xxx隧道紧急停车加宽段软弱岩层的施工方案.docx
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xxx隧道紧急停车加宽段软弱岩层的施工方案
xxx隧道软弱岩层紧急停车加宽段的施工方案
一、工程慨况
国道317线改扩建工程xxx隧道位于四川省甘孜州色达县与炉霍县交界处,为越岭高海拔隧道,属双向行车单洞隧道,是国道317线重点控制性工程,隧道全长2778米,隧址区属高山构造剥蚀地貌,最高处海拔4300米,隧道进口处设计高程4046米,高差260米,地形地貌受构造及岩性控制明显,主体山脉走向与构造线延展方向基本一致,呈北西~南东展布。
年平均降水量为900mm,最高温度32℃,最低温度为-23℃,平均无霜期为91天。
隧址区地质构造复杂,基岩中裂隙发育,地下水丰富,特别是构造部位,岩体破碎,裂隙发育,为地下水的大量储存提供了空间。
在国道317线改建工程的老折山隧道K85+550~K85+590紧急停车加宽段施工时,掌子面以变质砂岩为主,岩性软弱,自稳能力极低,岩体易垮塌,如采用传统台阶法施工容易引起隧道塌方,根据现场情况,在K85+550~K85+590处40m紧急停车加宽段采用四台阶CD法进行隧道施工。
二、工法特点
2.1、紧急停车加宽段40m内采用四台阶CD法施工,提高了施工安全性。
尤其针对软弱岩层,将大断面开挖,分解为小断面,减少了开挖跨度,提高了裸露围岩的支护施做时间,大大降低了塌方发生的风险。
2.2紧急停车加宽段采用四台阶CD法单向施工,1部底部增设临时钢支撑,并喷砼硬化,使1部初期支护封闭,提高支护整体承载力。
图2.21部增设横撑图
2.3、隧道设双层超前注浆小导管,双层超前注浆小导管在左侧加宽段40m全环布置,右侧按拱部的150°范围布置。
一、能通过注浆改善上方的围岩性质,提高自稳性;二、能起到棚架作用,防止落石及小范围松散体滑落;三、能阻隔爆破振动,减小对上方围岩的扰动作用。
2.4、初期支护型钢拱架拱脚采用扩大拱脚的方式,增大拱架落地面积,有效的控制了拱顶沉降变形。
图2.4型钢拱架扩大拱脚设计示意图
2.5、采用超前探孔,明确掌子面前方围岩实际情况,进行爆破设计,采用精确的爆破控制,达到在必须爆破时的最佳效果。
三、适用范围
本工法适用于围岩极差,跨度大的隧道,特别是开挖后自稳性差、土质、有地下水围岩的公路隧道施工。
四、施工方案
4.1施工参数
(1)超前支护:
双层超前注浆小导管按拱部的150°范围布置进行超前预支护,并注水泥浆。
(2)开挖进尺:
各分部开挖进尺为1榀钢架间距距50cm。
(3)台阶高度:
上台阶、中台阶开挖高度在4.0~5.5m为宜。
(4)开挖工作面间距:
各级台阶开挖间距控制3~5m。
(5)施工支护措施:
中隔壁临时支护及临时仰拱支护采用I18,初期支护采用I20b。
(6)拱部按原设计数量施做Φ42中空锚管,但施工程序更改为在初期支护结束后在施做。
4.2施工方法
(1)施工工艺流程见下图CD法工艺流程:
(2)开挖方法:
隧道分为左、右导坑进行开挖,每侧导坑又分为两部台阶。
为保护好围岩,围岩尽量采用机械辅人工开挖,每循环进尺按每榀钢架间距距50cm;开挖方法见下图。
(3)施工步骤:
CD法施工步骤图
⑴施作左洞室拱部φ42超前注浆小导管
⑵开挖左洞室上台阶(循环进尺0.5m)
⑶及时施作初期支护,设置中隔壁临时
钢支撑(设置临时仰拱)
⑴开挖左洞室下台阶(循环进尺0.5m),
滞后于1部3m。
⑵及时施作下台阶初期支护及接长中隔
壁临时钢支撑
⑴分段拆除临时中隔壁,每次拆除长度6m
⑵仰拱及矮边墙初期支护基面处理
⑶及时铺设仰拱及矮边墙防水板,灌筑仰
拱填充及矮边墙
⑴边墙、拱部初期支护基面处理
⑵施作边墙、拱部复合式防水板
⑶立模灌筑边墙、拱部二衬钢筋砼
序号
图示
施工步骤说明
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
⑴施作右洞室拱部φ42超前注浆小导管
⑵开挖右洞室上台阶(循环进尺0.5m),
滞后于2部3m。
⑶及时施作初期支护(设置临时仰拱)
⑴开挖右洞室下台阶(循环进尺0.5m),
滞后于2部6m。
⑵施作下台阶及仰拱初期支护,及早形
成封闭受力环
6
5
(4)中壁拆除:
在CD法中的一个关键问题是拆除中壁,根据以往经验,中隔壁拆除时间应在全断面成环后,各部分位移充分稳定后,才能拆除,其要求如下。
1)中壁拆除参数:
a、拱顶下沉量:
7d的增量小于2mm;
b)、净空收敛值:
7d的增量小于4mm;(拱顶下沉量的2倍)
2)安全管理参数:
管理水平
管理阶段
中隔壁拆除中位移量(mm)
中隔壁拆除后位移量(mm)
1
安全
3
6
2
注意
6
12
3
危险
12
24
五、作业要点
5.1、施工超前导管:
1、3部开挖之前,对拱部周边部位施作双层超前注浆小导管
5.2、开挖与支护:
1部先行开挖,随即依次开挖2部、3部、4部、5部,采用机械及人力配合风镐开挖,出碴车出土。
开挖循环进尺与设计钢架间距相同,即每次开挖进尺为1榀钢架间距。
5.3、初期支护:
按照支护参数及中壁墙设计参数,每开挖分部开挖后,及时施作周边中壁墙,使每分部早封闭成环。
5.4、后注浆:
1、2部初期支护完成之后,立即对1、2部侧围岩进行注浆加固,后注浆注浆孔Ф60,孔口设0.5m长Ф50热轧无缝钢管作为孔口管,注浆孔与隧道轴线呈60°夹角,孔深4.5m。
注浆孔从仰拱填充顶面向上,环向间距0.5m,纵向间距0.5m,梅花型布置。
注浆采用水泥净浆,水灰比为1:
1,水泥采用42.5普通硅酸盐水泥,水泥用量由监理工程师现场签字确认。
六、监控量测
在施工管理中全过程监控量测为管理依据,通过监控量测数据的及时反馈,用以指导施工。
监控量测的项目及其方法:
6.1、地质支护状态观察:
对开挖掌子面进行观察、地质描述,对围岩及初期支护表面采用放大镜等仪器观察。
6.2、拱顶下沉量测:
在中隔墙两侧即1部、3部的开挖拱顶,各设一测点,水平仪测其下沉量。
6.2周边收敛量测:
在洞内大跨、边墙角共设二条水平基线,采用张力自鸣电子数显式收敛仪量测。
6.3、拆除中隔墙过程拱顶下沉与周边收敛量测监控间距为5m。
施工量测及监控量测组负责量测、数据整理、绘制回归曲线并及时反馈至生产管理组。
七、施工注意事项
7.1、本隧道施工应坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
7.2、开挖方式在不需要爆破时均采用机械辅以人工开挖。
7.3、工序变化之处钢架(或临时钢架)设Φ42锁脚钢管,以确保钢架基础稳定。
7.4、右部导洞开挖,应滞后于左部导洞,距离不小于6m为宜。
7.5、临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕稳定后,方可进行。
7.6、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、灌注二次衬砌的时机提供依据。
八、人员机械组织
8.1、机械设备
机械设备名称
规格型号
额定功率或容量
单位
数量
备注
挖掘机
DH200LC-7
0.7m3
台
1
侧卸式装载机
ZLC50D
2.0m3
台
2
电动空压机
4L-20/8
22m3/min
台
4
自卸汽车
陕汽奥龙
15T
台
3
发电机
STC-75
300Kw2台、100Kw1台
台
3
通风机
37×2
4200m3/min
台
1
钢筋及防水板台车
自制
台
1
二衬台车
6m
台
1
仰拱栈桥
自制
12m
组
2
全站仪
中纬
台
1
水准仪
DSZ2
台
1
8.2、劳动力组织
施工所需劳动力
班组
计划数量
工作内容
开挖班
16
开挖
喷浆班
28
喷射混凝土、锚杆、钢架、钢筋网、小导管、注浆
运输班
4
出碴
综合班
8
电修及文明施工
二衬班
15
施作二衬及仰拱
九、质量控制
9.1、本工法除执行施工设计图纸等文件的有关技术要求外,还应执行《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)和《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)
9.2、超前小导管钻孔要严格控制外插角,保证搭接长度,注浆应饱满。
9.3、钢支撑加工、安装应严格测量检验,准确安放,保证连接处牢固,钢拱架与围岩紧密接触。
9.4、喷射砼保证厚度,待强度达到设计要求时,再进行下一施工工序。
9.5、爆破要采用弱爆破,进行专项爆破设计。
一十、安全措施
10.1、建立以项目经理为首,由副经理、专职安全员、项目各工程管理人员组成的安全保证体系(见附件组织机构图)。
认真贯彻执行安全责任制和各项规章制度,坚持经常性的施工安全教育、检查及监督指导。
10.2、建立健全安全生产责任制,设置和配置专职、兼职安全检查人员,负责日常安全生产巡查。
10.3、设专职工程技术人员做好地质素描和施工监控量测工作,根据围岩变化及检测结果指导施工,调整开挖工序和支护参数。
10.4、制定完善的安全检查计划,按计划定期对工地进行安全检查。
10.5、加强对新进场工人,特殊工种工人的安全三级教育、安全交底及培训工作。
10.6、制定隧道塌方应急预案,现场储备隧道塌方应急物资。
一十一、环保措施
11.1、执行环境保护定期检查制度,不符合环境保护要求的部门按照“定措施、定人、定期”原则予以整改。
11.2、结合设计图纸,对现场拌合站的设置、弃土石场的选择、施工便道的设置等进行详细的调查,掌握第一手资料,以“减少植被破坏、少占耕地”为原则,合理规划临时用地,最大限度地减少施工用地和破坏原生植被。
11.3、建立水土保持管理机构,配置专职水土保持员,建立健全水保体系,坚持“预防为主,综合防治,全面规划”原则,抓住本工程水土保持工作重点,有针对性地采取措施,确保水源、植被不被污染和破坏。
工法照片
图1四台阶CD法
图21导洞施工
图31部临时横撑
图4施工1部炮眼
图5爆破人员起爆
图6挖掘机出碴
图9人员二次排险
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