全断面法施工工艺.docx
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全断面法施工工艺
1、全断面法施工工艺
全断面开挖是一次开挖成形的施工工艺,全断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。
⑴全断面法施工工艺流程见图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Ⅰ~Ⅱ级围岩地段,Ⅲ级围岩单线隧道、Ⅲ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。
本标段在Ⅱ级围岩地段采用多功能台架凿岩机钻孔,进行全断面开挖。
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。
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。
图1全断面法施工工艺流程图
2、台阶法施工工艺
台阶开挖是先开挖上半断面,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工艺。
⑴台阶法施工工艺流程图见图2
工艺主要说明及要求
台阶长度必须根据隧道断面跨度、围岩地质条件、初期支护形成闭合断面的时间要求、上部施工所需空间大小等因素来确定。
适用范围:
铁路客运单线、双线隧道Ⅲ~Ⅳ级围岩地段,Ⅴ级围岩隧道在采用了有效的预加固措施后亦可采用台阶法施工。
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。
在本标段的Ⅲ~Ⅳ级围岩地段采用台阶法开挖,在每一开挖循环中,利用风动凿岩机钻孔;出碴时,用挖装机装碴,自卸汽车运输至弃碴场;上下台阶均采用风动凿岩机钻孔,人工安装锚杆及钢筋网挂设和喷混凝土施工。
钻爆均采用光面爆破技术,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;
多功能台架就位钻孔爆破:
多功能台架就位、上下断面钻孔、装药、爆破;
排烟:
爆破后,利用通风机排除炮烟;
出碴:
采用用ITC312挖装机装碴,自卸汽车运输至弃碴场;
初期支护:
利用砼湿喷机在初喷一层混凝土封闭围岩后,相继施工上下部锚杆、挂网和喷混凝土作业,达到设计要求;
初期支护完毕,进入下一开挖循环。
图2台阶法施工工艺流程图
3、环形开挖预留核心土法施工工艺
环形开挖预留核心土法是先开挖上部导坑成环形,并进行支护,再分部开挖中部核心土、两侧边墙的施工方法。
⑴环形开挖预留核心土法施工工艺流程图见图3
图3环形开挖预留核心土法施工工艺流程图
工艺主要说明及要求
适用范围:
常适用于Ⅵ级围岩单线和Ⅴ~Ⅵ级围岩双线隧道。
在本标段的Ⅴ级围岩地段曾采用此方法开挖,在每一开挖循环中,人工结合挖掘机开挖环形拱部,架立钢支撑,挂钢筋网,喷射混凝土。
在拱部初期支护保护下,开挖核心土和下半部,随即接长边墙钢支撑,挂网喷射混凝土,并进行封底。
喷混凝土采用湿喷技术;
初期支护完毕,进入下一开挖循环。
环形开挖每循环开挖长度宜为0.5m~1.0m;开挖后应及时施做喷锚支护、安设钢架支撑,每两榀钢架间宜采用连接钢筋连接,并应加锁脚锚杆;
采用环形开挖预留核心土法开挖时,核心土面积不应小于整个开挖断面的50%;当围岩条件较差,自稳时间较短时,开挖前应在拱部设计开挖轮廓线以外,进行超前支护。
施工特点
环形开挖预留核心土法具有施工开挖工作面稳定性好,施工较安全,但施工干扰大、工效低。
4、双侧壁导坑法施工工艺
双侧壁导坑法开挖是先开挖隧道两侧的导坑,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分的施工工艺。
双侧壁导坑法施工工艺流程图见图4
工艺主要说明及要求
适用范围:
Ⅴ级围岩深埋段、Ⅳ级围岩浅埋段和不良地质洞口工程的双线隧道。
施工时,先开挖隧道两侧壁导坑,及时施作初期支护,再根据地质条件、断面大小,采用台阶法开挖隧道拱部及下台阶和仰拱;
侧壁导坑形状应近于椭圆形断面,导坑断面宜为整个断面的1/3,导坑跨度不应大于0.3倍隧道宽度;
左右导坑施工时,前后错开距离不宜大于15m;
导坑与中间土体同时施工时,导坑应超前30~50m;
导坑开挖后应及时进行初期支护,并尽早封闭成环;
初期支护完毕,进入下一开挖循环。
施工特点
双侧壁导坑法具有控制地表沉陷好,施工安全等要点,但进度慢,成本高。
因此,此方法较适用于断面跨度大,地表沉陷要求严格,围岩条件特别差的隧道。
图4双侧壁导坑法施工工艺流程图
5、大管棚施工工艺
管棚是指利用钢拱架沿开挖轮廓线以较小的外插角、向开挖面前方打入钢管构成的棚架来形成对开挖面前方围岩的预支护。
大管棚施工工艺流程图见图5
图5大管棚施工工艺流程图
工艺主要说明及要求
超前大管棚采用水平地质钻机钻孔,钢管采用钻机推进器顶进,高压注浆泵注浆。
导向钢管的安装要测量精确定位,使钢管位置与方向准确无误,导向钢管与钢架焊为整体,灌筑导向墙,导向墙完成后,喷射混凝土封闭周围仰坡面,以防止浆液从周围仰坡渗漏。
钻孔采用水平地质钻机,从导向管内钻孔。
管棚钢管由机械顶进,钢管节段间用丝扣连接,顶进时,采用6m和3m节长的管节交替使用,以保证隧道纵向同一断面内的接头数不大于50%,管壁上钻注浆孔;管棚顶到位后,钢管与导向管间隙用速凝水泥等材料堵塞严密,以防注浆时冒浆。
注浆前先将孔内泥砂清理干净,再进行注浆,浆液采用水泥砂浆,注浆压力0.5~1.5MPa,注浆参数根据现场试验予以调整。
施工过程中为了防止注浆过程中发生串浆,每钻完一个孔,随即安设该孔的钢管并注浆,然后再进行下一孔的施工。
管棚封堵塞设有进浆孔和排气孔,当排气孔流出浆液后,关闭排气孔,继续注浆,达到设计注浆量或注浆压力时,方可停止注浆。
管棚所用钢管的品种、规格及钢管中心间距和管棚的长度等必须符合设计要求。
施工特点
整体刚度较大,对围岩变形的限制能力较强,且能提前承受早期围岩压力。
短管棚一次超前量少,基本上与开挖作业交替进行,占用循环时间较多,但钻孔安装及顶入安装较容易。
长管棚一次超前量大,虽然增加了单次钻孔及打入长钢管的作业时间,但减少了安装钢管的次数,减少了与开挖作业之间的干扰。
6、超前小导管施工工艺
在开挖前,沿开挖面的拱部外周插入直径为38~70mm的钢管,压注浆液,待浆液硬化后,拱部周围岩体就形成了有一定厚度的加固圈的超前支护施工。
施工工艺流程见图6
图6小导管施工工艺流程图
工艺主要说明及要求
小导管前端加工成尖锥状,管壁上出浆孔位置及大小按设计要求进行加工。
按照设计要求在开挖面上准确画出本循环需设的小导管的位置。
采用风钻进行钻孔,超前小导管外插角严格按照设计要求施作,尾部与钢架焊接在一起,超前小导管与线路中线方向大致平行。
钢管由专用顶头顶进,顶进钻孔长度不小于管长的90%,钢管顶进时,注意保护管口不受损变形,以便与注浆管路连接;注浆前导管孔口先检查是否达到密闭标准,以防漏浆;钢管尾端外露足够长度,并与钢支撑焊接在一起。
采用注浆机压注浆,浆液根据设计要求进行配制,注浆压力为0.5~1.0MPa,按单管达到设计要求注浆量作为结束标准,注浆结束后,将管口封堵,以防浆液倒流管外。
施工特点
浆液被压注到岩体裂隙中并硬化后,不仅将岩块及颗粒胶结为整体起到了加固作用,而且填塞了裂隙,阻隔了地下水向坑道渗流的通道,起到了堵水作用,不仅适用于软弱破碎围岩,也适用与含水的软弱破碎围岩。
7、锚杆和喷射混凝土施工工艺
锚杆施工工艺流程见图7
图7锚杆施工工艺流程图
锚杆施工工艺主要说明及要求
在本标段隧道施工过程中,设计拱部采用φ25CD反循环锚杆,边墙采用φ22砂浆锚杆。
按照设计要求用红油漆在基岩面进行布孔。
开挖初喷后,利用人工手持风钻在简易台架上进行钻孔,当钻孔结束后,开始安装锚杆,杆体插入锚杆孔时,保持位置居中,锚杆杆体露出岩面长度不大于喷层厚度,有水地段先引出孔内的水或在附近另行钻孔再安装锚杆。
用注浆机向锚杆孔内注浆,砂浆饱满密实,砂浆内添加适量的膨胀剂,锚杆垫板与孔口混凝土密贴,随时检查锚杆头的变形情况,紧固垫板螺帽。
待注浆完毕后,复喷混凝土至设计厚度。
喷射混凝土施工工艺流程见图8
喷射混凝土施工工艺主要要求及说明
喷射混凝土前处理危石,检查开挖断面净空尺寸,如有欠挖及时处理;在不良地质地段,设专人观察围岩变化情况,当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时,先进行引排水处理;施工机具布置在无危石的安全地带;喷射前设置控制喷射混凝土厚度的标志;检查水、电、风管路,检查施工机械设备的运行情况。
喷射前用高压水冲洗受喷面,当受喷面遇水易泥化时,采用高压风吹净岩面。
喷射混凝土所用的拌和料采用自动计量搅拌站严格按照施工配合比配料,搅拌时间不小于2min,拌和料在运输过程中必须保持混凝土的均匀性,不漏浆、不失水、不分层、不离析。
喷射前混凝土发生离析或坍落度过低,应进行二次拌制,二次拌制过程中可添加适量减水剂,严禁加水。
喷射作业分段、分片、分层,由下而上顺序进行,有较大凹洼处,
图8湿喷混凝土施工工艺流程图
先喷射填平。
速凝剂掺量准确、添加均匀。
喷嘴与岩面要保持垂直,距受喷面1.5~2.0m,垂直受喷面做反复缓慢的螺旋形运动,以保证混凝土喷射密实,开挖后及时初喷,出碴后及时复喷。
8、钢架(加钢筋网)支护施工工艺
钢架(加钢筋网)支护施工工艺流程见图9
图9钢架(加钢筋网)支护施工工艺流程图
工艺主要说明及要求
适用范围:
在双线或单线隧道Ⅳ~Ⅴ级围岩较差地段,在喷锚支护基础上采用格栅钢架或型钢钢架(加钢筋网)支护措施。
作业内容:
钢架和钢筋网加工、运输和架设、喷射混凝土。
钢架和钢筋网均在钢筋加工厂集中加工,在加工过程中必须严格按设计要求制作,做好样台、放线、复核并标上号码标记,确保制作精度,钢架加工完毕后应进行试拼,试拼合格后采用运输汽车倒运至施工现场。
钢筋网与钢架联结牢固,喷射混凝土时钢筋网不得晃动,钢筋网之间搭接应牢固,且搭接长度不小于1~2网格。
钢架安设应在开挖后尽快完成,架立拱架时,先准确测量出中线、水平点及里程,保证拱架安装的精度符合设计开挖轮廓的要求;拱架应安放在坚实的基底上,如基底较软时,应采取措施加固基底后架立拱架;各节钢架间以螺栓连接,连接板应密贴;沿钢架外缘每隔2m应用钢楔或混凝土预制块顶紧;钢架间距、横向位置和高程与设计要求位置的偏差不得超过规范要求;钢架拱脚应打设直径为22mm的锁脚锚杆,锚杆长度不小于3.5m,数量为2~4根;下半部开挖后应及时架立钢架与上半部钢架连接,封闭成环;钢架与初喷层的间隙应采用同级混凝土喷射密实;钢架与径向锚杆、钢筋网及连接筋焊接成整体,以增强其联合支护的效应,钢架保护层厚度不得小于4cm。
9、帷幕注浆施工工艺
为了加固地层及保护地下水资源的目的,在围岩破碎、富水、易坍塌地段以及可能引起地表浅层地下水位严重下降地段,采用帷幕注浆加固止水。
帷幕注浆的基本方法是在预计的开挖松弛范围内形成一个止水环。
帷幕注浆施工工艺流程见图10
图10帷幕注浆施工工艺流程图
工艺主要说明及要求
注浆材料的选择主要依据地质条件和注浆的目的进行选择,一般优先采用水泥浆液,必要时采用水泥、水玻璃双液浆,为改善水泥浆的性能,在注浆时可掺入适量的外加剂,如速凝剂、早强剂、悬浮材料等。
注浆方式采用分段前进式,为防止未注浆段地下水涌向工作面及注浆时跑浆,注浆起始处掌子面应以喷射混凝土,做成止水浆墙,厚度不小于20cm,每个注浆段中止处均应保证有不小于3.0m的止水盘(第一环节注浆止水盘长度不小于5.0m)
注浆量的大小根据不同地层按公式Q=Anα(1+β)计算
Q-总注浆量A-注浆范围岩层体积
nα(1+β)-填充率,不同岩层填充率见小表:
项目
地质条件
填充率(%)
土质地层
粘土质地层
20~40
砂质地层
40~60
砂砾质地层
约60
岩石地层
一般破碎岩层
1~2
断层破碎带
5左右
火成岩类
≤1
施工注意事项
待每个环节注完后,可钻2~3个检查孔检查注浆效果,如未达到预期效果,应以小导管压注一定比例的水泥浆液、水玻璃浆补充注浆,小导管可采用φ42热轧钢管,壁厚3.5mm。
所有注浆参数,包括注浆范围、浆液配比、胶凝时间、注浆孔数、注浆孔位、注浆顺序、注浆压力等均应通过试验进行必要调整,以便符合现场情况,达到预期压注效果。
施工中应根据地质情况对单孔注浆浆液扩散半径可进行调整,因在洞内施工,要注意施工安全,注浆的同时防止对环境造成污染。
10、隧道二次衬砌防排水施工工艺
隧道工程要求结构具有良好的防水、排水性能;施工中应采取防水、排水措施,创造良好的施工环境。
防水层防水施工工艺流程见图11
工艺主要说明及要求
作业内容:
净空检查、基面处理、盲管施做、防水层铺设。
在二次衬砌前,对隧道初期支护净空断面进行检查,以满足设计要求,对欠挖部分作出处理。
防水层铺设前要对基面进行处理,把外露的钢筋头、锚杆头等坚硬物割除;凸凹不平处必须补喷、抹平;喷射钢纤维混凝土的表面铺设防水层前必须补喷砂浆保护层,保证钢纤维不外露;对于局部渗水、漏水处需先进行处理。
隧道初期支护与防水板间设直径φ50mm软式透水环向盲管,环向盲管设置间距5~10m,当水量较大时,可在水量较大部位增设1~2道,集中出水部位设独立盲管引排。
纵向盲管设置于隧道左、右两侧泄水孔外口高程处分段设置,设在衬砌边墙脚处防水层外侧,纵向坡度不得小于2‰,一般情况下与线路设计坡度一致。
环向盲管直接渗入洞内侧沟排水,纵向盲管通过三通节点与泄水孔相连,将水排至洞内侧沟内。
防水板必须按照设计要求进行焊接,焊接牢固,不得有渗漏,每一单焊缝的宽度不得小于15mm;
图11防水层防水施工工艺流程图
防水板采用无钉铺设,一次铺设长度根据混凝土循环灌筑长度确定,环向长度应大于基面周长,预留一定的富余量,一般为10%。
两副防水板的搭接宽度应不小于10cm,每段防水板铺设长度应使本段二次衬砌灌筑长度外预留60cm,并对其进行保护,以便与下一段搭接。
防水板焊接采用熔接器热熔黏接,形成双焊缝,焊缝宽度不小于15mm,双缝焊接的中间空腔用于充气检查焊缝的严密性,检查时,充气压力0.25MPa,15min后压力下降10%以内为合格。
防水板铺设完毕,应进行外观检查和接缝质量检查,发现问题及时处理。
二次衬砌灌筑前,应加强对防水层的保护,注意钢筋的运输及绑扎过程中可能对防水板产生的损伤,发现有损伤时及时修补。
11、仰拱及仰拱填充施工工艺
施工工艺流程见图12
图12仰拱及仰拱填充施工工艺流程图
工艺主要说明及要求
本工艺适用于隧道工程仰拱先行法施工。
作业内容:
基底地质勘察及承载力试验、基底预加固、仰拱开挖、安放栈桥、隧底清理、立模、仰拱及填充混凝土浇筑。
基底超前预报:
对地质有疑问或地质变化反复无常时,基底开挖前应进行勘探和承载力试验,确认底部没有空腔、溶洞、溶槽,确认基底承载力符合设计要求。
基底超前预加固:
当承载力不能满足设计要求或底部有空腔、溶洞、溶槽时,应在仰拱开挖前或下道开挖面开挖前进行基底超前预加固,而后开挖仰拱部分,以确保安全和避免超挖。
仰拱超前拱墙衬砌的距离宜保持3~4个二次衬砌循环作业长度。
仰拱开挖后不得暴露过久,应立即进行仰拱初期支护及仰拱二次衬砌施工。
仰拱和填充应分开灌筑,仰拱施工缝和变形缝应作防水处理。
填充混凝土强度达到2.5MPa后允许行人通行,填充混凝土强度达到设计强度的75%后允许车辆通行。
仰拱施工完成后,对于仍存在漏水的施工缝应进行开槽注浆处理,注浆完成后在施工缝处安放遇水膨胀止水条,最后用混凝土封闭。
在围岩变化处、软硬不均匀处,仰拱施工按设计要求认真设置沉降缝,避免运营阶段出现不均匀沉降而导致结构混凝土开裂。
12、拱墙衬砌施工工艺
隧道拱墙衬砌施工工艺适用于铁路隧道二次混凝土施工,拱墙衬砌工序安排在灌筑仰拱混凝土和仰拱填充后,拱墙衬砌采用整体式衬砌台车衬砌。
施工工艺流程见图13
图13拱墙衬砌施工工艺流程图
工艺主要说明及要求
在一般情况下,二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作。
变形基本稳定应符合隧道周边位移速度有明显减缓趋势,拱脚水平位移相对净空变化速度小于0.2mm/d,拱顶相对下沉速度小于0.15mm/d。
但软弱围岩及断层破碎带处,由于其围岩自稳能力差,初期支护难以使其达到完全稳定,故根据支护情况及量测信息,为确保洞体稳定及施工安全,及时进行二衬,必要时紧跟开挖面。
二次衬砌采用全断面法一次衬砌,采用专门定制的液压衬砌台车进行,采用自动计量配料系统配料,采用搅拌站进行拌和,运输采用专门的混凝土搅拌运输车,入模采用混凝土输送泵泵送入模。
按封顶工艺施作,确保拱顶混凝土密实;砼灌注前,应除去防水层表面灰粉并洒水润湿;灌注混凝土应振捣密实,防止收缩开裂,振捣时不应破坏防水层;二次衬砌填充注浆时,预留注浆孔。
混凝土的养护和拆模条件应符合下列要求:
混凝土灌注后根据气候条件,12h内即应进行养护,养护时间应满足混凝土强度要求;当气温过低时不得进行洒水养护;二次衬砌拆模时,混凝土强度应达到2.5MPa。
施工步骤:
(1)复检钢筋:
台车就位前按照测放的隧道中线及标高对已安扎好的钢筋再次进行结构尺寸检查,检查钢筋位置是否正确,保护层能否满足要求,环向主筋内外面是否已安设混凝土保护层浆垫块,符合要求后衬砌台车就位。
(2)立模(台车就位):
根据放线位置,移动台车就位。
台车就位后,按要求检查台车位置、尺寸、方向、标高、坡度、稳定性,符合要求后,并安设好挡头模板,接头止水带及止水胶条和拱部注浆管,经监理工程师检验合格和签证后方可灌筑边拱混凝土。
(3)混凝土灌筑:
灌筑边拱混凝土时,应由下向上对称灌筑。
拱部先采取退出式浇注,最后用压入式封顶。
混凝土用附着式振捣器和插入式振捣器联合捣固,安排专人负责,保证混凝土内部密实,外部光滑。
并注意保护好预埋于混凝土内部的注浆管,防止其歪斜和倾倒,以确保二衬后回填注浆能顺利进行。
混凝土灌筑必须连续进行。
(4)拆模养护:
当边、拱混凝土强度达到规范要求时,方可拆模,拆模时间不可过早。
拆模后及时进行洒水养护,养护时间不少于七天。
衬砌外观要目测平顺光滑,无蜂窝麻面。
断面尺寸及中线、高程用钢尺配合经纬仪、水平仪量测,内轮廓必须符合设计要求。
13、岩溶隧道施工工艺
一、工艺概述:
溶洞是岩溶现象的一种。
它是以岩溶水的溶蚀作用为主,间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本呈水平方向延伸的通道。
岩溶是指可溶性岩层,如石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等,受水的化学和机械作用产生沟槽、裂缝和空洞以及由于空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等类现象和作用。
我国石灰岩分布极广,在这些地区修建隧道常会遇到溶洞,因此必须高度重视超前地质预报,及时了解前方围岩情况,以便在以后施工中可以灵活应对。
本施工段里程为DK166+360~DK168+860,设计主要为Ⅱ级围岩。
根据设计方地质调查本施工段的不良地质主要为溶洞,洞内以前有流水,现以干涸,分析可能有暗河。
在实际施工过程中发现溶洞多出现在Ⅱ级围岩当中,溶洞呈不规则发育,多为蜂窝式岩溶槽,呈不规则形状,类似于蜂窝的形式,溶洞内往往内侵蚀性水切割岩体形成不规则倒悬挂体,其中有一些溶沟、溶柱等其他几何形式的岩溶产物,钟乳石颜色多呈白色晶状体,易碎、无承载能力,在岩溶槽内有小范围渗水,在施工扰动的情况下容易脱落、掉块。
也有部分岩溶洞内为大块岩体,切节理张开极不稳定,岩石被黄土夹层包围,溶洞表面附有结晶状钟乳石,而且溶洞与正常围岩呈明显断层,内部夹有粒径不等的碎石。
岩溶槽大部分出现在隧道顶拱及两侧拱肩左右。
二、工作内容:
1、超前物探,必要时进行钻探;2、判断岩溶规模、分布状态、充填及赋水情况;3、制定溶洞处理方案,如超前预注浆、钻孔排水等;4、洞穴处理。
三、施工准备:
1、岩溶隧道应编制切实可行的实时性施工组织设计。
岩溶隧道应单独编制预防突水突泥,涌水和坍塌等地质灾害实施性施工组织设计,并制定包括技术、组织、安全、抢险、救护等技术组织措施。
2、岩溶隧道施工应把超前地质预测预报作为一道施工工序纳入整个施工中,设置突发性事件指挥中心,编制专项突发性事件应急救援预案。
3、加强安全技术培训,岩溶隧道施工前必须对职工进行安全生产教育和培训、保证从业人员具备必要的安全生产知识,掌握岩溶隧道施工突发性事件逃生知识。
4、要有一定的应急救援物资储备。
四、施工工艺:
隧道内岩溶洞处理方案一般有“引、堵、越、绕”四种。
对于在本施工段出现的岩溶洞处理我们用以下方法处理。
1、首先用探孔或物探法作超前地质预报,探明溶洞位置及溶洞发育情况,及时施作施工应急预案,确保施工正常运行。
当遇到岩溶洞穴时,应停止掌子面开挖,支护及时跟进,在围岩破碎地带应加强支护,确保施工安全后,方可用短进尺开挖。
2、采用新奥法原理施工,其支护和衬砌应予加强;一是尽早施作喷锚支护,二是喷锚支护应尽快受力,三是增加钢筋网和钢架支撑,四是衬砌加厚或加钢筋、增大混凝土强度等级,这些都是为了保证工程质量和施工安全。
在经过岩溶洞地段时,根据溶洞类型、发育情况、空洞大小实施相应的处理方法。
3、对于溶洞内有软弱填充物,如黄泥夹杂碎石时,先对岩层表面测量,如边墙处无法安装拱架,进行断面扩挖,一般为30cm,为立拱及加强支护的工作创造工作面。
岩溶洞表面喷10cm厚C25砼进行早期封闭,同时制作支护用钢拱架,初期拱架支立本着少扰动围岩为原则,采用连接筋和临时支护固定。
拱架分片固定安装就位,按先拱脚、再拱墙、最后拱顶的顺序支立,拱架各片间采用10mm厚钢板用M24螺栓连接牢固。
立拱架同时,沿拱架外缘支立钢模板,浇筑50cm厚C25砼,浇筑完砼后用片石砼回填与围岩间的空腔部分。
C25砼和片石砼的浇筑与支立拱架同步,即架设一片拱架后立刻支模浇筑砼,使砼与拱架形成支护整体。
待拱架和砼施工完毕后及时钻设锁拱锚杆,锚杆沿拱架间距1m对锁,锚杆采用Φ22砂浆锚杆,入岩3米,锚杆与拱架部分焊接牢固,在拱脚和拱肩处加密锁拱锚杆;拱架间挂设Φ8钢筋网片(网格尺寸20×20cm)后喷C25砼填充密实。
4、对于边墙溶洞内没有水的空溶洞或者无水填充型溶洞。
在空洞较大的部位进行浆砌片石或片石混凝土回填进行处理。
对于拱顶出现的岩溶槽,在岩溶槽内个别空腔较大部位预留注浆管,待二衬后时进行必要的回填注浆。
5、对于边墙空洞很大的部位,应回填干砌片石直至密实,按开挖轮廓让出10cm喷砼空间后砌筑1米厚的浆砌石,喷C25砼10cm进行封闭即可。
6、隧道岩溶处理后,应该加强隧道的防排水和调整二衬结构形式,确保施工安全。
五、质量验收标准:
1、开挖:
①开挖方法宜采用台阶法,在Ⅱ~Ⅳ级围岩条件下,且溶洞仅穿过隧道底部一小部分断面时,可全断面一次开挖;
②爆破开挖时,应采用超前钻孔探测;
③当隧道只有一侧遇到溶洞时,应先开挖该侧,待支护完成后再开挖另一侧。
④在溶蚀地段的爆破作业应尽量做到多打眼、打浅