隧道工程施工方案与方法

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工程特点:××隧道全长185m,为双连整体式,段落从K261+440 ~K261+625,隧道位于垅岗坳谷区,沿丘陵山坡坡角带展布;一般埋深20-50m,最深100m。隧道穿越地区,大部分为硬砂岩,节理发育;岩体破碎,表层覆盖 1.0~4.0m的碎石亚粘土,围岩以Ⅱ、Ⅲ类围岩为主,施工难度较大,地下水为基层裂隙水,受大气降水补给,水量较贫乏。

由于本隧道为双连整体式隧道,施工时开挖向两洞相联,跨径较大,因此不能按正常的施工顺序开挖,我们采用三导洞正台阶上下半断面分部先墙后拱的新奥法施工。先将中隔墙超前导洞贯通,随后衬砌中隔墙,再分单洞施工。

一、洞口开挖

根据地势特点,结合当地的实际情况(出口处交通方便,远离居民区,洞口开挖方量少)。为尽早进洞,我采用出口处为进洞口,洞口开挖自上而下分台阶开挖。边开挖、边支护、边验收,防止危石坠落和岩面在外界影响下继续风化变质。在洞口接近设计边坡附近时,谨慎选择开挖方法。在洞口部位爆破根据开挖面形状选择光面,预裂或微差爆破方法,并采取适宜装药量,以保护洞口围岩稳定。同时,综合治理地下水和地表水,设置天沟,防止地表径流流向洞口。洞口边坡按图纸要求施工。

二、洞身开挖

综合大洋滩隧道地形、地质、水文条件。工程工期以及本单位的施工经历技术能力,装备情况,对于本隧道采用三导洞先墙后拱开挖,参见隧道图。

开挖时间为T+1年2月15日~T+1年12月15日,共计10个月,因隧道开挖受天气影响面较小,有效工作日按250天计,平均每天进尺185×2/250=1.48m。

本隧道围岩基本上以Ⅱ、Ⅲ类为主,围岩自稳定性差,为确保开挖洞室稳定和安全,在施工中严格遵循超前,严注浆,短开挖,强支护、勤测量,早封闭的基本原则。

a 中隔墙导洞采用上下半断面短台阶(台阶长3-5m,进洞口处稍短)开挖,Ⅱ、Ⅲ类围岩拱部必要时进行超前预支护,开挖结束后按照设计及时进行初期支护。

b 侧壁超前导洞,采取上下半断面短台阶开挖,台阶长度不大于3m,Ⅱ、Ⅲ类围岩拱部必要时进行超前预支护,侧壁导洞随开挖在外侧按设计随安装中空锚杆、压浆、钢拱架喷射砼,其余部分按导洞设计要求进行支护。

c 中部部分断面开挖,每次长度 1.2m,采用上下半断面正阶法施工,台阶长度3-5m。其中Ⅱ类围岩采用上半断面环形开挖预留核心土,按设计施工将外缘成形后安装中空锚杆压浆钢拱架喷砼,形成一个骨架体,再挖核心土。

1、超前管棚施工方法:

采用钻孔台车辅助施工,步骤如下:

①管件制作:管棚采用φ108普通钢管制作,管节长6-7米,管棚长12米,管棚需用管节联接套焊在钢管的两端接长,第一根钢管前端焊上合金钢片空心钻头,以防止管头顶弯或劈裂相邻管的接头前后错开,避免接头在一断面受力。

②顶管作业:先将钢管安放在大臂上后,凿岩机对准已钻孔好的引导孔,低速推进钢管,其冲击力控制在18-20mpa,推进压力控制在4.0-6.0mpa。

③接管:当第一根钢管推进孔内,孔外剩余30-40cm时,开动凿岩机反转,使顶进联接套与钢管脱离,凿岩机退回原位,大臂落下。人工装上第二节钢管,大臂重新对正,凿岩机缓慢低速推进,对准确第一节钢管人工持钳进行钢管联接,使两节钢筋在联接套处联成一体,凿岩机再次冲击压力低速顶进钢管。

④注浆补强:先用钻头掏尽钢管内的残碴,再进行棚管补强。

超前管棚法施工程序如下:

2、超前锚杆的施工方法:

①锚杆制作:采用Φ25普通螺纹钢每节5.0m。

②钻眼;钻孔台车铺助,用普通式的凿岩机相结合的方法钻眼。钻孔直径φ42mm,比钢筋体稍大。

③注浆、插钢筋

③-1注浆前用高压风将锚杆孔吹干净。

③-2注浆孔口压力不大于0.4Mpa,灌浆时堵塞孔口,灌浆管插至距孔底5—10cm处,随水泥砂浆的注入缓慢匀速拨出,随即迅速浆杆体插入,插入时不得左右摇晃,要沿轴线缓慢推入。若插入时,孔口无砂浆溢出,将杆体拨出重新灌注水泥砂浆,重新插入。

③-3注浆开始或中途停止30分钟时,用水润滑灌浆罐及管路。

③-4安装完成后不能随意敲打锚杆。

超前锚杆施工程序如下:

d 钻爆技术

尽量采用光面爆破技术,根据不同的围岩类别及断面形状设计炮眼位置,个数、装药的数量,施工时,钻眼前测出开挖断面中线,水平和断面轮廊线,标出炮眼位置,指挥台车就位,经检查符合设计要求后方可钻眼。

1、为保证爆破质量,炮眼应符合以下要求:

①掏槽眼:深度,角度按设计施工,眼口排间距误差和眼底误差不大于5cm。

②铺助眼:深度,角度按设计施工,眼口排距误差均不大于1cm。

③内周眼:炮眼间距误差不宜大于5cm,外斜率不应大于5cm/米,与内圈眼最小抵抗线误差不宜大于10cm。

2、炸药及起爆系统

炸药:2#岩石硝铵炸药和乳化炸药。

起爆系统:非电塑料导爆管传导,毫秒雷管起爆。

3、通风

通风采用压入式通风,为改善衬砌工作面的环境,在此处安设一个局部抽出式风机。

e 出碴

上半断面采用人工翻碴和采用手推车出碴,下半断面配备侧翻ZL-50铲车1台和 4.5T的自卸车3-4辆出碴,设备根据具体情况增加。

f 排水

因本标段隧道均为上坡,隧道施工时进行自然排水。

洞身开挖过程中,施工应本着“短开挖,弱爆破,强支护,早封闭,勤量测”的基本原则。并与设计单位共同探讨,确定施工方案,以确保施工安全,保质保量完成施工任务。

三、隧道支护

1、锚喷支护

临时支护采取锚喷支护,作为永久支护的一部分,支护时间在放炮通风之后。具体参照施工工艺流程图。

①材料及配合比:

钢筋:按设计要求到厂家购买.

水泥:425号普通硅酸盐水泥。

砂子:粒径不大于3mm的砂子,含云母量不超过0.5%,含泥不超过3%,不含有机杂质,使用前应严格过筛。

水:××河水中引入。

早强剂:亚硝酸钠,掺入量占水泥重量的3%。灰砂比:1:1.2(重量比)

水灰比:0.45,即水刚能润透水泥,手捏成团,但以挤不出水为宜。

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