鲍家店隧道洞口工程首件施工方案Word格式.docx
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良好的施工进度是依靠合理投入和科学的施工组织实现,避免出现安全质量事故。
第二章工程概况
二.1工程简介
十堰经镇坪至巫溪高速公路鲍峡至溢水段位于鄂西北十堰市西南部,起于郧阳区鲍峡镇接十天高速,沿G242国道向南延伸,途径鲍峡镇、双台乡、楼台乡、溢水镇,止于竹山县溢水镇接麻安高速公路,路线全长58.632Km。
图2.11项目地理位置图
本合同段长19公里,设置有隧道(7+0.5)座,分别为鲍家店隧道、前梁山隧道、窑坊岩隧道、猫耳山隧道、赵湾隧道、军家坪隧道、中咀山隧道、鸡公寨隧道。
隧道单洞6658m/7.5座,其中鸡公寨隧道为特长隧道,与SWBY-3合同段共建,左幅1018m/右幅1040m,为本合同段控制性工程,其余均为中、短隧道。
二.2鲍家店隧道简介
鲍家店隧道为上下行分离式中隧道,两洞轴线相距43.5m,进口位于十堰市鲍峡镇分水岭村南侧,出口位于十堰市鲍峡镇鲍家店村北侧,进出口段轴线呈北东-南西向展布。
鲍家店隧道左幅起讫桩号ZK0+354~ZK1+018,长664m;
右幅起讫桩号YK0+312~YK1+010,全长698m。
隧道进口端左右幅洞门均为端墙式,出口端左右幅洞门均为削竹式;
通风方式为自然通风。
表2.21鲍家店隧道一览表
序号
隧道名称
全长
净空(宽×
高)
洞门型式
起始桩号
终点桩号
长度(m)
(m)
进口
出口
1
鲍家店隧道
ZK0+354
ZK1+018
664
10.50×
5
端墙式
削竹式
2
YK0+312
YK1+010
698
二.3工程地质、水文地质及气象情况
二.3.1地形地貌及地址构造
隧址区属构造剥蚀中山区,地形起伏较大,植被发育。
隧道轴线经过地段地面高程约335.4m~536.9m,最大切割深度约200m,冲沟多为鸡爪状“V”形沟谷。
隧道进出口地形坡度均较陡,自然坡角33°
~41°
。
进口斜坡局部覆盖层第四系残坡积粉质黏土,下伏基岩为中元古界武当山群第二岩组绢云母石英片岩,洞口边、仰坡主要强风化片岩中,坡体条件一般,基岩片理很发育,为最发育结构面。
片理面与仰坡呈大角度相交,对洞口仰坡稳定性较有利,但施工扰动、开挖暴露下表层岩土体可能出现局部垮塌;
片理面与右侧边坡组合关系为逆向坡,对坡体稳定性较有利,但受其他节理裂隙的组合影响,坡体表层岩体在施工扰动、开挖暴露下也易造成局部垮塌;
片理面与左侧边坡组合关系为大角度斜交坡,对坡体影响不大,但受坡体节理裂隙的组合影响,坡体表层岩体在施工扰动、开挖暴露下可能造成局部滑塌。
出口斜坡地形较陡,地表基岩裸露,为中元古界武当山群第三岩组绢云母石英片岩,基岩片理很发育,为最发育结构面。
片理面与仰坡及右侧边坡的组合关系均为逆向坡,对边坡对边坡稳定性较有利;
与左侧边坡组合关系均为斜交坡,对坡体影响不大,但受其他节理裂隙的组合影响,坡体表层岩体在施工扰动、开挖暴露下易造成局部垮塌。
二.3.2水文地质
隧址区地表水主要为大气降水形成的地表面流及山间冲沟内的季节性流水等,水量一般较小,受及细节性影响较大,隧道出口段右侧冲沟中有一溪流,雨季地表水充沛时,溪水冲刷边、仰坡,对齐稳定性不利,宜及时做好截流、疏排措施。
隧址区地下水类型主要为基岩裂隙水,赋存于岩体裂隙中,地下水仅沿其细小的层间裂隙、岩体节理运动,主要受大气降水补给,并受岩体完整性及裂隙开启程度制约,水量一般较贫乏,呈脉状、线状排泄。
在隧道浅埋及岩体破碎区段,由于基岩裂隙发育,地表水易下渗,地下水流通较好,受降水影响在雨季开挖时可能存在渗水或淋雨状出水现象,施工中需做好排水措施,并控制开挖进尺、及时支护衬砌。
隧址区地表水、地下水对钢筋混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。
二.3.3气象情况
项目区为大陆性气候,属北亚热带季风湿润气候区,四季分明,山区多雾多雨,8、9、10月份为雨季,7、8月最为炎热,最高气温达40℃,1月份气温最低,可达-13.5℃。
年平均气温为15.3℃,11月份至翌年3月为降雪期,年均降雨量800~915mm,年无霜期超过230天。
受高海拔、破向等地形地貌因素影响,气候复杂多变,灾害性天气时有发生。
第三章首件工程目的
三.1总体思路
为了贯彻执行《关于印发“湖北省十巫高速公路建设项目工程质量‘首件合格制’实施细则(试行)”的通知》(鄂交十巫发【2018】31号)文件精神,有效控制公路工程施工质量,预防质量通病,消除质量隐患和重大质量事故,我标段按要求对隧道洞口工程进行“首件合格制”。
隧道洞口首件工程,立足于“预防为主、先导试点”的原则,以打造“品质工程”提高工程质量为目的,为后续的隧道洞口施工积累经验。
通过首件施工检验隧道洞口施工工艺、机械配置、人员配置、施工顺序等是否合理,以及拌和站混凝土的供应能力是否满足要求,以便在后续施工中加以改进和优化。
三.2主要目的
(1)验证施工工艺和施工方法在本工区施工中的适用性及资源配置的合理性;
(2)选定满足施工所需的各种工艺参数;
(3)通过首件工程施工,指导本标段洞口段工程施工作业。
第四章首件工程选择
标段内(7+0.5)座隧道,按照工程规模的大小和隧道距离情况,施工任务划分为4个施工队伍施工,隧道一队施工鲍家店隧道,隧道二队施工前梁山隧道、窑坊岩隧道、猫儿山隧道。
隧道三队施工赵湾隧道和军家坪隧道,隧道四队施工中咀山隧道和鸡公寨隧道。
本标段划分为3个工区,鲍家店隧道、前梁山隧道、窑坊岩隧道及猫耳山隧道属一工区,赵家湾隧道、军家坪隧道属二工区、中咀山隧道、鸡公寨隧道属三工区,其中鲍家店隧道左洞出口洞口工程作为一工区隧道洞口首件工程优先施工。
隧道一队人员及机械设备均已进场,鲍家店隧道左洞出口施工便道已贯通,具备洞口施工条件,可指导后续洞口施工。
第五章临建设施规划
根据湖北省高速公路建设标准化相关要求,结合本工程施工实际需求布置洞口施工设施,施工设施采用封闭式管理。
隧道一队负责施工鲍家店隧道,共设置2处工人驻地,1处隧道喷混站、1处钢筋场,其中钢筋场和喷混站建设在同一场地。
五.1驻地建设
鲍家店隧道出口地形陡峭,场地有限,现拟建设两处驻地,其中1#驻地在村道旁靠近民房,2#驻地在东河1#桥与隧道出口施工便道之间。
五.2钢筋场
隧道1#钢筋场设置在主线ZK1+200左侧50m处空地,钢筋棚面积为576㎡,负责生产鲍家店隧道钢筋及型钢,共计钢筋917t、钢拱架1064t。
钢筋场配备1台10t龙门吊及钢筋调直切断机、钢筋弯箍机、切割机、型钢冷弯机、电焊机等钢筋、型钢加工制作设备。
五.3喷混站
隧道1#喷混站与隧道1#钢筋场公用一个场地,负责生产鲍家店隧道所有喷射混凝土,共计9182m³
喷混站配备1套JS750型拌和机、2个100t水泥罐、4个料仓,以满足生产需要。
五.4施工便道
施工便道从G242国道引至鲍家店隧道左洞出口,其间利用既有村道约50m,新建便道总长约300m,坡度12%,路基顶宽6.5m,路面宽度6m;
由于坡度陡,采用20cm厚C20混凝土面层,下覆30cm厚开山渣。
五.5施工用电
现阶段因大电未接通,采用柴油发电机发电,洞口处配备2台400kW的柴油发电机,以满足施工需求。
五.6其他设施
空压机、水池设置在隧道洞口附近,施工用混凝土由就近的拌合站负责拌合,隧道施工用水采取高压出水罐加压法,隧道洞口右侧修筑容量为20m³
的浆砌片石低水位蓄水池,由东河直接向蓄水池供水,蓄水池向洞内供水利用空压机压缩的高压风对储水罐中的水进行加压供水的方法。
各配水横管的给水压力大于0.35MPa时,应设置减压或者调压设施。
隧道1#场站
施工便道
隧道2#驻地
隧道1#驻地
G242国道
图5.61鲍家店隧道场站及便道地理位置示意图
第六章首件施工方案
六.1资源配置
洞口工程施工主要人员、机械设备配置见下:
表6.11隧道主要机械设备及需求配置表
施工工序
设备名称
规格/型号
单位
数量合计
备注
边、仰坡开挖
挖掘机
卡特323D
台
装载机
龙工855N
3
凿岩机
XY-28-300
4
空压机
螺杆22m³
发电机
300KW
7
钻孔工
/
人
8
边、仰坡防护
潮喷机
8m³
9
电焊机
500
10
11
12
注浆机
BW-250/50
13
灰浆搅拌机
GHJ180
14
钢筋调直机
15
锚杆工
16
套拱施工
冷弯机
17
钢筋切断机
18
钢筋弯曲机
19
20
焊工
21
安装、模板工
22
砼浇筑工
23
管棚施工
潜孔钻
金科358
24
阿曼460S
25
液压注浆机
G2JB
26
27
28
6
29
安装工
30
注浆工
六.2施工进度计划安排
鲍家店隧道左右洞先后错开开挖,左洞先行洞,右洞为后续洞,洞顶截水沟全幅施工,左洞长管棚施工完成后,方可右洞边仰坡开挖,具体进洞施工计划如下:
表6.21鲍家店隧道左洞洞口工程施工进度计划表
任务名称
工期
开始时间
完成时间
总工期
21天
2018年4月1日
2018年4月21日
隧道洞顶截水沟(左幅)
5天
2018年4月5日
隧道边、仰坡开挖
4天
2018年4月6日
2018年4月9日
隧道边、仰坡防护
2018年4月7日
2018年4月11日
平行施工
隧道管棚施工
10天
2018年4月12日
六.3施工方法
鲍家店隧道左幅长664m(右幅698m),为中隧道,左右洞纵坡均为-1.5%。
十堰端洞口处山坡陡峭,洞口路基短,山体偏压较严重,可能导致支护结构出现变形开裂甚至侵限,设计采用偏压衬砌,无合适的弃土场场地。
巫溪端洞口处山坡较缓,洞口路基长,有合适的场站建设场地,水源丰富,拟选弃土场场地较好。
根据隧道设计及进出口地形条件,鲍家店隧道采用从巫溪端洞口单向双洞同时掘进方式施工。
鲍家店隧道左洞拟定进洞桩号为ZK1+007,右洞拟定进洞桩号为YK0+999,根据施工便道选线及地形条件,左洞为先行洞,右洞为后续洞;
左洞长管棚施工完成后,方可右洞边仰坡开挖。
洞口及明洞采用明挖法开挖,衬砌台车模筑明洞衬砌。
表6.31隧道进洞施工工序说明
施工流程
施工方案说明
一、边仰坡开挖、防护
1、洞口土石方及明洞路堑开挖前,先清除边、仰坡上的浮石、危石,施作洞顶截水沟,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。
2、土石方先外后内,自上而下分台阶开挖,采用机械开挖,石方机械难以开挖方可采用浅孔台阶钻爆法开挖,及时进行边、仰坡防护。
二、超前管棚施工
1、在洞口位置施作套拱,预埋导向钢管;
2、利用潜孔钻进行钻眼安装长管棚钢管;
3、管棚压注水泥浆;
在施工过程中严守“短进尺,弱爆破,强支护,早成环,勤量测”的原则,彻底贯彻“新奥法”的设计思想,根据现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案。
六.4控制测量
隧道的测量工作极为关键。
开工前,首先复测设计中线,并在山顶布设导线网联系进出洞口方向,达到设计精度,进出口高程进行复测闭合,采用统一高程。
导线复测工作应与SWBY-3合同段配合进行。
施工中在洞内布设导线,建立中线与导线互控网络,经常将洞内点引出洞外与导线网联系,进行检测复核。
贯通后进行洞内与洞外控制点闭合测量。
确保隧道中线精度符合要求。
为保证隧道施工贯通精度,拟定如下测量控制方案:
六.4.1地表平面控制
(1)为保证洞口投点的相对精度,平面控制网根据设计提供的控制点和实地地形情况布设精密控制网,并保证洞口附近有二个或二个以上的精密控制网点。
(2)地表控制网经过多级复测,复测无误后方可进行引线进洞的测量工作。
六.4.2洞口联测
为保证地面控制测量精度很好地传递到洞内,采用如下洞口控制测量方案:
(1)在洞口仰坡完成及洞口施工至设计标高后,在洞口埋设两个稳固的导线控制点。
(2)洞口附近在基础稳定处埋设2~4个水准点,与地表水准控制网组网观测及平差计算,以便于隧道进洞水准测量。
六.4.3测量方法及措施
(1)地表平面控制测量选用全站仪施测,建立四等导线控制网,并把隧道中线和横向轴线纳入控制网内以保证放样精度。
(2)高程控制按四等网施测,运用光电三角高程新技术,高程起算点利用定测高程,三角高程与地表平面控制测量同时进行相关的平差计算,天顶角观测四个测回,仪器高和反射镜高量至毫米。
(3)洞内控制测量与地表平面控制测量按同等精度建网,施工中线测量使用光电经纬仪。
(4)具体要求
a.项目部测量组负责地表平面控制测量、高程控制测量和洞内引线控制测量,提供正确的进洞方位和高程点。
测量组对精测组提供的测量成果和桩橛经复核无误后方可使用,并负责中线、高程测量。
中线测量在隧道每掘进20米,衬砌每10米时各进行一次,隧道每延伸100米时建导线网复核一次。
b.测量作业需按《测规》要求,原始记录齐全,测量资料整洁无误,各种计算工作必须由两人独立进行,对照无误后方可进行下一步工作。
c.所使用仪器,钢卷尺按规定定期送检。
d.测量组需保管好各种测量桩橛,包桩时注明桩号,以防毁坏或用错桩。
六.4.4原地面复测
洞口清表完成后,对原地面进行复测,并绘制断面图,与设计做比较,计算出设计进洞桩号明暗交界处洞顶埋深,经测量数据分析,设计进洞桩号满足实际进洞条件。
六.5施工工艺流程
积极推广“零开挖”进洞理念,遵循“早进洞、晚出洞,保护环境”施工原则。
尽量避免对山体的大挖大刷;
隧道洞顶截水沟以内植被禁止砍伐破坏,分离式隧道中间山体中导洞开挖时两侧山体应尽可能保护,维护原有的生态地貌,力求与自然环境、人文景观相协调。
鲍家店隧道巫溪端洞口结构形式为削竹式。
隧道洞口施工工艺流程图见下图。
图6.51隧道洞口施工工艺流程图
施工前,布设满足规范要求的高等级测量控制网。
施工时,根据定测的施工控制网,精确测设出洞门桩和进洞方向,并依据设计图纸放出边、仰坡开挖线。
根据隧道水文地质情况,进洞要按“先排水、再进洞,统筹安排,减少干扰”的原则进行。
施工前做好地面防排水设施,避免地表水浸入围岩。
根据设计要求分级开发边仰坡至洞口桩号,边开挖边防护。
鲍家店隧道为上下行分离式双洞中隧道,两洞轴线相距43.5m,根据施工图设计,此间距处的土体需要挖除,但此部分土体对于隧道洞口仰坡的稳定有利,因此在施工时,在场地允许的情况下,尽量少开挖此部分土体,已达到核心土的支撑作用,待明洞及洞口段暗洞二次衬砌施工完成后,方可进行挖除,采用边开挖、边支护方式分层开挖,减少开挖暴露时间。
同时购买塑料布等,用于降雨时覆盖此部分开挖工作面,减少滑坡的可能性。
六.6清表
根据边、仰坡开挖边线,对洞口边、仰坡及洞顶截水沟位置进行清表。
清表采用挖掘机配合人工清除洞口原地面的植被,有可能滑塌的表土及危石等,保证刷坡的顺利施工。
六.7截水沟施工
隧道洞口地质条件较差,因此施工时保证洞口边、仰坡的稳定是洞口安全施工的基本原则。
根据洞口埋深的实际情况,首先作好防排水,按设计图纸和实际地形,在距坡顶线3m外砌筑洞顶截水沟,并经排水沟排放至洞口处溪流,使之形成完整的排水系统,防止地表水流入施工场地范围内,保持隧道洞口边、仰坡稳定、安全。
待出口路基施工完成后洞顶截水沟与路基边沟连接。
排水沟材料采用M7.5浆砌片石结构形式,净尺寸为60×
60cm,铺砌厚度为30cm。
施工注意事项:
(1)根据边、仰坡开挖线及实际地形确定截水沟走线,并洒白灰线示意;
(2)截水沟基坑宽度不小于1.2m,靠山侧深度为0.9m,另一侧根据山体坡度确定,沟底必须夯实整平,无反坡;
(3)山坡原地面坡度大时,可根据地形基底开挖成台阶状;
(4)浆砌片石砌筑采用坐浆法,砂浆饱满,片石粒径不大于30cm,保证截水沟不渗水;
(5)截水沟每50m设置一道伸缩缝,缝宽2cm,深度5cm,缝用沥青麻絮填塞;
(6)截水沟施工完成,并达到一定强度之后,截水沟两边进行回填土夯实。
(7)截水沟靠山体侧沟身应全须部埋置于原地面以下,保证坡面雨水能自然流入,截水沟施工完成后,其基槽人工回填碾压密实。
洞顶截水沟断面见下图:
图6.71洞顶截水沟断面图
六.8边、仰坡开挖
洞口边坡及仰坡采用明挖法进行施工,自上而下分阶段、分层进行开挖,每层开挖高度不大于2m,开挖后立即进行防护,保证坡防护必须与边坡开挖同步进行。
开挖到成洞面附近时要求预留核心土体,待洞口长管棚施工完成后再开挖进洞。
开挖时需时刻注意洞口段地质状况,确保边、仰坡稳定性,洞口边、仰坡临时防护采用喷锚防护,明洞回填后采用植草防护。
为减少对坡体扰动,左右洞分幅开挖,采用机械开挖方式,机械直接开挖困难段采用“啄木鸟”方式,尽可能的避免爆破开挖,如须爆破采用潜孔局部微爆破开挖方法。
边坡开挖需要注意事项:
(1)按照图纸的要求,在洞口施工放样的线位上进行边坡、仰坡自上而下的开挖,不得采用大爆破,尽量减少原地层的扰动。
(2)边坡、仰坡上以及其他可能对隧道洞口、线路形成威胁的浮石、危石要清除,坡面凹凸不平应予整修平顺。
施工期间实施不间断监测和防护。
(3)洞门端墙处的土石方,应结合地层稳定情况、洞门施工季节和隧道施工方法等进行开挖。
(4)松软地层开挖边坡、仰坡时,宜随挖随支护,加强防护,随时监测、检查山坡稳定情况。
(5)进洞前完成应开挖的土石方、废弃的土石方,堆放在指定弃土场,边坡、仰坡上方不堆置弃土、石方。
(6)清表范围以满足开挖面为原则,洞顶截水沟与成洞面破顶之间植被应保留,控制边坡暴露面得范围、尽可能保护原有自然植被。
六.9边、仰坡防护
洞口施工时,边、仰坡采取临时防护措施,待明洞和洞门施工并明洞回填完成后采用三维网植草防护。
左右洞明洞浇筑完成后,方可进行左右幅之间山体开挖,其临时防护形式与洞口仰坡一致。
边、仰坡临时防护须按照图纸坡率及测量放样随挖随防护,仰坡开挖防护与边坡平行进行,防护形式为挂网锚喷防护,采用10cm厚C20喷射混凝土,钢筋网直径为φ6mm,网格间距20×
20cm,φ42注浆导管长450cm,以纵横向150cm间距梅花形布置。
图6.91边仰坡临时防护示意图
六.9.1施工顺序
边、仰坡防护施工顺序:
注浆导管施工→挂钢筋网→喷射混凝土。
六.9.2注浆导管施工工艺
边、仰坡坡防护注浆导管采用外径42mm,壁厚3.5mm的热轧无缝钢管,边坡安设方向为水平方向(仰坡安设方向与坡面垂直),导管以纵横向1.5m的间距梅花形布置。
施工工艺:
测设布孔→注浆导管加工→钻孔与清孔→注浆导管安装→注浆导管注浆。
(1)注浆导管加工
注浆导管长450cm,钢管前端呈尖锥状,尾部焊上A6加筋箍,管壁四周以纵向15cm间距梅花行钻A6mm压浆孔,尾部1m范围不钻孔。
注浆导管加工大样图见下图6.92,图中340cm。
图6.92注浆导管大样图
(2)注浆导管钻孔
首先严格按图纸要求定出孔位。
注浆导管钻孔采用XY-28-300型凿岩机配备50钻头成孔,钻孔完成后,要用高压风清洗。
钻孔深度不小于注浆导管长度,钢管打入角度与坡面垂直。
(3)注浆导管安装
每钻完一孔后需立即一次性顶入注浆导管,其外漏长度控制在5~10cm,后续与钢筋网连接。
(4)注浆导管注浆
a压浆前,应对孔道进行清洁处理,并使孔壁完全湿润;
冲洗后,使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹
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