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大步山隧道初支与防排水施工组织设计

发布于：2015-07-14 23:07:14 来自：道路桥梁/隧道工程 [复制转发]

1 工程地质及水文地质概况

大步山隧道以侏罗系南园组的火山岩--流纹质晶屑凝灰熔岩为主体，仅进口斜坡局部分布有燕山晚期侵入的花岗岩，两者为侵入接触关系。有六条断裂带与洞轴呈不同角度的斜交，其断层破碎带最宽约20m，最窄约0.5m，断层与洞身部位围岩类别构成及稳定性有较大关系，围岩除断裂带附近及进出口部位类别为：II～IV类外，其于均为V类围岩，但断裂带均未见活动形迹，场地构造相对稳定。

大步山各条冲沟一般都有溪水常6E，这与上源局部段落的地下水溢出及源谷地地表水的积聚有关，地下水与地下断层水有一定的水力关系。隧道区地下水主要富存于构造裂隙和构造破碎带中，以大气降水补给为主，对洞身水文有影响的F7、F7A、F8三条断层破碎带。本区地下水水质为低矿化度重碳酸钙型，对混凝土无侵蚀性。隧道所处地理位置气候温暖湿润，年平均气温约20℃，年降雨量约1712.5mm，最大风速34m／s．隧道进出口段均为Ⅱ类围岩，二衬全部采用C25防水混凝土，II类围岩喷锚25cm，衬砌厚度50cm(本文仅对进口段II类围岩进行阐述)。

2 初期支护

大步山隧道开挖采取预留核心土的方法施工，超前小导管注浆，锚杆挂网，u型钢，喷锚25cm混凝土相结合的施工方法。

2.1 开挖前支护

超前小导管采用／950(5)的热轧钢管加工而成，长度5m，前端加工扁尖形，管身间隔20cm，布设梅花形直径10溢浆孔，孔口端100cm不设溢浆孔，小导管环向布设间距为2根／m，沿隧遭纵向开挖轮廓线向外以5°～10°的外插角打入岩层，每循环间距2m(图1、2)。用28型风钻打孔，再用冲击锤将小导管打入设计深度，然后，用高压风清除管内杂物．小导管布置完后用速凝塑胶泥对导管口端进行封堵，并对掌子面初喷射混凝土进行封闭，喷射厚度5cm．待喷混凝土强度达到设计要求后再进行注30号水泥浆，注浆压力0.75MPa。待水泥浆达到强度后，破碎围岩间的作用力增大，圈岩的稳定性有很大提高，同时也起到了防水作用。

2.2开挖后支护

2.2.1 材料选定

水泥采用漳州中达水泥厂生产的p·032.5R普通硅酸盐水泥．细集料为漳州虎头潭河砂。粗骨料为隧道洞碴破碎而成5—15mm碎石，且符合设计规范要求．外加剂为山西生产的UNF一2A和KW，最佳掺量分别为1.5%和4%。水灰比经过多次现场试验比选，认为当水灰比为0.45时效果最佳。

2.2.2 初喷混凝土

采用具有回弹率小、粉尘少、混凝土均匀性好等优点的湿喷技术，可显著提高锚喷支护的质量．喷射混凝土作业应符合下列要求：a.在喷射混凝土之前，使用高压水或风将岩壁面的粉尘和杂物冲洗干净：b．喷射中发现松动的石块等及时清除；c.喷射作业应分段，分片按自下而上的顺序进行，每段长度不大于6m；小根据设计厚度和喷射部位确定一次喷射厚度，初喷厚度一般不小于6cm；e．喷头喷射方向与岩面偏角小于l0°，喷头至受喷面距离控制在0.6～1.0m之内，喷头呈螺旋形均匀缓慢移动，一般绕圈直径在30~35cm之内;f.适当分层喷射后一层喷射在前一层终凝后进行；若终凝时间过长，且初喷表面已蒙上粉尘时，受喷面用高压气体、水清洗干净．岩石凹凸不平严重时，则结合初喷予以找平。

2.2.3 设置锚杆及挂网

锚杆采用直径5中空注浆锚杆，沿开挖轮廓线环向布置，环向间距lm，锚杆长度3.5m，每循环间距lm，用28型风帖打入岩层；在钻眼施工完成之后．用高压风清孔，将锚固剂先沾水充分湿润后立即塞进钻孔中．填充至孔深的2／3．用手风枪送锚杆充分入内，至锚固剂与锚杆紧密相贴即可．然后注入水泥砂浆，锚杆安装后外露长度不超过10cm．钢筋网片采用直径6.5圆钢，网眼尺寸20cmX20cm，须保证锚杆与网片焊接牢固．钢筋网应随受喷面的起伏铺设，与受喷面间隙小于3cm。

2.2.4 安设U型钢支撑

U25型钢选用A3型16锰钢现场或工厂弯制。钢格栅选用直径25螺纹钢，腹筋选用直径14螺纹钢，并采用Ф10钢筋作为箍筋。格栅断面为20X20cm，每开挖0.5m，架设钢格栅一榀；钢支撑架设应本着“三项控制”的原则，即严格控制拱顶、拱脚标高和中线至两拱脚的支距，使钢支撑不倾斜．并便于上、下台阶钢支撑的连接。在钢支撑两拱脚处垫25X25X 5cm木板，增加连接板受力面积，井在两侧拱脚处各打5根Ф22锁脚锚杆．钢支撑架好后，焊Ф25纵向连接筋，使每榀钢支撑互相连接形成整体。钢架与围岩应尽量靠近，留20~30mm间隙作混疑土保护层：钢架与围岩间隙过大时应设混凝土垫块，本隧道选用25号模筑混凝土回填。钢架应垂直于隧道中线，上下、左右允许偏差为±50mm，钢架倾斜度不得大于2°。

2.2.5 复喷混凝土

锚杆、网片、钢格栅安设完毕后，复喷混凝土。喷射混凝土施工与初喷混凝土工序相同。本次喷射作业分4次进行，每次喷射混凝土厚度控制在6cm，每次间隔时间以10min为宜。

3 防排水

隧道的水害是由洞内、外多种条件决定的，影响因素十分复杂，只有依靠综合治理的办法才能根治病害，不留后患．总的治理原则仍然是“以排为主，防、排、截、堵相结合”。

3.1 洞内防排水

3.1.1 隧道开挖后排水

隧道开挖后，先喷一层5cm厚混凝土，在出现裂缝并发观渗漏水处沿裂缝及拟设Yas半圆管处，用7.5号砂浆抹干。在裂痕渗水处，沿裂缝每隔,40—50cm钻一直径为2cm深lm的排水孔，铺上yas半圆管，用钢射钉固定，井马上低压喷射2cm厚的速凝混凝土。把yas半圆管的出水端引入集水槽，集水槽纵向长度分为两档：当l一2根Yas半圆管共用一个集水槽时，其长度为40cm;当3～4根Yas半圆管共用一个集水槽时，其长度为60cm：多于4根Yas半圆管应另设集水槽，两个集水槽净间距应大于2m。完成上述工序后，继续分层喷射混凝土至设计厚度，对各层中出现的渗漏水应按上述情况处理铺设Yas半圆管．用横向排水管将集水槽中的水引入隧道两侧的纵向主排水沟(图3)。

3.1.2 复合式衬砌中间铺设夹层防水层

隧遭设计为封闭式防水。在浇注二衬混凝土之前，铺设复合式EVA防水板．防水板拼接采用热合机焊接，搭接长度为10cm，控制好热合机的温度和速度，避免漏焊和过焊，焊缝宽度l0cm; 对接头做水峦性实验，质量标准为在0.2MPa水压下24h无渗漏现象。铺设防水板之前要清除初期支护表面外露的钢筋头、锚杆头及喷混凝土尖角，避免在施工时损坏防水板。对喷射混凝土表面凹凸起伏较大处(凹凸不平面跨深比大于1／6)予以喷补，确保表面平顺。防水板铺设顺序是先拱顶后边墙，环向松弛率控制在10%～15％，纵向松弛串控制在6%～8%，并根据表面的平整度适当调整．二次衬砌混凝土浇筑中对工作缝、伸缩缝、沉降缝采用了环向橡胶止水带．个别严重渗漏水将采用双层止水带。

3.1.3 防水混凝土提高抗渗能力

二次衬砌混凝土强度为C25，其抗渗标号控制为S8。为此，在混凝土配合比方面首先把住了关，其次在施工现场对混凝土进行充分震捣、拌和措施。

3.1.4 隧道路面排水

隧道排水方式为两侧排水．在两儒J预埋直径25cm双壁打孔波纹管，每隔20m设置一个沉砂井．沿纵向每8m设一道横向MFI塑料盲沟，纵横向排水管用三通连接(图4)。

3.2 洞外排水

根据隧道进口地质水文情况．在隧道顶部距洞口100m处设置了截水沟，雨季时可将山上地表径流引向天然河道；在距洞口5m处设置了天沟，它的截水沟不能满足要求时，可将流水完全引入天然河道。截水沟、天沟均为M10浆砌片石．并且在基础底部铺筑土工布和防水板，以防渗漏。严禁洞外水流向隧道内。在隧遭口处，将洞内的水引入隧道外的天然河道，使隧道内、外的防排水形成完整体系。

4 体会

大步山隧道洞口段围岩节理发育，水平层面薄且破碎，裂隙中富含积水。我们及时采用超前小导管注浆，锚杆挂网，U型钢支撑，喷锚25cm混凝土相结合初期支护手段，使开挖顺利完成。初期支护只是一种临时支护，但二次衬砌施工必须在监控量测结果符合规范的条件下及时完成，以确保施工安全。

工程界早有“十隧九漏”之说，可见治水方案设计和施工是一较为普遍的难题，隧道漏水给行车安全，隧道本身的稳定和工程的社会经济效益带来严重的负面影响．大步山隧道的治水方案从目前实施后的效果来看，比较经济、易行、有效，给我们以后隧道排水设计提供了有益的借鉴和参考。

施工组织设计防排水施工排水施工组织设计

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只看楼主我来说两句 抢板凳