长坪隧道斜井工区正洞大变形试验段方案
工程概况
一
长坪隧道斜井工区属高中山构造剥蚀地貌,地表覆盖坡残积层粉质黏土、角砾土,厚0~8米不等,局部较厚,下伏基岩为三叠系片理化玄武岩,局部夹有凝灰岩,测区地质构造复杂,新构造运动强烈,地表不发育,主要为坡面沟槽水,地下水较发育;不良地质有岩堆、危岩,无特殊岩土。隧道通过物探异常带,岩体破碎,易坍塌、掉块和突水突泥。
隧道变形段总体施工方案
二
1、总体施工方案
采用“大变形Ⅱ型衬砌断面图”,隧道内轮廓不变,预留变形量40cm,开挖轮廓线边墙曲率加大。全环采用I20b钢架,间距0.5m/榀,钢架间纵向连接钢筋采用φ25钢筋,"Z"形布臵,设于钢架内侧(靠二衬侧),钢筋纵向接头应相互错开,锁脚采用φ42锁脚锚管,4m每根,与钢架焊接牢固;同时加强各台阶底部钢架纵向垫槽钢的施工工艺,确保钢架系统整体稳定性;拱部设φ42超前小导管,每根长3.5m,环向间距0.4m,纵向间距2m,系统锚杆采用药包锚杆,长度4.0m,非对称性施工。
施工采用三台阶法,下台阶与仰拱一次开挖成形并及时封闭成环,从上台阶开挖到仰拱初支封闭成环时间控制在12天左右。大变形Ⅱ型衬砌断面图及支护图如下图:
断面尺寸表(cm)
图4-1 大变形Ⅱ型衬砌断面图
2、支护参数
①超前小导管支护:拱部设φ42超前小导管,每根长3.5m,环向间距0.4m,每环31根,纵向间距2m,注水泥浆,注浆压力0.5~1.0MPa
②I20b钢架支护:钢架架纵向间距50cm/榀。钢架间纵向连接钢筋采用φ25钢筋,"Z"形布臵,设于钢架内侧(靠二衬侧),钢筋纵向接头应相互错开;同时,台阶底部钢架纵向垫设槽钢,确保钢架系统整体稳定性。锁脚锚管采用Φ42钢管,钻孔直径不小于60mm,注水泥浆,注浆压力0.5~1.0MPa,拱脚和边墙脚两侧各2根,单根长4m,具体部位及角度见附件设计图。
③钢筋网:拱墙采用φ8钢筋网,网格间距20×20cm。④边墙系统锚杆:采用Φ22药包锚杆,不能成孔时可考虑采用自进式锚杆。锚杆长4.0m,间距纵向1.0m×横向1.0m。
⑤喷射混凝土:采用C25喷射混凝土,拱墙及仰拱厚度均为27cm。
施工方法
三
采用三台阶施工方法,台阶高度确定为上台阶高度2.5m,中台阶高度4m,下台阶带仰拱高度4.02m。上台阶长度3~5m,中台阶长度5m。开挖方法选择挖掘机带破碎头开挖,在确需爆破段采用弱爆破的方式。开挖进尺控制在1榀拱架间距之内(即50cm)
1、施工顺序
图5-1三台阶法施工示意图
2、施工工艺流程图
图5-1 三台阶发施工工艺流程图
3、施工方法
(1)超前小导管支护施工 采用风钻钻孔,用锤击或钻机将小导管顶入,注浆泵注浆。
图5-2 超前小导管施工工艺图
小导管的纵向搭接长度不小于设计,外插角满足规范要求(10°~15°),与线路中线方向大致平行。孔位钻设偏差不超过5cm,孔眼长大于小导管长,钢管顶入长度不小于管长设计长度,用高压风将管内砂石吹出。
(2)I20b钢架施工
①制作:钢架按设计尺寸在钢构件加工厂下料分节焊接制作,制作时严格按设计图纸进行,保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求,每节两端均焊连接板,节点间通过连接板用螺栓连接牢靠,加工后必须进行试拼检查,严禁不合格品进场。
②安装:钢架按设计要求安装,安装尺寸允许偏差:横向和高程为±5cm,垂直度±2°。钢架的下端设在稳固的地层上,拱脚高度低于上部开挖底线以下15~20cm。拱脚及边墙脚加设槽钢垫块。
图5-3 拱架施工工艺框图
(3)钢筋网铺设
钢筋须经试验合格,使用前必须除锈,在钢构件加工厂分片制作,安装时搭接长度不小于一个网格。人工铺设贴近岩面,与锚杆和钢架绑扎连接(或点焊焊接)牢固。钢筋网和钢架绑扎时,应绑在靠近岩面一侧,确保整体结构受力平衡。喷混凝土时,减小喷头至受喷面距离和控制风压,以减少钢筋网振动,降低回弹。
(4)锚杆施工
锚杆采用风钻钻锚杆孔, 锚杆钻孔利用台架施钻,按照设计间排距,尽可能垂直结构面打入,高压风吹孔。孔内锚固剂填塞必须饱满,再用风枪将锚杆送入孔内,并杆体位于孔位中央然后安装垫板,垫板必须用螺帽紧固在岩面上,增强锚杆与喷砼的综合支护作用。锚杆尾端尽量焊接在拱架上,以便共同受力。锚杆施工工艺框图见图5-4
(5)喷射混凝土
喷射砼采用湿喷工艺。工艺流程见图5-5。
①喷射前处理危石,检查开挖断面净空尺寸,当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时,先进行引排水处理。
②用高压风水冲洗受喷面,设臵控制喷砼厚度的标志。喷射作业分段、分片、分层,由下而上进行,有较大凹洼处,先喷射填平。
③喷嘴垂直于岩面,距受喷面0.8~1.2m,呈螺旋移动,风压0.5~0.7MPa。液态速凝剂由自动计量在喷嘴处掺入。
④喷射混凝土时按照施工工艺段、分片,由下而上依次进行。一次喷射混凝土的最大厚度,拱部不得超过10cm,边墙不得超过15cm。分层喷射混凝土时,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。
⑤喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产。混凝土搅拌车运输混凝土,卸入湿喷机,机械手配合湿喷机喷混凝土。
图5-4 砂浆锚杆施工工艺流程图
图5-5 湿喷混凝土工艺框图
质量保证措施
四
确保施工质量保证措施
①喷混凝土采用湿喷工艺,外加剂掺量及喷混凝土抗渗等级符合设计要求。
②做钢架支护时,确保拱架间距符合设计及规范要求。钢架与岩面不得紧贴,钢架背后混凝土保护层不得小于3cm,钢架外层混凝土保护层不得小于4cm,才能有效的保证钢筋与喷混凝土较好的连接在一起。加工好的钢架由质检工程师进行检测,合格的钢架方可运进洞内进行使用,洞内钢架施工时做到间距、倾斜度和垂直度符合要求。钢架的底脚不得悬空。在悬空时必须用块石填实,且及时喷混凝土进行回填密实;钢加及时跟紧,尽早封闭成环。钢架连接时,接头板必须密贴,连接螺栓上齐且连接紧固。
③钢筋网片采用加工厂加工,洞内进行安装,安装时网片连接采用焊接连接,搭接长度为1-2个网格,网片必须平顺,且与钢架也进行绑扎连接。
④喷射混凝土运输时间不超过规定。喷射前清理岩面,用高压风将岩面灰尘吹干净。厚度较大时分层喷射。严格掌握风压和控制喷射距离,做到厚度符合设计和安全要求,表面平顺。为了有效的控制喷混凝土平整度,每个喷浆班组配臵2m铝合金方尺,及时检查喷混凝土平整度。
⑤锚杆的间距和深度符合设计,施工系统锚杆时做到灌浆充填饱满。
河北 秦皇岛 | 建筑施工
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