呈貢隧道三台階七步開挖法施工方案

2021-11-04 12:52:59 字數 4540 閱讀 9152

1、《呈貢隧道施工設計圖》

2、《鐵路大斷面隧道三台階七步開挖法施工作業指南(試行)》(經規標準[2007]119號)

3、《客貨共線鐵路隧道工程施工技術指南》tz 204-2008

4、《鐵路隧道施工規範》(tb1024-2002)

5、《鐵路隧道工程質量驗收標準》(tb10417-2003 j287-2004)

6、《鐵路隧道工程施工安全技術規程》(tb10304-2009 j947-2009)

新建鐵路昆明樞紐東南環線工程dk77+702.5呈貢隧道位於雲南省昆明市呈貢新區邊緣,昆明南站進站端,隧道出口里程即昆明樞紐東南環線工程設計終點,東南環線樞紐內線路設計起點。該地段測區屬滇池斷陷盆地及滇中高原丘陵—中低山區地貌,地形起伏不大,地面高程1950~1990m,相對高差小於40m。

多為旱地、水田。線路兩側村舍零星分布,測區內有便道相通,交通方便。

呈貢隧道進口里程為dk77+275,出口里程dk78+130,全長為855m。全隧位於直線上,設計坡度為17‰(738m)和2.5‰(117m)的單面下坡。

本隧道穿越地層主要為(n2)黏土,為v級強膨脹土,隧道拱頂最大埋深約28m。二次襯砌採用強膨脹土複合式襯砌,採用以crd為主的工法開挖,其中dk77+500~dk77+530段採用三台階七步法開挖。

三、施工方案

3.1 三台階七步開挖法施工引數

⑴、超前支護:拱部採用單排φ42小導管超前預支護,環向間距0.3m,縱向間距為2.0m,導管長度為4m,並注水泥漿。

⑵、開挖進尺:上台階每迴圈開挖支護進尺不大於1榀鋼架間距即0.5m,邊牆每迴圈開挖支護進尺不大於2榀鋼架間距即1.0m。

⑶、台階高度:上台階開挖高度不小於上台階開挖寬度的0.3倍,一般為3m~4m,中**階開挖高度3m~3.5m。

⑷、開挖工作面間距:上**階開挖間距控制在3m~5m,左右台階開挖間距錯開2m~3m。

⑸、施工支護措施:初期支護採用ⅰ22b型鋼,鋼架間距0.5m/榀;補強支護採用i18型鋼,鋼架間距1m/榀.

⑹、拱部按照設計數量施作φ25中空錨桿、邊牆施做φ22砂漿錨桿。

3.2施工方法

3.2.1、三台階七步開挖法的施工工藝流程圖。

3.2.2、施工步驟

第1步,上部弧形導坑開挖:在拱部超前支護後進行,環向開挖上部弧形導坑,預留核心土,核心土長度宜為3~5m,寬度宜為隧道開挖高度的1/3~1/2。開挖迴圈進尺應根據初期支護鋼架間距確定,最大不得超過1榀鋼架即0.

5m,開挖後立即初噴3~5cm砼。上台階開挖失跨比應大於0.3,開挖後應及時進行噴、錨、網系統支護、架設鋼架、在鋼架拱腳以上30cm高度處,緊貼鋼架兩側邊沿按下傾角20打設鎖腳錨管,鎖腳錨管與鋼架牢固焊接、復噴砼至設計厚度。

第2、3步,左、右側中台階開挖:開挖進尺應根據初期支護鋼架間距確定,最大不得超過1.0m,開挖高度一般為3~3.

5m,左、右側台階錯開2~3m,開挖後立即初噴3~5cm砼,及時進行噴、錨、網系統支護,接長鋼架,在鋼架拱腳以上30cm高度處,緊貼鋼架兩側邊沿按下傾角20°打設鎖腳錨管,鎖腳錨管和鋼架牢固焊接,復噴砼至設計厚度。

第4、5步,左、右側**階開挖:開挖進尺應根據初期支護鋼架間距確定,最大不得超過1.0m,開挖高度一般為3~3.

5m,左右側台階錯開2~3m,開挖後立即初噴3~5cm砼,及時進行噴、錨、網系統支護,接長鋼架,在鋼架拱腳以上30cm高度處,緊貼鋼架兩側邊沿按下傾角20°打設鎖腳錨管,鎖腳錨管和鋼架牢固焊接,復噴砼至設計厚度。

第6步,上、中、**階預留核心土:各台階分別開挖預留的核心土,開挖進尺與各台階迴圈進尺相一致。

第7步,隧底開挖:每迴圈開挖進尺長度宜為2~3m,開挖後及時施作仰拱初期支護,完成兩個隧底開挖、支護迴圈後,及時施作仰拱,仰拱分段長度宜為4~6m。

3.3 初期支護施工工藝流程

三台階七步開挖法的初期支護由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網和鋼架等組成,各部分聯合受力。初期支護應在開挖後立即施作,以保護圍岩的自然承載力,其施工工藝流程見下圖。

初期支護施工工藝流程

3.3.1初噴混凝土封閉岩面:

⑴ 初噴混凝土應在開挖後立即進行。

⑵ 用高壓風自上而下吹淨岩面,埋設控制噴射混凝土厚度的標誌釘。

⑶ 工作面滴水或淋水時,宜採用鑽孔埋管做好引排水。大面積潮濕的岩面宜採用粘結性強的混凝土,通過新增外加劑、摻合劑改善混凝土效能,也可採用幹噴形式快速封閉滲水岩面。

⑷ 噴射混凝土必須滿足設計強度、厚度及其與岩面粘結力要求。

⑸ 噴射作業應分段分片依次進行,噴射作業從拱腳或牆腳自下而上進行,作業時應避免上部噴射回彈料虛掩拱(牆)腳;先找平凹窪部分,各部平順連線。噴頭應與受噴麵垂直,噴嘴口至受噴麵距離宜保持在1.0~2.

0m,沿水平方向以螺旋形劃圈移動。

3.3.2 系統錨桿、鋼筋網施做應符合下列要求:

⑴ 初噴混凝土後應及時施做錨桿,錨桿必須設定墊板。

⑵ 鋼筋網片採用φ8mm的hpb235鋼筋製作,網格尺寸採用20cm*20cm,搭接長度為1~2個網格,網片間採用焊接方式連線。

⑶ 鋼筋網隨受噴麵起伏鋪設,其間隙不應大於3cm,鋼筋網應與錨桿、鋼架連線牢固,且鋼筋保護層厚度不小於4cm。

3.3.3 安裝鋼架應符合下列要求:

⑴ 拱部單元安裝工序:放樣確定鋼架基腳位置一施做定位錨桿一架設鋼架一布設縱向連線筋。

⑵ 牆部單元安裝工序:牆腳部位鋪設槽鋼墊板一施做定位錨桿一對應拱部單元架設牆部鋼架單元一布設縱向連線筋。拱、牆部鋼架單元採用栓接的方式連線。

⑶ 加強鋼架拱(牆)腳鎖腳錨管施工,各台階每單元鋼架拱(牆)腳以上30cm高度處,緊貼鋼架兩側邊沿按下傾角20打設2根或4根鎖腳錨管,鎖腳錨管與鋼架牢固焊接,鎖腳錨管直徑為42mm,長度為4.5公尺,以控制基腳變形。

3.4仰拱施工

⑴ 隧底開挖應採用全幅分段施工,上面鋪設仰拱棧橋,每迴圈開挖長度宜控制在2~3m。當仰拱施工滯後掌子面35m時,應停止前方工作面開挖或短距離跳槽進行隧底開挖。短距離跳槽的次數不得多餘3次,每次跳槽間隔不得大於10m。

⑵ 隧底開挖後,應及時清除虛渣、雜物、泥漿、積水,立即初噴3~5 cm厚混凝土封閉岩面,按照設計要求安裝仰拱鋼架,復噴射混凝土至設計厚度,使初期支護及時閉合成環。

⑶ 仰拱應超前拱牆襯砌,每迴圈澆築長度宜為4~6 m,仰拱應採用浮放模板支架成型。仰拱混凝土應分段全幅澆築,一次成型,不留縱向施工縫,仰拱施工縫和變形縫應設定止水帶。仰拱表面應平順,不積水。

⑷ 仰拱填充混凝土應在仰拱混凝土終凝後澆築,澆築前應清除仰拱表面的雜物和積水,連續澆築,一次成型,不留縱向施工縫。填充混凝土強度達到5mpa後允許行人通行,達到設計強度的100%後允許車輛通行。仰拱填充表面坡度應符合設計要求,應平順、排水通暢、不積水。

3.5 施工技術要求及注意事項

三台階七步開挖法施工應做好工序銜接。工序安排應緊湊,儘量減少圍岩暴露時間,避免因長時間暴露引起圍岩失穩。

⑴ 初期支護應及時封閉成環,全斷面初期支護閉合時間宜控制在15d左右,有條件時應盡量縮短閉合時間;

⑵ 仰拱應超前施做,仰拱距上台階開挖工作面控制在35m以內,鋪設防水板、二次襯砌等後續工作應及時進行;

⑶ 二次襯砌距仰拱宜保持2倍以上襯砌迴圈作業長度,但不得大於35m。

⑷ 在滿足作業空間和台階穩定的前提下,應盡量縮短台階長度,核心土長度應控制在3~5m,寬度宜為隧道開挖寬度的l/3~l/2。

⑸ 三台階七步開挖法施工應嚴格控制開挖長度,根據圍岩地質情況,合理確定迴圈進尺,每次開挖長度上台階不得超過0.5m,中、**階不得超過1.0m;開挖後立即初噴3~5cm混凝土,以減少圍岩暴露時間。

⑹ 嚴格按設計要求施做超前支護,控制好超前支護外插角,嚴格按注漿工藝加固地層,保證隧道開挖在超前支護的保護下施工。

⑺ 隧道周邊部位應預留30cm人工開挖,其餘部位採用機械輔以人工開挖,區域性需要爆破時,必須採用弱爆破,不得超挖。施工時應嚴格控制裝藥量,減少對圍岩的擾動。

⑻ 中、**階左、右側開挖應錯開,嚴禁對開,左右側錯開距離宜為2~3m。

⑼ 鋼架應嚴格按設計及規範要求加工製作和架設。鋼架應架設在堅實基面上並且下墊槽鋼,嚴禁拱(牆)腳懸空或採用虛渣回填。鋼架應與鎖腳錨管焊接牢固。

⑽ 隧道超挖部位必須回填密實,嚴禁初期支護背後存在空洞。必要時初期支護背後應進行充填注漿,保證初期支護與圍岩密貼。

⑾ 施工過程中可採用增加拱(牆)腳鎖腳錨管、增設鋼架拱(牆)腳部位縱向連線筋、擴大拱(牆)腳初期支護基礎及增設拱(牆)腳槽鋼墊板等增強拱(牆)腳承載力等措施控制變形。

⑿ 應加強監控量測工作,根據量測結果,及時調整支護引數,確定二次襯砌施做時間,進行資訊化施工管理。

⒀ 應完善洞內臨時防排水系統,嚴禁積水浸泡拱(牆)腳及在施工現場漫流,防止基底承載力降低。當地層含水量大時,上台階開挖工作面附近宜開挖橫向水溝,將水引至隧道中部或兩側排水溝排出洞外。必要時應配合井點降水等措施,降低地下水位至隧道仰拱以下,確保施工順利進行。

反坡施工時,應設定集水坑將水集中抽排。

⒁ 隧道施工應加強洞內通風,作業環境應符合職業健康及安全標準。

3.6 監控量測

⑴ 監控量測工作必須緊跟開挖、支護作業進行布點和監測,量測資料可運用工程模擬法及時分析反饋,必要時應根據分析結果調整支護引數,以保證施工安全。

⑵ 量測專案可分為必測專案和選測專案。必測專案見下表,選測專案可結合工程實際情況,按照《鐵路隧道監控量測技術規程》的規定選取。

監控量測必測專案

注:ho為隧道埋深;b為隧道最大開挖寬度。

淨空變化測點布置

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典型施工方案 三台階七步開挖法

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