11号弯坑隧道进口出洞方案(小导管)终

遂昌县乌溪江大桥建设工程弯坑隧道进口出洞方案编制：复核：审核：中铁九桥乌溪江大桥项目部二0一二年十一月目录一、工程概况..............................................................1二．变更理由..............................................................1三、出洞施工方案..........................................................23．1、方案总体说明..........................................................23．2预留核心土法施工........................................................23．3、超前小导管............................................................43．4、初期支护..............................................................7四、边坡开挖..............................................................7五、洞内及边坡的监控量测..................................................8六、注意事项..............................................................91弯坑隧道出洞方案一、工程概况弯坑隧道为双车道二级公路隧道，设计行车速度40Km/h，照明时速按路线时速60Km/h计算。隧道建筑限界：行车道：W=2×3.5m，侧向宽度：左侧0.5m，右侧0.5m，人行道：左侧1m，右侧1m，建筑限界基本高度：行车道净高5.0m，人行道净高2.5m，设计荷载：公路-Ⅱ级，隧道防水等级：一级（GB50108-2001）。隧道位于浙江省遂昌县湖山乡境内。弯坑隧道起讫桩号为K0+795-K1+150，全长355m（其中明洞10m，暗洞345m）。二．变更理由弯坑隧道K0+795至K1+150段的隧道工程（由出洞口向进洞口方向开挖），现已开挖至桩号K0+860，确定进洞口出洞方案具有相当的紧迫性，因进洞口（桩号K0+795），正北向为乌溪江，属临江面，地形陡峭，山体坡度为60°~70°，无合适道路提供材料运输、挖掘机等大型设备及电气的进场，且难以开辟施工场地,故原设计方案施工困难。经慎重讨论，采用超前小导管方案替代原方案。若地质条件满足要求则按设计参数进行初期支护，若遇地质条件较差则加强钢拱架支护参数，钢拱架间距调整为50cm。此方案可行性有以下几点：⑴根据地质勘探及超前地质预报地质条件满足施工要求，现K0+860掌子面围岩为微风化花岗斑岩，红褐色，致密坚硬，呈块状~整体结构，地下水活动弱，水文地质条件简单，属Ⅲ级围岩。洞口边仰坡开挖后，将对洞口围岩进行分析，根据洞口围岩状况调整钢拱架支护参数。⑵经济性，小导管方案在确保安全的同时与原设计相比节约了部分造价，施工条件简单，节约了资源。因此小导管方案有实施的条件。2三、出洞施工方案3．1、方案总体说明弯坑隧道从出口端K1+145往进口方向单口掘进，目前掌子面里程K0+860，掌子面围岩为微风化花岗斑岩，红褐色，致密坚硬，呈整体状结构，地下水活动弱，水文地质条件中等，属Ⅲ级围岩。在K0+813~K0+825Ⅳ级围岩段施工中，严格按设计要求施工掘进，控制进尺2m左右，以稳定围岩，为Ⅴ级围岩段施工创造必要的前提条件。弯坑隧道进洞口Ⅴ级围岩段K0+800至K0+813拱部140°范围内设计采用φ42超前小导管，从出口端向进口端施作，超前小导管出洞后将取消护拱及管棚的施作。（1）进口端路堑抓紧开挖，开挖15m左右的工作面，并进行边仰坡及截水天沟的施工，为明洞开挖及隧道出洞创造条件。明洞采取松动预裂爆破，同时做好边坡防护。（2）K0+800～K0+813段采取Ⅴ级围岩支护按原设计施工，拱部设置超前小导管，拱部140°范围内均施作超前小导管。（3）在整个出洞施工期间加强洞内变形量测和洞口边坡量测，并安排专人每日至洞口进行巡查，发现问题及时处理。（4）支护参数如下：①、喷射砼：强度C20，拱、墙厚25cm；②、锚杆：拱部、边墙采用φ25mm组合中空注浆锚杆，L=3.5m，间距75cm×100cm（纵×环）；③、钢筋网：A6定型钢筋焊接网，网格间距20cm×20cm；④、超前注浆小导管：拱部140°范围内施作φ42超前注浆小导管，外插角10°和30°，大小外插角交错布置，L=4.5m，搭接长度不小于1.5m，环纵向间距20cm×225cm；⑤、钢拱架：I16钢拱架，纵向间距0.75m。若围岩条件较差则调整钢拱架间距，调整为50cm。⑥、钢筋混凝土衬砌：C30自防水，厚45cm⑦、预留变形量为10cm。3．2预留核心土法施工a、预留核心土法具体施工步骤如下：3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，预留核心土长度为3～5m，宽度为隧道开挖宽度的1/3～1/2。开挖循环进尺为1榀,开挖后应及时进行架设钢架，锚、网、喷系统支护，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接,喷射混凝土至设计厚度。第2、3步：左、右侧中台阶开挖：开挖进尺为1榀，开挖高度一般为3～3.5m，左、右侧台阶交错开挖。两侧应错开2～3m，开挖后及时进行锚、网、喷系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，喷射混凝土至设计厚度。第4、5步：左、右侧下台阶开挖：开挖进尺为0.75m，开挖高度一般为3～3.5m，左、右侧台阶错开2～3m。开挖后及时进行锚、网、喷系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，喷射混凝土至设计厚度。以上1~5步中，中空锚杆的布设严格按设计要求径向布设，使中空系统锚杆发挥在联合支护体系中的作用。第6步：开挖上、中、下台阶预留核心土，各台阶分别开挖预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。第7步：开挖隧底：每循环开挖长度宜为2～3m，开挖后及时施作仰拱初期支护，完成隧底开挖、初期支护循环后，及时施作仰拱及仰拱回填，仰拱分段长度一般为4～6m。为了不影响车辆进出，采用栈桥过渡方法。b、三台阶七步法施工控制要点①根据弯坑隧道的水文地质条件，严格按设计要求做好超前支护，控制好超前支护外插角，严格按注浆工艺加固地层，防止围岩松弛，保证隧道开挖在超前支护的保护下施工，确保隧道施工安全。②弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖预留核心土，以机械配合人工开挖为主，并以局部弱爆破进行辅助开挖。人工配合挖掘机从台阶上向下刨土。开挖后应及时支护；其他各分部交错开挖，交错施作初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环。构成稳固的支护体系。③施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时指导调整支护参数和预留变形量，并保证施工安全，并确定二次衬砌施作时间。43．3、超前小导管进洞里程为Ⅴ级围岩衬砌，围岩情况较差，计划设置Φ42超前小导管，小导管水平搭接不小于1.5米。1）超前小导管设计参数：①.超前导管规格：热扎钢花管、外径42mm，壁厚3.5mm、L=4.5米；②.小导管环向间距20cm；③.倾角：外插角10°及30°；④.注浆材料：1:1的水泥浆注浆压力0.5～1.5MPa；⑤.设置范围：拱部140°范围内施作φ42×3.5mm超前小导管,每环77根，施工工艺流程见图1。图一小导管施作工艺流程地质调查现场试验效果检查制定施工方案进行施工施工准备设备准备管材加工材料准备喷砼封闭掌子面机具准备拱部放样布孔风枪钻成孔清孔插入小导管注浆隧道开挖M20砂浆准备52）制作钢花管小导管采用φ42×3.5mm无缝热扎钢管制成，在小导管前端做成约10cm长的圆锥状，在尾端焊接直径6mm钢筋箍。距后端90cm内不开孔为止浆段，剩余部分按20cm梅花形布设直径6mm的溢浆孔，呈梅花型布置。小导管构造见图2。3）小导管安装①．小导管环向间距0.2m，Ⅴ级围岩超前小导管每环77根，长度4.5m，小导管布置见图2Ⅴ级围岩超前小导管140°20外插角30°外插角10°隧道中线线路中线大小外插角交错布置22530搭接长度不小于1.5m10°22530搭接长度不小于1.5m30°图2小导管布置图6直径6mm注浆孔预留止浆段本图单位为cm10102045090②.小导管的安设采用引孔顶入法，钻孔方向应顺直，钻孔直径与注浆管径配套，且不大于50mm。③.成孔后，采用吹孔法清孔，在孔口端用沾有CS胶泥的麻丝缠绕成不小于孔径的纺锥形柱塞，把小导管插入孔内，带好丝扣保护帽，用风钻打入到设计深度，使麻丝柱塞与孔壁压紧。小导管外露长度为30cm，以便与连接孔口阀门和管路，外露部分与钢架焊接共同组成预支护体系。4）注浆①.采用单液注浆泵压注水泥浆。②.小导管安装完成后，注浆材料采用1:1的水泥浆注浆压力0.5～1.5MPa；③．水泥浆液采用拌和桶配制，配制水泥浆时，应防止杂物混入，拌制好的浆液必须过滤后使用。④．注浆采用专用注浆泵注浆，为加速注浆，可安装分浆器同时多管注浆。⑤．配制好的浆液应在规定时间内注完，随配随用。⑥．注浆前先冲洗管内沉积物，注浆顺序为由下至上，浆液先稀后浓，注浆量先大后小，注浆压力由小到大。⑦.注浆施工中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。⑧．注浆结束标准：当压力达到设计注浆终压并稳定10～15min，注浆量达到设计注浆量的80%以上时，可结束该孔注浆。5）注浆异常现象处理发生串浆应及时处理，采用分浆器多孔注浆或堵塞窜浆孔隔孔注浆。当注浆压力突然升高时应停机查明原因；当水泥浆进浆量很大、压力不变时，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，采用小流量低压力或间隙式注浆。73．4、初期支护Ⅴ级围岩的初期支护按原设计的参数及施工方案进行支护。若围岩条件较差的地段将加强钢拱架支护参数，钢拱架间距调整为50cm。四、边坡开挖在弯坑隧道出洞开挖前，首先按照设计放出边仰坡开挖线，在距仰坡刷坡线以外5～10米施作截水天沟,以拦截地表水，避免地表水冲刷洞口及边坡，造成危害。天沟材料采用M7.5水泥砂浆砌片石。在边仰坡开挖的同时对路基进行15m左右的开挖，将洞口的渣土弃至山体的沟槽内，为防止渣土流入乌溪江内影响环境在弃土范围内按地形情况修筑挡土墙。边仰坡按照边坡坡比1：0.3~1:0.5设计坡度控制，从上至下分层开挖。开挖至上导坑标高后，在K0+813掌子面用风钻钻一个Φ150的小洞，将电、风管等通过小洞送至进洞口，为边仰坡初期防护进行施工准备。边仰坡采用喷锚网加固：φ22砂浆锚杆，长度3m，间距1.5×1.5m；φ8钢筋网片，网格间距20×20㎝，网片与锚杆焊连，然后喷射C20砼厚10㎝。Φ150小洞示意图隧道中线线路中线100R15边坡防护应注意以下问题：1、开挖前对洞口部坡面上的危石进行清理，确保安全，开挖时采用挖掘机开挖，人工配合小型机具刷坡，洞口刷坡后立即喷射砼封闭围岩，并按相关设计要求防护，确保边仰坡的稳定；2、喷射砼的各项材料要严格按配合比准确计量，各项材料必须经过检验合格后再使用，不合格料严禁进入施工现场，水泥使用指定标号的水泥且与速凝剂和减水剂具有相容性的水泥，粗骨料最大粒径不得大于10mm，采用质地坚硬赖耐久干净的碎石，砂采用硬质洁净的中8砂或粗砂，喷射用水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，各项材料拌和均匀，颜色一致，拌和后的材料存放时间不得超过20mi