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隧道施工作业标准
2025-10-05 05:15:55 责编:小OO
文档
4 隧道施工作业标准

4.1 隧道开挖施工作业标准

4.1.1  作业制度

1.施工作业执行文件:施工项目部下发的有效设计图纸、技术交底文件、《隧道钻爆法开挖施工作业指导书》,《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》。

2.施工作业执行的强制性规范:《安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》,民用爆破管理条例等。

3.作业队制定的《**作业队施工职责分工及岗位责任制制度》。

4.1.2  适用范围

1.全断面开挖适用于铁路客运专线隧道的Ⅰ~Ⅱ级围岩地段,Ⅲ级围岩单线隧道、Ⅲ级围岩双线隧道采取了有效的预加固措施后,亦可采用全断面法开挖。

2.在Ⅲ~Ⅳ级围岩铁路客运单线、双线隧道施工时采用台阶法,Ⅴ级围岩隧道在采用了有效的措施(如超前预注浆加固围岩)后亦可采用台阶法开挖。

3.中隔壁法(CD法)开挖适用于单、双线隧道Ⅳ级或Ⅴ级围岩和不良地质及洞口工程的施工。

4.交叉中隔壁法(CRD)开挖适用于双线、三线隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩、浅埋隧道。

5.双侧壁导坑法开挖在Ⅴ级围岩深埋段、Ⅵ级围岩浅埋段和不良地质洞口工程的双线隧道可采用。

6.环形开挖预留核心土法开挖适用于单线Ⅴ、Ⅵ级围岩和双线Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩。

4.1.3  工艺流程

全断面法开挖施工流程见图4.1.3-1

台阶法开挖施工流程见图4.1.3-2

环形开挖预留核心土法工艺流程见图4.1.3-3

中隔壁法(CD法)工艺流程见图4.1.3-4

洞口段施工流程见图4.1.3-5

套拱施工流程见图4.1.3-6(b)

洞门施工工艺流程见图4.1.3-7

洞及缓冲结构工艺流程见图4.1.3-8

隧道洞身开挖作业施工流程见图4.1.3-9

4.1.4  施工要求

1.开挖总体要求

(1)客运专线铁路隧道应按照新奥法原理组织施工,同时应根据隧道通过地层的水文地质情况,考虑围岩变化时施工方法变更的适应性,避免因施工方法或技术措施不当造成施工延误。

(2)根据地质条件、断面开挖宽度的不同,客运专线铁路隧道施工可采用全断面法、台阶法、环形开挖预留核心土法、中隔壁法(CD法),交叉中隔壁法(CRD法)、双侧壁导坑法等方法,各施工方法的适应条件参见表4.1.4.

表4.1.4  客运专线隧道各类施工(开挖)方法一般地质适用条件一览表

开挖方法适应围岩级别及说明备注
全断面法1.单线隧道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩;

2.双线隧道Ⅰ、Ⅱ级围岩

台阶法1.单线Ⅲ级、Ⅳ级围岩;

2.双线Ⅲ级围岩

台阶长度应有利于施工操作和机械设备效率的发挥,同时应利于支护尽早封闭成环

环形开挖预留核心土法1.单线Ⅴ、Ⅵ级围岩;

2.双线Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩

为方便采用机械化作业,提高开挖进度,施工中应尽量减少开挖分部,采用大断面分部
中隔壁法(CD法)

单、双线隧道Ⅴ级围岩、浅埋隧道、三线隧道
交叉中隔壁法(CRD法)

双线、三线隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩、浅埋隧道
双侧壁导坑法1.单线Ⅴ、Ⅵ级围岩;

2.双线隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩

(3)特殊岩土和不良地质地段选择隧道施工方法时,应以安全及工程质量为前提,综合考虑隧道工程地质及水文地质条件、断面、尺寸、隧道埋深、施工机械设备、工期要求、经济和技术可行性等因素而确定。

(4)隧道施工地质条件变化时,应及时变更设计,调整施工方法,做好工序衔接,并采用相应的辅助施工措施,以保证施工安全。

(5)仰拱和填充应超前拱墙衬砌施工,并适度紧跟开挖工作面。

2.全断面法

(1)全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型,再施做衬砌,一般适用Ⅰ~Ⅲ级围岩。

(2)隧道采用全断面法施工时应符合下列规定:

①施工时应配备钻孔台车或台架及高效率装运机械设备,以尽量缩短循环时间,各道工序应尽可能平行交叉作业,提高施工进度。

②使用钻孔台车宜采用深孔钻爆,以提高开挖进尺。

③初期支护应严格按照设计及时操作。

④为控制超欠挖,提高爆破效果,有条件时可采用导洞超前的方法进行全断面开挖。

3.台阶法开挖

(1)台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖,其中上台阶超前一定距离后,上下台阶同时并进的施工方法。

                           台阶法横断面示意图             台阶法纵横断面示意图

图4.1.3-2  台阶法开挖施工流程

图4.1.3-2  台阶法开挖施工流程

   (2)隧道采用台阶法施工时应符合下列规定:

    ①根据围岩条件,合理确定台阶长度,一般应不超过1倍洞径,以确保开挖、支护质量及施工安全。

    ②台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定。

    ③上台阶施作钢架时,应采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施,控制围岩和初期支护变形。

    ④下台阶应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70﹪以上时开挖。当岩体不稳定时,应采用缩短进尺,必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖,并及时施做初期支护和仰拱。

    ⑤施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题,下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。

4.环形开挖预留核心土法

(1)环形开挖预留核心土法是在上部断面以弧形导坑领先,其次开挖下半部两侧,再开挖中部核心土的方法。可适用于Ⅴ~Ⅵ级围岩的双线隧道。

图4.1.3-3  环形开挖预留核心土法工艺流程

(2)采用环形开挖预留核心土法施工时应符合下列规定:

①环形开挖每循环长度宜为0.5~1m。

②开挖后应及时施作喷锚支护、安装钢架支撑或格栅支撑,每两榀钢架之间应采用钢筋连接,并应加锁脚锚杆,全断面初期支护完成距拱部开挖面不宜超过30m

③预留核心土面积的大小应满足开挖面稳定的要求。

④当围岩地质条件差,自稳时间较短时,开挖前应在拱部设计开挖轮廓线以外,进行超前支护。

⑤上部弧形,左、右侧墙部,中部核心土开挖各错开3~5m进行平行作业。

5.中隔壁法(CD法)

(1)中隔壁法(CD法)是将隧道分为左右两大部分进行开挖,先在隧道一侧采用二台阶或三台阶自上而下分层开挖,待该侧初期支护结构基本稳定且喷射混凝土达到设计强度70%以上时再分层开挖隧道的另一侧,其分部次数及支护形式与开挖的一侧相同。

图4.1.3-4  中隔壁法(CD法)工艺流程

   (2)采用中隔壁法施工时应符合下列规定:

   ①各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺,减小应力集中。

   ②各部的底部高程应与钢架接头处一致。

   ③每一部的开挖高度应根据地质情况及隧道断面大小而定。

   ④后一侧开挖形成全断面时,应及时完成全断面初期支护闭合。

   ⑤左、右两侧洞体施工时,纵向间距应拉开不大于15m的距离。

   ⑥中隔壁宜设置为弧形。

   ⑦在灌注二次衬砌前,应逐段拆除中隔壁临时支护,拆除时应加强量测,一次拆除长度一般不宜超过15m。

   6.洞口段开挖施工

   (1)一般规定

①隧道洞口地段一般地质条件差,且地表水汇集,施工难度较大,施工时要结合洞外场地和相邻工程的情况、全面考虑、妥善安排及早施工,为隧道洞身施工创造条件。

②隧道洞口应按照“早进晚出”的原则优化方案。

③洞门在施工前按设计要求并结合地形条件作好截、排水沟和施工场地、便道的规划,应尽量减少对原坡面的破坏和对周围环境的影响,开挖后的坡面应达到稳定、平整、美观的要求。

④洞口工程施工前,应进行工艺设计,对施工的各工序进行必要的力学分析,以确定隧道洞口边仰坡土石方开挖及防护、防排水工程,隧道门及洞口段衬砌、背后回填的施工方法、施工顺序。

⑤隧道洞口和洞口段施工时要制定完善的进洞方案,洞门端墙处的土石方,应视地层稳定程度、施工季节和隧道施工方法等选择合理的施工方法。

⑥边、仰坡地质条件不良时,开挖前根据设计需要采取预加固措施,如采用抗滑桩、钢管桩、地表注浆等方法对洞口地表进行加固处理。

⑦浅埋段和洞口加强段的开挖施工,根据设计还可采用地面锚杆、管棚、超前小导管、注浆等辅助措施。

⑧洞口工程施工前,专业工程师应向施工员、技术人员进行技术交底,应确认人员、设备、材料、料具、作业环境满足本工序正常作业的要求,并对进场材料进行检验、试验,选定混凝土、砂浆配合比。

⑨洞口施工宜避开降雨期和融雪期。在严寒地区施工,应按冬期施工的有关规定办理。

(2)工序流程

隧道洞口段工程一般包括隧道洞口边、仰坡的土石方开挖、防护、端墙、翼墙等洞门圬工;洞口排水系统;洞口检查设备安装、洞口加强段及洞门工程。

(3)洞口开挖

①洞口段开挖方法的确定取决于工程地质、水文地质和地形条件、隧道自身构造特点、施工机具设备情况、洞外相邻建筑的影响等诸多因素。施工中应根据实际,综合选定洞口段开挖进洞方案。

a.洞口段地层条件良好,洞口段围岩为Ⅲ~Ⅳ级以上,宜采用正台阶法进洞(台阶长度以1.5倍洞径为宜),其爆破进尺控制在1.5~2.5m,并严格按照设计及时做好支护。

b.洞口段围岩为Ⅴ级及以下时,可采用环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)等分部开挖法进洞,开挖前应按设计对围岩进行预加固。

c.对于浅埋和偏压隧道,应采用地表预加固和围岩超前支护方法,做到“现护后挖”。

②当地层条件差,可采用套拱法施工进洞时,套拱施工示意见图4.1.3-5。

③套拱施工各项作业应参照以下要求进行:

a.开挖

根据测量组放线,对拱架安设要求部位进行掏槽开挖,土槽宽(纵向方向)与初期支护厚度相同。土槽开挖采用人工开挖风镐辅助的方式进行。土槽挖好后,要求内表面成型好,无超挖和欠挖,以保证初期支护的厚度。

清除套拱段上断面土方,在套拱结束段留中1.0m×宽5.0m的核心土体以抵抗掌子面前的土体压力。在掏槽过程中注意不可损坏注浆管,以便立拱架时将拱架与注浆管相焊接。

b.拱架的加工、架设

套拱段拱架宜采用Ⅰ16工字钢,为确保套拱段的初期支护净空尺寸、防止因拱顶下沉及侧墙收敛而侵入净空,拱架尺寸在原设计拱架的基础上外放20cm。其具体加工要求及安设工艺详见施工工艺及技术要求。在加工及架设拱架过程中要注意以下几点:

1在拱架假设前,将拱架脚部铺垫5cm厚的砂浆找平层,并在砂浆上铺设5cm厚方木板,以防拱架下沉。在铺设木板时要注意对拱架标高的控制。

2第一榀拱架要镶嵌于事先挖好的土槽中,并与注浆小导管焊接。在安设时不能随意切割拱架及钢管,并将各连接螺栓上齐、拧紧,不得用小型号的螺栓替代。

3套拱段拱架安设时要保证中线、法线的准确,其安设误差在允许误差范围之内,保证其不偏、不斜、不前仰、不后仰,并对上断面脚部按设计抬高5cm。

4上断面拱架架设完成以后,在拱架中焊接ø22钢筋作为纵向连接筋。纵向连接筋环向间距1.0m,要在第一榀预留30cm在未开挖土体中,以于下一榀拱架纵向连接筋相连接。在焊接纵向连接筋的同时挂双层钢筋网,钢筋网采用ø8钢筋,网格间距200×200mm,挂设时两片钢筋网搭接不得小于200mm。

5套拱拱架假设完成以后,在拱脚部位焊接6根纵向连接筋,并在每两榀拱架之间焊接抗剪钢筋以形成一水平防尘梁。

图4.1.3-6(b)  套拱施工流程图

c.立模、喷射上半断面混凝土

立模,套拱内模板可采用1cm的木板吊在套拱内侧。

喷射混凝土按设计要求宜采用湿喷,喷射时要从下向上分层进行,每层喷射厚度为3~5cm。注意在喷射时两侧对称同步进行,防止因高差过大造成拱架位移。

d.套拱护顶开挖

在套拱上断面混凝土浇筑完成以后,进行洞内上断面开挖支护。上断面开挖支护按照设计围岩支护进行,在上断面开挖3~5m后开始进行下台阶的开挖支护。

e.套拱段下台阶开挖支护

套拱段下台阶开挖支护宜采用偏槽法进行,先沿隧道线路中线开挖左下侧土方仰拱土体,开挖循环为0.8m,土体预留边坡坡度宜为1:0.5,以保证土体稳定。在左下侧边墙土方开挖和仰拱完成后,边墙素喷4cm混凝土,立边墙拱架并打设锚杆、锁脚锚杆挂网分层喷射混凝土至设计厚度,仰拱直接喷射混凝土至设计厚度。最后开挖下断面右侧土石方,施工方法与左侧相同。在下断面施工过程中,上断面继续开挖,始终保证上下台阶的长度为3~5m。

(4)洞门施工

图4.1.3-7  洞门施工工艺流程

①洞门施工应按有关规定,并符合以下要求:

a.土质地基应整平夯实,土层松软时,应核实地基承载力。

b.基础处的渣体杂物、风化软层和积水应清除干净。

c.洞门衬砌拱墙应与洞内相联的拱墙同时施工,连成整体。如系长明洞,则应按设计要求采取加强连接措施,确保与已成的拱墙连接良好。

d.端墙施工放样时,应保证位置准确和墙面坡度平顺。

e.灌注混凝土应保证模板不移动。

f.洞门端墙的砌筑与墙背回填应两侧同时进行,防止对衬砌边墙产生偏压。

g.洞门衬砌完成后,及时加固洞门上方仰坡脚;当边(仰)坡地层松软、破碎时,应采取坡面防护措施。

h.洞门的排水沟衬砌在填土上时,填土必须夯实。

②隧道洞口衬砌应采用模板台车或衬砌台架一次性整体灌注。

③洞口段拱墙衬砌模板执行洞内二次衬砌标准,洞口端墙、翼墙混凝土模板应选用大块整体钢模,模板表面平整度、错台符合验标的要求;支(拱)架及脚手架的采用和检算应进行论证、审查。

④为保证洞门美观,应确保测量放线精确。施工前应做好大样板并挂线,以使墙体棱角分明,坡度顺直符合设计。端墙混凝土应一次灌注。

⑤回填应在洞门施工完毕且混凝土强度达设计强度后进行,两侧先回填浆砌片石,然后回填碎石土,从下至上,按设计对称分层进行。回填土采用手扶压路机及蛙式打夯机分层夯实。最后回填50cm厚黏土隔水层。施工过程中确保防水层不被破坏。当回填完成后,及时进行洞口及洞顶的绿化及防护工作,避免雨水冲刷。

(5)明洞及缓冲结构

①明洞施工方法的选择,应根据地形、地质条件、明洞类型等因素确定。

②明洞施工应按设计要求,对地层进行预加固,然后分层开挖和支护,边、仰坡分层施做锚喷支护、格构网、植草等方法保持其稳定。

③明洞侧壁基础应设在稳固的地基上,基础埋设宽度和深度应符合设计要求;当两侧侧壁地基松软或软硬不均匀时,应采取措施加以处理,采用挖井或拉槽施工时,要加强支护,随挖随支。

图4.1.3-8  明洞及缓冲结构工艺流程

④明洞结构施工中,混凝土浇筑前应复核中线、高程和模板的外轮廓尺寸(考虑预留沉降),确保衬砌不侵入设计轮廓线。明洞墙、拱混凝土应整体浇筑。当拱圈混凝土强度达到混凝土设计强度等级的100%时,且拱顶回填土高度达到0.7m时,方可拆除明洞拱架。

⑤拱形明洞基础的施工应满足以下要求:

a.明洞边墙基础必须置于稳定的基础上(施工要求同洞门端墙基础)。

b.遇有地下水时,须将地下水引离边墙基础。

c.明洞大边墙基底,垂直线路方向宜挖成不大于10%的向内的斜坡。如基底松软,可用桩基或加固地层等方法处理,以提高基底的抗滑力和承载力。

d.边墙基础挖到设计标高后,应核对地基承载力是否与设计要求相符。

⑥明洞的基础采用沉井施工时其施工要求应与桥梁墩台沉井施工相同。

⑦明洞衬砌宜采用模板台车施工,当采用组合模板施工时应满足以下要求:

a.混凝土和圬工施工

a)砌筑前要复测中线、高程,边墙、拱墙放样立模时应预留施工误差,以保证衬砌不侵入建筑限界。

b)明洞拱圈按断面要求制作定型挡头板和外模,随着灌注逐步向上安设。为使外模不因捣固及混凝土挤压而移动变形,除临时支顶外,应将外模板拉紧固定。

b.沉降缝施工

沉降缝应随灌随做,待混凝土拆模后,再按接缝防水层处理施工。若有渗漏水现象,可在衬砌内侧锉成V型槽,槽内塞以沥青麻筋,并以沥青砂浆勾缝。

⑧明洞外模拆除后应及时施作防水层及排水盲管,且应和隧道的排水侧沟、中心水沟及洞顶的截排水设施统筹考虑,墙后的排水设施应与填土同时完成,并保证出水口畅通。

⑨.明洞回填应在明洞外防水层施作完成且混凝土强度达到设计强度后进行。侧墙回填应两侧对称进行。土质地层,应将墙背坡面挖成台阶状,用片石分层码砌,缝隙用碎石填塞密实。拱部回填应两侧分层夯实,每层厚度不大于0.3m,两侧回填土面的高差不得大于0.5m。回填与拱顶齐平后,在分层满铺填筑至设计高程。采用机械回填时,应在人工夯填超过拱顶1.0m以上后进行。拱顶需做黏土隔水层时,隔水层应与边仰坡搭界平顺、封闭紧密,防止地表水下渗。

⑩.洞口缓冲结构应按设计,结合现场实际条件进行施工,其施工流程可参见明洞施工流程。

11.缓冲结构基坑应与洞门端墙基础同时开挖,并做好临时支护和排水,应保持边坡稳定和不扰动墙趾处的持力层,基底不得受到雨水浸泡。

12.当缓冲结构的基础位于软弱岩层上时,应采取相应的地层加固措施。

13.缓冲结构施工并配备经验丰富的模板工班,做到定位准确,曲面圆顺,接缝严密,线条美观,钢筋混凝土宜整体浇筑,灌注12h内应开始进行保湿养护(气温低于+5℃时,不得洒水养护),结构尺寸和预留孔应符合设计要求。

14.缓冲结构的施工质量受气候影响大,当工地昼夜平均气温连续3d低于+5℃或最低气温低于-3℃时,应采取冬季施工措施;当工地昼夜平均气温高于+30℃时,应采取夏季施工措施。

7.超前支护作业标准

(1)一般规定

①隧道施工前应根据设计提供的工程及水文地质资料,结合现场实际情况,对隧道自稳时间小于完成支护所需时间的地段,制定超前支护方案,进行超前支护。

②超前支护根据设计可选择超前锚杆、小导管超前注浆、超前管棚支护、小导管周边注浆、超前预注浆(全断面注浆或周边帷幕注浆)等一种或多种手段对围岩进行加固处理。

③超前支护施工前,应选择合格的材料供应方,对进场的原材料进行检验、试验并选定配合比,选择满足施工要求的各项资源配置,并同时进行试运行确认其有效性,确定改善作业环境的措施及人员防护方案。

④超前支护施工后,应清理场地和设备料具,为下一工序创造条件,并分析检测不满足要求的项目及产生原因,并制定整改措施,确保超前支护质量满足进行隧道开挖的要求。

(2)超前注浆

①目前常用的注浆方式主要有全断面封闭注浆、周边半封闭帷幕注浆、小导管注浆、围截注浆、劈裂注浆、充填注浆、径向注浆等几种,施工时应根据注浆的目的和工程地质条件等因素综合选择,选用时可参考以下原则:

对于无自然排水条件的山岭隧道,遇岩石缝或断层破碎带时,可采用以全断面封闭注浆为主,围截注浆法为辅的注浆方式。

对于岩石裂隙破碎带,可采用周边半封闭预注浆为主,辅以充填注浆和径向围岩注浆的方式进行堵水和加固。

对于均质松散的黏性土及断层泥地带,运用劈裂注浆法加固围岩,封堵漏水并辅以充填注浆进行处理。

对于断面较小的单线隧道松散岩层和断层破碎带,可用小导管注浆,同时在衬砌砌背后充填注浆。

对于塌方体的处理,采用小导管超前预注浆的方式进行。

对于大裂隙,溶洞、溶裂集中涌水,可采用围截注浆法堵水。

对于松软和破碎岩体,支护后围岩仍处于急剧变形状态,量测值未收敛趋势,可采用充填注浆或径向围岩固结注浆。

当隧道埋深在20m以内时,可采用地表注浆;当隧道埋深超过20m时,则应采用开挖工作面预注浆。

②注浆施工前,除根据注浆工艺要求配备应有的机具设备外,还应视工作条件,做好注浆站的选址与布置,进行试泵与注水试验,安装注浆管路和止浆塞、止浆岩盘,然后制浆压注。

a.注浆站的选址与布置

注浆站应尽量靠近工作面,泵站布置不仅要考虑紧凑、操作方便,并应加强通风防尘。若在隧道内进行,场地狭窄,应采用移动式的注浆站。

b.安装注浆管和止浆塞

钻孔完毕,应进行检查,在确认没有坍孔和钻头石的情况下,方可下管。

c.压水试验

注浆前应进行压水试验,以测定岩层的吸水性,核实岩层的渗透性,为注浆时选取泵量、泵压及浆液配方等提供参考依据,同时冲洗钻孔,检查止浆塞效果和注浆管理是否有跑、漏水现象。

③注浆材料及浆液配比应根据工程地质、水文地质条件、注浆目的、注浆工艺、设备和成本等因素选择和调整,并满足以下要求。

a.注浆材料应来源广、价格适宜,形成的浆液具有良好的流动性、可灌性、凝胶时间可根据需要调节、固化时收缩小,浆液与围岩、混凝土、砂土等粘结力强,固结体具有高度强和良好的抗渗性、稳定性、耐久性,注浆材料和固结体无毒、无污染、对人体无害,要求的注浆工艺及设备简单、操作安全方便。

b.一般情况下应采用强度等级不低于32.5R的水泥系浆材,不宜采用化学浆材。

c.在淤泥质、粉质黏性土、全风化、中强风化及断层破碎带富水和动水条件下采用普通水泥——水玻璃双液浆。

④注浆设备的选取应满足以下要求:

a.钻机可选用回转式、冲击式钻机及凿岩机等,注浆孔径一般为ø70~130mm,钻孔机具应满足注浆段长的要求。

b.在灌注水泥浆时,宜采用单液注浆泵或泥浆泵。灌注砂浆时则采用专用砂浆泵。在灌注双液浆时应采用双液注浆泵,注浆泵的最大压力应达到设计压力的1.5~2.0倍。

c.注浆管根据设计要求选用相应规格的钢管加工或选用袖阀管、TSS管。

d.注浆前检查注浆材料数量能否满足连续注浆要求,如不能保证连续注浆要求,则要等补足数量或有运输保障供应的情况下才能注浆。

⑤注浆钻孔作业应满足以下要求:

a.钻孔

a)钻孔注浆顺序宜先钻内圈孔后外圈孔,先无水孔后有水孔。

b)钻孔前要按照设计将钻机就位,计算出各钻孔在工作面上的坐标,标识出注浆孔的准确位置,开孔前保持钻机前端中点与掌子面钻孔位于同一轴线上,固定钻机,保证钻杆中心线与设计注浆孔中心线相吻合,钻机安装应平整稳固,在钻孔过程中也应检查校正钻杆方向。超前注浆孔的孔底偏差应不大于孔深的1/40孔深,注浆孔和检查孔的孔底偏差应不大于孔深的1/80孔深,其他钻孔的孔底偏差应小于1/60孔深或符合设计规定。

b.记录

钻孔2m后安装孔口管或注浆管,兼测量水压力及涌水量,并按表格填写记录,主要内容有按孔号、进尺、起始时间、岩石裂隙发育情况、出现涌水位置、涌水量、涌水压力等。

图4.1.3-9  洞口大管棚施工流程图

(3)管棚

①管棚是利用钢拱架,沿着开挖轮廓线,以较小的外插角,向开挖面前方打入钢管或钢插板,形成对开挖面前方围岩的顶支护,管棚一般由钢管和钢架组成,并辅助锚杆和喷射混凝土。长度根据地质、机械设备及施工条件确定,长度一般为10~40m,如需设置管棚段落过长,可分组设置。

②管棚适用用于极破碎岩体如洞口堆积体、坍方体、砂土质地层、强膨胀性地层、裂隙发育岩体、断层破碎带等不良地质的施工。根据使用范围,可分为洞口大管棚和洞内大管棚两种。

③洞口大管棚其施工流程参见图4.1.3-9。

④洞口大管棚施工各项作业应参照以下要求进行:

a.应先标出隧道中心线及拱顶标高,拉槽开挖预留核心土,作为施工套拱和管棚施钻的工作平台,工作平台宽度2.5m,高度2.0m,平台两侧宽度1.5m。

b.管棚应按设计位置施工,能成孔时,钻孔至设计深度,成孔困难地段应采用套管跟进方式顶入。注浆后可在管棚内取样检查。

c.钻机立轴方向必须准确控制,以保证孔口的孔向正确,钻进中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度,发现偏斜超过设计要求,及时纠正。

d.为改善管棚受力条件,接头应错开,编号为奇数的第一节管采用3m钢管,编号为偶数的第一节管采用6m钢管,以后每节均采用6m长钢管隧道纵向同一截面内接头数不大于50%,相邻钢管的接头至少错开1m。

e.钢管接头宜采用丝扣连接,丝扣一般长15cm。

f.钢管应采用热扎无缝钢管,壁厚不宜小于6mm,节长以3~6m为宜,直径应按设计选用。

g.管环向间距应满足设计要求,一般不大于50cm。

h.管棚倾角方向应与线路中线平行,仰角小于1°。

i.钢管施工径向误差应不大于20cm。

j.纵向两组管棚的搭接长度应不小于3.0m。

k.注浆压力初压宜控制在0.5~1.0MPa为宜,终压宜控制在2.0MPa为宜。

(4)小导管

①超前小导管注浆是在开挖掘进前,先用喷混凝土将开挖面和隧道一定范围内的地段封闭,然后隧道拱部轮廓线打入带孔的小导管,并向小导管内注浆,浆液即由导管渗透到地层中,在隧道拱部形成固结体并加固围岩。

②超前小导管支护一般用在施工断层及其影响带、浅埋地段和洞口附近,其施工流程参见图4.1.4。

③超前小导管的施工应符合下列要求:

钻孔:先将小导管的孔位用红油漆标出,钻孔位置根据放样进行,钻孔的方向垂直于开挖面,仰角10°。采用风钻或凿岩台车成孔。钻孔钻进避免钻杆摆动,保证孔位顺直。钻至设计孔深后,用吹管将碎渣吹出,注意避免塌孔。

顶管:顶管前,先将ø42钢管加工成钢花管。顶管施工时,在钻孔内插入ø42钢花管,安上与纤尾形状相同的击盘,在管尾后段30cm处,将麻丝缠绕在管壁上成纺锥状,并用胶带缠紧。开动风钻,利用气腿凿岩机的冲击力将钢花管顶入围岩中,孔口露出喷射混凝土面15cm,钢管顶进钻孔长度≧90﹪管长。

顶管至设计孔深后,将孔口用织物包裹,水泥—水玻璃胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口露出喷射混凝土面15cm,安装钢拱架后与拱架焊接在一起。

注浆:注浆前加工连接球阀用的丝扣管、变径接头。注浆前将ø42丝扣管焊接在管尾,安上球阀。

小导管注浆可采用KBY—50/70注浆机,自制水泥浆搅拌桶。止浆采用球阀止浆,注浆结束标准为,注浆压力达到1.0MPa且注浆量也达到设计时,即可停止注浆。停止时先停泵再关闭球阀,最后清洗管路。

图4.1.4  超前小导管施工流程图

8.洞身开挖施工作业标准

(1)一般规定

①隧道开挖的方法应根据地质条件、断面大小、结构形式、机械设备、周围环境的需要、综合经济效益等因素确定。

②开挖作业应满足下列规定:

开挖断面尺寸应符合设计要求,开挖轮廓线应采用有效的测量手段进行控制;

开挖作业必须保证安全。开挖时宜减少对围岩的扰动开挖面及未衬砌地段应随时检查,险情应及时处理。开挖工作面与衬砌的距离应在确保施工安全并力求减少施工干扰的原则下合理选定。

开挖不得危及初砌、初期支护及施工设备的安全。

当开挖工作面不能自稳时,应根据具体地质条件进行超前支护和预加固处理。

施工期间应做好量测、地质核对和描述,并根据实际情况提出变更意见,修改开挖方法和参数。

③隧道开挖断面应以衬砌设计轮廓线为基准,考虑预留变形量、施工误差等因素适当放大。

④隧道洞身钻爆开挖应采用光面爆破,并作出爆破设计,施工中应根据爆破效果及量测报告调整爆破参数,在施工过程中不断进行优化。

⑤隧道开挖应严格控制超欠挖,并按要求进行断面检测,以满足过程质量验收的需要。

⑥当两相对开挖工作面接近贯通时,两端施工应加强联系,统一指挥。当两开挖工作面间的距离剩下20~25m时,应从一端开挖贯通。

(2)工序流程

隧道开挖施工前,应确定隧道开挖轮廓线,制定隧道爆破方案和监控量测方案,确定开挖和支护空间与时间关系,并选定弃渣方案和满足上述要求的施工组织和各项资源配置,并在实施性施组和作业指导书中明确,并根据实施效果不断优化。

4.1.5  劳动组织

1.劳动组织模式:采用架子队组织模式。

2.作业工地应配备专职队长、技术负责人,技术、质量、安全、试验、材料、领工员、工班长,均应由施工企业正式职工担任。

4.1.6  质量控制及检验

工班在作业时,按照下列标准进行质量控制;每道工序完成后,质检员按照下列要求进行检验。

1.洞口段质量控制及检验标准

(1)洞口工程施工前,应先检查边、仰坡以上的山坡稳定情况,清除悬石、处理危石,施工期间实施不间断监测和防护。

(2)洞口段施工应满足以下要求:

①边仰坡开挖

a.先进性测量放样,在清除洞口与上方有可能滑塌的表土,灌木及山坡危石后,可利用挖掘机自上而下逐层开挖,人工修坡配合,但不得掏底开挖或上下重叠开挖。对于较硬的土层采用人工手持风镐进行凿除。

b.石质地层仰坡开挖需要爆破时,应以浅眼松动爆破为主,且预留光爆层。开挖时应随时检查边坡和仰坡,如有滑动、开裂等现象,应适当放缓坡度,或采取适当的加固措施。

c.边仰坡以外的植被不得破坏,尽可能确保土体植被的完整。

②边仰防护

边仰坡较高时,应分层开挖,分层保护,并及时用坡度板检查坡度,待坡度检查合格后,及时打设系统锚杆,挂设金属网并与锚杆头焊接成整体,然后喷射混凝土达到设计要求。

③截水沟施工

根据地形和设计资料,一般可在距边仰坡5m处人工开挖截水沟,开挖休整完后,应及时砌筑,并保证水沟截面符合设计要求。

(3)当设计为斜切式或削竹式洞门时,应严格测量放线以及模板制作,以确保定位准确,曲面圆顺,接缝严密,线条美观。

(4)隧道洞门端墙、挡土墙的反滤层、泄水孔、变形缝设置应符合设计要求,应确保泄水孔通畅,当设计对泄水孔无要求时,应均匀设置,可按间隔2m左右梅花桩设置,泄水孔入口应铺设长度为300mm、厚200mm的卵石或碎石作反滤层。

(5)各项材料的选择应满足设计和验收标准的规定,材料的规格、型号、材质应满足国家有关现有技术标准的规定

(6)隧道洞口工程施工过程中应建立健全量测体系,及时收集、分析量测数据,用以指导施工。施工后,应及时清理场地和设备料具,对浇筑的混凝土及砌体进行养护作业。

图4.1.6  隧道开挖作业施工流程图

2.洞身开挖质量控制及检验

(1)隧道开挖施工中,应控制并确认各项作业按规定程序和标准进行,记录或测绘水文、地质、监控量测、中线高程、开挖的超欠和成型等资料(含弃渣场)。

(2)隧道中线和高程必须符合设计要求,每一开挖循环必须采用仪器检查一次。

(3)隧道开挖应根据工程地质条件、、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计,钻爆设计应根据爆破效果调整爆破参数。

(4)钻爆设计的内容应包括炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)的布置、数目、深度和角度,钻爆器材、装药量和装药结构,起爆方法和起爆顺序,钻眼机具和钻眼要求等。

(5)钻爆设计图应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明。

(6)炮眼布置应符合下列规定:

①掏槽炮眼可采用直眼掏槽或斜眼掏槽;

②周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置,保证开挖断面符合设计要求;

③辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间,力求爆破出石块块度适合装砟的需要。

④周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上,掏槽炮眼应加深10cm。

(7)隧道的爆破作业,应采用光面爆破。光面爆破参数应通过试验确定。当无试验条件时,有关参数可参照表4.1.6-1选用。

表4.1.6-1  光面爆破参数

岩石类别周边眼间距E  (cm)

周边眼抵抗线W(cm)

相对距离E/W

装药集中度    q(kg/m)

极硬岩55 ~70

60 ~80

0.7 ~1.0

0.30 ~0.35

硬岩46 ~65

60 ~80

0.7 ~1.0

0.20 ~0.30

软质岩35 ~50

45 ~60

0.5 ~0.8

0.07 ~0.12

注:1.表所列参数适用于炮眼深度1.0 ~3.5m,炮眼直径40 ~50mm,药卷直径20 ~25mm。

    2.当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线折线开挖成形要求较高时,周边眼间距E应取较小值。

    3.周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。软岩在取较小E值时,W值应适当增大。

    4.E/W:软岩取小值,硬岩及断面小时取大值。

    5.表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药,选用其他类型炸药时,应修正。

(8)隧道爆破应选用适当的炸药品种和型号,并应采用导爆管或电力起爆,不宜采用火花起爆。在漏水和涌水的工作面以及有杂散电流、感应电流、高压静电等危险因素不能彻底清除时,应采用导爆管起爆。光面爆破宜采用低密度、低爆速、低猛度或高爆力的炸药。

(9)掘进眼、内圈眼、底板眼宜采用连续装药结构,周边眼一般情况下宜采用小直径连续装药或间隔装药结构;当岩石很软时,可采用导爆索装药结构;当眼深不大于2m时,可采用空气柱状装药结构。

(10)钻爆作业必须按照钻爆设计进行测量放线、钻眼、装药、接线和起爆,其施工应满足以下要求:

①测量放线

测量人员定出隧道中线和开挖轮廓线,用红油漆按钻爆设计图画出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻眼。在直线段宜安设激光导向仪,以减少测量时间和提高测量精度。

②钻眼

钻眼作业应符合下列规定:

a.在钻孔过程中,设专人负责指挥钻孔位置和角度,提高钻孔质量。

b.炮眼的深度和角度应符合设计,周边眼和掏槽眼钻孔精度要求较高,宜让经验丰富的操作员操作,掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm。

c.辅助眼眼口排距、行距误差不大于10cm,周边眼眼口位置误差不得大于5cm,眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。

d.当开挖面凸凹较大时,应按实际情况调整炮眼深度,使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。

e.钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查并作好记录,对不符合要求的炮眼应重钻,经检查合格后方可装药。

f.周边眼在断面轮廓线上开孔,要严格控制外插角,外斜率不得大于5cm/m,以尽可能使前后两排炮接茬处台阶减小。

g.当采用凿岩台车开挖时,对钻眼的要求,可根据台车的构造性能结合实际情况另行规定。

③清孔装药

清孔可采用Ф25钢管输入高压风吹出孔内残渣和泥浆。装药按自上而下顺序装填,雷管要分段对号入座。炮孔按规定药量装药后,炮口用炮泥堵塞,长度不小于20cm。采用欲裂爆破的周边孔从药卷顶端进行堵塞,不得只堵塞孔口。周边孔装药量较小,采用小直径药卷间隔装药,用竹片固定药卷,用导爆索、非电毫秒雷管起爆;辅助孔和掏槽孔采用连续装药,用非电毫秒雷管起爆,当裂隙水较多时采用防水乳化炸药。

④联网爆破

用联结元件将导爆管联结成复式起爆网络,在检查无误后,人员设备撤离至安全区域,由爆破工起爆。炮孔的装药、堵塞和起爆网路的联结应严格按爆破规定由考核合格的炮工完成。

(11)起爆宜采用非电毫秒雷管、导爆管和导爆索。当采用电力起爆时,除应符合现行国家标准《土方与爆破工程施工及验收规范》(GBJ 201)有关规定外,应遵守下列规定:

①装药前电灯及电线应撤离工作面,到达安全距离。装药时可用探照灯或矿灯。

②起爆主导线应敷设在电线和管道的对侧,当设在同侧时与钢轨、管道、电线等导电体的间距必须大于1.0m并应悬空挂设。

③多工作面掘进依次爆破时,对主导线的连接必须检查;确认起爆顺序正确后方可起爆。

④所有爆破材料应能防水或采用防水措施,连接导线应采用塑料导线;敷设爆破网络时应避免接头浸在水中,并应加强接头的绝缘。

⑤起爆电源应使用直流电或低电压大电流起爆器,起爆器应保持干燥,并不得用湿手操作。

(12)爆破作业时,所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点。安全地点至爆破工作面的距离,在独头坑道内不应小于200m,当采用全断面开挖时,应根据起爆方法与装药量计算确定。

(13)爆破后检查其效果,爆破效果应符合下列要求:

①超欠挖符合表4.1.6-2的规定。

②开挖轮廓圆顺,开挖面平整。

③爆破进尺达到设计要求,爆出的石块块度满足装砟要求。

④炮眼痕迹保存率[(残留有痕迹的炮眼数)/(周边眼总数)×100%],硬岩≧85%,中硬岩≧80%,并在开挖轮廓面上均匀分布。

⑤两次爆破的衔接台阶尺寸不大于15cm。

⑥当在浅埋、软岩、邻近建筑物等特殊情况地段爆破时,应采用仪器检测围岩爆破扰动范围和振速,并采取措施减少爆破对围岩的扰动程度。

表4.1.6-2  隧道超挖及炮眼痕迹保存率标准

序号项目Ⅰ~Ⅱ级围岩

Ⅲ~Ⅳ级围岩

Ⅴ~Ⅵ级围岩

钻爆法非爆法
1平均线性超挖量(cm)

101283
2最大点超挖量(cm)

1820105
3台阶衔接最大尺寸(cm)

101080
4炮眼痕迹保存率(%)

≧85

≧75

≧40

0
注:表所列参数适用于炮眼深度1.0~3.5m,炮眼直径40~50mm,药卷直径20~25mm。

(14)爆破后检查爆破效果,分析原因及时修正爆破参数。根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况以及爆破后石砟的块度,及时修正眼距,用药量,特别是周边眼的用药量;根据爆破振速监测结果,调整单段起爆炸药量及雷管段数。

(15)隧底底部高程应符合设计要求,且满足以下要求:

①隧底允许最大平均超挖值为10cm,局部突出每平方米内不应大于0.1㎡,侵入断面不大于5cm。

②水沟应与边墙基础同时开挖,且一次成型。边墙基础高程应符合设计要求,每一开挖循环用仪器检查一次。

(16)隧道爆破、通风后,应立即对工作面暴露围岩进行初喷混凝土。采用分部开挖时,应在初期支护喷射混凝土强度达到设计强度的70%及以上时进行下一部分的开挖。隧道通过膨胀性围岩或破碎围岩时,支护应紧跟开挖工作面,尽快封闭,对围岩施加约束。

(17)隧道通过含水砂层时,应特别加强防水工作,可采用注浆、冷冻等方法止水,防止砂层液化流失。开挖前应先护后挖,开挖宜采用台阶法,台阶上部宜预留核心土环形开挖,下部可采取分部开挖,并应严格控制开挖长度,防止上部两侧不均匀下沉。

(18)隧道开挖除配备普通机械、机具、材料之外,现场要有应急资源准备,如配备一套地质钻探和防坍专用机械设备、仪器、仪表,并准备一定数量的专用支护材料、注浆材料及其他专用器材,并做到拿来就用,确保施工安全。

(19)开挖循环结束时,应及时调整设备、机具和材料的位置,并保证摆放整齐,保持工作面宽敞,为下一工序提供良好的工作环境,并根据上一工序循环时的水文地质及监控量测资料的分析结果,对下一工序循环的各项技术参数进行调整。

4.1.7  安全及环保要求

1.施工安全

(1)开始施工前,必须对施工工艺中存在的危险源进行辨识和安全风险评估,编制安全管理实施方案,并制定相应的应急预案。

(2)施工机械使用、操作人员条件、。检修保养、各种专用施工机具和料具、施工用电、特殊环境中作业等应严格执行《铁路工程施工安全技术规程》。

(3)施工过程中必须对施工人员加强安全技术交底,特殊工种必须经考试合格以后方能上岗。在推广新技术和使用新设备时,应对员工进行再培训和安全教育。

(4)进洞人员必须戴好安全帽,洞内作业人员应佩戴防尘面具。禁止无关人员进洞。

(5)开挖作业必须保证安全。开挖时必须减少对围岩的扰动。

(6)爆破后应检查爆破和开挖面情况,清除瞎炮、残炮和危石。

(7)开挖面及未衬砌地段应随时检查,险情应及时处理。

(8)开挖工作面与衬砌的距离必须在确保施工安全并力求减少施工干扰的原则下合理选定。

(9)开挖不得危及衬砌、初期支护及施工设备的安全。

(10)施工作业地段的出渣车辆行车速度不得大于15km/h,成洞地段不得大于25km/h;在衬砌模板台车等狭窄地段必须设置减速和警示标识。

(11)出渣时间洞内必须加强通风,保证洞内清晰,并且使洞内环境必须符合职业健康标准。

2.环境保护

(1)开始施工前,必须进行环境因素识别,确定重要环境因素,制定相应的管理方案。

(2)临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境。

(3)隧道弃渣场坡面应按设计进行复垦或绿化,渣顶整平满足施工图要求,坡脚进行防护,防止水土流失。

(4)施工场地布置时,在水源保护地区内不得取土、弃土、破坏植被等,不得设置搅拌站、洗车台、充电房等,并不得堆放任何含有害物质的材料或废弃物。

(5)施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃,并在生活区、生产区及洞门口设置污水处理池,生活污水或生产及洞内废水必须经过污水处理池处理后排放或倒置指定地点。

4.2  喷射混凝土支护作业标准

4.2.1   作业制度

1.施工作业执行文件:施工项目部下发的有效设计图纸、技术交底文件、《隧道初期支护施工作业指导书》,《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》。

2.施工作业执行的强制性规范:《安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》。

3.作业队制订的《**作业队施工职责分工及岗位责任制制度》。

4.2.2   适用范围

锚杆和喷射混凝土支护施工普遍应用于初期支护和临时支护中。在双线或单线隧道Ⅵ~Ⅴ级围岩较差地段,在锚喷支护基础上可采用格栅钢架或型钢钢架(加钢筋网)支护措施。超前支护可针对双线或单线客运专线隧道不良地质进行预加固。

4.2.3   工艺流程

喷射混凝土流程图见图4.2.3。

图4.2.3  湿喷混凝土施工流程图

4.2.4   施工要求

1.一般规定

(1)隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作,同时应按设计要求进行监控量测的相关作业,对位于不良地质地段的隧道,初期支护应及时封闭成环,保证施工安全。

(2)隧道初期支护应采用喷锚支护,根据围岩特点、断面大小和使用条件等选择喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等单一或组合的支护形式。支护参数的选择,一般地段应符合设计要求;特殊岩土及不良地质段支护加强,应根据设计计算或工程类比法确定。

(3)隧道支护施工前,应确定支护紧跟开挖的时间、距离及工序搭接要求;确定喷射混凝土前基面基面标准和设置喷混凝土厚度标志;选择基面出水点处理措施;确定锚杆、钢架、钢筋网的加工、运输、安装方案;确定改善作业环境的措施及人员防护方案;选择合格的材料供应方,对进场的原材料进行检验、试验并选定配合比;选择满足上述要求的施工组织和各项资源配置,并同时进行试运行确认确认其有效性。

(4)锚喷支护施工中,应做好下列工作:

①锚喷支护施工记录;

②喷射混凝土的强度、厚度、外观尺寸等项检查和试验报告。

(5)喷射混凝土冬期施工时,作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于5℃。

(6)作业区应有良好的通风和照明装置,喷射混凝土时粉尘含量不得大于2mg/m³。

(7)隧道支护施工后,应清理场地和设备料具,为下一工序创造条件。并对喷射混凝土进行养护,同时分析检测不满足要求的项目及产生原因,并制定整改措施。

2.工序流程

(1)初期支护施工的一般工序流程为:开挖后初喷混凝土→系统支护施工(锚杆、钢筋网、刚架)→复喷混凝土至设计厚度。

(2)爆破后应首先清除浮石,然后立即进行初喷混凝土封闭围岩,以期充分发挥围岩的自稳能力。出砟结束后,再根据围岩级别施作锚杆、挂网、拱架及复喷混凝土。

(3)在富水断层破碎带,支护施作前应及时排水,以预防塌方的发生。

在少量集中渗水、淋水地段,在将要通过的渗水层部位,可采用排水孔法或排水管法,布置一定数量的排水孔或埋设排水管,将渗、淋水集中到排水孔内导出;也可采用金属网法,通过在钢筋网背后铺过滤层或隔水层,将其固定在围岩上,通过软排水管,随即喷射混凝土。

如涌水较大,支护时对对主要涌水出水口暂不进行封堵支护,待涌水减小或无水时,再进行支护或进行固结封堵,迫使水流改变流向。

(4)喷射混凝土厚度必须利用断面仪检测断面或凿孔检查,喷射混凝土的平均厚度应大于设计厚度,最小厚度不得小于设计厚度的2/3。

(5)隧道支护施工中,应确认各项资源和作业环境符合要求,控制并确认各项作业按规定程序和标准进行。

(6)施工机具应布置在无危岩的安全地带,在不良地质地段,设专人随时观察围岩变化情况。

3.喷射混凝土

(1)喷射混凝土施工应采用湿喷工艺,由洞外自动计量拌合站生产,混凝土搅拌车运输,宜采用机械手配合湿喷机喷混凝土。

(2)喷射混凝土作业前,应做好以下准备工作:

①检查开挖断面净尺寸。

②清除松动岩块和墙脚岩砟、堆积物,并向料斗加水冲洗受喷面(当岩面受水容易潮解、泥化时,只能用高压风清扫);应从顶部工作面往下清洁。

③设置控制喷射混凝土厚度的标志。

④检查机具设备和风、水、电等管线路,并试运转,喷射机应具有良好的密封性能,输料连续、均匀,附属机具的技术条件应能满足喷射作业需要。

⑤岩面如有渗漏水应予妥善管理。

a.对于大股涌水宜采用注浆堵水后再喷射混凝土,一般情况下可顺涌水出露点打孔,压注速凝浆液(水泥—水玻璃浆液)进行封堵。

b.对小股水或裂隙渗漏水,视具体情况宜进行岩面注浆(布孔宜密,钻孔宜浅),或采用小导管沿隧道周边环形注浆进行封堵。

c.对集中出水点可顺水路(节理、裂隙)扣排水半管或线形排水板,将水引到隧底水沟或纵向排水管,其施工示意参见图4.2.4-1。

(3)喷射混凝土配合比设计必须同时满足混凝土性能和喷射混凝土工作度(可喷性)要求,喷射混凝土配合比应通过试验确定,并应遵守下列原则:

水胶比:根据喷射混凝土强度由试验确定,宜控制在0.4~0.5之间;

用水量:根据混凝土坍落度要求确定(采用减水剂时可降低用水量);

胶凝用量:根据水胶比和用水量计算确定,但不宜小于400mg/m³;

砂率:应为45%~60%;

和易性:喷射混凝土拌合物应无离析和泌水、粘聚性好;稀薄流喷射混凝土最适宜坍落度为8~12cm,稠密流喷射最适宜坍落度为10~16cm;

早期强度:按照《回弹法测试混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23)测试喷射混凝土早期强度时,其24h抗压强度应不低于10MPa。

(4)混凝土喷射作业可参照以下要求进行:

①喷射作业应分段分片依次进行,喷射顺序自上而下;

②一次喷射厚度可根据喷射部位和设计厚度确定,且拱部不得超过10cm,边墙不得超过15cm;

③喷嘴与岩面保持垂直,且距受喷面0.8~1.2m为宜;

④喷混凝土时控制好风压和速凝剂掺量,减少回弹,喷射压力以控制在0.15~0.2MPa为宜。

⑤分层喷射时,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行,若终凝1h后再喷射,应先用风水清洗喷射表面;

⑥对于较大的凹洼处,首先喷射填平;

⑦喷射作业紧跟开挖面时,下一循环爆破应在喷射混凝土终凝3h后进行;

⑧对有渗水和大面积潮湿的岩面与喷混凝土不易粘结,为了增加粘结性,初喷在岩面上的混凝土可适当增加水泥用量。

(5)喷射混凝土养护应符合下列规定:

①混凝土喷射终凝2h后,应采用养护台架进行湿润养护,养护时间不得少于14d;

②黄土或其他土质隧道,以喷雾养护为宜,防止喷水过多软化下部土层;

③隧道内环境气温低于5℃,不得喷水养护。

(6)喷射混凝土冬期施工应符合下列规定:

①喷射作业区的气温不应低于5℃,在结冰的岩面上,不得喷射混凝土;

②混合料进入喷射机料斗前温度不应低于5℃;

③对液体速凝剂进行加热处理,温度不应低于10℃(最佳20℃);

④喷射混凝土强度未达到6MPa前,不得受冻。

(7)喷射混凝土施工作业中安全与防护应符合下列要求:

①施工用作业台架应牢固可靠,并应设置安全栏杆;

②应定期检查电源线路和设备的电器部件,确保用电安全;

③施工中应经常检查输料管、接头的磨损情况,当有磨损、击穿或松脱等现象时应及时处理;

④施工中检修机械或设备故障时,必须在断电、停风条件下进行,检修完毕向机械设备送电送风前必须事先通知有关人员;

⑤当采用加大风压处理堵管事故时,应先关机将输料管顺直,紧按喷嘴,喷嘴前方不准站人,疏通管路的工作风压不得超过0.5MPa;

⑥非施工人员不得进入正进行喷射的作业区,施工中喷嘴前严禁站人;

⑦喷射作业人员应带防尘口罩、防护帽、防护眼镜、防尘面具等防护用具,作业人员应避免直接接触碱性液体速凝剂,不慎接触后应立即用清水冲洗;

⑧喷射混凝土作业完成后应及时对机具进行清洗。

(8)喷射混凝土表面应平整,无空鼓、裂缝、松酥,并用喷混凝土(或砂浆)对基面进行找平处理,平整度用2m靠尺检查,表面平整度允许偏差:侧壁5cm,拱部7cm。

4.锚杆

(1)锚杆施工应符合现行《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086)、《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》(TB10108)的有关规定。

(2)锚杆类型选择,应根据地质条件、使用要求及锚固特性,可选用中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆和摩擦型锚杆等。锚杆杆体半成品、成品的类型、规格、性能符合设计要求和国家有关现有技术标准的规定。

(3)锚杆按设计要求,在洞外加工或由厂家直接提供,由运料车运至洞内。

(4)锚杆粘结剂的粘结强度、凝固时间、抗老化及抗侵蚀性能应满足设计要求,对环境无污染。水泥砂浆不应低于M20。

(5)锚杆孔应符合下列条件:

①钻孔机具应根据锚杆类型、规格及围岩情况选择;

②应按设计要求定出位置,孔位允许偏差为±100mm;

③应保持直线,应与其所在部位的围岩主要结构面垂直;

④深度及直径应与杆体相匹配,锚杆杆体露出岩面长度不大于喷层厚度;

⑤有水地段应先引出孔内的水或在附近另行钻孔;

⑥对成孔困难的地段,应采取自钻式锚杆。

(6)锚杆安装应符合下列要求:

①杆体插入锚杆孔时,应保持位置居中,插入深度应满足设计要求。

②砂浆锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实,砂浆或水泥浆内可添加适量的微膨胀剂和速凝剂。

③药包型锚杆、树脂锚杆应先检查药包和树脂卷质量,受潮或变质者不得使用。在杆体插入过程中应注意旋转,使粘结剂充分搅拌。

④锚杆垫板应与孔口混凝土密贴,并随时检查锚杆头的变形情况,及时紧固垫板螺帽。

⑤锚杆垫板安装应在锚杆已经具有抗拔力情况下进行。

⑥锚杆安设后不得随意敲击,其端部在填充砂浆终凝前不得悬挂重物。

(7)常见锚杆施工工序流程见图4.2.4-2。

(8)普通水泥砂浆锚杆的施工

普通水泥砂浆锚杆主要设置在边墙部位,施工时采用锚杆台车或风钻钻锚杆孔,机械配合人工安装锚杆,水泥砂浆终凝后安设孔口垫板,其施工流程参见图4.2.4-2。普通水泥砂浆锚杆的施工应满足以下要求:

①砂浆配合比(质量比):水泥:砂:水宜为1:(1 ~1.5):(0.45 ~0.5),砂的粒径不宜大于3mm;

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注浆作业应遵循下列规定:

注浆开始或中途暂停超过30min时,应用水润滑注浆管路;注浆孔口压力不得大于0.4MPa;注浆管应插至距孔底5 ~10cm处,随水泥砂浆的灌入缓慢均匀地拔出,随即迅速将杆体插入,杆体插入长度不得短于设计长度的95%。若孔口无砂浆流出,应拔出杆体重新注浆。

(9)中空注浆锚杆的施工

中空注浆锚杆主要设在开挖断面的拱部及围岩较差地段的拱墙,部分地段的超前支护也采用超前中空注浆锚杆。

中空注浆锚杆的施工应满足以下要求:

图4.2.4-2  锚杆施工流程图

①锚杆原材料应选用Q345钢材,公称壁厚应不小于5mm,杆体外径允许偏差、公称质量允许偏差及材料力学特性等应《中空注浆式锚杆金属杆体及其附件》的要求;其长度、直径应符合设计要求,锚杆杆体除锈;

②锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求,锚杆用的水泥浆或砂浆,其强度不低于C20;

③水泥用普通硅酸盐水泥,砂用细砂,粒径不大于2.5mm;

④注浆作业应遵循下列规定:

一般按单管达到设计注浆量作为结束标准,当注浆压力达到设计终压不少于20min,进浆量仍达不到注浆终量时,亦可结束注浆,并保证锚杆孔浆液注满;在综合检查判定注浆质量合格后,用专用螺帽将锚杆头封堵,以防浆液倒流管外。

5.钢筋网

(1)钢筋网材料宜采用Q235钢,钢筋材质、规格、性能满足设计要求。钢筋直径宜为6~12mm,网格边长尺寸宜采用150~300mm,搭接长度应为1~2个网格边长。

(2)钢筋网使用前要除锈,在洞外分片制作,用汽车运至洞内。

(3)钢筋网铺设应符合下列要求:

①钢筋网宜在初喷混凝土后铺挂,使其与喷射混凝土形成一体,底层喷射混凝土的厚度宜不小于4cm;

②砂土层地段应先铺挂钢筋网,沿环向压紧后再喷混凝土;

③采用双层钢筋网时,第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设,其覆盖厚度不应小于3cm;

④钢筋网可利用风钻气腿顶撑,以便贴近岩面,钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固,和钢架绑扎时,应绑在靠近岩面一侧;

⑤喷射混凝土时,应调整喷头与受喷面的距离、喷射角度,以减少钢筋振动,降低回弹,并保证钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于4cm;

⑥喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时,应及时清除。

6.钢架

(1)钢架施工工序流程见图4.2.4-3.

(2)钢架应在初喷混凝土后及时架设。

(3)钢架用钢材的规格、型号、材质满足设计要求和国家有关现有技术标准的规定。钢架不宜在受力较大的拱顶及其他受力较大的部位分节。格栅钢架的主筋直径不宜小于18mm,且焊接应符合设计要求。

(4)钢架安装应符合下列条件:

①安装前应清除底脚的虚渣及杂物;

②安装允许偏差:横向和高程为:±5cm,垂直度为±2°;

③各节钢架间应以螺栓连接,连接板应密切,连接板局部缝隙不超过2mm;

④沿钢架外缘每隔2m应用钢楔或混凝土预制块楔紧;

⑤钢架之间宜用直径为ø22mm的钢筋采用焊接方式连接,环向间距符合设计要求。

(5)钢架的施工应符合下列要求:

①制作

钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作,制作时严格按设计图纸进行,保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求,每节两端均焊连接板,节点间通过连接板用螺栓连接牢靠,加工后必须进行试拼检查,严禁不合格品进场。

②安装

钢架应按设计要求安装,安装尺寸允许偏差应满足表4.2.6中第19款的规定。当拱脚开挖超深时,加设钢板或混凝土垫块。安装后利用锁脚锚杆定位;超挖较大时,拱背喷填同级混凝土,以使支护与围岩密贴,控制围岩变形的进一步发展。两排钢架间用ø22钢筋拉杆纵向连接牢固,环向间距1m,以便形成整体受力结构。

(6)钢架安装时,应严格控制其内轮廓尺寸,且预留沉降量,防止侵入衬砌净空。钢架与围岩间的间隙必须用喷混凝土充填密实;钢架应全部被喷射混凝土覆盖,保护层厚度不得小于40mm。

4.2.5  劳动组织

1.劳动组织模式:采用架子队组织模式。

2.作业工地应配备专职队长、技术负责人,技术、质量、安全、试验、材料、领工员、工班长,均应由施工企业正式职工担任。

4.2.6  质量控制及检验

工班在作业时,按照下列标准进行质量控制;每道工序完成后,质检员按照下列要求进行检验。

表4.2.6  质量控制及检验标准

序号质量控制项目

质量标准和要求施工单位

检验方法

监理检验方法备注
1喷射混凝土原材料符合施工质量验收标准要求按批试验检测验收见证取样检测
2喷射混凝土施工配合比测定砂、石含水率,确定施工配合比砂、石含水率试验检查施工配合比
3喷射混凝土厚度按设计厚度施工。平均厚度不小于设计厚度;检查点的80%及以上大于设计厚度;最小厚度不小于设计厚度的2/3。每个断面自拱顶每3m设立一个检查点

尺量检查控制喷层厚度的钢筋头和锚杆见证检查
4超挖处理隧道超挖部分喷射混凝土与周边补平,个别严重超挖处挂钢筋网分层补喷观察观察
5断面测量初期支护后每10m测量一个断面复核,保证二衬厚度不小于设计值

自动断面仪测量见证测量
6喷射混凝土施工喷射分段进行,喷射顺序自下而上,分段长度不大于6m;分层喷射后,后一层喷射在前一层混凝土终凝时进行,终凝时间不大于10min。一次最大喷射厚度:拱部为10cm,边墙为15cm

尺量巡查
7喷射混凝土与岩面粘结粘结密实锤击检验
8喷射混凝土坍落度符合设计配合比要求,一般8~13cm,偏差不大于±2cm

坍落度试验见证试验
9初期支护表面质量表面平整,无空鼓、裂缝、松酥,个别松散部位凿除补喷,并用混凝土或砂浆对基面找平处理。平整度允许偏差:侧壁5cm、拱部7cm

2m直尺检查平整度

观察
10喷射混凝土强度28d强度满足设计要求

标准养护试件抗压试验见证试验检测
11锚杆原材料满足《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》的规定和设计要求,抗拉力不小于180KN

产品合格证、出场检验报告以及屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验见证取样检测
12锚杆数量符合设计要求,围岩较差时适当增加现场计数计数检查
13锚杆水泥砂浆施工符合设计要求,不低于M20,保证锚杆钢筋保护层不小于8mm

配合比设计、砂浆强度试验检查配合比设计资料
14锚杆安装锚杆孔的深度应大于锚杆长度10cm;锚杆孔距偏差为:±15cm

锚杆长度符合设计要求,插入长度不小于设计长度的95%

现场尺量现场尺量
15钢筋网原材料符合《低碳钢热轧圆盘条》的规定和设计要求按批试验检验见证取样试验
16钢筋网施工钢筋网在岩面喷射一层混凝土后铺挂,混凝土厚度不小于4cm,与锚杆或其他固定装置连接牢固,钢筋网混凝土保护层厚度不小于3cm;钢筋网搭接采取焊接方式,搭接长度不小于15cm

尺量观察
17钢架原材料符合《碳素结构钢》、《热轧普通工字钢》等的规定和设计要求按批进行屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验等相关试验见证取样试验
18钢架的加工符合设计要求尺量尺量
19钢架的施工符合设计要求,允许偏差如下:(1)钢架间距允许偏差为:±100mm;(2)钢架横向允许偏差为:±50mm;(3)高程偏差允许偏差为:±50mm;(4)垂直度偏差允许偏差为:±2°;(5)钢架保护层厚度允许偏差为-5mm,不得小于40mm;同时不得侵入二次衬砌断面

仪器测量和尺量尺量
20超前小导管原材料符合设计要求,直径一般为42mm

按批进行屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验见证取样试验
21超前小导管纵向搭接长度符合设计要求,一般为1m

尺量尺量
22超前小导管注浆浆液配合比符合设计要求,一般重量比1:1

配合比选定试验检查配合比设计资料
23超前小导管注浆符合设计要求,注浆必须饱满,注浆压力一般为0.5~1MPa

观察并记录注浆量和注浆压力见证检查
24超前小导管方向角、孔口距、孔深符合设计要求,一般外插角宜小于10°,孔口间距40cm,孔深不小于3.5m,允许偏差:方向角2°、孔距±50mm、孔深+50mm

仪器测量、尺量观察
4.2.7  安全及环保要求

1.施工安全

(1)施工作业前必须认真检查和处理支护作业区的危石,施工机具应布置在安全地带。

(2)施工用作业台架应牢固可靠,并应设置安全栏杆。

(3)必须定期检查电源线路和设备的电器部件,确保用电安全。

(4)施工中应经常检查输料管、接头的磨损情况、击穿或松脱等现象时应及时处理。

(5)施工中检修机械或设备故障时,必须在断电、停风条件下进行,检修完毕向机械设备送电送风前必须事先通知有关人员。 

(6)当采用加大风压处理堵管事故时,应先关机将输料管顺直,紧按喷嘴,喷嘴前方不准站人,疏通管路的工作风压不得超过0.5MPa。

(7)非施工人员不得进入正进行喷射的作业区,施工中喷嘴前严禁站人。

(8)喷射作业区应有良好的通风措施,作业区的粉尘浓度不得大于10mg/m³。作业人员应带防尘口罩、防护罩、防护帽、防护眼镜、防尘面具等防护用具,作业人员应避免直接接触碱性液体速凝剂,不慎接触后应立即用清水冲洗。

2.环境保护

(1)开始施工前,必须进行环境因素识别,确定重要环境因素,制定相应的管理方案。

(2)临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境。

(3)隧道弃渣场坡面应按设计进行复垦或绿化,渣顶整平满足施工图要求,坡脚进行防护,防止水土流失。

(4)施工场地布置时,在水源保护地区内不得取土、弃土、破坏植被等,不得设置搅拌站、洗车台、充电房等,并不得堆放任何含有害物质的材料或废弃物。

(5)施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃,并在生活区、生产区及洞门口设置污水处理池,生活污水或生产及洞内废水必须经过污水处理池处理后排放或倒置指定地点。

4.3  二次衬砌及仰拱施工作业标准

4.3.1  作业制度

1.施工作业执行文件:施工项目部下发的有效设计图纸、技术交底文件、《隧道二衬施工作业指导书》,《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》。

2.施工作业执行的强制性规范;《安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》。

3.作业队制订的《**作业队施工职责分工及岗位责任制制度》。

4.3.2  适用范围

适用于铁路隧道二次初期混凝土施工及仰拱先行法施工。

4.3.3  工艺流程

1.隧道仰拱(底板)施工工序流程图4.3.3-1.

2.隧道衬砌工序流程见图4.3.3-2.

4.3.4  施工要求

1.一般规定

(1)衬砌混凝土施工应符合现行《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设〔2005〕160号)的有关规定.衬砌施工时,其隧道中线、水平、断面和净空尺寸应符合设计要求。混凝土应满足设计的强度、防水性、耐久性等要求。并做到表面圆、顺、直和光滑。

(2)衬砌混凝土原材料应进行检验,材料的标准、规格及要求等,应符合《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》及《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设〔2005〕160号)的有关规定。

(3)衬砌不得侵入隧道建筑限界,衬砌施工放样时可将设计的轮廓线扩大5cm。

(4)混凝土生产应采用自动计量的拌合站、搅拌输送车运输、混凝土泵送入模的机械化流水作业线,以保证衬砌混凝土的质量。

(5)除特殊断面外隧道衬砌应采用移动式模板台车,拱、墙整体浇筑。边墙基础与拱墙衬砌的水平施工缝应避开剪应力最大的截面处。

(6)二次衬砌一般应在围岩和初期支护变形基本稳定后施作;仰拱应超前拱墙衬砌,紧跟开挖工作面。

(7)二次衬砌混凝土应采用拱墙一次成型法施工,竣工后的隧道内轮廓线不得侵入设计轮廓线。

(8)衬砌混凝土搅拌时间不应小于3min,振捣时间宜为10~30s,避免漏振、欠振、超振。掺外加剂时,应根据外加剂的技术要求确定搅拌时间,掺引气剂或引气型减水剂时,应采用高频插入式振捣器振捣。

(9)二次衬砌混凝土应连续灌注,振捣优先使用插入式振捣器,可用附着式振捣器配合;衬砌台车表面每次脱模后应进行清洗,浇筑混凝土前应刷脱模剂,不得使用废机油及其他影响衬砌外观颜色的材料涂刷;拱部必须预留注浆孔,并及时进行注浆回填。

(10)衬砌混凝土抗压强度标准条件养护试件的试验龄期为56d。隧道拱墙衬砌每200m应采用同条件养护试件检测结构实体强度1次。

(11)隧道衬砌厚度严禁小于设计厚度,衬砌混凝土结构表面应密实平整、颜色均匀,严禁露筋,不得有蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱掉角的缺陷。衬砌表面接缝无明显错台,无渗漏水,达到设计要求。

(12)仰拱、铺底应分开浇筑,且应全幅灌注,仰拱和底板混凝土强度达到5MPa后行人方可通行,达到设计强度的100%后车辆方可通行。为解决仰拱施工和运输作业的干扰,应采用仰拱栈桥。

(13)水沟、电缆槽盖板规格、尺寸、强度及外观质量符合设计要求,盖板无缺角,安装稳定平顺,连接缝缝宽应小于5mm。

(14)模板台车的制造应满足以下要求:

①模板台车的外轮廓在灌注混凝土后应保证隧道净空,门架结构的净空应保证洞内车辆和人员的安全通行,同时预留通风管位置;

②模板台车的门架结构、支撑系统及模板的强度和刚度应满足各种荷载的组合;

③模板台车长度宜为9~12m;

④模板台车侧壁作业窗宜分层布置,层高不宜大于1.5m,每层宜设置4~5个窗口,其净空不宜小于450×500mm,并设有相应的混凝土输送管支架或吊架;

⑤顶模设置通气孔、注浆管;

⑥模板台车应设置足够的承重螺杆支撑和径向模板螺杆支撑;

⑦模板台车应采用43kg/m或以上钢轨为行走轨道;

⑧整体质量

a.刚度要求:模板台车刚度宜采用有限元法进行校核。搭接(包括边墙基础)部分变形不超过3mm,其他部分变形不超过2mm。

b.模板厚度不得小于12mm,单幅模板宽度1500mm以上;门架总成榀数大于5榀;门架每立柱底部设置一个支撑,每榀门架必须配置斜支撑、水平支撑,侧模支撑每排间距1500~2000mm;第一排观察窗到边墙基础高度,不大于1500mm,顶模设置排气孔及注浆管安装孔。

⑨模板台车整体尺寸验收标准误差参见下表4.3.4。

表4.3.4  模板台车整体尺寸验收要求

序号项目标准(误差)
1轮廓半径±2mm

2模板平面度2mm/2m

3模板错台≦1mm

4模板接缝间隙≦1mm

5表面粗糙度抛光处理/无锈蚀

6模板台车外轮廓表面纵向直线度误差≤2mm/2m

≦5mm/10m

≤6mm/12m

7工作窗板面与模板面弧度一致,错台、间隙误差≦1mm

8模板台车前后端轮廓误差(测各高程弦长)≦3mm

⑩模板台车加工制作后,必须在制造厂进行拼装初验收,确保满足设计要求。工地现场组装后,应对模板台车进行衬砌前的验收,验收的内容应包括设计图纸、计算资料、附属配件设备等内容,确认达到设计要求后,方能开展衬砌作业。

﹤11﹥.模板拼装检查后应进行防锈处理,防锈处理前应打磨干净,无焊渣、毛刺、飞边。模板储存运输吊装应有防变形措施。

﹤12﹥.待衬砌完成5个循环后,要进行模板台车的最终验收,其误差应满足表4.3.4的规定。

2.隧道衬砌施工前,应开展以下准备工作。

①确定符合设计要求的水泥、钢材、粗骨料、外加剂等分供方,对进场的材料进行检验和试验,并选定配合比。

②确定衬砌原材料运输、贮存方案。

③确定衬砌混凝土搅拌、计量、运输、灌注、振捣、养护设备及数量。

④确定混凝土一次成型或分部施工方案,确定初期支护、仰拱填充、边墙基础、拱墙衬砌、回填注浆、沟槽施作相互间关系及工艺流程。

⑤确定仰拱填充混凝土行车、行人条件。

⑥确定衬砌混凝土拆模条件。

⑦设计制造衬砌模板台车及各种作业台架。

⑧选择满足上述要求的施工组织和各项资源配置,并在实施性施组和作业指导书中明确,同时进行试运行确认其有效性。

(4)隧道衬砌施工后,清理场地和设备料具,为下一工序创造条件,并对混凝土进行养护作业分析检测不满足要求的项目,产生的原因,并制定整改措施。

3.作业标准

(1)施工单位应依据合同工期要求和现场施工条件,在编制实施性施工组织设计时,制定出隧道二次衬砌浇注的计划和顺序,作为混凝土拌合、运输设备配备和水泥、砂石材料计划和储备的依据。

(2)用于主体工程的水泥、钢材、粗骨料、细骨料、外加剂等材料由项目部组织统一招标确定。应选用信誉度高、讲诚信、产品质量合格且稳定的生产厂家。材料选用时应考虑以下要求:

①水泥宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,水泥的混合材宜为矿渣或粉煤灰,有耐硫酸盐要求的混凝土也可选用中抗硫酸盐硅酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥,不宜使用早强水泥。

②细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、孔隙率小的洁净天然河砂,也可选用专门机组生产的人工砂,不宜使用山砂,不得使用海砂。

③粗骨料应选用级配合理,粒型良好的、质地均匀坚固、线膨胀系数小的洁净碎石,也可采用碎卵石,不宜采用砂岩碎石。混凝土应采用二级或三级级配粗骨料。

④外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、质量稳定 、能满足混凝土耐久性的产品。当将不同功能的外加剂复合使用时,外加剂之间以及外加剂与水泥之间应有良好的适用性。宜选用多功能复合外加剂。

⑤混凝土中宜适量掺加符合技术要求的的粉煤灰、磨细矿渣粉或硅灰等矿物掺和料。矿物掺和料应选用品质稳定的产品,在运输和存贮过程中应有明显标志。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境特点、拌合物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。

⑥混凝土应根据强度等级、耐久性等设计要求和原材料品质以及施工工艺、可能的环境条件变化等进行多组配合比设计。配合比选定试验应提前进行,留出足够的时间进行配合比调整。当混凝土所用的原材料、施工工艺及环境条件等发生变化时,必须重新选定配合比。选定配合比时对于混凝土的抗裂性应进行对比试验。

(3)混凝土原材料运输、存贮应满足以下要求:

①混凝土所用的原材料应按品种、规格和检验状态分别标识存放。

②水泥到场后不得露天堆放,不同种类的水泥应存贮于不同库房。水泥由于受潮或其他原因而变质时,应及时运出场外。

③骨料应分级采购,分级运输,在拌合场应分级堆放、分级计量,不宜露天堆放,严禁混合堆放,并随时检测砂石料的含水率,遇有变化时及时修改配合比。

(4)混凝土搅拌、计量、运输、灌注、振捣、养护应满足以下要求:

①混凝土应采用强制式搅拌机搅拌,计量系统应定期检定。搅拌机经大修、中修或迁移至新的地点后,应对计量器具重新进行检定。每一班正式称量前,应对计量设备进行检查。

②混凝土运输设备的能力应满足混凝土凝结速度和浇筑速度的需要,保证浇筑过程连续进行。运输过程应保证混凝土不发生离析、漏浆、严重泌水或坍落度损失过多等现象。

③混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。当下层初凝后浇筑上一层混凝土时,应按施工缝处理。

④混凝土浇筑过程中,应随时对混凝土进行振捣并保证使其均匀密实。

(5)仰拱和底板施工

①仰拱施工应符合下列规定:

a.仰拱应紧跟开挖面施作,尽快形成封闭环。Ⅳ、Ⅴ级软弱不稳定围岩施工时,仰拱距开挖面应不超过40m。

b.仰拱宜超前拱墙二次衬砌施作,其超前距离宜保持2倍以上衬砌循环作业长度。

c.仰拱施作应优先选择分段一次成型,保证仰拱整体稳定。

d.仰拱施工缝和变形缝处应做防水处理。

②底板施工应符合下列规定:

a.底板施工前应清除虚渣、杂物和积水;

b.底板坡面应平顺,确保排水畅通;

c.底板宜采用一次灌注混凝土成型工艺。

③仰拱填充应符合下列规定:

a.仰拱填充严禁与仰拱同时施工;

b.仰拱填充宜在仰拱混凝土终凝后施作。

④使用仰拱栈桥

为减少其与出砟运输的干扰,采用仰拱栈桥跨过施工地段,以保证隧道底部的施工质量,消除隧底结构施工质量隐患。仰拱栈桥的长度和结构形式可根据施工需要来确定。

⑤作业要点

a.清理基底的浮石、杂物、泥浆和积水,检查隧底开挖成型和开挖净空,超挖部分采用同级混凝土回填;

b.做好仰拱基底的检查,对基底刚度不均匀地段,应及时向设计单位反映,进行设计变更,以便采取过渡性处理措施,以保证隧底工程质量;

c.如遇断层破碎带或隧道底部为松散、夹软塑状的黏土或砂黏土等沉积物,为了防止列车运营过程中结构产生固结沉降,应加强对隧底的处理,可采用注浆加固、换填、桩基、架桥等方法。

d.钢筋混凝土仰拱地段,钢架骨架应固定牢固,以保证钢筋安装位置正确;

e.客运专线铁路隧道隧道断面大,受力不利,尤其底部两侧边墙底与仰拱连接部位受力复杂,易引起应力集中,施工中要充分重视边墙底与仰拱连接部位的施工质量;

f.施工缝处理措施:仰拱及填充(铺底)每环施工缝间进行凿毛并加接茬钢筋进行连接,并按设计要求做防水处理;

g.及时浇筑填充混凝土,既保证仰拱不被施工车辆破坏,又能起到支撑下部结构,避免隧道底鼓而造成隧道病害的目的,同时又有利于文明施工。

(6)当二次衬砌结构为钢筋混凝土时,其施工应满足以下要求:

①钢筋在加工前应调直,并应符合下列要求:

a.钢筋表面的污渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净;

b.加工后的钢筋表面不应有削弱钢筋截面的伤痕;

c.当利用冷拉方法矫直钢筋时,钢筋的矫直伸长率:Ⅰ级钢筋不得超过2%,Ⅱ级钢筋不得超过1%。

②安装钢筋时,钢筋的位置和混凝土保护层厚度应符合设计要求。当设计未注明时,保护层厚度不应小于《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设函〔2005〕157号)表6.0.10之规定。

③灌注混凝土时应分层进行,边灌注边振捣。振捣时,不得碰撞模板、钢筋和预埋件。

(7)混凝土施工中应满足以下要求以保证结构耐久性:

①耐久性混凝土必须按设计要求严格进行混凝土配合比选定试验。

②耐久性混凝土施工过程中应派专人负责记录混凝土出仓时间和出仓坍落度、运送至工作面的时间、浇筑时间和浇筑时的坍落度、浇筑时洞内温度与混凝土浇筑温度、浇筑段长度、浇筑高度的控制以及养护方式、养护过程,包括养护开始时间、养护中的衬砌表面温度与降温速率、拆模时间与拆模时洞内温度等。

③耐久性混凝土的早期强度,在不掺缓凝剂的情况下,要求12h抗压强度不大于8MPa或24h不大于12MPa。

④耐久性混凝土的搅拌必须采用强制性搅拌机并严格控制搅拌时间。

⑤混凝土的入模温度应视洞内温度而调整,冬季施工时,混凝土的入模温度不应低于5℃;夏季施工时,混凝土的入模温度不宜超过30℃。衬砌结构任一截面在任一时间内的内部最高温度与表层温度之差一般不大于20℃,新浇筑混凝土与上一区段衬砌混凝土或围岩之间的温差不大于20℃,洒于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度的差值不大于15℃,混凝土的降温速率最大不宜超过3℃/h。

⑥混凝土泵送的坍落度不宜过大以避免离析或泌水。如发现坍落度不足,不得擅自加水,应当在技术人员的指导下用追加减水剂的方法解决。

7插入式振动棒需变换其在混凝土中的位置时,应竖向缓慢拔出,不得在混凝土浇筑仓内平拖。

⑧当采用养护剂养护时,养护剂应符合《水泥混凝土养护剂》(JC 901)规定。

(8)在特殊条件下(如松散堆积体、偏压、浅埋地段等)应及时施作二次衬砌。

(9)二次衬砌应采用拱墙一次灌注混凝土。施工时应符合下列要求:

①灌注前,应除去喷层或防水层表面灰粉并洒水润湿。

②灌注混凝土应振捣密实,防止收缩开裂,振捣时不得破坏防水层。

③衬砌封顶应预留排气孔,严格按工艺要求施作,确保拱顶混凝土密实。

④二次衬砌背后需注浆填充时,应预留注浆孔。

(10)二次衬砌拆模后必须进行养护,养护过程中,应根据混凝土温度与气温的差别变化,及时采取措施,控制混凝土的升温和降温速率。新浇混凝土表面宜及时浇水或覆盖湿麻袋、湿棉毡等进行养护。条件许可时,宜采用蓄水或洒水养护,但在混凝土发热阶段宜采用喷雾养护,避免混凝土表面温度产生骤然变化。当采用塑料薄膜或喷涂养护膜时,应确保薄膜搭接处的密封。此外,还应保证模板连接缝处不至于失水干燥。

(11)混凝土灌注段施工接头宜采用带有气囊的端模(堵头板),以防止漏浆。

(12)衬砌施工时,应与设计、监理单位密切配合,对衬砌完成的地段,应继续观察和监测隧道的稳定状态,注意衬砌的变形、开裂、侵入净空等现象,并作出稳定性评价。

(13)二次衬砌拆模时应符合以下规定:

①在初期支护变形稳定后施工的,二次衬砌混凝土强度应达到8.0MPa以上。

②初期支护未稳定,二次衬砌提前施作时混凝土强度应达到设计强度的100%。

③特殊情况下,应根据试验及监控量测结果确定拆模时间。

(14)二次衬砌背后回填注浆采用水泥浆液,配置浆液的原材料及配合比必须符合设计要求。为减少水泥浆液泌水和提高水泥浆结石体强度,宜添加外加剂。回填注浆施工可参考表4.3.6第16款中的有关规定,且符合下列规定:

①注浆压力不宜过高,以克服管道阻力和衬砌背后阻力即可;

②回填注浆应在衬砌混凝土达到设计强度的70%后方可进行。

4.3.5  劳动组织

1.劳动组织模式:采用架子队组织模式。

2.作业工地应配备专职队长、技术负责人,技术、质量、安全、试验、材料、领工员、工班长,均应由施工企业正式职工担任。

4.3.6  质量控制及检验

工班在作业时,按照下列标准进行质量控制;每道工序完成后,质检员按照下列要求进行检验。

表4.3.6  隧道二次衬砌质量控制及检验

序号质量控制项目

质量标准和要求

施工单位检验方法监理检验方法备注
1施工时间1.深埋隧道二次衬砌施作一般在围岩和初期支护变形基本稳定后进行,变形基本稳定应符合:隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和;或水平收敛小于0.2mm/d、拱部下沉速度小于0.15mm/d;或施作二次衬砌前的累计位移量已达极限相对位移值的80%以上;或初期支护表面裂纹不再继续发展

2.浅埋隧道应及早施作二次衬砌,且二次衬砌应予以加强

3.围岩及初期支护变形过大或变形不收敛,又难以及时补强时,可提前施作二次衬砌,以改善施工阶段结构的受力状态

监控量测和观察检查监控量测资料
2断面复测确保中线、高程、断面尺寸、净空符合要求全断面仪测量见证测量检查
3衬砌台车1.模板台车的门架结构、支撑系统及模板的强度和刚度应满足各种荷载的组合

2.模板台车的外轮廓在灌注混凝土后保证隧道净空

3.双线模板台车长度宜为9~12m,三线为6~8m

4.模板台车侧壁作业窗分层布置,层高不宜超过1.5m,每层应设4~5个窗户,其净空不宜小于45cm×45cm,两端设检查孔,并设有相应的混凝土输送管支架和吊架

5.模板台车应设置足够的承重螺杆和径向模板螺杆支撑

6.模板台车拱顶应在适当的位置设置混凝土的封堵装置和检查孔

7.二次衬砌拱、墙整体浇注,而边墙基础高度的设置(水平施工缝)应避开剪力最大的截面

8.台车走行轨宜采用43kg/m以上或刚度足够大的型钢为行走轨道

制作并检算验收检查验收资料
4超挖回填1.隧道拱、墙背后的局部坍塌或塌落,拱部范围与墙脚以上1m范围内的超挖,采用与二次衬砌同等级的混凝土回填密实。特别是隧道拱顶在施作二次衬砌时,预留压浆管进行回填注浆

2.隧底超挖部分应用与隧道结构同等级的混凝土回填

观察、尺量观察
5模板安装稳固牢靠,接缝严密,与混凝土的接触面清理干净并涂刷隔离剂。允许偏差:模板表面平整度不大于5mm;边墙角平面位置及高程±15mm;起拱线高程±10mm;拱顶高程0,±10mm;相邻浇筑段表面高低差±10mm

观察,平整度采用2m靠尺检查,其他水准测量和尺量

观察、尺量并现场验收

6衬砌混凝土施工1.灌注前,应清除防水层表面灰尘并洒水湿润

2.模板台车走行轨中线和轨面标高误差不应大于10mm,台车就位后启动微调机构,用仪器校正模板外轮廓与设计净空相吻合,并锁定台车

3.钢筋混凝土二次衬砌施工段,必须用与衬砌混凝土相同配合比的细石混凝土或砂浆制作垫块,确保钢筋保护层的厚度。主筋保护层尺寸应不小于30mm、迎水面主筋保护层厚度不小于50mm

4.泵送混凝土的坍落度一般为15 ~18cm

5.混凝土应对称、分层浇筑,分层捣固。捣固采用插入式振动器

6.混凝土拌合时间:强制式不小于1.5min,自落式不小于2min

7.每设计规定预留注浆孔

8.为防止拱部混凝土浇筑时出现空穴,拱部混凝土宜配制流态混凝土灌注

9.堵头板应分层设排水孔排除泌浆水

仪器测量和尺量混凝土浇筑时旁站监理
7衬砌混凝土强度和抗渗等级符合设计要求,按规定制作试件并养护。同条件养护每200m一组,标准养护不超过100m³同配合比混凝土不少于一次,同条件养护每200m一组

检测养护试件的抗压强度(56d)和抗渗等级(28d)

见证取样
8接头处理纵向接茬面应凿毛并冲洗干净,素混凝土埋设长度120cm、直径20mm的钢筋,埋入60cm,间距40cm;环向施工缝应安装止水条

尺量观察
9拆模时间1.在初期支护变形稳定后施作的,二次衬砌混凝土强度达到8.0MPa以上方可拆模

2.初期支护未稳定时施作的,二次衬砌混凝土强度达到设计强度的100%后方可拆模

同条件养护试块强度检测观察
10衬砌厚度不小于设计厚度模板安装后尺量,施工完毕后采用无损检测法见证无损检测
11衬砌混凝土强度符合设计要求标准养护试件压力试验见证试验
12底板厚度不小于设计厚度,底板超挖部分用用同级混凝土回填尺量尺量
13仰拱厚度和顶面高程符合设计要求,高程允许偏差±15mm

水准测量、尺量见证测量
14仰拱填充混凝土厚度和底面高程符合设计要求,填充混凝土在仰拱混凝土终凝后施工水准测量、尺量见证测量
15仰拱施工仰拱超前拱墙衬砌,其超前距离宜保持3倍以上衬砌循环作业长度

尺量尺量
16回填注浆注浆钢管3m一处,采用M10水泥砂浆,初压0.1~0.15MPa,终压0.2MPa;注浆应保证回填密实;回填注浆应在衬砌混凝土强度达到设计强度的70%后进行

观察;无损检测;同条件养护试件压力试验见证检验
4.3.7  安全及环保

1.二次衬砌

(1)施工安全

①施工作业前必须认真检查和处理支护作业区的危石,施工机具应布置在安全地带。

②施工用作业台架应牢固可靠,并应设置安全栏杆。

③必须定期检查电源线路和设备的电器部件,确保用电安全。

④施工中应经常检查输料管、接头的磨损情况、击穿或松脱等现象时应及时处理。

⑤施工中检修机械或设备故障时,必须在断电、停风条件下进行,检修完毕向机械设备送电送风前必须事先通知有关人员。 

⑥当采用加大风压处理堵管事故时,应先关机将输料管顺直,紧按喷嘴,喷嘴前方不准站人,疏通管路的工作风压不得超过0.5MPa。

⑦非施工人员不得进入正进行喷射的作业区,施工中喷嘴前严禁站人。

⑧喷射作业区应有良好的通风措施,作业区的粉尘浓度不得大于10mg/m³。作业人员应带防尘口罩、防护罩、防护帽、防护眼镜、防尘面具等防护用具,作业人员应避免直接接触碱性液体速凝剂,不慎接触后应立即用清水冲洗。

(2).环境保护

①开始施工前,必须进行环境因素识别,确定重要环境因素,制定相应的管理方案。

③隧道弃渣场坡面应按设计进行复垦或绿化,渣顶整平满足施工图要求,坡脚进行防护,防止水土流失。

④施工场地布置时,在水源保护地区内不得取土、弃土、破坏植被等,不得设置搅拌站、洗车台、充电房等,并不得堆放任何含有害物质的材料或废弃物。

⑤施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃,并在生活区、生产区及洞门口设置污水处理池,生活污水或生产及洞内废水必须经过污水处理池处理后排放或倒置指定地点。

2.仰拱施工

(1)施工安全

①开始施工前,必须对施工工艺中存在的危险源进行辨识和安全风险评估,编制安全管理实施方案,并制定相应的应急预案。

②施工机械使用、操作人员条件、。检修保养、各种专用施工机具和料具、施工用电、特殊环境中作业等应严格执行《铁路工程施工安全技术规程》。

③施工过程中必须对施工人员加强安全技术交底,特殊工种必须经考试合格以后方能上岗。在推广新技术和使用新设备时,应对员工进行再培训和安全教育。

④进洞人员必须戴好安全帽,洞内作业人员应佩戴防尘面具。禁止无关人员进洞。

⑤开挖作业必须保证安全。开挖时必须减少对围岩的扰动。

⑦开挖面及未衬砌地段应随时检查,险情应及时处理。

⑧开挖工作面与衬砌的距离必须在确保施工安全并力求减少施工干扰的原则下合理选定。

⑨开挖不得危及衬砌、初期支护及施工设备的安全。

⑩施工作业地段的出渣车辆行车速度不得大于15km/h,成洞地段不得大于25km/h;在衬砌模板台车等狭窄地段必须设置减速和警示标识。

(11)出渣时间洞内必须加强通风,保证洞内清晰,并且使洞内环境必须符合职业健康标准。

2.环境保护

①开始施工前,必须进行环境因素识别,确定重要环境因素,制定相应的管理方案。

②临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境。

③隧道弃渣场坡面应按设计进行复垦或绿化,渣顶整平满足施工图要求,坡脚进行防护,④施工场地布置时,在水源保护地区内不得取土、弃土、破坏植被等,不得设置搅拌站、洗车台、充电房等,并不得堆放任何含有害物质的材料或废弃物。

⑤施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃,并在生活区、生产区及洞门口设置污水处理池,生活污水或生产及洞内废水必须经过污水处理池处理后排放或倒置指定地点。

4.4  防排水施工作业标准

4.4.1  作业制度

1.施工作业执行文件:施工项目部下发的有效设计图纸、技术交底文件、《隧道二衬施工作业指导书》,《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》。

2.施工作业执行的强制性规范;《安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》。

3.作业队制订的《**作业队施工职责分工及岗位责任制制度》。

4.4.2  适用范围

适用于客运专线单、双线隧道防排水施工。

4.4.3  工艺流程

结构防排水施工流程见图4.4.3.

4.4.4  施工要求

1.一般规定

(1)隧道施工时应做好防排水工作,防止涌水淹没洞室,危及人员、设备和环境安全,影响施工质量和进度。

(2)隧道结构防排水应以防水混凝土衬砌自防水为主,并做好施工缝和变形缝防水,同时确保盲沟、排水管(沟)排水畅通,以满足隧道防排水要求。

(3)隧道结构防排水应设计要求施工,并对洞外地表水做妥善处理,使洞内外形成一个完整的防排水系统。

(4)隧道结构防水应重视初期支护的防水,并辅以注浆防水和防水层加强防水,满足结构设计和使用要求。

(5)隧道防排水施工时,应重视环境保护,不得使用有毒的、污染环境的材料,隧道施工排水应进行处理,满足《污水综合排放标准》(GB 78—1996)的规定时方可排放。

(6)隧道工程防排水应采用符合国家、行业标准,满足设计要求,经实践检验质量和性能可靠地新材料、新技术、新工艺。

(7)隧道防水和排水施工中,应按标准确认各项资源和作业环境符合要求,防排水作业的人员必须经过合格的岗前培训和业务学习,且熟悉作业内容和标准。

2施工防排水.

(1)隧道通过含水地层时,应在开挖前查明水源大小、方向和补给情况,制定防排水措施。当补给水量很大,不能完全由隧道排走时,应根据水源方向和位置,在相应的位置开挖泄水洞截流排水。无排水条件或排水困难,以及不允许排水时,经技术、经济比选,可采用注浆堵水措施。

(2)在超前地质预测预报的基础上,为了控制隧道涌水、突泥,可采用超前预祝减小涌水量和水压力,保证隧道施工安全;环境条件许可时,对于浅埋隧道软弱地层中的孔隙水或节理、裂隙水,可采用地表或洞内降水的方法降低地下水位,提高地层的稳定性;当降水方案不能满足要求或无降排水条件,在隧道施工中遇有高压涌水危及施工安全时,宜先采用排水的方法降低地下水的压力,然后用注浆法进行封堵。封堵涌水注浆应先在周围注浆,特别是向水源方向注浆,切断水源,然后顶水注浆,将涌水堵住。

(3)在确保不破坏环境和设计允许的条件下可采用泄水洞排水。应根据水源方向、位置、流量、流速、含泥量的大小,选择泄水洞的位置、方向、断面形式、大小和坡度,并确保排水畅通,防止泄水洞淤塞。

(4)隧道涌水的处理应贯彻预防为主的原则,应采取先堵后排的措施,预计有大量涌水或涌水量虽不大,但开挖后可能引起大规模塌方时,应在开挖前进行帷幕注浆。

 (5)隧道施工前应对地表及隧道附近的井泉、池沼、水库、河流、进行调查,并应进行观测与渗入隧道时,施工前应对地表积水、坑、洼等进行处理,并符合下列要求:

①洞口附近和浅埋隧道应整平洞顶地表,不得积水;

②地表坑洼、钻孔、沉坑等处应填不透水土,并分层夯实;

③洞顶有流水的沟槽应予整治,确保水流畅通,必要时应对沟床进行铺砌;

④洞顶设有高压水池或有河流、水塘、水库等时,应有防渗漏措施,对水池溢水应有疏导设施。

(6)天沟、截水沟处理应符合下列要求:

①边、仰坡坡顶的天沟、截水沟应结合永久排水系统及早修建,出水口必须防止顺坡散流。隧道水沟应与路基边沟组成洞口排水系统,其水流应防止冲刷边仰坡和破坏环境。

②洞外路堑向隧道内为下坡时,应将路基边沟挖成反坡,向路堑处排水,必要时应在洞口处适当位置设横向截水沟。

(7)洞内排水沟排水应符合下列要求:

①洞内顺坡排水水沟断面及坡度应满足隧道中渗漏水和施工废水的排出需要。在膨胀岩、土质地层、围岩松软地段,可根据需要加强水沟铺砌或用管槽代替。排水沟应经常清理,防止淤塞。

②洞内反坡排水,或在膨胀性、湿陷性地层中施工时,可根据坡度、水量和设备情况布置管路和泵站,一次或分段接力排出洞外。集水坑的容积应按实际排水量确定,其位置确定应考虑减少施工干扰。配备抽水机的能力应大于排水量20%以上,并应有备用数台。

③单侧水沟施工时,不应阻塞隧道水流,应设横向截水沟并汇入侧沟。

(8)降水施工应符合下列要求:

①根据降水要求,编制降水施工方案,选择降水方法和降水设备。

②降水后水位线应低于隧道开挖线0.5~1.0m。

③降水过程中,应设水位观测井,及时测定动水位,调整降水参数,保证降水效果。

④重视降水影响范围内地表环境的保护,建立监控量测体系、制订回灌措施,防止地表超限下沉。

(9)采用钻孔排水时,应对工程地质和水文地质作详细的调查分析,判断地下水流方向,再确定钻进位置、方向、孔数和钻进深度,并应采取下列防止措施:

①非钻孔施工人员必须撤出。

②应及时测算水量、水压大小、水的流速、泥沙含量等,备足抽水设备,水中含有泥沙时,应配备耐磨污水泵。

③孔口应预先埋管设阀,控制排水量,防止钻孔时承压水冲击及淹没坑道等意外险情发生。

④水平钻孔钻到预期的深度尚未出水时,可会同设计部门进一步进行地质和水文的勘测工作,重新判定地下水情况。

(10)含水的松散破碎地层应采用降低地下水位的排水方案,不宜采用集中宣泄排水的方法。当采用降水方案不能满足要求或不允许降排水时,应在开挖前进行帷幕注浆,以加固地层,充分提高地层止水能力。

(11隧道施工在没有特殊的防排水设计,而突然遇到大面积渗漏水时,应在施工中对防排水措施进行详细记录,并提出变更设计意见。

3.结构防排水

(1)结构防排水施工作业是在隧道初期支护完成,且隧道净空经检查满足设计要求后进行的有关结构防排水施工作业,一般包含基面检查处理、排水盲管(沟)安装、防水板铺设、施工缝、变形缝处理、混凝土灌注等工序,其施工流程图见图4.4.3。

(2)基面处理主要对初期支护表面的渗漏水,外露的突出物及表面凸凹不平处进行处理。其施工应满足以下要求:

①处理基面渗漏水,采用回填注浆进行堵水,以保持基面无明显漏水;回填注浆的施工作业执行相关要求。

②对初期支护混凝土表面外露的锚杆头,钢筋尖头等硬物割除,其处理方法如下:

a.对钢筋网等突出部分,先切断,再用砂浆抹平。

b.对有凸出的管道时,先切断,再用砂浆抹平。

c.对锚杆有凸出部位时,端头顶预留5mm切断后,用塑料帽处理。

d.对于初期支护为喷射钢纤维混凝土的,防水板铺设前应补喷一层水泥砂浆保护层,以保护防水板。

③对初期支护表面凸凹不平处进行处理,使防水层铺设基面平顺,表面平整度应满足D/L≤1/6(D为两凸面间凹进深度,L为两凸面间距离,一般情况下应小于60cm)。

(4)排水盲管

排水盲管一般包括环向排水盲管、纵向排水盲管、横向排水管,三者通过变径三通连为一体,形成完整的排水系统,纵向排水盲管在整个隧道排水系统中是一个中间环节,起着承上启下的作用,是关键环节。

①排水盲管施工作业主要有钻定位孔、锚栓安装、盲管铺设、安装连接等环节,其施工流程参见图4.4.4-1。

②环向排水盲管沿纵向设置的间距根据设计要求进行布置,根据洞内渗、漏水的实际情况,在地下水较大的地段应加密设置排水盲管。

③纵向盲管的设置及坡度应按设计要求安设,并与环向、横向盲管连成一体,形成一个完整的排水系统。

④排水盲管施作步骤与方法可参照以下要求进行:

a.施工按规定划线,以使盲管位置准确合理,划线时注意盲管尽可能走基面的低凹处和易出现渗漏水的地方。

b.钻定位孔,定位孔间距不得大于50cm。

c.将膨胀锚栓打入定位孔。

d.将盲管用无纺布包住,防止泥沙、喷混凝土料或杂物进入堵塞管道用扎丝捆好;用卡子卡住盲管,然后固定在膨胀螺栓上。

e.用三通将环、纵向排水盲管连接固定。

⑤横向排水盲管是连接纵向排水盲管与侧沟或排水管(沟)的水力通道,应严格按设计要求设置,施工中须先在纵向盲管上预留拼接,然后在仰拱及填充混凝土施工前接长至中心排水管(沟)。

⑥排水盲管施工质量应满足下列要求:

a.排水盲管的材料质量、直径、透水孔的大小、间距应满足设计要求。

b.纵向排水盲管的安装坡度符合设计要求,通向水沟的横向排水管坡度应符合设计要求且不小于2%。

c.盲管尽量与岩壁或初期支护的混凝土壁密贴,与支护的最大间距不得大于5cm,盲管与支护脱开的最大长度不得大于10cm。

d.盲管无泥沙、喷混凝土料或杂物堵塞,泄水孔通畅。

e.施工中三通管留设位置准确,接头牢固。

(5)防水板

在基面处理、排水盲管设置、水平施工缝止水条安装完成后,进行防水板施工作业,一般包括铺设准备、缓冲层铺设、防水板固定、防水板焊接、质量检查等环节,其施工工艺流程见图4.4.4-2。

洞内

 

图4.4.4-2  防水板施工工艺流程图

①防水板铺设台车应满足以下要求:

a.防水板专用台车应与模板台车的行走轨道为同一轨道。

b.台车前端应设有初期支护表面及衬砌内轮廓检查钢架,并有整体移动(上下、左右)的微调机构。

c.台车上应配备能达到隧道周边任一部分的作业平台。

d.台车上应配备提升(成卷)防水板的卷扬机和铺放防水板的设施。

e.台车的刚度和强度应满足施工人员作业和防水板的承重要求。

f.台车内净空应满足施工车辆通行的需要。

②防水板施作步骤与方法可参照以下要求进行:

a.铺设准备

在洞外检查、检验缓冲层材料及防水板质量,防水板宜选用高分子材料,其材料标准应符合客运专线防水板技术条件。幅宽一般为2~4m,客运专线防水板厚度不得小于1.5mm,耐刺穿性、柔性、耐久性好且应符合设计要求。

对检查合格的防水板,用特种铅笔划焊接线及拱顶分中线,并按每循环设计长度截取,对称卷起备用;洞内在铺设基面标出拱顶中线,画出隧道中线第一环及垂直隧道中线的横断面线。

b.缓冲层铺设

对于设计为分离式的防水板,先进行缓冲层铺设,缓冲层材料根据设计选用,一般采用射钉固定。固定点间距:一般拱部0.5~0.8m,边墙0.8~1.0m,底部1~1.5m,呈梅花形排列,并左右上下成行固定。在凸凹较大的基面上,在断面变化处增加固定点,保证其与混凝土表面密贴。

c.防水板铺设

a)防水板铺设应超前二次衬砌施工,并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板,同时与挖面应保持一定的安全距离。

b)防水板采用环向铺设,从拱部向两侧边墙展铺,下部防水板应压住上部防水板,松紧应适度并留有余量(一般实铺长度与喷射混凝土面弧长的比值为1.1~1.2:1),保证防水板全部面积均能低到围岩。

c)分段铺设的卷材的边缘部位顶留至少60cm的搭接余量并且对预留部分边缘部位进行有效的保护。

d)附属洞室处铺设防水板时,先按照附属洞室的大小和形状加工防水板,并与边墙防水板焊接成一个整体。

e)三层以上的塑料防水板的搭接形式应采用T形接头。

f)两幅防水板的搭接宽度不应小于150mm。

d.防水板固定

a)对于设计为分离式的防水板,可用热风焊或热合器,使其防水板融化与塑料垫圈粘结牢固。

b)对于设计为复合式的防水板,则按设计要求(一般拱部0.5~0.8m,边墙0.8~1.0m,底部1~1.5m)在铺设基面打设膨胀锚栓,采用悬吊法牢固固定,膨胀锚栓帽宜采用圆弧形,锚栓顶面离喷射混凝土面距离不大于3mm。

e.防水板铺设、固定质量应满足下列要求:

a)铺设范围及铺挂方式应符合设计要求。

b)搭接形式和宽度满足规定要求。

c)悬吊固定点设置的数量合理,间距满足规定。

d)分段铺设的预留接头长度满足规定要求。

e)防水板与基层固定牢固,用手将已固定好的塑料板上托或挤压,检查其与喷射混凝土面的密贴程度及预留量,防水板没有绷紧和破损现象。

f.防水板焊接

a)焊接时,接缝处必须擦洗干净,且焊缝接头应平整,不得有气泡折皱及空隙。

b)防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接,细部处理或修补采用手持焊。

c)开始前,应用小块塑料片上试焊,以掌握焊接温度和焊接速度。

d)单条焊缝的有效焊接宽度不应小于15mm。

e)在焊缝搭接的部位焊缝必须错开,不允许有三层以上的接缝重叠。焊缝搭接处必须用刀刮成缓角后拼接,使其不出现错台。

f)防水板纵向搭接与环向搭接处,除按正常施工外,应再覆盖一层同类材料的防水板材,用热焊焊接。

g)焊缝应无漏焊、假焊烤焦、焊穿、外露的固定点等现象,若有应予补焊,且用塑料片覆盖焊接。

g.防水板焊缝是防水板施工的薄弱环节,应重点进行检查,满足下列要求:

a)目测及尺量检查 

 检查防水板有无烤焦、焊穿、假焊和漏焊,焊缝宽度是否符合设计,焊缝是否均匀连续,表面平整光滑,有无波形断面。

b)充气检查

检查采取随机抽样的原则,环向焊缝每衬砌循环抽试一条,纵向焊缝每衬砌循环抽试2条。检查时可将5号注射针与压力表相接,用打气筒进行充气,当压力表达到0.25MPa时停止充气,保持15min,压力下降在10%以内,说明焊缝合格;如压力下降过快,说明焊缝不严。用肥皂水涂在焊缝上,有气泡的地方重新补焊,知道不漏气为止。

h.防水层施工完成后,必须严加保护,否则极易损坏,导致防水质量下降乃至完全失效。为保护已铺设的防水层,施工中应注意以下几点:

a)任何材料、工具、在铺设时应尽量远离已铺好的地段堆放,不得穿带钉子的鞋在防水层上走动,对现场施工人员加强防水层保护意识教育,严禁损坏。

b)在没设保护层处(如拱顶、侧墙)进行其他作业时不得破坏防水层,钢筋焊接作业时,防水板要用阻燃材料进行覆盖,避免焊火花损伤排水板,现场应配备一定数量的灭火器。

c)挡头板的支撑物在接触到塑料防水板处必须加设橡皮垫层。

d)采用钢筋混凝土衬砌时,要对钢筋头部进行防护,避免损伤防水板。

e)绑扎钢筋和安装模板及衬砌台车就位时,在钢筋保护层垫块外包土工布防止碰撞和刮破塑料板。

f)在灌注二次衬砌混凝土时,振捣棒引起的对防水层的破坏不易发现,故二次衬砌模注混凝土施工时应特别注意,不得破坏防水层,浇筑时应有专人观察,发现损伤应立即修补。

g)在灌注二次衬砌混凝土时,应在混凝土输送泵出口处设置防护板,防止混凝土直接冲击防水板。

h)二次衬砌模注混凝土捣固时,避免让捣固器与防水板接触;插入式振动棒需变换其在混凝土中的位置时,应竖向缓慢拔出,不得在混凝土浇筑仓内平拖。

i)二次衬砌中埋设的管料与防水板间距不小于5cm,以防止破损塑料防水板。

(6)止水条

止水条施工作业包括制作安装专用端头模板、混凝土浇筑、预留槽清理、固定止水条等环节环节,其施工流程参见图4.4.4-3。

图4.4.4-3  止水条施工流程图

施工可参照以下施作步骤与方法进行:

①水平施工缝

水平施工缝施工在先浇筑混凝土初凝后、终凝前根据止水条的规格在混凝土基面中间压磨出一条平直、光滑槽。拆除混凝土模板后,凿毛施工缝,用钢丝刷清除界面上的浮渣,并涂2~5mm厚的水泥浆,待其表面干燥后,用配套的胶粘剂或水泥钉固定止水条,再浇筑下一环混凝土。

②环向(竖向)施工缝

环向(竖向)施工缝采用在端头模板中间固定木条或金属构件等,混凝土浇筑后形成凹槽。槽的深度为止水条厚度的一半,宽度为止水条宽度。然后进行清洗,在灌注下一循环混凝土之前,对预留槽进行清理,清除残渣,磨光槽壁,然后将止水条粘贴在槽中,然后模板台车定位,灌注下一循环的混凝土。

③止水条施工应注意以下几点:

a.施工前,必须对止水条的宽度、厚度(直径)进行检查,确保其符合设计及标准要求。

b.止水条安装前,必须对预留槽进行清理,清洗干净、排除杂物。

c.止水条必须按照在预留槽内,安装时先在槽内涂抹一层氯丁胶黏剂,使其粘结牢固,并用水泥钉固定,水泥钉的间距不宜大于60cm。

d.止水条安装应尽量安排在下一循环混凝土浇筑前3~5h,如有困难提前安装应采取缓膨措施,但最长时间不得超过24h。

e.止水条安装时应顺槽拉紧嵌入,确保止水条与槽底密贴,不得有空隙。

f.止水条接头处应重叠搭接后再粘接固定,沿施工缝形成闭合环路,其间不得留断点。

g.振捣混凝土时,振捣棒不得接触止水条。

④止水条安装质量应满足下列要求:

a.止水条的材质、性能及技术参数必须满足设计要求。

b.止水条安装位置、接头连接应符合设计要求。

c.止水条表面没有有开裂、缺胶等缺陷,无受潮提前膨胀现象。

d.止水条与槽底密贴,没有空隙。

4.注浆防水

(1)隧道开挖、初期支护完成后,仍出现渗漏水时,应根据地质情况及隧道允许排水量选择径向注浆、局部注浆、回填注浆等防水措施。注浆材料应以水泥系注浆材料为主,不宜采用化学浆液。

(2)隧道开挖后,隧道周边个别部位出现明显漏水时,应进行局部注浆处理。局部注浆应符合下列条件:

①在出水点上游钻孔注浆截断水源,并在出水点周围布孔加固围岩,加固深度一般为隧道开挖轮廓线外3~5m;

②注浆材料应以水泥类浆液为主,水量较大时可采用快凝早强的水泥系浆材;

③注浆顺序为由少水处到多水处钻注;

④注浆终压宜为1~2MPa。

(3)初期支护后出现大面积渗漏水,应进行径向注浆或初期支护背后回填注浆,并符合下列要求:

①径向注浆孔深应符合设计要求,一般情况下,不应小于3m。

②初期支护背后回填注浆孔深不应小于0.5m;

③钻孔注浆顺序应由水少处向水多处进行;

④注浆材料以水泥系浆材为主,水量较大时可采用快凝早强的水泥系浆材;

⑤注浆终压宜为0.5 ~1.0MPa。

(4)注浆前,应将钻孔吹洗干净,并进行压稀浆试验,测定地层的吸浆和扩散、固结情况,防止注浆压力过大,破坏围岩整体性。

(5)注浆过程中应加强洞内外观察,并设置必要的测量项目,进行检测,当发生围岩或支护结构变形超过允许值、堵塞排水系统、窜将、危及地表安全等异常情况时,可采取以下措施:

①降低注浆压力、采用间歇注浆等;

②改变注浆材料、工艺、参数;

③调整注浆方案。

(6)单孔注浆结束标准应符合下列规定:

①分段注浆各孔段均达到设计终压并稳定10min,且进浆速度小于开始进浆速度的1/4,或注浆量不小于设计注浆量的80%;

②全孔一次性注浆压力达到设计终压;

③满足设计要求。

(7)注浆结束后,在分析注浆资料的基础上,可采取钻孔取芯法对注浆效果进行检查,并测定钻孔出水量。当检查孔出水量不大于1.0L/(min.m),可认为注浆效果满足要求,否则应进行补充注浆和重新检查。注浆钻孔及检查孔应填堵密实。检查孔的数量应不小于注浆孔总数的5﹪且不少于3个,必要时可采用压水试验进行检查。

(8)注浆应防止对环境的污染,在注浆施工期间及工程结束后,应对水源取样检查。当有污染时,应及时采取相应措施。

4.4.5  劳动组织

1.劳动组织模式:采用架子队组织模式。

2.作业工地应配备专职队长、技术负责人,技术,质量、安全、试验、材料、领工员,工班长,均应由施工企业正式职工担任。

4.4.6  质量控制及检验(4.4.6)

工班在作业时,按照下列标准进行质量控制;每道工序完成后,质检员按照下列要求进行检验。

表4.4.6  隧道防排水质量控制要点及检验

序号质量控制项目质量标准和要求施工单位检验方法监理检验方法备注

1

洞口防排水

1.隧道覆盖层较薄和渗透性强的地层,对地表水应及早处理

2.地表坑洼、钻孔、深坑等处应填不透水土,并分层夯实

3.洞顶有流水的沟槽应予整治,确保水流通畅,必要时沟床应进行铺砌

4.洞顶没有高压水池或遇有水塘、水库等时,应有防渗漏措施,对水池溢水应有疏导设施

5.洞内排水系统与洞外排水系统的连接必须符合设计要求

观察

观察

2

洞外截水

1.边坡、仰坡坡顶的天沟、截水沟应结合永久排水系统及早修建,出水口必须防止顺坡散流。洞门水沟应与路基边沟组成洞口排水系统,其水流应防止冲刷弃渣和危害农田水利

2.截水天沟中线距边、仰坡开挖线边距不小于5m,其坡度根据地形设置,但不应小于3‰,以免淤积。

3.洞外路堑向隧道内为下坡时,应将路基边沟挖成反坡,向路堑处排水,必要时应在洞口外适当位置设横向截水沟

观察和测量

观察

3

洞内排水

1.洞内顺坡排水水沟断面应能满足隧道中渗漏和施工废水的排出需要。围岩松软地段,可根据需要加强水沟铺砌或用管槽代替。排水沟应经常清理

2.洞内反坡排水方式,可根据坡度、水量和设备情况布置管路和泵站,一次或分段接力排出洞外。集水坑的容积应按实际排水量确定,其位置确定应考虑施工干扰。配备抽水机的能力应大于排水量20﹪以上,并应有备用台数

   盲管、水沟和孔槽组成的排水系统应有良好的排水效果,做到洞内排水顺畅

观察和计算

观察

4

衬砌背后排水及止水系统

1.在衬砌背后设置排水盲管﹙沟﹚或暗沟和在隧底设置中心排水盲沟时,应根据坑道的渗漏水情况,配合衬砌一次施工,施工中应防止衬砌混凝土或压浆浆液侵入盲沟内堵塞水路。盲管﹙沟﹚或暗沟应有足够的数量和过水能力的断面,组成完整有效的排水系统并应符合设计要求

2.衬砌背后采用注浆和喷涂防水层等方法止水

观察

观察

5

防水层防水

1.防水板铺设前,应先割除初期支护表面外露的锚杆头、钢筋头等尖硬物,凸凹不平处需补喷、抹平;喷射钢纤维混凝土的表面铺设防水板前应补喷砂浆保护层,保证钢纤维不外露;局部漏水处需先进行处理

2.在清理好的基面上,先铺设土工织物缓冲层,后铺设防水板,边铺边与暗钉焊接

3.两环防水板的搭接宽度不应小于15cm,允许偏差为—10mm。搭接焊缝宜为双焊缝,若有漏焊、假焊时应补焊,当有烤焦、焊穿时应采用塑料或橡胶片焊贴覆盖

4.防水板搭接缝与施工缝错开距离不应小于50cm,允许偏差为—5cm

5.固定缓冲层宜用钢钉,打钉时应加垫圈并垂直于喷射混凝土表面。钉与钉之间不得绷紧,缓冲层与混凝土表面应密贴

6.二次衬砌灌注混凝土时,不得损坏防水板

7.防水卷材厚度≧1.2mm,幅宽≧2m,断裂拉伸强度≧18MPa,撕裂强度≧60KN/m,不透水性应满足24h无渗漏﹙0.3MPa﹚的要求,低温—20℃下不开裂

观察、尺量和试验

观察、尺量、查看试验报告和见证取样检测

6

施工缝防水

1.带接头应符合设计要求,应采用热焊,不得叠接,接缝平整、牢固,不得有裂口和脱胶现象;止水带的中心位置应和施工缝中心重合,固定牢固、平直,不得有扭曲现象

2.止水条不得受潮,安装前应进行检查

3.橡胶止水带硬度(绍尔A)(60±5)度,拉伸强度≥15MPa,扯断伸长率≥380%,撕裂强度≧30KN/m;橡胶止水条硬度(绍尔A)(45±7)度,拉伸强度≧3.5MPa,扯断伸长率≧450%,体积膨胀倍率≧200%

4.止水带尺寸不得小于设计尺寸

观察和试验尺量

观察、查看试验报告和见证取样检测

7

变形缝防水

1.变形缝填塞前,缝内应清理干净,保持干燥,不得有杂物和积水

2.变形缝表面质量应缝宽均匀、缝身竖直,环向贯通,填塞密实,外表光洁。塞封材料嵌填严密,粘结牢固,无开裂、鼓包、下塌现象

3.变形缝原材料各项指标应符合要求

观察及试验

观察

8

明洞防水

明洞衬砌采用C30防水钢筋混凝土,其抗渗等级不得小于P8,衬砌外涂TS-EVA多功能防水乳胶

试验

查看报告和见证检测

4.4.7  安全及环保要求

1、施工安全

(1)防水板、无纺布施工,应防止电线漏电、钢筋焊渣,以及防水板焊接时引燃。

 ⑵开始施工前,必须对施工工艺中存在的危险源进行辨识和安全风险评估,编制安全管理实施方案,并制定相应的应急预案。

 ⑶施工机械使用、操作人员条件、检修保养、各种专用施工机具和料具、施工用电、特殊环境中作业等应严格执行《铁路工程施工安全技术规程》。

 ⑷进洞人员必须戴好安全帽,洞内作业人员应佩戴防尘面具。禁止无关人员进洞。

 ⑸开挖作业必须保证安全。开挖时必须减少对围岩的扰动。

 ⑹爆破后应检查爆破和开挖面情况,清除瞎炮、残炮和危石。

 ⑺开挖面及未衬砌地段应随时检查,险情应及时处理。

 ⑻开挖工作面与衬砌的距离必须在确保施工安全并力求减少施工干扰的原则下合理选定。

 ⑼开挖不得危及衬砌、初期支护及施工设备的安全。

 ⑽施工作业地段的出渣车辆行车速度不得大于15km/h,成洞地段不得大于25km/h;在衬砌模板台车等狭窄地段设置减速和警示标识。

 ⑾出渣时间洞内必须加强通风,保证洞内清晰,并且使洞内环境必须符合职业健康标准。

2.环境保护

 ⑴开始施工前,必须进行环境因素识别,确定重要环境因素,制定相应的管理方案。

 ⑵临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境。

 ⑶隧道弃渣场坡面应按设计进行复垦或绿化,渣顶整平满足施工图要求,坡脚进行防护,防止水土流失。

 ⑷施工场地布置时,在水源保护地区内不得取土、弃土、破坏植被等,不得设置搅拌站、洗车台、充电房等,并不得堆放任何含有害物质的材料或废弃物。

 ⑸施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃,并在生活区、生产区及洞门口设置污水处理池,生活污水或生产及洞内废水必须经过污水处理池处理后排放或倒置指定地点。下载本文

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