连拱隧道总体施工工序流程图
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图 1 开挖步骤图
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6-16-26-33m~5m
2~3m 2~3m
2~3m 2~3m
4m~6m
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6
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核心土
7
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4
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1
6-23
4m~6m
30~40m
2~3m
2~3m 2~3m 2~3m 3m~5m 仰拱填充
仰拱
初期支护
6-3
6-115~25m 栈桥h 1
h 2
h 3
H
注:
1、上台阶开挖高度不小于上台阶开挖跨度的0.3倍, 一般为3.0~4.0m。
2、中、下台阶开挖高度为隧道总开挖高度(不含仰拱) 减去上台阶开挖高度后平均分配,一般为3.0~3.5m。
3、上台阶核心土长度(隧道纵向)3.0~5.0m,高度1.5 ~2.5m,宽度为上台阶开挖跨度的1/3~1/2。
施工步骤:
第1步:施作超前支护后,开挖拱部弧形导坑,预留核心土,施作拱部初期支护; 第2、3步:开挖左右侧中台阶并施作初期支护; 第4、5步:开挖左右侧下台阶并施作初期支护; 第6步:分别开挖上、中、下台阶核心土;
第7步:开挖隧底并施作仰拱初期支护封闭成环。
图-2
开挖透视图
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1
1
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6-1
6-2
6-3
衬砌
仰拱
栈桥
施工工序纵断面示意图
施工工序正面示意图
图-3 施工工序图
三台阶七步开挖法施工工艺流程图
初期支护施工工艺流程图
初期支护施工工艺流程。
施工工艺(一)工艺原理双连拱隧道施工以新奥法的基本原理为依据,以“短开挖、快封闭、强支护、勤量测”为指导。
首先开挖中导洞并灌注中墙混凝土,然后开挖右洞,贯通后再进行左洞施工。
两洞在开挖中可根据不同的地质条件分成若干单元,分步开挖及时施作工字钢支撑、锚喷混凝土等初期支护,与围岩共同组成承荷系统,协同变形一承荷,充分利用围岩自承能力。
建立监控量测体系,实施信息化管理,根据反馈信息及时指导施工,确保安全、稳定。
(二)工艺流程(三)施工方法1、开挖及支护步骤II类围岩采用中导坑加侧壁导坑法开挖,先墙后拱法衬砌。
开挖以中导坑超前并灌注中墙混凝土,然后侧壁导坑推进,衬砌边墙混凝土,上半断面开挖采用环形留核心土的方法,最后施作拱部二次衬砌,具体步骤见图。
III类围岩中导开挖并灌注中墙混凝土,正洞上下台阶法开挖(上下台阶相距不小于10m),全断面二次衬砌,具体步骤见图。
W、V类围岩中导先行,正洞全断面开挖、全断面衬砌,具体步骤见图。
2、开挖及运输方法开挖I类围岩主要以风镐为主,人工装碴,1t四轮翻斗车运碴,开挖ni、W、V类围岩用简易钻孔台车人工操纵7655型凿岩机钻孔爆破,ZL40B装载机配合8t自卸汽车运碴。
简易钻孔台车是自行研制的能供20人同时钻孔的工作平台,钻架的高度、宽度可根据开挖面的不同加以调整,它固定于东风车底盘上,进出方便,不必拆卸,操作安全可靠。
3、控制爆破及中墙防护在双连拱隧道正洞开挖过程中,因中墙混凝土已灌注,开挖时必须考虑爆破振动和飞石对中墙混凝土的影响,中墙混凝土厚度只有1.4m,且初期支护的工字钢支点已作用于中墙顶面,所以在施工中必须有严格保护措施,不得有任何影响和扰动。
办法是,111类围岩上下断面开挖,采用火雷管分段分区爆破,以减小爆破振动的叠加,把振动降低到最小程度。
具体见图。
W、V类围岩采用全断面光面爆破,但在靠中墙一侧预留1.0m保护层进行二次切割预裂爆破,具体爆破设计见图。
一、—— M—10.0M,上下行线通过厚3M的钢筋砼中隔墙相连,初支采用工字钢(正洞)和钢花拱锚杆,挂网锚,喷砼与单跨隧道基本相同,二衬采用钢筋砼结构,联拱隧道由于通过地段的地质条件特殊性,决定了其设计和施工具有以下特点:1、埋深浅长度短:因连拱隧道通过的地段一般山势较低,其最大埋深在50—80M左右,纵向长度在500M以下,在长度较大,山势较高一般不采用连拱隧道,而采用上下行线分开的单拱隧道。
2、偏压:连拱隧道通过地段地势较陡,上下行线两侧埋深不同。
整条隧道也就不同程度的存在偏压,特别是洞口偏压严重,这给隧道口施工带来很大困难。
3、由于埋深浅,双拱隧道一般地质条件复杂,围岩软弱破碎,节理发育差。
隧道内的水,受地表水影响较大。
雨季施工困难,给隧道施工的安全增加了难度。
4、跨度大:与铁路隧道相比,单跨公路隧道本身跨度就较大(12.8M),两个单拱隧道连在一起,其跨度是单供隧道的2倍达26.4M。
相当铁路隧道车站的跨度,而且结构复杂,施工非常困难。
5、施工工序复杂,工序间相互影响大双拱隧道的设计特点:偏压、跨度大。
决定其施工必须分多个步骤进行。
各个工序相互影响很大,就要求双连拱隧道的施工必须要有科学合理的施工组织设计。
要理清各个工序的先后顺序及相联关系,在施工过程中尽量减小各施工工序之间的相互影响并根据施工中的实际情况灵活的调整,工序安排保证安全、优质建好双连拱隧道。
二、施工工艺1、开挖施工因连拱隧道具有埋深浅,跨度大,地质条件复杂、围岩风化破碎,受雨季地表水影响大的特点,开挖必须遵守“短进尺、弱爆破、强支护、早闭合”— mm/d以下一般基本稳定,如果大于此值加强每天的找顶工作。
目前,双连拱的施工,主要有中导洞和三导洞两种施工方法。
根据隧道进出口地形条件及施工场地的实际情况,中导洞开挖可以从隧道两端同时施工,在隧道中间贯通,也可以从隧道一端开挖,在另一端贯通,根据地质条件中导开挖分全断面和短台阶两种施工方法,在围岩较好的Ⅳ—4M比较合适,爆破技术要尽量减少对中隔墙的影响,决不允许将中导洞作为临空面进行爆破设计,下部开挖要先在边墙处开槽,将拱部初期支护接下来后,在开挖中间部分注意不能进尺太长,最多开挖出两榀拱架距离的长度并尽快施工初期支护;封闭围岩,防止因拱部支护长时间悬空而造成塌方。
目录一、光面爆破施工及流程图 (2)二、超前大管棚施工及流程图 (6)三、超前小导管施工及流程图 (9)四、系统锚杆施工及流程图 (12)五、湿喷混凝土施工及流程图 (14)六、格栅/工字钢拱架施工及流程图 (16)七、结构防、排水施工及流程图 (18)八、衬砌施工及流程图 (29)九、仰拱及填充施工及流程图 (37)一、光面爆破施工及流程图隧道开挖必须尽可能减轻对围岩的振动,充分发挥围岩的自承能力。
钻爆作业是保证开挖断面轮廓平整准确、减少超挖、降低爆破振动、维护围岩自承能力的关键。
采用光面爆破技术进行爆破作业,根据围岩情况,及时修正爆破参数,以达到最佳爆破效果,保证开挖轮廓圆顺、准确,维护围岩自身承载能力,减少对围岩的扰动,爆破采用光面爆破。
周边眼残眼率硬岩达到80%以上,中硬岩达到60%以上。
光面爆破施工工艺流程见图1-1。
1-1 光面爆破施工工艺流程图在Ⅱ、Ⅲ级石质围岩施工时采用全断面开挖,均采用光面爆破技术施工。
每个作业面每天2~3个循环,每循环平均进尺约3.0~3.3m,每日进尺7.5~8m。
炸药选用爆速低、不怕水、有害气体少的乳化炸药。
非电毫秒雷管起爆,火雷管引爆。
炮眼直径d:选用42mm的钻孔直径。
炮眼深度L:Ⅱ类围岩炮眼深度约周边眼4.0m,掏槽眼5.5m,辅助掏槽眼5m。
抵抗线W:当炮眼直径在35~42mm的范围内时,抵抗线W与炮眼深度有如下关系W=(15~25)d或W=(0.3~0.6)L。
据此Ⅳ级围岩取W=50cm,Ⅱ、Ⅲ级围岩取55cm。
炮眼间距a:同一排两炮眼之间的距离与抵抗线之间的关系式为:W =(1.1~1.8)E。
根据以往的施工经验取W=1.25E,Ⅳ级围岩取E=62cm。
Ⅱ级围岩取70cm。
堵塞长度:不小于20cm。
掏槽眼形式:掏槽眼采用楔形掏槽,由于断面大掏槽眼角度布置方便,只要满足抵抗线不串通,至少20cm即可,将掏槽眼设置在偏中线一侧(左右均可)2.5~2.8m。
靠近水沟隧道施工组织设计1.概述1.1编制依据《隧道施工规范》《锚喷施工规范》《隧道设计规范》《公路工程施工手册》《爆破安全规程》《施工设计图纸》1·2.隧道工程概况:近水沟隧道为双线四车道双连拱隧道,是本项目的重点工程之一。
根据提供的地质资料情况结合设计要求,采用新奥法先中导坑,后正洞施工。
近水沟隧道位于秦岭南麓,山峦叠嶂,地势陡峭,山谷发育,多呈V字形,山坡坡度41°~73°,山区植被茂盛,属于山岭重丘区,为侵蚀性剥蚀基岩区。
近水沟隧道起讫桩号为: K116+830-K117+013,长183米, 按新奥法组织施工,隧道工程施工开挖的出渣、进料采用无轨运输方式,实施掘进(钻、爆、装、运)、喷射混凝土(拌、运、锚、喷)、衬砌(拌、运、灌、捣)等三条机械化作业线,针对本座公路隧道地质条件差的情况,施工中采用“短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”等施工技术措施,并根据现场监控测量结果及时修正设计参数,调整施工方案和指导隧道施工,确保安全,达到均衡高效生产、优质工程,按期完成投资任务,早日竣工验收和交付国家运营。
1.2.1.隧道技术标准:(1)公路等级:山岭重丘高速公路;(2)洞内计算行车速度:80km/h;(3)隧道为连拱双向行使隧道。
建筑限界:净宽10.25m,净高7.15m。
(4)设计荷载:公路-Ⅰ级。
隧道围岩复合式衬砌支护参数1.2.2.隧道水文条件隧道地区地下水有松散岩类孔隙水和基岩裂隙水,水量分布不均匀,裂隙、节理发育,水量较大,反之较小。
1.2.3隧道围岩分级2施工准备2·1.现场准备1)施工便道(1)新建便道宽度7米,拟用当地碎石土做为填筑材料,面层为20cm厚的泥结碎石路面。
(2)302省道利用1公里。
5)、供水隧道施工用水可以在出口端修筑水池,从西河泵水到用水地点。
另在隧道顶修建高压水池2座,容量100m3,铺设φ108mm供水管道供水。
双连拱隧道施工、施工方案迳古潭二隧道和九龙隧道均采用双口施工,先施工明洞及洞门,然后进行正洞施工。
正洞施工方案为中导先行,并浇注中墙防水砼,中导贯通后先进左洞施工,后施工右洞。
开挖及支护步骤类围岩:采用中导坑加侧壁导坑法开挖,先墙后拱法衬砌。
隧道开挖以中导坑超前并浇注中墙砼,然后侧壁导坑推进,衬砌边墙砼,上半断面开挖采用环形留核心土的方法,最后施作拱部二次衬砌。
具体步骤见“类围岩开挖及支护步骤图”。
类围岩:采用中导坑加上导坑分部法开挖,先墙后拱法衬砌。
隧道开挖以中导坑超前并浇注中墙砼;然后上导坑推进,进行拱部初期支护,接着进行墙部开挖,衬砌边墙砼;拱部二次衬砌完成后,开挖预留核心土,最后施作仰拱及填充。
具体步骤见“类围岩开挖及支护步骤图”。
类围岩:中导坑开挖并浇注中墙砼,正洞上下台阶法开挖,上下台阶相距不小于,先墙后拱法衬砌。
最后施作仰拱及填充。
具体步骤见“类围岩开挖及支护步骤图”。
类围岩:中导坑先行并浇注中墙砼,正洞全断面法开挖,全断面初期支护,先墙后拱法衬砌。
具体步骤见“类围岩开挖及支护步骤图”。
、开挖及运输方法、类围岩主要以风镐为主,人工装碴,机动翻斗车出碴,辅以挖掘机开挖,自卸汽车出碴。
Ⅲ、Ⅳ类围岩采用钻爆法开挖,凿岩机钻眼,人工装药;侧卸式装载机配合自卸汽车出碴。
、控制爆破及中墙防护双连拱隧道正洞开挖过程中,因中墙砼已浇注,在正洞开挖时必须考虑爆破振动冲击波和飞石对中墙砼的影响。
中墙砼厚度只有,且初期支护的工字钢已作用于中墙顶面上,所以在施工过程中必须有严格的保护措施,不得有任何影响和扰动。
Ⅲ类围岩上下断面开挖采用火雷管分段分区爆破,以减少爆破振动的叠加,把振动降低到最小程度。
具体爆破设计见“Ⅲ类围岩分段爆破设计图”。
Ⅳ类围岩采用全断面光面爆破,但在靠中墙一侧预留保护层进行二次切割预裂爆破,具体见“Ⅳ类围岩二次切割预裂爆破图”。
同时在爆破的另一侧对中墙以公字钢横撑,工字钢纵向间距,支点距中墙顶。
隧道总体施工工序5.1.1分离式隧道 5.1.1.1工序划分图5.1 分离式隧道总体施工常规程序开工前施工准备洞顶截水沟开挖、砌筑及洞口排水洞口土石方开挖及临时防护套拱、超前管棚等进洞辅助措施施工浅埋段开挖、初期支护及仰供施工 浅埋段及洞口明洞模筑衬砌施工洞身开挖及排水洞身初期支护仰拱和铺底洞身防水设施洞门及其附属工程施工模筑二次衬砌洞内路面及两侧沟槽初支紧随开挖面及时施作,减少围岩暴露时间,抑制围岩变形,并及时进行复喷,硬岩地段复喷作业距掌子面不得超过80m洞口及洞内软岩段二次衬砌尽早施工,其他段落根据监控量测结果适时施工,一般情况下二衬与开挖面一般不超过200m 铺底及边沟距掌子面不大于80m根据围岩条件和量测情况合理选择支护参数一般双线分离式隧道工序可划分为:洞顶截水沟开挖、砌筑及洞口排水工程;洞口土石方开挖及边、仰坡和成洞面临时防护;进洞辅助措施施工;浅埋段开挖、初期支护;浅埋段及洞口明洞模筑衬砌施工;洞门施工;洞身开挖;洞身初期支护;仰拱和铺底;洞身防排水;二次衬砌;洞内路面等。
5.1.1.2总体程序:见图5.1。
5.1.1.3要点说明1 图5-01适用于洞口设有明洞、且洞口地质情况相对较好的隧道,按先进暗洞,由内向外施作洞口明洞模筑衬砌,再进行洞身段开挖、初支、二衬的顺序编制。
当洞口围岩条件很差时,要求先施作洞口明洞,再进暗洞,即洞口土石方开挖完成,并处理好明、暗洞交界面后,进行明洞主体模筑衬砌,并及时施作洞门,然后再进行暗洞浅埋段施工,洞身段开挖、初支、二衬施工,图中程序相应进行调整。
2 洞口段施工应将洞顶截水沟及洞口排水;洞口土石方的开挖及开挖面的临时防护;进洞辅助措施施工;暗洞浅埋段开挖、初支、仰拱铺底、二衬;明洞主体模筑衬砌、防排水、土石方回填;洞门圬工施工等诸多环节统筹考虑,以“减少干扰、利于保证洞口施工安全”为原则合理安排其施工先后顺序。
5.1.2连拱隧道 5.1.2.1工序安排原则连拱隧道结构特殊,一般情况下,受线路布置限制,其长度较短。