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矿山法隧道施工

coolhzh 2017-04-19 06:51:55 范文大全 0 评论
矿山法隧道施工组织设计

一、编制依据 1.1 编制内容

方案编制内容为《福州市轨道交通1号线工程矿山法区间隧道施工方案》。 1.2 编制目的

选择先进、可行可靠的施工技术方案与施工工艺,确保工程安全、优质、高效完成及周围环境安全。

根据业主对工期的要求,合理安排各工序施工进度,确保工期目标的实现。 1.3 编制依据

编制依据以国家现行规范、行业标准及相关地方标准为基础,严格按照《福州市轨道交通1号线工程施工图设计第五篇区间结构第一册新店出入段线第三分册矿山法区间隧道施工图》进行方案编制,具体依据和规范如表1-1。

表1-1 编制依据清单表

二、工程概况 2.1 工程简介

出入段线自汤斜佳园的盾构工作井始发,向东偏北方向穿过汤斜溪、汤斜村至战坂路,侧向通过正在新建的象峰新苑并渐转至秀峰路上的象峰站。其中在象峰站前设有停车线,在象峰李氏宗祠天井与三木家天下之间,主要沿着秀峰路分布。周边有象峰中心小学,象峰村村委会和规划的省机关宿舍等。

隧道段秀峰路上覆土20m左右,起始里程为CDK0+061.8~CDK0+224,共162.2m,采用矿山法隧道开挖。停车线段双线隧道,中隔墙分开出段线,与区间的吊出井单线隧道连接。

2.2 工程设计

本段共计有1段平面曲线,曲线半径出段线为605m,停车线为分别为600m,两

线线间距约4.6m;纵断面为单面坡,车站向明挖吊出井下坡,坡度2‰,区间隧道覆土最大厚度20.8m,最小覆土厚度17.8m。矿山法隧道断面如下图2-1、2-2所示。

2.2.1 矿山法单线隧道

本断面采用台阶法(留核心土)开挖,适用于Ⅵ级围岩单线隧道衬砌断面,里程CDK0+216.000~CDK0+224.000。

结构采用复合式衬砌,初期支护采用喷混凝土、钢筋网和格栅钢架;二衬为防水钢筋混凝土。开挖前采用超前小导管注浆预加固地层,并作超前支护辅助施工。

图2-1 矿山法单线隧道断面图

2.2.2 矿山法双线隧道

本断面采用CRD法开挖,适用于Ⅵ级围岩双线隧道衬砌断面,里程CDK0+061.800~CDK0+216.000。

结构采用复合式衬砌,初期支护采用喷混凝土、钢筋网和格栅钢架;二衬为防水钢筋混凝土,开挖前采用超前小导管注浆预加固地层,并作超前支护辅助施工。

图2-2 矿山法双线隧道断面图

2.3 工程地质及水文地质 2.3.1工程地质

新店出入段线场地属于山前平原地貌单元,场地地势有起伏,从北到南地势总体由高逐渐变低。

根据勘探资料揭露,在40.7m深度范围内,主要分布有第四纪松散沉积物及残积层、全风化、强风化、中等风化岩层。第四系松散沉积物主要由粘性土及碎卵石层组成,一般具有成层分布特点:

1)第⑦层粉(砂)质粘土(Q32(al+dl)/):灰黄、褐红色,可塑~硬塑状态,成因以冲

积为主,局部为坡积,含氧化铁、高岭土及细砂、中粗砂等,局部含少量圆角砾及2~5cm碎石。该层主要在汤斜溪以东分布。

2)第⒀a层残积 (砂质)粘性土 (Q1el/):灰黄、浅灰色,可塑状态,组织结构已全部破坏,岩芯风化呈土状,含中粗砂、砾砂约0~20%,手挤压即散开,浸水易软化崩解,母岩成分以花岗岩主,局部为凝灰岩。无光泽反应,摇震反应轻微,干强度较低等,韧性较低等。场地普遍分布。

3)第⒁层全风化岩,灰黄、浅灰色,组织结构已基本破坏,岩芯风化呈砂土状,含高岭土、氧化铁、石英砾砂等,手挤压即散开,浸水易软化崩解,母岩成分以花岗岩为主,局部为凝灰岩。该层场地大部分区域均有分布。

4)第⒂层散体状强风化岩(γ53):灰白色,长石大部分风化为高岭土,含石英砾砂约15%~40%。原岩结构已基本破坏,矿物成分发生显著变化。岩芯风化成砂土状,局部夹碎块,手捻压即散开,一般从上往下风化程度减弱,强度渐高,浸水易软化崩解,为极软岩,岩体极破碎,岩体基本质量等级为V级。该层场地大部分区域均有分布。

各土层物理力学指标见表2-1

表2-1 地基土物理学指标表

2.3.2水文地质条件 1)地表水

新店出入段线隧道范围穿越的河流有汤斜溪,属于闽江内河水系,其水位主要受降雨及河道水闸调节控制。

2)地下水

场地浅部及中部地下水类型可分为上层滞水及承压水-潜水(风化岩孔隙-裂隙水)。

(1)上层滞水

上层滞水主要赋存于浅部杂(素)填土层中,为孔隙水,水量不大,主要接受大气降水及地表径流的补给,以蒸发及下渗方式排泄,根据福州市地区经验,该层水位埋深一般在1.0~3.0m间,水位变化幅度约1~3m,水位标高随场地地势而变化。

(2)承压水-潜水

场地承压水-潜水主要赋存于浅部碎卵石层及其下的残积土、全风化、强风化岩层中,受大气降水及地表径流补给, 并随季节性、降雨量变化而变化,水位变化幅度约2~6米。当含水层处于高水位,地下水头高于上部隔水顶板,含水层具有承压性;当含水层处于低水位时,地下水头低于上部隔水顶板,含水层则转为无压的潜水。

3)对建筑材料的腐蚀性

场地地下水对混凝土结构具有微腐蚀性,在长期浸水环境下和干湿交替环境下,对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性;地下水位以上的填土对混凝土结构具有微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。

2.4主要工程数量

三、矿山法隧道施工总体部置 3.1施工安排

(1)进场后首先根据设计的技术交底对原地面进行初步复核与复测,并进行工程定位测量,组织人员进行施工前准备和钢筋平台制作。

(2)进行施工前的准备工作,交接三通一平,确定场地的可用情况,水、电供应储备情况等,确定隧道开挖、输送、回收、外运的方案并具体落实。

(3)进行施工设备的组装与调试,达到使用要求。 (4)对人员进行培训、交底,熟悉图纸与设计要求。

(5)按设计确定的支护施工参数组织试验段施工。初步确定试验段施工参数为: 1)超前注浆小导管:Φ42热扎无缝钢管,壁厚3.5mm,L=3.5m,环向间距0.30m,纵向间距2.0m,设于拱部150°范围内,外插角10°,每环24根。

2)喷混凝土:C25早强混凝土,厚300mm,全断面支护。

3)格栅钢架:间距0.5m。

4)钢筋网:格栅内外各一层钢筋网,环纵向筋均为φ8钢筋,初喷40mm厚混凝土,挂钢筋网,网距为150*150mm,钢筋网保护层厚度不小于20mm。

5)二次衬砌:C35防水钢筋混凝土,抗渗等级不小于P10,厚300mm。 3.2组织结构

按照项目部组织管理制度,结合本工程的工程技术特点,以项目负责人和总工工程师负责人为原则,各部门全面参与,严格控制工程过程中的人、机、料、法、环。在项目部的管理下,由一劳务队伍进行施工,在劳务队伍中分钢筋班、机械班、混凝土班、特殊工种班和壮工班。组织机构图见图3-1。

项目负责人

刘艳滨

项目书记 罗国军项目常务副总 花树立项目总工 陆传波

工程技术部 陈 锋安全质量部 吴美强计划财务部 施小蓉物质设备部 郭玉辉 试验室 唐清照综合管理部 何华钦

施工队土方开挖 施工队 施工队盾构1施工队盾构2施工队 暗挖 施工队

施工队

3—1组织机构图

3.3施工进度计划

3.3.1主要工序进度指标见表3.3-1

主要工序进度指标 表3.3-1

3.3.2各主要工序工期计划(见表3.3-2)

各主要工序工期计划表 表3.3-2

3.3.3工程进度管理方法

1、施工过程中,将施工计划网络按各个阶段所展开的工序逐一分解到作业层,采用各种控制手段保证项目及各项工程活动按计划开始,在施工过程中记录各个工程活动的开始和结束时间及完成程度。

2、在每月末按各活动的完成程度对比计划,确定整个项目的完成程度,并结合工期、生产成果、劳动生产率、材料的实际进货、消耗和存储量等指标,评定项目进度状况,分析其中的原因,保证工作顺利实施。

3、及时向监理工程师提交详细施工进度表审查。 3.4施工资源配置计划 3.4.1劳动力安排:

计划根据施工进度及工程数量。 项目部管理人员安排见表3-4-1。

施工作业队伍劳力安排见表3-4-2。

表3-4-1 矿山法隧道施工项目部管理人员表

表3-4-2 矿山法隧道施工作业队伍劳力表

3.5设备计划

主要工程设备(工具)配备见表3-5。

表3-5主要工程设备(工具)表

3.6主要材料供应计划 3.6.1主要材料供购方式:

1)钢材:与业主确定的钢材供应商鉴定钢材供应合同,并根据施工进度安排,做好钢材供应计划及现场进货检验。

2)商品混凝土:与业主确定的商品混凝土供应商鉴定商品混凝土供应合同,并根据施工进度安排,做好商品混凝土供应计划及接货准备工作。

3)除钢材、商品混凝土等以外的主要材料供应方式,按本合同招标文件的有关规定和业主、监理的规定原则进行采购。

3.6.2主要材料供应计划: 主要工程材料表见表3-6。

表3-6 主要工程材料表

3.6.3主要材料现场使用管理:

1)对进场的各种材料按相应的验收标准进行检验。不合格的严禁使用。并派人负责取样送到有资质的经监理认可的建筑材料试验站进行试验,取样在监理在场的情况下进行。

2)严格材料的入库、出库管理。出入及时登记入“材料收发日记帐”。 3)材料的搬运与贮存严格按招标文件和施工规范要求执行。 四、施工准备 4.1施工现场规划

矿山法隧道施工可利用象峰站及盾构吊井施工现场布置。 4.2施工用水

在施工现场内,从市政自来水管网用D100的接口,然后用2寸水管分路接出,供施工用水、现场施工保洁清扫用。

4.3施工用电

在象峰车站工区内设一个800KVA的变压室,供车站工区施工,如在地下连续墙施工期间因机械需要增加供电要求时,在现场配置柴油发电机。

1、根据供电需要,除使用五羊厂100KVA变压器外,从大塘村农电400KVA变压器接入100KVA专供20m3空压机用电。施工供电系统见图3.5-3。

电力传输线和配电设施符合广州市关于电力安装、使用及维修的有关规定。 2、主要用电设备的负荷 施工设施用电功率:236KW 施工设施计算负荷:

井内照明、场区照明、场区运输、井口照明、生活用电的同时利用系数取为K=1,计算负荷(有功)为:

(10+15+15+10+10)×1=60KW 其余用电设备,取K=0.5

计算负荷(有功)为:(236-60)×0.5=88KW 施工设施计算负荷(有功部分):60+88=148KW 功率因数:取COSΦ=0.8

施工设施计算负荷(视在部分):185KVA

4.4施工通风

采用SWFG-1风机,风管采用φ500软管。 4.5现场消防措施

采取措施防止施工现场的临时工程与设施、以及在建或完工的永久工程和施工人员营地发生火灾,按照政府规定,供应、安装消防设施、设备,经监理工程师批准,并经

地方政府消防部门检查认可,使设备处于良好状态,随时可满足消防要求。

建立健全了消防组织机构,配备足够消防器材,并派专人值班检查。加强消防知识的宣传和对现场易燃易爆物品的管理,消除一切可能造成火灾、爆炸事故的根源,严格控制火源、易燃、易爆和助燃物。生活区及工地重要电器设施周围,设置接地或避雷装置,防止雷击起火造成安全事故。

4.6施工期间排水及环保措施 4.6.1排水措施

在盾构吊出井设混凝土挡墙防止雨水流入井中,并在下雨时将井口用彩条布覆盖,场地四周设排水沟,雨水、污水先汇入沉淀池,经充分沉淀后排至污水沟。雨季防洪主要防止泥污流入下水道。采取的措施是挖出的泥土及时运到弃土场。

4.6.2预防地表水和地下水污染的措施

本项目工程排水没有化学污染成份,仅为泥土污染,故采用沉淀的方法即可达到市政要求的排放标准。为确保地表水、地下水不被污染,除四周设排水沟、施工场地地面硬化外,设沉淀池,保证沉淀质量。

五、矿山法隧道施工工艺和施工方法 5.1矿山法隧道施工的特点,重点分析 5.1.1工程特点:

(1)隧道埋深较大,地质条件较好,但浸水易软化崩解。 (2)地面建筑多且近。

(3)地下水位浅,且对钢筋混凝土结构有微腐蚀性。 5.1.2施工重点:

(1)矿山法隧道单双线接口部位的施工。

(2)矿山法隧道与竖井及车站接口施工。 (3)附近地面建筑物的安全和沉降控制。 (4)结构与防水施工。 (5)施工测量与监测。

5.2矿山法隧道施工方案

竖井开挖到底标高,经检验合格后,先施工底板下垫层、底板下防水层、部分侧墙防水层、浇筑底板和部分侧墙混凝土,然后进行竖井与矿山法隧道接口、进洞施工。进洞后隧道CDK0+216.000~CDK0+224.000单线断面采用台阶法(留核心土)开挖,适用于Ⅵ级围岩单线隧道衬砌断面;矿山法双线CDK0+061.800~CDK0+216.000隧道断面采用CRD法开挖,适用于Ⅵ级围岩双线隧道衬砌断面。

矿山法隧道开挖完毕,初期支护采用喷混凝土、钢筋网和格栅钢架;二衬为防水钢筋混凝土,开挖前采用超前小导管注浆预加固地层,并作超前支护辅助施工。期间出碴进料利用盾构吊出井龙门吊吊运,等矿山法隧道施工完成后,再施工盾构吊出井和附属部分。

5.2.1施工准备

1、制定施工方案,进行施工技术交底。

2、做好施工测量,放线定位,准确定出隧道方向,做好监测方案,埋设观测点并读取初次数值。

3、试验室做好施工配合比设计。 4、做好材料计划,准备好施工材料。 5、场地规划,供水、供电、供风线路敷设。 6、施工机械及人员的准备。

5.2.2矿山法隧道初期支护流程:

1、矿山法隧道单线全断面开挖支护流程示意图如下所示:

矿山法隧道单线开挖支护作业流程示意图

矿山法隧道单线施工工序剖面图 矿山法隧道单线施工工序纵断面图

2、矿山法隧道双线全断面开挖支护示意图如下所示:

矿山法隧道双线施工工序剖面图

矿山法隧道双线采用CRD工法施工工序:

左侧导坑上台阶开挖① 初期支护Ⅱ 左侧导坑下台阶开挖③ 初期支护Ⅳ(包括侧壁临时支护) 右侧导坑上台阶开挖⑤ 初期支护Ⅵ(包括仰

拱支护) 右侧导坑下台阶开挖⑦ 初期支护Ⅷ 纵向拆除临时型钢支护⑨

施作二衬X。

5.2.3矿山法隧道“二电四管”图

通风管

动力电缆

高压风管

照明电缆

高压水管

排水管

矿山法隧道二电四管图

通风管直径为500mm,高压风管直径为100mm,高压水管直径为60mm,排水管直径为50mm。

5.3矿山法隧道施工方法: 5.3.1矿山法隧道施工 1、隧道施工的一般原则

在隧道施工中开挖、支护必须严格遵循 “管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、。”

(1)管超前

采用注浆小导管加固前方围岩。在掌子面尚未开挖的拱部围岩中,根据设计要求沿隧道拱部150°范围内打入Φ42超前注浆小导管,环向间距0.3m小导管长3m,并注浆超前支护。

(2)严注浆

导管超前支护后,压注水泥浆,注浆压力0.5~1.0Mpa,填充围岩孔隙。在软弱围岩中施工,通过超前小导管对围岩进行注浆加固,改善围岩的完整性,提高承载力,减少上层滞水的渗入及围岩的沉降。

(3)短进尺

开挖循环进尺按格栅钢架设计间距控制,开挖循环进尺控制在1.0m内,做到开挖和支护时间尽可能短。每次环状开挖,预留核心土,及时喷射砼。

(4)强支护

根据设计要求或围岩的实际情况,对开挖的断面及时初喷砼,并紧跟施工锚杆、钢筋网、格栅钢架及喷速凝砼至设计厚度,进行较强的初期支护。

(5)早封闭

初期支护应尽早封闭成环,以改善受力条件,减少拱顶或地面的下沉量。 (6)勤量测

监测是对施工过程中围岩及结构变化情况进行动态跟踪的主要手段,监测过程中将信息及时反馈给监理、设计部门,以便根据监测结果及时修改支护结构或采取特殊的施工方法,杜绝因地表沉降而导致的地面建筑物及地下管线的破坏。隧道施工中地表沉降可导致地面建筑物及地下管线的破坏,影响城市居民的正常生活,后果不堪设想,因此采用超前支护、较强的初期支护和尽早浇筑钢筋砼衬砌等措施来控制地表沉降,确保地面建筑物和地下管线的安全。

3.1.1.7质检工程师在施工过程中要严格把关。 3.1.1.8把开挖过程中的施工安全作为重点控制项目。

1、矿山法隧道开挖施工

矿山法隧道开挖采用正台阶法即上台阶分Ⅰ、Ⅱ区开挖,下台阶分为Ⅲ、Ⅳ区开挖。采用松动控制爆破开挖, 掏槽眼将采用分段装药,控制单段装药量,减轻震动,周边眼按设计间距布置,尽量少装药量,这样可大大降低对初衬混凝土的影响,在实际施工过程中,根据爆破震动监测信息反馈,随时调整爆破参数,爆破作业遵循浅孔密布的原则,少装药,短进尺,多循环。掏槽区炮眼深度控制在1.2m左右,每炮循环进尺控制在1.0m左右,控制单段药量,控制爆破规模以达到控制质点振速的目的,在围岩整体性较好的地段,在保证地面安全的情况下,可以将隧道每炮循环进尺控制在1.5m范围。爆破施工详见“《矿山法隧道爆破设计方案》。”

2、初期支护工艺流程图

3、超前注浆小导管的施工:

1)超前注浆小导管 施工工艺流程见图4.2-2。

2)施工方法及技术措施 图4.2.2 超前小导管注浆施工工艺流程图

①在隧道拱顶纵向间距3000mm,环向间距350mm,拱部150°范围设置超前注浆小导管,外插角10°,小导管采用φ42无缝钢管长度L=4500mm,管壁厚t=3.50mm。

②小导管一端预先在地面做成锥尖型,其中锥尖长10cm,中间3.5m,管壁以15cm间距梅花型开钻10mm的出浆孔,末端1m不钻孔,导管接长时连接必须牢固。

③导管孔采用气腿式风钻钻孔,钻孔直径为φ45,钻孔孔眼深度大于导管长度,钻机顶入导管时,顶入长度不小于4050mm,钻进中需随时检测其仰角,管端置于钢格栅外侧,并与钢格栅点焊连结。

④全部小导管安装完毕后进行注浆,注浆材料、注浆方式及注浆压力在实际操作时将根据现场实际据现场试验确定(控制在0.5-1.00Mpa内)。

⑤注浆结束后用棉纱封堵小导管端头,防止水泥浆液流出。 4、砂浆锚杆施工

隧道初期支护系统砂浆锚杆,采用Φ22钢筋,长度l=2500mm,环、纵向间距1000mm,错开布置于边墙,锚杆按设计要求提前加工,根据设计要求布眼、钻孔,加工好的锚杆要符合规范要求。成孔后,用高压水将钻孔内石粉冲洗干净,安装时孔内灌注砂浆饱满,安装后锚杆外露长度不宜大于10cm,锚杆应进行抗拔试验,试件制做组数,同一批锚杆每100根取一组,每组三根(不足100根也取3根),同批试件抗拔力的平均值不得小于设计锚固力,且同批试件抗拔力最低值不小于设计锚固力的90%方为合格。

锚杆施工工艺流程图

5、格栅拱架施工

格栅拱架采用Φ22钢筋加工,Ⅲ类围岩每榀间距667mm(Ⅳ类围岩每榀间距800mm),在洞外分片加工,放大样检验,洞内安装,并使拱架与隧道轴线垂直,最后焊接连接杆,使钢架成为一个整体。

每榀拱架安装时,要认真定位,不偏,不斜,轮廓要符合设计要求,钢拱加工采用冷弯加工,避免降低拱架强度及刚度,安装时使段与段之间的连接板结合紧密,不留有空隙。

为保证钢架整体受力,按设计设置纵向连接钢筋,格栅拱架内外两层,连接筋为Φ22钢筋,环向间距1.0m与拱架的连接点焊接牢固。

在初期支护形成“闭合”结构前,为减少初支下沉量,每榀拱架安装时,均在其底部设一块“托块”,以增大受力面积,减少下沉量。

每榀拱架安装好后,在其拱脚处设置两根锁脚锚杆,以限制初支下沉和防止初支向隧道内收敛变形,锁脚锚杆采用Φ42钢筋,长L=2.5m,t=3.5mm,其尾部与拱架焊接牢固。

格栅拱架断面尺寸(宽、高)允许偏差为±10mm。

拱架组装后需在同一平面内,其允许偏差为:宽度±20mm,高度±30mm,扭曲度20mm。

拱架各节连接牢固,安设位置正确,稳固并垂直隧道中线,允许偏差为:与线路中线位置30mm,垂直度5‰,前后两片钢拱架间距±100mm。

拱架加工圆顺,允许偏差为:拱架矢高及弧长±20mm。

格栅拱架施工工艺框图

6、钢筋网施工

钢筋网纵向、环向采用φ8钢筋,间距为200mm×200mmⅢ类围岩格栅钢拱架内外各一层钢筋网(Ⅳ类围岩格栅拱架外侧一层钢筋网),在洞外提前加工成2.0m×2.0m钢筋网片,运入洞内,外层钢筋网焊接在锚杆上,紧贴岩面铺设,钢筋网的混凝土保护层不小于20mm,内层钢筋网焊接在格栅内层连接筋上。

钢筋网片之间以及与喷环的钢筋网片搭接牢固,且搭接长度不小于200mm,第一层钢筋网铺设好后,方可安设第二层。

钢筋网片堆放和运输时不得损伤和变形,安装前应除锈。 钢筋网加工允许偏差为:钢筋间距±10mm,钢筋搭接长度±15mm。

钢筋网施工流程图

7、喷射混凝土

喷射混凝土采用干喷机,先喷射100mm厚,余下的200mm再分次施工。 当开挖进行一个循环后,立即喷射5cm厚混凝土封闭围岩,而后打系统锚杆,安装格栅钢架,挂两层钢筋网片,模喷混凝土至设计厚度喷射混凝土前应对开挖轮廓线的位置进行检查,超欠挖应在规定允许范围内,对围岩表面进行清理,清除浮灰和松动土块,清除方法主要是利用高压风清除,喷射手和司机之间配备好联络装置或信号,工作区的通风和照明设备安装齐全,对机械设备,风水管和电线等进行全面检查和试运转等。

喷射混凝土的配合比由试验室试验确定,采用搅拌机拌合,拌合时将水泥、骨料,一起加入拌合机中搅拌1min,而后再加入水和外加剂拌合1min,保证拌合均匀,喷射时分层进行,喷头距受喷面0.6~1.0m,分段分区自下而上进行,保证已喷的表面均匀、光滑、平顺,其工艺流程为:

喷射混凝土厚度检查采用预埋带有尺寸的钢筋头,纵、环向间距为10m布置。 喷射混凝土2h后应养生,养生时间不小于14d,当气温低于5℃时不得喷水养生。

爆破作业时,喷射混凝土终凝至下一循环放炮间隔时间不小于3小时。 8、初期支护拱顶背后注浆

初期支护注浆管纵向间距2.00m,拱部环向等间隔布置3根,长0.60m,注浆管与格栅钢架焊接在一起。喷射混凝土时,外露端用棉纱封堵加以保护,注浆液用425水泥拌制,水灰比为1:0.5~1:0.8具体由试验室根据试验确定。注浆压力为0.5Mpa,浆液强度等级为20Mpa注浆时间为初支完成后的第3天。

9、出碴进料

隧道采用人工装碴手推车卸入13T龙门吊吊斗内,龙门吊起吊出井口,5T汽车运到临时堆土场,进料也采用13T龙门吊吊入洞内。

龙门吊的布置图见图4.2-3

排出土车辆运输,确保外运弃土按计划有步骤地进行。

2)配5辆自卸汽车夜间运输,1台装载机装土。场地内土方倒运配备1辆5T的自卸汽车。

3)弃土在夜间规定的时间内外运,白天基坑开挖的土方堆放在临时堆土场内。 4)弃土场地按要求设置,并作好挡护、平整及夯实。

5)制定弃土、弃碴、弃泥浆的排放施工方案并征得监理工程师的批准后,遵守市政府的有关规定弃土外运。

6)按照“广州市建设工程现场文明施工管理办法”的要求,做到文明施工,保持现场及周围环境的清洁,做好弃土外运途中的管理工作。

11、爬梯、风管、水管和电缆平面布置图

4.2.3防水层的施工

初期支护结构趋于基本稳定,并经隐检合格后方可铺设隧道全断面防水层。先施工仰拱防水层,后施工洞身防水层,具体施工方法详见第5节“防水施工”

4.2.4二次衬砌施工 1、二次衬砌施工工艺

先施工二衬仰拱,然后施工洞身二衬,最后注浆及其它附属。 2、仰拱的施工 1)仰拱施工工艺流程

2)仰拱施工方法:

仰拱喷锚施工结束后,二衬施工前作好地下水的封堵引排,仰拱及基础部位的浮碴、垃圾、积水等清除干净,防水板分段铺设,绑扎钢筋时环向筋须错开外露,混凝土灌筑采用泵送施工。

3、洞身二次衬砌的施工:

仰拱二次衬砌施工结束后,混凝土达到设计强度后,方可施工洞身二次衬砌,洞身二衬先施工右线、然后施工左线,每6m一节,共施工10节。

洞身二次衬砌施工工艺流程图

4、结构施工技术措施 1)钢筋工程

钢筋在地面加工,隧道洞内搭架绑扎,钢筋必须有质保书和试验报告单,严格遵守“先试验后使用”的原则。

①钢筋焊接加工

钢筋焊接使用焊条、焊剂的牌号、性能以及使用的钢板和型钢均符合要求和有关规定。

焊接成型时,焊接处不得有水锈、油渍等,焊接处不得有缺口、裂纹,无较大金属焊瘤,钢筋端部的扭曲、弯折予以校直或切除。钢筋加工和焊接允许偏差见表4.2-3及表4.2-4。

钢筋加工允许偏差 表4.2-3

钢筋电弧焊接头的机械性能与允许偏差表 表4.2-4

②钢筋成型与安装

钢筋的钢种、根数、直径、级别等符合设计要求,同一根钢筋上在30d、且<500mm的范围内只准有一个接头,绑扎或焊接接头与钢筋弯曲处相距不应小于10倍主筋直径,也不宜位于最大弯矩处。

钢筋搭接采用闪光对焊或搭接焊。在绑扎双层钢筋网时,钢筋骨架以梅花状点焊,并设足够数量及强度的限位筋,保证钢筋位置准确。钢筋网片成形后不得在其上放置重物。

焊接成型的钢筋网片或骨架稳定牢固,在安装及浇筑混凝土时不得松动或变形,钢筋与模板间设置足够数量与强度的垫块,确保钢筋的保护层达到设计要求。变形缝处主筋和分布筋均不得触及止水带和填缝板,焊接时防止火花灼伤防水板,二次衬砌注浆管按设计要求焊接在钢筋上,钢筋安装允许偏差见表4.2-5。

钢筋安装允许偏差表 表4.2-5

2)模板工程

①采用模板架与组合模板,模板采用优质钢制成300×1500的可调曲模,堵头板采用无节松木板,厚度为50mm。

②模板架结构应简单,装拆方便,表面光滑,接缝严密,使用之前必须经过力学检算后方可使用,重复使用时应随时修整。模板架预留沉落量为10~30mm。

③模板架支立间距为1.5m,其允许偏差为以线路中线为准横向位置为±10mm,拱架垂直度为3%。

④模板拼装严密,不露浆,使用前应试拼一圈检查。 ⑤端头模板采用弧形木堵头,宽450mm,长1000mm。 ⑥隧道洞身模板架:

隧道洞身钢拱架采用工16加工,洞身每节10m安设11榀钢拱架,钢拱架底部和

起拱线横向水平采用工14加强支撑,钢拱架底部和起拱线纵向水平采用槽钢14将钢拱架连成一体,洞身钢拱架采用ø60钢管满堂支撑,ø60钢管端部和可旋顶托连接以便微调钢管长度。

隧道洞身模板支架专门进行设计加工。

⑦模板安装预埋件、预留孔洞偏差见表4.2.6

模板安装、预埋件、预留孔洞偏差表 表4.2.6

3)混凝土工程

浇筑混凝土前检查,防水板的铺设,钢筋预埋件,端头橡胶止水条,端头木模板,洞身钢模板等是否符合设计及规范要求,模板台架是否稳固、牢固,清除模板内的杂物等,准备就绪后浇筑混凝土。

混凝土采用商品混凝土由搅拌车运输至工地,在运输过程中要避免出现离析、漏浆,并要求浇注时有良好的和易性,坍落度损失减至最小或者损失不至于影响混凝土的浇注与捣实,在冷天、热天、大风等气候条件下运送混凝土时应力求缩短运输时间。输送泵输送至模内,泵输送混凝土坍落度边墙宜为100~150mm,拱部宜为160~210mm,混凝土到场后核对试验资料及使用部位,作坍落度试验,对于超过标准1-2cm的立即通知搅拌站调整。保证输送泵车状态良好,输送管路接头严密,拐弯缓和,输送过程中受料斗内保持足够混凝土,输送间歇时间预计超过45分钟或混凝土出现离析现象时,需立即冲洗管内残留混凝土。

混凝土采用泵送下料,施工前,用同标号的水泥砂浆润管,混凝土泵送入模时,左右对称灌注,沿隧道高度分层进行,每一循环应连续灌注,以减少接缝造成的渗漏现象。衬砌模架按灌注孔先下后上,由后向前有序进行,防止发生混凝土砂浆与骨料分离。

由于隧道埋深较大,为防止泵入时冲击力过大及造成混凝土离析,喂料口垂直受料面,如必须间歇时,尽量缩短时间间隔,并在前层混凝土终凝之前将次层混凝土灌注完毕。混凝土每层灌注厚度,当采用插入式振捣器时,不超过其作用的1.25倍。 水平施工缝以上50cm范围要注意振动棒插入深度及混凝土下落速度,防止使止水条发生弯曲移位。

混凝土采用插入式捣固棒振捣,振捣时间时间为10-30秒,并以泛浆和不冒气泡为准,振捣棒移动距离不大于作用半径一倍,插入下层混凝土深度不小于5cm,振捣时不得碰撞钢筋、模板、预埋件和止水带等。施工缝处混凝土必须认真振捣,新旧混凝土结合紧密。混凝土振捣过程中严格按工艺操作,快插慢拔,布点均匀,防止漏振,捣棒端头距施工缝应在 30cm~50cm,防止过近破坏止水条,过远漏振使浆液不能到达接缝处,产生露骨。振捣时不得触及防水板、钢筋、预埋件和模板。

施工缝处止水条安放前对一期混凝土表面认真处理,清除杂物,止水条两侧混凝土认真凿毛,止水条底部抹氯丁胶粘接,边抹边粘,并以200mm间距用水泥钉固定。水平施工缝处混凝土强度不低于1.2Mpa, 垂直施工缝不低于2.5Mpa。

混凝土灌注过程中有专人随时观察模板、支架、钢筋、预埋件等情况,发现问题及时处理。

混凝土终凝后及时养护,结构混凝土养护期不少于14天,洞身二次衬砌养护采用混凝土养护液。混凝土灌注至墙拱交界处,需间歇1-1.5h,混凝土必须振捣密实。拱顶混凝土振捣采用附属式捣振器,确保拱顶混凝土的密实程度。

4.2.5矿山法隧道与盾构隧道相接处工程(包括堵头墙) 矿山法隧道与盾构隧道相接处工程专门作一个方案。

5、防水施工

隧道防水施工是一个较复杂工程,牵涉的面广,它的质量是通过第一道工序到最后一道工序内各防水环节的质量来综合体现,任何一个环节做得不好,都有可能对整体防水效果产生很大的影响,因此在整个施工过程中,必须加强过程控制,一步一步地做好每一道工序的防水质量。

5.1组织管理措施

(1)经理部成立防水领导小组,组织专业防水班,专职进行防水施工。 (2)施工过程中防水质量对施工进度一票否绝,防水工作做不好,决不允许进入下道工序施工。

(3)防水施工遵循精心操作、严格检查的原则,实行防水技术、质量责任负责制,制定严格的奖罚制度,将处处抓防水、时时抓防水的理念贯穿在整个施工过程当中。

(4)严把防水材料进场质量关,确保使用质量合格的防水材料。

5.2、主要防水技术措施

5.2.1防水施工总原则:

以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理。

1、首先将控制隧道变形、维护隧道稳定及初期支护防水当作防水施工的第一道防线来抓。

2、隧道初衬与二衬之间的防水层施工质量当做防水施工的第二道防线来抓 3、将做好施工缝、变形缝的防水当作防水施工的第三道防线来抓 4、保证主体结构混凝土的自防水,做好防水施工的第四道防线。 5、特殊部位的防水。 5.2.2防水层施工

隧道初衬与二衬之间的防水层为土工布+防水板。

先将土工布用射钉固定在混凝土基面上,然后用热合方法将防水板粘贴在固定圆垫片上,即采用无钉铺设办法,对防水板无机械损伤。

1、防水板施工工艺流程 防水层施工工艺流程见图5.2-2。

基面处理 注浆堵水或引排

图5.2-2防水层施工工艺流程图

2、防水层铺设技术措施 1)喷射混凝土基面处理

喷射混凝土面粗糙,凹凸不平以及钢筋,铁丝头外露等对防水层质量有很大影响,为此,在喷射混凝土强度达设计强度后,对喷混凝土表面进行处理,处理过程中注意做

下道工序 质量检查

固定垫圈

好以下工作:

①确保处理后混凝土面凹凸度D/L<1:6。

②将基面钢筋及凸出的管件等尖锐突出物,从混凝土表面处割除,并在割除部位涂抹砂浆,砂浆面抹成曲面。

③隧道断面变化处的角抹成R=10cm圆弧。

④基面若有明水,进行引排或采取注浆等堵漏措施,确保基面干净,无松动和渗漏水现象。

2)无纺布铺设

采用射钉配HDPE垫机械固定办法,拱顶射钉间距0.5~0.7m,边墙部分1.0~1.2m,梅花型排列。

拱顶部分的铺设:先在隧道拱顶部弹出隧道纵向中心墨线,再将已剪裁好的无纺布中心线与这一标志相重合,从拱顶开始向两侧下垂铺设。边墙部位的铺设:顺隧道纵向竖向垂铺铺设。

仰拱部位的铺设:顺隧道纵向铺设。 3)防水板铺设

拱顶部分的铺设:先在无纺布上用射钉布设热塑性塑料园垫片,每隔50~150cm间距梅花型布设。在拱顶无纺布上弹出隧道纵向中心墨线,使防水板的横向中心线与墨线重合,先将拱顶的防水板与塑料圆垫片热熔焊接,再从拱顶开始向两侧下垂铺设,边铺边与垫片热熔焊接,并注意钉与钉之间防水板不拉得太紧。

防水板环向铺设时,先拱后墙,下部防水板应压住上部防水板,防水板铺设超前二衬混凝土的施工,其距离宜为10m左右,并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板。

4)防水板收口、搭接以及热熔施工

防水板接缝焊接是防水施工最重要的工艺之一,焊缝采用ZPR—210型爬行热合机双缝焊接,即将两层防水板的边缘搭接,通过热熔加压而有效粘结。防水板搭接宽度短边不小于150mm,长边不小于100mm,焊缝宽度不小于10mm。由于防水层在加工时,边缘处的塑料板与无纺布没有复合,焊接时比较方便,焊样形式见图5.2-3。

图5.2-4十字交叉焊样图

防水层的接头处应擦拭干净,去除表面油物灰尘,以保证焊接质量。在结构立面与平面的转角处,防水板接缝留在平面,距转角不小于600mm。焊接温度与电压及环境有密切关系,施焊前必须进行测试,点画出电压—温度关系曲线,供查用。

图5.2-5防水板固定示意图

3、焊缝检查 方法:用5号针头与压力表相连,针头刺入焊缝空腔中,用打气筒充气,当压力表达0.1~0.5Mpa时,停止充气,如果保持该压力时间少于1分钟,说明有未焊好之处,用肥皂水涂在焊缝上,产生气泡地方用热风焊枪补焊,直到不漏气为止,每15米焊缝抽检一处焊缝。

4、防水板修补

防水层施工必须精心,并对质量进行认真检查,对由于突然停电以致热合机不能前进等将防水板破坏的,首先检查出防水板的破坏之处,立即做出明显标记,以便毫不遗漏地把破损处修补好,修补仍采用热合办法,补后用真空检查法检查修补质量,具体遵循以下要求:

1)补钉不得过小,离破坏孔边不小于7cm。

2)补钉剪成圆角,不要有正方形、长方形、三角形等尖角。

5、防水层的保护

1)防水层做好后,及时灌注防水混凝土。

2)混凝土振捣时,振捣棒不得直接接触防水层,以免破坏防水层。振捣棒引起的对防水层的破坏不易发现,也无法修补,故二次衬砌模注混凝土施工时应特别注意,严禁紧贴防水板捣固。

3)如需进行钢筋焊接时,必须在此周围用石棉板遮挡隔离,以免溅出火花烧坏防水层,焊接作业完成后,石棉板待钢筋冷却后再进行撤除。

4)防水层进行其它作业不得破坏防水层。

5)振动棒不得接触防水层,混凝土输送管设弯头,降低对防水板的冲刷。

6)不得穿带钉子的鞋在防水层上走动。

7)加强对现场施工人员的教育,提高保护意识。。

5.2.3初期支护过程防水

提高喷射混凝土的防水效果的实质就是增加喷射混凝土的密实性,减少其收缩变形裂缝,达到防渗漏目的。由于喷射混凝土水泥用量较多,易产生干缩裂缝,而且其质量与喷射混凝土技术关系密切,因此,要想喷射混凝土不裂不渗,必须设计好用料级配,控制水灰比,选择好施工工艺。具体实施时采取以下有效措施。

1、对受喷面进行处理

当受喷面有滴水、淋水或涌水时,先治水。根据现场情况,治水可用堵(采用注浆堵水)、排(采用埋管引水)方法,从而保证喷射混凝土不带水作业,不改变喷射混凝土的配合比。

2、对使用材料严格控制

喷射混凝土使用材料主要有水泥、砂、石、水,对这些材料规格质量都应严格控制。其中石子最大粒径不大于15mm。

3、合理选用外加剂

为了提高喷射混凝土的早期强度和防水性能,喷射混凝土时一般都须添加一定数量的外加剂。外加剂的品种和用量也直接影响喷射混凝土的防水效果,必须合理选择。

1) 速凝剂的应用:为了提高喷射混凝土的早期强度,须在喷射混凝土中添加一定数量的速凝剂。

2) 防水剂的运用:普通喷射混凝土是非匀质材料,内附许多孔隙,水泥在硬化过程中会产生收缩变形,多余水份的蒸发会给混凝土内部留下孔隙,因此在普通喷射混凝土中掺加防水剂,使混凝土更加密实,而且可推迟收缩变形产生的时间。当水泥收缩时,喷射混凝土已有足够的强度,有效地抵抗收缩开裂和减少混凝土内部的细小裂缝,使其

具有结构自防水能力。

4、在施喷过程中,先喷3~5cm厚混凝土后,再架设钢架和钢筋网,再分层喷至设计厚度,以保证喷混凝土的密实性。现场实际情况表明渗水多发生在网构钢架拱墙连接节点处。施工中采取以下措施:

1)清除拱脚处的全部回弹料和渣土,并在施喷前用高压风水冲洗连接面。

2) 上齐扣紧全部节点的螺栓。

5.2.4二次衬砌模筑防水混凝土

混凝土结构自防水和接缝防水处理是结构防水的基本环节。混凝土结构自防水主要是由防水混凝土依靠其自身的憎水性和密实性来达到防水效果、提高混凝土的抗渗性就是提高其密实度,抑制孔隙。施工中,用控制水灰比、水泥用量和砂率来保证混凝土中砂浆质量和数量以抑制孔隙,使混凝土浸水一定深度而不致透过。通过加入膨胀剂和高效减水剂,减少混凝土收缩,增强其抗裂性能,并采取一系列措施保证混凝土施工质量。

1、提高混凝土的质量

1)优化配合比设计,尽量减小水灰比,水灰比不能大于0.6,砂率为35~45%,灰砂比为1:2.0~1:2.5。

要求商品混凝土供应商按以上配比制备混凝土。

2)确保水泥、砂子、石子、水和外加剂的质量要求。施工中严格按配合比准确计量。计量允许偏差为:水泥、水、外加剂为±1%;砂、石为±2%。减水剂应在混凝土拌合水中预溶成一定浓度的溶液,再加入搅拌机搅拌。为减少水化热的产生,施工时在混凝土中掺入部分粉煤灰,粉煤灰采用Ⅰ级标准,借以提高混凝土的和易性。

以上标准列入合同条款,要求混凝土供应商严格执行,并经常性抽检,监督其质量,保证混凝土的防水效果。

3) 严格控制混凝土的坍落度。结构防水混凝土的入模坍落度控制在11~14cm。

2、防水混凝土施工必须在围岩和初期支护基本稳定后进行,施工前做好初期支护的注浆堵水工作。

3、防水混凝土的搅拌与运输

混凝土搅拌不仅仅使材料均匀的混合,还起到一定的塑化和提高和易性作用,对防水混凝土的性能影响较大,混凝土搅拌达到色泽一致后方可出料,拌和时间不小于2min。施工中采用商品混凝土,混凝土运输采用混凝土拌合车运送,在运输过程中要避免出现离析、漏浆,并要求浇注时有良好的和易性,坍落度损失减至最小或者损失不至于影响混凝土的浇注与捣实,在冷天、热天、大风等气候条件下运送混凝土时应力求缩

短运输时间。

4、严格混凝土施工工艺

1) 混凝土浇注时除使拌合物充满整个模型外,还应注意拌合物入模的均匀性,保证不离析。拌合物自由下落高度控制在2m内,超过时,采用φ150mm的软管接长下料,软管沿纵向每3m布置一道。施工过程中严禁外来水渗透到正在浇灌的混凝土中。

2) 暗挖结构防水混凝土振捣采用插入式振捣棒配合附着式振捣器进行。振捣时,“快插慢拔”操作。混凝土分层灌注时,其层厚不超过振动棒长的1.25倍,并插入下层不小于5cm,振捣时间为10~30s。振捣棒应等距离地插入,均匀地捣实全部混凝土,插入点间距应小于振捣半径的1倍。前后两次振捣棒的作用范围应相互重叠,避免漏捣和过捣。振捣时严禁触及钢筋和模板。

3) 在炎热季节施工时,应采用有效措施降低原材料温度,必要时埋设冷凝管,并减少混凝土运输时吸收外界热量。混凝土结构的表面温度与室外最低温度的差值不应大于20℃。为防止混凝土收缩开裂影响防水效果,结构恒温温度不高于50℃,混凝土降温速度不应大于2℃/h。温度测试由实验人员负责,并将实测记录报驻地监理核备。

4) 防水混凝土结构内部设置各种钢筋或绑扎铁丝,不得接触模板。

5) 模板要架立牢固、严密,尤其是挡头板,不能出现跑模现象。混凝土挡头板做到表面规则平整,避免出现水泥浆漏失现象。

6) 把好泵送入模关。暗挖隧道防水混凝土采用泵送入模。施工前,用同标号的水泥砂浆润管,并将水泥砂浆摊铺到施工接茬面上摊铺厚度20~25mm,以促使施工缝处新旧混凝土有效结合。混凝土泵送入模时,左右对称灌注,沿隧道高度分层进行,每一循环应连续灌注,以减少接缝造成的渗漏现象。衬砌模架按灌注孔先下后上,由后向前有序进行,防止发生混凝土砂浆与骨料分离。

5、混凝土的养护

防水混凝土灌注完毕,待终凝后应及时养护,采用喷、洒水养护。由于台架和模板不能及时拆除,初期养护洒水至模板表面和挡头板进行降温,待拆模后,对结构表面涂抹养护液养护。

5.2.5施工缝防水

边墙、仰拱纵向施工缝中设遇水膨胀橡胶止水条。施工方法为:

1、一期混凝土浇注时,在施工缝处预埋木条成槽尺寸宽40mm,深5mm。 安放前对一期混凝土表面认真处理,清除杂物,止水条两侧混凝土认真凿毛,并用水泥砂浆找平,止水条底部抹氯丁胶粘接,边抹边粘,并以200mm间距用水泥钉固定,见图5.2-5。

图5.2-6橡胶止水条施工方法示意图

2、在止水条外涂缓膨胀剂,控制止水条安放时间,以保证在其发生膨胀之前(5小时左右)灌注混凝土,防止暴露时间过长因潮湿或不可避免的沾水提前膨胀扭曲。混凝土浇注前对止水条全面检查,确保未发生变形后立即浇注混凝土,否则重新安放。

3、安装接缝模板时,夹2mm厚橡胶条,防止混凝土灌注过程中的漏浆。混凝土浇注之前,沿施工缝均匀洒一层3cm厚同标号水泥砂浆,保证接合部位质量。

4、混凝土振捣过程中必须严格按工艺操作,快插慢拔,布点均匀,防止漏振,捣棒端头距施工缝应在 30cm~50cm,防止过近破坏止水条,过远漏振使浆液不能到达接缝处,产生露骨。

5、在先浇段混凝土表面刷一层水泥基渗透结晶型防水涂料加强防水。

5.2.6、二衬施工缝防水处理

在二衬施工缝表面刷一层1.5~2mm的水泥基渗透结晶型防水涂料。施工方法和施工措施如下:

1、基面处理

混凝土表面应该粗糙、干净,以提供充分开放的毛细管系统以利于渗透。

1)混凝土施工缝表面凿毛后用高压风吹干净,必要时先用水洗再吹干净,以露出新鲜混凝土面并保持湿润。

2)混凝土施工缝表面不得有积水。

3)在涂刷防水材料之前,将混凝土表面略微湿润,混凝土内部结构必须保持湿度。

2、拌和防水涂料

1)每平方米1.5公斤:5份水泥基渗透结晶型防水涂料,2份干净水。

2)涂刷时经常将混合物搅拌,并且每次不应混合多于35分钟内可用完的分量。3、涂刷涂料

1)采用水泥工专用刷子(采用人造纤维类较佳)涂刷,混合及施工时工人需戴橡胶手套,按规定要求进行涂刷。

2)涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料前先将混凝土表面湿润。

3)涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料按指定分量施工:一涂的厚度应少于1.2mm,第二涂应等第一层触干时涂刷,天气较热时,两层涂浆之间要喷上一层雾水湿润。

6.建筑物保护措施

6.1建筑物调查的范围与重点

根据隧道地质和隧道埋深等确定施工的影响范围,已对隧道两边线外各30m范围内的所有地面建筑物进行调查,调查的内容为建筑物的名称、位置、所属业主、建筑物的用途、建筑物的层数(高度),有无地下室,建造时间,结构类型,建筑物的基础类型和基础深度,建筑物结构裂缝宽度等,其中建筑物的基础类型、基础深度、尺寸及其与隧道的相对位置关系是调查的重点。

6.2邻近建筑物和隧道上方建筑物保护措施

6.2.1控制地面沉降主要措施有:

1、开挖前在掌子面打导管注浆加固围岩减少开挖过程中围岩的变形。

2、开挖采用分区松动爆破,短进尺,强支护,将扰动控制在尽可能小的范围内,以减少围岩变形。

3、喷锚支护结束一段临时支撑一段,在拱顶初期支护背后注浆加强围岩和支护整体承载力。根据量测结果尽早进行二次衬砌。

6.2.2施工监测反馈信息指导施工:

在开挖中依据监测数据分析结果,采取各种措施控制地层变形量,如果发现周边建筑有较大的沉降或倾斜趋向,立即采用注浆加固保护措施。并在开挖中减少进尺深度,放慢开挖速度,加强支撑等措施,加大观测频率直至建筑物变形得到控制。

6.2.3制定应急措施:

平常预备一定数量的备用钢支撑。当周边建筑物沉降或变形趋势剧烈,接近控制标准时,立即采用应急措施,停止开挖,尽快完成衬砌,加强支撑,将情况向有关部门汇报,召集有关专家和专业单位进行研究处理,采取切实可行的措施处理,直至沉降或变形得到纠正。

7.隧道施工监测

7.1监测组织、项目与仪器

7.1.1监测组织

建立专业监测小组,以项目技术负责人为直接领导,由具备有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成。负责监测方案的制定、监测仪器的调试和监测点埋设、监测数据的收集、整理和分析,快速、及时、准确的反馈信息,指导施工。

监测小组人员组织表 表7.1-1

7.1.2监测项目及监测仪器

为了确保施工期间的施工及建筑物的稳定和安全,结合该段地形地质条件、支护类型,施工方法等特点,确定监测项目和使用的监测仪器。

1、

2、施工监测仪器

施工监测仪器汇总表 表7.1.2

监测项目

3、矿山法隧道施工监测详见《矿山法隧道段施工监测方案》。

8.矿山法隧道施工保证措施

8.1施工技术保证措施

8.1.1 施工技术管理措施

1、技术管理以“现场第一、强化服务”为原则。

2、项目内部设立技术管理系统,制定和执行岗位责任制,编制实施性施组、作业指导书,开竣工报告,制定技术、测量、资料管理办法。

3、实行总工程师领导,施工技术部统一管理。

4、技术交底制度:

1)开工前编制作业指导书,向管理人员进行工程内容交底。

2)施工阶段由技术人员对分项、分部工程结构、工艺、技术标准交底。

3)现场交底由各技术组技术人员向领工员、工班长交底。

4)实行书面技术交底,实行复核制、签认制,交底人保管制。

8.1.2施工准备阶段的技术控制措施

1、对参加本项目施工人员进行培训。

2、施工技术准备

1)熟悉、审核施工图纸,参加技术交底和图纸会审。

2)复测控制桩,并制定测量方案。

3)编制实施性施工组织设计,制定施工计划,安排好施工顺序。

4)针对本项目编制《质量计划》,并按规定程序进行审批。

5)做好技术交底和技术培训工作。

6)配备检验、测量和试验设备,并按规定进行校验。

7)安排好原材料的基础试验工作。

3、物资、设备准备

1)编制材料和设备需要量计划,并具体落实。

2)安排好施工机具、设备的维修和保养工作。

3)钢材、水泥、商品混凝土、防水材料等主要材料,按照《物资采购控制程序》对合格供应方进行调查评定。

4)保证所有进场的机械设备性能完好,否则不准进场。

8.2质量保证措施

8.2.1建立质量组织机构和质量保证体系

依据本项目的质量目标,建立在经理领导下的全面质量管理领导小组,设综合性的质量管理机构。本项目推行ISO9002质量标准。

在《客大盾构区间工程项目质量计划》中对本项目质量组织机构及质量体系要素职责分配做了说明和阐述。

专业工种人员按照国家有关规定的要求进行培训考核,持证上岗。民工、临时工上岗前及职称转岗对其进行岗前培训,考核合格后方上岗。采用“四新”前组织专业技术人员对操作者培训。建立健全岗位责任制,每项工作都由专人负责。

认真贯彻ISO9000质量管理标准,建立完善质量体系,项目部成立以项目经理及总工程师任正、副组长的质量领导小组,积极推动项目经理部全面质量管理工作的深入开展。

8.2.2混凝土质量保证措施

矿山法隧道施工组织设计

1、编制说明

1.1 编制依据

1.1.1、广州市轨道交通三号线“客大区间~大塘站盾构区间”盾构工程(以下简称“客大盾构区间”)招标文件、投标文件、承包合同、矿山法隧道施工设计图及地下铁道工程施工及验收规范;

1.1.2、现场调查情况;

1.1.3、有关施工规范、质量技术标准,以及广州地区在安全文明施工、环境保护等方面的规定。

1.2 编制范围

客大盾构区间矿山法隧道,隧道地表周围建筑物调查及保护等工程。

1.3 编制原则

1.3.1、选择先进、可行可靠的施工技术方案与施工工艺,确保工程安全、优质、高效完成及周围环境安全。

1.3.2、根据业主对工期的要求,合理安排各工序施工进度,确保工期目标的实现。

1.3.3、在方案可靠的基础上,对施工过程实行信息化管理。

1.3.4、在施工场地的布置,施工机械的配备等方面注重对环保措施的选择,严格执行广州市文明施工的各项要求,注重文明施工。

2、工程概况

客大盾构区间矿山法隧道位于广州市海珠区五羊汽车修理厂院内,起始里程为YDK8+029~YDK8+059。左、右线隧道之间设一个中间风井,风井中心里程为YDK8+044。

2.1 工程设计

矿山法隧道设计为马蹄形断面,开挖跨度和高度为9.2×9.09m,开挖面积为68.89m2,隧道围岩为Ⅲ类、Ⅳ类,采用短台阶法开挖。隧道初衬闭合成环后,再模筑二衬钢筋砼,期间分别在拱顶实施初衬拱顶注浆和二次衬砌拱顶注浆。初支由300mm的喷砼、锚杆、钢筋网与格栅钢架等联合支护组成,格栅钢架Ⅲ类围岩间距0.667m(Ⅳ类围岩间距0.8m),风井与矿山法隧道接口段(即YDK8+037.5~YDK8+050.5、

风井与矿山法隧道接口段衬砌断面图详见《风井与矿山法隧道接口及进洞施工方案》。

2.2 工程地质及水文地质

2.2.1工程地质

矿山法隧道附近地段相对较为平坦,地面高程7m左右,隧道埋深20米左右。 矿山法隧道主要穿越<8> 、<9>地层,工程地质情况较好,矿山法隧道以上地层为<1>、<3-2>、<5-2>、<6>、<7>,地层参数统计见表2.2-1,地层类别见表2.2-2。

<1>人工填土层(Q4ml):为杂填土,以砼块、砖块及粉质粘土为主,欠压实,厚约2.5m。富水性弱,渗透系数差异较大,为弱透水层。属于Ⅰ级松土。机械能全部直接铲挖满载。

<3-2>中、细砂(Q3al+pl):由细砂、粉细砂组成,含少量泥质,富水性弱至中等,渗透系数K=1.6m/d,为中等透水层。属于Ⅰ级松土,机械能全部直接铲挖满载。

<5-2>硬塑或中密状残积土(Qel):为粉质粘土,具膨胀性,为特殊地质。可塑~硬塑状,富水性极弱,渗透渗透系数K=0.0001m/d。为不透水层。属于Ⅱ级普通土,机械需部分刨松方能铲挖满载,或可直接铲挖但不能满载。

<6>全风化层:岩性以砂砾岩、泥质粉砂岩为主,结构全部破坏,已风化为土,厚2.5m左右,富水性极弱,渗透系数K=0.0006m/d,为不透水层。属于Ⅱ级硬土,机械须普遍刨松方能铲挖满载。

<7>强风化层:岩性以砂砾岩、泥质粉砂岩为主,结构已大部分破坏,裂隙发育,岩质较软富水性弱至中等,渗透系数K=0.11~0.22m/d,为弱透水层。基岩强风化层属于Ⅲ级软石,部分用爆破法开挖。

<8>中风化层:岩性以砂砾岩为主,裂隙较发育,富水性弱至中等,渗透系数K=0.11~0.22m/d,为弱透水层。基岩中等风化层属于Ⅳ级次坚石,用爆破法开挖。

<9>微风化层:为砂砾岩、砾岩,富水性弱,渗透系数K小于0.1m/d,为微透水至弱透水层。属于Ⅳ级次坚石,用爆破法开挖。

地层性状统计表 表2.2-1

矿山法隧道地层类别一览表 表2.2-2

地下水埋深3.2m左右,地下水赋存条件为孔隙水及基岩裂隙水,由大气降水及地表径流补给。基岩裂隙水主要赋存于基岩强风化,中等风化的裂隙中,据已有渗透系数数值,水量不大。由大气降水及上覆土层补给。根据地质剖面,残积土、基岩全风化层为不透水层,可视为相对隔水层(纵横方向上的相变尖灭除外),冲洪积砂,基岩强~中等风化层为相对含水层。 地下水对砼具弱腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋具中等腐蚀性。

2.3施工场地条件

矿山法隧道施工场地在五羊汽车修理厂院内,临近矿山法隧道左、右线上方分别有一栋建筑时间较长的旧宅,一栋四层民房,一栋3层民房,一栋2层民房。

施工场地周边为墩和路,大塘村,房屋密集,人口众多,道路纵横交错。虽然道路交通条件较好,但施工期间的车辆交通需要很好组织。

2.4主要工程数量

3、矿山法隧道施工总体安排

3.1矿山法隧道施工的特点,重点分析

3.1.1工程特点:

1、隧道埋深较大,地质条件较好。

2、矿山法隧道位于中间风井两侧,出渣进料途径曲折。 3、矿山法隧道与中间风井接口处形式复杂。 4、地面建筑多且近。 3.1.2施工重点:

1、中间风井与矿山法隧道接口部位的施工。

2、附近地面建筑物的安全和沉降控制。

3、结构与防水施工。 4、施工测量与监测。

5、控制爆破开挖。 6、围岩稳定的控制

3.2矿山法隧道施工方案

风井初衬开挖落到底后,先施工初衬底部暗梁,然后进行中间风井与矿山法隧道接口、进洞施工,中间风井与矿山法隧道接口及进洞施工方法见《中间风井与矿山法隧道接口及进洞方案》的说明。进洞后隧道断面采用上下短台阶法施工,各台阶再分2个部分先后施工,待开挖完毕初期支护,全部封闭成环后,再分段施工二次衬砌。期间出碴进料利用中间风井龙门吊吊运,等矿山法隧道施工完成后,再施工风井二衬和附属部分。

3.3施工进度计划

3.3.1主要工序进度指标见表3.3-1

3.3.2各主要工序工期计划(见表3.3-2)

1、采用Microsoft Project工程计划管理软件,对现场施工进度实行追踪动态管理。

2、施工过程中,将施工计划网络按各个阶段所展开的工序逐一分解到作业层,

采用各种控制手段保证项目及各项工程活动按计划开始,在施工过程中记录各个工程活动的开始和结束时间及完成程度。

3、在每月末按各活动的完成程度对比计划,确定整个项目的完成程度,并结合工期、生产成果、劳动生产率、材料的实际进货、消耗和存储量等指标,评定项目进度状况,分析其中的原因,保证工作顺利实施。

4、及时向监理工程师提交详细施工进度表审查。

3.4施工资源配置计划

3.4.1劳动力安排:计划根据施工进度及工程数量,确定分期劳动力安排计划,见表3.4-1。

分工种劳动力使用计划 表3.4-1

分工种劳动力使用计划 表3.4-1

3.4.3土石方开挖强度,砼浇筑。 土石方开挖强度及砼浇注强度见表3.4-3

土石方开挖及砼浇注强度表 表3.4-3

3.4.4施工供水、供电需求计划

1、施工供计划

从五羊场内φ50供水点引水至场内规划的供水系统。供水量根据施工用水及生活用水计算。供水计划详见表3.4-4

2、施工供电计划

施工用电根据动力设备,施工照明和生活用电进行计算,供电强度详见表3.4-4

施工供水供电需求计划 表3.4-4

3.4.5主要材料供应计划 1、主要材料供购方式

1)钢材:与业主确定的钢材供应商鉴定钢材供应合同,并根据施工进度安排,做好钢材供应计划及现场进货检验。

2)商品砼:与业主确定的商品砼供应商鉴定商品砼供应合同,并根据施工进度安排,做好商品砼供应计划及接货准备工作。

3)除钢材、商品砼等以外的主要材料供应方式,按本合同招标文件的有关规定和业主、监理的规定原则进行采购。

2、主要材料分期供应计划

本工程钢材、商品砼供应计划见表3.4-5

钢材、商品砼、防水材料供应计划表 表3.4-5

3、主要材料现场使用管理

1)对进场的各种材料按相应的验收标准进行检验。不合格的严禁使用。并派人负责取样送到有资质的经监理认可的建筑材料试验站进行试验,取样在监理在场的情

况下进行。

2)严格材料的入库、出库管理。出入及时登记入“材料收发日记帐”。 3)材料的搬运与贮存严格按招标文件和施工规范要求执行。

3.5施工现场规划

矿山法隧道施工继续可利用中间风井现场布置。 3.5.1施工用水

3.5-21变压器接入100KVA专供20m3空压机用电。施工供电系统见图3.5-3。

电力传输线和配电设施符合广州市关于电力安装、使用及维修的有关规定。

图3.5-3 施工供电系统图

2、主要用电设备的负荷 施工设施用电功率:236KW 施工设施计算负荷:

井内照明、场区照明、场区运输、井口照明、生活用电的同时利用系数取为K=1,计算负荷(有功)为:

(10+15+15+10+10)×1=60KW 其余用电设备,取K=0.5

计算负荷(有功)为:(236-60)×0.5=88KW 施工设施计算负荷(有功部分):60+88=148KW 功率因数:取COSΦ=0.8

施工设施计算负荷(视在部分):185KVA

3.5.3施工通风

采用SWFG-1风机,风管采用φ500软管。 3.5.4 现场通讯

主要管理人员配备移动电话,施工现场办公室安装与电脑联网的电话一台以便承包商对外联络及业主进行网络化管理。

施工现场配对讲机数部,供项目负责人及各作业班组联络使用。 3.5.5现场消防措施

采取措施防止施工现场的临时工程与设施、以及在建或完工的永久工程和施工人员营地发生火灾,按照政府规定,供应、安装消防设施、设备,经监理工程师批准,并经地方政府消防部门检查认可,使设备处于良好状态,随时可满足消防要求。

2002年我经理部共派2人参加了广州市消防局举办的消防培训会,在此基础上健全了消防组织机构,配备足够消防器材,并派专人值班检查。加强消防知识的宣传和对现场易燃易爆物品的管理,消除一切可能造成火灾、爆炸事故的根源,严格控制火源、易燃、易爆和助燃物。生活区及工地重要电器设施周围,设置接地或避雷装置,防止雷击起火造成安全事故。

3.5.6施工期间排水及环保措施 1、排水措施

在风井锁口圈上设混凝土挡墙防止雨水流入井中,并在下雨时将井口用彩条布覆盖,场地四周设排水沟,雨水、污水先汇入沉淀池,经充分沉淀后排至污水沟。雨季防洪按广州市统一要求办理,主要防止泥污流入下水道。采取的措施是挖出的泥土及时运到弃土场;场地弃土场设挡护,防止雨天泥土流出。

2、预防地表水和地下水污染的措施

本项目工程排水没有化学污染成份,仅为泥土污染,故采用沉淀的方法即可达到市政要求的排放标准。为确保地表水、地下水不被污染,除四周设排水沟、施工场地地面硬化外,设沉淀池,保证沉淀质量。

3.5.7临时工程数量(见表3.5-1) 主要临时工程数量表 表3.5-1

4、矿山法隧道施工工艺和施工方法

4.1矿山法隧道施工工艺流程

4.1.1矿山法隧道施工顺序流程图如下

4.1.2矿山法隧道初期支护流程:

矿山法隧道全断面分三区开挖支护即全断面分为上、中、下正台阶,上台阶为

4.2矿山法隧道施工方法:

4.2.1施工准备

1、制定施工方案,进行施工技术交底。

2、做好施工测量,放线定位,准确定出隧道方向,做好监测方案,埋设观点并读取初次数值。

3、试验室做好施工配合比设计。 4、做好材料计划,准备好施工材料。 5、场地规划,供水、供电、供风线路敷设。 6、施工机械及人员的准备。 4.2.2矿山法隧道开挖及初期支护 1、矿山法隧道开挖施工

矿山法隧道开挖采用正台阶法即上台阶分Ⅰ、Ⅱ区开挖,下台阶分为Ⅲ、Ⅳ区

开挖。采用松动控制爆破开挖, 掏槽眼将采用分段装药,控制单段装药量,减轻震动,周边眼按设计间距布置,尽量少装药量,这样可大大降低对初衬砼的影响,在实际施工过程中,根据爆破震动监测信息反馈,随时调整爆破参数,爆破作业遵循浅孔密布的原则,少装药,短进尺,多循环。掏槽区炮眼深度控制在1.2m左右,每炮循环进尺控制在1.0m左右,控制单段药量,控制爆破规模以达到控制质点振速的目的,在围岩整体性较好的地段,在保证地面安全的情况下,可以将隧道每炮循环进尺控制在1.5m范围。爆破施工详见“《矿山法隧道爆破设计方案》”。

2、初期支护工艺流程图

3、超前注浆小导管的施工:

1)超前注浆小导管 施工工艺流程见图4.2-2。

2)施工方法及技术措施

图4.2.2 超前小导管注浆施工工艺流程图

①在隧道拱顶纵向间距3000mm,环向间距350mm,拱部150°范围设置超前注浆小导管,外插角10°,小导管采用φ42无缝钢管长度L=4500mm,管壁厚t=3.50mm。

②小导管一端预先在地面做成锥尖型,其中锥尖长10cm,中间3.5m,管壁以15cm间距梅花型开钻10mm的出浆孔,末端1m不钻孔,导管接长时连接必须牢固。

③导管孔采用气腿式风钻钻孔,钻孔直径为φ45,钻孔孔眼深度大于导管长度,钻机顶入导管时,顶入长度不小于4050mm,钻进中需随时检测其仰角,管端置于钢格栅外侧,并与钢格栅点焊连结。

④全部小导管安装完毕后进行注浆,注浆材料、注浆方式及注浆压力在实际操作时将根据现场实际据现场试验确定(控制在0.5-1.00Mpa内)。

⑤注浆结束后用棉纱封堵小导管端头,防止水泥浆液流出。 4、砂浆锚杆施工

隧道初期支护系统砂浆锚杆,采用Φ22钢筋,长度l=2500mm,环、纵向间距

1000mm,错开布置于边墙,锚杆按设计要求提前加工,根据设计要求布眼、钻孔,加工好的锚杆要符合规范要求。成孔后,用高压水将钻孔内石粉冲洗干净,安装时孔内灌注砂浆饱满,安装后锚杆外露长度不宜大于10cm,锚杆应进行抗拔试验,试件制做组数,同一批锚杆每100根取一组,每组三根(不足100根也取3根),同批试件抗拔力的平均值不得小于设计锚固力,且同批试件抗拔力最低值不小于设计锚固力的90%方为合格。

锚杆施工工艺流程图

5、格栅拱架施工

格栅拱架采用Φ22钢筋加工,Ⅲ类围岩每榀间距667mm(Ⅳ类围岩每榀间距800mm),在洞外分片加工,放大样检验,洞内安装,并使拱架与隧道轴线垂直,最后焊接连接杆,使钢架成为一个整体。

每榀拱架安装时,要认真定位,不偏,不斜,轮廓要符合设计要求,钢拱加工采用冷弯加工,避免降低拱架强度及刚度,安装时使段与段之间的连接板结合紧密,不留有空隙。

为保证钢架整体受力,按设计设置纵向连接钢筋,格栅拱架内外两层,连接筋

为Φ22钢筋,环向间距1.0m与拱架的连接点焊接牢固。

在初期支护形成“闭合”结构前,为减少初支下沉量,每榀拱架安装时,均在其底部设一块“托块”,以增大受力面积,减少下沉量。

每榀拱架安装好后,在其拱脚处设置两根锁脚锚杆,以限制初支下沉和防止初支向隧道内收敛变形,锁脚锚杆采用Φ42钢筋,长L=2.5m,t=3.5mm,其尾部与拱架焊接牢固。

格栅拱架断面尺寸(宽、高)允许偏差为±10mm。

拱架组装后需在同一平面内,其允许偏差为:宽度±20mm,高度±30mm,扭曲度20mm。

拱架各节连接牢固,安设位置正确,稳固并垂直隧道中线,允许偏差为:与线路中线位置30mm,垂直度5‰,前后两片钢拱架间距±100mm。

拱架加工圆顺,允许偏差为:拱架矢高及弧长±20mm。

格栅拱架施工工艺框图

6、钢筋网施工

钢筋网纵向、环向采用φ8钢筋,间距为200mm×200mmⅢ类围岩格栅钢拱架内外各一层钢筋网(Ⅳ类围岩格栅拱架外侧一层钢筋网),在洞外提前加工成2.0m×2.0m钢筋网片,运入洞内,外层钢筋网焊接在锚杆上,紧贴岩面铺设,钢筋网的砼保护层不小于20mm,内层钢筋网焊接在格栅内层连接筋上。

钢筋网片之间以及与喷环的钢筋网片搭接牢固,且搭接长度不小于200mm,第一层钢筋网铺设好后,方可安设第二层。

钢筋网片堆放和运输时不得损伤和变形,安装前应除锈。

钢筋网加工允许偏差为:钢筋间距±10mm,钢筋搭接长度±15mm。

钢筋网施工流程图

7、喷射混凝土

喷射混凝土采用干喷机,先喷射100mm厚,余下的200mm再分次施工。 当开挖进行一个循环后,立即喷射5cm厚砼封闭围岩,而后打系统锚杆,安装

格栅钢架,挂两层钢筋网片,模喷砼至设计厚度喷射砼前应对开挖轮廓线的位置进行检查,超欠挖应在规定允许范围内,对围岩表面进行清理,清除浮灰和松动土块,清除方法主要是利用高压风清除,喷射手和司机之间配备好联络装置或信号,工作区的通风和照明设备安装齐全,对机械设备,风水管和电线等进行全面检查和试运转等。

喷射砼的配合比由试验室试验确定,采用搅拌机拌合,拌合时将水泥、骨料,一起加入拌合机中搅拌1min,而后再加入水和外加剂拌合1min,保证拌合均匀,喷

喷射砼2h后应养生,养生时间不小于14d,当气温低于5℃时不得喷水养生。

爆破作业时,喷射砼终凝至下一循环放炮间隔时间不小于3小时。 8、初期支护拱顶背后注浆

初期支护注浆管纵向间距2.00m,拱部环向等间隔布置3根,长0.60m,注浆管与格栅钢架焊接在一起。喷射砼时,外露端用棉纱封堵加以保护,注浆液用425水泥拌制,水灰比为1:0.5~1:0.8具体由试验室根据试验确定。注浆压力为0.5Mpa,浆液强度等级为20Mpa注浆时间为初支完成后的第3天。

9、出碴进料

隧道采用人工装碴手推车卸入13T龙门吊吊斗内,龙门吊起吊出井口,5T汽车运到临时堆土场,进料也采用13T龙门吊吊入洞内。

龙门吊的布置图见图4.2-3

2)配5辆自卸汽车夜间运输,1台装载机装土。场地内土方倒运配备1辆5T的自卸汽车。

3)弃土在夜间规定的时间内外运,白天基坑开挖的土方堆放在临时堆土场内。 4)弃土场地按要求设置,并作好挡护、平整及夯实。

5)制定弃土、弃碴、弃泥浆的排放施工方案并征得监理工程师的批准后,遵守市政府的有关规定弃土外运。

6)按照“广州市建设工程现场文明施工管理办法”的要求,做到文明施工,保持现场及周围环境的清洁,做好弃土外运途中的管理工作。

11、爬梯、风管、水管和电缆平面布置图 4.2.3防水层的施工

初期支护结构趋于基本稳定,并经隐检合格后方可铺设隧道全断面防水层。先施工仰拱防水层,后施工洞身防水层,具体施工方法详见第5节“防水施工”

4.2.4二次衬砌施工

1、二次衬砌施工工艺

先施工二衬仰拱,然后施工洞身二衬,最后注浆及其它附属。 2、仰拱的施工 1)仰拱施工工艺流程

2)仰拱施工方法:

仰拱喷锚施工结束后,二衬施工前作好地下水的封堵引排,仰拱及基础部位的浮碴、垃圾、积水等清除干净,防水板分段铺设,绑扎钢筋时环向筋须错开外露,砼灌筑采用泵送施工。

3、洞身二次衬砌的施工:

仰拱二次衬砌施工结束后,混凝土达到设计强度后,方可施工洞身二次衬砌,洞身二衬先施工右线、然后施工左线,每6m一节,共施工10节。

洞身二次衬砌施工工艺流程图

4

1)钢筋工程

钢筋在地面加工,隧道洞内搭架绑扎,钢筋必须有质保书和试验报告单,严格遵守“先试验后使用”的原则。

①钢筋焊接加工

钢筋焊接使用焊条、焊剂的牌号、性能以及使用的钢板和型钢均符合要求和有关规定。

焊接成型时,焊接处不得有水锈、油渍等,焊接处不得有缺口、裂纹,无较大金属焊瘤,钢筋端部的扭曲、弯折予以校直或切除。钢筋加工和焊接允许偏差见表4.2-3及表4.2-4。

钢筋加工允许偏差 表4.2-3

钢筋电弧焊接头的机械性能与允许偏差表 表4.2-4

②钢筋成型与安装

钢筋的钢种、根数、直径、级别等符合设计要求,同一根钢筋上在30d、且<500mm的范围内只准有一个接头,绑扎或焊接接头与钢筋弯曲处相距不应小于10倍主筋直径,也不宜位于最大弯矩处。

钢筋搭接采用闪光对焊或搭接焊。在绑扎双层钢筋网时,钢筋骨架以梅花状点焊,并设足够数量及强度的限位筋,保证钢筋位置准确。钢筋网片成形后不得在其上放置重物。

焊接成型的钢筋网片或骨架稳定牢固,在安装及浇筑混凝土时不得松动或变形,钢筋与模板间设置足够数量与强度的垫块,确保钢筋的保护层达到设计要求。变形缝处主筋和分布筋均不得触及止水带和填缝板,焊接时防止火花灼伤防水板,二次衬砌注浆管按设计要求焊接在钢筋上,钢筋安装允许偏差见表4.2-5。

钢筋安装允许偏差表 表4.2-5

①采用模板架与组合模板,模板采用优质钢制成300×1500的可调曲模,堵头板采用无节松木板,厚度为50mm。

②模板架结构应简单,装拆方便,表面光滑,接缝严密,使用之前必须经过力学检算后方可使用,重复使用时应随时修整。模板架预留沉落量为10~30mm。

③模板架支立间距为1.5m,其允许偏差为以线路中线为准横向位置为±10mm,拱架垂直度为3%。

④模板拼装严密,不露浆,使用前应试拼一圈检查。 ⑤端头模板采用弧形木堵头,宽450mm,长1000mm。 ⑥隧道洞身模板架:

隧道洞身钢拱架采用工16加工,洞身每节10m安设11榀钢拱架,钢拱架底部和起拱线横向水平采用工14加强支撑,钢拱架底部和起拱线纵向水平采用槽钢14将钢拱架连成一体,洞身钢拱架采用ø60钢管满堂支撑,ø60钢管端部和可旋顶托连接以便微调钢管长度。

隧道洞身模板支架专门进行设计加工。

⑦模板安装预埋件、预留孔洞偏差见表4.2.6

模板安装、预埋件、预留孔洞偏差表 表4.2.6

浇筑混凝土前检查,防水板的铺设,钢筋预埋件,端头橡胶止水条,端头木模

板,洞身钢模板等是否符合设计及规范要求,模板台架是否稳固、牢固,清除模板内的杂物等,准备就绪后浇筑砼。

混凝土采用商品混凝土由搅拌车运输至工地,在运输过程中要避免出现离析、漏浆,并要求浇注时有良好的和易性,坍落度损失减至最小或者损失不至于影响混凝土的浇注与捣实,在冷天、热天、大风等气候条件下运送混凝土时应力求缩短运输时间。输送泵输送至模内,泵输送混凝土坍落度边墙宜为100~150mm,拱部宜为160~210mm,混凝土到场后核对试验资料及使用部位,作坍落度试验,对于超过标准1-2cm的立即通知搅拌站调整。保证输送泵车状态良好,输送管路接头严密,拐弯缓和,输送过程中受料斗内保持足够混凝土,输送间歇时间预计超过45分钟或混凝土出现离析现象时,需立即冲洗管内残留混凝土。

砼采用泵送下料,施工前,用同标号的水泥砂浆润管,混凝土泵送入模时,左右对称灌注,沿隧道高度分层进行,每一循环应连续灌注,以减少接缝造成的渗漏现象。衬砌模架按灌注孔先下后上,由后向前有序进行,防止发生混凝土砂浆与骨料分离。

由于隧道埋深较大,为防止泵入时冲击力过大及造成砼离析,喂料口垂直受料面,如必须间歇时,尽量缩短时间间隔,并在前层混凝土终凝之前将次层混凝土灌注完毕。混凝土每层灌注厚度,当采用插入式振捣器时,不超过其作用的1.25倍。 水平施工缝以上50cm范围要注意振动棒插入深度及砼下落速度,防止使止水条发生弯曲移位。

混凝土采用插入式捣固棒振捣,振捣时间时间为10-30秒,并以泛浆和不冒气泡为准,振捣棒移动距离不大于作用半径一倍,插入下层混凝土深度不小于5cm,振捣时不得碰撞钢筋、模板、预埋件和止水带等。施工缝处混凝土必须认真振捣,新旧混凝土结合紧密。混凝土振捣过程中严格按工艺操作,快插慢拔,布点均匀,防止漏振,捣棒端头距施工缝应在 30cm~50cm,防止过近破坏止水条,过远漏振使浆液不能到达接缝处,产生露骨。振捣时不得触及防水板、钢筋、预埋件和模板。 施工缝处止水条安放前对一期砼表面认真处理,清除杂物,止水条两侧砼认真凿毛,止水条底部抹氯丁胶粘接,边抹边粘,并以200mm间距用水泥钉固定。水平施工缝处混凝土强度不低于1.2Mpa, 垂直施工缝不低于2.5Mpa。

混凝土灌注过程中有专人随时观察模板、支架、钢筋、预埋件等情况,发现问题及时处理。

混凝土终凝后及时养护,结构混凝土养护期不少于14天,洞身二次衬砌养护采用砼养护液。混凝土灌注至墙拱交界处,需间歇1-1.5h,混凝土必须振捣密实。拱顶砼振捣采用附属式捣振器,确保拱顶砼的密实程度。

4.2.5矿山法隧道与盾构隧道相接处工程(包括堵头墙) 矿山法隧道与盾构隧道相接处工程专门作一个方案。

5、防水施工

隧道防水施工是一个较复杂工程,牵涉的面广,它的质量是通过第一道工序到最后一道工序内各防水环节的质量来综合体现,任何一个环节做得不好,都有可能对整体防水效果产生很大的影响,因此在整个施工过程中,必须加强过程控制,一步一步地做好每一道工序的防水质量。

5.1组织管理措施

(1)经理部成立防水领导小组,组织专业防水班,专职进行防水施工。 (2)施工过程中防水质量对施工进度一票否绝,防水工作做不好,决不允许进入下道工序施工。

(3)防水施工遵循精心操作、严格检查的原则,实行防水技术、质量责任负责制,制定严格的奖罚制度,将处处抓防水、时时抓防水的理念贯穿在整个施工过程当中。

(4)严把防水材料进场质量关,确保使用质量合格的防水材料。

5.2、主要防水技术措施

5.2.1防水施工总原则:

以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理。

1、首先将控制隧道变形、维护隧道稳定及初期支护防水当作防水施工的第一道防线来抓。

2、隧道初衬与二衬之间的防水层施工质量当做防水施工的第二道防线来抓

3、将做好施工缝、变形缝的防水当作防水施工的第三道防线来抓 4、保证主体结构混凝土的自防水,做好防水施工的第四道防线。 5、特殊部位的防水。 5.2.2防水层施工

隧道初衬与二衬之间的防水层为土工布+防水板。

先将土工布用射钉固定在砼基面上,然后用热合方法将防水板粘贴在固定圆垫

片上,即采用无钉铺设办法,对防水板无机械损伤。

1、防水板施工工艺流程

防水层施工工艺流程见图5.2-2。

图5.2-2防水层施工工艺流程图

2、防水层铺设技术措施 1)喷射砼基面处理

喷射砼面粗糙,凹凸不平以及钢筋,铁丝头外露等对防水层质量有很大影响,为此,在喷射砼强度达设计强度后,对喷砼表面进行处理,处理过程中注意做好以下工作:

①确保处理后砼面凹凸度D/L<1:6。

②将基面钢筋及凸出的管件等尖锐突出物,从砼表面处割除,并在割除部位涂抹砂浆,砂浆面抹成曲面。

③隧道断面变化处的角抹成R=10cm圆弧。

④基面若有明水,进行引排或采取注浆等堵漏措施,确保基面干净,无松动和

渗漏水现象。

2)无纺布铺设

采用射钉配HDPE垫机械固定办法,拱顶射钉间距0.5~0.7m,边墙部分1.0~1.2m,梅花型排列。

拱顶部分的铺设:先在隧道拱顶部弹出隧道纵向中心墨线,再将已剪裁好的无纺布中心线与这一标志相重合,从拱顶开始向两侧下垂铺设。边墙部位的铺设:顺隧道纵向竖向垂铺铺设。

仰拱部位的铺设:顺隧道纵向铺设。 3)防水板铺设

拱顶部分的铺设:先在无纺布上用射钉布设热塑性塑料园垫片,每隔50~150cm

图5.2-3 防水板搭接双焊缝平面图

与平面的转角处,防水板接缝留在平面,距转角不小于600mm。焊接温度与电压及环境有密切关系,施焊前必须进行测试,点画出电压—温度关系曲线,供查用。

防水板固定方法见图5.2-5。

图5.2-5防水板固定示意图

3、焊缝检查

方法:用5号针头与压力表相连,针头刺入焊缝空腔中,用打气筒充气,当压力表达0.1~0.5Mpa时,停止充气,如果保持该压力时间少于1分钟,说明有未焊好之处,用肥皂水涂在焊缝上,产生气泡地方用热风焊枪补焊,直到不漏气为止,每15米焊缝抽检一处焊缝。

4、防水板修补

防水层施工必须精心,并对质量进行认真检查,对由于突然停电以致热合机不能前进等将防水板破坏的,首先检查出防水板的破坏之处,立即做出明显标记,以便毫不遗漏地把破损处修补好,修补仍采用热合办法,补后用真空检查法检查修补质量,具体遵循以下要求:

1)补钉不得过小,离破坏孔边不小于7cm。

2)补钉剪成圆角,不要有正方形、长方形、三角形等尖角。 5、防水层的保护

1)防水层做好后,及时灌注防水砼。

2)混凝土振捣时,振捣棒不得直接接触防水层,以免破坏防水层。振捣棒引起的对防水层的破坏不易发现,也无法修补,故二次衬砌模注混凝土施工时应特别注意,严禁紧贴防水板捣固。

3)如需进行钢筋焊接时,必须在此周围用石棉板遮挡隔离,以免溅出火花烧坏防水层,焊接作业完成后,石棉板待钢筋冷却后再进行撤除。

4)防水层进行其它作业不得破坏防水层。

5)振动棒不得接触防水层,砼输送管设弯头,降低对防水板的冲刷。

6)不得穿带钉子的鞋在防水层上走动。

7)加强对现场施工人员的教育,提高保护意识。。 5.2.3初期支护过程防水

提高喷射混凝土的防水效果的实质就是增加喷射混凝土的密实性,减少其收缩变形裂缝,达到防渗漏目的。由于喷射混凝土水泥用量较多,易产生干缩裂缝,而且其质量与喷射混凝土技术关系密切,因此,要想喷射混凝土不裂不渗,必须设计好用料级配,控制水灰比,选择好施工工艺。具体实施时采取以下有效措施。

1、对受喷面进行处理

当受喷面有滴水、淋水或涌水时,先治水。根据现场情况,治水可用堵(采用注浆堵水)、排(采用埋管引水)方法,从而保证喷射混凝土不带水作业,不改变喷射混凝土的配合比。

2、对使用材料严格控制

喷射混凝土使用材料主要有水泥、砂、石、水,对这些材料规格质量都应严格控制。其中石子最大粒径不大于15mm。

3、合理选用外加剂

为了提高喷射混凝土的早期强度和防水性能,喷射混凝土时一般都须添加一定数量的外加剂。外加剂的品种和用量也直接影响喷射混凝土的防水效果,必须合理选择。

1) 速凝剂的应用:为了提高喷射混凝土的早期强度,须在喷射混凝土中添加一定数量的速凝剂。

2) 防水剂的运用:普通喷射混凝土是非匀质材料,内附许多孔隙,水泥在硬化过程中会产生收缩变形,多余水份的蒸发会给混凝土内部留下孔隙,因此在普通喷射混凝土中掺加防水剂,使混凝土更加密实,而且可推迟收缩变形产生的时间。当水泥收缩时,喷射混凝土已有足够的强度,有效地抵抗收缩开裂和减少混凝土内部的细小裂缝,使其具有结构自防水能力。

4、在施喷过程中,先喷3~5cm厚混凝土后,再架设钢架和钢筋网,再分层喷至设计厚度,以保证喷混凝土的密实性。现场实际情况表明渗水多发生在网构钢架拱墙连接节点处。施工中采取以下措施:

1)清除拱脚处的全部回弹料和渣土,并在施喷前用高压风水冲洗连接面。 2) 上齐扣紧全部节点的螺栓。 5.2.4二次衬砌模筑防水混凝土

混凝土结构自防水和接缝防水处理是结构防水的基本环节。混凝土结构自防水主要是由防水混凝土依靠其自身的憎水性和密实性来达到防水效果、提高混凝土的抗渗性就是提高其密实度,抑制孔隙。施工中,用控制水灰比、水泥用量和砂率来保证混凝土中砂浆质量和数量以抑制孔隙,使混凝土浸水一定深度而不致透过。通过加入膨胀剂和高效减水剂,减少混凝土收缩,增强其抗裂性能,并采取一系列措施保证混凝土施工质量。

1、提高混凝土的质量

1)优化配合比设计,尽量减小水灰比,水灰比不能大于0.6,砂率为35~45%,灰砂比为1:2.0~1:2.5。

要求商品混凝土供应商按以上配比制备混凝土。

2)确保水泥、砂子、石子、水和外加剂的质量要求。施工中严格按配合比准确计量。计量允许偏差为:水泥、水、外加剂为±1%;砂、石为±2%。减水剂应在混凝土拌合水中预溶成一定浓度的溶液,再加入搅拌机搅拌。为减少水化热的产生,施工时在混凝土中掺入部分粉煤灰,粉煤灰采用Ⅰ级标准,借以提高混凝土的和易性。

以上标准列入合同条款,要求混凝土供应商严格执行,并经常性抽检,监督其质量,保证混凝土的防水效果。

3) 严格控制混凝土的坍落度。结构防水混凝土的入模坍落度控制在11~14cm。 2、防水混凝土施工必须在围岩和初期支护基本稳定后进行,施工前做好初期支护的注浆堵水工作。

3、防水混凝土的搅拌与运输

混凝土搅拌不仅仅使材料均匀的混合,还起到一定的塑化和提高和易性作用,对防水混凝土的性能影响较大,混凝土搅拌达到色泽一致后方可出料,拌和时间不小于2min。施工中采用商品混凝土,混凝土运输采用混凝土拌合车运送,在运输过程中要避免出现离析、漏浆,并要求浇注时有良好的和易性,坍落度损失减至最小或者损失不至于影响混凝土的浇注与捣实,在冷天、热天、大风等气候条件下运送混凝土时应力求缩短运输时间。

4、严格混凝土施工工艺

1) 混凝土浇注时除使拌合物充满整个模型外,还应注意拌合物入模的均匀性,保证不离析。拌合物自由下落高度控制在2m内,超过时,采用φ150mm的软管接长下料,软管沿纵向每3m布置一道。施工过程中严禁外来水渗透到正在浇灌的混凝土

中。

2) 暗挖结构防水混凝土振捣采用插入式振捣棒配合附着式振捣器进行。振捣时,“快插慢拔”操作。混凝土分层灌注时,其层厚不超过振动棒长的1.25倍,并插入下层不小于5cm,振捣时间为10~30s。振捣棒应等距离地插入,均匀地捣实全部混凝土,插入点间距应小于振捣半径的1倍。前后两次振捣棒的作用范围应相互重叠,避免漏捣和过捣。振捣时严禁触及钢筋和模板。

3) 在炎热季节施工时,应采用有效措施降低原材料温度,必要时埋设冷凝管,并减少混凝土运输时吸收外界热量。混凝土结构的表面温度与室外最低温度的差值不应大于20℃。为防止混凝土收缩开裂影响防水效果,结构恒温温度不高于50℃,混凝土降温速度不应大于2℃/h。温度测试由实验人员负责,并将实测记录报驻地监理核备。

4) 防水混凝土结构内部设置各种钢筋或绑扎铁丝,不得接触模板。 5) 模板要架立牢固、严密,尤其是挡头板,不能出现跑模现象。混凝土挡头板做到表面规则平整,避免出现水泥浆漏失现象。

6) 把好泵送入模关。暗挖隧道防水混凝土采用泵送入模。施工前,用同标号的水泥砂浆润管,并将水泥砂浆摊铺到施工接茬面上摊铺厚度20~25mm,以促使施工缝处新旧混凝土有效结合。混凝土泵送入模时,左右对称灌注,沿隧道高度分层进行,每一循环应连续灌注,以减少接缝造成的渗漏现象。衬砌模架按灌注孔先下后上,由后向前有序进行,防止发生混凝土砂浆与骨料分离。

5、混凝土的养护

防水混凝土灌注完毕,待终凝后应及时养护,采用喷、洒水养护。由于台架和模板不能及时拆除,初期养护洒水至模板表面和挡头板进行降温,待拆模后,对结构表面涂抹养护液养护。

5.2.5施工缝防水

边墙、仰拱纵向施工缝中设遇水膨胀橡胶止水条。施工方法为:

1、一期砼浇注时,在施工缝处预埋木条成槽尺寸宽40mm,深5mm。 安放前对一期砼表面认真处理,清除杂物,止水条两侧砼认真凿毛,并用水泥砂浆找平,止水条底部抹氯丁胶粘接,边抹边粘,并以200mm间距用水泥钉固定,见图5.2-5。

2、在止水条外涂缓膨胀剂,控制止水条安放时间,以保证在其发生膨胀之前(5小时左右)灌注砼,防止暴露时间过长因潮湿或不可避免的沾水提前膨胀扭曲。砼浇注前对止水条全面检查,确保未发生变形后立即浇注砼,否则重新安放。

3、安装接缝模板时,夹2mm厚橡胶条,防止砼灌注过程中的漏浆。砼浇注之前,沿施工缝均匀洒一层3cm厚同标号水泥砂浆,保证接合部位质量。

4、砼振捣过程中必须严格按工艺操作,快插慢拔,布点均匀,防止漏振,捣棒端头距施工缝应在 30cm~50cm,防止过近破坏止水条,过远漏振使浆液不能到达接缝处,产生露骨。

5、在先浇段砼表面刷一层水泥基渗透结晶型防水涂料加强防水。 5.2.6、二衬施工缝防水处理

在二衬施工缝表面刷一层1.5~2mm的水泥基渗透结晶型防水涂料。施工方法和施工措施如下:

1、基面处理

混凝土表面应该粗糙、干净,以提供充分开放的毛细管系统以利于渗透。 1)混凝土施工缝表面凿毛后用高压风吹干净,必要时先用水洗再吹干净,以露出新鲜混凝土面并保持湿润。

2)混凝土施工缝表面不得有积水。

3)在涂刷防水材料之前,将混凝土表面略微湿润,混凝土内部结构必须保持湿度。

2、拌和防水涂料

1)每平方米1.5公斤:5份水泥基渗透结晶型防水涂料,2份干净水。 2)涂刷时经常将混合物搅拌,并且每次不应混合多于35分钟内可用完的分量。3、涂刷涂料

1)采用水泥工专用刷子(采用人造纤维类较佳)涂刷,混合及施工时工人需戴橡胶手套,按规定要求进行涂刷。

2)涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料前先将混凝土表面湿润。

3)涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料按指定分量施工:一涂的厚度应少于1.2mm,第二涂应等第一层触干时涂刷,天气较热时,两层涂浆之间要喷上一层雾水湿润。

6.建筑物保护措施

6.1建筑物调查的范围与重点

根据隧道地质和隧道埋深等确定施工的影响范围,已对隧道两边线外各30m范围内的所有地面建筑物进行调查,调查的内容为建筑物的名称、位置、所属业主、建筑物的用途、建筑物的层数(高度),有无地下室,建造时间,结构类型,建筑物的基础类型和基础深度,建筑物结构裂缝宽度等,其中建筑物的基础类型、基础深度、尺寸及其与隧道的相对位置关系是调查的重点。

6.2邻近建筑物和隧道上方建筑物保护措施

6.2.1控制地面沉降主要措施有:

1、开挖前在掌子面打导管注浆加固围岩减少开挖过程中围岩的变形。

2、开挖采用分区松动爆破,短进尺,强支护,将扰动控制在尽可能小的范围内,以减少围岩变形。

3、喷锚支护结束一段临时支撑一段,在拱顶初期支护背后注浆加强围岩和支护整体承载力。根据量测结果尽早进行二次衬砌。

6.2.2施工监测反馈信息指导施工:

在开挖中依据监测数据分析结果,采取各种措施控制地层变形量,如果发现周边建筑有较大的沉降或倾斜趋向,立即采用注浆加固保护措施。并在开挖中减少进尺深度,放慢开挖速度,加强支撑等措施,加大观测频率直至建筑物变形得到控制。

6.2.3制定应急措施:

平常预备一定数量的备用钢支撑。当周边建筑物沉降或变形趋势剧烈,接近控制标准时,立即采用应急措施,停止开挖,尽快完成衬砌,加强支撑,将情况向有

关部门汇报,召集有关专家和专业单位进行研究处理,采取切实可行的措施处理,直至沉降或变形得到纠正。

7.隧道施工监测

7.1监测组织、项目与仪器

7.1.1监测组织

建立专业监测小组,以项目技术负责人为直接领导,由具备有丰富施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成。负责监测方案的制定、监测仪器的调试和监测点埋设、监测数据的收集、整理和分析,快速、及时、准确的反馈信息,指导施工。

监测小组人员组织表 表7.1-1

7.1.2监测项目及监测仪器

为了确保施工期间的施工及建筑物的稳定和安全,结合该段地形地质条件、支护类型,施工方法等特点,确定监测项目和使用的监测仪器。

1、监测项目

2、施工监测仪器

施工监测仪器汇总表 表7.1.2

3、矿山法隧道施工监测详见《矿山法隧道段施工监测方案》。

8.矿山法隧道施工保证措施

8.1施工技术保证措施

8.1.1 施工技术管理措施

1、技术管理以“现场第一、强化服务”为原则。

2、项目内部设立技术管理系统,制定和执行岗位责任制,编制实施性施组、作业指导书,开竣工报告,制定技术、测量、资料管理办法。

3、实行总工程师领导,施工技术部统一管理。 4、技术交底制度:

1)开工前编制作业指导书,向管理人员进行工程内容交底。

2)施工阶段由技术人员对分项、分部工程结构、工艺、技术标准交底。 3)现场交底由各技术组技术人员向领工员、工班长交底。 4)实行书面技术交底,实行复核制、签认制,交底人保管制。 8.1.2施工准备阶段的技术控制措施 1、对参加本项目施工人员进行培训。 2、施工技术准备

1)熟悉、审核施工图纸,参加技术交底和图纸会审。

2)复测控制桩,并制定测量方案。

3)编制实施性施工组织设计,制定施工计划,安排好施工顺序。

4)针对本项目编制《质量计划》,并按规定程序进行审批。

5)做好技术交底和技术培训工作。

6)配备检验、测量和试验设备,并按规定进行校验。

7)安排好原材料的基础试验工作。

3、物资、设备准备

1)编制材料和设备需要量计划,并具体落实。

2)安排好施工机具、设备的维修和保养工作。

3)钢材、水泥、商品混凝土、防水材料等主要材料,按照《物资采购控制程序》对合格供应方进行调查评定。

4)保证所有进场的机械设备性能完好,否则不准进场。

8.2质量保证措施

8.2.1建立质量组织机构和质量保证体系

依据本项目的质量目标,建立在经理领导下的全面质量管理领导小组,设综合性的质量管理机构。本项目推行ISO9002质量标准。

在《客大盾构区间工程项目质量计划》中对本项目质量组织机构及质量体系要素职责分配做了说明和阐述。

专业工种人员按照国家有关规定的要求进行培训考核,持证上岗。民工、临时工上岗前及职称转岗对其进行岗前培训,考核合格后方上岗。采用“四新”前组织专业技术人员对操作者培训。建立健全岗位责任制,每项工作都由专人负责。

认真贯彻ISO9000质量管理标准,建立完善质量体系,项目部成立以项目经理及总工程师任正、副组长的质量领导小组,积极推动项目经理部全面质量管理工作的深入开展。

8.2.2混凝土质量保证措施

1、配合比设计:为保证混凝土配合比质量,项目部与商品混凝土供应商共同对配比进行设计,并对混凝土整个拌制过程进行监督管理。配比由试验最终确定,严格控制水灰比和水泥用量,选择级配良好的石子,减少空隙率和砂率,使混凝土的收缩降至最低。

2、混凝土灌注

1)成立混凝土作业班,分工定人定岗,建立岗位责任制。

2)混凝土灌注实行质检工程师现场监督制。

3)选择优质模板,立模前进行受力检算与检查验收。

4)尽量不安排在气温高、天气炎热的情况下浇注混凝土。

5)输送泵现场布料、输送时,受料斗保持足够混凝土,采取措施防止混凝土离析。

6)混凝土采用振动棒捣固,严格按技术要求控制振捣时间。

7)混凝土灌注连续进行,间歇时间不超过规范规定。

3、混凝土养生及保护

1)及时进行混凝土表面修整抹平,及时养生,养护施工定方案、定人员、定设备、定时间、定措施,确保养护方案在执行过程中不走样。

2)对结构不同部位,采取不同的拆模时间,禁止拆模过早。

8.2.3 施工期间对隐蔽工程的质量保证措施

健全各项质量检查和验收制度,并切实予以执行,是保证质量的关键。

1、隐蔽工程采用班组自检、专业复检与监理签认相结合的检查方式。

2、各工序完成后,班组先自检,合格后由主管技术人员、质量检查工程师会同各工班长按技术规范进行检验,不合格者坚决予以返工处理。

3、邀请监理工程师检查验收,并做好验收记录、签证及资料整理工作。

4、隐蔽工程填写施工记录,记录上有技术负责人、质量检查人签字。

5、工序中间交接时,有明确的质量合格交接意见。

6、贯彻落实验收制度,对有关人员定岗定责:

1)各主管工程师详细审查施工图纸,熟悉设计意图、技术要求等。

2)做好技术交底,技术交底实行复核制、签字制。

3)对各分项工程,设一名主管工程师及一名施工员专职负责。

4)加强检查,消除隐患,主管工程师及质量检查人员在检查工程时,重点检查隐蔽工程,发现问题及时处理,将隐患消除在萌芽状态。

5)和其它工程加强协调,主动配合,做好隐蔽工程。

8.2.4防渗漏保证措施

1、防水原则与防水重点

防水原则:“以防为主,防排结合,因地制宜,综合治理”。防水重点:结构防水砼防水,卷材防水,施工缝防水、预留接口防水。项目部发动群众,集思广益,有针对性的采取措施,确保防水原则的贯彻与重点部位防水质量。

2、防水、防渗工程质量管理措施

1)经理部成立以项目经理为首的防水领导小组,由总工程师主抓此项工作。设防水质检员及数名技术人员管理现场施工技术,抽调有地铁及多年隧道防水施工经验的技术工人组建专业防水班。

2)防水领导小组和防水班定岗定责,由总工程师组织技术人员不定期对所有防水施工人员进行防水技术、工艺、质量标准及要求培训,合格者上岗。

3)施工前,技术人员对防水班就防水材料、施工技术、质量要求、注意事项进行详细的交底,务使施工人员人人心中有数,避免盲目施工。

4)施工中,技术人员认真检查与指导专职人员对每道工序按照工艺细则进行精心操作,凡检查验收不合格者,责令操作者立即予以纠正,绝对不迁就。上道工序纠正不合格不准进入下道工序,防水质量对施工进度一票否决。

5)按照一般与重点进行分级管理,一般部位抓好施工质量,重点、特殊部位单独制定防渗漏方案及措施。

6)各种原材料、制品及配件进料要有出厂合格证,产品性能符合有关标准规定,使用前,把好现场试验检验关,经试验合格的方准使用。

8.3 安全施工保证措施

8.3.1 安全生产保证体系及安全生产责任制

经理部已编制《安全生产管理办法》。施工过程中严格按本办法执行。

1、项目经理部成立以项目经理、副经理、总工程师为首的安全领导小组,组织领导安全施工管理工作,积极推动全面安全管理工作的深入开展。

2、建立健全自检制度:项目经理部建立二级安全管理体系,项目经理部设质量安全监察部,施工班组设专职安检员、兼职安检员,分别实施检查任务,同时认真接受外部监督。

3、实行逐级安全技术交底制、签字制。

4、加强施工现场安全教育,针对工程特点,进行安全全面教育与重点教育。

5、认真执行安全检查制度,实行定期检查、非定期检查、特定检查。

8.3.2安全管理目标和安全防范要点

安全目标确定为“三无一杜绝、一创建”,“三无”即:无工伤死亡事故;无交通死亡事故;无火灾、洪灾事故;“一杜绝”即:杜绝重伤事故;“一创建”即:创建安全文明工地。

8.3.3主要施工安全技术措施

1、施工现场安全保证措施

1)施工现场的布置符合防火、防洪、防雷电等安全规定。有防止行人、车辆等坠落的安全设施;危险地点悬挂按照GB2893-82《安全色》和GB2894-82《安全标志》规定的标牌,夜间有人经过的坑、洞设红灯示警,现场道路符合《工厂企业厂内运输安全规程》GB4378-84的规定,施工现场设置大幅安全宣传标语。

2)现场的生产、生活区均设足够的消防水源和消防设施网点,消防器材设专人管理不乱拿乱动。

3)各类房屋、库棚、料场等的消防安全距离符合国家或公安部门的规定,室内不堆放易燃品;严禁在木工加工场、料库、油库等处吸烟。

4)临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-88的规定执行。

5)炸药的管理和使用严格按照广州市公安局关于爆破品的管理规定执行。

6)施工前,复查地下构造物的埋设位置及走向,对周围的建筑物核其位置,并采取防护措施。当危及安全时,立即停止施工,待处理完毕后再施工。

7)施工运输时,对施工场地附近的交通进行疏导。

2、施工机械的安全保证措施

1)各种机械操作人员和车辆驾驶员,均有操作合格证,专人专机。

2)操作人员严格执行工作前检查、工作中观察及工作后保养制度。

3)指挥施工机械作业人员,站在通视安全地点,并明确规定指挥联络信号。

4)严禁酒后操作机械,严禁机械带病运转或超负荷运转。

5)机械设备在施工现场停放时,选择安全的停放地点,夜间专人看管。

6)定期组织机电设备、车辆安全大检查。

3、吊运安全保证措施

1)起吊前对龙门吊作安全检算,各种设备置于工作井外稳定的地基上。

2)使用前对钢丝绳、卡具等进行检查验收,符合要求时才使用。

3)提放吊斗时,上下有统一信号,专人指挥,严禁将吊斗吊空铲泥。

4)在起吊时,司机认真操作,严禁吊斗撞击工作井内设施。

5)夜间施工有充足的照明,遇到暴雨、大风、地面下沉等情况下停止施工。

6)吊车及卷扬机的性能指标满足起吊要求,并有一定的安全贮备系数。

4、隧道开挖安全保证措施

1)采用台阶法开挖,做好排水措施。

2)钢支撑安装前进行安全检算,满足刚度强度的要求。钢支撑按设计位置及时进行安装,安装端部采取固定支托措施。设专人对支护结构和钢支撑进行变形观测监控,必要时采取合适措施。

5、确保环境安全和施工安全的监控量测保证措施

1)成立监控量测小组,在项目总工程师的直接领导下工作。

2)监测组由经验丰富的技术、测量人员组成,配备先进仪器设备。

3)编制详尽的监测实施性计划报监理审批,并组织有关人员学习研究,掌握监测技术以及监测仪器的使用、设置和维护。

4)保证各种监测仪器及传感器的精度和可靠性。

5)每个工程项目的监测,保证有监测报告,并报送监理工程师审查。

6)严格按设计技术要求,制定监测方案,提出监测仪器、监测方法、监测精度、测点布置、观测周期等,上报监理审批后实施。

7)做好监测布点,监测仪表经检验,严格按规定频率进行监测。

8)认真做好监测记录,对监测数据及时分析处理、及时反馈。

9)在施工过程中采取有效措施,保护观测点和观测设施。

10)对一些观测项目,按照工程具体情况设定预警值。

11)隧道开挖轮廓变形采用施工现场日常巡视观察法、工程测量法、用测斜仪量测法相结合的监控措施。重要建筑物,采用自动记录仪和警报装置。

12)对临近建筑物的位移监测、地表沉降监测等以影响范围为监测范围,监测周期从开工前开始,到位移测定值收敛时止。

9工期保证措施

9.1工期组织管理措施

1、项目经理部工程技术部设工程调度,全面负责施工的统筹、协调和控制工作,

抓好工序衔接和关键工序。

2、用Microsoft Project项目管理软件编制谨慎严密的网络计划,抓关键路线,严格按网络计划组织安排施工,实行动态管理。

3、根据总网络图计划编制“月、旬、周”的作业计划,并根据实施过程中的完成情况,及时与计划对比,并采取措施修正调整,实行动态管理。

4、严格执行工地计划会制度,工地每天由工程技术部召开各作业班组计划会,落实当日计划完成情况及确定第二天工作计划。每周组织召开周进度计划大会,项目经理参加,落实当周计划完成情况及确定下周工作计划。

5、做好接口界面的协调、配合与施工,以保证工期。

6、精心组织、周密安排,保证材料设备提前到位,避免施工待料,保证施工机械机具完好率。并设专人对机械设备进行维修保养,成立机修班。

7、全面落实经济承包责任制与分阶段保工期奖,将职工的经济收入与生产质量、进度、安全直接挂钩,调动职工的劳动积极性与创造性。

8、主动加强与业主、监理、设计单位的联系,并征求意见,确保质量,避免因质量问题或缺陷修复耽误工期。同时,加强与地方政府及有关部门的联系与协调,为施工创造良好的外部环境。

9、做好雨季施工的管理和安排,随时保持与气象部门的联系,提前做好抵御暴雨、台风等灾害性天气的各种措施,抢晴天、战雨天,最大限度的减小气候因素对雨季的影响。

9.2矿山法隧道施工工期技术保证措施

1、在施工期间,保证施工供水、供电,协调好与当地水电部门的关系。

2、进出施工场地的道路狭窄,事先跟当地交通管理部门联系,做好施工车辆的交通运输组织方案,在减少扰民的原则下,确保施工运输车辆的正常运行。

3、详细了解现场实际情况与设计方案、意图,反复研究论证,制定能确保工期的最佳开挖方案、支护方案、出土方案,并严格按照其执行,如遇特殊情况,及时研究论证调整。

4、采用控制爆破开挖,13 t龙门吊提升,配备3辆自卸汽车外运弃土,以确保施工安排中日产量的实施。

5、矿山法隧道开挖时,及时进行初期支护,必要时架设临时钢支撑,确保施工安全和施工顺利。

6、掌握天气变化情况,抢晴天、战雨天,确保施工进度的实现。

7、根据结构施工安排,准备足够的脚手架、模板等周转材料。

8、合理安排混凝土浇灌时间,尽量避开交通高峰期,以减少交通阻滞对混凝土施工的影响。

9、防水工程质量的好坏,制约着后续工序的施工,因此要采取有效措施确保防水工程质量,防止返工,防止延误工期。

10.文明施工保证措施

10.1 组织保证、责任分工及文明施工管理制度

成立以项目经理为组长、副经理为副组长、各部门责任人为组员的文明施工管理小组,采取“标准明确,责任到人”的管理目标责任制,明确分工与职责,全面开展创建文明工地活动,创造良好的施工环境和氛围,保证工程顺利完成。

经理部已编制《环境保护与文明施工管理办法》,对组织机构与责任分工作了规定,并制定了文明施工管理制度,施工过程中严格按本办法执行。

10.2现场文明施工措施

1、平面布置:现场布局合理,材料、物品、机具、土方堆放符合要求。

2、现场管理:施工现场设置明显的“五牌一图”标牌,即:工程概况牌、安全纪律牌、组织网络牌、防火须知牌、文明施工管理牌和施工平面图,图牌齐全且美观整齐。施工现场范围内张贴宣传标语,并设置黑板报和报栏。

挂牌施工,设立监督电话、接受社会监督。现场管理人员佩卡上岗,施工人员出入大门戴地铁工程“工地出入证”。

做好现场安全保卫工作,建立严格的门卫制度,进入现场实行登记制。

机械停放整齐,材料堆码有序,便道通畅,各种线路清晰不乱,场地地面硬化,排水系统完好顺畅,专人随时维护、清理、冲洗现场。

3、认真实行开工报告制,科学组织施工,精心管理,各工序衔接井然有序,工人操作标准化、规范化和制度化;把关键工序、特殊工序作为管理重点;认真执行质量检验评定签证制度,确保工程质量。

4、认真执行国家及业主有关安全生产和劳动保护法规、章程、文件,建立健全

安全组织及安全生产责任制,特殊工种人员持证上岗,保证施工用电安全和工地照明,配全备足消防器材并保持状态良好。坚持安全教育与安全检查,作好业务管理并记录好。针对工程实际情况制定切实可行的安全施工措施。

5、在确保质量、安全的前提下,保证工程的形象进度。正确采取护、包、盖、封四大措施,防止成品损坏或污染。

6、环境卫生:成立环境保护领导小组,责任到人,做好环境卫生与保护工作。生活垃圾按指定地点集中,及时清理,厕所专人清扫。伙房挂食品卫生许可证,炊事员有健康证并定期检查,伙房内外整洁卫生、吹具干净。

7、交通疏解:积极配合有关部门做好交通疏解,确保顺畅与安全。

8、内业资料齐全、整洁、数据可靠,办公室内各类图表贴挂齐全。

9、加强夜间安全保卫,设夜间巡逻队,设置全场监视系统。

10、生活设施:施工现场设置必要的各类职工生活设施,并符合卫生、通风、照明等要求;职工的膳食、饮水供应等符合卫生标准。

11、配备医护人员,与当地医疗单位联系,做好卫生防疫及医疗救护工作。

12、加强对施工人员的全面管理,所有人员办理暂住证。严禁接收三无盲流人员。做好防盗窃工作,及时制止各类违法行为和暴力行为。

13、搞好施工现场及生活区域的封闭式管理。

搞好职工宿舍文明评比活动,做到整齐、明亮、通风。

建立“文明施工公约”和现场“职工工地守则”。

14、加强职业道德教育,增强职工遵矿山法隧道施工质量控制点

矿山法隧道施工质量控制点

一、编制依据

(1)《地下铁道施工及验收规范》(GB50299-1999);

(2)《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001); ⑶《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2002);

(4)《建筑工程施工质量验收统一标准》(GBJ50300-2001);

(5)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002);

(6)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);

(7)《铁路隧道施工规范》(TB10204-2002);

(8)《铁路隧道锚构筑法技术规则》(TBJ108-92);

(9)《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94);

(10)《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TBJ417-2003);

(11)《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003);

(12)其它与本工程相关的现行施工及验收规范。

二、工程概况

矿山法隧道起讫里程:左线DK18+650~DK20+070,长度1436.214m;右线DK18+780~DK20+070,长度1290m;出口明挖段里程:左右线DK20+070~DK20+380.895,长度621.

79m。

长深区间在DK19+677处设有一施工竖井,深38.863m;在YDK18+827.0、DK19+400.0分别设有一联络通道及废水泵房。 (过渡段)明挖区间正线设计起点里程为YDK18+327.576,终点里程

为YDK18+760,长432.424.左正线设计起点为ZDK18+332.576,终点里程为ZDK18+625,长292.424m。

三、隧道质量控制点

工程实施中严格遵守施工图和设计说明的有关技术要求;施工活动以采用的规范、标准中的相关技术标准为依据,对应遵守而未列入的规范和标准的技术要求,以业主书面通知为准。标准、规范与施工图有矛盾时,以设计施工图为准。若标准、规范条文之间出现矛盾或不一致时,按业主提供标准就高不就低的原则执行。

由于本标段暗挖隧道均深埋地下,施工出碴与进料均需通过垂直运输,施工进度指标较低,为确保工期,地下隧道各施工段的交接面宜尽早安排提前贯通,尽快形成地下联络通道,以充分有效利用四处施工竖井的出碴与进料,适时合理调配,洞内外均采用无轨运输方案。 施工中加强加强围岩监控量测和地面监测,实现施工信息化,提高掘进(钻、爆、装、运)、喷锚(拌、运、锚、喷)、衬砌(拌、运、灌、捣)等三条机械化作业线的作业效率。

施工过程中密切配合隧道机电、通风、照明、监控等专业附属设施的安装施工,注意附属设施预埋、预留,同时与管线等进一步配合,切实做好各专业的协调。

1、隧道开挖作业质量控制点:

①根据隧道围岩等级和岩层结构,做好钻爆设计,重点控制好周边眼间距、抵抗线和装药集中度,并严格按钻爆设计尤其要掌握好施钻精度组织施工。爆破设计是实施光面爆破技术的基础,光面爆破设计参

数的选定,与围岩级别、岩体结构、岩性、断面尺寸和形状、爆破材料,以及施工机具密切相关,在现场试验和施工实践的基础上,不断优化,逐渐形成规范化、标准化施工,通过全过程的信息化监控,才能取得理想的效果。

②在对隧道地质围岩、岩体结构探测完成、爆破设计方案以及主要机械设备和材料确定后,再结合本隧道开挖工作区,合理配置专业化施工班组进行专业化、机械化的施工。

③钻孔作业严格控制每一道工序的质量。炮眼眼底位置的控制,直接影响爆破效果,其中掏槽眼布置的准确性更为重要;布置炮眼时先布置掏槽眼,然后根据地质情况及开挖断面的大小均匀布置辅助眼和周边眼;开挖断面较大时,按上稀下密,适当加眼,中部均匀分布的原则布置辅助眼和周边眼。

④隧道在稳定土体中可先开挖后支护,支护结构距开挖面宜为5~10m;在土层和不稳定岩体中,初期支护的挖、支、喷三环节必须紧跟,当开挖面稳定时间满足不了初期支护施工时,应采取超前支护或注浆加固措施。

⑤隧道开挖循环进尺,在土层和不稳定岩体中为0.5~1.2m;在稳定岩体中为1~1.5m。

⑥隧道台阶法施工,应在拱部初期支护结构基本稳定且喷射混凝土达到设计强度的70℅以上时,方可进行下部台阶开挖。

⑦通风口、出入口等横洞与正洞相连或变断面、交叉点等隧道开挖时,应采取加强措施。

⑧每一循环爆破后,采用激光断面仪对开挖轮廓线进行检测,并根据检测结果及时分析爆破效果,调整优化爆破参数,使周边眼炮眼痕迹保存率硬岩达到80%以上,中硬岩达到60%以上,爆破轮廓圆顺,尽量减少超过规范的超挖和欠挖。

2、防止隧道塌方的质量控制点:

①可通过超前地质预测预报手段,探明前方岩体的地质情况,针对前方岩体的情况,制定合理的施工方法和措施。当量测信息反应的围岩变形速度或数值超过规定值,加强工作面日常观察,发现隧道初期支护变形、岩层层理、节理缝或裂隙变大、掉块、坑道内渗水和滴水突然加剧等塌方前征兆时,采取增加临时支撑的方法加强支撑,并及时消除塌方隐患。

②在施工前和施工中均采取有力的防排水措施,反坡施工地段备足抽排水设备防止工作面积水;开挖和支护施工的时间尽可能缩短以减少围岩暴露时间;在爆破时要浅眼、密眼、严格控制装药量或用微差爆破;围岩破碎地带的支护应保证施工质量,衬砌工作紧跟开挖工作面,并尽快成环。

3、钢支撑施工质量控制点:

①钢支撑安装按图纸设计要求,所有支撑拼接必须顺直,每次安装前先抄水平标高,以支撑的轴线拉麻线检验支撑的位置。斜撑支撑轴线要确保与钢牛腿或托架端承水平垂直,其垂直度误差不大于2%。 ②千斤顶预加轴力必须分级加载。所有支撑连接处,均应垫紧贴密,防止钢支撑偏心受压。

③钢支撑拆除时应分级释放轴力,避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。

④每道支撑安装后,及时按设计要求施加预应力,预应力施加至设计要求加钢楔顶紧后,方可拆除千斤顶。

⑤支撑下方的土在支撑未加预应力前不得开挖。考虑所加预应力损失10%,对施加预应力的油泵装置要经常检查,使之运行正常,所量出预应力值准确。

⑥每根支撑施加的预应力值要记录备查。施加预应力时,要及时检查每个接点的连接情况,并做好施加预应力的记录。

⑦严禁支撑在施加预应力后由于和预埋件不能均匀接触而导致偏心受压。

⑧在支撑受力后,必须严格检查并杜绝因支撑和受压面不垂直而发生徐变,从而导致基坑挡墙水平位移持续增大乃至支撑失稳等现象发生。

⑨支撑应力复加以环境监测数据检查为主,以人工检查为辅。环境监测主要是测量支撑轴力变化,假若轴力值减小,应及时复加预应力。人工检查的目的是控制支撑每一单位控制范围内单根松动的支撑轴力(以榔头敲击无控制点的支撑活络头塞铁,视其松动与否决定是否复加)。

⑩复加位置应主要针对正在施加预应力的支撑之上的一道支撑及暴露时间过长的支撑,监测数据支撑轴力低于预应力值的支撑应复加预应力。

4、喷射混凝土质量控制点:

①喷射混凝土前要对喷射面进行净空检查,检查要先复核中线及高程,在确保中线高程准确后,用激光断面检测仪检查开挖断面,认真做好记录,只有在确认断面不存在欠挖的情况下方能进行喷射作业。 ②喷射面的事前处理:

a、为确保喷射作业的安全和喷混凝土与围岩成为一体,要事先把可能落下的浮石等仔细的清除。

b、对围岩表面凸凹显著的部位填平补齐,为防水板的张挂创造良好的条件。

c、设置金属网和钢筋时,如固定不好,喷射作业中会发生移动,也会因金属网振动而发生开裂。因此设置的金属网、钢筋等必须用混凝土钉、锚栓、锚杆、钢支撑等充分固定好。

d、检查受喷面尺寸、几何形状是否符合设计要求,拆除待喷射面影响喷射作业的障碍物。

③从喷嘴中喷出的混凝土以适当冲击速度,与壁面成直角喷射时,压密性最好。喷射成斜角时,会损伤已喷射的混凝土部分,回弹和剥离也多。喷射距离,应根据材料的冲击速度和材料的附着性进行调整。一次喷射厚度,因喷射面的位置及干湿状态、喷射材料的不同、速凝剂的种类及添加量、喷射方式的不同和喷射手的熟练程度等而异,但厚度以材料不剥离、不流失为准。

④喷射砼分段、分片自下而上顺序进行,每段长度不超过6m。喷嘴

与受喷面尽量保持垂直,同时与受喷面保持一定的距离,其距离取0.6~1.0m为宜。当岩面有较大坑洼时,先喷凹处找平。后一层喷射在前层砼终凝后进行,新喷射的砼按规定洒水养护。

⑤喷射作业应分片进行,喷射顺序自下而上进行。喷射砼分初喷、复喷两次达到设计厚度。为保证钢筋格栅拱架处的喷射混凝土质量,要求先喷拱架背后,然后再喷两拱架间混凝土。湿喷砼要求初喷厚度控制在3cm以上,复喷砼时应达到设计厚度要求。后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行。如果终凝时间超过1h,为使前后层粘结牢固,应对前层进行清洗。喷射作业紧跟开挖工作面时,混凝土终凝到下一循环放炮时间,不应小于3h。

⑥喷射时保持良好的工作性能,喷射时先给风、再开机、后送料;结束时先停机、后关风;喷射时工作风压应满足喷射机工作风压的压力要求。

⑦进行喷射砼作业,要有良好的通风及照明,确保喷射面的可见度性及作业面空气清新以便能及时观察作业面的质量及厚度。

⑧严格控制喷射混凝土施工配合比,配合比经试验确定,混凝土的各项指标必须满足设计及施工规范要求,混凝土拌合用料的计量精度必须符合规范要求,混凝土喷射层呈湿润光泽状,粘塑性好,无斑或流淌现象。

⑨如发现有脱落的石块或混凝土块被钢筋网架住时,及时清除。突然断水或断料时,喷头迅速移离受喷面,严禁用高压风或水冲击尚未终凝的混凝土。

⑩混凝土终凝后2h,立即开始洒水养护,养护日期不得小于14d,洒水次数以能保持混凝土充分湿润为度。

5、格栅钢架施工质量控制点:

①钢筋格栅宜在工厂加工。钢筋格栅第一榀制作好后应试拼,经检验合格后方可进行批量生产。

②加工时,要求做到尺寸准确,弧形圆顺,允许偏差为:拱架矢高及弧长+20mm,架长±20mm,断面尺寸允许偏差为+10mm,扭曲度为20mm。 ③焊接(或搭接)长度要满足规范要求;焊接成型时,沿刚架两侧对称进行,接头处要求相邻两节轴线一致,连接孔位置要准,以保证连接准确。格栅拱架加工后要试拼,无扭曲翘曲现象,接头连接要求每榀之间可以互换。

④格栅钢架定位测量:准确地定出安设于曲线上的每榀钢架的位置。首先测定出线路中线,确定里程,然后再测定其横向位置及高程。 ⑤格栅钢架设于曲线上,安设方向按该点的法线方向。直线地段,安设方向与线路中线垂直,上下、左右偏差小于±5cm,倾斜度小于2°。 ⑥格栅钢架安装应符合下列规定:

a、基面应坚实并清理干净,必要时应进行预加固。

b、钢筋格栅应垂直线路中线,容许偏差为:横向±30mm,纵向±50mm,高程±30mm,垂直度0.5℅。

c、钢筋格栅与壁面应楔紧,每片钢筋格栅节点及相邻格栅纵向必须分别连接牢固。

⑦格栅钢架安装:

a、首先中线要准确,掌子面有明显的中线标记,避免格栅造成严重的超欠挖现象。

b、安装格栅时,每个断面一侧测5组支距,与设计支距相比较,差值超过10mm应进行调整。

c、格栅应与隧道中线垂直,现场设交叉十字线控制。格栅安装要符合设计和技术规范要求。

d、隧道土体开挖了一个循环进尺时,应检查开挖断面净空,合格后立即安装格栅,每片格栅之间的连接点直接影响到结构安全,要做到上、下主筋、螺栓孔对齐,穿上螺栓,拧紧。

e、各片格栅拼装完并检查无误后,焊接纵向连接筋,纵向连接筋用材同格栅主筋,其环向间距一般为1~1.2m。

f、格栅必须与锚喷支护联合使用,应保证格栅主筋与围岩之间的混凝土厚度不小于40mm。

g、格栅的纵向间距,一般为0.6~1.2m,且不宜大于1.2m,两榀格栅之间应设置直径为20~22mm的钢拉杆,沿格栅每1~2m设一根。 h、接头是格栅的施工薄弱处,因此应减少接头数量。

i、格栅接头通常用连接板和螺栓连接,并要求易于安装。

j、为防止格栅承载下沉,格栅下端应设在稳固的地基上,或设在为扩大承压面的钢板、混凝土垫块上,格栅底脚埋入底板深度不应小于15mm,当有水沟时不应高于水沟底面。

k、开挖下台阶时,为防止格栅拱脚下沉、变形,根据需要在拱脚下可设纵向托梁,把几排格栅连为一整体。

6、钢筋网挂设的质量控制点:

①钢筋在使用前要清污除锈,现场预点焊成网片,在围岩表面喷射一层混凝土后挂设,随受喷面起伏铺设,钢筋网与锚杆联结牢固,喷射混凝土时不产生晃动。

②钢筋网所采用钢筋型号和网格尺寸必须符合设计要求。 ③钢筋网铺设前必须进行除锈。

④钢筋网片应与锚杆、格栅钢架牢固焊接,网片搭接长度不得少于20cm。

⑤网片铺设时应紧贴支护面,并保持30mm~50mm的保护层。

⑥钢筋网钢筋间距允许偏差±10mm,钢筋网搭接允许偏差为±15mm。 ⑦钢筋网铺设应符合下列规定:

a、铺设应平整,并与格栅或锚杆连接牢固。

b、钢筋格栅采用双层钢筋网时,应在第一层铺设好后再铺第二层。 c、每层钢筋网之间应搭接牢固,且搭接长度不应小于200mm。

7、中空注浆锚杆质量控制点:

①开挖后在拱部按设计要求间距打设锚杆,然后压注水泥砂浆,在隧道的拱部形成整体支护结构。

②按设计间距在隧道拱部标出锚杆位置,先清理钻头、锚杆孔中异物,然后将钻头安装在锚杆一端,再将凿岩机以套管连接在另一端。 ③将锚杆的钻头对准拱部标出的锚杆位置孔位,对凿岩机供风供水,开始钻进,钻进应以多回转、少冲击的原则进行,以免钻碴堵塞凿岩机的水孔;钻至设计深度后,用水或高压风清孔,确认畅通后卸下钻

杆连接套,保持锚杆的外露长度为10~15cm。

④锚杆注浆采用专用锚杆注浆机。为了保证注浆不停顿地进行,注浆前认真检查注浆泵的状况是否良好,配件是否备齐,制浆的原材料是否备齐,质量是否合格等。

⑤每根锚杆必须一次性注浆到位;一根锚杆完成后,迅速卸下注浆软管和锚杆接头,清洗后移至下一根锚杆使用。

⑥若停泵时间较长,则在下根锚杆注浆前放掉注浆管内残留的灰浆;注浆过程中,每次移位前应及时清洗快速接头,以保证注浆连续进行。 ⑦锚杆孔径符合设计要求,孔深大于锚杆长度的10cm,孔距允许偏差±15cm,锚杆插入长度不小于设计长度的95%

8、超前小导管质量控制点:

①注浆时由拱两边对称向拱顶进行,自下而上逐孔注浆,如有窜浆或跑浆时,采用间隔注浆,最后全部完成注浆。注浆结束后,拆除注浆接头,并迅速用水泥药卷封堵注浆管口,以防止未凝固浆液外流。 ②水泥浆使用水泥净浆搅拌器造浆,用注浆泵注浆,孔口混合器全孔一次压注。注浆顺序:先注无水孔,后注有水孔;先注小水孔,后注大水孔。

③严格控制注浆配合比及凝胶时间,初选配合比后,用凝胶时间控制调整浆液配合比,并测定凝结体的强度,选定最佳浆液配合比。 ④注浆过程中应根据地质、注浆目的等控制注浆压力。注浆结束后应检查其效果,不合格者应补浆。注浆浆液达到设计强度后方可进行开挖。

⑤注浆浆液宜采用水泥或水泥砂浆,其水泥浆的水灰比为0.5~1,水泥砂浆配合比为1:0.5~3。

⑥注浆浆液必须充满钢管及周围的空隙并密实,其注浆量和压力应根据实验确定。

⑦注浆施工期间应对地下水取样检查,如有污染应采取措施。

⑧注浆过程中浆液不得溢出地面及超出有效注浆范围。地面注浆结束后,注浆孔应封填密实。

⑨注浆完成后检查注浆效果。在隧道开挖后可检查注浆体固结厚度,如达不到设计要求时,调整注浆参数和改善注浆施工工艺。注浆过程中,专人记录注浆情况,并根据实际情况加以调整注浆压力与注浆速度,以确保注浆的效果。

9、砂浆锚杆质量控制点:

①采用砂浆锚杆时,根据设计要求截取杆体并整直和除锈,在杆体外露端加工成螺纹,以便安装垫块及螺母,在杆体每隔1m设隔离件,以使杆体在孔内居中,保证有足够的保护层。

②锚杆注浆安装前先做好材料、机具、脚手平台和场地准备工作,注浆材料使用标号不小于32.5级水泥,粒径小于3mm的砂子,水灰比为0.4~0.45。

③注浆前检查排气管,当确认注浆管畅通时即可注浆,注浆时正常情况下有气体排出,当排气管不排气或溢出稀浆时即可停止注浆;水泥砂浆达到强度后安装垫板并拧紧螺帽。

④锚杆清孔后立即安装锚杆,用注浆机将水泥砂浆注入锚孔,对于向

下的锚杆,将注浆管插入孔底,随后边注浆边向外拔注浆管,直到注满为止。

⑤边墙和底部砂浆锚杆作业程序是:先注浆,后放锚杆。具体操作是:先用水和稀浆湿润管路,然后将已调制好的砂浆倒入泵内,将注浆管插至锚杆孔底,将泵盖压紧密封,一切就绪后,慢慢打开阀门开始注浆,在气压推动下,水在前,砂浆在后,水湿润泵体和管路,引导砂浆进入锚杆孔中,随着砂浆不断压入孔底,注浆管缓缓退出眼孔,直至砂浆注满眼孔后,立即把锚杆插入眼孔,接着用推、锤击方法,把锚杆插至孔底,用木楔塞紧孔口,防止砂浆流失

⑥对于向上和水平的锚杆,密封孔口后采用排气注浆法,将内径4~5mm、壁厚1~1.5mm的软塑料排气管沿锚杆全长固定于杆体上,并在孔外留1m左右的富余长度;将锚杆缓慢送入孔中至设计位置;将长250~300mm、外径25mm左右的薄壁钢管用早强或超早强水泥固定在孔口位置并将孔口堵密。

⑦注浆压力保持在0.2MPa。压注浆时,密切注视压力表,发现压力过高,立即停风,排除堵塞。锚杆孔中需注满砂浆,发现不满时需拔出锚杆重新注浆。

⑧注浆管不准对人放置,注浆管在未打开阀门前,不准搬动,关启密封盖,防止高压喷出物射击伤人。用掺速凝剂砂浆时,一次拌制砂浆数量不应多于3个孔,以免时间过长,使砂浆在泵管中凝结

10、防排水质量控制点:

①测量隧道坑道开挖断面,对欠挖部位加以凿除,对喷射混凝土表面

凹凸显著部位应分层喷射找平,外露的锚头及钢筋网应齐根切除,并用水泥砂浆抹平。

②在张挂防水板前,将凹凸不平的围岩表面通过喷混凝土“填平补齐”。防水施工后组装钢筋和灌注混凝土时,要注意不要损伤防水板: a、施工期应对喷混凝土面的极端的凹凸部分、锚杆的头部及集中涌水地点的导水等进行适当的处理。

b、安装防水板是,应确保与既有防水板的接合和与基底的密贴。同时,采用钉子时,应对防水板的破损部分进行适当的处理。

c、防水板的现场接合,应确实地获得充分的止水性和均匀的接合强度。

d、防水板的作业台架和设备,应根据安全性、施工性等采用合适的机具。

e、衬砌作业时,要特别注意不使防水板发生破损。

f、做好局部处理。

③防水板的应在初期支护基本稳定并经验收合格后进行铺设。防水板应从喷混凝土面的下方顺次张挂。张挂时,应确保有一定的富余长度。即防水板的长度应比围岩或喷混凝土的轮廓线长度大10%以上。 ④防水层铺设超前二次衬砌施工1~2个衬砌段长度,并设置临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板,同时与开挖掌子面保持一定的安全距离,预留甩头的卷材应保留隔离膜,并采取妥善的临时保护措施,在后续施工时,揭除隔离膜后进行卷材粘结。

⑤防水板采用防水板铺挂作业台车施工,防水板铺挂作业台车采用型

钢焊制而成,并与模板台车行走同一轨道;轨道的中线和轨面标高误差小于±10mm。台车前端,安装与二次衬砌内轮廓一致的刚架和扶梯,供作业人员检查初期支护的平整度和轮廓尺寸。台车上配备不同高度的作业平台,能达到隧道周边任一部位。台车上配备辐射状的防水板支撑系统。台车上配备提升(成卷)防水板的卷扬机和铺放防水板的设施。

⑥根据实际情况下料,进行精确放样后,弹出标准线进行试铺后确定防水板一环的尺寸,尽量减少接头。按基准线铺设防水板;用防水板材专用塑料垫和钢钉把缓冲层固定在基面上,应用暗钉圈焊接固定塑料防水板,最终形成无钉孔铺设的防水层。

⑦在清理好的基面上铺设固定土工布垫层。在喷射混凝土隧道拱顶部标出隧道纵向的中心线,再使裁剪好土工布垫层中心线与喷射混凝土上的标志相重合,从拱顶部开始向两侧下垂铺设,用射钉固定垫片将土工布固定在喷射混凝土面上。水泥钉长度不得小于50mm,平均拱顶3~4个/m2,边墙2~3个/m2。

⑧铺设固定防水板。先在隧道拱顶部的土工布上标出隧道纵向的中心线,再使防水卷材的横向中心线与这一标志相重合,将拱顶部的防水卷材与热融衬垫片焊接,再象土工布垫层一样从拱顶开始向两侧下垂铺设,边铺边与热融衬垫焊接。铺设时要注意与土工布密贴,并不得拉得太紧,一定要留出余量。

11、变形缝和施工缝防水施工质量控制点:

①钢边橡胶止水带中间与施工缝重合,止水带固定在挡头模板上,先

安装一端,浇筑混凝土时另一端用箱形模板保护,固定时只能在止水带的允许的部位上穿孔打洞,不得损坏止水带本体部分。②固定止水带时,防止止水带偏移,以免单侧缩短,影响止水效果。

③止水带定位时,使其在界面部位保持平展,不得使其翻滚、扭结,有扭结现象及时进行调正。

④中埋式注浆止水带采用合成树脂类PVC止水带,止水带的宽度为35cm,注浆止水带采用热熔对接法连接,同时应保证对接部位注浆管的畅通。对接部位的抗拉强度不小于母材强度的80%,要求对接部位接缝严密、不透水。注浆止水带的注浆导管引出间距按设计要求,引出位置以便于后期注浆操作为主,注浆导管进行临时封堵,避免后期施工过程中异物进入堵塞注浆管,注浆导管宜在结构内穿行一段距离后再引出,即注浆导管引出位置距变形缝30cm~40cm。

⑤背贴式止水带采用手工焊接工艺热熔粘贴在防水层表面,所有焊接部位均要密实不透水,为保证焊接质量,止水带两侧焊接部位的厚度尽量与防水板厚度相同,区间隧道采用的防水板厚度为1.5mm,车站主体采用的防水板厚度为2.0mm,因此背贴式止水带两侧焊接部位的厚度范围为1.5~3mm,宽度为不宜小于5cm。在止水带两侧的蹼间设置直径为6~8mm的注浆花管,在混凝土浇筑进行注浆,以防止在浇筑和振捣模筑混凝土的过程中,出现止水带受到破坏或者止水带与混凝土之间咬合不密实的现象。

⑥在先浇端的主筋上焊接悬臂筋固定挡头板和外侧止水带,止水带置于挡头板中间,挡头板用方木和钢筋固定且位于垂直于轴线方向的同

一平面上。在主筋上焊止水带钢筋夹,用铁丝和钢筋将止水带与钢筋夹固定。

⑦止水条采用木条预留,将注浆管随同预埋。用焊接于主筋上的短钢筋固定挡头板,挡头板上钉设木板,在木板上钉止水条大小的木条以便混凝土形成止水条预留槽,挡头板上涂抹脱模剂,挡头板必须牢固,且与二次衬砌模板结合严密,确保混凝土施工时不漏浆,先浇侧混凝土达到规定强度后拆除挡头板和预嵌木条对混凝土墙面必须进行修整和凿毛。清除混凝土残碴及积水,干燥后用湿固性环氧树脂均匀涂刷槽口混凝土基面,风干后贴带注浆管止水条,并用水泥钉辅助固定,同时将注浆管露出衬砌内表面,并对注浆管的外露孔口进行临时密封,止水条定位后至浇筑下一道混凝土前,应避免长时间被水浸泡。止水条接头处采用对接的方式,即同时在对接部位再粘贴一段止水条,其两端搭接不少于50mm。环向施工缝每20m设置一道。后浇混凝土施工前,在先浇面上均匀涂刷水泥浆,浇筑混凝土时须禁止振捣器碰撞止水条。

⑧止水带安设采用安设钢筋卡工艺施工。沿设计衬砌轴线,每隔不大于0.5m钻一直径为φ12mm的钢筋孔;将制成的钢筋卡,由待灌混凝土侧向另侧穿入,内侧卡紧止水带之半,另一半止水带平靠在挡头板上;待混凝土凝固后拆除挡头板,将止水带靠钢筋拉直、拉平,然后弯钢筋卡套上止水带。

⑨止水带安装尽量避免接头,如确需接头,用粘结法连接。接头部位选在二次衬砌结构应力较小的部位,并避开容易形成壁后积水的部

位,留设在起拱线上下。止水带粘接前做好接头表面的清刷与打毛,采用热硫化连接的方法,搭接长度不得小于10cm,焊缝宽度不小于50mm。

⑩嵌缝密封胶施工前将基面清理干净,要求基面干燥,将嵌缝密封胶装入密封胶专用管中,用施胶枪将胶直接挤入缝内压平,发现起泡应及时修补。

12、二次衬砌混凝土浇筑质量控制点:

①衬砌混凝土在运送过程中,采用混凝土运输车进行运输,以防止漏浆和发生离析。

②从拌合到灌注完成的时间,原则上,在外部气温超过25℃时为

1.5h,在25℃以下时不超过2h。

③衬砌混凝土浇筑前清除模板内泥土、混凝土残碴等杂物,并对预埋件、预留洞和模板支设情况进行检查,符合要求后方可进行施工。 ④混凝土宜采用输送泵输送,塌落度应为:墙体100~150mm,拱部160~210mm;振捣不得触及防水层、钢筋、预埋件和模板。

⑤衬砌混凝土浇筑时,自由倾落高度不得超过2m,超过2m时必须在模板上开设工作窗口,由工作窗口浇筑混凝土。

⑥衬砌混凝土应连续进行浇筑,因故必须间歇时,其允许间歇时间不应超过规范规定。

⑦混凝土灌注至墙拱交界处,应间歇1~1.5h后方可继续灌注。 ⑧衬砌混凝土采用混凝土输送泵进行输送,两侧分层、水平对称进行,振捣时不得危及防水层和模板。

⑨边墙和仰拱的灌注缝,是隧道结构上的弱点,施工时要清扫喷混凝土面,清除回弹物。即使地下水较小的围岩,也要进行充分排水后,才能灌注混凝土。

⑩混凝土强度达到2.5Mpa时方可拆模,并在拆模后连续养护7天。

13、隧道二衬背后注浆施工的质量控制点:

①注浆材料应符合下列要求:

a、具有较好的可注性。

b、具有固结收缩小,良好的粘结性、抗渗性、耐久性和化学稳定性。 c、无毒并对环境污染小。

d、注浆工艺简单,施工操作方便,安全可靠。

②在砂卵石层中宜采用渗透注浆法;在砂层中宜采用劈裂注浆法;在粘土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法;在淤泥质软土中宜采用高压喷射注浆法。

③二衬背后注浆宜采用水泥浆液、水泥砂浆或掺有石灰、粘土、粉煤灰等水泥浆液。

④根据工程地质、注浆目的等控制注浆压力。

⑤二衬背后注浆应在衬砌混凝土达到设计强度的70℅后进行,衬砌后围岩注浆应在充填注浆固结体达到设计强度的70℅后进行。 ⑥注浆不得溢出地面和超出有效注浆范围,地面注浆结束后注浆孔应封填密实。

⑦注浆范围和建筑物的水平距离很近时,应加强对邻近建筑物和地下埋设物的现场监控。

⑧注浆点距离饮用水源或公共水域较近时,注浆施工如有污染应及时采取相应措施。

天使0001 发表于 2008-7-21 09:22

施工组织设计

5.1.2一般地段施工方法及关键技术

龙彭岭隧道采用从进口一个工作面向出口方向施工,按照“新奥法”原理,遵循“先探后挖、支护在先”的原则,坚持“管超前,严注浆,短进尺,弱爆破,强支护,早封闭,勤量测”的原则稳步前进。 本隧采用无轨运输,隧道施工采用钻、爆、装、运、支护、衬砌机械化一条龙作业,进口正洞凿岩设备采用自制多功能作业台架人工钻孔,ZLC50型侧卸式装载机装碴,5t自卸汽车运输的出碴方式,JZ-5型砼喷射机组进行湿喷作业,自制多功能综合作业平台架上进行挂网、喷锚、防水板、透水管等的安装。衬砌采用9m自行式全断面衬砌台车,HBT60A型砼输送泵泵送入模。施工通风主要采用射流式通风机压入式通风。

施工中进行超前地质预报,通过数据分析和处理及时反馈信息(反馈给设计、监理单位),以指导设计和施工。

根据开挖揭示的实际地质状况,Ⅲ级围岩可采用台阶法或三台阶临时仰拱法施工;Ⅳ级围岩可采用三台阶临时仰拱法或CRD法施工;Ⅴ级围岩可采用CRD法或CD法施工。具体见图5-2隧道主要开挖方法及适用围岩类型。

5.1.2.1台阶法开挖

Ⅲ级围岩地段采用台阶法开挖。台阶法开挖顺序见图5-3。

机械配备自制多功能作业台架人工钻孔、装药,YT-28凿岩机配合,光面爆破,ZLC50侧卸装载机装碴,5t自卸汽车运输。Ⅲ级围岩上下台阶每循环进尺2.5m。

掏槽方式:上台阶采用双中空直眼掏槽。

装药结构:周边眼采用空气柱间隔不耦合装药,光爆药卷每隔一定距离绑扎在定位竹片上,导爆索连接。炮眼均用炮泥堵塞,长度不小于20cm。其它眼采用连续装药方式。

炮眼直径d取42mm。

炮眼深度L=2.5m,掏槽孔比其它孔深0.2~0.5m。

选用Φ25mm药卷(长165mm,80g/卷)。

周边眼距E与抵抗线W:

E取60cm。

② 中台阶 (1)滞后①2.0m弱爆破开挖②部;

(2)喷8cm厚混凝土封闭掌子面;

(3)中台阶周边部分初喷4cm厚混凝土;

(4)接长型钢钢架,并设锁脚锚杆;

(5)钻设径向锚杆、挂网后复喷混凝土至设计厚度;

(6)喷射临时仰拱C20混凝土至设计厚度。

③ 下台阶 (1)滞后②2.0m弱爆破开挖③部;

(2)喷8cm厚混凝土封闭掌子面;

(3)周边及隧底部分初喷4cm厚混凝土;

(4)接长I16型钢钢架;

(5)安装隧道底部I16型钢钢架;

(6)钻设拱墙部径向锚杆、挂网后,复喷拱墙及隧底混凝土至设计厚度。

④ 仰拱施工 根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,灌注④部边墙基础与仰拱及隧底填充(仰拱与隧底填充分次施工)。

⑤ 拱、边墙二次衬砌 利用衬砌模板台车一次性灌注⑤部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。

表5-3 三台阶临时仰拱法开挖施工步骤说明

5.2 一般施工工艺要点

5.2.1爆破施工要点

钻爆作业是隧道施工的关键技术,直接影响隧道的施工进度、安全和经济效益,同时对开挖断面的准确成型,保护围岩的稳定性至关重要。根据新奥法的原则和本隧道的地质条件,决定针对不同的岩性和开挖方式,事先进行钻爆设计,采用光面爆破,下台阶开挖采用预裂爆破。 爆破设计是实施光面爆破技术的基础,光面爆破设计参数的选定,与围岩级别、岩体结构、岩性、断面尺寸和形状、爆破材料,以及施工机具密切相关,在现场试验和施工实践的基础上,不断优化,逐渐形成规范化、标准化施工,通过全过程的信息化监控,才能取得理想的效果。钻爆作业的主要机械设备和材料:钻孔凿岩以自制台架为主,

配备YT28风钻(Φ42mm),炸药选用2号硝胺炸药,Φ32普通药卷和Φ25光爆药卷,非电毫秒雷管。

在对隧道地质围岩、岩体结构探测完成、爆破设计方案以及主要机械设备和材料确定后,再结合本隧道开挖工作区,合理配置专业化施工班组进行专业化、机械化的施工。

钻孔作业严格控制每一道工序的质量。炮眼眼底位置的控制,直接影响爆破效果,其中掏槽眼布置的准确性更为重要;布置炮眼时先布置掏槽眼,然后根据地质情况及开挖断面的大小均匀布置辅助眼和周边眼;开挖断面较大时,按上稀下密,适当加眼,中部均匀分布的原则布置辅助眼和周边眼。

台架钻眼时台架就位要准确,事先划定区域,并按炮眼编号顺序进行钻孔,以免相互干扰和错钻、漏钻,有利于检查钻孔质量,提高钻孔速度。开钻要严格按照标定的眼位施钻,钻杆垂直,角度偏差控制在3°以内,成眼达到直、平、齐要求。

按设计布眼钻孔,当受节理、裂隙影响时可稍稍移动孔位,顶眼只能左右移动,帮眼只能上下移动,周边眼轮廓的放线误差控制在±1cm,孔口开眼误差:Ⅳ级围岩深眼可从轮廓线偏移5cm,周边眼外插角的角度误差,浅眼以0.03的斜度外插,方向与轮廓线法线方向一致。 直:先钻上方标准孔,插上炮杆,使侧墙孔在同一条垂线上。 平:周边炮眼要相互平行。

齐:使各炮眼底落在同一平面上,钻孔深度要根据掌子面的起伏“凸”加、“凹”减。

根据要求的钻孔深度做好标记,使孔底落在同一平面上,周边眼孔深不超过掏槽眼孔深。

装药注意事项

根据需要长度,直接使用工厂已装配好带导爆管的非电毫秒雷管,保护好雷管段数标记。

加工起爆药卷时,保护好雷管段数标签或标记。将不同数的起爆药卷分开装箱,以便装药时按照起爆顺序“对号入座”。

向炮眼装药时,避免导爆管损坏。装药时,分段从上到下进行,以免落石砸断或打破导爆管引起瞎炮。

采用簇联或用连接块连接各孔的导爆管,对导爆管部位予以防护,放到安全地点,以防落石或其它坠物打击。

在所有非必须的机具、设备撤离爆破面之后,才开始连结网路。连结尽可能靠近眼孔,尽量缩短孔外网路,连结整齐,便于直观检查网路。连结系统应尽量短,不要拉细、打结,避免导爆管、连结块受损坏等。 为了保证安全、可靠的起爆,起爆雷管的导火索最短长度不小于1.5m,起爆雷管应包扎在离导爆管自由端不小于10cm处。

整个网路的起爆,使用普通引线8号火雷管。

网路连结好后,认真检查连结是否正确,是否每个眼孔的起爆药卷都包括进去了,是否每个簇联或连结块内都有引爆雷管。当使用孔外延期控制时,检查各连结点雷管的段数是否符合设计。

起爆后,发现瞎炮时,先查明原因,因孔外导爆管损坏引起的瞎炮,可以切去损坏部分,重新连接导爆管,再行起爆。此时,接头尽量靠

近孔眼位置。因孔内导爆管损坏或是导爆管本身问题引起的瞎炮处理应按照国家标准《爆破安全规程》中有关规定进行。

装药堵塞技术要求

炸药量的分配根据炮眼填装系数进行,采用直眼掏槽可适当增加10~20%,保证掏槽效果,分配完后,安装整卷或半卷药的档次调整。 用炮泥机制作炮泥,成分为泥土、砂和水;合理的重量百分比为土:砂:水=70~80:8~10:13~20,最小密度达到1.90g/cm3并具有较好的柔软性,炮眼堵塞长度不小于30cm,深孔爆破时不小于40cm。

5.2.2开挖质量检验标准

超欠挖:爆破后的围岩面应圆顺平整无欠挖,超挖量应控制在规范允许以内;

炮眼残留率:硬岩达到80%以上,中硬岩达到60%以上;

对围岩的破坏程度:爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝,也不应有浮石,炮眼利用率大于90%。

5.2.3装碴运输

出碴方式根据实际情况采用无轨方式,作业面装碴设备采用侧卸式装载机1台,自卸式汽车6台,用于出碴运输。将弃碴倒运到设计指定的永久的弃碴场。

5.2.4超前及初期支护

5.2.4.1超前锚杆

锚杆采用Φ25mm中空注浆锚杆,YT28型风枪钻孔,自制台架作操作平台,自制台架就位后,先接1根长3m的锚杆试钻,试钻时注意水压

的调整。锚杆按放样位置和角度钻进。钻进中随时做好记录。锚杆达到设计深度后,将止浆塞套进钻杆尾部,拧紧螺母封堵孔口后,用快速接头连接杆尾和注浆管,然后开始注浆,达到预定的压力为至。当天钻进锚杆后即安排压浆锚固,使围岩与锚杆尽快形成整体,起到锚固作用。浆液达到强度后,安装钟形托板,垫板面紧贴喷混凝土层,上紧锚杆端螺母。

锚杆体为注浆管,压注浆液后不仅能锚固杆体,注浆压力较大时部分浆液会渗入锚孔的裂隙中,起到加固围岩的作用。其施工工艺流程见图5-8。采用锚杆钻机钻孔,ZTGZ-60/120注浆泵注浆。

图5-8 中空注浆锚杆施工工艺流程图

5.2.4.2超前小导管

超前小导管外径为Φ42mm,厚3.5mm的热轧无缝钢管,长度L=3.5m钢管管身带Φ10mm注浆孔,前端成尖锥状,尾部焊Φ6mm箍筋。环向40cm,沿隧道开挖轮廓线单排布置,纵向搭接长度不小于1.0m,外插角5~10°(如图5-9),钻孔采用YT28型风枪钻孔,钻孔深度不小于3.2m,钻孔直径比钢管直径大3~5mm。小导管用锤击或钻机顶入,顶入长度不小于3.15m,并用高压风将管内砂石吹出。小导管安装后,用快凝水泥砂浆封堵孔口及周围裂隙,必要时在附近喷混凝土。 水泥浆使用水泥净浆搅拌器造浆,用注浆泵注浆,孔口混合器全孔一次压注。

注浆顺序:先注无水孔,后注有水孔;先注小水孔,后注大水孔。 注浆压力控制:注浆压力以孔口压力表显示值为准,通过注浆泵控制

调节,确保注浆安全。泵量:一般要求泵量不小于出水量,尽量用大泵量注浆。如发现有脱落的石块或混凝土块被钢筋网架住时,及时清除。突然断水或断料时,喷头迅速移离受喷面,严禁用高压风或水冲击尚未终凝的混凝土。

小导管施工工艺如图5-10。

图5-9 Φ42小导管布置图

5-10 小导管施工工艺框图

5.2.4.3砂浆锚杆施工工艺

砂浆锚杆钻孔采用YT28型风枪钻眼。孔眼方向垂直于岩面,钻孔直径大于锚杆直径15mm。为层状岩体时,锚杆与层面大角度相交。 采用砂浆锚杆时,根据设计要求截取杆体并整直和除锈,在杆体外露端加工成螺纹,以便安装垫块及螺母,在杆体每隔1m设隔离件,以使杆体在孔内居中,保证有足够的保护层。锚杆注浆安装前先做好材料、机具、脚手平台和场地准备工作,注浆材料使用标号不小于32.5级水泥,粒径小于3mm的砂子,水灰比为0.4~0.45。

边墙和底部砂浆锚杆作业程序是:先注浆,后放锚杆。具体操作是:先用水和稀浆湿润管路,然后将已调制好的砂浆倒入泵内,将注浆管插至锚杆孔底,将泵盖压紧密封,一切就绪后,慢慢打开阀门开始注浆,在气压推动下,水在前,砂浆在后,水湿润泵体和管路,引导砂浆进入锚杆孔中,随着砂浆不断压入孔底,注浆管缓缓退出眼孔,直至砂浆注满眼孔后,立即把锚杆插入眼孔,接着用推、锤击方法,把锚杆插至孔底,用木楔塞紧孔口,防止砂浆流失。

注浆压力保持在0.2MPa。

压注浆时,密切注视压力表,发现压力过高,立即停风,排除堵塞。锚杆孔中需注满砂浆,发现不满时需拔出锚杆重新注浆。

注浆管不准对人放置,注浆管在未打开阀门前,不准搬动,关启密封盖,防止高压喷出物射击伤人。用掺速凝剂砂浆时,一次拌制砂浆数量不应多于3个孔,以免时间过长,使砂浆在泵管中凝结。

5.2.4.4径向注浆工艺

DIK1591+960~980、DIK1592+190~+210两段发育断层,采用3m径向小导管注浆,径向注浆施工工艺流程见图6-24。

钻孔采用YT28型风枪钻孔,钻孔深度不小于3.2m,钻孔直径比钢管直径大3~5mm。小导管用锤击或钻机顶入,并用高压风将管内砂石吹出。导管安装后,用快凝水泥砂浆封堵孔口及周围裂隙,必要时在附近喷混凝土。水泥浆使用水泥净浆搅拌器造浆,用注浆泵注浆,孔口混合器全孔一次压注。

注浆两侧对称进行,采用梅花型跳槽间隔注入。注浆压力以孔口压力表显示值为准,通过注浆泵控制调节,确保注浆安全。注浆分次进行,根据设计注浆量和临近导管出浆情况来控制注浆效果。

5.2.4.5挂钢筋网

钢筋网在洞外进行加工,网片大小以方便安装为原则,在洞内由人工进行网片拼装。钢筋网按受喷面起伏铺设,安装时用电焊点焊固定在钢架及锚杆外露头上,以防喷射砼时晃动。钢筋网与受喷面的间隙以3~5cm左右为宜,混凝土保护层大于2cm。网片间搭接长度不小于

20cm。

5.2.4.6格栅钢架

钢架在洞外的加工场内进行加工,加工前格栅钢架按设计单元,按1∶1比例进行放样,确定主要杆件下料尺寸。设立1∶1胎模加工工作台,分单元加工,运至现场安装。安装时各单元采用钢板-螺栓连接。加工时,要求做到尺寸准确,弧形圆顺,允许偏差为:拱架矢高及弧长+20mm,架长±20mm,断面尺寸允许偏差为±20mm,扭曲度为20mm。;焊接(或搭接)长度要满足规范要求;焊接成型时,沿刚架两侧对称进行,接头处要求相邻两节轴线一致,连接孔位置要准,以保证连接准确。格栅拱架加工后要试拼,无扭曲翘曲现象,接头连接要求每榀之间可以互换。

工字钢架利用定位胎架焊接成型,因工字钢截面刚度大,利用冷弯台座逐榀弯制胎型,而后焊接接头钢板并进行试拼,经检查加工拱度满足要求后存放于构件场备用。

钢架利用平板车运进洞内,人工逐榀安装,必要时采用装载机配合安装。安装时使段与段之间的连接板结合紧密,不留有缝隙,钢架轴线应竖直对正,误差太大或焊接质量达不到要求的钢架严禁使用。 格栅拱架施工工作内容包括定位测量、安装前的准备和安设。

定位测量:准确地定出安设于曲线上的每榀钢架的位置。首先测定出线路中线,确定里程,然后再测定其横向位置及高程。

格栅钢架设于曲线上,安设方向按该点的法线方向。直线地段,安设方向与线路中线垂直,上下、左右偏差小于±5cm,倾斜度小于2°。

安设前的准备工作:运至现场的单元钢架分单元堆码,安设前进行断面尺寸检查,及时处理欠挖侵空部分,保证钢架安设。钢架外侧有不小于5cm的喷射混凝土,安设拱脚或墙脚前,清除垫板下的松碴,使其置于原状岩石上,在软弱地段,可采用拱脚垫钢板的方法避免拱脚下沉,拱墙脚应保持水平。为保证钢架置于稳固的地基上,在钢架基脚部位预留0.15~0.20m原地基,架立时挖槽就位。钢架与岩面间安设鞍形或楔形混凝土垫块,复喷砼包裹,且保护层厚度不小于4cm,确保钢架与岩面密贴及受力良好。

格栅钢架安设:钢架按设计位置安设,钢架与封闭混凝土之间尽量紧贴。在安设过程中,当钢架与围岩之间有较大间隙时设垫板,垫板数量不大于10个,两排钢架间沿周边每隔1m用纵向钢筋联接,形成纵向连接体系,使其成为一体,以改善受力状态。施工工艺见图5-12。 钢架安装完成后,和与之相接触的锚杆头焊接,使之成为整体结构。 格栅钢架架设在与隧洞轴线垂直的平面内,安装位置允许偏差为:与线路中线位置支距不大于30mm,垂直度5%。

格栅钢架保护层厚度大于25mm,其背后必须保证喷射混凝土密实。 格栅钢架安设正确后,为保证钢架整体受力,钢架间设置纵向钢筋连接,连接筋与钢架的连接点焊接牢固,并与锚杆焊接成一整体。 图5-12 格栅钢架施工工艺图

5.2.5喷射混凝土

5.2.5.1原材料要求

水泥选用普通硅酸盐水泥,标号不低于32.5级,细骨料采用坚硬耐

久的中砂或粗砂,细度模数宜大于2.5,含水率控制在5%~7%。粗骨料采用坚固耐久的碎石或卵石,粒径不宜大于15mm。速凝剂掺量一般为水泥用量的2~4%。掺有速凝剂的混合料的有效时间不得超过20min。

5.2.5.2喷射前准备工作

喷射混凝土前要对喷射面进行净空检查,检查要先复核中线及高程,在确保中线高程准确后,用激光断面检测仪检查开挖断面,认真做好记录,只有在确认断面不存在欠挖的情况下方能进行喷射作业。 喷射混凝土配合比,符合混凝土强度和喷射工艺要求,并通过试验确定。

拆除障碍物。清除受喷面松动岩石及浮碴,并用射水或高压风清洗岩面。

制作钢筋网片时,首先清除污垢。安装的钢筋网片距喷面不小于3cm,钢筋与锚杆联结牢固。

机具设备及三管二线进行检查和试运转。

喷射地段有漏、滴、渗水现象时,及时处理,采取堵、截、排等手段,使喷射面无淋水、滴水现象,以保证混凝土与岩面的粘结。

5.2.5.3喷射工艺及要点

采用JZ-5型湿喷机进行喷射砼施工。喷射砼分段、分片自下而上顺序进行,每段长度不超过6m。采用湿喷机进行喷射砼作业,喷射时,喷嘴正对受喷面作均匀顺时针方向螺旋形划圈转动,螺旋直径20~30cm,以使砼喷射密实。喷嘴与受喷面尽量保持垂直,同时与受喷面

保持一定的距离,其距离取0.6~1.2m为宜。当岩面有较大坑洼时,先喷凹处找平。喷射时在砼内插入长度大于设计厚度60mm的铁丝,每1~2m一根,以便检验喷层厚度。后一层喷射在前层砼终凝后进行,新喷射的砼按规定洒水养护。

喷射作业应分片进行,喷射顺序自下而上进行。喷射砼分初喷、复喷两次达到设计厚度。湿喷砼要求初喷厚度控制在3cm以上,复喷砼时应达到设计厚度要求。后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行。 喷射时保持良好的工作性能,喷射时先给风、再开机、后送料;结束时先停机、后关风;喷射时工作风压应满足喷射机工作风压的压力要求。

进行喷射砼作业,要有良好的通风及照明,确保喷射面的可见度性及作业面空气清新以便能及时观察作业面的质量及厚度。

严格控制水灰比,混凝土喷射层呈湿润光泽状,粘塑性好,无斑或流淌现象。

如发现有脱落的石块或混凝土块被钢筋网架住时,及时清除。突然断水或断料时,喷头迅速移离受喷面,严禁用高压风或水冲击尚未终凝的混凝土。

混凝土终凝后2h,立即开始洒水养护,养护日期不得小于14d,洒水次数以能保持混凝土充分湿润为度。

5.2.5.4设有格棚钢架喷混凝土符合下列要求

钢架与围岩之间的间隙用喷射混凝土充填密实。

喷射顺序,从下向上对称进行,先喷射钢架与围岩之间空隙,后喷射

钢架之间混凝土。钢架全部被喷射混凝土所覆盖,保护层厚度不得小于4cm。

在有水地段进行喷射作业时,采取下列措施:

喷射时,先从远离出水点处开始,再逐渐向涌水点逼近,将散水集中,安设导管,将水引出,再向导管逼近喷射。当涌水严重时,设置泄水孔,边排水边喷射。

5.2.6洞身衬砌

隧道二次衬砌在洞室收敛变形趋于稳定后及时施做。二次衬砌采用HBT60砼输送泵配合自行式液压模板台车全断面施工,模板台车刚度、强度、稳定性及模板表面的光滑程度均符合砼衬砌的质量要求。2-HZS100搅拌机砼自动计量拌和站集中生产,砼运输罐车运送砼至浇筑地点,砼输送泵压入模板内,插入式捣固棒配合附着式振捣器捣固。 仰拱、铺底采用仰拱栈桥,紧跟开挖面、超前二衬施工。

在防水板铺设后及时进行衬砌施工。钢筋在洞外钢筋棚内加工、弯制,在洞内进行焊接绑扎。结构钢筋采用搭接焊,搭接长度不小于规范要求,定位钢筋连接采用细铁丝绑扎牢固。在骨架钢筋的节点处加设混凝土小垫块,以防止混凝土浇筑时钢筋外露。

为防止出现偏压,从两侧对称分层灌注,每层浇筑厚度小于0.5m,混凝土灌注连续不中断进行,缝隙全部填满、填实。混凝土连续养护时间不少于14d。灌筑前出去喷层或防水层表面灰粉并洒水润湿。灌筑混凝土应振捣密实,防止收缩开裂,按照封顶工艺施作确保拱顶混凝土密实。

二衬混凝土采用一次灌注砼至水沟底的方法,不留矮边墙。具体台车见图5-14衬砌台车图。

衬砌台车采用型钢加工,采用液压式自行行走,用油顶和丝杆进行台车模板伸缩调整控制。台车顶部预留3个拱顶砼灌注孔,中心和两端各2m处各预留一个。两侧边模各开设两排天窗进行砼浇注和观察,台车两侧边墙及拱腰位置分别安装7台1500W附着式振动器共14台。砼振捣时主要采用安装在台车两侧边墙和拱部的附着式振动器进行捣固,必要时用插入式捣固棒辅助捣固。砌台车在生产车间加工完后,在隧道洞外场地组装试拼,我分队组织工程技术人员对衬砌台车进行一次初验。对台车的刚度、结构尺寸、钢构件焊接质量、模板缝、千斤顶、丝杆以及台车上机械运转情况进行一次全面的检查。检查合格后,将台车推入洞内,在清理好的初支仰拱上铺设枕木和走行钢轨,在台车全部设备安装调试完毕合格后,报监理进行最后验收。 二次衬砌混凝土施工机械布置图见图5-15。

5.2.6.1原材料要求

水泥:防水砼要求所使用的水泥的标号不得低于32.5级,结合本隧所处的水文地质条件,衬砌所用水泥选用普通硅酸盐水泥。

粗细骨料:砂采用中砂,其细度模数不得小于2.6,当砂中小于0.15mm的颗粒不足时,采用添加砂石总量2~6%的粉煤灰,以改善砂石级配,提高砼的抗渗性能。石子的最大粒径不得超过40mm,其质量符合有关规范要求。

水:饮用水或无侵蚀性的洁净水。

外加剂要求:减水剂在混凝土拌合水中预溶成一定浓度的溶液,再加入搅拌机搅拌。为减少水化热的产生,施工时在混凝土中掺入部分粉煤灰,粉煤灰采用Ⅰ级标准,以提高混凝土的和易性。各种外加剂进场后需抽样进行试验,确保其各项性能指标符合结构质量要求。

5.2.6.2砼的入模灌注

砼的入模采用

HBT60输送泵。模板台车就位并安设挡头板后即可进行砼的灌注。灌注砼之前,钢模板台车外表面需涂抹脱模剂,以减少脱模时的表面粘力。灌注砼时,先从台车模板最下排工作窗口进行灌注砼,灌注砼至砼快要平齐工作窗口时,关闭工作窗,然后从第二排工作窗口进行灌注砼,依次类推,最后于拱顶输料管处关闭阀门封顶。

5.2.6.3保证拱顶填充密实措施

对拱顶部位混凝土采用合适的水灰比,减少运输时间,防止坍落度损失,以保证混凝土良好的泵送性能,防止输送过程中堵管。灌注过程中加强捣固,防止漏捣、过振。灌注顺序从两侧拱脚向拱顶对称进行,间歇及封顶的层面应成辐射状。同时加强施工中的动态管理,出现问题,及时处理。

在模板台车上预留观察(注浆)孔,间距4~5m,观察孔用Φ50mm的锥形螺栓紧密堵塞,混凝土初凝后拧开螺栓,探测拱顶是否回填密实,如果有空洞,在砼具有一定强度后且于模板拆除前压浆回填。

如果混凝土灌注过程中拱顶回填不满,采取二次插管浇注的方法,在

挡头板位置预留排气孔,由内向挡头板方向压灌混凝土。

在挡头板处,拱腰线以上预埋注浆管,间距3m,如果发现有空洞,在砼具有一定强度后且于模板拆除前压浆回填,详见图5-16。

5.2.7 仰拱施工

仰拱紧跟下台阶工作面施工是喷锚构筑法施工的主要原则之一,初期支护尽早封闭成环,对控制围岩过大变形、实现安全施工、改善洞内排水和运输条件关系极大,特别在软弱围岩及破碎带地段仰拱紧跟开挖工作面更为重要。

表5-11各种开挖方法对应仰拱到工作面距离参考表

开挖方法 CRD法 三台阶临时仰拱法 台阶法 仰拱距工作面长(m) 16 20 24m

图5-16 拱部衬砌注浆管布置图

仰拱与下台阶一次开挖成形,用弃碴回填至需要高度,随后施作仰拱隧底混凝土。为了保证运输畅通,采用仰拱栈桥架空后,再浇筑仰拱混凝土。仰拱栈桥采用2根工字钢做纵梁,上部横向焊接直径20mm圆钢做梁面。混凝土达到设计强度的50%后,将轨束梁移到下一段落,继续施工。仰拱混凝土施工每段长6~8m,混凝土由2台HZ100搅拌楼拌制,混凝土运输车运输,混凝土输送泵浇筑,插入式振动棒捣固密实。运输仰拱栈桥结构示意图见图5-17。

图5-17 仰拱栈桥结构示意图

5.2.8水沟及电缆槽施工

沟槽施工在边拱混凝土完成后进行,由于受到宽度制约,先施工左侧水沟及电缆槽,与开挖及边拱二衬平行作业。右侧水沟、电缆槽待开挖完成后,随边拱二衬从分界点往洞口施工。因铺底已随仰拱施工完毕,故混凝土施工界面要凿毛冲洗、充分润湿,使新旧混凝土结合密贴。

水沟电缆槽采用槽钢和角钢制作支架,模板采用定型钢模。捣固采用插入式振动器。施工时注意模板安装顺直、尺寸正确、支撑牢固、捣固密实。

矿山法隧道爆破安全专项施工方案

1 分项工程概况 .............................................................. 1 1.1 工程简介 ............................................................... 1 1.2 工程地质情况 ........................................................... 4 1.3 周边环境及安全要求 .................................................... 11 1.4 施工要求及技术保证条件 ................................................ 17 1.5 适用技术标准、规范及验收标准 .......................................... 17 2 环境因素、危险源及风险分析、评估 ........................................ 19 2.1 风险源识别 ............................................................ 19 2.2 工程施工特点 .......................................................... 19 2.3 施工预防措施 .......................................................... 20 3 主要施工工艺方案 ........................................................ 21 3.1 施工安排 .............................................................. 21 3.2 施工准备 .............................................................. 26 3.3 爆破参数选择与装药量计算 .............................................. 27 3.4 装药、填塞方式和起爆网路设计 .......................................... 44 3.5 施工进度计划 .......................................................... 47 3.6 主要资源配置方案及使用计划 ............................................ 48 4 职业健康安全、环境保护、质量保证技术措施 ................................. 50 4.1 职业健康安全保障技术措施 .............................................. 50 4.2 文明施工及环保技术措施 ................................................ 57 4.3 质量保证技术措施 ...................................................... 57 4.4 安全应急措施 .......................................................... 59 5 计算书及相关图纸 ......................................................... 71 5.1 爆破爆破个别飞散物距离验算 ............................................ 71 5.2 爆破振动安全距离验算 .................................................. 71 5.3 隧道有毒气体的安全距离验算 ............................................ 75 5.4 爆破冲击波安全距离 .................................................... 75 6 爆破安全警戒方案 ......................................................... 76 6.1 警戒点设置 ............................................................ 76 6.2 警戒组织 .............................................................. 76 6.3 信号与标志 ............................................................ 76 6.4 安全警戒注意事项 ...................................................... 77 6.5 安全警戒图 ............................................................ 77

1 分项工程概况 1.1 工程简介 1.1.1 基本情况

工程名称:XX市轨道交通XXX线一期工程土建施工三标一工区 建设单位:XX轨道交通集团有限公司 设计单位:中铁第四勘察设计院集团有限公司 勘察单位:中铁大桥勘测设计院集团有限公司 第三方监测单位:中铁工程设计咨询集团有限公司 监理单位:铁四院(湖北)工程监理咨询有限公司 爆破监理单位:XXX鑫祥建设工程有限公司 爆破评估单位:XX市明发爆破工程有限公司 施工单位:XXX集团有限公司 工程地点: 1.1.2 工程概况

(1)站址环境

图1 XX轨道交通XXX线站位示意图

(2)XXX站

XXX站为1、XXX线换乘站,车站位于XXX路与XXX大道及XXX路交叉口。XXX线车站沿XXX路南北向设置,XXX线车站沿XXX路东西向设置。车站东北侧设1、XXX线的联络线。本站设计客流为35606(人/小时),换乘客流为14331(人/小时),XXX线为地下三层岛式站台,XXX线为地下二层岛式站台,两线形成岛岛T字形换乘。车站有效站台中心里程为CK10+766.000,XXX线XXX站车站总长度为270.5m,标准段宽度为22.9m,车站底板高程约12.4m;XXX线XXX站车站总长度为330.85m,标准段宽度为22.7m,车站底板高程约20.4m。总建筑面积为38568㎡。有效站台中心里程处顶板覆土为4m。 1、XXX线车站共设置7个出入口、3个消防疏散口、5组风亭及1组冷却塔。XXX站位西侧多为 2-5 层的民宅;基坑开挖主要采用明挖顺作法施工,交叉路口局部采用盖挖顺作法施工。围护结构型式主要采用冲孔桩和人工挖孔桩、内支撑、锁脚锚索结合岩石锚杆,止水帷幕采用桩间高压旋喷桩加深孔注浆止水,盖挖体系采用贝雷梁和现浇混凝土路面板体系。

围护结构采用冲孔桩、人工挖孔桩+内支撑+锁脚锚索并结合岩石锚杆的围护支撑体系,排桩采用∅1000mm@1200围护桩型,桩间止水采用∅800三重管旋喷桩+深孔注浆止水的

组合形式,人工挖孔桩采用1500mm的口径。由于岩面起伏较大,最不利地段内支撑体系采用两道混凝土支撑+两道钢管支撑,大部分地段内支撑体系采用一道混凝土支撑+一道或者两道钢管支撑,局部内支撑体系仅采用一道混凝土支撑。斜撑采用钢筋混凝土支撑。基坑中间设置临时立柱,临时立柱桩基础采用∅1000的钻孔灌注桩,临时立柱采用钢格构柱。岩石部分采用锚喷支护。

吊脚桩进入微风化岩层1.5m,临时路面盖板下吊脚围护桩进入微风化岩层2m,最不利地段基底为碎裂状强风化花岗岩,围护桩嵌入10m,嵌入比为0.4。人工挖孔桩约230根。

(3)XXX站概况

XXX车站沿XXX路呈南北向设置,为地下3层岛式站台车站。起点里程DK12+204.771,车站终点里程DK12+468.534,车站主体总长度为263.7m,有效站台长度为118m,标准段基坑深度约为26.5m,宽度约为21m,站点周边以居住、工业建筑为主。XXX站共设置5个出入口、4个消防疏散口、2组风亭及1组冷却塔。

(4)XXX站~XXX站区间

XXX站~XXX站区间线路起于XXX站后,左、右线均以3000m半径向西北方向偏转,再以700m、350m半径逐渐向北偏转,进入XXX站,区间左、右线间距15m~17.9m,总长622.384m(右线)/632.059m(左线,含长链9.676米),起止里程YDK10+064.347~YDK10+686.731(ZDK10+064.347~ZDK10+686.730),区间范围内现状地面标高32m~38m。全线以10‟的坡度下行后以20.11‟(右线)/19.45‟(左线)的坡度上行进入XXX站,轨面标高11.122m~13.650m,区间隧道最大埋深约19.28m,最小埋深约14.7m。区间隧道采用矿山法施工,单洞单线马蹄形断面,内净空尺寸5.2m×5.6m(净跨×净空),设置竖井及横通道(兼作联络通道及泵房)1处。距离大型建筑物较远,区间隧道下穿XXX路兴隆路口人行天桥、XXX金兴旧货交易及一些砖混结构(设计已按砖混结构进行安全校核,为确保安全建议拆除)。在里程约ZDK10+521.145处左右,区间隧道左线下穿规划XXX主变电所。区间下穿现状道路范围内周边地下管网繁杂,类型众多,管径及埋深不一,主要管线沿XXX路分布。

表1 XXX站~XXX区间情况汇总表

(5)XXX站~XXX站区间

XXX站~XXX站区间线路出XXX站后,左线以800m半径向西北方向偏转,再以360m半径向北偏转,进入XXX站;右线以750m半径向西北方向偏转,再以350m半径向北偏转,进入XXX站。左右线间距9.3m~15.0m。区间范围内现状地面标高22m~35m,区间出XXX站后先以26.2‟的下坡,到YDK11+840后以26.1‟的上坡进入XXX站,轨面标高为-5.476m~136.650m,区间隧道最大埋深25.72m,最小埋深10.78m。

XXX站~XXX站为矿山法区间双线,左线长1251.577m,右线长1244.579m,隧道断面均为马蹄型单洞单线。

表2 XXX~XXX区间情况汇总表

(6)项目边界坐标

XXX线XXX站沿XXX路呈南北向设置,为15m站台地下三层站,主体结构基坑深约25m,宽度约26m,车站起点里程YDK10+686.500,车站终点里程YDK10+960.292。

XXX站~XXX站区间、XXX站~XXX站区间,线路总长2402.372m。其中XXX区间设1#、2#、3#三座竖井,2#、3#联络通道两座。

1.2 工程地质情况

1.2.1 爆破工程爆破内容、范围、性质

将XX市轨道交通XXX线工程土建三标一工区范围内的基坑、人工挖孔桩爆破、竖井、横通道、区间隧道爆破内的石方爆破至设计要求。

1.2.2 被爆破体的结构、形状和地形、地貌、岩性及地质情况

(1)地形地貌

XXX车站XXX线车站沿XXX路南北向设置,XXX线车站沿XXX路东西向设置。车站东北侧设1、XXX线的联络线。主体结构范围自于XXX路与XXX大道及XXX路交叉口,两侧多为 2~5 层的民宅及厂房。场地属低山丘陵区,地形较平坦,地面高程19.1~39.2m。

XXX车站地貌主要为残积台地,尚未集中开发,地形相对起伏较大,地面高程7.0~16.6m。

XXX站~XXX站区间范围由园山南路与XXX路十字路口到XXX路与XXX路交叉路口段,两侧多为高层建筑。场地地形原属低山丘陵区,经人工改造后大部地形平坦,地面高程一般32.00~38.00m。

XXX站~XXX站区间范围由XXX路与XXX路交汇处,沿XXX路向北,到石鼓山立交桥北面约250m,两侧多为高层建筑。区间北侧地貌主要为残积台地,南侧地貌为低山丘陵,地形较起伏,地面高程一般16~35m。

(2)地质概况

XXX车站XXX线、XXX线车站范围内覆盖层主要为第四系人工填土层(Qs)、第四系残积土层(Qel);下伏基岩主要为燕山晚期侵入岩--中粗粒花岗岩(γ),其中不均匀穿插辉绿岩脉(γδ),受区域地质构造和风化作用,岩石风化不均匀,中等~微风化基岩面起伏较大。

XXX车站范围内覆盖层主要为第四系人工填土层(Qs)、第四系上更新统冲洪积粉质粘土层及中砂层(Q3al+pl)、第四系残积砂质黏性土层(Qel);下伏基岩主要为燕山晚期侵入岩—中粗粒花岗岩(γ),其中不均匀穿插辉绿岩脉(γδ),受区域地质构造和风化作用影响,岩石风化不均匀,中等~微风化基岩面起伏较大。

XXX站~XXX站区间场区地层变化较大,覆盖层由全新统人工填土、粉质黏土、花岗岩残积土、凝灰熔岩残积土等构成,厚度不均匀;覆盖层以下为花岗岩、凝灰熔岩、辉绿岩,岩性多变,隧道穿越地层主要为风化基岩,左右两线在K10+550以南主要穿越层为全~强风化凝灰熔岩,在K10+550以北主要穿越层为微风化花岗岩,距XXX站处见辉绿岩,基岩面较为起伏,其中拟建区间左线起伏较大,此外受筼筜断裂影响基岩风化十分不均匀,风化带界面差异性大。

XXX站~XXX站区间场区地层变化较大,覆盖层由全新统人工填土、淤泥质黏土、粉质黏土、中砂、花岗岩残积土、辉绿岩岩脉残积土等构成,厚度不均匀;覆盖层以下为花岗岩、辉绿岩,隧道区间内左右两线均以花岗岩为主,偶见辉绿岩岩脉,其中左右两线均在接近XXX站附近见辉绿岩;基岩面较为起伏,受筼筜断裂影响风化十分不均匀,风化带界面差异性大,且残积土及全、强风化带中存在中等~微风化残余体(不均匀球状风化体)现象十分明显。隧道穿越地层主要为全风化、散体状强风化、碎裂状强风化及微风化花岗岩。洞顶以上围岩以第四系松散土层和全、强风化岩为主。

斜线部分为中风化、微风化岩体,必须爆破开挖。

方格部分为强风化岩体,只需松动爆破即可用人工机械开挖。

图2 地质剖面图图

表4 XXX车站岩土分层与特征描述一览表

表5 XXX车站岩土分层与特征描述一览表

表7 XXX站~XXX站区间土分层与特征描述一览表

(3)地质构造

XX岛处于“闽东燕山断坳带”东侧与闽东沿海变质带相接部位的中部。XX岛的四周由几组不同方向的断裂所围限,为断裂带切割形成的典型的断块岛屿。

晚侏罗世本区经历过规模巨大的燕山运动,随着太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲,断块构造运动加剧,奠定了岛内的基本构造格局。发育了呈北东东(NEE)方向展布的韧性剪切带、变质相带、岩浆岩带。许多断裂带成为火山喷发的天然通道,造成规模巨大的火山喷发,形成本市境内分布广泛的上侏罗统南园组巨厚的钙碱性火山岩系堆积。同时,由于板块构造活动剧烈,幔源物质沿断裂带上升,形成大面积的侵入岩体——花岗岩,并且在区域变质作用基础上产生广泛发育的各种混合岩。本区中生代末期此后转入喜玛拉雅构造活动期,主要表现为断块差异升降运动及局部老断裂的重新复活与新断裂的产生。

自晚白垩纪以来的喜马拉雅运动,本区地壳表现为继续隆升,造成白垩纪、老第三纪、新第三纪沉积缺失,第四纪地层直接超覆于上侏罗统南园组火山岩之上。本工程场地近场区处于长乐—诏安断裂带中段与九龙江下游北西向断裂带及漳州—XX近东西向构造带的交汇地区,地质构造较为复杂。近场区断裂构造纲要图见下图。

F4:文灶-五通断裂带 F5:狐尾山-钟宅断裂带 F6:筼筜港断裂

F20:石胄头-高崎断裂 F21:濠头-塔头断裂

图3 近场区断裂构造纲要图

(3)水文地质

本段地表水系不发育。按赋存介质,地下水可分为三类:赋存于第四系填土层中的松散岩类孔隙水;赋存于残积层及全、强风化带中的风化残积孔隙裂隙水;赋存于基岩强风化带以下的基岩裂隙水。

地下水的动态变化受年降水量变化规律的控制,地下水位一般3月开始上升,9月逐渐下降,5~6月为最高水位,12月至翌年2月为最低水位,其变化幅度又因地形、含水层的不同而有差异,总体上基岩裂隙水和风化残积孔隙裂隙水水位随降雨变化较大,第四系松散层地下水变幅较小,年变化幅度3~5m。勘察期间地下水位埋深0.85~6.30m(高程36.54~31.72m)。

(4)特殊地质条件

场地不存在滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害;不存在岩溶现象;场地及附近无人为地

下工程活动及大面积开采地下水活动,未见地面沉降、塌陷、地裂缝等地质灾害;未发现有采空区、人防洞、墓穴等其它不利埋藏物。

1.3 周边环境及安全要求

1.3.1 爆破区及周围环境情况和安全距离

本项目包括XXX站~XXX站区间、XXX站、XXX站~XXX站区间、XXX站。

图4 总平面图

表8 各保护物与爆区距离汇总表

(1)XXX站

居住用地主要集中于XXX站西侧,现状多为2~5 层的民宅。建构筑物主要为XXX大厦、光厦楼、光业楼、XX第三中学、自来水加压泵房、110kv高压铁塔、马垅社区等,另有一棵需保护的百年榕树。地下管线:拟建工程现状道路范围及周边地下管网繁杂,类型众多,管径及埋深不一。爆区周边主要管线:①沿XXX路方向的DN800埋深1.3m的给水管、DN1200埋深1.3m的给水管、d400埋深3.5m的雨水管、DN500埋深0.95m的燃气管、400×300埋深1m的电信管块等;②沿XXX路路方向的D800埋深3.5m的雨水管、DN500埋深1.5m的给水管、1030×950埋深0.8m的电力、电信管块、400×300埋深0.8m的电信管块、d300埋深3.8m的污水管、DN400埋深1m的给水管等。

分XXX线基坑、XXX线基坑两个区域,进行爆破施工。

图5 爆破周边环境平面图

图6 XXX线基坑人工挖孔桩布置图 表9 XXX线基坑、孔桩安全距离表

图7 XXX线周边管线布置图

图8 XXX线基坑人工挖孔桩布置图 表10 XXX线基坑安全距离表

注:风井、出口等局部开挖地段为土层或石方量较少,以实际测量为准

(2)XXX站

XXX站位于石鼓山立交北侧XXX路上,交通极为繁忙。现状站点周边以居住、工业用地为主,分布有部分公共服务设施用地。现状多为2~7层的民用或商用建筑;建构筑物主要有西侧5层申闽汽车4S店、西南侧2~5层沿街住宅及商铺、正南为殿前地下过街通道、东南侧1~4层住宅及7层龙高香料办公楼、东侧XXX加油站和XXX水厂办公楼。

图9 爆破周边环境平面图

图10 人工挖孔桩布置图

表11 基坑、孔桩爆破距周边保护物最短距离表

表12 基坑、孔桩爆破距周边管线距离表

表13 地下管线迁改表

图11 XXX站管线迁改图

(3)XXX区间

本区间线路沿XX市主干道XXX路敷设,交通繁忙,地下管线密集,主要管线包括400×300通讯管块、DN100路灯电力管、DN600雨水管、DN1200给水管、DN500煤气管等。区间隧道下穿兴隆路人行天桥,在ZDK10+450~+693.165区段下穿XXX金兴旧货交易和一些砖混结构,区间隧道两侧建筑物主要有明德花园、凯城花园、新湖花园小区、大唐世家一期小区、科技村。

在XXX路上占用机动车道,设置XXX竖井。通过竖井及横通道对区间隧道进行施工。竖井及横通道中心里程为YDK10+360.000(ZDK10+362.352),竖井采用明挖法施工。竖井东侧为新湖花园小区、西侧科技村,为2~7层砼房屋。其中竖井围护桩外边线西侧距离新湖花园小区房屋最近为45m、东侧距离科技村房屋最近为37m。竖井周边主要管线有:路灯线缆(DN100),埋深0.31m;雨污合流管(DN500 砼),埋深2.7m;燃气管(DN500),埋深1.95m;给水管(DN1200),埋深0.98m;信号线缆(200*200),埋深0.26m。

图12 XXX区间竖井平面位置图 表14 XXX区间竖井安全距离表

图13 XXX区间竖井及横通道地质剖面图

(3)XXX区间

区间线路沿XX市主干道XXX路敷设,交通繁忙,地下管线密集,主要管线包括400×300通讯管块、DN100路灯电力管、DN600雨水管、DN1200给水管、DN500煤气管等。两侧建筑物主要有光厦楼、华联电子大厦、创新城、龙腾花园二期、中桥科技大厦、厦昌国际中心、永升新城、殿前街道办事处、万利达集团有限公司、芙蓉苑六期、XXX工贸大厦、怡盛工业大厦和一些砖混结构建筑物。

1#竖井:受1、XXX线在XXX站设置联络线影响,联络线与正线交叉处隧道断面大,增设一个竖井。待左右正线及联络线隧道施工完毕后回填竖井。此竖井位于XXX路上,管线主要有燃气管和给水管。

图14 XXX区间XXX竖井平面位置图 表15 XXX区间1#竖井安全距离表

2#竖井:在XXX路西侧设置一座临时施工竖井。通过临时施工竖井及横通道施工区间隧道,施工横通道处于XXX路下方,施工横通道中心里程YDK11+365.000、ZDK11+362.008。

待左右正线施工完毕后将竖井回填,施工横通道作为永久联络通道使用。管线主要有燃气管和给水管。

图15 XXX2#竖井平面位置图

图16 XXX2#竖井及横通道地质剖面图

XXX区间3#竖井:在石鼓山立交匝道绿化用地中设置一座临时施工竖井。通过临时施工竖井及横通道对区间隧道进行施工,施工横通道中心里程YDK11+820.000。待左右正线施工完毕后将竖井回填,施工横通道作为永久联络通道使用,并在左右线之间设置一处废水泵房。管线主要有燃气管和给水管。

图17 XXX3#竖井平面位置图

图18 XXX3#

竖井及横通道地质剖面图 表17 XXX区间3#竖井安全距离表

1.3.2 保护对象的性质、结构、新旧情况

场地周边环境较为复杂,施工区域有大量建构筑物,以及地下市政管线、施工中的止水帷幕、围护桩等。

图19 项目周边管线平面位置图

1.3.3 对爆破个别飞散物、振动、冲击波、噪音等安全要求

本工程要求爆破对附近需保护的建筑、市政管网、基坑支护设施等不得造成损伤,不得对人员和车辆造成伤害,在文明施工方面,要求爆破噪音不得影响周边居民正常的生活

和工作。爆区周边环境较为复杂,为确保周边建(构)筑物的安全,要求爆破时采取减震措施,以减小对已建房屋的影响。采取直接覆盖防护、近体防护、保护性防护等措施,避免爆破个别飞散物对行人和车辆及设备等影响。 1.4 施工要求及技术保证条件

1.4.1 工程本身需要及周边环境对爆破施工要求

根据本工程爆破区域周边环境及场地爆破条件,爆破有害效应主要是爆破振动和爆破个别飞散物、爆破烟尘、爆破噪声。因此在爆破设计、实施过程中应采取相应对策降低爆破振动、对爆破个别飞散物严格加以控制、减少或排除烟尘,降低噪声。 1.4.2 需采取技术措施和保证条件

根据本工程本身需要及周边环境对爆破施工的要求,必须采取技术措施降低爆破振动,控制爆破个别飞散物,做好深基坑安全围栏。孔桩爆破采用簇联网路,采用单桩单响的起爆方式来降低爆破震动,采取多重覆盖防护措施防止爆破个别飞散物的产生。 基坑底标高爆破开挖应尽量减少超挖,减少对设计基础面岩石的扰动。竖井采用先挖小竖井,后利用临空面爆破开挖至全部,小竖井周边的岩石尽量采用单孔单响或二孔一爆的起爆网路。隧道上部有薄弱地段的应先开挖,之后的爆破以先开挖部分为自由面进行爆破开挖。加强对地下管网线路的保护措施,特别是自来水管线和燃气管线,采用小孔径,小台阶,多次爆破,密钻孔,小药量的弱松动爆破。为了确保不对地下管网线路产生破坏,可采取在被爆岩石和围护桩、市政管线间打减震孔、挖减震沟槽等手段,或采用非爆破的方式,如:用膨胀剂,胀裂靠近管线旁的岩石。在高压线塔没有迁改前,爆破时必须强覆盖,控制爆破振动,保证高压线塔及高压线不受损害。 1.5 适用技术标准、规范及验收标准

(1)《XX市轨道交通XXX线一期工程施工图设计》 (2)地质详细勘探报告

(3)《爆破安全规程》(GB6722—2003) (4)《民用爆炸物品安全管理条例》

(5)《爆破作业项目管理要求》(GA991-2012)

(6)《爆破作业单位资质条件和管理要求》(GA990-2012)

(7)《XXX省公安机关爆破作业安全监管处理工作规范(试行)》(闽爆C[2011]092号); (8)《XXX省公安机关民用爆炸物品行政审批管理工作规范(试行)》(闽公综[2012]582号)

(9)《XX市爆破工程安全评估、安全监理工作规范(暂行)》(厦公综[2009]19XXX) (10)《爆破工程工程量计算规范》(GB50862—2013)

2 环境因素、危险源及风险分析、评估 2.1风险源识别

2.2工程施工特点

(1)施工工期长。主要施工工期约3年,零星的爆破施工可能会更长。

(2)施工对象的种类多。主要的施工对象有:基坑、人工挖孔桩、竖井、横通道、隧道。

(3)需保护的对象种类多。主要的保护对象有:住宅楼、办公楼、厂房;市政管线、电力电缆、通信电缆等管线;交通车辆及行人;树木、高压线等其它。

(4)地质条件复杂。

(5)影响因素多。施工受天气、节假日停爆等影响。 2.3施工预防措施

(1)所有爆破均采用毫秒微差控制爆破,以达到降震的作用,确保围岩初期支护和周围建(构)筑物不受损坏。

(2)贯彻密布孔、少装药、多分段、强覆盖的指导思想,提高爆破效果和安全效益; (3)起爆顺序的原则为先起爆的炮孔应为后爆炮孔创造自由面。

(4)严格控制爆破震动,采用毫秒微差导爆管雷管控制段起爆药量,一段起爆药量根据萨道夫斯基爆破振动速度公式确定。

(5)采用直接覆盖防护、近体防护、保护性防护等防护措施,控制爆破个别飞散物;

3 主要施工工艺方案 3.1施工安排 3.1.1 爆破施工方案

(1)XXX站基坑采用“明挖法”或“盖挖法”的开发方法,分层分台阶开挖,充分利用利空面,采用“分台阶浅孔松动爆破”的爆破方案;

(2)人工挖孔桩硬岩采用“锥形掏槽,周边孔非光面爆破”的爆破方案,强风化地段采用垂直孔爆破松动后风镐开挖方法;

(3)竖井采用“先开挖小竖井,后分台阶开挖剩余部分”的开挖方案 ,采用“楔形掏槽,周边孔光面爆破”爆破方案;

(4)隧道采用“全断面”或“分部开挖” 的开挖方案,“楔形掏槽,周边孔光面爆破” 的爆破方案。

凿岩、爆破、铲装、运输等工程采取平行流水作业的方法,按队伍专业化、施工机械化、管理科学化的原则,精心组织施工,使整个工程施工形成凿岩、爆破、铲装、运输等多项目配合作业格局。 3.1.2 选用爆破器材

(1) 炸药选择:

本工程所有的爆破均采用Ф32mm的2#岩石乳化炸药。 (2) 雷管选择:

毫秒延期导爆管雷管(1~20段)。 (3)起爆系统:

采用CHA-1000型起爆器及激发针。 (4) 其他:

导爆索(光面、预裂爆破中使用)。 3.1.3 施工工艺流程

爆破施工主要工艺流程如下:

图20 爆破施工主要工艺流程图

3.1.4 车站基坑施工思路

(1)施工总体顺序

总体施工顺序安排按照先主体后附属、先XXX线后XXX线的施工顺序进行。 XXX线主体结构先行施工,其中XXX、4号、5号出入口均设置于XXX路边,6号出入口设置于XXX大道南北两侧路边,施工中注意交通的疏解。

XXX线主体结构待XXX线主体和部分附属结构完成后再行施工。考虑将2号出入口及2号风亭的围护结构与车站主体围护结构平行作业,XXX出入口最后施工。

(2)施工思路

本工程XXX车站场地条件复杂,受外界影响的因素较多(主要影响因素为:交通疏解、地表物和地下管线迁改、XXX大厦拆除和周边建筑物的保护等),车站附属数量多且施工干扰大,合理安排主体与附属的施工关系及施工先后顺序是本工程在施工组织安排方面控制的重点内容,因此我公司对各项工作内容的施工工艺和工作流程进行深入的了解,同时将根据工程特点、工期和质量要求,对本合同工程进行统筹安排,合理规划,保证在任何情况下车站施工工作的协调性和一致性,确保合同工期的顺利实现。

XXX站分为两个部分组织施工。第一部分为XXX线,第二部分为XXX线。施工顺序为:施工前期准备→车站主体结构施工→附属结构施工。

图21 XXX站基坑开挖顺序

图22 XXX站基坑爆破施工步骤横断面示意图

图23 XXX站基坑爆破施工步骤横断面示意图

3.1.5 区间施工思路

区间采用矿山法施工,利用施工1#竖井进入区间正洞;利用施工XXX竖井、2#竖井、3#竖井和施工横通道进入正洞。分别从XXX竖井→XXX站、XXX竖井→XXX站、1#竖井→XXX站、1#竖井→2#竖井、2#竖井→1#竖井、2#竖井→3#竖井、3#竖井→2#竖井、3#竖井→XXX站方向施工,施工时左右洞按图纸及规范要求错开一定距离。

XXX竖井位于XXX路主干道,桩号YDK10+360.000,断面型式为矩形,净空尺寸为9m×7m,开挖深度为28m。1#竖井横跨XXX路主干道,桩号YDK10+992.3755处设置,尺寸为26.2m×9m。2#竖井在线路左侧桩号YDK11+365处设置,尺寸为9m×7m。3#竖井在石鼓山立交桥中间,横通道在线路左侧桩号YDK11+820处设置,尺寸均为9m×7m。竖井先用人工机械开挖到风化岩层,强风化岩层用少量炸药振动即可使岩体分解后人工机械开挖,中风化以上岩石,利用岩石的地质构造面作为自由面分层爆破开挖,平整的岩体部位先开挖中央小竖井,后以小竖井为自由面分台阶爆破。

根据隧道埋深及穿越地层情况,暗挖隧道Ⅴ级围岩一般段及Ⅲ级围岩地段单洞单线段隧道结构采用短台阶法施工。Ⅴ级围岩下穿天桥段,采用环形导坑预留核心土法,上台阶开挖后设置临时仰拱。严格按照“管超前,严注浆,短进尺,强支护,早封闭,勤测量”的原则控制施工。 3.2施工准备 3.2.1 施工前期组织

(1)组织准备

成立爆破安全技术领导小组,对爆破工作进行技术指导,解决爆破工作中的疑难问题,以确保爆破工作安全。并根据施工组织实施计划,制订劳动力、机械设备、材料进场计划,按计划合理做好劳动力和机械设备的调配及材料进场工作。

(2)物资、器材准备

1)采购:民用爆炸物品由XXX勇鑫爆破工程有限公司提供。

2)运输:公司安排专用民用爆炸物品运输车专门保障本工程爆破施工。

3)保管:使用XXX勇鑫爆破工程有限公司民用爆炸物品仓库,直接向工地运输使用。 (3)技术准备

对爆破有关人员进行爆破安全技术交底,并进行培训。培训内容以《爆破安全规程》(GB6722-2003)和本设计方案为主,针对该工程围岩性质及作业条件,认真学习和修正爆破设计方案,以确保爆破质量和安全。所有涉爆人员都必须持证上岗。

3.2.2 爆破施工通告

爆破前三天张贴爆破通告,告知起爆时间和起爆警戒信号标志,并走访周边居民,做好周边居民的安抚工作。爆破开工前要召集周边单位及附近居委会召开爆破施工协调会。 3.2.3 爆破作业单位相关联系人

3.2.4 对保护对象的防护和普查

本工程主要保护对象为爆区四周建筑物、设备、管线和道路,对保护对象主要采取直接覆盖、近体防护、保护性防护等措施,严格控制装药量,减小爆破个别飞散物和爆破振动对保护建筑物的影响。对周边的危房、裂缝采取拍照取证等措施。 3.3爆破参数选择与装药量计算 3.3.1 基坑爆破

(1)炮孔直径与布孔形式

所有炮孔的直径为40mm,炮孔布置形式采用垂直孔梅花形布孔。 (2)最小抵抗线W 确定W按以下式:

W = kd =(25~40)d

式中:k — 与岩石坚硬相关的系数。 (3)孔距a、排距b的确定 孔距可按下式确定

a=m·W

式中:m — 炮孔密集系数,m=0.8~1.2; 排距b=(0.8~1.0)a。 (4)孔深与超深

根据爆区周边环境和工程工期进度要求,结合现场实际情况和钻孔设备条件,选择孔深H = 1~3m。为克服岩石底板阻力,使爆破后不留根坎,钻孔需留有一定的超深h†。

确定h†可按下式计算:h†=(0.08~0.35)W=0.08~0.35m。具体超深由现场岩层来定,实际钻孔深度L = H+ h†;

(5)基坑爆破单孔装药量采用下式计算

Q=q·a·b·H

式中: H —— 台阶高度(m)

q —— 炸药单耗,( Kg/m3) a —— 炮孔间距,(m) b —— 炮孔排距,(m)

根据以上计算,确定基坑爆破孔网参数 为a=1.0~1.5m,b = w =0.8~1.2m,H=1.0~3.0m。基坑石方爆破炸药单耗为0.25~0.4kg/m3。

(6)光面爆破参数

E = 0.4m; W光 = 0.5m;

m = E/ W光 = 0.4/0.5 = 0.8 D = d孔/d炸 = 42/22 = 1.9 q光 = 0.1~0.2kg/m

式中:W — 最小抵抗线;

d孔 — 炮孔直径,mm,取40mm;d炸 — 炮孔直径,mm,取22mm; E — 炮孔间距,mm; m — 周边孔的密集系数; D — 不耦合系数; q光— 线装药密度;

(7)预裂爆破参数

E = 0.4m;

q预 = 0.25~0.4kg/m 其他与光面爆破参数基本类似。

(8)其他说明:如果基坑没有合适的临空面,可以参考竖井开挖方式创造临空面。

表21 孔网参数及装药量计算表

注:炸药单耗 0.25~0.4kg/m3,本表按0.3kg/m3计算

以上爆破参数必须在正式爆破施工前进行试爆,然后根据试爆的情况结合现场实际周边环境进行调整,以达到最佳的爆破效果和最安全的爆破参数。 3.3.2 竖井掘进爆破

XXX1#竖井净空尺寸为26.2m×9m,XXX竖井、XXX2#竖井、XXX3#竖井净空尺寸为9m×7m。竖井先用人工机械开挖到风化岩层,强风化岩层用少量炸药振动即可使岩体分解后人工机械开挖,中风化以上岩石,利用岩石的地质构造面作为自由面分层爆破开挖,平整的岩体部位先以竖井掘进爆破方式开挖3.2×3.2m小竖井,然后以小竖井为自由面分台阶爆破开挖其余部分岩体。爆破参数选择采用计算法确定基本参数,工程类比法细部调整确定设计参数,现场试验法确定最后实际施工参数。

(1)循环进尺

竖井的循环进尺选1.5m 。 (2)平均炸药单耗 1)中间小竖井

式中:q — 岩石爆破单位体积下炸药消耗量,kg/m3;

f — 岩石坚固性系数。 S—隧道断面积,m2;

爆破区域的围岩基本为凝灰熔岩(XXX区间)、花岗岩(XXX区间),根据地质报告,岩石坚固性系数范围在5~12。

辅助垂直炮孔: 周边光面爆破: (3)辅助孔抵抗线

W = (15~25)d

式中:W — 最小抵抗线;

d — 炮孔直径,mm,取40mm; Wmin = 15*40 = 600 mm = 0.6m Wmax = 25*40 = 1000 mm = 1.0m W 取0.8m 。

(4)孔距a、排距b的确定

孔距可按下式确定

a=m·W

式中:m — 炮孔密集系数,m=0.8~1.2; 排距b=(0.8~1.0)a。

小竖井辅助孔:a、b均取0.8m 。 台阶爆破:a取1.0m,b取0.8m。 (5)孔深与超深

竖井的循环进尺选1.5m ,台阶爆破台阶高度也为1.5m。

确定h†可按下式计算:h†=(0.08~0.35)W=0.06~0.28m。取0.2m。实际超深可根据爆破效果调整。

实际钻孔深度L = H+ h†= 1.5+0.3 = 1.8m; (6)光面爆破参数

E = 0.4m; W光 = 0.5m;

m = E/ W光 = 0.4/0.5 = 0.8 D = d孔/d炸 = 42/22 = 1.9 q光 = 0.1~0.2kg/m

式中:W — 最小抵抗线;

d孔 — 炮孔直径,mm,取40mm;d炸 — 炮孔直径,mm,取22mm;

0.3~0.5 kg/m3 0.1~0.2kg/m

E — 炮孔间距,mm; m — 周边孔的密集系数; D — 不耦合系数; q光— 线装药密度;

(7)掏槽孔

竖井掘进先在竖井中央开挖一个3.2×3.2米的小竖井,采用二级复式楔形掏槽,各对斜孔顶端的距离不得小于20cm,掏槽孔的深度,应比辅助孔、周边孔深20cm。

图24 小竖井掘进爆破炮孔布置图

(8)周边孔

周边孔原则上应布置在开挖面的设计轮廓线上,并与竖井轴线平行。但是,由于凿岩机钻凿周边孔时,受到凿岩设备构造的限制,以及拱部和墙部岩壁的制约,钻孔不得不存在一定的偏斜角,偏斜角度的大小可依据炮孔深度进行调整,使其孔底能落在设计轮廓线外10cm左右为宜。外插角不宜过大,以减少超挖量,以3°~5°为宜。

(9)小竖井爆破炮孔布置及装药参数表

表22 小竖井爆破开挖装药参数表

(10)竖井其他区域岩体的爆破炮孔布置及装药参数参考基坑爆破相关参数 3.3.3 横通道掘进爆破

图25 横通道断面设计图

(1)循环进尺 循环进尺选择1m 。

(2)平均炸药单耗

式中:q — 岩石爆破单位体积下炸药消耗量,kg/m3;

f — 岩石坚固性系数。 S—隧道断面积,m2;

爆破区域的围岩基本为凝灰熔岩(XXX区间)、花岗岩(XXX区间),根据地质报告,岩石坚固性系数范围在5~12。

(3)辅助孔抵抗线

W = (15~25)d

式中:W — 最小抵抗线;

d — 炮孔直径,mm,取40mm; Wmin = 15*40 = 600 mm = 0.6m Wmax = 25*40 = 1000 mm = 1.0m

(4)光面爆破参数

E = 0.4m; W光 = 0.5m;

m = E/ W光 = 0.4/0.5 = 0.8 D = d孔/d炸 = 42/22 = 1.9 q光 = 0.1~0.2kg/m

式中:W — 最小抵抗线;

d孔 — 炮孔直径,mm,取40mm;d炸 — 炮孔直径,mm,取22mm; E — 炮孔间距,mm; m — 周边孔的密集系数; D — 不耦合系数; q光— 线装药密度;

(5)横通道炮孔布置及装药参数表

表23 横通道上断面开挖装药参数表

表24 横通道中断面开挖装药参数表

表25 横通道下断面开挖装药参数表

图26 横通道掘进爆破炮孔布置图

3.3.4 隧道掘进爆破

地质条件良好、周边环境较好的地段可采用全断面开挖,全断面开挖可以减少爆破对围岩扰动的次数,是隧道施工“新奥法”推荐的方法,如果周边环境对爆破振动要求较高,可以减少全断面开挖的循环进尺。对于地质条件较差或周边环境较差的地段,选择半断面

法开挖,上下台阶的分界线在隧道断面腰部起拱点。不同地段的开挖方式选择参考表29隧道掘进对各建筑物的爆破振动安全校核。

图27 地铁隧道断面图

(1)循环进尺

循环进尺在周边环境安全的地段选1.5m,环境复杂的地段选择1m 。 (2)平均炸药单耗

式中:q — 岩石爆破单位体积下炸药消耗量,kg/m3;

f — 岩石坚固性系数。 S—隧道断面积,m2;

爆破区域的围岩基本为凝灰熔岩(XXX区间)、花岗岩(XXX区间),根据地质报告,岩石坚固性系数范围在5~12。

全断面隧道掘进:

半断面隧道掘进(上台阶):

(3)辅助孔抵抗线

W = (15~25)d

式中:W — 最小抵抗线;

d — 炮孔直径,mm,取40mm; Wmin = 15*40 = 600 mm = 0.6m Wmax = 25*40 = 1000 mm = 1.0m

(4)光面爆破参数

E = 0.4m; W光 = 0.5m;

m = E/ W光 = 0.4/0.5 = 0.8 D = d孔/d炸 = 42/22 = 1.9 q光 = 0.1~0.2kg/m

式中:W — 最小抵抗线;

d孔 — 炮孔直径,mm,取40mm;d炸 — 炮孔直径,mm,取22mm; E — 炮孔间距,mm; m — 周边孔的密集系数; D — 不耦合系数; q光— 线装药密度;

(5)隧道掘进爆破炮孔布置及装药参数表

图28 全断面隧道掘进爆破炮孔布置图 表26 全断面隧道掘进爆破装药参数表

图29 短进尺全断面隧道掘进爆破炮孔布置图 表27 短进尺全断面隧道掘进爆破装药参数表

图30 半断面隧道掘进爆破炮孔布置图 表28 半断面隧道掘进爆破上台阶装药参数表

表29 半断面隧道掘进爆破下台阶装药参数表

3.3.5 孔桩掘进爆破

(1)炮孔布置

掏槽孔采用三角锥形掏槽,位于孔桩断面的中部。掏槽孔的深度,根据炮孔深度的不同,应比辅助孔、周边孔深10~20cm。周边孔距孔桩开挖边缘100~150mm均匀布置。锥形掏槽孔示意图及要素如图下所示。周边眼沿断面内圈均匀布置不设置光面爆破。

图31 掏槽孔示意图

(2)炮孔数量

竖井的炮孔数目一般可以用下面公式计算:

式中:N — 炮孔数目,个;

f — 岩石坚固性系数,本工程岩石为较硬岩,取f=12; S — 断面面积(含桩井护壁厚度25cm),m2。

(3)炮孔间距E

采用手持式气动凿岩机钻孔,炮孔直径38~40mm,E = (15~20)d = 0.57~0.8m

(4)炮孔深度

在小直径孔桩入岩爆破中,岩石的周边夹制力大,炮孔利用率低。一般炮孔深度L取孔桩直径D的0.6~0.8倍,即L=(0.6~0.8)D。其中掏槽孔应比周边孔加深100~200mm。

根据以上计算确定孔桩爆破孔网参数为:周边孔间距E = 0.6m,抵抗线 W = 0.5m, L = 0.8~0.1m,循环进尺H = 0.6~0.8m。具体炮孔布置如下图。

图32 孔桩爆破炮孔布置图

(5)每循环进尺所需用药量Q

Q=3.14qD2H/4

式中: Q—每循环进尺用药量(Kg)

q — 炸药单耗( Kg/m3) D—孔桩掘进直径(m) H — 循环进尺(m)

(6)单孔理论装药量q

q= Q/N

式中: q—单孔理论装药量(g)

Q—每循环进尺用药量(g) N—工作面炮孔数量,(个)

(7)装药量的分配

qt=(1.2 ~1.5)q qb=(0.85~0.95)q

式中: qt——掏槽孔装药量(g)

qb——周边孔装药量(g)

表30 Φ1.0m孔桩(断面直径Φ1.5m)爆破装药量计算表

炸药单耗2.5~3.5kg/m3,本表按单耗2.9kg/m3计算,循环进尺0.5m,炮孔利用率63%。

采用人工挖孔桩的围护桩需要爆破的都是底部坎岩部分的中风化岩体,所以爆破部位深度较深,以上爆破参数必须在正式爆破施工前进行试爆,然后根据试爆的情况结合现场实际周边环境进行调整,以达到最佳的爆破效果和最安全的爆破参数。 3.3.6 特殊地段说明

(1)兴隆路口人行天桥(YDK10+213.759)

XXX区间在线路YDK10+215处下穿兴隆路口人行天桥,隧道埋深15.8m,自上而下处于素填土、凝灰岩残积黏性土、全风化凝灰岩、强风化凝灰岩等岩层中,围岩为Ⅴ级。

图33 隧道与兴隆路口人行天桥关系立面图

隧道左洞开挖到该区域时尚未开始爆破,左洞拱顶掘进掌子面离天桥基础40m开始爆破,爆破应注意爆破振动的影响。右洞隧道开挖到该区域时,断面下部局部需爆破,此时水平距离6.786m,拱顶距桩底垂直距离5.49m。由于上台阶已开挖,爆破控制最大段药量,对该人行天桥影响不大。施工中应经常监测人行天桥基础的沉降。

(2

)马垅人行天桥(YDK11+111)

XXX区间在线路YDK11+111处下穿马垅人行天桥,隧道埋深13.17m,自上而下处于素填土、粉质粘土、全风化花岗岩、微风化花岗岩等岩层中,围岩为Ⅴ级,

图34

隧道与马垅人行天桥关系立面图

3.4装药、填塞方式和起爆网路设计 3.4.1 装药、填塞结构

普通炮孔采用连续装药反向起爆结构、连续堵塞结构,预裂、光面爆破采用不偶合装药结构。

图35 装药填塞结构图

图36 预裂、光面爆破不偶合装药结构示意图

3.4.2 起爆网路形式、起爆网路图

(1)基坑爆破网路

1)振动要求不严格的部位排间延期的爆破采用孔内延期四通网状起爆网路

图37 导爆管孔内延期四通网状起爆网路示意图

2)振动要求严格的部位采用孔内延期爆破网路,减小爆破规模。

图38 V形起爆顺序单孔单爆孔内延期四通串联起爆网路示意图

3)基坑掏槽部位起爆网路参考中央小竖井掘进爆破起爆网路 (2)竖井掘进爆破起爆网路

1)中央小竖井采用簇联起爆网路,网络敷设图如下。

图39 簇连起爆网路示意图

2)竖井其他部分爆破起爆网路参考基坑开挖起爆网路。 (3)竖隧道、横通道爆破起爆网路

采用导爆管分层簇联起爆网路,网络敷设图如下。

图40 爆破起爆网路示意图

(4)人工挖孔桩爆破起爆网路

采用导爆管簇联起爆网路。根据爆破振动速度的监测结果,可调整导爆管雷管的分段,必要时可以单孔单响。

图41 人工挖孔桩爆破起爆网路示意图

3.5施工进度计划

表31 施工进度计划

3.6主要资源配置方案及使用计划 3.6.1 设备计划

表32 主要施工机械设备表

3.6.2 材料计划

表33 主要材料计划表

3.6.3 劳动力计划

根据本工程的规模和工程特点和工期要求,爆破作业人员拟配备爆破工作领导人2名,全面负责爆破施工过程中的各项管理工作,设爆破技术人员3名,负责爆破设计和施工技

术指导;爆破员与安全员共8名,负责日常爆破作业工作,各专业人员根据工程施工进度安排需要,适时地组织进场和退场,保证均衡地组织施工。

表34 爆破作业劳动力计划表 单位:人

盾构在矿山法隧道内进出洞施工关键技术

Total114No.22012

铜业工程总第114期2012年第2期

COPPERENGINEERING

盾构在矿山法隧道内进出洞施工关键技术

12

张振光,赵艳粉

(1.上海市第一市政工程有限公司,上海200083;2.《供用电》编辑部,上海200081)

要:地铁等区间隧道两端多为强风化的岩层或残积土,中间较深段常遇到未风化或微风化的高强度岩层,

“矿山法+盾构法”“矿山法+盾单靠盾构法施工难以完成,多采用施工。以深圳地铁某区间隧道为例,详细介绍了构法”工法中盾构在矿山法隧道内进出洞施工技术,提出了解决施工关键技术的措施,为这种新型复合工法的推广提供了良好的借鉴。

关键词:地铁;盾构法;矿山法;空推;进出洞中图分类号:U231;U455

文献标识码:A

文章编号:1009-3842(2012)02-0047-04

TheKeyConstructionTechnologyfortheShieldAdvancingin&outoftheMinedTunnel

ZHANGZhen-guang1,ZHAOYan-fen2

(1.ShanghaiNo.1MunicipalEngineeringCo.Ltd.,Shanghai200083,China;

2.Distribution&UtilizationNewsroom,Shanghai200081,China)

Abstract:Therearemostlyseriousweatheredrocksorresidualsoilsatthebothendsoftheregionaltunnel,whilethecentraldeep

-embeddedrangeisfilledwiththefreshorslightlyweatheredsolidrocks.Theshieldmachinesolelycan'tdealwiththiscompoundstratum.AsacaseofonetunnelinShenzhenMetro,thetechnologyofbothbreak-outandbreak-inofshieldedTBMinminedtun-nel,somemeasuresareproposedtosolvethekeytechnicalproblems.Itisworthtousethesecompositemethodsforthefuturepopulari-zationandapplicationforreference.

Keywords:subway;shieldtunnel;minedtunnel;non-excavationadvancing;break-outandbreak-in

1引言

我国许多地方,具有多山和丘陵地貌特征。一条隧道难以保证所遇的地层单一,如果隧道中间段

遇到坚硬的未风化或弱风化岩层;两端覆埋深较深,

土浅,遇到强风化的围岩或沉积土层。为了加快进度,减少施工风险,有时不得不采用“矿山法+盾构

[1]

两种工法相结合应用。法”

矿山法与盾构法结合的隧道施工工法通常的做法是:先采用矿山法将包括微风化岩层在内的岩土层爆破挖除,施工断面稍大于盾构外径的初期衬砌,盾构空推并完成管片拼装和壁后注浆。矿山法隧道施工完成后,盾构机要从盾构隧道进入矿山法隧道盾构机从矿山法隧道内从新进入土体进行掘进。盾构机在矿山法隧道内的进出洞是盾构空推过矿山法隧道

盾构进出洞风险极大,矿山法的一个最大的风险源,

隧道掌子面处理不当、盾构机参数控制不当都可能导致地下水或者土体涌入矿山法隧道,造成地面塌陷,

[2-5]

。对环境造成极大的破坏,造成工程事故

结合深圳地铁2号线2204标东角头站~湾厦站

区间隧道工程实际情况,对开挖过程中前方遇孤石群

“盾构法+矿山法”采取相结合的和基岩隆起的情况,

方法进行施工时,盾构在矿山法隧道内进出洞提出有效施工方案,为国内地铁施工提供一定技术支持。

2工程概况

深圳地铁2号线(蛇口线)土建2204标工程东角头站~湾厦站区间隧道中间段左线147.5m、右线287m范围内需穿越⑨3中等风化岩和⑨4未风化岩,采用“矿山法+盾构法”复合工法施工,先在区间隧道中部施作一个工作竖井,将该里程范围内用矿山法施工初衬隧道,然后从湾厦站向东角头站进行盾构法施工,穿越已有矿山法隧道,以管片作为二次衬砌。矿山法隧

R=道位于平面曲线半径为R=364.858(右线),

356.858(左线)的圆曲线上。矿山法隧道暗挖区间须从地下穿越新建澳城花园小区。盾构在矿山法隧道内的进洞处左线位于澳城花园小区居民楼下方,右线进洞

收稿日期:2012-01-12

作者简介:张振光(1981-),男,河南焦作人,工学硕士,岩土工程师,国家一级注册建造师,主要从事地下工程施工。E-mail:light-322@163.com

47

Total114铜业工程总第114期

左右线盾构出洞端处位于澳城花园小区景观亭子下方,位于后海大道路面下方,上方有一自来水管,见图1。

图1深圳地铁2号线2204标矿山法隧道总平面图

根据补充地质钻探资料显示,隧道设计线路通过

地层自上而下主要为人工填土层、填石层、淤泥质粘土层、砾砂层、砾砂质粘土层、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩。左线盾构隧道与矿山法隧道接口段主要为砾砂质粘土层,上部为砾砂层(透水性好),下部为全风化花岗岩;右线盾构隧道与矿山法隧道接口段主要为砾砂质粘土层、强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩,上部为砾砂层(透水性好),下部为微风化花岗岩;矿山法隧道开挖前经过注

初支后侧壁稳定,地表处于后海填海区与建筑浆加固,

物下方,无法进行加固,地表很不稳定,风险很大。

3

3.1

盾构隧道与矿山法隧道接口处理措施

盾构推进进入矿山法隧道时的接头处理措施

当矿山法隧道先完成施工时,盾构推进进入矿山法隧道,为了确保掌子面土体稳定,防止地下水涌入矿山法隧道,矿山法隧道掌子面完成后,对矿山法隧道与盾构隧道接头4.5m范围内采用水平注浆管对土体进行水平注浆加固,提高土体的强度和自立

性。加固范围见矿山法隧道端墙加固图2所示。

(1)矿山法隧道开挖完成后,在端头墙位置水平放置玻璃纤维筋格栅(不可采用钢管,防止盾构机进出洞时对掌子面扰动过大,盾构机螺旋机被卡),玻璃纤维筋格栅随隧道端头最后两榀密排格栅钢架同步架设,且玻璃纤维筋格栅与钢筋格栅搭接部分至少采用12号铅丝绑扎牢固,并采取适当辅助连接措施,确保玻璃纤维筋格栅伸入钢筋格栅长度不小于300mm,绑扎牢固的同时喷混凝土密实。掌子面开挖后立即初喷50mm厚C25混凝土,防止局部坍塌,且要求喷射混凝土与隧道最后三榀密排格栅的喷射混凝土同步施工,水平格栅及纤维筋网绑扎好后及时喷射混凝土,隧道两端墙全断面采用C25素混凝土封堵,喷射厚度为200mm。

(2)在矿山法的端墙采用超细水泥水玻璃双液浆注浆进行加固,注浆长度为4.5m。注浆压力控制在0.5~0.8MPa,注浆管采用管径50mm的PVC管,注浆管上注浆孔每隔15cm成梅花形布置,浆液扩散半径控制在0.5m。

图2矿山法隧道端墙加固示意图

48

张振光,等:盾构在矿山法隧道内进出洞施工关键技术

3.2

矿山法隧道接盾构进洞时的接头处理措施右线由于工期紧,因此盾构到达设计的矿山法隧道与盾构隧道接口里程后继续推进,盾构机底部开始碰到中风化花岗岩和微风化花岗岩,盾构在又推进了12环(达到111环时)时,推力达到26000kN,推进速度仅1~2mm/min,刀盘扭矩很大大,经常超过260MN.m,刀盘卡死频繁发生。根据岩石取样试验,单轴抗压强度为58.8~143.5MPa,平均85.6MPa。

根据地质情况,该段盾构顶部是砾砂层,透水性好,工程地质条件复杂,盾构机如果进行换刀施工,存在很大的风险,必须采取一定的辅助措施,这样换刀周期就很长;且盾构机处在上软下硬地层中,因此盾构姿态很难控制,盾构机极易上浮,且在推进过程

出土量很难控制,而且盾构机上方为填海区,土中,

质疏松,极易造成地面塌陷,地面塌陷会对外界环境造成极大的影响。

因此综合考虑各种因素,决定采用对环境影响较小的矿山法暗挖施工,矿山法隧道接盾构机进入矿山法隧道的施工方法。这种施工方法的关键也是矿山法隧道施工到盾构机后接口的处理,防止由于

具体爆破不当或者接口加固不当对盾构造成损坏,

的处理方法步骤如下:

(1)在最后三榀拱架(其中最后一榀拱架位于盾构机刀盘上方)的上方采用3排密排钢管管棚进行支护加固,钢管采用60、长3m的钢管,加固范围为拱架的上半部;上排钢管在0°~180°的范围内每隔45°预埋1根注浆管(共5根),对上部土体采用水泥水玻璃双液浆进行加固(注浆浆液也可采用水玻璃和膨润土或者改性水玻璃配稀磷酸),严格控制注浆量,防止盾构机盾壳和土体被固结在一起(如果被固结在一起则当盾构机推进时会对土体造成极大的扰动,甚至造成地面塌陷,带来极大的风险)。矿山法接盾构进洞端头加固见图3所示

2012年第2期

刀头进行覆盖保护,避免混凝土喷在刀盘和刀头上。

(3)当上导开挖并支护好后,对下导进行爆破开挖,为了减小爆破对盾构机的冲击力,在对下导进行开挖爆破时将爆破的抵抗限设为80cm(既打孔到

采用密打眼,少放药的方法进行爆刀盘前80cm),

破。刀盘前方剩余的80cm岩体由于受到爆破的冲击作用,岩体会开裂,此时再用人工用风镐进行破除,以此减小对盾构机的影响。3.3堆土施工

矿山法隧道施工完成后,盾构过矿山法隧道段,由于盾构正面无土压力作用,在盾构进入矿山法隧道时易造成水土流失,造成危险;同时易造成管片环缝间隙较大,粘贴在管片上的三元乙丙橡胶止水条达不到最低的压缩量,隧道防水效果不佳,因此为了确保盾构管片防水质量和推进的轴线,在矿山法隧道内导台施工完毕后在隧道内回填土体,以提供盾构推进时的反力和盾构进入矿山法隧道时的挡[6-8]

。体

回填材料松散,自稳能力差,能否充满整个隧道面将直接影响盾构过矿山法段的施工进度和隧道成形质量。如果回填材料密封效果良好,管片壁后充填可以直接通过同步注浆来完成。回填的渣土类型选择合适,可以减少盾构机出土量。减少出土量有两方面好处,一方面,在盾构机刀盘前方需要回填的

可以减少盾构推进出土工渣土将减少;另一方面,

序,节约大量时间。渣土的干湿、粒径、孔隙率、黏聚

将影响土的堆积效应。选择回填力和颗粒成分等,

的渣土,一方面要能在刀盘前密封;另一方面要减少渣土对刀盘的粘结,防止在土仓中结成泥饼、卡刀

[8]

土仓压力过高、增加出土量等。回填材料选盘、

择对比见表1。

表1

回填材料选择表

优点

缺点

使用条件

材料

对止水效果好,

黏性土刀盘磨损小,价

格低细沙石粉渣豆砾石

矿山法接盾构进洞端头加固示意图

价格透水性好,

流动性好,价格低

流动性好,透水性好

遇水无法堆积,

隧道内无水

流失大和异性差,易结泥饼,推力大遇水易结块,流失大

对刀盘磨损较大,价格高

隧道内无水,

可用做底部的排水层隧道内无水隧道内水量大

图3

(2)最后一榀拱架应进入盾构刀盘上方50cm,拱架与盾壳之间的间隙采用喷射厚度填充密实封闭。在喷混凝土作业前,应对开挖外露的刀盘和

由于本矿山法隧道内无法全部止水,为了满足

上述要求,本工程回填采用的材料为粒径5~20mm的豆砾石,严格控制其中石粉的含量。导台施工完

49

Total114No.22012

铜业工程总第114期2012年第2期

COPPERENGINEERING

毕后,复测矿山法隧道的断面及导台轴线与高程,之后立即开始进行盾构前方的回填工作。回填采用人工配合机械进行堆积,回填量为管片与矿山法隧道间隙体积的1.2倍以上。其中盾构进入矿山法隧道端头,在靠近盾构与矿山分界端头约15m范围,采用全断面堆积,其余部分在后面采用半断面均匀堆积。回填范围及形式如图4和图5所示

Roll小于±3mm/min,每环按照设计方量进行同步注浆,为确保在盾构到达空推段后,纯盾构段隧道地

下水不往空推段涌入,通过管片吊装孔采用水泥水玻璃浆液进行二次注浆,确保连续5环全断面注满,以切断后续水源涌入刀盘位置。

5盾构在矿山法隧道内二次出洞

盾构到靠上矿山法隧道与盾构隧道接口掌子面后,应慢速掘进,掘进速度控制在10mm/min以内,严格控制盾构机姿态,避免出现大的突变。

每环按照设计方量进行同步注浆,为确保在盾纯盾构段隧道地下水不涌入空推构出去空推段后,段,通过管片吊装孔采用水泥水玻璃双液浆浆液进行二次注浆,确保连续5环全断面注满,以切断后续水源涌入空推段隧道,同时防止地面发生大的沉降。同时在推进过程中,应加强地面沉降的观测频率,当地面发生大的沉降时,应立即停止掘进,在管片背后注浆,待地面稳定后再进行推进。

6结语

“十一五”30多个城市规划或开工建我国期间,

55条线总长约1500km,造地铁,总投资6000亿元,

4盾构在矿山法隧道内进洞施工

全国每年建成超过180km。城市地铁隧道施工过程

中若遇到硬岩、孤石群或长距离上软下硬地段的情况时,皆可先采用矿山法施工,后用盾构法施工二

“矿山法+盾构法”衬,因此采用这种的复合施工方法具有广阔的应用前景。本文针对这个复合施工方法中盾构在矿山法隧道内的进出洞重大风险源所采

取的措施进行了阐述,得出了以下结论。

(1)通过对矿山法隧道与盾构法隧道接口采用水平注浆加固和堆土的施工方法降低了盾构进入矿山法隧道的风险;

(2)通过采用矿山法暗挖施工迎接盾构机进入矿山法暗挖隧道的方法,解决了盾构机在不良地质条件下无法推进或者推进困难的情况,也为此种情况提供了良好的借鉴;

(3)矿山法隧道与盾构隧道接口掌子面加固完成后,为了保证盾构土体的稳定,也可采取水平旋喷的加固方法,这种方法在国内外还没有应用的先例,此种方法也为以后的此种施工提供了思路。

(下转第71页)

盾构和矿山法隧道的左线交界处位于澳城花园小区楼房正下方,右线位于澳城花园小区景观下方,所以盾构机应尽可能平稳、安全地进入矿山法隧道段,降低对地层的二次扰动,保证建(构)筑物的安全。

盾构进入矿山法隧道前50、30、15、10、5m应分别人工复核盾构所处的方位,复核成果确认盾构的当前姿态,评估盾构进入隧道时的姿态,拟定盾构进入矿山法隧道的施工轴线、推进坡度的控制值和施工方案等,须确保盾构在此阶段的施工中始终能够按照预定的方案实施,以良好的姿态进入隧道。

待矿山法隧道内按要求回填完成后,盾构机开始在矿山法隧道内的进洞施工,推进速度应控制在15mm/min内,刀盘转速控制在1.6~1.8r/min,总推力减少到800t以内,确保盾构进洞时的旋转值50

康颂明:关于公路工程测量监理工作浅论

据进行复核。

其他方法:监理方的检测工作除自行检测外,也可委托、指定社会信誉好,具有测绘行业主管部门颁发的甲级测绘资格证书及有工程测量业务内容的专业测绘单位进行。也可在监理方监督下由承包商在现场检测,监理负责审核,以确认承包商提供的施放样及检测成果的正确性。测、

2012年第2期

4结语

本文将根据公路建设的程序,从大体上将公路

建设的测量监理过程分为三部分即:开工之前的测施工过程的测量监理、竣工验收阶段的测量量监理、

监理。由以上可知,测量监理工作在施工准备阶段的工作是整个监理工作的重点及难点,测量监理规划是测量监理准备阶段工作的重点,同时又是指导各阶段测量工作的纲领,施工准备阶段的测量监理工作既直接影响到路线的定线和高程系统的控制,又影响到施工过程中施工放样的可靠、便利,同时也直接影响到工程土石方的数量的计量,涉及业主、施工单位的直接经济利益,因此,做好施工准备阶段的测量监理工作十分重要,必须引起测量监理工作者的注意和重视参考文献:

[1]JTJ077-95,公路工程施工监理规范.

[2]林崇明.测量监理工作在等级公路建设中的重要性[J].山西

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[6]唐杰军.高速公路施工监理中的测量控制[J].公路与汽运.

2002,92:96-99.

[6]

3竣工验收的测量监理

(1)验收施工单位施工定线,监理工程师应要

求承包人对道路的路线进行定线,监理工程师应进行现场检查并复核认定。监理工程师应检查施工单位的定线数据是否正确,放样精度是否满足规范要求,定线桩位密度是否满足工地现场要求。

(2)验收施工单位测定的地面线,测量监理工程师应要求施工单位对全部工程的原地面线进行实际测定,并对测定工作进行检查验收,以作为路基横断面施工图和土石方工程计量的依据。测定工作应在原始地面线未被施工扰动以前进行;测定所使用的仪器精度及操作方法符合勘测设计要求与规程,监理工程师的检查与复核应与施工单位同步或平行进行,复测频率应能判定测定结果是否可靠。

(3)监理工程师应要求施工单位提交根据测定的原地面线绘制的施工横断面图及实际的土石方工程数量,测量监理工程师根据检查、复测结果审核。

櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥(上接第50页)参考文献:

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71

明挖基坑内地铁矿山法隧道进洞的设计与施工[1]

铁 道 工 程 学 报Oct 2009

          第10期(总133)        JOURNALOFRAILWAYENGINEERINGSOCIETYNO.10(Ser.133)

2009年10月

文章编号:1006-2106(2009)10-0106-05

明挖基坑内地铁矿山法隧道进洞的设计与施工

曹红林

ΞΞ

Ξ

(中铁第四勘察设计院集团有限公司, 武汉430063)

摘要:研究目的:地铁区间隧道施工中,经常会有从明挖基坑中直接进行矿山法隧道进洞的情况,为保证明挖基坑的稳定和矿山法隧道进洞段施工的安全,需要从设计和施工组织上采取必要的措施,号线五山站~华师站区间工程的成功实施为例,,其相关经验可为今后类似工程提供借鉴。

研究结论:(1),,并加强隧道初期支护;(2,合理组织工序衔接,可以减少重,,又使矿山法隧道安全进洞。关键词:;;进洞技术;设计与施工中图分类号:U455  文献标识码:A

TheDesignandConstructionoftheEntrancetoSubwayMinedTunnelfrom

DeepFoundationPit

CAOHong-ling

(ChianRailwaySiyuanSurveyandDesignGroupCo.,Ltd,Wuhan,Hubei430063,China)

Abstract:Researchpurposes:Inconstructionofsubwaytunnelinsection,itispopularthattheentrancetotheminedtunnelisdirectlyfromdeepfoundationpit.Forthestabilityofopencutdeepfoundationpitandthesafetyofminedtunnelentrance,itisnecessarytotakethemeasuresindesignandconstructionorganization.BasedonthesuccessfulcompletionofthetunnelinthesectionbetweenWushanParkStationandHuashiStationofline3ofGuangzhoumetro,inthispaper,theintroductionisgiventothekeypointsofdesignandconstructionofentrancetotheminedtunnelfromthefoundationpitanditsexperiencecanbeasthereferencetothesimilarworks.

Researchconclusions:(1)Forensuringthesafeconstructionoftheentrancetothetunnel,itisnecessarytotakemeasuresofreinforcingthebedofentrancetothetunnelinadvanceandstrengtheningtheprimarysupporttothetunnel.(2)Duringtheexcavationoffoundationpit,someconstructionworksfortheentrancetotheminedtunnelcanbedonethroughreasonableconstructionorganizationfornotonlyreducingtherepeatedworksandspeedinguptheconstructionoftheentrancetothetunnel,butalsoforensuringthestabilityofopencutfoundationandmakingthetunnelsafeentry.Keywords:deepfoundationpit;subsurfaceexcavationmethod;entrancetechnology;designandconstruction

  地铁区间暗挖法隧道施工,通常采用在区间合适位置设置施工竖井,从施工竖井中通过马头门段进入

 Ξ 收稿日期:2009-04-13

 ΞΞ作者简介:曹红林,1972年出生,男,工程师。

第10期曹红林:明挖基坑内地铁矿山法隧道进洞的设计与施工

107

正洞隧道,但在地铁区间施工中经常会遇到明挖法与矿山法相连的情况,因此从明挖基坑中直接进入矿山法隧道施工,是通常采用的办法。由于矿山法隧道在进洞段,结构受力相对复杂,工序转换较多,如何既保证明挖基坑的安全,又保证矿山法隧道顺利进入正洞施工,并合理组织施工工序,是设计和施工中需要认真解决的问题。

层依次为〈1〉层杂填土、〈4-1〉粉质粘土层、〈3-2〉砂层、〈5-1〉和〈5-2〉残积土层、〈7〉强风化泥质粉砂岩、〈8〉中风化泥质粉砂岩和〈9〉微风化泥质粉砂岩层。与下轨排井相接处矿山法隧道所处地层为〈7〉强风化泥质粉砂岩和〈8〉中风化泥质粉砂岩层,拱顶上覆土层为残积土层。

2 工程设计方案

为保证矿山法隧道进洞的安全,对矿山法隧道洞门进行加固

[1]

1 工程概况及地质情况

广州地铁五山站~华师站区间矿山法段,位于国家种质广州野生稻圃、华南师范大学校区及五山路下,所处的地形起伏不大,地面高程为12.9~14.32m。设计里程范围:支YDK4+012.9~支YDK4+361.55,右线长度348.65m;支ZDK4+012.9~支ZDK4+361.55,左线长度348.65m,加固的方法为:在隧道拱顶3.7m范围

内采用上下共计3排超前小导管进行注浆加固,桩后采用斜向小导管进行加固。洞门加固设计见图1和图:

1

(2)小导管间距:超前注浆管在拱顶至第三道围

相连,5m,5m,。孔桩和预应力锚索的联合支护体系,人工挖空桩直径为1200mm,间距为2060mm,锚索在华师端上下设置3排,每排锚索在对应挖孔桩位置设置,锚索长20m,下倾角为15°和9°,第三排到矿山法隧道拱顶的

檩范围内沿顶部轮廓线120°范围内环向布置,间距为300mm,纵向每隔1m布设一环,共计3环;

(3)外倾角:超前注浆管外倾角为4°和10°,斜向

倾角为13°和18°;

(4)注浆压力:0.2~0.5MPa;

(5)注浆浆液:采用水泥浆液,根据地质情况注浆

距离为3680mm。

工程地质情况:下轨排井基坑从地面至基底的地

水灰比为1.5:1.0,1.0:1.0,0.8:1.0三个等级

图1 洞门超前小导管加固平剖面图(单位:mm)

108

 铁 道 工 程 学 报2009年10月

3.3 矿山法隧道进洞施工流程

矿山法隧道进洞施工流程如表1所示

图2 超前小导管加固纵断面图(单位:mm)

3 施工方案

3.1 总体施工方案

在下轨排井开挖到隧道拱顶位置时,3.7m范围内施作3体。,井壁围护结构为人工挖孔桩,桩径1.2m,井壁挖孔桩凿除采用短台阶法进行,先进行上台阶的凿除,进尺为0.7m,再架设格栅钢架,挖孔桩主筋与格栅焊牢,喷射混凝土至设计厚度;在第二榀格栅安装和初支后,顺格栅位置斜向上打设3.0m和4.5m长的超前小导管,向上倾角为10°,小导管斜向角度分别为13°和18°,用以加固桩后土体;上台阶开挖掘进支护3~4.5m后且下轨排井开挖到底标高时,再凿除洞门下半断面,循环进尺为0.7m,架设格栅封闭成环,凿除时搭设钢制脚手架工作台。井壁破除采用微震爆破、人工手持风镐配合进行。3.2 

矿山法隧道进洞施工顺序

3.4 主要施工技术措施

3.4.1 隧道开挖方法

(1)当超前支护达到一定的强度后,且下轨排井

[2]

图3 矿山法隧道进洞施工顺序图

开挖到隧道起拱线标高时,以风镐结合松动控制爆破

进行围护结构上台阶凿除,进尺为0.7m,凿除时先采用人工手持风镐顺上台阶开挖轮廓凿出0.5m的槽,切断挖孔桩露出的钢筋(预留一定长度与钢架焊接),再采用松动爆破进行凿除上台阶其余部分的挖孔桩混凝土。上台阶凿除开挖到位后架立格栅,挖空桩主筋与格栅焊接牢固,安装网片,预埋注浆管,复喷混凝土至设计厚度。

(2)为防止拱脚下沉,在拱脚处设置锁脚锚管。(3)在第二榀格栅安装初支后,顺格栅位置斜向上打设3.0和4.5m的超前小导管,向上倾角为10°,斜向倾角分别为13°和18°。

(4)当上台阶开挖支护3~4.5m且下轨排开挖到底标高时开始凿除下台阶人工挖孔桩混凝土,进尺

第10期曹红林:明挖基坑内地铁矿山法隧道进洞的设计与施工

109

0.7m,下接格栅钢架,挖孔桩主筋与格栅焊接牢固,挂30cm,将钢格栅喷满,喷砼采用早强混凝土。初期支

网喷射混凝土,形成初支闭合。

(5)保持下台阶与上台阶3~4.5m的距离,上下台阶同时进行掘进和支护,进入正常隧道的施工,完成洞门与隧道的转换施工。3.4.2 超前小导管施工

[3]

护施工作业程序如图5所示

洞门破除前,在隧道拱部以上至第三排锚索间采用超前小导管注浆,对洞门进行加固。小导管采用<42mm钢管,壁厚t=3.5mm,长度L=6.0m,环向布置,环向间距为每桩间设置3个,层间距为1.0m,向上倾角为4°,以对(5-2)层、(6)层和(7)层进行加固,以加强该处地质的直立性和稳定性。超前小导管注浆施工程序如图4所示

图5 初期支护施工程序图

4.1测,及时反馈施工,确保施工安全。监测目的主要包括以下方面:

(1)了解隧道开挖引起的地表及地下管线水平位

图4 小导管施工工艺程序图

3.4.2.1 施工准备

(1)调查地质情况,按可灌比或渗透系数确定注

浆类型;

(2)通过试验确定注浆半径、注浆压力、间距及浆液配比;

(3)加工导管,准备及检修施工设备及器材;工作面测量、放线和定孔位。3.4.2.2 钻孔打入小导管

移及沉降变形情况;

(2)了解隧道开挖过程中上方建(构)筑物发生的沉降、倾斜及水平位移情况;

(3)了解隧道施工中拱顶下沉、周边收敛及爆破振动和噪音情况。4.2 监测内容

根据进洞时施工特点,监控量测主要包括隧道内支护结构与隧道外周边环境监测,主要内容如下:

(1)掌子面地质素描、支护情况监测;(2)地表沉降监测;

(3)洞内拱顶下沉监测;

(4)洞内周边位移收敛监测;

(5)爆破震动量测;

(6)周围建构筑物的沉降、位移及倾斜观测。

用手持风钻钻孔,然后将小导管打入孔内,如地层松软可用游锤或手持风钻将导管直接打入。3.4.2.3 注浆

之前首先在掌子面喷射混凝土,射5cm止浆墙,对小导管内积物高压风进行清理。注浆顺序由下而上,注浆可以单管也可以多管并联注浆。注浆水灰比可为1.5∶1.0,1.0∶1.0,1.0∶0.8三个等级,浆液由稀到浓逐级变换,即先稀后浓。注浆完后,立即堵塞孔口,防止浆液外流。3.4.3 初期支护施工

5 结论

明挖基坑和矿山法隧道结合部位,受力及施工工序衔接较为复杂,从基坑内进入矿山法隧道施工存在一定的风险。广州地铁3号线五山站—华师站区间矿山法隧道进洞段设计与施工的成功实践表明:

(1)在基坑开挖过程中穿插进行矿山法洞门的部分施工工序,减少了重复工作,加快了施工进度,保证了明挖基坑和矿山法隧道进洞的安全。

(2)为保证矿山法隧道进洞施工的安全,需要对隧道洞门段地层进行必要的超前加固,并加强隧道初

为了保护围护结构,调动和发挥围护结构的自承能力,在掌子面开挖后,立即进行封闭支护,使支护和围护结构共同作用,保持掌子面的安全和稳定。因此开挖后立即进行初喷砼封闭,喷层厚约为5cm,然后架设格栅钢架、打设锁脚锚管,再补喷至设计厚度

110

 铁 道 工 程 学 报

2003.

[4] GB50157—2003,地铁设计规范[S].

2009年10月

期支护。

(3)矿山法隧道进洞段的施工需要严格按照“新奥法”的基本原理组织施工,必须采用爆破开挖时,严格爆破设计,采用松动爆破和微震爆破技术,控制地表沉降和围岩变形。

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[3] 关宝树.隧道施工要点集[M].北京:人民交通出版社,

(编辑 梅志山)

(上接94页)

4 结论

(1)、振动小、运量适

,所有这些都为今后中低速磁浮交通工程在我国的普及和发展奠定了坚实的基础,意义深远。

中、安全、经济、资源节约、环境友好的新型轨道交通系统,相对于有轨电车、轻轨、地铁,更适合作为城市未来的主要轨道交通方式。

(2)在建筑密集区或山区环境中若采用中低速磁浮交通新技术,充分运用其小半径、大坡度等优势,有助于节省土地、节能减排、保护环境,提高城市建成区轨道交通线路的密度,提高轨道交通建设、运营的社会和经济效益,为又好又快地解决城市交通问题提供绿色、人文的解决途径。

(3)我国30年的中低速磁浮车辆研发试验及近10年中低速磁浮工程产业化研发、建设及测试等方面创新性的成功探索,使我国自主研发的中低速磁浮交通在诸如深圳轨道交通8号线和北京轨道交通S1线等工程项目的建设中得以实施,从而走上了实现商业化运营的道路,并在组织设计、专题研究、设备研发、系统集成、建设体系等多方面取得了一系列成果,在积累

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(编辑 张 滨)

地铁隧道矿山法施工的安全与质量控制原理及要点

地铁隧道矿山法施工的安全与质量控制原理及要点

一、地铁隧道矿山法施工的安全与质量控制原理

地铁隧道矿山法施工即新奥法施工。新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称,原文是New Austrian Tunnelling Method,简称为NATM。新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹教授于二十世纪50年代提出的。我国近40年来,铁路、交通、水利与市政等部门通过科研、设计、施工实践,在许多隧道修建中,根据自己的特点成功地应用了新奥法,取得了较多的经验,积累了大量的数据。新奥法在市政地铁建设中起步较晚,但是近年来在许多省市地铁建设的应用正日益广泛,目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法,其技术经济效益是明显的。下面结合新奥法施工的原理和要点,介绍地铁隧道矿山法施工的安全与质量控制原理及要点。

新奥法是以隧道工程经验和岩体力学理论为基础,将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的施工方法,已成为现代隧道工程新技术的标志之一。新奥法技术摒弃了以整体式混凝土衬砌被动地支撑洞室围岩的传统做法,改由柔性、薄壁、能与围岩紧密帖合的锚喷网支护保护、加固围岩,从而发挥围岩的自承与自稳能力形成天然承载结构,从而达到省工、省料和降低造价的目的。

新奥法的基本要点可归纳如下:

1.岩体是隧道结构体系中的主要承载单元,在施工中必须充分保护岩体,尽量减少对它的扰动,避免过度破坏岩体的强度。为此,施工中断面分块不宜过多,开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。

2.为了充分发挥岩体的承载能力,应允许并控制岩体的变形。一方面允许变形,使围岩中能形成承载环;另一方面又必须限制它,使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。在施工中应采用能与围岩密帖、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构,例如,锚喷支护等。这样,就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间(包括闭合时间)来控制岩体的变形。

3.为了改善支护结构的受力性能,施工中应尽快闭合,而成为封闭的筒形结构。另外,隧道断面形状应尽可能圆顺,以避免拐角处的应力集中。

4.通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测,合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。

5.为了敷设防水层,或为了承受由于锚杆锈蚀,围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载,可采用复合式衬砌。

6.二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的,围岩和支护结构形成一个整体,因而提高了支护体系的安全度。

上述新奥法的基本要点可扼要的概括为:“少扰动、早锚喷,勤量测、快封闭”。复合柔性支护和基于现场施工监测及信息反馈分析的信息化施工是新奥法的核心和关键。 新奥法施工中尤其要重视初期支护以发挥围岩的自承能力,《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)(以下简称《设计规范》)中明确规定:“复合式衬砌中的二次衬砌,Ⅰ~Ⅲ级围岩中为安全储备,并按构造要求设计;Ⅳ、Ⅴ级围岩中为承载结构,可采用地层结构法计算内力和变形。”。可见,Ⅰ~Ⅲ级围岩中完全依靠初期支护控制围岩变形,而在Ⅳ、Ⅴ级围岩中更应重视初期支护,必要时采取辅助措施,充分保护和发挥不良地质围岩的自承能力。重视初期支护包括两方面的内容:(1)初期支护要及时,即使Ⅰ、Ⅱ级围岩也要注意,这两级围岩采用光面爆破后也会出现个别地方的岩石松动,如果不及时打上锚杆,也会因后面的爆破扰动,将已松动的岩石震下来。对Ⅳ、Ⅴ级围岩由于本身的自稳能力差,变形时

间效应比Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩要小得多,不把握初期支护时间,等到岩石松动时才去支护,就失去利用围岩自身承载能力的机会。(2)初期支护要紧帖围岩,用初期支护紧帖围岩并形成整体才能调动围岩自身承载能力共同控制围岩变形,如果初期支护同围岩帖合不紧,形成空隙,使支护与围岩分离,提供了围岩变形的空间条件并不断向围岩深处发展,造成松动破坏区扩大,最后由初期支护单独承担荷载,易使支护失稳、围岩坍塌。

二、地铁隧道矿山法施工的安全与质量控制要点

1、洞口段施工质量控制

隧道施工中,洞口段围岩一般比较破碎、地质条件较差,应遵循尽量减少对岩体扰动的原则,以提高洞口段岩体和边、仰坡的稳定性。《设计规范》及《施工规范》均作了规范性要求,强调“早进洞、晚出洞”,尽量避免大挖大刷,在保持边、仰坡稳定的前提下,及时施作洞口,并在进洞之前,结合洞口的实际情况,先作好洞口地表的防排水措施。在大断面、浅埋和地质条件差的情况下通常采用地表预注浆、超前长管棚注浆等预加固措施。 隧道洞口段施工质量控制重点是进洞施工质量和地表预加固质量。

(1)进洞施工要严格遵循“短进尺,小循环,早锚喷,强支护,快封闭”的原则,及时施作洞门及其排水系统。通常可采用短台阶或超短台阶法施工,先施工上台阶,凡能用十字镐、风镐进行人工施工的情况,不允许爆破;需爆破时,可采用由隧道中心掏槽分段起爆,严格控制药量,人工风镐修边,控制超欠挖,减少对围岩的扰动。开挖断面尺寸修整至设计要求后,及时进行初期支护,一般可初喷混凝土一层,然后打系统锚杆并架设钢格栅、挂钢筋网,最后喷射砼至设计厚度。施工中要监测围岩变形速率和变形量,量测项目包括水平位移收敛、拱顶下沉及拱顶地表下沉,发现异常及时调整施工工艺并采取辅助措施。

(2)洞口预加固措施一般有两种:①地表预加固,主要措施有锚网喷支护、地表注浆、地表锚杆、抗滑桩、锚索等;②洞口正面围岩预加固,主要措施有超前长管棚注浆、超前小导管注浆(配合格栅钢架)、掌子面封闭等。以下强调几种常用的预加固措施的施工质量控制重点。

①锚网喷支护,可加固地表,防止因降水造成滑坡。一般在刷好边、仰坡后,采用锚网喷对地表给予加固。锚杆锚杆可采用全长砂浆锚杆或中空注浆锚杆,锚杆直径、长度、布置方式及挂网规格和喷射砼标号可根据地质条件确定,。施工质量控制重点:钢筋网必须与锚杆焊接,且钢筋网须用点焊焊成整体;喷砼时必须保证钢筋网保护层厚度满足设计要求。

②地表注浆预加固,一般应用于围岩较差的浅埋隧道,通常采用热轧无缝钢管作为套管,呈梅花形布置;一般围岩段(涌水量不大)采用稳定性、粘度、可注性、结石强度及抗渗性均较好的超细水泥单注浆,特殊地段(富含地下水)采用超细水泥与水玻璃双注浆。在施工中要保证浆液原材料的质量和浆液配合比,根据地层地质条件确定浆液配比、注浆压力及注浆孔间距。以往采用地表注浆预加固洞口段的工程中,有在隧道开挖中发现注浆局部区域内浆液不呈树状渗透至岩层中,而是呈团状包裹在钢管周围的现象。该情况主要是浆液配比与地层不匹配及注浆压力不足造成的。在地表注浆预加固施工中要强调必须根据地层地质条件确定浆液配比,并保证注浆压力满足设计要求。同时要强调合理确定注浆范围,范围过大,会增加工作量和材料成本,范围过小,不能达到预期目的,甚至会给施工留下隐患危及施工安全,必须根据地质条件合理确定注浆范围,并依此确定注浆孔间距。

施工中应注意先灌注边孔,使松散围岩形成一个相对封闭的注浆环境,达到不漏浆、不跑浆;然后依次向内推进。每排注浆孔中,宜间隔交替注浆。施工质量控制重点:按照设计孔位开孔,严格控制孔口位置偏差在设计允许范围内;注浆工程中监控注浆压力变化,若突然增大或减小,应停机检查,查明原因采取措施后方可继续注浆;注浆结束前,应采用最大注浆压力闭浆一段时间,一般可取10分钟左右,并及时封堵注浆口。

③超前长管棚注浆,长管棚超前支护距离长,整体刚度大对围岩变形限制能力强,能承

受早期围岩压力;注浆能改善围岩状况,提高围岩自承能力,对防止围岩初期松弛、土体坍塌有显著效果。超前长管棚注浆主要适用于围岩压力来得大且快,对围岩变形及地表下沉有严格控制要求的软弱破碎围岩隧道。

长管棚一般采用热轧无缝钢管,环向间距可取30~50cm,沿隧道周边的外插角可取2~4°,有孔、无孔钢管交叉布设。在洞口前端设置长套拱作为管棚导向墙,套拱内预埋U型钢并与孔口套管焊接牢固,施工中要保证孔口套管与沿拱圈环向布设间距、位置及方向应准确。钻孔完成后及时安设管棚钢管,避免出现塌孔。待有孔钢管已全部注浆完毕后,再进行无孔钢管的钻孔、安设。

施工中质量控制重点:(a)钻孔前掌子面必须按要求先喷一层素混凝土作为止浆墙,以确保掌子面在进行压力注浆时不出现漏浆、坍塌。钻孔时根据地质情况选择加泥浆护壁或可加套筒或将钻头直接焊接在钢管前端钻进,并保证成孔角度;(b)钢管逐节顶入,采用丝扣连接,隧道同一断面处的接头数不大于50%,相邻钢管接头至少应错开1m,并及时将钢管与钻孔壁间缝隙填塞密实。纵向两组管棚间应有不小于3.0m的水平搭接长度。要保证钢管外露端法兰盘、止浆阀的焊接质量;(c)注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象,如发生串浆,应立即停止注浆,并采取措施(如快硬水泥砂浆或锚固剂封堵)或采用间歇式注浆封堵串浆口,直至不再串浆时再继续注浆。注浆过程中压力如突然升高,可能发生堵管,应停机检查。注浆结束前,应采用最大注浆压力闭浆一段时间,一般可取5分钟左右,并及时封堵注浆口;(d)施工中应及时检验注浆效果:对注浆加固区进行钻孔取芯,观察注浆充填情况;另外在进行无孔钢管钻孔时观察孔内涌水颜色及涌水量,水颜色如较澄清或夹带水泥渣块,涌水量较小,则注浆效果较好,如涌水为泥浆颜色或涌水量较大时,应补注或重注。

④超前小导管注浆(配合格栅钢架),注浆小导管既能加固洞周一定范围内围岩,又能支撑围岩,其支护刚度和预支护效果均好于超前锚杆。超前小导管配合格栅钢架具有类似管棚的作用,支护能力较大。虽然支护能力弱于管棚,但简单易行、灵活经济。

小导管一般采用热轧无缝钢管,环向间距可取20~40cm,沿隧道周边的外插角可取10~20°。施工中质量控制重点:(a)纵向两组小导管间应有不小于1.0m的水平搭接长度;(b)浆液可采用纯水泥浆或加入水玻璃,根据地质情况确定浆液配比及注浆压力(参见地表注浆要求);(c)注浆过程中应注意:小导管注浆前,应对开挖面及5m范围内的隧道喷射厚为5~10cm的混凝土封闭;保证注浆压力满足要求,必要时可在孔口设置止浆塞,止浆塞应能承受规定的最大注浆压力;注浆结束标准:注浆压力逐步升高,当达到设计终压并继续注浆10min以上、与设计注入量大致接近;注浆后至开挖前的时间间隔,视浆液种类而定,一般宜为4~8h,开挖时应保留1.5~2.0m的止浆墙,防止下次注浆时孔口跑浆;(d)格栅钢架拱脚处设置锁脚锚杆,防止开挖下台阶时,钢架移动和下沉。

2、洞身开挖质量控制

公路隧道多采用双洞四车道,加上路缘、余宽、检修道,内空建筑宽度一般在9.25~ 10.25m。与水工、铁路隧道相比,公路隧道断面大,对围岩扰动大,对围岩块体切割多,且 为满足公路建筑界线的要求,多采用扁平断面型式,使拱顶围岩处于非常不利的应力状态。 因此公路隧道洞身开挖的不利因素多,难度大,必须加强质量控制。开挖施工的质量直接影 响隧道的稳定性以及工程造价,若开挖表面不平整将导致局部围岩应力集中,并且影响防水 层和二次衬砌施工,形成存水空洞;若发生超挖过多,不仅会增加出渣和回填工程量,并且 容易出现由于回填质量差而不能确保支护与围岩紧密帖合形成一体的现象,从而造成影响隧 道稳定性的隐患;若发生欠挖,则会影响隧道净空或减小二次衬砌厚度影响工程质量和安全。

隧道洞身开挖质量控制有两个方面:

(1)开挖断面规整程度的控制

首先必须根据围岩类型选择合适的断面开挖方法,Ⅰ~Ⅲ级围岩可采用全断面法开挖;对于Ⅳ、Ⅴ级围岩可采用台阶法、单侧壁导洞法、双侧壁导洞法等进行全断面开挖或采用半断面开挖的方法。对于Ⅳ、Ⅴ级围岩采用全断面开挖时,各种方法均存在开挖与支护互相干扰的情况,要注意完善施工组织和管理,严格遵循“短进尺,弱爆破”的原则,减少对围岩及已施工的支护的扰动。当采用半断面开挖方法时,下半断面开挖厚度及用药量要严格控制,减小扰动,防止拱部围岩失稳。同时按设计及施工规范要求对水平收敛值、拱顶下沉值进行严格监控量测,并将量测结果及时反馈、指导施工。尤其对于不良地质地段,在开挖前必须用地质雷达、超前小导坑等方法做好超前地质预报工作,同时做好预加固、预支护等辅助施工措施。

其次,隧道开挖一般采用钻爆法施工,应根据围岩类型选择合适的施工工艺。对于硬岩应采用光面爆破,注意以下几点:①放样准确,②打眼准确,③周边眼采用小直径或间隔装药,④全断面施工的微差控制爆破技术,⑤定期和及时检查断面,以便及时反馈、调整;对于软岩应采用预裂爆破,注意以下两个方面:(1)根据现场爆破成缝试验确定预裂孔间距﹑孔径和线装药密度 (即单位长度钻孔的装药量),及药卷直径小于孔径的不偶合装药方式的装药不耦合系数;(2)确定预裂爆破各参数后,要严格控制预裂孔的成孔质量①预裂孔的角度不能超过允许范围,否则需废孔移位重新开孔;②预裂孔的孔间距要满足爆破设计要求,若孔间距过大,则进行插孔处理;③预裂孔的孔深要满足爆破设计要求,末达规定深度须进行补钻。

开挖轮廓面的规程程度要满足:岩面上不应存在明显的爆破裂缝,周边炮眼痕迹分布均匀、保存率应满足:硬岩≥80%、中硬岩≥70%、软岩≥50%;两茬炮的衔接台阶形误差不大于15cm;爆破石渣的破碎程度与装渣机械相适应。

(2)断面尺寸及超欠挖的控制

隧道开挖断面的尺寸要符合设计的要求,在围岩较软且围岩压力较大的情况下,围岩变形较大,应根据计算及实测施工数据预留变形量及支撑沉落量,防止出现净空不够的现象。 《评定标准》根据围岩情况和部位确定了不同的超、欠挖规定值及允许偏差。需要强调的是,隧道的开挖质量检测不是仅对某一断面进行检验评价,而是在一个长度段内连续测量若干等距的断面,对所有实测数据综合计算分析,最后得出该段的开挖质量检测结果。在实际施工中,对超、欠挖的检测除了用水准仪、断面仪测量或尺量以外,还可通过比较实际出渣量与设计出渣量、实际衬砌混凝土量与设计衬砌混凝土量的方法来测定,如发现问题,及时查找原因并予以解决。

3、支护质量控制

按照新奥法理论,隧道开挖后要及时支护,限制围岩的变形,以减小支护承受的荷载并发挥围岩自承能力。目前公路隧道施工多采用锚喷支护,在围岩较差的地段可采用钢支撑,包括钢格栅及型钢支撑。

钢支撑的施工质量控制重点为加工质量和安装质量。其中加工质量主要包括加工尺寸、钢支撑的强度和刚度以及焊接质量,钢筋格栅质量要求可按照钢筋骨架加工标准;安装质量主要包括安装尺寸,包括标高和间距;安装倾斜度,包括平面和纵面;钢架的连接与固定质量,钢架应有牢固的基础并与围岩密帖,同时与锚杆焊接牢固,形成一个承载整体。

锚喷施工支护必须紧跟开挖面实施,锚喷前要清除松动岩块和墙脚岩碴,用风或水清洗待喷面。锚喷支护施工质量控制重点是锚杆的加工质量、安装质量及喷射混凝土的原材料质量和喷射施工质量。

(1)锚杆的加工质量包括锚杆材料质量,如抗拉强度和延展性与弹性;以及锚杆规格对长度、直径及锚杆车丝、热锻、焊接质量的要求;

(2)锚杆安装质量主要包括锚杆间距、排距及钻孔的深度、角度、直径、孔形等项目,

以及冲孔质量(是否将孔内岩粉全部冲洗出来)和吹孔质量(是否将孔内积水全部吹干净,无明水)及锚杆入孔深度;对于中空注浆锚杆还包括注浆管要按照《施工规范》要求插至距孔底5~10cm处,停止注浆时,孔口应溢出砂浆,并注意在砂浆终凝前,不得使锚杆受到碰撞;最后进行锚杆拉拔力测试、砂浆饱满程度测试;

(3)关于锚杆要强调一点,锚杆是锚喷支护的核心,锚杆的施作质量直接关系到施工和运营的安全。过去许多已建隧道和在建隧道均大量使用普通砂浆锚杆,主要是因为它施工工艺简单,成本低廉。但是它存在致命弱点:大仰角插入锚杆时漏浆严重,砂浆难以饱满,达不到全长粘结要求;注浆时无压力或压力很小,砂浆不能进入围岩裂隙,对围岩的加固作用小;插入锚杆时不能准确的将锚杆杆体居中于锚杆孔,难以保证锚杆必要的砂浆保护层厚度。从长期效果看,锚杆易腐蚀、失效,从而在运营期间易出现衬砌开裂、漏水等病害。近年来,公路隧道中开始采用了中空注浆锚杆、自进式锚杆和水力膨胀式锚杆等新型式。从实际效果看:中空注浆锚杆可以有效地克服普通砂浆锚杆的缺点,同时还克服了自进式锚杆价格较高、难以推广的缺点,使用效果好。施工中必须严格按照设计要求选用锚杆型式,坚决杜绝以普通砂浆锚杆代替中空注浆锚杆的情况出现;

(4)喷射混凝土的质量控制主要是保证混凝土的原材料质量满足设计要求,且配合比要满足规定的配合比要求;

(5)混凝土喷射施工质量控制重点:①宜采用回弹率小、粉尘少、混凝土均匀性好的湿喷技术;②在喷射砼之前,检查喷射混凝土厚度的控制标志是否在系统锚杆上标出;受喷面是否冲洗干净并已通过验收;③严格控制喷头与受喷面的距离及喷头喷射方向与受喷面的夹角满足《施工规范》要求;④喷射作业要自下而上,分段分层进行,首次喷层厚度一般可控制为5cm;⑤初喷完成后,应及时清除坡面上的回弹混凝土,然后才能进行复喷到设计厚度,每次喷射厚度宜控制在5~6cm;⑥注意保证混凝土要及时养护,且养护时间应满足规范要求。若采用钢纤维喷射混凝土,则施工质量控制的重点除上述以外还有:①保证拌合料中钢纤维必须均匀,以确保喷射到受喷面上的砼中钢纤维均匀分布;②严格控制拌合料中钢纤维的比例满足设计要求。

4、防排水系统质量控制

公路隧道的防排水要求高,目前的公路隧道防排水系统多为采用夹在二次衬砌与初期支护之间的高分子防水卷材防水层,和沿隧道壁环向、纵向、横向设置的排水盲管,将渗水引排至纵向排水管集中排除。铁道系统已颁布了《铁路隧道防排水技术规范》(TB 10119-2000/J 72-2001),公路系统尚未出台专门的隧道防排水技术规范,公路隧道防排水系统的质量控制根据《检评标准》和《施工规范》的有关规定进行。

(1)防水系统质量控制主要包括防水措施施工质量和防水层质量两个方面

防水措施是在开挖或初期支护喷射砼后,对仍有渗、滴水的地段采用压浆措施,其施工质量控制重点是浆液的原材料质量和浆液配合比,压浆时要保证注浆压力和时间;局部出水严重的地点应安设引水盲沟,渗水量较大的地段应加密引水盲沟,盲沟与两侧排水沟连接妥当,安设后应进行专门的检查。

防水层的质量控制包括材料质量与安装质量两部分。对于高分子防水卷材的质量要求主要是抵抗施工破坏的能力强、耐老化、耐酸碱、低温柔性好、寿命长等。施工中应对材料质量进行检测,包括长度、宽度和厚度检测,并需要按照规定的尺寸和形状裁出试件,进行拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度检测、耐老化检测和低温柔性试验等。防水层的安装质量包括防水层的接头质量与吊挂施工质量。接头质量控制重点:接头宽度应满足要求,采用粘接或焊接。采用热合机焊接时,搭接长度应不小于10cm,控制焊接温度和速度,避免漏焊和过焊。接头应牢固,强度不小于同质材料,不得有气泡、褶皱及空隙。焊缝宜采用双焊缝,中间留空腔以便充气检查。铺设防水层以前要清除初期支护表面外露的钢筋头、锚杆头和砼

尖角,避免在施工时划破防水层。吊挂固定点间防水层不得绷紧,以使得防水层在混凝土灌注后与喷射砼支护面密帖。施工中应加强目测观察,用手托起防水层,看是否与喷射混凝土密帖,在拱顶呈水平状或下垂的范围不得超过1m2,并保证防水层无划破现象。

(2)排水系统的质量控制也包括材料质量与安装质量两个方面

材料的质量主要是保证排水管的材料质量、规格满足设计要求。环向及纵向排水管多采用软式弹簧透水管,必须保证其直径、外部所包裹的滤布应套紧、弹簧在横向压力下能够保持管径不变。横向排水管多采用硬质的PVC管,必须保证其直径、透水孔等规格,并检查其材料未出现老化变脆现象。中心排水管要保证管节预制质量满足设计要求。

安装质量:环向排水管安装质量包括间距、排水管与围岩密帖程度、排水管安装的顺直度、以及与纵向排水管的衔接;纵向排水管的安装质量主要是保证安装的坡度、顺直度及防水卷材与管道的包裹衔接满足设计要求;隧道中心排水管施工质量主要是基础、管节安装质量,可参照管涵的施工质量标准控制。各种排水管要顺直连接。另外,要重视防水板背后的排水,在防水板背后每隔若干距离(如5m)环向铺设弹簧透水管,使附近的渗水汇集到透水管并通过透水管排入纵向排水管内,以减少或避免压力水的形成。

(3)在隧道施工中要注意保证仰拱的施工质量,它将直接影响防排水系统质量。 仰拱防水以抗渗混凝土自防水为主,若防水混凝土施工质量不良:①若采用了泌水性较大的矿渣水泥,水分从砼中析出时形成了排水通道;或采用特细砂作为细骨料,增加了水泥用量,导致混凝土出现干缩裂缝和因水化热量较大引起的内外温差收缩裂缝;②用水量超过设计水灰比,也会出现因水分析出而形成的排水通道;③混凝土拌制不均匀、振捣不良、模板变形和漏浆、施工缝处理不当等,都会使混凝土产生裂缝等缺陷;④隧道洞口地段空气通风情况一般较好,拆模后混凝土表面水分蒸发较快,若养护不良严重失水将导致混凝土因产生干缩裂缝。以上各种原因均会造成仰拱砼产生裂缝而发生渗漏水。

其次仰拱回填砼施工中要注意保证横向引水管和中心排水管安装质量。安装固定横向引水管时控制好其高程,进水口要能暴露在混凝土外面,以便与纵向排水管顺利连接,出水口必须位于中心排水管上半部,且在混凝土浇筑过程中不得发生移位。中心排水管安装时必须保证其纵坡与隧道纵坡一致,使排水畅通;在浇筑仰拱回填砼时每隔若干距离(如100 m左右)设一中心排水管检查井。

2010年5月31日

二郎山隧道新奥法施工

 文章编号:0451-0712(2000)12-0037-05

二郎山隧道新奥法施工

刘元华

(铁道部隧道局三处 乐昌市 512200)

  [摘要] 简述了新奥法原理在二郎山隧道施工中施工组织、设计和方法的应用以及初期支护参数的选定等,顺利

完成了二郎山隧道的施工。

  关键词 新奥法原理 施工组织 施工方法 初期支护

文献标识码:B

1 工程概况

二郎山隧道由交通部第一公路勘察设计院设计,该隧道最大埋深800多m,最大地应力5314

3

“人”MPa,全隧道涌水量2970m浅谈轨道交通工程中矿山法隧道施工的主要方法及技术措施

浅谈轨道交通工程中矿山法隧道施工的主要方法及技术措施 摘要:随着经济的飞速发展,城市的不断扩大及人口的急速增长,越来越多的城市被交通堵塞所困扰,而城市轨道交通以它方便、快捷、正点成为了越来越多的城市的主要建设项目。在城市轨道交通工程施工中占了很大比例的暗挖隧道是一项重要的施工内容,也是比较容易出现问题的环节。暗挖隧道施工根据工程结构和覆盖地层的条件分为矿山法、盾构法、顶管法、管棚法等。本文主要就某城市轨道交通工程中矿山法暗挖隧道初期开挖、支护施工的主要方法及技术要求进行了论述。

关键词:轨道交通暗挖隧道方法技术措施

1.工程概况及地质情况

1.1工程概况

某暗挖隧道全长约700m,覆土厚度约10~12m,采用矿山法施工,正线设人防段一座,设施工竖井及横通道一座。

本区间衬砌类型为复合式衬砌,初衬采用喷射混凝土+格栅钢架措施,二衬采用模筑钢筋混凝土,衬砌之间设防水层。辅助工程措施采用超前小导管浆、深孔注浆、掌子面喷射混凝土封闭。

该工程位于市区,地上、地下均有障碍物和城市管网,且施工中涉及到排水及地下管线等多项地下工程,施工中需要协调和沟通的部门较多。同时该工程位于交通流量较大地段,施工期间需要合理解决施工区段道路顺畅。

1.2地质情况

根据钻探资料及室内土工试验结果,按地层沉积年代、成因类型,本标段内沿线勘探范围内的土层划分为人工堆积层(Qml)、新近沉积层(Q4al)第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)、第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl)四大层。

根据收集线路附近地下水位资料,由于地下水开采较为严重,施工区域45m深度范围内地下水类型以潜水为主。水位普遍较深,整体地下水位埋深沿东西方向呈漏斗状,漏斗中心地下水位埋深达55m,地下水位向东西两个方向逐渐变浅,水位埋深一般在25~50m之间。根据地质勘察报告,本区间未进入潜水层,地下水位埋深在38m以下,且未见上层滞水,区间不需降水施工。构造相对稳定地带,无新构造活动迹象。沿线地势平坦,未发现有泥石流、滑坡、采空区、岩溶、有害气体等不良地质作用。

2.各工序主要施工方法及技术措施

2.1竖井施工

1、竖井施工方法

该暗挖隧道设施工竖井一座,竖井施工采用“倒挂井壁法施工”。地表以下1.0m为竖井井圈锁口范围,采用C40模筑砼。井身支护采用钢筋格栅+钢筋网片+喷砼+小导管联合支护。

2、竖井施工主要技术措施

1)为避免竖井变形,在竖井开挖及支护时,角部设工22a型钢斜撑,支撑纵向间距1~1.5m,近马头门处支撑适当加密。

2)为了密实初支与壁后土体的空隙采用壁后回填注浆。

3)当井壁上有涌水时,预埋胶管,把水引入积水坑,抽排出井外。

4)竖井支护同时预埋梯步预埋件。

2.2隧道开挖施工方法

该隧道标准断面采用台阶法施工,洞内开挖采用机械配合人工开挖,上部采用弧型开挖,预留核心土的断面面积应大于开挖断面面积的50%,确保掌子面稳定。开挖遇到沙层或不稳定地层应及时喷射混凝土封闭掌子面;拱部开挖每循环进尺0.5m,随即施作格栅钢架网喷砼初期支护。并在拱脚两侧设Φ42锁脚锚杆并与格栅钢架焊连防止拱部下沉,下部左右两侧交错开挖,及时连接钢格栅,并尽快封闭成环。

施工中应进行严格的监控量测,并根据量测结果来调整开挖参数。开挖时要由上至下逐层开挖,严禁欠挖、超挖。当穿越砂土地层时,首先采用超前小导管注浆加固地层,开挖进尺严格控制在设计要求以内。必要时缩小每循环进尺,保证开挖面的安全。

2.3超前注浆加固

为加固掌子面前方地层,保证开挖工作面稳定,采用小导管超前注浆措施。小导管沿拱部 120度布设,环向间距为0.3m,水平倾角为15°。注浆浆液选用水泥-水玻璃浆液,压力控制为0.3-0.5MPa。注浆采用注浆压力和注浆量双控原则,单根小导管注浆量按照扩散半径0.25m 进行计算。注浆结束后检查注浆效果,并对注浆薄弱部位进行补充注浆。

2.4格栅加工及安装

1、格栅加工

格栅钢架在地面工厂加工,加工时做到尺寸准确,弧形圆顺,格栅钢架焊接长度满足规范要求;焊接成型时,沿钢架两侧对称进行,格栅钢架主筋中心与轴线重合,连接孔位置准确。

2、格栅安装

格栅钢架间距为 0.5m,采用连接筋内外双层交叉布设进行焊接,间距1m。

2.5钢筋网片加工及安装

钢筋网片采用 A6.5 圆钢焊接而成,网格尺寸为 150mm×150mm。网格尺寸允许偏差为±10mm。钢筋网搭接长度为 1-2个网格,允偏差为±50mm。钢筋网应与隧道断面形状相适应,并与锚管和格栅钢架焊接牢固。

2.6初支后注浆

初支背后注浆注意以下几点:

1、初期支护完成后需要进行初支背后注浆,确保初支背后填充密实。初支背后注浆滞后开挖掌子面不能超过5m。

2、注浆采管长0.5m,沿拱部及边墙布置,拱部环向间距为 2.0m,边墙环向间距为3m,拱部及边墙纵向间距均为 3m,梅花形布置。

3、注浆压力控制为 0.1-0.3MPa。注浆工艺同超前小导管注浆。浆液采用1:1 纯水泥浆液,具体配比根据现场试验确定。

2.8深孔注浆

本区间暗挖隧道矿山法下穿多处构筑物及管线管沟。为控制隧道掘进时的土体变形,增加隧道拱部的抗压强度及粘结性,保证隧道施工时上方构筑物及管线的安全,对围岩进行深孔注浆预加固。深孔注浆的范围是拱部初支外2.5m+初支内1m。采用双重管无收缩注浆工法,注浆液采用水泥-水玻璃双浆液。注浆孔数为13个,深度为12m,单排布设,以达到稳固土体的预期目的。

3.监控量测

施工过程中为了明确工程施工对原始地层的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节。并通过现场监测信息反馈和施工中的地质调查,及时调整支护参数和采取相应的工程措施,优化施工工艺,达到工程优质、安全施工、经济合理、施工快捷的目的,应做好监控量测工作。

3.1初支位移量测

区间隧道的开挖,改变了围岩的初始应力状态,而由于围岩应力得以重新分布和周边应力得以释放,致使围岩产生变形,以致于横通道周边初期支护产生不同程度的净空内向位移。因此,洞室开挖初支后必须及时安设测点进行初期支护位移量测。并根据量测结果来判断围岩和支护结构的稳定性。

3.2收敛量测

采用收敛仪进行量测,来确定洞室周边两点相对位置的变化,从而计算出两点连线上的相对位移。

4.工程施工中主要对策:

1、工程实施前应对区间临近管线和建构筑物进行详细周密的调研,并应通过管线所属的管理单位了解掌握管线的现状情况,根据调研结果针对不同管线编制管线保护施工方案及安全措施。重点加强对有压管线及电力、热力、燃气管线的保护工作。对重点管线做好监测工作。

2、施工过程中加强掌子面前方超前探测工作,采用掌子面超前探孔和地面钻孔相结合的施工方法,确保施工前掌子面前方没有水囊存在。

3、施工过程中加强超前支护措施,采用先进的注浆工艺及设备,选择合适的注浆参数,确保注浆效果。施工期间加强对暗挖结构及既有管线和建构筑物的监测,编制专项监测方案并严格执行,发现变形超限及时进行相关各方论证并采取处理措施。

4、编制好隧道塌方的应急预案,做好应急演练工作,隧道内预备好足够的应急物资,加强隧道内照明和通风,确保施工人员的身体健康。

结束语:在矿山法施工暗挖隧道时应领会并严格执行“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测的十八字方针”,同时出现任何特殊问题要及时进行信息反馈,只有做好这些,才能有效控制围岩的变形和地表及管线的沉降,确保施工质量及施工安全。

参考文献:

(1)《地铁设计规范》(GB50157-2003)

(2)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)

(3)《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999(2003年版))

(4)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002,2011年版)

(5)《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97)

(6)某城市轨道交通工程区间施工图。

二郎山隧道施工

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初才 正 式项立开工 建 。设 二 山郎道工隧 程于1 9 年   96

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表现 是岩体

有内 响声, 无 石块 落爆. 但 着 掘随 进度 深的增

加 则 出 现了明显 岩的 撕石 裂声与 岩片爆 落, 有  还的有弹   射( 3)岩爆 坏破 式 为形劈 破坏裂 剪与 切破坏两种 .  其 坏程 度破体 总爆属裂脱落 型 , I 即 级 岩爆, 有 为 仅

7月开 工,9 8年l 1 9 1月2 8贯通日 .9年 9l1 9 月2 7 

日管制试 通 车 计,在 0 预2 00 年 底年正 运式 通 营  下车就二面郎 隧道山旌工 遇 到的中主要工程 质 问题  地采取 及的 措施 作一简 介要绍  。

数不 多 地 段 (2 的 出现了 弹射 现 ,象 Ⅱ 级 岩 0m)1 1属 郎二山隧道 岩爆 征特治 理与措施

1 1 岩爆 特  .征二 山郎隧 址区位于 四 川 EN 龙 向门山 造 构带、   S向川滇构 造 带及Ⅳ Ⅳ 鲜向水 河 构造带 组 成   N “y” 型 构字交 叉造的北东侧 , 历 经 次多构 变 动造, 于 构 属爆  隧道周 均边有岩爆 活动 , 但部拱及两侧 边墙 部 位 

对 相居 多 。 

)( 爆段 区般一较 为 燥 干, 4岩 地 下有水出 露的地  方 和断带 无岩爆层发 。  生

()5 岩爆 剧 的程烈度 与隧埋道 并非深一一 应对 ,  象西

埋口 4 深5 的岩m爆也 为严 重较  2  ()6 洞 与正 平 导施 对工 互 相之 岩间爆 的发 生似 

无 响影

  造力 相应对集 中和 存蓄较 初大 始 力应的 场 区 .  经 施工量 晟大地 应 力测值 为3 .a勘 测 阶段计 预  的3 M5P (

最大 地力 值 5应. MP7 )二郎山 隧道全 长416 3 4  a    7m, 大 埋 深 8m0, 越岩层以硬 质 岩 为 主 ,应 最 0  穿 地  又力 , 高此发 生岩因 爆是 正很常 的。 郎 山隧 道的  岩二 爆 现 具有象 下 特 点 :  以 )(爆 发生 在石 英 砂岩 、 岩砂 、 分砂质泥  岩1 粉 部 岩泥 及岩 与岩灰、 粉砂岩 、岩 夹层 中 的硬 质岩 层  砂

12 治措旋理  .

实际 合地应 水 力及平岩爆 危害程在 施工 中度 

主 要取采 以下工了程 措施 :

( )  初工 期 高 地 力岩 爆段 采 用 应是的全 断 面  1施 开挖 ,后 为加 了施 工快进度 端两 部 改全 大为 半上断  面 旖 工( 底挖面 隧道与 心 基本 圆齐 平 )开 直 至 贯通,  

, 中岩 围类 为 别、Ⅳ V类 ,落长 度占 隧约 总道 度  长

00 0

第l 期  

2韩

常 领: 二郎山道隧旅 

工3  1

每循进环尺 约 1 5. ~2m 。 旋工中曾打 3m 破爆 想孔

 及构 洞 堆积底物 分 ,析是 由 岩 石 的差 风 化 并 经  它异地 下 水 冲刷 所 形成, 即 现存在顶 板 上 有溶 洞 中的已  岩地溶下水措 层 裂 岩向下运动隙, 遇当 到泥岩 层 时 ・  岩泥被 软化 崩解 、 、蚀 剥 冲、 ,刷 随着两侧泥 岩 的不  断

化风剥 蚀 与 空 ,淘板 层岩失 支 撑去 措节 理 或 断 裂 面顶不断塌 ,坍最 后形 成在 现规 的 模。 该  室洞 在19 年月4 日1被 揭后 穿 ,4月1    7 9 9于

快加进 度 , 于由岩 爆 石段质 坚 硬仅爆 掉17 但2.~   m, 反 增加而了钻 孔循 环时间 (  用)简 易 管 钢 台架 ,工打 钻 , 样 利有  于 2 人采这

员人有 险情 在时及时撤 离, 减少 损 , 隧失道两 端 施在 工 中都 曾生过 发将台 砸架 垮的 现 象, 未 造 成人员  但 伤亡。

 

)埯 工中 调 整爆 设 计 钻 3在 提, 高光爆效 ,果   改善壁应 力洞条 件 。 

日顶

板 坍塌 并,将 4 1月 7施日作 完毕的 第一 段  长 36m高 1 . m厚 2 m7 的 2号混 凝 土撑 支摧墙   36.. 0

毁 暗河.高 度 增至  1   2m。

)级 岩爆 段 的 I 施 工工序 爆 破 为后 送风 、4 喷 

水、 找 后顶即 织组喷锚 出碴、 作业 I 岩爆 段 爆 在 级后破不 马上出 , 碴通 风用时 间先 躲 待 岩爆 减 弱 避利 后再

喷水 、 顶 、找 从安全 地 带喷 混凝 土至 头 .齐 系   统打锚杆 ,复喷 ,后 碴 , 掌出子 、面再 然 对 壁洞 及时喷面 水保  持岩 潮面湿与巡 回找顶 在处,理 、I级 岩 时爆  1 非是常 效 与有必 要的 。   ()5 用喷混 凝土采 、挂网 、 向 锚杆 护防 径 ,严重地 

治2措旋 理.

从 暗河的 殊特 因成 及月4 19 日 再 的次塌坍 使  人 对 暗们 顶河 岩层 板稳定性 有 了 更清 醒的 认识 , 确   了总的 治定 理原 是则先支 撑 后 开 挖 ,用采加 强衬  形式通砌 过。  

首 先 设总 宽 度 为1J 6 F3 的 强大立 柱 顶 住岩层  ,立柱 外 侧采 用了2 m7 厚的 撑 支 墙 游(支撑 墙长    上.

  3最高达 1  下游 支 墙撑 长3  最 高 达 l 1 ,m8 m ;m2 4 ,)r 间为中隧 道砌衬结构 , 用双 层模筑 凝 混 土,ni 考采

 段

架设格 栅拱 架 在,旋 工 期初曾试 喷钢纤 维 凝 土 .混  由经于常堵 未 推管 广应用 在 西。口 还采 用了径在向   锚杆 端 头间 紧贴 岩 面 加焊 中 粗2 钢筋 辅 并以 中 1 20 钢 筋相细互 交错成网状 , 成“ 网 ”以体制抵岩石  形 整 的爆 ,落 , 还不果 错。 效  () 观过 尽察 找出 量岩发 生爆 的征前 兆, 步  通6逐 积经累 , 验展岩爆 预报。 在施 工中据 有根无 下地 开 如水 、 软 石硬 、 岩 岩 及性 完其整 程 、 质构度 造进行 初  判地 。通过岩石 缝裂的发 展, 岩 体内的声 音,暴 露 时间  的长短 判是否 别落会石伤 人 。严重 地段 通 对岩过壁 的敲 击 ,现发有 空 ” “若 空、的 声 ,音要 及 采时 取  则加

强措施 。 

虑到 板顶 溶 上洞可 能 造 成的影 响 初期 模筑, 凝混 土 采 8 用 N厚钢筋 凝混 土 ,0C 二 次衬砌 采 用 2 m厚  0 的素混c 土凝 初 期模衬筑砌 与暗河顶板 的空间 隙 

同用混 级凝土 回填 抵 。紧暗河水则通 1过   板盖  ~3

m涵

流洞 走,台 侧 两及 撑支 墙内 ( 底道部下方 ) 涵 的 

空 间采用 1隧O 片石号混凝土 回 。填  2

3施步工 骤.

2 3 1 安准 备 工全作 ..

工施 前充 分好做 各种 料 准备材及 机 械调 配 加  ,强对 河暗 板顶 的照明 , 将 隧道 顶 部及 靠近 隧道轴  

线上 、并下游 1  范约围 内的 河顶暗板岩面 喷5  1 m0~ 0

在旅工 期 初出曾 现了事 故

,在取 得 一定 了经  但 验后 再 就有没出 现事 ,故 工麓进度 为大快 加, 利顺通

过 了高地 应 力地段  

c 的。混凝 土, 所暴露 闭 的围岩 , 也 有利 对顶  m 于 封这 板围岩 形情 况变 直接观的察 。 

322 施 实 步骤  .

2 暗.治河理 

2 1 暗 形 成河 原  因

具.体实 施分 两阶个段进 行 。 一步第 是清碴, 作  旋 隧道 仰拱底 下 的部 撑墙支 涵、洞 及上、 游支撑 墙 闻  下 的石混片凝土 填回 第。 二是步在第 一步完 成的础基  上 ,工施 两支侧 墙直撑至 紧顶 河暗顶板 , 先 然 进行后 

暗拱部河 开 , 挖挖 采用预爆裂破 , 多打 眼开 打浅, , 眼 

在 隧

西道 掘口进 距至 洞 2[ 5( m6 9 7+  T4  K Z 26  )时 ,首次发现一 条 穿正洞斜 的溶 缝,掘 进至 2 4m   在  8( 6 + 9 8时先 侧 壁 发 现在一 宽 大岩 .缝破 后  2K2 2 爆 揭露 出宽 )  3( +8 64 2 Kr22 9 ~   6 9, 1 余 m 的e 2 )高 0大 暗 河 , 流量 约 2 m0 h 该暗河 上游 1 长多 0 水0  / . 0

少装 药 . 短进 尺 , 破 爆、 碴 清 后 即随架设衬 钢砌筋  浇筑 施 工初 期模混筑凝 土 拱及 顶腔 回空 

填从现发 暗河 到理治 毕完, 尽 管了花很 时长间 ,  但由于 高 重 度 视 备,充 分 , 旋 工 中没 发 有 生 意外 准 在

事故。  

下,游 深长不 可涮 , 查调 地 质雷及达 探 发测 现 该 经暗

上河方及 下方还 有一 些 洞 溶布分 该 暗河 的岩 层 属 D b岩 夹岩 ,泥过 岩 层结 灰 通

3 

公8

路 

20  00 年

21 期

3 西

洞口松 散 堆积层 理处 

用采 应 预 锚力 索 锚固 , 索 长 度2 3~  共 8 锚 0 5m, 5 根, 进 且一步完 善了表地 水 系排统 。 并二 是 对道隧   结 构 加固 具,体 施 措为该 段砌 背 后衬 部全压 浆 其,  

K在23 1 +2 10 衬砌 内设 2侧根 1 长间 距 6 +  9 ~8 段0

3 地 形1 与地质条件  .二 郎 山道 隧 口出位于和平 沟岸 , 为斜坡 左形 ,  地

上覆第 四系

散崩坡松积 ,层 山前 由坡滑、 坡积物  

崩 () 少量 面 洪坡 物 积(<) 成 ,黄 黑灰 色灰    及Qd 组 1 块为石 土或块石 、 石碎 , 充土物填 量含   ~4 1 。 O0  沿路 线方 的向 覆盖 厚 层度为 ~23   长 约度1 o 44, 0 m 余m。   32 设计及 工 施时用采 支的护 参 数.

1m

的自进式 锚杆 , 面嵌断P 8 轨; 6 +

10 全 3钢  K2 3 

8+1

6在 衬两侧砌各设 置 2根长1 间 1距0 段0m  

的自进 式 杆锚, 落 段二 次砌均 采衬钢用筋混 凝土 , 该  双 层布筋 0(2) 于对隧 底 软部弱分 采 0 用2管花  4 。 4 注 5浆加 固 ,口段采 用 单 压式 明 洞 接 长1    洞至 0

m K23 2 1   6   。2

该段

原设计 参 数为 :6_ 2 2 2K 3一 0K2 ~ 13 26 +  

9段采 用 偏式压 钢筋混 凝 土 明洞 , +1 2 K263 9K2~3 6

 

过通段整治使该 们认识我到 在松 散积 层施堆

工 , 不 破坏原要 有地 貌 , 量 尤尽 是其浅埋 偏段压 的坡

 ,脚隧道 施 工采要强用有 力 的 前加 固与施超工支 ,  

护1+3段采 用 Ⅱ类围 复 岩台衬砌 , mm0 小导  管 105

注浆 超 加 前固 。工 中实施 测现 K发 32 3  + 2 26+1 ~7 0  

段 处

于 重偏 严 ,压开挖坡 面上 大看块孤 石 多较, 从 且  土层 中 含水量 较高 , 体 潮湿, 的 滴水成 线 于, 土 有 鉴

尽早 封闭 环 , 留沉成落 量 加要大以 免侵 入界 。限预   4 结

语 

决定此改用超 前管棚加 大, 固固加程里为K2 3  +

1 2 K62 l  93~6 + 1 。管 棚 采用 中 12钢管 , 3 0间距 5  0

在二 郎山道隧旋 工 中业主、 计设 、 、 施 监理 工、  

科研单 位 紧 配密 台, 后 服克了 岩 爆、 先 河 、暗方 、 塌涌

c 压注 1: m, 水泥1砂浆 , 施实四个循 环 。道隧  衬共 砌 结构 参 数 ,6 _ 1 2K2 _37 ~ + 12段采 用1O 019 2 ~   6c 厚期初模 筑 混 凝 衬土砌, 6 +3¨ 1+2m K2 3 ~    7

水段  散 积 堆层 诸 多难等 ,题 且无一 人死 ,亡设  松 也而

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参考 文献  

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收 日稿 期。 O 3 9:2 0 0 —一2

 

地下隧道施工法

地下隧道施工法

1、明挖法

明挖法是指挖开地面,由上向下开挖土石方至设计标高后,自基底由下向上顺作施工,完成隧道主体结构,最后回填基坑或恢复地面的施工方法。

明挖法是各国地下铁道施工的首选方法,在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法,明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区,因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状十的保护,防止地表沉降,减少对既有建筑物的影响。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济,常被作为首选方案。但其缺点也是明显的,如阻断交通时间较长,噪声与震动等对环境的影响。

明挖法施工程序一般可以分为4大步:维护结构施工→内部土方开挖→工程结构施工→管线恢复及覆土,如图1.

上海地铁M8线黄兴路地铁车站位于上海市控江路、靖宇路交叉口东侧的控江路中心线下。该车站为地下2层岛式车站,长166.6 m,标准段宽17.2 m,南、北端头井宽21.4 m.标准段为单柱双跨钢筋混凝土结构,端头井部分为双柱双跨结构,共有2个风井及3个出人口。车站主体采用地下连续墙作为基坑的维护结构,地下连续墙在标准段深26.8m.墙体厚0.6m.车站出人口、风井采用SMW桩作为基坑的维护结构。

2、盖挖法

盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后,将顶部封闭,其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构可以顺作,也可以逆作。

在城市繁忙地带修建地铁车站时,往往占用道路,影响交通当地铁车站设在主干道上,而交通不能中断,且需要确保一定交通流量要求时,可选用盖挖法。

2.1盖挖顺作法

盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后,以定型的预制标准覆萧结构(包括纵、横梁和路面板)置于挡土结构上维持交通,往下反复进行开挖和加设横撑,直至设计标高。依序由下而上,施工主体结构和防水措施,回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后,视需要拆除挡上结构外露部分并恢复道路。施工顺序如图2.

在道路交通不能长期中断的情况下修建车站主体时,可考虑采用盖挖顺作法。

工程实例:深圳地铁一期工程华强路站位于深圳市最繁华的深南中路与华强路交叉口西侧,深南中路行车道下。该地区市政道路密集,车流量大,最高车流量达3865辆/h.车站主体为单柱双层双跨结构,车站全长224.3 m,标准断面宽18.9 m,基坑深约18.9 m,西端盾构并处宽22.5 m,基坑深约18.7 m.南侧绿地内东西端各布置一个风道。主体结构施工工期为2年,其中围护结构及临时路面施工期为7个月。为保证深南中路在地铁站施工期间的正常行车,该路段主体结构施工采用盖挖顺作法施工方案。

2.2 盖挖逆作法

盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱,和盖挖顺作法一样,基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩,中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土体至主体结构顶板地面标高,利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。顶板可以作为一道强有力的横撑,以防止维护结构向基坑内变形,待回填土后将道路复原,恢复交通。以后的工作都是在顶板覆盖下进行,即自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板,如图3.

如果开挖面积较大、覆土较浅、周围沿线建筑物过于靠近,为尽量防止因开挖基坑而引起临近建筑物的沉陷,或需及早恢复路面交通,但又缺乏定型覆盖结构,常采用盖挖逆作法施工。 工程实例:南京地铁南北线一期工程的区间隧道在地质条件和周围环境允许的情况下,以造价、工期、安全为目标,经过分析、比较,选择了全线区间施工方法。其中,三山街站,位

于秦淮河古河道部位,位于粉土、粉细砂、淤泥质粘土土层中。因为是第1个车站,又位于十字路口,因此采用地下连续墙作围护结构。除人口结构采用顺作法外,其余均为盖挖逆作法。

2.3 盖挖半逆作法

盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后,向下挖土至设计标高后先浇筑底板,再依次向上逐层浇筑侧墙、楼板。在半逆作法施工中,一般都必须设置横撑并施加预应力,如图4.

3、暗挖法暗挖法是在特定条件下,不挖开地面,全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工力一法。暗挖法主要包括:钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、沉管法等。其中尤以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛,因此,本文着重介绍这两种方法。

3.1浅埋暗挖法(浅埋矿山法)

浅埋暗挖法即松散地层的新奥法施工,新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护的量测、监控,指导地下工程的设计施工。浅埋暗挖法是针对埋置深度较浅、松散不稳定的上层和软弱破碎岩层施工而提出来的,如深圳地铁区间隧道大部分采用了浅埋暗挖法施工。

浅埋暗挖法的施工技术特点:围岩变形波及地表;要求刚性支护或地层改良;通过试验段来指导设计和施工。

浅埋暗挖法施工隧道时,应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及施工单位的自身条件等,选择适宜的开挖方法及掘进方式。施工中区间隧道常用的开挖方法是台阶法、CRD工法、眼镜工法等;城市地铁车站、地下停车场等多跨隧道多采用柱洞法测洞法或中洞法等工法施工。

地下铁道是在城市区域内施工,对地表沉降的控制要求比较严格,所以更要强调地层的预支护和预加固,所采用的施工方法有超前小导管预注浆、开挖面深孔注浆、管棚超前支护。浅埋暗挖法的施工工艺可以概括为“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”18个字,其工艺流程见图5.

工程实例:北京地铁东单车站东南风道与车站主体结构正交,北侧在长安街下,中部及南侧穿过居民区,风道全长43.4 m.采用浅埋暗挖洞桩法施工,在基本维持环境原状条件的情况下从地面居民生活区和人防设施下面顺利通过。

3.2盾构法

修建地铁随道盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构(shield )是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置,钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶;钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离,就在盾尾支护下拼装(或现浇)一环衬砌,并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆,以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。盾构法施工工艺见下图6所示。

按盾构断面形状不同可将其分为:圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。圆形因其抵抗地层中

的土压力和水压力较好,衬砌拼装简便,可采用通用构件,易于更换,因而应用较为广泛;按开挖方式不同可将盾构分为:手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种;按盾构前部构造不同可将盾构分为:敞胸式和闭胸式2种;按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为:人工井点降水、泥水加压、土压平衡式,局部气压盾构,全气压盾构等。

4、沉管法

沉管法是将隧道管段分段预制,分段两端设临时止水头部,然后浮运至隧道轴线处,沉放在预先挖好的地槽内,完成管段间的水下连接,移去临时止水头部,回填基槽保护沉管,铺设隧道内部设施,从而形成一个完整的水下通道。

沉管隧道对地基要求较低,特别适用于软土地基、河床或海岸较浅,易于水上疏浚设施进行基槽开外的工程特点。由于其埋深小,包括连接段在内的隧道线路总长较采用暗挖法和盾构法修建的隧道明显缩短。沉管断面形状可圆可方,选择灵活。基槽开挖、管段预制、浮运沉放和内部铺装等各工序可平行作业,彼此干扰相对较少,并且管段预制质量容易控制。基于上述的优点,在大江、大河等宽阔水域下构筑隧道,沉管法称为最经济的水下穿越方案。 按照管身材料,沉管隧道可分为2类:钢壳沉管隧道(有可分为单层钢壳隧道和双层钢壳隧道)和钢筋馄凝土沉管隧道。钢壳沉管隧道在北美采用的较多,而钢筋混凝土沉管隧道则在欧亚采用较多。

沉管隧道施工主要工序:管节预制→基槽开挖→管段浮运和沉放→对接作业→内部装饰。 上程实例:广一州珠江隧道是我国第一条公路与地铁合用的越江隧道,公路隧道全长1 238.5 m.河中段隧道埋置在河床下。不影响水面通航,河中沉管段全长457 m.该沉管为多孔矩形钢筋混凝土结构,其中包括两个双车道机动车孔、一个地铁孔、一个电缆管廊。沉管断面为典型矩形断面,外形尺寸为33 mx7.956 m(宽x高),底板厚1.2 m、顶板厚1.0 m,两外侧墙分别为0.7 m和0.55 m、最长管节的混凝土量达12 000砰。管段的基底坐落在河床的风化花岗岩层上。开槽时采用了炸礁施工。基础处理采用灌砂法。

5、混合法

可以根据地铁隧道的实际情况,在地铁隧道的施工过程中采用以上2种或2种以上的方法同时使用,称其为混合法。

工程实例:北京地铁东四站位于朝阳门内大街与东四南大街交叉日上,处于繁华的市中心,有多路公交车经过。车站主体顺东四南大街,呈南北走向,东四南大街规划道路红线宽70 m,现状路宽为22 m,朝内大街已改造完,道路红线宽60 m,两方向客流均衡,交通十分繁忙;且远期六号线顺朝内大街,呈东西走向,在此站换乘。本车站两端为明挖段,结构形式为3层三跨框架结构;中间为暗挖段,结构形式为单层三拱两柱结构。车站总长度197 m,暗挖段长为96.80 m,明挖段长为100. 20m。

6、结束语

随着我国地下铁道建设事业的发展,原有的施工技术不断地发展与提高的同时,新的施工方法也被应用到施工当中,施工技术水平得到不断提升,其中有些施工技术已经达到世界先进水平。另外,由于城市交通流量的增加导致城市道路已拥挤不堪,加上城市环境的要求越来越严格,城市内封路施工已不现实了。因此,暗挖技术,如盾构法、浅埋暗挖法将是今后研究和实践的主攻方向。

参考文献

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5、谈一评。深圳华强路地铁站盖挖顺作法施工。地下工程,2002

隧道施工工法比选

  摘要:在我国的公路隧道建设中,对于隧道所处软弱围岩段的开挖方法常用为CRD法及双侧壁导坑法。本文以某隧道为依托,利用数值分析软件,对V级围岩分别采用双侧壁导坑法及CRD法开挖进行数值分析,通过分析结果比较两种开挖方式对于隧道稳定性的影响。

  关键词:公路隧道; CRD法;双侧壁导坑法;数值分析
  Abstract: in the construction of highway tunnel in our country, for in weak rock tunnel excavation methods commonly used for the CRD method and double wall pilot tunnel method. In this paper, based on a certain tunnel, using numerical analysis software, to grade V respectively with double wall pilot tunnel method of surrounding rock and numerical analysis method of CRD excavation, by comparing the results of the analysis of two kinds of effects on the stability of tunnel excavation manner.
  Key words: road tunnel; CRD method; Double side heading method; Numerical analysis
  前言
  在我国的公路隧道建设中,隧道的开挖方法可分为:CRD法、全断面法、台阶法、CD法、矿山法等;在软弱围岩中,常用的方法为双侧壁导坑法及CRD法。二者皆为基于变形分配控制原理,即通过控制各开挖子步的变形来控制围岩的总变形。本文利用MIDAS/GTS软件,分别对CRD法和双侧壁导坑法开挖隧道进行数值模拟,研究两种开挖方法在V级围岩隧道开挖中的效果及对隧道稳定性影响。
  1工程概况
  该隧道穿越西山山脊,长度2.72km,高程变幅为990~1200m,高差210m,地势起伏,山势陡峻。隧道为上下行分离的四车道隧道。隧道建筑限界净宽为10.75m,净高为5.0m。隧址区山体主要由泥岩、紫红色砂岩砂岩及砾岩层构成。隧址区有一条主要河流,回水面积690km2,河流长约35km,多年平均径流量24700万m3/年。
  2模型参数及建立
  本文就CRD法和双侧壁导坑法进行有限元计算,分析两种施工工法下下情况,从而为隧道出口的施工方法选择提供依据。
  2.1计算模型
  2.2 施工步序
  1)双侧壁导坑法:1 地应力初始化;2开挖左导坑,施做初期支护及临时支护;3开挖右导坑,施做初期支护及临时支护;4开挖上导坑,施做初期支护及临时支护;5开挖下导坑,施做初期支护;6拆除临时支护。
  2)CRD法:1 地应力初始化;2开挖左上导坑,施做初期支护及临时支护;3开挖右上导坑,施做初期支护及临时支护;4开挖左下导坑,施做初期支护及临时支护;5开挖右下导坑,施做初期支护;6拆除临时支护。
  3计算结果及分析
  3.1位移分析
  隧道开挖后,各个步序最大位移值如图2所示,两种开挖方式最大位移值分别为7.5mm和 7.6mm,但在各步序中双侧壁导坑法的最大位移值明显较CRD法小很多,因此双侧壁法优于CRD法。
  3.2应力分析
  通过计算得知CRD法开挖过程中,围岩最小主应力为-1.85~-0.07MPa,最大主应力为-1.13~-0.26MPa,双侧壁法开挖过程中,围岩最小主应力为-1.94~-0.43MPa,最大主应力为-0.98~-0.012Mpa,最小主应力为-1.94~-0.04Mpa。因此双侧壁导坑法优于CRD法。
  4结论
  隧道在软弱围岩下的施工方法不同,其对于围岩的影响也是不同的,经上述计算分析,V级围岩情况下,双侧壁导坑法开挖对于围岩扰动要比CRD法小,且应力情况等均好于CRD法,因此选用双侧壁导坑法进行施工。
  参考文献
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  [4]崔小鹏,孙韶峰,王广宏,等.CRD工法及三台阶七步开挖工法的对比和改进[J].隧道建设,2010(2).

2隧道施工方法

隧道施工方法

从国际国内隧道技术现状来看,根据不同条件有如下几种不同的修建方法(图1),而从实际情况来说,矿山法将在很长一段时间内仍是我国的主要施工方法,从目前客运专线来看,设计均采用新奥法原理,进行钻爆开挖加喷锚支护。

图1 隧道施工方法

1 隧道新奥法施工基本原则

根据隧道采用新奥法施工的经验,隧道施工采取的基本原则,以可概括为“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”十二个字。

“少扰动”是指在隧道开挖时,必须严格控制,尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动持续时间和扰动范围,以使开挖出的坑道符合成型的要求,采用钻爆法开挖时,必须先作钻爆设计,严格控制爆破,尽量采用大断面开挖。选择合理的循环掘进进尺,自稳性差的围岩循环进尺宜用短进尺,支护应紧跟开挖面,以缩短围岩应力松弛时间及开挖面的裸露风化时间等。

“早喷锚”是指对开挖暴露面应及时地进行地质描述和及时施作初期锚喷支护,经初期支护加固,使围岩变形得到有效控制而不致变形过度而坍塌失稳,以达到围岩变形适度而充分发挥围岩的自承能力。必要时应采取超前预支护辅助措施。

“勤量测”是指在隧道施工全过程中,应在对围岩周边位移进行的现场监控量测,并及时反馈修正设汁参数,指导施工或改变施工方法。以规范的量测方法和量测数据及信息反馈,通过施工中量测数据,对开挖面的地质观察,进行预测和评价围岩与支护的稳定状态,或判断其动态发展

趋势,以便根据建立的量测管理基准,及时调整隧道的施工方法(包括开挖方法、支护形式,特殊的辅助施工方法)、断面开挖的步骤及顺序、初期支护设计参数等进行合理的调整,以确保施工安全、坑道稳定,支护衬砌结构的质量和工程造价的合理性。

“紧封闭”是指对易风化的自稳性较差的软弱围岩地段,应使开挖断面及早施作封闭式支护(如喷射棍凝土、锚喷混凝土等)防护措施,可以避免围岩因暴露时间过长而产生风化降低强度及稳定性,并可以使支护与围岩进入良好的共同工作状态。

2 施工方法的选择

隧道施工方法的选择,主要根据工程地质及水文地质条件、施工条件、围岩级别、隧道埋置深度,隧道断面尺寸大小和长度、衬砌类型,应以施工安全为前提及以工程质量为核心,并结合隧道的使用功能,施工技术水平、施工机械装备、工期要求和经济可行性等因素综合考虑研究选用。

当选择施工方法(包括开挖及支护)因隧道施工对周围环境产生不利影响时,亦应把隧道工程的环境条件作为选择施工方法的因素之一,同时应考虑围岩变化时施工方法的适应性及变更的可能性,以免造成隧道工程失误和增加不必要的工程投资。采用新奥法施工时,还应考虑施工全过程中的辅助作业方式和对围岩变化的量测监控方法,以及隧道穿越特殊地质地段的施工手段等,进行合理的选择。

3 隧道常用施工方法

隧道工程新奥法施工常用的施工方法,大致分为全断面法,台阶法和分部开挖法三大及若干变化方案。隧道各种施工方法的选用及特点如下:

3.1 全断面法

即全断面开挖法。是指采用全断面一次开挖成形的施工方法。

全断面法适用于Ⅰ~Ⅲ级岩质较均匀的硬岩中,须具备大型施工机械,隧道长度或工区长度不宜太短,否则采用大型机械化施工的经济性差。根据经验,这个长度不应小于1km。

全断面法的优缺点是:

⑴工序少,相互干扰少,便于组织施工和管理,工作空间大,便于组织大型机械化施工,因此,施工进度高,目前,我国双线铁路隧道一般都能保持月进成洞平均150m,高者已达300m。不久前建成的南昆铁路上长度为9388m米花岭隧道,更创造了单口月成洞502.2m的好成绩。客运专线一般应尽量采用全断面法。

⑵采用全断面开挖,则有较大的断面进尺比(即开挖断面面积与掘进进尺之比),可获得较好的爆破效果,且爆破对围岩的震动次数较少,有利于围岩的稳定。但每次爆破震动强度却较大,因此要求进行严格的控制爆破设计,尤其是对于稳定性较差的围岩。

采用全断面法应注意几个问题:摸清开挖面前方的地质情况,随时准备好应急措施(包括改变施工方法等),以确保施工安全,各种施工机械设备务求配套,以充分发挥机械设备的效率加强各 项辅助作业,尤其加强施工通风,保证工作面有足够新鲜空气,加强对施工人员的技术培训。

3.2 台阶法

台阶法是先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上、下半断面同时并进

序号名称横断面示意图纵断面示意图

1全断面开挖法

2

台阶法

①②

3

环行开挖顶留核心土法

4

双侧壁导坑法

②①③①

5

中洞法

②③

②③

6

中隔壁法 (CD法)

②③

⑤⑥⑤

②③

③④⑥①②

交叉中隔壁法 (CRD法)

②④⑤

图2 铁路钻爆法开挖方法示意图

的施工方法;按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。近年由于大断面隧道的设计,又有三台阶临时仰拱法,甚至多台阶法。至于施工中究竟应采用何种台阶法,要根据以下两个条件来决定:

⑴初期支护形成闭合断面的时间要求,围岩越差,闭合时间要求越短;

⑵上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。

在软弱围岩中应以前一条为主,兼顾后者,确保施工安全。在围岩条件较好时,主要是考虑如何更好的发挥机械效率,保证施工的经济性,故只要考虑后一条件。

台阶开挖法的优缺点:台阶开挖法可以有足够的工作空间和相当的施工速度。但上、下部作业有干扰;台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数,但台阶有利于开挖面的稳定。尤其是上部开挖支护后,下部作业就较为安全,但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。

台阶开挖时应注意以下几点:

(1)解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。微台阶基本上是合为—个工作面进行同步掘进;长台阶基本上拉开,干扰较小;而短台阶干扰就较大,要注意作业组织。对于长度较短的隧道,可将上半断面贯通后,再进行下半断面施工。

(2)下部开挖时,应注意上部的稳定。若围岩稳定性较好,则可以分段顺序开挖;若围岩稳定性较差,则应缩短下部掘进循环进尺;若稳定性更差,则可以左右错开,或先拉中槽后挖边帮。

(3)下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土,并按规定做初期支护。

(4)量测工作必须及时,以观察拱顶,拱脚和边墙中部位移值,当发现速率增大立即进行仰拱封闭。

3.3 分部开挖法

分部开挖法可分为几种变化方案:过去一般分为台阶分部开挖法、 单侧壁导坑法,双侧壁导坑法,现在随着洞跨的变大和施工技术的发展又有CD法、CRD法、中洞法。

3.3.1 台阶分部开挖法

又称环形开挖留核心土法,一般将断面分成为环形拱部、上部核心土、下部台阶等几部分。根据断面的大小,环形拱部又可分成几块交替开挖。环形开挖进尺为0.5~1.0m,不宜过长。上部核心土和下台阶的距离,一般双线隧道为一倍洞跨,单线隧道为两倍洞跨。

由于拱形开挖高度较小,或地层松软锚杆不易成型,所以施工中不设或少设锚杆。 在台阶分部开挖法中,因为上部留有核心土支挡着开挖面,而且能迅速及时地建造拱部初期支护,所以开挖工作面稳定性好。和台阶法一样,核心土和下部开挖都是在拱部初期支护保护下进行的,施工安全性好。这种方法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩中。

台阶分部开挖法的主要优点是;与超短台阶法相比,台阶长度可以加长,减少上下台阶施工干扰,而与下述的侧壁导坑法相比,施工机械化程度较高,施工速度可加快。

采用台阶分部开挖时应注意下列问题:虽然核心土增强了开挖面的稳定,但开挖中围岩要经受多次扰动,而且断面分块多,支护结构形成全断面封闭的时间长,这些都有可能使围岩变形增大。因此,它常要结合辅助施工措施对开挖工作面及其前方岩体进行预支护或预加固。

3.3.2 单侧壁导坑法

这种方法一般是将断面分成三块:侧壁导坑、上台阶、下台阶。侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用,并考虑机械设备和施工条件而定。一般侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞宽,高度以到起拱线为宜.这样,导坑可分二次开挖和支护。不需要架设工作平台,人工架立钢支撑也较方便。导坑与台阶的距离没有硬性规定,但一般应以导坑施工和台阶施工不发生干扰为原则,所以在短隧道中可先挖通导坑,而后再开挖台阶。上、下台阶的距离则视围岩情况参照短台阶法或超短台阶法拟定。

单侧壁导坑法一般是将断面分成3块或4块,每步开挖的宽度较小.而且封闭型的导坑初期支护承载能力大,所以,单侧整导坑法适用于断面跨度大,地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中。

3.3.3 双侧壁导坑法

又称眼镜工法。是先开挖隧道两侧的导坑,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分的施工方法。当隧道跨度很大,地表沉陷要求严格,围岩条件特别差,单侧壁导坑法难以控制围岩变形时,可采用双侧壁导坑法。现场实测表明;双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1/2。

这种方法在一般是将断面分成四块:左、右侧壁导坑、上部核心土、下台阶。导坑尺寸拟定的原则同前,但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3。左、右侧导坑错开的距离,应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。

双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多,扰动大,初期支护全断面闭合的时间长,但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的,所以在施工中间变形几乎不发展。

双侧壁导坑法施工安全,但速度较慢,成本较高。 3.3.4 CD法

是在软弱围岩大跨隧道中,先开挖隧道的一侧,并施作中隔壁墙,然后再开挖另一侧的施工方法。当采用CD法难确保掌子面的稳定时,应改为CRD,这样可以大大缩短断面封闭时间。

3.3.5 CRD法

是在软弱围岩大跨隧道中,先开挖隧道一侧的一或二部分,施作部分中隔壁和横隔板,再开挖隧道另一侧的一或二部分,完成横隔板施工;然后再开挖最先施工一侧的最后部分,并延长中隔壁,最后开挖剩余部分的施工方法。采用短台阶法难确保掌子面的稳定时,宜采用分部尺寸小的CRD法,该工法对控制变形是比较有利的。

CD 法是“Center Diaphragm”的简称,而CRD法则是“Cross Diaphragm” 的简称。两者既有联系又有区别。它们都用于比较软弱地层中而且是大断面隧道的场合。而前者是在用钢支撑和喷混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法;后者则是用隔壁和仰拱把断面上下、左右分割闭合进行开挖的方法,是在地质条件要求分部断面及时封闭的条件下采用的方法。因此,CRD法与CD法唯一的区别是在施工过程中每一步,都要求用临时仰拱封闭断面。

在CRD法或CD法中,一个关键问题是拆除中壁。一般说,中壁拆除时期应在全断面闭合后,各断面的位移充分稳定后,才能拆除。

在中壁拆除作业的施工管理中最重要的问题是判定中壁拆除时间和中壁拆除后的安全性。一般,在隧道施工中维护断面的稳定基本上是通过拱顶下沉和净空收敛来判定的。因此,在中壁法中,中壁的拆除时间的判定和作业的安全性基准,也是以这种方法为依据的。

3.3.6 中洞法

是在连拱隧道或单线隧道的喇叭口地段,先开挖两洞之间中隔墙部分,并完成中隔墙混凝土浇筑后,再进行左右两洞开挖的施工方法。

4 客运专线双线隧道施工方法选用表

表1 客运专线双线隧道施工方法选用表

注:表中●表示推荐采用,○表示可使用,施工中根据具体情况灵活调整。

隧道施工管理办法

宁棋高速公路第四合同段

隧 道 施 工 管 理 办 法

中国路桥工程有限公司宁棋高速公路 第四合同段项目经理部工程技术部

二OO六年十月十日

隧道施工管理办法

一、施工准备

施工队在开工之前应绘制施工场地总布臵图。主要包括大型机械安装、维修和存放,砂石料场地硬化、施工设备、生活区、加工场地硬化、运输便道、弃渣场地、临时排水设施等。

结合施工图纸,确定施工方案,编制队施工组织设计,并编制进度计划。 临时工程在隧道开工前基本完成,运输便道应满足使用限期运量和行车安全的要求,风水电设施应靠近洞口,机械安装和管线及早架设并符合有关规定。

制定安全制度采取安全措施,并对职工进行岗前安全教育,技术交底和培训。

减少对自然环境的破坏,因工程行为造成的破坏要有处理措施。弃渣场完工后进行熟土覆盖并绿化。

施工测量

隧道平面控制测量,高程控制测量按下表执行,水准测量困难的山岭地带四、五等水准可用全站仪三角高程测量,2000m 以上隧道要进行贯通设计

高程控制测量

⑴ 洞口平面控制 特长隧道、长隧道可按洞外同等级控制,中短隧道按一级主付导线网布臵。导线点边长应大于200m,导线点顶面应低于坑道面20cm-30cm.

⑵洞口水准点按四等水准沿隧道电缆线槽相反方向一侧边墙上埋设,测点间距200-500m为宜,并注明水准点编号。也可布臵在洞口主导线点共用。

供导坑延伸和掘进用的临时点在直线部分不大于20m,曲线部分不大于5m。串线法两吊线间距不小于5m,衬砌用临时中线点,必须用经纬仪标定。

二、洞口

按施工组织设计的顺序安排施工,遵循“零进洞”“零开挖”施工理念,不破坏或少破坏植被。隧道洞口段施工因受周边地形、地质、环境及气象等外部因素影响较大,施工难度及安全威胁相对来说较大、洞口段施工的速度,质量与整个隧道的施工密切相关,是隧道施工的难点。进洞前首先应施作洞顶截水沟,然后根据洞口段自然条件和气候条件对隧道边、仰坡进行加固,确保稳定后再严格按设计的辅助施工方法进行施工,并通过监控量测数据及时反馈信息,指导隧道洞口段安全顺利施工及进洞后的隧道安全施工。

开挖前由测量人员放出隧道轮廓线,安设护拱钢架,钢架安装垂直度控制在±2°。在钢架上固定管棚导向管,然后施工管棚,注浆加固围岩。宜采用松动爆破或无爆破开挖方式。管棚钢管采用内丝扣连接,丝扣长度不小于15cm,相邻钢管接头应错开1m以上,超前钢管、锚杆的型号、规格、质量应符合设计和规范要求。

三、明洞与浅理工程

队承包人应根据地形及地质条件,边、仰坡的稳定程度,提出施工方案,步骤、作业时间及防护措施。

明洞可采用全部明挖或先拱后墙法、先墙后拱法。开挖前应做好洞顶防排水设施。开挖时应随挖随支护,基础混凝土浇注前基坑的浮渣、杂物、风化软层和积水应清除干净,有软弱地基的应进行承载力试验,不满足设计要求的应对基底进行加固处理。

明洞衬砌前应对中线高程进行复核,衬砌混凝土不得侵入设计轮廓线。浇筑拱圈混凝土达到设计强度70%以上时方可拆除内外模板及支撑。明洞拱背回填应对称分层回填夯实,每层回填厚度不大于30cm。且两侧回填面高差不大于50cm。回填至拱顶齐平后,再分层满铺填筑。使用机械回填在拱圈混凝土达到设计强度人工夯实填至拱顶100cm以上后方可进行。

明洞与暗洞衔接,一般采用先墙后拱法。当仰坡松软易塌时,宜采用先拱后墙法,防水层敷设应粘贴紧密,搭接错缝,搭接长度不小于10cm,向隧道拱背延伸不小于50cm。

浅埋段工程,严禁采用全断面开挖。采用爆破时应短进尺弱爆破,开挖后应尽快按要求进行初期支护,Ⅱ类以下围岩也应尽快进行衬砌,防止围岩松动及变形。采用地表砂浆锚杆,超前小导管、注浆加固围岩应符合质量标准及设计要求。

四、洞身开挖

开挖断面应符合设计要求,在施工过程中要严格按设计要求检查开挖断面,包括断面形状、尺寸、表面平整、超、欠挖等指标,有条件可以使用激光断面仪进行检查,要严格控制超挖、严禁欠挖。硬岩宜采用光面爆破,软岩宜采用预裂爆破。隧道双向掘进贯通剩50m时,两端开挖面不得同时爆破,

爆破前应通知另一端施工人员撤离工作面。当两开挖面的距离剩下15m时,应单向开挖至隧道贯通。超、欠挖允许值按下表:

仰拱实测项目

采用复合式衬砌时隧道轮廓预留变形量,当无规定时可按下表、执行:

五、钻爆设计及钻爆作业

钻爆设计内容包括:炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)的布臵、数目、深度、装药量和装药、结构、起爆方法和起爆顺序等。设计图应包括炮眼布臵图、周边眼装药结构图、钻爆参数表,主要技术经济指标及必要的说明。

开挖爆破不得对已衬砌结构安全产生影响和破坏。钻爆前标定出开挖面中线、水平线及断面轮廓,标出炮眼位臵。炮眼深度角度、间距应按设计要求确定,掏槽眼眼口间距和眼底间距误差不得大于5cm。辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于5cm.周边眼沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于5cm,斜率不得大于5cm/m,眼底不超出开挖断面轮廓线10cm,最大不超过15cm。内边炮眼至周边眼的排距误差不得大于5cm。炮眼深度超过2.5m时,内边炮眼与周边眼宜采用相同斜率。双连拱开挖采用三导坑施工方法。先中导坑,浇筑中隔墙后再开挖侧导坑,先墙后拱,施工时必须控制好中线。双连拱隧道不宜左右两洞齐头并进、先左后右或先右后左,逐步前进,左右两洞前后不应小于10m。中隔墙地基承载力应符合设计要求,满足不了要求时应进行加固注浆。开挖爆破眼痕迹保存率应满足硬岩≥80%、中硬岩≥70%、软岩≥50%。爆破时人员应撤离到离开挖面200m以外,爆破后,必须待有害气体排出后方可进入工作面。光面爆破(大型钻孔台车深眼爆破(大于3米))

隧道作业环境、应符合下列标准

隧道内氧气含量按体积计不应小于20%;气温应不高于30℃; 有害气体浓度 一氧化碳一般情况下不大于30mg/m3,二氧化碳按体积计不得大于0.5%;氮氧化物在5-mg/ m3以下,甲烷(CH4)按体积不得大于

0.5%。

六、锚喷支护

根据新奥法施工的要求,锚喷支护应紧跟开挖工作面及时施作,以控制围岩的变形和减少围岩的暴露时间。在喷射混凝土前,承包人应提交施工方案,喷射方式、机具设备、操作方法,混凝土配合比及外加剂掺量,并附简要说明,报请监理工程批准。锚杆支护作业应在初喷混凝后及时进行;锚杆材料类型规格质量性能应与设计相符。

㈠ 锚杆施工:

1、按设计要求及围岩情况、标出锚杆孔的位臵。

2、钻孔施工,锚杆孔的角度应符合设计要求,尽量垂直于岩层层面布设,尤其是拱顶部分的锚杆。

3、逐孔检查锚杆孔深。

4、锚杆安装、注浆,锚杆杆体插入孔内长度不得短于设计长度的95%,注浆压力应控制在0.5-1mpa,此道工序应进行全过程旁站。

锚杆长度应符合设计要求,抗拔力符合设计及规范要求,可以采用声波仪检查锚杆长度、注浆密实度。

㈡ 喷射混凝土:

1、严把原材料进场关,不合格的原材料严禁进场使用。 2、合理确定混凝土配合比及外加剂掺量,确保混凝土强度。 3、对受喷射断面进行检查,严禁欠挖喷射,喷射前应将受喷面上的浮渣、灰尘、杂物清洗干净。后一层喷射混凝土应在前一层(初喷厚度不小于4~6cm)终凝后进行,喷射混凝土终凝2h后应喷水养护不少于7d。

4、混合料采用强制式搅拌机,混和料应拌和均匀,随拌随用,并在规定的时间内用完,超过时间的混合料应予废弃。

5、严格按施工技术规范进行喷射混凝土施工,减少回弹,宜采用湿喷工艺。

喷射混凝土强度应符合设计要求,并与围岩密贴,喷射混凝土密实且厚度满足设计要求。用激光断面仪测定喷射混凝土后的断面是否符合设计要求,可用凿孔法检查喷射混凝土厚度;也可用地质雷达检测喷射混凝土背后有无空洞。 ㈢ 钢筋网施工

1、 钢筋材质应符合设计及规范要求。

2、钢筋焊接成一定尺寸的网片,钢筋网使用前应清除锈蚀,经检查网孔尺寸合格后,方可用于隧道;钢筋网应随受喷面的起伏铺设,与受喷面间隙不大于3cm。

3、钢筋网片应在初喷后进行挂设,应与锚杆及其他装臵连接牢固,喷射混凝土时钢筋网不得晃动。

4、网片应搭接,长度为10cm,搭接部分应焊接牢固。 ㈣ 钢(格栅)拱架

1、钢(格栅)拱架应先在加工平台上预拼装,经检查尺寸符合要求才能进洞;钢(格栅)拱架接头采用螺栓连接牢固、焊接质量必须符合设计和规范要求。

2、钢(格栅)拱架材质应符合设计及规范要求。

3、钢(格栅)拱架加工应考虑预留变形量及台车半径放大等因素,确保二次衬砌净空尺寸和衬砌厚度。

4、钢(格栅)拱架之间必须用纵向钢筋连接,钢架与围岩间隙过大应设垫块,拱脚标高不足时不得用土、石回填,应设臵钢板调整,必要时用混凝土加固基底。

钢筋网支护质量应符合下表要求

七、监控量测

现场监控量测是新奥法复合式衬砌设计、施工的核心技术之一,是信息化设计的重要组成内容,采用复合式衬砌施工的隧道,必须将监控量测项目列入施工组织设计。承包人应根据设计及规范要求制定并实施监控量测计划。通过现场监控量测可以及时地提供隧道结构的变形和受力情况等信息,判定施工工艺的可行性、设计参数的合理性,提出更恰当的施工方法和合理的支护措施,实现隧道信息化动态施工控制,达到既能安全快速施工,又能节省工程造价的目的,并在复合式衬砌中,通过对量测结果的分析确定二次衬砌施作的时间。

本项目应根据设计文件要求开展以下几个方面的监控量测工作: 必测项目:(1)地质及支护状态观察;(2)周边位移;(3)拱顶下沉。

必测项目应贯穿于整个施工过程中。

选测项目:(1)地质超前预报;(2)地表沉降;(3)围岩内部位移;(4)围岩压力;(5)锚杆轴力;(6)钢支撑内力及外力。

选测项目测点的埋设应遵循的原则是:①地质恶劣,节理裂隙发育、岩石破碎段;②围岩类别渐变;③隧道埋深较浅;④偏压严重;⑤断层破碎带;⑥施工方案变更时所处断面。以便更深入、及时、准确地掌握围岩稳定状态和支护效果,对支护措施有效监控、作业安全评价、正确指导施工。

队承包人应严格按设计文件中规定的方法,测点的布设位臵及测试时间进行现场监控量测,保证量测数据的真实性和连续性,并对量测数据采用专门用与隧道围岩监控量测的软件进行分析,及时反馈软弱围岩地质的变形发展趋势的信息,实现隧道信息化动态施工控制,达到安全快速施工、节省工程造价的目的。

八、隧道防排水

隧道防排水应遵循“防、排、截、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则,保证隧道结构稳定和运营设备的正常使用和行车安全,对地表水、地下水妥善处理、洞内外形成一个完整的防排水系统。

洞身开挖后,根据隧道围岩地下水渗漏的不同情况,通过大量暗埋Ф100Ω式半圆管,将水引入纵向排水沟,要求在初期支护后达到“排水通畅、不渗不漏”消除隧道外围压力水。在涌水量较大的地段,宜采用注浆堵水,以保持地下水的平衡,避免地下水资源流失。同时防止地下水冲蚀围岩裂隙和软弱夹层造成围岩失稳,环向引水管、纵向排水管、横向引水管、中心排水沟等的连接应牢固、畅通,确保排水系统顺畅。

本项目隧道暗洞采取土工布加防水板防水,铺挂防水板前应对铺挂基面进行检查,凸凹不平部位和破损处应修凿平顺。铺挂应采用无钉铺设,热熔粘贴,防水板搭接宽度应符合要求,且必须用专用熔接器热熔在衬垫上,防水层铺挂要留出适当的松铺系数。防水板之间粘接结合部,要采用充气加压检测,在0.2Mpa压力作用下5分钟后,压力不得小于0.16Mpa。二次衬砌为钢筋混凝土结构的,钢筋绑扎完毕后应对防水层再进行一次全面检查,有漏洞作出记号,及时补粘,确保二次衬砌后无渗漏。 复合式衬砌防水层,检测按下表要求:

二次衬砌应根据围岩和初期支护的监控量测数据来确定施作时间,具体应满足以下要求:①隧道周边位移速率有明显减缓趋势;②水平收敛(拱脚附近)速度小于0.5mm/d,或拱顶位移速度小于0.1mm/d;③施作二次衬砌前收敛量已达到总收缩量的80-90%;④初期支护表面再无发展的明显裂缝。

二次衬砌应使用足够强度、刚度和稳定性,能安全地承受浇筑混凝土的重力、侧压力及在施工中可能产生的各项荷载的全断面衬砌液压模板台车,模板台车放样时,允许将设计的衬砌轮廓线扩大5cm,确保衬砌不侵入隧道建筑限界。模板台车面板厚度应不小于8-10mm。台车表面应光滑,接缝严密,不漏浆,并在浇筑前在台车表面涂抹脱模剂。衬砌材料应符合设计规范要求,浇筑时应先墙后拱、一次浇筑成型,应从两侧拱脚向拱顶对称进行,尽可能直接入仓,自由跌落距离不得大于1.2m。当混凝土面超过拱顶时,泵管出口应埋设在混凝土以下,保证拱顶所有空间填满填实。为避免拱顶形成空洞,应预留压浆孔,二次衬砌完成后压浆。二次衬砌,混凝土强度达到2.5Mpa时,方可拆模。

二次衬砌外观要求无渗漏现象、混凝土表面密实;结构轮廓线条顺直美观;利用地质雷达可检查二衬厚度及衬砌背后空洞的位臵及规模大小。

混凝土衬砌实测项目

以上细则未涉及到处或有不妥之处,请按照设计图纸和规范要求执行。

隧道施工方法

新奥法

一、隧道施工方法

随着对隧道施工技术要求的不断提高,隧道施工方法也得到了较大的发展,从70年代以前传统的矿山法到现在的新奥法,从过去的小断面开挖法到现在的全断面开挖法和大断面部分开挖法。在隧道施工中最重要的是选择合理的施工方法,我国在长期的工程施工中总结了丰富的经验,以下是具有中国特色的隧道施工方法,具体如下:

传统矿山法

山岭隧道

明挖法

道 盖挖法 施 浅埋及软土隧道施工方法 工 浅埋暗挖法 方 法 盾构法

沉埋法

水底隧道

盾构法

矿山法(钻爆法)

新奥法

掘进机法

二、新奥法概述

从目前我国隧道的发展情况来看,在今后很长一段时间内,仍主要以新奥法施工为主,这也是符合世界潮流的。

1963年由奥地利学者L·腊布兹维奇教授命名为“新奥地利隧道施工法”,简称“新奥法”正式出台。它是以控制爆破和机械施工为主要掘进方法。

1.施工原理

“新奥法”以锚杆和喷射混凝土为主要支护方式,通过检测控制围岩变形,动态修改设计参数和变动施工方法的一种隧道施工方法,其主要特点是充分发挥了围岩的自承载能力。所以新奥法施工的三大要素为“控制爆破、喷锚支护、测量监控”,三大作业项为“开挖、初次支护、二次支护”。

施工原理的要点:

① 承载体系:支护结构+围岩 ② 少扰动围岩

③ 即允许又限制围岩的变形。 ④ 复合式衬砌(初次支护和二次衬砌) ⑤ 初期支护应尽量做成柔性的 ⑥ 要尽可能使结构做的圆顺 ⑦ 进行有效的监控测量

⑧ 通过“排堵措施”解决衬砌渗水

图1:施工现场

2.施工程序:

图2:隧道施工工序

其中新奥法施工的基本原则可扼要地扩为: “少扰动、早支护、勤测量、紧封闭”

三、新奥法常用施工方法

新奥法施工按其开挖断面的大小及位置,基本上又可分为:全断面法、台阶法、部分开挖法三大类及开挖方法。 1.全断面开挖方法

按隧道设计轮廓线一次爆破成型的施工方法,适用于较完整的、坚硬围岩,如I、II、III级围岩。

开挖施工程序:

(1)用钻孔台车,钻眼,装药,连接导火线

(2)退出钻孔台车,引爆炸药,开挖出整个隧道断面。 (3)排出危石,按设拱部锚杆和喷第一层混凝土 (4)用装碴车装碴石,运出洞外 (5)按设边墙锚杆和喷射混凝土

(6)必要时可喷拱部第二层混凝土和隧道底部混凝土 (7)开始下一轮循环

(8)在初期支护变形稳定后,或按施工组织中规定日期灌注内层衬砌 全断面开挖的优点:

(1)工序少,相互干扰少,便与组织施工和管理 (2)工作空间大,便与大型机械化施工 (3)施工进度高 (4)施工环境好 2.台阶法

台阶法按台阶的长度划分为:长台阶法,短台阶法,超短台阶法等三种,其主要适用于宽度较大,围岩破碎的情况,适用于III级、IV级围岩地层和洞口段、偏压段、浅埋段的I级~IV级硬岩地层和II级~III级软岩地层,但应是具体情况

采取超级大管棚、超前锚杆、超前小导管、超前预注浆等辅助施工措施进行超前加固,并根据工程实际、地层条件和机械条件选择合适的台阶方法

选择台阶长度的条件

①初期支护闭合环的时间要求:

围岩越差,要求闭合的时间越短,台阶长度必须缩短 ②施工机械的功率

效率高,闭合的时间会缩短,台阶可适当延长

原则:希望初次支护尽快闭合,当围岩条件较差时,以条件①为主;当围岩条件较好时,以条件②为主。

(1)长台阶法

长台阶法是将断面分成上半断面和下半端面两部分进行开挖,上、下断面相距较远,一段上断面超前50米以上或大于五倍的洞跨。长台阶法适用范围较全断面法广泛,凡是全断面法中开挖面不能自稳,但围岩坚硬不用底拱封闭断面的情况,都可采用长台阶法。

(2)短台阶法

台阶缩短:(1~1.5)B≤L<5B 特点:

①支护闭合时间快,围岩稳定性强 ②台阶缩短加大了对台阶施工的干扰 适用于IV级、V级围岩 (3)超短台阶法 上台阶长度仅为3~5m。

特点:更有利于控制围岩变形,但上下台阶相隔太近,施工干扰大。 适用于软弱破碎围岩(V~VI级围岩)

图3:长台阶法

图4:短台阶法

图5:超短台阶法

3.部分开挖法

(1)环形开挖留核心土法 特点:

①留核心土支顶工作面,稳定性优于超短台阶法,但是进度较慢。 适用于土质或易坍塌的软弱围岩;小型施工机具。

图6:环形开挖留核心土法

②单侧壁导坑法

i 洞室开挖跨度减小,有利于围岩稳定。 ii 导坑要合闭,增加了材料用量。 iii 进度慢

适用于断面跨度大,对地面沉陷有控制要求的软弱围岩

图7:单侧壁导坑法

③双侧壁导坑法(眼睛功法)

i 使洞室开挖跨度更小,增加了围岩的稳定性。 ii 耗材增加 iii 进度慢

适用于对地表沉陷高或跨度更大的隧道。

图8:双侧壁导坑法

④中隔墙法

中隔墙法也称CD工法(Center Diaphragm),是以台阶法为基础,将隧道断面从中间分成左右部分,是上下台阶左右各分成2或多部分,每一部分开挖并支护后形成独立的闭合单元。

图9:中隔墙法

⑤交叉中隔墙法

交叉中隔墙法也成CRD法(Cross Diaphragm)。当CD法仍不能满足围岩稳定和隧道施工安全要求时,可在CD工法的基础上对各部加设临时仰拱,将原CD法开挖中壁一侧改为两侧交叉开挖,步步封闭成环而改进发展的一种工法。

⑥台阶七步开挖法

洞身开挖采用台阶七步开挖法施工,是指在隧道开挖过程中, 分七个开挖面,以前后七个不同的位置相互错开同时开挖,然

后分部同时支护,形成支护

整体,缩短作业循环时间,逐步向 纵深推进的作业方法,形成开挖及施作初期支护,混凝土仰拱 紧跟下台阶及时施作构成稳固的初期支护体系。

图10:交叉中隔墙法

图11:短台阶7步开挖法开挖部序

计划统计部

中铁十七局集团

成渝铁路客运专线项目经理部一分部

2014年11月27日

隧道施工管理办法

隧道施工管理办法

隧道施工采用新澳法施工,在施工中分为两大关键工序初期支护和二次衬砌,对于这两个关键环节,我们通过以往经验总结如下:初期支护是注重安全,二次衬砌是质量关键环节,隧道施工中曾出现种种质量问题,为了加强瓦斯隧道的施工管理,避免只顾进度、效益不顾质量的做法,制止野蛮施工,确保工程质量,制定本办法。

1、 隧道工程施工的主要工序

开挖工序:

钻孔爆破排烟出渣找顶 初期支护工序: 立拱架打设锚杆超前小导管复喷砼至设计厚度

防水层施工工序:

清除喷砼表面尖锐物挂防水卷材焊接接缝 二次衬砌施工工序:

绑扎衬砌钢筋台车定位关挡头板浇筑砼

2、 施工中存在的质量问题处罚措施

2.1隧道拱背回填片石。在出现超挖坍塌时,严格按规范和验标要求办理,拱脚以上1m范围内的超挖,必须用

与拱圈同等级混凝土一次填筑。其余部分,超挖在允许范围内可用与衬砌同样材料回填,超挖大于规定时可用片石混凝土或浆砌片石回填。回填完后,必须经质检员检查合格后,方可进行下道工序。不符合要求处以罚金3000元;

2.2 锚杆方向不垂直、锚杆垫板安装不正确或数量少于设计。钻孔方向与孔口岩面垂直,垫板面应与喷射面紧贴,可在喷射面人工清理出局部平面与钻孔方向垂直。不符合设计要求的处以罚金5000元;

2.3 超前小导管数量不足。没有安装设计图纸施工,处以罚金6000元;

2.4 钢拱架、格栅拱架类型、间距不符合设计图纸,处以罚金6000元;钢拱架、格栅拱架制作不符合设计要求,不准用于工程。

2.5 钢筋网加工网格间距大、安装没有紧贴岩面,处以罚金3000元;

2.6 初期支护侵限导致二衬厚度不足,处以罚金6000元;

2.7 防水板破裂导致二衬渗水的,处以罚金8000元;

2.8 仰拱开挖长度超过7米,处以罚金3000元;

2.9 仰拱开挖不到位,基坑浮渣没有清理干净、有积水的,返工并处以罚金6000元;

2.10 仰拱没有按照设计图纸布设工字钢拱架,处以

罚金6000元;

2.11 仰拱回填片石成堆,不符合施工规范要求,处以罚金3000元;

2.12二次衬砌接缝错台,处以罚金3000元;

2.13 二次衬砌砼表面蜂窝、麻面。处以罚金3000元;

2.14 二次衬砌强度不足,不按配合比掺加砼外加剂或随意调整配料机数据,导致配合比不准确。处以罚金6000元;

2.15 二次衬砌与开挖掌子面距离大于100米,停止掌子面开挖,加紧二衬施工,达到间距要求时掌子面开挖开始施工。并处以罚金3000元;

2.16 没有按照设计图纸安装排水板,处以罚金2000元;

2.17 没有按照设计图纸瓦斯排气管,处以罚金4000元;

2.18 蓄意偷工减料的,使用不合格材料,返工并处以罚金4000元;

2.19 钢筋接头的连接方法和接头数量及布置不符合要求。返工并处以罚金4000元;

2.20 违反施工程序的、违反施工技术规范的,处以罚金2000元;

2.21 资料整理不及时,影响计量工作,处以罚金5000

元;

2.22 隧道水沟、电缆槽不平直。返工并处以罚金4000元;

3、安全、文明施工管理。

3.1隧道现场整洁,车辆停放有序,洞内路面干净,及时清扫杂物,管线规划合理,物品摆放整齐。原材料、半成品分类堆放,并进行标识。达不到标准处以罚金3000元;

3.2 严格进出洞管理。门岗必须履行岗位职责。坚持隧道进洞管理制度,若登记人员和洞内人员不否。对施工队处以罚金2000元;对施工队队长处以罚金500元;对门岗值班员处以罚金200元;

3.3 如进洞人员带有手机、打火机、火柴、香烟、钥匙串等火种和电子设备、物品。对施工队处以罚金2000元,对施工队队长处以罚金500元,对门岗值班员处以罚金200元;洞内发现抽烟者,对抽烟人处以罚金100元,对施工队处以罚金2000元,对施工队队长处以罚金500元,对门岗值班员处以罚金200元;

3.4 瓦检员必须履行岗位职责,遵守瓦斯超限与处理措施、瓦斯检测制度、瓦斯检测员交接班制度。加强现场瓦斯检测。认真填写记录,发现伪造瓦斯检测记录,对施工队处以罚金2000元;对施工队队长处以罚金500元;

对瓦检员处以罚金200元;

3.5 坚持“一炮三检制”(装药前、放炮前、放炮后)、“三人连锁放炮制” (放炮员、班组长、瓦检员)。否则施工队处以罚金2000元;

3.6 施工作业区瓦斯检测告示牌,每个班组不得少于三次,不得漏检和弄虚作假;否则处以罚金2000元;

3.7 隧道内进行可能产生火花作业,必须经过审批同意后,方可实施,否则处以罚金4000元;

3.8 成立专人的通风安装、使用、维修、维护的通风班组,每天进行巡检。保证管路顺直,无死弯、漏洞,其开机人员每天按班组对风机运行进行记录登记。保证每天24小时通风,擅自关闭风机,处以罚金2000元;

3.9 项目部配发的电力设备、检测设备、视频设备,施工队妥善保管使用,每损坏一件,施工队自费修理或更换新的设备,并处以罚金1000元;

项目部本着加强管理的原则制定本办法,并非蓄意罚款,本办法自2009年1月1日起实行。

附件:《雅泸高速新疆昆仑路港工程公司C26项目部工程处罚单》

新疆昆仑路港工程公司C26项目部

二〇〇九年一月一日

雅泸高速新疆昆仑路港工程公司C26项目部

工程处罚单

编号:2008-SD-2

项目部现场负责人: 总工程师:

项目经理:

盾构法隧道施工

研究生课程考核试卷

科 目: 隧道工程 教 师: 靳晓光 姓 名: 龙帅 学 号: 20121613155 专 业: 建筑与土木工程 类 别: 专业 上课时间: 2012 年 12 月 至 2013 年 1 月 考 生 成 绩:

阅卷评语:

阅卷教师 (签名)

盾构法隧道施工

龙 帅

(重庆大学土木工程学院)

【摘要】:如果说20世纪是桥梁建设的世纪,那么21世纪就是地下空间开发的世纪。随着城市密集度的提高和高层建筑的不断增加,地面可利用空间越来越少,地下空间的利用开发就越来越受到重视。伴随着地下空间时代的来临,地下工程的施工机械化得到迅速发展。所以,如何更有效利用和创造地下空间已成为当今城市现代化的重要课题,采用盾构法来开发地下空间则是一种最佳选择。

【关键字】: 地下空间 盾构隧道 机械化

Shield tunneling construction technology

Long Shuai

(Faculty of Civil Engineering, Chongqing University) 【Abstract】: If the twentieth century is the century of bridge construction, then the 21st century is the century of underground space development. With the improvement of urban concentration and the increase of the high-rise building, the space of ground becomes less and less, so the use of underground space has been taken seriously. With the era of underground space, the mechanization of underground engineering construction develops quickly. Therefore, how to more effectively use and create the underground space becomes an important subject of the current urban modernization, using shield method to develop the underground space is a best choice.

【Keywords】: underground space Shield tunneling mechanization

1、概述

1.1盾构法隧道的起源

1802年,英国采矿工程师阿贝尔提出修建英吉利海峡隧道的计划,设计从英法两岸用一种有掩体结构的挖掘机修筑隧道,每侧各挖掘18.7km,最后在瓦恩浅滩对接贯通。然而真正的盾构法应用始于1818年,由法国工程师布罗诺尔(M I Brunel)研发并取得专利,至今已有180多年的历史。我国在1957年北京的下水道工程中首次使用盾构法修建地下工程。

1.2盾构法隧道基本原理

盾构法隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体向前推进。这个钢质组件在初步或最终隧道衬砌建成前,主要其防护开挖出的土提、保证作业人员和机械设备安全的作用。盾构的另一个作用是能够承受来自地层的压力,防止地下水或流沙的入侵。

盾构是与隧道形状一致的盾构外壳内,装备着推进机构、挡土机构、出土运输机构、安装衬砌机构等部件的隧道开挖专用机械。城市市区建筑、公用设施密集,交通繁忙,明挖隧道施工对城市生活干扰严重,特别是在市中心,若隧道埋深较大,地质又复杂时,用明挖法建造隧道则很难实现。而盾构法施工城市地下铁道、上下水道、电力通讯、市政公用设施等各种隧道具有明显优点。

盾构法的主要内容是:先在隧道某段的一端建造竖井或基坑,以供盾构安装就位盾构从竖井或基坑的墙壁预留孔出发,在地层中沿着设计轴线,向另一竖井或基坑的设计预留洞推进。盾构推进中所受到的地层阻力,同构盾构千斤顶传至尾部一品装的预制衬砌,再传到竖井或基坑的后靠壁上。盾构是一个技能支撑地层压力,又能在地层中推进圆形、矩形、马蹄形级其他特殊形状的钢筒结构,其直径稍大于隧道衬砌的直径,在钢筒的前面设置各类的支撑和开挖土体的装置,在钢筒中段周圈内安装顶进所需的千斤顶,钢筒尾部是具有一定空间的壳体,在盾尾内可以安置数环拼成的隧道衬砌环。盾构每推进一环距离就在吨位支护下拼装一环衬砌,并及时向盾尾后面的衬砌环外周的空隙中压注浆体,以防止隧道及地面下沉,在盾构推进过程中不断从开挖面排出适量的土方。

盾构是进行土方开挖、正面支护和隧道衬砌结构安装的施工机具它还需要其他施工技术密切配合才能顺利施工。主要有:地下水的降低,稳定低层,防止隧道及地面沉陷的土壤加固措施,隧道衬砌结构的制造,地层开挖,隧道内的运输,衬砌与底层间的充填,衬砌的防水与堵漏,开挖土方的运输及处理方法,配合施工的测量,检测技术,合理的施工布置等。此外,采用气压法施工时,还涉及到医学上的一些问题和防护措施等。

1.3盾构法隧道优缺点

(1)盾构法隧道优点:

1)在盾构支护下进行地下工程暗挖施工,不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节、气候等条件影响,能经济合理地保证隧道安全施工。

2)盾构的推进、出土、衬砌拼装等可实行自动化、智能化和施工远程控制信息化,掘进速度快,施工劳动强度较低。

3)地面人文自然景观受到良好的保护,周围环境不受盾构施工干扰;在松

软地层中,开挖埋深较大的长距离、大直径的隧道,具有经济、技术、安全、军事等方面的优越性。

(2)盾构法隧道缺点:

1)盾构机械造价较昂贵,隧道的衬砌、运输、拼装、机械安装等工艺较复杂;在饱和含水的松砂地层中施工,地表沉陷风险较大。

2)需要设备制造、气压设备供应、衬砌管片预制、衬砌结构防水及防堵、施工测量、场地布置、盾构转移等施工技术的配合,系统工程协调复杂。

3)建造短于750m的隧道经济性差;对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时,施工难度较大。

2、盾构构造

2.1盾构的基本构造

盾构种类繁多,就盾构在施工中的功能而言,其基本构造主要分为盾构壳体、推进系统、拼装系统三大系统部分(如图2-1):

2-1盾构基本构造示意图

(1)盾构壳体

设置盾构外壳的目的是保护掘削、排土、推进、作衬等所有作业设备。装置的安全,故整个外壳用钢板制作,并用环形梁加固支承。一台盾构机的外壳沿纵向从前到后可分为前、中、后三段,通常又把这三段分别称为切口、支承、盾尾三部分。

1)切口环

该部位装有掘削机械和挡土设备,故又称掘削挡土部。

切口环部分是开挖和挡土部分,它位于盾构的最前端,施工时最先切入地层并掩护开挖作业,其前端设有刃口以减少切土时对底层的扰动。切口环保持工作面的稳定,并把开挖下来的土砂向后方运输。切口环的长度主要取决于支撑、开挖方法,就手掘式盾构而言,考虑到正面施工人员的安全和挖土机具工作要有回旋的余地等因素。对于机械化盾构,切口环的长度应由各类盾构所需安装的各种机械设备而定。

2)支承环

支撑位于中部,是盾构的主体构造部,是承受作用于盾构上全部荷载的骨架。支撑环紧接于切口环,是一个刚性很好的圆形结构。地层压力、所有千斤顶的反作用力以及切口入土正面阻力、衬砌拼接时的施工载荷等均有支撑环来承受。

支撑环的长度应不小于固定盾构千斤顶所需的长度,对于有刀盘的盾构还要考虑安装切盘的轴承装置、驱动装置和排水装置的空间。

3)盾尾

盾尾一般由盾构外壳钢板延伸构成,主要用于掩护管片的安装工作。盾尾末端设有密封装置,以防止水、土及压注材料从盾尾与衬砌间隙进入盾构内。盾尾密封装置损坏、失效时,在施工中途必须进行修理更换,所以盾尾长度要满足上述各项工作的要求。

(2)推进机构

盾构掘进的动力室靠液压系统带动千斤顶的推进机构,它是盾构重要的基本构造之一。

1)盾构千斤顶的选择和配置

盾构千斤顶的选择和配置应根据盾构的灵活性、管片的构造、拼装管片的作业条件等来决定。

2)千斤顶的数量

千斤顶的数量根据盾构直径、千斤顶推力、管片的结构、隧道轴线的情况综合考虑。一般情况下,中小型盾构每只千斤顶的推力为600~1500N,在大型盾构中每只千斤顶的推力为2000~2500N。

3)千斤顶的行程

千斤顶的行程应考虑到盾尾管片拼装及曲线施工等因素,通常取管片宽度加上100~200mm的富余量。

4)千斤顶的速度

千斤顶的速度必须根据地质条件和盾构形式来定,一般去500mm/min左右,且可无级调速。

5) 千斤顶块

盾构千斤顶活塞的前端必须安装顶块,顶块必须采用球面接头,以便将推力均匀分布在管片的环面。

(3)挡土机构

挡土机构是为了防止掘削是掘削面地层坍塌和变形,确保掘削面稳定而设置的机构,该机构因盾构种类的不同而不同。

就敞开式盾构机而言,挡土机构是挡土千斤顶。对地下水压小、涌水量不大的砂层中掘进的全敞开式而言,可采用顶棚式挡土装置。对半开式网格盾构而言,挡土机构是刀盘面板。对机械式而言,挡土机构是网格式封闭挡土板。

(4)管片拼装机

管片拼装机俗称举重臂,是盾构的主要设备之一,常以液压为动力。为了能让管片按照设计所需要的位置,安全、迅速地进行拼装,拼装机在嵌捏住管片后,还必须具备沿径向伸缩、前后平移和360度旋转等功能。

(5)真圆保持器

盾构向前推进时管片就从盾尾脱出,管片受到自重和土压的作用会产生变形,当该变形量很大时,既成环和拼装环拼装式就会产生高低不平,给安装纵向螺栓带来困难。为了避免管片产生高低不平的现象,就有必要让管片保持真圆,

该装置就是真圆保持器。

2.2盾构基本参数的选定

(1)盾构直径

盾构直径必须根据管片外径、盾尾空隙和盾尾钢片厚度等设计要素确定,而盾尾空隙应根据管片的形状尺寸、隧道的平面形状、纠偏、盾尾密封结构的安装等进行确定。

盾构直径是指盾尾的外径,而与刀盘、稳定翼、同步注浆用配管等突出部分无关。

所谓盾尾空隙,是指盾壳钢板内表面与管片的外表面的空隙。

根据隧道界限和结构尺寸要求,在确定衬砌外径之后,可按施工要求或经验确定盾构直径。下面介绍两种方法:

1)Dd2(x)

式中 D——盾构直径(mm);

; d——隧道直径(mm)

; x——盾尾空隙(mm)

。 ——盾尾钢板厚度(mm)

2)Dd内2(xTeT)

式中d内——盾构内径(mm);

; T——隧道衬砌厚度(mm)

; T——盾尾内衬厚度(mm)

; e——最小富余量(mm)

D,,x同前。

(2)盾构长度和灵敏度

盾构长度主要取决与地质条件。隧道的平面形状、开挖方式、运转操作、衬砌形式和盾构的灵敏度(即盾壳总长L与盾构外径D之比)。一般在盾构直径确定后,灵敏度值有一些经验数据可参考:

小型盾构(D=2~3m) (L/D)=1.50

中型盾构(D=3~6m) (L/D)=1.00

大型盾构(D>6m) (L/D)=0.75

盾构总长度由切口环、支撑环、盾尾三部分组成,它不包括盾构内设备超出盾尾的部分,如后台平台、螺旋输送机等。

盾构长度计算公式: LL twLcL

式中: Lw——切口环长度 Lc——支撑环长度 Lt——盾尾长度

(3)盾构的推力

盾构向前行进是靠安装在支撑环周围的千斤顶顶力,各千斤顶顶力之和就是盾构的总推力,在计算推力时,一定要考虑周全,要将盾构施工全过程中可能遇到的阻力都计算在内。

1)盾构的总推力和各种阻力的计算公式如下:

总推力 FF F1F2F3F4F5

式中:F1——盾构外壁周边与土体之间的摩擦或粘结力

F2——推进中切口插入土壤的贯入阻力

F3——工作面正面阻力

F4 ——管片与盾尾之间的摩擦力

F5 ——变向阻力

F6——后方台车的牵引力

2)盾构总推力可由以上F1F2F3F4的总和再乘以2来求出;

3)也可按经验公式求得: FjPjD2/4

式中: Fj——盾构的总推力(KN)

Pj——开挖面单位截面积的推力(KN)

a) 人工开挖、半机械化开挖盾构,机械化开挖盾构:Pj=700~1100kPA b)封闭式盾构、土压力平衡式盾构、泥水加压式盾构:Pj=1000~1300kPA

2.3盾构的分类

盾构是修建隧道的正面支护掘进和衬砌拼装的专用机具,盾构类型的主要区别是盾构正面对土体支护开挖方法的不同。为此,盾构的种类按其结构特点和开挖方法来分,主要分类如下表:

2.4盾构选型

一般来说,用盾构法施工的地层都是复杂多变的,因此,对于复杂的地层要

选定较为经济的盾构是当前的一个难题。

(1)盾构掘进机选型的依据

盾构掘进机选型依据按其重要性排列如下:

☆土质条件、岩性(抗压、抗拉、粒径、成层等各参数)

☆开挖面稳定

☆隧道埋深、地下水位

☆设计隧道的断面

☆环境条件、沿线场地(附近管线和建筑物及其结构特性)

☆衬砌类型

☆工期、造价

☆宜用的辅助方法

☆设计线路、线形、坡度

☆电气等其他设备条件

(2)盾构掘进机选型的一般程序

综合盾构掘进机的特性与选型的依据,盾构掘进机选型的一般程序可用流程图来描述(如图2-2)

2-2盾构掘进机选型程序流程图

3、施工筹划准备

3.1盾构法施工的前期准备

(1)完成始发井土建结构

盾构的始发井土建结构完成后方可进行盾构施工,始发井内须预留盾构出洞的洞门,洞圈一般为钢结构,以便安装盾构出洞的止水装置。

(2)盾构选型

根据隧道所经过的地层地质及地面构筑物情况、施工进度、经济性等条件进行盾构选型,确定所用的盾构类型。

(3)管片的生产

根据管片设计图纸及技术要求,设计出制造钢模的图纸,加工钢模,然后进行管片生产,由于管片钢模加工工艺复杂,故加工周期较长。

3.2技术准备

(1)熟悉施工图纸和有关的设计资料

学习工程建设单位提供的工程设计图纸和有关的地质资料。施工验收规范及有关的技术规定,通过学习充分了结合掌握设计人员的设计意图、结构特点和技术要求,在开工前或分项工程实施前,应有设计单位进行设计交底。

(2)了解隧道沿线的地下管线、构筑物及地质情况

对地下管线及地下构筑物,需要了解管线的种类、结构、类型、埋深等,与隧道的相互关系等情况,对地面建筑物,需要了解建筑物的种类、结构、类型、埋深与隧道的相互关系等情况,然后采取相应的保护措施。

(3)熟悉施工用机械的特点

熟悉盾构机的主要施工参数及享用的盾构施工工法,掌握施工要领。

(4)编制施工组织设计

编制施工组织设计是施工准备工作的重要组成部分,隧道施工的施祖编写要求根据隧道施工的特点,确定各个关键工序的施工技术合理地布置施工现场,科学地制定施工方案。

3.3生产物资的准备

生产物资主要包括材料、构件、施工机械。

材料的准备主要是根据图纸和施组的有关要求,并按施工进度、材料名称、规格、数量、使用时间、消耗量,编制出采材料需要计划,组织货源、运输、仓储、现场堆放,保证施工顺利进行。

构件的准备主要指管片的预生产,并落实运输、堆放、,保证按时按量供应。 施工机械的准备,根据所采用的施工方案、施工进度,确定施工机械的类型、数量、进场时间、运输安装方式、放置的位置等,编制施工机械的需要量计划,抱枕施工顺利进行。

3.4劳动力的准备

根据施组中所确定的劳动力使用计划,组织劳动力进场,根据需要对施工人员进行相关的技术培训,同时进行安全、消防和文明施工等方面的教育,安排好职工的生活,向施工人员进行技术交底和质量交底,保证施工质量和进度。

3.5施工现场准备

(1)盾构拼装或拆卸的工作

作为拼装或拆卸盾构的井,其建筑尺寸应满足盾构拼装、拆卸的施工工艺要求,一半井宽应大于盾构直径16.~2.0m,静的长度主要考虑盾构设备安装余地,以及盾构出洞施工所需最小尺寸。

(2)盾构基座

盾构基座应置于工作井的地板上,用作安装及搁置盾构,更重要的是通过设在基座上的导轨,使盾构在出洞前就有正确的导向。因此,导轨要根据隧道设计轴线及施工要求定出平面、高程、坡度来进行测量定位。

(3)盾构后座

在工作井中盾构向前推进,其推力要靠工作井后壁老承担,因此在盾构与后经壁之间要有传力设施,此设施称为后座,通常由隧道衬砌。专用顶块、顶撑等组成。

后座不仅要作推进顶力的传递,还是垂直水平运输的转折点。所以后座不能是整环,应有开口,以作垂直运输通口,而开口尺寸需由盾构施工的出进设备材料尺寸决定,第一环在其上部要加后盾支撑,以确保盾构顶力传至后井壁。

(4)人行楼梯和井内工作平台搭设

在盾构出洞阶段,施工尚未形成长隧道,盾构设备无法正常布置,井内需设置施工平台以放置各种设备,并应在合理位置安装上下楼梯,以供施工人员上下作业面工作。

(5)盾构施工地面辅助设备

为了确保盾构正常施工,根据盾构的类型和具体施工方法,配备必要的地面辅助设备,如施工围墙、场区道路、管片堆放场、拌浆间、配电间、充电间、水泵房等。

4、盾构推进

4.1盾构正面开挖方法

盾构在地层中推进,为了减少对地层的扰动,要求靠千斤顶顶力使盾构切入地层,然后在切口内进行土体开挖和外运,这是软土地地层盾构推进的最基本过程。

(1)敞开式挖土

手掘式及半机械式盾构都属于敞开式开挖形式。

这类方法主要用于地质条件较好,开挖面在切口保护下能维持稳定的自立状态。其开挖方式从上代下逐层掘进。若土层地质较差,还可借助支撑进行开挖,每环要分数次开挖、推进。

敞开掘进对正面障碍处理方便,并便于超挖配合盾构操作,提高盾构的纠偏效果。

(2)机械切削

根据土质的好坏,大刀盘可分为刀架间无封板的及有封板的两种,前者适用于土质条件好的地层中。用大刀盘切削正面土体再配备运土的机械设备,就是一个完整的盾构掘进施工工艺。

这种方法对正面的障碍排除及盾构超挖纠偏显得有些困难,但这种盾构实现隧道施工机械化、减轻劳动强度的必然趋势。

(3)网格式开挖

这种开挖方法是在软弱粘性土层的施工中不断总结经验而发展起来的。 其开挖面有网格梁与隔板组成许多格子,对开挖面土体其支撑作用。目前在网格后面配上提土转盘,把土体升到盾构中心筒体端头的斗内,然后由筒体内运输机将土送到施工隧道的运输平板车土箱中,一完成盾构掘进这一工序。实践证明这一方法有很好的效果。

(4)挤压式开挖

挤压式开挖可分为全挤式和局部式。

由于挤压推进不出土或出土少,对地层扰动大。故在隧道轴线设计时,必须避开地面建筑物,这就限制了这种施工方法的使用范围,一般用于旷野郊区,或滩涂处的排水工程。

4.2施工管理和掘进管理

(1)土压平衡式盾构

土压平衡式盾构的施工管理是通过排水机构的机械控制方式进行的。这种排土机构可以调整排土量,使之与挖土量保持平衡,以避免地面沉降或对附近构筑物造成影响。

随着盾构推进,对有螺旋刀盘切削下来进入密舱内的土体,通过安装在密封舱内的螺旋输送机以及出土口上的滑动闸门或螺旋式漏斗等排土机构进行排土,一面维持开挖面稳定状态,一面将盾构向前推进。

(2)加水式盾构

加水式盾构施工法的开挖面稳定管理由两种方式:一是不间断地掌握盾构掘进中的掘土量和排土量之间的关系,从而将密封舱内的切削土的积存量保持在最佳状态的排土率管理;二是同地下水压取得平衡的附加水压力管理。

(3)泥水加压平衡式盾构

泥水加压平衡式盾构一面要保持泥水压力来平衡作用于开挖面的外部压力,一面又要向前推进,所以要对开挖面泥水压力、密封舱内的土压力,以及同掘土量平衡的出土量等级进行必要的检测和管理。

4.3盾构的控制

(1)盾构偏向的判定

偏向是指平面、高程偏离设计轴线的数值超过允许范围。

1)盾构偏向的原因

盾构脱离基座导轨,进入地层后,主要依靠千斤顶编组及借助措施来控制盾构的运动轨迹。

盾构在地层中推进时,导致偏向的因素很多,主要有地质条件因素、机械设备因素、施工操作因素。

2)盾构偏向的反应与测定

在盾构施工中的每一环推进前,先要充分了解盾构所处的位置和姿态,否则无法控制下一环推进轴线和制定纠偏措施。,目前施工技术手段是通过对盾构现状位置的测量后报出的盾构现状报表来反应盾构真是状态。

(2)盾构的操作

盾构的操作,主要是盾构运动轨迹始终在设计轴线容许偏差值范围内,达到隧道衬砌拼装在理想的位置上的目的。

要控制好盾构掘进轴线,不但要能熟练地操作盾构,懂得纠偏原理、方法,还应对隧道埋置的地质情况、盾构施工时土质与盾构相互的影响有全面的了解。

1)土质对盾构施工的影响

盾构法适用于软土层的施工。软土主要有砂性土和粘性土两类。砂性土的颗粒粒径在2~0.005之间,其透水性较好,在地下水压力差作用下,砂粒易产生流动,如不采取必须的防范措施是难以正常施工的。

粘性土的透水性差,但具有较大的可塑性。虽是最适宜盾构施工的土质,但施工时对土体有过大扰动,则带来的“后患”也大。在饱和的淤泥质粘土中施工,对盾构稳定控制有一定的难度,要求掌握进土量,才能使盾构稳定向前运动。

2)盾构的操作方法

(3)盾构自传的纠正

盾构在推进施工中,除了偏离设计轴线外,还有本身自传的现象。纠偏方法有两个,一是在盾构有少量自传时,可用盾构内的举重臂、转盘、大刀盘等大型旋转设备的使用方法来纠正,另一个是当自传量较大时,采用压重的方法,使其形成一个纠旋转力偶。

5、管片拼装技术

隧道是由预制管片逐环连接形成的,管片是在盾壳保护下,并在其空间内进行拼装。管片的类型主要有球墨铸铁管片、钢管片、复合管片和钢筋混凝土管片,每环由数块组合而成。

5.1管片拼装

管片拼装是建造隧道重要的工序之一,管片拼装后形成隧道,所以拼装质量直接影响工程的质量。

(1)按其整体组合可分为通缝拼装和错缝拼装。

1)通缝拼装

各环管片的纵缝对齐的拼装方法,这种拼装方法在拼装时定位容易,纵向螺栓容易穿,拼装施工应力小,但容易产生环面不平,并有较大累积误差,导致环向螺栓难穿,环缝压密量不够。

2)错缝拼装

错缝拼装即前后环管片的纵缝错开拼装,一半错开1/2~1/3块管片弧长,用此法建造隧道整体性较好,拼装施工应力大,纵向穿螺栓困难,纵缝压密性差。但环面较平整,环向螺栓比较容易穿。

(2)针对盾构有无后退,可分为先环后纵和先纵后环拼装工艺。

1)先环后纵

先将管片拼装成圆环,拧好所有环向螺栓,待穿进纵向螺栓后再用千斤顶使整环纵向靠拢,然后拧紧纵向螺栓,完成一环的拼装工序。

2)先纵后环

当采用挤压或网格盾构施工时,盾构后退量较大,为不使盾构后退,减少地面的变形,则可用先纵后环的拼装工艺来实施。即缩一块管片位置的千斤顶,是管片就位,立即伸出缩回的千斤顶,这样逐块拼装,最后成环。

(3)按管片的拼装顺序可分先下后上及先上后下拼装工艺

1)先下后上

用举重臂拼装式从下部管片开始拼装,逐块左右交叉向上拼,这样安全,工艺也简单,拼装所用设备少。

2)先上后下

小盾构施工中,可采用烘托拼装,即先拼上部,使管片支撑于烘托架上。此法安全性差,工艺复杂,需有卷扬机等辅助设备。

5.2盾构推进与管片拼装成环轴线的相互关系

(1)成环轴线的形成

整条隧道的轴线是由各环管片中心实际位置连接而成,由管片成环测量报表反映,所以在施工中必须把管片拼装在允许偏离的范围内,确保隧道符合要求。

(2)盾构推进对管片成环轴线的影响

盾构推进的运动轨迹对隧道管片轴线起主导作用,只有控制好盾构轴线,特别是举重臂中心轴线,才能确保总体轴线能符合工程的使用要求。

(3)管片成环轴线对盾构轴线控制的影响

已成环管片盾构推进的后座,其在盾构内有一定衔接长度,对盾构的推进起到了导向作用。所以,成环管片轴线将直接影响盾构推进轴线的控制。

6、隧道压浆

6.1概述

随着盾构的推进,在管片和土体之间会出建筑空隙,为了填充这些空隙,就要进行衬砌壁后注浆。衬砌壁后注浆根据注入时间可分为一边向前推进,一边注入形成的建筑空隙的同步注浆和推进后立即注入的即时注浆两种。

在开放型盾构和泥水盾构施工中采用同步注浆法时,由于注浆材料可能想开挖面的渗透,流动的注浆材料的混入而造成正面泥水压力的变动和水泥质量的劣化,所以必须采用特别的方法来处理。

土压系列盾构由于在切削刀盘内滞留着切削土,所以不会造成因注浆材料箱开挖面渗透引起的麻烦。因此,采用不停地向盾尾密封部位加压、充填注浆材料的同步注浆施工法的实例也越来越多。

6.2压浆的作用及注浆工艺

(1)压浆的作用

压浆的作用有防止地表变形、减少隧道的沉降量、增加衬砌接缝的防水性能、改善衬砌的受力状况和有利于盾构推进纠偏。

(2)注浆工艺

注浆工艺主要取决于隧道所在地层的土质。在土质好的条件下,则一般先压骨料来支护土体及填充空隙,然后注水泥浆。但上海地层属于软土层,地下水位高,土质的含水量基本饱和,所以应一次注浆体材料,以防止土体流失。

压浆量的多少,将直接影响到地表变形量的大小。根据以往的施工经验,一般压浆量为理论建筑空隙的150%~250%范围,而实际施工应通过监测地表变形情况而定。采用的压浆压力应根据地面建筑的特点及隧道埋深而定。另外还可采

取多次压浆或增补压浆,以有效地控制地表变形。

7、施工监测

7.1施工监测项目的选择

地下工程检测技术历来受到随地哦啊与地下工程界的高地重视并作为施工不可分割的重要组成部分。从场地地层水文地质和工程物理力学特性试验,到开挖和支护过程中的施工同步监测,以及地下构筑物建成投入使用营运期的长期变形和沉降观测,监测技术在地下工程建设中起到十分重要的作用。一方面,作为工程建设预测预估的依据,用以保证建筑物和相邻土层的安全和稳定;另一方面,为今后的工程实践提供有价值的经验和第一手资料。

盾构法施工隧道时所需要的监测内容可分为三类:土体介质的监测、周围环境的监测和隧道变形的监测。

7.2土体介质的监测

(1)地表沉降

地表沉降测量时在沉降测量区域埋设地表桩,采用常规的水准测量方法。地表桩设置一般沿盾构隧道的轴线每隔3~5m设一测点,适当布置几排横向地表桩,测量盾构施工引起的横向沉降槽的变化。道路沉降必须将地表桩埋入地面的土层里,才能比较真实测量道路的沉降。地下管线的沉降测量,对重点保护的管线,应将测点设在管线上,并砌筑保护井盖,一般管线则可在其周围设置地表桩进行测量。

(2)土体沉降和位移

监测盾构施工引起的深层土体沉降和位移可了解土层被扰动的范围和影响程度,土体沉降测量采用分层沉降仪,土体深层位移则采用测斜仪,两者可共用一个侧孔和侧管。

(3)土体应力和孔隙水压力

盾构掘进对土体的挤压作用破坏了土体结构,是土中应力和孔隙水压力增大,对土应力和孔隙水压力的测量,能了解盾构的施工性能,对土层的扰动程度及预测固结沉降量,量测数据反馈后,可及时调整施工参数,减少对土层的扰动,土应力和孔隙水压力两侧元件的埋设采取钻孔埋设法,测点埋设在隧道外围。

7.3邻近构筑物及地下管线的保护监测

(1)相对房屋的变形监测

对盾构直接穿越和影响范围内的房屋、桥梁等构筑物必须进行保护监测,建筑物的变形观测可以分为沉降观测、测斜观测和裂缝观测三部分内容。沉降测点设在基础上或墙体上,在构筑物外的地表上和构筑物地板上也设一些测点,用水准仪量测。构筑物倾斜监测可采用经纬仪测量方法,也可在墙体上设置倾斜仪,连续监测墙体的倾斜。构筑物的裂缝可用裂缝观测仪测得。

(2)相邻地下管线的沉降观测

城市地区地下管线网是城市生活的命脉,与人民生活和国民经济紧密相连,隧道相邻地下管线的监测不仅关系到隧道工程本身的安全,同时也维系着国家和人民的利益,关系重大。相邻地下管线的监测内容包括垂直沉降和水平位移两部

分,其测点布置和监测频率应在对管线进行充分调查,与管线单位充分协商后确定。

7.4隧道变形监测

(1)隧道沉降及水平位移监测

为了连续准确地监测到隧道的位置变形情况,较为先进的方式是采用具有先进功能和较高精度的瑞士徕卡TCA1800自动跟踪全站仪,以定时的方式自动进行。

(2)隧道断面收敛变形监测

收敛变形一般采用收敛尺进行测量,但最大的问题是重复精度不高,而且因操作人而异;其次是工作量大,效率低。要解决此问题,也必须走仪器自动测量之路。用断面自动扫描的方法进行隧道断面收敛变形监测。

7.5施工监测数据的处理和反馈

盾构法隧道施工中土体介质、周围环境的监测和隧道变形的监测获得的大量数据应及时整理并汇成有关的图表。施工监测数据的整理分析必须与盾构的施工参数相结合,如开挖面平衡压力、盾构推力、盾构姿态、出土量和盾尾注浆量等。及时研究各监测结果与时间坐标和空间坐标的相关性,以掌握它们的变化规律和发展趋势。

8、垂直顶升

8.1概述

随着经济的不断发展,我国在沿海、沿江地区建造了不少火力发电厂、石油化工厂等现代的大型企业,需要大量的取排水隧道提供冷缺水和排放水,若将隧道与江河中的水域连通,则需要建造一种特殊的垂直构筑物——取排水口。上海隧道公司于70年代创造了垂直顶升施工工艺,它完善了大型取排水工程的整体施工技术,增加了盾构隧道施工的优势,并得到广泛的运用。

8.2垂直顶升工艺原理

垂直顶升是在已建成隧道内部,将首节预制管连接在隧道顶升特定部位,在管节就位并做好顶升准备工作后,将帽盖与管节采用特殊螺栓连接好,随后拆去帽盖与隧道的连接螺栓,依靠千斤顶的顶力吧管节向上顶出。在每节的顶升过程中,管节之间采用法兰螺栓连接,使管节垂直逐节顶入土中或水中。待一座立管全部顶完,做好底座节与隧道的连接。最后在水中揭去帽盖,换成正常的进出口,形成去排水口通道。(如图8-1)

8-1垂直顶升工艺流程图

9、工程实例

就浅埋层地下管道的埋设工程而言,由于无盖全敞开盾构工法存在明显优点,所以近年来在共同沟、排水管等各个领域中有着极为广泛的应用。这里介绍一个施工实例,日本市川市排水管道工程。

1、工程概况 该排水管道铺设工程选用矩形无盖全敞开盾构法,掘进总长度135m。矩形箱涵内容尺寸为2.6m×2.6m,外形3m×3m。

地质条件如下:0~-1.3m是回填土,-1.3~-4.7m为腐殖土的N=0~1的淤泥层,-1.7~-7.7m为N=6~9的冲积沙层。地下水位为-1.2m,箱涵的持力层是N=0的淤泥,为确保地层的持力,故应进行加固。施工地点是民房密集的居民区,道路宽度仅为3.6~4.7m,盾构掘进的路线上存在原有排水管道,必须边掘进边挖除。

施工要求:施工期间即使降雨也不能使周围淹水,必须采取措施确保排水能力;不能影响周围民房的安全;确保工期。

2、施工概况

本工程选用的盾构进全长7.22m、宽3.32m、高3.32m,质量6000kg。另外,设有R=100m的中折机构。本工程为了确保地层持力,对掘进的整个地层按JSG工法实施加固。由于作业用地的限制,在盾构机的上面铺垫密实的垫板,用翻斗车接收盾构机前面反铲铲挖下的土。为防止掘削面上的土体坍塌用滑动千斤顶挡土。注入材使用凝胶时间为20s的悬浊无机瞬结型浆液,浆液配比见表,注入材的固结一抗压强度为3~4pa。

本工程设置两个水平变位观测点,1号观测点离开盾构外侧板的距离为30cm,2号观测点离开盾构外侧板的距离为80cm,,水平变位的测量结果(如图9-1)

9-1测量结果

1)1号观测点的测量结果

观察图中6条距测点不同距离的水平变位测量曲线,不难发现:盾构机地板以上的地层水平变位的方向指向外侧;地板以下的地层的水平变位指向里侧。其原因可以认为是由于下部滑动千斤顶的挡土推压作用,故掘削面内的土体被挤压向地层,即土体向外侧移动,盾构机地面下的土体必然向里侧移动;就盾构同一位置而言,测点离开盾构的距离越大,测得的水平变位越小;这些水平变位曲线的共同特点是形状均呈弓形,且弓形的最小变位值均发生在地表-3.5m的位置,最大变位在-2m位置。

2)2号观测点结果

2号观测点离开1号测点50cm,其水平测量结果呈现的规律与1号测点的规律相同。向外侧的最大变位为5.4mm,仅为1号最大值一半,同样发生在盾尾还差1m到达测点的时点掘进结束时,外侧变位为1.6m,占最大变位的30%。

3)沉降测量结果

离开盾构机50m处的地表的沉降测量结果如图 所示。测量结果表明最大沉降为

3.5mm。

4、小结

本工程的最大水平变位为11mm,最大隆起量为5mm、最大沉降量为3.5mm。如此小的水平变位和竖向变位的获得是施工执行变形控制措施的结果。这也完全证实了无盖全敞盾构工法对周围环境影响小的优点。

10、结束语

盾构法隧道施工是一项综合性的施工技术。近年来,由于盾构法隧道施工在施工技术上的不断改进,机械化程度越来越高,对地层的适应性也越来越好。采用此法建造隧道,其埋设深度可以很深而不受地面建筑物和交通的限制。由于高科技成果的引进和开发应用,使其日益完善,更加适用于长大隧道现代化快速施

工的需要,并在世界长大隧道中取得世人瞩目的。

参考文献

[1] 上海隧道工程股份有限公司.软土地下工程施工技术.华东理工大学出版社,2007.

[2] 周文波 .盾构法隧道施工技术及应用.中国建筑工业出版社,2004.

[3] 王梦恕 .岩石隧道掘进机(TBM)施工及工程实例.中国铁道出版社,2004

[4] 谭复兴 高伟君.城市轨道交通系统概论. 中国水利水电出版社,2007.

隧道施工的新奥法

新奥法

新奥法【New Austrian Tunnelling Method】

新奥法是应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承能力为基点,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时的进行支护,控制围岩的变形和松弛,使围岩成为支护体系的组成部分,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。

新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下,采用毫秒爆破和光面爆破技术,进行全断面开挖施工,并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身,即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式,称为初次柔性支护,系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配,隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定,也就是说,承载地应力的主要是围岩体本身,而采用初次喷锚柔性支护的作用,是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥,第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。

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历史和发展

1934年,新奥法主要创始人 L.V. 拉布采维茨在就试图将喷浆方法用于地下工程。

他在1942~1945年建造的洛伊布尔隧道中采用了双层薄衬砌,即先喷一层混凝土,待变形收敛后再喷一层。

1944年,他发表了有关喷混凝土的论文,并指出了围岩动态随时间变化的重要性。

1948年,又指出了量测工作的重要性。又无公害的新喷敷方法。

1948~1953年喷混凝土在奥地利首次用于卡普伦水力发电站的默尔隧洞。 最早在欧洲推广使用锚杆的是1951~1953年建造的伊泽尔-阿尔克电站的有压输水隧洞。

1953~1955年修建普鲁茨-伊姆斯特电站的有压输水隧洞时,按照拉布采维茨的建议,充分采用锚杆而获得成功。

1957~1965年是着手发展新奥法的时期。拉布采维茨于1963年将这一方法正式命名为新奥地利隧道施工法。

1964~1969年又提出了在岩石压力下隧道稳定性的理论分析,强调采用薄层支护,并及时修筑仰拱以闭合衬砌的重要性。根据实验证实,衬砌应按剪切破坏进行设计计算。

奥地利的马森贝格道路隧道由于地质不良,用比国法失败后,改用新奥法使闭合隧道衬砌环的经验取得成功,并在1971年及1974年分别用于地压很大的陶恩隧道和阿尔贝格隧道。

支护机理

其基本观点是根据岩体力学理论,着眼于洞室开挖后形成塑性区的二次应力重分布,而不拘泥于传统的荷载观念。所以它主要不是建立在对于坍落拱的“支撑概念”上,而是建立在对围岩的“加固概念”基础上。

1. 新奥法施工基本原理:

充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护结构的监控、测量来指导地下工程的设计与施工。

2. 新奥法的主要原则:

(1)充分保护围岩,减少对围岩的扰动。

(2)充分发挥围岩的自承能力。

(3)尽快使支护结构闭合。

(4)加强监测,根据监测数据指导施工。

可扼要地概括为“少扰动、早喷锚、快封闭、勤测量”

新奥法

新奥法即新奥地利隧道修建方法的简称。原文是New Austria Tunnelling Method简写懔NATM。安与法国称为的收敛——约束法或有些国家所称的动态观测设计施工方法的基本原则相一致。在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。采用该方法修建地下隧道时,对地面干扰小,工程投资也相对较小。在我国上前的地下隧道修建中,使用本方法较多,已经积累了比较成熟的施工经验,工程质量也可以得到较好的保证。使用此方法进行施工时,对于岩石地层,可采用分步或全断面一次开挖,锚喷支护和锚喷支护复合衬砌,必要时可做二次衬砌;对于土质地层,一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌,在有地下水的条件下施工必要降水后方可施工。

新奥法的初期支护是永久衬砌的一部分,它承受了整个隧道60%?70%的受力,在初期支护中主张采用锚杆、挂网、喷射混凝土等手段将围岩与喷锚支护连成一个整体共同受力,极大限度地利用围岩自身承载能力,摒弃传统矿山法施工中初期支护仅为临时设施,在围岩破坏的条件下强行支护的措施,变被动受力为主动受力,不仅节约了支护材料和资源,也获得了更好的支护效果。

随着我国隧道工程的增多,新奥法得到越来越广泛的应用,作为新奥法的重要环节:光面爆破,也越来越得到广泛施工单位的采用。用光爆方法施工,岩层能较精确地沿设计轮廓断裂下来,使岩面平整,规则,并使围岩的整体性和稳定性不遭受明显的破坏。由于其显著的优越性,光面爆破已经成为我国推广应用新奥法中公认的三大技术措施之一。

光面爆破设计涉及到很多方面的内容,包括炸药的选择,起爆器材的选择,起爆方法的选择等,其中最重要的便是光爆参数的选择。这其中,又以最小抵抗线、周边眼密集系数和周边眼线装药密度为光面爆破的三大要素。在爆破过程中,还要考虑工程计划进度,施工机械的供应情况等等,只有在各方面条件都具备的情况下,光面爆破才能全面的体现其优越性。但,工程中不能只用计算出的结果,还要经过工程类比和试验的方法来调整光面爆破参数,才能让实际效果与设计的预期效果相符合。

虽然光面爆破有着诸多的优越性,但其对施工技术和钻眼精度要求高,而且其超欠挖的控制也一直是工程中的一个难点。实践中本着“宁超勿欠”的原则来指导施工。精心的管理,技术过硬的施工队伍,再加上认真负责的工作态度,是能克服光爆所带来的负面效应的。

(一)全断面法。即全断面开挖法,是指按设计开挖面一次开挖成型。其开挖顺序是全断面开挖,锚喷支护,灌筑砼衬砌。常选用于?-?类硬岩的石质隧道,该法可以采用深孔爆破。 全断面开挖法有较大的作业空间,有利于采用大型配套机械化作业,提高施工速度,且工序少、干扰少,便于施工组织和管理。缺点是由于开挖面积较大,围岩相对稳定性降低,且每循环工作量相对较大,因此就要求施工单位应具有较强的开挖、出渣与运输及支护能力,茅荆坝?:v类围岩中采用了全断面开挖,达到了预期效果。

全断面施工开挖工作面大,钻爆施工效率较高,采用深眼爆破可加快掘进速度,且爆破对围岩的振动次数较少,有利于转帐岩稳定。缺点是每次深孔爆破震动较大。因此要求进行精心的钻爆设计和严格控制爆破作业。

全断面开挖法的主要工序是:使用移动式台车(或者台架),首先全断面一次钻孔,并进行装荷连线,然后将钻孔台车后退到50m以外的安全地点,再起爆,使一次爆破成型,出渣后钻孔台车再推移至开挖面就位,开始下一个钻爆作业循环,同时进行锚喷支护或先墙拱后衬砌

新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称,原文是New Austrian Tunnelling Method,简称为NATM。它与法国称收敛约束法或有些国家所称动态观测设计施工法的基本原则一致。 新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹教授于二十世纪50年代提出的。它是以既有隧道工程经验和岩体力学的理论为基础,将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法,经奥地利、瑞典、意大利等国的许多实践和理论研究,于60年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速的发展,已成为现代隧道工程新技术的标志之一。我国近40年来,铁路等部门通过科研、设计、施工三结合,在许多隧道修建中,根据自己的特点成功地应用了新奥法,取得了较多的经验,积累了大量的数据,现已进入推广应用阶段。但在公路部门新奥法的应用仅为50%左右。目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法,技术经济效益是明显的。新奥法的基本要点可归纳如下:

1.岩体是隧道结构体系中的主要承载单元,在施工中必须充分保护岩体,尽量减少对它的扰动,避免过度破坏岩体的强度。为此,施工中断面分块不宜过多,开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。

2.为了充分发挥岩体的承载能力,应允许并控制岩体的变形。一方面允许变形,使围岩中能形成承载环;另一方面又必须限制它,使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。在施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构,例如,锚喷支护等。这样,就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间(包括闭合时间)来控制岩体的变形。

3.为了改善支护结构的受力性能,施工中应尽快闭合,而成为封闭的筒形结构。另外,隧道断面形状应尽可能圆顺,以避免拐角处的应力集中。

4.通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测,合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。

5.为了敷设防水层,或为了承受由于锚杆锈蚀,围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载,可采用复合式衬砌。

6.二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的,围岩和支护结构形成一个整体,因而提高了支护体系的安全度。

上述新奥法的基本要点可扼要的概括为:“少扰动、早喷锚,勤量测、紧封闭”。

新奥法设计施工的原理

2009-11-17 13:39 【大 中 小】【打印】

一、隧道设计施工的两大理论及其发展过程

二十世纪以来,人类对地下空间的需求越来越多,因而对地下工程的研究有了一个突飞猛进的发展。在大量的地下工程实践中,人们普遍认识到,隧道及地下洞室工程,其核心问题,都归结在开挖和支护两个关键工序上。即如何开挖,才能更有利于洞室的稳定和便于支护:若需支护时,又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。这是隧道及地下工程

中两个相互促进又相互制约的问题。

在隧道及地下洞室工程中,围绕着以上核心问题的实践和研究,在不同的时期,人们提出了不同的理论并逐步建立了不同的理论体系,每一种理论体系都包含和解决(或正在研究解决)了从工程认识(概念)、力学原理,工程措施到施工方法(工艺)等一系列工程问题。 一种理论是二十世纪20年代提出的传统的“松弛荷载理论”。其核心内容是:稳定的岩体有自稳能力,不产生荷载:不稳定的岩体则可能产生坍塌,需要用支护结构予以支撑。这样,作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。这是一种传统的理论,其代表人物有泰沙基和普氏等人。它类似于地面工程考虑问题的思想,至

今仍被广泛的应用着。

另一种理论是二十世纪50年代提出的现代支护理论,或称“岩承理论”。其核心内容是:围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力:不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的,如果在这个过程中提供必要的帮助或限制,则围岩仍然能够进入稳定状态。这种理论体系的代表性人物有拉布西维兹、米勒-菲切尔、芬纳-塔罗勃和卡斯特奈等人。这是一种比较现代的理论,它已经脱离了地面工程考虑问题的思路,而更接近于地下工程实际,近半个世纪以来已被广

泛接受和推广应用,并且表现出了广阔的发展前景。

由以上可以看出,前一种理论更注意结果和对结果的处理:而后一种理论则更注意过程和对过程的控制,即对围岩自承能力的充分利用。由于有此区别,因而两种理论体系在过程和方法上各自表现出不同的特点。新奥法是岩承理论在隧道工程实践中的代表方法。

二、新奥法

新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称,原文是New Austrian Tunnelling Method,简称为NATM。它与法国称收敛约束法或有些国家所称动态观测设计施工法的基本原则一致。

新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹教授于二十世纪50年代提出的。它是以既有隧道工程经验和岩体力学的理论为基础,将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法,经奥地利、瑞典、意大利等国的许多实践和理论研究,于60年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速的发展,已成为现代隧道工程新技术的标志之一。我国近40年来,铁路等部门通过科研、设计、施工三结合,在许多隧道修建中,根据自己的特点成功地应用了新奥法,取得了较多的经验,积累了大量的数据,现已进入推广应用阶段。但在公路部门新奥法的应用仅为50%左右。目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法,技术经济效益是明显的。

新奥法的基本要点可归纳如下:

1.岩体是隧道结构体系中的主要承载单元,在施工中必须充分保护岩体,尽量减少对它的扰动,避免过度破坏岩体的强度。为此,施工中断面分块不宜过多,开挖应当采用光面

爆破、预裂爆破或机械掘进。

2.为了充分发挥岩体的承载能力,应允许并控制岩体的变形。一方面允许变形,使围岩中能形成承载环;另一方面又必须限制它,使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。在施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构,例如,锚喷支护等。这样,就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间(包括闭合时间)来

控制岩体的变形。

3.为了改善支护结构的受力性能,施工中应尽快闭合,而成为封闭的筒形结构。另外,

隧道断面形状应尽可能圆顺,以避免拐角处的应力集中。

4.通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测,合理安排施工程序、进行设计变更及

日常的施工管理。

5.为了敷设防水层,或为了承受由于锚杆锈蚀,围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的

后续荷载,可采用复合式衬砌。

6.二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的,围岩和支护结

构形成一个整体,因而提高了支护体系的安全度。

上述新奥法的基本要点可扼要的概括为:“少扰动、早喷锚,勤量测、紧封闭”。

三、用一个弹簧来理解新奥法原理

1.洞室边缘某一点A在开挖前具有原始应力(自重应力和构造应力)处于一个平衡状

态。如同一根弹性刚度为K的弹簧,在P0作用下处于压缩平衡状态。

2.洞室开挖后,A点在临空面失去约束,原始应力状态要调整,如果围岩的强度足够大,那么经过应力调整,洞室可处于稳定状态(不需支护)。然而大多数的地质情况是较差的,即洞室经过应力调整后,如不支护,就会产生收敛变形,甚至失稳(塌方),所以必须提供支护力PE,才能防止塌方失稳。等同于弹簧产生了变形u后,在PE作用又处于平衡

状态。

3.由力学平衡方程可知,弹簧在P0作用时处于平衡状态;弹簧在发生变形u后,在

PE的作用下又处于平衡状态,假设弹簧的弹性系数为K,则有:

P0=PE+Ku

讨论:(1)当u=0时,P0=PE 即不允许围岩变形,采用刚性支护,不经济;

(2)当u↑时,PE↓;当u↓时,PE↑。即围岩发生变形,可释放一定的荷载(卸荷作用),所以要允许围岩产生一定的变形,以充分发挥围岩的自承能力。是一种经济的支护措施,围

岩的自稳能力P=P0-PE=Ku;

(3)当u=umax时,发生塌方,产生松驰荷载,不安全。

四、要点

1.围岩是受洞室开挖影响的那一部分岩(土)体,围岩是三位一体的即:产生荷载、

承载结构、建筑材料。

2.隧道是修筑在应力岩体中的,具有特殊的建筑环境,不能等同于地面建筑。

3.隧道结构体系=围岩+支护体系。

矿山场区公路隧道工程施工塌方处理技术的探析

  【摘 要】随着我国经济水平的不断提升,各种新技术、新工艺在矿山公路行业中大量涌现,进而推动了我国矿山公路事业的发展。隧道工程作为公路工程的一种重要形式,在其施工建设中存在较为严重的塌方问题,为有效解决这一问题,施工企业必须重视这一问题,及时采用科学有效地防塌措施,才能提高矿山公路隧道工程的质量。本文主要对矿山场区公路隧道工程施工塌方的主要原因及防御处理技术进行了分析及探究。

  【关键词】矿山场区;公路隧道工程;施工塌方;主要原因;防御处理技术
  在矿山场区存有大量地质不良的地段需要进行公路隧道工程的修筑,在修筑过程中往往会遇到洞顶围岩下塌、侧壁滑动等现象,甚至会发生冒顶等严重事故,这些现象在施工中称为塌方。塌方威胁人生安全、使施工延误工期、围岩更不稳定。故在施工中应预防其发生,发生塌方后需及时准确处理,减少塌方带来的危害。
  1.矿山场区公路隧道工程施工塌方的主要原因
  在矿山场区公路隧道工程施工中塌方一般是地质不良、设计定位不当、施工方法不正确等原因引起的。地质条件是造成塌方的基本因素。穿越断裂褶皱带,穿越严重分化的破碎带、堆积层等容易产生塌方。地下水往往也是重要因素,地下水丰富易造成塌方。地质勘探需要仔细周密。掌握资料不够时本应避绕的不恰当的位置会错误的定位通过,绘施工留下了隐患。或因没有准备,在施工时造成塌方。
  (1)施工是引起塌方的直接因素,对地质情况掌握不够,从而选择不合适的施工技术,(如不恰当的急于进洞、炸药用量过多、支护不及时不牢靠、围岩暴露时间过长、爆破方法选择的不恰当等),或选择了不合适的围岩情况的施工方法,(如本应小断面开挖,结果采用了大断面开挖法,或应先拱后墙法,而采用了先墙后拱法等)并且又未采取其他补救措施,则会造成围岩塌方,甚至由于塌方处理不当也会造成再次塌方或引起更大的塌方。
  (2)施工前要仔细核对设计文件,并需作必要的补测和验证。预防可能发生塌方的区段,事先做好必要的准备,并在施工中采取相应的措施,如在不良地质段采用先排水、短开挖、弱爆破、强支护、快衬砌、各工序紧跟的措施,消除不利因素,尽快修好衬砌,避免塌方发生。
  (3)塌方似乎是突然发生的,但实际上是有一定征兆的,在施工中还需要加强观察分析。例如顶部围岩裂缝旁出现岩粉,或洞内无故尘土飞扬、或不断掉小石头、或围岩裂缝逐渐张大等,说明塌方即将发生;支撑压坏或变形加大,说明围岩压力再加大,有塌方的可能性;围岩中突然出水或水压突然增加,要注意是否即将发生塌方;地下水冲走裂隙中的填充物,会使围岩松动下榻,当水有浊变清,说明裂隙中充填物已冲走很多,水量加大,则可能有塌方;洞顶滴水位置不定,来回移动,表明岩体在变形,当变形达到一定程度有可能塌方,即所谓“汉留淋漓,塌方先兆”。还有许多,在实践中总结得出的塌方征兆,应当在施工中注意观察。一般说来,塌方是可以预见的。当发现支撑变形加大,或被压坏,则应及时加固,以防围岩进一步松动而造成塌方。观察到异常情况,应认真分析,交接班时要交待清楚,做好准备,及时处理。
  2.矿山场区公路隧道工程施工塌方处理技术的分析
  2.1开挖是矿山场区公路隧道施工的关键环节
  开挖工作是隧道施工的第一流程,开挖工作的优越与否直接影响隧道施工的安全、质量和效益。提高光面爆破,可以减少对围岩的扰动,减少应力集中,有利于自然拱的形成,便于喷砼工艺,因此,隧道施工安全的关键是开挖。良好的光面爆破可以减少超欠挖,这样减少了欠挖处理及超挖石碴的外运量,减少衬砌时砼的回填量,而且砼衬砌厚度均匀减少了应力集中。因此,开挖也是影响隧道衬砌工作的关键。
  开挖是关键,还在于开挖决定了隧道的初始几何尺寸,表明了隧道的贯通及误差,一旦开挖出了问题,其它后续工序也就失去了意义,再次施工安全就很可能得不到保障。
  爆破参数设计是光爆控制的重要环节,在综合考虑围岩状况、岩石整体性好坏、节理裂隙发育规律等多方面因素后,精确合理地设计爆破参数,降低工料消耗,提高光面爆破效果。钻孔设备的选择对光面爆破的效果起重要作用,目前隧道开挖绝大多数采用人工开挖的方式,因此,操作手的经验及熟练程度至关重要。很多项目在施工隧道前对操作人员进行了岗前培训,操作人员在施钻时抓住了“准、平、齐、直”的要点,同时对风枪进行了适当改进,改造了部分风枪油壶的位置,减少了钻爆形成的台阶,拱顶和边墙光面爆破均达到了很高的水准。
  2.2防坍是保证隧道施工安全的最重要环节
  开挖中最重要的一点就是防塌。山岭隧道施工绝大部分采用传统的施工方法――钻爆法施工。钻爆法施工的山岭隧道由于受炸药爆破震动的影响,破坏了原有岩体内部受力平衡,当施工方法不当或支护不力时,围岩就会因失稳而发生坍塌。因此,采用钻爆法施工的山岭隧道如何防止坍方是确保隧道施工安全和工程质量的关键。
  2.2.1选择合适的施工方法
  隧道施工过程和方法是多种多样的,目前在我们经常采用的矿山法中大致有全断面法、台阶法和分部开挖法三大类。
  在当前的施工实践中,采用最多的方法是台阶法(含环形开挖预留核心土法),其次是全断面法。在大断面隧道中,中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)和双侧壁导坑法采用较多。选择施工方法,并不完全决定于地质条件。地质条件仅仅是选择施工方法的一个因素,而更应强调的是:施工方法必须符合快速、安全、质量及环境的要求。其中环境因素有时成为选择施工方法的决定性因素。
  2.2.2各种施工方法在不同围岩和隧道中适用情况
  全断面法。适用于单线铁路隧道Ⅰ~Ⅲ级围岩、铁路双线隧道及公路隧道Ⅰ~Ⅱ级围岩地段。通常采用全断面钻孔一次起爆方法。为控制好开挖轮廓,减少超欠挖,提高光面爆破效果,可推广预留光爆层的开挖方法。
  台阶法。适用于单线铁路隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩、铁路双线隧道及公路隧道Ⅲ级围岩地段。台阶数量和长度,要根据围岩条件而定。Ⅲ级围岩一般采用两台阶法;Ⅳ级围岩及Ⅲ级偏弱围岩,可改用三台阶法。
  分部开挖法。分部开挖法主要有双侧壁导坑法(适用于单线铁路隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩、铁路双线隧道及公路隧道Ⅳ~Ⅵ级围岩)、中隔法(适用于单、双线铁路隧道Ⅴ级围岩、浅埋隧道及三线隧道)或交叉中壁法(适用于双线、三线隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩及浅埋隧道)。这些施工方法也适用于对地表沉降有严格限制的城市公路隧道。
  双侧壁导坑法在控制地中和地表下沉方面,优于其它施工方法。此外,由于两侧导坑先行,能提前排放隧道拱部和中部土体中的部分地下水。为后续施工创造条件。因此城市浅埋、软弱、大跨公路隧道和山岭软弱破碎、地下水发育的大跨隧道可优先选用双侧壁导坑法。
  3.结束语
  综上所述,矿山场区公路隧道施工预防塌方非常关键,也关系到企业信誉、职工的生命和财产,必须高度引起重视,除按以上经验处理外,要多注意观察,发现问题及时处理好,必须选择有经验的施工队伍和技术管理人员,尽量选用先进的施工技术,结合实际地质条件,只有这样才能防范塌方事故在矿山场区公路隧道工程施工过程中出现,才能降低对国家及人民造成的财产损失及人员伤亡,推动矿山公路事业的快速发展。
  【参考文献】
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