三线及喇叭口隧道施工.docx
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三线及喇叭口隧道施工
三线隧道及喇叭口地段采用复合式衬砌；瓦斯含量较高，压力较大时，对煤系地层及设防段采用全封闭复合衬砌，并做好施工缝处理，以防止瓦斯渗漏。
采用锚喷施工支护，模筑混凝土衬砌。
施工支护参数如下：
表一三线隧道支护参数
围岩类别
Ⅱ--Ⅲ类
跨度
10
15
20
开挖面积
<100
约140
>170
扁平率
0.69-0.89
0.62-0.76
0.6-0.72
喷砼厚度（cm）
10.25
15-30
16-36
锚杆长（m）/环×纵（m）
2.5-3.5/1.0×1.0
钢支撑型号/间距（m）
H260（或格栅）/1.5
H250（或格栅）/1.0
H260（或格栅）/0.8
辅助工法
小导管注浆、管棚
小导管注浆、管棚、基脚注浆、旋喷导管
小导管注浆、管棚、基脚注浆、旋喷导管
预衬砌
衬砌厚度拱部/仰拱（m）
0.3-0.5/0.3-0.6
0.4-1.0/0.4-1.0
0.4-2.0/0.4-2.0
２.5隧道防排水
Ⅱ、Ⅲ类围岩浅埋地段拱墙设复合防水板,其余地段设PE防水板.边墙竖向设φ50mm软式透水管盲沟,竖向盲沟间距30m;墙角纵向设φ100mm软式透水管盲沟;施工及沉降缝设橡胶止水带.
2.3洞门型式及建筑材料
1、进洞方案比选
进行比选的进洞方案有地表预加固结合超前小导管方案，大管棚结合小管棚超前注浆方案和地表钢管群桩注浆结合管棚方案。
3.1地表预加固注浆：
根据洞口地址环境，地表采用导管注浆加固，注浆范围：
轴线方向30-50米，横向50-80米。
注浆孔2×2梅花形布置，导管采用Φ108普通钢管，管上梅花形布置直径10mm溢浆孔。
注浆材料：
采用普通硅酸盐水泥425#、Ⅱ型水玻璃，比重1.25g/cm2，模数2.65。
注浆压力2-4Mpa，浆液扩散半径为1.0米。
为防止山体滑动，提高加固效果，可采用地表钻注与锚固相结合，即在注浆孔内插入钢筋笼（Φ14钢筋三跟一束，半径60-80mm，箱筋Φ8mm，间距1.0m左右）
3.2地表钢管群桩注浆
地表采用钢管群桩注浆加固，加固范围：
线路中线两侧15-20m，纵向长度30-60m。
孔深3-27m，根据隧道以下岩层地址状况，边墙侧孔底伸至隧道下场-9m。
3.3大管棚超前注浆
详见5.4《大管棚》
3.4三种方案比较
项目
施工场地条件
施工难度
效果
造价
地表预加固注浆
场地开阔，机械设备易摆放，可多台钻机同时作业，进度快。
技术要求简单，注浆孔定位、定向容易。
不受埋深限制，直接提高岩提本身承载力。
低
地表钢管群桩注浆
场地开阔，机械设备易摆放，可多台钻机同时作业，进度快。
技术要求简单，注浆孔定位、定向容易。
受埋深控制，大范围加固围岩，直接提高岩体本身承载力，开挖安全度高。
高
大管棚超前注浆
空间狭小，不利于机械摆放，开挖干扰大，只能顺序作业，进度缓慢。
技术要求高，需克服塌孔，钻孔定位困难。
不受埋深限制，加固范围小，初期支护承担外荷载较大。
高
2、洞身施工方案比较
进行比选的施工方案主要有台阶法、中壁法、双侧壁导坑法、中洞法。
表二几种施工方法技术参数比较
从安全的角度和车站隧道的特点，应首选双侧壁导坑法，其次为中壁法。
从速度角度，首选台阶法，其次中间法。
4.1双侧壁导坑法:
4.1.1开挖工序：
侧壁导坑分层开挖，初期支护→另一侧壁导坑分层开挖，初期支护→边墙模筑砼，左右仰拱模注→中洞拱部开挖，初期支护、临时立桩→拆除侧壁导坑内壁施工支护→拱部模筑砼→中洞其余部分分层开挖→仰拱初期支护→仰拱模筑砼。
4.1.2作业循环时间图（双侧壁，每循环掘进0.5m）
4.1.3支护系统
三线段支护参数为：
喷层厚30cm；全环格栅（0.5m/榀）截面为25cm×20cm，主筋为Φ25钢筋；Φ42小导管（2m/环）每环54-65根。
长3.5m；拱部WTD25中空注浆锚杆，长4m，间距1m。
4）喷锚施工工艺（TK-961型湿喷；YT-28型风钻式煤电钻；DZB50/40注浆机）
4．2中壁法
4.2.1开挖工序：
、Ⅰ部→
、Ⅱ部→
、Ⅲ部→
、Ⅳ部→
、Ⅴ部→
、Ⅵ部
同台阶左、右作业面间的距离a为1.5-2.0m,上、下台阶长度b为2.0-2.5m。
各分部起拱线上先打小导管，其下打WTD25系统锚杆；喷浆封闭掌子面，注浆，然后采用人工手持风镐开挖，手推车运碴。
各部分的拱部、中隔墙及仰拱必须及时封闭成环。
4.2.2作业循环
见下图
4.2.3支护系统
初期支护体系由初喷砼+工字钢支撑（含拱架、中隔墙及临时仰拱）+纵向连接筋，锁脚锚杆+钢筋网+复喷砼组成。
其主要技术参数为：
初喷砼厚度：
3-5cm,20#;
钢筋网：
φ8，20×20cm；
工字钢支撑：
I20，@50cm；
纵向连接筋：
20MnSiΦ22,L=60cm,@100cm;
锁脚锚杆：
20MnSiΦ22,L=350cm；
复喷砼：
厚度25-27cm，20#。
4.3台阶法取消
4.4中间法取消
3、辅助工法
5.1GM自进式锚杆（主要用于系统锚杆）
5.1.1施工工序
5.1.2施工工艺：
MGJ-50型潜孔钻：
重庆探矿机械厂，重850Kg，3525×1000×1225
MZ130B型锚杆专用注浆泵：
成都千年科技发展有限公司，重300Kg，功率5.5KW。
GMC锚杆：
中国四川吉通公司。
5.1.3支护方案
钻孔参数
沿隧道开挖轮廓线以外5-10cm，环向间距40cm，用7655型钻机上迈式超前锚杆钻孔，孔径42mm，外插角5-10系统锚杆呈梅花形布置，间距1m
5．2超前小导管注浆
5.2.1工艺流程：
制作格栅和小导管→侧设中线和水平支点→检查开挖端面→架设钢架→钻小导管孔→平整场边及安装注浆设备→安设小导管→注浆→施作初期支护→断面开挖→初喷砼→架设钢架。
5.2.2技术参数
环间间距：
拱顶6m范围内30cm（拱腰到拱脚50cm）
纵向间距：
长度为3.5m，两排小导管水平投影搭接长度2m。
材质：
外径φ42mm热轧无缝钢管。
构造：
前端为尖锥桩，管臂每隔20cm交错钻眼，眼孔直径6mm，最后一个眼孔距管末端1.2m，管端焊φ6钢管。
预主浆：
采用水泥浆液，配合比为水:
水泥1:
1-0.5:
1
注浆量计算：
Q1=L.R2K.I.nRK---浆液扩散半径（m）
L0----小导管之间中心距离I----小导管长度（m）
n-----岩体孔隙率（%）
注奖压力：
0.3-0.5Mpa
5．3
5.3.1格栅加工
场地：
格栅在场地制造，需求20×8平方米工作台一块，为保证格栅加工的质量，工作平台做成砼平台；
机具及布置：
格栅加工模具一套，连接筋加工作业平台一个，切割机一台，电焊机两台；
模具：
格栅加工模具是用80槽钢焊接而成，其结构如图6。
5.3.2格栅加工工艺
将各种型号钢筋设计尺寸下料，
主筋在模具上人工弯成规定的弧度；
在模具上将连接筋焊于主筋之上，把格栅焊制成单片；
在模具的凹槽里设活动横轴，在两片格栅单片间焊接侧面连接筋，如图6
将焊制成的格栅单元，抬到大样平台上检验，合格后在格栅单元的两端进行标记，然后堆码存放。
使用前，将格栅单元在大样平台上拼装，在接头处外贴角钢，拧上螺栓，将角钢贴焊于格栅上。
5.3.3格栅质量控制和检查
原材料检验：
对各种型号的钢筋进行抽样检验，合格后方可使用。
有油污、锈迹的使用前要先行处理。
连接筋的焊接应对称施焊，防止主筋变形；
按照《规范》要求检查焊接质量；
格栅加工后进行试拼，其允许误差为：
沿隧道周边轮廓误差不大于3cm，螺栓孔眼中心距公差不超过±0.5mm；平面翘曲应小于±2cm。
5.3.4测量中线及水平基点，进行断面检查，断面合格后进行格栅架设。
5.3.5格栅架设
架设工艺
施工中在格栅基脚部位预留15cm的原地基，架立格栅时，挖槽安装垫槽钢；
在拱顶处标记接头位置；
在安设格栅的位置打设定位钢筋；
在工作平台上人工架设格栅，在接头位置用螺栓连接，将格栅与定位钢筋焊在一起；
在格栅与围岩的空隙处，用预制的砼骑马垫块楔紧，每隔1.2m设置一个；
格栅之间每隔1.0m焊接纵向连接筋一根。
格栅架设要求：
格栅基脚必须密实，以防基脚矢稳；
格栅应设置在设计位置，包括高程与左右方位；
格栅平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2度，格栅顶铅垂不离开栅面5cm;
钻小导管孔：
用XT-28风钻在小导管标记位置按照设计外插角钻孔。
小导管安设：
用YT-28风钻或手锤将小导管打入眼孔，小导管须穿过格栅腹部，并与格衫焊接在一起。
用砂浆将将小导管周围孔口封堵，同时做好注浆准备工作。
注浆：
浆液的注入应从下到上依此进行，注浆泵采用济南复合材料构件厂生产的UB-3型灰浆泵。
在注浆时，注浆口压力须控制在0.5Mpa以内；注浆速度不宜过大，宜控制在0.03立方米/分钟以内。
5．4大管棚
5.4.1设计参数
大管棚沿隧道拱部环形设置，其中心线距设计衬砌外缘35cm。
大管棚间距中到中30cm。
大管棚一次作业长度19m（掌子面外面露出约1m）,大管棚作业后工作室进行模注砼衬砌,大约0.5m管棚应埋入衬砌内,以加强其后支点.管棚开挖12m,搭接长度6m,如下图:
管棚设计外插角为1度。
下管允许偏斜量：
相邻管间10cm，向内侧20cm。
大管棚钢管选用Φ108mm、壁厚6mm热轧无缝钢管，纵向接长在掌子面用电焊条焊接。
大管棚前端约2/3长度的铜管采用花管形式，以便注浆。
采用稠度较大的浆液进行挤压式注浆，浆液为水泥--水玻璃，双浆液，其参数为：
浆液配比W/c=0.6-0.8,C:
σ=1:
0.5，注浆压力≥2Mpa。
5.4.2工艺流程
5．5湿喷技术
5.15.1喷湿工艺过程：
将满足要求的水泥、砂、水、减水剂按配合比（根据砼和易性〈塌落度8-15cm〉和砼强度条件进行实验确定）加入搅拌机进行搅拌，搅拌好的成品砼用运输设备运至喷射地点，并加入喷湿机料斗，然后根据喷湿机操作规程进行喷射。
湿喷工艺过程要点：
1．满足要求的砼材料---和易性好，塌落度8-15cm；
2．满足要求的速凝剂材料；
3．按规程操作和保养湿喷机；
4．系统风压≥0.5Mpa，风量≥10m3/min，工作风压量优化控制；
5．喷嘴（距离、角度）优化控制。
5.5.2设备
搅拌机（强制式或锥形反转出料，350L以上）
6m3砼运输罐车一部或4m3轨形式罐车两部。
或4.5吨自卸汽车二部或10吨自卸汽车二部。
0.75m3容量料槽一个（四边焊50cm高挡边1.5×0.5）
5mm、15mm筛网各一个
20m3电动空压机一个（固定）一台或多或12m3移动式空压机一台。
5.3.3人员配备
湿喷机司机1人（专门培训，持证上岗）
喷射手笔2人（轮换及辅助工作）
上料3人（其中之一人轮换及辅助）
运料2人（运料车司机）
搅拌3人（含搅拌机司机）
当班电工1人（兼）
班长1人（由上述人员兼任）
5.5.4材料
砂中粗、模度系数大于2.5，用5cm筛网过滤
骨料用5mm和15mm筛网分别筛去石粉和大骨料
水泥425#普通硅酸盐水泥
速凝剂液体，满足初凝小于5分，终凝大于10分，掺量小于5%，28天强度保持率大于70%的合格产品。
水自来水
减水剂高效减水剂
5.5.5配合比
初期按配合比进行实验，根据实验结果进行调整。
水泥：
砂：
石子=1：
2.0：
1.8：
0.45
减水剂0.5%速凝剂3-5
塌落度控制在8-15cm之间
5.5.6湿喷法工艺流程
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