向家隧道左洞出洞方案.doc
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1、杭州至瑞丽国家高速公路临湘(湘鄂界)至岳阳高速公路第二合同段(K7+000-K13+920)向家隧道左线出洞方案施工单位:河北广通路桥工程有限公司监理单位:湖南金路工程咨询监理有限公司编制日期:2013年12月31日目 录1、工程概况11.1、地质概况11.2、水文地质条件12出洞开挖施工方案12.1 洞外施工22.2 洞内施工23施工步骤33.1 洞口边仰坡开挖及防护33.1.1 边、仰坡刷坡33.1.2、砂浆锚杆施工33.1.3、钢筋网片加工及安装33.1.4、喷射混凝土工程43.2出洞大管棚施工43.2.1 导向墙施工53.2.2、长管棚设计参数53.2.3、长管棚施工要点53.2.4、
2、管棚施工步骤及施工工艺63.3小导洞施工93.3.1 开挖93.3.2 初期支护94监控量测114.1 监控量测项目114.2 点位布设114.2.1 地表下沉点的布置要求114.2.2 拱顶下沉及周边收敛124.2.3 量测频率124.2.4 根据量测结果按下列要求进行隧道稳定性综合判别125、工程质量保证措施135.1、质量保证体系135.2、质量管理组织机构135.3、质量管理措施155.3.1、组织措施155.3.2、质量控制措施155.3.2.1、施工前的质量控制155.3.2.2、施工中的质量控制155.3.2.3、施工后的质量控制175.4、质量管理制度175.4.1、“三检”、
3、“三不交接”和“五不施工”自检制度176、安全保证体系及措施176.1、安全保证体系176.2、安全生产保证体系206.3、安全生产保证措施216.3.1、安全用电保证措施216.3.2、机械安全使用保证措施216.3.3、消防安全保证措施216.3.4、夜间施工安全保证措施226.3.5、钻爆施工安全保证措施227、环境保护措施227.1、环境保护目标227.2、环境保护内容237.3、环境保护措施238、文明施工保证措施248.1、文明施工保证措施248.2、文明施工管理措施248.3、施工现场文明施工保证措施259、雨季施工防护措施259.1、雨季施工保证措施259.2、雨季防洪保证措施
4、2710、坍塌、冒顶应急预案2710.1、编制说明2710.1.1、编制目的2710.1.2、编制依据2810.2、应急指挥机构的职责及分工2810.2.1、成立事故事件应急救援领导小组2810.2.2、项目部现场抢险各小组的职责:2810.3、应急准备与响应应急准备2910.3.1、危险源辩识确认2910.3.2、预防措施2910.3.3、应急抢险设备2910.3.4、应急处理措施3010.4、事故调查与后期处理3110.4.1、事故伤亡人员善后处理3110.4.2、事故调查3110.5现场恢复3110.6、预案管理与评审改进31向家隧道左线出洞施工方案1、工程概况向家隧道位于临湘市贺畈乡向
5、家铺村,为分离式隧道(左线496m、右线404m)。隧道左线左线位于圆曲线上,R=1250,左线里程Z1K9+839Z1K10+335,隧道主洞设计净空10.755.0m(宽高)。隧道内为单向-2.97%的下坡,进口标高约232m,出口标高约220m,最大埋深约60m。该洞由岳阳端向临湘端方向开挖,临湘端洞口位于山体斜坡坡脚部位,采用削竹式洞门。现左洞掌子面施工至ZK10+003处,为确保安全出洞,特制订专项出洞施工方案。1.1、地质概况隧址区地质构造为:燕山构造运动晚期侵入形成的花岗岩体,主要为中粗粒黑云母花岗岩,隧道区域未发现断层。隧址区局部岩石因燕山晚期的多次岩浆侵入挤压而次生节理发育,
6、岩体破碎。隧址区地层岩性为:出露的地层是全新第四系覆盖层、冲沟段分布的种植土以及燕山期花岗岩风化残、坡积而成的粉土、砂砾等,下伏基岩为燕山期侵入体花岗岩。1.2、水文地质条件地表水:地表水较发育,主要为冲沟部位溪流水,靠大气降水补给,属季节性水流。丰水季节,大量雨水沿四周山体汇入沟谷溪流中,水量变化大,以地表径流形式排泄。地下水:隧道区地下水主要为第四系残坡积松散层中的孔隙水及风化基岩中裂隙水,地下水较发育,受大气降水的补给,往两侧谷中排泄。地表水及地下水水质对圬工均无侵蚀性。2出洞开挖施工方案隧道施工遵循“早进晚出”的原则,出洞前对左线临湘端洞口段地形、地质进行了现场调查,实际出口原地面坡度
7、较陡,坡度35左右,覆盖层为花岗岩全风化层和强风化层,全风化花岗岩基本上已风化成粉土状,厚度约2米。强风化花岗岩具备一定自稳能力,设计ZK9+839ZK9+853段为明洞。出洞方案主要分为洞口明洞段施工、洞口28米大管棚施工及ZK9+881-ZK9+853洞身内台阶法施工三大部分;贯通面选择至ZK9+853处,该处覆盖层厚度约6m,为降低出洞引起的施工干扰,出洞大管棚采用洞外法施工,即在临湘端成洞面施做导向墙施工大管棚。 出洞方案施工顺序为:洞外开挖至上台阶底部预留核心土洞内三台阶施工洞内小导洞施工洞外管棚施工洞内三台阶贯通2.1 洞外施工先对ZK9+839ZK9+853明洞段进行开挖施工,然
8、后对洞口段进行清表刷坡,尽量减少对山体植被的破坏,先将明洞段开挖至上台阶底部位置,对成洞面进行喷砼封闭。按设计对临时边仰坡进行防护施工,以保证破面稳定。边坡防护施工完毕后,待小导洞贯通后立即进行洞口段套拱及大管棚施工,从洞外往小里程方向打设108管棚,长28m,倾角上倾2,里程为ZK9+839ZK9+853。管棚施工完毕后,先从洞外往洞内开挖1m,并排架设2榀I20a工字钢拱架,并预留核心土。然后从洞内往洞外按三台阶进行开挖掘进。 2.2 洞内施工待掌子面里程接近至ZK9+881时,后续开挖采用三台阶开挖,台阶长度尽量减短,控制在4m以内,当上台阶掘进至ZK9873,即距贯通面20m时,为减小
9、对围岩的扰动,保证安全,每循环进尺控制在0.5m,每开挖0.5米,立即支护一榀钢拱架。施工中严格按照“短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行施工,严格控制装药量,增加周边眼和辅助眼的数量。当掌子面往大里程掘进10m至ZK9863时,停止开挖,喷射混凝土封闭掌子面。转入小导洞施工。小导洞位于隧道上台阶中间位置,导坑尺寸为3m(宽)4m(高),采用弱爆破,人工开挖,网喷混凝土进行初期支护,并每2m设置一道I18工字钢拱架,以加强支护,保证导洞的稳固。由于出口段覆盖层较薄,围岩自稳性较差,为防止洞口坍塌,小导洞施工时,要突出一个“快”字,即“快开挖、快支护、快封闭”。隧道小导洞贯通后风水电由小导
10、洞穿过立即进行洞口段管棚施工,管棚施工完毕后洞内按三台阶施工法,从洞内向洞外逐步扩挖至设计轮廓,及时按照设计要求进行初期支护,并尽早封闭成环,仰拱和二衬紧跟,控制好安全步距,确保隧道出洞段施工安全。3施工步骤3.1 洞口边仰坡开挖及防护3.1.1 边、仰坡刷坡为保证洞口边坡的稳定,防止后期被雨水冲刷,出洞前对仰坡进行刷坡。边仰坡施工时采用人工配合挖掘机开挖,施工洞口边仰坡外的截水沟,截水沟距仰坡坡口线的距离不少于5m。洞口成洞面边仰坡防护采用锚、网、喷进行加固,锚杆采用22mm(L=400cm)水泥砂浆锚杆,间距150cm150cm,梅花型布置;钢筋网采用6钢筋网,网格尺寸20cm20cm,喷
11、射15cm厚C20混凝土。明洞开挖临时边坡采用喷锚支护,喷混凝土厚度为15cm,内设22(L=400cm)的砂浆锚杆(150cm150cm梅花型布置)及6钢筋网,网格尺寸20cm20cm。3.1.2、砂浆锚杆施工锚杆预先在洞外加工厂按设计要求加工制作,施工采用风动凿岩机按设计要求钻孔,达到标准后,用高压风清除孔内岩屑;用注浆泵将水泥砂浆注入孔内,砂浆填充锚杆孔体积的2/3后停止注浆;及时将加工好的杆体插入孔内, 按照设计要求安装锚杆垫板。锚杆施工注意事项:锚杆钻孔位置及孔深必须准确;锚杆要除去油污、铁锈和杂质;锚杆体插入孔内不小于设计长度的95%。锚杆用的水泥砂浆,其强度不应低于设计标准(M2
12、0)。锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。3.1.3、钢筋网片加工及安装钢筋网片采用6钢筋加工成方格网片,网格尺寸2020cm,隧道钢筋网片预先在钢筋工棚加工成型。钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋冷拉调直后使用,钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。安装搭接长度为12个网格,采用焊接。完成开挖后先喷射3-5cm混凝土,待初喷混凝土初凝后开始安装钢筋网片;砂层地段先铺挂钢筋网,再喷混凝土。网片随受喷面起伏铺设,与受喷面的间隙一般不大于3cm。与锚杆或其它固定装置焊接牢固。开始喷射时,缩短喷头至受喷面的距离,并调整喷射角度,钢筋保护层厚度不得小于5cm。喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住
13、时,应及时清除。3.1.4、喷射混凝土工程施工所用C20喷射混凝土由拌和站集中拌和,以湿式喷射的方式施作;喷射前清除表面松散土和欠挖部分,岩石地段喷水湿润后再行施工。喷射混凝土前:对设备进行检查和试运转;检查喷射面、各种机械设备操作场所是否配备充足照明及通风设备;检查是否已经完成控制喷射厚度标记的工作;检查喷射机安装调试情况,在料斗上安装振动筛(筛孔10mm),以避免超粒径骨料进入喷射机。喷射混凝土中:喷射机送风之前先打开计量泵,送风后调整风压,使之控制在0.10.15MPa之间;以混凝土回弹量小、表面湿润有光泽、易粘着为度来控制喷射压力;喷头与受喷面由人工控制,控制喷射方向与受喷面方向垂直、
14、等距喷射;若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时,可将喷咀稍加偏斜,但不宜小于70;为防止回弹物附着在未喷岩面上影响喷层与岩面间的粘结力,喷射作业从下往上施喷、分片进行、呈“S”形运动;找平受喷面的凹处,将喷头成螺旋形缓慢均匀移动,保证混凝土层面平顺光滑。喷射混凝土后:喷射混凝土终凝2小时后,应采用喷雾或者覆盖薄膜进行养护。养护时间不小于7d。喷射混凝土流程图如图3-1。细骨料粗骨料水泥水混凝土搅拌机TK-500喷头受喷面湿喷机速凝剂压缩空气图3-1 湿喷混凝土施工工艺流程图3.2出洞大管棚施工 超前长管棚设置于ZK9+853ZK9+881段,长28m,工序按下列步骤进行组织:长管棚导向墙施工长管棚施工
15、洞口喷射砼封闭。在明暗交接里程明暗分界处里程ZK9+853处施作混凝土导向墙,作为长管棚施工的起点。3.2.1 导向墙施工导向墙的作用是保证钻孔方向的正确,使其孔向不发生偏斜,要求自身要有足够的强度和刚度,导向墙采用两榀I18a钢拱架C25混凝土结构,结构断面尺寸为10080cm,钢拱架纵向采用22钢筋连接,预埋127孔口管壁厚4mm,其环向间距中至中40cm,外插角1-3,经测量检查(套拱的中线及高程),拱架同隧道洞口开挖断面一致后,与仰坡锚杆焊接固定,立模浇筑80cm厚100cm长,标号为C25混凝土套拱,然后施做长管棚。3.2.2、长管棚设计参数钢管规格:热轧无缝钢管108mm,壁厚6m
16、m;管距:环向中至中=40cm,管棚长L-28m,左线出口拟加长至40m;倾角:仰角13(不包括路线纵坡),方向:与路线中线平行 。钢管施工误差:环向不大于10cm,径向不大于20cm;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。3.2.3、长管棚施工要点配备KSZ100钻机,钻孔并顶进长管棚钢管。本设计采用C25混凝土套拱作长管棚导向墙,套拱在明洞外轮廓以外施作。套拱内埋设两榀I18a工字钢拱架,纵向用22钢筋连接。管棚应按设计位置施工,先打有孔管,注浆后再打无孔管,无孔管作为检查管,检查注浆质量。 钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15cm,为使钢管错接,编号为奇数的第一节
17、管采用3m长钢管,编号为偶数的第一节钢管采用6m长钢管,以后每节均采用6m长钢管,奇偶孔分别用钢花管和钢管。 钢管顶端必须打入较好的围岩2m以上。3.2.4、管棚施工步骤及施工工艺根据管棚常规施工的过程,可以分为以下几个步骤:施工准备测量放样导向墙基槽开挖管棚加工、制作安装导向工字钢架及固定钢筋立模板浇筑套拱管棚机钻孔成孔检查顶管跟进封口注浆。施工工序见下图。长管棚施工工艺(1)钻孔钻孔时间应在套拱混凝土强度达到75%之后,方可进行。钻孔采用KSZ100电动钻机或管棚机。钻机立轴方向必须准确控制,在浇注好的套拱上标出孔位,孔号分为奇数孔和偶数孔。钻孔顺序为先钻奇数孔用于注浆,后钻偶数孔用于检查
18、注浆质量。钻机顺序由高空位向低空位进行,并间隔错开施工,防止连续钻孔因孔距过小,而造成前一个成型孔在未顶进管时出现塌孔。在钻进一定深度时,要用测斜仪检查孔的倾角是否正确,以便及时纠正,深度达到要求后,应边退钻 边清孔安装管棚钢管以防塌孔。(2)特殊情况处理在钻孔过程中,如果出现卡孔、塌孔现象,可能是隧道地质发生变化,应及时退钻,然后采用往孔内压注浆液的方法,待浆液凝固后,再行开钻;如果出现掉钻头、钻杆断裂现象,可用打捞器取出。钻孔也可为超前地质预报提供一定的依据,因此每一个孔在开钻时,都必须做好详细记录,包括开钻时间、结束时间及遇到的问题等。(3)安装注浆管管棚采用无缝钢管,第一节钢管应做成尖
19、锥状,起导向和减小摩擦阻力的作用。在钻孔成型、清孔和检查钻孔合格后,顶管工作越早越好,应每钻完一孔便顶进一根钢管,钢管采用3m、6m管节逐段接长,连接接头采用壁厚箍,上满丝扣,丝扣长度为15cm,为保证受力均匀性,奇数第一节采用3m,偶数第一节采用6m,以后各节均用6m。管棚顶到位后钢管与导向管间隙用速凝水泥或其他堵塞严密,以防浆液冒出。(4)注浆及封口注浆前应进行现场注浆试验,根据实际情况调整注浆参数,获取管棚最佳注浆参数。浆液采用注浆机灌注。管棚封堵口设有进浆孔和排气孔,当排气孔流出浆液后,关闭排气孔,续灌浆液,达到设计注浆量或者注浆压力时,方可停止注浆。注浆结束标准:注浆压力逐步升高,达
20、到设计终压2.0Mpa。同时现场技术人员负责做好每一根管棚注浆时间、注浆量的详细记录。长管棚施工注浆工艺流程如下图:长管棚施工注浆工艺流程图(5)注浆结束标准、效果检查:注浆结束标准:单孔结束标准:注浆压力逐步升高至设计终压,则继续注浆10min以上,注浆结束时的进浆量小于开始进浆速度的1/4,或注浆量不小于设计注浆量的80%。全段注浆结束标准:所有注浆孔均符合单孔结束条件,无漏注情况。注浆效果检查:一是分析法:分析注浆过程,查看每个孔的注浆压力、注浆量是否达到设计要求;注浆过程中漏浆、跑浆是否严重,从而以浆液注入量估算注浆扩散半径,分析是否与设计相符。二是检查孔法:用地质钻机按设计孔位和角度
21、钻检查孔提取岩芯进行鉴定,同时测定检查孔德吸水量(即钻机漏水量),单孔时应小于1L/(minm),全段应小于20L/(minm)。检查完成后,检查孔再进行注浆补强,并用砂浆全孔封闭。注浆过程异常情况处理:钻孔过程中遇见突泥情况,立即停钻,进行注浆处理;在掌子面有小裂隙漏浆,先用水泥浸泡过的麻丝填塞裂隙,并调整浆液配比,缩短凝胶时间,若仍跑浆,在漏浆处用普通风枪钻浅孔注浆固结。当注浆压力突然升高,则只注纯水泥浆或清水,待泵压恢复正常时,再进行双液注浆,若压力不恢复正常,则停止注浆,检查管路是否堵塞。当进浆时很大,压力长时间不升高,则调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小泵量、低压力注浆,以使
22、浆液在裂隙中有相对停留时间,以便凝胶;亦可采用间歇式注浆,但停留时间不能超过浆液凝胶时间。3.3小导洞施工3.3.1 开挖小导洞位于隧道上台阶中间位置,导坑外轮廓尺寸为3m(宽)4m(高),顶部为一半径1.5m的半圆形拱,详见图3.1-1。开挖采用光面爆破,减小装药量,进行弱爆破,人工辅助出碴。每循环开挖不超过2m,开挖后及时进行初支,每2m设置一榀钢拱架,加强支护。3.3.2 初期支护小导洞采用22砂浆锚杆6钢筋网片喷射厚混凝土进行初期支护,锚杆长2m,间距1m,梅花形布置,钢筋网格间距20cm20cm,并每2m设置一道I18工字钢拱架,纵向连接钢筋采用22螺纹钢,间距为1.0m,喷射C25
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