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施工 方案
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4.施 工 方 案 、技 术 措 施 、施 工 工 艺 及 施 工 方 法4.1.总 体 施 工 方 案4.1.1 总 体 施 工 方 案 的 原 则4.1.1.1.坚 持 采 用 先 进 的 配 套 机 械 、科 学 的 施 工 方 法 、合 理 的 工 序安 排 ,努 力 实 现 平 导 快 速 掘 进 的 原 则 。4.1.1.2.对 软 弱 围 岩 的 施 工 ,坚 持 “管 超 前 、严 注 浆 、短 进 尺 、强 支护 、勤 量 测 、速 反 馈 、控 变 形 ”的 原 则 。4.1.1.3.坚 持 努 力 提 高 软 弱 围 岩 段 施 工 机 械 化 程 度 的 原 则 ;本 标 段中 ,Ⅴ 、Ⅵ 级 围 岩 总 长 2525 米 (含 Ⅰ 线 ),提 高 软 弱 围 岩 段 的 进 度 ,将会 缩 短 整 个 工 程 的 施 工 工 期 。4.1.1.4.坚 持 网 络 信 息 化 管 理 、动 态 设 计 的 原 则 ,尤 其 在 不 良 地 质地 段 ,做 到 “超 前 预 报 预 知 、施 工 通 过 方 案 合 理 、出 现 灾 害 能 及 时 补 救 ”;实 现 安 全 生 产 、均 衡 生 产 ,从 而 达 到 平 导 快 速 掘 进 的 目 的 。4.1.1.5.坚 持 采 用 先 进 的 施 工 工 艺 、严 格 的 控 制 方 法 、完 善 的 质 量自 检 体 系 、科 学 丰 富 的 检 测 手 段 ,确 保 工 程 质 量 的 原 则 。4.1.2 总 体 施 工 程 序参 见 图 4-1 乌 鞘 岭 隧 道 总 体 施 工 程 序 图 。4.2.总 体 施 工 方 案 概 述4.2.1 开 挖Ⅵ 级 围 岩 洞 口 段 ,开 挖 前 先 进 行 Φ42 超 前 小 导 管 预 注 浆 ,F4、F5断 层 破 碎 带 Ⅵ 级 围 岩 段 ,开 挖 前 先 进 行 帷 幕 注 浆 。Ⅵ 级 围 岩 采 取 环 形开 挖 预 留 核 心 土 的 方 法 。采 用 KL-20 挖 掘 装 载 机 的 掘 进 头 进 行 机 械 开挖 ,控 制 每 循 环 进 尺 ,紧 跟 锚 、网 、喷 、工 字 钢 支 撑 支 护 。Ⅵ 级 围 岩 段 一次 开 挖 成 单 线 隧 道 断 面 ,并 及 时 进 行 钢 筋 砼 整 体 衬 砌 。Ⅴ 级 围 岩 开 挖 前 先 进 行 小 导 管 注 浆 ,门 架 式 凿 岩 台 车 钻 孔 ,弱 爆破 ,控 制 循 环 进 尺 ,超 短 台 阶 法 开 挖 。紧 跟 锚 、网 、喷 、格 栅 钢 架 支 护 。Ⅲ 、Ⅳ 级 围 岩 全 断 面 开 挖 ,门 架 式 凿 岩 台 车 钻 孔 ,采 用 水 压 爆 破工 法 ,光 面 爆 破 。紧 跟 喷 砼 支 护 。4.2.2 装 碴 运 输装 碴 采 用 KL-20 隧 道 挖 掘 装 载 机 装 碴 。有 轨 运 输 ,洞 内 铺 设43kg/m 轨 道 ,双 线 布 置 ,每 隔 200 米 设 一 组 渡 线 ,方 向 一 正 一 反 ;2×25吨 电 瓶 车 牵 引 ,20m3梭 式 矿 车 运 输 。4.2.3 锚 喷 支 护轨 行 式 ACL606 搅 拌 运 输 车 运 输 混 凝 土 ,诺 麦 特 湿 式 混 凝 土 喷 射机 械 手 湿 喷 混 凝 土 。采 用 锚 杆 台 车 施 工 锚 杆 。自 制 轨 行 式 作 业 台 架 , 人 工 铺 设 钢 筋 网 。钢 支 撑 在 洞 外 加 工 成 节 段 ,洞 内 人 工 安 装 。锚 喷 支 护的 作 业 流 程 为 :初 喷 混 凝 土 3~ 5cm 厚 安 装 锚 杆 挂 钢 筋 网 安 装 钢 支撑 复 喷 混 凝 土 至 设 计 厚4.2.3 施 工 通 风竖 井 贯 通 前 采 用 机 械 压 入 式 通 风 ,竖 井 贯 通 后 采 用 机 械 压 入 与 抽出 混 合 式 通 风 。4.2.4 施 工 排 水本 标 段 施 工 为 反 坡 ,采 用 机 械 排 水 ;每 840 米 左 右 在 横 通 道 内 设置 一 处 水 仓 ,在 掌 子 面 设 临 时 积 水 坑 ,潜 水 泵 抽 至 水 仓 ,再 由 水 仓 逐 级抽 排 至 洞 外 。4.2.5 平 导 扩 挖根 据 工 期 的 要 求 ,平 导 扩 挖 时 分 段 多 工 作 面 平 行 作 业 ,根 据 工 作面 的 安 排 ,采 用 门 架 式 凿 岩 台 车 或 自 制 钻 孔 台 架 钻 孔 ,光 面 爆 破 ,有 轨运 输 出 碴 ,及 时 进 行 支 护 。4.2.5 衬 砌4.2.5.1 铺 设 防 水 板利 用 自 制 多 功 能 轨 行 式 作 业 台 架 ,采 用 防 水 板 无 钉 铺 设 工 艺 ,热熔 焊 接 ,人 工 铺 设 防 水 板 。4.2.5.2 钢 筋 制 安钢 筋 混 凝 土 地 段 ,钢 筋 由 洞 外 钢 筋 加 工 厂 加 工 成 型 ,轨 行 式 运 输平 车 运 至 洞 内 工 作 地 点 ,洞 内 设 自 制 作 业 台 架 ,人 工 现 场 安 装 钢 筋 。4.2.5.2 衬 砌洞 外 设 混 凝 土 搅 拌 站 集 中 拌 制 混 凝 土 ,轨 行 式 混 凝 土 搅 拌 运 输 车运 输 混 凝 土 ,混 凝 土 输 送 泵 浇 筑 混 凝 土 。仰 拱 采 用 无 模 敞 开 浇 筑 ,自 制样 架 ,人 工 收 面 保 证 结 构 轮 廓 ;边 顶 拱 采 用 穿 行 式 液 压 钢 模 台 车 支 撑立 模 ,每 板 浇 筑 14 米 。施 工 中 保 证 仰 拱 先 行 ,仰 拱 与 边 顶 拱 的 施 工 平行 作 业 。4.2.6.机 械 化 快 速 施 工 配 套 方 案4.2.6.1.开 挖 作 业 线TH586 轨 行 门 架 式 凿 岩 台 车 钻 孔 +活 动 地 板 +KL-20 隧 道 挖 掘 装载 机 +SSD20 梭 式 矿 车 +JXK25 型 机 车4.2.6.2.锚 喷 支 护 作 业 线自 制 轨 行 式 多 功 能 作 业 台 架 +锚 杆 台 车 +诺 麦 特 湿 式 混 凝 土 喷 射机 械 手 (超 前 支 护 中 ,超 前 小 导 管 采 用 架 式 凿 岩 台 车 钻 孔 ;帷 幕 注 浆 采用 液 压 钻 孔 台 车 钻 孔 装 管 。)4.2.6.1.衬 砌 作 业 线SZS-100 砼 搅 拌 站 +ACL606 搅 拌 运 输 车 (轨 行 )+穿 行 式 衬 砌 台 车+HB60 输 送 泵4.3.竖 井 施 工 方 案竖 井 采 用 钻 爆 法 施 工 ,环 形 钻 架 钻 孔 ,光 面 爆 破 ,自 上 而 下 边 开挖 、边 支 护 ,利 用 卷 扬 机 提 升 吊 桶 出 碴 ;衬 砌 采 用 下 行 式 金 属 刃 脚 模 板 ,自 上 而 下 分 段 逆 向 浇 筑 ,混 凝 土 输 料 管 送 料 ,人 工 浇 筑 入 仓 。4.4.主 要 工 序 的 施 工 工 艺 、方 法 和 技 术 措 施乌稍岭隧道控制测量1、测量误差分配根据现行《新建铁路工程测量规范》规定,该隧道横向贯通误差限差为 500mm,高程 贯通误差限差为 50mm。由于贯通误差由洞外控制测量、进口段洞内控制测量、出口段洞内控制测量共同引起,按误差等影响分配原则,洞外、洞内控制测量误差的限差分别为:横向: ,取为 280mm;高程: ,取为m28350 m8.235028mm。取限差为两倍中误差,则洞外和洞内控制测量精度为:平面: ;高程: 。m14028m14282、洞外控制测量2.1、洞外平面控制测量拟采用 GPS 全球卫 星定位系统,布置如图一所示的边连接形狭长控制网。图 一布网时,将定测控制点 JD171 和 JD172 纳入 GPS 控制网中,使 GPS 控制网与隧道的设计位置联系起来。同时考虑在芨芨沟竖井处增设 GPS 控制点,以方便 竖井施工。在 JD171 右侧 5~6 米范围,增设控制点 D1,在隧道进口端适当位置增设 D2、D3、D4、D5四个与 JD171 和 D1 通视的控制点。JD171、D1、 D2、D3、D4、D5均设置强制归心装置,利用 JD171、D1 和 D2、D3、D4、D5 的 GPS测量结果作为洞内控制网的起算数据。施测时采用三台套双频 GPS 接收机按 B 等自由网施测。高程投影面选取隧道平均高程面,平面投影选取任意带高斯正形投影。为控制投影变形,GPS 网平差计算 时,首先在 WGS84 坐标系下做三维无约束平差,然后将控制点的 WGS84 三维坐标转换为高斯平面坐标。2.2、洞外高程控制测量拟采用高精度数字水准仪实施二等精密几何水准控制。3、洞内控制测量因洞内控制网随掘进长度的增加而不断向前延伸。为满足精度要求和尽量减少测量工作量,洞内平面控制拟采用主控网、基本网和施工导线三级控制;洞内高程控制拟采用高精度数字水准仪实施三等精密几何水准控制。3.1、洞内主控网布网:如图二所示,自 JD171 和 D1,向洞内布置边长约为1000m 的重叠狭长 菱形边角网。在菱形的重叠部分,施加长约 5m的高精度(±0.1~0.3mm)因瓦线尺测距边,作为固定值,对控制网施加额外约束,以提高精度。控制点布置在隧道两侧,以利保护点位,且测量时尽量不影响隧道内的交通。施测:施测时选用 6 套高精度 Leica 基座和 4 套 Leica 标准圆棱镜,利用 Leica TCA1800 或 Leica TCA2003 测地机器人,根据三联脚架法,利用测地机器人的 ATR 功能对目标实施全自动测量。每点观测四个方向和四条边长,方向按全园测回法观测。三联脚架法测量主控网的同时,用一根因瓦线尺测量联系短边。隧道掘进增加 1000 米,主控网向前推进一节。3.2、洞内基本网布网:如图三所示,自主控网点,向洞内布置边长为150~200m 的狭长菱形 导线网。基本控制网点沿隧道两侧和隧道中线布置,部分基本网点与主控网点重合,由主控网分段对基本网施加约束。施测:利用 2″级全站仪,根据三联脚架法测量。隧道掘进增加 150~200 米,基本网向前推进一节。3.3、洞内施工导线自基本控制网点,向洞内布置边长约为 50~80m 长的单支导线,控制洞内开挖和衬砌施工。洞内施工导线测量和洞内施工测量,均采用 Leica TCR750 无棱镜激光全站仪,以加快测量进度。4.4.1.开 挖 进 洞4.3.1.1.平 导 掘 进 进 洞 前 ,先 对 仰 坡 、边 坡 进 行 支 护 ,作 好 洞 顶 及 四周 的 截 排 水 辅 助 工 程 。4.3.1.2.进 洞 前 ,先 进 行 严 密 的 控 制 测 量 ,对 洞 口 进 行 精 确 放 样 ,确保 建 筑 物 位 置 的 准 确 。4.3.1.3.平 导 洞 口 位 于 第 四 系 的 冲 洪 积 层 ,且 洞 身 位 于 地 下 水 位 以下 ,开 挖 中 易 出 现 围 岩 失 稳 、突 然 涌 水 等 地 质 灾 害 ,所 以 ,进 洞 前 ,先进 行 超 前 小 导 管 支 护 。4.3.1.4.洞 口 的 进 洞 遵 循 “早 进 洞 、晚 出 洞 ”的 原 则 实 施 。参 见 图 4-2洞 口 施 工 程 序 框 图 。(三 )明 洞 施 工明 洞 施 工 在 不 影 响 洞 室 群 主 体 工 程 施 工 前 提 下 进 行 ,其 施 工 程 序如 图 4.1-3 明 洞 施 工 程 序 框 图 。1、基 础 开 挖测 量 放 样 ,人 工 配 合 挖 掘 机 开 挖 ,基 底 以 上 30cm 人 工 开 挖 。2、砼 施 工 :详 见 砼 施 工 章 节 。3、明 洞 附 属 工 程 施 工①砂 垫 层 施 工在 明 洞 两 侧 对 称 分 层 夯 填 。砂 垫 层 要 选 用 良 好 级 配 ,适 宜 的 含 水量 。②浆 砌 块 石 施 工浆 砌 块 石 要 选 用 无 风 化 、无 裂 隙 、无 杂 物 、抗 压 强 度 大 于 30Mpa的 干 净 石 料 ,按 配 合 比 拌 制 砂 浆 ,砌 筑 时 要 砂 浆 饱 满 ,尺 寸 准 确 ,外 面平 整 。③按 设 计 要 求 进 行 覆 土 绿 化 。4.4.2.超 前 小 导 管 支 护4.4.8.1.Φ42小导管预注浆施工工艺及施工方法4.4.8.1.1.乌鞘岭隧道进口浅埋段及洞身其余Ⅴ级围岩地段采用超前小导管预注浆措施。其施工工艺流程详见图 4.4.8.1.-1。① ① ① ① ①① ① ① ① ①① ① ① ①① ①① ① ① ① ①① ①① ①① ①① ① ① ① ①① ① ① ①① ① ①① ① ①① ① ①① ①① ①① ① ①① ① ①① ① ①① ①①①① ①是否是否① 4 . 4 . 8 . 1 . - 1 ① ① ① ① ① ① ① ① ① ①4.4.8.1.2.小导管预注浆施工主要技术参数导管施工设计参数:Φ42mm 钢管,L-4m,外插角 10°,环向间距 40cm,纵向排距 2.4m。钢管环向布置详见图 4.4.8.1.-2。注浆设计参数如下:浆液扩散半径 R=1.1m;注 浆终止压力 2MPa。注浆材料使用的浆材为水泥浆水玻璃浆液。水泥为 525 号普通硅酸盐水泥,水玻璃进场后调成 35Be’。水泥浆的水灰比为0.8∶1~1.5∶1;水泥浆于水玻璃的体积比宜为 1∶1~1∶0.3。超前小导管预支护施工示意图见图4.4.8.1.-3。 ①60cm①10①4.81-3①4.4.8.1.3.小导管预注浆施工机具配套如下表。施工机具配套选用原则:一、保证施工机具设备生产性能满足乌鞘岭隧道小导管预注浆支护施工的设计要求;二、保证施工生产中,机械设备性能满足小导管施工工艺、工序的质量要求;三、①4.81-2①29*40=16cm保证满足乌鞘岭隧道快速施工的要求;四、保证隧道工程施工生产安全的要求。为了保证小导管钻孔作业施工精度、保证快速施工、合理配置施工机械,充分发挥机械化配套施工的优越性,在钻孔施工工序,选择轨行门架式全液压凿岩台车,作为钻孔及顶进作业施工机具。选配注浆施工机具要求:拌浆设备要求能够满足注浆设计能力需要、强制搅拌、高速度、高稳定性、拌合用水的掺量能够准确的自动计量;注浆泵能够注入悬浊液和化学浆液、能够满足小导管注浆施工的设计能力要求、配有电子流量流速记录仪、可变速调节注入速度;输浆管具有快速施工接头,满足快速施工与维护的要求;混合器具有单向止浆能力,注双液浆时能够保证浆液混合均匀;孔口管要求能够快速拆卸与安装,保证施工中快速安装和拆卸;流量计要求能够计量流量、流速、并具备电脑记录打印功能。为了加快注浆进度,在小导管前安设分浆器,一次可注入 4根小导管。注浆施工的技术重点:一方面是设计是否符合实际施工要求;另外一方面既是注浆施工作业中的过程控制。所以一定要保证注浆施工现场的试验工作。其目的是控制影响注浆效果的各个因素保证在设计的范围之内。通过玻美度计现场检测水玻璃的配制是否满足设计要求;通过粘度计进行现场检测注浆浆液黏度是否满足设计要求;通过温度
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