CN109611102B - 一种冷开挖下穿立交桥施工方法 - Google Patents

Abstract

一种冷开挖下穿立交桥施工方法，本发明涉及隧道施工技术领域；它的施工步骤如下：超前预支护施工；洞身开挖；钢架加工与安装；砂浆锚杆施工；初支喷射混凝土；隧道二次衬砌。减少隧道开挖时对周边环境的扰动，降低施工风险，保证既有立交桥运营安全。

Description

一种冷开挖下穿立交桥施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种冷开挖下穿立交桥施工方法。

背景技术

城市轨道交通隧道穿越既有桥梁的情形越来越多，隧道施工时既要保证桥梁能够正常使用，又要确保工程顺利开展，而隧道开挖产生的地层变形和应力释放必然会对既有桥梁产生扰动，从而威胁桥梁的使用和安全，因此，探究采用合理防护措施和正确的隧道施工方法非常重要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的冷开挖下穿立交桥施工方法，减少隧道开挖时对周边环境的扰动，降低施工风险，保证既有立交桥运营安全。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它的施工步骤如下：

1、超前预支护施工

1.1、超前小导管支护

1.1.1、超前小导管注浆设备及注浆材料的准备：注浆设备采用FBY双液注浆机；注浆材料使用P.O42.5的硅酸盐水泥浆液，水灰比为0.5:1～1:1；注浆前先进行试验，试样达到规范要求后进行实际操作；先将所需的水倒入搅拌桶，再将水泥按照配比倒入搅拌桶，机械搅拌，搅拌均匀后，备用，水泥浆液随拌随用；

1.1.2、超前小导管加工与安装：小导管采用Ф42无缝钢管加工而成，前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲；小导管中间部位钻Ф6～8mm注浆孔，呈梅花形布置，间距20cm，尾部1m范围内不钻孔，防止漏浆，末端焊环形铁箍，以防打设时端部开裂，影响注浆管联接，施工时先用风镐钻孔，风钻顶进；将钻孔后的小导管连接并密封孔口；

1.1.3、超前小导管注浆：注浆顺序由无水孔到有水孔，由少水到多水孔，并需跳开压注；施工中对每根小导管的长度、压注时间、浆液消耗量及现场出现的各种问题和解决办法都要记入规定格式记录表；

1.1.4、超前小导管注浆结束标准限定：

单孔结束标准：注浆时应先慢后快、先低压后高压，开始注浆时压力不超过0.2Mpa，随注浆量增加逐渐增加压力直至设计值(0.5～1Mpa)，注浆结束标准为单孔注浆量达到设计值，注浆压力达到设计值继续注浆2min，进浆量小于初始进浆量的1/4，即可结束注浆；

全段结束标准：所有注浆孔都按标准结束注浆，隧道内无明显的漏水点；

1.1.5、超前小导管质量验收；

1.2、大管棚支护

1.2.1、大管棚注浆设备及注浆材料的准备：注浆设备采用FBY双液注浆机，注浆材料使用P.O42.5的硅酸盐水泥浆液，水灰比为0.5:1～1:1，当地下水发育或浆液扩散范围较大时，注浆浆液应该为水泥-水玻璃双液浆，先将所需的水倒入搅拌桶，在将水泥按照配比倒入搅拌桶，机械搅拌，搅拌均匀后，备用，水泥浆液随拌随用；

1.2.2、大管棚加工与安装：

导管规格：热扎无缝钢花管、外径159mm、壁厚10mm、长度左隧26m，右隧20m；管距：环向间距35cm；倾角：外插角0～3°；大管棚连接钢管采用Ф180*10mm、长40cm连接钢管接长，为了使大管棚接头错开布置，右隧编号为奇数孔位的管棚节段按4*4.5m+2.0m布置，编号为偶数孔的管棚节段按2.0m+4*4.5m布置，左隧编号为奇数孔位的管棚节段按5*4.5m+3.5m布置，编号为偶数孔的管棚节段按3.5m+5*4.5m布置；大管棚采用Ф159无缝钢管加工而成，前端加工成锥形，导管内增设钢筋笼，钢筋笼由四根C18HRB400主筋和固定环组成，固定环采用短管节，将其与主筋焊接，按1m间距设置，管棚中间部位钻Ф10～16mm注浆孔，呈梅花形布置，间距20cm，尾部1.5m范围内不钻孔；大管棚采用跟管钻进法施作，以减小管棚施作引起地面沉降问题；

1.2.3、大管棚注浆：注浆顺序由无水孔到有水孔，由少水到多水孔，并需跳开压注，施工中对每根管棚的长度、压注时间、浆液消耗量及现场出现的各种问题和解决办法都要记入规定格式记录表，以便分析前方地质情况；

1.2.4、大管棚注浆结束标准限定：

单孔结束标准：注浆压力逐渐升高，当达到设计终压并稳定10min；注浆量不小于设计注浆量80％；进浆速度小于开始进浆速度的1/4；

1.2.5、大管棚质量验收；

2、洞身开挖

2.1、非***开挖上台阶

部，施作

部初期支护；在完成

部初期支护5m后暂停

部开挖，喷5cm厚C25混凝土封闭掌子面；

2.2、非***开挖上台阶

部，施作

部初期支护；在完成

部初期支护5m后暂停

部开挖，喷5cm厚C25混凝土封闭掌子面；

2.3、及时铺设仰拱防水层，灌注

部仰拱与边墙混凝土；

2.4、灌注仰拱填充

部至设计高度；

2.5、施作拱墙防水层，一次性浇注

部拱墙混凝土；

2.6、待二衬混凝土强度达到设计强度的80％后，重复上述工序2.1-2.6进行下一衬砌循环施工；

3、钢架加工与安装

3.1、钢架加工：技术人员根据图纸尺寸对钢架单元划分及每单元半径、弧长等技术参数进行复核，无误后下发技术交底，现场通过型钢冷弯机加工钢架；

钢架在钢筋加工棚统一按设计尺寸加工好，钢架连接钢板必须使用台钻钻孔，不得使用电焊或乙炔烧孔，各单元钢架加工完成必须组织试拼，检查钢架尺寸及轮廓合格后方可批量生产并投入使用；

3.2、测量定位：开挖完毕，初喷混凝土后，即进行钢架的安装，钢架定位采用中线高程法，根据全站仪定出隧道的中线，依据中线对称量取钢架端头的支距，使其符合设计数值，同时采用水准仪测量钢架的拱顶、拱脚、仰拱底等控制点的高程，调整钢架使其符合设计要求；

3.3、钢架安装：调整好钢架位置后，将钢架间螺栓拧紧，在两榀之间设Φ22纵向连接钢筋，环向间距1000mm，单层布置，连接钢筋接长采用双面搭接焊，焊接时保证两侧钢筋在同一轴线上；

3.4、钢筋网铺设：钢筋网采用φ8钢筋，间距200mm×200mm，钢筋网片预先按设计拱架间距在洞外加工好备用，钢筋网片加工采用钢筋捆扎机制作，锚杆施作好后进行钢筋网的铺装；钢筋网应随高就低紧贴初喷面，用冲击钻打浅孔埋膨胀螺栓，钢筋网固定于螺栓上，并与锚杆尾部焊接；在洞外分片制作，安装时搭接长度不小于10cm；人工铺设，必要时利用风钻气腿顶撑，以便贴近岩面，与锚杆和钢架绑扎连接牢固；钢筋网和钢架绑扎时，应绑在靠近岩面一侧；喷混凝土时，调节喷头至受喷面距离和风压，减少钢筋网振动，降低回弹；钢筋网混凝土保护层厚度不小于2cm；

4、砂浆锚杆施工

4.1、钻眼：钻孔机具根据锚杆类型、规格及围岩情况选择；孔位允许偏差为±150㎜，钻孔数量应符合设计规定；钻眼直径必须大于锚杆杆体直径15mm；孔深不应小于锚杆杆体有效长度，但深度超长值不应大于100mm；

4.2、灌浆：灌浆前必须将孔眼吹净；水泥砂浆必须拌合均匀，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；注浆管必须插至距孔底5～10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体***，锚杆杆体***孔内的长度不得短于设计长度的95％，若孔口无砂浆流出，必须将杆体拔出重新注桨，锚杆安设后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物；

4.3、锚杆安装：安装前钢筋必须除锈校直；灌浆后必须立即将钢筋匀速***，位置居中；孔口可用木楔临时封固；钢筋尾端外露长度宜稍小于喷层厚度；安装好后不得敲击和碰撞，锚杆***深度不得小于设计要求的95％；在有水地段，采用水泥砂浆锚杆时，如遇孔内流水,在附近另行钻孔作为导流管,排出水后再进行锚杆作业；

5、中空注浆锚杆施工

5.1、施工准备：在初喷混凝土后及时进行锚杆安装作业，检查锚杆孔是否畅通；检查空压机及其管路、风枪是否处于良好状态；

5.2、锚杆钻孔：锚杆钻孔采用气腿式风枪等凿岩机械，钻孔前根据设计要求并结合围岩产状定出孔位，作出标记；将钻头对准标定的位置，尽可能使钻进方向垂直岩层结构面，以便起到更好的加固作用，钻孔结束时，保持锚杆外露段长度在10～15cm；

5.3、清孔：钻至设计深度后，用水或高压风清孔，确认畅通后卸下钻杆连接套；

5.4、打入锚杆：风枪顶入的方式打入锚杆；

5.5、注浆：注浆采用挤压式注浆泵，注浆浆液为M20水泥浆，用孔帽装配套将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口30cm左右，检查注浆设备，按配合比配制水泥浆，开动注浆泵注浆，直至浆液从孔口周边挤出或压力表已达设计压力值时终止，对于中空注浆锚杆，注浆时孔口压力为0.7～1.0MPa,达到压力时持续15min即可终止注浆，注浆完成后，及时用水清洗注浆机及管路；

5.6、安装垫板、螺母：在所注浆液强度达到预定强度之后，安装垫板，使其紧贴岩面，上紧杆端螺母，使其产生一定的预应力，起到更好的加固围岩的作用，锚杆与垫板应保持垂直，并与喷射砼充分接触，螺母务必拧紧；

6、初支喷射混凝土

6.1、喷砼原料准备：

水泥：采用设计要求标号的普通硅酸盐水泥，使用前做强度复查试验，其性能符合现行的水泥标准；

细骨料：中粗砂，细度模数大于2.5，用5mm筛网过筛；

粗骨料：粒径5mm～15mm的机制碎石；

水：采用自来水；

速凝剂：采用液体速凝剂，使用前与水泥做相容性试验，与水灰比0.4的净浆试验满足初凝时间小于5min，终凝时间小于10min，掺量小于水泥用量的5％，28天强度保持率大于70％；

6.2、混凝土湿料的搅拌：采用强制式搅拌机搅拌，形成喷料，搅拌时间不少于3分钟；定期检验搅拌所用投料计量装置，配置偏差符合规范要求，灰骨比：1:3.5～1:4.0，水灰比:0.42～0.50，混凝土坍落度8～12cm；

6.3、喷射混凝土施工：对受喷面进行处理，并埋设喷层厚度标志，接通风水电并试机，利用搅拌车运输喷料，并进行初喷混凝土作业，初喷混凝土作业完成后，补喷、调整配合比后再进行复喷混凝土作业，最后质检即可；

7、隧道二次衬砌

7.1、基面清理、测量放线：将底板防水保护层杂物清理干净，然后放线弹出二衬两边墙位置线、底板控制线，控制点间距不得大于5m，不得用铁钉或短钢筋，以免扎坏防水层；

7.2、防水设备安装；

7.3、仰拱钢筋绑扎：受力钢筋为双层布置，仰拱钢筋保护层采用砂浆垫块控制；双层钢筋之间设马凳控制保护层及定位；二衬主筋型号直径最大为Φ20，采用双面焊接，接头位置错开35d；受力钢筋接头设置在受力较小处，接头位置错开35d；受力筋接头采用直螺纹连接，设置在同一构件内的接头应相互错开，钢筋接头面积的百分率符合规范及设计要求，受拉区不大于50％；钢筋绑扎搭接时，中间和两端共绑扎三处，必须单独绑扎后再和交叉筋绑扎；主筋和分布筋除变形缝处2～3列骨架全部绑扎外，其它可以交叉绑扎，绑扎点铁丝扣成八字型；箍筋与主筋交叉点全部绑扎；

7.4、仰拱砼浇筑及养护：砼浇筑前在钢筋及马凳上采用脚手板搭设浇筑马道，防止钢筋变形；砼浇筑采用地泵，砼塌落度控制在120mm～160mm；二衬砼底板厚度左线0.8m，右线1m，采用斜面分层法浇筑，由一端开始下灰，振捣手密切配合，用“赶浆法”保持混凝土沿板底向前推进，边振捣边用刮杠刮平，木抹子压实抹平，初凝前二次压面，以减少砼裂缝；砼浇筑后12h内及时养护，养护时间不得少于14d；

7.5、拱墙钢筋绑扎：钢筋保护层采用塑料垫块控制；在拱墙两层钢筋之间设置“S”型拉接筋控制钢筋净距，拉接筋间距1m，梅花形布置，其它绑扎技术要求同底板钢筋绑扎；

7.6、拱墙砼浇筑：泵送混凝土入仓自下而上，从已灌筑段接头处向未灌筑方向，浇筑前，底部先填约50mm厚与墙体砼同标号的细石子砼，浇筑过程中充分利用模板预留窗口，分层对称浇注混凝土，在出料管前端加接3～5m同径软管，使管口向下，避免水平对砼面直泵；当混凝土浇筑面已接近顶部，进入封顶阶段，为了保证空气能够顺利排除，在预留注浆孔安装排气管，排气管一端尽可能靠防水板顶部，将排气管另一端固定在模板台车内，且固定牢固；随着浇筑继续进行，当发现有水自排气管中流出时，即说明仓内已完全充满了混凝土，停止浇筑混凝土，疏通排气管和撤出泵送软管；封顶混凝土时尽量从内向端模方向灌注，以排除空气，后期利用排气管对拱顶注浆将砼收缩产生的空隙进行填实；

7.7、模板拆除：待混凝土达到设计强度的80％后方可拆模；

7.8、混凝土养护：拱墙砼终凝后及时喷水养护，养护期间处于湿润状态，养护时间不得少于14d。

进一步地，所述的步骤2.1和步骤2.2开挖中的超挖部分须回填密实，并预留注浆孔进行二次注浆填充。

进一步地，所述的步骤2在开挖的进程中，尽量减少超挖，严格控制欠挖，仅在岩层完整、抗压强度大于30MPa，不影响衬砌结构的稳定和强度时，岩石个别突出部分(每平方米内大于0.1m)可侵入衬砌，侵入量不大于50mm；拱脚、墙脚以上1m内断面严禁欠挖。

进一步地，所述的步骤2中对于隧道浅埋段的开挖，须严格控制地表沉陷，减小循环开挖进尺和放置塌方，其具体措施如下：采用挖机、风镐开挖，建筑物影响较大地段，减少施工进尺速度，每次开挖进尺不超过一榀；加强地表下沉、拱顶下沉的观测及反馈，以指导施工。

进一步地，所述的步骤3.1中的钢架加工允许误差如下：沿隧道周边轮廓误差不大于3cm，平面翘曲小于2cm，接头连接要求同类之间可以互换；钢架各单元必须明确标准类型和单元号，并分单元堆放于半成品存放区内备用。

进一步地，所述的步骤3.1中的钢架加工成品在进行结构试验时，在工作台上将钢架拼装成环，外侧焊油顶座，采用油顶，仪表按设计荷载进行加压。使用应力计及收敛仪量测钢架内力和变形情况。

进一步地，所述的步骤3.3中安装好的钢架必须保证拱架平面与隧道中心线垂直，竖向垂直度采用垂球测量，纵向测量采用等距法，每个台班钢架安装时测量人员需测出准确钢架里程并对上一循环进行纠偏。

进一步地，所述的步骤3.3中钢架的安装应在每节钢架上标明型号及使用部位，防止工人拿错耽误施工时间；合理设计每节钢架的下料长度，确保每节钢架不会太重，便于操作；连接钢板螺栓孔统一使用台钻钻孔，保证螺栓孔一一对接，便于操作；上台阶钢架安装时，钢架拱脚连接钢板螺栓孔采用土工布包裹，下台阶钢架施工时可节约螺栓连接时间。

进一步地，所述的步骤6的初支喷射混凝土作业分段分片进行，喷射作业自下而上，先喷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，后喷一层应在前一层终凝后或间隔一小时后喷射；喷射时自下而上，即先墙脚后墙顶，先拱脚后拱顶，避免死角，料束呈螺旋旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形喷射，每次蛇形喷射长度为50mm；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；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，不平整度允许偏差为±3cm。

进一步地，所述的步骤6的注意事项如下：

1)严格控制混凝土施工配合比，配合比经试验确定，混凝土各项指标都必须满足设计及规范要求，混凝土拌合用料称量精度必须符合规范要求；

2)严格控制原材料的质量，原材料的各项指标都必须满足要求；

3)喷射混凝土施工中确定合理的风压，保证喷料均匀、连续。同时加强对设备的保养，保证其工作性能；

4)喷射作业由有经验、技术熟练的喷射手操作，保证喷射混凝土各层之间衔接紧密；

5)喷射混凝土前先按设计要求完成超前小导管、钢筋网、钢架的安装工作；

6)喷射混凝土由专人喷水养护，以减少因水化热引起的开裂，发现裂纹用红油漆作标记，进行观察和监测，确定其是否继续发展，若在继续发展，找出原因并作处理；

7)坚决实行“四不”制度：即喷射混凝土工序不完，掌子面不前进，喷射混凝土厚度不够不前进，混凝土喷射后发现问题未解决不前进，监测结果表明不安全不前进。以上制度由现场领工员负责执行，责任到人，并在工程施工日志中做好记录以备检查；

8)初支背后注浆：初支施工时在拱墙范围内预埋A42注浆钢花管，在处置完成3-5m后及时压注水泥浆，以确保初支密实。注浆参数：管长为初支厚度加0.5m，壁厚4mm，注浆管间距1.5×2.0m(环×纵)，梅花形布置，注浆水灰比0.5-1.0MPa。

进一步地，所述的步骤7中的施工注意事项如下：

1)复查台车模板及中线、高程是否符合要求，净空尺寸是否符合要求，台车及挡头模安装定位是否牢靠；

2)模板接缝是否填塞紧密，脱模剂是否涂刷均匀；

3)基底清理是否干净，施工缝是否处理；

4)止水条、止水带安装是否符合设计及规范要求。

进一步地，所述的步骤7的隧道二次衬砌采用分段施工，即YDK35+440～+445，计5m；YDK35+445～+450，计5m；YDK35+450～+455，计5m；YDK35+455～+460，计5m；共计20m；ZDK35+448～+453，计5m；ZDK35+453～+458，计5m；ZDK35+458～+463，计5m；ZDK35+463～+468，计5m；ZDK35+468～+474，计6m；共计26m。

采用上述步骤后，本发明有益效果为：本发明所述的一种冷开挖下穿立交桥施工方法，施工前必须按照设计和规范要求进行超前地质预报。通过反馈的超前地质预报信息指导施工和修正支护参数。对于Ⅴ、Ⅳ级围岩做好超前小导管打孔和注浆工作，并根据围岩节理构造和泌水进行调整小导管的钻孔布置。超前支护完成后方可开挖隧道，施工时结合地下水位、地下应力和节理可以适当调整。根据设计图纸，安装钢架前必须先对钢架进行试拼，采用螺栓连接，必须保证连接钢板密贴。安装时钢架尽量与围岩密贴，用连接钢筋定位，并检查钢架的平面翘曲、纵横线偏差、保护层厚度等。仰拱初支完成后平整的铺设防水材料，然后施工仰拱二衬和仰拱填充。二衬施工必须待隧道初支变化基本稳定之后才能进行，并对断面中心和拱顶高程进行重新复核，通过最后一道工序控制隧道净空和线性，二衬采用C35模筑混凝土，减少隧道开挖时对周边环境的扰动，降低施工风险，保证既有立交桥运营安全，本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中超前小导管施工工艺流程图。

图2是本发明中超前小导管结构示意图。

图3是本发明中超前小导管验收质量标准表。

图4是本发明中大管棚超前支护纵向布置图。

图5是本发明中导管内钢筋笼布置图。

图6是本发明中大管棚施工工艺流程图。

图7是本发明中大管棚导管构造图。

图8本发明中大管棚验收质量标准表。

图9是本发明中钢筋网片质量验收标准表。

图10是本发明中锚杆支护质量标准表。

图11是本发明中台阶法施工工序横断面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参看如图1-图11所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它的施工步骤如下：

1、超前预支护施工

1.1、超前小导管支护其施工工艺流程见图1超前小导管施工工艺流程图

1.1.1、超前小导管注浆设备及注浆材料的准备：注浆设备采用FBY双液注浆机，该注浆机也可实现单液注浆；注浆材料使用P.O42.5的硅酸盐水泥浆液，水灰比为0.5:1～1:1；注浆前先进行试验，试样达到规范要求后进行实际操作；先将所需的水倒入搅拌桶，再将水泥按照配比倒入搅拌桶，机械搅拌，搅拌均匀后，备用，水泥浆液随拌随用；

1.1.2、超前小导管加工与安装：小导管采用Ф42无缝钢管加工而成，前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲；小导管中间部位钻Ф6～8mm注浆孔，呈梅花形布置，间距20cm，尾部1m范围内不钻孔，防止漏浆，末端焊环形铁箍，以防打设时端部开裂，影响注浆管联接，施工时先用风镐钻孔，风钻顶进；将钻孔后的小导管连接并密封孔口；小导管大样图见图2超前小导管示意图

1.1.3、超前小导管注浆：注浆顺序由无水孔到有水孔，由少水到多水孔，并需跳开压注；施工中对每根小导管的长度、压注时间、浆液消耗量及现场出现的各种问题和解决办法都要记入规定格式记录表，以便分析前方地质情况；

1.1.4、超前小导管注浆结束标准限定：

单孔结束标准：注浆时应先慢后快、先低压后高压，开始注浆时压力不超过0.2Mpa，随注浆量增加逐渐增加压力直至设计值(0.5～1Mpa)，注浆结束标准为单孔注浆量达到设计值，注浆压力达到设计值继续注浆2min，进浆量小于初始进浆量的1/4，即可结束注浆；

全段结束标准：所有注浆孔都按标准结束注浆，隧道内无明显的漏水点；

1.1.5、超前小导管质量验收；小导管验收质量标准见图3超前小导管验收质量标准

1.2、大管棚支护

1.2.1、大管棚注浆设备及注浆材料的准备：注浆设备采用FBY双液注浆机，该注浆机也可实现单液注浆。注浆材料使用P.O42.5的硅酸盐水泥浆液，水灰比为0.5:1～1:1，当地下水发育或浆液扩散范围较大时，注浆浆液应该为水泥-水玻璃双液浆，先将所需的水倒入搅拌桶，在将水泥按照配比倒入搅拌桶，机械搅拌，搅拌均匀后，备用，水泥浆液随拌随用；

1.2.2、大管棚加工与安装：

导管规格：热扎无缝钢花管、外径159mm、壁厚10mm、长度左隧26m，右隧20m；管距：环向间距35cm；倾角：外插角0～3°；大管棚连接钢管采用Ф180*10mm、长40cm连接钢管接长，为了使大管棚接头错开布置，右隧编号为奇数孔位的管棚节段按4*4.5m+2.0m布置，编号为偶数孔的管棚节段按2.0m+4*4.5m布置，左隧编号为奇数孔位的管棚节段按5*4.5m+3.5m布置，编号为偶数孔的管棚节段按3.5m+5*4.5m布置；大管棚采用Ф159无缝钢管加工而成，前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲。为了提高导管的抗弯能力，导管内增设钢筋笼，钢筋笼由四根C18HRB400主筋和固定环组成，固定环采用短管节，将其与主筋焊接，按1m间距设置，管棚中间部位钻Ф10～16mm注浆孔，呈梅花形布置，间距20cm，尾部1.5m范围内不钻孔；防止漏浆，末端焊环形箍筋，以防打设时端部开裂，影响注浆管联接。大管棚大样图见图7超前大管棚示意图。大管棚采用跟管钻进法施作，以减小管棚施作引起地面沉降问题；

1.2.3、大管棚注浆：注浆顺序由无水孔到有水孔，由少水到多水孔，并需跳开压注，施工中对每根管棚的长度、压注时间、浆液消耗量及现场出现的各种问题和解决办法都要记入规定格式记录表，以便分析前方地质情况；

1.2.4、大管棚注浆结束标准限定：

单孔结束标准：注浆压力逐渐升高，当达到设计终压并稳定10min；注浆量不小于设计注浆量80％；进浆速度小于开始进浆速度的1/4；

1.2.5、大管棚质量验收；大管棚验收质量标准见图8大管棚验收质量标准

2、洞身开挖(洞身开挖断面尺寸符合图纸要求，即考虑超挖及预留沉降量，按标明的开挖线进行)

2.1非***开挖上台阶①部，施作①部初期支护；在完成①部初期支护5m后暂停①部开挖，喷5cm厚C25混凝土封闭掌子面(开挖一榀支护一榀，逐榀成环)；

2.2、非***开挖上台阶②部，施作②部初期支护；在完成②部初期支护5m后暂停②部开挖，喷5cm厚C25混凝土封闭掌子面(开挖一榀支护一榀，逐榀成环)；

2.3、及时铺设仰拱防水层，灌注

部仰拱与边墙混凝土；

2.4、灌注仰拱填充

部至设计高度；

2.5、施作拱墙防水层，一次性浇注

部拱墙混凝土；

2.6、待二衬混凝土强度达到设计强度的80％后，重复上述工序2.1-2.6进行下一衬砌循环施工；

3、钢架加工与安装

3.1、钢架加工：技术人员根据图纸尺寸对钢架单元划分及每单元半径、弧长等技术参数进行复核，无误后下发技术交底，现场通过型钢冷弯机加工钢架；

钢架在钢筋加工棚统一按设计尺寸加工好，钢架连接钢板必须使用台钻钻孔，不得使用电焊或乙炔烧孔，便于安装时螺栓的连接；各单元钢架加工完成必须组织试拼，检查钢架尺寸及轮廓合格后方可批量生产并投入使用(钢架的技术参数满足Ⅳd衬砌型断面：钢架间距0.5m；Ⅴd型断面：钢架间距0.35、0.45m；钢架的质量标准满足钢架拼装轮廓偏差±30mm，平面翘曲±20mm；钢板与工字钢之间焊接要求焊缝饱满，无漏焊、无灼伤，焊渣清除干净；钢架安装前基面要清理干净、应坚实无残渣；钢架安装必须垂直隧道中线，允许偏差为：横向±30mm，纵向±50mm，高程±30mm，垂直度0.5％；钢架安装内外保护层为4cm，钢架安装必须满足设计要求不得侵入二次衬砌，连接板安装密贴不能有夹角，连接螺栓为高强螺栓，严禁采用钢筋连接；每榀钢架底部必须落到坚硬稳固的基岩面，对于悬空的钢架采用方木或钢板支垫；相邻两榀钢架采用Φ22螺纹钢筋纵向连接，间距1米，允许误差±50mm；钢筋网片安装搭接1～2孔间距(30cm))；

3.2、测量定位：开挖完毕，初喷混凝土后，即进行钢架的安装，钢架定位采用中线高程法，根据全站仪定出隧道的中线，依据中线对称量取钢架端头的支距，使其符合设计数值，同时采用水准仪测量钢架的拱顶、拱脚、仰拱底等控制点的高程，调整钢架使其符合设计要求；

3.3、钢架安装：调整好钢架位置后，将钢架间螺栓拧紧，在两榀之间设Φ22纵向连接钢筋，环向间距1000mm，单层布置，连接钢筋接长采用双面搭接焊，焊接时保证两侧钢筋在同一轴线上；

3.4、钢筋网铺设：钢筋网采用φ8钢筋，间距200mm×200mm，钢筋网片预先按设计拱架间距在洞外加工好备用，钢筋网片加工采用钢筋捆扎机制作，锚杆施作好后进行钢筋网的铺装；钢筋网应随高就低紧贴初喷面，用冲击钻打浅孔埋膨胀螺栓，钢筋网固定于螺栓上，并与锚杆尾部焊接；在洞外分片制作，安装时搭接长度不小于10cm；人工铺设，必要时利用风钻气腿顶撑，以便贴近岩面，与锚杆和钢架绑扎连接(或点焊焊接)牢固；钢筋网和钢架绑扎时，应绑在靠近岩面一侧；喷混凝土时，调节喷头至受喷面距离和风压，减少钢筋网振动，降低回弹；钢筋网混凝土保护层厚度不小于2cm(钢筋网质量标准参看图9，钢筋网的铺设必须保证钢筋网使用前必须清除锈蚀；钢筋网必须与锚杆或其他固定装置连接牢固，在喷射砼时钢筋网不得晃动)；

4.砂浆锚杆施工

4.1、钻眼：钻孔机具根据锚杆类型、规格及围岩情况选择；孔位允许偏差为±150㎜，钻孔数量应符合设计规定；钻眼直径必须大于锚杆杆体直径15mm；孔深不应小于锚杆杆体有效长度，但深度超长值不应大于100mm；

4.2、灌浆：灌浆前必须将孔眼吹净；水泥砂浆必须拌合均匀，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；注浆管必须插至距孔底5～10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体***，锚杆杆体***孔内的长度不得短于设计长度的95％，若孔口无砂浆流出，必须将杆体拔出重新注桨，锚杆安设后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物。

4.3、锚杆安装：安装前钢筋必须除锈校直；灌浆后必须立即将钢筋匀速***，位置居中；孔口可用木楔临时封固；钢筋尾端外露长度宜稍小于喷层厚度；安装好后不得敲击和碰撞。锚杆***深度不得小于设计要求的95％；在有水地段，采用水泥砂浆锚杆时，如遇孔内流水,在附近另行钻孔作为导流管,排出水后再进行锚杆作业(锚杆支护质量标准参看图10)；

5、中空注浆锚杆施工

5.1、施工准备：在初喷混凝土后及时进行锚杆安装作业，检查锚杆孔是否畅通；检查空压机及其管路、风枪是否处于良好状态；

5.2、锚杆钻孔：锚杆钻孔采用气腿式风枪等凿岩机械，钻孔前根据设计要求并结合围岩产状定出孔位，作出标记；将钻头对准标定的位置，尽可能使钻进方向垂直岩层结构面，以便起到更好的加固作用，钻孔结束时，保持锚杆外露段长度在10～15cm(钻孔应符合以下要求：钻孔应圆而直，钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直；锚杆孔径应大于杆体直径15mm)；

5.3、清孔：钻至设计深度后，用水或高压风清孔，确认畅通后卸下钻杆连接套；

5.4、打入锚杆：风枪顶入的方式打入锚杆；

5.5、注浆：注浆采用挤压式注浆泵，注浆浆液为M20水泥浆，用孔帽装配套将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口30cm左右，检查注浆设备，按配合比配制水泥浆，开动注浆泵注浆，直至浆液从孔口周边挤出或压力表已达设计压力值时终止，对于中空注浆锚杆，注浆时孔口压力为0.7～1.0MPa,达到压力时持续15min即可终止注浆，注浆完成后，及时用水清洗注浆机及管路(注浆过程中若出现堵管现象，则分别对锚杆、注浆管、注浆泵进行检查，在检查之前，首先减去注浆压力，避免喷浆伤人，锚杆钻孔到位，止浆塞安装完毕，待孔内气压恢复后，用速凝水泥砂浆将止浆塞以外的钻孔充填密实，以保证在注浆时浆液不致窜出；锚杆安设后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物；锚杆末端尽可能与钢拱架或钢架焊接在一起，以便形成共同的受力体系)；

5.6、安装垫板、螺母：在所注浆液强度达到预定强度之后，安装垫板(200×200×10mm的A3钢板)，使其紧贴岩面，上紧杆端螺母，使其产生一定的预应力，起到更好的加固围岩的作用，锚杆与垫板应保持垂直，并与喷射砼充分接触，螺母务必拧紧；

6、初支喷射混凝土(隧道初支采用湿喷混凝土，解决了粉尘、回弹的难题，提高了喷射混凝土的品质，由于成品混凝土削除了游离状态的水泥颗粒，因此在运输、上料、喷射机喂料过程中基本不产生粉尘，保护了作业环境。湿喷混凝土的原料配比计量是靠搅拌机控制和完成，水化作用也是从搅拌机开始，因而水化作用充分，混凝土品质可靠)

6.1、喷砼原料准备：

水泥：采用设计要求标号的普通硅酸盐水泥，使用前做强度复查试验，其性能符合现行的水泥标准；

细骨料：中粗砂，细度模数大于2.5，用5mm筛网过筛；

粗骨料：粒径5mm～15mm的机制碎石；

水：采用自来水；

速凝剂：采用液体速凝剂，使用前与水泥做相容性试验，与水灰比0.4的净浆试验满足初凝时间小于5min，终凝时间小于10min，掺量小于水泥用量的5％，28天强度保持率大于70％；

6.2、混凝土湿料的搅拌：采用强制式搅拌机搅拌，形成喷料，搅拌时间不少于3分钟；定期检验搅拌所用投料计量装置，配置偏差符合规范要求，灰骨比：1:3.5～1:4.0，水灰比:0.42～0.50，混凝土坍落度8～12cm；

6.3、喷射混凝土施工：对受喷面进行处理，并埋设喷层厚度标志，接通风水电并试机，利用搅拌车运输喷料，并进行初喷混凝土作业，初喷混凝土作业完成后，补喷、调整配合比后再进行复喷混凝土作业，最后质检即可；

7、隧道二次衬砌(隧道开挖、初期支护、二次衬砌采取交替进行，逐段推进的施工工序)

7.1、基面清理、测量放线：将底板防水保护层杂物清理干净，然后放线弹出二衬两边墙位置线、底板控制线，控制点间距不得大于5m，不得用铁钉或短钢筋，以免扎坏防水层；

7.2、防水设备安装；

7.3、仰拱钢筋绑扎：受力钢筋为双层布置，仰拱钢筋保护层采用砂浆垫块控制；双层钢筋之间设马凳控制保护层及定位；二衬主筋型号直径最大为Φ20，采用双面焊接。接头位置错开35d；受力钢筋接头设置在受力较小处，接头位置错开35d；受力筋接头采用直螺纹连接，设置在同一构件内的接头应相互错开，钢筋接头面积的百分率符合规范及设计要求，受拉区不大于50％；钢筋绑扎搭接时，中间和两端共绑扎三处，必须单独绑扎后再和交叉筋绑扎；主筋和分布筋除变形缝处2～3列骨架全部绑扎外，其它可以交叉绑扎，绑扎点铁丝扣成八字型；箍筋与主筋交叉点全部绑扎；

7.4、仰拱砼浇筑及养护：砼浇筑前在钢筋及马凳上采用脚手板搭设浇筑马道，防止钢筋变形；砼浇筑采用地泵，砼塌落度控制在120mm～160mm；二衬砼底板厚度左线0.8m，右线1m，采用斜面分层法浇筑，由一端开始下灰，振捣手密切配合，用“赶浆法”保持混凝土沿板底向前推进，边振捣边用刮杠刮平，木抹子压实抹平，初凝前二次压面，以减少砼裂缝；砼浇筑后12h内及时养护，养护时间不得少于14d；

7.5、拱墙钢筋绑扎：钢筋保护层采用塑料垫块控制；在拱墙两层钢筋之间设置“S”型拉接筋控制钢筋净距，拉接筋间距1m，梅花形布置，其它绑扎技术要求同底板钢筋绑扎；

7.6、拱墙砼浇筑：泵送混凝土入仓自下而上，从已灌筑段接头处向未灌筑方向，浇筑前，底部先填约50mm厚与墙体砼同标号的细石子砼，浇筑过程中充分利用模板预留窗口，分层对称浇注混凝土，在出料管前端加接3～5m同径软管，使管口向下，避免水平对砼面直泵；当混凝土浇筑面已接近顶部(以高于模板顶部为界限)，进入封顶阶段，为了保证空气能够顺利排除，在预留注浆孔安装排气管(采用φ20mm镀锌管)，排气管一端尽可能靠防水板顶部，将排气管另一端固定在模板台车内，且固定牢固；随着浇筑继续进行，当发现有水(实为混凝土表层的离析水、稀浆)自排气管中流出时，即说明仓内已完全充满了混凝土，停止浇筑混凝土，疏通排气管和撤出泵送软管；封顶混凝土时尽量从内向端模方向灌注，以排除空气，后期(砼强度达到设计70％以上)可利用排气管对拱顶注浆将砼收缩产生的空隙进行填实；用***式振捣器振捣混凝土时，应符合下列规定：移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍；***下层混凝土内的深度宜为5～10cm，以保证上下层结合良好；振捣器应尽可能垂直地***混凝土中，如条件困难，可略带倾斜，但与水平面夹角不宜小于45°；振捣棒捣固时应快插、慢拔，在每一孔位的振捣时间，以混凝土不再显著下沉、水分和气泡不再逸出并开始泛浆为准，一般为10～30s；振捣时不得碰撞模板、钢筋和预埋管件，距模板的垂直距离，不应小于振捣器有效半径的1/2；混凝土必须振捣密实，无漏振及过振现象；二衬侧墙振捣以人工振捣为注，浇筑时在拱顶部位每组衬砌预留不少于两个注浆孔，二衬砼达到100％强度后对初支与二衬间空隙进行回填注浆，保证初支与二衬密贴。

7.7、模板拆除：待混凝土达到设计强度的80％后方可拆模；

7.8、混凝土养护：拱墙砼终凝后及时喷水养护，养护期间处于湿润状态，养护时间不得少于14d。

进一步地，所述的步骤2.1和步骤2.2开挖中的超挖部分须回填密实，并预留注浆孔进行二次注浆填充。

进一步地，所述的步骤2在开挖的进程中，尽量减少超挖，严格控制欠挖，仅在岩层完整、抗压强度大于30MPa，不影响衬砌结构的稳定和强度时，岩石个别突出部分(每平方米内大于0.1m)可侵入衬砌，侵入量不大于50mm；拱脚、墙脚以上1m内断面严禁欠挖。

进一步地，所述的步骤2中对于隧道浅埋段的开挖，须严格控制地表沉陷，减小循环开挖进尺和放置塌方，其具体措施如下：施工中为减少对围岩扰动，软弱地层、松散破碎地段采用挖机、风镐开挖，建筑物影响较大地段，减少施工进尺速度，每次开挖进尺不超过一榀；加强地表下沉、拱顶下沉的观测及反馈，以指导施工。

进一步地，所述的步骤3.1中的钢架加工允许误差如下：沿隧道周边轮廓误差不大于3cm，平面翘曲小于2cm，接头连接要求同类之间可以互换；钢架各单元必须明确标准类型和单元号，并分单元堆放于半成品存放区内备用。

进一步地，所述的步骤3.1中的钢架加工成品在进行结构试验时，在工作台上将钢架拼装成环，外侧焊油顶座，采用油顶，仪表按设计荷载进行加压。使用应力计及收敛仪量测钢架内力和变形情况。

进一步地，所述的步骤3.3中安装好的钢架必须保证拱架平面与隧道中心线垂直，竖向垂直度采用垂球测量，纵向测量采用等距法，每个台班钢架安装时测量人员需测出准确钢架里程并对上一循环进行纠偏。

进一步地，所述的步骤3.3中钢架的安装应在每节钢架上标明型号及使用部位，防止工人拿错耽误施工时间；合理设计每节钢架的下料长度，确保每节钢架不会太重，便于操作；连接钢板螺栓孔统一使用台钻钻孔，保证螺栓孔一一对接，便于操作；上台阶钢架安装时，钢架拱脚连接钢板螺栓孔采用土工布包裹，下台阶钢架施工时可节约螺栓连接时间。

进一步地，所述的步骤6的初支喷射混凝土作业分段分片进行，喷射作业自下而上，先喷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，后喷一层应在前一层终凝后或间隔一小时后喷射；喷射时自下而上，即先墙脚后墙顶，先拱脚后拱顶，避免死角，料束呈螺旋旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形喷射，每次蛇形喷射长度为50mm；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；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，不平整度允许偏差为±3cm。

进一步地，所述的步骤6的注意事项如下：

1)严格控制混凝土施工配合比，配合比经试验确定，混凝土各项指标都必须满足设计及规范要求，混凝土拌合用料称量精度必须符合规范要求；

2)严格控制原材料的质量，原材料的各项指标都必须满足要求；

3)喷射混凝土施工中确定合理的风压，保证喷料均匀、连续。同时加强对设备的保养，保证其工作性能；

4)喷射作业由有经验、技术熟练的喷射手操作，保证喷射混凝土各层之间衔接紧密；

5)喷射混凝土前先按设计要求完成超前小导管、钢筋网、钢架的安装工作；

6)喷射混凝土由专人喷水养护，以减少因水化热引起的开裂，发现裂纹用红油漆作标记，进行观察和监测，确定其是否继续发展，若在继续发展，找出原因并作处理；

7)坚决实行“四不”制度：即喷射混凝土工序不完，掌子面不前进，喷射混凝土厚度不够不前进，混凝土喷射后发现问题未解决不前进，监测结果表明不安全不前进。以上制度由现场领工员负责执行，责任到人，并在工程施工日志中做好记录以备检查；

8)初支背后注浆：初支施工时在拱墙范围内预埋A42注浆钢花管，在处置完成3-5m后及时压注水泥浆，以确保初支密实。注浆参数：管长为初支厚度加0.5m，壁厚4mm，注浆管间距1.5×2.0m(环×纵)，梅花形布置，注浆水灰比0.5-1.0MPa。

进一步地，所述的步骤7中的施工注意事项如下：

1)复查台车模板及中线、高程是否符合要求，净空尺寸是否符合要求，台车及挡头模安装定位是否牢靠；

2)模板接缝是否填塞紧密，脱模剂是否涂刷均匀；

3)基底清理是否干净，施工缝是否处理；

4)止水条、止水带安装是否符合设计及规范要求。

进一步地，所述的步骤7的隧道二次衬砌采用分段施工，即YDK35+440～+445，计5m；YDK35+445～+450，计5m；YDK35+450～+455，计5m；YDK35+455～+460，计5m；共计20m；ZDK35+448～+453，计5m；ZDK35+453～+458，计5m；ZDK35+458～+463，计5m；ZDK35+463～+468，计5m；ZDK35+468～+474，计6m；共计26m。

采用上述步骤后，本具体实施方式有益效果为：本具体实施方式所述的一种冷开挖下穿立交桥施工方法，减少隧道开挖时对周边环境的扰动，降低施工风险，保证既有立交桥运营安全，本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种冷开挖下穿立交桥施工方法，其特征在于：它的施工步骤如下：

(1)、超前预支护施工

(1.1)、超前小导管支护

(1.1.1)、超前小导管注浆设备及注浆材料的准备：注浆设备采用FBY双液注浆机；注浆材料使用P.O42.5的硅酸盐水泥浆液，水灰比为0.5:1～1:1；注浆前先进行试验，试样达到规范要求后进行实际操作；先将所需的水倒入搅拌桶，再将水泥按照配比倒入搅拌桶，机械搅拌，搅拌均匀后，备用，水泥浆液随拌随用；

(1.1.2)、超前小导管加工与安装：小导管采用Ф42无缝钢管加工而成，前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲；小导管中间部位钻Ф6～8mm注浆孔，呈梅花形布置，间距20cm，尾部1m范围内不钻孔，防止漏浆，末端焊环形铁箍，以防打设时端部开裂，影响注浆管联接，施工时先用风镐钻孔，风钻顶进；将钻孔后的小导管连接并密封孔口；

(1.1.3)、超前小导管注浆：注浆顺序由无水孔到有水孔，由少水到多水孔，并需跳开压注；施工中对每根小导管的长度、压注时间、浆液消耗量及现场出现的各种问题和解决办法都要记入规定格式记录表；

(1.1.4)、超前小导管注浆结束标准限定：

单孔结束标准：注浆时应先慢后快、先低压后高压，开始注浆时压力不超过0.2Mpa，随注浆量增加逐渐增加压力直至设计值，注浆结束标准为单孔注浆量达到设计值，注浆压力达到设计值继续注浆2min，进浆量小于初始进浆量的1/4，即可结束注浆；

全段结束标准：所有注浆孔都按标准结束注浆，隧道内无明显的漏水点；

(1.1.5)、超前小导管质量验收；

(1.2)、大管棚支护

(1.2.1)、大管棚注浆设备及注浆材料的准备：注浆设备采用FBY双液注浆机，注浆材料使用P.O 42.5的硅酸盐水泥浆液，水灰比为0.5:1～1:1，当地下水发育或浆液扩散范围较大时，注浆浆液应该为水泥-水玻璃双液浆，先将所需的水倒入搅拌桶，在将水泥按照配比倒入搅拌桶，机械搅拌，搅拌均匀后，备用，水泥浆液随拌随用；

(1.2.2)、大管棚加工与安装：

导管规格：热扎无缝钢花管、外径159mm、壁厚10mm、长度左隧26m，右隧20m；管距：环向间距35cm；倾角：外插角0～3°；大管棚连接钢管采用Ф180*10mm、长40cm连接钢管接长，为了使大管棚接头错开布置，右隧编号为奇数孔位的管棚节段按4*4.5m+2.0m布置，编号为偶数孔的管棚节段按2.0m+4*4.5m布置，左隧编号为奇数孔位的管棚节段按5*4.5m+3.5m布置，编号为偶数孔的管棚节段按3.5m+5*4.5m布置；大管棚采用Ф159无缝钢管加工而成，前端加工成锥形，导管内增设钢筋笼，钢筋笼由四根C18HRB400主筋和固定环组成，固定环采用短管节，将其与主筋焊接，按1m间距设置，管棚中间部位钻Ф10～16mm注浆孔，呈梅花形布置，间距20cm，尾部1.5m范围内不钻孔；大管棚采用跟管钻进法施作，以减小管棚施作引起地面沉降问题；

(1.2.3)、大管棚注浆：注浆顺序由无水孔到有水孔，由少水到多水孔，并需跳开压注，施工中对每根管棚的长度、压注时间、浆液消耗量及现场出现的各种问题和解决办法都要记入规定格式记录表，以便分析前方地质情况；

(1.2.4)、大管棚注浆结束标准限定：

单孔结束标准：注浆压力逐渐升高，当达到设计终压并稳定10min；注浆量不小于设计注浆量80％；进浆速度小于开始进浆速度的1/4；

(1.2.5)、大管棚质量验收；

(2)、洞身开挖

(2.1)、非***开挖上台阶

部，施作

部初期支护；在完成

部初期支护5m后暂停

部开挖，喷5cm厚C25混凝土封闭掌子面；

(2.2)、非***开挖上台阶

部，施作

部初期支护；在完成

部初期支护5m后暂停

部开挖，喷5cm厚C25混凝土封闭掌子面；

(2.3)、及时铺设仰拱防水层，灌注

部仰拱与边墙混凝土；

(2.4)、灌注仰拱填充

部至设计高度；

(2.5)、施作拱墙防水层，一次性浇注

部拱墙混凝土；

(2.6)、待二衬混凝土强度达到设计强度的80％后，重复上述工序(2.1)-(2.6)进行下一衬砌循环施工；

(3)、钢架加工与安装

(3.1)、钢架加工：技术人员根据图纸尺寸对钢架单元划分及每单元半径、弧长技术参数进行复核，无误后下发技术交底，现场通过型钢冷弯机加工钢架；

钢架在钢筋加工棚统一按设计尺寸加工好，钢架连接钢板必须使用台钻钻孔，不得使用电焊或乙炔烧孔，各单元钢架加工完成必须组织试拼，检查钢架尺寸及轮廓合格后方可批量生产并投入使用；

(3.2)、测量定位：开挖完毕，初喷混凝土后，即进行钢架的安装，钢架定位采用中线高程法，根据全站仪定出隧道的中线，依据中线对称量取钢架端头的支距，使其符合设计数值，同时采用水准仪测量钢架的拱顶、拱脚、仰拱底控制点的高程，调整钢架使其符合设计要求；

(3.3)、钢架安装：调整好钢架位置后，将钢架间螺栓拧紧，在两榀之间设Φ22纵向连接钢筋，环向间距1000mm，单层布置，连接钢筋接长采用双面搭接焊，焊接时保证两侧钢筋在同一轴线上；

(3.4)、钢筋网铺设：钢筋网采用φ8钢筋，间距200mm×200mm，钢筋网片预先按设计拱架间距在洞外加工好备用，钢筋网片加工采用钢筋捆扎机制作，锚杆施作好后进行钢筋网的铺装；钢筋网应随高就低紧贴初喷面，用冲击钻打浅孔埋膨胀螺栓，钢筋网固定于螺栓上，并与锚杆尾部焊接；在洞外分片制作，安装时搭接长度不小于10cm；人工铺设，必要时利用风钻气腿顶撑，以便贴近岩面，与锚杆和钢架绑扎连接牢固；钢筋网和钢架绑扎时，应绑在靠近岩面一侧；喷混凝土时，调节喷头至受喷面距离和风压，减少钢筋网振动，降低回弹；钢筋网混凝土保护层厚度不小于2cm；

(4)、砂浆锚杆施工

(4.1)、钻眼：钻孔机具根据锚杆类型、规格及围岩情况选择；孔位允许偏差为±150㎜，钻孔数量应符合设计规定；钻眼直径必须大于锚杆杆体直径15mm；孔深不应小于锚杆杆体有效长度，但深度超长值不应大于100mm；

(4.2)、灌浆：灌浆前必须将孔眼吹净；水泥砂浆必须拌合均匀，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；注浆管必须插至距孔底5～10cm处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体***，锚杆杆体***孔内的长度不得短于设计长度的95％，若孔口无砂浆流出，必须将杆体拔出重新注桨，锚杆安设后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物；

(4.3)、锚杆安装：安装前钢筋必须除锈校直；灌浆后必须立即将钢筋匀速***，位置居中；孔口可用木楔临时封固；钢筋尾端外露长度宜稍小于喷层厚度；安装好后不得敲击和碰撞，锚杆***深度不得小于设计要求的95％；在有水地段，采用水泥砂浆锚杆时，如遇孔内流水,在附近另行钻孔作为导流管,排出水后再进行锚杆作业；

(5)、中空注浆锚杆施工

(5.1)、施工准备：在初喷混凝土后及时进行锚杆安装作业，检查锚杆孔是否畅通；检查空压机及其管路、风枪是否处于良好状态；

(5.2)、锚杆钻孔：锚杆钻孔采用气腿式风枪凿岩机械，钻孔前根据设计要求并结合围岩产状定出孔位，作出标记；将钻头对准标定的位置，尽可能使钻进方向垂直岩层结构面，以便起到更好的加固作用，钻孔结束时，保持锚杆外露段长度在10～15cm；

(5.3)、清孔：钻至设计深度后，用水或高压风清孔，确认畅通后卸下钻杆连接套；

(5.4)、打入锚杆：风枪顶入的方式打入锚杆；

(5.5)、注浆：注浆采用挤压式注浆泵，注浆浆液为M20水泥浆，用孔帽装配套将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口30cm左右，检查注浆设备，按配合比配制水泥浆，开动注浆泵注浆，直至浆液从孔口周边挤出或压力表已达设计压力值时终止，对于中空注浆锚杆，注浆时孔口压力为0.7～1.0MPa,达到压力时持续15min即可终止注浆，注浆完成后，及时用水清洗注浆机及管路；

(5.6)、安装垫板、螺母：在所注浆液强度达到预定强度之后，安装垫板，使其紧贴岩面，上紧杆端螺母，使其产生一定的预应力，起到更好的加固围岩的作用，锚杆与垫板应保持垂直，并与喷射砼充分接触，螺母务必拧紧；

(6)、初支喷射混凝土

(6.1)、喷砼原料准备：

水泥：采用设计要求标号的普通硅酸盐水泥，使用前做强度复查试验，其性能符合现行的水泥标准；

细骨料：中粗砂，细度模数大于2.5，用5mm筛网过筛；

粗骨料：粒径5mm～15mm的机制碎石；

水：采用自来水；

速凝剂：采用液体速凝剂，使用前与水泥做相容性试验，与水灰比0.4的净浆试验满足初凝时间小于5min，终凝时间小于10min，掺量小于水泥用量的5％，28天强度保持率大于70％；

(6.2)、混凝土湿料的搅拌：采用强制式搅拌机搅拌，形成喷料，搅拌时间不少于3分钟；定期检验搅拌所用投料计量装置，配置偏差符合规范要求，灰骨比：1:3.5～1:4.0，水灰比:0.42～0.50，混凝土坍落度8～12cm；

(6.3)、喷射混凝土施工：对受喷面进行处理，并埋设喷层厚度标志，接通风水电并试机，利用搅拌车运输喷料，并进行初喷混凝土作业，初喷混凝土作业完成后，补喷、调整配合比后再进行复喷混凝土作业，最后质检即可；

(7)、隧道二次衬砌

(7.1)、基面清理、测量放线：将底板防水保护层杂物清理干净，然后放线弹出二衬两边墙位置线、底板控制线，控制点间距不得大于5m，不得用铁钉或短钢筋，以免扎坏防水层；

(7.2)、防水设备安装；

(7.3)、仰拱钢筋绑扎：受力钢筋为双层布置，仰拱钢筋保护层采用砂浆垫块控制；双层钢筋之间设马凳控制保护层及定位；二衬主筋型号直径最大为Φ20，采用双面焊接，接头位置错开35d；受力钢筋接头设置在受力较小处，接头位置错开35d；受力筋接头采用直螺纹连接，设置在同一构件内的接头应相互错开，钢筋接头面积的百分率符合规范及设计要求，受拉区不大于50％；钢筋绑扎搭接时，中间和两端共绑扎三处，必须单独绑扎后再和交叉筋绑扎；主筋和分布筋除变形缝处2～3列骨架全部绑扎外，其它可以交叉绑扎，绑扎点铁丝扣成八字型；箍筋与主筋交叉点全部绑扎；

(7.4)、仰拱砼浇筑及养护：砼浇筑前在钢筋及马凳上采用脚手板搭设浇筑马道，防止钢筋变形；砼浇筑采用地泵，砼塌落度控制在120mm～160mm；二衬砼底板厚度左线0.8m，右线1m，采用斜面分层法浇筑，由一端开始下灰，振捣手密切配合，用“赶浆法”保持混凝土沿板底向前推进，边振捣边用刮杠刮平，木抹子压实抹平，初凝前二次压面，以减少砼裂缝；砼浇筑后12h内及时养护，养护时间不得少于14d；

(7.5)、拱墙钢筋绑扎：钢筋保护层采用塑料垫块控制；在拱墙两层钢筋之间设置“S”型拉接筋控制钢筋净距，拉接筋间距1m，梅花形布置，其它绑扎技术要求同底板钢筋绑扎；

(7.6)、拱墙砼浇筑：泵送混凝土入仓自下而上，从已灌筑段接头处向未灌筑方向，浇筑前，底部先填约50mm厚与墙体砼同标号的细石子砼，浇筑过程中充分利用模板预留窗口，分层对称浇注混凝土，在出料管前端加接3～5m同径软管，使管口向下，避免水平对砼面直泵；当混凝土浇筑面已接近顶部，进入封顶阶段，为了保证空气能够顺利排除，在预留注浆孔安装排气管，排气管一端尽可能靠防水板顶部，将排气管另一端固定在模板台车内，且固定牢固；随着浇筑继续进行，当发现有水自排气管中流出时，即说明仓内已完全充满了混凝土，停止浇筑混凝土，疏通排气管和撤出泵送软管；封顶混凝土时尽量从内向端模方向灌注，以排除空气，后期利用排气管对拱顶注浆将砼收缩产生的空隙进行填实；

(7.7)、模板拆除：待混凝土达到设计强度的80％后方可拆模；

(7.8)、混凝土养护：拱墙砼终凝后及时喷水养护，养护期间处于湿润状态，养护时间不得少于14d。

2.根据权利要求1所述的一种冷开挖下穿立交桥施工方法，其特征在于：所述的步骤(2.1)和步骤(2.2)开挖中的超挖部分须回填密实，并预留注浆孔进行二次注浆填充。

3.根据权利要求1所述的一种冷开挖下穿立交桥施工方法，其特征在于：所述的步骤(2)在开挖的进程中，尽量减少超挖，严格控制欠挖，仅在岩层完整、抗压强度大于30MPa，不影响衬砌结构的稳定和强度时，岩石每平方米内突出部分大于0.1m可侵入衬砌，侵入量不大于50mm；拱脚、墙脚以上1m内断面严禁欠挖。

4.根据权利要求1所述的一种冷开挖下穿立交桥施工方法，其特征在于：所述的步骤(2)中对于隧道浅埋段的开挖，须严格控制地表沉陷，减小循环开挖进尺和放置塌方，其具体措施如下：采用挖机、风镐开挖，建筑物影响较大地段，减少施工进尺速度，每次开挖进尺不超过一榀；加强地表下沉、拱顶下沉的观测及反馈，以指导施工。

5.根据权利要求1所述的一种冷开挖下穿立交桥施工方法，其特征在于：所述的步骤(3.1)中的钢架加工允许误差如下：沿隧道周边轮廓误差不大于3cm，平面翘曲小于2cm，接头连接要求同类之间可以互换；钢架各单元必须明确标准类型和单元号，并分单元堆放于半成品存放区内备用。

6.根据权利要求1所述的一种冷开挖下穿立交桥施工方法，其特征在于：所述的步骤(3.1)中的钢架加工成品在进行结构试验时，在工作台上将钢架拼装成环，外侧焊油顶座，采用油顶，仪表按设计荷载进行加压；使用应力计及收敛仪量测钢架内力和变形情况。

7.根据权利要求1所述的一种冷开挖下穿立交桥施工方法，其特征在于：所述的步骤(3.3)中安装好的钢架必须保证拱架平面与隧道中心线垂直，竖向垂直度采用垂球测量，纵向测量采用等距法，每个台班钢架安装时测量人员需测出准确钢架里程并对上一循环进行纠偏。

8.根据权利要求1所述的一种冷开挖下穿立交桥施工方法，其特征在于：所述的步骤(6)的初支喷射混凝土作业分段分片进行，喷射作业自下而上，先喷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，后喷一层应在前一层终凝后或间隔一小时后喷射；喷射时自下而上，即先墙脚后墙顶，先拱脚后拱顶，避免死角，料束呈螺旋旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形喷射，每次蛇形喷射长度为50mm；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；喷射混凝土表面应密实、平整、无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水现象，不平整度允许偏差为±3cm。

9.根据权利要求1所述的一种冷开挖下穿立交桥施工方法，其特征在于：所述的步骤(7)的隧道二次衬砌采用分段施工，即YDK35+440～+445，计5m；YDK35+445～+450，计5m；YDK35+450～+455，计5m；YDK35+455～+460，计5m；共计20m；ZDK35+448～+453，计5m；ZDK35+453～+458，计5m；ZDK35+458～+463，计5m；ZDK35+463～+468，计5m；ZDK35+468～+474，计6m；共计26m。

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