隧道施工那些事儿有的没的都在这
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随着工程技术的进步,国内桥隧工程建设的步伐越来越快,但与此同时因工程事故带来的伤亡也越来越多。所以小编总结了一篇有关隧道施工的“
说起隧道,我们不免想起来世界最长的双洞单向公路隧道:秦岭终南山公路隧道.它北起西安市长安区青岔,南至商洛市所辖的柞水县营盘镇,全长18.02公里,设计时速80公里,人们驱车15分钟便可穿越秦岭这一中国南北分界线。这个“世界之最”是完全由中国人自主设计施工的,而且在设计上也体现了人性化的理念.
“据新华社西安9月5日电正在建设的西安至安康高速公路秦岭终南山特长隧道内3日晚发生事故,隧道内壁顶部某设施掉落,在附近作业的4名工人被砸伤,其中3人不治身亡。”
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。
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。
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。
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。
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。
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,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,眼采用集中装药。
爆络采用微差、非电毫秒起爆。非电毫秒插入药卷,反向装入眼孔内。导爆管引线连接采用“一把抓”型式。
锚杆一般采用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。
小导管一般采用钢管制成,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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
隧道测量工作实行分级管理,成立由专职测量工程师为组长的精测组和施工测量组,分别负责各自职权内的工作。严格遵守铁路工程测量规范的规定,保证施测精度。本标段的施工测量等级和精度标准按规定要求执行。
开工前,首先对设计单位交付的地面控制桩进行复测、交接;相邻标段间联测;隧道进出口进行联测,并布设导线控制网,对隧道中线和标高进行控制。
隧道洞外控制测量:隧道洞外控制测量采用全站仪测量。施测时加强与线路的联系协调,确保贯通测量无误。
项目经理部精测组负责隧道的控制测量、分阶段性控测和复核检查工作,负责复核和指导隧道施工队施工测量组完成施工测量任务,并负责向施工测量组现场交点、交桩、交测量资料和成果。负责控制护桩的测量,保护好工程范围内全部三角网点、水准网点和控制点。
工程施工中,按设计图纸进行中线、高程测量,确保中线、水平准确无误。工程完工后,及时与全段线路进行贯通测量,搭接闭合,并向监理工程师提交测量资料。测量原始记录、资料、计算、图表做到真实完整,并由专人妥善保管。
认真贯彻执行测量复核制度,外业测量资料必须经过第二人复核,内业测量成果必须二人独立计算,相互核对无误才能交付使用,未经第二人计算复核并确认无误的资料严禁使用。
现场监控量测是新奥法复合衬砌设计、施工的核心技术之一。在施工中制定详细的监控量测计划,设专职量测组,负责日常的测点埋设、监控量测、数据处理分析和仪器保养等工作,确保量测数据的可靠,为施工和设计提供准确的依据,确保施工的安全、质量和投资。
c.1观察内容:隧道开挖后,开挖面及附近周边的自稳性,地质及岩质情况,校核围岩分类,并绘出地质素描图,初期支护(锚杆、喷射砼、钢支撑)结构状况有无破坏。
c.2开挖工作面的观察,在每次爆破后都要进行,特别是软弱围岩条件下,开挖后立即进行地质调查,若遇特殊不稳定情况时,派专人进行不间断观察。观察后做好记录,并整理保存。
净空变化量测和拱顶下沉量测原则上在同一断面上进行。量测断面的间距与隧道长度、围岩条件、开挖方法等多种因素有关。
量测要点:把净空变位仪的短杆固定在施测的两测点的岩体内;根据围岩条件确定量测间距;量测精度:在变化量比较小的情况下,一般为0.1mm,在变化量比较大的情况下为1mm。
拱顶下沉量测测点,一般布置在拱中和两侧拱腰,每断面布置三点,当受通风管或障碍时,可适当移动位置。
隧道钢拱架的应力~应变量测,采用能受支撑屈服强度的应力盒,放在钢拱架支撑的底板下面。在有挤压力或膨胀力的地层内,使用仰拱横撑时,应力盒就放在特制的拱架上面。
量测衬砌混凝土中的应力,在量测断面上布置几对应力盒(一个径向,一个切向),然后将量测管路集中读数。
h.量测频率主要根据位移速率和测点距开挖面距离而定,一般按下表选定,即原件埋设初期测试频率要每天1~3次,随着围岩渐趋稳定,量测次数可以减少,当出现不稳定征兆。