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吉高標準化(六)--隧道
隧道工程
施工準備
一般規定
1 編制實施性施工組織設計和專項施工方案,專項方案應附安全驗算結果,以及需要專家論證審查的結論。根據《公路工程施工安全技術規范》(JTG/F F90)規定,對施工危險源進行有效辨識和施工安全風險評估。
2 隧道施工前應做好現場調查、核對設計文件,領會設計意圖,做好現場調查和圖紙核對工作。做好技術準備和組織落實工作。
3 隧道施工必須全過程進行跟蹤地質調查、監控量測與超前地質預報。監控量測和超前地質預報應由第三方具有相應資質的單位承擔。
4 隧道進洞前,二次襯砌模板臺車、濕噴機、錨桿機必須進場。
5 施工單位應根據設計和施工控制網,對交付使用的隧道軸線樁、平面控制三角網基點樁以及高程控制的水準基樁等,進行詳細的測量檢查和核對。
6 隧道施工安全應符合下列規定:
(1)必須證照齊全,嚴禁無資質施工、轉包、違法分包和人員不經教育培訓上崗作業。
(2)必須按照標準規范和設計要求編制專項施工方案,確保按方案組織實施,嚴禁擅自改變施工方法。
(3)必須強化施工工序和現場管理,確保支(防)護到位,嚴禁支護滯后和安全步距超標。
(4)必須落實超前水文地質探測預報各項規定,監控量(探)測數據超標立即停工撤人,嚴禁冒險施工作業。
(5)必須對有毒有害氣體進行監測監控,加強通風管理,嚴禁濃度超標施工作業。
(6)必須嚴格控制現場作業人數,掘進作業面應實施機械化作業,嚴禁超員組織施工作業。
(7)必須按照規定設置逃生通道,嚴禁在安全設施不到位的情況下施工作業。
(8)必須按照規定嚴格民用爆炸物品管理,嚴禁在施工現場違規運輸、存放和使用民用爆炸物品。
(9)必須按照規定制定應急預案、配備救援裝備,嚴禁事故發生后違章指揮、冒險施救。
原材料
1 開工前完成原材料檢驗及施工配合比試驗。應對鋼筋、水泥等重要材料進行全面調查,對碎石等地產材料進行詳細比選分析,優選施工原材料,保證施工供應。
2 隧道施工中出現的地下水,經化驗確認對襯砌結構有侵蝕性時,應針對不同侵蝕類型采取不同類型的抗侵蝕混凝土。
3 水泥混凝土應采用反擊破碎設備生產的碎石。
4 中空注漿錨桿必須采用成品錨桿,施工單位不得自行加工。其產品性能應滿足設計要求。
5 防水板、止水帶、止水條等產品應結合工程實際提前到專業生產廠家訂購,施工單位簽訂采購合同確定供應廠家須經中心試驗室認可和建設單位同意,相應技術指標滿足設計規定。
設備配置
施工設備及試驗檢測設備配置應不低于招標文件要求,性能穩定可靠,生產能力滿足施工需要,并具有一定的生產富余儲備。易損件的備品備件齊全。
施工供風、供水、供電
1施工供風
(1)壓風站應在洞口旁邊選址修建,并宜靠近變電站,應有防水、降溫、保溫和防雷擊設施。
(2)壓風站供風能力須滿足隧道正常施工需要,供風管路布置應盡量避免壓力損失,保證工作面使用風壓不小于0.5MPa。
(3)供風管道前端至開挖面距離不應大于20m。
2施工供水
(1)施工單位在實施和維修本工程期間,應確保施工和生活用水設施的提供、安裝和保養滿足施工及生活需要,并保證施工用水要求和按國家規定的生活飲用水標準持續不斷地供水。
(2)尋找水源,按施工需要的供水壓力(水壓不小于0.3MPa)合理選址修建高位水池,安裝上、下水管路。
(3)對于修建高位水池困難的隧道,采用變頻高壓供水裝置滿足施工需要。
(4)管道前端至開挖面一般不超過20m。
3施工臨時供電
隧道施工臨時供電的施工組織設計、建設及維護除應符合本技術指南第二篇的要求外,還應符合以下要求。
(1)對于短隧道應采用高壓至洞口,再低壓進洞;長隧道及特長隧道應考慮高、中壓進洞,以滿足施工需要。
(2)隧道施工供電應采用380/220V三相五線供電系統;動力設備應采用三相380V;照明電壓一般作業地段不宜大于36V,成洞段和不作業地段可采用220V,瓦斯地段不得超過110V,手提作業燈為12~24V;選用的導線截面應使低壓線路末端要點電壓降不應大于10%;36V及24V線不得大于5%;高壓分線部位應設明顯危險警告標志;所有配電箱和開關應全部進行責任人和用途標識。
(3)洞外變電站應設置防雷擊和防風裝置,且宜設在靠近負荷集中地點和設在電源來線一側;當變電站電源線需跨越施工地區時,其最低點距人行道和運輸線路的最小高度應滿足:電壓35KV時7.5m,電壓6~10KV時6.5m,電壓400V時6m;變壓器容量應按電氣設備總用量確定,當單臺電動設備容量超過變壓器容量1/3時,宜適當增加啟動附加容量。
洞內變電站應設置在干燥的緊急停車帶或橫通道內,變壓器與周圍及上下洞壁的最小距離,不得小于300mm,同時應按規定設置燈光、輪廓標等安全防護設施;洞內高壓變電站之間的距離宜為1000m,由變電站分別向相反兩方向供電,每一方供電距離宜采用500m;洞內高壓變電站應采用井下高壓配電裝置或相同電壓等級的油開關柜,不應使用跌落式熔斷器,應有防塵措施。
(4)成洞地段固定的電線路,應采用絕緣良好的膠皮線架設;施工地段的臨時電線路應采用橡套電纜;瓦斯地段的輸電線必須使用密封電纜,不得使用皮線;涌水隧道的電動排水設備應采用雙回路輸電,并有可靠的切換裝置;動力干線上每一分支線,必須裝設開關及保險裝置;嚴禁在動力線路上加掛照明設施。
(5)照明和動力線路安裝在同一側時,必須分層架設。電線懸掛高度應滿足:110V以下電線離地面距離不應小于2m,380V時應大于2.5m,6~10kV時不應小于3.5m。供電線路架設一般要求高壓在上、低壓在下,干線在上、支線在下,動力線在上、照明線在下。
4 施工期間“三管兩線”應架設、安裝順直、整齊,應按圖6.1所示布置。
自辦料場
1 當隧道開挖棄渣強度等指標符合規范要求、可作為結構用材料時,現場可建碎石場以充分利用隧道棄渣,加工碎石設備應采用帶除塵裝置的反擊破碎石機并有配套的聯合重篩分設備。
2 隧道碎石場應專門配備錘式碎石機生產噴射混凝土碎石料。日產量在 100m3以上的碎石場應配置自動或半自動水沖洗設備,以提高碎石質量。碎石原料母材必須精選。
3 碎石場的選址及生產不得影響正常的施工組織,且必須滿足環保及不影響路側景觀的要求。
洞口、明洞工程與淺埋段工程
洞口與明洞工程
1 一般規定
(1)隧道洞口開挖前,施工單位應對洞口段地形地貌進行詳細復測,認真調查地質情況,并提出隧道進洞專項施工方案。建設單位組織設計單位、監理單位進行專項審查。洞口施工前,監控量測人員必須進場并埋設好監測點。嚴禁大開大挖,原則上不采用臨時砌筑防護邊仰坡,盡可能放緩坡腳,保護原生態地貌。
(2)隧道洞頂截水溝以內植被禁止砍伐破壞,分離式隧道中間山體應盡可能保護。洞頂臨時截水溝采取生態溝型式,一般不得采用圬工防護,需圬工防護時應經建設單位批準。進洞開挖必須進行錨噴防護仰坡時,范圍要嚴格控制在不改變原有地形地貌景觀,并可恢復的范圍內。
(3)推廣“零開挖”進洞理念,嚴格執行“早進晚出”原則,按設計完成超前支護后方可開始正洞的施工,洞口段應及時形成封閉結構,嚴禁采用長臺階施工。加強洞口段超前支護和邊仰坡防護設計,埋深較淺的隧道洞口段應采用明洞或半明半暗法進洞。
(4)洞口設有明洞,且洞口地質情況相對較好的隧道,可按先進暗洞,由內向外施作洞口明洞模筑襯砌,再進行洞身段開挖、初支、二襯施工。當洞口圍巖條件較差時,要嚴格控制進洞施工順序。應在完成套拱和超前大管棚后,立即進行明洞主體模筑襯砌施工,然后再進行暗洞淺埋段施工。
(5)應在隧道二次襯砌施工完成50m(含明洞)后立即進行洞門及邊仰坡綠化工程的施工。
(6)隧道洞口場地必須進行混凝土硬化處理,要求使用20cm厚石渣墊層,汽車運輸通道還必須采用20cm厚的C20混凝土作為面層。
(7)洞口附近的橋梁、涵洞等應提前安排施工,盡早完成。及時完成洞口前的路基施工,為隧道提供施工場地。
2 洞口土石方開挖
(1)洞口邊坡、仰坡土石方的開挖應隨挖隨支護,隨時監測、檢查邊、仰坡穩定情況,減少對巖、土體的擾動,嚴禁采用大爆破。邊坡和仰坡上可能滑塌的表土、灌木以及邊坡和仰坡上的浮石、危石要清除或加固,坡面凹凸不平應予整修平順。
(2)應在進洞前按設計要求對地表及邊、仰坡進行加固防護。洞口地層存在滑坡、崩塌危險隱患時,應及時采取預防和采取用地表砂漿錨桿、地表注漿等輔助工程措施或路基施工中穩定邊坡的措施穩定坡體,確保施工安全。
(3)偏壓洞口施工應做好支擋、反壓回填等工作后再開挖;開挖方法應結合偏壓地形情況選定,不得因人為因素加劇偏壓。
(4)洞口邊坡及仰坡采用明挖法施工,自上而下分階段、分層進行開挖。洞口有鄰近建筑物時,應采取控制爆破或非爆破開挖,并做好監控,并采取必要防護措施保證其安全。
(5)洞口永久性支擋工程應緊跟土石方開挖及早完成。地基承載力應滿足設計要求。
(6)進洞前開挖的土石方應堆放在指定的地點,邊、仰坡上方不得堆放棄方。
(7)洞口仰坡上方洞身范圍內禁止修建施工用水池。
(8)明洞基坑開挖后,基坑內必須采取有效排水措施,不得積水。
3 排水工程
(1)隧道洞頂截水溝或排水溝應于洞口土石方開挖前完成,防止地面水沖刷而導致邊坡、仰坡落石、塌方。
(2)路塹兩側邊溝必須與排水設施妥善連接,使排水暢通。邊仰坡以外的上方,如天然地表低洼積水時,應予以疏導引排;原則上不得用土石方填筑,以免流失堵塞排水溝渠,影響洞口安全。
(3)隧道洞內排水應與洞外排水系統合理連接,不得侵蝕軟化隧道和明洞基礎,不得沖刷洞口前路基邊坡及橋涵錐坡等設施。
(4)反坡施工洞口,施工期間洞口應設滲水滲溝,并將兩側排水溝于洞口隱蔽部位設保溫出水口排出。洞外路塹向隧道內為下坡時,應在洞口3~10m范圍設置橫向截水設施,引排至線外,阻止地表水流入洞內。
(5)及時修建排水邊溝,如坡體含水量較大或有地下水且坡面滲漏水較多時,應增設泄水孔或平孔排水。
4 明洞工程
(1)明洞襯砌施工
a 明洞襯砌與暗洞襯砌應采取加強連接措施。洞門端墻的砌筑(或澆筑)與墻背回填,應兩側同時進行,防止對襯砌產生偏壓。
b 基礎施工完成后應及時回填,避免積水等侵蝕地基。
(2)明洞防水
明洞拱圈外模拆除且拱圈混凝土達到設計強度的50%后,應及時按設計要求施作防水層及拱腳縱向排水管、環向滲溝,防水卷材接頭搭接長度不小于10cm,并應向隧道內延伸不小于50cm,并與暗洞防水板連接良好。
(3)明洞回填
a 拱圈混凝土達到設計強度、拱墻背防水設施完成后,方可回填拱背土方。需先用人工填筑夯實回填至拱頂以上100cm 后,方可使用機械施工。
b 明洞段頂部回填土方應對稱分層夯實,每層厚度不得大于30cm,兩側回填的土層高差不得大于50cm;回填至拱頂后應分層滿鋪填筑,頂層回填材料應采用黏土以利于隔水。明洞黏土隔水層應與邊坡、仰坡搭接良好,封閉緊密。
c 石質地層中墻背與巖壁空隙不大時,可采用與墻身同級混凝土回填;空隙較大時,可采用片石混凝土或漿砌片石回填密實。
淺埋段工程
1 根據圍巖及周圍環境條件,選擇宜采用的開挖方法,控制圍巖變形。爆破開挖時,應短進尺、弱爆破、早支護,減少對圍巖的擾動;設置鎖腳錨桿,提高拱腳處圍巖的承載力;及時施工仰拱或臨時仰拱。
2 地質條件差或有涌水時,可采用地表預注漿結合洞內環形固結注漿。
3 圍巖自穩能力差時,可采用地表錨桿、管棚、超前小導管、注漿等加固圍巖穩定地層的措施。開挖后盡快施工噴射混凝土、錨桿、敷設鋼筋網或鋼支撐等支護措施。
4 淺埋隧道開挖時應嚴格控制地表沉陷,減小循環開挖進尺和防止塌方。應增加對地表沉降、拱頂下沉的量測及反饋。量測頻率不應小于深埋段的2倍,監控布點合理加密。
5 隧道穿越覆蓋層很薄的淺埋土石地層時,要結合地表防排水措施,進行有效的地層注漿加固,加大初期支護型鋼斷面和增加噴射混凝土厚度。如出現開裂、涌水激增、支護變形等問題,必須及時反饋,并采取強有效的加固措施,防止塌頂、壓潰等事故的出現。
6 監理人員須現場旁站,在監理日志中要全面記錄開挖、支護和監控量測成果情況,出現異常情況及時上報。
7 注漿過程應全過程攝像,并保留全過程影像資料。注漿施工前,施工單位應提交注漿施工專項方案,寫明注漿設備和施工工藝,對采用單液漿或雙液漿進行分析,并報監理單位審查。
洞身開挖
一般規定
1 洞身開挖前應仔細進行測量放樣。開挖過程中,應隨時測定隧道軸線位置和高程,在洞內每隔50m設置一個水準點,保證按設計方向和坡度施工。監理獨立進行測量復核,并做好復核記錄備查。
2 開挖作業應符合下列規定
(1)確定合理的開挖步驟和循環進尺,保持各開挖工序相互銜接,均衡施工。
(2)開挖斷面尺寸應滿足設計要求,應采用有效的測量手段控制開挖輪廓線。邊溝、電纜溝及邊墻基礎應同時開挖,所有開挖應按設計標明的開挖線并加入預留沉降量后的尺寸進行施工,開挖質量應符合設計及規范要求,嚴禁二次爆破開挖。在開挖過程中,施工單位應隨時測定隧道軸線位置和高程。
(3)開挖后應做好地質構造的核對,及時做好監控量測工作,地質變化處和重要地段,應有相應照片或文字描述記載;
(4)開挖作業必須保證安全,不得危及初期支護、二次襯砌和設備的安全并應保護好量測用的測點,減少對圍巖的擾動。
(5)開挖爆破作業應在上一循環噴射混凝土終凝不少于4h后進行。
3 隧道爆破應采用光面爆破,必要時采用預裂爆破技術;爆破作業及爆破物品管理必須符合現行《爆破安全規程》(GB6722)的有關規定;施工中應優化鉆爆設計、提高鉆眼效率和爆破效果,降低工料消耗。開挖爆破應采用合理的起爆方式、選用適當的炸藥品種和型號,在漏水和涌水地段應采用非電導爆管起爆。
4 隧道雙向開挖的貫通應選擇在Ⅳ級以上圍巖地段,雙向開挖距離25m時,兩端施工應加強聯系、統一指揮,并采取淺眼低藥量,控制爆破震動。當兩開挖面間的距離為15m時,應改為單向開挖,一端必須停挖、將人員機具撤走,并在安全距離處設立警告標志;開挖側每次爆破作業時應提前30min通知停挖側,停挖側施工人員及機械設備應撤至安全距離以外。單向開挖時應反打不少于30m且不小于洞口超前管棚長度,嚴禁在隧道洞口處貫通。
5 雙洞開挖時,應根據兩洞的軸線間距、洞口里程距離、地質條件及其他自然條件,選擇適當的開挖方法,確定好兩洞開挖的時間差和距離差,并采取措施防止后行洞開挖對先行洞周壁產生不良影響。
6 瓦斯地層隧道施工應按現行《煤礦安全規程》的有關規定執行。
7 施工單位應安排好施工過程的測量,以保證隧道按設計方向和坡度施工,使開挖斷面符合圖紙所示尺寸,盡量做到不欠挖和不超挖。
8 在施工過程中,施工單位應根據對開挖面的直接觀察、圍巖變形的量測結果,輔以超前地質預報,結合巖層構造、巖性及地下水情況,提出圍巖分類的修改意見,并判定隧道圍巖穩定性,提出相應的處理措施。
開挖方法
1 根據設計及地質情況,按設計開挖方法進行開挖,因地質變化需要變更開挖方式時,應履行變更程序。如需變換開挖方法時應有過渡措施。
中隔壁法(CD法)
CD法是在軟弱圍巖大跨度隧道中,先分部開挖隧道的一側,并施作中隔壁,然后再分部開挖另一側的施工方法。其施工步驟參見圖6.2。
圖6.2 中隔壁法(CD法)施工工序橫斷面及縱斷面示意圖
施工順序說明:1.先行導坑上部開挖;(2)先行導坑上部初期支護;3.先行導坑中部開挖;(4)先行導坑中部初期支護;5.先行導坑下部開挖;(6)先行導坑下部初期支護;7.后行導坑上部開挖;(8)后行導坑上部初期支護;9.后行導坑中部開挖;(10)后行導坑中部初期支護;11.后行導坑下部開挖;(12)后行導坑下部開挖;(13)仰拱超前澆筑;(14)全斷面二次襯砌。
(1)上部導坑的開挖循環進尺控制為1榀鋼架間距,下部導坑的開挖進尺可依據地質情況適當加大。
(2)中隔壁法或交叉中隔壁法施工時,初期支護完成后方可進行下一分部開挖,地質較差時,每個臺階底部均應按設計要求設臨時鋼架或臨時仰拱;各部開挖時,周邊輪廓應盡量圓順;應在先開挖側噴射混凝土強度達到設計要求后再進行另一側開挖;左右兩側導坑開挖工作面的縱向間距不宜小于15m;當開挖形成全斷面時,應及時完成全斷面初期支護閉合。
(3)導坑開挖孔徑及臺階高度可根據施工機具、人員等安排進行適當調整。應配備適合導坑開挖的小型機械設備,提高導坑開挖效率。
(4)中隔壁的拆除應滯后于仰拱,并應于圍巖變形穩定后才能進行,一次拆除長度應根據量測數據慎重確定,一般不應超過15m,拆除后應立即施作二次襯砌。
交叉中隔壁法(CRD法)
CRD法是在軟弱圍巖大跨度隧道中,先分部開挖隧道一側,施作中隔壁和橫隔板,再分部開挖隧道另一側并完成橫隔板施工的施工方法。其施工步驟參見圖6.3。
圖6.3 交叉中隔壁法(CRD法)施工橫斷面及縱斷面示意圖
施工順序說明:1.左側上部開挖;(2)左側上部初期支護;3.左側中部開挖;(4)左側中部初期支護;5.右側上部開挖;(6)右側上部初期支護7.右側中部開挖;(8)右側中部初期支護;9.左側下部開挖;(10)左側下部初期支護;11.右側下部開挖;(12)右側下部初期支護;(13)仰拱超前澆筑;(14)全斷面二次襯砌。
(1)為確保施工安全,上部導坑開挖循環進尺控制為1榀鋼架間距(0.6~0.75m),下部開挖可依據地質情況適當加大,仰拱一次開挖長度依據監控量測結果、地質情況綜合確定,一般不宜大于6m。
(2)中間支護系統的拆除時間應考慮其對后續工序的影響,當圍巖變形達到設計允許的范圍之內,并在嚴格考證拆除的安全性之后,方可拆除。中隔壁混凝土拆除時,要防止對初期支護系統形成大的振動和擾動。
(3)中隔壁的拆除時間要求同CD法。
(4)應配備適合導坑開挖的小型機械設備,提高導坑開挖效率。
雙側壁導坑法
雙側壁導坑法為分部開挖隧道兩側的導坑,并進行初期支護,再分部開挖分部剩余部分的方法。其施工步驟參見圖6.4。
圖6.4 雙側壁導坑法法施工橫斷面及縱斷面示意圖
施工順序說明:1.左(右)導坑開挖;(2)左(右)導坑初期支護;3.右(左)導坑開挖;(4)右(左)導坑初期支護;5.上臺階開挖;(6)上臺階初期支護、導坑隔壁拆除;7.下臺階開挖;(8)仰拱初期支護;(9)仰拱超前澆筑;(10)全斷面二次襯砌。
(1)圍巖開挖應盡量采用挖掘機和人工配合無爆破施工,局部需爆破施工時,宜弱爆破施工,以盡量減少對地層的擾動。
2)開挖應嚴格按規范做好監控量測工作,隨時掌握圍巖及支護的變形情況,以便及時修正支護參數,改變施工方法;同時,應有較準確的超前地質預報。
(3)開挖時的排水工作要認真做好,在保證排水暢通的同時,重點要對兩側臨時排水溝鋪砌抹面,防止鋼支撐基底軟化。
(4)側壁導坑開挖后,應及時施工初期支護并盡早形成封閉環;側壁導坑形狀應近于橢圓形斷面,導坑跨度宜為整個隧道跨度的三分之一;左右導坑施工時,前后拉開距離不宜小于15m;導坑與中間土體同時施工時,導坑應超前30~50m。
環形開挖留核心土法
環形開挖留核心土法是指先開挖上部導坑成環形,并進行初期支護,再分部開挖剩余部分的施工方法。其施工步驟參見圖6.5。
圖6.5  環形開挖留核心土法施工工序示意圖
施工順序說明:1.上弧形導坑開挖;(2)拱部初期支護;3.預留核心土開挖;4.下臺階中部開挖;5.下臺階側壁部開挖;(6)仰拱超前澆筑;(7)全斷面二次襯砌。
(1)環形開挖留核心土法,將開挖斷面分為上、中、下及底部四個部分逐級掘進施工,核心土面積應不小于整個斷面面積的50%。上部宜超前中部3~5m,中部超前下部3~5m,下部超前底部10m左右。上部開挖高度控制在2.5~3.0m,中部臺階高度也控制在3~5m,下部臺階高度控制在3.5m左右。
(2)核心土與下臺階開挖應在上臺階支護完成后、噴射混凝土強度達到設計強度的70%后進行。鋼架底部應按設計要求設置鎖腳錨桿,錨桿布設俯角宜為45°。為防止上臺階初期支護下沉、變形,可采取擴大拱腳、加強鎖腳及加設臨時仰拱等措施。
(3)每一臺階開挖完成后,及時噴射4cm厚混凝土對圍巖進行封閉,設立型鋼鋼架及鎖腳錨桿,分層復噴混凝土到設計厚度,必要時各臺階設臨時仰拱加強支護,完成一個開挖循環。
(4)對土質的隧道應以核心土為基礎設立3根臨時鋼架豎撐以支撐拱頂和拱腰,核心土應根據圍巖量測結果適當滯后開挖。
臺階法施工
臺階法是指開挖上半斷面,待開挖至一定長度后同時開挖下半斷面,上下半斷面同時并進的施工方法。其施工步驟參見圖6.6。
圖6.6臺階法法施工工序示意圖
施工順序說明:1.上臺階開挖;(2)上臺階初期支護;3.下臺階開挖;(4)下臺階初期支護;(5)全斷面二次襯砌。
(1)臺階不宜多分層,上下臺階之間的距離盡可能滿足機具正常作業,并減少翻渣工作量;當頂部圍巖破碎,需支護緊跟時,可適當延長臺階長度。
(2)施工亦應先護后挖,宜采用超前錨桿或超前小鋼管輔助施工措施。開挖應盡量采用微震光面爆破技術。
(3)初期支護應緊跟開挖面;上臺階施工時,鋼架底腳應設鎖腳錨桿以利下臺階開挖安全。下臺階在上臺階噴射混凝土強度達到設計強度的70%后開挖。
(4)隧道兩側的溝槽及鋪底部分應和下臺階一次開挖成型。
(5)臺階分界線不得超過起拱線,上臺階長度不得大于30m,下臺階馬口落底長度不大于2榀鋼拱架的長度,應一次落底,并盡快封閉成環。
(6)臺階長度不宜過長,應盡快安排仰拱封閉間,改善初期支護受力條件。
全斷面開挖法
全斷面開挖法為采用全斷面一次開挖成形的施工方法,施工步驟參見圖6.7。
圖6.7全斷面法施工橫斷面及縱斷面示意圖
施工順序說明:(1)全斷面開挖;(2)初期支護;(3)全斷面二次襯砌。
循環進尺宜控制在3~4m。采用大型機械配套作業;超前開挖導洞時,應控制好開挖距離。
8 豎井
(1)根據地形、地質條件,施工單位可結合運輸、通風需要,設置深度小于40m的簡易豎井,斷面可采用矩形,如地應力較大時亦可采用圓形。兼作通風用的豎井應設在隧道中線上。
(2)豎井口的鎖口圈應于井身掘進前完成,并配備井蓋。只有在升降人員、物料時,井蓋方可開啟。
(3)豎井開挖,除應符合本指南洞身開挖有關規定外,還應符合下列要求:
a 開挖宜用直眼掏槽:當巖層傾斜較大且層理裂隙明顯時,可用楔形或其他形式掏槽。有地下水時,可采用立式梯臺超前掏槽法。
b 鉆眼前應將工作面的石渣清理干凈并排除積水。每一孔眼鉆完,應將眼口臨時堵塞,防止碎石掉落眼內。
c 每次爆破后應檢查斷面,不得有欠挖。每掘進5~10m,核對一次中線,及時糾正偏斜。
9 斜井
(1)斜井口應設在地質條件較好和不受水淹的地方,并應便于布置井口車場和棄渣場地。在井底變坡點處用豎曲線與井底車場連接。
(2)斜井開挖除應符合本指南洞身開挖有關規定外,應符合下述要求:鉆眼方向應與斜井傾角一致;底眼應較井底高程略低,避免出現臺階。每一循環進尺應用坡度尺放線控制井身斜度;每隔20~30m應用儀器復核中線、水平,保證斜井位置正確。
鉆爆設計
1 隧道掘進施工前,應按照《公路隧道施工技術細則》(JTG/T F60)進行詳細的鉆爆設計,并應根據實際爆破效果及圍巖變化情況分析各相關影響因素,及時調整爆破設計參數。
2 石質隧道應采用光面爆破。光面爆破控制標準應符合表 6.1 的規定。
表6.1 光面爆破控制標準
序號
項目
硬巖
中硬巖
軟巖
1
平均線性超挖量(cm)
10
15
10
2
最大線性超挖量(cm)
20
20
15
3
兩炮銜接臺階最大尺寸(cm)
10
10
10
4
殘眼率(%)
≥90
≥75
≥55
5
局部欠挖量(cm)
5
5
5
6
炮眼利用率(%)
90
95
100
3 光面爆破參數應通過試驗確定。當無試驗條件時,可參照表6.2選用。
表6.2 光面爆破參數
巖石類別
周邊眼間距
E(cm)
周邊眼抵抗線
V(cm)
相對距離
E/V
裝藥集中度
q(kg/m)
硬巖
50~60
55~75
0.8~0.85
0.25~0.305
中硬巖
40~50
50~60
0.8~0.85
0.15~0.25
軟巖
35~45
45~60
0.75~0.8
0.07~0.12
4 周邊眼應沿隧道開挖輪廓線布置,保證開挖斷面符合設計要求,硬巖開眼位置在開挖輪廓線上,軟巖可向內偏5~10cm。
鉆爆作業
1 應嚴格控制欠挖,盡量減少超挖,不同地質圍巖超挖允許值應符合表6.3的規定。
表6.3 平均和最大允許超挖值(mm)
項目
規定值或允許偏差
檢查方法和頻率
拱部
破碎巖、土(Ⅳ、Ⅴ級圍巖)
平均100,最大150
水準儀或斷面儀,每20m一個斷面
中硬巖、軟巖(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級圍巖)
平均150,最大250
硬巖(Ⅰ級圍巖)
平均100,最大200
邊墻
每側
+100,0
尺量,每20m檢查1處
全寬
+200, 0
仰拱、隧底
平均100,最大250
水準儀,每20m檢查3處
注:1.最大超挖值系指最大超挖處至設計開挖輪廓切線的垂直距離。
2.表列數值不包括測量貫通誤差、施工誤差。
2 一般隧道大斷面開挖可采用多層鉆孔平臺配12~18臺風動鑿巖機鉆孔;對于長度大于5km或單向掘進超過2km的長大隧道宜采用性能先進的多臂液壓鉆孔臺車進行施工。
3 掘進100m以上,隧道施工必須實施管道通風。當主風流的風量不能滿足隧道掘進要求時,應設置局部通風系統,并應盡量利用輔助坑道。
4 鉆眼前應定出開挖斷面中線、水平線,用紅油漆準確繪出開挖斷面輪廓線,并標出炮眼位置(誤差不超過5cm),經檢查符合設計要求后方可鉆眼。除掏槽眼外的所有炮眼眼底應在同一垂直面上。
5 一般應用直眼掏槽,斜眼掏槽時的炮眼方向,應盡量與巖層節理面垂直。鉆眼作業要做到準、直、平、齊,周邊眼外插角精確,兩茬炮交界處臺階不大于15cm。根據眼口位置巖石的凹凸程度調整炮眼深度,保證炮眼底在同一平面上。鉆眼完成需經監理認可后方可轉序。
6 應配備專用炮泥機加工炮泥,保證裝藥堵塞質量。裝藥需分片分組,按炮眼設計圖確定的裝藥量自上而下進行,雷管要“對號入座”,要定人、定位、定段別,嚴禁亂裝藥。已裝藥的炮眼應及時堵塞密封。人員疏散至安全地點后才能引爆。爆破后通風排煙時間不得少于15min。
7 炸藥引爆后,按爆破作業規定檢查有無瞎炮及可疑現象,有無殘余炸藥或雷管,有無松動石塊,支護有無損壞與變形,并及時排除隱患。
小凈距隧道
1 一般要求
小凈距隧道施工應結合中巖墻厚度、圍巖條件及埋深等制訂單項施工技術方案。該方案應嚴格貫徹設計意圖,并包括以下內容:先行洞和后行洞開挖方法;先行洞和后行洞爆破設計和爆破震動控制;先行洞和后行洞開挖錯開距離;先行洞襯砌與后行洞開挖錯開距離;中巖墻保護方法;各相互影響工序的滯后時間;非小凈距隧道施工方案中的其他內容等。
2 開挖方法
(1)小凈距隧道開挖方法的選擇,應以減小對中巖墻的擾動,控制中巖墻的圍巖變形,保證開挖過程中圍巖的穩定性為原則,合理安排施工方法及施工工序。
(2)不同圍巖條件、不同凈距的小凈距隧道按設計采用不同的開挖方法,V級圍巖應以機械開挖為主,輔以微量的弱爆破。
3 施工要點
(1)小凈距隧道爆破應進行專門設計,并進行試爆,測定震動值,嚴格控制爆破震動;先行洞與后行洞掌子面錯開距離應大于2倍隧道開挖寬度。
小凈距隧道施工應重點控制爆破對中巖墻的危害。相鄰爆破分段起爆間隔時間宜不小于100ms。
對V級圍巖的中巖墻應預加固后再開挖主洞。
(2)小凈距隧道的開挖和爆破
先行洞的開挖可采用與分離式隧道相同的施工方法,但應重視爆破震動對中巖墻的影響。后行洞的開挖,當采用CD法或CRD法開挖時,宜先開挖靠近中巖墻側。
(3)小凈距隧道初期支護、二次襯砌應滿足下列要求:
a 先行洞的二次襯砌宜在圍巖變形基本穩定后進行,宜落后于后行洞掌子面2倍隧道開挖寬度以上,且在初期支護變形基本穩定(參考值:周邊位移速率小于0.2mm/d,拱頂下沉速率小于0.15mm/d)后盡早施工。
b 為確保施工安全,避免二襯出現開裂,要求每個施工掘進面必須各配備一臺二襯臺車。
初期支護與輔助工程措施
一般規定
1 初期支護應配合開挖作業及時進行,確保圍巖穩定及施工安全。
2 當掌子面自穩能力差時,應采取增加輔助工程措施或改變開挖方法等措施。
3 軟弱圍巖地段施工必須堅持“先支護(強支護)、后開挖(短進尺、弱爆破)、快封閉、勤量測”的施工原則,初期支護緊跟掌子面。Ⅳ~Ⅵ級圍巖初期支護必須保證盡早封閉成環。
4 隧道支護應根據現場監控量測結果,分析施工中的各種信息,及時調整支護措施和支護參數。
5 在淺埋、嚴重偏壓、自穩性差的地段,以及大面積淋水或涌水地段施工時,應采用穩定地層和處理涌水的輔助工程措施,結合實際情況綜合運用。
6 初期支護完成后應及時進行檢測,發現背后存在空洞及時壓注水泥砂漿,保證初期支護與圍巖貼合密實。
噴射混凝土
1 一般規定
(1)噴射混凝土應采用濕噴工藝施工。
(2)噴射混凝土配合比應通過試驗確定并滿足設計強度和噴射工藝的要求,坍落度宜控制在80~120mm。
(3)液體速凝劑應環保無堿,對作業人員身體無害。
(4)隧道開挖后及時初噴,硬巖地段復噴作業距離掌子面不得大于60m,軟巖地段初期支護應緊跟掌子面。在每一開挖面應配備監理認可的噴漿機組及備用設備,保證施工的連續性和及時性。
(5)巖面有滲水出露時,應先引排處理。當局部出水量較大時,可采用埋管、鑿槽、樹枝狀排水滲溝等措施,將水引導疏出后再噴射混凝土。
(6)噴射混凝土均勻密實,表面平順,無明顯拱肋突出及坑凹。表面不平順需補噴。施工過程可采用直尺進行平整度檢查。
(7)噴射混凝土與圍巖黏結強度按設計要求執行,設計無規定時,Ⅰ級和Ⅱ級圍巖不低于0.8MPa,Ⅲ級及以下圍巖不低于0.5MPa。
(8)監理須對開挖支護進行嚴格的過程監控,消除各類質量安全隱患,并配備足夠的檢測設備,對初期支護的混凝土強度、厚度、空洞情況、錨桿質量和鋼架間距進行全面專項驗收,達到設計及規范要求后,方可批準轉序。
2 噴射作業
(1)隧道開挖后應盡快噴射混凝土作業,控制巖體松弛變形。噴射混凝土作業需緊跟開挖面施工,爆破作業距噴射混凝土作業完成時間的間隔不小于4h。
(2)噴射作業應分段、分片依次進行,噴射順序自下而上進行,每次作業區段縱向長度不應超過6m。噴射混凝土混合料應隨拌隨噴,回彈物不得重新用作噴射混凝土材料。
(3)一次噴射厚度應根據設計厚度和噴射部位確定,初噴厚度不小于40~60mm。復噴一次噴射厚度拱頂不得大于100mm,邊墻不得大于150mm。首層噴混凝土時,要著重填平補齊,將小的凹坑噴圓順;巖面有嚴重超挖處應先噴射混凝土達到設計厚度,再采用錨桿吊模模噴混凝土處理。若終凝后間隔 1h 以上且初噴表面已蒙上粉塵時,受噴面應用高壓水清洗干凈。
(4)濕噴機噴嘴距巖面距離以60~120cm為宜,噴射料束與受噴面垂線成
5o~15o夾角,使噴射料束螺旋形運動;噴射機工作壓力應控制在0.1~0.15MPa。
(5)鋼架與巖面之間的間隙應用噴射混凝土充填密實,由兩側拱腳向上對稱噴射,保證鋼架背面噴射填滿,黏結良好。拱腳基礎噴射混凝土要密實,嚴禁懸空。
(6)噴混凝土終凝2h后,應噴水養護,養護時間不少于7d;隧道內環境溫度低于5℃時,不得噴水養護。
錨桿
1 為保證拱部錨桿的施作質量,要求對拱部錨桿采用錨桿機進行施作,錨桿機性能必須適合硬巖條件下的鉆孔要求。側墻及拱腰部位可采用一般氣腿式鑿巖機鉆孔。
2 錨桿施工在初噴后及時進行,鉆孔應保持直線,系統錨桿鉆孔方向宜與開挖面垂直。當巖層層面或主要結構面明顯時,應盡可能與其成較大夾角,但與其開挖面的垂直偏差不應大于20o。局部錨桿應盡可能與巖層層面或主要結構面成大角度相交。
3 錨桿都必須安裝墊板,墊板應與噴射混凝土緊密接觸。Ⅳ、Ⅴ級圍巖系統錨桿尾端應預留足夠長度,確保錨桿墊板能夠在復噴后安裝,以便于錨桿質量檢測。錨桿施作位置用紅漆進行標識。
4 水泥砂漿錨桿孔深允許偏差為±50mm;藥包不應有受潮結塊現象。砂漿的初凝不得小于3min,終凝不得大于30min。早強藥包錨桿孔深應與桿體長度配合適當。砂漿錨桿桿體插入到設計深度時,孔口應有砂漿流出,若孔口無砂漿流出,則應拔出桿體重新灌漿。
5 全長黏結式錨桿安設后不得敲擊,其端部 3d內不得懸掛重物。
6 中空注漿錨桿應有錨頭、墊板、螺母、止漿塞等配件。注漿壓力應保持在0.3MPa左右,嚴禁不注漿行為。中空注漿錨桿注漿時,待排氣口出漿后,方可停止注漿。監理單位應對注漿全過程旁站。
7 錨桿拉拔力按照設計指標控制,設計無規定時,普通砂漿錨桿拉拔力不得小于80kN;中空注漿錨桿不得小于100kN。
8 隧道監理應用專用記錄本,詳細記錄錨桿施作的里程樁號、圍巖等級、錨桿施作情況、設計數量、實做數量、注漿情況等。每期錨桿計量必須附隧道現場監理簽認的錨桿驗收記錄復印件。
9 錨桿用的各種水泥砂漿強度應不得低于M20。
鋼筋網
1 鋼筋在使用前應調直、清除銹蝕和油漬。
2 在初噴一層混凝土后進行鋼筋網的鋪設。鋼筋網宜隨受噴面起伏鋪設,并在錨桿安設后進行,與受噴面的最大間隙控制在20~30mm。鋼筋網每個交叉點都應進行焊接或綁扎。
3 鋼筋網應與錨桿或鋼架連接牢固,在噴射混凝土時不得晃動。
4 鋼筋搭接長度不得小于30倍鋼筋直徑,并不得小于一個網格長邊尺寸。
鋼架
1原材料控制
型鋼及配件應按設計要求的材質、規格、型號采購進場,非標產品嚴禁進場。
2 鋼架制作
(1)鋼架應分節段制作,每節段長度應根據設計尺寸及開挖方法確定,不宜大于4m。每片節段應編號,注明安裝位置,型鋼鋼架采用冷彎法成型。鋼架節段應采用工廠化加工制作方案。現場加工的格柵鋼架應按1:1胎模控制尺寸,所有鋼筋節點必須采用焊接,焊接長度應不小于40mm,要求每榀之間可以互換。
(2)拱架接頭鋼板厚度及螺栓規格必須符合設計要求;接頭鋼板螺栓孔必須采用機械鉆孔,并清除毛刺和鋼渣,嚴禁采用氣割沖孔。
(3)不同規格的首榀鋼架加工完成后,應放在平地上試拼,周邊拼裝允許偏差為±30mm,平面翹曲應小于20mm,并與開挖斷面相適應。實際安裝合格并經監理確認后,方可批量生產。
(4)經試拼合格的單元鋼架須編號掛牌,分單元堆碼,以防用錯。
3 鋼架安裝
(1)鋼架安裝應確保兩側拱腳必須放在牢固的基礎上。分段安裝前應將底腳處的虛渣及其他雜物徹底清除干凈;腳底超挖、拱腳標高不足時,應用噴射混凝土填充;拱腳高度應低于上半斷面底線15~20cm,當拱腳處圍巖承載力不夠時,應向圍巖方向加設鋼墊板、墊梁或澆注強度不低于C20的混凝土以加大拱腳接觸面積。
(2)鋼架應分節段安裝,節段之間應按要求連接。連接鋼板平面應與鋼架軸線垂直,鋼板連接緊密。相鄰兩榀鋼架之間必須用縱向鋼筋連接。
(3)鋼架安裝時應垂直于隧道中線,豎向不傾斜、平面不錯位、不扭曲,縱向間距符合規定指標,用定位筋和縱向連接筋固定牢靠。上下左右的允許偏差±50mm,鋼架傾斜度應小于2o。
(4)鋼架在初噴混凝土后安裝,應盡可能與圍巖或初噴面密貼,用噴射混凝土將縫隙填充密實,使鋼架與噴射混凝土形成整體,嚴禁采用片石填塞空隙。噴射混凝土應由兩側拱腳向上對稱噴射,鋼架臨空一側混凝土保護層厚度不小于20mm。
(5)鋼架應經常檢查,如發現破裂、傾斜、彎曲、變形以及接頭松脫、填塞露空等異狀,必須立即加固。
(6)鋼架的抽換、拆除應本著“先頂后拆”的原則進行,防止圍巖松動坍塌。
超前錨桿支護
1 測量開挖面中線、標高,點出錨桿孔位,孔位允許偏差為±20mm。
2 鉆孔臺車或鑿巖機就位,對正孔位鉆孔,達到設計要求后,用吹管、掏勺將孔內碎渣和水排出。
3 將錨桿的尾部和鋼架焊連,以增強共同支護作用。
4 超前錨桿搭接長度應大于1.0m,錨桿插入孔內的長度不得小于設計長度。
超前小導管預注漿支護
1 超前小導管直徑應按設計要求選用和加工,長度應滿足設計要求,縱向搭接長度應不小于100cm。
2 對小導管注漿要有監理旁站記錄,包含以下內容:施作范圍、小導管根數、長度、最大單根注漿量、最小單根注漿量、總注漿量、注漿控制壓力(注漿量以使用水泥重量計)。小導管、管棚的安裝和注漿必須要有影像資料。嚴禁不注漿行為。
3 導管和鋼架聯合支護時,應從鋼架腹部穿過,尾端與鋼架焊接,超前小導管沿隧道縱向開挖輪廓線向外以10o~15o的外插角鉆孔。
4 鉆孔、安裝小導管后,管口用麻絲和錨固劑封堵鋼管與孔壁間空隙,管口安裝封頭和孔口閥,并能承受規定的最大注漿壓力和水壓。
5 注漿前,應對開挖面及5m范圍內的坑道噴射厚為50~100mm混凝土或用模筑混凝土封閉,以防止注漿作業時,發生孔口跑漿現象。
6 注漿壓力應為0.5~1.0MPa,注漿按由下至上的順序施工,漿液先稀后濃,注漿量先大后小。漿體材料配合比滿足設計或專門的配合比審批。
7 結束標準以終壓控制為主,以注漿量校核。當注漿壓力達到1.0MPa并保持10min以上時可結束注漿。
8 注漿后至開挖的時間間隔,應視漿液種類決定。當采用單液水泥漿時,開挖時間為注漿后8h,采用水泥—水玻璃漿液時為4h左右。開挖時應保留1.5~2.0m的止漿墻,防止下一次注漿時孔口跑漿。
超前管棚支護
1超前管棚支護的長度和鋼管外徑應滿足設計要求,縱向搭接長度應不小于 3m。在鋼架上沿隧道開挖輪廓線縱向鉆設管棚孔,其外插角以貼近隧道開挖輪廓線外側為宜。孔深不宜小于10m,孔徑比管棚鋼管直徑大 20~30mm,鉆孔順序由高孔位向低孔位進行。
2 管棚以套拱內預埋的孔口管定向、定位,嚴格控制其上抬量和角度。
3管棚施工采用管棚鉆機,根據工程地質情況選擇跟管鉆機或者引孔頂入法施工,長管安裝一次完成。應選在拱腳部位做試驗孔,找出地層特點,并進行注漿和砂漿充填試驗。推薦采用履帶式潛孔鉆機。
4 安裝鋼管時,先打有孔鋼花管,注漿后再打無孔鋼管,每鉆完一孔便頂進一根鋼管。
5 為確保注漿質量,在鋼花管安裝后,管口用麻絲和錨固劑封堵鋼管與孔壁間空隙,鋼管自身利用孔口安裝的封頭將密封圈壓緊,壓漿管口上安裝三通接頭。
6 漿體材料配合比滿足設計要求。用雙液注漿泵按先下后上,先單液漿、再雙液漿,先稀后濃的原則注漿。注漿量以壓力控制,初壓0.5~1.0MPa,終壓為2.0MPa。達到結束標準后,停止注漿。
7 管棚注漿應采用袖閥管分段注漿方式,不得采用全管一次注漿。
超前預注漿
1 注漿段的長度應滿足設計要求,宜為15~30m。
2 注漿材料及漿液配合比應根據地質條件、注漿目的、注漿工藝等確定。
3 在細小裂隙巖層、斷層泥、砂層中,可采用超細水泥類漿液或滲透性好、無毒及遇水膨脹的化學類漿液。
4 采用水泥漿液時,水灰比可采用0.5:1~1:1。采用水泥-水玻璃漿液,應根據膠凝時間配制。一般水泥漿液的水灰比為0.5:1~1:1,水玻璃濃度為25~40波美度,水泥漿與水玻璃體積比1:1~1:0.3,凝膠時間根據現場情況確定。注漿過程中應根據漿液擴散情況、注漿量、注漿壓力等參數調整注漿材料和配合比。
5 鉆孔施工時,8~15m的淺孔可采用鉆孔臺車或重型風鉆鉆孔,當孔深超過15m時,則應采用地質鉆機鉆孔。
6 注漿后必須對注漿效果進行檢查,未達到設計要求應進行補孔注漿。一般可通過分析法、檢查孔法等進行檢驗,必要時可通過物探無損檢測。
7 注漿應采用袖閥管分段注漿方式,保證對地層均勻加固。
地表砂漿錨桿
1 錨桿宜垂直地表設置,根據地形及巖層層面具體情況也可傾斜設置。
2 錨桿長度可根據隧道覆蓋層厚度和實際施工能力確定。
3 為使預加固有較好的效果,錨固砂漿在達到設計強度的70%以上時,才能進行下方隧道的開挖。
地表注漿
1 注漿鋼管宜垂直地表面或坡面設置。
2 考慮到加固帶的厚度,鋼管按梅花形、深淺不同錯落布置。
3 應合理進行注漿施工組織,制定嚴格的現場施工環境保護措施和預案,防止注漿施工破壞和污染環境。
仰拱與鋪底
一般規定
1 洞口段進洞30m后應及時施工仰拱。隧道仰拱、鋪底應及時安排施工,盡快封閉支護結構,改善圍巖受力狀況、約束和控制圍巖變形,保障施工安全,改善洞內交通狀況和施工環境。
2 Ⅴ級圍巖仰拱縱向一次開挖長度控制在2榀鋼架間距以內,一次混凝土澆筑長度不應大于5m。Ⅳ級圍巖仰拱縱向一次開挖長度控制在3榀鋼架間距以內,一次混凝土澆筑長度不應大于8m。
3 仰拱開挖后,應結合拱墻施工抓緊進行仰拱封閉和模筑混凝土施工;仰拱回填保持超前3倍以上二襯循環作業長度;仰拱與掌子面的距離,Ⅲ級圍巖不得超過90m,Ⅳ級圍巖不得超過50m,Ⅴ級及以上圍巖不得超過40m。仰拱應整斷面一次澆筑成型,不得左右半幅分次澆筑;鋪底混凝土可半幅澆筑,但接縫應平順,且應做好防水處理。
4 澆筑仰拱應采用大樣板,并由仰拱中心向兩側對稱進行,仰拱與邊墻銜接處應搗固密實。
5 仰拱、鋪底施工時,應按設計要求預埋路面下橫向滲溝、拱腳縱、橫向排水管等排水設施,并注意設置與二襯貫通的變形縫。
6 隧道底部(包括仰拱),超挖在允許范圍內應采用與襯砌相同強度等級混凝土澆筑;超挖大于規定時,應按設計要求回填,不得用洞渣回填,嚴禁回填材料侵入襯砌斷面(或仰拱斷面)。
7 仰拱、鋪底施工過程中應采取措施保證洞內臨時交通通暢。可采用搭過梁或棧橋施工方案,設臨時車輛通行平臺,保證施工管理車輛運行。棧橋兩側應設置防護欄桿。
8 仰拱混凝土澆筑完成后,應避免在車輛反復行駛后損壞。仰拱混凝土達到設計強度,方可清除碎渣塵土,沖洗干凈無積水,開放交通。
施工要點
1 開挖
(1)仰拱土層開挖應以人工配合機械開挖為主。仰拱開挖不允許欠挖,仰拱應全斷面一次開挖到位,及時配筋、澆筑混凝土。
(2)隧道底兩隅與側墻連接處應平順開挖,嚴禁欠挖,杜絕被預埋排水管道占位導致邊墻厚度不足,避免引起應力集中形成薄弱環節。邊墻鋼架底部雜物應清理干凈,保證與仰拱鋼架連接良好。
(3)仰拱開挖遇變形較大的膨脹性圍巖時,底面與兩隅應預先打入錨桿或采取其他加固措施后,再行開挖。
(4)軟巖地段(特別處于洞口部位或洞內斷層破碎帶)的隧道仰拱開挖必須嚴格按審批方案進行施工,應跳格開挖,嚴防由于開挖范圍過大,造成隧道側墻部位收斂變形過大,影響施工安全。
2 初期支護
(1)對于圍巖穩定性較差的Ⅴ級、Ⅵ級圍巖段,仰拱部位初期支護封閉成環,距離掌子面不得大于35m。
(2)當仰拱底無初期支護層時,應先夯實被擾動表層后施作混凝土墊層,形成良好的作業面,以利于進行仰拱鋼筋安裝、立模等作業。
(3)仰拱鋼支撐的數量、間距必須符合設計要求,與邊墻拱架的牛腿要進行認真焊接,確保焊接質量。
鋼筋
(1)仰拱兩側二襯邊墻部位的預埋鋼筋伸出長度應滿足和二襯環向鋼筋連接要求,且接頭錯開,同一截面的鋼筋接頭數不大于50%。
(2)仰拱二襯鋼筋的綁扎必須保證雙層鋼筋的層距和每層鋼筋的間距符合要求,層距的定位一般通過焊接定位鋼筋來確定。
(3)混凝土保護層控制必須采用定制的高強砂漿墊塊。
(4)仰拱二襯兩側邊墻部位預埋鋼筋的彎曲弧度應與隧道斷面設計的弧度相符,伸出長度應滿足和二襯環向鋼筋連接的要求,鋼筋間距、位置、數量符合設計要求。
4 仰拱混凝土
(1)仰拱和鋪底施工前應清除虛渣、雜物、排除積水。必須保證仰拱和鋪底與圍巖之間密貼,嚴禁將仰拱和鋪底澆筑在虛渣上。
(2)為保證底板整體穩定,仰拱應采用一次灌注混凝土成型工藝。
(3)仰拱、仰拱回填及鋪底混凝土必須振搗密實。拱架模板保證尺寸符合設計要求,安裝牢固。仰拱和填充層一次立模施工時,應先按設計完成仰拱混凝土施工,仰拱混凝土強度達到設計強度的70%以上,再進行填充層混凝土施工。
(4)仰拱填充采用片石混凝土時,片石應距模板50mm以上,分層擺放。
防水與排水
一般規定
1 隧道施工防排水設施應與營運防排水工程相結合,遵循“防、排、截、堵相結合,因地制宜,綜合治理”的原則,保證隧道結構和運營設備的正常使用和行車安全。對地表水和地下水妥善處理,形成一個完整通暢的防排水系統。
2 防排水不得污染環境,隧道排水不得直接排入飲用水源。
3 洞頂上方如有探坑或溝谷且巖層裂縫較多時,地表水滲漏對隧道施工有較大影響時,應及時填平密閉或采用工程防護。
4 要加強襯砌背后的防排水設施,強調結構自身防水,對出水點及時進行封堵及引排。隧道側溝、橫向滲溝等排水設施應配合襯砌等進行施工。有圍巖注漿時,不得堵塞排水設施。
5 加強成品保護工作,開挖和襯砌作業等不得損壞防水層。當襯砌緊跟開挖時,要采取有效措施防止出渣爆破作業等破壞防水板,層面有損壞時應及時修補。
6 綁扎鋼筋時,鋼筋頭加裝保護套;焊接鋼筋時在焊接作業與防水板之間增掛防護板;防水層安裝后嚴禁鑿眼打孔;二襯施工時,振搗棒不得接觸防水板,不得損壞防水層。
7 緊急停車帶、橫通道與正洞連接處的防排水工程應與正洞同時完成,其搭接處應平順,不得有破損和折皺。
施工防排水
1 隧道施工防排水必須全面考慮洞外、洞內、輔助坑道,臨時和永久排水系統相結合,建立起一個完整通暢的排水系統,既要能夠保證施工期洞內積水順暢排出洞外,又要能夠防止洞外積水倒灌洞內。確保工程結構安全和人員施工生產安全。
2 洞內順坡排水
一般采用臨時排水溝,并經常清理排水設施,防止淤塞,確保暢通。不良地質地段隧道中的排水溝可用管槽代替或采用漿砌片石鋪砌,排水溝中不得有積水,嚴禁漫流浸泡下臺階。水溝位置應遠離邊墻,距邊墻基腳不小于150cm。
3 洞內反坡排水
反坡排水可根據距離、坡度、水量和設備等因素布置排水管道,可采用分段接力將水排出洞外。接力排水時應在掌子面設置臨時集水坑,并每隔200m設置集水坑,通過水泵逐級抽排至洞外。
抽水機功率應大于排水所需功率的1.5倍,并應有備用抽水機。集水坑容積應按實際排水量確定,其設置的位置不得影響洞內運輸和安全。
4 洞內較大涌水處理
洞內有大面積滲漏水或水流集中時,宜集中匯流引排。明挖基坑和隧道洞口處應保持地下水位穩定在基底開挖線50cm以下,可采取必要的降水措施,如鉆孔集中匯流引排等。
5 承壓水的排放
隧道開挖工作面前方有承壓水時,在保證不影響圍巖穩定的條件下,可采用超前鉆孔或輔助坑道排放承壓水。超前鉆孔及輔助坑道應保持10~20m的超前距離。
6 地下水的處理
地下水不大時,可引入臨時排水溝排出;地下水豐富,排出費用較大或無法排出時,可結合隧道埋深等,采用地面預注漿或開挖面預注漿處理。
7 高壓涌水的處理
隧道施工中遇有高壓涌水危及施工安全時,應先采用排水的方法降低地下水的壓力,然后用注漿法進行封堵——應先周圍注漿切斷水源,然后頂水注漿,堵住涌水。
結構防排水
1 防排水材料
(1)由于隧道存在基面凹凸不平的特殊性,隧道防水卷材應具有足夠強度及延伸率、易操作、易焊接且焊接時無毒氣、無害的特點。
(2)防水板與土工布應嚴格按照設計要求分層鋪掛,不得采用復合式防水板。
(3)防水板一般幅寬為2~4m,厚度不小于1.5mm,耐刺穿、耐老化,耐腐蝕,并且進行全斷面切邊檢測,保證厚度一致。
(4)防水板、土工布、止水帶、排水盲溝、排水管等特殊材料,須經中心試驗室統一現場抽檢,執行“盲樣”送檢制度。送檢項目應包含外觀質量、規格尺寸、常溫拉伸強度、常溫扯斷伸長率、撕裂強度、低溫彎折、不透水性能等指標。
2 襯砌背后防排水設施
(1)排水管系統應嚴格控制排水管道的連接,形成完整、暢通的排水系統。管路連接采用變徑三通方式,連接牢固、暢通,安裝坡度符合設計要求。縱向排水管與三通接頭連接后,要用土工布進行包裹。要做好縱向排水管的高程控制,確保排水通暢。縱向排水管底部必須按設計要求設置混凝土基座,嚴禁將縱向排水管置于虛渣之上。
橫向排水管的埋置深度及其與縱向排水管的連接需經監理單位確認后方可進行下道工序。
(2)環向排水管在地下水較大的地段應適當加密;環向排水盲管應緊貼支護表面或滲水巖壁安設,排水盲管布置應圓順,不得起伏不平。
(3)洞內灌筑混凝土或壓漿時,漿液不得浸入溝管內,確保預埋的透水盲管不被堵塞。
(4)拱腳的橫向排水溝要能夠及時有效地將二襯背后的水排入邊溝,不侵限,以確保整個排水系統的通暢。
(5)中心排水管(溝)施工前必須對基底進行清理,必須按設計要求設置混凝土基座,嚴禁將中心排水管置于虛渣之上。基礎的總體坡度、段落坡度、單管坡度應協調一致,并符合設計要求,不得高低起伏,應和仰拱、鋪底同步施工。溝管節間連接必須采用防水土工布嚴密包裹,防止泥沙從節間流入阻塞水溝。
(6)中心排水溝完成后必須進行通水試驗,發現積水、漏水應及時處理,施工期保持溝管暢通,不得因施工等因素(如鉆渣流入并沉淀)堵塞溝管。隧道洞內路面鋪筑前應對中心排水溝進行一次徹底疏通,保證中心排水溝暢通。
3 防水板鋪設
(1)防水板鋪設應采用專用臺車(架),鋪設進度應超前二次襯砌施工1~2個襯砌段,并盡量減少接頭。專用臺車(架)應與模板臺車采用同一行走軌道,前端應設有檢查初期支護內輪廓的鋼架。
(2)初期支護表面應平整,無空鼓、裂縫、酥松,對于初支表面外露的錨桿頭、鋼筋網頭等堅硬物應齊根切除,并用 1:2 水泥砂漿抹平,以防止頂破排水板。
(3)對局部凹凸部分,應修鑿、噴補,使其表面平順,對超挖較大的部位必須掛網噴錨。
(4)初期支護表面平整度應滿足拱腳 D/L≤1/6,拱頂 D/L≤1/8(D為初期支護表面相鄰兩凸面間的距離,L為該兩凸之間凹進去的深度)。
(5)基面明水應提前設盲管引排。
(6)防水板拼接采用熱合機雙焊縫焊接,要求搭接寬度不小于100mm,焊縫應嚴密,單條焊縫的有效焊接寬度不應小于10mm。接頭板面潔凈,不得黏有土工布等雜物,應根據材質通過試驗確定焊接溫度和速度。焊接時應避免漏焊、虛焊、烤焦或焊穿。焊接完畢后必須采用“充氣法”檢驗,充氣壓力達到0.25MPa,持壓15min內壓力下降小于10%。
(7)對于結構邊角等特殊部位的丁字焊縫等不易焊接處,因其焊接困難、易漏焊或焊縫強度不足,應采取焊膠打補丁等方法補強處理。
修補(補強)防水板的補丁不得過小,形狀剪成圓角,不得有長方形、三角形等尖角,修補后必須采用真空法檢驗。
(8)防水板的鋪掛需采用無釘鋪掛工藝。應先進行試鋪定位,固定點間距拱部50~70cm,側墻100~120cm,在凹凸處應適當增加固定點,布置均勻。防水板環向松弛率經驗值一般取10%,縱向松弛率一般取6%。根據初期支護表面平整程度適當調整,以保證噴混凝土面能密貼。
(9)防水板的接頭處不得有氣泡、折皺及空隙,接頭處應牢固,焊縫強度應不低于母材。
(10)沿隧道縱向一次鋪掛長度宜比本次二次襯砌施工長100cm,同時可使防水層接縫與襯砌混凝土接縫錯開。
施工縫的處置
(1)在工藝條件允許的情況下,應盡量減少施工縫。
(2)仰拱(底板)與邊墻相接的水平施工縫應按設計要求設置。
(3)垂直施工縫設置宜與變形縫相結合。施工縫應近于垂直,表面浮漿和雜物清除。端頭模板應支撐牢固,嚴防漏漿。
5 變形縫的處置
(1)變形縫應滿足密封防水、適應變形的要求。
(2)沉降變形縫的最大允許沉降差值應符合設計要求,設計無規定時,寬度宜為20~30mm。
(3)變形縫嵌縫施工時,縫內兩側應平整、清潔、無滲水;縫內應設置與嵌縫材料無黏結力的背襯材料,嵌縫應密實。
(4)變形縫的設置位置應使拱圈、邊墻和仰拱在同一斷面處貫通。
止水帶施工
(1)止水帶不設接頭。
(2)止水帶埋設位置準確,其中間空心圓環應與變形縫的中心線重合。
(3)止水帶定位時,應使其在界面部位保持平展,防止止水帶翻滾、扭結。可采用定位鋼筋精確定位,防止偏移。保護止水帶不被釘子、鋼筋和石子等刺破。
二次襯砌
一般規定
1 二襯施工必須采用全斷面模板臺車和泵送作業,混凝土一次澆筑成型。
模板臺車的定制預拼裝必須采用全斷面整體型式(帶拱腳弧面模板,嚴禁后期加掛轉角模板或止漿板)。兩側拱腳必須下落至設計二襯底部,有仰拱段直接與仰拱相連。嚴禁單獨施做矮邊墻或加做混凝土墊層。
2 二次襯砌的施作時間,應滿足下列條件:
(1)各測試項目所顯示的位移率明顯減緩并已基本穩定。
(2)已產生的各項位移已達預計位移量的80%~90%。
(3)周邊位移速率小于0.2mm/d,或拱項下沉速率小于0.15mm/d。
(4)軟弱圍巖及不良地質隧道的二次襯砌應及時施作。二次襯砌距掌子面的距離Ⅳ級圍巖不得大于90m,Ⅴ級及以上圍巖不得大于70m。
3 二襯施工前監理單位需組織施工單位對初期支護進行全面驗收,重點對斷面進行激光測量,每5m一個斷面,不符合要求的進行處理,并報建設單位核備。
4二襯施工后必須委托有資質的專業檢測機構對二襯鋼筋、保護層厚度、空洞情況進行檢測,不合格的必須進行處理。
5二襯混凝土完成后,應繼續觀察結構的穩定性,注意變形、開裂等現象。
襯砌臺車
1 臺車制作
(1)二次襯砌施工(含加寬段)應采用全液壓自動行走的整體襯砌臺車,襯砌臺車應結構尺寸準確,各種伸縮構件、液壓系統、電氣控制系統運行良好,合理設置各支承機構,同時設置邊墻混凝土逐窗入模澆筑系統。應滿足自動行走要求,便于整體移動,有上下爬梯,并有閉鎖裝置,保證定位準確。
臺車制作過程中,同步加工邊墻混凝土滑槽逐窗入模裝置,通過設置混凝土主料斗、分流槽、三通分流槽、分流串筒、入窗分流槽等一整套裝置,通過抽插閥門,控制混凝土流向各級工作窗口,實現混凝土逐窗入模。可有效解決隧道襯砌邊墻混凝土不密實、混凝土強度不足、隧道外觀出現“人”字坡、冷縫等質量問題。
(2)每一開挖面必須至少有一部二襯臺車,并能夠滿足工程進度及施工要求,確保結構安全。對加寬段處在Ⅳ、Ⅴ級圍巖段落的,應專門配備加寬段整體襯砌臺車,以確保加寬段二襯及時施作。
隧道長度大于2km,當工程需要時,每個開挖掌子面應配置兩臺襯砌臺車。
(3)臺車模板及支架應具有足夠的強度、剛度、穩定性和抗上浮能力,能安全地承受所澆筑混凝土的重力、側壓力以及在施工中可能產生的各項荷載,保證混凝土澆注過程中不變形、不跑模、不移位。弧面板無凹凸、支架不偏移、不扭曲,多次重復使用不變形。當襯砌斷面較大,所承受荷載較大時,支撐骨架應制成桁架結構,并盡量減少板塊接縫數量。
(4)臺車支撐桁架門下凈空應滿足隧道襯砌前方施工所需大型設備通行要求;桁架各層平臺的高度要滿足混凝土施工要求,利于工人進行安裝、混凝土搗固等施工作業,必須要有上下行的爬梯。
(5)為保證襯砌凈空,模板外徑應考慮變形量適當擴大,作為預留沉降量。
(6)兩車道二襯臺車面板鋼板厚應不小于10mm;三車道隧道二襯臺車面板鋼板厚應不小于12mm;為減少二襯模板間痕跡,外弧模板每塊鋼板寬度推薦采用 2m,但不應小于1.5m,板間接縫按齒口搭接或焊接打磨。
(7)為確保二襯臺車的剛度和強度,兩車道臺車每延米重量應不低于6.8t,三車道臺車每延米重量應不低于8.5t。
(8)應在拱腳以上3.0m、5.3m和拱頂處設置作業窗,作業窗口間距縱向不大于3m,橫向不大于2.5m,窗口尺寸50cm×50cm,且應整齊劃一;作業窗周邊應加強,防止變形,窗門應平整、嚴密、不漏漿。
(9)二襯臺車的長度應根據隧道的平面曲線半徑、縱坡合理選擇,臺車長度不得大于10m,以防止收縮徐變引起襯砌表面開裂。
(10)對已使用過的二襯臺車,對各種伸縮構件、液壓系統、電氣控制系統運行狀況進行嚴格的調試,委托專業廠家更換全新外弧模板,整修合格,確保使用狀態良好,否則必須更換。
2 臺車的審批驗收
臺車的審批驗收分為進場前驗收和進場拼裝驗收,由監理單位組織成立專門的審批驗收小組,對每部臺車進行審批驗收。驗收標準應符合表6.4的規定。
表6.4 襯砌臺車驗收標準
內容
要求
襯砌臺車長度
一般為10m;小于1200m半徑隧道,二襯臺車不大于9m
模板外觀尺寸
滿足設計要求
兩端的結構尺寸相對偏差
不大于3mm
梁體模板厚度
兩車道不小于10mm,三車道不小于12mm
每塊模板寬度
不小于1.5m,推薦為2.0m
邊墻拱腳弧面板
弧面長度滿足要求,向底部延伸到位,與仰拱(底板)曲面吻合良好,縱向施工縫避開最大彎矩、剪力區,接縫不漏漿。
每延米臺車重量
兩車道不小于6.8t,三車道不小于8.5t
行走機構
行動自如、制動良好,帶有液壓推桿制動器
臺車架、液壓、支撐系統
足夠的剛度和強度;液壓缸采用液壓鎖鎖定,同時采用
支撐絲杠進行機械鎖定。
工作窗口
布局合理,封閉平整
進場前驗收:施工單位進場后應立即著手進行二襯臺車進場前的準備工作,向監理單位上報擬進場二襯臺車的數量、臺車長度、外觀幾何尺寸、新舊程度、面板厚度及每塊板的寬度,每臺臺車重量等主要參數,經監理單位批準許可后方可組織進場。
進場拼裝后驗收:監理單位根據進場前驗收結果,對施工單位進場的二襯臺車部件進場及拼裝過程進行全過程跟蹤把關。拼裝調試成功后,報監理單位組織驗收,若驗收發現問題及時整改,經監理單位驗收合格后才能移入洞內進行二襯施工。
3 臺車拼裝調試及施工定位
(1)臺車拼裝調試
a 二襯臺車現場拼裝完成后,必須在軌道上往返走行3~5次后,再次緊固螺栓,并對部分連接部位加強焊接以提高其整體性。
b 臺車模板尺寸要求準確,其兩端的結構尺寸相對偏差不大于3mm,襯砌前對鋼模板表面采用拋光機進行徹底打磨,清除銹斑,涂油防銹。
c 施工過程中出現二襯錯臺,應暫停施工,全面查找原因,重點查找臺車就位加固措施是否有效、混凝土輸送管是否固定、擋頭模板或兩邊模板是否變形等,要及時整修加固,經監理認可后方可繼續施工。
d 每施作襯砌 500~600延米,臺車應全面校驗。
(2)臺車定位
a 臺車就位前應全面檢查防水板、排水盲管、襯砌鋼筋、預埋件等隱蔽工程,作為監理單位過程驗收的控制工序。臺車就位后應檢查其中線、高程及斷面尺寸等,并做好記錄。
b 采用五點法進行臺車定位。即以襯砌圓心為原點建立平面坐標系,通過控制頂模中心點、頂模與側模的鉸接點、側模的底腳點來精確控制臺車就位。曲線段應考慮內外弧長差引起的兩側搭接長度差異,以保證弧線圓順,避免接縫錯臺。
c 臺車模板與二襯混凝土的搭接長度不得小于10cm,撐開就位后檢查臺車各節點連接是否牢固,有無錯動移位情況,弧面板是否扭曲變形,位置是否準確,保證結構凈空。為避免澆筑混凝土時臺車上浮,須在臺車頂部加設木撐或千斤頂。同時檢查工作窗等狀況是否良好。
d 臺車定位應做好與風電管路、預埋管件的協調,有沖突時進行合理改移處置,但必須保證主要功能指標不變。
二襯鋼筋
(1)二襯鋼筋須統一加工,統一配送。鋼筋制作須按設計輪廓進行大樣定位。
(2)二襯鋼筋的安裝固定必須采用專用臺車(架),標準按防水板安裝臺車控制,二襯鋼筋間距由鋼管焊接的可調整的支撐桿件控制。
(3)嚴格控制二襯鋼筋安裝與定位。應首先定位受力主筋,再綁扎其它鋼筋。片網間距、保護層厚度、縱橫向連接、定位鋼筋數量及位置須符合設計要求。監理須逐段檢驗,合格后方可轉序。
(4)鋼筋保護層應全部采用高強砂漿墊塊來控制,不得使用塑料墊塊。
(5)臺車就位后要對上述指標重新驗收,確保鋼筋位置符合要求。
(6)二襯縱向鋼筋在施工縫、沉降縫處斷開設置,鋼筋交叉處不得漏綁漏焊。
預留洞室(預埋件)和端頭模板
1 預留洞室模板及預埋件在鋼筋混凝土襯砌地段,應固定在鋼筋骨架上;在無筋襯砌地段采取在襯砌臺車模板上鉆孔,用螺栓固定。
2 預留洞室、橫洞、地下風機房等不規則洞室混凝土模板應采用標準化整體鋼模,不得采用木模、竹模等其它模板。并設置較強的豎向支撐,保證洞室尺寸規整,無漏漿走模。
3 臺車端部的擋頭模板應按襯砌斷面制作以保證設計襯砌厚度,可適當調整以適應其不規則性,其單片寬度不小于300mm,厚度不小于30mm。
4 擋頭模板結構應能保證襯砌環接縫榫接,以保證接頭處質量,增強其止水功能。
5 擋頭板應定位準確、安裝牢固,其與巖壁間隙應嵌堵緊密,保證澆筑混凝土時不變形、不漏漿。
6 擋頭板頂部應留有觀察小窗口,以觀察封頂混凝土情況。
7 預留洞室和端頭模板處的各種預埋筋(件)、預埋管道、止水帶定位筋等必須嚴格按照設計數量和位置布設,必要時應適當增設,確保滿足使用功能需要。
8 預埋管道的長度必須滿足使用要求,上下開口做好封堵,避免水泥漿滲入,二襯拆模后及時疏通。機電工程的承重預埋吊桿(件)必須焊接牢固,滿足設計的定位和承載要求,需防腐處理的應提前施做,并處理到位。
二襯混凝土
1 混凝土性能要求
(1)二襯混凝土采用拌和站集中拌制,強度和耐久性能滿足設計要求。
(2)混凝土要求干縮性小,采用抗滲混凝土,滿足抗滲指標要求。
(3)要有較好的流動性,坍落度衰減慢、初凝時間較長、終凝時間相對較短。
(4)混凝土坍落度一般控制在13~18cm,根據部位不同,墻部坍落度宜小,拱部坍落度宜大。在保證可泵性的情況下,盡量減小混凝土的坍落度,并提高和易性和保水性,避免泌水和離析,減少結構收縮裂紋,保證抗裂性能。
(5)夏季施工時混凝土的入模溫度不得高于25℃,避免澆筑后水化溫度過高引起襯砌開裂。
(6)應進行充分的試驗優選混凝土原材料和施工配合比,外加劑不得對混凝土和鋼筋產生有害影響,減少施工質量通病。
2 混凝土澆筑
(1)二襯臺車按要求定位后,應對二襯鋼筋、防水板、排水(盲)管、止水帶、預埋管件等進行全面檢查,清理拱腳的混凝土基面,不得積水。調試施工機具、振搗設備和混凝土傳輸管路,對不符合要求的及時處理解決。
(2)配備足夠數量的混凝土運輸車,保證混凝土輸送不間斷、不離析。
(3)泵送混凝土作業前應使用水泥漿潤滑管道。
(4)混凝土由下至上分層、左右交替、從兩側向拱頂對稱澆筑。為防止澆筑過程中兩側壓力偏差過大造成臺車移位,應均勻布料,兩側澆筑面高差控制在50cm以內,并合理控制澆筑速度。
(5)澆筑混凝土應盡可能直接入倉,輸送管端部應設接軟管控制管口與澆筑面的垂距,混凝土不得直沖防水板板面流至澆筑位置,垂距應控制在120cm以內,嚴禁混凝土沿臺車面板下落,以防混凝土離析。
(6)施工過程中輸送泵應連續運轉,泵送連續灌筑,盡可能避免停歇造成“冷縫”。如因故中斷,其中斷時間應小于前層混凝土的初凝時間或能重塑時間,當超過允許時間時,應按施工縫處理——應在初凝以前將接縫處的混凝土振實,并使縫面具有合理、均勻穩定的坡度。凡是未振實又超過該水泥初凝時間的混凝土,應予清除。
(7)當混凝土澆至作業窗下50cm,作業窗關閉前,應將窗口附近的混凝土漿液殘渣及其他雜物清理干凈,涂刷脫模劑,將其關緊,防止窗口部位混凝土表面出現凹凸不平的補丁甚至漏漿現象。
(8)應加強隧道襯砌起拱線以下的反弧部位施工控制,對混凝土性能、坍落度及搗固方法進行有效控制,以減少反弧段氣泡,有效改善襯砌混凝土表面質量。
(9)混凝土應采用振動器振搗密實,振搗作業時不得使模板、鋼筋、防排水設施、預埋件等移位。
(10)封頂采用頂模中心封頂器接輸送管,逐漸壓注混凝土封頂。當擋頭板上觀察孔有漿溢出,即標志封頂完成。
(11)拱部混凝土襯砌澆筑時,應在拱頂預留注漿孔(應為T型注漿孔),注漿孔間距應不大于3m,且每模板臺車范圍內的預留孔應不少于4個。
拱頂注漿填充,宜在襯砌混凝土強度達到100%后進行,注入砂漿的強度等級應滿足設計要求,注漿壓力應控制在0.1MPa以內。
(12)二次襯砌完成后,應采用地質雷達等方法對襯砌后密實情況進行檢測,發現問題及時處理。
(13)預留洞室周邊、擋頭板部位澆筑時應加強振搗控制,避免過漏振,保證棱角整齊。
拆模與養護
1 拆模
采用最后一盤封頂混凝土試件達到的強度來控制。不承受外荷載的拱、墻混凝土強度應達到5MPa以上,或在拆模時混凝土表面和棱角不被損壞,能承受自重時拆模。當襯砌施做時間提前,拱墻承受圍巖壓力時,一般應在混凝土強度達到設計強度的70%以上拆模。
2 養護
應配備混凝土養護專用的霧炮機或養護噴管,在拆模前沖洗模板外表面,拆模后用高壓水噴淋混凝土表面,以降低水化熱。養護時間不少于7d。
缺陷處理
拆模后發現二襯表面缺陷,不得擅自修補,經監理單位批準后方可處理。
1 氣泡、麻面:采用白水泥和普通水泥按試驗確定的比例摻配的水泥灰膏,局部填補磨平。
2 環接縫處理:采用弧度尺畫線,切割機切縫,縫深約2cm,不整齊處進行局部修鑿或經砂輪機打磨后,用高標號水泥砂漿修飾,用鋼鏝刀抹平,使施工縫圓順整齊。
3 對于個別處漏漿、色差等采用合適的砂紙擦拭打磨。
4 預留洞室周邊應先進行清理、噴水濕潤,再用高強度等級、與二襯顏色一致的砂漿抹平壓光。
路面及附屬工程
隧道路面施工
隧道路面施工須符合“第四篇路面工程”規定并滿足以下要求。
1 隧道路面施工過程應保證排水設施完好,排水暢通。
2 隧道路面施工應設置滿足施工要求的照明系統,保持良好通風。
3 施工機具應符合隧道凈空的要求,攤鋪機、運料車能適應攤鋪及卸料,并具有足夠的行車通道。
4 洞內鋪筑混凝土結構層時,接縫的制作、傳力桿的設置等須滿足設計要求,做到接縫平整、傳力效果好。混凝土強度到達設計強度前不得開放交通。
5 復合式路面施工時,瀝青混凝土面層應在水泥混凝土路面達到設計強度80%以后鋪筑。鋪筑前應清洗水泥混凝土表面,干燥后施工防水層及黏結層。
6黏結層、防水層的要求應符合現行《公路瀝青路面設計規范》(JTG D50)有關對水泥混凝土橋面瀝青鋪裝的規定。
7 阻燃瀝青路面施工應通過試驗路段確定工藝參數。
8 上面層應結構密實、路面平整,具有良好的耐久性、抗磨耗性,具有足夠的粗糙度,較高的抗滑能力。
附屬工程
1 設備洞、橫通道及其他
(1)消防洞、設備洞、車行或人行橫通道及其他各類洞室的設置應滿足設計要求,洞室不得設在襯砌斷面變化及襯砌接縫處。當原設計位置地質條件不良時,施工單位應及時上報變更調整。各類洞室的設置應滿足結構安全及使用功能要求,外觀整齊規范。
(2)隧道邊墻內的各類洞室以及消防洞、設備洞和橫通道等與正洞連接地段的開挖,宜在正洞掘進至其位置時將該處一次挖成。
(3)設備洞、橫通道及其他各類洞室的永久性防排水工程,應與正洞一次同時完成。各類洞室及橫通道與正洞連接的折角處,防水層應根據鋪設面的形狀平順鋪設,不得漏鋪。
(4)襯砌中各類預埋管件、預留孔、槽及邊墻內的各類洞室應按設計位置定位;模板架設時應將經過防腐與防銹處理后的預埋管件綁扎牢固,留出各類孔、槽及邊墻內的各類洞室位置。澆筑混凝土時應確保各類預埋管件、預留孔、槽不產生移位。
(5)設備洞、橫通道與正洞連接處的鋼筋應互相連接可靠,綁扎牢固。人行橫通道兩口各長5m及行車橫通道兩口各長10m范圍內的襯砌應與該處正洞襯砌一次同時完成,且混凝土在澆筑過程中不得中斷。
2 水溝、電纜溝
(1)水溝、電纜溝開挖應與邊墻基礎開挖同時進行。
(2)電纜溝和水溝外側鋼模必須采用全尺寸(圓弧面與豎向鋼板整體成型)整體式鋼模,電纜溝壁與邊墻應連接牢固,必要時可加設短鋼筋。
隧道水溝、電纜溝施工宜采用自行式整體液壓臺車,施工工序:施工準備邊墻混凝土鑿毛→水溝、電纜溝鋼筋綁扎→預埋件(預留洞室模板)安裝→臺車就位→模板加固→混凝土澆筑→模板拆除→混凝土養護。
(3)邊溝接頭應保證緊密、不滲漏,與襯砌排水、路面排水的管路保持順暢,與相鄰路面接縫平整。
(4)電纜溝蓋板應平順、整齊、無翹曲;蓋板鋪設應平穩,蓋板兩端與溝壁的縫隙應用砂漿填平,不得晃動或懸空;蓋板規格應統一,可以互換。
蓋板、路側邊溝等在小型預制場統一預制。
(5)檢查井壁混凝土的質量及尺寸要嚴格按設計要求施工,采用防腐混凝土,達到抗鹽蝕、抗凍的要求。井蓋的強度、剛度及耐用性能滿足規定要求。檢查井推薦采用預制結構。
3 裝飾工程
(1)一般規定
a 仔細檢查襯砌表面的滲漏水情況,必要時應采取措施做好裝飾前的防、排水工作。
b 適宜的溫濕度環境。
c 對采用的裝飾材料應進行裝飾試驗,并檢查裝飾敷設和噴涂的質量、顏色以及與基底層黏結牢固程度。
(2)二襯壁面黏貼裝飾的,應將裝飾作業的表面清洗干凈并做好基層。
內墻采用涂料的,色彩應符合設計,并且色調均勻,不得出現色斑或雜色。
采用面磚材料的,應做到橫、豎縫通直。面磚貼好后,外表面應平整、牢固、美觀,不得出現凹凸。不允許背后有空響。
(3)各類洞室的防護門框及門扇骨架應在平整的場地上先放樣;各種鋼材應調直、調平后下料加工成所需的形狀,且不得產生裂紋,并按現行國家標準《鋼結構工程施工質量驗收規范》(GB 50204)的有關規定與要求辦理,所有構件應涂防銹漆。
(4)洞口裝飾應表面平整、清潔,隧道銘牌字樣應美觀、醒目,符合國家相關規定。
(5)貼瓷磚法
貼瓷磚法施工工序:基層處理→抹底子灰→選磚→排磚、彈線→粘貼標準點→墊底尺→貼磚→勾縫→養護。
施工要點
a 基層處理:粘貼瓷磚前墻面必須整平、鑿毛,將浮灰和殘余的砂漿沖刷干凈,再充分澆水濕潤。
b 抹底子灰:先刷一道摻膠水泥素漿做小拉毛或刷界面處理劑,緊跟著抹水泥砂漿一次到位。
c 選磚:瓷磚使用前,認真檢查尺寸、色差、品種,防止混等混級。表面不得有劃痕、缺棱掉角等質量缺陷。瓷磚在鑲貼前先要將磚面清掃干凈。瓷磚吸水率指標必須滿足設計要求。
d 排磚、彈線:底層灰六七成干時,結合實際和瓷磚規格在粘貼區間選好基準點,進行排磚、彈線。即用水平尺找平,校核墻面的平整度,算好縱橫皮數,劃出皮數桿,定出水平及豎向標準。
e 粘貼標準點:正式粘貼前應貼標準點,即用做灰餅的混合砂漿將廢瓷磚粘貼在襯砌表面相應位置上,用以控制整個鑲貼瓷磚表面。灰餅間距以靠尺板夠得著為準。
f 墊底尺:根據彈好的水平線,穩穩放好平尺板,具體位置為第二層瓷磚的下口高程處。為控制整磚鋪貼行、列平直美觀,避免電纜溝側壁與襯砌接縫不順直及墊尺空間狹小問題,多從第二行開始施工,最下一層在上面幾層粘貼完后補貼。
g 粘貼瓷磚:粘磚應自下向上粘貼,粘貼砂漿厚度一般控制在7~10mm之間,結合層多采用1∶2的水泥砂漿。
h 勾縫:在整幅鑲貼完成后,用水泥砂漿勾縫劑勾縫嵌實。勾縫處殘留的漿,必須及時清除干凈。
i 養護:瓷磚鑲貼完后注意養護。
j 最后清潔面層:如果鑲貼完工后,仍發現有不潔凈處,可用10%的稀鹽酸溶液軟毛刷刷洗,之后用清水洗凈。
(6)噴涂法
施工工序:噴涂基底處理→基層噴涂→面層噴涂。
噴涂法施工要點
a 用粗砂紙或專用去油劑徹底清洗襯砌表面油污,積灰嚴重部位應進行清掃,噴涂施工前24h對整體基地界面用清水進行沖洗,以清除表層的浮灰、粉塵和污物等。隧道施工縫交界部位一般存在高低不平、混凝土松動現象,應敲鏟、打磨、鑿毛處理。
b 采用涂料與專用黏結劑配制成打底料,黏結劑性能、配合比和其他工藝按涂料產品使用說明書施工。底料凝固硬化后可進行基層噴涂,因隧道防火涂層較厚采用分層噴涂方式,一般為4~8mm。
c 基層干透后即可噴涂面層,面層一般應分多次噴涂,每次厚度應控制在6~8mm,也可按材料的使用說明書施工。涂層外觀為均勻粒狀面,為增強隧道結構防眩和吸音效果,一般不予抹平。
4 照明系統
(1)槽式橋架、托臂、立柱、傾斜立柱及其配件、電線電纜保護管應按設計進行防銹蝕處理并固定牢固。
(2)燈具零件應安裝牢固。按設計進行防銹蝕處理。
(3)燈具應具有防眩裝置,防護等級不低于IP65。
5 消防系統
(1)采用的電器電子設備、材料應符合設計要求,具有國家級檢測中心的檢測合格證書,消防產品應具有入網許可證。
(2)正常不帶電的消防設備和配電箱金屬外殼應可靠接地,進線電纜金屬外皮、金屬套管應與接地網可靠連接。
(3)火災探測器的防護等級應達到IP65及以上。
5 隧道保溫層
表面鋪設保溫層時,應符合下列規定:
a 施工前檢查二次襯砌表面平整度,應清除尖銳突出物,打磨、平整錯臺和凹凸不平部位。
b 定位放線,自下而上順序安裝龍骨,安裝偏差不應超過5mm;鍍鋅膨脹螺栓與隧道二次襯砌連接牢固。
c 應使用專用膠粘貼安裝保溫板材,并用發泡膠封堵縫隙,龍骨與保溫板間應牢固連接,施工面須隨二次襯砌表面圓滑過渡。
d 設置鋪設保溫層應考慮風荷載的作用、自重以及外界氣候的長期反復作用等因素,不得出現面層剝落、保護層脫落、裂縫等。
超前地質預報與監控量測
超前地質預報基本要求
1 承擔超前地質預報工作的單位應具備相應的資質。
2 超前地質預報單位開工前應編制超前地質預報實施方案,按程序審查和批準后實施;主要內容應包括:
(1)超前地質預報的目的、方法和技術等;
(2)根據工程勘察設計資料分析隧道工程地質及水文地質環境條件,重點說明隧道施工存在的主要工程地質問題及地質災害風險;
(3)方案的編寫原則、預報的具體實施內容、預報方法選擇及不同方法的結合關系、各種預報方法的具體技術要求、物探及鉆探儀器設備的選擇;
(4)超前地質預報實施技術要求;
(5)超前地質預報組織機構設置及投入的人力、設備資源;
(6)施工單位的配合要求;
(7)超前地質預報工作安全措施;
(8)地質預報成果報告的提交時限,信息傳遞方式等。
3 超前地質預報實施單位應根據預報方案與合同配備足夠的專業人員和儀器設備,儀器設備的性能、精度及效率應能滿足預報和工期的要求,對預報成果的真實性、準確性負責。
4超前地質預報應主要查明(預測)下列內容:
(1)斷層及其影響帶和節理(結構面)密集帶的位置、規模和性質;
(2)軟弱夾層(含煤層)的位置、規模及其性質;
(3)巖溶發育位置、規模及其性質;
(4)不同巖性間的接觸界面與位置;
(5)采、廢棄礦巷分布及其與隧道的空間關系;
(6)不同風化程度的巖性分界位置;
(7)其它不良地質體(帶)的分布位置;
(8)隧道涌水位置、水壓及水量;
(9)巖爆的可能性與區域。
5超前地質預報的成果應體現及時性,超前地質預報實施單位應及時將預報成果報送有關各方。超前地質預報成果“送達時限”,應根據預報推斷的工作面前方圍巖情況,在預報區段內,按下列規定時限送達:
(1)無明顯地質危害情況的,應在48小時內送達;
(2)有較輕微地質危害情況的,應在24小時內送達;
(3)發現重大地質問題(如巖溶、突水、突泥、較大的破碎帶等),應立即送達。
6具有下列條件之一的隧道均應全程實施隧道超前地質預報工作:
(1)深埋長大隧道;
(2)水下隧道;
(3)查明或推測存在大斷層、巖溶、大量涌水涌泥、巖爆、廢棄礦巷、瓦斯突出等嚴重工程地質災害的隧道;
(4)隧址區全程或者大部分通過可溶巖,特別是強溶巖層(灰巖、白云巖、鹽巖等)的隧道;
(5)可能因開挖造成環境生態破壞的隧道;
(6)監理單位認為有必要的其它隧道。
超前地質預報的分級
1 根據地質對隧道安全的危害程度,地質災害分為A、B、C、D四級,其影響因素見表6.5。
表6.5 地質災害分級影響因素
地質災
害分級
A
B
C
D
嚴重
較嚴重
一般
輕微
地質復雜程度(含物探異常)
巖溶發育程度
極強,厚層塊狀灰巖,大型溶洞、暗河發育,巖溶密度每平方公里>15個,最大泉流量>/s,鉆孔巖溶率>10%
強烈,中厚層灰巖夾白云巖,地表溶洞落水洞密集、地下以管道水為主,巖溶密度每平方公里5~15個,最大泉流量10~50L/s,鉆孔巖溶率5%~10%
中等,中薄層灰巖,地表出現溶洞,巖溶密度每平方公里1~5個,最大泉流量5~10L/s,鉆孔巖溶率2%~5%
微弱,不純灰巖與碎屑巖互層,地表地下以溶隙為主,最大泉流量</s,鉆孔巖溶率<2%
涌水涌泥程度
特大突水(涌水量>1′/d)、大型突水(涌水量1′104~1′/d)、突泥,高水壓
中小型突水(涌水量1′103~1′/d)、突泥
小型涌水(涌水量1′102~1′/d)、涌泥
涌水量<1′/d,涌突水可能性極小
斷層穩定程度
大型斷層破碎帶、自穩能力差、富水,可能引起大型失穩坍塌
中型斷層帶,軟弱,中~弱富水,可能引起中型坍塌
中小型斷層,弱富水,可能引起小型坍塌
中小型斷層,無水,掉塊
地應力影響程度
極高應力,嚴重巖爆(拉森斯判據<0.083,即巖石點荷載強度與圍巖最大切向應力的比值),大變形
高應力,中等巖爆(拉森斯判據0.083~0.15),中~弱變形
弱巖爆(拉森斯判據0.15~0.20),輕微變形
無巖爆(拉森斯判據>0.20),無變形
瓦斯影響程度
瓦斯突出:瓦斯壓力P≥0.74MPa,瓦斯放散初速度≥10,煤的堅固性系數f≤0.5,煤的破壞類型為Ⅲ類及以上
高瓦斯:全工區的瓦斯涌出量≥/min
低瓦斯:全工區的瓦斯涌出量</min
地質因素對隧道施工影響程度
危及施工安全可能造成重大安全事故
存在安全隱患
可能存在安全問題
局部可能存在安全問題
誘發環境問題的程度
可能造成重大環境災害
施工、防治不當,可能誘發一般環境問題
特殊情況下可能出現一般環境問題
2 復雜地質的預測、預報應堅持隧道洞內探測與洞外地質勘探相結合,地質方法與物探方法相結合,并貫穿于施工全過程。不同地質災害級別的預報方式可采用:
(1)1級預報可用于A級地質災害。采用地質分析法、地震波反射法、超聲波反射法、陸地聲納法、地質雷達法、瞬變電磁法、紅外探測法、超前水平鉆探法、炮孔加長探測法等進行綜合預報。
(2)3級預報可用于C級地質災害。以地質分析法為主。對重要地質(層)界面、斷層或物探異常地段宜采用地震波反射法或超聲波反射法進行探測,必要時采用紅外探測法、超前水平鉆孔和炮孔加長探測法。
(3)4級預報可用于D級地質災害。采用地質分析法。
6.9.3超前地質預報主要方法
超前地質預報工作及采用的方法宜按表6.6的步驟及順序實施,但必須滿足設計要求。
表6.6 超前地質預報工作及方法的步驟及順序
步驟
滿足條件之一的隧道或地段
主要方法
輔助方法
第一步
所有隧道全過程
地質調查法
第二步
1、全程實施超前地質預報的隧道;
2、設計標示的需進行超前地質預報的地段;
3、通過地質調查法推斷的不良地質地段;
4、Ⅳ、Ⅴ級圍巖地段;
5、監理單位認為有必要的地段。
彈性波反射法
富水地段應輔助高分辨直流電法
第三步
通過第二步推斷的以下不良地質地段:
1、斷層破碎帶地段;
2、軟弱夾層地段;
3、巖溶地段;
4、瓦斯地段;
5、含水圍巖地段;
6、監理單位認為有必要的其他不良地質地段。
地質雷達法
含水地段輔助紅外探測法
第四步
通過第三步推斷的以下不良地質地段:
1、  軟弱夾層地段;
2、  Ⅴ級圍巖地段;
3、  監理單位認為有必要的其他不良地質地段。
炮孔加長探測法
通過第三步推斷的以下不良地質地段:
1、  富水軟弱斷層破碎帶;
2、  富水巖溶發育區;
3、  煤層瓦斯發育區;
4、  重大物探異常區;
5、  監理單位認為有必要的其他不良地質地段。
超前地質鉆探法
1 地質調查法
(1)地質調查法適用于各種地質條件下隧道的超前地質預報,應在隧道施工全過程進行,為隧道施工地質預報提供基礎地質資料。
(2)地質調查法包括隧道地表補充地質調查和隧道內陸質素描等。
(3)隧道地表補充地質調查應包括下列主要內容:
a 對已有地質勘察成果的熟悉、核查和確認;
b 地層、巖性在隧道地表的出露及接觸關系,特別是對標志層的熟悉和確認;
c 斷層、褶皺、節理密集帶等地質構造在隧道地表的出露位置、規模、性質及其產狀變化情況;
d 地表巖溶發育位置、規模及分布規律;
e 煤層、石膏、膨脹巖、含石油天然氣、含放射性物質等特殊地層在地表的出露位置、寬度及其產狀變化情況;
f 人為坑洞位置、走向、高程等,分析其與隧道的空間關系;
g 根據隧道地表補充地質調查結果,結合設計文件、資料和圖紙,核實和修正超前地質預報重點區段。
(4)隧道內陸質素描是將隧道所揭露的地層巖性、地質構造、結構面產狀、地下水出露點位置及出水狀態、出水量、煤層、溶洞等準確記錄下來并繪制成圖表。
(5)隧道地表補充地質調查應在實施洞內超前地質預報前進行,并在洞內超前地質預報實施過程中根據需要隨時補充,現場應做好記錄,并于當天及時整理。
2 彈性波反射法
(1)適用于預報地層特征、地層界線、地質構造及探測不良地質體的厚度和范圍。
(2)應配備具有一定專業知識和經驗的人員,以提高探測的準確度。
(3)每次探測距離100~,連續探測搭接長度不小于。
3 地質雷達法
(1)地質雷達法主要用于巖溶探測,亦可用于斷層破碎帶、軟弱夾層等不均勻地質體的探測。
(2)隧址區內不應有較強的電磁波干擾;現場測試時應清除或避開測線附近的金屬物等電磁干擾物;當不能清除或避開時應在記錄中注明,并標出位置。
(3)現場記錄應注明觀測到的不良地質體與地下水體的位置與規模等。
(4)重點異常區應重復觀測,重復性較差時應查明原因。
(5)每循環探測20~25m,連續探測搭接長度不小于。
4 紅外探測法
(1)適用于定性判斷探測點前方有無水體存在及其方位,但不能定量給出水量大小等參數。
(2)探測時間應選在爆破及出碴完成后進行。
(3)全空間全方位探測地下水體時,需在拱頂、拱腰、邊墻、隧底位置沿隧道軸向布置測線,測點間距一般為,發現異常時,應加密點距。
(4)每次探測距離20~25m,連續探測搭接長度不小于。
5 高分辨直流電法
(1)適用于探測任何地層中存在的地下水體位置及相對含水量大小,如斷層破碎帶、溶洞、溶隙、暗河等地質體中的地下水。
(2)每次探測距離80~100m,連續探測搭接長度不小于。
6 超前地質鉆探法
(1)適用于各種地質條件下的隧道超前地質預報,如富水軟弱斷層破碎帶、富水巖溶發育區、煤層瓦斯發育區、重大物探異常區等地質條件復雜地段。
(2)超前地質鉆探在一般地段采用沖擊鉆,復雜地質地段采用回轉取芯鉆,二者應合理搭配使用,提高預報準確率和鉆探速度。
(3)斷層、節理密集帶或其他破碎富水地層每循環可只鉆一孔,富水巖溶發育區每循環宜鉆3-5個孔,揭示巖溶時,應適當增加。
(4)在需連續鉆探時,一般每循環可鉆30,必要時也可鉆以上的深孔,連續預報時前后兩循環鉆孔應重疊5。
(5)富水巖溶發育區超前鉆探應終孔于隧道開挖輪廓線以外5~。
(6)在富水地段進行超前鉆探時必須采取防突措施,測鉆孔內水壓時,需安裝孔口管,接上高壓球閥、連接件和壓力表,壓力表讀數穩定一段時間后即可測得水壓。
(7)富水區隧道超前地質鉆探時,發現巖壁松軟、片幫或鉆孔中的水壓、水量突然增大,以及有頂鉆等異狀時,必須停止鉆進,立即上報,并派人監測水情。當發現情況危急時,必須立即撤出所有受水威脅地區的人員,然后采取措施,進行處理。
7 炮孔加長探測法
(1)適用于各種地質條件下隧道的超前地質探測,尤其適用于巖溶發育區。
(2)孔長應較爆破孔(或循環進尺)深以上;孔徑宜與爆破孔相同;孔數、孔位應根據開挖斷面大小和地質復雜程度確定。
(3)鉆到溶洞和巖溶水時,應視情況采用超前地質鉆探和其他探測手段,查明情況,確保施工安全。
(4)加長炮孔探測嚴禁在爆破殘眼中實施。
監控量測基本要求
1 隧道施工必須將現場監控量測項目列入施工組織設計,制訂施工全過程量測方案,量測計劃應與施工進度計劃相適應。
編制內容應包括:量測項目、量測儀器選擇、測點布置、量測頻率、數據處理、反饋方法以及組織機構、管理體系等。
2 施工單位應認真落實監控量測工作,應結合開挖、支護作業的進程,按要求布點和監測,并根據現場實際情況及時調整補充,量測數據應及時分析、處理和反饋。施工、設計單位必須緊密配合,分析各項量測信息,確定和修正設計參數。
3 隧道淺埋、下穿建筑物地段,地表必須設置監測網點并實施監測;當圍巖條件差、變形過大或初期支護破損變形較大時,應進行支護結構的應力及接觸應力量測。
4 各項量測作業均應持續到變形基本穩定后1~3周。對于膨脹性和擠壓性圍巖,位移沒有減小趨勢時,應延長量測時間。
5 預埋測點應牢固、可靠、易于識別,切實反映圍巖、支護的動態變化信息。洞內必測項目測點埋入圍巖深度不應小于20cm,不得焊接在鋼支撐上,外露部分應有保護裝置,不得任意撤換和破壞。并設置專用標識牌標明測點的名稱、部位、編號、埋設日期等。
6 地質條件和周圍環境復雜的隧道、長隧道、特長隧道應成立專門的監控量測小組進行現場監控量測。
量測作業與數據處理
量測作業應符合《公路隧道施工技術規范》(JTG F60)的有關規定并符合以下要求。
1 隧道施工過程中應進行洞內、外觀察,洞內觀察分開挖工作面觀察和已支護地段觀察兩部分。
開挖工作面觀察應在每次開挖后進行。觀察工作面狀態、圍巖變形、圍巖風化變質情況、節理裂隙、斷層分布和形態、地下水情況以及噴射混凝土效果。應及時繪制開挖工作面地質素描圖,填寫工作面地質狀況記錄表和施工階段圍巖級別判定卡。對已支護地段的觀察每天應進行一次,主要觀察圍巖、噴射混凝土、錨桿和鋼架等的工作狀態。發現圍巖條件惡化時,應立即上報設計、監理單位,采取相應處理措施。
洞外觀察重點應在洞口段、地質不良(圍巖破碎)和淺埋地段,觀察內容應包括地表開裂、地表下沉、邊坡及仰坡穩定狀態、地表滲水情況、地表植被(結構物)變化等。
2 周邊位移、拱頂下沉和地表下沉等必測項目宜布置在同一斷面。拱頂下沉和水平收斂量測斷面的間距為:Ⅲ級及以上圍巖不大于40m;Ⅳ級圍巖不大于25m;Ⅴ類圍巖應小于20m。圍巖變化處應適當加密。
3 必測項目測點應在不受到爆破影響的范圍內盡快安設,并在每次開挖后12h內取得初讀數,最遲不得超過24h,要求在下一循環開挖前必須完成。選測項目測點埋設時間根據實際需要進行。
4 在各類圍巖的起始地段增設拱頂下沉測點1~2個,水平收斂1~2對。當發生較大涌水時,Ⅳ、Ⅴ類圍巖量測斷面的間距應縮小至5~10m。
5 量測數據處理
現場量測需連續進行,及時進行數據整理和分析,繪制量測數據時態曲線圖。對初期的時態曲線應進行回歸分析,預測可能出現的最大值和變化速度,掌握位移變化的規律。數據異常時應及時分析原因,必要時上報處理。
6 圍巖穩定性判定
(1)實測位移值不應大于隧道的極限位移值。一般可認為隧道設計的預留變形量為極限位移。設計變形量應根據監測結果不斷修正。
(2)根據位移速率判斷:當拱頂下沉、水平收斂速率達5mm/d或位移累計達100mm時,應暫停掘進,并及時分析原因,采取處理措施;速率大于1mm/d時,圍巖處于急劇變形狀態,應加強初期支護;速率變化在0.2~1.0mm/d時,應加強觀測,做好加固準備;速率小于0.2mm/d時,圍巖達到基本穩定。在高應力、巖溶地層和擠壓地層等不良地質中,應根據具體情況判斷標準。
(3)根據位移速率變化趨勢判斷:當圍巖位移速率不斷下降時,圍巖處于穩定狀態,當圍巖位移速率變化保持不變時,圍巖尚不穩定,應加強支護;當圍巖位移速率變化上升時,圍巖處于危險狀態,必須立即停止掘進,采取應急措施。
(4)初期支護承受的應力、應變、壓力實測值與允許值之比大于或等于0.8時,圍巖不穩定,應加強初期支護;初期支護承受的應力、應變、壓力實測值與允許值之比小于0.8時,圍巖處于穩定狀態。
7 監控量測成果應及時形成竣工資料,應包含以下內容。
(1)現場監控量測計劃。
(2)實際測點布置圖。
(3)圍巖和支護的位移—時間曲線圖、空間關系曲線圖,及量測記錄匯總表。
(4)量測變更設計和改變施工方法地段的信息反饋記錄。
(5)現場量測監控說明。
6.9.6超前地質預報及監控資料的應用
1 圍巖變更前應提供掌子面圍巖照片、超前地質預報資料及相鄰段落的監控量測資料,相關單位應對提供資料的真實性負責。
2 超前地質預報資料應說明采用的預報方法、原理、測點布設位置、并附必要的現場測試照片及測試數據波形圖,以便設計參考。
3 監控量測應及時進行數據處理,當位移-時間曲線趨于平緩時,應進行監控量測數據處理或回歸分析,推算最終位移值和掌握位移變化規律。當位移-時間曲線出現反彎點,即位移出現反常的急驟增長時,表明圍巖和支護已呈不穩定狀態,應提高監測頻率,并適當加強支護,必要時應立即停止開挖并進行施工處理。
4 圍巖或支護變更依據超前地質預報提供的數據及結果,并結合掌子面圍巖情況及已完成支護段落的監控量測結果,綜合確定支護參數,并通過后續的監控量測反映出的圍巖及支護穩定情況,驗證支護參數的可靠性,及時修正預報圍巖段落范圍內的支護參數,以達到安全、合理的支護效果。
5 超前地質預報應根據已開挖及支護段落揭露的圍巖情況及監控量測結果,對預報結果進行核實并對預報中選取的參數及時進行修正,以提高預報結果分析和判斷的準確性。
6 超前地質預報、監控量測、信息化設計和信息化施工是一個有機的整體,各方應協調一致,相互配合,做到信息傳遞流暢,反饋及時,快速決策處理。
隧道冬季施工
一般規定
1冬季施工期限劃分原則是:根據多年氣象資料統計,當室外日平均氣溫連續5d穩定低于5℃即進入冬期施工,當室外日平均氣溫連續5d穩定高于5℃即解除冬期施工。
2隧道未進洞則不得在冬季進行施工;進洞長度在100m以上且具有保溫條件,需制定專門的施工組織設計,經監理單位審批并報建設單位備案后,方可進行冬季施工。
施工準備
1在隧道洞口設置防寒門,洞門中間部位設一可開啟保溫門簾,專人看管,確保洞內溫度不低于5℃。
2冬季施工必須在洞口段安裝蒸汽鍋爐,給砂石料加熱,并給混凝土拌和提供熱水。
3根據施工需要,在洞內距洞口10~60m范圍內,砌筑不小于50m長的加熱保溫墻。
4須將隧道冬季施工的砂、石料存放于洞內,通過鍋爐加熱管道進行加熱,防止雨雪水侵入砂石料形成凍塊。
5可充分利用隧道洞內加寬車道作為混凝土拌和場地。
施工要點
1 冬季施工中,鋼筋混凝土不得摻加防凍劑,素混凝土如摻加防凍劑不得大于水泥用量的3%。
2 混凝土砂石料使用前必須嚴格過篩,清除結團泥塊、未融解凍塊。
3 混凝土配制選用較小的水灰比。應嚴格按配合比下料,并結合現場情況進行適當調整。混凝土坍落度在滿足施工條件的前提下取下限值。
冬季施工投料順序:先投入粗細骨料,然后加水,拌制30s再加入水泥和外加劑拌制120~180s。注意觀察拌制的混凝土狀態,如果在加熱條件下出現坍落度過小或發生速凝現象,應適當降低拌和料的溫度。
4 水加熱至50℃以上,當水溫度高于80℃時,必須先投入骨料,先使骨料與熱水預拌,拌勻后再投入水泥,嚴格避免80℃以上的水直接與水泥接觸。水池內放溫度計,溫度每2h檢查1次。
5 當出料溫度不能滿足混凝土入模溫度要求時,可進一步提高水溫,必要時可增加骨料倉內的保溫措施來提高骨料溫度。
6 拌制混凝土前及停止拌制后,應用熱水沖洗機。為使原材料均勻,混凝土凈時間設定為2~3min,較常溫施工延長50%。
7 拌和機旁掛溫度計,連續測量混凝土出料溫度,保證出料溫度大于15℃,溫度不滿足要求的混凝土嚴禁使用。
8 混合料進入噴射機的溫度不應低于5℃,噴射混凝土作業區的溫度不應低于8℃,在結冰的巖面上不得進行噴射混凝土作業。
9 二襯混凝土入模溫度不低于10℃。
養護及拆模
1 隧道冬季洞內保濕養護溫度不低于10℃,保濕養護3d且混凝土強度達到6MPa前不得受凍。
2 拆模采用最后一盤封頂混凝土同期試件達到的強度來控制,不承受外荷載的拱、墻混凝土強度應達到6MPa以上,或在拆模時混凝土表面和棱角不被損壞,能承受自重時拆模。當襯砌施做時間提前,拱墻承受圍巖壓力時,一般應在混凝土強度達到設計強度的70%以上后拆模。
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