.安装径向锚杆并铺设钢筋网片,复喷混凝土至设计厚度.
C在滞后于②部一段距离后,挖掘机开挖③部,人工整修表面,施作导坑周边初期支护,步骤及工序同①.
D在滞后于③部一段距离后,挖掘机开挖④部,人工整修表面,施作导坑周边初期支护,步骤及工序同②.
E在滞后于④部一段距离后,挖掘机开挖⑤部.接长I14临时钢架至隧底,底部垫槽钢.
F根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,拆除I14临时钢架.利用仰拱栈桥灌筑Ⅶ部边墙基础与仰拱.
G利用仰拱栈桥灌筑仰拱填充Ⅷ部至设计高度.
H利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅸ部衬砌<拱墙衬砌一次施作>. ⑶ IV类围岩开挖
IV类围岩采用台阶法开挖,光面爆破,周边眼间隔装药. 主要施工方法:
① 首先施作超前支护系统,并打检查孔检查注浆效果,检查围岩开挖轮廓以外的固结深度,当固结深度满足要求后,就可进行开挖.
② 上部开挖至拱腰.开挖面采用光面爆破,以控制围岩超欠挖.周边眼间距不宜大于40㎝,深度2.0m～2.5m,每循环进尺不大于2m.开挖出渣完毕,立即初喷4㎝厚的砼以封闭新开挖岩面.
③ 对局部松散破碎、富水地段,围岩自身稳定性较差,易发生围岩失稳,可采用V类围岩施工方法,短进尺、弱爆破、强支护,并及时施作二次衬砌.
⑷III类围岩段施工
III类围岩岩性较好,采用全断面光面爆破开挖施工方法. 开挖施工要点如下：
① 钻孔前,先进行断面中线及水平测量,控制拱顶、起拱线位置.
② 钻孔：将三层凿岩台车准确就位,使台车轴线与隧道轴线平行,用风动凿岩机按照事先划定的区域和炮眼位置进行钻孔.
③ 装药爆破
A 按设计图备足计划炸药量和各种爆破器材.
B 装药：全部由人工进行.装药工作平台用移动式自制工作平台.装药前,先用高压风将孔中岩粉吹净.装药顺序先上后下,先两侧后中间.每孔装药后,都用炮泥堵好炮眼口,炮泥长度一般为30cm,不少于20cm.
C 网络连接与起爆：网络连接采用\"一把抓\"法,整个掌子面导爆管先分六束,分别捆绑于同段雷管上.为保险起见,每束可安装两个同段雷管,最后再把六束导爆管并联捆绑于一个雷管上,留足导爆索长度,检查好安全,再行起爆.
D 通风找顶：爆破后,先通风排烟、洒水30分钟,掌子面基本没有炮烟后,作业人员方可进入.先用高压水冲洗开挖面,用挖掘机除去大危石后,再用钢钎、木棍把小块危石撬净.
E 初喷混凝土：利用爆破堆渣的高度,在渣堆上对拱部进行初喷砼封闭岩面. F 出渣：使用反铲式挖掘机配合侧卸式轮胎装载机装渣,采用大型自卸汽车运渣,弃渣场长期设2台推土机随时进行场地平整和碾压,并保持道渣道路畅通.
5.7 初期支护及辅助施工措施 ⑴ 砂浆锚杆施工
施工工艺流程为：钻孔→清孔→插入杆体→封闭孔口→注浆→封闭锚杆注浆口.
购买成品锚杆,预先准备在洞外,施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确.先用凿岩机按设计要求钻凿锚杆孔眼,达到标准后用高压风清除孔内岩屑,然后安装锚杆封闭孔口,利用注浆机向锚杆内注浆,注浆压力达到一定值以后停止注浆封闭注浆口,并抽样进行锚杆抗拔试验.
⑵ 钢筋网制作安装
挂钢筋网在系统锚杆施作后安设.
钢筋网根据被支护岩面的实际起伏状况铺设,并在初喷砼后进行,钢筋网连
接处,与锚杆点焊在一起,使钢筋网在喷射时不易晃动.
⑶ 钢拱架施工
为保证格栅拱架置于稳固的地基上,施工中在拱架基脚部位预留0.15～0.2m原地基；架立格栅拱架时挖槽就位,并在格栅拱架基脚处设槽钢以增加基底承载力.
拱架平面应垂直隧道中线,其倾斜度不大于2°.拱架的任何部位偏离铅垂直面不应大于5cm.
为保证拱架位置安设准确,在隧道开挖时,在拱架的各连接板处预留连接板凹槽,在两拱脚及两边墙脚处预留安装拱架槽钢凹槽,并在初喷砼时,在凹槽处打入木楔,为架设钢架留出连接板<或槽钢>位置.
⑷ 喷射砼施工
本隧道喷射砼采用湿喷工艺施工,采取以下技术措施：
初喷砼紧跟工作面,复喷前按设计完成锚杆、钢筋网、钢拱架的安装工作,复喷至工作面的距离初定为5m,施工时根据监控量测的结果进行修正.喷锚支护喷射砼,分初喷和复喷二次进行.初喷在开挖完成后立即进行,以尽早封闭暴露岩面,防止表层风化剥落.复喷砼在锚杆、挂网和钢架安装后进行,尽快形成喷锚支护整体受力,以抑制围岩变位.喷射砼分段、分片由下而上顺序进行,每段长度不超过6m,一次喷射厚度控制在6cm以下,后一层喷射在前层砼终凝后进行,新喷射的砼按规定洒水养护.
细骨料 过筛 砼拌和机 压缩空气 速凝剂 粗骨料 5.8 隧道防排水施工 ⑴ 洞外防排水施工 水 喷射机机械喷 头 手 在洞口开挖之前,为防止地表水和雨水冲刷隧道边仰坡,在洞口边仰坡外缘水泥 设截水天沟拦截地表水,通过洞口或路基排水侧沟排水.洞口边仰坡开挖成型后粘稠剂 立即进行边坡锚喷防护. ⑵ 洞身防排水施工 水 喷射工艺流程喷射砼施工示意图 图 隧道衬砌防排水遵循\"防排结合,因地制宜,终合治理\"的原则进行施工,做到隧道不渗、不漏,不留后患.
衬砌采用防水砼浇筑；沉降缝、环形施工缝均采用中埋式橡胶止水带进行防
水并用防水材料嵌缝,纵向施工缝采用遇水膨胀单液型密封胶.其具体施工见设计图纸.
5.9 二次衬砌施工
㈠ 仰拱、仰拱填充砼、边墙基础施工
⑴ 为使支护能够尽快闭合,构成稳固的支护体系,保障工程质量和安全并为施工运输创造良好环境,开挖完成后,尽快施作边墙基础和仰拱及隧底填充.
⑵ 边墙基础模板采用钢、木组合模板,仰拱采用仰拱大样模板,加密测点,保证仰拱的设计拱度.混凝土输送车运送混凝土,插入式捣固棒捣固.隧道正洞仰拱及填充砼施作时,分左右幅错开交替进行,以确保运输畅通,正洞预制中心水沟随填充混凝土一并安装施工,两侧边沟及中心排水沟沟壁混凝土预留,与路面混凝土同步施工.
⑶ 仰拱填充混凝土施工时,测量人员严格控制混凝土表面标高,以确保路面面层厚度.
㈡ 二次衬砌采用衬砌台车整体施工
本隧道二次衬砌采用衬砌台车整体施工,台车长12米,.砼由拌合站拌合,砼运输车运输,砼输送泵泵送入模.根据量测数据分析结果确定二衬施工时间,并合理的安排各工序平行作业,隧道边墙基础、仰拱填充及二次衬砌与开挖工作面拉开250~300米距离同步进行.
⑴工艺流程： 详见表5有关内容. ⑵施工方法：
全断面施工时,制作两台全液压自行式12米液压衬砌台车,混凝土灌注采用混凝土输送泵泵送,输送使用搅拌式混凝土输送车,洞外设自动计量混凝土拌合站.在组装大模板衬砌台车时注意横向支撑的强度和刚度,控制混凝土灌注过程中模板的变形,保证净空要求.
衬砌施作,先施工两侧边墙基础,进行仰拱填充施工,模板台车就位进行墙拱衬砌.洞口浅埋偏压段、断层破碎带,尽快施作二次衬砌,其它一般地段,在围岩和初期支护变形基本稳定后进行.围岩变形大,流性特征明显时,加强初期支护,并及早施作二次衬砌.
台车定位可采用激光准直仪导向,专职测量技术人员校准并经质检工程师和监理工程师检验合格后方可进行模筑混凝土.
㈢ 特殊地段二次衬砌施工
⑴应急停车带扩大断面处衬砌施工,为确保衬砌施工质量和施工进度,我们针对扩大断面专门加工一套液压衬砌台车.
⑵车行横洞和人行横洞衬砌施工
可采用型钢拱架、组合钢模板,混凝土人工或输送泵入模,插入式捣固棒振捣密实.在人行横洞及车行横洞与隧道衔接处严格模板安装,确保衔接平滑.
5.10 隧道附属工程
本合同工程隧道附属工程包括洞内路面、预埋<预留>管件、监控等. ⑴洞内路面
洞内路面采用半幅施工.砼摊铺采用小型机具摊铺,振动梁振实刮平,振捣持续时间以混合料停止下沉,不再有气泡冒出,并有砂浆泛出为准,但不能过振.
⑵预埋<预留>管件
对施工期间所预留的通信、监控、供电、照明、通风等设施在安装时所需的各种预埋件,必须按图纸设计位置准确安设.管件预埋<预留>施工前,需按规范要求做好隐蔽记录,并报请监理工程师验收后,方可施工.混凝土浇筑及拆模时,时刻注意预埋件的位置,避免发生预埋件损伤及移位现象.
5.11 隧道地质超前预报
本合同段IV、V级围岩较多,施工中存在很多未知因素,超前地质预报可有效地为隧道施工探明地质情况、为开挖方法的确定提供准确的依据.利用超前地质预报手段,探明开挖前方地质特征,根据得出的结果,信息反馈,为正确的选择施工方法、优化支护、采取特殊措施等提供依据,指导施工,杜绝发生事故,保证工程质量,使施工顺利进行.
本隧道计划采用TSP-2型超前地质探测设备进行超前地质预报.地质观测超前预报如下图所示.
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