B——隧道开挖宽度b)(a) 拱顶下沉量测和净空变化量测的测线布置例如量测范围5m2.5m2.5m5mH0基准点45°B 地表沉降横向测点布置示意图2)量测方法A、时间要求.净空变化和拱顶下沉量测布点应在开挖后至初喷前进展,假设围岩出现变化异常应尽早布设;初始读数在每次开挖后12小时取得,最晚不得迟于24小时监控量测的频率应根据测点距开挖面的距离及位移速度按表3确定由位移速度决定的监控量测频率和由距开挖面的距离决定的监控量测频率之中,原则上采用较高的频率值当出现异常情况或不良地质时,应增大监控量测频率在塑性流变岩体中,位移长期〔开挖后两个月以上〕不能变化时,量测要继续到每月为1mm为止量测频率表位移速度〔mm/d〕量测断面距开挖工作面的距离量测频率≥5〔0~1〕B2次/d1~5〔1~2〕B1次/d0.5~1〔2~5〕B1次/2~3d0.2~0.5〔2~5〕B1次/3d<0.2>5B1次/7d注:B表示隧道开挖宽度3对于隧道浅埋段地表下沉和洞监控量测要开场三天时,每天两次,后面位移速度根本稳定后,一天一次,并对量测数据进展分析,得出结论量测时间持续到隧道二衬施工完成后为止B、洞观察的容有开挖工作面观察和初支完成区段观察两方面,工作方法是通过人工肉眼观察,对围岩的变化、稳定及初支的工作状态做一定的初步判定,其目的地了解和记录掘进过程中掌子面围岩的变化情况和初支的稳定变化情况。
开挖面观察应在每次开挖放炮后进展一次,当地质情况无变化时,可每天进展一次,观察后应绘制开挖面地质素描图、数码成像,填写开挖工作面地质状况记录表,并与勘察资料进展比照在观察中,发现地质条件恶化,应立即通知施工人员采取应急措施已施工地段观察,应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等工作状态洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段,记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等,同时还应对地面建〔构〕筑物进展观察3)水平净空收敛A、根据围岩条件确定量测间距在隧道边墙上设置一对测点,并按规定量测频率进展量测主要原理:每次测出两点间净长,求出两次量测的增量〔或减量〕,即为此处净空变化值读数时读三次,然后取其平均值,并按附表记录B、测点埋设应稳固、平安〔施工机械难以碰撞到〕,及时〔开挖完成初喷后即进展〕,量测点应凹入初支喷砼面,测点元件由钢筋加工而成,采用冲击电锤或风钻钻孔,埋入钢筋采用直径不小于20mm的螺纹钢,前端外露钢筋与埋入钢筋焊接,直径不小于6mm,加工成180°弯钩或三角形钩测点用快凝水泥或锚固剂与围岩锚固稳定,埋入围岩深度不小于20cm,假设围岩破碎松软,应适当增加测点埋入深度。
外露端头应低于喷层外表,点位埋设好后,用纸壳或切割矿泉水瓶包裹测点元件端部,复喷完毕后在测点处形成凹地C、量测方法① 检查预埋测点有无损坏、松动,并将测点灰尘擦净② 把净空收敛仪的尺头及尺架挂钩分别固定在预埋测点孔,选择适宜的尺孔,将尺孔销插入,用尺卡将尺与联尺架固定③ 调整调节螺母,记下钢尺在联尺架端时的基线长度与数显读数为提高量测精度,每条基线应重复测三次取平均值当三次读数极差大于0.05mm时,应重新测试每次开挖后12h取得初读数④ 测试过程中,假设数显读数已超过25mm,则应将钢尺收拢〔换尺孔〕重新测试,两组平均值相减,即为两尺孔的实际间距,以消除钢尺重孔距离不准确造成的测量误差⑤ 一条基线测完后,应及时逆时针转动调节螺母,摘下收敛仪,翻开尺卡收拢钢尺,为下一次使用作好准备4)拱顶下沉量测A、采用精细水准仪和铟钢挂尺进展主要原理:通过测点不同时刻相对标高,求出两次量测的差值,即为该点的下沉值读数时应该读三次,取平均值,并按附表记录按规定量测频率进展量测B、在拱顶设置测点,点位埋设应稳固、平安〔施工机械难以碰撞到〕,及时〔开挖完成初喷后即进展〕,量测点应凹入初支喷砼面,断面设置间距,拱顶下沉测点的布设与水平收敛基线应在同一断面上。
预埋测点由钢筋加工而成,钢筋直径不小于6mm,前端加工成180°弯钩或三角形钩测点用快凝水泥或锚固剂固定在拱顶选定位置,埋入围岩深度不小于20cm,假设围岩破碎松软,应适当增加测点埋入深度C、量测方法:设置水准基点〔水准基点选择在围岩稳定地段设置〕量测时采用水准仪、塔尺及钢卷尺,测出该点相对标高即可每次开挖后12h取得初读数同一测点每次量测必须采用同一基点5〕地表沉降量测A、采用精细水准仪、铟钢尺进展,主要原理:通过测点不同时刻标高,求出两次量测的差值,即为该点的下沉值其量测精度为±1mm当隧道埋深小于3倍洞径时进展量测,小于2倍洞径时必须进展量测B、基准点应设置在地表沉降影响围之外测点采用地表钻孔埋设,测点四周采用水泥砂浆固定布点原则和量测频率按规定执行当地表有建筑物时,应在建筑物周围增设地表下沉观测点C、量测方法:与拱顶下沉量测方法相似,采用精准水准仪和铟钢尺测出各沉降点标高即可在工程开挖前对每一个测点读取初始值首次观测时,对测点进展三次观测〔三次差值小于±1mm〕,取平均值作为初始值量测过程中读数时各项限差宜严格控制,每个测点读数误差不宜大于0.3mm6〕量测考前须知A、监控量测布点应在喷砼前预埋,测点布置时应避开钢架和脱空回填处,并保证布点打入围岩,严禁将测点布在钢架上。
及时进展测点的布设,并做好保护,可采用桩点沿初支边墙向凹陷,防止破坏如果测点被破坏,应在被破坏测点附近补埋,重新进展数据采集;如果测点出现松动,则应及时加固,当天的量测数据无效,待测点加固后重新读取初读数B、测点布设以后,在测点位置用红色油漆做醒目标识监控量测桩点上严禁悬挂重物C、拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞、外水准基点建立联系D、各监控量测小组须保证量测数据的真实性、准确性和及时性,如实的反响实际变化情况,不得弄虚作假E、现场监控量测与施工易发生干扰,必须严密配合施工现场应及时提供工作面,创造条件保证监控量测工作的正常进展;监控量测工作也要尽量减少对施工工序的影响监控量测元件的埋设方案应列入工程施工进度控制方案中F、量测仪器设备在使用前和使用过程中必须进展定期的检查、校对和率定收敛仪使用时调节螺母逆时针转动最大围不得露出螺纹在收敛仪使用一段时间后应进展对零校正,检查数显读数是否为零,假设存在偏差,必须进展对零收敛仪量测完成后,用棉纱擦除灰尘并定期对钢尺擦涂机油,以防生锈7〕收敛数据的测取洞水平收敛、拱顶下沉量测的初始读数应在本次开挖后12h读取,最迟不得大于24h,且在下一循环开挖〔爆破〕前必须完成,各项量测作业一般应持续到变形根本稳定后2~3周完毕。
正常掘进期间,量测的频率原则上按下表规定的频率进展量测量测频率〔按位移速度〕位移速度〔 mm/d〕量测频率≥52次/d1~51次/d0.5~11次/2~3d0.2~0.51次/3d<0.21次/7d量测频率〔按距开挖面距离〕量测断面距开挖面距离〔m〕量测频率〔0~1〕b,7m2次/d(1~2)b,7~14m1次/d(2~5),14~35m1次/2~3d>5b,>35m1次/7d8〕量测数据处理、信息反响和相应对策量测数据的处理方法主要是绘制收敛〔累计收敛〕值与时间〔或量测次数〕的关系曲线依据曲线所反映的数值判定隧道的稳定状况量测数据应在每次量测后立即进展绘制处理,同时分析各量测工程之间变形对应情况A、数据处理与回归分析每次量测后及时进展数据整理及时将各项量测情况填入记录中,根据量测结果将各点各次读数绘成散点图,再根据散点图绘制水平收敛、拱顶下沉、地表下沉等初步的时态曲线,绘制位移与开挖面距离之间关系曲线根据初步时态曲线的特征先选用*一曲线函数〔如指数函数、对数函数、双曲函数等〕进展回归;将选定的函数进展变换取代,使其变为线性函数形式,然后用一元线性回归的公式和方法求得该变换后的线性函数的关系a和b,再将该系数代入取代公式,得到原选定的曲线函数的系数,即最后求得的回归曲线。
如果选用的该曲线函数的剩余标准离差不理想,则改用另一种曲线函数,再按上述步骤再行回归分析,从而对初步的时态曲线作滤波拟合处理,最后得到理想的时间-位移曲线u = f〔t〕,然后计算该函数在时刻t的一阶导数du/dt值,即为该时刻的位移速率根据初步时态曲线特征进展回归分析回归后的时间—位移曲线,预测可能出现的最大位移值和变化速度,以推算可以进展二次衬砌的时间B、围岩稳定性判断①、 根据位移-时间曲线形态和岩体的流变特性得知岩体破坏前的变形曲线可以分成三个区段:②、 根本稳定区,主要标志是变形速率不断下降,即变形加速度小于0,即d2u/dt 2<0〔以下图Ⅰ区〕 ③、过度区,变形速度长时间保持不变,即位移加速度等于0,即d2u/dt2=0〔以下图Ⅱ区〕④、破坏区,变形速率渐增,即变形加速度大于0,d2u/dt2 >0 〔以下图Ⅲ区〕ttIIIIIItuuu位移—时间曲线a〕岩体的变形曲线 〔b〕全断面开挖 〔c〕分部开挖u⑤、根据回归后的时间—位移曲线,预测可能出现的最大水平收敛值和最大拱顶下沉量,并与控制值相比拟⑥、 根据回归分析,当变形到达*一时段后,变形速度量呈下降趋势,即位移加速度小于0时,曲线如上图b和图c形状,说明围岩是稳定的,以推算围岩位移根本稳定时间,即可以进展二次衬砌的时间。
⑦、 根据回归分析,当变形速度呈不变趋势,即位移加速度等于0时,说明围岩进入异常蠕变,处于不稳定状态中,须发出警告,加强支护系统⑧、根据回归分析,当变形到达*一时段后,变形速度呈增加趋势,即位移加速度大于0时,曲线如上图a III区,说明围岩趋于坍塌危险状态此时应采取如下措施:〔a〕 立即停顿开挖加强支护岩层暴露面〔b〕 通知指挥机构,现场监理,工地负责人,分析研究围岩及支护失稳原因,采取相应对策围岩位移极限值的准确确定是非常困难的,围岩稳定性综合判断是很复杂的也是很重要的,根据有关规、以往的量测经历及查阅关宝树先生的"隧道施工要点集"一书,综合考虑后选定量测管理基准值为:拱顶下沉管理基准值:Ⅱ级围岩15mm;Ⅲ级围岩40mm;Ⅳ级围岩45mm水平收敛管理基准值:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩均为25mmC控制围岩失稳的对策①、对未支护的围岩调整支护参数,如增设超前支护,增设钢架或加密钢架,加密系统锚杆增设钢筋网,加大喷层厚度等②、改变施工方法,如增设临时仰拱等③、对已作初期支护地段采取加密锚杆,挂网及复喷砼④、与设计单位取得联系,提前作二次衬砌,二次衬砌改为钢筋砼仰拱紧跟或仰拱超前⑤、二次衬砌施作时间的控制标准〔a〕隧道周边点的径向位移速度VuVu<0.1mm/d〔跨度小于10m时〕Vu<0.2mm/d〔跨度大于10m时〕〔b〕支护接触应力变化速度VpVp<5kpa/月〔c〕变形量已达最大变形量的80%以上D变形管理系数① 、允许最大水平相对收敛值〔%〕和最大拱顶下沉值〔cm〕表允许最大水平相对收敛值〔%〕围岩级别埋深〔m〕<5050~300300~500Ⅲ0.1~0.30.2~0.50.4~1.2Ⅳ0.15~0.50.4~1.20.8~2.0Ⅴ0.2~0.80.6~1.61.0~3.0允许最大拱顶下沉值〔cm〕覆盖层厚度〔m〕硬 岩塑性地层10~151~22~5500以上6~122~40②、变形管理系数变形管理系数表管理等级管理位移施工状态IIIμ0<〔μn/3〕可正常施工Ⅱ〔μn/3〕≤μ0≤〔2μn/3〕应加强支护Iμ0>〔2μn/3〕应采取特殊措施注:μ0—实测变形值;μn—允许变形值3.1.2洞口工程洞口及浅埋偏压段是施工平安控制的重点部位、环节,应加强施工过程控制,施工期间应先检查边、仰坡周围山体的稳定情况,先去除松散体及不稳定土体,对地表裂缝应提前处理;开挖后易失稳时,应采用先加固后开挖的施工方法,严格控制洞口及浅埋、偏压段施工开挖,施工开挖应不影响隧道地层及边、仰坡稳定,并应防止大开大挖。
施工过程中应适当增加监控量测频率,加强对边、仰坡及浅埋段地表裂缝及变形监测洞口段施工应避开雨季,做好边仰坡绿化和植被养护,防止坍塌隧道进出口设计有抗滑桩时优先施工抗滑桩,抗滑桩施工方案按照人工挖孔桩工艺施工,待预加固桩到达设计强度前方可进展洞口段开挖洞口开挖前应在边仰坡开挖边缘10米外设置天沟,天沟在分界断面处应与路基水沟顺接施工按照图纸要求设置截水沟、土石方开挖、边仰坡加固、进洞施工、洞口段衬砌的顺序进展开刷土石方前,将洞口位置桩位放出,挖掘机开挖洞口土石方,土石方一起开挖到位,不进展二次修边开挖,施工过程中加强对边、仰坡的观测,防止对洞门仰坡及边坡的扰动洞口土石方开挖完后,立即进展洞口边仰坡喷锚防护,采用φ22带肋钢筋锚杆,φ8钢筋网片,喷射混凝土厚度10厘米黄土地质进洞按贴壁进洞施工方法组织进洞,以下为切式洞门贴壁进洞施工工序Ⅰ:截水天沟施工后,对洞门进展刷坡,然后施工洞口矮边墙、导向墙及边坡防护,将导向墙与洞口防护连接成整体,在此防护的根底上开挖后进洞当坡面满足洞门设置条件时可不刷坡,顺坡面掏槽设置导向墙Ⅱ-1:开挖①部台阶,开挖后设置20cm厚网喷混凝土防护,采用单层φ8钢筋网〔间距20×20cm〕,Φ22砂浆锚杆〔间距1.5×1.5m〕,一般地段长5m。
Ⅱ-2:开挖②部台阶,开挖后设置20cm厚网喷混凝土防护,采用单层φ8钢筋网〔间距20×20cm〕,Φ22砂浆锚杆〔间距1.5×1.5m〕,一般地段长5mⅡ-3:开挖③部台阶,开挖后设置20cm厚网喷混凝土防护,采用单层φ8钢筋网〔间距20×20cm〕,Φ22砂浆锚杆〔间距1.5×1.5m〕,一般地段长5mⅢ-1:布置洞门段环向排水板,共三道,包括:洞门段与洞身交界处一道,洞门暗埋段沿地面线距明暗边线50cm斜向设置一道,外露局部中部竖向左右各一道Ⅲ-2:布置纵向HFPE107/96双壁打孔波纹管〔外包土工布〕,左右各一道,在暗洞排水管位置,排水管出洞方向为下坡Ⅲ-3:与土体接触部位铺设土工布、防水板,外露不小于0.3m;从洞反向出洞时将暗洞土工布和防水板延伸到洞外,防水板衔接避开施工缝Ⅳ-1:模板台车就位后安装外模板,灌筑混凝土Ⅳ-2:撤除外模,在外露部位刷涂一层厚1.5mm厚的水泥基渗透结晶型防水材料并采用30mm的M10水泥砂浆保护层Ⅳ-3:剪去外露局部土工布和防水板,采用M10水泥砂浆灌筑洞口接触面以及洞口周边裂缝,然后在洞口与土体接触线处涂刷水泥基渗透结晶型防水材料2遍封口Ⅴ:洞口段绿化施工。
Ⅵ:进展洞开挖施工3.1.3 洞身开挖根据本线设计文件地质说明,本线隧道按新奥法原理组织施工,V级围岩黄土地层及软质岩段采用三台阶大拱脚法,不良地质地段采用中隔壁法,洞门浅埋偏压段采用穿插中隔壁法,V级围岩深埋黄土地质段采用三台阶七步开挖法隧道施工过程中开展超前地质预测预报工作,以获取开挖面前方的准确地质信息隧道开挖采用光面爆破,严格控制超欠挖,初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺〔1〕本线隧道黄土地质段都为V级围岩,采用三台阶大拱脚法施工,具体施工工序为:I-利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护1-开挖上台阶〔含大拱脚〕;II-施作上台阶初期支护〔含大拱脚〕;III-施作临时仰拱2-开挖中台阶〔含大拱脚〕;IV-施作中台阶两侧初期支护〔含大拱脚〕,围岩为软质岩段时,中台阶也需施作临时仰拱;3-下台阶开挖;V-施作下台阶两侧初期支护;4-开挖仰拱;VI-施作仰拱初期支护;VII-施做仰拱;VIII-仰拱填充;I*-根据量测结果分析,待初期支护收敛后,利用衬砌模板台车一次性灌筑I*部二次衬砌〔拱墙衬砌一次施作〕,施工工序横断面及纵断面见以下图〔2〕当隧道围岩为V级围岩不良地质段(包括:浅埋偏压、地层稳定性差、软弱围岩地下水发育、对沉降有严格控制要求等地段)时,采用中隔壁法施工,具体施工工序为:1)I-利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护;1-左侧上部开挖;II-左侧上部初期支护;2-左侧中部开挖;III-左侧中部初期支护;3-左侧下部开挖;IV-左侧下部初期支护;4-右侧上部开挖;V-右侧上部初期支护;5-右侧中部开挖;VI-右侧中部初期支护;6-右侧下部开挖;VII-右侧下部初期支护;7-撤除中隔壁;VII-施作仰拱;I*-仰拱填充;*-根据量测结果,待初期支护收敛后利用衬砌模板台车一次性灌筑VIII部二次衬砌〔拱墙衬砌一次施作〕,施工工序横断面及纵断面见以下图。
〔3〕当隧道洞门段为浅埋偏压地段是,采用穿插中隔壁法施工,具体施工工序为:1、〔1〕利用上一循环架立的钢架施作隧道洞身、侧壁导坑纵向超前支护 〔2〕开挖①部,同时,每循环进尺一次,掌子面喷8cm厚混凝土封闭〔仅对V级围岩〕〔3〕施作①部导坑周边的初期支护和临时支护,既初喷4cm厚混凝土,架立钢架〔包括导坑的临时钢架〕,并设置锁脚锚杆 〔4〕钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度2、〔1〕开挖②部,同时,每循环进尺一次,掌子面喷8cm厚混凝土封闭〔仅对V级围岩〕〔2〕施作②部导坑周边的初期支护和临时支护,既初喷4cm厚混凝土,架立钢架〔包括导坑的临时钢架〕,并设置锁脚锚杆〔3〕钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度3、开挖③部并施作导坑周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同②4、在滞后于③部一段距离后,开挖④部并施作导坑周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同②5、开挖⑤部施作周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同②6、开挖⑥部施作周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同②7、逐段撤除靠近二次衬砌6~8m仰拱围中隔壁底部钢架单元,灌筑该段VII部仰拱8、灌筑该段VIII部隧底填充并接长中隔壁临时钢架,使钢架底支撑于仰拱填充顶面。
9、〔1〕根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,逐段撤除多余的临时钢架 〔2〕利用衬砌模板台车一次性灌筑I*部二次衬砌〔拱墙衬砌一次施作〕,施工工序横断面及纵断面见以下图〔4〕当围岩为V级围岩深埋黄土质地段,采用三台阶七步法施工,具体施工工序如下:1、〔1〕利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护〔2〕弱爆破分部开挖①部,同时,每进尺1.2~2.0m,V级围岩地段掌子面喷8cm厚混凝土封闭 〔3〕分部施作①部导坑周边的初期支护,即初喷4cm厚混凝土,架立钢架 〔4〕施作锁脚钢管 〔5〕钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度2、〔1〕在滞后于①部一段距离后,弱爆破左右交织开挖②、③部 〔2〕每进尺1.2~2.0m,V级围岩地段掌子面喷8cm厚混凝土封闭 〔3〕导坑周边局部初喷4cm厚混凝土,施作钢架,并设锁脚钢管〔4〕钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度3、〔1〕在滞后于③部一段距离后,弱爆破左右交织开挖④、⑤部〔2〕导坑周边局部初喷4cm厚混凝土,施作钢架〔3〕钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度4、分台阶开挖⑥部5、〔1〕开挖⑦部 〔2〕隧底周边局部喷4cm厚混凝土,施作钢架。
〔3〕复喷混凝土至设计厚度6、灌筑Ⅷ部仰拱及隧底填充〔仰拱及隧底填充应分次施作〕7、根据监控量测结果,待初期支护收敛后,利用衬砌模板台车一次性浇筑Ⅸ部衬砌〔拱墙衬砌一次施作〕施工工序横断面图、透视图、纵断面图、平面图见以下图:〔1〕三台阶七步开挖法施工工序横断面图〔见以下图〕〔2〕三台阶七步开挖法施工工序透视示意图〔见以下图〕〔3〕三台阶七步开挖法施工工序纵断面示意图〔见以下图〕〔4〕三台阶七步开挖法施工工序平面示意图〔见以下图〕3.1.4超前支护施工根据围岩地质情况分别采取长管棚、中管棚、超前小导管超前支护,超前管棚采用管棚钻机施做,施做前应先做好护拱或导向墙超前注浆小导管采用风钻钻孔,由注浆泵注浆〔1〕大管棚施工1〕大管棚施工工艺见下页图“大管棚施工工艺图〞〔2〕施工方法隧道进出口段采用大管棚超前支护,大管棚采用地质钻机成孔,注浆泵注浆,外插角为1°~3°施工准备:开挖至管棚施作空间位置时,预留钻机作业平台,安设导向架及导向管,施作导向墙〔套拱〕,搭设作业平台架并固定结实成孔:采用水平地质钻机,从导向管钻孔安设:由机械顶进,钢管节段间用丝扣连接;顶进前先进展管节加工采用不同长度规格,相邻交替错接安装。
管棚顶到位后,钢管与导向管间隙用M40砂浆堵塞严密,堵塞时设置进浆孔和排气孔注浆:注浆压力为0.5~2.0Mpa,当排气孔流出浆液后,关闭排气孔,继续注浆,到达设计注浆量或注浆压力时停顿注浆,施工过程中,为了防止注浆过程中发生串浆,每钻完一个孔,随即就安设该孔的钢管并注浆,然后再进展下一孔的施工施工准备搭设钻机平台拌制浆液钻机安装调试套管跟进钻孔退出钻杆、钻头接长钻杆及套管钢管外露端封堵焊接注浆嘴压注水泥浆设备进场管棚钢管加工结 束架立拱架、预埋导向管浇筑导向墙〔架〕洞外试机经纬仪、水平仪校正钻杆方向钻孔方向角度控制逐节安装钢管取出套管下一根管棚施工大管棚施工工艺图〔2〕超前小导管支护施工1〕超前小导管施工工艺见以下图孔位检查测量导管孔位钻孔注浆设备就位调试注浆配置注浆参数试验注浆设计安设导管喷射混凝土封闭注浆面效果检查导管注浆导管预制加工是否否是超前小导管施工工艺图2〕施工方法采用风钻钻孔,用锤击或钻机将小导管顶入,注浆泵注浆3〕施工技术措施小导管的纵向搭接长度不小于设计,外插角满足规要求,与线路中线方向大致平行孔位钻设偏差不超过10cm,孔眼长大于小导管长,钢管顶入长度不小于管长的90%,用高压风将管砂石吹出。
3.1.5初期支护施工支护类型主要有:砂浆锚杆、中空注浆锚杆、钢筋网、喷射混凝土、钢支撑、格栅钢架等〔1〕砂浆锚杆钻孔使用简易开挖台车,YT-28凿岩机钻眼;锚杆预先在洞外按设计要求加工制作,施工时锚杆钻孔位置及孔深必须准确,锚杆要除去油污、铁锈和杂质按设计要求钻凿锚杆孔眼,到达标准后,用高压风去除孔岩屑,用注浆泵注浆,然后将加工好的杆体打入孔,并将锚杆与钢筋网联为整体砂浆锚杆施工工艺流程〞见下页图砂浆锚杆施工工艺流程图施工工艺说明:1〕钻孔:采用YT-28风钻孔位偏差不大于10mm,孔深偏差不大于50mm,采用“先注浆后安装锚杆〞的程序施工,钻头直径大于锚杆直径15mm2〕安装:系统锚杆在围岩开挖和初喷混凝土后打设,钻孔时确保孔口岩面平整,使岩面与钻孔方向垂直,局部随机锚杆的孔轴方向与可能滑动面的倾向方向相反,其与滑动面的交角大于45°,间距1.0~1.5m,梅花形布置锚杆注浆后,在砂浆凝固前,不敲击、碰撞和拉拔3〕质量检查:注浆密实度试验:选取与现场锚杆直径和长度、锚孔孔径和倾斜度一样的锚杆和塑料管,采用与现场注浆一样的材料和配比拌制的砂浆,并按现场施工一样的注浆工艺进展注浆,养护7天后检查其密实度。
4〕拉拔力试验:每300根锚杆中抽查3根进展拉拔试验砂浆锚杆养护28天后,安装拉拔设备,逐级加载至锚杆拔出或拉断为止,拉力方向与锚杆轴线一致〔2〕中空注浆锚杆中空注浆锚杆施工钻孔使用YT-28风动凿岩机,钻孔前根据设计要求定出孔位,钻孔保持直线并与所在部位岩层构造面尽量垂直,钻孔直径φ42mm,钻孔深度大于锚杆设计长度10cm中空注浆锚杆施工工艺流程见以下图移到下一工作段施工准备测放锚杆位置中空锚杆安装注 浆封 口拌制浆液备料钻孔中空注浆锚杆施工工艺框图施工工艺说明:1〕钻孔:按设计位置沿拱部开挖轮廓上标出锚杆位置;用锚杆钻机或风枪钻孔,钻至设计深度后,用水或高压风清孔,经检查后进展锚杆安设2〕锚杆安装:中空锚杆按设计要求在厂家定做,使用前先检查锚杆孔中有无异物堵塞,如有异物清理干净,用风枪将锚杆送入孔,锚杆的外露长度10~15cm,然后安装孔口帽〔止浆塞〕3〕注浆准备:为了保证连续不连续注浆,注浆前认真检查注浆泵的状况是否良好,配件是否备齐;检查制浆的原材料是否备齐,质量是否合格浆液采用水泥浆,检查无问题后开场注浆4〕注浆作业:迅速将锚杆、注浆管及注浆泵用快速接头连接好开动注浆泵注浆,直至浆液从孔口周边溢出或压力表到达设计压力值为止。
每根锚杆注浆必须连续注满一根锚杆完成后,迅速卸下注浆软管和锚杆接头,清洗后移至下一根锚杆使用注浆过程中,每次移位前及时清洗快速接头,以保证注浆连续进展浆液严格按配合比配制,并随配随用,以免浆液在注浆管、注浆泵中凝结注浆过程中假设出现堵管现象,及时清理锚杆、注浆软管和注浆泵;当注浆泵的压力表显示有压力,则卸压后再拆接头进展处理为保证注浆效果,严格控制注浆压力,橡胶止浆塞打入孔口不小于30cm,而且要待排完气之后立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的钻孔〔3〕钢筋网钢筋网沿拱墙铺设,钢筋网的铺设在初喷和系统锚杆施作后安设钢筋网固定在锚杆末端,钢筋类型及网格间距按设计施作钢筋网必须安装顺直,随被支护岩面的实际起伏状铺设,与被支护岩面间隙约3cm,钢筋网与钢筋网连接处、钢筋网与锚杆连接处点焊在一起,使钢筋网在喷射时不晃动钢筋网在加工厂加工成片,在洞再焊接起来形成整体钢筋网加工允许偏差:间距±10mm,搭接长度±15mm;外表保护层厚度不小于20mm,不允许将锚杆、钢筋头外露〔4〕钢支撑1〕加工钢支撑加工时首先根据各单位长度下好料,然后在车间工装台上弯制钢架的焊接在胎模焊接,控制变形按设计加工好各单元钢架后,组织试拼,检查钢架尺寸及轮廓是否合格。
加工允许误差:沿隧道周边轮廓误差不大于3cm,平面翘曲小于±2cm,接头连接要求同类之间可以互换构造试验时,在工作台上将钢架拼装成环外侧焊油顶座,采用油顶按设计荷载加压使用钢筋力计及收敛仪量测钢架力和变形情况钢架施工工艺流程见下页图“钢支撑施工工艺流程图〞2〕钢支撑的安装钢支撑在初喷混凝土后安设,钢支撑底脚置于结实的根底上,尽量密贴围岩并与锚杆焊接结实,钢支撑之间按设计纵向连接分部开挖法施工时,钢拱架拱脚打设直径为22mm的锁脚锚杆,锚杆长度不小于3.5m,数量为2~4根下半部开挖后钢支撑及时落底接长,封闭成环钢架与喷混凝土形成一体,钢架与围岩间的间隙用喷混凝土充填密实;各种形式的钢支撑全部被喷射混凝土覆盖,保护层厚度不得小于50mm施工准备开挖面超欠挖处理初喷混凝土测定钢支撑位置铺设钢筋网、架立钢架安装纵向钢筋连接筋安装质量检验喷混凝土完毕原材料检验钢构件加工运入洞内拼装注浆试验去除拱(柱〕脚底浮渣锚杆固定、打锁脚锚杆试拼、检验校正处理不合格合格合格钢支撑施工工艺流程图3〕钢架安装标准钢架安设前检查掌子面开挖净空,并挖除钢架底脚处虚碴,决不允许用虚碴填在超挖拱脚底部,垫方木或型钢进展高差调整,开挖尺寸允许误差±5cm。
3.1.6仰拱及铺底施工为保证施工平安,仰拱混凝土应及时施作,支护尽早闭合成环,整体受力,确保支护构造稳定在隧道正洞Ⅳ、Ⅴ级围岩中,待喷锚支护全断面施作完成后,根据围岩收敛量测结果,撤除临时支护,开挖并灌筑仰拱及填充混凝土,为减少其与出碴运输的干扰,采用仰拱桥技术,全幅一次灌筑,一次灌筑仰拱混凝土长度不大于3m仰拱施工工艺流程见下页图“仰拱施工工艺流程图〞设槽形挡头模测量设置安装仰拱钢筋开挖清浮碴报检灌筑砼捣固抽排水接缝处理混凝土生产、运输养护仰拱施工工艺流程图〔1〕仰拱混凝土工艺:1〕测量放样,由轨顶标高,反算仰拱基坑底标高;2〕采用挖掘机一次性开挖到位〔全断面开挖爆破一次到位,暂不出碴〕,人工辅助清理底部浮碴杂物;3〕将上循环仰拱混凝土接头凿毛处理,按设计要求安装仰拱钢筋,并预留与边墙衬砌连接筋;4〕自检合格后,报监理工程师隐蔽检查并签证,混凝土输送车运输灌筑,插入式振动棒捣固为能尽早便于行车,采用早强型混凝土〔2〕仰拱和底板施工应符合以下要求:1〕施工前,应将隧底虚碴、杂物、泥浆、积水等去除,并用高压风将隧底吹洗干净,超挖应采用同级混凝土回填2〕仰拱超前拱墙二次衬砌,其超前距离保持3倍以上衬砌循环作业长度。
3〕底板、仰拱的整体浇筑采用防干扰作业平台保证作业空间;仰拱成型采用浮放模板支架4〕仰拱、底板混凝土整体浇筑,一次成型5〕填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑,不得同时浇筑仰拱拱座与墙基同时浇筑,排水侧沟与边墙同时浇筑6〕仰拱施工缝和变形缝作防水处理7〕膨胀岩性地段,开挖后及时施作仰拱8〕填充混凝土强度到达5MPa后允许行人通行,填充混凝土强度到达设计强度的100%后允许车辆通行防水板施工初期支护与二次衬砌间设EVA防水板和土工布作为防水层,材质符合设计要求标准,防水板采用无钉铺设无钉铺设施工方法见下页图〔1〕基面处理基面处理:铺设防水层前对初期支护大致找平,边墙及拱部补喷找平、底部砂浆找平对外露的锚杆、管棚等切除、磨平,水泥砂浆封堵找平等,并全环施做一层2cm厚的防水砂浆出水点处理:在铺设防水板前,初期支护喷层外表漏水及时处理,采用注浆堵水或埋设排水管直接排水到边沟,保持基面的枯燥〔2〕铺设防水板防水板采用无钉铺设方法,一次铺设长度根据混凝土循环灌筑长度确定,铺设前先行试铺,再加以调整防水板采用无钉孔铺设,即先用φ80塑料垫圈和射钉将无纺布固定于基面上〔垫圈间距:拱0.5m~0.8m,边墙1.0m,呈梅花型布置〕,再将防水板用专用粘合剂粘合在垫圈上。
〔3〕防水板焊〔粘〕接防水板接缝采用热合机自动焊缝形成或专用胶粘结,即将两层防水板的边缘搭接不小于15cm,通过热熔加压或专用胶粘合,两侧接缝宽不小于2.5cm;当纵向接缝与环向接缝成十字穿插时〔十字形接缝〕,事先对纵向接缝外的多余搭接局部齐根处削去,将台阶修理成斜面并整平〔4〕防水板质量检查和处理1〕外观检查防水板铺设均匀连续,接缝宽度不小于25mm,搭接宽度不小于150mm,接缝平顺、无褶皱、均匀连续,无假焊、漏焊、焊穿或夹层等现象2〕接缝质量检查防水板搭接用热合机进展焊接或专用胶粘结,接缝为双面缝,中间留出空隙以便充气检查检查方法为:用5号注射针头与打气筒相连,针头处设压力表,将打气筒加压至1.5MPa 时,停顿充气,保持该压力达2min,否则说明有未焊好之处用肥皂水涂在焊接缝上,产生气泡地方重新焊接或粘结,直到不漏气为止检查数量采取随机抽样的原则,每10条抽试一条,为保证质量,每天每台热合机焊接制取一个试样,注明取样位置、焊接操作者及日期,供试验检查之用3〕要保持防水层接头处的干净、枯燥,同时在下一阶段施工前不得将其弄破损4〕二次衬砌混凝土浇筑前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,发现层面有破损及时修补。
〔5〕铺设防水板的施工技术措施防水板铺设前,先割除混凝土衬砌外表外露的锚杆头,钢筋尖头等硬物,凸凹不平处需先喷平,使混凝土外表平顺;局部漏水处需先进展处理防水板,特别是在凸凹较大的基面上,要预留足够的松散系数,使其留有余地,并在断面变化处增加悬挂点,保证缓冲面与混凝土外表密贴同时做好防水板与泄水孔的密闭性连接铺设防水板地段距开挖工作面不小于爆破平安距离衬砌混凝土灌注前检查防水板质量,填写检查证灌注衬砌混凝土时,不损坏塑料防水板防水板是易燃物品,一旦烧穿,影响防水效果,因此工作区制止烟火,并设消防设施和高压水管备用3.1.8隧道防排水系统施工防排水遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理〞的原则,以混凝土构造自防水为主体,以衬砌三缝为重点,到达防水可靠,不留后患〔1〕构造自防水衬砌混凝土一般段落抗渗等级不得低于P10,处于冻融环境及化学侵蚀环境段混凝土衬砌抗渗等级不得低于P12混凝土输送车运输,输送泵输送入模,插入式捣固器配合附着式振动器进展捣固,确保混凝土实外美〔2〕施工缝防水全隧环向施工缝采用中埋式止水带和外贴式止水带防水;纵向施工缝采用外贴式止水带加钢边橡胶止水带防水止水带安装方法及要求:沿设计衬砌轴线,每隔0.5米在挡头板上钻一直径为φ8的钢筋孔;将制成的钢筋卡,由待灌混凝土侧向另侧穿入,侧卡紧止水带之半另一半止水带平靠在挡头板上;待混凝土凝固后撤除挡头板,将止水带靠钢筋拉直、拉平然后弯钢筋卡套上止水带〔如下页图所示〕。
止水带接头焊接采用专用工具热融焊接〔3〕变形缝防水变形缝设止水带止水,止水带宽度和材质的物理性能均应符合设计要求,且无裂纹和气泡接缝平整结实,不得有裂口和脱节现象变形缝的端头模板应钉有填缝板,填缝板与嵌入式止水带中心线应和变形缝中心重合,并用模板固定结实,止水带不得穿孔或用铁钉固定端头模板支立允许偏差为:平面位置±10mm,垂直度2‰灌筑前校正止水带位置,外表清理干净,止水带损害处应修补,顶底板构造止水带的下侧混凝土应振实,将止水带压紧前方可继续灌筑混凝土边墙处止水带必须固定结实,外侧混凝土应均匀、水平灌筑,保持止水带位置正确、平直、无卷曲现象〔4〕排水盲管施工环向盲沟采用Ф50mm软式透水管,纵向盲沟采用Ф80mm软式透水管,施工位置按设计要求设置排水盲管施工工艺框图见以下图透水盲沟施工工艺框图〔5〕隧道构造防排水施工工艺合格原材料检验和试验隐蔽检查隐蔽检查不合格合格不合格铺设防水板衬砌台车定位进入下一道工序检查净空及初期支护外表情况割除外露超长的钢筋、锚杆、整平凹凸不平的外表安装施工缝止水带安装环纵向透水盲管和盲沟隧道构造防排水施工工艺框图3.1.9二次衬砌施工二次衬砌采用全断面液压整体模板衬砌台车模注砼,隧道二次衬砌混凝土在1*拌和站集中拌制,由混凝土搅拌运输车运输混凝土;混凝土输送泵泵送入模,插入式振捣器配合附着式振动器振捣,在模筑衬砌施工时,按设计要求准确埋设各种预埋件并预留压浆孔。
〔1〕施工工艺二次衬砌工艺框图见以下图“二次衬砌施工工艺流程图〞〔2〕工艺要求当隧道周边位移速率小于0.1~0.2mm/d,或拱顶下沉速率小于0.07~0.15mm/d,可认为围岩变形根本稳定,此时可进展二次衬砌;当发现净空位移量过大或收敛速度无稳定趋势时提前施作二次衬砌砼,按更低一级围岩类别施作二次衬砌砼采取二次衬砌增加钢筋或提高二次衬砌的砼强度等级的方法加强仰拱及填充紧随开挖进展,为减少其与出碴运输。