1、隧道工程施工方案及施工方法 5.3.1 工程概况 本项目主体重点工程为隧道工程,共有三座隧道,分别是黄峪沟隧道左右洞起始桩号: ZK140+240 ZK141+544(长度 1304 米)、YK140+240 YK141+490(长度 1250 米);大沟隧道左右洞起始桩号:ZK141+690 ZK142+230(长度 540 米)、 YK141+710 YK142+235(长度 525 米);小石沟隧道左右洞起始桩号: ZK142+260 ZK143+714.48(长度 1454.48米)、 YK142+270 YK143+788.87(长度 1518.87米);以上三座隧道是我标段控制性工
2、程,设计为分离式双向六车道隧道,采用复合式支护形式,隧道净宽 14 米,净高 5米。地质围岩复杂,其中两座隧道左右洞分别穿过 F13、 F14 破碎带,这些破碎带主要由断层角砾岩组成,岩体极破碎,节理极发育,富水性强,施工时有可能出现涌水,施工难度大。 5.3.2 施工方案及施工方法 5.3.2.1 施工遵循原则 隧道施工严格遵守 “ 管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭 ” 的原则,并严格按照“早进洞、晚出洞、工序紧跟、严守设计”组织施工。 5.3.2.2 施工顺序 小石沟隧道出口处于 7#便道左侧 ,距便道高差约 42米,根据现有实际地形我部修建便道至左洞洞口,从左洞洞口
3、山坡修至右洞出口。按照标准化要求,施工便道将全部采用 20cm砂砾 +20cm混凝土硬化处理,以保证雨季、冬季的正常施工; 6#便道打通后为 黄峪沟隧道出口和大沟隧道进口提供施工工作面,同时在 6#便道 K2+677右侧 15米处设置 1号拌合站,供应隧道和箱涵用混凝土 。 隧道施工应从边仰坡至明洞出口桩号进行开挖,一边开挖一边进行边仰坡锚喷防护,明洞开挖至明洞隧底标高,进行仰拱砼浇筑和回填施工,同时施作套拱和管棚。主洞开挖的同时进行二衬台车的组装和调试,施作明洞衬砌和明洞后续工程。车行、人行横洞的施工排在主洞初支完成后 40m左右进行洞室交叉口的施工,以不影响后续二衬的进度,附属工程在二衬完
4、成紧跟施工,路面安排在二衬完成 500m紧跟施作。 5.3.3 施工组织及工期安排 隧道工程施工拟设三个施工队。施工队在项目经理部 的统一协调下,优化施工组织,合理利用资源,以最优化组合获得最大施工效益、最优工程质量和最快工程进度。 洞身开挖施工: 2015年 9月 20日 -2017年 6月 30日; 初期支护施工: 2015年 9月 20日 -2016年 6月 30 日; 洞身衬砌施工: 2015年 11月 30 日 -2017年 8月 30日; 路面施工: 2016年 01 月 30日 -2017年 12 月 30 日; 其他附属工程: 2016年 01月 30日 -2017年 12月
5、30日。 5.3.4 洞口及明洞段施工 5.3.4.1、洞口施工 1、 洞顶截水沟 隧道施工前,先做好人员、机械、材料和场地的施工准备工作,然后进行边仰坡顶环形浆砌片石截水沟施工,将水排至远离洞口的位置,防止雨水冲刷边仰坡危及隧道洞口安全,并在浅埋段地表埋置沉降观测桩。 2、洞口开挖 1)、施工准备工作结束后,测设隧道洞口位置,确定洞口段开挖边线,然后由上向下分层开挖,土层采用挖掘机开挖,采用装载机装自卸汽车运至弃碴场。 2)、洞口方开挖 根据现场放样结合设计文件、现场地貌及地面构造物,按照设计的隧道洞口桩号及明洞长度先行施工,明洞开挖应先半幅开挖并及时完成,明洞仰拱及回填,每次开 挖纵向长度
6、为 5m,不可全幅开挖或纵向一次性开挖和施工。施工中应及时进行边仰坡的防护施工,确保边仰坡的稳定。明洞开挖完成以及仰拱、仰拱回填施工完成后,应尽快进行明洞衬砌施工和明洞回填,以利于明洞边仰坡的稳定和暗洞开挖时对洞顶土体纵向位移和沉降的控制。 3、边仰坡防护 洞口边仰坡设计采用锚、网、喷支护,洞口段分层由上向下开挖时,边仰坡分段由上向下进行支护施工。开挖完成后进行坡面处理,然后按设计间距布置锚杆,铺设 20 20cm的 8钢筋网,之后采用湿喷工艺喷射砼 10cm厚。 5.3.4.2、明洞施 工 明洞段开挖至隧底标高,进行浇筑仰拱及仰拱回填(仰拱回填完成后可进行暗洞浅埋段双侧壁导洞的开挖施工),然
7、后衬砌台车就位,绑扎明洞钢筋,经检验合格后支设外模,脚手架配合型钢支撑加固,砼采用泵送浇筑,两侧边墙由衬砌台车模板上工作窗口浇筑,拱部则由外模上预留浇筑口浇筑。浇筑过程中两侧对称进行,插入式振捣器振捣。浇筑完成砼达到强度后,拆除外模,洒水覆盖养护。 明洞回填要对称进行,分层夯实, 回填时每层厚度不得大于 0.3m,两侧回填的土面高差不得大于 0.5m。压实度不小于 90%。 5.3.5 隧道套拱及洞身施工 一、施工准备 隧道洞口土石方施工完成后及时平整场地,测设洞口位置、隧道中线,保证按设计中线掘进。 二、套拱施工 在洞口外做 2m 长 60cm厚的混凝土护拱。内部设立四榀 I20a型钢及 1
8、33 4 导向管以控制长管棚的位置及方向,导向钢管焊接在拱架顶部要有 2 3的仰角。在 2m 套拱范围采用两侧拉槽开挖后先浇筑 40cm砼基座,再立设工字钢预埋导向管浇筑砼。 1)、管棚施工工艺 本合同段隧道洞口均为级围岩加强段, V 级围岩加强段超前支护第一环采用 108 6mm热扎无缝钢管,壁厚 6mm,钢管前端呈尖锥状,管长 L=32m,管棚安装完成后向管内压浆以增加钢管的抗拉强度和抗弯刚度,在距大管棚尾端 3m 处,增设一环 5m 长 50 5双层超前小导管并注浆,对围岩进行预支护。 2)、搭设平台,安装钻机,测定孔位 用坐标法在掌子面标定管棚孔位,钻机距离掌子面,一般不超过2m。钻孔
9、方向与线路中线平行,用手罗盘、经纬仪、持挂线相结合的方法架立钻机。 3)、钻孔及清孔 选用地质钻或管棚钻机风动干钻法钻进成孔。其直径、钻压、转速、风量、风压等钻进参数满足施工要求。 在钻孔施工中,若采用以上 工艺无法成孔,即采用跟管钻机进行钻孔作业。 4)、安装管棚钢管 A、管棚施工,钢管上每隔 15cm 交错布眼,眼孔直径 10mm,呈梅花型布置。钢管尾部 3.0m不钻花孔作为止浆段,采用高压注浆。 B、钢管接头用丝扣连接,管箍长 30cm,丝扣长大于 15cm,连接后将花管和管箍两头焊接牢固,相邻两根钢管的接头要错开,其错接长度不小于 1.0m,为使钢管接头错开, 编号为奇数的第一节管采用
10、3.0m 管,编号为偶数的最后一节管采用 6.0m 管,其余均采用 6.0m长钢管。钢管依次为编号 1 37#。 C、施工时先打编号为单号的钢花 管,注浆后再打编号为双号的钢花管。编号为双号的钢花管可作为注浆质量的检查管,若单号钢花管注浆有不密实之处,应在双号钢花管中注浆填实。 D、安装管棚钢管应每钻完一孔便顶进一根钢管,并做好施工记录。 5)、安装管棚及注浆 管棚钢管安装好后,进行注浆。水灰比 1: 1;注浆压力 0.52.0Mpa;注浆结束标准:压力逐步升高,达到设计终压并保持终压10min 以上;进浆量一般为 20 30L/min。安装管棚及注浆施工过程要有文字记录及影像资料。 三、暗洞
11、开挖与支护 1、开挖方案 1) 、暗洞开挖的指导思想是“管超前、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”。 隧道开挖施工工艺流程图 2)、洞身开挖施工 ( 1)、施工顺序 本标段内隧道洞口段、级围岩浅埋段洞身开挖均采用双侧壁导超前地质预报判定围岩级别 钻爆设计 钻爆作业 通风、排危 开挖断面检测 初期支护 进入下一循环 出碴运输 超前预支护 坑法开挖,级、级围岩深埋段洞身 开挖均采用三台阶法开挖,级围岩洞身开挖均采用上下台阶法开挖。初期支护紧跟在每一步的开挖之后。导洞开挖后,通过系统锚杆、钢筋网和钢支撑及喷射混凝土加固开挖外轮廓部分,使用砂浆锚杆、钢筋网和钢支撑及喷射混凝土加固中间预留岩柱,分部开挖前
12、,应根据设计及时施工超前支护。 ( 2)、开挖及出渣 开挖根据现场围岩情况确定,尽可能采用预裂爆破开挖,机械配合人工风镐修整轮廓线,挖掘机扒渣,装载机装渣、自卸车运输。 A、钻孔 钻孔施工在导洞开挖时采用人工搭建施工平台配多台 7655 型风动凿岩机钻孔,正洞开挖时,使用自制简易台车 配多台 7655 型风动凿岩机钻孔。 钻孔前,先进行钻爆设计,钻工要熟悉炮眼布置图,施工时严格按钻爆设计实施,钻工要熟悉炮眼布置图,定人、定位,周边眼、掏槽眼由经验丰富的钻工确保位置和角度的正确。 严格控制炮眼间距,误差不得大于 5cm,特别是掏槽眼和周边眼,采用斜眼掏槽时,外插角必须控制好,严禁相互交错穿孔。采
13、用直眼掏槽时,钻孔要相互平行,且垂直于开挖断面。 周边眼数量,间距要严格按照钻爆设计施作。爆破后要求硬岩残眼率达 80%以上,中硬岩达到 70%以上,软岩开挖轮廓要圆顺,符合设计轮廓,周边眼外插角应严格 控制,并根据钻孔深度进行调整,使相应邻两茬炮之间错台不大于 15cm。 钻孔施工时,应满足以下要求: a.掏槽眼眼口间距和眼底间距误差控制在 5cm以内。 b.辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于 5cm。 c.周边眼沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不大于 5cm,外斜率不大于 5cm/m,眼底不超出开挖轮廓线 10cm,最大不得超过 15cm。 d.内圈炮眼到周边眼的排距误差不得大于 5cm,
14、炮眼深度超过2.5m 时,内圈炮眼与周边眼应采用相同斜率。 e.当开挖面凹、凸较大时,应按实际 情况调整炮眼深度和装药量,力求除掏槽眼外的所有炮眼底部处于同一垂直面上。 B、爆破 采用预裂爆破,并按微震控制爆破设计,塑料导爆管非电起爆。 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。成立爆破小组,实行定人、定位、定标准的岗位责任制,精细正规实施,其具体措施如下: 钻眼完成后,按炮眼布置图进行检查,并做好记录有不符要求的炮眼应重钻,经检验合格后才可装药爆破。 装药作业要定人、定位、定段别。装药前应将所有炮眼内泥浆、石屑用高压风、水吹洗干净。 严 格
15、按设计的装药结构和药量装药,装药时应使用专门的炮棍装药,炮棍可选用木制、竹制或塑料材料。炮棍要直顺、顶端要齐平,直径比炮孔直径稍小,并保证装药时不损坏导爆管或雷管脚线。为满足不同部位的爆破要求,装药的密度要求不同,当需提高装药密度时,药卷可一节一节的装并随即捣实,使药与眼壁间不留缝隙。要降低装药密度时,可采用间隔装药、小直径药卷或几个药卷同时装入后再推进。 已装好药的炮眼要及时用炮泥封堵,周边眼的封堵长度不宜小于20cm,封堵材料可应地取材,但要求其不可燃并要有可塑性,易于密实,与炮孔壁摩擦作用大 ,能结成一个整体。可选用一部分石屑、石粉、或粗砂配粘土加适量水混合配制。装炮泥时开始要慢用力、轻
16、捣,以后炮泥须依次捣实至孔口,捣炮泥时要用手拉住雷管脚线,导爆管要拉直,但不得过紧。 潮湿有水的炮孔应最后排除积水、岩粉后及时装药,药卷可加防水套或使用防水炸药。装药后及时起爆,避免时间过长或因其它原因使防水作用破坏,造成爆破效果降低或失效拒爆。 接线、联接网络应严格按钻爆设计实施,注意导爆索的连接方向和连接点的牢固性。装药前将主要的钻孔器具收集整理好,移至安全地段后方可起爆。 ( 3)、出碴 隧道出碴采用无 轨运输方式 ,装载机装碴 ,自卸汽车运输。 ( 4)、双侧壁法、三台阶法、上下台阶法等开挖工法 A、双侧壁导坑法施工 a、施工工艺流程 施工顺序: 1、左上导坑开挖及支护 2、左下导坑开挖及支护 3、右上导坑开挖及支护 4、右下导坑开挖及支护 5、中上导坑开挖及支护 6、中导坑中部开挖 7、中下导坑开挖及隧底支护成环 b、 施工步骤详解 先行上导洞开挖及支护:在超前支护保护下,开挖先行上导洞,单循环开挖进尺控制在 2榀拱架间距。开挖至设计轮廓线后 立即初喷3cm厚混凝土,及时铺设第一层钢筋网、架设钢拱架、打设锚杆。在钢架拱脚以上 50cm 处,紧贴钢拱架两侧按斜向下倾角 45打设锁脚