隧道出洞施工技术方案.docx
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隧道出洞施工技术方案
目录
一、工程概述1
二、马路塘隧道出口段施工情况1
三、处理措施1
四、施工方案2
马路塘隧道出洞方案
一、工程概述
1、工程概况
十标段的马路塘隧道起址里程为:
DK661+168~DK661+280,隧道全长112m。
隧道出口于DK661+253出洞,整条隧道DK661+128~DK661+280设计为Ⅴ级围岩,按Ⅴb进行复合式衬砌施工。
2、水文地质情况
隧道表层为第四系残坡积粉质黏土,灰褐色,硬塑,厚2.0~5.0m;下伏白垩系中部(Kb)泥质粉砂岩、沙砾岩,全风化~弱风化,紫红色,全风化层厚度大于20m,隧道穿越地层主要为全风化层。
岩层构造单一,赴京岩层产状:
50°∠54°;地下水为少量基岩风化裂隙水,洞顶及洞壁易坍塌。
DK661+268~+288为一推测隐伏断裂。
二、马路塘隧道出口段施工情况
马路塘隧道出口洞口段为浅埋地段,为减少高边坡开挖,确保洞口安全和边坡的稳定,并采用“早进洞晚出洞”的原则,隧道出口于DK661+253里程处进洞,2010年1月上台阶出洞贯通,贯通桩号DK661+182.2,目前,上台阶开挖至DK661+199,仰拱开挖DK661+224,二次衬砌至桩号DK661+231。
三、处理措施
1、清除地表植被,对地表裂缝采用粘土回填密实,裂缝采用彩条布覆盖;
2、隧道剩余部分采用三台阶临时仰拱法或三台阶七步开挖法;
3、暂停掌子面施工,快速处理DK661+218~DK661+208段初支开裂,采用Ф42单层小导管进行拱部加固;
4、DK661+218~DK661+208段弱风化岩层严禁采用爆破开挖,必须采用破碎锤进行破碎开挖;
5、在DK661+218~DK661+208处理完成后方可进行掌子面的开挖,开挖进尺不得大于1.0m。
6、在后续开挖施工中应将预留变形量调整至20cm;
7、初支背后脱空部位采用水泥砂浆或C20混凝土回填密实;
8、对DK661+208位置采用贝雷梁对初支面进行加固。
9、采用沙袋装土堆码,对掌子面进行封闭,堆码后采用喷射混凝土封闭掌子面。
10、根据图纸设计采用三台阶临时仰拱法,从DK661+205至掌子面(DK661+199)修建支撑平台,设立下部临时仰拱。
11、待变形稳定后,进行仰拱及二衬施工。
12、在距掌子面10m范围内适当位置埋设Ф600mm承插钢管作为逃生通道,保证掌子面施工人员的安全。
四、施工方案
根据现场确定处理措施,我部迅速组织施工队伍投入施工。
1、清除地表植被,边坡裂缝采用人工回填粘土并夯实,裂缝采用彩条布覆盖;
2、DK661+218~DK661+208段小导管钢管采用外径42mm,厚3.5mm饿热扎无缝钢管,钢管长度为4.5m。
为便于超前小导管插入围岩内,钢管前端宜做成尖锥状,尾部焊上箍筋;
3、钢管环向间距为40cm,纵向间距3.0m,纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于100cm,外插脚5°~10°
4、水泥砂浆水灰比:
0.5~1.0(重量比),注浆压力不得小于0.5~1.0MPa,小导管安设采用钻孔打入法,既先按设计要求钻孔,钻孔直径比钢管直径大3~5mm,然后小导管穿过钢架,用锤击或钻机顶入,顶入长度不得小于钢管长度的90%,并采用高压风将钢管内的砂石吹出;
5、注浆前应进行压水试验,检查机械设备是否正常,管路连接是否正确,为加快注浆速度和发挥设备效率,可采用群管注浆(每次3~5根);
6、注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压时可结束注浆;
7、注浆过程中要随时观察注浆压力和注浆泵排浆量的变化,分析注浆情况,防止堵管、跑浆、漏浆。
做好注浆记录,以便分析注浆效果。
小导管安设后,用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙,必要时在小导管附近及工作面喷射混凝土,以防工作面坍塌;
8、在处理完DK661+218~DK661+208段后方可进行掌子面开挖;
9、掌子面开挖完成后必须及时支护,采用喷射混凝土封闭掌子面的方法,逐一循环向前施工开挖间距不得大于1.2m
10、超前小导管位置布置示意图:
如下
11、三台阶七步开挖法
1、采用破碎催开挖①部,同时每循环进尺一次,掌子面喷5cm厚混凝土封闭,分部施作①部导坑周边的初期支护,即初喷4cm厚混凝土。
2、架立钢拱架;施作锁脚钢管;钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
②部开挖紧随①部预留核心土部位开挖(拉槽开挖)。
3、在滞后于①部一段距离后,破碎锤左右交错开挖③、④部;喷5cm厚混凝土封闭掌子面;导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,施作钢拱架;并设锁脚钢管;钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
4、在滞后于④部一段距离后,破碎锤左右交错开挖⑤、⑥部;导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,施作钢拱架;并设锁脚钢管;钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
5、开挖⑦、⑧部,隧底周边部分初喷4cm厚混凝土,施作钢拱架,复喷混凝土至设计厚度。
6、浇筑Ⅸ部仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充应分次施作)。
根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,利用衬砌钢模台车一次性浇筑Ⅹ部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
7、三台阶七步开挖法工序示意图
12、三台阶临时仰拱法施工方法及工艺
1、三台阶临时仰拱法说明
1.1三台阶临时仰拱法适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩地段,与初期支护钢架配合使用,施工时根据围岩完整性、地层风化程度、地下水发育情况等选用。
1.2施工工艺
三台阶临时仰拱法施工工艺流程图
1.3施工方法(施工工序)
1.3.1第一步(上台阶):
1.3.2利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护;
1.3.3人工配合机械开挖①部(上台阶),开挖高度(隧道顶拱正中至临时仰拱正中)4m,开挖进尺不大于60cm,临时仰拱开挖弧度的半径为20m,开挖角度为拱部1200范围(即A、B单元的连接处)。
2、临时仰拱开挖施工
2.1开挖前,由测量放出上台阶开挖线及临时仰拱开挖线,主要控制点有拱部1200范围处的两点,临时仰拱正中点,并对临时仰拱开挖弧度测量点加密。
2.2测量放线完成后,由专人在现场组织指导施工,采用人工配合机械进行开挖,开挖至拱部1200水平线时,暂停拱腰两侧2m范围内的开挖,主要开挖临时仰拱中间部位,待开挖至临时仰拱底部30cm厚时,采用人工开挖至临时仰拱设计线,临时仰拱弧度采用2段钢筋模具(钢筋模具采用Φ22两根钢筋预弯成型,预弯半径20m,长度6.03m,钢筋间间距10cm,钢筋间用Φ22加固焊接,间距1.0m)进行控制。
2.3施作①部导坑周边的初期支护,即初喷4cm厚的C25混凝土,根据设计图钻设系统锚杆(拱部1200范围,钻设Ф22带排气装置的组合锚杆,长4m,间距:
环1.2m×纵1.0m)。
2.4架立Ⅰ22a工字钢型钢钢架、间距60cm,并打设Ф50锁脚钢管、长4m、向下斜倾450;Ⅰ22a钢架间采用Ф22钢筋焊接连接,环向间距1.0m,与钢架的夹角为60o;钢架拱脚处采用C20混凝土垫块或Ⅰ22a工字钢衬垫稳固,锁脚钢管与型钢钢架间牢固焊接连接。
2.5上台钢架安装施工
2.5.1上台阶开挖到位后,利用组合式台架安装拱部的型钢钢架,台架高度2.3m,宽度2m,长度1m,台架四周采用Φ42钢管设置安全护栏,护栏高1.2m。
2.5.2导坑底部铺设Ⅰ18轻型工字钢(临时钢架),临时钢架预弯半径为20m,钢架间距60cm(与初支钢架间距对应),临时钢架与洞身钢架间采用M27×80螺栓连接,连接板尺寸为:
280mm×230mm×16mm,每个接头处连接螺栓为4套;临时仰拱面全面喷20cm的C25混凝土;施作①部临时仰拱时,根据掌子面的围岩情况,必要时封闭掌子面。
2.5.3复喷C25混凝土至设计厚度(复喷厚度26cm,设计厚度30cm)。
2.5.4进入①部下一循环施工。
2.5.5施工工序图见:
图2.5.5-1、图2.5.5-2、图2.5.5-3。
3、第二步(中台阶)
3.1在滞后①部5m距离后,采用风镐拆除临时仰拱面的喷射混凝土,拆除进尺为60cm,拆除至临时钢架10cm时,为保护临时钢架,确保二次倒用,应放慢拆除速度,加密风镐拆除点;混凝土拆除完成后,立即进行临时钢架的拆除,钢架拆除后,应采用人工将钢架表面的混凝土清除干净,便于二次利用。
3.2人工配合机械开挖②部,开挖高度(上台阶临时仰拱正中至中台阶临时仰拱正中)4.0m,临时仰拱开挖弧度的半径为20m,开挖进尺不大于60cm。
4、临时仰拱开挖施工
4.1开挖前,由测量放出中台阶开挖线及临时仰拱开挖线,主要控制点有拱部1800范围处的两点,临时仰拱正中点,并对临时仰拱开挖弧度测量点加密。
4.2测量放线完成后,由专人在现场组织指导施工,采用人工配合机械进行开挖,开挖至拱部1800水平线时,暂定拱腰两侧1m范围内的开挖,主要开挖临时仰拱中间部位,待开挖至临时仰拱底部10cm厚时,采用人工开挖至临时仰拱设计线,临时仰拱弧度采用2段钢筋模具进行控制。
4.3导坑周边初喷4cm厚的C25混凝土;根据设计图钻设系统锚杆(拱部以下1800范围,钻设Ф22砂浆锚杆,长4m,间距:
环1.2m×纵1.0m)。
4.4架立Ⅰ22a工字钢型钢钢架、间距60cm,并打设Ф50锁脚钢管、长4.0m、向下斜倾150,钢架拱脚处采用C20混凝土垫块或Ⅰ22a工字钢衬垫稳固;Ⅰ22a钢架间采用Ф22钢筋焊接连接,环向间距1.0m,与钢架的夹角为60o;锁脚钢管与型钢钢架间牢固焊接连接。
4.5复喷C25混凝土至设计厚度(复喷厚度26cm,设计厚度30cm)。
4.6施工工序图见:
图2.5.5-1、图2.5.5-2、图2.5.5-3。
5、第三步(下台阶)
5.1在滞后②部5m距离后,弱爆破(遇岩石时)或人工配合机械开挖③部,开挖高度(中台阶临时仰拱至仰拱正中)4.48m,开挖进尺不大于60cm。
5.2导坑周边初喷4cm厚的C25混凝土;根据设计图钻设系统锚杆(拱部以下1800范围,钻设Ф22砂浆锚杆,长4m,间距:
环1.2m×纵1.0m)。
5.3架立Ⅰ22a工字钢型钢钢架、间距60cm,仰拱钢架与拱墙钢架应牢固连接。
5.4复喷C25混凝土至设计厚度(复喷厚度26cm,设计厚度30cm)。
5.5施工工序图见:
图2.5.5-1、图2.5.5-2、图2.5.5-3。
6、第四步(仰拱混凝土及填充混凝土施作):
6.1灌筑仰拱C35混凝土及C20填充混凝土,仰拱混凝土与填充混凝土必须分次施作,填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后进行灌筑。
6.2仰拱钢筋及防水系统施作工序将在技术交底中详述。
6.3施工工序图见:
图2.5.5-1、图2.5.5-2、图2.5.5-3。
7、第五步(拱墙衬砌):
根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,利用衬砌模板台车一次性浇筑拱墙衬砌混凝土。
图2.5.5-1三台阶临时仰拱法(三步)示意图
图2.5.5-2三台阶临时仰拱法(三步)施工工序纵断面示意图
图2.5.5-3三台阶临时仰拱法(三步)施工工序平面示意图
8、地表监控量测
DK661+770~DK661+824段洞身为浅埋地段,开挖后围岩难以自稳成拱,地表易沉陷,为了确保此浅埋段的施工安全,对此段进行地表沉降监测。
布点原则为:
此地段沿隧道轴向每隔5~10m布设一个横断面,在横断面上至少布置11个测点,两测点的距离为2~5m。
在隧道中线附近测点应布置密一些,远离隧道中线应疏一些。
见示意图图8.1。
监测仪器为:
精密水准仪,铟钢尺等。
图8.1地表沉降量测测点布置图
8.2施工注意事项
8.2.1施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量”的原则。
8.2.2小炮开挖,严格控制装药量。
8.2.3导坑开挖宽度及台阶高度可根据施工机械、人员安排等进行适当调整。
8.2.4钢架之间的钢筋应及时施作并连接牢固。
8.2.5施工中应按有关规范的要求,进行监控量测,及时反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整提供依据。
必要时临时仰拱可加设钢架封闭。
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