某高速公路隧道工程施工方案

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某高速公路隧道工程施工方案

⑩、旋转丝杠下降支撑架,放掉气囊中的空气,取出气囊。

3、施工要点及注意事项

(1)、防水板铺设前,喷混凝土表面处的钢筋头和锚杆头先切除,再用手持砂轮机磨平,对凹凸不平部位应修凿喷补,使混凝土表面平顺,有局部渗水处,应进行处理。

(2)、防水板按环向铺设某安装工程施工方案,焊接工序与固定工序应紧密配合,一般先焊接,后固定。

(3)、防水板铺设的搭接宽度为10厘米,焊接宽不小于2厘米,漏焊、假焊处应补焊,若有烤焦、焊穿处,应用同样的防水板焊贴覆盖或按监理工程师指示办理。

(4)、固定防水板采用胶热焊接,胶垫与胶垫之间防水层不得绷紧,要保证板面与喷射混凝土密贴。

(5)、铺设防水板地段距开挖工作面,不得小于爆破所需要的安全距离,整体衬砌灌注混凝土时,不得损坏防水层。

(6)、在整体衬砌灌注混凝土前,检查板面和底层密贴情况,搭接焊缝质量,填写质量检查记录,经监理工程师批准后方可继续施工。

本合同段隧道按喷锚构筑法设计,根据经验二次模注衬砌时间应在围岩量测净空变化速率小于0.2mm/d;变形量已达到预计总变形量的80%以上;且变形速率有明显减缓趋势时,方可进行,即适时衬砌。

②、混凝土的拌制:采用自动计量混凝土拌合楼,集中生产混凝土。

③、混凝土的运输:隧道采用混凝土输送车运输,输送泵泵送混凝土,插入式振捣器振捣密实。

④、衬砌台车定位:采用STZ型激光准直仪导向,现场设工程测试试验室,配齐试验技术人员和设备,负责各种原材料及混凝土的试验工作,确保混凝土衬砌内实外美,断面尺寸准确无误,一次达标。

2、二次模筑衬砌施工工艺流程

二次模筑衬砌施工工艺流程见附篇表5、图10(二次模筑衬砌施工工艺框图)。

(1)、二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作应符合下列条件:

①、隧道周边变形速率有明显减缓趋势;

②、水平收敛(拱脚附近)速度小于0.2mm/d,拱顶下沉速度小于0.15mm/d;

③、施作二次衬砌前的总变形量,已达预计总变形量的80%以上;

①、轨道中心距3.9m,允许误差±1cm;

②、轨面标高比隧道路面中心高15cm,允许误差±1cm。

②、两侧电缆沟盖板以下部分,人工立模先行浇筑。

④、台车就位时,先调顶模中心标高,然后由顶模支撑梁上横向丝杆调整台车中线符合要求。最后由侧向丝杠电动调节边模张开度,调整到位后放下翻转模和底脚斜撑丝杠加固。

(4)、二次衬砌砼灌注前应检查以下几点

①、复查台车模板及中心高是否符合要求,仓内尺寸是否符合要求;

②、台车及挡头模安装定位是否牢靠;

③、止水带、止水条安装是否符合设计及规范要求;

④、模板接缝是否填塞紧密;

⑤、脱模剂是否涂刷均匀;

⑥、基仓清理是否干净,底脚施工缝(如有)是否处理;

⑦、输送泵接头是否密闭,机械运转是否正常。

⑧、砼采用分层、对称浇注,每层浇筑厚度不得大于1m。两侧高度差控制在50cm以内,输送软管管口至浇筑面垂距控制在1.5m以内,以防砼离析。浇注过程要连续,避免停歇造成“冷缝”,间歇时间一般不得超过1h,否则按施工缝处理。

⑨、当砼浇至作业窗下50cm时,应刮净窗口附近的赃物,涂刷脱模剂,窗口与面板接缝处涂腻子予以保证紧密结合,不漏浆。

⑾、封顶采用顶模中心封顶器接输送管,按从里向外的顺序逐渐封顶。当挡头板上观察孔有浆溢出,即封顶完成。

⑿、拆模:当最后一盘封顶砼试件现场试压达5Mpa时,即可拆模。拆模时,要小心谨慎,以免缺棱掉角现象发生。

⒀、拆模后,若发现缺陷,不得擅自修补,由技术人员共同研究确定方案后及时处理。

本合同段隧道防排水包括洞口段防排水和洞身防排水施工。施工中防排水采取“以排为主,截、堵、防、排相结合”的综合治理措施,与永久防排水统一考虑。

洞口段防排水结合地形在洞口洞顶设截水沟,防止雨水对坡面及洞口的危害,对地面洞穴要及时封堵,保证排水畅通,不影响洞口施工。

洞身段采用PVC防水板与土工布(一膜一布)组成防水层防水,环向透水软管集引水由纵向排水管,横向引水管水排到中心水沟中。当隧道内可能发生涌突水地段,先超前探水查明前方地下水分布与水量后,辅以预注浆堵水与排放相结合的措施,将绝大部分地下水尽可能封堵在围岩外,少量水由洞内顺坡施工时,沿两侧挖排水沟排出洞外。对工作缝、沉降缝、变形缝均设橡胶止水带止水,路面水流入路侧的边沟中排到洞外,中心水沟出水口采用保温圆包头出水口措施。

明洞段采用外贴防水层防水,顶面回填粘土隔水层。

3、隧道结构防渗漏的关键技术

隧道结构防排水是关系到工程质量、运营安全的重要因素。在本隧道施工中将采取下列有效技术措施。

①、开挖采用光面爆破技术,保证开挖面圆顺,是结构防水的基础。

施工中,严格爆破设计与试验,选择适宜的参数,控制钻孔工艺,确保开挖光面爆破残眼率,使围岩爆破开挖面圆顺。

②、对岩面渗水预先进行有效处理。

具体做法:大股水流用插管引导;较弱裂隙股水用塑料网格夹无纺布引导;大面积严重渗水以PCE膨胀剂防水砂浆抹腻,将渗水集中,然后开槽引排。

③、富水地段采用预注浆进行有效固结止水。

做好施工阶段地质预报的同时,采用超前WT25中空注浆加固地层并止水,其它富水的断层带地段采用超前小导管进行预注浆。

④、利用喷射混凝土作为结构防水的关键环节。

采用湿喷工艺,喷射路线自下往上喷,喷射范围每次长1.5~2.0m,高1~1.5m;复喷划分区段,每段长6m左右,先喷平凹面,后喷凸面。确保喷射厚度符合设计要求。

⑤、对衬砌环节缝认真处理。

在衬砌台车设计时,设计出定型挡头板,制作安装严密,确保接缝无漏浆,无杂物,同时在施工接缝处设置橡胶止水带。

⑥、采用先进的防水砼施工工艺

A、防水砼所用水泥应具有泌水少、水化热低等性能。采用防水添加剂。

B、防水砼应当采用中砂,含泥量不应大于3%,泥块含量不应大于0.5%

C、粗骨料含泥量不应大于1%,泥块含量不应大于0.25%

D、防水砼配合比应通过实验确定。选定配合比时,其抗渗压力应比设计要求提高0.2Mpa,水灰比不得大于0.60。

E、防水砼应采用机械搅拌、机械振捣,搅拌时间不得小于2min。

F、防水砼终凝后,应及时养护。养护时间不得少于14d。

G、防水砼除检查强度外,还应检验抗渗防水性能。并保证其抗渗等级不低于设计要求。

⑦、采用先进的衬砌混凝土工艺,确保衬砌结构自防水。

施工中采用自动计量拌合楼拌合混凝土,泵送混凝土入模,机械振捣,防止冷缝。确保衬砌的“四度一无”,“四度”:平整度、光洁度、密实度、厚度;“一无”:无渗漏。

⑧、加强衬砌防水设计施工,确保施工质量。

⑨、认真做好中心排水沟施工,形成隧道内立体排水体系。

防排水施工工艺流程图见附篇表5、图11(防排水施工工艺框图)。

(1)、环向弹簧盲管施工

在地面将3根弹簧盲管并排用无纺布包好绑在50cm宽的细格铁丝网上,然后在所要安装弹簧盲管的岩面部位,每隔1m钉间距为50cm的两枚悬挂锚钉,锚钉露出岩面的部位一般不能高于弹簧盲管的直径,接着利用操作平台,从一侧向另一侧用铁丝将绑好的弹簧盲管密贴岩面固定在悬挂锚钉上。每道弹簧盲管的端头要有10cm左右的富余量,以便与纵向排水管搭接。

(2)、纵横向排水管和中心水沟的施工

在衬砌施工前,将基底清理干净后,把纵向排水管连接好,每隔10m用三通接管与横向排水管的另一端连接在中心水沟处。弹簧盲管的两端头贴岩壁放在纵向排水管的梅花眼处。最后在无纺布和防水板施工时一并将纵向排水管半包围扣在墙脚基底,以保证裂隙水很顺利地汇人排水管中。中心水沟的各节接缝间用沥青或橡胶垫全周密闭。

(3)、无纺布和防水板的施工

铺设EVA防水板采用无钉铺设施工工艺。

(一)、紧急停车带施工

本合同段紧急停车带均位于IV、Ⅴ类围岩地段,开挖时宜采取短开挖,加强支护和围岩量测,混凝土衬砌制作变截面模板,以满足隧道净空断面渐变需要。

本合同段内车行横洞根据“多工作面互通施工方案”的要求,正洞施工至相应位置及时进行开挖和衬砌。

采用YP28风动凿岩机凿眼,全断面光面爆破一次开挖成型。开挖时,前三排炮应遵循“短开挖、多打眼、少装药”的原则,周边眼间距30cm,隔眼装药。第一排炮进尺控制在1.5m内,第二排炮控制在2.0m内,第三排炮控制在2.5m内,以防爆破危及正洞边墙。

采用小型机具,人工配合出碴至正洞位置,大车倒运至弃碴场。

按设计同正洞相同围岩支护工序。

利用10号工字钢按衬砌轮廓加工定型拱架,轨行型钢作业平台支撑,建筑钢模板立模,木模挡头板封堵,泵送混凝土浇筑,振动棒振捣,进行全断面整体施工。

在洞两侧开挖排水沟,沟宽40cm,洞内岩溶水和污水可通过排水沟自流出洞外。为减少污染,需在洞外修建污水处理池,经净化沉淀后,排入沟谷中。对于多工作面开挖产生的施工废水可以在洞内设集水井汇水,由泵逐级抽水至侧沟后自流排出洞外。

(三)、施工风、水、电布置

雁门关隧道地质较复杂,分布断层多。做好地质超前预报对工程施工安全有极其重要的意义。经在综合分析,我们决定采用TSP202隧道地震波超前地质预报系统,对雁门关隧道出口段施工进行地质超前预报。

TSP202超前地质预报系统是利用地震波在不同均匀地质体中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域地质状况的。它是在掌子面后方边墙上一定范围内布置一排爆破点,依此进行微弱爆破,产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播,当岩石强度发生变化,比如有

洞内数据采集包括打接收器孔和爆破孔、埋置接收器管、连接接收信号仪器及爆破接收信号等过程。

TSP202超前地震预报系统洞内爆炸的接收器孔和爆破孔不是在掌子面上,而是在掌子面附近的边墙上,一般情况下,它是一个接收器孔和24个爆破孔组成。接收器距掌子面约55m,最后一个爆破孔距掌子面约0.5m。爆破孔间距1.5m,孔深1.5m,孔径19~45mm,孔口距隧底约1.0m,向掌子面方向倾斜约10度,向下倾斜10~20度;接收器与第一个爆破孔间距20m,接收器孔深2.4m,孔径32~45mm,孔口距隧底1.0m,向洞口方向倾斜约10度,向下倾斜10~20度。

为使接收器能与周围岩体很好地偶合以保证采集信号的质量,采集信号前至少12h时应将一个保护接收器的接收器套管插入孔内,并用含两种特殊成分的不收缩水泥砂浆使其与周围岩体很好地粘结在一起。每个爆破孔装药量10~40g,根据围岩软硬和完整破碎程度以及距接收器位置的远近而不同。若地震情况特别复杂,有时需要在隧道另一边墙上也布置一个接收器和24个爆破孔,通过左右边墙所测资料的对比分析,得出较为准确的判断结果。

将洞内采集的地震数据传输到室内计算机上,应用TSP202数据处理软件进行地震波分析处理:波形处理、预报计算、预报输出。根据所掌握的地质资料,判断出岩体强度变化界面节理密集带、断层还是岩性分界面。

4、地质超前预报工艺流程

地质超前预报工艺流程见附篇表5、图13(地质超前预报施工工艺框图)。

(1)、为保证预报长度、预报精度,提高预报质量,在一切可能的情况下尽量减少环境噪音,爆破接收信号时隧道内应停止一切施工作业。

(2)、确定好采样间隔和采样数目。

(3)、安放接收器一定要与周围岩体很好地藕合,以保证采集信号的质量,其方法用早强膨胀水泥砂浆,使接收器与岩体粘贴好。

(4)、优化作业程序,科学组织施工,采取不停工采集数据,为隧道掘进赢得时间。

(二)、洞内施工监控量测

施工监控量测是在隧道开挖过程中,使用各种量测仪表和工具对围岩变化情况和支护结构的工作状态进行量测,及时提供围岩稳定程度和支护结构可靠性的安全信息,预见事故和险情,作为调整和修改支护设计的依据,并在复合式衬砌中,依据量测结果确定二次衬砌施做时间。

注:×××——必进行项目;××——应进行项目;×——必要时进行项目。

2、运用隧道三维非接触量测新技术方法

在隧道工程中,工程测试技术越来越受到重视,但围岩净空位移量测基本上还是沿用20世纪60~70年代的量测方法,一般采用钢尺式收敛计,挂钢尺抄平等接触方式进行。这种方法具有成本低、简便可靠、能适应恶劣环境等优点,但采用此种方法有以下几点不利因素:该法对施工干扰大;由于人为因素对测量精度影响较大,测量质量不稳定,容易产生人为错误,不能保证施工安全;测速慢,从而更加大了对施工的干扰;当跨度大于15m时,由于钢尺的抖动、拉伸、温差等因素及工作条件恶化使测量无法进行。以上这些都使钢尺式收敛计越来越难以满足现代隧道快速、大跨、安全施工的技术要求,因此,在施工中我们从高精度、简单实用、快速准确的原则出发采用非接触观测。

(1)、非接触观测原理

非接触观测是以光学/电磁方式远距离测定结构上点位的三维坐标。由于无须接近测点,该法避免了传统接触式观测必须触及测点才能观测的缺点,是隧道变形观测技术的发展方向。

自由设站三维变形百接触观测系统由观测主机全站仪、反射靶标以及计算机组成。

基准点用于建立三维坐标系,要求稳固不动,其坐标可根据现场情况自行设置而不必测量(如用于建立绝对三维位置坐标系则需先测定基准点的坐标,对于变形作业一般无此要求)。在隧道在隧道出口设置4个地面基准点,其中2点为校核点;在洞内衬砌上设置后视点,用于坐标传递。地面基准点用混凝土浇铸而成,埋置深度1m,采用对中杆及圆棱镜观测。洞内后视点由变形点反面粘贴反射膜片而成。

仪器测站在洞内设置了4个,洞外设置了2个。洞内测站设于边墙电缆槽上。为避免车辆振动干扰以及安全起见,观测时测站附近设置了防护区。由于是自由设站,测站上仪器无需对中。但为了消除膜片倾斜对测距的影响,测站位置大致固定(即在测站处做一标记,每次观测仪器均架在该处)。

观测前,把全站仪的各项轴系误差及指标差进行准确调校。观测时,打开仪器的角度改正及补偿器功能,并对仪器进行气压和温度的气象改正。观测采用记录测量模式,所有观测数据均存储在GRM10模块内。

为了确保观测精度,采用三次重复设站,每次设站采用双盘测回结合三次重复照准的冗余观测方法,即每一测站上分别用两个盘位连续、重复照准三次目标点,得23个观测值,然后取其平均值作为一次设站观测的结果。

(4)、观测精度及观测结果的评定

①、观测量的实际观测误差

观测量为水平方向H、竖直角V和斜距D,其观测误差用标准差S评定,双盘位连续照准三次的观测量平均值的标准差按下式计算:

式中X1、X2——I、II盘观测量X1(i)、X2(i)的平均值。

②、三维坐标/收敛基线的观测精度

对于目标量F(三维坐标/收敛基线长)={H,V,D},观测量平均值误差、、对F的一次观测的影响SF可由误差传播率计算得出,则三次重复设站的平均值的精度为:

而平均值的精度还可根据目标量三次设站的实测结果,按贝塞尔式给出:

根据观测量的实际观测误差以及三次重复设站的实测结果,分别按上述计算与实测方法对隧道三维坐标和收敛基线的观测精度进行评定。

净空变形的观测结果ui为三维坐标/收敛基线的初始观测值与当前观测值之差,即,则在等精度条件下,其观测精度为。

④、变形观测结果的评定

按A类不确定度方法给出重复设站的变形观测的最终结果为:

根据观测结果可得出:净空收敛变形、净空周边点位移;根据收敛及周边点位移的观测结果,可对隧道的净空变形形态进行评估及变形预测。采用非线性回归和灰色理论对观测结果进行预测,建立三种预测模型进行综合分析预测即:

上述式中,I、II为回归预测模型,采用时间t加权最小二乘计算参数A、B、r,权函数为。III为GM(1,1)灰色模型所确定的预测方程。

3、运用各种量测仪表和工具监控量测方法

开挖工作面的观察,在每个开挖面进行,特别是软弱围岩条件下,开挖后应立即进行地质调查,并绘出地质素描图。若遇特殊不稳定情况时,应派专人进行不间断观察。

围岩位移量测是在钻孔中埋入单点或多点位移计以测试岩体内部各点的相对位移。围岩位移量测断面纵向间距一般为净空变化量测断面间距的3~5倍。

主要用于验证预设计的合理性和探讨与支护衬砌的受力机理,作为A类量测的补充,用以调整和改变设计。B类量测宜在施工初期阶段进行。量测断面布置原则上应设在有代表性地质地段。

④、净空变化量测和拱顶下沉量测

(2)、测点布置和量测

a、把净空变位仪的短杆固定在施测的两测点的岩体内。

b、根据围岩条件确定量测间距。

c、量测精度:在变位量比较小的情况下,一般为0.1mmNB/T 34006-2020 清洁采暖炉具技术条件.pdf,在变位量比较大的情况下为1mm。

拱顶下沉量测测点,一般布置在拱中和两测拱腰,每断面布置三点,当受通风管或其它障碍时,可适当移动位置。

④、围岩位移和锚杆轴力量测

①、量测频率主要根据位移速率和测点距开挖面距离而定,一般按

GA/T 1558-2019标准下载距开挖工作面距离(B为洞室宽)

当围岩达到基本稳定后,以1次/3日的频率量测2周,若无明显变形,则可结束量测。

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