岩山隧道出口进洞方案一、工程概况岩山隧道(DK218+680~DK233+190)全长14510m,共分进口、横洞、组合导坑、二号斜井和三号斜井五个工区。
出口端位于陡崖上,为开辟出口施工场地,于隧道DK233+100处线路左侧设一横洞,横洞与隧道大里程方向平面夹角60°43',横洞平距257m,洞身坡度0.4%,采用单车道无轨运输。
岩山隧道出口位于增冲河"U"型河谷左岸,坡面纵坡45°,局部直立;斜坡上覆盖碎石土,褐黄色、灰黄色,潮湿、稍密,石质主要为强风化的砂质板岩,下伏基岩以变余砂岩为主,砂质板岩次之,地表沟溪纵横发育,沟内常年流水,沟床坡降大,地表水与地下水互为补给,水质对混凝土具侵蚀性,侵蚀等级为H1。
二、进洞总体方案检查边仰坡稳定情况,清除悬石,处理危石。
做好洞口地段截排水设施。
边仰坡开挖后及时锚喷封闭。
暗洞严格遵守“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
采用超前小导管注浆预支护,后采用台阶法开挖,开挖后及时安装钢拱架、锚杆、喷射混凝土,及时喷射临时仰拱混凝土,使初期支护封闭成环,达到快速、安全进洞的目的。
三、人员、机械配置情况管理人员:施工员3名,技术员2名,试验员1名,安质员1名。
作业人员:开挖班20名、喷锚班10名、出渣班10名、综合班8四个班组共48人。
机械:挖掘机1台、装载机1台、自卸车4台、湿喷机1台、YT28风钻15台、压浆机2台,空压机4台。
四、主要临时工程部署1、施工便道施工便道及碴场便道均与洞口拉通,洞口段便道宽6m,采用泥结碎石路面,设一个会车道,长20m,宽7m。
2、生产生活房屋在洞口左右侧修建空压机房、修理房、配电房、料库等生产用房400m2,满足生产需求。
新修活动板房作为生活用房。
3、生产用水、电、风生产水池修建于洞口左侧山顶,水池容量120m3,水压不小于0.5mpa。
在洞口左侧设630KV A变压器一台,提供生产用电。
在洞口左侧空压机房设22m3/min空压机4台,供应高压风。
4、弃碴场弃碴场设于DK234+000左侧750m处,运距1150m和DK234+000左侧1000m处,运距1400m,满足出口弃碴55万方要求。
五、进洞主要施工工艺1、洞口边仰坡施工边仰坡依据设计位置进行放样,并严格按照设计坡率进行开挖,保证坡面平整,开挖线符合设计要求。
边仰坡开挖前组织人员将坡面危石及杂草清除干净,避免危石溜坍。
洞身开挖轮廓线以外必须进行坡面防护,防护范围超过边仰坡开挖线外一米,并做好截排水措施,防止雨水或泥石冲刷坡面,防止地表径流下渗引起坡面失稳。
边坡开挖采用挖掘机顺层开挖,遇到坚石采用弱爆破,特别是边仰坡轮廓线采用预裂爆破,减少爆破对边坡稳定性的破坏。
坡面临时支护按设计坡度一次整修到位,并分层进行边仰坡防护,以防围岩风化,雨水渗透而坍塌。
边仰坡防护采用Ф22砂浆锚杆,长度2.5m,间距150cm,垂直于坡面梅花形布置,然后挂Ф8钢筋网片,喷砼进行坡面防护,以稳定边仰坡。
2、超前小导管施工出口端DK233+190~+160段设计采用大管棚施工,因坡面近乎直立,施工场地狭小,拟变更为采用超前小导管预支护后,台阶法钻爆开挖。
超前小导管设计参数:导管规格:热轧无缝钢花管,外径42mm、壁厚3.5mm、长4.5m;管距:环向间距40cm;倾角:外插角以10°~12°为宜,可根据实际情况调整;注浆材料:水泥浆或水泥砂浆;孔口管规格:热轧无缝钢花管,外径146mm,壁厚5mm。
小导管采用Ф42mm无缝热轧钢管制成,在全部钻注浆孔,孔径6~8mm,孔间距10~20cm,呈梅花形布置,前段加工成锥形,尾部长度不小于30cm,作为不钻孔的止浆段。
注浆压力一般为0.2~0.3Mpa,具体浆液配合比和注浆压力由现场试验确定。
2.1施工方法风钻钻孔,将小导管沿孔打入或用风钻顶入。
对砂土类围岩,可用φ20mm小钢管制作吹风管,将吹风管插入土中用高压风射孔,成孔后将小导管插入。
注浆采用灰浆泵或双液压浆机,分别压注单液浆或双液浆。
2.2工艺流程超前小导管施工工艺框图①导管应在开挖轮廓线上按设计位置及角度打入。
超过允许误差时,应在距离偏大的孔管间补管注浆。
钻孔仰角一般控制在10°~12°。
②小钢管材质、直径、壁厚及其溢浆孔眼加工等符合设计要求。
小导管前端做成尖锥形,管壁上的溢浆孔一般每隔10~20cm交错钻眼,成梅花形布置,眼孔直径6~8mm。
钢管尾端焊钢筋加强箍。
③钻孔深度大于钢管长度,钢管顶入长度不小于管长的90%。
④导管安装在安设格栅钢架后进行。
为充分发挥小导管的支护作用,宜将小导管从格栅钢架腹部穿过,并将导管尾部焊接在已架好的格栅钢架上。
⑤导管长度达到设计值,纵向两组小导管的搭接长度符合规定。
⑥超前小导管注浆前,对工作面及5m范围内的坑道周边进行喷射混凝土封闭。
注浆液浆和压力按设计确定。
设计无规定时,注浆压力一般控制在0.5~1.0Mpa。
⑦导管不得侵入隧道开挖界内,相邻的钢管不得相撞或立交。
⑧纵向两组小导管间保证有不小于1m的水平搭接长度。
3、台阶法钻爆开挖钻孔前按五寸台画出开挖轮廓线,按钻爆设计定出孔位。
钻爆设计(1)隧道开挖每循环炸药用量计算公式Q=q×s×Lq——爆破1 m3岩石用药量:Ⅴ级围岩取1.2kg/ m3;Ⅳ、Ⅲ级围岩取1.4kg/ m3,其中:掏槽眼用药量占用药量的30%~35%,辅助眼和周边眼用药量占用药量的65%~70%;S——断面积L——凿眼深(2)炮眼数目N=0.00075×(qs/ad2)q—单位用药量(kg/m3)S—开挖断面积(m2)a—炸药装填系数(取0.7)d—药卷直径取0.032m(3)周边眼参数选择采用简易经验公式: g=(E+W)×L×a×(Rb)1/2g—单孔装药量(Kg)E—孔距(m)w—抵抗线(m)a—系数(取0.0375)L—孔深(m)Rb—岩石抗压强度(MPa)V级围岩E=0.4m W=0.5m Rb=30MPaIV、Ⅲ级围岩E=0.5m W=0.7m Rb=30~60MPa单孔装药量V级围岩g=(0.4+0.5)×1.0×0.0375×(30)1/2=0.18KgIV、Ⅲ级围岩g=(0.5+0.7)×2.2×0.0375×(45)1/2=0.66Kg集中度V级围岩g/L=0.18Kg/mIV、Ⅲ级围岩g/L=0.30Kg/m密集系数V级围岩E/W=0.8IV、Ⅲ级围岩E/W=0.71爆破后用挖掘机或装载机装碴,自卸车运输,弃往线路左侧的弃碴场。
(1)喷射混凝土作业喷射砼拟采用湿喷施工工艺。
①原材料水泥:425号普通硅酸盐水泥。
在使用前应做强度抽检。
砂:硬质洁净的中砂或粗砂,细度模数宜大于2.5,含水率宜为5%~7%,粒径小于3mm,使用前必须过筛。
石料:坚硬耐久的碎石或卵石。
粒径不宜大于15mm且级配良好。
水:水质应符合工程用水的有关标准,水中不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质,不得使用污水、PH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按SO42-计超过水重1%的水。
速凝剂:使用前应做速凝效果试验,要求初凝时间不超过5min,终凝不超过10min。
②施工方法及施工机械为了快速、及时喷射砼,缩短作业循环时间,根据隧道断面形式,加工配套立模钢架和组合钢模板,达到可快速立模,模板随着喷射砼高度逐渐向上安设。
立模钢架沿隧道边界成环,墙架与拱架连成整体。
纵、环向模板间用U形卡连牢。
③喷射作业a)风压:喷射砼采用合适的风压,以保证砼能在喷射机输送管里形成稀薄流。
且保证骨料能以一定速度连续、均匀地喷向模内,并留在砼喷层里为宜。
风压以0.4~0.6Mpa为宜。
b)喷射角度:喷射时,喷头向下并向岩面和钢架处倾斜一定的角度(控制在3°~5°),使砼能顺利喷射到立好的模型内,降低回弹率。
c)喷射距离:湿喷要求风压较大,若喷头距喷射点太近,高压风会将刚喷在模板内的砼吹走,砼回弹加大。
喷射时喷头距喷射点距离在1.0米左右为宜,喷射手也应视具体情况,选用适当的喷射距离。
d )喷射顺序:喷射顺序应先墙后拱,自下而上,沿隧道纵向往复移动。
模板随喷随立,最后拱部或边墙顶留0.8m 或0.4m 不立模,喷头垂直岩面作环形移动喷射至设计厚度。
e )喷射砼施工前用高压风将岩面清理干净。
f )喷射砼施工严格控制速凝剂掺量,并添加均匀,由专人负责。
g )采用改性聚脂纤维砼时,应使改性聚脂纤维在砼混合料中分布均匀。
(2)锚杆施工①施工方法:采用手持式风动凿岩机钻眼,高压风吹孔,注浆泵灌注早强砂浆,人工插打。
采用先灌后锚的施工工艺。
②工艺流程③工艺要求、标准a )锚杆杆体的类型、规格、质量及其性能必须与设计相符。
b)锚杆采用系统锚杆,梅花型布置。
如下图:c)锚杆应与所在部位的岩层主要结构面垂直。
d)锚杆按设计打够长度,孔深允许偏差为±50mm 。
e)锚杆钻孔应圆而直,孔径应大于杆体直径15mm 。
锚杆在岩面的布置........f)砂浆用早强微膨胀砂浆,标号不低于250号。
g)孔内注浆后及时插入锚杆杆体,浆液不满时及时补注。
锚杆外露长度不大于10cm ,部分锚杆的外露长度以喷射砼的厚度为标准,以控制砼的喷射厚度。
3、钢筋网施工钢筋网制作采用半成品网片现场拼接。
按设计要求,半成品网片的宽度按钢架间距预制,半成品网片重量宜控制在100kg 左右,用在墙部网片应一侧带钩(如下图),从上而下方便挂钩。
钢筋网安装时应互相搭接,搭接长度不小于10cm 。
钢筋使用前应除锈。
钢筋网与受喷面的间隙一般不大于3cm ,钢筋网的喷砼保护层厚度不得小于设计值。
钢筋网应与锚杆或其它固定装置连接牢固,在喷射砼时不得晃动。
4、钢架制作及安装①按设计要求加工好钢架,要求尺寸准确,弧形圆顺,并在现场进行试拼;为了安装方便,每榀钢架应按设计分段,全部用螺栓连接牢固。
②按设计位置现场测量定位,钢架平面必须与隧道中线垂直。
上下、左右允许偏差±5cm ,钢架倾斜度不得大于2°。
拱脚标高不足时,不得用土、石回填,而应设置钢板进行调整,必要时可用砼加固基底。
拱脚高度应低于上半断面线15~20cm ,当拱脚处围岩承载力不够时,应向围岩方向加大拱脚接触面积。
③钢架架设前应清除底脚下的虚碴及其它杂物。
④现场拼接,各段应在一个平面上用螺栓联接,不得以焊接代替。
⑤钢架纵向间距按设计安设,钢架之间用纵向钢筋连接,间距符合设计要求,并与锚杆外露端焊牢。
⑥钢架与岩壁之间用预制砼块楔紧。
⑦喷砼时应先喷钢架处,然后喷钢架之间的砼,最后喷砼达到设计厚度。