中隔壁法施工工艺工法
- 格式:doc
- 大小:131.50 KB
- 文档页数:13
目录一、工程概况 (1)二、施工工艺 (1)三、施工方法 (2)四、施工要求 (6)五、监控量测 (8)六、安全防护措施 (9)附图一隧道(W=0.4m)Ⅴ级围岩Ⅴb型复合衬砌型钢钢架设计图(一)附图二隧道(W=0.4m)Ⅴ级围岩Ⅴb型复合衬砌型钢钢架设计图(二)附图三隧道(W=0.4m)Ⅴ级围岩Ⅴb型复合衬砌型钢钢架设计图(三)附图四隧道(W=0.4m)Ⅴ级围岩中隔壁(CRD)法施工工序循环图附图五施工图片流程说明XX隧道交叉中隔壁法进洞方案一、工程概况XX隧道位于XX省XX县XX村,起讫里程为FDK539+490~FDK539+837,全长347m,Ⅴ级围岩,最大埋深为30.5m,出口为最小埋深约3m,地表最大坡度为1:3.6,本隧道为浅埋隧道。
主要施工方法拟采用明挖34m(洞口斜切式洞门段)、交叉中隔壁法163m(FDK539+507~+630、FDK539+780~+820)及三台阶七步开挖法150m(FDK539+630~+780)。
地形地貌:剥蚀底丘,自然坡度15~25。
,地势起伏不平,植被较发育,部分辟为竹林、果园,局部为取土场。
表层为第四系更新统粉质黏土,黄褐色,硬塑,含中粗砂,厚2-4米;全风化花岗岩,黄褐色,灰白色,风化成土状,砂土状,厚度大于20m;其下伏基岩为花岗岩强-弱风化层,强风化层大于3米,岩体较破碎,风化不均匀,弱风化,节理较发育。
隧道进口地下水埋深约20m左右。
二、施工工艺交叉中隔壁法(CRD法)在软弱围岩大跨度隧道中先就隧道一侧采用二部分层开挖,施作初期支护、中隔墙和横隔板临时支护,再开挖隧道另一侧,并进行相应的初期支护的施工方法,主要用用Ⅴ级偏弱围岩地段。
施工工艺流程见下表1、交叉中隔壁法施工工序如下图所示:交叉中隔壁法施工工艺流程图三、施工方法Ⅰ总体方案采用先左侧后右侧交叉中隔壁法开挖,中隔壁和横隔板采用Ⅰ20a型钢做为临时钢架,临时支护锚杆采用Φ22砂浆锚杆(L=2.5m),采用人工配合机械开挖为主,松动爆破为辅。
中隔壁法(CD 法)开挖施工工艺中隔壁法(CD 法)是将隧道分为左右两大部分进行开挖,先在隧道一侧采用台阶法自上而下分层开挖,待该侧初期支护完成,且喷射混凝土达到设计强度 70%以上时再分层开挖隧道的另一侧,其分部次数及支护形式与先开挖的一侧相同。
适用于 V 级围岩或隧道浅埋段。
- 24 -2425 - 25 -施工准备 超前地质预报 不满足 监控量测 加强支护 全断面初支中隔墙封闭右侧下台阶开挖支护 左侧下台阶开挖支护 右侧上台阶开挖支护 左侧上台阶开挖支护调 整开挖参数 右侧上台阶超前支护 左侧上台阶超前支护测量放线一、 作业内容超前支护、 分部开挖、初期支护、施作中隔壁、监控量测、中隔壁拆除、浇筑仰拱。
二、 工艺流程图(见图 2.3.3-1)满足下循环施工图 2.3.3-1 中隔壁法(CD 法)开挖施工工艺流程图三 工序步骤及标准(一)施工准备可参照全断面施工工艺(二)施工工序顺序见图 2.3.3-2Ⅱ Ⅷ Ⅱ7 ⅩⅣ 1ⅩⅣ Ⅳ ⅩⅣ 3 Ⅳ9 ⅩⅣ 511 Ⅵ Ⅵ ⅩⅢ 1、先行导坑上部开挖;Ⅱ、先行导坑上部初期支护; 3、先行导坑中部开挖;Ⅳ、先行导坑中部初期支护; 5、先行导坑下部开挖;Ⅵ、先行导坑下部初期支护; Ⅹ 7、后行导坑上部开挖;Ⅷ、后行导坑上部初期支护; 9、后行导坑中部开挖;Ⅹ、后行导坑中部初期支护; 11、后行导坑下部开挖;Ⅻ、后行导坑下部初期支护; ⅫⅩⅢ、仰拱超前浇筑;ⅩⅣ、全断面二次衬砌图 2.3.3-2 中隔壁(CD )法施工工序示意图(三)超前支护可参照超前小导管施工、超前锚杆施工、管棚施工、超前预注浆施工工艺(四)先行侧施工。
1.开挖。
当为软弱围岩时,可预留核心土,核心土的断面应大于开挖断面的 50%,每循环进尺一般为 0.5~0.75m。
台阶长度宜为开挖洞径 1~1.5 倍。
采用钻爆时,风钻钻孔,台阶同时爆破,周边全部采取光面爆破控制成形,开挖循环进尺宜为 0.5m 左右。
隧道中隔壁法施工技术交底(一级)中隔壁法(CD法)是将隧道分为左右两大部分进行开挖,两大部分再分上下四部分,先在隧道一侧采用台阶法自上而下分层开挖,待该侧初期支护完成,且喷射混凝土达到设计强度70%以上时再分层开挖隧道的另一侧,其分部次数及支护形式与先开挖的一侧相同.中隔壁法的优点是开挖引起的地表下沉量小,适用于扁坦大跨度浅埋隧道开挖.Ⅰ·施工技术措施1·测量放线洞内控制测量采用三等导线测量控制中线,控制标高采用三等水准测量.测量人员定出隧道中线和开挖轮廓线,用红油漆按设计图标出位置,经检查符合设计要求后方可施工。
2·超前辅助锚杆或管棚超前锚杆或管棚的制作要符合图纸以及规范要求,钻孔位置应符合规范要求,钻孔深度及安装长度不应小于设计长度的95%,注浆压力应达到1~1。
5MPA。
3·左上部开挖爆破按照新奥法原则组织施工,采取中心掏槽、周边光面爆破、毫秒雷管分段起爆,严格控制装药量,减少爆破对围岩的扰动,杜绝欠挖,控制超挖,严格控制规范起伏差在20cm以内,糟率在0.025以下。
对于该段Ⅴ级围岩应采用“短进尺、弱爆破、超前锚杆、早喷护、勤量测、及时封闭”的技术措施。
用全站仪准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置,并用激光准直仪控制边线。
距开挖掌子面50m埋设中线桩,每100m设临时水准点。
每次测量放线时,对上次爆破效果检查一次,并及时采用计算机处理测量数据,修正爆破参数,以达到最佳爆破效果。
根据围岩的级别及特点,先以经验结合《公路隧道施技术规范》,初步选定合理的钻爆参数,最后通过现场爆破效果进行修正。
掏槽眼:采用楔形斜眼掏槽或直眼掏槽形式,临空直径为70cm,掏槽尺寸为110cm×110cm,装药炮孔直径为42mm,药卷直径为32mm 的2号石铵锑炸药和乳化炸药(有水地段)。
掏槽眼的主要作用是增加爆破的临空面,一般布置于开挖断面中部。
本工程中则采用梅花型垂直角柱掏槽方法,掏槽孔比其它炮孔略深15~20cm,采用连续装药结构.为了增强掏槽效果,可以在正规的掏槽眼中心采用垂直掏槽型式布置2~4个直径为75~100mm不装药的大直径扩大空心孔.辅助眼:辅助眼距掏槽眼的排距为65cm,间距为80 ~105cm, 采用Φ32 mm的2号岩石铵锑炸药和乳化炸药(有水地段)集中装药,装药集中度q为0.78kg/m.周边眼:周边眼间距E=50cm;周边眼最小抵抗线W=60 cm;相对间距 E/W=0。
- 26 -
26
交叉中隔壁法(CRD 法)开挖施工工艺
交叉中隔壁法(CRD 法)是将隧道分侧分层进行开挖分部封闭成环的施工方法。
适用于Ⅴ~ Ⅵ级围岩,围岩较差的浅埋隧道,双线或多线大跨度隧道。
CRD 施工效果图 CRD 施工示意图
27
- 27 -
CRD 施工现场
分部施工开挖
一、 作业内容
1. 超前支护
2. 分步开挖
3. 初期支护
4. 施作中隔壁
5. 施作临时仰拱
6. 监控量测
7. 中隔壁拆除
8. 仰拱施作二、 工艺流程图
工艺流程图可参考图 2.3.4-1
图 2.3.4-1 交叉中隔壁法施工工序
三、工序步骤及质量控制说明
(一)施工准备
可参考中隔壁法施工工艺。
(二)施工工序顺序见图2.3.4-2
1、超前支护;2 左侧上部开挖;
Ⅲ、左侧上部初期支护;4、左侧中部开挖;
Ⅴ、左侧中部初期支护;6、右侧上部开挖;
Ⅶ、右侧上部初期支护;8、右侧中部开挖;
Ⅸ、右侧中部初期支护;10、左侧下部开挖;
Ⅺ、左侧下部初期支护;12、右侧下部开挖;
ⅩⅢ、右侧下部初期支护;ⅩⅣ超前仰拱;
ⅩⅤ拱墙二次衬砌。
图 2.3.4-2 交叉中隔壁(CRD)法施工工序示意图
(三)分部工序施工
1.地质预报可参考地质预报作业工艺。
2.监控量测可参考监控量测作业工艺。
3.其它工序可参考中隔壁法施工工艺。
- 28 -
28。
交叉中隔壁法(CRD)施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-SD-0107-2011第五工程有限公司刘成峰1 前言1.1 工艺工法概况交叉中隔壁法又称CRD法,是Cross Diaphragm的简称,将大断面隧道分成4个或者6个相对独立的小洞室分部施工。
施工遵循“小分块、短台阶、短循环、快封闭、勤量测、强支护”的施工原则,自上而下,分块成环,随挖随撑,及时做好初期支护。
交叉中隔壁法施工有利于围岩稳定,保证施工安全,目前主要运用于Ⅳ级围岩浅埋、偏压地段以及Ⅴ级围岩段的隧道施工。
1.2 工艺原理交叉中隔壁法施工就是在隧道等地下工程掘进施工中,通过设置中隔壁和临时仰拱(两者交叉)将开挖断面分成4个部分,然后再根据围岩情况细分部进行开挖,此法是以新奥法的基本原理为依据,在开挖过程中尽量减少对围岩的扰动,通过超前导管、锚喷网、格栅洞壁支护系统和中隔壁、临时仰拱联结,使断面支护及早闭合,控制围岩的变形,并使之趋于稳定。
同时,建立围岩支护结构监控量测系统,随时掌握施工过程中的动态变化,合理安排,调整施工工艺和修改设计参数,确保施工安全。
2 工艺工法特点2.1各部开挖及支护自上而下,步步成环,及时封闭,各分部封闭成环时间短,中隔壁能有效的阻止支护结构和收敛变形和下沉,在控制地面沉降和土体水平位移等方面优于其他工法。
2.2充分利用了中隔壁和临时仰拱的支撑作用,并辅以超前注浆小导管超前支护、挂网和格栅喷砼等支护手段,加之开挖对围岩扰动小,故大大的提高了施工的安全度。
2.3其支护系统能很好的适应围岩的变化,与围岩形成一个整体,能充分发挥围岩的自承能力。
2.4能有效应用监控量测等信息化管理方法指导施工,使整个施工过程处于受控状态。
2.5交叉中隔壁法施工作业空间狭小,工序繁多,各部各道工序相互干扰比较大,无法利用大型施工机械,施工速度较慢。
3 适用范围交叉中隔壁法主要适用Ⅳ~Ⅵ级大断面软弱围岩铁路、公路隧道。
4 主要引用标准4.1《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304)、《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417)、《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204)、《铁路工程测量规范》(TB10101)、《铁路混凝土工程施工技术指南》(TZ210)、《公路隧道施工技术规范》(JTG F60)、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1)。
中隔壁法(CRD法)开挖施工工艺一、工艺概述㈠工艺特点大跨度软弱围岩隧道分部开挖、格栅支撑、仰拱先行施工方法的一种,采用自上而下分1~2部开挖隧道的第一侧上、中部,完成初期支护,施作中隔壁和横隔板;待喷射混凝土达到施工图标示强度等级的70%后,进行第二侧的上、中部开挖及支护,施作中隔板和横隔板;最后依次开挖第一侧、第二侧的底部,完成初期支护和中隔壁、临时仰拱,形成带有中隔壁和1~2层水平支撑的网格状直呼系统;最后,拆除支护,施作仰拱、拱墙衬砌和铺底及填充。
CRD法的每部开挖均形成格栅钢支撑和喷射混凝土结构的环形封闭支护系统。
㈡优缺点⒈优点:各部开挖及支护自上而下,步步成环,及时封闭,各分部封闭成环时间短。
⒉缺点:该工艺分部较多,施工速度慢,不利于机械化作业;后部开挖和拆除支护对前面已形成的理学平衡体系产生影响,围岩应力状态发生多次改变有可能引起最终较大的变形量,施工面多,作业干扰大;拆除临时支撑时,安全性差。
㈢适用范围中隔壁法(CRD法)表示可以选用,在围岩加固和支护措施配合下,应尽量避免采用CRD开挖方法。
在海南东环铁路中应用于围岩为Ⅴ级深埋的地段。
二、作业内容⒈隧道拱部超前支护;⒉左右侧采用台阶法施工,先后开挖隧道的一、二部;⒊每开挖一部均应及时施作锚网喷支护、施作中隔壁并依次分部连接而成、施作临时仰拱,初期支护、临时仰拱及中隔壁依次连接形成闭合环;⒋待支护结构基本稳定,且喷射混凝土达到施工图标示强度70%以上时再开挖隧道另一侧的一部及二部;⒌左右部及隧道底部左右侧交替开挖、支护,形成完整的喷射混凝土钢格栅结构的网格状交叉支护体系;⒍拆除临时支护,施作仰拱、拱墙和填充及铺底。
三、质量检验标准⒈隧道开挖断面的中线和高程必须符合施工图要求。
⑴检查数量:每一开挖循环检查一次;⑵检查方法:采用仪器测量。
⒉隧道开挖必须严格控制欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时,岩石个别突出部位(每1m2不大于0.1m2)侵入衬砌必须小于5cm。
XXX中隔壁法(CD法)施工工艺1 前言1.1中隔壁法(CD法)定义中隔壁法是将隧道分成左右两大部分进行开挖,先在隧道一侧采用台阶法自上而下分层开挖,待该侧初期支护完成,且喷射混凝土达到施工图标示强度等级的70%后,在分层开挖隧道的另一侧,其分部次数与支护形式与先开挖的一侧相同的施工方法。
其开挖部序见图1-1。
图1-1 开挖部序图1.2 工艺特点采用自上而下分2~3部开挖隧道的一侧,完成初期支护和中隔壁;待喷射混凝土达到施工图标示强度等级的70%后,进行另一侧的开挖及支护,形成带有中隔壁支护的左右洞室;最后,拆除支护,施作仰拱、拱墙衬砌和铺底及填充。
1.3 适应范围适用于于Ⅳ级或Ⅴ级围岩和不良地质及洞口工程的施工。
2中隔壁法施工工艺2.1 工艺流程图其施工流程可参照图2-1。
中隔壁法开挖断面示意图图2-1中隔壁法施工流程图2.2 施工准备2.2.1 钢架准备配置钢架加工及试拼设备,准备钢架加工车间及储存棚。
2.2.2 施工用风(1) 空压机功率要求隧道施工用风应采用固定或移动空压机供风,空压机最大功率应能满足同时工作的各种风动机具的最大用风量和足够风压的要求。
(2)空压级位置要求固定式空压机站应设在洞口附近,并靠近变电站,当有多个洞口须集中供风时,可选在适中位置,但应靠近用风量较大的洞口。
空压机站应有具体的防水、降温和保温设施。
移动式空压机可根据工作面掘进距离布置在洞口或洞内,但需要做好防护措施。
(3)工作风压隧道工作面风压不应小于0.5MPa ,高压凤管的直径应根据最大送风量、凤管长度、闸阀等条件计算确定。
(4)风管的安装和使用1)高压风管及接头装置的材质必须符合相关标准规定;2)高压风管应敷设平顺,接头严密,不漏风;3)在洞外地段,当凤管长度大于100m 以内和温度变化较大时宜安装伸缩器,靠近空压机150m施工准备超前地质预报1部上台阶超前支护4部上台阶超前支护1部上台阶开挖4部上台阶开挖1部上台阶支护4部上台阶支护2部中台阶开挖5部中台阶开挖2部中台阶支护5部中台阶支护3部下台阶开挖6部下台阶开挖拆除中隔壁临时支护仰拱浇筑、回填混凝土监控量测下一循环施工3部下台阶支护6部下台阶支护以内,凤管的法兰盘接头宜用石棉衬垫;4)长度大于1000m时,应在高压凤管最低处设置油水分离器,定时放出管中的积油和水;5)洞内高压凤管应敷设在电缆电线相对的一侧,凤管的前端至开挖面距离宜保持30~40m,并用分凤器(可自制)连接高压软凤管;6)各种闸阀在安装前应拆开清洗,阀门应进行水压强度试验,合格后方可使用;7)高压凤管在安装前应进行检查,当有裂纹、创伤、凹陷等现象不得使用,管内不得保留有残余物和其他赃物;8)高压凤管使用应有专人负责检查、养护。
3.4 交叉中隔墙法(CRD法)CRD又称交叉中隔法,在软弱围岩大跨隧道中,先开挖隧道一侧的一或二部分,施作部分中隔壁和横隔板,再开挖隧道另一侧的一或二部分,完成横隔板施工;然后再开挖最先施工一侧的最后部分,并延长中隔壁,最后开挖剩余部分的施工方法。
图3.1 隧道交叉中隔壁法施工3.4.1 适用范围交叉中隔墙法(CRD)可适用于Ⅳ~Ⅵ级围岩浅埋的双线隧道或多线隧道及特殊大断面隧道施工。
(1)优点①各部封闭成环的时间短,结构受力均匀,形变小,且由于支护刚度大,施工时隧道整体下沉微弱,地层沉降量不大,而且容易控制。
②由于施工时化大跨为小跨,步步封闭,因此,每步开挖扰动土层的范围相对小得多,封闭时间短,结构很快就处于整体较好的受力状态。
同时,临时仰拱和中隔墙也起到了增大结构刚度的作用,有效抑制了结构的变形。
③该法适用于较差地层,如采用人工或人工配合机械开挖的IV~V级围岩和浅埋、偏压及洞口段。
(2)缺点①由于地层软弱,断面较小,只能采取小型机械或人工开挖及运输作业,且分块太多,工序繁多、复杂,进度较慢。
②临时支撑的施作和拆除困难、成本较高。
③有必要采用爆破时,必须控制药量,避免损坏中隔墙。
3.4.2 施工工艺流程图3.4.2 隧道CRD法施工工艺流程图3.4.3 施工工艺3.4.3.1开挖(1)采用CRD法施工时,一般采用人工开挖或者机械开挖,尽量控制对围岩的扰动。
(2)开挖之前应根据施工图纸施做超前支护。
(3)按设计要求控制开挖进尺,一般控制在1榀钢架距离。
(4)开挖后及时施做初期支护,尽早封闭成环。
3.4.3.2初期支护3.4.3.2.1 初期支护工艺流程图3.4.3-01初期支护工艺流程图3.4.3.2.2 初期支护施工工艺(1)喷射混凝土①喷射混凝土原材料检验合格后方能使用,严格控制拌合物的水灰比,并经常检查速凝剂注入环的工作状况。
喷射混凝土的坍落度宜控制在8~13cm,过大混凝土会流淌,过小容易出现堵管现象。
3.3 中隔墙法(CD法)中隔壁法(CD法)是将隧道断面左右一分为二,先挖一侧,并在隧道中部设立利用钢支撑及喷混凝土的临时支撑隔墙,当先开挖一侧超前一定距离后,再开挖另一侧的隧道开挖方法。
3.3.1 适用范围中隔墙法变大跨为小跨,使断面受力更合理,对减少沉降,保证隧道开挖安全、可靠具有良好效果。
该法适用于较差地层,如采用人工或人工配合机械开挖的Ⅳ~Ⅴ级围岩和浅埋、偏压及洞口段。
该工法是以台阶法为基础,将隧道断面从中间分成4~6个部分,使上、下台阶左右各分成2~3个部分,每一部分开挖并支护形成独立的闭合单元。
各部分开挖时,纵向间隔的距离根据现场具体情况,可按台阶法确定。
图3.3.1 CD法施工3.3.2 施工工艺流程图3.3.2 CD 法施工流程图3.3.3施工工艺(1) 施工准备①风、水管、电线敷设、施工便道、施工场地布置,机械设备、人员配置、材料准备、修建防排水设施、修建环保、水保设施。
②根据设计资料及隧道周边地形地貌详细分析了解工程地质、当3右侧下台阶开挖 Ⅲ右侧下台阶支护 6左侧下台阶开挖 Ⅵ左侧下台阶支护 拆除中隔壁临时支护 仰拱浇筑、回填混凝土 监控测量下一循环施工 右侧上台阶超前支护 左侧上台阶超前支护 1右侧上台阶开挖 4左侧上台阶开挖 Ⅰ右侧上台阶支护 Ⅳ左侧上台阶支护 2右侧中台阶开挖 Ⅱ右侧中台阶支护 5左侧中台阶开挖 Ⅴ左侧中台阶支护 施工准备 超前地质预报地水文地质情况,制定合理的施工方案和施工措施,制定施工监控量测方案及沉降观测计划;对隧道的风险进行评估,找出风险源及制定出应对措施,储备必要的应急物资。
(2)超前地质预报一般采用本工法施工的隧道地质条件都比较差,在施工前需要进行地质核查和超前地质预报,并与设计隧道围岩地质核对,确定围岩实际地质情况,为施工方法提供依据。
超前地质预报可提前发现异常情况,及时制定科学合理的加固措施和应急物资。
超前地质预报的现场使用的方法有:地质分析法(地质素描)、地质雷达扫描(30米)、超前探孔(30~50米)、地震波发射法(TSP)(100~150米)。
中隔壁法(C D法)施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-SD-0106-2011第五工程有限公司刘军1前言1.1工艺工法概况隧道施工的中隔壁法,也叫CD法施工,CD是“CenterDiaphragm”的简称,自隧道施工采用“新奥法”技术的不断成熟,和施工设备不断的改进,隧道在设计方面也敢于向大断面与不良地质层挑战,由此在施工中人们为了确保施工安全,对于不良地质隧道采取分隔施工的办法,就是将大、中跨的洞室开挖转换成中、小跨的洞室进行分部开挖与支护,然后逐步拆去临时支护,达到隧道全断面开挖目的。
1.2工艺原理中隔壁法(CD法)施工基本原理:就是采用“新奥法”原理,施工中将隧道分为左右两部分进行开挖,先在隧道一侧采用二部或三部分层开挖,施作初期支护和中隔墙临时支护,再分台阶开挖隧道另一侧,并进行相应的初期支护的施工方法。
2工艺工法特点2.1中隔壁法将大断面隧道施工分隔为小断面洞室施工,缩短了对开挖围岩的早期施工时间,从而扼止开挖围岩应力变化,有利于隧道安全施工。
2.2将隧道分隔为多洞室施工,增加了施工作业面,合理地组织施工,有利于加快大断面不良地质隧道施工进度。
3适用范围本工艺工法适用于Ⅴ级围岩浅埋强风化层、土层、断层破碎带或熔岩发育区及Ⅳ围岩偏压、浅埋软弱地层段施工。
4主要引用标准4.1《高速铁路隧道工程施工技术指南》(铁建设【2010】241号)、《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204)、《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417)、《铁路工程测量规范》(TB10101)、《公路隧道施工技术规范》(JTGF60)、《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1)。
4.2设计图纸、合同文件。
5施工方法按照“新奥法”原理,遵循“早预报、管超前、弱爆破、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。
采用人工配合挖掘机和弱爆破开挖,超前支护一般在洞口段采用长管棚,在洞内采用小注浆导管,在完成超前支护后,从隧道的一侧自上而下采用台阶法分别完成开挖与初期支护,初期支护采用钢架、锚杆、网喷砼。
第一侧施作的隧道中部临时支护即为中隔壁;待第一侧开挖进尺10~20m后,第二侧用同样的方法自上而下采用台阶法进行开挖与初期支护,第二侧完成开挖与支护后,整个隧道开挖形成带有中隔壁支撑的两个洞室支护系统;最后根据围岩情况和监控量测依据,逐步拆除中隔壁支护,施作仰拱、填充及拱墙衬砌。
6工艺流程及操作要点6.1施工步序图及施工工艺流程6.2找出风险超前地质预报可提前发现异常情况,及时制定科学合理的加固措施和应急物资。
超前地质预报的现场使用的方法有:地质分析法(地质素描)、地质雷达扫描(30米)、超前探孔(30~50米)、地震波发射法(TSP)(100~150米)。
地质超前预报一般采用物探和钻探,长距离、中长距离和短距离相结合多种手段综合分析,相互印证。
6.2.3开挖及支护1采用TSP203雷达和超前钻孔作超前地质预报,并与设计隧道围岩地质核对,确定围岩实际地质情况,为施工方法提供依据。
2首先选择从隧道的一侧采用短台阶法自上而下开挖支护,台阶高度根据地质情况、隧道断面大小和施工设备确定,台阶长度一般为3~5m,也可视围岩情况和施工设备而定,但循环每开挖长度一般要求不能大于设计1榀钢架间距,先行的这一侧中隔壁设置为向外鼓的弧形。
3左右洞体同时施工时,纵向间距应拉开不大于15米的距离。
在一侧开挖支护10~15m时,开挖另一侧,施工方法同样采用自上而下短台阶法开挖支护,但这一侧不再作中隔墙支护施工。
4每侧按两部或三部分台阶开挖,开挖后及时施作初期支护、中隔壁,在各部开挖时,相邻部位的喷混凝土强度必须达到设计强度的70%以上。
5每循环开挖出来后及时支护并对掌子面喷混4~8cm封闭,并根据围岩变形情况施工临时仰拱,对初期支护及时封闭成环。
6.2.4临时支护拆除在下部施工开挖30~40m后,逐段拆除中隔墙进行仰拱和二次衬砌施工,中隔壁一次拆除长度根据监控量测结果确定,不宜大于15m。
特殊情况下可将中隔壁浇筑在仰拱中,待铺设防水板时再割断。
6.2.5仰拱二衬施工仰拱初期支护每循环进尺不能大于3米,开挖初支及仰拱应在8小时和12小时内完成开挖、架设钢架、喷射混凝土作业。
确保初支仰拱快挖、快支、快速封闭。
仰拱和填充要分开进行施工。
二衬应在初期支护和围岩稳定后在进行施工,隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和,水平收敛小于0.2mm/D,拱部下沉速度小于0.15mm/d。
二衬施工前应对初期支护的净空断面进行复测,并对初期支护的表面平整度进行测量,符合要求后在进行防水板及二衬施工。
如初期支护不能趋于稳定,二次衬砌可提前施做,并与设计联系保证二衬有足够的强度和刚度。
如在围岩稳定情况下施工的,二衬混凝土强度达到8mpa时可进行模板拆除,如提前进行混凝土施工的二衬,混凝土强度达到设计强度的100%方可进行模板拆除。
6.2.6施工注意要点1开挖1)隧道施工应坚持"短进尺、强支护、早封闭、勤量测"的原则。
2)开挖方式均采用机械辅以人工开挖,爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
各部开挖时,尽量保证开挖轮廓圆顺,减少应力集中。
3)隧道采用机械开挖时时,每步开挖高度应和选用的机械设备相匹配,避免开挖时机械对已经施工完毕的初期支护造成破坏。
4)超前支护围围洞内长管棚的,在进行洞内管棚施工时根据开挖空间选择适当的管棚施工机械,避免拱顶部分管棚无法施工。
2初期支护及临时支护1)工序变化处之钢架(或临时钢架)应设φ50锁脚钢管,必须对锁脚钢管进行注浆,以确保钢架基础稳定。
钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置,及时施作并连接牢固。
2)右部导洞开挖,应滞后于左部导洞,距离不小于15m左右。
临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后,方可进行。
3喷砼施工:1)喷混凝土施工前,要对受喷岩面进行处理。
一般岩面可用高压水冲洗受喷面上的浮尘、岩屑,当岩面遇水容易潮解、泥化时,采用高压风吹净岩面;若为泥、砂质岩面时可挂设细铁丝网(网格宜不大于20×20mm、线径宜小于3mm),用环向钢筋和锚钉或钢架固定,使其密贴受喷面,以提高喷混凝土的附着力。
喷混凝土前,宜先喷一层水泥砂浆,待终凝后再喷混凝土。
2)喷射作业要连续进行,喷射作业要分层、分段、分片,喷射顺序自下而上,分段长度不宜大于6m。
如岩面凹凸不平时,先喷凹处找平,喷射时喷嘴料束呈旋转轨迹运动,一圈压半圈,纵向按蛇形进行,转动半径一般在15cm左右,每次蛇形长度3~4m。
喷混凝土后表面平整、光滑,无流淌现象。
3)分层喷射时,一次喷混凝土的厚度不小于40mm,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行,若终凝1h后再喷射,应先用风水清洗喷射表面。
4)初喷混凝土在开挖后及时进行,复喷应根据开挖工作面的地质情况分层、分时段进行喷射作业,以确保喷混凝土的支护能力和喷层的设计厚度;喷混凝土终凝后3h内不得进行爆破作业。
复喷混凝土的一次喷射厚度:拱部为50~100mm,边墙为70~150mm。
5)喷混凝土应强化工艺管理,要严格控制风压和水压,降低喷射回弹率。
操作时风压要稳定,压力大小要适当,水压一般要比风压高,在喷头水环处形成水雾,使干拌料充分湿润。
喷射角度一般要垂直于岩面,在喷墙面是下俯10°左右为最好。
喷射距离以混凝土最小回弹量为宜,一般控制在0.6~1.5m较好,确保喷混凝土的回弹量在可控范围内。
6)冬期喷混凝土时必须采取保暖措施,在结冰的层面上不得进行喷混凝土作业,喷射温度不应低于5℃。
混凝土强度未达到6MPa前,不得受冻。
4锚杆安装:锚杆有砂浆锚杆、中空注浆锚杆和自进式锚杆三种形式,设计上一般锚杆按系统布置,对于砂浆锚杆实际大多使用药卷式锚固剂。
锚杆钻眼安装时要求定位要准确,钻孔应与围岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直,钻孔深度应大于锚杆设计长度10cm。
5钢筋网片安装:钢筋网铺设应在初喷混凝土后安装,钢筋网要与锚杆连接牢固,一般钢筋网片为φ8圆钢,网孔为20×20cm。
6支护钢架安装:钢架应在开挖或初喷混凝土后及时安装,安装钢架型号必须符合设计要求,钢架靠隧道开挖轮廓一侧严格按设计净空尺寸控制安装,中隔墙临时钢架与初期支护钢架等级间距对应安装,联接处与初期支护钢架采用焊接或螺栓连接牢固,相邻钢架之间采用φ22钢筋纵向连接,间距为 1.0m,中间台阶底部可视围岩情况设置临时钢支撑,形成临时封闭支护体系,底部钢支撑在下台阶开挖施工时逐步拆阶,仰拱钢支撑按设计要求设置并与中隔墙临时钢架作临时连接形成隧道先期开挖施工一侧支护体系。
每台阶安装钢架底脚应置于牢固的基础上,并设置锁脚锚杆(或锚管)固定,锁脚锚杆(或锚管)长不应小于3.5m,每侧数量为2~3组(每组2根),下半部开挖后钢架应及时连接落底,对于锚管必要时注浆加固。
钢架应与喷混凝土形成一体,钢架与围岩间的间隙用喷混凝土充填密实,各种形式的钢架应全部被喷混凝土覆盖,保护层厚度不得小于4cm。
先施工一侧的钢架安装时,要注意临时钢架和主钢架之间的链接形式,为方便拆卸采用螺栓链接,并且现在加工场地放大样试拼,杜绝直接采用焊接的方式链接。
中隔壁施工时注意中间弧度弯曲方向,它作为初期支护受力的的一部分,施工时不能仅仅把他当做临时支护来做,中隔壁锁脚锚杆以后要进行拆除,为减少浪费拆除时杜绝野蛮施工。
7隧道4~6步开挖时应注意另一半边临时支护的锁脚钢管。
8施工中,应按有关规范及设计要求,进行监控量测,及时反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。
9按设计要求做好隧底地质检测工作,检测结果为弱软围岩及有溶洞、溶沟及溶槽隧底应按要求采取加固措施。
10应及时对隧道环境水进行取样化验,对有侵蚀性,但设计无要求的水应立即向相关单位提出变更,采用侵蚀性砼。
11由于本工法主要针对软弱围岩施工,仰拱开挖出来后,需对地基承载力进行核查,如达不到设计要求,则需对地基进行加固处理,避免后期发生沉降而导致衬砌开裂。
6.2.3监控量测1主要施工监测项目表1监控量测项目表注:B—隧道开挖宽度,υ—变形速速2量测方法和要求拱顶下沉、净空收敛量测起始读数宜在3~6h内完成,其他量测应在每次开挖后12h内取得起始读数,最迟不得大于24h,且在下一循环开挖前必须完成。
测点应牢固可靠、易于识别,并注意保护,严禁爆破损坏。
拱顶下沉测点原则上设置在拱顶轴线附近,当隧道开挖跨度较大时,应结合施工方法在拱部增设测点。
按各项量测操作规程安装好仪器仪表,每测点一般测读三次,取算术平均值作为观测值;每次测试都要认真做好原始数据记录,并记录开挖里程、支护施工情况以及环境温度等,保持原始记录的准确性。