隧道開挖 支護 襯砌及措施

2021-08-21 21:17:33 字數 4507 閱讀 7151

隧道工程開挖、支護、襯砌施工專項技術方案及措施

1.開挖

本標段隧道埋深較淺,明洞部分全部用明挖法開敞式開挖,ⅵ級圍岩採用明挖及crd法,ⅴ級圍岩地段採用cd法和環形開挖留核心土法、ⅳ級圍岩採用台階法施工,隧道開挖堅持「禁爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測」的原則,採用機械開挖、人工配合進行施工。

洞口施工時,先開挖洞門邊仰坡及路塹土石方,做截水天溝,再施做洞門;洞口環節襯砌須與洞門同時施工;洞口位置貫徹「早進晚出」的原則並避開崩塌、滑坡等不良地質,洞口施工前及早清理洞頂坡面,做好地表水引排,封閉地表裂隙,夯填整平洞頂空洞、低窪處施工時隨時對洞口邊仰坡進行監測,有失穩跡象及時採取措施;隧道洞門應及早施工,並避開雨季、冬期施工,保證洞門結構質量及洞口段穩定。

開挖時按設計要求從上至下開挖邊仰坡,並及時按設計要求進行邊仰坡的防護加固。邊仰坡採用水泥砂漿砌片石網格噴播植草支護,防止因隧道施工引起環境惡化和邊仰坡遇水沖坍塌影響結構及行車安全、並封閉洞口路基面,防止雨水沖蝕坡面或下滲引起洞門基礎鬆軟。邊仰坡連線處採用圓弧順接開挖,洞口段擋牆與路塹擋牆採用牆面順坡連線,擋牆設定φ80洩水孔,保證牆後滲水順利排除。

邊仰坡開挖施工時儘量減少開挖範圍,保護環境及地表植被。

1.1.明洞施工

本標段活沙兔圖隧道進出口都帶有明洞,進口明洞長150公尺,出口明洞長320公尺,斜井有90公尺明洞。

明洞採用明挖法施工,採用挖掘機分段、分層開挖,必要時輔以微震動爆破開挖,人工配合挖掘機刷邊(仰)坡,分段長度8~10m,分層高度2~3m。緊隨開挖進行邊(仰)坡防護,邊(仰)坡採用砂漿錨桿掛鋼筋網溼噴混凝土防護。隧底開挖完畢後進行隧底地質勘探,根據地質勘探結果進行必要的地基處理,然後進行仰拱施工。

根據監控量測結果及時施做明洞襯砌,明洞襯砌按洞外混凝土結構要求進行施工,待襯砌強度達到設計後進行防水施工,然後進行洞頂回填,最後進行洞頂種植綠化。

回填土表面均鋪設復合隔水層。

洞口邊、仰坡開挖防護

邊仰坡開挖前先施作截水天溝,按設計要求從上至下開挖邊仰坡,並及時按設計要求進行邊仰坡的防護加固。

(1)洞口排水

邊仰坡施工前先人工在開挖邊緣線5~10m開挖並施作洞頂截水天溝,待進洞後及時施作洞門和兩側排水溝,與洞頂截水溝相連形成完整排水系統。

(2)洞門施工

在進洞施工正常後,適時安排洞門施工,洞門採用混凝土整體澆築,澆築時採用鋼管搭設腳手架,大面積鋼模板立模,混凝土輸送幫浦澆築,插入式振搗器振搗。

(3)進洞施工

所有隧道均採用套拱法進洞。

對於洞口段設計為大管棚超前預支護的隧道具體作法:

洞口開挖至起拱線,採用兩榀型鋼鋼架緊貼仰坡放置,間距0.8m,縱向用φ22mm鋼筋連線,預埋管棚導向管,其環向間距及傾角按設計的管棚環向間距及外插角布設,經測量檢查,同隧道洞口開挖斷面一致後,與仰坡錨桿焊接固定,澆注40cm厚掛板混凝土固結,然後施做長管棚,形成洞室輪廓,按設計開挖方法進洞。

1.2.正洞施工

指導原則:均按新奧法原理組織施工。軟岩地段施工堅持「先預報、管超前、短進尺、控爆破、強支護、快封閉、勤量測」的原則。

積極推廣應用國內外隧道施工新技術、新工藝,投入大型隧道施工專用機械裝置,組成挖、裝、運、錨、襯等機械化作業線。

1.3.洞身開挖

根據圍岩級別及周邊環境採取多種開挖方法:ⅵ級圍岩採用明挖及crd法,ⅴ級圍岩地段採用cd法和環形留核心土法、ⅳ級圍岩採用台階法施工。圍岩開挖採用風鎬或挖掘機開挖,必要時輔以弱爆破。

形成超前支護、開挖、初期支護、仰拱填充、二次襯砌、附屬工程均衡生產、整體推進的施工格局,斷層破碎帶及其影響帶地段初期支護及時封閉成環,根據圍岩量測結果及時施作二次襯砌。

施工方法及進度指標見表1-1,算月進度按25天計算。

表1-1施工方法及進度指標表

1.3.1.crd法施工

crd法施工原理及工藝流程見圖1-1。

crd法施工每迴圈進尺0.75m,每迴圈時間720min,每天2迴圈,日進尺1.5m,月進度按30m(已考慮各種影嚮造成的折減)計,各工作面工序調整到位後平行作業,迴圈作業時間見表1-2。

施工工序:

a、(1)利用上一迴圈架立的鋼筋架施做超前小導管超前支護。(2)弱爆破開挖部。(3)採取措施封閉掌子面。

(4)施做部導坑周圍的初期支護和臨時支護,即初噴4cm厚混凝土,架立i18工字鋼臨時鋼架,並設鎖腳錨桿。(5)導坑底部平整壓實後,施做部臨時仰拱。安設i18工字鋼。

b、(1)在滯後於部一段距離後,弱爆破部。(2)採取措施封閉掌

子面。(3)施作部導坑周邊的初期支護和臨時支護,即初噴4cm厚混凝土,架立i18工字鋼臨時鋼架,並設鎖腳錨桿。(5)導坑底部平整壓實後,施做部臨時仰拱。

安設i18工字鋼橫撐。(6)復噴混凝土至設計厚度後打設超前小導管並注漿。

c、開挖部並施做導坑周圍的初期支護和臨時支護,步驟及工序同a。

d、開挖部並施做導坑周圍的初期支護和臨時支護,步驟及工序同b。

e、(1)在滯後於部一段距離後,弱爆破部。(2)隧道底周邊部分初噴4cm厚混凝土。(3)接長初支鋼架及i18工字鋼臨時支撐,施作初支仰拱,復噴

1-1 crd法開挖程式及工藝流程圖

混凝土至設計厚度。

f、開挖部並施做導坑周圍的初期支護和臨時支護,步驟及工序同e。

g、逐段拆除靠進已完成二次襯砌部分8~10cm的範圍內中隔牆底部工字鋼單元。

h、澆築i部仰拱。

i、(1)根據監控量測結果分析,待初期支護收斂後,拆除i18工字鋼臨時鋼架及臨時橫撐。(2)利用襯砌模板台車一次澆築ii部襯砌(拱牆襯砌一次施

做)。1.3.2.cd法施工

cd法施工原理及工藝流程見圖1-2。

cd法施工每迴圈進尺1.0m,每迴圈時間720min,每天2迴圈,日進尺2.0m,月進度按50m計(已考慮各種影嚮造成的折減)。迴圈作業時間見表1-2。

cd法施工工序:

a、(1)利用上一迴圈架立的鋼筋架施做超前砂漿錨桿支護。(2)弱爆破開挖部。(3)施做部周圍的初期支護和臨時支護,即初噴4cm厚混凝土,架立i18工字鋼臨時鋼架,並設鎖腳錨桿。

(4)導坑底部平整壓實後,施做部臨時仰拱。(5)復噴混凝土至設計厚度後打設超前砂漿錨桿。

b、(1)弱爆破開挖部。(2)導坑周邊初噴4cm厚混凝土,架立格柵鋼架及i18工字鋼臨時鋼架,並設鎖腳錨桿。(3)導坑底部鋪10cm厚混凝土,施做部臨時仰拱。

(4)復噴混凝土至設計厚度後打設超前砂漿錨桿。

表1-2 crd法、cd法分部施工作業迴圈時間表

c、開挖部並施做導坑周圍的初期支護和臨時支護,步驟及工序同b。

d、開挖部並施做導坑周圍的初期支護和臨時支護,步驟及工序同c。

e、在滯後於部一段距離後,弱爆破部。(2)接格柵鋼架及i18臨時鋼架。(3)底部噴4cm厚混凝土,架設仰拱格柵。(4)隧底周邊部分噴混凝土至設計厚度。

f、開挖部並施做導坑周圍的初期支護和臨時支護,步驟及工序同e。

g、拆除靠進已完成二次襯砌部分8~10cm的範圍內的i18臨時鋼架。

圖1-2 cd法開挖程式及施工工藝流程圖

h、澆築i部仰拱及隧道底填充。

(1)根據監控量測結果分析,待初期支護收斂後,拆除i18工字鋼。(2)利用襯砌模板台車一次澆築ii部襯砌(拱牆襯砌一次施做)。

1.3.3.台階法施

①台階法施工原理及工藝流程見圖1-3。

圖1-3 台階法開挖程式及施工工藝流程圖

② 施工安排

台階法施工每迴圈進尺2.5m,每迴圈時間720min,每天2迴圈,日進尺5m,月進度按125m計(已考慮各種影嚮造成的折減)。迴圈作業時間見表1-3。

表1-3台階法施工迴圈時間表

iv級圍岩爆破設

隧道台階法開挖ⅳ級圍岩爆破布孔及裝藥方式見圖1-4。

圖1-4 爆破布孔及裝藥方式圖

鑽爆引數的選擇:通過爆破試驗確爆破引數,ⅳ級圍岩爆破試驗時參考引數見表1-4。

表1-4 ⅳ級圍岩光面爆破參數列

2.支護

2.1.超前支護

本標段隧道進出口ⅵ級圍岩及斜洞進洞口ⅳ級圍岩設計採用大管棚超前支護。

2.1.1超前大管棚支護

洞口段大管棚採用φ108熱軋無縫鋼管,長10~40m,外插角1~3°,壓注水泥漿。

⑴ 機具

超前大管棚鑽孔採用全液壓履帶管棚鑽機,最高水平鑽進高度4.5m,單根鑽桿長度3m,主臂可垂直360°迴轉。該機械採用頂驅雙作用衝擊及迴轉,把套管及鑽具同時衝擊迴轉鑽入軟弱圍岩內。

鑽孔時採用大扭矩迴轉套管鑽進穿孔,提高了孔向精度及鑽深能力。鑽架配置兩度液動夾頭,方便夾緊及卸擰鑽具絲扣,減少勞動強度。採用高壓雙液注漿幫浦注漿,漿液由注漿拌和機拌製。

⑵ 施工工藝

超前大管棚施工工藝流程見圖2-1。

①頂驅液動錘把套管與鑽桿同時衝擊迴轉,鑽入隧道頂板前端設計要求孔深。

②鑽孔完畢,將套管內孔注水清洗乾淨,然後將鑽桿拔出,套管仍留在孔內護孔。

③事先加工好帶有注漿眼的鋼管插入套管內,鋼管節與節用絲扣聯接,鋼管終端密封。

④管插進後,取出套管。

⑤上述步驟將其餘管棚施鑽安插完畢,然後施做止漿牆。

⑥高壓將水泥漿壓入鋼管內,漿液通過鋼管注漿眼壓注入孔壁的縫隙內,固結附近巖土層,採用導管編號注漿,先註「單」號孔,待1至2天固結後,再注「雙」號孔,管棚位於土層中壓注水泥漿,壓力不小於2mpa,其餘地段壓注水泥砂漿(水灰比1:1,砂灰比2:1)壓力不小於1mpa。

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