倉園施工情況.doc

倉園隧道穿越泥石流溝施工情況一、工程概括倉園隧道位于甘肅武都漢王鎮(zhèn)，隧道起訖里程為DK378+170-DK378+885，全長715m，其中DK378+170-DK378+178設計為明洞。全線按照單洞雙線設計，隧道最大埋深80m，最小埋深15m。DK378+170-DK378+760斷面加寬值為0，從DK378+760-DK378+885斷面加寬值為10cm。全洞按照級加強設計。 1、工程地質(zhì)特征。隧道通過地層主要為第四系全新統(tǒng)洪積細角礫土、粗圓礫土，第四系上更新統(tǒng)風積黃土、沖積砂質(zhì)黃土、粗圓礫土及下伏的志留系千枚巖，隧道整體圍巖較差。2、地質(zhì)構(gòu)造。隧道區(qū)在大的構(gòu)造單元上處于秦嶺緯向構(gòu)造帶和武都“山”字型構(gòu)造體系的復合部位，構(gòu)造作用主要表現(xiàn)為自中生代晚期開始大面積的緩慢抬升，巖體受到上述構(gòu)造作用及白龍江-武都區(qū)域斷裂帶（F5距隧道1.5km）影響，沿白龍江兩岸巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎。3、水文地質(zhì)特征。隧道范圍內(nèi)甘家溝內(nèi)有少量地表流水，平時流量較少，在雨季有大的洪流。根據(jù)常規(guī)物探分析，甘家溝內(nèi)洪積細角礫土內(nèi)呈富水狀。 預測隧道通過甘家溝泥石流溝最大總涌水量3219m3/d，且受季節(jié)降水的影響，涌水量變化較大。4、不良地質(zhì)。隧道在DK378+380-DK378+643穿越的甘家溝為泥石流沖溝，總長263m。該泥石流溝規(guī)模大，主要地質(zhì)為圓礫土、角礫土和千枚巖，隧道在甘家溝埋深最淺處僅有15m。5、地震烈度。根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001），該區(qū)地震動峰值加速度0.20g（相當于地震基本烈度八度），地震動反應譜特征周期0.45s。 二、隧道設計支護參數(shù)設計參數(shù)圍巖級別預留變形量（cm）初期支護二次襯砌噴射砼錨桿鋼筋網(wǎng)鋼架厚度（cm）位置位置長度（m）縱環(huán)間距（m）類型位置間距（cm）類型位置間距（m）拱墻（cm）仰拱（cm）101527/25全斷面拱墻411.28拱墻2020b全斷面0.65055 注：噴混凝土厚度一欄中，斜線上為拱墻噴層厚度，斜線下為仰拱噴層厚度。隧道全長采用級圍巖加強襯砌，拱部小導管超前注漿，小導管長4m，環(huán)向間距0.4m，縱向間距2.4m，初期支護采用20b型鋼鋼架。隧道進口明暗分界處、出口各設一環(huán)108大管棚，管棚長30m，環(huán)向間距0.4m。洞身DK378+380-DK378+643為下穿甘家溝淺埋段，拱墻設50鋼花管系統(tǒng)注漿，漿液采用水泥-水玻璃雙液漿。洞內(nèi)采用89大管棚超前支護，管棚長10m，環(huán)向間距0.4m，管棚內(nèi)設鋼筋籠，灌注水泥砂漿充填密實，管棚間設超前小導管預支護。建筑材料初期支護和預支護噴射砼：C25網(wǎng)噴砼錨桿：拱部22中空組合錨桿，邊墻22全螺紋砂漿錨桿小導管：42熱軋無縫鋼管管棚：89、108熱軋無縫鋼管鋼筋網(wǎng)：8HPB鋼筋鋼架：型鋼鋼架20b二次襯砌隧道襯砌：拱部、邊墻、仰拱：C45鋼筋砼仰拱填充：C20砼防排水設計洞內(nèi)防排水全隧道均設置雙側(cè)排水溝，不設置中心水溝。初期支護與二襯之間鋪設1.5mm厚防水板，無紡布不小于350g/m2，采用無釘鋪設，搭接縫為雙焊縫。隧道拱墻環(huán)向設50mm盲管，間距610m，拱墻縱向設80mm盲管，分段1015m與邊墻進水孔連接。施工縫防水：環(huán)向施工縫采用中埋橡膠止水帶+外貼式止水帶復合防水構(gòu)造；縱向施工縫采用中埋鋼邊止水帶+界面劑復合防水構(gòu)造。洞外防排水洞頂截水溝設在刷坡線以外510m，攔截地表水。蘭州端洞口外2m設一道橫向盲溝，攔截路面水，尺寸為3040cm（寬深）。甘家溝溝心采用C20砼鋪砌，上下游各50m，鋪砌寬度24m。溝心上下游各15m，寬24m地表采用42小導管注漿，小導管長3m，間距11m。三、施工情況1、隧道帷幕注漿倉園隧道因穿越甘家溝泥石流溝，圍巖破碎，富水，裂隙發(fā)育，自穩(wěn)能力差，沉降量加快、加大，地表沉陷，沿隧道方向產(chǎn)生較大的裂紋。由于地表裂縫嚴重，洞內(nèi)無法控制沉降，為了能夠保證正常的施工，保證施工的安全，為了保證地表及洞內(nèi)施工安全，經(jīng)各方專家的討論及現(xiàn)場調(diào)研，確定了地表帷幕注漿的方案。1.1帷幕注漿方案制定地表處理DK378+450DK378+550段落，以隧道邊墻凈空外左8米和右5米范圍內(nèi)帷幕注漿，高度為隧道拱部以上5m至邊墻底部（如下圖）。鋼管采用89鋼管，端部在確定帷幕注漿范圍內(nèi)制作花管（在固結(jié)區(qū)內(nèi)設出漿孔），間距1m1m，從地表打入至隧道邊墻底部，自下游往上游注1：1水泥-水玻璃雙液漿，形成帷幕保護。 圖表 1地表注漿圖 1.2帷幕注漿的實施1.2.1人員組織根據(jù)施工工藝及施工進度，施工人員分為四個班組，一個是前場清理組，主要負責鉆孔前場地的平整，一個是鉆孔組，主要負責注漿孔的鉆設，一個是送管組，主要負責注漿管的制作與入孔，一個是注漿組，主要負責鋼管注漿工作，每個組人員在34人。1.2.2設備組織施工使用挖掘機1臺，主要負責清理場地，設備轉(zhuǎn)移以及材料的運送；ZGYX-3500鉆機4臺，主要負責注漿孔的鉆設；GZJB水泥注漿機4臺，主要負責漿液的注入。電焊機、空壓機等其他輔助設備若干臺。 1.3施工工藝1.3.1工藝流程施工準備測量布孔鉆孔至設計深度下注漿管注漿效果評價結(jié)束1.3.2施工步驟1.3.2.1施工準備對擬注漿場地進行平整，準備好鉆孔、注漿材料和機具，檢查鉆機、攪拌機、注漿泵是否正常，保證其能正常工作，檢查注漿管路確保管路暢通，檢查注漿泵的壓力顯示系統(tǒng)確保其準確無誤。1.3.2.2測量放線根據(jù)設計圖測量放出注漿范圍和注漿孔位置，測出各注漿孔處地表標高，計算出各注漿孔深度，并對每個注漿孔編號。1.3.2.3設備選型根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況確定鉆機型號，以滿足進度要求；根據(jù)本隧道圍巖破碎、遇水極易塌孔、土石夾雜、工期短、質(zhì)量要求高的特點，選用ZGYX-3500液壓行走潛孔鉆機和GZJIB 型注漿機。1.3.2.4鉆機定位根據(jù)測量注漿孔位置進行鉆機就位，場地夯實整平，保證鉆機穩(wěn)定、鉆桿垂直。1.3.2.5鉆孔根據(jù)測量提供注漿孔深度鉆110 孔至設計標高下0.5 米，鉆進過程中用水平尺經(jīng)常檢查鉆桿垂直度、調(diào)整鉆機機座，確保注漿孔垂直。1.3.2.6下管鉆孔完成后，退出鉆桿，及時進行驗孔，在注漿孔深度達到要求后及時下注漿管。1.3.2.7封管注漿前先對孔口封堵。用5mm厚鋼板焊接在注漿管尾端，在鋼板上部貼近導向管管壁割一直徑為20mm的圓孔，在圓孔處焊接15cm長、直徑為20mm的鋼管，注漿時用30mm高強膠管套住20鋼管進行注漿，同時在尾端做一止?jié){閥，便于封堵。1.3.2.8注漿注漿采用全孔封閉整體注漿，注漿終壓1.5Mpa。注漿時，先注周邊孔，以形成周邊止?jié){墻，防止跑漿。注漿用GZJB型液壓注單、雙液漿。注漿配制要求： 水泥漿的配制。漿液配制時，按漿液配合比稱量加料，力求數(shù)量準確，加料順序為先加水，在攪拌機攪拌的情況下加人水泥。注意漿液攪拌均勻倒人貯漿筒時，必須經(jīng)過篩網(wǎng)過濾，嚴禁包裝紙及塊狀水泥進人貯漿筒，漿液配比為：水泥：水=1:0.7。水玻璃配制。對當購進的水玻璃不在354O（B）范圍時，加水稀釋至3540（B），稀釋時，邊加水邊攪拌，邊用玻美計測量。漿液比例為：水玻璃：水泥：水=1:1:0.7。 摻速凝劑。注雙液漿時，需在水泥漿中摻Na2 HPO4 緩凝劑，摻量為水泥用量的2% 4% 。加料順序為：水一緩凝劑一水泥，攪拌時間應不少于5 min，放置時間不超過30 min。1.3.2.9注漿結(jié)束標準采用注漿終壓和流量控制注漿是否結(jié)束，當壓力達到1.5MPa 后，并且流量很小而注漿壓力突然增大超過1.5MPa，即可結(jié)束該孔注漿。1.3.2.10現(xiàn)場試驗鉆孔、注漿全面展開之前，先做試驗孔，確定漿液參數(shù)、漿液擴散半徑、鉆孔間距，以達到最佳注漿效果；在注漿孔周圍分別均勻依次布置0.8m、1.0m、1.2m注漿效果觀察孔。經(jīng)現(xiàn)場多次試驗確定采用1：1 水泥漿，注漿孔間距1.0 米，漿液擴散半徑0.7米，注漿效果最佳。2、隧道開挖DK378+460DK378+510段施工工法由原來的三臺階法改為大拱腳臨時仰拱法施工。 2.1三臺階七步開挖法實施步驟主要有第1步，上部弧形導坑開挖。在拱部超前支護后，環(huán)向開挖上部弧形導坑，預留核心土，核心土長度宜為35米，寬度宜為隧道開挖寬度的1/31/2，上臺階開挖失跨比應大于0.3。開挖循環(huán)進尺根據(jù)初施做復合式襯砌結(jié)束施工準備超前地質(zhì)預報、測量拱部超前支護上部弧形導坑開挖兩側(cè)錯位開挖中臺階兩側(cè)錯位開挖下臺階地質(zhì)素描、輪廓檢查地質(zhì)素描、輪廓檢查地質(zhì)素描、輪廓檢查初期支護初期支護初期支護仰拱開挖、初期支護，仰拱、側(cè)壁、拱部初期支護閉合成環(huán)監(jiān)控量測判定圍巖穩(wěn)定性下一循環(huán)開挖、支護調(diào)整開挖及支護參數(shù)施做鋼筋砼仰拱，填充砼變形超過規(guī)范圖1 三臺階七步開挖法施工工藝流程圖期支護鋼架間距確定，一般不超過1榀鋼架間距。開挖后立即初噴35cm素砼，然后打設錨桿，掛鋼筋網(wǎng)，架設拱架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角3045搭設鎖腳錨桿，拱腳錨桿和鋼架牢固焊接，復噴砼至設計厚度。 第23步，左右側(cè)中臺階開挖：開挖進尺根據(jù)初期支護鋼架間距確定，一般超過1榀拱架間距，開挖高度一般為33.5m，左右側(cè)臺階錯開23m，開挖后立即初噴35cm砼，接長鋼架，打設拱腳錨桿和鋼架縱向連接，復噴砼至設計厚度。第45步，左右側(cè)下臺階開挖：開挖進尺根據(jù)初期支護鋼架間距確定，不超過1榀拱架間距，開挖高度一般為33.5m，左右側(cè)臺階錯開23m，然后進行初噴，拱架、鋼筋網(wǎng)片施做，最后復噴至設計厚度。 圖2 三臺階七步開挖法施工工序示意圖二襯仰拱仰拱棧橋超前支護圖3 三臺階七步法開挖三維示意圖第6步，上中下臺階預留核心土：各臺階開挖分別開挖后及時施作仰拱初期支護，完成兩個隧道開挖、支護循環(huán)后，及時施作仰拱。 第7步，隧底開挖：每循環(huán)開挖進尺長度宜為23m開挖后及時施作仰拱初期支護，完成兩個隧底開挖、支護循環(huán)后，及時施作仰拱，仰拱分段長度宜為36m。 具體三臺階七步開挖法施工工藝流程圖見圖1，開挖示意圖見圖2、圖3. 2.2施工組織配齊施工隊長、施工員、技術員、安全員以及工班長，確保各工序之間按照無間斷交接。在勞力選擇上，優(yōu)先選用經(jīng)過培訓、技術熟練的工人，特殊工種需持證上崗。施工機具配備污染低、能耗小、效率高的機具。具體情況見表1。施工部位工序名稱施工機具人數(shù)作業(yè)時間（min）備注上臺階測量放樣鉆眼、爆破排險、扒渣素噴砼施做錨桿，鋪設鋼筋網(wǎng)片安裝拱架網(wǎng)噴砼通風全站儀風槍挖掘機、風鎬噴漿機風槍、焊機焊機噴漿機風機296610106301201206012012012030中臺階測量放樣鉆眼、爆破扒渣素噴砼施做錨桿，鋪設鋼筋網(wǎng)片安裝拱架網(wǎng)噴砼出渣通風全站儀風槍挖掘機、風鎬噴漿機風槍、焊機焊機噴漿機裝載機、汽車風機246446663060120501209012010030下臺階測量放樣鉆眼、爆破扒渣素噴砼施做錨桿，鋪設鋼筋網(wǎng)片安裝拱架網(wǎng)噴砼出渣通風全站儀風槍挖掘機、風鎬噴漿機風槍、焊機焊機噴漿機裝載機、汽車風機246446663060100501009010010030仰拱開挖，出渣安放棧橋安拱架噴射砼挖掘機、汽車挖掘機電焊機噴漿機63661004090100表1 三臺階七步法開挖和初期支護機械、人員及循環(huán)時間表3、地基加固DK378+450DK378+510段落依據(jù)地質(zhì)實際情況，隧道仰拱位于軟弱地層則進行樹根樁加固基礎。樹根樁壓漿管采用89鋼管，輻射狀布置，孔間距0.4米，縱向間距1米，樁管長為6m。 在仰拱開挖后，按注漿孔位預埋108mm管定孔位，以隧道中心向兩側(cè)輻射狀布置，環(huán)向間距40cm，縱向間距100cm，每側(cè)預埋108mm管12根，合計25根。預埋管管長根據(jù)仰拱、仰拱填充和初期支護厚度按2m作為地基加固樁預留。3.1地基加固樁施工 3.1.1施工工序正常施做仰拱及仰拱填充，利用仰拱仰拱填充混凝土形成止?jié){墻。待仰拱混凝土達到75%強度后，利用管棚機根據(jù)預埋的孔位進行鉆孔定位鉆土體下入套管注漿封孔。3.1.2打孔施工打孔鉆機要求平穩(wěn)靈活，末端安裝鉆頭。為便于計算孔深，鉆桿選用定長的2m型號。下入鉆桿時絲扣涂抹黃油便于擰卸。造孔以91mm鉆頭鉆至設計深度，下入89mm壁厚5mm套管，套管之間用絲扣直聯(lián)。具體孔位根據(jù)預埋孔位進行，孔深為6m。每個鉆孔結(jié)束后，及時檢查孔深，合格后方開始下管。 3.1.3注漿施工鉆孔結(jié)束合格后，拔起鉆桿后，下入注漿塞，連接注漿管路，用注漿泵先壓水檢測管路是否漏水，設備狀態(tài)是否正常，然后再做壓水試驗，擴大漿液通路，增加漿液充塞的密實性，核實其滲透性。標定注漿泵上電接觸點壓力表的最大壓力指標，泵壓后觀察壓力變化及水泥漿和水玻璃的消耗數(shù)量，記錄注漿時間和注漿量。注漿達到標準后，打開三通混合器的減壓閥排漿，卸下混合器換注另一孔。注漿結(jié)束后，拆卸各注漿器件，全部清洗干凈，并對注漿泵檢查保養(yǎng)。注漿材料：采用水泥-水玻璃雙液漿，水玻璃用35Be，水泥用PO42.5普通硅酸鹽水泥。采用的配合比為：水泥:水=1:0.7，水玻璃:水=1:0.5，水泥漿:水玻璃=1:1，水泥漿的比重為1.619g/cm。注漿壓力一般為地下水靜水壓力的23倍，初始壓力1MPa，終壓2.0MPa。特殊情況處理：因某種原因（停電、機械損壞時）造成注漿中斷30min以上并且恢復注漿后吸漿率陡然減小的孔，必須經(jīng)鉆機重新掃開灌漿孔，沖洗后再進行灌漿。 3.1.4封孔首先排出孔內(nèi)積水，向孔內(nèi)注入漿液，當吸漿率小于1L/min時延續(xù)灌注30min后結(jié)束。進行封孔。DK378+460DK378+510段洞內(nèi)管棚設置范圍由原來的拱頂120范圍擴大到180，管棚由89調(diào)