隧道施工工艺工法.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流隧道施工工艺工法.精品文档.工程概况- 5 -一. 全施工工艺断面法- 5 -1.1工艺主要说明及要求- 5 -1.2施工特点- 5 -1.3全断面法施工工艺流程- 6 -1.4钻爆作业- 6 -二.台阶开挖法- 9 -2.1台阶开挖时应注意事项- 9 -2.2长台阶法- 9 -2.3.1 台阶法施工工艺流程- 10 -2.3.2台阶法施工工序说明- 11 -2.3.3台阶法施工要求- 11 -三.三台阶法临时仰拱法- 12 -3.1三台阶临时仰拱法施工工艺流程- 12 -3.2三台阶临时仰拱法施工工序说明- 14 -3.3三台阶临时仰拱法施
2、工工序说明:- 15 -3.4三台阶临时仰拱法施工要求- 15 -3.5. 材料要求- 16 -51 水泥- 16 -52 外加剂- 16 -53 细骨料- 16 -54 粗骨料- 16 -55 水- 16 -四.CD法- 17 -4.1施工参数- 17 -4.2施工方法- 17 -4.3施工步骤- 18 -4.4中壁拆除- 19 -4.5作业要点- 19 -4.6监控量测- 19 -4.7施工注意事项- 20 -五.双侧壁导坑法- 21 -5.1开挖面分部形式:- 21 -5.2施工作业顺序为:- 22 -5.3双侧壁导坑法的优缺点:- 22 -5.4双侧壁导坑法施工特点及适用范围- 22
3、-5.5双侧壁导坑施工方法- 23 -5.6注浆- 25 -六.六步cd法- 26 -6.1作业内容- 26 -6.2工艺流程- 26 -6.3施工方案- 26 -6.4开挖- 26 -6.5钢筋网的加工及安装- 29 -6.6钢架加工及安装- 29 -6.6.1钢架制作- 29 -6.6.2钢架安设工艺- 29 -6.6.3复喷砼- 30 -6.7质量要求- 30 -6.7.1 质量验收规范- 30 -6.7.2 分项验收标准- 30 -七隧道新奥法施工技术- 31 -7.1概述- 31 -7.2隧道施工的主要技术- 31 -7.3隧道新奥法施工- 31 -7.4科技成果特点- 32 -7.
4、4.1新奥法施工特点- 32 -7.5新奥法理论要点及施工要点- 33 -7.6科技成果的工艺流程和关键技术- 34 -7.6.1开挖- 35 -7.6.2 开挖顺序以及部位的选择(三步开挖法)- 35 -7.7钻眼施工- 36 -7.7.1 装药爆破- 37 -7.7.2第一次支护- 37 -7.7.3二次支护- 39 -7.7.4 新奥法现场施工存在问题- 41 -八弃渣场施工方案- 41 -8.1弃渣场挡护设计- 41 -8.2排水设计- 42 -8.3质量要求- 43 -九拌合站施工方案- 43 -9.1施工准备- 43 -9.2拌合站生产区建设- 44 -十安全管理措施- 46 -1
5、0.1 安全目标- 46 -10.2 安全管理组织机构- 46 -10.3 安全保证体系- 46 -10.4 安全保证措施- 47 -10.5 安全控制措施- 50 -工程概况新瓦房沟二号隧道主要穿行于低山区,位于河南省西峡县八庙村,既有瓦房沟二号隧道左侧4050米,进口位于沟谷中,出口位于菊花沟,洞身最小埋深约为2m,最大埋深43m,该隧道上部有冲沟发育,交通不便,隧道起讫里程为DzK275+375DzK275+894,隧道全长519m,为一座单线隧道,全隧道均位于R-800m的圆曲线及缓和曲线上面,隧道纵坡为11.7的单面下坡。一. 全施工工艺断面法全断面开挖是一次开挖成形的施工工艺,全断
6、面开挖施工工艺循环进尺必须根据隧道断面、围岩地质条件、机械设备能力、爆破振动限制、循环作业时间等情况合理确定。1.1工艺主要说明及要求适用范围:适用于铁路客运专线隧道的级围岩地段,级围岩单线隧道、级围岩双线隧道采取了有效的预加固措施后,亦可采用全断面开挖施工工艺。作业内容:施工测量、多功能台架就位、钻孔、装药、起爆、通风、出碴、支护。在级围岩地段采用多功能台架凿岩机钻孔,进行全断面开挖。常用XG951C侧式装载机装碴,自卸汽车运输至弃碴场,锚杆台车进行全断面锚杆安装、钢筋网挂设和喷混凝土施工。钻爆采用光面爆破技术爆破,喷混凝土采用湿喷技术。测量放线:测放中线、水平、所有炮眼位置;多功能台架就位
7、钻孔爆破:多功能台架就位、全断面钻孔、装药、爆破;排烟:爆破后,利用通风机排除炮烟;出碴:用XG951C侧式装载机装碴,自卸汽车运输至弃碴场;初期支护:采用混凝土湿喷机在素喷一层混凝土封闭围岩后,局部打设锚杆;初期支护完毕,进入下一开挖循环。1.2施工特点开挖断面与作业空间大,干扰小;有条件充分使用机械,减少人力;工序少、便于施工组织与施工管理,改善劳动条件;开挖一次成形,对围岩扰动少,有利于围岩稳定。1.3全断面法施工工艺流程1.4钻爆作业 钻爆作业必须按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。 钻眼前应绘出开挖断面中线、水平和断面轮廓,并根据爆破设计标出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻眼
8、。 钻眼应符合下列要求:1.4.1掏槽眼深度、角度按设计施工,眼口排距、行距误差均 不得大于5cm。1.4.2辅助眼深度、角度按设计施工,眼口排距、行距误差均不得大于10cm。1.4.3周边眼开眼位置在设计断面轮廓线上,允许轮廓线调整,其误差不得大于5cm;炮眼方向可以35%斜率外插,眼底不超出开挖断面轮廓线10cm,最大不超过15cm。1.4.4内圈炮眼至周边眼内圈炮眼至周边眼的排距误差不大于5cm,炮眼深度超过2.5m时,内圈炮眼与周边眼用相同的斜率钻眼。1.4.5收尾钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查并作好记录,有不符合要求的炮眼应重钻,经检查合格后才可装药起爆。 装药前应将炮眼内泥浆、石粉
9、吹洗干净。所有装药的炮眼均应堵塞炮泥,周边眼的堵塞长度不宜小于20cm。1.4.6通风隧道采用混合式通风系统,配备1台28kw轴流式风机,根据隧道施工进度,逐渐串联增加,当一组风机向前移动,另一组风机的管路即相应接长,始终保持两组管道相邻端交错不小于2030m。通风管采用f800软管,其安装应做到平顺、接头严密、弯管半径不小于风管直径的3 倍。1.4.7锚喷施工本标段隧道拟推行湿喷施工,这是我处在西康线的成功经验。锚喷作业必须在光面爆破符合要求的基础上进行。材料选择水泥优先选用普通硅酸盐水泥,标号不低于325号,砂采用坚固耐久的中粗砂,细度模数大于2.5,且泥土杂物含量不大于3%,含泥量不大于
10、5%,云母含量不超过2%,硫化物与硫酸盐(折算为SO3)含量不大于1%(重量),有机物含量用比色法试验,颜色不深于标准色。石子采用坚固耐久的碎石或卵石,粒径不大于15mm,用前应过筛,其饱和极限抗压强度与砼设计标号之比,碎石不小于200%,卵石软弱颗粒含量不大于5%。碎石、卵石中针状颗粒含量不大于15%,卵石中泥土、杂物含量不大于1%。硫化物和硫酸盐(折算为SO3)含量不大于1%,石粉含量不大于2%,有机物含量用比色法试验,颜色不深于标准色。(以上有害物质含量均以重量计)。外加剂速凝剂、减水剂、早强剂。减水剂早强剂可根据川东地区材料市场采购;速凝剂应使用液体速凝剂,应购买上海或广州两地产品,二
11、者择其一使用。 二.台阶开挖法台阶法是先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上、下半断面同时并进的施工方法;按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。近年由于大断面隧道的设计,又有三台阶临时仰拱法,甚至多台阶法。至于施工中究竟应采用何种台阶法,要根据以下两个条件来决定:初期支护形成闭合断面的时间要求,围岩越差,闭合时间要求越短;上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。在软弱围岩中应以前一条为主,兼顾后者,确保施工安全。在围岩条件较好时,主要是考虑如何更好的发挥机械效率,保证施工的经济性,故只要考虑后一条件。台阶开挖法的优缺点:台阶开挖法可以有足够的工作空间和
12、相当的施工速度。但上、下部作业有干扰;台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数,但台阶有利于开挖面的稳定。尤其是上部开挖支护后,下部作业就较为安全,但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。2.1台阶开挖时应注意事项(1)解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。微台阶基本上是合为个工作面进行同步掘进;长台阶基本上拉开,干扰较小;而短台阶干扰就较大,要注意作业组织。对于长度较短的隧道,可将上半断面贯通后,再进行下半断面施工。(2)下部开挖时,应注意上部的稳定。若围岩稳定性较好,则可以分段顺序开挖;若围岩稳定性较差,则应缩短下部掘进循环进尺;若稳定性更差,则可以左右错开,或先拉中槽后挖边帮。(3)下部边墙开挖后必
13、须立即喷射混凝土,并按规定做初期支护。(4)量测工作必须及时,以观察拱顶,拱脚和边墙中部位移值,当发现速率增大立即进行仰拱封闭。 台阶开挖法一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖成型。台阶法包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法等三种,其划分是根据台阶长度来决定。2.2长台阶法上、下断面相距较远,一般上台阶超前50m以上或大于5倍洞跨。施工时上下部可配属同类机械进行平行作业,当机械不足时也可用一套机械设备交替作业,即在上半断面开挖一个进尺,然后再在下断面开挖一个进尺。当隧道长度较短时,亦可先将上半断面全部挖通后,再进行下半断面施,即为半断面法。(1) 长台阶法的作业顺序为:上半断面开挖: 用
14、两臂钻孔台车钻眼、装药爆破,地层较软时亦可用挖掘机开挖 安设锚杆和钢筋网,必要时加设钢支撑、喷射混凝土2.3.1 台阶法施工工艺流程超挖欠挖不满足施工准备爆破效果装碴运输上下台阶初支护监控量测初喷混凝土上台阶钻眼通风排烟测量放线装药爆破超前地质预报下循环开挖爆破设计处理欠挖加强支护调整爆破参数2.3.2台阶法施工工序说明台阶法工序见附图。(1)开挖 1 部台阶,施作 1 部洞身结构的初期支护。(2)上台阶施工至适当距离后,开挖 2 部台阶,施作洞身结构的初期支护。(3)灌筑该段内 部底板(或仰拱)。(4)利用衬砌模板台车一次性灌筑 部二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。2.3.3台阶法施工要求(1)
15、隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。(2)开挖方式采用弱爆破,爆破时严格控制炮眼深度及装药量。(3)台阶长度宜控制在10m50m之内;围岩稳定较差时,控制在310m。(4)下台阶断面开挖应两侧交错进行,下台阶开挖后仰拱应紧跟。施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题,下部应减少对上部围岩、支护的拢动。(5)施工中,应按有关规范及标准图的要求,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。(6)上台阶施作钢拱架时,采用扩大拱脚和锁脚锚杆等措施,控制围岩和初期支护变形,必要时施作临时仰拱。(7)下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计
16、强度70%以上时开挖,当岩体不稳定时需缩短进尺,必要时分下台阶左右两部开挖,并及时施作初期支护和仰拱。(8)下台阶施工时要保证初支钢架整体顺接平直,螺栓连接牢靠。三.三台阶法临时仰拱法3.1三台阶临时仰拱法施工工艺流程三台阶临时仰拱法施工工艺流程见图。超前地质预报施工准备开挖方案设计上中下台阶测量放线下台阶开挖中台阶开挖上台阶开挖反馈综合信息良好良好清理开挖面下一循环上中下三断面支护与施作临时仰拱下断面检查稳定性中断面检查稳定性上断面检查稳定性初喷后出渣3.2三台阶临时仰拱法施工工序说明三台阶临时仰拱法施工工序见附图3.3三台阶临时仰拱法施工工序说明:(1)a、利用上一循环架立的钢架施作隧道超
17、前支护;b、开挖1台阶阶;c、施作1部洞身结构的初期支护,即初喷4cm厚混凝土,架立钢架,并设锁脚锚(管)杆;d、钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度,底部架立临时钢架封闭,则在掌子面喷10cm混凝土封闭。(2)上台阶施工至适当距离后,开挖2部台阶,接长钢架,施作洞身结构的初期支护及封底,参照工序进行。(3)a、开挖3部台阶,及时封闭衬期支护。参照工序进行;b、灌注该段仰拱;c、灌注该段隧底填充。(4)根据量测结果分析,待初期支护收敛后,利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。3.4三台阶临时仰拱法施工要求(1)隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。(2
18、)如有超前支护等辅助施工措施,应首先利用上一循环架立的钢架施作完毕,再开挖。(3)开挖方式采用弱爆破,爆破时严格控制炮眼深度及装药量。(4)锁脚小导管可根据需要设置,以确保下台阶施工的安全。(5)各步台阶一次开挖长度宜控制在2m3m之间,第 3 部台阶开挖后仰拱应紧跟。(6)施工中,应按有关规范及标准图的要求,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。3.5. 材料要求原材料应符合设计要求,设计未明确时应符合相应混凝土工程施工质量验收标准要求。51 水泥宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,水泥的混合材宜为矿渣或粉煤灰,不宜使用早强水泥,强度等级
19、不小于32.5MPa。使用前应做强度复查试验。水泥到场后不得露天堆放,不同种类的水泥应储存于不同库房。52 外加剂应采用减少率高、坍落度损失小、适量引气、质量稳定、能满足混凝土性能的产品。外加剂与水泥间应有良好的适应性。宜选用多功能复合外加剂。53 细骨料细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然河沙,也可选用专门机组生产的人工砂,不宜使用山砂,不得使用海砂。采用的中砂或粗砂细度模数应大于2.5,含水率宜控制在5%7%使用前应一律过筛。砂中小于0.075mm的颗粒不应大于20%。含泥量不应大于3%,泥块含量不应大于1%。54 粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、
20、线膨胀系数小的洁净碎石,也可碎卵石,不宜采用砂岩碎石。混凝土应采用二级或三级级配粗骨料。粗骨料应分级采购、分级运输、分级堆放、分级计量。严禁选用具有潜在碱活性骨料。采用泵送方式时,粗骨料粒径应控制在0.30.4D(D为管径)范围之内,最大粒径不能超过40mm,且应采用连续级配,针片状颗粒含量不宜大于10%。55 水水质应符合工程用水的有关标准,水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。四.CD法CD法又称中隔壁法,用于浅埋及比较软弱地层中,而且是大断面隧道的开挖。CD法是在用钢支撑和喷射混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法,是在地质条件要求分部开挖及时封闭的条件下采用。CD法适用于双线级、级、
21、级围岩隧道,地质条件困难,围岩软弱,覆盖层薄,含水量大,基底承载力低等条件。采用CD法开挖,减小软弱围岩隧道及大跨度隧道分部开挖跨度和开挖高度,通过增加中壁墙等临时支护构件,形成分部开挖初期支护快速封闭环,使分部开挖环环相扣,最后完成全部断面开挖与初期支护4.1施工参数超前支护:拱部采用双排小导管超前预支护,并注水泥浆。开挖进尺:各分部开挖进尺为1榀钢架间距即0.5m。台阶高度:上台阶、中台阶开挖高度4.0m5.5m。开挖工作面间距:各级台阶开挖间距控制在35m。施工支护措施:中隔壁临时支护采用I20b,初期支护由原设计I20b变更为H175型钢。拱部按原设计数量施做22中空锚杆、边墙砂浆锚杆
22、,但施工程序更改为在初期支护结束后在施做。4.2施工方法4.2.1、施工工艺流程见下图CD法施工工艺流程图4.2.2、开挖方法隧道分为左、右导坑进行开挖,每侧导坑又分为两步台阶。为保护好围岩,围岩尽量采用机械辅人工开挖,每循环进尺按每榀钢架间距0.5m,当围岩稳定性较差时,考虑采用中部预留核心土法施工;开挖方法见下图 4.3施工步骤 开挖左洞室上台阶(循环进尺0.6m)及时施作初期支护,设置中隔壁临时钢支撑(设置临时仰拱) 挖左洞室下台阶(循环进尺0.6m),滞后于1部35m。及时施作下台阶初期支护及接长中隔壁临时钢支撑分段拆除临时中隔壁,每次拆除长度6m仰拱及矮边墙初期支护基面处理及时铺设仰
23、拱及矮边墙防水板,灌筑仰拱填充及矮边墙边墙、拱部初期支护基面处理施作边墙、拱部复合式防水板立模灌筑边墙、拱部二衬钢筋砼序号图 示施工步骤说明123456中壁法开挖施工步骤图1234 开挖右洞室上台阶(循环进尺0.6m),及时施作初期支护(设置临时仰拱)滞后于2部1020m。 挖右洞室下台阶(循环进尺0.6m),滞后于2部1020m。施作下台阶及仰拱初期支护,及早形成封闭受力环654.4中壁拆除在CD法中的一个关键问题是拆除中壁,据以往经验,中隔壁拆除时间应在全断面成环后,各部位位移充分稳定后,才能拆除,其要求如下。1) 中壁拆除参数(1)拱顶下沉量:7d的增量小于2mm;(2)净空收敛值:7d
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