隧道施工方案茅坪隧道为双洞单向隧道,隧道间距为30m,属分离式隧道。
本标段施工里程K25+810~K26+800(右线里程)。
一、施工测量隧道位于直线上,进场后首先根据设计单位的桩点采用GPS系统对本标段中线及水准基点进行贯通测量、复核确认,并在洞口布设导线控制网。
洞身控制测量采用主副闭合导线网控制,每进尺每100m复核测量一次,并引入导线网。
二、洞口施工洞口施工前,先施工山坡上的截水沟,然后进行洞口段的开挖。
洞口开挖从上到下进行,且边开挖边防护,同时做好施工用水和雨水的排放,防止其软化边坡。
洞口加固采用锚、网喷射砼封闭边、仰坡坡面。
锚杆采用Φ22砂浆锚杆,L=4m,间距1.2m,梅花形布置。
钢筋网采用金属扩张网,网格间距0.2×0.2m,喷射C20砼厚度5cm。
洞口施工分两步,第一步以明洞开挖宽度为标准,纵向拉槽进入明洞范围,当工作面可以挂齿进洞时即停止开挖,施作拱部超前大管棚,然后进行明洞施作。
明洞完成后,再进行洞身开挖。
大管棚施工工艺见《大管棚施工工艺流程图》。
大管棚施工工艺流程图三、明洞施工洞口工程施工前,应先检查边、仰坡以上的山坡稳定情况,清除悬石、处理危石,施工期间实施不间断监测和防护。
边仰坡开挖施工时,应分层开挖,分层防护,并及时用坡度板检查坡度,待坡度检查合格后,及时打设系统锚杆,挂设金属网并与锚杆头焊接成整体,然后喷射混凝土达到设计要求。
根据地形和设计资料,一般可在距边仰坡5米处人工开挖截水沟,开挖修整完后,应及时砌筑,并保证水沟截面符合设计要求。
岩石开挖地层开挖时,应防止爆破影响边、仰坡稳定;松软地层开挖时,宜边支护边开挖。
开挖仰拱,浇注仰拱及仰拱回填。
明洞浇注混凝土前应复测中线、高程和模板的外轮廓尺寸(考虑预留沉降),确保衬砌不侵入设计轮廓线。
隧道洞口段衬砌应采用模板台车拱墙整体灌筑,执行洞内二次衬砌标准。
隧道洞门应及早完成,并应避开雨季和严寒季节。
四、洞身开挖茅坪隧道洞身开挖围岩衬砌分为Ⅴ级、Ⅳ级和Ⅲ级围岩衬砌形式,左洞围岩:Ⅴ级围岩95m,Ⅳ级围岩为65m,Ⅲ级围岩820m;右洞围岩:Ⅴ级围岩15m,Ⅳ级围岩为153m,Ⅲ级围岩817m。
开挖采用水压爆破。
开挖前超前支护先行,开挖完成后及时进行初期支护。
Ⅴ级、Ⅳ级围岩采用短台阶法施工,必要时采用留核心土法施工,Ⅲ级围岩段采用台阶法法施工;Ⅳ、Ⅴ级围岩采用弱爆破,每循环进尺1.5~2.5m。
Ⅲ类围岩采用全断面方式爆破,每循环进尺3.0~3.5m。
为减轻爆破对围岩的扰动,开挖断面采用多段位非电雷管进行网路设计。
掏槽方式:采用直眼掏槽,眼深小于2m时可用斜眼掏槽。
除非围岩破碎、节理发育等不良地质外,开挖断面周边爆破一律进行光面爆破。
洞内均采用非电导爆管起爆网路,严禁使用火花起爆系统(一)、水压爆破施工工艺水压爆破施工工艺流程图(二)开挖施工方法:1、Ⅴ类围岩开挖本隧道洞口段、浅埋段、偏压段为Ⅴ类围岩,采用上下台阶法开挖,施工步骤如下:1)上导流施工①施工掌子面大管棚;②开挖上导坑(留核心土弧形开挖);③施做上导坑初期支护。
2)上导坑核心土体施工上导坑核心土体开挖(根据施工需要进行开挖,保留部分核心土,以保证掌子面稳定和作为上导施工平台)3)左侧下导施工①左侧下导坑开挖;②施做下导坑初期支护。
4)右侧下导施工①右侧下导坑开挖;②施做右侧下导坑初期支护。
③施做型钢仰拱闭合,及时跟进二衬仰拱及仰拱回填。
隧道正洞Ⅴ级围岩地段开挖施工程序示意图5)二次衬砌①挂设环向排水管,防水层;②施作拱墙部的二次衬砌。
二次衬砌砼浇注按照有关要求,通过施工测量及时跟进,拱、墙部二次衬砌砼到下半断面核心土(仰拱回填)的距离宜控制在10~20m,上导坑掌子面到下导坑仰拱回填的距离宜控制在15m。
为保证施工安全、有序,施工中严格按照步骤进行,坚持“不(弱)爆破、短进尺、强支护、勤测量”的原则,合理控制好开挖步骤与循环进尺,避免放大炮。
施工中加强监控量测工作,及时发现施工过程中出新的问题,使隧道结构安全、合理。
2、Ⅳ类围岩开挖:Ⅳ类围岩采用台阶法施工施工步骤如下:1)上台阶施工①施工掌子面超前支护;②开挖上导坑;③施做上导坑初期支护。
2)左侧下台阶施工①左侧下台阶开挖;②施做下台阶初期支护。
3)右侧下台阶施工①右侧下台阶开挖;②施做右侧下台阶初期支护。
③紧跟下台阶开挖,施作二衬仰拱及仰拱回填。
隧道正洞Ⅳ级围岩地段开挖施工程序示意图4)二次衬砌①挂设环向排水管,防水层;②施作拱墙部的二次衬砌。
二次衬砌砼浇注按照有关要求,通过施工测量及时跟进,拱、墙部二次衬砌砼到仰拱回填的距离宜控制在20~30m,上导坑掌子面到下导坑仰拱回填的距离宜控制在25m。
为保证施工安全、有序,施工中严格按照步骤进行,坚持“不枪爆、短进尺、强支护、勤测量”的原则,合理控制好开挖步骤与循环进尺,避免放大炮。
施工中加强监控量测工作,及时发现施工过程中出新的问题,使隧道结构安全、合理。
3、Ⅲ类围岩开挖:Ⅲ类围岩采用全断面开挖,施工步骤如下:1)全断面开挖施工①全断面开挖施工;②施作初期支护;③施作路面整平层。
2)二次衬砌①挂设环向排水管,防水层;②施作拱墙部的二次衬砌。
二次衬砌砼浇注按照有关要求,通过施工测量及时跟进,二次衬砌砼到仰拱回填的距离不宜大于80m。
为保证施工安全,施工中严格按照步骤进行,合理控制好开挖循环进尺,采取光面爆破、预裂爆破,避免放大炮。
施工中加强监控量测工作,及时发现施工过程中出新的问题,使隧道结构安全、合理。
4、Ⅲ类围岩紧急停车带施工:采用台阶法施工,施工步骤如下:1)上台阶开挖、上台阶支护2)下台阶左侧开挖,左侧支护3)下台阶右侧开挖,右侧防护4)下部核心土开挖,施作仰拱,施作二衬。
5、行人横洞、行车横洞及其它预留洞室开挖:本隧道共设行人横洞2处,行车横洞1处,采用自制钻眼台架人工手持YT28风钻开挖。
Ⅳ类围岩采用半断面台阶法开挖,Ⅲ类围岩采用全断面开挖。
行人横洞和行车横洞按设计要求进行支护和衬砌。
(三)钻爆设计1、拱部光爆周边采用小直径φ20×200mm的硝铵炸药进行不耦合装药,其它眼采用φ32×200mm的硝铵炸药。
2、掏槽方式:采取斜眼掏槽。
3、钻孔:A备工作:测出轨面线和中线,自制台架就位,画出轮廓线。
B采用YT28风钻钻孔,钻眼孔径φ42mm。
空眼孔径φ102mm。
C钻眼应符合下列要求:①、掏槽眼:深度、角度按设计施工,眼口间距误差和眼间距误差不大于5cm。
②、掘进眼:眼口排距、行距误差不大于6cm。
③、辅助眼:与周边眼的排距误差不大于5cm。
④、周边眼:炮眼间距误差不大于5cm,外斜率不应大于5cm/m,与内圈眼间最小抵抗线误差不应大于5cm,钻孔位置在轮廓线上。
⑤、当开挖面凸凹不平时,应按实际情况调整炮眼深度,力求所有炮眼(除掏槽眼外)眼底在同一垂直面上。
⑥、钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查做好记录,有不符合要求的炮眼应重钻。
4、装药作业炮孔的装药结构从炮孔底部至炮孔口依次为水袋、药卷、水袋和炮泥,见下图。
装药前,先用尺量出炮孔深度,根据实测的炮孔深度计算出装药量及水袋、炮泥的长度后,将炸药、水袋和炮泥按顺序装填入炮孔中。
需要说明的是,仅需在试验阶段准确测量每个炮孔的深度,在实际施工时,装填结构参数确定后,就不需要重复此项工作了。
水袋、炮泥在炮孔中的长度比例为1:2。
水压爆破炮眼装药结构图水袋5、装药结构水压爆破周边眼采用不耦合装药,其它孔集中装药,孔底预先装入水袋,炮泥封口,堵塞长度不小于20cm。
6、起爆作业导爆管引线连接采用一把抓型式,连接线雷管采用低秒段,同组连接线必须采用同段导爆管。
导爆管与电雷管连结时,导爆管应均匀地铺设在雷管的周围,并用胶布等捆扎牢固。
为防止雷管的聚能穴炸断导爆管,雷管的聚能穴禁止朝向导爆管的传爆方向。
7、Ⅴ、Ⅳ级围岩台阶法水压爆破Ⅴ、Ⅳ级围岩台阶法水压爆破炮眼布置图(一)110×110沟槽Ⅴ、Ⅳ级围岩台阶法水压爆破炮眼布置图(二)Ⅴ、Ⅳ级围岩台阶法开挖装药参数见下表。
Ⅴ级围岩台阶法炮眼装药表Ⅳ级围岩台阶法炮眼装药表8、Ⅲ级围岩全断面法水压爆破页脚内容15页脚内容16Ⅲ类围岩水压钻爆参数表五、初期支护1、长管棚施工本隧道进口的Ⅴ级围岩采用长管棚支护,管棚采用C30钢筋砼做导向墙,施工时先架立工字钢并定位φ133洞口导向管,绑扎钢筋立模浇筑套拱。
强度达到70%以后进行进行钻孔的施工,钻孔准确控制,保证孔口孔向正确。
钢管采用有孔和无孔交错布置。
管棚安装完成后采用水泥-水玻璃浆液进行注浆。
注浆参数为:水泥与水玻璃体积比为1:0.5,水泥浆水灰比为1:1, 水玻璃浓度为35波美度,模数为2.4,注浆压力为0.5~1.0Mpa。
2、超前小导管支护:本隧道Ⅳ类围岩段设计为双排超前小导管预注浆超前支护加固,小导管长度4.5m,环向间距0.4m,上下排搭接长度不小于1.0m,外插角5-10°,梅花形布置。
超前小导管采用外径42mm、壁厚3.5mm热轧无缝钢管,钢管前端呈尖锥状,尾部焊上φ6加筋箍,管壁四周钻10mm压浆孔,尾部1m不设压浆孔。
超前小导管施工时,钢管与衬砌中线平行以5°仰角打入拱部围岩,钢管环向间距40cm,每打完一排钢管注浆后,开挖拱部及第一次喷射混凝土、架设钢架,初期支护完成后,再打另一排钢管,超前小导管保持1.0m以上的搭接长度。
超前小导管注浆采用水泥-水玻璃浆液,注浆参数为:水泥与水玻璃体积比为1:0.5,水泥浆水灰比为1:1, 水玻璃浓度为35波美度,模数为2.4,注浆压力为0.5~1.0Mpa。
当每孔注浆量达到了设计注浆量时可以结束注浆,注浆参数应通过现场试验按实际情况确定,注浆量按施工实际情况作相应调整。
超前小导管从型钢钢拱架腹部穿过。
3、超前砂浆锚杆:超前砂浆锚杆设置于隧道中间的Ⅳ类围岩地段,锚杆采用长 4.5m 的φ22 钢筋,梅花形布置,环向间距40cm,纵向间距3m,外插角约7°~20°。
超前砂浆锚杆采用台车钻眼,早强砂浆作为粘结材料,每排锚杆的纵向搭接长度不小于1m。
4、锚杆施工:本隧道洞内Ⅲ、Ⅳ类围岩采用φ22组合式锚杆,Ⅳ类围岩地段锚杆孔均采用手工手持YT28风钻钻眼;Ⅲ类围岩锚杆孔均采用台车钻眼。
注浆锚杆采用注浆泵注浆。
锚杆施工要点:方向(法向)垂直岩面,注浆饱满密实。
5、钢架施工:本工程Ⅳ、Ⅴ类围岩地段分别采用16、20工字钢钢架和φ22格栅钢架三种。
①在洞外制作场内按1∶1钢模试拼放样,按1∶1胎模一套,下料,制作,检测。
②对超挖较大部位,用浆砌片石镶补,拱或墙脚有虚碴或不稳定时,清除松碴,用砼填平,再用槽钢沿纵向铺设,确保钢架脚稳固。
③初喷砼后,安设钢架,单元间用螺栓连接,并与定位锚杆焊接在一起,钢架与初喷层之间空隙,用骑马垫塞紧。