双连拱隧道施工
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本合同段岳山隧道为新建双联拱隧道,全长1052m,隧道分为两段,第一段为K29+028~K29+410,长382m;第二段为K29+470~K30+140,长670m。
两段隧道中间夹有60m的路堑。
1.施工方案
安排两个专业施工队,分两个作业面平行施工。
第一段从进口向出口方向掘进,第二段从出口向进口方向掘进,两段隧道均为顺坡施工,施工排水较为便利。
施工中,遵循“弱爆破、短进尺、多循环、勤量测、强支护、快衬砌”的原则。
采用“三导洞法”施工,主要工序为:①中导洞开挖、支护→②中隔墙浇筑→③侧导洞开挖、支护→④隧道衬砌施工。
施工时,中导洞先行,在中导洞贯通后,由里向外浇筑中隔墙,待中隔墙完成施工后,再根据围岩情况采用不同的方法前后措开30~50m的距离开挖左右两导洞,以策安全。
洞内出碴及运输采用无轨运输。
隧道衬砌采用整体式钢模板衬砌台车全断面法施工,混凝土在拌和站集中搅拌,搅拌运输车运料,混凝土输送泵泵送入模,插入式振捣棒和附着式振捣器联合捣固,确保衬砌内实外光。
洞内采用独头压入式通风。
2.施工方法
(1)洞口段工程
洞口段施工前要先完成必要的排水设施。
采用挖掘机自上而下分层开挖,遇石质地层采用松动爆破,挖掘机、装载机装车,自卸汽车运输。
边坡按照设计要求一次整修到位,石质边、仰坡采用预裂爆破法开挖,土质边、仰坡坡面由人工配合修整,严格控制边坡超挖,并适时进行边坡防护,以策安全。
洞口拉槽至设计标高后,采用推土机平整洞口场地,压路机压实,必要时进行硬化处理。
隧道进洞施工正常后,按照设计要求并结合地形地质及条件,尽早安排洞门施工。
(2)洞身开挖
1)开挖方法
为满足出碴进料等作业要求,中导洞开挖宽度为5m,高度为6.5m。
开挖前根据围岩情况,对拱部采用超前小导管或起前锚杆进行预加固后,采用全断面法开挖(围岩风化强烈地段可采用台阶法开挖)。
除Ⅱ类围岩可采用风镐开挖外。
Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩均采用三臂电脑凿岩台车钻孔,光面爆破法开挖。
Ⅱ类围岩地段采用台阶分部开挖,留核心土,开挖时采用风镐直接开挖,必要时辅以松动爆破后再用风镐开挖;Ⅲ类围岩地段采用正台阶开挖,Ⅳ、Ⅴ类围岩采用全断面开挖,三臂电脑凿岩台车钻孔,光面爆破。
开挖前按设计要求先进行拱部超前支护,左、右侧正洞前后错开30~50mm同步推进。
Ⅱ类围岩台阶分部法施工程序见图1-4-3。
Ⅲ类围岩正台阶开挖施工程序见图1-4-4。
Ⅳ、Ⅴ类围岩全断面施工程序见图1-4-5。
钢筋网、钢拱架、喷射混凝土等。
隧道支护施工工艺见表5中图5-14。
1)管棚施工
管棚施工工艺流程见表5中图5-15。
管棚施工前,先在拱部施作导向墙,并在导向墙上按设计孔位准确安放钢导管。
采用管棚钻机钻孔,孔径应比棚管外径大30~40mm。
钻孔完成后,利用钻机把事先加工好的管节低速推进孔内,用钻头掏尽钢管内残碴,再向管内注入水泥砂浆。
注浆过程中,只要注浆压力达到设计规定的终压值、注浆量达到设计要求时,可结束注浆。
出现压浆效果不好的情况,采用小导管补注浆。
2)小导管注浆
小导管注浆施工工艺见表5中图5-16。
施工前,对掌子面的岩层喷射混凝土封闭以防漏浆。
小导管按设计长度进行切割,并将端头加工成锥形,从尾部50cm以外至楔端管体钻6~8mm注浆孔,梅花形布置,间距15cm。
按设计标记出设计孔位,用YT-28风枪钻孔,外插角控制在8~12°。
围岩松软时用风枪或游锤直接将小导管打入,纵向相邻两排小导管水平搭接长度为1m,采用注浆泵由下向上注入单液水泥浆。
3)砂浆锚杆
采用凿岩机或锚杆台车钻孔,锚杆孔位与岩面垂直,要求与设计孔位偏差不大于100mm,钻孔偏差不大于±50mm。
钻孔后用高压风清除孔内石屑,然后安装锚杆,插入长度不小于设计长度的95%,再进行注浆,砂浆配合比由试验确定。
锚杆孔注浆压力一般不大于0.5MPa,直到排气管不排气或溢出稀浆时停止,待砂浆达到强度后安装垫板拧紧螺帽。
4)中空锚杆
中空锚杆采用WTD中空注浆锚杆。
中空锚杆施工方法如下:
钻进:在初期支护喷射混凝土表面上沿隧道径向用手持式风枪钻孔,成孔后用高压风清孔。
插入锚杆:将安装好锚头的中空注浆锚杆顺孔体插入锚孔,利用锚头上的倒刺自动将锚杆挂住。
安装止浆塞、垫板、螺母:在锚杆尾端顺次安装止浆塞、垫板和螺母,并用扳手将螺母拧紧。
联接注浆机:通过快速注浆接头,将锚杆尾端和注浆机联接。
注浆:开动机器注浆,采用有压注浆,以改良围岩结构,待压力表上指针升至设计压力后,保持压力20~30s,待砂浆饱满后即可拔掉注浆接头。
5)钢筋网
钢筋网事先加工制作成2×2m的方片,运至工作面进行焊接安装。
钢筋网加工制作及安装时应注意:除锈、去油污,确保钢筋质量符合要求。
钢筋网铺设时,应随混凝土初喷面起伏敷设,并与壁面接触紧密。
钢筋网的节点与锚杆和钢架接头焊接牢固。
6)钢拱架
钢拱架按设计要求在洞外分单元加工,汽车运至洞内分段拼装。
拱架安装前先初喷一层混凝土,照设计间距固定在稳固的地基上,当基底强度不足时,采用加设槽钢的办法增强基脚的承载力。
拱架安装后在拱脚处打设锁脚锚杆。
钢架平面应垂直于隧道中线,其倾斜度不大于2°,钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于 5cm。
钢拱架与定位锚杆焊接成整体,拱架间设纵向连接筋,钢拱架安装后尽快喷混凝土封闭。
7)喷射混凝土工艺及方法
为减少回弹量,降低粉尘,提高喷层质量,采用混凝土湿喷机湿式喷射作业。
其施工工艺见表5中图5-17。
喷射前清理岩面的松动石块,并埋设标志钉控制喷层厚度,喷射混凝土骨料用强制式拌合机分次投料拌和。
开挖后应及时先初喷混凝土3~5cm,以尽早封闭岩面。
复喷混凝土在锚杆、挂网和钢架安装后进行,尽快形成喷锚支护体系,以抑制围岩变位。
喷射时采用分段、分片法自下而上的顺序进行,喷头运行轨迹为螺旋状,使喷层厚度均匀、密实。
每段长度不超过6m,一次喷射厚度控制在6cm 以内,后一层喷射在前层混凝土终凝结束并用高压水冲洗后再进行,新喷射的混凝土按规定洒水养护,连续养护期不得少于14天。
(4)施工运输
岳山隧道一、二段均采用独头掘进,施工长度短,采用无轨运输方案组织洞内运输。
中导洞开挖时,采用挖斗装载机装碴,配备8t的自卸汽车出碴,以适应小断面作业要求。
两侧大导洞开挖时,采用ITC312H型装载机装碴,15t
对衬砌背后压浆回填使之密实。
附属洞室均采用钢制整体式模板与洞身混凝土衬砌同时灌注,并按设计要求挂设防水板和埋设预埋构件。
(7)施工通风
两段隧道均采用独头压入式通风,在岳山隧道一段进口设一台TZ-45
型轴流风机,岳山隧道二段出口设一台TZ-100型子午加速轴流风机,分别向洞内压入式供风。
隧道通风布置见图1-4-12。
(8)施工排水
两段隧道均为顺坡施工,在隧道一侧修筑排水沟,顺坡排出地下水。
水沟内表面采用砂浆抹面或设置塑料隔水层,洞内排出的污水经净化处理后排入自然沟渠。
(9)风、水、电供应
1)供风
在洞口修建空压机站,在一段进口、二段出口各配备1台20m3的电动空压机向洞内压风,利用Ф125的无缝钢管供风,随工作面不断向前延伸,风管距开挖面保持约30m的距离。
在钢管头采用分风器与Ф50高压软管相连,向开挖面送风。
2)供水
在一段进口、二段出口修筑蓄水池各一处,水池高出进口标高30m左右,确保工作面水压力不小于0.3MPa,水池容量为30~50m3,用多级泵从临近的水源抽水到高压水池,再接管送入洞内,并采用Ф50无缝钢管作为供水主管道,主管道与开挖面一般保持30m的距离,工作面施工用水改接
Ф50高压软管供水。
3)供电
在洞口各设一台500KVA的变压器,用动力电缆和绝缘电线送电。
洞内采用36V的低压电照明。
电缆设在洞身与风水管相对一侧的边墙上,高压电缆在上,照明电线在下,线路架设必须符合安全规X要求,绝缘破损线路不得使用。
(10)施工测量
施工中配备全站仪、经纬仪、水准仪、激光导向仪及隧道限界检测仪作为施工测量的主要设备。
开工后,首先在洞外建立控制导线网和水准基点,作为隧道控制的依据。
并向洞内引测,设置洞内导线控制桩和水准基点。
隧道开挖过程中,采用激光导向仪定向,确保贯通精度。
同时采用激光隧道断面检测仪进行断面测量,控制好超欠挖。
(11)施工监测
1)监测项目、量测方法及频率
施工中根据工程地质条件、围岩类别、围岩应力分布情况、开挖方法、支护类型来确定其监测项目。
监测项目分选测和必测两类。
主要监测项目、量测方法及频率见表1-4-1。
2)监测流程
施工监测作为隧道施工中的一项重要环节,必须严格按照程序认真实施,及时分析、反馈信息,及时采取措施,确保施工安全顺利进行。
隧道监测流程见表5中图5-19。
3)确保监测质量的措施
①成立监测管理小组,实行监测质量专人责任制,由有经验的专业监
测人员组成,制定实施性计划使监测按计划,有步骤地进行;
②工程开工前,充分调查施工现场的地质状况,并确定合理的警戒值,
表1-4-1 主要监测项目、量测方法及频率表
戒监测值时,应立即报告监理,并向监理报送应急补救措施;
③观测前,对所有仪器设备必须按有关规定进行检验和校核,确保仪器的稳定可靠和观测的精度;
④观测中,采用增加测回数的办法,保证初始值的准确性;
⑤制定各点位的保护措施。
定期对使用的基准点或工作基点进行稳定性检测,有怀疑时立即进行复核,有问题时及时处理,监测时采用相同的观测路径及方法;
⑥建立监测复核制度,确保监测数据的真实可靠性;
⑦每个工程项目的监测资料必须保持有完整、清晰的监测记录、图表、曲线及监测文字报告;
⑧建立监测成果反馈制度,对大量的监测信息使用计算机绘图和分析,及时将监测信息及监测成果反馈给监理、设计和施工现场,以指导施工。