马鞍山隧道施工方案.doc
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1、马鞍山隧道施工方案一编制依据及原则1编制依据杭瑞高速公路贵州境遵义至毕节段第21合同段两阶段马鞍山隧道施工图及设计文件。现行公路隧道设计规范,施工技术规范及规程,公路工程质量检验评定标准。杭瑞高速公路贵州境遵义至毕节段总监办和当地政府对环境保护等方面的具体规定和要求,当地多年来约定俗成的乡规民约和风土人情。与质量、环境、职业健康安全有关的法律、法规等。2编制原则根据工程实际情况,因地制宜制定切实可行的施工方案,合理安排施工顺序,确保工期、质量指标的圆满实现。理布置施工现场平面,尽量减少工程消耗,降低生产成本。积极采用、推广新工艺、新技术和新材料,增加产品的科技含量。采用平行、流水施工方法和网络
2、计划技术组织,进行有序、连续的施工。二、工程概况及地质条件马鞍山隧道为连拱隧道,起讫里程K1733+135K1733+505,长370m,隧道穿越一坡体,最大埋深约42m,进出口段均处于浅埋偏压段。隧道平面线形进口段位于R=1100m的圆曲线上,出口段位于直线段上;隧道纵坡坡度-2.75。位处大方县六龙镇北面的郑家湾东面,机耕道可至隧址,交通条件一般。地质:隧道区上覆第四系残坡积层粉质粘土层,黄褐色、橙黄色,含碎石及角砾520%,硬塑可塑状,厚14m;下伏基岩为二叠系下茅口组灰白色中厚厚层状灰岩,呈灰色,细晶结构,岩石节理较发育,岩体较破碎,取芯呈柱状、短柱状。根据声波测试及地震勘探结果,Vp
3、=4200m/s。场区位于黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变形区两路口背斜南东翼,地层单斜、缓倾,岩层产状75851828,主要发育的两组节理裂隙,产状为19580和25285,节理裂隙发育密度一般520条/m3,局部可达30条/m3。根据本隧道的特点、设计文件及现场施工条件,采取从出口端进洞,首先施工中导洞,其次再施工隧道右幅,最后再开挖隧道左幅。洞口段进洞均采用超前大管棚施工。在进洞段20m范围左幅洞顶地表存在一冲沟, 冲沟坡度约20, 位于K1733+485处,冲沟内最小埋深约50cm。明暗交接位置左幅K1733+500断面隧道洞顶埋深约120cm , 右洞K1733+500断面隧道洞顶埋
4、深约280cm。隧道穿越洞口浅埋偏压段,施工存在极大的坍方、冒顶等危险。且因为洞口明洞段爆破开挖,致使浅埋段地表开裂,土石分离。施工前须对该段进行预处理。三、现场施工组织1. 施工机械、设备及检测设备配置隧道主要施工设备配置见表3.1表3.1 主要机械设备和仪器表序号设备名称及描述(类别、型号、厂家)数量制造时间新旧程度自有或租赁功率/能力一开挖设备1电动空压机L3.5-20/8西安2200290%自有110kw2电动空压机VWJ-10/81200380%自有55kw3风动凿岩机YT-28天水22200990%自有耗气量3.3L/s4风镐G10无锡8200390%自有耗气量1.2m3/s二出碴
5、设备1挖掘机CAT320C美国1200190%自有103kw/1.0m32自卸车4200880%自有3装载机柳工8562200390%自有三支护设备1TK-961湿喷机4200680%自有2锚杆钻机JMZ-150山东1200890%自有3电焊机BX2-500 5200780%自有4钢筋弯曲机WJ-40韶关2200280%自有5钢筋切断机QJ40-1江阴1200190%自有6高压注浆泵2200590%自有7注浆搅拌机LJ-300河北2200590%自有8注浆泵KBY30/120河北2200590%自有四二次衬砌及仰拱砼1砼搅拌站、2(JS1000+PL600)四川12009100%自有50m3/
6、h2仰拱栈桥12m自制22006100%自有3整体式衬砌台车L=9m 12006100%自有五施工供水及排水1多级离心泵125D2562200580%自有2单级泵IS80-65-16062006100%自有六施工通风轴流通风机SD-1咸阳1200190%自有55kw七电力设施1发电机250GF80太原12006100%自有250kw2变压器630KVA22006100%自有3移动变压器、250KVA、重庆1200595%自有200KVA2、机构主要人员马鞍山隧道施工管理人员如表3.2。表3.2 主要人员情况表序号姓名性别文化程度职位/职称责任范围1赵荣国男本科项目经理全面组织协调现场施工2罗永
7、涛男本科常务副经理兼总工程师协助项目经理全面负责施工技术工作3琚怀志男本科总会计师负责资金协调及筹备工作4李少敏男本科总经济师负责计价及计划编制工作5孙华清男本科技术科长协助总工程师6武学功男专科物资科长负责项目物资工作7陈家文男中专设备科长负责项目设备工作8将有福男本科安质、环保科长负责质量、环保9赵新利男专科总调度长协助现场负责人指导施工10李志刚男本科试验室主任全面负责试验工作11张护团男本科技术员负责技术工作12潘宏斌男本科测量队长协助总工负责测量工作3、施工进度安排根据工期要求和本合同段隧道工程特点,拟安排1个隧道专业施工队施工。根据现场交通情况,安排从隧道出口单口掘进。拟定于201
8、0年6月1日开工,2011年11月30日完工。各分项工程施工工期见表3.3隧道工期安排表 表3.3项 目开 工 日 期结 束 日 期出口洞门及明洞开挖2010.6.12010.6.15中导洞开挖及支护2010.6.162010.10.15中隔墙混凝土施工2010.10.162010.11.30右洞开挖及支护2010.11.302011.3.31右洞二次衬砌2010.12.312011.4.30左洞开挖及支护2011.4.12011.8.15左洞二次衬砌2011.4.302011.9.15进口洞门及明洞开挖2011.8.162011.8.31出口洞门及明洞施工2011.9.162011.9.30
9、进口洞门及明洞施工2011.9.302011.10.15附属工程2011.10.162011.10.31洞内路面及其它2011.11.12011.11.304、临建工程4.1施工现场规划原则满足施工、节省投资、减少占地、因地制宜、尽量利用既有设施。施工平面规划主要内容:生活生产房屋、施工便道、供电系统、供水系统、隧道供风、通风系统、临时排水系统、拌和站、加工厂、料场、弃渣场等。临时设施主要布置在隧道洞口。4.2施工临时设施布置及规划4.2.1生活、办公用房生活、办公、工地值班房均采用新建活动房。4.2.2生产及生活设施采用自建解决生产、生活用房。根据本工程上场人数及施工需要,计划修建生产房屋9
10、60m2,生活房屋500m2。相邻生活区附近设钢构件加工间,集中加工各种钢结构件,实现工厂化管理,保证加工、生产的质量。在隧道口附近设置设备维修间,进行各种机械设备的日常维修保养工作,保证各种机械的正常运转。4.2.3施工便道隧道出口处距离地方机耕道较近,顺延机耕道至隧道出口新建施工便道,施工便道满足重型车辆与工程机械通行要求。施工便道技术标准:路基宽6m,30cm厚泥结碎石路面。4.2.4施工、生活用水由于本地区水资源缺乏,施工用水主要靠运送,在洞口附近建100m3水池一座,采用变频水泵供水至洞顶高山水池,洞内供水管路采用80mm无缝钢管。4.2.5施工、生活用电隧道施工用电以从地方接入供电
11、为主,以自备发电机为辅,配备250KVA发电机一台。4.2.6砼拌和站在隧道出口处设置JS750+PL1200砼拌和站一座, 料场和小型砼预制生产厂设在拌和站旁,场地全部采用20cm厚C15砼硬化。5、隧道主要施工项目的方案设计5.1施工排水措施本隧道坡度为单面上坡,故洞内排水采用自然排水。5.2施工通风设置及三管两线采用混合式通风。在隧道进口安装一台2110kw轴流式风机。洞内临时设施包括洞内高压电缆、照明线路、高压风水管路、通风管路及施工抽排水管等,通风管布置在隧道施工电力线的对侧,高压风、水管及排水管布置在通风管的同侧。洞内三管两线布置见图150cm图1 洞内三管两线布置图5.3隧道弃碴
12、处理本隧道弃碴量除4万方路基利用方外,其余均弃于K1733+980处右侧2号弃碴场。结合隧道进口周边状况,本着隧道弃碴尽量少占耕地的原则,避免水土流失,弃碴后碴顶可进行复耕,其余均进行绿化,弃碴坡脚设置浆砌片石挡碴墙,并做碴场排水系统,防止弃碴流失,污染环境。四、施工方案根据本隧道的特点,采取从出口端进洞。首先施工中导洞,其次施工隧道右幅,最后再开挖隧道左幅。洞口段进洞均采用超前管棚施工,减少隧道边仰坡开挖量,最大限度保护洞口植被不被破坏。中导洞开挖支护方案同隧道主洞。隧道围岩状况如表1。隧道围岩级别及衬砌类型表 表1序号起点里程衬砌类型辅助施工措施围岩类别备注1K1733+135K1733+
13、142LS-Ma72K1733+142K1733+157LS-Vb前30m为大管棚,后100m为超前小导管153K1733+157K1733+207LS-a504K1733+207K1733+265LS-b585K1733+265K1733+370LS-a1056K1733+370K1733+415LS-b前105m为超前小导管,后30m为大管棚457K1733+415K1733+485LS-a708K1733+485K1733+500LS-Vb159K1733+500K1733+505LS-Ma51、开挖施工马鞍山连拱隧道具有埋深浅,跨度大,地质条件复杂、围岩风化破碎,受雨季地表水影响大的特
14、点,开挖必须遵守“短进尺、弱爆破、强支护、早闭合”的原则。按设计要求严格进行监控量测。并把量测结果反溃到施工中,每天的水平收敛值0.10.2mm/d,拱顶下沉值0.1mm/d以下一般基本稳定,如果大于此值加强每天的找顶工作。根据隧道进出口地形条件及施工场地的实际情况,采取中导洞施工方法。中导洞开挖从隧道出口端施工,在隧道进口端贯通,根据地质条件中导开挖分全断面和短台阶两种施工方法,在围岩较好的级围岩可采用全断面开挖中导,加快施工进度。在围岩破碎、节理发育及在洞口地段采用短台阶开挖,保证安全。开挖过程中,皆采用光面爆破技术,尽量减少中导洞对两侧正洞围岩的扰动,每一循环进尺控制在1m左右,围岩好的
15、情况下可达1.5m。支护紧跟开挖面,围岩暴露时间不能太长,杜绝坍方。中隔墙砼的施工顺序和中导开挖顺序相反,根据本隧道现场情况,也可采用从隧道中间向两端施工的顺序。正洞采用先拱后墙法三台阶施工。拱部开挖高度3.54m,尽量减少对中隔墙的影响,不能将中导洞作为临空面进行爆破设计,下部开挖先在边墙处开槽,将拱部初期支护接下来后,在再开挖中间部分,进尺按最多开挖两榀拱架距离的长度,尽快施工初期支护;封闭围岩,防止因拱部支护长时间悬空而造成塌方。2、特殊问题的处理:初期支护要遵循“短进尺,早封闭”的原则,必须一炮一支,防止围岩爆露太长而引起的坍方,特别是正洞下部开挖,钢架接脚时要控制好进度(不能过长),
16、不能使拱部初期支护长距离或连续长时间悬空,钢架架立要控制在2小时以下(工艺安全、人身安全)。中导洞断面的选择中导洞为安全开挖正洞而首先贯通的辅助导洞,考虑导洞开挖施工机械配备情况(采用装载机配汽车出渣),断面宽度由原设计5.0m改取6.0m,中导洞的高度按设计施工。在开挖施工过程中及时做好洞内排水系统,严禁洞内积水、排水沟不能沿边墙设置,避免软化边墙基底围岩,使其强度降低造成隧道坍塌。仰拱需在初期支护完成后及时施工,使支护体系尽早形成封闭系统。隧道跨度大,洞口偏压,洞口刷坡后极易造成山体松动下滑,进而失稳,从开挖到支护时间间隔不能太长,同时加强边仰坡的变形观测。中导洞的开挖施工,对正洞而言即是
17、最准确的超前地质预报,在开挖过程中要对围岩进行详细、准确的记录,指导正洞施工。因隧道跨度大,即使在围岩好的情况下也要坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早闭合”的开挖施工原则,以减少或杜绝坍方。五、施工方法1、洞口及明洞工程施工洞口土石方及明洞路堑开挖前,先清除边、仰坡上的浮土、危石,做好边、仰坡的截排水天沟,将地表水、边仰坡积水引离洞口,以防冲刷造成边、仰坡失稳,确保施工安全。土石方先外后内自上而下开挖,土方和强风化岩采用反铲挖掘机挖装,石方采用浅孔台阶钻爆法开挖。边仰坡开挖后及时进行锚喷防护。明洞在隧道主洞进洞后施工,浇筑仰拱、边墙基础及中隔墙砼后,采用液压模板台车整体浇筑。明洞基底承载力达不到
18、设计要求时需进行处理。当明洞衬砌砼强度达到设计强度后,按图纸要求做好外贴式防水层及排水设施,然后进行回填。明洞回填土分层夯实,每层厚度20cm,两侧对称回填至设计标高,并做好洞顶粘土隔水层及截排水设施。2、中导洞(中隔墙)施工级围岩段采用台阶法开挖,上台阶超前35m,作为钻孔喷锚作业平台;开挖前先施作超前支护;级围岩以松动爆破开挖为主,视围岩稳定情况,每循环进尺1.2m;初期支护采用锚、网、喷及钢拱架联合支护,紧跟开挖面及时施作。级围岩段采用全断面爆破开挖,采用锚、网、喷初期支护,初期支护视围岩稳定情况适时施作,每循环进尺2.5m。中导洞每天施工两循环。中隔墙在中导洞贯通后自出口向进口方向浇筑
19、砼。中隔墙钢筋采用现场绑扎,定型钢模衬砌,按一天一循环,每循环9m施作。台车就位后,利用中导洞钢架支护,对衬砌台车稳定性定位加固后,进行砼浇筑。中隔墙砼完成后,在中隔墙顶部回填与墙身同标号砼,与导洞洞顶顶紧,回填密实。砼浇筑前,预埋中隔墙排水管。3、主洞施工主洞待中隔墙砼达到设计强度且顶部回填密实后施工,先施工右洞,待右洞贯通后再施工左洞。洞身施工采用新奥法施工,新奥法施工工艺见图2。监控量测施工准备实施性施工组织设计初期支护是否符合管理标准二次衬砌光面爆破减少扰动锚喷支护减少围岩变形结 束修改支护参数否洞内观测,位移量测指导施工与设计开 挖图2 隧道新奥法施工工艺主洞级围岩段采用上中下短台阶
20、法进行开挖,每台阶超前35m,采用42注浆小导管超前支护,初期支护采用锚、网、喷及工字钢架联合支护。级围岩段采用全断面进行开挖。掘进时以自制钻孔台车配YT-28风动凿岩机钻眼、人工装药爆破。隧道钻爆开挖采用微振爆破技术,周边采用光面爆破技术,坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭”的施工原则。隧道出碴采用反铲挖掘机扒碴,ZLC50侧卸式装载机装碴、15t自卸车运输。初期支护采用人工钻眼、锚网及钢架施作,湿喷机喷砼。防水板采用无射钉铺设工艺,采用自制的防水板台车悬吊法铺设防水板。仰拱及填充采用半幅浇筑,交替施做。当隧道衬砌位置距掌子面的距离及监控量测数据符合要求时,及早进行二次衬砌施工,采用液压模
21、板台车整体模筑。砼由洞外拌和站集中拌和,砼输送泵泵送浇筑。施工通风采用射流风机压入式通风。3、地质超前预报本隧道施工中拟综合采用TSP203型超前预报仪、超前探孔和掌子面地质素描的方法进行地质超前预报,为施工提供可靠的技术参数。定期对隧道开挖面前方的工程地质,水文地质和围岩类别进行准确的超前预报工作,依据预测结果,制定切实可行的施工方法和施工注意事项。分析对比开挖后的实际情况和预测结果,不断总结,逐步提高前方地质预报准确性。4、测量放线采用全站仪、导向仪、水平仪标出开挖中线和标高,定出炮眼、超前锚杆、径向锚杆和钢支撑的位置。5、超前支护采用424mm无缝钢管作为超前小导管。注浆小导管在构件加工
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