纸坊隧道出口施工工艺

制作人：刘鹏祖兰渝铁路中铁七局二工区纸坊隧道架子队九大员培训制作人：刘鹏祖培训人员名单序号姓名职务1刘鹏组纸坊隧道架子队队长2梅雪峰纸坊隧道架子队技术主管3石玉光纸坊隧道架子队技术员4孟同武纸坊隧道架子队技术员5郭小六纸坊隧道架子队安全员6程义纸坊隧道架子队安全员7党虎峰纸坊隧道架子队质检员8张建功纸坊隧道架子队质检员9赵小磊纸坊隧道架子队试验员10杨波纸坊隧道架子队材料员11夏春平纸坊隧道架子队开挖班班长12王彬纸坊隧道架子队衬砌班班长13何伟纸坊隧道架子队钢筋班班长14胡贵宝纸坊隧道架子队汽车班班长15郑宗利纸坊隧道架子队领工员16厚文成纸坊隧道架子队领工员17李红剑炸药库18秋保友炸药库第一章纸坊隧道工程概况纸坊隧道位于甘肃省岷县县城东边，于洮河右岸岷县奈子沟村东侧山坡进洞，在岷县正龙骨料饲料厂后山进洞。隧道位于西秦岭中山区，山高沟深，地形起伏很大，洞身最大埋深248m，梁顶植被覆盖较好。隧道起讫里程为DK201+817～DK206+952，全长5135m的双线单洞隧道。第二章隧道开挖第一节洞身开挖方法2.1.1.1概述对于软弱层及断层破碎带地段采取施工方案:此段采用上中下台阶断面,预留核心土法组织施工,采用铣挖技术,洞内采用弱爆破,铣挖一次成型支撑喷护开挖掘进,尽量减少掘进对围岩震动扰动的破坏,保障施工安全,加快施工进度。待完成初期支护后再挖核心部分。同时下部采用铣挖一次成型（含仰拱），使支撑尽快形成封闭，加强支护强度。2.1.1.2三台阶七步开挖法纸坊隧道Ⅳ级软岩及Ⅴ级围岩段采用三台阶七步开挖法开挖，首先进行超前支护，进行上部弧形导坑开挖→初期支护施工→中部左右侧交错开挖→边墙支护→下部左右侧交错开挖→边墙支护→核心土开挖→仰拱开挖与支护。三台阶七步开挖法施工工序图见下图。第二节洞身开挖方法施工准备超前地质预报、测量分部钻爆设计（需要时）拱部超前支护上部弧形导坑开挖两侧错位开挖中台阶两侧错位开挖下台阶地质素描、轮廓检查地质素描、轮廓检查地质素描、轮廓检查初期支护初期支护初期支护第一节洞身开挖方法仰拱开挖、初期支护、仰拱、侧壁、仰拱初期支护闭合成环监控量测判定围岩稳定性下一循环开挖、支护施作钢筋混凝土仰拱、填充混凝施作复合衬砌结束调整开挖及支护参数变形超过规范要求第二节洞身开挖方法开挖前沿拱部开挖轮廓线外10cm施作，预注水泥浆加固地层，注浆范围为拱部120°范围。超前小导管外插角为5°～10°，水平搭接长度不小于1.0m，安装超前小导管，并与型钢钢架焊接固定，UBJ高压注浆泵进行注浆作业。2.2.1.1制作钢花管：Φ42mm超前小导管在构件加工厂制作。前端做成圆锥形，长度为10cm，尾部焊接φ6mm～8mm钢筋加劲箍，除尾部100cm外,管壁上每隔20～30cm交错布置溢浆孔，孔眼直径为6mm，以便浆液向围岩内压注。详见下图围岩级别范围环向间距（cm）备注V拱部120°范围40注浆IV拱部120°范围50不注浆一、超前支护隧道超前支护采用超前小导管注浆。施工参数表：第二节洞身开挖方法超前小导管示图Φ6mm加劲箍100cmΦ42mm×3.5mm热轧无缝钢管管15cm2.2.1.2小导管安装：采用用多功能台架风钻钻孔后，将小导管按设计要求贯入孔中，为防止注浆漏浆，在小导管的尾部用胶泥麻筋缠箍成楔形，以便钢管顶进孔内后其外壁与岩壁间隙堵塞严密。钢管外露端支撑于开挖面后方的钢架上，与钢架共同组成预支护体系。第二节洞身开挖方法2.2.1.3注浆：注浆设备采用高压注浆泵，注水泥浆。注浆前先喷射混凝土3～5cm封闭掌子面作止浆盘，并检查导管孔口是否达到密闭标准，以防漏浆，然后按设计比例配浆。单液浆水泥浆水灰比1：1（根据围岩性质具体浆液配合比和注浆压力由现场试验确定）。采用注浆机压注浆，注浆压力为1～2Mpa，当单孔注浆量达到设计注浆量时，可以结束注浆；当注浆压力达到设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆。注浆结束后，将管口封堵，以防浆液倒流管外。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆作业中认真填写注浆记录，随时分析和改进，并注意观察施工支护工作面的状态，试挖掌子面，无明显渗水时，即可进行开挖作业。2.2.1.4施工要求1）小导管安设采用引孔顶入法，即先按设计要求进行钻孔，钻孔直径比钢管直径达3～5mm，然后将小导管穿过钢架，用锤击或钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的90﹪，并用高压风将钢管内的砂石吹出；第二节洞身开挖方法2）小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，必要时在小导管附近及工作面喷射混凝土，以防止工作面坍塌；3）隧道的开挖长度应小于小导管的预支护长度，预留部分作为下一次循环的止浆墙；4）需进行预注浆时，注浆前应进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正常，为加快注浆速度和发挥设备效率，可采用群管注浆（每次3～5根）；5）注浆量到达设计注浆量和注浆压力达到设计终压时可结束注浆。6）注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，以便分析注浆效果。第二节洞身开挖方法第二节洞身开挖方法纸坊隧道七步开挖法断面图二次衬砌超前小导管第二节洞身开挖方法二、施工步骤2.2.2.11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。2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。第二节洞身开挖方法3.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。4.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。5.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。第三章初期支护第一节喷锚支护注：根据铁道部120号文件明确规定：软弱地段IV级围岩上台阶开挖不得大于2榀钢架，仰拱距掌子面距离不得大于35米，二衬距掌子面不得大于90米；V级围岩上台阶开挖不得大于1榀钢架，仰拱距掌子面不得大于35米，二衬距掌子面不得大于70米。锚杆、喷射砼、挂钢筋网、钢架支撑、以及它们间的任意组合型式，统称为锚喷支护一、工艺原理锚喷支护就是当隧道周围围岩承载能力不足，需提高围岩自身承载能力时，采取联合支护形式，形成长期稳定的支护结构体系。锚喷支护的最大优点；及时性、与围岩密贴性、早强、柔性。锚喷支护就是应用新奥法原理；即：运用各种手段（开挖方法、支护及地层预处理等）控制围岩变形，最大限度地保护和调动围岩的承载能力。第一节喷锚支护二、喷射混凝土材料选用和拌制3.1.2.1水泥：根据设计图纸要求选用水泥型号，应优先采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。3.1.2.2粗细骨料：粗骨料采用坚硬耐久的碎石和卵石。喷射混凝土的石子粒径不宜大于16mm，喷射微纤维混凝土中的石子粒径不宜大于10mm，骨料级配宜采用连续级配。细骨料应采用坚硬耐久的中砂和粗砂，细度模数宜大于2.5，含水率宜控制在5%～7%。3.1.2.3外加剂：应对混凝土的强度及与围岩的粘接力基本无影响；对混凝土和钢材无腐蚀作用；对混凝土的凝结时间影响不大，吸湿性差，易于保存；不污染环境和对人体有害。3.1.2.4速凝剂：应根据水泥的品种、水灰比等，通过不同掺量的混凝土试验选择最佳掺量。使用前应做速凝效果试验，要求初凝不应大于5min，终凝不应大于10min。3.1.2..4水：水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。第一节喷锚支护3.1.2.5微纤维：设计采用聚丙纤维，纤维的长度以20mm为宜，每立方砼中纤维掺量以0.9kg为宜，施工时采用强制式搅拌机拌制。拌制过程如下：先投入碎石，然后投入纤维，再投入砂子搅拌两分钟，使纤维充分打开，然后投入水泥和水搅拌均匀即可。也可按常规工艺顺序进行施工，但应适当延长搅拌时间，以使纤维分散均匀。3.1.2.6喷射混凝土的配合比应通过实验确定，满足混凝土强度和喷射工艺要求。3.1.2.7喷射前的施工准备a.喷射混凝土应在开挖后及时进行。b.检查开挖断面净空尺寸，清除松动岩块和拱墙脚处的岩硝等杂物。c.用高压水冲洗受喷面，当受喷岩面遇水容易潮解、泥化时，采用高压风吹净岩面。d.检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转，保证作业区内具备良好通风和照明条件。第一节喷锚支护e.当受喷面有滴水、漏水、集中出水等时，应进行处理。三、喷射作业3.1.3.1喷射混凝土喷射作业工艺流程2.3.2、喷射线路及一次喷射砼厚度：喷射线路一般是自上而下分段分行进行，喷射时按先拱后墙（拱部从拱脚开始，边墙从墙角开始）。每行喷射应采取水平环行旋转叠压（一圈压半圈）移动方式，环环旋转，直径约0.3m，喷第二行时，依顺序为第一行终点的上方开始喷射，行间搭接长度为3～4cm为宜。第一节喷锚支护复喷宜分段进行，先喷平凹面，后喷凸面，每段长度约4～5米。喷射手的助手应及时协助喷射手理顺混凝土喷射管，避免喷射手比更改方向喷射时，使砼管生产及转弯和憋劲现象，引起堵管。3.1.3.2喷射距离与喷射角度喷嘴至岩面的距离一般以0.6—1.2m为宜，在上部，可适当增加到1.5—2.0m，可以观察回弹物的多少加以调整和控制，喷嘴与岩面的角度，一般应该基本垂直于岩面。再反复试验，喷嘴与岩面法线的夹角为效果较好。3.1.3.3喷射砼厚度控制喷射厚度控制采用标桩法。当安设锚杆时，利用锚杆外露长度作标桩。如果不设锚杆，则可在岩面上钻孔锚固一些铁钉或钢筋头，其长度比要求的喷射砼厚度长1cm，每平方米约设1—2根，梅花型布置3.1.3.4喷射作业结束，应待料斗中的砼喷射完时，及时通知喷射手将喷头从受喷面移开，从料斗中加水清洗料管和砼管道。当喷头喷出清水后，先关主电机，稍后关主风阀。喷射作业结束后，要当班进行喷射机保养，清洗料斗。并将潮喷机退出工作面，移至安全地点停放。第一节喷锚支护第一节喷锚支护第一节喷锚支护四、隧道洞内设计锚杆类型有砂浆锚杆、中空注浆锚杆，组合锚杆。3.1.4.1、材质要求以及施工参数在：设置部位锚杆类型材质要求长度间距（环×纵）边墙Φ22全螺纹砂浆锚杆锚杆杆体材质HRB335钢，断裂伸长率不小于16%，锚杆采用砂浆强度等级不低于M20；锚杆垫板材质HPB235，尺寸150×150×6mm。Ⅴ级围岩：4.0mⅤ级围岩：1.2m×1.0m梅花型拱、墙布置拱部Φ22组合中空锚杆Ⅳ级围岩：3.5mⅤ级围岩：1.2m×1.0m梅花型拱、墙布置Ⅲ级围岩：3.0mⅢ级围岩：1.2m×1.5m梅花型拱、墙布置第一节喷锚支护第一节喷锚支护第一节喷锚支护第一节喷锚支护水泥砂浆：砂采用中细砂，最大粒径不大于2.5mm，使用前过筛清洗，水泥选用P.O42.5号普硅水泥。所用