隧道施工开挖方法
短台阶法主要施工工艺
辅助眼:W=80 cm E2=70cm W1=85cm 上台阶炮眼总数量:周边眼 N=25 辅助眼 N=48
底眼 N=8 掏槽眼 N=6 装药结构:掏槽眼: 大直径连续装药 辅助眼:
大直径连续装药 周边眼:小直径连间断装药 起爆顺序:先掏槽眼→辅助眼→周边眼
短台阶施工示意图
地质概况
鹰嘴山隧道洞身穿越的地质条件为:中厚层石英砂岩局部夹砂质板岩、泥 质板岩,强风化~弱风化,节理不发育;强风化层厚约5m。其上覆盖层 为粉质粘土夹碎石,褐黄色,硬塑,厚约3~4m。洞口弹性波速为 3700m/s,属于Ⅴ级围岩;洞身弹性波速分别为4600m/s,属于Ⅲ级围 岩,4000m/s,属于Ⅳ级围岩。隧道所穿越的围岩级别主要为Ⅲ、Ⅳ、 Ⅴ级围岩。其围岩分级段落:
临时仰拱由于地质情况差经过数据分析边墙收敛值超限, 根据实际情况分析、研究和试验为了确保安全在上断面 导坑开挖支护时在主临支每榀拱架间安设I22mm的水平 支撑支护,很好的解决了开挖安全及后续接腿、上部接 拱在应力重新分配过程出现的变形量过大应力释放失控 而造成掉拱、掉块、开裂和坍塌情况。
5、二次衬砌混凝土施工 二次衬砌是隧道工程永久性承力结构的一部 分,对提高隧道使用寿命和外观质量具有重 要的作用,衬砌分为两个部分一个是拱部的 二次衬砌,一个是下部隧底的仰拱衬砌。
隧道施工工艺
断面里程概况
鹰嘴山隧道为新建武广客运专线双线铁路隧道, 线路里程为DK1418+006~DK1420+102,隧 道全长2096m,隧道进出口内轨面设计标高分 别为95.978和73.843,洞身最大埋深约为 195.7m,最小埋深约为3m(位于进口附近)。 隧道的净高为8.78m,净宽为12.6m 。
施工工艺(二)
当下断面成环进尺约20-35m后,核心土上部弧形导 坑开挖支护接拱,进尺3-5m后可开挖中部及支护, 最后下部隧底与先前的左右导坑的下断面完全结合封 闭成环,共分七部开挖支护,所有工序必须严格遵循 开挖支护步序,必须是两内侧壁先行,后续工序跟进 循序渐进的工艺。同时必须要有监控量测的数据为基 础,应力的重新分配或转换,将增加支护与地层的位 移、沉降、变形,拆除前后应加强洞身变形及支护受 力的监控量测.
主要设施:洞内无压防、排水体系:排水半管 设施; 边墙纵向及横向排水管设施中央排水管 设施;洞外防、排水设施等。
特殊地质条件的处理及预防措施 :
①塌方:隧道施工中的塌方灾害坚持防治 结合的方针,以预防为主,对地质状况进行超 前预报,已支护的进行量测监控,严格设计工 法施作,加强工序施工质量,严控各工序间的 根据围岩情况依据规范控制步序拉开的长度, 严密监控不良地质开挖后的边仰坡情况,及时 加以必要的防护。
135mm 外插角 1°- 2° 管棚施工工位→钻孔 清孔→安装管棚→注浆→隧道 开挖
大管棚施工注意事项
a.管棚采用无缝钢管加工成花管,以便注浆加固岩体, 前端加工成锥形,以便送入或打入,并防止浆液前冲, 梅花布设溢浆孔孔径8mm,间距为15cm,其中大管棚 尾部5m,小导管尾部1m范围不钻孔,防止漏浆,末端 最好焊接直径为6mm的环形箍筋,防止打入是管身开裂, 影响注浆管每小段的连接。
双侧壁导坑法注意事项
① 因断面过小,一般采用风 镐配合十字镐开挖,适当 段可采用机械开挖。
② 开挖过程中,应减少开挖 暴露时间,尽快使支护闭 合。
③ 施工过程中应加强量测, 保证施工安全。
❖ 洞身:(Ⅳ级围岩)
施工方法:短台阶法 施工特点:缩短支护闭合时间,改善初期支 护条件,安全性较好,但施工程序繁杂。 运渣方式:可采用皮带运输下坡道后装车运 输。
双侧壁导坑法施工工艺
1.先行导坑上部开挖 2.先行导坑下部开挖 3.先行导坑锚喷支护,钢架支撑,设置临时壁墙支撑。 4.后行导坑上部开挖 5.后行导坑下部开挖 6.后行导坑锚喷支护,钢架支撑,设置临时壁墙支撑 7.中央部拱顶开挖 8.中央部锚喷支护,钢架支撑 9-10.中央部其他部位开挖 11.灌注仰拱混凝土 12.拆除临时壁墙 13.灌注全周衬砌
全断面法主要施工工序
测量放样→台车就位→钻凿炮眼→装药连线 →台车后退→通风找顶→锚喷支护→出渣运 输→二次衬砌
全断面法爆破设计
爆破参数:掏槽眼 α=70° A=80mm B=30mm N=4个 掘进深度:1.8m η=0.95 计划进尺1.7m E= 1.7m
周边眼:选用炸药直径d=32mm 炮眼直 径d=36mm E=65 底眼E1=60cm
短台阶法主要施工工艺
手抱锤打眼、人工装药联线、起爆器起爆、装载 机装碴、自卸式汽车运碴,实行上断面一次爆破 开挖方法。
爆破参数:掏槽眼 α =80° A=70mm B=30mm N=6个 掘进深度:2.5m η =0.95 计划进尺2.4m E=1.18m
周边眼:选用炸药直径d=32mm 炮眼直径 d=36mm E=65 底眼E1=60cm
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短台阶法施工注意事项
① 台阶数不宜过多,长度要 适当。 ② 装渣机要紧跟开挖面,减 少扒渣距离,提高装渣运输效 益。 ③ 上部开挖应适当密布中小 爆眼,合理利用药量,保证安 全。 ④ 下部开挖应注意上部稳定。
洞身;(三级围岩) 施工方法:全断面法 施工特点:施工速度快,安全,成本造价底,
易于管理,对围岩扰动大。 运输方法:机械运输
b.施工中应打一眼,装一管;钢管结头应纵向错开;钻 孔如出现卡钻与塌孔,应注浆后再钻。
施工工艺(一)
➢ 上断面内侧壁导坑先进,进尺0.7m,立即对围岩面 初喷,顺围岩安设第一层Φ8的钢筋网片,并连接成 整体,架设主动及临时支护的型钢拱架,并用Φ25钢 筋将拱架与上一榀连接成整体,打孔送入Φ25中空锚 杆并压注浆,安设第二层钢筋网片,分层喷护至设计 轮廓线,注意每榀拱架背面的密实情况,进尺约 5~10m后,下断面的导坑开挖支护,同时外侧壁导坑 也可开挖。
2、刚拱架支撑施工 在加工场地放出大样,采用弯曲机分节加 工制作,主要在安设控制(中线、高程、 垂直度)质量,施工中主要采用支距、悬 距法来控制。
3、钢筋网施工 主要注意控制加工尺寸和把每块网片连成 整体。
4、临时支护的施工(临时侧壁支护、临时仰拱) 临时侧壁支护采用I16型钢拱架纵向间距与主动一致, 网片尺寸15*15,采用Φ22mm砂浆锚杆,Φ50小导管超 前支护的一个临时支护体系。
DK1418+006~DK1418+050,属于Ⅴ级围岩; DK1418+050~DK1418+150,属于Ⅳ级围岩; DK1418+150~DK1418+360,属于Ⅲ级围岩; DK1418+360~DK1419+614,属于Ⅳ级围岩; DK1419+614~DK1420+102,属于Ⅴ级围岩。
开挖施工
① 施工过程中,机械设备要配套,保证施工的顺利 进行。
② 加强辅助设备管理,﹙如三管两线﹚要保持技术 良好状态。
③ 加强对工程地质和水文地质调查,合理安排工程 建设进度。
④ 重视人员技术培训,使其熟练操作机械设备,加 快施工进度。
支护施工
1、系统锚杆施工 系统锚杆采用的中空注浆锚杆,锚杆长4m(径向)或 5m(内侧水平),环向间距为1m,采用风钻钻孔, 钻孔直径为Φ40mm。成孔后用高压风清孔,人工送 入,用速凝砂浆封口,注浆压力保证在0.5~1.0mpa, 扩散半径最大,对围岩加固的效果最佳,对裂隙较发 育的不良地质V级围岩有很好的改善效果,抗拔力符 合设计要求,锚杆的末端与拱架焊接。
混凝土施工注意事项
首先通过轨道将模板台车行走至衬砌部位,测 量定位,调好标高,按隧道衬砌内轮廓线尺寸调 整好模板台车。安设固定好预埋孔、洞、室位置, 堵头模板,排气孔等。
开始浇注,泵送混凝土灌注应对称、分层、连 续施工,每层厚度控制在30cm以下,保证不浮模 和偏位及跑模。插入式振捣棒配合附着式振捣器 振捣密实。
混凝土二次衬砌施工时间根据现场监控量测结果来确 定,在初期支护基本稳定,整体收敛值在规范内,围 岩及初期支护变形率趋于减缓或稳定时再进行隧道二 次衬砌,并将衬砌工作面与开挖工作面拉开50~100m 的距离,以减少两工作间的互相干扰,也是避免爆破 震动效应对二次衬砌的影响,二次衬砌混凝土灌注采 用洞外集中拌和、混凝土输送罐车运输、轨道自动行 走液压起臂整体模板衬砌台车混凝土输送泵车灌注的 方法进行。
浇注不得出现水平和倾斜接缝,如果应故中 断浇注,则在继续浇注混凝土前,必须凿除已硬 化的前层混凝土表层的虚面、浮浆,并将表面凿 毛,高压水枪冲洗干净,拱顶混凝土通常不密实、 灌注不满、不易振捣、易收缩等现象,根据经验 教训,这就需要对拱顶灌注工艺作特殊要求,采 用加强封堵板泵送压注挤压施工,另外还要预留 注浆孔在后期对月牙型收缩缝进行注浆处理,保 证混凝土的整体性和密实性,浇注完成后达到规 定强度方能拆模,养护时间不得少于14天。
根据各工地的实际情况集中堆放,弃方时, 考虑到保护植被,堆放时,选好弃渣场地,作好 坡脚的防护,以避免洪水期冲走弃渣形成认为的 泥石流,弃渣后在渣场的顶面覆盖土层,复垦还 田或种树造林。施工期间的生活污水和工业污水 集中排放都必须经过沉淀过滤处理。边、仰坡为 了与自然结合一体对稳定性较差的作了永久性防 护。
辅助眼:W=80 cm E2=70cm W1=85cm
上台阶炮眼总数量:周边眼 N=37 辅助眼 N=132 底眼 N=21 掏槽眼 N=4
装药结构:掏槽眼: 大直径连续装药 辅助 眼:大直径连续装药 周边眼:小直径连间断 装药
起爆顺序:先掏槽眼→辅助眼→周边眼
全断面法施工示意图
全断面施工注意事项
涌、渗水处理:
第一步将涌出的水排出洞外,不至于影 响正常施工环境,对于顺坡洞排水主要是挖 临时排水沟自然排水,反坡采用挖积水、排 水泵站机械排水管路排水。
冒井:采用超前小导管注浆结合钢架支撑 等加强支护。