施工作业指导书
隧道洞身开挖掘进工序循环时间及进度指标表
时间(min) 名称 (Ⅱ)Ⅲ 循环进尺(m) 地质预报 测量放线 超前支护 钻孔 装药 爆破 通风 找顶 初期支护 装、运碴 循环作业时间 平均生产能力(m/月) 计划安排的平均生产能力(m/月) 240 120 10 40 50 150 280 800 216 160 4 30 30 Ⅳ 2.5 60 30 120 70 10 30 40 150 220 730 148 80 Ⅴ 1.5 60 30 120 100 60 10 30 30 150 160 750 87 60 水文地质预报:预报洞内涌水量大小及其变化规律,并评价施工开挖对环境水文地质的影响。
不同地层接触带的预报:主要预报接触破碎带的位置、规模、性质、是否富水等,并判断其稳定性程度,提出需要施工采取的应急措施。
围岩稳定性及其类别的预报:预报开挖面前方的围岩与设计是否吻合,
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评价围岩的稳定性,并提出修改设计、调整支护类型和确定二次衬砌时间的意见。
施工流程如下:
超前地质预报施工开始
是 按设计文件施工是否与设计文件一致 否 调整施工方法和支护参数信息综合处理
4.3.1.2地质预报方法
隧道施工中的地质超前预报整体方案:
TGP超前地质预报范围长约150m,操作简单,对施工干扰小,结论相对可靠。TGP超前地质预报如下图:
隧道超前地质预报工作,由中铁六局集团有限公司桥隧分公司预报检测中心负责检测。隧道地质超前预报依据的技术文件是铁路工程施工技术指南TZ214—2005《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》,采用隧道地震
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反射波探测方法,即TSP方法,利用地震波在不均匀、不连续地质体中产生反射波,实现隧道地质超前预报目的。依据施工图设计文件及地质勘察情况,确定重点预报部位。地震波震源采用小药量炸药在隧道边墙的风钻孔中激发产生,激发炮孔在洞壁一侧沿直线布置,采用24个炮孔。地震波的接收器也安置在孔中,一般左右壁各布置一个。地震波在岩石中以球面波形式传播,当地震波遇到弹性波阻抗差异界面时,例如断层、岩体破碎带、岩性变化或岩溶发育带等,一部分地震信号反射回来,一部分信号透射进入前方介质继续传播和发生反射。反射的地震波信号被高灵敏度的地震检波器接收。地震波反射信号的传播时间与传播距离成正比,与传播速度成反比,因此通过测量直达波速度、反射回波的时间、波形和强度,可以达到预报隧道掌子面前方地质条件的目的。
4.3.1.3数据信息处理
现场采集的TGP地震波数据,通过TGPwin2.0版本软件处理。软件处理系统具有:采集记录质量检查;三分量(P波、SH波和SV波)地震波的分离与提取;检测段岩体参数计算;提供构造带偏移与衰减成果图、合成偏移成果图、三分量偏移成果对比图、构造分布与产状成果等。
预报资料的分析与地质结论的推断工作,采取与既有地质勘查资料和地质条件相结合的方法,以及与施工地质验证总结规律的方法,提高预报推断的结论与隧道前方地质条件的一致性。
4.3.2施工放线
隧道开挖轮廓定位采定圆心等半径画圆法和五寸台法进行控制,全断面开挖时采用定圆心等半径画圆法放样,上下台阶开挖时采用五寸台法放样。
定圆心等半径画圆法:用全站仪和用水准仪定出隧道开挖面轮廓圆心位置,再将一条与开挖半径等长的绳子一头定位于圆心之上,另一头在开挖面旋转画圆,形成的轮廓就是开挖轮廓。
五寸台法:用全站仪定出隧道开挖轴线,再用水准仪每50cm定出轴线标高,最后用钢尺或皮尺从轴线向两侧水平拉距,距离等于设计标高断面
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宽度的一半。
注意事项:(1)由于隧道开挖要预留一定的变形量,所以定圆心等半径画圆的半径长度和五寸台拉距要按设计预留变形量适当加大;(2)定圆心等半径画圆法放样时,边墙脚处与拱墙不是同一圆心,对边墙脚放样时可采用五寸台法进行放样。
4.3.3超前支护 3.3.1长管棚
φ108长管棚棚施工顺序如下:导向套拱施工→布设工作平台→钻机就位→钻孔→下管→注浆→检查效果→下一根长管棚施工。
施工前,按要求刷好洞门仰坡,根据地质用水平锚杆、挂网、喷砼加固,保证其稳定,利用砼导向墙墙作为拱支点。按设计设置工字钢拱架,在钢拱架上,按管棚设计位置,准确焊上导管(Φ140套管),焊好后灌注套拱砼。采用水平地质钻机钻孔并顶进长管棚钢管,该机械采用顶驱双作用冲击及回转,把套管及钻具同时冲击回转钻入软弱围岩内。钻孔时采用大扭矩回转套管钻进穿孔,提高孔向精度及钻深能力。钻架配置两度液动夹头,方便夹紧及卸拧钻具丝扣。内置液动注水泵,简化清孔排碴及洗孔工序。
布设工作平台:长管棚在施工时,利用核心土作工作平台直接搭设导向架。
安装导向架:在洞口安装2根I18工字钢拱架,用φ22钢筋将2榀拱架纵向与φ140钢套管连接成一个整体,其仰角和间距符合设计。钢套管导向经检查合格后立模现浇混凝土导向墙。
钻孔:采用管棚钻机,从导向管内钻孔。开孔时,低压慢转,钻孔过程中利用经纬仪和罗盘有效地控制钻孔质量。为提高工作效率确保工期、采用双机联合作业,钻进中经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度。
长管棚安装:管棚应先打有孔钢花管,注浆后再打无孔钢管,无孔钢管可做为检查管,检查注浆质量。钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15cm。为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3m钢管,编号为偶数的第
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一节钢管采用6m钢管,以后每节均采用6m长钢管。钻孔完结后,先把套管内孔注水清洗洁净后,才把钻杆取出,套管仍留在孔内供护孔用。钢管插进后,才取出套管钻其他孔眼。
注浆:为加固隧道周边围岩,控制地表下沉,增大管棚刚度,充填钢管周边空隙,对管棚要进行注浆。注浆时,孔口压力控制在0.5~1.0MPa,并采用定量注浆法控制注浆量,当全段注浆量达到标准的80%,而且无渗漏现象方可结束全部注浆,注浆先灌注“单”号孔,待1至2天固结后,再灌注“双”号孔,钢管口端与孔口周壁用水泥密封,以防注浆时冒出。
效果检查:钻孔注浆分两个序列进行。当一序列的孔完成注浆后,施钻二序列时可取芯检查浆液分布状况和固结强度。每环取2~3个孔作效果检查并作综合分析。
施工技术措施:注浆操作人员必须经过专门培训,并实行岗位责任制;在注浆前充分做好各项准备工作,特别是机具设备的检修工作,使其处于良好状态;认真检查注浆管路系统,包括混合器、接头、阀门等,防止在高压下发生脱扣的危险事故;注浆前,在洞外将管路全部接通,进行试压,试压可用清水进行;根据现场注浆情况,注浆浆液的参数可适当调整;在注浆过程中,所有拆卸下来的接头、阀门,安排专人及时清洗干净,以备轮换使用;配备专业电工,在电路、电器设备发生故障时及时排除;注浆完毕后,清除管内浆液。
3.3.2超前注浆小导管
施工方法:采用多功能作业台车人工钻孔,钻头用φ50大钻头,成孔后进行检查和清除岩屑,人工配合专用机械将小导管装入孔内,小钢管以13°外倾角打入围岩,导管尾部外露足够长度,并与钢拱架焊接在一起,小导管施工搭接长度应符合设计并不小于1.0m。孔口装好垫板及排气管(φ8塑料管)后,用快凝砂浆封闭孔口,封口长度20~30cm。用注浆机将浆液通过锚杆体管道注入岩体,当排气管溢浆液时,折起排气管并绑扎,继续注浆直至达到设计要求。
3.3.3超前锚杆
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