一种盾构区间拆除侵入主体结构的群桩施工方法与流程

文档序号:20920018发布日期:2020-05-29 14:01阅读:269来源:国知局

本发明属于地铁施工技术领域,尤其涉及一种盾构区间拆除侵入主体结构的群桩施工方法。



背景技术:

本矿山法隧道地处城市主干道和下穿隧道之下,车流量大,暗挖隧道左侧无施工地面降水井抽排地下水的条件,如何组织降水施工及降低地下水对隧道施工的影响,是本工程的重难点;同时,场区下伏基岩为泥岩,呈中厚层状构造,中等风化基岩中局部节理、裂隙很发育,在地下水的作用下,沿泥岩结构面易发生差异风化、软化崩解现象,形成泥岩软弱夹层,局部受地下水影响严重,软弱夹层呈泥化现象。区间隧道揭露软弱夹层主要位于拱顶,局部位于拱底及侧壁。当位于拱顶时,隧道开挖易冒顶塌方,影响掌子面稳定性;当位于拱底时,影响基底稳定性。



技术实现要素:

本发明提供一种盾构区间拆除侵入主体结构的群桩施工方法,旨在解决上述存在的问题。

本发明是这样实现的,一种盾构区间拆除侵入主体结构的群桩施工方法,在地铁车站区间矿山法暗挖隧道段,靠近慢行过街通道出口处设置一座临时施工竖井及横通道,采用由横通道向大里程顺坡掘进方案,即利用临时施工竖井作为吊出竖井,横通道作为施工通道及进洞洞门;包括以下步骤:

s1:竖井施工,施工竖井采用明挖法施工;

s2:降水施工,矿山法暗挖隧道南北两侧各设5口降水井,小里程端头设置4口降水井;井管采用钢筋混凝土管,在砂卵石层内每节滤管外包一层尼龙网;滤水管采用带条形孔的钢筋混凝土管,下设沉砂管,滤水管以上至井口位置为实管;滤料采用干净的卵石,填至地面以下2m的时候采用粘土封孔;

s3:横通道进洞施工且竖井破壁前,采用超前管棚对横通道顶部支护加固处理;竖井破壁后进洞连接处采用三榀钢架并联密排加强处理;

s4:横通道开挖支护,横通道采用台阶法和临时横撑法施工,初期支护采用35cm厚c25早强喷射砼、全环双层钢筋网、格栅钢架、自进式锁脚锚杆;

s5:横通道二次衬砌之前,采用超前管棚对矿山法暗挖隧道正线洞口加固处理;横通道二次衬砌采用c35钢筋混凝土,预留正线隧道位置不进行二次衬砌,底板及拱墙分次整段浇筑,环框梁与衬砌同步施工,先浇筑底板及部分侧墙,再浇筑侧墙及拱顶,采用钢拱架和支架施工;

s6:横通道初支破除,横通道破壁后进洞连接处采用三榀钢架并联密排加强处理;

s7:破除隧道围护群桩,采用绳锯和人工凿除相结合的方式进行破除;

s8:矿山法暗挖隧道正线开挖支护,采用“cd”法施工,初期支护采用c25早强喷射砼、全环双层钢筋网、型钢钢架、自进式锁脚锚杆,临时竖撑采用型钢逐榀安装,底板施工采用c15素砼,正洞回填采用c15混凝土;下穿锦城大道市政隧道桩基采用绳锯和人工凿除,分段逐榀破除。

进一步的,在步骤s2中,具体包括:

s21、成孔,采用280旋挖钻机,确保孔径不小于600mm,并保证钻孔圆正垂直;

s22、清孔,采取注入清水置换,利用砂石泵抽出沉渣,并测定井深;

s23、下方井管,井管采用钢筋混凝土管组成,各节井管之间应同心并焊接严密,顶部低于地面20cm,地面采用1m*1m*20mm钢板盖进行保护;

s24、填滤料,井管到达设计深度后,稀释井内泥浆,然后在井管周围灌填滤料,滤料采用人工沿井孔四周均匀连续填入,滤料填至均井口2m位置,剩余用素土填实,滤料采用≦10mm的均质无棱角卵石;

s25、完成滤料灌填后,按规定进行洗井,在成井后8h内,将污水泵放入井底反复抽洗,保证渗水效果,洗井过程中观测水位及出水量变化情况;

s26、安装潜水泵及管路系统,管路在降水井处埋地面以下与就近排水沟相连,将降水井抽出的水部分作为施工用水,剩余的通过在基坑边排水沟汇总,将水排入市政排水系统。

进一步的,在步骤s4中,台阶法开挖是先开挖断面的上半部分,待开挖至一定长度后同时开挖下部分,上、下部分同时并进的施工工艺,同时在横通道地质条件较差情况下,在上台阶施作临时横撑,以减少拱部结构变形;开挖施工流程:施工测量→通风→人工开挖→初喷→出碴→设置挂网→立架(临时支撑)→复喷→下一循环。

进一步的,台阶法开挖具体包括:

a开挖1部上台阶,施作2部洞身结构的初期支护及临时横撑;

b上台阶施工至适当距离后,滞后1部3m开挖3部下台阶左侧,施作4部洞身结构的初期支护;滞后3部2榀格栅开挖5部下台阶右侧,施作6部洞身结构的初期支护;

c滞后5部3榀格栅,施作7部底板结构的初期支护;

d横通道开挖支护完成后,一次灌筑横通道8部底板及部分侧墙衬砌;

e利用简易钢拱架和支架,一次灌筑横通道9部拱墙及部分侧墙衬砌。

进一步的,在步骤s7中,具体包括:

s71、截桩前,钢拱架抵拢掌子面,同时喷c25早强混凝土8~10cm封闭掌子面及开挖面;

s72、在围护桩中部且开挖轮廓线上部打设2根长3.5mφ42钢花管,且后端与已施工拱架焊接牢固;

s73、人工风镐破除桩外围50cm范围内岩体,并喷砼封闭;再采用绳锯按从下往上的顺序逐段进行截除,每段长度控制在1.5m内,并将桩体整段外运后破碎;

s74、截桩完成后,采用人工风镐将初支外桩体断口沿初支外轮廓打凿圆顺且平整;

s75、截桩后及时开挖架立钢架,喷砼封闭;初支后采用长3.5mφ42钢花管对拱顶范围内初支进行径向注浆,注浆间距1.0m×0.8m,梅花型布置。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:在下穿隧道内沿暗挖隧道右侧布设降水井,降低右侧地下水对暗挖隧道的影响。在下穿人行通道内,利用人工挖孔设置降水井,降低左侧地下水对暗挖隧道的影响;在开挖隧道内设置排水明沟或盲管和集水井,使地下水沿明沟或盲管流入集水井,然后用水泵将水抽出隧道之外,确保无水施工。利用超前锚杆(超前小导管),并且能够起到加固围岩稳定地层的作用。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

在地铁车站区间矿山法暗挖隧道段,靠近慢行过街通道出口处设置一座临时施工竖井及横通道,采用由横通道向大里程顺坡掘进方案,即利用临时施工竖井作为吊出竖井,横通道作为施工通道及进洞洞门;

土方吊出采用10t行吊加钢板吊斗;施工竖井采用明挖法施工;横通道及左线矿山法隧道采用喷锚构筑法施工,结构采用复合式衬砌。横通道进洞施工且竖井破壁前,采用φ108超前管棚对横通道顶部支护加固处理,破壁后进洞连接处采用三榀钢架并联密排加强处理;

横通道采用台阶法+临时横撑法施工,初期支护采用35cm厚c25早强喷射砼、全环双层φ8@150×150钢筋网、格栅钢架@500mm、自进式锁脚锚杆(l=3m),二次衬砌采用c35钢筋混凝土(预留正线隧道位置不设置二衬),底板及拱墙分次整段浇筑,环框梁与衬砌同步施工,先浇筑底板及部分侧墙,再浇筑侧墙及拱顶,采用钢拱架加支架施工。

矿山法隧道超前管棚在横通道衬砌之前施工完成,破壁后进洞连接处采用三榀钢架并联密排加强处理;隧道正线采用“cd”法施工,设置φ108超前大管棚支护,管棚l=20m@0.4m(环)×18m(纵向)拱顶150°范围内布设,初期支护采用35cm厚c25早强喷射砼、全环双层φ8@150×150钢筋网、i22a型钢钢架@500mm、r32s自进式锁脚锚杆(l=3m),临时竖撑采用i20a型钢(逐榀安装),底板采用0.6m厚c15素砼,正洞回填采用c15混凝土;

下穿市政隧道桩基采用绳锯和人工凿除,分段逐榀破除。本暗挖区间全线地面降水,采用管井降水,施工期间将地下水降至开挖面以下1米,同时结合洞内明排方式进行处理,确保隧道无水施工。

本矿山法通道南北两侧各设5口降水井,小里程端头设置1口降水井,同时利用3口已施工的竖井降水井;其中:北侧降水井设置于下穿隧道内,降水井直径600mm,井深15m(保证深入泥岩至少5m),间距16m,距离开挖轮廓线9~12m。南侧降水井设置于地面大道内;降水径直径600mm,井深22m(保证深入泥岩至少5m),

井管采用内径φ300的钢筋混凝土管,在砂卵石层内每节滤管外包一层50目尼龙网;滤水管采用带条形孔的钢筋混凝土管,每根长度2.5m,滤水管总长为10.0m,下设2.5m沉砂管,滤水管以上至井口位置为实管。滤料采用干净的卵石,规格5~10mm,不均匀系数小于2杂质含量不大于3%;填至地面以下2m的时候采用粘土封孔,

降水施工方法,采用280旋挖钻机,确保孔径不小于600mm,深度大于设计深度,以考虑抽水期间沉淀物可能达到的沉积高度所产生的影响,并保证钻孔圆正垂直。井管下入前进行清孔作业,清孔采取注入清水置换,利用砂石泵抽出沉渣,并测定井深。井管采用钢筋混凝土管组成,每节长2.5m,利用汽车吊分节吊放。各节井管之间应同心并焊接严密,下到设计深度,顶部低于地面20cm,地面采用1m*1m*20mm钢板盖进行保护。下井管时,严格根据下钻孔位实际地质情况进行调整,在遇到砂层时,砂层对应管段采用实管。井管到达设计深度后,适当稀释井内泥浆,然后立即在井管周围灌填滤料。滤料采用人工沿井孔四周均匀连续填入,滤料填至均井口2m位置,剩余用素土填实。滤料采用≦10mm的均质无棱角卵石。完成滤料灌填后,按规定进行洗井。在成井后8h内,将污水泵放入井底反复抽洗,保证渗水效果,洗井过程中观测水位及出水量变化情况。安装潜水泵及管路系统,管路在降水井处埋地面以下与就近排水沟相连,将降水井抽出的水部分作为施工用水,剩余的通过在基坑边排水沟汇总,将水排入市政排水系统;洗井后,对井管进行单井试抽,如有异常情况,重新洗井,并再次进行抽水试验。

超前大管棚施工,矿山法隧道拱部150°范围采用超前大管棚洞内注浆加固,在隧道开挖前,沿开挖轮廓线外,在设计范围内,按一定外插角插入大钢管,并压注水泥浆,然后将钢管尾部与钢架焊接为一体形成的拱部预支护结构。由于拱部大约1.5m范围内处于卵石层中,传统施工工艺成孔困难,采用跟管钻进法施工。

自进式超前中空锚杆施工

当发现围岩破碎或地下水较多时,在横通道及矿山法隧道拱部施作自进式中空锚杆超前支护。本矿山法隧道超前锚杆施工参数:r32n自进式超前中空锚杆,l=3m,环向间距0.3m,纵向间距1.0m,拱部150°范围布置,外插角10~15°。本横通道超前锚杆施工参数:r32n自进式超前中空锚杆,l=3m,环向间距0.3m,纵向间距1.5m,拱部150°范围布置,外插角10~15°。

锚杆孔位按设计图放样,采用锚杆钻机(或人工)进行钻眼,上好连接套,先将3m的锚杆和钻头安装好,钻孔至设计深度;钻孔应圆而直,锚杆孔直径50mm,深度允许误差为±5cm。钻进至设计深度,采用高压风洗孔,卸下连接套,锚杆头外露长度10~15cm。锚杆体钻进至设计深度后,自进式锚杆安装前,应检查锚杆体中孔和钻头的水孔是否畅通,应用水或空气洗孔,直至孔口返水或返气,方可将钻机和钎尾卸下,并及时安装止浆塞。

上仰孔设置排气管和止浆塞,排气管插入至孔底部固定,外漏端穿过止浆塞上预留孔位;用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口300mm左右作为封孔进行注浆,如注浆压力较大或围岩较为破碎,可采用锚固剂封孔。连接注浆管,将浆液从自进式锚杆管内注入,由孔底管外与围岩空隙往外回浆,注浆压力为0.4~0.7mpa,当孔口返浆时已灌满,注浆采取交错、间隔进行,注浆结束后检查其效果,不合格者补浆。要求锚杆孔内砂浆饱满密实。超前锚杆从型钢钢架上部打入,外露端头支撑于开挖面后方的钢架上,与钢架共同组成预支护体系。

竖井井壁破除,横通道与竖井北侧壁成90度角垂直相接,开挖施工前需破除洞门范围内13号、14号、15号共计3根围护桩,根据施工进度安排,在超前管棚加固完成后,进行围护桩破除。按照横通道施工台阶高度划分,围护桩分上下两部进行破除,破除顺序先上后下、由两侧向中间进行,采用小型机械配合人工进行破除;破除及横通道进洞施工过程中,应加强对竖井基坑稳定性的监控量测。

先破除1部范围内围护桩及井壁,破除完成后安装2部3榀密排并联格栅及i22b临时横撑,并通过植入φ25钢筋的方式将格栅拱架锚固于两侧围护桩上,锚固深度不小于50cm;同时采用φ22纵向连接钢筋,按环向1m的间距将格栅拱架连接成整体,并立即喷射c25早强混凝土。待1部导洞进尺3m后对3部范围内围护桩及井壁破除,破除完成后接长ⅳ部3榀密排并联格栅,并立即喷射c25早强混凝土。滞后3部3榀格栅,对5部范围内围护桩及井壁破除,破除完成后接长ⅵ部3榀密排并联格栅,并立即喷射c25早强混凝土。增设洞口3榀仰拱密排并联格栅,与侧墙钢架连接牢固,并立即喷射c25早强混凝土,尽快洞口初支封闭成环。

横通道开挖,横通道设计长度为12.789m,为曲顶直墙结构,开挖尺寸为7.25×4.7m,根据断面大小、地质及周边结构物情况,采用台阶法和临时横撑法施工,上台阶高度为3.85m,下台阶高度为3.40m;人工开挖为主,机械开挖为辅,轮廓线周边及上台阶采用风镐等小型机具人工开挖,下台阶及局部位置以机械开挖为主;洞内人工装碴运输至竖井底,通过龙门吊垂直提升至地面临时弃碴场,待碴土能够外运时弃土至永久碴场。

台阶法开挖是先开挖断面的上半部分,待开挖至一定长度后同时开挖下部分,上、下部分同时并进的施工工艺,同时在横通道地质条件较差情况下,在上台阶施作临时横撑,以减少拱部结构变形;开挖施工流程:施工测量→通风→人工开挖→初喷→出碴→设置挂网→立架(临时支撑)→复喷→下一循环。

开挖1部上台阶,施作2部洞身结构的初期支护及临时横撑,上台阶施工至适当距离后,滞后1部3m开挖3部下台阶左侧,施作4部洞身结构的初期支护;滞后3部2榀格栅开挖5部下台阶右侧,施作6部洞身结构的初期支护。滞后5部3榀格栅,施作7部底板结构的初期支护。横通道开挖支护完成后,一次灌筑横通道8部底板及部分侧墙衬砌。利用简易钢拱架和支架,一次灌筑横通道9部拱墙及部分侧墙衬砌。

横通道初支施工,r32s(32/6.0)自进式中空锚杆采用yt-28风钻推入法施工,注浆机压力注浆;r32s锁脚锚杆采用风钻直接钻入,排气法注浆;格栅钢架在洞外分段加工,洞内拼装;钢筋网洞外加工成网片,洞内铺设;喷射混凝土采用喷射机湿喷c25混凝土。

钢筋网采用φ8钢筋,网格间距150mm×150mm,均在洞外分片加工成0.65×1.0m的网片,经检验合格后运至现场,洞内人工安装。洞身开挖完成后,首先在围岩表面初喷混凝土4cm,并保证开挖面喷射平整,然后在喷射面铺设第一层钢筋网,并合理设置定位钢筋与钢筋网焊接固定。钢架安装固定后,在钢架内侧铺设第二层钢筋网,与连接筋和钢架焊焊接牢固。每层钢筋网搭接长度不小于1个网格尺寸,网片间搭接节点必须焊接。

横通道拱架为格栅钢架和临时型钢钢架两种,拱架按设计尺寸及交底分节段在洞外加工厂集中制作,出厂前经检验及试拼合格后运至现场,洞内人工安装,拱架由各单元拼装而成,各单元间通过联接角钢用螺栓连接,拱架纵向间用φ22螺纹钢筋焊接在一起,环向间距1m,内外侧交错布置。

拱架安装,在铺设第一层网片后及时安装拱架,安装拱架前要准确吊中线,定拱部标高,控制拱架中心及半宽尺寸、高度。利用简易支架平台安装拱架,从中心向两侧拼装,各单元间采用4个螺栓进行连接,连接板应密贴。拱架按设计放样点位安装到位后,要利用定位锚杆进行固定,同时每榀拱架拱脚处必须分别打设2根3m长锁脚锚杆将其锁定。拱架是初期支护对软弱围岩的主要加固体,拱架纵向用φ22螺纹钢筋焊接成受力整体,环向间距1m,内外侧交错布置。拱架应按设计位置安设,当钢架和喷层之间有较大间隙时应沿拱架外缘每隔2m设骑马垫块。本设计每处垫块数量按1号垫块一块,2号垫块二块计列。钢架架立后应尽快施作喷混凝土,并将钢架全部覆盖,使钢架与喷混凝土共同受力。喷混凝土应分层进行,每层厚度:拱部为50~100mm;边墙为70~150mm,先从拱脚或向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚(墙脚)而不密实,强度不够,造成拱脚(墙脚)失稳。钢架保护层厚度不小于3.5cm。分部开挖时,下半部开挖后钢架及时落底接长,封闭成环。

喷射混凝土,按照设计要求,根据隧道开挖情况,对不稳定的掌子面采取湿喷工艺,喷射c25早强砼,进行及时封闭。

湿喷作业,砼分两次喷射完成;初喷砼:隧道开挖后,及时进行初喷砼封闭开挖面,必要时喷射砼封闭掌子面,防止岩层风化、坍塌。喷射前,在开挖面上埋设控制喷射砼厚度标志。复喷砼:拱架及r32s自进式锁脚锚杆、钢筋网、预埋注浆管等施工完成后,复喷砼至设计厚度。喷射砼终凝2小时后,喷水养护,养护时间不少于7天。开始时先给风,再开机,后给料;同时用高压风吹扫受喷面,清除受喷面上的尘埃。结束时待料喷完,先停机,后关风。喷射砼采用人工掌握喷头,由两人共同操作喷头。喷射路线应自上而下,呈“s”形运动;喷射时,喷头作连续不断的圆周运动,并形成螺旋状前进,后一圈压前一圈三分之一。喷射机要求风压为0.3~0.5mpa,喷头距受喷面的距离控制在1.5~2.5m时较好。喷头与受喷面保持垂直,如遇受喷面被钢筋网片、格栅覆盖时,可将喷头稍微偏斜10°~20°。喷射厚度受砼进入喷射机的坍落度、速凝剂的效果、气温的影响,湿喷机喷射墙部时,一次喷射厚度不超过10cm,喷射拱部时,一次喷射厚度不超过7cm。

初期支护回填注浆,初期支护背后注浆管采用φ42钢花管,壁厚3.5mm,长1.0m,制作成小导管型式,注浆管间距1.0m×0.8m,梅花型布置。每当初期支护闭合成环一定长度后,即对初支拱背后压注水泥浆。一般均采用预埋方式布管,即在喷射砼前埋设。

二次衬砌施工,施工横通道二次衬砌采用曲顶直墙式断面形式,净空尺寸为3.2m×5.752m(宽×高),c35钢筋混凝土,厚度400mm;拱部及边墙主筋采用φ22螺纹钢,设计间距10cm,水平分布筋采用φ20螺纹钢,间距20cm;底板主筋采用φ25玻璃纤维钢筋,间距10cm,水平分布筋采用φ20玻璃纤维钢筋,间距20cm,拉筋采用φ10圆钢,每个交叉点均需设置。

横通道初期支护全部完成后,即进行二次衬砌施工,从底板至拱部分两次进行,第一次施工ⅰ部(底板及部分边墙)二次衬砌,为方便工人操作,施工缝设于临时横撑以下1500mm处,待混凝土强度达到设计强度的80%以后,拆除初期支护的临时横撑,施工ⅱ部(剩余边墙及拱顶)二次衬砌,根据施工组织安排,采用i18型钢拱架+50mm厚木模板组合形式进行施工,i18型钢拱架作为主要的受力骨架,间距1m;环框梁与衬砌同步施工。

二衬背后回填注浆,每环在拱顶预留压浆管兼排气管,注浆管采用φ32钢管,环向间距2m,纵向间距2~3m,起拱线以上梅花型布设。二衬背后回填注浆工艺流程与初期支护回填注浆工艺流程相同,浆液采用水泥浆。

正线隧道施工,区间矿山法隧道覆土最小深度约14.8m,最大深度16.7m,隧道由大里程向小里程纵坡为21.774‰,顶部地层依次为:隧道上方覆土层自上而下依次为杂填土,黏土,卵石土,设计为ⅴ级围岩。隧道开挖净高为4.16m,净宽8.32m。本区间工程采用半圆形断面,锚喷式衬砌结构,区间为单洞单线隧道。

超前支护施工,正洞洞口首环超前大管棚和自进式超前中空锚杆(围岩较破碎、地下降水较多时)在横通道初支完成后施工,加固正洞洞口周边地层,保证进洞施工安全;洞身段超前大管棚和自进式超前中空锚杆支护与开挖循环进尺协同进行施工。

横通道初支破除,洞口超前支护施工完后,正洞进洞前破除正洞范围内横通道初支,破除由两侧向中间逐榀进行,采用人工风镐破除,破除过程中应加强对横通道初支稳定性及地表的监控量测。具体施工步骤如下:测量放线,测量标识出正洞开挖轮廓线位置。施作锁脚锚杆,对破洞范围内的格栅钢架进行加固,每榀格栅施作2根r32s自进式锁脚锚杆,单根长3m,锁脚锚杆与格栅钢架焊接牢固。格栅连接,采用4根φ25螺纹钢,在开挖轮廓线外,将相邻两榀格栅钢架连接成整体并焊接牢固。格栅拆除,由两侧向中间逐榀拆除。安装正洞型钢拱架,格栅拱架全部破除后,立即安装正洞i22a型钢拱架,保证型钢拱架与格栅拱架密贴,并及时施作锁脚锚杆和c25早强喷射混凝土。

“cd”法开挖,正洞矿山法隧道设计长度为69.304m,为半圆形结构,开挖尺寸为8.32×4.16m,根据断面大小、地质及周边结构物情况,采用“cd”法施工;人工开挖为主,机械开挖为辅,轮廓线周边采用风镐等小型机具人工开挖,核心土及局部位置以机械开挖为主;洞内人工装碴,小型车辆出碴运输至竖井底,通过龙门吊垂直提升至地面临时堆碴场,待碴土能够外运时弃土至永久碴场。

“cd”法将开挖断面分为左右两个导坑进行施工,左侧导坑先行,右侧导坑滞后左侧导坑3~5m同步施工。如地质条件较差,根据监控量测,适时施作底板,使支护体系成环,以减少结构变形;“cd”法施工步骤如下:1、先开挖1部弧形导坑,施作ⅰ、ⅱ部洞身结构的初期支护,必要时喷砼封闭掌子面,根据监控量测情况适时施作ⅲ部底板。2、1部弧形导坑开挖至适当距离后,滞后1部3m~5m开挖2部,施作ⅳ部初期支护,必要时喷砼封闭掌子面,根据监控量测情况适时施作ⅴ部底板,使支护结构成环。

环形开挖预留核心土加临时竖撑法,在确保安全及质量的前提下,为了加快施工进度,提出采用环形开挖预留核心土+临时竖撑法进行施工;环形开挖预留核心土法是在上部断面以弧形导坑领先,其次开挖中部核心土的方法。先开挖断面的弧形导坑,待弧形导坑施工至一定长度后开挖核心土,弧形导坑与核心土同时并进的施工工艺,同时在地质条件较差情况下,施作临时竖撑,以减少拱部结构变形;开挖施工流程:施工测量→通风→弧形导坑开挖→初喷(必要时喷砼封闭掌子面)→出碴→设置挂网→立架→复喷→核心土开挖→临时竖撑→下一循环。环形开挖预留核心土法+临时竖撑法施工步骤如下:1、开挖1部弧形导坑,施作ⅱ部洞身结构的初期支护,必要时喷砼封闭掌子面。2、弧形导坑开挖至适当距离后,滞后1部3m开挖3部核心土,施作ⅳ部i20a临时支护,临时竖撑拱脚垫砼垫块(0.6*0.5*0.3m)。3、滞后3部5m,施作ⅴ部底板砼,底板可根据施工进度和现场情况,分两幅错开施作。

正洞矿山法隧道初支施工,r32s(32/6.0)自进式中空锚杆采用yt-28风钻推入法施工,注浆机压力注浆;r32s锁脚锚杆采用风钻直接钻入,排气法注浆;钢架在洞外分段加工,洞内拼装,正洞拱架为i22a型钢拱架+i20a临时竖撑;钢筋网洞外加工成网片,洞内铺设;喷射混凝土采用喷射机湿喷c25混凝土。

钢筋网采用φ8钢筋,网格间距150mm×150mm,均在洞外分片加工成0.8×1.2m的网片,经检验合格后运至现场,洞内人工安装。洞身开挖完成后,首先在围岩表面初喷混凝土4cm,并保证开挖面喷射平整,然后在喷射面铺设第一层钢筋网,并合理设置定位钢筋与钢筋网焊接固定。钢架安装固定后,在钢架内侧铺设第二层钢筋网,与连接筋和钢架焊焊接牢固。每层钢筋网搭接长度不小于1个网格尺寸,网片间搭接节点必须焊接。

本区间隧道钢架为i22a型钢拱架加i20a临时竖撑两种,拱架按设计尺寸及交底分节段在洞外加工厂集中制作,出厂前经检验及试拼合格后运至现场,洞内人工安装,拱架由各单元拼装而成,各单元间通过联接钢板用螺栓连接,拱架(含竖撑)纵向间用φ22螺纹钢筋焊接在一起,环向间距1m,内外侧交错布置。在铺设第一层网片后及时安装拱架,安装拱架前要准确吊中线,定拱部标高,控制拱架中心及半宽尺寸、高度。利用核心土平台(简易支架)安装拱架,从中心向两侧拼装,各单元间采用4个螺栓进行连接,连接板应密贴。拱架按设计放样点位安装到位后,要利用定位锚杆进行固定,同时每榀拱架拱脚处必须分别打设2根3m长锁脚锚杆将其锁定。拱架是初期支护对软弱围岩的主要加固体,拱架(竖撑)纵向间用φ22螺纹钢筋焊接成受力整体,环向间距1m,内外侧交错布置。钢架架立后应尽快施作喷混凝土,并将钢架全部覆盖,使钢架与喷混凝土共同受力。喷混凝土应分层进行,每层厚度:拱部为50~100mm;边墙为70~150mm,先从拱脚或向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚(墙脚)而不密实,强度不够,造成拱脚(墙脚)失稳。钢架保护层厚度不小于3.5cm。分部开挖时,下半部开挖后钢架及时落底接长,封闭成环。

喷射混凝土,按照设计要求,根据隧道开挖情况,对不稳定的掌子面采取湿喷工艺,喷射c25早强砼,进行及时封闭。喷射混凝土采用商品砼,采用湿喷工艺,砼分两次喷射完成,初喷砼:隧道开挖后,及时进行初喷砼封闭开挖面,必要时喷射砼封闭掌子面,防止岩层风化、坍塌。喷射前,在开挖面上埋设控制喷射砼厚度标志。复喷砼:拱架、纵向连接钢筋及r32s自进式锁脚锚杆、钢筋网、预埋注浆管等施工完成后,复喷砼至设计厚度。喷射砼终凝2小时后,喷水养护,养护时间不少于7天。

初期支护回填注浆,背后注浆管的安设:初期支护背后注浆管采用φ42钢花管,壁厚3.5mm,长1.0m,制作成小导管型式,注浆管间距1.0m×0.8m,梅花型布置。每当初期支护闭合成环一定长度后,即对初支拱背后压注水泥浆。一般均采用预埋方式布管,即在喷射砼前埋设。注浆之前,清理注浆孔,安装好注浆管,保证其畅通。注浆必须连续作业,不得任意停泵,以防浆液沉淀,堵塞管路,影响注浆效果。

围护桩破除,下穿隧道围护桩位于矿山法隧道上半断面右侧,φ800mm@1500mm,共计48根,不参与结构受力,采用绳锯和人工凿除相结合的方式进行破除,按照“先截断、再外运、后破碎”的原则,具体步序如下。1、截桩前,钢拱架需抵拢掌子面,同时喷c25早强混凝土8~10cm封闭掌子面及开挖面,保持作业面岩体稳定。2、在围护桩中部且开挖轮廓线上部打设2根长3.5mφ42钢花管,且后端与已施工拱架焊接牢固,防止围护桩下坠。3、人工风镐破除桩外围50cm范围内岩体,并喷砼封闭;再采用绳锯按从下往上的顺序逐段进行截除,每段长度控制在1.5m内,并将桩体整段外运后破碎。截桩过程中加强观察,防止围护桩下坠。4、截桩完成后,采用人工风镐将初支外桩体断口沿初支外轮廓打凿圆顺且平整。5、截桩后应及时开挖架立钢架,喷砼封闭;初支后采用长3.5mφ42钢花管对拱顶范围内初支进行径向注浆,注浆间距1.0m×0.8m,梅花型布置。

底板施工,正洞底板设计为60cm厚c15素混凝土,设有1%的横坡,不影响掌子面施工,底板采用半幅错开施工,每次施工长度3m,左右幅错开一施工循环。混凝土采用商品混凝土泵送入模,采用插入式振动棒振捣,人工收光抹平成型。底板施工前,应用清理底部虚碴及积水。为保证底板混凝土的振捣质量,混凝土采用插入式振捣,边浇筑边振捣,振捣时振捣棒竖直,且快入慢出,并远离模板10cm-15cm,振捣至混凝土不冒气泡、不下沉、表面开始泛浆为止。底板浇筑完毕后,要加强养护作业,待其强度达要求时方可通车。

正洞回填,正洞内下穿既有围护桩破除完成后,对正洞、横通道及竖井进行回填,正洞采用c15素混凝土分段分层回填,根据回填分段情况对应拆除矿山法通道竖向支撑,避免初支变形侵入后期盾构隧道施工范围;横通道在正洞轮廓线范围内区域,采用c15素砼回填;剩余施工横通道及临时竖井采用掺水泥的砂卵石回填,竖井顶部3m范围采用粘土回填,地面以下10m范围分层回填卵石土不掺胶结材料。具体工序如下:1、正洞回填从小里程往大里程分三段进行,每段分三层,竖向支撑分段拆除。2、首先采用c15泵送混凝土回填1-1部,待混凝土初凝后,施工1-2部和2-1部端头模板,并在1-3拱部预埋φ50注浆管;然后依次浇筑1-2部和2-1部混凝土。3、施工1-3、2-2、3-1堵头模板,依次浇筑混凝土,并对1-3拱顶进行注浆回填,确保顶密实无空洞。注浆完成后在2-3拱顶预埋φ50注浆管。4、施工2-3、3-2部堵头模板,依次浇筑混凝土,并对2-3部拱顶进行注浆回填,确保顶部密实无空洞。注浆完成后在3-3拱顶预埋φ50注浆管。5、施工3-3部堵头模板,浇筑混凝土,对3-3拱部进行注浆回填。

横通道及竖井回填,待1-3部混凝土初凝后,采用5%水泥含量的砂卵石分层回填s-1部,关1-4部的堵头模板,并沿横通道拱顶预埋φ50注浆管,管口伸出横通道洞门不小于30cm;然后用c15混凝土回填1-4部。用5%水泥含量的砂卵石回填s-2部至横通道拱顶,再对拱顶进行注浆回填,然后继续回填s-2。采用砂卵石分层回填s-3,填筑过程中用打夯机夯实,确保密实。竖井顶部3m范围用粘土回填。

超前地质预报。因本施工横通道长12.789m,矿山法隧道长69.304m,线路均比较短,且前期地勘钻孔也探明了地层岩性、富水及有毒有害气体情况,在施工中要重点加强降水效果的超前探测及局部有毒有害气体的探测,结合本工程地层岩性特点,施工过程中采取钻探法地质预报为主,具体措施如下。1、超前地质探孔:在掌子面拱顶开挖轮廓线内50cm处钻孔,每循环探测深度宜控制在30m,连续钻探时每循环搭接长度不小于5m;钻孔直径不宜小于89mm;一般地段立角宜为1°~3°,外插角宜控制在1°~3°。2、加深炮孔探测:利用风钻在隧道开挖工作面轮廓线上钻小孔径浅孔获取地质信息,每断面在拱顶及拱腰各布置1孔,炮孔深度应较循环进尺加深3米以上,且孔深不少于5m;外插角宜控制在1~3°。

以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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