红军隧道左洞洞身开挖.docx
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红军隧道左洞洞身开挖
红军隧道左洞洞身开挖施工方案
一、工程概况:
1、技术标准:
高速公路双向四道标准,分离式小净距隧道;设计车速80km/h;单洞隧道建筑限界:
0.75+0.5+2×3.75+0.75=10.25m,隧道净高5.0m;洞内路面设计荷载采用公路-Ⅰ级。
2、地理位置及里程桩号:
红军隧道穿越桂东县贝溪乡大岭村与四都乡罗霄山山脉,隧道最大埋深约450m。
本合同段与第16合同段在红军隧道ZK68+940(YK68+940)处分界。
本标段左洞桩号ZK68+940-ZK70+076,长1136m。
其中暗洞Ⅴ级围岩支护段为ZK69+850-ZK70+061,长度211m;Ⅳ级围岩支护段为ZK69+800-ZK69+850、ZK69+690-ZK69+800、ZK69+450-ZK69+530长度240m,Ⅲ级围岩支护段为ZK69+530-ZK69+690、ZK68+940-ZK69+410、ZK69+410-ZK69+450长度670m。
3、地质、水文情况:
隧道Ⅴ级围岩段岩性为粉质粘土,岩体极破碎,节埋裂隙极发育,围岩自稳能力差,易坍塌。
Ⅳ级围岩段岩性为中风化泥质粉砂岩、岩体稍破碎,岩体有一定自稳能力,但接触带比较破碎。
地下水出水状态为淋雨或涌流状出水,施工及时支护。
Ⅲ级围岩为中风化板岩,岩体交完整。
围岩有一定的自稳能力,但不能裸露时间过长,否则会有掉块或小-中塌方。
洞内地下水不甚发育,一般为潮湿状,雨季或强降雨时局部有少量点滴状出水。
红军隧道围岩级别主要分为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级。
隧道布置形式为“标准分离式+小净距”形式布置;洞门形式,进口为端墙式,出口为削竹式。
Ⅴ级围岩初期支护主洞拱部为φ108mm长管棚L=40mφ42mm超前小导管L=4m,φ25mm中空注浆锚杆L=6m(3.5m),Ⅰ20a钢拱架,纵向间距60cm,φ8mm钢筋网,20×20cm单层,喷射C20混凝土26cm。
4、隧道围岩支护分级:
桩号
部位
长(m)
衬砌形式
zk68+940-ZK69+410
左洞
1135m
左洞
1135m
470
SF-Ⅲ
zk69+410-ZK69+450
40
SJ-Ⅲ
zk69+450-ZK69+530
80
SF-Ⅳc
zk69+530-ZK69+690
160
SF-Ⅲ
zk69+690-ZK69+800
110
SF-Ⅳb
zk69+800-ZK69+850
50
SX-Ⅳb
zk69+850-ZK70+061
211
SX-Ⅴb
zk70+061-ZK70+066
5
明洞
zk70+071-ZK70+076
10
洞门
5、工程量:
(1)洞身开挖工程量:
Ⅴ级围岩开挖:
21725m3;
二、编制依据
1.湖南省炎陵至汝城高速公路第17合同段招标文件及补遗书等。
2.国家、交通部颁发的有关文件及设计、施工规范及验收标准。
3.施工现场踏勘及调查取得的有关资料。
《两阶段设计施工图》。
4.我单位现有技术水平、施工队伍、机械设备及类似工程的施工经验。
5.工程施工标准
《普通砼配合比设计规程》JGJ55-2000
《砌筑砂浆配合比设计规程》GB1499.2-2007
《砌体工程现场检测技术标准》GB/T-50315-2000
《路基路面现场测试规程》JTJE60-2008
《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000
《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2003
《公路工程岩石试验规程》JTGE41-2005
《公路工程水泥及水泥砼试验规程》JTGE30-2005
《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009
《公路工程质量检测评定标准》JTGF80/1-2004
《公路施工测量手册》
三、施工方案
根据施工图设计,我合同段施工方案以“新奥法”(NATM)原理为指导思想组织施工。
左洞Ⅴ级围岩段(zk69+850-zk70+061)小净距段我项目部采用超短台阶留核心土开挖,右洞采用中隔墙法开挖,两洞施工距离错开25m以上,导洞超前5-10m。
主要开挖工序如下:
开挖左洞上半断面(超前支护应先期施作)—施作拱部初期支护—交错开挖下半断面两侧—两侧边墙初期支护—开挖核心土及仰拱—仰拱初期支护及二次衬砌、仰拱回填。
1、施工测量
项目部设置测量班进行控制测量,由专职测量工程师负责对本合同段中线和高程进行控制测量及会同相邻合同段连测的工作,隧道洞门导线点布控及定位测量,以确保线路中线及高程的准确性。
同时隧道开挖进尺每达到50米必须对隧道中线和高程进行复测。
作业队设置技术室选用一台全站仪、一台常规水准仪进行日常施工测量,并指派专职技术主管负责隧道施工的日常测量工作和相关技术工作,现场施工测量以隧道中线为控制线、路面在隧道中线处的高程为控制高程进行施工放样测量,在开挖前按照隧道开挖尺寸用激光全站仪和水准仪在开挖轮廓线上标出炮眼位置,并做好记号,以便形成隧道结构尺寸在施工中达到对称,减少因结构不对称而形成多样尺寸增加施工难度,以确保隧道施工的完整性。
2、Ⅴ级围岩衬砌段开挖
2.1开挖施工步骤
Ⅴ级围岩段(zk69+850-zk70+061)现场观测洞口段为土方,采用挖掘机结合人工开挖,根据暗洞掘进情况,若为石方,需采用爆破开挖。
据现已暴露出来的洞口段及隧道的埋深,采用超短台阶留核心土六步开挖进行施工。
第一步先开挖拱部,高度是2.9m,预留核心土;第二步开挖外侧拱腰上部,高度是3.48m,预留核心土;第三步开挖内侧拱腰上部,高度是3.48m,预留核心土;第四步开挖外侧拱腰下部,高度是3.31m,预留核心土;第五步开挖内侧拱腰下部,高度是3.31m,预留核心土;第六步挖除核心土,开挖拱底,高度是0.75m(见Ⅴ级开挖图一)。
根据围岩的自稳情况,六步开挖可改成设计图纸所示的四步超短台阶预留核心土开挖方法施工。
第一步先开挖拱部,高度是4m,预留核心;第二步开挖外侧腰部,高度是5.69m,预留核心土;第三步开挖内侧腰部,高度是5.69m,预留核心土;第四步挖除核心土,开挖拱底,高度是0.75m(见Ⅴ级开挖图二)。
Ⅴ级开挖图一:
Ⅴ级开挖图二:
2.1钻爆
钻爆是保证开挖断面轮廓平整准确、减少超欠挖、降低爆破震动、维护围岩自承能力的关键,线形微震爆破新技术,可以达到以上目的,施工时要做好以下几项工作。
①测量。
测量是控制开挖轮廓精确度的关键。
采用隧道断面激光测量仪,每一循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。
②钻孔。
采用气腿式凿岩机钻孔。
钻孔时按照炮孔布置图正确对孔,钻孔严格按设计炮孔方向钻进,把对孔误差减到最小,以确保爆破质量。
掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于50mm;辅助眼眼口排距、行距误差不得大于50mm;周边眼沿隧道设计轮廓线上的间距误差不得大于50mm,周边眼外斜率不得大于50mm/m,眼底不得超出开挖断面轮廓线100mm,最大不得超过150mm;内圈炮眼至周边眼的排距误差不得大于50mm,炮眼深度超过2.5m时,内圈炮眼与周边眼采用相同斜率。
③装药。
钻完孔要把炮孔吹洗干净,经检查合格后才可装药。
装药分片分组负责,严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。
爆破网路连接、检查及起爆,按照爆破设计要求和《爆破安全规程》执行。
④爆破方法。
光面爆破采用直眼掏槽,小直径药卷间隔装药,见掏槽方式布置图及光面爆破装药结构图。
起爆方式采用毫秒微差塑料导爆管有序起爆,采用合理的炮眼布置及光面爆破参数。
⑤堵塞。
堵塞炮孔可以提高炸药能量的利用率,从而减少炸药用量,降低爆破震动效应。
装药后用合格炮泥进行认真堵塞,掏槽孔要把不装药部分堵满,周边孔堵塞长度不小于20cm,其余炮孔堵塞长度不小于最小抵抗线的80%,以确保爆破效果和安全。
⑥施工流程。
光面爆破施工流程(见光面爆破施工工艺流程框图)
⑦爆破后找顶
选派有施工经验、工作责任心强、体格强壮的人员担任找顶工作,每座隧道每班配
不少于2名的找顶工找顶,消除下道工序的施工隐患,并为调整初支参数提供依据。
找顶工作开始前,对开挖面的坑壁进行认真检查,用看、敲的手段,查清危石的位置后开始进行,找顶清帮由外向里、由高向低、由中间向两边依次进行,找顶采用人工和长臂反铲相结合的方式进行。
在二次模筑衬砌之前,经常进行巡查,发现喷射混凝土有裂纹等隐患时,及时汇报,及时处理。
2.2出碴
爆破完成后,进行通风除尘,恢复照明,并立即进行清危排险,然后利用简易台车或爆出来的碴堆,进行锚喷封闭,然后进行出碴作业。
为提高运输效率,加快车辆周转,保证施工连续不间断,隧道的出碴具体安排如下:
①施工机具、机械设备配置。
每个洞配备一台挖掘机除渣和一台反铲装载机装渣,5辆双桥自卸车运渣。
②出渣调度安排。
洞内开挖0.7Km以内时,出渣运输过程中在洞内安排2台车,1台装渣,1台等待;洞外1台驶往弃渣场,1台在洞口等待。
洞内开挖0.7Km-1.2Km以内时,出碴运输过程中在洞内安排3台车,1台装渣,1台等待,1台行驶;洞外1台驶往弃渣场,1台在洞口等待循环有序在进行,形成快速装运出渣线。
③装渣运输循环时间。
钻孔台车钻爆,每循环进尺2m,开挖量按平均130m³/m计算,考虑松散系数1.3,出渣量260m³,自卸车容量按13m³计,约需要20车运完,按1台装载机装4台自卸车计,约需5趟出完渣。
装渣与运输比较,运输速度为时间控制点,按每循环车辆运行需20-25分钟计算,出渣共需100-120分钟,考虑工序衔接,机械维修保养和装渣数量差异等情况,装渣运输循环时间平均按150分钟计算.
光面爆破施工工艺流程图
隧道弃土场在路基K70+400左侧100m处,距隧道出口约400m,共占地12亩,弃土平均高度7m,预计可弃土56000m³。
隧道洞口段以及Ⅴ级围岩段弃方为49000m³,弃土场均可以满足弃土量要求。
剩余弃渣量运往路基作填料使用。
3、开挖注意事项
①因工作面多,作业面小,相互干扰大,我项目部实行统一指挥,统一调度。
②应尽量创造条件,减少分部次数,尽可能争取用大断面开挖。
③因多次开挖对围岩的扰动较大,不利于围岩的稳定,故应特别注意加强对爆破开挖的设计与控制。
④凡下部开挖,均应注意上部支护或衬砌结构的稳定,减少对上部围岩和支护以及衬砌结构的扰动和破坏,尤其是边傍部开挖时必须交错挖马口施作,避免上部断面两侧拱脚同时悬空。
⑤认真加固拱脚,使上部初期支护与围岩形成完整体系;必须单侧落底或双侧交错落底,落底长度视围岩状况而定。
下部边墙开挖后立即喷射混凝土,并做好加固与支护。
⑥当左右洞隧道同时掘进时,单洞进行爆破前要及时通知相邻洞内施工操作人员撤离危险区,以避免爆破振动出现安全事故。
隧道爆破应及时采取有效措施处理开挖轮廓面上的危石,并及时进行初喷支护。
⑦隧道开挖后应及时用全站仪、水准仪、激光打点仪检测隧道超、欠挖情况(原始资料备查)。
检测频率:
每20m一个断面。
同时在地质复杂地段加密。
四、超前地质探测和预报
本隧道不良地质主要有有害气体、断层破碎带、软质围岩变形段等,为确保该隧道按期优良建成,地质工作十分重要。
为此,由专职地质工程师负责该隧道的地质工作。
施工中配备有经验的地质工程师值班,进行24小时全过程监控指导,确保各种措施的落实,确保地质预报工作的准确性。
1、不良地质及预报方法
对于软弱围岩不良地质,施工地质超前预报拟以防塌及突泥预报为重点,查明掌子面前方地质条件,以便采取有效的施工措施,避免施工突发灾害事故的发生。
主要采用TSP、TSP+TEM、TSP+TEM+超前水平钻孔的方法综合性进行超前地质预测。
A、在断层破碎带及岩溶富水区,采用TSP隧道地震波探测仪对掌子面前方30-100m范围不良地质体的位置、规模、性质作详细预报,粗略预报围岩级别和地下水情况,每100m施作一次,异常情况下适当加密。
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