新奥法施工隧道工艺心血啊.doc

新奥法施工隧道工艺心血啊新奥法施工隧道工艺心血啊一、新奥法介绍一、新奥法介绍20 世纪 60 年代由于岩石锚杆、喷射混凝土机械和岩石力学方面技术的进展，人们对开挖隧道过程中所出现的围岩变形、松弛、崩塌等现象有了深入的认识1963 年奥地利学者 L腊布兹维奇教授命名的“新奥地利隧道施工法” （NATM）正式出台，它是以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷射混凝土为主要的支护方法，理论量测和经验相结合的一种施工方法，同时也是一系列指导隧道设计和施工的原则新奥法的基本原则可简要的概括为“少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭” ，我国的隧道工作者将其总结为“光面爆破,喷锚支护、监控量测”三要素二、白家河二、白家河 II 号隧道的新奥法施工号隧道的新奥法施工白家河 II 号隧道根据设计图纸和现场调查，隧道所处围岩是Ⅲ类围岩，属于浅埋和偏压隧道，自承能力较差施工时根据不同的围岩结构，分别采用或综合使用超前锚杆预加固、喷锚体系及格栅式钢构架作为初期支护方案开挖采用短台阶光面爆破法；弃碴采用人工配合装载机或机动翻斗车清理，即时施工临时支护体系洞门施工先期进行，并与不少于 5m 的洞内二次衬砌同时施工以保证结构的连续性和稳定性，避免影响洞内施工；仰拱和铺底分段进行，与二次衬砌及时闭合；防水层在初期支护完毕二次衬砌之前施工；避车洞、排水沟、电气化接触网支架、洞口挡墙等最后施工并抓好隧桥、隧路的施工关系，避免相互干扰，确保工期。

2．．1 钻爆开挖作业线钻爆开挖作业线根据围岩性质及施工设备选取正台阶开挖法（台阶长度小于 5倍但大于 1～1.5 倍洞跨） ，上下断面采用平行作业，上台阶开挖要留取核心土该法因为可缩短支护结构的受力条件，有利于控制隧道收敛速度和量值，适用范围很广钻爆开挖工序流程图见下页为减少隧道施工所引起的对围岩和山体稳定，施工中贯彻“早进（洞） 、晚出（洞） 、少刷少挖”的思想隧道进洞前首先清理坡面危岩，用砂浆锚杆对仰坡进行加固，然后用超前小导管对洞口进行预加固白家河Ⅱ号隧道进口仰坡加固时先清除仰坡危石，拆除洞顶水渠，在洞顶 20m×40m（高×宽）范围内的采用喷锚挂网联合防护方案：超前锚杆采用 ZW—II 型全长粘接型早强砂浆锚杆（Φ22） ，长 3－5m，间距 1.2m×1.2m,表面挂网 Φ6×Φ8，网格间距20cm×20cm,喷砼厚 10cm进口洞口土石方采用明挖法进行，自上而下逐段开挖,分层高度2m，纵向按设计长度 5m 一次成型，挖掘机作业，挖不动的岩石地段采用弱爆破进行开挖，装载机装碴、出碴隧道出口土石方采用人工利用风镐配合光面爆破短台阶法开挖，上台阶长取洞跨的 2～4 倍弃碴利用装载机配合自卸汽车装运。

在对隧道洞口土石方施工完毕后，洞口边坡由人工按设计坡度进行刷坡，刷坡后，喷射 10cm 砼以稳定边坡,防止坍塌由现场实际观察，白家河Ⅱ号隧道出口仰坡较陡，曾是山民的采石场，弃用后形成的高大边仰坡左侧坡脚为堆积虚碴，隧道中线右侧为山体，需刷出设计坡度仰坡顶部左右两侧均有可耕地，覆盖 1～3 米黄土层，经流水冲刷，不易稳定仰坡坡脚下为乡村公路，公路外侧为渭河，河中水边 3m 处是白家河渭河大桥 1＃墩根据设计采用喷锚加固，加固范围为 14m×28m（高×宽） ，采用 Φ28砂浆锚杆，长 8～15m，间距 1.5m×1.5m，表面挂 A3φ6 钢筋网，网格间距 25cm×25cm，喷 200 号混凝土，厚 10cm白家河Ⅱ号隧道进口段（DK1413+794～+801） ，属Ⅱ类浅埋段，进洞必须采用辅助施工措施，加固后方可进行开挖白家河Ⅱ号隧道进口 5 米段处于Ⅱ类围岩段，采用格栅钢架 3 榀/2m，拱部纵向连接筋间距 0.5m，拱部挂网，喷 10cm 厚砼，拱部增加 Φ42 超前小导管，环向间距 40cm，纵向间距 2.4m 的联合支护方案小导管超前注浆加固施工工艺 a 小导管设计参数规格：外径 Φ42，壁厚 3.5mm，长 3.6m 的无缝钢管环向间距：40cm纵向间距：2.4m倾角：70搭接长度：大于 1mb 钢管加工将小导管端部加工成尖锥形，尾部焊上 Φ6 钢筋加固箍，管壁四周钻 Φ10mm 压浆孔，尾部留 1m 不设压浆孔。

c 施工步骤（1） 、打管：对洞面按设计尺寸放线，画出拱部外开挖轮廓线，沿外轮廓线人工用风枪钻眼，辅以锤击安设小导管到位，首批小导管外露 0.5 米与明洞或洞门连成一体2） 、注浆加固：第一排小导管施作完成后即可进行注浆，注浆前喷砼封闭工作面，先行单液注浆，单液注浆以水泥为主，添加 5%的水玻璃（重量比） ，经过现场实验，如可行性差，达不到固结围岩的目的，则改为双液注浆双液注浆参数：水泥与水玻璃的体积比取 1：1.5水泥浆的水灰比取 1：1水玻璃浓度 35 波美度，模数 2.4施工中通过现场实验，根据实验效果进一步确定合适的注浆参数注浆设备选用 BW—250/50 的水泥浆，浆液由水泥砂浆拌合机和 TBW50/15 混浆泵拌制，注浆压力 0.5～1.0MPa，为充分发挥机械效能，加快注浆进度，在小导管前制作安设分浆器，一次可注入3～5 根导管爆破时，采用超短台阶法进行开挖，密钻眼，少装药，采用微震控制3） 、开挖及支护：注浆固结完成后，即可进行开挖，不用爆破时，人工用风镐开挖，拱部采用留核心土法开挖，作业程序见下图需爆破，每循环进尺 0.8～1.0 米，台阶长度 1～3 米每部开挖后及时喷 5cm 砼封闭岩面，设立钢支架、打锚杆、挂网、二次喷砼、闭合仰拱，形成闭合环形受力结构。

当拱部掘进 2 米后，施作第二道超前小导管，以后每掘进 2.5 米，施作第一排小导管，前后两排小导管搭接长度 1.1 米超前小导管的尾部焊接在钢架上，与钢架连成整体4） 、施工要点：小导管要在开挖轮廓线上按设计位置和角度打入画出草图，对孔位进行编号、钻孔、打管、注浆过程中认真填写施工记录和质量检测记录注浆前严格检查机具、管路及接头处的牢靠程度，以防压力爆破伤人单液注水泥浆压力突然升高，可能发生管堵，应停机检查双液注浆时压力突然升高，则关停水玻璃泵，进行单液注浆或清水，待泵正常时进行双液注浆注浆施工一般按单管达到设计注浆量作为注浆结束标准，当注浆压力达到设计终压不小于 20 分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆开挖过程中，要随时观察注浆效果，分析量测数据，发现问题后必须停工处理隧道的开挖采用钻孔爆破法使用凿岩台车进行直眼掏槽（设备机具允许的话，优先采用斜眼掏槽） 采用光面爆破技术，推行“浅眼、密眼、少装药”的爆破思想，采用非电毫秒雷管不对称起爆网络起爆隧道施工中采用光面爆破技术对围岩扰动轻微，大大减少了超欠挖量，节约了大量的混凝土和回填片石，减轻了应力集中，避免局部坍塌，促进了施工安全，并为喷锚支护创造了条件。

为获得良好的光面爆破效果，可采取以下措施：（1）适当加密周边眼，E=(8～18)d E 为孔距，d 为炮眼直径2）合理确定光面爆破层的厚度，光面爆破层厚度就是周边眼的最小抵抗线，一般取 50～90cm3）合理用药，要求炸药要有较高的破岩能力，又要减轻爆破对围岩的扰动，宜采用低猛度、低炮速、低爆性能好的炸药4）采用下直径药卷不偶合装药结构，光面爆破的不偶合系数最好大于 25）保证光面爆破眼同时起爆，使用即发雷管与导爆索起爆是最好的方法，同段毫秒雷管次之6）要为周边眼光面爆破创造临空面，可以在开挖程序和起爆顺序上保证光面爆破成缝试验方法⑴．试验目的确定周边眼的装药量、装药结构、堵塞长度和炮眼间距等⑵．试验步骤（一）核对隧道地质情况二）选择与隧道实际地质条件相似的洞内或露天试验厂三）按施工要求确定炮眼深度四）单孔爆破成缝试验单孔爆破成缝试验前，参照有关规范初选单孔装药量、装药集中度及装药结构等参数单孔试验时，通过调整药量、装药结构、堵塞长度等，直到爆破后孔口只出现裂缝不产生爆破漏斗为止此时装药深度即为实际的临界深度（装药重心至孔口距离） ⑶．光面爆破试验根据排孔爆破得出的炮眼间距 E，参照光面爆破参数表中的相对距离 E/W，定出不同的抵抗线 W，进行试验，得出最小抵抗线W 值。

根据以上试验得出的 E、W、q、E/W 各值，在洞内进行爆破，再次调整各值，得出最佳参数供实际使用2．．2 装运作业线装运作业线提倡有轨运输无轨装碴的施工方案，代替过去的无轨运输，使用反铲装碴机，装载设备尽可能在原地工作，减少对隧道（尤其隧底）的扰动，提倡铺底超前的施工保护地层防止翻浆冒泥，也有利于少超挖，节约工程投资白家河 II＃隧道根据较短又为单线的特点采用 Z4H-3 回转式轮胎装载机装碴，发挥其行走快、机动灵活的特点进行作业3．3 喷锚支护（初期支护）作业线喷锚支护是新奥法重要组成部分，它的理论原理是喷锚支护能及时支护和加固围岩，与围岩密贴并封闭岩体的张性裂隙和节理，加固围岩结构面，有效地发挥和利用岩块间的镶嵌咬合和自锁作用，从而提高岩体自身的强度、自承能力和整体性由于喷锚支护结构柔性好，它能同围岩共同变形，构成共同工作的承载体系承担了隧道衬砌施工前全部的围岩压力在变形过程中，它能调整围岩变形的发展，避免岩体坍塌的发生，防止应力集中和过大的松散压力出现喷锚支护结构不再把围岩仅视作荷载，同时还把它视为承载结构的重要组成部分喷锚支护的使用也是有一定条件的，在围岩的自承能力差、有涌水和大面积淋水处、地层松软处就很难成型，锚杆尤其在淤泥软弱土层中几乎不起任何作用。

白家河 II＃隧道均采用喷锚施工支护，III 类围岩均设 1 榀/m 钢格栅加强支护，喷射混凝土采用初喷+复喷的湿喷混凝土新方法初喷+复喷的喷射混凝土的方法的好处是及时封闭工作面，及时与围岩形成承载环，防止围岩的变形发展，为下一步的锚杆施工创造一个安全的工作环境湿喷混凝土具有回弹小、抗渗好的特点，适合于基岩裂隙水少、无大范围的涌泥和涌水地层首喷混凝土应紧跟开挖面及时施作，首喷 3～5cm 混凝土，在表层形成一保护层，再施作锚杆和挂网当设计有格栅时应装好格栅，进行二次喷射在喷射结束后 4h 内不得进行爆破作业喷射混凝土机具配备⑴．强制式搅拌机：计量设备应精确，正式使用前须试拌，试拌成功后方可使用⑵．喷射设备：采用 P2-5（B）型喷机⑶．供风设备：21.5m3/min 压风机供风⑷．供水设备：在隧道入口管路上设置增压水泵喷射混凝土材料：水泥： 普通 425#砂子： Ux≥2.5 中粗砂 含水率 5～7%石子： 10～15mm 级配合理外加剂： 速凝剂喷射顺序先墙后拱，自下而上岩面凹凸不平处，应先喷凹处找平喷射时分段分片进行，每片均自下部起水平方向横扫移动往返喷射，然后上移喷射，每段长度不大于 6m。

洞口段一次喷射厚度不少于 10cm，洞内喷射厚度根据要求喷射 3～5cm，厚度要均匀有光泽喷射应垂直进行，喷嘴到喷面 0.6～1.0m喷射混凝土终凝2h 后要喷水养护不少于 7d喷射混凝土符合各季施工和安全、劳动保护要求水泥砂浆锚杆施工锚杆为钢筋灌浆锚杆钢筋为 20MnSi 钢；水泥 425#；速凝剂掺量为水泥用量的 2%～4%，要求初凝时间不大于 5min，终凝时间不大于 10min，使用时要准确计量砂的粒径不大于 3mm，使用前必须过筛灌浆锚杆用水泥沙浆的配合比，灰骨比 1：1～1：2，水灰比为 0.38～0.45锚杆安装在初喷混凝土后进行，锚机施工按设计进行钻前要放线、定位，做出标记，位置准确，孔距误差不超过±15cm，钻孔应保持直线，并尽量与所在部位的岩层主要结构面垂直，钻孔深度误差为±5cm，钻孔直径大于钢筋直径 15mm，不同类型的锚杆制作及安装应符合设计和规范要求灌浆前应将孔眼吹净，水泥沙浆应拌合均匀，随拌随用灌浆饱满，从孔底开始均匀进行，不得中断，严防拔管过快，导致砂浆脱节和灌浆不满锚杆安装前钢筋应除锈矫直；灌浆后应立即将钢筋匀速。