弱膠結(jié)泥巖特長(zhǎng)公路隧道斜井挑頂施工工法

PAGEPAGE459弱膠結(jié)泥巖特長(zhǎng)公路隧道斜井挑頂施工工法1前言國(guó)道310洛三界至三門峽西段南移新建工程第五項(xiàng)目分部地坑院隧道位于河南省三門峽市陜州區(qū)境內(nèi)，采用雙線分離式隧道，其中左線全長(zhǎng)3456m，右線全長(zhǎng)3440m。該隧道建址屬于黃土丘陵-黃土梁地貌，地形起伏不平，沖溝發(fā)育，隧道所經(jīng)地層主要為紅色泥巖、黃44.73思路，選擇直線挑頂+可拆卸式門架結(jié)構(gòu)+大型設(shè)備的方式進(jìn)行斜井與正洞交叉口施工。通過(guò)對(duì)該項(xiàng)施工技術(shù)進(jìn)行綜合總結(jié)，形成本工法。在工法研發(fā)過(guò)程中，受理發(fā)明專利1項(xiàng)，授權(quán)發(fā)明專利1項(xiàng)及實(shí)用新型專利4文期刊論文2篇，獲得國(guó)家級(jí)QC成果1項(xiàng)。國(guó)內(nèi)科技查新結(jié)果表明，國(guó)內(nèi)未見(jiàn)與本施工技術(shù)著，具有較廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。2工法特點(diǎn)期支護(hù)快速封閉，有效控制了隧道交叉口斷面的沉降變形。難度。作業(yè)，快速封閉開(kāi)挖圍巖，減少了人工噴射質(zhì)量缺陷及圍巖暴露時(shí)間，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。長(zhǎng)度，減少了原材料的使用。

3適用范圍本工法適用于黃土地區(qū)弱膠結(jié)泥巖地質(zhì)條件下的隧道斜井進(jìn)正洞挑頂施工。4工藝原理門式鋼架、鋼筋網(wǎng)、噴射砼施工門式鋼架、鋼筋網(wǎng)、噴射砼施工

施工工藝流程及操作要點(diǎn)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)斜井仰拱回填，準(zhǔn)備挑頂導(dǎo)洞施工斜井仰拱回填，準(zhǔn)備挑頂導(dǎo)洞施工導(dǎo)洞內(nèi)正洞上臺(tái)階施工 鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、鎖腳錨管、噴射砼施工導(dǎo)洞內(nèi)正洞上臺(tái)階施工鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、鎖腳錨管、噴射砼施工鋼材加工中心導(dǎo)洞臨時(shí)支撐拆除導(dǎo)洞臨時(shí)支撐拆除挑頂結(jié)束挑頂結(jié)束

圖5.1-1弱膠結(jié)泥巖特長(zhǎng)公路隧道斜井挑頂施工工藝流程圖正洞三臺(tái)階法施工交叉口段正洞施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)正洞三臺(tái)階法施工交叉口段正洞施工息，及時(shí)調(diào)整隧道施工方案，指導(dǎo)隧道安全施工，避免發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。首先采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)，然后進(jìn)行分析判斷，確定不良地質(zhì)空間分布情況。110mm，鉆孔長(zhǎng)度控制在10~15m，保護(hù)段長(zhǎng)度不小于3m，一般同一斷面鉆孔數(shù)量為3個(gè)，取芯后做好詳細(xì)記錄并反饋地質(zhì)情況。交叉口段挑頂施工留出二襯鋼筋，完成工法轉(zhuǎn)換后進(jìn)行挑頂施工。1550cm1282cm洛三界 三門峽西1550cm1282cm鋼拱架25a工字鋼@50cm27榀變形縫變形縫944cm圖5.2-1斜井與正洞交叉口導(dǎo)洞平面圖（地坑院隧道斜井施工設(shè)計(jì)圖）944cm為例，過(guò)渡導(dǎo)洞長(zhǎng)15.5m，寬5.5m，最高8.94m，采用矩形門式鋼架結(jié)構(gòu)（橫梁+豎撐），25a工字鋼@501.0的φ226.5@20x20c，C25噴射砼31cm取上橫梁與豎撐轉(zhuǎn)角處焊接，與上橫梁連接豎撐長(zhǎng)65cm（此節(jié)豎撐后期不拆除），豎撐端撐難以拆除。導(dǎo)洞施工

655065連接板

25a鋼架@50cm@20x20cmC25噴射砼，31cm470正洞上臺(tái)階20a鋼拱架@50cm470

連接板0cm-894cm連接板0cm-894cm

連接板連接板 連接板門架550cm圖5.2-2導(dǎo)洞初期支護(hù)橫斷面圖（地坑院隧道斜井挑頂）拱架可與門式拱架橫梁搭接即可，以地坑院隧道為例，過(guò)渡導(dǎo)洞漸變段初始寬度9.44m，結(jié)束寬度5.5m，長(zhǎng)4.11m，高8.94m。漸變段開(kāi)挖采用三臺(tái)階法，狹窄處即正常段采用兩臺(tái)階法開(kāi)挖，拱頂預(yù)留沉降量10cm，邊開(kāi)挖邊支護(hù)門式拱架并噴混，漸變段共支立9榀I25a鋼架@50cm，封閉成環(huán)。為便于漸變段門式拱架支立，漸變段開(kāi)挖拱底不留坡度。為例，整個(gè)過(guò)渡導(dǎo)洞下部形成24°、長(zhǎng)13.8m的坡道。洞初期支護(hù)厚度、拱頂預(yù)留沉降量，門式拱架仍采用I25a鋼架以50cm間距支立。

01

圖5.2-3正洞與斜井交叉口初期支護(hù)示意圖（地坑院隧道）混厚度不宜太厚，確保維持圍巖穩(wěn)定即可，確保方便后期豎撐拆除。每榀施做4根φ42x4鎖腳錨管L=4m（單側(cè)2根），間距同正洞拱架間距，綁扎φ6.5鋼筋網(wǎng)@15x15cm，并噴射初期支護(hù)混凝土。導(dǎo)洞25a鋼架@50cm6.5鋼筋網(wǎng)@20x20cmC25噴射砼31cm655065連接板

正洞:2號(hào)20a鋼拱架6.5鋼筋網(wǎng)@15x15cm,C25噴射砼26cm

連接板圖5.2-4導(dǎo)洞正常段內(nèi)正洞上臺(tái)階鋼拱架施工支護(hù)示意圖（地坑院隧道）導(dǎo)洞正常段內(nèi)正洞上臺(tái)階鋼拱架支立安裝及初期支護(hù)噴混完成后，準(zhǔn)備正洞開(kāi)挖施40cm拱架連接大樣40cm

φ42x4鎖腳錨桿,L=4m

噴射混凝土填充894cm變形縫894cm鋼拱架18a工字鋼@60cm未示全580cmXJ-V-A580cm24cm45cm仰拱24cm45cm噴射混凝土填實(shí)圖5.2-5正洞上臺(tái)階鋼拱架與過(guò)渡導(dǎo)洞鋼架連接示意圖面6m后，施工正洞中臺(tái)階，中臺(tái)階跨過(guò)斜井?dāng)嗝?m側(cè)正洞施工。單側(cè)正洞下臺(tái)階跨過(guò)斜井?dāng)嗝?.5照已施工側(cè)步驟進(jìn)行。4施工注意事項(xiàng)1（根據(jù)圍巖情況最大不得超過(guò)2榀），開(kāi)挖完成后及時(shí)施做初期支護(hù)的鋼拱架并及時(shí)進(jìn)行噴錨支護(hù)。的施工原則，開(kāi)挖作業(yè)自上而下。鋼架加工及安裝過(guò)渡導(dǎo)洞矩形門式鋼架采取I25a型鋼按50cm間距進(jìn)行支撐，正洞拱架I20a型鋼按50cm成型，確保現(xiàn)場(chǎng)正洞拱架安裝精度。測(cè)量放樣鋼架加工質(zhì)量驗(yàn)收清除底部虛渣鋼架組拼安裝鋼架安裝槽鋼托梁打設(shè)鎖腳錨管縱向連接筋焊接檢查驗(yàn)收施工工藝流程測(cè)量放樣鋼架加工質(zhì)量驗(yàn)收清除底部虛渣鋼架組拼安裝鋼架安裝槽鋼托梁打設(shè)鎖腳錨管縱向連接筋焊接檢查驗(yàn)收?qǐng)D5.2-6鋼架施工工藝流程定位模具為U保凈空尺寸。固，防止拱頂下沉量過(guò)大，每臺(tái)階豎撐支立前，在支立位置處設(shè)置30a托梁四邊分別點(diǎn)焊。φ225d安裝時(shí)注意事項(xiàng)調(diào)整，或用混凝土澆筑拱腳支座，支座混凝土強(qiáng)度不小于C25。緊，聯(lián)結(jié)鋼板應(yīng)焊接成整體。必須立即加固。加工制作。鋼筋網(wǎng)施工鋼筋網(wǎng)采用HPB300鋼筋φ6.5，導(dǎo)洞間距20×20cm，正洞間距15x15cm中心采用數(shù)控鋼筋網(wǎng)加工設(shè)備分塊制成鋼筋網(wǎng)片，集中加工，統(tǒng)一配送，經(jīng)檢查合格后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工。2cm鋼筋網(wǎng)與受噴面的間隙不能大于3cm左右，其保護(hù)層大于2cm；鋼筋搭接長(zhǎng)度不得小于30d（d為鋼筋直徑），并不得小于一個(gè)網(wǎng)格長(zhǎng)邊尺寸；在開(kāi)始噴射時(shí)，噴頭至受噴面的距離控制在小于0.6m施工技術(shù)要點(diǎn)鋼筋必須經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)性能合格。使用前要作鋼筋除銹和去污處理。不得走動(dòng)。鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)隨混凝土初噴面起伏，并與壁面接觸密實(shí)。復(fù)噴混凝土后，將鋼筋網(wǎng)完全覆蓋，鋼筋網(wǎng)不得外露，而且要有3～5cm復(fù)噴后噴混凝土面應(yīng)平整。鎖腳錨管施工過(guò)渡導(dǎo)洞施工完成后，正洞上臺(tái)階鋼拱架與斜井連接處和臺(tái)階法臺(tái)階分界處的拱腳部2根4m長(zhǎng)φ42x4后，打入導(dǎo)管。錨管末端與鋼架用A3鋼板滿焊連接。施工工序：立鋼拱架→鉆孔→驗(yàn)收孔深→鎖腳錨管制作及安裝→A3鋼板與鋼架及鎖腳錨管滿焊連接→注漿。I20a工字鋼φ42x4mm鎖腳錨管300x260x150mmA3鋼板圖5.2-7鎖腳錨管施工示意圖立架后即時(shí)進(jìn)行鎖腳錨管施工，鉆孔前先標(biāo)識(shí)出需鉆孔的位置，鉆孔角度約為25°，鉆孔深度大于鋼管錨固長(zhǎng)度的95%，但超長(zhǎng)值不大于10cm。A3鋼板與鋼架及鎖腳錨管焊接固定。1:1停止加壓，直至漿液溢出，保證注漿飽滿。噴射混凝土施工隧道初期支護(hù)C25厚度為噴施工。復(fù)噴采用分層、分段進(jìn)行，每層厚度控制在10cm以內(nèi)，每段長(zhǎng)度控制在6m以內(nèi)，前一層混凝土初凝后方可進(jìn)行下一層混凝土的施工。1h混凝土面。噴射混凝土施工結(jié)束且終凝2h后，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。樹(shù)枝狀排水盲溝等措施，將水引導(dǎo)疏出后再噴混凝土。度，發(fā)現(xiàn)空洞、拱架外漏、噴射不密實(shí)等情況及時(shí)處理。6材料與設(shè)備本工法需要的材料和設(shè)備，見(jiàn)表6.1-1、6.1-2。表6.1-1材料情況表序號(hào)材料名稱及型號(hào)單位數(shù)量用途120a工字鋼Kg21976.5制作初支鋼拱架225a工字鋼Kg1033.7制作門架橫梁330a槽鋼托梁m2096.8拱腳支墊4A3鋼板Kg717工字鋼連接5Φ22縱向連接鋼筋Kg1648.5鋼拱架縱向連接6Φ42×4mm鎖腳錨管m1144固定鋼拱架7水泥漿液m328.6錨管注漿8系統(tǒng)錨桿22砂漿錨桿Kg7320改善擾動(dòng)土體96.5mm鋼筋網(wǎng)Kg2268初期支護(hù)10C25噴射混凝土m3174.2初期支護(hù)11HPB400鋼筋Kg25808襯砌鋼筋12HPB300鋼筋Kg2785箍筋13C30拱墻混凝土m3167.5二次襯砌14C30仰拱混凝土m3120.3二次襯砌15C15混凝土m3106.8仰拱回填表6.1-2機(jī)具設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1挖掘機(jī)220臺(tái)2隧道開(kāi)挖2裝載機(jī)Z50臺(tái)2裝卸渣土、鋼材3濕噴機(jī)械手TXJS25臺(tái)1噴射初支混凝土4空壓機(jī)10m3臺(tái)4提供空氣動(dòng)力5攪拌機(jī)120臺(tái)1攪拌初支混凝土6變壓器630kw臺(tái)1提供施工用電7風(fēng)機(jī)110kw臺(tái)2通風(fēng)供氧9自卸汽車15m3臺(tái)8運(yùn)輸渣土12注漿設(shè)備MBV80臺(tái)2錨管注漿13灑水車WX104AS臺(tái)1灑水降塵14閃光接觸焊機(jī)UN-100臺(tái)2焊接鋼材15數(shù)控彎曲機(jī)WG-40臺(tái)2工鋼拱架加16全自動(dòng)網(wǎng)焊機(jī)GL2300臺(tái)1加工鋼筋網(wǎng)17鋼筋切斷機(jī)QJ-40臺(tái)2加工鋼筋18鋼筋調(diào)直機(jī)GTJ6-12臺(tái)2加工鋼筋19電焊機(jī)BX2-500臺(tái)5焊接鋼筋20液壓破碎錘SG1200臺(tái)1破碎堅(jiān)硬圍巖

質(zhì)量控制《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF60-2009）；《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》（GB50086-2015）；《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》（JGJ18—2012）；（GB/T33365-2016）；《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》（GB50666-2011）；《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ46-2005）；設(shè)計(jì)圖紙及其他國(guó)家、行業(yè)、地方現(xiàn)行的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范；國(guó)家及地方關(guān)于安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)等方面的法律法規(guī)。質(zhì)量保證措施按設(shè)計(jì)要求做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，及時(shí)掌握掌子面圍巖變化等情況。情況、地下水情況等，預(yù)防坍方事故。隧道開(kāi)挖后及時(shí)施做初期支護(hù)。鋼筋網(wǎng)搭接長(zhǎng)度應(yīng)為1～2個(gè)網(wǎng)格。鋼架加工質(zhì)量驗(yàn)收合格后方可進(jìn)洞安裝，鋼架間距禁止超標(biāo)。坑深寬比不大于1：10。噴射混凝土采用濕噴機(jī)械手進(jìn)行作業(yè)。按要求埋設(shè)監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，并做標(biāo)記。落實(shí)技術(shù)交底制度，嚴(yán)格按照施工方案施工。定期召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議，及時(shí)總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，推廣先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高工程質(zhì)量水平。8安全措施建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制，成立以項(xiàng)目經(jīng)理為首的安全領(lǐng)導(dǎo)小組，配備安全工程師，施工隊(duì)設(shè)置專職安全員，工人進(jìn)場(chǎng)后及時(shí)進(jìn)行安全教育及安全技術(shù)交底。實(shí)施定期安全檢查，發(fā)現(xiàn)安全隱患及時(shí)消除。隧道采用機(jī)械開(kāi)挖時(shí)，劃定安全區(qū)域并設(shè)置警示標(biāo)志，非作業(yè)人員禁止入內(nèi)。開(kāi)挖必須自上而下，不得掏底和上下重疊開(kāi)挖。洞內(nèi)所有車輛限速行駛，最高速度不得超過(guò)15km/h；運(yùn)輸車輛非載人區(qū)域嚴(yán)禁載人。員方可進(jìn)入掌子面作業(yè)。初期支護(hù)使用的作業(yè)臺(tái)架應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性檢算，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可使用，臺(tái)架四周必須設(shè)置安全防護(hù)欄桿。（等）作業(yè)必須持證上崗，確保操作規(guī)范，安全可靠。對(duì)有毒有害氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)通風(fēng)管理，嚴(yán)禁濃度超標(biāo)時(shí)施工作業(yè)。施工中必須加強(qiáng)圍巖變形監(jiān)控量測(cè)，每天對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，確保支護(hù)措施安全合理。。在隧道邊墻處設(shè)置一條逃生管道，逃生管道與掌子面間距不得大于20m。導(dǎo)洞進(jìn)入正洞后，在具備條件時(shí)對(duì)正洞進(jìn)出口兩側(cè)及時(shí)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，探明前方地質(zhì)情況，指導(dǎo)下一步施工。做好應(yīng)急材料、物資的儲(chǔ)備。施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即暫停施工，將隧道內(nèi)人員和機(jī)械設(shè)備撤出，及時(shí)向上級(jí)匯報(bào)情況，等待下一步處理方案。

9環(huán)保措施項(xiàng)目部成立環(huán)保小組，并配備專職管理人員，監(jiān)督、檢查各項(xiàng)環(huán)保工作的落實(shí)。施工便道定期灑水，現(xiàn)場(chǎng)裸露地表用防塵網(wǎng)覆蓋，注意減少揚(yáng)塵對(duì)周圍環(huán)境的污染。防護(hù)工程，防止雨水沖刷，對(duì)環(huán)境造成不良影響。5污染。6789

施工中有毒有害的危險(xiǎn)品，實(shí)行專人管理，嚴(yán)格操作規(guī)程，防止泄漏造成環(huán)境破壞及在洞外加工場(chǎng)進(jìn)行鋼材加工，減少洞內(nèi)空氣污染及光污染。嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行施工及原材料加工，避免材料浪費(fèi)