东伍岭隧道辅助通道入正洞挑顶施工方案.doc
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1、京沈京冀铁路客运专线JSJJSG-6标段东伍岭隧道辅助坑道入正洞挑顶施工方案 编制: 复核: 审核: 中交第一航务工程局有限公司京沈京冀客专标段指挥部2014年09月11日目 录1编制说明11.1编制原则11.2编制范围11.3编制依据12工程概况22.1隧道概况22.2辅助坑道工程概况23施工组织安排23.1施工组织机构23.2施工安排34 施工组织方案54.1总体思路54.2斜井进入正洞施工方案64.3施工注意事项105主洞开挖及支护施行方案105.1超前小导管施工105.2台阶法施工125.3三台阶法135.4锚喷支护196塌方处理措施206.1封闭坍塌面206.2注浆固结坍塌岩渣206
2、.3钢花管超前支护206.4架设工字钢架206.5监控测量217质量、进度、安全、文明、环保保证措施217.1质量保证措施217.2进度计划保证措施227.3安全施工保证措施237.4文明施工保证措施247.5环境保护措施251编制说明1.1编制原则遵循工程建设规律和技术规律,围绕安全质量目标,合理安排工艺流程和施工顺序。充分利用现有人员与设备,做到配套、实用,合理调度,做到辅助坑道转正洞施工与辅助坑道自身施工互不影响。尽量减少临时工程,科学布置施工平面图,统筹安排各单项工程进度。对施工现场全过程控制,实行动态管理。1.2编制范围本方案适用于东伍岭隧道辅助坑道转正洞施工作业,主要介绍东伍岭隧道
3、辅助坑道转入正洞施工及正洞施工的方法。1.3编制依据 东伍岭隧道通风指导性设计图及其他有关设计文件、施工图、实施性施工组织设计、招投标文件等。 现场实地踏勘调查资料。 工程所在地的地理位置、交通条件及地质条件。 原铁道部和中国铁路总公司现行设计规范、施工规范、验收标准。同类工程施工资料及相关施工工艺。 可利用的新技术、新工艺、新材料、新设备资料。国家、行业及河北省有关工程建设的法律、法规、标准、条例。2工程概况2.1隧道概况新建北京至沈阳铁路客运专线河北段站前工程JSJJSG-6标起止里程为DK147+996DK174+668,正线长26.86km。标段内的隧道2座长22.365km。二工区承
4、担线路全长11.29km(起讫桩号为DK163+380DK174+668);途经娘娘沟村、南塔子沟村、河南营村等。该合同段的工程项目包含11033m隧道一座。东伍岭隧道位于承德市双滦去陈栅子乡境内,隧道起讫里程为DIK163+380 DK174+413,全长11033m,设计为单洞双线隧道。隧道内线间距5.0m,最大埋深491m。2.2辅助坑道工程概况为加快施工进度,满足工期要求,本隧道设置横洞一座,斜井两座,横洞和斜井均设于线路前进方向左侧,与大里程方向夹角分别为137、106.3、90,长度为165m、800m、640m。均采用无轨运输,净空采用双车道断面。工程特点:工期紧,任务重。工程难
5、点:一是不良地质条件下开挖、支护;二是确保安全前提下,快速施工;三是合理组织开挖和通风排尘。3施工组织安排3.1施工组织机构主要工程技术和管理人员由单位选派,抽调专业技术能力强、综合素质高,曾参与过长大隧道施工的人员负责本工程施工。施工组织机构见图3.1-1。图3.1-1 施工组织机构3.2施工安排3.2.1人员安排组织在隧道工程施工方面具有三年以上施工经验,并对其进行过专业知识培训的作业人员,组成专业化施工队伍。根据隧道施工的特点、难点,安排较强的隧道施工班组形成独立的作业面负责东伍岭隧道辅助坑道转正洞挑顶施工。作业班组任务及劳力配备表见表3.2-1。表3.2-1 作业班组任务划分及劳力配备
6、表序号作业班组人数任务安排1土石方开挖班30担任主洞的两作业面的土石方开挖2喷锚支护班20担任主洞喷锚支护任务,含锚杆、挂网施工3出碴班15担任土石方运输工作4测量班3担任测量放样工作5工地相关试验2负责工地相关试验工作配备机械操作手:挖掘机司机2人,装载机司机3人,空压机操作手2人,焊工6人。3.2.2机械设备安排为在规定工期内完成施工任务,必须实现辅助坑道开挖的快速施工,这就对机械设备配备提出了高要求。针对上述情况,平导进正洞挑顶施工在机械设备安排上,根据施工进度计划,加强机械设备的投入。投入的主要施工机械见表3.2-2。表3.2-2 主要施工机械表序号设备名称规格型号数量计划进场日期1挖
7、掘机PC220-6Z1台2010.6.252装载机柳工50C3台2010.6.273空压机重庆4L-20/87台2010.6.304湿喷机TK5002台2010.6.306全站仪TS15a1台2010.6.257水准仪DNA3001台2010.7.18凿岩机YT-2817台2010.7.13.2.3物资供应安排为确保施工过程中,物资材料供应及时,且质量、数量满足工程需要,在物资供应安排上做到有组织有计划地进行采购与供应,并做好材料的储备工作,保证施工用料。施工前,还要做好供水、供电的安排。施工用水可利用高山水池内的水,采取管道供水方式,将水输送到工作面。施工用电可利用平导内既有的电线线路供电。
8、4 施工组织方案4.1总体思路辅助坑道开挖接近正洞时,逐渐抬高辅助坑道拱顶高程,接长钢架长度。从正洞与辅助坑道相交处起,采用棚架进入正洞,进行交叉段正洞开挖。棚架斜向上爬坡开挖至正洞中线处达到正洞拱顶高程,再向前以平坡开挖至正洞外侧上台阶拱脚位置,然后再棚架内设置套拱。在套拱内再施做正洞上台阶初期支护后,再向两侧(正洞方向)按标准的正洞断面进行正洞开挖。施工示意图见图4.1-1、图4.1-2图4.1-1 施工顺序图图4.1-2 辅助通道与主洞相交平面图4.2斜井进入正洞施工方案4.2.1施工准备由项目部测量班加密导线点,测量班配合放出洞内的导线点并进行复测,没有问题后进行交底,以此导线点控制主
9、洞断面及中线。在辅助坑道贯通前,主洞开挖台车的主体结构要加工完毕。主洞开挖台车采用变截面活动台车,可以加宽加高。主体框架在洞外加工场加工完后在洞内拼装。4.2.2施工工艺 辅助坑道交叉段根据辅助坑道与正洞之间的高差,确定辅助坑道拱顶的扩挖起始里程,其拱顶抬高坡度控制在30以内。辅助坑道与正洞交接处设置0.6m加强环,加强环中设置3榀I25a辅助坑道型钢钢架,外侧增设I25a门型钢架,门型钢架分节与辅助坑道钢架焊接在一起。相邻钢架采用22纵向钢筋连接,间距1m。I25a门型钢架由横梁和立柱组成,横梁与辅助坑道I25a钢架之间的空隙,从两侧对称焊接竖向I25a型钢立柱短撑,间距50cm,钢架安装后
10、该空隙喷射混凝土回填密实。在横梁上按正洞套拱的间距纵向设置I20a钢柱头,以作为正洞套拱的支撑点。门型钢架每侧增设610根50锁脚锚杆和系统锚杆。交叉段门架底脚处设I25a横梁,提高门架整体刚度。在靠近正洞处辅助坑道初期支护的7榀拱架增设仰拱钢架,正洞仰拱钢架与辅助坑道加强环最外侧的仰拱拱架焊接,正洞仰拱衬砌钢筋与辅助坑道仰拱衬砌中预埋钢筋连接,确保正洞和辅助坑道仰拱衬砌中预埋钢筋连接,确保正洞和辅助坑道交叉口处的紧密连接,能共同受力。详见图4.2-1。图4.2-1横向棚架法正面示意图 棚洞开挖辅助坑道二次衬砌完成后,按垂直正洞走向采用4.04.2m(顶部净宽2m)的棚洞以上坡方式开挖到中线位
11、置,然后再向前平坡开挖至正洞外侧上导坑拱脚位置处,棚洞钢架临时支护及时跟进。棚洞钢架采用I18型钢,间距60cm,底部设置横向支撑,使棚洞钢架形成临时封闭环,并设置8根50锁脚锚杆,必要时横梁两段设竖向支撑。其他临时支护参数:8钢架网。网格间距2020cm,22系统锚杆,长度3.0m,间距1.01.0梅花型布置,喷射25cm混凝土。施工中,棚洞临时支护体系中的顶部钢架横梁位于正洞初期支护外,下一步施做套拱时不再取出,所以棚洞拱顶高程超出正洞设计开挖线,以满足套拱临时支护厚度和预留变形量需要。详见图4.2-2图4.2-2 横向棚架法加强环侧面示意图 套拱及正洞施工 棚洞施做完毕后及时在其钢架内侧
12、施做宽度为2.0m的套拱。 棚洞内的套拱施做完毕后,安设正洞初期支护钢架,并与套拱钢架错开设置。钢架一侧落脚于辅助坑道交叉口二次衬砌混凝土的预埋钢桩上,另一侧支在混凝土垫块上,在钢架分节和拱脚处各施做长4m的50锁脚锚管两根。 棚洞内的正洞初期支护完成后,拆除棚洞一侧临时支护后施做套拱,在套拱保护下进行正洞上台阶开挖预支护,待正洞开挖和支护约10m后封闭掌子面,再拆除棚洞另一侧临时支护并施做套拱后,进行另一端正洞上台阶开挖预支护。待施工空间满足后,两侧工作面可以同时施工,应确保在斜井宽度范围内有套拱保护。 套拱钢架为I20a型钢,棚洞内设有套拱钢架4榀,间距60cm,两侧(46m范围)延伸套拱
13、钢架间距为80cm,每侧各6榀,套拱钢架采用22连接筋纵向连接,间距80cm,并喷射25cm后混凝土。 套拱钢架一侧落脚于辅助坑道加强环处的I20a钢柱头上,另一侧落脚于正洞起拱线处纵向放置的【32a槽钢上,并在此处设置60cm宽的扩大拱脚,每榀设2根长4m的50锁脚锚管。4.3施工注意事项 辅助坑道进入正洞开挖前,必须先完成辅助坑道交叉段二次衬砌。 辅助坑道交叉口的加强环必须深入正洞初期支护断面,保证为正洞的支护提供有力的支撑。 在辅助坑道向正洞转化的整个施工过程中,加强监控量测工作,并及时根据量测数据进行调整支护参数和施工工序。 正洞交叉口段开挖后要及时进行正洞仰拱,二次衬砌的施工,以便初
14、期支护与仰拱尽早成环,确保施工安全。加强交叉口段内的通风,在抬高进入正洞的导洞内应设置降温设备。5主洞开挖及支护施行方案东伍岭隧道1#横洞和2#斜井与正洞交接的地段为级围岩,采用小导管超前支护、台阶法施工,东伍岭隧道3#斜井与正洞交接的地段为级围岩,采用小导管超前支护、三台阶法施工。5.1超前小导管施工小导管布置拱部分别以140范围内布设,小导管采用42小导管,壁厚3.5mm,小导管长3.5m,纵向每2榀钢架打一环,一般地段环向间距3根/m,施工外插角1015,小导管水平搭接长度不小于1.0m。钻孔先将小导管的孔位用红漆标出,钻孔的方向垂直于开挖面,仰角1015。采用风枪或凿岩台车成孔。钻孔钻
15、进避免钻杆摆动,保证孔位顺直。钻至设计孔深之后,用吹管将碎砟吹出,避免塌孔。顶管在钻孔内插入42mm钢花管,在管尾后段30cm处,将麻丝缠绕在管壁上呈纺锥状,并用胶带缠紧。开动钻机,利用钻机的冲击力将钢花管顶入围岩中,钢管顶进长度不小于90%管长。固定顶管至设计孔深后,将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口露出喷射混凝土面15cm,安装钢拱架后与拱架焊接在一起。小导管注浆小导管注浆见图5.1-1,图5.1-2。封闭工作面准备工作安装钢插管制作钢插管钻 孔联结管路及密封管口机具设备检查压水检查达到要求注浆注浆压力流量达到要求结束否否是图5.1-1小导管注浆施工工艺流程图图5.1-2 小导管注浆施工示
16、意图超前小导管岩质地段注水泥浆,黄土地段不注浆。5.2台阶法施工东伍岭隧道1#横洞和2#斜井与正洞交接的地段为级围岩,采用台阶法施工,先护后挖,机械出碴。施工时要严格遵守软弱围岩不良地质地段 “超前探、管超前、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。开挖顺序说明: 下列顺序在施工辅助措施完成并达到强度后进行。拱部开挖; 组合中空锚杆施工,L=3.5m;22砂浆锚杆施工,L=3.5m;初喷C25砼4cm厚,挂网2020cm;立拱部钢架,间距1.0m;喷C25砼至设计厚; 左侧边墙部位落底;重34步; 右侧边墙部位落底;重34步; 下部剩余部分开挖;立下台阶拱架,喷C25砼至25cm厚,至此,初支
17、闭合完成;步骤说明及关键工艺要求:开挖应尽量减少对地层的扰动。下台阶开挖,视前步工序稳定情况进行。为防止上台阶初期支护下沉、变形,其底部加设槽钢托梁,托梁与钢架连为一体,并于每榀拱架设置两根22mm锁脚砂浆锚杆与纵向槽钢焊接,锚杆单根长度L=2.5m,布设俯角45。台阶长度控制在1015m,初期支护紧跟掌子面,使整个断面尽快形成封闭式初支。5.3三台阶法东伍岭隧道3#斜井与正洞交接的地段为级围岩,采用三台阶法施工。5.3.1施工方法上、中、下三个台阶同时施钻,装药、连线、放炮,上台阶开挖高度控制在3.74m,开挖进尺IV级围岩控制在2榀钢架(1.5m)以内,V级围岩控制在1榀钢架(0.75m)
18、以内,有必要时预留中部核心土;中台阶开挖高度控制在3.5m以内,开挖进尺控制在2榀钢架(1.5m)以内,下台阶开挖高度控制在3.5m以内,开挖进尺控制在2榀钢架(1.5m)以内,上、中台阶长度控制在35m以内,确保作业机械有足够的作业空间及全断面及时封闭成环;上、中、下三个台阶同时放炮后,采用挖掘机将上、中台阶的洞渣扒至下台阶,同时整理掌子面、拱墙岩面、撬棒找顶,清理危岩,修整上中下台阶联系通道及下台阶洞渣;上、中、下三个台阶同时初喷35cm砼封闭掌子面及拱墙;用装载机配合自卸汽车出渣;初期支护施作,打设锚杆、铺挂钢筋网、架立钢架;复喷砼至设计厚度;具体实施过程及注意事项:施工准备。开挖前技术
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