英山县某隧道初期支护施工方案.docx
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英山县某隧道初期支护施工方案
隧道初期支护施工方案
一、隧道概况
隧道位于xx县xx镇xx乡境内。
本隧道为一座上、下行分离的四车道高速公路隧道。
左线起讫桩号为ZK126+355~ZKl26+820,长465m,右线起讫桩号为YKl26+363~YKl26+810.长447m。
隧道左线为R~2400m的圆曲线,右线为R~1600m的圆曲线。
左、右线纵面均为+2.825%的单向坡,隧道最大埋深约65m。
本隧道左、右线围岩可分为Ⅲ、IV、V三个等级,共设计了5种复合衬砌形式:
S5a、S5b、S4a、S4b、S3。
隧道支护形式及长度见表1。
表1隧道支护形式和长度表(单位:
m)
砌衬形式
Sma
S5a
S5b
S4a
S4b
S3
洞门
长度(m)
左
20
80
146
70
62
77
10
右
15
80
170
60
48
64
10
超前支护
形式
长管棚
超前小导管
超前锚杆
左长
80
126
132
右长
80
150
108
初期支护
锚杆
D25注浆锚杆,长3m,间距50X100cm
D25注浆锚杆,长3m,间距75X100cm
D25注浆锚杆,长3m,间距100X100cm
φ22药卷锚杆,长3m,间距120X100cm
φ22药卷锚杆,长2.5m,间距120X120cm
钢筋网
φ8双层钢筋网,间距20X20cm
φ8双层钢筋网,间距20X20cm
φ8单层钢筋网,间距20X20cm
φ8单层钢筋网,间距20X20cm
φ6单层钢筋网,间距20X20cm
喷射砼
C20喷射砼,厚26cm
C20喷射砼,厚26cm
C20喷射砼,厚22cm
C20喷射砼,厚22cm
C20喷射砼,厚10cm
钢拱架
18工字钢,间距50cm
18工字钢,间距75cm
格栅拱架,间距100cm
格栅拱架,间距120cm
二次衬砌
拱部、仰拱45cm钢筋砼
拱部、仰拱45cm砼
拱部、仰拱40cm砼
拱部40cm砼
拱部40cm砼
二、隧道初期支护施工方案
1、隧道临时设施布置及控制测量
1.1隧道临时设施布置:
①建泵站、高位水池供施工和生活用水。
②利用沿线高压电力架线路到洞口,安装800KVA变压器一台,建配电房解决施工用电和照明用电。
另配备1台200KW发电机备用。
③在隧道洞口处修建风机房,安装4台20m3/h的电动空压机,铺设管路供风。
④左、右洞口各安置1台天津93-1型风机,配Φ1300mm软质风管向洞内压入式通风。
经计算通风量及风压,通风设备配置表2。
表2隧道通风设备配置表
风机型号
风量(m3)
全压(pa)
功率(kw)
数量(台)
备注
天津93-1
2000
5000
110×2
2
左右洞口各一
通风管
Φ1300mm软质风管,洞口300m为加强型
主洞风管
⑤在隧道洞口设置砼拌和站,安装1台30m3/h及1台55m3/h的拌和设备,集中拌制混凝土,确保混凝土供应。
风、水、电布置见图1。
图1 洞内管线布置图
1.2隧道控制测量
⑴洞外控制测量
线路复测达到要求后,进行隧道控制网布设,并进行进、出口段控制网联测。
洞外高程控制测量采用水准仪实施二等几何水准精度控制,在进、出口各设三个基准水准点。
⑵洞内控制测量
洞内中线控制采用控制网和施工导线二级控制;洞内高程控制采用水准仪实施三等精密几何水准控制。
①洞内控制网
图2 洞内控制网布设示意图
如图2所示,自洞外控制网向洞内布置重叠狭长菱形边角控制网。
在菱形的重叠部分,并施加高精度测距边,作为固定值,对控制网施加额外约束,以提高精度。
控制点布置在隧道两侧,以利保护点位,且不影响隧道内的交通。
随着隧道的掘进,控制网向前推进。
②洞内施工导线
自洞内控制网点,向洞内布置边长约为50~80m长的单支导线,控制洞内开挖和衬砌施工。
洞内施工测量采用无棱镜激光全站仪,以加快测量进度。
③洞内高程控制:
洞内高程控制测量采用水准仪控制。
2、隧道初期支护施工方法
2.1超前小导管施工
通过打入小导管及注浆形成管棚支护环,然后进行开挖。
一次开挖不大于1.5倍钢支撑间距,断面形成后立即进行初期支护,然后进入下一循环。
见图4
⑴施工方法
小导管采用钻孔打入法,以平行于中线14º外插角打入拱部围岩。
先采用风钻钻孔,孔径比钢管直径大3~5mm,然后将钢管用人工或风钻顶入,并用高压风将钢管内的砂石吹出。
最后用单液注浆泵压注水泥浆。
图3超前小导管施工示意图
⑵施工工艺
①钢花管采用外径Φ42mm,壁厚3.5mm的无缝钢管,前端加工成尖锥状,尾部焊上Φ6加劲箍,管壁四周钻8mm压浆孔,尾部1m不设压浆孔,压浆孔间距15cm,呈梅花形布置。
②布置钻孔位置。
③钻机就位后钻孔,并清孔。
④检查钻孔的倾斜度和方向。
⑤人工配合风钻将钢管顶入。
⑥注浆:
将压浆管用铁丝绑扎与钢管尾端,现场拌制注浆液,用注浆机向管孔内注浆,按由下至上的顺序进行。
2.2超前锚杆施工
超前锚杆用于Ⅳ级围岩段,加固拱部软弱岩体。
锚杆采用长350cm的20MnSiΦ22钢筋,锚杆环向间距40cm,施工时可根据岩体节理面产状确定锚杆最佳方向。
锚杆保持不小于1m的搭接长度。
锚杆尾端焊接于格栅钢支撑上,以增强共同支护作用。
2.3初期支护
本隧道设计初期支护主要有D25注浆锚杆、φ22药卷锚杆、喷射混凝土、钢筋网、钢拱架、钢格栅。
隧道开挖和初期支护时,根据不同围岩类别按设计要求预留沉降量。
初喷砼5cm→锚杆施工→埋设排水半管→挂钢筋网→支立钢支撑→复喷砼至设计厚度。
具体施工方法如下。
2.3.1初喷混凝土封闭岩面
采用KSP-1型湿喷机进行作业,喷射速度快,回弹量少,粉尘少。
混凝土由洞外拌和站集中拌料,混凝土运输车运到工作面。
见图14
用高压风自上而下吹净岩面,埋设控制喷射凝土厚度的标志钉,如工作面有滴水或淋水,提前做好钻孔埋设排水半管的引排水工作。
喷射作业先从拱脚或脚向上堆喷,以防止上部喷射回弹料虚掩拱脚(墙脚)而不密实,以致强度不够,造成失稳;要先墙后拱的顺序喷射,先将凹洼部分找平,然后喷射凸出部分,并使其平顺连接。
喷射操作应沿水平方向以螺旋形划圈移动,并使喷头尽量保持与受喷面垂直,喷嘴口至受喷面距离以0.6m-1.0m为宜。
喷射混凝土表面应大面平整并呈湿润光泽,无干斑或滑移流淌现象。
图4湿喷混凝土工艺流程图
2.3.2锚杆施作
在初喷混凝土后及时进行锚杆安装作业。
钻孔前根据设计要求定出孔位,作出标记。
锚杆采用钻孔打入法施工,梅花形布置。
在分部或台阶法开挖时,初期支护连接处左右均需设两根锁脚锚杆,使钢支撑与围岩连成整体,确保初期支护不失稳。
①钻孔:
采用气腿式风枪打眼,孔径比锚杆直径大15mm左右,钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直。
②清孔:
用高压水清孔。
③顶入锚杆:
检查合格后将锚杆边旋转边送入孔眼或用风钻顶入。
④锚杆焊接:
超前锚杆尾端与系统锚杆尾端的环向钢筋焊接起来,以增强共同支护作用。
⑤注浆:
在现场拌制注浆液,注浆机注浆。
注浆时采用敲打锚杆排出气体,并严格控制注浆压力。
为增加锚固效果,设置止浆塞。
⑥锚杆试验:
采用MB-5D型锚杆拉力计作锚杆抗拔力试验,其抗拔力不小于50KN。
作好现场施工记录,包括锚杆的长度、注浆压力、注浆数量、起止时间、抗拔力等。
2.3.3钢筋网
钢筋网主要用于初期支护钢支撑或钢格栅与围岩间,开挖初喷砼4~5cm后挂网与锚杆连接,施作时先按设计要求下料,在钢筋棚加工焊接成网,再装运至工作面沿拱部安装焊接。
2.3.4钢拱架、钢格栅
钢支撑是软弱围岩中初期支护的重要组成部分,本设计为工字型钢拱架(或钢筋格栅)。
钢拱架用工字钢制作,钢格栅用螺纹钢制作,为保证钢支撑的加工形状和质量满足设计和规范要求,对本合同段的所有钢支撑配备专用设备和技术熟练工人采用工厂化集中加工,在洞外测设隧道钢架整体大样,依照整体大样逐段加工各单元,以保证各单元顺接。
施作间距按设计进行,地质较差时,报请监理和设计代表适当加密。
①初喷砼后迅速将钢拱架或钢格栅分节安装,各单元之间先采用螺栓连接,螺栓设计数量全部拧紧,再焊接连接板,确保连接点的刚度。
②钢支撑与初喷砼之间应尽量密贴,对于凹凸不平并有较大间隙时,必须设置砼垫块或钢板,使钢支撑迅速发挥支撑作用。
③钢拱架或钢格栅之间按设计要求采用纵向连接筋连接,连接筋插入焊接在钢支撑上的套管,以便钢支撑更好的发挥整体支撑作用。
同时钢支撑应与径向锚杆焊牢。
④钢拱架架、钢格栅架立后尽快喷砼,并将钢拱架、钢格栅全部覆盖,使之与喷射砼共同受力,喷射砼分层进行,每层厚度5~6cm左右,先从拱脚或墙脚处向上喷射,以防止上部喷射料虚掩拱脚(墙脚)不密实,造成强度不够,拱脚(墙脚)失稳。
施工注意事项:
a.保证钢拱架置于稳固的地基上,施工中在钢拱架基脚部位预留足够的坚实地基,架立钢拱架时挖槽就位。
若地基较软弱,应在钢拱架施工前浇注片石混凝土基础。
b.钢架与围岩之间应尽量接近,在安装过程中当钢架与围岩之间有较大空隙的时候,设骑马或楔形垫块不少于8处,顶紧围岩,其空隙应用喷射混凝土填塞。
c.钢架平面应垂直于隧道中线安装,其倾斜度不大于2°;钢拱架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm,拱脚标高不够时,应设置钢板调整,不得用土回填。
d.为增强钢拱架的整体稳定性,应将钢拱架与纵向连接筋、结构锚杆、定位系筋和锁脚锚杆焊接牢固。
e.拱脚部位易发生塑性剪切破坏,该部位钢拱架除以螺栓接外,还应四面帮焊,确保接头的刚度和强度。
f.开挖初喷后应尽快架立拱架,一般架立时间不得超过2小时。
2.3.5复喷射混凝土
喷射混凝土标号为20号,采用湿喷机进行喷射作业。
喷射混凝土采用拌合楼集中拌合,拌合设备为自动计量式混凝土拌合机。
拌合完毕后,用自卸卡车运输至喷射现场。
地面用钢板铺平,保证喷射混凝土不被污染。
喷射时注意掌握喷射的厚度和平整度,分层喷射混凝土到设计厚度,每层5-6cm厚;钢架保护层不小于2cm。
整个喷射混凝土表面要平整、平顺做到内实外美、边坡(仰坡)平顺。
既保证施工的安全,又要保证施工场地的美观、整齐。
施工时,需注意保证施工机械的正常运转;施工用电的供应正常。
锚杆和钢筋网施工时需注意进行安全防护。
保障施工工人的工作安全。
喷射混凝土施工时,需要佩带防灰、防尘设施,保障工人的身心健康。
施工完毕后,对湿喷机、喷射管、喷头等重点部位进行清洗,以便以后进行施工。
对场地的残留混凝土、被污染混凝土需进行清除,保持施工场地的整洁。
2.4围岩量测
⑴围岩量测项目及量测频率
围岩量测是及时获得围岩动态和支护状态的信息数据,预报险情,为确定合理、经济的初期支护参数和二衬施作时间的依据。
⑵监控量测项目及测点布置
本合同段隧道监控量测选超前地质预报、地质及支护状态观察、水平收敛及拱顶下沉量测、仰拱隆起量测作必测项目,围岩内部位移量测、锚杆内力量没测、钢支撑内力量测、喷砼应力量测、二次衬砌应力量测作选测项目。
监控量测项目的量测方法及频率和监控点的布置均按设计图要求进行。
⑶监控量测控制要点
①在施工初期阶段,或地质较差、位移下沉量及速度较大时,适当增加量测断面及量测频率。
②各项测量项目尽可能布置在同一断面,测量点尽可能选择有代表性的位置,以便测量数据的分析及为以后的工作提供经验。
③当隧道水平位移收敛速度为0.1-0.2mm/天,或拱顶下沉位移速度小于0.1mm/天时,施作二次衬砌收敛量已达到总收缩量的80%-90%,初期支护表面无再发展的明显裂缝,可以认为围岩基本稳定。
④当位移出现反常急居增长或净空收敛速率>10mm/d时,围碉和支护已呈不稳定状态,此时加强监视,并迅速采取加固措施:
增加喷射砼厚度、加长、加密锚杆、挂更粗更密钢筋网、提前施作二衬、提前施作仰拱等措施。
⑷量测资料的整理
⑴绘制位移量随时间变化的曲线;
⑵绘制位移速度随时间变化的曲线;
⑶绘制位移量与开挖断面距离关系曲线;
⑷找出位移~时间回归曲线,求出最终净空位移量;
⑸根据各类围岩量测数据求出围岩的E、γ、C、φ等物性参数。
2.5通风、防尘、防毒
2.5.1通风
左、右洞口各安置1台天津93-1型风机,配Φ1300mm软质风管,采用单路风管压入式通风方式。
施工要点如下:
a.风机置于距洞口10~20m以外高架上,以保证风机进口空气新鲜,避免压出的污浊气体再吸入风机。
b.软风管安装位置为:
风管安装在隧道顶部中线位置。
根据软风管安装位置,确定锚杆位置,然后用φ8盘条作框架,将风管拉直后固定在框架内。
2.5.2机械废气净化
在燃油内掺加XS30-30高效柴油添加剂,使柴油燃烧更充分,产生有害气体减少;另外,将净化箱接到机械设备的排气管上,通过水洗和催化氧化二级净化系统,使排出的尾气中有害气体减少。
催化氧化箱在使用过程中定期更换涤烟剂、催化剂和水洗箱中的水。
2.5.3定期洒水
本隧道内施工采用无轨运输方式。
出碴前向爆破后的石碴上洒水,定期向隧道内车行路线上洒水,可大大减少粉尘对空气的污染,使粉尘对施工人员的伤害降低到最低限度。
2.5.4配发劳保用品
进洞人员必须带安全帽,根据各个施工班组的情况定期发放口罩,设专人检查安全帽和口罩的佩戴情况,作到安全第一,防尘防毒于体外。
三、隧道初期支护施工进度计划:
见横道图5
四、质量保证措施
4.1质量保证体系
我们在本标段工程施工中,将严格按照我公司《管理手册》和《程序文件》的要求,根据本标段既定的质量目标并结合工程特点,建立健全工程质量保证体系(见表3)。
以体系保证为依托,坚持“以质量求信誉,以质量求生存”的原则,严格按照设计文件、技术要求、施工规范进行施工,树立“百年大计,质量第一”的思想。
积极推行“项目法”管理、标准化作业法,以必胜的信心,科学的管理,得力的措施,认真求实的精神,严格各项规章制度,确保实现我们在本标段的质量目标。
4.2建立健全质量管理机构
项目部成立以项目经理为组长,项目部总工程师、质量检查部负责人为副组长,有关部室负责人为成员的质量管理领导小组。
施工队成立以队技术室主任
为组长、施工队长为副组长、质检、技术人员、各工班长为成员的质量管理小组,负责本队所担负工程的施工质量管理工作。
在施工中,要大力开展全面质量管理,成立QC小组,对重点、难点工序进行攻关,提高工程质量。
表3质量保证体系
4.3施工质量控制
4.3.1施工计划质量控制程序
为了使施工过程有一个明确的导向,根据施工组织安排的总体布置,每年编制年度计划,每季编制季度计划。
4.3.2防止质量通病的措施
项目部设3名专职质量检查工程师,负责本工程的质量检查和监督。
施工队设2名专职质量检查工程师,对本队施工的工程进行质量检查、监督。
保证各项工程在各级质量检查机构(人员)的严格控制下进行全面创优。
4.3.2.1加强质量教育,强化全员质量意识
结合该工程施工的特点,有计划地对全体参战人员进行质量教育和全面质量管理教育,举办单项技术培训,上技术质量课,使全体员工熟练掌握所干工程的技术标准、质量标准和操作工艺要求,牢固树立“百年大计,质量第一”的思想,提高全体参战人员的质量意识。
4.3.2.2建立健全质量管理责任制
(1)制订详细的质量管理制度,明确规定各部门、各专业、各级人员在质量管理方面的职责和权利,实现职责与权利的有机结合。
(2)实行工程质量包保责任制。
上至项目经理,下到工程队长、工班长建立层层工程质量包保责任制,使质量与个人经济收入相挂钩,确保工程质量从基础工序、到单位工程都达到高标准、高质量的目标。
(3)奖优罚劣,鼓励创优。
为充分调动各单位的创优积极性,充分利用经济杆杠手段,促进工程质量的提高。
4.3.2.3原材料质量控制
要确保工程质量,所用的材料、物资是源头,是关键。
为了把好质量源头关,我们将采取如下措施:
建立健全物资管理规章制度,规范采购行为,严格检验、验收、存储、保管和领发料制度。
对工程材料质量实行三阶段控制,第一阶段是选择合格的供应商,并对其所供材料进行检验或取得合格证明文件;第二阶段是工程材料到现场后,进行全面检验和试验,确保材料符合设计要求;第三阶段是工程材料使用阶段,对持有怀疑或外形有缺陷的材料进行复检或停止使用。
4.3.2.4施工过程质量控制
(1)认真领会设计意图,全面掌握设计文件内容,认真细致地做好复测、测量放样和各级技术交底工作,按批准的施工组织设计组织施工。
(2)严格管理,加强施工过程控制。
每道施工工序施工前,由施工技术人员按照《规范》、《验标》要求,根据批准的施工组织设计,编制相应的《施工交底书》,并下发至施工工班认真学习,作为施工依据,用以指导施工作业。
施工中,坚持技术人员跟班作业指导制度,做到施工全过程事事有人管、处处有人管,使各项施工处于受控状态。
(3)在整个施工过程中,做到施工操作程序化、标准化、规范化,要贯穿工前有交底、工中有检查、工后有验收的“一条龙”操作管理办法。
要确保工程质量,施工中要做到未进行施工技术交底不施工,试验不合格不施工,结构物基础未经复测不施工,隐蔽工程未经监理工程师检查不施工。
(4)加强工程质量检查与检测。
质量检查与检测是及时发现并纠正施工中存在的质量问题,搞好质量控制的一个重要手段。
施工中施工人员要坚持“三检”制度,即自检、互检、交接检制度。
每道工序必须经质检人员检查并经监理工程师检查合格并签证后,方可进行下道工序的施工。
各部门将每月进行一次质量大检查。
在施工过程中,要加强检测试验工作,以试验数据说话,指导施工,确保工程质量的科学性、可靠性。
4.3.3建立技术攻关小组、消除质量通病
TQC活动是一项群众性的质量管理活动,是消除工程质量通病,全面提高工程质量的一种行之有效的活动。
我们在施工中对出现的疑难问题,积极开展QC小组攻关,定期组织活动,利用全员的智慧,提高工程质量,实现创优规划。
五安全保证体系
5.1安全目标
实现“五无”、“两控制”;即:
无因工死亡、无施工安全事故、无交通责任事故、无火灾事故、无机械操作事故;职工重伤率控制在0.6‰以下、轻伤率控制在1.2‰以下。
5.2成立安全领导小组
项目部成立安全领导小组(如表4),并配备一名副经理专门管理安全生产;每个施工队中也设立一个专职安全员。
表4安全管理领导小组
5.3健全安全保证体系
安全保证体系如表5。
5.4安全管理措施
⑴把好安全生产“六关”,即措施关、交底关、教育关、防护关、检查关、改进关。
⑵项目经理部逐级签订安全生产包保责任状,把安全生产纳入承包考核内容。
⑶做好现场安全管理,设置安全标识及避雷、防漏电等设施,加强火工产品管理。
⑷隧道工程洞内爆破统一指挥,爆破时人员应撤离至200米以外;爆破后
通风排烟至少25分钟,并经安全人员检查后,方可进洞作业;隧道通风设备经常维护,确保工作面空气新鲜;洞内管线布置符合安全标准,排水良好,道路平顺,灯光明亮,确保洞内运输安全。
⑸加强车辆管理,严禁酒后驾驶、疲劳驾驶。
⑹制定施工安全控制程序。
见表6。
表6施工安全控制程序
六、环境保护措施
环保目标:
做到全面规划、合理布局、综合治理、化害为利。
6.1成立环保领导小组
项目部成立环保领导小组(如表7)。
6.2健全环保保证体系
环保保证体系如表8。
表7环保领导小组
表8环保保证体系
七、环保保证措施
7.1噪声和振动污染的控制
①在居民区附近,夜间对噪声较强的施工机械和施工作业予以限制;
②砼拌合站布置在远离居民区200米以外位置。
③在距居民区近处,严禁强烈振动,以免民房被损坏。
7.2空气污染的控制
①水泥采用袋装或密封罐运输,扬尘材料运输采取覆盖措施,路基填料和弃碴采取保湿运输。
运输路线经常洒水,定期养护。
②拌和站远离居民区,并用彩条布与外界隔离。
③隧道施工采用水压爆破技术和雨雾降尘技术。
7.3水资源污染的控制
①施工中的废水,利用临时排水系统排入污水坑内,净化后排至指定地点。
②生活区内设置污水净化池,经净化处理后,排放至指定地点。
③施工过程中,保持原有河道水质清洁。
7.4水土保持措施
根据“因地制宜,因害设防”、“重点治理与一般防治兼顾”的原则,采取工程措施、植树植草、生物措施及复耕利用措施相结合;治理与利用相结合;近期防护治理与远期防护相结合的方法,形成水土保持综合体系。
7.4.1水土保持防治目标
临时用地恢复植被面积必须占破坏地表面积的90%以上,不随意破坏耕地。
7.4.2水土保持防治措施
⑴开工前对职工进行保护动植物的教育。
⑶弃碴场选择地形低洼、不易受水流冲刷的地方,并本着“先挡后弃”的原则进行弃碴。
弃碴场完成后按要求进行绿化。
⑷施工便道少占良田耕地,绕避不良地质地段,防止诱发滑坡和大面积的边坡坍滑。
⑸施工场地范围内做好集水、排水工作,不阻塞地面径流自然通道,防止壅水和场地冲刷。
⑹临时生产、生活场地的布置分布合理,避免多占土地。
临时用地恢复原有地形地貌。
八、文明施工措施
⑴与当地政府和群众开展共建文明活动。
⑵施工现场整洁,交通畅通,排水良好,材料分类堆放整齐,施工设备停放有序。
⑶施工人员进入工地一律佩带上岗证。
⑷设置公示牌,列明举报电话,接受社会监督。
表11组织机构图
表12质量检验人员框图
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