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文檔簡介
第一章隧道基礎知識1隧道的定義隧道是修筑在巖體、土體或水底,兩端有出入口的,供車輛、行人、水流及管線等通過的通道。供交通立體化、穿山越嶺、地下通道、越江、過海、管道運輸、電纜地下化、水利工程等使用。鐵路隧道長度就是其進出口洞門墻外表面與線路內軌頂面標高線交點之間的距離。公路隧道長度就是其進出口洞門墻外表面與路面的交線同路線中線交點間的距離。2隧道分類⑴按照隧道所處的地質條件分類:分為土質隧道和石質隧道。⑵按照隧道的長度分類:分為短隧道(鐵路隧道規定:L≤500m;公路隧道規定:L≤500m)、中長隧道(鐵路隧道規定:500<L≤3000m;公路隧道規定:500<L<1000m)、長隧道(鐵路隧道規定:3000<L≤10000m;公路隧道規定1000≤L≤3000m)和特長隧道(鐵路隧道規定:L>10000m;公路隧道規定:L>3000m)。⑶按照國際隧道協會(ITA)定義的隧道的橫斷面積的大小劃分標準分類:分為極小斷面隧道(2~3㎡)、小斷面隧道(3~10㎡)、中等斷面隧道(10~50㎡)、大斷面隧道(50~100㎡)和特大斷面隧道(大于100㎡)。⑷按照隧道所在的位置分類:分為山嶺隧道、水底隧道和城市隧道。為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱山嶺隧道;為穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱水下隧道;為適應鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱城市隧道,這三類隧道中修建最多的是山嶺隧道。⑸按照隧道埋置的深度分類:分為淺埋隧道和深埋隧道。⑹按照隧道的用途分類:分為交通隧道、水工隧道、市政隧道和礦山隧道。3隧道特點⑴是交通運輸線路穿越天然障礙的有效方法⑵穿越的地質條件復雜多變,工程定位、設計、施工方法要隨時相應調整⑶施工作業面窄,勞力設備受到限制,工業化、機械化施工要求高:⑷造價昂貴。4隧道組成隧道的主體建筑物由洞身和洞門兩部分組成。在隧道進口或出口段,如果仰坡表層巖土風化嚴重,易塌落時,則延長洞身或加筑明洞洞口,保證行車安全隧道的附屬建筑物,包括:人行道(或避車洞)和防排水設施,長、特長隧道還有通風道、通風機房、供電、照明、信號、消防、通訊、救援及其它量測、監控等附屬設施5隧道襯砌構造開挖后的隧道,為了保持圍巖的穩定性,一般需要進行支護和襯砌;支護的主要方式有:錨桿、鋼架、鋼筋網、噴射混凝土及其組合;襯砌的主要方式有:整體式混凝土襯砌、拼裝式襯砌、噴射混凝土襯砌和復合式襯砌等。5.1錨桿錨桿是將破碎或不穩定巖體(塊)與牢固穩定的巖體連結在一起以提高整體穩定性的一種支護措施。圖1-1錨桿示意圖圖1-2錨桿支護示意圖圖1-3錨桿支護示意圖圖1-4錨桿支護示意圖5.2鋼架當圍巖軟弱、破碎嚴重且自穩性差時,隧道開挖后,需要及時提供足夠強的支護約束圍巖變形。在初期支護內設置鋼拱架將增大支護結構早期的剛度,阻止圍巖的過度變形并承受部分的松弛荷載。鋼架分為型鋼和格柵鋼架兩種。圖1-5鋼架示意圖圖1-6鋼架示意圖5.3鋼筋網鋼筋網噴射混凝土是在噴射混凝土之前,在巖面上掛設鋼筋網,然后再噴射混凝土。目前,我國在各類隧道工程中應用鋼筋網噴射混凝土支護的比較多,主要用于軟弱破碎圍巖,而更多的是與錨桿或者鋼拱架構成聯合支護。鋼筋網通常作環向和縱向布置。環向筋一般為受力筋,由設計確定,直徑12mm左右;縱向筋一般為構造筋,直徑6~10mm;網格尺寸一般為20cmx20cm,20cmx25cm,25cmx25cm,25cmx30cm或30cmx30cm等。圖1-7鋼筋網示意圖5.4噴射混凝土噴射混凝土既是一種新型的支護結構,又是一種新的施工工藝。它是使用混凝土噴射機,按一定的混合程序,將摻有速凝劑的細石混凝土,噴射到巖壁表面上,并迅速固結成一層支護結構,從而對圍巖起到支護作用。噴射混凝土可以作為隧道工程的永久性或臨時性支護,也可以與各種形式的錨桿、鋼拱架、鋼筋網等構成組合式支護結構。它的靈活性也很大,可以根據需要分次追加厚度。圖1-8噴射混凝土示意圖5.5多種措施組合支護鋼架+鋼筋網+錨桿+噴射混凝土組合,錨桿+鋼筋網+噴射混凝土組合,鋼筋網+噴射混凝土組合等。圖1-9組合支護示意圖6隧道襯砌6.1整體式混凝土襯砌隧道開挖后,以較大厚度和剛度的整體模筑混凝土作為隧道的結構。整體式襯砌按照工程類比、不同圍巖級別采用不同的襯砌厚度。其形式有直墻式和曲墻式兩種,而曲墻式又分為有仰拱和無仰拱兩種。⑴直墻式襯砌適用于地質條件比較好,以垂直圍巖壓力為主而水平圍巖壓力較小的情況。主要適用于Ⅰ~Ⅲ級圍巖,直墻式襯砌由上部拱圈、兩側豎直邊墻和下部鋪底三部分組合而成。圖1-10隧道直墻式襯砌圖⑵曲墻式襯砌曲墻式襯砌適用于地質較差,有較大水平圍巖壓力的情況。主要適用于Ⅳ級及以上的圍巖,或Ⅲ級圍巖雙線隧道;多線隧道也采用曲墻有仰拱的襯砌。曲墻式襯砌由頂部拱圈、側面曲邊墻和仰拱/底板(或鋪底)組成。圖1-11隧道曲墻式襯砌圖在Ⅳ級圍巖無地下水,且基礎不產生沉降的情況下可不設仰拱,只做鋪底;一般均需設仰拱,以抵御隧道底部的圍巖壓力和防止襯砌沉降,并使襯砌形成一個環狀的封閉整體結構,以提高襯砌的承載能力。6.2復合式襯砌復合式襯砌是指把襯砌分成兩層或兩層以上,可以是同一種形式、方法和材料施作的,也可以是不同形式、方法、時間和材料施作的。目前大都采用內外兩層襯砌。按內外襯砌的組合情況可分為:初期支護與二次襯砌。根據圍巖條件不同,分別采用不同的斷面形式和支護、襯砌參數。圖1-12隧道復合式襯砌圖復合式襯砌是先在開挖好的洞壁表面噴射一層早強的混凝土(有時也同時施作錨桿),凝固后形成薄層柔性支護結構(稱初期支護)。它既能容許圍巖有一定的變形,又能限制圍巖產生有害變形,其厚度多在5~20cm之間。一般待初期支護與圍巖變形基本穩定后再施作內襯。為了防止地下水流入或滲入隧道內,可以在外襯和內襯之間設防水層,其材料可采用軟聚氯乙烯薄膜、聚異丁烯片、聚乙烯等防水卷材,或用噴涂防水涂料等。復合式襯砌可以滿足初期支護施作及時、剛度小、易變形的要求,且與圍巖密貼,從而能保護和加固圍巖,充分發揮圍巖的自承作用。二次襯砌后,襯砌內表面光滑平整,可以防止外層風化,裝飾內壁,增強安全感,是一種合理的結構形式,也是目前公路、鐵路隧道主要的結構形式。6.3錨噴式襯砌錨噴式襯砌是指錨噴結構既作為隧道臨時支護,又作為隧道永久結構(單層襯砌)的形式。它具有隧道開挖后襯砌及時、施工方便和經濟的顯著特點。錨噴式襯砌在圍巖整體性較好的軍事工程、各類用途的使用期較短及重要性較低的隧道中廣泛使用。在公路、鐵路隧道設計規范中,都有根據隧道圍巖地質條件、施工條件和使用要求可采用錨噴襯砌的規定鐵路隧道設計規定中規定,錨噴襯砌設計應符合下列要求:⑴錨噴襯砌內輪廓線應適當加大,除考慮施工誤差和位移量外,應再預留10cm作為必要時補強用。⑵遇到下列情況時不應采用錨噴襯砌:地下水發育或大面積淋水地段;能造成襯砌腐蝕或特殊膨脹性圍巖地段;最冷月平均氣溫低于-5℃地區的凍害地段;有其他要求的隧道。6.4裝配式襯砌裝配式襯砌是將襯砌分成若干塊構件,這些構件在現場或工廠預制,然后運到坑道內用機械將它們拼裝成一環接著一環的襯砌。這種襯砌的特點是:拼裝成環后立即受力,便于機械化施工,改善勞動條件,節省勞力。目前多在使用盾構法施工的城市地下鐵道和水底隧道中采用。在鐵路、公路隧道中由于裝配式襯砌要求有一定的機械化設備,施工工藝復雜,襯砌的整體性及抗滲性差而未能推廣使用。7洞門7.1洞門作用減小洞口土石方開挖量;穩定邊、仰坡;引離地表水流;裝飾洞口。7.2洞門型式隧道洞門型式主要有:環框式洞門、端墻式洞門、翼墻式洞柱式洞門及臺階式洞門、斜交式洞門、喇叭口式洞門。⑴環框式洞門當隧道洞口巖層堅硬、整體性好、節理不發育,且不易風化,路塹開挖后仰坡為穩定,又無較大的排水量要求時,可采用環框式洞門。圖1-13⑵端墻式(一字式)洞門當地形開闊,石質基本穩定,邊坡仰坡不高時,常采用端墻式洞門。其作用在于支護洞口仰坡,保持其穩定,并將仰坡水流匯集,向兩側排出。圖1-14⑶翼墻式(八字式)洞門當洞口地質較差(Ⅳ級及以上圍巖),山體縱向推力較大時,在端墻式洞門的單側或雙側設置翼墻。圖1-15⑷柱式洞門地形較陡(Ⅳ級圍巖),仰拱有下滑的可能性,又受地形或地質條件限制,不能設置翼墻時,可在端墻中部設置2個(或4個)斷面較大的柱墩,以增加端墻的穩定性。圖1-16⑸臺階式洞門當洞口位于地形等高線與線路斜交,地形橫披較緩的傍山地段時,洞門一側邊仰坡較高時,為了提高靠山側仰坡起拔點,減少仰拱高度,將端墻頂部改為逐級升高的臺階形式,以減少洞門的圬工數量。圖1-17⑹斜交式洞門當隧道洞口地面等高線斜交時,為了縮短隧道長度、減少挖方數量,可采用平行于等高線與線路呈斜交的洞口。圖1-18⑺喇叭口式洞門高速鐵路隧道,為了減緩高速列車的空氣動力學效應,對單線隧道,一般設喇叭口緩沖段,同時兼作隧道洞門。圖1-198明洞明洞是隧道的一種變化形式,它用明挖法修筑。所謂明挖是指把巖體挖開,在露天修筑襯砌,然后回填土石。這樣修筑的構筑物,外形幾乎與隧道無異,有拱圈、邊墻和底板,凈空與隧道相同,和地表相連處,也設有洞門、排水設施等。明洞一般修筑在隧道的進出口處,當遇到地質差且洞頂覆蓋層較薄,用暗挖法難以進洞時,或洞口路塹邊坡上有落石而危及行車安全時,均需要修建明洞。它是隧道洞口或線路上起防護作用的重要建筑物,在鐵路線上使用的較多。明洞的結構類型常因地形、地質和危害程度的不同,有多種形式,采用最多的為拱式明洞和棚式明洞兩種。圖1-208.1拱式明洞拱式明洞由拱圈、邊墻和仰拱(或鋪底)組成,它的內輪廓與隧道相一致,但結構厚度要比隧道大。常見拱式明洞有:路塹式對稱型圖1-21路塹式對稱型拱式明洞路塹式偏壓型圖1-22路塹式偏壓型拱形明洞⑶半路塹式偏壓型圖1-23半路塹式偏壓型拱形明洞⑷半路塹式單壓型圖1-24半路塹式單壓型拱形明洞8.2棚式明洞有些傍山隧道,地形的自然橫坡比較陡,外側沒有足夠的場地設置外墻及基礎或確保其穩定,這時采用另一種建筑物—棚式明洞。棚式明洞常見的結構形式:蓋板式、鋼架式、懸臂式圖1-25蓋板式棚式明洞圖圖1-26懸臂式棚式明洞圖9附屬建筑物為了使隧道正常使用,保證列車安全運營,除主體建筑物外,還必須修筑一些附屬建筑物。其中包括:防排水設施,電力及通信信號的安放設施等。9.1防排水設施隧道的永久性防排水是通過防排水工程措施實現的。經過理論和實踐經驗的總結,提出了“截、防、堵、排結合,因地制宜,綜合治理”的原則。截:截斷地表水和地下水流入隧道的通道,洞口地表設天溝等截水溝以及地表陷穴等整治;防:防止地下水從襯砌背后滲入隧道內,充分利用混凝土自防水能力,以及在襯砌與支護之間設置的防水層;堵:向支護背后壓注水泥砂漿,用以充填支護與圍巖間的空隙,以堵住地下水的通道,并使支護與圍巖形成整體,改善支護受力條件;排:將地下水排入隧道內,再經由洞內排水溝(排水溝及盲溝)排走。圖1-27隧道防排水圖(一)圖1-28隧道防排水圖(二)9.2隧道附屬建筑物⑴避車洞當列車通過隧道時,為了保證洞內行人、維修人員及維修設備(小車、料具)的安全,在隧道兩側邊墻上交錯均勻修建的人員躲避及放置車輛、料具的洞室叫避車洞。避車洞根據其斷面尺寸的大小分為大避車洞及小避車洞兩種。圖1-29避車洞①大避車洞在碎石道床的隧道內,每側相隔300m布置一個大避車洞,在整體道床的隧道內,因人員行車待避較方便,且線路維修工作量較小,可相隔420m布置。②小避車洞無論在碎石道床或整體道床的隧道內,每側邊墻上應在大避車洞之間間隔60m(雙線隧道按30m)布置一個小避車洞。⑵電力及通信設施①電纜槽:電纜槽用混凝土澆筑,可與水溝同側并與水溝并行,或設置在水溝的異側。槽內鋪以細砂做墊層,低壓電纜可直接放在墊層面上,高壓電纜則吊在槽邊預埋的托架上。槽頂設有蓋板防護。②信號繼電器箱和無人增音站洞:隧道內如需設置信號繼電器箱時,則應在電纜槽同側設置信號繼電器箱洞;根據電訊傳輸衰耗和通訊設計要求,在隧道內設置無人增音站時。其位置可根據通訊要求確定。可與大避車洞結合使用,如不能結合時,則另行修建。10隧道施工方法10.1施工方法傳統礦山法礦山法(鉆爆法)傳統礦山法礦山法(鉆爆法)新奧法新奧法山嶺隧道施工山嶺隧道施工隧道施工方法掘進機法水底隧道施工淺埋及軟體隧道施工盾構法沉管法盾構法淺埋暗挖法蓋挖法地下連續墻明挖法隧道施工方法掘進機法水底隧道施工淺埋及軟體隧道施工盾構法沉管法盾構法淺埋暗挖法蓋挖法地下連續墻明挖法圖1-30隧道施工方法分類圖10.2隧道施工十八字原則隧道施工十八字原則:管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測。⑴管超前。指采用超前管棚或超前導管注漿加固地層。掌子面未開挖前先進行超前管棚或超前導管注漿加固地層,使松散、軟弱地層經注漿加固后形成一個殼體,增強其自穩能力,防止地層坍塌現象產生。⑵嚴注漿在導管超前支護后,立即進行壓注水泥漿液填充砂層孔隙,漿液凝固后,土體集結成具有一定強度的“結石體”使周圍地層形成一個殼體,增強其自穩能力,為施工提供一個安全環境,嚴注漿包含以下三個方面內容:①超前導管注漿(單漿液或雙漿液)②拱腳及墻部開挖前按規定預埋管注漿。③初期支護背后注漿(低壓力0.2~0.4Mpa)⑶短開挖根據地層情況不同,采用不同的開挖長度,一般在地層不良地段每次開挖進尺采用0.5m~0.8m,甚至更短,由于開挖距離短可爭取時間架立鋼拱架,及時噴射混凝土,減少坍塌現象的發生。⑷強支護。一定按照噴射混凝土——開挖——架立鋼架——掛鋼筋網——噴混凝土的次序進行初期支護施工。采用加大拱腳辦法以減小地基承載應力。⑸快封閉。初期支護從上至下及早形成環形結構,是減小地基擾動的重要措施。采用正臺階法施工時,下半斷面及時緊跟,及時封閉仰拱。⑹勤量測堅持監控量測資料進行反饋指導施工,是淺埋暗挖法施工的基點,所以地面、洞內都要埋設監控點,通過這些監控點可以隨時掌握地表和洞內土體各點因開挖和外力產生的位移來指導施工。10.3施工安全步距的規定《隧道施工安全九條規定》對施工步距的規定:⑴Ⅴ、Ⅵ級圍巖中上臺階每循環開挖進尺不應大于1榀鋼架間距,Ⅳ級圍巖中不應大于2榀鋼架間距。Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級圍巖邊墻每循環開挖進尺不得大于2榀鋼架間距,仰拱開挖前必須完成鋼架鎖腳錨桿(管),每循環開挖進尺不得大于3m。⑵隧道開挖后,初期支護應及時施作并封閉成環,Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級圍巖封閉位置距離掌子面不得大于35m,Ⅳ級圍巖二次襯砌距離掌子面不得大于90m,Ⅴ、Ⅵ級圍巖二次襯砌距離掌子面不得大于70m⑶公路隧道:①黃土和含水量較大、易風化的千枚巖隧道:洞口段:仰拱距掌子面距離不大于1/2大管棚長度;Ⅴ級圍巖地段:仰拱距掌子面距離不大于30m(二車道)、20m(三車道),二次襯砌距掌子面距離不大于50m(二車道)、35m(三車道);Ⅳ級圍巖地段:仰拱距掌子面距離不大于50m(二車道)、40m(三車道),二次襯砌距掌子面距離不大于80m(二車道)、70m(三車道)②石質隧道:Ⅴ級圍巖地段:仰拱距掌子面距離不大于50m,二次襯砌距掌子面距離不大于80m;Ⅳ級圍巖地段:仰拱距掌子面距離不大于70m;二次襯砌距掌子面距離不大于120m11隧道圍巖分級圍巖:隧道周圍一定范圍內,對其穩定性產生影響的巖體;圍巖壓力:是指引起地下開挖空間周圍巖體和支護變形或破壞的作用力。它包括由地應力引起的圍巖應力以及圍巖變形受阻而作用在支護結構上的作用力。從狹義上來理解,圍巖壓力是指圍巖作用在支護結構上的壓力。在工程中一般研究狹義的圍巖壓力。地質環境:隧道工程所賦存的地質環境的內涵很廣,包括地層特征、地下水狀況、開挖隧道前就存在于地層中的原始地應力狀態、地溫梯度等。表1-1隧道圍巖分類表圍巖級別圍巖主要工程地質條件圍巖開挖后的穩定狀態(單線)圍巖彈性縱波速度υp(km/s)主要工程地質特征結構特征和完整狀態Ⅰ極硬巖(單軸飽和抗壓強度RC>60MPa):受地質構造影響輕微,節理不發育,無軟弱面(或夾層);層狀巖層為巨厚層或厚層,層間結合良好,巖體完整呈巨塊狀整體結構圍巖穩定,無坍塌,可能產生巖爆>4.5Ⅱ硬質巖(RC>30MPa):受地質構造影響較重,節理較發育,有少量軟弱面(或夾層)和貫通微張節理但其產狀及組合關系不致產生滑動;層狀巖層為中厚層或厚層,層間結合一般,很少有分離現象,或為硬質巖石偶夾軟質巖石呈巨塊或大塊狀結構暴露時間長,可能會出現局部小坍塌;側壁穩定,層間結合差的平緩巖層,頂板易塌落4.5~3.5Ⅲ硬質巖(RC>30MPa):受地質構造影響嚴重,節理發育,有層狀軟弱面(或夾層)但其產狀及組合關系不致產生滑動;層狀巖層為薄層或中厚層,層間結合差,多有分離現象,硬質、軟質巖石互層呈塊(石)碎(石)狀鑲嵌結構拱部無支護時可能產生小坍塌;側壁基本穩定,爆破震動過大易塌2.5~4.0較軟巖(RC=15~30MPa):受地質構造影響較重,節理較發育,層狀巖層為薄層、中厚層、厚層,層間結合一般呈大塊狀結構Ⅳ硬質巖(RC>30MPa):受地質構造影響極嚴重,節理很發育,層狀軟弱面(或夾層)已基本破壞呈碎石狀壓碎結構拱部無支護時可能產生較大坍塌;側壁有時失去穩定1.5~3.0軟質巖(RC≈5~30MPa):受地質構造影響嚴重,節理發育呈塊(石)碎(石)狀鑲嵌結構土體:1.具壓密或成巖作用的黏性土、粉土及砂類土;2.黃土(Q1、Q2);3.一般鈣質、鐵質膠結的碎石土、卵石土、大塊石土1和2呈大塊狀壓密結構,3呈巨塊狀整體結構Ⅴ巖體:軟巖,巖體破碎至極破碎;全部極軟巖及全部極破碎巖(包括受構造影響嚴重的破碎帶)呈角礫碎石狀松散結構圍巖易坍塌,處理不當會出現大坍塌,側壁經常小坍塌;淺埋時易出現地表下沉(陷)或塌至地表1.5~3.0土體:一般第四系堅硬、硬塑黏性土,稍密及以上、稍濕或潮濕的碎石土、卵石土、圓礫土、角礫土、粉土及黃土(Q3、Q4)非黏性土呈松散結構,黏性土及黃土呈松軟結構Ⅵ巖體:受構造影響嚴重呈破碎、角礫及粉末、泥土狀的斷層帶黏性土呈易蠕動的松軟結構,砂性土呈潮濕松散結構圍巖極易易坍塌變形,有水時土砂常與水一起涌出;淺埋時易塌至地表或塌至地表<1.0(飽和狀態的土<1.5)土體:軟塑狀黏性土,飽和的粉土、砂類土等注:1表中“圍巖級別”和“圍巖主要工程地質條件”欄,不包括膨脹性圍巖、多年凍土等特殊;12測量12.1隧道洞外控制測量隧道的設計位置,一般在定測時已初步標定在地表面上。在施工之前先進行復測,檢查并確認各洞口的中線控制樁,當隧道位于直線上時,兩端洞口應各確定一個中線控制樁,以兩樁連線作為隧道洞內的中線;當隧道位于曲線上時,應在兩端洞口的切線上各確認兩個控制樁,兩樁間距應大于200m。以控制樁所形成的兩條切線的交角和曲線要素為準,來測定洞內中線的位置。由于定測時測定的轉向角、曲線要素的精度及直線控制樁方向的精度較低,滿足不了隧道貫通精度的要求,所以施工之前要進行洞外控制測量。洞外控制測量的作用,是在隧道各開挖口之間建立一精密的控制網,以便根據它進行隧道的洞內控制測量或中線測量,保證隧道的準確貫通。洞外控制測量包括平面控制測量和高程控制測量。洞外平面控制測量常用的方法有:中線法、精密導線法、三角測量、三邊測量、邊角測量或綜合使用,此外還可以采用GPS測量。⑴中線法所謂中線法,就是將隧道線路中線的平面位置,按定測的方法先測設在地面上,經反復核對無誤后,能把地表控制點確定下來,施工時就以這些控制點為準,將中線引入洞內。一般在直線隧道短于1000m,曲線隧道短于500m時,可以采用中線作為控制。若用于曲線隧道,則應首先精確標出兩切線方向,然后精確測出轉向角,將切線長度正確地標定在地面上,以切線上的控制點為準,將中線引入洞內。中線法簡單、直觀,但其精度不太高。⑵精密導線法導線法比較靈活、方便,對地形的適應性比較大。目前在光電測距儀已經普及和其精度不斷提高的情況下,有條件的單位,導線法應當是隧道洞外控制形式的首選方案。精密導線應組成多邊形閉合環。它可以是獨立閉合導線,也可以與國家三角點相連。導線水平角的觀測,應以總測回數的奇數測回和偶數測回,分別觀測導線前進方向的左角和右角,以檢查測角錯誤;將它們換算為左角或右角后再取平均值,可以提高測角精度。為了增加檢核條件和提高測角精度評定的可行性,導線環的個數不宜太少,最少不應少于4個;每個環的邊數不宜太多,一般以4~6條邊為宜。在進行導線邊長測量時,應盡量接近于測距儀的最佳測程,且邊長不應短于300m,導線盡量以直伸形式布設,減少轉折角的個數,以減弱邊長誤差和測角誤差對隧道橫向貫通誤差的影響。我國大瑤山隧道長14.3km,洞外控制采用導線網,取得了很好的效果。⑶三角測量三角測量的方向控制較中線法、導線法都高,如果僅從橫向貫通精度的觀點考慮,則它是最理想的隧道平面控制方法。三角測量除采用測角三角鎖外,還可采用邊角網和三邊網。但從精度、工作量、經濟方面綜合考慮,以測角三角鎖為好。三角鎖一般布置一條高精度的基線作為起始邊,并在三角鎖另一端增設一條基線,以資檢核;其余僅只有測角工作,按正弦定理推算邊長,經過平差計算可求得三角點和隧道軸線上控制點的坐標,然后以控制點為依據,確定進洞方向。⑷三角鎖和導線聯合控制這種方法只有在受到特殊地形條件限制時才考慮,一般不宜采用。如隧道在城市附近,鎖的中部遇到較密集的建筑群,這時使用導線穿過建筑群與兩端的三角鎖相連結。用于隧道施工控制測量的三角鎖或導線環,在布設中除了前面所述要求之外,還應注意以下幾點:①使三角鎖或導線環的方向,盡量垂直于貫通面,以減弱邊長誤差對橫向貫通精度的影響。②盡量選擇長邊,減少三角形個數或導線邊個數,以減弱測角誤差對橫向貫通精度的影響。③每一洞口附近測設不少于三個平面控制點(包括洞口投點及其相聯系的三角點或導線點),作為引線入洞的依據,并盡量將其納入主網中,以加強點位穩定性和入洞方向的校核。④三角鎖的起始邊如果只有一條,則應盡量布設于三角鎖中部;如果有兩條,則應使其位于三角鎖兩端,這樣不僅利于洞口插網,而且可以減弱三角網測量誤差對橫向貫通精度的影響。⑤三角鎖中若要增列基線條件時,應將基線設于鎖段兩端,但此時起始邊的測量精度應滿足《測規》要求。否則,不應加入基線條件。⑸GPS測量GPS是全球定位系統的簡稱,它的原理和使用,可參看第十六章GPS測量。隧道施工控制網可利用GPS相對定位技術,采用靜態或快速靜態測量方式進行測量。由于定位時僅需要在開挖洞口附近測定幾個控制點,工作量少,而且可以全天候觀測,目前已得到應用。隧道GPS定位網的布網設計,應滿足下列要求:①定位網由隧道各開挖口的控制點點群組成,每個開挖口至少應布測4個控制點。整個控制網應由一個或若干個獨立觀測環組成,每個獨立觀測環的邊數最多不超過12個,應盡可能減少。②網的邊長最長不宜超過30km,最短不宜短于300m。③每個控制點應有三個或三個以上的邊與其連接,極個別的點才允許由兩個邊連接。④GPS定位點之間一般不要求同視,但布設洞口控制點時,考慮到用常規測量方法檢測、加密或恢復的需要,應當同視。⑤點位空中視野開闊,保證至少能接收到4顆衛星信號。⑥測站附近不應有對電磁波有強烈吸收和反射影響的金屬和其它物體。⑹高程控制測量洞外高程控制測量的任務,是按照設計精度施測兩相向開挖洞口附近水準點之間的高差,以便將整個隧道的統一高程系統引入洞內,保證按規定精度在高程方面正確貫通,并使隧道工程在高程方面按要求的精度正確修建。高程控制的二、三等采用水準測量。四、五等可采用水準測量,當山勢陡峻采用水準測量困難時,亦可采用光電測距儀三角高程的方法測定各洞口高程。每一個洞口應埋設不少于2個水準點,兩水準點之間的高差,以安置一次水準儀即可測出為宜。水準測量的精度,一般參照表1-2即可。表1-2
等級水準測量的路線長度和儀器精度測量部位測量等級每公里高差中數的偶然中誤差(mm)兩開挖洞口間的水準路線長度(km)水準儀等級水準尺類型洞外二≤1.0>36S1線條式銦瓦水準尺三≤3.013~36S3線條式銦瓦水準尺四≤5.05~13S3區格式銦瓦水準尺洞內二≤1.0>32S1線條式銦瓦水準尺三≤3.011~32S3區格式水準尺四≤5.05~11S3區格式水準尺由上述各種方法比較看出,中線法控制形式最簡單,但由于方向控制較差,故只能用于較短的隧道;三角測量方法其方向控制精度最高,故在光電測距儀未廣泛使用之前,是隧道控制最主要的形式,但其三角點的布設要受到地形、地物條件的限制,而且基線邊要求精度高,使丈量工作復雜,平差計算工作量大;精密導線法,在光電測距儀的測程和精度不斷提高的今天,由于布設簡單、靈活、地形適應性強、外業工作少,因而逐漸成為隧道控制的主要形式,只要在水平角測量時適當增加測回數,就可彌補其方向控制不如三角測量之不足。而且光電測距導線和光電測距三角高程可以同時進行,大大減少了野外工作量,是今后隧道控制中應首選的方案;GPS測量是目前正處于試驗階段的一種全新控制形式,隨著其價格的降低、精度的提高、理論的完善,勢必成為將來最有前途的控制形式。12.2
隧道洞外、洞內聯系測量⑴進洞關系的計算和進洞測量洞外控制測量完成以后,應把各洞口的線路中線控制樁和洞外控制網聯系起來。由于控制網和線路中線兩者的坐標系不一致,應首先把洞外控制點和中線控制樁的坐標納入同一坐標系統內,故必須先進行坐標變換計算,得到控制點在變換后的新坐標。其坐標變換計算公式可以采用解析幾何中的坐標轉軸和移軸計算公式。一般在直線段以線路中線作為x軸;曲線上則以一條切線方向作為x軸。用線路中線點和控制點的坐標,反算兩點的距離和方位角,從而確定進洞測量的數據。⑵由洞外向洞內傳遞方向和坐標為了加快施工進度,隧道施工中除了進出洞口之外,還會用斜井、橫洞或豎井來增加施工開挖面。為此就要經由它們布設導線,把洞外導線的方向和坐標傳遞給洞內導線,構成一個洞內、外統一的控制系統,這種導線稱為聯系導線,聯系導線屬支導線性質,其測角誤差和邊長誤差直接影響隧道的橫向貫通精度,故使用中必須多次精密測定、反復校核,確保無誤。當由豎井進行聯系測量時,可以采用垂準儀光學投點、陀螺經緯儀定向的方法,來傳遞坐標和方位。⑶洞外向洞內傳遞高程經由斜井或橫洞向洞內傳遞高程時,一般均采用往返水準測量,當高差較差合限時取平均值的方法。由于斜井坡度較陡,視線很短,測站很多,加之照明條件差,故誤差積累較大,每隔10站左右應在斜井邊腳設一臨時水準點,以便往返測量時校核。近年來用光電測距三角高程測量的方法來傳遞高程,已得到愈來愈廣泛的應用,大大提高了工作效率,但應注意洞中溫度的影響,以及應采用對向觀測的方法。尤其是對于50m以上的深井測量,更顯現出其優越性。12.3隧道洞內控制測量⑴平面控制測量為了給出隧道正確的掘進方向,并保證準確貫通,應進行洞內控制測量。由于隧道洞內場地狹窄,故洞內平面控制常采用中線或導線兩種形式。①中線形式中線形式是指洞內不設導線,用中線控制點直接進行施工放樣。一般以定測精度測設出新點,測設中線點的距離和角度數據由理論坐標值反算,這種方法一般用于較短的隧道。若將上述測設的新點,再以高精度測角、量距,算出實際的新點精確點位,再和理論坐標相比較,若有差異,應將新點移到正確的中線位置上,這種方法可以用于曲線隧道500m、直線隧道1000m以上的較長隧道。②導線形式導線形式是指洞內控制依靠導線進行,施工放樣用的正式中線點由導線測設,中線點的精度能滿足局部地段施工要求即可。導線控制的方法較中線形式靈活,點位易于選擇,測量工作也較簡單,而且具有多種檢核方法;當組成導線閉合環時,角度經過平差,還可提高點位的橫向精度。導線控制方法用于長隧道。洞內導線與洞外導線比較,具有以下特點:洞內導線是隨著隧道的開挖逐漸向前延伸,故只能敷設支導線或狹長形導線環,而不可能將全部導線一次測完;導線的形狀完全取決于坑道的形狀;導線點的埋石頂面應比洞內地面低20~30cm,上面加設護蓋、填平地面,以免施工中遭受破壞。洞內導線一般常采用下列幾種形式:i單導線半測回測左角,半測回測右角。ii導線環每測一對新點,可按兩點坐標反算距離,然后與實地丈量距離比較,這樣每前進一步均有檢核。iii主副導線環雙線為主導線,單線為副導線。副導線只測角不量距離,主導線既測角又量距離。按虛線形成第二閉合環時,主導線能以平差角傳算下一邊的方位角;以后均仿此法形成閉合環。閉合環角度平差后,對提高導線端點的橫向點位精度很有利;并可對角度測量加以檢查,同時根據角度閉合差還可以評定測角精度;另一方面又節省了副導線大量的測邊工作。主副導線環在洞內控制中應推廣使用。iiii交叉導線,并行導線每前進一段交叉一次,每一個新點由兩條路線傳算坐標,最后取平均值;亦可以實量距離,來核其坐標值。交叉導線不作角度平差.旁點閉合環一般測內角,作角度平差;旁點兩側的邊長,可測可不測。當有平行導坑時,還可利用橫通道將正洞和導坑聯系起來,形成導線閉合環。無論是采用中線形式,還是采用導線形式作洞內控制,在測量時應注意以下幾點:a.每次在建立新點之前,必須檢測前一個老點的穩定性,只有在確認老點沒有發生變動時,才能用它來發展新點。b.盡量形成閉合環、兩條路線的坐標比較、實量距離與反算距離的比較等檢查條件,以免發生錯誤。c.導線應盡量布設為長邊或等邊,一般直線地段不短于200m,曲線地段不宜短于70m。d.洞內丈量工具,在使用前應與洞外控制網丈量工具比長。e.以導線形式作為洞內平面控制時,正式中線點由臨近的導線點以極坐標法測設在地面上之后,應在中線點上安置經緯儀,以任何兩個已知坐標的點為目標測其角度。用實測角值與坐標反算的角值比較,以檢查中線點測設的正確性。⑵洞內高程測量洞內高程測量應采用水準測量或光電測距三角高程測量的方法。洞內高程應由洞外高程控制點向洞內測量傳算,結合洞內施工特點,每隔200m至500m設立兩個高程點以便檢核;為便于施工使用,每隔100
m應在拱部邊墻上設立一個水準點。采用水準測量時,應往返觀測,視線長度不宜大于50m;采用光電測距三角高程測量時,應進行對向觀測,注意洞內的除塵、通風排煙和水氣的影響。限差要求與洞外高程測量的要求相同。洞內高程點作為施工高程的依據,必須定期復測。當隧道貫通之后,求出相向兩支水準的高程貫通誤差,并在未襯砌地段進行調整。所有開挖、襯砌工程應以調整后的高程指導施工。12.4隧道洞內中線測量⑴洞內中線測量隧道洞內施工,是以中線為依據來進行。當洞內敷設導線之后,導線點不一定恰好在線路中線上,更不可能恰好在隧道的結構中線上(即隧道軸線上)。而隧道襯砌后兩個邊墻間隔的中心即為隧道中心,在直線部分則與線路中線重合;曲線部分由于隧道襯砌斷面的內外側加寬不同,所以線路中心線就不是隧道中心線。隧道中線的測設方法有下列兩種:①由導線測設中線用精密導線進行洞內隧道控制測量時,為便于施工,應根據導線點位的實際坐標和中線點的理論坐標,反算出距離和角度,利用極坐標法,根據導線點測設出中線點。一般直線地段150~200
m;曲線地段60~100m,應測設一個永久的中線點。由導線建立新的中線點之后,還應將經緯儀安置在已測設的中線點上,測出中線點之間的夾角,將實測的檢查角與理論值相比較;另外實測兩點的距離,與理論值比較,作為另一種檢核,確認無誤即可挖坑埋入帶金屬標志的混凝土樁。②獨立的中線法若用獨立的中線法測設,在直線上應采用正倒鏡分中法延伸直線;在曲線上一般采用弦線偏角法。測規要求采用獨立中線法時,永久中線點間距離:直線上不小于100m,曲線上不小于50m。12.5隧道施工測量隧道是邊開挖、邊襯砌,為保證開挖方向正確、開挖斷面尺寸符合設計要求,施工測量工作必須要緊緊跟上,同時要保證測量成果的正確性。⑴導坑延伸測量當導坑從最前面一個臨時中線點繼續向前掘進時,在直線上延伸不超過30m,曲線上不超過20m的范圍內,可采用“串線法”延伸中線。用串線法延伸中線時,應在臨時中線點前或后用儀器再設置兩個中線點,其間距不小于5m。串線時可在這三個點上掛上垂球線,先檢驗三點是否在一直線上,如正確無誤,可用肉眼瞄直,在工作面上給出中線位置,指導掘進方向。當串線延伸長度超過臨時中線點的間距時(直線為30m、曲線為20m),則應設立一個新的臨時中線點。如果用激光導向儀,將其掛在中線洞頂部來指示開挖方向,可以定出100m以外的中線點,這種方法對于直線隧道和全斷面開挖的定向,既快捷又準確。在曲線導坑中,常用弦線偏距法和切線支距法。弦線偏距法最方便,⑵上下導坑的聯測采用上、下導坑開挖時,每前進一段距離后,上部的臨時中線點和下部的臨時中線點應通過漏斗聯測一次,用以改正上部的中線點或向上部導坑引點。聯測時,一般用長線垂球、光學垂準器、經緯儀的光學對點器等,將下導坑的中線點引到上導坑的頂板上,移設三個點之后,應復核其準確性;測量一段距離之后及筑拱前,應再引至下導坑核對,并盡早與洞口外引入的中線閉合。⑶隧道結構物的施工放樣①隧道開挖斷面測量在隧道施工中,為使開挖斷面能較好的符合設計斷面,在每次掘進前,應在開挖斷面上,根據中線和軌頂高程,標出設計斷面尺寸線。分部開挖的隧道在拱部和馬口開挖后,全斷面開挖的隧道在開挖成形后,應采用斷面自動測繪儀或斷面支距法測繪斷面,檢查斷面是否符合要求;并用來確定超挖和欠挖工程數量。測量時按中線和外拱頂高程,從上至下0.5m(拱部和曲墻)和1.0m(直墻)向左右量測支距。量支距時,應考慮到曲線隧道中心與線路中心的偏移值和施工預留寬度。仰拱斷面測量,應由設計軌頂高程線每隔0.5m(自中線向左右)向下量出開挖深度。②結構物的施工放樣在施工放樣之前,應對洞內的中線點和高程點加密。中線點加密的間隔視施工需要而定,一般為5~10m一點,加密中線點可以鐵路定測的精度測定。加密中線點的高程,均以五等水準精度測定。在襯砌之前,還應進行襯砌放樣,包括立拱架測量、邊墻及避車洞和仰拱的襯砌放樣,洞門砌筑施工放樣等一系列的測量工作。⑷竣工測量隧道竣工以后,應在直線地段每50m,曲線地段每20m,或者需要加測斷面處,以中線樁為準,測繪隧道的實際凈空。測繪內容包括:拱頂高程、起拱線寬度、軌頂水平寬度、鋪底或仰拱高程。當隧道中線統一檢測閉合后,在直線上每200~500m、曲線上的主點,均應埋設永久中線樁;洞內每1km應埋設一個水準點。無論中線點或水準點,均應在隧道邊墻上畫出標志,以便以后養護維修時使用。12.6隧道貫通誤差預計⑴貫通誤差概述隧道施工進度慢,往往成為控制工期的工程。為了加快施工進度,除了進、出口兩個開挖面外,還常采用橫洞、斜井、豎井、平行導坑等來增加開挖面。因此,不管是直線隧道還是曲線隧道,開挖總線路中線不斷向洞內延伸,洞內線路中線位置測設的誤差,就逐步隨著開挖的延伸而逐漸積累;另一方面,隧道施工時基本上都是采用邊開挖、邊襯砌的方法,等到隧道貫通時,未襯砌部分也所剩不多,故可進行中線調整的地段有限。于是,如何保證隧道在貫通時(包括橫向、縱向、高程方向),兩相向開挖施工中線的相對錯位不超過規定的限值,是隧道施工測量的關鍵問題。但是,在縱向方面所產生的貫通誤差,一般對隧道施工和隧道質量不產生影響,從我國隧道施工調查中得知,一般不超過±320mm,即使達到這種情況,對施工質量也無影響,因此規定這項限差無實際意義;高程要求的精度,使用一般水準測量方法即可滿足;而橫向貫通誤差(在平面上垂直于線路中線方向)的大小,則直接影響隧道的施工質量,嚴重者甚至會導致隧道報廢。所以一般說貫通誤差,主要是指隧道的橫向貫通誤差。《隧道施工技術指南》對隧道貫通誤差的限值見表1-3。表1-3貫通誤差表
項目橫向貫通誤差(mm)高程貫通誤差(mm)相向開挖隧道長度(km)<44≤L<77≤L<1010≤L<1313≤L<1616≤L<1919≤L<20洞外貫通中誤差(mm)3040455565758018洞內貫通中誤差(mm)4050658010513516017洞內外綜合貫通中誤差(mm)50658010012516018025貫通限差(mm)10013016020025032036050⑵貫通誤差預計影響橫向貫通誤差的因素有:洞外和洞內平面控制測量誤差、洞外與洞內之間聯系測量誤差。《高速鐵路測量規范》規定,洞外、洞內控制測量誤差,對每個貫通面上產生的橫向中誤差不應超過表1-4的規定。表1-4洞外、洞內控制測量的貫通精度要求測量部位橫向中誤差(mm)高程中誤差(mm)兩開挖洞口間長度(km)<44~77~1010~1313~1717~20洞內3045609012015018洞外40608012016020017洞內、洞外總和507510015020025025本表不適用于設有豎井的隧道洞外、洞內控制測量,產生在貫通面上的橫向中誤差。第二章分部工程施工要點1洞口施工施工以“減少干擾,利于施工,確保安全進洞”為原則,做好統籌規劃,科學安排各項施工順序,嚴密組織,精心施工,確保隧道洞口施工順利進行。1.1排水施工截水溝、天溝是防止地表水滲入開挖面影響穩定的關鍵措施之一,洞口土石方施工前,先做好洞外路塹天溝、洞頂截水溝,完善洞外排水系統。截水天溝距邊仰坡開挖線距離為5m~10m,洞口頂部地表凹坑、小洞穴用粘土填平,使其排水順暢。1.2拉槽土方開挖及防護洞口拉槽段開挖采用挖掘機,配合自卸汽車裝運。巖石部位采用弱爆破或預裂爆破開挖,開挖自上而下分層開挖,每層開挖深度2~3米,隨開挖隨進行邊、仰坡防護。明暗交界處挖至暗挖段拱頂開挖輪廓線高度時,按設計坡度挖至設定的拱頂上半斷面底部,臨時噴設混凝土封閉暗洞掌子面。1.3管棚進洞隧道洞口大管棚超前預支護進洞,具體作法如下:洞口開挖至起拱線,先施工鋼筋混凝土導向墻,并預埋管棚導向管,其環向間距及傾角同設計的管棚環向間距及外插角,然后施做長管棚,形成洞室輪廓。圖2-1管棚施工工藝流程圖在洞門土方開挖至拱頂位置時,及時施工邊坡防護,邊仰坡臨時支護施工完畢后,開挖導向墻位置土方,并留管棚操作平臺,立即進行導向墻施工,導向墻基礎應置于穩定或具有足夠的承載力的基礎上,必要時,導向墻基礎應加深,或進行處理。管棚導向墻采用C20混凝土,截面尺寸為1m×1m,導向墻內埋設2榀16工字鋼,縱向間距為50cm,用Φ16固定筋將導向管與工字鋼焊成整體,其中導向管采用Ф108壁厚5mm的鋼套,間距33cm。導向墻內鋼拱架加工時做到尺寸和半徑準確,加工后應進行試拼,安裝時進行定位測量,分別確定其拱頂、拱腰及拱腳的位置,確保鋼拱架位置準確,鋼架必須設立于牢固的基礎之上,導向管的位置、方向、外插角均用全站儀在工字鋼架上精確定位,符合設計要求。圖2-2管棚進洞導向墻結構示意圖1.4套拱進洞采用套拱進洞,即在隧道洞口襯砌輪廓線外,立模灌注厚30~50cm的混凝土(或鋼筋砼),長度2~3m,嵌進山體0.5~1.0m,外露1.5~2.0m,拱部上方回填,以確保洞口段巖體穩定,防止坍塌和洞口危石傷人;同時,開挖前拱部設φ42小導管超前預注漿支護,然后采用上弧導預留核心土分部開挖,及時安設中空注漿系統錨桿、掛網噴砼、架立型鋼鋼架、復噴砼封閉圍巖。圖2-3套拱法進洞施工示意圖1.5洞門及洞口段襯砌施工方法及工藝隧道洞門為斜切式洞門,當暗挖段下臺開挖及邊墻初期支護完成15m左右,開始進行暗挖段仰拱開挖、支護及整體澆注,完成15~20m仰拱后,及時澆筑洞口段二次襯砌混凝土。以確保洞口穩定,隧道掘進能得到快速施工的可靠保證。洞口段襯砌施工順序說明:洞口段仰拱混凝土→襯砌臺車洞口拼裝→暗洞洞口段襯砌→明洞段襯砌→洞門端墻襯砌。洞口段襯砌施工的總要求是:及早進行洞口段襯砌施工,確保洞口段安全,盡早施作洞門,樹立洞口形象,形成隧道施工亮點。1.6注意事項洞口應加強防排水,防止積水長時間浸泡墻腳和隧底,造成邊墻圍巖失穩。洞門在正洞施工工序調整到位后平行作業,盡量避開雨季完成。洞門砼與洞身襯砌用同級砼整體澆筑;洞口邊仰坡與襯砌外緣相交處填塞密實。2洞身開挖2.1開挖方法洞身Ⅱ級圍巖采用全斷面法開挖;Ⅲ級圍巖采用臺階法施工;Ⅳ級圍巖采用正臺階法施工,必要時預留核心土或設臨時仰拱,控制弱爆破輔以人工機械開挖;Ⅴ級圍巖及偏壓段采用CRD法施工,淺埋段采用三臺階臨時仰拱法,三臺階橫支撐、三臺階七步法開挖等,一般段采用三臺階七步開挖法。2.2Ⅴ級圍巖開挖方法隧道洞口段Ⅴ級圍巖偏壓段采用CRD法施工,洞口段采用管棚、洞身段采用超前小導管超前支護,鋼架、錨、網、噴聯合支護,開挖以人力風鎬或小型挖掘機開挖為主,必要時手風鉆打眼弱爆破。⑴三臺階七步法IV級破碎圍巖及V級圍巖采用三臺階分步法,分三個臺階,上臺高3~4m,中臺高3~4m,下臺高3~4m,仰拱最后開挖(高2m),上臺長5m,中臺長5~10m,仰拱滯后30~40m。核心土高1.5~2.0m,長2~3m,寬5~6m,下臺中部預留4.0m寬斜坡道。中臺及下臺兩側臺階錯開2~3m。上臺每循環進尺1榀鋼架,中下臺每循環進尺2榀鋼架.具體見三臺階分步法施工工序圖。對隧道周邊圍巖進行超前預加固后進行三臺階分步平行開挖,施工順序見圖,上半斷面環形部分人工采用風鎬開挖,其余各部采用挖掘機開挖、裝碴。施工順序說明見表。圖2-4三臺階七步法施工工序橫斷面示意圖圖2-5三臺階七步法施工工序縱斷面示意圖①施工工序Ⅰ—超前小導管;1—上臺階開挖;Ⅱ—上臺階初期支護;2-中臺階左側開挖;Ⅲ—中臺階左側初期支護;3—中臺階右側開挖;Ⅳ—中臺階右側初期支護;4—下臺階左側開挖;Ⅴ—下臺階左側初期支護;5—下臺階右側初期支護;Ⅵ—下臺階右側初期支護:6—1、6—2、6—3分步開挖核心土;7—仰拱開挖;Ⅶ—仰拱初期支護;Ⅷ—仰拱及填充混凝土;Ⅸ—拱墻混凝土②施工注意事項i開挖方式均采用弱爆破或人工開挖,爆破時嚴格控制炮眼深度及裝藥量;ii導坑開挖寬度及高度可根據施工機具、人員等安排進行適當調整;iii工序變化處的鋼架應設鎖腳錨管,以確保鋼架基礎穩定;iv鋼架之間縱向連接鋼筋應及時施作并連接牢固;v預留核心土的長度在3~5m為宜;vi上臺階每循環開挖進尺不應大于1榀鋼架間距,邊墻開挖每循環開挖進尺不得大于2榀鋼架間距,仰拱開挖前必須完成鋼架鎖腳錨管,每循環進尺不得大于3m;vii隧道開挖后初期支護應及時封閉成環,應注意開挖過程中初期支護結構及核心土的穩定性,必要時應利用核心土加設全斷面環形臨時支撐;vii復合式襯砌段在施工時,須按有關規范及標準圖的要求,進行監控量測,根據監控量測的結果進行分析,確定灌筑二次襯砌的時機及調整支護參數。⑵交叉中隔壁法(CRD法)開挖交叉中隔壁法(CRD法)施工,采用小型挖掘機輔以人工風鎬開挖,局部可采用弱爆破松動,開挖每循環進尺1榀鋼架。施工中采用拱部洞口段φ108長管棚、φ42超前注漿小導管進行預加固加強支護。圖2-6交叉中隔壁(CRD)法施工工序橫斷面圖圖2-7交叉中隔壁(CRD)法施工工序縱斷面圖①施工工序i(1)利用上一循環架立的鋼架施作隧道及中隔壁超前支護;(2)弱爆破開挖①部。(3)噴8cm厚混凝土封閉掌子面。(4)施作①部導坑周邊的初期支護和臨時支護,即初噴4cm厚混凝土,架設初支鋼架及工18臨時鋼架,并設鎖腳錨管。(5)導坑底部噴15cm厚混凝土,施作①部臨時仰拱,安設工18橫撐,(6)鉆設定位錨桿后復噴混凝土至設計厚度;ii(1)在滯后于①部一段距離后,弱爆破開挖②部,(2)噴8cm厚混凝土封閉掌子面,(3)施作②部導坑周邊的初期支護和臨時支護,即初噴4cm厚混凝土,架設初支鋼架及工18臨時鋼架,并設鎖腳錨管,(4)導坑底部噴15cm厚混凝土,施作②部臨時仰拱,安設工18橫撐,(5)鉆設定位錨桿后復噴混凝土至設計厚度;iii(1)利用上一循環架立的鋼架施作隧道超前支護;(2)開挖③部并施作導坑周邊的初期支護和臨時支護,步驟及工序同①;iv開挖④部并施作導坑周邊的初期支護和臨時支護,步驟及工序同②;v逐段拆除靠近已完成二次襯砌6~8m范圍內中隔壁底部鋼架單元;vi灌筑EQ\o\ac(○,Ⅴ)部仰拱及隧底填充(仰拱與填充應分次施作),接中隔壁底部工18臨時鋼架托換單元,使得鋼架底支撐于隧底填充頂面;vii(1)根據監控量測結果分析,拆除工18臨時鋼架及臨時橫撐,(2)利用襯砌模板臺車盡早一次性灌筑EQ\o\ac(○,Ⅴ)部襯砌(拱墻襯砌一次施作)。②施工注意事項i隧道施工應堅持“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則;ii小炮開挖或人工開挖,嚴格控制裝藥量;iii工序變化處的鋼架(或臨時鋼架)應設鎖腳錨管,以確保鋼架基礎穩定;iv導坑開挖寬度及臺階高度可根據施工機具、人員安排等進行適當調整;v鋼架之間縱向連接鋼筋應及時施作并連接牢固;vi施工過程中每次拆除鋼架的長度不能超過10m,以確保施工安全;vii施工中,應按有關規范及標準圖的要求,進行監控量測,及時反饋結果,分析洞身結構的穩定,為支護參數的調整提供依據。⑶三臺階臨時仰拱開挖圖2-8三臺階臨時仰拱法施工工序橫斷面圖圖2-9三臺階臨時仰拱法施工工序縱斷面圖①施工工序i⑴利用上一循環架立的鋼架施作隧道超前支護,⑵弱爆破開挖①部,⑶施作①部導坑周邊的初期支護,即初噴4cm厚混凝土,架立鋼架,并設鎖腳錨管,⑷導坑底部安裝臨時工字鋼支撐。噴20cm厚混凝土,⑸鉆設系統錨桿后復噴混凝土至設計厚度;ii⑴在滯后于①部一段距離后,弱爆破開挖②部,⑵導坑周邊部分初噴4cm厚混凝土,架立鋼架,并設鎖腳錨管,⑶導坑底部安裝臨時工字鋼支撐,噴射20cm厚混凝土,⑷鉆設系統錨桿后復噴混凝土至設計厚度;iii⑴在滯后于②部一段距離后,弱爆破開挖③部,⑵初噴4cm厚混凝土,架立鋼架,⑶隧底周邊部分噴射混凝土至設計厚度;iv灌筑Ⅳ部仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充應分次施;v根據監控量測結構分析,待初期支護收斂后,利用襯砌模板臺車一次性澆筑Ⅴ部襯砌(拱墻襯砌一次施作)。②施工注意事項i隧道施工應堅持“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則;ii小炮開挖,嚴格控制裝藥量;iii導坑開挖寬度及臺階高度可根據施工機具、人員安排等進行適當調整;iv鋼架之間縱向連接鋼筋應及時施作并連接牢固;v施工中,應按有關規范及標準圖的要求,進行監理量測,及時反饋結果,分析洞身結構的穩定,為支護參數的調整提供依據,必要時臨時仰拱可加設鋼架封閉。⑷三臺階臨時橫撐法圖2-10三臺階臨時橫撐法施工工序橫斷面圖圖2-11三臺階臨時橫撐法施工工序縱斷面圖①施工工序Ⅰ—超前小導管;1—上臺階開挖;Ⅱ—上臺階初期支護;Ⅲ—上臺階臨時橫撐;2—中臺階開挖;Ⅳ—中臺階初期支護;Ⅴ—中臺階臨時橫撐;3—下臺階開挖;Ⅵ—下臺階初期支護;4—仰拱開挖;Ⅶ—仰拱初期支護;Ⅷ—仰拱及填充混凝土;Ⅸ—拱墻混凝土②施工注意事項i隧道施工應堅持“短開挖、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測、及時襯砌”的原則;ii開挖1、2、3部時,根據現場情況必要時預留核心土;iii超前支護等輔助施工措施,應首先利用上一循環架立的格柵施作完畢,再開挖;iv開挖方式均采用弱爆破,爆破時嚴格控制炮眼深度及裝藥量;v導坑開挖深度及臺階高度可根據施工機具、人員安排等進行適當調整;vi鋼架之間縱向連接鋼筋應及時施作并連接牢固;vii上臺階每循環開挖進尺不應大于1榀鋼架間距;邊墻開挖每循環開挖進尺不得大于2榀鋼架間距;仰拱開挖前必須完成鋼架鎖腳錨管,每循環進尺不得大于3m;viii臨時橫撐采用型鋼,縱向每2榀設一處;隧道開挖后初期支護應及時封閉成環,封閉位置距離掌子面不得大于35m;ix軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道的二次襯砌應及時施作,二次襯砌距離掌子面的距離不得大于70m;x應注意開挖過程中初期支護結構及核心土的穩定性,必要時應利用核心土體加設全斷面環形臨時支撐;xi復合式襯砌在施工時,須按有關規范及標準圖的要求,進行監控量測,根據監控量測的結果進行分析,確定灌注二次襯砌的時機及調整支護參數。⑸雙側壁導坑法圖2-12雙側壁導坑法施工工序橫斷面圖圖2-13雙側壁導坑法施工工序縱斷面圖圖2-14雙側壁導坑法施工工藝流程圖①施工工序Ⅰ—兩側超前小導管:1—兩側上部開挖;Ⅱ—兩側上部初期支護;2—兩側下部開挖;Ⅲ—兩側下部初期支護;Ⅳ—拱部超前小導管;3—中壁上部開挖;Ⅴ—中壁上部初期支護;4—中壁中部開挖;5—中壁下部開挖;Ⅵ—中壁下部初期支護;Ⅶ—仰拱混凝土施工;Ⅷ—拱墻混凝土②施工注意事項①雙側壁導坑開挖時,應先開挖隧道兩側導坑,再開挖中部剩余部分;②側壁導坑形狀應近似橢圓形,導坑寬度宜為1/3隧道寬度;③側壁導坑、中部開挖應采用短臺階,臺階長度3~5m,必要時留核心土;④側壁導坑開挖應超前中部10~15m;⑤拱部與兩側壁間的鋼架應定位準確,連接牢固。2.3Ⅳ級圍巖開挖Ⅳ級段采用采用臺階法施工,必要時采用預留核心土或增設臨時仰拱,臺階長3~5m,上臺階預留核心土,上下臺階交替施工。每循環進尺2榀鋼架。上下臺階開挖采用挖掘機,初期支護緊跟,對巖面及時封閉。圖2-15臺階法環形開挖預留核心土施工方法示意圖表2-1臺階法環形開挖預留核心土施工步驟說明表代號代表部位工作內容1上臺階環形部分(1)利用上一循環架立的鋼架施作隧道超前支護;(2)弱爆破開挖①部;(3)噴混凝土封閉掌子面;(4)施作①部導坑周邊的初期支護和臨時支護。即初噴4cm厚混凝土,架立格柵鋼架和I16臨時鋼架,并設鎖腳錨桿,安設I16橫撐;(5)鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。2上臺階核心土開挖(1)滯后①3~5m弱爆破開挖②部;(2)噴8cm厚混凝土封閉掌子面。3左側壁導坑(1)在②部開挖完成5m后進行③部的開挖;(2)施作導坑周邊的初期支護和臨時支護,步驟及工序同①。4右側壁導坑(1)滯后③3~5m開挖④部(2)施作導坑周邊的初期支護和臨時支護,步驟及工序同②。5下臺階核心土開挖(1)在滯后于④部一段距離后,弱爆破開挖⑤部;(2)隧底周邊部分初噴4cm厚混凝土。6隧底仰拱開挖(1)在滯后于⑤部一段距離后,弱爆破開挖⑥部;(2)隧底周邊部分初噴4cm厚混凝土;(3)施工I16臨時鋼架,復噴混凝土至設計厚度。(4)施工仰拱,形成初期支護閉合環。7隧底填充及二次襯砌(1)施工隧底填充;(2)利用襯砌模板臺車一次性灌注襯砌(拱墻襯砌一次施作)。施工準備施工準備Ⅱ部左側墻支護Ⅲ部右側墻支護4部右側墻開挖3部左側墻開挖2部核心土開挖Ⅰ上拱部支護1部弧形導坑開挖拱部超前支護超前地質預報Ⅱ部左側墻支護Ⅲ部右側墻支護4部右側墻開挖3部左側墻開挖2部核心土開挖Ⅰ上拱部支護1部弧形導坑開挖拱部超前支護超前地質預報5部核心土開挖5部核心土開挖6部仰拱開挖6部仰拱開挖仰拱仰拱ⅣⅤ部初期支護仰拱、仰拱填充混凝土仰拱、仰拱填充混凝土下一循環施工監控量測下一循環施工監控量測圖2-16臺階法環形開挖預留核心土施工工藝流程圖2.4Ⅲ級圍巖開挖Ⅲ級圍巖地段采用正臺階法施工,臺階長度1~1.5倍洞徑,循環進尺控制在2~2.5m。上斷面利用人工手持風鎬鉆孔,下斷面利用液壓鉆孔臺車鉆孔,上下臺階同時光面爆破作業,上、下斷面均采用側卸式裝載機裝碴,自卸汽車運至棄碴點。圖2-17臺階法施工工序橫斷面圖圖2-18臺階法施工工序縱斷面圖圖2-19臺階法開挖施工工藝流程圖①施工工序1—上臺階開挖;Ⅰ—上臺階初期支護;2—下臺階開挖;Ⅱ—下臺階初期支護;3—仰拱開挖;Ⅲ—仰拱初期支護;Ⅳ—仰拱填充混凝土;Ⅴ—拱墻混凝土②臺階法開挖施工注意事項i隧道施工堅持“短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測、及時襯砌”的原則;ii臺階長度5~8m,上臺高3~4.5m,下臺高4~6m,開挖1、2部時,根據現場情況必要時預留核心土,易于改全斷面或三臺階法;iii臺階形成后,各臺階開挖、支護宜平行作業;iv開挖方式采用弱爆破,爆破時嚴格控制炮眼深度及裝藥量;v復合式襯砌在施工時,須按有關規范及標準圖的要求,進行監控量測,根據監控量測的結果進行分析,確定灌注二次襯砌的時機及調整支護參數。2.5Ⅱ級圍巖開挖隧道Ⅱ級圍巖采用全斷面法施工,循環進尺分別為3~3.2m。開挖采用三臂液壓鉆孔臺車鉆眼,塑料導爆管非電起爆系統,毫秒微差有序起爆,光面爆破。出碴采用側卸式裝載機裝碴,15t自卸汽車運輸出碴。圖2-20全斷面開挖施工工序橫斷面圖圖2-21全斷面開挖施工工序縱斷面圖①施工工序1—開挖;Ⅰ—初期支護;2—檢底;Ⅱ—鋪底混凝土;Ⅲ—拱墻混凝土②施工要求:i隧道施工堅持“短進尺、弱爆破,強支護、早封閉、勤量測、及時襯砌”的原則;ii全斷面法開挖,采用弱爆破,控制一次同時起爆的炸藥量,減少爆破振動對圍巖的影響;iii復合式襯砌在施工時,須按有關規范及標準圖的要求,進行監控量測,根據監控量測的結果進行分析,確定灌注二次襯砌的時機及調整支護參數;iv各種機械設備合理配置,充分發揮機械設備的綜合效率。圖2-22全斷面法開挖施工工藝流程圖3支護施工支護形式有:超期小導管、超前大管棚、鋼架、錨桿、鋼筋網、噴射混凝土聯合支護或單項支護,超小導管、超前大管棚是在開挖前進行預制支護,鋼架、鋼架、錨桿、鋼筋網、噴射混凝土是在開挖后進行的支護形式。Ⅱ級圍巖一般開挖后采用噴射混凝土進行支護,局部地段采用鋼筋網片+噴射混凝土進行支護;Ⅲ級圍巖一般開挖后采用錨桿+鋼筋網片+噴射混凝土進行支護,Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級圍巖一般開挖后采用鋼架+錨桿+鋼筋網片+噴射混凝土進行聯合支護。3.1超前小導管⑴施工步驟①畫出小導管位置→②鉆眼→③插入小導管→④掌子面封閉→⑤連接注漿管→⑥堵塞孔口空隙→⑦注漿→⑧關閉導管口、拆除注漿系統。⑵施工工藝超前小導管鋼管采用外徑42mm、壁厚4mm的熱軋無縫鋼管制作,單根長度4.5m,管口段0.5m不開孔,其余部分按15cm間距交錯設置注漿孔,孔徑6mm,管頭應做一加筋箍。詳見圖所示。圖2-23超前小導管大樣圖小導管環向間距40cm,排距2.5m,支護范圍為拱頂120°之內。注漿材料采用M30水泥砂漿,水灰比為1:1,注漿壓力初壓為0.5~1Mpa,終壓適當加大。超前小導管施工工藝見圖所示。施工準備施工準備小導管運送到現場注漿漿液配合比設計鉆孔、安設小導管連接注漿管堵塞孔口間隙注水試驗注漿結束小導管制作水泥漿配置水泥計量圖2-24超前小導管施工工藝流程圖⑶施工主要技術措施①按設計圖要求,在掌子面上準確畫出小導管的孔位位置,孔位定在型鋼拱架的外側。②鉆孔:采用風動鑿巖機鉆孔,成孔直徑Φ48mm。③鋼管插入及孔口密封處理:鋼管由專用頂頭頂進,頂進鉆孔長度≮90%管長。管壁上鉆小孔,以便漿液向圍巖內壓漿。鋼管末端焊設加強鋼圈并用膠泥麻筋纏箍成楔形,以便鋼管頂進孔后其外壁與孔巖壁間隙堵塞嚴密。鋼管尾部外露足夠長度,并與格柵鋼拱架焊接在一起。鋼管頂進時,注意保護管口不受損、變形,以便與注漿管路連接。④注漿按設計的水泥漿實施,施工中通過實驗及單液漿注漿的控制范圍,適當調整單液漿的稠度、注漿的實際配比。⑤注漿:每根鋼插管均需注漿,注漿壓力控制在0.5~1.0Mpa。在注漿過程中,漿液應嚴格按配合比控制并不斷攪動。⑥注漿時做好記錄,根據壓力狀況和跑漿情況確定終孔時間。3.2鋼架安裝鋼架包括型鋼鋼架和格柵鋼架,型鋼鋼架由工字鋼、連接鋼板焊接成型,格柵鋼架由主筋、加強筋、連接角鋼焊接成型。⑴施工工藝及技術要求①開挖斷面檢查:洞身開挖完成后,專人對開挖斷面進行找頂作業,將松動孤石清除干凈,確保后續工序施工人員的安全。完成后測量組根據設計尺寸進行斷面檢查,如有欠挖,應進行欠挖處理,確保斷面尺寸準確。②測量放線:每榀鋼拱架安裝前,用經緯儀、水平儀準確測量定出拱架安裝的中線、標高及拱腳設計位置。③鋼拱架加工:按設計尺寸在加工場分節制作,節與節之間用螺栓連接牢靠。鋼拱加工成型后在加工場內將整個隧道輪廓各節拱架進行整體試拼,以檢查連接部位是否吻合,只有加工誤差符合規范要求的拱架才運到工地使用。拼裝允許誤差為:高度±30mm,寬度±20mm,扭曲度±20mm,同時保證各個同種鋼架的通用性,接頭連接要求每榀可以互換。④鋼拱架安裝及固定:鋼架的安裝順序:鋼架就位→檢查中線、水平(測量組放線)→校正→連結螺栓→錨桿(錨管)固定→檢驗→噴砼。⑵施工注意事項:①鋼拱架應按設計位置安設,與圍巖之間應盡量密貼,留2~3cm間隙作為保護層。在施工中可先用石塊將拱架墊高,以保證鋼拱架垂直于線路中線。鋼拱架安裝允許偏差為:橫向±30mm,縱向±50mm,高程±30mm,垂直度應小于5‰;②在拱架連結螺栓部位要有相應的作業空間(可局部加大)以便于操作時將螺絲擰緊,保證兩個拱節部位的連接板緊密相連。如拱架的連接板有張口現象,須填塞鋼筋后再進行圍焊;③鋼拱架必須在初噴混凝土、錨桿及鋼筋網鋪設后安裝,初噴混凝土為4~5cm。架設時拱腳必須架立在堅固的基座上,每榀鋼架安裝好后在拱腰及拱腳處每側各設置2根鎖腳錨桿,以限制拱架位置,其端部與鋼架焊接牢固。鋼拱架應盡可能多的與錨桿露頭及鋼筋網焊接,以增強其聯合支護的效應;④拱架架設完畢后經檢查滿足設計要求后,開始施焊縱向連接筋,縱向連接采用φ22鋼筋,環向間距1.0m,豎向通長布置。縱向連接筋與拱架焊接牢固,以保證各榀拱架受力穩定;⑤在初期支護形成“閉合”結構前,為減少初期支護下沉量,每個臺階安裝鋼拱架時,在其基底設一塊“托板”,以增大受力面積,減少下沉量;⑥鋼架和圍巖的間隙過大時必須用噴射砼充填密實,嚴禁用木塊、片石等物塞填;⑦鋼架就位好后,進行隱蔽工程檢查驗收,驗收合格后進行噴射混凝土施工。3.3錨桿施工錨桿類型分為中空注漿錨桿、藥卷錨桿桿、砂漿錨桿、樹枝錨桿等幾種類型。⑴中空注漿錨桿施工①施工工藝φ25中空注漿錨桿施工工藝流程見圖所示。圖2-25φ25中空注漿錨桿施工工藝流程圖②施工方法及措施如下:i施工方法a施工準備及測量放線;開挖斷面檢查合格后,測量組按設計要求在巖面上畫出本循環錨桿孔位,用紅油漆標識;b風鉆鉆孔:利用多功能臺架采用人工手持風鉆造孔。鉆孔技術要求:開口偏差小于5cm;方向偏差小于2%;孔深比錨桿插入部分長5cm;c桿體插入孔位經檢查驗收合格后,將錨桿慢慢頂入距孔3~5cm處。桿體插入后,及時將孔口用水泥砂漿或其它堵塞物堵塞嚴密,并設置排氣孔。安裝墊板及螺母固定桿體;d錨桿注漿注漿材料M30號水泥砂漿,注漿壓力調整在10Mpa以上,使漿液慢慢注入,當排氣孔有漿液流出時,關閉排氣孔,穩壓注入3~5分鐘后停止注漿。ii主要施工技術措施a開挖后,立即檢查圍巖面和進行初噴砼,及時施作錨桿;b錨桿原材料規格、長度、直徑符合設計要求,錨桿桿體不能有油污或其它不符合規范要求的缺陷。錨桿孔位、孔深及布置形式符合設計要求,注漿漿液配合比嚴格按設計及規范要求施做;c錨桿鉆孔嚴格按設計要求定出孔口位置,孔位偏差為+150mm,孔深偏差為+50mm,鉆孔與巖石里面垂直,鉆孔深度及直徑與桿體相匹配;d錨桿桿體插入錨桿孔時,保持位置居中,桿體露出的長度不應大于噴層厚度,錨桿墊板與孔口砼密貼,隨時檢查錨桿頭的變形情況;e錨桿應進行拉拔試驗,同一批錨桿每100根應取一組試件,每組三根,最低值不應少于設計錨固力的90%。⑵砂漿錨桿施工采用錨桿臺車鉆錨桿孔,人工安裝錨桿。利用高壓風或水清孔,完成后采用后退式注漿,以保證孔內漿液飽滿。錨桿孔徑要與錨桿直徑相匹配,錨桿孔徑應大于設計的錨桿直徑15mm;孔深一般比錨桿稍長一些(10cm以上);孔向應按設計方向鉆進,垂直巖面;錨桿規格、長度、直徑符合設計要求,錨桿桿體除銹除油。否否孔口處理驗收固定錨桿插入錨桿桿體加工錨桿桿體注漿準備補孔不合格合格測量定錨桿孔位鉆孔清孔驗孔填塞砂漿或錨桿藥進行下道工序圖2-26砂漿錨桿施工工藝流程圖3.4鋼筋網施工鋼筋網采用HPB300φ8,鋼筋網格間距為20×20㎝,鋼筋須調直除銹,按規定長度下料、安扎、焊接。鋼筋網在洞外進行加工,網片大小以方便安裝為原則,在洞內由人工進行網片拼裝。鋼筋必須安裝順直,緊貼初噴砼表面,鋼筋網表面保護層厚度不小于2cm。鋼筋網的鋪設應設在第一次噴射砼和錨桿施工后進行,并固結在錨桿端頭上,與鋼拱架聯接牢固。網片間搭接長度不小于20cm。3.5噴射混凝土施工⑴施工工藝噴射混凝土采用濕噴法,其施工工藝見圖所示。圖2-27噴射混凝土施工工藝流程圖⑵施工方法及主要技術措施①施工方法i前期準備噴射混凝土施工前,噴射機安裝調試好后,先通水再通風,清通風筒及管路,同時用高壓風(或高壓水)將待噴面上松散雜質和塵埃吹(或洗)凈。在基巖上訂設鋼筋頭,外露長度為噴射混凝土厚度,以保證噴射厚度滿足設計要求。ii混凝土配制按照噴射混凝土的配合比要求:水泥與骨料重量比取1:4~1:4.5,砂率45%~55%,水灰比0.4~0.5,速凝劑摻量通過試驗確定。砂石料按照設計配合比制作拌合料,須經檢驗合格,才能進場使用,混凝土在拌和站拌合,運輸到現場使用。iii現場施噴混凝土拌合好以后,利用鏟車或小型機動車將拌合料轉運到洞內施噴面,施噴前,加入一定量的速凝劑以調節混凝土凝固時間。混凝土噴射利用已取得成功經驗的TK-961改進型轉子活塞式砼濕噴機及空氣壓縮機、噴射機械手等一套良好的施工設備,以確保噴砼質量,并減少回彈,改善施工環境。砼攪拌采用強制式攪拌機,集料采用配料機自動計量,砼運輸采用砼攪拌運輸車運輸。混凝土噴射過程中應連續上料,保持機筒內料滿,以便始終保持噴嘴處的料流量一致,同時在料斗口上設一12mm篩網,以免超徑骨料進入機內。噴射部位按順序,分段、分片進行,先墻后拱,自下而上橫過巖面將噴嘴穩定而系統地作圓形或橢圓形移動,且一次噴射厚度不超過7cm。噴射混凝土時,先將噴面凹處噴平。iiii檢查驗收a噴射混凝土配合比符合設計要求;b噴射混凝土應密實,接茬嚴密,不得有空鼓和露筋;c噴射混凝土前必須把凈空內泥土清除干凈;d噴射混凝土要求平整,允許偏差為3cm;e掌子面如1天以上未能開挖,則必須噴射混凝土進行封閉;f噴射混凝土作業應緊跟開挖工作面,應分片依次自下而上進行并先噴鋼筋格柵與壁面間混凝土,然后再噴兩鋼筋格柵之間混凝土;g分層噴射時,應在前一層混凝土終凝后進行,如終凝1h后再噴射,應清洗噴層表面;h噴射作業完成后,及時進行噴水養護,養護時間不少于7天。②主要技術措施i噴射混凝土集料要求:粗集料:粒徑不大于15mm;細集料:中砂或粗砂,細度模數大于2.5,含水率5%~7%。ii隧道開挖后應立即對巖面初噴混凝土,以防巖體發生松弛。噴射混凝土前應設置控制噴砼厚度的標志。iii噴射前處理危石,檢查開挖斷面凈空尺寸。在特殊地段,設專人隨時觀察圍巖變化情況,當受噴面有涌水、淋水、集中出水點時,先進行引排水處理。iv加強噴射機組的日常檢查和保養工作,經常檢查電線路、設備和管路,使設備機況良好,不致中途中斷噴射作業。v按施工前試驗所取得的方法與條件進行噴射混凝土作業,在噴射混凝土達到初凝后方能噴射下一層,每層噴射混凝土厚度以50mm左右為宜。vi噴射作業分段、分片,由上而下,從里到外順序進行,有較大凹洼處,先噴射填平。有格柵拱架的先噴滿拱架與巖面的空隙。噴嘴與受噴面保持垂直,距受噴面0.6~1.0m。掌握好風壓,減少回彈和粉塵,工作風壓0.4~0.5Mpa。vii施工中經常檢查出料彎頭、輸料管和管路接頭,處理故障時斷電、停風,發現堵管時立即停止進料,并視故障情況立即處理。viii新噴射的混凝土應按規定進行養護,如果相對濕度大于85%,可自然養護,否則需灑水進行養護。ix噴射混凝土的回填物不得重復利用。4仰拱及底板施工無仰拱段(底板):先鋪底板、邊墻基礎,后施工拱墻,底板采用全幅整體澆筑施工。有仰拱段:先施工仰拱及填充,后拱墻施工,仰拱和填充分別采用全幅整體澆筑施工,填充施工在仰拱混凝土強度達到70%后施作。底板、仰拱和填充混凝土超前,為拱墻襯砌模板臺車作業提供條件,并有利于文明施工。在仰拱混凝土強度達到70%以上才可進行填充混凝土的施工,混凝土達到強度后方可在其上方行車。模板采用鋼板制作成曲模,浮模式安裝,邊墻高度符合設計規范及臺車施工要求,一般為高出仰拱填充頂面不少于30cm,混凝土采用插入式振搗器進行振搗,灑水養護不少于14天。隧底、仰拱及填充緊隨開挖進行,混凝土仰拱(隧
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