超前支护施工.doc
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1、 超前支护施工(1)地质超前预报地质超前预报,在该隧道施工中特别是在隧道进出口段,开挖后极易出现滑坡、坍塌或冒顶现象,需重点监控。本隧道开挖前拟采用TSP202型超前预报仪,预报前方地质情况。采用超前探孔以探明前方地质情况、地下水压力、大小等,以拟定开挖方法和支护参数。(2)测量放线洞内施工测量,采用Leica TCR702激光全站仪,以加快测量进度。钻眼前,由专业测量人员用红漆在掌子面上准确绘出开挖断面的中线和轮廓线,标出炮眼位置,其误差不超过5cm。中线、水平及轮廓线采用激光导向仪辅助定位。施工中经常对激光导向仪进行检查校核。(3)开挖方法、级围岩开挖采用新奥法施工,因此开挖采用“管棚注浆
2、超前、弱爆破,短进尺,少扰动,早喷锚,勤测量,早成环”等技术措施,以保证施工安全。施工采用预留核心土钻爆法施工,上半断面开挖后进行初期支护,达成稳定开挖下半断面。下半断面开挖时尽量单侧落底或双侧交错落底,避免上半断面两侧拱架同时落空,落底长度视围岩开挖情况而定,一般采用1-3 m,并不大于6 m。上断面运用TY28型风枪钻孔,下断面运用钻孔台架钻孔 。上断面采用挖掘机扒碴到下断面,下断面由侧卸式装载机装渣,自卸汽车运渣。洞身开挖后,立即喷射砼封闭围岩,及时进行初期支护。完毕隧道开挖及初期支后,应及时进行仰拱封闭,根据量测结果进行二次模筑混凝土的浇筑,宜采用先墙后拱法浇筑二次衬砌混凝土。(4)钻
3、爆设计爆破器材:采用2#岩石硝铵炸药,有水地段采用2#乳化炸药,根据隧道所穿越围岩的坚固性系数f以及岩石纵波波速等,选用威力适中、匹配性好、防水性能好、易于切割分装成小卷的2#岩石乳化炸药,引爆器材则选用国产系列非电毫秒雷管。掏槽方式:隧道爆破开挖的关键是掏槽,掏槽成功与否直接影响爆破效果,并且掏槽的深度亦直接影响隧道掘进的循环进尺,施工中拟采用两个中空孔的直眼掏槽方式。装药结构:为提高爆破效果,控制灰尘,减少爆碴的大块率,便于出碴,掏槽眼、辅助眼采用水封爆破,见图3-8水封爆破装药结构示意图。炸药水袋炮泥约30cm约30cm图3-8水封爆破装药结构示意图雷管周边眼间距根据不同围岩等级取40-
4、55cm,最小抵抗线60-70cm 。炮眼直径42mm,非电毫秒雷管起爆。周边眼装药均采用20的小药卷间隔装药,其装药结构见图3-9周边眼间隔装药结构示意图。不小于20cm雷管炮泥图3-9 周边眼间隔装药结构示意图脚线或传爆管药卷导爆索炮眼布置及爆破参数:、级围岩采用上下台阶预留核心土法开挖,炮眼布置及爆破参数暂不进行具体叙述,上场后根据实际围岩情况,做爆破实验,以拟定实际的爆破参数计炮眼布置图。起爆网络: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震动。此外,为保证周边
5、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,保证同时起爆。(5)爆破施工 施工布眼:钻眼前,测量人员用红铅油准确绘出开挖断面的中线和轮廓线,标出炮眼位置,其误差不超过5cm。 定位开眼:钻孔采用TY28型风枪钻孔,采用42钻头。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度规定比其它眼要高,开眼误差分别控制在3cm和5cm以内。钻工要熟悉炮眼布置图,要能纯熟地操纵凿岩机械特别是钻周边眼,由有丰富经验的老钻工司钻,台架下有专人指挥,保证周边眼有准确的外插角,尽也许使两茬炮交界处台阶不小于15cm。同时,根据眼口位置岩石的凹凸限
6、度调整炮眼深度,保证炮眼底在同一平面上。 清孔:装药前,用由钢筋弯制的炮钩和小直径高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出吹净。 装药:装药分片分组,按炮眼设计图拟定的装药量自上而下进行,雷管“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞长度不小于20cm。 联结起爆网络施工准备自制拱模管棚制作小导管制作图3-10 超前支护施工工艺框图深度控制角度控制间距控制卡钻解决测量放样钻孔管棚、小导管顶进就位注浆压力浆液数量起止时间异常情况注浆浆液配置水泥砂浆填充封口下道工序起爆网络为复式网络,以保证起爆的可靠性和准确性。联结时注意:导爆管不能打结和拉细;各炮眼雷管连接次数相同;网络联好后要有专人负责检查。起爆网络采
7、用起爆器电力起爆。 瞎炮的解决:发现瞎炮,一方面查明因素。假如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导爆管即可,但此时的接头尽量靠近炮眼。3.4.2.4超前支护级围岩洞口暗进地段进出口采用大管棚、其他级围岩地段采用小导管对前方围岩进行注浆加固后再开挖。超前支护施工工艺详见图3-10超前支护施工工艺框图。大管棚、小导管施工工序 测量放线,标出长管棚、小导管钻孔位置。 钻孔机就位,检查钻机是否运转正常,保证钻孔时不出现故障。 钻孔完毕后,及时清孔。 钢管沿导孔顶入,并进行注浆,钢管口先按规定钻好注浆孔。大管棚、小导管施工及注意事项 大管棚水平钻机就位, 钻孔后运用管棚钻机的冲击和推力
8、将管棚沿导孔顶入,逐节接长管棚至孔底。 小导管施工时,打孔角度为10度,环向间距为35cm,采用4.5m的504花管,管壁四周钻8mm压浆孔,间距为15cm,梅花型布置,尾部0.8m范围不钻压浆孔,打设完毕后,注水泥浆。其配合比按设计图执行,注浆压力控制在0.51.0MPa。 大管棚施工工艺详见图3-11大管棚施工工艺框图。明洞衬砌套拱施工安装钻机图3-11 大管棚施工工艺框图钻偶数位孔置入花管清楚管内杂物注浆冲净管内浆液、注砂浆钻奇数位孔置入无孔钢管套拱内支架施工花管制作注浆准备检查注浆效果钢管加工配节计算拱部开挖钢管内填充砂浆注浆准备 大管棚环向间距40cm,全长20m,管棚钢管采用节长为
9、46m的895热轧无缝钢管,管棚要事先钻好注浆孔,孔径10mm,间距40cm,梅花型布置。 根据设计规定,大管棚注浆压力初压为0.51.0MPa,终压为2.0MPa,在注浆压力达成终压时,并稳定15分钟后,终止注浆,以保证钻孔四周均匀注满浆液。 注浆过程中随时注意压力变化,压力值达成设计值,且注浆量与设计量相符后,即可停止注浆。详见图3-12注浆质量控制图 注浆结束后,再钻孔检查注浆效果是否达成设计规定,如未达成设计规定,进行补孔注浆。水泥浆与水玻璃体积比水泥水灰比水玻璃浓度及模数注浆压力初压及终压每孔计算注浆量各钻孔注浆后变化情况周边地形注浆前后形量测无孔钢管检查穿孔检查注浆参数拟定注浆效果
10、注浆质量控制综合分析采用措施提高质量图3-12 注浆质量控制图整个过程应做好记录,内容涉及打孔的角度、间距、深度、钢管长度,注浆压力、注浆数量、起止时间。3.4.2.5初期支护(1)初喷混凝土封闭岩面 喷射砼骨料用拌合站分次投料拌和,由砼输送车运送至工作面,在工作面添加液体速凝剂经喷射机喷向工作面。喷射前一方面撬除危石,运用隧道激光限界检测仪检查断面净空,用高压水冲洗岩面,检查供风、供电情况及湿喷机运转等情况。选择满足设计规定的水泥、砂子、碎石、水及速凝剂,保证原材料的质量。通过实验拟定配合比。用高压风自上而下吹净岩面,埋设控制喷射混凝土厚度的标志钉,如工作面有滴水或淋水,提前做好钻孔埋管的引
11、排水工作。喷射作业先从拱脚或墙脚向上堆喷,以防止上部喷射回弹料虚掩拱脚(墙脚)而不密实,以致强度不够;导致失稳;先将凹洼部分找平,然后喷射凸出部分,并使其平顺连接。喷射操作应沿水平方向以螺旋形划圈移动,并使喷头尽量保持与受喷面垂直,喷嘴口至受喷面距离以0.61.0m为宜。 喷射混凝土表面应大面平整并呈湿润光泽,无干斑或滑移流淌现象。喷射砼施工程序见图3-13喷射砼施工程序图。图3-13 喷射砼施工程序图湿喷式砼喷射机风压控制在0.45-0.7Mpa速凝剂水泥用量的4%混凝拌和砂水泥水石子筛网10mm(滤出超径石子)围岩表面(2)施作系统锚杆,挂设钢筋网 根据设计锚杆布设形式和间距标定锚杆位置。
12、采用风枪打眼。锚杆钻孔应圆而直,孔口岩面应整平,钻孔与岩面垂直。钻孔完毕,用高压风清孔,检查合格后将锚杆送入眼孔。注入水泥浆,注浆时应将眼孔中的气体排出,保证浆液饱满和注浆质量,注浆压力应符合设计和规范规定。采用ML-20型锚杆拉力计按规范作锚杆抗拔力实验,其抗拔力50KN。做好现场施工记录,涉及锚杆的长度、注浆压力、注浆数量、起止时间、抗拔力等。钢筋网必须与锚杆、钢架或其它锚固装置联结牢固。片状钢筋网的搭接长度应为12个网格。钢筋必须用喷混凝土盖住,至少有20mm的保护层。(3)安装钢拱架(钢格栅)施工准备钻 孔图3-14 中空注浆锚杆施工工艺框图清 空检查孔道是否畅通安装止浆塞、封堵孔口注
13、浆垫板、螺母安装备 料制备水泥浆标定锚杆位置检查锚杆设备准备钢拱架在洞外按设计加工成型,洞内安装在初喷砼之后进行,与定位系筋焊接。钢拱架间设纵向连接筋。拱架拱脚必须安放在牢固的基础上,并与注浆小导管或锚杆焊接牢固,架立时垂直于中线,当拱架和围岩之间间隙过大时设立垫块,埋设在初衬砼内。a、现场制作加工钢拱架按设计规定预先在洞外加工成型。放样时根据工艺规定预留焊接受缩余量及切割的加工余量。将格栅钢筋冷弯成型,规定尺寸准确,弧形圆顺。钢拱架加工后进行试拼,允许误差:沿隧道周边轮廓误差不大于3cm;钢拱架由拱部、边墙各单元钢构件拼装而成。各单元用螺栓连接。螺栓孔眼中心误差不超过0.5cm;钢拱架平放时
14、,平面翘曲小于2cm。图 315 钢拱架安装工艺框图加砼垫块或钢板施工准备测量放样分部安设钢架单元并用接头板连接检查是否与初喷砼密贴纵向连接筋将钢架连成整体下一道工序否钢架单元放样钢架单元加工接头板加工b、钢拱架架设工艺规定:为保证钢拱架置于稳固的地基上,施工中在钢拱架基脚部位预留0.15-0.2m原地基;架立钢拱架时挖槽就位,软弱地段在格栅基脚处设槽钢以增长承载力。钢拱架平面垂直于隧道中线,其倾斜度不大于2度。钢拱架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。钢拱架按设计位置安设,在安设过程中当钢拱架和初喷层之间有较大间隙时设垫块,钢拱架与围岩(或垫块)间距不大于50mm。为增强钢拱架的整体稳定性,将
15、钢拱架与锚杆焊接在一起。沿钢拱架设直径为22的纵向连接钢筋,并按环向间距1m设立。为使钢拱架准拟定位,钢拱架架设前需预先打设定位系筋。系筋一端与钢拱架焊接在一起,另一端锚入围岩中0.5-1m并用砂浆锚固,当钢拱架架设处有锚杆时尽量运用锚杆定位。钢拱架架立后尽快喷砼作业,并将钢拱架所有覆盖,使钢拱架与喷射砼共同受力,喷射砼分层进行,每层厚度5-6cm左右,先从拱脚或墙脚处向上喷射,以防止上部喷射料虚掩拱脚(墙脚)不密实,导致强度不够,拱脚(墙脚)失稳。c、钢拱架安装工艺流程详见图3-15 钢拱架安装工艺框图。(4)复喷混凝土喷锚支护喷射砼,分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖(或分部开挖)完毕后立即
16、进行,以尽早封闭暴露岩面,防止表层风化剥落。复喷砼在锚杆、挂网和钢架安装后进行,尽快形成喷锚支护整体受力,以克制围岩变位。钢架间用砼喷平,并有足够的保护层,喷射砼施工程序同“初喷混凝土封闭围岩”。喷射时尽量垂直于岩面,喷嘴距岩面一般保持0.6-1.0m为宜。喷射砼分段、分片由下而上顺序进行,每段长度不超过6m,一次喷射厚度控制在6cm以下,喷射时插入长度比设计厚度大5cm的铁丝,每1-2m设一根,作为施工喷层厚度控制用,后一层喷射在前层砼终凝后进行,喷射砼按规定洒水养护。3.4.2.6 围岩监控量测(1)现场监控量测目的和作用由于隧道穿越的地层岩性经常变化,若施工工艺不妥或围岩节理裂隙发育、地
17、下水和地表水易贯入导致围岩软化,导致围岩失稳而产生病害或导致险情。通过监控量测进行信息反馈及预测预报,能优化施工组织设计、指导施工、保证隧道施工的安全与质量及工程项目的社会、经济和环境效益,为修正和拟定设计参数、二次衬砌支护时间提供依据。(2)围岩量测项目的测线和测点布置量测项目的测线和测点布置应符合设计规定,量测项目及方法见图,测点布置见图3-22。(3)现场量测规定测试前检查仪表设备是否完好,如发现故障应及时修理或更换;确认测点是否松动或人为损坏,只有测点状态良好时方可进行测试工作。测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表,每测点一般测读三次;三次读数相差不大时,取算术平均值作为观测值,若读
18、数相差过大则应检查仪器仪表安装是否对的、测点是否松动,当确认无误后再按前述监控量测规定进行复测。每次测试都要认真作好原始资料记录,并记录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等,保持原始记录的准确性。量测资料应在现场进行粗略计算,若发现变位较大时,及时告知现场施工负责人,以便采用相应的解决措施。测试完毕后检查仪器、仪表,做好养护、保管工作。及时进行资料整理,监控量测资料须认真整理和审核。量测断面间距、测点布置量测断面间距、测点布置将严格按设计资料执行。(4)数据解决分析应用措施,提供修改参数依据。将量测资料进行解决和分析,绘制时间-位移曲线。表3-6 监控量测项目及方法一览表围岩稳定支护效果好围岩
19、不稳定支护效果差补强初期支护、修改设计支护参数施作二次衬砌量测项目选择埋设测点仪器监测获取读数施 工施工图纸围岩测量回归曲线回归方程临界值数据分析解决图3-16围岩监控量测流程图当喷射砼出现大量的明显裂缝或初期支护表面的实测收敛值已达成或超过实测值,找出回归方程,绘制回归曲线,由回归方程推算最终位移值,并与设计图纸和施工规范规定的净空允许相对位移值进行对比。若最终位移值接近或超过设计规定的净空允许相对位移值时,必须立即报告监理工程师、设计院和业主,请求变更设计,采用补强初期支护措施,并修改初期支护的设计参数,以便对的指导施工。当实测的净空收敛的速度明显下降,收敛量已达总收敛量的80-90%,且
20、水平收敛速度小于0.15mm/d,或拱顶位移速度小于0.1mm/d时,可鉴定围岩已基本稳定,可以施作二次衬砌。判别围岩稳定性时,要综合考虑实测位移,位移变化速度、位移和时间关系曲线等因素,给施工生产提供可靠的技术指导。对量测数据进行整理分析,找出不同围岩类别,不同量测项目的回归方程,绘出回归曲线,根据回归方程推算最终值,与设计图纸对比,反馈给设计院,作为修改初期支护参数和新工程的设计资料和依据。.1安全目的见第一章8.2安全施工原则安全第一,防止为主。8.3安全保证体系及说明8.3.1安全组织机构成立以项目经理为组长的安全生产领导小组,建立健全安全管理组织机构,成员由党政工团重要领导和施工技术
21、、安全质量、物质设备、财务计划等重要负责人和施工队队长组成,全方位领导本标段施工的安全工作。项目部、队各级均要建立安全管理领导小组,加强安全管理,建立安全施工生产责任制。 项目部配备1名思想觉悟高、技术素质好,吃苦耐劳事业心强,具有丰富类似工作经验,并通过安全培训持证上岗的安全工程师,全面负责本标段的安全监督和检查,对施工生产安全具有一票否决权。各施工队设1名队职领导专管安全,设立一名专职安全员,各专业施工班组设一名兼职安全员,负责施工现场的安全工作,以保证施工过程中跟踪检查,及时把事故苗头和隐患消灭在萌芽状态。为施工生产发明一个良好的安全环境。将安全工作层层分解,狠抓贯彻。8.3.2建立安全
22、岗位责任制健全安全岗位责任制,逐级签订安全生产包保责任状,分工明确,严格奖惩,对个别失职或渎职人员给予严厉解决直至追究其刑事责任。实行安全目的管理,实行把安全目的逐级分解,横向到部门,纵向到班组,做到安全重担众人挑,人人肩上有指标。8.3.2.1项目经理安全职责对本项目的安全工作负全责。认真贯彻执行党和国家有关安全生产的法律、法规和政策以及业主对安全生产的指示,组织制订本项目的安全生产规章制度。负责组织对职工进行安全生产教育,提前安排特殊工种的培训计划,总体推广安全管理先进经验。负责组建设立安全生产管理机构,配备合格人员,对安全管理部门的工作进行督促、检查。8.3.2.2项目总工程师安全职责协
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