白须公1#隧道导洞作业指导书.docx
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白须公1#隧道导洞作业指导书
白须公1#隧道导洞
作
业
指
导
书
编制:
黄文
审核:
2008年5月6日
白须公1#隧道导洞,全长190.3m。
纵坡0.03872%,通过中心线距隧道中心线66.5m,每50m设一个15m长的加宽带,与主洞交叉处设加强段,初期支护净宽5.6m,净高6.5m,加宽段初期支护净宽6.7m,净高7.07m;通道距大溶洞边缘不小于18m,二衬暂不施工。
一、总体施工方案
全隧道采用新奥法施工,Ⅲ级围岩光面爆破全断面开挖,IV级围岩采用上、下断面正台阶法施工,V级围岩采用预留核心土环形开挖施工。
隧道工程施工开挖的出渣、进料采用无轨运输方式,实施掘进(钻、爆)、出渣(装、运、卸)、喷锚混凝土(拌、运、锚、喷)、衬砌(拌、运、灌、捣)等四条机械化作业线。
针对本隧道地质条件差,施工中采“用短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”等施工技术措施,隧道进洞及洞口断层破碎带地段,为改善围岩状态,提高围岩自身的自稳能力,防止可能发生的坍塌,采用注浆小导管超前支护,对围岩进行预加固。
开挖时严格按照短进尺、弱爆破、强支护、紧衬砌的原则施工。
循环进尺控制在3.0m以内,以策安全。
若遇上不良地质(围岩破碎带或溶洞)影响掘进速度。
施工队应对隧道施工进行精心组织,制定出周详的施工组织设计、施工计划,克服困难,修建该隧道工程,并以及采取相应的处治措施。
二、导洞内主要施工方案
1、洞口开挖及洞口地表加固处理
开挖前应对围岩进行预加固措施。
采用超前预注浆锚杆加固岩层后,用钢拱架紧贴洞口开挖面进行支护,再进行开挖作业。
洞身开挖中,支撑应紧随开挖工序,随挖随支。
施工支护采用18cm厚的网喷砼,系统锚杆支护;架立钢拱架或格栅的间距为1.0m。
2、隧道开挖初期支护
洞身开挖采用自制多功能台架人工手持风钻钻眼,预裂爆破,装载机装碴自卸汽车运输。
洞身浅埋及偏压地段采用环状开挖留核心土施工方法,以“短进尺、弱爆破、快支护、勤量测”作为指导方针。
开挖完成后及时施做钢拱架、锚杆和挂网混凝土初期支护及下循环超前支护。
3、通风、排水
通风:
在洞口设置一定功率的鼓风机,采用风管,通风。
排水:
采取隧道施工防排水设施和结构防排水相结合,以确保施工中良好的施环境,保证施工的安全与质量。
隧道施工防排水工作以防、截、排、堵相结合的综合治理原则进行。
导洞洞口必须按设计要求及时做好排水系统;地表积水应及早处理。
导洞洞内采用自然排水的施工方法。
三、施工方法
1、洞口、明洞与浅埋地段
先施工超前小导管注浆,加固地层。
拱部环状土开挖完成后,初喷砼5cm,检查修整断面,按设计架立格栅钢架、安设纵身连接筋,钢架架立完成后要进行中线、高程及净空尺寸检查(施工误差,预留变形量为钢架加工及架立时所必需考虑的)。
经检查合格后,在钢架与围岩间设置砼垫块,施作系统锚杆、挂钢筋网、复喷砼至设计厚度。
拱部初期支护施工完成后,开挖核心土。
开挖完成后及进初喷砼,接长格栅钢架,施工系统锚杆,挂钢筋网,复喷砼到设计厚度,进入下一循环。
2、掘进开挖方法
2.1、开挖方法
采用光面爆破全断面开挖,采用自制多功能台架全断面钻眼,光面爆破,光面爆破采用塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆,装载机装碴,自卸汽车运碴,初期支护采用多功能台车施作。
2.2钻孔
钻孔以全液压凿岩台车为主,辅以自制台车配多台风动凿岩机进行钻孔,作业钻眼操作平台为多功能风钻台架。
为满足进度要求,必须保证钻眼速度180~300m/h。
2.3爆破
采用光面爆破,并按微震控制爆破设计,塑料导爆管非电起爆。
隧道开挖施工中根据预裂爆破设计,结合现场地质情况进行爆破试验并不断修正设计参数,以达到最佳爆破效果。
成立爆破作业小组,实行定人、定位、定标准的岗位责任制,精细规范实施,爆破作业的操作要求:
①装药作业要定人、定位、定段别;
②装药前,所有炮眼必须用高压风吹净尘沬;
③严格按设计的装药结构和药量装药;
④严格按钻爆设计的联络网络实施,注意导爆索的连接方向和连接点的牢固性。
3、施工初期支护方法
3.1锚杆施工方法
洞身开挖完经初喷砼后,先由测量人员用油漆按设计标定锚杆位置。
锚杆采用手持风钻进行钻孔,钻孔完成后,需进行检查,发现不合格的孔应补钻。
锚杆必须与岩体主结构面成较大角度布置,当主结构面不明显时,与隧道周边轮廓垂直呈梅花形布置。
锚杆的钻孔及其安装方法,锚杆的钻孔应圆直,空口岩面应平整,钻孔应于岩面垂直。
注浆锚杆的注浆材料、所使用的外加剂、设备和注浆方法都应严格按设计和规范要求。
每根锚杆的抗拔力不得低于设计规定,并不应低于50KN,每300根锚杆必须抽样一组进行抗拔立试验,每组不少于3根,并符合《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GBJ--85)的规定。
3.2喷砼施工方法
隧道开挖完成后应立即对岩面喷射砼,以防岩体发生松驰。
喷射砼采用湿喷工艺,在喷射砼前用压缩空气或压力水将所的待喷面吹净,吹除喷砼面上的松散杂质或石粉。
砼由项目部搅拌站生产采用强制搅拌机拌合,砼输送车运输送入湿喷机料斗由砼喷射手向待待喷面喷射,喷射前均匀添加规定掺量的速凝剂。
喷射要用先下后上S型喷射方式分层喷射,并在喷射砼达到凝后方可喷射下一层。
喷射时要注意严格控制风压同时保证喷射速度适当,使喷嘴与受喷面保持适当距离(0.6~1.2m),喷射角度尽量接近90°,正确掌握喷射顺序,不使角隅钢筋前面出现蜂窝或砂襄,发现出现此现象时,及时清除受喷面上的砂襄或下垂的混凝土,以便重新喷射,喷射砼质量及厚度不小于现行规范规定和设计要求,喷射工作结束后要认真清洗喷嘴。
喷射时需注意的问题
①喷射机的合理使用
启动喷射机时,应先送风再开机,并应在机械运转正常后送料,供料均匀连续。
作业结束时,先停止送料,待罐内余料喷完,再停机,然后关风。
停止喷射作业后,喷射机和输料管内的积料应及时清除干净,以避免混合料结块堵管。
②输料管堵塞问题
堵管的一般原因不外乎以下几种:
a、 混合料中混入超规定粒径的石子、水泥硬块或其它杂物。
b、 操作程序有误,如先开马达后送风,或砂子含水率过高,操作阀错开,致使高压风大量泄出,使工作室内风压急剧下降,也会引起输料管堵塞 。
c、 如遇堵客,应立即关闭马达,随后关闭风源,并将软管拉直,然后 以手锤敲击找到堵塞位置,可将风压开到0.3~0.4MPa,同时继续敲击堵塞部位,使其排除堵塞物而畅通。
排除堵管现象时,应注意喷嘴前方严禁站人,以免发生伤人事故。
③回弹问题
影响回弹率的各种因素有:
混合料配合比、水灰比、砂子含水率、工作风压、水压、喷射距离、喷射角度、操作方法及熟练程度等。
针对各种因素,采取相应的措施降低回弹率。
《规则》规定正常情况下的回弹率,一般拱部为20~30%,边墙为10~20%。
④粉尘问题
a、 控制砂石料含水率:
当含水率控制在5~7%时,作业时的粉尘浓度可控制在15mg/m3以下;
b、 加强通风;
c、 加长拢料管:
即在喷嘴水环到出口之间接一段0.5~1m长的管子,使干料与水混合后有一个充分湿润和混合的过程,这对降尘和提高砼质量都较为有利。
d、 严格控制工作风压:
风压过高,进料速度过快,在喷头处加水不容易均匀,风压过高不仅增加回弹量,而且也会提高粉尘浓度。
⑤安全及劳动保护:
施工中注意喷嘴不准对人,以免喷射伤人,喷射前先进行清理浮石、危石等必要的排险作业;喷射机一定要安放在围岩稳定或已衬砌地段。
喷射砼施工人员必须佩戴防尘口罩等,操作喷头和注浆管的工人应佩戴防护眼罩,夹胶工作服、长筒乳胶手套等。
3.3锚喷支护的质量要求:
①抗压强度必须合格,不合格时,查明原因,并采取措施,可用加厚喷层或增设锚杆的办法予以补强。
②喷层与围岩粘结情况,用锤敲击,如有空响应凿除喷层,洗净重喷。
必要时应进行粘接力测试。
③喷层平均厚度不得少于设计厚度。
④喷射砼表面有裂缝、脱落、露筋、渗漏水等情况时,应予补修,凿除喷层重喷或进行整治。
⑤锚杆抗拔力应满足设计要求。
⑥钢拱架垂直于隧道中线,上下左右允许偏差±5㎝,倾斜度不得大于2°。
3.4挂钢筋网施工
钢筋须调直除锈,按规定长度下料、安扎、焊、顺序堆放在工作面上使用。
钢筋必须安装顺直,紧贴初喷砼表面,钢筋网成形后,每根钢筋都应绑扎,在二次喷砼时,钢筋极少颤动。
在有钢筋的工作面上复喷砼,其喷射作业与无钢筋情况要求不同,前者要求将钢筋背后喷护密实,钢筋表面不残留回弹物,以使钢筋有较大的握着力,有钢筋时,如果对着直喷,反而加大回弹量,因此在钢筋网外喷护,喷砂应保持一个角度,既能使钢筋背后勤部密实充填,又可使回弹减少。
钢筋网表面保护层厚度不小于2㎝,不允许将锚杆、钢筋头外露。
钢筋网的铺设应设在第一次喷射砼和锚杆施工后进行。
钢筋网应随喷射砼面的起伏进行铺设。
钢筋网现场绑扎,可以利用单根钢筋挠度大,当有钢拱架时,应与钢拱架联接牢固。
3.5钢架加工制作及架设的施工方法
①钢架加工制作时,构件是连接关键性工艺,应按《钢结构工程及验收规范》GB50205-95的规定执行,确保各类焊缝及螺栓连接质量。
钢架加工后要进行试拼,其允许误差:
沿隧道周边轮廓误差不应大于3cm,钢架由拱部,边墙各单元钢构件拼装而成。
各单元螺栓连接。
螺栓也眼中心间距公差不超过±0.5cm,钢架平放时,平面翘曲应小于±2cm。
②钢架架设
为保证钢架置于稳固的地基上,施工中应在钢架基脚部位顶0.15~0.20m原地基,架立钢架时挖槽就位,并在钢架基脚处设槽钢以槽增加基底承载力。
钢架平面应垂直于隧道中线,其倾斜度不大于2度。
钢架的任何部偏离铅垂面不应大于5cm。
为增强钢架的整体稳定性,将钢架与锚杆焊接在一起,各种钢架间设纵向连接钢筋。
为使钢架准确定位,钢架架设前均需预先安装定位系筋。
系筋上端与钢架焊接在一起,另一端插入围岩中0.5-1.0m并用砂浆锚固,当钢架架设处有锚杆时应尽量利用锚杆定位。
钢架架立后应尽快施作喷射混凝土,并将钢架全部覆盖,使钢架与喷混凝土共同受力。
喷射混凝土应分层进行,每层厚度5-6cm左右,先从拱脚或墙脚向上喷射,以避免回弹料虚掩拱脚(墙脚)而不密实,强度不够,造成拱脚(墙脚)失稳。
四、注意事项
1、隧道混凝土衬砌施工
加强超前及初期支护强度勤量测,在确保安全的情况下,尽量采用全断面一次衬砌,配置备用拱架以备围岩不稳定时采取先拱后墙施工。
隧道衬砌混凝土浇筑的施工方法程序,就经监理工师批准,衬砌施做时间,根据围岩稳定情况和支护情况确定,必须注意开挖爆破不得危害已经衬砌的混凝土。
2、隧道施工防水与排水
2.1隧道地表护排水
①进洞前,按设计要求在洞口顶开挖和砌筑截水沟、排水沟,截止山体地表水流入水沟;
②地表的坑洼、钻孔、探坑等采用不透水材料或土壤填塞,并分层回填分层夯实。
2.2隧道洞内施工排水
隧道洞内施工排水采用顺坡排水。
3、隧道施工通风与防尘
3.1隧道施工单洞口掘进为有效排烟、除尘,施工通风采用轴流风机压入方式,以确保人身安全和正常循环施工。
因此,为满足隧道施工通风技术规范要求,本隧道分别由进口区和出口区进行施工。
3.2防尘采用湿式钻孔,爆破后采用喷洒水幕降尘法,可以达到充分降尘的目的。
4、隧道不良地质段施工
4.1施工概述
隧道设计探明的不良地质段有裂隙发育、岩石破碎段,施工有可能发生坍方,必须予以足够重视。
该段整体施工方案如下:
①利用工字钢钢架和超前大管棚、超前小导管进行预支护。
②减少循环进尺,采用无爆破开挖或松动爆破,尽量减少对围岩的扰动。
③及时支护岩体、封闭岩面,作到随挖随护,并加强施工排水。
④混凝土衬砌紧跟。
⑤施工监控量测加强,及时反馈信息以改进施工方案、优化支护参数。
⑥加强施工组织,严格工程管理,严格施工工序,严格安全规程,并组织好物质设备的应急供应工作。
4.2裂隙破碎带施工
该地段常用方法:
超前预报,超前支护,分部台阶开挖,随挖随封闭随支护,及早衬砌。
①围岩塌方前兆
围岩的变形破坏、失稳塌方,是从量变到质变的过程。
量变过程中,围岩的工程水文地质特征及岩石力学反应出一些征兆,这些征兆主要表现在以下几个方面:
a水文地质条件的变化,如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、水质由清变浊(地下水将裂隙填充物冲走)。
b顶部围岩裂缝旁出现岩粉,洞内无故尘土飞扬,或不断掉小石块、裂缝张大。
c支撑压坏或变形加大,喷射混凝土裂缝剥落。
d围岩或初期喷锚支护变形。
拱脚附近的水平收敛率大于0.2mm/d,拱侧表现为洞顶滴水位置不定来回移动,表明围岩在变形。
②、隧道塌方的预防措施
要保证隧道不塌方,就必须及时进行超前地质预报、及时支护、及时量测、及时分析、遇到情况及时处理,尽量减少对围岩的扰动。
作好超前地质预报工作:
尤其是施工开挖接近设计探明的富水及断层破碎带时,要认真及时地分析和观察开挖面岩性变化,遇有探孔突水、渗水增大和整体岩性变差等现象时,及时改变施工方案。
加强围岩量测工作。
通过对量测数据的分析处理,按照时间-位移曲线规律,及时调整和加强支护,同时重视混凝土衬砌的及时施作。
严格控制爆破装药量,尽量减少对围岩的扰动。
保证施工质量。
超前预注浆固结止水、钢架制作、初期支护和混凝土衬砌的质量必须符合设计及验标要求。
严格控制开挖工序,尤其是一次开挖进尺,杜绝各种违章施工。
在施工过程中,应根据实际情况变更设计,采取不同的施工方案,保证隧道施工安全。
洞口常备一定数量的塌方抢险材料,如方木、型钢钢架等,以备急用。
如遇到围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快;围岩面不断掉块剥落;初期支护喷射混凝土表面龟裂、裂缝或脱皮掉块;钢架严重变形等现象发生时,应先撤出工作面上的施工人员和机械设备,指定专人观察和及时处理。
5、溶洞处理
隧道在溶洞地段施工时,应根据设计文件有关资料及现场实际,查明溶洞分布范围、类型情况(大小、有无水,溶洞是否在发育中,以及其充填物)、岩层的稳定程度和地下水流情况(有无长期补给来源、雨季水量有无增长)等,分别以引、堵、越、绕等措施进行处理。
5.1引排水
当暗河和溶洞有水流时,不宜堵。
在查明水源向及其与隧道位置的关系后,用暗管、涵洞、小桥等设施,渲泄水流,或开凿排水洞,将水排出洞外;
当水流的位置在隧道上部或高于隧道时,应在适当的距离外,开凿引水斜洞(或引水槽),将水位降低在隧道底部位置以下,再行引排。
5.2堵填
拱腰以上小溶洞采用C10砼回填,并施作锚杆,回填施工完后再施作喷射砼和钢筋网初期支护。
溶洞在边墙处发育,采用M7.5号浆砌片石回填,并作透水管,回填施工完后再施作喷射砼和钢筋网初期支护。
溶洞在基础处发育,采用M7.5号浆砌片石回填,并作透水管。
5.3跨越
当溶洞较大较深,可用用梁、拱跨越。
梁端或拱座应置于稳固可靠的基岩上,必要时用圬工加固。
5.4绕行施工
施工中遇到一时难以处理的溶沿洞时,可采用迂回导坑绕过溶洞区,继续进行隧道施工,再行处理溶洞。
6、突水、突泥灾害处理预案
当洞内发生突水、突泥灾害时,采取以下步骤处理:
利用工作面现有的钻孔台架同时搭设钢管脚手架,安装大口径钢管,对出水进行初步归流,使大部分涌水沿导流管排出;在工作面施做止浆墙,考虑到工作面处出水口未从导流管流出的散水较多,止浆墙施工时泥浆水等会流入混凝土内,会降低混凝土质量,止浆墙可分两段施工:
第一段浇筑起归流作用,第二段浇筑起堵水作用;为便于施工,在止浆墙混凝土浇筑的同时,可在涌水部位设临时集水槽以汇集未从导流管流出的散水,并设引流钢管将水引出止浆墙外;超前帷幕注浆堵水,根据涌水量、水压等情况综合确定注浆孔布置,注浆方式可视具体情况采用孔口管前进式注浆或止浆塞后退式注浆,其余注浆施工有关参数基本同前述。
7、断层破碎带处理预案
本隧道岩体碎裂岩化及角砾化,岩溶水发育。
该段易涌水、突泥及大面积塌方。
该段施工遵循“先预报,预加固,短进尺,弱爆破,强支护,早封闭,勤量测,快反馈,控变形”的原则,配备水平钻机、陆地声纳仪、地质雷达、TSP203地质预报仪等仪器,采用常规地质法、声波法、地球物理法相结合的综合手段进行地质超前预报,按照“石变我变”的动态原则组织施工。
断层破碎带一般地段拱部采用小导管进行预支护,管棚长度20m,每次开挖16m。
富水地带遵循“超前探水、以堵为主、控制排水、堵排结合”的原则,采用全帷幕注浆堵水加固围岩,每组注浆段长度为30m,每次开挖25m,剩余5m作为止浆墙。
Ⅴ级围岩段使用凿岩台车打眼,减震控制爆破全断面开挖,开挖进尺控制在1.5~2.0m。
初期支护施做本着“宁强勿弱”的原则,紧跟开挖进行,锚杆利用风钻打孔,人力安装。
尽早施作隧底初期支护使之闭合成环,改善受力状态。
同时根据监控量测结果及时分析反馈,及时调整支护参数,确保施工安全顺利进行。
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