什么是共同沟施工技术?
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二、施工原则
施工前,应对软弱围岩进行认真调查,深刻理解设计意图,并根据不同的地质条件编制切实可行的施工方案。施工中严格遵循“重地质、导管道、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、早封闭”的原则,严格执行隧道施工的有关规定。
三、施工工艺和施工方案
隧道ⅲ级围岩采用全断面法施工,ⅳ、ⅴ级围岩采用台阶法开挖。初期支护采用锚、网、喷混凝土,仰拱超前,拱墙一次衬砌,拱墙全环网格钢架和拱内双层φ42小导管用于活动断裂带抗震设防衬砌段,衬砌台车用于隧道衬砌。
在施工过程中,进行隧道超前地质预报、加深炮孔探测、红外线探测方法和超前地质确认,以查看是否存在设计差异。图纸中提到的重点地质危险地段,应采用超前水平钻孔,并仔细测量,分析沉降观测。
四、洞口开挖及支护
洞身开挖采用新奥法。
V级围岩段分三步七步开挖。ⅴ级围岩浅埋段位于隧道进口处,超前地质预报,进尺短,弱爆破,早封闭,勤量测,确保施工安全。
施工流程:超前导管支架→开挖上台阶→初喷→安装格栅或钢架→拱部组合空心锚杆→挂网→复喷→开挖中台阶→初喷→边墙格栅钢架→挂网→边墙径向锚杆→复喷→开挖下台阶→初喷→边墙格栅钢架→挂网→边墙径向锚杆→复喷。
ⅳ级围岩段采用弧形导台阶法开挖。
超前导管支护→上台阶开挖→初喷→安装格栅或钢架→拱部组合空心锚杆→挂网→复喷→下台阶开挖→初喷→直墙格栅钢架→侧墙径向锚杆→复喷。
ⅲ级围岩地段台阶法开挖。
施工流程:上台阶开挖→初喷→拱部组合空心锚杆→挂网→复喷→下台阶开挖→初喷→边墙径向锚杆→复喷。
台阶法施工ⅴ、ⅳ、ⅴ级围岩
ⅳ、ⅴ类围岩采用台阶法开挖,上下台阶间距不大于1.5倍开挖宽度,拱顶预留沉降量为5 ~ 10 cm(根据测量情况适当调整)。上台阶和下台阶采用凿岩台车钻眼,手动YT-28凿岩机,光面爆破,非电毫秒雷管网络起爆。在松软的围岩中用挖掘机配合人工开挖。较低的台阶用挖掘机和装载机挖掘和压舱。施工时左右台阶错开三米。
钻孔前,测量内轨顶面线和中心线,画出开挖轮廓,按设计标出孔位(地质条件变化时适当调整钻孔位置)。钻孔直径为φ42mm,上台阶切眼和底孔深度为1.4-1.6m,其他孔深度为1.3m;;下台阶孔深为3.1m。
钻孔后,根据布孔图检查并做好记录,不符合要求的重新钻孔。装药前,用高压风将炮眼内的泥、石粉吹干净,检查炮眼,确认符合设计要求后,方可装药。装药应严格按照设计装药进行。装药后,所有炮眼都用炮泥堵住。周边眼采用间隔装药和导爆索连接,掏槽眼采用集中装药,底部30%长度加固,其他眼采用集中装药。
爆破网络由毫秒雷管起爆。非电毫秒雷管插入药卷,反向装入眼孔。导爆管的引线连接采用“抓斗”式。
六、砂浆锚杆施工
锚杆采用22mm螺纹钢筋。施工前,检查锚杆的型号、规格、质量和性能是否符合设计。根据锚杆类型、规格和围岩条件,准备钻具。
钻孔采用风钻,孔的间距、深度和排列符合设计参数要求,方向垂直于岩层。锚杆由气动搅拌机带动快速旋转,锚杆边旋转边缓慢推进。
为了检验锚具的安装质量,按要求进行锚具的拔出试验,并对安装拉力进行计时。作用线与锚同心,固定牢固。加载均匀缓慢,达到设计吨位时停止拉拔,不进行破坏性试验。
七、超前小导管施工
小导管由钢管制成,前端封闭尖头,以便顺利插入钻孔。梅花灌浆孔布置在管壁上,尾止浆段长度不小于30 cm,外推角度为10-15。
首先,用风钻钻孔。开口直径50mm,用吹管吹出砂石。然后用冲击风钻将小导管推入孔内,或者直接用锤子将钢管插入。最后用塑料泥浆封堵导管周边和孔口,同时封堵工作面裂缝。灌浆压力控制在0.5-65438±0.0 MPa..
八、钢架制作安装施工
钢架加工根据不同围岩储量在钢筋加工厂进行。
按设计加工好每个单元钢架后,组织试装配,检查钢架的尺寸和外形是否合格,并对其进行结构试验。
具体检测方法是:在工作台上将钢架组装成环形,外侧用油帽和仪器,按设计荷载加压,用钢筋应力计和收敛仪检测钢架的内力和变形。严格控制连接板的钻孔尺寸。
钢架应按设计要求在初喷混凝土后安装,喷混凝土覆盖钢架的厚度不小于4cm。
九、喷射混凝土施工
隧道断面形成后,应及时进行喷射混凝土防护。喷涂顺序自下而上对称进行。先喷钢架和围岩之间的缝隙,再喷钢架周围,再喷钢架之间。喷射混凝土覆盖所有格构钢架,保护层厚度≥2cm。喷射混凝土采用湿喷机进行湿喷,初始喷射厚度为3cm,然后喷射至设计厚度。混凝土由两台湿喷机从两侧墙同时喷射,以加快施工进度,使格栅钢架与喷射混凝土及时连成一体,起到支撑作用。
喷涂前检查开挖断面的尺寸。清除开挖面上的浮石和角落里的石渣和沉积物。处理岩石表面,清除障碍物,修复和凿除欠挖部分,必要时设置工作平台。用高压空气清洗喷涂表面。在喷面滴水部位埋设导管进行排水,导水效果差的含水层可设置盲沟进行排水,滴水部位可设置排水口进行排水。埋设标志,控制混凝土厚度。有良好的通风和充足的照明。喷涂作业前,应对机械设备、风、水管路和电路进行全面检查,并投入试运行。
根据中心试验室提供的湿喷混凝土配合比,在搅拌站一次搅拌完成,并检查坍落度保持在5 ~ 8 cm。混合料在用混凝土罐车运输到湿喷机前,通过湿喷机从喷嘴加入液体速凝剂后,喷洒在被喷面上。
喷洒作业分段进行,喷洒顺序为自下而上;应在前一层混凝土终凝后进行重新喷涂。喷涂作业开始时,先供气,再开机,再进料,结束时,先停料再停气。喷射机的物料供应是连续和均匀的。机器正常运行时,料斗中保持足够的物料,喷射机的工作气压控制在0.45 ~ 0.7 MPa。当喷涂作业结束或因故中断时,应将喷涂机和输送管道内的积料清理干净。
喷手始终保持喷嘴与被喷面垂直,距离为0.6 ~ 1.0m,同时控制混凝土表面的平整度。喷射混凝土终凝两小时后,洒水养护,养护时间不得少于7天。
X.仰拱和填充施工
施工时,仰拱应尽早合拢,以利于衬砌结构的整体受力。
仰拱分段浇筑,仰拱开挖控制在每段3m,每段长度为5~10m。混凝土浇筑前,仰拱底部的空碴和积水应清理干净,钢筋绑扎经监理工程师检查后,方可浇筑混凝土。浇筑仰拱混凝土时,从仰拱中心向两侧对称进行。混凝土浇筑采用罐车运输,严格控制仰拱弧度,仰拱和仰拱分开浇筑。
仰拱混凝土达到设计强度后,进行灌注混凝土。灌注混凝土施工前,清除仰拱表面的杂物、灰尘和水。
在仰拱施工中,为了实现开挖和衬砌的平行作业,在仰拱工作面上搭设栈桥,保证各种作业车辆的正常行驶,同时不损坏新浇筑的仰拱混凝土。
XI。结构防排水施工
在隧道衬砌喷射混凝土和成型衬砌混凝土之间的拱壁上设置有复合防水板。每隔8m设一条盲沟,周边设φ50mm软质透水管。施工时可根据隧道出水情况调整周向盲管的设置,宜设置集中出水点。两侧边墙下部设φ100纵向透水盲管,排水管外包穿孔波纹管。
防水板施工前,应对隧道净空进行测量和检查,净空要求满足隧道设计开挖轮廓线。要求基面平整,无明显凹凸起伏,无钢筋、凸出管件等尖锐突出物,否则将被切掉,切掉的部分用砂浆磨圆,避免刺破防水层。
铺设防水板时,应在喷混凝土的隧道顶部正确标出隧道纵向中心线,然后将裁好的无纺布中心线与喷混凝土上的中心线标记重合,从拱顶向两侧铺设。
防水板铺设采用无钉铺设技术。首先在隧道拱顶的无纺布上正确标出隧道的纵向中心线,然后防水板的中心与这个标志重合。与无纺布一样,从拱部向两侧悬挂铺设,铺设时与垫片焊接。
防水板连接采用热合机焊接,搭接长度15cm,接缝双面焊接,中间留一个空腔,以备检查。
防水层完成后,应及时浇筑混凝土进行保护。
十二、隧道衬砌施工
隧道衬砌采用组合钢模板衬砌台车。台架采用工字钢,对口支架采用钢管。模板采用专用组合钢模板。
洞身开挖支护完成后,施工监测后各项测试项目显示的位移速率明显减缓,已基本稳定;产生的位移已达到预测位移的80% ~ 90%;当水平收敛速率(拱脚附近)小于0.2mm/d或拱顶下沉速率小于0.15mm/d时,进行边墙和拱部衬砌施工。当支护变形较大,支护能力难以加强,且变形无明显收敛趋势时,二次衬砌应在报监理工程师批准后提前施工。
两侧同时对称浇筑混凝土,控制两侧泵送混凝土的均匀性,两侧浇筑混凝土的高差不超过50 cm。
每循环衬砌前,应对前一组衬砌接缝处的混凝土进行凿毛和清理,并刷一层水泥浆,使新老混凝土结合良好。
混凝土连续浇筑一次完成后,如遇停电及其他事故必须停止时,浇筑面应整平振捣。停工2小时以上,等待24小时后再接受冲洗。
拱顶封顶时,必须填实压实,不留缝隙。
根据洞内湿度,采用喷水或自然养护。拆除应在拱部混凝土达到设计强度后进行,拆模时应注意混凝土模板角度和表面的保护。
十三。施工测量、监控测量和地质超前预报
隧道测量实行分级管理,成立以专职测量工程师为首的精密测量组和施工测量组,负责各自的职权。严格遵守铁路工程测量规范的规定,确保测量精度。本标段施工测量等级和精度标准按规定要求执行。
开工前,对设计单位交付的地面控制桩进行复测和移交;相邻区块之间的联合测量;隧道进出口应联测,布设导线控制网,控制隧道中线和高程。
洞外控制测量:洞外控制测量采用全站仪。测量过程中加强与线路的联系和协调,确保贯通测量正确无误。
洞内控制测量:隧道中线测量采用全站仪进行精密控制测量,及时进行洞内控制网平差和中线平差。
项目经理部精密测量队负责隧道的控制测量、分阶段控制测量、复核检查,复核指导隧道施工队施工测量队完成施工测量任务,并对施工测量队的现场交会、交桩、测量数据和成果负责。负责控制护桩测量,保护工程范围内的所有三角点、水准点和控制点。
隧道队施工测量组负责工程现场的日常施工测量、施工放样和控制桩点的埋设和保护。
工程施工时,应根据设计图纸测量中心线和标高,确保中心线和标高的准确。工程竣工后,应及时进行全线测量,重叠闭合,并将测量资料提交给监理工程师。原始测量记录、数据、计算和图表应真实完整,并由专人妥善保管。
认真执行测量复核制度,外业测量数据必须由第二人复核,室内测量结果必须由两人独立计算,相互验证后才能交付使用。严禁使用未经第二人检查和确认的数据。
十四。监控和测量
现场监测是NATM复合衬砌设计和施工的核心技术之一。施工中应制定详细的监控量测计划,成立专职测量小组,负责测点埋设、监控量测、数据处理分析、仪器维护等日常工作,确保测量数据的可靠性,为施工和设计提供准确的依据,确保施工的安全、质量和投资。
A.测量目的
A.1施工中掌握围岩动态,控制围岩变形。
A.2了解支护结构的作用,及时采取措施,安全施工。
A.3为优化设计提供基础,并确保隧道既稳定又经济。
B.监视和测量项目
隧道围岩变形量测、应力应变量测、围岩稳定性及支护效果分析。
C.工程地质和支护条件观察
C.1观测内容:隧道开挖后,开挖面及其周边的自稳、地质、岩石质量,检查围岩分类,绘制地质草图,检查初期支护(锚杆、喷射混凝土、钢支撑)的结构条件是否破坏。
开挖面的观测应在每次爆破后进行,特别是在软弱围岩条件下。开挖后应立即进行地质调查。如遇特殊不稳定情况,应指派专人进行不间断观察。观察后做好记录,并整理保存。
D.隧道净空收敛测量
净空变化测量和拱顶下沉测量原则上在同一断面上进行。实测断面间距与隧道长度、围岩条件、开挖方式等多种因素有关。
净空变化测量基线一般地段有两条水平基线,埋深小于2倍开挖宽度地段和有膨胀或偏心压力地段有4条基线。
测量要点:将间隙位移计的短杆固定在两个待测点的岩体中;根据围岩条件确定测量距离;测量精度:小变化情况下,一般为0.1mm,大变化情况下,为1mm。
E.拱顶下沉测量
拱顶下沉的测点一般布置在拱内和拱腰两侧,每个断面上布置三个测点。受通风管道或其他障碍物影响时,可适当移动位置。
F.围岩位移和锚杆强度测量
根据围岩条件和工程重要性,每个断面设置2 ~ 5个测点。
G.隧道钢拱架应力应变测量
隧道钢拱应力应变测量采用能支撑屈服强度的应力箱,置于钢拱支撑的底板下。在有挤压力或膨胀力的地层中,使用仰拱横撑时,应力箱放置在专用拱架上。
测量衬砌混凝土中的应力,在测量断面上布置几对应力盒(一个径向,一个切向),然后集中读取测量管道。
锚杆上的应力~应变测量,压力箱放在锚杆上形成一个扩大的垫圈,可以直接测量加在岩体上的应力值。
H.测量频率主要取决于位移速率和测点与开挖面的距离,一般按下表选取,即原始埋设初期测量频率应为1 ~ 3次/天。随着围岩越来越稳定,可以降低测量频率,当有不稳定迹象时,应增加测量频率。
当围岩基本稳定后,以1次/3天的频率进行2周的量测。如果没有明显的变形,测量可以结束。
十四。地质超前预报
地质超前预报是确定围岩变化的重要手段之一,在隧道施工中尤其重要,尤其是在不良地质地段。施工中建立了地质超前预报和超前钻孔勘探的综合超前地质预报体系,采用TSP203地质超前预报仪、HY303红外探水仪、水平地质钻机等仪器设备,准确预报前方地质情况,为施工提供可靠的技术参数。
定期预测隧道开挖面前方的工程地质、水文地质和围岩类型,根据预测结果制定切实可行的施工方法和施工注意事项。开挖后对预测结果进行分析对比,不断总结,逐步提高前方地质预测的准确性。
十五、质量保证措施
严格按照光面爆破设计布孔装药,确定开挖断面,检查爆破效果,修正爆破设计,努力提高光面爆破质量,有效控制开挖断面。
建立监控量测队伍,配备专用测量仪器,按规定定期测量,准确完整地收集数据,分析掌握围岩收敛情况,及时反馈信息,为设计和施工提供科学依据。
努力提高锚喷支护质量,按规定检查锚杆抗拔力和锚喷层厚度,确保断面尺寸符合设计,支护结构稳定可靠。
隧道应按设计要求在周向和纵向设置软质透水盲沟,以保证防水材料的性能,施工时满足设计标准。铺设时必须紧贴喷射混凝土表面,保证搭接长度。隧道衬砌采用固定式钢模板拼装。首先是设计,然后是内衬前的试用。在施工过程中,精确测量,确保模板接缝具有纵向线和圆周面的整齐外观效果。
隧道超挖部分,严格按照规范要求,用同等级混凝土回填夯实。
雨季施工质量保证措施:
雨季施工前,做好雨季防护措施,建立防洪组织,准备充足的防洪物资,做好抗洪抢险的各项准备工作。
雨季施工期间,专人负责天气预报,及时传递雨水。根据天气趋势预报,合理安排工序,提前做好防护工作。
保证隧道抗渗、防漏、防裂的技术措施;
做好隧道防排水工作。保证隧道衬砌背后排水畅通,防水隔离层可防止渗水漏水,改善二次衬砌受力条件,减少二次衬砌裂缝。在隧道施工和运营期间,地下水的数量和方向可能会发生变化。不能保证施工期间不积水或少积水,防水板本身防水性能好,但在施工过程中往往因浇筑二次衬砌而破坏,影响防水效果。所以,切不可因为一时的缺水而轻视防水层的应用或忽视施工质量。
初期支护和二次衬砌的背面必须回填和压实。初期支护后不得回填异物或空洞。必要时,应进行多次灌浆,直至密实为止。为防止二次衬砌受力过大,应加强监控量测,根据量测结果调整施工支护参数,确定二次衬砌施工时间。
按设计要求做好伸缩缝。伸缩缝必须垂直顺直,不能有错位和咬口。伸缩缝处的止水带按要求设置。为了减少二次衬砌的施工缝,二次衬砌时必须进行连续灌浆。当需要停止时,必须按设计要求设置止水带。对于不良地质条件,如隧道通过断层和破碎带时,应根据设计加强隧道衬砌结构。
为避免二次衬砌因地下室下沉而开裂,二次衬砌施工前,必须将侧墙基础清理干净后才能放模板。还采用外加剂和掺合料、低水灰比、高粉煤灰含量的混凝土来防止衬砌开裂。混凝土施工中选择水泥种类、混凝土粗细骨料和施工用水也是解决隧道开裂问题的主要技术措施。做好二次衬砌混凝土的养护工作,确保混凝土质量。
水泥堆放在雨棚内,底部铺上木枕或方木,铺上防水雨布,避免受潮。所有材料和机械应放置在较高的地方,必要时应支撑篷布防雨,地面应设置挡水和排水设施。
提高施工便道标准,防止进入雨季时便道堵塞材料进场和施工机械通行。
十六、安全措施
参加隧道施工的工人必须接受安全技术教育,熟悉并遵守隧道施工技术安全规范,参加安全考试,经考试合格后,方可上岗操作,并按要求佩戴安全防护用品。各种机械操作人员必须持证上岗,各种机具要定期检查和检测,确保处于良好状态。专职安全检查员经常监督检查施工安全。对严重违反施工安全规定者,有权责令停工整改,直至复检合格。一旦发生事故,应严格按照“三不放过”的方法进行处理。
A.施工安全措施
A.1坚持以地质为先导的原则,时刻掌握前段地质情况,对异常地质采用特殊超前支护和初期支护措施。
A.2坚持先护顶后开挖的原则,组织施工:采用超前小导管预注浆加固措施。通过试验,确定注浆压力和固结范围,使注浆体相互粘结,提高围岩自身稳定性。
A.3严格控制每个循环进尺,开挖成型后及时进行初期支护,保证工序衔接,尽快施工仰拱成环,改善受力状况,特殊地段缩小格栅钢架间距,加密超前小导管加强初期支护。
A.4加强开挖面测量:开挖初期支护后,测量拱顶下沉、拱脚与墙体收敛、隧道隆起测量、格栅钢架内力测量,系统分析数据,发现异常立即采取加固措施。
B.施工现场用电安全措施
施工现场临时用电应严格按照有关规定执行。
B.1临时用电线路应由经过培训并取得上岗证的电工安装、维护和拆除,非电工不得进行电工作业。
B.2电缆线应采用tn-s方式连接,电气设备和线路必须绝缘良好。野外架设的电力线路,其悬挂高度和线距应符合安全要求,并安装在专用电杆上。
B.3变压器应装有接地保护装置,其接地电阻不应大于4ω。变压器应设围栏,门上锁,专人管理,并悬挂“高压勿近”的警示牌。
B.4室内配电柜和配电箱前应设置绝缘垫,并安装漏电保护装置。
B.5各种电气开关和设备的金属外壳均应有接地或接零保护。禁止用其他金属线代替保险丝。
B.6防火防电配电箱内不得有杂物,箱门应上锁,并有专人管理。
B.7移动电气设备的供电线路应使用橡胶电缆。穿越体育场车道时,应通过管道埋地敷设。不得使用损坏的电缆。
B.8检修电气设备时,必须切断电源,并在电源箱或开关手柄上悬挂“禁止有人合闸”的警示牌,或指定专人看管。带电作业时必须经有关部门批准。
B.9现场架设的电力线路不得使用裸线,临时用电线路不得悬挂在钢模板和脚手架上,必须安装绝缘支架。
B.10安全电压36V用于施工现场手持照明,12V用于潮湿基坑和洞室开挖照明。
十七、环境保护和水土保护措施
按照环境管理体系标准的要求,成立了以工程队长为组长,工程副队长、总工程师为副组长,相关部门负责人为参加人员的施工环保组织。工程队配备专职环保工程师和兼职环保人员。
施工前,制定施工环保和水土保持的具体安排和相应措施,确保施工的环保目标。
施工过程中,生产生活区集中布置,针对可能出现的污染类型制定相应的预防措施,生产生活垃圾集中存放处理,达到集中控制的目的,减少污染范围。
加强检查和监测,加强对施工现场粉尘、噪声、振动、废气、强光的监测、监控和检查管理,定期组织相关人员对环保工作进行评估。
工程施工结束后,应及时清理施工现场,拆除废弃的临时设施,清除现场多余材料和建筑垃圾,做到工完场清。
素材来源于网络,编辑整理:路桥网。
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