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1、隧道施工组织设计1. 隧道工程概况某某隧道为分离式长隧道,左幅隧道起讫桩号为ZK28+158ZK29+240,长1082m,最大埋深约101m,右幅隧道起讫桩号YK28+170YK29+215,长1045m,最大埋深约96m。左右幅隧道进口段及中间段平面线形均位于R=965m的圆曲线上,出口为直线段。左右幅隧道均为上坡,隧道纵坡坡度均为1.85%。2. 施工方案隧道明洞段采用明挖法施工。暗洞均采用新奥法施工,主要工序采用机械化作业,隧道出渣采用无轨运输方式。洞身段的V级围岩段采用环形开挖留核心土法进行施工;IV、级围岩段采用全断面开挖。在岩层较为破碎的V级围岩段采用人工配合风镐开挖,在岩层较好
2、的地层中采用光面爆破开挖。2.1. 开挖岩层破碎段采用风镐开挖,岩石段采用三臂液压凿岩台车钻孔,光面爆破开挖。2.2. 出碴运输隧道出碴采用无轨运输、轮式装载机出碴,15t或18t自卸汽车运输。 无轨运输隧道要掌握好以下施工要点:a.隧底开挖控制好开挖标高,保证隧底平顺;b.加强隧道排水,防止供水管路漏水,保证隧道内不积水;c.严格按管线布置设计,布设各种管线,搞好文明施工;d.洞内洞外车辆加强统一调度,防止交通混乱;e.及时施作仰拱隧底填充(或做好铺底),改善运输条件;f.利用隧道大避车洞作调车、会车道,因此大避车洞处要加强初期支护永久衬砌尽量后作,以免会车道间隔过长。2.3. 水电供应在隧
3、道洞顶两端较高处设公用水池,在隧道洞口变压器及配电所等临时设施,通过高压水管和电力线向洞内供应风、水、电。2.3.1. 洞内施工用电隧道内施工用电,按以下原则安排:洞内施工用电:采用三相四线系统供电,电线固定于成洞段地段边墙上部。洞内施工照明线路的电压,必须符合下列规定:成洞地段,额定电压不得超过380V;作业地段,额定电压不得超过36V。隧道作业地段必须有足够的照明。运输道照明:未成洞地段每隔6米设挂灯,成洞地段每隔10米设一高压钠灯。电线路必须悬挂于指定高度和位置处。2.3.2. 施工供水隧道施工供水,蓄水池修建在洞顶山坡上,蓄水量在800立方米左右。a、蓄水池须高出洞顶4050米。b、水
4、池的输出管设总闸阀,干管管道每隔300500米安装闸阀一个,以便控制和维修管道。c、洞内管道前端至开挖面,一般保持的距离为30米,用直径50毫米高压软管接分水器,中间预留的异径三通,至其他工作面供水软管的长度不宜超过50米。2.3.3. 隧道通风隧道出口(左右幅)均采用压入式通风,风机为110千瓦。其系统布置的特点是:a、风机必须与洞口保持较长距离(一般风机距洞口30米)。才能避免洞内流出的污浊空气重新进入,形成部分循环风。b、风管悬挂在洞壁拱腰部,距地面34m。优化匹配通风系统设计的基本目的是正确选择通风设备,布置通风系统,使系统性能合理匹配,实现安全、经济、有效运行。本方案实施长距离软管通
5、风技术,采用密封性能好的1000mm特制通风软管按百米漏风率2.0%,摩擦阻力系数2.910-3kg/m3计算,风机工作量为1120 m3/min、1020m30m作业面1000软管压入式通风机水幕除尘器隧道通风示意图风压为3450Pa,掘进长度1500时工作面新鲜风可达670 m3/min。防漏降阻防漏降阻是实现长距离通风的技术关键,为使百米漏风率和通风阻力系数达到系统设计要求,采取如下技术措施:a、选择优质风管材料:选用长丝涤沦纤维做基布,压延PV塑料复合而成的增强胶布作风管材料。b、加大风管节长:节长增大到2530m/节。c、改革风管加工工艺:以往缝纫机扎制方法为401型强力胶手工粘接。
6、d、改进风管联接形式。e、提高风管安装质量。加强通风系统的维护管理保持通风系统良好的工作状况,必须加强对系统的维护管理,特别是长距离的软管,更需要经常检查、修补、调整、更换。(5)隧道降尘洞内施工,采用综合防尘措施,进行施工环境综合治理,采有湿式凿岩,喷雾洒水,加强机械通风和加强劳动者个人防护。此外掌子面增设水幕降尘器扑尘,T式除尘器吸收空气中残余粉尘,并配空气引射器等,进行综合防治,改善掌子面工作环境。(6)施工排水隧道进出口备有抽水设备,及时排除积水。成洞地段利用侧边沟排水,未成洞地段在两侧设临时排水沟排水。洞外设沉淀池沉淀后将污水排入地面排水系统。(7)洞内管线布置(见图) 排水管通风软
7、管高压水管高压风管动力线照明线34m2m洞内管线布置示意图7.8.3 施工计划安排7.8.3.1施工顺序及工序安排根据本合同段的工程特点、地理位置、交通情况以及本公司的施工能力,隧道工期安排如下:施工准备:2个月;隧道土建工程:14个月;场地清理:15天。施工前根据施工需要,首先对隧道出口段路基进行施工,以便使用成型路段作为施工场地,避免今后隧道施工影响路基施工。场地及设备布设可综合考虑,某某隧道为特大、长隧道,施工工期短,根据设计图纸资料,某某隧道出口施工准备时间为3个月。施工中在进口施工准备结束,隧道开挖条件成熟后,立即进行隧道开挖施工。某某隧道出口先施工右幅,左幅随即跟进,左幅开挖面与右
8、幅模筑二次衬砌断面相隔50100米,避免出现意外。2.4. 场地布置 场地布置见隧道平面布置图,分别修建至城皇寺隧道出口、青杠哨隧道进出口的施工便道。3. 施工机具 名称单位数量进场时间三臂液压凿岩台车台5第3个月长臂挖掘机台1第1个月装载机台1第1个月喷射机台2第1个月衬砌台车台2第3个月轴流式通风机台2第2个月电动空压机台6第2个月地质钻机台10第2个月砼搅拌输送车台4第2个月砼输送泵台1第3个月注浆机台1第1个月管棚钻机台2第1个月自卸汽车台8第1个月自动热融机台5第1个月抽水机台3第2个月4. 隧道洞口及明洞施工4.1. 洞口施工(1)洞口段采用边坡、仰坡自上而下分层开挖,施工机械以挖
9、掘机为主,尽量不采用爆破,保证不扰动原地层;洞口场地用装载机辅以推土机整平压实;遇坚硬石质地层人工钻眼爆破,运输采用自卸车,挖方弃往指定的弃碴场。洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要,修建供风、供水、供电设施及材料堆放场地和机械停放场地,合理布置。(2)边仰坡防护、边仰坡开挖按设计坡度一次整修到位,并分层进行边仰坡防护,以防围岩风化,雨水渗透而坍塌。围岩破碎部位增设局部挂网喷锚,以稳定边仰坡。刷坡防护到路基面标高。(3)隧道洞门在进洞施工正常后,适时安排施工。综合考虑地形地质条件及洞口美化等条件。进洞施工前,先将洞外排水系统做好,再行进洞,以防对洞门造成威胁。(4)边、仰坡浆砌片石砌筑严格按施工规
10、范施工,施工时注意面石大小搭配均匀合理,色泽一致,做到面平园顺,灰缝饱满,认真进行勾缝,使其仰坡美观坚固。(5)洞门端墙及翼墙表面可根据当地的石材情况,一般采用块石砌筑,并作到砌块尺寸搭配合理、灰缝一致、横平竖直、外表色泽一致。端墙采用块石镶面、板材贴面,要求平顺整齐。(6)洞门端翼墙基础应置于稳定的地层上,清除虚碴、杂物、积水和泥化软层。洞门端墙与洞外挡护墙宜配合施工。洞门端墙顶水沟砌筑在回填土上,应将紧密夯实。洞门端墙的砌筑与墙后回填同时进行,墙背与岩壁空隙不大时,应用与墙身相同标号圬工回填;空隙较大时,一般可用浆砌片石回填,在岩层无侧压力时,才允许用干砌片石回填,并要回填密实。洞门拱、墙
11、与洞内相邻的拱、墙衬砌时,应同时施工连成整体;洞门及洞口附近的排水、截水设施应配合洞门施工尽早做好,并与洞外排水系统连通,以免地表水冲刷坡面。洞门仰坡和边坡宜在进洞前刷好,坡度的施工允许偏差为5%;洞口土石方宜采用控制爆破施工,不得使用集中药包爆破,以免影响仰边坡的稳定。洞门砌筑时,应按设计预留隧道名牌及号标的位置。4.2. 明洞4.2.1. 明洞基础施工明洞边墙基础必须置稳固的地基上。遇有地下水时,须将地下水引离边墙基础。明洞大边墙基底,垂直线路方向宜挖成不大于10%向内的斜坡。如基底松软,可用桩基或加固地层等方法处理,以提高基底的抗滑力和承载力。凹形地段或外墙深基部分,施工时本着先难后易的
12、原则,可先开挖、砌筑最低凹处,逐步向两端进行,以便利用施工查明基础情况。边墙基础挖至设计标高后,核对地质承载力是否与设计要求相符。若地基承载力不足时,及时上报,以便上级管理部门研究解决。明洞开挖采用全部明挖法,若施工需要或工程师要求,也可采用拱上明挖拱下暗挖法进行开挖施工,但无论哪种方法开挖,均实行爆破药量控制。明洞开挖前,预先做好洞顶防水、排水设施,防止地面水冲刷而招致边坡、仰坡落石、塌方。在作施工计划安排时,合理避开雨季施工。4.2.2. 边墙施工当砌边墙与基础扩大同时施工时,拱座预埋横向钢筋拉杆。采用特制边墙钢带、组合钢模立外墙模型、泵送砼灌注边墙时,灌注时其模板支撑必须牢靠,防止跑模造
13、成砌衬侵入限界。外边墙按5m一环组织施工,待明洞部分外墙及拱部砼灌注完成后,内墙分三段开挖及砼衬砌,第一段和第三段长度为3m,中间一段为4m。为保证拱部衬砌结构的安全和稳定,明洞部分的施工缝均采取间隔为0.2m,内外各一层连接钢筋。4.2.3. 拱圈施工拱架一般在立柱上架设,立柱基底坚实,若在松软路肩上,则设纵向卧木,并将各立柱纵向联结成整体。拱架采用特制大跨度钢拱架,组合钢模安装拱部内模。4.2.4. 防水层及回填与拆除拱架防水材料的铺设方法按设计进行施工,从两侧拱脚自下而上向拱顶方向进行。防水板采用无纺布铺设,衬垫为梅花形布置,间距0.80.8米,防水板接缝采用自动热融机进行双焊缝焊接。墙
14、背与拱顶回填:待混凝土达到设计强度的70%后,即可进行回填。在回填前先作好纵向盲沟;当超挖较大时,用浆砌片石回填,回填土石与边坡接触处挖成不小于0.5m的台阶并用粗糙透水材料填塞以增加摩擦力保持稳定。拱部回填对称分层夯实,每层厚度不宜大于0.3m,机械回填时,必须在人工回填至少0.7m后方可使用机械回填。在拱背需作粘土隔水层并保证与边坡、仰坡搭接良好、封闭紧实。拆除拱架:待混凝土达到设计强度的70%后,才能拆除拱架。采用土石方机械填筑时,须待拱顶回填完成后方能拆除。4.2.5. 保证措施砌筑前要复测中线、高程,边墙、拱圈放样立模时预留施工误差,以保证衬砌不侵入建筑限界。大跨度拱架采用分5段组合
15、拼装,螺栓连接牢固,用钢管脚手架加固大跨拱架,使其大跨度拱架有足够的稳定性。明洞拱圈按断面要求制作定型挡头板和外模,随着灌筑逐步向上安设,除临时支顶外,还必须将外模板拉紧固定。采用跳槽边墙灌注拱圈拱脚加设钢筋时,拱圈分节处预留钢筋接头,以使拱节连成整体;灌注从两侧拱脚对称不间断地灌注到拱顶。内墙暗挖采取分段开挖分段衬砌施工,以确保大跨度拱部的稳定。拱墙施工缝除设接岔钢筋外,对接头部分的砼要凿毛冲冼,保证砼间连接牢固。拱墙成型后,抓紧仰拱及填充施工,已尽快成环封闭,保证建筑物稳定。洞门与明洞一并施工,注意洞门端墙与明洞拱墙的顺接。4.2.6. 明洞施工工艺结构图(见附页)5. 隧道开挖5.1.
16、V类围岩开挖方法本合同段隧道工程中V类围岩段共长 米,V类围岩采用留核心土环形开挖法,坚持“管超前,严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则。上部环形采用人工或弱爆破开挖,核心土用挖掘机开挖(在卵石层和黄土层采用人工配合风镐开挖,在岩石地层中采用光面爆破施工)。测量放线清理施工现场检查是符合计要求明洞砌筑回填土石边坡修整及防护工程截水沟的开挖和修筑边仰坡临时防护测量放线明洞土石方分层开挖排水沟的修筑边仰坡修整不合格注:围岩长度是左右幅围岩长度的总和,以后同此。(一) 施工顺序:如下图。施工顺序621 2266354576B横断面示意图11.上部环形断面开挖 2.上部初期支护3.核心土
17、开挖开挖 4.下部断面开挖5.下部断面初期支护 6.铺设防水层及模筑二次衬砌7.隧底填充上半断面环部开挖上半断面初期支护下半断面开挖下半断面初期支护隧底填充模筑二次衬砌核心土开挖管棚超前支护小导管超前支护铺设防水层沟槽、路面施工 H2H15002001536掘进方向纵断面示意图超前管棚、小导管或锚杆47(H1H2)200(二) 作业循环开挖和二次衬砌可同时施工,控制工期的作业为开挖初期支护及超前支护,二次衬砌不控制工期。开挖及初期支护每循环进尺2.0米,每循环作业时间28h;超前支护每循环进尺18米(相当于9个开挖进尺),循环时间18h,每开挖循环分摊超前支护时间为2h。合计每循环(2.0m)
18、耗时30h。 开挖及初期支护循环时间见下表(每循环进尺2米)。序号工序名称环状断面(h)核心土断面(h)下部断面(h)1测量放线0.50.50.52钻孔2.02.01.53装药1.51.01.04爆破通风0.50.50.55清理危石0.50.50.56装渣运输1.51.51.57初喷5cm0.50.58锚杆(管棚或小导管)1.51.59钢架1.50.51.010复喷25cm1.51.511合计11.56.510超前支护循环时间(管棚长40米,相互搭接2米,每循环18米;超前注浆小导管相应每循环前进18米):每循环耗时30h。二次衬砌(每循环9米)序号工序名称工作量及进尺循环时间(h)备注1检测
19、断面1.02挂防水板2.03立模衬砌长度9.0m3.04泵送混凝土入模4.05养护及脱模18.06合计28.0(三)炮眼布置和爆破设计上部环形断面采用七空眼直眼掏槽,为了减小震动效应,采用密钻眼、少用药、多分段,各部用药量均小于正常值,使地面建筑物附近监测点震动速率均小于10mm/s。平均单位用药量q=0.86kg/m3,炮眼装填系数a=0.5。标准药卷规格为32200,单卷药重150g;光爆药卷为252150,单卷药重70g。钻孔深度为2.5进尺为2.0。全断面炮眼总个数为n=0.0012*qs/ad2=0.0012*0.86*88/0.5/0.0322 =178(个),取175个。光爆参数
20、为:周边眼间距E=55cm,周边眼抵抗线W=60cm,密集系数为0.92,装药集中度为0.2kg/m。爆破参数部位炮眼类别炮眼深度(m)炮眼个数单孔药量炸药总重(kg)装填系数单位用药量(kg/m3)平均每米炮眼药重(kg/m)卷/眼kg/眼上部环形断面掏槽眼1,22.5612.51.8711.220.85辅助眼2.3510.51.577.850.75掘进眼2.33471.0535.70.5周边眼2.32760.923.4间隔底板眼2.518121.832.40.8小计90110.571.330.42核心土掘进眼2.32071.05210.5周边眼2.31560.913.5间隔底板眼2.581
21、21.814.40.8小计4548.90.70.4下部断面掘进眼2.3165.60.8413.440.4周边眼2.3860.97.2间隔底板眼2.518121.832.40.8小计4053.040.70.35总计175212.510.860.38(2)炮眼布置101023222127272727279766610101011262424232222212127272779945556610103326262524232221282879444445566101022111252626252422222323212128779444561010H2332825262625252524242322
22、21289946888888858610292929292929292911111111111111111111112363534333231303635343332303117121212121212121217183635343332313014141313131313131313171836363535343433333232313130151515151515141414141414171718151873635343332313030161616161616171618373837373737373737201919191919191920B5.2. VI类围岩开挖方法本隧道工程中V
23、I类围岩段共长 米,VI类围岩施工顺序及方法相同,均采用留核心土环形开挖法。环状土采用爆破开挖,核心土采用弱爆破配合挖掘机开挖(在卵石层和黄土层采用机械开挖,在岩石地层中采用光面爆破施工)。施工工艺流程如下:VI、V类围岩施工中注意以下事项:(1)V类围岩段开挖的超前支护为管棚注浆及小导管高压注浆,VI类围岩段开挖的超前支护为小导管高压注浆。(2)VI类围岩段模筑二次衬砌与洞身下部开挖断面距离控制在810米。(3)V类围岩段的钢支撑间距为0.6m,VI类围岩段的钢支撑间距为 m。上半断面环部开挖上半断面初期支护下半断面开挖下半断面初期支护隧底填充模筑二次衬砌核心土开挖小导管超前支护铺设防水层沟
24、槽、路面施工5.3. 类围岩开挖方法本合同段类围岩段长 米。类围岩采用正台阶法施工。置入式锚杆、锚喷挂网、钢架初期支护。施工顺序:如下图。上半断面开挖上半断面初期支护下半断面开挖下半断面初期支护隧底片石砼回填拱墙二次衬砌防水板铺设5 255横断面示意图1253445654B1.上断面开挖 2.上断面支护3.下断面开挖 4.下断面支护5.二次衬砌 6. 隧底填充作业循环开挖和二次衬砌可同时施工,控制工期的作业为开挖初期支护,二次衬砌不控制工期。开挖及初期支护每循环进尺3.0米,每循环作业时间25h。开挖及初期支护循环时间见下表(每循环进尺3.0米)。序号工序名称上断面(h)下断面(h)1测量放线
25、0.50.52钻孔2.52.53装药1.01.04爆破通风0.50.55清理危石0.50.56装渣运输2.52.07初喷混凝土0.50.58锚杆1.51.09钢拱架2.02.010复喷混凝土1.51.511合计1312二次衬砌(每循环9米):序号工序名称工作量及进尺循环时间(h)备注1检测断面1.02挂防水板2.03立模衬砌长度9.0m3.04泵送混凝土入模4.05养护及脱模18.06合计28.0(三)光面爆破设计全断面面积为88m2,上半断面面积68m2, 下半断面面积20m2,按全断面综合取单位控制药量q=0.94kg/m3,平均每米炮眼用药0.5kg/m,装填系数a=0.65,炮眼数N=
26、0.0012*qs/a/d2=0.0012*0.94*88/0.65/0.0322=149,取150个。上半断面N=qs/r=1.0*68/0.5=136,取125个;下半断面N=qs/r=0.7*60/0.5=28,取25个。本断面代表地段钻孔深3.5m左右,循环进尺3m。施工时通过爆破试验修正爆破参数。光爆参数为:围岩类别周边眼间距E(cm)周边眼抵抗线W(cm)密集系数E/W装药集中度(kg/m)48600.80.20爆破参数部位炮眼类别炮眼深度(m)炮眼个数单孔药量炸药总重(kg)装填系数卷/眼kg/眼上半断面掏槽眼1,23.01512.71.928.50.85辅助眼3,42.8231
27、0.51.5736.110.75掘进眼5,62.8369.81.4752.920.7周边眼72.8335.30.826.4间隔底板眼82.81811.21.6832.240.8小计125174.17下半断面掘进眼2.8139.81.4719.110.7周边眼2.855.30.84间隔底板眼3.0712.71.913.30.85小计2536.11总计210.58(2)炮眼布置444121533442215.4. 微震爆破施工程序和施工方法本隧道洞身穿过III、IV、类围岩,根据围岩类别分别进行爆破设计,为避免对围岩的扰动和对地表的影响,采用微差松动爆破技术施工。(1)炸药选型理论和实践证明,炸药
28、爆速对爆破质点震动速度有直接影响,爆速越高,爆破产生的震动越大,综合本隧道的地质特点,选取用爆速低于3000m/s的乳化炸药。为实现微差爆破采用国产型系列非电毫秒雷管(15段)。(2)非电微差起爆网络设计爆破震动与同段齐爆的炸药用量密切相关,采用非电微差起爆技术,不但控制单段雷管的起爆药量,又能有效地控制每段雷管的起爆时间,使爆破震动波形不成叠加。这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果,又能消除爆破震动的有害效应。在掏槽眼,掘进眼、底眼或周边眼中,每段起爆药量较大的段别雷管,间隔时差设计为200ms,即跳段设置。可使爆破震动速度降低30%。(3)掏槽形式隧道爆破的掏槽眼是爆破成败的关键,也是产生
29、最大震动的部位。本区段在类围岩段采用直眼掏槽。(4)装药结构周边眼采用小直径药卷(25)空气间隔装药结构。如下图:导爆管25药卷雷管炮泥其余炮眼采用标准药卷(32)连续装药结构。如图:导爆管32药卷炮泥雷管(5)安全防护措施为了减小震动、飞石,保证洞内初期支护及作业安全,采用降震设计,堵塞长度不小于20d(d为炮眼孔径),并保证堵塞材料质量,避免飞石溢出,降低噪声,减弱震动。5.5. 紧急停车带施工紧急停车带的开挖相对一般段,面积大得多,隧道开挖后,围岩临空面大,围岩稳定性差,易坍塌。为减少对围岩的扰动,保持土体的相对平衡,施工中采用双侧壁弧形导坑进行开挖。导坑施工(1) 导坑底宽5.5m,高
30、4.5m,锚、喷加钢筋格栅作初期支护。为确保安全,左侧导坑超前10m以上,开挖进尺根据围岩实际情况好坏,应控制.5m左右。采用光面控制爆破,导坑脚开挖时,加大至60cm,形成拱座,开挖下部时,有足够的稳定性。导坑布置如下图所示。(2) 为确保岩层不致风化,岩层表面不能暴露过长,开挖后及时喷C20钢纤维砼,厚度为5cm,由于钢纤维能承受一定的拉力,将起到钢筋的作用。(3)安设锚杆,整个隧道断面周围视围岩情况采用WTD25锚杆,利于压浆加固地层。锚杆长4m,注浆液为1:1水泥浆,注浆压力为0.51.0MPa。核心岩层一侧用22长1.0砂浆锚杆作临时支护。5.6. 人行横洞、车行横洞、设备洞、消防洞
31、的施工1)、隧道边墙内的避车洞,人行横洞、车行横洞、设备洞、消防洞与正洞联接地段的开挖,在正洞掘进到其位置时将该处一次开挖成型(人行横洞出入口5m范围、车行横洞出入口10m范围)。支护应紧跟开挖,为防止围岩板动,施工采用短进尺、弱爆破的方式进行。若地质条件较差时,则在正洞施工支护后进行。2)、为保证洞室与正洞联接处不致产生漏水,连接处与正洞防、排水一次同时完成。3)、洞室与正洞联接的折角处,防水层应根据铺设面的形状平顺铺设,不得出现空白。4)、洞室与正洞联接的折角处的钢筋应相互联接可靠,绑扎牢固,使其成为整体。该处的衬砌应与正洞衬砌一次同时完成,不得中断。5)、人行横洞、车行横洞其余地段施工与
32、正洞一致。6. 隧道超前支护和初期支护施工程序和施工方法6.1. 各类围岩超前支护和初期支护参数6.1.1. V类围岩超前支护和初期支护参数采用交叉布置1086mm长管棚进行超前预注浆支护,管棚长40m,环向间距40cm,向上倾角24;采用424mm超前小导管进行超前支护,环向间距40cm,纵向间距2.4m,每四榀钢架设一次;25mm中空注浆锚杆,锚杆长3.5m,间距120cm120cm,梅花型布置;6.5mm钢筋网,间距20cm20cm;I18钢拱架(每榀钢拱架分9节,3种类型),纵向间距60cm,连接钢筋22,环向间距1m;喷射20#早强混凝土厚24cm(初喷4cm,复喷20cm)。6.1
33、.2. VI类围岩超前支护和初期支护参数采用42mm小导长管超前注浆支护,导管长3.5m,环向间距30cm,向上倾角810;25mm有压注浆半钻式锚杆,锚杆长3.5m,间距1.2cm1.2cm,梅花型布置;6mm钢筋网,间距15cm15cm;20MnSi/A3钢拱架(每榀钢拱架分10节,4种类型),纵向间距75cm,连接钢筋22,环向间距0.75m;喷射20#早强混凝土厚25cm(初喷4cm,复喷21cm)。6.1.3. III类围岩超前支护和初期支护参数25mm中空式注浆锚杆,锚杆长3.0m,间距120cm120cm;格栅拱架(每榀钢拱架分10节,4种类型),纵向间距100cm,连接钢筋22
34、,环向间距1m;6.5mm钢筋网,间距20cm20cm;喷射20#混凝土厚15cm(初喷5cm,复喷10cm)。隧道支护结构表见1.2。6.1.4. 超前管棚注浆施工某某隧道出口洞口段采用超前长管棚注浆支护,管棚采用108mm,壁厚6mm的热轧钢管。管棚长度40m,环向间距40cm。管棚采用钻孔法施工,钻孔时应严格控制钻杆轴向,脚手架应搭设可靠,钻机应固定牢固,钻进过程中应采用测斜仪器量测钻进偏斜度,若偏斜超过设计要求应及时进行纠偏。采用C25钢筋混凝土作为管棚导向墙,在管棚施工前必须先施作套拱,并将1274mm导向管固定在套拱内,导向管安装时应预留上台量及控制钢管仰角,确保孔口径向正确。管棚
35、注浆参数选择注浆扩散半径:不小于0.7(为相邻两根钢管的中心距离),注浆采用分段注浆;注浆速度及方式:30-50L/min分段后退式注浆;凝结时间:30-300s;注浆终压:0.6-1.0Mpa;水泥浆水灰比:1:1;水玻璃浓度:35波美度;水玻璃模数:2:4;注浆压力:初压0.51.0MPa、终压2.0MPa;钻孔、安设注浆管放出隧道开挖轮廓线,搭设钻机平台,用MC5型工程水平钻机钻孔,达到设计深度后扫孔,安装注浆管,并在孔口1.5m2.5m处安设与钻孔直径相同的橡胶套,用水泥砂浆封闭孔口,防止浆液沿注浆管与钻孔壁的缝隙挤出。采用钻注的顺序进行施工。采取分区间隔施工,先钻孔施工奇数孔位管棚,
36、待注浆完成后再施工偶数孔位管棚,以便检查奇数孔注浆效果;配浆及注浆用超细水泥配制注浆液,采用后退式分段注浆,关闭孔口阀门,开启注浆泵进行管路压水试验,试验压力等于注浆终压,如有漏水及时检修。注浆时采取低压力、中流量注入,注浆过程中压力逐步上升,流量逐步减小,当压力升至终压时,继续压注5min 再结束注浆。注浆孔在注浆结束后及时清除管内浆液,并用30号水泥砂浆填充,以增强管棚的刚度和强度。注浆结束标准每段注浆施工正常,注浆压力达到设计终压,注浆量达到设计注浆量的80及以上,或虽未达到设计终压,但注浆量已达设计注浆量,即可结束单孔注浆,设计的所有注浆孔均达到结束标准,无漏注现象,注水试验地层吸水率
37、0.05L/min,粘土固结强度大于0.4Mpa时即可结束全段注浆。6.1.5. 超前小导管注浆施工超前小导管采用42mm,壁厚4mm的热轧无缝钢管,小导管长度分为3.5m及3m,环向间距为40、36cm,纵向排距2.4m,钢管沿拱环向外插角1015。钢管上入岩部分梅花形布置6mm注浆孔,注浆孔间距15cm。导管前端加工成尖锥形,尾部焊接6.5加劲筋补强。注浆机选用液压注浆机。浆液采用C20水泥砂浆,水泥砂浆配合比为1:1(水:水泥)。施工时,先用仪器测量放线,画出开挖外轮廓线,定出小导管中心线位置。导管采用钻孔施工时,孔眼深度应大于导管长度;采用锤击或钻机顶入时,其顶入长度不小于管长的90%
38、。注浆选用水泥砂浆,水灰比1:1。注浆采用液压注浆机。注浆前应用喷射混凝土封闭作业面,防止漏浆,喷层厚度不小于5cm。导管注浆时,尾部应设封堵塞,当灌注水泥砂浆时,应在封堵塞上设注浆孔和排气孔。注浆时,当排气孔出浆后应立即停止注浆。6.1.6. 锚杆施工围岩锚杆采用25中空注浆锚杆,锚杆长度分别为3.5m和3m,间距分别为60cm、80cm和100cm,梅花型布置。采用风钻钻孔,钻至规定深度后,用高压风吹孔,打入锚杆,然后用注浆泵由锚杆中孔向孔底灌满砂浆,安装垫板螺栓。注浆配合比水:水泥: 1:1 机械配备:注浆器四个,锚杆拉拔器2台。锚杆施工工艺布孔钻孔吹眼清孔砂浆制备顺锚杆孔注浆检查分析结
39、果锚杆施工工艺流程图锚杆施工要点及注意事项孔位应按设计布置,偏差小于10cm,孔深误差10cm。钻孔直径应大于锚杆直径15mm。钻孔本身应成直线,不应弯曲。方向应沿隧道周边径向,但不得平行于岩面。灌孔前应清孔,顺锚杆孔用高压风清除孔内积水、岩粉、碎屑等杂物。砂浆应随备随用,在砂浆初凝前应使用完。注浆应使用灌浆罐和注浆管,孔口压力小于0.4MPa。顺着锚杆孔注浆,直到孔口有浆液流出为止。锚杆插入长度不得小于设计长度。锚杆插入后不得随意敲击,三天内不准悬挂重物。每100根锚杆应随机抽样三根,作拉拔试验,以了解锚杆的锚固质量。施作锚杆时,同时应预埋格栅钢架的定位锚杆。6.1.7. 钢筋网施工I、II
40、、III、IV和类围岩均布置钢筋网。钢筋网采用6.5圆钢或是6圆钢,间距分成1515cm、20 cm20cm和2525cm三种,按设计图纸施工,钢筋网在现场单根安装。钢 筋 网钢筋网与锚杆联接牢固,随受喷面的起伏铺设。钢筋网之间及与已喷砼段的钢筋网搭接牢固,且搭接长度不小于200mm。钢筋网需挂靠牢固,在喷射混凝土时钢筋网不得晃动。6.1.8. 喷射混凝土施工本隧道混凝土的喷射采用湿喷施工。材料选择:水泥优先选用普通硅酸盐水泥,标号不低于425号,砂采用坚固耐久的中粗砂,细度模数大于2.5,且泥土杂物含量不大于3%,含泥量不大于5%,云母含量不超过2%,硫化物与硫酸盐(折算为SO3)含量不大于1%(重量),有机物含量用比色法试验,颜色不深于标准色。 石子采用坚硬耐久的碎石或卵石,粒径不大于15mm,用前应过筛,其饱和极限抗压强度与砼设计标号之比,碎石不小于200%,卵石软弱颗