分離式隧道施工方案

本施工標(biāo)段共有2座分離式隧道，分別是大沙灣隧道(左線左K101+047～K102+051,全長(zhǎng)1004m;右線K101+070～K102+058,全長(zhǎng)988m)、岙里山隧道(左線K113+160～K114+560,全長(zhǎng)1400m;右線K113+130～K114+560,全長(zhǎng)1430m)。除大沙灣隧道穿越兩條在隧道設(shè)計(jì)標(biāo)高之下，對(duì)隧道基本無(wú)不良影(1)施工組織安排針對(duì)全線分離式隧道，共安排6個(gè)施工作業(yè)隊(duì)，每個(gè)作業(yè)隊(duì)施工置一個(gè)拱架(格柵拱架)加工棚，生活、辦公區(qū)在洞口統(tǒng)一設(shè)置。大(2)施工技術(shù)方案1)隧道開挖方案圍巖級(jí)別緊急停車帶車行橫通道人行橫通道Ⅲ級(jí)IV級(jí)臺(tái)階法拱部留核心土環(huán)類別Ⅲ級(jí)圍巖IV級(jí)圍巖正洞2)隧道支護(hù)方案超前支護(hù)方案根據(jù)圍巖地質(zhì)情況在淺理或洞口段，以及斷層破碎帶，主要采用超前錨桿、超前小導(dǎo)管、超前大管棚進(jìn)行超前支初期支護(hù)方案采用濕噴技術(shù)噴射混凝土，進(jìn)行早強(qiáng)高強(qiáng)噴混凝土支鋼架采用型鋼鋼架、格柵鋼架，掛鋼筋網(wǎng)片3)隧道出渣方案4)隧道防排水施工方案防排水方案防排水方案挖線以外不小于5m設(shè)置洞頂截水溝，將洞口地表水排2、防水層采用1.2mm厚EVA防水板外加400g/m2無(wú)紡?fù)凉げ?，隧道拱墻二次襯砌背后環(huán)向每隔10m設(shè)置φ50透水盲管，墻角處縱向設(shè)①100HDPE排水管，并每隔25m設(shè)置橫向?qū)軐⒁r砌背后積水引至底板兩側(cè)的排水溝內(nèi)。所有隧道排水及底板水均排至隧道洞外地表。方案順坡施工時(shí)在隧道兩側(cè)開挖排水溝，排至洞外污水凈化池。反坡施工，采用在洞內(nèi)布置泵站，水泵接力抽水，將水排至洞外污水凈化襯砌背后設(shè)置排水盲溝。洞門頂部設(shè)截水天溝，洞門外設(shè)置一道橫向截水盲溝。5)隧道襯砌施工方案邊墻及拱部深埋段根據(jù)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)，確定二次襯砌的施作時(shí)間；或構(gòu)造引起明顯偏壓及地質(zhì)條件差的地段二襯適度緊跟；洞身采用液壓仰拱及填充貫徹仰拱先行的原則，采用移動(dòng)式仰拱棧橋進(jìn)行施工，確保施工質(zhì)量。人工配合機(jī)械清底，混凝土全幅澆筑。仰拱填充必須在仰拱完成后再次施作。隧道基底承載力不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，按設(shè)計(jì)規(guī)6)隧道機(jī)械化配套、輔助方案分類主要設(shè)備配套方案主作業(yè)線超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)TSP203、TRT6000三維成像地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探水、超前水平地質(zhì)鉆機(jī)、地質(zhì)調(diào)查法組成超前鉆爆作業(yè)線鑿巖臺(tái)車、自制鉆爆臺(tái)架、風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)組成鉆孔、裝藥、起爆作業(yè)線出碴作業(yè)線裝載機(jī)、挖掘機(jī)及大型自卸車組成無(wú)軌運(yùn)輸出碴線預(yù)支護(hù)、初期支護(hù)作業(yè)線配套注漿泵組成大管棚、錨桿、小導(dǎo)管施工作業(yè)線；運(yùn)輸車、二次襯砌作業(yè)生輔助作業(yè)線高壓供水城鎮(zhèn)管網(wǎng)供水及打井取水組成供水作業(yè)線高壓供風(fēng)電動(dòng)壓風(fēng)機(jī)組成高壓風(fēng)作業(yè)線供電變壓器、發(fā)電機(jī)、高壓電纜組成供電作業(yè)線入式通風(fēng)(結(jié)合混合式)7)信息化管理方案(1)洞門和洞口施工1)洞口邊仰坡及防護(hù)①永久防護(hù)：進(jìn)(出)口永久護(hù)坡采用三維網(wǎng)植草，永久護(hù)坡同2)洞門施工隧道項(xiàng)且進(jìn)口洞門出口樁洞門型大沙灣隧左線端墻削竹式右線端墻削竹式岙里山隧左線削竹削竹式右線削竹削竹式(2)一般地段洞身開挖、支護(hù)1)洞身開挖施工左右導(dǎo)洞錯(cuò)開距離不小于15m。采用微震光面爆破，輔以人工風(fēng)鎬，小導(dǎo)管預(yù)注漿或超前自進(jìn)式錨桿預(yù)支護(hù)。開挖循環(huán)進(jìn)尺控制在1m。雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工方案示意圖(立面)V級(jí)圍巖特殊地帶施工工序圖I～左(右)側(cè)壁導(dǎo)坑開挖。Ⅱ~側(cè)墻及側(cè)壁導(dǎo)坑支護(hù)施做。Ⅲ~主洞拱部預(yù)留核心土開挖。IV～拱部初期支護(hù)施做(鋼拱架與側(cè)墻鋼拱架連接)。該工法適用于V級(jí)圍巖一般段，施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)拱部留核心環(huán)形開挖法方案示意圖(立面)Ⅱ~拱部初期支護(hù)施做。Ⅲ~上半斷面核心土開挖。Ⅱ~上半斷面初期支護(hù)施做。Ⅲ~下半斷面開挖。Ⅱ~初期支護(hù)施做。Ⅲ~防排水層、二次襯砌施做。2)洞身支護(hù)施工超前大管棚適用于隧道進(jìn)口段V級(jí)圍巖段，頂118°范圍，環(huán)向間距40cm。管棚采用外徑φ108mm,壁厚6墻內(nèi)以1～3°外插角打入圍巖，灌注水泥在鉆孔的過(guò)程中測(cè)量鋼管傾斜度，發(fā)現(xiàn)有可能超過(guò)限制誤差時(shí)及時(shí)進(jìn)行糾正，施工流程見圖。管棚加工詳圖管棚布置示意圖管棚施工工藝流程圖大管棚施工方法如下：a施作套拱待洞口邊仰披開挖，支護(hù)到明洞初砌外輪廓線時(shí)，預(yù)留核心土，開挖兩側(cè)套拱位置的土體，開挖至邊墻底高度以后，漿砌套拱基礎(chǔ)，施做完后在明暗洞交界處架立3榀I20a號(hào)工字鋼套拱，間距50cm,每榀用φ22鋼筋拉緊，套拱在明洞外廓線以外，緊貼掌子面施作。在鋼支撐上以設(shè)計(jì)大管棚間距安裝φ127mm,長(zhǎng)2m的孔口導(dǎo)向鋼管，孔口管用φ16鋼筋固定在鋼架外側(cè)，套管外插角為3°。用水泥紙或套拱模板，完后澆注1m*2m厚的C30砼包裹鋼支撐和導(dǎo)向管。套拱b搭設(shè)鉆孔平臺(tái)架、安裝鉆機(jī)到設(shè)計(jì)注漿量或注漿壓力時(shí)，穩(wěn)定15分鐘后停止注漿。超前小導(dǎo)管采用φ42mm熱軋無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)度5m,外徑42mm,壁厚4mm,環(huán)向間距400mm,外插角10°,縱向間距結(jié)合相應(yīng)的鋼注漿時(shí)在孔口處設(shè)置漿塞，采用水泥漿，水灰比為1:1,注漿壓力0.5～1.0MPa。注漿時(shí)先注無(wú)水孔，從拱頂向下注，如超前錨桿采用φ22砂漿錨桿，長(zhǎng)度4.5m,環(huán)向間距40cm,外插角15°,縱向間距結(jié)合相應(yīng)的鋼架間距來(lái)確定，其相鄰兩環(huán)的搭接長(zhǎng)采用φ25先錨后灌注式注漿錨桿，長(zhǎng)度4m(V級(jí)圍巖間距縱*橫=75*100cm);長(zhǎng)3.5m(IV級(jí)圍巖，間距縱*橫=100*100cm,鉆孔到注漿塞上注漿。注漿開始或中途停止超過(guò)30min時(shí)，應(yīng)用水潤(rùn)滑注漿罐及其管路。注漿孔口的壓力不得大于1MPa。錨桿的插入長(zhǎng)度不小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的95%,錨桿安裝后，不得隨意敲擊。所有錨桿均應(yīng)設(shè)150mm×150mm×6mm的鋼墊板，墊板應(yīng)緊貼鋼筋網(wǎng)采用定型網(wǎng)片，網(wǎng)片尺寸為φ6@150*150mm,V級(jí)圍巖安與被支護(hù)巖面間隙約3cm。后應(yīng)放在水泥地面上試拼，周邊拼裝允許誤差為±3cm,平面翹曲應(yīng)小于2cm。焊接不得有假焊，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。經(jīng)被噴射混凝土覆蓋，保護(hù)層厚度不得小于40mm。形狀鋪設(shè)，與受噴面間隙一般不得大于3cm,與錨桿或其他固定裝置好速凝劑的摻入量，一般不大于水泥用量的5%。噴咀與巖面的距離為1.5～2.0m,噴射方向盡量與受噴面垂直，拱部盡可能以徑直方向20min。噴射作業(yè)應(yīng)分段分片進(jìn)行，分段長(zhǎng)度不宜大于6m。按照從下向上施噴，呈現(xiàn)“S”形運(yùn)動(dòng)；噴前先找平受噴面的凹處，再將噴頭(3)不良地質(zhì)地段及特殊地段開挖、支護(hù)斷隧址區(qū)及兩側(cè)100m范圍內(nèi)共分布二條斷層，分別編號(hào)為F1、F3。F1位于隧道右線K101+040～101+140西側(cè)，距離約20～40m,該斷層表現(xiàn)為溝谷，斷裂破碎帶影響寬度約10m,延伸長(zhǎng)度大于100m,K101+600段，北東～南西走向，傾向東南，傾角約50°,物探測(cè)試成果推測(cè)斷裂破碎帶影響寬度約15～20m,與隧道相交約28°;斷裂斷裂F1與線位幾乎平行，相距約20～40m,且傾向近西向，對(duì)隧道斷層附近見波速異常帶，風(fēng)險(xiǎn)性較大，寬度為40m。該斷層將造成洞可能產(chǎn)生涌水現(xiàn)象。施工采取以下4種應(yīng)對(duì)措施：b幻對(duì)于已探明的含水體(段),若水量較大、水壓較高，可采用全斷面(帷幕)注漿方式對(duì)掌子面前方軟弱圍巖進(jìn)行加固和對(duì)隱伏型含水體(段),經(jīng)評(píng)估后可考慮采用局部鉆孔泄水的疏排、降壓方c承壓性富水地段施工時(shí)，不管是超前鉆孔還是方問題。針對(duì)該種情況，本次施工中考慮了以下3種應(yīng)對(duì)措施：在施工中，監(jiān)控量測(cè)資料顯示某段隧道開挖(4)隧道結(jié)構(gòu)防排水施工1)施工防排水系統(tǒng)2)結(jié)構(gòu)防排水施工凝土襯砌前，先做好各種防排水設(shè)施的布置滲等級(jí)和泵送混凝土的和易性(即塌落度及其損失)要求的條件下，⑤在變形縫部位的模筑混凝土迎水面設(shè)置外貼止水帶，利用外貼⑥隧道拱墻二次襯砌背后環(huán)向設(shè)φ50透水100HDPE排水管，并每隔25m設(shè)置橫向?qū)軐⒁r砌背后積水引至3)防水層施工防水板施工工藝流程圖②防水層的鋪設(shè)隧道防水卷材施作前，進(jìn)行隧道斷面超欠挖測(cè)量，拱部不允許出現(xiàn)欠挖。防水卷材鋪設(shè)之前要對(duì)噴混凝土基層的不平整、尖銳物體進(jìn)氣密性檢查，充氣壓力至0.15Mpa并保持恒壓時(shí)間不少于2分鐘，焊縫強(qiáng)度不小于母材強(qiáng)度的70%。力壓入空氣，保持壓力穩(wěn)定15min,壓力降低10%以下為合格。插入4)施工縫、變形縫處理縱向施工縫設(shè)置一道背貼式塑料止水帶(300*4mm)、一道帶注漿管的遇水膨脹止水條(30*14mm),詳見圖。在變形縫部位的模筑混凝土迎水面設(shè)置背貼式塑料止水帶，利用背貼式止水帶表面突起的齒條與模筑防水混凝土之間的密實(shí)咬合進(jìn)行密封止水，在變形縫部位設(shè)置中埋式橡膠止水帶外加2cm厚松木板，用鋼筋卡固定，詳見下圖。變形縫施工構(gòu)造圖5)排水管施工隧道拱墻二次襯砌背后沿縱向每隔10m或每個(gè)施工縫附近環(huán)向設(shè)置①50HDPE單壁打孔波紋管，富水區(qū)段或拱部局部滲水較大形成徑流區(qū)段加密至1～3m一道。墻角處縱向設(shè)φ100HDPE排水管，環(huán)有出水點(diǎn)的地方。沿線用PE板窄條(8×20cm)和水泥鋼釘將環(huán)向盲管采用φ100HDPE排水管(上半斷面打孔),土工布加EVA防水板6)注漿防水(4)隧道襯砌施工1)仰拱及填充施工條條4A4泵泵臺(tái)車長(zhǎng)度9～10m,擋頭模板采用自制鋼模和木模。岙里山隧道透，且不得有鋼筋燒傷及裂縫等現(xiàn)象，焊接序標(biāo)準(zhǔn)1焊接接頭的抗拉及冷變抽樣試驗(yàn)合格2接頭偏心(兩根鋼筋軸線在接頭處的≤0.1d且不大于34外觀無(wú)裂口、過(guò)火、開花等現(xiàn)象良好5鋼筋在焊接機(jī)夾口無(wú)燒傷良好鋼筋冷拉調(diào)直：冷拉伸長(zhǎng)率應(yīng)控制在如下范2%,φ8≤3%,鋼筋拉伸調(diào)直后不得有死彎。在拉伸過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)對(duì)鋼筋下料長(zhǎng)度誤差為±15mm,帶彎鉤及彎折鋼筋下料長(zhǎng)度誤差為±1d(d為鋼筋直徑)。0標(biāo)準(zhǔn)1鋼筋標(biāo)準(zhǔn)彎鉤外形與樣板偏差2鋼筋標(biāo)準(zhǔn)彎鉤端頭順直段長(zhǎng)度3箍筋、蹬筋內(nèi)皮距離尺寸誤差十2mm4外形復(fù)雜的鋼筋與大樣尺寸誤差十4mm5成形后鋼筋不在同一平面偏差圓鋼筋≤8mm6成形后鋼筋外觀無(wú)銹坑、裂紋等良好④洞身二次襯砌3)襯砌背后回填注漿(5)附屬施工1)人行橫洞、車行橫洞的施工2)隧道內(nèi)路基路面施工3)其他附屬工程施工(6)隧道通風(fēng)、照明、管線路布置、供水供電1)通風(fēng)方案序號(hào)部位設(shè)備型號(hào)數(shù)量備注1大沙灣隧道左線進(jìn)口SDDY~Ⅱ1臺(tái)2大沙灣隧道右線進(jìn)口SDDY~Ⅱ1臺(tái)5岙里山隧道左線進(jìn)口SDDY~Ⅱ1臺(tái)6岙里山隧道右線進(jìn)口1臺(tái)7岙里山隧道左線出口SDDY~Ⅱ1臺(tái)8岙里山隧道右線出口SDDY~Ⅱ1臺(tái)a風(fēng)機(jī)布置在進(jìn)洞口外側(cè)，距洞口距離不大于10m。b通風(fēng)管的送風(fēng)口距開挖面不宜大于50m。2)供風(fēng)系統(tǒng)方案射機(jī)2臺(tái)，風(fēng)鎬2臺(tái)。每個(gè)隧道隊(duì)伍各配備5臺(tái)24m3/min電動(dòng)空壓機(jī)(4臺(tái)常用，1臺(tái)備用)。共需配置7臺(tái)電動(dòng)空壓機(jī)，可滿足施工要得小于0.6Mpa,通過(guò)膠皮管輸送至風(fēng)動(dòng)機(jī)具的工作風(fēng)壓不小于0.5主管內(nèi)徑選用150mm鋼管，分支選用內(nèi)徑125mm鋼管，按最大風(fēng)管最大長(zhǎng)度為950m,可保證鋼管末端風(fēng)壓不小于0.6Mpa,滿足施膠皮管，最大長(zhǎng)度為25m,壓力損失0.06MPa。主管道每隔500m在低洼處設(shè)油水分離器。為保證工程順利開展，隧道口每個(gè)洞口各配備5臺(tái)24m3/min電動(dòng)空壓機(jī)(1臺(tái)備用)。3)供電方案大沙灣隧道在隧道進(jìn)口左右線處各設(shè)置1臺(tái)630KVA變壓器；岙里山隧道在隧道進(jìn)出口各配置2臺(tái)800KVA變壓器；分部域內(nèi)不大于36V,成洞和施分部以外地段可用220V,動(dòng)力設(shè)備采用3相時(shí)為380V。c電壓波動(dòng)范圍，高壓為額定值的±5%,低壓為額定值±10%。e為保證隧道的正常通風(fēng)及照明，進(jìn)口口左右線端各備用1臺(tái)300KW發(fā)電機(jī)，在停電15分鐘內(nèi)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)供隧道內(nèi)通風(fēng)、監(jiān)測(cè)總配電箱原理圖日光燈間距20m。4)供水方案水管主管管徑按常規(guī)選用100mm。隧道進(jìn)口洞口上方20m設(shè)置高位水池蓄水，容量200m3,并在隧道進(jìn)(8)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)1)概述能涌水段落，采用TSP203地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、地質(zhì)雷達(dá)、HPHW～305(9)隧道監(jiān)控量測(cè)1)監(jiān)控量測(cè)的目的的施工程序。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)獲得圍巖動(dòng)態(tài)的信息(數(shù)據(jù)),為修正和2)監(jiān)控量測(cè)的流程3)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目與方法采用隧道周邊位移計(jì)量測(cè)，開挖后按圖安設(shè)收斂桿件(收斂樁)其它量測(cè)項(xiàng)目包括：錨桿軸力、圍巖內(nèi)位移(洞內(nèi)設(shè)點(diǎn))、鋼支5)監(jiān)控量測(cè)管理周邊位移、拱頂下沉量測(cè)測(cè)點(diǎn)布置圖周邊位移、拱頂下沉量測(cè)測(cè)點(diǎn)布置圖量測(cè)時(shí)間間隔1～15天16天～1月1月～3月3月以后每次爆破后,Ⅲ級(jí)圍頂下沉量測(cè)測(cè)點(diǎn)布置圖1~2次/1次/2天2次/月級(jí)圍巖開挖面距量測(cè)斷面>5B時(shí)，1次周組測(cè)點(diǎn)1次/2天2次/月1次/2天2次月測(cè)點(diǎn)1次/2天2次/月?隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目及監(jiān)控量測(cè)方法項(xiàng)目名稱方法及工具布置量測(cè)間隔時(shí)間1～15天16天~個(gè)月月3個(gè)月以后必測(cè)項(xiàng)目地質(zhì)及支護(hù)狀態(tài)觀察產(chǎn)狀及支護(hù)裂縫觀察或開挖后及初期支護(hù)后進(jìn)行每次爆破后進(jìn)行水平凈每蘭一個(gè)斷~2次/1～2次/拱頂下每權(quán)一個(gè)斷1～2次/1～2次/1～2次/仰拱隆起水準(zhǔn)尺每104一個(gè)斷面，每斷~2次/天1～2次/天1～2次/周次/月錨桿轱力各類電測(cè)錨捍錨桿測(cè)力每3側(cè)一個(gè)斷面，每斷2次/天1次/夭1～2次/周次/月地表下尻尺1～2次/八1～2次/2天1～2次/周次/月爆破震動(dòng)選測(cè)項(xiàng)圍巖內(nèi)內(nèi)力洞內(nèi)鉆孔中安設(shè)單占或每300一個(gè)~2次/天固次/日~2次/天周次/月次/月位移u～時(shí)間t的關(guān)系曲線圖反常曲線由淺變深，與工作面的夾角0(θ=60°~80°)則由小變大，為保據(jù)爆破部位不同進(jìn)行調(diào)整，取L=1.5～2.0m,本項(xiàng)目分離隧道