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4mm小导管。
具体参数为:
主洞超前支护为小导管L=5m/根,环向间距为40cm,循环间距为3.5m;
临时侧壁小导管L=4.5m/根,环向间距为35cm,循环间距为3m。
超前小导管设置于导坑两侧钢架外侧,开挖前应预先施工。
超前小导管采用φ42热轧无法钢管,管壁厚为4mm,管口段1m钢管不开孔,其余部分按15cm间距设置梅花形注浆孔,孔径8mm。
注浆采用水泥浆,水泥浆水灰比0.5:
1,注浆压力为0.5-1Mp,注浆前在钻孔口处喷射15cm喷射混凝土作为止浆墙,保证注浆效果。
超前小导管分别布置于左右侧壁导坑和拱部外弧,左右侧壁各布置双层20根小导管,拱部布置50根小导管。
超前导管施工工艺框图
小导管施工要求:
①小导管安设一般采用打入法,即先钻孔,钻孔直径比钢管直径大3~5mm,然后将小导管穿过钢架,用锤击或钻机顶入,顶入长度不小于钢管长度的90%,并用高压风将钢管内的砂石吹出。
②小导管安设后,用塑胶泥封堵孔口及周围缝隙,必要时在小导管附近及工作面上喷射砼,防止工作面坍塌。
③隧道开挖长度必须小于导管的注浆长度,预留部分作为下一次的止浆墙。
④注浆前必须进行压水试验,检查机械设备是否正常,管路连接是否正确,为发挥设备效率加快施工速度,可采用群管注浆,每次3~5根。
⑤注浆量达到设计量或注浆压力达到设计压力时可停止注浆。
⑥注浆过程中要随时观察注浆压力机注浆泵排浆量变化,分析注浆情况,防止堵管、跑浆、漏浆。
做好注浆记录,以便分析注浆效果。
注浆异常现象处理:
①发生串浆现象:
即浆液从其它孔中流出时,采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆;
②注浆压力突然升高:
可能发生了堵管,停机检查;
③注浆量很大,压力长时间不升高:
则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小量低压力注浆或间歇式注浆,使浆液在裂隙中有相对停留时间,以便凝胶,但停留时间不能超过浆液的凝胶时间
2、洞身开挖
“双侧壁导坑法”即延隧道两侧对称设置两处导坑,每处导坑并分上下两部分进行开挖、支护,拱部导坑分上中下三部分进行,上部开挖时预留核心土。
具体分部位置的断面示意图如下所示:
本隧道施工时主要以挖掘机开挖为主,人工开挖为辅助。
挖掘机型号为CAT320型,挖掘机铲斗定制1m3容量,专门适合小断面隧道施工;
局部软岩采用人工风镐或洋镐开挖,局部硬质岩体采用钻眼爆破方法。
钻眼采用风动凿岩机,孔径φ40mm,爆破采用岩石乳化炸药,起爆方式采用非电毫秒雷管分段起爆。
出碴用柳工ZL50C侧翻式装载机,15T自卸汽车运至弃碴场,人工凿顶及排除危石。
A、施工工序:
1)、超前支护完成后,利用洞身上一循环架立的钢架施作隧道洞身,然后开挖左侧壁上导坑,每循环进尺为50~60cm。
测量定位并施作上导坑左侧壁周边的初期支护和临时支护,架立洞身钢架及临时架,并设置锁脚锚杆。
分段初喷4cmC25喷射混凝土,钻设径向锚杆眼安装锚杆并注水泥浆,接着挂双层钢筋网片,分层喷射混凝土至设计厚度。
2)、开挖右侧壁上导坑并施作导坑周边的初期支护和临时支护。
3)、开挖左侧壁下导坑,每循环进尺1m,及时施作初期支护和临时支护,架立钢架、钻设径向锚杆、挂钢筋网片并喷混凝土至设计厚度。
4)、开挖右侧下导坑并施作该段初期支护和临时支护。
5)、施工拱部超前小导管,然后开挖上部环形导坑,预留核心土。
及时架设拱部钢架,初喷4cm厚喷射混凝土,接着施工径向锚杆、钢筋网片,最后喷混凝土至设计厚度。
6)、分台阶开挖中部核心土,开挖主洞仰拱部分,及时安装钢拱架并浇筑C25仰拱初期支护混凝土,使隧道行车一个整体环向支撑。
7)、双侧壁开挖时,左(右)侧导坑要超前右(左)侧导坑大于5m距离,侧壁导坑要超前左右侧导坑大于5m距离;
上导坑要超前下导坑大于3m距离。
二衬距离掌子面里程不大于200m。
8)、逐步拆除临时钢架,灌筑隧道仰拱和仰拱填充。
9)、根据监控量测结果分析,待变形收敛后或根据需要,利用12m整体式液压衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
B、双侧壁导坑法施工注意事项:
1)、隧道应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量”的原则。
2)、开挖方式均采用弱爆破或人工开挖,爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
3)、工序变化处之钢架(或临时钢架)应设锁脚锚杆,且必须对锁脚锚杆注浆,确保钢架稳定。
4)、当现场导坑开挖孔径及台阶高度进行适当调整时,应保证侧壁导坑临时支护与主体洞身钢架连接牢固,并考虑侧壁导坑自身的稳定及施工的便捷性。
5)、拱架架之间纵向连接筋应按设计图纸要求设置,及时施作并连接牢固。
拱架拱脚部位应密实,使拱架座落在稳定的岩层上,否则应将拱脚喷射混凝土喷射密实,并垫钢板或混凝土块。
6)、临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后,方可进行。
拆除临时拱架后,加大隧道主体监控量测,如有变形较大及时进行加强处理。
7)、施工中应按隧道规范及设计图的要求,进行监控量测并及时反馈结果,根据监控量测成果分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整及灌筑二次衬砌的时机提供依据。
2、初期支护
(1)施工程序
围岩开挖→找顶→洞身岩面初喷4cmC25喷射砼→架设钢架→打设径向锚杆→挂设钢筋网→复喷C25混凝土至设计厚度→检查验收。
(2)施工方法
喷射砼采用湿喷施工工艺。
喷射混凝土采用C25混凝土,混凝土在拌合站集中拌合。
I22b钢拱架和I20b钢拱架在加工厂集中加工,汽车运至洞内,装载机配合人工安装架设。
锚杆采用TY-28风钻钻孔,人工安装,注浆前吹洗孔内残碴,并采用注浆泵压注水泥浆,保证灌浆饱满。
D25中空注浆锚杆尾与钢架焊接牢固,并设置垫板和螺母。
φ8钢筋网在加工场加工成型,现场人工安装,钢筋网片大小按1.5m×
0.8m规格加工,安装时用电焊点焊固定在钢架及锚杆外露头上,以防喷射砼时晃动。
网片间搭接长度不小于一个网格。
(3)湿喷法喷射砼
①喷射混凝土所用的原材料应符合以下要求:
水泥:
采用普通硅酸盐P.O.42.5号水泥。
骨料:
细骨料采用河砂,细度模数应大于2.5,含泥量不大于3%;
粗骨料采用坚硬耐久的碎石,粒径5~10mm,含泥量不大于1%。
外加剂:
所使用的速凝剂符合国家规定,速凝剂要求初凝时间不大于5min,终凝时间不大于10min。
减水剂应严格按实验设计配合比施工。
②喷射砼前的准备工作
1)喷射砼前撬去掌子面危石和欠挖处理。
用高压水、高压风清除杂物,用高压水冲洗表面。
遇到表面水量大时,采取措施将水集中引排。
2)施工所需的机具设备及原材料均已准备,并且机具设备能够正常运行,原材料经检验合格,粗骨料加工拌和前要再次过筛,以防止超径骨料混入,造成堵塞。
细骨料堆放在防雨料库,以控制含水量,且数量满足施工需要。
3)机电检查:
喷前进行电器及机械设备检查和试转,检查各部分连接是否符合要求,在施工作业场所配备充足照明及通风设备。
③湿喷法施工工艺
喷射混凝土施工工艺图如下所示:
湿喷混凝土施工工艺框图
喷射机械安设调整好后,先注水、通风,清除管道内杂物,清除掌子面杂物尘埃。
喷射混凝土大堆料要储放于储料棚内,避免露天堆放、淋雨、环境污染和倒运材料而引起的泥污染集料,引起堵管和强度降低等现象。
喷射前,先开风,再送料,后开速凝剂阀门,以易粘结、回弹小、表面湿润光泽为准。
严禁随意增加速凝剂和减水剂掺量。
喷射机的工作风压严格控制在0.3~0.5Mpa范围内。
严格控制好喷嘴与受喷面的距离和角度。
喷嘴与受喷坡面垂直,有钢筋时角度可调至70°
左右,喷嘴与受喷坡面距离控制在0.6-1.2m范围内。
喷射顺序自下而上分段分层进行,呈旋转轨迹运动,旋转半径30cm,一圈压半圈,纵向按蛇形状布设。
喷射过程中应及时检查混凝土的回弹率和实际配合比。
喷射混凝土的回弹率:
边墙不应大于15%,拱部不应大于25%。
喷射层厚度边墙7~10cm,拱部5~7cm,厚度过大会削弱混凝土颗粒间的凝聚力,促使喷层因自重过大而脱落,或拱顶处与围岩面间形成空隙;
如果一次喷射厚度过小,则粗骨料容易回弹,后一层与前一层喷射时间间隔12-20min。
影响喷层厚度的主要原因是混凝土坍落度、速凝剂的作用效果和气温。
喷射混凝土厚度采用预埋钢筋法测设,不够设计厚度的重新加喷补够。
喷射混凝土终凝2h后,对喷射混凝土进行养护,喷射混凝土由专人湿润养护,养护时间不小于7天,以减少由于水化热引起的开裂,若发现裂纹用红油漆作上标识,进行观察和监测,确定其是否继续发展并找出原因进行处理。
(4)型钢拱架施工
①钢架的制作
型钢拱架在洞外的钢筋加工厂内进行加工,加工前先按1∶1的比例进行放样,确定主要杆件的下料尺寸。
型钢拱架利用型钢弯曲机弯曲成型,而后焊接接头钢板并进行试拼,经检查加工拱度满足要求后存放于构件场内备用。
拱架加工的焊接不得有假焊,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷,钢架接头应焊接密实、焊缝饱满,接头处应贴10×
10cm钢板并焊接密实,每榀钢架加工完成后应试拼,周边误差为±
3cm,平面翘曲应小于2cm,偏差超出规定或焊接质量达不到要求的钢架严禁使用。
型钢拱架在洞外分片堆放,上盖下垫。
洞内安装时,使型钢拱架与隧道中心线垂直,最后焊接连接筋,使钢架成为一个整体。
主要施工技术要求:
立设型钢拱架、挂网、打设锚杆应在隧道开挖初喷4cm混凝土后进行;
型钢拱架和钢筋网片的钢筋种类、型号、直径和间距等应符合设计要求。
所有加工好的钢架必须标示明确,将各单元名称用红油漆标注于钢架两侧,如:
A单元应标注“A”,临时钢架A单元应标注“临A”。
②钢架的安装
钢架施工工艺如下:
钢支撑施工工艺框图
型钢拱架利用运输车运进洞内,人工配合机械进行逐榀安装。
立拱时各节钢拱架采用螺丝将连接板联结牢固、位置正确。
安装时使段与段之间的连接板结合紧密,不留有缝隙。
钢架安装必须严格按照设计间距0.5m一榀进行架设,允许偏差不的超过5cm。
每榀钢架安装时,要认真定位,不偏、不斜,轮廓要符合设计要求。
对型钢拱架的加工误差及变形值应采取有效措施加以控制,严禁采用热加工,避免降低钢架强度及刚度。
安装前应彻底清除底脚下的虚碴及杂物。
底脚标高不足时,不得用洞碴回填,必要时可用喷射混凝土加固基底,或采用垫钢板和混凝土垫块调解钢架高度,确保拱脚置于牢固的基础上。
拼装时各节钢架间连接板之间宜设置橡胶垫板,并同钢架连接板密贴,然后用M20螺栓螺母连接牢固,螺栓连接时螺母方向应交错开布置。
钢架与锚杆焊接牢固,相邻钢架之间纵向采用φ22螺纹钢筋连接,纵向连接筋环向间距为1m,焊接采用周边焊,同钢架焊接牢固。
分步开挖施工时,钢拱架拱脚应打设φ22mm的锁脚锚杆,锚杆长度2.5m,每侧脚板处数量为2根,并采用φ22“U”形钢筋同钢架满焊连接。
下半部开挖后钢架应及时接长落底至基岩。
钢架与围岩间的间隙应用喷混凝土充填密实;
喷射混凝土应全部覆盖钢架,保护层厚度不得小于4cm。
(5)钢筋网施工
钢筋规格、材质应满足设计要求,进场须经试验合格。
钢筋网采用Φ8光圆钢筋,钢筋应冷拉调直后使用,钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。
钢筋网格尺寸为20×
20cm。
钢筋网铺设平整,与钢架联结牢固,网片之间搭接长度不小于20cm(一个网格)。
钢筋网在洞外提前加工成1.5×
0.8m钢筋网片,钢筋网片网格采用点焊连接,运输至洞内安装焊接在锚杆上。
安装时,钢筋网紧贴受喷岩面的起伏铺设。
钢筋网的混凝土保护层不小于3cm,且与锚杆连接牢固,在进行喷射作业时不颤动。
钢筋网片加工如下图:
(6)中空注浆锚杆、砂浆锚杆
隧道系统锚杆采用D25中空注浆锚杆,主洞支护锚杆间距0.75×
0.5m(环×
纵),锚杆长4.5m;
临时支护锚杆间距为1×
纵),锚杆长度为2.5m。
锁脚锚杆采用φ22砂浆锚杆,锚杆长度为2.5m。
锚杆施工时其深度误差不得大于±
50mm,所有锚杆尾部均配备垫板和螺母。
在使用前应调直,除锈、除油,并按规范要求进行取样试验,符合要求后使用。
①砂浆锚杆施工
注浆采用注浆泵,若为砂浆锚杆时则注浆管应先插到距孔底5~10cm处,并随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出,随即迅速将锚杆插入,若孔口无水泥砂浆溢出,应将杆体拔出重新注浆,始终保持注浆管口埋在砂浆内,以免砂浆中出现空洞;
②中空注浆锚杆
首先采用YT-28凿岩机钻眼,钻眼采用湿打眼,然后用插入高压风管将锚杆冲干净,人工及时插入锚杆杆体,安装止浆塞、垫板和螺母,并将锚杆和钢架或钢筋网片焊接连接,将注浆管道连接到注浆塞上注水泥浆液。
③注水泥浆
注浆采用采用水泥浆,水泥浆水灰比为0.5:
1,注浆压力为0.5-1Mp。
钻孔前先标定钻孔位置。
孔深应大于锚杆设计长度10cm,孔径应符合设计要求,锚杆孔距允许偏为±
15cm,孔内积水、积粉及岩碴要吹洗干净。
锚杆采用人工安设,锚杆端头安装垫板并与喷砼面密贴,设好孔口注浆塞。
注浆开始或中途停止超过30min时,应用水润滑注浆罐及其管路。
杆体到位后,要用木楔或小石子将孔口卡住,防止杆体滑出。
砂浆未达到设计强度的70%时,不得随意敲击,三天内不得悬挂重物。
锚杆的插入长度不小于设计长度的95%。
锚杆施工完成后,应由试验室进行拉拔试验。
中空注浆锚杆施工工艺框图
砂浆锚杆结构图
砂浆锚杆施工工艺框图
。
(8)监控量测
初期支护施工完毕后及时进行监控量测,以量测结果来调整支护参数和确定临时支护的拆除时间,以及二次衬砌的施工时间。
监控量测点布置严格按照监控量测交底布置。
监控量测项目为:
洞内外观察;
周边位移,每25m一个断面,每个断面6对测点;
拱顶下沉每25m一个断面;
在浅埋段加强地表下沉量测频率。
洞内监控量测点不得焊于钢架上,必须单独打孔直接安装于岩体中。
量测点采用φ8mm的光圆钢筋加工成三角形焊于φ20mm螺纹钢筋端头,三角形为4cm的等边三角形,φ20钢筋长为26cm。
并标识保护。
施工前做好监测工作,设置测点、引入高程控制点,配备专业人员及相应的量测仪器。
在位移量较大的地段将测点加密。
地表测量与地下洞室各项监测应同步进行。
监控量测的项目主要根据隧道工程的地质条件、围岩类别、跨度、埋深、开挖方法和支护类型等综合确定。
结合本工程实际情况,将地质与初期支护察、水平净空收敛、拱顶下沉作为施工监控必测项目。
监控量测项目及量测方法见下表。
监控量测项目布置见《监控量测项目布置图》。
监控量测项目及量测方法表
项目名称
方法及工具
布置
量测间隔时间
1~15d
16d~1个月
1~3个月
3个月以后
必
测
项
目
洞内外观察
现场观测、地质罗盘等
开挖及初期支护后进行
周边位移
各种类型收敛计
每5~50m一个断面,每断面2-3对测点
1~2次/d
1~2次/2d
1~2次/周
1~3次/月
拱顶下沉
水准测量的方法,水准仪、钢尺等
每5~50m一个断面,每断面1个断面
地表下沉
水准测量的方法,水准仪、铟钢尺等
洞口段、浅埋段
(h0小于2B)
开挖面距量测断面前后<2B时,1~2次/d
开挖面距量测断面前后<5B时,1次/2d
开挖面距量测断面前后>5B时,1次/3~7d
注:
表中B为隧道开挖宽度,h0为隧道埋深。
六、施工供风、供水、供电及排水
1、施工供风及通风
隧道洞口配备一座120m3/min的高压风站,风站内配备20m3/min电动空压机6台。
主要负责主洞开挖、喷锚支护供风。
风管采用Φ150mm的钢管,管节利用法兰连接。
隧道通风采用压入式通风,根据公路隧道通风要求及参数计算结果,隧道洞口配备通风机2台,供风量为2000m3/min,可满足洞内通风要求,选用Φ1500mm风袋,悬挂在隧道一侧。
2、施工供水
隧道洞顶设50m3高位水池一座,为洞内供水。
水池至洞口的下水管采用φ100mm的钢管、洞内采用φ80mm的钢管,掌子面处采用φ50mm的高压胶管分头供水。
3、施工供电
根据洞内用电设备负荷大小,洞口设配电站一处,采用2台容量800KVA,再引向洞内。
为了保证前期使用及备用,另自备2台容量250KW的发电机。
掌子面和需要移动照明的地段,采用36V的白炽灯或36V的矿用碘钨灯。
七、质量要求
1)所用材料必须满足规范和设计要求。
2)喷射砼前应检查开挖断面,处理好超欠挖,岩面应清理干净。
超欠挖控制必须符合下列要求:
隧道允许超挖值(cm)
围岩级别开挖部位
Ⅰ
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
Ⅴ、Ⅵ
拱部
线性超挖
10
15
最大超挖
25
边墙
仰拱、隧底
3)喷射砼应与围岩紧密粘结,喷层厚度应符合要求,不能有空洞,喷层内不允许添加片石及杂物,喷射砼严禁挂模喷射,受喷面必须是原喷面。
4)支护前应做好排水措施,对渗漏水孔洞、缝隙应采取引排、堵水措施,保证喷射砼质量。
5)无漏喷、离鼓、裂缝、钢筋网外露。
6)喷射砼的强度符合设计,1天强度不得低于10Mpa。
7)喷层平均厚度大于等于设计厚度,检查点的80%大于等于设计厚度,最小厚度不小于设计厚度的2/3。
8)喷射应严格控制水灰比,喷射角度也可适当调整,喷射混凝土应覆盖钢筋网2cm以上。
钢架与围岩之间的间隙必须用喷射混凝土充填密实,喷射混凝土应将钢架覆盖,避免钢架锈蚀,并应由两侧拱脚向拱顶方向喷射。
9)锚杆质量要求
A、锚杆的数量砂浆的强度应符合设计要求。
B、锚杆内注浆饱满
C、锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10cm。
D、锚杆插入长度不得小于设计长度的95%,且应位于孔的中心。
E、锚杆孔距允许偏差为:
±
15cm。
10)钢筋网片质量要求
(1)钢筋网在使用前应先清除锈蚀;
(2)钢筋网应随受喷面的起伏铺设,与受喷面间隙不大于3cm;
(3)钢筋网应在岩面喷射一层混凝土后再铺挂,底层喷射混凝土的厚度不得小于4cm;
(4)钢筋网搭接长度应为1~2个网孔,允许偏差±
50mm;
(5)钢筋网的网格间距应符合设计要求,网格尺寸允许偏差为:
10mm。
11)型钢钢架质量要求
(1)型钢拱架的弯制应符合设计要求。
钢架的结构尺寸应符合设计要求。
(2)钢架安装不得侵入二次衬砌断面,底部不得有虚碴,相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求。
钢架的混凝土保护层厚度不得小于4cm。
(3)钢架节点焊接长度应大于4cm,且对称焊接。
(4)钢架接头钢板、钢架与钢架、纵向连接筋必须焊接牢固,锚杆长度必须符合设计,锚杆尾部设锚垫板和螺母,钢筋网片搭接不小于1个网格,网片之间及同锚杆、钢架必须焊接牢固。
八、安全措施
在明确项目经理对安全负全责的前提下,坚持贯彻“安全第一、预防为主”的安全生产方针和“谁主管,谁负责;
谁检查,谁监督;
谁在岗,谁落实”的原则,建立健全安全保证体系,体现“以人为本、关爱生命”安全生产理念,实现出口工区零安全事故的目标。
具体要求如下:
1、安全组织保障:
项目部设专职安全员、现场技术员兼职。
2、隧道开挖前必须根据设计要求采用的方法做好超前地质预报工作,至少选择两种以上方法,确保地质预报的准确性和可靠性,本隧道主要以超强地质雷达和超前水平钻孔进行围岩地质情况验证。
3、开挖时至上而下分台阶进行,挖机必须专人指挥,作业半径内严禁人员施工,每台阶刷坡完成后立即施做坡面防护。
4、各电器设备及隧道掌子面处均应设置防火消防设施,并应对施工人员进行操作规程的培训,确保熟练掌握器材使用方法。
5、现场设专职安全员对施工中的安全进行监督管理,所有施工人员进入工地,必须佩戴好安全防护用品,如安全帽、安全绳、防滑鞋等,特殊工种应佩戴特殊防护用品,如:
防尘面罩、绝缘鞋等。
6、洞口设置值班室,24小时监控,禁止非施工人员进入施工现场,隧道“三管两线”必须布置到位,电线和水管必须分开布置,不得布在相同一侧。
悬挂高度具填充面不得超过1m,并采用5*60mm的等边角钢三角支架,φ12长16cm的膨胀螺栓锚固与衬砌或初支砼上。
管道与支架必须安设固定卡。
7、特种作业人员必须持证上岗,严厉杜绝酒后上班,做到“上班不喝酒、喝酒不上班”。
对于自制的开挖平台必须设置爬梯和围栏,施工时当高度大于2m时为高空作业,施工人员必须配备安全绳和防滑鞋,且禁止在同一竖直线上上下层同时作业。
8、现场用电实行规范化管理,做到一机一闸,并配备安装相应的保护措施及警示标牌,洞内每间隔25m设置应急照明灯一处,隧道距掌子面50m处设置应急电话一处。
洞口应配备备用发电机一台。
9、加强对特种车辆(设备)的安全管理,保证其安全生产及运行。
10、各种机械电力设备、安全防护装置与用品,按规定进行定期检验与日常检查,不符合安全技术要求不得使用。
各种设备操作人员及值班人员不得擅自离开工作岗位。
11、岗前进行安全培训,增强作业人员安全意识。
并坚持班前讲话制度。
12、针对隧道施工存在的各种风险,制定相应的应对措施,并组织施工人员进行演练。
13、定期或不定期对洞内安全环境进行检查评估,发现问题立即停工整改,合格后方可恢复施工。
14、洞内监控量测、施工步距必须严格按照V级围岩要求施工,监控量测断面不大于5m,仰拱距掌子面不超过35m,衬砌距掌子面不得超过70m。
15、氧气乙炔必须设置专用堆放库房,且存放和
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