巴音努鲁隧道施工组织设计(编辑修改稿)

巴音努鲁隧道施工组织设计(编辑修改稿)内容摘要：

喷25cm混凝土，拱墙布置间距 20cm 钢筋网，拱部设间距 40cm的φ 42超前小导管，边墙设长 3m间距 1m的φ 22砂浆锚杆 ， 拱墙设 3 榀 /2m 工 16 型钢钢拱架，设风机地段采用 3 榀 /2m 工 20a型钢钢拱架。 Ⅴ级围岩预防塌方的措施： 首先做好地质超前预报，针对围岩情况 选择相 应的施工方法和措施。 先排水。 在施工前和施工中均应采取防排水措施尽可能将坑内的水引出坑道之外。 短开挖。 隧道施工中每循环进尺相应缩短。 初期支护紧跟开挖面，以减少围岩暴露的时间。 弱爆破。 在爆破时，采用浅眼、密眼、间隔装药、预裂光面爆破，并严格控制用药量。 强支护。 针对地应力情况，加强拱顶预支护效果，开挖后立即喷聚丙烯纤维 混凝土 ，初期支护采用Ⅰ 16 或Ⅰ 20a 工字钢作为钢架，确保初期支护有足够的强度和刚度。 勤量测。 建立动态信息化管理系统，加强围岩量测统计工作，发现围岩有变形或异状，要立即采取有效措施及时处理，提高监控量测密度或手段。 微台阶法具体施工步骤如下： 22 中线水平测量 超前钻孔探测地质 喷 混凝土 封闭开挖面 拱部设置超前小导管 注浆固结 上半断面钻眼 装药连线 爆破 排烟除尘清危石 出碴 初喷 5cm 厚混凝土 打径向锚杆 挂网 立上半断面钢架 上半断面二次喷 混凝土 下半断面开挖 下半断面打径向锚杆 挂网 立下半断面喷 混凝土 二次衬砌 洞内施工测量，采用 Leica TCR750 无棱镜激光全站仪，以加快测量进度。 钻眼前，由专 业测量人员用红漆在掌子面上准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，误差不超过5cm。 中线、水平及轮廓线采用 3 台激光导向仪辅助定位。 施工中经常对激光导向仪进行检查校核。 开挖时，应严格控制围岩超欠挖， 短进尺作业。 开挖出碴完毕，应立即初喷 5cm 厚的聚丙烯纤维以封闭新开挖岩面，然后打径向锚杆、挂钢筋网、安设钢架，根据具体情况确定其布置方法。 再及时二次喷 混凝土 至设计厚度，钢架背后的空隙一定要喷满。 确认上半断面初期支护做好，再进行下半断面开挖，下半断面初期支护方法与上半断面大体相同，待下半断面初期支护做好后，方 可进行下一循环开挖。 施工过程中，必须把确保围岩稳定、杜绝 塌 方放在首位，严禁盲目掘进，其施工原则是：弱爆破、强支护、短进尺、多循环。 同时，应注意如下事项： 施工前，应对围岩状况进行充分的研究分析，准确预测围 23 岩类别，尤其对工程力学特性进行研究，进而制定周密、可靠的施工方案，并决 定是否采取相应辅助措施，并严格 按设计图纸施作型钢钢架，保证安全。 对洞身与穿越地层的水文地质情况进行认真研究，对地下水情况应做到心中有数，并制定详细的防排水措施，避免造成危害。 开挖前在掌子面超前探孔，防止突然涌水，造成危害。 开挖时应保 持合理的分部开挖断面和间距，轮廓要圆顺，以减少出现应力集中现象；如采用爆破方法时应尽可能降低爆破振动，以避免剧烈扰动围岩；必要时可将断面分为上、中、下 3 个超短台阶开挖，边开挖边支护尽早闭合；开挖成型后立即喷混凝土予以封闭，以免围岩风化，降低自稳能力而产生掉块甚至坍塌。 随时注意观察岩性的变化情况，及时进行准确的岩石编录，并据此及时调整施工方法。 为保证衬砌厚度及衬砌结构不侵限，开挖轮廓应考虑预留变形量。 预留变形量Ⅴ级围岩按 8cm 考虑。 施工时结合量测结果及时予以修正，以减少开挖和衬砌工作量，降低施工成本。 钻爆 施工 本段Ⅴ级围岩钻爆时采用气腿式凿岩机钻孔，爆破方法采用光面爆破工艺。 微台阶法每循环进尺为 ～ 2m，短台阶法每循环进尺为 ～。 施工时由爆破工程师专门负责爆破设计和施工现场指导，根据岩层实际情况及时调整、修改爆破参数，每次放炮后进行观测、统计、评价爆破效果。 Ⅴ级围岩上半部采用楔形掏槽方式，传爆方式采用非毫秒导爆管、导爆索（传爆线）。 炸药选用 2＃ 岩石炸药，有水地段采 24 用乳化胶质炸药。 周边眼采用不耦合间隔装药时，药卷 采用 φ 25*200*100g；采用劈裂法工艺 ， 周边眼采用连续装药结 构。 药卷直径采用 φ35*150*200g。 拱部 超前小导管 施工 拱部 采用 间距 40cm 的 φ 42超前 小导管 加固。 施工时 先喷射混凝土 封闭岩面，然后用迈式锚杆机钻进杆体并注意观察钻碴情况，锚杆杆体向外仰角 8176。 ～ 16176。 小导管采用 φ 42 钢管加工，每根长 ，导管的管口位置设加强环 ； 钢管前段 范围内不设出浆孔，其余部分每隔15ｃｍ 在环向钻孔，相邻两道孔口方向交错 45176。 角；管尖长 10ｃｍ ，先用氧焊切除缺口，在加工成尖端，并进行焊接。 注浆设备的选择 拌浆设备要求能够满足注浆设计能力需要、强制搅拌、高速度、高稳定性、拌合用水的掺量能够准确的自动计量；注浆泵能够满足小导管注浆施工的设计能力要求、配有电子流量流速记录仪、可变速调节注入速度；输浆管具有快速施工接头，满足快速施工与维护的要求；混合器具有单向止浆能力，注双液浆时能够保证浆液混合均匀；孔口管要求能够快速拆卸与安装，保证施工中快速安装和拆卸；流量计要求能够计量流量、流速、并具备电脑记录打印功能。 为了加快注浆进度，在小导管前 可 安设分浆器，一次可注 25 入 4 根小导管。 小导管预注浆施工机具配套如下表。 小导管预 注浆施工机具表 序号 名称 型号 单位 数量 主要技术指标 备注 1 凿岩台车 Ｈ 178 台 1 南京 2 风枪 ＹＴ 28 台 10 天水 3 双液调速注浆泵 2ＴＧＺ/120/105 台 3 ｐ ａ 、120Ｌ /ｍｉｎ 温州 4 叶片立式搅拌机 ＪＺ 350 台 4 有效搅拌 400Ｌ 瑞典 5 交流电焊 机 台 1 购置 6 混合器 个 4 自制 分浆器 个 4 分四头 自制 注浆材料采用水泥单浆液或水泥、水玻璃双液浆，采用水泥单浆液时，水泥浆液浓 度为 1： ～ 1：。 采用双浆液时，水玻璃浓度为 35Ｂｅ＇ ，水泥与水玻璃体积比为 1： 1～ 1：。 通过粘度计进行现场检测注浆浆液黏度是否满足设计要求；通过温度计进行现场检测，确定浆液的温度是否在可控范围内，并以此推断温度对注浆浆液凝胶时间的影响程度；通过现场进行注浆浆材凝胶时间试验测定，判断施工配比是否满足设计要求；最重要的是通过现场观察得到的压力变化数值、流量变化数值、流速变化数值等施工参数，现场进行注浆设计调整与优化。 26 注浆 小导管注浆施工工艺框图如下： 注浆顺序 ： 注浆顺序原则上遵循着“先两侧后中间”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则。 为防止串浆和跑浆，利用分浆器，同时灌注四个小导管。 注浆施工要点 ： 注浆孔位要准确，定位偏差小于 5ｃｍ ，孔底偏差不大于孔深的 1%。 顶管施工作业过程中会使管内混入一些碎石和碎屑，在注浆施工前一定要用高压风水进行吹洗。 拌浆时严禁纸屑等杂物混入浆液，拌好的浆液要经过筛网过滤，未经过过滤的浆液严禁进入泵体，以防堵塞。 注浆过程中，要时刻注意泵口及孔口的压力变化情况，发现问题及时处理。 做好钻孔、注浆纪录，为分析注浆效果提供依据。 注浆结束后，要彻底的清洗泵体和管路，以保证下次注浆安全顺利进行。 注浆施工过程中如发现掌子面漏浆 ， 及时用麻布进行封堵。 初期支护 砂浆 锚杆施工 锚杆的主要功能在于限制塑性区的产生及发展 ， 尽量减少是 封闭工作面 准备工作 制作小导管 安设小导管 机具 设备 检 修 钻孔 连接管路及 密封孔口 空口密封是否达到要求 结束 拌浆 压水检查是否达到要求 是 注浆 否 否 27 围岩变形，达到稳定围岩的目的。 系统锚杆按设计图纸施工，必须保证砂浆 锚杆的 锚固 长度。 砂浆锚杆施工工艺如下 ： 用 自制 锚杆台车 钻锚杆孔，钻孔方向尽量与岩层垂直，严禁打顺层锚杆。 吹洗锚杆孔，清净孔内全部的杂物。 采用注浆泵灌注砂浆，砂浆应拌合均匀，且随拌随用，一次拌合的砂浆，应在初凝前用完。 用锚杆钻机插 入锚杆，并转动使砂浆均匀握裹杆体。 最后 抽样进行锚杆抗拔力试验。 施工中应该注意的是：在锚杆端头应当安装垫板，垫板必须用螺帽紧固在岩面上，增强锚杆与喷 混凝土 的综合支护作用。 钢筋网片及 型钢钢架 施工 钢筋网与钢架的制作 ： 钢筋网在施工前预先做好后运到工作面架设，具体制作是 ： 用φ 8 圆钢 先 绑扎 加工成 200 200mm的片状网格，钢筋网片一般为 1m 2m。 型钢 钢架制作：钢架外轮廓线尺寸等于开挖外轮廓线尺寸减去钢架与围岩间预留的 5cm 空隙。 采用冷弯机弯制 型钢钢架，按钢架设计尺寸下料 时，应考虑其弯制误 差 ，钢架 长度 按设计分段加工， 分段 型钢之间的连接采用钢板与型钢端部焊接后，再用螺栓连接起来。 注意钢架应与锚杆头固定在一起。 钢架在胎模内焊接时，要控制变形。 钢架制造好后要进行试拼。 检查钢架尺寸、轮廓是否合格。 在台阶法施工时，上台阶钢架应结合系统锚杆的设置施作钢架φ 22锁脚锚杆，以防拱部下沉变形。 钢筋网和喷混凝土、 型钢 钢架组成联合支护，连续铺设。 28 铺设时要注意：钢筋网必须与锚杆、钢架或其它锚固装置联结牢固 ； 片状钢筋网的搭接长度不小于 200mm； 钢筋必须用喷混凝土盖住，至少有 20mm 的保护层。 型钢 钢架安设前应检 查掌子面开挖净空，并清除钢架底脚自虚碴，决不允许用虚碴填在超挖拱脚底部，应垫方木或型钢进行高差调整，开挖尺寸允许误差横向177。 5cm，高差177。 5cm。 分 段 加工制作的 的 型钢 钢架 ，运至 在 开挖 掌子面 前，由人工 组装成整榀钢架，连接螺栓要拧紧。 钢架安装后中线允许误差177。 3cm，高程允许误差177。 3cm，钢架垂直度允许误差177。 2 度。 钢架校正后，沿拱部每隔 用对口楔子将钢架与岩层之间楔紧。 钢架落底接长采用单边交错进行，每次单边接长钢架 1－ 3排，在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射混凝土。 接长钢架和原钢架的连接要牢 固、准确。 两排钢架之间沿钢架周边每隔 ，用特制的 φ 22螺栓拉杆联接，使其成为整体，改善钢架纵向受力状态，不至于发生倾覆。 钢架纵向连接好后，按设计迅速进行挂网喷锚支护，让钢架背后用 混凝土 喷平补满，使其与围岩密贴。 喷射 混凝土施工 作为喷锚构筑法的一个重要施工环节，无论是作为在完成隧道最终形态过程中各阶段所需的辅助支护，还是作为保护隧道的永久支护，喷混凝土对隧道的顺利施工和运营安全都将起到重要的作用。 29 本隧道采用 ROBOT75混凝土喷射机器手和混凝土喷射三联机进行湿喷法施工。 喷射混凝土采 用 TQ250混凝土搅拌机拌合，混凝土搅拌输送车运输。 采用机器手喷浆具有如下优点： 省料省钱。 能保持最佳喷射角度和距离，因而大幅度减少回弹；省支脚手架，省工、省料以省时间。 作业效率高；爆破后可立即喷浆，既快速又提高了工程质量。 作业安全，环境改善，操作者基本不受粉尘和速凝剂的危害。 显著提高喷浆质量，用简单的操作就可实现按喷浆工艺原则作业，操作者轻松、愉快，减少了人为因素的影响，喷浆质量高而且稳定。 喷射混凝土工艺流程如下图所示。 喷混凝 土的准备和喷射过程应注意如下问题： 喷混凝土紧跟开挖工作面，并在开挖后 12小时内喷射完毕。 喷射混凝土之前，应仔细检查开挖断面的净空尺寸，欠挖部分及时处理，并清除危石，然后用高压水冲洗受喷断面，清除粉尘、杂物。 粗骨料 细骨料 水泥 掺加纤维 水 搅拌机 混凝土 输送车 湿喷机 速凝剂 压缩空气 喷头 水 掌子面 30 喷射作业应分段、分片、分层，由下而上，依次进行，如有较大凹洼时，应得先填平。 在拱墙部位埋设喷射混凝土厚度标志，初喷厚度：拱部 3～５ cm，边墙 5～８ cm。 初喷结束后，施打锚杆，然后架立型钢钢架，随即复喷混凝土至设计厚度，喷层应包裹型钢钢架，确保钢架稳定，并为防水板的铺设提供圆顺基面。 钢筋网、钢架与 岩面的间隙必须喷射混凝土填充密实，自下而上对称进行，先喷钢架与围岩间隙，后喷钢架之间，钢架应有不小于４ cm的保护层。 围岩失稳防治措施 隧 道 通 过 DK387+890 ～ DK388+250 与 DK388+790 ～DK390+500 地段 ，经钻探主要为泥质胶岩， 且呈中厚层状结构，成岩极差，为极软岩， 节理不发育 ，扰动易坍塌，具膨胀性，自稳性极差，不宜长时间暴露，遇水时一旦坍塌还可能形成泥石流。 开挖暴露后和空气接触易发生氧化，随着时间推移，在应力集中区岩层开始不断剥落，直至。