竖井及横通道施工工艺及方法.doc

竖井及横通道施工工艺及方法1 竖井工程概述及主要施工步（1）竖井施工前应做好管线调查，地表以下3米范围内，严禁采用机械开挖，提前15天施工降水，施作施工竖井锁口圈，并预埋好各种预埋件，竖井施作初期支护：初喷混凝土、挂钢筋网、架钢格栅、打设注浆导管，焊竖向连接筋，喷混凝土至设计厚度、直至井底并封底，每次开挖步长同格栅间距。竖井锁口圈梁尺寸为1m高，2m宽，埋深1m，井口四边设300mm厚、500mm高的砼挡水墙。开挖前先进行坑外降水，然后测量放样定出锁口圈的开挖轮廓线。圈梁土方开挖采用小型反铲挖掘机配以人工进行开挖。开挖至设计高程以上100mm后，采用人工捡底、修边，对基底进行平整夯实，严禁泡水，然后绑扎锁口圈梁钢筋，同时预埋提升井架基础预埋件、护栏及与格栅钢架的连结筋。锁口圈梁钢筋安装完成并经监理工程师检查合格后，支立圈梁模板，浇筑混凝土。竖井锁口圈梁与井身第一榀格栅钢架同时浇注。模筑井圈砼时，同时浇筑挡水墙砼。（2）土方开挖土方开挖按先中间后四周、分块进行错开施工，每开挖一环支护一环，每循环开挖进尺为一榀钢架间距0.50.75米。中间设置集水坑，集水坑现行施工，然后对称向井壁扩挖，修边成形；开挖成形后先初喷40mm厚C25混凝土以封闭土体，然后挂网，布设注浆小导管。（3）注浆小导管施工待初喷砼初凝后，立即进行注浆小导管的施工。注浆小导管采用A423.5的钢管，其材质及性能满足图纸及相关规范规定的要求。注浆锚管采用手持风钻成孔，成孔后采用高压风自里向外进行清孔，清孔完毕后将灌浆管插入孔底距孔底约20cm，并立即灌注水泥-水玻璃双浆液。注浆采用水泥-水玻璃双浆液，按1:1比例注浆，注浆压力0.40.6MPa。（4）挂钢网片注浆小导管打设完毕后，挂外侧钢筋网并架立钢格栅。钢筋网片采用A6.5，间距150150mm，使用前应除锈并调直，网片与锚管间要连接牢固。（5）格栅钢架施工格栅钢架加工及安装的技术要求：格栅钢架加工制作时，构件的连接是关键工艺，应严格按有关规范规定执行，确保各类焊缝的质量。格栅钢架加工后需在地面进行试拼，其允许误差为：a.沿格栅钢架周边轮廓拼装偏差不应大于30mm；b.格栅钢架由各单元钢构件拼装而成，各单元间采用螺栓连接，螺栓孔眼中心艰巨公差不超过0.5mm；c.格栅钢架平放时平面翘曲应小于20mm。复喷C25混凝土至设计厚度，完成初期支护。竖井开挖至底部后，采用C20砼封闭井底并进行矿山法隧道断面开挖。每两片钢架节点处，相对主筋之间均加焊一根与主筋等直径的钢筋，采用单面搭接焊，搭接长度10d；其余焊缝采用双面焊，所有焊缝高度均不小于8mm。为保证钢架的整体稳定性，格栅钢架纵向连接筋采用C22，搭接长度10d，环向间距1m，内外双排布置。钢架按设计位置安设，认真定位，不偏、不斜，节与节之间连接紧密，无缝隙，上下左右偏差小于5cm，钢架倾斜应小于2。当钢架和初喷层之间有较大间隙时设骑马垫块，钢架与围岩(或垫块)之间的间隙不大于50mm。为使钢架准确定位，钢架架设前均需预先打设定位系筋。系筋一端与钢架联接在一起，另一端锚入围岩中0.51m并用砂浆锚固，当钢架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。格栅钢架安装完毕后，安装内侧钢筋网片，并尽快喷混凝土作业，将钢架全部覆盖，使钢架与喷混凝土共同受力。钢筋网片在地面采用电焊加工成型，安装固定在钢架上，相邻网片搭接长度不小于20cm。（6）喷射混凝土施工图1.1竖井及施工横通道平面图2 锁口圈梁施工开挖前先进行坑外降水，然后测量定出锁口圈的开挖轮廓线，井口段采用小型反铲挖掘机配合人工进行开挖，人工对井壁进行修整；竖井锁口圈挖至设计标高后，外模采用砖砌，其内侧用砂浆抹平，然后绑扎井圈钢筋，同时预埋提升井架基础预埋件、护栏；锁口圈绑扎钢筋时向下预埋连结筋，一次性连续灌注。模筑井圈砼时，沿竖井井圈四周同时浇筑一道宽300mm、高500mm的挡水墙。表2.2 竖井支护参数表项目材料及规格结构尺寸初期支护超前小导管42*3.5，I=3m/4.5m/6m，刚焊管水平间距0.75,m,竖向间距随钢架布置格栅钢架25/28、12/8钢筋、A3钢板纵间距：0.750.5m钢筋网6.5，150mm*150mm网格四周铺设，单层喷混凝土C25早强混凝土0.4m纵向连接筋22环间距：1.0m，内外侧布置钢支撑I20a表2.3施工横通道标准段、过渡段及交叉口段支护参数表：项目材料及规格结构尺寸初期支护超前小导管42*3.5，I=3m，刚焊管纵间距0.5/1m;环间距0.3m格栅钢架22、12、8钢筋、A3钢板纵间距： 0.5m钢筋网6.5，150mm*150mm网格四周铺设，单层喷混凝土C25早强混凝土0.3m纵向连接筋22环间距：1.0m，内外侧布置临时钢支撑I20a附注小导管沿拱部外轮廓打设，外插角为10-15。全过程监控测量无水条件下作业降水施工监测点埋设锁口圈施工开挖、出土作业素喷4cm封闭土体42mm注浆小导管钻孔、安装、注浆外侧钢筋网安装格栅钢架及连接筋安装、焊接内侧钢筋网安装喷射C25混凝土进入下一开挖、支护、喷射循环作业井窝开挖、钢筋、混凝土施工竖井回填、路面恢复、工程完工提升系统安装、检测、试运行注浆导管、钢筋网、格栅钢架加工 竖井施工工艺流程图3 竖井提升系统及出碴锁口圈梁施工完毕，竖井井身开挖前，安装龙门架提升系统（SLM-10），用2台10T抓斗提升。竖井提升架委托有设计资质的单位进行结构检算。设备安装委托有资质人员进行提升装置的安装调试，试运行合格后并报市安全检查监督站、业主、驻地监理检验审查合格，方可投入使用。见“图7.3.3-1 竖井提升设备图”竖井提升系统每台3分钟1个提升循环，抓斗容量为3m3。竖井提升系统提升能力为每小时60m3 ，满足隧道掌子面出碴需要。提升架施工完毕后进行竖井开挖，基坑以上3m采用挖掘机开挖，用装载机直接将碴土运至弃碴场内，基坑3m以下土方采用DH60-7小型挖机（0.2m3)开挖，人工修整边角，人工装碴于提升碴斗内，竖井提升到地面，抓斗沿龙门架行车梁（工字钢）走行至弃碴场内，抓斗钢丝绳缓慢下放，运至指定的弃碴处。4 格栅支护竖井土方开挖施工每循环开挖进尺为一榀钢架间距0.5米，对称向井壁扩挖，修边成形；开挖成形后先初喷50mm厚C25混凝土，初凝打设注浆锚管、架立环形钢格栅并挂网，复喷25混凝土至设计厚度，完成初期支护。竖井开挖至底部后，采用C20砼封闭井底并进行矿山法隧道断面开挖。5 马头门施工当竖井进入横通道处俗称“马头门”，是施工开挖的薄弱点。由于马头门范围井身段存在受力体系的转换，因此沿横通道开挖轮廓线布设42 超前注浆小导管，小导管L=3.5m ，倾角1020，压注水泥浆。破除竖井横通道范围内钢格栅，破除至起拱线断面以上，然后将横通道钢格栅与竖井内钢格栅进行锚接，再喷射砼使竖井范围内横通道上半断面封闭成环。然后横通道上半断面开挖第2、第3榀钢格栅，第2、3榀钢格栅架立时与第1榀并焊，使其成为一个整体。锁脚锚杆应在架设每榀格栅支撑后随时打上，并将锁脚锚杆与钢格栅进行焊接，进行喷射砼作业，马头门上半断面开挖完毕。上半断面按照设计施作6m后封闭上半断面掌子面。然后继续开挖竖井至设计标高，然后开挖横通道下半断面，下半断面开挖方法同上半断面。实施步骤如下：1）竖井开挖至设计深度，测量定位，用白色喷漆画出隧道开挖面轮廓线和隧道成型后的净空轮廓线；2）拱部布设单排42超前小导管超前注浆，小导管L=3.5m，环向间距0.3米，拱部150范围内打设。小导管倾角1020；3）由上至下破除竖井横通道开挖轮廓线范围砼，保留格栅钢架钢筋，保留核心岩体，然后用电动砂轮割除净空轮廓线切割格栅钢筋；4）先喷C25砼50mm厚，初凝后架设横通道第一榀格栅的上半部，第一榀格栅钢筋与竖井格栅钢筋相互交叉并焊接牢固；5）喷射C25砼至设计厚度，使横通道第一榀格栅上半部封闭成环；6）开挖横通道第2榀格栅上半部，先喷射C25砼50mm，初凝后架设第2榀格栅山半部。第2榀与第1榀格栅并排连接，喷砼至设计厚度，使第2榀成环；连接筋为22内外双层，环向间距1m，钢筋网片为200200mm、6.5钢筋网片；7）开挖横通道第3榀，喷C25砼50mm，初凝后架设第3榀格栅上半部，并与第2榀格栅并排连接，喷砼至设计厚度，使第3榀上半部成环；8）锁脚锚杆应在架设每榀格栅支撑后随时打上；锁脚锚杆与格栅焊接并喷砼；9）上半部分按照设计施做6m后封闭上半断面掌子面；10）开挖横通道下半断面，下半断面开挖方法同上半断面。1、施工工艺流程 423.5注浆小导管钻孔、安装、注浆马头门梁 钢筋砼施工 开挖、出土 初喷4cm厚C25砼封闭土体 423.5注浆锚管钻孔、安装、注浆 外层钢筋网安装 钢格栅及连接筋安装、焊接内层钢筋网安装 喷射C25砼 下一开挖、支护、喷砼作业 堵头墙施工。2、采用矿山法暗挖施工，锚喷支护。施工横通道为直墙割圆拱形隧道，隧道开挖前，沿隧道拱部150施做L=2.5/3.5m 的42超前注浆小导管，环向间距0.3m，纵向间距2m，倾角2030，在小导管超前支护的保护下进行台阶法隧道开挖。考虑横通道断面较大，开挖仍采用上下台阶环形开挖预留核心土的方法，人工配合清理干净后立即施做初期支护，使通道初期支护尽快成环。初期支护采用C25格栅喷射砼，格栅钢架分别按设计间距布设， C22、L=1m纵向连接钢筋内外侧双排焊接完成初支。当施工过与左、右线隧道接口处时，开始进行横通道与正洞的施工。6 横通道与正洞接合部施工当横通道开挖过区间隧道左线开挖轮廓线2m时，开始在横通道的拱部位置进行正洞开挖轮廓线放样，沿正洞开挖轮廓线按照设计要求布设双排42的超前注浆小导管，加固后，沿轮廓线开始破除正洞与横通道交界范围内的横通道钢格栅，由于横通道拱部为弧形，破除后与正洞交界范围内的钢格栅不在同一断面，因而正洞钢格栅的榀数视通道破除钢格栅的截面而定，开始架立正洞钢格栅进行网喷砼，再进行正洞加密段拱部开挖，拱部加密段格栅为3榀间距0.4m，正洞按照设计上半断面开挖至6m后，封闭掌子面，再反向开挖另一侧正洞，开挖方法同上。继续开挖施工横通道上半断面过左线正洞6m后，开始进行横通道下半断面开挖，横通道下半断面开挖至左线正洞拱脚时，在横通道下半断面与左线正洞下半断面交界处正洞下半断面采用直墙式，直墙高度以正洞隧底为准，左线正洞与横通道交接处几榀钢格栅底部采用水平支撑I22工字钢。工字钢I22用22双排连接筋连接，挂双层网片喷射砼，正洞初支封闭成环后，继续开挖横通道，施工右线两侧马头门，方法同左线。继续开挖施工横通道，当横通道开挖至设计位置处，开始进行右线正洞开挖，开挖同左线。正洞直墙式与曲墙式交接处采用异形连接筋连接，挂双层网片喷射砼回填。正洞每间隔100m设置直墙式单侧集水井，进行洞内抽排水。二衬施工时所有直墙式超挖部分全部用同级喷射砼回填至设计尺寸。接口施工应采取以下措施：1）对接口处进行加强处理，设置环向加强筋或工字钢，加密安装初期支护的格栅钢架，以形成加强的受力体系，确保结构受力合理性和整体性。2）预做超前支护和预加固接口段土体，保证开口施工安全。3）开口施工化大为小，环形开挖，快速封闭。4）采取预防措施，防止发生坍塌，开口时应预先准备应急物资。5）加强监控量测，及时反馈信息，控制围岩变形。6）接口衬砌同结构端墙一起灌注，该部位除设变形缝外，不再设置施工缝，以改善接口处衬砌整体质量和提高防水性能。7 施工竖井回填方法施工竖井待完工后进行回填，回填材料采用原地层土，地面一下3m的竖井结构及支护进行凿除。横通道内的联络通道结构施工完成后进行回填。采用原地层土和C15混凝土回填，为保证施工质量，在回填土中进行压浆注实。横通道与区间结构交接处做混凝土墙进行封堵，洞身采用原地层土回填。施工竖井采用粘土回填，施工通道的马头门段、标准段、过渡段下半断面采用粘土回填，上半断面采用C15砼回填，并进行回填注浆。为保证施工通道回填密实，应使回填土打到塑性指数小于12，液限小于32%。分层铺设分层碾压，最终使土层的单轴抗压强度达到150kPa以上、压实系数kh不小于0.86，地基系数k30不小于0.86，地面以下3m的竖井结构及支护进行凿除。回填施工时，必须分层回填，分层夯实，每层填筑厚度不得大于300mm，回填结束后，恢复原地面。8 注意事项竖井马头门搁置时间较长，为防止在搁置这段时间内涌水、涌砂、地层隆起现象的发生，采用在竖井内横通道上半断面底，垂直横通道方向设置工字钢支撑，视地层情况确定支撑间距，并用22钢筋进行逐榀联结（焊接），并进行网喷砼形成砼支护，对竖井开挖面内的围岩封闭，加强支撑防止围岩收敛，并对竖井内的井壁渗漏水及时处理、井内集水及时排出，防止涌水、涌砂、地层隆起现象。