城東隧道左洞進(jìn)口洞頂?shù)乇碜{方案.doc

目 錄1.工程概況22.地表注漿依據(jù)23.地表注漿方案34. 施工組織及安排35.拱頂?shù)乇碜{施工方法及工藝45.1.拱頂?shù)乇碜{施工工藝45.2.注漿施工流程及要點(diǎn)45.2.1.施工準(zhǔn)備45.2.2.搭設(shè)工作平臺(tái)55.2.3.拱頂?shù)乇碜{95.3.拱頂?shù)乇碜{施工質(zhì)量控制105.3.1.基本要求105.3.2.實(shí)測(cè)項(xiàng)目106.拱頂?shù)乇碜{安全與環(huán)保措施11城東隧道左線祖龍端拱頂?shù)乇碜{方案1.工程概況城東隧道位于周寧縣城東,采用單向雙洞布置，為小凈距隧道，進(jìn)口線間距11.5米，出口線間距12.3米，洞門為削竹式洞門；主洞凈寬11.5m，凈高5.0m；其中左線隧道起止樁號(hào)ZK65+763ZK66+435，長(zhǎng)度672m；右線隧道起止樁號(hào)YK65+760YK66+425，長(zhǎng)度665m；隧道祖龍端進(jìn)口位于低山地貌，山體植被發(fā)育，隧道洞頂以上為粉質(zhì)粘土，作為拱頂土層基本無(wú)自穩(wěn)能力，隧道洞身為破碎狀中風(fēng)化花崗巖，節(jié)理裂隙較為發(fā)育，且左側(cè)東門水庫(kù)地表水可能滲入涌入隧道，隧道圍巖自穩(wěn)能力差。隧道左線祖龍端洞門明洞長(zhǎng)13m，采用16m長(zhǎng)管棚超前支護(hù)進(jìn)洞，采用環(huán)形開挖預(yù)留核心土法開挖，進(jìn)洞后采用超前小導(dǎo)管、超前錨桿支護(hù)；其進(jìn)口段長(zhǎng)管棚采用108*6mm厚無(wú)縫鋼管，鋼管環(huán)向間距40cm，外插角1-3，管棚鋼管采用絲扣連接，采用C30鋼筋混凝土套拱作為管棚導(dǎo)向墻，采用127鋼管作為導(dǎo)向鋼管固定在套拱內(nèi)。2.地表注漿依據(jù)城東隧道左線祖龍端進(jìn)口段為V級(jí)圍巖偏壓淺埋段，位于該山體坡腳，地質(zhì)較為破碎，為長(zhǎng)時(shí)間雨水洗刷、剝蝕、搬運(yùn)及土粒在重力作用下順著山坡逐漸移動(dòng)形成的堆積物，洞頂?shù)乇砀采w層比較薄，地表土體較為松散，在仰坡開挖后施工管棚鉆孔時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重塌孔、卡鉆；考慮本隧道開挖跨度較大，如不采取加強(qiáng)措施，管棚無(wú)法繼續(xù)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度，如管棚不足以支承上部圍巖土體，開挖后較薄的覆蓋層極易引起坍塌，根據(jù)工程設(shè)計(jì)變更會(huì)議紀(jì)要（編號(hào)：001），確定對(duì)左線祖龍端進(jìn)口K65+781K65+788段山體進(jìn)行拱頂?shù)乇碜{處理，具體參數(shù)如下：注漿加固范圍為ZK65+781ZK65+788，長(zhǎng)度7m，寬度15m；地表注漿導(dǎo)管采用423.5mm超前小導(dǎo)管，注漿小導(dǎo)管為外徑42mm、壁厚3.5mm熱軋無(wú)縫鋼管，小導(dǎo)管長(zhǎng)度從地表到隧道初支輪廓外線，具體長(zhǎng)度現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。鋼管前端呈尖錐狀，小導(dǎo)管底部2.0m范圍內(nèi)鉆壓漿孔，其他不設(shè)壓漿孔，導(dǎo)管梅花形布置，間距1.4m*1.4m，垂直地表坡面打入土體，并壓注水泥漿液，漿液采用 P.O42.5水泥單液漿，水泥漿水灰比：1：1，注漿壓力:1.0-1.5Mpa，采用分段間歇式注漿； 注漿擴(kuò)散半徑暫取0.70m，注漿土體孔隙率暫取0.4，具體經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)。3.地表注漿方案城東隧道左線祖龍端邊仰坡及明洞已完成開挖，已形成1:0.75坡面，拱頂?shù)乇碜{擬采用滿堂支架法搭設(shè)施工作業(yè)平臺(tái)，于小里程側(cè)往大里程側(cè)逐排注漿，注漿采用423.5mm超前小導(dǎo)管垂直于隧道開挖輪廓線打入土體，并壓注水泥漿液，水泥漿液向周圍土體擴(kuò)散，達(dá)到加固和板結(jié)土體的目的。注漿范圍為K65+781K65+788，豎向?yàn)樾逼?，平面長(zhǎng)度7m，平面寬度15m，小導(dǎo)管梅花型布置，間距為1.4m，小導(dǎo)管采用外徑42mm、壁厚3.5mm熱軋無(wú)縫鋼管，鋼管前端呈尖錐狀，小導(dǎo)管底部2m范圍四周鉆8mm壓漿孔，其他管段不設(shè)壓漿孔，鉆孔深度視管棚覆土深度實(shí)測(cè)確認(rèn)。注漿孔布置見：城東隧道左線祖龍端進(jìn)口地表注漿平面布置圖。4. 施工組織及安排城東隧道左線祖龍端拱頂?shù)乇碜{計(jì)劃2016年5月20日開工，2016年6月15日完工，施工組織人員安排見表4-1，主要機(jī)械設(shè)備投入見表4-2。表4-1 施工組織人員安排表序號(hào)工程項(xiàng)目計(jì)劃人員備注1管理2人負(fù)責(zé)施工的現(xiàn)場(chǎng)管理、工程質(zhì)量的管控2安全1人負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場(chǎng)安全及環(huán)保3測(cè)量2人負(fù)責(zé)開注漿孔布置4質(zhì)檢1人負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量5滿堂支架6人負(fù)責(zé)滿堂支架搭設(shè)6鉆孔4人負(fù)責(zé)注漿孔的鉆進(jìn)，配合注漿7注漿5人負(fù)責(zé)地表注漿8鋼材加工2人負(fù)責(zé)小導(dǎo)管加工、輔助支架搭設(shè)表4-2 主要機(jī)械設(shè)備投入表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量備注1地質(zhì)鉆機(jī)XY-2PC12注漿泵GJB323挖掘機(jī)CAT320B14空壓機(jī)20m32隧道隊(duì)5.拱頂?shù)乇碜{施工方法及工藝城東隧道左線祖龍端拱頂?shù)乇碜{采用XY-2PC地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，鉆進(jìn)前先分別測(cè)量出孔位高程并計(jì)算出鉆孔深度，鉆孔方向垂直于隧道開挖輪廓線，間距為1.4m1.4m，梅花型布置，孔內(nèi)安裝42小導(dǎo)管，小導(dǎo)管底部2.0m長(zhǎng)區(qū)段上鉆8mm的注漿孔，注漿孔在鋼管斷面上成120角，縱向間距10，梅花型布置；漿液采用P.O42.5水泥單液漿，水泥漿水灰比：1：1，注漿壓力:1.0-1.5Mpa，采用分段間歇式，在導(dǎo)管內(nèi)注入水泥漿，以進(jìn)行隧道拱頂覆土固化。5.1.拱頂?shù)乇碜{施工工藝拱頂?shù)乇碜{施工工藝見圖5-1。確定注漿范圍搭設(shè)工作平臺(tái)布孔/安鉆施鉆/清孔安設(shè)注漿管/止?jié){塞注漿注漿檢查：至設(shè)計(jì)壓力結(jié)束安裝調(diào)試注漿泵制備漿液配合比設(shè)計(jì)圖5-1 拱頂?shù)乇碜{施工工藝框圖5.2.注漿施工流程及要點(diǎn)5.2.1.施工準(zhǔn)備標(biāo)注注漿加固范圍在左洞加固范圍山體坡面上打設(shè)間距離2m的木樁圈定注漿范圍。整理注漿地表清除注漿坡面上的妨礙注漿的雜物，清理中盡量不破壞地表植被，保持山體的自然風(fēng)貌。布置注漿點(diǎn)在地注漿坡面上按間距1.4m，進(jìn)行注漿布點(diǎn)，布點(diǎn)按梅花型布置，并在各注漿點(diǎn)釘設(shè)小木樁，注漿孔布置見：城東隧道左線祖龍端進(jìn)口地表注漿平面布置圖。鉆孔角度及深度測(cè)量注漿范圍內(nèi)的各注漿點(diǎn)的坐標(biāo)及高程，按比例繪制該斷面的橫斷面的CAD剖面圖，確定注漿深度。注漿管采用423.5mm超前小導(dǎo)管，打入深度控制在管棚輪廓外線，鉆孔角度，垂直于隧道開挖輪廓線進(jìn)行鉆孔。5.2.2.搭設(shè)工作平臺(tái)拱頂注漿作業(yè)平臺(tái)采用483.5mm的鋼管沿邊仰坡逐層搭設(shè)，鋼管采用48*3.5mm鋼管，鋼管、扣件、腳手板等材料質(zhì)量符合要求。材料選用采用外徑48mm，壁厚3.5mm的鋼管。立桿和大橫桿的長(zhǎng)度為4-9米，小橫桿根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)需求現(xiàn)場(chǎng)加工。有嚴(yán)重腐銹、彎曲、壓扁、損傷和裂紋的鋼管均一一剔除。所采用的直角扣件、回轉(zhuǎn)扣件和對(duì)接扣件，必須為質(zhì)地良好、性能可靠的標(biāo)準(zhǔn)件，以防在使用時(shí)出現(xiàn)開口、斷裂、滑絲等現(xiàn)象, 鋼管數(shù)量充足、規(guī)格統(tǒng)一。工作平臺(tái)搭設(shè)注漿工作平臺(tái)搭設(shè)擬定采用落地式滿堂扣件式鋼管腳手架，所有腳手架立桿均采用：橫距1.2m，縱距1.2m，內(nèi)立桿距套拱距離b=0.35m，腳手架步距h=1.20m，鋪設(shè)腳手板層數(shù)1層，安全網(wǎng)1層。腳手架的搭設(shè)尺寸立桿橫距1.2m；立桿縱距1.2m；步距1.2m；剪刀撐：水平間隔每4.8米拉設(shè)一道剪刀撐，有底至頂連續(xù)設(shè)置豎向剪刀撐。腳手架基礎(chǔ)位于套管外側(cè)巖土上腳手架基礎(chǔ)下墊槽鋼；位于套拱上腳手架基礎(chǔ)下墊鋼板，且就近與套拱預(yù)埋鋼筋焊接；位于邊仰坡上腳手架基礎(chǔ)下墊鋼板且與就近打入邊仰坡1.2m鋼筋焊接；距離立桿底部350mm設(shè)置通長(zhǎng)掃地桿，掃地桿按照縱橫方向設(shè)置，防止立桿底端發(fā)生位移。剪刀撐的設(shè)置剪刀撐是防止腳手架縱向變形的重要措施，每組剪刀撐，斜桿與地面夾角在45-60之間，由底部至頂部隨腳手架的搭設(shè)連續(xù)設(shè)置，剪刀撐斜桿應(yīng)與立桿和橫桿進(jìn)行連接，底部斜桿的下端置于墊板上，剪刀撐斜桿的接長(zhǎng)，均采用搭接，搭接長(zhǎng)度不小于1.0m，設(shè)置2個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件。腳手架的搭設(shè)腳手架：檢查準(zhǔn)備、材料配備清理場(chǎng)地縱向掃地桿立桿橫向掃地桿橫桿剪刀撐鋪腳手板鋪安全平網(wǎng)。腳手架搭設(shè)見圖5-2腳手架搭設(shè)縱斷面圖、5-3腳手架搭設(shè)橫斷面圖。圖5-2 腳手架搭設(shè)縱斷面圖5-3 腳手架搭設(shè)橫斷面圖支架力學(xué)驗(yàn)算計(jì)算依據(jù)建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范(JGJ130-2011)；設(shè)計(jì)荷載：公路-級(jí)；最不利荷載位置計(jì)算綜合考慮拱頂?shù)乇碜{平臺(tái)搭設(shè)的結(jié)構(gòu)形式，在ZK65+788斷面位置鉆孔注漿時(shí)為最不利荷載位置，按注漿寬度15m計(jì)算，該位置長(zhǎng)度為2.4 m，該斷面面積為152.4=36。對(duì)該位置進(jìn)行支架檢算：A、支架布置以1.2m1.2m 布置考慮,鉆機(jī)重量為2.5T計(jì)則單位面積承重為：q1=2.5*9.8KN/（152.4）=0.68 （KN/）由于鋼管布置為1.2m1.2m，則單根承載力為：0.68KN/1.21.2=0.98 （KN/根）B、腳手板等附屬構(gòu)造荷載取q2=0.3 （KN/）C、扣件式鋼管支架自重(按9m 高度計(jì)算)a、立桿自重（采用483.5mm ，鋼管單位重量為3.84kg/m）q31=0.0384KN/m9m=0.313 （KN/根）b、托座q32=0.045KN/m1 個(gè)=0.045 （KN/根）c、橫桿自重q33=0.0384KN/m80.8=0.246 （KN/根）d、扣件自重直角扣件: q34=0.0132KN/m（82+3）個(gè)=0.251 （KN/根）對(duì)接扣件: q35=0.0184KN/m1 個(gè)=0.0184 （KN/根）所以扣件式鋼管支架自重: q3 =q31+ q32+ q33+ q34+ q35=0.313+0.045+0.246+0.251+0.184=1.039 （KN/根）D、施工活荷載(參照規(guī)范4.2.2 表中結(jié)構(gòu)腳手架施工均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，取3KN/ ) q4=3KN/E、單根鋼管設(shè)計(jì)軸向力荷載組合：施工恒載:NGK=(q1+ q2)0.50.3+q3=( 0.68+0.3)0.50.3+1.039=1.19 （KN/根）活荷載: NQK= q40.50.3=30.50.3=0.45 （KN/根）軸向力：N =1.2 NGK+1.4NQK=1.21.19+1.40.45=2.06 （KN/根）F、鋼管支架的穩(wěn)定性檢算單根鋼管截面面積（考慮鋼管為舊管，按壁厚3mm計(jì)，另外乘以0.75折減系數(shù)）：A=423.90.75=318mm2；回轉(zhuǎn)半徑：i=1.58cm，查表得=0.412；則：N/(A) = 2060 /(0.412318)=15.72MPa164Mpa其中，Q235 鋼管容許應(yīng)力為205Mpa80=164 Mpa，80%為舊管疲勞折減系數(shù)。根據(jù)以上計(jì)算可知，鋼管立桿的穩(wěn)定性符合要求，安全系數(shù)164/15.72=10.4。G、扣件受力分析對(duì)于底板及腹板位置鋼管均采用搭接控制標(biāo)高，主要依靠扣件進(jìn)行受力，現(xiàn)我部施工的搭接全部采用三扣件搭接，現(xiàn)對(duì)扣件抗滑力進(jìn)行驗(yàn)算：從整體驗(yàn)算結(jié)果可知：?jiǎn)胃摴艹休d力為：2.48KN/根單個(gè)扣件受力為：2.48/3=0.83KN/個(gè)根據(jù)扣件式規(guī)范表5.1.7 中知：直角扣件、旋轉(zhuǎn)扣件（抗滑）承載力設(shè)計(jì)值為8.0KN，所以扣件抗滑符合要求，安全系數(shù)為：8/0.83=9.6。安裝地質(zhì)鉆機(jī)采用CAT320B挖掘機(jī)吊裝XY-2PC型地質(zhì)鉆機(jī)，地質(zhì)鉆機(jī)水平移動(dòng)采用滑道電動(dòng)自行，上下移動(dòng)采用5t倒鏈。5.2.3.拱頂?shù)乇碜{鉆孔在注漿點(diǎn)位鉆孔，鉆進(jìn)設(shè)前調(diào)整好鉆入角度，鉆孔過程中經(jīng)常檢查鉆入角度，以防偏孔。掃孔為保證注漿效果，地表注漿采用兩次掃孔分段注漿的方式。鉆孔完畢后，采用后退式方式掃孔一遍，清孔完畢后，再將鉆桿插入孔底，重復(fù)掃孔一次即可。 注漿管安裝注漿小導(dǎo)管采用外徑42mm、壁厚3.5mm熱軋無(wú)縫鋼管加工制成，注漿管大樣見圖5-4注漿管大樣圖。鋼管尾部焊上6鋼筋加勁箍，鋼管長(zhǎng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定，前端加工成錐形。小導(dǎo)管底部2m范圍內(nèi)四周鉆四排 8mm的注漿孔，其余管段不鉆孔，作為注漿用導(dǎo)漿管。圖5-4 注漿管大樣圖制漿注漿采用 P.O42.5水泥單液漿，小導(dǎo)管注漿注漿參數(shù)如下：水泥漿水灰比：1：1注漿壓力:1.0-1.5Mpa注漿參數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)按實(shí)際情況確定,注漿量按施工實(shí)際情況作相應(yīng)調(diào)整；配制時(shí)先在攪拌機(jī)內(nèi)放入定量清水進(jìn)行攪拌，水泥漿邊拌邊用，停留時(shí)間不多于半小時(shí)以內(nèi)，超過半小時(shí)，重新拌漿使用。注漿注漿方式采用分段間歇式注漿，開泵前旋轉(zhuǎn)壓力調(diào)節(jié)旋鈕將油壓調(diào)在要求的油壓刻度上，隨注漿阻力的增大，泵壓隨之升高，當(dāng)達(dá)到調(diào)定值時(shí)，會(huì)自動(dòng)停機(jī)，不致于產(chǎn)生超壓注漿的危險(xiǎn)。注漿泵流量大小由注漿泵的排量調(diào)節(jié)控制鈕和排量記錄儀加以控制。注漿按從低至高的順序進(jìn)行注漿。注漿過程時(shí)刻觀注注漿情況，觀察注漿地表的變化，并根據(jù)注漿情況調(diào)整注漿的漿液濃度。5.3.拱頂?shù)乇碜{施工質(zhì)量控制5.3.1.基本要求 鋼管的型號(hào)、規(guī)格、質(zhì)量等應(yīng)符合規(guī)范要求。 鉆孔角度與隧道開挖輪廓線垂直。小導(dǎo)管不侵入管棚鋼管的位置。5.3.2.實(shí)測(cè)項(xiàng)目注漿管實(shí)測(cè)項(xiàng)目見表6-1注漿小導(dǎo)管實(shí)測(cè)項(xiàng)目。表6-1 注漿小導(dǎo)管實(shí)測(cè)項(xiàng)目項(xiàng)次檢 查 項(xiàng) 目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率1長(zhǎng)度(m)不小于設(shè)計(jì)尺量：檢查 10%2孔位(mm)50尺量：檢查 10%3鉆孔深度(mm)50尺量：檢查 10%4孔徑(mm)大于桿體直徑+20尺量：檢查 10%6.拱頂?shù)乇碜{安全與環(huán)保措施施工前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)、安全交底，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)施工平臺(tái)搭設(shè)的安全操作規(guī)程及搭設(shè)的規(guī)范化；重點(diǎn)管控工作平臺(tái)安裝及鉆孔過程，全程施工施工人員必須戴安全帽、系安全繩；鉆機(jī)固定牢固，防止機(jī)械滑下坡體傷及其他施工人員；注漿作