隧道混凝土養護施工技術及一種隧道混凝土養護臺車,其特征在于包括行走系統,水管輪盤,噴淋管斜撐,進水管,臺車大架,噴淋管和噴頭;所述臺車大架固定安裝在行走系統上部,水管輪盤設置在臺車大架的兩側面,進水管布置在水管輪盤上,噴淋管沿隧道混凝土結構橫斷面設置,由臺車大架上的噴淋管斜撐支撐固定,并與進水管相連;在噴淋管上,固定設有若干個朝向隧道混凝土結構端面的噴頭;有效克服了人工養護效果差,施工效率低,操作繁瑣不靈便,安全隱患較大的不足,推廣應用后能取得較好的經濟及社會效益.
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隧道明洞主要分為兩大類,即拱式明洞和棚式明洞。
1、按荷載分布拱式明洞又可分為路塹對稱型、路塹偏壓型、半路塹偏壓型和半路塹單壓型;
2、按構造棚式明洞又可分為墻式、鋼架式、柱式和懸臂式等。
隧道明洞主要用于遭受坍方、落石或流石、淤泥等破壞的隧道洞口或路塹地段。有時,它們也是控制切割區落石和滑坡發生的有效手段。
中國許多鐵路,特別是山區鐵路,如成昆鐵路、貴昆鐵路等,都修建了各種各樣的裸眼,對治好切割病、確保運營安全起到了很好的作用。然而,明挖隧道的造價普遍明挖隧道,應經過仔細比較后選擇。
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隧道洞口施工方法:
1、洞頂截水溝
在進行洞口土石方開挖前,施作好洞頂截水溝。以防地表水滲入開挖面,洞頂環形截水溝與路基邊溝相接,形成良好的排水系統。截水溝出口附近應用漿砌片石鋪砌,以防沖刷。
2、洞口邊仰坡施工
洞口施工前組織測量人員對邊仰坡開挖線進行準確的測量定位,采用人工配合挖機分臺階進行從上至下開挖,開挖至高度2米時用人工對坡面進行清理,個別需要爆破的部位采用松動爆破,在挖機開挖邊坡時預留10~15㎝用人工修刷,盡量做到坡面平整。
3、洞口長管棚施工
支護剛度大,可承受土體的垂直和側向壓力,長管棚預支護具有棚架、錨固、固結地層的三種功能,它將部分荷載有效地吸收和傳遞到已封閉的支護結構上。在軟弱松散不良地質地帶,通過長管棚注漿補充固結土體,增強隧道上方土體的穩定性,隧道進洞安全,滿足圍巖開挖穩定的要求。
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隧道洞口段工程施工工序流程如下:
一、截水溝施工
洞口邊仰坡邊緣線5米以外設臵洞頂截水溝。洞頂截水溝位臵結合現場實際情況布設,采用人工開挖和人工砌筑,自低處向高處分段開挖和砌筑,并根據現場實際情況設臵沉降縫,沉降縫設臵距離為15m~20m。并在邊、仰坡施工前完成,確保坡面穩定。
a、基坑開挖
開挖時嚴格按照圖紙尺寸開挖,先用機械簡單在截水溝測定中線開槽,再用人工整平基坑并夯實,基槽底面應夯實到圖紙規定的壓實度,對于基槽底面土質不符要求的,應及時開挖換填土,進行加固,溝底與溝壁堅實平順,不欠挖。
b、漿砌施工
進行鋪砌時,截水溝漿砌片石工程咬扣應緊密,嵌縫飽滿、密實,勾縫平順無脫落,縫寬大體一致。當截水溝的位臵、斷面、尺寸、坡度、標高均符合圖紙要求。為防止水流下滲和沖刷,截水溝應進行嚴密的防滲和加固處理。地質不良地段和土質松軟、透水性較大或裂隙較多的巖石路段,對溝底縱坡較大的土質截水溝及截水溝的出水口,均應采取措施防止滲漏和沖刷溝底及溝壁。
二、邊仰坡開挖
洞口土方采用挖掘機分層開挖,自卸汽車運至棄碴場;石方采用淺孔控制弱爆破,挖掘機或裝載機裝碴,自卸汽車運至棄碴場。
1)隧道明洞、洞門開挖前,施工洞口邊仰坡外的截、排水溝,以避免對邊坡沖刷,導致邊坡落石、失穩坍塌。明洞及洞門段開挖采用人工配合挖掘機由上而下進行。遇個別較大孤石或少量硬質巖,風鉆鉆孔、微藥量解體,風鎬修鑿輪廓或非電控制光面爆破,不得擾動邊坡,影響邊坡穩定。裝載機或挖掘機裝碴,自卸汽車直接運輸到規定地點卸碴。邊坡開挖坡度按設計圖放坡,當開挖到暗洞支護相應標高時,立即進行支護施工。結合邊坡地形穩定程度,坡面用錨桿、鋼筋網、噴混凝土作為臨時防護,以確保施工安全。
2)邊仰坡刷坡自上而下分層進行,每層高度2~3m,隨開網噴支護。做好坡面噴混凝土防護層與原坡面銜接,防止坡面風化,引起水土流失、導致邊仰坡防護受到損壞。隧道明洞、洞門開挖,避免在雨天進行。
三、邊仰坡防護
(1)砂漿錨桿施工
a、機械鉆孔
潛孔鉆安裝完成后,根據測量放樣孔位,用地質羅盤控制鉆孔方向,嚴格認真進行孔位調整,確保鉆機安放支架牢固穩定,在造孔過程中不允許出現晃動。
b、錨孔清孔
鉆進達到設計深度后,不能立即停鉆,要求穩鉆1~2分鐘,防止孔尖達不到設計孔徑。鉆孔孔壁不得有沉碴及水體粘滯,清理干凈,在鉆孔完成后,使用高壓空氣(風壓0.2~0.4MPa)將孔內巖粉及水體全部清除出孔外,以免降低水泥砂漿與孔壁巖土體的粘結強度,清孔完成后,應將孔口暫時封堵,避免碎屑雜物進入孔內。
c、安裝錨桿
錨孔成孔結束后,經監理工程師檢驗合格后,方可進行下道工序施工。安裝前,要確保每根鋼筋順直,除銹、除油污,安裝錨桿體前再次認真核對錨孔編號,人工緩緩將錨桿體放入孔內,用鋼尺量出孔外露出的鋼桿長度,計算孔內錨桿長度(誤差控制在±50mm范圍內),確保錨固長度。
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隧道施工的工序為: 施工準備——地質預報——測量放線 ——上臺階鉆眼——裝藥爆破——通風排煙——初噴混凝土——爆破效果——裝碴運輸 ——上下臺階初支護 ——監控量測——下循環開挖 。
1.臺階開挖法概念。臺階法是先開挖上半斷面,待開挖至一定長度后同時開挖下半斷面,上、下半斷面同時并進的施工方法;按臺階長短有長臺階、短臺階和超短臺階三種。近年由于大斷面隧道的設計,又有三臺階臨時仰拱法,甚至多臺階法。
2.臺階開挖法方法選擇。至于施工中究竟應采用何種臺階法,要根據以下兩個條件來決定:
2.1初期支護形成閉合斷面的時間要求,圍巖越差,閉合時間要求越短;
2.2斷面施工所用的開挖、支護、出碴等機械設備施工場地大小的要求。 在軟弱圍巖中應以條為主,兼顧后者,確保施工安全。在圍巖條件較好時,主要是考慮如何更好的發揮機械效率,施工的經濟性,故只要考慮后一條件。
3.臺階開挖法優缺點:臺階開挖法可以有足夠的工作空間和相當的施工速度。但上、下部作業有干擾;臺階開挖雖增加對圍巖的擾動次數,但臺階有利于開挖面的穩定。尤其是上部開挖支護后,下部作業就較為安全,但應注意下部作業時對上部穩定性的影響。
4.臺階開挖時應注意事項 :
4.1解決好上、下半斷面作業的相互干擾問題。微臺階基本上是合為―個工作面進行同步掘進;長臺階基本上拉開,干擾較小;而短臺階干擾就較大,要注意作業組織。對于長度較短的隧道,可將上半斷面貫通后,再進行下半斷面施工。
4.2下部開挖時,應注意上部的穩定。若圍巖穩定性較好,則可以分段順序開挖;若圍巖穩定性較差,則應縮短下部掘進循環進尺;若穩定性更差,則可以左右錯開,或先拉中槽后挖邊幫。
4.3下部邊墻開挖后立即噴射混凝土,并按規定做初期支護。
4.4量測工作及時,以觀察拱頂,拱腳和邊墻中部位移值,當發現速率增大立即進行仰拱封閉。
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隧道二襯施工條件
1、二次襯砌施作一般在圍巖和初期支護變形趨于穩定后進行。
2、在隧道洞口段、淺埋段、圍巖松散破碎段,應盡早施作二次襯砌,并應加強襯砌結構。
3、進行二次襯砌的作業區段的初期支護、防水層、環縱向排水系統等均已驗收合格;防水層表面粉塵已清除干凈。
4、防水板鋪設位置應二次襯砌施工。
5、二次襯砌施工前檢查隧道中線、高程及斷面尺寸,符合設計要求。
6、仰拱上的填充層或鋪底調找平層已施工完畢;地下水已合理引排;施工縫已按設計要求處理合格;基礎部位無雜物、積水。
7、二次襯砌作業區域的照明、供電、供水、排水系統能滿足襯砌正常施工要求,隧道內通風條件良好。
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