黄土隧道施工
为了预防在黄土中开挖隧道的大变形和坍塌问题,采用台阶分布开挖法(又称环形开挖留核心土法),结合喷射砼及时封闭开挖面,用超前管棚支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及围岩应力重新分布,实施短开挖,快循环来减少对土体的扰动,是目前黄土隧道施工的较完整的方法。
.施工方法及工艺要点
根据工地实际情况,设计并施打超前管棚。钢管真径一般为ф ,长,间距,外插角,首尾相接长度不少于。钢管内充填号砼或者水泥砂浆。
上半断面人工用风镐及电铲掏槽。掏槽宽度约,纵向掏槽深度每次约。 开挖后立即射砼封闭断面。喷射厚的号砼,封闭开挖断面,以免孔隙水从断面处渗出,而使土体失稳。
架钢拱及挂网。钢拱规格为Ⅰ,按设计断面计算用量。拱架之间的间距依每次开挖长度约为,每榀钢拱纵向用ф钢筋连接,钢筋间距。管棚尾端焊接于拱架腹部,以增强共同支护作用。ф钢筋网格间距为×。
喷射砼填充钢拱间空隙。拱架与开挖轮廓之间的所有间隙用号砼喷射充填密实,先喷拱架与轮廓之间空隙,再喷拱架,然后再喷拱架之间,直至喷到规定的厚度。
按上述-的方式开挖左右后,开挖支撑掌子面的核心土支持部分。
在上半断面初期支护稳定的条件下,开始开挖下半断面:首先通过在上半断面的钢拱的拱脚打注浆锚杆,以防止拱架及围岩变形与下沉。钻进后进行注浆,两侧以等间距各打根锚杆。经过做试验,这样的锚杆与黄土结合后,抗拨力可达以上。
开挖出碴完成后立即喷射砼封闭围岩,然后架钢拱支撑和挂网,经分层喷射砼直到设计厚度。再铺设土工布防水板,做二次衬砌。
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.施工工艺流程图
测量放线 施打超前管棚 管棚加工制作 上半断面环形掏槽 选定配合比 喷砼 架钢拱及挂网 钢拱加工制作钢筋加工 喷 砼 试件强度 开挖核心土 锚杆加工 拱脚打注浆锚杆 开挖下半断面 喷砼 施作防水层 仰拱及砼填充 二次全断面衬砌 砼强度试验
.劳动力组织及进度指标
管棚及锚杆安装 -人 开挖工 -人 喷砼 人
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架钢拱及挂网 人 出碴 人 砼衬砌 人 管棚、锚杆、钢拱制作 人
在砂粘土层无渗水时,采用每循环 进尺,月进度可达成洞以上。 在砂粘土层有渗水及砂层中无渗水时,采用每循环 进尺,月进度可达成洞。以上。
在砂层有中渗水时,严格控制每循环 进尺,月进度可达成洞以上。
.主要施工机械
采用国产-型煤电钻改制成开挖风镐台。 自制砼衬砌台车台。 挖掘机台。
其余如手持风钻(锚杆)、砼喷射机、电焊机、钢筋切割机、砼搅拌机、出碴车辆、装载机、注浆机、空压机、变压器等按常规隧道施工配置。
.质量控制要点
严格控制管棚角度
严格喷射砼工艺,按配合比拌制砼料,特别要严格控制外加剂掺量。新旧砼面要清洗至露出砼的本色,没有泥土或杂物。分层喷射,以保证喷射砼的质量。
保证立拱质量。注意螺栓松紧程度和连接筋的焊接质量。
确保钢筋网与围岩紧密相贴,钢筋网必须连接牢固,否则喷射砼时会振动钢筋网,从而降低喷射砼质量。
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保证核心土的大小和长度
清除拱脚积水与淤泥,通过打拱脚锚杆或扩大拱脚认真加固拱脚,加强纵向联结等,使初期支护与围岩形成完整体系。
尽量单侧落底或双侧交错落底,避免上半断面两侧拱脚同时悬空;控制落底长度,视围岩情况采用,不大于。
减少上、下台阶施工的相互干扰,并及时封闭成环。
找出每道工序的合理施工时间,各工序严格按标定时间进行控制,从而缩短循环作业时间,减少开挖面土体的暴露时间。
及时监控量测围岩,观察拱顶,拱脚的收剑情况,据此调整初期支护参数。
.安全及环保措施
首先做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程,并妥善处理好陷穴、裂缝,以免地面积水浸蚀洞体周围,造成土体坍塌。
在含有地下水的黄土层施工时,洞内外排水沟应进行铺砌,必要时应配合井点降水等将地下水位降至隧道衬砌底部以下,以保施工顺利进行。
在干燥无水的黄土层中施工,应管理好施工用水,不使废水漫流。 如发现工作面有失稳现象,应及时用喷砼封闭,加设锚杆、架立钢支撑等加强支护。
施工时要特别注意拱脚与墙脚处断面,如超挖过大,应用浆砌片石回填,如发现该处土体承载力不够,应立即加设锚杆或采取其它措施进行加固。
在开挖与灌筑仰拱前,为防止边墙向内位移,宜加设横梁顶紧。
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喷射机所用的压力,一般以不超过为宜。
若拱部位于砂层时,为防止喷砼层塌落,可用Ф的密钢丝网紧贴开挖面作为固定初喷砼用。密网用两根Ф,长的锚钉加以固定;也可用根Ф的环向钢筋将网压紧在开挖面上,以防喷砼时钢丝网脱落。
钻锚杆孔时,宜采用干钻,锚杆采用药包式或早强砂浆式锚杆。 施工中如发现不安全因素时,应暂停开挖,加强临时支护,以便取适应性的工序安排。
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