隧道专项施工方案Word文档格式.docx
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1、施工进度指标
1#过水洞为石质隧道,隧址区位于奥陶系下统亮甲山组,整体为较坚硬岩石,根据该地质情况,掘进计划为:
III级围岩为412m,按每循环进尺3m,每日两循环,每月工作天数26天,则156m/月,IV级围岩48m,按每循环进尺2m,每日两循环,每月工作天数26天,则104m/月。
序号
进度
III级
IV级
1
循环进尺
3m
2m
2
每日进尺
6m(两循环)
4m(两循环)
3
每月进尺
156m
104m
二衬采用6m台车,按3天完成2板,每月工作天数26天,则104m/月。
2、施工工期安排
根据进度安排,1#过水隧洞贯通日期预计为94天,二衬全部完成需146天,加上前期准备及收尾工作,预计全部完工需6个月。
工期计划为:
2016年8月1日至2017年3月20日。
前期准备及超前:
2016年8月1日-2016年8月30日
掘进及初支:
2016年9月1日-2016年12月5日
二衬及铺底:
2016年10月1日-2017年3月10日
清理收尾:
2017年3月11日-2017年3月20日
跨年度考虑冬季及春节假期30日无法施工。
3、工期保证措施
3.1保证工期和提前工期的组织管理措施
①加强现场组织管理,保证工期实现,成立精干高效的施工队伍,队长、现场主管、技术主管三人集体管理,组成施工队部后施工班组也实行竞标上岗,增强了全员责任感和积极性。
保持现场均衡连续的生产,全面实现工期目标。
②加强劳动管理,提高劳动效率
加强用工的计划性,劳动力有一定的储备。
依靠科学组织和合理安排,并行操作、连续施工,避免发生相互干扰。
压缩交接班的时间,实行搭交接班,避免对交接班。
③创造良好外部环境,保证施工连续进行
经常与本项目业主、设计、监理单位密切联系,理顺关系,并依靠项目业主,加强协作配合,确保施工顺利进行
3.2保证工期等计划管理措施
①编制总体施工计划,进行总体控制
施工前根据进一步等现场调查及施工图设计,编制总体施工计划,从总体上对工期进行控制。
依据总体计划,合理配置资源,编制资源进场计划和各种材料的采购计划,做到提前计划、提前预备。
②抓好施工中的计划调整,进行动态控制
施工中对各个工序的实际进度进行跟踪分析,为下一步的施工决策提供资料依据。
当发生局部工期滞后时,及时进行劳动力、材料、机械等施工资源的调整,采取措施保证工期。
3.3保证工期的主要技术措施
①保证工期措施
根据围岩的级别,采用完善的施工技术方案,不同围岩的级别制定对应的施工技术措施,提前做好预案,保证工程的顺利完工。
②采用快速钻爆和快速出渣措施
采用快速的钻爆施工技术和运渣出渣方案,加快掘进进度。
钻爆技术强调断面测量、炮眼定位、工作平台钻眼、装药起爆各工序缩短时间和各工序的衔接。
采用光面爆破技术,不良地质地段采取少扰动围岩的弱震爆破技术,减少超欠挖。
洞内出渣配置1台装载机、1台挖掘机、2台汽车运渣的运输方法。
③不良地质地段保证措施
对不良地质地段,通过加强监控量测、洞内通风、喷锚注浆,改善围岩结构及洞内空气质量,预防不良事故发生,加快施工进度。
④做好技术服务、加强技术攻关
现场专业技术工作者深入一线跟班作业,及时搞好技术交底,发现问题及时解决,做到细审核、勤交底、勤检查。
重大技术问题及时向项目业主汇报,积极会同相关单位研究解决方案。
3.4加强机械保养,抓好设备保障
加强设备的维修与保管,确保完好率和出勤率,满足施工现场的需要。
加强现场和工作面设备的协调使用。
配置优良通风机械,通过加强通风效果、减少通风时间,保证每循环时间最短。
五、施工准备
1、技术准备
组织工程技术人员熟悉研究技术文件和图纸中各项内容和要求,全面领会设计意图,并对图纸进行审核和工程量复算,对现场实地勘察,做好原始资料的进一步调查分析,了解当地的自然条件,材料状况,交通运输状况和可提供的施工用水用电状况,对施工队伍进行岗前培训和技术交底。
2、施工便道
利用水洞出口K1328+002处河道及原有旧路,将河道与旧路间进行填挖处理,保证机械设备行走顺畅,且河道水流上涨时可及时撤往高地。
3、混凝土拌和场地与钢筋加工场地
混凝土拌合场地,位于主线K1327+980左侧,利用原旧路建设;
钢筋加工场地,位于主线K1328+080左侧,利用原旧路建设;
于K1328+300处修建劳务人员生活区。
4、变压器及空压机站建设
在主线K1328+030处安装800kw变压器一台,用于1#过水洞及其他构造物的施工;
空压机站位于主线K1328+020左侧,设置空压机2台。
5、施工安全准备
5.1对洞口边坡的虚渣、孤石、危石进行清理,必要时对洞口边坡进行喷锚防护,确保进出洞安全。
5.2于洞口位置设置监控量测观测点,每日观测以了解洞口山体情况。
在沉降影响范围以外的稳定区域内埋设基点,且埋设至少两个基点,以利于相互校准,于隧道中线附近洞顶位置埋设下沉量测点,并于隧道两侧埋设位移量测点。
5.3专职安全员王鹏全程监控,如发现安全隐患或险情时,鸣哨通知洞内施工人员和机械撤离,并上报负责人研究制定相关措施消除安全隐患。
6、人员准备
隧道施工组组长:
***
技术员:
测量员:
****
质检试验员:
安全员:
***
7、机械设备准备
主要机械设备准备情况一览表
设备名称
单位
数量
型号功能
备注
挖掘机
台
PC200-7
装载机
ZL-50
空压机
20m3/min
4
管棚钻机
KQL
5
注浆机
SBY
6
凿岩机
10
YT28
7
砼运输汽车
5M3
8
砼喷射机
HSP-5
9
衬砌台车
辆
9M
通风机
TD-18
11
钢筋加工设备
套
12
测量仪器
13
农用车
六、施工方案
1、超前支护
1.1中管棚超前支护
中管棚超前支护是为了加强洞口稳定,确保安全进洞而设置,管棚采用Φ60*4.5mm注浆导管,共29根,每根20m。
首先经测量放样,标明钢管位置,然后采用钻机钻孔,开孔时,先低压慢钻,钻孔过程中有效控制钻孔质量,保证终孔偏斜率在1/2000以内。
钻孔结束时,应对钻孔清孔,清孔采用高压风吹出杂质。
为保证工期,我部采用双机联合作业。
打入钢管,钢管在钢筋场按要求加工成型,每钻完一孔,打入一根钢管,钢管与钢管之间采用Φ68*5mm车丝扣钢管进行连接,顶进完成后用快硬水泥砂浆抹死孔口空隙,防止浆液外流,当砂浆强度达到设计的70%时即可向钢管内注浆。
注浆材料采用水灰比1:
1的水泥浆液。
注浆压力为0.5~1.5MPa,终压不得超过1.5MPa。
注浆过程中,注浆压力逐步提高,达到设计终压并继续注浆10min以上,注浆完成后及时封闭管口。
1.2Φ22超前锚杆
IV级围岩稳定性较差,为确保隧道和施工安全,对IV级围岩采用Φ22药卷锚杆进行超前支护,每根3.5m,环向间距50cm,仰角15o。
首先确定钻孔位置,按布孔位置进行钻孔,视地质构造,确定钻头型式。
钻杆与岩面垂直,成孔后必须清孔;
将早强药包于水中浸泡1-1.5分钟,用竹棍将药包送入孔中,送入一定数量后,用风钻将锚杆推入孔中,推入过程中应旋转锚杆,将药包搅破,形成粘结力;
2、开挖及初期支护
在超前支护的保护下进行洞身开挖、支护,施工中采取短进尺、多循环、勤测量、早支护的施工安排。
2.1III级围岩段落施工
III级围岩段采用全断面开挖法,考虑预留变形量,预留变形量根据监控量测结果调整,初步定为6cm。
第一步:
隧道开挖,采用光面爆破和预裂爆破技术相结合,达到减少爆破振动、降低噪音、使围岩拱部成形圆顺、墙身顺直、平均线形超挖控制在5~10cm,达到充分发挥围岩自承能力的目的,不得欠挖,尽量少超挖,如出现超挖,应以衬砌同标号的混凝土填充。
爆破完成后,需进行通风排险后方可进洞。
开挖洞渣使用挖掘机、装载机装碴,自卸汽车运至弃渣场。
(隧道爆破方案后见第五章)
第二步:
开挖结束后立即初喷混凝土,封闭裸露面,厚度约4cm。
混凝土的拌合在洞外场地进行,运送至洞内,按确定的配比,添加早强剂后进行喷射,早强剂通过电子秤控制剂量,采用人工搅拌,并控制搅拌均匀。
喷射前先喷水,使岩面潮湿后再喷砼。
喷射混凝土在终疑2小时后进行洒水养护。
第三步:
安装型钢拱架,钢拱架的拼装可在洞外进行,拼装完成后装载机将其托举至安装位置,人工调整拱架位置,确保拱脚立于坚硬岩石上,如无坚硬岩石则用C25砼块和钢板进行支撑。
调整到位后在拱脚处安装Ф22锁脚锚杆,且尾部与钢拱架焊接在一起。
两榀钢拱架间距100cm,设Ф22纵向连接筋,按环向间距1m设置。
拱架与喷射混凝土形成一体,拱架与围岩之间的间隙用混凝土充填密实。
第四部:
安设Ф22全螺纹早强药包锚杆,纵横间距100*100cm。
施工工艺与超前锚杆相同。
每完成300根锚杆至少随机抽样一组(3根)进行拉拔试验,检测合格后,尾部方可与拱架进行焊接。
第五步:
安装Ф8钢筋网,网格间距按图纸要求设置。
钢筋网在加工场地焊接成100cm×
100cm的网片,然后焊接在锚杆上,并采用垫板进行固定,网片互相的搭接长度不小于20cm;
第六步:
初期支护的钢结构已全部完成,最后复喷砼至设计厚度,剩余部分分2次喷完。
2.2IV级围岩段落施工
IV级围岩采用台阶开挖法,先进行上导坑开挖,上部初支完成后开挖下导坑,下导坑可一次掘进4-6m。
下导坑先开挖一侧,边墙初支完成后开挖另一侧。
开挖时特别注意不能扰动已成型的初期支护工程。
开挖与初支工艺与III级围岩相同。
预留变形量初步定为12cm。
2.3V级围岩段落施工
V级围岩采用台阶分部开挖法,先进行上半部开挖,预留核心土,上部初支完成后开挖核心土,核心土开挖时特别注意不能扰动已成型的初期支护工程。
最后进行下部开挖,开挖完成后及时对边墙进行初期支护。
2.4注意事项
a、下部台阶开挖时,由于上部已开挖完毕,自由面大,爆破相对比较容易些,主要需控制开挖规格和大块率。
b、通风时采用抗静电、阻燃的风管,风管口距离掌子面距离应小于5m,等洞内有害气体彻底排净后才可进洞。
c、出渣时安排专人统一调度,确保车辆运输安全,提高运输效率。
运输线路或道路两侧的废渣和余料应随时清扫。
d、喷射混凝土时,要根据不同的受喷部位适当地调整喷射风压,出料筒要垂直受喷面,出料口距受喷面的距离控制在0.8~1.2米间。
e、锚杆施工时,锚杆孔要尽量垂直其所暴露的围岩层里面,以达到最佳的锚固效果。
3、二次衬砌
二衬施工作业前,要求围岩和初期支护变形基本稳定后,方可施做二衬。
为保证施工安全,二次衬砌施工距离开挖掌子面不超过120m。
由于纵坡较大,二衬台车选择自重不大的较短台车,加大台车自行系统动力的电机,并在台车前进方向每各五十米打两个地锚,用卷扬机牵引台车前进。
3.1施工步骤
二衬台车的拼装。
于洞外拼装台车,洞内设置轨道供台车行走。
台车总长6m,搭接10cm,每循环台车衬砌长度为5.9m。
施作矮边墙。
边墙是二次衬砌的过度项目,也是为二衬台车施工支模而提前浇筑的一定高度的边墙。
用普通钢模直立支模,砼罐车直接送料,振动棒振捣,砼等级与衬砌等级相同。
一次浇筑较长段,亦可左右同时浇筑。
混凝土浇筑。
采用自行式全断面液压钢模衬砌台车、泵送砼灌注。
台车就位后,表面涂刷脱模剂。
挡头模板采用钢模或木模,确保施工缝处砼质量。
砼衬砌施工时,采用两台输送泵左右同时对称灌注,既缩短衬砌时间,又防止钢模台车偏移。
采用6m3轮式罐车进行砼输送作业。
泵送灌注施工中辅以插入式振动棒振捣。
混凝土衬砌强度达到设计强度70%时,方可拆模,拆模后进行养生。
进出洞20m衬砌设计有衬砌结构钢筋,衬砌钢筋应在台车就位前,在专门的全断面台车上安设二衬钢筋,且与边墙预埋钢筋衔接好。
钢筋的绑扎严格按照图纸要求进行。
3.2注意事项
a、二衬台车就位时位置的校准,须对结构尺寸进行检查和调整,确保结构尺寸满足设计要求且保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致。
b、保证钢模面上干净无杂物、积水和浮渣。
c、严格控制控制混凝土质量,防止堵塞在泵送管内无法泵出。
d、混凝土振捣要密实,以防二衬成型后出现蜂窝麻面。
4、底板混凝土
混凝土铺底前,必须清除地面的积水、松渣等杂物。
拌合好的混合料及时运到现场铺筑。
混凝土的铺设要按设计严格控制好高度,采用振动棒振捣密实。
5、洞门浇筑
根据设计尺寸支立模板,混凝土集中拌合,罐车运输,采用泵送混凝土浇筑,两侧洞门同时、等高浇筑,使其均匀受力。
洞门与导流设施连接处,预埋双层Φ22钢筋。
6、监控量测
监控量测是施工的重要环节,通过施工量测掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度,确保施工安全,为评价和修改初期支护参数、力学分析及二次衬砌施工时间提供信息依据。
6.1现场量测要求
①喷锚支护施作2h后埋设测点,进行第一次量测数据采集;
②测试前要检查仪表设备是否完好,如发现故障及时修理或更换,确认测点是否松动或认为损坏,只有测点状态良好时方可进行测试工作;
③测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表,每测点一般测读三次。
三次读数相差不大时,取算数平均值作为观测值,若读数相差过大则检查仪器仪表安装是否正确、测点是否松动,确认无误后再按前述监控量测要求进行复测。
每次测试都要认真做好原始数据记录,并记录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等,保持原始记录的准确性。
量测数据在现场进行粗略计算,若发现变位较大时,及时通知现场施工负责人。
④测试完毕后检查仪器、仪表,并做好保养、保管工作。
及时进行数据整理,监控量测数据须认真整理和审核。
6.2量测断面间距、测点布置
测点拟布置如下:
全断面开挖时水平收敛基线布置3条,起拱线处水平布1条,起拱线下2m布置1条,轨面以上1m处水平布置1条。
拱顶下沉测点的位置在每个断面内布置3点。
6.3施工监测
①周边水平位移量测
②拱顶下沉量测
③地表下沉量测
6.4、测量项目表
项目名称
方法及工具
布置
量测间隔时间
1~15天
16天~1个月
1~3个月
3个月以上
必测项目
地表下沉
精密水平仪
每5~50m一个断面,每断面至少3个测点
开挖断面距离量测断面前后<
2B时,1~2次/天;
开挖面距离量测断面前后<
5B时,1次/2天;
开挖面距离量测断面>5B时,1次/周(B为隧道开挖宽度)
周边位移
收敛计或测杆
每10~50m一个断面每断面2~3对测点
1~2次/天
1~2次/2天
1~2次/周
1~3次/月
拱顶下沉
水平仪、水平尺、测杆
每10~50m一个断面每断面至少3对测点
1次/2天
地质超前预报
地震法超前预报仪TSP203
间隔100~150m一个断面
锚杆轴力
锚杆拉拔器
每10~50m一个断面,每断面至少3根锚杆
围岩内位移(洞内设点)
洞内钻孔中安设单点或多点式位移计
每代表地段1~2断面每断面15~20对测点
围岩压力
压力盒
每代表地段2~10断面,每断面2~5对测点
钢支撑内力及外力
支柱压力计或其它测力计
每10~50榀钢支撑一对测力计
地质和初期支护观察
岩性。
结构面产状及支护裂隙观察,地质罗盘
全长度开挖后及初期支护后进行
每次爆破后进行
七、重点、难点工程的施工方案及措施
1、洞口段施工
1#过水洞出口段设计为IV级围岩段,但实际地质与原设计严重不符,该段围岩土质为松散砂砾,且埋深较浅,均为2m左右。
洞口开挖后,两侧边坡松散剥落,存在安全隐患。
针对该情况,经建设、设计、监理及施工单位四方现场分析研究后决定,将K0+445-K0+460段15m原设计IV级围岩支护变为V级浅埋支护,且增加洞口左右两侧边坡喷锚防护,具体方案如下:
洞身钢拱架采用I16型工字钢,间距为50cm,系统锚杆随钢拱架增加,喷射混凝土及钢筋网支护不变。
由于拱脚地基软弱,未嵌入岩层,拱脚部分采用纵向连续扩大基础,基础宽60cm,深1.5m。
洞口两侧边坡采用Φ60小导管注浆(长3.5m,间距2m,呈梅花形布设)后,铺设Φ8钢筋网(网格尺寸为25cm*25cm),然后喷射10cm厚C20混凝土,确保边坡稳定。
2、隧道出渣
针对1#过水洞纵坡较大(坡度22%)的特点,为有利于出渣和洞内排水,我部计划从出口K0+460处开始向进口方向掘进、支护。
为确保水洞安全贯通,掘进至离III、IV级围岩交界处约10m距离时,从进口方向提前施做管棚后掘进,于K0+035处贯通。
由于坡度较大,坡的长度较长,且水洞断面较小,运输车需要倒车进洞,出渣过程中存在一定的困难,因此在每一百米端头20米范围做一个平台,总共计划设置3个平台,如下图所示:
通过该平台解决运渣车辆洞内会车、临时停靠,并且在第二个平台处加宽水洞开挖断面2米,以便于运渣车辆正进洞到该平台处后,在洞内掉头后倒车进洞运输之后的开挖石渣,减少隧道运渣安全风险和减少出渣时间。
3、洞身爆破
本标段过水洞采用光面爆破、预裂爆破相结合,达到减少爆破振动、降低噪音、使围岩成形圆顺、平均线形超挖控制在5~10cm、达到充分发挥围岩自承能力的目的。
3.1、设计原则
①根据洞室围岩岩性、结构、构造特点合理选择周边眼间距E和最小抵抗线W,辅助眼交错均匀布置,周边炮眼和辅助炮眼眼底在同一垂直面上。
②合理选择掏槽形式,采用直眼掏槽,保证达到最佳掏槽效果,掏槽眼比辅助眼深10~20cm。
③严格控制周边眼(预裂眼)装药量,采用竹片上绑扎导爆索和光爆专用小药卷间隔装药,使药量沿炮眼均匀分布。
④合理分布掘进眼,以达到炮眼数量少,材料最省,同时石碴块度适中,便于装卸。
⑤合理选择循环进尺,根据围岩状况、施工部位、工期要求及机械能力等因素来综合考虑。
⑥合理选择爆破材料,采用乳化炸药,非电毫秒雷管、塑料导爆管、导爆索。
⑦合理选择起爆顺序和爆破网络联接方式,采用导爆管起爆网络,毫秒雷管分段起爆,时差50~100ms,同时控制单段同时起爆装药量,确保临近洞室围岩中最大振速小于爆破安全规程允许要求。
⑧动态设计、动态施工。
根据开挖后断面量测、围岩量测和爆破振动监控结果,采用计算机信息化管理系统,不断优化爆破设计。
3.2、钻爆参数的选择
针对不同围岩通过爆破实验来确定爆破参数,本工程设计数据指明为III、Ⅳ级围岩,炸药单耗控制在0.7~0.9Kg/m³
。
3.3、装药结构及堵塞方式
①装药结构:
周边眼用小直径药卷间隔捆绑在竹片上以控制药卷间距,药卷用导爆索串联传爆;
掏槽眼、掘进眼均为连续装药,非电毫秒雷管传爆,所有炮眼均采用反向装药结构。
②堵塞方式:
所有炮眼装药后均先装5cm水袋再用炮泥堵塞,堵塞长度大于20cm。
3.4、起爆网络及起爆方式
采用导爆管串、并联起爆网络。
电雷管起爆,非电毫秒导爆管传爆,起爆时差间隔50~100ms,以控制爆破震动迭加和减少单响最大起爆药量,减少爆破震动。
3.5、爆破震动验算
按爆破安全规程查出需保护围岩允许振动值,反算最大单响起爆药量,校核爆破设计。
3.6、爆破效果及振动监控和爆破设计优化。
3.6.1爆破效果监测
①超欠挖检查
采用激光隧道限界检测仪检测开挖断面尺寸,与标准断面比较。
②上半断面轮廓是否圆顺,下半断面轮廓是否平整。
③爆破进尺是否达到爆破设计要求。
④爆出碴堆是否较集中,飞石是否得到控制。
石碴块度是否适合装碴要求。
⑤炮眼痕迹保存率,硬岩不小于90%,中硬岩不小于70%,并在开挖轮廓面上均匀分布。
⑥爆破振动监测结果小于爆破安全规程规定,围岩受扰动小,自稳能力强。
3.6.2爆破振动监控
采用爆破振动监测仪监测爆破振动实际值,观测已支护段和需保护段围岩稳定情况,如有异常情况,及时加固并回馈调整爆破设计。
3.6.3爆破设计优化
每次爆破后对爆破效果数据对比分析,优化爆破设计
3.7、爆破安全计算
3.7.1爆破飞石
明挖部分飞石安全距离为200米,高压线在安全距离以外。
在爆破过程中采用适当的覆盖防护,确保飞石不影响高压线。
洞内掘进安全飞石不小于100米距离,考虑本水洞纵坡滚石影响,对人员安全距离设定为洞外100米,洞内对设备安全距离设定为100米。
3.7.2爆破防毒气安全距离计算:
根据设计依据
Rg=
式中:
Rg-爆破毒气的安全距离,m
Kg-系数,根据有关实验资料统计,一般取Kg的平均值为160;
下风时,Kg值乘2
Qg-爆破总炸药量
查依据3得Kg=1
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