隧道专项施工方案Word文档格式.docx
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274m
691m
311672
YK1+551
YK2+661
1110
58m
174m
372m
564m
4、分段划分施工方法表
XX隧道分段开挖方法表表1
里程(桩号)
围岩级别
开挖方法
支护形式
Zk1+567~zk1+622
Yk1+556~yk1+611
110
V
CRD
φ108-6管棚(φ42-5小导管)超前支护+I20工字钢+φ25-5中空锚杆+喷射砼
ZK1+622~ZK1+703
YK1+611~YK1+680
150
III\IV
台阶法
φ42-5小导管(φ25-5小导管)超前支护+I18(14)工字钢+φ25-5中空锚杆+喷射砼
ZK1+703~ZK2+110
YK1+680~YK2+102
829
III
全断面
φ22砂浆锚杆+I14工字钢+喷射砼
ZK2+110~ZK2+258
YK2+102~YK2+262
308
IV/V
CD
ZK2+258~ZK2+527
YK2+262~YK2+402
409
ZK2+527~ZK2+597
YK2+402~YK2+562
230
ZK2+587~ZK2+617
YK2+562~YK2+608
66
二、施工总体部署
1、施工准备
(1)机械、设备、人员:
本工程施工需要较多的机械设备、熟练的技术工人,本着资源最优原则根据施工总体方案以及详细的施工方法为本工程选择配置了成套的专业机械设备和检测仪器,配备足够数量的优秀专业施工队伍和熟练的技术工人,并根据本工程进度计划安排对机械设备、人员进行动态管理和调配,本着“用进完退”的原则统筹组织安排现场的机械设备、人员,避免现场的机械设备闲置和人员窝工。
(2)材料:
工程施工需要大量材料,除水泥、钢材等主要外购材料外,还有砂、碎石、片石等大宗的地方材料,物资部门积极采购供应,广泛调查料源,广开物资供应渠道,根据使用计划组织进场,确保工程使用。
(3)技术:
在工程开工前组织本标段导线点及水准点的布设,管理技术人员熟悉设计图纸,做好施工前的图纸交底工作。
依据工程量,进行工料分析,提出资源计划。
根据工程规模、结构特点和甲方要求,明确各主要分部、分项工程的施工方法,拟定推广应用的新技术,编制详细的施工作业指导书及特殊部位的单项作业技术方案。
组织学习国家现行的技术标准、施工及验收规范,工程质量评定标准,操作规程,有关建设工程法律和强制性执行的质量标准等文件,使工程开展过程中自始自终严格按规范操作。
(4)施工现场:
导线点布设、临时租地、办公生活生产场地及设施、临时供水、临时供电、临时通讯、施工便道、工地试验室的建立及试验设备安装调试;
及时材料进场。
2、主要施工机械、机具
拟投入隧道工程的主要施工机械表
序号
机械名称
规格型号
额定功率(kW)
或容量(m3)
或吨位(t)
数量
1
混凝土拌和站
JS75
75m3/h
2
混凝土运输车
FYJ5290GJB
8m3
4
3
混凝土输送泵
HBCT70
70m3/h
挖机
日立-240
130kW
5
装载机
厦工-50
162kW
6
电焊机
7
切割机
8
冷弯机
9
发电机
GF200
200KVA
10
运输车
东风
8t
11
变压器
S7-315/10
315KVA
12
开挖台车
13
整体式衬砌台车
模板厚1cm
14
空压机
4L20/8
20m3
15
凿岩机
YZ-27
36.7HZ
65
16
注浆机
HFV-5DE
5m3/h
17
喷浆机
TK-961
7.5kw
18
通风设备
88-1
55kw
19
激光隧道断面仪
20
钻爆台架
自制
3、施工进度计划安排
隧道工程是本标段的控制性工程。
合同工期28个月;
计划开工日期:
2014年3月1日,计划竣工日期:
2016年4月10日。
具体工期以开工报告为准。
根据总体合同工期要求,XX隧道采用单头掘进施工。
具体施工进度安排见附表《隧道施工进度计划横道图》。
4、主要施工人员(按高峰期、左右线同时施工)
开挖掘进班:
每个洞口2个班组,人员50人,负责钻眼、装药、放炮、找顶、径向锚杆打设、风水管路延续等。
出碴班:
每个洞口配备1个班组,人员19人,负责洞内出碴。
喷锚班:
每个洞口1个班组,19人。
衬砌班:
衬砌组:
分隧道左线、右线2个班组;
共计25人,负责台车就位、支立台车,混凝土的灌筑、振捣、养生、拆模等。
仰拱、填充及水沟电缆槽组7人,负责清底、仰拱混凝土、填充混凝土的施工及水沟电缆槽施工。
钢材加工班:
一班制作业,人员15人,负责型钢拱架的制作,锚杆及网片加工、衬砌钢筋制作绑扎等。
机修班:
两班制作业,人员4人,包括空压机、发电机、电工及修理人员等。
综合班:
两班制作业,负责洞内通风及抽水、道路养护等,人员4人。
量测班:
人员6人,负责洞外地表下沉、洞内水平收敛和拱顶下沉量测、洞内放线等作业。
管理人员:
每个洞口2人,负责洞口段的检查、指导、指挥和协调。
三、施工总体方案
XX隧道为复合式衬砌设计,按喷锚构筑法施工。
本合同段隧道由洞口两端向分界点掘进。
施工过程中采用超前预报系统进行地质超前勘探。
为加快施工进度,提前贯通。
总体实施掘进(钻爆、无轨运输出碴)、支护(管棚、拌、运、锚、喷)、衬砌(拌、运、灌、振捣)三条机械化作业线。
钻爆围岩采用YT28风动凿岩机打眼,非电毫秒雷管光面爆破。
超前支护采用液压钻孔台车及ZTGZ-60/120注浆机施作长大管棚及超前导管,初期支护采用YT28风动凿岩机打眼,TK96-1湿式混凝土喷射机喷射混凝土,人工架立钢支撑,出碴运输采用CAT966D及ZL50C装载机装碴,济南斯太尔、瑞典A20、重庆铁马15~19T自卸汽车完成无轨运输施工。
衬砌混凝土采用混凝土自动计量拌和楼,混凝土搅拌运输车,混凝土输送泵、大模板整体液压衬砌台车(自制)完成全断面衬砌一次成型。
路面混凝土施工采用集中时间、机械化流水作业,一次施工,一次成优。
四、主要工序施工方法
1.明洞施工
隧道进出口明洞明挖法施工。
(1)洞口开挖及排水施工
据地勘资料显示,由于本隧道进口明洞洞口段浅埋,进出口表层分布有残坡积粉质粘土夹碎石,其下为全~强风化岩,施工开挖易造成崩塌,施工中采用锚、喷、网防护进行加固处理。
开挖前要清理场地,测量地面标高,复核开挖断面数量,放出开挖边桩,精确放出明洞门开挖边坡线,开挖一次到位,开挖时及时支护暴露面,开挖宽度应加上锚喷混凝土厚度;
土方采用风镐配合挖掘机开挖,自卸汽车运弃,石方开挖采取松动爆破,确保边坡稳定及施工安全。
进洞前应加强洞口临时边仰坡的防护。
洞口开挖前在洞顶开挖边坡以外5~10m范围内开挖截水沟,避免地表水冲刷边仰坡及洞门,造成危害。
截水沟用M7.5浆砌片石砌筑,通过引水管以及暗井使之与路堑侧沟形成完整的洞外防排水体系。
(2)护拱段施工
隧道进出口采用中隔壁法开挖、套拱衬砌进洞方案,洞口明洞路堑临时边仰坡开挖支护完成后施作护拱。
护拱纵向长2.0m,开挖轮廓外设纵向φ108×
6mm超前管棚,管棚尾部焊接在护拱钢架上。
护拱段其施工主要步骤为:
A、护拱范围内环形开挖;
开挖采用风镐配合挖掘机开挖。
B、临时边仰坡面支护,外侧边坡及仰坡喷锚支护,核心土坡面做素砼防护;
C、架立护拱钢架;
孔口管安装;
测量放线后,人工安装I20a工字钢,用Φ22钢筋纵向连接和定位,工字钢与联接钢板采用焊接,联接钢板间采用螺栓连接。
根据实际情况,每节工字钢的长度可根据实际施工需要做适当调整。
拱脚置于牢固的基岩上。
间隙过大时用混凝土楔块或钢板顶紧,保证工字钢置于稳固的地基上。
Φ127mm孔口管作为管棚的导向管,用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置;
用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角;
用前后差距法设定孔口管的外插角。
孔口管用Φ22钢筋牢固焊接在工字钢上。
D、护拱钢架外设φ108×
6mm超前管棚;
超前管棚采用钻机钻孔,钻进并顶进长管棚钢管,一次性打入。
施工时先打有孔钢管,注浆后再打无孔钢管,无孔钢管作为检查管,检查注浆质量。
E、浇注套拱砼;
套拱模板采用木模,底模及挡头模首先安装,底模用Φ22钢筋与I18工字钢固定,钢筋一端焊接在工字钢上,另一端与底模连接牢固。
外模随着套拱混凝土的施工由下至上逐段安装套拱用C30混凝土浇筑,混凝土浇注采用输送泵,由下至上、左右对称进行。
套拱在明洞外轮廓线以外,紧贴掌子面施工。
护拱段施工工序流程图
(3)洞口施工
本隧道洞口段施工程序和方法如下:
挖基:
采用人工配风镐挖基,人工整修。
钢筋绑扎:
钢筋绑扎采用脚手架平台施作,端墙式明洞钢筋同时绑扎。
洞门砼浇筑:
墙身采用C15片石砼浇筑,洞门外露面采用钢管架组合钢模立模,预留镶面层,砼浇筑采用泵送砼分层浇筑,插入式振捣。
镶面:
洞门表面采用浅绿色蘑菇石贴面装饰,贴面采用灰浆掺加粘合剂进行贴面施工。
墙顶水沟:
洞门及明洞施工完成后,于洞门及明洞衬砌外侧铺设防水层及纵向排水管,回填土石,洞顶铺粘土隔水层并设浆砌排水沟,与仰坡外截水沟连通。
2.主洞洞身开挖
(1)洞口Ⅴ级围岩地段开挖支护:
洞口Ⅴ级围岩开挖采用CRD法施工
CRD法施工工艺流程图
CRD法施工共将隧道分为六部分,具体划分为见下图
CRD法施工工序横断面
开挖①部
(1)利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁及导坑侧壁42小导管超前支护。
(2)开挖①部,(3)喷混凝土封闭掌子面。
(4)施作①部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷4cm厚混凝土,铺设钢筋网,架立I20a型钢钢架和I14临时钢架,并设锁脚锚杆,安设I14横撑。
(5)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
开挖②部
(1)在滞后①部一段距离后,开挖②部。
(2)喷混凝土封闭掌子面。
(3)导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,铺设钢筋网,(4)接长型钢钢架和I18临时钢架,并设锁脚锚杆,根据实际地址情况,必要时安设I18横撑,(5)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
5.2.4.3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。
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。
(1)在滞后于④部一段距离后,开挖⑤部。
(2)隧底周边部分初喷4cm厚混凝土。
(3)接长I18临时钢架,复喷混凝土至设计厚度。
(4)安设型钢钢架之仰拱单元。
开挖⑥部并施作导坑周边的初期支护,步骤及工序同5。
并使型钢钢架之封闭成环。
(1)根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,拆除I18临时钢架及上部临时横撑。
(2)灌注Ⅶ部仰拱衬砌及矮边墙。
灌注仰拱填充Ⅷ部至设计高度。
利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅸ部衬砌(拱墙衬砌一次施作)
(2)
级围岩地段开挖支护
级围岩段及加强段施工工序:
先拱部超前锚杆支护,再上部断面环形开挖、上部断面初期支护、下部断面开挖、下断面初期支护;
施工要求在开挖及初期支护后及时施作仰拱、仰拱回填及二次衬砌。
级围岩段上下台阶的纵向间距控制在15m,每个台阶的开挖进尺控制在1.0m,且严禁各导坑同时进行爆破作业,以防爆破波缝值的叠加。
级段施工支护采用B6定型钢筋网片及I18@100cm(I14@0.75cm)工字钢架,结合拱部φ22-5.0m超前砂浆锚杆和φ25-3.0m中空注浆锚杆加强支护。
(3)
采用全断面开挖,采用自卸运输车运渣石,随后初期支护,即先喷混凝土4cm,再打设Φ22砂浆锚杆,铺设A6(20*20cm)定型钢筋焊接网片,架设工字钢拱架,复喷砼至设计厚度。
根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,进行主洞二次衬砌的浇筑。
施工注意事项:
1)隧道施工应坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则;
2)小炮开挖或人工开挖,严格控制装药量。
3)工序变化之处钢架(或临时钢架)应设锁脚锚管,以确保钢架基础稳定。
4)钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。
5)施工中,应按有关规范及标准图的要求,进行监控量测,及时反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整提供依据。
(4)、爆破施工
本工程爆破施工采用光面爆破,以减少对围岩的扰动和控制超挖,并有利于施工质量控制和减少二次衬砌砼后期收缩裂缝的发生。
钻孔前测量放样,准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置。
距开挖面50m处埋设中线桩,每100m设置临时水准点。
每次测量放线的同时,要对上次爆破断面进行检查,利用隧道开挖断面量测系统对测量数据进行处理,及时调整爆破参数,以达最佳爆破效果。
钻眼前,钻工要熟悉炮眼布置图,严格按钻爆设计实施。
特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及数量,未经主管工程师同意不得随意改动。
定人定位,周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。
准确定位凿岩机钻杆,使钻孔位置误差不大于5cm,保持钻孔方向平行,严禁相互交错。
周边眼钻孔外插角度控制:
眼深3m时外插角<
3°
眼深5m时外插角<
2°
,使两茬炮接口处台阶不大于15cm。
同类炮眼钻孔深度要达到钻爆设计要求,眼底保持在一个铅垂面上。
1爆破作业流程图如下:
②爆破施工技术参数
A、最大段允许装药量控制
最大段允许用药量以允许爆破震动速度来控制,由萨道夫斯基公式进行计算:
其中K、α需在施工过程中对小药量爆破实测的数据进行回归分析重新标定,标定前爆破设计时K、α则按爆破安全规程根据岩层状况选取。
B、掏槽形式的选定
由于一般情况下,掏槽爆破的震动强度比其它部位炮眼爆破时的震动强度都大,因此从减震出发,选用适于减震的楔形掏槽形式。
C、爆破器材
炸药采用乳化油炸药,每卷200g,周边眼爆破采用专用光爆炸药,雷管采
用非电毫秒雷管。
D、装药结构
周边眼装药结构视地质情况灵活选用不同的形式:
岩层比较破碎时,采用双传爆线结构;
软岩属于中等岩层,采用竹片、传爆线、小直径药卷间隔不耦合装药结构,底部药量适当加强;
较为完整的软弱岩层,可采用专用小直径光爆炸药的连续装药结构。
上述装药结构均用炮泥堵塞。
其它炮眼结构装药均采用连续装药结构。
其堵塞要求将炮泥堵在与装药相接的部位,实践证明这种堵塞方法比堵在眼口的爆破效果好。
E、起爆方式
采用非电起爆方式,高段位分段微差控制爆破技术。
F、合理的段间隔时差
实测资料表明:
在软~中硬围岩中爆破振动频率比较低,一般在100HZ以下;
振动持续时间,纵向、横向振动持续时间大时,可达到200ms左右,垂直向可达100ms左右。
为避免振动强度叠加作用,本设计采用高段位微差控爆破技术,雷管采取跳段或高段位使用,段间隔时差控制为100ms左右。
G、底板眼的爆破与起爆顺序
底板眼的爆破,传统的习惯作法是加大装药量。
并且最后同时起爆,以达到翻碴的目的,便于出碴。
而爆破振动观测说明,隧道爆破产生的地震动强度除掏槽眼最大外,其次是底板眼爆破。
有时底板眼爆破产生的地震动强度最大,从保护围岩稳定的角度来看是不合理的。
为此,将底板眼分成几个段分开起爆。
这样可以减少底板眼同段起爆,共同作用的装药量。
改变底板眼抵抗线方向,从而减小底板眼爆破产生的地震动强度。
起爆顺序:
预裂爆破时先预裂后掏槽,然后扩槽、掘进眼、二台眼、内圈眼。
光面爆破对从掏槽眼开始,一层一层地往外进行,最后周边采用光面爆破。
具体落实到段号,遵循以下三点来考虑:
首先应有合理的段间隔时间;
其次同一段炮眼的装药量应小于最大单段的允许装药量;
第三,前一段爆破要尽量为后段爆破创造良好的临空面。
4、初期支护
隧道暗洞衬砌按新奥法原理进行设计与施工,采用复合式衬砌。
(1)支护参数
各级围岩复合式衬砌支护参数如下表所示。
围岩类别
衬砌类型
初期支护
超前支护
系统锚杆
C25喷砼厚度(cm)
钢筋网规格
S3
——
φ22早强砂浆锚杆,长3.5m,间距1.4*1.2
喷射砼厚15(20)cm,必要时拱墙I14拱架间距1.4m
φ6.5:
20*20
S3-R(J1、Q1)
φ22早强砂浆锚杆,长3.5m,间距1.2*1.2
喷射砼厚20cm,拱墙I14拱架间距1.2m
S3-Q2
φ22早强砂浆锚杆,长3.5m,间距0.75*1.0
喷射砼厚20cm,拱墙I14拱架间距0.75m
S3-J2
必要时φ22超前砂浆锚杆,长4.5米,环距0.5米,纵距3.0米
φ22早强砂浆锚杆,长4.0m,间距1.0*1.0
喷射砼厚24cm,拱墙I18拱架间距1.0m
S4-1
φ25-5超前中空注浆锚杆,长4.5m,环距0.5m,纵距3.0m
φ25-5中空注浆锚杆,长3.5(4)m,间距:
纵1m*环1m
喷射砼厚20cm,拱墙I14拱架间距1.0m
S4-2
φ42-5超前小导管,长4.5m,环距0.5m,纵距3.0m
纵0.75m*环1m
喷射砼厚24cm,拱墙I18拱架间距0.75m
S5-1
φ42-5超前小导管,长4.5m,环距0.42m,纵距3.0m
φ25-5中空注浆锚杆,长4(5)m,间距:
喷射砼厚26cm,拱墙I20a拱架间距0.75m
15*15
S5-2
φ108-6超前管棚支护
纵0.5m*环1m
喷射砼厚28cm,拱墙I20a拱架间距0.5m
(2)超前管棚施工
①、施工准备
用Φ108的无缝钢管进行加工导管,前端做成尖锥形。
为防止顶坏钢管,在管头加管箍,钢管头设套丝,钢管连接用套筒连接。
②、钻孔
A、钻孔台车钻杆长度为4.3~5.52m,钻孔时必须接杆。
随着孔深的增长,需对回转矩、冲击力及推力进行控制和协调,尤其严格控制推力,不能过大。
B、为确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性,钻杆联接套应与钻杆材质相同,两端加工内丝扣(配合钻杆两端外丝扣),联接套的壁厚应大于16mm。
C、台车就位后,由测量工站在台车臂托篮上准确画出钻孔的位置。
D、施钻时,台车大臂必须顶紧掌子面,以防止过大颤动影响施工精度。
用水准尺配合坡度板控制孔眼角度,使孔眼角度保持在1~3°
;
E、钻机开钻时钻速宜低,钻进20cm后转入正常钻速。
F、第一节钻杆钻入岩层,尾部剩余20~30cm时停止钻进,人工用两把管钳卡紧钻杆,(注意不得卡丝扣),钻机低速反转,脱开钻杆。
钻机沿导轨退回原位,人工装入第二根,并在钻杆前端安装好联接套,钻机低速送至第一根钻杆尾部,方向对准后联接成一体。
起拱线以上的孔位,由于台车大臂离地面较高,不便装卸钻杆,此时将大臂落下,人工在地面安装好钻杆后,大臂重新升起就位。
每次接长钻杆均按上述方法进行。
G、换钻杆时,注意检查钻杆是否弯曲,有无损坏,中心孔是否畅通等,不符合要求的立即更换,以确保正常作业。
H、钻孔到一定的深度后,按同样的方法拆卸钻杆,钻机退回原位。
③、清孔:
钻孔完成后,用地质岩芯钻杆配合钻头进行来回扫孔,清除浮渣至孔底,确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。
用高压气从孔底向孔口清理钻渣,并用全站仪、测斜仪检测孔深,外插角。
。
④、顶管
利用钻机的推力将工作管逐节推到孔底。
先将第一节钢管顶入钻好的孔内再联接。
管件接长应满足受力要求,钢管安装时用钻机顶入,一次性打入,钢管与钢花管交错设置,同一断面的接头数不应超过50%。
施工时先打设钢花管并注浆,然后打设钢管,以便检查钢花管的注浆质量。
安装钢管时在孔口设止浆套,并用水泥砂浆封闭孔口。
当前一根钢管推进孔内后,孔外剩余30~40cm时,开动钻机反转,使顶进联接套与钢管脱离,钻机退回原位,大臂落下,人工装上后一节钢管,大臂重新对正,钻机缓慢低速前进对准前一节钢管的端部,人工持链钳进行钢管连接,使两节钢管在联接处联接为一体,钻机低速顶进钢管。
顶进钢管完成后外露一定长度,以便连接注浆管,并用塑胶泥将导管周围孔隙封堵密度实。
⑤、注浆
本隧道管棚注浆采用水泥-水玻璃双液浆。
把设计要求配制浆液并倒入注浆桶中,为防止浆液沉淀,要不停的搅拌。
连接注浆管路后,用注浆泵先压水检查管路是否漏水,设备状态是否正常,尔后再做压浆试验。
达到注浆压力或达到设计注浆量可停止注浆。
记录注浆时间和注浆量。
注浆结束后马上塞上注浆管以防止浆液流出。
拆卸各注浆器件,全部清洗干净,并对注浆泵进行检查、保养。
注浆参数通过现场试验按实际情况确定。
管棚注浆施工
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