一般施工方法及工藝流程 高速公路隧道 第一章隧道常用施工方法 隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法 施工技術(shù)和施工管理的總稱 隧道施工方法的選擇主要依據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件 并結(jié)合隧道斷面尺寸 長(zhǎng)度 襯砌類型 隧道的使用功能和施工技術(shù)水平等因素綜合考慮研究確定 根據(jù)隧道穿越地層的不同情況和目前隧道施工方法的發(fā)展 隧道施工方法可按以下方式分類 第一章隧道常用施工方法 高速公路隧道施工方法一般首選為礦山法 礦山法中 傳統(tǒng)礦山法已不能滿足現(xiàn)代施工需要 在傳統(tǒng)礦山法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新奧法已成為山嶺隧道施工的主要施工方法 本片主要結(jié)合本項(xiàng)目隧道工程講述新奧法在高速公路隧道中的施工工藝和一般流程 第一章隧道常用施工方法 第二章新奧法簡(jiǎn)介 新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱 原文是NewAustrianTunnellingMethod簡(jiǎn)稱NATM 新奧法概念是奧地利學(xué)者拉布西維茲 L V RABCEWICZ 教授于50年代提出的 它是以隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ) 將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護(hù)手段的一種施工方法 經(jīng)過(guò)一些國(guó)家的許多實(shí)踐和理論研究 于60年代取得專利權(quán)并正式命名 之后這個(gè)方法在西歐 北歐 美國(guó)和日本等許多地下工程中獲得極為迅速發(fā)展 已成為現(xiàn)代隧道工程新技術(shù)標(biāo)志之一 六十年代NATM被介紹到我國(guó) 七十年代末八十年代初得到迅速發(fā)展 至今 可以說(shuō)在所有重點(diǎn)難點(diǎn)的地下工程中都離不開(kāi)NATM 新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修筑隧道的一種基本方法 新奧法的基本要點(diǎn)可歸納如下 1 巖體是隧道結(jié)構(gòu)體系中的主要承載單元 在施工中必須充分保護(hù)巖體 盡量減少對(duì)它的擾動(dòng) 避免過(guò)度破壞巖體的強(qiáng)度 為此 施工中斷面分塊不宜過(guò)多 開(kāi)挖應(yīng)當(dāng)采用光面爆破 預(yù)裂爆破或機(jī)械掘進(jìn) 一 新奧法的基本要點(diǎn) 第二章新奧法簡(jiǎn)介 2 為了充分發(fā)揮巖體的承載能力 應(yīng)允許并控制巖體的變形 一方面允許變形 使圍巖中能形成承載環(huán) 另一方面又必須限制它 使巖體不致過(guò)度松弛而喪失或大大降低承載能力 在施工中應(yīng)采用能與圍巖密貼 及時(shí)筑砌又能隨時(shí)加強(qiáng)的柔性支護(hù)結(jié)構(gòu) 例如 錨噴支護(hù)等 這樣 就能通過(guò)調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度 剛度和它參加工作的時(shí)間 包括閉合時(shí)間 來(lái)控制巖體的變形 第二章新奧法簡(jiǎn)介 3 為了改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性能 施工中應(yīng)盡快閉合 而成為封閉的筒形結(jié)構(gòu) 另外 隧道斷面形狀應(yīng)盡可能圓順 以避免拐角處的應(yīng)力集中 第二章新奧法簡(jiǎn)介 4 通過(guò)施工中對(duì)圍巖和支護(hù)的動(dòng)態(tài)觀察 量測(cè) 合理安排施工程序 進(jìn)行設(shè)計(jì)變更及日常的施工管理 第二章新奧法簡(jiǎn)介 5 為了敷設(shè)防水層 或?yàn)榱顺惺苡捎阱^桿銹蝕 圍巖性質(zhì)惡化 流變 膨脹所引起的后續(xù)荷載 可采用復(fù)合式襯砌 第二章新奧法簡(jiǎn)介 6 二次襯砌原則上是在圍巖與初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定的條件下修筑的 圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體 因而提高了支護(hù)體系的安全度 第二章新奧法簡(jiǎn)介 上述新奧法的基本要點(diǎn)可扼要的概括為 少擾動(dòng) 早噴錨 勤量測(cè) 緊封閉 第二章新奧法簡(jiǎn)介 二 新奧法的優(yōu)點(diǎn) 1 及時(shí)性新奧法施工采用噴錨支護(hù)為主要手段 可以最大限度地緊跟開(kāi)挖作業(yè)面施工 因此可以利用開(kāi)挖施工面的時(shí)空效應(yīng) 以限制支護(hù)前的變形發(fā)展 阻止圍巖進(jìn)入松動(dòng)的狀態(tài) 在必要的情況下可以進(jìn)行超前支護(hù) 加之噴射混凝土的早強(qiáng)和全面粘結(jié)性因而保證了支護(hù)的及時(shí)性和有效性 在隧道爆破后立即施工以噴射混凝土支護(hù)能有效地制止巖層變形的發(fā)展 并控制應(yīng)力降低區(qū)的伸展而減輕支護(hù)的承載 增強(qiáng)了巖層的穩(wěn)定性 第二章新奧法簡(jiǎn)介 2 封閉性由于噴錨支護(hù)能及時(shí)施工 而且是全面密粘的支護(hù) 因此能及時(shí)有效地防止因水和風(fēng)化作用造成圍巖的破壞和剝落 制止膨脹巖體的潮解和膨脹 保護(hù)原有巖體強(qiáng)度 隧道開(kāi)挖后 圍巖由于爆破作用產(chǎn)生新的裂縫 加上原有地質(zhì)構(gòu)造上的裂縫 隨時(shí)都有可能產(chǎn)生變形或塌落 當(dāng)噴射混凝土支護(hù)以較高的速度射向巖面 很好的充填圍巖的裂隙 節(jié)理和凹穴 大大提高了圍巖的強(qiáng)度 同時(shí)噴錨支護(hù)起到了封閉圍巖的作用 隔絕了水和空氣同巖層的接觸 使裂隙充填物不致軟化 解體而使裂隙張開(kāi) 導(dǎo)致圍巖失去穩(wěn)定 第二章新奧法簡(jiǎn)介 3 粘結(jié)性噴錨支護(hù)同圍巖能全面粘結(jié) 這種粘結(jié)作用可以產(chǎn)生三種作用 聯(lián)鎖作用 即將被裂隙分割的巖塊粘結(jié)在一起若圍巖的某塊危巖活石發(fā)生滑移墜落 則引起臨近巖塊的聯(lián)鎖反應(yīng) 相繼喪失穩(wěn)定 從而造成較大范圍的冒頂或片幫 開(kāi)洞后如能及時(shí)進(jìn)行噴錨支護(hù) 噴錨支護(hù)的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度是可以抵抗圍巖的局部破壞 防止個(gè)別危巖活石滑移和墜落 從而保持圍巖的穩(wěn)定性 第二章新奧法簡(jiǎn)介 復(fù)和作用 即圍巖與支護(hù)構(gòu)成一個(gè)復(fù)合體 受力體系 共同支護(hù)圍巖 噴錨支護(hù)可以提高圍巖的穩(wěn)定性和自身的支撐能力 同時(shí)與圍巖形成了一個(gè)共同工作的力學(xué)系統(tǒng) 具有把巖石荷載轉(zhuǎn)化為巖石承載結(jié)構(gòu)的作用 從根本上改變了支架消極承擔(dān)的弱點(diǎn) 第二章新奧法簡(jiǎn)介 增加作用 開(kāi)挖后及時(shí)繼進(jìn)行噴錨護(hù) 一方面將圍巖表面的凹凸不平處填平 消除因巖面不平引起的應(yīng)力集中現(xiàn)象 避免過(guò)大的應(yīng)力集中所造成的圍巖破壞 另一方面 使隧道周邊圍巖成雙方向受力狀態(tài) 提高了圍巖的粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角 也就是提高了圍巖的強(qiáng)度 第二章新奧法簡(jiǎn)介 4 柔性噴錨支護(hù)屬于柔性薄性支護(hù) 能夠和圍巖緊粘在一起共同作用 由于噴錨支護(hù)具有一定柔性 可以和圍巖共同產(chǎn)生變形 在圍巖中形成一定范圍的非彈性變形區(qū) 并能有效控制允許圍巖塑性區(qū)有適度的發(fā)展 使圍巖的自承能力得以充分發(fā)揮 另一方面 噴錨支護(hù)在與圍巖共同變形中受到壓縮 對(duì)圍巖產(chǎn)生越來(lái)越大的支護(hù)反力 能夠抑制圍巖產(chǎn)生過(guò)大變形 防止圍巖發(fā)生松動(dòng)破壞 第二章新奧法簡(jiǎn)介 三 新奧法施工要點(diǎn) 1 新奧法與傳統(tǒng)施工方法的區(qū)別 傳統(tǒng)方法認(rèn)為隧道圍巖是一種荷載 應(yīng)用厚壁混凝土加以支護(hù)松動(dòng)圍巖 而新奧法認(rèn)為圍巖是一種承載機(jī)構(gòu) 構(gòu)筑薄壁 柔性 與圍巖緊貼的支護(hù)結(jié)構(gòu) 以噴射混凝土 錨桿為主要手段 并使圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同形成支撐環(huán) 來(lái)承受壓力 并最大限度地保持圍巖穩(wěn)定 而不致松動(dòng)破壞 新奧法將圍巖視為隧道承載構(gòu)件的一部分 因此 施工時(shí)應(yīng)盡可能全斷面掘進(jìn) 以減少隧道周邊圍巖應(yīng)力的擾動(dòng) 并采用光面爆破 微差爆破等措施 減少對(duì)圍巖的震動(dòng) 以保全其整體性 同時(shí)注意隧道表面盡可能平滑 避免局部應(yīng)力集中 新奧法將錨桿 噴射混凝土適當(dāng)進(jìn)行組合 形成比較薄的襯砌層 即用錨桿和噴射混凝土來(lái)支護(hù)圍巖 使噴射層與圍巖緊密結(jié)合 形成圍巖 支護(hù)系統(tǒng) 保持兩者的共同變形 故而可以最大限度地利用圍巖本身的承載力 第二章新奧法簡(jiǎn)介 2 保護(hù)隧道圍巖自身的承載能力新奧法施工在隧道開(kāi)挖后采取了一系列綜合性措施 構(gòu)筑防水層 增加隧道排水 選擇合理的斷面形狀尺寸 給支護(hù)留變形余量 開(kāi)挖后及時(shí)做好支護(hù) 封閉圍巖等 都是為保護(hù)隧道圍巖的自身承載能力 使圍巖的擾動(dòng)影響控制在最小范圍內(nèi) 并加固圍巖 提高圍巖強(qiáng)度 使其與人工支護(hù)結(jié)構(gòu)共同承受隧道壓力 3 允許圍巖由一定量的變形 以利于發(fā)揮圍巖的固有強(qiáng)度 同時(shí)隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu) 也應(yīng)具有預(yù)定的可縮量 以緩和隧道壓力 圍巖的變形是控制在一定范圍內(nèi)的 必須避免圍巖變形過(guò)大 從而導(dǎo)致圍巖強(qiáng)度的削弱以致引起垮落 失穩(wěn) 支護(hù)結(jié)構(gòu)具有一定的變形量 允許隧道圍巖產(chǎn)生一定的變形 以緩和來(lái)自隧道的巨大壓力 更進(jìn)一步減輕支護(hù)荷載 第二章新奧法簡(jiǎn)介 4 新奧法施工過(guò)程中量測(cè)工作的特殊性由于巖體生成條件與地質(zhì)作用的復(fù)雜性 施工條件的復(fù)雜性 以及對(duì)工程設(shè)計(jì)參數(shù)的精確要求 得要通過(guò)許多量測(cè)手段 在施工過(guò)程中對(duì)圍巖動(dòng)態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè) 并用監(jiān)測(cè)結(jié)果修改初步設(shè)計(jì) 指導(dǎo)施工 量測(cè)的結(jié)果可以作為施工現(xiàn)場(chǎng)分析參數(shù)和修改設(shè)計(jì)的依據(jù) 因而能夠預(yù)見(jiàn)事故和險(xiǎn)情 以便及時(shí)采取措施 防患于未然 從而提高施工的安全程度 第二章新奧法簡(jiǎn)介 由上所述 新奧法的支護(hù)原則是 圍巖不僅是載物體 而且是承載結(jié)構(gòu) 圍巖承載圈和支護(hù)體組成隧道的統(tǒng)一體 是一個(gè)力學(xué)體系 隧道的開(kāi)挖和支護(hù)都是為保持改善與提高圍巖的自身支撐能力服務(wù) 第二章新奧法簡(jiǎn)介 具有較長(zhǎng)自穩(wěn)時(shí)間的中等巖體 弱膠結(jié)的砂和石礫以及不穩(wěn)定的礫巖 強(qiáng)風(fēng)化的巖石 剛塑性的粘土泥質(zhì)灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r 堅(jiān)硬粘土 也有帶堅(jiān)硬夾層的粘土 微裂隙的 但很少粘土的巖體 在很高的初應(yīng)力場(chǎng)條件下 堅(jiān)硬的和可變堅(jiān)硬的巖石 四 新奧法適用范圍 第二章新奧法簡(jiǎn)介 在下述條件下應(yīng)用新奧法必須與一些輔助方相配合 有強(qiáng)烈地壓顯現(xiàn)的巖體 膨脹性巖體 要與仰拱與底部錨桿相配合 在一些松散巖體中 要與鋼背板與之配合 在蠕動(dòng)性巖體中 要與凍結(jié)法或預(yù)加固法等配合 第二章新奧法簡(jiǎn)介 在下列場(chǎng)合中應(yīng)用應(yīng)慎重 大量涌水的巖體 由于涌水會(huì)產(chǎn)生流砂現(xiàn)象的圍巖 極為破碎 錨桿鉆孔 安裝都極為困難的巖體 開(kāi)挖面完全不能自穩(wěn)的巖體等 第二章新奧法簡(jiǎn)介 五 新奧法的主要缺點(diǎn) 實(shí)施不僅要求有良好的施工組織和管理 也要求技術(shù)人員和量測(cè)人員都十分熟練 沒(méi)有這一點(diǎn)就易于發(fā)生錯(cuò)誤 作業(yè)質(zhì)量都與每一個(gè)人的仔細(xì)操作有關(guān) 開(kāi)挖暴露出的地質(zhì)會(huì)立即改變其狀態(tài) 因此要求施工地質(zhì)人員要親臨現(xiàn)場(chǎng) 以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 用來(lái)控制的施工量測(cè) 往往給施工帶來(lái)不便 干噴射帶來(lái)的灰塵以及由于易受化學(xué)藥品的損害必須加強(qiáng)防護(hù) 尤其是對(duì)眼睛的防護(hù) 濕噴雖然可以避免此缺點(diǎn) 但在同樣條件下 不如干噴那樣有效的支護(hù)巖體 第二章新奧法簡(jiǎn)介 第三章新奧法施工順序 新奧法是以噴射混凝土 錨桿支護(hù)為主要支護(hù)手段 因錨桿噴射混凝土支護(hù)能夠形成柔性薄層 與圍巖緊密粘結(jié)的可縮性支護(hù)結(jié)構(gòu) 允許圍巖有一定的協(xié)調(diào)變形 而不使支護(hù)結(jié)構(gòu)承受過(guò)大的壓力 新奧法的主要工藝流程如下 第三章新奧法工藝流程 鉆爆開(kāi)挖 初期支護(hù) 二次襯砌 開(kāi)挖作業(yè)的內(nèi)容依次包括 鉆孔 裝藥 爆破 通風(fēng) 出渣等 開(kāi)挖作業(yè)與一次支護(hù)作業(yè)同時(shí)交叉進(jìn)行 為保護(hù)圍巖的自身支撐能力 初期支護(hù)工作應(yīng)盡快進(jìn)行 為了充分利用圍巖的自身支撐能力 開(kāi)挖應(yīng)采用光面爆破 或預(yù)裂爆破 或機(jī)械開(kāi)挖 并盡量采用全斷面開(kāi)挖 地質(zhì)條件較差時(shí)可以采用分塊多次開(kāi)挖 一次開(kāi)挖長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)巖質(zhì)條件和開(kāi)挖方式確定 巖質(zhì)條件好時(shí) 長(zhǎng)度可大一些 巖質(zhì)條件差時(shí)長(zhǎng)度可小一些 在同等巖質(zhì)條件下 分塊多次開(kāi)挖長(zhǎng)度可大一些 全斷面開(kāi)挖長(zhǎng)度就要小一些 一般在中硬巖中長(zhǎng)度約為2 2 5米 在軟弱地層或膨脹性地層中大約為0 8 1 0米 第三章新奧法工藝流程一 開(kāi)挖 1 鉆炮布孔 1 鉆孔采用YT28手風(fēng)鉆 空壓機(jī)通過(guò)高壓風(fēng)管提供風(fēng)動(dòng)力 風(fēng)槍手分布于鉆爆臺(tái)車頂部及一 二 三架和底板 分別負(fù)責(zé)各部位的爆破眼打設(shè) 第三章新奧法工藝流程一 開(kāi)挖 拱頂鉆工 一架鉆工 二架鉆工 三架鉆工 底板鉆工 鉆爆臺(tái)車根據(jù)開(kāi)挖斷面及鉆爆設(shè)計(jì)方案現(xiàn)場(chǎng)加工制作 主要材料為I20工字鋼 臺(tái)車上設(shè)風(fēng)水管及臨時(shí)用電接駁口 使用裝載機(jī)拖動(dòng)至工作面 掌子面 裝藥完成后 啟爆前由裝載機(jī)拖走至安全地帶 臺(tái)車左右兩側(cè)設(shè)置可收縮的一架 二架 三架三個(gè)工作臺(tái) 第三章新奧法工藝流程一 開(kāi)挖 鉆爆前 電工檢查臺(tái)車配電 2 布孔爆破孔根據(jù)起爆順序分為掏槽孔 輔助孔 底板孔 周邊孔 光爆孔 另外 為保證掏槽效果 在掏槽孔中間還設(shè)置一定數(shù)量的中空孔 第三章新奧法工藝流程一 開(kāi)挖 周邊孔 光爆孔 掏槽孔 輔助孔 底板孔 中空孔 3 起爆 起爆網(wǎng)路選擇 優(yōu)選非電起爆網(wǎng)路 由起爆器 激發(fā)筆連接非電毫秒起爆激發(fā)雷管 采用多級(jí)起爆 鉆爆及分段參數(shù)見(jiàn)右表 第三章新奧法工藝流程一 開(kāi)挖 4 通風(fēng)排煙爆破后 為降低洞內(nèi)粉塵及有害氣體含量 促進(jìn)空氣流通 采用大功率多擋變速通風(fēng)機(jī)及時(shí)進(jìn)行通風(fēng) 采用壓入式通風(fēng) 采用 1200mm軟管將風(fēng)送到工作面 第三章新奧法工藝流程一 開(kāi)挖 110KV壓入式通風(fēng)機(jī) 1200mm通風(fēng)軟管 5 排險(xiǎn)通風(fēng)一段時(shí)間后 一般半小時(shí)左右 安全員及現(xiàn)場(chǎng)施工員首先進(jìn)入工作面 爆破現(xiàn)場(chǎng) 查看拱頂及邊墻是否存在危石或拱頂是否有塌方的可能 一般情況下 危石采用挖機(jī)挖除 直至拱頂及邊墻都是穩(wěn)定的巖體 如果必要 可先噴砼封閉拱頂 邊墻及掌子面 出渣完成后 挖機(jī)再進(jìn)行一次系統(tǒng)的排險(xiǎn)并清理掌子面直至穩(wěn)定 第三章新奧法工藝流程一 開(kāi)挖 出渣前挖機(jī)排險(xiǎn) 出渣后挖機(jī)排險(xiǎn) 清理底板及掌子面 第三章新奧法工藝流程一 開(kāi)挖 裝載機(jī)端送鉆爆臺(tái)車至工作面 出渣采用裝載機(jī)裝車 自卸車無(wú)軌運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行 出渣結(jié)束 挖機(jī)再次排險(xiǎn)至確認(rèn)安全 并將底板及掌子面清理平整后 裝載機(jī)拖運(yùn)臺(tái)車至掌子面 電工延伸施工用電 風(fēng)水管同時(shí)延伸至工作面 準(zhǔn)備測(cè)量定位 進(jìn)行初期支護(hù) 光爆成洞效果 第三章新奧法工藝流程一 開(kāi)挖 光爆效果 第三章新奧法工藝流程一 開(kāi)挖 開(kāi)挖施工要點(diǎn) 布眼合理 裝藥前嚴(yán)格檢查周邊眼間距 同時(shí)注意底板超挖 根據(jù)實(shí)際施工不斷調(diào)整底板眼的打設(shè)高度及進(jìn)鉆坡度 第三章新奧法工藝流程一 開(kāi)挖 初期支護(hù)作業(yè)包括 噴射混凝土 打錨桿 掛鋼筋網(wǎng) 立鋼拱架 復(fù)噴混凝土 在隧道開(kāi)挖后 應(yīng)盡快地噴一層薄層混凝土 3 5cm 為爭(zhēng)取時(shí)間在較松散的圍巖掘進(jìn)中初期支護(hù)作業(yè)是在開(kāi)挖的渣堆上進(jìn)行的 待把未被渣堆覆蓋的開(kāi)挖面的一次噴射混凝土完成后再出渣 按一定系統(tǒng)布置錨桿 加固深度圍巖 在圍巖內(nèi)形成承載拱 由噴層 錨桿及巖面承載拱構(gòu)成外拱 起臨時(shí)支護(hù)作用 同時(shí)又是永久支護(hù)的一部分 復(fù)噴后應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)厚度 一般為10 25cm 并要求將錨桿 金屬網(wǎng) 鋼拱架等覆裹在噴射混凝土內(nèi) 完成初期支護(hù)的時(shí)間非常重要 一般情況應(yīng)在開(kāi)挖后圍巖自穩(wěn)時(shí)間的二分之一時(shí)間內(nèi)完成 目前的施工經(jīng)驗(yàn)是松散圍巖應(yīng)在爆破后三至四小時(shí)內(nèi)完成 主要由施工條件決定 在地質(zhì)條件非常差的破碎帶或膨脹性地層 如風(fēng)化花崗巖 中開(kāi)挖隧道 為了延長(zhǎng)圍巖的自穩(wěn)時(shí)間 為了給初期支護(hù)爭(zhēng)取時(shí)間 安全的作業(yè) 需要在開(kāi)挖工作面的前方圍巖進(jìn)行超前支護(hù) 預(yù)支護(hù) 然后再開(kāi)挖 第三章新奧法工藝流程二 初期支護(hù) 1 拱架加工 拱架在洞外預(yù)制加工工字鋼拱架用冷彎?rùn)C(jī)制作 格柵拱架加工前 根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸 先放出大樣模型 在模型上進(jìn)行格柵架組件焊接制作 制作完成后 安裝前進(jìn)行試拼裝 檢查合格方可用于施工 第三章新奧法工藝流程二 初期支護(hù) 大樣模型 組件焊接 2 架立拱架 出渣完成后 裝載機(jī)端送臺(tái)車至工作面 人工清撬拱頂部分挖機(jī)未排除的危石 如有必要 先噴射一層4 5cm厚的C20混凝土封閉拱頂 邊墻及掌子面 安全處理至確認(rèn)安全后 人工架立拱架 先初裝 再細(xì)部調(diào)整至測(cè)量定位點(diǎn)上 相對(duì)誤差不大于2cm 第三章新奧法工藝流程二 初期支護(hù) 3 拱架固定 打設(shè)鎖腳錨桿后 電焊將拱架與錨桿焊接在一起 將拱架與圍巖緊密聯(lián)結(jié) 形成聯(lián)合受力體 同時(shí)用縱向聯(lián)接鋼筋將各拱架焊接或套管聯(lián)結(jié) 使所有拱架縱向成為一體 達(dá)到初期支護(hù)的整體性 第三章新奧法工藝流程二 初期支護(hù) 打設(shè)錨桿 第三章新奧法工藝流程二 初期支護(hù) 掛鋼筋網(wǎng) 鋼筋網(wǎng)片可于洞外預(yù)制 也可現(xiàn)場(chǎng)焊接 網(wǎng)片與錨桿及拱架焊接在一起 盡量貼緊圍巖 第三章新奧法工藝流程二 初期支護(hù) 第三章新奧法工藝流程二 初期支護(hù) 格柵拱架 鋼筋網(wǎng)片 錨桿 噴射混凝土 噴漿料于洞外用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌制 攪拌時(shí)不加水 將砂石料與水泥按試驗(yàn)室提供的配合比充分?jǐn)嚢韬?運(yùn)輸車運(yùn)至工作面 速凝劑在噴漿機(jī)進(jìn)料口加入 第三章新奧法工藝流程二 初期支護(hù) 加入速凝劑 上料員 拌制好的噴漿料 噴漿機(jī) 噴嘴與受噴面距離控制在0 8 1 0m范圍內(nèi) 噴射料束運(yùn)動(dòng)軌跡 噴射順序自下而上 先墻角后墻頂 避免死角 料束呈旋轉(zhuǎn)軌跡運(yùn)動(dòng) 一圈壓半圈 縱向按蛇形狀施工 第三章新奧法工藝流程二 初期支護(hù) 噴漿手 噴嘴 受噴面 初期支護(hù)完成之后的效果 第三章新奧法工藝流程二 初期支護(hù) 初期支護(hù)要點(diǎn) 第三章新奧法工藝流程二 初期支護(hù) 1 拱架必須落在實(shí)處 拱腳不能懸空 如有必要 可在拱腳加墊塊 墊塊可用砼墊塊 堅(jiān)硬的石頭 硬木板 鋼板等 保證拱架腳踏實(shí)地 2 拱架分段間連接螺栓必須擰緊 保證拱架是一個(gè)整體 不存在局部薄弱 3 鎖腳錨桿須有一個(gè)向下的傾角 以保證鎖腳效果 傾角一般10 15度 局部軟弱巖面可達(dá)到45度 錨桿與拱架的焊接必須牢固 必要時(shí)可加鋼筋綁焊 4 連接筋與拱架焊接必須牢固 連接筋與連接筋的焊接須滿焊 搭接長(zhǎng)度單面焊不小于10d 雙面焊不小于5d d為鋼筋直徑 5 初支后盡空要滿足二襯要求 拱架立好后與測(cè)量交底誤差不大于2cm 6 噴砼嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范要求 保證密實(shí) 控制速凝劑的用量 一般每方混凝土用量在20公斤到35公斤左右 控制好回彈量 一般拱頂不大于30 邊墻不大于15 一次支護(hù)后 在圍巖變形趨于穩(wěn)定時(shí) 進(jìn)行第二次支護(hù)和封底 即永久性的支護(hù) 或是補(bǔ)噴射混凝土 或是澆注混凝土內(nèi)拱 起到提高安全度和整個(gè)支護(hù)承載能力增強(qiáng)的作用 而此支護(hù)時(shí)機(jī)可以由監(jiān)測(cè)結(jié)果得到 對(duì)于底板不穩(wěn) 底部隆起變形嚴(yán)重 必然牽動(dòng)側(cè)墻及頂部支護(hù)不穩(wěn) 所以應(yīng)盡快封底 形成封閉式的支護(hù) 以達(dá)到圍巖的穩(wěn)定 第三章新奧法工藝流程三 二次襯砌 仰拱混凝土及隧底混凝土填充 有仰拱段 整平層 無(wú)仰拱段 施工 為保證洞內(nèi)運(yùn)輸不受影響 隧底填充或整平層采用半幅施工 即先施工一半 保留另一半作為施工通道 待先施工的半幅達(dá)到強(qiáng)度可以通車后 再施工另半副 施工時(shí)預(yù)留出中心水溝位置 以便后期分段安裝中心水溝 第三章新奧法工藝流程三 二次襯砌 先施工半幅 中心水溝 邊溝及電纜溝 鋪設(shè)防水板 防水板鋪設(shè)前先清理鋪設(shè)面 割除露于混凝土層外的錨桿頭 對(duì)不平整的部位補(bǔ)噴混凝土至平整 防水板在洞外寬暢 平整的場(chǎng)地上裁剪下料 采用雙焊縫自動(dòng)焊接機(jī)焊接成幅 汽車運(yùn)至洞內(nèi) 也可在現(xiàn)場(chǎng)焊接 通過(guò)防水板鋪設(shè)臺(tái)架 采用無(wú)釘孔鋪設(shè)工藝 第三章新奧法工藝流程三 二次襯砌 小邊墻施工 精確測(cè)量放樣后 立模 安裝二襯鋼筋 并預(yù)留足夠長(zhǎng)度與拱墻部二襯鋼筋焊接 預(yù)留鋼筋應(yīng)盡量錯(cuò)開(kāi) 盡量保證與拱墻鋼筋搭接不在同一斷面 小邊墻高度為70cm至100cm 根據(jù)臺(tái)車進(jìn)行調(diào)整 保證臺(tái)車就位后鋼模與小邊墻搭接不小于10cm 第三章新奧法工藝流程三 二次襯砌 施工完的小邊墻 二襯鋼筋 防水板 已鋪設(shè)完成的防水板 第三章新奧法工藝流程三 二次襯砌 安裝預(yù)埋件 二襯前須了解預(yù)埋件的設(shè)置情況 有預(yù)埋件的部位必須先安裝預(yù)埋件 預(yù)埋件的安裝嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)執(zhí)行 測(cè)量定位后按設(shè)計(jì)圖紙安裝 注意區(qū)分安裝是左側(cè)還是右側(cè) 第三章新奧法工藝流程三 二次襯砌 已安裝完成的二襯鋼筋 第三章新奧法工藝流程三 二次襯砌 模板臺(tái)車就位 第三章新奧法工藝流程三 二次襯砌 模板臺(tái)車正視圖 模板臺(tái)車剖面圖 臺(tái)車模板展開(kāi)示意圖 安裝擋頭模 擋頭模可采用木板或鋼板 用螺栓牢固固定在臺(tái)車模板上 接縫處要用棉紗或其它材料填充 保證澆筑過(guò)程中不出現(xiàn)漏漿跑漿現(xiàn)象 第三章新奧法工藝流程三 二次襯砌 擋頭模板 混凝土澆筑 二襯混凝土由攪拌站統(tǒng)一加工 罐車運(yùn)輸至工作面 輸送泵輸送入倉(cāng) 第三章新奧法工藝流程三 二次襯砌 砼罐車 輸送泵操作手 輸送泵 輸送管 澆筑倉(cāng) 二襯施工要點(diǎn) 1 預(yù)埋件檢查 位置準(zhǔn)確 數(shù)量準(zhǔn)確 焊接質(zhì)量合格 2 臺(tái)車就位準(zhǔn)確 與測(cè)量交底誤差不大于1cm 3 臺(tái)車支撐牢固 擋頭模板嚴(yán)實(shí)不存在漏縫 第三章新奧法工藝流程三 二次襯砌 明洞襯砌 第三章新奧法工藝流程三 二次襯砌 明洞襯砌的鋼筋綁扎 明洞摸板支撐工作 本隧道主要使用的輔助施工措施包括 進(jìn)洞前洞口加固施工 長(zhǎng)管棚施工 超前小導(dǎo)管注漿施工 超前錨桿施工 超前注漿預(yù)加固地層施工 小導(dǎo)洞出洞預(yù)加固洞口 臨時(shí)支護(hù)措施等 除小導(dǎo)洞出洞方案外 其余均為隧道施工中常用的一般常用工藝 下面 結(jié)合本工程 簡(jiǎn)要介紹一些常用的施工工藝 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 1 洞口加固 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 洞口加固措施包括 邊仰坡支護(hù) 套拱 超前管棚 超前小導(dǎo)管注漿等 套拱施工前先預(yù)埋用于大管棚定位的孔口管 施工采用組合鋼模板 人工澆筑混凝土施工 邊仰坡開(kāi)挖 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 按照設(shè)計(jì)精確放樣 對(duì)不穩(wěn)定的土體嚴(yán)格控制坡度 使用挖掘機(jī)自上而下進(jìn)行清理 配合人工清至基巖面出露 對(duì)強(qiáng)風(fēng)化的泥巖 裂隙發(fā)達(dá)的砂巖必須清理干凈 必要時(shí)采用光面小爆破清除危石 保證進(jìn)洞開(kāi)挖安全 邊仰坡開(kāi)挖 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 在清理出露的基巖面放樣 采用光面爆破開(kāi)挖邊仰坡 人工打眼放炮 炮眼間距40cm 嚴(yán)格控制鉆眼坡度 炮眼與前排炮眼間距60cm 單孔裝藥系數(shù)0 2 采用間隔裝藥 毫秒雷管起爆 達(dá)到控制超欠挖 減少擾動(dòng)為目的 開(kāi)挖面平整光滑 邊仰坡支護(hù) 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 支護(hù)緊跟開(kāi)挖 邊開(kāi)挖邊支護(hù) 22砂漿錨桿錨加固坡體 錨固深度3m 間距1 2m菱形布置 鉆孔經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后進(jìn)行錨桿安裝 錨固用漿體必須按設(shè)計(jì)配合比配制 采用壓漿機(jī)壓漿 保證漿體飽滿 并按規(guī)范檢驗(yàn)頻率留置抗拔力實(shí)驗(yàn)錨桿 外露長(zhǎng)度30厘米 邊仰坡支護(hù) 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 8鋼筋成網(wǎng)狀布設(shè) 網(wǎng)格間距按照設(shè)計(jì)為20cm 20cm 用電焊固定在出露的錨桿頭上 并緊貼巖面 可采取 10的短鋼筋頭鉤壓鋼筋網(wǎng)的辦法使鋼筋網(wǎng)緊帖巖面 噴射10cm的C20砼及時(shí)封閉開(kāi)挖仰坡面 嚴(yán)格按照噴射砼的施工工藝進(jìn)行 施作套拱 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 進(jìn)口段設(shè)置導(dǎo)向墻 導(dǎo)向墻采用C25鋼筋混凝土套拱 套拱在明洞外廓線以外施作 套拱內(nèi)埋設(shè)3榀I14工字鋼拱架支撐 鋼拱內(nèi)按照管棚的位置預(yù)埋 127孔口管 鋼拱架與管棚孔口管焊成整體 套拱施工流程 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 測(cè)量定位 架設(shè)底模 架立型鋼拱架 鋼筋綁扎 邊仰坡開(kāi)挖支護(hù)完成 架設(shè)背模 澆筑兩側(cè)混凝土 澆筑頂部混凝土 安裝孔口管 在套拱達(dá)到70 強(qiáng)度后 在套拱導(dǎo)向管的引導(dǎo)下施工長(zhǎng)管棚 大管棚采用外徑108mm的鋼管 布置在圓心角為120 的隧道拱部 鋼管環(huán)向間距40cm 距隧道襯砌結(jié)構(gòu)外輪廓線55cm 單個(gè)洞口共計(jì)35根 傾角 鋼管軸線外插角為1 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 大管棚施工 管棚施工流程 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 搭設(shè)施工平臺(tái) 鉆機(jī)就位 鉆孔至設(shè)計(jì)長(zhǎng)度 套拱施工完成并達(dá)到一定強(qiáng)度 安裝鋼管 漿液制備 注漿 清孔 驗(yàn)孔 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 套拱及管棚成型實(shí)例 大管棚 套拱 明暗洞分界處 暗洞初支噴砼 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 套拱及管棚成型實(shí)例 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 管棚施工注意事項(xiàng) 本工程地質(zhì)條件復(fù)雜 施工精度高 鉆孔間距小 施工難度大 為了保證質(zhì)量和工期 必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān) 技術(shù)質(zhì)量保障體系的總體要求是 現(xiàn)場(chǎng)各工序均由專人負(fù)責(zé) 嚴(yán)格實(shí)施崗位責(zé)任制 力求做到分工明確 責(zé)任到人 2 小導(dǎo)管施工 第三章新奧法工藝流程四 一般常用工藝 小導(dǎo)管采用 42鋼花管 小導(dǎo)管單根長(zhǎng)度3 5m 環(huán)向間距400mm 需打設(shè)超前小導(dǎo)管的一榀鋼架拱頂部位從中部留孔 小導(dǎo)管從拱部鋼拱架中穿過(guò) 仰角及外插角10 15 角度過(guò)小影響下榀鋼架的架設(shè) 極易造成侵限 角度過(guò)大 易出現(xiàn)超挖現(xiàn)象 布設(shè)范圍大部分在拱部120 角范圍內(nèi) 縱向每2