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2020
09

隧道逃生管道施工工艺和隧道施工方案

隧道逃生管道施工工艺和隧道施工方案


        隧道逃生管道所用管材采用φ800mm管道,管节长度根据现场情况来定可选用、3m、6m长度管节,壁厚30mm,管节间可采用直径大于逃生管道直径的金属带孔抱箍连接或者采用螺栓临时固定。为保证管道承受坍塌体的压力,对采用的材质管材,必须确保其承压能力和连接头的牢固,并经试验室具体试验后,方可用于隧道中。 施工现场应根据隧道围岩、掘进开挖方式等情况备足管道和连接材料,除整节管道外,应同时备足1米、2米、3米短节管道、转接接头。 隧道逃生管道经加工使用,结合材质及现场实际情况分别进行加工,连接简单、牢固、紧密可靠,且在地面做好临时固定措施,施工时管口可加临时封盖,并易于打开和封闭。


         施工前软弱围岩现场进行认真调查、深入理解设计意图,根据不同地质情况编写切实可行的施工方案,施工中严格遵守“重地质,管超前,严注浆,短进尺,强支护,勤量测,早封闭”的原则,严格执行隧道施工有关规定。

一、施工工艺及施工方案

隧道Ⅲ级围岩地段采用全断面法施工,Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用台阶法开挖。采用锚、网、喷初期支护,仰拱超前,拱墙一次衬砌,活动断裂带地震设防衬砌地段采用拱墙全环格栅钢架及拱部双层φ42小导管超前支护,洞内衬砌采用衬砌台车。施工时,进行隧道超前地质预测预报,加深炮孔探测,红外探测法,进行超前地质确认,是否存在在设计差异。对图纸提到重点地质危险段采用超前水平钻探,认真做好测量工作,分析沉降观测。


二、洞身开挖与支护

洞身开挖采用新奥法施工。V级围岩地段采用三台阶七步法开挖。Ⅴ级围岩浅埋段位于隧道入口,超前地质预报,短进尺,弱爆破,早封闭,勤量测,确保施工安全。

施工作业流程:超前导管支护→上台阶开挖→初喷→安设格栅或型钢钢架→拱部组合中空锚杆→挂网→复喷→开挖中台阶→初喷→立边墙格栅钢架→挂网→边墙径向锚杆→复喷→开挖下台阶→初喷→立边墙格栅钢架→挂网→边墙径向锚杆→复喷。IV级围岩地段采用弧形导坑台阶法开挖。施工作业流程:超前导管支护→上台阶开挖→初喷→安设格栅或型钢钢架→拱部组合中空锚杆→挂网→复喷→开挖下台阶→初喷→立边墙格栅钢架→边墙径向锚杆→复喷。III级围岩地段台阶法开挖。施工作业流程:上台阶开挖→初喷→拱部组合中空锚杆→挂网→复喷→开挖下台阶→初喷→边墙径向锚杆→复喷。


三、 Ⅳ、Ⅴ级围岩台阶法施工

Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法开挖,上、下台阶保持距离不大于1.5倍的开挖宽度,拱部预留沉降量5~10cm(根据量测做适当调整)。上、下台阶均采用凿岩台架配合人工手持YT-28凿岩机钻孔,光面爆破,非电毫秒雷管网络起爆。围岩松软地段采用挖掘机配合人力开挖。下台阶采用挖掘机配合装载机开挖装碴。施工时左右台阶错开三米。钻孔前测出内轨顶面线和中线,画出开挖轮廓,按设计标出炮眼位置(地质条件变化时,适当调整钻孔位置)。钻眼直径φ42mm,上台阶掏槽眼、底眼深度为1.4-1.6m,其它炮眼深度为1.3m;下台阶炮眼深度为3.1m。钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查并做好记录,不符合要求的炮眼重钻。装药前将炮眼内泥浆、石粉用高压风吹干净,检查炮眼,确认达到设计要求后装药。装药时严格按设计药量进行。装药后,所有炮眼均堵塞炮泥。周边眼采用间隔装药,导爆索联接,掏槽眼采用集中装药,底部30%长度加强装药,其它眼采用集中装药。爆破网络采用微差、非电毫秒雷管起爆。非电毫秒雷管插入药卷,反向装入眼孔内。导爆管引线连接采用“一把抓”型式。


四、砂浆锚杆施工

锚杆采用Ф22mm螺纹钢筋。施工前先检查锚杆类型、规格、质量及其性能是否与设计相符。根据锚杆类型、规格及围岩情况准备钻孔机具。钻孔采用风钻,孔眼间距、深度和布置符合设计参数的要求,其方向垂直于岩层层面。用风动搅拌机带动锚杆快速旋转,边旋转边徐徐推进。为了检验锚杆安装质量,按要求对锚杆进行抗拔检验,安装拉力计时,其作用线与锚杆同心,并固定牢靠。加载匀速、缓慢,拉拔至设计吨位即停止,不做破坏性试验。


五、超前小导管施工

小导管采用钢管制成,前端封闭并制成尖状,以便顺利插入已钻好的孔内。在管壁梅花型布置注浆孔,尾部止浆段长度不小于30 cm,外插角以10°-15°为宜。先用风钻开孔。开孔直径为50mm,并用吹管将砂石吹出。然后用带冲击的风钻将小导管顶入孔中,或直接用锤击插入钢管。最后用塑胶泥封堵导管周围及孔口,同时封堵工作面上的裂缝。注浆压力控制在0.5-1.0Mpa。


六、钢架制做安装施工

钢架加工根据不同围岩预留量,在钢筋加工场进行加工。按设计加工完成钢架的各单元钢架后,组织试拼,检查钢架的尺寸及轮廓是否合格,并对其进行结构试验。具体的检测方法为:在工作台上将钢架拼装成环,外侧使用油顶、仪表,按设计荷载进行加压,使用钢筋应力计及收敛仪器,检测钢架内力和变形情况。严格控制节点板的钻孔尺寸。钢架在按设计要求初喷砼后安装,喷砼覆盖钢架厚度不小于4cm。

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七、喷射砼施工

洞身断面成形后,及时进行喷射砼防护工作。喷射顺序从下向上对称进行,先喷射钢架与围岩之间空隙,再喷射钢架周围,然后喷射钢架之间。喷射砼覆盖全部格钢架,保护层厚度≥2cm。喷射砼湿喷施作,采用湿喷机,初喷厚3cm,复喷至设计厚度。砼喷射采用两台湿喷机由两侧边墙同时喷射,以加快施工进度,使格栅钢架与喷砼及时连为整体,起到支护作用。喷射前检查开挖断面尺寸。清除开挖面的浮石和墙角的岩碴、堆积物。处理好岩面,拆除障碍物,对欠挖部分进行修凿,必要时,安设工作平台。用高压风冲洗受喷面。受喷面滴水部位埋设导管排水,导水效果不好的含水层可设盲沟排水,对滴水处可设截水圈排水。埋设控制砼厚度的标志。有良好的通风和足够的照明装置。喷射作业前,对机械设备、风、水管路和电线路等进行全面检查及试运转。根据中心试验室提供的湿喷砼配合比,在搅拌站一次搅拌完成,并检查其坍落度,使之保持在5~8cm。拌和料用砼运输罐车运至湿喷机前,通过湿喷机从喷头处加上液体速凝剂后,喷至受喷面上。喷射作业分片进行,喷射顺序自下而上;在前一层砼终凝后进行复喷。喷射作业开始时,先送风、后开机,再给料,结束时先停料,再停风。喷射机供料连续均匀,机器正常运转时,料斗内保持足够的存料,喷射机工作风压控制在0.45~0.7Mpa。喷射作业完毕或因故中断喷射时,将喷射机和输料管内的积料清除干净。喷射手经常保持喷头与受喷面垂直且距离为0.6~1.0m,同时控制好砼表面平整度。喷射砼终凝两小时后,洒水养护,养护时间不小于7天。


八、仰拱及填充施工

施工时,仰拱先行,及早封闭,以利于衬砌结构的整体受力。仰拱分段浇筑,仰拱开挖每段控制3米,每段长5~10m,砼浇筑前,清理干净仰拱底部虚碴、积水,经监理工程师检查合格进行钢筋绑扎后浇筑混凝土。浇注仰拱砼时由仰拱中心向两侧对称进行。砼浇筑采用罐车运输,严格控制仰拱弧度,仰拱和仰拱填充分开浇筑。仰拱砼达到设计强度后,即安排浇注填充砼。填充砼施工前,清除仰拱面的碎渣、粉尘、积水。仰拱施工为能实现与掘进、衬砌平行作业,在仰拱工作面上搭设栈桥,保证各种作业车辆的正常行驶,而不破坏新浇筑的仰拱砼。


九、结构防排水施工

隧道衬砌喷砼与模筑衬砌砼之间拱墙设置复合防水板,每8m设环向φ50mm软式透水管盲沟一道,环向盲管的设置在施工中可根据隧道出水情况作相应调整,集中出水点应予设置,并在两侧边墙下部各设一根φ100纵向透水盲管,排水管采用打孔波纹管外包土工布。防水板施作前,对隧道净空进行测量检查,净空要求满足隧道设计开挖轮廓线。基面要求平整,无明显的凹凸起伏,并且无钢筋及凸出的管件等尖锐突出物,否则进行割除,并在割除部位用砂浆抹圆曲面,以免防水层被扎破。防水板铺设时,首先在喷射砼的隧道顶部正确标出隧道纵向中心线,再使裁剪好的无纺布中心线与喷射砼上的中心线标志重合,从拱顶开始向两侧下垂铺设。防水板采用无钉铺设工艺铺设,先在隧道拱顶部的无纺布上正确标出隧道纵向中心线,再使防水板的中心与这一标志相重合,与无纺布一样从拱顶开始向两侧下垂铺设,边铺边与垫片热溶焊接。防水板连接用热合机进行焊接,搭接长度15cm,接缝为双焊缝,中间留出空腔以便检查。防水层做好后,及时灌注砼进行保护。


十、洞身衬砌施工

隧道洞内衬砌采用衬砌台架配组合钢模板施工。台架采用工字钢制作,对口支撑采用钢管。模板采用特制组合钢模板。洞身开挖支护完成后,经施工监测各测试项目所显示的位移率明显减缓并已基本稳定;已产生的各项位移已达到预计位移量的80%~90%;水平收敛(拱脚附近)速率小于0.2mm/d或拱顶下沉速率小于0.15mm/d后进行边墙及拱部衬砌施工。当支护变形量大,支护能力又难以加强,变形无明显收敛趋势时,在报请监理工程师批准后,提前施作二次衬砌。灌筑砼两侧对称同时进行,注意控制两侧泵送砼的均匀性,两侧灌注砼高差不得超过50厘米。

每循环衬砌前,对上一组衬砌接缝处的砼凿毛、清洗,并刷一层水泥浆以使新旧砼接合良好。砼灌注连续一次灌筑完毕,如发生停电等意外事故必须停工时,将灌注面整平、振捣好。停工2小时以上,要等24小时后才能接灌。拱部封顶时,必须填满捣实,不得有空隙。根据洞内湿度情况采用洒水或自然养生。拆模在拱部砼达到设计强度后进行,拆模时注意砼模角及表面的保护。


        围岩的变形破坏、失稳塌方,是从量变到质变的过程,在量变的过程中,必然会出现围岩的工程地质和水文地质特征及岩石力学上反应出一些征兆。根据这些征兆来预测围岩的稳定性,进行地质超前预报,从而保证施工人员的安全,防治隧道塌方。郑州合纵新材建议在隧道工程施工时,工单位应选择有资质的单位,开展隧道超前水文地质预报和量测,超前地质预报和量测单位要提升预报和监测质量,同时及时准却馈给施工、监理、设计单位。当发现围岩变形和速率较大等异常情况时,施工单位要立即组织撤出施工人员。


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