付家坡隧道洞口施工方案.docx
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付家坡隧道洞口施工方案
付家坡隧道洞口施工技术方案
一、工程概况
付家坡隧道是一座小间距分离式隧道。
隧道右洞起讫桩号YK177+563~YK177+893,长330米,进口位于R=601.593米(右偏)的缓和曲线上,出口位于直线上,线路纵坡为-2.473%单向坡。
隧道左线起讫桩号ZK177+571.33~ZK177+902.13,长330.80米,进口位于R=600米(右偏)的缓和曲线上,出口位于直线上,线路纵坡为-2.553%下坡。
该隧道为Ⅱ、Ⅲ类围岩,最大埋深62米。
付家坡隧道地处亚热带大陆性夏热潮湿气候区,年平均气温在15℃左右,极端最高气温可达40℃以上,极端最低气温为-16℃~-14℃左右;年平均降雨量1338mm~1500mm。
降雨量多集中于7、8两月,约占全年降雨量的50%,日降雨量可达100~300mm,是湖北省暴雨比较集中的地区之一。
付家坡隧道地形属构造剥蚀构造高原中山地区,穿越一南—北向山脊,山体自然坡度较缓,约25°左右,坡面植被(农作物)发育,地势平坦,地面起伏不大,谷坡宽缓,切割较深,山顶呈浑圆状,地面标高在620~740m之间,最大相对切割深度约150m。
野外地质调查及钻探、物探资料表明:
隧道区内基岩大部分出露,基岩为三叠系中统巴东组第二段(T2b2)紫红色粉砂质泥岩夹灰绿色泥质粉砂岩,山顶及低洼处上覆薄层残坡积碎石土。
岩层倾向一般为300°~330°,倾角一般25°左右;地层岩性质软,易风化,遇水易软化,岩块工程性质较差,因此总体工程地质条件较差。
隧道穿越南—北向山脊,地形起伏不大,山体自然坡度平缓,约25°,山体地面冲沟水系发育,山体表面无常年性地表水,其来源主要受降水影响,水量随季节变化很大,总体水量一般不大。
隧道段的地下水主要为基岩裂隙水。
赋存于岩石裂隙中,总体水量不大。
根据中国地震局地震研究所对本合同段所作的《工程场地地震安全性评价报告》,本区地震基本烈度为Ⅵ度。
但是考虑到该工程项目的重要性,所以本区地震设防烈度为
度。
二、计划工期
付家坡隧道洞口工程计划施工时间为:
2005年3月~2005年6月。
三、施工准备
1、技术准备
复测定线:
洞口施工前,首先进行现场恢复和固定路线,内容包括导线、中线及高程复测,水准点的复查与增设,根据设计图纸定出仰坡起点位置,报监理工程师批准。
解决通讯、电力和施工用水的供应,修建供工程使用的临时便道,确保施工机械、设备、材料到位,疏通临时排水设施。
2、材料管理
进场的砂、水泥分类堆放,分别标识,妥善保管,水泥分标号、分批次存放于防雨设施完备的存贮棚中,并按照先进先用,后进后用的原则投入施工,严防水泥受潮变质和超期存放。
进场材料必须是经过项目部试验室检验合格,并经监理工程师批准使用的材料。
未经试验检测和批准的材料不得使用。
3、现场组织机构
项目部根据施工设计图、工程工期、质量、施工安全工作等要求,结合现场实际情况,地质资料及有关施工文件精神,组织经验丰富的技术管理骨干,成立由队长负责制的施工领导机构,负责隧道工程及对所属施工队进行生产指挥、技术管理、安全管理、质量管理,同时着手进行施工准备工作,制定施工方案,进行前期工作的布置。
隧道施工队设掘进钻爆班、机修班、出渣运输班、建筑衬砌班、制作钢架、钢筋班。
主要人员配置表
岗位名称
人员数量(人)
岗位名称
人员数量(人)
正副队长
2
搅拌站
4
技术负责
2
建筑衬砌班
15
现场管理
3
专业爆破员
5
生产计划
2
掘进班组
20
质检、安全
2
喷锚班组
10
专业电工
2
试验员
2
专业电焊工
3
测绘员
3
机械班
4
物质、仓库管理
2
施工组织机构框图
4、施工机械的准备
主要设备配备表
序号
设备名称
数量
序号
设备名称
数量
1
装载机
2台
11
潜水泵
2台
2
挖掘机
1台
12
2—5吨材料运输车
1台
3
空气压缩机20m3/min
2台
13
55KW轴流通风机
1台
4
钻眼台车
2架
14
砼输送灌车
2台
5
砼输送泵
1台
15
破碎机
2台
6
注浆机
1台
16
交流电焊机
6台
7
风动凿岩机
10台
17
拱架弯曲机
1台
8
砼喷射机
1台
18
出碴运输自卸汽车
3辆
9
砼搅拌机
1台
19
磨钎机
2台
10
砼搅拌站
1座
四、隧道洞口段施工方案
根据地形条件,结合防排水要求,设计以“早进洞,晚出洞”为原则确定洞口位置。
进口端设计右洞门与左洞门选择在同一断面,采用端墙式洞门。
出口地形左高右低(面对洞门方向),偏压严重,洞口采用一段10米长的明洞,采用台阶式洞门与地形相适应。
洞口边仰坡防护采用绿色防护,采用浆砌片石骨架植草和锚杆喷混凝土防护再喷播植草。
由地质勘探资料及实地地质状况,付家坡隧道地质条件差,节理、裂隙发育,第四系残坡状层堆积厚,碎石土较松散,承载力低,基岩为强风化紫红色粉砂质泥质结构,构造层理薄,隧道开挖后迅速崩解风化,天然湿度单轴抗压强度低于19.8MPa,地基及围岩承载力仅为300KPa,基岩弱风化层为泥质结构,层状为中、薄层,风化裂缝发育,抗压强度低,围岩承载力低于600KPa。
地表冲沟发育,地下水主要为基岩裂隙水,岩性差,遇水泥化。
为了避免隧道开挖时,坍塌冒顶,保证开挖施工顺利进行,保护洞顶便道正常通行,经指挥部批准作如下设计变更:
左幅暗洞出洞口桩号调整为zk177+883,Ⅱ类围岩地表注浆加固,采用40米单层超前长管棚进洞,取消出口洞顶截水沟。
由于隧道进口地形复杂,无法设置临时场地、施工便道,确定隧道掘进从出口向进口方向开挖,先施工左线隧道,后施工右线隧道,以左线为先导,作为右线超前地质预报,左右线拉开距离100米以上,尽量减少爆破对隧道围岩的扰动,利于线间中隔墙的结构可靠性和稳定性。
右线出口30米为偏压段,自然坡陡于25º,容易推移,且地表为坡堆积层滑坡边缘,给隧道结构稳定造成了危害,增加施工难度,因此首先进行右侧抗滑桩施工,待抗滑桩达到设计强度后,方进行右侧隧道开挖施工。
隧道严重偏压段应利用洞口开挖土石填筑作为反压护道,在抗滑桩内侧增设衡重式路基挡土墙,确保隧道施工和运营安全。
明洞按施工设计图施工,由暗洞向明洞过渡施工时,采用直径108毫米无缝钢管搭管棚,尽量缩短明洞长度,作到早进洞晚出洞,以保证洞口路基边坡稳定,减少路基防护工程数量。
左右线隧道进口段10米采用直径108毫米钢管作超前管棚,以保证进洞施工安全和稳定。
进出口II类围岩均应按设计施作地表下沉量测监控锚杆,进洞施工前禁止机械乱挖扰动地表自然平衡,必要时(气象季节不宜时)采用直径12毫米焊结地表锚杆端部,用15厘米C15砼封闭地表。
(一)、洞口边仰坡施工
1、施工工序:
测量放样→截水沟施作→边仰坡开挖→边仰坡地表注浆→边仰坡防护
2、施工方法:
洞口边仰坡采用绿色防护,采用浆砌片石骨架植草和锚杆喷混凝土防护再喷播植草。
(1)、测量放线:
施工前,先进行测量放线,放出洞口边仰坡坡顶线位置。
测量组根据图纸设计位置、尺寸、坡度,进行施工放样。
随挖随测,直到满足设计的几何尺寸为止。
(2)、截水沟施工:
在边、仰坡开挖之前先施工截水沟,以保证开挖后的边、仰坡土体稳定。
进口处截水沟距离边、仰坡开挖线为5m,出口截水沟变更取消,但为保证洞口稳定,在施工便道挡墙边缘修筑一道截水墙,防止便道及便道上方地表水对隧道仰坡的侵蚀。
截水沟采用M7.5浆砌片石砌筑。
(3)、边、仰开挖、支护:
A、根据测量放线、设计坡度、进行分层开挖。
B、先用挖掘机修出大至坡度,再配合人工修整平顺。
C、开挖后的土石方用挖掘机、装载机配合自卸汽车运到指定的碴场弃碴。
每挖一定高度后,立即进行钻孔,钻孔间距为60㎝×60㎝,梅花形布置,待钻孔到位后,进行装管、挂网、注浆、C20喷射砼支护,尽量早支护,不能让土体暴露时间过长,以防造成坍塌。
当开挖到长管棚标高位置时,进行长管棚施工,利用下部土石层作为钻机的操作平台,待长管棚施工完毕后,再进行下部土石方开挖。
(4)、地表注浆施工:
付家坡隧道出洞口范围由于地面覆盖层到隧道开挖轮廓线有7米高,注浆小导管长为5米,为使地表注浆密实,采用地面注浆和仰坡注浆结合加固。
地表小导管注浆施工工艺:
A、地表注浆施工工艺流程(见框图)
B、用人工将洞顶注浆加固范围内的地表清理干净。
C、孔位布置:
在地表上定出孔的位置,地面注浆孔间距为80×80cm,梅花形布置;仰坡及中间岩柱注浆孔间距为60×60cm,梅花形布置;注浆小导管管径为Φ50mm。
D、采用风钻进行钻孔作业,小导管钻孔深度为5m,孔径比小导管径大3~5mm,每钻完一孔立即安装钢管,防止已成的孔发生坍塌。
地表注浆施工工艺流程
E、锚杆安装完毕后,铺设钢筋网片,网片采用φ8钢筋制作,间距为20cm×20cm。
网片安装完毕,喷射C20砼,厚度为10cm,
F、小导管采用φ50mm壁厚5mm的热轧无缝钢管,钢管长度为5m。
G、注浆管在安装之前管壁必须加工成有孔钢管,孔径为φ10mm,呈梅花形,孔与孔之间距离为15cm,前端部做成尖锥形,尾部焊上箍筋,以便于更好的安装,注浆管安装采用钻机推进送管。
安装完毕后,在管尾应临时封堵严密,以防落物将管孔堵塞。
H、注浆小导管注浆采用水泥浆液,注浆参数:
水灰比1:
1,注浆初压力为0.5MPa,终压为1.5MPa。
I、待注浆完毕后,再将管口堵塞,最后将机械设备、工具、场地清理干净。
地表加固工程小导管布置如附图。
(5)、喷播植草施工:
喷播植生植被防护根据边坡的地质条件和稳定性选择长锚杆和短锚杆的长度。
根据项目区域的具体特点进行标准试验,选定配合比,确定绿化基材混合物及混合植被种子的物质组成;修整坡面,在坡面上打锚杆并挂上镀锌机编网,喷射不带草子的绿化基材混合物,喷播植草,进行后期养护,直至草子成活达到坡面绿化的目的。
施工参数:
Φ22mm螺纹钢L=3.0m,间距为1.2×1.2m;钢筋网由φ8钢筋制作,网格间距为20cm×20cm;C20喷射砼22cm(S3)、25cm(S2)。
施工本着“反产开挖为主,人工为辅”,必要时采用风钻打眼弱爆破开挖的原则进行施工。
(二)、长管棚施工
隧道出口长管棚施工之前,先把所有长管棚位置开挖出来后,才能进行管棚套拱施工,最后再进行长管棚钻孔、装管、注浆等工作。
长管棚施工原则:
勤量测、早封闭、强支护。
施工工艺:
1、钢架、导向管定位:
根据标高、中线定出套拱位置。
在套拱钢架外围位置施作L=4mΦ32的纵向砂浆锚杆,用于焊接套拱钢架。
将已加工好的I20套拱钢架焊接在已施工好的Φ32的锚杆上,焊接一定要牢固;钢架与钢架之间采用Φ22钢筋作为连接筋,环向间距为0.5m。
待套拱钢架定位完毕后,在钢架上进行孔口管(导向管)定位;导向管分布在已定位好的钢架上,环向间距(中对中)为40cm。
导向管口径为φ150热轧无缝钢管,壁厚4mm,长度为2m,共43根,布置在隧道拱部150°范围内,为了保证钻孔方向准确,沿相邻钢管方向误差不超过10cm。
2、钢架、导向管定位好后,立即进行套拱支模浇注C25混凝土。
3、为了防止中间岩柱坍塌,加强中间岩柱的下部承载力。
待套拱混凝土强度达到75%后,立即进行两隧道之间中间岩柱的混凝土回填,不要让围岩体暴露时间过长,以防坍塌继续延伸。
4、套拱及中间岩柱施工完毕后进行上部长管棚施工。
上部长管棚施工过程中,掌子面预留核心土,以防土体受到扰动后失稳坍塌;测量组加强监控量测,及时反馈信息,及时对测量结果进行分析处理,以便更好地指导施工。
5、准备工作完成,钻机就位后,开始钻孔,每孔深度均为40米,钻孔顺序从上至下施工。
长管棚每钻完一孔,立即进行该孔装管,以防孔内坍塌;长管棚采用有孔的φ108热轧无缝钢管,壁厚为6mm,中对中环向间距为40cm,,在装管前,第一节必须做成锥形,以便于更好的装管。
管棚接头采用丝扣连接,丝扣长为15cm,相邻管棚接头至少错开1m,接头在同一截面上不超过50%;为了使钢管接头错开,进行编号奇数的第一节钢管6m长,偶数的第一节钢管3m长。
装管时,管与管之间的丝扣要上满,然后用钻机顶进,逐节接长,依次顶进,直至到位为止,最后用麻布将管口堵住。
待上部长管棚钻孔、装管完毕后,立即进行注浆。
注浆时,一定要控制好注浆压力,初压为0.5~1.0MPa,终压为2.0MPa。
注浆压力不宜过大,以防掌子面受到反作用力,造成土体裂缝或坍塌。
6、上部长管棚施工完毕后,进行下部土体开挖:
下部开挖采用分层开挖,每层开挖高度视地质情况而定,但高度不能超过2m。
开挖过程中一定要预留核心土,开挖后立即进行掌子面C20喷射混凝土封闭。
7、下部每开挖出一榀钢架,立即接长钢架接腿,并浇筑混凝土,不能让钢架暴露时间过长,以免造成不均匀沉降。
8、下部导向管、长管棚、注浆施工与上部施工一致。
9、在每循环施工时一定要注意安全,才能进行下一道工序施工。
(长管棚施工示意图附后)
五、质量管理
建立健全质量保证体系和质量创优体系,隧道施工队成立质量管理创优小组,负责隧道施工的质量管理
1、质量目标:
分项、分部工程交验合格率100%,优良率90%以上,总体工程质量达到国家优良工程标准。
2、质量保证措施:
1)、在项目部建立工程质量终身负责制,对每个官兵、职工制定出其应该承担的质量责任内容,建立质量责任档案,实行工程质量终身负责制;
2)、开工前认真熟悉设计文件,编制实施性施工方案,上报监理工程师审核后,作为施工的依据。
作业队配备一名专业技术人员负责现场技术管理与工艺控制;
2、施工、进洞前对导线网进行复测,当与设计不符时,及时报告监理工程师;
3、所有材料必须各证齐全(出厂证、合格证、检验证),进场后按规定进行进场检验,合格后方可使用。
现场设专人收料,水泥库设置排水、防潮设施;钢材进场后架高,并搭栅遮盖;砂石料场硬化,防止材料受到污染;
4、根据本工程特点,配备充足的、性能先进、状态良好的机械设备,从资源上保证施工工艺能正确实施;
5、开挖采用光面爆破技术,喷射砼厚度、锚杆方向、长度、抗拔力符合设计要求。
6、喷射砼前,检查开挖断面尺寸、清除杂物和松动岩体,埋设短节钢筋,以标识喷砼厚度;用高压水清洗受喷面,喷射作业分段、分片、分块、分层自下而上进行,喷射砼紧跟开挖工作面;
7、用于砼、砂浆施工的砂石材料应做好级配筛分、含水量、强度试验,混合料严把进料,拌合、出料,配合比这几关。
根据不同标号及配合比在浇筑或拌合地点随机制取试件,保证砂浆或砼强度合格;
8、认真填报各类施工原始资料,并做好内业资料的整理、分类、归档工作。
六、安全生产
生产安全保障是我部施工的首要目标和提高经济效益的首要条件,必须以科学的施工和管理方法来确保生产的安全。
在施工中,我们将认真贯彻“安全第一,预防为主”的方针并在工地现场醒目位置设立安全禁示牌。
严格遵守国家有关施工安全的一切规定,把确保施工安全放在首位,采取积极的防范措施,预防为主。
各级领导和全体职工十分重视安全,树立安全第一的观点,加强安全意识,真正做到综合治理,层层把关,切实把安全工作落到实处。
为此,经理部下设“安全生产办公室”,配备专职安全员,各生产班组设兼职安全检查员均经培训持证上岗,各负其责,各负其责,严格要求,共同把安全工作做好(安全体系框图见附表),具体作法如下:
①施工操作人员穿好工作服,戴好安全帽,工作时间严禁打闹嬉戏,擅离工作岗位。
②机械设备经常检查,定员定思想内容,严格操作规程,严格交接班制度。
③工作范围内,尤其是施工车辆与交通干扰的地段,设置醍目的标志牌、警告牌等,确保交通安全。
④与气象部门取得联系。
做好气象预报工作,随时掌握天气和长江水位变化,尤其是汛期施工,加强防汛期施工,管理工作,做到安全渡洪,确保人身和机械设备的安全。
⑤安全工作落到实处,做到警钟长鸣,教育广大职工增强安全意识,提高自我保护能力,坚持班前安全奖罚制度,实行重奖重罚,对违章作业,玩忽职守的人员,除批评教育以外,按规定严加处罚。
我们的目标是在整个施工期内做到:
消灭重伤事故,杜绝死亡事故。
七、文明施工
1、环境保护
保护人类赖以自下而上的环境,是我们的义务和责任。
环境保护工作在任何时候任何待业都不能忽视,并用坚持对职工进行环保宣传、教育,增强环保意识。
在具体施工中,具体措施如下:
①不随意砍伐树木,乱占耕地,若施工需要必须先报请业主同意。
②生活污水,施工废水的处理。
在生活区内设置排水沟,并汇集至临时排水渠道,最后排至永久性排水渠道中。
为防止沟渠中沉渣过多而影响排水。
需定期检查,及时消除。
③施工便道经常洒水养护,防止灰尘过大,污染空气。
④不随意倾倒机油等废弃油料,不污染江河,保护水质。
⑤在施工机具设备的使用过程中,应尽量减少噪音、废气的污染。
⑥施工时如发现文物古迹,不得移动或收藏,应及时以妥善保护,并保护现场,防止文物流失。
⑦对施工人员及运输人员进行各种形式的保护野生动植物的教育,保护好野生动植物。
⑧工程施工完后,对施工现场进行全面清理,拆除临时设施。
2.现场管理措施
①在现场设立施工标志,标明工程名称、建筑单位、施工单位、工地负责人、开交工日期。
②现场运输道路平整畅通,施工现场内有排水措施。
③料具及构件码放整齐,各种料具应按施工现场平面图指定位置存放。
④施工现场不许随地大小便。
现场内的土方、零散碎料和垃圾应及时清理,码放,以免影响施工。
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