鞏義隧道斜井進洞施工方案

2022-05-03 22:27:04 字數 4900 閱讀 3106

1. 編制目的

為明確斜井開挖作業的工藝流程、操作要點和相應的工藝標準,指導、規範斜井施工,盡可能地減少超、欠挖,保證斜井的開挖作業安全,確保斜井施工質量,特編制本施工方案。

2. 編制依據

⑴《客運專線鐵路隧道工程施工指南》(tz214-2005)

⑵《客運專線鐵路隧道工程施工質量驗收標準》鐵建設[2005]160號

⑶ 鞏義隧道設計圖紙及相關隧參圖

3. 工程概況

3.1 隧道概況

鞏義隧道位於河南省鞏義市境內,為雙線隧道,隧道起迄里程為dk63+332~dk66+700,全長3368m。隧道所經地區地勢平緩,相對高差約2~5m,最大埋深近65m。鞏義隧道下穿鞏義市新區,與多條道路及建築設施立體交叉,主要有:

dk63+585~602下穿310國道;dk64+130~220下穿新310國道和鐵路專用線;dk65+442~514下穿市政道路紫荊南路;下穿65+442~514dk66+230~430為淺埋地段以明挖通過;隧道上方地面有多處民宅等建築設施,多為1~3層,基礎深度1~2m。

3.2 斜井工程概況

為加快施工進度,滿足工期要求,本隧道設定斜井一座,斜井設於dk65+450線路前進方向右側,與隧道中線大里程方向的平面夾角為45,斜井水平長度135m,斜長135.47m。斜井採用無軌運輸。

斜井淨空採用單車道斷面,斜井縱坡9%,其中斜井與正洞交接段以及錯車道段採用2%緩坡。斜井的支護型式採用噴錨支護整體式襯砌,斜井交叉點等薄弱環節襯砌採用降低一級。隧道建成後斜井改做緊急出口通道,為滿足使用要求,隧道施工完成後應自施工斜井出口銜接一段水平長度為25.

1m的緊急出口通道結構,坡度為20%。斜井及緊急出口通道總長161.1m。

緊急出口通道外場坪設向洞外10%的坡,防止洞外地表水進入斜井。

3.3 自然及地質條件

斜井地段地表水及地下水不發育,對斜井無不利影響。xk0+000-xk0+91段為ⅳ級圍岩,dl+plq2粘質黃土,棕紅色,褐紅色,硬塑,結構較緻密,區域性為砂質粘土,地下水不發育。xk0+91-xk0+161.

1段為ⅴ級圍岩,上部為al+plq3砂質黃土,灰黃色,稍溼,稍密—中密,空隙較發育,結構疏鬆,垂直節理發育;下部為dl+plq2粘質黃土,棕紅色,褐紅色,硬塑。

4. 總體施工部署

本線隧道斜井按新奧法原理組織施工,由於處於典型的黃土段,施工工法單一,施工時要根據監控量測結果,適時施作整體襯砌。

施工嚴格按照「管超前、短開挖、強支護、勤量測、早襯砌」的原則組織施工,應特別注意地表沖溝、陷穴對隧道的影響,要加強調查和處理。

4.1 勞力、機具裝置配置

開挖作業人員20人;鋼架、鋼筋網及錨桿施工10人;噴射混凝土作業14人。主要施工機具配置為小型挖掘機2臺(或大型挖掘機1臺),裝載機1臺,溼噴机2臺,壓入式通風機3臺,鋼架彎制機1臺等。

4.2 施工便道、施工用電、施工用水

自紫荊南路新修施工便道300公尺至斜井洞口,交通便利,但坡度較陡。施工用電採用當地電網高壓電為主,自發電為輔。施工用水採用當地自來水,高位水池設在斜井上方的山坡上,安全可靠。

施工便道圖詳見圖4.2。

4.3 施工平面布置圖

施工平面布置圖詳見圖4.3。

4.4 測量及試驗

測量控制詳見右圖及表4.4。

試驗資料見後附表。

5. 進洞方案

5.1 邊仰坡開挖及加固

隧道開挖前,首先完成洞口截水溝、洞口土方及邊仰坡防護施工。洞口邊仰坡開挖邊坡為1:1,自上而下分層開挖,分層高度不大於5m,並及時做好坡面防護,開挖一段防護一段。

邊仰坡防護採用掛網錨噴法,鋼筋網為φ8@20×20cm,錨桿採用φ22砂漿錨桿,長度3m,1.2m×1.2m梅花形布置。

噴射混凝土厚度10cm,混凝土強度等級為c20,示意圖見圖5.1.1。

噴射混凝土採用集中拌合站拌和,混凝土運

輸車運輸,溼噴机噴射。在邊仰坡開挖完成後,先噴射4cm厚混凝土封閉岩面,然後打設錨桿、掛鋼筋網,對初噴岩面進行清理後復噴至設計厚度。土方採用挖掘機配合裝載機施工,大型自卸汽車運輸。

5.2 防洪措施

洞口開挖線以外5m設定截水溝,示意圖5.2。邊仰坡坡角設定排水溝,水溝通過斜向水溝引排至低窪處。

隧道洞內側溝與路塹側溝順接。為加強排水,在洞口接原有排水涵管再續埋500mφ600混凝土涵管,引排水至低窪處。隧道出洞方向為上坡,在洞外1—2公尺處設路面盲溝一道,以截排洞外匯水, 進洞方向左設匯水井一座,c20素混凝土澆築,靜空3×3×3m,側壁及底板厚度30cm,採用一台抽水機抽排。

同時洞外水溝作成不小於2‰的反坡排水。

進洞施工方案

斜井進洞方案採用超前小導管預支護,格柵鋼架加強支護,錨噴掛網初期支護,整體式襯砌。為確保洞口施工安全,採用洞門外架設一榀格柵鋼架並施作與洞身相同的襯砌結構。

5.3 進洞超前小導管預支護

斜井洞口開挖前,先進行拱部152.5範圍超前小導管預支護,示意圖見圖5.3。

小導管採用φ42mm熱軋無縫鋼管,長3.5m,環向間距40cm,縱向間距2.4m,每環23根。

縱向搭接長度1m。錨桿施工外插角3—5,可根據現場實際情況予以調整。小導管施工工藝流程圖見圖5.

3.1。

5.3.1製作鋼花管

小導管採用φ42mm熱軋無縫鋼管,壁厚3.5mm,前端做成尖錐形,尾部焊接φ8mm鋼筋加勁箍,管壁上每隔15cm梅花型鑽眼,眼孔直徑為10mm,尾部長度不小於30cm作為不鑽孔的止漿段。

5.3.2 小導管安裝

⑴測量放樣,在設計孔位上做好標記,用煤電鑽鑽孔,孔徑約50mm。

⑵成孔後,將小導管按設計要求插入孔中,外露20cm焊接在後序架設的鋼架上,與鋼架共同組成預支護體系。

5.3.3 注漿

注漿前先沖洗錨桿內沉積物。單孔注漿壓力達到設計要求值,持續注漿10min且進漿速度為開始進漿速度的1/4時注漿方可結束。注漿引數可參照以下資料:

注漿壓力:一般為0.5~1.

0mpa;漿液初凝時間:1~2min;水泥:普通矽酸鹽水泥;砂:

中細砂。

超前小導管施工工藝流程圖(圖5.3.1)

5.4格柵鋼架

斜井洞口進洞段採用格柵鋼架加強支護,示意圖見圖5.4。

鋼架縱向間距0.8~1.0m,相鄰鋼架採用φ20鋼筋連線,環向間距1m,內外交錯布置。鋼架採用定位錨桿定位,各單元間由螺栓連線,邊牆底部墊槽鋼。

5.4.1 工藝流程及技術要求

隧道各部開挖完成初噴砼後,分單元及時安裝鋼架,採用與定位錨桿、徑向錨桿以及雙側鎖腳錨管固定,縱向採用φ20鋼筋連線,鋼架之間鋪掛鋼筋網,然後復噴混凝土到設計厚度。鋼架施工工藝流程圖見圖5.4.

1。5.4.1.1 鋼架加工

⑴格柵鋼架加工:

格柵鋼架在現場設計的工裝台上加工。工作台為δ=20mm的鋼板製成,其上根據不同斷面的鋼架主筋輪廓放樣成鋼筋彎曲模型。鋼架的焊接在胎模內焊接,控制變形。

按設計加工好各單元格柵鋼架後,組織試拼,檢查鋼架尺寸及輪廓是否合格。

加工允許誤差:沿隧道周邊輪廓誤差不大於3cm,平面翹曲應小於2cm,接頭連線要求同類之間可以互換。

鋼架施工工藝流程圖(圖5.4)

格柵鋼架各單元必須明確標準型別和單元號,並分單元堆放於地面乾燥的防雨蓬內。

結構試驗時,在工作台上將鋼架拼裝成環。外側焊油頂座,採用油頂,儀表按設計荷載進行加壓。使用鋼筋應力計及收斂儀量測鋼架內力和變形情況。

5.4.1.2 鋼架安裝

鋼架安裝在掌子面開挖初噴完成後立即進行。

根據測設的位置,各節鋼架在掌子面以螺栓連線,連線板應密貼。為保證各節鋼架在全環封閉之前置於穩固的地基上,安裝前應清除各節鋼架底腳下的虛碴及雜物。同時每側安設2根鎖腳錨管將其鎖定,底部開挖完成後,底部初期支護及時跟進,將鋼架全環封閉。

ⅴ級圍岩需在拱部鋼架基腳處設槽鋼以增加基底承載力,為保證鋼架位置安設準確,隧道開挖時在鋼架的各連線處預留連線板凹槽。初噴砼時,在凹槽處打入木楔,為架設鋼架留出連線板(和槽鋼)位置。鋼架按設計位置安設,在安設過程中當鋼架和初噴層之間有較大間隙應每隔2m用砼預製塊楔緊,鋼架背後用噴砼填充密實。

為增強鋼架的整體穩定性,將鋼架與錨桿焊接在一起。鋼架縱向連線採用鋼管(鋼筋),環向間距1m。

鋼架落底接長在單邊交錯進行,每次單邊接長鋼架1~2排。在軟弱地層可同時落底接長和仰拱相連並及時噴射砼。接長鋼架和上部鋼架通過墊板用螺栓牢固準確連線。

為使鋼架準確定位,架設鋼架時盡量利用徑向錨桿定位固定。

架立鋼架後應盡快進行噴砼作業,以使鋼架與噴砼共同受力。噴射砼分層進行,先從拱腳或牆角處由下向上噴射,防止上層噴射料虛掩拱腳(牆角)不密實,造成強度不夠,拱腳(牆角)失穩。

5.4.2 施工要點

⑴鋼架應按設計位置安設,鋼架之間必須用鋼筋縱向連線,並要保證焊接質量。拱加安設過程中當鋼架與圍岩之間有較大的空隙時,沿鋼架外緣每隔2m應用混凝土預製塊楔緊。

⑵鋼拱架的拱腳採用縱向托樑和鎖腳錨管等措施加強支承。

⑶鋼架應盡可能多地與錨桿露頭及鋼筋網焊接,以增強其聯合支護的效應。

⑷噴射混凝土時,要將鋼架與岩面之間的間隙噴射飽和達到密實。

⑸噴射混凝土應分層次分段噴射完成,初噴混凝土應盡早進行「早噴錨」,復噴混凝土應在量測指導下進行,即「勤量測」的基本原則,以保證噴射混凝土的復噴適時有效。

⑹型鋼鋼架應採用冷彎成型,鋼架加工的焊接不得有假焊,焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。

⑺每榀鋼架加工完成後應放在水泥地面上試拼,周邊拼裝允許誤差為±3cm,平面翹曲應小於2cm。

⑻鋼架安裝前應清除底腳下的虛碴及雜物,鋼架底腳應置於牢固的基礎上。

5.5洞口段開挖

開挖採用台階法施工,見圖5.5。台階長度2.

0~3.0m。黃土段人工配合挖掘機進行,出碴採用裝載機配合大型或中型自卸汽車無軌運輸。

石質段採用鑽爆法開挖,出碴採用裝載機配合大型或中型自卸汽車無軌運輸。

在施工過程中加強超前地質**、預報,加強圍岩監控量測管理。根據量測結果,及時調整預留變形量及支護引數,適時施作整體襯砌,確保隧道安全。

5.5.1監控量測

5.5.1.1 量測專案

根據本線隧道的特點,必測專案包括:⑴洞內、外觀察;⑵二次襯砌前淨空變化;⑶拱頂下沉;⑷地表下沉;⑸二次襯砌後淨空變化。

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