拌合站与拌和站一样吗(XXX 隧道实施性总体施工组织设计)
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拌合站与拌和站一样吗(XXX 隧道实施性总体施工组织设计)
XXXXXXXX公路工程
XXX隧道实施性总体施工组织设计
编制:
审核:
批准:
XXXxxxx集团有限公司
XXXXXXXX公路工程项目指挥部
二0二0年六月
XXX隧道实施性施工组织设计
第一章 编制原则及依据
1.1编制原则
⑴贯彻执行现行国家技术政策和行业技术标准、规范、规程以及某省地方规定,符合施工合同或招标文件相关条款要求。
⑵深入领会设计意图,认真做好现场踏勘工作,制定科学合理的施工组织方案,使进度、质量、安全、环保、成本等得到有效控制。
⑶结合工程实际,科学合理采用“四新”技术,按专业化、工厂化、机械化要求配置资源,杜绝资源浪费。合理安排物资设备的运输、储备和储存,减少库房占用和二次搬运。
⑷严格按合同工期安排编制施工进度计划,合理配置资源,以保证阶段性进度目标和总工期目标。
⑸结合项目前期策划,贯彻“永、临结合”原则,合理规划施工平面布置。
⑹强化安全质量管理,加强工序监控,做到事前预防,争创优质工程。通过对劳动力、设备、材料、资金、技术信息的优化配置,实现成本、工期、质量、安全和社会信誉的预期目标效果。
1.2 编制依据
1、由XXXXXX集团有限公司提供的XXXXXXXX公路工程两阶段施工图设计。
2、国家和交通部现行设计规范、施工规范、验收标准。
3、我公司依据ISO19001质量标准体系、GB/T24001-2004环境管理体系和GB/T28001-2011职业健康安全标准建立的质量、环境和职业健康管理体系和《程序文件》。
4、国家的政策法规、行业标准、施工规范、技术规程等,其主要目录如下:
5、现场调查的交通、水文、地质、气候、能源建材和地方其他条件,依据我公司现有的技术力量、机械设备、劳力的情况。
6、国内外现场调查报告;近年来高速公路类似工程施工经验、施工工法、科技成果;国内外相关公路的施工工艺及科研成果。
7、某省公路建设文明工地标准、某省高速公路建设标准化管理规定以及业主、监理下发的管理文件、当地政府在环境保护等方面的具体规定和要求。
1.3编制范围
XXXXXXXX公路工程四分部XXX隧道,起止点桩号左幅ZK25+920~ZK27+450, 路线全长1530m ,右幅K26+005~K27+786,路线全长1781m。工程内容包括洞口工程、洞身工程、排水工程、防护工程等。
第一章 工程概况
2.1工程项目的主要情况
XXX隧道设计起点位于某县南台街道XXX村,设计终点位于某省某县X镇X村。隧道设计为分离式隧道,左洞长度为1530m,最大埋深175.94m,起讫桩号为ZK25+920~ZK27+450;右洞长度为1781m,最大埋深191.57m,起讫桩号为K26+005~K27+786。隧道采用双向掘进。
本项目主线按双向四车道一级公路标准建设,设计速度60km/h,洞内路面设计荷载:公路-1级,隧道建筑限界净宽:0.75+0.5+2×3.5+2.5+0.75=11.5m;净高:5.0m。隧道紧急停车带建筑限界(XXX隧道右副不设置紧急停车带、左幅增设一个紧急停车带)有效净宽:0.75+0.5+2×3.5+3.0+0.75+0.75=12.75m;有效净高:5.0m。车行横通道建筑限界有效宽度:4.5m;有效净高:5.0m。人行横通知=道建筑限界有效宽度:2.0m;有效净高:2.5m。
XXXXXXXX公路工程四分部XXX隧道主要工程数量表
(根据实际工程情况放入相应的工程数量表于此)
2.2施工条件
2.2.1工程地质条件
(1)地形地貌
XXX隧道为一座分离式隧道,进、出口洞门形式均为端墙式,隧址区属侵蚀溶蚀低中山地貌。隧道横穿山脊,总地势东高西低,进出口为溶蚀槽谷地貌,进出口斜坡陡峭。地表冲沟发育,山坡基岩零星裸露,地表多被第四系坡残积土覆盖,植被较发育,多为灌木林地。
(2)地层岩性
本隧道出口斜坡地表分布第四系残坡积土(Q 4 dl+el );土层厚度变化大。隧道穿过主要地层为茅口组和栖霞组(P1m+q)地层。区内其岩性特征简述如下(<n>地层编号为本合同段统一编号)
<3>第四系全新统洪积层(Q 4 dl+pl)
<3-1>粉质黏土:褐黄色,可塑一软塑状,土质不均,含少量角砾和碎石,搓捻砂感强,粘性差,层厚2~6m,分布于坡麓地带或槽地内。细分如下:
<3-1-1>粉质粘土:软塑为主,属Ⅰ级松土。
<3-1-2>粉质粘土:软塑为主,属Ⅱ普通土。
<4>第四系全新统坡残积层(Q 4 dl+el)
<4-1>粉质粘土:棕褐色,可塑,土质不均,含少量碎石角砾,粘性稍强,属Ⅱ级普通土,据钻探揭示一般层厚0~7m,在山坡中局部分布。
<5>二迭系下统茅口组(P1m)
二迭系下统茅口组深灰、褐灰色灰岩、生物灰岩等组成,隧道隧址区域附近见有F7断裂地质构造发育的迹象,隧道出口与断裂呈小角度相交通过,为非活动性断裂,对隧道建设有一定的影响。
(3)地质构造
1)经地表调查,拟建隧道区域未见断层迹象,但见有褶曲构造,岩层缓倾,层理产状不稳定,其岩层产状240°~330°∠4°~16°之间;在隧道的出口端的东西有区域大断层F4通过,该断层对隧道区域的次级构造有一定影响。
XXX隧道根据构造和岩性不同,本次节理裂隙统计分进口段、出口段以及洞身段统计。隧道进口段:为茅口组和栖霞组(P1m+q)的厚层状灰岩形成的陡坡,节理较发育。主要节理特征统计见下表;
据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015),场地区地震峰值加速度为0.05g(对应的地震基本烈度Ⅵ度),地震动反应谱特征周期0.4s。
(4)(1)水文地质条件
地表水
山坡树枝状冲沟发育,隧道进出口各有一条大的“V”型冲沟穿过,平常均无水流,流量随季节变化,平常地表水多从地下流走。
地下水
孔隙水
该隧址区孔隙水主要分布在地表覆土层内,地表覆土主要为零星分布在斜坡地带粉质粘土夹角砾土,厚度为0~7m,透水性较好,不利于孔隙水赋存,故本区孔隙水不发育。
碳酸盐岩岩溶水
隧道穿越的地层为茅口组和栖霞组(P1m+q)的灰岩。经调查,本区域岩溶发育,具有良好的赋水空间,地下水主要赋存于溶隙、溶孔、溶洞、溶蚀管道和暗河之中。各种溶隙或管道透水性强,赋水性为中等~强。水量补给来源主要为大气降水、地表水等随季节变化较大。在该区域内沟谷深切,沟内平常无表水流动,同时还分部有落水洞,落差深。由此,可看出地下水主要是沿着层面溶隙或岩溶管道,向深部运移,总体趋势是由南向北流动,向北面更低的沟谷排泄。本区域岩溶水属垂直循环带水。最低排泄基准面为西面的铜厂河谷,标高约1138m。据区域水文地质资料:P1m+q地层地下径流模数M≥30Ls·km²。
地下水的补、径、排特征
本区域地下水主要接受大气降水的直接补给,部分购税沿途也参与补给。由于隧道区斜坡缓倾,植被发育,减慢了地表雨水的流动,有利于雨水的下渗。雨水通过基岩裂隙下渗,各岩性层之间互相补给,但遇见渗透性较差的泥岩和页岩,地下水就多沿层间移动。
(5)(1)不良地质
1)岩溶
经调查本路线区段未发现滑坡,泥石流等大型不良地质现象。区内主要不良地质为岩溶问题。
1)岩溶发育特征:该工程地区丰富的降水使得水的运动交替迅速,灰岩的渗透条件良好,有利于岩溶地貌岩溶地貌的发育。隧址区岩层灰岩较纯,层理较厚且岩层缓倾,倾角一般大于20°,使可熔岩大面积暴露于地表,直接接受大量的大气降水和地表水的补给,并沿裂隙向深部运移。经调查地表未见溶洞,但地表小型溶沟、溶槽、石芽发育。由此可见,隧道内岩溶发育中等,以垂直岩溶形态发育为主,洞内一般不会出现的溶洞。
2)地表土层:主要分布在隧道出口的沟槽内,出洞口沟谷内土层较厚,厚度2~6m,主要为塑~软塑状的粘土、土质软。
2)隧道地应力
据现场调查,本隧道埋深小于192m,地应力以垂直自重应力为主,地应力不高。虽围岩较坚硬,洞内施工一般不会发生岩爆。
2.2.3涌水量预测
XXX隧道K26+329~K26+832;隧道轴线段视电阻率值一般在100Ω.m~600Ω.m之间,推测为较硬岩的强风化的破碎岩体段,岩性为灰岩,岩体较破碎,岩溶发育,并被充填、半充填,充填物为粘土、碎石。K27+304~K27+650:隧道轴线段视电阻率值一般在100Ω.m~500Ω.m之间,推测为较硬岩的强风化的破碎岩体段,岩性为灰岩,岩体较破碎,岩溶发育,并被充填、半充填,充填物为粘土、碎石。根据对本隧道区内的地质调查、访问,以及对隧道区内勘察结果的深入分析,整个隧道路段内地层较破碎,节理裂隙发育,局部岩溶发育,给地下水的蕴藏富集提供了一定的空间,岩层富水性相对较好;而节理裂隙及岩溶发育较集中地段或岩性接触段、断层破碎带附件。
通过以上降雨入渗法、地下水径流模数法计算隧道各段的涌水量对比如下表:
为了工程安全起见,涌水量采用两种计算结果最大均值作为隧道的推荐涌水量。即预测本隧道雨季最大总涌水量为 m3/d。
2.2.4围岩分级
根据《公路隧道设计规范》 (JTG D70—2004)对本隧道进行围岩分级。考虑隧道埋深、岩石风化程度及完整性、节理发育程度、地下水作用局部浅埋等因素影响,整座隧道围岩综合分级如下表。XXX隧道左线里程为ZK25+920~ZK27+450,长1530米,为已建隧道;右线里程为K26+005~K27+786,长1781米,洞身围岩以Ⅳ级围岩为主,占洞长的46.7%,Ⅴ级围岩占19.3%。
2.2.5隧道进出口及洞身地质条件评价
(1)隧道进口段地质条件评价
进口里程段:K26+005~K26+170;
进口山坡陡峭,覆土薄,植被发育;岩层为粉质黏土及褐灰、深灰色灰岩,隐细晶结构,中厚层状构造;岩石较为完整,局部岩溶发育,中风化,局部强风化,呈块状。地下水类型为基岩裂隙水、岩溶水,富水性较弱,开挖时可能存在较小量的滴水、渗水等现象。属于Ⅴ级围岩,开挖时应及时支护衬砌。
(2)隧道出口段地质条件评价
出口里程段:K27+610~K27+786;
出口山坡陡峭,覆土薄,植被发育;岩层为粉质黏土及褐灰、深灰色灰岩,隐细晶结构,中厚层状构造;岩石较为完整,局部岩溶发育,中风化,局部强风化,呈块状。地下水类型为基岩裂隙水、岩溶水,富水性较弱,开挖时可能存在较小量的滴水、渗水等现象。属于Ⅴ级围岩,开挖时应及时支护衬砌。
2.3施工平面布置
按照某省交通运输厅编制的《某省高速公路施工标准化实施要点》的相关要求,临时设施本着“统一规划、合理布局、综合利用、便于管理、注重环保、减少用地、服务施工”的原则进行布置,XXX隧道施工平面布置图详见下图。
生产和生活设施、电力、供水、弃土场等设施满足施工高峰期需求,一次建设成型,符合环保要求,适合当地气候条件;用地精心规划,在满足工程需要的前提下,确定经济合理的使用面积和使用期限,使用后及时做好恢复和复垦。
本隧道进出口弃渣场位于呢噜沟距隧道约6KM,设计弃土容量能够满足弃土要求。隧道工程所需的钢筋加工场和喷射砼拌和站等布设在便道进出口附近。
本隧道工程施工作业现场驻地布设办公区、生活区和生产区分隔布置,按标准化要求设置办公室、会议室、职工宿舍及其他相关设施。
2.3.1项目驻地
XXX隧道进口驻地拟选于XXX隧道进口交警队停车场内,地点位于南台街道大老沟,占地约3亩。XXX隧道出口驻地拟选于陈家沟二水厂往隧道方向,地点位于某镇洗白村,占地约3亩。
项目驻地分办公区和生活区两部分,驻地内共规划房屋41间,办公区9间,工人生活区32间,满足施工管理要求。
项目驻地拟选于XX街道呢噜沟左侧山坡上,本项目职工(项目管理部)驻地拟建设1栋双层办公楼,占地面积328平方米;拟建设1个卫生间和1个淋浴间,共占地50平方米;拟建1个食堂,占地面积80平方米;拟建四栋单层宿舍楼,占地面积为2940平方米。本项目民工驻地拟建设1个卫生间和1个淋浴间,共占地150平方米;拟建3个食堂,占地面积87平方米;拟建2栋双层宿舍楼,占地面积为400平方米。
2.3.2施工便道
根据实际地形地貌,为满足施工要求,新建两条横向施工便道,具体布置如下:
进口进场便道由赤水源大道开始修建,横向修建水泥路50米,路面采用20cm厚C25混凝土进行硬化处理,满足施工车辆及设备运输车辆通行。
出口进场便道由赤水源大道开始修建,横向修建水泥路250米,路面采用20cm厚C25混凝土进行硬化处理,满足施工车辆及设备运输车辆通行。
综合加工厂
综合加工厂设置在XXX二号互通内(详见总平面布置图),占地面积约3320㎡(4.9亩),选址位置属荒地。
综合加工厂采用封闭式结构,工厂化管理,加工厂配置5T龙门吊一台,跨22m,中间设置6m宽道路。
加工厂按部位分为原材料区、加工区、存料区,按类别分为拱架加工区、钢筋加工区、网片加工区、钢板加工区。各部分别按标准化要求设置标识标牌。
各种设备相应位置设置操作规程和安全注意事项。
氧气瓶、乙炔瓶分开放置,相距5m以上,并远离明火作业区。
2.3.3拌和站
拌和站设置在XXX隧道进口右侧,占地面积约6000㎡(9亩),为租用地方商品混凝土站进行改造。
站内设置JS1800型强制搅拌机两台,配备4级配自动配料斗,8个水泥罐,最大生产效率为180m³/h,满足两洞喷浆施工要求。
现场配置10m³混凝土搅拌车6台,运送混凝土。
2.3.4空压机房
XXX隧道进口空压机房布置在隧道进口左侧,站内设置开山22m³/h螺杆式空压机3台,满足XXX隧道进口掘进供风要求。
XXX隧道出口空压机房布置在K27+875处,站内设置开山22m³/h螺杆式空压机3台,满足隧道出口掘进供风要求。
2.3.5供水系统
(1)生活用水
生活用水利用附近村民饮用的山泉水,通过管道连接至生活区。
(2)施工用水
进口施工用水利用XXX隧道山上常年流水,在隧道左幅右侧新建一蓄水池,容量为50立方米,通过高压水泵送150管道接引至各施工作业面。
出口施工用水从隧道出口水厂接入,铺设软管100米,在新建一蓄水池,容量为50立方米,通过高压水泵送150管道接引至各施工作业面。
2.3.6排水系统
XXX隧道出口位于陈家沟,出口掘进为反坡排水,施工过程中需要保证流水畅通,具体排水方案如下:
在进场道路右侧设置一条纵向排水沟,接引至某县二水场废水排水边沟中。排水沟宽1.5m,沟深1.0m,在跨便道位置埋设Φ1.0m预制水泥管。
洞内排水在隧道路面下坡一侧,按50m间距设置集水坑,有渗水量较大处进行加密,通过潜水泵分级接力抽排积水,水泵大小按渗水量大小进行配置。
2.3.7施工用电
经计算施工现场用电容量总计为1750KW,为满足施工用电需要,拟在隧道进口洞口和出口位置各设一台800KVA容量变压器,低压接引至各施工作业面,为保证施工顺利进行,拟在空压机房配备300KW发电机2台以备不时之需。
2.3.8弃碴场
根据设计图纸弃碴场选址在呢噜沟山谷中,距隧道进出口约6公里,弃碴场满足使用要求。弃碴时分层进行堆放,并根据设计要求设置挡碴墙和排水系统,防止水土流失。
2.4施工要求
2.4.1质量目标
本隧道质量目标是:单位(分项)工程合格率100%;分部分项工程合格率100%;杜绝质量责任事故;合同工程交工验收的质量评定达到合格标准,竣工验收的质量评定达到合格标准。
2.4.2进度目标
按照合同工期,合理组织安排施工,在保证安全和质量的前提下,按时或提前完成合同约定的所有工程量。
2.4.3安全文明施工目标
1、安全管理人员到位率100%;
2、安全教育培训率100%;
3、三类人员、特种作业人员持证上岗率100%;
4、工程机械及设备完好率100%;
5、重大事故隐患整改率100%。
6、责任事故死亡率为零,重大机械设备事故为零;重大火灾事故为零,不发生火灾责任事故、不发生交通责任事故、不发生职业健康责任事故、责任事故千人重伤率不超过0.15%,严格控制轻伤事故。
7、“平安工地”考核合格率100%。
2.4.4环保目标
本隧道有责任的环境、水土保持违规事件为“0”。
2.5技术保证条件
开工前充分做好施工队伍的布置、建点和安置工作;认真审核施工图纸,组织相关人员对施工现场进行详细调查。
加强施工调度指挥,对施工中出现的不平衡和不协调及时进行调整,并定期组织调度会,协调各方协作配合关系,采取措施,消除施工中的矛盾,加强薄弱环节,实现动态平衡。
全面实现层层计划交底,保证全体施工人员共同参与计划实施。施工进度计划实施前,根据任务进度文件的要求层层交底落实,使有关人员明确各项计划的目标、任务、实施方案、预控措施、开始结束日期、有关保证条件、协作配合要点,使项目管理层和作业层工作协调一致,从而保证施工生产有步骤、连续、均衡地进行。
以科技为先导、以管理为纽带,精心组织,科学排序,流水作业,利用现代项目管理和网络计划技术,优化施工的管理技术方法。
各系统施工前必须确定具体的施工方案,并于当日布置工作时间向施工人员交底,施工方案明确以下内容:施工地点、施工条件、人员分工、工机具使用、技术要求、安全注意事项等,确保计划工程量的完成。
制定切实可行的技术工艺标准,做好基层人员的培训工作,充分做好开工前的各项技术准备工作。
推行全员安全管理,严格执行各项安全管理制度,深入落实各项安全管理措施,通过深入教育,严格控制影响施工的各种不安全因素,杜绝安全事故,有效促进施工生产。
建立健全质量保证体系,认真落实质量管理措施,执行工程质量管理制度,制定工程质量预防措施,对施工中易发生的质量通病做到提前预防,杜绝质量事故,防止返工和贻误工期现象出现,确保本工程“开工必优,一次成优”,有效促进施工生产。
在项目实施前和实施的过程中,根据所掌握的各种信息和数据资料,对可能致使项目实施结果偏离进度计划的各种干忧因素进行预测,并分析这些干忧因素所带来的风险程度的大小,预先采取有效的控制措施,把可能出现的偏离尽可能消灭于萌芽状态。
第三章 施工部署
3.1施工进度计划
3.1.1施工进度要求
根据本工程特点及总体工期要求,计划采用进、出口双头掘进,同向施工,于隧道中间贯通。起止点设两个隧道施工队,相对应设两个工作面。隧道施工采用汽车无轨运输方式施工。隧道正洞各级围岩施工进度指标分别见下表,施工进度中已经包括监控量测和地质超前预报工序。
3.1.2施工总体规划
附计划表
3.1.3材料与设备计划
3.1.3.1材料计划
详见《附件:XXX隧道材料计划表》
3.1.4设备计划
3.1.4.1进口端
XXX隧道进口端机械设备及监控设备配置表;
3.1.4.2出口端
XXX隧道出口端机械设备及监控设备配置表:
3.2施工工艺技术
3.2.1技术参数
3.2.1.1工程技术标准
(1)公路等级:四车道一级公路
(2)行车速度:60Km/h
(3)设计荷载:公路Ⅰ级
(4)隧道建筑限界:净宽0.75+0.5+2×3.5+2.5+0.75=11.5m;净高:5.0m。
(5)隧道内最大纵坡:应小于3%,大于0.3%。
(6)隧道防水:二次衬砌混凝土抗渗等级不小于P8;
(7)隧道结构防水等级:拱部、边墙、路面、设备箱洞为一级,其余部位为二级。
3.2.1.2 隧道平纵指标
3.2.2隧道主洞衬砌内轮廓
内轮廓(净空断面)几何尺寸,在满足隧道(横通道)建筑限界要求的前提下,还应提供隧道(横通道)内装、通风、照明等附属设施所需的必要空间,并考虑一定预留富余量(施工误差)。本项目预留富余量主要按施工误差考虑,结合当前施工水平,取最小预留富余量值为10cm。
为了便于施工标准化与管理,本项目内隧道(横通道)轮廓方案根据线路平、纵面线形指标,采用标准化设计,隧道(横通道)均采用相同的轮廓形状与尺寸。
根据公路隧道工程设计实践与经验,本着“结构受力均匀、施工技术成熟、工程造价合理”的原则,隧道主洞及横通道采用三心圆曲面墙式断面方案。此外,对软弱岩土体地段,均设置仰拱;采用大半径圆弧坦拱方案;仰拱与侧墙间采用小半径圆弧(按最小半径为100cm控制)。
3.2.2.1、主洞
隧道内部轮廓拱高700cm,半径为625cm的单心圆曲面边墙结构,净空面积(含仰拱)95.31m2,周长(含仰拱)35.7m。隧道超高不大于±4%。
3.2.2.2、紧急停车带
紧急停车带衬砌内轮廓结合停车带加宽宽度、主洞衬砌内轮廓形式,为五心圆曲边墙结构。
3.2.2.3、人行横通道
人行横通道建筑限界净宽2m,净高2.5m;衬砌内轮廓为拱高300cm的单心直边墙结构。
3.2.2.4、车行横通道
车行横通道建筑限界净宽4.5m,净高5.0m;衬砌内轮廓拱高为600cm的三心圆曲边墙结构。
3.2.2.5、隧道洞口及洞门型式(附表说明)
3.3施工方法
3.3.1施工准备
3.3.1.1施工人员安全教育培训
针对隧道施工我项目部将利用一个月时间对施工人员进行施工前的安全培训,首先由项目经理召集项目经理部和施工队长进行管理层施工安全培训,其次由安质部长和施工队长对其管辖范围内管理人员,施工作业队班组长进行安全培训,然后由专职安全员和班组长对专业施工人员进行安全培训,并邀请相关专家对我部施工人员进行安全培训和考核,尤其是隧道爆破员、安全员、电工,钻孔工人,监控系统安全技术人员必须经考核及格,方可上岗。
经过以上安全培训工作,做到施工人员安全培训普及率达100%以上;全体施工人员了解隧道施工基本情况,清楚施工特点及注意事项,明确施工方法,做到心中有数。
3.3.1.2交通准备
进口进场便道由赤水源大道开始修建,横向修建水泥路50米,平均宽度为7米,路面采用20cm厚C25混凝土进行硬化处理,满足施工车辆及设备运输车辆通行。
出口进场便道由赤水源大道开始修建,横向修建水泥路250米,平均宽度为7米,路面采用20cm厚C25混凝土进行硬化处理,满足施工车辆及设备运输车辆通行。
3.3.1.3供电准备
本段的供电线路拟架设专线至工地,结合隧道及辅助生产系统配备的电动机械设备,经计算,拟在隧道进口端配备一台800KVA变压器,可满足隧道施工需要。为保证隧道施工过程中不停电,进口端拟配备300KW柴油发电机组1台,作为备用电源。
隧道出口端配备一台800KVA容量变压器,可满足隧道施工需要。为保证隧道施工过程中不停电,出口端拟配备300KW柴油发电机组1台,作为备用电源。
3.3.1.4技术准备
1、项目分部测量组根据隧道施工图纸和有关勘测资料,对交付使用的隧道轴线桩、平面控制三角网基点桩及高程控制的水准基桩等,进行详细的测量检测和核对,并对隧道进出洞口联测,进行贯通测量,贯通误差符合要求后,将测量成果报送监理工程师,并通过总监办审核批复。
2、现场已经测放出进洞控制桩,并保护良好;已完成边、仰坡开挖边线、成洞面里程及开挖轮廓线等测量放样,绘制完成洞口纵横断面图。
3、洞顶沉降观测点、基点已按规范布设完成,并取得第一组数据。
4、隧道洞口开挖前,组织人员对洞口段地形地貌进行复测,对洞口情况已进行了详细调查,主要为:洞口的地形情况,有无不良地质或偏压;植被分布情况;征地拆迁情况,洞口及附近的地表水系对隧道施工的影响程度;洞口地表有无泉眼出露,地下水分布情况,对围岩的影响程度,洞口土体含水量、塑性指数等原始参数等。
5、组织技术人员熟悉施工图纸、理解设计意图,隧道边仰坡开挖及支护、套拱、大管棚施工等的安全、技术交底已经完成。
3.3.1.5试验准备
1、混凝土、喷射混凝土配合比在施工前由试验室试配完毕,并经监理工程师审批。混凝土所用原材进场后进行检验。对进场的钢筋、钢架、钢管等原材料等进行试验检验。
2、现场的计量设施及试验、养护设施到位。
3.3.1.6物资准备
1、提前备料,确保施工所需的混凝土原材备料充足,能够满足施工需要。
2、施工所需的钢筋、工字钢等提前组织进场,在加工厂统一加工,确保施工前能够将施工所需要的钢筋、钢拱架加工成型并运输到位。
3、施工机械设备、人员配置要满足各工作面的施工需求。在配置上按照均衡、高效的原则合理安排,以确保施工顺利进行。
3.3.2施工测量
3.3.2.1控制测量方案
①平面控制测量方案
按《公路勘测规范》(JTG C10—2007)规定,拟采用附合三等三角网进行洞外控制测量。洞外控制测量前,首先对已交桩的GPS基线边及导线进行复测,确保边长相对中误差小于1/250000;同时进行控制测量设计,即在地形图上选点、布网并进行贯通误差估算,选择最佳的网形,然后通过现场踏勘进行控制点实地布设。洞外控制点沿隧道路线布设,并尽可能布设成近似等边三等三角网(边长1km左右),4个洞口投点采用插点方式与主控制网联测。控制点布设好后,再次进行隧道贯通误差预计,若贯通误差预计结果符合规范要求,则进行外业观测。
外业观测仪器采用全站仪(测量误差1″),并严格按照《公路勘测规范》(JTG C10—2007)水平角观测的相关规定进行。全站仪使用前须经检定合格,内业计算采用独立控制网严格平差方法进行平差计算与精度评定。
洞内平面控制测量拟布设成以洞外三等三角网一边作为基线边的导线网。导线随隧道开挖向前推进,沿隧道两侧每100~150m布设一点。坚持对洞内导线点定期复核;导线点测设时,对前两条导线边进行复测,以检核其导线点的精度。
②高程控制测量方案
洞外高程控制测量布设三等水准导线,使用自动安平水准仪、木质水准尺进行水准测量。水准点间间距为1~1.5Km,隧道洞口各设水准点两个,并纳入高程控制导线内。
洞内高程控制测量水准点布设在洞内平面控制测量导线点上,一点两用。洞外高程控制测量采用条件平差方法进行平差计算与精度评定。
③定期复测制度
为保证控制测量精度,建立定期复测制度。进洞联系测量、洞内平面控制测量和洞内高程控制测量,每半年全面复测一次,并根据复测结果对平面、高程控制点坐标及高程进行修正。
3.3.2.2施工测量方案
1、隧道中线随隧道进度向前推进,每30m测设一个中线点并按50m定期复核;供开挖用的临时中线点每10m测设一个,用正倒镜延长直线法标定;供衬砌用的临时中线点,用正倒镜延长直线法标定,每10m测设一个。中线点测设时,对前3个以上中线点进行复核。隧道开挖采用激光导向仪导向。开挖前,由测量员在开挖面上放出设计断面尺寸,及时纠正掘进方向。
2、隧道腰线随隧道进度向前推进,根据洞内外已测定水准点,供开挖用的腰线点每20m测设1个,供衬砌用腰线点每10m测设1个,均标在隧道边墙上。测设时往返测一次,彼此检核,提高测量精度。
3.3.2.3贯通误差的测定与调整
1、隧道即将贯通前,再次进行洞外、洞内控制测量系统全面复测,力争达到最小的贯通误差和最好的隧道线形,并根据复测结果决定是否需要调整未衬砌地段中线及腰线。
2、贯通误差测定
隧道贯通后,在贯通面附近定一个临时点,由两洞口沿各自洞内平面控制主导线测量该点的坐标,测得的闭合差分别投影至贯通面及其垂直面上,即得出实际的横向和纵向贯通误差。由两洞口分别沿洞内水准主导线测量贯通面附近的同一水准点或中线点的高程,取其高差为实际的高程贯通误差。
3、贯通误差的调整
实际贯通误差和中线的调整必须在未衬砌地段内进行,且未衬砌段长度需大于100m。横向和纵向贯通误差采用坐标增量平差方法对导线各点坐标进行调整,以调整后的坐标值作为洞内未衬砌段隧道中线点放样的依据。
高程贯通误差的调整:贯通面附近的水准点高程采用由洞口分别引测的高程平均值作为调整后的高程。洞内未衬砌段的各水准点高程,根据水准路线的长度对高程贯通误差按比例调整,求得调整后的各水准点的高程,以此作为施工放样的依据。
3.3.2.4超前地质预报
(1)超前地质预报指导思想:以工程地质综合分析为核心,坚持粗查与精查相结合、物探与钻探相结合的原则,并结合前期地勘成果及地质调查资料综合判定。整个隧道所采取的地质预报措施统计如下表所示。
超前地质预报应由经验丰富的专业人员实施。物探探测建议采用地震波设备、地质雷达等探测方法,根据隧道工程地质条件及各种探测方法的优缺点,各种方法配合使用。
超前地质预报工作按以下顺序进行:
①隧道开挖爆破后立即进行地质调查并进行地质素描,一般地段每10m记录一次,地质条件发生变化时,增加素描。
②利用地震波设备每隔100m左右探测一次,粗略掌握掌子面前方的不良地质分布情况。
③用地质雷达(针对地下水发育时采用此设备)在接近不良地质体20m 左右时探测一次,进一步核实与了解不良地质的分布情况。
④通过以上方法预测掌子面前方围岩异常时,加深炮眼作为超前钻孔。
最终根据物探与钻探结果,并结合前期地勘成果及地质调查资料,综合判定不良地质体的范围与程度。
(2)根据设计要求,全隧道采用钻探等手段对煤层位置、产状(走向、倾向、倾角)、煤质、煤层厚度及含量、压力、涌出量进行综合预报。通过加深炮孔钻探技术探查、释放工作面前方,避免遭遇裂隙时突然大量涌出,同时也可起到有控制地排放的作用。加深炮眼布置示意图如下:
加深炮孔钻探采用风钻施工,钻孔个数为5个,孔深不小于5m,钻孔角度为钻孔与隧道轴线的夹角为25度,钻孔直径为65mm,每班探掘,先探后掘,如遇有异常涌出时,立即停止作业,采取相应措施。
当发现气体出现后,及时调整施工及通风方案,加强通风。
在钻探中在每循环超前钻孔施工过程中记录每米钻孔岩性、钻进情况、涌出情况。
钻孔施工完成后对前方岩体的压力、钻孔涌出流量、钻孔涌出衰减系数进行测定考察,并预计出隧道在开挖过程中可能产生的涌出量。
钻孔涌出量,以及钻孔涌出衰减系数采用容积式流量计进行测定计算。
水平钻孔和倾斜钻孔封孔工艺分别如下图示。
钻孔参数测试如下图所示:
3.3.2.5超前地质钻孔
为准确判断前方地质情况和浓度,对隧道右线和左线施行连续的超前探孔。超前钻孔布置详见下图:
1、在隧道内掌子面设置钻孔,每个断面设3个孔,钻孔深度30m,钻孔直径为65mm,前后钻孔在隧道内纵向间隔约20m(前后孔搭接10m)。结合钻孔做检测,判析前方开挖段是否存在煤层及。此方法一般使用于煤系地段(Ⅰ区)。
2、当钻孔发现前方段存在煤层及后,隧道开挖接近含煤层前,在距地质勘测预测的煤层位置15~20m处掌子面跟Ⅰ区一样打超前探孔3个,探煤层具体位置,并取岩(煤)芯;每个探孔穿透煤层并进入顶(底)板0.5m以上;孔深依煤层厚度及存在状态而定,但必须穿透煤层全厚。按有关规定,对各个钻孔进行检测,测定煤层的含量和压力,从而确定该段煤及等级。
3.3.3隧道各分项工程施工工法
V级围岩浅埋及偏压段(采用中壁法施工):
① 先行导坑上台阶开挖→Ⅰ拱部初期支护→进行②开挖并施作施工支护及临时支护→在上一循环施作的超前支护下开挖③部施作施工支护及临时支护→进行④开挖,并施工支护及临时支护→拆除工字钢临时横、竖撑→浇筑仰拱混凝土、仰拱填充→铺设防水层、浇筑拱墙二次衬砌。
V级围岩:
① 弧形导坑开挖→Ⅰ拱部初期支护→②中核心土开挖→③中部开挖→Ⅱ边墙初期支护→④下部开挖→Ⅲ仰拱初期支护→浇筑仰拱二次衬砌、仰拱填充→铺设防水层、浇筑拱墙二次衬砌。
Ⅳ、Ⅲ级围岩:
①开挖导坑上部断面→Ⅰ上导坑拱部初期支护→②开挖导坑下部断面→Ⅱ下导坑边墙初期支护→Ⅲ下导坑仰拱部初期支护→浇筑仰拱二次衬砌、仰拱填充→铺设防水层、浇筑拱墙二次衬砌。
加宽段围岩:
①开挖导坑上部弧形导坑断面→Ⅰ上导坑拱部初期支护→②开挖导坑中部断面→Ⅱ中导坑边墙初期支护→③开挖导坑下部断面→Ⅲ下导坑下部初期支护→浇筑仰拱二次衬砌、仰拱填充→铺设防水层、浇筑拱墙二次衬砌。
⑴V级围岩三台阶环形预留核心土开挖法
XXX隧道三台阶预留核心土开挖法是以弧形导坑开挖留核心土为基本模式,分上、中、下三个台阶七个开挖面,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
采用超短台阶施工,台阶长度控制在5m以内。在注浆管棚和注浆小导管超前预支护下,上台阶采用弧形导坑预留核心土法开挖,为确保围岩稳定性,以人工风镐开挖为主,辅以小炮松动爆破。开挖后及时喷砼封闭岩面及核心土,及早施作拱部喷、锚、网、钢拱架初期支护,喷射砼采用湿喷工艺。
开挖上部弧形导坑时超前1~2m,平行开挖中台阶或中、下台阶,循环进尺相同,每循环进尺0.6~1.2m。开挖后立即喷砼封闭岩面,及时施作边墙喷锚网初期支护。边墙马口长度≥2.0m,采用跳槽开挖,且左右须错开2~3m。为提高工效,上台阶开挖后采用长臂挖掘机扒碴到下台阶,由侧卸式装载机装碴。施工中认真进行围岩量测工作,根据围岩变化,及时调整初期支护参数与作业长度。
三台阶预留核心土开挖法具有下列技术特点:
1、施工空间大,方便机械化施工,可以多作业面平行作业。部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖,工效较高。
2、在地质条件发生变化时,便于灵活、及时地转换施工工序,调整施工方法。
3、适应不同跨度和多种断面形式,初期支护工序操作便捷。
4、在台阶法开挖的基础上,预留核心土,左右错开开挖,利于开挖工作面稳定。
5、当围岩变形较大或突变时,在保证安全和满足净空要求的前提下,可尽快调整闭合时间。
⑵上下台阶法
Ⅳ、Ⅲ级围岩采用两台阶法开挖,小导管超前。采用钻孔爆法开挖,非电微差毫秒雷管爆破。装载机和自卸汽车出碴。
正(长)台阶法施工,采用自制凿岩台架配合风钻打眼,塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆,洞壁采用光面爆破。上台阶每循环进尺2.5m,下台阶每循环进尺5m,上台阶开挖、初期支护完成后再开挖下台阶。
上台阶采用斜眼掏槽,下台阶采用拉中槽、边墙跳槽马口开挖,采用留碴挤压爆破,爆破后充分通风排烟。挖掘机找顶后,初喷混凝土封闭围岩。
上下台阶均采用装载机装碴,施工中合理调整工序,实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。下半断面开挖后仰拱施工紧跟,以保证洞身安全和改善洞内运输条件。施工中认真进行围岩量测工作,根据围岩变化,及时调整初期支护参数。
⑶三台阶法
Ⅳ、Ⅲ级围岩加宽段采用三台阶法开挖,小导管超前。采用钻孔爆法开挖,非电微差毫秒雷管爆破,装载机和自卸汽车出碴。
上台阶法施工,采用自制凿岩台架配合风钻打眼,塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆,洞壁采用光面爆破。上台阶每循环进尺1.0m,中台阶每循环进尺3.0m,下台阶每循环进尺4m,上台阶开挖、初期支护完成后开挖中台阶,中台阶支护完成后,最后开挖下台阶,各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
上台阶及中台阶采用斜眼掏槽 ,下台阶采用拉中槽、边墙跳槽马口开挖,采用留碴挤压爆破,爆破后充分通风排烟。挖掘机找顶后,初喷混凝土封闭围岩。
上中下台阶均采用装载机装碴,施工中合理调整工序,实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。下半断面开挖后仰拱施工紧跟,以保证洞身安全和改善洞内运输条件。施工中认真进行围岩量测工作,根据围岩变化,及时调整初期支护参数。
⑷全断面施工法
Ⅳ、Ⅲ级围岩车行横洞、人行横洞采用全断面开挖,小导管超前。采用钻孔爆法开挖,非电微差毫秒雷管爆破。装载机和自卸汽车出碴,爆破后充分通风排烟。挖掘机找顶后,初喷混凝土封闭围岩。
施工中认真进行围岩量测工作,根据围岩变化,及时调整初期支护参数。
洞口明洞施工
XXX隧道出口右线均设有一定长度的明挖法施工段,应先按照设计在纵横两个方向放坡要求挖出明挖段土石方,为进洞施工提供场地工作面。在明洞开挖前,首先开挖并施作洞口边仰坡截水沟,以截排地表水,截水截水沟开挖线距仰坡边缘大于5m,沟底纵坡不小于3%,排水沟与路基排水系统相衔接。边仰坡采取分层开挖,分层支护,自上而下的加固处理方法。进洞采用先施作长管棚,弱爆破、短进尺、快循环、早封闭的施工方案。尽量减少对洞口植被的破坏。除明洞外,暗洞开挖尽可能实现零开挖进洞。
本隧道明洞洞身施工与洞顶回填,在边仰坡土体与暗洞浅埋段初期支护稳定后进行。
(7)边仰坡防护
洞口边、仰坡开挖后及时采取锚喷网防护的形式进行防护。边、仰坡梅花形施做Φ22砂浆锚杆,L=300cm,间距150×150cm; Φ8mm钢筋网,网格尺寸30×30cm;C20喷砼,10cm厚。
边仰坡喷射混凝土施工前应将岩面浮渣及危岩清除干净并用高压风将坡面清理干净后在坡面上确定小导管位置,并控制钻孔方向进行钻孔,孔深和孔径应符合设计要求。然后放入小导管并进行注浆,确保其和围岩能够稳定结合在一起,而后再铺挂Φ8mm钢筋网片,并在其表层喷射C20砼。
(8)套拱施工及注浆
在边仰坡开挖并加固好后开始洞口段套拱施工。
①掏槽开挖
根据设计要求放出开挖轮廓线后对拱架安设部位进行掏槽,槽宽与初期支护厚度相同。开挖采用人工开挖风镐辅助的方式进行。明洞上断面土方开挖时,应充分留足隧道中线位置的核心土体以抵抗掌子面前的土体压力和给长管棚安装预留平台。
②拱架的加工、架设套拱拱架采用四榀I18型工字钢,在加工及架设拱架过程中要注意以下几点:
a、在拱架架设前,先拱架脚的密实基岩上浇筑好C20砼基础,待基础强度合格后再在基础上架设拱架,以防拱架下沉。
b、采用现场焊接将拱脚、边墙脚处的槽钢、钢板在纵向上连成整体。相邻两钢架间采用纵向连接钢筋连成整体,其环向间距1000mm,沿钢架内外侧纵向上交叉布置。
c、套拱段拱架安设时要保证中线、法线的准确,其安设误差在允许误差范围之内,保证其不偏、不斜、不前俯、不后仰,并对拱架净空进行检查。
d、套拱拱架架设完成以后,在拱架拱上焊接Φ22环向间距100cm钢筋作为纵向连接筋。同时焊接孔口管,焊缝高度7mm,孔口管采用Φ140×8mm钢管,环向间距40cm。
e、注浆及封管
注浆方式采用孔口注浆,注浆前,首先用锚固剂将孔口1.5m~2m的钢管与孔壁固结,以防漏浆,再对钢管进行封口,并在其端口焊接一根与注浆管相连接的小钢管。
管内压注浆:清孔后,自拱两边向拱顶,按先稀后浓、由里而外进行注浆。每完成一根钢管的下管后,即根据设计压浆结束后,用管塞及时封堵管口,防止跑浆。
注浆采用注浆泵全孔一次压入式注浆,当钻孔过程中未发生涌水,就一钻到底,全孔一次压入式注浆;在钻孔过程中,如发现涌水,即停止钻孔,采取注一段钻一段的前进式注浆,直至达到设计长度。
为满足浆液扩散半径的要求,采用凝结时间为:一般地段为3min,富水地段为1~2min。注浆采用水泥浆液,注浆参数如下:
1)水泥浆液水灰比为1:1,
2)注浆压力为:0.5~1.0Mpa,
3)注浆效果:开挖后拱部基本无渗漏水,无坍塌。
连接注浆管路后,利用注浆泵先压水检查管路是否漏水,设备状态是否正常,而后再做压水试验,以冲洗岩石裂隙,扩大浆液通路,增加浆液充塞的密实性,核实岩石的渗透性。注浆量计算参考的岩体填充率为5%,注浆量=注浆范围×填充率。
结束标准:以最终注浆量和达到预定压力时的持续时间两个指标表示。一般情况是:注浆压力达到设计终压;稳压约20min即可结束。达到结束标准后,停止注浆,随即卸下注浆混合器及注浆系统,并用清水清洗干净。
(1)明洞衬砌
本隧道明洞洞身施工与洞顶回填,在边仰坡土体与暗洞浅埋段初期支护稳定后进行。明洞地基承载力不小于设计要求。明洞衬砌应重点检查中线,拱顶高程,模板支撑稳定性,平整及砼浇筑,平台安全及外拱面平顺处理。
明洞衬砌采用洞身朝洞口方向施工,浇筑采用先墙后拱法,先浇筑两侧砼墙身,明洞与暗洞衔接处设有沉降缝。明洞衬砌采用钢模衬砌台车浇筑,外模及外支撑采用定制木模和钢管支撑,整体式灌注。挡头板采用木模内贴PVC板制作,外模采用小型钢模板,为防止漏浆在挡头板和衬砌台车模板连接处贴上泡沫胶条,钢筋加工及绑扎严格按规范制作并按设计留置沉降缝及施工缝。砼搅拌站供应砼,砼运输车运到工作面,砼输送泵泵送入模。明洞洞身衬砌砼的振捣用附着式振捣器加振动棒,以保证砼的密实。
(2)洞门浇筑
隧道洞口采用端墙式洞门,隧道进、出口尽量保持原地形的绿色植被坡面,减少边坡开挖和自然环境的破坏。采用衬砌台车立内模,由足够强度、平整度的模板做外模。钢筋现场加工绑扎。整体结构经监理验收后,由明暗交接处向洞口方向浇筑。在明洞强度达到施工规范要求后,在不影响洞内施工的情况下施作洞门。
(3)洞顶回填
明洞衬砌达到设计强度后,按设计要求铺设自粘防水卷材。防水板应粘贴紧密,相互错缝搭接良好,并向隧道内拱背延伸不少于500mm。明洞回填料为碎石土,要求对称、分层回填压实,压实度不小于93%,回填土表面铺设50cm粘土隔离层,且要与边坡搭接良好,防止水流从回填土与边坡搭接处渗入。拱顶回填采用机械配合人工进行回填,需先用人工填筑夯实至拱顶以上1.0m方可进行,最小覆土厚度2m,最大覆土厚度5m。
(4)辅助施工
采用的辅助施工措施主要为超前长管棚、超前小导管及加固注浆等。
1)超前长管棚
本隧道进出口地质情况均较差,开挖过程中拱顶易坍塌,洞口均采用了超前长管棚加固拱部软弱破碎岩体及注浆止水后进行开挖作业。施工管棚时,必须严格按照设计要求施作。
①参数
a、钢管规格:热轧无缝钢管Φ108㎜,壁厚6㎜,节长6m;
b、管距:环向间距40㎝;
c、倾角:仰角1~3°,方向与路线中线平行;
d、钢管施工误差:径向不大于15㎝;
e、隧道同一横断面内的接头数不大于50%,相邻钢管的接头至少错开1m。
②施工
a 、配备专用的管棚钻机,性能应能够满足洞口地质条件,钻进并顶进长管棚钢管;
b、采用C20混凝土套拱作长管棚导向墙,套拱在明洞外轮廓以外施作;
c、管棚应按照设计位置施工,钻机立轴方向必须准确控制,以保证孔口的孔向正确,每钻完一孔便顶进一根钢管,钻进中应经常检查钢管钻进的偏斜度,发现偏斜超过设计要求,及时纠正;
d、钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15㎝。为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3m钢管,编号为偶数的第一节钢管采用6m钢管,以后每节均采用6m长钢管。
③注浆
a、采用专用注浆泵注浆;
b、灌注浆液:水泥浆液;
c、注浆参数:水泥浆水灰比为1:1,注浆压力位初始0.5~1.0MPa,终压2.0 MPa;
d、注浆前应先进行注浆现场试验,注浆参数应通过现场试验按实际情况确定,以利施工;
e、注浆结束后及时清除管内浆液,并用M20水泥砂浆紧密充填,以增强管棚的刚度和强度。
2)超前小导管
隧道Ⅳ、V级围岩采用了超前小导管加固拱部软弱破碎岩体及注浆止水。
超前小导管采用外径42㎜,壁厚4㎜热轧无缝钢管,钢管前端呈尖锥状,尾部焊接上φ8加强箍,管壁四周钻φ8㎜压浆孔,但尾部1m长范围内不设压浆孔。在施工超前小导管时,钢管与衬砌中心线平行以10~15°仰角打入拱部围岩(在实际开挖过程中应根据岩体节理面产状确定最佳方向)。钢管环向间距V级围岩30㎝,Ⅳ级围岩50㎝。每打完一排钢管注浆后,依次完成开挖拱部及第一次喷射砼、架设钢拱架、初期支护。导管纵向间距V级围岩3.0m,Ⅳ级围岩3.2m。小导管应保持不小于1m的搭接长度,超前小导管尾部要求焊接于钢支撑上,连接成一整体(超前小导管根据实际情况可从型钢拱架腹部穿过)。注浆浆液采用水泥浆液,水泥浆液水灰比1:1,注浆压力0.5~1.0 MPa。
(13)隧道洞身开挖
根据《某省交通运输厅关于进一步加强公路隧道施工标准化管理的通知》云交基建〔2020〕28号文件要求,本隧道开挖掌子面到仰拱、掌子面到二衬的安全步距严格按以下要求执行:①仰拱与掌子面距离:III级围岩不得大于70m,IV级围岩不得大于50m,V级及以上围岩不得大于20m。②二次衬砌与掌子面的距离:III级围岩不得超过100m,IV级围岩不得大于80m,V级及以上围岩不得超过50m。仰拱施工采用栈桥通行的方法一次性开挖,仰拱一次性开挖长度为3~5m,围岩较好时开挖5米,围岩不好时开挖3米。
结合隧道所处地质情况,采用光面微震爆破技术开挖(炸材统一由1号炸药库提供),减少超挖,严禁欠挖。Ⅴ类围岩地段采用环形开挖留核心土法、开挖施工,明洞施工采用明挖法开挖。洞口优先考虑采用“Φ108管棚+注浆”预支护。特别是在暗洞与明洞相接段附近应视实际情况选择短台阶或者台阶分部开挖法,并配合超前锚杆和中隔壁临时防护等措施防止坍塌;明洞施工采用明挖法开挖。
1)钻爆作业
⑴钻孔及检查
测量放线完成并检查后进行钻孔。钻孔采用风动凿岩机湿式钻孔,钻爆作业必须按钻爆设计指定的位置、角度、深度进行钻眼,钻孔过程中技术人员进行检查,用卷尺检查钻眼位置,对钻眼位置偏差超过5cm的进行重钻,用竹杆插入钻孔内检查钻孔角度,拔出后用卷尺检查钻孔深度,对不符合要求的炮眼进行重钻。移挪钻机时,必须切断电源进行,严禁带电作业;在钻孔过程中,出现顶钻、夹钻、喷孔等动力现象时,应立即停止钻进,撤出人员,加强通风。在钻孔过程中检测人员必须在掌子面来回巡查并结合监控系统对检测数据,准确掌握掌子面浓度。
⑵清孔装药
①高压风清孔
钻孔完成并检查合格后,进行清孔装药。清孔采用φ15镀锌高压风风管插入孔底,用高压风将孔内岩屑、碎石、泥浆吹出。
②装药
清孔完成后进行装药。装药必须按照钻爆设计进行,采用正向连续装药方式,雷管安放在最外一节炸药中,雷管以外不得装药卷。所有炮眼的剩余部分应用炮泥封堵。
炮泥应用水泡泥和黏土炮泥。水泡泥外剩余部分应用黏土炮泥填满封实,炮泥由专制炮泥机生产。隧道掌子面3个超前地质钻孔必须采用炮泥堵塞,且堵塞长度不小于3m,隧道掌子面第二次爆破部分钻孔内浓度较大处也必须采用炮泥堵塞。在岩层内爆破,炮眼深度0.6m~1.0m时,封泥长度不得小于炮眼深度的1/2;炮眼深度为1.0m~2.5m时,封泥长度不得小于0.5m;炮眼深度超过2.5m时,封泥长度不得小于0.5m。
(3)爆破网络和连线
①必须采用串联连接方式,检查散杂电流,散杂电流不超标时,爆破人员方可工作,除瓦检人员外的其他人员均撤离工作面,设立警戒人员。线路所有连接接头应相互扭紧,明线部分应包覆绝缘层并悬空。
②母线与电缆、电线、信号线应分别挂在巷道的两侧,若必须在同一侧时,母线必须挂在电缆下方,并应保持0.3m以上的间距。
③母线应采用具有良好绝缘性和柔软性的铜芯电缆,并随用随挂,严禁将其固定。母线长度必须大于规定的爆破安全距离。
④必须采用绝缘母线单回路爆破,装药炮眼不响时,放炮员必须先取钥匙,再将放炮母线摘下扭线短路,至少等15分钟,方可严线检查原因。
⑤严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一串联网路中使用。
⑥爆破只许采用矿用防爆型起爆器,并定期检查保养。
⑦严格执行“一炮三检制”、“三人连锁放炮制”。
(4)爆破
钻孔完成检查合格后,进行爆破。爆破作业开始时,必须对爆破点附近撒水降尘,并对爆破点20m以内,风流中浓度进行检测,当风流中浓度小于1%才允许装药,连线起爆要让预先规定的爆破危险区域的人员退避,配置看管员负责禁止人员进入爆破区域内。
①采用电力起爆,起爆器采用防爆型专用起爆器,在洞外远距离起爆,起爆器电缆长度不小于600m ,采用阻燃隔爆电缆。起爆时,洞内停止一切工作且必须停电,人员、机械设备撤离洞内。
②爆破后立即启动监控系统对掌子面浓度进行监测,且连续通风30分钟由爆破员和检测员佩带压风自救器进入掌子面对通风、、瞎炮、残炮进行检查,在浓度小于1%。二氧化碳浓度小于1.5%允许施工人员进入开挖工作面施工。
4.光面爆破施工工艺流程:
(14)隧道出碴
采用侧卸式柴油轮式装载机装碴,自卸式汽车运碴。装碴前喷雾洒水、冲刷岩壁,且必须将石碴洗湿,防止摩擦和碰击火花,严禁装载机和运输机械与碴体撞击。
(15)初期支护、防排水及二次衬砌施工方法
初期支护
初期支护由系统锚杆、钢筋网、喷混凝土、工字钢拱架组成。每榀钢拱架之间用φ20的钢筋连接,并与系统锚杆及钢筋网焊为一体,与围岩密贴,形成联合承载结构。
喷射混凝土支护
掌子面开挖后,为减少工作面溢出,必须立即进行喷射混凝土支护,厚4cm,及时封闭。喷射混凝土机械必须采用防爆型,所有开挖面采用气密性混凝土封闭,喷射混凝土厚度为设计25cm,气密剂参量不小于水泥用量的10%,对裂隙带较宽,围岩稳定较差段必须采用工字钢支护,工字钢必须在洞外加工组装拭拼严禁在洞内焊接,工字钢在洞内安装时必须对开挖面用气密性混凝土进行初喷,封闭厚度不小于4cm。喷射混凝土必须保持掌子面连续通风,当风流中浓度小于0.5%才允许喷射混凝土。
系统锚杆支护
中空锚杆注浆工艺流程
锚杆施工方法
中空锚杆
⑴钻孔
a、钻孔前在初喷面上根据设计图纸标出每根锚杆的位置。
b、钻孔沿隧道径向打入,同时要考虑方向尽量与岩层的结构面垂直,钻孔的直径采用50 mm。
c、钻孔过程一定要保证孔的圆、直,钻孔应始终保持钻杆的前进方向为一个方向,防止钻杆前后左右摆动。
d、钻孔的孔深一般应大于设计孔深5cm左右,孔钻好后用高压风吹净孔内的钻渣及岩粉。
⑵装杆
a、孔深达到要求后,即进行装杆,装杆前应对锚杆锚杆调直、除锈、除油等工作。
b、锚杆用专用顶头顶入,入孔口要好孔口注浆。
c、锚杆插入的长度不小于设计长度的95%,锚杆安装后不得随意敲击。
d、为了保证后部钢筋网铺设跟锚杆焊在一起,安装锚杆时,应预留5.0cm左右的锚杆头,锚杆端部用垫板及螺母将锚杆固定,保证锚杆的牢固。
e、锚杆施工完毕后,按《锚杆喷砼支护规程》的要求进行抽样抗拔试验,所以安装锚杆时应考虑3%锚杆的锚杆头留40cm长,以备后安装拉拔力计进行抗拉试验。但考虑洞内不允许明火施工,其它锚杆将不允许外露。
f、锚杆安装前应进行杆体的抗拉试验,要求杆体抗拉极限强度大于150KN,锚杆的工作荷载大于90KN。
⑶注浆:
a、注浆采用净水泥浆,注浆前先通过试验确定浆液的配合比,水灰比初步确定为1:1。
b、注浆压力要求大于0.5~1Mpa。
c、注浆采用液压注浆泵,注浆开始前或中途注浆停止超过30min后,应用水湿润注浆管和注浆泵,以防止堵管。
d、注浆时,按照先稀后浓的原则,分级注浆。
e、注浆时,如发现了止浆塞周围存在漏浆现象,应采用锚固剂等措施进行封堵,以保证注浆效果。
Φ22砂浆锚杆
a施工准备
按设计要求进行加工截取。对注浆设备进行检查,检查合格后才能使用。做浆液配合比的试验工作,并在施工过程中进行调整。
b测量放线,用红油漆画出钻孔的位置。
锚孔采用风动凿岩机钻孔,钻孔时其位置、方向、孔径均应严格控制。钻孔直径应大于锚杆直径15mm,钻孔深度误差为±50mm,孔位误差±150mm。钻孔达到设计深度后用高压水冲清锚杆孔,直到无杂物粉尘为止。
c注浆、插锚杆
砂浆搅拌均匀,随拌随用。拌合时按施工配合比施工,一次拌合的浆液在初凝前用完。在注浆过程中,为防止浆液沉淀,要不停的进行搅拌。注浆前对注浆泵进行试运行。注浆压力不宜大于0.4Mpa,直到钻孔注满流出为止。注浆开始后中途暂停超过30分钟时,用水润滑注浆管及其管路。注浆管应插至距孔底5~10cm时随水泥砂浆的缓慢匀速拔出,当浆液满时随即迅速将锚杆插入,锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%,锚杆插入到设计深度后立即采用锚固剂将锚垫板周围的空隙封堵密实;若插入时孔口无浆液流出,应将杆体拔除重新注浆。
锚杆抗拉拔试验采用拉拔仪进行检测,抽查不小于1%的数量,且不小于3根;28天拔力平均值不小于设计值,最小拔力不小于设计值的0.9倍。
钢筋网
钢筋网施工时,应严格按设计网距布设,并紧贴岩壁与锚杆连接牢固,无晃动。钢筋网与受喷面的间隙以3厘米左右为宜,混凝土保护层大于2厘米。
钢架安装
工字钢拱架支护,钢拱架施作时,钢拱架型号、尺寸、间距等严格按设计施作,应尽量与钢筋网、锚杆焊接,确保其垂直度,对拱脚处采用锁脚锚杆和垫块等措施,避免钢支撑下沉或拱脚内移,工艺流程详见下图。
隧道防排水
隧道防排水应遵循“防排结合,因地制宜,综合治理”的原则,争取隧道建成后达到基本干燥的要求。
①防水措施
在初期支护与二次衬砌之间,除仰拱外,均满铺防水板(1.5㎜厚PVC防水板+400g/㎡无纺布),防水板敷设应从边墙下部设置引水管处至拱部连续施作,采用无钉敷设方法固定,固定处应补强,拱墙及仰拱二次衬砌采用防水混凝土泵送一次性浇注,衬砌砼抗渗等级不得低于P8。混凝土浇注应保证衬砌与初期支护之间密实不留空隙。
②变形缝、沉降缝及施工缝
隧道施工缝采用带注浆管的膨胀止水条,沉降缝采用橡胶止水条。
③排水措施
衬砌排水:在初期支护与防水板之间布设纵、环向系统排水波纹管,通过埋设在衬砌底部排水管引入隧道侧向水沟,排出洞外。路面排水:在隧道路面两侧处设边沟排路面水,将水引至洞外,经处理后排放。
④注浆堵水
当隧道开挖后水量很大,地表水泄露,对地表生态环境影响严重时,将考虑对围岩注浆堵水的措施,限制或者减小水的排泄。
二次衬砌
二次衬砌是在围岩或初期支护收敛稳定后施作。二次衬砌采用全断面一次成型,纵向采用分段完成,进口分段长度为12m,出口分段长度为9m.采用隧道专用液压模板衬砌台车进行衬砌。在浇混凝土时应做到以下工作:
①断面检查,根据隧道中线和水平测量,检查开挖断面是否符合设计要求,欠挖部分按规范进行修凿,墙脚地基应挖至设计标高,找平水平面。
②隧道施工应贯彻仰拱先行的原则,仰拱衬砌采用栈桥施工,严禁纵向分幅,仰拱充填不应与仰拱混凝土同时浇注,以确保仰拱质量。浇筑仰拱时或铺底前,必须把隧道底部的虚碴、杂物清除干净,排除积水。超挖部分应用同级混凝土或片石混凝土浇筑密实,严禁欠挖。
③放线定位:测量确定衬砌立模位置,并考虑好预留变形量和沉落量,以确保衬砌净空尺寸不侵入建筑限界内。
④钢筋制安:严格按设计要求进行,钢筋在加工厂成型,安装时,注意控制好钢筋间距、尺寸、搭接(或焊接)长度和保护层厚度。
⑤立模:根据放样位置,移动、就位衬砌台车,安装完毕后,作好各项检查。
⑥混凝土拌制与运输:在混凝土拌和站集中拌制,混凝土输送车运入洞内,采用砼输送泵入模浇筑。
⑦混凝土浇筑、养护与拆模:整体浇筑时,采用对称浇灌,两侧同时交替进行,插入振动器捣固。养护按混凝土规定要求进行养生。待混凝土强度达到70%以上方可拆模,有承载力要求时,根据受力条件确定。
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