电力隧道浅埋暗挖法施工方案一、总体施工方案暗挖隧道施工过程中应严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针,切实做到信息化施工。
现场监控量测是监视围岩稳定、判断隧道支护结构是否合理、施工方法是否正确的重要手段,也是保证安全施工、提高经济效益的重要条件,应贯穿施工的全过程,通道量测数据的分析处理,掌握围岩稳定性的变化规律,调整支护结构参数。
超前小导管如在粘土层施工,采用风钻钻进法打设,在砂卵石层用φ20mm 的高压风管吹孔,铁锤夯打。
隧道渣土在隧道内由人工手持风镐、铁锨开挖,手推车运输,然后通过设在施工竖井处的 5T 电动葫芦吊出竖井,自卸汽车运出施工现场。
喷射用混凝土通过输料筒输送至竖井底部,人工用手推车运输至作业面。
二次衬砌用混凝土采用商品砼,通过输送泵输送至作业面。
整个暗挖隧道重点控制地表沉降、管线保护,采取不同的施工方法,以超前钢插管超前支护、注浆加固地层为主要手段,及时施作支护体系。
二、主要施工方法总体施工工序:竖井施工→马头门施工→隧道土方开挖→初衬施工→防水施工→底板钢筋绑扎→支模板→浇注二次衬砌混凝土→电缆支架及人行步道施工→现浇混凝土盖板→检查井施工→防水处理→回填。
(一)、竖井初衬施工竖井是电力隧道工程施工时的工作井,也是电缆敷设、检查、维修时的人员、设备出入口。
本工程竖井采用Φ4.1m 圆形竖井结构。
主要施工工序:测量放线→人工挖探坑→开挖井口土方→绑扎锁口圈梁钢筋→支立模板→浇筑圈梁砼→砌筑井口段挡土墙→立龙门架→搭护栏→开挖竖井土方→安装网构钢架→喷射砼→井底钎探→竖井封底。
1、竖井井口段施工土方开挖采用人工开挖,正式开挖前必须先挖条形探坑,必须挖至原状土。
条探坑呈“十”字交叉,交叉点为竖井中心点,发现没有地下障碍物及管线后方可继续开挖。
开挖过程中发现地下建筑物、管线或文物必须立即停止施工,制定保护方案,联系相关单位,按照有关预案程序采取相应措施。
竖井开挖过程中及时网喷 C20 砼防止井壁坍塌。
挖到地表下圈梁底部的标高后,绑扎圈梁钢筋。
锁口圈梁采用混凝土输送泵一次性灌注 C30 混凝土,然后根据竖井规格依照设计图纸进行圈梁上部砖墙的砌筑。
在施工时,根据设计要求及施工需要完成爬梯、临电、临水、下料系统等的预埋件的布设,避免竖井完成后对结构体进行反复的凿除,破坏竖井结构。
2、龙门架安装龙门架是施工时的垂直运输设备,所有材料、设备、土方必须由龙门架的电葫芦吊运。
龙门架安装完成后,必须进行设备调试,合格后方可使用。
3、竖井井身施工井身穿过房渣土、粘质粉土、细砂、粉砂、粘土层,根据工程地质情况和衬砌设计,竖井采用逆作法施工,竖井施工应逐榀开挖,井身土方采取半断面开挖,严禁整个井体格栅同时悬空。
井身支护是由C20 喷射混凝土+网构钢架+钢筋网组成的结构。
竖井施工过程中,根据实际地质情况,遇到砂层时采取小导管超前注浆加固,以确保竖井及施工安全。
4、竖井封底竖井底部格栅采用网构拱架,喷射 250 厚 C20 混凝土。
钢架两端分别焊在竖井钢架上,满焊连接。
5、马头门施工在竖井施工到底隧道马头门开始施工时,严禁全断面进行开挖,应该遵循“分段破除、立即支护、快速喷混、迅速闭合,加强监控量测”的原则。
竖井马头门要分别先后施工,完成一处再施工另一处。
马头门喷混后,要保证结构尺寸符合设计要求,结构表面平顺圆滑,符合相关规定。
(二)、隧道初衬施工1、隧道净断面尺寸:隧道为复合式衬砌结构,断面尺寸为 2.0×2.3m,直墙、圆拱、厚平底板、净宽 2.0m ,起拱线高 1.85 m,矢高 0.45 m,净高 2.3 m。
两侧支架@1000。
2、隧道做法:喷射混凝土+网构钢架+钢筋网支护+防水膜+现浇钢筋混凝土。
初衬厚度 0.25m;二衬厚度为0.2m。
本工程隧道采用 2.0×2.3m 结构形式。
暗挖隧道断面图如下:(见下页)(1)超前支护为防止隧道土体坍塌,施工时沿拱部范围内施作φ32 超前小导管注浆,必须从首榀拱架腹部穿过,每榀格栅打设一排。
导管根据围沿情况,粉土层可用风钻打设,在砂卵石地层中要用高压风吹孔,人工用铁锤打入超前小导管。
超前小导管断面图超前小导管纵断面图1)操作工艺2)注浆超前小导管+水玻璃——砂土、砂砾超前小导管+AB、AC 液——含水砂层、砂砾超前小导管+封面+水泥浆+静压注入——含水砂层锚杆+小面积网片,喷砼棚护饱含土,——抢作法。
以上几种方法根据土质情况和渗水情况而定。
(2)土方开挖隧道内土方采用人工开挖、手推车运输土和材料。
2.0m×2.3m的隧道段土方采用环型开挖预留核心土,核心土形状为梯形。
其施工程序是先沿拱部轮廓线施打φ32 超前小导管(拱部120~150°范围内设置),要求每一榀打设一排,注浆加固地层,然后采用人工持风镐、铁锨环向开挖土体。
为稳定掌子面,根据地质情况适当预留核心土, 核心土不得短于2m,且不得出现反坡,然后网喷5cm 厚砼,架立格栅钢架,挂第二层钢筋网并喷射初期支护砼。
施工时人工开挖土方用手推车运输至竖井。
开挖完成后初喷砼,架设格栅钢架,网喷砼封闭成环,至此完成一个循环。
应注意的质量问题①要防止邻近建筑物的下沉,应预先采取防护措施,并在施工过程中进行沉降和位移观测;在开挖过程中,应加强开挖面的地质素描和地质预报工作。
②应特别注意预加固、开挖和支护等作业工序的紧密衔接,开挖后应及时进行初期支护。
对将要停工时间较长的开挖作业面,不论地层好坏均应作网喷混凝土封闭。
严禁结构同时悬空,杜绝多榀一次开挖。
隧道不得欠挖,对意外出现的超挖或塌方应采用喷射混凝土回填密实,并及时进行回填注浆。
③暗挖隧道所穿越的地层主要为砂卵,要注意使格栅架的落脚点坚实无浮土,格栅钢架着地端与基面间的空隙必须用喷砼填满;严格控制隧道开挖的中线和高程,开挖轮廓要圆顺防止超挖,局部欠挖处人工修凿。
当隧道围岩自稳能力较差时,应尽可能缩短开挖长度,尽快使初期支护闭合。
(3)钢格栅支立在浅埋松散的地层中,格栅钢架与网喷混凝土联合支护,具有即时的强度和刚度能够控制土体的过大变形。
土体开挖面形成后应及时架设钢格栅,需与每一根超前钢管接触,并焊接使二者形成稳固的棚架。
钢架之间用螺栓连接。
在钢架主筋内外两侧沿拱架环向,布置纵向连接筋。
钢格栅尺寸考虑到两侧1.5cm 防水层外还要考虑 2cm 安全误差,不能侵占二衬的空间。
(4)喷射混凝土1)工艺流程喷射混凝土施工工艺图2)施工方法原材料控制:喷射混凝土的原材料进场均应进行质量检验,进行速凝效果试验,确定初凝效果的试验,优选速凝剂的品种和确定最佳掺量,要求初凝不超过 5 分钟,终凝不超过 10 分钟。
根据设计要求,由试验室进行配合比选择试验,确定水泥用量、水灰比、砂子、豆石用量,用计量图示牌悬于每个现场地泵前,作为现场配比依据。
施喷前的准备:喷射作业应认真清除受喷面上的浮土回弹物等松散积料,用高压风吹净。
调整好喷射机的风压、水压、做好准备。
喷射作业:施喷应由上而下,从低向高地依次进行,接螺旋轨迹均匀分层喷射,喷头直对受喷面,距离为0.6m。
喷射压力控制在0.12-0.15Mpa,一次喷射厚度,边墙约 7-10cm ,拱顶部分为 5~6cm。
每喷完一遍均需要一定的间隔时间,一般为前一层混凝土终凝后进行。
在格栅栏风架处,喷嘴应避开钢筋密集点,以免产生密积。
对悬挂在网筋上的混凝土结团应及时清除,保证喷射的密实并杜绝使用落地回弹料。
喷射混凝土应将钢筋全部覆盖,喷射手应控制水灰比0.40-0.45。
喷射混凝土加强养护,以防风干裂口。
(5)回填注浆待喷射混凝土强度达到设计强度的70%后,通过施工时预埋在混凝土中的φ32 钢管及时进行背后回填注浆,控制地表下沉。
背后回填注浆管在拱顶与隧道中线 15°夹角,纵向每隔 2m 设一根,拱顶两侧注浆管交错布置,注入浆液为水泥砂浆,注浆时以使初期支护与围岩密贴为原则,不可使用过大的注浆压力,最大不超过 0.4Mpa。
出浆口的朝向与开挖方向相反,距离土体约 50mm。
为保证喷射混凝土支护与地层密贴,要及时进行衬砌背后回填注浆,充填注浆用水泥砂浆参考配合比例如下:灰、砂比:1:1.5~1:1.3(重量比)水灰比 1:1~1:1.1注浆压力小于 0.4Mpa(三)防水施工本工程主要防水体系为:初衬喷射防水混凝土+聚乙烯丙纶复合防水+二衬 C30S6 抗渗混凝土自防水。
1、聚乙烯丙纶防水卷材施工暗挖段采用聚乙烯丙纶复合防水卷材(规格为 600g/m2),满粘法施工。
隧道初衬施工完毕,经甲方、设计、管理、监理单位验收合格;隧道已经清理、冲洗,露出混凝土基面,且基面无漏水漏筋的情况下进行施工。
施工工艺流程如下:清理基面→验收基层→堵漏及抹找平层防水→涂刷水泥聚合物灰浆→粘贴聚乙烯丙纶防水卷材→排气压实→粘贴盖条→检验复合防水卷材施工质量→底板防水保护层施工→验收隧道初期支护结束后,检查喷射混凝土基面的漏水、漏筋情况,切割外露钢筋、注浆管,并在割除部位用水泥砂浆抹成圆曲面。
要对漏水严重的部位采取集中导流,埋设导流管,对独立漏点采取凿孔埋管导流的方式进行导流。
满足无水施工条件后,施做找平层、涂刷水泥聚合物灰浆,然后剪裁卷材,从拱顶开始向两侧下垂铺贴,先边墙和拱顶,后粘贴底板。
卷材防水附加层宽度不宜小于 500mm,在立面与平面的转角处,卷材的接缝应留在平面上,距立面不应小于600mm。
卷材搭接宽度为120mm,相邻边接缝应错开1m 以上,并清理干净溢出的水泥胶,然后涂刷聚氨酯胶粘贴接缝盖条。
防水层施做完毕后,在底板的防水层上抹5cm 厚的水泥砂浆保护层,防止二衬钢筋绑扎时对防水造成破坏。
2、变形缝、施工缝处防水竖井出口2~3m 处设置变形缝,新旧沟相接处亦设置变形缝;现浇二衬结构不大于30米设置一道变形缝,而且初衬结构变形缝处二衬结构亦要设置变形缝。
在变形缝处先采用30mm 聚苯板作分界板,待隧道两侧喷射混凝土及防水层施作完成后,再将缝中的聚苯板剔成宽 30mm,深 65mm 的缝,然后用聚合物水泥砂浆嵌缝深 30mm,待聚合物水泥砂浆干硬后,在缝中嵌入双组份聚硫橡胶。
施作完变形缝后用焦油聚氨酯及涤纶布就地制作止水带。
四)、二衬施工1、基本要求当初期支护的变形达到基本稳定后,可以进行二次混凝土衬砌模注工序。
通过监控量测,掌握隧道动态,待初支结构稳定后为二次衬砌施做最佳时机。
(1)二次衬砌施工前应做好以下几点:1)核对中线、高程、断面尺寸,所有数据均应符合设计要求。
2)为确保衬砌不侵入界限,允许放样时,将设计衬砌轮廓尺寸扩大 3-5cm,作为施工误差及模板拱架的预留沉降量。
3)隧道断面变化和地质条件变化交界处,应设沉降缝;洞口附近及根据设计要求的部位应设伸缩缝。