隧道开挖施工方案(共35页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上隧道工程开挖、支护、衬砌施工专项技术方案及措施1开挖本标段隧道埋深较浅,明洞部分全部用明挖法开敞式开挖,级围岩采用明挖及CRD法,级围岩地段采用CD法和环形开挖留核心土法、级围岩采用台阶法施工,隧道开挖坚持“禁爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则,采用机械开挖、人工配合进行施工。洞口施工时,先开挖洞门边仰坡及路堑土石方,做截水天沟,再施做洞门;洞口环节衬砌须与洞门同时施工;洞口位置贯彻“早进晚出”的原则并避开崩塌、滑坡等不良地质,洞口施工前及早清理洞顶坡面,做好地表水引排,封闭地表裂隙,夯填整平洞顶空洞、低洼处施工时随时对洞口边仰坡进行监测,有失稳迹象及时采取
2、措施;隧道洞门应及早施工,并避开雨季、冬期施工,保证洞门结构质量及洞口段稳定。开挖时按设计要求从上至下开挖边仰坡,并及时按设计要求进行边仰坡的防护加固。边仰坡采用水泥砂浆砌片石网格喷播植草支护,防止因隧道施工引起环境恶化和边仰坡遇水冲坍塌影响结构及行车安全、并封闭洞口路基面,防止雨水冲蚀坡面或下渗引起洞门基础松软。边仰坡连接处采用圆弧顺接开挖,洞口段挡墙与路堑挡墙采用墙面顺坡连接,挡墙设置80泄水孔,保证墙后渗水顺利排除。边仰坡开挖施工时尽量减少开挖范围,保护环境及地表植被。11明洞施工本标段活沙兔图隧道进出口都带有明洞,进口明洞长150米,出口明洞长320米,斜井有90米明洞。明洞采用明挖法
3、施工,采用挖掘机分段、分层开挖,必要时辅以微震动爆破开挖,人工配合挖掘机刷边(仰)坡,分段长度810m,分层高度23m。紧随开挖进行边(仰)坡防护,边(仰)坡采用砂浆锚杆挂钢筋网湿喷混凝土防护。隧底开挖完毕后进行隧底地质勘探,根据地质勘探结果进行必要的地基处理,然后进行仰拱施工。根据监控量测结果及时施做明洞衬砌,明洞衬砌按洞外混凝土结构要求进行施工,待衬砌强度达到设计后进行防水施工,然后进行洞顶回填,最后进行洞顶种植绿化。回填土表面均铺设复合隔水层。洞口边、仰坡开挖防护边仰坡开挖前先施作截水天沟,按设计要求从上至下开挖边仰坡,并及时按设计要求进行边仰坡的防护加固。(1)洞口排水边仰坡施工前先人
4、工在开挖边缘线510m开挖并施作洞顶截水天沟,待进洞后及时施作洞门和两侧排水沟,与洞顶截水沟相连形成完整排水系统。(2)洞门施工在进洞施工正常后,适时安排洞门施工,洞门采用混凝土整体浇筑,浇筑时采用钢管搭设脚手架,大面积钢模板立模,混凝土输送泵浇筑,插入式振捣器振捣。(3)进洞施工所有隧道均采用套拱法进洞。对于洞口段设计为大管棚超前预支护的隧道具体作法:洞口开挖至起拱线,采用两榀型钢钢架紧贴仰坡放置,间距0.8m,纵向用22mm钢筋连接,预埋管棚导向管,其环向间距及倾角按设计的管棚环向间距及外插角布设,经测量检查,同隧道洞口开挖断面一致后,与仰坡锚杆焊接固定,浇注40cm厚挂板混凝土固结,然后
5、施做长管棚,形成洞室轮廓,按设计开挖方法进洞。12正洞施工指导原则:均按新奥法原理组织施工。软岩地段施工坚持“先预报、管超前、短进尺、控爆破、强支护、快封闭、勤量测”的原则。积极推广应用国内外隧道施工新技术、新工艺,投入大型隧道施工专用机械设备,组成挖、装、运、锚、衬等机械化作业线。13洞身开挖 根据围岩级别及周边环境采取多种开挖方法:级围岩采用明挖及CRD法,级围岩地段采用CD法和环形留核心土法、级围岩采用台阶法施工。围岩开挖采用风镐或挖掘机开挖,必要时辅以弱爆破。形成超前支护、开挖、初期支护、仰拱填充、二次衬砌、附属工程均衡生产、整体推进的施工格局,断层破碎带及其影响带地段初期支护及时封闭
6、成环,根据围岩量测结果及时施作二次衬砌。施工方法及进度指标见表1-1,算月进度按25天计算。表1-1施工方法及进度指标表序号围岩级别施工方法循环进尺日循环数日进尺米月进度米1台阶法施工,钻孔台车为主,辅以人工风动凿岩机钻眼,微震动控制爆破和光面爆破。2.5251252CD法、环形留核心土法施工,微震动控制爆破、预裂爆破和光面爆破。1.022503CRD法施工,采用铁镐、风镐或挖掘机开挖,必要时辅以弱爆破。0.7521.530131CRD法施工CRD法施工原理及工艺流程见图1-1。CRD法施工每循环进尺0.75m,每循环时间720min,每天2循环,日进尺1.5m,月进度按30m(已考虑各种影向
7、造成的折减)计,各工作面工序调整到位后平行作业,循环作业时间见表1-2。施工工序:A、(1)利用上一循环架立的钢筋架施做超前小导管超前支护。(2)弱爆破开挖部。(3)采取措施封闭掌子面。(4)施做部导坑周围的初期支护和临时支护,即初喷4cm厚混凝土,架立I18工字钢临时钢架,并设锁脚锚杆。(5)导坑底部平整压实后,施做部临时仰拱。安设I18工字钢。B、(1)在滞后于部一段距离后,弱爆破部。(2)采取措施封闭掌子面。(3)施作部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷4cm厚混凝土,架立I18工字钢临时钢架,并设锁脚锚杆。(5)导坑底部平整压实后,施做部临时仰拱。安设I18工字钢横撑。(6)复喷混凝
8、土至设计厚度后打设超前小导管并注浆。C、开挖部并施做导坑周围的初期支护和临时支护,步骤及工序同A。D、开挖部并施做导坑周围的初期支护和临时支护,步骤及工序同B。E、(1)在滞后于部一段距离后,弱爆破部。(2)隧道底周边部分初喷4cm厚混凝土。(3)接长初支钢架及I18工字钢临时支撑,施作初支仰拱,复喷施工准备施作部超前支护施作部临时仰拱,安工字钢横撑复喷混凝土并打设超前小导管滞后部一段距离开挖部施作部初期、临时支护喷射混凝土封闭掌子面开挖部喷射混凝土封闭掌子面施作部初期临时支护,设锁脚锚杆施作部临时仰拱,安设工字钢施作部初期临时支护及锁脚锚杆施作部临时仰拱,安工字钢横撑复喷混凝土并打设超前小导
9、管施作部初期临时支护开挖部并喷混凝土封闭掌子面复喷混凝土并打设超前小导管开挖部并做初期临时支护喷混凝土封闭掌子面滞后部一段距离开挖部隧底喷4cm厚混凝土,架设钢拱架施作初支仰拱,复喷混凝土开挖部施作部临时仰拱,安设工字钢复喷混凝土并打设超前小导管浇筑部仰拱根据量测结果,拆除临时钢架横撑一次性浇筑部衬砌隧底喷4cm厚混凝土,架设钢拱架施作初支仰拱,复喷混凝土拆除已完成二次衬砌部分钢架1-1 CRD法开挖程序及工艺流程图混凝土至设计厚度。F、开挖部并施做导坑周围的初期支护和临时支护,步骤及工序同E。G、逐段拆除靠进已完成二次衬砌部分810cm的范围内中隔墙底部工字钢单元。H、浇筑I部仰拱。I、(1
10、)根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,拆除I18工字钢临时钢架及临时横撑。(2)利用衬砌模板台车一次浇筑II部衬砌(拱墙衬砌一次施做)。132CD法施工CD法施工原理及工艺流程见图1-2。CD法施工每循环进尺1.0m,每循环时间720min,每天2循环,日进尺2.0m,月进度按50m计(已考虑各种影向造成的折减)。循环作业时间见表1-2。CD法施工工序:A、(1)利用上一循环架立的钢筋架施做超前砂浆锚杆支护。(2)弱爆破开挖部。(3)施做部周围的初期支护和临时支护,即初喷4cm厚混凝土,架立I18工字钢临时钢架,并设锁脚锚杆。(4)导坑底部平整压实后,施做部临时仰拱。(5)复喷混凝土至设计
11、厚度后打设超前砂浆锚杆。B、(1)弱爆破开挖部。(2)导坑周边初喷4cm厚混凝土,架立格栅钢架及I18工字钢临时钢架,并设锁脚锚杆。(3)导坑底部铺10cm厚混凝土,施做部临时仰拱。(4)复喷混凝土至设计厚度后打设超前砂浆锚杆。表1-2 CRD法、CD法分部施工作业循环时间表工序时间(min)循环时间(min)60120180240300360420480540600660720测量放样30监控量测30超前支护360/3开挖300初期支护270说明:超前支护每3个循环施作一次。该工序时间已考虑各工序平行作业时相互影响的时间,洞身出碴作业在开挖过程中平行作业,不占用工序时间,表中未示。C、开挖部
12、并施做导坑周围的初期支护和临时支护,步骤及工序同B。D、开挖部并施做导坑周围的初期支护和临时支护,步骤及工序同C。E、在滞后于部一段距离后,弱爆破部。(2)接格栅钢架及I18临时钢架。(3)底部喷4cm厚混凝土,架设仰拱格栅。(4)隧底周边部分喷混凝土至设计厚度。F、开挖部并施做导坑周围的初期支护和临时支护,步骤及工序同E。G、拆除靠进已完成二次衬砌部分810cm的范围内的I18临时钢架。施工准备施作部超前支护复喷混凝土、打设超前砂浆锚杆开挖部部导坑周边初喷4cm厚混凝土施作部临时仰拱架立临时钢架、设锁脚锚杆开挖部喷射4cm 厚混凝土封闭掌子面施作部临时仰拱复喷混凝土、施作部超前支护施作部临时
13、仰拱,复喷混凝土开挖部部导坑周边初喷4cm厚混凝土施作部临时仰拱架立临时钢架、设锁脚锚杆开挖部喷射4cm 厚混凝土封闭掌子面架立临时钢架、设锁脚锚杆滞后部一段距离开挖部架设钢架,底部喷混凝土架设仰拱格栅隧底周边喷混凝土复喷混凝土至设计厚度打设超前砂浆锚杆浇筑部仰拱及隧底填充根据量测结果,拆除临时钢架一次性浇筑部衬砌开挖部施作部周边初期临时支护拆除已完成二次衬砌部分钢架图1-2 CD法开挖程序及施工工艺流程图H、浇筑I部仰拱及隧道底填充。(1)根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,拆除I18工字钢。(2)利用衬砌模板台车一次浇筑II部衬砌(拱墙衬砌一次施做)。133台阶法施台阶法施工原理及工艺
14、流程见图1-3。施工准备测量中线、水平画轮廓线上断面爆破开挖上断面初期支护资料、图纸审核装药、联结起爆网络钻爆设计、超前地质预报下断面爆破开挖下断面初期支护监控量测钻 孔清 孔图1-3 台阶法开挖程序及施工工艺流程图 施工安排台阶法施工每循环进尺2.5m,每循环时间720min,每天2循环,日进尺5m,月进度按125m计(已考虑各种影向造成的折减)。循环作业时间见表1-3。表1-3台阶法施工循环时间表工 序时间min循环时间(min)60120180240300360420480540600660720超前地质预报15测量放样30围岩量测及超前支护50开挖240出碴180初期支护270说明:超
15、前地质预报、超前支护为摊销时间。2、各工作面拉开距离后平行作业,实行均衡生产。IV级围岩爆破设隧道台阶法开挖级围岩爆破布孔及装药方式见图1-4。图1-4 爆破布孔及装药方式图钻爆参数的选择:通过爆破试验确爆破参数,级围岩爆破试验时参考参数见表1-4。表1-4 级围岩光面爆破参数表岩石种类周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线W(cm)相对距E/W周边孔线密度(Kg/m)305045600.50.70.10.202支护21超前支护本标段隧道进出口级围岩及斜洞进洞口级围岩设计采用大管棚超前支护。211超前大管棚支护洞口段大管棚采用108热轧无缝钢管,长1040m,外插角13,压注水泥浆。 机具超前大
16、管棚钻孔采用全液压履带管棚钻机,最高水平钻进高度4.5m,单根钻杆长度3m,主臂可垂直360回转。该机械采用顶驱双作用冲击及回转,把套管及钻具同时冲击回转钻入软弱围岩内。钻孔时采用大扭矩回转套管钻进穿孔,提高了孔向精度及钻深能力。钻架配置两度液动夹头,方便夹紧及卸拧钻具丝扣,减少劳动强度。采用高压双液注浆泵注浆,浆液由注浆拌和机拌制。 施工工艺超前大管棚施工工艺流程见图2-1。顶驱液动锤把套管与钻杆同时冲击回转,钻入隧道顶板前端设计要求孔深。钻孔完毕,将套管内孔注水清洗干净,然后将钻杆拔出,套管仍留在孔内护孔。事先加工好带有注浆眼的钢管插入套管内,钢管节与节用丝扣联接,钢管终端密封。管插进后,
17、取出套管。上述步骤将其余管棚施钻安插完毕,然后施做止浆墙。高压将水泥浆压入钢管内,浆液通过钢管注浆眼压注入孔壁的缝隙内,固结附近岩土层,采用导管编号注浆,先注“单”号孔,待1至2天固结后,再注“双”号孔,管棚位于土层中压注水泥浆,压力不小于2MPa,其余地段压注水泥砂浆(水灰比1:1,砂灰比2:1)压力不小于1MPa。 管棚支护下,进行隧道开挖,开挖总长度为管棚总长度的90%。钻机退回原位套管内注水清洗分节装入钢花管接长钻杆及套管一节钻孔结束继 续 钻 进开挖周边放样布孔钻机就位安装钻杆及套管取 出 钻 杆取 出 套 管顶驱双作用冲击回转下一根管棚钻进 注 浆隧 道 开 挖钻至设计长度钻进结束
18、达到注浆压力图2-1 超前大管棚施工工艺流程框图图4-12 超前管棚施工工艺流程图注意事项钻孔前,按设计精确画出钻孔位置。控制钻孔角度,尤其是接长钻杆后钻进角度应严格控制。注浆时准确掌握浆液配比和注浆压力。创造良好的照明条件,施工时专人统一指挥。加强对围岩进行动态监控量测,实行信息化管理。212超前小导管施工本标段隧道洞身段采用42超前小导管注浆预支护,小导管采用42热轧无缝钢管加工,长度为3.5m或4.0m。 施工工艺 小导管施工工艺流程见图2-2。喷混凝土封闭开挖面沿周边布孔插入小导管注 浆洞室开挖小导管加工浆液准备钻 孔 图2-2 超前小导管施工工艺框图 施工方法采用YT-28风动凿岩机
19、钻孔,人工安装超前小导管并与钢架焊接固定,小导管外插角为1015,用注浆泵进行注浆作业,注入水泥单液浆,注浆压力一般为0.8MPa,施工中根据现场试验确定合理的注浆参数。小导管在构件加工厂制作,前端做成尖锥形,尾部焊接8mm钢筋加劲箍,管壁上每隔15cm交错钻眼,眼孔直径为68mm。小导管加工见图2-3。钻孔完毕后,将小导管按设计要求插入孔中,围岩软弱地段用游锤或凿岩机直接将小导管沿格栅钢架中部打入,尾部与钢架焊接到一起,共同组成预支护体系。注浆前先喷射混凝土510cm封闭掌子面作止浆墙,当单孔注浆量达到设计注浆量时,结束注浆。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆作业中认真填写注浆记
20、录,随时分析和改进作业,并注意观察施工支护工作面的状态。小导管注浆工艺流程见图2-4。图2-3 注浆小导管加工图图2-4 小导管注浆工艺流程图213超前锚杆施工本标段隧道部分段落沿隧道外缘设置22砂浆锚杆,锚杆长度为3.5m。(1)22mm砂浆锚杆施工: 施工工艺砂浆锚杆施工工艺流程见图2-5。施工方法锚杆预先在洞外钢结构厂按设计要求加工制作,锚杆砂浆强度不得低于M20。施工采用风动凿岩机或锚杆台车,按设计要求钻孔,达到标准后,用高压风清除孔内岩屑;用注浆泵将水泥砂浆注入孔内,砂浆填充锚杆孔体积的2/3后停止注浆;及时将加工好的杆体插入孔内,安装锚杆垫板。施工时应注意:锚杆钻孔位置及孔深必须准
21、确;锚杆要除去油污、铁锈和杂质;锚杆体插入孔内不小于设计长度的95%。定 位钻 孔杆体制作注 浆插入杆体安装锚杆垫板复喷混凝土覆盖垫板图2-5 砂浆锚杆施工工艺流程图锚杆施工应在初喷混凝土后进行,以保证锚杆垫板有较平整的基面。锚杆用的水泥砂浆,其强度不应低于M20。锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。水泥砂浆达到一定强度后才能上紧垫板螺母。22初期支护根据工程地质条件设置型钢钢架或格栅钢架、钢筋网、砂浆锚杆或中空锚杆、素喷混凝土或微纤维混凝土进行支护。锚杆台车联合注浆泵施作锚杆、注浆;喷射混凝土采用湿喷技术,钢筋网集中加工,升降台架铺挂。注浆泵选用液压式单液浆泵。本标段隧道初期支护采用带排气装置的25
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