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CRD法开挖作业指导书

来源:个人技术集锦


新建贵阳至广州铁路工程GGTJ-5标段

交叉中隔壁法(CRD法)施工

作业指导书

编制: 复核: 审核:

二00九年三月X日

1编制依据

1新建贵阳至广州铁路工程施工设计图。

2国家和铁道部的适用于本标段的设计施工规范、规程、规则、规定、质量检验与验收标准等。

3新建贵阳至广州铁路工程GGTJ-5标段实施性施工组织计。 4现有的施工技术水平和机械设备配备能力。

2编写原则

1优先考虑安全、质量原则。精心组织施工,合理安排工序, 确保无安全、质量事故发生。

2在施工过程中,坚持施工技术先进、施工方案可行、重信誉守合同、施工组织科学合理、按期优质高效。

3采用配套机械快速施工技术,确保质量及安全。

3工程概述

隧道岩体较为破碎,地下水较发育时,为了确保施工安全,设计采取交叉中隔壁法(CRD法)施工。

4施工方案

4.1交叉中隔壁法施工优缺点

交叉中隔壁法(CRD法),是一种适用于大跨度或大断面,特别是软弱围岩的施工技术,具有台阶法及传统侧壁导坑法的优点,同时又具有速度快的特点。此法是通过中隔墙减跨,把整个断面分成四个较小的工作面,每个工作面均能及时封闭成环形支护成结构,能有效的控制大跨度隧道拱部下沉和周边收敛。

4.2参数设计

1

拱部设Φ108大管棚或Φ42小导管注浆超前支护,大管棚环向间距0.4m,每环38根;小导管环向间距0.3m-0.5m,每环38根,每根长3.5-4.5m ,其水平搭接长度不小于1.0m ,其具体设置根据施工揭示地质情况可作适当调整。

4.3劳力组织

1开挖班:12人,负责土石开挖。

2支护工班:24人,负责初喷、挂网、超前小导管、锚管、锚杆、系统锚杆、型钢架架设、喷射(灌注)混凝土等。

3机械工班:12人,铲装运土、供喷射(灌注)混凝土。 4保障工班:6人,风、水、电保障工作。

5兼职安全员:各班组长兼任,负责作业前的安全教育,作业中的安全检查工作。

4.4主要机械设备配备

由于采用分部开挖,作业面狭小,机械施工无法进行,主要采用人工配合小型机械施工,主要机械配置如下表所示。

主要机械配置表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名称 装载机 挖掘机 自卸汽车 锚杆注浆泵 电焊机 砼湿喷机 注浆机 浆液搅拌机 拌和站 砼运输车 规格型号 ZL40 PC200-6 2632K NZ130A TH型 TK-500 KBY50/70 NJ-600 75m3/h 5290GJB 产地 数量(台/套) 1 1 2 1 2 2 2 4 2 2 备注 2

序号 11 12 13 14 15 16 17 18 名称 砼输送泵 插入式振动器 电动空压机 变压器 变压器 发电机 超前水平地质钻机 风 镐 规格型号 HBT60C ZN50 3L-20/8 S9-630 S9-315 200GF1 ZYG-150 G10 产地 数量(台/套) 2 10 7 2 1 2 1 10 备注 5施工方法

5.1施工步骤

CRD法施工的程序见“双线隧道CRD法施工工序图”: 1按照设计要求施作超前Φ108大管棚或Φ42小导管支护,并注水泥浆进行加固,形成安全保护伞作业空间。

2先进行左侧导坑上部开挖、初期支护、I18钢拱架临时中壁支撑;

3再进行左侧导坑下部开挖、初期支护、接长中壁支撑并拆除上部临时仰拱;

4后进行右侧导坑上部开挖、初期支护; 5再进行右侧导坑下部开挖、初期支护; 6拆除临时支撑

7模筑二次钢筋混凝土仰拱、仰拱回填; 8全断面模筑二次钢筋砼衬砌。

3

双线隧道Ⅴ级围岩法施工工序图 拱墙一次衬砌隧底填充初期支护之喷砼喷厚砼封闭掌子面 钢架系统径向锚杆超前小导管支护隧道中线VIIVIII⑤②① 约VIII水平锚杆砂浆锚杆VIII①临时钢架④工字钢横撑喷厚 VIII临时支护之喷砼砼封闭掌子面②⑤VIII约VII⑥④③约工字钢横撑 二次衬砌VIII③VIIVII⑥拱墙一次衬砌隧底填充边墙基座中壁交叉()法施工工序横断面中壁交叉()法施工工序平面系统径向锚杆导坑拱部超前支护靠隧道中线侧采用拱部超前小导管,环向间距(靠围岩侧采用水平锚杆),环向间距小导管,喷砼③① ④⑥VII300300喷厚砼封闭掌子面② 中壁交叉(型钢钢架,纵向间距m图中未示临时钢架⑤VII纵向连接钢筋,环向间距隧底填充仰拱初期支护 )法施工工序纵断面说明:一、本图尺寸均以计。二、施工工序:、综合超前地质预报:、地质素描、地质雷达、红外线探水仪、水平钻孔等。、()利用上一循环的钢架施作隧道侧壁小导管及导坑侧壁水平锚杆超前支护。()弱爆破开挖①部。()喷厚砼封闭掌子面。()施作①部初期支护及临时支护,即初喷厚砼,架设型钢钢架和Ⅰ临时钢架,并设锁脚锚杆,安设Ⅰ横撑。()钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。、()弱爆破②部。()初喷厚砼封闭掌子面。()导坑周边部分初喷厚砼。()接长型钢钢架和Ⅰ临时钢架,并设锁脚锚杆,安设Ⅰ横撑。()钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。、开挖③部并施作导坑周边的初期支护及临时支护。步骤及工序同①。、开挖④部并施作导坑周边的初期支护及临时支护。步骤及工序同②。、()在滞后于②部一段距离后,弱爆破开挖⑤部。()隧底周边部分初喷厚砼。()接长型钢钢架和Ⅰ临时钢架,并设锁脚锚杆,安设Ⅰ横撑。、()在滞后于④部一段距离后,弱爆破开挖⑥部。()隧底周边部分初喷厚砼。()接长型钢钢架和Ⅰ临时钢架,并设锁脚锚杆,安设Ⅰ横撑。、()根据监控量测结果分析,待初支收敛后,拆除Ⅰ临时钢架及临时横撑。()灌筑Ⅶ部边墙基础与仰拱及隧道填充砼(仰拱与隧底填充砼分次施作)。、利用衬砌台车一次灌注Ⅷ部衬砌砼。双线隧道CRD法施工工序图

5.2施工要点概述

1 CRD法施工应遵循“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原测进行,实行小开挖或人工开挖,并严格控制装药量。

2 ①部及③部均采用YT-28凿岩机湿式钻眼,②及④部空间均满足凿岩台车作业条件,上导坑人工装约,下导坑采用凿岩台车辅助臂装约,均采用环保型水压爆破技术。

3 ②部开挖后中心水平处跨度约有7.5米宽,能满足挖机扒碴要求,①部及③部弱爆破排险后均采用挖机扒碴,在机械设备进入②部

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之间,使对②部下底临时横撑用枕木进行支垫,确保机械设备能在底横撑上正常走行,不致于对封闭结构扰动,挖机扒碴入②及④部,再采用短臂铲装机装碴,自卸汽车运碴的无轨运输方式运至指定弃碴场。

4为了上下断初期支护尽快成环,形成受力环状结构,同时利用上导坑碴爆破后抛入下导坑,缩短上导坑的扒碴量,①与②、④与③部台阶控制在3米内。

5 ①部及③部扒碴后及时进行初喷,打设锚杆、挂网、立架等工序,共施工工序详见后“双线隧道CRD法施工工序图”及“双线隧道CRD法开挖作业循环时间表”。

具体施工时,先开挖左侧洞并作好开挖段环向初期支护,再开挖右侧,做好洞右侧环向初期支护,形成整体主要承载结构。再施作防排水措施和浇筑仰拱及填充砼、铺设防水层,整体式浇筑二次衬砌砼和水沟。

5.3施工注意事项

1由于本施工方法把断面分为四部分施工,作业面相对狭小,故需特别注意施工安全,洞内设值班人员统一调度指挥。

2中壁钢架支撑可回收重复利用。

3如到达各种预埋洞室及预埋件安设位置,根据实际情况可以先不预留,待初期支护在本断面范围内完成或二次衬砌前另行开挖或预埋。

4工序变化之处钢架(或临时钢架)应设锁脚锚杆,以确保钢架

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基础稳定。

5钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。

6使对②部下底临时横撑用枕木进行支垫必须高于底横撑面,并尽可能的空隙,减少行车对钢支撑扰动。

拱部超前支护 开挖上台阶左侧导洞

开挖下台阶右侧导洞 CRD法施工工艺框图安装右导洞环向钢架 环向喷砼封闭 施 工2至4m 接长左导洞钢架 喷砼封闭 开挖上台阶右侧导洞 环向喷砼封闭 铺 防 水 层 开挖下台阶左侧导洞 二 次 衬 砌 安装左导洞环向钢架 浇筑仰拱砼及填充

接长右导洞钢架 喷射钢架内混凝土 6

双线隧道CRD法施工工艺流程序图

7Ⅴ级围岩CRD法施工工序详见“双线隧道Ⅴ级围岩CRD法施工工序图”。其作业循环时间详见上 “双线隧道CRD法开挖作业循环时间表”。

双线隧道CRD法开挖作业循环时间表

(循环进尺1.5m)

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工序名称 超前地质探测 时间(h) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 备注 超前钻孔一次超前钻深40m,每月超前钻孔等地质预测影响作业循环按5个循环计。 测量放线 0.5 台车就位 0.5 钻 眼 3.5 装药连线起爆 1.5 通 风 0.5 清除危石 0.5 初期支护 5.0 出 碴 3.5 每个作业循环留0.5h作机动时间,每天2个循环,每月按30天计, 合计 12 可完成60个循环,减去超前钻孔等地质探测影响的5个循环,实际完成55个循环,考虑长期有效率85%,实际月进尺55×1.5×0.85=70.1m。 6质量控制标准

6.1开挖

1 隧道开挖预留变形量、支护情况应根据围岩监控量测反馈的信息及时调整。

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2 严格控制超欠挖,每一开挖循环检查一次隧道的中线和高程,并采用断面仪测绘开挖断面与设计断面核对,发现偏差及时纠正。

3 在每一开挖循环后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、出水量大小等,核对设计地质情况,判断围岩稳定性。

6.2支护

初期支护必须紧跟开挖及时施作,并及时封闭成环。当初期支护喷射砼强度达到设计强度的70%以上时才能进行下一分部的开挖。 喷射砼采用湿喷工艺。拌制喷射砼时,原材料称量采用自动计量装置。喷射砼前清楚开挖面和待喷面的杂物,并设置控制喷射混凝土厚度的钢钉。 基面有滴水、淌水、集中出水的地点,采用开槽、埋管等方法进行引导疏干。分层喷射砼应在前一层砼终凝后进行,一次喷射的最大厚度不得超过10cm,喷射砼的回弹料严禁重复使用。锚杆必须设置垫板,垫板应与基面密贴。 钢架应在隧道开挖后或初喷砼后及时进行架设,安装前要清理底部虚碴及杂物。 6.2.1喷射砼

1 喷射砼采用的细骨料、水泥、水、外加剂等原材料进场前必须按不同的批次、厂家和出厂日期等进行取样检验,其质量必须符合《客运专线铁路隧道工程质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)的相关规定和设计要求。

2 喷射砼的强度必须满足要求,每一作业循环至少在拱部和边墙各制作一组试件。

3 喷射砼的厚度和表面平整度应符合下列要求:

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(1)平均厚度大于设计要求;

(2)检查点数的80%及以上大于设计厚度; (3)最小厚度不小于设计厚度的2/3;

(4)表面平整度采用2m长靠尺检测,要求拱部不大于70mm,边墙不大于50mm。

4 喷射砼终凝2h后,采取喷雾洒水的方法进行养护,时间不小于14d。

5 冬期施工时,作业区的气温和混合料进入喷射机的温度不小于5℃。

6 原材料每盘称量的允许偏差应符合下表的规定:

序号 1 2 3 4 原材料每盘称量的允许偏差 材料名称 水泥 粗、细骨料 水、外加剂 合成纤维 允许偏差 ±2% ±3% ±2% ±2% 7 喷射砼表面应密实、平整。无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓、酥松和渗漏水。锚杆头无外露。

8 喷射砼拌合物的坍落度应符合设计配合比要求,每个工作班至少检验一次。粗、细骨料的含水率每个工作班至少检验一次,根据结果提出施工配合比。

6.2锚杆

1 锚杆所用的钢筋原材料进场必须符合客运专线标准要求。 2 组合式中空锚杆的规格、性能必须符合要求,安装前,锚杆体中孔和注浆孔应畅通,无异物堵塞。。

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3 锚杆安装的数量需符合设计要求。

4 砂浆锚杆的砂浆的强度等级、配合比应符合设计要求,锚杆孔内的砂浆必须饱满、密实。

5 锚杆安装允许偏差: (1)孔径符合设计要求;

(2)锚杆孔的深度大于锚杆长度的10cm; (3)锚杆孔距允许偏差±15cm;

(4)锚杆插入长度不得小于设计长度的95%,且位于孔的中心。 6 锚杆孔的方向必须符合设计要求,必须设置垫板,锚杆垫板与基面密贴。

6.3钢筋网

1 钢筋网所使用的钢筋原材料进场必须检验,其质量必须符合验收标准的规定要求。其品种、规格必须符合设计要求。

2 钢筋网的制作应符合设计要求,钢筋应冷拉调直后使用,表面不得有裂纹、油污、颗粒状和片状锈蚀。网格尺寸允许偏差为±10mm。

3 钢筋网的安装应与锚杆或其他固定装置联结牢固。钢筋保护层厚度不得小于4cm。

4 钢筋网应在岩面喷射一层砼后再铺挂,底层喷射厚度不得小于3cm。采用双侧钢筋网应在第一层钢筋网被砼覆盖及砼终凝后铺设。

6.4钢架

1 钢架所用的钢筋、型钢等原材料进场必须按验收标准进行检验,其质量必须符合要求。品种和规格必须符合设计要求。

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2 采用型钢弯制钢架时,其分节长度应根据分部开挖方法确定,不应大于4m,钢架节点焊接长度应大于4cm,且对称焊接。

3 钢架周边拼装允许偏差为3cm

4 钢架安装不得侵入二次衬砌断面,底部不得有虚碴或杂物,相邻钢架及各节钢架的连接必须符合设计要求。钢架的混凝土保护层厚度不得小于4cm,平面翘曲小于2cm。

5 钢架安装允许偏差应符合下表的规定:

序号 1 2 3 4 5 钢架安装允许偏差 项 目 间距 横向 高程 垂直度 保护层和表面覆盖层厚度 允许偏差 ±50mm ±50mm ±50mm ±2º -5mm 6.5超前小导管

1 超前小导管的钢管进场前必须按质量验收标准进行检验,其质量必须符合标准要求。钢管的品种和规格必须符合设计要求。

2 超前小导管的纵向搭接长度应符合设计要求。

3 注浆的浆液配合比必须符合设计要求,注浆压力必须符合设计要求。

4 超前小导管施工允许误差应符合下表的规定

序号 1 2 3 超前小导管施工允许误差 项 目 方向角 孔口距 孔深 允许误差 2º ±50mm +50mm

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7质量安全环保措施

1严格按审批施工组织设计、施工图、及验收规范标准施工,严格执行检验报批制度。

2派专职质检员、安全员进行跟班作业,确保施工安全、施工质量。

3严格执行按环保措施施工,确保整个环保目标的实现。 4严格执行对安全、质量、环保事故实行五不放过政策和一票否决权制度。

5加强对监控量测和地质素描工作,及时反馈指导施工,确保结构安全。

6由于本施工方法把断面分为四个小部分施工,作业面比较狭小,故需特别注意施工安全,洞内设值班人员统一调度指挥。

7如到达各种预埋洞室及预埋件安设位置,根据实际情况可以不预留,待初期支护在本断面范围内完成或二次衬砌前另行开挖或预埋。

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交叉中隔壁法(CRD法)施工流程图

施工准备测量放样 超前小导管注浆支护、开挖①部,留核心土,循环进尺为0.75~1.0m 初喷砼4~5cm 打锚杆,架立拱部、中隔墙及临时仰拱的格栅钢架、挂钢筋网。 复喷砼至设计厚度 开挖②部、进尺为0.75~1.0m,与①部相距2~3m 初喷砼,打锚杆,支立格栅钢架,挂钢筋网 复喷砼至设计厚度 施工③部,方法同①、②部超前③部10~15m 施工④部,方法同②、③部超前④部2.0~3.0m 13 拆除中隔墙及临时仰拱,施做仰拱防水及仰拱二衬砼,仰拱距4部5~7m,超前拱墙二衬15~20m。 做拱墙防水层,施做拱墙二次衬砌

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