A7隧道施工总结.docx
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A7隧道施工总结
马头岭隧道洞身施工技术总结
一、工程概况
马头岭隧道是南平联络线高速公路一座分离式隧道,隧道平均全长4062米,全隧采用曲墙(部分带仰拱)复合式衬砌,本隧道位于闽西南拗陷带东缘政和—大埔深大断裂带东侧。
马头岭隧道进洞口围岩主要为残坡积粉质粘土及碎块状强风化、中风化石英片岩,岩体极破碎—破碎,围岩级别为Ⅴ级;隧道洞身为大岭组石英片岩,属较坚硬岩,岩体较完整,结合断层破碎带F10、F11,节理发育,隧道洞身围岩级别为Ⅴ~Ⅱ级。
二、施工方案
本隧道采用新奥法施工,严格控制超欠挖,摒弃“宁超勿欠”思想,在开挖过程中实行“少超不欠”的原则。
爆破方法采用光面爆破、预裂爆破,尽可能的减少对围岩的扰动,防止破坏围岩力学结构。
不良地质地段隧道洞身开挖严格按照新奥法施工原则:
采取“管超前,严注浆,短开挖,强支护,勤量测,早封闭”的暗挖法施工原则。
隧道进出口明洞段采用明挖法施工,暗挖段采用中隔壁开挖法开挖,爆破方式采用光面爆破。
正洞洞身开挖方法:
Ⅲ级围岩段采用全断面开挖施工初支不设拱架,Ⅳ级围岩段采用台阶法开挖施工初支采用钢格栅支护,洞口加强段和浅埋偏压Ⅴ级采用中隔壁开挖法均采用钢拱架初支护。
2.0施工组织及进度
项目部根据总体部署,特部署6个施工班组:
开挖班、支护班、二衬班、立架班、清扫班。
针对工程特点。
施工前不断对施工及管理人员进行操作规程、工艺、技术交底、及安全培训。
隧道仰拱及仰拱填充、防排水、二次衬砌与掘进作业、开挖平行施工。
双洞人员机械配置:
开挖班60人,支护班16人,二衬班48人,立架班18人(4-5级围岩),清扫班8人;挖机2台,装载机4台,自卸车8台,空压机10台。
根据实际统计的进度一个月最快进度约为200m左右,一般正常3级围岩每月单洞开挖160-180m。
2.1洞内施工
本隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩地段采用全断面法施工,洞内石质Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用台阶法开挖。
采用锚、网、喷初期支护,仰拱超前,拱墙一次衬砌,围岩破碎地带拱部采用小导管、注浆锚杆超前支护,初支格栅钢架加强洞内衬砌采用衬砌台车,台车长12米。
施工时依据第3方的超前地质预测预报和设计图纸,认真做好施工。
上台阶开挖
2.1.1洞身开挖与支护
洞身开挖采用新奥法施工。
洞内石质Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用台阶法开挖。
施工作业流程:
超前锚杆支护→上台阶开挖→初喷→安设格栅钢架→拱部径向锚杆→挂网→复喷→开挖下台阶→初喷→立边墙格栅钢架→边墙径向锚杆→复喷→下一循环。
拱部预留沉降量8~10cm(根据量测做适当调整,一般5级围岩预留15cm,四级围岩预留7cm,3级围岩预留3cm)。
上、下台阶均采用凿岩台架配合人工手持YT-28凿岩机钻孔,光面爆破,电毫秒雷管网络起爆。
光面爆破施工工艺为爆破眼打钻-装药-连接线路-爆破。
全断面开挖作业流程:
钻孔→爆破→出渣→机械人工找顶→喷射混凝土→锚杆施做→复喷→检测断面→下循环
由于本隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩较多,特介绍全断面开挖工艺。
钻孔前用专用仪器画出开挖轮廓,按设计标出炮眼位置(注意预留沉降量)。
施工中为加快进度,以每次爆破长度为3米控制,按周边眼深度3.8m,掏槽眼、底眼深度为4m,辅助眼深度为3.8m控制钻孔深度。
钻眼完毕,按炮眼布置进行检查并做好记录,不符合要求的炮眼应重钻。
本隧道掏槽眼施工根据开挖台车构造采用斜楔型法,在台车中部两侧斜向约40-45度打孔形成,竖向的间距约为70cm;周边眼钻孔按照放线标注的孔眼位置,采用与前进方向稍向外略平行钻孔,环向间距为40-45cm;辅助眼间距一般为60cm,在周边眼与掏槽眼间布设。
底板眼角度与前进角度向下约成10-15度,宁超勿欠。
装药前用L型空心管将炮眼内泥浆、石粉用高压风吹干净,检查炮眼,确认达到设计要求后方可装药。
装药时严格按经验用药量进行,掏槽眼Ⅲ级药量为2.2kg,辅助眼Ⅲ级药量为1.8kg,周边眼Ⅲ级用药量为0.8kg。
装药后,所有炮眼均堵塞炮泥。
根据现场统计一般3级围岩全断面3.4m进尺,总用药量约为204kg。
施工中应根据围岩的坚硬程度,合理的调整用药量,经过工地现场实践表明,按照此经验施工爆破面超欠挖不明显,能达到预想状态。
掏槽眼斜向钻进辅助眼钻进
周边眼钻进底板眼钻进
爆破后效果开挖前
2.1.2砂浆锚杆施工
锚杆采用Ф22mm砂浆锚杆,注浆锚杆等。
施工前先检查锚杆类型、规格、长度等是否与设计相符。
根据锚杆类型、规格及围岩情况选择准备钻孔机具,一般为先钻孔后插入锚杆。
钻孔采用风钻,孔眼间距、深度和布置符合设计参数的要求,其方向垂直于岩层层面。
用风动搅拌机带动锚杆快速旋转,边旋转边徐徐推进。
施工时需做好防粉尘及噪音措施。
钻孔后,用带有刻度记号的工具插入孔内,测量孔深。
深度、位置经确认合格后方可进行下步施工。
砂浆锚杆施工工艺:
定位放样-钻孔-清孔-放入药卷-插入锚杆-锚杆端头固定
在锚杆安装前,先将"药卷"在水中浸泡,保证吸足水泥水化作用的水分。
但不能过久,保证在水泥初凝前使用完毕。
施工时,可配合使用用专用的工具,用锚杆的杆体将"药卷"匀速地顶入锚杆安装孔,边顶边转动杆体(配合使用专用工具时会自动转动),使"药卷"水泥在杆体周围均布密实,但不可过搅。
施工过程中,顶入和转动杆体时,应注意"匀速"。
安装好后,可用"钢筋头"或其他楔块,在孔口将杆体固定
施工注意事项:
锚杆材质必须符合设计要求;锚杆长度及打入的角度严格按照要求进行,严禁随意变换角度和长度;锚杆打入后强度端头严禁悬挂重物;垫板安装后应紧贴围岩,不得松动,如有拱架时锚杆必须与拱架焊接牢固,组成受力整体。
锚杆钻孔药卷浸水
送入药卷插入锚杆
安装垫板螺帽
2.1.3钢拱架制做安装施工
钢拱架在洞外加工棚立加工,根据不同断面将拱架弯曲成5部分,弯曲时注意拱架连接处精度要满足要求,防止拱架现场连接时线性不顺或连接不上。
按设计加工完成格栅钢架的各单元钢架后,组织试拼,检查钢架的尺寸及轮廓是否合格。
格栅钢架在按设计要求初喷砼后安装,安装间距应符合设计要求,为确保主筋外缘有足够的砼保护层厚度,在安装过程中钢架和围岩之间的空隙,采用砼垫块间隔塞实,严禁采用石块、洞渣填塞,安装完成后及时喷砼覆盖。
安装时拱底必须落地,严禁悬空安装。
喷砼覆盖钢架厚度不小于2cm。
刚拱架应与锚杆焊接牢固,相邻2环拱架用25螺纹焊接使之连接成整体,环向焊接钢筋间距不超过1m。
拱脚部位的拱架在施工中必须落在稳定坚实的地面上,不可悬空拼接。
拱架垫板连接拱架落地
2.1.4喷射砼施工
洞身断面成形后,及时进行喷射砼防护工作。
喷射顺序从下向上对称进行,先喷射钢架与围岩之间空隙,再喷射钢架周围,然后喷射格栅钢架之间。
喷射砼覆盖全部钢架和钢筋网,保护层厚度≥2cm。
喷射砼湿喷施作,采用湿喷机,初喷厚3cm,复喷至设计厚度。
砼喷射采用两台湿喷机由两侧边墙同时喷射,以加快施工进度,使钢架与喷砼及时连为整体,起到支护作用。
喷射所用混凝土为在拌合站按配比拌合加入速凝剂的混凝土,严禁施工中擅自加水等。
喷射前用隧道断面仪检查开挖断面尺寸。
用机械和人工依次找顶,清除开挖面的浮石和墙角的岩碴、堆积物。
处理好岩面,拆除障碍物,对欠挖部分进行修凿,必要时,安设工作平台。
埋设控制砼厚度的标志。
有良好的通风和足够的照明装置。
喷射作业前,对机械设备、风、水管路和电线路等进行全面检查及试运转。
喷射作业分片进行,喷射顺序自下而上;在前一层砼终凝后进行复喷。
喷射作业开始时,先送风、后开机,再给料,结束时先停料,再停风。
喷射机供料连续均匀,机器正常运转时,料斗内保持足够的存料,喷射机工作风压控制在0.5~0.7Mpa,喷射回填的混凝土严禁再次使用。
喷射手保持喷头与受喷面垂直且距离为1.0m喷射作业完毕或因故中断喷射时,将喷射机和输料管内的积料清除干净。
整
喷射混凝土施工前做好照明
2.1.5仰拱及填充施工
施工时,仰拱先行,及早封闭,以利于衬砌结构的整体受力。
仰拱根据施工能力与栈桥长度应分段浇筑,每段长6-8m为宜。
砼浇筑前,清理干净仰拱底部虚碴、积水,经监理工程师检查合格进行钢筋绑扎后浇筑混凝土。
下料时应注意钢筋接头应错开不可通缝,钢筋绑扎时应做好定位防止钢筋位置不准确。
浇注仰拱砼时由仰拱中心向两侧对称进行。
砼浇筑采用罐车运输,从里向外一次浇筑成型。
人工摊铺,振捣棒振捣,初凝之前抹平压光。
为保证仰拱曲率,采用在模板上画线来控制。
仰拱施工为能实现与掘进、衬砌平行作业,在仰拱工作面上搭设两根12m栈桥,保证各种作业车辆的正常行驶,而不破坏新浇筑的仰拱砼。
仰拱砼达到设计强度后,即安排浇注填充砼。
填充砼施工前,清除仰拱面的碎渣、粉尘、积水,填充混凝土一般为片石混凝土,片石投放应分层均匀,不可成堆,片石周围应全部被混凝土包裹。
钢筋绑扎预留钢筋间距位置准确临时栈桥
仰拱二衬浇筑前在模板上画出弧线
2.1.6结构防排水施工
隧道衬砌喷砼与模筑衬砌砼之间设置防水板,根据图纸每5~15m设环向φ50mm软式透水管盲沟一道,环向盲管的设置在施工中可根据隧道出水情况作相应调整,并在两侧边墙下部各设一根φ100mmTS软式纵向透水盲管,每隔5~15m设边墙泄水管通过三通与纵、环向盲沟连通,将地下水引入洞内侧沟。
连接时候注意连接的效果,要依次检车每个接头的连接效果。
二次衬砌每模施工缝均设橡胶止水带。
施作模筑砼时,拱顶根据需要布置压浆孔,并按要求进行拱顶充填压浆。
切面图
环向盲管与纵向排水管三通连接横向排水管与纵向排水管连接
2.1.7防水板施工
防水板施工顺序图
根据铺设段环向长度和每节衬砌长度在洞外对防水板进行预加工,拼接成幅面宽2m的防水板卷成卷备用。
防水板施作前,对隧道净空进行测量检查,净空要求满足隧道设计开挖轮廓线。
断面要求平整,无明显的凹凸起伏,并且无钢筋及凸出的管件等尖锐突出物,否则应对突出物进行割除,并在割除部位用砂浆抹圆曲面,以免防水层被扎破。
土工布铺设时,首先在喷射砼的隧道顶部正确标出隧道纵向中心线,再使裁剪好的无纺布中心线与喷射砼上的中心线标志重合,从拱顶开始向两侧下垂铺设。
土工布从拱顶向边墙对称固定,从上到下将土工布和衬板用射钉枪一并固定在喷射混凝土面上,射钉间距1m梅花形布设。
防水板在铺设台车上铺设,先在隧道拱顶部的无纺布上正确标出隧道纵向中心线,再使防水板的中心与这一标志相重合,与无纺布一样从拱顶开始向两侧下垂铺设,边铺边热溶焊接,焊接前用土工布把焊缝范围内的赃物和油擦干净。
防水板应紧贴初期支护,并应适当留有余地,不可拉的太紧,防止灌注混凝土时挤破拉坏防水板。
工人割除突出的锚杆钢筋防水板挂好后
手持式热焊机
2.1.8洞身二次衬砌施工
施工顺序:
绑扎二衬钢筋(如果有)-台车移动-定位-止水带、堵头板施工-浇筑混凝土-拆模-移下一模
马头岭隧道洞内衬砌采用衬砌台架配组合钢模板施工。
台架采用工字钢制作,模板采用厚1cm的特制组合钢模板,台车长12米。
台车使用前必须经过验收后方可使用。
二衬台车
洞身开挖支护完成后,经施工监测各测试项目所显示的位移率明显减缓并已基本稳定;已产生的各项位移已达到预计位移量的80%~90%;水平收敛(拱脚附近)速率小于0.2mm/d或拱顶下沉速率小于0.15mm/d后进行边墙及拱部衬砌施工。
当支护变形量大,支护能力又难以加强,变形无明显收敛趋势时,在报请监理工程师批准后,提前施作二次衬砌。
台车根据测量放线定出洞中轴线,行走到预定的位置,用自带千斤顶顶升面板至设计高度,然后顶升侧面的模板到设计位置。
在端头安装设置堵头板,堵头板应严密防止漏浆。
台车定位后注意接线盒及光电标志的预埋,施工前应统计所有的预埋件位置及桩号,做到不漏设、不错设。
灌筑砼两侧由两侧滑槽对称同时进行,注意控制两侧泵送砼的均匀性,两侧灌注砼高差不得超过50厘米。
浇筑一层振捣一层,边墙振捣采用附着式和插入式振捣棒相配合,已达到振捣密实的效果。
当浇筑到起拱线后,改由台车顶部的泵送口,泵送入混凝土,附着式振捣器振捣。
拱部封顶时,必须填满捣实,不得有空隙,如确实无法填实,可在空隙处预留注浆口,待强度达到后进行注浆处理。
每循环衬砌前,对上一组衬砌接缝处的砼凿毛、清洗,并刷一层水泥浆以使新旧砼接合良好。
根据洞内湿度情况采用洒水或自然养生。
拆模在拱部砼达到设计强度后进行,拆模时注意砼模角及表面的保护。
台车前进堵头板施工
边墙浇筑辅助溜槽
三.施工中存在的问题
1.开挖时盲目追求一次开挖进尺出现超、欠挖现象。
处理措施:
对于超挖超过规定的部分,采用同强度喷射混凝土分层挂网喷平,每层喷射厚度不超过10cm。
超过规定的欠挖部分必须凿除,或从新补炮。
合理的设置一次开挖量,做到3级围岩一次开挖进尺不超过3m,2级一次开挖进尺不超过3.5m。
根据围岩硬度及时调整爆破和打孔参数,如为软质围岩时,周边眼的位置适当往里收一点,用药量较正常药量少,做到少超挖,通过调整确定最终的爆破和开挖参数。
2.二衬出现渗水现象。
处理措施:
在渗水的部位二衬后面采用注浆封堵,注浆强度采用与二衬同强度等级。
注浆时控制浆液强度,注浆位置,和注浆效果,一次注浆达不到效果时,可多次注浆。
压注顺序自上而下,从无水到有水。
3.二衬背后出现空洞。
处理措施:
当二衬背后出现空洞的情况应采用注浆的方法作填充处理,直到填满为止。
注浆时压力不宜超过0.4MPA。
一次注浆达不到效果时,可多次注浆。
预防措施:
1.浇筑到拱顶时,减小水灰比和谈落地,已达到减小收缩的目的。
2.施工中边振捣边灌注混凝土,切忌浇筑速度过快。
4.喷射混凝土出现剥落,开裂和厚度不足。
处理措施:
对与开裂的部分,凿除开裂范围,清理松动的围岩后,重新喷射混凝土。
喷射厚度不足的,二衬补喷。
预防措施:
1.喷射强用高压水枪对喷射面上的粉尘、杂物冲洗干净,使结合紧密。
2.喷射前讲断面上的松动的石块、危石清理干净。
3.在喷射面上设置厚度参照物,喷射时厚度已参照物为准。
4.严格控制喷射混凝土质量,按照配合比拌合,禁止私自加水,在规定的时间内喷射完成,喷射回弹物严禁再次利用。
5.二衬外观较差,错台严重。
处理措施:
对二衬接头处错台较大的地方用砂轮打磨,打磨的宽度大于15cm。
打磨后两模接头处混凝土必须平顺,禁止采用直接抹砂浆的方式找平。
预防措施:
1.台车模板的弧度必须准确,使用前应检查,防止变形,如变形必须经过处理后方可使用,模板的材质和厚度必须一致。
2.台车使用一段时间后,对台车的拼接面板进行检查,如错台时可使用腻子刮平,
3.台车每次使用前必须清理模板上的残渣混凝土,打磨涂润滑油。
4.台车定位时,模板前一模二衬混凝土表面必须紧贴。
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