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1、附件3 施工技术总结论文申报表申报单位:中铁十九局集团第五工程有限公司题目公路隧道新奥法基本施工工艺工程名称渤海大道一期工程前石隧道作者姓名单位职务职称王润生中铁十九局集团第五工程有限公司路桥十公司助理工程师内容提要通过四年来的探索对比、实践及经验总结,积累公路隧道新奥法开挖、爆破、支护、二次衬砌、防排水等技术要点。结合渤海大道一期工程前石隧道开挖断面大,围岩差、地层变化复杂的特点,在不断完善施工工艺的过程中形成本文。 申报单位评审意见及推荐等级年 月 日集团公司评审意见 (盖章)年月日公路隧道新奥法基本施工工艺中铁十九局集团第五工程有限公司 王润生摘要:通过四年来的探索对比、实践及经验总结,
2、积累公路隧道新奥法开挖、爆破、支护、二次衬砌、防排水等要点。关键词:隧道 新奥法 施工方法 工艺要点 技术控制1、前言 经20多年的实践和推广,新奥法已在欧洲一些国家如奥地利、联邦德国、瑞典、瑞士、法国等的山岭隧道中普遍使用(占7080%),并已用于地下铁道,且取得沉降量特别小的显著成果。日本从1976年以来,已有近100座隧道采用了新奥法。 中国从60年代初开始推广喷锚支护新技术,到1981年底,采用喷锚支护的地下工程和井巷的总长度已接近7500公里。2012年以来,又在普济、下坑、大瑶山等铁路隧道采用新奥法进行施工。 渤海大道一期工程前石隧道:左线里程为LK32+310LK32+870,左
3、线全长为560m,右线里程RK32+330RK32+895,右线隧道全长565m。隧道限界宽度为17.5m,左、右线隧道净距为20m。隧道建设规模为双向八车道。隧道最大埋深约120m,设计隧道路面标高44.18835.915m。此隧道工程开挖断面大,围岩差、地层变化复杂;隧道洞口段浅覆土极易出现坍塌、冒顶等施工风险;隧道中段有遇水极易软化的页岩及煤层;结合新奥法具有工序少,对围岩扰动小,开挖断面大,掘进速度快等优点,我单位采用新奥法施工方法进行施工;在结合以往施工经验,并不断完善施工工艺的过程中形成本文。 2、工艺特点 新奥法施工采用喷锚支护为主要手段,在隧道爆破后立即施工喷射混凝土支护,能有
4、效地制止岩层变形的发展,并控制应力降低区的伸展而减轻支护的承载,增强了岩层的稳定性。因此可以利用开挖施工面的时空效应,以限制支护前的变形发展,阻止围岩进入松动的状态,在必要的情况下可以进行超前支护,加之喷射混凝土的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性。 钢支撑、锚杆和喷射混凝土集合在一起使围岩成为支护体系的组成部分。喷锚支护具有一定柔性,可以和围岩共同产生变形,在围岩中形成一定范围的弹性变形区。形成了以锚杆、喷射混凝土和隧道围岩为三位一体的承载结构,共同支承山体压力。 构筑防水层、围岩隧道排水;选择合理的断面形状尺寸;给支护留变形余量;开挖后及时做好支护、封闭围岩等,都是为保护隧道围
5、岩的自身承载能力,使围岩的扰动影响控制在最小范围内,并加固围岩,提高围岩强度,使其与人工支护结构共同承受隧道压力。 3、适用范围 3.1、具有较长自稳时间的中等岩体; 3.2、弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩; 3.3、强风化的岩石; 3.4、刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩; 3.5、坚硬粘土,也有带坚硬夹层的粘土; 3.6、微裂隙的,但很少粘土的岩体; 4、工艺原理及主要施工工艺 4.1、工艺原理 充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,及时对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护结构的监控、测量来指导地下工程的设计与施工。 4.1
6、.1、新奥法中认为,岩体是结构体系中的主要承载单元,在施工中必需充分保护岩体尽量减少对它的扰动,避免过度破坏岩体的强度。 4.1.2、为充分发挥岩体的承载能力,应允许并控制岩体的变形。 4.1.3、为了改善支护结构的受力性能,施工中应尽快闭合而成为封闭的筒形结构。 4.1.4、在施工中的各个阶段,应进行现场量测监视,及时提供可靠的数量足够的量测信息。 4.1.5、为了铺设防水层,成为了承受锚杆锈蚀,围岩性质恶化,流变,膨胀所引起的后续荷载,可采用复合式衬砌。 4.1.6、二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的,围岩和支护结构形成一个整体,因而提高了支护体系的安全度。 4.2
7、、围岩分级 围岩级别可根据调查、勘探、试验等资料、岩石隧道的围岩定性特征、围岩基本质量指标(BQ)或修正的围岩质量指标BQ值、土体隧道中的土体类型、密实状态等定性特征,按表3.1确定。当根据岩体基本质量定性划分与(BQ)值确定的级别不一致时,应重新审查定性特征和定量指标计算参数的可靠性,并对它们重新观察、测试。 在工程可行性研究和初勘阶段,可采用定性划分的方法或工程类比方法进行围岩级别划分。见表4.2-1表4.2-1 围岩分级围岩级别主要工程地质特征围岩基本质量指(BQ)或修正的围岩基本质量指标BQ围岩或土体主要定性特征岩石强度指标岩体声波指标岩体强度应力比单轴饱和抗压强度(MPa)点荷载强度
8、(MPa)岩体纵波速度(km/s)岩体完整性指标I整体状及层间结合良好的厚层状结构坚硬岩,岩体完整,巨整体状或巨厚层状结构602.550. 75550坚硬岩,岩体较完整,块状或状结构30601. 252. 53.75 .20. 75550451较坚硬岩,岩体完整,块状整体结构602. 53 .75. 20 .5坚硬岩,岩体较破碎,巨块(石)碎(石)状镶嵌结构20300 .851.253 .04.50. 752450351较坚硬岩或较软硬岩层,岩体较完整,块状体或中厚层结构30601. 252.503 .04.50 .50 .752坚硬岩,岩体破碎,碎裂结构10300. 421.252 .03.
9、50 .500. 751350251较坚硬岩,岩体较破碎破碎,镶嵌碎裂结构301 .252. 00. 151较软岩或软硬岩互层,且以软岩为主,岩体较完整较破碎,中薄层状结构30(软岩10)1 .252 .03.50 .200. 401较软岩,岩体破碎;软岩,岩体较破碎破碎;极破碎各类岩体。碎、裂状、松散结构。一般第四系的半干硬至硬塑的黏性土及稍湿至潮湿的碎石土,卵石土、圆砾、角砾土及黄土(Q3、Q4)。非粘性土呈松散结构、黏性土及黄土呈松软结构601.251.50405560700.81.00.20.25中硬岩30601.502.00354555650.81.00.150.25 预裂爆破诸参数
10、 表5.1.5-2参数岩石种类饱和单轴抗压极限强度Rb(MPa)装药不偶合系数D周边眼间距E(cm)周边眼至内圈崩落眼间距V(cm)周边眼装药集中度 q(kg/m)中硬岩30601.31.44045400.250.35软岩301.42.03040300.090.20 注:表5.1.5-1、5.1.5-2的数据是根据以往施工经验的得出的数据。 每循环爆破总装药量可按下式计算: Q=KLS (5.1.5-3) 式中: K-取0.71.5Kg/m3,L为循环进尺(m), S-为开挖断面面积(m2)。 3)钻眼作业 隧道工程中常用的凿岩机有风动凿岩机、液压凿岩机、电动凿岩机和内燃凿岩机四种类型。施工时
11、可根据开挖断面的大小、围岩情况、施工进度要求等因素选择钻眼机具。钻眼必须按照钻爆设计的炮孔布置进行,钻眼前定出开挖断面中线、水平线和断面轮廓线,标出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻眼。炮眼的深度、角度、间距应按设计要求确定,并应符合下列精度要求: a、掏槽眼:眼口间距误差和眼底间距误误差不得大于5cm。 b、辅助眼:眼口排距、行距误差均不得大于5cm。 c、周边眼:沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于5cm,周边眼外斜率不得大于5cm/m,眼底不超出开挖断面轮廓线10cm。 4)、爆破 炸药宜采用爆发点高、防水性能好的乳化炸药。炸药引爆宜采用导火索、火雷管、导爆管和非电毫秒雷管组成的起
12、爆网络进行。 起爆顺序 光面爆破起爆顺序:掏槽眼 辅助眼 周边眼。 预裂爆破起爆顺序:周边眼 掏槽眼 辅助眼。 装药结构应按钻爆设计进行,并由爆破工程师根据围岩变化和光面爆破效果调整爆破参数。为控制隧道洞身开挖超欠挖,周边眼宜采用间隔装药,药圈间采用导爆管连接起爆。进行爆破作业时,应按规范设计爆破方案,必须遵守爆破安全操作规程,要有专人指挥;在危险区的边界,设置警戒岗哨和标志;在爆破前发出信号,待危险区的人员撤至安全地点后,才准爆破。爆破后,待有害气体从洞内排出并对现场进行检查,确认安全后,才能发出解除警戒信号。每次爆破后,如有剩余的爆破器材,必须退回专设库房,并办理关退库回收手续,严禁随便存
13、放 。 5.2、喷射砼施工 5.2.1、 喷射砼按施工工艺可分为干喷砼、潮喷砼、湿喷砼和混合喷砼四种,主要区别是各工艺的投料程序不同,尤其是加水和速凝剂的时机不同,施工时可按设计或现场实际情况选择。 5.2.2 、喷浆机应根据喷射砼施工工艺进行选择。 5.2.3 、喷射砼原材料应符合以下要求: 1、水泥应优先采用普通硅酸盐水泥,也可采用矿碴硅酸盐水泥,在软弱围岩地段宜选用早强水泥。水泥标号不得低于42.5号。 2、速凝剂使用前应做速凝效果试验,要求初凝不超过5min,终凝不超过10min。速凝剂掺量根据水泥品种、水灰比等,通过试验确定。 3、砂应采用硬质洁净的中砂或粗砂,细度模数大于2.5,使
14、用前应过筛。 4、石料采用坚硬耐久的碎石,粒径不宜大于15mm,钢纤维喷射砼的碎石粒径不应大于10mm,且级配良好。当使用碱性速凝剂时,石料不得含活性二氧化硅。 5、水水质应符合工程用水的有关标准,水中不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。 5.2.4 、喷射砼配合比通过试验选定,满足设计强度和喷射工艺的要求。 5.2.5 、喷射砼拌和采用强制搅拌机进行,根据配合比和喷射工艺拌制喷射料。 5.2.6 、喷射砼作业应符合下列要求: 1、喷射砼施工前用高压水或高压风管将岩壁面的粉尘和杂物冲洗干净。 2、喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行,每段长度不宜超过6m。 3、喷射作业应以适当厚度分层进
15、行,后一层喷射应在前一层砼终凝后进行。若终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时,受喷面应用高压气体、水清洗干净。一次喷射砼厚度请见表-5.2.6-1。 一次喷射砼厚度(cm) 表-5.2.6-1部 位不掺钢纤维掺钢纤维边 墙7101015拱 部57710 4、岩面有较大凹洼时,结合初喷予以找平。 5、喷射砼作业需紧跟开挖面时,下次爆破距喷射砼作业完成时间的间隔间隔不得小于4h。 6、冬季施工时,喷射作业区的气温不应低于50C。在结冰的层面上不得喷射砼。砼强度未达到6MPa前,不得受冻.混合料应提前运进洞内。 7、有水地段喷射砼时应采取以下措施: 1)当涌水点不多时,钻孔进行导水处理后再喷射,
16、当涌水范围大时,设置网状排水导管后再喷射,当涌水严重时可设置泄水孔,边排水边喷射。 2)改变配合比,增加水泥用量。先喷干混合料,待其与涌水融合后,再逐渐加水喷射,喷射时由远而近,逐渐向涌水点逼近,然后在涌水点安设导管,将水引出,再在导管附近喷射。 8、喷射机的工作气压应控制在0.10.15MPa。可根据喷出料束情况适当调节气压,干喷时喷头处的水压应大于气压0.050.1MPa。 9、喷头与受喷面宜垂直,距离应与工作气压相适应,以0.61.2m为宜。有钢筋网时,喷射距离可小于0.6m,喷射角度可稍偏一些。 10、喷射砼回弹率应按表-5.2.6-2予控制。 喷射砼回弹率控制 (%) 表-5.2.6
17、-2部 位素喷砼钢筋网喷射砼钢纤维喷射砼拱 部404520边 墙303515注:钢钎维喷射砼为新近发展的隧道初期支护材料,其回弹率数值现行隧道施工规范无规定,以上数值是参照叶坑隧道设计图。 5.2.7、喷射砼作业应紧跟掌子面,下次爆破距喷射砼作业完成时间的间隔不得小于4小时。 5.3、锚杆施工 5.3.1、锚杆安设在初喷砼后进行。 5.3.2、按设计的锚杆材料类型、规格、长度及性能制作、安装锚杆。 5.3.3、按设计进行锚杆孔位放样,用红油漆标记,孔位允许偏差为15mm。 5.3.4、锚杆钻孔可采用风动凿岩机。当在土层中钻孔时,宜采用干式排渣的回旋式钻机。 5.3.5、锚杆钻孔应符合以下要求:
18、 1、钻孔应圆而直,钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直。 2、水泥砂浆锚杆和早强药包锚杆孔径应大于杆体直径15mm,其它型式锚杆孔径应符合设计要求。 3、锚杆孔深允许偏差为50mm。 5.3.6、普通水泥砂浆锚杆施工要求如下: 1、砂浆配合比根据设计砂浆强度通过试验确定。 2、砂浆应拌和均匀,随拌随用。一次拌和的砂浆应在初凝前用完。 3、注浆管应插至孔底510cm处,随水泥浆的注入缓慢匀速拔出,随即迅速将杆体插入,锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。若孔口无砂浆流出,应将杆体拔出重新注浆。 5.3.7、早强药包锚杆施工,用特制的专门工具将药包推入孔内,中途药包不得破裂。锚杆杆体插入
19、时应注意旋转,使药包充分搅拌。无水地段,药包入孔前应用水浸泡。 5.3.8、锚杆安设后不得随意敲击,其端部3天内不得悬挂重物。 5.3.9、锚杆质量检测,按锚杆数的1%且不少于3根做拔力试验,抗拔力根据设计确定。 5.4、注浆小导管施工 5.4.1、按设计的类型和尺寸加工注浆小导管。 5.4.2、钻孔采用风动凿岩机进行,按设计的环向间距、外插角及深度钻孔,孔口位置与设计位置的允许偏差为5cm,孔底位置偏差应小于孔深的10%。 5.4.3、钻孔结束后应掏孔检查,在确认无塌孔和探头石时,才可安设注浆管。小导管端部应位于钢拱架上,并与拱架焊接。 5.4.4、注浆前应平整注浆所需场地,检查注浆机具,并
20、准备注浆材料。 5.4.5、注浆压力应根据岩性,施工条件等因素在现场试验确定。 5.4.6、注浆方式可根据地质条件、机械设备及注浆孔的深度选用前进式、后退式或全孔式。注浆顺序为先注内圈孔,后注外圈孔,先注无水孔,后注有水孔,从拱顶顺序向下进行。如遇窜浆或跑浆可间隔一孔或数孔灌注。注浆结束后,利用止浆阀保持孔内压力,直至浆液完全凝固。 5.4.7、注浆作业应符合下列要求: 1、浆液浓度、胶凝时间应符合设计要求,不得任意变更; 2、经常检查泵口及孔口注浆压力的变化,发现问题及时处理; 3、采用双液注浆时,应经常测试混合液的胶凝时间,发现与设计不符时立即调整; 4、单孔注浆结束条件:注浆压力达到设计
21、要求,浆液注入量已达到计算值的80%以上; 5、全段注浆结束条件:所有注浆孔均已符合单孔结束条件,无漏注情况。 5.4.8 、注浆后必须对注浆效果进行检查如未达到要求,应进行补孔注浆。 5.4.9 、注浆后至开挖前时间间隔应大于4h。 5.5、长管棚施工 5.5.1、管棚应按设计的管径、壁厚进行加工,管棚钢管标准段长度加工成6m一节,钢管间应采用丝扣连接,丝扣采用攻纹车床进行,管棚钢管注浆孔间距应按40cm梅花型布置,注浆孔直径应大于6mm。管棚钢管接头应错开。 5.5.2、套拱施工:套拱内模采用组合钢模,支撑采用钢管桁架,若衬砌台车已进场,内模采用衬砌台车;背模采用组合钢模,背模固定采用钢格
22、栅,背模一次关模高度不宜大于2m,背模随砼浇筑高度的上升逐步向上关模,直至套拱砼施工完毕。套拱砼采用地泵输送入仓。套拱施工应注意以下问题: 1、套拱地基承载力应满足设计要求; 2、套拱内预埋导向管空间定位应准确,导向管应与套拱内钢筋焊接牢固,以防砼浇筑时跑位; 3、套砼浇筑速度不宜过快,以防背模爆模。 5.5.3、长管棚钻孔采用地质钻进行成孔,长管棚成孔应注意以下问题: 1、若管棚穿越地层结构十分松散,容易造成塌孔,钻孔应采用套管跟进; 2、管棚钻孔方向应采用测斜仪和激光导向仪控制; 3、钻孔速度应根据管棚穿越地层的地质情况进行确定,当地层岩体较硬时钻进速度应减慢,当地层岩体较软时钻进速度应加
23、快; 4、若管棚穿越地层结构十分复杂,钻孔方向无法满足设计和施工规范要求时,可直接采用管棚钢管作为钻杆,将钻头安装在管棚钢管上直接钻进。 5.5.4、长管棚注浆方式、注浆作业要求请参见注浆小导管施工。 5.6、钢拱架施工 钢拱架根据采用的材料不同分为型钢拱架和格栅钢架两大类,钢拱架加工、安装施工方法如下: 5.6 1、型钢拱架在加工场内采用电动冷弯机按设计圆弧分节加工成型,分节长度为35m。 5.6 2、格栅钢架的主筋采用电动冷弯机加工成圆弧型,然后在模具上焊接将主筋、箍筋和连接筋焊接成格栅钢架。 5.6 3、钢拱架加工尺寸应考虑隧道预留沉降量,并根据隧道实测沉降量进行调整。 5.6.4、钢拱
24、架安装要求如下: 1、钢拱架在洞身开挖并初喷后立即进行,钢拱架与围岩应尽量靠近,只留3cm左右保护层,钢拱架与围岩间的空隙可采用楔型块按6080cm的间距塞紧。 2、钢拱架应架设在隧道横向竖直平面内,其垂直度允许误差为20,拱架上下、左右允许偏差为5cm; 3、钢拱架的拱脚应有1520cm的埋置深度,拱脚超挖时,应设置钢板进行调整,必要时可用砼加固基底,当拱脚处围岩承载力不够时,应向洞身外侧(围岩侧)加大拱脚接触面积; 4、钢拱架应尽可能多的与锚杆、导管和钢筋网等焊接在一起; 5、钢拱架与钢拱架间采用纵向连接筋连接; 6、在膨胀性围岩地段,钢拱架接头应采用可缩性结构,可缩性节点不宜过早喷射砼,
25、应在其收敛一定值后补喷砼。 5.7、结构防排水施工(复合式衬砌) 隧道结构防排水工作,应以排为主,按防、截、排、堵相结合的综合治理原则进行,结构防排水施工要点如下: 5.7.1、基面处理 1、清除初期支护表面的钢筋头等尖锐物,并用砂浆抹平; 2、对初期支护表面凹凸不平部位补喷,要求基面表面凹入部位的矢跨比小于1:6; 3、初期支护表面漏水严重部位钻孔,用管将水流沿初支面引入洞内边沟。 5.7.2、排水设施施工 1、暗沟、盲沟和引水管的设置根据隧道渗、漏情况进行; 2、在初期支护面上钻孔固定排水设施; 3、排水设施连接、固定应牢固,确保排水畅通。 5.7.3 、防水层铺设 1、防水层应在基面处理
26、完毕后,二次衬砌施作前进行; 2、防水层在拱部和边墙按环状铺设,接头用自行式热合机焊接,搭接宽度不小于10cm,焊缝宽度不小于2.5cm,为双缝焊; 3、用冲击钻在初支面上钻孔,塞入木条作为防水层固定点,固定点间距,拱部为5070cm,边墙为100120cm; 4、防水层用垫圈和绳扣吊挂在固定点上,固定点间防水板不得绷紧,保证灌注砼时板面与喷射砼面能密贴; 5、防水板与无纺布应密切叠合,整体铺挂; 6、停车带与正洞,横洞与正洞连接处的防水层应与正洞同时完成,其搭接处应平顺,不得有破损和折皱。 5.8、二次衬砌施工(复合衬砌) 5.8.1、一般地段二次衬砌的施作在围岩和初期支护变形基本稳定后进行
27、;洞口浅埋段二次衬砌施工应及时进行,不必在围岩变形稳定后进行。 5.8.2、二次衬砌施工应在隧道结构防排水施作完毕并检查合格后进行。 5.8.3、一般地段隧道二次衬砌分小边墙(电缆沟盖板以下部分)和拱部二衬砼两次灌注;在有仰拱地段,应先施作仰拱衬砌砼。 5.8.4、二次衬砌模板放样时,衬砌轮廓线扩大5cm,确保衬砌不侵入隧道建筑限界。 5.8.5、二次衬砌模板采用整体式衬砌台车,衬砌台车应具有足够的刚度,台车的面板厚度应大于8mm;对于特长隧道,台车的平移系统和升降系统宜采用全自动液压系统,其它可采用机械式,台车首排观察孔高度不得大于2m,台车长度可按912m制作。若隧道短于200m,二衬砌模
28、可采用简易台车。 5.8.6、二衬砼应在集中搅拌站搅制,砼的塌落度宜控制在1216cm。 5.8.7、二衬砼运输采用简易砼运输车,入仓采用地泵泵送。 5.8.8、二衬砼灌注应左右两侧对称交错进行,两侧砼浇注面高差不得大于150cm。 5.8.9、二衬砼采用分层灌筑,分层高度应根据搅拌能力、运输距离、洞内气温和振捣等因素确定。 5.8.10、二衬砼振捣采用插入式振捣器进行。 5.8.11、二衬砼养护采用喷洒养护剂法养护。 5.8.12、二衬时围岩变形已基本稳定地段,二衬砼强度达到2.5MPa时方可拆模;二衬时围岩变形未稳定地段,二衬砼强度达到10MPa时方可拆模。待添加的隐藏文字内容3 5.9、
29、特殊地质地段施工 隧道工程施工中特殊地质地段主要有洞口浅埋偏压地段及当隧道通过膨胀土层、软弱黄土层、断层破碎带、岩爆、流沙层、松散地层、溶洞、高地温和瓦斯地层时,特殊地质地段施工除了按照一般地段施工方法进行施作外,还应采用辅助方法施工。山岭隧道工程中常遇的洞口浅埋偏压、断层破碎带、岩爆地段和溶洞地段的辅助施工方法要求如下: 5.9.1、洞口浅埋偏压地段施工 洞口段往往具有埋深浅、偏压严重及围岩软弱的特点,是隧道工程施工的难点所在,洞口浅埋偏压地段施工要求如下: 1、隧道掘进在洞口排水系统完善及边仰坡防护加固后进行。 2、偏压严重的洞口地段,应采取措施消除洞身偏压,使洞身两侧的压力基本平衡。消除
30、洞身偏压可采用以下两种方法:一、在偏压下方设置重力式挡土墙,挡土墙与隧道间的空隙部位采用透水性材料回填进行反压,使洞身两侧的压力基本平衡fg、在偏压上方地层挖切,以减轻隧道洞身偏压力。 3、洞身开挖宜采用分部台阶法进行,围岩特别软弱地段,可以考虑采用单侧壁导坑法乃至双侧壁导坑法,洞口段施工严禁采用全断面法掘进。 4、洞身掘进宜采用人工配合风镐的方式进行,弧石应采用松动爆破进行分解,但应严格控制装药量。 5、宜采用超前锚杆、超前注浆小导管、长管棚、钢拱架和注浆加固围岩等辅助措施进行支护,对于掌子面自稳能力差地段宜采用注浆加固掌子面或采用喷射砼封闭掌子面。 6、加强洞内施工排水,防止因拱脚泡水降低
31、地基承载力。 7、采用台阶法施工时,下台阶开挖前宜在拱脚设置锁脚锚杆和钢托梁。 8、加强地表下沉、拱顶下沉和周边收敛等的量测工作。 5.9.2、断层破碎带施工 1、洞身开挖宜采用分部台阶法进行,围岩特别软弱地段,可以考虑采用单侧壁导坑法,断层破碎带施工严禁采用全断面法掘进。 2、对于风化严重,且裂隙内有大量填充物的断层破碎带,洞身掘进宜采用人工配合风镐的方式进行,其它的断层破碎带洞身掘进宜采用预裂爆破。 3、宜采用超前锚杆、超前注浆小导管、钢拱架和注浆加固围岩等辅助措施进行支护,对于掌子面为土层且富水地段宜采用注浆加固掌子面。 4、加强洞内施工排水,防止因拱脚泡水降低地基承载力。 5、采用台阶
32、法施工时,下台阶开挖前宜在拱脚设置锁脚锚杆和钢托梁。 6、加强拱顶下沉和周边收敛等量测工作。 5.9.3、岩爆地段施工 岩爆主要发生在埋藏较深的隧道工程,在高应力、脆性岩体中,由于施工爆破振动原岩,岩体受到破坏,使掌子面附近的岩体突然释放出潜能,产生脆性破坏。 1、采用声波探测,加强岩爆预报工作。 2、岩爆防治措施主要有二:一是强化围岩,强化围岩的主要措施有喷射砼、喷射钢钎维砼、锚喷网联合支护、钢拱架网喷联合,这些措施的出发点是给围岩一定的径向约束,使围岩的应力状态较快地从平面转向三维应力状态,以达到抑制岩爆发生的目的。二是弱化围岩,弱化围岩的主要措施是注水、超前预裂爆破、排孔法和切缝法,其目
33、的是改变岩石的物理力学性质,降低岩石的脆性和储存能量的能力,达到抑制岩爆的目的。 3、对于岩爆较弱地段,洞身开挖后采取在岩面上洒水消除岩爆。 4、对于岩爆较强地段,宜采用摩擦型锚杆,增大锚杆的初锚固力,采用喷射钢钎维砼抑制开挖面拱部的剥落,必要时采取挂钢筋网并设置钢支撑进行支护。 5.9.4、溶洞地段施工方案 溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主,间有潜蚀和机械坍馅作用而造成的沿水平方向延伸的通道。溶洞一般有死、活、干、湿、大、小几种。死、干、小的溶洞比较容易处理,而活、湿、大的溶洞处理方法较为复杂。 1、岩溶地段隧道处理溶洞可采用方法有“引、堵、越、绕”四种: 1)引,当遇到暗河或溶洞有水时,宜排不
34、宜堵。在查明水源流向及其与隧道位置的关系后,用暗管、涵洞、小桥等设施排泄水流或开凿泄水洞将水排出洞外。 2)堵,对已停止发育、跨径较小,无水的溶洞,可根据其与隧道相交的位置及其充填情况,采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭或加深边墙基础,加固隧道底部。 3)越,当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞,可加深该侧的边墙基础通过。 4)绕,在岩溶区施工,个别溶洞处理耗时且困难时,可采取迂回导坑绕过溶洞继续进行隧道前方施工,并同时处理溶洞,以节省时间,加快施工进度。绕行开挖时,应防止溶洞失稳。 2、溶洞地段隧道施工的注意事项: 1)当施工达到溶洞边缘,各工序应紧密衔接,支护和衬砌赶前。同时采用探孔或物探作超前预报,设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水等情况,据以确定施工处理方案及安全措施。 2)施工中注意检查溶洞顶部,及时处理危石。当溶洞较大且顶部破碎时,先喷射混凝土加固,再在靠近溶洞顶部附近打入锚杆,并应设置施工防护架或钢筋防护网。 3)、在溶蚀地段的爆破作业应尽量做到多打眼、打浅眼,并控制爆破药量以减少围岩的扰动。防止在一次爆破后溶洞内的填充物突然大量涌入隧道,或溶洞水突然袭击隧道造成突水事件。 4)、在溶洞充填体中掘进,如充填物松软,可采用超前支护施工。如充填物为松散的砾石、块石堆积、流塑状粘土或砂粘土等可于开挖前采用地表注浆、洞内注浆或地表洞内注浆相结