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小远亭隧道交叉中隔壁法 施工方案,中铁一局四公司向莆铁路FJ-5A标杜坞项目部,1,一、工程概况,2,小远亭隧道位于福建省闽侯县永丰村，起讫里程为FDK539 +490FDK539+837，全长347m，级围岩，最大埋深为30.5m,最小埋深约3m位于隧道出口处，地表最大坡度为1：3.6，本隧道为浅埋隧道。 主要施工方法拟采用明挖34m（洞口斜切式洞门段）、交叉中隔壁法163m（FDK539+507+630、FDK539+780+820）及三台阶七步开挖法150m（FDK539+630+780）。 地形地貌：剥蚀底丘，自然坡度1525，地势起伏不平,植被较发育，部分为竹林、果园，局部为取土场。 表层为第四系棕红色和黄褐色粉质黏土，硬塑，含少量中粗砂，入口段厚2-4米，出口段厚度3-10m；全风化花岗岩，黄褐色，灰白色，风化成土状，砂土状，入口段厚度大于20m,出口段厚度5-15m；其下伏基岩为花岗岩强-弱风化层，强风化层大于3米，岩体较破碎，风化不均匀，弱风化，节理较发育，入口段地下水埋深约20m，出口段地下水埋深5-20m。,3,二、施工工艺,4,交叉中隔壁法（CRD法）在软弱围岩大跨度隧道中先就隧道一侧采用二部分层开挖，施作初期支护、中隔壁和横隔板临时支护，再采用相同的方式开挖隧道另一侧，并进行相应的初期支护的施工方法，主要用于级偏弱围岩地段。,5,部,部,部,部,6,7,三、施工方法,8,总体方案 采用先左侧后右侧交叉中隔壁法开挖，采用人工配合机械开挖为主，松动爆破为辅，中隔壁和横隔板均采用20a型钢做为临时钢架。每循环进尺0.7m，每部开挖后及时施作初期支护和临时支护，闭合成环。为减小导洞下部开挖时因拱部一次支护拱脚悬空引起的下沉，一次支护拱脚部位设锁脚钢管加固。仰拱一次开挖闭合成环，仰拱及填充混凝土采用栈桥法一次整体浇筑施工。在仰拱浇筑前后根据监控量测结果确定是否拆除中隔壁、横隔板及每次拆除的长度，每次拆除不宜大于6m。拆除地段施工机械采用栈桥通行，栈桥长7米（考虑两头搭接长1米）。 结合厦门海底隧道施工经验，横隔板保证25cm厚度，横隔板在悬空后，开挖、部的小型挖机可在横隔板上行走与作业。为方便、部施工，设置横通道，小型挖机施工完部通过横通道进入部施工，施工完部再进入部施工。,9,、进洞前施工,（一）、洞顶截排水 隧道洞口开挖之前，按设计要求先施工隧道洞顶的截水沟，将洞顶截水沟与场地内水沟进行连接，减小天气原因对隧道施工的影响。,10,（二）洞口边仰坡开挖防护,1、边仰坡采用挖掘机进行刷坡，局部硬岩石采用风镐进行破碎开挖，保证坡面的平顺和稳定性。 2、边仰坡开挖时，必须做到边开挖边进行锚喷网支护，锚杆采用22砂浆锚杆，L-4m,间距1.5m1.5m，梅花形布置。锚杆施工完后，按设计挂设钢筋网片，钢筋网片可事先在钢筋加工场加工，钢筋网采用6圆钢，网格尺寸为25cm25cm。C20喷射砼设计厚度10cm，分两次进行喷射，第一次初喷4cm，第二次复喷射6cm。,11,（三）洞口长管棚施工,1、小远亭隧道洞口长管棚进口为40m。洞顶边仰坡开挖临时支护施工完后，按设计洞口长管棚临时开挖线坡率进行长管棚槽的开挖，预留核心土，核心土顶面整平，使之成为工作平台，并刷一斜坡，挖掘机和装载机能行驶到平台上进行辅助施工。 2、在洞口长管棚槽开挖完之后，先按设计要求安装2榀I18工字钢作为管棚的定位固定端，工字钢在场内分节加工，采用螺栓连接。在管棚固定端的钢架上布置48根140mm壁厚5mm导向钢管，导向钢管长度为1m，环向间距为40cm，将导向钢管按设计角度（钢管轴线与衬砌外缘线夹角3）就位准确，并在场内将其焊接固定在I18工字钢上，使其与工字钢连成整体。,12,3、导向墙砼为C20级，截面尺寸为1m1m，砼浇筑采用核心土为内模、加工钢模作为外模。外模采取钢筋定位加固，保证导向墙砼的厚度。导向墙砼浇筑前，报检监理工程师检查合格后浇筑导向墙砼。在砼浇筑过程中，必须严格控制钢架的稳定，不偏移、不沉降，必要时增加一些临时支撑。 4、待导向墙砼强度满足设计强度后，采用电动潜孔钻机在导向钢管内进行钻孔，孔深度为40m。间隔一根打设钢花管（钢花管就是在108mm钢管上钻注浆孔，孔径1016mm，孔间距15mm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段110cm）并注浆，然后打设钢管，以便检查钢花管的注浆质量。按顺序，其中奇数号者采用钢花管，偶数号者采用钢管。钢管接头在隧道的横断面上错开。 5、钢管安装完后，留下导管，插入注浆管，注入水泥浆液（水灰比：1：1），注浆压力为0.52.0Mpa，注浆的质量通过注浆用量（每根设计注浆量约1.46m3）、注浆压力值和导管口冒浆情况来判定。,13,、进洞施工,1、正洞左侧上半断面部施工 1.1开挖断面尺寸高约6.5m、宽约6.65m（详见CRD法示意图），采用人工配合挖掘机开挖0.7m（较钢架间距0.6m富余0.1m以利施工），每循环开挖进尺同时控制在0.7m。采用人工配合0.28m3的小型挖掘机开挖。在距部掌子面向小里程2.5m、距中隔壁2.5m的位置预留2m*0.5m(两榀工字钢间距)的漏碴孔，漏碴孔纵向间距5m。洞碴通过漏碴孔漏至部，将8t自卸车停在漏碴孔下面，直接装碴。示意图如下：,14,15,部开挖支护,16,部架立钢架,17,机具选用说明，挖掘机选用0.28m3小型挖掘机，外形尺寸（全长约6.1m全高约2.1m全宽约2.2m），最大挖掘半径6.3m。部出碴车选用8t自卸车。 1.2 正洞初期支护：导坑周边初喷4cm厚混凝土，架立正洞两榀20a型钢钢架（A、B单元）、钻设径向锚杆（拱部60范围采用25mm带排气装置的注浆锚杆，长度4m，边墙采用22mm砂浆锚杆，长度4m），导坑周边铺设钢筋网片采用8钢筋，网格尺寸为20cm20cm，复喷混凝土至设计厚度，并保证钢架覆盖层不小于3cm。底部（正洞20a工字钢与横隔板20a工字钢连接处）向下倾斜约30角打入锁脚钢管（50 mm、壁厚3.5mm、长4.5m）。,18,1.3临时支护：中隔壁、横隔板与正洞同时进行4cm混凝土初喷，架立两榀20a临时钢架（纵向间距0.6m），铺设的钢筋网片，采用6钢筋，网格尺寸为20cm20cm，复喷混凝土覆盖20a工字钢，横隔板保证25cm厚度。钢架纵向均采用22螺纹钢连接，钢筋转角处焊接于钢架内侧翼缘，底部（中隔墙20a工字钢与横隔板20a工字钢连接处）向下倾斜约30角打入锁脚钢管（50mm、壁厚3.5mm、长4.5m）。 1.4 预留横向通道：为了方便部小挖机进入部施工，根据开挖后实际情况设3m宽横向通道。为保证正洞初期支护钢架的稳定性，在横向通道顶部纵向设置3m的工字钢，两端与中隔壁工字钢连接牢固。 1.5开挖支护15m后停止部掘进施工，采用24cm喷射混凝土封闭掌子面，转入部施工。,19, 通往部横通道,20,2、正洞右侧上半断面部,右侧导坑部施工方法同左侧导坑部施工，开挖支护10m与部导坑掌子面距离约5米左右时停止施工，转入左侧导坑部施工。,21,部,22,3、正洞左侧下半断面部,开挖断面尺寸高约4.2米、宽约7.2米，开挖时采用人工配合机械开挖，每循环开挖0.7m，当满足一榀钢架安装位置时立即对导坑周边部分进行4cm厚混凝土初喷；接长正洞初期支护20a型钢钢架（C、D单元）和中隔壁临时支护20a型钢钢架，设锁脚钢管，钻设径向锚杆并铺设钢筋网片（锁脚钢管、径向锚杆及钢筋网规格要求与部要求相同），正洞初期支护复喷混凝土4cm至设计厚度，临时支护复喷砼覆盖钢架。经监控量测如净空变化速度持续大于5.0/d时,表明围岩处于急剧变化状态，须施做部横隔板20a临时钢架。 机具选用说明，开挖选用220挖掘机，出碴采用50装载机，8t的自卸车运输。 当开挖支护10m后停止部施工，再次转入右侧导坑部施工。,23,部开挖支护,24,4、正洞右侧下半断面部,待、部依次开挖支护5m后，开挖部10m，施工方法同部施工。,25,部开挖支护,26,5、仰拱开挖及初期支护,待、部依次开挖支护循环施工5米后，停止导坑掘进；一次性开挖仰拱5米，施作初期支护，接长中隔壁20a临时钢架至仰拱底，如设部横隔板时拆除部横隔板。对以闭合成环5米地段初期支护加强监控量测。,27,6、仰拱及填充浇筑,待开挖支护完成5米仰拱根据监控量测分析收敛稳定后，拆除5米中隔壁与横隔板20a临时钢架；利用仰拱栈桥整体性灌筑底部4米仰拱混凝土。栈桥长7米（考虑两头搭接长1米）。,28,7、循环施工,、部开挖支护每5米为一个循环，依次进行施工。仰拱开挖和仰拱浇筑每次施工4m。右侧上下导坑与左侧上下导坑掌子面距离控制在15米之内。,29,8、待仰拱长度满足二衬施工长度时，利用衬砌模板台车灌注二衬混凝土。,30,31,四、施工要求,32,（一）、开挖,1、开挖前测量人员必须精确放样，在进行初喷混凝土以前对开挖断面进行检查，对欠挖部位及时处理。 2、各部开挖支护自上而下，预留核心土，核心土高度以方便架设钢拱架和挂设钢筋网为宜。开挖后及时施做初期支护、中隔壁、横隔板，步步成环。 3、各部开挖时，相邻部位的喷射混凝土强度应达到设计强度的70%以上。 4、缩短各部开挖工作面的间距，使初期支护尽早封闭成环。 5、严格控制步长，仰拱距开挖面的距离不得超过40m。,33,（二）、支护,1、各部开挖后同时施工初期支护、中隔壁和横隔板，使各部及时闭合成环以保证隧道稳定性。 2、初喷砼一次喷射砼4cm，作业前，清除所有的松动岩石，并使岩面保持一定湿度；速凝剂掺量准确，添加均匀、不得随意增加或减少。复喷砼，、部分3层喷射，一次喷射厚度510cm，、部分2层喷射，一次喷射厚度 715cm，分层喷射的间隔时间为1520min；喷射作业分段、分片、分层，由下而上依次进行，如有较大凹洼时，用混凝土填平；型钢钢架与岩面之间的间隙用喷射砼填充密实，喷射顺序先下后上对称进行，先喷钢架与围岩之间空隙，后喷钢支撑之间，型钢钢架被喷射砼所覆盖。正洞初期支护保护层不得小于3cm。 3、初期支护钢架、中隔壁和横隔板钢架均采用I20a工字钢在洞外加工，工字钢构件连接采用厚度为16mm的钢板和M30螺栓进行连接。架立工字钢之前，必须将脚部架立钢板底部的虚渣清除干净，必要时浇筑C20砼基座，以保证工字钢不下沉，工字钢就位后，必须采用临时支撑保持其稳定。工字钢纵向间距0.6m，纵向连接钢筋为22，环向间距为1.0m。,34,4、钢筋网在工地加工成型，现场人工安装，网片大小按1.51.0m加工，安装时用电焊点焊固定在钢架及锚杆外露头上，以防喷射砼时晃动。网片间搭接长度不小于20cm。 5、系统锚杆 拱部为25带排气装置的注浆锚杆，边墙为22砂浆锚杆；长度均为4米，间距（环1.2m纵1.0m）梅花型布置。 钻孔前先标定钻孔位置。 孔深误差不大于5cm，孔径大于锚杆直径15mm，钻孔完毕后，孔内积水、积粉及岩碴要吹洗干净。 锚杆采用风钻顶入，并设好孔口注浆塞。 锚杆在工字钢架设后施作，锚杆可从工字钢中间穿过或与工字钢贴边打入，使端部与工字钢焊连成一整体。 锚杆的插入长度不小于设计长度的90%，安装后不得随意敲击。,35,（三）、横隔板、中隔壁破除,1、拆除采用破碎锤破除喷射混凝土，混凝土破除顺序：部中隔壁喷射混凝土部横隔板混凝土部横隔板喷射混凝土部中隔墙喷射混凝土。 2、当部中隔壁喷射混凝土、部横隔板喷射破除完毕后进行部横隔板混凝土的破除，然后割除部中隔壁工字钢、部、部横隔板工字钢，最后破除部中隔壁喷射混凝土，并割除部中隔壁工字钢。 3、破除横隔板与初期支护、中隔壁与初期支护接头部位（破除断面以30cm为宜），同时加强监控量测，在监测数据稳定的前提下，全面破除横隔板与中隔壁。 4、破除时，首先采用风稿对型钢钢架间初期支护喷射混凝土自上而下进行破除，再采用切割方式对钢架进行破除。 5、破除横隔板与中隔壁后，应加强监控量测工作对初期支护变化进行分析，如有异常应及时采取加固措施。 6、特殊情况下可先不拆横隔板与中隔壁，将中隔壁浇筑在仰供中，待铺设防水板时再拆除横隔板，割断中隔壁。,36,五、监控量测,项目部成立隧道监控量测小组，设专人负责现场量测及数据整理；工程部应编制监控量测实施方案，组织实施。 监测围岩变形和压力情况，验证支护衬砌的设计效果，保证围岩稳定和施工安全。提供判断围岩变形和支护系统基本稳定的依据，确定二衬与仰拱的施工时间。通过对量测数据的分析处理，掌握地层稳定性变化规律，遇见事故和险情，作为调整和修正支护参数及施工方法的依据，提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息。,37,六、安全保证措施,1、成立以项目经理为组长的安全领导小组，建立安全领导体系，制定安全防护应急预案。 2、施工过程中严格按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行组织施工。 3、进入施工场地必须佩带安全帽，且必须将带子系紧。 4、运输车辆及施工机械严加管理，经常检查制动和运转部分情况，防止意外事故发生。在运输繁忙的道口，设立安全监督岗，指挥行人和车辆，确保汽车运输及行人安全。 5、喷射混凝土施工必须佩带防护用品。 6、喷射混凝土作业过程中如果发生故障不能运转时，应先切断电源，再进行检修排除故障。 7、严禁酒后进入施工场地进行施工作业，严禁带病坚持作业。 8、所有司机、焊工、电工等特殊工种必须持证上岗。 9、在进行锚杆抗拔力实验时，应防止因锚杆滑落而造成事故。 10、对开挖面及其附近加强检查，如可能产生险情时，应急时采取措施进行处理，以保证施工安全。,38,七、质量保证措施,1、施工所用的原材料必须经试验室检验合格后方可使用。 2、喷射混凝土必须严格按照试验室提供的配合比进行施工。 3、超挖部分严禁采用片石或其他杂物进行回填。,39,40,CRD法施工,41,CRD 法钢架设计,42,
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