隧洞开挖支护施工方案

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隧洞开挖支护施工方案

1.1、采用自上而下分部开挖。

1.2、开挖程序方法为:测量放线→审核→土方明挖→石方明挖→检查验收。

(1)测量放线:根据监理工程师提供的控制点和水准网点测设地面高程和隧洞中心线,根据边坡设计坡比施放开挖边线和中心线。将测量成果整理并绘制断面图GB/T 37366-2019标准下载,经工程师审核后进行开挖。

(2)土方明挖:用CAT320液压挖掘机装5T东风自卸汽车运料至指定碴场。边坡按设计坡比要求削坡,边坡坡度应适当留有修坡余量,再用人工修整,满足施工图纸要求的坡度和平整度。

(3)边坡面渗水排除:在开挖边坡上遇有地下水渗流时,在边坡修整和加固前,采取有效的疏导和保护措施。

(4)边坡的护面和加固:为防止修整后的开挖边坡遭受雨水冲刷,边坡的护面和加固工作应在雨季前按施工图纸要求完成。冬季施工的开挖边坡修整及其护面和加固工作,在解冻后进行。

开挖应自上而下进行,高度较大的边坡,应分梯段开挖,梯段(或分层)的高度应根据爆破方式(如预裂爆破或光面爆破)、施工机械性能及开挖区布置等因素确定,边坡按设计坡比开挖验收后,进行锚网和喷砼施工。边坡锚杆用三臂钻钻ø60mm孔,先注浆后插锚杆,再挂钢筋网。锚网施工程序为:造孔→注浆→插锚杆→挂钢筋网→焊接。喷砼施工工序为:基岩清洗→验收→喷砼→养护→喷层检查。

在明挖完成后,进行地质测绘(平面图和剖面图)。并测绘开挖断面图,交监理工程师审核。明挖要求各项指标达到施工技术规范《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》(SL47—94)后报请监理工程师验收并签证。

如果出现软弱夹层或破碎带,按监理工程师要求进行处理,在明挖开工前14天,我公司将编制详细施工措施计划报监理工程师审批,内容包括:①开挖施工平面和剖面布置图;②钻孔和爆破的方法和程序;③施工设备配置和劳动力安排;④出碴和弃碴措施;⑤边坡保护及加固措施;⑥质量与安全保证措施;⑦排水措施;⑧施工进度计划。

我公司按招标条款的规定提交的施工措施计划,对本合同工程施工场地的临时排水作出详细规划,针对施工区域的以下范围和内容编制施工排水措施,并报送监理人审批。

(1)施工区内冲沟、山洪和地下水的引排措施;

(2)永久边坡开挖的施工排水和保护措施;

(3)施工排水系统的布置;

(4)施工排水设备配置计划。

(1)我公司负责基坑水的排除,以及基坑内导流洞工程建筑物施工所需的经常性排水(包括排除降雨、堰体和基坑渗漏水、地下水和施工废水等)。

(2)我公司负责提供施工排水所需的全部排水设施和设备,并负责这些设备和设施的安装、运行和维修,应保证排水设备的持续运行,必要时应配置应急的备用设备和设施(包括备用电源),以避免施工场地造成积水而影响工程正常施工。

永久边坡面的坡脚以及施工场地周边和道路的坡脚,均应开挖好排水沟槽和设置必要的排水设施,以及时排除坡底积水,保护边坡坡角的稳定。

3.4、设置集水坑(槽)排水

对影响施工及危害永久建筑物安全的渗漏水、地下水或泉水,就近开挖集水坑和排水沟槽,并设置足够的排水设备,将水排至不回流到原处的适当地点。不应将施工水池设置在开挖边坡上部,以防由于渗漏水引起边坡的滑动或坍塌。

根据设计图纸并结合实际地形在洞口高边坡进行测量放样开挖,洞脸边坡开挖应从上至下开挖至设计开挖面,及时进行挂网喷锚支护。设置系统砂浆锚杆,梅花型布置,洞脸支护稳固后,先进洞并及时锁洞口。

本标段引水隧洞拟从隧洞进出口对向掘进施工,根据围岩地质条件和以往施工经验,采用“新奥法”组织施工。Ⅲ类围岩采用全断面钻爆法开挖,风钻钻眼,通风采用压入式通风,弃碴运输采用有轨运输。开挖、支护交替进行,作到有序施工,充分利用工作场地及设备。开挖后根据实际情况采用钢支撑或喷锚网支护。断层Ⅵ、Ⅴ类围岩,自稳能力差,进行钢支撑、挂网及锚喷支护。

进洞前对洞脸边坡岩体进行检查,清除危石,并在洞口设置防护棚,保证边仰坡的稳定,且保施工安全。洞口采用全断面开挖。

钻孔采用YT-28型支腿式风钻孔,人工装药,光面爆破。立爪式耙碴机装碴,电瓶车牵引8m3棱车运输。隧洞底部铺设双轨单行道,轨距为600mm,每隔1000m左右设置一错车道,长25~30m。错车道应设置在围岩稳定较好的洞段,开挖作业循环由测量画断面、开挖、清理撬挖、装碴运碴、支护等工序构成。

Ⅳ、Ⅴ类围岩根据实际情况选用台阶法钻爆施工。

台阶法钻爆施工顺序如下:

全断面钻爆施工顺序如下:

隧洞全断面开挖施工工艺流程图

3.1、Ⅵ、Ⅴ类围岩段开挖

Ⅵ、Ⅴ类围岩段台阶法施工方法及工艺参考台阶法施工方法。

3.2、Ⅲ类围岩段开挖

采用22KW轴流式通风机挂Ø500mm风带抽风排烟。风带安装于隧洞左边。压入式通风风机布置在洞外,距离洞口5m;风机与风管要连接紧密,不能有漏风现象,风管与风管用专用接头连接,防止漏风;风管吊挂要平直、拉紧吊稳,避免出现褶皱增加阻力。风管末端距工作面有效距离不超过15m。

通风系统布置如下图所示。

调整周边眼孔距时应考虑:

M=e/w=0.7-1.0之间

本工程考虑M=0.70,根据实验再作调整。

周边眼小直径药卷(φ25mm)空气间隔装药结构图

其余炮眼采用标准药卷(φ32mm)连续装药结构。如下图所示。

沿设计开挖线布置小孔径,密间距的周边炮孔,采用空隙装药;进行弱震爆破,炸除松动炮孔和周边孔间保护层的岩石形成光面。其施工的主要技术措施如下:

7.1、边孔直径d宜在50mm以内,孔距与最小抵抗线之比a/w宜在0.75—0.95内,岩石的牢固系数越小取值越大,反之,取值越小。但W以不超过0.8m为宜,

8、开挖施工质量及安全保证措施

8.1、开挖施工质量保证

(1)严格按监理工程师批准的爆破方案进行钻孔、装药、连网。

(2)钻孔质量应符合下列要求:

①钻孔孔位依据测量放出的中心线、腰线及开挖轮廓线确定。

②周边孔在断面轮廓线上开孔,沿轮廓线调整的范围和掏槽孔的孔位偏差不大于5cm,其他炮孔的孔位偏差不大于10cm。

③炮孔的孔底应落在爆破图规定的平面上;

④炮孔经检查合格后,方可装药爆破。

(3)炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结,应由经过考核合格的炮工负责,并严格按爆破图的规定和要求进行作业。

(4)每次爆破后,对岩石爆破的效果进行现场实地调查并作出评价,通过仪器测定爆破对岩体完整性的影响(岩体声波测试),对爆破参数进行适当调整。

(5)光面爆破效果达到下列要求:

①残留炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布;

②炮孔痕迹保存率:Ⅲ类围岩不少于80%,Ⅳ类围岩不少于70%,较破碎和破碎岩石不小于20%。

③相邻两孔间的岩面平整,孔壁没有明显的爆震裂隙;

④相邻两茬炮之间的台阶应小于20cm。

8.2、开挖安全保证措施

(2)进行爆破时,人员应撤至安全距离之外。

(3)每道工序施工完成,并经过检查合格后,才能进入下一道工序的施工。

(4)定期进行围岩变形观测,如发现异常情况应及时报告有关人员,并立即组织施工人员及机具的撤离。

(5)严格按照监理工程师审批的施工开挖程序和技术措施进行施工。

(6)加强高空作业人员的安全教育,高空作业的工作平台要牢固可靠,并加强检查、维修,高空作业必须系好安全带,戴好安全帽才能进行作业。

(7)开挖区内的洞口上部设拦碴墙,防止山坡上滚落石块伤人。

9、断层开挖施工安全保证措施

9.1、保证塌方处理工作面照明良好,道路畅通,场地无积水,少噪音。

9.3、撬挖清理危石时,无关人员应撤离工作面,作业人员应有安全保护措施,用撬棍进行作业。

9.4、发现险情预兆,人员及设备要立即撤离现场。

9.5、支护排架必须背实塞牢。不能拆除的支架要有钢结构或其它永久性结构,其背塞可用具有一定刚度的钢筋笼、混凝土预制块或片石填塞。

9.6、在处理过程中,如发现个别岩块可能坠落,且暂时又不能处理时,要用临时支柱顶住危岩。

9.7、支护拆除时,应断绝工作面的交通,划定警戒范围,保证工作人员撤退条件。

9.8、拆除支护时,首先应将两头联接处设法断开,防止在拆除时引起临近未拆除部分倒塌。拆除支护材料要随时运到指定地点堆存,不得任意堆放在工作面。

9.9、塌方体开挖过程中,必须经常检查支护,发保证良好的受力状态。如发现支撑破损、弯曲、折断、倒塌,应及时修复加固。

9.10、处理冒顶事故,首先应支护塌穴两端,防止塌方继续扩大,并详细调查研究,确定坍塌范围和处理方法。切忌在没有认真调查研究和制定处理方案前盲目出碴。

9.11、若施工需要而又有条件时,可以开挖旁洞以作安全退路,又可多开处理工作面或维持其它工作面的正常生产,加快施工进度。

9.12、独头掘进的塌方处理,应边掘进边埋设不小于φ50cm的钢管,以备在发生突然事故时,作为施工人员的安全退路。

9.13、尽量避免在雨季处理塌方,否则应考虑地下水对塌方体的影响。

10、不良地质段开挖安全措施

10.1、加强地质预报,对平洞段,采取物理探测仪、超前钻探或打导洞等方法,进一步探明前方地质情况;对直墙段,加强现场地质素描,根据断裂面产状推测其延续情况;同时,注意观察钻孔岩粉变化情况,推测待挖面地质状况。

10.2、采用浅钻孔、弱爆破、多循环的施工方法,减少对围岩的扰动。

10.3、采取超前锚固,一掘一支护,爆破后立即喷砼封闭岩面,出碴后,再打锚杆、挂网、喷砼,必要时设置钢拱架(或格栅支架)支撑。

10.4、对地下水活动较严重地段,采用排、堵、截、引等综合治理措施。

10.5、对可能出现岩爆的地段,采取如下措施:

(1)超前钻孔卸压,以提前释放岩体中的高构造应力;

(2)在干燥的岩石表面上喷水雾或撒水增加岩石湿度,松弛岩体中积累的高构造应力;

(3)对岩爆洞段采用超前锚杆进行超前支护,同时开挖后紧跟喷护钢纤维砼支护。

10.6、加强施工安全监测,勤检查和巡视并及时分析监测成果和检查情况,掌握围岩应力应变情况,及时采取行之有效的支护。

11、开挖作业技术要求

11.1、钻爆作业技术要求

(1)钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。

(2)钻孔位置根据隧洞轴线、中线和隧洞开挖面指定线确定,钻眼前绘出开挖断面中线、水平和断面轮廓,并根据爆破设计标出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻眼。

(3)钻眼符合下列要求:周边眼在断面轮廓线上开孔,偏差限制在5cm。掏槽眼在批准的标记5cm内调整。其他炮眼的偏差控制在批准的图示内10cm。

(4)炮眼底部按照图示规定的程度施工。

(5)装药、阻塞、引线连接由合格爆破工根据技术规范和批准的标记操作。

11.2、采用先进、配套的施工机械,充分发挥机械效率,加强机械使用管理,搞好机械的保养、维修。

11.3、隧洞通风能力预留备用量。通风管的安装做到平顺、接头严密,破损时及时修理或更换。风门漏风时,立即进行整修。

11.4、严格遵照施工图纸要求的开挖线进行放样,努力减少超挖,消除欠挖。

11.5、开工前,根据设计和水工建筑物地下开挖工程施工技术规范逐级进行技术交底。开挖过程中,定期检查洞室方向、中心线和高程。

11.6、施工过程中,出现与提供的地质资料有异常情况时,作好记录,及时通报监理工程师共同商定处理措施。

11.7、光面爆破的主要参数,通过试验确定。试验参数用工程类比法选取。施工中,根据爆破效果进行调整,以确定最优钻爆参数。

11.8、进行现场监测,掌握围岩动态,指导施工。

隧洞、洞口边坡等开挖后对边坡和洞身及时采用钢支撑、喷锚网支护或其它保护措施,以确保边坡和洞身围岩稳定。

边坡支护工程的施工遵循从上至下分层分区进行的原则。在边坡开挖前,首先进行周边截、排水沟的施工,随机锚杆支护随边坡分层开挖及时跟进,搭设简易贴坡脚手架,按先锚后喷的方式进行普通砂浆锚杆及坡面挂网喷砼施工。边坡支护工序流程:施工准备→周边截、排水沟施工→边坡开挖→锚喷施工→养护。

洞内支护程序:施工准备→首喷砼→钻锚杆孔并安装锚杆→挂网→钢支撑→终喷砼至设计厚度→养护。

洞段采用超前小管棚支护,出碴后立即架立钢支撑,钢架间用纵向钢筋连接。

1.1、施工方法:管棚钻孔采用水平钻机进行,管棚钢管在洞外加工成型,人工配合水平钻机顶进钢管;双液注浆机灌注浆液;注浆完成后,在钢管露出端安装一榀钢支撑拱架,并与钢管焊接牢固。

超前小管棚施工工艺流程图

钢管加工:按设计要求选用钢管型号并下料,在钢管上钻压浆眼孔,钢管前端将管头做成封闭的锥形。

断面测量,按设计要求画出钻孔位置。

钻机就位,由高孔位向低孔位按设计要求开机施钻。钻孔直径比管棚直径大20~30mm,钻孔时应通高压风,以便把孔内的土及碎碴冲出。

顶入钢管:人工配合钻机将钢管顶入孔内,再将管插入。

注浆:采用水泥浆,其浆液的水灰比为0.5:1或1:1,注浆压力为0.6~1Mpa,将压浆管套入钢管内,人工现场拌制注浆液,用注浆机向管孔内注浆。

根据实际地质情况,采取超前小导管预注浆超前加固,并采用短进尺,及时跟进架立钢支撑拱架,拱架间用纵向钢筋连接,并与小导管外露部分焊接牢固。

2.1、施工方法及工艺

采用锤击方式打入土层,坚硬土层用手持风钻钻孔,小导管沿孔打入或用风钻顶入。注浆采用双液压浆机压注双液浆。

超前小导管施工工艺流程

2.2、小导管预注浆超前支护设计参数

材料:小导管采用φ50mm,壁厚3.5mm的热孔无缝钢管加工制成,其长度为3~3.5m。

小导管构造:小导管顶部2m范围内管壁设梅花状钻孔,孔径为φ3~5mm,孔间距10~20cm,呈梅花形布置。前端加工成锥形,尾部长度不小于30cm,作为不钻注浆孔的预留止浆段。钢管尾端焊上φ6mm的钢箍,以防锤击时击坏小导管。

小导管布置:环向间距20cm,沿顶拱周边轮廓线单排布置,外插角10°~15°,每两环小导管之间的搭接长度≥1.0m。

小导管注浆参数:采用纯水泥浆液注浆。水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥。注浆方式采用全孔一次压入式,定压注浆,注浆压力为0.5~1.5Mpa。

砂浆锚杆施工工艺:岩面清理→孔位标示→钻孔→清孔验收→锚杆安装(锚杆加工、砂浆拌制)→封口。

锚杆安插到位后及时在孔口将锚杆临时固定,在砂浆凝固前严禁敲击、碰撞和拉拔锚杆。并利用后续喷砼施工覆盖。

开挖边坡的喷射作业在坡面验收、锚杆施工完毕后,分段自下而上顺序进行,采用干喷法施工。

工艺流程见《边坡喷砼(含挂网)施工工艺流程图》。

(2)混合料的制备:混合料现场拌制。

采用干喷法。在洞外由混凝土搅拌站拌制混凝土干料,由人工进行喷射,喷头处加入速凝剂。

挂网喷砼在完成第一层喷射后,清理回弹物料,然后进行下一层喷射施工。下一层喷射在上层终凝后进行,若终凝1小时后喷护,则需用压力风清洗喷面。

喷射砼终凝2小时后,及时洒水养护。养护时间不少于7天。

施工前,进行现场喷砼试验,试验成果报监理工程师审查批准后才能进行喷砼施工。

洞内喷护采用干喷法2011某市政道路施工方案,为保安全,在每循环开挖并通风后先进行开挖段顶拱处的喷护,在清碴完成后进行余下的喷护及补喷顶拱至设计厚度。工艺流程见《洞内喷砼施工工艺流程图》。

砼由拌合站集中拌制,由运输车运至作业点,由人工进行喷射。

喷射混凝土配合比,通过室内和现场试验确定,符合施工图纸要求,速凝剂的掺量通过现场试验确定。

在搅拌中,粗、细骨料混凝土垫层施工方案,水泥,速凝剂比率经过监理工程师的批准。粗、细骨料先在经过批准的搅拌机中进行充分拌和后,再加入水泥和外加剂,且都按批准的比率。

在需要喷射混凝土的地方,彻底清洁岩面,清除松动的土块或其它的松动物质。对于含杂质的粘土缝或其它的地质缺陷,凿除到要求的位置以保证合格的基础。在清除杂物之后,作业面用压缩空气进行冲洗。

喷射混凝土按层进行作业,每层的厚度不超过50mm。注意凿除缝或地质缺陷处及其背面的可能空洞的情况,保证喷射混凝土能彻底灌注填实这些地方的空隙。在可能被水流冲出有游离物的岩石面或表面有渗水的地方,尽快进行喷射混凝土。在安放钢筋网的地方,喷射混凝土至少覆盖钢筋30mm。

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