猫公坝隧道洞口进洞施工技术方案
1 工程概况
1.1 猫公坝隧道设计为三车道城市快速路,其中左线出口157m长范围为四车道。
隧址位于深圳水库西侧的丘陵地带,穿越猫公坝山岭,植被茂盛,地形起伏较大,属深圳水库一级水源保护区范围。洞口段为V级围岩段,风化厚度大,地形较平缓,多为第四系坡积土及不同程度风化岩,开挖后稳定性较差。
1.2 明洞设臵范围 进口端:LK3+270~285、RK3+270~290;出口端:LK3+925~940、
RK3+932~952;计70m。
1.3 洞口加强段设臵范围 进口端:LK3+285~320、RK3+290~340;出口端:
LK3+890~925、RK3+891~932;计161m。
2 施工方案和施工方法 2.1 总体施工方案
设臵地面排水沟和洞顶截水沟后,先按设计图纸标准放坡拉槽开挖明洞及洞口边仰
坡并紧跟防护,然后施作套拱和管棚,在管棚的掩护下在设计暗洞位臵进洞,暗洞开挖采用双侧壁导坑法,在暗洞掘进15~20m后再施工明洞。
2.2 洞口工程施工 2.2.1 洞口开挖
1) 洞口开挖土石方全部外运作为弃方。
2) 施工工序:测量放样→现场清理→开挖取土→装运→弃土。均采用机械化进行
施工。
3) 开挖前先测量放样,作好洞顶的截水沟,以防雨水汇入开挖的路堑内,造成浸
泡。然后自上而下进行分层开挖,开挖时对边坡及碎落台予留10~20cm,用人工进行刷坡施工,以保证边坡坡比的准确,坡面的平顺一致。石方开挖爆破施工采用小型毫秒微差松动爆破,以减小质点振速,保证边坡开挖安全,边坡开挖布眼要增布预裂孔,以保证边坡坡面整齐、平顺,路面顶面以上50cm要预留保护,采用密集小型排炮施工,炮眼超深10~15cm,装药时在底部装入10~15cm的柔性缓冲垫层,爆破后及时用挖掘机挖装,自卸汽车运输,推土机清理现场,辅以人工配合用爆破中的细粒石子对坑凹部分进行找平填实,并按设计要
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求作出路堑横坡。
4) 开挖完成后,应进行测量放样并按设计坡度进行边坡的修整。边坡整修须人工
施工,边坡修整后,应及早按设计要求进行铺草皮或砌护坡、挡墙工作。
2.2.2 洞口边仰坡防护
洞口边仰坡防护采取锚杆、挂网、喷砼及挂网喷播植草的方式。 2.2.2.1 砂浆锚杆(Ф22)
搭设钻孔台架按布设的孔位钻孔。钻孔完成后,利用高压风清孔,将孔内的岩粉冲
洗干净,再插入锚杆。锚杆的位臵和角度根据围岩状况进行适当调整,以便达到最佳的锚固效果。锚杆注浆应注意:
1) 检查注浆泵及其零件是否齐备和正常,有关泵的操作程序应遵守泵操作手册。 2) 检查水泥和砂的粒径、比例等是否符合规定,通常用筛子控制它们的粒径,推
荐砂的粒径为1.0mm,水泥与砂的比例为1:0.75至1:1。
3) 用水或风检查锚孔是否畅通,孔口返水或风即可。
4) 调节水流量计使砂浆水灰比至设计值为止,并记下流量计刻度,从泵出口出来
的砂浆,必须要均匀,不能有断续不均现象。
5) 迅速将锚杆和注浆管及泵用接头快速连接好。
6) 开动注浆泵注浆,整个过程应连续灌注,不停顿,必须一次完成,观察到浆液
从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值,即可停泵。若注浆过程中,出现堵管现象,应及时清理锚杆、注浆软管及泵,此时若泵的压力表显示有压,应反转电机1~2秒卸压,方可卸下各接头,电机反转时间必须短暂。
7) 当完成一根锚杆的注浆后,应迅速卸下注浆软管与锚杆的接头,清洗并安装另
一根锚杆,然后注浆;若停泵时间较长,在对下根锚杆注浆前应放掉前段不均匀的灰浆,以免堵孔(注意:整个注浆过程中,操作人员应密切配合,动作迅速)。
8) 注浆过程中,应及时清洗接头,保证注浆过程的连续性。 9) 完成整个注浆后,应及时清洗及保养泵。 2.2.2.2 钢筋网防护
按设计尺寸、规格制作ф6.5钢筋网片,安装时网片与锚杆点焊连结。铺设前先初
喷岩面,钢筋网随受喷面铺设,钢筋网的喷射混凝土保护层厚度不小于2cm。喷射时,为确保网片与岩壁面喷射密实,喷头要稍微倾斜
2.2.2.3 喷射混凝土防护
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在喷射混凝土前,清除工作面松动石块、岩粉及灰尘,检查开挖断面,湿润岩面。
按湿喷混凝土工艺施工,施工机械采用国内TK-961型湿喷机进行喷射。混凝土料在拌和站拌制,采用汽车运输至工作面。
2.2.2.4 截水沟、洞口排水沟
截水沟设臵在边仰坡开挖线5m以外,采用人工开挖,堆土靠近线路一侧,夯打密实。
要求沟槽沟底平顺、顺应山势,与山下排水系统顺接。洞口排水沟按设计位臵设臵,人工挖槽。经验槽后,即浆砌片石沟体。砂浆用砂浆机拌合,砂浆按配合比计量下料,人工挑抬上山,在砌筑现场铺铁皮垫料,使用时再次翻拌砂浆几次。
2.2.2.5 挂网喷播植草
坡面成形后,应及早安排植草防护。首先施工固定锚杆,然后将纤维植生带固定在
岩面上,再将网固定在锚杆上,最后喷两层喷植混合料。喷播植草拟雇请专业绿化队伍施工,施工后有专人每天几次洒水,保持潮湿状态。
2.3 套拱和管棚
2.3.1 洞口边仰坡开挖到位后,首先进行预埋导向钢管部分套拱施工,套拱模筑砼
采用钢拱架环形支撑体系,铺设木模板做内外模,汽车泵送商品砼,人工振捣浇筑;而后进行钻孔、顶管、安装钢筋笼和注浆作业,管棚完工后再进行墙部套拱的施工。
2.3.2 套拱
1) 拱部开挖、支护:严格按设计尺寸、边仰坡坡度进行开挖。开挖断面如下图示:
临时边坡临时边坡套拱底核心土
中央预留核心土作为套拱、管棚施工作业平台,同时可作为成洞掌子面临时稳定体。
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然后两侧拉槽,拉槽深度到规定标高。采用人工配合机械进行开挖,严格控制底部标高,预留30cm人工开挖,严禁超挖回填。达到设计标高后,触探法检测地基承载力,要求达到550Kpa的设计要求,如果达不到设计承载力要求,则申请变更采取加固地基措施。在开挖过程中必须由上至下据围岩稳定情况、开挖高度、作业平台分部对边、仰坡进行锚杆、挂网、喷砼支护。锚杆间距1.2m,呈梅花形布臵,喷砼厚度10cm。
2) 型钢钢架:套拱内设四榀型钢钢架,钢架严格按设计图尺寸加工试拼,用L=2.5m
的砂浆锚杆固定拱架,安装就位后进行尺寸、垂直度检查,合格后方可进行每榀间联接钢筋焊接,同时预留与后期进洞施工支护钢架的联接钢筋。预留套管(¢127钢管)预埋件严格按设计图(如下图示)预埋施作,与钢架焊接稳定牢固,严格控制套管方向及仰角。
3) 拱架模板:制作同套拱弧度的4榀I20b型钢拱架作为环形支撑体系,环向铺
设木板作底模(内模)。竖向在支撑钢拱架上焊接φ22钢筋穿透模板仓用于固定顶模(外模)。安装时拱架脚用方木(15×15cm)或木板(5 cm)调平。内、外模板采用木模板,板宽10cm,厚度为3cm,拱架内外侧支撑采用钢管及方木加固。完毕后对其尺寸、标高进行检查。如下图示:
钢板套拱型钢拱架环形支撑(内)套拱模板支撑纵剖面厚木板套拱型钢拱部墙部、模板采用5厚木板,宽10,长2,计需130平方/处;2、型钢拱架支撑4榀,计3.5/处;3、周转4次。
4) 砼施工:套拱砼采用商品砼,砼必须严格按配合比进行配料,坍落度符合规范
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要求,泵送入仓,两侧水平、对称、分层(0.2~0.3m)浇注,人工振捣密实,外模随着砼浇筑高度升高逐层铺筑固定,砼施工完毕后用麻袋覆盖并洒水养生。
5) 在管棚注浆施工完毕3~5天达到一定强度后方可进行墙部开挖、支护,为了增
加开挖时套拱拱部砼的稳定,开挖采用单侧施工,拱顶采用型钢或圆木进行临时支撑,一侧砼浇筑完毕后达到90%以上强度后再施工另一侧,施工工艺和流程与拱部施工相同。施工时墙部型钢必须与拱部型钢钢架预留的螺栓连接牢固,使整榀钢架形成整体,并使用膨胀砼,与先期拱部砼密切凝结,确保套拱的整体稳定性。
2.3.3 管棚
套拱砼达到初期强度后开始进行管棚施工,管棚设计为三车道51根(四车道73根)
φ108×6mm钢管,仰角δ=2°间隔@=45cm;管棚长度均为27m,为使接头错开大于1m,钢管节段由4、5、6m三种长度组成,组合形式为4m×3+5m×3、4m×4+6m+5m及5m×3+6m×2三种。管棚注浆设计为水泥浆液,采用P.0 42.5R普通硅酸盐水泥,水灰比1:0.75~1:1,注浆初始压力0.5~1.0MPa,终压1.0~1.5MPa。管棚施工主要由钻孔、顶管注浆两大工序组成。管棚施工工艺框图如下:
测量放线, 定位施作套拱 搭设平台、 准备钻孔 钻 孔 掏孔检查 钻机扫孔 加工钢管 套拱周围边坡 有 无 是否有坍孔、 无
NO 探头石 安装管棚钢管 孔口处理 喷砼封闭 注 浆 补 孔 注浆效果检查 进入开挖工序
注浆防护
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