隧道工程施工方案.docx
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隧道工程施工方案
第四章隧道工程施工方案
4.1、隧道施工控制测量
(1)地表平面控制
a、为保证洞口投点的相对精度,平面控制网根据设计提供的控制点和实地地形情况加密布设精密控制网,洞口共布设三个精密控制网点:
GB1-4、GB1-5、PN-491。
b、地表控制网经过多级复测,复测无误后方可进行引线进洞的测量工作。
(2)洞口间高程联测:
为保证隧道贯通误差精度,施工前与两洞口端按四等水准要求联测。
(3)洞口联系测量
为保证地面控制测量精度很好地传递到洞内,采用如下洞口控制测量方案:
a、在洞口仰坡完成及洞口施工至设计标高后,在洞口埋设二个稳固的导线控制点。
b、洞口附近在基础稳定处埋设2~4个水准点,与地表水准控制网组网观测及平差计算,以便于隧道进洞水准测量。
(4)测量方法及措施
a、地表平面控制测量选用全站仪施测,建立四等导线控制网,并把隧道中线和横向轴线纳入控制网内以保证放样精度。
b、高程控制按四等网施测,运用光电三角高程新技术,高程起算点利用定测高程,三角高程与地表平面控制测量同时进行相关的平差计算,天顶角观测四个测回,仪器高和反射镜高量至毫米。
c、洞内控制测量与地表平面控制测量按同等精度建网,施工中线测量使用光电经纬仪。
d、具体要求:
项目部量测组负责地表平面控制测量、高程控制测量和洞内引线控制测量,提供正确的进洞方位和高程点。
队技术室对精测组提供的测量成果和桩橛经复核无误后方可使用,并负责中线、高程测量。
中线测量在隧道每掘进20米,衬砌每一板时各进行一次,隧道每延伸100米时建导线网复核一次。
测量作业需按《测规》要求,原始记录齐全,测量资料整洁无误,各种计算工作必须由两人独立进行,对照无误后方可进行下一步工作。
所使用仪器,钢卷尺按规定定期送检。
测量组需保管好各种测量桩橛,包桩时注明桩号,以防毁坏或用错桩。
(5)隧道贯通误差的调整
a、为保证隧道正确贯通,根据测量规则制定允许误差标准:
横向允许误差±100mm,高程允许误差±50mm。
b、隧道施工测量除在测量设计中对贯通误差限差进行设计外,还应在施工测量中认真仔细,加强复核,并经常与出口进行联测,确保隧道施工的贯通精度。
c、当贯通误差较小时,可按原设计资料进行衬砌,并在未衬砌的100m地段内调整,消除贯通误差的影响,保证衬砌断面圆顺过渡。
4.2、隧道结构设计
本隧道按新奥法原理进行设计,采用单心圆内轮廓复合式衬砌结构,以锚杆、钢筋网、湿喷混凝土等为初期支护,辅以钢拱架、钢格栅、超前大管棚、超前小导管注浆等措施,充分调动和发挥围岩的自承能力,在监控量测信息的指导下施做二次模筑衬砌。
图6-1隧道断面结构图
4.3、洞门结构
根据设计要求,结合出洞口位置的地形、地质条件,结合工程施工安全、环境保护、洞口相关工程的要求,遵循美观,与周围自然环境相协调等因素,洞门采用翼墙式洞门,洞门施工在洞口段二次衬砌完成20米后进行。
4.4、隧道防排水设计
根据本隧道的防排水设计以“防、排、截、堵相结合,因地制宜、综合治理”为原则,达到防水可靠、排水畅通、施工方便、经济合理的目的。
本合同段隧道防排水达到的标准是:
洞内无渗漏水;安装孔眼不渗水;洞内路面不冒水、不积水。
4.4.1、防水措施
二次衬砌混凝土采用C25防水砼,混凝土中添加膨胀剂、减水剂、泵送剂等多种外加剂,防水砼的抗渗等级≥6;喷锚支护与二次衬砌之间铺设EVA防水卷材+无纺土工布;沉降缝采用E5型桥式橡胶止水带防水,工作缝采用遇水膨胀橡胶止水条防水。
4.4.2、排水措施
在衬背土工布排水层与喷砼之间设环向排水盲沟,环向盲沟采用φ50mmHPDE单壁打孔波纹管,一般每10米或每个施工缝处设置1道。
将水引入边墙脚两侧φ75mmHPDE单壁打孔波纹管纵向排水管。
横向引水管采用φ75mmHPDE单壁打孔波纹管,外裹200g/m2土工布,两侧纵向排水管沟由φ250mmHPDE打孔波纹管,外裹200g/m2土工布及级配碎石滤层,沿隧道纵向全长布置,将地下水排处洞口。
4.5、主要工程数量
主要工程数量祥见《表6-2虎山隧道主要工程数量表》
6-2虎山隧道主要工程数量表
项目
材料
单位
工程量
开挖
次坚石
m3
软石
m3
喷砼
C25喷砼
m3
管棚
φ108×6
Kg
超前小导管
φ42×__
Kg
注浆
水泥水玻璃浆液
m3
锚杆
φ25×5mm先锚后灌式中空注浆锚杆
Kg
φ25×5mm涨壳式预应力中空注浆锚杆
Kg
14号工字钢拱架
14号工字钢架及配件
Kg
刚拱架
格栅拱架
Kg
钢筋焊接网
E6
Kg
防排水层
400g/m2土工布
m3
隧道专用防水卷材
m3
模注砼
C25二衬防水砼
m3
C25仰拱砼
m3
二次衬砌钢筋
HRB335
Kg
仰拱填充
C15片石砼
m3
路基帽石及沟槽铺底
C25钢筋砼
m3
预留变形回填
C25砼
m3
4.5、主要施工工艺
4.5.1、总体施工方案
(1)、施工总平面布置图《虎山隧道施工平面布置图》
图6-3虎山隧道施工平面布置图
(2)、按新奥法原理组织指导施工,采用无轨运输方式。
根据隧道断面机械化作业的技术要求配备施工机械,组织实施开挖、喷锚、二次衬砌三条机械化作业线,优化施工方案,实现主要工序机械化作业,充分发挥机械效率。
(3)、洞口段V级围岩采用人工配合机械开挖为主,采用CD法;IV、V级围岩短台阶法开挖采用简易台车和人工风枪钻眼;III级围岩地段采用全断面方法掘进,根据施工进度需要配备适当的掘进设备,非电毫秒雷管光面爆破,严格控制超挖,杜绝欠挖。
(4)、初期支护紧跟开挖面及时施做,减少围岩暴露时间,缩短围岩变形时间;喷砼采用湿喷技术;仰拱、铺底先于二衬施工,防止基底弱化;二次衬砌混凝土采用由统一拌和站拌和,混凝土运输车和输送泵输送,液压整体钢模台车模筑。
4.5.2、具体施工方法
4.5.2.1、洞口段施工
(1)施工工序
隧道进出口设计洞口均为V级围岩。
进洞按“先排水、再进洞,统筹安排,减少干扰”的原则进行。
根据虎山隧道具体情况,以虎山隧道进口方向为隧道进洞方向,并根据设计要求,进行洞口边仰坡开挖,当洞口边仰坡开挖至设计面时,视围岩情况先考虑“φ108管棚+注浆”预支护,在保证安全作业前提下采用“小导管+注浆”预支护。
然后在超前支护的保护下进洞,并及时进行仰拱及填充层的施工。
当隧道进入正常段施工时,虎山隧道出口洞口方向也将进行截水沟及边仰坡开挖,并进行洞口段V级围岩超前支护,确保隧道施工安全。
洞口边坡处于暂时平衡状态,为确保洞口仰坡的长期稳定和隧道洞口段的施工安全,并满足抗震要求,在隧道施工前,加强排水和锚喷、三维植被网等防护。
在距坡顶5米自然坡设截水沟,排水沟、截水沟采用浆砌片石,平台用浆砌片石封闭加固。
浆砌片石施工采用人工挤浆法进行砌筑。
在施工范围的左右两侧由人工进行横向刷顺,浆砌块料石护脚,坡面三维植被网防护。
根据设计情况打3.5米长Φ22螺纹钢筋,进行挂网喷射C20砼防护。
(2)施工方法
隧道洞口地质条件较差,根据洞口浅埋的实际情况,先作好防排水,按设计图纸和实际地形,修筑洞顶截水沟,并与原有排水系统连接,使之形成完整的排水系统,防止地表水流入施工场地范围内,保持路基洞口边坡稳定、安全。
洞口边、仰坡开挖施工时,按设计图放出中线和开挖边线,清除开挖面上的松碴以及其它杂物,自上而下采用挖掘机配合人工进行开挖,严禁上下垂直作业。
用推土机集碴,自卸汽车运碴至弃碴场。
为了确保边坡的平顺和稳定,尽量避免超、欠挖和对边坡的过大扰动,如需爆破开挖,采用控制爆破,严格控制爆破参数。
边仰坡开挖后,按设计要求及时进行防护。
(3)施工技术要求
a、边坡开挖前,先调查边坡岩石的稳定性;对设计开挖线以内存在不安全因素的边坡,必须进行处理和采取相应的防护措施,山坡上所有危石及不稳定岩体应撬挖排除。
b、开挖自上而下逐段进行,杜绝掏底开挖或上下重叠开挖。
c、开挖中随时检查边坡和仰坡,如有滑动、开裂等现象,适当放缓坡度,保证边仰坡的稳定和施工安全。
(4)开挖
(1)天沟开挖
根据征地红线、实际山形地貌特征测量天沟位置,人工清表开挖施工,先整体开挖1.2×0.9(宽×深),再用砂浆抹面进行临时防水,待隧道正式进洞前再进行扩挖并按设计要求做好永久防护。
(2)土方开挖
狮子岩隧道进口洞口开挖、明洞开挖,根据地质资料以土方开挖为主,为加快进度达到早日进洞目标,按设计坡度刷坡。
采用PC220反铲装渣、自卸汽车运渣。
(3)洞口边坡喷锚支护
开挖修坡和支护需交叉作业,自上而下开挖一层,进行一层喷锚施工。
洞口边坡采用Φ22砂浆锚杆加φ8钢筋网,喷射10cm厚C20混凝土,砂浆锚杆单根长度3.5m,间距1.2m×1.2m,钢筋网网格间距20×20cm。
洞口边坡支护如“洞口边坡喷锚支护示意图”所示。
为确保施工顺利进行,在进行暗洞施工前应对洞口开挖临时边、仰坡进行锚喷(网)加固,然后开挖进洞。
锚杆施工:
采用7655型手风钻钻孔,钻孔方向尽量与坡面垂直,采用人工注浆、人工插锚杆。
锚杆采用“先灌后插”的砂浆锚杆。
锚杆采用砂浆锚杆,长度3.5m,间距120×120cm,梅花形布置。
锚杆、钢筋等主要材料应进行材质检验,严格按技术交底及施工图进行施工,做好各项安全防护措施。
锚杆布置见下图,
挂钢筋网:
挂φ8的钢筋网,网格间距为20×20cm。
钢筋网在钢筋场下料并绑扎成形,钢筋网网格间距按设计及规范要求进行拼接和与锚杆连接。
为现场使用方便,钢筋网每边长以1~3m为宜。
钢筋网安放时注意搭接不少于30d,且不得少于钢筋网网格长边间距。
喷混凝土:
喷射混凝土不得采用干喷工艺,应采用湿喷工艺进行施工。
喷射混凝土速凝剂应采用环保无碱速凝剂。
喷射混凝土配合比应通过实验确定,并满足设计强度和湿喷工艺的要求。
喷射作业应分段、分片依次进行,喷射顺序自下而上进行,喷射段纵向长度不宜超过6m。
喷射混凝土要紧跟开挖施工,喷射混凝土混合料应随拌随喷,回弹物不得再次作为喷射混凝土用料。
喷射混凝土应以适当厚度分层进行,一次喷射厚度不宜大于40~60mm,首次喷射混凝土着重填平补齐,将坡面喷平顺,后一层喷射应在前一层混凝土终凝前施工。
喷射混凝土作业时喷嘴应与坡面垂直,喷嘴距坡面距离以0.6~1.2m为宜,喷射束料与受喷面垂线成5~15度夹角最佳。
喷射时,应使料束成螺旋形运动,喷射机工作压力控制在0.1~0.15MPa之间。
喷射混凝土作业之前临时就近布置一台0.5m3移动拌和机搅拌混凝土,配备2台混凝土湿喷机进行喷混凝土,喷射10cm厚C20网喷混凝土,喷射混凝土终凝2小时后,应喷水养护,养护时间不少于7天。
(4)套拱施工
明挖段开挖至暗挖段拱顶开挖轮廓线高度时,垂直下挖至设定的上半断面底部,临时喷射混凝土封闭暗洞掌子面。
测量组精确测量放出洞口位置,同时定出大管棚及套拱的位置。
沿开挖轮廓线环向紧贴安装3榀I18型钢钢架,每榀钢架间焊接环向间距为1m的Φ25钢筋。
导向管采用φ127×4mm的钢管,间距0.4m,倾角为1°(不含线路纵坡),方向与线路中心线方向平行。
施工时在型钢上标注φ127×4mm导向钢管的位置,环向间距0.4m,逐根焊接于钢架上固定。
外侧其它型钢钢架,内、外层钢架采用钢筋焊接。
立模加固,套拱厚度为0.6m,长度为2m。
导向管两端封堵,以防进浆。
浇筑采用C25混凝土,为暗洞开挖作准备。
套拱结构如下图所示。
套拱结构示意图
导向钢管示意图
施工工艺流程:
套拱施工工艺流程图
(5)长管棚施工
套拱混凝土达到100%强度时,方可实施管棚钻孔工作。
长管棚中心距开挖轮廓线约40cm,长管棚钢管采用热轧无缝钢管,钢管直径108mm,壁厚6mm,节长3m、6m,单根管棚长度为28m。
钢管间距环向0.4m,外插角1°(不包含线路纵坡),方向与线路中线平行。
隧道纵向同一断面内的接头数不大于50%,相邻钢管的接头至少须错开1m。
编号为奇数的孔采用有孔钢花管,钢花管第一节长3m,编号为偶数的孔采用无孔钢花管,钢花管第一节长6m,以后每节均采用6m等长有孔或无孔钢花管。
明挖段开挖示意图
暗挖段CD法
序号
图示
施工步骤说明
1
(1)左洞室拱部超前小导管注浆支护
(2)开挖左洞室上台阶土体(循环进尺0.5m)
(3)左洞室上台阶初期支护
2
(1)施工左洞室边墙φ42小导管支护并注浆
(2)开挖左洞室下台阶土方(循环进尺0.5m)
(3)左洞室下台阶初期支护
3
(1)右洞室拱部超前小导管注浆支护
(2)开挖右洞室上台阶土体(循环进尺0.5m)
(3)左洞室上台阶初期支护
4
(1)施工右洞室边墙φ42小导管支护并注浆
(2)开挖右洞室下台阶土方(循环进尺0.5m)
(3)右洞室下台阶初期支护
5
(1)分段拆除临时中隔壁,拆除长度5-7m
(2)仰拱初期支护基面处理
(3)施作仰拱复合式防水层,灌注仰拱二衬钢筋砼
6
(1)边墙、拱部初期支护基面处理
(2)施作边墙、拱部仰拱复合式防水层
(3)立模灌注边墙、拱部二衬钢筋砼
①钻机就位
钻孔前,根据纵坡及外插角调整钻机钻进角度,使钻机钻杆角度与线路方向呈1°夹角,调整完成后,固定钻机位置。
②钻孔、顶管、注浆
长管棚设计参数:
管棚钢管环向间距0.4m布置,管棚钢管采用φ108×6mm钢花管(或钢管)。
长管棚采用钢花管与钢管间隔布置,环向间距中至中40cm。
钢花管上钻φ10的注浆孔,孔间距15cm,梅花形布置,尾部留不钻孔的止浆段450cm。
施工时先打设钢花管并注水泥浆,水泥浆中添加水泥重量5%的水玻璃。
水泥浆水灰比为1:
1,水玻璃浓度35液美度,水玻璃模数2.4,注浆压力为初压为0.5~1MPa,初压为2MPa.注浆结束后及时清除管内浆液,并用M30水泥砂浆紧密填充,以增强管棚刚度和强度。
水泥浆必须边拌制边使用,失效的水泥浆个严禁用于管棚及其他部位注浆。
大管棚单根注浆量为0.5m3,注浆时采用注浆压力及注浆量双控制。
注浆管采用3.0m、6.0m两种规格,奇数相邻孔的注浆管接头必须错开,以避免钢管接头在同一断面上。
钢管采用丝扣联接。
钢花管大样及布置见下图:
钢管施工允许偏差:
径向不大于20cm。
施工方法:
为保证成孔质量,防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌,钻孔间隔进行。
先钻奇数孔,后钻偶数孔,成孔直径为127mm,以便顺利安装φ108×6mm钢花管。
奇数孔成孔后及时安装有孔钢花管,压注水泥浆(含水泥重量5%的水玻璃)。
偶数孔成孔后立即安装无孔钢花管,防止塌孔。
同时偶数孔的施工一方面可以检查奇数孔注浆质量,另一方面也可以进行补充注浆,提高注浆加固围岩的效果。
施工过程中,每钻完一孔就顶进一根钢管,钻进过程中经常采用测斜仪量测钢管钻进的倾斜度,发现偏斜超过设计要求时,及时纠正。
检查方法:
①成孔检查:
孔深采用控制钢管长度的方法检查孔深,倾斜度采用测斜仪量测。
②注浆检查:
注浆量控制,单孔注浆量为0.5m3。
压力控制,注浆初压为0.5~1MPa,终压为2MPa。
(6)洞口交接处开挖支护方法
长管棚施工完成后,借助上半断面台阶高度,进行侧壁导坑的上台阶开挖与支护工作,掘进约10~15m左右,开挖下半断面。
下半断面随挖随喷混凝土防护,挖至两侧墙底标高后,及时进行两侧边坡防护施工,同时进行导坑下台阶开挖支护。
(7)洞门衬砌施工方法
本隧道进口洞门采用翼墙式洞门,洞门结构采用C25钢筋混凝土,结构厚度为60cm。
进口洞门长度为5m,延伸长度为10m。
出口施工同进口,但出口洞门长度为5m,延伸长度15m。
洞门衬砌施工工艺流程见图。
洞门施工工艺流程图
仰拱及铺底施工:
洞门开挖完成后,开挖仰拱,仰拱开挖采用挖机与人工配合施工,挖机挖除时预留20cm以上人工修整,以免造成基底围岩的破坏。
人工清理完成后,通知试验室做地基承载力试验,基地承载力设计要求不小于300KPa,如基底承载力达不到设计要求时,通知监理及设计院进行变更处理。
仰拱钢筋集中在钢筋场加工,现场焊接绑扎成形。
钢筋下料长度严格按照设计尺寸进行,弯曲半径及弧度要符合设计要求。
钢筋现场焊接绑扎时,钢筋间距偏差不得大于10mm,钢筋网长宽偏差不得大于10mm,焊接接头要错开至少35d以上,且错开距离不得小于50cm,接头采用单面焊时焊缝长度不得少于10d,双面焊时不得少于5d。
仰拱钢筋安装完成后,浇筑仰拱混凝土,仰拱混凝土采用拌和站集中供应,混凝土罐车运输至现场,采用混凝土泵或溜槽入模。
混凝土浇筑时应分层振捣密实,采用插入式振捣棒振捣。
混凝土终凝后及时施作铺底混凝土,铺底混凝土施工方法与仰拱相同。
混凝土初凝后及时洒水养护,养护期不少于7d。
洞门拱墙施工:
测量组精确放出拱墙设计中心线,并测量标高,二衬台车大致行驶到指定位置,人工调整台车位置并固定。
拱墙钢筋集中在隧道钢筋加工场制作,现场绑扎成形。
钢筋下料长度严格按照设计尺寸进行,弯曲半径及弧度要符合设计要求。
钢筋现场焊接绑扎时,钢筋间距偏差不得大于±10mm,焊接接头要错开至少35d以上,且错开距离不得小于50cm,接头采用单面焊时焊缝长度不得少于10d,双面焊时不得少于5d。
钢筋保护层采用砂浆垫块控制,砂浆垫块强度不得低于设计混凝土强度。
钢筋网层间距采用拉筋控制,拉筋与主筋采用点焊连接。
拱墙混凝土采用拌和站集中供应,采用混凝土罐车运输至现场,混凝土浇筑时要分层对称浇筑,严禁从单侧浇筑到顶,以免对台车形成偏压造成跑模。
混凝土振捣采用插入式振捣棒和附着式平板振动器共同振捣,振捣时振捣棒尽量避免碰触模板和钢筋,严禁碰触预埋件,以免造成预埋件偏位。
当混凝土达到拆模条件后,及时移动台车,并对混凝土进行洒水养护,养护期不少于7d。
(8)、洞门防水层施工
洞门防水层采用1.2mm厚EVA防水板,铺设防水板之前,先对二衬混凝土表面进行处理,局部不平整处采用打磨或砂浆磨平的方式处理。
处理完成后,铺设350g/m2无纺土工布,无纺土工布铺设时留有一定松弛度,避免回填施工时土工布被损坏。
铺设防水板,防水板拼接采用热缝合双缝焊接,搭接宽度不小于100mm,严格控制热缝合机的温度和速度,保证焊缝质量。
焊缝应严密,单条焊缝的有效焊接宽度不应小于12.5mm。
焊接前应将待焊接处擦拭干净,焊接时应避免漏焊、虚焊、烤焦或焊穿。
防水板铺设时每次应比本次衬砌长度长1m左右,以便与下一环的防水层连接,同时防水层接缝应与混凝土接缝错开至少1m,有利于防止施工缝渗水。
然后在铺设一层350g/m2无纺土工布,最后施工2cm厚的M20水泥砂浆。
防水层施工时松弛度经验值一般环向为10%,纵向6%左右。
(9)洞门回填施工
当拱圈混凝土达到设计强度、防水层施工完成后,方可回填拱背土方。
拱顶回填土应对称分层夯实,每层厚度不得大于0.3m,两侧回填土面高差不得大于0.5m。
设计线上3m以下部分全部采用浆砌片石回填。
回填采用小型振动夯实机夯实,回填土回填至拱顶以上时应分层满铺填筑,回填土压实度不得小于90%,回填土顶部夯填50cm厚粘土隔水层。
(10)、洞口附属工程施工
(1)施工方法洞口附属工程包括洞门修筑、装饰及仰坡开挖、排水系统、护面墙、挡墙、三维植被网等。
隧道洞门按设计的形式进行施工。
洞门砌筑及仰坡开挖施工在洞口段衬砌施工完成20米后进行,砼由砼运输车运至工作面,砼输送泵入模。
洞门装饰采用粗面花岗岩,利用洞门砼浇注时的支架进行。
洞门端墙采用75号浆砌片石砌筑,靠端墙的防护与洞门端墙整体修筑,采用挤浆法施工,施工工艺可按路基挡墙的施工。
排水沟及截水沟采用浆砌片石,其施工方法可按路基圬工施工。
(2)施工技术要求【《公路隧道施工技术细则》P17】
a、洞门施工符合以下要求:
土质地基整平夯实,土层松软时,加碎石人工夯实,将基础置于稳固的地基上。
基础处的碴体杂物、风化软层和积水清除干净。
洞门衬砌按设计要求与明洞采取加强连接措施,确保与已完成的拱墙连接良好。
b、洞门的排水、截水设施与洞门工程配合施工,并与路基排水系统连通。
c、洞口圬工施工按设计及规范规定进行,施工方法同隧道洞身和路基圬工施工。
4.5.4、IV、V级围岩地段施工
洞口段V级围岩采用人工配合机械双侧壁导坑法开挖;IV、V级围岩地段采用短台阶施工方案,台阶长10~15m,先支护后开挖,微震光面爆破,装载机和自卸车出碴。
(1)关键工序要求
a、先超前大管棚、超前小导管施工,然后上台阶开挖采用简易台架人工风枪钻眼,楔形复式减震掏槽,微震光面爆破开挖,循环进尺1.5~2.0m。
【《参隧道施工技术细则》P23开挖软弱围岩时,应控制在1~2m之内】
图6-5钻爆施工现场场景
⑥
图6-6【示意图待计算完善】
b、拱部初期支护施工顺序为初喷、径向Φ25中空注浆锚杆、
架立工字钢、复喷C20砼至设计厚度。
特别注意拱脚锁脚锚杆和纵向槽钢托梁施工质量。
c、下部开挖后及时将工字钢拱架连接闭合,进行锚喷初期支护,灌注仰拱混凝土,M15片石砼仰拱回填,分左、右半幅进行调平层施工。
d、铺设环向盲沟及隧道专用防水卷材,初期支护基本稳定后施做整体模筑二次衬砌,二衬段与台阶距离复合设计文件及规范要求。
4.5.5、III围岩段施工
采用全断面开挖,深孔光面爆破的方法掘进,《III级围岩施工作业程序及钻爆设计示意图》。
4.5.6、岩爆施工工艺【小小专题】【参考课本《隧道工程》P】
埋藏较深段,在高地应力岩体中,由于施工爆破扰动原岩,岩体受到破坏,使掌子面附近岩体突然释放出潜能,产生脆性破坏,这使围岩表面发生爆裂声,随之有大小不等的片状岩弹射剥落出来。
1、岩爆的防治技术
岩爆产生的前提条件取决于围岩的岩性条件。
在施工中控制和改变这两个决定性因素就可能防治或延缓岩爆的发生。
因此,防治岩爆发生的措施主要有二:
一是强化围岩,二是弱化围岩。
强化围岩的措施很多,如喷射混凝土或钢纤维混凝土、锚杆支护、锚喷网联合、钢支撑网喷联合,紧跟二衬混凝土等。
这些措施的出发点是给围岩一定的径向约束,使围岩的的应力状态较快地从平面转向三维应力状态,以达到延缓或抑制岩爆发生的目的。
弱化围岩的主要措施是注水、超前预裂爆破、排孔法、切缝法等。
注水的目的是改变岩石的物理力学性质,降低岩石的脆性和储存能量的能力。
后三者的目的是解除能量,使能量向有利的方向转化和释放。
2、岩爆地段隧道施工的主要注意事项
(1)、岩爆应选用预先释放部分能量的方法,如超前预裂爆破法、切缝法和排孔法等,先期将岩层的原始应力释放一些,以减少岩爆的发生。
岩爆应严格控制用药量,以尽可能减少爆破对围岩的影响。
(2)、根据岩爆发生的频率和规模情况,必要时考虑缩短爆破循环进尺。
初期支护和衬砌要紧跟开挖面,已尽可能减少岩层的暴露面和暴露时间,以防止岩爆的发生。
(3)、岩爆引起塌方时,迅速将人员机械撤至安全地段;采用摩擦型锚杆进行支护,增大初锚杆力;采用钢纤维喷射混凝土,抑制开挖时围岩的剥落;采用挂网或用钢支撑加固;充分做好岩爆现象观察记录。
4.6、施工超前预报与光面爆破
4.6.1、超前地质预报技术【《隧道施工技术细则》P43】【要加深进一步阐述】
隧道地质超前预报是防止隧道开挖突发性灾害(塌方、涌水等),保证施工安全,保证施工工期,确保工程施工质量,优化和调整支护参数,评判围岩稳定的有效措施。
采用物理探测方法和传统探测方法进行地质预报。
一是使用物探方法进行地质超前预
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