德宏州芒瑞大道芒里3号公路隧道施工专项技术方案docWord格式.docx
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下行线桩号为ZK29130~ZK30120,长990m。
二、工程概况工程简介芒里3号隧道为上、下行分离的四车道城市快速路小净距隧道,位于芒市遮放镇坝托村北侧芒里电站附近,隧道起讫桩号为上行线K29180~K30120,长940米;
下行线ZK29130~ZK30120,长990米。
隧道平面线型为直线半径500的圆曲线上;
隧道纵面处在-2.4的单向上坡。
三、水文、地质特征1、松散岩类孔隙水第四系含水层直接裸露地表,主要分布于坡残积层。
山间沟谷冲击区含水岩组主要为砂卵砾石层,透水性相对较强,与地表水关系密切,主要受大气降水补给,地下水位受季节性影响明显;
同时还有少量的基岩裂隙水补给,含粘性土碎石分布于山麓部,由于其厚度较薄,相对富水性较差,主要接受大气降水补给,同时还有少量的基岩裂隙水补给,总体上水量较小,因其含水层透水性极差,基本为滞水带,地下水以垂直运动为主,蒸发是其主要的排泄方式。
根据区域水纹地质资料表明地下水对砼无侵蚀性,对钢结构具中等侵蚀性。
2、基岩裂隙水基岩裂隙水由大气降水直接沿构造裂隙和风化裂隙渗透补给,降雨是其主要补给来源,勘察区主要岩性为板岩夹砂岩、灰岩,其节理裂隙较发育,基岩裂隙和风化裂隙带在接受大气降水后,多变为地下迳流,潜入基岩裂隙中。
3、芒市河芒市河是瑞丽江的一条主要支流,属伊洛瓦底江水系,源头位于龙陵县火石场一带,自潞西县东北向西南横穿全县,流经芒市坝托、三台山、遮放坝、在南蚌与龙江汇合,流入瑞丽江,全场约103.7公里,自然落差约217米,流域面积1884.3平方公里。
4、气候气象隧道所在地地处我国云南西南部,属南亚热带低热盆地气候,气候复杂多变,年平均气温19.5℃,年降雨量大于蒸发量,每年5月至10月为雨季。
四季日照较充沛。
地下水主要受大气降水补给,最终排泄至芒市河。
5、主要工程数量主要工程数量表序号工程项目单位数量备注1洞口及洞身土石方开挖m3189518.922混凝土m339783.83Φ22早强砂浆锚杆m191994.94D25中空注浆锚杆m138642.95Φ42*3.5超前小导管m17999.16洞口大管棚m37207钢支撑kg1413777.88HPB300钢筋kg9325959HRB400钢筋kg167570.7
四、施工准备1、施工便道芒里3号隧道出口位于坝托村,出口处有一宽5m水泥路由320国道经坝托村至芒里电站,施工条件相对便利,机械设备、材料进场运输方便。
2、弃碴场隧道出口处有芒市河流经,出口处为陡坡与河谷,场地狭小,弃渣场选址不便,弃渣相对比较困难。
弃渣场最终选址为芒里3号隧道中段、遮放镇与三台山乡交界处一山沟内。
弃渣场底部宽度8米,拟分级弃渣至18米高度,弃渣场顶部宽度约为28米,长度约为200米,预计容积约为15万松方。
由于堆砌高度高,建议设计多级挡墙以保证安全。
综合考虑弃渣场容量过小和隧道弃渣较多等问题,设计在弃渣场安装一台小功率破碎机,通过加工合格碎石的方法消耗部分弃渣,以减轻弃渣场容量压力。
3、施工供电本隧道工程的电力供应,计划采用主电网供电及自备一台300KW发电机组备用发电相结合的方法。
即从终端杆引入,在隧道施工现场配置二台830KVA、一台315KVA共计三台电力变压器。
低压线路采用三相四线制架空线,进洞后采用电缆线和胶皮线联合使用供电。
4、施工照明
(1)施工场地照明在材料堆放场地、仓库、混凝土拌和站、辅助工厂、弃碴场等洞外施工场地,拟采用塔架式灯塔照明,塔架采用脚手杆搭建。
在塔顶架设3只1000W碘钨灯,以满足照明度要求。
(2)隧道内照明隧道已开挖段照明,以220V照明线路为主,以60W节能灯,间距10m,距地面高度4m,同时在已开挖段每隔40m安装一盏400W高压钠灯,以备洞内烟尘较大时发挥作用。
(3)隧道工作面照明隧道工作面拟采用四盏220V、1000W碘钨灯,并且在衬砌台车前台,左、右各设一盏高压钠灯。
5、施工供水芒里3号隧道出口处有芒市河流经,河面与隧道洞顶高差为30m,从该处敷设水管引至距离河面70m高处(即出口段隧道顶上40m处)设立一个蓄水池(设计蓄水量为80m3),再从该处敷设水管引至隧道内部,作为出口施工用水。
隧道生活用水采用深井地下水,高位水池设在隧顶山坡上,设计蓄水量为40m3。
6、施工供风在隧道口中间位置设置一座空气压缩站,设6台20m3的空气压缩机,提供高压风,以满足隧道施工用风。
7、通风和排水、用电“三管两路”的设置隧道内采用软质风管悬挂于隧道一侧,隧道口配置2110kW的轴流通风机,进行压入式通风,隧道施工通风布置见图2-1;
隧道动力线路、照明线路分开安装在另一侧的边墙顶部边缘上;
高压水管和高压风管安装在通风管同侧临时水沟上方;
隧道出口(顺坡段)两侧分别设置排水沟将洞内水引至涵洞,最终排入芒市河(排水沟不能侵入边墙基础,并防止基础被浸泡)。
图2-1隧道施工通风布置示意图
五、项目施工管理1、施工组织机构芒里3号隧道出口施工组织机构框图现场负责人技术负责人爆破安全员专职安全员材料员领班员工班长测量员机构设置施工队长1人技术主管1人领班员4人工班长4人材料员、专职安全员、爆破安全员各2人测量员、资料员各1人2、现场文明施工
(1)施工现场设置“四牌一图”,并设置安全文明生产宣传栏,对施工人员进行安全、文明施工教育,增强文明施工意识,树立企业文明施工形象。
(2)施工现场及时完成“四通一平”,设置工点标牌,标明工程项目概况、施工、技术负责人。
及早修建排水设施,现场的施工用电安装规范、安全、可靠。
(3)施工现场设置醒目的安全警示标志、安全标语,作业场要有安全操作规章制度,建设安全标准工地。
(4)按照施工组织设计的平面布置图,认真搞好施工现场规划,做到布局合理,井然有序,尽量少占或不占农田,对施工中破坏的植被,施工完后予以恢复。
施工现场的临时用电和排水设施符合规定,创造良好的施工环境,建设文明工地。
(5)驻地生产及生活分片规划,房屋布局合理,符合消防环保和卫生要求。
做到场地平整、排水畅通。
各种设施安装符合安全规定,并定期进行检查。
(6)施工场地内各种器材要分类堆放整齐,挂设标牌,标明材料规格、产地等。
各级负责人及工作人员一律挂胸卡上岗。
(7)工程完工后,及时清理好场地,周转材料及时返库。
做到工完料净、场地清洁。
3、施工安排
(1)根据项目部安排大电、水、炸药库、生活区场地、加工场场地和搅拌站场地必须于3月31日之前到位,出口处涵洞完工回填后开始开挖、施作临时性仰坡支护及临时边坡防护,明洞开挖及临时支护完成后立即进行导向墙施工和管棚作业。
(2)芒里3号隧道围岩有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级,拟采用全断面(Ⅲ级)、台阶法(Ⅳ、V级)无轨运输的施工方法,综合各项技术指标及工期要求,拟定从隧道出口单向掘进、左右线错开并行施工。
在施工准备期间完成隧道洞口工程施工,达到进洞条件,洞门在不影响隧道掘进施工的情况下及时、尽早完工。
洞身掘进及初期支护单工作面平均速度按16小时一循环,Ⅲ级围岩每循环3-4m,Ⅳ、Ⅴ每循环1-2m,单工作面平均月开挖进尺Ⅲ级围岩120m,Ⅳ级围岩90m,Ⅴ级围岩50m,计划用12个月完成开挖及初期支护。
按新奥法原理,二次衬砌施作时间根据监控量测数据确定,在初期支基本稳定后施作。
二次衬砌应适当紧跟初期支护,保证施工安全。
计划芒里3号隧道的施工工期为16个月,即2013年4月10日开工,2014年8月10日竣工。
六、施工方案、施工工艺1、洞口、洞身施工方法1.1洞口及明挖段施工在雨季来临前施工完成明洞开挖支护及大管棚施作,以保证安全进洞。
(1)在洞口及明挖段开挖前,及时修建排水沟、天沟、截水沟等排水系统,防止地表水冲刷及渗透软化围岩,影响成洞及施工安全。
(2)开挖以挖掘机开挖为主,如遇岩层较硬或遇较大孤石,则采用松动爆破,然后以挖掘机挖掘,并用风镐辅以开挖。
以此减少对洞口围岩的扰动,保证顺利进洞。
在开挖洞门、边仰坡的同时,按照设计要求对边仰坡进行及时的加固和防护,以保证施工安全。
(3)开挖方法和顺序第一步先将洞口前路基土石方开挖出一定宽度和长度,给正洞明挖段施工创造场地和道路条件。
路基土石方开挖要逐层落底、及时对边坡加固。
第二步明挖段开挖施工。
明挖段开挖要求从上到下逐层开挖,每次开挖台阶不易过大,边仰坡随开挖随支护。
第三步明挖段开挖至上台阶高度时,先施作套拱再施作Φ108mm*6mm超前大管棚,以满足安全进洞需要。
1.2洞身开挖由于是小净距隧道左右线必须错开开挖,待先开挖洞口完成支护成环(仰拱和二衬施作)围岩完全稳定后在进行下一洞口开挖。
隧道洞身开挖Ⅲ级围岩采用全断面开挖法,施工工艺详见图4-2Ⅲ级围岩全断面开挖施工工序框图;
Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法施工。
施工顺序如图4-3所示图4-2Ⅲ级围岩全断面开挖法施工工序框图图4-3暗挖段施工工艺流程框图1.3洞身开挖爆破施工工艺
(1)爆破设计需爆破围岩炮眼布置见3-6图本隧道洞口段地质围岩较差,一般开挖用挖掘机、风镐开挖。
个别比较坚硬岩层爆破开挖以松动爆破为主,装药结构周边炮眼采用φ25mm的药卷,用传爆线间隔把φ25mm的药卷加工成药串,并用电工胶布将药串绑在竹片上,其它炮眼采用φ32mm药卷,连续装药。
起爆网路采用非电毫秒雷管微差起爆网路,火雷管传爆。
平均单位耗药量控制在0.8~0.9kg/m3范围内。
掏槽眼深度0.9m,其它炮眼深度0.6m,进尺0.6m;
周边眼间距40~45cm,抵抗线50~55cm。
①钻孔钻孔采用风动凿岩机进行钻孔作业。
②爆破进行爆破试验,并根据围岩情况不断修正爆破设计参数,以达到最佳爆破效果。
成立爆破作业小组,实行定人、定位、定标准的岗位责任制,确保正常实施,其具体措施如下A、测量放线a、隧道中线测桩之间距,直线上不超过20米、曲线上不超过10米设一中桩;
每50米设一水准(BM)点,并在每排炮开钻前准确绘出开挖轮廓线、周边眼、掏槽眼的位置。
b、每次测量放线时,对上次爆破断面进行检查,及时调整爆破参数,以达到最佳爆破效果。
B、钻孔作业方法步骤①、钻孔前,钻工要熟悉炮眼布置图,严格按照钻爆设计实施。
②、定人、定位、对周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。
③、严格控制炮眼间距,误差不得大于6cm,方向相互平行,严禁相互交错,软岩开挖轮廓要圆顺、符合隧道设计轮廓线尺寸的要求。
④、严格控制周边眼钻孔外插角度,相邻两茬炮之间错台不大于10cm。
C、爆破作业的技术要求①、装药作业要定人、定位、定段别。
②、装药前,所有炮眼必须用高压风吹净尘沫。
③、严格按设计的装药结构和药量装药。
④、严格按钻爆设计的联接网络实施。
(2)光面(预裂)爆破的施工方法a.为减少对围岩的扰动及降低爆破振动的强度,周边眼选用小直径药卷装药,其余炮眼用集中装药。
b、掏槽眼用直眼掏槽,采用“九眼掏槽”型;
c、其它炮眼采用深孔微差控制爆破,在保证爆破效果的前提下,尽量减少炮眼的炸药用量。
d、选用合理装药不偶合系数,提高光爆效果,不偶合系数选用1.8。
e、超爆器材与起爆网络利用非电导爆系统起爆,在掏槽眼采用毫秒雷管,其余炮眼采用间隔为100~200ms的等差雷管,其振动速度为毫秒雷管采用振速的60,并利用雷管自身的误差进行降振。
为了将振心5m处的围岩质点振动速度控制在10cm/s,用V41.52Q1/3/R1.67确定最大单段用药量。
Ⅳ、V级围岩上台阶爆破设计参数表炮眼分类炮眼个数每个炮眼深度(cm)炮眼长度(cm)炮眼角度°
装药量装填系数起爆雷管段别水平垂直kg/每个炮眼小计中空眼310030090900掏槽眼91.090090900.575.130.751、3、5底板眼1390117090900.445.720.6511辅助眼3390297090900.4414.520.657、9周边眼27902430沿径向外斜3沿径向外斜30.349.180.6513合计73659034.55注1、每循环按0.8米计;
2、周边眼采用φ25mm药卷连续装药;
3、单位炸药消耗量1.21kg/m3;
(3)炮眼布置Ⅳ级围岩全断面爆破采用双中空孔直眼掏槽,Ⅴ级围岩开挖采用斜眼楔形掏槽。
Ⅳ级围岩台阶法开挖光面爆破炮眼布置见图6-6分部开挖炮眼布置图,Ⅲ级围岩全断面开挖光面爆破炮眼布置见图6-7全断面开挖炮眼布置图。
(4)爆破参数为减轻爆破时对围岩的扰动,周边炮眼采用φ25小直径光爆药卷,并采用导爆索串装药结构,孔口堵塞长度不小于40cm。
Ⅲ级围岩周边眼间距E65cm,最小抵抗线W80cm,相对距离E/W0.80,周边眼装药集中度0.30kg/m。
Ⅳ级围岩周边间距E45cm,最小抵抗线W56cm,相对距离E/W0.80,周边眼装药集中度0.30kg/m。
爆破参数分别见表6-2Ⅲ级围岩钻爆炸药分配表、表6-3Ⅲ级围岩全断面开挖爆破参数表和表6-4Ⅳ级围岩钻爆炸药分配表、表6-5Ⅳ级围岩台阶法开挖爆破参数表。
钻爆作业时,根据地质条件及时修正爆破参数,以期达到最佳爆破效果。
Ⅲ级围岩钻爆炸药分配表表6-2起爆顺序雷管段别炮眼名称炮眼个数孔深m装药(kg)备注装药系数单孔药量装药量中空眼12.72号岩石硝铵炸药11掏槽眼42.70.882.028.0823扩槽眼42.70.851.967.8434辅助眼62.50.751.589.4845辅助眼192.50.751.5830.0256辅助眼172.50.751.5826.8667辅助眼192.50.751.5830.0278辅助眼232.50.751.5836.3489周边眼562.50.250.5329.68合计149178.32Ⅲ级围岩全断面开挖爆破参数表表6-3项目爆破参数周边眼间距Ecm65周边眼抵抗线Wcm80相对距E/W0.8装药集中度kg/m0.25堵塞长度cm40装药结构(周边眼)间隔装药起爆方式非电起爆Ⅳ级围岩钻爆炸药分配表表6-4起爆顺序雷管段别炮眼名称炮眼个数孔深m装药(kg)备注装药系数单孔药量装药量中空眼11.52号岩石硝铵炸药,遇水变为乳化防水炸药。
11掏槽眼41.50.800.883.5223扩槽眼41.50.750.833.3234辅助眼41.30.650.592.3645辅助眼81.30.650.594.7256辅助眼131.30.650.597.6767辅助眼171.30.650.5910.0378辅助眼191.30.650.5911.2189辅助眼211.30.650.5912.39912周边眼391.30.200.187.021013内圈眼131.30.600.547.0211周边眼391.30.200.187.0222辅助眼111.30.650.596.4933辅助眼111.30.650.596.4944辅助眼111.30.650.596.4955辅助眼81.30.650.594.7266辅助眼61.30.650.593.54合计221104.01Ⅳ级围岩台阶法开挖爆破参数表表6-5项目爆破参数周边眼间距Ecm45周边眼抵抗线Wcm60相对距E/W0.8装药集中度kg/m30.2堵塞长度cm40装药结构(周边眼)间隔装药起爆方式非电起爆图6-6分部开挖炮眼布置图图3-7全断面开挖炮眼布置图(5)钻爆作业采用钻孔台架配YTP-28手持式风动凿岩机钻孔,人工装药起爆。
钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
如围岩出现变化需要变更爆破设计时,由主管工程师确定。
炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接,均由考核合格的爆炮工负责。
(6)测量测量是控制开挖轮廓精确度的关键。
采用隧道断面激光测量仪或全站仪进行断面和炮孔划线。
每循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。
(7)定位开眼采用钻孔台车钻眼时,台车与隧道走线保持平行,台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。
对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高,开眼误差要控制在3~5cm以内。
(8)钻孔钻工要熟悉炮眼布置图,要能熟练地操纵凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要丰富经验。
钻孔时严格按照炮孔布置图正确对孔,以确保爆破质量。
周边孔外插角1°
~2°
,炮孔相互平行,周边孔在断面轮廓线上开孔(在Ⅱ、Ⅲ类围岩地段,周边孔在断面轮廓线内5~10cm处开孔),周边孔对孔误差环向不大于5cm。
掏槽孔对孔误差不大于3cm,其它炮孔开眼误差不大于10cm。
在钻眼过程中,应根据岩孔位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼程度,以保证炮眼底在同一平面上。
(9)装药钻完孔后,用高压风吹孔,经检查合格后装药。
装药分片分组负责,自上而下严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。
爆破网路连接、检查及起爆,按照爆破设计要求和GB6722-86爆破安全规程执行。
(10)晒水降尘及通风隧道通风排烟采用压合式,并辅之喷雾降尘。
(11)瞎炮处理发现瞎炮,应首先查明原因,如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮,则切去损坏部分重新连接导爆管即可,但此时的接头应尽量靠近炮眼,如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮,则应参照爆破安全规程有关条款处理。
(12)光面爆破施工工艺流程光面爆破施工工艺流程见下图3-8图3-8光面爆破工艺流程图放样布眼定位开眼钻孔清孔联结起爆网络起爆洒水降尘埃瞎炮处理爆破效果检查通风(13)超欠挖控制钻爆法开挖是否经济、高效,关键是控制好超欠挖,钻爆施工中将采取如下措施①根据不同地质情况,选择合理的钻爆参数,选配多种爆破器材,完善爆破工艺,提高爆破效果。
对于Ⅳ、Ⅴ类围岩,考虑开挖线内的预留量,爆破后机械凿到设计开挖轮廓线。
实践证明此法对于光面爆破十分有效,可起到事半功倍的效果。
②提高画线、钻眼精度,尤其是周边眼的精度,是直接影响超欠挖的主要因素,因此要认真测画中线高程,准确画出开挖轮廓线。
③提高装药质量,杜绝随意性,防止雷管混装。
④断面轮廓检查及信息反馈了解开挖后断面各点的超欠挖情况,分析超欠挖原因,及时更改爆破设计,减少误差,配专职测量工检查开挖断面,超挖量(平均线性超挖)应控制在10cm(眼深3m)和13cm(眼深5m)以内。
⑤建立严格的施工管理在解决好超欠挖技术问题的同时,必须有一套严格的施工管理制度来保证技术的实施,为此,从进洞前,制定严格的奖罚制度,用经济杠杆来调动施工人员的积极性,造成人人关心超欠挖,人人为控制超挖去努力。
1.4出碴运输方案由于本隧道采用单口掘进,采用无轨运输出碴的方式,挖掘机或装载机装碴,大吨位自卸车运输。
1.5隧道施工通风由于本隧道采用钻爆开挖及无轨出碴运输,因此,爆破烟尘及出碴机械排出的气体成为隧道内烟尘和有害气体的主要来源。
本隧道施工时,单口掘进长度约940m,为了有效地排烟、除尘及施工通风,隧道左右线各采用一台2110kW的轴流通风机进行压入式通风,以此来保证正常的施工环境和施工人员人身健康。
2、初期支护2.1大管棚施工工艺采用Φ108mm*6mm大管棚,管棚长30m,管棚环向间距0.5m,每环31根。
(1)施工工艺大管棚预注浆施工详见图4-4。
(2)工艺要求①套拱施工施工套拱砼,安设控制钻孔方位的Φ127mm*4mm孔口导向钢管,钢管长2.0m。
孔口钢管的安设必须准确测量放样定位,使孔口管轴线与管棚设计轴线吻合,且须保证孔口管稳固牢靠,以确保大管棚的施做符合设计要求。
隧道出口进洞前洞口处挖成上下台阶,在台阶上施做套拱,搭设作业平台,施做管棚。
钻机作业平台搭设隧道进出口在挖成的台阶上用型钢或方木搭设钻机作业平台。
作业平台的高度需根据大管棚在隧道拱顶及拱脚部位处的设计尺寸和钻机作业高度要求搭设。
作业平台须牢固稳定,以防止钻孔时钻机摆动、倾斜等而影响钻孔质量。
②钻机就位钻机安置的位置距工作面的距离以不小于2~3m为宜。
钻机安置后,根据钻孔要求进行严格定位定向,钻杆穿过孔口钢管,把钻杆的平行线延伸固定下来,以达到钻机钻进的导向作用。
③钻孔采用自行履带式潜风钻机由两侧同时作业,从最低处孔位开始,由两侧往中间方向进行施工。
开钻时,速度不宜过快,先低速低压均力推进。
然后再加速加压至正常钻进。
根据本工程的地质情况,采用旋转式岩芯钻头钻孔。
在钻进一定深度(2m左右)后取出岩芯管,倒出杂填物,再继续钻进。
钻进过程中,岩土对管壁的阻力较大时,可采用Ф114mm钻头钻孔的前段,后段根据钻进需要使用Ф100mm钻头,以便顶入钢管。
若卡钻、坍孔时,应注浆后再钻,也可直接将钢管钻入。
在钻进时钻孔方向,钻孔位置,方向均应用测量仪器测定。
钻进过程中需用测斜仪测定钢管偏斜度,发现偏斜有可能超限,要拔出钻
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