官子溝隧道洞口施工方案

官子溝隧道洞口施工方案一、工程概況龍華山隧道為單洞雙線，總長725m,洞身圍巖級別為Ⅴ級；本隧道位于呂梁山西坡黃土高原梁峁區(qū)，溝壑縱橫，植被稀疏,地形起伏較大，隧道進出口均為黃土覆蓋。隧道起訖里程為DK261+365~DK262+090，進口明洞為5米，出口無明洞。二、進出口地質(zhì)情況進口DK261+370~DK261+476段頂部及邊墻為老黃土，底部為呈壓密結(jié)構的粗圓礫土；出口DK262+090～DK261+948段洞頂邊墻及基底均為呈壓密結(jié)構的粗圓礫土。三、洞口施工方案1、進洞前準備工作進洞前準備工作主要為施工便道、水、電、管路和管線的拉通，施工場地、生活設施等臨建的布設.施工便道，場地等臨建工作遵循因地制宜,不破壞原地形地貌及不造成人為擾動、偏壓的原則進行。詳見官子溝隧道出口場地布置圖.2、輔助進洞方案⑴截水天溝。進洞施工前首先完成洞頂臨時截水天溝的施工。臨時截水天溝位于邊仰坡開挖輪廓線10m外。臨時截水天溝采用截面尺寸如圖1.⑵超前大管棚施工。根據(jù)官子溝隧道進出口地質(zhì)情況及設計圖，該隧道進出口輔助進洞方式均采用30m長φ108mm大管棚預加固。施工順序:施作砼套拱→鉆機就位→鉆孔→掃孔→插入鋼管→孔口密封處理→噴砼封閉→管棚鋼管注漿。1）大管棚參數(shù)①鋼管規(guī)格：Φ108×6mm無縫鋼管。②鋼管環(huán)向間距及根數(shù)：按3根/m布置，總42根。圖1臨時截水天溝截面圖③管棚分段安裝,每段長4m～6m,兩段之間絲扣連接。④導管上鉆注漿孔,孔徑10～16mm，間距15cm呈梅花型布置，導管尾部留有不鉆孔的止?jié){段110cm；⑤鉆孔的外插角:鋼管軸線與襯砌外緣線夾角1～3°；⑥注漿材料：采用1：1(重量比）水泥漿液,注漿壓力為0.5～2Mpa，注漿結(jié)束后用M7。5水泥砂漿充填導向鋼管。⑦鋼架采用二榀Ⅰ20a型工字鋼，間距50cm。2）大管棚施工工藝超前大管棚施工工藝流程見下圖“超前大管棚施工工藝流程圖"。3）套拱施工待洞口邊仰披開挖，支護到明洞初砌外輪廓線時，預留核心土,測量人員在坡面上定出中線拱頂高度，套拱位置線，橫向十字線,然后開挖兩側(cè)套拱位置的土體，邊開挖邊支護至邊墻底高度以后，漿砌套拱基礎，施做完后在明暗洞交界處往里架立二榀Ⅰ20a型鋼鋼拱架，間距50cm，每榀鋼架用拉桿拉緊，防止傾倒，必要時在拱頂拱腰坡面上兩側(cè)打施做完后在明暗洞交界處往里架立二榀Ⅰ20a型鋼鋼拱架，間距50cm，每榀鋼架用拉超前大管棚施工工藝流程圖桿拉緊,防止傾倒，必要時在拱頂拱腰坡面上兩側(cè)打錨桿，將最前面一榀拱架焊在錨桿上拉緊，緊貼掌子面施作，具體見圖2～圖5、I—I剖面圖。在鋼支撐上以設計大管棚間距安裝Φ140mm，長1m的孔口導向鋼管，必須用儀器仔細精確無誤地檢查其中線，方面與水平，確保導向良好,與管棚位置方向一至，用水泥紙或其他東西將孔口管封堵，防止?jié){液流入將孔口管堵塞,人工立模擋頭板用鋼筋拉桿拉緊，外模用鐵線拉在襯砌拱架上,拱腰以下要用斜掌支于側(cè)面上,完后澆注100cm厚的C20砼包裹鋼支撐和導向管。套拱完成后，噴射C20砼10cm厚封閉周圍坡面，作為注漿時的止?jié){墻。4)導管加工加工4m、6m兩種規(guī)格的管；為使鋼管對接，鋼管兩端分別加工成公、母絲扣，絲扣長15cm，絲扣牙距5mm,管壁加工間距為15×15cm的φ10～16mm注漿孔，梅花型布置,以利于漿液通過管壁孔擴散到地層中，如圖6圖7、圖8.安裝同孔導管時將4m～6m管間隔裝入孔中，相臨兩孔絲扣連接處相互錯開。導管內(nèi)插加勁鋼筋籠，主筋4根，直徑φ22,固定環(huán)采用Φ42（壁厚3.5mm)熱軋無縫鋼管制作,每段長3cm，間距50cm，與主筋之間焊接。見圖10。5)測定孔位用全站儀精確測定鉆孔孔位，并用紅油漆標注在掌子面上。6）導向管的安裝為使大管棚安裝在設計的位置，鉆機施鉆時要按設計的角度鉆孔，故鉆孔前需安裝導向管.7）鉆機就位將鉆機安放在施鉆平臺上,調(diào)整好高度、鉆桿的傾角和方位角，然后將鉆機牢固固定在施鉆平臺上，檢查各管線和連接件是否正確。8）鉆孔將鉆頭和鉆桿穿過導向管，對準已作好標記的孔位孔心，慢慢開動鉆機,注意鉆孔應平直，孔底偏差距離小于鉆孔的半徑。用螺旋鉆桿配三翼鉆頭，干式鉆進成孔.鉆孔直徑：φ120～125mm；鉆孔平面誤差不大于50mm；孔斜控制措施：導向管導向；為了能順利下管,成孔后再進行掃孔，順通孔道。大管棚施工完成后，成傘形輻射狀.10）安裝大管棚大管棚安裝時用鉆機頂進，鋼管間為絲扣連接,用自由鉗旋轉(zhuǎn)擰緊，相鄰兩孔的鋼管接頭要相互錯開。頂進鋼管時要保證導管的傾角和方位角與鉆孔鉆桿前進的傾角和方位角一致。最好在鉆完一個孔后不要移動鉆機，立即將該孔的導管頂入孔內(nèi)，安裝好導管后，再移開鉆機進行下一孔的鉆進。11）注漿①安裝好有孔鋼花管、放入鋼筋籠后即對孔內(nèi)注漿，漿液由ZJ-400高速制漿機拌制.②注漿材料：注漿材料為1：1水泥漿液（重量比）.水泥漿注漿參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場試驗情況進行調(diào)整。③采用注漿機將水泥漿注入管棚鋼管內(nèi)，初壓0。5～1.0MPa,終壓2MPa，持壓15min后停止注漿。停止注漿時，關上止?jié){閥門，打開泄壓閥,待管內(nèi)壓力降為0后，關上泄壓閥，同時將吸漿管放進旁邊早已準備好的清水中，開動注漿機及時清洗管路。④注漿量應滿足設計要求，一般為鉆孔圓柱體的1.5倍；若注漿量超限，未達到壓力要求,應調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙充填飽滿。⑤注漿時先灌注“單”號孔,再灌注“雙”號孔。12)注漿要求①注漿前用清水試壓管路，檢查管路是否連接緊密，如有問題及時處理。②排氣管要通到底,以防孔內(nèi)壓注空氣漿液不能注到孔底。對于單孔在注漿結(jié)束后，迅速拔除注漿管，并立即用M20砂漿閉孔口止?jié){，是完成注漿的標志.四、洞口段正洞開挖、支護施工隧道圍巖為Ⅴ級。進口DK261+370～DK261+476段和出口出口DK262+090～DK261+948段用三臺階臨時仰拱法（詳見附圖4-1～4—3）施工.超前大管棚段預支護見示意圖2~10。進口DK261+370~DK261+400段加設不注漿超前小導管;出口DK262+090～DK262+060（30m大管棚范圍)段加設超前密排小導管。1、三臺階臨時仰拱法工序橫斷面見圖4—1。2、三臺階臨時仰拱工法工序縱斷面見圖4-2。3、三臺階臨時仰拱工法工序平面見圖4-3。4、不注漿超前小導管適用于進口DK261+370～DK261+400段黃土地層。超前小導管采用外徑42mm，壁厚3.5mm，長350cm的熱軋無縫鋼管,鋼管前端呈尖錐狀。鋼管與襯砌中線平行，以外插角10o～15o打入拱部圍巖;鋼管環(huán)向間距30cm。超前小導管設計見圖4—5。圖4-4小導管構造圖圖4-5不注漿超前小導管正面設計示意圖圖4-6不注漿超前小導管架設位置示意圖（1）小導管加工見圖4-4小導管構造圖。（2）超前小導管施工工藝流程施工流程:測量放樣→鉆孔→清孔→鋼管插入→封口→與鋼架或錨桿焊接。見下圖4—7“不注漿超前小導管施工工藝流程圖”.（3）施工方法1）測量放樣按設計要求，在掌子面上準確畫出本循環(huán)需施設的小導管孔位。2)鉆孔小導管在打孔前，按設計要求劃出小導管的位置，并標明清楚。采用鑿巖風鉆打孔，成孔直徑Φ45mm～Φ47mm，孔口鉆眼偏差小于50mm3)鋼管插入及孔口密封處理鋼管由用鉆機頂進，頂進鉆孔長度不小于90%管長。鋼管末端除焊上擋圈外，再用膠泥麻筋纏箍成楔形，以便鋼管頂進孔后其外壁與孔巖壁間隙堵塞嚴密.鋼管搭接長度不小于100cm,并與鋼支撐焊接在一起。鋼管頂進時，注意保護管口不受損變形。見圖4-6超前小導管架設位置示意圖。測量定位測量定位鉆孔打入小導管封管口小導管加工開挖圖4-7超前小導管施工工藝流程圖5、超前密排小導管超前密排小導管應用于出口DK262+090～DK262+060（30m大管棚范圍)Ⅴ級加強地段，超前小導管應和鋼架配合使用，從鋼架斷面腹部穿過.⑴導管設計參數(shù):1)材料：φ42鋼管、厚3。5mm的熱軋無縫鋼管。為便于超前小導管插入圍巖內(nèi)，鋼管前端宜做成尖錐狀，尾部焊上箍筋;2)間距：鋼管環(huán)向間距為30cm，縱向每隔三榀格柵施作一環(huán)，相鄰兩排的水平投影搭接長度不小于150cm；3）外插角：鋼管外插角分別采用30°和10°交錯布置。⑵小導管注漿一般采用水泥砂漿。若出現(xiàn)富水地帶時采用水泥-水玻璃漿液,注漿參數(shù)設計如下：1)當采用水泥漿液時，水灰比可采用0。5：1～2：1；2）當采用水泥—水玻璃漿液時,應根據(jù)膠凝時間配置.一般水泥漿液的水灰比為0。8:1～1。5:1；水玻璃濃度為30～40Be，水泥漿與水玻璃的體積比宜為1：1～1:0。5。3）注漿壓力：0。5～1。0MPa.4）具體注漿參數(shù)應通過現(xiàn)場試驗最終確定.5）配制漿液時應防止雜物混入，配制好的漿液應在規(guī)定時間內(nèi)注完,隨配隨用。⑶小導管施工要求；1)小導管安設一般采用鉆孔打入法,即先按設計要求鉆孔,鉆孔直徑比鋼管直徑大3～5mm,然后將小導管穿過鋼架，用錘擊或鉆機頂入,頂入長度不小于鋼管長度的90%，并用高壓風將鋼管內(nèi)的砂石吹出;2）小導管安設后應對開挖工作面進行噴混凝土封閉,厚度為10~15cm。封閉范圍為開挖工作面及臨近開挖工作面3m范圍的環(huán)向開挖面。3）隧道的開挖長度應小于小導管的預支護長度,預留部分作為下一次循環(huán)的止?jié){墻;4）注漿前應進行壓水試驗，檢查機械設備是否正常，管路連接是否正確,為加快注漿速度和發(fā)揮設備效率，可采用群管注漿(每次3～5根）;5）當壓力達到設計注漿終壓并穩(wěn)定10～15min,注漿量達到設計注漿量的80％時，可結(jié)束該孔注漿。6）注漿過程中要隨時觀察注漿壓力及注漿泵排漿量的變化，分析注漿情況,防止堵管、跑漿、漏漿.做好注漿記錄，以便分析注漿效果.⑷具體施工布置見示意圖4—8。圖4-8超前密排小導管設計示意圖4、三臺階臨時仰拱法施工要點⑴采用人工配合小型機械（如0。5m3挖掘機）開挖，盡量減少對隧道輪廓線外地層的擾動,并預留核心土,拱頂預留沉降量為20cm。⑵臺階步距控制在4~6m。中下臺階一側(cè)開挖支護完達兩小時后才能開挖另一側(cè)，且縱向距離左右錯開2~3m。⑶開挖后要及時掛網(wǎng)、架設鋼拱架、打鎖腳錨管及砂漿錨桿(邊墻）、噴射C25砼。⑷開挖下部臺階前，先施工上部臨時仰拱.臨時仰拱采用I16工字鋼，噴射20cm厚C25砼。⑸仰拱封閉緊跟中臺階，據(jù)開挖面距離不能超過40m.⑹施工過程遵循“弱開挖、強支護、快封閉、早成環(huán)、勤量測“的原則。5、施工注意事項⑴監(jiān)控量測要及時，并作必要的數(shù)據(jù)分析處理，真實反應實際情況。具體見第五節(jié)“洞口段監(jiān)控量測方案”。⑵鎖腳錨管設計為每節(jié)點兩根，但考慮到洞口段圍巖軟弱，土體壓力大易變形,故鎖腳錨管施工按每節(jié)點4根設置。⑶鋼拱架連接板要保證密貼、螺栓緊固。每榀鋼拱架在洞外場地提前試拼編號后再進入洞內(nèi)安裝。五、洞口段監(jiān)控量測方案1、點位布設拱頂下沉量測點在初期支護完成前在隧道圍巖中施做，用風鉆鑿φ40mm、深200mm的孔，用錨固劑填滿再插入測點固定桿,待砂漿凝固后即可進行量測工作。拱頂下沉點和凈空變化點應布置在同一斷面內(nèi).支護結(jié)構施工時要注意保護觀測點，一旦發(fā)現(xiàn)測點被埋或損毀，要盡快重新設置，保證量測數(shù)據(jù)不中斷.拱頂下沉量測測點,一般布置在拱頂中部,根據(jù)圍巖級別不同,布設位置及數(shù)量也相應變化.水平收斂（周邊位移)量測斷面相應里程處，布設一個量測斷面，且與拱頂下沉觀測點在同一量測斷面上。測點用風鉆打眼埋設好固定桿，并在外露桿頭設掛鉤.測點大小適中。支護結(jié)構施工時要注意保護觀測點，一旦發(fā)現(xiàn)測點被埋或損毀，要盡快重新設置，保證量測數(shù)據(jù)不中斷。水平收斂量測測點,布置在兩側(cè)拱腰。地表下沉量測。地表沉降測點應在隧道開挖前布設。地表沉降測點和隧道內(nèi)測點應布置在同一斷面里程，縱向間距為5m，地表橫向間距3.6m，每斷面6點。見下示意圖。進口觀測點布置里程為DK261+380、DK261+385、DK261+390、DK261+395、DK261+400、DK261+405、DK261+410。2、點位的數(shù)量及斷面間距具體如下表圍巖級別斷面間距（m)每斷面測點數(shù)量凈空變化拱頂下沉Ⅴ5～101～2條基線1~3點洞口段采用臺階法開挖，凈空變化測點數(shù)按特殊地段要求布設，即每臺階一條水平測線，兩條斜側(cè)線。3、點位布設示意圖水平收斂量測布點示意圖地表下沉橫向測點布置示意圖拱頂下沉量測點布置示意圖4、量測頻率量測頻率由兩種因素確定，原則上采用較高的頻率值按距開挖面距離確定的監(jiān)控量測頻率監(jiān)控量測斷面距開挖面距離(m)監(jiān)控量測頻率(0~1）B2次/d(1～2）B1次/d(2～5)B1次/2～3d>5B1次/7d注：B為隧道開挖寬度11.36m。按位移速度確定的監(jiān)控量測頻率位移速度（mm/d）監(jiān)控量測頻率≧52次/d1～51次/d0.5～11次/2~3d0.2～0。51次/3d〈0。21次/7d5、量測數(shù)據(jù)的處理與反饋（1）量測數(shù)據(jù)整理、分析與反饋應符合下列要求：=1\＊GB3①每次量測后應及時進行數(shù)據(jù)整理，并繪制量測數(shù)據(jù)時態(tài)曲線和距開挖面關系圖。=2\*GB3②對初期的時態(tài)曲線應進行回歸分析，預測可能出現(xiàn)的最大值和變化速度。=3\*GB3③數(shù)據(jù)異常時，應根據(jù)具體情況綜合評價設計施工措施，加強監(jiān)控量測，必要時采取相應工程對策或暫停施工采取相應工程對策。（2)圍巖穩(wěn)定性的判