贵州某隧道施工组织设计含CADWord格式文档下载.docx
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四、地层岩性
1、覆盖层:
隧道区覆盖层包括崩坡积层(Qc+d1)和残坡积层(Qe1+d1):
崩坡积层主要分布在隧道出口冲沟内,为陡崖崩塌堆积物:
残坡积层(Qe1+d1):
其成份为灰黄色、灰褐色粘土夹少量碎石,主要分布于隧道沿线。
2、基岩:
隧道区基岩主要为三叠系下统永宁镇组第一段(T1yn1)至二叠系上统龙潭组(P21)地层。
隧道进口位于永宁镇组第一段(T1yn1)灰岩、泥质灰岩地层中,洞身位于永宁镇组第一段(T1ny1)灰岩、泥质灰岩和飞仙关组(T1f)砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩及砂质粘土岩地层中,隧道出口位于飞仙关组(T1f)泥质粉砂岩中。
五、地质构造
根地表地质测绘,隧道区地质构造较为简单,为单斜地层,隧道轴线与岩层走向近垂直,隧道区岩层产状330~350°
∠18°
~25,岩层相对较平缓。
六、岩土工程特性
隧道区基岩基本裸露,仅局部分布少量覆盖层。
其中,崩坡积层主要分布在隧道出口缓坡及冲沟内,厚度7.8~12.5m;
残坡积层主要分布于隧道沿线及进口溶沟、溶槽内,厚度0.5~3.1m。
隧道全洞通过三叠系下统永宁镇第一段(T1yn1)及三叠系下统飞仙关组(T1f)地层。
进口为永宁镇组第一段(T1yn1)灰岩、泥质灰岩地层,强风化岩体完整性差,裂隙发育,胶结较好,岩体呈碎石状压碎结构。
隧道出口为陡崖,分布的地层为三叠系下统飞仙关级(T1f)薄层、中厚层泥质粉砂岩,岸坡卸荷裂隙发育,水平方向强风化深度60m。
七、水文地质特征
隧道从进口到出口,地表高程逐渐抬升,沿隧道洞身及其两侧发育多条与隧轴线近于平行的地表长大冲沟,这些地表冲沟均发育于碎屑岩地层中,以近SN向流向隧道进口方向,沿隧道轴线有一地表冲沟一直从出口陡崖向进口方向延伸,其发育方向与隧道轴线方向近一致,该冲沟内枯期流量3~5L/s,冲沟横穿隧道处沟底高程1540m。
据地表地质测绘,隧道轴线左右侧均为岩溶、侵蚀深切冲沟,隧道区枯水期未见较大的泉水点出露,仅在碎屑岩地带见流量较小的泉水点出露,冲沟内枯水期流量不大,可见隧道区地下水埋藏较深,近地表部位含 水不丰富,整个隧道区为一孤立的岩溶、裂隙含水系统主要接受大气降水的补给。
八、隧道土木工程设计
1、洞口设计:
结合隧道洞口地形、地质条件及洞口处路基设计,隧道线路与地面等高线斜交,从利于洞口安全和让洞口和地形协调的角度出发,隧道洞口均采用了端墙式洞门。
而隧道洞口进洞位置也严格贯彻“早进晚出”的原则进行设计。
由于洞口段覆盖层较厚,所以隧道在进洞的开挖坡面和仰坡均需进行防护,同时应尽早修建洞门及排水系统以保证洞口段坡面的稳定及洞口段的安全。
2、洞身结构设计:
隧道支护体系按新奥法原理进行设计,衬砌采用复合式衬砌,初期支护一般采用系统锚杆、喷混凝土、钢筋网、钢支撑及超前支护等。
洞口段由于地质条件差、埋深浅同时又具备良好的施工条件,所以洞口段增加超前大管棚进行预支护,以保证隧道洞口段的稳定安全。
二次衬砌一般采以C20模筑混凝土衬砌,加强衬砌段二次衬砌采用C20钢筋混凝土衬砌。
车行横洞与隧道交叉段,二次衬砌亦采用钢筋混凝土进行加强。
各类围岩隧道衬砌支护参数见下表:
衬砌类型
支护措施
复合式衬砌支护参数
加强段衬砌支护参数
III类围岩
IV类围岩
I类围岩
II类围岩
支护
混凝土
15
10
28
24
锚杆
长度
3
2.5
3.5
间距
100×
100
120×
120
60×
80×
80
钢筋网(Φ6.5)
间距20
拱部120°
间距15
双层
钢架
1.0m
――――
0.6m
0.8m
预留变形量cm
7
5
20
超前支护
无
设置
模筑衬砌
拱顶
35
60(钢筋)
50(钢筋)
边墙
仰拱(铺底)
(41)
各类围岩紧急停车带衬砌支护参数表:
衬砌支护参数
需要时设
第二节隧道工程施工方案
一、洞口工程
(一)施工方案
根据我公司多年隧道施工的经验及xx隧道出口位置的具体情况,经过经济性、安全性、可行性综合分析比较后,决定进洞前先完成地表排水系统,采取分层开挖,分层支护,自上而下,边挖边护的洞口加固处理方法:
洞口仰坡、明洞边坡采用锚、网喷混凝土加固技术,明洞挖方在满足机械开挖的条件下,使用挖掘机开挖,装载机配合自卸车装运弃碴至指定弃碴位置,人工辅助修坡。
不能直接用机械开挖的次坚石采用定向弱爆破,人工辅助机械装运弃方。
进洞采用先施工作超前小导管,短进尺,弱爆破,快循环,早封闭的施工方案。
(二)施工方法
1、首先开挖并施作洞口边仰坡截水沟,以截排地表水,截水天沟距边仰坡开挖边缘不小于5m,沟底纵坡不小于3‰。
排水沟与路基排水系统相衔接。
2、开挖洞口顶部及明挖部分土石方,开挖土石方均自上而下进行,能用机械直接作业的,均选用机械开挖,人工配合。
机械或人工不能直接开挖的土石方,采用浅孔
洞口工程开挖及施工步骤图
台阶控制爆破开挖。
开挖形成的坡面按设计要求及时进行封闭防护,避免长时间暴露,造成坡面坍塌。
3、沿开挖轮廓线打超前小导管(长3.5m)注浆,小导管间距40cm,并外露1m以便于与钢格栅相连接。
4、用Ⅱ类围岩的施工方法开挖暗洞2m,完成支护体系。
5、定位放线,组装台车,绑扎钢筋,浇筑明洞及暗洞钢筋混凝土。
6、混凝土达到设计要求时拆模,施做明洞防水层,两侧对称回填。
二、洞门施工
xx隧道左线洞门为端墙结构,右线洞门为偏压式结构,设计有外装修,同时洞门及地表做了景观美化设计,因此在明洞施工完,安排合理时间进行左右线洞门施工,并做好景观设计。
同时恢复植被,搞好绿化。
三、正洞洞身施工
(一)开挖作业
隧道开挖作业根据不同围岩类别分别采取不同的开挖方法如下:
围岩分类开挖方法
序号
围岩类别
开挖方法
支护形式
1
II类
短台阶、半断面
超前小导管、型钢支撑、
ф25砂浆锚杆、网喷混凝
2
III类
半断面、正台阶
超前锚杆注浆、4×
ф25格
栅,钢架支撑、网喷混凝土
IV类
全断面
ф22砂浆锚杆、网喷混凝土
(二)钻爆设计
1、II类、III类围岩钻爆设计图(见附图)
2、IV类围岩钻爆设计图(见附图)
(一)开挖作业循环
1、II类围岩半断面开挖作业循环时间表
工序名称
测量
30min
超前小导管
90min(按进尺平均到每一循环)
钻孔
180min
4
装药爆破
60min
通风排烟
6
清理危石
初喷
8
出渣
120min
9
循环进尺
1.35m
11
日进尺
2.69m(每日二个循环)
12
月均进尺
78m
2、II类围岩台阶法开挖作业循环时间表
120min(按进尺平均到每一循环)
240min
80min
210min
1.5m
1.72m
66m
3、III类围岩台阶法开挖作业循环时间表
超前锚杆
70min
150min
2.4m
4.8m
130m
4、III类围岩半断面开挖作业循环时间表
130min
50min
100min
3.1m
6.2m
180m
5、IV类围岩全断面开挖作业循环时间表
90min
3.3m
6.6m(每日二个循环)
200m
(四)光面爆破施工工艺
1、放样布眼
钻眼前,测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线,标出炮眼位置,其误差不得超过5cm。
在直线段,可用3~5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。
2、定位开眼
采用钻孔台车钻眼时,台车与隧道轴线要保持平行。
台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。
对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其他眼要高,开眼误差要控制在3cm和5cm以内。
3、钻眼
钻工要熟悉炮眼布置图,要能熟练地操纵凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要有丰富经验的老钻工司钻,台车下面有专人指挥,以确保周边眼有准确的外插角(眼深3m时,外插角小于3°
;
眼深5m时,外插角小于2°
),尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。
同时,应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度,以保证炮眼底在同一平面上。
4、清孔
装药前,必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。
5、装药
装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行,雷管要“对号入座”。
所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞长度不小于20cm。
6、联结起爆网路
起爆网路为复式网路,以保证起爆的可靠性和准确性。
联结时要注意:
导爆管不能打结和拉细;
各炮眼雷管连接次数应相同;
引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。
网路联好后,要有专人负责检查。
7、瞎炮的处理
发现瞎炮,应首先查明原因。
如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮,则切去损坏部分重新连接导爆管即可;
但此时的接头应尽量靠近炮眼。
如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮,则应参照《公路隧道爆破安全规程》有关条款处理。
8、质量检验标准
(1)超欠挖。
爆破后的围岩面应圆顺平整无欠挖,超挖量(平均线性超挖)应控制在10cm(眼深3m)和13cm(眼深5m)以内。
(2)半眼痕保存率。
围岩为整体性好的坚硬岩石时,半眼痕保存率应大于80%,中硬岩石应大于70%,软岩应大于50%。
(3)对围岩的破坏程度。
爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝,也不应有浮石(岩性不好时应无大浮石),炮眼利用率应大于90%。
(五)超前支护施工方法
1、超前长管棚注浆预支护施工方法
(1)钻深孔的操作要点
液压台车的钻杆长度为4.3m、5.525m,钻深孔时必须接杆。
因此,随着孔深的增长,需要对回转扭距、冲击功及推力进行控制和协调,尤其要严格控制推力,不能过大。
为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性,钻杆联结套应与钻杆材质相同,两端加工内螺扣(配合钻杆首尾端外螺扣),联结套的壁厚≥10mm。
为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下,上下颤动,导致钻孔不直,钻孔时,应把扶直器套在钻杆上,随钻杆钻进向前平移。
1)台车就位固定后,由测量工站在台车臂托蓝上准确画出钻孔位置。
2)施钻时,台车大臂必须顶紧在掌子面上,以防止过大颤动影响施钻精度。
3)钻机开孔时钻速宜低,钻进20cm后转入正常钻速。
4)第一节钻杆钻入岩层,尾部剩余20~30cm时停止钻进,人工用两把管钳卡紧钻杆(注意不得卡丝扣),钻机低速反转,脱开钻杆。
钻机导轨退回原位,人工装入第二根钻杆,并在钻杆前端安装好联结套,钻机低速送至第一根钻杆尾部,方向对准后联结成一体。
5)起拱线以上的孔位,由于台车大臂离地面较高,不便装卸钻杆,波形螺纹
波形螺纹这时应将大臂落下,人工在地面安好钻杆后,大臂重新升起就位。
6)每次接长钻杆,均可按上述方法进行。
7)换钻杆时,要注意检查钻杆是否弯曲,有无损伤,中心水孔是否畅通等,不符合要求的应更换,以确保正常作业。
8)引导孔直径应比棚管外径大15~20mm,孔深要大于管长0.5m以上。
9)钻孔达到要求深度后,按同样方法拆卸钻杆,钻机退回原位。
(2)顶管的工艺流程
1)顶管工艺流程。
2)顶管工艺及作业要点。
采用大孔引导和棚管钻进相结合的工艺,即先钻大于棚管注浆的引导孔,然后利用钻机的冲击和推力(顶进棚管时凿岩机不使用回转压力,不产生扭距)将安有工作管头的棚管沿引导孔顶进,逐节接长棚管,直至孔底。
(A)管件制作:
棚管采用Φ108普通钢管,钢管节长为6m,管棚长度24~35m,因此必须接长。
棚管接长时先将前一根钢管顶入钻好的孔内再联结。
事先加工好的管节联结套,要预先焊接在每节钢管两端,便于联结。
第一根钢管前端焊上合金钢片空心钻头,以防管头顶弯或劈裂。
接长管件应满足管棚受力要求,相邻管的接头应前后错开,避免接头在同一断面受力。
接头接头连接螺栓连接螺栓使用H174双臂液压钻孔台车施作大管棚施工时,一个大臂用于钻引导孔(Φ5152冲击钻头见示意图7-6),另一大臂用于顶进ф108棚管。
在顶管大臂的凿岩机上必须安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套(见示意图7-7),并在大臂上改换特制钢管扶直器(见示意图7-8)。
待引导孔钻好后,使用顶管大臂进行顶进作业。
(B)顶管作业:
将钢管安放在大臂上后,凿岩机对准已钻好的引导孔,低速推进钢管,
其冲击压力控制在1.8~2.0MPa,推进压力控制在4~6MPa。
(C)接管:
当前一根钢管推进孔内,孔外剩余30~40cm时,开动凿岩机反转,使顶进联结套与钢管脱离,凿岩机退回原位,大臂落下,人工装上后一节钢管,大臂重新对正,凿岩机缓慢低速前进对准前一节钢管端部(严格控制角度),人工持链钳进行钢管联结,使两节钢管在联结套处联成一体。
凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。
(D)棚管补强:
为了加强管棚的刚度和强度,按设计将管棚钢管全波形螺纹波形螺纹部打好后,应先用钻头掏尽钢管内残碴,进行钢管补强。
补强方法:
一般地段,在钢管内注入水泥砂浆,形成钢管混凝土;
坍方及围岩破碎且富水地段,钢管内先放置Φ20钢筋笼,再向管内注水泥浆(水灰比1:
1)或水泥-水玻璃浆液(双液比1:
0.5,水玻璃浓度为30~35Be)。
2、超前小导管施工方法
根据设计,小导管选用Φ42焊管,L=4.5m,小导管布置沿隧道开挖轮廓线向外倾斜,外插角一般为5°
~6°
。
注浆压力应根据地层致密程度决定,一般为0.5~1.0MPa,纵向前后相邻两排小导管搭接的水平投影长度一般不宜小于1.0m,环向间距根据设计取30cm。
(1)施工工艺。
(2)施工要点。
双排管或多排管布置时,为避免串浆,可分层施工,即先打一排管,注完浆后再打下一排管。
1)施工准备
熟悉设计图纸;
调查分析地质情况,按可灌比或渗透系数确定注浆类型;
渗入性注浆要通过实验确定注浆半径、注浆压力、单管注浆量,选取导管间距;
加工导管,准备施工器材;
准备施工队伍,培训施工人员。
2)钻孔打小导管。
测量放样,在设计孔位上作标记。
用钻孔台车或手持风钻钻孔后,将小导管沿孔打入;
如地层松软也可用钻孔台车或手持风钻直接将小导管打入。
对砂土类,可用Φ20钢管制作吹风管,将吹风管缓缓插入土中用高压风射孔,成孔后将小导管插入。
3)注浆
单液注浆:
采用单液注浆泵UB-3型注浆。
注浆前先喷混凝土封闭掌子面以防漏液,对于强行打入的钢管应先冲清管内积物,然后再注浆。
注浆顺序由下而上,浆液可用拌和机搅拌,亦可用人工搅拌。
水泥浆水灰比为1.5:
1.1:
1.0.8:
1三个等级,浆液由稀到浓逐级变换,即先注稀浆,然后逐步变浓直到0.8:
1为止。
考虑到注浆后需尽快开挖,注浆宜用普通水泥或早强水泥,拌浆时可掺入减水剂。
渗入性注浆按试验所确定的压力及注浆量施工,无试验条件时按注浆半径20cm,由大到小调整,选定压力及注浆量。
劈裂、压密注浆按有效固结厚度大于40cm,在施工中由大到小,逐步选取最佳注浆压力及注浆量。
注浆宜选用压力4.0MPa以上的高压注浆泵。
当采用额定注浆压力为1.5MPa的UB-3型注浆泵时,压力达到1.5MPa后,将注浆泵停下,等待几分钟后,若压力降到0.6MPa以下,再继续注浆,这样反复几次直到压力不能下降为止。
注完浆的钢管要立即堵塞孔口,防止浆液外流。
水泥-水玻璃双液注浆
采用ZTG-60/120型双液注浆泵注浆。
在地下水丰富或有淤泥、流砂等复杂地质条件下,宜选用水泥-水玻璃双液注浆,注浆时将有两种不同的浆液分放在两个容器内,使用双液注浆泵或两台注浆泵按配合比分别吸入两种浆液,两种浆液在混合器混合后注入注浆管。
注水泥-水玻璃双液浆时,水泥浆水灰比为1:
1,水玻璃模数为2.4,水玻璃浓度为35波美度,水泥、水玻璃浆体积比为1:
0.5,注浆初压为0.5MPa,终压为2.0~2.5MPa。
初凝时间可用不同配合比和少量磷酸氢二钠来控制。
4)注浆异常现象的处理。
在注浆过程中,经常发生浆液从其他孔中流出的现象,这种现象称为串浆。
发生串浆时,在有多台注浆机的条件下,应同时注浆,无条件时应将串浆孔及时堵塞,轮到该管注浆时,再拔下堵塞物,用钢丝或细钢筋将管内杂物清除并用高压风或水冲洗,然后再注浆。
单液注水泥浆压力突然升高,可能发生了堵管,应停机检查。
当堵管时,要敲打并滚动以疏通注浆管,无法疏通时要补管。
水泥与水玻璃双液注浆压力突然升高,则关停水玻璃泵,进行单液注浆或注清水,待泵压正常时,再进行双液注浆。
水泥浆单液或水泥与水玻璃双液注浆进浆量很大,压力长时间不升高,则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆,使浆液在裂隙中有相对停留时间,以便凝胶,但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。
(3)质量标准:
导管在开挖轮廓线上按设计位置及角度打入。
渗入性注浆施工时,孔位误差不得大于5cm;
角度误差不得大于2°
劈裂、压密注浆施工时,孔位误差不得大于10cm,角度误差不得大于3°
(角度用地质罗盘仪检查)。
超过允许误差时,应在距离偏大的孔间补管、注浆。
钢管实际打入长度不得短于平均每根实际打入长度30cm,否则,开挖1.0m后补管、注浆。
检查钻孔、打管质量时,应画出草图,对孔位编号、逐孔、逐根检查并认真填写记录。
渗入性注浆单孔注浆量不得少于平均每孔注浆量的80%,劈裂、压密注浆单孔浆量不得少于平均每孔注浆量的60%,超过偏差必须补管、注浆。
注浆过程中,要逐管填写记录,标明注浆压力、注浆量、发生情况及处理过程。
固结效果检查宜在搭接范围内进行,主要检查注浆量偏少和有怀疑的钢管,要认真填写检查记录。
渗入性注浆通过钻孔检查厚度,小于30cm时,应补管、注浆,劈裂、压密注浆采用小撬棍或小锤轻轻敲打钢管附近,判断固结情况,并配合风钻钻速测试,检查注浆范围,固结不良或厚度不够时,要补管、注浆。
开挖过程中,要随时观察注浆效果,分析测量数据,发现问题后必须停工处理。
3.自进式锚杆超前支护施工
采用YSP45锚杆钻机钻孔,专用注浆泵或ZTGZ-60/120注浆泵注浆施工。
(1)施工工艺
(2)双液预注浆的参数设计
1)注浆压力一般为地下水静水压的2~3倍,同时应考虑岩层的裂隙阻力,根据现场情况试验后确定。
但瞬间最高压力值不应超过0.5MPa。
2)浆液的扩散半径r的确定根据已有资料进行工程类比及现场碴体注浆试验情况选定注浆压力范围,确定浆液扩散半径r的大小。
3)注浆孔距D与排距L的计算
L=Dsin60°
D=2rcos30°
4)单孔注浆量Q注=πr2hηβ
式中:
r——浆注扩散半径(m)
h——压浆段有效长度(m)
η——岩石裂隙率
β——浆液在裂隙内的有效充填系数
5)洞内注浆结束的标准达到下述两种情况之一者即可停止单孔注浆施工。
(A)注浆压力达到0.35MPa
(B)单孔浇筑量达1000kg
(六)隧道初期支护工艺与方法
1.网喷混凝土工艺。
在喷射混凝土之前要按照规范和标准对开挖断面进行检验,按湿喷工艺施工。
采用成都产TK961型湿喷机。
(1)工艺流程
(2)施工要点
1)选用普通硅酸盐水泥,细度模数大于2.5的硬质洁净砂或粗砂,粒径5~12mm连续级配碎(卵)石,化验合格的拌合用水。
2)喷射混凝土严格按设计配合比拌和。
配合比及搅拌的均匀性每班检查不
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