水墩隧道进洞专项施工方案最终文档格式.docx
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10.3、防止水土流失和废料废方的处理措施23
10.4、防止和减轻水、大气受污染的措施24
水墩隧道进洞专项施工方案
一、编制依据
1、广东省交通运输厅《广东省高速公路建设标准化管理规定(试行)》(粤交基﹝2010﹞435号);
2、《关于印发广东省高速公路建设标准化管理指南(试行)的通知》(粤交基﹝2010﹞1375号);
3、广东路桥公司汕湛高速公路工地建设标准化指南;
4、汕湛高速揭博项目两阶段设计图纸;
5、《公路工程技术标准》(JTGB01-2003);
6、《公路隧道施工技术规范》(JTGF-2009);
7、广东紫金的水文、气象及本隧道的地质资料。
二、编制范围
本方案适用于汕湛高速T9标水墩隧道进口端和出口端的进洞施工。
三、工程概况
3.1、概况简要
水墩隧道进口位于紫金县水墩镇群丰村西南,附近有X170县道,离隧道进口约350m;
隧道出口位于紫金县水墩镇榕树村长林片南侧,距县道约200m。
隧道总体走向呈近东西向,在进口段略向南呈弧形。
其中,隧道进口段120m范围为小间距隧道,其余为分离式。
左洞起讫桩号ZK161+198~ZK162+590,共长1392m;
右洞起讫桩号K161+205~K162+575,共长1370m,属于长隧道,双向六车道,设计行车速度120Km/h。
3.2、水文、地质条件
1、地形地貌
拟建隧道区属构造剥蚀低山丘陵地貌,地形起伏较大,坡陡,自然坡度30~45°
。
进口段坡度达35~40°
,出口15~20°
进出口均与山间沟谷盆地相连,线路经过最高海拔532m,最低海拔352m,相对高差约180m。
隧道进口处于北向东的波状地带,附近有一北向冲沟。
隧道出口处为一近东西向山坡,地形坡角15~20°
.地表地形起伏大,植被发育。
隧道进、出口段地表水弱发育,山间沟谷为区内地表水汇集、排泄通道。
隧道进出口均为斜坡地带,坡面地表水易于向沟谷排泄,地表坡面漫流不会对隧道工程产生浸淹危害。
2、地层岩性及地质构造
根据区域地质资料、沿线地质调查及物探资料分析,隧道址区主要为侏罗系下统蓝塘群(下亚群)砂岩及燕山早期侵入花岗岩,右幅进口段及大部分洞身段(K161+200~K162+320)分布侏罗系下统蓝塘群(下亚群)砂岩,属半坚硬状岩组。
K162+200~K162+580段分布燕山早期侵入花岗岩,属坚硬状岩组。
构造弱发育,隧道处存在一花岗岩与砂岩接触带(K162+320),接触带附近岩石较破碎,对洞身围岩的稳定性将起到不良影响。
左幅进口段及大部分洞身(ZK161+190~ZK162+335)分布侏罗系下蓝塘群(下亚群)砂岩,属半坚硬状岩组。
ZK162+335~ZK162+585段分布燕山早期侵入花岗岩,属坚硬状岩组。
构造弱发育,隧道处存在一花岗岩与砂岩接触带(ZK162+335),接触带附近岩石较破碎,对洞身围岩的稳定性将起到不良影响。
3、水文地质条件
隧道区地形切割较深,冲沟、坡面凹沟、山间谷地等负地较发育。
地表水由大气降水及地下水补给,径流快。
但岩性接触带处存在连通地表水补给地下水的情况,对隧道建设有影响。
地下水主要由空隙潜水及基岩裂隙水、构造脉动水。
3.3、进出口洞口边坡稳定性评价
隧道进口端洞门开挖,形成的堑、仰坡主要由坡残积层的粉质粘土和砂岩风化层组成,临空状态下,饱水是软化崩解、易失稳,稳定性差。
出口端天然状态下斜坡整体稳定。
洞门堑、仰坡主要由坡残积土及全风化花岗岩构成。
岩土体结构松散,稳定性差。
3.4、洞口主要工程量
表1隧道洞口主要工程量
编号
工程量名称
规格或型号
单位
进口数量
出口数量
1
洞门边仰坡临时防护
土方
m3
5447.1
5740.4
2
石方
2138.9
2289
3
喷射混凝土(临时防护)
C20
93.8
93.7
4
砂浆锚杆(临时防护)
Φ22
kg
5898.2
5908.7
5
钢筋网(临时防护)
Φ6.5
2465.4
2464.8
6
洞顶截水沟
M7.5浆砌片石
129.6
154.8
7
洞口长管棚
长管棚
Φ108×
m
4240
8
连接套管
190.8
9
管棚导向管
Φ127×
212
10
药卷锚杆
132
11
导向管定位钢筋
Φ16
401.4
12
模筑混凝土
78.6
13
长管棚注浆
42.5水泥浆
189.8
14
导向墙基础
4.8
15
钢拱架
I18
4690.4
16
钢架连接钢板
15mm厚
544
17
高强螺栓
M20×
60AM20
套
144
18
纵向连接筋
393.8
四、人员及机械设备
本项目施工过程中计划投入人员和机械设备如下表:
表2主要管理人员
序号
岗位
姓名
项目总工
孙江涛
质检员
郭新权
质检工程师
孟亚峰
安全员
刘俊
技术员
张晓航
测量员
彭永能
表3劳动力配备表
工种
数量
备注
开挖
30×
2人
负责钻孔
支护
负责初支立架、喷射砼
混凝土工
20×
负责二衬、仰拱、洞门等混凝土施工
钢筋工
10×
钢拱架、钢筋加工及安装
电工
2×
需持证上岗
焊工
4×
杂工
负责清洁等杂务
罐车司机
负责混凝土运输
出渣
6×
负责出渣
铲车挖掘机
表4主要设备配备表
名称
规格
空压机
L3.5-8/20
台
湿喷机
ZSP-Ⅱ
挖机
PC220-7
装载机
ED600T
自卸汽车
15T
发电机
手持钻机
ZQ4132
30
潜孔钻
注浆机
HFV-5D
捣固棒
50
钢筋切断机
YS90L2
钢筋弯折机
XLY6
钢筋调直机
GQ12
砂轮机
M3030A
l
工字钢冷弯机
表5测量仪器表
水准仪
正常
全站仪
五、施工进度计划
根据现阶段征地进展、施工准备及临时设施建设情况,结合本工程总体施工安排及我单位以往工作经验,制定水墩隧道进出口进洞施工进度计划。
5.1、隧道进口汕头端
1、洞顶截水沟计划开工时间2013年7月1日,计划完成时间2013年7月7日;
2、边仰坡计划开工时间2013年7月8日,计划完成时间2013年7月20日;
3、左线洞口套拱长管棚计划开工时间2013年7月21日,计划完成时间2013年8月15日;
4、右线洞口套拱长管棚计划开工时间2013年7月27日,计划完成时间2013年8月26日;
5、2013年8月18日开始进口端左线洞身开挖作业;
6、2013年8月29日开始进口端右线洞身开挖作业。
5.2、隧道出口湛江端
1、洞顶截水沟计划开工时间2013年7月3日,计划完成时间2013年7月10日;
2、边仰坡施工计划开工时间2013年7月11日,计划完成时间2013年7月25日;
3、左线洞口套拱长管棚计划开工时间2013年7月26日,计划完成时间2013年8月20日;
4、右线洞口套拱长管棚计划开工时间2013年8月1日,计划完成时间2013年8月27日
5、2013年8月23日开始进口端左线洞身开挖作业;
6、2013年8月30日开始进口端右线洞身开挖作业。
六、施工方案
洞口设计以“早进洞,晚出洞”为原则,以追求“零开挖”为理念,最大限度地降低洞口边坡仰坡的开挖高度,以保证山体的稳定,减小对洞口自然景观的破坏。
6.1、施工准备
详见《水墩隧道临建方案》。
6.2、施工顺序
施工结合洞口地形,地貌和地质条件,并针对洞口段工程的特点和难点,制定以“强支护、弱爆破、早封闭,勤监测,早成环”为原则的总体施工方案。
进洞施工顺序如下:
洞顶截水沟施工→明洞开挖→边仰坡支护→洞口套拱施工→长管棚施工→进洞开挖(双侧壁导坑法)。
6.3、洞顶截水沟施工
洞顶截水沟采用M7.5浆砌片石,截水沟的侧墙及沟底厚度均为30cm,水沟内底宽为60cm。
1、洞顶截水沟位置应根据实际情况设置,距洞口边、仰坡开挖线不小于5米以外。
2、根据地形,放出截水沟的边线,每隔20m做一个断面,在地形变化位置,增加断面。
水沟的沟底坡度随地形变化,保证水沟流水通畅。
3、基础要在稳定的地层中,若遇软地基,应对软地基进行夯实处理。
4、外观要求:
沟身、沟底表面平整,圆滑顺直。
5、根据实际气候情况,对浆砌片石洒水或覆盖养护。
6.4、明洞开挖
明洞开挖避开雨季,开挖防护从上到下逐步进行,边开挖边防护,以保证边仰坡的稳定,边仰坡率符合设计要求。
1、明洞总体分层开挖安排
明洞开挖分层分段开挖,高度控制在3m左右。
(1)、测量组精确放出隧道中线及明暗分界里程,并在地表放出刷坡边线,做出明显标志。
(2)、挖掘机到位清理地表杂物,并为装载机、出碴车等修理出作业平台。
(3)、按照技术交底要求分层开挖,挖掘机开挖,人工修坡,遇到较硬围岩,采用松动爆破。
(4)、开挖至明暗交界断面位置,预留核心土,为进洞时施作长管棚提供平台。
2、明洞开挖注意事项
(1)、由于明洞地表不规则,分层开挖时应保持开挖台阶底部保持在同一平台上。
(2)、明挖部分要从上至下分层进行开挖,必须边开挖边进行边坡防护。
明洞及边仰坡开挖主要采用挖掘机开挖,装载机倒碴至道路边后采用自卸汽车运输至指定地点。
(3)、如需爆破作业时采用微震爆破,爆破时边仰坡炮孔最后起爆,边仰坡周边炮孔采用间隔装药,孔眼间距50cm,确保边仰坡开挖坡面质量;
局部欠挖采用人工配合挖掘机或风镐破除;
确保边仰坡坡度质量,无欠挖,坡面不陡于设计坡度。
(4)、分层开挖后必须进行测量定位,检查边仰坡坡面,进行下一层爆破孔定位,采用红油漆定出炮孔位置。
6.5、边仰坡支护
1、边仰坡开挖与明洞开挖同时进行,每完成一个开挖阶段后要及时进行支护。
(1)、洞顶临时边仰坡按照1:
0.5的坡度进行开挖。
(2)、支护参数表
表6边仰坡支护参数表
项目
规格数量及布设方式
喷射混凝土
C20混凝土10cm厚。
Φ22砂浆锚杆
L=350cm@120×
120cm
Φ6.5钢筋网
网格尺寸20cm×
20cm。
2、施工技术要求:
(1)、测量组准确确定出边坡的坡口线位置,并在地面标志清楚。
(2)、开挖时由上至下逐层开挖,用坡度尺随时检测坡度,保证坡面平整,准确。
(3)、利用机械开挖要预留30cm,以便于人工修整,确保边坡不被扰动。
(4)、边开挖,边清除表面松散土,及时进行支护。
6.6、套拱施工
1、洞口套拱施工方法
(1)、套拱两侧拱脚基坑土方采用人工开挖,石方采用小药量弱爆破进行开挖。
人工平整基底后,测试地基承载力>
300kPa,若不合格则要地基处理。
合格则浇筑导向墙基础,基础采用C20混凝土,沿纵向长度200cm,厚度50cm,宽度120cm。
(2)、套拱纵向长度2米,共设三榀I18工字钢拱架,间距为1m。
立完靠断面的第一榀工字钢后在断面施做φ22、长2m、环向间距为1m的药卷式锚杆,锚杆与第一榀工字钢焊接,以固定钢拱架。
工字钢拱架由钢筋加工场预制完成后运输到现场进行安装,安装时根据测量人员测定的高程和拱架安装控制线准确定位,严格将拱架控制在同一平面。
(3)、焊接纵向连接筋:
使用φ22螺纹钢筋按环向间距100cm将各榀拱架焊接成整体。
(4)、管棚导向管:
工字钢拱架安装后,精确测量将导向管定位,导向管使用φ127×
5mm钢管,环向间距40cm,长2m,轴线外插角1°
~2°
,使用φ16定位钢筋焊接固定在钢拱架上。
导向管管口先塞进编织袋然后用砂浆封堵,防止浇注混凝土时混凝土进入导向管。
2、套拱混凝土施工
当套拱拱架安装完毕,导向管定位后,浇注60cm厚的C20混凝土形成套拱。
(1)、支模:
浇筑导向墙砼需要架设底模、堵头模及背模,底模及堵头模采用木板钉白皮铁,背模采用木模,模板的固定用φ25的环向钢筋和纵向钢筋。
底模固定在模架上,模架用另外三榀I18工字钢做成,模架拱脚支撑在导向墙基础,并利用钢管支撑模架在核心土上。
模架使用midas力学软件模拟验算,模架工字钢在自重和流态混凝土下最大应力为69MPa,小于235MPa;
最大变形为9.6mm,小于20mm,模架符合强度和稳定性要求。
模板固定好后必须涂上脱模剂,并要求对模板间的缝隙采用泡沫或沥青麻絮进行封堵,严防漏浆。
主要模板安装好后,要求及时检查中线、高程、断面和净空尺寸。
模架在自重和流态混凝土下应力图
模架在自重和流态混凝土下变形图
(2)、砼的浇筑、养生:
模板装好后,采用泵送浇筑C20混凝土,浇筑时左右两侧应对称浇筑,并及时采用振捣器振捣,以保证混凝土的密实性和套拱的整体稳定性。
混凝土结构达到设计强度的70%以上时方可拆模。
为防止混凝土的早期干缩产生裂纹,应在拆模后立即洒水养护,使其经常保持湿润,养护时间应遵循有关规定。
6.7、长管棚施工
当套拱混凝土凝固侧模和外模拆除完毕后,随即进行长管棚施工。
1、管棚设计参数
拱部120°
范围内,环向间距中至中40cm布设超前钢管,共53根,超前长管棚采用Ф108×
6mm热轧无缝钢尖管,管棚设置长度40m,钢管前端呈尖锥状。
管棚节长4m、6m,钢管由6×
6+1×
4=40m及1×
4+6×
6=40m组成,间隔布置。
2、钻孔
采用潜孔钻机钻孔,钻头为Ф120。
为方便钻机施工,明洞拱部土质开挖采用环形开挖,拱部核心土高度留至暗洞开挖外轮廓线下1.0m。
将核心土作为钻机平台,从拱顶向两侧顺序钻孔,随着孔位高度的降低,降低核心土平台高度。
3、Φ108钢管安装
将加工好的Φ108钢管,采用人工结合钻机顶进的方法安装。
钢管除尾端2m以外,剩余部分管壁上钻10mm压浆孔,孔间距30cm,呈梅花形布置。
在预留的核心土上用钩机挖成平台,用钩机结合人工把长管棚顶进孔内。
安装时第一节加工成尖锥形,钢管接头采用丝扣连接套管连接,丝扣螺纹段长大于15cm。
相邻两根钢花管的接头要错接,其错接长度不小于1m。
连接套管用长0.3m的Φ108钢管。
4、长管棚注浆
φ108钢管安装到位后,安装PVC注浆管和排气阀,钢管导向管间隙用速凝水泥或其他堵塞严密,以防注浆冒出。
注浆液采用42.5硅酸盐水泥浆,水灰比1:
1,若发现有水则采用双液注浆。
浆液采用注浆机灌注,注浆时当排气孔流出浆液后,关闭排气孔,继续注浆,直至达到设计注浆压力为止(初始压力0.5~1.0Mpa,终压1.5~2.0Mpa),持续15分钟后停止注浆。
注浆时,先施工奇数孔,再施工偶数孔,以免注浆时串浆,同时偶数孔也作为奇数孔的检查孔。
5、大管棚施工质量保证措施:
①孔内注浆施工难度较大,选择责任心强、经验丰富的专人负责施作。
②管棚施工精度要求极高,不仅应测量放样标注孔位,其允许误差小于1.0cm;
就位后的钻机应以钻杆前后端的坐标测定,前后端三维坐标点测定误差小于0.5cm。
③孔内钻孔的精度因钻具自重及地层阻力,不可避免地产生钻孔下沉或偏斜。
施工中除预留钻孔下沉高度外,钻孔中应根据地层变化情况进行钻进速度和旋转速度的调整,以减少钻孔误差,成孔后的钻孔应及时进行质量检查,不合格者应套钻清孔。
6.8、洞口段开挖支护
水墩隧道进口端洞口段为小净距V级围岩,支护类型为XS5a;
出口端为分离式V级围岩,支护类型为S5a。
采用控制开挖方法和加强支护措施施工,以Ф108长管棚预注浆超前支护,采用双侧壁导坑法开挖。
XS5a和S5a支护参数基本一致,初支采用22b钢拱架纵向间距0.5m、C20喷混凝土28cm厚和双层Φ8钢筋网@20cm×
20cm联合加强支护。
S5a系统锚杆用Φ25中空注浆锚杆4m,@100×
50布置;
XS5a中间岩柱从管沟盖板起高度为5m范围内布设5m的中空注浆锚杆,其余拱部位置布设长度为4m中空注浆锚杆,间距为@100×
50cm。
导坑支护采用I18工字钢间距0.5m、15cm厚C20喷射混凝土、@20×
20cm的Ф6.5钢筋网和2m长的Ф22药卷锚杆。
双侧壁导坑开挖步骤
1、施工工序:
(1)、①利用洞口导向措施或洞身上一循环架立的钢架施作隧道洞身,侧壁导坑纵向采用φ42钢管超前支护。
②开挖1部,同时,每进尺一榀0.5m,靠近隧道中线侧临空面先喷2cm厚混凝土。
③施作1部导坑周边的初期支护和临时支护,架立钢架(包括导坑的竖向临时钢架,必要时设置底部临时横撑),临时钢架间及时喷射15cmC20喷射混凝土。
(2)、①施做导坑超前支护,开挖2部,每进尺0.5m,靠近隧道中线侧临空面先喷2cm厚混凝土。
②施作2部导坑周边的初期支护和临时支护,架立钢架(包括导坑的临时钢架,必要时设置底部临时横撑),临时钢架间及时喷射15cmC20喷射混凝土。
(3)、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)、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)、开挖5部,拱部架设拱部钢架,喷混凝土至设计厚度后钻设径向锚杆。
(6)、施工第6部,导坑底部安设钢架封闭成环,喷混凝土至设计厚度。
(7)、逐步拆除临时钢架,浇筑VII部仰拱。
(8)、浇筑仰拱填充。
(9)、根据监控量测结果分析,待变形收敛后或根据需要,利用衬砌模板台车施工二衬VIII部。
(10)、双侧壁导坑法施工注意事项:
①隧道应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量”的原则。
②开挖方式均采用弱爆破或人工开挖,爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
③当现场导坑开挖孔径及台阶高度进行适当调整时,应保证侧壁导坑临时支护与主体洞身钢架连接牢固,横向钢支撑可根据监控量测结果适当调整其位置,并考虑侧壁导坑自身的稳定及施工的便捷性。
④钢架之间纵向连接筋应按要求设置,及时施作并连接牢固。
⑤临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后,方可进行。
⑥施工中应按有关规范及标准图的要求,进行监控量测并及时反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整,施工二次衬砌的时机提供依。
2、开挖
(1)、隧道开挖断面的中线、高程必须符合设计要求,每次开挖后采用断面仪进行测量检查一次,并与设计轮廓线进行比较。
(2)、隧道开挖应严格控制欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时,岩石个别突出部分(每1m2不大于0.1m2)侵入衬砌应小于5cm。
但拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
采用全站仪测量周边轮廓断面,绘断面图与设计断面核对。
每一开挖循环检查一次。
(3)、洞身开挖施工中,应在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的岩土成分、地下水情况、软弱夹层、地质构造、裂隙和破碎程度,核对设计地质情况,判断围岩稳定性,每一开挖循环检查一次,并填写围岩辨别卡。
(4)、隧底开挖后底部高程应符合设计要求。
隧底范围石质坚硬时,岩石个别突出部分(每1m2不大于0.1m2)侵入衬砌应小于5cm,每一开挖循环检查一次。
用仪器测量底部高程,用全站仪测量周边轮廓断面,与设计断面核对。
3、喷射混凝土
(1)、前期准备
喷混凝土前处理危石,检查开挖断面净空尺寸,如有欠挖及时处理后再喷;
在不良地质地段,设专人随时观察围岩变化情况,当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时,先进行引排水处理。
施工机具布置在无危石的安全地带。
喷射前设置控制喷混凝土厚度的标志。
检查水、电、风管路。
检查施工机械设备运行情况。
(2)、拌制和运输
喷射混凝土的拌合料应随用随拌。
采用自动计量搅拌站严格按照施工配合比配料,采用强制式搅拌机分次投料,搅拌时间不少于2min,拌合料在运输过程中必须保持混凝土的均匀性,不漏浆、不失水、不分层、不离析。
运输及存放时间,当不掺加速凝剂时不得超过2h,掺加速凝剂时不宜超过20min。
(3)、喷射作业
①喷射作业分段、分片、分层,由下而上顺序进行,有较大凹洼处,先喷射填平,速凝剂掺量准确,添加均匀。
②嘴与岩面垂直,距受喷面1.5~2.0m,垂直受喷面做反复缓慢的螺旋形运动,螺旋直径约20~30cm,以保证混凝土喷射密实。
③施工中经常检查出料弯头、输料管和管路接头,处理故障时断电、停风,发现堵管时立即停风关机。
(4)、注意事项:
①严格执行喷射机操作规程:
连续向喷射机供料;
保持喷射机工作风压稳定;
完成或因故中断喷射作业时,将喷射机和输料管内的积料清除干净;
②掌握好风压,减小回弹,喷射混凝土的回弹率控制不大于15%;
③喷射混凝土终凝2h后,进行喷水养护,养护时间不少于7d;
④喷射混凝土完成时间距下次爆破时间的间隔不得小于4h;
⑤当围岩有出水点时,设置泄水孔,边排水边喷混凝土。
同时增加水泥用量,改变配合比,喷混凝土由远而近逐渐向出水点逼近,然后在出水点安设导管,将水引出,再向导管附近喷混凝土;
⑥喷射混凝土表面应密实、平整,无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水锚杆头
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- 隧道 进洞 专项 施工 方案 最终