四川某高速公路分离式中隧道开挖施工方案(附示意图).doc
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1、目录一、编制依据1二、编制范围1三、工程概况13.1 隧道概况13.2 地质构造13.3 水文地质1四、施工计划安排2五、人员设备情况25.1组织机构35.2机械设备安排情况3六、施工工艺及操作要点46.1总体施工方案46.2半断面留核心土弧形开挖法46.3台阶法开挖76.4全断面开挖8七、爆破设计9八、质量保证措施158.1质量管理职责158.2质量保证体系158.3保证工程质量的技术管理措施158.4保证施工工艺质量措施168.5隧道工程施工质量监控重点18九、安全保证措施189.1坍塌的预防措施189.2塌方处理措施199.3爆破安全防护措施20十、文明施工2010.1现场管理21隧道施
2、工方案一、编制依据1、施工图及业主招标文件、合同文件;2、公路隧道施工技术规范(JTG F60-2009);3、公路隧道施工技术细则(JTG/T F60-2009);4、公路工程技术标准(JTG B01-2003);5、公路勘测规范(JTG C10-2007);6、公路工程施工安全技术规程(JTJ 076-95);二、编制范围本方案适用于隧道施工。三、工程概况3.1 隧道概况隧道为分离式中隧道,左幅起讫桩号ZK164+410-ZK164+980长570m,最大埋深约55m。右幅起讫桩号为YK164+410-YK164+970,长560m,最大埋深约75m。左右幅隧道均位于直线上。隧道进口段的线
3、间距约23m,隧道出口段线间距约为23m。左右幅隧道均为下坡隧道,坡率均为-1.25%。隧道穿越一山体,为一分水岭。隧道进口端地形较陡,出口端坡度较缓,隧道毕节端地形平缓,地质条件一般,采用削竹式洞门,左幅设置15米明洞,右幅设置15米明洞,都格端地形较陡,地质条件一般,分别采用端墙式洞门。隧道过一采空区,采空区位于隧道顶板,对隧道建设影响有二,其一为洞身掘进遇老洞,易形成塌方;其二为老洞中积水因掘进放炮使岩石裂隙加剧而突水。隧道瓦斯含量小,属低瓦斯煤层。3.2 地质构造根据区域地质资料,场区属于构造变形区,以北西向褶皱断裂为主。区域性的断裂构造现已稳定。3.3 水文地质隧道场区属长江流域乌江
4、水系之三岔河支流,场区无大的地表径流。进口位于一雨源型冲沟交汇处,冲沟平时汇水径流小,枯水期无水,丰水期汇水量大,场区属北亚热带湿润季风气候区,年均气温12.3摄氏度,冬无严寒、夏无酷暑。四、施工计划安排隧道为中隧道,单向毕节端进洞。毕节端计划。年。月。日先进右洞,由于洞口均属于小净距段,开挖过程中对相邻隧道影响较大,故要求先行洞进尺达到2倍洞径以上时,方可着手后行洞室的掘进,洞口段石质隧道爆破时,还应进行爆破震动速度的量测,要求爆破对相邻隧道的最大临界震动速度小于10cm/s。洞身开挖综合进尺速度按:级围岩施工速度按45m/月,18个月完成,级围岩施工速度按75m/月,3.5个月完成,级围岩
5、施工速度按120m/月计算,0.5个月完成,完成左右幅洞身开挖需22个月,满足计划工期要求。五、人员设备情况表5.1.1.1 主要管理人员序号人员名称职 务负责工作1总工程师施工总体管理2副经理对工程质量,各工序安排进行管理3质检工程师质量监督、验收4试验工程师试验检测5测量组长工程测量6测量工程师工程测量7安全主任安全施工8施工员现场施工管理9施工员现场施工管理10资料员资料收集、总结表5.1.1.2 各类施工操作人员数量序号施工操作人员人数1技术员32质检员13安全员14测量员25试验员16领工员2序号施工操作人员人数1开挖班252支护班203机械班124电工25现场协调26搅拌站操作员3
6、7仰拱班205.1项目经理总工程师项目副经理物资部安全部综合部工程部合同部试验室质检工程师财务部桥梁二工区隧道二工区路基一工区桥梁三工区路基二工区隧道一工区桥梁一工区组织机构依照ISO2001:2000质量管理体系,成立第三工程有限公司BD-T10标项目经理部。项目经理部设领导班子7人:项目经理1人、总工程师1人、项目副经理5人。下设七个职能部门,分别为:综合部、工程部、合同部、物资部、财务部、试验室、安全部,实施对合同、信息、工程材料、试验、施工、机械、质量、进度计划的管理和控制,建立后勤、劳保、质量、安全保证体系,以确保项目部按期、保质、保量完成施工任务。5.2机械设备安排情况表5.2.1
7、.3 主要机械、设备需求情况序号设备名称单位数量设备情况1挖掘机台2良好2装载机台2良好3自卸汽车台4良好11空压机台6良好13气腿式凿岩机台38良好六、施工工艺及操作要点6.1总体施工方案初步拟定V级围岩采用半断面留核心土弧形开挖法;IV级围岩采用台阶法开挖;III级围岩采用全断面法开挖。表6.1.1.1 各级围岩长度统计序号项目围岩级别级级级合计1左线各级长度(m)0130440570分级比例0%22.8%77.2%100%2右线各级长度(m)60130370560分级比例10.7%23.2%66.1%100%本隧道级围岩土质地段采用人工配合机械开挖,石质地段采用预裂爆破开挖,机械出渣;级
8、围岩采用预裂爆破和光面爆破结合开挖,局部地区采用人工配合机械开挖;级围岩地段采用光面爆破开挖,人工钻爆,侧卸式轮式装载机装渣,自卸汽车运输。6.2弧形开挖预留核心土施工方法弧形导坑预留核心土法进行开挖,将整个断面分成上、中、下以及底部四个部分分台阶错台开挖。先开挖上部导坑成弧形,并进行初期支护,再分别开挖剩余部分,主要用于V级围岩地段的施工。(1)施工步序图:台阶分部开挖法:将断面分为弧形供部、上部核心土和下不台阶三部分,根据断面的大小,弧形供部又可分为几块交替开挖。弧形开挖进尺不宜过长,一般为0.5-1.0m,核心土面积应达到一定规模,一般不小于整个断面面积的50%,上部核心土和下部核心土的
9、距离一般为1倍的隧道洞跨。隧道都格端开挖方法:首先同时开挖1a、1b、1c并及时支护,完成3-5米后开挖核心土2a,当2a开挖3-5米后,开挖下部核心土,进尺一定距离后,交替开挖下边墙2b或2c并及时支护,当后行边墙进尺达到10米左右后方可开挖隧底,施做仰拱初期支护,其中IV、V表示衬砌顺序。在长管棚超前预支护下,以挖掘机配合人工开挖为主,必要的条件下采用松动爆破,装载机配合自卸汽车装运渣。开挖上部弧形导坑时,同时开挖中台阶或中下台阶,循环进尺相同。开挖后立即喷砼封闭岩面,及时施作边墙喷锚网、钢架初期支护。(2)施工工艺流程图:相距50-80m (特殊情况除外)相距3m至5m超前支护上部弧形导
10、坑开挖左右侧槽交错开挖弧形导坑喷锚支护边墙喷锚支护每循环进尺1m每循环进尺1m仰拱开挖仰拱砼灌注安设防排水系统拱墙钢支撑连接全断面砼衬砌(3)施工操作要点及注意事项:核心土面积不小于整个隧道断面面积的50%,上部易超前中部35m,中部超前下部35m,下部超前底部10m左右,施工过程根据实际情况可做适当调整,但严禁长台阶施工。为方便机械作业,上部开挖高度控制在4.5m左右,中部台阶高度控制在4.5m左右,下部台阶控制在3.5m左右,核心土宽度以方便施工为准则,但核心土面积要满足上述要求。核心土与下台阶开挖应在上台阶支护完成、喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。为防止上台阶初期支护下沉、变形
11、,在钢拱架底部应按设计要求设置锁脚锚杆,并与纵向连接钢筋焊接。每一台阶开挖完成后,及时喷射4cm厚混凝土对围岩进行封闭,设立型钢架及锁脚锚杆(锁脚锚杆俯角45水平对称施作),分层复喷至设计厚度。每循环进尺控制在2榀钢架长度以内,施工中要加强钢架的锁脚、减少下沉。对开挖过程中揭示为全土质的地段,应以核心土为基础设立临时钢架竖撑以支撑拱顶,核心土应根据围岩量测结果适当滞后开挖。开挖过程中遇到岩石可采用弱爆破配合挖掘机开挖,洞口小净距采用爆破开挖时,应监测爆破震动速度,要求爆破对相邻隧道的最大临界震动速度小于10cm/s。为了保证工程质量和施工人员的安全,要求V级围岩二衬距离掌子面的距离为5080米
12、。6.3台阶法开挖隧道拟在IV围岩采用台阶法开挖,台阶法有多种开挖方式,可根据根据现场实际情况合理采用,首先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上下半断面同时并进。台阶法施工工序说明:(1)台阶不宜分多层、宜采用短台阶以便及时封闭成环。施工时先护后挖,采用超前钢插管等辅助施工措施。(2)当围岩自稳能力较好,台阶长度不得大于30米,隧道两侧的沟槽及铺底部分和下台阶一次开挖成型。(3)当围岩较差时,台阶长度控制在3-10米,围岩整体较差时,施工中应采取措施减少下部开挖时对上部的扰动,下部断面开挖两侧应交错进行。(4)围岩进尺宜为1.5米,初期支护应紧跟掌子面,上台阶施工时,钢架底脚设
13、置锁脚锚杆,下台阶在上台阶喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。(5)为了保证工程质量和施工人员的安全,要求IV级围岩二衬距离掌子面的距离为50100米。(6)工艺流程图围岩稳定性评判、修正施工方案,确定二次衬砌施作时间测量放线拱部超前支护上导坑开挖、出碴下导坑开挖、出碴下部初期支护超前地质预报上部初期支护围岩监控量测围岩监控量测围岩监控量测仰拱填充施工下一工序仰拱6.4全断面开挖全断面法是指按隧道设计开挖断面,一次开挖支护到位的,全断面衬砌的施工方法。全断面法施工工序说明:(1)循环进尺应控制在3-4米;(2)全断面法开挖空间大,工序少,应采用大型配套机械化作业,各道工序尽可能平行交叉作
14、业,缩短循环时间;(3)全断面法开挖量较大,应严格控制一次起爆的炸药量,严格按照钻爆设计布置炮眼,控制炮眼深度和间距,对不符合要求的炮眼应重钻,检验合格后方可装药;(4)钻眼时,周边眼和掏槽眼应定人定岗,周边眼的外插角应严格控制。每循环爆破后,认真查看爆破效果,根据超欠挖和炮眼残留率不断优化钻爆参数,改善爆破效果,减少超欠挖。(5)为了保证工程质量和施工人员的安全,要求III级围岩二衬距离掌子面的距离为150米以内。七、爆破设计(1)总体方案设计:本隧道级围岩土质地段采用人工配合机械开挖,石质地段采用预裂爆破开挖,机械出渣。级围岩采用预裂爆破和光面爆破结合开挖,局部地区采用人工配合机械开挖。级
15、围岩地段采用光面爆破开挖。钻爆设计参数在实际施工时进行试验、总结、修改、取得最佳效果的钻爆设计,提高爆破效率和爆破质量,控制超欠挖,节约成本。(2)设计说明:掏槽及底板眼按抛掷爆破设计。其它炮眼采用浅孔微振动控制爆破,在保证爆破效果的前提下,尽量减少炮眼的炸药用量。(3)周边眼钻爆参数本工程在参数选取过程中综合运用工程类比、计算两种方法,爆破参数还将在以后施工中根据现场试验调整。爆破参数取值如下表:爆破类别岩石种类岩石单轴抗压强度(Mpa)周边眼间距(E)(mm)周边眼抵抗线(W)(mm)周边眼密集系数(E/W)周边眼至二圈眼间距(mm)装药集中度(g/m)光面爆破硬岩60550-700600
16、-8000.7-1.0200-350中硬30-60450-650600-8000.7-1.0150-250软岩30350-500450-6500.5-0.870-150预裂爆破硬岩60400-500400300-400中硬30-60400-450400200-250软岩30350-40035070-120序号围岩级别围岩Mpa装药不偶合系数D间距Ecm最小抵抗线V相对距离E/V装药集中度kg/m1302.140500.80.07-0.15230-601.6850600.830.30(4) 级围岩上半断面装药参数(进尺2.0 m)炮眼名称眼间距(m)炮眼个数眼深(m)装药集中度每孔 装药量合计装
17、药量(kg)备注周边眼0.4491.10.150.1658.085二圈眼0.6251.10.60.6616.5辅助眼0.8181.10.60.6611.88周边眼用导爆索连接小药卷,空气间隔装药掏槽眼0.3161.20.851.0216.32底眼0.8151.10.70.7711.55合计12364.335开挖面积()64.14循环进尺(m)1.0炸药单耗(kg/m)1.00304(5)类围岩下半断面装药参数(进尺2 m)炮眼名称眼间距(m)炮眼个数(个)眼深(m)装药 集中度每孔 装药量合计装药量(kg)备注周边眼0.441210.150.31512.915周边眼用导爆索连接小药卷,空气间隔
18、装药辅助眼0.816210.601.2620.16底眼0.815210.701.4722.05合计7255.125开挖面积()39.29循环进尺(m)2炸药单耗(kg/m)0.70151(6)级围岩全断面开挖装药参数 级围岩全断面开挖装药参数级围岩全断面装药参数(进尺3 m)炮眼名称眼间距(m)炮眼个数(个)眼深(m)装药集中度每孔装药量合计装药量kg备注周边眼0.5453.10.30.9341.85周边眼用导爆索连接小药卷空气间隔装药二圈眼0.7293.10.61.8653.94辅助眼1283.10.72.1760.76掏槽眼0.4163.20.852.7243.52底眼0.8173.10.
19、82.4842.16合计135242.23开挖面积(m2)87.12循环进尺(m)3炸药单耗(kg/m)0.92681 (7) 、 级围岩炮眼布置图(8)钻爆作业钻爆作业必须按照批准的钻爆设计进行钻爆,接线和引爆。钻爆作业工艺见框图。钻孔工作平台就位测量放样仪器放置中线水平,用坐标法实绘轮廓线,点划出周边眼和掏槽眼炮位。连接风钻风、水管路,风钻手孔位分工,或液压钻孔台车就位,连接水电。钻孔周边眼、掏槽眼按点位,方向角度深度准确施钻,辅助眼,二圈眼,底板眼按间距、排距和深度施钻,钻孔完毕吹洗炮孔。按设计用量领取爆破器材,制做起爆药包,制作周边眼装药结构器材,加工炮泥等,专人运至放炮位置。装药用炮
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