倉(cāng)園施工情況.doc

倉(cāng)園隧道穿越泥石流溝施工情況一、工程概括倉(cāng)園隧道位于甘肅武都漢王鎮(zhèn)，隧道起訖里程為DK378+170-DK378+885，全長(zhǎng)715m，其中DK378+170-DK378+178設(shè)計(jì)為明洞。全線按照單洞雙線設(shè)計(jì)，隧道最大埋深80m，最小埋深15m。DK378+170-DK378+760斷面加寬值為0，從DK378+760-DK378+885斷面加寬值為10cm。全洞按照級(jí)加強(qiáng)設(shè)計(jì)。 1、工程地質(zhì)特征。隧道通過(guò)地層主要為第四系全新統(tǒng)洪積細(xì)角礫土、粗圓礫土，第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土、沖積砂質(zhì)黃土、粗圓礫土及下伏的志留系千枚巖，隧道整體圍巖較差。2、地質(zhì)構(gòu)造。隧道區(qū)在大的構(gòu)造單元上處于秦嶺緯向構(gòu)造帶和武都“山”字型構(gòu)造體系的復(fù)合部位，構(gòu)造作用主要表現(xiàn)為自中生代晚期開(kāi)始大面積的緩慢抬升，巖體受到上述構(gòu)造作用及白龍江-武都區(qū)域斷裂帶（F5距隧道1.5km）影響，沿白龍江兩岸巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎。3、水文地質(zhì)特征。隧道范圍內(nèi)甘家溝內(nèi)有少量地表流水，平時(shí)流量較少，在雨季有大的洪流。根據(jù)常規(guī)物探分析，甘家溝內(nèi)洪積細(xì)角礫土內(nèi)呈富水狀。 預(yù)測(cè)隧道通過(guò)甘家溝泥石流溝最大總涌水量3219m3/d，且受季節(jié)降水的影響，涌水量變化較大。4、不良地質(zhì)。隧道在DK378+380-DK378+643穿越的甘家溝為泥石流沖溝，總長(zhǎng)263m。該泥石流溝規(guī)模大，主要地質(zhì)為圓礫土、角礫土和千枚巖，隧道在甘家溝埋深最淺處僅有15m。5、地震烈度。根據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001），該區(qū)地震動(dòng)峰值加速度0.20g（相當(dāng)于地震基本烈度八度），地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期0.45s。 二、隧道設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)圍巖級(jí)別預(yù)留變形量（cm）初期支護(hù)二次襯砌噴射砼錨桿鋼筋網(wǎng)鋼架厚度（cm）位置位置長(zhǎng)度（m）縱環(huán)間距（m）類(lèi)型位置間距（cm）類(lèi)型位置間距（m）拱墻（cm）仰拱（cm）101527/25全斷面拱墻411.28拱墻2020b全斷面0.65055 注：噴混凝土厚度一欄中，斜線上為拱墻噴層厚度，斜線下為仰拱噴層厚度。隧道全長(zhǎng)采用級(jí)圍巖加強(qiáng)襯砌，拱部小導(dǎo)管超前注漿，小導(dǎo)管長(zhǎng)4m，環(huán)向間距0.4m，縱向間距2.4m，初期支護(hù)采用20b型鋼鋼架。隧道進(jìn)口明暗分界處、出口各設(shè)一環(huán)108大管棚，管棚長(zhǎng)30m，環(huán)向間距0.4m。洞身DK378+380-DK378+643為下穿甘家溝淺埋段，拱墻設(shè)50鋼花管系統(tǒng)注漿，漿液采用水泥-水玻璃雙液漿。洞內(nèi)采用89大管棚超前支護(hù)，管棚長(zhǎng)10m，環(huán)向間距0.4m，管棚內(nèi)設(shè)鋼筋籠，灌注水泥砂漿充填密實(shí)，管棚間設(shè)超前小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)。建筑材料初期支護(hù)和預(yù)支護(hù)噴射砼：C25網(wǎng)噴砼錨桿：拱部22中空組合錨桿，邊墻22全螺紋砂漿錨桿小導(dǎo)管：42熱軋無(wú)縫鋼管管棚：89、108熱軋無(wú)縫鋼管鋼筋網(wǎng)：8HPB鋼筋鋼架：型鋼鋼架20b二次襯砌隧道襯砌：拱部、邊墻、仰拱：C45鋼筋砼仰拱填充：C20砼防排水設(shè)計(jì)洞內(nèi)防排水全隧道均設(shè)置雙側(cè)排水溝，不設(shè)置中心水溝。初期支護(hù)與二襯之間鋪設(shè)1.5mm厚防水板，無(wú)紡布不小于350g/m2，采用無(wú)釘鋪設(shè)，搭接縫為雙焊縫。隧道拱墻環(huán)向設(shè)50mm盲管，間距610m，拱墻縱向設(shè)80mm盲管，分段1015m與邊墻進(jìn)水孔連接。施工縫防水：環(huán)向施工縫采用中埋橡膠止水帶+外貼式止水帶復(fù)合防水構(gòu)造；縱向施工縫采用中埋鋼邊止水帶+界面劑復(fù)合防水構(gòu)造。洞外防排水洞頂截水溝設(shè)在刷坡線以外510m，攔截地表水。蘭州端洞口外2m設(shè)一道橫向盲溝，攔截路面水，尺寸為3040cm（寬深）。甘家溝溝心采用C20砼鋪砌，上下游各50m，鋪砌寬度24m。溝心上下游各15m，寬24m地表采用42小導(dǎo)管注漿，小導(dǎo)管長(zhǎng)3m，間距11m。三、施工情況1、隧道帷幕注漿倉(cāng)園隧道因穿越甘家溝泥石流溝，圍巖破碎，富水，裂隙發(fā)育，自穩(wěn)能力差，沉降量加快、加大，地表沉陷，沿隧道方向產(chǎn)生較大的裂紋。由于地表裂縫嚴(yán)重，洞內(nèi)無(wú)法控制沉降，為了能夠保證正常的施工，保證施工的安全，為了保證地表及洞內(nèi)施工安全，經(jīng)各方專(zhuān)家的討論及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，確定了地表帷幕注漿的方案。1.1帷幕注漿方案制定地表處理DK378+450DK378+550段落，以隧道邊墻凈空外左8米和右5米范圍內(nèi)帷幕注漿，高度為隧道拱部以上5m至邊墻底部（如下圖）。鋼管采用89鋼管，端部在確定帷幕注漿范圍內(nèi)制作花管（在固結(jié)區(qū)內(nèi)設(shè)出漿孔），間距1m1m，從地表打入至隧道邊墻底部，自下游往上游注1：1水泥-水玻璃雙液漿，形成帷幕保護(hù)。 圖表 1地表注漿圖 1.2帷幕注漿的實(shí)施1.2.1人員組織根據(jù)施工工藝及施工進(jìn)度，施工人員分為四個(gè)班組，一個(gè)是前場(chǎng)清理組，主要負(fù)責(zé)鉆孔前場(chǎng)地的平整，一個(gè)是鉆孔組，主要負(fù)責(zé)注漿孔的鉆設(shè)，一個(gè)是送管組，主要負(fù)責(zé)注漿管的制作與入孔，一個(gè)是注漿組，主要負(fù)責(zé)鋼管注漿工作，每個(gè)組人員在34人。1.2.2設(shè)備組織施工使用挖掘機(jī)1臺(tái)，主要負(fù)責(zé)清理場(chǎng)地，設(shè)備轉(zhuǎn)移以及材料的運(yùn)送；ZGYX-3500鉆機(jī)4臺(tái)，主要負(fù)責(zé)注漿孔的鉆設(shè)；GZJB水泥注漿機(jī)4臺(tái)，主要負(fù)責(zé)漿液的注入。電焊機(jī)、空壓機(jī)等其他輔助設(shè)備若干臺(tái)。 1.3施工工藝1.3.1工藝流程施工準(zhǔn)備測(cè)量布孔鉆孔至設(shè)計(jì)深度下注漿管注漿效果評(píng)價(jià)結(jié)束1.3.2施工步驟1.3.2.1施工準(zhǔn)備對(duì)擬注漿場(chǎng)地進(jìn)行平整，準(zhǔn)備好鉆孔、注漿材料和機(jī)具，檢查鉆機(jī)、攪拌機(jī)、注漿泵是否正常，保證其能正常工作，檢查注漿管路確保管路暢通，檢查注漿泵的壓力顯示系統(tǒng)確保其準(zhǔn)確無(wú)誤。1.3.2.2測(cè)量放線根據(jù)設(shè)計(jì)圖測(cè)量放出注漿范圍和注漿孔位置，測(cè)出各注漿孔處地表標(biāo)高，計(jì)算出各注漿孔深度，并對(duì)每個(gè)注漿孔編號(hào)。1.3.2.3設(shè)備選型根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況確定鉆機(jī)型號(hào)，以滿足進(jìn)度要求；根據(jù)本隧道圍巖破碎、遇水極易塌孔、土石夾雜、工期短、質(zhì)量要求高的特點(diǎn)，選用ZGYX-3500液壓行走潛孔鉆機(jī)和GZJIB 型注漿機(jī)。1.3.2.4鉆機(jī)定位根據(jù)測(cè)量注漿孔位置進(jìn)行鉆機(jī)就位，場(chǎng)地夯實(shí)整平，保證鉆機(jī)穩(wěn)定、鉆桿垂直。1.3.2.5鉆孔根據(jù)測(cè)量提供注漿孔深度鉆110 孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高下0.5 米，鉆進(jìn)過(guò)程中用水平尺經(jīng)常檢查鉆桿垂直度、調(diào)整鉆機(jī)機(jī)座，確保注漿孔垂直。1.3.2.6下管鉆孔完成后，退出鉆桿，及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)孔，在注漿孔深度達(dá)到要求后及時(shí)下注漿管。1.3.2.7封管注漿前先對(duì)孔口封堵。用5mm厚鋼板焊接在注漿管尾端，在鋼板上部貼近導(dǎo)向管管壁割一直徑為20mm的圓孔，在圓孔處焊接15cm長(zhǎng)、直徑為20mm的鋼管，注漿時(shí)用30mm高強(qiáng)膠管套住20鋼管進(jìn)行注漿，同時(shí)在尾端做一止?jié){閥，便于封堵。1.3.2.8注漿注漿采用全孔封閉整體注漿，注漿終壓1.5Mpa。注漿時(shí)，先注周邊孔，以形成周邊止?jié){墻，防止跑漿。注漿用GZJB型液壓注單、雙液漿。注漿配制要求： 水泥漿的配制。漿液配制時(shí)，按漿液配合比稱(chēng)量加料，力求數(shù)量準(zhǔn)確，加料順序?yàn)橄燃铀?，在攪拌機(jī)攪拌的情況下加人水泥。注意漿液攪拌均勻倒人貯漿筒時(shí)，必須經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)過(guò)濾，嚴(yán)禁包裝紙及塊狀水泥進(jìn)人貯漿筒，漿液配比為：水泥：水=1:0.7。水玻璃配制。對(duì)當(dāng)購(gòu)進(jìn)的水玻璃不在354O（B）范圍時(shí)，加水稀釋至3540（B），稀釋時(shí)，邊加水邊攪拌，邊用玻美計(jì)測(cè)量。漿液比例為：水玻璃：水泥：水=1:1:0.7。 摻速凝劑。注雙液漿時(shí)，需在水泥漿中摻Na2 HPO4 緩凝劑，摻量為水泥用量的2% 4% 。加料順序?yàn)椋核痪從齽┮凰?，攪拌時(shí)間應(yīng)不少于5 min，放置時(shí)間不超過(guò)30 min。1.3.2.9注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)采用注漿終壓和流量控制注漿是否結(jié)束，當(dāng)壓力達(dá)到1.5MPa 后，并且流量很小而注漿壓力突然增大超過(guò)1.5MPa，即可結(jié)束該孔注漿。1.3.2.10現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)鉆孔、注漿全面展開(kāi)之前，先做試驗(yàn)孔，確定漿液參數(shù)、漿液擴(kuò)散半徑、鉆孔間距，以達(dá)到最佳注漿效果；在注漿孔周?chē)謩e均勻依次布置0.8m、1.0m、1.2m注漿效果觀察孔。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多次試驗(yàn)確定采用1：1 水泥漿，注漿孔間距1.0 米，漿液擴(kuò)散半徑0.7米，注漿效果最佳。2、隧道開(kāi)挖DK378+460DK378+510段施工工法由原來(lái)的三臺(tái)階法改為大拱腳臨時(shí)仰拱法施工。 2.1三臺(tái)階七步開(kāi)挖法實(shí)施步驟主要有第1步，上部弧形導(dǎo)坑開(kāi)挖。在拱部超前支護(hù)后，環(huán)向開(kāi)挖上部弧形導(dǎo)坑，預(yù)留核心土，核心土長(zhǎng)度宜為35米，寬度宜為隧道開(kāi)挖寬度的1/31/2，上臺(tái)階開(kāi)挖失跨比應(yīng)大于0.3。開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺根據(jù)初施做復(fù)合式襯砌結(jié)束施工準(zhǔn)備超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、測(cè)量拱部超前支護(hù)上部弧形導(dǎo)坑開(kāi)挖兩側(cè)錯(cuò)位開(kāi)挖中臺(tái)階兩側(cè)錯(cuò)位開(kāi)挖下臺(tái)階地質(zhì)素描、輪廓檢查地質(zhì)素描、輪廓檢查地質(zhì)素描、輪廓檢查初期支護(hù)初期支護(hù)初期支護(hù)仰拱開(kāi)挖、初期支護(hù)，仰拱、側(cè)壁、拱部初期支護(hù)閉合成環(huán)監(jiān)控量測(cè)判定圍巖穩(wěn)定性下一循環(huán)開(kāi)挖、支護(hù)調(diào)整開(kāi)挖及支護(hù)參數(shù)施做鋼筋砼仰拱，填充砼變形超過(guò)規(guī)范圖1 三臺(tái)階七步開(kāi)挖法施工工藝流程圖期支護(hù)鋼架間距確定，一般不超過(guò)1榀鋼架間距。開(kāi)挖后立即初噴35cm素砼，然后打設(shè)錨桿，掛鋼筋網(wǎng)，架設(shè)拱架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角3045搭設(shè)鎖腳錨桿，拱腳錨桿和鋼架牢固焊接，復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度。 第23步，左右側(cè)中臺(tái)階開(kāi)挖：開(kāi)挖進(jìn)尺根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，一般超過(guò)1榀拱架間距，開(kāi)挖高度一般為33.5m，左右側(cè)臺(tái)階錯(cuò)開(kāi)23m，開(kāi)挖后立即初噴35cm砼，接長(zhǎng)鋼架，打設(shè)拱腳錨桿和鋼架縱向連接，復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度。第45步，左右側(cè)下臺(tái)階開(kāi)挖：開(kāi)挖進(jìn)尺根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，不超過(guò)1榀拱架間距，開(kāi)挖高度一般為33.5m，左右側(cè)臺(tái)階錯(cuò)開(kāi)23m，然后進(jìn)行初噴，拱架、鋼筋網(wǎng)片施做，最后復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。 圖2 三臺(tái)階七步開(kāi)挖法施工工序示意圖二襯仰拱仰拱棧橋超前支護(hù)圖3 三臺(tái)階七步法開(kāi)挖三維示意圖第6步，上中下臺(tái)階預(yù)留核心土：各臺(tái)階開(kāi)挖分別開(kāi)挖后及時(shí)施作仰拱初期支護(hù)，完成兩個(gè)隧道開(kāi)挖、支護(hù)循環(huán)后，及時(shí)施作仰拱。 第7步，隧底開(kāi)挖：每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺長(zhǎng)度宜為23m開(kāi)挖后及時(shí)施作仰拱初期支護(hù)，完成兩個(gè)隧底開(kāi)挖、支護(hù)循環(huán)后，及時(shí)施作仰拱，仰拱分段長(zhǎng)度宜為36m。 具體三臺(tái)階七步開(kāi)挖法施工工藝流程圖見(jiàn)圖1，開(kāi)挖示意圖見(jiàn)圖2、圖3. 2.2施工組織配齊施工隊(duì)長(zhǎng)、施工員、技術(shù)員、安全員以及工班長(zhǎng)，確保各工序之間按照無(wú)間斷交接。在勞力選擇上，優(yōu)先選用經(jīng)過(guò)培訓(xùn)、技術(shù)熟練的工人，特殊工種需持證上崗。施工機(jī)具配備污染低、能耗小、效率高的機(jī)具。具體情況見(jiàn)表1。施工部位工序名稱(chēng)施工機(jī)具人數(shù)作業(yè)時(shí)間（min）備注上臺(tái)階測(cè)量放樣鉆眼、爆破排險(xiǎn)、扒渣素噴砼施做錨桿，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片安裝拱架網(wǎng)噴砼通風(fēng)全站儀風(fēng)槍挖掘機(jī)、風(fēng)鎬噴漿機(jī)風(fēng)槍、焊機(jī)焊機(jī)噴漿機(jī)風(fēng)機(jī)296610106301201206012012012030中臺(tái)階測(cè)量放樣鉆眼、爆破扒渣素噴砼施做錨桿，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片安裝拱架網(wǎng)噴砼出渣通風(fēng)全站儀風(fēng)槍挖掘機(jī)、風(fēng)鎬噴漿機(jī)風(fēng)槍、焊機(jī)焊機(jī)噴漿機(jī)裝載機(jī)、汽車(chē)風(fēng)機(jī)246446663060120501209012010030下臺(tái)階測(cè)量放樣鉆眼、爆破扒渣素噴砼施做錨桿，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片安裝拱架網(wǎng)噴砼出渣通風(fēng)全站儀風(fēng)槍挖掘機(jī)、風(fēng)鎬噴漿機(jī)風(fēng)槍、焊機(jī)焊機(jī)噴漿機(jī)裝載機(jī)、汽車(chē)風(fēng)機(jī)246446663060100501009010010030仰拱開(kāi)挖，出渣安放棧橋安拱架?chē)娚漤磐诰驒C(jī)、汽車(chē)挖掘機(jī)電焊機(jī)噴漿機(jī)63661004090100表1 三臺(tái)階七步法開(kāi)挖和初期支護(hù)機(jī)械、人員及循環(huán)時(shí)間表3、地基加固DK378+450DK378+510段落依據(jù)地質(zhì)實(shí)際情況，隧道仰拱位于軟弱地層則進(jìn)行樹(shù)根樁加固基礎(chǔ)。樹(shù)根樁壓漿管采用89鋼管，輻射狀布置，孔間距0.4米，縱向間距1米，樁管長(zhǎng)為6m。 在仰拱開(kāi)挖后，按注漿孔位預(yù)埋108mm管定孔位，以隧道中心向兩側(cè)輻射狀布置，環(huán)向間距40cm，縱向間距100cm，每側(cè)預(yù)埋108mm管12根，合計(jì)25根。預(yù)埋管管長(zhǎng)根據(jù)仰拱、仰拱填充和初期支護(hù)厚度按2m作為地基加固樁預(yù)留。3.1地基加固樁施工 3.1.1施工工序正常施做仰拱及仰拱填充，利用仰拱仰拱填充混凝土形成止?jié){墻。待仰拱混凝土達(dá)到75%強(qiáng)度后，利用管棚機(jī)根據(jù)預(yù)埋的孔位進(jìn)行鉆孔定位鉆土體下入套管注漿封孔。3.1.2打孔施工打孔鉆機(jī)要求平穩(wěn)靈活，末端安裝鉆頭。為便于計(jì)算孔深，鉆桿選用定長(zhǎng)的2m型號(hào)。下入鉆桿時(shí)絲扣涂抹黃油便于擰卸。造孔以91mm鉆頭鉆至設(shè)計(jì)深度，下入89mm壁厚5mm套管，套管之間用絲扣直聯(lián)。具體孔位根據(jù)預(yù)埋孔位進(jìn)行，孔深為6m。每個(gè)鉆孔結(jié)束后，及時(shí)檢查孔深，合格后方開(kāi)始下管。 3.1.3注漿施工鉆孔結(jié)束合格后，拔起鉆桿后，下入注漿塞，連接注漿管路，用注漿泵先壓水檢測(cè)管路是否漏水，設(shè)備狀態(tài)是否正常，然后再做壓水試驗(yàn)，擴(kuò)大漿液通路，增加漿液充塞的密實(shí)性，核實(shí)其滲透性。標(biāo)定注漿泵上電接觸點(diǎn)壓力表的最大壓力指標(biāo)，泵壓后觀察壓力變化及水泥漿和水玻璃的消耗數(shù)量，記錄注漿時(shí)間和注漿量。注漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，打開(kāi)三通混合器的減壓閥排漿，卸下混合器換注另一孔。注漿結(jié)束后，拆卸各注漿器件，全部清洗干凈，并對(duì)注漿泵檢查保養(yǎng)。注漿材料：采用水泥-水玻璃雙液漿，水玻璃用35Be，水泥用PO42.5普通硅酸鹽水泥。采用的配合比為：水泥:水=1:0.7，水玻璃:水=1:0.5，水泥漿:水玻璃=1:1，水泥漿的比重為1.619g/cm。注漿壓力一般為地下水靜水壓力的23倍，初始?jí)毫?MPa，終壓2.0MPa。特殊情況處理：因某種原因（停電、機(jī)械損壞時(shí)）造成注漿中斷30min以上并且恢復(fù)注漿后吸漿率陡然減小的孔，必須經(jīng)鉆機(jī)重新掃開(kāi)灌漿孔，沖洗后再進(jìn)行灌漿。 3.1.4封孔首先排出孔內(nèi)積水，向孔內(nèi)注入漿液，當(dāng)吸漿率小于1L/min時(shí)延續(xù)灌注30min后結(jié)束。進(jìn)行封孔。DK378+460DK378+510段洞內(nèi)管棚設(shè)置范圍由原來(lái)的拱頂120范圍擴(kuò)大到180，管棚由89調(diào)