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隧道横洞施工方案培训资料
九盘岭隧道横洞施工方案
一、工程概况:
为满足工期要求及缓解正洞施工通风压力,原设计在九盘岭隧道DK965+580处线路前进方向右侧设置一处横洞,全长525m,采用双车道无轨运输。
横洞线路平面夹角90°,坡度-3‰。
横洞断面净空尺寸5.1(宽)×4.8m(高)。
考虑到工期压力,现将横洞断面净空尺寸改为6.8m(宽)×7.0m(高)。
横洞与正洞的交点里程对应关系为HK0+000=DK965+580。
二、总体施工方案:
隧道横洞施工按照新奥法原理组织。
软岩地段施工始终坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则。
在施工中积投入大型施工机械设备,组成钻爆、挖、装、运、锚、衬等机械化作业线;喷砼采用湿喷机;二次衬砌全部采用钢架配3015组合模板和泵送砼作业,施工中采用先进的量测、探测技术取得围岩状态参数,通过对数据的分析和处理,及时反馈信息指导施工。
新奥法施工程序见流程图1。
1、根据九盘岭隧道横洞围岩情况(Ⅲ级371m,Ⅳ级80m,Ⅴ级74m)及洞口围岩地质情况,采用仰坡打锚杆,挂网喷锚加固防护,主动受力式套拱反压法开挖进洞。
洞身开挖Ⅲ级采用全断面开挖,Ⅳ、Ⅴ级围岩均采用三台阶法施工。
隧道底板开挖与下台阶开挖同步,并及时灌注底板砼。
2、钻爆采用简易钻孔平台,塑料导爆管微差毫秒雷管光面爆破技术开挖。
采用ZLC50装载机装碴,自卸车出碴。
喷砼采用湿喷机配机械手作业。
3、隧道模筑衬砌砼灌注采用钢架配3015组合模板施工,一次施工长度9m。
砼由本隧道所设2台JS750+PLD1000自动计量拌和站供给,砼搅拌运输车送至洞内,采用HBT50型砼输送泵作业,插入振动棒捣固。
4、小导管、钢筋、锚杆、工字钢架由钢筋加工厂统一加工。
三、临时工程及临时设施:
临时设施设置应按照正洞施工需求考虑,故以下临时设施均按照正洞施工需要进行配备。
(横洞及正洞洞内三管两线布置见图2)
1、施工便道
九盘岭隧道横洞从320国道2902+500m处新建施工便道3.5km进入施工现场。
连接弃碴场、料场和生产、生活区。
便道的修建遵循既满足施工需要,又节省投资的原则,尽量采用路堑形式。
施工
图1新奥法施工程序框图
中,注意水土保持和环境保护,以达到施工便道标准,满足施工需要。
便道采用泥结碎石路面,厚35cm,路基宽度7m,其中土路肩50cm,直线段双侧2%坡、转弯处单侧2%坡排水,路面宽度6m,边坡坡度1:
1,错车道宽8m,最大纵坡9%,错车道间距200m,长度不小于20m,路面质量满足车辆行车要求,并设专人养护,保证晴雨畅通。
2、施工供电
根据配备的施工设备配置情况及用电线路的损耗计算。
(施工设备配置见表1)
表1施工设备配置表
使用位置
设备名称
功率(KVA)
数量
总用电量(KVA)
备注
洞外
通风机
2×132
2台
528
20m3空压机
130
8台
780
2台备用
生活用电
50
照明及其他
水泵
7.5
4台
30
拌合站
65
3台JS750
195
钢筋加工厂
100
小计
1683
洞内
HBT50砼输送泵
65
2台
130
注浆机及湿喷机
7
10台
70
洞内照明
0.08
400
32
间距10m
水泵
7.5
7台
52.5
台车
20
2台
40
小计
324.5
合计
2007.5
模拟施工过程用电负荷:
①横洞HK0+525~HK0+250:
洞外用电负荷为20m3空压机2台260KW,生活用电50KW,水泵30KW,拌合站70KW,钢筋加工厂100KW;洞内用电负荷为注浆机及湿喷机28KW,洞内照明5KW;共计543KW。
②横洞HK0+250~HK0+000:
洞外用电负荷为20m3空压机3台390KW,生活用电50KW,水泵30KW,拌合站70KW,钢筋加工厂100KW,通风机150KW;洞内用电负荷为注浆机及湿喷机28KW,洞内照明8KW;共计826KW。
③正洞进出口方向各掘进500m:
洞外用电负荷为20m3空压机5台650KW,生活用电50KW,水泵30KW,拌合站195KW,钢筋加工厂100KW,通风机528KW;洞内用电负荷为注浆机及湿喷机70KW,洞内照明12KW,砼输送泵65KW,台车40KW,水泵15KW;共计1740KW。
④正洞进出口方向各掘进1000m:
洞外用电负荷为20m3空压机6台780KW,生活用电50KW,水泵30KW,拌合站195KW,钢筋加工厂100KW,通风机528KW;洞内用电负荷为注浆机及湿喷机70KW,洞内照明20KW,砼输送泵65KW,台车40KW,水泵30KW;共计1908KW。
⑤正洞出口方向掘进1500m:
洞外用电负荷为20m3空压机7台910KW,生活用电50KW,水泵30KW,拌合站195KW,钢筋加工厂100KW,通风机528KW;洞内用电负荷为注浆机及湿喷机70KW,洞内照明25KW,砼输送泵65KW,台车40KW,水泵40KW;共计2053KW。
⑥正洞出口方向掘进2000m:
洞外用电负荷为20m3空压机7台910KW,生活用电50KW,水泵30KW,拌合站195KW,钢筋加工厂100KW,通风机528KW;洞内用电负荷为注浆机及湿喷机70KW,洞内照明30KW,砼输送泵65KW,台车40KW,水泵60KW;共计2078KW。
⑦正洞掘进完毕,横洞及正洞衬砌阶段:
洞外用电负荷为生活用电50KW,水泵30KW,拌合站195KW,钢筋加工厂50KW;洞内用电负荷为洞内照明40KW,砼输送泵130KW,台车40KW,水泵60KW;共计595KW。
根据每个施工阶段的用电负荷,横洞施工阶段洞口设1台630KVA变压器。
进入正洞施工以后增设一台1000KVA变压器,在正洞施工超过1000m以后,10KV高压进洞,在出口方向距离掌字面500m处增设一台315KVA变压器,以满足施工用电需求。
为防止高压电源停电而影响施工,洞口安装1台300KW发电机。
为满足供电需要,洞内采用不小于150mm2电缆线。
图2横洞及正洞洞内三管两线布置图
3、施工供水
施工水源:
在既有铁路桥上游设置集水坑,1台7.5KW高压水泵抽水至高山水池。
高压水管:
根据施工需要,横洞高压水管直径为φ100mm,进入正洞后用三通管向进口方向分直径φ80mm水管,直径φ80mm高压水管随出口方向掌字面延伸。
高压水管安装在高压风管上部,为满足施工用水水压要求,在管道进入洞内适当位置设两处管道增压泵。
高山水池:
设置一座。
水池容量根据全断面掘进所需用水量计算:
每循环开挖用水15m3,喷砼支护用水5m3,其他用水2m3,共计22m3,水管体积25m3,水池储存水量按1.5个循环计算,考虑其他用水10m3,共需80m3。
水池底面位置的标高按高于进口方向DK964+900拱顶标高30m计算,底面标高为1728.6+30+8.9=1767.5m,位置必须避开横洞,以免对隧道安全造成隐患。
为保证供水安全有效,抽水站设1台备用泵,若工作泵发生故障,备用泵立即启用。
抽水设备安装漏电保护、电机过热保护、缺水保护等故障报警系统,保证施工用水正常。
4、施工供风
空压机:
根据正洞全断面开挖计算用风量。
全断面开挖一般配备18台风动凿岩机(拱部10台,边墙8台),工作面需用风70m3,包括出口方向2200m风压损失48m3,空压机按20m3计算,共需要7台,为防止机械故障引起掌字面断风,备用1台20m3空压机,总计8台。
高压风管:
从空压机房至横洞洞口采用φ300mm供风管,进入横洞后采用采用φ250mmm供风管供风,进入正洞后进出口方向均采用φ150mm供风管供风,三通管连接。
横洞施工时供风管及高压水管设置在距底板50cm处,正洞施工时供风管及高压水管设置在距内轨顶45cm处,以保证不影响二次衬砌的正常施工。
为储存风量,缓解风压损失,在供风主管线上隔段增设风包,在管线最低和末端处加设油水分离器,经常排放高压风管和风包中的积水、油污,保证供风质量。
5、施工排水
横洞洞内在左侧设40×30cm矩形排水沟自然排出洞外。
正洞内顺坡排水段,沿中心排水沟流入横洞底泵站;反坡段施工时,将掌子面积水采用7.5KW污水泵和集水井配合,接力抽排至横洞底固定泵站,正洞中心每隔300m设置集水井,利用排污泵多级接力抽排出洞外。
洞口建污水处理站。
设专人值守泵站,保证正常作业。
泵站抽水采取自动控制方式。
6、施工通风
横洞施工采用(1台2×75kw通风机)压入式的通风方式。
通风管采用直径φ1800mmPVC高强、柔性风管,悬挂于洞顶。
正洞施工采用(2台2×132kw通风机)压入式的通风方式。
通风管采用直径φ1800mmPVC高强、柔性风管,悬挂于洞顶。
7、生产、生活房屋等临时设施
根据本项目工程量、施工特点及工期安排,计划上场人员200人。
遵循方便生产、便于管理的原则,设置生活、生产区各1处,生活、办公区占地800m2,生产区占地6200m2,生产用房靠近洞口布置。
生活房屋及生产用房均采用彩钢板房。
生活区统一规划、集中布置,营区周围设围护,围护采用铁丝网,涂以明显色彩。
生活区垃圾集中堆放,定期用垃圾车运往指定处理点处理;生活污水排入污水收集容器处理并拉到指定地点排放。
在横洞洞口设电子自动计量混凝土拌合站2座:
其中一座搅拌喷射混凝土料,生产能力75m3/h;另一座搅拌混凝土料,生产能力150m3/h,满足隧道混凝土施工。
在洞口附近设钢构件加工间和混凝土预制生产厂,集中加工各种钢结构件及各种混凝土预制件,实现工厂化管理,保证加工、生产的质量。
在洞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,保障施工生产的正常进行。
(洞口场地布置图见附图)
8、隧道弃碴
洞内采用挖掘机扒碴,侧卸式装载机装碴,自卸汽车出碴。
一次性弃碴至指定弃碴场,严禁乱堆乱放。
四、洞口开挖:
洞口段采用分层开挖,施工机械以CAT320L挖掘机为主;洞口场地用装载机辅以推土机整平压实;遇坚硬石质地层人工钻眼爆破,运输采用自卸车。
洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要,合理布置供风、供水、供电设施、材料存放及加工场地、机械停放场地。
洞口施工程序见流程图3。
1、测量及计算
①首先在距横洞洞口里程(DK965+580左侧525米)处每5米测量原地面横断面并标识清楚,然后根据实际测量断面对照设计图纸用CAD绘出各断面理论开挖轮廓。
②测量班按照计算出的理论数据放出开挖桩,并复核该点实测标高是否与理论标高相符,如不相符,根据设计边仰坡坡度(1:
1)及洞门图纸用钢尺和水准仪采用递进法放出开挖线,并用木桩及红线连接,保证线形圆顺。
图3洞口施工程序框图
2、洞顶截水沟施工
①根据测量放样结果,用挖掘机在距开挖线5~10米范围内开挖梯形截水沟(40×60cm)并顺接至既有水沟,截水沟中心线必须与开挖线平行且线形圆顺。
②洞身开挖过程中,截水沟用35cm厚M5浆砌片石及时封闭。
3、边仰坡施工
①按照测量放样的开挖桩分层开挖,机械开挖至距设计标高30cm时,人工修整到位。
边仰坡开挖顺序及参数见表2。
表2边仰坡开挖顺序及参数
顺序
设计底面标高(m)
边仰坡坡度
备注
1
1713.22+7.73
1:
1
2
1713.22+5.06
1:
1
3
1713.22+2.52
1:
1
4
1713.22
1:
1
②按照施工顺序每开挖一层,及时进行防护,以防围岩风化,遇雨水渗透而塌方。
边仰坡面梅花形布置Ф22砂浆锚杆长
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