初喷砼时,在凹槽处打入木楔,为架设钢架留出连接板(或槽钢)位置.钢架按设计位置安设,当钢架和初喷层之间有较大间隙应设混凝土垫块.为增强钢架的整体稳定性,将钢架与锚杆焊接在一起.沿钢架设置Φ22mm的纵向连接筋.仰拱有钢架地段,利用防干扰平台一次开挖到位,清除底部虚碴,将墙脚预留连接钢板处喷射砼凿除,用螺栓连接成整体.钢架架设必须置于稳固的地基上,拱脚两侧设锁脚锚杆,施工中在钢架基脚部位预留0.15~0.2m原岩,架立钢架时挖槽就位,富水软弱地段在钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力.钢架平面垂直于隧道中线,其倾斜度一般不大于2°,钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm.
(4)湿喷砼
(1)施工工艺
湿喷砼工艺流程见图4.5-19.
图4.5-19 湿式喷射砼工艺框图
(2)施工方法
喷射混凝土采用洞外自动计量搅拌站拌合,湿喷混凝土减少回弹量,降低粉尘,提高工作效率和施工质量.喷射混凝土作业时,分初喷和复喷二次进行.初喷在开挖(或分部开挖)完成后立即进行,以尽早封闭开挖面,防止表层风化剥落.复喷混凝土在系统锚杆、钢筋网、钢架安装和锁脚锚杆施作后进行,尽快闭合支护使之整体受力,以抑制围岩变位.www.tmgc8.com
①材料准备
水泥:选用42.5普通硅酸盐水泥.
骨料:细骨料选用坚硬耐久的中、粗砂,细度模数宜大于2.5mm;粗骨料的粒径不大于15mm.
外加剂:选用优质高效的液体速凝剂,高效减水剂.
掺合料:微纤维.
水:符合饮用水标准.
②喷射前准备
喷射前对受喷岩面进行清理,清除受喷岩面的浮石等杂物,对光滑面进行凿毛,并用高压风进行清扫;
自制简易工作台架就位;
检查高压风、水管路及电路情况,湿喷机就位,进行试运行;
若遇受喷面有滴水、渗水等情况,采用埋设导水管或设盲沟排水,对淋水处可设截水圈排水;
③喷射混凝土
喷射混凝土作业采用分段、分片、分层依次进行,喷射时先将低洼处大致喷平,再自下而上顺序、分层、往复喷射,后一层应压在前一层的一半.
④施工注意事项
A、喷射砼原材料先检验合格后才能使用,速凝剂注意保管防止受潮变质.
B、喷射前仔细检查危石并处理.喷射机布置在安全地带,并尽量靠近喷射部位,便于掌机人员与喷射手联系,随时调整工作风压.
C、经常检查喷射机出料弯头、输料管和管路接头,发现问题及时处理.
D、经常测定作业区内粉尘浓度,如超过标准找出原因采取相应措施.
E、拌合地点距喷射地段如较远,速凝剂在喷射机喂料时加入;若在拌合时加入,则自加入速凝剂时起,拌合料在20min内喷完,否则影响质量.
F、按配合比投料,计量要准确.定时校验计量器具.施工时风、水压要稳定,运输道路畅通,电源、照明有保证.
4.5.6.7 混凝土仰拱施工
依据围岩量测数据分析,尽早安排仰拱施工.仰拱及时施作能大大改善行车条件,防止隧底软弱围岩失稳发生流变.
仰拱距离掌子面不超过100m,超前边顶拱衬砌80m以上.仰拱浇注采用仰拱大模板由仰拱中心向两侧对称施工,一次浇注.
仰拱浇注施工与掘进工作平行进行,采用移动式仰拱栈桥(结构见图4.5-20)进行仰拱铺设,解决洞内运输和仰拱施工的干扰问题.
图4.5-20 移动式仰拱栈桥示意图
隧道仰拱上部填充砼施工前先清洗仰拱上虚碴及杂物,排除积水.填充砼表面要求平整,横坡、纵坡与设计一致.
仰拱施工缝与填充砼施工缝相互错开,要求施工缝顺直、平整及凿毛清洗,同时设置止水条防水.
4.5.6.8 地质素描与超前地质预报
(1)地质素描
开挖后通过对围岩类别、岩性判断,围岩风化变质情况、节理裂隙、产状、断层分布和形态、地下水等工程和水文地质情况进行观察和测定后,绘制侧面、平面地质素描图,并结合超前地质预报资料来推断地质情况,据以指导施工.
(2)超前地质预报
在隧道开挖中,为保证施工安全,采用地质雷达预报和红外线探水仪器等措施进行地质预报,并根据预报结果选择合理的预防措施和施工方法.
①地质预报仪器的选择
经过比选,我们选用地TSP203PLUS系统进行超前地质预报,该仪器具有轻便、操作智能化、工作时间短、操作简单、震源用锤击、工作人员少等优点,可由地质工程师掌握操作.
TSP系统是利用地震反射回波原理.地震波在设计的震源点(通常在隧道的左或右边墙,大约24个炮点)用小量炸药激发产生.当地震波遇到岩石波阻抗差异界面(如断层、破碎带和岩性变化等)时,一部分地震信号反射回来,一部分信号透射进入前方介质.反射的地震信号将被高灵敏度的三分量地震传感器接收.采集的数据通过TSPwin软件处理,处理结果可以提供在探测范围内地震反射层的2D或3D空间分布,同时还可以显示与其相对应的岩石力学参数.这样便可了解隧道工作面前方地质体的性质和位置及规模.
②地质预报的内容
对照设计单位提供的地质资料,预报地质条件的变化情况及对施工的影响程度.
可能出现塌方,滑动影响施工时,预报其部位、形式、规模、发展趋势、并提出处理措施.
隧道将要穿过不稳定岩层、较大岩层,需施工部门改变施工方法或做应急措施时的预报.
预报可能出现突然涌水地点、涌水量大小、地下水泥砂含量及对施工的影响.
软岩出现内鼓、片帮掉块地段,预报对施工的影响程度.
岩体突然开裂或原有裂隙突然加宽时,预报其危害程度.
在位移量测中发现围岩变形速率加快时,预报对围岩稳定性的影响程度.
③ 超前地质预报计划
该系统的预报长度可达200m的地质情况,安排本隧道每80m为一测点;现场施工根据实际情况可灵活调整.
4.5.6.9 施工测量及围岩监控量测
(1)施工测量www.tmgc8.com
测量控制是保证隧道正常施工的重要环节,通过地面控制网向洞口投点,引进洞内,洞内布置双导线,以精确控制双导线.
①中线控制测量
施工前,用全站仪复核业主移交的线路控制点,正确无误后进行洞外控制网测量,定出洞口准确位置,进洞后布置双导线,并定期进行复核,有关测量精度要符合铁路测量规程的要求,并经监理工程师审批.
②高程测量
在复核业主提供的高程点后,加密高程点,并引至洞内导线控制点上,对两条导线点传递的高程进行复核,确保无误后方能使用.
③洞内日常施工测量
在施工过程中,中线桩最大间距直线上10m,曲线上5m,中线桩均用坐标法测量,高程的传递必须经过复核无误后方能使用,施工放样、开挖轮廓线、炮眼布置均由专业测量人员进行,并经过复核,签字手续要齐全.
施工中利用激光指向仪进行中线和高程引测,以方便断面测绘及钻眼作业.开挖断面测量利用激光断面投点仪施测.
(2)围岩监控测量
现场监控量测是新奥法施工的三大要素之一,是复合式衬砌设计施工的核心技术.通过施工现场监控量测监视围岩变化掌握支护结构在施工过程中的力学状态和稳定程度,确保施工安全.
为确定二次衬砌和仰拱施做时机,了解和掌握围岩变化规律、评价和修改支护参数及施工方法、为最终稳定时间提供信息依据,并为以后设计、施工积累资料.隧道开挖后,将加强围岩及支护的施工监控量测工作,并贯穿于施工全过程.
① 围岩监控量测流程图
围岩监控量测请见图4.5-21.
图4.5-21 围岩监控量测流程图
②量测内容与方法
量测内容与方法请见表4.5-14.
围岩监控量测内容及方法表 表4.5-14
种类 量测项目 量测距离 布置 次数0-15d 16-30d 30d后40d后
A项量测 洞内外观察 全长 各开挖断面 1次/天 1次/天 1次/周
周边相对位移 10-15m 如图示 1-2次/天 1次/2天 1次/周 2次/月
拱顶下沉 10-50m 1-2次/天 1次/2天 1次/周 2次/月
锚杆抗拔力 随机在一个断面拔3-5根
B项量测 围岩压力量测 典型断面 1次/天 1次/2天 1次/周
锚杆轴力量测 1次/天 1次/2天 1次/周 1次/月
围岩内部相对位移量测 1-2次/天 1次/2天 1次/2周 1次/月
进出口浅埋地段、洞外地表下沉观测 开挖断面距量测断面前后<2B 1次/天
开挖断面距量测断面前后<5B 1次/2天
开挖断面距量测断面前后>5B 1次/周B为隧道开挖宽度
③围岩量测与监控
监控量测准则:在施工过程中,通过监控量测,以位移数据作为信息化管理目标,是新奥法的基本要素.鉴于地质条件、洞室埋深、施工方法和支护手段各异,影响围岩的变位因素很多,目前大多数采用最大允许位移值和位移速度来制定判断标准.最大容许位移速度及处理措施见表4.5-15.
最大容许位移速度及处理措施 表4.5-15
部位
等级 位移速度mm/d 对策及措施
拱顶 边墙
Ⅰ(安全值) 0.2 0.4 按计划正常施工
Ⅱ(警戒值) 0.6 1.2 向主管工程师报告,提请注意,紧跟作业面进行喷锚
Ⅲ(危险值) 1.5 3.0 危险,停止开挖,增设锚杆,架设格栅拱架、钢拱架
最大允许位移值Umax
拱部 Umax = 1.2·(B / f1.5)
侧墙 Umax = 4.5*( H1.5 / f 2 )
式中:B-洞室跨度(m);f-普氏岩石坚固系数,IV类围岩取F=2;
H-自拱脚到底板边墙高度(m).
若B=14.9m ,H=4m,则拱部Umax= 6.3mm,侧墙Umax = 9.0mm
④量测数据的处理和应用
及时对现场量测数据绘制时态曲线(散点图)和空间关系曲线.
当位移-时间曲线趋于平缓时,进行数据处理、回归分析,推算最终位移和掌握位移变化规律.
当位移-时间曲线出现反弯点时,表明围岩和支护已处于不稳定状态,此时增加量测频率、密切监视围岩状态,并加强支护,必要时暂停开挖.
隧道周边任意点的位移值均小于允许相对位移表所列数值,当位移速率无明显下降,而此时实测位移值已接近表列数值,或喷层表面出现明显裂缝时,立即采取补强措施,并调整原支护设计参数或开挖方法.
二次衬砌施做在满足下列要求时进行:
各测试项目的位移速率明显收敛、围岩基本稳定.
已产生的各项位移总的变形量已达到预计总位移量的80%以上.
水平收敛(拱脚附近)速度小于0.2mm/d,拱顶下沉速率小于0.15mm/d.
⑤监控量测管理
成立"隧道现场监控量测小组",受项目总工程师领导,配齐必须的检测仪器、设备、用品,明确工作职责和标准、承担量测任务.
量测组负责测点埋设、日常量测、数据处理和仪器设备的保养维修工作,并及时将量测信息反馈于施工和设计.www.tmgc8.com
现场监控量测按制定的量测工作计划认真组织实施,并与其他环节紧密配合,不断地贯穿于整个施工过程中.
各预埋测点埋设要牢固可靠,易于识别并妥善保护,不能任意撤换和避免损坏.
按现场监控量测计划,在做好现场量测工作的同时,及时分析整理内业资料并分类归档,按规范要求作好量测竣工文件.
4.5.6.10 防排水设施施工
隧道洞门处设计有完善的排水措施,洞顶设排水沟,仰坡坡口外设置截水沟.
本标段隧道二次混凝土衬砌采用防水混凝土,隧道喷射混凝土与模筑混凝土之间拱、墙部位设置复合防水板,板后设置纵环向盲管,环向盲管按5~10m一道设置,并在隧道底部两侧泄水孔处设置贯穿全隧道的ф80纵向盲管,纵环向盲管的水由横向泄水管引入两侧水沟.
(1)防排水施工方案
施工防排水按照"防、截、排、堵相结合,因地制宜综合治理"的原则进行.为增加围岩的稳定性,便于初期支护施工,并为防水层的施工创造条件,使防水层及二衬施工质量得到提高,根据本工程的特点,采取以下措施进行地表水和地下水的防治.
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