隧全断面法施工.docx
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隧全断面法施工
第二章施工方案、主要施工方法及主要管理措施
第二节主要施工方法
第二节主要施工方法
一隧道工程施工方法
本标段内有王格庄隧道一座，全长637米。
针对于本隧道不同Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级的围岩类别制定如下施工工艺及方法。
㈠全断面作业施工
我单位针对于王格庄隧道的Ⅲ级围岩采用全断面开挖的施工方法，其施工介绍如下：
1主要机械设备
序号
设备名称
型号
规格
单位
数量
生产厂
1
液压门架式钻孔台车
JGH4-150-Ⅱ
4臂
台
1
日本古河
2
装载机
ITC312H4
V25
台
1
德国夏夫
3
立爪装碴机
LZ-120D
V120
台
1
南昌通用
4
反铲
PC200-6
台
1
日本小松
5
电瓶车
16t
台
4
英国
6
梭式矿车
S16
台
6
江西矿山
7
衬砌台车
台
2
自制
8
混凝土输送车
台
4
9
混凝土喷射机
台
1
3循环时间安排
序号
作业项目
需用时间（h）
备注
1
通风排烟
0.5
2
利用碴堆找顶初喷砼
1.5
3
装碴运输
4.0
含清理卸碴场
4
接门架式台车轨道和运输轨道、接风水管
1.0
5
用反铲二次找顶
0.5
6
用台车打系统锚杆复喷砼
2.0
7
台车进入掌子面
0.5
8
作断面定炮眼位置
0.5
9
台车钻孔
3.0
10
装药连线
2.0
11
锚杆挂网
1.0
12
再喷砼
1.0
13
台车退后避炮眼、人员撤离、爆破
0.5
合计
18.0
4劳动力组织
按18小时一个循环，进尺3m，6小时一班，中途不停顿不吃饭，每循环分三班制交接班，超出法定时间的工人轮休。
开挖班：
司钻工4人，爆破工6人，台车保养维修1人，计11人，三班共33人。
出碴运输班：
挖装机司机1人，综合工4人，电瓶车司机3人，调车4人，充电1人,计13人，三班共39人。
5钻爆设计
本隧道围岩强度、硬度平均较高，钻爆本着适当减少钻眼率，提高单位用药量，周边采用光爆，中空直眼掏槽，辅助眼提高单耗的原则进行预设计，在实施中再行调整。
⑴全断面开挖地段每循环炸药用量（以硝铵炸药为基础，若用乳化炸药则换算减量）
Ｑ＝q×s×L
q——爆破1m3岩石用药量
S——断面积42m3
L——眼深3.2m
其中：
掏槽眼药量增加30%，辅助眼取（0.55-0.6）q
⑵炮眼数目
Ｎ＝0.0012×（qs/ad2）＝84个
q——单位用药量（kg/m3）
S——开挖断面积（m2）
a——炸药装填系数取0.7
d——药管直径取0.032m
本标若以42m2断面，炮眼增加到89个眼。
⑶光面爆破参数选择
根据以往的隧道施工经验，对于光面爆破参数的选择采用如下公式:
g=（E+W）*L*16（Rb）1/2进行计算
g——单孔装药量（g）
E——孔距（m）
w——抵抗线（m）
L——孔深（m）
Rb——岩石抗压强度（MPa）
本标段E=0.5mW=0.6mRb=60～80MPa
单孔装药量g=（0.5+0.6）×3×15×（60）1/2=383（g）
集中度g/L=127（g），
密集系数E/W=0.83
在具体实施中，可先在现场试验，根据试验资料在施工中同样先作预设计，实施后及时总结分析，反复调整参数，使爆破效果达到最佳状态为止。
全断面采用直眼中空掏槽，空眼采用110mm，每次三个，装药眼为45mm，采用非电毫秒雷管、导爆管起爆（详见全断面炮眼布置图）。
全断面炮眼布置图
（89个眼，含空眼）
单位：
cm
6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。
钻眼应符合下列要求：
⑴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。
⑵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。
⑶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。
⑷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。
⑸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。
7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800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。
8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。
⑴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）。
⑵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，二者择其一使用。
⑶机械设备配套
序号
机械名称
型号
规格
单位
数量
生产厂
1
湿式喷射机
AL285
21m3/h
台
1
瑞士阿立瓦
2
机械手
AL305
台
1
瑞士阿立瓦
3
砼拌和机
JS500
台
1
本局制
4
电瓶车
14t
台
1
湘潭电机
5
梭式矿车
S8D
8m3
台
1
江西矿山
6
皮带运输机
台
1
7
电动空压机
4L-20/8
20m3/min
台
1
柳州压缩机
⑷喷射砼配合比设计原则
选择喷射砼的配合比，既要考虑仝强度和其它物理力学性能的要求，又要考虑施工工艺的要求。
一般要求强度≥Ｃ20，与围岩的粘结力，I、II类围岩不低于0.8MPa，Ⅲ类围岩不低于0.5MPa。
重量配合比：
水泥：
（砂+石）＝1／4～1／4.5；水灰比0.4～0.45；含砂率：
45～55%；水泥用量350～420kg/m3。
设计步骤：
a、确定骨料的最大粒径和砂率
ｂ、确定水泥用量
ｃ、确定水灰比及用水量
ｄ、确定砂、石用量
ｅ、试喷
ｆ、调整、确定施工配合比
⑸喷射工艺流程
a.原材料检查：
对使用的各种原材料进行质量检查，合格后方能使用。
b.机械设备检查：
对机械进行技术检查，对水、风、电路进行检查，合格后方可运转。
c.施工现场检查：
检查受喷面，清除危岩浮土，冲洗吹扫岩面，埋设厚度标志。
d.喷嘴移动径路：
7
8
9
12
11
10
13
6
5
4
1
2
3
当岩层松软易坍方时，喷射作业应紧跟作业面，初喷应先拱后墙，复喷应先墙后拱.
e、劳动组织
施工人员
数量
施工人员
数量
班长
1人
调车员
1人
搅拌机司机
1人
皮带输运机
1人
搅拌机上料
2人
喷射手
2人
电瓶车司机
1人
喷射司机
1人
修理工
1人
合计
11人
⑹喷射质量检查
a.按规范检查喷射表面，是否有松、开裂、下坠、滑移等现象，如有及时清除重喷。
b.喷体达一定强度后可用锤击听声，对空鼓脱壳处及时进行处理。
c.钻眼量测，厚度不够处补喷。
d.及时测定回弹率和实际配合比，以指导下步施工。
e.作喷体试件进行力学试验。
9出碴
出碴时间在整个隧道作业循环中所占的比重较大，是施工中的关键环节，因此出碴设备必须配足，并留有充分的余地。
10混凝土洞身衬砌
在隧道口采用三台500L的强制式搅拌机或1套25m3/h砼搅拌站拌合砼，轨行式输送车运送砼，采用自制轨行式墙拱式衬砌平台车，洞外设拌合站，有轨输送车运输，吊斗入模灌注，插入式振动器振捣。
无论是液压模板台车泵送砼还是简易衬砌平台车吊斗提升浇筑砼都必须对称分层浇筑，每层厚度都不超过振动棒长的1.25倍，振捣密实又不超振。
整体式衬砌不留施工平缝；纵向工作缝都必须竖直，相邻段浇筑时，先对已浇砼端头凿毛冲洗干净，先铺2cm厚的同等砂浆后再浇筑砼。
液压模板台车和简易衬砌平台车都应准确对位，支撑牢固，保证刚度，浇注中不变形，不走移。
落模后及时养护，养护时间不少于14天。
液压模板台车衬砌劳动组织：
班长1人，台车落模5人，砼泵1人，移输料管2人，捣固2人，立端头作背后防水处理3人，搅拌站司机1人，搅拌上料4人，每班共19人，两班制作业共38人；
简易模板平台衬砌劳动组织；
班长1人，落模立模4人，提升卷扬机1人，平台底摘挂钩1人，捣固2人，砼接料摊铺5人，搅拌机司机2人，上料5人，每班共21人，两班制作业共42人。
11施工监测
采用喷锚构筑法施工须进行监控量测，判别支护体系和施工方法是否有效地控制了围岩位移和变形。
从而使二次衬砌时间和结构尺寸得到准确信息，以进一步调整设计，指导施工。
⑴本隧道拟进行以下测试
a、地质和支护状态观察
b、拱脚、墙中水平收敛。
c、拱顶下沉
d、锚杆抗拔力
没有必要时，不进行围岩内部位移，围岩压力和支护结构应力测试。
⑵量测仪器和量测方法
a、拱顶下沉：
用水准仪、挂钓钢尺
b、周边收敛：
用SWJ——11收敛计
c、锚杆抗拔：
用锚杆抗拔仪。
⑶测点距离
a、地质用支护观察：
全隧道及掌子面。
b、净空收敛：
每20m一道，每道2个测点。
c、拱顶下沉：
每20m一点。
d、锚杆抗拔：
每50m一个断面，每断面5根。
⑷读测频率
第0～15天，各项每天一次。
第15～30天，各项每２天1次（地质支护观察每天1次）
第30天后，各项每周1次（地质支护观察每天1次）
此外，在洞口开挖时间，对地表锚杆进行观察。
⑸测试数据对施工的初步指导
根据对洞内净空位移的测试数据，确定净空预留量；在没有施工影响时，作出时间、位移曲线，找出曲线拐点，判别流变特性，对施工作出初步指导。
⑹回归分析
采取一元非线性回归进行函数变换解析，从而得到回归曲线。
⑺根据位移—时间曲线变化状态进行安全判别
从图中判别第①种情况位移速率随时间推移呈加速状态，须采取紧急措施，停止开挖，加强已成地段支护；第③种情况位移速率随时间增加而呈线性增加。
须发出警告，加强支护，修改支护参数。
第②种情况位移速率随时间增加呈减速状态，最后趋势向稳定，据此推算出二次衬砌时间。
⑻拱顶下沉
净如空收敛测点要尽量靠掌子面，有困难时，可待初喷后即设点。
关于二次衬砌施作时间的规定：
初期支护基本稳定，围岩变形基本停止，支护应力不在增加，即VP<0.1mm/d（跨度<10m）或VP<0.2mm/d（跨度>10m），支护接触变化速率VU<0.05kgf/cm2，满足上式，即作二次支护。
喷锚构筑法设计施工顺序
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