隧道施工技术简介3.ppt

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1、 锚杆是在围岩开挖时，为避免岩体松散塌陷，在岩体打入实心或空心的钢材加工的杆体，起到对土体的加筋和联结成整体的作用，锚杆与围岩间采用砂浆或其它材料固结，并设置钢垫板固定。锚杆孔开孔偏差及钻孔角度偏差不得大于规范要求，以充分发挥锚杆的穿连和楔形分块的作用。锚杆钻孔应圆而直，孔口岩面整平，并使岩面与钻孔方向垂直。中空注浆锚杆的注浆压力控制在0.7Mpa1.0Mpa，持续15min终止。12/21/202211、砂浆锚杆采用20MnSi22mm螺纹钢筋。检查锚杆类型、规格、质量及其性能是否与设计相符。12/21/20222其安设步骤如下：（1）YT-28风钻开孔，方向垂直于岩层层面，开孔直径为50m

2、m，并用吹管将砂石吹出（风压0.50.6Mpa）钻孔深度不小于锚杆设计长度。（2）检查孔内有无充填物，如有充填物，用吹管吹出或掏勾勾出。（3）锚固卷浸水前上端扎3-5个小孔(孔径1mm)。浸水后通过滤纸进入锚固卷中的水占据了锚固卷中的小空间，原微小空间的空气被挤出排出，直到小孔不冒泡即浸水结束，这时水灰比约为0.340.35最理想范围,立即取出安装使用。（4）将浸好的几个锚固卷装入眼内，用炮棍送至眼底，将锚杆插入。其位置尽量居中，端部外露长度为515cm。锚杆插入过程中，注意旋转，使粘结剂充分搅拌。锚杆安设后，其填充砂浆终凝后立即安装托板，拧紧螺帽。（3）锚杆安装采用YT-28型风钻，孔眼间距

3、、深度和布置符合设计参数的要求，其方向垂直于岩层层面。钻孔完成后，将中空锚杆打入岩体。（4）注浆用塑胶泥封堵杆体周围及孔口，工作面上的裂纹也用塑胶泥封堵塞。管端外露20cm，以便安装注浆管。注浆采用注浆泵进行。12/21/20223图八图八 砂浆锚杆施工工艺流程图砂浆锚杆施工工艺流程图施工准备施工准备定位定位钻孔钻孔吹洗吹洗检验检验配料配料插入锚杆和排气管插入锚杆和排气管注浆注浆安装垫板螺帽安装垫板螺帽锚杆抗拔力检查锚杆抗拔力检查验收验收合格合格合格合格12/21/202242、中空注浆锚杆（1）中空注浆锚杆施工流程YT-28风钻钻孔、清孔锚杆插入锚孔锚杆尾端安装止浆塞、垫板、螺母连接锚杆尾端

4、和注浆泵注浆（2）中空注浆锚杆构造杆尾：与YT-28风钻连接，可与注浆胶管套接。杆体：中空厚壁全螺纹杆体，外径25mm，内径15mm。可任意切割，便于安装配件，同时作为锚杆，齿峰凹槽进一步提高锚固力。联结套：使锚杆能边钻进边加长到设计长度，使用联结套接长到设计长度。施工准备锚杆孔位布置钻锚杆孔、锚杆安装注 浆戴杆头封堵帽进入下道工序浆液配制不合格合格注浆质量综合检查12/21/20225施工准备施工准备锚杆孔位布置锚杆孔位布置钻锚杆孔、锚杆安装钻锚杆孔、锚杆安装注注 浆浆戴杆头封堵帽戴杆头封堵帽进入下道工序进入下道工序浆液配制浆液配制不合格不合格合格合格注浆质量综合检查注浆质量综合检查图图九九

5、 中中空空注注浆浆锚锚杆杆施施工工工工艺艺流流程程图图12/21/20226（三）钢筋网（三）钢筋网 钢筋网施工先在钢筋加工场用钢筋按设计网格间距制成1.5cm左右大小的网片，点焊节点不少于全部的20%，其余用铅丝绑扎；运到现场后，点焊固定在锚杆头或钢架上，网片间搭接长度不小于20cm。12/21/2022712/21/20228（四）钢架制作安装（四）钢架制作安装1、钢架加工为集中制作。加工后试拼，允许误差为：沿隧道周边轮廓偏差为3cm，平面（翘曲）偏差2cm，不合格禁用。2、初喷混凝土后，严格按设计架设钢架，钢架安装允许偏差横向和高程均为5cm，倾斜度不得大于23、钢架两侧拱脚基础必须牢固

6、坚实。安装前清理干净底脚处浮碴；拱脚标高不足时，设置钢板或用混凝土调整；安装先将钢架节段预组装成安装段，拧紧连接螺栓。格栅钢架立起后，据中线、水平将其校正到正确位置，然后用定位筋固定，并用纵向连接筋将其和相邻钢筋格栅连接牢靠，钢架与壁面间用钢楔或混凝土垫块楔紧。12/21/20229测量放样测量放样清除底脚浮碴清除底脚浮碴安装钢架安装钢架钢架组合拼装钢架组合拼装加工质量验收加工质量验收和系统锚杆焊连定位和系统锚杆焊连定位打锁脚锚杆打锁脚锚杆加设鞍形垫块加设鞍形垫块焊纵向连接筋焊纵向连接筋隐蔽工程检查验收隐蔽工程检查验收 图九图九 钢架安装工艺流程图钢架安装工艺流程图12/21/20221012

7、/21/202211格栅拱架成品12/21/202212格栅拱架安装12/21/202213仰拱拱架12/21/202214钢拱架加工12/21/20221512/21/20221612/21/20221712/21/202218六、六、围岩破碎或不良地质段施工要求围岩破碎或不良地质段施工要求12/21/202219（一）施工原则 围岩破碎或不良地质地段，要遵循“早预报、管超前、预注浆、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测，早成环”的原则，稳扎稳打，安全通过。12/21/202220（二）施工要求早预报；综合地质超前预报，包括隧道地形地貌踏勘，洞内掌子面地质描述，综合物探（TSP203、地质

8、雷达、红外探水、超前水平钻孔。管超前：管与管之间的围岩成拱效应，管棚本身形成很多简支梁作用，对围岩起支撑和抑制围岩变形作用，提供完成初期支护的时间。按设计要求的部位设置，注意搭接长度、环向间距、外插角度，尾端与钢架焊接及注浆效果等。预注浆：对改良地层加固作用，不坍不沉，堵水。短进尺：开挖和初期支护时间尽可能缩短，由于嵌制作用和围岩纵向暴露的少，可以保证安全。避免坍塌最有效的手段就是短进尺，支护紧跟。因此要求：拱部开挖进尺控制在1m，大跨控制在1榀格栅钢架的距离；下部开挖视围岩稳定性而定，一般不超过2m，大跨不超过1m。边墙及仰拱的格栅钢架必须紧跟，严禁长距离边墙架不安装的违章现象。012/21

9、/202221（二）施工要求弱爆破：在不良地质地段，严格控制炸药量，越是破碎地段越要光面爆破，不求炮痕完好率，我们只求圆顺的开挖轮廓线，利用围岩稳定和喷锚作业。强支护：采用钢架、锚网喷进行较强的初期支护，安全系数大。喷射混凝土必须将格栅钢架包住，必须达到设计厚度，超挖的部分，喷射混凝土尽量顺圆，绝不许在网片背后回填片石等，喷射混凝土必与原围岩粘接。快封闭：开挖后，尽早喷锚封闭围岩。仰拱有格栅的，下步开挖一次到位，边墙架和仰拱钢架一次安装完毕，喷射混凝土尽早成环封闭。多数塌方均是边墙初支不紧跟不封闭造成的。勤量测：量测是施工过程中的围岩及结构变化情况动态跟踪的主要手段，是安全的保证，竣工文件要求

10、的内容，是新奥法施工的三大支柱之一。早成环：初期支护尽早成环。二衬衬砌尽早成环。12/21/202222 在软弱围岩地段，断层破碎带地段，如果我们严格遵循上述27字施工原则，我们就安全顺利通过。违章不是百分百出事故，但凡是出事故的都是违章造成的。总之隧道施工要研究地质，石变我变。软岩加地下水就非常危险。要高度重视“强支护，短进尺，快封闭”。经验之谈：“不怕硬，就怕软；不怕软，就怕水；不怕慢，就怕站；不怕长，就怕短”。要深刻理解它的含义。12/21/202223七、辅助工法的应用七、辅助工法的应用12/21/202224 考虑到隧道工程地质、水文地质和环境条件的复杂性，要保证隧道安全顺利的实施，

11、除认真做好初期支护结构外，还应根据隧道围岩特性，采取适当的辅助工法，以达到围岩迅速稳定的目的。常用辅助工法见下表所示。12/21/202225隧道常用辅助工法主要设计参数和应用时机隧道常用辅助工法主要设计参数和应用时机辅助工法名 称工法设计参数说明应用时机管棚工法在隧道开挖前，沿开挖工作面的拱部外周打入70180的钢管，压注砂浆，开挖时用钢架支护等支撑这种钢管所进行的支护方法。洞口、浅埋段、拱顶地质松软易坍落、下穿公路等建筑物、防止地表沉降。小导管预注浆工法在开挖前，沿开挖面的拱部外周打入3870的钢管，压注浆液，开挖时用钢架支护等支撑这种钢管所进行的支护方法。拱顶薄层松软带、断层破碎带、有地

12、下水影响的地质不稳定、易于坍落的、级围岩隧道段。帷幕注浆工法在隧道开挖前，为了固结围岩，填充空隙或堵水而沿着开挖面及周围进行的注浆。极软弱围岩，大的富水断层破碎带、地下水发育可能引起大量地下水流失的隧道。径向局部注浆工法先隧道开挖后，沿隧道径向进行的局部钻孔注浆的方法。为封堵隧道周边股流或小面积渗水以及固结局部围岩。地表旋喷桩加固工法在需要进行加固的土体上方，垂直钻设灌浆孔，高压注入空气、水及水泥浆，撕裂土体扩大灌浆范围，并利用水泥浆固结土壤，达到增加土壤自承力不足的作用。软岩浅埋隧道，基础支撑承载力不足，地下水位较高的明挖围护结构的防水等。超前玻璃纤维稳定工作面工法在开挖工作面，超前钻设玻璃

13、纤维锚杆，并进行注浆加固，以达到止水及固结前方围岩的目的。开挖面呈流动不稳定时，玻璃纤维锚杆在开挖时易于截断。12/21/202226(一一)超前小导管预支护超前小导管预支护12/21/202227 小导管采用423.5mm无缝钢管，前端呈尖锥状，尾部焊6钢筋加劲箍，管壁四周按15cm间距梅花形、钻设10mm压浆孔，管端预留110cm止浆段。小导管在现场加工成型。钻孔前先喷混凝土封闭掌子面。测量布孔后，凿岩机对正孔位，以紧靠开挖面的钢架为支点。成孔后，用吹管或掏勺将孔内砂石吹（掏）出，人工推送钢管入孔，管口用麻丝和锚固剂封堵。然后，小导管口旋上孔口阀，连接注浆管路，用注浆泵，按由下至上、浆液先

14、稀后浓、注浆量先大后小方法注浆，如遇串浆或跑浆则隔孔灌压。注浆前，注浆系统要试运转，并做压水试验，核实岩石的渗透性；在注浆前试验合理确定浆液配比、注浆压力等注浆参数；结束标准以注浆量控制为主，终压校核。注浆后至开挖前的时间间隔，视浆液种类宜为48h。开挖时保留1.52m的止浆墙，防止下一次注浆时孔口跑浆。12/21/202228地质调查，注浆设计地质调查，注浆设计现场注浆试验现场注浆试验制定施工方案制定施工方案测量布孔测量布孔凿岩机钻孔凿岩机钻孔清孔，成孔检查清孔，成孔检查安装导管，封堵管口安装导管，封堵管口喷混凝土封闭掌子面喷混凝土封闭掌子面连注浆管路，试运转连注浆管路，试运转注浆泵就位注浆

15、泵就位注浆作业注浆作业转入断面开挖转入断面开挖小导管加工制作小导管加工制作效果检查，方案调整效果检查，方案调整浆液配制浆液配制材料准备材料准备注浆压力控制注浆压力控制注浆量控制注浆量控制图图十十 超超前前小小导导管管施施工工工工艺艺流流程程图图12/21/202229超前小导管成品12/21/20223012/21/20223112/21/20223212/21/202233 管棚用无缝钢管，布设方向与路线中线平行，管棚分节制作安装，节间用丝扣连接。管棚钢管内用砂浆填充增加刚度。施工选用地质钻机进成孔并顶管安装管棚，风动干钻法成孔，用注浆泵注浆。施工前，在拱脚处选2个孔作试验孔，找出地层特点，

16、并进行注浆和砂浆充填试验。12/21/202234（1）施工准备 施工准备的主要工作是设备配置，根据设备要求开挖工作室，并作好支护。主要包括钢管的加工。棚管采用热轧无缝钢管分节制成，丝扣联接。钢管前端作成锥体以便安装。管长按设计要求制作，管尾焊接法兰盘与注浆管尾端联接。12/21/202235（2）混凝土导向墙施工 按设计要求支立格栅钢架，施作混凝土导向墙，预埋导向管。工字钢与管棚导管焊成整体。导向管及工字钢固定时需精确测量定位。12/21/202236（3）钻孔a、搭设钻孔平台采用一定直径能满足施工承载力的钢管搭设脚手架，根据设计钢管的单节长度搭建操作平台。b、测量定位、架立钻机在大管棚施工

17、掌子面按照设计位置测设出每根钢管的中心位置和标高，用来控制设备和钢管的就位以及施工过程中的检查和调整，保证钢管的施工精度。c、钻孔钻孔选用比管棚直径大2030mm合金钻头，在钢管一端管口焊接。钻机采用地质钻机，隔孔施钻。12/21/202237（4）安装钢管 终孔时，由监理工程师及施工技术人员现场测量钻杆长度确定钻孔深度，合格后即可开始进行钢管安装。利用挖掘机将钢管顶入孔内，为防止在顶管过程中用力不均造成管棚钢管壁损伤影响内套连接，一方面在管端垫上缓冲木块，另一方面将已加工固定的接头放在前端。12/21/202238（5）注浆 钢管周围及孔口采用塑胶泥封堵，预留排气孔；成孔安管后注浆前先进行压

18、水试验；在施工中，根据设计参数和围岩情况试验调整，以达到预期效果。12/21/20223912/21/202240八、隧道防排水工程八、隧道防排水工程12/21/202241（一）洞口及地表防排水（一）洞口及地表防排水 隧道施工前应对地表及隧道附近的井泉、池沼、河流进行调查，进行观测与试验，分析其对隧道渗漏水的影响，并进行处理。隧道覆盖层较薄时地表水水有可能渗入隧道时，施工前应对地表积水坑、洼等进行处理。1、洞口段及早修建天沟、截水沟，并防止水流顺坡散流，隧道排水沟与路基排水系统结合。2、洞口附近和浅埋隧道整平洞顶地表，不得积水。3、地表坑洼、钻孔、沉坑、裂缝等处应处填土分层夯实，防止渗漏。1

19、2/21/202242（一）洞口及地表防排水（一）洞口及地表防排水12/21/202243（二）洞内排水（二）洞内排水1、顺坡排水 为及时排除洞内渗水，保持洞内干燥，将洞内积水排至侧沟，分别在线路的左侧和右侧设一条0.4m0.2m的排水侧沟，水沟表面用砂浆抹平，以加快流速，并作好日常的疏导和维护工作。在膨胀岩段、土质地段、围岩松软地段，加强水沟铺砌厚度。顺坡排水至洞外污水处理池中。2、反坡排水 采用高扬程大流量分段逐级接力机械抽排方式。洞内路面设横坡，一侧设0.4m0.2m的纵向排水沟，间距50m设一临时集水井，水井的大小和间距根据地下水渗流情况适当调整。掌子面积水采用多台小型移动潜水泵将积水

20、抽至附近水箱式移动水仓(容量46m3)内，再由潜污泵抽至下一级泵站水仓，如此接力抽至洞外污水处理池。配备抽水机的能力应大于排水量20%以上，有备用抽水机。3、污水处理 洞内施工排放的污水经沉淀过滤和净化合格后排放。滤碴由带挖斗机械装至自卸车上运出。4、施工中做好地质超前预报探明前方水文地质情况，提前疏排及做好其它措施准备，并预备抽水设施，迅速排水，确保施工安全。12/21/202244（三）结构防排水（三）结构防排水 隧道结构防排水遵循“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则施工，特别要做好结构自身防水，对可能的疑点进行引排和封堵，以达到建成后“洞内无渗漏水，安装孔眼不漏水，洞内路面

21、不冒水、不积水”的标准。具体施工方法及措施如下：A 对岩面渗漏水预先进行有效引排处理。B 喷砼是结构防水的一道重要防线，要确保和围岩充分密贴。C 用超前预注浆和系统注浆锚杆，对围岩裂隙发育地段注浆止水。D、按设计要求精心施工防水层、盲沟、止水带、中心水管。12/21/2022451、防水板的施工(1)净空测量及喷射混凝土基面处理 防水板施作前，对隧道净空进行量测检查，对欠挖地段、凸凹不平、锚杆头外露等处基面进行处理，确保表面平顺，跨深比不大于1/6，以满足净空及基面要求。(2)铺设土工布与防水板 利用作业台架铺设土工布与EVA防水板（HPDE防水板）。先铺设土工布，再铺设防水板。铺设前先将外露

22、锚杆头切掉，用射钉枪固定土工布。EVA防水板：采用手动专用熔接器将EVA防水板热熔在衬垫上。HPDE防水板：根据防水板上预设吊带的位置用射钉枪固定配套的吊环，然后跟进吊挂，勒紧吊带。整个隧道的防水板为一整体，采用专用熔接器焊接，双道焊缝，不得有漏焊点，破损处必须补焊。防水板拼接采用专用焊机双面焊缝焊接，要求搭接宽度不小于10cm，控制好热合机的温度和速度，避免漏焊或过焊，保证焊缝质量，焊缝宽度尺量检查。铺挂应松紧适度，沿隧道纵向一次铺挂长度至少要比本次灌注砼长度多1.0m左右。12/21/202246(3)防水板的保护 焊接钢筋时在其周围用石棉水泥板进行遮挡，以免溅出火花烧坏防水层。及时灌注砼

23、进行保护，二次衬砌时，在正对砼输送管口的防水板处设置保护层，避免损坏防水板。振捣人员经严格培训，杜绝振捣棒点触防水板现象，以免造成破坏。12/21/202247(4)防水板的质量检查 查看其是否与喷射混凝土密贴用手托起防水板，看其是否与喷砼面密贴。查看防水板是否有划破、扯破、扎破等现象采用直观检查；查看粘接缝宽是否符合要求；采用充气试验查看是否有漏粘、假粘现象。充气检查：检验压力0.2Mpa，检验时间持续10-15min内，压力降不超过规定压力的20%。必要时,作破坏性检查：截取焊缝两处，沿焊缝剪开，看焊接是否密实，有无漏焊、烤焦及空洞。防水层属隐蔽工程，二次衬砌灌注前应检查防水层质量，做好接头标记，并填写质量检查记录，待监理工程师认可后方准进行下道工序。12/21/202248准准备备工作工作洞外准洞外准备备材料材料检查检查洞内准洞内准备备中中线检查线检查工作台就位工作台就位面面处处理理固定无固定无纺纺布布设预设预留密留密贴贴防水板搭接防水板搭接焊缝焊缝质质量量检查检查移工作台移工作台下一循下一循环环结结束束图图十十二二 防防水水板板安安装装工工艺艺流流程程图图12/21/20224912/21/20225012/21/202251