xx铁路隧道初期支护专项方案设计隧道施工组织专项施工方案.docx
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xx铁路隧道初期支护专项方案设计隧道施工组织专项施工方案
第一章总体概况说明
编制依据
1、本标段施工合同文件及已到位的设计图纸,包括线路平面图,线路纵断面图,地质平面图、隧道施工设计图等。
2、我标段对现场地质、地形、水文条件、交通条件的调查。
3、我单位的施工经验及施工力量。
4、国家有关标准、规范,建设方下发的文件及实施细则等。
5、《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009);
6、《铁路隧道施工技术指南》(TZ204-2008);
7、《铁路隧道工程质量验收标准》(TB10417-2003);
8、《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005);
9、《铁路混凝土与砌体工程施工规范》(TB10210-2001);
10、《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(TB10424-2003)。
工程简介
xxx隧道穿越xx等悬崖陡坡及山间河谷区,隧道起讫里程为xx,全长xxm。
进、出口线路设计标高分别为xxm、xxm,洞身最大埋深约234m,最小埋深约27m,隧道内为单面坡,隧道进口段xxm位于r=4000m的曲线上,隧道出口段xxm位于r=3500m的曲线上,其余段落位于直线上,隧道穿越低山丘陵地区、冲沟发育,相对高差最大约269m,自然坡度较陡。
为加快施工进度隧道在DK1xx+xx处设有一斜井,平面交角为89°,斜井起讫里程为DKXJ0+000~DKXJ0+xx,全长xxxm。
位于xx市xx县xx村北侧高大山坡中。
洞内采用无轨运输,双车道断面。
地层岩性、地质、水文条件
地层岩性
根据现场调绘及工程地质勘查揭示,隧址区地层的主要岩性如下:
第四系全新统坡积层
第四系全新统冲积层
寒武系中统张夏组
寒武系中统
寒武系下统毛庄组
寒武系下统馒头组第二段
太古界泰山群太平顶组花岗岩
地质条件
整个隧址区在大地构造单元上属鲁西台背斜,其基底由泰山群花岗岩构成,寒武系盖层发育,大部分呈倾角平缓的单斜构造覆于基底,寒武系地层较连续,局部以断层接触,寒武系地层与太古界花岗岩基底呈角度不整合接触,且穿越花岗岩、灰岩和灰岩夹页岩。
灰岩区岩溶具有不发育至发育,对工程的影响程度较大,特别是隧道应考虑岩溶水突水问题。
部分地段存在岩溶问题。
水文地质
本隧道进口有xx的冲沟,向北汇入xx水库;出口xx河,水深1.2~1.5m水面宽20~30m左右;斜井位于隧道中部,其浅埋段有发源于xx峪的冲沟,雨季水量较大。
隧道部分地段断裂构造较发育,且规模大,延伸远,断裂构造带水文地质条件复杂,补给源远、水量大,对隧道工程有一定影响。
隧道洞身穿越地层地下水较发育,部分隧道洞身沿断裂带岩溶发育,地下水富集,施工存在突水突泥、围岩坍塌等风险。
围岩级别及工程数量
围岩级别
隧道围岩等级包括Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级。
Ⅱ级围岩采用全断面法施工,Ⅲ、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖施工,深埋Ⅴ级围岩采用采用三台阶法施工,断层破碎带Ⅴ级围岩段采用三台阶临时仰拱法施工。
斜井Ⅲ级围岩采用全断面法施工,Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法开挖施工。
全隧道均采用复合式衬砌。
复合式衬砌由初期支护,防水隔离层与二次衬砌组成,Ⅲ~Ⅴ级围岩采用曲墙加仰拱结构形式。
xxx隧道Ⅱ级围岩长xxm,Ⅲ级围岩长xxm,Ⅳ级围岩长xxm,Ⅴ级围岩长xxm。
重难点工程
本隧道在DKxxxxx…….580附近处分别存在F1~F7断层,隧道埋深浅,隧道施工可能引起地下水位下降或地下水位流失,为本隧道的重难点工程。
此外隧道出口DKxx~DK1xx段下穿公路,施工情况复杂,施工难度较大。
隧道穿越灰岩,溶蚀现象较发育,局部可能发育有中小型溶洞。
施工时应根据超前地质预报结果做好相应的措施,避免出现突水、突泥的事故。
第二章洞口段施工
洞口段施工时避开雨季,施工前先做好洞顶截水沟,然后自上而下分层逐段拉槽开挖,并按照设计逐层进行边仰坡防护。
施工时根据现场实际地质、水文、地形等诸多因素,遵循早进洞原则,综合选定洞口端开挖进洞方法和边仰坡防护措施,严禁对山体大刷大挖,开挖过程中应加强坡面稳定监测,保证边坡稳定和施工安全。
地表水拦截和预加固
洞口开挖前,先施作洞顶截、排水沟,完善临时排水系统,使开挖面不积水、排水顺畅。
对于围岩稳定性差、滑坡、浅埋或偏压地段应先采取预加固措施进行加固处理。
根据测量放线,采用挖掘机进行自上而下分层逐段拉槽施工,局部岩石采用钻孔松动爆破,装载机装碴,自卸车配合运输。
开挖时,边、仰坡要一次开挖到位,边挖边刷,为边、仰坡及时防护创造好条件。
仰坡开挖采用上半断面小切口开挖,确保安全进洞及仰坡的稳定,施工时遵循“少刷坡、少扰动、强支护”的原则。
根据设计及现场地质情况,每开挖一个台阶要及时对边、仰坡进行防护处理,以防坍塌或滑坡。
在施工过程中在边坡顶部设置监测点,监测点布置必须符合要求,及时反馈边坡稳定信息,根据反馈信息必要时要加强边坡支护措施。
根据设计和具体围岩情况,当仰坡开挖至拱架安装位置时,测量放线,开挖改为人工开挖风镐辅助的方式进行,开挖完成后进行暗洞超前支护
斜井、进、出口超前支护进洞
待边仰坡防护、洞外截水沟及其他施工准备完成后,xxx隧道进口拟从DKxx处施工大管棚并由此处进洞,管棚长20米,覆盖DKxx~DKxx处15米围岩破碎地带,并完成注浆。
采用φ108大管棚,壁厚6mm,间距40cm。
斜井口采用10m双排超前小导管进洞。
xxx隧道出口拟从DKxx处施做大管棚并由此处进洞,管棚采用φ108大管棚,壁厚6mm,间距40cm,长40米,覆盖DKxx~DKxx处37米围岩破碎地带,降低风险。
斜井超前双排注浆小导管
xxx隧道斜井口XJDK0+000~XJDK0xxx段设计为Ⅴ级围岩,斜井口超前支护拟采用双排小导管注浆,进洞后采用单排小导管注浆超前支护。
主要设计参数如下:
钢材规格:
φ42×3.5mm;管长:
4.5m;管距及根数:
单双排小导管环向间距均为40cm;双排小导管梅花形布置,竖向间距为40cm;注浆采用单液浆,水泥水灰比1:
1;注浆压力:
0.5~2.0MPa。
将钢管加工成钢花管,钢管顶部切割加工成尖梭状,使钢管更容易插入孔内,顶管完成后尾段焊接闸阀,闸阀口与注浆管连接。
在钻好的孔内插入加工合格的钢花管,开动钻机,利用钻机的冲击力将钢花管顶入围岩中,然后检查导管内有无充填物,用高压风吹出,用塑胶泥(525水泥+水玻璃拌合)封堵导管周围,导管外露20cm,用以连接注将管路。
小导管延隧道开挖轮廓线布置,施工时外插角5~10°,钢管顶进钻孔长度≥95%管长。
小导管在钢拱架拱部120°范围内施设,纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于1m。
顶管至设计孔深后,将孔口用水泥+水玻璃胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。
孔口在安装钢拱架后与拱架焊接在一起。
注浆采用UB-3注浆机,加工拌和水泥浆后注浆,注浆压力应达到1.0MPa且注浆量也达到设计时,即可停止注浆。
发生串浆现象,即液浆从其他孔中流出时,立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口,也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵,直至不再串浆时再继续注浆。
小导管超前支护施工工艺流程图3,双排小导管布置如图2-2-2。
图2-2-2小导管超前支护施工工艺流程图
Ⅰ-Ⅰ
图2-2-3双排小导管超前支护布置图
进、出口超前大管棚
超前大管棚支护
xxx隧道进出口拟采用超前大管棚进洞施工,进口管棚施作长度为20m(DKxx~DKxx),出口管棚施作长度为40m(DK1xx~DK1xx),管棚设置要求如图2-2-4,洞口大管棚施工工艺如图2-2-5。
图2-2-4洞口段大管棚布置图
图2-2-5洞口大管棚施工工艺流程图
平台设置
在隧道仰坡开挖至拱顶位置时,先标出隧道中心线及拱顶标高,开挖预留核心土,作为施工套拱和管棚施钻的工作平台。
工作平台宽度宜为2.5m,高度宜为2.0m,平台两侧宽度宜为1.5m。
钻孔和安装管棚
配备管棚跟管钻机,以保证成孔率,防止塌孔。
钻孔前先检查钻机各部位运转是否正常。
洞口土体钻孔时最好采用干钻,防止影响边破稳定。
管棚应按设计位置施工,钻机立轴方向必须准确控制,每钻完一孔便顶进一根长钢管。
拱部管棚施工前必须架设拱部管棚施工平台,管棚施作时应先钻设有孔钢花管,注浆后再钻设无孔钢管,无孔钢管可用来检查注浆质量。
为保证钻孔方向准确,应运用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度。
钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15cm,钢管接头错开不小于1m。
各钻孔应做好施工记录。
注浆
注浆机械:
每个管棚工作面配备UB-3型高压双液注浆泵1台、UB-3水泥注浆泵2台。
灌注浆液:
注浆前应进行现场注浆实验,根据实际情况调整注浆参数,取得钢管棚注浆施工经验。
注浆前先检查管路和机械状况,确认正常后做压浆试验,确定合理的注浆参数,据以施工。
注浆压力初压宜控制在0.5~1.0MPa为宜,终压宜控制在2.0MPa。
注浆过程中随时检查孔口、邻孔、河沟、覆盖较薄部位有无串浆现象,如发现串浆,立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口,也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵,直至不再串浆时再继续注浆。
如水泥浆压力突然升高,可能发生堵管,应停机检查;如水泥浆压力长时间不升高,应调整为双浆液注浆,缩短凝胶时间或进行小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,以便凝结,但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间,才能避免产生注浆不饱满。
第三章初期支护施工
初期支护是新奥法施工的核心和关键,初期支护施做应及时可靠,以避免坍塌,确保施工安全。
本隧道围岩等级包括Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级,隧道正洞各级围岩的支护参数见表3-0-1。
各级围岩支护参数表3-0-1
围岩级别
预留变形量
初期支护
喷混凝土
锚杆
纵向φ6、环向φ8钢筋网
钢架
厚度
位置
位置
长度
环×纵
位置
间距
位置
间距
cm
cm
m
m
cm
m
Ⅱ
0~2
5
拱墙
局部
2.5
1.5×1.5
/
/
/
/
Ⅲ
2~4
10
拱墙
拱墙
2.5
1.5×1.5
拱墙
25
/
/
Ⅳ
4~6
18/10
拱墙/仰拱
拱墙
3.0
1.2×1.2
拱墙
25
格栅
1.2
Ⅴ
6~8
23
全断面
拱墙
3.5
1.2×1.0
全断面
20
格栅全断面
1.0
Ⅴ加强
6~8
25
全断面
拱墙
3.5
1.2×1.0
全断面
20
工字钢全断面
0.75
隧道开挖后,首先立即初喷3~5cm厚的混凝土,以尽早封闭岩面,防止表层剥落。
待出碴完毕再按设计要求施作锚、网、钢拱架联合支护,并喷射混凝土至设计厚度。
初期支护工艺流程如图3-0-1。
图3-0-1隧道初期支护施工工艺流程图
砂浆锚杆
控制要点及验收标准
控制要点:
1.锚杆用钢筋进场时,必须按批抽取试件作力学性能(屈服强度、抗拉强度和伸长率)和工艺性能(冷弯)试验。
2.半成品、成品锚杆的类型、规格、性能等应符合设计要求和国家、行业有关技术标准的规定。
3.锚杆安装的数量必须符合设计要求。
4.砂浆锚杆采用的砂浆强度等级、配合比应符合设计要求。
验收标准:
1.锚杆孔应保持直线,一般情况下应保持与隧道衬砌法线方向垂直。
当隧道内岩层结构面出露明显时,锚杆孔宜与岩层主要结构面垂直,锚杆垫板应与基面密贴。
2.锚杆安装允许偏差应符合下列规定:
(1)锚杆孔距允许偏差为±150mm;
(2)锚杆孔深允许偏差为±50mm。
3.锚杆用钢筋应平直、无损伤,表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。
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