隧道施工工艺及流程图.doc

隧道施工工艺及流程图 目 录 一、光面爆破施工及流程图 3 二、超前大管棚施工及流程图 7 三、超前小导管施工及流程图 11 四、系统锚杆施工及流程图 14 五、湿喷混凝土施工及流程图 17 六、格栅/工字钢拱架施工及流程图 19 七、结构防、排水施工及流程图 22 八、衬砌施工及流程图 34 九、仰拱及填充施工及流程图 43 44 1-1 光面爆破施工工艺流程图 在Ⅱ、Ⅲ级石质围岩施工时采用全断面开挖，均采用光面爆破技术施工。每个作业面每天2～3个循环，每循环平均进尺约3.0～3.3m，每日进尺7.5～8m。炸药选用爆速低、不怕水、有害气体少的乳化炸药。非电毫秒雷管起爆，火雷管引爆。 炮眼直径d：选用42mm的钻孔直径。 炮眼深度L：Ⅱ类围岩炮眼深度约周边眼4.0m，掏槽眼5.5m，辅助掏槽眼5m。 抵抗线W：当炮眼直径在35～42mm的范围内时，抵抗线W与炮眼深度有如下关系 W=（15～25）d或W=(0.3～0.6)L。据此Ⅳ级围岩取W=50cm，Ⅱ、Ⅲ级围岩取55cm。 炮眼间距a：同一排两炮眼之间的距离与抵抗线之间的关系式为： W =（1.1～1.8）E。根据以往的施工经验取W=1.25E，Ⅳ级围岩取E=62cm。Ⅱ级围岩取70cm。 堵塞长度：不小于20cm。 掏槽眼形式: 掏槽眼采用楔形掏槽，由于断面大掏槽眼角度布置方便，只要满足抵抗线不串通，至少20cm即可，将掏槽眼设置在偏中线一侧（左右均可）2.5～2.8m。 光面爆破参数的确定: 方案采用工程类比法，参考国内相似地质条件隧道光面爆破施工的资料及铁路隧道施工规范进行设计。在施工时根据实际情况进行调整。选定的爆破参数见表1-1。 光面爆破参数表 表1-1 参数 岩石种类 饱和单轴 抗压极限强度 Rb(MPa) 装药不偶和 系数D 周边眼 间距 E(cm) 周边眼 最小抵抗线 W(cm) 相对距 E/W 周边眼 装药集中度 q(Kg/m) 极硬岩 >60 1.25～1.5 50～60 55～75 0.8～0.85 0.25～0.3 硬岩 30～60 1.5～2.00 40～50 50～60 0.8～0.85 0.15～0.25 软质岩 ≤30 2.00～2.50 35～45 45～60 0.7～0.8 0.07～0.12 隧道内爆破选用非电毫秒雷管，分多段起爆。起爆顺序：先掏槽后扩槽从低段到高段逐段起爆，周边眼最后起爆。 爆破振动与同段起爆的炸药量密切相关，采用非电微差起爆技术不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效控制每段雷管间的起爆时间，使爆破震动波减少叠加。消除爆破震动的有害效应。在施工中采用孔外同段，孔内微差的网络起爆。 选用φ32mm防水的乳化炸药。周边眼采用φ22的小药卷，并采用导爆索绑小药卷的空气间隔不连续装药结构。隧道爆破采用塑料导爆管和毫秒雷管起爆系统。 施工中钻爆参数将根据实际情况进行调整。 光面爆破的优点:能减少超挖，特别是在松软岩层中更能显示其优点。爆破后成形规整，提高了隧道轮廓质量。爆破后隧道轮廓外的围岩不产生或很少产生爆破裂缝，有效保持了围岩的稳定性和减少了气承载能力的降低，不需要或很少需要加强支护，减少了支护工作量和材料消耗。能加快隧道掘进速度，降低成本，保证施工安全。 掘进眼、内圈眼、底板眼采用连续装药结构，周边眼采用直径药卷间隔装药。所有装药炮眼均采用炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。 测量是控制开挖轮廓准确度的关键。每一循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。然后进行钻孔，钻孔完后进行清孔，用吹风管输入高压风吹出孔内残碴和泥浆。装药按照自上而下顺序填装，雷管要分段堵塞炮孔可以提高炸药能量利用率，从而减少炸药用量，降低爆破振动效应。装药后要求炮孔堵塞好，光面爆破孔孔口堵塞长度不小于20cm，掏槽孔不装药部分全堵满，其余掘进孔堵塞长度大于抵抗线的80%。炮泥使用2/3砂和1/3黄土制作并使用水炮泥。装药和堵塞工作按有关安全规程执行，以确保安全。根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况及爆破后石碴的块度，及时修正眼距、用药量，特别是周边眼的用药量；根据爆破振速监测结果，调整单段起爆炸药量及雷管段数。 联结起爆网路为了保证起爆准确可靠，采用塑料导爆管传爆雷管复式网路，即每处传爆雷管都用2发。连线时导爆管不打结不拉细；联结的每簇雷管个数基本相同且不超过20个。传爆雷管用黑胶布缠好。网路联好后由专人检查验收，无误后方可起爆。 瞎炮的处理,当起爆后遇有瞎炮时，由专人负责处理，首先对导爆管进行检查，若能再起爆时，则重新引爆。若不能引爆，则首先掏出炮泥，然后用高压风和水冲出炸药，拿出雷管。 周边孔装药量较小，采用小直径药卷间隔装药，用竹片固定药卷，用导爆索、非电毫秒雷管起爆；辅助孔和掏槽孔采用连续装药，非电毫秒雷管起爆。图3-10 爆破网路连接图，装药结构见图3-11。 A B A详图 B详图 图1-2 爆破网路连接图 图1-3 光面爆破装药结构示意图 二、超前大管棚施工及流程图 根据管棚施工的机械设备情况，在开挖至管棚施工段时，预留下台阶不开挖，作为管棚和混凝土导向墙施工平台。工作平台宽度为2.5m，高度2.0m，平台两侧宽度为1.5m。 导向墙施工采用C20混凝土护拱作为管棚的导向墙，截面尺寸为1m×1m。导向墙在隧道开挖外轮廓线以外，紧贴洞口仰坡面。导向墙设两榀Ⅰ20b工字钢制作的钢拱架为环向支撑，钢架外缘设140mm壁厚5mm导向钢管，导向管环向间距40cm，管焊接固定在钢拱架上。管棚制作采用外径108mm，壁厚6mm，长度为30m两类热轧无缝钢管，钢管制作每节钢管两端均预加工成外丝扣，以便连接接头钢管，管壁打孔,采用梅花型布孔，孔径为10～16mm，孔间距为150mm，钢管尾留1100mm不钻孔的止浆段，钢管加工成4m和6m长的两种规格。编号为单号的采用钻孔的钢花管，编号为偶数的采用普通不钻孔钢管。孔眼打完后按照设计图纸进行安装加工好的钢筋笼。 钻孔采用液压钻机钻孔。选用的钻机首先应适合钻孔深度和孔径的要求，钻机要求平稳灵活，能在360度范围内钻孔。为减少因钻具移位引起的钻孔偏差，钻机立轴方向应准确控制，钻进过程中要经常采用测斜仪量测钻杆钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求时及时纠正。钻孔直径：Ф127mm；钻孔平面误差：径向不大于5cm。 钻孔检测合格后，将钢管连续接长，用钻机旋转顶进将其顶入孔内，单号孔顶进有孔钢花管，双号孔顶进无孔钢花管，如遇故障，需清孔后再将钢管插入。为改善管棚受力条件，接头应错开，使钢管接头错开，隧道纵向同一断面内的接头数量不得超过钢管总数的50%，相邻钢管接头错开距离不小于1m，因此第一节管采用4m和6m交替布置，编号为奇数的第一节管采用4m长钢管，编号为偶数的第一节采用6m长钢管，以后每节均采用6m长钢管。 注浆采用全孔压入式向大管棚内压注水泥浆，选用KBY50/70型注浆泵注浆。注浆前先进行现场注浆试验，确定注浆参数及外加剂掺入量后再用于实际施工。注浆按先下后上，先稀后浓的原则注浆。注浆量由压力控制，达到结束标注后，停止注浆。注浆完成后及时清除管内浆液，并用M7.5水泥沙浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。超前长管棚施工工艺流程见下图 测量放线 安装导向墙模板 绑扎钢筋 安装导向管 浇注导向墙混凝土 管棚加工 钻孔、下管 测量放线 否 是否达到设计孔深 是 注浆 否 是否达到终孔标准 是 结束 大管棚施工工艺流程图 三、超前小导管施工及流程图 超前小导管施工工艺流程见图3-1。 小导管前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲。小导管中间部位钻φ10mm的注浆孔，注浆孔呈梅花形布置(防止注浆出现死角)，间距为15cm，尾部1m范围内不钻孔以防漏浆，末端焊直径为6mm的环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管联接。加工成形后的小导管构造详见图3-2。 小导管布置超前注浆小导管采用φ42mm的热轧无缝钢管，钢管长度为4.0m；纵向水平搭接长度不小于1.0m，外插角为10°，环向间距40cm。钻孔先将小导管的孔位用红漆标出，钻孔的方向垂直于开挖面，仰角10°～15°。采用凿岩机成孔。钻孔钻进避免钻杆摆动，保证孔位顺直。钻至设计孔深之后，用吹管将碎碴吹出，避免塌孔。 顶管在钻孔内插入φ42mm钢花管，在管尾后段30cm处，将麻丝缠绕在管壁上呈纺锥状，并用胶带缠紧。开动钻机，利用钻机的冲击力将钢花管顶入围岩中，钢管顶进长度不小于90%管长。固定顶管至设计孔深后，将孔口用水泥-水玻璃胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口露出喷射混凝土面15cm，安装钢拱架后与拱架焊接在一期。小导管注浆施工工艺流程图3-3。注浆示意图3-4。 注浆设备选择超前小导管注浆采用KBY50/70型注浆泵。浆液采用水泥砂浆，水灰比0.5:1（重量比），施工时由试验室选定，使用42.5强度的水泥。 顶入钢管 连接管路 压水试验 注浆 停止注浆 注下一孔 有无渗漏 风钻钻孔 检查加固效果是否达到要求 补钻注浆孔 制浆 管路泄漏 检修 封闭岩面 工作面泄漏 否 无 是 图3-1 超前小导管施工工艺流程图 图3-2 小导管构造图 封闭 工作面 准备工作 安 装 钢插管 制 作 钢插管 钻 孔 联结管路及密封管口 机具设备检查 压水检查达到要求 拌浆 注浆 压力流量达到要求 结束 否 否 是 图3-3 小导管注浆施工工艺流程图 注浆桶 进浆管 注浆泵 压力表 高压胶管 注浆嘴 止浆塞 小导管 图3-4 小导管注浆施工示意图 注浆量为了获得良好的固结效果，必须注入足够的浆液量，确保一定的有效扩散范围。注浆范围按开挖轮廓线外0.3～0.5m设计并且浆液在地层中均匀扩散。浆液单孔注入量Q和围岩的孔隙率有关，根据扩散半径及岩层的裂隙进行估算，其值为：Q=ΠR2L(m3)，式中：R—浆液扩散半径(m)；L—压浆段长度(m)；η—岩层孔隙率，砂土取40%，粘土20%，断层破碎带5%。 注浆压力为0.5～1.0Mpa，施工中根据施工现场试验确定较合理的注浆参数。止浆盘采用低压加固注浆，止浆盘为5～10cm厚喷射混凝土封闭，防止跑浆。注浆前检查注浆泵、管路及接头牢固程度，防止浆液冲出伤人。注浆时密切监视压力变化，发现异常及时处理。注浆时注意防止串浆和跑浆，若发生串浆和跑浆要停止注浆，分析原因随时解决。做好注浆压力、注浆量、注浆时间等各项记录。 四、系统锚杆施工及流程图 （1）、砂浆锚杆 砂浆锚杆施工工艺流程见图4-1。 普通砂浆锚杆采用螺纹钢筋现场制做，长度根据围岩状况及设计确定，系统锚杆呈梅花形布置。砂浆锚杆采用凿岩机钻孔，机械配合人工安装锚杆，水泥砂浆终凝后安设孔口垫板。钻孔直径大于锚杆直径15mm，然后采用砂浆锚杆专用注浆泵往钻孔内压注早强水泥浆，砂浆配合比（质量比）砂灰比宜为1:1～1：2，水灰比宜为0.38～0.45），早强水泥采用硫铝酸盐早强水泥，并掺早强剂。注浆开始或中途超过30min时