隧道洞口工程施工方案
一、编制依据
( 1) 有关的工程地质勘察报告
( 2) 有关设计文件、图纸,
( 3) 《公路隧道施工技术规范》
( 4) 《公路隧道设计规范》
( 5) 《公路工程质量检验评定标准》( 土建工程)
( 6) 《钢筋焊接及验收规程》
二、工程概况
1、项目位于四川省阿坝藏族自治州小金县境内, 地理坐标处于北纬30°35'～31°43'、东经102°01'～102°59'之间。
路线起点位于小金县县城东区结心桥往猛固桥方向400m与省道S303线相接处, 终点位于小金县美兴镇西侧下游工业区与省道S303线相接处。
2、地形地貌
路线所经处河谷深切, 两岸山势陡峻、地形复杂, 海拔2288～2412m, 最大高差约124m, 城北河岸峭壁陡立, 城东沿线微地貌为自然坡度多在45°以上, 多处形成陡壁, 山体植被较差, 仅在山麓地带出现缓斜坡、河谷阶地及河漫滩等地貌。
3、工程地质
隧址区在区域构造上位于金汤弧构造部位, 构造形迹主要为小金弧形构造。
小金弧形构造由一系列彼此协调紧密排列的弧顶朝南的线状弧形褶皱组成, 断裂构造少且规模小。
隧道区位于唐家山倒转向斜( Ⅰ21) 与美兴镇倒转背斜( Ⅰ22) 之间( 见图2-1) ,
4、水文地质
隧道区进口段河流为小金川河崇德沟, 河水流经隧道进口, 河谷宽阔呈”U”型谷。
隧道进口高出现有河床约7m, 河水位对隧道无影响。
隧道出口处为小金川河, 小金川河上游为沃日河、抚边河, 流域面积4215km2, 流域长度129.1km, 多年平均流量为91.82m3/s。
出口高出现沟床约8－10m, 河水对隧道无影响。
虽然隧址区域地质构造较复杂, 加之地形切割强烈, 表层风化严重, 但岩性种类单一, 水文地质条件较简单。
按地下水的赋存条件, 隧址区地下水类型主要为岩基裂隙水( 潜水) , 其次为第四系松散层孔隙水。
地下水的补给、径流、排泄迅速, 地下水贮存条件差, 其富水性差。
地下水化学类型为HCO3－Ca·Mg型, 对混凝土结构腐蚀性等级为微。
5、洞口段工程地质评价
进口位于坡积含块石碎石土中, 其余仰坡基岩出露, 地形坡度约36－44°, 斜坡走向308°, 与隧道轴线方向夹角60多度, 自然斜坡基本稳定, 挂口地形地质条件较好。
洞口地段斜坡表层堆积体主
要由含块石碎石土构成, 隧道进口附近厚度约3－5m, 坡度约25-35度。
崇德沟溪流从进口斜坡坡脚流过, 对坡脚冲刷侵蚀强烈, 局部松散堆积物有小的坍塌现象, 总体基本稳定。
但顺斜坡堆积碎石土结构松散, 块石粒径大大小分布不均, 力学性质差, 稳定性差。
隧道洞口开挖
6、洞口设计
本线隧道洞口位置的确定遵循早进洞晚出洞的原则, 尽量减少洞口边仰坡开挖高度, 同时兼顾洞口地形、地质条件, 以及保障行车安全等综合因素, 选用安全、经济、美观、和谐自然并有利于行车视线诱导的洞门型式。
隧道洞门设计参数见表5.1。
表5.1 隧道洞口桩号、设计高程及洞门型式一览表( 单位:m)
洞门墙采用藏羌装饰风格及材料装饰, 保持与当地人文、自然景观的协调。
三、施工准备
1、施工及生活用水情况
用水: 使用当地生活供水系统。
用电: 现我部已向供电部门申请架设线路作为施工及生活用电, 并购置发电机作为备用电源。
2、通讯
本标段通讯条件良好,移动通讯网络覆盖整个施工区段; 现项目部已配备固定电话并开通了互联网络, 项目管理人员及施工队人员均已配备了手机等通讯设备, 确保通讯畅通。
3、进行了隧道定线复测, 把控制点引到了隧道附近。
4、施工所需设备及人员已按要求进场。
四、施工工艺
1、洞顶截水沟
在进行洞口土石方开挖前, 首先施作好洞顶截水沟。
以防地表水渗入开挖面, 洞顶环形截水沟与路基边沟相接, 形成良好的排水系统。
截水沟出口附近应用浆砌片石铺砌, 以防冲刷。
截水沟距隧道洞门仰坡顶距离不小于3m, 开挖采用人工配合机械开挖, 开挖后周边及底部应夯实整平, 再进行砌体施工, 截水沟采用粘结砖砌筑、水泥砂浆抹面、10cm厚C15砼铺底, 具体按《路基路面排水工程设计图( 截水沟) 》施作。
2、洞口边仰坡施工
洞口施工前首先组织测量人员对边仰坡开挖线进行准确的测量定位, 采用人工配合挖机分台阶进行从上至下开挖, 开挖至高度2米时用人工对坡面进行清理, 个别需要爆破的部位采用松动爆破, 在挖机开挖边坡时预留10～15㎝用人工修刷, 尽量做到坡面平整。
边仰坡开挖达到设计要求后, 采用钢管搭设脚手架进行打锚杆、挂网、喷砼作业, 脚手架要搭设牢固。
设计边仰坡支护参数为: 仰坡采用1:0.75坡比, 喷7cm厚C20喷射砼加挂φ6钢筋网@20×20cm, 再打设φ18早强砂浆锚杆( 锚杆杆长3.5米和4.5米两种间隔布置, @150×150cm) 做临时防护。
仰坡上的砂浆锚杆如与长管棚相碰或与洞内径向锚杆相碰的锚杆要取消; 边坡坡比采用1:0.5, 喷7cm厚C20喷射砼加挂φ6钢筋网@20×20cm, 并打设φ18早强砂浆锚杆( 锚杆杆长2.5米和3.5米两种间隔布置, @150×150cm) 。
边仰坡施工流程: 测量定位→开挖→刷坡→搭脚手架→安装
锚杆→灌浆→挂网→喷砼。
①锚杆施工
锚杆采用凿岩机钻孔( 孔的深度要不小于设计) , 成孔后, 用风吹去孔里的积水和岩硝, 然后将锚杆打入、锚杆外露的端头与钢筋网连接再进行喷砼。
②喷射混凝土
施工前首先检查钢筋网与锚杆的连接和钢筋网的保护层厚度是否符合要求, 如果不符合再进行焊接调整。
喷射砼采用TK-961湿喷机, 利用搭设的脚手架做平台实施作业。
混凝土喷射作业应分段分片依次进行, 按照自下而上的顺序依次施工。
从下到上分层喷射时, 后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行, 若终凝1h后再进行喷射时, 先用水清洗喷层表面, 再进行补喷, 尽量做到表面平整圆顺, 完工后按规范要求进行洒水养护。
喷射砼采用搅拌机搅拌, 严格按照实验室出具的配合比进行搅拌, 所用的材料必须符合设计规范要求( 施工时严格要求作业人员佩戴好安全带、防尘口罩、手套、和劳保用品) 。
3、洞口大管棚施工
①洞口大管棚设计作用
超前支护刚度大, 可承受土体的垂直和侧向压力, 长管棚超前预支护具有棚架、锚固、固结地层的三种功能, 它将部分荷载有效地吸收和传递到已封闭的支护结构上。
在软弱松散不良地质地带, 经过长管棚注浆补充固结土体, 增强隧道上方土体的稳定性, 保证隧道进洞安全, 满足围岩开挖稳定的要求。
②洞口长管棚设计参数
隧道左右线进洞口均设计有20米长管棚施工, 长管棚采用φ108×6mm的热轧无缝钢管, 钢管前端呈尖锥状, 管壁四周钻φ
10mm压浆孔, 呈梅花形布置, 相邻两孔间距为25cm, 尾部4m不设压浆孔。
施工时钢管沿隧道周边以1～3度外插角打入围岩, 管环向间距50cm, 共45个孔; 接头采用15cm长的丝扣直接对口连接, 管棚均按照设计进行钻注浆孔。
③洞口长管棚施工方法
根据管棚常规施工的过程, 能够分为以下几个步骤: 钢管钻注浆孔、制作安装导向工字钢架→( 浇筑套拱) →钻孔→顶管→封口→注浆。
a导向架( 套拱)
导向架的作用是保证钻孔方向的正确, 使其孔向不发生偏斜, 要求自身要有足够的强度和刚度, 可用型钢或混凝土制作而成。
套拱置于明洞之上, 施工前需检验套拱基础地基承载力,若小于250KPa则必须进行加固处理,施工时先在洞外明暗洞的交界处按设计架立4榀I18工字钢, 间距60cm, 纵向用Φ22钢筋连接成一个整体。
在钢支撑上安装Φ133mm, 壁厚6mm, 长2m的导向钢管, 与管棚位置方向一致, 然后浇注0.8m厚的C25混凝土包裹钢支撑和导向管。
套拱工艺施工图。