大连经济开发区北良疏公路西峪子隧道工程.docx
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大连经济开发区北良疏公路西峪子隧道工程
大连经济开发区北良疏公路西峪子隧道工程
工程特点:
北良疏公路全长3.007KM,在大连经济开发区东南部,地处丘前冲洪积准平原,冲沟发育,地形起伏。
工程中以西峪子隧道为主要项目,长1088M。
投编书编制单位:
中铁三局六处
1、工程概况
西峪子隧道位于北良铁路专用线以北约50m,进口位于西峡子村西南,出口位于北良港车场内,穿越西咀子山岭,最大埋深148米,最浅埋深4~5米。
隧道洞口里程及长度分别为:
K1+590~K2+678,全长1088m,其中出口明洞长4m。
该隧道范围为丘陵及山前倾斜平原地貌,山坡较陡,树木茂密,局部基岩裸露。
隧道出口附近已被开挖,出口处形成陡坡,洞身段围岩主要以微风化石英岩、石英砂岩组成,夹有板岩及辉绿岩,灰白色,节理发育至较发育;进口段围岩主要为强风化至弱风化的板岩,节理发育,夹泥灰岩;出口段围岩主要为微风化板岩、结构致密,局部夹石英砂岩及辉绿岩、千枚岩。
地下水为基岩裂隙潜水,微具承压性,主要靠大气降水初给。
富水期时水量较大,水位有所上升,出口处及K2+000以后由于洞身高程较低,水量相对增加。
路线所经地区属欧亚大陆性东部季风气候区,冬季寒冷,夏季炎热多雨,冬夏温差大,历年平均气温为10.3℃,最高为38.1℃,最低为—12.4℃,土壤最大冻结深度为93cm,雷暴日数平均20.1天,最多27天,大风日数平均29.5天,最多47天。
地震基本烈度:
七度。
隧道衬砌:
按新奥法原理设计采用喷锚支护和二次模筑混凝土组合的复合衬砌。
喷锚支护不仅为永久衬砌的组成部分,也是施工时的支护手段,为满足抗震强度要求,K1+590~K1+630和K1+655~K1+695段的二次衬砌采用钢筋混凝土;为保证结构稳定,K2+660~K2+674Ⅳ类围岩偏压地段,采用Ⅱ类围岩复合衬砌结构断面;K2+674~K2+678为隧道出口明洞段。
衬砌采用防水混凝土,抗渗标号S6。
隧道边墙设横向及纵向排水盲沟和泄水孔。
初期支护与二次衬砌间拱部设防止隔离层。
施工缝、沉降缝设止水带。
隧道设双侧排水沟排水。
洞内路面采用35号水泥混凝土路面,厚22cm,上层6cm采用耐磨的粗细骨料,且与下层混凝土分机拌和,分层摊铺,一次振捣。
隧道电源由铁路新建10KV贯通线T接,两端各设一座10/0.4/0.23KV箱式变电站,照明电缆设于电缆沟内,其至配电箱及各用电器段采用电缆和导管穿钢管暗设于隧道拱壁混凝土衬砌层内。
进口洞门采用翼墙式,出口为单侧挡土墙拱型明洞门。
隧道净宽10.368米,净高6.975米。
2、施工方法
2.1明洞施工
隧道出口K2+674~K2+678为Ⅳ类围岩明洞地段,为半路堑式明洞,长4m,明洞施工前靠山侧边坡按设计要求进行刷坡。
同时施工截水天沟,明洞顶粘土防止层以上坡度1:
0.75,做好所有的排水系统。
粘土防水层以下至拱脚坡度1:
0.3,施工时,视开挖面的稳定情况采取相应的加强措施,确保安全。
明洞施工顺序如下图:
施工顺序说明:
1)先开挖外墙基础,立外墙模型并灌注外墙混凝土。
2)外墙施做完后,立设拱架模型,绑扎拱部钢筋,经检查后,浇注拱部混凝土。
3)开挖内墙基础,立模型,浇注内墙混凝土。
4)按设计要求铺设防水层,防水层施作前用水泥砂浆将衬砌外表面涂抹平顺。
5)施作仰拱混凝土,竖向盲沟和纵向盲沟在明洞内边墙施工时施作。
6)明洞回填:
在做好防水层、衬砌达到设计强度的70%时开始施工。
明洞拱背回填土石对称分层夯实,每层厚度不超过0.3m,其两侧回填土的土面高差不大于0.5m,回填至拱顶后满铺分层填筑,拱圈砼达到设计强度70%且拱顶回填高度达到0.7m以上时拆除拱架。
7)施作回填土石顶的粘土防水层。
注意事项:
明洞施工尽量避开雨天和冬天。
浇注砼一经开始,连续进行避免中断。
2.2进口洞外路堑
采用机械辅助人工开挖,控制爆破。
2.3洞门施工
进口为翼墙式洞门,出口为单侧挡墙拱型洞门。
洞口施工前作好排水设施,按设计要求进行边仰坡放线,开挖自上而下分层控制爆破开挖,不采用深孔大爆破,不掏底取土,尽量减少地层的扰动。
隧道开挖支护按设计采用的“新奥法”施工,即“光面爆破,喷锚支护,监控量测”。
2.4洞身开挖
Ⅱ、Ⅲ类围岩的施工原则:
“杆超前,严注浆,短开挖,强支护,早封闭,勤量测,弱爆破”。
杆超前—在掌子面尚未开挖的地层中,沿隧道拱部周边打入φ22L=3.5M的超前锚杆起超前支护作用,开挖后管与管之间的围岩有成拱效应,超前锚杆本身形成简支梁对围岩起支撑和抑制围岩变形作用,提供完成初期支护的时间。
严注浆—在软弱破碎围岩中施工,对未开挖地段进行注浆加固地层,使破碎岩体能胶结起来,在开挖时不坍塌。
短开挖—每一个开挖循环进尺要短,做到开挖和支护时间尽量缩短,且由于嵌制作用和纵向围岩暴露得少,能够确保施工安全。
强支护—采用钢架和锚喷砼进行初期支护,保证施工安全。
早封闭—开挖后利用初期支护尽早封闭围岩。
勤量测—量测是对施工过程中围岩及结构变化情况进行动态跟踪的主要手段,其信息及时而准确地反馈以便修正设计或采取必要的施工措施。
弱爆破—控制炸药量,减少对围岩的扰动。
1)Ⅱ、Ⅲ类围岩地段采用短台阶法施工。
人工使用风镐风铲开挖,并配合YT—28风钻打孔弱爆破施工,φ22L=3.5m的超前锚杆支护。
Ⅱ类围岩初期支护采用格栅钢架,锚喷支护,其支护参数如下:
喷射砼厚度d=20cm
钢筋网φ10,网格20×20cm
锚杆φ22L=3.5m纵环向间距1.0m呈梅花形布置。
格栅钢架,每米一榀,其主筋φ20。
Ⅲ类围岩初期支护,采用锚喷支护,其支护参数如下:
喷射砼厚度d=15cm
钢筋网φ22L=3.0m纵环向间距1.2m,呈梅花形布置。
不设格栅钢架。
Ⅱ、Ⅲ类围岩地段施工时,作到支护及时,封闭及时,量测及时。
Ⅳ、Ⅴ类围岩地段采用全断面开挖,非电毫秒雷管起爆,光面爆破,锚喷支护,进出口均采用二臂凿岩台车钻孔。
本隧道施工重点:
进口K1+590~K1+750Ⅱ、Ⅲ类围岩段,由于埋深较浅,围岩风化较强,节理发育、易坍塌,采取先支护后开挖,严格控制进度,加强监测的措施,确保施工安全。
出口K2+660~K2+674段属偏压地段,施工时严格控制爆破,并避免雨季施工、出现顺层滑动。
2.5防排水
在初期支护与二次衬砌之间设置封闭式防水层。
防水层由EVA防水板及聚乙烯泡沫塑料板组成。
防水板在二次衬砌施工前,用活动平台铺设,同时将排水管路铺设好。
2.6二次衬砌
二次衬砌分别采用15号防水混凝土及20号防水钢筋混凝土,其抗渗标号不低于S6(0.6Mpa)。
二次衬砌采用自制衬砌台车整体灌注,砼由洞口拌合站搅拌、6m3砼罐车运输、砼输送泵入模、插入式振捣器捣固。
灌注防水砼作到连续施工,不留或少留工作缝。
施工时作到拌和均匀,捣固密实,及时养护。
为防止混凝土开裂,混凝土中掺加膨胀剂,掺入量由现场试验确定。
施工时,施工缝和沉降缝设置止水带,明洞和隧道主体接茬处设置止水带。
施作二次衬砌时,墙脚处纵横向盲沟按设计要求施作,施工时防止堵塞。
隧道内洞室与二次衬砌一起施工。
2.7仰拱施工
Ⅱ类围岩地段的仰拱在拱墙衬砌施工时同时施工,仰拱灌注时为保持洞内运输畅通,采用半幅倒边分段作业。
仰拱填充和隧道路面施工在拱墙主体衬砌及水沟、电缆槽完成后施作。
2.8出碴运输
进出口装碴采用966F装碴机各一台,15t翻斗车运输,隧道弃碴按工程指挥部指定地点填弃。
2.9通风
采用压入式机械通风,进出口各采用一台44KW的轴流式通风机,风管采用φ1000mm软管。
2.10三管二线布设
高压风管φ150mm,供水管φ100mm及通风管φ1000mm均设在洞内左侧,动力线及照明线设在右侧。
2.11施工排水
隧道出口为上坡开挖采用自然排水,隧道进口因反坡施工,采取分段开挖反坡排水沟,在分段处挖集水坑,坑内设抽水机把水排出洞外。
3、临时工程
3.1施工便道
隧道进出口利用原有的便道稍加整修即可使用,便道长度1920米。
3.2场地布置
隧道进口设职工住地、仓库区、加工区、拌合站、空压机房、停车场及机修房等共8720m2,进口施工队和经理部设在此场地内,进口施工队为250人。
隧道出口在洞口附近设拌合站和空压机房,在远离洞口处设施工队驻地和加工区、仓库区、停车场等面积共5620m2,出口施工队为200人。
3.3临时房屋
生活房屋5000m2,生产房屋3000m2。
3.4施工用水电
施工用水,直接从铁路隧道入口左侧泵房处,接水管至隧道进出口施工场地。
施工用电,从地方电网T接至隧道进出口处500KVA的变压器上。
同时,自备一台250KW发电机供急需。
3.5拌合站
拌合站设在隧道进出口附近。
3.6通讯
进出口设程控电话3部,其中经理部一部,负责对外联络。
4、施工安排
⑴各项工程施工本着“先重点后一般”的原则进行统筹安排。
⑵本段施工重点:
西峪子隧道是本工程控制工期的关键工程,因此首先开工,其他工程随后开工。
⑶各项工程安排如下:
本工程总工期是10个月。
西峪子隧道施工工期九个月零十天,整修时间二十天。
该隧道进口在出口开工一个半月内开始掘进施工。
5、分项工程施工工艺框图
5.1钢筋灌浆锚杆施工
1)钢筋灌浆锚杆的施工工艺流程如下图:
2)工艺流程图说明
(1)钻眼
钻眼按设计要求进行。
孔眼在注浆前清洗干净,一般用高压风或高压水冲洗。
(2)注浆
注浆时,将搅拌好的砂浆装入注浆器,一人操纵手把和进风阀门,另一人将注浆管插入眼中,使管口离眼底10cm间隙,待砂浆注入孔眼后,将注浆管均匀向外退出,注到眼深的2/3以上时停止注浆。
(3)插钢筋
锚杆钢筋在插入前充分除锈并用水湿润,以保证和砂浆紧密结合。
插入钢筋时,要沿孔轴线缓慢推入。
如遇插入阻力大,可用锤子轻轻打入。
锚杆的外露长度与喷混凝土的厚度相等,作为喷混凝土厚度的标志。
5.2格栅钢架安设施工工艺
1)格栅钢架安设框图
2)格栅钢架安设工艺框图说明
(1)格栅钢架在设于现场的工作台上加工,严格按设计制作钢筋弯曲模型,钢架在胎模内焊接,控制变形。
(2)按设计加工好格栅钢架的各单元钢架后,组织试拼,检查钢架尺寸及轮廓是否合格。
加工允许误差:
沿设计周边轮廓误差不大于3cm,平面翘曲小于±2cm。
(3)在各单元钢架上标明类型和单元号,并按单元堆放于干燥的防雨棚内。
(4)钢架安设前先检查掌子面开挖净空,开挖尺寸误差±5cm。
(5)单元钢架用人工在掌子面附近组成整榀钢架,拧紧螺栓,钢架安装后,中线、高程允许误差±3cm。
(6)钢架调整完毕后,立即与锚杆或定位筋焊接固定。
5.3防水层施工工艺框图
1)防水层施工工艺框图
2)防水板施工工艺框图说明
⑴基面处理:
基面坚实、平整,处理完毕,由质检工程师检查合格后方可进行下一步施工。
⑵防水板的铺设:
检查基面合格后按下图铺设聚乙稀泡沫塑料板。
用膨胀螺栓将5mm厚的取乙稀泡沫塑料板固定在基面上,螺栓间距0.5m,梅花形布置,钉头设100mm的EVA垫圈,用焊接方法将防水板与垫圈焊接,泡沫塑料板之间用搭接方法,搭接长度100mm。
⑶泡沫塑料板铺设完毕后用热焊铺设EVA防水板,使与泡沫塑料板粘结。
防水板连接采用搭接,搭接长度100mm,热焊机焊结为双焊缝,以便检查。
⑷在灌注衬砌前,严格检查EVA防水板有无损坏,以便及时修补。
防水层安装图防水层布置图
6、变形缝、施工缝施工工艺要点
1)止水带的固定:
变形缝、施工缝施工时,将止水带固定在堵头板中央,并保证在砼灌注时不产生位移。
2)砼的灌注与振捣:
灌注变形缝、施工缝处的砼时,加强止水带附近砼的振捣,保证砼的密实,又不至捣坏、扰动止水带。
3)变形缝处的缝槽嵌填之前,清除槽内浮碴、尘土,并使槽内干燥,然后按设计涂防水涂料2mm,然后用聚合物砂浆填平,结构形式如下图:
沉降缝防水结构示意图施工缝防水结构示意图
7、监控量测
该隧道采用新奥法施工,严格按设计进行监控量测,以便及时掌握围岩和支护的力学动态,及时信息反馈,以便调整支护参数和施工方法。
7.1监测项目
⑴地质和支护状态观察
⑵净空水平收敛量测
⑶拱顶下沉
⑷锚杆拉拔力测定
7.2监测内容及其实施
1)地质和支护状态观察
(1)负责人:
各施工作业面领工员及工班长
(2)观察内容:
围岩变化,地下水变化,支护结构外观,地表是否发生变化。
(3)方法:
目测并记入交接班记录本,重大变化记入工程日记。
(4)频率:
每次爆破后及支护后
2)净空水平收敛量测:
(1)量测断面布置
量测断面间距:
Ⅱ类、Ⅲ类围岩地段15—30m;Ⅳ类围岩地段按50m。
(2)测点布置如下图:
全断面法开挖测点布置短台阶法开挖测点布置
(3)量测频率
严格按《量测频率表》执行
项目
测量工具
测量时间间隔
1-15天
16天-1月
1-3月
3月以后
围岩及支护状态观察
每次开挖后及施做初期支护后
周边收敛
球铰弹簧式、重锤式收敛仪
1-2次/天
1次/2天
1次/周
1-3次/月
拱顶下沉
水平仪、水准尺、钢尺或测杆
1-2次/天
1次/2天
1次/周
1-3次/月
地表下沉
水平仪
水准尺
开挖面距量测断面前后<2B1-2次/天
开挖面距量测断面前后<5B1次/2天
开挖面距量测断面前后>5B1次/周
B-隧道开挖宽度
(4)测点
测点在开挖后尽快埋设,保证能及时收集初始数据。
(5)数据处理
根据现场量测数据绘制位移一时间曲线图,并进行回归分析,以此判断围岩和支护的稳定情况,指导施工。
3)拱顶下沉量测:
(1)使用仪器:
高精度水平仪,铟钢尺,钢尺。
(2)量测断面及测点埋设与净空收敛断面属同一个断面,位置正拱顶,距工作面在2米之内。
(3)量测方法
用高精度水平仪观测拱顶测点高程变化,其下降值即为拱顶下沉量,量测精度+0.1mm,测频:
按上述测量频率表执行。
(4)数据处理,与水平收敛要求相同。
4)量测管理
量测组织:
组成量测组(两名技术人员,三名测工),由技术主管负责。
资料处理量测记录汇总、围岩位移一时间曲线图、根据量测所作的变更设计和改变施工方法地段的信息反馈记录,均列入竣工文件。
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