某隧道进口下穿既有线施工及防护方案.doc

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1、改建铁路襄渝线安康至梁家坝段增建二线XXX合同段某隧道进口下穿既有线施工及防护方案(YD1KXXXXXX)编制: 复核: 审核: 审批: 二七年七月二十日目 录一、工程概况1二、总体施工组织及方案2三、施工流程图5四、施工工艺5五、线路监控和变形量测22六、工期安排28七、安全保证措施29八、应急预案32九、需设备管理部门配合的有关事项37一、工程概况某隧道位于XX镇境内,起讫里程为YD1K440+250441+685,全长1435米,进口在YD1KXXXYD1K440XXX段下穿既有襄渝铁路,隧道中线与既有线夹角约为48,下穿段对应既有线中线里程为K456+312,该段既有线在曲线上,曲线半

2、径R=700m,既有线外轨超高95mm。隧道下穿段拱顶高程与既有线路肩高程差约10.3m。隧道通过地层主要为第四系坡、残积粉质粘土和洪积层膨胀土,下伏三叠中统雷口坡组盐溶角砾岩、白云石,土层和风化层较厚,隧道下穿 既有线段地质条件较差,为级围岩。隧道下穿既有线段围岩软弱且浅埋,自承能力差,同时受运营列车振动影响,造成洞身开挖后围岩的稳定性更差,为此必须采取较为稳妥的施工方法,确保隧道施工安全;隧道在既有线下穿过施工中,采取一定的预加固措施,严格控制地表沉降,确保既有铁路运营安全,确保既有线路运营安全。主要工程措施有:(1)在交叉段既有线K456+300+324段采用D24型施工便梁进行线路架空

3、防护。 (2)在隧道掘进YD1KXXX YD1K440+325段采用89钢花管长大管棚注浆预加固。(3)在YD1K440+325YD1K440XXX段采用42小导管超前注浆加固。(4)施工中加强对既有线的监控量测,既有线路架空后,该段既有线通过列车行车限速慢行60Km/h通过,并设置相应的警示标志和专职安全员及防护员全天候防护,以确保既有线行车安全。施工重难点:(1)D24型施工便梁架空线路作业(2)便梁钢筋砼桩基支座施工(3)超大管棚注浆加固,主要工程数量表,见表1.1。表1.1部 位工 程 项 目单位数量里 程便梁支座钢筋砼桩基根/m4/92K456+300324既有线架空施工便梁m/套2

4、4/1K456+300324既有线架空木枕根60K456+300324加强支护89大管棚 m900YD1KXXX 325加强支护42超前小导管m1820YD1KXXX330二、总体施工体施工组织及方案(一)总体施工方案经调查,既有襄渝线日通过列车平均约28对,隧道下穿既有铁路段地质条件差且覆盖层薄,为确保既有线运营及隧道施工安全,经比选,决定采用如下施工方案:1、对隧道下穿段上部的既有线路,采用人工挖孔桩作支点,D24施工便梁 ,整体架空加固既有铁路,一方面减小隧道施工对既有铁路的不利影响,另一方面减轻列车通过时产生的振动对隧道施工带来的危害。为减少挖孔桩对既有线路路基的影响,挖孔时采用对角线

5、开挖,10cm钢筋砼护壁。2、D24型施工便梁施工前和设备管理单位密切配合,对涉及既有线路的光电缆、接触网杆进行迁改。和工务部门协商,对既有无缝线路轨道应力放散。3、下穿既有线YD1KXXX+325段采用35米超大管棚超前支护,开挖后及时施作径向锚杆并辅以钢拱架加强支护,二次衬砌紧跟掌子面。隧道开挖掘进根据围岩岩性确定开挖工艺,下穿段尽可能采用人工配合机械开挖,不采用爆破开挖;如必须采用爆破施工时,要合理选择爆破参数、对爆破工艺进行设计并优化,并上报爆破开挖方案经上级单位批准后实施。4、隧道施工中加强监控测量,对隧道围岩收敛变形、下穿段地表沉降等进行严密监控,测点加密,量测频率加大,并根据量测

6、结果及时指导施工(详见P1428页)。5、施工平面布置:施工便梁架设地点,线路左、右侧为陡坡山地,既有线以半挖半填路基形式通过,受地形条件限制,无施工便道,根据工程需要,需从隧道进口修一条施工便道至便梁施工地点。并在既有线K456+270+250段左右各填出一块施工场地,用作钢筋加工和护壁砼拌合场地。见某隧道进口下穿既有线施工平面图2.1。6、施工顺序:在隧道掘进施工进入下穿既有线前,完成便梁支座钢筋砼桩基施工。当隧道施工到达下穿既有线起点,施工D24施工便梁,架空既有线路。隧道二衬通过下穿既有线段终点,拆除施工便梁恢复既有线路。(二)施工组织1、人员组成施工负责人: 技术负责人: 安 全 员

7、: 质 检 员: 驻站联络员: 工 班 长: 防 护 员: 2、各岗位职责(1)施工负责人: 对施工地段的行车、人身安全、施工质量具体负责。按施工组织文件、安全措施组织日常施工。具体负责施工队伍及有关单位签订安全协议。利用天窗点作业时应参加车站召开天窗协调会。(2)技术负责人: 具体负责编制施工组织文件及技术交底。按施工组织文件监督、指导施工中的安全方面的要求。解决施工中出现的技术难题。开工后每天至少有1次到现场检查。(3)安全员: 按施工组织文件监督、指导施工中安全方面的要求。指导工地安全监督员现场开展安全监督工作。必须参加开工安全教育,施工期间每日到现场检查不得少于2次。根据施工组织措施,

8、检查施工前各项准备、施工程序和负责人到位情况。检查施工防护落实情况,监控施工过程中的关键环节,抽查巡养工作落实情况,检查施工未交验地段的设备检查、整修情况,认真填写施工安全检查表。(4)质检员: 按施工组织、技术交底文件对施工中的质量要求进行监督、指导。指导工地质量监督员现场开展质量监督工作。(5)驻站联络员: 监守岗位,不准擅自离岗。与工地保持紧密联系,及时向工地负责人通知来车情况及其他紧急情况。(6)工班长: 组织工班人员进行安全教育、技术交底;对技工及民工进行安全思想教育,坚持技工持证上岗,民工记名培训的规定。按技术交底、安全措施组织日常施工。(7)防护员: 监守岗位,不准擅自离岗。上岗

9、时要认真执行防护制度,要集中精力,思想敏锐,处理问题要果断,要时刻倾听观察列车情况及时向工地负责人发出来车信号。三、施工流程施工大管棚仰拱及铺底架设便梁上导坑开挖下导坑开挖二次衬砌便梁拆除及线路恢复四、施工工艺(一)施工长大管棚根据设计要求,在隧道下穿既有线YD1KXXX+325段设一环长35米长大管棚注浆预加固,大管棚采用108 mm(含壁厚4.5mm),环向间距0.4m,每根管棚内设422的钢筋笼,每环15根,压注1:1水泥砂浆。管棚沿隧道开挖外缘一定距离打入,安装钢筋笼后,再往管内注浆以固结软弱围岩、充填钢管与孔壁之间的空隙,使管棚与围岩固结紧密,以提高钢管的强度。开挖后架设拱形钢架支撑

10、,形成牢固的棚状支护结构。 1. 管棚参数 (1)钢管布设在圆心角为150的隧道拱部; (2)钢管环向间距为40 cm; (3)管心与衬砌设计外廓线间距为40 cm; (4)倾角:仰角13(不包括路线纵坡); (5)钢管施工误差:径向不大于20 cm; (6)管棚长度为35 m,热轧无缝钢管 108 mm,壁厚4.5 mm,节长3 m、6 m; (7)孔口管为无缝钢管 127 mm,壁厚4.5 mm,节长2 m。2.工艺说明 管棚施工主要工序有施作管棚工作室、搭钻孔平台、安装钻机;钻孔;清孔、验孔;安装管棚钢管、安装钢筋笼、注浆。工序技术要求高,工艺复杂,现分别叙述如下。(1)施作管棚工作室

11、在YD1K440+285+290段设管棚工作室,该段初期支护抬高50cm,设计采用格栅钢架间距60cm每/榀作为套拱,弧形导坑上半段掌子面喷20cm混凝土作为管棚止浆墙,二次衬砌时管棚工作室扩挖部分用同级砼回填,套拱作为长管棚的导向墙,与管棚孔口管焊成整体,为进一步增强套拱和管棚孔口管的整体钢度,该段套拱内的格栅钢架用18工字钢架代替。 孔口管作为管棚的导向管,它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。用经纬仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置;用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角;用前后差距法设定孔口管的外插角。孔口管应牢固焊接在工字钢上,防止浇筑混凝土时产生位移。(2)搭钻孔

12、平台安装钻机 钻机平台用钢管脚手架搭设,搭设平台应一次性搭好,钻孔由两台钻机由高孔位向低孔位对称进行,可缩短移动钻机与搭设平台时间,便于钻机定位。 平台支撑要着实地,连接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。 钻机定位:钻机要求与已设定好的孔口管方向平行,必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法,反复调整,确保钻机钻杆轴线也孔口管轴线相吻合。(3)钻孔 为了便于安装钢管,钻头直径采用 115 mm。 岩质较好的可以一次成孔;钻进时产生坍孔、卡钻,需补注浆后再钻进。 钻机开钻时,可低速低压,待成孔10 m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。 钻

13、进过程中确保动力器,扶正器、合金钻头按同心圆钻进。 认真作好钻进过程的原始记录,及时对孔口岩屑进行地质判断、描述。作为开挖洞身的地质预探预报,作为指导洞身开挖的依据。(4)清孔验孔 用地质岩芯钻杆配合钻头( 115 mm) 来回进行扫孔,清除浮渣至孔底,确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。 用高压气从孔底向孔口清理钻渣。 用经纬仪、测斜仪等检测孔深,倾角,外插角。(5)安装管棚钢管 钢管应在专用的管床上加工好丝扣,棚管四周钻 8出浆孔(靠掌子面45 m的棚管不钻孔);管头焊成圆锥形,便于入孔。 棚管顶进采用大孔引导和棚管机钻进相结合的工艺,即先钻大于棚管直径的引导孔( 115 mm),然后可用1

14、0 t以上卷扬机配合滑轮组反压顶进;也可利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。 接长钢管应满足受力要求,相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%,相邻钢管接头至少错开1 m。(6)安装钢筋笼钢筋笼由422钢筋和固定环组成,一次加工成,整体插入管棚钢管内。(7)注浆 安装好有孔钢花管和管内钢筋笼后即对孔内注浆,注浆后再施工无孔钢管,无孔钢管可以作为检查管,检查注浆质量。 采用kby50/70液压注浆机将1:1水泥砂浆注入管棚钢管内,初压0.5 mpa1.0 mpa,终压2 mpa,持压15 min后停止注浆。注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍,若注浆量超限,未达到压力要求,应调整浆

15、液浓度继续注浆,直至符合注浆质量标准,确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填,方可终止注浆。 注浆结束后及时清除管内浆液,并用30号水泥砂浆充填,增强管棚的刚度和强度。3.质量控制(1)钻孔前,精确测定孔的平面位置、倾角、外插角。并对每个孔进行编号。(2)钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定,一般控制在11. 5,钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右,并控制在20 cm30 cm。(3)严格控制钻孔平面位置,管棚不得侵入隧道开挖线内,相邻的钢管不得相撞和立交。(4)经常量测孔的斜度,发现误差超限及时纠正,至终孔仍超限者应封孔,原位重钻。(5)掌握好开钻与正常钻进的压力和速度,

16、防止断杆。(6)在遇到松散的堆积层和破碎地质时,在钻进中可以考虑增加套管护壁,确保钻机顺利钻进和钢管顺利顶进。(二)架设便梁1、D型施工便梁的技术特性D型施工便采用下承板梁结构,按铁路“中-活载”和“建限-1”限界进行设计;梁部结构设计应力按车速60Km/h计算,活载冲击折减系数取0.545;D型施工便梁取消桥枕,把钢轨直接搁在横梁上,这样可以较大地降低轨底到横梁底的建筑高度,故D型施工便梁属于低高度便梁;曲线上使用便梁时,曲线外轨超高如100mm便梁利用支墩横向坡度以满足外股钢轨超高值;施工便梁采用箱型梁,横梁采用工字型断面,梁底设斜拉杆连接,结构稳定可靠;为了适应和调节轨底到箱底的高度,D

17、24型便梁把纵梁分成“高位”、“中位”、“低位”和“最低位”四档。所谓“高位”是指轨底至梁底高度最小。在曲线上便梁定位线按通常的平分中点布置。2、D型施工便梁的构件和主要尺寸D型施工便梁的型号按设计跨度分类有D12、D16、D20、D24共四种,最常用的是D16和D24。D型施工便梁为下承式板梁,由纵梁、横梁、牛脚、连接板、挡碴板、斜拉杆、横梁安装辅助定位角钢、钢轨扣件和各种连接零件组成,其主要尺寸见表4.1。D型施工便梁主要尺寸表 表4.1型号跨度(m)全长L(m)纵梁尺寸(mm)轨底至梁底高度H(m)横梁尺寸(mm)中心距B高度e宽度d中心距高度宽度长度D1212.0612.4044007

18、204200.2350.3856702102003960D1616.0816.4044009004200.4150.5656702102003960D2020.1020.48446012004800.2750.4250.5750.7256702122003960D2424.1224.50446013004800.3750.5250.6750.82567021220039603、施工便梁的选型D24型施工便梁曲线地段对单线R=400800m时,选H=825mm(最低位)对单线R=800900m时,选H=675mm(低位)。本工程既有线在K456+300324段在R=700的单线曲线上,故选H=8

19、25mm(最低位),即D24型施工便梁最底位档。4、施工便梁布置的计算底高度施工便梁的布设受铁路限界、既有线间距、曲线半径及超高等因素的影响。便梁布置见图4.1、4.2纵梁顶的高度HeHh 式中H纵梁顶到轨顶高度(mm); e纵梁高度(mm); H轨底至梁底高度(mm); h钢轨高度。从表4.1中查得D24型施工便梁最低位档e=1300 mm,H=825 mm,既有线K456+300+324段钢轨为P60无缝线路,故h=176 mm,由此得出H=1300 mm -825 mm-176 mm=299 mm。横向限界值A根据H=299 mm,从(建限-1)的“直线建筑接近限界图”中查得相应横向限界

20、值A=1725 mm。外轨超高h根据曲线半径R(m)、行车速度V(Km/h),求得外轨超高h(mm): h=11.8V2/R=11.8602/700=61 mm中点E根据曲线半径R(m)和D型施工便梁全长L(m),可计算得中点E(mm):E=1000R1000R2(L/2)21/2=100070010007002(24.5/2)21/2=354 mm曲线内、外侧加宽W内、W外根据曲线半径R(m),外轨超高h(mm)和H(mm)值,可求得曲线内、外侧加宽W内(mm)、 W外(mm)。 W内=40500/R+H/1500h=40500/700+299/150061=19 mm W外=44000/R

21、=44000/700=62 mm便梁定位线支墩纵梁中心线的距离b、c由A、E、d、W内、W外可得便梁定位线支墩纵梁中心线的距离b、c值, b=A+E/2+d/2+ W内=1725+354/2+480/2+19=2161 mm c=A+E/2+d/2+ W外=1725+354/2+480/2+62=2204 mm确定上述计算结果是否可付诸实施单线曲线地段应用应满足以下2个条件,则可按上述结果进行便梁布置。(1)曲线外轨超高h100 mm,取行车速度V=60Km/h,可得R11.8V2/100=425 (m),该既有线曲线半径为700m,故能满足要求。(2)计算所得的便梁定位线至两片纵梁中心距离之

22、合不能超出便梁本身尺寸限制。 即 b+c+50B式中 B两片纵梁的中心距离(mm)。 50便梁部件及施工误差(mm)。经计算:b+c+50=4415(mm)B=4460(mm),故能满足要求。结论:上述计算结果可付诸实施。(参考资料:城市地道桥顶进施工技术及工程实例(中国建筑工业出版社,2006年6月第1版)P40第七节:施工便梁加固线路)5、便梁支墩选型及检算根据某隧道进口设计地质情况,便梁支墩采用人工挖孔桩,挖孔桩直径选用1.6m(含护壁10cm),桩体采用C25钢筋砼,护壁采用C20砼,桩长的确定:根据隧道下穿段地质情况、隧道埋深,考虑到隧道开挖支护后土力剪切线等因素,决定采用保守型,即

23、桩基底部进入隧底标高下0.8m,桩长为23.0m(见图4.3)。采用桥宝生产的D24型施工便梁最底位档整体架空既有铁路,两片纵梁支撑在人工挖孔桩上,铁路所承受的载荷通过便梁托换至挖孔桩,力的传递过程为:列车荷载 钢轨 横梁 纵梁 挖孔桩支墩 地基。挖孔桩所承受的列车运营荷载见图4.4。作用在单根挖孔桩桩顶内力为 N = (522021+9216.516.5/ 2)/24 1/ 2 = 742.15 kN 单根挖孔桩的承载力为 P = 1/ 2 Ufl + m0A 式中U 桩身截面周长,U = 5.024 m; f 地层极限摩擦力,取17 kPa ; l 桩长,取23.0 m; m0 桩底承载力

24、折减系数,取0.7 ; A 桩身截面积,取2.0 m2; 桩底地基土容许承载力,取200kPa 。 则 P =1262.2kN N = 742.15kN根据计算,挖孔桩支墩的深度取23.0m、直径(含护壁) 取1.6m,完全能满足既有线运行时的荷载要求。(参考资料:路桥施工计算手册(人民交通出版社,2001年10月第1版)P394)6、支座挖孔桩施工(1)为保证土壁稳定,既有铁路两侧的4 根挖孔桩采用对角线开挖方法,待对角线两根桩孔浇灌完混凝土之后,再进行另一对角线的挖孔桩施工,开挖时采取短挖短护,每节护壁长不大于1.0m。遇软地层地时最大不超过50cm。(2)为充分保证既有铁路的运营安全,挖

25、孔桩开始施工前,在“天窗”点内将桩范围的砼轨枕外侧用6米长P60短轨垫起,以分散桩基位置轨枕因桩基开挖造成的侧应力。(3)C25钢筋砼桩基,桩长:23.0m。人工挖孔,护壁采用C20砼,由于施工条件限制,护壁砼采用现场就近人工拌制,砂石料人工扛背,就近拌制浇筑。钢筋笼分段加工,采用支架、电葫芦下孔,下井后井下焊接连接。桩基砼采用泵送至孔口,串筒灌注。钢筋笼下孔在“天窗”点内进行。7、D24型便梁架设前的准备工作 (1)在无缝线路区段预先配合工务部门作好应力放散工作。了解和核实线路现状,对既有线路的轨顶标高、轨型、曲线超高、加宽值、纵坡等进行核对,在曲线两头设中心桩,以便在恢复线路时核对。(2)

26、便梁架设位置、支墩面标高等方案已明确,现场放样已核对,施工顺序、安全要求已向作业人员技术交底。(3)提前一个月向铁路局申办慢行、封锁计划,按批准的计划实施。与工务部门签订好线路划界维护协议。(4)组织施工人员学习技规等有关规定,进行安全、技术交底。(5)向车站了解列车运行情况,以便掌握施工作业时间。(6)充分准备好劳动力、机具和材料,确定便梁进场的最佳卸车地点和日期,落实便梁运输方案。8、D型便梁架设便梁架设平面布置见图4.5(1)D24型便梁架设程序 区间卸梁、移梁及便梁安装施工,均纳入“天窗点”内进行。并在工务部门现场有人配合的情况下,方可进行施工。区间卸梁。封锁区间,在“天窗点”内,利用

27、轨道车运输至区间人工将施工便梁卸至线路一侧,并将一片便梁在点内过轨作业,移位至另一侧,便梁卸完后,对线路和现场检查,防止机具材料侵限。调整枕木间距。按670mm左右的间距调整好轨枕间距,在既有线钢轨上打标记,然后串动轨枕位置,留出横梁插入空位,并将多余的轨枕抽出,串动后枕木底应捣固串实,。 插入钢横梁。按钢轨标记插入钢横梁,并按线路中心两边对称找齐。采用定位角钢定位横梁,同时垫好橡胶垫,上好钢轨扣件。纵梁就位。便梁纵梁装在平板车上,由轨道车按线路封锁时间进入施工地点,正确定位。平板车前后轨道吊定位后,放下打紧马腿。采用抬吊的方法,分别把便梁的两片纵梁吊放到线路两侧的便梁支墩上。并安装连接板及牛

28、腿,此时钢轨扣件可以临时松开,待纵梁与横梁连接完毕后再固定钢轨扣件,轨枕可不抽出。 调整标高。便梁及轨道扣件全部安设完毕后,利用开车间隙时间调支墩垫木,使便梁全面受载加压,检查便梁线路,并把螺丝全面拧紧一遍。安装斜杆、所有联结系统、挡碴件。组装过程中,联结板及牛腿上的螺栓孔要上满螺栓,弹簧垫圈不得漏装。(2)D型便梁作业要求D型钢便梁采用轨道车运至现场,用卷扬机及千斤顶移至桩基支墩上。在两轨枕的空隙处装上钢横梁,上紧联结螺栓,随后立即捣固密实。为防止轨道短路,每次需在两股钢轨中的1股下面垫上大块绝缘橡胶板,再塞入1根横梁。塞入横梁时要对准主梁联结板并定位。横梁采用22U型螺栓与纵梁连接成为一整

29、体,同时上好扣件,垫好橡胶轨垫。将纵梁就位在设置好的桩基支墩上。纵梁底部采用板式橡胶加钢垫板作为支座,总厚度为70mm,支座采用螺栓固定于桩基支墩上。将便梁纵梁的标高及平面位置精确对位,拉对角线检查是否方正,以便于安装斜杆。便梁的施工严格按其使用说明书中的规定进行,不得随意减少其配件。轨道电路所用的绝缘垫板、扣板垫片、螺栓绝缘套、螺母绝缘垫圈等保持完好无损,不得随便取消或替代。成立线路、便梁养护维修小组,对其进行昼夜检查修整,确保线路质量。便梁的支墩要经常观测,发现下沉及时加垫。便梁的纵横梁连接时精确调整其相对位置,以便于螺栓的连接,安拆便梁作业中严禁对其螺栓及配件实施敲、砸等。牛腿及联结板上

30、全部螺栓应同时上紧,弹簧垫圈置于螺母及平垫圈之间。使用过程中要随时检查,上紧松动的螺栓。便梁上要尽可能避免钢轨接头,不能避免时,钢轨接头必须调整在横梁上。(三)隧道开挖隧道进口段开挖,在YD1K440+250290段采用短台阶,弱爆破;在下穿既有线段(YD1KXXX330)采用微台阶,控制爆破。采用锚、网、喷和拱架联合支护,施工中结合实际地质状况,严格按照设计和监测结果,加强支护,并做好施工过程控制,确保施工安全。隧道施工严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测、紧衬砌”的施工原则,及时施作初期支护,尽量减少围岩暴露时间,确保洞口施工安全。开挖在大管棚施工作完成后进行。

31、1、V级围岩钻爆设计及工艺,见图4.6、4.72、V级围岩施工工艺(1)锚杆施工钻孔采用凿岩台车打孔,钻孔保持顺直,锚杆孔位要求与设计孔位偏差不大于100mm,钻孔偏差不大于50mm。注浆砂浆锚杆砂浆配合比按试验确定。注浆前采用高压风清除孔内石屑,插入注浆管,当注浆管距孔底510cm时开始采用注浆机注入水泥砂浆,砂浆采用砂浆搅拌机拌和,并随浆液的注入缓慢拔出注浆管,注浆压力不大于0.5MPa。对拱部锚杆注浆,在注浆管拔出后,孔口用橡胶塞或棉纱堵塞,插入22钢筋后,钢筋周围空隙也必须堵塞,防止浆液流失,保证锚固质量。安设锚杆灌注砂浆后及时插入锚杆,插入长度不小于设计长度的95%。施工工艺流程见图

32、4.8。施工技术要点布孔钻孔冲洗孔眼注入浆液切断钢筋除锈制作锚杆插封锚杆安装垫板图4.8 砂浆锚杆施工工艺流程图锚杆孔位与孔深必须精确,符合设计及规范要求。杆体在使用前必须严格保管,防止遇水生锈,以保证锚杆质量。锚杆孔注浆压力,要达到设计要求(2)钢筋网施工钢筋网一般在系统锚杆施作之后安设,但如遇到围岩松散地层,拱部易坍塌或掉块,为了给作业人员提供防护,可先施作钢筋网(必要时亦可先架设格栅钢架),其网格为1515cm及2020cm方块形两种规格。钢筋网采用8钢筋事先加工制作成22m的方片,施工时运至工作面进焊接安装。钢筋网加工制作及安装时应注意:加工时要进行调直,除锈、去油污、确保钢筋质量要求

33、。铺设钢筋网前,先喷射5cm厚的C20砼形成钢筋保护层。钢筋网铺设时,应随砼初喷面起伏敷设,并与壁面接触紧密。钢筋网的节点与锚杆接头采用电焊的办法焊接牢固。(3)钢拱架施工按照设计要求,隧道进口下穿既有线段全环采用20钢架加强支护,钢架间距0.6米/榀,进口至下穿既有线段采用全环格栅钢架,间距0.8米/榀,均在加工厂地加工成单元拱架,在洞内现场进行拼接安装,各单元之间采用钢板螺栓联接,严格按照设计要求间距布设。安装时拱架基脚置于稳定的基岩上,必要时在基脚挖槽设置槽钢以增加基底承载力。拱架安装后根据情况及时施作锁脚锚杆,相邻两拱架间加设纵向连接钢筋,以增强其整体稳定性。钢拱架安装前先初喷3cm厚

34、的砼做为保护层,并按一定间距设置定位锚杆,并与拱架焊接牢固。钢拱架安装合格后,尽快喷射砼将拱架封闭密实。(4)湿喷砼施工本隧道进口喷射砼均为C20砼,喷层厚度YD1K440+250+290地段200mm,YD1KXXXXXX地段250mm,全断面支护。为了减少砼回弹量,降低粉尘浓度,改善洞内作业环境,喷射砼采用湿喷工艺施工。施工机械选用TK-961型湿喷机,并配备机械手,以提高工作效率,保证砼喷射质量,施工配合比由设计和现场试验选配确定。(5)超前小导管注浆预加固施工根据设计,在隧道进口至下穿既有线位置(YD1K440+250+290)段和YD1K440+325XXX拱部采用3.5m42超前小

35、导管注浆进行地层超前预加固。小导管注浆施工方法如下:在施工前,对掌子面及5.0m范围内的岩层喷射砼封闭以防漏浆。小导管施工小导管加工:小导管按设计长度进行切割,并将端头加工成锥形。尾部焊8圆钢环,从尾部50cm以外至楔端管体钻 10mm孔,梅花形布孔,间距15cm。施工测量放样,沿拱部开挖轮廓线外沿标记出导管孔位。用手持式风钻按标记孔位钻孔,根据围岩情况、导管长度、掘进进尺进行适当调整,外插角控制在810。纵向前后相邻两排小导管搭接的水平长度0.51m,完成钻孔后,将小导管打入。注浆采用kby50/70液压注浆机将1:1水泥砂浆注入管棚钢管内,初压0.5 mpa1.0 mpa,终压2 mpa,

36、持压15 min后停止注浆。注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍,若注浆量超限,未达到压力要求,应调整浆液浓度继续注浆,直至符合注浆质量标准,确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填,方可终止注浆。(四)仰拱及铺底1、为增取缩短便梁使用时间,仰拱要跟进下台阶,为二衬施工创造条件。2、仰拱紧跟衬砌浇筑完成。浇筑时应采用大样板,并由仰拱中心向两侧对称进行,与边墙衔接处应捣固密实。铺底时应清除虚碴杂物及排除积水,边沟及电缆槽待铺底砼完成后施工。3、砼灌注、养护及保护措施隧道下断面开挖及落底后即可分别进行仰拱砼的施工,砼在拌和站集中拌制,砼输送车运输, 插入式振动棒及平板式捣动器振捣密实,人工抹平。(五

37、)二次衬砌二次衬砌紧跟仰拱。采用6.0m长液压钢模自行式衬砌台车,配台车附着式振捣器,确保砼质量。衬砌施工前,对隧道的中线、标高、断面尺寸、净空以及衬砌材料的标准、规格要仔细核对和检查,必须符合图纸要求。衬砌浇筑砼前,将地基表面的积水、泥浆、岩屑、油污、有害的附着物和松散物、半松散或风化岩块等清除掉。砼衬砌前先割掉暴露的锚杆头,并采取喷砼补平的措施以使表面平顺,防止在浇筑砼时挤破防水板。铺设时要注意防水板接头处的搭接和焊接,衬砌的施工缝位置要与防水板的接头位置错开;在拱部和墙脚安装好软式透水管。在防排水设施做好之后经监理工程师检查同意后移动并固定衬砌台车,安装堵头板和橡胶止水带,经监理工程师检

38、查同意后再进行砼浇筑。砼采用拌和站拌和,运输采用JD500B型砼运输灌,HBT-60T型砼输送泵入模浇筑。衬砌台车下部砼采用人工通过衬砌台车自身的附着式振捣器进行振捣,内部均匀密实,外部光洁平整。所浇筑的砼达到拆模强度后拆模进行下一循环的衬砌。(六)便梁拆除、线路恢复待下穿既有线段隧道二衬施工完毕,达到设计强度后,向监理单位和设备管理部门提出验收申请,验收合格后,拆除加固设施,恢复线路:便梁拆除作业是在便梁范围钢轨下补充道碴(初步夯实)后,按照架梁作业顺序反向进行,其中支墩上的支座板在拆移纵梁时一并拆除。五、线路监控和变形量测1、线路便梁支墩监测采用便梁加固线路,便梁架设在支墩上,不管是何种结

39、构类型,也不类是时间长短,都直接影响线路安全。所以对线路便梁支墩的监测是确保行车安全不可缺少的一项工作。(1)监测目的保证便梁支墩结构稳定,无不正常下沉和偏移;保证便梁上线路轨距、方向、水平误差不超过规定值;保证列车按规定的慢行速度通过施工便梁线路。(2)监测项目支墩变形监测;线路轨道几何尺寸监测;慢行速度监测。(3)测点布置和埋设在支墩上埋设观测点在便梁的四个角各设一个观测点,埋设1620的钢钢筋头,外露不超过10mm,顶面用砂轮打磨去除棱角并刻上十字符。便梁线路的轨道上设检测点以便梁中心为基点,每隔5m设一个检测点。在便梁梁端外侧各50m,每10m设一个检测点。可在钢轨腰部做标记。慢行速度

40、监测点在便梁通车方向梁端前100m处设一个监测点。在钢轨腰部画一个标志即可。(4)监测频率支墩下沉量及位移每天一次;便梁线路轨道,刚开通时每趟列车通过都要监测,正常情况下23天/次;当列车超速严重时,组织慢行测速。由两人进行,在来车方向100m处发信号,测量到施工地点的时间,计算列车慢行速度;汛期、雨天、支墩不稳出现险情时增加监测频次。(5)监测项目的报警值单侧支墩下沉或水平位移超过2mm/d或总位移量超过20mm。便梁线路轨道几何尺寸容许偏差管理以V100km/h正线到发标准掌握,即轨距+8-4mm、水平6mm、高低6mm、轨向(直线)6mm、三角坑6mm。轨向偏差和高低为10m弦测量的最大

41、矢度值,检查三角坑时基长为6.25m,但延长18m的距离内无超过6mm以上的三角坑。必要时对便梁竖向弹性挠度不超过跨度1/400规定进行检测:用两木杆、总长度要超过便梁底到坑底高度50100cm.来车前一根木杆顶住便梁中跨中纵梁底板,另一根立于基底,两根中间垂直贴紧,来车后上杆随梁挠曲压下上杆、初始位置和过车压下位置即为便梁弹性挠度值,(D24弹性挠度值为60mm)。列车慢行限速为60km/h。经监测超过时向运输管理部门汇报。2、隧道开挖变形量测(一)量测项目根据隧道施工特点,监控量测分为必测项目和选测项目两大类,必测项目在隧道施工中必须进行量测,选测项目根据围岩状况、隧道埋深、施工方法等具体

42、情况选用。(二)围岩监控量测流程围岩监控量测流程图见图5.1。(三)测点布置和量测方法1净空收敛量测(1)测点布置:净空收敛量测断面间距根据围岩类别、埋置深度等具体情况,结合规范要求确定,V级围岩地段每10m设一个量测断面。每个断面设两条测量基线,其点位布设见图5.2。(2)量测方法净空变化测线在横断面上,以水平基线量测为主。斜基线量测作为辅助测试手段,量测方法按下列程序图5.2 周边位移量测布置图装设测点,测点可用自制专用接头钢筋埋入砼中,保证牢固,并在施工时保护,防止损坏。初始观测值量测:在测试点安装完成后,在最短时间内完成第一次测试;测试时,收敛仪与测点连接好,拧紧钢尺,压紧螺帽并记下钢

43、尺孔位读数,挂上重锤,记下百分表读数,然后将重锤提起复测3次,取其平均值作为初始观测值。图8.1 围岩监控量测流程图地质超前探测预报开挖开挖面岩性的判定初期支护初期支护状态观察埋入观测预埋件初读数拱顶下沉和净空收敛按设计频率量测数据整理和回归分析变形曲线出现反常加强支护围岩变形趋于稳定施作二次衬砌日常监测:隧道施工过程中,按规范要求的频率进行日常监测工作,及时收集围岩变形信息,指导隧道施工。2拱顶下沉量测拱顶下沉量测与净空收敛量测在同一断面内进行,测点一般设于拱顶中部,用水准仪测定其下沉量。当地质条件复杂、下沉量较大或存在较大偏差时,还可在拱腰和基底布设测点,作为辅助控制量测。拱顶下沉量测方法见图5.3。3地表下沉量测表5.1 量测项目及量测方法表量测类别项目名称方法及工具布 置量测间隔时间115d15d1个月13个月大于3个月必测项目地质及支护状况观察洞内岩性结构面,产状及支护裂缝观察或描述,地质罗盘。开挖及初期支护后进行量测频率周边位移收敛计每10一个断面,每断面23个观测点12次/天1次/2天12次/周13次/月拱顶下沉水准仪、水准尺每10一个断面12次/天1次/2天12次/周13次/月锚杆抗拔力锚杆拉拔器每10m一个断面,每断面三根锚杆选测项目地表下沉水准仪、水准尺每550m一个断面,每断面至少7个测点,每隧道至少2个断面,中线每520m一个测点

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