隧洞工程土石方開挖施工技術(shù)論文
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1.1開挖施工工藝
施工測量定位→斷面復(fù)測→進(jìn)出口一期進(jìn)洞開挖規(guī)劃→進(jìn)出口分層開挖→土料運(yùn)輸→進(jìn)出口洞臉范圍臨時支護(hù)處理。
1.2開挖施工技術(shù)方法
隧洞工程進(jìn)、出口土方開挖通道道路以現(xiàn)場已形成交通道路為基礎(chǔ)，開挖面道路用推土機(jī)修筑，土方用1.60m3挖掘機(jī)自上而下分層開挖，每層開挖高度控制在3m，開挖料用20T自卸汽車運(yùn)輸至規(guī)劃內(nèi)的棄渣及利用料場。機(jī)械設(shè)備開挖前，首先人工清除開挖區(qū)內(nèi)的植被、雜物，同時進(jìn)行測量放樣設(shè)計(jì)開挖邊線，核實(shí)開挖斷面，按設(shè)計(jì)開挖坡外截水溝。在進(jìn)、出口上游外側(cè)設(shè)臨時擋渣及排水溝設(shè)施，以防止開挖土料及雨水對進(jìn)、出口建筑物的影響，馬道和岸坡清理用推土機(jī)，液壓挖掘機(jī)及人工開挖為輔助的方式進(jìn)行清除。
2隧洞洞室開挖施工技術(shù)
2.1技術(shù)方案
在隧洞洞室開挖過程中，上半洞開挖過程中采用的是人工配合機(jī)械分?jǐn)嗝孀鳂I(yè)模式，上半洞開挖斷面為半圓段,采用人工風(fēng)鎬方式鑿出，然后用車將渣土運(yùn)走。下半洞為邊墻段，施工過程中用人工輔助配合短臂挖掘機(jī)開挖，開挖料用5T自卸車運(yùn)輸?shù)街付蠄?。洞室上半洞開挖的過程中，安裝鋼格柵支撐聯(lián)合體，掛網(wǎng)、噴護(hù)施工緊隨洞石開挖后施工作業(yè)。
2.2開挖施工
在隧洞洞室開挖施工過程中，主要的工藝流程是準(zhǔn)備工作、測量放樣、上半洞開挖施工、出碴、圓弧鋼支撐、掛網(wǎng)施工、噴護(hù)施工、下半洞開挖施工、邊墻鋼支撐、掛網(wǎng)施工、噴護(hù)以及延伸風(fēng)水電線路轉(zhuǎn)入下一道施工工序。
2.3開挖施工技術(shù)方法
隧洞洞室開挖控制測量過程中，主要用全站儀、紅外測距儀等設(shè)備，導(dǎo)線控制網(wǎng)，具體施工測量過程中用到的儀器設(shè)備是全站儀配水準(zhǔn)儀。實(shí)際測量操作過程中，專人負(fù)責(zé)，而且每月需復(fù)測一次，以此來確保測量質(zhì)量。在開挖上半洞時，由熟練風(fēng)鎬技工按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行斷面操作，并且分區(qū)和分部位施工作業(yè)，采取風(fēng)鎬作業(yè)責(zé)任制。在風(fēng)鎬作業(yè)過程中，采取人工裝車的方式，用自卸車將渣土運(yùn)出洞外。在上半洞邊緣位置，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先進(jìn)行開挖施工操作，對支護(hù)鋼拱架進(jìn)行優(yōu)化安裝，并且在上半洞斷面中下部位置預(yù)留出平臺，其尺寸大小以便于拱架施工安裝、以開挖施工操作不產(chǎn)生影響為前提。在開挖下半洞時，首先應(yīng)當(dāng)采用人工風(fēng)鎬方式對兩邊墻位置進(jìn)行開挖，以確保能夠有效安裝邊墻支承。其中，寬度大約1~1.50m為宜,邊墻拱架施工安裝后，短臂挖掘機(jī)機(jī)械施工開挖剩余工程量，開挖料采用自卸車運(yùn)出，考慮高度因素邊墻拱架和機(jī)械開挖分兩次完成，下半洞支護(hù)和上半洞采用鋼網(wǎng)綁扎焊接及混凝土噴護(hù)。該工程圍巖顆粒級配連續(xù)均勻，大顆粒少，密實(shí)度較高，局部存在少量流砂層，開挖采用鋼釬及鍬等普通工具比較經(jīng)濟(jì)適用，頂拱80~120cm范圍及周邊輪廓線20~30cm范圍內(nèi)采用人工開挖，中間采用挖掘機(jī)開挖。開挖分兩臺階開挖，即頂拱為一臺階，直墻一次開挖到設(shè)計(jì)高程，但左右邊墻立腿相錯2~3m，不應(yīng)同時開挖，待一邊拱架立腿安裝完成，一定時間后再進(jìn)行另一側(cè)立腿施工。洞內(nèi)開挖根據(jù)圍巖及地表建筑物情況，按照40~80cm每循環(huán)進(jìn)尺控制。若遇到巖石存在流沙層時，縮短進(jìn)尺一般按40cm開挖，頂拱部位增加Φ32mm自進(jìn)式中空注漿超前錨桿，因造孔制約，一般錨桿長度不超過2m，間距30cm，沿洞頂120°范圍徑向布置。地質(zhì)條件較好，時每循環(huán)進(jìn)尺按80cm控制。隧洞開挖后，立即進(jìn)行拱架支護(hù)，支護(hù)中關(guān)鍵做好鎖腳錨桿及立腿底部防護(hù)施工。鎖腳錨桿采用Φ25螺紋鋼，用風(fēng)鎬沖擊力將其打入砂礫巖層，長度一般為120~150cm，再深打入就非常困難，不可操作。鎖腳錨桿起到臨時支撐，關(guān)鍵是拱架立腿一定要支撐在原狀土之上，根據(jù)以往隧洞施工經(jīng)驗(yàn)，為使拱架真正起到與圍巖變形一致。特意在立腿底部再澆筑30cm寬，40cm深的護(hù)底混凝土。這項(xiàng)工作由工人施工，也是支護(hù)工作中需重點(diǎn)檢查和容易出問題的一個關(guān)鍵部位，該項(xiàng)措施也是吸取以往軟巖隧洞失穩(wěn)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在該工程中的一個特殊應(yīng)用。
3隧洞開挖技術(shù)措施分析
3.1降低污染物主要措施分析
隧洞開挖過程中加大風(fēng)機(jī)風(fēng)量，對洞內(nèi)油煙濃度進(jìn)行降低，出渣時應(yīng)確保排煙風(fēng)機(jī)風(fēng)量，風(fēng)管出口風(fēng)速穩(wěn)定，油煙可隨時從洞內(nèi)排出；軸流風(fēng)機(jī)、管道等應(yīng)不斷地進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，避免出現(xiàn)沿途漏風(fēng)現(xiàn)象，以確保最低風(fēng)速在0.15m/s以上；風(fēng)速在1.50~3m/s時，油煙粉塵濃度可以有效降到最小。實(shí)踐中，利用噴霧灑水方法可以有效減少煙塵，當(dāng)排煙塵效果不明顯時，巷道中的積聚煙塵非常多，利用噴霧器可以通過制造水幕的方式射向煙塵源。對于噴霧器而言，可分為單水型、壓氣型兩種，其中前者采用的是高壓水，噴嘴將水霧化后對內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行降塵，有效率可達(dá)40％以上。開挖過程中及時將拱頂噴漿封閉起來，有效減少未噴面受污染時間，因排除的油煙多集中在拱部位置，即斷面上部，可順風(fēng)流將其有效地排出。在實(shí)際施工過程中，利用拱頂噴漿以及斷面開挖工序，進(jìn)行平行作業(yè)。其中，拱頂噴漿作業(yè)過程中，應(yīng)當(dāng)緊跟開挖面30~50m，這樣可以確保拱頂砂漿不受掌子面開挖操作時的爆破沖擊,對防止噴面砂漿脫落具有非常重要的作用。實(shí)際施工操作過程中，可通過實(shí)驗(yàn)獲得距離參數(shù)，縮短噴漿面、掌子面之間的距離，從而使拱部巖面在受到污染前就封閉起來。
3.2通風(fēng)技術(shù)措施分析
隧洞開挖通風(fēng)利用混合式通風(fēng)措施，利用軸流通風(fēng)型號YZF—200L—2，功率45kW，在進(jìn)出洞口時設(shè)壓入通風(fēng)機(jī)及吸出風(fēng)機(jī)。其中，壓入通風(fēng)的主要作用范圍是整個隧洞，壓入風(fēng)口、排出風(fēng)口之間的距離以25m為宜。油煙和粉塵濃度較大時，在隧洞中部位置適當(dāng)?shù)卦鲈O(shè)一個中繼站，確保壓入風(fēng)管風(fēng)口壓力以及作業(yè)點(diǎn)風(fēng)量足夠大，這樣就可以為掌子面提供高質(zhì)量空氣。
4結(jié)語
總而言之，隧洞開挖后支護(hù)部位經(jīng)安全處理以及平碴等施工工藝，需立即進(jìn)行支護(hù)，并且采用砂漿錨桿以及掛網(wǎng)噴混凝土支護(hù)方法，形成柔性封閉環(huán)。隧洞開挖工期滿足了工程總進(jìn)度計(jì)劃要求，整個隧洞開挖效果良好，確保了工程整體施工質(zhì)量，施工技術(shù)正確合理的應(yīng)用使得本工程能夠快速、保質(zhì)、保量和安全順利完工。根據(jù)隧洞工程開挖施工的總結(jié)分析，本施工技術(shù)可行，且既經(jīng)濟(jì)又合理。
作者：閆星濤 單位：新疆建源工程有限公司