南山下隧洞出口段施工组织设计.docx
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南山下隧洞出口段施工组织设计
第一章工程概况
1.1工程概述
本工程主要建筑物有:
南山下隧洞出口段(桩1+550.000~桩1+747.588)、斜坡道及施工支洞等。
南山下隧洞出口位于平阳县下埠北侧山坡,该山区地势陡峭,地形坡度约为35~45°。
南山下隧洞出口与鳌江顶管相连接,连接长度为20.0m,出洞口轴线高程为-5.0m。
根据地质报告,进洞口位置弱风化岩体埋藏浅,山坡覆盖层厚度小,开挖量大,岩体相对较完整,该处出洞口地质条件良好。
施工支洞为2.8×2.8m的城门洞型,支洞进口处开挖至0.00m高程,与主洞连接处底高程为-6.6m,支洞纵轴线设计坡度为1:
11;斜坡道宽4.5m、长44.0m,设计坡度为1:
11。
本标段隧洞与五十丈引水隧洞、温福铁路钱仓山隧洞相交,五十丈引水工程隧洞底高程为6.11m左右,温福铁路钱仓山隧洞底高程为11.0m。
与五十丈引水工程隧洞交叉处南山下隧洞的洞顶高程布置为-3.0m,二洞围岩最小厚度为9.11m;与温福铁路钱仓山隧洞交叉处南山下隧洞的洞顶高程布置为-3.4m,温福铁路钱仓山隧洞高约13m,二洞围岩最小厚度14.4m。
隧洞开挖断面为直径3.2m的圆形断面,隧洞衬砌根据围岩条件分为:
钢筋砼衬砌、喷锚及钢筋砼二次衬砌、软式透水管及钢筋砼二次衬砌。
1.2工程地质条件
南山下隧洞出口位于下埠北侧山坡,隧洞出洞口覆盖层为第四系残坡积(Q4el-dl)的粘土夹碎石,厚度不大,隧洞属岩质洞,为燕山晚期第三次侵入岩,岩性为细粒钾长花岗,岩侏产状,石英占30%,更钠长石占5%,钾长石占60%,黑云母占3%,铁矿物及其它矿物占2%。
岩石呈弱风化~新鲜状态,0~15.5m为弱风化岩体,高程为9~-6.5m,岩石的饱和单轴抗压强度平均值为54.66Mpa,15.5m~33m为未风化岩体,高程为-6.5~-24m。
岩石的饱和单轴抗压强度平均值为62Mpa,岩石的干燥单轴抗压强度平均值为63Mpa,属较坚硬岩~坚硬岩,岩体较完整。
根据地质报告,出洞口围岩属Ⅱ~Ⅲ类。
1.3对外交通条件
隧洞出洞口距离国道约150m,交通便利。
第二章施工总体方案及总工期安排
2.1工程特点、难点分析
1、本段隧洞与温福铁路钱仓山隧洞立体交叉,隧洞洞顶距温福铁路钱仓山隧洞基础底面仅14.4m,平面交角约84.4°;如何最大限度的减少爆破施工对温福铁路钱仓山隧洞的安全影响将是本段工程面临的最大难题。
2、因施工支洞洞口洞底在地面标高下4米,如何保证支洞进洞口边坡稳定与洞内排水将是本工程的又一难题。
2.2总体施工方案的确定
根据南山下隧洞出口段设计说明以及现场实际情况,我标项目部拟定如下总体施工方案:
2.1.1支洞斜坡道及洞口工程施工
在本工程跨104国道边小溪钢架便桥(已修建好)及便桥两端连接104国道和支洞斜坡道起点间进场临时施工便道石碴填筑完成后,开始施工斜坡道和支洞口边仰坡开挖。
1、为防止雨天雨水冲刷开挖好的边坡,先在斜坡道及洞口边坡顶开挖排水沟,排水沟开挖后进行斜坡道和洞口边仰坡刷方。
2、为确保边坡稳定,土方开挖边坡为1:
2.0~1:
2.5,石方为1:
0.75;开挖边坡面支护采取Φ20钢筋砼锚杆及挂Φ6.5钢筋网处理,锚杆长L=8.0m、间距@1000排距@1500,钢筋网网格间距@200×200,边坡面喷C20素砼,砼厚度为8cm。
3、为控制施工斜坡道及支洞口边仰坡石方开挖爆破时,对附近电力高压线和民房的爆破危害,采取控制爆破,严格控制炮眼方向,并加强安全保护措施。
4、为降低地下水位线对边坡的影响,本次边坡开挖面设置Φ200排水管,长度L=1.2m、间距@500排距@1000;排水管管壁均布设排水孔方便区域排水。
5、为防止雨水对边坡面的冲刷,本工程在斜坡道两侧、边坡底脚四周均设排水沟,排水沟顶宽0.5m、深0.3m,两侧边坡为1:
0.5。
2.1.2支洞及引水隧洞开挖
1、依招标设计说明及本工程特点,支洞及引水隧洞开挖以新奥法理论为指导,采用全断面掘进分段爆破的方法进行钻爆施工。
2、在引水隧洞与温福铁路隧洞交叉段中心处上、下游40m采取预裂控制爆破,该方法通过先起爆周边孔形成裂缝,中心掏槽孔再进行微差爆破。
此爆破方式可有效控制爆破范围,预先爆破的裂缝可较大程度衰减正式爆破时产生的地震波,能保护围岩少受破坏。
同时严格控制每循环开挖进尺不超过2.0m,单孔装药量不超过3kg,以保证温福铁路钱仓山隧洞的地质点振动速度控制在5.0cm/s以内。
2.2.3洞内砼施工
1、喷射砼施工:
出洞口外设置砼搅拌系统,采用JZC350型搅拌机,洞外集中拌制混凝土干料后经拖拉机运输至洞内进行喷射砼施工。
2、衬砌砼施工:
洞外混凝土搅拌,HBT-40D型砼输送泵上料入仓,插入式振捣器捣固密实。
2.3施工进度计划和施工总体安排
计划开工日期为2008年12月15日,2009年3月31日前衬砌完成,竣工日期为2009年4月26日,南山下隧洞与温福铁路钱仓山隧洞交叉段中心处上、下游40m的施工能否按期完工是本工程工期实现的关键。
根据招标设计说明及施工现场具体情况,本次工程施工总体安排如下:
1、施工准备
施工准备阶段主要工作包括:
测量放样、场地平整、施工便道、临时设施等建造及部分设备、人员进场,计划工期5天。
2、斜坡道及支洞口施工
施工斜坡道及支洞口施工,主要施工内容包括:
土石方开挖、锚杆制安、开挖面喷砼、排水设施、C20素砼护面,计划工期20天。
3、施工支洞开挖、支护
根据支洞围岩地质具体情况采取支护措施,计划工期20天。
4、隧洞开挖、支护、底板清理
洞内支护与开挖平行作业,基本同时完成,上游开挖完成后即清底,下游开始洞挖,计划工期42天。
5、隧洞衬砌
上游隧洞开挖完成并清底后立即组织隧洞交叉段80米的衬砌,计划工期20天。
6、灌浆
灌浆包括回填和固结灌浆,回填灌浆待砼衬砌强度达到75%后进行施工,固结灌浆滞后回填灌浆7天。
灌浆施工待洞身砼达到要求后即刻组织施工,与洞身衬砌施工平行作业,总体上灌浆比隧洞衬砌晚半个月完成。
施工进度计划横道图详见图一。
图一施工总工期进度计划横道图
分部名称
施工天数(d)
施工起
止日期
日期
2008年12月
2009年1月
2009年2月
2009年3月
2009年4月
2009年5月
施工准备
5
2008.12.15~
2008.12.19
斜坡道及支洞洞口施工
20
2008.12.20~
2009.01.08
支洞开挖
20
2009.01.09~
2009.01.28
主洞上游
开挖
32
2009.01.29~
2009.03.01
主洞下游
开挖
10
2009.03.02~
2009.03.11
隧洞衬砌
20
2009.03.12~
2009.03.31
回填与固结灌浆
20
2009.04.01~
2009.04.20
退场清理
6
2009.04.21~
2009.04.26
施工总天数
133天。
第三章施工部署
3.1项目管理体系
1、为确保安全、高效、按期完成施工任务,发挥专业化施工队伍的优势,我公司已选好具有丰富施工经验、控制能力强、办事果断、效率高、应变能力强的项目经理、总工及其他管理人员、技术人员、质量检验员、安全员等组建项目经理部班子,详见项目管理组织机构图(图3-1)。
图3-1项目管理组织机构图
项目经理部项目经理
物
料
部
质
安
部
试
验
室
计划统计部
综
合
部
财
务
部
技
术
部
施工队
生产班组
配备的项目班子,按照公司的QES文件规定对工程质量、进度、安全、文明施工等进行全方位管理,对施工全过程的质量、进度、安全、文明实行管理和监控,并按照设计图纸、技术要求、相关规范、操作规程、质量检验评定标准等精心组织施工。
安排在工地的主要管理人员和专业技术骨干要相对稳定,上述人员的调动要经监理工程师同意。
主要技术、管理人员离开工地须安排他人代行其职。
项目部实行项目法管理,项目经理为项目施工第一责任人,全面负责整个项目的决策与管理工作,严格实行岗位责任制,提倡一人多职,一职多能的高效工作法,制定目标管理办法,实行安全、质量一票否决权,开展创精品工程活动和文明施工竞赛,力争安全、高效、文明、环保全面丰收。
2、人员配置
根据本标明挖工程数量、工期要求,结合本公司综合实力及工程项目特点,实行动态管理,弹性计划、灵活组织,实施均衡、流水、交叉作业,本隧洞拟投入的主要人员编制见下表:
表3-1劳动力计划表
岗位
人数
备注
掘进施工队
10
出碴班组
8
动力机修班
2
支护、衬砌施工队
12
合计
32
注:
根据施工时间的不同,作业人员也有增减。
表3-2管理及后勤人员配置表
序号
机构名称
岗位
人数
备注
1
项目部
项目经理
项目总工
生产负责
1
1
1
其中工程师3人;助理工程师6人。
2
技术室
测量员
施工员
质检员
资料员
材料员
专职安全员
1
1
1
1
1
1
3
后勤及辅助
3
合计
12
3.2工程管理目标
质量目标:
确保工程合格,力争优良。
工期目标:
154天。
安全目标:
杜绝重大伤亡事故,避免一般人员、机械事故。
3.3施工准备
根据招标设计说明、现场实际情况以及施工需要,为确保工程保质如期完成,必须在技术、物资、机械设备、施工现场等方面进行周密统筹安排,做好充分的准备工作。
3.3.1技术准备
1、由项目总工牵头,组织现场施工技术人员,全面熟悉施工图纸,明确设计要求,熟悉各分项工程的设计要求及规范要求,了解图纸中可能存在的矛盾和问题,作好图纸的自审纪录,做到心中有数。
2、参加建设单位组织的图纸技术交底和图纸会审工作,并与设计、监理、建设等单位密切配合解决现场施工前的有关技术问题。
3、及时编制施工方案,按规定程序进行送审报批,一经审定批准后,立即组织有关人员认真学习,遵照执行。
4、在熟悉图纸基础上,对施工现场进行具体的规划工作,为正式开工奠定基础,对现场的安全技术问题要认真进行研究,采取积极有效的措施,确保万无一失。
5、现场的测量技术人员要作好测量方案,对建设单位提供的固定水准点及控制点要严格认真地进行复测校对,并按规范要求建立测量控制网。
6、项目预算在熟悉图纸的基础上,分阶段,按分项工程计算工程量,提出相关的物资和劳动力的使用计划。
3.3.2物料准备
1、根据施工预算所提供的材料分析清单,物料部按施工进度计划尽早对各种材料(或成品)进行招标,签订供货合同,确保按时进场。
2、周转材料的投入情况直接关系到施工工期和工程质量、安全等,为确保施工的顺利进行,并达到预期的工期、质量、安全目标,对本工程所需要的模板、木料等周转材料,提前储备,按计划分批组织进场。
3.3.3机械设备的准备
机械设备的完好性和配套使用,是保证工程任务按期完成和提高经济效益的重要因素之一,因此,必须做好机械设备的维修、保养及调试等工作。
拟投入本工程的主要施工设备表见下表3-3、表3-4。
隧洞施工主要设备选型:
根据隧洞断面尺寸,洞内出碴方式为PD-60B耙斗式装岩机配合拖拉机进行出碴。
表3-3拟投入本工程的主要施工机械设备表
设备名称
型号及
规格
数量
制造厂名
购置年份
已使用台班数
检修
情况
现在何处
进场
时间
挖掘机
PC200
1台
徐州小松机械厂
2002
90
良好
台州
2008.12
拖拉机
12YH
2辆
无锡拖拉机厂
新购
2008、12
耙斗式装岩机
PD-60B型
1台
徐州煤矿机械厂
2003
160
良好
宁波
2008.12
移动式空压机
4L-10/6
1台
沈阳空压机械厂
2002
480
良好
宁波
2008.12
凿岩机
YT-27
4台
沈阳风动工具厂
新购
2008.12
磨钎机
S3SL-400
1台
沈阳风动机械厂
2001
170
良好
宁波
2008.12
轴流式通风机
2×11kw
1台
西安通风机械厂
2002
280
良好
宁波
2009.01
砼喷射机
HP-4
1台
平顶山矿山机械厂
2004
180
良好
宁波
2008.12
砼搅拌机
JMC-350
1台
韶关新宇机械厂
2003
200
良好
宁波
2008.12
组合式模板
1套
新购
2009.03
砂浆灌注机
HBW150/5
1台
衡阳探矿机械厂
2002
610
良好
宁波
2009.04
水泥砂浆搅拌机
SHT
1台
衡阳探矿机械厂
2002
610
良好
宁波
2009.04
注浆泵
HB-8/10
1台
衡阳探矿机械厂
2001
730
良好
宁波
2009.04
锚杆打眼安装机
MQT-1
2台
郑州新兴设备厂
2001
180
良好
台州
2008.12
锚杆注浆泵
MJ-2
2台
郑州新星设备厂
2001
180
良好
宁波
2008.12
钢筋切断机
QJ-40-1
2台
南京通用五金机械厂
2003
80
良好
宁波
2008.12
表3-3续表
设备名称
型号及
规格
数量
制造厂名
购置年份
已使用台班数
检修
情况
现在何处
进场
时间
离心泵
22kw
2台
台州水泵厂
2004
210
良好
宁波
2008.12
水泵
各类
足够数
台州水泵厂
新购
2008.12
工具车
中兴皮卡
1台
中兴汽车厂
2005
160
良好
宁波
2008.12
钢筋弯曲机
WJ-40-1
1台
南京通用五金机械厂
2003
80
良好
宁波
2008.12
钢筋调直机
GJ4/14
1台
南京通用五金机械厂
2003
80
良好
宁波
2008.12
电焊机
BX-315
2台
上海电焊机厂
2003
80
良好
台州
2008.12
水准仪
DS3
1台
苏一光仪器公司
2004
良好
温州
2008.12
全站仪
SET2C
1台
南方测绘仪器公司
2004
良好
温州
2008.12
激光指向仪
1台
新购
2008.12
第四章施工总平面布置
4.1施工总平面布置的基本要求
根据洞口地形特点,结合劳动力安排、机械设备、材料用量、工期要求、施工方法和弃碴场位置等因素,进行全面规划、统筹安排,合理布置,为安全生产、快速施工创造有利条件。
1、遵循“安全、经济、合理、文明、合法”的原则,严格遵照招标文件,将临时设施尽量布置在建筑红线内,并将生活、生产设施尽量分开。
2、根据各施工区工程特点,布置施工所需设施,有利生产,方便生活而且不影响施工。
3、在满足施工生产需要的前提下,充分考虑环保要求。
4、办公用房及职工宿舍按市标化工地要求设置。
5、生产设施尽量靠近施工现场,以降低运输费用,保证运输方便,避免材料二次搬运或设备空耗。
4.2总平面布置图
为方便项目管理,项目经理部及其它临时工程就近在出洞口附近设置,总平面布置图详见附图二。
临时用地主要为出口段施工生产、生活设施、临时堆土场、临时堆渣场及临时便道等,合计8.00亩,本次施工临时房建工程不包括建设、监理及设计代表单位用房。
临时用地见表4-1。
4.2.1施工便道
为方便支洞施工,设置4.5宽的斜坡道至0.00m高程,再向北侧山体掘进支洞。
4.2.2弃碴场的设置
弃碴按业主指定区域堆放,在水田附近的渣场进行必要的防护,防止雨水冲刷,污染水田。
表4-1南山下隧洞工程出口临时用地表
编号
工程名称
临时用地(亩)
备注
1
南山下
隧洞
出口
临时堆土场
2.55
临时堆石场
1.20
施工临时设施占地
1.50
混凝土拌合及工棚等
施工支洞洞口及便道
2.75
合计
8.00
4.2.3拌和场布置
在出洞口设一座砼搅拌系统,混凝土搅拌型号为JMC-350。
4.2.4施工供水、电、通讯
1、施工供水,就近在附近河道取水,在洞口上设置一座高位水池,通过泵站将河道的水引至水池以供隧洞施工用水。
2、施工用电,本次施工供电外线、变压器及计量柜等由业主负责安装。
3、施工通讯,为了便于现场管理及人、财、物的调配,在项目经理部驻地安装一台固定电话及传真机,同时管理者配备若干手机,负责内、外联络。
4.2.5炸药库
本次工程不包含炸药库的建造,由业主负责协调安排。
4.2.6办公、文化、生活区
本工程必须文明施工,安全措施必须遵循JGJ59-99《建筑施工安全检查标准》有关规定,达到标准化工地要求。
除租用民房外,其余办公用房采用复合彩钢墙,铝合金窗,水泥地坪,宿舍用房采用水泥复合板活动房,水泥地坪。
另外,生活区搞一些绿化,并建设娱乐活动场所。
4.3隧洞开挖断面布置
隧洞开挖断面布置见图4-3。
图4-3隧洞开挖断面布置示意图
隧洞施工时,洞内排水采用在隧洞一侧设排水沟,必要时在适当位置设置集水坑。
第五章隧洞施工方法及工艺
5.1施工测量
1、一般任务
根据招标文件,涉及测量工作主要有:
①地表控制测量验证。
②土石方明挖放样,断面图及工程量的计算。
③隧洞开挖施工测量,隧洞每隔5m或10m(具体根据监理要求实施)的断面测量、成图及精度统计。
④隧洞贯通测量。
⑤混凝土施工立模测量。
2、作业依据
①水利水电工程施工测量规范(SL52-2003)。
②监理部门有关特殊的技术要求。
3、控制测量
接收到监理工程师提供的测量基准点、基准线和水准点及其基本资料和数据后,与监理工程师共同校测其基准点(线)的测量精度,并复核其资料和数据的准确性。
根据校测后的基准点,设计布置本隧洞工程的施工控制网。
根据工程布置特点,施工控制网采用两级导线控制:
基本导线用于贯通测量,二级导线用于施工放样。
(1)、基本导线
根据《水利水电工程施工测量规范》施工测量主要精度指标有:
基本导线主要指标为:
导线边长200m,测角中误差±2.5秒(2″级全站仪6个测回),边长相对中误差1:
15000。
(2)、施工导线(二级导线)
施工导线每50米布一个点,与基本导线统一考虑,间隔3-5个施工导线点,布设一个基本导线点。
施工导线边长50m,测角用2″级全站仪左右角各一测回。
施工导线用于隧洞开挖放样及衬砌立模放样。
高程控制采用四等水准,洞内水准标石与基本导线点标石合一。
隧洞贯通后及时进行贯通测量,进行贯通误差调整与分配。
4、施工测量
隧洞细部放样轮廓点,相对于洞轴线的点位中误差不应大于下列规定:
开挖轮廓点50mm(不允许任何型式的欠挖)。
混凝土衬砌立模点10mm。
开挖放样以导线标定的轴线为依据,采用激光定向仪标定开挖中线,每次爆破后标定中心、腰线并画出开挖轮廓线。
混凝土衬砌放样,以贯通后经调整配赋的洞室轴线为依据,在衬砌断面上标出拱顶、边墙和起拱线的设计位置,立模后应立即进行检查。
5.2隧洞开挖
根据设计要求,在南山下隧洞与钱仓山隧洞交叉线上、下游40m范围内,隧洞开挖采取周边眼预裂爆破方式进行,实行多段微差起爆,具体爆破参数和单耗将根据爆破施工监测数据进行调整,以确保钱仓山隧道的振动速度小于5cm/s。
5.2.1隧洞开挖总体方案
隧洞开挖采用钻爆法(其工艺流程见图5-1),以新奥法理论指导施工(隧洞新奥法施工工艺流程见图5-2)。
采用全断面掘进分段爆破的方法进行施工。
掏槽方式为直线螺旋型,按设计开挖轮廓线布置周边眼,间距为45-55cm,辅助眼间距为60-80cm。
3台YT-27型气腿式凿岩机钻眼平行作业。
爆破采用2#岩石硝铵炸药(有水地段采用乳化炸药),周边眼采用φ25光爆小药卷,导爆管远程电子起爆器击发非电毫秒导爆雷管起爆。
图5-1钻爆法开挖施工工艺流程框图
机具就位
施工准备
断面测量画开挖轮廓线布炮眼
钻炮眼
装药爆破
通风洒水
清危排险
出碴
监控量测、安全检查
锚杆、挂网
否
安全判定
喷砼
是
进入下道工序
隧洞开挖成形后,径向超挖和岩面起伏均不大于0.15m,严格控制超欠挖;残留炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布,残留炮孔痕迹保存率为完整岩石80%以上;破碎岩石不小于20%;相邻两孔间的岩面应平整,孔壁没有明显的爆破裂隙。
作业顺序为:
激光定向仪定向,画出开挖轮廓线,并在开挖轮廓线上布好光面爆破眼位,打眼,装药爆破,通风排烟,洒水,敲帮问顶,耙斗式装岩机配合拖拉机装碴运输。
图5-2隧洞新奥法施工工艺流程框图
工程地质查勘
围岩分类及岩体
计算参数的取值
施工准备
(修改施工方案)
实施性施工组织设计
开挖程序与方法等
光面爆破减少扰动
开挖
(修改支护参数)
锚喷支护减少围岩变形
监控量测
初期支护
洞内观察,围岩位移测量,指导施工与设计
否
是否符合管理基准备
是
二次衬砌
灌浆工程
结束
5.2.2凿岩爆破
5.2.2.1爆破参数
1、光面爆破参数的选择
根据我们对各类隧洞的施工经验,并参照隧洞施工技术规范,光爆参数初次选用如下参数,在施工中可按照选定的参数总结每次爆破效果,测量半孔率和轮廓不平整度,不断调整光爆参数。
岩石坚固系数f
不偶合系数k
装药量q(g/m)
炮孔间距(cm)
最小抵抗线W(m)
2~4
2~2.4
50~125
0.4~0.3
0.4~0.3
4~6
1.6~1.8
100~200
0.45~0.35
0.45~0.35
6~10
1.4~1.6
150~250
0.5~0.4
0.55~0.45
2、掏槽方式
采用中空眼直线螺旋掏槽方式,炮眼间距为150、250、350、450mm,形象布置见图5-3所示。
图5-3直线螺旋掏槽形象图
5.3.2.2起爆方式
1、开挖按光面爆破要求进行钻爆设计,周边眼使用小直径光爆炸药,导爆索起爆,孔口用炮泥堵塞。
围岩中不得有明显可见的爆破震动裂隙。
2、掏槽眼、辅助眼连续装药,非电毫秒导爆管起爆,Φ32×200㎜2#岩石销铵炸药。
3、掏槽方式:
考虑围岩的夹制力,每循环进尺控制在2.0m以内,掏槽方式采用直线螺旋掏槽方式,确保掏槽效果。
5.2.2.3钻孔作业
1、钻孔前测量人员准确测画出开挖轮廓线,点出周边眼的位置。
2、炮眼钻孔采用Y
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