大鱼溪隧道进口端出洞专项施工技术方案.docx
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大鱼溪隧道进口端出洞专项施工技术方案
乐英至夹金山垭口段灾后恢复重建工程LJ4合同段
大鱼溪隧道进口端出洞专项施工技术方案
一、编制依据
1.依据乐夹灾后恢复重建LJ4合同段设计图纸与相关合同文件及现场考察资料。
2.《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)
3.《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/-2004)
4.《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)
5.《公路隧道养护技术规范》(JTGH12-2003)
6.《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)
7.《公路工程施工安全技术规程》(JTGF9—2015)
8.《爆破安全规程》(GB6722-2014)
二、工程概况
(一)工程自然条件
1.气象
本项目所处地区气候具有亚热带气候的特点,潮湿多雨,冬无严寒,夏无酷暑。
该区雨量充沛,暴雨强度大。
据气象资料显示,当地多年平均降雨量为1101.5mm,实测最大年降雨量为1526.0mm,实测最大日降雨量125.6mm,最大三小时降雨量100.0mm以上。
从北向南,降雨量呈递增趋势。
灵关实测最大年降雨量1726.9mm,实测最大日降雨量158.1mm。
当地由于受“4.20”地震影响,山体破碎,丰富而集中的降水,较大的暴雨强度,为山洪泥石流、滑坡形成提供了充足的水源条件,致使宝兴、芦山等地多处发生较大规模的滑坡和泥石流,造成道路中断。
2.水文
区内水系属岷江支流青衣江水系,灵关河是区内最主要的河流,水急滩多。
地下水类型主要为第四系松散层孔隙水、基岩裂隙水和可溶岩溶隙-裂隙水三大类。
3.地形地貌
大鱼溪隧道全长3448米,起讫桩号K39+332-K42+780,位于四川盆地西南缘向川藏高原的过渡山区,为龙门山断褶强烈侵蚀斜坡式中高山区,地形变化总趋势,西北高而东南低,宝兴县北部,西部山地海拔一般在3000米~5000米之间,地形切割强烈,地形崎岖,山脊形态呈尖峭状,断崖绝壁处处可见,沟谷深切,呈Ⅴ形,河谷高程在850~900m。
两侧山峰海拔高程多在1400~3000m,河谷两侧岸坡陡峻,属于中~高山地貌区,场地位于灵关河右岸,测区一般海拔标高900-2000m,场地斜坡一般坡度30~50°,局部近直立,相对高差约1100m,河谷内为侵蚀堆积地貌,呈条带状展布。
隧道进口端斜坡陡峻,坡度一般60~70°,植被较发育,主要为松树及杂木为主,基岩裸露,主要由闪长岩组成;隧道出口端斜坡陡缓相间,坡度一般30~50°,崩坡积块石覆盖。
(二)地质构造及地震
隧址区域上位于龙门山断裂带南段,靠近巨型青藏滇缅印尼“歹”字型构造体系中部与龙门山北东向构造带结合部位,地质构造复杂,褶皱、断裂构造发育。
构造带及主要构造形迹有:
宝兴背斜,大川~双石断裂、金台山飞来峰、盐井~五龙断裂,以级随之伴生的次级断层等。
根据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》及《中国地震局发布四川省芦山4月20日7级强烈地震烈度图》,测区地震动峰值加速度为0.2g、地震动反应谱特征周期为0.35s,对应的地震基本烈度为Ⅷ度。
(三)隧道情况
大鱼溪隧道全长3448米,起讫桩号K39+332-K42+780,1#施工横洞长217米,与主洞交叉桩号为K40+220,2#施工横洞长60米,与主洞交叉桩号为K42+670,隧道平面位于R=4000m的曲线上;纵断面竖曲线半径R=16000m,K39+332-K41+670纵坡为1.9697%,K41+670-K42+780纵坡-0.5%。
大鱼溪隧道围岩级别为Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级。
按新奥法原理组织施工,坚持“短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”的原则进行。
采用复合衬砌,即初期支护采用锚网喷混凝土和钢拱架,在地质条件较差段辅以不同形式的超前支护,二次衬砌为模筑混凝土或钢筋混凝土。
施工中作好隧道的监控量测,根据信息反馈,及时修正设计及施工方法。
三、施工计划
大鱼溪隧道进口队负责大鱼溪隧道1#横洞和主洞K39+332-K41+056段工程施工;
1、大鱼溪隧道进口作业队主要机械设备配备计划
序号
名称
规格
单位
数量
1
50C侧翻装载机
柳工50c
台
1
2
正铲装载机
厦工50
台
1
3
挖掘机
EX350-5
台
1
4
风动凿岩机
YT-28
台
15
5
混凝土拌和站
JS1000
套
1
6
混凝土运输车
10m3
辆
3
7
空压机
WL35-20/8-1
台
4
8
隧道通风机
110KW、220KW
台
各1
9
混凝土输送泵
HBT60A
台
1
10
混凝土喷射机
PZ-5
台
1
11
运渣车
15t
台
5
12
衬砌液压钢模台车
12m
台
1
13
防水板吊挂台车
自制
台
1
2、主要劳动力配备计划
序号
工种
人数
工作内容
1
开挖班
16
负责隧道开挖钻孔、清渣
2
支护班
15
负责初期支护拱架、锚喷工作
3
二衬班
14
负责隧道仰拱、仰拱填充、二衬施作
5
机修工
2
负责日常机械故障的维护、维修
6
机械操作
6
负责拌和机等机械操作
7
司机
6
各种车辆操控
8
电焊工
7
钢筋、钢构件焊接
9
电工
2
隧道安全用电
10
爆破工
5
隧道爆破
11
测工
4
隧道测量放线
12
普工
12
13
专职安全员
4
合计
93
3、施工进度计划
大鱼溪隧道进口端出洞计划在2015年11月中下旬。
4、材料供应计划
本工程施工中,要本着“合理组织,精心选择,质量优良,满足施工,减少库存,杜绝浪废”的原则组织材料供应,并考虑可能延误材料供应的各种不利因素,有计划地做好材料供应,确保材料供应满足施工要求。
根据施工组织设计及施工进度制定详尽的季度、月度用料计划,对钢材、水泥等需求量大及新材料、紧缺材料提前备料。
四、施工技术方案
(一)施工用电、用水及通风
1、施工用电
在施工洞口附近设置变压器,以高压电缆进洞,供洞内施工用电。
采用三相五线系统供电,电线路固定于成洞段边墙上部。
2、施工用水
在隧道施工洞口附近修建蓄水池,二次提升至200m3高山水池,再以φ100mm钢管输送至洞外生产生活区、洞内距隧道工作面20~30m处。
3、施工供风
场地平整、边仰坡及洞口开挖等采用内燃式空压机供风,进洞后采用电动空压机供风。
供风管路采用φ200mm钢管法兰盘连接,随工作面向前接长,铺设至距掌子面20~30m位置。
施工通风采用压入式通风方式,采用单根直径180cm密封通风管压送入新鲜空气。
详见“隧道三管两路布置图”。
(二)施工排水
K39+332-K41+670上坡坡度1.9697%,施工排水采用洞内设集水井梯级抽水方式,用大扬程抽水机排水,集水井1.5×2m,纵向间距50m。
洞内设φ100mm排水管,采取管道接力方式向洞外排水。
(三)施工要点
大鱼溪隧道进口端位于S210线右侧较高的陡坡上,无法设置便道。
由于受地形影响,主洞进口端不具备布置场地、正面掘进的条件,而采用开挖横洞进主洞的方案。
隧道的进洞口施工对省道210的交通存在安全隐患。
根据大鱼溪隧道进口端以及省道210平面位置确定,K39+432隧道中线距离省道210边缘大约82m,如下图所示:
因此在进口端开挖至K39+432继续往进口端掘进时,为保证省道210过往车辆通行安全,省道210上钢结构防护棚洞需搭设完成,洞内实施爆破以及出洞后施工洞口工程均需对省道210实行交通封闭。
在实施交通封闭或限制时,提前将临时交通安全布控方案上报交通主管部门审批、备案。
大鱼溪隧道进口位于地形较陡的斜坡地段,地形偏压较为严重,施工中易出现不可预见性的工程地质问题,暗挖施工安全隐患多,对施工安全要求高;对超前预支护要求严格,以及需采用超前地质预报手段,针对前方地质及时调整施工方案。
因此进口端的开挖出洞为该隧道的重、难点工程。
大鱼溪隧道出口端围岩级别划分如下表:
围岩级别
岩土名称
桩号
主要工程地质特征
Ⅳ
中~微风化闪长岩及节理密集带
K39+387~K39+610
隧道围岩由晋宁~澄江期闪长岩组成,属较坚硬岩~坚硬岩。
岩体节理较发育,岩体较破碎,呈碎块状结构,局部岩体节理密集,为节理密集带,
Jv=25-30条/m3,Kv=0.3,岩体破碎。
Ⅴ
强~中化闪长岩、块石
K39+332~K39+387
进出口浅埋段,隧道围岩由晋宁~澄江期闪长岩及崩坡积块石(出口段)组成,块石表层松散,下部中密,天然状态下稳定性较好,但隧道开挖时易滑塌,应加强支护,闪长岩属较坚硬岩~坚硬岩。
表层风化较严重,强风化带厚5-8m,受地质构造影响较重,节理裂隙发育,岩体破碎,呈碎裂状结构。
进口端洞口设计如下图:
大鱼溪隧道进口端洞口纵断面
大鱼溪隧道进口端洞口横断面
进口端开挖出洞辅助工程措施为Φ42注浆小导管超前支护,其中距离洞口0-20m位置为双层注浆导管,往主洞内方向20-38m位置为单层注浆导管。
1、洞身开挖
隧道出洞口根据地质条件,Ⅳ级、Ⅴ级围岩采用如下方法开挖:
(1)、Ⅳ级围岩段采用台阶法开挖,台阶长度控制在10~15m,下断面采用左右交错开挖,每次开挖长度为1.0~3.0m,二次衬砌的施作滞后开挖面20~30m,在初期支护基本稳定后施作,但是二次衬砌仰拱和仰拱回填层应紧跟初期支护。
详见“图1台阶法施工工序示意图”。
(2)、Ⅴ级围岩段,采用留核心土环形开挖法施工。
环形开挖进尺为0.5~1.0m左右,上部环形开挖采用风铲及风镐配合人力开挖,人工卸碴至隧底。
核心土及仰拱开挖在上部环形面稳定后进行,上台阶长度控制在洞径的1.5倍,下台阶长度控制在6-10m,采用挖掘机和人工配合无爆破施工,局部需爆破时,采用弱爆破施工,以减少对地层的扰动。
超前管棚或超前小导管、钢拱架及锚、喷、网联合支护。
开挖时坚持管超前、短开挖、多循环的原则,初期支护紧跟掌子面,尽快施作仰拱,使支护结构尽早闭合。
采用光面爆破,装载机装碴,自卸车运输。
详见“图2预留核心土环形开挖法施工工序示意图”。
(3)、钻爆施工
Ⅳ级围岩采用预裂面爆破,拱部及外侧采用光面爆破开挖。
Ⅴ级围岩根据实际围岩的软、硬及完整、破碎程度采用光面爆破或者预裂面爆破。
施工前根据围岩级别情况进行施工区段(标明里程)的钻爆设计,进行详细的技术交底,对钻孔施工人员(风钻台数)明确分工、分区。
全断面光面爆破施工工艺
1光面爆破设计
全断面光面爆破设计参数
参数
周边距E(cm)
抵抗线W(cm)
光爆层E/W
内圈距a(cm)
药量(kg/m3)
钻孔(m)
设计进尺(m)
利用率(%)
指标
50
60
0.71
70
1.09
3
2.8
94
A、炮眼布置及爆破参数
光面爆破周边眼采用硝铵炸药,其它眼采用乳胶炸药。
掏槽方式采取垂直楔形掏槽。
炮眼深度除掏槽眼垂直深度3.2m外,其余垂直深度均为3.0m。
爆破作业要讲求爆破技术,控制炮眼的装药量,避免岩石过度破碎。
光面爆破炮眼布置图
全断面光面爆破施工参数表
炮眼
段号
炮眼
名称
炮眼深度
(m)
眼数
(个)
单孔装药
量(kg)
段装药
量(kg)
①
掏槽眼
3.2
6
1.8
10.8
③
掘进眼
3.0
14
1.6
22.4
⑤
掘进眼
3.0
18
1.4
25.2
⑦
掘进眼
3.0
4
1.
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