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公路隧道施工方法

来源:管理员        时间:2016-10-31

1、洞口段及洞门施工

1.1洞口边仰坡
    首先完成山顶截水沟等防护排水系统,然后根据施工图纸进行边仰坡开挖,开挖以机械开挖为主,困难时辅以小型松动爆破。坡面边开挖边施做锚喷挂网支护,开挖至设计标高时,要及时完成所有坡面防护工作。
1.2明洞施工
明洞开挖应与仰坡开挖同步进行。明洞衬砌采用钢模台车作内模,脚手架固定钢模板作外模,混凝土输送泵泵送砼。当拱圈混凝土达到设计强度的70%以上后,拆除内外支模。拱圈背部用砂浆找平,按要求施作甲种防水层,敷设多点复合EVA防水板并应粘贴紧密,相互错缝搭接良好,搭接长度不少于100mm,并向隧道内拱背延伸不少于500mm,伸入甲种防水层20cm,再涂抹水泥砂浆层。
    明洞回填采用两侧对称法,分层夯实,每层厚度不得大于0.3米,回填至拱顶齐平后,再分层满铺填筑至要求高度。拱背回填按设计要求做粘土隔水层,并与边仰坡搭接良好,防止地表水下渗影响回填体的稳定。
1.3洞门施工
    洞门基础开挖采用机械开挖为主,辅以松动爆破,人工配合清底。洞门端墙采用12.5#浆砌片石砌筑,12.5#砂浆勾缝。
2、隧道开挖掘进施工
2。1开挖掘进
本合同段Ⅱ类围岩主要由二云片岩夹石英岩,节理裂隙发育,属软质岩石;Ⅲ类围岩地质为二云片岩和千枚岩互层,节理裂隙发育-不发育,围岩稳定性较差;Ⅳ、Ⅴ类围岩由弱-微风化片岩夹石英岩构成,稳定性较好。Ⅱ类围岩、Ⅲ类围岩浅埋段开挖采用小导管预注浆作超前支护,Ⅲ类围岩深埋段采用Φ25有压注浆锚杆作超前支护,以稳定开挖工作面。
洞身开挖采用上、下导坑开挖。挖一段,锚喷一段,Ⅱ类围岩开挖应严格遵守“短进尺,弱爆破”的原则,开挖进尺控制在0.5~0.8米,并及时施做钢拱架及喷锚支护;Ⅲ类围岩浅埋开挖进尺控制在1.5~2.5米;Ⅳ、Ⅴ类围开挖进尺控制在3.0~5.0米。上、下导坑间距控制在15米左右。洞身开挖要严格控制超欠挖,控制爆破振速以免扰动围岩。
    ①掏槽眼布置
    掏槽眼计划采用单式楔形掏槽(见下图),一边一排斜孔,成对布置。掏槽孔设在下部中间,最大段装药量为6.0kg。
单式楔形掏槽
②炸药及毫秒雷管
炸药选用3#岩石硝铵炸药,当基岩裂隙水较多时选用中等爆速的乳化炸药。
起爆用毫秒雷管非电起爆网络。
③炮孔堵塞
掏槽孔全部堵塞,其余炮孔堵塞长度不小于抵抗线,以有效降低单位耗药量,降低爆破震速。
3、初期支护
Ⅱ类围岩及Ⅲ类围岩浅埋段初期支护采用注浆小导管、20号工型钢拱架和格栅钢架,并喷25号混凝土;Ⅲ类围岩深埋段采用超前锚杆配合格栅钢架并喷25号混凝土作初期支护;Ⅳ、Ⅴ类围岩初期支护采用Φ25有压注浆锚杆,并喷 25号混凝土。除Ⅴ类围岩外,其他类别围岩初期支护设计均有1层Φ8-20×20cm钢筋网。
3。1超前小导管施工方法
 首先沿隧道外轮廓线用凿岩机向外钻孔,倾角10°。然后顶入导管,顶入长度不小于管长的90%,安设止浆塞,用注浆泵压入水泥砂浆,注浆压力不小于2.0MPa,砂浆达到设计强度的70%以后方可开挖预支护下的围岩。超前小导管保持1.0m以上的搭接长度。注浆时以防压裂工作面,需控制注入量,当每根导管的注浆达到规定量时即可停止,当孔口压力达到规定但注入量不足时也应停止,检查注浆情况。拱部开挖时间根据浆液的凝固时间确定。导管尾部与钢拱腹部焊接牢固,使之形成一个整体,以增强共同支护作用。
3。2超前锚杆施工
锚杆钻孔采用风动式凿岩机钻孔,注浆采用水泥砂浆注浆泵,锚杆在洞口外加工制作,施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确,锚杆要除去油污、铁锈和杂质。
3.3钢拱架架设
    钢拱架应按设计位置架设,拱脚必须放在牢固的基础上,与围岩之间的间隙过大时应设楔块,楔块可使用钢板或混凝土块,每侧设置不得少于8点,钢架在初喷3cm 混凝土后架设,且喷射混凝土必须充填密实,架设完毕后再喷混凝土,保护层不得小于2cm。钢拱架应垂直于隧道中线,上下、左右允许偏差±5cm,倾斜度不得大于2°。拱脚标高不足时,应设置钢板进行调整,必要时可用混凝土加固基底。
3.4喷混凝土、锚杆及钢筋网支护
   (1)喷混凝土
    ①Ⅱ类围岩、Ⅲ类围岩浅埋段及Ⅲ类围岩深埋段喷射25#混凝土厚度分别为25cm、20cm、15cm,Ⅳ、Ⅴ类围岩喷12cm、8cm。
    ②喷射混凝土采用干喷法,混合料采用拌合机搅拌均匀,且随拌随用。
    ③喷射混凝土施工时,要密切注意水、风开关的配合使用,严格控制水灰比,使喷层表面平整光滑,无干块或流淌现象。喷混凝土时,要使喷头与受喷面基本垂直,距离保持1米以下,喷射作业应分段、分片由下而上,并呈螺旋状施喷。每次喷射段长度控制在6米以内。每次喷层厚度不大于8厘米,超过时应分层喷射。下次爆破距喷射混凝土作业完成时间间隔不得少于4小时。
   (2)锚杆
    本隧道系统锚杆设计为有压注浆锚杆,Ⅱ类围岩及Ⅲ类围岩浅埋地段锚杆长度分别为3.5m及3.0m,间距0.8×0.8m。Ⅳ、Ⅴ类围岩地段及Ⅲ类围岩深埋段锚杆单根长2.5m及2.0m,间距1.2×1.2m、1.0×1.0m。
    锚杆钻孔采用风动式凿岩机钻孔,注浆采用砂浆注浆泵,锚杆在洞外加工制作,施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确,锚杆要除去油污、铁锈和杂质。
3.5钢筋网
    除Ⅴ类围岩外初期支护设计均有1层Φ8-20×20cm钢筋网。钢筋网的网格间距按设计施工,应随受喷面起伏铺设,钢筋网的混凝土保护层不少于20mm,并与锚杆联结牢固。
4、防排水
4.1施工防排水
    隧道地处严寒地区,为保证隧道不出现冻害,衬砌背后不积水,必须做好隧道防排水,施工前根据工程地质、水文地质资料制定防排水方案。隧道开工前,首先要对洞顶上方及其附近的泉、积水池等水源进行全面检查,采取片石铺砌,水泥砂浆抹面,设置不透水管路沟槽,形成有效畅通的排水系统。
    洞口边仰坡开挖前,必须先完成洞顶截水沟施工,洞内路面要整平,排除积水,施工过程中水应顺畅导入排水沟,以利施工,雨季施工过程中,要注意及时排除可能渗、进入隧道的地表水。
4.2结构防排水
    隧道防水系统由多点EVA复合防水板加弹簧排水管、隧道施工缝、沉降缝中埋设新型专利防水材料HPZ-A橡胶止水带,沉降缝中填塞沥青马蹄脂。隧道排水系统由纵横向排水管、边沟、路面下埋花管盲沟等组成。
   (1)多点复合EVA防水板
    防水层所用的EVA防水板、弹簧排水管均应符合图纸的要求,有足够的强度、耐腐蚀、易焊接的特点。防水层应在初期支护变形基本稳定后,二次衬砌施作前进行。EVA防水板采用无射钉悬托法铺设,防水板连接采用冷粘法。
   (2)洞外拼幅
    将衬砌一个循环(每循环长度12m,并考虑防水板10%-15%余量)所需防水板在洞外平整的混凝土地面上进行粘接拼幅,将防水板搭接宽度(不小于10cm)内擦净晾干,用油漆刷均匀涂胶,用压辊压平压实。
   (3)岩面处理
    将锚杆头或其它尖锐凸出物清除,用砂浆抹平,对漏水采用引排法处理。
   (4)防水板的挂铺
    采用自制台车挂铺防水板。用装载机配合人工将防水板举至铺设台车上,从隧道中线向两边铺设。
   (5)钻孔安装膨胀螺栓并固定铁丝
    膨胀螺栓设在防水板前端,用冲击电锤钻孔,安装螺栓。螺栓伸出岩面约4cm,前一模筑混凝土灌注完后,切断露出的螺栓,接长铁丝,固定于设好的膨胀螺栓上,然后用紧线器把铁丝拉紧,挂起防水板。
   (6)防水板的粘结
    防水板与上一幅已挂于衬砌混凝土部分的防水板在现场粘接,防水板外侧设一道30cm宽的三合板,三合板用射钉钉于岩面上,形成光滑曲面以便于压辊压实。
   (7)架立环向钢筋
    为使防水板尽量与岩面贴紧,沿隧道环向架立Ф22钢筋,间距50cm,钢筋下端锚固于地面上,之后用紧线器把铁丝紧固好。
4.3纵横向排水管的施工
    按图纸设计,计算出纵横向弹簧排水管的长度,采用射钉和φ4mm固定铁丝将排水管固定。
4。4新型专利防水材料HPZ-A橡胶止水带
    橡胶止水带施工时,沿设计衬砌轴线每隔0.5m在挡头板上钻一直径8mm钢筋孔,将自制成型的直径8mm的钢筋卡由待灌混凝土一侧穿入另一侧,内侧钢筋卡紧止水带之半,另一半止水带紧贴在挡头板上,待凝固后拆除挡头板,将止水带靠中心钢筋拉直,然后弯曲直径8mm钢筋套上止水带,进行模筑下一段混凝土的施工。橡胶止水带采用搭接,搭接长度不小于8cm,施工中,应注意混凝土与止水带紧密结合,防止止水带偏移,而且应注意对止水带加以保护,发现刺破、割裂必须及时修补,止水带周围要振捣密实。
5、二次衬砌施工方法
    二次衬砌混凝土采用C30防水混凝土,Fs型混凝土防水剂。混凝土二次衬砌施工时间根据现场监控量测结果确定,Ⅱ类围岩及Ⅲ类围岩浅埋段应尽快施作二次衬砌,且仰拱要先于二次衬砌施工,以保证初期支护安全。Ⅲ类围岩深埋段及Ⅳ、Ⅴ类围岩在初期支护基本稳定,围岩及初期支护变形速率趋于减缓时再进行隧道二次衬砌,并将衬砌工作面与开挖工作面拉开50~70m的距离,以减少两工作间的相互干扰。
二次衬砌施工时,首先要测量定位,通过轨道将台车移至衬砌部位,调好标高,按隧道衬砌内轮廓线尺寸调整好模板支撑杆臂,并将底部基坑内杂物和积水清除干净。
二次衬砌采用液压衬砌台车立模,混凝土在拌合站集中拌合,混凝土输送泵泵送混凝土入仓,插入式和附着式振动棒(器)捣固。二次衬砌每循环灌注12米,要分层连续对称一次灌注至拱顶,每层厚度控制在30厘米左右。拱顶衬砌中预埋一根塑料管,检查混凝土是否回填密实,如果不密实,采用压浆处理。
6、施工通风方法
    头道沟隧道采用压入式通风,在隧道出口配备50kW的大功率风机一台,风管采用Φ100cm柔性软质通风管。通风机安装位置距洞口不小于20米处,主风管距掌子面40米为宜,新三队隧道采用1台37kW的轴流式通风机即可。
7、施工测量控制方法
    开工前,首先复测设计中线,并布设三角控制网联系进出洞口方向,达到设计精度,进出口高程要进行复测闭合,采用统一高程。施工中,在洞内布设导线,建立中线与导线互控网络,经常将洞内点引出洞外与三角网系进行检测复核。
8、不良地质地段的施工方法
    施工中若遇到不良地质地段,则采用超前注浆管棚(或注浆导管)、格栅支撑、锚杆、网喷混凝土等综合支护。总之,严格遵循“管超前、强支护、弱爆破、勤量测、紧衬砌”的原则,稳扎稳打,以顺利通过不良地质地段。
9、隧道内沟槽及路面施工方法
9.1沟槽施工
    本合同段隧道内两侧边沟基础为现浇混凝土,边沟为钢筋混凝土预制管,两侧电缆沟采用现场立模浇筑,混凝土盖板采用预制安装方法进行。
9.2路面施工
   (1)路面混凝土施工
    ①本隧道路面下部设计除Ⅳ、Ⅴ类围岩外均设有C25砼仰拱,C10砼回填,路面由厚度为15cm的二灰碎石基层和24cm的水泥混凝土面层组成。施工时,首先清理地面虚碴,并进行C10砼回填,然后施工二灰碎石基层和水泥混凝土面层。
    ②二灰碎石采用拌合站集中拌合,自卸汽车运输,平地机摊铺,6~18T压路机碾压。混凝土采用拌合站拌合,混凝土运输采用混凝土输送车运输。摊铺采用人工摊铺,摊铺厚度应考虑振捣预留高度,严禁抛掷和耧耙,以防离析。
    ③混凝土路面采用单幅分块办法施工。用于路面混凝土的粗骨料应符合规范要求,质地坚硬,级配良好,最大粒径不超过40mm,配合比要经过试验确定,试配强度比设计强度要提高10~15%,并进行抗折试验。
    ④混凝土采用插入式振捣棒与平板振动器相结合的办法振捣,振捣时应辅以人工找平,严禁用砂浆找平,采用真空吸水,人工抹面拉毛,当混凝土强度达设计强度30%时,用切割机切缝。浇注中断30分钟以上时,应设置横向施工缝,施工缝宜与胀缝或缩缝相吻合。
   (2)养护:混凝土路面应当洒水养护,到设计强度后,才可开放交通。
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