2.2 施工方法
地下通道施工方法的选择主要涉及竖井、地下通道、通道口、装修及其他设施的施工,应遵循“安全、经济、适用、美观”的原则。 2.2.1 竖井
竖井是地下通道暗挖施工的主要施工通道,竖井采用矩形结构,若长边大于5m时,竖向每隔一榀钢格栅设一道型钢横支撑。
竖井采用倒挂井壁法施工,人工开挖,竖井开挖由上而下全断面施工,洞内碴土装入吊斗,由电动葫芦垂直提升吊斗至井口,经提升架倒入临时弃碴场暂存。每开挖循环进尺0.5m,每一个循环开挖结束后,及开挖至马头门设计标高时,预埋钢格栅马头门环框,以利破洞施工。
竖井开挖过程中若遇有基岩,采用弱爆破控制方案,运用毫秒微差起爆法,采用低爆力器材,严格控制单段起爆药量,并在竖井口采用橡胶条编织网加刚性护板联合防护,防止爆破飞石冲出地面伤人及削减爆破震动波。当周边近距离有高大建筑物时,打减震孔,切断地震波的传播。
竖井降水采用坑内轻型井点降水。 2.2.2 地下通道
当竖井向下开挖到地下通道马头门设计标高时,施做地下通道进洞超前管棚,预注浆加固地层。
地下通道采用CRD法(交叉中隔壁法)施工,上下共分四步开挖(如右图所示)。以台阶法为基础,将上下两台阶各分成左右两个单元洞体。采用人工分部开挖4个洞体,并施工临时支护结构。拱部土联合支护。
当通过塑性土与基岩相交地段时,采用以台阶法为基础的临时中隔壁法施工(如右图所示)。将上台阶分割成左右两导洞,尽快使上台阶
ⅥⅡ
15
37
Ⅷ
交叉中隔壁法施工示意图
采用超前小导管对拱部地层超前注浆预加固。采用钢格栅与网喷锚混凝
临时支护成环形支护体系,下台阶基岩采用弱爆破控制方案全断面开挖。
地下通道防水采用全封闭柔性防水层,ECB或PVC防水板加土工布缓冲层,无钉铺设、双焊缝焊接,防水混凝土抗渗等级不小于S10。
地下通道衬砌采用钢筋混凝土衬砌。 2.2.3 通道口
Ⅱ
1
35基岩锁脚锚杆
临时中隔壁法施工示意图
先施工通道口基坑锁口圈,横向设型钢支撑。开挖采用人工方式,自上
而下分层进行,支护采用锚喷混凝土。基坑挖至基底后,先施做混凝土垫层,铺设底板和侧墙防水层,后施工底板和侧墙衬砌混凝土,拆除型钢支撑后施工剩余侧墙及顶板,最后顶板上分层回填。
2.2.4 装修及其他
(1)装修
依据经济、适用、美观的原则,地下通道地面采用花岗岩铺砌,墙面采用涂料或铺贴瓷砖,吊顶采用铝合金板及铝合金龙骨。
(2)其他
地下通道灯具统一,采用300mm×1250mm
双管荧光灯盘,统一安
装在天花次龙骨上,并考虑将来易于清洁。
通道口设玻璃卡普隆板雨篷,防止雨水汇入通道及提高采光效果。地下通道内沿一侧设置排水沟,沟上设盖板,排水沟与市政排污管道连接。若排水沟沟底标高低于市政排污管道,则在通道一头设置集水井,以便抽排积水。
每条通道尽头设置一监控摄像头。
3 分项工程的施工工艺流程 3.1 竖井开挖及支护
竖井采用倒挂井壁法施工,其施工工艺流程见下图: 竖井施工工艺流程图
3.1.1 施工准备
竖井施工前对施工准备工作再做一次详细检查,尤其是地下各种管线复查,地质资料复核及各种防排水、支护监测等措施的准备情况,使各级人员对工程特点、质量标准、安全标准、施工技术措施做到心中有数,责任落实到位,保证正式施工时各项工作能有条不紊的进行。
1)测量放线
根据复测控制桩及设计文件提供的坐标,精确放出竖井中心十字线和竖井锁口圈开挖轮廓线。
2)管线探测保护
根据现场调查及招标文件提供的管线布置图,开工前采用挖探槽的方式进一步探查地下管线,核实管线的类型、规格、埋深,特别是给水管和污水管是否存在渗漏,另在地表做明显标志。 3.1.2
1)锁口圈开挖
锁口圈采用人工开挖。开挖到位后,基坑外侧面用红砖砌砖墙,砖墙面用水泥砂浆抺面,作砖模。内侧采用钢模,钢管脚手架支撑。
2
)钢筋绑扎
锁口圈开挖完成后,按设计图纸及有关规范要求进行钢筋绑扎。
3)灌注锁口圈混凝土
按轮廓尺寸进行模板支立加固,绑扎锁口圈钢筋,施工混凝土锁口圈。混凝土灌注方式采用溜槽输送入模、插入式捣固棒振捣,并在混凝土终凝后洒水养护。 3.1.3 竖井提升设备
1)垂直运输平面布置
考虑到施工的方便,在施工竖井的上方安装跨施工竖井的龙门架,龙门架用型钢加工制作,并设置剪刀撑进行加固。龙门吊上安装10t电动葫芦。
2)垂直运输方案选择及设备选型
提升系统由10t电动葫芦、提升龙门架、提升钢绳、吊斗等组成。 提升时,采用电动葫芦单勾提升2m3容量的吊斗运至碴土临时堆放场。
提升系统采用以下主要技术参数:
提升钢丝绳:18×7,Φ28mm,2.996kg/m,破断拉力544.5KN。 提升形式:单勾提升。
电动葫芦:KK10,额定静张力100KN。
设计提升能力计算:
根据提升绞车的提升速度,结合本工程的竖井深度,考虑下料、保养维修等因素,参照以往竖井提升能力的统计资料,竖井提升设备一天能达到的平均出碴量为:
Qcp=n×T×V×m=6×16×2×0.85=163m3 式中:Qcp——平均每天提升出碴量,m3; n——每小时可完成的提升次数,6次/h;
T——每天的工作时间,已扣除进料、机具等占用时间后,按16小时计算;
V
M——土斗装载系数,按0.85计算。
施工需要的最大出碴量为:Q
max=120m3。Qcp>Qmax,满足要求。
3.1.4 竖井开挖
1)人工开挖
在竖井锁口圈施工完成后,竖井由上而下采用人工全断面开挖,井内渣土装入吊斗,由提升架电动葫芦垂直提升吊斗至井口,倒入临时堆放场暂存。开挖循环进尺0.5m(按钢格栅间距),及时进行初喷混凝土封闭开挖面,然后打锚杆、挂网、架立钢格栅,复喷混凝土到设计厚度。
高时,打设地下通道拱部管棚、小导管并注浆加固土体。地下通道拱部超前支护施工完后破除竖井格栅,安装横通道拱部格栅。竖井开挖至底部后,进行封底。
2)弱爆破控制方案
炸药在岩石中爆破产生的应力波,根据其作用范围和破坏特征分为三个区,即冲击波作用区(压碎圈)、应力波作用区(裂隙圈)和地震波作用区(震动圈)。
(1)冲击波作用区。冲击波以超声波传播,使岩石等介质产生塑性变形或粉碎而消耗大量的爆炸能量。
(2)应力波作用区。冲击波衰减为压缩应力波,波速与介质中的声速相同,岩石等介质处于非弹性状态,产生应力与变形,使介质破坏。
(3)地震波作用区。应力波衰减为地震波,波速等于介质中的声速,引起介质质点的弹性震动。
因此,为了保护周围建筑物的安全,必须有效控制爆破应力波产生的作用范围和破坏特征。
为了控制爆破应力波产生的作用范围和破坏特征,满足施工要求,保护建筑物,必须正确设计弱爆破控制方案。
(1)起爆方法采用微差毫秒起爆法
恰当地使用微差爆破地震波具有相互干扰作用,从而使地震波削弱,减轻爆破时对建筑物、地下巷道稳定性的影响。
(2)爆破器材
a.炸药:开挖眼使用规格Φ32mm、周边眼使用规格Φ25mm的乳化炸药。
b.火雷管:采用8号。
c.非电毫秒雷管:1~15段全部能使用。 d.导爆索及导火索。 (3)单段最大装药量
采用震动速度计算公式v=K3/R式中:v——震动速度(cm/s); Q——同段起爆的最大药量(kg); R——爆源中心至计算点之间的距离(m); α
α=1~3;
K岩土松软时取大值。
(4)单眼装药量
周边眼的装药量按光面爆破设计,其他炮眼的装药量在不超过单段最大装药量的前提下,采用公式:q=K∙a∙W∙L∙λ(kg)进行分配。
式中:q——单眼装药量(kg); K——炸药单耗(kg/m3);
a——炮眼间距(m);
()
α
,取R最不利值进行反算
求得单段最大装药量,以控制爆破分区,控制每循环爆破进尺。
W——炮眼爆破方向的抵抗线(m); L——炮眼深度(m);
λ——炮眼部位系数(参照表选取)。
炮眼部位系数表
(5)掏槽眼
一般情况下,掏槽爆破的地震动强度比其它部位炮眼爆破时的地震动强度都要大,而所有的掏槽形式中楔形掏槽的地震动最小。因此,掏槽眼采用双层复式楔形掏槽。
(6)通过邻近建筑物地段的减震方法
爆破应力波在传播过程中遇到自由面时将全部或部分反射回来,将不产生或产生很少的透射波。为了保护近距离建筑物,达到减震的目的,采用打减震孔的方式切断爆破产生的地震波,降低震动速度。
(7)竖井洞口防护
为了防止爆破飞石和爆破气流冲出地面,危及周边建筑物及人员安 3.1.5
竖井支护
竖井采用钢格栅与网喷锚混凝土联合支护,并采用超前小导管注浆预加固土体,竖井支护工序流程为:
1)超前小导管为Φ32钢管,长度3.0m,纵向间距1.0m,横向间距0.3m,梅花形布置,外插角60°,小导管注水泥-水玻璃浆液。施工工艺参照3.3条。
2)每循环开挖完成后,初喷混凝土5cm,打砂浆锚杆,挂设钢筋网,钢筋网在现场预制成片安设,搭接长度不小于200mm,钢筋网联结牢固。砂浆锚杆施工工艺参照3.5条。
3)架立钢格栅和钢支撑。钢格栅在井外分节加工,在井内用螺栓连接成型。I28b型钢支撑按设计位置安装,并与钢格栅连接牢固。钢格栅施工工艺参照3.6条。
4)钢格栅安装后,即分层复喷混凝土,先喷钢格栅处,然后喷钢格栅间的混凝土,直至喷至设计厚度,将钢格栅完全覆盖2cm以上。喷射混凝土施工工艺参照3.7条。
3.2 管棚预支护
其施工工艺流程见下图:
管棚施工工艺流程图
3.2.1 管棚加工
采用Φ108mm壁厚5mm焊接钢管,加工成3m、4m及2m两种节长,以满足相邻两根管棚接头不在同一个平面上。第一节管棚端头加工成尖形,并焊接封闭,保证下管方
便及防止管内进土。在管棚上钻Φ10mm的孔,间距为1000mm,十字
对打状布置(同一断面两个孔),保证在管内注水泥砂浆时浆液由孔注
出填充管棚与钻孔间的间隙。内套管采用Φ108mm壁厚5mm焊接钢管加工,长200mm,割口弯曲而成外径为Φ98mm内套管。 3.2.2 测量定位及导向管埋设
竖井开挖支护施工至地下通道位置后,初步放出拱部管棚位置,破除竖井喷射混凝土。准确定出每根管棚位置,埋设Φ155mm导向钢管,环向间距为300mm,并与竖井格栅焊接固定。管棚中心位置离横通道拱部开挖轮廓线为200mm。导向管埋设固定后,对破除面进行补喷混凝土封闭。 3.2.3 钻孔
1器和轮缘与钢轨头部的密贴钻机滑架前端的撑角来固定钻机不动。行走轨道采用33kg/m钢轨和标准枕木,用U形螺栓和标准扣件把钢轨紧紧地固定在枕木上,枕木间距为70cm,枕木顶面与基面为同一水平面,格间填土捣实,根据现场情况必要时打入锚杆固定,两根轨面必须控制在同一水平面上。移动钻机至钻孔部位,调整钻机高度,将钻具放入导向管中,使导向管、钻机固定钻杆的转轴和钻杆在一条直线上。
2)钻孔
在确认钻孔方向和角度满足设计要求后,开始钻进。钻孔过程中时刻注意钻杆角度的变化及固定钻机紧固螺栓是否松动,保证钻机不移位。钻进中经常进行检查,每钻进10m时用仪器复核钻孔的角度是否变化,以便保持仰角不变,如有异常及时调整。 3.2.4 下管
下管前预先对每个钻孔的钢管进行配管和编号,相邻两根管棚第一节分别为3m及2m,以保证同一断面上的管接头数不超过50%,每根管棚中配一节2m长的钢管。由于管棚所处地质条件较差,成孔后应及时、快速地进行下管,在钻孔稳定时将钢管送到孔底。前部分钢管由人工送进,当阻力增大,人力无法送进时,借助钻机顶进。每节管间采用内衬套满焊连接。内衬管用同级钢管切割成所用管具内径管焊接,内套管长
200mm。每节间连接如下图示:
内衬管
φ108管棚
φ108管棚开口管棚节间连接示意图
3.2.5 钢筋笼安设
节长为
3m 3.2.6 注浆
管棚施工完成后开始注浆,其目的是充填管棚,增加管棚的刚度,同时,通过孔底两节管子管壁的孔眼使浆液注入到管棚周围加固地层。注浆前对管口与孔口外侧进行密封处理。注浆从管棚底孔两侧向拱顶顺序注浆。
先采用塑胶泥封闭钻孔与管棚间的间隙,以防止浆液外泄。孔口用带连接注浆管的钢板与管棚钢管焊接牢固。为了避免先期注浆结石影响后期成孔(渗入地层中的水泥结石易造成钻孔偏斜,诱发孔内事故或施工事故),注浆在钻孔、下管全部结束后一次完成。水泥砂浆配比为1:1,注浆压力控制在0.3~0.5Mpa范围内。 3.2.7 管棚施工注意事项
1)钻孔前钻机安装要牢固。钻孔最大下沉量控制在20~30cm以内。 2)精确测定导向管的位置和方向。管棚钢管不得侵入地下通道开挖轮廓线以内,相邻的钢管不得相撞和相交。
3)钻孔过程中在开孔后2m处、孔深1/2处、终孔处进行三次斜度
量测。若误差超限及时改进钻孔工艺进行纠偏。 3.3 小导管注浆
工序作业包括钻孔、布管、封孔、注浆四道工序。
否小导管注浆施工工艺流程图
3.3.1 小导管制作
1.0
1.9
丝 扣
小导管制作示意图
小导管采用Ф32钢管制作,先将钢管截成3.0m长,一端作成尖锥形,在距离头部10cm和距端部1.0m段每隔10cm交叉钻8~10mm的孔,采用梅花形布置。端部套丝扣与压浆管路连接,详见上图。 3.3.2 注浆设计参数
采用水泥-水玻璃双液浆,水泥浆水灰比为1.25:1~0.5:1,水玻璃模
数以2.4~2.8为宜,水玻璃浓度使用范围为30~45Be′,水泥、水玻璃浆体积比为1:1~1:0.3,初凝时间通过采用不同配合比来控制。
注浆设计参数表
3.3.3 钻孔
可采用电煤钻开孔,开孔孔径50mm,开孔前准确定出孔位,偏差应小于50mm,开孔过程中严格控制钻杆角度,钻孔深度比小导管长度小0.5m,钻孔后用吹管将孔内砂土吹出(风压0.3~0.5Mpa)。 3.3.4 安设小导管
用带冲击锤的风钻将小导管顶入孔中或直接锤击入孔,小导管外露20cm,入孔后检查导管内有无填充物,如有可用吹管吹出或掏勺勾出。为堵塞孔壁与导管之间的空隙,防止浆液外溢,可在孔隙口处用塑胶泥(40Be′水玻璃拌合P32.5水泥)封闭,封闭2h后,再进行注浆。 3.3.5 设置止浆墙
小导管安设完毕后,沿小导管周围或整个开挖面喷射一道10cm后的混凝土止浆墙,防止注浆时浆液从孔口周围流出。喷射的混凝土应该与上一环的混凝土相连接,防止止浆墙在注浆压力下整体滑落或跑浆。 3.3.6 注浆
注浆采用双液注浆。注浆时相邻孔位应错开,交叉进行。
单孔注浆量可按下式计算: Q=πR2Lnα(1+β)
式中R——浆液扩散半径(m); L——导管长度(m); N——地层空隙率;
α——间隙填充率,取值70~100%; β——损失系数,取值0.2~0.5。 注浆控制标准:
进浆速度每根导管控制在30L/min以内,每根导管内注入量达到设计值后即可结束注浆,如果注浆压力逐渐上升到设计终压,流量逐渐减少,但注浆量已达到设计注浆量的80%,浆液注入2~4h压力做好记录。 3.4 地下通道
地下通道采用CRD法(交叉中隔壁法)施工,上下共分四步开挖。以台阶法为基础,将上下两台阶各分成左右两个单元洞体。采用人工分部开挖4个洞体,并施工临时支护结构。拱部采用超前小导管对拱部地层超前注浆预加固。采用钢格栅与锚网喷混凝土联合支护。施工中若遇有基岩时,参考竖井弱爆破控制方案进行开挖。
当通过塑性土与基岩相交的地段时,采用以台阶法为基础的临时中隔壁法施工。将上台阶分割成左右两导洞,尽快使上台阶临时支护成环形支护体系,下台阶基岩采用弱爆破控制方案全断面开挖。 3.4.1 施工工艺流程
地下通道施工流程见下图。
3.4.2 施工步骤图
地下通道采用CRD法(交叉中隔壁法)和临时中隔壁法开挖、临时支护及衬砌的施工步骤分别详见以下步骤图。
交叉中隔壁法施工步骤图
地下通道施工工艺流程图
临时中隔壁法施工步骤图
临时支护
Ⅱ
3.5 砂浆锚杆 3.5.1 孔,注浆泵灌注早强微膨胀砂浆,人工插打,先灌后锚的施工工艺。
其施工工艺流程见下图:
3.5.2 锚杆设置参数
锚杆沿地下通道径向设置,环向间距为0.3m,纵向间距结合钢格栅设置为每循环0.5m,梅花形布置于拱顶及部分边墙上,锚杆外露长度不大于10cm。 3.5.3 原材料制备
(1)锚杆材料
锚杆材料采用20锰硅钢筋或注浆锚杆,钢筋直径Φ22mm,按设计要求规定的材质、规格备料,并进行调直、除锈、除油,以保证砂浆锚
砂浆锚杆施工工艺流程图
杆的施工质量和施工的顺利进行。
(2)水泥
宜用早强微膨胀水泥。 (3)砂
宜采用清洁、坚硬的中细砂,粒径不宜大于3mm,使用前应过筛。 (4)配合比
水泥:砂宜为
(5)砂浆制备
砂浆应拌合均匀,随拌随用。一次拌和的砂浆应在初凝前用完,并严防石块杂物混入,主要为了保证砂浆本身的质量及砂浆与锚杆杆体、砂浆与孔壁的粘结强度,也就是为了保证锚杆的锚固力和锚固效果。 3.5.4 锚杆孔的施工
(1)孔位布置:孔位应根据设计要求和围岩情况布孔并标记,偏差不得大于20cm。
(2)锚杆孔径:砂浆锚杆的锚杆孔径应大于锚杆体直径15mm。 (3)钻孔方向:锚杆孔沿地下通道径向钻孔,但钻孔不宜平行岩面。
(4)钻孔深度:砂浆锚杆孔深误差不应大于±10cm。 (5)锚杆孔应保持直线。
(6)灌浆前清孔:钻孔内若残存有积水、岩粉、碎硝或其它杂物,会影响灌浆质量和妨碍锚杆杆体插入,也影响锚杆效果。因此,锚杆安装前,必须采用人工或高压风、水清除孔内积水、岩粉、碎硝等杂物。 3.5.5 锚杆安装
(1)灌浆:采用注浆泵进行注浆。注浆开始或中途停止超过30min时应用水润滑管路,注浆孔口压力不得大于0.4MPa,注浆时应堵塞孔口。注浆管应插至距孔底5~10cm处,随砂浆的注入缓慢匀速拔出,并用水泥纸堵住孔口。
(2)锚杆安装:锚杆头就位孔口后,将堵塞孔口水泥纸掀开,随即迅速将杆体插入并安装到位。若孔口无水泥砂浆溢出,说明注入砂浆不足,应将杆体拔出重新灌注后再安装锚杆;锚杆杆体插入孔内的深度
不宜小于设计规定。锚杆安设后,不得随意敲击。 3.6 钢格栅支撑 3.6.1 钢格栅加工制作
钢格栅采用自行加工。按1:1比例放样设立工作台。按设计分节,通过垫板、螺栓联结。
求;
连接孔位置准确。
钢格栅加工后先试拼,检查其平面翘曲和横断面误差。钢格栅堆放和运输时不得损坏和变形。 3.6.2 钢格栅安装
1)测量定位
按设计位置现场测量定位。首先测定出地下通道中线,确定高程,然后再测定钢格栅的纵向位置;钢格栅平面必须与地下通道中线垂直。
2)现场准备
运至现场的单元钢格栅分单元堆码,安设前进行断面尺寸检查,及时处理欠挖侵入净空部分,保证钢格栅正确安设,安设拱脚或墙脚前,清除垫板下的松碴,将钢格栅置于原状岩石上,在软弱地段,采用拱脚下垫钢板或槽钢的方法将拱脚垫实使之处于良好支承状态。
3)钢格栅安设
置于稳固地层上,超挖部分用混凝土回填。安装时备好风镐,随时剔除个别突出部位,保证钢格栅就位准确,受力可靠。
钢格栅与初喷混凝土之间紧贴,在安设过程中,当钢格栅与初喷混凝土面之间有较大间隙时安设垫块楔紧,垫块数量不少于10个,两排钢格栅间沿周边一般每隔1m用Φ22纵向钢筋联接,形成纵向连接系。拱脚高度不够时设置钢板调整,拱脚高度低于上半断面底线以下10cm。
钢格栅各单元之间用螺栓联接,不得以焊接代替。钢格栅纵向间距符合设计,误差±100mm。除纵向用钢筋连接外,与外露的小导管头、锚杆头亦焊接牢固。背部用混凝土垫块塞紧。
钢格栅安装后,即分层复喷混凝土,先喷钢格栅处,然后喷钢格栅
之间的混凝土,直至喷够设计厚度,将钢格栅完全覆盖2cm
以上。现场
可用肉眼观察和锤击法进行检查。
3.6.3 工艺要求和标准
钢格栅必须在初喷混凝土、安设锚杆、挂钢筋网后立即架设。钢格栅与围岩之间的喷混凝土厚度不小于40mm。
±20mm。接头连接要求每榀之间可以互换。
钢格栅安装的允许误差:横向和高程为±50mm,垂直度为±2°。
3.7 喷射混凝土
采用湿喷法施工,分三次喷至30cm,两层喷射的时间间隔为15~20min。为防止回弹物附着在未喷的围岩面上而影响喷层与岩面的粘结力,喷射时按自下而上的顺序进行,喷前先找平受喷面的凹处,再将喷头按螺旋形缓慢均匀移动,力求喷出的混凝土层面平顺光滑。
其工艺流程见下图:
湿喷混凝土施工工艺流程图
3.7.2 湿喷混凝土施工工艺
1)喷射机械安设调整好后,先注水、通风,清除管道杂物;同时用高压水或高压风吹洗岩面,清除岩面尘埃。
2)上料保证连续性,校正好配料的输出比。
3)操作顺序:喷射时,先加外加剂,后送风,再送料,以易粘接、回弹量小、表面湿润光泽为准。
4)喷射机工作风压严格控制在0.3~0.5Mpa。
5)严格控制好喷嘴与作业面的距离和高度。喷嘴与作业面垂直,
有钢筋时角度适当放偏30°左右,喷嘴与岩面距离控制在0.8~1.0m
范围内。
6)喷射料束运动轨迹,喷射顺序自下而上,先墙角后拱顶,避免死角。料束呈旋转轨迹运动,一圈压半圈,纵向按蛇形状。
3.7.3 湿喷混凝土施工技术要求
1钢格栅的安装工作后,立即复喷混凝土至设计厚度。
2)确保喷射混凝土厚度,喷射混凝土要覆盖住钢格栅。超挖部分用喷混凝土补平,严禁用其它材料回填。
3)坚决实行“四不”制度,即喷混凝土工艺不完毕,掌子面不前进;喷射混凝土厚度不够不前进;开挖喷锚后发现的问题不解决不前进;量测结果判断不安全未经补强不前进。以上制度由工地领工员负责实施,并将实施情况填入工程日志簿备查,项目经理部负责检查督促。
3.8 防水施工
3.8.1 防水设计原则及标准
1)设计原则
(1)地下结构的防水设计应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。
(2)确立钢筋混凝土结构自防水体系,即以结构自防水为根本,采取措施控制结构混凝土裂缝的发生,增加混凝土的抗渗性能;以变形缝、施工缝等接缝防水为重点,辅以柔性全封闭防水层加强防水。
2)防水标准
(1)地下通道防水等级定为一级,结构不允许渗水,结构表面无湿渍。
(2)采用防水混凝土进行结构自防水,不得出现贯通裂缝。地下通道防水混凝土的抗渗等级为S10,通道口防水混凝土的抗渗等级为S8,同时在结构的迎水面设置柔性防水层。
3.8.2 临时支护背后注浆施工
为了保证临时支护和围岩紧贴密实,防止围岩变形,同时为了提高防水质量,沿地下通道纵向每3m处在临时支护拱部预设3根注浆短管,
跟随临时支护背后回填注浆。凡出现滴漏和湿渍处,均反复压注浆液,
直至无湿渍,以封闭水路。
1)注浆目的
由于地下水及临时支护背后喷射混凝土不够密实,尤其是临时支护结构转角处极易形成空洞或空隙,造成渗漏,因此必须采用注浆的方法填充空隙,注浆能够减小临时支护与围岩之间存在空隙而引起的围岩变
2)注浆管安装
临时支护注浆管采用预埋Φ32钢管,注浆管沿隧道纵向每3m于临时支护拱部设3排,呈梅花状布置。注浆管长度大于临时支护厚度15~20cm,注浆管进浆口车丝,以便与管路相连,注浆管中部设法兰式止水环,预埋时将注浆管出浆口贴近围岩。并焊在钢格栅上,入浆口螺丝部分涂防锈油,用旧编织袋包扎,防止喷混凝土时螺纹和孔口堵塞。
3)临时支护背后注浆方法
浆液采用1:1水泥-水玻璃浆液,注浆后可在临时支护混凝土临土面形成一个致密的刚性防水环,起到堵水、加固结构的作用。注浆压力宜控制在0.1~0.3Mpa。
3.8.3 防水层施工
防水层施工技术措施的要点在于:①材料选择;②焊接工艺;③铺设工艺。
防水卷材选用ECB或PVC塑料防水板,采用无钉铺设。先在临时支护混凝土表面上铺贴单位质量不小于400g/m2的土工布缓冲层衬垫,用射钉固定,然后铺设防水板,用热焊法将ECB或PVC防水板焊接于土工布衬垫上。防水板之间采用热合焊机双焊缝焊接。焊接质量用充气法检验。
防水板施工工艺流程图
1)基面处理
(1
浆抹平,并清除浮碴。
(2除,并在割除部位用砂浆抹成圆曲面,以免防水板被扎破。
(3)转弯处的阴阳角均做成圆弧,阴角处圆弧半径不小于15cm,阳角处圆弧半径不小于5cm。
(4)防水层施工时,基面不得有明水。
2)防水层铺设
(1)土工布缓冲层的铺设
首先铺设底板及部分边墙土工布,预留搭接部分。拱部铺设时,需在地下通道拱顶标出中心线位置。土工布缓冲层依次用塑料垫片和钢钉固定在基面上,固定间距为拱部0.5~0.7m,边墙1.0~1.2m,呈梅花型布置,钢钉与钢钉之间的土工布不能绷得太紧,预留一定的余长,以防灌注混凝土时被拉裂。土工布之间的搭接宽度不小于50mm,接缝部位采用点粘法进行焊接。
(2)防水板的铺设
首先铺设底板及部分边墙防水板,预留搭接
部分。拱部铺设时,在通道内搭设挂板台架,在
拱顶的衬垫上标出结构纵向中心线,卷材由拱顶
向两侧铺设,边铺边与塑料垫片热溶焊接。塑料
垫片之间的卷材要预留一定余长,以防止灌注时
防水板被牵拉破损。如右图所示。
(3)防水板接缝焊接 防水板固定示意图 防水板接缝焊接是防水施工最重要的工艺,焊缝采用爬行双焊缝热
合焊机将相邻两幅卷材进行热熔焊接,卷材之间的搭接宽度不小于
100mm,接缝为双焊缝,中间留出空腔以便进行充气检查。防水板收口方法如下图所示。
土工布缓冲层 喷射混凝土防水板收口方法图
纵向焊缝与环向焊缝成十字相交时(十字形焊缝),事先须对纵向焊缝外的多余搭接部分齐根处削去,将台阶修理成斜面并熔平,削去的长度≥130mm,以确保焊接质量和焊机通过顺利,见下图所示。
竖向焊缝 A-A B-B 竖向焊缝
防水板十字形焊缝结构示意图
3)防水层质量检查
防水层质量取决于防水卷材质量、焊接工艺、铺设工艺。
(1)对防水板进行仔细的材质检查验收,防水板应色泽一致、厚度一致,平铺无明显隆起、无皱折。
(2)防水层的焊缝严禁虚焊、漏焊。采用充气法试验检查(GB50108-2001),充气至0.25Mpa,15min内压力下降不大于10%。
(3)环向铺设防水卷材时,防水卷材的搭接宽度长边不少于100mm,短边不少于150mm,相邻两幅接缝要错开,并错开结构转角处
不少于60mm。
(4)沿地下通道纵向的防水层铺设超前衬砌至少4m,以满足防水层接长的施工空间,确保接长质量。
(5)衬砌钢筋绑扎、焊接后,检查防水板是否有刺穿的地方,若有破损则及时补焊。
4)防水层成品保护
防水层铺设完成后必须对其加以保护,在后续工序施工过程中必须以不损伤已做好的防水层为原则。需做好以下几点:
(1)底板部位防水层铺设完毕后,在其上铺抹5cm厚早强砂浆,铺设木跳板供材料、机械的搬运。
(2)钢筋的安装过程中,不得在安装部位现场弯制以免钢筋抵触防水层而造成防水层破损。
(3
(4)在底板接头处采用沙袋堆码成斜坡,防止大力踩踏并防止钢筋、机具等硬物坠落、撞击防水层。
(5)混凝土灌注时,架设在已做好防水层上面的混凝土输送管支架不得直接与砂浆保护层接触,需在砂浆保护层上堆码沙袋,支架下垫方木块放在沙袋上。
(6)进行拱部基面处理时,用铁皮对边墙处的防水层进行保护,不得有碴子掉入防水层与临时支护混凝土之间的缝隙中。
(7)钢筋焊接和挡头板施工时,采用洒水湿润土工布和对防水板进行遮蔽等措施,防止高热焊碴烧坏土工布及防水板。
3.8.4 防水混凝土施工
结构自防水是地下通道防水体系的根本所在,任何单一辅助防水措施都有一些缺陷,因此必须重视结构自防水。
地下通道衬砌采用的防水混凝土抗渗等级为S10,通道口为S8,在结构中不但承担结构受力作用,而且要求具有良好的抗渗性能,充分发挥结构自防水的性能。
1)防水混凝土的选择与确定
衬砌是地下通道防水的第三道防线。施工中采用商品混凝土,选择
具有资质等级高、信誉好的供应商,能供应符合设计要求的高质量商品混凝土。
2)防水混凝土的拌合与运输
搅拌运输车运送,严格控制混凝土坍落度;当混凝土由于运输距离远或产生交通堵塞而引起出厂时间过长时,要提前预计,严禁对由于出厂时间长的商品混凝土掺加任何掺料,以确保混凝土质量。
3)防水混凝土灌注
(1)模板要架立牢固,尤其是挡头板,不能出现跑模现象,板缝严密,避免出现水泥浆漏失现象,且做到表面规则平整。
(2)控制泵送混凝土入模关:防水混凝土泵送入模时,要控制自由倾斜高度不大于2.0m;同时控制混凝土入模温度,防止温度应力引起的开裂。
(3式两种捣固方法,每点振捣时间为10~30S。
4)防水混凝土养护
防水混凝土灌注完毕,待终凝后及时养护,结构养护时间不少于14天,以防止在硬化期间产生开裂。养生采用喷水养生法,保持混凝土表面湿润。
3.8.5 衬砌背后注浆
由于防水层与喷射混凝土的密贴程度受喷射混凝土喷射表面的平整度与光洁度影响,它们之间往往存在一定空隙,再加之泵送混凝土灌注时不能完全将拱部灌满,这就会使地下通道拱部容易形成空隙,形成一个存水囊和渗水通道,对地下通道结构受力和防水均不利,为此须对拱部进行注浆回填。填充衬砌混凝土在拱顶或施工缝可能捣固不密实而留下的空隙,以及衬砌与防水层之间形成的空隙,提高结构的防水能力,确保衬砌与临时支护共同受力,避免由于衬砌与临时支护间的空隙变形引起结构的破坏。
沿地下通道纵向每3m在拱部设3根预埋注浆管,注浆管采用Φ32钢管,与衬砌纵向钢筋焊接固定在防水层表面,便于后续注浆堵漏。
注浆管出浆口加工成锯齿状,以利于浆液的排出,中部设法兰止水
环,靠防水板面设固定圆盘,并用胶粘带将圆盘四周临时封住,防止浇筑混凝土时浆液进入并堵塞注浆管。注浆管固定在模板上,入浆口螺丝部分涂防锈油,用旧编织袋包扎,防止螺纹和孔口堵塞。注浆材料为高强无收缩水泥浆,注浆压力根据实际情况确定,一般为0.1Mpa~0.3Mpa。
衬砌背后预留注浆管及固定圆盘设置见下图所示。
注浆方法及工艺与临时支护背后注浆相同。
预留注浆管布置示意图
注浆导管临时封口胶带喷射混凝土临时支护注浆底座外轮廓线 注浆管固定圆盘设置示意图
3.8.6 特殊部位结构防水
特殊部位主要包括施工缝、变形缝、穿墙管、明挖结构顶板与侧墙
连接部位不同材料之间的过渡搭接等。
1)施工缝防水做法
结构按施工顺序设置纵向施工缝和环向施工缝,纵向施工缝的设置位置根据国家相关规范及结构要求确定,墙体纵向施工缝不应留在剪力与弯矩最大处或底板与侧墙交接处,应留在高出底板表面不小于300mm的墙体上且距墙体预留洞口的洞边距离不小于300mm;为避免两施工缝8~12m以内。(120×10遇水膨胀止水条+中埋注浆管进行防水处理;由于明挖段顶板无法设置背贴式止水带,可采用两道止水条+注浆管处理。纵向施工缝均采用35mm宽钢边橡胶止水带进行加强防水,墙趾处另需设置背贴式止水带加强防水。钢边橡胶止水带固定在结构钢筋上,固定应牢固、可靠,不得出现扭曲、变形等现象。
(2)水平放置的止水带采用盆式安装,以保证振捣时产生的气泡能够顺利排出,使混凝土与止水带之间咬合密实不透水。
(3)止水带部位的混凝土必须进行充分的振捣,保证施工缝部位的混凝土充分密实(尤其是后浇筑部分),这是止水带发挥止水作用的关键,应确实做好。振捣时严禁振捣棒触及止水带。
(3)钢边橡胶止水带除对接外,其它接头部位(T字型、十字型等)接头均采用工厂接头,不得在现场进行接头处理。对接只可采用现场热硫化法接头。接头部位的抗拉强度不得小于母材强度的80%。
(5)特殊部位无法采用止水带材料时,可采用两条断面尺寸为20mm×10mm的遇水膨止水条及注浆管进行过渡处理。
(6)所有安装遇水膨胀止水条的施工缝表面均应预留凹槽,将止水条固定在凹槽内。当预留凹槽有困难时,可将止水条直接粘贴在施工缝表面。当基面潮湿无法粘结固定或固定不牢时,可用水泥钉进行固定,钉距不宜小于20cm。振捣时应确保振捣棒不得触及止水条。
(7)施工缝止水条选择:表面预留凹槽时可采用缓膨胀型膨润土
橡胶遇水膨胀止水条,也可采用符合JG/T141-2001S型72h
的止水条。
无预留凹槽时可采用缓膨胀型水膨胀嵌缝胶(即SM胶)断面尺寸为8~10mm×15~20mm。
(8)浇筑施工缝部位混凝土前,需对施工缝表面进行凿毛处理,此时应确保不得对止水带造成破坏。然后将施工缝表面清理干净并涂刷界面剂,界面剂宜采用优质水泥基渗透结晶型防水材料,用量应严格按照厂方有关说明控制。
防水层20厚水泥砂浆找平层侧墙环向施工缝防水构造 侧墙纵向施工缝防水构造 止水带与注浆管过渡做法
施工缝做法示意图
2)变形缝防水做法
变形缝部位采用钢边橡胶止水带和背贴式止水带的防水处理做法。
明挖段顶板处由于无法施做背贴式止水带,采用聚氨酯密封胶过渡;顶
板和侧墙处于结构背水面设置接水盒。具体做法如后图所示。
(1)钢边橡胶止水带应定位准确,要求止水带纵向轴线与变形缝对齐。
(2)钢边橡胶止水带固定在结构钢筋上,固定应牢固可靠,避免浇筑和振捣混凝土时止水带变形移位影响防水效果,振捣时严禁振捣棒触及止水带。
(3)变形缝部位的混凝土应进行充分的振捣,保证止水带与混凝(4靠;止水带采用对接法连接,但应保证连接部位的抗拉强度不得小于母材强度的80%;连接部位不得位于结构转角等应力集中部位;采用手工焊接的部位应重点加强。焊接完毕后采用检漏器进行充气检测,充气压力为0.1Mpa,保持该压力不少于3分钟。如压力持续下降,应查出漏气部位并对漏气部位进行全面的手工补焊。
变形缝做法示意图
3)穿墙管的防水结构施工
穿墙管穿过防水层的部位需进行防水密封处理,采用止水法兰和双面胶粘带以及金属箍进行处理。止水法兰焊接在穿墙管上,然后浇筑在模筑混凝土中,必要时在止水法兰根部粘贴遇水膨胀腻子条;双面胶粘带先粘贴在管件的四周,然后再将塑料防水板粘贴在双面胶粘带表面,防水板的搭接边采用手工焊接密实,最后用双道金属箍件箍紧,具体做法见下图。
穿墙管防水做法二
穿墙管做法示意图
4)明挖结构顶板和侧墙连接部位不同材料之间的过渡搭接
塑料防水板与顶板聚氨酯涂膜防水层采用2层各1.2mm厚丁基橡胶卷材进行过渡,具体做法见下图。
3.9
地下通道衬砌
地下通道衬砌采用钢筋混凝土衬砌,底板及拱部衬砌厚度为50cm,边墙衬砌厚度为45cm。
3.9.1 支架及模板工程
1)支架施工
采用Φ48碗扣式钢管支架,根据拱部施工期间的荷载组合,对支架进行强度、刚度及稳定性检算以确定支架纵、横向间距;支架底部设在底板的铺筑混凝土上,并垫40cm×40cm×20cm混凝土预制块,以免压坏底部混凝土,同时增加承载面。立柱间距80cm,离基底20cm设纵横底杆,以上水平横杆的层距为1.0m,纵横方向每隔1.5m均搭设剪刀撑。支柱顶端用升降螺杆调整上承的标高。
支架拼装时利用底脚丝杠先找平,找平后再往上拼装,随着拼装高度的增加,纵、横两个方向利用斜撑进行加固,斜撑用脚手管和管卡与力杆节点处进行联接加固,每孔支架拼装完后,逐个检查每个立杆底脚是否与地面完全接触,如有缝隙,利用底脚丝杠进行调整。
2)模板施工
侧墙模板采用定型大模板,拱部模板采用特制曲面模板。
(1)模板安装前,必须经过正确放样,检查无误后才能立模安装。
(2)模板必须支撑牢固、稳定,不得有松动、跑模、超标准变形下沉等现象。
(3)模板应拼缝平整严密,并采取措施填缝,不得漏浆,模内必
须干净。模板安装后应及时报检,检查合格后方可浇筑混凝土。
(4)顶板结构应支立支架后铺设模板,并考虑预留沉降量,以确保净空要求。侧墙模板应采用定型大模板,模板拼缝处内贴止水胶带,防止漏浆。
(5)结构变形缝处的端头模板应钉填缝板,填缝板与止水带中心线和变形缝中心线重合并用模板固定牢固。止水带不得打孔或用铁钉固定。填缝板的支撑必须牢固,不得跑模。
3.9.2 钢筋工程
1)技术准备
(1)为了保证钢筋工程的质量,选派有经验的技术人员负责钢筋放样。
(2)技术人员做到熟悉图纸及规范,及时进行各项技术质量标准交底,做到放样准确,能指导施工。
(3
(4)对进入工地(加工厂)的钢筋进行检验。
2)钢筋加工
(1)所有加工好的钢筋,一律按规格、型号挂牌,分别存放。
(2)钢筋用切断机切断,所有弯钩用弯曲机成型。
(3)特殊部位的钢筋须放大样。
(4)钢筋在加工弯制前除锈与调直,须符合规范要求。
(5)钢筋的弯制和末端弯钩均严格按设计加工,设计无要求时应符合相关规范的规定。
(6)钢筋的类别和直径如需调换、替代时必须征得设计单位的同意,并得到监理工程师的认可。
3)钢筋的绑扎和焊接
为了减轻劳动强度,保证高质量的连接接头,加快施工进度,可根据钢筋的不同直径、不同部位而采用机械连接和人工绑扎相结合来施工,具体如下:
(1)钢筋直径≥Φ14用焊接连接,钢筋直径<Φ14用绑扎连接。
(2)绑扎接头保证搭接不小于30d,搭接时,中间和两端共绑扎三
处,并必须单独绑扎后,再和交叉钢筋绑扎。
(3)焊接接头在受拉区不超过去50%,绑扎接头受拉区不超过25%。
(4)钢筋接头设置在钢筋承受力较小处且应避开钢筋弯曲处,距弯曲点不小于10d。
(5
4在先期施工的混凝土钢筋网上准确预埋定位后期施工的混凝土的连接钢筋,连接钢筋全部拧入接驳器中,接驳器另一头用橡胶垫密封,以防灌注先期混凝土时浆液进行接驳器孔内。后期混凝土施工时,将主筋对准钢筋接驳器,通过转动接驳器使钢筋进入到接驳器中间完成连接。连接钢筋接头位置应相互错开。
3.9.3 混凝土工程
地下通道混凝土必须满足耐久、抗裂、抗渗和抗冻要求,要从原材料、外加剂的选择、配合比设计、混凝土的灌注养护工艺等方面加以控制。
1)原材料控制
各组成材料的质量控制,是混凝土质量控制的重要环节,也是确保混凝土质量控制的基本内容。各组成材料如水泥、砂、石料、水和外加剂的选材和性能指标必须符合标准、规范要求。
(1)水泥
使用品质较稳定的转窑42.5R普通硅酸盐水泥,性能指标必须符合《普通硅酸盐水泥》(GB175-92)标准的规定。
水泥进场时应向监理提交水泥质量证明书,并按规定抽样检验。 不得将不同品种或标号的水泥混合使用。
(2)粗骨料
碎石和卵石的质量应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及验收方法》的规定,石子最大粒径不宜大于40mm,针片状颗料含量不大于15%,所含泥土不得成块状或包裹石子表面,含泥量不大于1%,泥
块含量不大于0.5%,吸水率不应大于1.5%,坚固性重量损失率不大于
8%。
所使用的碎石和卵石应进行碱活性检验,当集料判定有潜在危害时,属碱-碳酸盐反应的,不宜作混凝土集料。
(3)细骨料
细骨料符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的规定,应选择级配合格、质地坚硬、颗料洁净的天然砂或硬质岩石轧碎成的人工砂,料径宜为0.16~5.0mm。含泥量不大于3%,泥块含量不大于1%,砂的坚固性重量损失率不大于8%。砂中有害物质含量不得超过规定值。
(4)水
拌制混凝土使用的水,采用不含有害物质的洁净水,PH值不小于4并不大于2-1%。
(5灰代替部分水泥用量,以提高混凝土的和易性,掺量控制在水泥用量的20%以内。
(6)外加剂
引气剂等外加剂对混凝土的耐久和抗裂、抗渗性能影响重大,必须选用符合规范和工程要求的优质外加剂。
2)混凝土配合比
混凝土的配合比,应遵守国家现行有关标准规范的规定。
(1)混凝土配制强度的确定
混凝土配制强度(fcu,o)应按下式计算:
fcu,o≥fcu,k+1.645δ
式中:fcu,o——混凝土配制强度(Mpa);
fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值(Mpa);
δ——混凝土强度标准差(Mpa)。
(2)混凝土强度标准差采用无偏差估计值,确定该值的强度试件组数不小于25组。对于C20、C25级混凝土,强度标准差计算值低于
2.5Mpa时,计算配制强度用的标准差应取用2.5Mpa;对于强度等级大
于或等于C30级,强度标准差计算值低于3.0Mpa时,计算配制强度用
的标准差应取用3.0Mpa。
(3)混凝土配合比的确定除了满足设计强度的同时尽量降低水泥用量及选用低水化热水泥,还要考虑施工要求的和易性、初凝时间等。配合比经过对各种材料的优化选择,并经多次试配后确定。
3)混凝土拌合
对混凝土生产工程要派专人到生产厂并主要检查以下内容:
(1)拌制混凝土时,材料的配合偏差不得超过下列规定:水泥±1%、各类集料重量的允许偏差为重量的±3%。
(2)骨料含水率应经常检查,据以调整加水量和骨料重量。雨天(3搅拌的最短时间应符合规范要求。
(4)在混凝土搅拌过程中应始终注意其稠度(坍落度),若稠度与原定的不符,应立即查明原因予以纠正。
(5)在下盘装料之前,搅拌机的拌合料应全部倒出,搅拌机停用超过30min或更换水泥品种时,应彻底清洗搅拌机。
4)混凝土运输
装运混凝土时,不应漏浆,并应防止离析。浇筑时如发现离析,必须进行二次拌合。
混凝土从搅拌机出料后到运至浇筑地点浇筑完毕的允许最长时间,不得超过规定值。
5)混凝土灌注
(1)混凝土灌注采用泵送入模。浇筑前,应对模板、支架、钢筋和预埋件进行检查,符合要求后方能浇筑。同时应清除模板内的垃圾、泥土和钢筋上的油污等杂物。
(2)混凝土自由倾落高度(即从料斗、串筒、溜槽等卸料口倾落入模的高度)不得超过2m。
(3)混凝土应连续浇筑,因故必须间歇时,其允许间歇时间应根据试验确定。超过允许间歇时间时应按施工缝处理。
(4)当采用插入式振捣时,混凝土浇筑层厚度应不大于振捣器作
用部分长度的1.25倍;每一振点的振捣延续时间,应将混凝土捣实至表面呈现浮浆和不再沉落为止,且移动间距不大于作用半径的1.5倍;插入振捣器时应尽量避免碰撞钢筋,更不得放在钢筋上;振捣机头开始转动以后方可插入混凝土内,振完后应徐徐提出,不能过快或停转后再拔出;振捣靠近模板时,机头须与模板保持5~10cm距离。
6)混凝土养护
(1)混凝土浇筑完后,应在12h内加以覆盖浇水。混凝土养护时间不小于14天。
(27)混凝土拆模
拆除顺序一般应后支的先拆,先支的后拆;先拆除非承重部分,后拆除承重部分。重大、复杂的模板拆除应制定拆模方案,不受力的侧模板应在保证混凝土及棱角不因拆模板而受损时,方可拆除。
2.2 施工方法
地下通道施工方法的选择主要涉及竖井、地下通道、通道口、装修及其他设施的施工,应遵循“安全、经济、适用、美观”的原则。 2.2.1 竖井
竖井是地下通道暗挖施工的主要施工通道,竖井采用矩形结构,若长边大于5m时,竖向每隔一榀钢格栅设一道型钢横支撑。
竖井采用倒挂井壁法施工,人工开挖,竖井开挖由上而下全断面施工,洞内碴土装入吊斗,由电动葫芦垂直提升吊斗至井口,经提升架倒入临时弃碴场暂存。每开挖循环进尺0.5m,每一个循环开挖结束后,及开挖至马头门设计标高时,预埋钢格栅马头门环框,以利破洞施工。
竖井开挖过程中若遇有基岩,采用弱爆破控制方案,运用毫秒微差起爆法,采用低爆力器材,严格控制单段起爆药量,并在竖井口采用橡胶条编织网加刚性护板联合防护,防止爆破飞石冲出地面伤人及削减爆破震动波。当周边近距离有高大建筑物时,打减震孔,切断地震波的传播。
竖井降水采用坑内轻型井点降水。 2.2.2 地下通道
当竖井向下开挖到地下通道马头门设计标高时,施做地下通道进洞超前管棚,预注浆加固地层。
地下通道采用CRD法(交叉中隔壁法)施工,上下共分四步开挖(如右图所示)。以台阶法为基础,将上下两台阶各分成左右两个单元洞体。采用人工分部开挖4个洞体,并施工临时支护结构。拱部土联合支护。
当通过塑性土与基岩相交地段时,采用以台阶法为基础的临时中隔壁法施工(如右图所示)。将上台阶分割成左右两导洞,尽快使上台阶
ⅥⅡ
15
37
Ⅷ
交叉中隔壁法施工示意图
采用超前小导管对拱部地层超前注浆预加固。采用钢格栅与网喷锚混凝
临时支护成环形支护体系,下台阶基岩采用弱爆破控制方案全断面开挖。
地下通道防水采用全封闭柔性防水层,ECB或PVC防水板加土工布缓冲层,无钉铺设、双焊缝焊接,防水混凝土抗渗等级不小于S10。
地下通道衬砌采用钢筋混凝土衬砌。 2.2.3 通道口
Ⅱ
1
35基岩锁脚锚杆
临时中隔壁法施工示意图
先施工通道口基坑锁口圈,横向设型钢支撑。开挖采用人工方式,自上
而下分层进行,支护采用锚喷混凝土。基坑挖至基底后,先施做混凝土垫层,铺设底板和侧墙防水层,后施工底板和侧墙衬砌混凝土,拆除型钢支撑后施工剩余侧墙及顶板,最后顶板上分层回填。
2.2.4 装修及其他
(1)装修
依据经济、适用、美观的原则,地下通道地面采用花岗岩铺砌,墙面采用涂料或铺贴瓷砖,吊顶采用铝合金板及铝合金龙骨。
(2)其他
地下通道灯具统一,采用300mm×1250mm
双管荧光灯盘,统一安
装在天花次龙骨上,并考虑将来易于清洁。
通道口设玻璃卡普隆板雨篷,防止雨水汇入通道及提高采光效果。地下通道内沿一侧设置排水沟,沟上设盖板,排水沟与市政排污管道连接。若排水沟沟底标高低于市政排污管道,则在通道一头设置集水井,以便抽排积水。
每条通道尽头设置一监控摄像头。
3 分项工程的施工工艺流程 3.1 竖井开挖及支护
竖井采用倒挂井壁法施工,其施工工艺流程见下图: 竖井施工工艺流程图
3.1.1 施工准备
竖井施工前对施工准备工作再做一次详细检查,尤其是地下各种管线复查,地质资料复核及各种防排水、支护监测等措施的准备情况,使各级人员对工程特点、质量标准、安全标准、施工技术措施做到心中有数,责任落实到位,保证正式施工时各项工作能有条不紊的进行。
1)测量放线
根据复测控制桩及设计文件提供的坐标,精确放出竖井中心十字线和竖井锁口圈开挖轮廓线。
2)管线探测保护
根据现场调查及招标文件提供的管线布置图,开工前采用挖探槽的方式进一步探查地下管线,核实管线的类型、规格、埋深,特别是给水管和污水管是否存在渗漏,另在地表做明显标志。 3.1.2
1)锁口圈开挖
锁口圈采用人工开挖。开挖到位后,基坑外侧面用红砖砌砖墙,砖墙面用水泥砂浆抺面,作砖模。内侧采用钢模,钢管脚手架支撑。
2
)钢筋绑扎
锁口圈开挖完成后,按设计图纸及有关规范要求进行钢筋绑扎。
3)灌注锁口圈混凝土
按轮廓尺寸进行模板支立加固,绑扎锁口圈钢筋,施工混凝土锁口圈。混凝土灌注方式采用溜槽输送入模、插入式捣固棒振捣,并在混凝土终凝后洒水养护。 3.1.3 竖井提升设备
1)垂直运输平面布置
考虑到施工的方便,在施工竖井的上方安装跨施工竖井的龙门架,龙门架用型钢加工制作,并设置剪刀撑进行加固。龙门吊上安装10t电动葫芦。
2)垂直运输方案选择及设备选型
提升系统由10t电动葫芦、提升龙门架、提升钢绳、吊斗等组成。 提升时,采用电动葫芦单勾提升2m3容量的吊斗运至碴土临时堆放场。
提升系统采用以下主要技术参数:
提升钢丝绳:18×7,Φ28mm,2.996kg/m,破断拉力544.5KN。 提升形式:单勾提升。
电动葫芦:KK10,额定静张力100KN。
设计提升能力计算:
根据提升绞车的提升速度,结合本工程的竖井深度,考虑下料、保养维修等因素,参照以往竖井提升能力的统计资料,竖井提升设备一天能达到的平均出碴量为:
Qcp=n×T×V×m=6×16×2×0.85=163m3 式中:Qcp——平均每天提升出碴量,m3; n——每小时可完成的提升次数,6次/h;
T——每天的工作时间,已扣除进料、机具等占用时间后,按16小时计算;
V
M——土斗装载系数,按0.85计算。
施工需要的最大出碴量为:Q
max=120m3。Qcp>Qmax,满足要求。
3.1.4 竖井开挖
1)人工开挖
在竖井锁口圈施工完成后,竖井由上而下采用人工全断面开挖,井内渣土装入吊斗,由提升架电动葫芦垂直提升吊斗至井口,倒入临时堆放场暂存。开挖循环进尺0.5m(按钢格栅间距),及时进行初喷混凝土封闭开挖面,然后打锚杆、挂网、架立钢格栅,复喷混凝土到设计厚度。
高时,打设地下通道拱部管棚、小导管并注浆加固土体。地下通道拱部超前支护施工完后破除竖井格栅,安装横通道拱部格栅。竖井开挖至底部后,进行封底。
2)弱爆破控制方案
炸药在岩石中爆破产生的应力波,根据其作用范围和破坏特征分为三个区,即冲击波作用区(压碎圈)、应力波作用区(裂隙圈)和地震波作用区(震动圈)。
(1)冲击波作用区。冲击波以超声波传播,使岩石等介质产生塑性变形或粉碎而消耗大量的爆炸能量。
(2)应力波作用区。冲击波衰减为压缩应力波,波速与介质中的声速相同,岩石等介质处于非弹性状态,产生应力与变形,使介质破坏。
(3)地震波作用区。应力波衰减为地震波,波速等于介质中的声速,引起介质质点的弹性震动。
因此,为了保护周围建筑物的安全,必须有效控制爆破应力波产生的作用范围和破坏特征。
为了控制爆破应力波产生的作用范围和破坏特征,满足施工要求,保护建筑物,必须正确设计弱爆破控制方案。
(1)起爆方法采用微差毫秒起爆法
恰当地使用微差爆破地震波具有相互干扰作用,从而使地震波削弱,减轻爆破时对建筑物、地下巷道稳定性的影响。
(2)爆破器材
a.炸药:开挖眼使用规格Φ32mm、周边眼使用规格Φ25mm的乳化炸药。
b.火雷管:采用8号。
c.非电毫秒雷管:1~15段全部能使用。 d.导爆索及导火索。 (3)单段最大装药量
采用震动速度计算公式v=K3/R式中:v——震动速度(cm/s); Q——同段起爆的最大药量(kg); R——爆源中心至计算点之间的距离(m); α
α=1~3;
K岩土松软时取大值。
(4)单眼装药量
周边眼的装药量按光面爆破设计,其他炮眼的装药量在不超过单段最大装药量的前提下,采用公式:q=K∙a∙W∙L∙λ(kg)进行分配。
式中:q——单眼装药量(kg); K——炸药单耗(kg/m3);
a——炮眼间距(m);
()
α
,取R最不利值进行反算
求得单段最大装药量,以控制爆破分区,控制每循环爆破进尺。
W——炮眼爆破方向的抵抗线(m); L——炮眼深度(m);
λ——炮眼部位系数(参照表选取)。
炮眼部位系数表
(5)掏槽眼
一般情况下,掏槽爆破的地震动强度比其它部位炮眼爆破时的地震动强度都要大,而所有的掏槽形式中楔形掏槽的地震动最小。因此,掏槽眼采用双层复式楔形掏槽。
(6)通过邻近建筑物地段的减震方法
爆破应力波在传播过程中遇到自由面时将全部或部分反射回来,将不产生或产生很少的透射波。为了保护近距离建筑物,达到减震的目的,采用打减震孔的方式切断爆破产生的地震波,降低震动速度。
(7)竖井洞口防护
为了防止爆破飞石和爆破气流冲出地面,危及周边建筑物及人员安 3.1.5
竖井支护
竖井采用钢格栅与网喷锚混凝土联合支护,并采用超前小导管注浆预加固土体,竖井支护工序流程为:
1)超前小导管为Φ32钢管,长度3.0m,纵向间距1.0m,横向间距0.3m,梅花形布置,外插角60°,小导管注水泥-水玻璃浆液。施工工艺参照3.3条。
2)每循环开挖完成后,初喷混凝土5cm,打砂浆锚杆,挂设钢筋网,钢筋网在现场预制成片安设,搭接长度不小于200mm,钢筋网联结牢固。砂浆锚杆施工工艺参照3.5条。
3)架立钢格栅和钢支撑。钢格栅在井外分节加工,在井内用螺栓连接成型。I28b型钢支撑按设计位置安装,并与钢格栅连接牢固。钢格栅施工工艺参照3.6条。
4)钢格栅安装后,即分层复喷混凝土,先喷钢格栅处,然后喷钢格栅间的混凝土,直至喷至设计厚度,将钢格栅完全覆盖2cm以上。喷射混凝土施工工艺参照3.7条。
3.2 管棚预支护
其施工工艺流程见下图:
管棚施工工艺流程图
3.2.1 管棚加工
采用Φ108mm壁厚5mm焊接钢管,加工成3m、4m及2m两种节长,以满足相邻两根管棚接头不在同一个平面上。第一节管棚端头加工成尖形,并焊接封闭,保证下管方
便及防止管内进土。在管棚上钻Φ10mm的孔,间距为1000mm,十字
对打状布置(同一断面两个孔),保证在管内注水泥砂浆时浆液由孔注
出填充管棚与钻孔间的间隙。内套管采用Φ108mm壁厚5mm焊接钢管加工,长200mm,割口弯曲而成外径为Φ98mm内套管。 3.2.2 测量定位及导向管埋设
竖井开挖支护施工至地下通道位置后,初步放出拱部管棚位置,破除竖井喷射混凝土。准确定出每根管棚位置,埋设Φ155mm导向钢管,环向间距为300mm,并与竖井格栅焊接固定。管棚中心位置离横通道拱部开挖轮廓线为200mm。导向管埋设固定后,对破除面进行补喷混凝土封闭。 3.2.3 钻孔
1器和轮缘与钢轨头部的密贴钻机滑架前端的撑角来固定钻机不动。行走轨道采用33kg/m钢轨和标准枕木,用U形螺栓和标准扣件把钢轨紧紧地固定在枕木上,枕木间距为70cm,枕木顶面与基面为同一水平面,格间填土捣实,根据现场情况必要时打入锚杆固定,两根轨面必须控制在同一水平面上。移动钻机至钻孔部位,调整钻机高度,将钻具放入导向管中,使导向管、钻机固定钻杆的转轴和钻杆在一条直线上。
2)钻孔
在确认钻孔方向和角度满足设计要求后,开始钻进。钻孔过程中时刻注意钻杆角度的变化及固定钻机紧固螺栓是否松动,保证钻机不移位。钻进中经常进行检查,每钻进10m时用仪器复核钻孔的角度是否变化,以便保持仰角不变,如有异常及时调整。 3.2.4 下管
下管前预先对每个钻孔的钢管进行配管和编号,相邻两根管棚第一节分别为3m及2m,以保证同一断面上的管接头数不超过50%,每根管棚中配一节2m长的钢管。由于管棚所处地质条件较差,成孔后应及时、快速地进行下管,在钻孔稳定时将钢管送到孔底。前部分钢管由人工送进,当阻力增大,人力无法送进时,借助钻机顶进。每节管间采用内衬套满焊连接。内衬管用同级钢管切割成所用管具内径管焊接,内套管长
200mm。每节间连接如下图示:
内衬管
φ108管棚
φ108管棚开口管棚节间连接示意图
3.2.5 钢筋笼安设
节长为
3m 3.2.6 注浆
管棚施工完成后开始注浆,其目的是充填管棚,增加管棚的刚度,同时,通过孔底两节管子管壁的孔眼使浆液注入到管棚周围加固地层。注浆前对管口与孔口外侧进行密封处理。注浆从管棚底孔两侧向拱顶顺序注浆。
先采用塑胶泥封闭钻孔与管棚间的间隙,以防止浆液外泄。孔口用带连接注浆管的钢板与管棚钢管焊接牢固。为了避免先期注浆结石影响后期成孔(渗入地层中的水泥结石易造成钻孔偏斜,诱发孔内事故或施工事故),注浆在钻孔、下管全部结束后一次完成。水泥砂浆配比为1:1,注浆压力控制在0.3~0.5Mpa范围内。 3.2.7 管棚施工注意事项
1)钻孔前钻机安装要牢固。钻孔最大下沉量控制在20~30cm以内。 2)精确测定导向管的位置和方向。管棚钢管不得侵入地下通道开挖轮廓线以内,相邻的钢管不得相撞和相交。
3)钻孔过程中在开孔后2m处、孔深1/2处、终孔处进行三次斜度
量测。若误差超限及时改进钻孔工艺进行纠偏。 3.3 小导管注浆
工序作业包括钻孔、布管、封孔、注浆四道工序。
否小导管注浆施工工艺流程图
3.3.1 小导管制作
1.0
1.9
丝 扣
小导管制作示意图
小导管采用Ф32钢管制作,先将钢管截成3.0m长,一端作成尖锥形,在距离头部10cm和距端部1.0m段每隔10cm交叉钻8~10mm的孔,采用梅花形布置。端部套丝扣与压浆管路连接,详见上图。 3.3.2 注浆设计参数
采用水泥-水玻璃双液浆,水泥浆水灰比为1.25:1~0.5:1,水玻璃模
数以2.4~2.8为宜,水玻璃浓度使用范围为30~45Be′,水泥、水玻璃浆体积比为1:1~1:0.3,初凝时间通过采用不同配合比来控制。
注浆设计参数表
3.3.3 钻孔
可采用电煤钻开孔,开孔孔径50mm,开孔前准确定出孔位,偏差应小于50mm,开孔过程中严格控制钻杆角度,钻孔深度比小导管长度小0.5m,钻孔后用吹管将孔内砂土吹出(风压0.3~0.5Mpa)。 3.3.4 安设小导管
用带冲击锤的风钻将小导管顶入孔中或直接锤击入孔,小导管外露20cm,入孔后检查导管内有无填充物,如有可用吹管吹出或掏勺勾出。为堵塞孔壁与导管之间的空隙,防止浆液外溢,可在孔隙口处用塑胶泥(40Be′水玻璃拌合P32.5水泥)封闭,封闭2h后,再进行注浆。 3.3.5 设置止浆墙
小导管安设完毕后,沿小导管周围或整个开挖面喷射一道10cm后的混凝土止浆墙,防止注浆时浆液从孔口周围流出。喷射的混凝土应该与上一环的混凝土相连接,防止止浆墙在注浆压力下整体滑落或跑浆。 3.3.6 注浆
注浆采用双液注浆。注浆时相邻孔位应错开,交叉进行。
单孔注浆量可按下式计算: Q=πR2Lnα(1+β)
式中R——浆液扩散半径(m); L——导管长度(m); N——地层空隙率;
α——间隙填充率,取值70~100%; β——损失系数,取值0.2~0.5。 注浆控制标准:
进浆速度每根导管控制在30L/min以内,每根导管内注入量达到设计值后即可结束注浆,如果注浆压力逐渐上升到设计终压,流量逐渐减少,但注浆量已达到设计注浆量的80%,浆液注入2~4h压力做好记录。 3.4 地下通道
地下通道采用CRD法(交叉中隔壁法)施工,上下共分四步开挖。以台阶法为基础,将上下两台阶各分成左右两个单元洞体。采用人工分部开挖4个洞体,并施工临时支护结构。拱部采用超前小导管对拱部地层超前注浆预加固。采用钢格栅与锚网喷混凝土联合支护。施工中若遇有基岩时,参考竖井弱爆破控制方案进行开挖。
当通过塑性土与基岩相交的地段时,采用以台阶法为基础的临时中隔壁法施工。将上台阶分割成左右两导洞,尽快使上台阶临时支护成环形支护体系,下台阶基岩采用弱爆破控制方案全断面开挖。 3.4.1 施工工艺流程
地下通道施工流程见下图。
3.4.2 施工步骤图
地下通道采用CRD法(交叉中隔壁法)和临时中隔壁法开挖、临时支护及衬砌的施工步骤分别详见以下步骤图。
交叉中隔壁法施工步骤图
地下通道施工工艺流程图
临时中隔壁法施工步骤图
临时支护
Ⅱ
3.5 砂浆锚杆 3.5.1 孔,注浆泵灌注早强微膨胀砂浆,人工插打,先灌后锚的施工工艺。
其施工工艺流程见下图:
3.5.2 锚杆设置参数
锚杆沿地下通道径向设置,环向间距为0.3m,纵向间距结合钢格栅设置为每循环0.5m,梅花形布置于拱顶及部分边墙上,锚杆外露长度不大于10cm。 3.5.3 原材料制备
(1)锚杆材料
锚杆材料采用20锰硅钢筋或注浆锚杆,钢筋直径Φ22mm,按设计要求规定的材质、规格备料,并进行调直、除锈、除油,以保证砂浆锚
砂浆锚杆施工工艺流程图
杆的施工质量和施工的顺利进行。
(2)水泥
宜用早强微膨胀水泥。 (3)砂
宜采用清洁、坚硬的中细砂,粒径不宜大于3mm,使用前应过筛。 (4)配合比
水泥:砂宜为
(5)砂浆制备
砂浆应拌合均匀,随拌随用。一次拌和的砂浆应在初凝前用完,并严防石块杂物混入,主要为了保证砂浆本身的质量及砂浆与锚杆杆体、砂浆与孔壁的粘结强度,也就是为了保证锚杆的锚固力和锚固效果。 3.5.4 锚杆孔的施工
(1)孔位布置:孔位应根据设计要求和围岩情况布孔并标记,偏差不得大于20cm。
(2)锚杆孔径:砂浆锚杆的锚杆孔径应大于锚杆体直径15mm。 (3)钻孔方向:锚杆孔沿地下通道径向钻孔,但钻孔不宜平行岩面。
(4)钻孔深度:砂浆锚杆孔深误差不应大于±10cm。 (5)锚杆孔应保持直线。
(6)灌浆前清孔:钻孔内若残存有积水、岩粉、碎硝或其它杂物,会影响灌浆质量和妨碍锚杆杆体插入,也影响锚杆效果。因此,锚杆安装前,必须采用人工或高压风、水清除孔内积水、岩粉、碎硝等杂物。 3.5.5 锚杆安装
(1)灌浆:采用注浆泵进行注浆。注浆开始或中途停止超过30min时应用水润滑管路,注浆孔口压力不得大于0.4MPa,注浆时应堵塞孔口。注浆管应插至距孔底5~10cm处,随砂浆的注入缓慢匀速拔出,并用水泥纸堵住孔口。
(2)锚杆安装:锚杆头就位孔口后,将堵塞孔口水泥纸掀开,随即迅速将杆体插入并安装到位。若孔口无水泥砂浆溢出,说明注入砂浆不足,应将杆体拔出重新灌注后再安装锚杆;锚杆杆体插入孔内的深度
不宜小于设计规定。锚杆安设后,不得随意敲击。 3.6 钢格栅支撑 3.6.1 钢格栅加工制作
钢格栅采用自行加工。按1:1比例放样设立工作台。按设计分节,通过垫板、螺栓联结。
求;
连接孔位置准确。
钢格栅加工后先试拼,检查其平面翘曲和横断面误差。钢格栅堆放和运输时不得损坏和变形。 3.6.2 钢格栅安装
1)测量定位
按设计位置现场测量定位。首先测定出地下通道中线,确定高程,然后再测定钢格栅的纵向位置;钢格栅平面必须与地下通道中线垂直。
2)现场准备
运至现场的单元钢格栅分单元堆码,安设前进行断面尺寸检查,及时处理欠挖侵入净空部分,保证钢格栅正确安设,安设拱脚或墙脚前,清除垫板下的松碴,将钢格栅置于原状岩石上,在软弱地段,采用拱脚下垫钢板或槽钢的方法将拱脚垫实使之处于良好支承状态。
3)钢格栅安设
置于稳固地层上,超挖部分用混凝土回填。安装时备好风镐,随时剔除个别突出部位,保证钢格栅就位准确,受力可靠。
钢格栅与初喷混凝土之间紧贴,在安设过程中,当钢格栅与初喷混凝土面之间有较大间隙时安设垫块楔紧,垫块数量不少于10个,两排钢格栅间沿周边一般每隔1m用Φ22纵向钢筋联接,形成纵向连接系。拱脚高度不够时设置钢板调整,拱脚高度低于上半断面底线以下10cm。
钢格栅各单元之间用螺栓联接,不得以焊接代替。钢格栅纵向间距符合设计,误差±100mm。除纵向用钢筋连接外,与外露的小导管头、锚杆头亦焊接牢固。背部用混凝土垫块塞紧。
钢格栅安装后,即分层复喷混凝土,先喷钢格栅处,然后喷钢格栅
之间的混凝土,直至喷够设计厚度,将钢格栅完全覆盖2cm
以上。现场
可用肉眼观察和锤击法进行检查。
3.6.3 工艺要求和标准
钢格栅必须在初喷混凝土、安设锚杆、挂钢筋网后立即架设。钢格栅与围岩之间的喷混凝土厚度不小于40mm。
±20mm。接头连接要求每榀之间可以互换。
钢格栅安装的允许误差:横向和高程为±50mm,垂直度为±2°。
3.7 喷射混凝土
采用湿喷法施工,分三次喷至30cm,两层喷射的时间间隔为15~20min。为防止回弹物附着在未喷的围岩面上而影响喷层与岩面的粘结力,喷射时按自下而上的顺序进行,喷前先找平受喷面的凹处,再将喷头按螺旋形缓慢均匀移动,力求喷出的混凝土层面平顺光滑。
其工艺流程见下图:
湿喷混凝土施工工艺流程图
3.7.2 湿喷混凝土施工工艺
1)喷射机械安设调整好后,先注水、通风,清除管道杂物;同时用高压水或高压风吹洗岩面,清除岩面尘埃。
2)上料保证连续性,校正好配料的输出比。
3)操作顺序:喷射时,先加外加剂,后送风,再送料,以易粘接、回弹量小、表面湿润光泽为准。
4)喷射机工作风压严格控制在0.3~0.5Mpa。
5)严格控制好喷嘴与作业面的距离和高度。喷嘴与作业面垂直,
有钢筋时角度适当放偏30°左右,喷嘴与岩面距离控制在0.8~1.0m
范围内。
6)喷射料束运动轨迹,喷射顺序自下而上,先墙角后拱顶,避免死角。料束呈旋转轨迹运动,一圈压半圈,纵向按蛇形状。
3.7.3 湿喷混凝土施工技术要求
1钢格栅的安装工作后,立即复喷混凝土至设计厚度。
2)确保喷射混凝土厚度,喷射混凝土要覆盖住钢格栅。超挖部分用喷混凝土补平,严禁用其它材料回填。
3)坚决实行“四不”制度,即喷混凝土工艺不完毕,掌子面不前进;喷射混凝土厚度不够不前进;开挖喷锚后发现的问题不解决不前进;量测结果判断不安全未经补强不前进。以上制度由工地领工员负责实施,并将实施情况填入工程日志簿备查,项目经理部负责检查督促。
3.8 防水施工
3.8.1 防水设计原则及标准
1)设计原则
(1)地下结构的防水设计应遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。
(2)确立钢筋混凝土结构自防水体系,即以结构自防水为根本,采取措施控制结构混凝土裂缝的发生,增加混凝土的抗渗性能;以变形缝、施工缝等接缝防水为重点,辅以柔性全封闭防水层加强防水。
2)防水标准
(1)地下通道防水等级定为一级,结构不允许渗水,结构表面无湿渍。
(2)采用防水混凝土进行结构自防水,不得出现贯通裂缝。地下通道防水混凝土的抗渗等级为S10,通道口防水混凝土的抗渗等级为S8,同时在结构的迎水面设置柔性防水层。
3.8.2 临时支护背后注浆施工
为了保证临时支护和围岩紧贴密实,防止围岩变形,同时为了提高防水质量,沿地下通道纵向每3m处在临时支护拱部预设3根注浆短管,
跟随临时支护背后回填注浆。凡出现滴漏和湿渍处,均反复压注浆液,
直至无湿渍,以封闭水路。
1)注浆目的
由于地下水及临时支护背后喷射混凝土不够密实,尤其是临时支护结构转角处极易形成空洞或空隙,造成渗漏,因此必须采用注浆的方法填充空隙,注浆能够减小临时支护与围岩之间存在空隙而引起的围岩变
2)注浆管安装
临时支护注浆管采用预埋Φ32钢管,注浆管沿隧道纵向每3m于临时支护拱部设3排,呈梅花状布置。注浆管长度大于临时支护厚度15~20cm,注浆管进浆口车丝,以便与管路相连,注浆管中部设法兰式止水环,预埋时将注浆管出浆口贴近围岩。并焊在钢格栅上,入浆口螺丝部分涂防锈油,用旧编织袋包扎,防止喷混凝土时螺纹和孔口堵塞。
3)临时支护背后注浆方法
浆液采用1:1水泥-水玻璃浆液,注浆后可在临时支护混凝土临土面形成一个致密的刚性防水环,起到堵水、加固结构的作用。注浆压力宜控制在0.1~0.3Mpa。
3.8.3 防水层施工
防水层施工技术措施的要点在于:①材料选择;②焊接工艺;③铺设工艺。
防水卷材选用ECB或PVC塑料防水板,采用无钉铺设。先在临时支护混凝土表面上铺贴单位质量不小于400g/m2的土工布缓冲层衬垫,用射钉固定,然后铺设防水板,用热焊法将ECB或PVC防水板焊接于土工布衬垫上。防水板之间采用热合焊机双焊缝焊接。焊接质量用充气法检验。
防水板施工工艺流程图
1)基面处理
(1
浆抹平,并清除浮碴。
(2除,并在割除部位用砂浆抹成圆曲面,以免防水板被扎破。
(3)转弯处的阴阳角均做成圆弧,阴角处圆弧半径不小于15cm,阳角处圆弧半径不小于5cm。
(4)防水层施工时,基面不得有明水。
2)防水层铺设
(1)土工布缓冲层的铺设
首先铺设底板及部分边墙土工布,预留搭接部分。拱部铺设时,需在地下通道拱顶标出中心线位置。土工布缓冲层依次用塑料垫片和钢钉固定在基面上,固定间距为拱部0.5~0.7m,边墙1.0~1.2m,呈梅花型布置,钢钉与钢钉之间的土工布不能绷得太紧,预留一定的余长,以防灌注混凝土时被拉裂。土工布之间的搭接宽度不小于50mm,接缝部位采用点粘法进行焊接。
(2)防水板的铺设
首先铺设底板及部分边墙防水板,预留搭接
部分。拱部铺设时,在通道内搭设挂板台架,在
拱顶的衬垫上标出结构纵向中心线,卷材由拱顶
向两侧铺设,边铺边与塑料垫片热溶焊接。塑料
垫片之间的卷材要预留一定余长,以防止灌注时
防水板被牵拉破损。如右图所示。
(3)防水板接缝焊接 防水板固定示意图 防水板接缝焊接是防水施工最重要的工艺,焊缝采用爬行双焊缝热
合焊机将相邻两幅卷材进行热熔焊接,卷材之间的搭接宽度不小于
100mm,接缝为双焊缝,中间留出空腔以便进行充气检查。防水板收口方法如下图所示。
土工布缓冲层 喷射混凝土防水板收口方法图
纵向焊缝与环向焊缝成十字相交时(十字形焊缝),事先须对纵向焊缝外的多余搭接部分齐根处削去,将台阶修理成斜面并熔平,削去的长度≥130mm,以确保焊接质量和焊机通过顺利,见下图所示。
竖向焊缝 A-A B-B 竖向焊缝
防水板十字形焊缝结构示意图
3)防水层质量检查
防水层质量取决于防水卷材质量、焊接工艺、铺设工艺。
(1)对防水板进行仔细的材质检查验收,防水板应色泽一致、厚度一致,平铺无明显隆起、无皱折。
(2)防水层的焊缝严禁虚焊、漏焊。采用充气法试验检查(GB50108-2001),充气至0.25Mpa,15min内压力下降不大于10%。
(3)环向铺设防水卷材时,防水卷材的搭接宽度长边不少于100mm,短边不少于150mm,相邻两幅接缝要错开,并错开结构转角处
不少于60mm。
(4)沿地下通道纵向的防水层铺设超前衬砌至少4m,以满足防水层接长的施工空间,确保接长质量。
(5)衬砌钢筋绑扎、焊接后,检查防水板是否有刺穿的地方,若有破损则及时补焊。
4)防水层成品保护
防水层铺设完成后必须对其加以保护,在后续工序施工过程中必须以不损伤已做好的防水层为原则。需做好以下几点:
(1)底板部位防水层铺设完毕后,在其上铺抹5cm厚早强砂浆,铺设木跳板供材料、机械的搬运。
(2)钢筋的安装过程中,不得在安装部位现场弯制以免钢筋抵触防水层而造成防水层破损。
(3
(4)在底板接头处采用沙袋堆码成斜坡,防止大力踩踏并防止钢筋、机具等硬物坠落、撞击防水层。
(5)混凝土灌注时,架设在已做好防水层上面的混凝土输送管支架不得直接与砂浆保护层接触,需在砂浆保护层上堆码沙袋,支架下垫方木块放在沙袋上。
(6)进行拱部基面处理时,用铁皮对边墙处的防水层进行保护,不得有碴子掉入防水层与临时支护混凝土之间的缝隙中。
(7)钢筋焊接和挡头板施工时,采用洒水湿润土工布和对防水板进行遮蔽等措施,防止高热焊碴烧坏土工布及防水板。
3.8.4 防水混凝土施工
结构自防水是地下通道防水体系的根本所在,任何单一辅助防水措施都有一些缺陷,因此必须重视结构自防水。
地下通道衬砌采用的防水混凝土抗渗等级为S10,通道口为S8,在结构中不但承担结构受力作用,而且要求具有良好的抗渗性能,充分发挥结构自防水的性能。
1)防水混凝土的选择与确定
衬砌是地下通道防水的第三道防线。施工中采用商品混凝土,选择
具有资质等级高、信誉好的供应商,能供应符合设计要求的高质量商品混凝土。
2)防水混凝土的拌合与运输
搅拌运输车运送,严格控制混凝土坍落度;当混凝土由于运输距离远或产生交通堵塞而引起出厂时间过长时,要提前预计,严禁对由于出厂时间长的商品混凝土掺加任何掺料,以确保混凝土质量。
3)防水混凝土灌注
(1)模板要架立牢固,尤其是挡头板,不能出现跑模现象,板缝严密,避免出现水泥浆漏失现象,且做到表面规则平整。
(2)控制泵送混凝土入模关:防水混凝土泵送入模时,要控制自由倾斜高度不大于2.0m;同时控制混凝土入模温度,防止温度应力引起的开裂。
(3式两种捣固方法,每点振捣时间为10~30S。
4)防水混凝土养护
防水混凝土灌注完毕,待终凝后及时养护,结构养护时间不少于14天,以防止在硬化期间产生开裂。养生采用喷水养生法,保持混凝土表面湿润。
3.8.5 衬砌背后注浆
由于防水层与喷射混凝土的密贴程度受喷射混凝土喷射表面的平整度与光洁度影响,它们之间往往存在一定空隙,再加之泵送混凝土灌注时不能完全将拱部灌满,这就会使地下通道拱部容易形成空隙,形成一个存水囊和渗水通道,对地下通道结构受力和防水均不利,为此须对拱部进行注浆回填。填充衬砌混凝土在拱顶或施工缝可能捣固不密实而留下的空隙,以及衬砌与防水层之间形成的空隙,提高结构的防水能力,确保衬砌与临时支护共同受力,避免由于衬砌与临时支护间的空隙变形引起结构的破坏。
沿地下通道纵向每3m在拱部设3根预埋注浆管,注浆管采用Φ32钢管,与衬砌纵向钢筋焊接固定在防水层表面,便于后续注浆堵漏。
注浆管出浆口加工成锯齿状,以利于浆液的排出,中部设法兰止水
环,靠防水板面设固定圆盘,并用胶粘带将圆盘四周临时封住,防止浇筑混凝土时浆液进入并堵塞注浆管。注浆管固定在模板上,入浆口螺丝部分涂防锈油,用旧编织袋包扎,防止螺纹和孔口堵塞。注浆材料为高强无收缩水泥浆,注浆压力根据实际情况确定,一般为0.1Mpa~0.3Mpa。
衬砌背后预留注浆管及固定圆盘设置见下图所示。
注浆方法及工艺与临时支护背后注浆相同。
预留注浆管布置示意图
注浆导管临时封口胶带喷射混凝土临时支护注浆底座外轮廓线 注浆管固定圆盘设置示意图
3.8.6 特殊部位结构防水
特殊部位主要包括施工缝、变形缝、穿墙管、明挖结构顶板与侧墙
连接部位不同材料之间的过渡搭接等。
1)施工缝防水做法
结构按施工顺序设置纵向施工缝和环向施工缝,纵向施工缝的设置位置根据国家相关规范及结构要求确定,墙体纵向施工缝不应留在剪力与弯矩最大处或底板与侧墙交接处,应留在高出底板表面不小于300mm的墙体上且距墙体预留洞口的洞边距离不小于300mm;为避免两施工缝8~12m以内。(120×10遇水膨胀止水条+中埋注浆管进行防水处理;由于明挖段顶板无法设置背贴式止水带,可采用两道止水条+注浆管处理。纵向施工缝均采用35mm宽钢边橡胶止水带进行加强防水,墙趾处另需设置背贴式止水带加强防水。钢边橡胶止水带固定在结构钢筋上,固定应牢固、可靠,不得出现扭曲、变形等现象。
(2)水平放置的止水带采用盆式安装,以保证振捣时产生的气泡能够顺利排出,使混凝土与止水带之间咬合密实不透水。
(3)止水带部位的混凝土必须进行充分的振捣,保证施工缝部位的混凝土充分密实(尤其是后浇筑部分),这是止水带发挥止水作用的关键,应确实做好。振捣时严禁振捣棒触及止水带。
(3)钢边橡胶止水带除对接外,其它接头部位(T字型、十字型等)接头均采用工厂接头,不得在现场进行接头处理。对接只可采用现场热硫化法接头。接头部位的抗拉强度不得小于母材强度的80%。
(5)特殊部位无法采用止水带材料时,可采用两条断面尺寸为20mm×10mm的遇水膨止水条及注浆管进行过渡处理。
(6)所有安装遇水膨胀止水条的施工缝表面均应预留凹槽,将止水条固定在凹槽内。当预留凹槽有困难时,可将止水条直接粘贴在施工缝表面。当基面潮湿无法粘结固定或固定不牢时,可用水泥钉进行固定,钉距不宜小于20cm。振捣时应确保振捣棒不得触及止水条。
(7)施工缝止水条选择:表面预留凹槽时可采用缓膨胀型膨润土
橡胶遇水膨胀止水条,也可采用符合JG/T141-2001S型72h
的止水条。
无预留凹槽时可采用缓膨胀型水膨胀嵌缝胶(即SM胶)断面尺寸为8~10mm×15~20mm。
(8)浇筑施工缝部位混凝土前,需对施工缝表面进行凿毛处理,此时应确保不得对止水带造成破坏。然后将施工缝表面清理干净并涂刷界面剂,界面剂宜采用优质水泥基渗透结晶型防水材料,用量应严格按照厂方有关说明控制。
防水层20厚水泥砂浆找平层侧墙环向施工缝防水构造 侧墙纵向施工缝防水构造 止水带与注浆管过渡做法
施工缝做法示意图
2)变形缝防水做法
变形缝部位采用钢边橡胶止水带和背贴式止水带的防水处理做法。
明挖段顶板处由于无法施做背贴式止水带,采用聚氨酯密封胶过渡;顶
板和侧墙处于结构背水面设置接水盒。具体做法如后图所示。
(1)钢边橡胶止水带应定位准确,要求止水带纵向轴线与变形缝对齐。
(2)钢边橡胶止水带固定在结构钢筋上,固定应牢固可靠,避免浇筑和振捣混凝土时止水带变形移位影响防水效果,振捣时严禁振捣棒触及止水带。
(3)变形缝部位的混凝土应进行充分的振捣,保证止水带与混凝(4靠;止水带采用对接法连接,但应保证连接部位的抗拉强度不得小于母材强度的80%;连接部位不得位于结构转角等应力集中部位;采用手工焊接的部位应重点加强。焊接完毕后采用检漏器进行充气检测,充气压力为0.1Mpa,保持该压力不少于3分钟。如压力持续下降,应查出漏气部位并对漏气部位进行全面的手工补焊。
变形缝做法示意图
3)穿墙管的防水结构施工
穿墙管穿过防水层的部位需进行防水密封处理,采用止水法兰和双面胶粘带以及金属箍进行处理。止水法兰焊接在穿墙管上,然后浇筑在模筑混凝土中,必要时在止水法兰根部粘贴遇水膨胀腻子条;双面胶粘带先粘贴在管件的四周,然后再将塑料防水板粘贴在双面胶粘带表面,防水板的搭接边采用手工焊接密实,最后用双道金属箍件箍紧,具体做法见下图。
穿墙管防水做法二
穿墙管做法示意图
4)明挖结构顶板和侧墙连接部位不同材料之间的过渡搭接
塑料防水板与顶板聚氨酯涂膜防水层采用2层各1.2mm厚丁基橡胶卷材进行过渡,具体做法见下图。
3.9
地下通道衬砌
地下通道衬砌采用钢筋混凝土衬砌,底板及拱部衬砌厚度为50cm,边墙衬砌厚度为45cm。
3.9.1 支架及模板工程
1)支架施工
采用Φ48碗扣式钢管支架,根据拱部施工期间的荷载组合,对支架进行强度、刚度及稳定性检算以确定支架纵、横向间距;支架底部设在底板的铺筑混凝土上,并垫40cm×40cm×20cm混凝土预制块,以免压坏底部混凝土,同时增加承载面。立柱间距80cm,离基底20cm设纵横底杆,以上水平横杆的层距为1.0m,纵横方向每隔1.5m均搭设剪刀撑。支柱顶端用升降螺杆调整上承的标高。
支架拼装时利用底脚丝杠先找平,找平后再往上拼装,随着拼装高度的增加,纵、横两个方向利用斜撑进行加固,斜撑用脚手管和管卡与力杆节点处进行联接加固,每孔支架拼装完后,逐个检查每个立杆底脚是否与地面完全接触,如有缝隙,利用底脚丝杠进行调整。
2)模板施工
侧墙模板采用定型大模板,拱部模板采用特制曲面模板。
(1)模板安装前,必须经过正确放样,检查无误后才能立模安装。
(2)模板必须支撑牢固、稳定,不得有松动、跑模、超标准变形下沉等现象。
(3)模板应拼缝平整严密,并采取措施填缝,不得漏浆,模内必
须干净。模板安装后应及时报检,检查合格后方可浇筑混凝土。
(4)顶板结构应支立支架后铺设模板,并考虑预留沉降量,以确保净空要求。侧墙模板应采用定型大模板,模板拼缝处内贴止水胶带,防止漏浆。
(5)结构变形缝处的端头模板应钉填缝板,填缝板与止水带中心线和变形缝中心线重合并用模板固定牢固。止水带不得打孔或用铁钉固定。填缝板的支撑必须牢固,不得跑模。
3.9.2 钢筋工程
1)技术准备
(1)为了保证钢筋工程的质量,选派有经验的技术人员负责钢筋放样。
(2)技术人员做到熟悉图纸及规范,及时进行各项技术质量标准交底,做到放样准确,能指导施工。
(3
(4)对进入工地(加工厂)的钢筋进行检验。
2)钢筋加工
(1)所有加工好的钢筋,一律按规格、型号挂牌,分别存放。
(2)钢筋用切断机切断,所有弯钩用弯曲机成型。
(3)特殊部位的钢筋须放大样。
(4)钢筋在加工弯制前除锈与调直,须符合规范要求。
(5)钢筋的弯制和末端弯钩均严格按设计加工,设计无要求时应符合相关规范的规定。
(6)钢筋的类别和直径如需调换、替代时必须征得设计单位的同意,并得到监理工程师的认可。
3)钢筋的绑扎和焊接
为了减轻劳动强度,保证高质量的连接接头,加快施工进度,可根据钢筋的不同直径、不同部位而采用机械连接和人工绑扎相结合来施工,具体如下:
(1)钢筋直径≥Φ14用焊接连接,钢筋直径<Φ14用绑扎连接。
(2)绑扎接头保证搭接不小于30d,搭接时,中间和两端共绑扎三
处,并必须单独绑扎后,再和交叉钢筋绑扎。
(3)焊接接头在受拉区不超过去50%,绑扎接头受拉区不超过25%。
(4)钢筋接头设置在钢筋承受力较小处且应避开钢筋弯曲处,距弯曲点不小于10d。
(5
4在先期施工的混凝土钢筋网上准确预埋定位后期施工的混凝土的连接钢筋,连接钢筋全部拧入接驳器中,接驳器另一头用橡胶垫密封,以防灌注先期混凝土时浆液进行接驳器孔内。后期混凝土施工时,将主筋对准钢筋接驳器,通过转动接驳器使钢筋进入到接驳器中间完成连接。连接钢筋接头位置应相互错开。
3.9.3 混凝土工程
地下通道混凝土必须满足耐久、抗裂、抗渗和抗冻要求,要从原材料、外加剂的选择、配合比设计、混凝土的灌注养护工艺等方面加以控制。
1)原材料控制
各组成材料的质量控制,是混凝土质量控制的重要环节,也是确保混凝土质量控制的基本内容。各组成材料如水泥、砂、石料、水和外加剂的选材和性能指标必须符合标准、规范要求。
(1)水泥
使用品质较稳定的转窑42.5R普通硅酸盐水泥,性能指标必须符合《普通硅酸盐水泥》(GB175-92)标准的规定。
水泥进场时应向监理提交水泥质量证明书,并按规定抽样检验。 不得将不同品种或标号的水泥混合使用。
(2)粗骨料
碎石和卵石的质量应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及验收方法》的规定,石子最大粒径不宜大于40mm,针片状颗料含量不大于15%,所含泥土不得成块状或包裹石子表面,含泥量不大于1%,泥
块含量不大于0.5%,吸水率不应大于1.5%,坚固性重量损失率不大于
8%。
所使用的碎石和卵石应进行碱活性检验,当集料判定有潜在危害时,属碱-碳酸盐反应的,不宜作混凝土集料。
(3)细骨料
细骨料符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的规定,应选择级配合格、质地坚硬、颗料洁净的天然砂或硬质岩石轧碎成的人工砂,料径宜为0.16~5.0mm。含泥量不大于3%,泥块含量不大于1%,砂的坚固性重量损失率不大于8%。砂中有害物质含量不得超过规定值。
(4)水
拌制混凝土使用的水,采用不含有害物质的洁净水,PH值不小于4并不大于2-1%。
(5灰代替部分水泥用量,以提高混凝土的和易性,掺量控制在水泥用量的20%以内。
(6)外加剂
引气剂等外加剂对混凝土的耐久和抗裂、抗渗性能影响重大,必须选用符合规范和工程要求的优质外加剂。
2)混凝土配合比
混凝土的配合比,应遵守国家现行有关标准规范的规定。
(1)混凝土配制强度的确定
混凝土配制强度(fcu,o)应按下式计算:
fcu,o≥fcu,k+1.645δ
式中:fcu,o——混凝土配制强度(Mpa);
fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值(Mpa);
δ——混凝土强度标准差(Mpa)。
(2)混凝土强度标准差采用无偏差估计值,确定该值的强度试件组数不小于25组。对于C20、C25级混凝土,强度标准差计算值低于
2.5Mpa时,计算配制强度用的标准差应取用2.5Mpa;对于强度等级大
于或等于C30级,强度标准差计算值低于3.0Mpa时,计算配制强度用
的标准差应取用3.0Mpa。
(3)混凝土配合比的确定除了满足设计强度的同时尽量降低水泥用量及选用低水化热水泥,还要考虑施工要求的和易性、初凝时间等。配合比经过对各种材料的优化选择,并经多次试配后确定。
3)混凝土拌合
对混凝土生产工程要派专人到生产厂并主要检查以下内容:
(1)拌制混凝土时,材料的配合偏差不得超过下列规定:水泥±1%、各类集料重量的允许偏差为重量的±3%。
(2)骨料含水率应经常检查,据以调整加水量和骨料重量。雨天(3搅拌的最短时间应符合规范要求。
(4)在混凝土搅拌过程中应始终注意其稠度(坍落度),若稠度与原定的不符,应立即查明原因予以纠正。
(5)在下盘装料之前,搅拌机的拌合料应全部倒出,搅拌机停用超过30min或更换水泥品种时,应彻底清洗搅拌机。
4)混凝土运输
装运混凝土时,不应漏浆,并应防止离析。浇筑时如发现离析,必须进行二次拌合。
混凝土从搅拌机出料后到运至浇筑地点浇筑完毕的允许最长时间,不得超过规定值。
5)混凝土灌注
(1)混凝土灌注采用泵送入模。浇筑前,应对模板、支架、钢筋和预埋件进行检查,符合要求后方能浇筑。同时应清除模板内的垃圾、泥土和钢筋上的油污等杂物。
(2)混凝土自由倾落高度(即从料斗、串筒、溜槽等卸料口倾落入模的高度)不得超过2m。
(3)混凝土应连续浇筑,因故必须间歇时,其允许间歇时间应根据试验确定。超过允许间歇时间时应按施工缝处理。
(4)当采用插入式振捣时,混凝土浇筑层厚度应不大于振捣器作
用部分长度的1.25倍;每一振点的振捣延续时间,应将混凝土捣实至表面呈现浮浆和不再沉落为止,且移动间距不大于作用半径的1.5倍;插入振捣器时应尽量避免碰撞钢筋,更不得放在钢筋上;振捣机头开始转动以后方可插入混凝土内,振完后应徐徐提出,不能过快或停转后再拔出;振捣靠近模板时,机头须与模板保持5~10cm距离。
6)混凝土养护
(1)混凝土浇筑完后,应在12h内加以覆盖浇水。混凝土养护时间不小于14天。
(27)混凝土拆模
拆除顺序一般应后支的先拆,先支的后拆;先拆除非承重部分,后拆除承重部分。重大、复杂的模板拆除应制定拆模方案,不受力的侧模板应在保证混凝土及棱角不因拆模板而受损时,方可拆除。