6.2隧道施工方法
6.2.1隧道洞口及明洞段施工方法
其主要施工工艺流程图如下图所示:
洞 口边 仰坡 放样 洞顶截排水沟开挖 浆砌洞顶截排水沟 洞口路堑分层开挖 边仰坡分层防护 洞口段仰拱及填充 明洞钢筋砼衬砌 洞口段防排水施工 洞门施工 洞顶回填 ①洞口开挖防护施工
明洞采用明挖法施工。坡面采用人工配合机械分层刷坡,自上而下分台阶进行。先挖一层台阶至洞口处,进洞后再开挖下部台阶,开挖台阶标高与隧道进洞台阶标高一致,并与边坡相协调,开挖过程中严格控制边坡位置及坡度,并及时做好坡面防护。防护采用Ф22砂浆锚杆(L=4m),间距1.2m,梅花型布置,挂设φ6.5钢筋网(网格15cm×15cm),湿喷10cm厚C20混凝土。
进洞前按设计图放出坡面开挖轮廓线,做好洞顶截水天沟,将地表水引离洞口,以防地表水冲刷边仰坡,导致坡面失稳坍塌。
进行明洞回填时,两侧对称分层夯实,待模注钢筋混凝土强度达到规范要求且人工夯填至拱顶1.0m以上后使用机械施作。
洞口路堑开挖:洞口路堑土方直接用挖掘机挖装。石方采用松动爆破法施工,边仰坡要进行光面爆破。装载机装碴,自卸车运输。
边仰坡防护:边仰坡防护自上而下随开挖随防护,必要时视实际情况将防护范围适当延至自然坡面,防止土石进一步风化引起水土流失而产生空穴,导致防护失效。
②明洞施工
明洞衬砌施工前先做好明洞地段仰拱及隧底填充。绑扎明洞衬砌钢筋、衬砌台车定位,浇筑砼。明洞与隧道的衔接在明洞路堑分层开挖的过程中做好暗洞进洞工序,明洞路堑开挖至暗洞拱顶,进行超前支护,明洞开挖及边坡防护完成后,进行暗洞掘进,暗洞掘进一段长度,返回施做明洞衬砌。
明洞回填前坡脚铺设防水板,回填到设计标高后,在顶部施作隔水层,其上再回填松软土层,顶面植草绿化。
③洞门施工
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洞门及早修筑,以保证施工安全。洞门施工放样位置准确。洞门基础必须处于稳固的地基上。洞门范围内衬砌与洞口段环节衬砌用同一材料整体灌筑,端墙及洞口翼墙同时建筑。
6.2.3洞身开挖施工方法
本标段围岩级别为Ⅲ~Ⅴ级,Ⅳ~Ⅴ级围岩采用台阶分部开挖法;Ⅱ~Ⅲ级围岩全断面开挖。
6.2.3.1洞身施工程序
(1) Ⅳ~Ⅴ级围岩采用台阶分部开挖法。其施工程序见下图所示。
124312,3455DⅣ、Ⅴ级围岩施工程序示意图
说明:台阶分部开挖法又称环形开挖留核心土法,适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩地段。上部留核心土支挡开挖工作面,利于及时施作拱部初期支护以增强开挖工作面的稳定,核心土及下部开挖在拱部初期支护保护下进行,施工安全性好。一般环形开挖进尺为0.5~1.0米左右,不宜过长,下台阶长度为洞径的1.5倍。下半断面落底时,采用拉中槽跳间挖马口,马口长度2.5~3.0米。
(2) Ⅱ~Ⅲ级围岩全断面开挖。施工程序见下图。
1122DⅢ、Ⅱ级围岩全断面开挖Ⅳ级围岩>1.5D100~150米
Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ级围岩施工程序示意图
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1、按光爆或预爆打眼放炮。 2、采用拖拉机或汽车出渣。 3、立即喷射5厚米C25混凝 土,然后打锚杆,再按设计
要求挂钢筋网等,最后分层喷射混凝土直至设计厚度。
6.2.3.2作业循环时间
(1) Ⅳ~Ⅴ级围岩台阶分部开挖法,要短进尺、弱爆破,以减轻爆破振动对围岩的破坏,确保围岩的稳定,循环进尺设计为0.5~1.0米,台阶分部法理论月进尺30~60米,作业循环时间见下表。
掘进作业循环时间表(循环进尺0.5~1.0m)
作业项目 测量划线 钻孔 装药起爆 通风排险 出碴 网喷锚 时间(h) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 作业循环时间共计11h。
(2) Ⅲ~Ⅳ级围岩比较稳定,开挖时可提高循环进尺,每循环设计进尺4.0m,理论月掘进240m左右。作业循环时间见下表。
掘进作业循环时间表(循环进尺4m)
作业项目 测量划线 钻孔 装药起爆 通风排险 出碴 网喷锚 时间(h) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 作业循环时间共计12h。
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6.2.3.3钻爆设计 ⑴参数选择
光面爆破参数见下表。
光面爆破参数表
爆破 技术 光面 爆破 围岩 级别 Ⅱ、Ⅲ级 Ⅳ、Ⅴ级 炮眼直径 (mm) 40~50 40~50 周边孔间距E(cm) 55~65 40~55 周边孔抵抗线W(cm) 60~80 50~65 线装药密度 (g/m) 350~400 300~350 装药直径 (mm) 20~25 20~25 (2)周边炮眼装药结构
周边炮眼采用间隔装药结构,φ42孔,小直径药卷间隔装药,装药结构见下图所示。
⑶光面爆破炮眼起爆顺序
掏槽眼 辅助眼 掘进眼 周边眼 底 眼
⑷光面爆破技术措施
提高测量放样精度,确保周边眼的定位误差在3cm以内;
周边眼钻孔精度的控制,周边眼钻孔误差在2cm以内;钻孔外插角控制在2°以内,控制每循环爆破进尺,确保眼底和孔口之间最大偏距不超过10cm;
采用塑料导爆管起爆系统,毫秒雷管采用30段雷管,尽量跳段使用,避免爆破震动叠加;引爆采用8#火雷管。
炸药采用2#岩石硝铵炸药和乳化炸药(有水地段使用该种炸药),选用ф25,ф40两种规格,其中ф25为周边眼使用的光爆药卷,ф40为掏槽眼使用药卷。
通过爆破试验,选择合理的爆破参数:根据围岩岩性,选择确定光面爆破和预裂爆破周边眼间距、抵抗线、不偶合装药结构、起爆顺序、堵塞长度等爆破参数,确定各主爆孔特别是掏槽眼的爆破参数,确保光面爆破、预裂爆破达到预期效果。
⑸爆破施工控制要点
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爆破装药前进行设岗警戒,布设岗哨;
采用光面爆破,严格控制周边眼装药量,最大限度地减小爆破对周边围岩的扰动和破坏;
采用微振控制爆破技术,严格控制段装药量和段间延期时差,达到控制爆破振速的目的,最大限度地减小对周边围岩的扰动和破坏;
每个开挖循环都要进行施工测量,控制开挖断面,在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及标定周边炮眼位置,误差不超过1cm。并采用激光准直仪控制开挖方向;
钻眼必须按设计方案进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行,除底眼外,其它炮眼口比孔底低5cm,以便钻孔时的岩粉自然流出,周边眼外插角控制在0~2°以内,保持最大超挖量小于7cm。掏槽眼严禁互相打穿相交,底眼比其它炮眼深20cm;
装药前炮眼用高压风吹干净,检查炮眼数量。装药时,由爆破员分好毫秒雷管段别,按爆破设计顺序装药,装药作业分组分片进行,定人定位,确保装药作业有序进行,防止雷管段别混乱,影响爆破效果。每眼装药后用炮泥堵塞20cm;
起爆采用塑料导爆导非电起爆网络,雷管联接好后爆破员进行检查,检查雷管的连接质量及是否有漏联的雷管,检查无误后发出起爆信号;
开挖过程中观察石质的变化情况及爆破效果,及时调整钻爆设计; 控制隧道超欠挖,保证开挖轮廓平顺。 6.2.3.4装碴运输
隧道出碴采用无轨运输方式,配备2台侧卸式装载机装碴,15辆自卸汽车运碴,出碴运至指定弃碴场。
6.2.3.5 紧急停车带施工方法
紧急停车带跨度较大,为保证施工安全Ⅳ、Ⅴ级围岩停车带采用预留核心土法开挖,短进尺掘进,锚喷网支护,以钢格栅拱作为初期支护的加劲措施,全断面衬砌,每循环掘进进尺1.0m。Ⅱ、Ⅲ级围岩紧急停车带采用台阶法开挖,锚喷网支护,全断面衬砌。每循环掘进进尺2.0m。
6.2.3.6人行横洞施工方法
人行横洞断面较小,围岩条件较好,采用全断面光面爆破开挖,锚喷初期支护,拱架组合模板整体施作二次衬砌。 6.2.4初期支护施工方法
初期支护能迅速控制或限制围岩松驰变形,充分发挥围岩自身承载能力,是“新奥
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