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11.9
8.65
梯道暗挖段C1
20
5.4
分4导洞开挖
梯道暗挖段C2
8.4
主通道暗挖段
34.9
9.7
5.8
分6导洞开挖
梯道暗挖段D
27.65
坡道暗挖段
51
7.7
泵房及管理房
4
通道暗挖段顶部覆土厚度2~5m不等,属超浅埋暗挖范畴。
在施工过程中严格坚持“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”十八字方针指导施工,信息化动态调控。
二、CRD工法分部开挖步序划分
1、主通道(泵房管理房、坡道)CRD工法施工步序图
(1)开挖步序划分图
开挖横断面图
(2)开挖具体步骤及操作要求
关键工序名称
施工工艺工序示意图
操作要点
Ⅰ中上导洞开挖
施工Ⅰ部超前小导管,预留核心土开挖Ⅰ部土方,架立Ⅰ部格栅钢架和临时中隔墙及临时仰拱,连接筋及钢筋网片安装,打设锁脚锚管,喷射混凝土。
Ⅱ左上导洞开挖
施工Ⅱ部超前小导管,预留核心土开挖Ⅱ部土方,架立Ⅱ部格栅钢架和临时仰拱,连接筋及钢筋网片安装,打设锁脚锚管,喷射混凝土。
Ⅱ部施工应滞后Ⅰ部5~6m,以形成台阶。
Ⅲ右上导洞开挖
施工Ⅲ部超前小导管,预留核心土开挖Ⅲ部土方,架立Ⅲ部格栅钢架及临时仰拱,连接筋及钢筋网片安装,打设锁脚锚管,喷射混凝土。
Ⅲ部施工应滞后Ⅱ部5~6m,以形成台阶。
Ⅳ中下导洞开挖
施工Ⅳ部超前小导管,预留核心土开挖Ⅳ部土方,架立Ⅳ部格栅钢架及临时中隔墙,连接筋及钢筋网片安装,打设锁脚锚管,喷射混凝土。
Ⅳ部施工应滞后Ⅲ部5~6m,以形成台阶。
Ⅴ左下导洞开挖
施工Ⅴ部超前小导管,预留核心土开挖Ⅴ部土方,架立Ⅴ部格栅钢架,连接筋及钢筋网片安装,喷射混凝土。
Ⅴ部施工应滞后Ⅳ部5~6m,以形成台阶。
Ⅵ右下导洞开挖
施工Ⅵ部超前小导管,预留核心土开挖Ⅵ部土方,架立Ⅵ部格栅钢架,连接筋及钢筋网片安装,打设锁脚锚管,喷射混凝土。
Ⅵ部施工应滞后Ⅴ部5~6m,以形成台阶,初支封闭成环。
2、梯道暗挖段A、B、D“CRD”工法施工步序图
见下图
(2)开挖具体步骤
3、梯道暗挖段C1、C2“CRD”工法施工步序图
三、超前小导管施工
(1)小导管设计要求
小导管采用φ40×
3.5mm,L=2.5m钢管,每榀钢支撑布设,环向间距为0.3m,外插角10°
~20°
,纵向相邻两排锚管的水平搭接长度不小于1.0m。
布设位置拱部、边墙、临时中隔墙。
由于泵房、管理房未设超前大管棚,因此超前小导管采用φ50×
4mm钢管,L=2.5m,间距0.2m。
(2)施工工艺流程
超前小导管施工工艺流程图
(3)小导管加工制作
小导管端部制作成尖形,尾部焊上铁箍,在距尾部0.5处开始钻孔,钻孔沿管壁间距200mm,孔径6~8mm,呈梅花形布设,孔位互成90°
,以便向土体内压注浆液。
(4)小导管打设
根据本工程地质情况,小导管可采用风镐直接顶入,施工时要严格控制好打设角度(10°
)和布设间距(0.3m)。
小导管打设需两个人配合进行,一人负责掌握小导管打设角度和间距,另一人负责用风镐顶入。
小导管打设时从网构(格栅)钢架中间穿过,打完后钢管尾端应外露一定长度,与格栅钢架焊接在一起(建议不要留出太长,砼喷射最好将小导管全部埋住,以便于后期防水层施工,但是一定要确保小导管与格栅钢架焊接长度及焊接质量)。
(5)注浆
1)配浆
注浆采用水泥·
水玻璃双液浆,注浆前应进行试配;
普通水泥浆水灰比:
1∶1~1.5∶1,在施工中可依据现场情况适量调整;
水玻璃浆浓度:
30Be′;
水泥浆与水玻璃浆配比:
1∶0.4~1∶0.8;
根据现场试配,当水泥浆水灰比为1:
1、双液浆配比为1:
0.8时,凝固时间约2分钟,施工中可适当调整。
2)注浆
a注浆前应确定最佳注浆压力(0.5MPa左右)、扩散半径、单孔注浆量(根据土层参数计算)及注浆终止条件。
b按要求安设注浆设备(注浆泵,双液注浆泵),注浆管。
c将注浆泵吸管放入浆液中(吸头有D80滤网包紧),进行正式注浆。
d注浆时,采取低压力中流量注入,注浆过程中压力逐步上升,流量逐渐减少,当压力升至注浆终压时,继续压注1min,即可结束注浆。
e注浆结束后,将管口封堵,以防浆液倒流管外。
(6)注浆终止条件
注浆以注浆量和注浆压力进行双控。
单管注浆终止条件:
1)当注浆量达到设计要求后,可终止注浆;
2)当注浆压力达到设计要求,注浆量达到设计要求80%后也可终止注浆;
每根注浆管注浆均达到设计要求后,可终止该断面注浆。
四、土方开挖
本工程地下通道开挖范围内土层主要为(3-2)粘土,(3-3)粉质粘土,(4-1)淤泥质粉质粘土,(4-2)粉质粘土,(5)粉土夹粉砂、粉质粘土。
所有土层承载力小、强度低,采用人工开挖,开挖机具主要采用洋镐、铁锹。
土方运输采用手推胶轮斗车,运至竖井后用电葫芦吊运至地面渣土场。
施工控制要点:
(1)导洞开挖循环进尺长度0.5m,严禁超挖和一次多榀开挖。
(2)相邻导洞开挖施工间隔5~6m。
(3)土方开挖时应注意观察土层变化(熟悉地质勘察报告,掌握开挖位置具体对应的土层),发现实际土质与设计不符时,及时反馈信息。
(4)土方开挖要尽量做到不超挖(一是导致开挖量增大,二是导致喷射砼量增加)、不欠挖(影响拱架安装,且初支墙厚度不够,遗留安全隐患)。
(5)土方开挖过程中,应掌握开挖面与路面的对应位置,随时观测路面的变形情况,特别是开挖至通道三叉口时(该位置正处在发展大道和银墩路口交汇处,地面车流非常大,且通道顶部覆土厚度仅3m左右,是本工程施工难度及风险最大的部位),应加强观测,将观测结果及时反馈并形成书面记录单。
五、格栅钢架制作与安装
本工程地下通道初支结构采用喷、锚、钢架支撑体系,钢拱架为主要受力构件。
拱墙采用钢格栅支撑,临时仰拱及临时中隔墙采用I20a工字钢钢架支撑。
钢架之间通过φ22@300纵向连接筋和钢筋网片(φ6.5@150*150)连接成整体。
1、格栅钢架制作
1)格栅钢架在工地加工场内提前进行预加工,将场地平整后,平铺钢板,制成固定模具。
钢格栅在钢筋加工场设置1:
1制作样台分段冷弯制作,按单元焊接后,运到施工场地安装。
2)钢格栅加工要求尺寸准确,弧形圆顺。
3)钢筋焊接质量要满足设计要求,钢架两侧对称焊接成型,主筋中心与轴线重合。
4)格栅钢架加工后试拼,结果应满足规范要求,否则将视为废品处理。
5)钢架加工所有焊缝均采用满焊,焊缝高度不小于8㎜,I级钢之间焊接采用E43系列焊条,II级钢之间焊接采用E50系列焊条。
2、格栅钢架安装
1)拱架采用人工安装,分节拼装。
2)每榀格栅钢拱架安装前,准确定出拱架安装的中线、标高(控制连接板高度及方向)及拱脚设计位置。
要求:
安装上面三个导洞拱架时(特别是中上导洞),每榀拱架必须测量放线,准确定位,确保拱架安装标高及垂直度误差在1cm以内,超出要求,视为安装质量不合格处理,拆除返工。
并且拱脚必须架立在坚固的基座上(必要时应加放垫块),防止拱架安装好后沉降。
3)钢格栅之间连接采用∠125×
80×
10角钢连接,M20×
55螺栓固定,每个接头角钢4块,螺栓4套。
临时仰拱及临时中隔墙钢架之间采用320×
260×
10钢板连接,M20×
55螺栓固定,每个接头钢板2块,螺栓4套。
注意:
加强控制螺栓的连接质量,主要检查螺栓的数量、螺帽是否拧紧、每节拱架之间连接板或角钢是否有空隙等。
若由于施工偏差,导致局部个别乱栓无法连接或连接板之间存在空隙,则必须通过加垫钢筋、钢板等,将其焊接在一起,连接焊缝均为满焊。
4)钢架与土层应尽量靠近,但须预留出混凝土保护层。
3、纵向连接筋
钢格栅及钢架之间通过φ22连接筋连成整体,连接筋间距0.3m。
拱墙环向四周双层布置,临时仰拱、中隔墙单层布置(布设在工字钢外侧)。
每根连接筋长度0.74m,每榀拱架连接筋之间采用单面搭接焊连接,焊缝必须饱满,搭接长度10d,即不小于22cm。
4、钢筋网铺设
1)钢筋网片采用φ6.5@150×
150,拱墙环向四周双层布置,临时仰拱、中隔墙单层布置(布设在工字钢外侧)。
。
2)钢筋网片安装时将网片点焊在连接筋或格栅钢架上,网片间搭接长度≮15cm(一个网格)。
5、格栅钢架施工的主要技术措施
1)原材料的检验
钢筋进场时检验其出场合格证及外观质量,钢筋原材料及焊接接头按规范要求进行见证取样送检。
2)各部开挖至设计断面尺寸后,立即安设格栅钢架,减少围岩暴露时间。
3)加工好的钢架必须经过检查、验收,确保每榀钢架无漏焊、开焊。
验收合格的钢架分类堆码、并作好标识。
4)为保证钢架的稳定和整体受力,设置纵向连接钢筋与已施工相邻拱架连接牢固。
锁脚锚杆、纵向联接筋、钢筋网与钢架联结牢固,喷砼时钢筋网不得晃动。
5)在初期支护形成“闭合”结构前,为减少初期支护下沉量,每个台阶安装钢拱架时,在其基底设一块垫块,形成牢固基座,以增大受力面积,减少下沉量。
6)当钢架和土层之间间隙过大时必须用喷射砼充填密实,不得用木材、片石等杂物塞填。
7)钢架安装时,严格控制其内轮廓尺寸,且予留沉降量,防止侵限。
8)若遇到地质条件较差的地段加密格栅间距,保证结构安全。
四、喷射砼
本工程喷射砼采用潮喷施工工艺,按照配合比,在拌和前用适量的水把砂、石原材料湿润,然后加入水泥、速凝剂,用砼搅拌机拌和,把拌和料送入喷射机料斗,喷射机活塞将拌和料送入混合室,与压缩空气混合后进入喷射管,在喷嘴处通入水,混合后的料从喷嘴喷射到受喷面。
本工程地下通道采用C20喷射混凝土,喷射厚度300mm,内掺速凝剂(型号8880-D)。
1、喷射砼施工机械
主要施工机械包括:
滚筒式搅拌机、喷浆机,空压机等。
2、喷射砼施工工艺
3、配合比
本工程喷射砼配合比由试验室试配后确定如下:
C20喷射砼配合比
水泥
细骨料
粗骨料
水
外加剂
理论配比
1
2.16
1.84
0.43
0.05
施工用量(kg)
430
934
796
215
25
每盘用量(kg)
50
108
92
3
4、施工方法
1)喷射机安装好后,先通风、清洁管道内杂物。
同时用高压水吹扫受喷面,清除受喷面上的杂物。
2)喷射砼的混合料采用滚筒式砼搅拌机拌和,搅拌时间不少于3min。
3)喷射时应先通风,然后再加入拌和料,上料时要保证供料连续均匀,喷射前先在一边加水调试,待喷射砼正常后再移入喷射面喷射。
4)喷射砼的喷射路线应自下而上,呈“S”形运动;
喷射时,喷头作连续不断的圆周运动,并形成螺旋状前进,后一圈压前一圈三分之一。
5)喷射机要求风压为0.3~0.5Mpa,喷头距受喷面的距离控制在1.0m时较好。
6)喷头与受喷面保持垂直,如遇受喷面被钢筋网片、格栅覆盖时,可将喷头稍微偏斜10°
7)喷射厚度一次喷射厚度不超过10cm,喷射拱部时,一次喷射厚度不超过7cm。
5、潮喷砼技术要求
喷射砼作业在满足《锚杆喷射砼支护规范》有关规定的基础上,遵守以下几点:
1)初喷砼紧跟掌子面,复喷前先按设计要求完成超前小导管,钢筋网、格栅拱的安装工作。
喷射砼分层喷射,一次喷射厚度根据喷射部位确定,拱部为5~6cm,边墙为7~10cm。
后一层喷射在前一层砼终凝后进行,若终凝后1h以上再次喷射砼时,受喷面应先才用风、水清洗干净。
2)每次喷砼完毕后,即时检查厚度,若厚度不够需进行补喷达到设计厚度。
3)坚决禁止将回弹料做为喷射料使用。
4)坚决实行“四不”制度,即:
①喷砼工序不完,掌子面不前进;
②喷砼厚度不够不前进;
③砼喷射后发现问题未解决不前进;
④监测结果表明不安全不前进。
根据对现场施工情况检查,发现梯道A断面拱顶局部位置喷射砼与围岩之间存在空隙,经分析主要原因如下:
a大管棚施工定位不准,距离拱顶距离偏大,造成喷射砼施工过程中拱顶土方垮塌,影响了喷射砼与围岩(土层)之间的紧密接触。
b喷射砼施工时,对风压和水压的控制掌握的不是很好,以及喷射方法不当。
c喷射手责任性不强,发现拱顶土方垮塌后未及时叫人清理。
解决的办法:
1)喷射砼时,发现土体坍塌后,立即停止喷射,及时通知作业人员将土体清理干净后再开始喷射;
2)若在开挖过程中出现局部坍塌,及时打设小导管、安放钢筋网片后进行初喷;
3)加强喷射手的业务培训;
五、初支背后回填注浆
回填注浆具有堵水、加固结构、改善结构受力条件和控制地层沉降等多重作用。
初支背后回填注浆采用1:
0.5~1:
1纯水泥浆。
注浆管采用φ40×
3.5mm钢管,拱墙L=0.8m,仰拱L=2m,@1.5m梅花型布置,埋置方式分为喷浆前预埋及后期根据实际需要再在初支上钻孔安设。
根据设图纸要求,为了减小沉降变形,初支结构施工完成一段后,应及时进行回填注浆。
1、工艺流程
2、施工方法及技术措施
1)注浆孔布置
3.5mm钢管,拱墙L=0.8m,仰拱L=2m,@1.5m梅花型布置,埋置方式分为喷浆前预埋及后期根据实际需要再在初支上钻孔安设,布孔以避开环向施工缝为宜。
将注浆孔编号,先注奇数孔,后注偶数孔,这样可使各孔注浆达到互补作用,提高注浆效果。
2)浆液配制
水泥浆水灰比为1:
1,水泥优先选用P·
O42.5普通硅酸盐水泥。
3)注浆压力
回填注浆压力不宜过高,只要能克服管道阻力和初期支护与围岩间空隙阻力即可,压力过高易引起初期支护变形。
采用注浆泵注浆时,紧接在拱顶注浆处的压力宜控制在0.4~0.6Mpa。
4)注浆施工
注浆之前,清理注浆孔,检查注浆泵及压力表,安装好注浆管,保证其畅通,必要时进行压水试验。
注浆必须连续作业,不得任意停泵,以防浆液沉淀,堵塞管路,影响注浆效果。
5)注浆顺序
注浆由低处向高处,由无水处向有水处依次压注,以利充填密实,避免浆液被水稀释离析。
当漏水量较大,则应分段留排水孔,以免高水压抵消部分注浆压力,最后处理排水孔。
注浆时,必须严格控制注浆压力,以防大量跑浆和使结构产生裂缝。
当冒浆或跑浆严重时,应关泵停压,待一、二天后进行第二次注浆。
6)结束标准
当注浆压力稳定上升,达到设计压力并持续稳定一定时间后,不进浆或进浆量很少时,即可停止注浆,进行封孔作业。
停浆后,立即关闭孔口阀门,然后拆除和清洗管路,二衬结构防水层施工前,再拆卸注浆管(外露部分),并用高标号水泥砂浆将注浆孔填满捣实。
由于初支和土体之间存在空隙,初支结构施工完成一段(小于6m)后,应及时进行初支回填注浆,以减小地面沉降,确保施工安全。
六、特殊部位的施工技术措施
1、竖井内开洞门
开洞门是施工的关键点,洞门处受力条件复杂,是施工中相对较危险的环节。
1)按设计开挖轮廓线进行放样(在墙壁上用油漆画出轮廓线),考虑到施工期间沉降变形,开洞门时将通道外轮廓线放大5cm(即整个断面放大10cm),钢拱架加工制作图纸中已考虑,拱架制作严格按图纸执行即可。
2)考虑到洞口处存在应力集中现象,为了确保施工安全,在洞门口加一榀格栅钢支撑,即将洞门处前3榀钢支撑之间间距加密至0.25m。
3)架立洞门第一榀格栅钢支撑时,将钢支撑与竖井侧墙钢架(通道边墙钢格栅)用φ22“L”型钢筋连接在一起,连接筋间距0.3m。
2、三叉口开洞门
1)在三叉口处,开洞门需要将梯道边墙钢拱架割断,割断后的拱架必须支承在主通道(泵房、管理房)第一榀拱架上,并应连接牢固。
连接采用φ25“L”型钢筋连接(连接钢筋一端与梯道边墙钢格栅主筋焊接,另一端与主通道钢格栅焊接在一起)。
2)交叉口处钢拱架应加密,间距0.25~0.35m,每处5榀加密。
2、金家墩客运站侧初支施工安排
换撑施工:
由于该侧梯道暗挖段A、梯道暗挖段B断面及主通道暗挖段A断面尺寸大小不一致,部分临时仰拱面不在同一标高处,所以在梯道暗挖段B施工前应对梯道暗挖段A部分临时仰拱进行换撑处理。
主通道暗挖段A施工前,必须对梯道暗挖段A、梯道暗挖段B部分临时仰拱进行换撑,具体方法如下:
1)梯道暗挖段A每个导洞开挖至端头后进行临时掌子面封闭(竖向加设一根工字钢、水平焊接连接筋、钢筋网片、喷射200~300mm厚喷射砼)。
2)梯道暗挖段B钢支撑施工前须对梯道暗挖断A临时钢支撑进行换撑,架设N19a、N19b、N20a、N20b后拆除N19、N20号临时钢支撑。
3)主通道中下导洞开挖之前须再次对梯道暗挖断A临时钢支撑进行换撑,架设N23a、N23b、N24a、N24b后拆除N23、N24号临时钢支撑,并按照图示做好导洞底碎石填充。
4)梯道暗挖段B换撑
主通道中下导洞开挖之前须对梯道暗挖断B临时钢支撑进行换撑,架设N23a、N23b、N24a、N24b后拆除N23、N24号临时钢支撑,并按照图示做好导洞底碎石填充。
3、通道暗挖段未设大管棚区段处理措施
本工程梯道暗挖段C2及泵房管理房设计上未采用超前大管棚进行预支护,为保证拱顶土层的稳定性,处理方法如下:
1)设计对未设大管棚区段超前小导管进行加强,采用φ50×
4,长度L=2.5~3m、间距0.2~0.3m。
2)根据专家论证意见,施工前对该段地面土层进行注浆加固,注浆管采用φ40×
3.5,L=3m,间距1.0×
1.0m,梅花形布设,注浆采用水泥—水玻璃双液浆,注浆压力控制在1.0MPa左右。
3)施工过程中,根据通道变形监测数据,及时调整格栅支撑的间距(设计格栅支撑间距为0.5m,必要时可调整至0.3m左右)。
4、管棚在交叉口施工措施
在交叉口处,由于受到临时中隔墙影响,管棚施工水平距离仅2.6m左右,若不拆除临时中隔墙,管棚将无法施工。
考虑到在交叉口处,通道顶覆土厚度浅(仅3m左右),且顶部地面有川流不息的车辆及行人通过,为了确保安全,在交叉口处管棚施工拟采取如下措施:
(1)将管棚施工处上部临时中隔墙喷射砼局部破除,但工字钢支撑不得拆除。
(2)拆除管棚施工位置处相邻两根上部临时中隔墙工字钢支撑,待该位置管棚施工完成后立即恢复一根工字钢支撑,然后再拆除下根工字钢支撑,施工该位置处管棚,依次循环进行施工。
(3)拆除临时中隔墙时,应加强对拱顶及地面沉降变形的监测,发现异常情况,立即采取加固措施。
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