隧道錨噴支護施工方案

湖南省邵懷高速公路項目土建工程第16合同段錨噴支護施工技術方案PAGEPAGE4PAGE4PAGE4中鐵二十局集團第二工程有限公司 錨噴支護施工技術方案一、工程概況邵陽至懷化高速公路是國家重點建設的“五縱七橫”國道主干線中上海至瑞麗高速公路的一段，是我國中西部地區(qū)交通運輸?shù)拇笸ǖ?。起于湘潭至邵陽高速公路的終點周旺鋪互通式立交橋，終點至方縣的竹田，與規(guī)劃的懷化至新晃高速公路連接，主線全長156公里。邵陽至懷化高速公路洞口至鐵山段起點位于洞口鎮(zhèn)賀家沖的石嘴響，終點位于懷化境內(nèi)洪江市鐵山鄉(xiāng)的文昌閣，本段路線全長34.679Km。第十六合同段起點里程Y(Z)K99+200，終點里程K103+370，全長4.17Km。1.1氣候路線所經(jīng)地區(qū)屬中亞熱帶季風濕潤氣候，具有明顯的季節(jié)特征，氣候溫和，四季分明，熱量充足，雨量集中，無霜期長，春溫多變，夏季多旱，嚴冬期短，暑熱期長。氣候?qū)ρ鼐€施工的影響主要在雨季，全年降雨量大于1300mm，雨季多集中于四、五、六月份，約占全年降雨量的50%。因氣候影響施工的是冬春交替期，一般在每年12月下旬開始至第二年二月中旬期間，約20天左右。年平均氣溫15.6℃，最高氣溫為39.3℃，最低氣溫-7.6℃。1.2地貌、地質(zhì)、水文1.2.1地形地貌本項目路線大致呈東西走向。主要跨越資水流域，由于水系發(fā)育，沿線地形侵蝕強烈。溝壑縱橫，岸坡陡峻，地面相對高差一般在100～280m之間，山坡坡面自然坡度一般為15o～55o，植被發(fā)育，灌木、喬木茂盛，通行困難。1.2.2工程地質(zhì)項目區(qū)在總體構(gòu)造上地處江南地體之東南緣，雪峰山加里東一印支復合山鏈中段祁陽山字型前弧，山體走向均受構(gòu)造控制。區(qū)內(nèi)主要經(jīng)歷四次大的構(gòu)造運動：即雪峰運動、加里東運動、印支運動及燕山運動，形成了一系列北東向延伸的褶皺和斷裂構(gòu)造。高速公路沿線發(fā)現(xiàn)斷層10多條，以小型斷層為主，寬度一般不大，多為壓扭性斷層，一般與路線大角度相交，且多被第四系地層覆蓋，對路線影響較小，有利于路線的基礎和邊坡穩(wěn)定。沿線無大的山體滑坡，山體基本穩(wěn)定。總之本區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性較好。雪峰山隧道前后地層地表主要為第四系洪沖積層及殘積層，下部為無古界板巖。根據(jù)板巖的成分及變質(zhì)程度，分為泥質(zhì)板巖與砂質(zhì)板巖。泥質(zhì)板巖軟，砂質(zhì)板巖較硬。1、雪峰山隧道圍巖相對較好，除洞口段和斷層破碎帶有部分屬Ⅱ、Ⅲ圍巖外，大部分為Ⅳ、Ⅴ類圍巖。2、雪峰山特長隧道受5條斷層影響，其中：ZK100+335～ZK100+640段斷裂帶影響最大。3、地震基本烈度小于Ⅵ度。1.3水文地質(zhì)沿線地表水系較發(fā)育，地表水主要來源于大氣降水，河水位受季節(jié)降水影響大。路線所經(jīng)區(qū)域地下水包括巖溶水、基巖裂隙水和空隙水，受大氣降水補給，水量隨季節(jié)變化。沿線地下水對鋼筋混凝土無腐蝕。雪峰山隧道段地下水主要為空隙水、基巖裂隙水和構(gòu)造裂隙水。覆蓋層中的空隙水主要賦存于碎石土中，依靠大氣補給，水位隨地形與降雨波動，一般順巖面下流，局部以泉水的形式集中排泄，基巖裂隙水主要賦存于全強風化巖層中，水量較小，構(gòu)造裂隙水主要是斷裂帶內(nèi)的裂隙水和褶皺核部的裂隙水，由于區(qū)內(nèi)斷層和褶皺核部透水性較差，因此，推測構(gòu)造裂隙水對工程的影響不大。1.4主要技術標準公路等級：高速公路（4車道）設計荷載：汽車-超20級，掛車-120⑤鋼架保護層厚度應大于25mm，其背后應保證噴射混凝土密實。⑥鋼架安設正確后，縱向必須連接牢固，并與鎖腳錨桿焊接成整體。2、Φ25中空注漿錨桿Φ25中空注漿錨桿，按縱環(huán)向間距75（縱）×100（環(huán)向）梅花形布置，原則上徑向設置，并適當考慮與圍巖層面的關系，盡量與巖面垂直，錨桿單根長度3m。錨桿用錨桿機或氣腿式風動鑿巖機在簡易臺車上施工，孔徑45mm，鉆眼位置、方向、孔徑嚴格控制，鉆孔完畢后，用氣清孔，并將錨桿邊旋轉(zhuǎn)邊送入眼孔，安裝止?jié){塞、φ10塑料排氣管、墊板、螺母，墊板要緊貼巖面。注入水泥砂漿，注漿時應將眼孔中氣體排出，注漿壓力控制在0.5～1Mpa，砂漿錨桿施作方法同中空錨桿施作方法。錨桿施工要求錨桿孔位偏差不大于200mm，孔洞保持直線；孔深不得小于設計長度，桿體露出面的長度，不應大于噴層厚度。3、鋼筋網(wǎng)鋼筋網(wǎng)采用8mm直徑圓鋼焊接，尺寸20×20cm，雙層布置。鋼筋網(wǎng)在洞口鋼筋棚加工成片，每片加工尺寸1.5m×2m，然后運到洞內(nèi)安裝，鋼筋網(wǎng)應與鋼架焊接成整體并焊接在系統(tǒng)錨桿上，保護層厚度不小于4cm。鋼筋網(wǎng)的加工、安裝要求：鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)眼尺寸誤差±10mm，對角線誤差10mm；鋼筋網(wǎng)的漏焊、開焊不得超過焊點的2%，且不應集中；鋼筋網(wǎng)在安裝時應搭接10cm；鋼筋網(wǎng)與鋼架的焊接必須牢固，防止噴射混凝土的過程中發(fā)生塌落。4、噴射砼噴混凝土采用濕噴工藝，以減少回彈及粉塵，創(chuàng)造良好的隧道施工條件。噴射用砼在拌合站拌制，由運料車運至噴射工作面。噴射砼配合比由現(xiàn)場試驗室根據(jù)試驗選擇，并經(jīng)過試驗驗證。同時使用2～4臺濕式噴射機噴射C25混凝土或C20混凝土。噴前檢查凈空尺寸，處理局部欠挖，清除松動危石，按經(jīng)監(jiān)理工程師批準的配合比將配料在洞口拌合站拌合均勻，用砼運輸車將混合料運送到噴射點，用濕噴機分層噴射砼，分層厚度拱部一次不超過5cm，邊墻一次不超過10cm，自下而上分段進行，每次噴射分段長度不超過6m。噴射作業(yè)要配熟練的噴射工，噴嘴應與受噴面保持垂直，同時與受噴面保持一定的距離，一般為0.6～1.0m。按照設計與規(guī)范要求，設置預埋點，作為圍巖的壓力變形監(jiān)控量測點，取得圍巖形變參數(shù)，作為施工與調(diào)整依據(jù)，畫出圍巖形變曲線，在一定時間圍巖趨于穩(wěn)定后，方可二次模注砼?；貜椓蠂澜貜褪褂?。噴射混凝土的噴層厚度平均厚度≥設計值；最小厚度≥0.5設計值，且≥60mm。對于超挖部分或受噴面明顯凹凸不平處，采用同等級強度混凝土噴射補平和回填。噴射工藝流程見圖3.9。粗骨料粗骨料細骨料水泥水外加劑混凝土拌合站混凝土輸送車濕噴機高壓風噴嘴速凝劑受噴面圖3.9濕噴工藝流程圖5、注意事項（1）所用材料必須符合圖紙及相關文件、規(guī)范的規(guī)定。（2）混合拌料時，應采用鋼纖維播料機均勻撒入混合料中，攪拌好的混合料中鋼纖維分布均勻，不得結(jié)團，攪拌時間不得小于3分鐘。（3）干混合料宜隨拌隨用，無速凝劑摻入的混合料，存放時間不應超過2小時，摻速凝劑后，存放時間不得超過20分鐘。（4）在噴射鋼纖維混凝土表面，應再噴射10mm厚度的水泥砂漿，水泥砂漿的強度不應低于鋼纖維混凝土的等級。（5）噴射的混凝土表面不允許開裂、漏水，也不允許鋼筋、錨桿外露和混凝土侵占隧道凈空。（6）施工前應認真檢查和處理作業(yè)區(qū)的危石，施工機具布置在安全地帶。（7）檢查電源、設備、管路，發(fā)現(xiàn)問題應及時處理，錨噴支護作業(yè)中應有人隨時觀察圍巖變化情況。（8）噴射堵管時，應將管路順直，緊按噴頭并不得朝向人員和設備。（9）噴射混凝土如果出現(xiàn)尚在擴展或危及使用安全的裂縫和離鼓現(xiàn)象時，應鑿除重噴。（10）當受噴面有水時，先清除巖層表面之水。通過實驗結(jié)果在混凝土中增添外加劑。（11）對于鋼架金屬構(gòu)件，應保證其噴射填滿，粘結(jié)良好。（12）噴射混凝土表面應平整，如有缺陷或損傷應修復完好。（13）新噴射的混凝土應灑水養(yǎng)護。（14）在已有混凝土表面上進行噴射時，應清楚剝離部分，以保證新老混凝土之間具有良好的粘結(jié)強度。（15）噴射混凝土作業(yè)需緊跟開挖面時，下次爆破距噴射混凝土作業(yè)完成時間的間隔不得小于4h。6、施工通風與防塵雪峰山隧道屬特長隧道，左、右線隧道單口掘進均超過3600米。清除有害氣體污染，供給洞內(nèi)足夠的新鮮空氣，并沖淡排除有害氣體和降低粉塵濃度，以改善勞動條件，確保施工人員健康，洞內(nèi)施工期間必須進行機械通風。在隧道一側(cè)架設直徑1500mm軟管通風，每個洞口安裝一臺160KW風機進行壓入式通風，風管距工作面不少于15m。當導坑開挖超過1500m，壓入式通風已不能保證工作面空氣新鮮時，采用混合式通風。即：除洞口一臺160KW風機外，在1000m處串聯(lián)一臺160KW風機進行壓入式通風。同時再增加一臺55KW輔助風機進行吸出式通風，通風管的吸風口距工作面不大于5m。除運輸機械外，所有洞內(nèi)施工機械均使用電力機械。掘進超過豎井后，利用豎井通風，當超過3000m后，在3000m處再串聯(lián)一臺風機升壓。風機后500采用鍍鋅鐵皮硬管，其余采用軟風管，管徑1500mm。經(jīng)常檢查修補施工區(qū)段管路，嚴防管道漏風降阻，控制百米漏風率，使進口壓入風壓不小于4800Pa，風量不小于2000m3，串聯(lián)風機升壓不小于1500Pa，施工段風速不小于0.15m/s，保證炮煙在40min內(nèi)排出洞外，并保證每個工人所需的新鮮風量3m3/min人。采用濕式鑿巖機鉆眼，嚴禁干式鑿巖，采用濕式噴射混凝土作業(yè)，盡量減少粉塵濃度。放炮前后進行噴霧和灑水，出碴前用水淋透碴堆。壓入式的出風口設置噴霧器、凈化風流中的粉塵，保證含量不超標，工作面工人佩戴防塵面罩。通風系統(tǒng)布置見圖2.4。7、監(jiān)控量測隧道監(jiān)控量測成立專門量測小組，由一名有豐富隧道施工經(jīng)驗的工程師任組長。量測組負責測點埋設、日常量測、數(shù)據(jù)處理和儀器保養(yǎng)工作，及時將量測信息反饋于施工，并報監(jiān)理工程師，根據(jù)量測信息反饋，決定下一工序時間方法。如需變更施工方法報監(jiān)理工程師批準后實施。（1）地質(zhì)和支護狀況觀察：每次爆破后進行，由隧道工程師負責。對巖層種類、分布情況、巖層強度、風化和變形情況、節(jié)理裂隙發(fā)育方向、斷層位置走向和破碎程度、充填物的性態(tài)進行觀察；對開挖面穩(wěn)定狀態(tài)、拱部有無危石滑落坍塌；對地下水進行觀察；已施工段有無錨桿拉斷，托板有無松動或陷入危石現(xiàn)象，噴射砼是否產(chǎn)生裂縫、剝離和剪切破壞，噴射砼粘結(jié)情況，二次襯砌有無變形、開裂和破壞情況，漏水大小范圍，有無底鼓現(xiàn)象；淺埋或洞口附近施工時，對地表下沉開裂、滑移及地表建筑物安全狀況進行觀察。（2）周邊位移量測周邊位移量測：周邊收斂位移量測，開挖初期支護后及時用圍巖收斂儀對圍巖變化、圍巖支護的受力狀況進行監(jiān)控量測。每10～50m一個斷面，每個斷面2～3對測點，半個月內(nèi)每天測1～2次，半月后2天測一次，一個月后一周測1～2次。將量測數(shù)據(jù)處理、繪制形變曲線，用以指導施工。（3）拱頂下沉量測，每10～50m一個斷面，用精密水平儀測量拱頂下沉值。半個月內(nèi)每天測1～2次，半個月后2天測一次，一個月后一周測1～2次。拱頂下沉速率小于0.07～0.15mm/h，周邊位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定后，及時施作二次襯砌。（4）淺埋段地表下沉量測：洞口淺埋段每5～50m一個斷面，每個斷面7個測點。地表下沉用精密水平儀測，測試時間按設計和《規(guī)范》執(zhí)行。（5）錨桿軸力及抗撥力量測：選擇地質(zhì)有代表性的地段作為量測斷面，每個斷面設2～5個測點。軸力量測用電測錨桿及電阻片。錨桿抗拔力試驗按每300根錨桿抽驗一組，每組3根，錨桿抗拔力≥80KN。（6）洞內(nèi)圍巖內(nèi)部位移量測，在斷面內(nèi)部埋設單點或多點位移計，每代表性地段1～2個斷面，每斷面2～5個測點，測試時間符合設計要求。8、地質(zhì)超前預報由業(yè)主委托地質(zhì)單位組成地質(zhì)超前預報組，施工中我單位給予預報組提供工作方便，并積極配合作好預報工作。根據(jù)地質(zhì)預報組提供的信息，正確選擇施工方案。三、施工進度計劃安排根據(jù)總進度計劃安排，開挖錨噴工期595天，開挖錨噴日期：2004年5月20日，結(jié)束日期：2006年01月10日，分段開挖錨噴計劃如下：YK102+822～YK102+80015天YK102+800～YK102+7905天YK102+790～YK102+62035天YK102+620～YK102+29546天YK102+295～YK102+03535天YK101+035～YK102+99510天YK101+995～YK101+76040天YK101+760～YK101+50535天YK101+505～YK101+27035天YK101+270～YK101+23010天YK101+230～YK101+17510天YK101+175～YK101+09511天YK101+095～YK100+90525天YK100+905～YK100+68036天YK100+680～YK100+65010天YK100+650～YK100+51025天YK100+510～YK100+47010天YK100+470～YK100+36520天YK100+365～YK100+3356天YK100+335～YK100+2857天YK100+285～YK099+85565天YK099+855～YK099+73017天YK099+730～YK099+69020天YK099+690～YK099+33049天YK099+330～YK099+20018天隧道開挖、初期支護循環(huán)計劃工程項目單位開挖斷面類別ⅡⅢⅣⅤ應急停車帶測量放線小時1.01.01.01.01.0鉆孔裝藥小時2.03.02.53.03.5爆破排煙小時0.50.50.50.50.5處理危石初噴砼小時1.51.00.50.51.0出碴小時2.02.52.52.53.0處理欠挖、支立鋼架、打入錨桿、掛網(wǎng)小時3.03.02.51.53.5噴射砼小時2.52.53.5每循環(huán)時間小時12.513.59.591６.0每循環(huán)進尺米1.52.53.03.52.5每月循環(huán)次數(shù)次4060706432每月進尺米6015021022480每月進尺共用時間小時500.0810665576512每月打入超前錨桿時間小時80.080.0每月機動時間小時140.09055144128備注：1.Ⅱ、Ⅲ類圍巖、Ⅳ、Ⅴ類應急停車帶襯砌采用上、下臺階法開挖，本循環(huán)為上導施工時間和工作量，下導平行作業(yè)不占用時間；2.Ⅳ、Ⅴ類圍巖為全斷面開挖。掛網(wǎng)打入徑向系統(tǒng)錨桿、噴射砼滯后開挖2～3個循環(huán)。掛網(wǎng)打入錨桿、噴射砼一次施工12m左右，表中此時兩項時間為4m平均施工時間。四、勞動力及機械安排勞動力安排表序號人員分類數(shù)量備注1負責人22技術人員43測試人員54管理人員65安全員66爆破工187噴射手128風鉆工369修理工1210混凝土工2411鋼筋工3612電氣焊工1813漿砌工14司機4515電工616木工1217起重工18普工58合計300主要施工機械設備表類別機械設備名稱規(guī)格型號單位產(chǎn)量購進日期隧道工程設備12302001.10BDMG353E瑞典21452000.02YT28中國401999.03HZ312H3/德國21602002.02挖掘裝載機LW-150中國23001999.3挖掘機SK220中國41.01997.07立爪裝載機LZB-120E中國245120/h1999.1立爪裝載機LZB-150E中國460150/h1999.12濕式噴漿機SSE7500/瑞典211717/h2000.2襯砌臺車12m中國42000.08兩臂門架臺車TH518-13中國23001998.09錨桿臺車H530中國22351999.06錨桿機BP-19無錫101.22000.08通風機2DT-100天津41602000.07通風機DT-100天津2372000.06通風機88-1天津2552000.08空壓機L35-20/8四川6110202000.6發(fā)電機組250KW揚州4250250KW2000.05空壓機L35-40/8四川2220402000.04內(nèi)燃空壓機2172000.02變壓器400KVA蘭州22000.07變壓器630KVA蘭州42000.072504砼噴射機HPH7焦作82000.04注漿機NZ130A成都81998.10砼輸送泵HB60D湖南47760/h1999.12砼輸送車861999.08軌式砼泵車GHSS60-Ⅰ87861999.12梭礦車STB142020142000.6電瓶車KX12-9/19220442000.6奔馳自卸車2619K64德國521315t2002.4黃河自卸車JN362山東2010t1999.07類別機械設備名稱規(guī)格型號單位產(chǎn)量購進日期隧道工程設備紅巖自卸車CQZ319002重慶2015t2000.04砼攪拌機JS750L四川62001.08砼攪拌機JS500L陜西42001.06雙液注漿機四川45Mpa-10Mpa5/h2001.10注漿機N2130A成都4壓力30bar10/h2001.06井下潛孔鉆機YQ-140B宣化4Ф140,60m深2001.02水平鉆機YQ-140A宣化6Ф140,40m深2000.10風鎬C11天水30耗氣1/min2000.08其他設備徐州2178KW3.02000.03山東2175KW2001.02無錫1151KW18t2002.03重慶222KW2000.06QY25常德162.5KW2000.04上海122.2KW2000.02上海122.6KW2000.02聯(lián)合軋石機上海275KW30t/h2000.04破碎機PE250西安222KW25t/h2000.06磨砂機CDS-120西安422KW20t/h2000.05尼桑載重汽車CKA3（加長）日本1010t10t1999.12油罐車東風二汽210t10t2000.04灑水車東風二汽15t5t2000.02三軸振搗梁秦皇島32000.08砼磨光機HMD-800溫州62001.02砼切縫機HQS6溫州42001.07砼壓縫機HYW-6溫州42000.06切割機HP180西安25.52000.04清縫機J-80西安22.82000.04切縫機HPY80西安25.52000.04電焊機BX1400西安302000.10五、質(zhì)量管理體系及保證措施1、質(zhì)量目標全面貫徹“三個”標準，確保達省部優(yōu)標準，爭創(chuàng)國優(yōu)。工程竣工驗收合格率100%，優(yōu)良率95%以上，爭創(chuàng)一流工程，樹立一流企業(yè)信譽，追求一流效益，力爭本標段創(chuàng)全線優(yōu)質(zhì)樣板工程。2、質(zhì)量保證措施施工中，我們將進一步強化科學管理，高質(zhì)量、高標準地完成本項工程任務，為此我們將采取如下措施：（1）制定明確的質(zhì)量目標，加強學習、培訓工作，提高全員質(zhì)量意識。牢固樹立“質(zhì)量第一，質(zhì)量責任重如泰山”的責任意識，正確處理好質(zhì)量與工期、質(zhì)量與效益之間的關系，將質(zhì)量措施落實到工程施工的全過程中。我們確立質(zhì)量目標是：創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程，創(chuàng)樣板工程，各項試驗、檢測結(jié)果合格，一次檢查合格