隧道各部位现场施工技术经验详解

隧道各部位施工技术详解

1、洞口段及洞门施工 1.1洞口边仰坡 首先完成山顶截水沟等防护排水系统，然后根据施工图纸进行边仰坡开挖，开挖以机械开挖为主，困难时辅以小型松动爆破。坡面边开挖边施做锚喷挂网支护，开挖至设计标高时，要及时完成所有坡面防护工作。 1.2明洞施工 明洞开挖应与仰坡开挖同步进行。明洞衬砌采用钢模台车作内模，脚手架固定钢模板作外模，混凝土输送泵泵送砼。当拱圈混凝土达到设计强度的70%以上后，拆除内外支模。拱圈背部用砂浆找平，按要求施作甲种防水层，敷设多点复合EVA防水板并应粘贴紧密，相互错缝搭接良好，搭接长度不少于100mm，并向隧道内拱背延伸不少于500mm，伸入甲种防水层20cm，再涂抹水泥砂浆层。 明洞回填采用两侧对称法，分层夯实，每层厚度不得大于0.3米,回填至拱顶齐平后，再分层满铺填筑至要求高度。拱背回填按设计要求做粘土隔水层，并与边仰坡搭接良好，防止地表水下渗影响回填体的稳定。 1.3洞门施工 洞门基础开挖采用机械开挖为主，辅以松动爆破，人工配合清底。洞门端墙采用12.5#浆砌片石砌筑，12.5#砂浆勾缝。 2、隧道开挖掘进施工2.1开挖掘进 本合同段Ⅱ类围岩主要由二云片岩夹石英岩，节理裂隙发育，属软质岩石；Ⅲ类围岩地质为二云片岩和千枚岩互层，节理裂隙发育-不发育，围岩稳定性较差；Ⅳ、Ⅴ类围岩由弱-微风化片岩夹石英岩构成， 精心整理 稳定性较好。Ⅱ类围岩、Ⅲ类围岩浅埋段开挖采用小导管预注浆作超前支护，Ⅲ类围岩深埋段采用Φ25有压注浆锚杆作超前支护，以稳定开挖工作面。 洞身开挖采用上、下导坑开挖。挖一段，锚喷一段，Ⅱ类围岩开挖应严格遵守“短进尺，弱爆破”的原则，开挖进尺控制在0.5～0.8米，并及时施做钢拱架及喷锚支护；Ⅲ类围岩浅埋开挖进尺控制在1.5～2.5米；Ⅳ、Ⅴ类围开挖进尺控制在3.0～5.0米。上、下导坑间距控制在15米左右。洞身开挖要严格控制超欠挖，控制爆破振速以免扰动围岩。 ①掏槽眼布置 掏槽眼计划采用单式楔形掏槽，一边一排斜孔，成对布置。掏槽孔设在下部中间，最大段装药量为6.0kg。 ②炸药及毫秒雷管 炸药选用3＃岩石硝铵炸药，当基岩裂隙水较多时选用中等爆速的乳化炸药。 ③炮孔堵塞 掏槽孔全部堵塞，其余炮孔堵塞长度不小于抵抗线，以有效降低单位耗药量，降低爆破震速。 3、初期支护 Ⅱ类围岩及Ⅲ类围岩浅埋段初期支护采用注浆小导管、20号工型钢拱架和格栅钢架，并喷25号混凝土；Ⅲ类围岩深埋段采用超前锚杆配合格栅钢架并喷25号混凝土作初期支护；Ⅳ、Ⅴ类围岩初期支护采用Φ25有压注浆锚杆，并喷25号混凝土。除Ⅴ类围岩外，其他类别围岩初期支护设计均有1层Φ8-20×20cm钢筋网。 3.1超前小导管施工方法 首先沿隧道外轮廓线用凿岩机向外钻孔，倾角10°。然后顶入导管，顶入长度不小于管长的90%，安设止浆塞，用注浆泵压入水泥砂浆，注浆压力不小于2.0MPa，砂浆达到设计强度的70%以后方可开挖预支护下的围岩。超前小导管保持1.0m以上的搭接长度。注浆时以防压裂工作面，需控制注入量，当每根导管的注浆达到规定量时即可停止，当孔口压力达到规定但注入量不足时也应停止，检查注浆精心整理 情况。拱部开挖时间根据浆液的凝固时间确定。导管尾部与钢拱腹部焊接牢固，使之形成一个整体，以增强共同支护作用。 3.2超前锚杆施工 锚杆钻孔采用风动式凿岩机钻孔，注浆采用水泥砂浆注浆泵，锚杆在洞口外加工制作，施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，锚杆要除去油污、铁锈和杂质。 3.3钢拱架架设 钢拱架应按设计位置架设，拱脚必须放在牢固的基础上，与围岩之间的间隙过大时应设楔块，楔块可使用钢板或混凝土块，每侧设置不得少于8点，钢架在初喷3cm混凝土后架设，且喷射混凝土必须充填密实，架设完毕后再喷混凝土，保护层不得小于2cm。钢拱架应垂直于隧道中线，上下、左右允许偏差±5cm，倾斜度不得大于2°。拱脚标高不足时，应设置钢板进行调整，必要时可用混凝土加固基底。 3.4喷混凝土、锚杆及钢筋网支护 (1)喷混凝土 ①Ⅱ类围岩、Ⅲ类围岩浅埋段及Ⅲ类围岩深埋段喷射25#混凝土厚度分别为25cm、20cm、15cm，Ⅳ、Ⅴ类围岩喷12cm、8cm。 ②喷射混凝土采用干喷法，混合料采用拌合机搅拌均匀，且随拌随用。 ③喷射混凝土施工时，要密切注意水、风开关的配合使用，严格控制水灰比，使喷层表面平整光滑，无干块或流淌现象。喷混凝土时，要使喷头与受喷面基本垂直，距离保持1米以下，喷射作业应分段、分片由下而上，并呈螺旋状施喷。每次喷射段长度控制在6米以内。每次喷层厚度不大于8厘米，超过时应分层喷射。下次爆破距喷射混凝土作业完成时间间隔不得少于4小时。 (2)锚杆 精心整理 本隧道系统锚杆设计为有压注浆锚杆，Ⅱ类围岩及Ⅲ类围岩浅埋地段锚杆长度分别为3.5m及3.0m，间距0.8×0.8m。Ⅳ、Ⅴ类围岩地段及Ⅲ类围岩深埋段锚杆单根长2.5m及2.0m，间距1.2×1.2m、1.0×1.0m。 锚杆钻孔采用风动式凿岩机钻孔，注浆采用砂浆注浆泵，锚杆在洞外加工制作，施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，锚杆要除去油污、铁锈和杂质。 3.5钢筋网 除Ⅴ类围岩外初期支护设计均有1层Φ8-20×20cm钢筋网。钢筋网的网格间距按设计施工，应随受喷面起伏铺设，钢筋网的混凝土保护层不少于20mm，并与锚杆联结牢固。 4、防排水 4.1施工防排水 隧道地处严寒地区，为保证隧道不出现冻害，衬砌背后不积水，必须做好隧道防排水，施工前根据工程地质、水文地质资料制定防排水方案。隧道开工前，首先要对洞顶上方及其附近的泉、积水池等水源进行全面检查，采取片石铺砌，水泥砂浆抹面，设置不透水管路沟槽，形成有效畅通的排水系统。 洞口边仰坡开挖前，必须先完成洞顶截水沟施工，洞内路面要整平，排除积水，施工过程中水应顺畅导入排水沟，以利施工，雨季施工过程中，要注意及时排除可能渗、进入隧道的地表水。 4.2结构防排水 隧道防水系统由多点EVA复合防水板加弹簧排水管、隧道施工缝、沉降缝中埋设新型专利防水材料HPZ-A橡胶止水带，沉降缝中填塞沥青马蹄脂。隧道排水系统由纵横向排水管、边沟、路面下埋花管盲沟等组成。 (1)多点复合EVA防水板 防水层所用的EVA防水板、弹簧排水管均应符合图纸的要求，有足够的强度、耐腐蚀、易焊接的特点。防水层应在初期支护变形基本稳定后，二次衬砌施作前进行。EVA防水板采用无射钉悬托法铺设，防水板连接采用冷粘法。 精心整理 (2)洞外拼幅 将衬砌一个循环（每循环长度12m，并考虑防水板10%-15%余量）所需防水板在洞外平整的混凝土地面上进行粘接拼幅，将防水板搭接宽度（不小于10cm）内擦净晾干，用油漆刷均匀涂胶，用压辊压平压实。 (3)岩面处理 将锚杆头或其它尖锐凸出物清除，用砂浆抹平，对漏水采用引排法处理。 (4)防水板的挂铺 采用自制台车挂铺防水板。用装载机配合人工将防水板举至铺设台车上，从隧道中线向两边铺设。 (5)钻孔安装膨胀螺栓并固定铁丝 膨胀螺栓设在防水板前端，用冲击电锤钻孔，安装螺栓。螺栓伸出岩面约4cm，前一模筑混凝土灌注完后，切断露出的螺栓，接长铁丝，固定于设好的膨胀螺栓上，然后用紧线器把铁丝拉紧，挂起防水板。 (6)防水板的粘结 防水板与上一幅已挂于衬砌混凝土部分的防水板在现场粘接，防水板外侧设一道30cm宽的三合板，三合板用射钉钉于岩面上，形成光滑曲面以便于压辊压实。 (7)架立环向钢筋 为使防水板尽量与岩面贴紧，沿隧道环向架立Ф22钢筋，间距50cm，钢筋下端锚固于地面上，之后用紧线器把铁丝紧固好。 4.3纵横向排水管的施工 按图纸设计，计算出纵横向弹簧排水管的长度，采用射钉和φ4mm固定铁丝将排水管固定。 4.4新型专利防水材料HPZ-A橡胶止水带 橡胶止水带施工时，沿设计衬砌轴线每隔0.5m在挡头板上钻一直径8mm钢筋孔，将自制成型的直径8mm的钢筋卡由待灌混凝土一侧穿入另一侧，内侧钢筋卡紧止水带之半，另一半止水带紧贴在挡头板精心整理 上，待凝固后拆除挡头板，将止水带靠中心钢筋拉直，然后弯曲直径8mm钢筋套上止水带，进行模筑下一段混凝土的施工。橡胶止水带采用搭接，搭接长度不小于8cm，施工中，应注意混凝土与止水带紧密结合，防止止水带偏移，而且应注意对止水带加以保护，发现刺破、割裂必须及时修补，止水带周围要振捣密实。 5、二次衬砌施工方法 二次衬砌混凝土采用C30防水混凝土，Fs型混凝土防水剂。混凝土二次衬砌施工时间根据现场监控量测结果确定，Ⅱ类围岩及Ⅲ类围岩浅埋段应尽快施作二次衬砌,且仰拱要先于二次衬砌施工，以保证初期支护安全。Ⅲ类围岩深埋段及Ⅳ、Ⅴ类围岩在初期支护基本稳定，围岩及初期支护变形速率趋于减缓时再进行隧道二次衬砌，并将衬砌工作面与开挖工作面拉开50～70m的距离，以减少两工作间的相互干扰。 二次衬砌施工时，首先要测量定位，通过轨道将台车移至衬砌部位，调好标高，按隧道衬砌内轮廓线尺寸调整好模板支撑杆臂，并将底部基坑内杂物和积水清除干净。 二次衬砌采用液压衬砌台车立模，混凝土在拌合站集中拌合，混凝土输送泵泵送混凝土入仓，插入式和附着式振动棒(器)捣固。二次衬砌每循环灌注12米，要分层连续对称一次灌注至拱顶，每层厚度控制在30厘米左右。拱顶衬砌中预埋一根塑料管，检查混凝土是否回填密实，如果不密实，采用压浆处理。 6、施工通风方法 头道沟隧道采用压入式通风，在隧道出口配备50kW的大功率风机一台,风管采用Φ100cm柔性软质通风管。通风机安装位置距洞口不小于20米处，主风管距掌子面40米为宜，新三队隧道采用1台37kW的轴流式通风机即可。 7、施工测量控制方法 精心整理 开工前，首先复测设计中线，并布设三角控制网联系进出洞口方向，达到设计精度，进出口高程要进行复测闭合，采用统一高程。施工中，在洞内布设导线，建立中线与导线互控网络，经常将洞内点引出洞外与三角网系进行检测复核。 8、不良地质地段的施工方法 施工中若遇到不良地质地段，则采用超前注浆管棚（或注浆导管）、格栅支撑、锚杆、网喷混凝土等综合支护。总之，严格遵循“管超前、强支护、弱爆破、勤量测、紧衬砌”的原则，稳扎稳打，以顺利通过不良地质地段。 9、隧道内沟槽及路面施工方法 9.1沟槽施工 本合同段隧道内两侧边沟基础为现浇混凝土，边沟为钢筋混凝土预制管，两侧电缆沟采用现场立模浇筑，混凝土盖板采用预制安装方法进行。 9.2路面施工 (1)路面混凝土施工 ①本隧道路面下部设计除Ⅳ、Ⅴ类围岩外均设有C25砼仰拱，C10砼回填，路面由厚度为15cm的二灰碎石基层和24cm的水泥混凝土面层组成。施工时，首先清理地面虚碴，并进行C10砼回填，然后施工二灰碎石基层和水泥混凝土面层。 ②二灰碎石采用拌合站集中拌合，自卸汽车运输，平地机摊铺，6～18T压路机碾压。混凝土采用拌合站拌合，混凝土运输采用混凝土输送车运输。摊铺采用人工摊铺，摊铺厚度应考虑振捣预留高度，严禁抛掷和耧耙，以防离析。 ③混凝土路面采用单幅分块办法施工。用于路面混凝土的粗骨料应符合规范要求，质地坚硬，级配良好，最大粒径不超过40mm，配合比要经过试验确定，试配强度比设计强度要提高10～15%，并进行抗折试验。 精心整理 ④混凝土采用插入式振捣棒与平板振动器相结合的办法振捣，振捣时应辅以人工找平，严禁用砂浆找平，采用真空吸水，人工抹面拉毛，当混凝土强度达设计强度30%时，用切割机切缝。浇注中断30分钟以上时，应设置横向施工缝，施工缝宜与胀缝或缩缝相吻合。 (2)养护：混凝土路面应当洒水养护，到设计强度后，才可开放交通。 本文以图文并茂的形式对近三年来某省高速公路推行“双标管理”取得的成效进行小结，小编整理至此，一方面是对高速公路建设者为此做出的努力表示感谢，另一方面是希望本文可为今后工程建设提供参考借鉴以创造更多的新成果。 内容介绍： 一、“工欲善其事，必先利其器”（优质工程质量目标解读） 二、“知者行之始，行者知之成”（图文标准化施工过程） 三、“术有专攻，道无止境”（总结） 正文： 一、“工欲善其事，必先利其器”——明确优质工程质量目标 隧道优质工程质量目标：初支钢架数量不少于设计要求，间距合格率≥90%；喷射混凝土强度合格率100%，厚度符合标准要求，平整度合格率≥90%，混凝土密实，无裂缝、蜂窝、空洞、夹渣等缺陷；二衬钢筋数量不少于设计要求，主筋间距合格率≥90%，钢筋接头合格率100%；二衬混凝土强度合格率100%，且强度控制在1～1.5倍设计强度范围内； 衬砌厚度、墙面平整度合格率≥98%；二衬无渗漏水，背面不出现长度大于1m、累计长度超过隧道长度0.5%、单个面积大于0.5m2的空洞。 二、“知者行之始，行者知之成”——图文解读标准化施工过程 内容包括： 洞身开挖、中空锚杆注浆快速接头、喷射混凝土、钢拱架整体加工、连接板加工与安装、二衬钢筋安装、防水处理、二衬混凝土、衬砌混凝土养生、电缆沟及排水沟 2-1洞身开挖 隧道洞身开挖采用的三台阶七步开挖工法，主要是将隧道分七个开挖面相互错开同时开挖，同时支护，形成支护整体，逐步向纵深推进的作业方法，具有施工空间大、机械化程度高、初期支护工序简单、调整灵活、工效高、进度稳定、工期保障性强等特点。 三台阶七步开挖法 隧道光面爆破外观 三臂式凿岩台车施工作业 采用隧道三臂式凿岩台车“双机单洞”模式进行隧道洞身开挖，有效地提高了凿岩速度、安全系数及环保效果，改善了隧道施工环境。 2-2中空锚杆注浆快速接头 注浆快速连接头具有以下优点： (1)安装简便快捷； (2)与锚杆、压浆管连接咬合密贴，能有效保证注浆压力和注浆饱满； (3)快速接头阀门可重复利用，降低了施工成本；(4)改善了以往人工手握管道注浆的施工条件，解决压浆过程中工人眼睛易被浆液溅伤问题。 中空锚杆注浆快速连接头 精心整理 注浆作业，安全便捷 2-3喷射混凝土 使用湿喷机 施工隧道初期支护混凝土，初支喷射混凝土密实平整，质量稳定，有效解决了传统施工工艺存在的粉尘大、回弹高和混凝土质量不稳定等问题。使用湿喷机施工隧道初期支护混凝土，大大改善了隧道喷射混凝土的施工环境，保障了作业人员的安全和健康，且所需作业人员少，材料损耗少，符合节能环保施工理念。 隧道采用二次喷射工艺施工初支混凝土，通过对初喷不平整部位进行二次复喷，保证了喷射混凝土表面平整度，消除了由于喷射混凝土表面不平整造成二衬背后脱空的质量隐患。 使用湿喷机进行初支喷射混凝土施工 初支喷射混凝土表面平整密实 2-4钢拱架整体加工 钢拱架加工： ①按照隧道钢拱架总长一次下料到位，并整体冷弯成型。 ②对照洞身开挖方案设定的断面大小切割分段。该工艺能从源头上保证钢拱架尺寸的准确性，使拱架安装成型后整体弧形圆顺，接头处相邻节段轴心重合，连接孔位置准确，确保拱架的结构受力性能。 钢拱架整体冷弯成型 根据方案将成型的拱架切分成段 钢拱架分段成品 2-5连接板加工与安装 钢拱架连接板与工字钢采用二氧化碳保护焊焊接，焊缝质量好。二氧化碳保护焊具有穿透力强、熔深大、焊缝成形良好、焊接牢固、抗裂性能强、焊后变形较小、操作简便等优点。 连接板加工机床 连接板成品：尺寸准确，螺栓孔孔形标准