隧道施工工序作业指导及监控要点docx1 1.docx
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隧道施工工序作业指导及监控要点docx11
隧道施工工序作业指导及监控要点
双线黄土隧道施工开挖工法
根据宝兰客运专线BLJL-7标设计文件,本标段隧道主要以客专大断面单洞双线黄土隧道为主,施工方法以三台阶七步法、三台阶临时仰拱法及三台阶横撑法为主。
一、三台阶七步法:
三台阶七步开挖是指在隧道开挖过程中分上中下和仰拱4部分,以前后左右7个不同的开挖面相互错开同时开挖,然后分布同时支护,最后形成支护整体,缩短作业循环时间,逐步向纵深推进的作业方法。
其实质为台阶法的一种,拱部采用环形开挖预留核心土,利用核心土施压掌子面,中下部开挖也是先开挖两侧保持中部土体不动,其核心是保证掌子面稳定。
1、施工工艺
1.1三台阶七步开挖法可分为以下主要步骤:
1.1.1上部弧形导坑环向开挖,施做拱部初期支护;
1.1.2中、下台阶左右错开开挖,施做墙部初期支护:
1.1.3中心预留核心土开挖、隧底开挖,施做隧底初期支护。
每部开挖后均应及时支护,隧底初期支护后应及时施做仰拱,尽早封闭成环。
2、三台阶七步开挖法的施工工艺流程见图。
图2三台阶七步开挖法施工工艺流程
2.1采用三台阶七步开挖法施工的隧道,应将超前地质预报纳入施工工序,并根据工程水文地质变化情况,及时调整各部台阶长度或施工方法,采取相应的技术措施,及早封闭成环,保证施工安全。
2.2采用三台阶七步开挖法施工的隧道,应根据工程水文地质条件,按设计要求做好超前支护,防止围岩松弛,保证隧道开挖安全。
在断层、破碎带、浅埋段等自稳性较差或富水地层中,超前支护应按设计要求进行加强。
2.3三台阶七步开挖法施工应符合下列要求:
1以机械开挖为主,必要时辅以弱爆破;
2弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖,预留核心土,开挖后及时支护;
3其他分步平行开挖,平行施做初期支护,各分部初期支护衔接紧密,及时封闭成环;
4仰拱紧跟下台阶,及时闭合构成稳固的支护体系;
5施工过程通过监控量测,掌握围岩和支护的变形情况,及时调整支护参数和预留变形量,保证施工安全;
6完善洞内临时防排水系统,防止地下水浸泡拱墙脚基础。
2.4三台阶七步开挖工序示意图见2.4.1透视图见.2.4—2,施工工序见图2.4—3。
图2.4—2开挖透视图
图2.4-3施工工序图
施工步骤:
第1步,上部弧形导坑开挖:
在拱部超前支护后进行,环向开挖上部弧形导坑,预留核心土,核心土长度宜为3~5米,宽度宜为隧道开挖宽度的1/3~1/2。
开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过1.5米,开挖后立即初喷3~5cm砼。
上台阶开挖失跨比应大于0.3,开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护,架设钢架,在钢架拱脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°搭设锁脚锚杆,拱脚锚杆和钢架牢固焊接,复喷砼至设计厚度。
第2、3步,左右侧中台阶开挖:
开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过1.5m,开挖高度一般为3~3.5m,左右侧台阶错开2~3m,开挖后立即初喷3~5cm砼,及时进行喷、锚、网系统支护,接长钢架,在钢架拱脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°搭设锁脚锚杆,拱脚锚杆和钢架牢固焊接,复喷砼至设计厚度。
第4、5步,左右侧下台阶开挖:
开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过1.5m,开挖高度一般为3~3.5m,左右侧台阶错开2~3m,开挖后立即初喷3~5cm砼,及时进行喷、锚、网系统支护,接长钢架,在钢架拱脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°搭设锁脚锚杆,拱脚锚杆和钢架牢固焊接,复喷砼至设计厚度。
第6步,上中下台阶预留核心土:
各台阶开挖分别开挖后及时施作仰拱初期支护,完成两个隧道开挖、支护循环后,及时施作仰拱,仰拱分段长度宜为4~6m。
第7步,隧底开挖:
每循环开挖进尺长度宜为2~3m开挖后及时施作仰拱初期支护,完成两个隧底开挖、支护循环后,及时施作仰拱,仰拱分段长度宜为4~6m。
3.2.5三台阶七步开挖法的初期支护由喷射混凝土、锚杆(管)、钢筋网和钢架等组成,各部分联合受力。
初期支护应在开挖后立即施作,以保护围岩的自然承载力。
3、仰拱施工
3.1隧底开挖应采用全幅分段施工,上面铺设仰拱栈桥,每循环开挖长度宜控制在2—3m。
当仰拱步距超25m时,应停止前方工作面开挖。
3.2隧底开挖后,应及时清除虚渣、杂物、泥浆、积水,立即初喷3~5cm厚混凝土封闭岩面,按照设计要求安装仰拱钢架,复喷射混凝土至设计厚度,使初期支护及时闭合成环。
3.3仰拱应超前拱墙衬砌,每循环浇筑长度宜为4~6m,仰拱应采用浮放模板支架成型。
仰拱混凝土应分段全幅浇筑,一次成型,不留纵向施工缝,仰拱施工缝和变形缝应设置止水带。
仰拱表面应平顺,不积水。
3.4仰拱填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑,浇筑前应清除仰拱表面的杂物和积水,连续浇筑,一次成型,不留纵向施工缝。
填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行,达到设计强度的100%后允许车辆通行。
仰拱填充表面坡度应符合设计要求,应平顺、排水通畅、不积水。
4、施工监理控制要点
4.1隧道进洞前检查做好洞顶及洞口防排水系统防止地表水及施工用水下渗,影响结构安全。
4.2三台阶七步开挖法施工监理督促做好工序衔接。
工序安排应紧凑,尽量减少围岩暴露时间,避免因长时间暴露引起围岩失稳。
4.2.1检查初期支护应及时封闭成环,全断面初期支护闭合时间宜控制在15d左右,有条件时应尽量缩短闭合时间;
4.2.2监理检查仰拱应超前施做,仰拱距上台阶开挖工作面宜控制在25m,铺设防水板、二次衬砌等后续工作应及时进行;
4.2.3监理检查二次衬砌距上台阶工作面控制V级围岩不大于70m,IV级不大于90m。
4.2.4在满足作业空间和台阶稳定的前提下,应尽量缩短台阶长度,核心土长度应控制在3—5m,宽度宜为隧道开挖宽度的l/3~l/2。
三台阶开挖长度不大于15m。
4.2.5三台阶七步开挖法施工监理严格控制开挖长度,根据围岩地质情况,合理确定循环进尺,每次开挖长度V级不得超过一品拱架、IV级不大于2榀拱架,边墙一次开挖不超过两品拱架,且同一台阶左右侧必须错开(最少一个循环);开挖后立即初喷3—5cm混凝土,以减少围岩暴露时间。
4.2.6严格按设计要求施做超前支护,控制好超前支护外插角,严格按注浆工艺加固地层,保证隧道开挖在超前支护的保护下施工。
4.2.7隧道周边部位应预留30cm人工开挖,其余部位宜采用机械开挖,局部需要爆破时,必须采用弱爆破,不得超挖。
施工时应严格控制装药量,减少对围岩的扰动。
4.2.8中、下台阶左、右侧开挖应错开,严禁对开,左右侧错开距离宜为2~3m。
4.2.9检查钢架应严格按设计及规范要求加工制作和架设。
钢架应架设在坚实基面上,严禁拱(墙)脚悬空或采用虚渣回填。
钢架要与锁脚锚杆(管)焊接牢固。
4.2.10隧道超挖部位必须回填密实,严禁初期支护背后存在空洞。
必要时初期支护背后应进行充填注浆,保证初期支护与围岩密贴。
4.2.11施工过程中可采用增加拱(墙)脚锁脚锚杆(管)、增设钢架拱(墙)脚部位纵向连接筋、扩大拱(墙)脚初期支护基础及增设拱(墙)脚槽钢垫板等增强拱(墙)脚承载力等措施控制变形。
4.2.12施工中加强监控量测工作,根据量测结果,及时调整支护参数,确定二次衬砌施做时间,进行信息化施工管理。
4.2.13应完善洞内临时防排水系统,严禁积水浸泡拱(墙)脚及在施工现场漫流,防止基底承载力降低。
当地层含水量大时,上台阶开挖工作面附近宜开挖横向水沟,将水引至隧道中部或两侧排水沟排出洞外。
反坡施工时,应设置集水坑将水集中抽排。
4.2.14、仰拱一次开挖初支长度不大于3m、且开挖、初支、喷设混凝土必须在8小时内完成。
4.2.15、仰拱开挖至遂底标高30cm时必须要求采用人工清底至设计标高,遂底不得有虚渣,积水,同时要求施工单位施做基底承载力,合格后初支、喷射混凝土。
详图查阅宝兰客专施隧参209-18号图
三台阶七步法人工修边
二、三台阶临时仰拱法
铁路客运专线大断面隧道三台阶临时仰拱开挖法是将隧道断面分成上中下三个部分进行开挖的施工工法;要求及时施作各部临时仰拱;各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
(具体见宝兰客专施隧209-22、23号)
各部开挖及支护自上而下,步步成环,及进封闭,各分部封闭成环时间短,临时仰拱能有效阻止支护结构的水平收敛,减少隧道围岩变形。
三台阶临时仰拱法施工工序流程
三台阶临时仰拱法施工工艺流程见图。
2.三台阶临时仰拱法施工工序说明
三台阶临时仰拱法施工工序见附图
3.三台阶临时仰拱法施工工序:
(1)上台阶
在上一循环的超前支护防护下,开挖
部,施作台阶周边的初期支护:
初喷混凝土,铺设钢筋网,架立钢架及临时钢架,钻设径向锚杆、锁脚锚管,复喷混凝土至设计厚度、上台阶临时仰拱喷射混凝土18cm。
(2)中台阶
上台阶进尺不大于5m时开挖
部,施作台阶周边的初期支护:
初喷混凝土,铺设钢筋网,架立钢架,钻设径向锚杆,复喷混凝土至设计厚度。
施做临时仰拱:
架设临时仰拱,并喷混凝土封闭临时仰拱。
(3)下台阶
中台阶不大于5m时开挖
部,施作台阶周边的初期支护:
初喷混凝土,铺设钢筋网,架立钢架,钻设径向锚杆、锁脚锚管,复喷混凝土至设计厚度。
。
(4)隧底
开挖
部,施作台阶周边的初期支护:
初喷混凝土,架立钢架,复喷混凝土至设计厚度。
(5)灌筑V部仰拱,待仰拱混凝土初凝后,灌筑仰拱填充VI部至设计高度。
(6)根据监控量测分析,确定二次衬砌时机,利用衬砌模板台车一次性灌注拱墙衬砌。
4、施工监理控制要点
4.1、超前辅助措施结合上以循环架立的钢架施工,超前施做完毕再开挖,开挖后要立即施做初期支护,并尽快封闭成环。
4.2、检查下一台阶开挖要在上一台阶混凝土达到设计70%以上在进行,下部断面开挖左右侧要交错进行。
4.3检查锁脚锚杆2根采用42mm,无缝钢管长度4m,打设角度30度。
并进行注浆加固土体。
4.4三台阶临时仰拱法施工监理督促做好工序衔接。
工序安排应紧凑,尽量减少围岩暴露时间,避免因长时间暴露引起围岩失稳。
4.4.1检查初期支护每部必须尽早封闭成环,临时仰拱与洞身拱架同时施做及连接。
连接采用节点板螺栓连接。
具体见宝兰客专施隧参209-22。
4.4.2监理检查仰拱应超前施做,仰拱距上台阶开挖工作面宜控制在25m,铺设防水板、二次衬砌等后续工作应及时进行;
4.4.3监理检查二次衬砌距上台阶工作面控制V级围岩不大于70m,IV级不大于90m。
4.4.4施工监理严格控制开挖长度,根据围岩地质情况,合理确定循环进尺,每次开挖长度V级不得超过一品拱架、IV级不大于2榀拱架,边墙一次开挖不超过两品拱架,且同一台阶左右侧必须错开(最少一个循环);开挖后立即初喷3—5cm混凝土,以减少围岩暴露时间。
仰拱开挖要在做好锁脚锚管后开挖,一次开挖长度不得大于3m.
4.4.5严格按设计要求施做超前支护,控制好超前支护外插角,严格按注浆工艺加固地层,保证隧道开挖在超前支护的保护下施工。
(具体见隧道辅助支护培训)
4.4.6隧道周边部位应预留30cm人工开挖,其余部位宜采用机械开挖,局部需要爆破时,必须采用弱爆破,不得超挖。
施工时应严格控制装药量,减少对围岩的扰动。
4.4.7检查钢架及临时钢架应严格按设计及规范要求加工制作和架设。
钢架应架设在坚实基面上,严禁拱(墙)脚悬空或采用虚渣回填。
钢架应与锁脚锚杆(管)焊接牢固。
临时仰拱钢筋采用I18工钢,每洞身拱架两品设置,喷射混凝土厚度18cm。
4.4.8隧道超挖部位必须回填密实,严禁初期支护背后存在空洞。
必要时初期支护背后应进行充填注浆,保证初期支护与围岩密贴。
4.4.9施工过程中可采用增加拱(墙)脚锁脚锚杆(管)、增设钢架拱(墙)脚部位纵向连接筋、扩大拱(墙)脚初期支护基础及增设拱(墙)脚槽钢垫板等增强拱(墙)脚承载力等措施控制变形。
4.4.10、施工开挖中下台阶时检查临时仰拱拆除长度不的大于边墙开挖长度(2榀),及时接拱架并封闭,同时加强监控量测及时反馈。
4.4.11施工中加强监控量测工作,根据量测结果,及时调整支护参数,确定二次衬砌施做时间,进行信息化施工管理。
4.4.12应完善洞内临时防排水系统,严禁积水浸泡拱(墙)脚及在施工现场漫流,防止基底承载力降低。
当地层含水量大时,上台阶开挖工作面附近宜开挖横向水沟,将水引至隧道中部或两侧排水沟排出洞外。
反坡施工时,应设置集水坑将水集中抽排。
三、三台阶临时横撑法
施工工艺基本与三台阶临时仰拱法相同,不同之处在于临时仰拱要求喷射18cmC25混凝土而临时横撑则不需要喷射混凝土封闭临时横撑。
现场监理控制与临时仰拱法同。
(具体详见宝兰客专施遂参209-21、22号图)
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