猫公坝隧道洞口进洞施工方案右北.docx
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1、猫公坝隧道洞口进洞施工技术方案1 工程概况1.1 猫公坝隧道设计为三车道城市快速路,其中左线出口157m长范围为四车道。隧址位于深圳水库西侧的丘陵地带,穿越猫公坝山岭,植被茂盛,地形起伏较大,属深圳水库一级水源保护区范围。洞口段为V级围岩段,风化厚度大,地形较平缓,多为第四系坡积土及不同程度风化岩,开挖后稳定性较差。1.2 明洞设置范围 进口端:LK3+270285、RK3+270290;出口端:LK3+925940、RK3+932952;计70m。1.3 洞口加强段设置范围 进口端:LK3+285320、RK3+290340;出口端:LK3+890925、RK3+891932;计161m。2
2、 施工方案和施工方法2.1 总体施工方案设置地面排水沟和洞顶截水沟后,先按设计图纸标准放坡拉槽开挖明洞及洞口边仰坡并紧跟防护,然后施作套拱和管棚,在管棚的掩护下在设计暗洞位置进洞,暗洞开挖采用双侧壁导坑法,在暗洞掘进1520m后再施工明洞。2.2 洞口工程施工2.2.1 洞口开挖1) 洞口开挖土石方全部外运作为弃方。2) 施工工序:测量放样现场清理开挖取土装运弃土。均采用机械化进行施工。3) 开挖前先测量放样,作好洞顶的截水沟,以防雨水汇入开挖的路堑内,造成浸泡。然后自上而下进行分层开挖,开挖时对边坡及碎落台予留1020cm,用人工进行刷坡施工,以保证边坡坡比的准确,坡面的平顺一致。石方开挖爆
3、破施工采用小型毫秒微差松动爆破,以减小质点振速,保证边坡开挖安全,边坡开挖布眼要增布预裂孔,以保证边坡坡面整齐、平顺,路面顶面以上50cm要预留保护,采用密集小型排炮施工,炮眼超深1015cm,装药时在底部装入1015cm的柔性缓冲垫层,爆破后及时用挖掘机挖装,自卸汽车运输,推土机清理现场,辅以人工配合用爆破中的细粒石子对坑凹部分进行找平填实,并按设计要求作出路堑横坡。4) 开挖完成后,应进行测量放样并按设计坡度进行边坡的修整。边坡整修须人工施工,边坡修整后,应及早按设计要求进行铺草皮或砌护坡、挡墙工作。2.2.2 洞口边仰坡防护洞口边仰坡防护采取锚杆、挂网、喷砼及挂网喷播植草的方式。2.2.
4、2.1 砂浆锚杆(22)搭设钻孔台架按布设的孔位钻孔。钻孔完成后,利用高压风清孔,将孔内的岩粉冲洗干净,再插入锚杆。锚杆的位置和角度根据围岩状况进行适当调整,以便达到最佳的锚固效果。锚杆注浆应注意:1) 检查注浆泵及其零件是否齐备和正常,有关泵的操作程序应遵守泵操作手册。2) 检查水泥和砂的粒径、比例等是否符合规定,通常用筛子控制它们的粒径,推荐砂的粒径为1.0mm,水泥与砂的比例为1:0.75至1:1。3) 用水或风检查锚孔是否畅通,孔口返水或风即可。4) 调节水流量计使砂浆水灰比至设计值为止,并记下流量计刻度,从泵出口出来的砂浆,必须要均匀,不能有断续不均现象。5) 迅速将锚杆和注浆管及泵
5、用接头快速连接好。6) 开动注浆泵注浆,整个过程应连续灌注,不停顿,必须一次完成,观察到浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值,即可停泵。若注浆过程中,出现堵管现象,应及时清理锚杆、注浆软管及泵,此时若泵的压力表显示有压,应反转电机12秒卸压,方可卸下各接头,电机反转时间必须短暂。7) 当完成一根锚杆的注浆后,应迅速卸下注浆软管与锚杆的接头,清洗并安装另一根锚杆,然后注浆;若停泵时间较长,在对下根锚杆注浆前应放掉前段不均匀的灰浆,以免堵孔(注意:整个注浆过程中,操作人员应密切配合,动作迅速)。8) 注浆过程中,应及时清洗接头,保证注浆过程的连续性。9) 完成整个注浆后,应及时清洗及保养泵。2.
6、2.2.2 钢筋网防护按设计尺寸、规格制作6.5钢筋网片,安装时网片与锚杆点焊连结。铺设前先初喷岩面,钢筋网随受喷面铺设,钢筋网的喷射混凝土保护层厚度不小于2cm。喷射时,为确保网片与岩壁面喷射密实,喷头要稍微倾斜2.2.2.3 喷射混凝土防护在喷射混凝土前,清除工作面松动石块、岩粉及灰尘,检查开挖断面,湿润岩面。按湿喷混凝土工艺施工,施工机械采用国内TK-961型湿喷机进行喷射。混凝土料在拌和站拌制,采用汽车运输至工作面。2.2.2.4 截水沟、洞口排水沟截水沟设置在边仰坡开挖线5m以外,采用人工开挖,堆土靠近线路一侧,夯打密实。要求沟槽沟底平顺、顺应山势,与山下排水系统顺接。洞口排水沟按设
7、计位置设置,人工挖槽。经验槽后,即浆砌片石沟体。砂浆用砂浆机拌合,砂浆按配合比计量下料,人工挑抬上山,在砌筑现场铺铁皮垫料,使用时再次翻拌砂浆几次。2.2.2.5 挂网喷播植草坡面成形后,应及早安排植草防护。首先施工固定锚杆,然后将纤维植生带固定在岩面上,再将网固定在锚杆上,最后喷两层喷植混合料。喷播植草拟雇请专业绿化队伍施工,施工后有专人每天几次洒水,保持潮湿状态。2.3 套拱和管棚2.3.1 洞口边仰坡开挖到位后,首先进行预埋导向钢管部分套拱施工,套拱模筑砼采用钢拱架环形支撑体系,铺设木模板做内外模,汽车泵送商品砼,人工振捣浇筑;而后进行钻孔、顶管、安装钢筋笼和注浆作业,管棚完工后再进行墙
8、部套拱的施工。2.3.2 套拱1) 拱部开挖、支护:严格按设计尺寸、边仰坡坡度进行开挖。开挖断面如下图示:中央预留核心土作为套拱、管棚施工作业平台,同时可作为成洞掌子面临时稳定体。然后两侧拉槽,拉槽深度到规定标高。采用人工配合机械进行开挖,严格控制底部标高,预留30cm人工开挖,严禁超挖回填。达到设计标高后,触探法检测地基承载力,要求达到550Kpa的设计要求,如果达不到设计承载力要求,则申请变更采取加固地基措施。在开挖过程中必须由上至下据围岩稳定情况、开挖高度、作业平台分部对边、仰坡进行锚杆、挂网、喷砼支护。锚杆间距1.2m,呈梅花形布置,喷砼厚度10cm。2) 型钢钢架:套拱内设四榀型钢钢
9、架,钢架严格按设计图尺寸加工试拼,用L=2.5m的砂浆锚杆固定拱架,安装就位后进行尺寸、垂直度检查,合格后方可进行每榀间联接钢筋焊接,同时预留与后期进洞施工支护钢架的联接钢筋。预留套管(127钢管)预埋件严格按设计图(如下图示)预埋施作,与钢架焊接稳定牢固,严格控制套管方向及仰角。3) 拱架模板:制作同套拱弧度的4榀I20b型钢拱架作为环形支撑体系,环向铺设木板作底模(内模)。竖向在支撑钢拱架上焊接22钢筋穿透模板仓用于固定顶模(外模)。安装时拱架脚用方木(1515cm)或木板(5 cm)调平。内、外模板采用木模板,板宽10cm,厚度为3cm,拱架内外侧支撑采用钢管及方木加固。完毕后对其尺寸、
10、标高进行检查。如下图示: 4) 砼施工:套拱砼采用商品砼,砼必须严格按配合比进行配料,坍落度符合规范要求,泵送入仓,两侧水平、对称、分层(0.20.3m)浇注,人工振捣密实,外模随着砼浇筑高度升高逐层铺筑固定,砼施工完毕后用麻袋覆盖并洒水养生。5) 在管棚注浆施工完毕35天达到一定强度后方可进行墙部开挖、支护,为了增加开挖时套拱拱部砼的稳定,开挖采用单侧施工,拱顶采用型钢或圆木进行临时支撑,一侧砼浇筑完毕后达到90%以上强度后再施工另一侧,施工工艺和流程与拱部施工相同。施工时墙部型钢必须与拱部型钢钢架预留的螺栓连接牢固,使整榀钢架形成整体,并使用膨胀砼,与先期拱部砼密切凝结,确保套拱的整体稳定
11、性。2.3.3 管棚套拱砼达到初期强度后开始进行管棚施工,管棚设计为三车道51根(四车道73根)1086mm钢管,仰角=2间隔=45cm;管棚长度均为27m,为使接头错开大于1m,钢管节段由4、5、6m三种长度组成,组合形式为4m3+5m3、4m4+6m+5m及5m3+6m2三种。管棚注浆设计为水泥浆液,采用P.0 42.5R普通硅酸盐水泥,水灰比1:0.751:1,注浆初始压力0.51.0MPa,终压1.01.5MPa。管棚施工主要由钻孔、顶管注浆两大工序组成。管棚施工工艺框图如下:注浆效果检查测量放线,定位施作套拱搭设平台、准备钻孔套拱周围边坡喷砼封闭钻 孔掏孔检查是否有坍孔、探头石安装管
12、棚钢管注 浆注浆防护喷砼封闭加工钢管钻机扫孔进入开挖工序补 孔孔口处理 有 无 无 NO 2.3.3.1 钻孔1) 钻孔施工采用套拱预留导向管导引、地质钻机(钻头115mm)钻进的施工工艺。工艺流程为:钻机就位对孔调整仰角钻孔。钻孔施工操作要点为:2) 机械就位固定后,由现场技术员及测量工准确对孔,并按照设计外插角进行调整;钻杆分次接杆。3) 钻机开孔时钻速宜低,钻深20厘米后转入正常钻速;第一节钻杆钻入岩层尾部剩余2030厘米时钻进停止,用两把管钳人工卡紧钻杆(注意不得卡丝扣),钻机低速反转,脱开钻杆,钻机沿导轨退回原位,人工装入第二根钻杆,钻机低速送至第一根钻杆尾部,方向对准后连接成一体。
13、4)钻孔时随着孔深的增长,需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调,尤其推力要严格控制,不能过大;5) 为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性,钻杆联结套应与钻杆同材质,两端加工成内螺扣(钻杆首尾端外螺扣)。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下,上下颤动,导致钻孔不直,钻孔时,应把扶直器套在钻杆上,随钻杆钻进向前平移。6) 换钻杆时,要注意检查钻杆有无损伤,中心吹风孔是否畅通等,不符合要求的应及时更换以确保正常作业;7) 引导孔直径应比棚管外径大,采用127无缝钢管,钻孔孔深要大于管长0.5m以上;钻孔达到要求深度后,按同样方法拆卸钻杆。2.3.3.2 顶管注浆1) 钻孔形成后应立即进行顶
14、管,避免塌孔。顶管是利用钻机的冲击和推力(顶进棚管时钻机不使用回转压力,不产生扭矩)将安有工作管头的棚管沿引导孔顶进,逐段接长棚管,直至孔底。工艺流程为:机械就位(偏离孔位30)钢管上安装顶进联结套顶管棚管管内注浆。2) 管棚采用1086mm无缝钢管制作管件(如下图示),除留在套拱内部分外,余长烧制花眼作为出浆孔,尾部钢管(即第一节钢管)的前端,可做为锥型,方便日后容易轻轻打进入岩土层内固定。头部钢管离管末终端约20cm处,内置半密封金属隔板,避免在灌浆时,浆液从管终端冒出及内压顶出钢管。钢管节长分4、5、6m三种,接长时先将第一节钢管顶入钻好的孔内,再逐根连接,相邻孔管节在连接时采用不同组合
15、方式,以使接头错开。事先加工好各管节接头上的丝扣,便于连接。3) 接长管件应满足管棚受力要求,相邻管的接头应前后错开不少于1m,同截面上的接头数不得大于50%,避免接头在同一截面形成应力集中;4) 顶管作业:先将钢管安放在套管口上,电动钻机要侧对引导孔,低速推进带上管帽的钢管,控制推进压力;5) 接管:当第一根钢管推进孔内,孔外剩余3040厘米时,开动退回钻机扶正器,人工装上第二节钢管,安装顶进管帽,钻机缓慢、低速前进对准管帽顶紧,再以推进压力低速顶进钢管。根据管棚设计长度,按同样方法继续接长、顶进钢管。6) 制作、顶入钢筋笼:以节段长4cm的455mm无缝钢管间隔150cm作为固定环,焊接1
16、6钢筋3根制成钢筋笼(如下图示),长度同管棚。再以顶管的方法顶钢筋笼入管棚管。7) 管棚管注浆:设计为了加强管棚的刚度和强度,要求进行注浆,即按设计将管棚钢管全部打好后,用风吹净或用水冲净钢管内残碴,然后进行注浆,注浆由两侧底部对称向拱部合拢,严禁单侧注浆施工完毕后再施工另一侧。注浆前,先将钢管口外径与孔口周边的缝隙用水泥砂浆密封,注意预留止浆筏孔和出气孔,注浆时,使钢管与孔壁的环形空隙内的空气容易从通气孔排出。注浆采用高压注浆机注浆,浆液配置为水泥浆液,其水灰比控制在1:0.751:1。初压力为0.51.0 MPa,终压力为1.01.5 MPa,具体由试验确定具体数值,往管口注浆直至浆液由通
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