隧道三台阶施工实例

隧道三台阶施工工法应用实例一、隧道施工工法的选择隧道施工方法的选择应根据环境条件、地质条件、隧道长度、断面大小、设备条件、工期要求、场地条件等因素综合确定，可选择钻爆法、掘进机法、盾构法、明挖法等。采用钻爆法施工时，视围岩级别及断面大小等因素可选用全断面法、台阶法、中隔壁法、双侧壁导坑法等。其中台阶法分为两台阶法、三台阶法、三台阶预留核心土法、三台阶七步法、三台阶临时横撑法、三台阶临时仰拱法等。京沈客专隧道施工工法的选择应根据《双线隧道防排水及辅助施工措施参考图》隧道施工工法一览表确定。隧道施工工法一览表是否大型机械配套施工Ⅱ级围岩Ⅲ级围岩Ⅳ级围岩Ⅴ级围岩深埋地段Ⅴ级围岩一般浅埋地段Ⅴ级围岩覆土小于12m、断层破碎地段Ⅴ级围岩土质地层否全断面法台阶法三台阶法三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法三台阶临时横撑法三台阶临时横撑法是全断面法台阶法台阶法三台阶法三台阶临时横撑法三台阶临时横撑法三台阶临时横撑法注：大型机械配套施工是指配备凿岩台车、湿喷机械手、自移式仰拱栈桥等大型机械设备。大型机械设备配套施工在京沈线铁总选择了几个隧道作为试点，试点工点的设计概算、进度指标等与其他隧道不同。二、隧道施工工法的设计施工工序隧道施工普遍采用的施工工法有三台阶法、两台阶法（隧参04名称为台阶法）、全断面法等。以下为各工法的设计施工工序。1、三台阶施工工法：Ⅰ—超前小导管；1—上台阶开挖；Ⅱ—上台阶初期支护；2—中台阶开挖；Ⅲ—中台阶初期支护；3—下台阶开挖；Ⅳ—下台阶初期支护；4—仰拱开挖；Ⅴ—仰拱初期支护；Ⅵ—仰拱及填充混凝土；Ⅶ—拱墙混凝土。2、台阶法（两台阶）施工工序Ⅰ—超前小导管；1—上台阶开挖；Ⅱ—上台阶初期支护；2—下台阶开挖；Ⅲ—下台阶初期支护；3—仰拱开挖；Ⅳ—仰拱初期支护；Ⅴ—仰拱及填充混凝土；Ⅵ—拱墙混凝土。3、全断面法1—全断面开挖；Ⅰ—施做初期支护；2—隧道底部开挖；Ⅱ—仰拱浇筑；Ⅲ—二衬浇筑。三、工程实例1、同盛隧道Ⅳ级围岩三台阶施工⑴钻爆及开挖作业土质地层机械开挖钻爆及开挖作业要点：客专隧道断面大，上台阶作业台架较重，需挖机起吊，爆破时下台阶起爆后挖机将上台阶作业台架吊到安全位置，然后中上台阶起爆。如隧道断面小，作业台架人工能搬运则可同时起爆。有的作业队采用拼装式台架，在钻爆作业开始和结束时进行拼、拆也可达到同时起爆的目的。土质地层采用机械开挖，挖机配备快接后挖斗和松土器的转换安装可在2分钟内完成，可正向开挖亦可反向开挖，不需人工配合即可完成开挖作业，极大的减少了人工，提高了工效。⑵出渣作业及到中台阶坡道修筑出渣作业要点：出渣一般采用一台挖机、两台装载机及合适数量的运输车进行作业，出渣结束时下台阶到中台阶的坡道修筑完毕，坡道应有足够的宽度和适宜的坡度，为下一步拱架运输及湿喷作业做好准备。⑶立架作业立架作业要点:立架作业要点，装载机或挖机将拱架运送至工作面，合理安排人员，尽量做到平行作业，立架人员具备打风枪的技能，立架、超前、锁脚施工尽量同一班组完成，减少工序交接时间。钢架安装时测量班全程服务，对每个节点板进行精确定位，确保拱架安装精度。测量不占用循环时间。⑷喷射混凝土作业三台阶湿喷机械手喷砼作业湿喷作业要点：湿喷作业应保证水泥与液体速凝剂的匹配性。喷砼作业方法与干喷相同，拱架上超厚的混凝土要及时铲除（湿喷5分钟初凝，10分钟终凝），否则容易造成喷砼表面不平整甚至衬砌厚度不足。三台阶机械手湿喷是罐车停放在坡道上，坡道的宽度和坡度要适宜，否则容易造成罐车侧翻。⑸仰拱开挖及仰拱初期支护仰拱及深埋中心水沟开挖与掌子面掘进同步进行，出渣时地面高度与下台阶拱架齐平，拱脚部分预留部分洞渣防止拱脚外漏悬空。掌子面掘进3个循环6米仰拱初期支护封闭一次（违规作业），仰拱初期支护立架、深埋中心水沟安设、喷砼与掌子面初期支护作业同步进行。仰拱初期支护立架作业由二衬班组负责。喷砼作业由一个班组完成。注：洞内需准备2套栈桥，仰拱初期支护及仰拱混凝土施工都需要。栈桥一长一短，长18米，短12米。⑹仰拱及填充施工设计要求二衬、仰拱及填充、水沟电缆槽施工缝在同一里程上，并且接触网预埋槽道设计里程是根据施工单位提供的台车长度确定的，这就要求仰拱施工缝的里程要准确，仰拱一次施工长度与二衬台车长度相同，每次12米，配备18米栈桥。纵环向止水带接长采用热熔焊机，止水带热熔焊接机操作方便，温度自动控制，焊接接头平顺、牢固，防水性能好。止水带调直夹具具有加工简单、操作方便的特点，止水带重量轻，便于安装，调直效果好。仰拱混凝土浇筑利用仰拱移动桁架，一次立模，两次浇筑，一方面提高了仰拱施工的机械化程度，优化工序安排，减少了劳务人员工作强度与循环作业时间，节约了劳动成本，提高了施工作业速度；另一方面整体模板加固简便、牢固，线型易于控制。仰拱边墙线型控制很重要，否则不但影响美观，严重的会影响水沟电缆槽施工。仰拱混凝土浇筑完成后，待混凝土初凝后提升仰拱弧形模板，调整桁架线路内侧丝杠，提供底部仰拱混凝土边模，丝杠收缩至最短，进行仰拱填充浇筑。⑺二衬防排水铺设二衬防排水铺设超前二衬混凝土施工1个衬砌循环，防水板铺设采用超声波热熔焊机。衬砌台车前部设置防水板铺挂台车，土工布与初支面的锚固点全部采用热熔垫片；作业台架就位，调试好超声波焊接机；在隧道一侧的拱脚处开始释放防水板，使防水板纵向（新铺与已铺）搭接宽度和横向起点位置正确，人工将防水板按压至基层土工布垫片上并保持密贴，用超声波焊枪对正垫片，启动开关持续3～4秒；每个垫片上点焊3-4个焊点。⑻二衬混凝土浇筑洞身防排水铺设完成后，在防水板铺挂台车上进行衬砌钢筋制安。衬砌钢筋制安首先架立定位钢筋，测量班跟踪量测。衬砌主筋钢筋接头采用挤压套筒连接。衬砌内层钢筋与台车模板间设置钢筋保护层混凝土。洞身砼衬砌采用12m长的整体式台车，并配备平板振捣器与衬砌堵头钢模，较好的保证环向止水带的安装质量，保证了衬砌施工缝的施工质量，对衬砌的防水质量提供了保证。衬砌台车顶部设置混凝土密实检测孔，保证衬砌混凝土浇筑的密实性。⑸三台阶法实际应用综述三台阶法在实际应用过程中的施工工序如下：⑴钻爆开挖→⑵出渣作业→⑶立架支护→⑷喷砼作业→⑸二次出渣。仰拱及二衬不占用掌子面循环时间。将设计的平行交叉作业简化为单工序循环作业，减少了施工组织难度，职场环境得以改善，适应职业健康及职业病防治的要求。三台阶法施工的特点：⑴施工空间大，方便机械化施工，可以多作业面平行作业。部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖，工效较高。⑵在地质条件发生变化时，便于灵活、及时地转换施工工序，调整施工方法。⑶适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。⑷当围岩变形较大或突变时，在保证安全和满足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间。⑸合理的台阶长度能保证安全步距的要求。注：上台阶5米，中台阶7米（干喷5米），仰拱步距35米，仰拱距下台阶23米。能满足出渣机械作业的要求。三台阶施工人员设备配置表施工工序时间统计表工序名称人员配置设备配置工序时间备注设备名称数量钻爆17风枪134出渣挖机13装载机2汽车5立架73锁脚、超前11风枪72喷砼5湿喷机械手14罐车5操作手5二次出渣同出渣2合计18工序名称人员配置设备配置工序时间备注设备名称数量仰拱开挖5风枪31.5仰拱拱架安装63与掌子面同步仰拱喷砼3湿喷机械手10.5仰拱钢筋118仰拱混凝土浇筑6砼车68仰拱填充混凝土浇筑6砼车62防水铺设2爬焊机27二衬钢筋1112二衬混凝土浇筑6砼车611合计90