论文部分内容阅读
【摘要】近年来,铁路、公路等主管部门针对油气管道穿越其设施提出越来越高的要求。《公路安全保护条例》实施以来,其条文明确要求在公路建筑控制区范围的油气管道必须向公路等主管部门提出申请。以河北省高速主管部门为例,要求油气管道穿越高速的作业坑须在建筑控制区范围之外,这就导致顶管穿越长度较长,有的可达到百米以上,在地质较好的地段,顶管工艺还可适用,但在山区、丘陵处的公路、铁路穿越地段地质较为复杂,穿越层多卵砾石、碎石或高强度基岩、花岗岩等,顶管工艺难以进行穿越,从而推出锚喷一衬施工工艺方法。
【关键词】竖井;锚喷一衬
1、锚喷一衬施工工艺流程
在碎石、花岗岩等复杂地质情况下,采用的锚喷一衬施工工艺流程主要分三个步骤:工作竖井施工、锚喷一衬、套管顶进。
2、锚喷一衬施工方法
2.1工作竖井施工方法
在花岗岩等地质情况下,竖井施工可采用倒挂井壁法。竖井施工包括井口锁口圈梁及井口围护、竖井井身初衬、竖井提升系统等方面的内容。
2.1.1竖井作业准备
竖井施工前对施工准备工作做一次详细检查,尤其需要挖探槽进一步探查地下管线情况,检查各种防排水、支护监测等措施的准备情况。进行详细的测量放线定位。提前做好工地用料、建材的检测工作和砂浆、砼配合比的设计工作。
工作竖井深度根据具体情况而定,一般铁路、公路穿越深度约为5m,上口宽约为7×5m,设临时钢支撑,初期支护采用400mm厚的C25网喷混凝土及格栅钢架组成联合支护体系。
2.1.2竖井施工工艺流程及工艺
施工流程主要为竖井施工就以测量定位、竖井锁口圈施工、竖井井身施工、竖井封底施工、土方开挖、提升系统装配等几个主要施工工序作施工说明。
2.1.3竖井锁口圈施工
1)施工顺序。竖井锁口圈施工主要包括测量放线、土方开挖、钢筋绑扎、立模以及浇注砼等工序。
2)井口开挖和喷锚支护。确保锁口圈施工范围无地下管线的情况下,采用人工开挖土方,必须自上而下分层、分段依次开挖,严禁掏底施工。开挖后及时施作“100mm厚C10混凝土垫层”支护结构。
3)锁口圈钢筋绑扎。锁口圈钢筋在钢筋加工厂加工,严格按照井口尺寸及相关规范要求进行加工。加工前需先对钢筋调直及除锈,确保钢筋洁净,无损害,表面无油、漆污、铁锈,钢筋调直后平直、无局部弯折。
4)锁口圈模板支撑。锁口圈模板施工采用定型钢模板,复合木板辅助,模板接缝处塞胶条防止漏浆。模板拼装前及时、准确放样,以20cm垂直间距设好锁口圈边线检查点。模板背后使用方木及架子管支撑固定,各接触点顶紧塞实,架子管连接处使用旋转扣件固定牢固。
5)混凝土浇注。混凝土等级为C20,采用插入式振捣棒振捣,浇筑沿锁口圈轴线方向采用“一个坡度、薄层浇注、循序推进、一次到顶”的连续浇筑方法。在每个浇注部位的前后布置两道振捣器,第一道布置在混凝土卸料点,主要解决上部混凝土的捣实。第二道布置在混凝土坡脚处,确保下部混凝土捣实,混凝土浇注向前推进,振捣器捣固跟上,确保整个混凝土体的质量,捣固上层时,插入下层不小于50mm,不大于300mm,保证上下层连接。
2.1.4提升架安装
竖井提升系统采用卷扬机提升系统。
2.1.5竖井井身施工
竖井开挖施工先将空压机、注浆机、真空泵、搅拌站、风镐等设备调试良好。并在开挖前备足锚喷料、双液浆等以备急用。
1)竖井井身开挖
竖井开挖时从开挖轮廓线上一点沿顺时针(逆时针)进行顺序开挖,严格控制开挖步距。
2)初支施工
开挖完成后即进行初喷,封闭开挖后的临空面土体,喷射混凝土厚度4~8cm。
格栅的安装:首先竖井中线要准确,设交叉十字线控制,避免格栅偏离中线造成严重的超欠挖现象;控制标高从地面引到竖井内,用水准仪控制每榀格栅标高。
钢筋网片焊接:φ6.5@150×150mm钢筋网内外双层布设,搭接一个网眼,焊接固定,喷砼时不允许晃动。
连接筋焊接:连接筋采用Ф20钢筋,水平间距0.5m,内外侧间隔布置。
3)竖井封底
竖井开挖至设计标高后,竖井底部采用Ф14@0.1×0.2m,横纵向排列,钢筋与格栅预埋钢板螺栓连接,喷射200mm厚C25混凝土。
2.1.6后背梁施工
后背梁梁长5m,锚入底板以下70cm,采用Ф16、Ф10钢筋和C25混凝土浇筑。
2.2锚喷一衬施工
衬砌采用Ф32、L=2.5m超前小导管,环向间距300mm;网片采用Ф6,网格70×70mm;格栅主筋为Ф22螺纹钢,拱架纵向间距0.5m;纵向连接筋采用Ф20钢筋,环向间距0.5m;采用300mm厚C25喷射混凝土。
2.2.1施工工艺
根据地质情况,应用岩土力学理论,充分利用和维护土体自稳能力,以达到结构及土体稳定的目的。在超前支护的前提下严格遵循短进尺、强支护、快封闭、勤量测的原则分步开挖支护。
拱部弧型部分顺着拱外弧线采用人工环状开挖,周边用洋镐修整,尽可能减少对拱部开挖土体的扰动。
开挖轮廓经尺寸检查满足设计要求后,立即初喷5cm厚C25素喷混凝土封闭开挖面,再架立格栅钢架,依据断面中线及标高,准确就位。由于分步开挖,格栅钢架架立时注意控制连接板精度。每片格栅钢架间采用螺栓连接,要求保证螺栓连接质量。拱脚部位严禁架立在虚土上,如存在超挖,应用混凝土垫块或木板垫塞牢固,同时每拱脚各打设φ32,2.5m长的锁脚锚管,锚杆尾段与拱架焊接牢固,控制拱部下沉。格栅钢架定位后,挂设φ670×70mm钢筋网片,钢筋网紧贴初喷混凝土,挂在格栅钢架外侧,铺设平顺,用细铁丝与格栅钢架绑扎牢固。格栅钢架间采用纵向联接筋连接,联接筋纵向搭接长度满足规范要求(单面焊10d,d为钢筋直径),同时保证焊接质量。 上述各项经检查符合要求后,即进行喷射C25混凝土到设计厚度,喷射时由拱脚自下而上分层进行,保证混凝土喷射密实,不留空洞。
在开挖支护过程中应严格控制开挖进尺,避免冒进,每循环开挖进尺为一榀格栅间距,即0.5m。用激光指向仪控制开挖中线及水平,确保开挖断面圆顺,无欠挖,开挖轮廓线充分考虑施工误差、预留变形和超挖等因素的影响。对意外出现的超挖或局部塌方应采用喷砼回填密实,并及时进行背后回填注浆。
开挖过程中必须加强监控量测,当发现地面沉降或拱顶、拱脚和边墙位变形值超过设计允许值或出现突变时,应停止掘进,打锚杆挂网,喷射混凝土封闭掌子面,及时加设临时支撑或仰拱,形成封闭环,控制位移和变形。做好开挖的施工记录和地质断面描述,加强对洞内外的观察。
2.2.2格栅架设施工工艺及技术
为保证管道开口处的结构安全,开挖前先沿初衬外轮廓打设超前导管、注浆支护再开挖,同时该处并排架设2榀初支格栅,加强支护。管道洞室开挖成形后,为防止开挖面暴露时间过长,引起坍塌,应立即进行格栅挂网喷射混凝土施工。
1)格栅钢架的制作
格栅钢架在钢筋加工厂采用冷弯分段制作,段与段之间采用角钢螺栓连接。加工完拭拼合格后,运至现场安装。格栅质量必须符合下列条件。
(1)加工成型的格栅钢架应圆顺;允许偏差为:拱架矢高及弧长±20mm,架长±20mm。
(2)格栅钢架组装后应在同一个平面内,断面尺寸允许偏差为±20mm,扭曲度为20mm。
(3)格栅钢架各单元主筋、加强筋、连接角钢焊接成型,片与片之间用螺栓栓接。
2)格栅钢架的安装
格栅架设质量要求
(1)格栅钢架应架设在与管道轴线垂直的平面内,安装位置允许偏差为:与线路中线位置支距不大于30mm,垂直度5%。
(2)格栅钢架保护层厚度≮25mm,其背后应保证喷射混凝土密实。
(3)格栅钢架安设正确后,纵向必须用钢筋连接牢固,并与锁脚锚杆焊接成一体。
3)钢筋网加工架设
钢筋网在现场编制加工成0.65m×1.5m的网片,加工时,Ф8盘条冷拉调直并除锈后现场截取编网,点焊成网片,工作面铺设。
网片加工、铺设应符合下列要求:
(1)钢筋网片应与格栅钢架连接牢固,网片搭接长度不少于20cm。
(2)网片铺设应紧贴支护面并保持30mm的保护层。
2.2.3喷混凝土施工工艺
1)湿喷混凝土机具及工艺流程。喷射混凝土采用喷射干喷工艺。喷射用混凝土采用现场拌合,由竖井下料管入运料车运至喷射工作面。喷射混凝土配合比由现场试验室根据现场实验选择,并经过试验验证。
2)喷混凝土特殊技术要求。喷射混凝土采用湿喷工艺,喷射设备采用混凝土喷射机,人工掌握喷头直接喷射混凝土。
喷射混凝土作业在满足《锚杆喷射混凝土支护规范》有关规定的基础上,采取以下技术要求:
(1)搅拌混合料采用强制式搅拌机,搅拌时间不小于2分钟。原材料的称量误差为:水泥、速凝剂±1%,砂石±3%;拌合好的混合料运输时间不得超过2小时;混合料应随拌随用。
(2)混凝土喷射机具性能良好,输送连续、均匀,技术性能满足喷射混凝土作业要求。
(3)喷射混凝土在开挖面暴露后立即进行,作业符合下列要求:
喷射混凝土作业应分段分片进行。喷射作业自下而上,先喷格栅钢架与拱壁间隙部分,后喷两钢架之间部分。
喷射混凝土分层进行,一次喷射厚度根据喷射部位和设计厚度而定,拱部宜为5cm~6cm,边墙为7cm~10cm,后喷一层应在先喷一层凝固后进行,若终凝后或间隔一小时后喷射,受喷面应先用风水清洗干净。
喷射混凝土喷头垂直受喷面,喷头距受喷面距离以0.6m~1.2m为宜。喷头连续、缓慢做横向环行移动,使受喷面厚度均匀、密实。
喷射混凝土作业应保持供料均匀,喷射连续。
正常情况采用干喷工艺,混凝土的回弹量边墙不大于15%,拱部不大于25%。
(4)喷射混凝土终凝2小时后开始洒水养护,洒水次数应以能保证混凝土具有足够的湿润状态为度;养护时间不得少于14天。
(5)喷射混凝土表面应密实、平整,无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象,平整度允许偏差为±3cm。
2.3套管顶进施工
2.3.1顶管
顶进套管尺寸根据具体管道外径选择,内径大于300左右为宜。
管口形式可选择钢承口、企口等方式。
2.3.2顶管注浆加固
顶管施工过程中,为了保证管线质量和施工期间公路、铁路运营线安全,开挖前采用超前小导管注浆预加固地层,小导管采用Ф32普通钢管,长度2.5m,间距每米设三根,搭接1.25m,外插脚15°,布置在上半圆弧的外侧。注浆浆液为改性水玻璃,注浆压力宜控制在0.1-0.5Mpa。
2.3.3顶进
1)平基
在顶管施工开始前,对结构内底进行全面的测量,校正其中误差,根据设计坡度在底部做平基以满足顶管需要。
2)导轨
(1)采用43kg/m钢轨作为导轨,长度为6m,导轨间距为86cm。
(2)两导轨顺直、平行、等高、其纵坡与管道设计坡度一致。
(3)导轨安装允许偏差为:
轴线位置 3mm 顶面高程 0~+3mm 两轨间距 ± 2mm
(4)安装后的导轨牢固,不得在使用过程中位移,需经常检查、校核。
3)后背
为满足顶进过程中后背力的要求,后背梁采用C25混凝土,厚度1.2m、宽度5m,高度为2m。 4)顶管
(1)下管:采用人工滚管,吊车下管。
(2)顶进施工完成后要认真测量、填写记录,记录要求真实、整洁、字体工整。
(3)在路基坡脚外每次顶进进尺不超50cm,进行路基后每次顶进进尺不超30cm,土质情况较差须适当缩小进尺。
2.3.4管外注浆
为了保证公路、铁路的安全运行和路基土质的稳固,在顶管全线完成后,须进行管外的注浆处理,必须严格控制注浆量及注浆压力。管外注浆一般采用泥浆泵注入水泥注浆法,将施工中的空隙全部注满,施工完成后对铁路路基进行雷达探测,保证施工后的土质稳定性,确保公路、铁路的安全运行。
3、事故处理方式
锚喷一衬施工方法易引起两部分事故,塌方与地表沉降。当出现以上两种情况时,可采用以下处理方式。
1)塌方量较小时的处治方法
(1)对塌方相邻地段作强支护,以控制塌方的发展和蔓延;(2)待相邻段稳定后,以短进尺清渣;(3)清除危石后立即施喷混凝土;(4)打锚杆或超前注浆管棚;(5)挂钢筋网复喷混凝土至设计厚度;(6)进行监控量测;(7)循序渐进,往前施工;(8)衬砌加强(钢拱加径向型钢支撑)。
2)塌方量很大或通顶时的处治方法
(1)对塌方相邻段作强支护,以控制塌方的发展和蔓延;(2)对塌体从地表(浅埋时)或隧道内沿开挖线以外打孔注浆或超前管棚注浆,胶结松散塌体;(3)待稳固后,小段清渣;(4)及时挂网、喷混凝土;(5)安设钢支撑,并纵向连接,上下与锚杆焊接形成为一初期支护的完整受力体;(6)进行监控量测;(7)循序渐进,往前施工;(8)衬砌加强(护拱腹部留空)。
3)地表有沉陷的处治方法
(1)地表处理。地表及时回填并夯实(或喷混凝土封闭),可预埋注浆管,搭防雨棚(或植草皮),挖排水沟;(2)对塌方相邻段作强支护,以控制塌方的发展和蔓延;(3)塌方体处理,洞内塌体用钢轨或小钢管棚超前支护;立钢拱架,在排与排之间施焊钢筋连接,使之成为整体。(4)塌渣处理,随挖随撑;超挖部分用同级混凝土回填(或用浆砌片石回填);(5)进行监控量测;(6)循序渐进,往前施工;(7)衬砌按钢筋混凝土结构进行特殊设计。
4、结论
本施工工艺在普通机械式顶管无法有效穿越的情况下,很好的解决了公路、铁路穿越,对在山区、丘陵等穿越地段有一定借鉴意义。
【关键词】竖井;锚喷一衬
1、锚喷一衬施工工艺流程
在碎石、花岗岩等复杂地质情况下,采用的锚喷一衬施工工艺流程主要分三个步骤:工作竖井施工、锚喷一衬、套管顶进。
2、锚喷一衬施工方法
2.1工作竖井施工方法
在花岗岩等地质情况下,竖井施工可采用倒挂井壁法。竖井施工包括井口锁口圈梁及井口围护、竖井井身初衬、竖井提升系统等方面的内容。
2.1.1竖井作业准备
竖井施工前对施工准备工作做一次详细检查,尤其需要挖探槽进一步探查地下管线情况,检查各种防排水、支护监测等措施的准备情况。进行详细的测量放线定位。提前做好工地用料、建材的检测工作和砂浆、砼配合比的设计工作。
工作竖井深度根据具体情况而定,一般铁路、公路穿越深度约为5m,上口宽约为7×5m,设临时钢支撑,初期支护采用400mm厚的C25网喷混凝土及格栅钢架组成联合支护体系。
2.1.2竖井施工工艺流程及工艺
施工流程主要为竖井施工就以测量定位、竖井锁口圈施工、竖井井身施工、竖井封底施工、土方开挖、提升系统装配等几个主要施工工序作施工说明。
2.1.3竖井锁口圈施工
1)施工顺序。竖井锁口圈施工主要包括测量放线、土方开挖、钢筋绑扎、立模以及浇注砼等工序。
2)井口开挖和喷锚支护。确保锁口圈施工范围无地下管线的情况下,采用人工开挖土方,必须自上而下分层、分段依次开挖,严禁掏底施工。开挖后及时施作“100mm厚C10混凝土垫层”支护结构。
3)锁口圈钢筋绑扎。锁口圈钢筋在钢筋加工厂加工,严格按照井口尺寸及相关规范要求进行加工。加工前需先对钢筋调直及除锈,确保钢筋洁净,无损害,表面无油、漆污、铁锈,钢筋调直后平直、无局部弯折。
4)锁口圈模板支撑。锁口圈模板施工采用定型钢模板,复合木板辅助,模板接缝处塞胶条防止漏浆。模板拼装前及时、准确放样,以20cm垂直间距设好锁口圈边线检查点。模板背后使用方木及架子管支撑固定,各接触点顶紧塞实,架子管连接处使用旋转扣件固定牢固。
5)混凝土浇注。混凝土等级为C20,采用插入式振捣棒振捣,浇筑沿锁口圈轴线方向采用“一个坡度、薄层浇注、循序推进、一次到顶”的连续浇筑方法。在每个浇注部位的前后布置两道振捣器,第一道布置在混凝土卸料点,主要解决上部混凝土的捣实。第二道布置在混凝土坡脚处,确保下部混凝土捣实,混凝土浇注向前推进,振捣器捣固跟上,确保整个混凝土体的质量,捣固上层时,插入下层不小于50mm,不大于300mm,保证上下层连接。
2.1.4提升架安装
竖井提升系统采用卷扬机提升系统。
2.1.5竖井井身施工
竖井开挖施工先将空压机、注浆机、真空泵、搅拌站、风镐等设备调试良好。并在开挖前备足锚喷料、双液浆等以备急用。
1)竖井井身开挖
竖井开挖时从开挖轮廓线上一点沿顺时针(逆时针)进行顺序开挖,严格控制开挖步距。
2)初支施工
开挖完成后即进行初喷,封闭开挖后的临空面土体,喷射混凝土厚度4~8cm。
格栅的安装:首先竖井中线要准确,设交叉十字线控制,避免格栅偏离中线造成严重的超欠挖现象;控制标高从地面引到竖井内,用水准仪控制每榀格栅标高。
钢筋网片焊接:φ6.5@150×150mm钢筋网内外双层布设,搭接一个网眼,焊接固定,喷砼时不允许晃动。
连接筋焊接:连接筋采用Ф20钢筋,水平间距0.5m,内外侧间隔布置。
3)竖井封底
竖井开挖至设计标高后,竖井底部采用Ф14@0.1×0.2m,横纵向排列,钢筋与格栅预埋钢板螺栓连接,喷射200mm厚C25混凝土。
2.1.6后背梁施工
后背梁梁长5m,锚入底板以下70cm,采用Ф16、Ф10钢筋和C25混凝土浇筑。
2.2锚喷一衬施工
衬砌采用Ф32、L=2.5m超前小导管,环向间距300mm;网片采用Ф6,网格70×70mm;格栅主筋为Ф22螺纹钢,拱架纵向间距0.5m;纵向连接筋采用Ф20钢筋,环向间距0.5m;采用300mm厚C25喷射混凝土。
2.2.1施工工艺
根据地质情况,应用岩土力学理论,充分利用和维护土体自稳能力,以达到结构及土体稳定的目的。在超前支护的前提下严格遵循短进尺、强支护、快封闭、勤量测的原则分步开挖支护。
拱部弧型部分顺着拱外弧线采用人工环状开挖,周边用洋镐修整,尽可能减少对拱部开挖土体的扰动。
开挖轮廓经尺寸检查满足设计要求后,立即初喷5cm厚C25素喷混凝土封闭开挖面,再架立格栅钢架,依据断面中线及标高,准确就位。由于分步开挖,格栅钢架架立时注意控制连接板精度。每片格栅钢架间采用螺栓连接,要求保证螺栓连接质量。拱脚部位严禁架立在虚土上,如存在超挖,应用混凝土垫块或木板垫塞牢固,同时每拱脚各打设φ32,2.5m长的锁脚锚管,锚杆尾段与拱架焊接牢固,控制拱部下沉。格栅钢架定位后,挂设φ670×70mm钢筋网片,钢筋网紧贴初喷混凝土,挂在格栅钢架外侧,铺设平顺,用细铁丝与格栅钢架绑扎牢固。格栅钢架间采用纵向联接筋连接,联接筋纵向搭接长度满足规范要求(单面焊10d,d为钢筋直径),同时保证焊接质量。 上述各项经检查符合要求后,即进行喷射C25混凝土到设计厚度,喷射时由拱脚自下而上分层进行,保证混凝土喷射密实,不留空洞。
在开挖支护过程中应严格控制开挖进尺,避免冒进,每循环开挖进尺为一榀格栅间距,即0.5m。用激光指向仪控制开挖中线及水平,确保开挖断面圆顺,无欠挖,开挖轮廓线充分考虑施工误差、预留变形和超挖等因素的影响。对意外出现的超挖或局部塌方应采用喷砼回填密实,并及时进行背后回填注浆。
开挖过程中必须加强监控量测,当发现地面沉降或拱顶、拱脚和边墙位变形值超过设计允许值或出现突变时,应停止掘进,打锚杆挂网,喷射混凝土封闭掌子面,及时加设临时支撑或仰拱,形成封闭环,控制位移和变形。做好开挖的施工记录和地质断面描述,加强对洞内外的观察。
2.2.2格栅架设施工工艺及技术
为保证管道开口处的结构安全,开挖前先沿初衬外轮廓打设超前导管、注浆支护再开挖,同时该处并排架设2榀初支格栅,加强支护。管道洞室开挖成形后,为防止开挖面暴露时间过长,引起坍塌,应立即进行格栅挂网喷射混凝土施工。
1)格栅钢架的制作
格栅钢架在钢筋加工厂采用冷弯分段制作,段与段之间采用角钢螺栓连接。加工完拭拼合格后,运至现场安装。格栅质量必须符合下列条件。
(1)加工成型的格栅钢架应圆顺;允许偏差为:拱架矢高及弧长±20mm,架长±20mm。
(2)格栅钢架组装后应在同一个平面内,断面尺寸允许偏差为±20mm,扭曲度为20mm。
(3)格栅钢架各单元主筋、加强筋、连接角钢焊接成型,片与片之间用螺栓栓接。
2)格栅钢架的安装
格栅架设质量要求
(1)格栅钢架应架设在与管道轴线垂直的平面内,安装位置允许偏差为:与线路中线位置支距不大于30mm,垂直度5%。
(2)格栅钢架保护层厚度≮25mm,其背后应保证喷射混凝土密实。
(3)格栅钢架安设正确后,纵向必须用钢筋连接牢固,并与锁脚锚杆焊接成一体。
3)钢筋网加工架设
钢筋网在现场编制加工成0.65m×1.5m的网片,加工时,Ф8盘条冷拉调直并除锈后现场截取编网,点焊成网片,工作面铺设。
网片加工、铺设应符合下列要求:
(1)钢筋网片应与格栅钢架连接牢固,网片搭接长度不少于20cm。
(2)网片铺设应紧贴支护面并保持30mm的保护层。
2.2.3喷混凝土施工工艺
1)湿喷混凝土机具及工艺流程。喷射混凝土采用喷射干喷工艺。喷射用混凝土采用现场拌合,由竖井下料管入运料车运至喷射工作面。喷射混凝土配合比由现场试验室根据现场实验选择,并经过试验验证。
2)喷混凝土特殊技术要求。喷射混凝土采用湿喷工艺,喷射设备采用混凝土喷射机,人工掌握喷头直接喷射混凝土。
喷射混凝土作业在满足《锚杆喷射混凝土支护规范》有关规定的基础上,采取以下技术要求:
(1)搅拌混合料采用强制式搅拌机,搅拌时间不小于2分钟。原材料的称量误差为:水泥、速凝剂±1%,砂石±3%;拌合好的混合料运输时间不得超过2小时;混合料应随拌随用。
(2)混凝土喷射机具性能良好,输送连续、均匀,技术性能满足喷射混凝土作业要求。
(3)喷射混凝土在开挖面暴露后立即进行,作业符合下列要求:
喷射混凝土作业应分段分片进行。喷射作业自下而上,先喷格栅钢架与拱壁间隙部分,后喷两钢架之间部分。
喷射混凝土分层进行,一次喷射厚度根据喷射部位和设计厚度而定,拱部宜为5cm~6cm,边墙为7cm~10cm,后喷一层应在先喷一层凝固后进行,若终凝后或间隔一小时后喷射,受喷面应先用风水清洗干净。
喷射混凝土喷头垂直受喷面,喷头距受喷面距离以0.6m~1.2m为宜。喷头连续、缓慢做横向环行移动,使受喷面厚度均匀、密实。
喷射混凝土作业应保持供料均匀,喷射连续。
正常情况采用干喷工艺,混凝土的回弹量边墙不大于15%,拱部不大于25%。
(4)喷射混凝土终凝2小时后开始洒水养护,洒水次数应以能保证混凝土具有足够的湿润状态为度;养护时间不得少于14天。
(5)喷射混凝土表面应密实、平整,无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象,平整度允许偏差为±3cm。
2.3套管顶进施工
2.3.1顶管
顶进套管尺寸根据具体管道外径选择,内径大于300左右为宜。
管口形式可选择钢承口、企口等方式。
2.3.2顶管注浆加固
顶管施工过程中,为了保证管线质量和施工期间公路、铁路运营线安全,开挖前采用超前小导管注浆预加固地层,小导管采用Ф32普通钢管,长度2.5m,间距每米设三根,搭接1.25m,外插脚15°,布置在上半圆弧的外侧。注浆浆液为改性水玻璃,注浆压力宜控制在0.1-0.5Mpa。
2.3.3顶进
1)平基
在顶管施工开始前,对结构内底进行全面的测量,校正其中误差,根据设计坡度在底部做平基以满足顶管需要。
2)导轨
(1)采用43kg/m钢轨作为导轨,长度为6m,导轨间距为86cm。
(2)两导轨顺直、平行、等高、其纵坡与管道设计坡度一致。
(3)导轨安装允许偏差为:
轴线位置 3mm 顶面高程 0~+3mm 两轨间距 ± 2mm
(4)安装后的导轨牢固,不得在使用过程中位移,需经常检查、校核。
3)后背
为满足顶进过程中后背力的要求,后背梁采用C25混凝土,厚度1.2m、宽度5m,高度为2m。 4)顶管
(1)下管:采用人工滚管,吊车下管。
(2)顶进施工完成后要认真测量、填写记录,记录要求真实、整洁、字体工整。
(3)在路基坡脚外每次顶进进尺不超50cm,进行路基后每次顶进进尺不超30cm,土质情况较差须适当缩小进尺。
2.3.4管外注浆
为了保证公路、铁路的安全运行和路基土质的稳固,在顶管全线完成后,须进行管外的注浆处理,必须严格控制注浆量及注浆压力。管外注浆一般采用泥浆泵注入水泥注浆法,将施工中的空隙全部注满,施工完成后对铁路路基进行雷达探测,保证施工后的土质稳定性,确保公路、铁路的安全运行。
3、事故处理方式
锚喷一衬施工方法易引起两部分事故,塌方与地表沉降。当出现以上两种情况时,可采用以下处理方式。
1)塌方量较小时的处治方法
(1)对塌方相邻地段作强支护,以控制塌方的发展和蔓延;(2)待相邻段稳定后,以短进尺清渣;(3)清除危石后立即施喷混凝土;(4)打锚杆或超前注浆管棚;(5)挂钢筋网复喷混凝土至设计厚度;(6)进行监控量测;(7)循序渐进,往前施工;(8)衬砌加强(钢拱加径向型钢支撑)。
2)塌方量很大或通顶时的处治方法
(1)对塌方相邻段作强支护,以控制塌方的发展和蔓延;(2)对塌体从地表(浅埋时)或隧道内沿开挖线以外打孔注浆或超前管棚注浆,胶结松散塌体;(3)待稳固后,小段清渣;(4)及时挂网、喷混凝土;(5)安设钢支撑,并纵向连接,上下与锚杆焊接形成为一初期支护的完整受力体;(6)进行监控量测;(7)循序渐进,往前施工;(8)衬砌加强(护拱腹部留空)。
3)地表有沉陷的处治方法
(1)地表处理。地表及时回填并夯实(或喷混凝土封闭),可预埋注浆管,搭防雨棚(或植草皮),挖排水沟;(2)对塌方相邻段作强支护,以控制塌方的发展和蔓延;(3)塌方体处理,洞内塌体用钢轨或小钢管棚超前支护;立钢拱架,在排与排之间施焊钢筋连接,使之成为整体。(4)塌渣处理,随挖随撑;超挖部分用同级混凝土回填(或用浆砌片石回填);(5)进行监控量测;(6)循序渐进,往前施工;(7)衬砌按钢筋混凝土结构进行特殊设计。
4、结论
本施工工艺在普通机械式顶管无法有效穿越的情况下,很好的解决了公路、铁路穿越,对在山区、丘陵等穿越地段有一定借鉴意义。