新冯家沟一号隧道施工组织设计Word下载.docx
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备注
超前地质探测
每月超前钻孔等地质预测影响作业循环按3个循环计。
测量放线
0.5
台车就位
超前支护
5.0
钻眼
装药连线起爆
1.5
通风
0.5
初期支护
3.0
出碴
合计
16
每个作业循环留0.5h作机动时间,每天完成1.5个循环,每月按30天计可完成45个循环,减去超前钻孔等地质探测影响的3个循环,实际完成42个循环,考虑长期有效率95%,实际月进尺42×
1.0×
0.95=39.9m。
5.3劳动力组织及任务划分
根据本工程特点及工程数量,按照“施工队伍专业化、资源配置合理化”的原则,组建1个专业施工队。
其中隧道施工队1个、衬砌施工队1个、机械队1个,总人数120人,由隧道出口掘进。
管理人员与各施工队人数及任务划分见下表。
新冯家沟一号隧道上场管理人员配置表
姓名
性别
职务或工种
人数
高扬挺
男
施工队长
施银
副队长
匡东风
桥隧专业质检工程师
陈善东
专职安全员
刘幸福
测量工程师
杨德军
试验工程师
黄建华
质检员
张玉梅
助理工程师
高扬宝
安全员
技术工人(工班长)
其他工人
120
5.4主要施工机械设备
5.4.1配置原则
优选精良、先进的设备,并合理匹配,形成综合生产能力;
设备能力大于进度指标要求的能力;
同类设备尽可能采用同厂家同型号设备,以方便配件供应和维修;
就近调配机械设备。
5.4.2主要机械设备
主要施工机械设备由我单位设备物资部门统一调配,以满足本工程需要。
在施工过程中,根据具体施工进度、施工项目要求适时调整施工机械设备,以达到最优化、最合理的配置,全力满足施工需要,保障施工生产。
出口工区主要施工机械配备见表。
出口工区主要施工机械及测量设备表
设备名称
规格型号
数量
进场日期
技术状况
装载机
ZLC40型
1台
2005、11
良好
挖掘机
220型
空压机
20m3
3台
砼罐车
3m3
2台
强制式搅拌机
50型
混凝土输送泵
HBT60
喷浆机
5m3/h
简易钻孔台车
自制
凿岩机
YT-28
16台
风机
14kw
变压器
500kwA
碎石机
发电机组
125KW
东风车
6115
6辆
插入式振动器
ZN50、1.1kw
12台
5.5主要材料供应计划
本工程材料需求根据施工过程中实际需求量灵活进料。
5.6风、水、电供应及其他
5.6.1隧道施工供水系统
施工供水通过修建高位水池解决,因地势原因水池标高高于洞口拱顶标高10m,水压力不能满足施工要求,在管路上增设加压泵提升水压。
施工水源采用就近的河流水或打井取水,用高压泵抽取。
供水管敷设于高压风管同侧,铺设φ80无缝钢管引入隧道用水点。
5.6.2隧道施工供电系统
供电采取甲方提供的临时电源就近接电。
出口工区设置500KW变压器一座。
考虑供电线路的维修和不可预见的停电故障及出口工区考虑反坡排水需要,备用一台75KW发电机,以确保施工中的通风、排水、照明等临时用电需要。
5.6.3高压供风系统规划
在隧道出口左侧10米处设空压机房,配置1台20m3/min电动空压机,为隧道开挖、支护等施工提供高压风。
高压风管在进洞前采用φ100mm无缝钢管,在洞内分风处设闸阀分风后采用φ80mm无缝钢管,洞内高压风管统一悬吊于断面墙脚侧壁处,便于管理及维修,在空压机站设总闸阀,各分风点处设分闸阀。
施工中加强管理防止漏风。
5.6.4隧道施工通风
隧道施工通风采用压入式通风。
通风机风管选型配置:
根据供风量计算,压入式风机可选用1台轴流式风机,配电机功率14KW/台。
风管选用φ60cm软风管,洞口30m采用铁风管。
5.6.5混凝土拌和站
出口工区使用的混凝土采取就近拌和,在出口设混凝土自动计量拌合站1座,生产能力分别为50m3/h。
拌和站建材堆放场地表面均以C15混凝土硬化,硬化前对基底进行清理、压实,。
5.6.6混凝土构件预制场
本隧道需预制隧道水沟、电缆槽盖板,可在隧道出口处设一处混凝土构件预制场,集中预制本隧道所需要的混凝土构件。
5.6.7火工品库房
在隧道出口附近设火工品储藏室1处(专人看守),火工品储藏室远离施工区域。
5.6.8污水和垃圾处理
在洞外设污水处理池,洞内施工排水通过设在洞外的沉淀池净化后按指定地点排放。
各施工现场按环保部门的要求,设置符合要求的化粪池、沉淀池、厕所、垃圾处理场等公共卫生场所及粪便、污水净化设施,对施工区内所有驻地的粪便、污水、垃圾、泥浆、工程废料等随时运走或收集处理,并符合环保的要求。
在工程完工后,即时拆除相关设施,恢复现场原有面貌,并作适当的绿化。
6施工方案及施工工艺、方法
6.1洞口、洞门及洞内附属工程施工
6.1.1洞口开挖
先开挖洞口天沟、截水沟,以截排地表水。
洞口土方及表层风化石方采用机械自上而下分层开挖;
爆破石方采用光面控制爆破自上而下开挖,人工修整坡面。
开挖成型的坡面按设计要求及时喷混凝土封闭,避免长时间暴露。
结合洞口场地布置与设计,施做路堑边坡防护。
6.1.2洞门施工
为施工安全及美观,隧道进洞后即进行洞门端墙浇筑,端墙采用组合大模板连同5~10m段洞身衬砌整体浇筑。
拆模后随即施作洞口翼墙、边仰坡浆砌片石防护及端墙背后回填,边仰坡2m范围内砌筑砂浆砌片石,以外部分种植草皮绿化
6.1.3洞内附属工程施工方案
仰拱回填:
人工配合机械清底,泵送混凝土浇筑,振动器振捣整平。
水沟、电缆槽:
采用定型钢模板,钢管支撑体系,混凝土直接入模,插入式振捣器振捣,人工抹面压光。
6.4洞身施工方案
本隧道按新奥法施工,采用光面爆破与湿喷技术。
开挖采用风动凿岩机钻眼,直眼掏槽,非电毫秒雷管起爆;
由于新线隧道与既有线隧道距离较近,爆破采用控制爆破和弱爆破。
Ⅲ级围岩采用全断面法开挖,Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法开挖。
拱部开挖以“弱爆破、短进尺、少扰动、强支护、快封闭”为原则。
6.4.1钻爆设计
Ⅲ、Ⅳ及Ⅴ级围岩爆破设计及爆破参数见各图、表。
Ⅳ、Ⅴ级围岩采用微震控制光面爆破,台阶法开挖。
炮眼
名称
炮眼直径mm
炮眼深度cm
个数
周边眼抵抗线cm
周边眼
间距cm
单孔装药量kg
装药量kg
单位耗装药量kg/m3
42
280
25
60
45
0.15
3.75
1.05
辅助眼
24
0.45
10.80
掏槽眼
320
0.60
3.60
底眼
0.50
5.00
正洞Ⅳ、Ⅴ级围岩光面爆破图
6.4.2光面爆破施工工艺
周边眼的装药结构:
严格控制周边眼装药量,采用不偶合装药结构。
并根据爆破效果及时调整爆破参数,以达最佳爆破效果。
测量放线:
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,用激光铅直仪控制边线。
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,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。
钻孔作业:
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,使钻孔位置误差不大于5cm,并保持钻孔方向平行。
周边眼钻孔外插角度控制在4°
以内。
掏槽眼超深20cm,其余炮眼眼底保持在一个铅垂面上。
火工品:
根据岩石强度选用不同猛度、爆速的炸药,有水地段及周边眼选用乳化炸药,其余均用2号岩石硝铵炸药。
周边眼用φ20×
200小药卷不偶合装药,其余炮眼用φ32×
500药卷。
塑料导爆管非电起爆。
按“一标准、两要求、三控制、四保证”原则进行光面爆破施工。
“一标准”即一个控制标准。
“两要求”即钻眼作业要求和装药联线作业要求。
“三控制”即控制钻眼角度、深度、密度;
控制装药量和装药结构;
控制测量放线精度。
“四保证”即搞好思想保证,纠正“宁超勿欠”等错误思想;
搞好技术保证,及时根据爆破实际情况调整钻爆设计参数;
搞好施工保证,落实岗位责任制,组织QC小组活动,严格工序自检、互检、交接检;
搞好经济保证,落实经济责任制。
装药作业采取定人、定位、定段别,按顺序进行;
装药前,所有炮眼全部用高压风吹洗;
严格按爆破设计的装药结构和药量施作;
严格按设计的联接网络实施,控制导爆索的连接方向和连接点的牢固性。
6.5支护方案
Ⅴ级围岩地段采用拱墙格栅钢架及拱部Ø
42小导管超前支护。
超前小导管纵向间距2m,环向间距0.4m,每环20根,每根长3.5m;
栅钢架纵向间距均为1m。
6.5.1超前小导管
小导管采用直径Φ42的热轧无缝钢管,现场加工。
施工时,按设计的环向间距、以5°
~10°
仰角插入拱部围岩。
纵向按设计要求施作,搭接长度不少于1.0m。
超前小导管以紧靠开挖面的格栅钢架为支点,打入短钢管后注浆,形成管栅支护环。
超前小导管施工见图。
超前小导管施工示意图
注浆施工:
水泥浆水灰比为0.5~1.0之间调节,液浆由稀到浓逐级变换。
发生串浆时,采用多台注浆机同时注浆或将串浆孔堵塞,轮到该管注浆时,再拔下堵塞物,用铁丝或细钢筋将管内杂物清除并用高压风或水冲洗,然后再注浆。
施工工艺流程如图:
超前小导管注浆施工工艺流程图
水泥浆进浆量很大,压力长时间不升高,则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆,使浆液在裂隙中有相对停留时间,以便凝胶,但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。
6.5.2格栅钢架
格栅支撑在洞外加工制作,运输车运进洞内,人工配合机具用安装台架安装。
施工工艺流程见图。
格栅钢架安装施工工艺流程图
安装前分批按设计图检查验收加工质量,不合格禁用。
清除干净底脚处浮碴。
按设计焊连定位筋及纵向连接筋,段间连接安设垫片拧紧螺栓,确保安装质量。
严格控制中线及标高。
拱架与岩面间安设鞍形混凝土垫块,确保岩面与拱架密贴。
确保初喷质量。
拱脚必须支立在基岩上不准悬空,若悬空必须用混凝土块塞紧。
拱架安装后必须保证垂直度,不能发生扭曲变形。
6.5.3喷射普通混凝土
施工机械采用ALIVA喷射混凝土三联机及TK961型湿喷机。
选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥;
细骨料选用细度模数大于2.5的硬质洁净中粗砂,含水率控制在5%~7%;
粗骨料选用粒径5~10mm的连续级配碎石或卵石,喷射混凝土骨料级配要求见表;
化验合格的拌和用水;
外加剂的选用须经监理工程师批准,其初凝时间不大于5min,终凝时间不大于10min。
喷射混凝土用骨料级配要求表
项目
通过各种筛径的累计重量百分数(%)
0.6mm
1.2mm
2.5mm
5mm
10mm
15mm
优
17~22
23~31
35~43
50~60
73~82
100
良
13~31
18~41
26~54
40~70
62~80
湿式喷射混凝土工艺流程如图。
喷射前认真检查隧道断面,对欠挖部分及所有开裂、破碎、出水点、崩解的破损岩石进行清理和处理,清除浮石和墙角虚碴,并用高压水或风冲洗岩面。
喷头距岩面距离为1.5m~2m,喷头垂直受喷面,喷初期支护钢架、钢筋网时,可将喷头稍加偏斜,角度大于70°
。
喷射路线应先边墙后拱部,分区、分段“S”形运动,喷头作连续不断的圆周运动,后一圈压前一圈1/3,螺旋状喷射。
湿式喷射混凝土工艺流程
喷射混凝土作业采取分段、分块,先墙后拱、自下而上的顺序进行。
喷嘴做反复缓慢的螺旋形运动,螺旋直径约为20~30cm,以保证混凝土喷射密实。
同时掌握风压、水压及喷射距离,减少回弹量。
隧道喷射混凝土厚度>5cm时分两层作业,第二次喷射混凝土如在第一层混凝土终凝1h后进行,需冲洗第一层混凝土面。
初次喷射先找平岩面。
喷射混凝土终凝2h后,进行喷水养护,养护时间不少于7d。
喷射混凝土开挖时,下次爆破距喷射混凝土完成时间的间隔,不得小于4h。
有水地段喷射混凝土采取如下措施:
当涌水点不多时,可设导管引排水后再喷射混凝土;
当涌水量范围较大时,可设树枝状排水导管后再喷射混凝土;
当涌水严重时可设置泄水孔,边排水边喷混凝土。
增加水泥用量,改变配合比,喷混凝土由远而近逐渐向涌水点逼近,在涌水点安设导管,将水引出,再向导管附近喷混凝土。
当岩面普遍渗水时,先喷砂浆,并加大速凝剂掺量,初喷后再按原配合比施工。
当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施,将水引导疏出后再喷混凝土。
对于岩面水流较大的地段,湿式喷射混凝土效果很差,因此采用《掺STC粘稠剂半湿式喷射混凝土工法》进行潮喷,喷射厚度达3~5cm,再采用湿喷法施工。
6.5.4挂钢筋网
按设计要求加工钢筋网,在加工棚分块预制,洞内铺挂,外层钢筋网在初喷2cm厚混凝土后设置,随开挖面起伏铺设,同预应力锚杆固定牢固。
内层钢筋网设置于钢架内面,并与钢架焊接。
钢筋网与受喷面的间隙为3cm左右,其保护层大于2cm。
搭接长度为1~2个网格。
6.5.5砂浆锚杆
钻孔采用手风钻,注浆工艺依据锚杆布置位置不同,拱部采用双管排气注浆法;
侧墙采用单管注浆法。
注浆设备采用专用高压注浆泵。
砂浆锚杆施工工艺流程图
锚杆孔开孔前做好量测工作,按设计要求布孔并做好标记,开孔偏差不大于10cm;
锚杆孔的孔轴方向垂直于开挖面。
孔深度必须达到施工图纸的规定,孔深偏差值不大于±
50mm。
用高压风冲洗、清扫锚杆孔,确保孔内不留石粉,不用水冲洗钻孔。
砂浆采用高浓度砂浆,配合比通过现场实验确定,并坚持随拌随用的原则,对超过初凝时间的砂浆做报废处理。
砂浆的干缩率必须在允许的范围内。
止浆塞塞入牢固以确保能承受锚杆及注满锚杆孔砂浆的重量。
排气管必须确保插入锚杆孔底,排气孔未出浆前,不得停止注浆。
止浆塞在砂浆具有一定强度后方可拔出,拔出时不得振动锚杆。
双管排气及单管注浆作业如图。
双管排气及单管注浆作业示意图
6.5.6中空注浆锚杆
采用风动凿岩机钻孔并清孔,人工将锚杆推送入孔内,安装止浆塞、垫板、螺母,UB-3注浆泵注浆。
中空注浆锚杆施工工艺流程见图
中空注浆锚杆施工工艺流程
锚杆孔的开孔位置、孔深及清孔要求同砂浆锚杆。
锚杆体安装牢固,锚头、止浆塞、垫板安装齐全并拧紧螺母。
水灰比采用0.45:
1~0.5:
1,注浆压力0.4MPa;
在裂隙发育地带采用更大的注浆压力,使浆液渗透进裂隙,达到改善围岩结构的目的。
6.6衬砌方案
6.6.1防水层铺设
防水板采用无锚钉悬挂铺设法,自制铺挂台车(保证台架下能正常通行,不影响施)工人工铺装,纵向每幅间采用自动爬行热融焊接机焊接。
无钉铺设复合防水板施工工艺流程见图
复合式防水板施工工艺流程图
工艺要点:
确定防水板铺设部位,画线定位。
根据画线的位置和防水板上的挂绳位置,用电钻打孔。
将木楔打入孔眼中,木楔不外露。
将防水板上的吊绳捆绑在木契上,要求吊绳与木楔栓紧,再用橡皮锤将外露木楔打入混凝土内,木楔与基面平,不外露。
防水板之间的搭接长度符合设计或规范要求,用自动爬行热焊机焊接成双焊缝。
焊缝质量直接防水效果,要求焊缝平直、整齐、轮廓清晰,符合设计要求。
为防止浇筑混凝土时出现拱顶防水板逐渐收缩甚至拉裂现象,防水板铺设时保持6~8%的松驰度。
6.6.2正洞衬砌方案
混凝土由洞口的自动计量混凝土拌和站集中供应,混凝土输送罐车运料,混凝土输送泵泵送入模。
仰拱采用仰拱抗干扰作业平台,实现仰拱超前。
隧道大部分采用仰拱先行、钢模衬砌台车衬砌,每节衬砌长度8m。
进口多线衬砌段、断层破碎带因断面形式变化多,采用组合式钢模衬砌台车进行衬砌。
衬砌施工作业程序图
施工方法:
采用整体式液压钢模衬砌台车或组合钢模台车立模,自动计量拌合站,集中供应混凝土,混凝土搅拌运输车运送混凝土混,凝土输送泵泵送入模,混凝土振捣器捣固。
一般地段衬砌施工缝设橡胶止水带,立模时布置在环节缝衬砌混凝土中部呈L型,并固定在挡头板内侧。
工艺流程见图:
混凝土衬砌施工工艺流程图
首先对开挖断面和防排水系统进行自检,检验合格后报现场监理工程师检验,经检验合格后移动台车就位。
混凝土采用水平分层、对称浇筑,控制灌注混凝土的速度和单侧灌注高度,单侧一次连续浇筑高度不超过1m。
输送软管管口至浇筑面垂直距离混凝土的自落高度控制在1.5m以内,以防止混凝土离析。
超过时采用串筒或滑槽。
混凝土浇筑必须连续,相邻两层浇筑时间间隔控制在规范允许范围之内,因施工需要留设施工缝,必须征得设计同意,并得到监理工程师认可。
允许间歇时间具体见表。
混凝土灌注允许间歇时间表
灌注时气温
(℃)
允许间歇时间(min)
普通硅酸盐水泥
矿碴及火山灰水泥
20~30
90
10~20
135
180
5~10
195
捣固选用的振捣器,其频率、振幅、振动速度等参数视混凝土的塌落度及骨料颗径而定;
振捣时不得碰撞模板、钢筋和预埋件。
灌注施工采用全断面一次灌注成型。
拱圈封顶时,随拱圈灌注及时捣实。
衬砌拆模时砼强度不得低于2.5Mpa,并根据湿度情况12h内进行养护,养护时间满足砼强度要求。
仰拱、铺底及填充施工方法:
开挖和浇注混凝土时利用防干扰作业平台,保证运碴车辆和其他车辆的通行。
防干扰作业平台立面示意图
铺底时将基底清理干净,支立模板并排干积水,经监理工程师验收合格后浇注混凝土。
6.7出碴运输及弃碴方案
出碴运输采用无轨运输,爆破后采用侧卸式装载机装碴,以自卸汽车运输至洞外填筑路基。
(原设计由隧道进口掘进,弃碴用于宣汉车站站场改造;
而根据现场由出口掘进。
)多余弃碴全部弃于设计指定的弃碴场内,严格按照设计文件施做挡护工程,以少占耕地为原则,弃碴完毕后及时将弃碴覆盖和平整,并做好绿化。
弃碴挡护工程基础要牢固,排水设施要畅通,防止弃碴流失造成二次污染或水土流失。
6.8隧道施工供风、防尘方案
6.8.1施工通风设计标准及原则
隧道施工作业段的粉尘浓度、一氧化碳(CO)浓度、氮氧化合物(换算成NO2)浓度、洞内温度、洞内风量要求、噪声标准及洞内风速必须达到我国铁路、厂矿、企业及有关劳动卫生标准的规定。
尽量采用同品种、型号的风机及大直径风管,减少能耗损失和通风系统的长期运行成本。
6.8.2.通风管理
以“合理布局,优化匹配,防漏降阻,严格管理、确保效果”二十字方针,作为施工通风管理的指导原则,强化通风管理。
建立以岗位责任制和奖惩制为核心的通风管理制度和组建专业通风班组,通风班组全面负责风机、风管的安装、管理、检查和维修,严格接照通风管理规程及操作细则组织实施。
项目部定期根据通风质量给通风班组兑现奖惩办法。
加强风管的检查维修,发现破损及时粘补。
6.8.3.防尘措施
为控制粉尘的产生,钻眼作业必须采用湿式凿岩。
凿岩机在钻眼时,必须先送水后送风。
装碴前必须进行喷雾、洒水。
新鲜风连续经过几个工作面时,在两个工作面间和混合式通风系统中两组风管交错的距离间,根据防尘效果,适当增设喷雾器净化风流中的粉尘。
施工人员佩带防尘口罩。
正洞管线布置见示意图:
正洞管线布置示意图
6.9施工排水
隧道进口段为顺坡排水,经挖侧沟利用自然坡度排出洞外,引入洞口污水净化池后排放。
隧道出口段
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