隧道重点关键和难点工程的施工方案方法及其措施
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5、重点(关键)和难点工程的施工方案、方法及其措施
本合同段共有隧道座,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。
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。
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。
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
精密测边距
⑶洞内基本网图
⑷施工测量
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。
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。
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: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~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:,注浆压力~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。
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。
⑵ V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
Ⅸ
Ⅷ
Ⅶ
V类围岩施工顺序图
ⅨⅧⅦ
V类围岩施工顺序图
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。