隧道鋼支撐支護施工方案

2021-03-04 09:55:29 字數 3639 閱讀 6462

耿家莊隧道位於五台縣耿家莊東側約100公尺處,設計為左右線分離式,左線起訖樁號為zk6+635至zk7+600,長度為965m,右線起訖樁號為yk6+672至yk7+600,長度為928m,雙洞總長為1893m。隧道設計速度為80km/h,為雙向四車道,雙洞單向行車。隧道主洞建築界限寬度為10.

25m,高度為5.0m。隧道內輪廓淨空面積為64.

62㎡。本隧道設有3處人行橫通道,1處車行橫通道。

隧止區位於構造剝蝕、侵蝕低中山區,山體陡峭,沖溝發育。微地貌表現為基岩山脊、衝、溝陡坡等。隧道地形總體北高南低。

隧址區範圍內植被不發育,以雜草叢及灌木為主。隧址區地處五台山塊隆南部之系舟山掀向斜的東南翼,為一單斜構造,地層產狀平緩,地質構造簡單。勘察期間,未發現有影響洞體穩定性的斷裂構造存在。

現將各組地層岩性特徵及其分布情況簡述如下:

第四系統殘坡積碎石土

該套地層僅分布於盂縣端洞口段及隧址區緩坡處,岩性為碎石土,土質不均,分選差,碎石成份主要為灰岩,菱角狀,含30%~40%粉質粘土,區域性粉質粘土含量達70%中密。厚度17.60—28.

20公尺。

奧陶系下統白雲質灰岩

本隧道左右線洞身圍岩主要由該地層組成,岩性為白雲質灰岩,灰白色,間夾薄層狀泥質條帶灰岩、角礫狀灰岩。強~微風化,隱晶結構,中厚層狀~中薄層狀構造。強風化帶厚度20~25公尺,區域性大於30公尺,岩芯以碎石狀為主,區域性為扁柱狀,岩體節理裂隙較發育,呈中薄層狀結構,岩體完整性較差;微風化帶岩體節理裂隙不發育,呈中厚層狀結構,岩體完整性較好。

以上岩層產狀為235°∠15°綜合洞體埋深和圍岩結構、產狀等特點分析,本隧道岩體工程地質條件一般。隧道圍岩岩土力學指標見表1。

岩土物理力學指標表表1

隧址區地表水係為清水河,水流受季節影響變化較大,冬季僅部分河道有少量間斷水,雨季流量較大。洞身範圍內無地下水,地下水對隧道洞身無較大影響。根據清水河地表水水質分析報告,隧址區地表水對混凝土無腐蝕性。

隧址區屬溫帶大陸性季風氣候區,受大陸性季風影響明顯,日照較充足,晝夜溫差大,四季分明。年降水量500mm,一般集中在6—9月;年平均氣溫5℃,1月平均氣溫-11℃,7月平均氣溫21℃;霜凍期為9月下旬至次年4月,無霜期約90—150天。

根據《中國**動引數區劃區》(gbj8306-2001)的有關規定,結合《山西省**動峰值加速度區劃圖》和《山西省**動反應譜特徵週期區劃圖》 ,區內**動峰值加速度為0.15g,**動反應譜特徵週期為0.45s,相對應的**基本烈度為ⅶ度。

不良地質:隧址區岩溶稍發育,岩溶是隧址區的主要不良地質,岩溶的發育破壞了岩體的完整性,降低了圍岩等級,對隧道洞身穩定性影響較大。

(1)有關的工程地質勘察報告

(2)有關設計檔案、圖紙,中交公路規劃設計院****

(3)《公路建設專案高危工程施工安全強制性要求》,山西省交通運輸廳

(4)《公路隧道施工技術規範》(jtg f60-2009)

(5)《公路隧道設計規範》(jtg d70-2004)

(6)《公路工程質量檢驗評定標準》(土建工程)(jtg f80/1-2004)

(7)《鋼筋焊接及驗收規程》(jgj 18-2003)

耿家莊隧道洞身鋼支撐型別包括工字鋼鋼架、格柵鋼架,具體工程量見下表。

表2 耿家莊隧道洞身鋼支撐支護工程量一覽表

根據本隧道鋼支撐支護施工的需要,每個開挖作業面按照表3進行施工人員配置。

表3 鋼支撐支護施工人員配置一覽表(按每個開挖作業面配備)

根據耿家莊隧道鋼支撐支護施工方法,配置以下主要施工機械裝置,見表4。

表4 主要施工機械裝置配置一覽表(按每個開挖作業面配備)

根據設計要求,耿家莊隧道主洞、緊急停車帶鋼支撐支護引數見表5。根據圍岩級別不同,採用工字鋼、格柵鋼架進行支護,一般每迴圈進尺按兩榀鋼支撐控制,鋼支撐與錨桿、鋼筋網片焊接,特別是鎖腳錨桿,一定要與鋼支撐焊接牢固。兩榀鋼支撐之間通過連線筋連線、固定,安裝間距、傾斜度、偏差等均要符合設計要求。

鋼支撐在洞外鋼筋加工場加工,運至洞內進行拼裝,每榀中的相鄰段拱架或格柵通過連線板加螺栓連線。

表5 耿家莊隧道主洞、緊急停車帶和橫通道鋼支撐支護引數一覽表

本隧道鋼支撐支護分為兩種型別,分別為鋼拱架支撐和鋼格柵支撐,具體施工流程見圖1。

圖1 鋼支撐支護施工流程圖

(1)鋼支撐加工與運輸

鋼拱架支撐和格柵按設計要求預先在洞外加工廠加工成型,加工場地用c15混凝土硬化。按設計放出鋼支撐加工大樣,放樣時根據工藝要求預留焊接收縮餘量及切割的加工餘量,將格柵花拱架鋼筋冷彎成形,要求尺寸準確,弧形圓順。工字鋼應按照設計要求利用冷彎工具機進行加工,通過控制弧長、弦長、弦高來加工出符合設計要求的拱架。

鋼拱架和鋼格柵加工後進行試拼,允許誤差:沿隧道周邊輪廓誤差不應大於3cm;鋼拱架支撐和格柵支撐由拱部,邊牆各單元鋼構件拼裝而成。各單元用螺栓連線,螺栓孔眼中心間誤差不超過±0.

5cm。鋼拱架支撐和格柵支撐平放時,平面翹曲應小於±2cm。

鋼支撐加工成型後,由裝載機運至洞內進行拼裝,然後人工在洞內用螺栓連線成整體。

(2)鋼支撐拼裝

為保證鋼拱架支撐和格柵置於穩固的地基上,施工中在鋼拱架或格柵基腳部位預留0.15~0.2cm原地基;架立鋼拱架和格柵時挖槽就位,軟弱地段在鋼拱架支撐和格柵基腳處設槽鋼以增加基底承載力。

鋼拱架支撐和格柵平面應垂直於隧道中線,其傾斜度不大於2°。鋼拱架和格柵的任何部位偏離沿垂線不應大於5cm。

為保證鋼拱架支撐和格柵位置安設準確,隧道開挖時在鋼拱架或格柵的各連線板處預留鋼拱架或格柵連線板凹槽;兩拱腳處和兩邊牆腳處預留安裝鋼拱架或格柵槽鋼凹槽。鋼拱架或格柵架設前均需預埋定位繫筋,繫筋一端與鋼拱架或格柵焊接在一起,另一端錨入圍岩中0.5~1m並用砂漿錨固,當鋼拱架或格柵架設處有錨桿時盡量利用錨桿定位。

鋼拱架或格柵按設計位置安設,鋼拱架或格柵於圍岩接觸間距不應大於50mm。

為增強鋼拱架或格柵的整體穩定性,將鋼拱架或格柵與定位錨桿焊接在一起。沿鋼拱架或格柵設直徑為φ20的縱向連線鋼筋,並按環向設計間距設定。

鋼拱架或格柵架立后盡快進行噴混凝土作業,並將鋼拱架或格柵全部覆蓋,使鋼拱架或格柵與噴射混凝土、鋼筋網、錨桿等共同受力,構成初期支護體系。

(1)鋼支撐的型式、製作和架設應符合設計和規範要求。

(2)鋼支撐之間必須用縱向鋼筋聯接,拱腳必須放在牢固的基礎上。

(3)拱腳標高不足時,不得用塊石、碎石砌墊,而應設定鋼板進行調整,或用混凝土澆築,混凝土強度不小於c20。

(4)鋼支撐應靠緊圍岩,其與圍岩的間隙,不得用片石回填,而應用噴射混凝土填實。

(5)無汙穢、無鏽蝕和假焊,安裝時基底無虛渣及雜物,接頭連線牢靠。

(6)鋼支撐支護實測專案:

表6 鋼支撐支護實測專案

(1)進場的工字鋼、各種型號的鋼筋等施工材料必須通過檢驗,檢驗合格後方可使用。

(2)鋼拱架、鋼格柵安裝前分批按設計圖檢查驗收加工質量,嚴格控制軸線、尺寸、接頭拼接板對位的準確,要滿足規範對焊縫的要求。不合格禁用。

(3)清除乾淨底腳處浮渣,超挖處加設鋼(混凝土)墊塊,其中間段接頭板用砂子埋住。以防噴射混凝土堵塞接頭板螺栓孔。

(4)按設計焊定位筋及縱向連線,段間連線安設墊片擰緊螺栓,確保安裝質量。

(5)鋼支撐(格柵)定位、鎖腳錨桿的布設,要在檢查開挖斷面合格後進行,要嚴格按設計部位安設,錨桿的鑽眼方位、方向、角度、深度要達到設計要求。

(6)鋼支撐(格柵)安立,其軸線要與隧道中線垂直,施工中應在鋼架基腳部位預留足夠的堅實地基,架立鋼架時挖槽就位。其中線、標高要準確,支座要穩定,其傾斜度不大於2°;鋼架的任何部位偏離鉛垂面不應大於5cm。超挖部位要用硬性水泥砂漿支墊。

隧道鋼支撐施工方案

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