矿山法隧道施工方案-secret

第五章矿山法区间施工方案与技术措施一、竖井、联通道施工1、简介区间设一个临时竖井及联通道（K20+124.44），隧道施工完成后拆除回填。其结构如图5-1区间竖井联通道结构示意图所示。Φ25中空锚杆Φ6.5钢筋网150×150格栅钢架2榀/mC20喷砼C30模筑钢筋砼C20网喷砼Φ22砂浆锚杆砼圈梁Φ6.5钢筋网150×150格栅钢架0.75m/榀C30模筑钢筋砼Φ22砂浆锚杆C20S6喷砼竖井联通道区间左线图5-1区间竖井联通道结构示意图竖井施工流程图见图5-2。2、竖井与联通道支护参数竖井支护参数见下表：项目材料及规格结构尺寸初期支护锚杆Φ25中空注浆Φ22砂浆锚杆L=4.5m，间距1.0×1.0mL=3.5m，间距1.0×1.0m钢筋网Φ6.5@150mm四周铺设喷射砼C20网喷砼厚度0.3m格栅钢架Φ22、Φ14、Φ6钢筋纵间距1.0、0.75、0.5m二衬C30S8防水钢筋砼厚度0.4m联通道支护参数见下表：项目材料及规格结构尺寸初期支护锚杆Φ22砂浆锚杆L=2m，间距1.0(1.2)×1.0(1.2)m钢筋网Φ6.5@150mm四周铺设喷射砼C20网喷砼厚度0.2m格栅钢架Φ22、Φ14、Φ6钢筋纵间距1.0、0.75m二衬C30S8防水钢筋砼厚度0.3m图5-2竖井施工工艺流程图3、锁口圈梁施工测量定出锁口圈的开挖轮廓线，井口段采用小型反铲挖掘机配合人工进行开挖，人测量放线、定井位竖井锁口圈开挖施工准备封底安装提升架及电动葫芦井圈C30模筑砼施工井身开挖及支护马头门加固爬梯及防护网安装开洞，转入隧道施工模筑二衬工对井壁进行修整；竖井锁口圈挖至设计标高后，外模采用砖砌，其内侧用砂浆抹平，然后绑扎井圈钢筋，同时预埋提升井架基础预埋件、护栏；锁口圈绑扎钢筋时向下预埋连结筋；井圈采用C30商品砼，一次性连续灌注。模筑井圈砼时，沿竖井井圈四周同时浇筑一道宽500mm、高300mm的挡水墙。4、垂直提升系统前期起吊系统没有安装好时，采用吊车做垂直运输；井圈施工后竖井垂直运输采用15T龙门吊机，装土斗采用4t活底吊斗。5、井身开挖与支护施工竖井采用明挖施工，待锁口圈梁砼强度达到70%后，采用人工配合风镐开挖，当无法用风镐开挖时采用微振控制爆破法施工；。开挖时每循环进尺0.75～1m，由中心向四周扩挖，靠近井壁处预留50cm由人工修整至设计尺寸；经检查符合设计要求后立即初喷约5cm厚混凝土封闭围岩，然后施作锚杆；锚杆施作完成后，挂网，安装钢格栅，格栅钢架间每隔1m焊接Φ22纵向连接筋，喷射C20喷砼至设计厚度；为确保竖井支护安全，其上部设I16@2000临时钢横撑。钢格栅在井外分节制作、预拼，井内安装，螺栓连接。喷砼采用湿喷工艺，一侧喷砼支护后再进行另一侧开挖。施工期间在井壁设临时爬梯，供施工人员上下。开挖至地下水位以下时，井底设集水坑，用潜水泵将水抽至井外。6、井身二衬施工竖井二次衬砌为模筑C30混凝土，厚度40cm。二衬施工前清理井底浮碴，铺设井底防水层，绑扎钢筋，浇筑井底混凝，随后从下往上搭设钢管脚手架和工作平台，铺设井身防水层，绑扎井身钢筋、支立组合钢模。模板采用大块钢模板，每次衬砌高度6m，商品混凝土串筒入模，插入式振捣器振捣，待混凝土强度达到设计强度70%方可拆模，进行下一循环施工，严禁过早拆模以防竖井失稳。7、竖井提升系统竖井提升系统采用1台15t双梁式龙门吊，提升系统见图5-3提升系统示意图。起重设备，请有安装资质人员进行提升装置的安装调试，试运行合格后并报市安全检查监督站、业主、驻地监理检验审查合格，方可投入使用。图5-3提升系统示意图行走卷扬机（电葫芦）贝雷架（1.5×3.0m）支架43kg钢轨枕木钢筋砼冠梁电葫芦枕木行走卷扬机枕木及钢轨双排贝雷架工字钢支架龙门吊行走轮钢轨1500工作平台150040030090030070008、联通道施工联通道长46m，采用矿山法暗挖施工，锚喷支护，二衬为C30模筑砼，其开挖、施工方法与区间主线施工相同，详见下工艺。通道施工注意事项：1）联通道施工过管线地段，要加强监测，必要时采取有效措施，以确保管线安全；2）联通道两端5m范围内施做C30钢筋砼二衬；3）交叉口段施工中应加强量测，增加架设临时横撑；4）区间主线隧道开洞后，先行施做开洞段10m范围内的二衬钢筋砼，确保施工期间交叉口结构稳定和施工安全。9、竖井马头门施工竖井马头门即竖井与隧道交叉处，在竖井开挖至马头门标高时开始施作，是竖井施工的关键部位。9.1马头门加强环施工随竖井开挖，并打入超前锚杆支护，在每榀格栅间安放预制好的短格栅（横通道支护格栅），马头门范围竖井开挖完毕后，马头门部位短格栅形成加强环。9.2分部破除马头门处井壁砼，割除竖井钢格栅竖井封底后，破除马头门上导坑竖井井壁砼，割除井壁钢格栅，并排架设上导坑两榀格栅拱架，并将其主筋与周围的竖井井壁钢格栅焊接牢固，并及时喷射砼。9.3马头门上半断面开挖、支护横通道上半断面开挖时，马头门开口并排安设两榀格栅钢架。9.4马头门下半断面开挖、支护破除下部竖井壁砼，割除该部位的钢格栅支撑，架设下部并排两榀格栅拱架，同样将其主筋与周围的竖井钢格栅焊接牢固，并及时喷射砼。二、隧道支护方案1、超前支护暗挖隧道在Ⅴ级围岩施工中在拱部打入超前小导管注浆加固，小导管施工采用Ф32×3.25mm钢管，用风枪打入，按梅花形布置，搭接长度1.5m，钢管尾部焊接，顶部做成尖锥状，管壁按梅花形布置溢浆孔，小导管施工布置及花管形式见图5-4。隧道中线喷砼封闭掌子面15cm花管大样小导管图5-4小导管施工布置示意图小导管注浆采用压浆泵注水泥浆，为充分发挥机械效能，加快注浆进度，采用分浆器一次可对3～5根小导管注浆，分浆器如图5-5所示。水泥浆采用425普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6～1并掺入2%的氯化钙，注浆压力为0.5～1.0Mpa。小导管施工工艺流程见下图5-6。2、开挖掘进2.1开挖掘进方法区间隧道掘进Ⅳ级围岩采用台阶法，Ⅴ级围岩采用短台阶法施工，开挖型式如图5-7、5-8所示，隧道开挖循环进尺，在Ⅴ级围岩中为0.75m，在Ⅳ级围岩为1.0m。2.2出碴各类土层及严重风化的岩层采用人工风镐配合短臂反铲挖掘机进行开挖，部分坚硬岩层采用爆破作业配合机械凿除，小型装载机装碴。出碴采用无轨运输，小型柴油翻斗进浆口阀门主体管堵头图5-5分浆器示意图车运碴至竖井，通过竖井提升到井口堆碴场或直接运出洞外。见图5-9出碴示意图。2.3开挖注意事项⑴开挖前应制定防坍塌方案，备好抢险物资，并在现场堆码整齐。⑵在Ⅳ级围岩中可先开挖后支护，台阶留置长度不超过5B（B为隧道开挖跨度）；12213-5m图5-8短台阶法施工示意图施工准备钻孔安装导管封面注浆检查分析开挖支护导管制作浆液制作图5-6小导管注浆施工工艺流程图212115-20m图5-7台阶法施工示意图井口提升架竖井小型装载机装土井口竖直提升小型运输车图5-9无轨运输出碴示意图在Ⅴ级围岩地段，台阶留置长度不超过1.0B（B为隧道开挖跨度），初期支护的挖、支、喷三环节必须紧跟。⑶隧道应按设计尺寸严格控制开挖断面，不得欠挖，其允许超挖值见下隧道允许超挖值表5-10。表5-10隧道允许超挖值（mm）隧道开挖部位岩层分类爆破岩层土层和非爆破岩层坚岩次坚岩软岩平均最大平均最大平均最大平均最大拱部100200150250150250100150边墙及仰拱100150100150100150100150⑷双洞平行开挖时，其前后开挖面错开距离应大于15m。⑸同一条隧道相对开挖，当两工作面相距20m时应停挖一端，另一端继续开挖，并做好测量工作，及时纠偏。其中线贯通允许偏差为：平面位置±30mm，高程±20mm。⑹在台阶法施工时，在拱部初期支护结构基本稳定，喷射混凝土强度≥设计强度的70%，方可开挖下台阶，并应符合以下规定：需采用单侧或双侧交错开挖边墙时，严禁使拱部悬空；一次循环开挖长度在Ⅴ级围岩地段≤1.5m、在Ⅳ级围岩地段≤2.0m；边墙挖到设计标高后，须立即支立钢格栅和喷射混凝土；仰拱应根据监测数据及时跟进浇筑。⑺开挖过程中应进行地质描述记录，必要时应联系业主、设计院进行超前地质勘探。3、初期支护3.1喷射砼喷射砼分初喷和复喷，初喷后，立即安装钢格栅，及时封闭，找平开挖面，防上围岩表面剥离脱落；分次喷射砼到设计厚度。喷射砼施工采用湿喷施工工艺，工艺流程见下图5-11。图5-11湿喷砼工艺流程图喷射砼作业除满足有关技术规范规定外，增加如下技术要求：⑴初喷砼紧跟工作面，复喷前按设计完成锚杆、钢筋网的安装工作。⑵渗漏水地段的处理，当围岩大面积渗水但水量不大时，在喷射砼前用高压风吹扫；开始喷射砼时，喷射砼由远而近；临时加大速凝剂掺量，缩短初、终凝时间，逐渐合拢喷射砼，水止后，按正常配合比喷射砼封闭。⑶试验室负责优选喷射砼配合比与施工控制，以减少回弹和粉尘；按配合比称料拌和，电动流量计控制外加剂的掺量，确保喷射砼强度符合设计要求。⑷每隔5m，测绘出开挖断面和喷射砼完毕后的断面，两断面相减就是喷射砼厚度，不够设计厚度的重加喷补够。⑸喷砼由专人喷水养护，以减少开裂，发现裂纹用红油漆作好标记，进行监测是否继续发展，并找出原因进行处理；对可能掉下的喷射砼撬下重喷；对不再发展的裂纹，采取在其附近加设锚杆或加喷一层砼的办法处理，以策安全。⑹岩层已完全风化成土时，为加强喷射砼与土状岩体的粘结力，采用在受喷面上设一层用Ф3.5mm铁丝编成的铁丝网片，网格尺寸5cm×5cm。运输砼搅拌＋STC增粘剂喷射作业喷砼机DS液体速凝剂⑺坚决实行“四不”制度，即喷锚工艺不完毕，掌子面不前进；喷射砼厚度不够不前进、不开挖；喷锚后发现的问题不解决不前进；量测结果判断不安全未经补强不前进。以上制度由工地领工员负责实施，并将实施情况填入工程日志簿备查，技术负责人负责检查督促。3.2锚杆支护锚杆采用Φ25中空注浆锚杆和Φ22砂浆锚杆两种型式，L＝3.0m。采用梅花形布置，安放时间为初喷之后，复喷之前进行。3.3挂网在安装完系统锚杆后，挂钢筋网；采用Φ6.5钢筋，网格间距均为150mm×150mm。3.4格栅钢架钢架由Ф22主筋按设计型式焊接而成，加工及安设方案见后。3.5初期支护背后注浆初期支护封闭成环5～10m后，立即对其拱背压注水泥浆，填实初期支护与围岩间的空隙，减小地面沉降。三、格栅钢架加工安设方案格栅钢架是增强初期支护强度的有效手段，它与管棚、超前小导管一起形成超前支护体系。格栅钢架在初期支护中的施工顺序为：格栅钢架由四根Ф22主筋及其箍筋构成。1、格栅钢架的加工格栅钢架在加工场专用工作台上加工。工作台上根据不同断面的钢架主筋轮廓放样成钢筋弯曲模型，钢架的焊接在胎模内焊接，控制变形；按设计加工好各单元格栅钢架开挖初喷砼定位筋铺钢筋网复喷达到设计厚度安设格栅钢架后，组织试拼，检查钢架尺寸及轮廓是否合格。加工允许误差：沿格栅钢架周边轮廓误差不大于3cm，平面翘曲小于±2cm，接头连接要求同类之间可以互换。格栅钢架各单元必须明确标准类型和单元号，并分单元堆放于地面干燥的防雨蓬内；进行格栅钢架抽样结构试验时，在工作台上将钢架拼装成环。外侧焊油顶座，采用油顶，仪表按设计荷载进行加压。使用钢筋应力计及收敛仪量测钢架内力和变形情况，检验符合设计要求后方可使用。2、格栅钢架的安装格栅钢架在初喷5cm后，按设计间距安设格栅钢架，钢架间设Φ22拉杆，分别沿格栅环向立筋交替设置，并与主筋焊接。⑴定位测量首先测出线路中线，确定高程，然后再测定其横向位置，安设方向与线路中线垂直；每榀的位置定位要准确。⑵准备工作运到现场的钢架分单元堆码，安设前进行断面尺寸检查，及时处理欠挖侵入净空部分，保证钢架正确安设，钢架外侧有不小5cm的喷射砼，安设拱脚或墙脚前，清除垫板下的松碴，安放垫板，将钢架置于钢板上。⑶钢架安设钢架与封闭砼之间紧贴，安放过程中，两排钢架沿周边用钢筋联接定位；钢架安装完成后，与接触的锚杆头焊接，使之成为整体结构；钢格栅架立应符合设计和规范要求，连接螺栓必须拧紧上齐，节点板密贴对正，钢格栅连接应圆顺。表5-12竖井