基;架立格栅钢架时挖槽就位,软弱地段在格栅钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力。 ② 格栅钢架平面应垂直于隧道中线,倾斜度不大于2°。格栅钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。
③ 为保证格栅钢架位置安设准确,隧道开挖的各连接板处预留格栅钢架连接板凹槽;两拱脚处和两边墙脚处预留安装格栅钢架槽钢凹槽。初喷砼时,在凹处打入木楔,为架设钢架留出连接板(或槽钢)位置。
④ 格栅钢架按设计位置安设,在安设过程中当格栅钢架和初喷层之间有较大间隙应设骑马垫块,格栅钢架与围岩(或垫块)接触间距不应大于50mm。
⑤ 为增强格栅钢架的整体稳定性,将格栅钢架与锚杆焊接在一起。沿格栅钢架设直径为ф22cm的纵向连接钢筋,并按环向间距1.2m设置。
⑥ 为使格栅钢架准确定位,格栅钢架设前均需预先打设定位系筋。系筋一端与格栅钢架焊接在一起,另一端锚入围岩中0.5~1m并用砂浆锚固,当格栅钢架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。
⑦ 格栅钢架架立后尽快喷砼作业,并将格栅钢架全部覆盖,使格栅钢架与喷砼共同受力,喷射砼分层进行,每层厚度5~6cm左右,先从拱脚或墙脚处向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚(墙脚)不密实,造成强度不够,拱脚(墙脚)失稳。 5)喷射混凝土工艺
A、潮喷砼工艺
采用“潮喷”技术作业,以减少回弹,改善工作环境,同时采用ALIVA—285潮喷可以节约速凝剂,降低造价。其工艺流程见下图。
注意事项:
① 混合料应随拌随喷,不掺速凝剂时,存放时间不大于2h,掺 有速凝剂时存放时间不应大于20min;
② 喷射作业应分段、分片、分层,由下而上,依次进行,如有较大凹洼时,应先填平; ③ 必须紧跟开挖工作面及时喷射; ④ 喷射砼厚度10cm时,拱部喷射砼分两次进行,第一次喷射厚度5cm第二次喷射至设计厚度,边墙部位则一次喷射至设计厚度。
⑤ 速凝剂掺量应准确,添加要均匀,不得随意增加减少。
⑥ 混凝土配合比:水泥:砂:石子:速凝剂=1:2:2.06:0.06 B、湿喷砼工艺
湿喷方法具有粘结性能好、一次喷射厚度可达10cm,且回弹率小的优点,能够保证初期支护和施工支护的质量,充分发挥围岩的自承能力。 ① 设备选型
采用ALIVA—285湿喷机,该机与AL—305机械手组成喷锚支护作业机械线,ALIVA—285可以干、湿喷两用。在作业时,喷射砼采用ALIVA—285湿喷机和遥控AL—305机械手进行作业,洞外由砼搅拌机拌好,通过混凝土输送车向洞内送料,空压机供风。
② 原材料的选择
425#普通硅酸盐水泥;细度模数为2.5—3.0中砂,洁净质硬;粒径为5—10mm的碎石,要求级配良好;液体速凝剂。 ③ 湿喷砼配合比:
水泥:砂:碎石:水=1:2.47:1.53:0.4,速凝剂的掺量为水泥用量的4%。 ④ 施工工艺
砼喷射机安装调试好后,在料斗上安装振动筛(筛孔10mm),以避免超粒径骨料进入喷射机;用高压水冲洗干净受喷围岩面,而后即可开始喷射砼。
通过遥控喷射手,喷射时,送风之前先打开计量泵(此时喷嘴朝下,以免速凝剂流入输送管内),以免高压砼拌合物堵塞速凝剂环喷射孔;送风后调整风压,使之控制在0.45—0.7MPa之间,若风压过小,粗骨料则冲不进砂浆层而脱落,风压过大或过小都将导致回弹量增大。因此,应按砼回弹量小,表面湿润易粘着力度来掌握。喷射压力,喷射机机械手要配合好,根据喷射仪表反馈的信息及时调整风压和计量泵,控制好速凝剂掺量。
喷嘴与岩面的距离为60~100cm,太近太远都会增加回弹量;喷射方向尽量与受喷面垂直,拱部尽可能以直径方向喷射。
一次喷射厚度不宜超过10mm,若需喷第二层,两层喷射的时间间隔为15~20min。
为提高工效和保证质量,喷射作业应分片进行,可按照先边墙后拱脚,最后喷射拱顶的顺序施喷。喷前先找平受喷面的凹处,再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动,每圈压前面半圈,绕圈直径约30cm,力求喷出的砼层面平顺光滑。 6)笔架山隧道Φ32自进式锚杆施工工艺
详见表VI-5 (十一)φ32自进式锚杆施工工艺框图及工艺说明。
(6)复合式衬砌
本隧道衬砌进出口段分别由二个工区组成,每工区各配备一台12m长穿行式全断面液压衬砌台车,台架可以自由在模板内穿行,且每组模板可以自稳,该组模板在砼灌注完成后,衬砌台架可脱离该模板,可以继续下一组模板连接进行定位和砼灌注作业。 各工区由洞外拌合楼按配比生产砼,由混凝土输送车运至灌注地点,由HBT60砼输送泵泵送砼入模,插入式振捣器人工捣固。 1)砼施工注意事项
为保证混凝土具有良好的密实性、耐久性,达到设计要求的抗压、抗折、抗渗指标,在开工前,严格进行砼配合比的选配,确定最优配合比方案。
砼应两侧对称灌注,保证两侧灌注高差不超过1m。砼灌注过程中要注意振捣,防止过捣或漏捣现象出现,保证砼密实,表面光滑,无蜂窝麻面。封顶由封顶口倒退逐一泵送砼,以确保拱顶砼回填密实。
砼泵应连续运转,输送管宜直,转弯宜缓,接头严密,泵送前润滑管道。灌注结束清理现场,及时检修、保养输送泵和清洗管道,以备下循环使用。砼灌注完成后,按规范进行养生。 2)防水板铺设的施工程序流程 施工准备→设盲沟、固定复合式防水板→焊接防水板搭接缝→质量检查→移动作业架→下一循环。
3)模板台车立模定位过程
① 台车脱离模板,后退至上一循环脱模。 ② 衬砌台车带模板移至下一衬砌循环处。
③ 清理模板并涂脱模剂。测量放线,就位调整。
④ 拧紧转角处的对接板螺栓,挂上台车两侧的侧向千斤顶,基脚贴模并支撑牢固。
⑤ 安装堵头板,砼输送系统就位。 (7)仰拱及隧底充填
1)仰拱:围岩条件较差地段,在施工中,应仰拱先行,及早封闭,以利于衬砌结构的整体受力;仰拱浇注前,应清除松散材料、排除积水,浇注混凝土由仰拱中心向两侧对称进行。仰拱与边墙衔接处应捣固密实;仰拱施工为能实现与掘进、衬砌平行作业,在仰拱工作面上搭设可移动式作业平台,工作平台上可以行驶运输车辆及机械。 2)隧底充填
在施作混凝土前,清除仰拱面的碎碴、粉尘,并冲洗干净,不得有积水。仰拱混凝土达到设计强度70%后,方可浇注隧底填充混凝土。 (8)水沟及电缆槽
水沟及电缆槽施工在衬砌、仰拱施工、隧底填充完后进行。
水沟及电缆槽施工采用组合模板,立模要严格控制尺寸,标高。按设计位置预埋泄水管。水沟及电缆槽盖板采用预制构件,盖板铺设要平稳,盖板与沟沿的缝隙应用砂浆填平,不得晃动和吊空。
(9)施工监控量测 1)现场监控量测目的
现场监控量测,是在隧道施工过程中,对围岩和支护系统的稳定状态进行监测,为喷锚支护和二次砼衬砌的参数调整提供依据,把量测的数据经整理和分析得到信息及时反馈到设计和施工中,进一步优化设计和施工方案,以达到安全、经济、快速施工的目的,围岩量测是施工管理中的一个重要环节,是施工安全和质量的保障。 2)现场监控量测的作用
① 了解围岩、支护变形情况,以便及时调整和修正支护参数,保证围岩稳定和施工安全; ② 提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据,确定二次砼衬砌施作时间; ③ 依据量测资料采取相应措施,在保证施工安全的前提下加快施工进度; ④ 积累量测数据资料,提高施工技术水平。 3)现场监测项目、仪器及要求
① 用BJSD-2型激光隧道限界检测仪进行隧道周边收敛位移量测和拱顶下沉量测,并能进行隧道限界检测。该仪器能快速检测,快速指导施工决策或验收;能在各类隧道潮湿、强干扰恶劣环境下工作。仪器构成:检测头、控制器和三角架。检测方法:手动、分段设点或全自动自选。数据存储及处理:仪器每次可显示存储百组截面数据,配接计算机工作时可实现边测量边画图,配有专门的处理软件进行比较、画图、显示数据清单及打印等功能。量测项目及内容见下表
量测项目及方法一览表
序号 项 目名 称 方 法及工具 布 置 量 测 间 隔 时 间 1~15d 16d~1个月 1~3个月 大于3个月
1 地质和支护状况观察 岩性、结构面产状及支护裂缝观察或描述,地质罗盘等 开挖后及初期支护后进行 每次爆破后进行
2 周边位移 各种类型收敛计 每10~50m一个断面,每断面2~3对测点。 1~2次/天 1次/2天 1~2次/周 1~3次/月
3 拱顶下沉 水平仪、水准尺、钢尺或测杆 每10~50m一个断面。 1~2次/天 1次/2天 1~2次/周 1~3次/月
4 锚杆内力及抗拔力 锚杆测力计及拉拔器 每10m一个断面,每断面至少做三根锚杆
5 地表下沉 水平仪、水准尺 每5~50m一个断面,每断面至少7个测点,每隧道至少2个断面。中线每5~20m一个测点 开挖面距量测断面前后<2B时,1~2次/天。开挖面距量测断面前后<5B时,1~次/2天。开挖面距量测断面前后>5B时,1次/周。
6 围岩压力及两层支护间压力 各种压力盒 每代表性地段一个断面,每断面宜为方便用户5~20个测点 1~2次/天 1次/2天 1~2次/周 1~3次/月
7 钢支撑内力及外力 支柱压力计或其它测力计 每10榀钢拱支撑一对测力计 1~2次/天 1次/2天 1~2次/周 1~3次/月 ② 现场量测要求
a、喷锚支护施作2h后即埋设测点,进行第一次量测数据采集。
b、测试前检查仪表设备是否完好,如发现故障及时修理或更换;确认测点是否松动或损坏,只有测点状态良好时方可进行测试工作。
c、测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表,每测点一般测读三次;三次读数相差不大时,取算术平均值作为观测值,若读数相差过大则应检查仪器表安装是否正确、测点是否松动,当确认无误后再按前述监控量测要求进行复测。每次测试都要认真作好原始数据记录,并记录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等,保持原始记录的准确性。量测数据应在现场进行粗略计算,若发现变位较大时,应及时通知现场施工负责人,以便采取相应的处理措施。
d、测试完毕后检查仪器、仪表,做好养护、保管工作。及时进行资料整理,监控量测资料须认真整理和审核。
4)量测断面间距、测点布置
量测断面间距、测点布置将严格按设计资料执行。
5)量测数据分析和信息反馈:将量测数据进行处理和分析,绘制时间—位移曲线。一般情况会出现如下两种时间—位移特征曲线见下图:
图1 正常曲线 图2 反常曲线 位移特征曲线图
图1表示绝对位移值逐渐减小,支护结构趋于稳定,可施作二次砼衬砌。 图2表示位移变化异常,出现反弯点喷锚支护出现严重变形,这时应及时通知施工管理人员,该段支护采取加强措施,确保隧道不坍方;严重时施工人员须迅速撤离施工现场,保证施工人员安全。
(10)笔架山隧道防排水 1)防排水设计情况
笔架山隧道在初期支护与二次衬砌之间设EVA复合防水板,全隧道满铺。 2)防水板铺设 ① 防水准备
a、防水板的洞外拼接。防水板须在洞外宽敞平整的场地上,将幅面较窄的防水卷材拼接成大幅面防水板。防水板搭接宽为10cm。可胶粘也可热焊粘结。防水板须进行检查是否有变
色、波纹(厚薄不均)、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷,如果存在质量疑虑,应进行张拉试验、防水试验和焊缝抗拉强度试验。
b、吊挂防水板的台车就位后,应用电焊或氧焊将初期支护外露的锚杆头、钢筋网头等铁件齐根切除,并抹砂浆遮盖,以防刺破防水板。对于开挖面严重凹凸不平的部位须进行修凿和找平。
② 防水板铺设和锚固
a、用射钉枪将吊挂肋条锚固在喷锚支护上。
b、防水板利用小型卷扬机提升到台车上,以防水板的全幅中部对准隧道中线,根据防水板幅面大小,将防水板托起贴着喷锚支护表面铺设,松紧适度并用热焊机将防水板焊在吊挂肋条上,拱部固下点间距0.5m左右,边墙固定点间距1m左右。 c、焊接防水板搭接缝
上下循环两幅大幅面的防水板接头处留10cm搭接幅面,用热焊机将搭接缝焊好,焊缝宽度不小于2cm。 d、质量检查
对搭接焊缝及吊挂点焊缝进行检查,如有不符合质量要求者,应及时进行补焊处理,以满足质量要求。
3)富水地段防水处理
富水地段光面爆破效果差,环向排水管安设困难,喷射砼附着困难,防水板无法铺设,采取以下方法处理,确保防水板能正常铺设。
① 对成股向外涌水地段,根据水流量大小,采取埋设多根大直径塑料管将水引出,或采取模喷砼来代替施作喷锚支护。
② 在淋水地段,防水板打湿后,焊缝质量难以保证,因此,预铺一层防水板引水,然后再按设计铺设防水板。
4)橡胶止水条施工:砼衬砌施工缝处设置橡胶止水条。
① 根据衬砌厚度及衬砌形式自制拼装式钢模挡头板,每块钢模宽度为衬砌厚度的一半,同时将钢模根据安装顺序编号。
② 全断面液压钢模衬砌台车就位后,按照钢模挡头板编号安装钢模挡头板,同时将橡胶止水条沿隧道环向夹在挡头板中间,两块挡头板用U形卡固定。
③ 预留一半橡胶止水条浇筑在下一循环砼衬砌中。止水条与盲沟交错设置,并结合地下水情况适当调整。
5)施工排水:该隧道设计为人字坡,出口施工段内,全为顺坡,施工排水采用侧沟自然排水将水直接排出洞外。该隧道设计涌水量不大,施工中加强排水,就可以解决。 (11)施工通风与防尘
施工通风采用压入式通风方案(见示意图),每洞口配备一台92—1型轴流风机及∮1200mm软通风管。同时加强通风管理,防漏降阻,控制百米漏风率在1%以内,满足施工生产的环境需要。
92-1型轴流风机
30m
φ1200mm风管
隧道通风示意图
风管安装在拱顶部中央或拱腰时,先用台车每隔5m打一锚杆眼,然后在吊挂锚杆上布设Ф6钢筋并用紧线器张紧,作为风管的承重索,安设中注意保持锚杆的纵向一致和承重索的高