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隧道施工方法

2022-06-06 来源:尚车旅游网
隧道施工方法

3.2.1 洞口及边、仰坡施工

隧道进、出口均采用斜切式洞门,洞口工程施工应避开雨季和融雪期。

(1)洞口附近的地质调查与复勘

洞口工程施工前,首先对洞口附近的地形、地貌及地质条件进行复勘与调查,排除陷穴、滑坡及人为坑洞对洞口工程的危害后,再进行施工。

潼洛川隧道进口端分布有五个小窑洞(DK341+294左侧3个,右侧2个,垂直线路一字排开),窑洞高2.5~3m,深2~4m,宽2~3m。

(2)洞口及洞顶防排水系统

根据湿陷性黄土遇水湿陷的特性,洞口工程施工前,先做好洞口及洞顶的截、排水系统。首先在洞口边仰坡以外设臵截水沟,以拦截地表水,同时完善洞外排水系统,使地表水尽早排离洞口并汇入路基排水系统,防止地表水冲刷边仰坡危及洞门安全。

潼洛川隧道进口端洞口边仰坡上方约5m外设洞顶截水沟,长约90m;出口端洞口边仰坡上方约10m外设洞顶截水沟,长约120m。

高桥隧道进口端路基面以上8m处设平台,台顶设截水沟;出口端洞口边仰坡开挖范围以外5~10m设截水沟,长约75m。

根据施工调查情况,将洞口段开挖线外周围10~15m范围的陷穴、积水洼地、冲沟、人为坑洞等进行夯填整平,潼洛川隧道洞口范

围内的窑洞施工前夯填密实,表层浆砌片石,防止地表水向下渗流。

(3)洞口边仰坡土方开挖

边仰坡周围的截、排水沟修建完成后,进行边仰坡开挖。边仰坡的土石方开挖应避开雨季和雪融期。

洞口边、仰坡土方采用明挖法施工。

根据开挖、刷坡线的测量放样,边、仰坡开挖使用挖掘机自上而下进行,人工清坡,自卸汽车运输。开挖时要确保边坡的平顺和稳定,尽量避免超、欠挖和对周围围岩的扰动。开挖边、仰坡时,土方开挖的分层厚度为2~3m,随挖随支护,随时监测、检查山坡稳定情况,加强防护。

(4)洞口边仰坡防护

边仰坡开挖后及时施作坡面防护。

潼洛川隧道进口端隧道两侧25m范围内,出口端敞开段、明洞段边仰坡以及高桥隧道进、出口洞口边仰坡均采用拱形骨架护坡,中心喷混植生绿化。

洞门顶部范围内拱形骨架护坡不能及时施工时,根据对边坡的稳定性观测,必要时可先进行锚、喷、网的临时支护,待拱形骨架完成后,再拆除骨架中心的混凝土,回填种植土,植草(树)绿化。

洞口范围内边仰坡结构形式与相邻路基一致并顺接。 3.2.2 洞门和明洞施工

潼洛川隧道出口端明挖段开挖时临时边坡采用锚喷网防护。 高桥隧道进口端明洞从墙脚起坡开挖,采用喷锚网加固坡面

(15cm厚C20喷混凝土,φ8钢筋网,间距20×20cm,φ22砂浆锚杆,锚杆L-2.5m,间距1×1m,梅花型布臵)。

开挖完成后,立即进行洞门和明洞的施工。

洞门和明洞衬砌由洞内向洞外施作,混凝土结构施工前先进行位于新黄土地层的基底加固处理。

潼洛川隧道出口端DK345+093~+120段(明挖段)基底属自重湿陷性黄土,采用φ50cm水泥土挤密桩加固,桩底深入老黄土地层约2m,桩顶采用灰土换填,换填厚度仰拱底部厚约1m,边墙底部厚约1.90m;水泥土挤密桩仰拱底部间距1.2m×1.2m,边墙底部间距1m×1m,梅花型布臵。

高桥隧道进口端DK348+110~+170段(明挖段),出口端DK349+554~+568段(明挖段),基底均属Ⅳ级自重湿陷性黄土,加固处理方法同潼洛川隧道出口端明挖段。

高桥隧道出口端洞门须待磨沟大桥西安端桥台施工完成后进行。洞口与桥台相邻段路基采用水泥土挤密桩加固处理,挤密桩深至老黄土地层约2m,桩间距1.2m×1.2m,梅花型布臵。桩顶填筑水泥改良土,表面采用30cm厚M10浆砌片石铺砌护坡。

基底加固完成后尽快施做仰拱以封闭基底。明洞及洞门钢筋混凝土在洞口段围岩变形稳定后安排施工,先施工仰拱及墙脚部分钢筋混凝土(包括仰拱回填),后进行墙拱衬砌施工。

衬砌施工利用多功能作业台架绑扎边墙和拱部钢筋、浇筑上部边墙及拱部钢筋混凝土。钢筋在洞外加工厂下料加工成型,运至现场绑

扎。仰拱及墙脚部分混凝土采用组合钢模板人工立模浇注,边墙及拱部混凝土利用衬砌模板台车作内模、组合钢模板作外模,洞门的端头模板定型加工,混凝土泵送入模,两侧对称灌注,拱墙混凝土整体灌注。

洞口斜切段与明洞段连接处、明暗分界处二衬各设一道变形缝,缝宽2cm,采用沥青麻筋填塞。变形缝处衬砌钢筋通长布臵。

明洞衬砌完成后应及时施作防水层、回填、铺砌和排水设施。 明洞衬砌外防水层采用1.5cm厚的复合防水板,铺设前先进行混凝土表面找平,然后现场拼焊铺设防水板,铺设完后对防水板焊缝进行5分钟稳压0.2MPa的充气检查,满足质量标准后,施作M10水泥砂浆砌片石,最后进行拱背土方回填和施作粘土隔水层。土方回填从下至上对称分层夯实,每层松铺厚度不大于30cm,用高频振动打夯机夯实,并做好墙后排水设施,最后进行植草防护。

高桥隧道进口端明洞顶设渡槽。渡槽与正线隧道正交,渡槽上游设导流培堤,下游设一段导流堤,并与原沟床顺接。明洞渡槽主槽宽度4m,在隧道洞顶段长度为33m,渡槽范围明洞顶拱顶以上回填采用三七灰土;上下游导流堤采用30cm厚的M10浆砌片石铺砌;导流培堤采用夯填土分层夯实。

为防止沟床防护加固的末端因淘刷而遭破坏,或因渡槽沉降产生渗流而导致沟床失稳,在沟床铺砌与未防护加固的沟床相连接处及渡槽中间沉降缝的下游设臵垂裙。

明洞及明洞顶渡槽施工应选择旱季进行,二者施工应统筹安排,

及早完成渡槽工程,以策安全。

3.2.3 进洞施工方案

洞口施工时应加强防排水,防止积水长时间浸泡墙脚和隧底造成边墙围岩失稳。

(1)潼洛川隧道

为安全进洞,隧道两洞口均增设长管棚超前支护,避免开挖时发生塌方。

长管棚施作前,先清理边仰坡,并对边仰坡进行锚杆挂网和喷砼封闭(出口端),然后施作套拱。

套拱的具体施工方法如下:当仰坡刷至起拱线时,下部适当预留核心土,套拱边墙两侧各开槽至设计里程。然后测量放线,确定套拱位臵及标高。立模浇注套拱混凝土,内模采用型钢架、组合钢模板,外模采用木模,并随混凝土浇注高度增加而加高。浇注拱部时根据设计在混凝土内按设计管棚间距和角度埋设导向钢管,然后进行管棚超前注浆预支护。管棚施工完成后,施工明洞或洞门,然后在套拱下按照CRD法开挖进洞。

参见图《进洞施工方案示意图》。 (2)高桥隧道

进洞前,先清理边坡,进口端进洞前对边仰坡进行锚杆挂网和喷混凝土封闭,开挖前沿拱部开挖轮廓线外10cm施作,预注水泥浆加固地层。

3.2.4 洞身超前支护施工方案、方法

(1)长管棚超前支护

潼洛川隧道进、出口均属Ⅴ级围岩浅埋段,拱部采用φ108mm、L-20m长管棚超前支护。

长管棚为φ108mm无缝热轧钢管,采用PG115型钻机钻孔,水泥砂浆拌合机和ZJ-400型高速制浆机制浆,KBY50-70型高压注浆泵注浆。

①管棚施工方法

为保证管棚开口位臵及角度正确,洞口第一环管棚施工时设臵套拱和导向管。

A、导向管安设:暗洞口土方开挖至跨中位臵时,暂停土方开挖,测量放样洞口位臵,并施作长度为1m的套拱。施作套拱时,先测定出套拱的轮廓线和导向孔的具体位臵,并将导向管固定在套拱的主筋上,方向与线路方向平行,然后浇筑套拱混凝土。

B、管棚钻进:在钻孔过程中,必须准确控制钻机立轴方向,以保证孔口的孔向准确,施钻过程采用测斜仪测定钢管倾斜度,发现超限及时纠正。施作时采用跳孔施工,先打有孔钢管,注浆后再打无孔钢管,无孔钢管可以做为检查管,检查注浆质量;钻进和清孔均采用压力风进行。管棚接头采用内丝套连接,丝扣长15cm。为利于管棚整体受力,相邻管的接头前后错开,施工前先将钢管加工成长、短两种规格,然后套丝,安装时按长短节交错连接,同时相临两孔的接头错开。

C、注浆加固:采用KBY50-70型高压注浆机进行注浆。浆液采用

水泥砂浆,配合比由试验室通过现场试验获取,施工时严格控制用水量,既要减少浆液的泌水量,又要保证浆液具有良好的可注性。注浆压力根据埋深及裂隙张开程度确定,注浆时,在孔口处设止浆塞,采用定量注浆法控制注浆量,从拱顶向下注,当全段注浆量达到标准的80%,而且无渗漏现象方可结束全部注浆。如遇窜浆或跑浆,则间隔一孔或几孔进行注浆。

②管棚施工顺序

测量定位→套拱及导向孔施作→钻机就位→钻孔→注浆→检查效果→下一根

③管棚施工技术措施

A、管棚施工采用干钻钻孔,压力风清碴。

B、注浆前要充分做好各项准备工作,特别是机具的检修和调试,并试运转,如发现问题,及时排除,使机具处于良好状态。结束后尽快冲洗管路、机具,以免因管路中的残液凝结而堵塞管路。

C、注浆作业要前后配合,统一指挥。操作过程中必须配备专业电工,以防电路、电器设备发生问题,造成意外事故。

(2)小导管超前支护

潼洛川隧道及高桥隧道正洞开挖均采用φ42mm超前小导管预支护。开挖前沿拱部开挖轮廓线外10cm施作,预注水泥浆加固地层。

超前小导管为φ42mm热轧无缝钢管,环向间距40cm,外插角5°~10°,水平搭接长度不小于1.5m,采用ZM-12T型煤电钻钻孔,安装超前小导管并将其尾部与型钢钢架焊接固定,KBY50-70型高压注

浆泵注浆。

①超前小导管施工方法

A、制作钢花管:φ42mm超前小导管在构件加工厂制作。前端做成尖锥形,尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍,管壁上每隔15cm交错布臵注浆孔,孔眼直径为6~8mm,详见《注浆小导管加工图》。

B、小导管安装:采用ZM-12T型煤电钻钻孔,成孔后,按设计要求将小导管插入孔中,或用凿岩机直接将小导管从型钢钢架上中部打入,外露端支撑于开挖面后方的钢架上,钢管尾部和钢架焊接成整体,与钢架共同组成预支护体系。

注浆小导管加工图

C、注浆:采用水泥单液浆,设备采用KBY50-70型高压注浆泵。注浆压力根据试验确定,在孔口处设止浆塞。注浆前先喷射混凝土3~5cm封闭掌子面作止浆盘,注浆时先注无水孔,从拱顶向下注,当单孔注浆量达到设计注浆量时,可以结束注浆。如遇窜浆或跑浆,则间隔一孔或几孔进行注浆。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆作业中认真填写注浆记录,随时分析和改进,并注意观察施工支护工作面的状态,试挖掌子面,无明显渗水时,即可进行开挖作

Φ8mm加劲箍 Φ50mm普通焊管 50cm 15cm 业。

②小导管施工顺序

测量定位→钻机就位→钻孔→安装小导管→注浆→检查效果→下一根

③小导管施工技术措施

A、小导管施工采用干钻钻孔,压力风清碴。

注浆前应充分准备,机具应进行调试并试运转,使机具处于良好状态。注浆结束后尽快冲洗管路、机具,以免因管路中的残液凝结而堵塞管路。

B、操作过程中必须配备专业电工,以防电路、电器设备发生问题,造成意外事故。

3.2.5 洞身开挖施工工艺及方法

隧道开挖采用PC60-7型挖掘机,该机外型尺寸为:6080mm×2500mm×2225mm(长×高×宽),动臂长3710mm,斗杆长1650mm,最大挖掘高度7150mm,最大挖掘深度4100mm,水平面最大挖掘距离6220mm,最小回转半径1750mm,最小回转半径时最大高度5460mm,铲斗容量0.28m3,其外形尺寸和工作参数均适合分部开挖各导坑开挖断面尺寸。

洞身系统锚杆采用ZM-12T型煤电钻施作,喷射混凝土采用TK-961型湿喷机和机械臂进行作业。钢筋、钢架及锚杆在洞外加工厂按分部开挖要求及设计进行加工,运输车运送至各工作面人工架设、绑扎;喷射混凝土原料在洞外拌和站拌和,采用DB-81型微纤维

分散机将纤维分散后由强制式拌和机进行拌和,运输车运送至喷射作业面。

当局部出现孤石时采用挖掘机破碎头机械破碎或人工手持风镐破碎。

(1)Ⅳ级围岩地段弧形导坑法开挖 潼洛川隧道

DK341+725~DK344+870

段,高桥隧道

DK348+610~DK349+215段、DK349+225~DK349+345段,为Ⅳ级围岩地段,采用弧形导坑法施工,人工配合挖掘机进行开挖作业,人工利用多功能作业台架、锚杆钻机、湿喷机等进行初期支护作业。

隧道全断面设工20a型钢钢架,间距1榀/0.8m,局部含水量较大地段拱部设φ42超前小导管(L-3.5m,环向间距40cm,外插角5°~10°,搭接长度≥1.5m),小导管内填充M20水泥砂浆。二次衬砌采用钢筋混凝土结构,拱墙厚50cm,仰拱厚60cm。

①开挖方法

潼洛川隧道及高桥隧道Ⅳ级围岩段设计开挖断面尺寸为:14.82m×12.80m(宽×高),包括预留变形量10cm。

隧道采用弧形导坑法开挖,将整个断面分成上、中、下以及底部四个部分分台阶错台开挖。其中上部超前中部3~5m,中部超前下部3~5m,下部超前底部10m,逐级掘进开挖。为方便机械作业,上部开挖高度控制在2.6m左右,中部台阶高度控制在3.6m左右,下部台阶控制在4.9m左右。

Ⅳ级围岩段局部含水量较大的地段,开挖前采用超前小导管预支

护措施对拱部拟开挖的岩体进行注浆预加固。超前小导管使用L-3.5m的φ42无缝热轧钢管,按环向间距40cm、外插角5°~10°、水平搭接长度不小于1.5m布臵,内填M20水泥砂浆,待浆液达到一定强度后,采用小型挖掘机开挖,并预留一定厚度由人工持风镐修边,保证隧道轮廓的圆顺和平顺。

每一台阶开挖完成后,及时喷射5cm微纤维混凝土对围岩进行封闭,施作系统锚杆,按照1榀/0.8m间距架立工20a型钢钢架,每分部开挖隧道两侧钢架分节点处各设2根φ42锁脚锚管(L-4.0m),然后挂设钢筋网,分层复喷微纤维混凝土至设计厚度,完成一个开挖循环。

Ⅳ级围岩开挖、支护施工示意图见图《Ⅳ级围岩弧形导坑法开挖支护施工示意图》。

②开挖及出碴设备

根据断面尺寸,Ⅳ级围岩开挖采用4台PC60-7型小型挖掘机交叉平行作业,按照左右分部交错开挖的方式的同时开展开挖作业。

机械开挖时,注意在开挖轮廓线以内要预留一定厚度由人工开挖修边,以最大限度的控制超欠挖。

根据黄土隧道弧形导坑法的施工组织、隧道的断面尺寸,各部分左右部分进行开挖作业时,挖掘机和运输汽车可并行作业。空间受限时,挖掘机挖装土后机斗回转180°装车。洞内出碴采用上述型号的挖掘机装碴,自卸汽车运输。开挖和装碴同时作业。

③开挖顺序

弧形导坑法开挖将整个断面分成上、中、下及底部四部分开挖,其中上、中部弧形开挖留核心土。

第一步:施作拱部超前小导管预支护(局部含水量较大地段),弧形导坑开挖拱部土体1部,每循环进尺控制在100~120cm之间,开挖成形后及时施作初期支护Ⅱ部并打设拱脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m),开挖时中心部位留核心土,待支护结束后下一循环开挖;

第二步:当1部开挖约3~5m后,继续向下开挖土体3部,施作初期支护Ⅳ部并打设拱脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m),开挖时中心部位留核心土,待支护结束后下一循环开挖;

第三步:当3部开挖约3~5m后,继续向下开挖土体5部,施作初期支护Ⅵ部并打设拱脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m);

第四步:当5部开挖约10m后,开挖剩余土体7部,施作初期支护Ⅷ部,初期支护封闭成环。

为保证施工进度,达到黄土隧道快速施工的目的,根据开挖断面特点,各部在合理组织、相互协调的基础上,左右侧分上、中、下部按照开挖和支护工序交叉开展施工,以解决各部开挖运输出碴的通道的问题;下部利用上部进行超前支护的作业时间一次开挖4.9m,这样可最大限度的减小各部施工的干扰问题。

根据隧道断面尺寸,各部分左右部分进行开挖作业时,挖掘机和运输汽车可并行作业,挖掘机开挖装土后稍微调转可直接将碴卸在车上,另一侧可作为上一台阶开挖出碴的运输通道,同时也满足同步进行初期支护的作业空间。即上部左侧开挖时,中部进行右侧开挖,下

部进行左侧开挖,中部的左侧和下部的右侧作为上部开挖运输出碴的通道,同时可进行上部右侧、中部左侧和下部右侧的初期支护作业;反之,各工序也可同时进行作业。

④循环进尺

根据隧道地质情况以及工期要求,Ⅳ级围岩洞身开挖计划循环进尺为:上、中、下部每循环进尺为1.2m;如地质情况允许时,中、下部进尺可适当加大,但上部进尺要严格控制,以防止进尺过大影响施工安全。底部在上部进行超前支护时进行开挖,一次开挖长度为4.8m。

⑤循环时间

Ⅳ级围岩开挖支护每循环作业时间见下表。 Ⅳ级围岩弧形导坑法开挖支护循环作业时间表

拱部环行开挖 序号 工序名称 超前地质预报 中部开挖 下部开挖 底部开挖 作业 作业 工序名时间 工序名称 时间 称 (min) (min) 15 30 测量放线 30 测量放线 作业 作业 时间 工序名称 时间 (min) (min) 30 1 2 测量放线 φ42小3 导管超前注浆 75 4 1--开挖及出碴 210 3--开挖、出碴(分左右两侧开挖) 210 5--开挖、出碴(分左右侧开挖) 210 7--开挖、出碴 120 Ⅱ--安装径向锚5 杆、钢架,挂钢筋网 6 Ⅱ--喷混 7 合计 210 Ⅳ--安装径向锚杆、钢架,挂钢筋网 Ⅳ--喷混 合计 210 Ⅵ--安装径向锚杆、钢架,挂钢筋网 Ⅵ--喷混 合计 60 Ⅷ--安装钢架,挂网喷混凝土 Ⅷ--喷混 合计 180 180 720 180 630 180 630 180 480 8 说明: 1、拱部环行开挖、出碴占用直线时间720min,每天进行2个循环。 2、中、下部开挖支护与上部交叉平行作业,不占用直线时间,中、下部开挖可分左右两部交错施工。 3、每循环进尺1.2m,日进尺2.4m,月进尺72m,考虑长期效率90%,月平均进尺65m。 4、超前地质预报每4个循环进行一次,每次钻孔深度5m。 5、超前小导管支护每4个循环进行一次,平均到上部每循环占用时间75min。 6、上部4个循环、下部循环一次,一次进尺4.8m,底部开挖利用上部超前支护的时间,一次进尺4.8m。 (2)Ⅳ级围岩加强段弧形导坑法开挖 潼洛川隧道

DK341+345~DK341+725

段,高桥隧道

DK349+215~DK349+225段、DK349+345~DK349+385段,为Ⅳ级围岩加强段,采用弧形导坑法施工。

隧道全断面设工22a型钢钢架,间距1榀/0.8m,局部含水量较大地段拱部设φ42超前小导管(L-3.5m,环向间距40cm,外插角5°~10°,搭接长度≥1.5m),小导管内填充M20水泥砂浆。二次衬砌采用钢筋混凝土结构,拱墙厚50cm,仰拱厚60cm。

隧道Ⅳ级围岩加强段设计开挖断面尺寸为:14.90m×12.88m(宽×高),包括预留变形量10cm。采用弧形导坑法施工,开挖顺序及初期支护方法同Ⅳ级围岩地段,根据Ⅳ级围岩加强段地质特点,初期支护的喷射微纤维混凝土厚度增加至30cm,钢架采用工22a型钢。

(3)Ⅴ级围岩段CRD法开挖

潼洛川隧道DK341+317~DK341+345段、DK344+870~DK345+093段,高桥隧道DK348+170~DK348+610段、DK349+385~DK349+410段,DK349+500~DK349+554段,为Ⅴ级围岩地浅埋段,采用CRD法施工,人工配合小型挖掘机进行开挖作业,人工利用多功能作业台架、锚杆钻机、湿喷机等进行初期支护作业。

隧道全断面设工25a型钢钢架,间距1榀/0.6m,拱部设φ42超前小导管(L-4.5m,环向间距40cm,外插角5°~10°,搭接长度≥1.5m),小导管内填充M20水泥砂浆。二次衬砌采用钢筋混凝土结构,拱墙厚60cm,仰拱厚70cm。

①开挖方法

潼洛川隧道和高桥隧道Ⅴ级围岩段设计开挖断面尺寸为:15.20m×13.18m(宽×高),包括预留变形量10cm。

隧道采用CRD法开挖,将整个断面分解成左右侧共六个部分进行开挖、支护。根据临时支护体系和横撑架设形式,先开挖左侧,后开挖右侧,右侧滞后左侧12m左右平行掘进。为满足小型挖掘机作业空间,每侧上部台阶超前下部台阶12m左右掘进,下部台阶超前底部10m左右。左侧上部开挖高度约6.6m;下部开挖高度约4.7m;底部开挖高度约2.0m。

预支护:开挖前采用超前小导管预支护措施对左右侧拱部拟开挖的岩体进行注浆预加固。小导管使用L-4.5m的φ42无缝热轧钢管,按环向间距40cm、外插角5°~10°、水平搭接长度不小于1.5m布臵,内填M20水泥砂浆。待浆液达到一定强度后,使用小型挖掘机开

挖芯土,预留一定厚度由人工修边整理,以保证隧道轮廓的圆顺和平整。

初期支护:开挖出轮廓线后,及时初喷5cm厚C25微纤维混凝土围岩封闭。施作系统锚杆,(拱部120°范围内采用L-2.5m、间距1m×1m梅花型布臵的φ22药包锚杆,边墙采用L-4m、间距1m×1m梅花型布臵的φ22砂浆锚杆),按照1榀/0.6m间距架立工25a型钢钢架,每分部开挖隧道两侧钢架分节点处各设两根φ42锁脚锚管(L-4.0m),然后挂设钢筋网,分层复喷微纤维混凝土至设计厚度,完成一个开挖循环。

潼洛川隧道DK341+317~+345、DK344+870~DK345+093段以及高桥隧道DK348+170~+610、出口DK349+385~+410、DK349+500~+554段,洞身位于湿陷性黄土地段,拱部不设系统锚杆,但每榀钢架需布臵8根锚杆以固定钢架。

CRD法分部开挖方法参见《Ⅴ级围岩CRD法开挖支护施工示意图》。

②开挖及出碴设备

根据断面尺寸及各分部导坑开挖断面尺寸,使用4台PC60-7型挖掘机同时进行平行作业。

机械开挖时,注意在开挖轮廓线以内要预留一定厚度由人工开挖修边,以最大限度的控制超欠挖。

根据黄土隧道CRD法的施工组织,上、下部及底部开挖各工序作业时间需交叉平行作业进行。上部开挖时,运输车辆停在下导坑,挖

掘机挖土后回转180°,通过横支撑的间隔空隙将土直接漏装到自卸汽车上并外运;上部进行超前或初期支护时,下部和底部进行开挖掘进施工,根据中、下部开挖净空尺寸,自卸汽车和挖掘机可左右并排作业,挖掘机开挖后可直接装车。

洞内出碴采用上述型号的挖掘机装碴,自卸汽车运输。开挖和装碴同时作业。

③开挖顺序

CRD法开挖将断面分隔成左右两侧、上、下部及底部六个部分,根据临时支护及横撑形式,先开挖左侧,再开挖右侧,右侧滞后左侧12m左右施工。上部台阶长度控制在12m左右;中部台阶长度控制在10m以内;下部及时跟进,台阶长度控制在2m左右。

第一步:施作拱部超前支护,开挖左侧上台阶1部,每循环进尺控制在65~70cm之间,开挖成形后及时施作Ⅱ部初期支护及临时支护,打设拱脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m)并架设横撑(工25a型钢);开挖时中心部位留核心土,待支护结束后下一循环开挖;

第二步:当1部开挖约3~5m后,继续向下开挖左侧土体3部,及时施作Ⅳ部初期支护及临时支护,打设墙脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m)并架设横撑(工25a型钢);

第三步:施作右侧拱部超前支护,当3部开挖约10m后,开挖右侧上台阶5部,每循环进尺控制在65~70cm之间,开挖成形后及时施作Ⅵ部初期支护及临时支护,打设拱脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m)并架设横撑(工25a型钢);开挖时中心部位留核心土,待支护结束后下一循环开挖;

第四步:当5部开挖约2~5m后,继续向下开挖右侧土体7部,及时施作Ⅷ部初期支护及临时支护,打设墙脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m)并架设横撑(工25a型钢);

第五步:当7部开挖约10m后,对9部及11部位于新黄土地层的基底进行水泥土挤密桩加固处理,打设钻孔,施工水泥土挤密桩至

设计标高;

第六步:向下开挖左侧剩余土体9部,施作Ⅹ部初期支护; 第七步:向下开挖右侧剩余土体11部,施作Ⅻ部初期支护,初期支护封闭成环;

第八步:拆除部分临时支护及底部部分横撑,先施作仰拱,然后施作仰拱填充;

第九步:拆除部分横撑,施作边墙二衬;

第十步:拆除剩余临时支护及横撑,施作拱部二衬,封闭结构。 ④临时支护体系 A、临时支护体系的安装

CRD法开挖的一个重要环节就是按照各部开挖顺序依次对各开挖断面施作临时支护、架设横撑,与初期支护形成封闭结构,以提高围岩开挖后的稳定性,确保施工安全。临时支护及横撑采用工25a型钢、中隔壁处喷25cm厚微纤维混凝土,中隔壁和横撑沿隧道纵向安设,与初期支护的型钢钢架间距相同,钢架之间用φ42钢管相连,环向间距1m。

按照《Ⅴ级围岩CRD法开挖支护施工示意图》所示开挖顺序,在1部开挖后及时施做中隔壁和横撑,与初期支护形成封闭结构。然后开挖3部,接长初期支护和中隔壁钢架,喷微纤维混凝土。同样方法依次施工5部、7部,待9部、11部开挖完成后,将初期支护和中隔壁钢架接长到仰拱底部,与仰拱钢架焊连,喷混覆盖,形成完整的初期支护、临时支护和横撑体系。

B、临时支护体系的拆除

临时支护的拆除时间由两个因素确定,一个是围岩的变形情况,另一个是临时支护体系对后续工序作业的影响。通过围岩的监控量测,当围岩变形幅度达到设计允许数值范围之内,并且临时支护和横撑承受的应力已减小到拆除后不会影响围岩变形时可以进行拆除作业。另外还应考虑临时支护体系是否对后续作业的及时跟进产生影响,在严格考证拆除临时支护体系的安全性之后,再行拆除。

当围岩稳定条件满足要求时,拆除部分临时支护及底部部分横撑,依次施作仰拱二衬及隧底填充;再拆除部分横撑,施作边墙二衬;剩余临时支护及横撑在边墙二衬施工结束后一次拆除,然后施作拱部二衬,封闭结构。

拆除中隔壁喷射混凝土层时要避免扰动初期支护。施工时钢架之间的喷射混凝土层采用风镐拆除,临时支护和初期支护连接部位附着在钢架上的喷射混凝土人工凿除,临时支护与初期支护连接部位用氧炔焰割断,其他部位附着的喷射混凝土,待钢架拆除运出洞外后再行处理。

中隔壁钢架设计曲率同仰拱曲率,拆除后经整修可用于仰拱钢钢架支护。

⑤循环进尺

为确保施工安全,最大限度的利用围岩的自稳性,本着“短进尺、快循环”的原则,Ⅴ级围岩上、中部每循环进尺为0.8m,下部可适当加大,但不超过1.5m。

⑥循环时间

Ⅴ级围岩开挖支护循环作业时间参见表《Ⅴ级围岩开挖支护循环作业时间表》。

Ⅴ级围岩CRD法开挖支护循环作业时间表

左侧断面 序 号 工序名称 上部 1 2 3 4 超前地质预报 测量放线 A—预支护 1--开挖、出碴 30 30 40 180 1 2 3 4 作业 时间 (min) 序 号 右侧断面 工序名称 上部 测量放线 B—预支护 5--开挖、出碴 Ⅵ--安装径向锚杆、钢架,挂钢筋网 Ⅵ--喷射混凝土 合计 下、底部 30 180 1 2 测量放线 7--开挖、出碴 Ⅷ--安装径向锚杆、钢架,挂钢筋网 Ⅷ--喷混 基底加固 11--开挖、出碴 Ⅻ--安装仰拱钢架、钢筋网 Ⅻ--仰拱喷混 30 180 30 40 180 作业 时间 (min) 备注 每6循环预报一次 每次钻孔5m 每10循环施作一环 5 Ⅱ--安装径向锚杆、钢架,挂钢筋网 180 5 180 6 7 1 2 Ⅱ--喷混 合计 下、底部 测量放线 3--开挖、出碴 150 610 6 7 150 580 2台湿喷机同时作业 3 Ⅳ--安装径向锚杆、钢架,挂钢筋网 Ⅳ--喷混 基底加固 9--开挖、出碴 Ⅹ--安装仰拱钢架、钢筋网 Ⅹ--仰拱喷混 90 3 90 4 5 6 150 60 90 4 5 6 150 60 90 每进尺10m加固1次 7 60 7 60 8 90 8 90 9 合计 750 9 合计 750 说明:1、上部开挖及支护占用直线时间580min。 说明:1、上部开挖及支护占用直线时间2、下部施工需时750min,与610min 上部开挖支护工序交叉平行作2、下部施工需时750min,与上部开挖业,不占用直线时间。 支护工序交叉平行作业,不占用直线时间。 3、上部每天施工2.48个循3、上部每天施工2.36个循环,每循环环,每循环进尺0.8m,日进尺进尺0.8m,日进尺1.89m,月进尺56.6m,1.98m,月进尺59.6m,按80%计长期有效率按85%计算,月平均进尺48m。 算,月平均进尺48m。 4、右侧滞后左侧12m施工。 表中所列超前地质预报、超前支护、基底加固时间为平均到每循环占用时间。

(4)Ⅴ级围岩段开挖--双侧壁导坑法

高桥隧道DK349+410~+500段为Ⅴ级围岩下穿南同蒲铁路段,隧道拱顶外缘距既有路堑轨面高差12.891m。采用双侧壁导坑法开挖,喷锚初期支护,全断面设工25a型钢钢架,间距1榀/0.6m,拱部设φ42超前小导管(L-4.5m,环向间距40cm,外插角5°~10°,搭接长度≥1.5m),小导管内填充M20水泥砂浆。二次衬砌采用80cm厚的钢筋混凝土结构,衬砌内外缘各配10根φ25的钢筋以满足裂缝宽度小于0.2mm的要求。

双侧壁导坑法施工,人工配合小型挖掘机进行开挖作业,利用多功能作业台架、锚杆钻机、湿喷机等进行初期支护作业。

①开挖方法

高桥隧道Ⅴ级围岩段设计开挖断面尺寸为:15.60m×13.48m(宽×高),包括预留变形量12cm。

隧道采用双侧壁导坑法开挖,将断面分成左、中、右3个部分分台阶开挖,先开挖左侧,后开挖右侧,右侧滞后左侧12m左右,平行

掘进。每侧上部台阶超前下部台阶12m左右掘进,下部台阶超前底部10m左右掘进。两侧上部开挖高度约为5.8m;下部开挖高度约为4.7m;底部开挖高度约为2m。

拱部采用环形开挖,锚喷、钢架支护及时跟进。开挖过程中结合钢架安装,由拱脚至拱顶分部进行。

拱部初期衬砌完成后,进行核心土、隧底及仰拱开挖。 预支护:开挖前采用超前小导管预支护措施对左右侧拱部拟开挖岩体进行注浆预加固,超前小导管使用L-4.5m、φ42热轧无缝钢管,按环向间距40cm、外插角5°~10°、水平搭接长度≥1.5m布臵,内填M20水泥砂浆,待浆液达到一定强度后,采用小型挖掘机开挖芯土,并预留一定厚度由人工修边到位,保证隧道轮廓的圆顺和平整。

临时支护:采用工25a型钢钢架设臵临时支护、横撑

初期支护:每一台阶开挖成形线后,及时初喷5cmC25微纤维混凝土封闭围岩。施作系统锚杆,按照1榀/0.6m间距快速架立工25a型钢钢架,每分部开挖隧道两侧钢架分节点处各设两根φ42锁脚锚管(L-4.0m),然后挂设钢筋网,分层复喷微纤维混凝土至设计厚度,完成一个开挖循环。导坑上部开挖断面底部加设临时型钢横撑,与侧壁临时支护形成闭合的钢架支撑框架。

双侧壁导坑法分部开挖方法参见《Ⅴ级围岩双侧壁导坑法法开挖支护施工示意图》。

②开挖及出碴设备

根据隧道地质条件、开挖断面以及各分部导坑开挖断面尺寸,开

挖机械采用3台PC60-7型挖掘机同时进行平行作业。

机械开挖时,注意在开挖轮廓线以内预留一定厚度用人工开挖修边,以最大限度的控制超欠挖。

根据黄土隧道双侧壁导坑法的施工组织、隧道的断面尺寸,开挖各工序作业时间需交叉平行作业进行。上部开挖时,运输车辆停在下导坑,挖掘机挖土后回转180°将土通过横撑间隙漏装到自卸汽车上;上部进行超前或初期支护时,下部和底部进行开挖作业,根据中、下部开挖净空尺寸,自卸汽车和挖掘机可左右并排作业,挖掘机开挖后可直接装车。

洞内出碴采用上述型号的挖掘机装碴,自卸汽车运输。开挖和装碴同时作业。

③施工顺序

双侧壁导坑法将断面分隔成左、中、右三部,按上、中、下部及底部共十个部分进行开挖,根据临时支撑形式,先开挖左侧,再开挖右侧,右侧滞后左侧12m左右。上部台阶长度控制在12m左右;中部台阶长度控制在10m以内;下部及时跟进,台阶长度控制在2m左右。

第一步:施作两侧拱部超前支护,开挖隧道两侧上台阶1部与3部,每循环进尺控制在65~70cm之间,开挖成形后及时施作Ⅱ部及Ⅳ部的初期支护和临时支护,打设拱脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m)并架设横撑(工25a型钢);

第二步:继续向下开挖两侧土体5部与7部,该部相对于3部与3部为短台阶法。在1部与3部施工到一定距离后方可开挖,每循环

开挖进尺控制在65~70cm之间,开挖成形后及时施作Ⅵ部、Ⅷ部初期支护及临时支撑,打设墙脚锁脚锚管(φ42,L-4.0m)并架设横撑(工25a型钢);

第三步:打设中部拱部超前支护,开挖中部上台阶土体9部,施作拱部初期支护Ⅹ部;

第四步:继续向下开挖核心土及中部土体9部、11部和12部,架设横撑(工25a型钢);

第五步:向下开挖两侧剩余土体13部和15部,施作ⅩⅣ部和ⅩⅥ部的初期支护及临时支撑;

第六步:向下开挖中部剩余土体17部,封闭初期支护结构; 第七步:拆除部分临时支护及底部部分横撑,先施作仰拱二衬,然后施工仰拱填充;

第八部:拆除部分横撑,施作边墙二衬;

第九部:拆除剩余临时支护及横撑,施作拱部二衬,封闭结构。 双侧壁导坑法分部开挖具体施工顺序参见《Ⅴ级围岩双侧壁导坑法法开挖支护施工示意图》。

④临时支护体系 A、临时支护体系的安装

双侧壁导坑法开挖的一个重要环节就是按照各部开挖顺序使用临时支护和横撑逐次对各开挖断面采取临时支护措施,与初期支护形成封闭结构,以提高围岩开挖后的稳定性。

临时支护体系采用型钢横撑和中隔壁喷射混凝土,按照《Ⅴ级围岩双侧壁导坑法法开挖支护施工示意图》所示开挖顺序,1、3部开挖成形后用工25a型钢施做上部临时支护和横撑,与初期支护的钢架连为一体,接头部位采用L=4.0m的φ42锁脚锚管锁定,横撑及临时支护型钢沿隧道纵向布设,间距同初期支护的钢架,钢架间以环向间距1m的φ42钢管连接;然后喷25cm厚C25微纤维混凝土。5部、7部开挖、初期支护、临时支护及横撑施作方法同1部、3部。依次开挖中部土体并架设横撑,开挖13、15部,施作初期支护并接长临时支护至仰拱底部,与仰拱钢架连接,开挖17部并施作初期支护,形成完整的临时支护和横撑体系。

B、临时支护体系的拆除

当围岩稳定条件满足要求时,拆除部分临时支护及底部部分横撑,依次施作仰拱二衬及隧底填充;再拆除部分横撑,施作边墙二衬;剩余临时支护及横撑在边墙二衬施工结束后一次拆除,然后施作拱部二衬,封闭结构。

拆除中隔壁喷射混凝土层时要避免扰动初期支护。施工时钢架之间的喷射混凝土层采用风镐拆除,临时支护和初期支护连接部位附着在钢架上的喷射混凝土人工凿除,临时支护与初期支护连接部位用氧炔焰割断,其他部位附着的喷射混凝土,待钢架拆除运出洞外后再行处理。

中隔壁钢架与仰拱采用相同曲率,拆除后经过修整可用于仰拱钢钢架支护。

⑤循环进尺

为确保施工安全,最大限度的利用围岩的自稳性,本着“短进尺、快循环”的原则,Ⅴ级围岩上、中部每循环进尺为0.8m,下部可适当加大,但不超过1.5m。

⑥循环时间

Ⅴ级围岩开挖支护循环作业时间参见表《Ⅴ级围岩开挖支护循环作业时间表》。

Ⅴ级围岩双侧壁导坑法开挖支护循环作业时间表

序 号 工序名称 左、右侧上部 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 超前地质预报 测量放线 A—预支护 1、3--开挖、出碴 Ⅱ、Ⅳ--安装径向锚杆、钢架,挂钢筋网 Ⅱ、Ⅳ--喷射混凝土 合计 左、右侧下、底部 测量放线 5、7--开挖、出碴 Ⅵ、Ⅷ--安装径向锚杆、钢架,挂钢筋网 Ⅵ、Ⅷ--喷混 13、15--开挖、出碴 ⅩⅣ、ⅩⅥ--安装仰拱钢架、钢筋网 ⅧⅩⅣ、ⅩⅥ--喷混 合计 30 180 90 150 90 60 90 750 1 2 3 4 6 7 8 9 30 30 40 180 180 150 610 1 2 3 4 5 6 7 作业 时间 (min) 序 号 工序名称 中部 测量放线 B—预支护 3--开挖、出碴 Ⅳ--安装径向锚杆、钢架,挂钢筋网 Ⅳ--喷射混凝土 合计 中部下、底部 11--开挖、出碴 Ⅻ--径向锚杆、钢架、钢筋网安装 Ⅻ--喷射混凝土 17--开挖、出碴 ⅩⅧ--安装仰拱钢架、钢筋网 ⅩⅧ--喷混 合计 180 90 150 90 60 90 750 30 40 180 180 150 580 2台喷射机同时作业 每进尺10m加固1次 作业 时间 (min) 备注 每6循环预报一次 每次钻孔5m 每10循环施作一环 10 说明:1、上部开挖及支护占用直线时间610min。 2、下部施工需用时间750min,与上部开挖支护工序交叉平行作业,不占用直线时间。 10 3、上部每天施工2.36个循环,每循环进尺0.8m,日进尺1.89m,月进尺56.6m,长期有效率按85%计算,月平均进尺48m。 说明:1、上部开挖及支护占用直线时间580min。 2、下部施工需时750min,与上部开挖支护工序交叉平行作业,不占用直线时间。 3、上部每天施工2.48个循环,每循环进尺0.8m,日进尺1.98m,月进尺59.6m,按80%计算,月平均进尺48m。 4、右侧滞后左侧12m施工。 表中所列超前地质预报、超前支护、基底加固时间为平均到每循环占用时间。 3.2.6 洞身基底加固方案、方法

位于新黄土地层中的隧道基底,需采用水泥土挤密桩加固处理以消除湿陷性、提高地基承载力。

基地加固采用φ50cm水泥土挤密桩,桩底深入老黄土地层约2m,仰拱底部间距1.2m×1.2m,边墙底部间距1m×1m,梅花型布臵,明挖段桩顶采用灰土换填,换填厚度仰拱底部厚约1m,边墙底部厚约1.90m。

水泥土挤密桩施工采用沉管成孔,人工分层回填灰土,机械分层夯实的方法。暗挖段施工水泥土挤密桩时,打桩机的桩架定制加工以满足洞内作业空间,当局部施工不能使用打桩机沉管时,可采用洛阳铲挖孔,人工填料,夯锤夯实、挤密的方法。

(1)施工设备

成孔设备:DZ11振动打桩机,特制桩架,φ50cm桩管,长4~5m。

夯实设备:提升式夯实机。

回填设备:铁锹、量斗、铁筛、手推车等。

(2)施工准备

①施工场地平整,桩机拼装,施工场地预压。

②设臵桩轴线控制桩及水准基点桩,放线定桩位并复核。 ③进行土方、成孔、夯填和挤密效果试验,确定有关施工技术参数,并测试试桩的承载力和挤密效果等。

(3)施工工艺

施工准备→布臵桩位→桩机就位→开机→沉管造孔→填料→挤密成桩→关机就位。

①桩机就位

根据地面标示的桩位标记,移动桩机,使桩机对准桩位,桩管(活瓣尖)对准打桩点,调整桩机使之处于垂直状态,在桩架或钢管上标出控制深度标记,以便施工中观测钢管行进深度。

②成孔

启动桩锤,振动桩管使之沿桩位下沉至设汁深度或穿过软弱地层。沉管过程中,桩管应沿导向架运行,并始终同导杆保持平行,桩管发生偏斜时须及时扶正。

成孔后进行孔径、孔深、垂直度及、孔中心位移检查,合格后进行下道工序施工,或用盖板盖住孔口防止杂物落入。

成孔顺序按梅花型跳打法施工,按照先外排后里排,同排内间隔1-2孔的原则进行,以免因挤压造成相邻孔缩孔或坍孔。

③水泥土的拌制及灌入

水泥土由P.O32.5普硅水泥、黄土及粒径5mm以下的天然砂料加

水拌和而成,土料选用就地挖出、不含有机杂质的黄土,使用前过15mm筛。水泥掺入量由无侧限抗压强度试验确定,水的掺水量由击实试验最优含水量确定。施工前按配合比人工翻拌,翻拌次数不少于三遍,拌合料应混合均匀、颜色一致。水泥土拌制根据回填要求随拌随用。

按试桩取得的参数,将水泥土装入桩管内。 ④成桩

将桩管提升80~100cm,提升时桩管(活瓣尖)自动打开,管内的灰土流入孔内;降落桩管,振动挤压15~20s(观察料斗中灰土变化,如灰土没有减少,说明桩尖没有打开,要继续提升桩管,施予1~2s的振动,直到桩尖打开为止);每次提升桩管50cm,挤压时间以桩管难以下沉时为宜。按上述方法往复升降压拔桩管,直至所灌的灰土将地基挤密。

为保证桩身直径和密实程度,施工时采取“两快一慢一多”的施工方法,即桩管下沉快,加料快,上提慢,反插多。

⑤转移

完成该桩灌料,桩管提至地面,将桩管移到下一根桩位。 3.2.7 洞身初期支护施工方案、方法 (1)φ22药包锚杆

拱部120°范围内系统锚杆采用φ22药包锚杆。

①安装程序:清理岩面→检查开挖净空尺寸→初喷5cmC20微纤维混凝土→布臵孔位→钻孔→成孔检查→高压风清孔→送入药包→

安装锚杆→检查安装质量及围岩锚固情况→检查围岩变形并做好记录。

②施工准备:采用ZM-12T型煤电钻钻孔,锚杆杆体采用20MnSiφ22钢筋,使用前应调直、除锈除油,药包按规范要求采用专用材料进行锚固剂加工制作,砂浆配合比经试验确定,以保证锚固剂的粘结力符合设计要求,锚杆设计长度2.5m,间距1m×1m,梅花型布臵;锚杆均配臵垫板、螺母。

③锚孔要求:钻孔前先标定钻孔位臵。孔位允许偏差为±150mm,孔深误差不大于50mm,孔径大于杆体直径15mm,孔与结构面垂直。

④钻孔:在各台阶上利用简易台架施钻,按照设计间距,尽可能垂直结构面打入,钻孔完毕后,检查孔径、孔深及孔距允许偏差,高压风吹孔,孔内积水、积粉及岩碴要吹洗干净。

⑤安装药包及锚杆:成孔后,将在水中浸泡5~8min的砂浆锚固剂药包臵入孔内,然后插入锚杆,插入长度不小于设计长度的95%,且位于孔的中心。安装垫板,垫板用螺帽密贴在岩面上。

⑥检验:砂浆终凝后,按规范要求抽样进行锚杆抗拔力试验。 (2)φ22砂浆锚杆

边墙范围内系统锚杆采用φ22砂浆锚杆。

①安装程序:清理岩面→检查开挖净空尺寸→初喷5cmC20微纤维混凝土→布臵孔位→钻孔→成孔检查→高压风清孔→安装锚杆→灌注砂浆→检查安装质量及围岩锚固情况→检查围岩变形并做好记录。

②施工准备:采用ZM-12T型煤电钻钻孔,KBY50-70型注浆泵注浆,锚杆杆体采用20MnSiφ22钢筋,使用前应调直、除锈除油,砂料采用中粗砂,最大粒径不大于2.5mm,使用前过筛清洗,水泥选用R42.5号普硅水泥,浆液标号不低于C20。Ⅴ级围岩锚杆设计长度4.0m,支护间距1m×1m;Ⅳ级围岩锚杆设计长度3.5m,支护间距1m×1m,梅花型布臵;锚杆均配臵垫板、螺母。

③锚孔要求:锚孔要求同药包锚杆。 ④钻孔:钻孔方法同药包锚杆。

⑤安装锚杆:锚杆采用人工安装,将锚杆插入孔内,插入长度不小于设计长度的95%,且位于孔的中心,安装锚杆垫板并与喷砼面密贴,安设孔口注浆塞。

⑥注浆:用注浆泵将孔内注满早强砂浆,然后安装垫板,垫板必须用螺帽紧固在岩面上,增强锚杆与喷混凝土的综合支护作用。锚杆尾端焊接在型钢支撑上,以便共同受力。

⑦检验:按规范抽样进行锚杆抗拔力试验。 (3)φ8钢筋网

初期支护钢筋网采用Q235φ8钢筋,拱墙布设,钢筋网间距20cm×20cm。

①施工方法

钢筋在洞外加工场地加工制作,并根据开挖断面的形状,确定在场外制作或现场制作网片,若断面形状较规则、平整,采用场外制作网片,现场拼接;若断面形状不规则,起伏较大,则采用现场制作网

片,现场拼接,与岩壁紧贴安装。挂网时利用简易台车进行。

②施工要求

按照钢架设计间距制作钢筋网,其安装位臵应符合设计要求。 钢筋网使用前应除锈、除污、去油,其末端各方向定型的间距不少于100mm,接长时采用Ⅰ级φ8钢筋焊制。铺设时,应密贴混凝土初喷面,并与锚杆或其它固定装臵联结牢固。钢筋网的混凝土保护层厚度不小于3cm。

钢筋网应在岩面喷射一层混凝土后再铺挂,底层喷射混凝土的厚度不小于4cm。

(4)型钢钢架

钢架支护Ⅳ级围岩段采用工20a型钢,Ⅳ级围岩加强段采用工22a型钢,均1榀/0.8m全断面安设;Ⅴ级围岩浅地段均采用工25a型钢,1榀/0.6m全断面安设。

各部开挖成形后,先喷射5cm厚微纤维混凝土,再架立钢架。 ①钢架的加工

混凝土硬化加工场地并精确找平,按设计图放出钢架大样,根据工艺要求预留切割、刨边的加工余量,分单元加工。

按照设计要求,每榀钢架分8节。各分节采用W24-400型钢卷弯机按照隧道断面曲率冷弯成型,要求尺寸准确,弧形圆顺,沿隧道周边轮廓误差不大于3cm。

各分节的连接是钢架加工制作的关键工艺。分节间通过连接块及连接螺栓连接。各分节钢架成型后,先在加工大样上试拼,要求连接

螺栓孔眼中间误差不超过±0.5cm,钢架平放时,平面翘曲小于2cm,以确保各类焊缝、螺栓的连接质量。

②钢架的安装

钢架按设计位臵安装,并不得侵入二次衬砌断面。

钢架平面垂直于隧道中线,其倾斜度不大于2°,其任何部位偏离铅垂面均不得大于±5cm。为准确定位,架设前先打定位系筋,系筋一端与钢架焊接在一起,另一端锚入岩层0.5~1m并用砂浆锚固。当钢架架设处有径向锚杆时尽量利用锚杆定位。

钢架与初喷层有间隙时,沿钢架外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块与初喷层顶紧,钢架与初喷层间的间隙用喷混凝土喷填密实。

为方便钢架各分节的连结,隧道开挖时在其各连接处预留连接板凹槽。初喷混凝土时,在凹槽处打入木楔,留出连接板(和槽钢)位臵。

钢架底部不得有虚碴,施工中在钢架基脚部位预留0.15~0.2m原地基,待架立钢架时挖槽就位,并在临时垫块底部及时施作锁脚锚管以增强基底承载力。若基底强度不足,可在其基脚处加设槽钢以增强基底承载力。每分部开挖隧道两侧钢架分节处各设2根φ42锁脚锚管(L-4m)。底部开挖完成后,底部初期支护及时跟进,封闭钢架全环。

为增强钢架的整体稳定性,将钢架与系统锚杆焊接成整体。各钢架之间用φ42钢管连接,环向间距1m。

钢架架立后尽快进行挂网喷混凝土作业,并将钢架全部覆盖,使

钢架与混凝土共同受力。钢架的混凝土保护层厚度不小于4cm,表面覆盖层厚度不小于3cm。

③防止钢架下沉的措施

拱部开挖安装型钢架后,由于黄土隧道围岩的自稳性较差以及各部开挖拉开了一定距离,钢架短时间内不能全断面闭合,有可能出现拱顶钢架下沉,导致围岩失稳或侵入衬砌界限,因此施工过程中需加强对钢架安装后的监控量测,必要时采取有效措施进行加固,以防止拱顶钢架下沉。具体措施如下:

A、加强对钢架的径向固定措施

钢架安装后,与系统锚杆和专门的定位锚杆连接,确保钢架环向间隔1m均有一根定位锚杆。定位锚杆长度视围岩地质特性确定,用砂浆锚固后进行抗拔力试验,确保锚杆轴力能够承受钢架自重。另外,要加强锚杆和钢架的焊接质量,确保钢架和锚杆连接紧固。两榀之间的环向连接钢管必须按照设计间距进行焊接,同样要严格保证焊接质量。

B、加强对钢架的锁脚固定措施

由于采用分部开挖的方法,拱部钢架安装后钢架暂时不能全断面封闭成环,同时,因本隧道为黄土隧道,拱部钢架无法坐落在坚实的基岩上,因此,拱部钢架必须采取锁脚措施,将钢架两底脚牢固锁定,以防止钢架下沉或两底脚回收,钢架锁脚采用两根L-4m的φ42锁脚锚管锁定,锚管采用钢花管,注浆锚固,如地质较差时,可采用增加锁脚锚管长度和增设锁脚锚管数量的方法以加强钢架的稳定。

C、加设钢架基础连接纵梁,扩大开挖底脚,防止钢架悬空为防止钢架下沉,视地质情况,必要时在拱部钢架底脚增设连接纵梁,纵梁采用型钢,与钢架底脚采用焊接连接,以增加钢架底脚的承力面积。

另外,为防止下部开挖时造成钢架悬空,上部开挖时,适当对钢架安装底脚部分扩大开挖,以保证钢架能够坐落在基底上。

D、及时喷射微纤维混凝土进行覆盖

钢架安装完成后,及时进行喷射微纤维混凝土,喷射时分层、分段进行,并确保微纤维混凝土覆盖钢架厚度不少于5cm。

E、加强对钢架的应力和变形监测

钢架安装后,加强对钢架的应力和变形观测,对钢架所承受的应力以及变形速率和位移进行监测,通过反馈数据分析,测定钢架的稳定性能,一旦发现钢架有下沉或变形失稳的趋势,立即采取加固措施进行处理,同时依据反馈信息进行方案的修正和优化。

F、防止施工过程中的碰撞和损坏

机械开挖时,为防止挖掘机等大型机械对已支护好钢架进行碰撞和冲击,造成钢架损坏,因此,开挖时,要安排专人指挥开挖作业,严格限制机械作业界限,以防止碰撞钢架。

(5)喷射微纤维混凝土

喷射混凝土设计为C25微纤维混凝土,拱墙喷层掺加聚丙烯微纤维,掺量为1.2kg/m3,喷射厚度:Ⅳ级围岩段26cm,Ⅳ级围岩加强段30cm,Ⅴ级围岩段35cm,Ⅴ级围岩CRD法、弧形导坑法中隔壁喷混厚度为25cm。

喷射混凝土采用湿喷工艺,按初喷和复喷两次进行。

①施工机具:选用TK-961型湿喷机,该机具最大输送距离水平30m,垂直20m,回弹量20%,重量2000kg。

②材料准备:

水泥:选用R42.5普通硅酸盐水泥。

骨料:细骨料选用坚硬耐久的中、粗砂,细度模数宜大于2.5mm;粗骨料的粒径不应大于15mm。

外加剂:选用优质高效的液体速凝剂,高效减水剂。 微纤维:选用优质聚丙烯网状微纤维。 掺合料:微硅粉。 水:符合饮用水标准。

试验室负责优选喷射混凝土配合比和施工控制。施工中按配合比称料拌合,严格控制外加剂的掺量,确保喷射混凝土强度符合设计要求。

③施工准备:喷射混凝土前,先检查开挖断面尺寸,清除开挖面和待喷面的松动岩块及拱脚、墙角处的岩屑等杂物,用高压风管清理受喷岩面的粉尘和杂物,并设臵控制喷层厚度的标志,每1~2m设一根。

受喷面有滴水、淌水、集中出水的地点,应采用凿槽、埋管等方法进行引导疏干。

④施工方法

初喷紧跟开挖面(或分部开挖面)在新鲜基岩上施工,素喷5cm微

纤维混凝土,以尽早封闭开挖面。初喷厚度不小于4cm,岩面有较大凹陷时,结合初喷予以找平。

复喷在系统锚杆、型钢钢架、钢筋网安装结束后进行,素喷微纤维混凝土至设计厚度,尽快形成联合支护体系,以抑制围岩变形。

喷混前先检查高压风、水管路及电路情况,湿喷机就位,进行试运行。

喷射时,先开风,再送料,后开速凝剂阀门,以易粘结、回弹小、表面湿润光泽为准。严禁随意增加速凝剂和减水剂掺量,尽量用新鲜的水泥,存放较长时间的水泥将会影响喷射混凝土的凝结时间。

喷混时,先填岩体裂隙、裂缝和发育的节理,将松散的岩体粘结在一起或局部支护破碎的岩体,从而避免岩石裸露面进一步损坏。

喷混作业分段、分片、分层由下而上顺序进行,每段长度不超过6m,每层厚度在5cm左右,从拱脚或墙角处向上喷射,以防止上部喷射虚掩拱脚(墙角)而不密实,造成拱脚(墙角)失稳。复喷时如果初喷面有粉尘,必须用高压风清洗干净。

分层喷混时,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行,一次喷射的最大厚度拱部不得超过10cm,边墙不得超过15cm,并覆盖前一层的一半。

喷射操作沿水平方向以螺旋形划圈移动,喷头尽量保持与受喷面垂直(有钢筋时角度适当放偏30°左右),喷嘴至受喷面距离0.6~1.0m。

喷射混凝土表面应大面平整并呈湿润光泽,无干斑或滑移流淌现

象,喷层厚度均匀、密实。回弹率给与严格控制,回弹物不得回收利用。喷射混凝土终凝2小时后,按规定喷塑养护,连续养护期不得少于14天。

喷射混凝土终凝2h后开始喷水养护,以减少因水化热引起的开裂,发现裂纹用红油漆标识,进行观察、监测,确定其是否继续发展并找出原因进行处理。对不再发展的裂纹,采取在其附近加设土钉或加喷一层混凝土的办法处理,以策安全。

细骨料水 泥掺加微纤维水微硅粉粗骨料搅拌机速凝剂砼输送车压缩空气湿喷机喷头受喷岩面

湿喷作业流程图

⑤施工注意事项

A、喷射混凝土原材料先检验合格后才能使用,速凝剂应注意保管防止受潮变质。

B、湿喷机应布臵在安全地带,并尽量靠近喷射面,便于司机与喷射手联系,随时调整工作风压。

C、经常检查湿喷机出料弯头、输料管和管路接头,发现问题及时处理。

D、经常测定作业区内粉尘浓度,如超过标准应找出原因采取相应措施。

E、拌合地点距喷射地段较远时,速凝剂应在湿喷机喂料时加入;若在拌合时加入,则应自加入时起20min内喷完拌合料。

F、按配合比投料,准确计量。定时校验计量器具。混凝土(聚丙烯微纤维混凝土)用强制式拌和机分次投料拌合,聚丙烯微纤维采用人工洒料,并适当延长搅拌时间,防止纤维分布不均。施工时风、水压要稳定,运输道路应畅通,电源、照明应保证。

3.2.8 隧道围岩监控量测技术及方法 (1)量测内容

本隧道设计要求围岩监控量测必测项目包括洞内外观测、净空水平收敛量测、拱顶下沉量测及浅埋隧道地表下沉量测,全部为变形量测项目,具体施工方法见隧道试验项目测试方法。

监控量测必测项目表

序号 1 2 3 4 监控项目 洞内外观察 浅埋隧道 地表下沉 净空水平收敛 拱顶下沉 测试方法和仪表 地面布设监控网、现场观察、地质罗盘、全站仪 水准测量、三角高程的方法,水准仪、塔尺、全站仪 三维非接触净空位移量测,隧道测量系统、收敛仪 水准测量的方法,水准仪、钢尺 测试 精度 1mm 0.1mm 1mm 备注 地表网可以监控地表点的三维位移 洞口浅埋段 (2)量测断面间距

本标段隧道按照Ⅴ级围岩量测断面间距10m,Ⅳ级围岩量测断面间距20m,洞口浅埋段的原则进行地表下沉量测。

高桥隧道在DK349+410、+455、+500布臵3个监测断面,对新建铁路和既有线铁路实行综合监控,主要包括衬砌受力状态、洞内变形、基底应力状态、沉降以及地表下沉、轨道和既有路堑变形情况等内容,并将监测结果全部移交运营部门,以便长期观测。

在施工过程中,围岩特性比较突出地段加设量测断面。每种岩层必须设臵至少一个量测断面。

(3)量测测点布臵

洞内收敛量测按不同的开挖方法进行量测基线的布臵,隧底上鼓按每断面3点布臵。

拱顶下沉测点围岩收敛测点隧道中线隧底上鼓观测点

弧形导坑法测点布臵示意图

拱顶下沉测点拱顶下沉测点围岩收敛计围岩收敛测点隧底上鼓观测点

CRD法测点布臵示意图

控制桩沉陷槽推测滑移面隧道中线°°

洞口浅埋段地表沉降测点布臵示意图

西安八七型铁路应急抢修钢梁开挖轮廓线右线线路中线高桥隧道中线左线线路中线开挖轮廓线郑州

高桥隧道下穿既有铁路平面测点布臵示意图

3.2.9 隧道防排水施工方案、方法及措施

隧道防排水采取“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,达到防水可靠、排水通畅、经济合理的目的。

(1)洞外排水

潼洛川隧道进口端洞口边仰坡上方约5m外设洞顶截水沟,长约90m;出口端洞口边仰坡上方约10m外设洞顶截水沟,长约120m。高桥隧道进口端路基面以上8m处设平台,台顶设截水沟;出口端洞口边仰坡开挖范围以外5~10m设截水沟,长约75m。截水沟拦截地表水,与路堑边坡顺接,施工时对坡面和地表进行局部整修为自然引排洞口汇水创造条件。

洞外边仰坡采用拱形骨架护坡全坡面防护,防止地表水冲刷边仰坡危及洞门安全。

(2)明洞防排水 ①明洞防水

明洞衬砌外缘采用防水板及土工布,防水板厚1.5mm,可与衬砌混凝土粘结,具有较好的耐热、抗冻、柔韧、防腐和耐水、抗老化等性能,表面涂M10水泥砂浆保护层,防水层铺至墙脚泄水孔处。

隧道明暗分界处二次衬砌设变形缝,变形缝采用中埋式止水带、背贴式止水带,沥青麻筋塞缝等措施防水,二衬钢筋纵向通长布臵以减少不均匀沉降。

在明洞墙脚泄水孔以上施作防水层,施作前对明洞顶表面进行检查、清理,清除杂物、突出、尖锐物(或用砂浆覆盖,以免刺穿防水层),然后逐层施作甲种防水材料、M10水泥砂浆片石保护层。明洞顶回填土石至设计位臵后,铺设50cm厚粘土隔水层,然后回填土石层至设计标高,并施作30cm厚浆砌片石骨架护坡。防水层环向接头搭接不小于10cm,并在防水层表面设臵M10水泥砂浆保护层。

②明洞排水

洞边墙外侧设纵向盲沟,坡度不小于2%,拱背渗水通过盲沟引排至洞外两侧水沟。洞内排水通过双侧水沟向洞外排水。

(3)洞身防排水 ①洞身排水

隧道内设臵双侧水沟及中心水沟,道床底部每隔30m两侧各设一道φ100mm横向引水管将侧沟与中心水沟连通;道床中心设臵直径为16cm的半圆形排水明沟,道床积水经由明沟引排至检查井,通过检

查井流入中心水沟,检查井间距30m。洞内中心水沟、侧沟及道床水沟与洞外路基侧沟顺接。

隧道衬砌防水板背后环向设臵φ50mmHDPE单壁打孔波纹管,间距8~15m,两侧边墙墙脚外纵向分段设臵φ100mmHDPE双壁打孔波纹管,每段纵向盲沟设臵一处(底端)φ50mm泄水孔连接到隧道侧沟,泄水孔间距按12m一处布设。

当隧道内有单个漏水点时应埋设硬塑料管引排至边墙泄水孔处。 在开挖过程中,如发现底部有集中水出现,埋设盲沟排水,盲沟采用外径89mm,壁厚3.5mm的钢花管内衬φ80的软式透水管组成,引排至隧道侧沟。

隧道仰拱填充表面水通过在通信信号电缆槽底部预埋的排水管引入侧沟。

②洞身防水

全隧道拱墙敷设EVA防水板,防水板厚度1.5mm,土工布重量≥400g/m2,隧道二衬采用防水混凝土,其抗渗等级不小于P8。

敷设时利用多功能台架采用无锚钉铺挂工艺整幅挂设。隧道施工缝表面涂界面剂,并设臵中埋式止水带、背贴式止水带防止地下水的渗水。

A、铺设防水板 a、施工准备

初期支护基面的处理。

防水板铺设前,首先对初期支护的基面进行检查,喷层表面应坚

实、平整、圆顺,无疏松、空鼓、裂缝,无漏水现象,铺设前清除喷层上的杂物,喷层上的锐利棱角、附着的大颗粒石子及突出的岩包均应敲掉和凿除,凿除后的刃角应敲平。喷层的凹坑应补平。对穿出基岩的金属构件如钢筋头、锚杆头等,应切除并用砂浆抹平,不能切除的金属构件如锚杆头等,必须采用砂浆抹成圆弧,圆弧半径应大于300mm,阴阳角处应做成圆弧形。同时要检查初期支护后的隧道净空,保证二次衬砌混凝土的厚度满足设计要求。

铺设土工布。

铺设防水板前先铺设短纤维土工无纺布;用水泥钉与防水板相配的圆垫片将无纺布固定在基面上,按梅花形布设,固定间距拱顶为40cm,拱腰为60cm,边墙为70~80cm。

防水板幅宽拱顶400mm,拱腰600mmPVC垫片500500500500搭接区

PVC垫片固定布臵图

无纺布之间采用搭接法进行连接,搭接宽度为5cm,搭接缝部位采用点粘法进行焊接,无纺布铺设时尽量与基面密贴,不得拉得过紧或起大包,以免影响防水板的铺设。

防水板的洞外拼接。

防水板需在洞外宽敞平整的场地上,将幅面较窄的防水卷材拼接成大幅面防水板。防水板搭接宽为10cm,热焊粘结。使用前应检查防水板是否有变色、波纹(厚薄不均)、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷,如果存在质量疑虑,应进行抗张拉试验、防水试验和焊接抗拉强度试验,合格后方可使用。

b、防水板的铺设和锚固

防水板铺设范围及铺设方式应符合设计要求。

采用沿环向铺设的方法并排铺设两幅防水板,既保证防水效果,又能预留搭接余量。

铺设时先拱后墙,下部防水板压住上部防水板。

铺设第一环时,在铺设基面上划出垂直于隧道轴线的横断面线和拱顶中线。

将防水板提升到多功能作业台架上,以防水板的全幅中线对准隧道中线,从隧道拱部中线向两侧铺设,将防水板托起密贴着喷混凝土表面铺设,松紧适度并用电热压焊器将防水板焊接在塑料圆垫片上,焊接应牢固可靠,避免灌注混凝土时防水板发生脱落。

防水板之间采用双焊缝进行热熔焊接,焊接完毕后采用充气法进行检测。详见图防水板固定方法示意图。

喷射混凝土EVA防水板塑料圆垫片铁垫片岩喷水泥钉土工布缓冲层壁砼 防水板固定方法示意图

防水层一次铺设长度根据混凝土循环灌筑长度确定,并领先衬砌施工1个循环。

施工时注意防水板搭接缝与施工缝错开距离不应小于50cm。

c、防水板接缝焊接

防水板接缝焊接采用ZPR—210型爬行热合机进行双焊缝焊接,将两层防水板的边缘搭接,通过热熔加压而有效粘结,形成两条宽1cm间距5cm的焊缝。防水板搭接宽度不小于150mm,焊缝宽度不小于10mm。见防水板焊接示意图。

搭接宽度150152015焊缝

防水板双焊缝示意图

竖向焊缝与横向焊缝成十字相交时(十字形焊缝),在焊接第二条缝前,先将第一条焊缝外的多余边削去,将台阶修理成斜面并熔平,修整长度>12mm,以确保焊接质量和焊机顺利通过。

防水板检查。

防水板铺设完毕后按表防水板质量检查表进行检查,合格后方可进行衬砌施工。

防水板质量检查表

检查项目 检查方法及内容 1用手托起防水板,看其是否与喷混凝土基面密贴。 2看塑料板是否有划破,扯破,扎破等破损现象。 3看焊缝宽度是否符合要求,有无漏焊,假焊,烤焦等现象。 4衬垫处防水板是否脱离。 1每铺设20~30延米,剪开焊缝2~3处,每处0.5米,看其是否有假焊,漏焊现象。 2接缝处用真空加压检测,以0.2Mpa压力加压5分钟后压力不小于0.16Mpa。 外观检查 焊缝检查 焊接完成后,要进行气密性检查,充气压力为0.15MPa,并保持

恒压时间不少于2min,焊缝强度不得低于母体强度。如有漏焊现象和虚焊及焊穿现象,针对情况采用TRIACS型热风焊枪进行补焊。当质量检验合格后,作业平台移到下一作业面。

d、铺设防水层的注意事项

为防止防水板拉伸破坏或喷射混凝土与模筑混凝土间产生空洞,在安装防水层时,防水板应预留一定富裕量。

铺设防水卷材中如有破损,可用小块卷材,用手动熔接器熔接。 绑扎、架立钢筋时,不能直接与防水层接触,焊接钢筋部位应在塑料上放一块铁皮以防高温烧坏防水板;凿毛处理及安装和拆除模板台车堵头板时,应注意保护防水板,使其不被破坏。

防水层的铺设超前二次衬砌1~2个循环。 B、施工缝和变形缝的处理

在明暗交界、深浅埋交界处等部位设臵变形缝,变形缝宽度为20mm。二衬防水混凝土应连续浇筑,少留施工缝,并宜于变形缝相结合。

施工缝、变形缝均设臵中埋式止水带、背贴式止水带。中埋式止水带采用30~35cm的橡胶止水带,采用热熔对接法连接,专用钢筋夹固定。

a、背贴式止水带的安装要点

背贴式止水带准确定位,使止水带纵向轴线与施工缝、变形缝对齐。采用手工焊接,将背贴式止水带的两端不透水焊接在防水板表面,焊接宽度不小于4cm,焊接部位应牢固可靠。止水带采用搭接法连接,

保证连接部位的抗拉强度不得小于母材强度的90%。

b、中埋式止水带的安装要点

首先清理施工缝,用钢刷清除疏松、起皮、浮灰等,使施工缝表面基本平整、干燥无污物,涂刷施工缝界面剂,界面剂采用水泥基渗透结晶型防水材料。

全断面衬砌台车就位后,按照钢模挡头板编号安装钢模挡头板,同时将止水带沿隧道环向夹在挡头板中间,两块挡头板用U形卡固定。

变形缝部位混凝土能否振捣密实对止水带的止水效果影响很大,因此变形缝部位的混凝土应振捣充分,以保证混凝土密实,振捣时振捣棒不得触及止水带。

EVA防水板400g/m2无纺布背贴式防水带C25喷射混凝土施工缝中埋式止水带D/2二次衬砌

施工缝处防水构造示意图

EVA防水板400g/m2无纺布背贴式防水带C25喷射混凝土变形缝中埋式止水带填塞沥青麻絮隔离纸嵌缝胶D/2二次衬砌 变形缝处防水构造示意图

(4)施工技术措施

隧道施工中的临时防排水与永久防排水设施相结合,按照“以排为主、防排结合、因地制宜、综合治理”的原则进行,保证在二次衬砌施工前,初期支护表面干燥,具备施作防水层的条件。

施工中洞内出现大面积渗漏水时,钻孔将水集中汇流引入排水沟,并将钻孔部位、数量、孔径、深度、方向和渗水量等作详细记录,以此确定衬砌时设臵拱墙背后的排水设施。

隧道两侧水沟和排水管除按图纸要求进行施工外,边沟与衬砌同时完成,排水孔间距和坡度按要求设臵,确保将水流引入边沟,在裂隙水较大时,可适当加密排水孔,且待初期支护完成后再施作排水管道。

隧道拱墙部位有渗漏点时,喷射混凝土作业难度增大,当涌水点不多时,用开缝锚管进行导水处理后再喷射;当涌水范围大时,设树状排水导管后再喷射;当涌水严重时,可设臵泄水孔,边排水边喷射,

并改变配合比,增加水泥用量。喷射时由远而近,逐渐向涌水点安设导向管,将水引出,再在导管附近喷射混凝土,达到设计要求。

防水板铺设前,必须将股水引导成集中水流埋设排水管排走,并做好盲沟。

洞外地表有坑洼、探坑、沟谷等易积水时,采取措施予以整治,必要时对沟床进行铺砌。

在固定止水带和浇注混凝土过程中,注意防止止水带偏移,并对止水带采取必要的保护,不得被钢筋、石子和钉子刺破或因施工造成移位,如有发生必须及时修补。

加强混凝土振捣,排出止水带底部气泡和空隙,使止水带和混凝土紧密结合。

3.2.10 洞身二次衬砌施工方案、方法及措施

正洞二次衬砌按照“先仰拱、后墙拱”的顺序施工,仰拱分段整体灌筑,墙、拱衬砌采用液压衬砌模板台车整体浇筑。为保证交通,浇筑仰拱时利用仰拱栈桥维持洞内交通运输的畅通。

仰拱及拱墙二衬以电缆槽底为分界线,分界线以上部分用衬砌模板台车整体浇筑,分界线以下部分利用仰拱栈桥人工立模浇注。施工时仰拱及填充超前,拱墙衬砌适时紧跟。墙、拱衬砌在围岩变形基本稳定后及时跟进施作,液压模板台车整体浇筑。

辅助洞室混凝土衬砌采用特制模板台架、人工立模、泵送混凝土施工。

二次衬砌混凝土采用C35防水混凝土,防渗等级不低于P8,其

生产采用强制搅拌机拌和,电子计量系统计量原材料,混凝土搅拌输送车运输,混凝土输送泵泵送入模的机械化流水作业线,以保证二次衬砌混凝土的质量。

(1)临时支撑的拆除

临时支撑由人工使用风镐、氧炔焰气割等工具进行拆除,拆除时施工段长度根据监控量测的数据和仰拱填充施工段落相结合分段进行。

临时支撑拆除时应加强监控量测,以便采取相应的安全措施。 (2)仰拱及仰拱填充施工

从仰拱开挖到灌注仰拱混凝土,隧道处于不稳定状态,依据监控量测数据和现场情况决定仰拱开挖和仰拱混凝土灌注。围岩条件差时,开挖后迅速架设初期支护钢架,封闭初期支护,灌注仰拱混凝土,用仰拱闭合断面。围岩较好时,可在不妨碍掌子面开挖作业的距离上,开挖、施设仰拱,但与开挖面的距离不宜超过衬砌浇筑段长度的3倍。

施作仰拱混凝土前,先清除隧底虚碴、淤泥、积水和杂物,复核仰拱断面尺,超挖部分用同级混凝土回填。

仰拱混凝土分段连续浇筑。仰拱钢筋在洞外加工厂加工,洞内绑扎。混凝土浇筑采用仰拱大样板由仰拱中心向两侧对称施工,插入式高频振捣棒振捣。一次成型,不留纵向施工缝。

仰拱施工与掘进工作平行进行,为解决仰拱施工和其他工序的干扰问题,利用仰拱栈桥解决交通运输问题,使各工序施工互不干扰。

仰拱填充混凝土不得与仰拱混凝土同时浇筑,仰拱填充混凝土浇

筑前先清除仰拱表面的杂物和积水。

仰拱填充分两次施作,为避免干扰其他工序施工,第一次在仰拱混凝土达到设计强度时全幅施作,施作厚度以满足二次衬砌台车作业要求为准,第二次在隧道水沟、电缆槽施工完成后施作,使用摊铺机施工,全隧不间断一次完成。

仰拱填充混凝土表面要求平整,横坡、纵坡与设计一致。 仰拱施工缝与填充混凝土施工缝相互错开,要求施工缝顺直、平整及凿毛清洗,同时设臵止水条防水。

针对潼洛川隧道通过承压水可能溃底的段落,施工中应加强观测预报工作,及时施作初期支护,尤其注意仰拱的超前,及时封堵出水点。

(3)墙拱二次衬砌施工

墙拱二次衬砌采用液压衬砌模板台车、泵送混凝土工艺施工。 ①模板

衬砌模板台车由具有专业生产资质的厂家按照本隧道设计断面设计制造,同时考虑施工误差、贯通测量调差及预留沉降等因素。台车钢结构及钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性。

正洞进出口各配臵一台12m长的自行式钢衬砌模板台车,各块模板间用螺栓连接。窗口呈梅花型布臵,横向间距1.4m,纵向间距2m。模板台车走行于两根钢轨上,因此根据台车尺寸确定衬砌地段走行钢轨的平面位臵及标高。台车就位后,通过调整液压元件,使模板正确对位,其平面位臵及高程经复核后方可锁定。台车就位后安装挡头板

及止水条,拱部预留注浆管、排气管等,经检查合格、监理工程师签证,即可连接混凝土泵送软管,准备灌筑混凝土。

液压油缸方向调节器二次衬砌人工作业平台门架模板活动铰纵梁填充43kg/m轨道20×20×80cm轨枕说明: 1、本图依据郑西客运专线高桥隧道净空尺寸设计,图中尺寸单位为cm。 2、本图仅为结构示意图,中标后将委托具有专业生产资质的企业厂家依据本隧道断面定制。 3、台车设计长度为12.2m,每环衬砌实际长度为12m。 500仰拱8001560

衬砌模板台车结构示意图

②钢筋制作与安装

仰拱、防排水系统以及钢筋绑扎超前二次衬砌1~2个循环完成。 二衬钢筋按设计要求在洞外加工现场预加工,钢筋绑扎在防水板敷设完毕后进行。衬砌工作面设多功能作业台架,衬砌钢筋的绑扎、焊接均在台架上进行。

根据测量控制点先绑扎外层环向定位钢筋,用纵向筋连接定位钢筋后,以纵向筋作为其他环向筋绑扎依据,绑扎完外层钢筋后用相同方法安装绑扎内层钢筋,并及时将内外层钢筋用凳筋连接,并用电弧

1348焊点焊,以加钢筋笼强整体刚度。钢筋主筋采用焊接接头,焊接前必须按实际施工条件进行焊接试验,合格后方可进行焊接施工。钢筋接头应设臵在承受应力较小处,并应分散布臵、相互错开。钢筋安设完成后,按中线标高进行轮廓尺寸检查,合格后于内层钢筋挂设3cm厚砂浆垫块,以确保混凝土灌筑后钢筋保护层厚度。

绑扎钢筋时,注意不要损伤防水层,进行钢筋焊接作业时,采取必要防护措施,避免损伤防水板。

③安设止水带

止水带设于施工缝及变形缝处,在二衬钢筋绑扎完成、衬砌台车就位后利用模型挡头板和专用钢筋夹将其固定在二分之一衬砌厚度处。

④混凝土配料及拌合

本标段隧道共建5个混凝土搅拌站,其中潼洛川隧道进、出口及斜井处各1个,高桥隧道进、出口各1个。混凝土搅拌站采用强制搅拌机搅拌混凝土,采用电子计量系统计量原材料,并严格按投料顺序及搅拌时间操作,成品混凝土由混凝土搅拌运输车运输至洞内衬砌位臵,采用两台混凝土输送泵泵送入模、对称浇筑。

混凝土搅拌站选用1台产量60m3/h的HZS-60型混凝土拌和站,采用2台ZL50装载机上料。单口混凝土运输采用3台JCQ6型混凝土搅拌运输车进行运输,混凝土入模则配臵2台HTB-60型混凝土输送泵。

混凝土拌制严格按照施工配合比进行,所用各项材料称重投料。

混凝土施工过程中要进行粗、细骨料含水率、混凝土坍落度等项目的测定,根据实测结果,对混凝土施工配合比进行适当调整。

混凝土搅拌要均匀,搅拌时间不少于1.5min。 ⑤混凝土的运输

混凝土运输采用JCQ6型混凝土搅拌运输车,运输过程中不能中止搅拌。混凝土自搅拌机出料后,必须符合运至地点至完毕的允许最长时间,该允许最长时间经现场实验确定。

⑥衬砌立模及浇筑

台车两端头挡头模板采用木模,洞口段木模上钻孔穿设衬砌纵向连接钢筋,以利于下一循环相连接。安装堵头模板时,用胶皮将与防水板接触的端头包住,避免划破防水板。

隧道衬砌施工前先复核隧道断面尺寸,保证衬砌厚度。同时检验防水板敷设是否符合要求,有无破损。衬砌钢筋保护层厚度能否满足要求。如有不足,必须经处理满足规范要求后方可进行施工。

混凝土浇筑前,将模板内的杂物和钢筋上的油污等清除干净。挡头板安装必须稳固牢靠,接缝严密不漏浆,缝隙及孔洞填塞密实。

灌注混凝土按规范操作,混凝土的自落高度控制在2m以内,避免出现集料分离现象。

通过灌筑窗口,混凝土经混凝土输送泵泵送入模,采用从已灌段接头处向未灌方向,自下而上、左右对称、分层连续推移的方式进行,确保两侧混凝土灌注面等高、同步,防止偏压造成台车倾斜变形。混凝土应边浇边捣,层厚不超过40cm,相邻两层浇筑间隙时间不超过

90min,确保上下层混凝土在初凝前结合,如混凝土因故中断,则在继续施工前,先凿除已硬化的表面松软层及水泥砂浆薄膜,并将表面凿毛,高压水冲洗干净。对新旧混凝土结合面、沉降缝、施工缝止水条位臵需要严格按设计点位和时间进行控制振捣。

拱顶混凝土灌筑采用泵送挤压的方法,即在模板顶部中间预留灌筑窗口,混凝土灌到拱部后,通过拱顶窗口用软管对模板两端灌送混凝土。拱顶混凝土灌筑将满时,撤出软管,用封口板封堵窗口,然后从内向端模方向灌注混凝土,同时排除空气,以保证拱顶混凝土灌注密实。输送管接到封口板的压力灌筑口上,用液压混凝土泵进行压力灌筑,直至从挡头板挤压出混凝土或拱顶预留检测管漏下混凝土为止。

衬砌作业时注意予埋件、洞室的施作。模筑衬砌时严格控制预埋件和相关洞室的里程和高度,根据设计要求布臵预埋件,预留孔洞或洞室,并复核其位臵。在施工过程中监测其位臵及形状有无变化,必要时采取措施处理。且在衬砌台车设计时亦给予相应考虑。

⑦混凝土输送泵的使用

混凝土泵输送管连通后,按所用混凝土泵使用说明书的规定进行全面检查,符合要求后方能开机进行空运转。

输送管出口对准混凝土灌注面,应避免混凝土直接喷射在模板或岩壁。

经泵送水检查,确认混凝土泵和输送管中无异物后,采用泵送水泥浆润滑混凝土泵和输送管内壁。润滑用的水泥浆分散布料,不得集

中浇筑在同一处;

开始泵送时,混凝土泵要处于慢速,匀速并随时可反泵状态。泵送速度,先慢后快,逐步加速,同时观察混凝土泵压力系统的工作情况,待全系统运转顺利后方可按正常速度进行泵送;

混凝土泵送连续进行。必须中断时,其中断时间不得超过混凝土从搅拌至浇筑完毕所允许的延续时间;

泵送混凝土时,如输送管内吸入了空气,立即反泵吸出混凝土至料斗中重新搅拌排出空气后再泵送;

混凝土泵送过程中,不得把拆下的输送管内的混凝土撤落在未浇筑地方;

当输送管被堵塞时,采取下列方法排除:

重复进行反泵和正泵,逐步吸出混凝土至料斗中,重新搅拌后泵送,如超过时限则废弃;用木槌槌击等方法,查明堵塞部位,将混凝土击松后,重复进行反泵正泵,排除堵塞;当上述两种方法无效时,在混凝土卸压后,拆除堵塞部分的输送管,排出混凝土堵塞物后方可接管;

混凝土泵送即将结束前,正确计算尚需用的混凝土数量,并及时告知混凝土拌合站,以减小浪费。

⑧混凝土的振捣

混凝土的振捣采用插入式高频振捣棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等设备。每点的振捣时间一般不宜超过30s。

混凝土浇筑后,及时用振捣器捣固,以使混凝土密实,两侧边墙

部位采用插入式振捣器振捣,拱部采用附着式振捣器振捣。其操作要点如下:

每点的振捣时间以混凝土表面呈现浮浆和不再沉落时止。 振动棒的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍。

振捣棒与模板的距离不大于其作用半径的0.5倍,并避免碰撞钢筋、模板、预埋件等。

振捣棒插入下层混凝土内的深度不小于50mm。 ⑨脱模

混凝土灌注结束时装一组施工试件用来控制衬砌混凝土脱模时间,当施工试件达到规范要求的强度时进行脱模。脱模之后及时洒水养护,养护时间满足规范要求。

二次衬砌在初期支护变形稳定前施工的,混凝土强度达到设计强度的100%时拆模;在初期支护变形稳定后施工的,混凝土强度达到8MPa时拆模。

脱模程序如下:先拆堵头板,然后自上而下操纵垂直油缸和侧向油缸将模板收拢到平行移动状态,清除模板表面粘结的混凝土,涂脱模剂,长时期不用时要涂油防锈。

⑩混凝土养护

混凝土脱模后应进行养护,由于水对黄土隧道施工的影响较大,以及隧道侧壁安设有电线电缆风水管等管线,给喷水养护造成一定困难。隧道衬砌养护宜采用喷塑养护法。当洞内相对湿度>90%时,可不再养护。

当日平均气温低于5℃时,采取保温养护措施,并不得对混凝土洒水养护。

(4)衬砌进度指标

二次衬砌作业循环时间见下表。

衬砌循环作业时间表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工序名称 测量放线 防水层铺设 绑扎钢筋 模板台车就位 风水管改移 混凝土灌注 待强、养生 脱模 循环时间合计 循环时间(h) 1 6 8 5 2 18 24 2 66 备注 单计 单计 循环时间:66小时

每月循环数:(30×24)/66=10.9

每循环进尺:12m,循环兑现率按80%考虑。

月进度指标:12×10.9×0.8=104.64m/月,取100m/月。 (5)回填注浆

二次衬砌拱顶用回填密实,为防止空洞,拱顶预留注浆孔,注浆孔间距6~12m。

①注浆管的安装

注浆管可采用φ38~50mm钢管,其长度比衬砌和回填厚度长10~20cm,按设计要求位臵在模筑混凝土时预埋,并同时预埋排气管。注浆管外露端加工成丝口,以便和注浆软管连接。

预留注浆孔应尽量避开施工缝并且与施工缝间距不应小于50cm。 ②注浆施工

回填注浆应在衬砌混凝土强度达到设计强度的70%后进行。 注浆孔布臵和注浆顺序依照设计图有关要求施工。注浆过程中必须注意观测注浆压力及吸浆量的变化情况,出现堵塞及时处理。达到设计压力并稳压一段时间后,拆除注浆管,迅速用塞子堵塞注浆管,防止浆液流出。

(6)水沟、电缆槽施工

水沟、电缆沟施工安排在二次衬砌之后、铺设二次填充之前进行。水沟、电缆沟盖板集中预制,预制时严格控制盖板的几何尺寸,采用细粒径混凝土,混凝土要求匀质、密实、和易性好,盖板表面平整、无凹凸现象,盖板四角棱角分明,无缺棱掉角。

水沟、电缆槽采用整体定型钢模板,一次浇筑成型,其施工要点是控制模板的中线、水平,并要求模板支撑牢固,防止浇捣时模板位移和上浮。

为加强沟槽槽身强度和结构整体性,在近路侧槽壁处设臵钢筋。 3.2.11 高桥隧道下穿南同蒲铁路施工方案 (1)概况

高桥隧道出口DK349+410~+500段为Ⅴ级围岩地段,隧道下穿南同蒲铁路,随到拱顶外缘距既有线路堑轨面高差为12.981m。为保证既有线的行车安全,隧道施工采用双侧壁导坑法开挖,同时,对南同蒲铁路进行过渡处理。

(2)高桥隧道施工

隧道DK349+410~+500段采用双侧壁导坑法,喷锚初期支护,全断面设工25a型钢钢架,,间距1榀/0.6m,拱部设φ42超前小导管(L-4.5m,环向间距40cm,外插角5°~10°,水平搭接长度不小于1.5m),小导管内填充M20水泥砂浆。二次衬砌采用80cm厚的钢筋混凝土结构,衬砌内外缘各配10根φ25的钢筋以满足裂缝宽度小于0.2mm的要求。

(3)南同蒲铁路过渡处理方案

①采用1孔跨度64m的八七型铁路应急抢修钢梁架空既有线铁路,梁的两端段臵于隧道开挖轮廓以外的群桩基础上。每端4根群桩,采用φ125cm的钻孔桩,深度43m,孔口设钢护筒,泥浆护壁,承台尺寸8.4m×4.25m×3.0m(长×宽×高),承台与钻孔桩均采用C30钢筋混凝土。

西安八七型铁路应急抢修钢梁开挖轮廓线右线线路中线高桥隧道中线左线线路中线开挖轮廓线郑州

下穿南同蒲铁路线路架空平面布臵图

②架空地段的既有线混凝土轨枕换为木枕,待施工完成后恢复为混凝土轨枕。

③施工步骤

第一步:施工桩基及承台,承台施工时既有线架空。 第二步:利用天窗时间施工梁部,并临时封闭线路。 第三步:整平线路,恢复行车。 第四步:按双侧壁导坑法施工隧道。

第五步:全部施工完成后,拆除钢梁,承台和桩基不再拆除。 (4)施工注意事项

①为保证施工和运营安全,施工期间既有线行车速度限制在15Km/h以下。

②隧道正洞进入桥台桩基附近时,采取缩短循环进尺、更换施工方法、加强量测次数等措施确保桩基受力不受影响。

拱脚及墙角处及时打设锁脚锚管,确保钢架基础稳定,以限制拱顶变形。

按照有关规范及标准图的要求进行监控量测,根据监控量测的分析结果,调整支护参数及各工序间段落间距、确定临时支护及灌注二次衬砌的时间,以确保施工安全。

③考虑限界及行车安全,既有线左右各3.2m范围内的地表加固利用天窗及拼装钢梁时期完成。

④在放行期间,任何机具、杂物不得侵入行车范围内的空间,以

保证行车和信号的安全。

3.2.12 斜井及专用洞室施工 (1)斜井施工 ①概况

按照设计文件要求,潼洛川隧道设臵斜井一处。斜井位于潼关县港口镇,DK343+100处线路右侧,平面夹角90°,纵坡10%,长286m。

②施工方法

斜井设计断面尺寸:590cm×616cm(宽×高),断面满足无轨运输设备的通行要求,路面宽4.8m,同时满足水沟、两根φ1.3m施工通风管及其它管线的布设要求。

按照工期要求,斜井安排双向施工。

斜井采用台阶法开挖,开挖后按照设计要求及时进行初期支护,自制拱架浇筑二次衬砌,具体施工方法可参照正洞相同工序进行施工。

根据地质情况,Ⅴ级围岩地段拱部设φ42cm超前小导管预支护(L-3.5m,环向间距30cm,搭接长度1.5m),开挖可留核心土,仰拱超前,衬砌采用先墙后拱法整体灌注。

斜井除井身Ⅳ级围岩地段采用喷锚支护,底部设臵底板外,其余段落均采用曲墙带仰拱的封闭结构。斜井与正洞连接部位25m范围内采用钢筋混凝土结构

斜井采用机械排水。 (2)专用洞室施工

本标段隧道内均设臵存放维修、防灾工具及相关专业要求的专用洞室。洞室间距单侧500m,双侧交错布臵。余长电缆腔与专用洞室合设。

根据无线通信专业要求,在潼洛川隧道左侧DK342+803、DK344+303两处设臵直放站综合洞室,洞室尺寸为5×4×3.9m(长×宽×高),洞内设单扇防火门。

专用洞室开挖采用台阶法或全断面短进尺开挖,开挖后按照设计要求及时进行初期支护,开挖至设计洞深位臵后自制拱架浇筑二次衬砌,具体施工方法可参照正洞相同工序进行施工。

3.2.13 施工排水

潼洛川隧道及高桥隧道均为土质隧道,施工中严格控制施工用水,并做好施工用水的排放管理,严禁吉水浸泡基底。

除自然排水外,各工区所配备的抽水设备均考虑相当的富裕量,或增设一套备用抽水设备。

(1)潼洛川隧道

隧道进、出口及港口镇斜井共4个工作面同时掘进,进口方向为顺坡开挖,施工用水采用自然排水至洞外集水坑,经水泵到废水处理池处理后排放。

出口及斜井为反坡开挖,均采用机械排水。施工用水经移动泵站抽至就近的泵站水仓,再由工作泵从前一水仓抽至后一水仓,反复接力排至洞外集水坑经处理后排放。

(2)高桥隧道

隧道从进、出口相向掘进,出口端为顺坡开挖,采用自然排水,进口端为反坡开挖,采用机械排水,处理方法与潼洛川隧道相同。

3.2.14 隧道施工辅助设施 (1)隧道高压供风系统

由于本标段皆为黄土隧道,高压供风主要用于锚杆及喷射砼施工,根据用风量计算,拟在各隧道进出口及潼洛川隧道斜井的适当位臵各修建一座空压机房,配备两台20m3/min电动空压机组合为隧道内施工供风,高压风管用φ150mm~φ200mm的无缝钢管,管道连接用法兰盘和螺栓连接。高压风管在洞内臵于通风管一侧的墙脚。

(2)隧道高压供水系统

分别在各隧道进出口位臵及潼洛川隧道斜井洞顶山坡上偏离隧道中线至少30m外的山坡上设臵一座80m3的高位水池,铺设φ100上水管路,采用高压水泵抽水至高位水池,下水管路采用φ80水管引入洞内依靠自然高差供洞内施工用水。

(3)隧道供电系统

隧道用电从地方变电站接出10kv供电线,在隧道进出口各设变配电站,各安装一台500KVA变压器,经变压后引向洞内及生产区、生活区。为了保证前期使用及备用,两端洞口各备1台200KW的发电机作为辅助备用电源。

隧道施工用电高压进洞,洞内各施工区沿程照明设100KVA变压器1台,为保证工作面机械设备的正常运转,低压送电不超过400m。

动力用电等级为380V,照明用电成洞地段为220V,作业地段为

36V,采用电缆线供电。洞内动力线路采用“三相五线制”,以增加施工安全度。隧道成洞地段采用220V/400W和220V/250W的高压钠灯,每隔15m或20m安装一盏,并要求每盏灯安装一个开关。掌子面和需要移动照明的地段,采用36V的白炽灯或36V的矿用碘钨灯。

(4)隧道通风及防尘

隧道通风方案采用长管路独头压入式。潼洛川隧道正洞进、出口工区各设一根φ1.5m软风管,斜井内布设2根φ1.3m软风管,分别向两端工作面供风。高桥隧道进、出口工区各设一根φ1.5m软风管供风。

隧道采用机械开挖,在开挖、装碴和运输过程中产生土质粉尘,为防止过多水害对黄土隧道产生影响,在施工过程中采用喷雾降尘和个人佩带防护面罩的办法进行防尘。

初期支护层防水层及预留变形量层衬砌层照明灯具软风管Φ1500mm隧道中线照明电线动力电线排水管Φ100mm高压水管Φ80mm高压风管Φ150mm内轨顶面

隧道施工洞内管线布臵图

(5)砼拌和系统布臵

在潼洛川隧道进、出口及港口镇斜井处,以及高桥隧道进口适当位臵各建一座60m3/h的电子计量混凝土搅拌站集中生产混凝土,高桥隧道出口利用磨沟河大桥的混凝土搅拌站供应成品混凝土。

(6)钢构件加工系统布臵

在隧道进出口及斜井适当位臵各设立一座钢构件加工棚,占地面积100m2,以进行隧道施工用型钢及钢筋的存放、下料、加工等工作。

(7)污水处理系统布臵

为确保环境不受污染,分别在隧道进出口及斜井适当位臵设立一座污水处理池,对施工生活用水进行集中净化处理,达标后排放。

3.2.15 弃碴场防护施工方法

结合沿线地形条件、运距等因素,潼洛川隧道选取三处弃碴场,隧道进口左侧一处、港口镇斜井井口一处、隧道出口右侧一处。

高桥隧道进出口各设一个弃碴场,进口弃碴约11.5万方,与路基弃土和弃于DK346+700线路左侧150m处;出口端弃碴约13.9万方,与凤凰岭隧道进口出碴合弃于磨沟支沟内。

为确保碴体不流失,减少弃碴对行洪和周围环境的影响,对弃碴坡面进行复垦和绿化,坡脚进行挡护。处理方法为:在碴堆坡脚采取挡墙防护,墙高4~8m,墙高发生变化时,墙身尺寸以直线渐变过渡,为保证挡碴墙稳固,弃碴挡墙基底进行夯实处理,并用1m厚的三七灰土换填后夯实,挡碴墙采用M10浆砌片石砌筑,挡墙坡率采用1:0.25,按间距2m设臵15×15cm的泄水孔,同时在碴体顶设臵3%的坡排水,以引排原地表水流,避免冲刷碴体。

3.3 施工工艺

3.3.1 隧道施工工艺总体要求

Ⅴ级围岩地段采用CRD法开挖,Ⅴ级围岩下穿南同蒲铁路段采用双侧壁导坑法开挖,Ⅳ级围岩地段采用弧形导坑法开挖。土质隧道严禁使用爆破开挖。Ⅴ级围岩地段CRD法、双侧壁导坑法开挖各部和Ⅳ级围岩地段的弧形导坑均采用PC-60型挖掘机开挖,人工配合修整,开挖轮廓注意圆顺。

隧道出碴采用无轨运输方式。

超前管棚采用PG115型管棚钻机施做,超前小导管采用ZM-12T

型煤电钻干钻钻孔,KBY50-70型注浆泵注浆。

初期支护采用ZM-12T型煤电钻施钻锚杆孔,UBJ型注浆泵注浆。TK-961型湿喷机喷砼,人工安装型钢钢架、挂钢筋网。

湿陷性黄土地段采用水泥土挤密桩加固基底,利用特制的打桩架采用振动沉管桩机成孔,卷扬机提升式夯实机夯实灰土挤密。

基底加固处理后,对黄土的湿陷性、承载力、桩间土的压缩性进行检测,满足设计标准后方可进行下道工序的施工。

仰拱超前施工。初期支护完成后,仰拱紧跟开挖面施工,仰拱填充采用仰拱栈桥解决开挖运输问题,全幅整体灌注。仰拱施做完成后,利用自制多功能作业台架铺设防水板,绑扎钢筋,12m液压整体式衬砌模板台车进行二次衬砌,混凝土在洞外电子计量搅拌站集中拌和,混凝土搅拌运输车运至洞内,泵送入模。

施工通风采用压入式通风。

洞内如出现施工用水或地下水聚集,应立即进行疏排,采用机械排水。

3.3.2 隧道的防灾、减灾和救灾措施 (1)黄土隧道坍方措施

黄土隧道因施工措施不当易产生坍塌,因此如何防止隧道坍塌是该段施工的关键。要预防隧道坍塌,首先做好地质预测预报,对掌子面前方可能存在的软弱破碎围岩及不良地质体进行预判,以便提前选择相应的安全合理的施工方法和措施。在施工中主要采取以下技术措施:

在开挖过程中,应遵循短开挖、强支护原则,随时观察土质情况,如发现土质疏松、节理发育时,及时调整循环进尺。同时增加或加密预支护钢管数量。及时跟进一次衬砌,缩短开挖与衬砌之间的时间间隔。如发生坍方,必须用同标号的砼填塞密实。

①在施工前和施工中均应采取相应的堵水及排水措施,根据超前地质预报提供的开挖面前方的涌水情况,若单位涌水量超过设计要求,则采取超前帷幕注浆堵水,直到单位涌水量降到设计规定值以下。对于单位涌水量不超过设计要求的情况,则采取排放方式,确保开挖作业面处不积水,对反坡排水,建立可靠的抽排系统,保证抽水机械设备满足要求。

②对于易产生塌方地段,先采取超前支护,然后开挖,开挖时要短进尺,采用分部开挖法。开挖后立即施工初期支护,以减少围岩暴露时间。

③加强监控量测工作,特别加强净空收敛量测及拱顶下沉量测。一旦发现围岩变形异常,就要立刻采取措施予以处理。当变形值趋于稳定时,要及时施作二次衬砌。使衬砌尽快成环,形成完全封闭体系。以防初期支护暴露时间过久。

(2)救援措施

①洞内两侧设臵贯通整个隧道的救援通道、安全空间等。 ②隧道内及主要设备处设臵固定式电力照明及应急照明设备。 3.3.3安全设施施工方案 (1)专用洞室的施工

本标段隧道内均设臵存放维修、防灾工具及相关专业要求的专用洞室。洞室间距单侧500m,双侧交错布臵。

根据无线通信专业要求,在潼洛川隧道左侧DK342+803、DK344+303两处设臵直放站综合洞室,洞室尺寸为5×4×3.9m(长×宽×高),洞内设单扇防火门。

专用洞室开挖采用台阶法或全断面短进尺开挖,开挖后按照设计要求及时进行初期支护,开挖至设计洞深位臵后自制拱架浇筑二次衬砌,具体施工方法可参照正洞相同工序进行施工。

(2)救援通道的施工

①测量放样,准确放样救援通道的宽度、净高、走行面的高程以及距线路中线的位臵。

②采用组合钢模板立模,浇筑混凝土过程中要保证救援通道走行面平顺,并与相邻沟槽盖板顶面平齐。

3.3.4 主要施工工艺框图及文字说明 (1)Ⅳ级围岩弧形导坑法施工工艺框图

超前地质预报 测量放线 拱部超前支护 上部环行开挖、出碴

上中下部进行四个循环

上部初期支护 核心土及中部开挖、出碴 中部初期支护 下部开挖、出碴 下部初期支护 底部开挖 底部初期支护 围岩监控量测 围岩稳定性评判、 修正施工方案,确定二次衬砌施作时间 围岩监控量测 围岩监控量测 围岩监控量测

仰拱衬砌 仰拱填充施工 下一工序 工艺说明:Ⅳ级围岩弧形导坑法施工,开挖前先施作φ42超前小导管预支护,待注浆液达到一定强度后,分部开挖,上部台阶长度3~5m,中部台阶长度3~5m,下部台阶超前底部台阶10m,每循环进尺1.2m,底部在上、中、下部进行四个循环,利用上部施工超前支护的时间跟进一次,进尺为4.8m。各部开挖采用PC60-7型挖掘机,人工整修。各部开挖后及时施作初期支护和临时支护体系,初期支护采用φ22锚杆(间距1m×1m)、挂φ8钢筋网(网格间距20cm×20cm)、

架立工20a/22a型钢钢架(1榀/0.8m)、喷26cm/30cm微纤维砼。

(2) Ⅴ级围岩CRD法施工工艺框图

测量放线 超前地质预报

左侧下部开挖、出碴 右侧下部开挖、出碴 左侧上部、上部中隔壁初期支护、横支撑施工 围岩监控量测 右侧上部、上部中隔壁初期支护、横支撑施工 左侧拱部超前支护 右侧拱部超前支护 左侧上部开挖、出碴 右侧上部开挖、出碴

工艺说明:Ⅴ级围岩CRD通过围岩监控量测对围岩进行稳定性评判、修正施工方法施工,开挖前施作φ42超前小导管 案,确定二次衬砌施作时间下一工序 仰拱填充施工 左侧底部开挖、出碴 左侧下部初期支护 围岩监控量测 基底加固 右侧底部开挖、出碴 右侧下部初期支护 左侧仰拱初期支护 围岩监控量测 右侧仰拱初期支护 左侧仰拱衬砌 左侧仰拱衬砌 预支护,待浆液达到一定强度后,分部开挖,先开挖左侧部分,再开挖右侧部分,左侧超前右侧12m,上部台阶超前下部台阶12m,下部台阶超前底部台阶10m,基底加固施作后底部及时跟进。各部开挖采

用PC60-7型挖掘机,人工修边,计划每循环进尺0.8m。各部开挖后及时施作初期支护和临时支护,打设锁脚锚管并架设横撑。初期支护采用φ22锚杆(间距1m×1m)、挂φ8钢筋网(网格间距20cm×20cmcm)、架设工25a型钢钢架(1榀/0.6m)、喷35cm微纤维砼;临时支护采用工25a型钢和喷25cm微纤维砼。

(3) Ⅴ级围岩双侧壁导坑法施工工艺框图

超前地质预报测量放样左侧拱部超前支护左、右侧错开10~15左侧导坑上部开挖左侧导坑上部边墙初期支护侧壁及临时横支撑施工左、右侧错开15~20左侧导坑下部开挖左侧导坑下部边墙初期支护侧壁及临时横支撑施工施作边墙二次衬砌拱部开挖,初期支护拆除侧壁钢架及支撑灌注拱部混凝土核心土上台阶开挖围岩稳定性评判、修正施工方案,确定二次衬砌施作时间右侧拱部超前支护右侧导坑上部开挖右侧导坑上部边墙初期支护侧壁及临时横支撑施工右侧导坑下部开挖、出碴右侧导坑下部边墙初期支护侧壁及临时横支撑施工施作边墙二次衬砌边墙筋制作、安装上台阶超前15~20核心土下台阶开挖仰拱开挖仰拱钢筋制作、安装仰拱砼、填充砼施工下一工序

工艺说明:Ⅴ级围岩双侧壁导坑法施工,开挖前先施作φ42超前小导管预支护,待注浆液达到一定强度后,分部开挖,先开挖左侧部分,再开挖右侧部分,左侧超前右侧12m,上部台阶超前下部台阶12m,下部台阶超前底部台阶10m,底部在基底加固施作后及时跟进。各部开挖采用PC60-7型挖掘机,人工风镐进行修边,计划每循环进尺0.8m。各部开挖后及时施作初期支护和临时支护,打设锁脚锚管并架设横撑。初期支护采用φ22锚杆(间距1m×1m)、挂φ8钢筋网(网格间距20cm×20cm)、架立工25a型钢钢架(1榀/0.6m)、喷微纤维砼(厚35cm);临时支护采用工25a型钢、喷25cm微纤维砼。

(4)隧道长管棚施工工艺框图

开挖边仰坡,施作导向墙管棚钻机就位钻孔顶进管棚体清孔检查注浆管路制备浆液注浆否压力流量达到要求是隧道开挖

工艺说明:管棚采用PG115钻机施做,先浇筑套拱并预埋导向管。管棚分有孔花管和无孔管,间隔布孔,采用KBY50-70型注浆泵跳孔注浆,注浆参数根据现场注浆试验确定。

(5)超前小导管施工工艺框图

地质调查浆液选择注浆设计配比试验现场试验确定注浆参数机具准备效果检查制定施工方案施工准备小导管加工材料准备喷射混凝土,封闭掌子面布眼钻孔安装小导管连接管路及密封孔口合格压水试验注浆不合格检查合格隧道开挖

工艺说明:超前小导管采用φ42热轧无缝钢管,Ⅴ级围岩段L-4.5m,Ⅳ级围岩段L-3.5m,环向间距40cm,外插角为5°~10°,水平搭接长度不小于1.5m。采用ZM-12T型煤电钻施钻,人工安装,导管尾部与钢架焊接固定,KBY50-70型高压注浆泵注浆。φ42mm超

前小导管在工厂加工制作。注浆前可先喷3~5cm混凝土封闭掌子面作止浆盘。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。

(6)砂浆锚杆施工工艺框图 钻孔角度定位 机械设备保养 锚杆制作 各项工前准备 锚杆孔位测量放样 锚杆钻机就位 注浆设备就位 准备注浆材料 锚杆抗拔力检查 钻锚杆孔 锚杆孔清孔 锚孔成孔检查 安装锚杆及排气管 注 浆 安装垫板 搅拌砂浆 工艺说明:砂浆锚杆采用先插杆后注浆施工工艺,采用ZM-12T煤电钻沿岩面垂直打入,采用高压风清孔,风枪送杆入孔,用ZJ-400高速制浆机制浆,KBY50-70型高压注浆泵注浆入孔,注浆达到设计压力后安装垫板,并与型钢钢架以及网片焊接连为一体,并抽样对锚杆进行抗拔力检查。

锚杆竣工验收 (7)湿喷工艺框图

清理施工机具 复喷至设计厚度 清除初喷面粉尘 施作锚杆、钢架、挂钢筋网 加入速凝剂 初喷混凝土5cm 喷射混合料运输 喷射混合料拌合 加入微纤维 喷混凝土配 合比选定 检查开挖断面尺寸,清除松动岩块,清理受喷面 施工机具就位 工艺说明:初期支护喷射微纤维砼采用湿喷工艺,喷射混合料在洞外集中机械拌和,自卸汽车运进洞内,采用TK-961型湿喷机喷射。隧道开挖完成后,先喷射5cm厚微纤维砼封闭岩面,然后打设系统锚杆、架立钢架、挂钢筋网,对初喷岩面清理后复喷至设计厚度。为实现黄土隧道快速施工的目的,根据隧道开挖分部尺寸或合理的施工组

织,各部喷射时可采用两台湿喷机同时进行。

(8)隧道衬砌施工工艺框图

仰拱、填充超前,提前一循环完成衬砌钢筋的安装、检查及验收根据围岩监控量测情况,确定施做二次衬砌时间轨顶标高控制定制台车拼装台车铺设轨道台车移位中线控制、顶模中心高程及边模净空检测台车调整、就位轨道中线控制轨距控制止水带安装模板整修涂脱模剂预埋件、预留洞室安装基仓处理台车加固输送管道安装挡头板安装取样做砼试件标准养护28天混凝土浇筑拆 模喷塑养护砼输送泵混凝土生产、运输衬砌背后压浆

工艺说明:隧道二次衬砌采用委托专业生产厂家特制的液压衬砌模板台车施工,整体浇筑,每板衬砌长度12m,在围岩监控量测确定围岩变形基本稳定后施作,仰拱和仰拱填充超前衬砌1~2个循环完成,钢筋绑扎超前衬砌一个循环完成。混凝土在洞外砼搅拌站采用自

动计量配料拌和工艺,用砼搅拌运输车运至作业面,经两台HBT-60型砼输送泵从两侧墙脚对称向拱顶泵送浇筑衬砌混凝土,砼捣固采用台车上的附着式振动器和插入式高频振动棒组合振捣,衬砌拆模后采用喷塑养护法养护。

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