Ⅴ级围岩段三台阶法施工方案.doc

新建京沪高速铁路隧道工程 Ⅴ级围岩段三台阶法 施工方案 编 制 ： 审 核 ： 批 准 ： 中国水电建设集团京沪高速铁路 土建工程三标段项目经理部 二00八年八月 Ⅴ级围岩段三台阶法施工方案 概述 由我工区承建的张夏隧道和西渴马二号隧道出口段，隧道洞身围岩为Ⅳ、Ⅴ级。原设计Ⅳ级围岩段采用台阶法、Ⅴ级围岩段采用双侧壁导坑法进行开挖，在施工的过程中发现两隧道Ⅴ级围岩段的地质条件较原设计好，但双侧壁导坑法施工存在工艺复杂、进度缓慢的弊端。根据2008年8月3日隧道施工研讨会的会议精神，我部拟对剩余的Ⅴ级围岩段部分采用台阶法开挖，并编制三台阶法施工方案。 工艺原理及特点 将隧道分成三部分开挖，施工时先开挖上台阶，待开挖到一定长度后再同时开挖中台阶及下台阶，形成上、中、下三台阶同时并进的施工方法。将隧道断面分上中下台阶开挖，爆破施工分三次进行，可以减小爆破对围岩的扰动，保护围岩，上台阶开挖后中下台阶的开挖创造临空面，降低炸药消耗，同时三台阶开挖可减小隧道开挖后的空间效应，初期支护能尽早施工，可充分发挥围岩的自稳、自承能力，获得安全的地下空间。 施工工艺 3.1开挖步骤 三台阶法开挖施工工艺流程如下图所示； 施工步骤如下图所示； 第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，开挖高度为5.5米；循环进尺根据设计钢架间距控制，但最大进尺不超过1.5m；开挖后立即初喷3～5cm厚混凝土；及时进行锚、网、喷系统支护；架设钢架，在钢架拱角以上 30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁角锚管，锁角锚管与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。 第2、3步，左右中台阶开挖：开挖高度为5.5米；开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过2m；左、右侧台阶错开4~5m；开挖后立即初喷3～5cm厚混凝土；及时进行锚、网、喷系统支护；接长钢架，在钢架拱角以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁角锚管，锁角锚管与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。 第3、4步，隧底开挖：开挖至设计仰拱标高；开挖循环进尺为3~4m；左、右侧台阶错开3~4m；开挖后及时施做仰拱初期支护，完成另个隧底开挖、支护循环后，及时施做仰拱，仰拱分段长度为6m。 3.2施工要点说明 （1）超前支护 施工上台阶开挖前，先进行超前支护，超前支护采用Ф108大管棚和Ф42注浆小导管。 小导管采用Φ42热轧钢管，每环根，环向间距0.4m，施工外插角°～°。导管长3.5m结构件在加工厂制作，前端做成尖锥形，除尾部30～50cm不布眼作为止浆段，其余均在管壁上每隔15cm交错钻眼，眼孔直径8mm，注浆工艺及钢花管结构见下图。 钢花管示意图 注浆材料采用水泥浆或水泥－水玻璃双浆液，水泥浆液水灰比1：1（重量比），水泥水玻璃体积比1：0.8，注浆压力0.4～0.6MPa。 钻孔注浆采用注浆施工，采用凿岩机钻孔，钻头采用Φ50大钻头将小导管插入钻孔内，外露cm，，与钢拱架共同组成支护体系。 长管棚采用Φ108热扎无缝钢管，每环根，外角°；注浆采用水泥浆液。长管棚施工工作面钻孔采用两台电动钻机，采用注浆泵灌注。 施工时运用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，保证钻孔方向准确。为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节钢管采用3m长钢管，编号为偶数的第一节钢管采用6m长钢管，以后每节均采用6m长钢管，避免钢管接头在同一断面。注浆压力达到设计终压并继续注浆10min以上方可结束注浆。施工程序见长管棚施工流程框图见下图。长管棚施工流程框图Φ108热扎无缝钢管中空注浆锚杆 中空注浆锚杆采用风钻钻孔，将锚杆用风钻顶入。 用TBW系列注浆泵压注水泥砂浆。上仰孔设止浆塞和排气管。 砂浆锚杆施工 锚杆材料的品种应符合设计要求，并应进行以下检验： 外观质量检验：杆体直径要均匀、一致，无严重锈蚀、弯折。 抗拉强度试验应满足工程要求。 加工后的锚杆的杆体尺寸应符合设计要求，车丝部分无偏心锚杆使用前，应在现场进行工艺、力学试验。 锚杆预先在洞外按设计要求加工制作，施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确。锚杆要除去油污、铁锈和杂质。用高压风清除孔内岩屑，用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，然后将加工好的杆体插入孔内，并将锚杆与钢筋网焊结为整体。上仰孔若采用注浆器压注锚固砂浆时应设止浆塞和排气管。待孔内砂浆终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验。 宜采用中砂，粒径不大于毫米，使用前应过筛；砂浆配合比为1：1～1：（重量比），水灰比宜为0.～0.。 砂浆锚杆施工工艺流程为：钻孔→清孔→注浆→插入杆体型钢钢架 工字钢架采用冷弯机冷弯加工，在洞外按设计加工成型。洞内安装在初喷砼之后进行，与定位筋焊接。 测量定位：按设计位置现场测量定位。首先测定出隧道中线，确定高程，然后再测定钢架的纵向位置；钢架平面必须与隧道中线