弱膠結(jié)泥巖特長公路隧道斜井挑頂施工工法

PAGEPAGE459弱膠結(jié)泥巖特長公路隧道斜井挑頂施工工法1前言國道310洛三界至三門峽西段南移新建工程第五項目分部地坑院隧道位于河南省三門峽市陜州區(qū)境內(nèi)，采用雙線分離式隧道，其中左線全長3456m，右線全長3440m。該隧道建址屬于黃土丘陵-黃土梁地貌，地形起伏不平，沖溝發(fā)育，隧道所經(jīng)地層主要為紅色泥巖、黃44.73思路，選擇直線挑頂+可拆卸式門架結(jié)構(gòu)+大型設(shè)備的方式進行斜井與正洞交叉口施工。通過對該項施工技術(shù)進行綜合總結(jié)，形成本工法。在工法研發(fā)過程中，受理發(fā)明專利1項，授權(quán)發(fā)明專利1項及實用新型專利4文期刊論文2篇，獲得國家級QC成果1項。國內(nèi)科技查新結(jié)果表明，國內(nèi)未見與本施工技術(shù)著，具有較廣泛的推廣應(yīng)用價值。2工法特點期支護快速封閉，有效控制了隧道交叉口斷面的沉降變形。難度。作業(yè)，快速封閉開挖圍巖，減少了人工噴射質(zhì)量缺陷及圍巖暴露時間，降低了施工風(fēng)險。長度，減少了原材料的使用。

3適用范圍本工法適用于黃土地區(qū)弱膠結(jié)泥巖地質(zhì)條件下的隧道斜井進正洞挑頂施工。4工藝原理門式鋼架、鋼筋網(wǎng)、噴射砼施工門式鋼架、鋼筋網(wǎng)、噴射砼施工

施工工藝流程及操作要點超前地質(zhì)預(yù)報超前地質(zhì)預(yù)報斜井仰拱回填，準備挑頂導(dǎo)洞施工斜井仰拱回填，準備挑頂導(dǎo)洞施工導(dǎo)洞內(nèi)正洞上臺階施工 鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、鎖腳錨管、噴射砼施工導(dǎo)洞內(nèi)正洞上臺階施工鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、鎖腳錨管、噴射砼施工鋼材加工中心導(dǎo)洞臨時支撐拆除導(dǎo)洞臨時支撐拆除挑頂結(jié)束挑頂結(jié)束

圖5.1-1弱膠結(jié)泥巖特長公路隧道斜井挑頂施工工藝流程圖正洞三臺階法施工交叉口段正洞施工超前地質(zhì)預(yù)報正洞三臺階法施工交叉口段正洞施工息，及時調(diào)整隧道施工方案，指導(dǎo)隧道安全施工，避免發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。首先采用地質(zhì)雷達進行探測，然后進行分析判斷，確定不良地質(zhì)空間分布情況。110mm，鉆孔長度控制在10~15m，保護段長度不小于3m，一般同一斷面鉆孔數(shù)量為3個，取芯后做好詳細記錄并反饋地質(zhì)情況。交叉口段挑頂施工留出二襯鋼筋，完成工法轉(zhuǎn)換后進行挑頂施工。1550cm1282cm洛三界 三門峽西1550cm1282cm鋼拱架25a工字鋼@50cm27榀變形縫變形縫944cm圖5.2-1斜井與正洞交叉口導(dǎo)洞平面圖（地坑院隧道斜井施工設(shè)計圖）944cm為例，過渡導(dǎo)洞長15.5m，寬5.5m，最高8.94m，采用矩形門式鋼架結(jié)構(gòu)（橫梁+豎撐），25a工字鋼@501.0的φ226.5@20x20c，C25噴射砼31cm取上橫梁與豎撐轉(zhuǎn)角處焊接，與上橫梁連接豎撐長65cm（此節(jié)豎撐后期不拆除），豎撐端撐難以拆除。導(dǎo)洞施工

655065連接板

25a鋼架@50cm@20x20cmC25噴射砼，31cm470正洞上臺階20a鋼拱架@50cm470

連接板0cm-894cm連接板0cm-894cm

連接板連接板 連接板門架550cm圖5.2-2導(dǎo)洞初期支護橫斷面圖（地坑院隧道斜井挑頂）拱架可與門式拱架橫梁搭接即可，以地坑院隧道為例，過渡導(dǎo)洞漸變段初始寬度9.44m，結(jié)束寬度5.5m，長4.11m，高8.94m。漸變段開挖采用三臺階法，狹窄處即正常段采用兩臺階法開挖，拱頂預(yù)留沉降量10cm，邊開挖邊支護門式拱架并噴混，漸變段共支立9榀I25a鋼架@50cm，封閉成環(huán)。為便于漸變段門式拱架支立，漸變段開挖拱底不留坡度。為例，整個過渡導(dǎo)洞下部形成24°、長13.8m的坡道。洞初期支護厚度、拱頂預(yù)留沉降量，門式拱架仍采用I25a鋼架以50cm間距支立。

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圖5.2-3正洞與斜井交叉口初期支護示意圖（地坑院隧道）混厚度不宜太厚，確保維持圍巖穩(wěn)定即可，確保方便后期豎撐拆除。每榀施做4根φ42x4鎖腳錨管L=4m（單側(cè)2根），間距同正洞拱架間距，綁扎φ6.5鋼筋網(wǎng)@15x15cm，并噴射初期支護混凝土。導(dǎo)洞25a鋼架@50cm6.5鋼筋網(wǎng)@20x20cmC25噴射砼31cm655065連接板

正洞:2號20a鋼拱架6.5鋼筋網(wǎng)@15x15cm,C25噴射砼26cm

連接板圖5.2-4導(dǎo)洞正常段內(nèi)正洞上臺階鋼拱架施工支護示意圖（地坑院隧道）導(dǎo)洞正常段內(nèi)正洞上臺階鋼拱架支立安裝及初期支護噴混完成后，準備正洞開挖施40cm拱架連接大樣40cm

φ42x4鎖腳錨桿,L=4m

噴射混凝土填充894cm變形縫894cm鋼拱架18a工字鋼@60cm未示全580cmXJ-V-A580cm24cm45cm仰拱24cm45cm噴射混凝土填實圖5.2-5正洞上臺階鋼拱架與過渡導(dǎo)洞鋼架連接示意圖面6m后，施工正洞中臺階，中臺階跨過斜井斷面8m側(cè)正洞施工。單側(cè)正洞下臺階跨過斜井斷面1.5照已施工側(cè)步驟進行。4施工注意事項1（根據(jù)圍巖情況最大不得超過2榀），開挖完成后及時施做初期支護的鋼拱架并及時進行噴錨支護。的施工原則，開挖作業(yè)自上而下。鋼架加工及安裝過渡導(dǎo)洞矩形門式鋼架采取I25a型鋼按50cm間距進行支撐，正洞拱架I20a型鋼按50cm成型，確保現(xiàn)場正洞拱架安裝精度。測量放樣鋼架加工質(zhì)量驗收清除底部虛渣鋼架組拼安裝鋼架安裝槽鋼托梁打設(shè)鎖腳錨管縱向連接筋焊接檢查驗收施工工藝流程測量放樣鋼架加工質(zhì)量驗收清除底部虛渣鋼架組拼安裝鋼架安裝槽鋼托梁打設(shè)鎖腳錨管縱向連接筋焊接檢查驗收圖5.2-6鋼架施工工藝流程定位模具為U保凈空尺寸。固，防止拱頂下沉量過大，每臺階豎撐支立前，在支立位置處設(shè)置30a托梁四邊分別點焊。φ225d安裝時注意事項調(diào)整，或用混凝土澆筑拱腳支座，支座混凝土強度不小于C25。緊，聯(lián)結(jié)鋼板應(yīng)焊接成整體。必須立即加固。加工制作。鋼筋網(wǎng)施工鋼筋網(wǎng)采用HPB300鋼筋φ6.5，導(dǎo)洞間距20×20cm，正洞間距15x15cm中心采用數(shù)控鋼筋網(wǎng)加工設(shè)備分塊制成鋼筋網(wǎng)片，集中加工，統(tǒng)一配送，經(jīng)檢查合格后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行施工。2cm鋼筋網(wǎng)與受噴面的間隙不能大于3cm左右，其保護層大于2cm；鋼筋搭接長度不得小于30d（d為鋼筋直徑），并不得小于一個網(wǎng)格長邊尺寸；在開始噴射時，噴頭至受噴面的距離控制在小于0.6m施工技術(shù)要點鋼筋必須經(jīng)試驗檢測性能合格。使用前要作鋼筋除銹和去污處理。不得走動。鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)隨混凝土初噴面起伏，并與壁面接觸密實。復(fù)噴混凝土后，將鋼筋網(wǎng)完全覆蓋，鋼筋網(wǎng)不得外露，而且要有3～5cm復(fù)噴后噴混凝土面應(yīng)平整。鎖腳錨管施工過渡導(dǎo)洞施工完成后，正洞上臺階鋼拱架與斜井連接處和臺階法臺階分界處的拱腳部2根4m長φ42x4后，打入導(dǎo)管。錨管末端與鋼架用A3鋼板滿焊連接。施工工序：立鋼拱架→鉆孔→驗收孔深→鎖腳錨管制作及安裝→A3鋼板與鋼架及鎖腳錨管滿焊連接→注漿。I20a工字鋼φ42x4mm鎖腳錨管300x260x150mmA3鋼板圖5.2-7鎖腳錨管施工示意圖立架后即時進行鎖腳錨管施工，鉆孔前先標識出需鉆孔的位置，鉆孔角度約為25°，鉆孔深度大于鋼管錨固長度的95%，但超長值不大于10cm。A3鋼板與鋼架及鎖腳錨管焊接固定。1:1停止加壓，直至漿液溢出，保證注漿飽滿。噴射混凝土施工隧道初期支護C25厚度為噴施工。復(fù)噴采用分層、分段進行，每層厚度控制在10cm以內(nèi)，每段長度控制在6m以內(nèi)，前一層混凝土初凝后方可進行下一層混凝土的施工。1h混凝土面。噴射混凝土施工結(jié)束且終凝2h后，進行灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于7d。樹枝狀排水盲溝等措施，將水引導(dǎo)疏出后再噴混凝土。度，發(fā)現(xiàn)空洞、拱架外漏、噴射不密實等情況及時處理。6材料與設(shè)備本工法需要的材料和設(shè)備，見表6.1-1、6.1-2。表6.1-1材料情況表序號材料名稱及型號單位數(shù)量用途120a工字鋼Kg21976.5制作初支鋼拱架225a工字鋼Kg1033.7制作門架橫梁330a槽鋼托梁m2096.8拱腳支墊4A3鋼板Kg717工字鋼連接5Φ22縱向連接鋼筋Kg1648.5鋼拱架縱向連接6Φ42×4mm鎖腳錨管m1144固定鋼拱架7水泥漿液m328.6錨管注漿8系統(tǒng)錨桿22砂漿錨桿Kg7320改善擾動土體96.5mm鋼筋網(wǎng)Kg2268初期支護10C25噴射混凝土m3174.2初期支護11HPB400鋼筋Kg25808襯砌鋼筋12HPB300鋼筋Kg2785箍筋13C30拱墻混凝土m3167.5二次襯砌14C30仰拱混凝土m3120.3二次襯砌15C15混凝土m3106.8仰拱回填表6.1-2機具設(shè)備表序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1挖掘機220臺2隧道開挖2裝載機Z50臺2裝卸渣土、鋼材3濕噴機械手TXJS25臺1噴射初支混凝土4空壓機10m3臺4提供空氣動力5攪拌機120臺1攪拌初支混凝土6變壓器630kw臺1提供施工用電7風(fēng)機110kw臺2通風(fēng)供氧9自卸汽車15m3臺8運輸渣土12注漿設(shè)備MBV80臺2錨管注漿13灑水車WX104AS臺1灑水降塵14閃光接觸焊機UN-100臺2焊接鋼材15數(shù)控彎曲機WG-40臺2工鋼拱架加16全自動網(wǎng)焊機GL2300臺1加工鋼筋網(wǎng)17鋼筋切斷機QJ-40臺2加工鋼筋18鋼筋調(diào)直機GTJ6-12臺2加工鋼筋19電焊機BX2-500臺5焊接鋼筋20液壓破碎錘SG1200臺1破碎堅硬圍巖

質(zhì)量控制《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF60-2009）；《巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術(shù)規(guī)范》（GB50086-2015）；《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》（JGJ18—2012）；（GB/T33365-2016）；《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》（GB50666-2011）；《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ46-2005）；設(shè)計圖紙及其他國家、行業(yè)、地方現(xiàn)行的相關(guān)技術(shù)標準及規(guī)范；國家及地方關(guān)于安全生產(chǎn)和環(huán)境保護等方面的法律法規(guī)。質(zhì)量保證措施按設(shè)計要求做好超前地質(zhì)預(yù)報，及時掌握掌子面圍巖變化等情況。情況、地下水情況等，預(yù)防坍方事故。隧道開挖后及時施做初期支護。鋼筋網(wǎng)搭接長度應(yīng)為1～2個網(wǎng)格。鋼架加工質(zhì)量驗收合格后方可進洞安裝，鋼架間距禁止超標?？由顚挶炔淮笥?：10。噴射混凝土采用濕噴機械手進行作業(yè)。按要求埋設(shè)監(jiān)控量測點，并做標記。落實技術(shù)交底制度，嚴格按照施工方案施工。定期召開現(xiàn)場會議，及時總結(jié)施工經(jīng)驗，推廣先進經(jīng)驗，不斷提高工程質(zhì)量水平。8安全措施建立健全安全生產(chǎn)責任制，成立以項目經(jīng)理為首的安全領(lǐng)導(dǎo)小組，配備安全工程師，施工隊設(shè)置專職安全員，工人進場后及時進行安全教育及安全技術(shù)交底。實施定期安全檢查，發(fā)現(xiàn)安全隱患及時消除。隧道采用機械開挖時，劃定安全區(qū)域并設(shè)置警示標志，非作業(yè)人員禁止入內(nèi)。開挖必須自上而下，不得掏底和上下重疊開挖。洞內(nèi)所有車輛限速行駛，最高速度不得超過15km/h；運輸車輛非載人區(qū)域嚴禁載人。員方可進入掌子面作業(yè)。初期支護使用的作業(yè)臺架應(yīng)進行強度、剛度和穩(wěn)定性檢算，經(jīng)驗收合格后方可使用，臺架四周必須設(shè)置安全防護欄桿。（等）作業(yè)必須持證上崗，確保操作規(guī)范，安全可靠。對有毒有害氣體進行實時監(jiān)測，加強通風(fēng)管理，嚴禁濃度超標時施工作業(yè)。施工中必須加強圍巖變形監(jiān)控量測，每天對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整理分析，確保支護措施安全合理。。在隧道邊墻處設(shè)置一條逃生管道，逃生管道與掌子面間距不得大于20m。導(dǎo)洞進入正洞后，在具備條件時對正洞進出口兩側(cè)及時進行超前地質(zhì)預(yù)報，探明前方地質(zhì)情況，指導(dǎo)下一步施工。做好應(yīng)急材料、物資的儲備。施工過程中發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即暫停施工，將隧道內(nèi)人員和機械設(shè)備撤出，及時向上級匯報情況，等待下一步處理方案。

9環(huán)保措施項目部成立環(huán)保小組，并配備專職管理人員，監(jiān)督、檢查各項環(huán)保工作的落實。施工便道定期灑水，現(xiàn)場裸露地表用防塵網(wǎng)覆蓋，注意減少揚塵對周圍環(huán)境的污染。防護工程，防止雨水沖刷，對環(huán)境造成不良影響。5污染。6789

施工中有毒有害的危險品，實行專人管理，嚴格操作規(guī)程，防止泄漏造成環(huán)境破壞及在洞外加工場進行鋼材加工，減少洞內(nèi)空氣污染及光污染。嚴格按照圖紙進行施工及原材料加工，避免材料浪費