偏压浅埋隧道施工方案文档格式.docx
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审核:
项目总工:
项目经理:
1编制依据及编制原则
1.1编制依据
新建铁路合肥至武汉Ⅲ标站前工程总体实施性施工组织设计;
《铁路隧道施工规范》TB10204-2002;
《铁路隧道施工质量验收标谁》TB10417-2003;
《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标谁》铁道部[2005]160号文;
《铁路工程施工安全技术规程》TB10401-2003;
新建铁路沪汉蓉通道合肥至武汉段新建工程施工图(先期开工段);
现场调查的资料及本单位施工队伍、技术装备能力及施工实践经验;
国家、铁道部现行设计施工规范及验收标准和国家、地方的有关政策和法规;
本工程所涉及的地方和国家有关政策和法规,特别是环境保护、水土保持方面的政策和法规。
1.2编制原则
遵循招标文件条款,响应招标文件要求。
指导思想是:
科学组织、合理投入、优质安全、快速高效、不留后患。
坚持实事求是的原则,根据本单位的能力,确保施工组织的可行性、先进性和合理性。
实行“项目法施工”的组织原则。
做到依靠科技、精心组织、合理安排、突破重点。
重视隧道的工程地质、水文地质调查及超前地质预报工作,把超前地质预报纳入施工工序。
建立以地质工作内容为先导、以量测为依据的信息化施工管理体系。
2工程概况
2.1工程概述
本工区施工的五座隧道中,有多处属于浅埋地段,如鹰嘴石隧道出口段、红石庙隧道入口段、许家湾隧道入口段、尹湾隧道出口段及中间地段,其中尹湾隧道中间地段DK167+300~+450买深很浅,地表为种植水田地表水丰富,是施工的重点控制地段,需在旱季组织施工。
2.2工程地质与水文地质条件
2.2.1沿线地形地貌特征
本标段属于大别山中段北坡,为江淮分水岭主脉,群山连绵,沟谷深切,自南向北地势由高趋低,为低山区,相对高差最高达500m,其间河谷深切,植被绿化良好,局部丘陵区相对高差10~50m。
2.2.2地质岩性
本标段位于金寨至麻城段大别山区,基岩基本裸露,以区域变质岩-石英片岩、片麻岩、花岗岩、闪长岩为主。
浅埋地段多为全风化或强风化二长花岗岩,且地下水发育。
尹湾隧道浅埋段围岩见“表2-1隧道围岩特征及分级表”。
表2-1隧道围岩特征及分级表
序号
地层时代
特征
所处地段
1
石炭纪下统佛子岭诸佛岩组
表层为残坡积粉质粘土,褐黄色,其下为云母石英片岩,全风化,下为强风化,灰色,岩体结构大部分已破坏,风化呈碎块状。
DK167+129-DK167+180
2
侏罗系上统三合单元
二长花岗岩,棕红色,全~弱风化,弱风化层岩质坚硬,岩体较完整,DK167+270~+300为ANCZF石英片岩与J3Z二长花岗岩接触带。
DK167+244~DK67+450
3
表层为全风化二长花岗岩,褐黄色,强风化,下为强风化,褐黄色,其下为弱风化,岩体较完整。
DK167+560~DK167+600
2.2.3气象特征
沿线属北亚热带季风气候,冬季干旱,夏季多雨,干湿交替,四季分明。
线路所经地区,年均降雨量900~1600mm,每年6~9月为汛期,此期间降雨量一般占全年降雨量的60%以上。
全年平均气温为14.6℃~16.4℃,七月最热,平均气温27.2℃~28.7℃,极端最高气温43.3℃;
一月最冷,平均气温1.4℃~3.3℃,极端最低气温-12.9℃。
平均无霜区为210~259天左右,风力最大8~9级,风速为21m/s~25m/s。
2.2.4水文特征
本线跨越淮河和长江两大流域,大别山为两大水系的分水岭。
大别山以北属淮河流域,大别山以南属长江流域。
大别山以南主要跨越长江北岸的滠水、倒水、举水及其支流水系,大别山以北主要跨越淮河流域的支流淠河。
3施工方案
3.1浅埋洞门段的开挖
3.1.1边仰坡开挖
隧道进洞前按设计图放出仰坡及路堑开挖轮廓线,做好洞顶截水天沟,以防地表水冲刷边仰坡,导致边仰坡失稳坍塌。
截水天沟结合现场地形修建,施工时首先将沟底虚土清理干净,然后施作砌体,要求坡面顺畅、不漏水。
边仰坡分上、中、下三台阶进行。
仰坡台阶开挖先挖一层台阶至洞口处,进洞后再开挖下部台阶,开挖台阶标高与隧道进洞台阶标高一致,并与边坡相协调,开挖过程中严格控制边坡位置及坡度,并及时做好边、仰坡防护。
边仰坡防护采用Φ22砂浆锚杆(L=3m),间距1.5m梅花型布置,挂φ8钢筋网(网格25×
25),喷10cm厚C20混凝土。
3.1.2大管棚超前支护施工工艺
隧道洞口段V级围岩较差,采用大管棚超前支护。
用φ108mm的钢管20根和φ108mm的钢花管21根间隔制作拱顶大管棚,管棚按设计长度施工,其走向与隧道中线平行。
在钻孔过程中,为防止钻头下垂侵入净空,设外插角2~4°
。
大管棚钻孔采用管棚钻机,钻孔前先施作套拱,套拱预留孔作为管棚钻孔导向作用。
人工插入钢管。
钢管应按6m,10m分节制作,前端按梅花型布置注浆孔,未端4m不钻孔,外露2m锚固于套拱,前端制作成楔形。
插管时注意相邻钢管接头错开2m,同一截面节头不超过50%。
其注浆压力应不小于2MPa。
其施工工艺详见“大管棚施工工艺流程图”。
大管棚施工工艺流程图
工程试验
3.1.3小导管超前支护施工工艺
在V级围岩地段除上项使用大管棚超前支护地段,部分采用超前小导管预支护。
对浅埋地段、结构松散、稳定性差的软弱围岩地段,采用超前小导管注浆予加固,使其达到支护掘进进尺范围内拱部围岩,有效地约束围岩在开挖的一定时间内不发生松弛坍塌,为大面积开挖与喷锚支护创造条件。
超前小导管尾端支撑在格栅拱架上。
超前小导管的施工,在土质围岩中,采用螺旋钻钻孔;
在石质围岩中,采用风钻钻孔。
小导管采用φ42mm钢管制作,长4.5m左右,间距50cm,外插角5~10°
,管前端做成楔状,在管前部2.5~4m范围内按梅花形布置,钻φ6mm的注浆孔,以便钢管顶入地层后对围岩空隙注浆。
其施工工艺详见下页“超前小导管注浆施工工艺流程图”。
3.2偏压、浅埋洞身段的施工
3.2.1小管棚超前支护施工工艺
隧道洞身浅埋地段,围岩均较差,根据施工图采用小管棚超前支护。
用φ89mm的钢管20根和φ89mm的钢花管21根间隔制作拱顶小管棚,管棚按设计长度施工,其走向与隧道中线平行。
在钻孔过程中,为防止钻头下垂侵入净空,设外插角1~3°
小管棚钻孔采用管棚钻机,钻孔前先在隧道掌子面(施做小管棚断面)上外扩出小管棚尺寸位置,喷射混凝土并预留孔,作为小管棚钻孔导向孔,人工插入钢管。
超前小导管注浆施工工艺流程图
3.2.2超前锚杆支护施工工艺
隧道洞身浅埋地段,围岩岩层较稳定时,根据施工图采用超前砂浆锚杆支护,锚杆采用25螺纹钢,长3.5m,外插角10°
~30°
不等,环向间距40cm,粘接材料采用砂浆,尾端支撑于钢架上,纵向搭接长度1.5m。
采用风动凿岩机钻孔打入。
3.2.3中空注浆锚杆
按照设计要求及时安设环向注浆锚杆,先在岩面上测放出需施设锚杆孔的点位,在凿岩台车架上使用风枪凿岩机钻孔。
孔位偏差不大于5cm,成孔后用高压风枪清孔,孔内清洗干净后,浆锚杆塞入孔内,安止浆塞,套接注浆管,把锚杆与孔壁间的空间用早强水泥砂浆注满,然后加垫板和螺母,待锚杆有一定抗拉强度后拧紧螺母。
锚杆的锚固力不得低于设计和规范所确定的抗拔力,每300根至少作一组锚杆抗拔力试验,每组不少于3根。
3.2.4砂浆锚杆施工
原材料及配合比:
锚杆杆体采用Φ22mm的螺纹钢,锚杆平直、无锈,使用前先除油,砂浆采用中砂和42.5#水泥拌制,砂最大粒径不大于2.5mm,使用前过筛清洗。
砂浆配合比控制在(水泥:
砂子)1:
1~1:
0.5之间,水灰比控制在0.45~0.5之间。
砂浆拌合均匀,随合拌随使用,在砂浆初凝前使用完毕。
钻孔:
采用锚杆台车或手持凿岩机钻孔,钻孔的深度、方向和布置严格按设计施工,孔深误差不超过5cm,孔径大于杆体直径15mm,钻孔完毕吹净孔内积水、积粉和岩碴。
灌浆、安装:
采用牛角泵灌浆。
灌浆开始和中途停止超过30分钟,用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路。
灌浆时注浆管插入距孔底5-10厘米处,随砂浆的注入缓慢均匀拔出,灌浆压力不大于0.4Mpa。
避免孔中砂浆漏灌,保证锚杆全长锚固。
注浆完后安装锚杆,锚杆的插入长度不小于设计长度的95%,其外露长度满足设置托板、钢筋网要求,锚杆安装后不得随意敲击。
砂浆锚杆施工工艺流程图
拉拔试验
点
3.2.5钢架施工
钢架加工:
按照设计尺寸在平整的场地上放出1∶1大样,把整榀钢架分12个单元,并焊好连接法兰,法兰的焊接准确周正,孔眼对应。
使用前将各单元编号预拼,无侧弯、扭曲、错台、变形等缺陷,方可使用。
钢架架立:
首先要测量准确,架立后复核,钢架尽可能与围岩贴靠紧密(空隙小于5cm),两侧底脚使用垫块支垫牢固。
如基底松软则安装时设置垫板,防止支撑受荷载下沉,必要时用砼加固基底。
锁脚:
每单元接头处施作锁脚锚杆,通过钢架或型钢钢架与锚杆的焊接,将钢架锁定到墙上。
锚杆打设,与水平成约45°
角倾斜向下,以改善受力状态。
连接:
法兰之间对正,用螺栓连接牢固,钢架与纵向锚杆焊牢,钢架与钢架之间用Φ22螺纹钢焊接连成整体,起到整体支护效果。
纵向连接筋按八字型交错连接成桁架结构,结点呈不可活动绞形式。
此法抗扭性好,利于整体性和稳定性的提高。
加楔:
在格栅与围岩间空隙加砼预制楔块,保证围岩压力均匀传至格栅钢架上。
3.2.6开挖施工
偏压地段开挖施工采用交叉中隔壁(CRD)法,以确保初期支护质量、减小对地层的扰动、安全开挖,开挖施工工序(如图所示):
⑴、a利用上一循环架立的钢架施作隧道及中隔壁超前支护。
b弱爆破开挖①部。
c喷8cm厚混凝土封闭掌子面。
d施作①部周边的初期支护和临时支护,即初喷4cm厚混凝土,架设I18钢架及I18临时钢架,并设锁脚钢管。
e导坑底部喷15cm厚混凝土,施作①部临时仰拱,安设I18横撑。
f钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
(2)a在滞后于①部一段距离后,弱爆破开挖②部。
b喷8cm厚混凝土封闭掌子面。
c施作②部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷4cm厚混凝土,架设I18钢架及I18临时钢架,并设锁脚钢管。
e导坑底部喷15cm厚混凝土,施作②部临时仰拱,安设I18横撑。
(3)a利用一循环架立的钢架施作隧道超前支护。
b开挖③部并施作导坑周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同①。
(4)a开挖④部并施作导坑周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同②。
(5)a在滞后于②部一段距离后,弱爆破开挖⑤部。
c隧底周边部分初喷4cm厚混凝土。
d接I18钢架及I18临时钢架。
e钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
(6)a在滞后于④部一段距离后,弱爆破开挖⑥部。
d架设I18钢架使钢架封闭成环。
(7)逐段拆除靠近已完成二次衬砌6~8m范围内中隔壁底部钢架单元。
(8)灌筑仰拱及隧底填充(仰拱与填充应分次施作),接中隔壁底部I18临时钢架托
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