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饱和性黄土隧道施工工法

饱和性黄土隧道施工工法
饱和性黄土隧道施工工法

饱和性黄土隧道施工工法

一、前言

在土体中修建隧道通常会发生塌方、漏水等事故,施工难度远远大于岩石隧道。我国西北地区分布着大范围的黄土层,与岩体相比,土体不仅强度低、变形大、自撑能力小、工程性质差,而且受水的的影响特别强烈,干的老黄土十分坚硬,一旦被水浸泡,达到饱和状态,其强度大大降低,饱和性黄土属于隧道中最软弱、稳定性最差的不良地层,施工难度很大。我们以新树湾隧道为列总结出本工法,分析饱和性黄土地质队洞室开挖控制的影响因素,确定科学合理的施工方法和先进技术的应用,掌握隧道土体变形破坏的基本规律,寻求出了适合富水黄土质隧道的合理开挖方式、开挖循序和支护形式,保证了隧道施工安全,同时为富水土质隧道的修建积累了经验,为同类地下工程施工提供技术参考,取得了显著成效,研究开发的《富含水黄土质隧道综合施工技术》分别获得了中铁十四局集团科技进步特等奖、中国建筑总公司二等奖,该隧道《加强防水板施工工艺控制,预防新树湾隧道渗漏病害》QC小组分别获得了铁道部、山东省“优秀质量管理小组”称号,该隧道被业主兰州铁路局评为“优质示范工程”,施工现场被评为“安全文明标准化工地”,隧道被中铁十四局集团评为了优质工程,正申报铁道部优质工程。

二、工法特点

1、安全性能可靠:该工法能有效控制饱和性黄土地层洞室开挖的安全。

2、技术先进,可行,工序紧凑,施工组织简便。

3、施工快速:掘进速度可达140多米/月,为同类地质条件隧道施工的先进水平。

4、经济性良好,通过配套技术措施的合理采用和先进控制技术的保障可实现良

好的经济性,保证工程项目效益。

5、适用性强:可灵活应用于不同地质情况的纯土质类隧道。

三、适用范围

本工法适用于含水量较大的黄土地质洞室开挖,可为其他类型软土地下工程提供借鉴。

四、工艺原理

典型的富含水(饱和土)纯土质隧道,土体的稳定性极差,开挖后自稳能力极差,对开挖控制极为不利,同时黄土地层内土体具强崩解和弱膨胀性,开挖一经暴露表层土体即变松软,卸荷后有回弹松胀现象,加之水的不良作用,松动圈组建变大,极易

造成大的塌方事故。黄土具自重湿陷性,遇水后会发生严重下陷,致使突然下沉,使开挖后的围岩迅速伤失自稳能力,如支护措施不能满足其变化情况,极易造成塌方。该工法工艺原理是:采用数字仿真技术模拟整个隧道的施工过程,预测各个施工阶段的隧道变形、支护结构内力等,为及时采用相应的工程措施提供技术保证。掘进方案以正三台阶为基本开挖方法,通过预留核心土、仰拱紧跟、施工用水控制及三维数字模拟计算、适当加大预留量等技术措施,并实施开挖控制测量技术研究以指导施工,摸索黄土的变形特征,并根据其蠕变特性合理地把握初期支护、二次衬砌等施工时机。同时在富含水(饱和土)黄土质隧道施工中成功应用大量先进技术,如管棚技术和双浆液小导管超前支护技术、土层锚杆施工技术、悬吊法无钉孔铺设防水板技术、仰拱防干扰平台技术、潮(干)喷施工工艺、整体钢模台车衬砌工艺、新奥法施工监控量测心新技术、三维仿真技术等,从而确保工程的安全性、经济性。

五、施工工艺

对于纯土质隧道通常采用无爆破冷作业法施工,针对不同地质条件和结构规模采用不同的开挖掘进法,黄土隧道宜采用短台阶法或分布开挖法(预留核心土法),如单侧壁或双侧壁导坑先墙后拱法、正台阶先拱后墙法等,前者适用于大跨度、地质非常软弱或浅埋段,后者适用于跨度较小或地质条件较好段。

对于饱和性的黄土质地层,地下水含量丰富,属典型的特殊地质和最软弱围岩地质铁路隧道,施工方案及技术工艺选择要经严谨的科学论证。当地下水丰富,地质状况较差时,施工宜采用短台阶法施工。进口端一般存在浅埋、滑坡堆积、偏压等不良地质情况,应首先进行卸载、锚喷仰坡防护、管棚或三台阶施工方法。每个台阶的长度6-8m,上台阶采用人工预留核心土环形开挖,中、下台阶采用机械开挖,马口采用风镐人工开挖。超前支护采用管棚、双液小导管、超前锚杆等不同形式。初期支护采用系统锚杆、钢架、挂钢筋网喷射砼等形式。单线铁路隧道开挖跨度较小(一般≮8.5m),更适合于正三台阶先拱后墙法开挖掘进和初期支护,出碴运输可选用无轨方式,当属于长大隧道或特长大隧道时可选用有轨运输方式,但都应做好防排水,应用“仰拱施工防干扰平台”技术解决仰拱开挖与运输的矛盾,防水板施工可用防水效果良好的悬吊法无钉孔铺设技术,二次衬砌应采取全断面整体钢模台车方案,自动计量拌合站拌和,砼罐车运输,泵送灌注方法进行施工。整个洞子形成超前支护及开挖支护、出渣运输、仰拱铺底、防水板铺设、二次衬砌和水沟电缆槽施工的六道作业线平行作业的局面,如图1:

(一)开挖掘进

1、地表处理

黄土溶洞与陷穴、直切沟等地质病害在黄土区较为常见,极大程度影响隧道安全掘进,可能造成基础下沉、塌方冒顶、承受偏压等危险。隧道在较长范围内沿冲沟或源边平行走向。或与其他地下空腔结构临近,容易造成覆盖层较薄或偏压,从而发生较大塌方活滑坡事故。施工前应首先做好地表的勘察和异常情况的处理,以减少地表水对隧道周围土体的侵蚀,降低对隧道施工安全的影响。

(1)完善地表水系统,把地表水疏引至不影响隧道施工的安全处。

(2)浅埋段地表采取防渗透封闭措施,集中地表水,同一排放。

(3)对隧道上部的冲沟底进行封堵硬化,防止流水下渗,对于陷穴、溶洞要进行密实回填和封口处理,对隧道上方的居民蓄水窖、水井等进行改建或

防渗处理。

(4)对隧道施工影响范围内的安全隐患建筑物进行拆除或重点监控保护。

(5)加强地表沉降、开裂、附近水井水位变化等异常情况的观测、经常检查,及时采取处理措施。

2、洞口仰坡支护与进洞

(1)根据设计的仰坡边线位置,有上及下逐层开挖隧道洞门的仰坡至拱顶位置,坡度不小于1:1.5,刷坡后打设φ42钢管或Φ22钢筋锚杆,挂设钢筋网或机制铅丝网,喷射C25砼防护,并挖砌好枝状排水沟,疏导水流。若洞口位滑坡堆积体地质或泉眼密布,软~流塑状极软弱坡体,应采用深孔注浆或设抗滑桩等加固措施,以确保进洞安全。

(2)进洞施工实施套拱方案。拱部先进洞,进洞前先进行拱部注浆双排或多排φ100mm小管棚超前支护,布设形式与密度设置根据洞口仰坡土质软弱情况确定,管棚长视进口坡体土质稳定情况采用4~8m,该隧道采用6m。在管棚支护下进行上弧导开挖,环形开挖,预留核心土以稳定掌子面,每次进尺30cm,快速支立钢架,采用p43旧钢轨弯制,3榀/1m,与管棚钢管焊联,当有局部或少量掉土、流泥时,可插入模板挡护。支护进尺一定距离(一般不超过80cm)后,立即安装模板灌注砼形成套拱,套拱伸出仰坡30~50cm。支立钢架后及时在其节点处施做4根φ22锁脚锚杆,长5m,径向或偏角30~45度,其尾端与型钢焊联,同时在边墙打入的径向锚杆也与钢架焊联。每测开挖完成后迅速挂设钢筋网片喷射砼,开挖进尺控制在80cm以内。暗洞

开挖4m后(应控制在6m内)即进行洞身衬砌,及早形成洞口安全段。

3、洞身开挖及支护

由于隧道围岩地质均为饱和土,并地下水丰富,底层内土体具有强崩解性和弱膨胀性。土体结构紧密,干时坚硬,开挖一经暴露表层土即变松软,卸荷后有回弹松胀现象,加之水的不良作用,松动圈逐渐变大,极易造成大的塌方事故。同时黄土具有自重湿陷性,遇水后会发生严重下陷,致使突然下沉,使开挖后的围岩迅速丧失自稳能力,如支撑措施不能满足气变化情况,极易造成塌方。因此对开挖支护要求较高,是安全施工成败与否的关键。

(1)、洞身开挖(施工顺序见图3)

①按照遵循“管超前、少扰动、严注浆、短进尺、严治水、强支护、紧封闭、勤量测”的原则进行施工,根据新奥法原理制定技术方案和组织施工。

②为确保隧道开挖轮廓符合设计,应做好预留量的考虑,对于黄土围岩地质,其收敛变形量大,因此应根据开挖后收敛变形的监测结论进行预留,拱部沉降不稳定可考虑多预留,一般25cm,边墙每侧15cm。整体模板台车较设计加大轮廓5cm,以防止跑模侵限。

③小进尺的原则要牢固坚持,不能图一时之快,以防酿成大的事故,要稳扎稳打,工序衔接紧凑,有条不紊,一步一步的施工。台阶长度控制在6~8m,减少每次的开挖面积,防止土体塌落,每次开挖进尺要按钢架的分布距离进行控制,一般不要超过80cm,即及时进行支护作业。同时下台阶要紧接上台阶施工,尽量缩短其间隔时间。上台阶开挖前先施作超前导管(I类围岩)或超前锚杆(II类围岩),对围岩进行预加固,为开挖提供牢固的棚状支护结构,然后进行分台阶开挖。上台阶开挖宜采用环形开挖留核心土人工风镐开挖,充分发挥掌子面的约束作用,增强开挖后的土体自稳能力。上台阶开挖完毕后,首先迅速初喷封闭岩面,即刻快速进行型钢支撑的施作及与管棚的焊接和锚杆施工。

④中、下台阶的中部拉槽开挖采用机械,严禁两边侧超挖,同时为确保边墙支护稳定,中槽应放坡开挖,上台阶初期支护基底保护襟边不小于80cm,当土体稳定性恶化,应适当放大,进尺控制在3~5m。边墙两侧台阶采用人工风镐双侧交错开挖,不得使上部结构同时悬空,每次开挖进尺为一榀型钢间距,即不得大于1m,然后立即将拱部型钢结肠,局部打锚杆、挂钢筋网,及时进行喷射砼支护。

⑤马口开挖要保证上面初期吃好向前不小于5m,其布置和长度应结合地质情况、收敛变形值分析等因素进行设计,并严禁掌握。马口开挖采用跳槽法进行,左右错开,至少保证3榀钢架错开距离不小于2m,严禁对开马口,以避免掉拱事故。开挖利用风镐人工进行,严禁超挖。若偏帮严重,可由上及下小步距分部开挖,随挖随护,及时打设锚杆和喷壁面砼,封闭保护。每次马口开挖宽度一般1~3榀钢架范围内(小于

2.5m)。回头马口必须待相邻边墙初期支护稳定后进行。

⑥施工时要特别注意拱脚与墙脚处断面,如超挖过大或片帮过多,应采用浆砌片石回填,严禁片石干码。如发现该处承载力不够,应立即加设锚杆或其他措施进行加固。下台阶边墙初期支护接续到底后,在墙脚处提前施作部分仰拱,俗称“墙趾”,以限制其横向位移和下沉,及早部分封闭,并为仰拱防干扰提供支撑,先行施作的部分仰拱可采用钢支撑,以节省工序时间和免除干扰。

⑦锚杆一般采用干打锚杆、砂浆锚杆、自进式锚杆、长锚杆等形式,根据具体情况选择使用,长度根据监控量测的围岩松动圈确定。打设系统锚杆前应首先喷射5cm厚砼进行壁面封闭保护。土体围岩一般情况建议干法施工,可利用风锤干打Φ22钢筋,根据围岩监控量测情况,锚杆长度要保证深入松动圈0.5m。新树湾隧道开挖后围岩松动面位于围岩开挖面深3m左右,因此,锚杆长度采用3.5m,系统锚杆打入土体后具“串葫芦”效应,增强土体整体性,提高围岩自撑力。实践证明该法较为实用,抗拔力在土体围岩地质较好的情况下满足安全要求,施工快速,无污染。若土体软化严重,应当采用注浆或砂浆锚杆。锁脚锚杆也可如此采用,但应注意与钢架焊接要牢固,保证数量,倾角控制要准确。经工程实践,土体锚杆施工宜选用干法作业工艺,对于饱和土应采用自进式锚杆和注浆锚杆。

⑧加强超前地质预报工作,如钻长超前地质探孔,及时进行围岩内部应力、位移等监测,提前分析总结指导施工意见,使技术措施紧跟或超前地质变化,确保施工安全。

⑨土质隧道开挖后收敛变形量大,要采取可靠措施予以防范,一时要加大开挖轮廓的预留量;二是做好收敛变形的施工监测,及时为施工提供可靠数据;三是做好初期支护,确保初期支护设计结构和参数及强度;四是科学合理把握各工序施工时机,如开挖顺序、支护时机、二衬施作时机等。这些措施主要依赖新奥法施工的认真监控量来实现,切实为隧道施工提供科学、准确、可靠的指导意见。

⑩准确掌握土质围岩松动破坏区(即松动圈)的范围、规模,可采用杆式多点位移计进行量测,并进行围岩内部应力的量测,用科学数据判断不同围岩段松动圈的大小和

不同深度的破坏程度,以此确定支护方案和支护参数。针对这种情况,系统锚杆要加长,应进入松动面不小于0.5m,超前锚杆加长的同时要加大倾斜角度,保证加固范围,固结围岩,避免小塌方引致的道塌方事故和片帮。顶部系统锚杆建议采用自进式锚杆,以减少对土质围岩的扰动。

⑾施工中发现不安全因素时,应暂停开挖,加强临时支护,以便采取适应性的工序安排。

⑵初期支护

①I类围岩初期支护形式为喷、锚、网施工支护和超前支护,全断面含仰拱喷层厚20CM,拱墙挂网并设超前小导管双液预注浆(1-4m,a拱部0.4m,边墙0.5m,φ42mm钢管),拱墙采用自进式D30系统锚杆1-3m,全断面采用3榀|2m型钢架。

②II类围岩初期支护形式见表1:

II类围岩初期支护形式表1

③富含水纯土质软弱围岩隧道的支护方法,按照新奥法原理设计,锚、网、喷支护,钢架全断面封闭,自进式注浆锚杆和双液小导管超前支护及流塑段管棚和预注浆加固,打设环向系统锚杆,挂钢筋网,喷射砼初期支护。应采取一切可利用手段保证掘进安全。

④初期支护紧跟开挖施工,快速工序施作,使围岩与锚喷支护及早共同作用,不产生松弛。

⑤支护与开挖同步施工,,分台阶支立和下落初期支护。钢架节点分3层设置,横向连接点分别位于拱脚、边墙中部及底脚,与仰拱钢架联接要及时、牢固。每台阶钢架落基点基底要密实,承载力不够及时锚杆加固,若悬空脱离,要塞填木板挤实挤紧。下台阶施工时,上台阶初期支护保护襟边部小于80CM,拉中槽时预留,机械施工严禁超挖。

⑥钢筋网挂设应在钢架临空侧,以保证与壁面足够空隙。其搭接长度不应小于10CM,与锚杆或钢架点焊要牢固。

⑦做好喷前壁面检查,清除欠挖部位及松动部位,特别是边帮胀松部位。

⑧喷设砼选用潮喷工艺,要严格按照其技术法则进行,保证拌合料质量,确保强度。喷射机压力以不大于0.2Mpa为宜,应分层喷设,以保证足够密实度,每层厚度控制在8CM以内,分层间隔时间不宜过短,与水泥品种、速凝剂掺量、施工温度、水灰比大小等有关,一般掺速凝剂情况下15min左右。喷射砼厚度应严格控制,保证设计,既不超厚以免造成二衬厚度不足,也应避免厚度不足,以防造成初期支护支撑力量消弱。

⑨超前支护严格设计参数和工艺技术法则,注意杆件数量,仰角准确,搭接长度,注浆质量等问题。以保证超前支护实施效果。

⑩充分认识初期支护质量保证对安全的重要性,要严密检验制度,确保支护设计参数和施作质量,要经常检查,及时修补空鼓、剥落部分,应急技术措施要及时跟上,彻底消除安全隐患。

(3)避车洞开挖

避车洞开挖施工一般在其位置两侧二次衬砌完成后进行,小避车洞人工风镐进行,大避车洞或会车洞应遵循正洞开挖与支护方案进行。入洞时,边缘应先弯制支立2~3榀钢架,间距宜小,不大于30CM,与正洞环向钢架焊接联牢固后再向内开挖,可分两台阶或全断面一次挖够进行,进尺仍坚持“短”的原则,锚杆支护同于正洞。应注意的是正洞掘进步预留避车洞位置,正常施作,待开挖避车洞时才割断和凿除边墙初期支护。

(4)仰拱施工

仰拱施工是软弱围岩地质隧道施工的一项重要工序,其开挖顺序、施工时机、支护形式等都要适应工程实际,以确保隧道施工安全。

①仰拱开挖认真贯彻新奥法施工“紧封闭”的原则,应紧跟掌子面进行,仰拱紧跟既可保证受力闭合成环,又可减少水平收敛及沉降幅度,当拱部及两侧边墙初期支护下落至底脚并达到设计强度即实施开挖,要快速施工,一气呵成,保证及早封闭。

②为避免底部挤压隆起,仰拱紧跟、及时填充的同时,开挖后要及时实施临时仰拱,可采用便于拆卸的钢木支撑结构,以减少水平收敛挤压当挤底较为软弱,可采用向下注浆、打设锚杆等措施。另外,预留核心土环形开挖方法也可有效的避免底部隆起。

③在开挖与灌注前,为防止边墙内移,宜加设临时型钢横梁支撑。对于单线铁路隧道,根绝跨度情况可一次挖成循环段,每循环段应控制在6m以内。若地质流塑软化严重,

应进行向下注浆和锚杆加固或喷砼进行基底加固,分段开挖,进尺宜短,2~3榀钢架范围短循环段施工。

④仰拱中间大部分土体采用机械开挖,严禁超挖,墙脚处人工风镐进行。开挖完毕护立即进行砼灌注,仰拱砼应掺适量早强剂,以便及早形成受力环。

⑤由于单线隧道断面狭窄,为解决仰拱紧跟或超前施工与开挖出碴运输相互干扰的问题,引进了我局开发的“仰拱防防干扰平台”技术,进行合理改进,减少了工序干扰,大大缩短了工序时间,应用效果良好。

⑥仰拱内型钢架或格栅钢架要及早与边墙钢架焊联或法兰连接,可采用挖槽逐根连接,避免大面积扰动地基,待一个循环段钢架连接完毕后,再进行开挖,从而确保良好受力状态。

(5)临时防排水

土质隧道一般为非钻爆作业,开挖掘进主要采取机械或人工直接开挖,洞内开挖作业受水的侵害主要为围岩渗透水、注浆作业用水、喷射砼用水、衬砌时清洗管道和模板的用水等,对于土质隧道而言,水的危害作用非常显著,因此做好防排水是保证围岩整体稳定、施工作业安全的关键。

①洞外排水。隧道进洞前应平整洞顶地表,排除积水,所有坑洼、陷穴、探坑、钻孔等,应用不透水土回填夯实。整理隧道周围的流水沟渠,必要时以圬工铺砌,防止下渗并使水流畅通。洞口边、仰坡坡顶外天沟应确保截水引流。反坡施工洞口处设置横向截水沟,以防止水倒灌入隧道,同时在洞口外设置一个积水坑,将截水沟的水引入积水坑,及时将水用水泵抽至污水处理厂,经处理合格后排放。

②临时排水与仰拱施工和铺底填充相互照应,仰拱施工完毕后要及时进行填充,两侧及早形成排水沟,上坡施工时可自行将水排出洞外,下坡时应采取反坡排水沟措施。

③未施作仰拱和填充段,可采用移动式防渗漏水槽或水管引流至排水沟内,也可于工作面挖作防渗漏集水井,统一将施工用水和围岩渗漏水泵抽至排水沟内。此段原土地基暴露,当地基软弱可铺设临时防水板或喷一层砼进行封闭,避免渗透水下渗,浸泡地基,同时避免机械车辆来回碾压扰动原地基,机械车辆通过时或铺木板、竹排,也可搭设便桥。

④如作业面涌水,采取埋设导水管进行疏导,滴水或渗透水小水流采用塞麻筋或竹片引流。渗透水严重地段,可于初期支护背后埋设透水盲管进行引流。大的涌水应采取预加固技术,进行有效的封堵和疏导。排水应一次排至临时排水系统内,避免水浸泡

土体。

⑤尽量最大可能避免施工用水对土体的侵害,清洗砼输送管道和模板的废水直接引排至排水系统,或用防渗水车运至洞外。所有输水管道必须封闭,防渗、防漏。

(6)装碴与运输

实行无轨运输方式装碴,采用短臂挖掘机或40B侧翻装载机,大型自卸车弃碴。

①根据隧道长短、断面大小、施工方法、机具设备等确定好装碴与运输方案,与

开挖掘进作业效率匹配,提高效率,优化工序衔接,缩短工作时间,减少干扰,为保证安全创造良好环境。

(进口、支口、出口工作时间)

②隧道内会车洞每200米设置一处,根据机械设备型号,会车洞尺寸2.0*12*6

米,大大提高了机械效率,基本消除了待工现象。

③洞内要照明充分,运输道路及时紧跟仰拱硬化,勤清理杂物与废水,保证道路

畅通。机械车辆启动要鸣笛,运输车辆严禁超载洞内慢速行驶,保证机械设备运转良好。

④及时通风,免除灰尘、废弃污染。

⑤严格遵守机械车辆安全操作规程,教育司机文明操作驾驶,机械回转提前疏散

施工人员,做好管、线路和其他机具材料的防护和躲避,免除机械伤害。

(7)土质隧道采用新奥法施工时,会遇到初期支护收敛变形大,围岩难于稳定的问题,在设置二次衬砌后还会出现衬砌开裂现象,根据饱和性黄土围岩特性,确定二次衬砌与开挖掌子面之间的合理距离关系到出去支护和二次衬砌的稳定。

为此应制定一套能够适合该隧道地质条件的开挖控制措施,指导隧道施工。在隧道施工中,应通过土工试验、隧道变形的现场监控量测、三维有限元仿真计算等信息化手段,对隧道的变形规律进行系统研究,获得一些有益的成果,有效地指导隧道施工,保证隧道施工安全和工程质量。

①三维有限元仿真与变形预测

施工前可采用三维数值模拟技术,进行回归分析,利用现代计算机技术,建立开挖与变形动态模型,预测各个施工阶段的隧道变形、支护结构内力等,推算最优施工参数,为及时采用相应的工程措施提供技术保证。同时还可有选择的利用量测数据采用一种基于支持向量机的隧道变形预测智能新方法对隧道开挖变形预测进行研究,以指导隧道安全施工和完善技术措施为工程提供参考依据。

软弱围岩建议加强初期支护安全储备,采用型钢钢架,发挥其攻读大、强度生效迅速的提点优势,尽量免除格栅钢架,及早变更。

(二)结构防排水系统施工技术

结构防排水系统施工主要包括软式透水盲管的布设、防水板施工、衬砌施工缝止水、排水沟等。

1、软式透水盲管的布设

根据漏水情况,分散单个漏水点采用φ50mm软式透水管盲沟,大股水采用钢管引排,大面积渗透采用大幅复合防水板引排。边墙软式透水盲管的布设按设计要求予以布设。软式透水盲管外层上不用复合防水板盖住,两侧用φ8的U形筋固定或绳结在初期支护的面上,沿初期支护每侧6m一道φ50管环向下铺设到边墙底部,接通沿墙脚处纵向设置的φ100mm软式透水盲管盲沟。盲管布设要整齐、紧凑、牢固,避免人为外斜和下弯、扭结、挤死等现象。软管之间联系采用塑料两通或三通。

2、防水板施工

为确保防水板施工质量,保证防水效果,应选用无钉铺设防水板施工技术。隧道防水要求不渗不漏,可采用悬吊法工艺无钉孔铺设防水板施工。主要工作流程为:铺设台车就位—初期支护面检查与修饰—挂设挂钉—防水板悬挂—防水板趴焊—充气检验与衬前检查--修补缺陷—合格后进入下步工序。

(1)焊接质量是防水板防水效果好坏的关键指标,应采用双焊带焊接,充气检查压力不得小于0.1mpa,环向焊缝下坡搭接上坡,尽量避免水平方向焊缝,采用时下部搭上部,并在防水板背面焊缝处加焊一道10cm宽防水板以增强防水效果。焊接部位要清理干净,无灰尘、油污等杂物,焊接时必须要展平,避免出现焊接褶皱,当初期支护面部平影响焊接质量时,可于其背后临时垫三合板,以保证焊接质量。

(2)投设U型钉可采用风锤,为避免其扎破防水板,可增设防水板角料衬垫。吊带绑扎应紧密,吊带绑扎处应尽可能使土工布还钉密贴,以保证与吊带共同均匀受力。

(3)初期支护表面整修,在铺挂防水板前,首先对初期支护严格检查,凿凸补凹,对外露钢筋及锚杆部分要烧焊摸浆找平,即达到防水板与初期支护面密贴的效果,又防止扎破防水板。

(4)由于围岩含水量大,初期支护渗漏水严重,应注意防水板后渗透水的排出,以防出现水囊造成衬砌厚度不够,或将防水板焊缝挤开,造成衬砌渗水。容易出

现的水囊部位为拱部及轨面一下两侧衬砌施工缝处,要及时排除积水,防止吊带承载力不够造成防水板塌落,同时在这些部位提前加密吊带,增强受力俺去储备。

(5)防水板铺设后,衬砌应紧跟,不要超过3天,防止防水板暴露时间过长造成吊带强度降低和增加防水板防护工作量,也不利于对初期支护的观测。

(6)灌注前二次衬砌砼一定要对防水板质量进行检查,合格后方可进行砼的灌注。要减少泵送砼对防水板的冲击,以避免造成吊带扯断和松弛量不够。灌注中严禁振动棒碰撞防水板。二次衬砌若设有钢筋,焊接时要在焊接点和防水板间加设挡板,避免烧坏防水板。二衬施工缝应与防水板焊缝错开至少1m,避免两处重叠增加防水难度。

(7)避车洞轮廓线与防水板接触处防水难度大,焊缝多,施工时应加强焊缝质量的检查,可在避车洞轮廓线与防水板接触处加设两道透水软管以利及时排水。

(8)初期支护及其背后的内部位移及压力测试导线的接出,应通过排水软管由水沟底接出,禁止在防水板上打孔洞。

3、施工缝止水条及水沟施工

衬砌施工缝止水条采用矩形膨胀型橡胶止水条,施工时采用嵌入式。水沟施工前仰拱填充完毕形成水沟底部流水槽,其上采用先浇注砼边墙方案,盖板采用预制安装。严寒地区有保温设计的按保温水沟施工,一般在进洞300米范围。

(三)二次衬砌施工

整体钢模台车是隧道衬砌实现机械化施工的重要设备,它与砼灌注设备配套使用,可大大提高作业效率,减轻工人劳动强度和提高衬砌质量。二次衬砌施工应选用整体钢模台车全断面衬砌工艺,大型拌合站生产拌合物,砼输送车运输,泵送入仓,边墙可采用插入式振动器捣固,顶部采用附着式振动器振捣。

1、钢模台车有台架、模板及液压系统三大部分组成,通过液压装置立、拆模板。台车由自动行走系统牵引,一次可完成全断面衬砌10m,平行式作业,在一段衬砌完成并达到要求强度后才能脱模,整车移至下一衬砌段。

2、根据富含水换土质围岩特性和监控量测结果把握合理的二次衬砌施工时机。对此类地质条件,二衬应紧跟,距掌子面距离应控制在50~60m,尽量缩短初期支护的暴露时间,必要时可进行跳衬。一般富含水纯土质地质条件下的初期支护7~15天即趋于稳定,二衬应在初期支护完成后15~20天内完成,最晚不超过25天。值得注意的是此类蜿蜒收敛稳定一段时间后仍可能发生一定的收敛变形,由于开挖后,土体内地

下水丰富,松动去渗透系数哦增大,地下水重新渗集,应力二次重分布,当初期支护支撑能力不能承受,甚至会发生大的突变破坏,因此在初期支护第一次趋于稳定后尽快进行二衬。

(四)施工供风、供电、供水

隧道施工供风、供电、供水的组织应科学合理、既满足施工需要,又必须节约成本,制定方案前应根据隧道工程情况进行细致的计算。

①施工用风:洞内施工用高压风,由建立在洞外的空压机风站供应。新树湾隧道

空压机风站有2台20m3风机组成,通过φ108mm无缝钢管送至洞内。

②施工用水:洞内施工用高压水,可由修建在洞口上方的高位水池的水用φ125mm 管来供应。高压水池距离洞顶的高度不小于50mm,水池的容量不小于30m3,并且要进行防渗保温处理。洞外供水路管的埋深不小于最大冻深。

③施工用电:施工现场的用电由安装在洞口的变压器供应。洞内的动力电采用380v三相电,照明用220v交流电,在衬砌台车、开挖掌子面等人工作业区采用36v 安全电压进行照明,确保施工用电的安全。为防止停电影响工程施工,应备用发电设备,确保施工的正常进行。

六、机具设备

七、劳动力组织

八、质量控制

1、建立健全质量保证体系,推行iso9000标准,进行工程全面质量管理。完善内部承包责任制,制定质量奖惩办法,将工程质量与个人利益挂钩。

2、制定创优规划,确保工程质量达到建设单位工程质量标准要求。并根据创优规划、认真组织落实各项措施。

3、在全体工作人员中,不断组织质量教育,建立工程质量终身责任制。对灌浆工艺,工序实行技术员跟班作业,指导、监督质量的实施。

4、严格执行“三检制”,严格把好材料进场关、检验关、使用关,不合格材料不准验收。

5、应用先进技术,注重“四新”技术的应用。

6、实施严格、全面的施工监测,科技创新,用数据说话,动态施工控制,动态管理。

九、安全措施

1、建立健全安全管理机构和安全工作规章制度。成立强有力的领导班子,建立健全安全保证体系,领导挂帅,全员参加,安全长负责,组织实施对该项目的安全管理,保证工程安全贯彻贯穿施工全过程。

2、加强安全生产教育,提高全员安全意识,明确技术标准、控制措施等事项。

3、根据工程特点,建立安全岗位责任制,逐级签订安全生产承包责任状,明确分工,责任到人。

4、每道工序开工前,做出详细的施工方案和实施措施,报有关部门审批。在进行技术交底的同时要进行详细的安全施工、环境保护交底。

5、抓好现场管理,搞好文明施工,经常保持现场管线整齐,加强用电管理。灯明、路平、无积水。易燃物品仓库要设专人防守,危险区要设有栏杆和标志,备齐消防器材,并能防盗。生活区、拌合站、加工厂,要符合防洪要求。

6、坚持经常和定期安全检查制度,及时发现事故隐患,赌赛事故漏洞,并结合事故的规律和季节特点,重点防范,实行奖惩制度。

7、应用先进技术,开展科技攻关与技术创新,确保软弱。复杂地质条件隧道优质、高效、安全施工。

8、做好方案论证,认真对围岩性质进行分析,明确工程地质特点,找准影响因素,制定具备针对性的技术措施,并强调抓好落实和方案的科学优化。

9、强化监测,把现场监控量测工作及数据和得出的结论与工程实际密切联系起来,使之切实起到指导施工的目的,同时依次为先决条件,做好技术优化。

10、施工前精心策划,充分领会新奥法原理,利用先进技术对围岩开挖变形情况作出指导意义的预测,做好技术措施预警方案,准备好相应的极具和材料。

水发育与否是关系到黄土质隧道能否安全施工的关键因素。与岩体相比,体强度低,变形大,自撑能力小,受水的影响强烈。典型的富含水(饱和土)纯土质隧道,土体的稳定性极差,开挖后自稳能力极弱,对开挖控制极为不利,属于铁路隧道中最软弱、

稳定性最差的不良地层,施工难度很大。

2、地层内土体具强崩解性和弱膨胀性。土体结构紧密,干时坚硬,开挖一经暴露表层土体即变松软,卸荷后有回弹松胀现象,加之水的不良作用,松动圈逐渐变大,极易造成大的塌方事故。

3、黄土具自重湿陷性,遇水后会发生严重下陷,致使突然下沉,使开挖后的围岩迅速丧失自稳能力,如支护措施不能满足其变化情况,极易造成塌方。

4、黄土溶洞与陷穴、直切冲沟等地质病害在黄土地区较为常见,极大程度影响隧道安全掘进,可能造成基础下沉、塌方冒顶、承受偏压等危险。

“富含水黄土质隧道综合施工技术”科研项目的主要研究内容是:

1、通过工程事例分析饱和性黄土地质对洞室开挖控制的影响因素,确定科学合理的施工方法和先进技术的应用,为同类地下工程施工提供技术参考。

2、对围岩物理力学性质进行测试,掌握实际土体的真实状态。

3、根据力学性质试验结果建立实际土体的力学模型。

4、采用数值仿真技术模拟整个隧道的施工过程,预测各个施工阶段的隧道变形、支护结构内力等,为及时采取相应的工程措施提供技术保证。

5、在隧道施工的同时,进行大量的监控量测,包括内控收敛变形、隧道拱顶下沉、围岩内部位移、初期支护和二次衬砌压力、支护内力等,以掌握围岩位移和支护变形的动态,指导合理安排工序,及时修改支护参数,为严重危及施工安全时分析原因、采取相应措施和施工决策提供依据,确保工程的安全性、经济性,同时了解围岩压力的基本特征以及初期支护的作用效果,为今后类似工程积累设计和施工技术依据。

项目研究的目标是:掌握隧道土体变形破坏的基本规律,寻求适合富水土质隧道的合理开挖方式、开挖顺序和支护形式,保证隧道施工安全,同时为富水土质隧道的修建积累经验。

通过课题组全体成员的艰苦科研实践,终于圆满完成了任务,达到了既定目标。

研究成果及其创新点主要体现在:

1、确定了以正三台阶为基本开挖方法的掘进方案,通过预留核心土、仰拱紧跟、施工用水控制及三位数值模拟计算、适当加大预留沉降量等技术措施,并实施了开挖控制量测技术研究很好的指导了施工,基本摸索出了黄土的变形特征,成功的在湿陷性黄土中应用了锚喷支护技术,并根据其蠕变特性合理地把握住了初期支护、二次衬砌等施工时机,从而保证了隧道掘进安全,总结出了富含水软土隧道安全、快速、经济的施工方法。

2、通过新奥法施工的先进量测技术在该隧施工中的应用和回归分析计算,摸索和总结了富水黄土质洞室开挖的围岩变形、内部应力应变的基本变化规律,利用现代计算机技术建立了此类围岩开挖变形动态模拟模型,同时提出了一种基于支持向量机的隧道变形预测智能新方法对隧道开挖变形预测进行应用研究,很好的指导了隧道安全施工和技术措施的科学完善,也为工程设计提供了参考依据。由此所取得出的结论和认识大大丰富了国内同类围岩隧道技术资料积累和一定的理论水平进步,同时拓宽了该类隧道设计和施工的思路。

3、施工中应用了大量先进技术,如管棚技术和双液小导管超前支护技术、土层锚杆施工技术、悬吊法无钉孔铺设防水板技术、仰拱防干扰平台技术、潮(干)喷施工工艺、整体钢模台车衬砌工艺、新奥法施工量测新技术等等,这些先进技术在富含水(饱和土)黄土质隧道施工中得到了成功应用,确保施工安全效果显著,为类似工程方案选择提供了可靠依据。

4、在富含水黄土质隧道施工中成功应用了新奥法原理,丰富了黄土隧道施工技术。

第一章黄土质隧道施工技术现况

第一节国内外技术现状及说明

我国西北地区分布着大范围的黄土层,与岩体相比,土体不仅强度低,变形大,自撑能力小,工程性质差,而且受水的影响特别强烈,干的老黄土十分坚硬,一旦被水浸泡,达到饱和状态,其强度大大降低,因此在土体中修建隧道常常会发生塌方、漏水等事故,施工难度远远大于岩石隧道。

到目前为止,我国已经在土体中建成了许多隧道,包括铁路隧道、公路隧道、引水隧道等,在施工中遇到的问题很多,施工的难易程度主要取决于土体的性质和地下水的分布。比如西延线的九燕山隧道、洪市沟1#、2#隧道是在第三系砂粘土和

部分现代冲、洪积的更新世粘土(Q

1和Q

2

黄土)中修建的,土体具有膨胀性,对隧

道的防水和支护造成了相当大的困难。宝中线有8座隧道位于第三系砂粘土中,多

采用上导坑先拱后墙法施工,下部断面采用拉中槽施工,施工中均发现有裂隙水存在,有水部位在导坑开挖,尤其是拱部扩大时,均发生了大小不等的塌方,已成拱地段,有的拱腰出现裂缝,部分裂缝出现错台,严重处有斜裂,裂缝并有延伸和发

展的趋势。西兰公路太峪隧道跨度13m,在中更新统(Q

2

)老黄土中开挖,土质坚硬致密,无湿陷性,强度高,稳定性好,先拱后墙分部开挖,工程进展顺利。神延线北段的沙哈拉峁隧道也是在老黄土中开挖,由于进口段地处风积砂地段,地层自稳能力较差,采用水平旋喷预支护直接进洞的方法,取得了成功。

与岩体相比,土体强度低,变形大,自撑能力小,受水的影响强烈。因此,在土体中修建隧道经常会发生塌方事故。新松树湾隧道位于粘质黄土和砂粘土中,前者具有Ⅱ级自重湿陷性,后者表现为强崩解性和弱膨胀性,含水量大,饱和度即近100%,与其他土质隧道相比,不仅土体天然含水量大,且上层滞水及裂隙水和囊状水等地下水丰富,同时土体具有强崩解性,遇水强度迅速降低,土体稳定性极差,

该隧施工难度远大于国内外其他隧道。

第二节特殊地质及不良地质现象分析

黄土地质属于典型的特殊地质及不良地质,它对隧道施工的主要影响因素主要

存在以下几个方面:

1、地下水及黄土节理。水发育与否是关系到黄土质隧道能否安全施工的关键因素。与岩石相比,土体强度低,变形大,自撑能力小,含水量或水的侵蚀对其力学性质的影响非常显著。干的老黄土十分坚硬,整体承载能力较高,但被水浸泡,

达到饱和状态后,呈软塑甚至流塑状,强度大大降低。该隧穿过地层为砂粘土(Q

1~

),土层除上部薄层含水量较少,为半干硬状态外,其下多为可塑状,并富含裂隙2

水。局部含砂层或裂隙发育,地下含水量丰富,开挖面常带“汗露”现象,土体内节理发达,呈X型,不规则分布,成对出现,并有一定的延续性。在水的作用下,土体开挖后会迅速崩解,强度骤然降低,围岩自稳能力极大消减。由于黄土的崩解性、湿陷性和弱膨胀性,隧道开挖后土体容易顺着节理胀松或剪断,出现片帮和顶部小塌方,施工处理不当甚至引起较大的坍塌。另外,土体渗透性较好,逢雨季和春季解冻消融时期,工作面多出现塑性溜滑,技术预防措施不及时,就有可能酿成大的安全事故。

2、地层内土体具强崩解性和弱膨胀性。土体结构紧密,干时坚硬,开挖一经暴露表层土体即变松软,卸荷后有回弹松胀现象,加之水的不良作用,松动圈逐渐变大,极易造成大的塌方事故。

3、黄土具自重湿陷性,遇水后会发生严重下陷,致使突然下沉,使开挖后的围岩迅速丧失自稳能力,如支护措施不能满足其变化情况,极易造成塌方。

4、土体内富含有机质和盐碱成份,地表普遍有白色盐碱霜,根据既有松松湾隧道渗漏水洞壁上留下白色盐碱的痕迹,使砼变得松软,可用手扳掉,可见其对普

通硅酸盐水泥具有很强侵蚀性。因此做好隧道的防排水至关重要,对砼要采取防腐蚀措施,同时防水效果的好坏也是电气化铁路隧道运营安全的重要保障(特别是严寒地区)。

5、黄土溶洞与陷穴、直切冲沟等地质病害在黄土地区较为常见,极大程度影响隧道安全掘进,可能造成基础下沉、塌方冒顶、承受偏压等危险。隧道在较长范围内沿冲沟或源边平行走向,或与其他地下空腔结构临近,容易造成覆盖层较薄或偏压,从而发生较大塌方和滑坡事故。新松树湾隧道与既有隧相距30~50m,进口端位于两深冲沟相夹交汇地带,两沟边坡密布泉眼,常年渗水,呈泥状。沿隧大致纵向左上部有一深沟,山梁上部地表陷穴与人为井窖密布,松树湾村现有水井30余个,大多数水井的水深0.3~0.5m,水位高程位于拱顶40~60m,基本位于隧道正上方。

6、洞内排水不良,运输道路泥泞,人为水浸或透涌水不能得到妥善处理,将给施工效率和隧底施工带来很大困难,底脚泡软,极易发生较大收敛,甚至形成事故。

高速公路隧道施工方案及步骤

高速公路隧道施工方案及步骤 按新奥法组织施工,左右洞身分别从两头掘进,无轨运输施工。Ⅲ类围岩采用小导管注浆及超前锚杆加固围岩,开挖采用台阶法,人工配合台车钻眼;Ⅳ类围岩开挖采用全断面法,台车钻眼。洞身衬砌砼采用集中拌合,砼运输车运输,砼输送泵配合液压衬砌台车施工。 一、掘进施工方案: 为防止左右洞在同一断面同时开挖,对两隧道之间围岩产生较大的影响,采用右洞从进口 主攻、左洞从出口主攻的方法开挖。 开挖采用钻爆法施工,采用光面爆破技术开挖。进出口主要各配备1台凿岩台车钻眼,1台挖掘机配合1台侧卸式装载机装碴。6台15T自卸汽车出碴。 Ⅲ类围岩采用短台阶法,台阶长度10-15m;Ⅳ类围岩采用全断面法施工。 二、初期支护施工方案: 洞口Ⅲ类围岩(S2)采用超前小导管(注浆)及超前砂浆锚杆(S3)、钢筋网喷射砼、钢拱架支护,Ⅳ类围岩采用组合锚杆、喷射钢纤维砼支护。 支护施工顺序为:超前支护(超前小导管、超前砂浆锚杆)开挖初喷锚杆、钢筋网、钢拱架复喷至设计厚度。超前支护在开挖之前施工,初期支护紧跟开挖施工。 超前砂浆锚杆采用钻机钻孔,采用高压注浆泵注浆,喷射砼采用湿喷机按湿喷工艺施作。 施工中应认真落实超前地质预报和监控量测工作,确保隧道施工不出现坍塌事故。 三、隧道衬砌施工方案: 二次衬砌施作时间根据监控量测数据确定,Ⅲ类围岩地段隧道衬砌适当紧跟初期支护,仰拱和回填应在二次衬砌之前进行;Ⅳ类围岩二次衬砌可适当滞后,在初期支护基本稳定后施作。 衬砌前按设计要求施工防水层和塑料盲管。防水层和塑料盲管采用自制作业台车施工,防 水层采用无钉铺设工艺,用热焊焊接固定。 洞内衬砌采用穿行式液压衬砌台车全断面施工,隧道进、出口端各配1台台车,考虑隧道处于曲线上的因素,选用长度为9m的台车。紧急停靠带的衬砌砼待全隧衬砌完成后,在台车钢模内加设活动的、带弧形的3015钢模板,并用特制的梳型模加固和调整尺寸,行人、行车横洞及其它预留洞室采用特制台架施工。砼采用S8(C25)防水砼,砼搅拌运输车运输(200m 以上),输送泵泵送砼灌注入模,拌合站集中拌制。 四、施工辅助设施方案: 1、施工用电: 隧道用电利用洞口安装的变压器供电。洞内利用电缆线接至工作面后使用,动力电采用 400V/380V,照明采用安全变压器(36V)供电。 2、施工用风: 在进出口洞口各设40m3供风站一个,供洞内开挖、支护、通风用风。 3、施工通风: 本隧道从两头掘进,单头掘进长度约714~825m,经分析计算,决定本隧道施工通风采用管道压入式通风方式,风管采用维尼龙布基风管,管径采用φ1000mm,进口右洞和出口左洞洞口各配置1台容量不小于1000 m3/min的轴流式通风机。

黄土隧道施工工艺工法范文

黄土隧道施工工艺工法 为了预防在黄土中开挖隧道的大变形和坍塌问题,采用台阶分布开挖法(又称环形开挖留核心土法),结合喷射砼及时封闭开挖面,用超前管棚支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布,实施短开挖,快循环来减少对土体的扰动,是目前黄土隧道施工的较完整的方法。 1.施工方法及工艺要点 1.1根据工地实际情况,设计并施打超前管棚。钢管真径一般为ф60 mm,长4.5m,间距30cm,外插角20,首尾相接长度不少于1.5m。钢管内充填20号砼或者水泥砂浆。 1.2上半断面人工用风镐及电铲掏槽。掏槽宽度约1m,纵向掏槽深度每次约0.8m。 1.3开挖后立即射砼封闭断面。喷射4cm厚的20号砼,封闭开挖断面,以免孔隙水从断面处渗出,而使土体失稳。 1.4架钢拱及挂网。钢拱规格为Ⅰ20a,按设计断面计算用量。拱架之间的间距依每次开挖长度约为0.8m,每榀钢拱纵向用ф20钢筋连接,钢筋间距1.2m。管棚尾端焊接于拱架腹部,以增强共同支护作用。ф8钢筋网格间距为20cm×20cm。 1.5喷射砼填充钢拱间空隙。拱架与开挖轮廓之间的所有间隙用20号砼喷射充填密实,先喷拱架与轮廓之间空隙,再喷拱架,然后再喷拱架之间,直至喷到规定的厚度。 1.6按上述1-5的方式开挖5m左右后,开挖支撑掌子面的核心土支持部分。

1.7在上半断面初期支护稳定的条件下,开始开挖下半断面:首先通过在上半断面的钢拱的拱脚打注浆锚杆,以防止拱架及围岩变形与下沉。钻进后进行注浆,两侧以等间距各打5根锚杆。经过做试验,这样的锚杆与黄土结合后,抗拨力可达8t以上。 1.8开挖出碴完成后立即喷射砼封闭围岩,然后架钢拱支撑和挂网,经分层喷射砼直到设计厚度。再铺设土工布防水板,做二次衬砌。

黄土隧道施工要点

黄土地区隧道施工功法 土木工程学院 土木0901班 黄松 学号090210127

黄土地区隧道施工功法 黄土隧道概述。黄土是第四系堆积的大陆沉积物,是半干旱气候条件下形成的并有针状孔隙、垂直节理的特殊土。《铁路工程地质技术规范》(TBJ12-85) 将黄土划分为黄土和黄土质土两大类。按形成时代和结合工程建设的特点,又将黄土分为老黄土和新黄土、非湿陷黄土和湿陷黄土等。施工大断面黄土隧道时,由于黄土本身土体强度低、开挖过程中地层失去平衡内应力重新分布、施工振动、施工工艺不当等因素等影响,都会引起隧道围岩下沉、大变形或坍塌等严重后果,给隧道施工质量、安全控制提出了更高的要求。 根据隧道出口段实际黄土的地质情况及土层特性,为了预防在开挖过程中隧道的大变形和坍塌问题,采用台阶分布开挖法(又称环形开挖留核心土法),结合喷射砼及时封闭开挖面,用超前管棚(锚杆)支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布,实施短开挖,快循环来减少对土体的扰动,并结合本隧道复合式衬砌设计情况及相应规范要求,参照我公司近年类似工程施工经验,特将施工过程的控制要点汇编如下,望各队、管理组严格遵照执行,确保庆兴隧道安全、优质、高效地施工。 施工方案的选定。应兴隧道按新奥法组织施工,严格遵循“超前探、管超前、短进尺、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则。用先进量测技术取得围岩状态参数,通过对信息、数据的综合分析和处理,判定地质变化,反馈于设计和施工,实行动态管理信息化施工。根据情况,明洞及洞口部分可采用挖掘机开挖,人工配合修边;下穿公路浅埋段采用大管棚法超前支护、公路面铺设厚钢板后,按交叉中隔壁(CRD)开挖法施工;洞内Ⅴ级黄土围岩采用预留核心土短台阶七部开挖法施工;Ⅳ级黄土围岩采用预留核心土台阶开挖法;斜井采用预留核心土短进尺全断面法;洞身开挖均采用人工配合挖掘机实施,出碴采用侧卸式装载机配合挖掘机装碴,自卸汽车运输;衬砌采用整体液压衬砌台车,砼由自动计量拌合站拌合,运输罐车运输,输送泵泵送入模灌筑,二次衬砌全断面一次施作。 隧道施工应严格按照工程部下发的施工方案、作业指导书、技术交底等技术文件内容规定,初期支护应紧跟开挖面及时施作,尽快封闭。 洞口工程施工前,应先检查边、仰坡以上的山坡稳定情况,清除悬石或土体。

隧道洞身开挖施工方案

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 目录 一、编制依据及编制原则 (2) 二、工程概况 (3) 三、施工工艺及方法 (4) 四、质量验收及控制标准 (8) 五、设备配备 (8) 六、劳动力组织 (9) 七、质量保证措施 (9) 八、安全保证措施 (10) 九、环境保护措施 (11)

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一、编制依据及编制原则 (一)、编制依据 1、《贵州省沿河至榕江高速公路沿河至德江段两阶段施工图设计》第一合同段; 2、现场踏勘、施工调查所获得的资料和信息; 3、我公司多年积累的类似施工经验; 4、《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009); 5、当地水文、气象及本标段的地质资料; 6、《公路工程技术标准》(JTGD60-2004); 7、交通部《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004); 8、《公路工程施工安全技术规程》(JTJ 067-95); 9、《公路隧道施工技术细则》(JTJ/T F60-2009); (二)、编制原则 1、遵循合同文件标准条款的原则,积极响应合同文件的各项条款,严格执行合同文件的规定,标准统一,格式规范; 2、遵循设计文件,规范和质量验收标准的原则,在编写主要工程项目施工方法和技术措施中,严格按设计标准、现行规范和质量验

隧道洞身开挖施工工艺标准

隧道洞身开挖施工工艺 本标段隧道根据地质情况洞门、明洞段采用明挖法。暗挖段按新奥法原理组织施工,施工方法根据工程地质和水文地质条件,开挖断面大小、衬砌类型、埋深、隧道长度、工期要求及环境制约等因素综合研究确定。 本标段隧道为双线隧道,正洞洞身段U级围岩采用全断面法,川级围岩采用台阶法施工,W级围岩采用三台阶法施工(土质地段采用三台阶临时仰拱法),V级围岩深埋地段采用三台阶临时横撑(临时仰拱)法施工,V级围岩土质地层、断层破碎带、偏压带、浅埋段采用三台阶临时仰拱法施工。 施工时加强地质超前预报,提前采取各项开挖方法和支护措施。U、川级围岩开挖采用光面爆破,W、V级围岩开挖采用预裂爆破法或光面爆破,人工配合机械开挖,严格控制超欠挖。 1、全断面法施工 全断面法利用多功能作业台车配合手持风钻钻孔,楔形掏槽,塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆,应用光面爆破技术。全断面开挖法施工流程示意图见下图: 施工步骤:1—全断面开挖 2 —初期支护3 —全断面二次衬砌 全断面法施工示意图 2、台阶法施工 台阶法(或加临时仰拱)开挖采用多功能作业台车配合风钻钻眼,塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆。上台阶由挖掘机扒碴,下台阶用装载机装碴,出碴采用无轨运输,装载机装碴,自卸车运碴;隧道开挖后及时施作初期支护,仰拱施工紧跟。 台阶法(或加临时仰拱)施工示意见下页图

台阶法施工工序横断面 台阶法(或加临时仰拱)施工工序示意图 施工工序: 1) 弱爆破开挖①部;施作①部周边的初期支护:初喷混凝土,铺钢筋网, 架立钢架(设 锁脚锚杆),钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度;施作下一循 环超前支护(仅用于有超前支护情况); 2) 架设①底部临时横撑(此步仅适用于台阶法加临时横撑); 3) 弱爆破开挖②部;施作边墙初期支护:初喷混凝土,铺钢筋网,架立钢 架(设锁脚锚 管或锚杆),钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度; 4) 弱爆破开挖③部;施作隧底喷混凝土(仅适用于仰拱底部设计有喷混凝 土时),必要 时在墙脚处设置临时横撑(图中未示)。 3、三台阶法施工 施工顺序:超前支护—上台阶开挖—上台阶初期支护—中台阶开挖—中台 阶初期支护—下台阶开挖—下台阶初期支护—仰拱开挖—仰拱、填充—拱墙衬 砌。 开挖方法:岩石地段采用多功能作业台架风动凿岩机钻眼;黄土地段采用 人工辅以铣挖设备开挖,必要时风钻钻孔弱爆破。施工时先开挖上台阶,待开 挖达到一定长度后再开挖中台阶及下台阶,形成上中下三个台阶同时并进施 工,及时进行支护,封闭成环。 施工步序见下页“三台阶法施工工序示意图” 「■— VI I18临时横撑 (必要时设 锁脚锚管 隧 道 中 线 (必要时设置) =一寸| 锁脚锚管 2 -2 Vl IV ■- ■ 型钢钢架或格栅钢架 VI 锁脚锚管 锁脚锚管 118临时横撑

隧道施工工序和步骤

隧道用电利用洞口安装的变压器供电。洞内利用电缆线接至工作面后使用,动力电采用400V/380V, 照明采用安全变压器(36V)供电。 2、施工用风: 在进出口洞口各设40m3供风站一个,供洞内开挖、支护、通风用风。 3、施工通风: 本隧道从两头掘进,单头掘进长度约714~825m,经分析计算,决定本隧道施工通风采用管道压入式通风方式,风管采用维尼龙布基风管,管径采用φ1000mm,进口右洞和出口左洞洞口各配置1台容量 不小于1000 m3/min的轴流式通风机。 4、施工排水: 本隧道的上坡施工段,施工排水采用两侧挖排水沟、自然排水的方法排水;下坡施工段,施工排水采用挖集水井汇水、抽水机接力抽水、单侧挖排水沟的方法排水在隧道。隧道洞口外设置污水处理、沉淀 池,施工废水经污水处理达到有关标准后方可排放,以保证环境不被污染。 5、弃碴: 弃碴部分用作路基填筑,其余弃于指定碴场,碴场严格按照设计施工弃碴防护,达到设计及环保要 求。 4.5.2.施工方法、施工工艺及技术措施 五、施工控制测量: 进场后首先根据设计单位的桩点采用GPS系统对本标段中线及水准基点进行贯通测量、复核确认,并在洞口布设导线控制网。洞身控制测量采用主副闭合导线网控制,每进尺每100m复核测量一次,并引 入导线网。 六、洞口施工方法: 洞口施工前,先期施工山坡上的截水沟,然后进行洞口段的开挖。洞口开挖从上到下进行,且边开挖边防护,同时做好施工用水和雨水的排放,防止其软化边坡。洞口加固采用锚、网喷射砼封闭边、仰坡坡面。锚杆采用20MnSiΦ22砂浆锚杆,L=4m,间距1.0m,梅花形布置。钢筋网采用金属扩张网,网格 间距0.3×0.3m,喷射砼厚度10cm。 洞口施工分两步,第一步以明洞开挖宽度为标准,纵向拉槽进入明洞范围,当工作面可以挂齿进洞时即停止开挖,施作拱部超前超前小导管,然后进行明洞施作。明洞完成后,洞身上半断面环形进洞,当半断面掘进10-15m后,停止半断面掘进。第二步,返回从零开挖处开挖下部土石方,并将初期支护成环 以确保洞口稳定。 七、明洞施工(S1型): 1、分段施工开挖外侧边墙,浇注边墙C15片石混凝土,回填夯实外侧碎石土。分段原则:明洞长 5m、10m的分一段、长20m的分为两个10m段、长25m的分为两个12.5m段。 2、开挖上部土石方,对边坡进行支护,浇注拱部衬砌,施作拱部防水层,砌筑M7.5浆砌片石护拱, 夯填拱部回填碎石土。 3、暗挖下部土石方,跳槽马口施作内边墙衬砌。

黄土隧道施工工法

关于黄土地区隧道施工的工法 大断面黄土隧道三台阶七步开挖法施工工艺工法 1 前言 1.1工艺工法概况 1995年7月26日,开挖面积达265m2的德国最大的高速公路三车道隧道—恩格贝格山底公路隧道开始采用拱部、台阶和仰拱三层七部暗挖—复合衬砌技术。1997年日本在修建神户鸣门线舞子隧道过程中,采用TBM、SlitDrill法与四(六)部中壁NATM机械开挖,三车道和停车带(四车道)开挖面积为148.33~186.51m2。在国内,2005年至2008年间,弧形导坑三台阶七步开挖施工工艺在黄土隧道Ⅳ级围岩地段得以成功的运用。隧道开挖宽度15.2m,开挖高度13.18m,开挖面积163.08㎡,弧形导坑三台阶七步开挖法是指在隧道开挖过程中,分三个台阶七个步骤,以前后七步相互错开同时开挖,然后分部同时支护,形成支护整体,缩短作业循环时间,逐步向纵深推进的作业方法,形成开挖及施作初期支护,混凝土仰拱紧跟下台阶及时施作构成稳固的初期支护体系。 1.2工艺原理 大断面黄土隧道施工按照“新奥法”原理,遵循“早预报、管超前、非爆破、短开挖、少扰动、严治水、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则稳步前进。开挖后立即进行初期支护,保证在最短时间封闭围岩,及时完成仰拱,使型钢成环,根据量测数据确定最佳二衬施工时间,尽早完成二衬施工。 2 工艺工法特点 2.1根据黄土隧道的断面尺寸、埋深和黄土的含水量等特性,并结合目前国内施工机械设备实际情况,经过不同步长工况下监控量测数据对比分析,形成了大断面黄土隧道弧形导坑三台阶七步开挖工法的各个步距要求。 2.2初期支护由钢拱架、钢筋网片、锚杆、锁脚锚管、超前小导管、喷射微纤维混凝土等组成。

隧道开挖施工方法及施工要点讲解

隧道开挖施工方法及施工要点讲解 1、全断面开挖法 全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形,然后修建衬砌的施工方法。 适用条件: (1)I~IV级围岩,在用于Ⅳ级围岩时,围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内,保持其自身稳定的条件。 (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。 (3)隧道长度或施工区段长度不宜太短,根据经验一般不应小于lkm,否则采用大型机械化施工,其经济性较差。隧道机械化施工,有三条主要作业线,见表 施工特点: (1)开挖断面与作业空间大、干扰小; (2)有条件充分使用机械,减少人力; (3)工序少,便于施工组织与管理,改善劳动条件; (4)开挖一次成形,对围岩扰动少,有利于围岩稳定。 施工工序流程图:隧道全断面开挖施工工序流程见图1-1

施工要点: (1)配备钻爆台车或多功能台架及高效率装运机械设备,由于开挖断面大,围岩相对稳定性降低,且每循环相对工作量较大,要求具有较强的开挖、出碴和相应的支护能力。 各工序使用的机械设备务求配套。以缩短循环作业时间,合理采用平行交叉作业工序,提高施工进度。 (2)利用深孔爆破增加循环进尺,控制周边眼间距及角度改善光面爆破效果,减少超欠挖。 (3)及时施做初期支护,摸清开挖面前方地质情况,及时准备好应急措施,围岩条件变化时及时调整施工方法,以确保施工安全。 (4)有条件时采用导洞超前的开挖方法,合理组织施工保证隧道施工安全。 (5)二次衬砌及时施作,Ⅰ~Ⅱ级围岩二次衬砌距掌子面距离≤200m,Ⅲ级围岩≤80m。 (6)在软弱破碎围岩中使用全断面开挖时,应加强辅助施工方法设计与检查,加强动态量测与监控。 施工图片:

黄土隧道施工专项方案

目录

黄土隧道施工专项施工方案 1.工程概况 工程概况 新建隧道延长米/5座,占管段长度的%,前岭隧道长1807m,是管段内控制性工程; 工程地质条件 1)地层岩 地表为厚度不等的Q1~3的黄土质土,硬塑,局部可见成层分布的姜石。本段下伏为E泥质粉砂岩及含砾砂岩,其下为Z细晶白云岩,细晶~中晶结构,薄~中厚层,夹有燧石条带,产状较为稳定。 2)地质构造 测区位于华北地台南缘,具有典型的地台双层结构:结晶基底和盖层。基底岩浆活动频繁,变质变形强烈复杂。由于盖层厚度差异较大,该段隧道仍有穿过基底地层及其构造带的可能。 3)地震动参数 地震动峰值加速度为,地震动反应谱周期。 4)不良地质及特殊岩土 黄土遇水易湿陷,该段表层饱和砂质黄土,可能会液化。 工程水文条件 1).地表水 本工区范围属黄河流域洛河水系,洛河为黄河一级支流,发源于陕西省洛南县,呈西东流向,经洛南、卢氏、洛宁、宜阳、偃师等在偃师槐庙村与伊河相会,形成伊洛河,后经巩义市神堤村汇入黄河,总流域面积18881km2,干流长,河道平均比降%。洛河卢氏县境内长113km,控制流域面积2425km2,主河床平均比降%,本工区跨越的主要河流有洛河、范里河、文峪河等。 区域内河谷的特点是落差大,水流急,弯曲度大,峡谷河段长,支流多,水量分布不均,且随季节性变化很大。经调查,旱季沟谷多水流小甚至断流,洪水季节水量大,甚至出现山洪,据当地老百姓讲,洪水期豫西大峡谷水面将高于地面2m以上。 2).地下水 地下水类型主要为第四系孔隙水及基岩裂隙水,按其赋存空间及区内地层岩性及构造可分为:可溶岩岩溶水、基岩裂隙水(含风化裂隙水和构造裂隙水)等类型,各地下水类型的主要特征详述如下: (1)岩溶水 分布于隧道可溶岩段,赋存于裂隙、溶隙及溶洞中,由于地层主要为白云石大理岩,岩溶裂隙及溶洞弱发育,岩溶裂隙连通性稍差,岩溶水整体水量不大。 (2)风化裂隙水 主要赋存于强风化的基岩裂隙中,岩体受风化影响而破碎,透水性较强,含水较均一,水量总体较小,一般风化裂隙水在地表0~30m深较发育,出口附近花岗岩埋深较浅段地层内的裂隙水对隧道工程影响较大。(3)构造裂隙水 赋存于构造破碎带之中,主要分布于沿线的断层带附近及深部地区,随着深度的增加,裂隙的张开程度及连通性逐步减弱,其含水性随之逐步降低,其含水性具有随深度的增加而减弱的特点。深部主要为沿着部分张开构造裂隙或断层带脉状裂隙水。 编制依据 (1)《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB 10417-2003;

隧道台阶法开挖施工方案

xx高速公路二期工程 隧道台阶法开挖施工方案 中交路桥北方工程有限公司 xx高速xx标项目经理部 xx年xx月xx日

目录 一、编制依据 (3) 二、工程概况 (3) 三、施工方案 (3) 四、施工质量要求标准 (9) 五、机械设备及人员配备 (10) 六、质量、安全、环保和职业健康保证措施 (10) 七、施工进度计划及保证措施 (13) 附图 (15)

一、编制依据 1.1、xx高速公路二期工程xx合同段两阶段施工图设计图纸,总监办下发的文件和要求。 1.2、《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94) 1.3、《公路工程施工安全技术规范》(JTJ076-95) 1.4、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004) 1.5、《公路工程国内招标文件范本》(2003年版)。 1.6、现场踏勘及调查了解的施工环境、条件等。 1.7、xx省高速公路《隧道施工标准化指南(试行)》。 二、工程概况 xx隧道位于xx境内,为双向六车道分离式隧道。隧道洞身位于平曲线上,左洞位于R=1120米曲线上,右洞位于R=1110米曲线上。左右洞均部分洞身位于超高段,左洞横坡为4%~2%,右洞横坡为-4%~2%。左洞进口桩号为ZKxx+xxx,左洞出口桩号为ZKxx+xxx,长x米,纵坡采用-1.563%、+0.563%;右洞进口桩号为YKxx+xxx,右洞出口桩号为YKxx+xxx,长x米,纵坡采用-1.555%、+0.577%。 隧道建筑界限:行车道宽度为3×3.75m,左侧向宽度为0.5m,右宽度为1.0m,左侧设检修道宽0.75m,右侧设检修道宽1.0m,净高5m。 本隧道围岩整体性较好的Ⅲ级围岩采用正台阶法光面爆破的方法掘进。 三、施工方案 开挖支护按新奥法原理组织施工。开挖施工采用YZ28型气腿式凿岩机配合自制开挖台车钻爆开挖。 1、施工准备 1.1、导线控制点、水平基点已布设,轴线放样和标高测量满足施工要求。 1.2、围岩周边收敛仪、精密水准仪等监控量测仪器齐全,洞口监控量测点已布设,量测数据反馈信息满足开挖正常作业要求。 1.3、钻孔台车、出渣运输车辆等各项机械设备性能良好可靠,可满足施工需要。 1.4、供电、供水、供风及排水等辅助作业能满足施工需要。

黄土地段隧道施工技术

黄土地段隧道施工技术 黄土在我国分布较广。黄河中游的河南西部、山西南部、陕西和甘肃的大部分地区为我国黄土和湿陷性黄土的主要分布区。这些地区的黄土分布厚度大、地层全而连续,发育亦较典型。其他地区如河北、山东、内蒙和东北各地以及青海、新疆等地亦有所分布。 一、黄土分类及其对隧道施工的影响 黄土是在干燥气候条件下形成的一种具有褐黄、灰黄或黄褐等颜色,并有针状大孔、垂直节理发育的特殊性土。 黄土按其形成的年代可分为,形成于下更新世Q1 的午城黄土和中更新世Q2的离石黄土,称为老黄土。普遍覆盖在上述黄土上部及河谷阶地地带上更新世Q3的马兰黄土及全新世Q’4下部的次生黄土,称之为新黄土。此外,还有新近堆积黄土,为Q4的最新堆积物,多为近几十年至近几百年形成的。 根据其物理性质不同,按塑性指数(Ip)的大小可分为,黄土质粘砂土(1<Ip≤7),黄土质砂粘土(7<Ip≤17)及黄土质粘土(17<Ip)。 黄土地层对隧道施工的影响主要是: (1)黄土节理:在红棕色或深褐色的古土壤黄土层,常具有各方向的构造节理,有的原生节理呈X型,成对出现,并有一定延续性。在隧道开挖时,土体容易顺着节理张松或剪断。如果这种地层位于坑道顶部,则极

易产生“塌顶”。如果位于侧壁,则普遍出现侧壁掉土,若施工时处理不当,常会引起较大的坍塌。 (2)黄土冲沟地段:隧道在黄土冲沟或塬边地段施工时,当隧道在较长的范围内沿着冲沟或塬边平行走向,而覆盖较薄或偏压很大的情况下,容易发生较大的坍塌或滑坡现象。 (3)黄土溶洞与陷穴:黄土溶洞与陷穴,是黄土地区经常见到的不良地质现象,隧道若修建在其上方,则有基础下沉的危害。隧道若修建在其下方,常有发生冒顶的危险。隧道若修建在其邻侧,则有可能承受偏压。 (4)水对黄土隧道施工的影响;在含有地下水的黄土层中修建隧道,由于黄土在干燥时很坚固,承压力也较高,施工可顺利进行。当其受水浸湿后,呈不同程度的湿陷性,会突然发生下沉现象,使开挖后的围岩迅速丧失自稳能力,如果支护措施满足不了变化后的情况,极容易造成坍塌。 施工中洞内排水不良,洞内道路会形成泥泞难行,不论是无轨还是有轨运输都会给道路的维护、机械的使用与保养、隧道的铺底或仰拱施工作业等方面带来很大的困难。 二、黄土隧道的施工方法 (1)黄土隧道施工,应做好黄土中构造节理的产状与分布状况的调查。对因构造节理切割而形成的不稳定部位,在施工时加强支护措施,防止坍塌,以策安全施工。 (2)施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤

黄土隧道施工组织设计建筑组织设计施工项目方案建筑方案

黄土隧道施工 为了预防在黄土中开挖隧道的大变形和坍塌问题,采用台阶分布开挖法(又称环形开挖留核心土法),结合喷射砼及时封闭开挖面,用超前管棚支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布,实施短开挖,快循环来减少对土体的扰动,是目前黄土隧道施工的较完整的方法。 1.施工方法及工艺要点 1.1根据工地实际情况,设计并施打超前管棚。钢管真径一般为ф60 mm,长4.5m,间距30cm,外插角20,首尾相接长度不少于1.5m。钢管内充填20号砼或者水泥砂浆。 1.2上半断面人工用风镐及电铲掏槽。掏槽宽度约1m,纵向掏槽深度每次约0.8m。 1.3开挖后立即射砼封闭断面。喷射4cm厚的20号砼,封闭开挖断面,以免孔隙水从断面处渗出,而使土体失稳。 1.4架钢拱及挂网。钢拱规格为Ⅰ20a,按设计断面计算用量。拱架之间的间距依每次开挖长度约为0.8m,每榀钢拱纵向用ф20钢筋连接,钢筋间距1.2m 。管棚尾端焊接于拱架腹部,以增强共同支护作用。ф8钢筋网格间距为20cm×20cm。 1.5喷射砼填充钢拱间空隙。拱架与开挖轮廓之间的所有间隙用20号砼喷射充填密实,先喷拱架与轮廓之间空隙,再喷拱架,然后再喷拱架之间,直至喷到规定的厚度。 1.6按上述1-5的方式开挖5m左右后,开挖支撑掌子面的核心土支持部分。 1.7在上半断面初期支护稳定的条件下,开始开挖下半断面:首先通过在上

半断面的钢拱的拱脚打注浆锚杆,以防止拱架及围岩变形与下沉。钻进后进行注浆,两侧以等间距各打5根锚杆。经过做试验,这样的锚杆与黄土结合后,抗拨力可达8t以上。 1.8开挖出碴完成后立即喷射砼封闭围岩,然后架钢拱支撑和挂网,经分层喷射砼直到设计厚度。再铺设土工布防水板,做二次衬砌。 2.施工工艺流程图

隧道洞身开挖出渣运输方案样本

元江至蔓耗高速公路( 红河段) 那炳1#隧道洞身开 挖出渣及运输方案 编制: 审核: 批准: 元江至蔓耗高速公路( 红河段) 第六项目经理部 3月20日

目录 一、编制依据 (1) 1.1编制依据 (1) 1.2编制原则 (2) 1.3适用范围 (2) 二、工程概况 (3) 2.1工程概况 (3) 2.2工程地质 (3) 2.3主要工程数量表 (4) 三、洞身开挖 (4) 四、超欠挖处理措施 (9) 五、施工组织安排 (14) 5.1工期安排 (14) 5.2施工组织机构 (14) 5.3主要人员及机械配备 (16) 四、工期保证措施 (16) 五、质量目标及保证措施 (17) 7.1质量目标 (17) 7.2保证措施 (17)

八、安全保证体系措施 (20) 8.1安全保证体系 (20) 8.2保证措施 (20) 九、水土保持与环境保护措施 (21)

一、编制依据 1.1编制依据 1、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[ ] 87号文; 2、《建设工程安全生产管理条例》; 3、《中华人民共和国民用爆破物品管理条例》; 4、《公路工程施工安全技术规范》( JTG F90- ) ; 5、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46─ 6、《云南省公路建设项目危险性较大的分部分项工程专项方案安全管理办法》; 7、《爆破安全规程》( GB6722- ) ; 8、《公路隧道照明设计细则》( JTJ/TD7012-01- ) ; 9、《公路隧道通风设计细则》( JTJ/TD7012-02- ) ; 10、《建筑工程施工现场消防安全技术规范》( GB50720- ) ; 11、《公路工程地质勘察规范》( JTGC20- ) ; 12、《公路工程技术标准》( JTG B01- ) ; 13、《公路隧道施工技术规范》( JTG F60- ) ; 14、《公路隧道施工技术细则》( FTG/T F60- ) ; 15、《公路工程质量检验评定标准》( JTG F80/1- ) ;

黄土隧道三台阶七步开挖法施工工法

黄土隧道三台阶七步开挖法施工工法 1 前言 黄土隧道是目前施工中经常碰遇到的一种土质隧道,由于受地质围岩条件的限制,需在最短的时间内对围岩形成闭合成环,以保证施工安全。根据对穿越第四系上更新统砂质黄土隧道--西坡隧道三台阶七步开挖法施工工法总结,为完善和推广七步台阶开挖法提供了技术支持,为类似隧道工程提供示范工程和积累经验。 2 工法特点 2.1施工空间大,可以引入大型施工机械,多作业面平行施工,工效高;部分Ⅴ级软岩地段可以采用反铲挖掘机直接开挖下半断面,减小了对围岩的扰动。 2.2在地质结构复杂多变、软硬围岩相间的隧道施工中,便于灵活、及时地调整施工方法,进度稳定,工期有保障。 2.3能适应大跨度断面,没有拆除临时施工支护工序,节省投资;同时避免了因拆除临时支护可能造成的初期支护突然卸载而危及隧道安全等问题,初期支护断面圆顺,无应力集中点,受力均衡,结构安全性强; 2.4混凝土仰拱超前施作,不仅便于初期支护及早闭合成环承载,而且改变了洞内作业和运输环境。 2.5全断面一次施作防水层和灌筑混凝土衬砌,确保了隧道防排水和混凝土衬砌的施工质量,运营病害少。 2.6无需特殊设备,投入少,操作性强,易推广。 3 适用范围 断面开挖时掌子面围岩稳定或经过处理后(如超前小导管注浆预支护)无大的掉块、垮塌现象,初期支护刚度足够的黄土隧道。 4工艺原理 隧道开挖过程中利用其自身稳定性,将开挖轮廓线分为七个开挖面,以前后七个不同的位置相互错开开挖、支护,混凝土仰拱紧跟下台阶及时施作,最终形成稳固的初期支护整体,缩短作业循环时间,逐步向前推进的作业方法。

5施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程 施工中严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则,台阶七步开挖一般包含上部弧形导坑开挖并施作拱部初期支护,再左右错位开挖中、下台阶并及时施作边墙初期支护,后及时施作仰拱混凝土,尽早封闭成环,二衬紧跟。七步台阶开挖法施工流程图如图5-1。 在断层、破碎、浅埋、偏压带等自然地质条件较差地层,需要采用大管棚、小导管预注浆加固、止水等辅助措施后,再进行三台阶七步开挖。 (1)施工工艺见三台阶七步法施工工艺流程图。 5-1 三台阶七步法施工工艺流程图

黄土地区旋挖钻成孔施工工法

黄土地区旋挖钻成孔施工工法 编制单位:中国建筑一局(集团)有限公司 主要执笔人:刘鹏翁野于治勇王罡吴清碧 1 前言 旋挖钻挖孔是一种新型成孔方式,不仅清洁、成孔率高,而且较以前的成桩方式速度快了很多(每台机器一天可完成3~5根桩),缩短了工期。 2 工法特点 旋挖钻机的地层适应能力强,旋挖钻机可以适用于砂土、粘性土、粉质土、砂土、卵石层等地层施工,在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用;环保特点突出,施工现场干净这是由于旋挖钻机通过钻头旋挖取土,再通过凯式伸缩钻杆将钻头提出孔外再卸土。旋挖钻机虽然也使用泥浆,但泥浆仅仅用来护壁,而不用于排碴,成孔所用泥浆基本上等于或小于孔的体积,且泥浆经过沉淀和除砂还可以多次反复使用。 3 适用范围 旋挖钻机的地层适应能力强旋挖钻机可以适用于淤泥质土、粘土、砂土、卵石层等地层,尤其适合黄土地区的成孔施工。 4 工艺原理 旋挖钻机成孔采用静态泥浆护壁钻斗取土的工艺(当然也有干土直接取土工艺,视工地现场地层条件而定)。旋挖钻机钻孔取土时,依靠钻杆和钻头自重切入土层,斜向斗齿在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土;遇硬土时,自重力不足以使斗齿切入土层,此时可通过加压油缸对钻杆加压,强行将斗齿切入土中,完成钻孔取土。钻斗内装满土后,由起重机提升钻杆及钻斗至地面,拉动钻斗上的开关即打开底门,钻斗内的土依靠自重作用自动排出。钻杆向下放关好斗门,再回转到孔内进行下一斗的挖掘。每一循环视孔深不同约在1~5min内完成。每钻进一斗,入土0.5~0.8m。40m深桩孔,在一般地质条件下约80~160斗即告完成。黄土土层最高小时进尺能达到15m。 5 施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程

(建筑工程管理]大断面黄土隧道三台阶七步法施工工艺

(建筑工程管理)大断面黄土隧道三台阶七步法施工 工艺

大断面黄土隧道三台阶七步法施工工艺 摘要:结合西平铁路中咀壹号隧道试验段施工。对大断面黄土隧道三台阶七步法开挖技术进行总结,重点阐述了三台阶七步法开挖法的适用条件、施工工艺及具体的施工要点和技术特点。且详细述说了三台阶七步法开挖法的安全保证措施。该方法较好的解决了黄土隧道施工中的诸多技术难题,且能充分利用开挖空间和大型施工机械,干扰少,速度快。 关键词:西平铁路大断面三台阶七步开挖法施工工艺 1.工程简介 西安至平凉铁路始自西安市,向西北经礼泉、乾县、永寿、彬县、长武及甘肃宁县、甘肃泾川等县至平凉市,正线全长263.1km,其中陕西省境内线路长161.3km,投资约为50多亿元,甘肃省境内线路长101.8km,投资约为20余亿元。 西平铁路为国家Ⅰ级电气化单线铁路,设计时速120km,运输能力为货运量3000万吨/年,单向客运量160万人/年。 西平铁路自陇海铁路茂陵站引出,至平凉市崆峒区和宝中铁路平凉南站接轨,连接陇海、宝中俩条重要的铁路干线,设26座车站。建成后的西平铁路运量大且货源集中,兼顾部分省际交流及地方客货运输的铁路。建设工期4年。 位于第壹标段的中咀壹号隧道全长1162米,整体南高北低,周边冲沟发育,切割深度50~200m,小型冲沟较多,大型冲沟于进出口各有壹个。沟俩侧坡面较陡,沟内小型浅层高度滑坡、错落发育,多有溜坍、坍塌。可见地质条件发杂多变,施工难度大,安全形势严峻均对进度产生严重影响。对按时交工造成压力。 2.施工方案的确定 黄土隧道工程地质较差,施工断面大,确立施工方案必须遵循以下原则:重

甘肃省某黄土隧道施工方案

目录 1 工程概况.......................................................................................................- 1 - 1.1 工程概述...................................................................................................- 1 - 2 洞口工程施工技术措施...............................................................................- 1 -2.1 隧道进洞施工原则...................................................................................- 1 -2.2 施工顺序...................................................................................................- 1 - 2.3 洞口段(明洞)边仰坡开挖防护...........................................................- 2 - 3 超前支护施工...............................................................................................- 3 -3.1 大管棚施工...............................................................................................- 3 -3.1.1 导向墙设计参数...................................................................................- 3 -3.1.2 导向墙施工方案...................................................................................- 3 -3.1.3 导向墙施工工艺...................................................................................- 4 -3.1.4 大管棚施工...........................................................................................- 5 - 3.2 超前小导管施工.......................................................................................- 7 - 4 隧道进洞施工控制措施...............................................................................- 9 -4.1施工方法及工艺........................................................................................- 9 -4.1.1上台阶开挖及支护................................................................................- 9 -4.1.2中台阶开挖及支护................................................................................- 9 -4.1.3下台阶开挖及支护............................................................................. - 10 - 4.2施工注意事项......................................................................................... - 10 - 5 隧道洞内施工技术措施............................................................................. - 11 -5.1 施工方法及工艺要点............................................................................. - 11 -5.1.1上台阶开挖支护.................................................................................. - 11 -5.1.2 中台阶开挖支护................................................................................ - 12 -5.1.3下台阶开挖支护................................................................................. - 12 -5.1.4 隧底开挖支护.................................................................................... - 12 -5.1.5 三台阶七步法工艺流程.................................................................... - 13 -

小断面隧道工程施工方案

小断面隧道工程施工方案 Prepared on 24 November 2020

.隧道工程施工方案 总体施工方案 (1)总体施工思路 坚持采用综合的超前地质预报措施;努力提高隧道施工的机械化程度;坚持围岩监控量测、实施隧道信息化动态设计施工。 (2)总体施工方案 本标段隧道采用小型运输机械无轨运输方案。根据工期安排,隧道全部安排平行施工。 隧道按新奥法组织施工,严格遵循“超前探、管超前、弱(不)爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则。用先进的探测和量测技术取得围岩状态参数,通过对信息、数据的综合分析和处理,判定地质变化,反馈于设计和施工,实行动态管理信息化施工。 施工准备阶段完成临时施工便道,架设供电线路,铺设供水管路;洞口场地开挖完成后,安装和修建隧道供风、供水、供电、混凝土生产、钢构件加工等设备与设施;砌筑洞顶截排水沟,进行洞顶地表加固,开挖洞口土石方;尽早修建洞口段衬砌及洞门,以策安全。 明洞按明挖法施工,暗洞按锚喷构筑法施工,加强超前地质探测与预报,加强围岩量测,实现施工信息化,并实施掘进(钻、爆、装、运)、锚喷(拌、运、锚、喷)、衬砌(拌、运、灌、捣)等三条机械化作业线。 运用开挖掌子面地质素描、TSP203地震波反射法、超前水平钻探等对崩塌、黄土、膨胀土、采空区等进行综合超前地质探测和预报,提前预测地层情况,根据不同的岩层和岩性及地质情况采取相应的措施进行有效处理以改善围岩状况,达到安全、高质量施工的目的。具体做法如下:

(1)针对隧道各种围岩级别选定出合理的钻爆及支护方案。保证隧道每次开挖进尺及超欠挖控制,在保证了隧道施工安全可靠的前提下控制支护循环时间,并做到经济合理。 (2)根据隧道空间断面的特点,隧道单口掘进小于1Km时采用压入式通风。隧道单口掘进长度大于1km,采用混合式通风。两台轴流风机分别供风、抽风的通风方式。尽量减小通风系统所占空间,又能满足通风要求。 (3)由于隧道净空小、宽度窄,不能满足大型施工机械的操作场地要求,考虑了采用小型运输机械无轨出渣方案,避车洞的设置数量和间距可根据现场实际情况进行调整,选择合适的运输方法运输,使之做到车辆转换间不消耗施工时间。 (4)对施工每循环进尺所需用的机械、人员等配备情况进行了详细分析,并在此基础上计算出每月、每年的施工进度,保证工期要求。 (5)以类似隧道施工经验为基础,保证该隧道施工的各种方法、安全管理、文明施工等满足工期、质量、环保要求。 主要工序施工方案 隧道开挖方案 隧道开挖方案详见“表2-2-1隧道总体开挖方案表”。 隧道开挖作业施工工艺流程:开挖爆破→出渣→初支→下一循环。

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