双联拱隧道施工工艺#长沙#涵洞施工工艺.doc
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1、某某至某某公路通道某某至某某高速公路第二十六合同段 仲溪双联拱隧道施工工艺简介总编:* 审核:* 编制:*某某高速26标项目经理部某某年六月三日 目 录第一章 工程概况及特点 1一、 工程概况1二、 工程地质及水文地质1三、 隧道设计2第二章 主要施工工艺简介5一、 洞口及明洞段施工工艺5二、 中导坑及中隔墙施工8三、 主洞施工91、 洞身开挖92、 洞身支护143、 二次衬砌194、 洞内路面23第三章 特殊地段施工26一、 特殊地段施工预防措施26二、特殊地段处理措施28三、仲溪隧道K187+380段冒顶处理29第四章 施工辅助工作30一、高压供水与供风30二、 供电与照明30三、 施工机
2、械安排31附 录32类围岩上台阶钻爆参数32类围岩下台阶钻爆参数33类围岩全断面钻爆参数34第一章 工程概况及特点一、工程概况仲溪隧道是一座双向四车道高速公路连拱短隧道,隧道位于湖南省湘西自治州泸溪县洗溪镇仲溪村,起讫桩号为K187+216K187+387,全长171m,隧道为1.00%单向坡。隧道平面位于直线内,不设超高。二、工程地质与水文地质1. 气候条件本隧道区域属中亚热带向北亚热带过渡的季风湿润气候,光热充足,雨量充沛,无霜期长,严寒期短,四季分明,春多潮湿阴雨,夏多暴雨高温,伏秋易旱,冬少严寒。年平均气温1617,极端最高气温41,极端最低气温-15。年降水量14002000mm,雨
3、季多集中于49月,四季有大风,春秋冬季多偏北寒大风,夏季多地方性大风。2、工程地质概况仲溪隧道自东至西向展布,场地地形复杂,地形起伏大,场地通行非常困难。地貌主要属砂岩地貌,隧道某某端洞口山坡坡度约350,地表被浅层强风化砂岩土覆盖,植被为杂木林,较为茂盛。隧道某某端口山坡坡度约300,呈V字形山谷。隧道所在区域的地层主要为白垩系上统(K2),为钙质砂岩与钙泥质砂岩互层,中厚层状。弱风化微风化。另外在隧道进出口和中部有厚度不大的强风化砂性土分布,其野外特征分别描述如下:钙质砂岩岩性坚硬,钙泥质砂岩岩性较坚硬,岩层层间结合力差,钙泥质砂岩易风化、崩解,遇水易软化。岩体呈现大块状砌体结构,隧道区域
4、地勘报告确定两端为类围岩,中部确定为IV类围岩。3、地质构造场区内的岩体整体为单斜构造,岩层产状为130140025300。节理以270310065850、1530080850、100120075850三组为主,间距一般为0.31.0m,均为剪接理,一般较平直,密闭。将岩体切割成块状一巨块状。隧道沿线未见发育的不良地质现象。4、水文地质隧道某某端洞门约50m为武水支流印家溪,河床宽约10m枯水期水位较浅、流速慢,为典型的山区季节性河流。每年49月为本区主要降雨季节,降雨时随山洪爆发,河水水位迅速急剧加快。场地内地下水主要为岩层裂隙水和构造裂隙水,受大气降水补给,IV类围岩为微透水层,可能产生浸
5、润状渗水,局部滴状漏水。5、地震本区地震基本烈度小于IV度,场地地震动峰加速度为0.05g,地震动反映谱特征周期为0.35s。三、隧道设计1、隧道建筑限界及内轮廓设计本隧道为双向四车道高速公路的连拱隧道,隧道建筑限界按80km/h行车速度确定的,采用二次衬砌独立成环的曲墙式断面。隧道内轮廓采用三心圆形式,曲中墙。单洞净宽11.92m、净高7.22m,行车道(含路缘带)宽8.5m,检修道宽0.75m。单洞净宽面积为64.05m2。在左右洞室两侧检修道及余宽下各设置一个尺寸为6040cm的电缆沟,路面两侧各设置3550(40)的矩形排水边沟。2、隧道洞门设计本隧道某某端洞口与山体正交,洞门结构设计
6、为削竹式洞门,某某端洞口与山体基本正交,洞门设计为端墙式洞门。边坡及明洞顶采用植草绿化,洞门墙面采用花岗岩石板饰面美化。3、隧道结构设计本隧道除明洞外,洞身衬砌采用复合式衬砌,初期支护为主要受力结构,二次衬砌按构造要求设计的,初期支护与二次衬砌间设置复合防水层。具体结构如下:洞口加强段:初期支护由系统锚杆、双层钢筋网、喷射混凝土、工字钢拱架组成,二次衬砌采用带仰拱钢筋混凝土结构,采用超前注浆小导管辅助施工。III类围岩段:初期支护由系统锚杆、双层钢筋网、喷射混凝土、钢筋格册拱架组成,二次衬砌采用带仰拱混凝土结构,浅埋段采用超前注浆小导管辅助施工,深埋段采用超前注浆小导管辅助施工。IV类围岩段:
7、初期支护由系统锚杆、单岐钢筋网、喷射混凝土为喷砼组成,二次衬砌为等截面混凝土衬砌不带仰拱。中隔墙与中导坑:洞口段采用钢筋混凝土结构,中隔墙顶部岩体采用中空注浆锚杆加固,IV类围岩段中隔墙采用素混凝土结构,顶部岩体采用药卷锚杆加固。在洞口加强段施工过程中应特别注意预埋衬砌初期支护形钢支撑预埋件。系统锚杆:洞口加强段、III类围岩段采用中空注浆锚杆,IV类围岩段采用药卷锚杆,要求单根锚杆抗拔力均达到120KN。明洞:本连拱隧道明洞左右洞为分离式独立成环,外铺防水层,两洞中间空隙采用片石混凝土回填。顶部回填土不容许超过设计回填厚度,以保证结构工作条件与设计吻合。隧道超挖要求控制在设计回填量以内,II
8、I类围岩段超挖部分采用喷射混凝土回填,IV类围岩段挖部分采用模筑混凝土回填,III类围岩段仰拱以回填采用C15片石混凝土。4、防排水设计中隔墙两侧类似分离式单洞铺设防水层,防水层由300g/m2F无纺土工布和1.2mm厚PVC防水卷材组成,采用无钉工艺铺设,防水层外每隔5m设一道环向排水肓沟,通过设在拱脚的引水孔,将滞留在喷层与防水层之间的裂隙水引入隧道洞内纵向排水沟,引水孔间隔5m。隧道二次衬砌及仰拱采用不低于B6的防水混凝土,作为第二道防水措施,使隧道达排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患的目的。洞口山坡设置截水天沟,洞门顶设排水沟,在边墙背后设渗水肓沟,使洞内外形成一个完整畅通的排水系
9、统。同时路面底下设置纵横向排水肓沟,排走渗入低洼处的积水。隧道防水剂采用WG-HEA型防水剂,每立方混凝土掺25kg;施工缝采用BWII缓膨型橡胶止水条,沉降缝采用中埋式橡胶止水带。5、隧道的附属工程及预埋件设计隧道内路面采用为水泥混凝土路面,厚27cm,其下设置15cmC15混凝土整平层。单洞两侧边墙从人行道起3.5m高范围内铺设瓷砖,其余部分皆涂防火涂料.本隧道采用自然通风,隧道洞内于道路前进方向右侧,每隔50m设一灭火器室,室内同时设置检修动力插座。隧道照明电缆普里卡金属套管在二衬施工时需对应预埋,隧道的照明和消防设计具体见隧道设备标。第二章 主要施工工艺简介一、 洞口及明洞段施工工艺1
10、、洞口开挖及防护1.1边仰坡开挖:利用挖掘机自上而下逐段开挖,不得掏底开挖或上下重叠开挖,清除洞口与上方有可能滑塌的表土,灌木及山坡危石等,石质地层仰坡开挖需要爆破时,应以浅眼松动爆破为主,爆破松动后,再利用机械刷坡,局部也可人工配合修整,开挖时应随时检查边坡和仰坡,如有滑动、开裂等现象,应适当放缓坡度,保证边仰坡的稳定和施工安全,开挖的土石方不得弃在危害边坡及其它建筑物稳定的地点,并不得影响运输安全,洞口开挖的土石方应主要以填筑施工场地和施工便道为主,洞口支挡工程应结合土石方开挖一并完成。1.2成洞面支护:仰坡刷坡完成后,及时用坡度板检查坡度,待坡度检查合格后,及时打设系统锚杆,并将锚杆头外
11、露,挂设金属扩张网与锚杆头焊接成整体。挂网完成后立即喷射混凝土,并反复喷射,直到达到设计厚度为止。1.3截、排水沟施工:洞门的排水、截水设施应与洞门工程配合施工,并应与路堑排水系统连接。在距仰坡坡口5米处开挖截水沟,截水沟开挖以机械为主,人工配合修整,修整完后,立即砌筑7.5#浆砌片石,并用砂浆抹面。2、明洞开挖明洞开挖采用明挖法,自上而下分台阶进行,用挖掘机装载配自卸汽车运碴。明洞开挖前,先完成洞顶及两侧的排水系统,防止地面水冲刷而导致河边仰坡落石、塌方。开挖前根据设计放出边坡位置,准确控制开挖轮廓,边坡相交处采用圆角法开挖,石方开挖要控制爆破药量,以减少爆破对边坡围岩的扰动。做到边坡修圆顺
12、,确保边坡稳定。3、明洞衬砌采用液压衬砌台车全断面模筑。洞门拱墙衬砌,采用模板台车作内模,制作标准斜截1:10挡头板,并现场放样确定其准确位置。挡头板利用模板台车端头来支撑、固定。明洞部分,用木板作外模,且严格打撑固定。拌合站拌料,罐车运输,砼输送泵垂直上料。3.1.模板台车就位3.1.1 模板台车就位前必须先清理干净其表面,然后均匀涂油或刷脱模剂。3.1.2模板台车下部必须支撑牢固,避免模板台车受压下沉或移位。3.1.3模板台车到位后进行调式,检查各部位尺寸,接缝严密,施工缝不错台,灌注前应复测其中线和高程,确保衬砌不侵入设计轮廓线。3.1.4.安设钢筋:按设计要求布设钢筋,质检人员应严格检
13、查钢筋焊接质量(搭接长度、间距、保护层厚度等)。3.1.5.安设洞门挡头板,拱圈应按要求制作定型挡头板,外模用木板,打撑固定。3.1.6明洞衬砌砼灌注时,应严各控制配合比,试验人员应及时现场抽样,对不合格的砼坚决不使用。并设专职木工看模,防止跑模,出现错台。3.1.7浇筑拱圈砼强度达到设计强度70%以上时,方可拆除内外模。3.1.8. 在拱圈外模拆除后,应立即做好防水层及拱脚处的纵向盲沟,保证排水通畅。在做防水层之前,先将明洞拱、墙部的铁丝拉杆头清理干净,砼棱角找平,再用20#素砼找平,使之平顺,再挂防水卷材。4. 明洞拱顶回填明洞拱顶回填应对称分层夯实。拱脚先用7.5#浆砌片石回填至3.0m
14、,然后再回填0.5m高的干砌片石,最后再夯填砂性土或洞碴,每层厚度不大于0.3m,其两侧回填面高差不大于0.5m,回填至拱顶平齐后分层压实至设计高度,使用机械碾压时,必须用人工夯填至拱顶1.0m以上,方可采用机械碾压。5、洞门砌筑待明洞施工完成后及时做好隧道洞门挡墙砌筑、防止雨季施工对明洞的影响。二、中导坑及中隔墙的施工隧道导坑开挖施工应认真执行新奥法原则,采用光面爆破,加强监测,减少施工中对围岩扰动,尽量发挥围岩自身承载力。1、中导坑的开挖1.1、类围岩中导坑开挖类围岩中导坑开挖采用上下台阶法开挖,台阶长度按35米控制,上台阶采用人工耙碴,下台阶采用ZL40小型装载机出碴。1.2、类围岩中导
15、坑开挖类围岩中导坑开挖采用全断面法开挖,开挖进度按23米控制,全部采用ZL40小型装载机配合自卸车出碴。2、中导坑初期支护2.1、类围岩中导坑初期支护类围岩中导坑开挖同时,初期支护应紧随其后,先打设20砂浆注浆锚杆,L=2.5米,环向间距100*75,然后挂设6钢筋网,并与锚杆相焊接,接着立刻架设工14钢拱架,并与锚杆相焊接,间距75,最后在喷射8厚的C20混凝土。2.2、类围岩中导坑初期支护类围岩中导坑开挖同时,初期支护应紧随其后,开挖一段,应立刻喷射8厚的C20混凝土。待开挖全部结束后,应立刻施做中隔墙,中隔墙完成后,如果先开挖左洞,应先施做右侧工14横向钢支撑。若先开挖右洞,则应先施做左
16、侧工14横向钢支撑。3、中隔墙施工中导坑开挖全部结束后,立刻进行中隔墙施工,中隔墙现浇直接顶到围岩,其与围岩体接触部位务必灌筑密实,在实际施工时,需预埋压浆管,进行二次压浆处理,中隔墙灌注采用砼输送泵灌注,其模板采用定做钢模,以保证其外观质量。在中隔墙混凝土达到设计强度后才能进行主洞开挖,未开挖侧应设置横向钢支撑,抵抗二次衬砌浇筑期间的水平压力。压浆孔压浆孔横向钢支撑 中 隔 墙三、主洞施工主洞洞身开挖应在中隔墙施工完全结束后,且其砼强度达到设计要求后,方可开挖进洞,且必须一侧先进,不能平行施工。我部计划先期开挖左洞,待其左洞进入洞身20米后,即左洞类围岩开挖结束,进入类围岩后,立刻开挖右洞,
17、且两洞进尺始终错开20米以上。以保证主洞洞身开挖能安全、顺利进行。1、洞身开挖1.1、类围岩洞身开挖类围岩洞身开挖采用单侧碧导坑法开挖,开挖顺序:。本隧道在开挖右洞前先打设超前长管棚,左洞开挖前先打设超前小导管进行超前支护,然后开挖其左侧超前侧导洞,最后再按上下台阶法开挖其主洞(见下图),台阶长度控制在35米左右,以便于出渣。开挖同时,初期支护必须紧随其后。上台阶 5米单侧壁导坑下台阶1.1.1洞身超前支护-管棚施工1.1.1.1管棚设计参数A、 钢管规格:热扎无缝钢管108,壁厚6,节长3米,6米;B、 管距:环向间距50;C、 倾角:仰角1(实际施工按2施工),方向与线路中线平行;D、 钢
18、管施工误差:径向不大于20;E、 隧道纵向同一截面内接头数不大于50%,相领钢管的接头至少错开1米。 1.1.1.2管棚施工方法:管棚施工前,测量人员准确放样,标出洞中心线及拱顶标高,然后利用挖掘机进行洞口开挖,开挖预留核心土作为管棚施工的工作平台,开挖进尺为2.5米,开挖结束后,人工两边对称开挖(品字型)工作平台,台阶宽度1.5米,高度2.0米,作为施工套拱和管棚施钻的平台。开挖平台作好后,立即施做C25钢筋套拱砼,中间预埋127导向管,套拱在明洞外轮廓线以外施作。管棚应按设计位置施工,应先打有孔钢花管,注浆后在打无孔钢花管,无孔管可作为检查管,检查注浆质量,钻机立轴方向必须准确控制,以保证
19、孔口的孔向正确,每钻完一孔便顶进一根钢管,钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度,发现偏斜超过设计要求,及时纠正。钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15,为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3米钢管,编号为偶数的第一节管采用6米钢管,以后每节均采用6米长钢管。1.1.1.3、管棚施工机械:钻金机械:配备XY-28-300电动钻机,钻进并顶进长管棚;注浆机械:BW-250/50型注浆泵2台;1.1.1.4、注浆参数:采用水泥-水玻璃浆液。水泥浆与水玻璃体积比1:0.5;水泥浆水灰比1:1;水玻璃浓度35波美度;水玻璃模数2.4;注浆压力初压0.51.0MPA;终压2.0MPA。1.1.1.5
20、、质量控制:注浆前先进行注浆实验,注浆参数应通过现场实验按实际情况确定,以利施工。注浆结束后及时清除管内浆液,并用M30水泥浆紧密充填,增强管棚的刚度和强度。注浆完成后,在管棚支护强有力的保护下,按设计要求进行洞口开挖。1.1.2超前小导管施工工艺: 1.1.2.1施工方法:超前小导管采用内径42、壁厚3.5的热扎无缝钢管,钢管前端呈尖锥状,尾部焊上6加劲箍,管壁四周钻8压浆孔,但尾部有1米不设压浆孔,超前小导管施工时,钢管与衬砌中心线平行以14仰角打入拱部围岩,钢管环向间距40。每打完一排钢管注浆后,开挖拱部及喷射砼,架设钢拱架,初期支护完成后,每隔2.25米再另打一排钢管,超前小导管搭接长
21、度为1.0米。1.1.2.2 注浆参数:水泥浆与水玻璃体积比:1:0.5;水泥浆水灰比1:1;水玻璃浓度35波美度;水玻璃模数2.4;注浆压力0.51.0MPA; 每孔注浆量必须大于或等于设计注浆量。1.2、类围岩洞身开挖类围岩拟采用正台阶法施工。当类围岩的稳定性较好时,亦可采用全断面开挖。施工时,将隧道分成上、下两个台阶。上台阶超前下台阶长度20m50m。其施工方法如下:上台阶的断面大小根据开挖、出碴的机械要求及安全的要求确定。一般确定开挖高度为4.5m5m,宽度按设计轮廓线。开挖爆破时,采用多打眼,少装药的光面爆破技术,尽量减少对周边围岩的扰动。每次开挖长度为1.2m1.5m,爆破后的松碴
22、用ZL40侧卸式装载机装入自卸式汽车运至卸碴地点。上台阶 5米下台阶开挖掌子面已开挖的上台阶,超前下台阶2050米待开挖的下台阶1.3、钻爆作业施工工艺: 1.3.1开挖人员施钻时,根据施工部门设计的各类围岩钻爆设计图中所示的炮眼个数,各类眼距、炮眼深度及技术交底中要求的外插角度、眼底误差等技术要求进行作业。为尽量减小洞内开挖时的超欠挖,司钻工必须严格按技术交底进行作业。1.3.2 装药前,采用高压风,使用特制钢管清洗眼中的石碴、石粉及泥浆。装药前,严格按技术交底中规定的装药量及装药结构操作。有经验的炮工可根据不同的围岩状况灵活调整药量,以达到更好的爆破效果。1.3.3施钻过程中,可在周边眼上
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