4.4.2 隧洞施工方案
根据现场考察及招标文件、设计文件、技术规范要求及我公司施工经验及现有机械设备,确定整体施工方案为:隧洞进、出口采用明挖,完成洞脸和边坡防护。隧洞采用全断面光面爆破开挖。整个工作面配以轴流式通风机、湿喷机、砼输送泵等性能良好的设备,对于岩石强风化、渗水严重和断裂发育地段,一方面采用打浅眼、少装药、放小炮的施工技术,防治岩石坍落;同时采取边掘进、边支撑、边衬砌的方法,以确保施工安全。按隧道“钻、爆、装、运、喷、锚、模注”一条龙机械化配套作业线施工。
施工中将加强现场管理、文明施工、争创社会效益,在搞好主体工程的同时,周密安排,认真做好施工期间工地安全,排水防洪,环境保护等配套工作,设立专门机构,专人专职负责,真正做到工程质量让业主满意,施工作业让居民放心。 4.4.3 施工技术 (1) 测量放线及布孔
洞外控制: 隧洞洞外采用三角测量,每个洞口至少设置三个平面控制点,且三个点互相通视,高程控制采用水准测量进行,每个洞口应布设两个精度水准点,两个水准点以安置一次水准仪即可联测为准。
洞内控制:洞内控制采用以下两种导线:
①施工导线,在开挖面向前推进时,用以进行放样来指导开挖的导线,其边长为25-50m。
②基本导线:当掘进100m时,宜选择一部分施工导线专用设备敷设50-100m精度较高的基本每茬炮孔钻孔前用全站仪测定隧洞断面中心点,以中心点为圆心,以开挖半径长画设计开挖边线,然后按爆破设计图标定出孔位。 (2) 钻孔
钻孔设备采用YT-7655气腿式手风钻,钻孔直径为?42mm。由于岩体裂隙发育,地质条件较差,隧洞开挖采用“短进尺、弱爆破”的施工技术措施。钻孔深度控制在1.5~2.0m内,对岩石条件相对完整的洞段(Ⅲ~Ⅳ类围岩),钻孔深度控制在2.0~2.50 m之间,配备2~3台风钻造孔;隧洞边顶拱造孔采用一辆自制简易台车作平台。 钻孔工艺是保证光面爆破质量的重要因素。楔形掏槽孔严格控制孔位、孔向、孔深,确保掏槽效果,以保证单循环进尺。周边孔钻孔做到准、正、平、齐。准是指孔应钻到爆破设计的孔位上,一般开孔的孔位误差不大于5cm;正是指方向不得歪斜;平是指各 孔互相平行;齐是指各孔底在同一平面上,以确保光爆效果。但在实际施工中,钻孔常
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产生某些误差或偏斜,主要是与钻工的技术熟练程度有关。钻孔技术是保证钻孔质量的关键因素。
(3) 装药联网爆破
围岩相对较完整段,掏槽采用二级楔形掏槽方式:第一级楔形掏槽孔倾角63°,造孔深度2.0 m;第二级楔形掏槽孔倾角58°,造孔深度2.5m。周边孔(亦称光爆孔)孔深2.3m,采用?25mm2号岩石乳化药卷炸药,导爆索竹片捆绑,线状间隔不耦合装药,不耦合系数K=1.6,塑料导爆管引爆导爆索同时起爆,掏槽孔和崩落孔均采用?32mm铵锑粉状岩石药卷炸药,连续装药结构。
塑料导爆管分段起爆。堵孔用黄泥堵密实。因隧洞地质条件极为复杂,在装药过程中根据地质变化情况以及钻孔情况而适当减少或增加炸药量,以保证爆破效果。 (4)通风排烟
引水隧洞采用抽排式排烟方法散烟。抽烟采用1台28k W轴流式通风机,风筒直径为600mm;灌风采用1台11kW轴流式通风机,风筒直径为600mm。 (5) 安全措施
通风排烟后,恢复并加强掌子面的照明,让经验丰富的撬挖工清撬开挖面上残留的松动岩块,待处理完毕安全后,方可进行下道工序(出渣)。同时要求经常检查已开挖
洞段的围岩稳定情况,观测围岩变形情况,以便采取相应的处理措施,消除安全隐患。
(6)出渣
因受隧洞型式及断面大小的影响,出渣洞口采用手扶拖拉机出碴,中部以后采用矿车出碴,洞口设一圈扬机牵引。 (7) 超、欠挖控制
超、欠挖对隧洞施工的综合效益影响很大,包括经济、施工速度、壁面美观、安全性等方面。而造成超、欠挖的主要因素有钻孔技术、爆破技术、管理水平、测量精度、地质条件等。因此,在施工中应使用熟练的手风钻钻工进行掏槽孔及周边孔钻孔,根据不同岩石条件严格控制装药量及单响,每5m检测一个断面,特殊部位加密检测,对施工全过程进行严格监督及管理。
通过采取以上手段,使隧洞开挖超、欠挖(地质条件差的洞段塌方除外)控制在设计及规范要求以内,保证了施工速度及施工安全,取得了较好的经济效益。 (8)循环时间及进尺
在施工中对各个施工工序和环节进行严格控制,每茬炮的循环时间随着隧洞掘进的
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深入而增大,平均循环时间为6~8h。 (9)不良地质段施工措施 ① 采用超前锚杆
鉴于工程地质情况很差,顶拱在掉顶后存在很大的安全隐患。采用打超前锚杆,从距掌子面20cm65处沿周边以15°~30°左右的角度向前打入超前锚杆,钻3.5m深孔,内插25钢筋,超前锚杆间距80cm。锚杆安装后用ф10钢筋将锚杆外露部分横间焊接连成一体,并与随机锚杆焊接。一次超前锚杆可进行2个开挖循环。 ②采用随机锚杆
由于顺层陡倾角裂隙走向近似平行于洞轴线,与近水平缓倾角裂隙的不利组合,导致围岩稳定性差,顶拱易发生掉顶塌方,侧壁易产生鼓帮。因此,在每茬炮后及时打随机锚杆,锚杆直径?25mm,长度3m。安装锚杆采用锚固剂。 ③ 采用素喷混凝土
爆破后对围岩适时进行喷混凝土支护,封闭岩体表面,起到加固围岩、防止岩石风化的“薄拱梁”作用。喷混凝土采用PZ-5型混凝土喷射机进行喷护,喷混凝土的主要参数如下:
水灰比:0.45; 喷射压力∶0.4 MPa; 喷射角度:80°~90°; (10) 隧洞砼衬砌施工
隧洞进、出口10米段在爆破开挖完后,由于洞项覆盖层较薄,先行进行钢筋砼衬砌以确保进、出口的施工安全,中间段在全洞贯通后一次性衬砌完。砼衬砌施工时,采用木模板、木支架,先施工下部砼,后施工上部砼,为保证砼的施工质量采用砼输送泵运送砼,人工辅助平仓,插入式振捣器振捣。 4.4.4施工注意事项
(1)隧洞进水口施工前,先在上游处修筑施工围堰,以保证洞室开挖的安全。 隧洞进出口洞脸、启闭机台基础及边坡均采用明挖施工。施工中采用分段分层阶梯式开挖,逐次向下进行,开挖一层则立即按设计要求对坡面进行锚固,挂网并喷射砼,砌筑排水沟。再进行下一层施工。对地表的全风化围岩,开挖时使用挖掘机开挖和装载土方,配备自卸汽车装运土方。靠近洞底高程部分有强风化围岩,挖掘机不能实现直接挖掘,可以采用弱爆松动后再进行,逐步完成边坡防护及洞脸施工。
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(2)本隧洞主洞施工以“新奥法”作为指导思想,围绕其施工程序及工艺组织施工。
(3)监控量测
“新奥法”的最大特点是采用与围岩密贴喷混凝土、锚杆、钢筋网等初期支护,并积极利用围岩本身的支承能力,新奥法的设计主要是在新奥法基础理论和设计理论的定性成果指导下,参考已建隧道的支护结构参数来进行初步设计,完善设计,量测工作是监视隧道围岩稳定性的重要手段,始终伴随着施工的全过程。因此,量测工作在新奥法设计施工中的作用是很大的,占有很重要的地位,施工时应加强观测,以保证施工安全。
(4)超前地质预报
在施工过程中,为了提前了解拟开挖岩体的特性,以供监理工程师及时作出是否需要修改设计的正确判断,并研究拟采用的支护类型。本承包人将按工程师规定的时间钻探测孔或探洞,采用TSP202地质预报仪,使之掌握第一手资料,保证施工顺利进行。 (5)不良地质段隧道施工
隧洞施工时如遇断层时容易发生坍方和涌水,给工程带来损失和延误工期,故施工时应对此采取预防措施。
首先,在接近断层及接触带时,加强地质预报采用水平超前钻孔和其它预报方法,探明前方地质情况,发现地下水较大时,则进一步钻孔放水,防止突发涌水的发生;二是利用超前导管注浆和钢拱架超前加固支护;三是要减少循环进尺采用无爆或弱爆开挖,尽量减少对围岩的扰动;四是要及时支护;五要加强施工组织管理,加强施工监测,及时反馈信息。
断层破碎带围岩软弱,结构松散,涌水量大,稳定性差,施工中极易发生坍方,该地段隧洞施工先施作钢管超前注浆支护,采用半断面环形开挖,留核心土的方法。施工程序为:
a.对掌子面初喷砼,喷层厚10cm;
b.施钻4m长超前钢管孔,并安装钢管,注超细水泥浆; c.上半断面环形开挖,留核心土,一次开挖长度1.0m.; d.架立上半断面拱架,并与钢管焊接成一体; e.挂网、喷锚及时施作上半断面初期支护;
f.上半断面掘进2-3米后,开挖下半断面中槽,两边留出一定宽度以支撑上部
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稳定;
g.交错开挖两边,每开挖1.0m,将钢拱架顺接到下部并喷锚支护; h.每掘进2.0m,施作一次超前钢管注浆支护。 (6)施工防排水
隧洞施工过程中不可避免的会遇到富水地层,其表现形式一般有两种:为开挖面上存在大面积的裂隙水,开挖面呈潮湿状或点滴状出水;二为股状出水。两种实际存在的情况均给锚喷支护和二衬作业的施工带来相当大的难题,如果不治理可能会造成初期支护大面积的渗水,二衬施工后最终有渗水现象,施工过程对水的治理相当重要,拟采取堵排结合的治水措施:
a.针对点滴状出水采取以下措施
施工支护过程中打超前钢管注浆时,按一定比例加入适量的水玻璃实施超前双液注浆,利用水玻璃的迅速止水性能,在待开挖的地层形成封闭的止水帷幕,保证开挖面干燥。
b.针对股状出水采取以下措施
股状出水若和地表水相通,若封闭后会有较大的外水压力,对结构将造成不利的影响,对这种情况的治理以排放采用φ50的PVC管材,前端做成喇叭状,用射钉打入岩面中,将水引至初期支护以外。二衬施工时,若水量经长时间引排,水量不出时予以封堵,若水流量仍没有变化,在取得监理工程师许可后,用φ50PVC管埋入二衬结构中将其排出。
4.5 竖井施工
4.5.1测量控制
溜渣导井扩挖规格线控制:从洞外控制网经测量导线引控制点到井口附近,在井口处搭设一过竖井中心的工字钢支架,在支架的中心固定一个能垂直升降的垂球,以较正竖井中心线用,由于是中导洞,开挖规格要求不高,不再进行精确放线。
设计轮廓扩挖规格线控制:从洞外控制网经测量导线引控制点到井口附近,竖井井口15m以上扩挖井口井架未安装前,制作垂直移动控制点,用垂球把控制点引在开挖掌子面放线。井口15m以下扩挖待井口井架安装到位后,把井口控制点引到井架上,在井架上做好激光准直仪支座,再把激光准直仪固定在支座上,进行校核合格后再用激光束导向,井下用钢尺放样,并定期检查准直仪的精度,同时检查上一排炮的超欠挖情况。
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