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隧洞工程施工方法

隧洞工程主要施工方法

1.1、洞身开挖

工序简要:

测量放线→超前支护(Ⅴ类围岩)→钻孔→装药→爆破→通风→找顶→初喷砼→出碴运输→初期支护→下一循环。

1.1.1、隧洞开挖作业循环

隧洞围岩全断面开挖作业循环时间详见表《全断面开挖作业循环时间表》。

全断面开挖作业循环时间表

序号

工序名称

作业时间(min)

1

测量放线

30

2

台车就位

20

3

钻孔

200

4

装药

40

5

爆破、排烟

20

6

清理撬挖

30

7

初喷砼

60

8

出碴

200

9

径向锚杆、系统支护

120

10

合计

720

备注

一个循环时间总计720min,每循环进尺Ⅱ类围岩为3.5m、Ⅲ类围岩为3.0m、Ⅳ类围岩为2.6m,按每天2个循环计算并考虑长期效率,每个作业面月进尺Ⅱ类围岩为200m、Ⅲ类围岩约165m、Ⅳ类围岩约125m。

Ⅴ类围岩平均每日1个循环,每个作业面月进尺60~70m。

1.1.2、爆破设计

(1)爆破设计方案编制的依据

A根据规范中有关要求和设计图纸给定的围岩条件和结构尺寸。

规定统一采取与围岩条件相适应的钻爆法施工。

B引用标准和规程规范:

①《水利水电工程施工地质规程》(DL/T5109-1999);

②《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》(DL/T5099-1999);

③《爆破安全规程》(GB6722-86);

④《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》(SL47-94);

⑤《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);

⑥《水利水电工程爆破施工技术规范》(DL/T5135-2001)。

C本爆破设计采用工程类比法,重点参照其它引水隧洞中的爆破成果,进行适当调整,以适应开挖断面的需要。

D为高质量的控制超欠挖,施工时采用YT-28型风钻钻孔,2#岩石硝铵和乳化炸药爆破,非电毫秒雷管及导爆索起爆。

实际开挖中为便于出渣和排水,将采用上、下断面法进行钻爆施工;钻爆设计参数经比选确定,并经现场试验测试,不断修正。

(2)爆破施工方案设计

A上断面开挖爆破设计

①炸药用量计算:

根据经验,按照下式计算每循环炸药量:

每循环爆破总装药量Q=K·L·S

Q—每循环爆破总装药量(kg)

K—爆破单位体积岩石平均耗量(kg/m3),根据爆破经验,该岩石按不同类别取值分加为为1.2,1.1,1.05

S—开挖断面面积(m2)

L—爆破进尺=3.0、2.6m

则:

QⅢ=1.2×3.0×25.92=62.21kg

QⅣ=1.1×2.6×25.92=74.13kg

②炸药品种选择

炸药选用2#硝铵炸药,有水段采用乳化炸药。

炮眼直径选择采用TY-28型风钻钻孔,成孔直径42mm,炮眼数目N应能装入所需适量炸药,按照各炮眼及对应装药系数装药。

③炮眼数目及布置

配炸药量的原则,计算炮眼数目N值:

N=

=

α—各炮眼的装药系数,本设计掏槽眼取0.55,辅助眼取0.45,周边眼取0.4

β—药卷单位长度质量,周边眼采用二号岩石小药卷,该值=0.39,其他眼采用二号岩石硝铵炸药,该值=0.96

q—单孔平均装药量=αβL

q掏槽=0.55×0.96×3=1.584kg

q周边=0.40×0.39×3=0.468kg

q辅助=0.45×0.96×3=1.296kg

④微差间隔时段的计算

微差间隔时间是微差成败的关键,时间过短、过长将严重影响爆破效果。

△t=KW

式中:

△t——最佳微差时间(ms)

W——最小抵抗线(m)

K——由岩石特性决定的系数(即每米抵抗线移动需要的时间ms/m)。

对软岩K=6。

最佳间隔应为岩石自振周期T值的1/2,即△t=1/2T。

本设计选取微差间隔大于50ms。

⑤钻孔与装药

a周边间隔装药:

即将炮孔中炸药分成数段,中间用空气隔开,以免药包集中,一般分为1~2段间。

孔底为全孔药量的50~70%、上部为50~30%,空气间隔长度与药包长度之比值为0.4。

爆破后,可使大块率由20%下降到5%以下,后冲破坏作用小,并可降低爆堆高度。

b下断面揭底开挖爆破设计

下断面爆破时,若Ⅳ、Ⅴ类围岩拱部及边墙部砼衬砌已经形成,爆破控制的关键转化为爆破时对已完衬砌结构物震动控制,其对振速的要求见表《允许质点震动速度参考表》。

允许质点震动速度参考表

项目

质点震动速度cm/s

项目

质点震动速度cm/s

混凝土

龄期1~3天

<1.2

重点保护的地下建筑物

≤10

龄期3~7天

1.2~1.5

土窑洞、土陪方、毛石房屋

1.0

喷射砼

<5

一般砖房,非震动的大型砌块及预制构件房屋,构架建筑物

2~3

水工隧道

10

交通隧道

15

矿山隧道

围岩不稳定,有良好支护

10

20

30

钢筋砼框架房屋,修建良好的房屋

5

围岩中等稳定,有良好支护

被保护的古代建筑物

<0.5

围岩稳定,无支护

振速控制是根据《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》(DL/T5099-1999)中,点振速计算公式。

爆破设计时采用以下计算公式:

①质点振速计算公式

V=K(Q1/3/R)α

式中:

V——建筑物质点垂直振动速度(cm/s)

Q——炸药重量(kg)。

分段爆破按最大一段药量计算,齐发爆破按总装药量计算

R——自爆源到被保护建筑物的距离(m),本设计取值5m

α——爆破地震波随距离衰减系数一般取1.2~2.0,本设计取值1.5

K——本设计为软岩,取值300

10=300(Q1/3/5)1.5

Q=13.8kg

②建筑物安全距离计算

该安全距离按照洞内施工安全测算,取经验值150m。

③微差间隔时段的计算

微差间隔时间是微差成败的关键,时间过短、过长将严重影响爆破效果。

△t=KW

式中:

△t——最佳微差时间(ms)

W——最小抵抗线(m)

K——由岩石特性决定的系数(即每米抵抗线移动需要的时间ms/m)。

对软岩K=6。

最佳间隔应为岩石自振周期T值的1/2,即△t=1/2T。

本设计选取微差间隔大于50ms。

④爆破减振设计

采用预裂爆破是降低震动爆破的一种爆破方法(可称缓冲爆破法),它将爆破时的震动控制在一定范围,以预先爆破周边炮眼的办法,沿设计轮廓线炸出一个贯通裂缝(即预留光面层),将开挖主体与其他围岩分割,紧随其后的爆破冲击波(应力波)的破坏作用被预裂割断而受到大量缩减,能有效地降低震波的传递,达到保护目的,按段装药量分段控制。

C浅孔微震控制爆破

①浅孔微震控制爆破设计

本设计在钻孔深度拱底中部≥1.5m,最大在2.2m左右,但两侧都在1.0m,为浅孔爆破设计,爆破顺序从一端依次进行,能起到很好的控制爆破效果,所以本设计中不采用分层台阶爆破,而是统一一次爆破。

采用多排倾斜孔,斜孔爆破具有明显的优越性,因为自上而下的最小抵抗线都能保持一致,炸药分布均匀,可以使爆块均匀、振动降低、破坏影响小,如所示:

浅孔控制爆破示意图

浅孔爆破采取“多眼、浅孔、密炮、少药”的方式。

炮孔深度较设计开挖线超出20cm,易于清底。

注意揭底爆破钻孔时极易堵孔,清孔工作要加强,必要时进行二次钻孔。

浅孔微震爆破装药量计算:

Q=0.6qaHW/sinα

式中:

a——为孔距、梯段高度=1.5

Q——单孔药量(kg)

W——最小抵抗线=0.5

α——阶梯倾斜角=60

H——梯段高度=2

q——单位炸药消耗量(kg)=1

浅孔微震梯段爆破参数及计算:

以中部最深孔计算:

Q=0.6×1×1.5×3×0.5/sin60=1.56kg

取2#硝铵炸药,每孔最大装10条=1.5kg。

浅孔微震梯段爆破参数选取和装药量,应经试爆后确定,并在实施中修正,同时应验算振波的安全性和个别飞石、空气冲击波的安全范围,确保建筑物安全。

②浅孔爆破的安全控制计算:

由于在洞室内部进行爆破,炮眼布置是向前方向倾斜,虽然易于掀底,但飞石是安全控制的重点,该计算主要是采取防飞石的措施保护。

③爆破安全质量的控制措施

浅孔控制爆破在隧洞爆破指挥组统一领导下实施,指挥组下属各专业组,各司其职,分工负责,确保安全。

作业前确定爆破危险区,采取有效措施(标志、警戒)防止人、车辆、建筑物和其它公共设施受到危害和损坏,在危险区的边界旁设置明显的标志,建立警戒线和显示爆破时间的警戒信号准时起爆,警戒区的入口或附近道路设置标志,并派人看守,严禁人员在爆破时进入危险区。

爆破采取以下安全措施:

a、严格控制一次同时起爆炸药总量,并及时监控量测。

b、监测爆破振速对已完衬砌的影响,用预裂控制爆破技术,减少爆破震动波的影响,确保质点的振速不大于10cm/s。

c、砼结构物表面覆盖草袋、荆芭,防护飞石,减低空气冲击波。

考虑在爆破体上采用中德合资生产的布鲁克网加以盖护,布鲁克网是一种柔性防护材料,其中的钢丝网是主要的构成部分,有较好的弹性、韧性及较高的强度,能有效阻止个别落石及爆碴飞起,并能降低空气中冲击波距离。

(3)洞身钻爆施工的质量控制及工艺要求

炮孔布置原则及工艺要求:

炮孔布置应根据围岩岩性,凿岩机具、炸药性能等确定。

钻孔时应准确测定中线,并按设计要求预留变形量。

钻孔位置与设计位置偏差不大于5cm。

A掏槽孔:

要准确掌握好三度(深度、密度、斜度)比掘进尺寸加深10~20cm,掏槽的尺寸约3.0m2,并设置中空孔(有条件时D>100mm),采用斜眼掏槽,位于开挖断面中下部。

B辅助孔:

为进一步扩大槽口和为周边孔创造条件,按E/W=0.6~0.8(孔间距与最小抵抗线之比)交错布置。

采用孔底连续装药,由内向外逐层布置,逐层起爆。

C周边孔:

为成型孔。

起爆后,使隧道断面达到设计尺寸。

眼孔位于设计轮廓线内,其眼底应落在同一垂直面上。

D预裂孔:

在设计轮廓线内,软岩间距30cm,至内圈崩落孔间距30cm,爆破后产生5~10cm贯通缝。

预裂爆破参数应在现场通过爆破成缝试验确定。

试验方法按照“公路施工技术规范”附录B执行。

E底孔:

底孔应防止底部超挖。

施工时,下部石碴会向上抛掷,破坏砼层,下部第一排炮孔抵抗线适当加大,以起到覆盖作用。

F装药结构:

起爆药包与殉爆药包的布置形式,采用掏槽孔,辅助孔在孔底连续装药,周边眼采用小药卷间隔装药。

装药时采取在孔内反向装药,提高炮孔利用率,减少瞎炮,减少块度。

G起爆顺序及时差:

除预裂爆破最先起爆外。

起爆顺序由内向外逐层起爆,其顺序用延发雷管不同延发时间(段别)并采用孔外延期网络来实现,顺序不能颠倒。

H爆破参数的选择:

根据围岩类别,段装最大药量,钻孔机具等控制。

炮眼间距按面积计算和布置,不同类型的炮孔间距在40~50cm之间,装药集中度0.3~0.85kg/m,分别按全断面,台阶法布孔,选择爆破参数,并在实施中修正。

I爆破器材:

雷管采用1~20段非电毫秒雷管,隔段使用;炸药采用2号岩石硝铵炸药,规格为Ф32x200,当有水时,换成EL系列乳化炸药,使用毫秒雷管。

周边眼使用Ф22药卷,间隔装药结构,其余炮眼均用Ф32药卷。

J洞内钻孔及装药量控制工艺要求

①定位开孔:

洞内采用自制简易钻孔台架钻孔。

台架由15台TY-28风钻组成。

按炮眼布置图正确钻孔。

对于预裂孔、减震孔、掏槽孔和周边孔的钻眼精度比其它孔要高,开孔误差要控制在3~5cm以内。

②钻孔:

钻孔前,放出开挖线中线、水平和断面轮廓线,并根据爆破设计标出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻孔。

采用2台激光准直仪控制开挖方向和轮廓。

钻孔要熟悉炮眼的布置,要能熟练地操纵凿岩机械,特别是周边眼,须由经验丰富的钻工司钻,并由专人指挥,以确保周边眼有正确的外插角,根据岩面平整度调整炮眼深度,确保炮眼底部在同一平面上,炮孔外插斜率要严格。

钻眼时,掏槽眼、周边眼按设计的深度、角度施工,误差控制在规范允许的范围内。

钻眼完毕,按炮眼的布置图进行检查,并做好记录,对不符合要求的炮眼重钻,经检查合格后方可装药爆破。

③清孔:

装药前,必须用钢筋弯制的炮钩和小直径高压风管输入高压风将眼内石屑刮出和吹净。

④装药:

爆破面装药需分片分组按炮眼的设计图确定的装药量自上而下进行,雷管要“对号入座”。

所有的炮眼均用炮泥堵塞,堵塞长度应满足设计要求,周边眼采用Ф22的小直径药卷间隔装药,其余采用Ф32的药卷间隔连续装药、密集堵塞的方法。

⑤联结起爆网络:

起爆网络为复式网络,以保证起爆的可靠性和准确性。

联结时要注意导管不能打结和拉细,各炮眼的雷管段位连接应符合设计,引爆雷管应用黑胶布绑扎在一起,网络联好后由专人负责检查。

洞内爆破应选在对居民干扰较少的时间。

⑥瞎炮处理:

发现瞎炮应首先应查明原因。

如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮,则切去损坏部分重新连接爆管即可。

如因孔内的导爆管损坏或其本身存在的问题造成瞎炮,则应参照《铁路隧道安全技术规则》(TBJ404-87)的有关条款处理。

⑦减振对策:

对于部分地段,爆破需要控制振速,采取减振处理,主要有:

选择正确的爆破模式,硬岩隧洞宜选择光面爆破;软岩隧洞宜选择予裂爆破。

改变雷管、炸药种类,采用相邻段位雷管起爆时差>50ms的毫秒雷管,或选用“等差”雷管,其爆破减振效果最好。

周边孔采用Φ22小药卷均匀装药。

调整炸药分段用量,采用空气间隔装药及体积不偶合装药。

炮口用炮泥堵塞。

增加掏槽自由面,复式掏槽。

设置中心掏槽空孔,增加自由面。

限制一次钻爆长度,浅孔、少药、快循还。

多段爆破,分段起爆,采用1~20段毫秒雷管分段起爆。

延长段间差,防止重叠(叠加)震动。

⑧其他:

爆破操作及其他事宜均参照《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》(DL/T5099-1999)、《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299)、《铁路隧道施工规范》(TB2.4-86)和《铁路隧道安全技术规程》(TBJ404-87)及《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)有关规定实施。

(4)炮孔线形布置和线型起爆:

本隧洞爆破炮孔都是拱形布置拱形起爆,拱形对外力抵抗线大,破碎用药量大,所产生的震动速度也随之增大,但本隧洞围岩属于易爆或接近易爆岩性,这方面不明显,且拱型布置与端面结构相似,利于规律布孔,易于控制开挖轮廓;便于控制孔网的参数、控制岩石块度、提高装载效率。

选用中等爆破炸药和毫秒雷管:

起爆药卷直径选用Φ22和Φ32两种。

毫秒雷管是决定爆破用药量的关键,为使前一段爆破的岩石离开原位,为下一段爆破创造临空面,段与段之间最小应为50ms,故采用隔段等差>50ms的雷管,同时采用孔外延期网络,以提高掏槽效果和增加掘进循环进尺、减少震动速度。

(5)爆破施工安全措施

A爆破施工所用的材料均是危险品,所有材料在爆破时具有强大的破坏力,施工点又是在隧洞内,因此思想上稍有麻痹大意,很容易造成伤亡事故,所以在爆破作业中,必须十分重视安全工作,避免事故发生。

B加强爆破器材的运输、入库、发放、管理。

定期进行帐务核对,严禁爆破器材的流失,并加强库房守卫工作。

设置专职管理人员和警卫,确保火工产品的安全存放;

C爆破器材的专用加工位置要按有关规定慎重选择,存储量需严格控制,不可超过当班用量,同时应设有通讯设备、报警装置。

必须严格劳动纪律,严禁酒后上岗,严禁在工作岗位上打闹;

D爆破材料防止受潮失效,仓库必须通风良好、防漏、防潮;

E炸药库房远离工地、营房及居民建筑,保证其安全检查距离,见《炸药库布置图》;

F炸药与雷管必须分库存放,并相隔一定距离;

G库房做好警戒、防雷、防火、防盗。

H爆破采用导爆管非电毫秒延期雷管分段引爆;起爆药包的装配必须在有安全防护的加工房进行并有爆破工携送至现场。

I爆破作业要统一指挥。

J进行爆破时所有人员撤至不受有害气体、振动及飞石伤害地点。

K每日放炮的时间、次数要根据施工条件有明确规定,放炮的信号要统一,并要让施工作业人员都清楚。

L爆破后必须经过通风排烟后,才准检查人员进入工作面,经检查和妥善处理后,其他工作人员才准进入工作面。

M严格控制一次同时起爆炸药总量;

N薄弱地段调整炮眼布置及装药量,减少震动;

O雷管、炸药派专人负责保管、运送,严格按爆破器材、安全管理规定执行,由安全机关按照逐日申领数量,由公安机关专车、专人、定时专线运至工地,由主营爆破材料专业售货员接受,在安全主管的统一指挥下使用。

爆破指挥组合面指挥剩余爆破量,当日返还仓库。

P爆破时专人负责警戒,定人、定位、定责任确保万无一失;

Q进行安全教育,严格执行安全生产规程,建立层层负责的安全生产组织机构,设专职爆破安全员。

R爆破前对爆破器材进行检查试验,爆破器材的使用与管理依据当地公安部门的规定办理,爆破人员须持证,主要实施爆破人员应经公安机关验证批准后上岗。

S爆破方案经审查后,送公安主管机构批准后实施。

(6)光面爆破技术

对于Ⅲ类围岩周边眼与其它炮孔一样,布置在同一里程断面上,只需合理布置周边眼、周边眼距内圈眼间距以及内圈眼、周边眼起爆时差即能有效地实现光面爆破;对于稳定性、整体性较好的Ⅳ、Ⅴ类围岩全断面法施工时,可以采用预留光爆层光面爆破技术,也就是每一循环均将该循环同里程处的侧墙、拱部光爆层留出,在下一循环中实施爆破,预留光爆层随掌子面向前推进而推进,该方法的优点是较易获得良好的光爆效果,有利于减轻爆破的震动效应。

各类围岩实施爆破时,其光爆设计参数如表《各类围岩爆破设计参数》

各类围岩爆设计参数

围岩类别

周边眼间距E(m)

周边眼抵抗线w(m)

相对距离E/W

装药集中度q(kg/m)

拱部周边眼装药

Ⅴ类

0.64

0.75

0.86

0.68

顺孔

Ⅳ类

0.60

0.70

0.80

0.64

顺孔

Ⅲ类

0.30

0.40

0.75

0.35

隔孔

Ⅱ类

0.25

0.35

0.7

0.3

隔孔

各类围岩钻爆设计见附图。

光面爆破施工工艺流程见下图《光面爆破施工工艺流程框图》

光面爆破施工工艺流程框图

(7)爆破起爆网络

起爆网络图

各段毫秒微差雷管脚线集束于掌子面中央悬挂,用火雷管+导火索引爆。

孔内微差低段雷管一般跳段使用,使各相邻段间隔时间大于50ms,以改善爆破效果和防止地震波叠加而产生较大的地震动。

另外,为了确保周边眼同时起爆,保证光爆效果,还将各孔内的导爆索延长至孔外,用一长主干导爆索顺拱部周边眼进行串联,使每个周边眼孔内有二套独立的起爆系统,确保同时起爆。

4.1.3超欠挖控制

控制超欠挖是降低工程成本的主要措施,控制好超欠挖可以保证开挖成型、保证初期支护质量。

正确标示开挖轮廓线:

(1)在爆破前画开挖轮廓线时应考虑施工误差,并考虑预留围岩变形和画线误差等因素,在设计轮廓线外要适当加大尺寸。

施工误差按径向加大5cm考虑。

(2)预留变形,Ⅲ类围岩地段为5cm,Ⅳ、Ⅴ类围岩地段为8cm,施工时进行量测按实测数据进行调整。

(3)对于局部欠挖采用补小炮,人工配合钢钎铁锤凿除。

4.1.4防坍塌技术措施

坍塌是隧洞施工的大害,分析以往的坍塌原因,实际上大部分是由于对复杂地质条件下围岩的属性研究不够彻底,应对措施不当造成的,塌方次数的多少,一方面反映了地质条件复杂,另一方面也反映了施工单位技术水平和管理水平的高低。

尤其在不良地质条件下施工,防止坍塌是确保隧洞施工顺利进行及保证工程质量的关键,为此结合本隧洞的特点及其地质情况,拟采用以下主要的防坍塌措施。

(1)采用超前地质预报

预报方法参见“特殊地质地段的施工与地质预报”。

(2)制定和选择合理的施工方法

根据以往的施工经验,在不同地质条件下选用合理施工方法是防坍塌的重要手段。

在制定和选择施工方法时按照下述思路进行:

A贯彻“不坍就是进度”的思想。

在软弱围岩中的施工方法必须稳妥可靠,在保证不坍的原则下再考虑加快施工进度。

B选定初期支护参数贯彻“宁强勿弱”的思想,由于对岩体工程性质的认识很难恰如其分,对于介于两级围岩之间的按偏低的围岩级别进行初期支护。

C正确选用IV类围岩的施工方法。

IV类围岩介于较稳定的III类围岩和不稳定的V类围岩之间,不如V类围岩存在的风险明显,反而易出事,不得大意,须注意观察,及时处理。

(3)在复合式衬砌设计地段采用新奥法原理指导施工

A采用控制爆破,尽量减少对围岩的扰动。

B尽快进行初期支护。

C初期支护承受主要荷载。

D开挖后自稳能力差的地段应采用超前支护或超前加固。

E尽快封闭成环。

F用监控量测指导施工。

G对变形超限的初期支护要及时进行加固。

H初期支护变形稳定后立即进行二次衬砌,软弱围岩地段二次衬砌应适度紧跟。

(4)保证初期支护质量

初期支护严格按设计和施工规范施工,确保支护质量,重点注意以下几点:

A提高开挖质量是保证支护质量的关键,凡爆破成形不良地段均考虑超前支护。

B确保喷混凝土与围岩密贴,并保证喷混凝土强度。

有钢架时钢架后部不允许有空洞,不许填片石和木料,喷混凝土必须将钢架包住。

C钢架间距符合设计,安装位置正确,保证接头处的等强连接,钢架角采用锁脚锚杆加固。

D锚杆孔的长度、间距符合设计要求,锚孔内砂浆饱满。

(5)严格施工纪律

防坍塌的施工方案一经讨论确定,操作人员必须严格执行,不得私自变动,严格施工纪律、合理的工序安排、先进的施工工艺、严肃的管理制度是一套防坍的有效手段。

1.2、初次支护

1.2.1、初次支护的依据和原则

(1)初次支护施工的主要依据

①图纸;

②《钢筋混凝土用热轧钢筋》(GB1499-1998);

③《水利水电工程锚喷支护施工技术规范》(DL/T5181-2003);

④《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);

⑤《喷射混凝土施工技术规程》(YBJ226-91);

⑥《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5248-2001);

⑦《水工预应力锚固施工规范》(SL46-94)。

(2)初期支护原则

Ⅲ类围岩初期支护采取喷射砼,局部欠稳定处设置锚杆、配置钢筋网;Ⅳ类围岩采取钢筋网喷射砼和锚杆初期支护;隧洞洞身段Ⅴ类围岩、断层带及塌方地段设置格栅拱架结合超前支护。

1.2.2、施工顺序

初喷砼→架格栅拱架(如需要)→超前中空锚杆施作→挂钢筋网→复喷砼→有压注浆锚杆施作。

1.2.3、超前支护

(1)超前小导管

该支护类型主要应用于IV类及V类围岩中不稳定地段,主要有塌方地段、围岩破碎堆积体带、浅埋破碎地带及富水地段。

主要是利用小导管的注浆将松散破碎岩体固结,增加围岩自稳能力,同时注桨后封闭透水孔道,起到止水目的。

导管前端嵌入未开挖岩体,后端支撑在拱架上,形成棚架保护支架,提供危险地段掘进的施工安全。

超前小导管采用Φ42壁厚3.5mm普通钢管,纵向搭接长度不小于1m,方向与隧洞中线成6°~10°外插角,在开挖作业前先行施工,穿越钢拱架或格栅钢架腹部,注双液混合浆或水泥浆加固。

A测量放样

按设计要求,在掌子面上准确画出本循环需施设的小导管孔位。

B钻孔

采用手持风钻钻孔,孔深比设计适当超深,钻孔完成后用高压风水将孔吹尽。

C钢管加工

将钢导管前端加工成锥状,尾部焊一圈φ6加强钢筋。

除尾部1m外,管壁四周钻φ8mm的压浆孔眼,以便浆液向围岩内压注。

D钢管插入及密封处理

钢管尾部套入特殊的钎尾,采用人工插打或风枪冲击的方法将钢管贯入孔内。

为防止注浆漏浆,在小导管的尾部用胶泥麻筋缠箍成楔形,以便钢管顶进孔内后其外壁与岩壁间隙堵塞严密。

钢管尾部外露足够的长度,并与钢拱架焊接在一起。

钢管顶进时,注意保护尾部管口不受损变形,以便与注浆管路连接。

E注浆

注浆前导管孔口先检查

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