一种隧道分部导坑施工方法

摘要

本发明公开了一种隧道分部导坑施工方法，包括以下步骤：(1)准备工作；(2)超前管棚、小导管施工；(3)拱部环形开挖；(4)拱部初期支护及临时支护；(5)左、右导坑开挖及支护；(6)核心土及仰拱开挖；(7)隧道底部初期支护；(8)仰拱浇筑、填充；(9)二次衬砌。本发明与现有技术相比的优点是：采用本发明的施工方法，对围岩破碎的大跨浅埋隧道，可防止拱部坍塌，其施工全过程处于安全、稳定、快速的可控状态；工程质量优良率能够达95％以上，确保无安全生产事故发生。

主权项

一种隧道分部导坑施工方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)准备工作：施工前首先做好图纸会审及技术交底工作，同时做好现场洞口场地平整、设备材料的准备；并测放隧道的中心线及边线，对明暗交界段绘若干横断面图，根据山体边坡线与隧道的平面关系，确定护拱位置；(2)超前管棚、小导管施工：①管棚施工前，先进行2m套拱施工，套拱内埋设5榀I18工字钢，并将管棚导向管Φ127×4mm孔口管焊接精确固定在I18工字钢上，倾角与隧道纵坡成5°～10°夹角，以防管棚钻孔时由于钻杆自重下沉而侵入隧道开挖断面内，从而妨碍隧道的开挖施工，护拱砼浇筑好后对孔口管进行编号；②管棚采用热轧无缝钢管Φ108mm，壁厚6mm，节长3m、6m，管距40cm间距均匀布孔；倾角平行于路线纵坡，方向平行于路线中线，钢管施工误差径向不大于20cm；③管棚采用履带式SKM130中风压钻车，钻孔前场地平整，精确定孔位，在钻进过程中不发生偏移和倾斜，钻孔交替进行，每钻完一孔立即顶进钢管，管内全长设排气管，并伸出管口，钢管与孔口处间隙封堵密实，保证注浆时浆液不溢出；④安装好钢管后采用GZJB型双液注浆机，浆液由TBW250/15型混浆机拌制；注浆材料：双液注浆；水泥浆与水玻璃体积比1:0.5，水泥浆水灰比1:1，水玻璃度40波美度，水玻璃模数为2.4；初压0.5‑1.0MPa，终压2.5MPa，持压15min后停止注浆；注浆量应满足设计的要求，若注浆量超限，未达到压力要求时，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满；注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔；当压力达到2.5MPa后稳压十分钟后，且进浆比重和出浆比重相同时方可停止注浆；注浆时要有专人进行注浆记录表的填写，实际记录注浆每5min的吃浆量；⑤在进洞口掌子面先精确定位安装一榀钢拱架，在钢拱架外沿线按设计文件要求在隧道拱部130°范围内施作超前小导管，小导管采用YT‑28型风钻开孔，开孔直径为50mm，并用吹管将砂石吹出(风压0.5～0.6MPa)钻孔深度不小于设计孔深；小导管前端做成尖锥形，尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍，管壁上每隔30cm梅花型钻眼，眼孔直径为φ8mm，尾部长度100cm作为不钻孔的止浆段；成孔后，报检验孔，合格后将小导管按设计要求用带冲击的YT‑28风钻将小导管顶入孔中，外露10‑20cm左右方便安装止浆软管，在注浆完成后将小导管与钢架焊接共同组成预支护体系；(3)拱部环形开挖：针对地质条件较差的V级围岩，因为围岩稳定性较差，施工中应遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的基本原则，V级围岩应先超前支护后开挖，洞口段预支护采用“管棚+注浆”，洞身其他段采用“小导管+注浆”预支护，开挖采用人工辅助挖掘机开挖，直接用装载机运至洞外，用自卸车运走。每开挖循环进尺为1.0m，由测量人员控制方向和高程，并放出开挖轮廓线，左右侧导坑开挖半径6.252m，剩余部分为拱部开挖宽度，施工时沿开挖轮廓线开挖，开挖面应尽可能圆顺，以减少应力集中，严格按施工规范控制超欠挖。开挖完成后，应及时进行初期支护；(4)拱部初期支护及临时支护：①开挖后立即进行初喷，以便尽早封闭围岩暴露面；初喷前应对受喷岩面进行清理，清理完成后先喷射4‑6cm厚混凝土封闭岩面；②初喷砼后，及时安装I18钢架间距50cm，采用锁脚锚杆和连接钢筋固定，锁脚锚杆采用4m长Φ22砂浆锚杆，纵向采用间距75cm的Φ22钢筋焊接牢固，使拱架连成整体；③钢筋网片直接架设在钢拱架上，并与钢拱架及锚杆连接牢固；采用A8定型钢筋20cm×20cm焊接网，搭接长度为20cm；④系统锚杆钻进应先在岩面上画出需施工安装的锚杆孔点位，采用YT28型风钻直接钻入，连接GZJB型注浆泵及配套的注浆接头进行注浆，风压控制在0.4～0.6Mpa，钻到设计位置后清孔，避免堵塞注浆孔，注浆时压力控制在1～1.5Mpa；锚杆纵横间距0.5×1.0m长度4.0m呈梅花型布置；系统锚杆应垂直岩面打入，其尾部与钢拱架焊接牢固；注浆材料采用纯水泥浆，水泥浆浓度0.5：1.5～1：1.5，注浆压力0.6～1.0MPa，注浆过程中，初始注浆压力要保持在0.3mpa，当达到设计压力1.0，排气口出浆后，方可停止注浆，用止浆软管封闭孔口；⑤系统锚杆施工后，对初喷岩面进行清理复喷至设计厚度；拱架背后必须喷实，不得有空洞；⑥按设计及规范要求并结合现场实际情况，埋设监控量测观测点，及时掌握施工过程中出现的各种情况，对可能出现的事故进行防范，防止事故的发生，为后期拆除临时支撑提供准确的量测数据；⑦拱部临时支撑用间隔1榀设置一道I22工字钢纵向间距1.0m扇形强支撑，扇形支撑底部虚渣清理干净并用砼找平，再用I22工字钢焊接成整体，扇形支撑中间再用Φ22钢筋连接；拱部开挖支护循环10m后暂停掌子面施工；(5)左、右导坑开挖及支护：①待拱部开挖支护完成后，并落后拱部掌子面10m，进行一侧导坑超前小导管施工；②超前小导管施工完成后，进行一侧导坑开挖、初期支护和临时支护；侧壁初期支护钢拱架应与拱部钢拱架连接牢固，侧壁导坑初期支护施工方法与拱部相同；③在先施工一侧导坑开挖5‑8m后，进行另一侧导坑开挖、初期支护和临时支护；④埋设监控量测观测点，及时掌握施工过程中出现的各种情况，对可能出现的事故进行防范，防止事故的发生，为后期拆除临时支撑提供准确的量测数据；⑤在两侧导坑开挖、初期支护和临时支护施工完成后，根据监控量测数据，确定拱部稳定后，拆除拱部临时支撑；⑥在拆除拱部临时支撑后，拱部、双侧壁导坑施工循环进行；(6)核心土及仰拱开挖：①根据量测资料，确定双侧壁稳定后，拆除双侧壁临时支护，拆除过程中两侧壁应错开，防止因应力突变引起初期支护变形；②在拆除双侧壁临时支护后，进行核心土开挖及仰拱开挖；(7)隧道底部初期支护：①开挖后立即进行初喷，以便尽早封闭围岩暴露面，喷射砼厚根据设计图纸要求进行；②按设计要求架设钢拱架，与侧壁钢拱架连接，使整体钢拱架封闭成环；(8)仰拱浇筑、填充：①按设计图纸要求铺设仰拱钢筋、再进行仰拱混凝土浇筑；②按设计图纸要求铺设排水管后，再进行仰拱填充浇筑；(9)二次衬砌：①二次衬砌施工应在围岩与初期支护变形基本稳定，位移收敛已明显减缓，所产生的各项位移量已满足设计要求，为了保证二衬混凝土质量，模板采用9m的液压整体移动式钢模板台车，在台车模板上均匀分布12个附着式振动器；混凝土在洞外拌和站集中拌制，9m³混凝土罐车运输，输送泵泵送入模；浇筑前必须左右对称，以防台车位移和模板变形，并应连续完成一模混凝土浇筑，振动方式采用插入式振捣器配合附着式振捣器振捣；②拆模时间：不承重结构在二衬混凝土强度达到2.5Mpa时即可拆模，承重结构在二次衬砌混凝土强度达到设计强度70％时可拆模；③二衬混凝土在拆模后安排专人定期进行洒水养护。