某隧道施工組織設計-本科畢業設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 先墻后拱法。是最常用的一種方法，適用于地形有利、地質條件較好的各種淺埋隧道和地下工程。其施工步驟是 :先開挖基坑或塹壕 ,再以先邊墻后拱圈（或頂板）的順序施做襯砌和敷設防水層，最后進行洞頂回填。當地形和施工場地條件許可，邊坡開挖后又能暫時穩定時 ,可采用帶邊坡的基坑或塹壕。如施工場地受限制，或邊坡不穩定時，可采用直壁的基坑或塹壕，此時坑壁必須進行支護。 ② 先拱后墻法。適 用于破碎巖層和土層。其施工步驟是：從地面先開挖起拱線以上部分。按地質條件可開挖成敞開式基坑，或支撐的直壁式基坑 ,接著修筑頂拱，然后在頂拱掩護下挖中槽，分段交錯開挖馬口，修筑邊墻。 ③ 墻拱交替法。是上述兩種方法的混合使用，邊墻和頂拱的修筑相互交替進行，它適用于不能單獨采用先墻后拱法或先拱后墻法的特殊情況。其施工步驟是：先開挖外側邊墻部位土石方 ,修筑外側邊墻；開挖部分塹壕至起拱線 ,修筑頂拱；分段交錯開挖余下的塹壕，筑內側邊墻。 在某些特定條件下，如城市中修建地鐵，因街道狹窄，不允許長期封閉地面交通；鄰近有高層 建筑物；水文地質條件復雜，不允許因開挖范圍過大而引起沉陷等，可采用地下連續墻 法施工。 輔助工作 ： 為了保證施工正常而順利地進行，還需要完成下列重要輔助工作： ① 坑壁支護。直壁式基坑必須進行支護。在巖石地層和一般粘土地層中，通常采用木支撐支護，有時可配合用錨桿支護。在不穩定含水松軟地層中施工時，常用板樁支護，根據具體情況選用工字鋼或鋼板樁。當基坑較大 ,不便于架設橫撐時 ,可用土層錨桿代替。 ② 施工防排水。其目的 是力求使地表水和地下水不流入基坑中，以保持坑壁的穩定和創造良好的施工條件。在基坑開挖之前，必須在其周圍開挖排水溝攔截地表水。在含水地層中施工時，根據水文地質條件，可選用集水坑水泵抽水、井點降水、鋼板樁圍堰、壓漿堵水或 凍結法 等施工防排水方法。 （ 2）、臺階法 Ⅲ、Ⅳ級圍巖采用臺階法開挖，臺階長度 3～ 5m,周邊采用光面爆破減少對圍巖的震動以控制成形。上臺階風鉆鉆孔，挖掘機扒碴到下斷面；下臺階利用液壓鑿巖臺車或多安徽理工大學畢業設計 9 功能作業臺架配 風鉆鉆孔，開挖循環進尺為 ~ m（液壓鉆孔臺車鉆孔時 m）。下斷面出碴利用裝載機裝碴，自卸汽車運碴至指定的棄碴場地。具體開挖爆眼布置、支護和出碴運輸施工工藝見“ 附 圖 1 Ⅲ級圍巖臺階法炮眼布置”、“ 附 圖 2 Ⅲ 、 Ⅳ級圍臺階法開挖施工工藝流程圖”。 ①爆破作業 的 管理控制 按“一標準、兩要求、三控制、四保證”的原則進行光面爆破施工。 “一標準”即一個控制標準。 “兩要求”即鉆眼作業要求和裝藥聯線作業要求。 “三控制”即控制鉆眼角度、深度、密度；控制裝藥量和裝藥結構；控制測量放線的 精度。 “四保證”即 搞好思想保證，端正態度，糾正“寧超勿欠”等錯誤 的 思想；搞好技術保證，及時根據爆破實際情況調整鉆爆 的 設計參數；搞好施工保證，落實崗位責任制，嚴格工序自檢、互檢、交接檢；搞好經濟保證，落實經濟責任制。 裝藥作業采取定人、定位、定段別，做到裝藥按順序進行；裝藥前，所有炮眼全部用高壓風吹洗；嚴格按爆破設計的裝藥結構和藥量施 工作業 。 嚴格按設計的聯接網絡實施，控制導爆索的連接方向和連接點的牢固性。 ②微震爆破 隧道周邊采用光面爆破，不良地質、淺埋地段采用微震控制光面爆破。微震爆破作業段最大一段允 的 許裝藥量： Qmax＝ R3179。（ Vkp／ K） 3／ a ③光面爆破施工工藝 A、 光面爆破施工工藝流程 見 下頁 “圖 光面爆破施工工藝流程圖”。 光面爆破工藝 的 要求： a 鉆爆設計 的原則及要求 根 據開挖進尺 、 地質條件 、 開挖斷面、爆破器材等編制光面爆破 的 設計方案。 根據圍巖 的 特點合理選擇周邊眼間距及周邊眼的最小抵抗線，輔助炮眼交錯均勻布置，周邊炮眼與輔助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽眼加 20cm。嚴格控制周邊眼 的 裝藥量，間隔裝藥，使藥量沿炮眼全長均勻分布。 選用低爆速、低密度 、 低猛度的炸藥；本工程采用乳化炸藥，非電毫秒雷管采用微差爆破， 周邊眼采用導爆索起爆，以減小起爆 的 時差。 爆破作業由爆破工程師根據地質條件、開挖斷面、開挖方法、掘進循環進尺、鉆眼機具、爆破器材等進行爆破設計。編制詳細的爆破作業指導書，并負責進行試驗、數據收集分析、參數調整、指導施工。 安徽理工大學畢業設計 10 圖 光面爆破施工工藝流程圖 采用光面爆破，合理選擇 的 爆破參數，根據圍巖 的 情況合理選擇中空直眼或斜眼掏槽 方式 。爆破后要求炮眼痕跡保存率：硬巖≥ 80％，中硬巖≥ 60％，并在開挖輪廓面上均勻分布，兩次爆破銜接臺階 應 不大于 15cm。 每次 爆破后通過爆破 的 效果檢查，分析原因，及時 的 修正爆破參數，提高爆破效果，改善技術經濟指標。洞口附近爆破施工嚴格控制單位裝藥量，降低震速，確保周邊民房及其他構筑物的安全。 放樣布眼 定位開眼 鉆 眼 清 孔 裝 藥 聯起爆網絡 地質調查 初步爆破方案 光爆參數選擇 掏槽眼設計 周邊眼設計 修改爆破設計 沒達標 起 爆 通 風 光爆效果檢查 繼續實施 安徽理工大學畢業設計 11 b 掏槽方式 采用中空直眼或斜眼掏槽。直眼掏槽操作較簡單，鉆孔方向易掌握；當石質較硬、斷面較大時，采用斜眼掏槽，以便減少鉆眼 的 數量。 c 放樣布眼 鉆眼前，測量人員要用紅鉛油準確 的 繪出開挖面的中線和輪廓線，標出炮眼 的 位置，其誤差不得超過 5cm。在直線段，可用 3～ 5 臺激光準直儀控制開挖方向和開挖輪廓線。 每次測量放線的同時，對上次爆破斷面進行檢查， 利用《隧道開挖斷面量測系統》對測量數據進行處理，及時 的 調整爆破參數，以達最佳爆破效果。 d 定位開眼 按炮眼布置圖正確鉆孔，對于掏槽眼和周邊眼的鉆眼精度要求比其它眼要高，開眼誤差要控制在 5cm以內。 e 鉆眼 鉆工要熟悉炮眼布置圖，嚴格按鉆爆設計實施。周邊眼、定人定位 、 掏槽眼由經驗豐富的司鉆工司鉆，以確保周邊眼有準確的外插角（眼深 3m 時，外插角小于 3176。；眼深 5m時，外插角小于 2176。），盡可能使兩茬炮交界處臺階小于 15cm。同時，應根據眼口位置及掌子面巖石的凹凸程度調整炮眼 的 深度，以保證同類炮眼鉆孔深度達到鉆爆設計 要求，眼底保持在一個鉛垂面上。 f 清孔 裝藥前，必須用由鋼筋彎制的炮鉤和小于炮眼直徑的高壓風管輸入高壓風將炮眼石屑刮出和吹凈。 g 裝藥結構及堵塞方式 裝藥采用分片分組按炮眼設計圖確定的裝藥量自上而下 的 進行，雷管“對號入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞長度不小于 20cm。 周邊眼裝藥結構是實現光面爆破的重要條件，嚴格控制周邊眼裝藥量，采取分段非連續裝藥結構。施工時采用不耦合裝藥結構，不耦合裝藥系數控制在 ～ 范圍內。 根據巖石強度選用不同猛度、爆速的炸藥，有水地段及周邊眼選用乳化炸藥，其余均用 2 號巖石 硝銨炸藥。周邊眼用φ 25179。 200 小藥卷，不耦合裝藥。 安徽理工大學畢業設計 12 B、 超前長管棚注漿 鋼管的規格： Φ 108 鋼花管，壁厚 6mm。每節鋼管的兩端均預加工成外絲扣 一斷面內接頭數量不得超過總鋼管數的 50％。 管距：環向間距 40cm； 傾角：外插角為 1～ 5176。，具體可根據實際情況來調整； 鋼管施工的誤差：徑向不大于 20cm，相鄰的鋼管之間環向不大于 10cm。 鋼花管上鉆注漿孔，孔徑 10～ 16mm，呈梅花形布置，尾部留不鉆孔的止漿段 150cm。長管棚注漿采用水泥漿液， 注漿參數：水泥漿液水灰比為 1： 1（重量比）； 注漿壓力： ～ 。 注漿前應進行現場注漿試驗，根據實際情況調整注漿參數，取得管棚注漿施工經驗。注漿結束后用 M5 水泥砂漿充填鋼管，以增強管棚的強度。 單根鋼花管的注漿量按 Q=π R2Lη 估算 式中 R 為漿液擴散半徑，取 R=； L0 為注漿鋼花管的間距； L 為鋼花管長； η 為圍巖孔隙率。 施工注意事項： 管棚為超前支護，在隧道暗洞開挖之前完成； 鋼管棚按設計位置施工，運用測斜儀進行鉆孔偏斜度測量，嚴格控制管棚的打設方向，并作好每個鉆孔的地質記錄； 為保證長管棚的 支護效果，盡量減小管棚的外插角，可在型鋼鋼架腹板上開孔以穿管棚。 管棚施工時，對鋼管等主要材料進行材質檢驗。 選用 GLP150 地質鉆機，施鉆時應安設導向架。 施工期間遵守隧道施工技術安全規則和鉆眼注漿作業操作規則。 超前管棚支護施工工藝流程見下頁“圖 ”。 安徽理工大學畢業設計 13 圖 超前長管棚施工工藝流程圖 C、 超前小導管施工 超前小導管采用熱軋無縫鋼管加工，環向間距 ，其縱向搭接的長度不小于1m。 a 施工工藝 小導管施工工藝 流程見下頁“圖 ”。 b 施工方法 采用鑿巖機鉆孔，人工安裝超前小導管并與鋼架焊接固定，小導管外插角符合設計，用注漿泵進行注漿作業，注入水泥單液漿，注漿壓力一般為 ，施工中根據現場試驗來確定合理的注漿參數。 施工準備 鉆孔頂管接管 設備準備 管材加工 材料準備 機具準備 地質調查 注漿設計 現場試驗 制定施工方案進入施工 配比試驗 注漿參數 噴混凝土封閉掌子面 注 漿 注漿站布置 安孔口止漿塞 連接止漿管 開 挖 漿液選擇 漿液配制 注漿效果檢查 補充注漿 合格 不合格 效 果檢查 安徽理工大學畢業設計 14 小導管在構件加工廠制作，前端做成尖錐形，尾部焊接鋼筋加勁箍，管壁上交錯鉆眼，眼孔直徑為 6～ 8mm。 圖 小導管加工見“圖 ”。 圖 注漿小導管加工圖 鉆孔完畢后，將小導管按設計的要求插入孔中， 圍巖軟弱地段用游錘或鑿巖機直接將小導管沿格柵鋼架中部打入，尾部與鋼架焊接在一起，共同組成預支護體系。注漿前先噴射混凝土 5～ 10cm封閉掌子面做止漿墻，當單孔注漿量達到設計注漿量時，結束注噴混凝土封閉開挖 面 沿周邊布孔 插入小導管 注 漿 開挖 小導管加工 漿液準備 鉆 孔 50cm 15cmφ8 m m 加勁箍 φ4 2 m m 鋼管安徽理工大學畢業設計 15 漿。注漿參數應根據注漿試驗結果及現場的情況調整。注漿作業中認真填寫注漿記錄，隨時分析和改進作業， 并注意觀察施工支護工作面的狀態。小導管注漿工藝流程見“圖”。開挖前試挖掌子面，無明顯滲水時再進行開挖作業。 圖 D、 Φ 25 組合中空錨桿施工工藝及施工方法 拱部錨桿采 用中空注漿錨桿，邊墻支護采用Φ 22 全螺紋鋼筋砂漿錨（全長粘結型）。 施工工藝流程見“圖 ”。 圖 砂漿錨桿施工工藝流程圖 泵口壓力表蓄漿池注漿泵攪拌機混合器地層管路小導管孔口壓力表球閥定 位 鉆 孔 桿體制作 注 漿 插入桿體 安裝錨桿墊板 復噴砼覆蓋墊板 安徽理工大學畢業設計 16 施工方法：錨桿預先在洞外鋼結構廠按照設計要求加工制作，錨桿的砂漿強度不得低于 M20。施工采用風動鑿巖機或錨桿臺車，按設計要求鉆孔，達到標準后，用高壓風清除孔內的巖屑；用注漿泵將水泥砂漿注入孔內，砂漿填充錨桿孔體積的 2/3 后停止注漿；及時將加工好的桿體插入孔內，安裝錨桿墊板。 施工時應注意： 錨桿 的 鉆孔位置及孔深必須準確；錨桿要除去鐵銹 、 油污 及 雜質；錨桿 體插入孔內不小于設計長度的 95%。錨桿施工應在初噴混凝土后 再 進行，以保證錨桿墊板有較平整的基面。錨桿用的水泥砂漿，其強度不應低于 M20。錨桿孔內灌注砂漿應飽滿密實。水泥砂漿達到一定強度后才能上緊墊板螺母。 ④初期支護 本標段隧道初期支護采用中空、鋼筋網、砂漿錨桿、型鋼鋼架、格柵鋼架、噴射混凝土。依據圍巖類別設計綜合使用。支護緊跟開挖面及時施作，盡量減少圍巖的暴露時間，抑制圍巖變形，防止圍巖在短期內松弛剝落。 鋼筋網、鋼架和錨桿在洞外構件廠加工，人工安裝鋼架，掛設鋼筋網，多功能作業臺車施作系統錨桿，噴射濕噴 混凝土。噴錨支護工藝流程見“圖 ” 圖 噴錨支護施工工藝流程圖 否 超前地質預報 初噴混凝土 4cm 安裝錨桿 安裝鋼架及掛鋼筋網 是否符合標準 調整 施作系統錨桿 噴射混凝土達到設計厚度 監 控 量 測 反饋、調整確定支護參數 是 開 挖 安徽理工大學畢業設計 17 A、錨桿 本 標段 隧道拱部采用Ф 25 組合中空錨桿；邊墻采用Ф 22 全螺紋砂漿錨桿。 B、 鋼筋網 隧道鋼筋網預先在洞外鋼結構廠加工成型 ， 鋼筋類型及網格間距按設計要求施作。鋼筋冷拉調直后使用，鋼筋表面不得有油污、裂紋、顆粒或片狀銹蝕。安裝搭接 的 長度為 1～ 2 個網格，采用焊接。鋼筋網隨受噴面起伏鋪設，與受噴面的間隙一般不大于 3cm，與錨桿或其它固定裝置連接牢固。 C、 格柵 、 型鋼鋼架 格柵 、 型鋼鋼架施工工藝框 圖見“圖 ”。 圖 鋼架按設計預先在洞外鋼結構廠加工成型，在洞內用螺栓連接成整體。 制作加工 及 鋼架架設要求 ： 型鋼鋼架采用冷彎成型。格柵鋼架在洞外鋼構件廠鋼板作業平臺上，先按設計鋼格柵放出大樣圖，然后沿放出的大樣焊接短鋼筋，制作出格柵加工大樣。再將已彎制好的鋼筋放入格柵加工大樣焊接成鋼格柵。鋼架加工焊接不得有假焊，焊縫表面不得有裂紋和