交通洞工程施工模板.docx

1、交通洞工程施工模板第八章 交通洞工程施工1、 概述1.1 工程概况本标段共有两条交通洞, 本章工作内容包括隧道的施工准备、 洞口与明洞工程、 洞身开挖及支护、 洞身衬砌、 路面、 隧道排水、 洞身刷白等以及其它有关工程的施工作业。主要工程量为: 洞口土方明挖78015m, 洞口石方明挖65279, 各类砂浆锚杆15318根, 锚筋桩190根, 石方洞挖49820m, 衬砌混凝土4958m, 钢筋制安390t, 水沟混凝土477m。交通洞主要特性与工程量详见表8-1。表8-1 隧道特性表洞名进口高程(m)出口高程(m)进口桩号(m)出口桩号(m)纵坡(%)明洞段(m)进出口段(m)洞身段(m)洞

2、长(m)1号隧道1682.601696.968k0+445K0+9153.12%10404204702号隧道1694.6771692.608k1+320k1+586.50.79%6.560200266.5 1.2 工程地质条件 1#隧洞段。隧洞岩性为薄层中厚层粉砂质板岩和英安质凝灰岩。隧洞沿线地形复杂, 沟梁相间, 风化、 卸荷较深, 表部岩体完整性较差, 强风化岩体水平深度3m8m左右, 弱风化水平深度25m40m左右, 除进出口段外, 隧洞主要位于微风化岩体中。隧洞上覆岩体厚度23m87m左右, 傍山岩体厚度进出口段22m30m左右, 洞身段大于50m。K0+450mK0+750m段为为薄

3、层中厚层粉砂质板岩, 岩层产状NW315325NE6575, 前约150m段岩层走向与洞向小角度相交, 对隧洞成洞条件不利, 后150m, 即隧洞拐弯以后, 岩层与隧洞大角度相交, 成洞条件相对较好。进口边坡自然坡向NE60, 天然坡脚5765。边坡整体稳定, 未见大的不稳定块体, 但表部岩体因风化卸荷及构造影响, 完整性较差, 需加强锚固, 并主要与上部自然边坡的合理衔接。进口段K0+450K0+470m为卸荷岩体, 成洞条件差, 为类; K0+470K0+615m段隧洞沿线构造较发育, 主要发育结构面为板理, 岩层与洞轴线夹角15左右, 倾角70左右, 易在洞肩形成顺层剥落; 成洞条件相对

4、较好, 但易在洞肩形成顺层塌方和掉块, 围岩类别主要以类为主, 少量类; K0+615mK0+750m段隧洞沿线构造较发育, 主要发育结构面和三条较大断层(F38、 F39、 F41), 断层和层理都大角度与洞线相交, 断层和层理可能受不确定裂隙组合易形成掉块和塌方, 本段围岩以类为主, 断层影响带为类。K0+750mK0+910m段岩性为英安质凝灰岩, 块状岩体, 层理不发育, 在K0+766m、 K0+800m桩号左右分别出露断层F43、 F42, 断层面平直光滑, 1cm左右断层泥。其中K0+750mK0+890m段岩体完整性好, 成洞条件较好, 局部受断层影响有掉块和塌方的可能, 以类

5、为主, 断层影响带为类。K0+890mK0+910m, 强风化弱风化岩体, 岩体卸荷明显, 裂隙发育, 成洞条件较差, 为类围岩。1#隧洞整体上工程地质条件尚可, 没有较大制约性的不利工程地质条件, 主要的工程地质条件是: 隧道进出口岩体破碎, 成洞条件差, 建议需加强锚固, 进出洞前需对洞脸进行锁口; 隧洞板岩段层理发育且与洞线小夹角相交, 易在拱肩形成掉块, 加强拱肩的锚固; 隧道横穿5条较大断层, 需加强断层带的锚固和支护。对于类围岩段应加强随机锚固。2#隧洞段。围岩为白云岩类, 属硬质岩, 岩体完整性好, 构造不发育。主要发育结构面为层理, 走向NW280320,倾向NE, 倾角203

6、6,层理间挤压紧密, 对岩体完整无大的影响, 隧洞沿线未见大的断层发育, 但小的断层、 层间基岩破碎带较为发育。隧洞进口部位有约20m左右覆盖层, 主要为上部崩坡积块碎石土及下部冲积砂卵砾石层, 隧洞进口两侧边坡即由上述地层组成, 需放缓坡比开挖, 并加强边坡排水; 洞脸边坡岩体完整性较好, 边坡整体稳定, 但需加强洞脸锁口, 并对随机出露的块体加强锚固。隧洞进、 出口段约30m左右岩体因风化、 卸荷及构造切割完整性略差, 围岩类别以类为主, 少量类; 其余洞段岩体完整性好, 成洞条件好, 围岩以类为主, 部分类,但需对随机出露的中小不稳定块体加强随机锚固。出口边坡地势陡峻, 未见大的不稳定块

7、体, 锁口及系统支护, 并加强对可能出现的中小块体的随机锚固即可。根据招标文件提供的地质资料, 估计隧道各类围岩分布如表8-2。表8-2 隧道各类围岩分布表隧道、 类围岩类围岩桩号( m) 长度( m) 百分比( %) 桩号( m) 长度( m) 百分比( %) 1号隧道K0+615K0+89037080K0+450K0+470K0+470K0+615部分段9020K0+890K0+9102号隧道K2+355K0+55520077K0+325K0+355K0+555K0+58560231.3 施工特点及对策( 1) 洞室施工当前没有进场道路, 工期短, 施工强度高。开工后立即组织现有的人员、

8、机械修建临时道路, 尽快开始洞脸开挖, 洞脸开挖完后开始洞挖, 洞挖时采取全断面掘进, 以确保工程如期完成。( 2) 1#隧道施工现场地形复杂, 场地狭窄, 施工道路布置困难, 出碴难度较大。开工后, 我部将进一步勘察现场地形, 合理布置施工便道, 尽快形成出碴条件。( 3) 根据招标文件提供的地质资料, 2个隧道部分洞段属于类围岩, 成洞条件较差。施工时采取浅眼、 密孔、 少药量、 弱爆破、 强支护的方式进行开挖。2、 施工布置2.1 施工道路布置隧道施工布置R1、 R2、 R4施工便路, 详见附图: 施工总平面布置图。2.2 施工供排水、 供电、 供风与通风2.2.1 施工供排水从洞外水池

9、引50mm钢管至洞内, 沿洞侧墙布置, 并用高压软管接至工作面, 供洞挖、 锚喷支护、 砼衬砌养护及工作面冲洗等用水。施工排水主要为工作面施工废水, 工作面设置临时排水坑, 采用潜水泵抽排至铁皮水箱后, 集中排出洞外。2.2.2 施工供电隧道开挖及临时支护用电全部采用柴油发电机供电, 从洞外发电机引照明线及动力线至隧洞洞内。线路沿洞壁布设至作业面, 沿洞轴线方向每15m安设一只50W的节能灯以满足照明要求, 开挖工作面安装1.5KW镝灯; 洞内外通风机和洞内水泵、 砼施工动力用电为380V, 用绝缘电缆供电。动力线和照明线布在洞的一侧, 动力线架设高度为3.0m, 照明线架设高度2.0m, 供

10、水管和供风管布在另一侧。2.2.3 供风在洞口分别设供风站, 采用21m3/min及13m/min移动式空压机集中供风。2.2.4 通风、 排烟、 防尘(1) 通风方式1#隧道进出口各采用一台245KW轴流式通风机通风, 2#隧道采用一台245KW轴流式通风机通风。( 2) 防尘: 爆破后, 及时进行洒水降尘, 出碴过程中亦持续洒水降尘, 净化粉尘, 保持洞内空气良好。2.3 砼拌合系统与加工厂布置砼拌合系统基桩号K1+650处右侧, 加工厂布置路K1+550段右侧, 详见附图: 施工总平面布置图。2.4 碴场布置1#弃碴场布置在该标段1#交通洞出口左侧边坡下方, 4#渣场布置在榆树沟的出口,

11、 详见附图: 施工总平面布置图。3、 开挖工程3.1 施工规划隧道开挖工程包括洞口土石方明挖与洞身段开挖。1#隧道出口开挖在R3道路具备重机通行后, 开始开挖自上而下开挖。2#隧道出口开挖在R2道路具备重机通行后, 开始开挖自上而下开挖。进口段开挖197m, 出口段开挖263m, 进出口开挖贯通点桩号为KO+647。3.2 明洞与洞口开挖3.2.1 施工程序遵循自上而下的程序进行施工, 其施工流程如图8-1所示。图8-1 明洞与洞口开挖施工流程图3.2.2 施工方法洞口与明洞段开挖施工前, 应先进行截水沟等相关排水工程施工。土方采用反铲甩渣后挖装, 石方分梯段爆破开挖, 首层采用手风钻钻孔,

12、其它梯段采用潜钻孔钻孔, 梯段高度与爆破参数参照”第七章路基石方开挖爆破参数”。靠近洞口部分岩石开挖严格控制爆破规模, 采用浅密孔、 小药量减弱爆破施工, 边坡面采用预裂爆破技术。洞口及明洞段开挖时应及时对开挖边坡进行支护, 洞口视围岩情况进行锁口处理。出碴采用20t自卸车运输, 1#隧道石渣运至1#弃碴场, 2#隧道石渣运至4#弃碴场。3.3 洞身开挖 3.3.1 施工程序隧道石方洞挖施工流程如图8-2。图8-2 隧道石方洞挖施工流程图3.3.2 施工方法( 1) 施工测量放样及布孔采用全站仪进行测量。洞内测量利用洞口导线控制点在洞口设置精度控制点; 再利用洞口导线控制点进行测量, 洞内的开

13、挖控制点进行测量设置, 即增加测回次数, 对一个点在不同的条件下进行多次观测, 并利用弦线偏角法和进出口已联测的大地坐标系统相互进行控制。同时以算术平均法和严密平差法( 列法方程式) 进行平差解算校正, 确保洞内施工控制测量的精度。开挖掌子面的轮廓线放样主要根据掌子面的桩号计算出洞顶、 拱脚、 及圆弧段圆心等特征点高程, 现场放样洞轴线及上述相关特征点高程, 根据圆心点位置定出顶拱段轮廓线。根据爆破设计布出相应爆破孔的孔位。( 2) 造孔采用手风钻进行湿式造孔, 施工操作平台采用钢结构现场焊接, 钻孔孔径为42mm。( 3) 装药、 连网、 起爆装药前对爆破孔进行彻底冲洗, 以防孔内坍塌、 堵

14、塞。对于掏槽孔及主爆孔, 采用32mm铵锑炸药进行连续装药, 导爆管非电雷管按规定的段位进行连网, 周边光爆孔采用25mm乳化炸药间隔装药, 孔内采用导爆索进行连接, 孔外导爆索与相应段位导爆管非电雷管相连。起爆网路敷设并检查无误后, 采用电雷管进行引爆。( 4) 排烟、 除尘爆破后采用轴流通风机进行注入式排烟, 并人工辅以洒水, 以增加除尘效果。 ( 5) 安全处理安全处理含爆破后的危岩撬挖及安全临时支护。危岩撬挖主要经过挖掘机排危及人工采用钢钎对可能松弛、 脱落、 坍塌的危岩进行挖除。安全临时支护见本章第四节。( 6) 出碴采用3.0m3侧卸装载机与20t自卸车出碴, 1#隧道石渣运至1#

15、弃碴场, 2#隧道石渣运至4#弃碴场。3.3.3 爆破设计参数采用全断面爆破开挖, 进出洞口段(类围岩) 与、类围岩爆破设计参数详见附图: 进出洞口段(类围岩) 开挖及爆破网络示意图、 隧道II、 III类围岩开挖布孔及爆破网络示意图。3.3.4 循环进尺与单一循环施工时间( 1) 进出洞口段及类围岩根据隧道进出洞口段均为类围岩的特点, 循环进尺为1.0m, 施工作业循环时间分别为15.5小时及16小时。单循环施工顺序为: 施工准备测量放样钻孔装药、 联网、 爆破通风排烟安全处理及出碴钢拱架架设与喷砼下一循环, 如表8-3及8-4所示。表8-3 1#隧道进出洞口段( 类围岩) 施工作业循环时间

16、表序号作业名称时间( 小时) 246810121416182022241测量放样2钻孔3装药、 联网、 爆破4通风排烟5安全处理及出碴6钢拱架架设与喷砼备注: 循环时间合计15.5小时, 1个循环/天, 1#隧道69.3m3/循环, 循环进尺1m。表8-4 2#隧道进出洞口段( 类围岩) 施工作业循环时间表序号作业名称时间( 小时) 246810121416182022241测量放样2钻孔3装药、 联网、 爆破4通风排烟5安全处理及出碴6钢拱架架设与喷砼备注: 循环时间合计16小时, 1.0个循环/天, 2#隧道87.7 m3/循环, 循环进尺1.0m.( 2) 级围岩与级围岩、级围岩每循环进

17、尺2.5m, 施工作业循环时间为11.5小时及12小时。单循环施工顺序为: 施工准备测量放样钻孔装药、 联网、 爆破通风排烟安全临时支护及出碴下一循环, 如表8-5、 9-6所示。表8-5 1#隧道类围岩施工作业循环时间表序号作业名称时间( 小时) 1234567891011121测量放样2钻孔3装药、 联网、 爆破4通风排烟5安全临时支护及出碴备注: 循环时间合计11.5小时, 2个循环/天, 循环进尺为2.5m, 每循环工程量分别为133.25m3。表8-6 1#隧道类围岩与类围岩施工作业循环时间表序号作业名称时间( 小时) 1234567891011121测量放样2钻孔3装药、 联网、

18、爆破4通风排烟5安全临时支护及出碴备注: 循环时间合计12小时, 2个循环/天, 循环进尺为2.5m, 每循环工程量分别为178.75m3。3.3.5 特殊洞段开挖在隧洞开挖过程中, 应经常观察围岩变化情况, 注意地质条件的变化, 谨慎施工, 做好安全监测( 见安全监测部分) , 并辅以一定的超前探测手段。(1)如出现断层、 软弱夹层等不利的地质条件, 及时通知监理工程师, 并按监理工程师的指令进行清挖处理; 修整合格后按监理工程师要求进行砼回填, 必要时采取布设锚杆、 钢筋后浇筑砼等措施处理。(2)当开挖面自稳性很差, 难以开挖成洞时, 应在清除危石后, 尽快在开挖面上喷射一层厚度不小于5c

19、m的混凝土护面, 必要时可设超前锚杆。锚喷支护完成后仍不能有足够的支护能力时, 及时设置钢架支护。超前锚杆施工详见附图: 超前锚杆施工法示意图。(3)拱部扩挖前如发现顶部下沉, 采取先挑顶后扩挖方法施工。(4)自稳性较差的洞段开挖时采取加密周边孔孔距、 浅孔、 小药量、 短进尺、 快支护的方法掘进, 采用减震( 降低最大单响药量) 和加强支护措施, 以免围岩失稳。当开挖岩体为松散、 软弱破碎岩石时, 直接采用人工开挖或采用风镐配以人工进行施工。及时进行喷锚支护, 使岩面及时得到封闭。必要时在开挖施工期穿插进行混凝土结构的施工, 保证围岩的稳定。(5)出现塌方时, 则采用喷砼、 随机锚杆与钢支撑

20、进行处理, 处理方法详见附图: 塌方处理示意图。( 6) 2#隧道出洞特殊处理, 从洞内直接出洞, 为保证出洞的安全, 可采用小导洞先贯通的的方法, 贯通后观察洞口围岩情况, 然后确定扩挖方案。4、 支护工程4.1 施工安排 安全临时支护紧随开挖工作面施工, 、类围岩支护滞后开挖工作面2030m施工, 类围岩视情况12个循环支护一次。4.2 施工程序4.2.1 锚杆施工程序 锚杆采用先注浆后插锚杆的方式进行施工, 其施工程序为: 清除危岩喷第一层砼造孔注浆插锚杆待凝。4.2.2 锚筋桩施工程序锚筋桩采用先插锚筋后注浆的方式进行施工, 其施工程序为: 清除危岩造孔插锚筋注浆待凝。4.2.3砼喷护

21、施工程序砼喷护施工程序为: 岩面冲洗初喷砼系统( 随机) 锚杆挂钢筋网标识喷砼厚度喷砼至设计厚度。4.2.4钢拱架施工程序钢拱架施工程序为: 根据设计要求现场实地放样并加工岩面冲洗安装钢拱架挂网喷砼使拱架与围岩形成整体。4.3 施工方法4.3.1 材料准备(1)水泥: 采用42.5级普通硅酸盐水泥。(2)集料: 细集料应采用中砂或粗砂、 细度模数宜大于2.5; 含水率宜控制在5%7%; 粗集料应采用砾石或碎石, 粒径不大于15。(3)钢筋: 钢筋网应符合招标文件规定。(4)锚杆及锚筋桩: 钢筋采用HRB335牌号钢筋。(5)按施工图纸要求, 在注浆锚杆水泥砂浆中添加的速凝剂、 早强剂和其它外加

22、剂, 品质不含有对锚杆产生腐蚀作用的成分, 喷护速凝剂的初凝时间不大于5min, 终凝时间不大于10min。选用的外加剂必须经监理人批准方可使用。4.3.2 砂浆锚杆施工( 1) 工作面处理 开挖工作面结束后, 立即清理危岩。 洞口土石方明挖岩石边坡表面处理采用光面爆破或预裂爆破, 以减少对边坡岩石的损伤和获得较平整的喷射面; 自然边坡将基岩面整平, 并将表面松动岩块、 浮渣等覆盖物清理干净; 清除坡脚处的岩渣等堆积物。 明挖土质边坡, 喷射混凝土支护作业前, 将边坡整平、 压实, 自坡底开始自下而上分段分片依次进行喷射; 严禁在冻土和松散土面上喷射混凝土。 洞身段各类型断面, 在出碴后先对喷

23、射作业区各种松动岩块、 岩粉、 岩碴等进行清理和冲洗, 初喷5cm厚砼, 以确保锚杆施工安全; 对于类围岩的开挖断面, 根据开挖面平整度局部喷射5cm厚砼找平, 以利后期钢筋网敷设。( 2) 造孔、 注浆、 锚杆埋设 造孔根据设计图纸或边坡、 围岩情况, 决定孔位, 作做好标记, 利用自制锚杆台车采用手风钻造孔, 孔位偏差小于10cm。成孔孔径不小于45mm, 孔深与设计值偏差不大于5cm, 并将孔内岩粉及积水冲洗干净。 锚孔注浆与锚杆埋设在实施锚孔注浆前7天, 选取与现场锚杆直径和长度和锚孔孔径相同的锚杆和PVC管, 采用与现场注浆相同的材料和配比拌制的砂浆, 按现场施工相同的注浆工艺进行注

24、浆试验, 养护7天后剖管检查密实度, 试验成果报监理工程师审批后进行施工。砂浆利用J-200砂浆搅拌机现场拌制, 随用随拌, 一次拌和砂浆应在初凝前用完。所用砂子预先过筛, 使其粒径不大于2.5mm。锚杆注浆的水泥砂浆配合比, 在以下规定的范围内经过试验选定: 水泥:砂, 1:11:2(重量比); 水泥:水, 1:0.381:0.45。水泥采用普通硅酸盐水泥, 岩石钻孔注浆前, 将孔内积水和岩粉冲洗干净。利用自制锚杆台车, 采用注浆机注入砂浆, 注浆开始或中途暂停超过30min时, 用水润滑灌浆罐及其管路。注浆管插至距孔底510cm, 随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出。永久支护锚杆在钻孔内注满浆后

25、立即插杆。若孔口无砂浆流出, 将杆体拔出重新注浆。锚杆预先按设计长度在加工成型。锚杆安装后注意检查锚杆结构、 方向是否与设计要求相符。并确保砂浆凝固前不敲击、 碰撞和拉拔锚杆。锚杆施工工艺流程详见图8-3锚杆施工工艺流程框图。4.3.3 锚筋桩施工( 1) 工作面处理工作面处理同砂浆锚杆施工。( 2) 造孔、 注浆、 锚杆埋设 造孔根据设计图纸或边坡、 围岩情况, 决定孔位, 作做好标记, 利用自制锚杆台车采用潜孔钻造孔, 孔位偏差小于10cm。成孔孔径不小于90mm, 孔深与设计值偏差不大于5cm, 并将孔内岩粉及积水冲洗干净。 锚筋桩加工安装与注浆锚筋桩在现场焊接加工, 钢筋须平直无锈,

26、焊接完毕后采用人工与机械配合吊装入孔, 外露10cm。注浆参见”砂浆锚杆注浆”。注浆完毕后封孔并保护好锚桩头, 确保砂浆凝固前不敲击、 碰撞和拉拔锚杆。锚杆加工钻 孔水 泥砂子 早强剂除 锈洗 孔砂浆拌合注浆插入杆件封口图8-3 锚杆施工工艺流程框图4.3.4 挂设钢筋网钢筋网钢筋型号为直径8mm、 网间距200200mm, 砼保护层厚度50mm。在砂浆锚杆达到一定锚固强度后, 即可进行钢筋网挂设施工。施工中人工将钢筋沿围岩开挖轮廓面起伏进行绑扎, 使钢筋网与坡面形状基本一致, 并与砂浆锚杆焊结成整体。同时在钢筋网和坡面之间垫设50mm厚的砂浆预制块, 以确保钢筋网的保护层厚度。4.3.5 砼

27、喷护锚杆、 钢筋网安设完毕后紧接着进行砼喷护, 根据受喷面积对作业区进行分段( 每段长不超过6m) 以及于坡面不同部位标识喷护砼所需的厚度。对于有渗水的部位, 预先埋设小导管将渗水进行疏导。砼喷护由洞外JS350型自落式拌和机拌料, 砼骨料最大粒径小于15mm, 采用8t自卸汽车运至工作面。在距喷射作业面较近部位布置ZP-5型砼喷射机, 人工持喷枪喷护。喷射过程中按自下而上、 先凹后凸的顺序进行。喷射砼终凝2h后, 开始喷水养护, 养护时间不少于7昼夜。喷射砼时根据围岩类别及水文地质情况, 确定适宜的初喷层厚度, 过厚砼自重超过内部凝聚力或与岩层的粘结力, 会造成下坠或掉下形成空壳。终喷时每次

28、喷射厚度5cm左右, 间隔1015min后再喷下一次直至设计厚度。喷砼施工工艺流程详见图8-4。图8-4 喷砼施工工艺流程框图4.3.6钢拱架架设对于隧洞不良地质段, 采用钢拱架进行支护。根据设计要求现场实地放样并加工钢拱架, 现场支护岩面需冲洗干净, 然后进行钢拱架的安装, 需要时还要进行钢筋网挂设, 最后喷砼使拱架与围岩形成整体。钢拱架制作工艺流程详见图8-5, 施工工艺流程详见图8-6。隧道洞身段开挖支护工艺及方法参见附图: 隧道洞身段开挖支护工艺及方法示意图。图8-5 钢拱架制作工艺流程框图图8-6 钢拱架施工工艺流程框图5、 施工安全监测 根据国家爆破安全规程GB6722-86第8.2.1条规定, 隧道允许安全值V=10cm/s, 并规定: 重复爆破