隧道施工工艺模块

4-81第一章施工流程及施工要点第一节新奥法施工流程㈠新奥法施工流程见下图监控量测施工准备实施性施工组织设计初期支护是否符合管理标准二次衬砌锚喷支护减少围岩变形结束修改施工方案修改支护参数否洞内观测,位移量测指导施工与设计开挖4-82㈡施工要点1、少扰动:是指在进行隧道开挖时，要尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围、扰动持续时间。2、弱爆破:在钻爆过程中采用预裂爆破、光面爆破等钻爆方法,减少围岩的扰动。3、早喷锚:是指开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩的变形进入受控制状态。这样做一方面是为了使围岩不致因变形过度而产生坍塌失稳；另一方面是使围岩变形适度发展，以充分发挥围岩的自承能力，同时采取超前支护措施。4、勤测量:是指以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩（或围岩加支护）的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以便及时调整支护形式、开挖方法，确保施工安全和顺利进行。量测是现代隧道及地下工程理论的重要标志之一，也是掌握围岩动态变化过程的手段和进行工程设计、施工的依据。5、紧封闭:一方面是指采取喷射混凝土等防护措施，避免围岩因长时间暴露而使强度和稳定性的衰减。另一方面更为重要的是指要适时对围岩施作封闭形支护，这样做不仅可以及时阻止围岩变形，而且可以使支护和围岩进入良好的共同工作状态。第二节洞口施工工艺㈠工艺框图见图。㈡施工要点1、施工准备修建洞口临时生产设施，包括水、电、生产、生活房屋等，进驻施工队伍及部分机械设备，以能够满足进洞要求。2、开挖⑴开挖前先修筑边仰坡截水沟，清除洞口上侧方有可能滑塌的表土、灌木及山坡危石。⑵洞口刷坡按设计要求，先测量放样，然后自上而下分层开挖，开挖采用人工配合挖掘机进行。⑶每层开挖后及时施作临时防护，进行锚喷挂网支护。⑷洞口时预留核心土。3、洞口修筑⑴洞口处先施工大管棚，以保证安全进洞。4-83⑵在洞口段衬砌完成及雨季之前施作洞门。洞口施工工艺框图洞门排水沟的修筑主便道修至洞口截水沟的开挖和修筑施工场地的平整修建洞口临时生产设施及洞顶截水沟洞口土石方分层开挖边坡防护及超前管棚施工边坡修整洞门施工洞门装饰挖至开挖轮廓线洞口段掘进、明洞衬砌4-84施工5米至7米二次衬砌12米超前支护上部弧形导坑开挖左右边墙交错开挖弧形导坑初期支护边墙初期支护每循环进尺0.5～0.75m每循环进尺2.0m核心开挖仰拱开挖及支护全断面砼衬砌与拱墙钢支撑连接第三节开挖工艺一、上弧导预留核心法施工㈠上弧导预留核心法施工工艺框图见图5.13。上弧导预留核心法施工工艺框图4-85㈡施工要点1、上台阶弧形部分采用风镐开挖。2、左、右边墙导坑必须交错施工，不得两边同时开挖。边墙围岩较差时分两层开挖。3、上部弧形导坑比下断面开挖超前5-7m，两工序可平行作业。4、核心土必须在初期支护封闭成环后再开挖，开挖时采用控制措施以免损坏初期支护。5、施工中认真进行围岩量测工作，根据对围岩变化的观测及量测数据，考虑调整支护参数。二、正台阶法施工㈠正台阶法施工工艺框图见图。㈡施工要点1、首先对上台阶断面进行测量放样，用油漆标出开挖轮廓线与炮眼位置，炮眼位置相差不大于5cm。2、采用YT—28凿岩机进行钻眼，顶部钻眼搭设临时脚手架。3、按设计数量装药爆破，爆破采用光面爆破。4、爆破后先不出碴，先进行拱部混凝土初喷，再打锚杆注浆。5、出碴采用CAT320扒碴、装碴，自卸汽车运输。6、开挖下台阶，喷锚支护，开挖下台阶时，先开挖两侧边墙部分，支护后再开挖中部。7、监控量测，反馈信息，优化支护参数。8、最后进行二衬。9、注意事项⑴台阶长度要适当。⑵协调好上、下台阶工序，减少互相干扰。⑶下部开挖要密切注意上部的稳定。围岩较差时，左右两侧错开进行。4-86上台阶测量画开挖轮廓线布炮眼钻炮眼装药爆破通风洒水清危排险初喷砼打锚杆挂网立钢拱架出碴复喷砼开挖下台阶喷锚支护稳定性安全检查二次衬砌监控量测正台阶开挖法施工工艺框图4-87三、全断面法施工㈠施工工艺框图见图全断面开挖法施工工艺框图水电准备全断面测量画开挖轮廓线布炮眼钻炮眼装药爆破通风洒水清危排险打锚杆挂网喷砼稳定性安全检查二次衬砌监控量测出碴钻孔台车就位4-88㈡施工要点1、全断面开挖开挖面积大，容易超挖，因此必须严格按爆破设计施工。2、摸清开挖面前方的地质情况，随时准备应急措施，尤其应注意突然发生的地质条件恶化，所以必须坚持地质超前预报工作。3、各工序使用的机械设备务求配套，以充分发挥机械设备的使用效率和各工序之间协调进行。4、在地质较差地段开挖时，应加强对辅助施工方法的设计和作业检查，以及对支护后围岩的动态量测与监控。第四节辅助施工工艺一、超前大管棚施工㈠施工工艺框图见图5。㈡施工工艺详述1、钻孔时把套管与钻杆同时钻入隧道顶板前端至设计深度。2、钻孔完结后，把套管内孔注水清洗干净后，取出钻杆，套管留在孔内供护孔用。3、把周边有孔眼的钢管插入套管内，钢管用丝扣联接，钢管终端要密封。4、钢管在插进后，才取套管钻进其他孔眼，钢管口端与孔口周壁用水泥密封。5、注浆管用高压把水泥浆液或水泥-水玻璃双液浆压入钢管内，浆液通过钢管孔眼压注入孔壁的缝隙内，固结附近岩土层，注浆采用先灌注“单”号孔，待1至2天固结后，再灌注“双”号孔的方法。6、在管棚支护下进行隧道开挖，管棚搭接长度不小于1.5m。㈢施工注意事项1、大管棚施工前编制详细的专项施工组织设计，全员进行学习。2、钻孔前，按设计精确画出钻孔位置。3、控制钻孔角度，尤其是接长钻杆后钻进角度应严格控制。4、注浆时准确掌握浆液配比和注浆压力。5、创造良好的照明条件，施工时专人统一指挥。4-896、加强对围岩进行动态监控量测，实行信息化管理。超前大管棚施工工艺框图钻机退回原位套管内注水清洗分节装入Φ108钢花管接长钻杆及套管一节钻孔结束继续钻进周边放样布孔套拱施工钻机就位安装钻杆及套管取出钻杆取出套管钢花管注水泥-水玻璃浆（奇数孔）钻进结束隧道开挖钻至设计长度钻钢花管注浆（偶数孔）4-90二、超前小导管施工㈠施工工艺框图见图。超前小导管施工工艺框图㈡施工要点1、本隧道Ⅱ类围岩进出口全风化地段设计φ42×3.5mm超前小导管，间距为50cm，采用φ42无缝钢管在加工厂制作。前端做成尖锥形，尾部焊接φ6钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm交错钻眼，眼孔直径为10mm。2、小导管布置：施工时严格按设计资料布设。小导管搭接长度应不小于1m。3、小导管安装：采用YT-28风动凿岩机钻孔，然后将小导管插入孔内，外露20cm，外露端支撑于开挖面后方的钢拱架上，与钢拱架共同组成预支护体系。4、注浆机具及材料注浆设备采用BW-250/50注浆泵注浆，采用水泥-水玻璃双液浆。5、注浆工艺小导管注浆施工同超前大管棚的施工。6、注浆压力≤2Mpa。开挖周边放样布孔凿岩机钻孔清孔插入小导管注浆隧道开挖小导管加工浆液准备4-91三、超前砂浆锚杆施工㈠施工工艺框图见图。砂浆锚杆施工工艺框图㈡施工要点1、锚杆的安装采用凿岩机钻孔后,注浆后用大锤将锚杆打入孔内。2、水泥砂浆须严格按配合比配制，并按设计加入早强剂随配随用，以免浆液在浆管、泵中凝结。检查锚杆标出锚杆位置锚杆孔钻进安装锚杆注浆清洗整理制备水泥砂浆备料4-92第五节、初期支护施工工艺一、初期支护㈠工艺框图见图初期支护紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变位，防止围岩在短期内松驰剥落。㈡施工要点1、锚杆施工系统锚杆施工工艺流程为：钻孔→清孔→注浆→插入杆体。钻孔采用凿岩机钻孔；施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，锚杆要除去油污、铁锈和杂质。初喷砼施工完毕后，先按设计要求钻凿锚杆孔眼，达到标准后，用高压风清除孔内松土，然后注入水泥浆，后杆体插入孔内。待终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验。4-93初期支护施工工艺框图否施工准备清理开挖面检查断面超欠挖超挖是否≥10cm初喷3～5cm初喷砼10cm打结构锚杆挂钢筋网有无质量问题施工放样改进安装钢拱架是否符合标准调整打超前导管或锚杆并焊接喷射砼达到设计厚度围岩量测反馈、确定支护参数有无是是否分部开挖4-942、钢筋网安设挂钢筋网在初喷砼施作前安设，钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋网根据被支护岩面的实际起伏状铺设，与被支护岩面间隙约5cm，钢筋网与锚杆连接处用细铁丝绑扎或点焊在一起，使钢筋网在喷射时不易晃动。3、工字钢拱架施工工字钢架间距严格按设计文件架立。二、钢拱架施工㈠施工工艺框图见图钢拱架施工工艺框图开挖初喷砼，施作系统锚杆测量布线是否合格架立钢架监控量测焊接纵向连结筋、定位系筋复喷砼至设计厚度信息反馈、调整参数钢架制作调整是否4-95㈡施工要点1、场制作加工⑴按设计图放大样，放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割、刨边的加工余量。将工字钢冷弯成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。⑵钢拱架按设计图配置加强辅筋与主筋焊接。焊接时，沿钢拱架两边对称焊接，防止变形。⑶钢拱架加工后要进行试拼，其允许误差：①沿隧道周边轮廓误差不应大于3cm。②钢拱架由拱部，边墙各单元钢构件拼装而成。各单元用螺栓连接。螺栓孔眼中心间误差不超过0.5cm。③钢拱架平放时，平面翘曲应小于±2cm。2、钢拱架架设工艺要求：⑴为保证钢拱架置于稳固的地基上，施工中在钢拱架基脚部位预留0.15～0.2m原地基；架立钢拱架时挖槽就位，并在钢拱架基脚处设槽钢以增加基底承载力。⑵钢拱架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2°。钢拱架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。⑶为保证钢拱架位置安设准确，在隧道开挖时在工字钢架的各连接板处预留安装工字钢架连接板凹槽；在两拱脚处和两边墙脚处预留安装钢拱架槽钢凹槽。在初喷混凝土时，在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板（或槽钢）位置。⑷钢拱架按设计位置安设，在安设过程中当钢拱架和初喷层之间有较大间隙应设骑马垫块，钢拱架与围岩（或垫块）接触间距不应大于50mm。⑸为增强钢拱架的整体稳定性，将钢拱架与锚杆焊接在一起。各种钢拱架应设纵向连接钢筋。⑹为使钢拱架准确定位，钢拱架架设前均需预先打设定位锚杆。定位锚杆一端与钢拱架焊接在一起，另一端锚入围岩中0.5～1.0m并用砂浆锚固，当钢拱架架设处有系统锚杆时应尽量利用系统锚杆定位。⑺钢拱架架立后应尽快喷砼，并将钢拱架全部覆盖，使钢拱架与喷砼共同受力，喷射砼应分层进行，每层厚度5-6cm左右，先从拱脚或墙脚向上喷射以防止上部喷射4-96料回弹虚掩拱脚（墙脚）而不密实，强度不够，造成拱脚（墙脚）失稳。三、喷射砼施工㈠施工工艺框图见图筛网φ10mm(滤出超径石子)风压控制在0.45-0.7Mpa湿式混凝土喷射机液体速凝剂(水泥用量×4%)砼运输车运送拌合时间≮1min石子水水泥砂混凝土拌合受喷围岩面喷射砼施工工艺流程图㈡施工要点喷射混凝土骨料用强制式拌合机分次投料拌合，喷射混凝土采用TK-961型混凝土喷射机，湿式喷射作业。初期支护喷射混凝土，一般分初喷和复喷二次进行。开挖(或分部开挖)后，立即进行初喷工作，以尽早封闭暴露岩面，防止表层风化剥落。复喷混凝土在锚杆、挂网、工字钢拱架安装后进行，尽快形成初期支护整体受力，以抑制围岩变位。拱架和拱架间用混凝土喷平，并有足够的保护层。喷射混凝土分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不超过6m，一次喷射厚度控制在6cm以下，喷射时插入长度比设计厚度大5cm铁丝，每1～2m设一根，作为喷层厚度控制用，后一层喷射在前层混凝土终凝后进行，新喷射的混凝土按规定洒水养护。4-97四、防水板铺设施工㈠施工工艺框图见图防水板铺设施工工艺流程图不合格合格准备工作:用吊挂肋条固定防水板；拼大幅防水板；防水板质量检查；台车就位；切除外露钢筋头，砂浆抹平防水板就位防水板固定质量检查移走吊挂台车结束补强合格焊接防水板4-98㈡施工要点1、施工准备台车就位后，将衬砌支护表面外露的锚杆头、钢筋头齐根切除，并抹砂浆将其覆盖。将初期支护表面凹凸不平的部位进行修凿抹平。2、防水板的铺设与固定⑴用水泥钉沿隧道轮廓从上向下钉挂土工布，拱部0.5～0.7个/m，边墙1～1.2个/m。⑵将防水板从台车顶左、右对称沿隧道轮廓展开，并用齐头短木棒将防水板沿隧道轮