隧道出口进洞专项施工方案doc 35页.docx
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中川隧道出口进洞专项施工方案
1、编制依据
⑴国家、铁道部现行的铁路工程建设施工规范、验收标准、安全规程等。
⑵国家及当地相关法律、法规及条例等。
⑶现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料。
⑷宝鸡至兰州铁路客运专线甘肃段土建工程7标段施工组织设计、设计文件、图纸等。
⑸《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)。
⑹《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》。
⑺《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007)。
2、编制原则
⑴遵循设计文件的原则。
⑵遵循“安全第一、预防为主、综合治理”的原则。
⑶遵循节约资源和可持续发展的原则。
⑷遵循科学、经济、合理的原则。
⑸遵循引进、创新、发展的原则。
⑹遵循“六位一体”管理的原则。
⑺遵循施工生产与环境保护同步规划,同步建设,同步发展原则。
3、工程概况
、设计概况
中川隧道出口里程为DK852+105,明暗洞分界里程为DK852+078,出口工区拟掘进到里程为DK850+,承担正线总长为。
本隧道为单洞双线型,隧道按照新奥法设计,洞口为斜切式洞门;洞身结构为初期喷锚(必要时加钢架)支护、中设防水层、混凝土二次衬砌;辅助措施有:
洞口大管棚、超前小导管注浆。
、地质概况
中川隧道通过地层按时代由新到老分别包括了第四系、上第三系、震旦系、下元古界地层及华力西期花岗岩。
本隧道主要为第四系,全新统冲积黏质黄土、砂类土及碎石类土,主要为震旦系千枚岩夹片岩,局部为第三系泥岩。
岩土主要为湿陷性黄土、松软土及膨胀岩。
第四系砂质黄土属于Ⅱ~Ⅳ级自重湿陷性黄土场地,湿陷土层10~30m;砂质黄土属松软土,层厚为12~14m;上第三系泥岩具弱膨胀性。
、水文概况
隧道区地表水不发育,除翻山沟有少量地表水外,其余沟内均无水,只在雨后有短暂水流。
个别沟谷有泉水,在黄土与泥岩接触面渗出。
泉流量一般不大。
隧道区地下水类型可分为黄土孔隙裂隙水和基岩裂隙水。
4、方案概况
本方案主要针对中川隧道洞口段施工,主要内容包括:
洞顶截水沟施工、明洞开挖及边仰坡支护、大管棚施工、暗洞开挖及支护、洞口段衬砌和明洞衬砌。
具体方案介绍如下:
⑴人员及设备进场后先进行生产场地的建设,包括生产、生活房屋建设和“三通一平”的建设,为施工做好准备。
⑵洞顶边、仰坡周围的排水系统宜在雨季及边仰坡开完前完成。
洞口顶部地表的凹坑需填平并进行地表防渗处理,清除洞口段山坡危石、灌木、坡集层碎石及有可能滑塌的表层土。
⑶雨季来临前,在洞口边仰坡上方砌筑M10浆砌片石截、排水沟,完成洞口排水系统,确保洞口施工安全。
⑷根据设计进行明洞段开挖及边仰坡支护。
按要求进行边坡、仰坡放线,自上而下逐段开挖,不得掏底开挖或上下重叠开挖。
土方用挖掘机挖装,石方用风钻打眼弱爆破,装载机装碴,自卸汽车运碴。
自上而下分层开挖,分层高度3m左右,随挖随支,确保坡体稳定。
锚喷防护,自上而下,随开挖分层及时施做。
考虑进洞时的超前支护施工,施工明暗结合部位时,挖成台阶状,在台阶上进行进洞超前支护施工。
⑸在预留的台阶上进行长管棚施工。
管棚施工应严格控制钻孔平面位置,不得侵入隧道开挖线内,相邻的钢管不得相撞和立交。
⑹大管棚施工完毕后,采用三台阶临时仰拱法施工工艺进行暗洞开挖,并按照设计要求的内容进行初期支护。
⑺暗洞开挖到合适长度后进行洞口衬砌施工和明洞衬砌施工,先仰拱后拱墙。
⑻衬砌强度达到设计强度100%后进行明洞段拱顶回填,回填应对称回填,分层填筑和夯实,每层厚度不宜大于,其两侧回填土面高度不宜大于,压实度≥96%,回填至拱顶后(即满铺),再分层向上填筑。
然后洞口边仰坡及回填后的边仰坡采用方格形骨架内喷播植草防护。
5、隧道进洞施工方案
、洞顶截水沟施工
洞顶截水沟身采用M10浆砌片石。
截水沟的沟身和沟底厚度均为30cm,截水沟内空为楔形结构,水沟内底宽为60cm。
图2施工工艺流程图
⑴洞顶截水沟位置根据现场实际情况设置在洞口边、仰坡和地面交接线5m以外。
⑵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。
水沟的沟底纵坡随地形变化而变化,确保水沟流水通畅。
⑶基础要在稳定的底层中,弱遇软地基,应对软地基进行夯实处理。
⑷砌筑时要求挂线施工。
砂浆随拌随用,若砂浆停留时间超过4小时,则不得施工;从高处向低处运砂浆时,必须采用梭槽,防止砂浆被土或其他杂物污染。
⑸外观要求:
沟身、沟底表面平整,圆滑顺直。
⑹洞口截水沟砌筑每10m设置一道伸缩缝,缝用沥青麻筋等填塞饱满。
⑺根据实际气候情况,对砌体洒水或覆盖养护,养护时间不小于7天。
⑻水沟修筑完毕后,对水沟周围的土体进行平整,拍实,与地面顺接。
、明洞段开挖施工
明洞施工工艺流程图见图3
图3明洞施工工艺流程图
⑴明洞总体分层开挖安排
边仰坡开挖分层分段开挖,高度控制在3m左右,远离边仰坡处明洞开挖深度可达4m。
每段开挖长度3~5m,可根据衬砌台车的长度进行适当调整。
①测量组精确放出隧道中线及明暗分解里程,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,人工进行修理,遇到基础较硬围岩,采用弱爆破松动围岩,装载机倒碴至合适位置后,出碴车运输至指定位置。
④分层开挖至要求高度后及时进行封闭,并按照设计要求进行支护。
报监理工程师验收合格后喷射混凝土至设计厚度,然后准备下层开挖。
⑤明挖至暗洞掌子面附近预留核心土,为进洞时施作导向墙提供平台。
⑵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,必须边开挖边进行防护,每层开挖高度不超过4m。
③边仰坡开挖如需爆破作业时,采用微震爆破,爆破时边仰坡炮孔最后起爆,边仰坡炮孔装药量严格控制在设计数量以内,孔眼间距控制在50cm内,确保边仰坡开挖坡面质量;局部欠挖采用人分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。
⑤分层开挖,检查完毕边仰坡后进行初喷封闭坡面,之后进行锚杆钻孔作业、喷锚支护。
⑥明洞每段开挖长度控制在3~5m内,然后及时施做明洞衬砌。
、边坡、仰坡开挖支护
边坡、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。
⑴洞顶永久仰坡按照1:
1的坡度进行开挖,临时仰坡按照1:
的坡度进行开挖。
⑵洞口段左右永久边坡开挖按照1:
1的坡度进行,左右明洞段的临时边坡按照1:
的坡度进行开挖。
⑶支护参数
边仰坡支护采用带排水槽的拱形骨架护坡,骨架护坡采用C25混凝土,中心绿化,临时喷锚采用8cm厚的C25混凝土喷射,锚杆采用3m长的Φ22螺纹钢筋锚杆,间距按120cm×100cm布置,钢筋网片采用φ8,其中网格尺寸为20cm×20cm。
⑴测量组准确确定出边坡的坡口线位置,并在地面上标志清楚。
⑵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。
⑶利用机械开挖要预留30cm,以便于人工修整。
⑷边开挖,边用高压风清楚表面松散物质,及时进行支护。
、超前长管棚施工
本段隧道洞口段属山体易滑坡段,围岩无自稳能力,地质条件较差,故采用超前长管棚进洞,并且需下一超前支护措施的搭接长度不小于3m。
1管棚布置
洞口段超前长管棚用每节长4m~6m的热轧无缝钢管及钢花管(φ108mm,壁厚6mm)用丝扣连接而成。
钢管按管中心间距40cm布设于隧道拱部144°范围内。
管棚外插角为2°。
洞口段管棚设置1m×1m的导向墙,采用C25混凝土浇注,导向墙内设2榀I20a工字钢架。
长管棚共三段,布置分别长度为30m、50m、30m。
长管棚布置结构形式见图4、图5。
图4长管棚横断面布置图
图5长管棚纵向布置图
⑵施工工艺
超前长管棚施工工艺流程详见图6。
是否达到设计孔深
测量放线
安装导向墙模板
安装钢架、绑扎钢筋
安装导向管
浇注导向墙混凝土
搭设管棚施工作业平台
钻孔、下管
测量放线
注浆
否
结束
是否达到终孔标准
管棚加工
否
是
是
图6超前长管棚施工工艺流程图
①导向墙施工
采用C25混凝土护拱作为管棚的导向墙,导向墙在隧道开挖外轮廓线以外,紧贴洞口仰坡面。
导向墙由内设的两榀Ⅰ20a号工字钢制作成的钢拱架作为环向支撑,钢架外缘设φ140mm、壁厚为5mm的导向钢管,钢管与钢架焊接。
钢架由3单元组成,拱顶不允许设置连接钢板。
各单元由连接钢板焊接成型,单元间由螺栓连接,接头处焊缝高度:
腹板hf=9mm,翼板hf=12mm。
②管棚制作
管棚采用热轧无缝钢管及钢花管制作,钢花管四周钻设孔径为10~16mm的注浆孔,呈梅花状布置。
孔间距为15cm,钢管尾留110cm不钻孔的止浆段,在距尾端10cm处焊接φ10的箍圈,便于稳定注浆口。
钢管长度按设计加工成相应的规格。
编号为单号的采用钻孔的钢管,编号为偶数的采用普通不钻孔钢管。
③钻孔
钻孔前作业平台采用方木按“井”字形搭设,顺序由下向上、由两边向中间,根据孔位依次搭好。
方木间以扒钉连接牢固,防止在钻孔时钻机摆动、倾斜、不均匀下沉而影响钻孔质量。
钻机开钻时,应低速低压,待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
钻孔采用液压钻机钻孔,所选用的钻机首先应适合钻孔深度和孔径的要求,钻机要求平稳灵活,能在360度范围内钻孔。
为减少因钻具移位引起的钻孔偏差,钻机立轴方向应准确控制,钻进过程中要经常采用测斜仪量测钻杆钻进的偏斜度,发现偏斜超过设计要求时及时纠正。
整个过程应认真作好钻进过程的原始记录,及时对孔口岩屑进行地质判断、描述,作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料,从而指导洞身开挖。
钻孔直径:
φ127mm。
④清孔、安管、放钢筋笼
清孔用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔,再用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插脚,确保孔径、孔深、孔位符合要求。
钻孔检测合格后,将钢管连续接长,用钻机旋转顶进将其顶入孔内,单号孔顶进有孔钢花管,双号孔顶进无孔钢管,如遇故障,需清孔后再将钢管插入。
为改善管棚受力条件,钢管接头应错开,且隧道纵向同一断面内的接头数量不得超过钢管总数的50%,相邻钢管接头错开距离不小于1m,因此第一节管采用4m和6m交替布置,编号为奇数的第一节管采用4m长钢管,编号为偶数的第一节采用6m长钢管,以后每节均采用6m长钢管,两节钢管之间采用30cm长且含内车丝扣的钢管连接(φ114mm、壁厚6mm)。
根据地面沉降控制要求,为了提高导管的抗弯能力,根据实际需要可在钢管及钢花管内设置钢筋笼并灌注水泥砂浆。
钢筋笼由四根主筋和固定环组成,主筋直径为Φ22,中间固定环采用φ42短管节,将其与四根呈十字状布设的主筋焊接,固定环按处设置。
⑤注浆(DK851+950~DK852+040段管棚注浆)
采用全孔压入式向长管棚内压注水泥浆,选用TGB-HG90/90型注浆泵注浆。
浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。
注浆前先进行现场注浆试验,确定注浆参数及外加剂掺入量后再用于实际施工,其中水泥浆液水灰比为1:
1(质量比),注浆压力为~。
注浆按先下后上,先稀后浓的原则注浆。
注浆量由压力控制,初压~,终压2MPa,持压15min后停止注浆。
若注浆量超限,未达到压力要求,应调整浆液浓度继续注浆,确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。
注浆时先灌注“单”号孔,再灌注“双”号孔。
1、钻孔前,精确测定孔的平面位置、倾角、外插角,并对每个孔进行编号。
2、施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。
其中角度偏差值为±1°,孔口距偏差值为±50mm,孔深偏差为±50mm。
3、严格控制钻孔平面位
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