隧道施工方案5.doc
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1、*高 速 公 路*合同段隧道施工方案*有限责任公司*高速公路*标项目经理部二O一O年十月1 编制依据及原则11编制依据1、*高速公路土建工程两阶段施工图;2、*高速工程项目土建工程施工*标段合同文件;3、现行公路工程设计规范、施工规范、公路工程质量检验评定标准及交通部门发行的有关安全操作技术规程;4、实施性总体施工组织设计有关涵洞的施工方案条款;5、施工现场实际地形及地质情况。12编制原则1、遵循招标文件、设计文件、施组条款、质量标准等规定,严格按照有关规定条款进行施工组织、运作,确保工程按照规定要求达标、即质量、安全、工期、文明施工、环境保护,工程成本等方面均达到预期目的;2、强化内部管理、
2、提高技能素质,科学管理,精心施工,合理安排,严格按照项目管理制度进行操作,实现工程成本与管理的最佳组合;3、以保质量、保安全为指导思想,针对现场各部位的实际情况作相应的加强处理。2工程概况本合同段共两座隧道,分别为鹰嘴山隧道和茅贯山隧道。*隧道左线2382m、*山隧道右线2330m,*隧道左线1066m、茅贯山隧道右线1062m;地质条件基本相同,洞身段均为类围岩,岩层走向接近水平。因此两个隧道采用相同的施工方法,*隧道进出口共设四个工作面,由两头向中间掘进,茅贯山隧道设两个工作面由出口向进口掘进方向掘进。洞口段采用留核心土环形开挖,洞身段采用上下台阶法开挖。3.4.1 隧道工程施工方案3.4
3、.1.1施工组织安排本合同段区域内地形陡峭,隧道弃渣的倒运运距较近,施工前做好前期准备,通往弃土场的临时便道要修通修好,两座隧道分别由三个隧道施工队独立施工,鹰嘴山隧道两个施工队施工,茅贯山隧道一个施工队,隧道采用双洞同时进行掘进。施工进度计划根据本合同段隧道的围岩条件及开挖方法,采用的主要施工进度指标见下表: 运输方式预计开挖进度(m)衬砌进度指标(m)仰拱、铺底进度指标无轨级级软岩段和开挖相随;硬岩段转入正常和开挖进度相适应80m/月40m/月70-120m/月施工队伍设置及劳力组织本标段设三个隧道施工队,一队、二队施工鹰嘴山隧道进、出口;三队施工茅贯山隧道。隧道施工队包括掘进、衬砌、综合
4、、保障专业四个工班。掘进工班负责隧道开挖、支护、出碴、运输;衬砌工班负责衬砌,包括模板台车作业、洞内防排水工程施工、附属工程施工、混凝土灌注;综合工班负责钢构件加工制作及场外材料的转运等工作;保障专业工班负责风、水、电、混凝土的供应及设备维修、保养。按三班制安排组织施工,在人员安排时每人每天按少于8个小时工作时间。主要机械设备安排隧道施工配备的主要机械设备有凿岩台车、空压机、凿岩机、侧卸装载机、自卸汽车、湿喷机、整体衬砌台车、砼拌合站、砼运输车、砼输送泵等。场地布置施工场地及队伍驻地的布置主要考虑离洞口较近,上、下工方便,避风、防洪、环保要求等因素。施工场地布置考虑了如下原则:适应地形,紧凑布
5、置。发电机组、配电房、电动压风机房尽量靠近洞口,进洞的风水管路及电线路尽可能短,以减少风、水阻力损失及电压降。材料堆放便于汽车运输,尽可能减少运输干扰。常用料如砂石、水泥、木料等放在同一条运输线近旁,便于运料。炸药、雷管库房远离驻地和隧道洞口,以策安全。3.4.2 总体施工方案以新奥法的基本原理为依据,加强地质超前预报和监控量测,以信息化施工手段指导施工。施工时做到“管超前、严注浆、短进尺、少扰动、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”。隧道采用新奥法施工;出碴采用侧卸式装载机装碴配合自卸汽车运输;防水板采用背吊式无钉铺设工艺,确保无顶眼,防止渗漏水;衬砌采用全断面衬砌钢模台车进行施工,衬砌砼采用自
6、动计量拌和站供料,砼搅拌运送车运输,砼泵浇灌;施工通风采用独头压入式通风。主要施工工序:施工测量修筑洞外环向截水沟洞口路堑开挖、边仰坡防护洞口施工超前支护洞身打眼装药放炮通风出渣初期支护监控量测施作防水层二次衬砌浇注水沟、电缆沟施作洞内路面施工隧道内装及机电安装。3.4.3 *隧道施工方案、施工方法、工艺与技术措施3.4.3.1地质超前预报为了预防施工中突然涌水问题,施工中进行超前地质预报。为了制订合理的施工处理方案,实行动态施工,确保施工安全,确定采用超前水平钻孔、TSP-203等物探方法进行综合预测预报。现场成立施工超前地质预报小组,由从事多年隧道施工和地质工作的专业技术人员组成,并聘请富
7、有实践经验和地质资料判释能力的专家作指导。隧道综合超前地质预报的工作内容和流程如下图。超前地质预报是制定施工方案和工程措施的主要依据,也是隧道施工的一道重要工序。隧道施工中,重点地段上述各种预报手段并用,一般地段以TSP-203和水平超前钻孔为主。 补充地质调查工作内容是在设计提供的地质资料基础上,实地调查核实不同地层、岩性、岩层产状在隧道地表的出露及接触情况;地表岩溶发育位置,规模及其分布;地质构造在隧道地表的出露、分布、性质及产状变化等。补充地质调查掌子面地质调查与素描长距离探测,TSP-203,预报距离20200m短距离探测:水平超前钻孔,预报距离20m左右。探测资料判释,提出预报意见和
8、工程措施建议掌子面地质调查与地质素描调查岩性、岩层产状、岩体结构、岩体节理等实际状况及地质构造的变化特征,初步预测掌子面前方的断层、不同岩层接触面出现位置及前方围岩的稳定性等。 TSP-203地质预报系统它是利用地震波进行长距离探测的一种方法。该系统具有地震波发射、接收、电脑自动分析成图等功能。其预测工作流程为:掌子面附近侧壁浅孔微爆破产生轻微震源震源发生的地震波向前向外传播地震波遇不良地质界面产生反射波设备的采集系统接收及反射波电脑自动计算生成成果图(反射波波形图、反射能量影像图和隧道探测平面、剖面图)解译人员对成果图进行综合分析判断提出掌子面前方不良地质体位置、规模的预报意见和相应工程措施
9、的建议。该系统预报的准确性和精度主要取决于两个方面:一是要严格按规定布置震源孔和传感器接收孔的位置与孔距,并采用两套传感器实施隧道双壁探测;二是成果图解译人员在解译过程中要与其他探测方法的成果资料相互验证综合判断。水平超前钻孔这是最直观、可靠的超前探测手段。根据地质复杂程度,全断面布设13个探孔,每个探孔长3050m,探孔应超出隧道外轮廓1.53m。钻孔布置位置:超前探孔为1孔时,在中部沿隧道轴线施钻,采用76mm孔径钻机取芯。超前探孔为3孔时,在上部和左右两侧布置,上部孔采用76mm孔径钻机取芯,两侧孔采用38mm孔径钻机取芯。主要用于探测掌子面前方围岩情况和出水点位置,地下水水量和水压等。
10、施工中,对于已出水的超前钻孔,进行不间断的水量、水压监测,绘制水量,水压变化曲线,为制定地下水处理方案提供依据。超前探孔一般用于岩溶及地下水强烈发育地段,可以获得地层、岩性、节理裂隙等特征,结论直观、可靠,但其成本较高,对隧道施工有一定干扰。超前地质预报信息管理根据各种超前地质预报方法的现场记录,地质预报队的专业技术人员应及时进行综合分析,对前方围岩情况进行判断,并将分析结果及时反馈到隧道施工队,便于隧道施工队及时调整钻爆和支护参数。当分析前方可能出现不良地质时,一方面加大探测的频率,并请专家进一步分析,另一方面,及时将探测情况反馈给设计和监理单位,同时做好应对措施。总之,在施工中,以超前地质
11、预报指导施工,同时建立畅通的信息传递通道,以保证隧道施工快速安全。3.4.3.2洞口施工及进洞方法洞口施工包括洞口土石方开挖、洞口截排水系统的施工、洞口边仰坡的防护等项目的施工。进洞方案包括进洞采取的防护措施,进洞时的开挖方法及支护类型等。截水沟施工。隧道洞口开挖前,在洞口开挖边坡线5米以外施工截水沟,截水沟通向路基边沟,以防雨季山坡汇积水冲洗已开挖的坡面。洞口土石方的施工。首先清除地表草木植被等影响施工的地面植物。第二步,按设计图纸的坡度进行施工测量,精确测设出边、仰坡开挖轮廓线。第三步,履带式挖掘机进入施工现场,并沿路修筑车辆通行的道路。第四步,进行开挖作业。对土质直接用挖掘机开挖,从坡顶
12、开始自上而下进行刷坡,用装载机装土,汽车运输。岩石爆破开挖地段,采用密眼、少药光面爆破,以减小对洞口围岩的扰动。第五步,清理坡面上的浮石、危石,并修整坡面凹凸不平的地方。洞口边坡和仰坡的防护。洞口边坡和仰坡的防护严格按设计要求进行施作。进洞方法。根据各洞口段地质条件的好坏,进洞时采取超前小导管、管棚等进行洞口段围岩的预支护,然后再开挖进洞。3.4.3.2.1大管棚施工工艺大管棚施工工艺流程如下图所示合格不合格棚管加工材料准备机具准备设备准备施作孔位导向架(长2.0m)或套拱钻机就位测量布孔钻管棚孔钻孔质量检查顶进第一节管棚管接进第二节管棚管顶进第二节管棚管管内加筋注水泥浆管内灌注水泥砂封孔进入
13、下一循环注浆设计及试验搭设工作平台喷砼封闭掌子面施工准备1、棚管制作大管棚采用896或1096的无缝钢管,每节长度6m,以长15cm的丝扣连接,每根管的长度根绝设计要求,一般在30m左右,钢管上间隔25cm按梅花形钻8mm的小孔(出浆机)。棚管一般在专业加工制作,以便保证棚管的加工质量。2、施作导向套拱导向套拱是保证钻孔方向和角度的临时结构,可做成混凝土套拱或钢结构套拱,洞内施工做管棚一般采用钢结构导向套拱,套拱的纵向坡度与棚管的角度一致,为了保证钻孔的纵向坡度与棚管的角度一致,和为了保证钻孔精度,在套拱上预埋或安装大于引导孔直径的导向套管,套管的位置和角度应用测量仪器精确测量并安装。3、测量
14、布孔管碰设置范围一般在拱部120180范围内,间距在3040Cm之间,棚管打设仰角为12,本工程考虑施工排水,均为上坡,故可取打设仰度11.5,棚管孔挂口处可比开挖轮廓线高出510cm,作为管棚预留沉降量。4、钻棚管孔钻孔采用地质钻机或潜孔钻机,重点是保证成孔精度,钻机开空时钻速宜低,钻深20cm后转入正常钻速。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下,上下颤动,导致钻孔不直,钻孔时,应把扶直器套在钻杆上,随钻杆钻进向前平移。引导孔直径应比棚管外景大1520mm,孔深要大于管长0.5m以上。5、顶管作业采用大孔引导和棚管钻进相结合的顶管工艺,即先钻大于棚管的引导孔,然后利用钻机的冲击力和推力(顶进
15、棚管时钻机不便用回转压力,不产生扭矩)将安有工作管头的棚管沿引导孔钻进,接长棚管,直至空底。当钻孔成孔精度较高,往往能够也能将棚管推至孔低。6、管棚管补强(注浆)为了加强管棚的刚度和强度,按设计将管棚钢管打好后,应先用钻头掏尽钢管内残渣,再进行棚管补强。补强的方法:一般地段在钢管内注入水泥浆,其水泥浆水灰比控制在0.5:1.51.0:1.5之间,注浆初压力为0.51.0Mpa,注浆结束后M10水泥砂浆填充,形成钢管混凝土;坍方及围岩破碎且富水地段,在钢管内应放置20钢筋笼,再向管内注水泥浆(水灰比1:1)或水机、水玻璃浆液(双爷比为1.0:0.5,水玻璃浓度为3035Be)。合格的注浆不但使钢
16、管内充满填充物,达到补强效果,而且应使水泥浆在压力作用下沿出浆孔扩散到钢管周围及岩石缝隙中去,扩散半径不小于20cm,既补强了棚管,又固结了钢管周围的岩土,达到超前预加固的支护效果。3.4.3.3洞身开挖级围岩段施工开挖在做好超前支护的基础上,采用留核心土环形开挖,每次开挖进尺控制在0.5m1m以内。为减少对围岩的扰动,开挖采用人工配合风镐开挖,需要爆破的地段采用微震光面爆破进行施工,出碴上台阶采用人工出碴,小型翻斗车运输,其余均用装载机装渣、自卸汽车运输的方法施工。施工工艺如下图所示,其具体步骤见下表所示:弧形导坑预留核心土施工工艺流程围岩稳定性评判、修正施工方案,确定竖撑拆除及二次衬砌施作
17、时间测量放线拱部超前支护上部环行开挖、出碴下导两侧开挖、支护拆除临时竖撑、中部开挖、支护仰拱开挖下部初期支护超前地质预报仰拱填充施工上部初期支护、架立临时钢架仰拱围岩监控量测下一工序围岩监控量测围岩监控量测围岩监控量测(1) 洞口浅埋段施工步序及技术措施序号步序图施工方法及技术措施1第一步:超前支护首先做好洞口的仰坡支护,按照设计图先架立2榀工18工字钢架,预埋1.0m长的127孔口管(环向间距40cm)与工字钢架焊接牢固,孔口管一端抵紧岩壁,管棚采用长管棚水平钻机钻孔,然后分段安装108的注浆钢管,进行压注纯水泥浆,然后再放入钢筋笼,钢管内压注M20水泥砂浆。2第二步:环向开挖上断面在大管棚
18、的支护下,按照工字钢架的间距60cm作每循环的开挖进尺,按照“先支后挖、短进尺、弱爆破”的原则,在洞口浅埋段开挖进尺严格控制在1.0以下。开挖后及时施工钢架,为下一循环做好支护准备3第三步:上半断面初期支护在工18工字钢钢架立好后,打设22药包锁脚锚杆L2.0m长,稳固钢架,然后焊接钢架纵向连接钢筋22100cm。利用上半断面核心土人工打设25中空注浆锚杆3.5m长70*80cm,根据岩壁的起伏挂设钢筋网,两台干喷机从边墙两侧向拱部及时C20喷射混凝土,随后压注早强水泥砂浆。待砂浆强度达到5MPa 以上时,紧贴岩壁上紧垫板和螺栓。完成整个上半断面的开挖支护4第四步:上半断面核心土开挖根据设计尺
19、寸,完成上半断初期支护后,利用下台阶,采取松动爆破开挖上部核心土,减少对围岩的扰动。5第五步:开挖下断面左侧壁为防止工字钢的拱脚悬空过多,对上部的稳定造成威胁,开挖时应一次进尺在1.2m即两榀拱架长度。爆破时应该采取弱爆破,预裂爆破,减少对上部的围岩扰动。其中上半断面为出渣和施工考虑,领先下断面5m。6第六步:下断面左侧壁初期支护开挖后,清除钢架拱脚和仰拱脚的虚土,接长钢架,打设22药包锁脚锚杆L2.0m长,稳固钢架,然后焊接钢架纵向连接钢筋22100cm。利用土堆人工打设25中空注浆锚杆3.5m长60*80cm,根据岩壁的起伏挂设钢筋网,两台干喷机从边墙两侧向拱部及时C20喷射混凝土,随后压
20、注早强水泥砂浆。待砂浆强度达到5MPa 以上时,紧贴岩壁上紧垫板和螺栓。完成下断面左侧壁的的开挖支护7第七步:开挖下断面右侧壁为防止同时开挖,拱脚悬空,故侧壁开挖采用错台开挖,右侧壁开挖比左侧壁落后58m,其开挖的方法同左侧壁相同。8第八步:下断面右侧壁初期支护第八步同第六步左侧壁初期支护方法相同。9第九步:下半断面核心土开挖(含仰拱开挖)同样按照短进尺,弱爆破的施工原则;每次进尺2.4m,然后清除虚土,安装钢架,然后焊接钢架纵向连接钢筋25100cm。现浇C20混凝土。及时使整个隧道闭合成圆,改善隧道的受力。同时利用工字钢作施工便桥,后面仰拱在桥下绑扎钢筋,施工仰拱和填充混凝土,按照仰拱先行
21、的原则施工衬砌。10第十步:拱墙二次衬砌按照洞口浅埋段的设计要求,尽快施工二次衬砌,在开挖了3050m后,在施工完仰拱的地段,利用自制台架铺设纵、环向透水管和1.2mmEVA防水层,接长和绑扎二衬钢筋,施工衬砌矮边墙,全断面液压台车就位,一次性施工拱墙混凝土。完成整个隧道其中防止坍塌的要点步骤:a.采用超前小导管注浆是防止工作面失稳和减少地面下沉的重要措施。b.采用分步开挖,预留核心土,可防止工作面挤入。c.严格控制每循环进尺长度。因为拱顶局部的坍方高度一般是进尺长度的0.5倍。d.控制台阶的长度,充分利用地层纵向承载拱的作用。e.短进尺、弱爆破,是减少地层松弛的重要措施。f.及时封闭支护结构
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