分水岭隧道洞身开挖施工方案教材.docx
- 文档编号:29452148
- 上传时间:2023-07-23
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:144.83KB
分水岭隧道洞身开挖施工方案教材.docx
《分水岭隧道洞身开挖施工方案教材.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《分水岭隧道洞身开挖施工方案教材.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
分水岭隧道洞身开挖施工方案教材
S247南车线陆浑村至黄庄乡段改建工程
分水岭隧道洞身开挖施工方案
山东天诚市政公路工程有限公司
2014年2月25日
一、工程概况
S247南车线分水岭隧道为独立单洞隧道,隧道全长928m(K145+030-K145+958),其中Ⅲ级围岩段长811m,Ⅳ级围岩段长117m,沿线路方向设计纵坡为2.5%/540m、-2.0%/388m,隧道设计横坡为双向坡±2%,隧道采用暗挖法施工;Ⅳ级围岩洞口加强段围岩较差采用环形开挖预留核心土法,Ⅳ级围岩主洞较好段采用台阶法开挖;暗洞Ⅲ级围岩采用全断面爆破开挖法开挖。
二、工程、水文地质
拟建隧道区属于秦岭余脉之伏牛山区,山岭纵横,层峦叠嶂,河沟交织,隧道区地形起伏大,地面标高基本在540-670米之间,相对高差130.0米。
隧址为构造剥蚀浅切割中低山地貌,属于中低山地貌沟谷和斜坡地貌,地形起伏较大,沟谷以“V”型宽谷为主。
地表植物主要是乔木林和少量灌木从。
三、施工计划
(一)施工质量目标
坚持标准、严格规范;硬化合同,履行承诺;依靠科技、狠抓管理;开拓进取,精益求精,样板引路,全面创优。
分项工程合格率100%,单位工程一次验交合格率100%。
(二)施工组织安排
本隧道采用单口掘进,台阶法开挖,锚网喷支护,隧道开挖、支护及衬砌分别组织两组人员进行施工。
四、施工方案
1、按新奥法原理组织指导施工,采用无轨运输方式。
根据大断面隧道机械化作业的技术要求配备施工机械,组织实施开挖、喷锚支护、二次衬砌、砼路面四条机械化作业线,拉开一定距离平行流水作业,实现主要工序机械化作业,充分发挥大型机械设备的优势。
施工采用预裂爆破、光面爆破的方法降低爆破对围岩的扰动,采用中空直眼掏槽以提高进尺和爆破效果。
2、隧道采用暗挖法施工;Ⅳ级围岩洞口加强段围岩较差采用环形开挖预留核心土法,Ⅳ级围岩主洞较好段采用台阶法开挖;暗洞Ⅲ级围岩采用全断面爆破开挖法开挖。
3、超前支护超前小导管;初期支护采用锚杆、工字钢钢架、钢筋网片及喷射砼形成联合支护。
初期支护紧跟开挖面,减少围岩暴露时间,缩短围岩变形时间;仰拱、铺底先于二衬施工,防止基底弱化;二次衬砌混凝土采用自动计量拌和站拌合,混凝土运输车和输送泵输送,液压整体钢模台车模筑。
4、当施工进入雨季时,由于地下水量的不断加大,隧道有可能出现较大涌水,因此应在隧道两侧设置施工排水沟,以便排水流畅,隧道内不积水。
(一)隧道开挖及初期支护施工方案
1开挖
1.1长岭隧道为浅埋Ⅴ级围岩,整体式衬砌,因此拱脚和墙脚以上1米范围内严禁欠挖;其超挖允许值如下:
拱部
平均10厘米
最大15厘米
边墙、仰拱、隧底
平均10厘米
1.2隧道开挖总体分为三步进行:
上台阶开挖(预留核心土)、下台阶开挖和隧底开挖。
隧道上部开挖严禁爆破,如果特殊情况必须要爆破时,只能进行小范围光面爆破,隧道周边必须用风镐清除。
爆破时要本着短进尺,多打眼,小装药,弱爆破,炮眼深度不得超过1m。
下部开挖原则上不采用爆破,如果必须要爆破时,则必须采用小范围爆破,并严格做好安全防护工作。
1.3隧道施工采用台阶法开挖:
台阶长度5~20m。
上台阶采用机械配合风镐开挖,人工用手推车向下翻碴;下部采用小型挖掘机配合人工钻爆开挖。
自卸车运输,运至指定弃碴场。
上台阶开挖后,立即施做拱部支护,先初喷C20砼4cm厚,接着施工格栅钢架,挂网,复喷至设计厚度。
然后进行一环的超前注小导管或砂浆锚杆孔的钻孔,最后注浆或锚固。
格栅应提前制作完成,施工时直接安装即可。
具体支护工艺见后支护章节。
开挖循环进尺0.8~1.1m。
1.4施工工艺流程图
1.5施工工序循环作业时间(台阶法开挖)
1.6钻爆作业
1.6.1下部断面需要爆破作业的部分,用钢筋及φ50mm铁管焊制成钻眼平凳,确保各眼钻眼质量。
1.6.2钻爆作业必须按照钻爆设计进行。
当开挖地质出现变化时,爆破参数应随围岩条件变化而作相应改变。
施工工序循环作业时间表
序号
项目
时间(分)
1
测量放出开挖线
40
2
人工开挖四周
120
3
初喷砼,架立格栅钢架,挂钢筋网
120
4
复喷至设计要求
70
5
开挖核心土
120
6
向下翻碴、出碴
与上道工序同步进行
7
打孔
120
8
注浆,锚固
120
9
封闭掌子面,补喷砼至设计厚度
150
合计
860
说明:
1、每循环14.33小时,每循环进尺1.1m。
2、每循环开挖方量上导坑36m3,下导坑34m3
1.6.3钻眼前绘出开挖断面中线、水平和断面轮廓,并根据爆破设计图,用红油漆将炮孔布置在掌子面上,布孔满足要求。
精度要求:
中心掏槽孔误差不得大于3cm;其余各点误差不得大于5㎝。
1.6.4经检查符合设计要求后方可钻眼,钻眼必须做到“准、平、直、齐”四要素并满足以下要求:
(1)挂眼(开门)误差:
掏扩槽孔不得大于3㎝,其余各孔不得大于5㎝;
(2)钻孔不平行误差:
掏槽孔不得大于3㎝,其余各孔不得大于5㎝;(3)各炮孔底部参差误差不得大于炮孔深度的10%。
1.6.5钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查并做好记录,有不符合要求的炮眼应重钻,经检查合格后方可装药爆破。
1.6.6装药将前将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净,按设计药量装药,当开挖面凹凸不平时,其各孔装药量可随炮孔深浅变化作相应的调整。
1.6.7中间连接、击发用雷管一律反向设置;塑料导爆管连接过程中不得打死结、弯折,更不能被岩石和其它东西刺破。
各炮孔必须用炮泥堵塞,周边孔堵塞长度不小于30㎝,其余各孔不应小于20㎝。
1.6.8周边眼光面爆破,并应满足下列要求:
a、开挖断面应在断面轮廓上,允许沿轮廓线调整的范围不得大于5㎝。
b、周边眼应以方向为3~5%斜率外插;并应根据不同炮眼深度,适当调整调整斜率,保证眼底不超过开挖断面轮廓线10cm。
c、当开挖断面不齐时,应按实际情况调整炮眼深度和装药量,要力求所有炮眼在同一垂直平面上。
d、内圈眼至周边眼的排距误差不大于10cm,炮眼深度超过1.2m时,内圈与周边眼应以相同的斜率钻眼。
e、周边眼堵塞长度一般不宜小于20cm。
f、周边眼应以一次起爆为宜。
g、周边眼采用间隔装药,不偶合装药,炮眼直径35mm,小直径药卷Ф25mm,选用2#岩石硝铵炸药,导爆索起爆。
1.7格栅钢架施工工艺
格栅钢架分为拱部、边墙和仰拱三个部分,格栅钢架先用锚杆进行定位,格栅钢架之间再用φ22的钢筋连接成为一个整体。
2系统支护施工工艺
本隧道初期支护采用格栅钢架、小导管注浆、中空注浆锚杆、砂浆锚杆、砼喷护及挂网施工。
2.1中空注浆锚杆施工
中空锚杆是一种将注浆、锚固合二为一的锚杆,能够保证在复杂地层、软岩、土层、断裂带等条件下的锚固效果,具有可靠可靠、简便的特点。
长岭隧道采用直径22毫米,长3米的中空锚杆。
2.1.1施工方法
a、施工准备:
在施工前准备一台砂浆泵,7655型风动凿岩机、大直径的锚杆以及技术熟练的机械操作人员。
b、打眼:
采用台车或手持式凿岩机将安装好钻头的钻杆,钻至设计深度或比设计深度稍深。
c、钻进:
卸下钻机抽出钻杆,然后将中空锚杆利用人工打入眼孔(钻眼比锚杆眼孔稍大)安装止浆塞,将其安装在锚孔内离孔口25cm处。
特殊情况如注浆压力或围岩破碎较大也可用锚跑龙套剂封孔。
d、边接:
通过连接套将注浆接头和锚杆尾端连接使其接触严密在注浆过程中不致漏浆。
e、注浆:
开动机器注浆,待注浆饱满且压力达到设计值时停止,注浆压力根据设计参数和注浆机性能确定。
2.1.2施工工艺流程图
2.2水泥砂浆锚杆
2.2.1锚杆杆体制作
锚杆根据不同的围岩类别,采用20MnsiФ22螺纹钢制作,长度为3米,质量必须符合设计要求。
2.2.2施工操作
a、钻眼前根据受喷面情况和设计要求布置孔位,人工手持风钻眼,钻孔与岩面垂直,孔径Ф42mm。
b、注浆前将孔眼吹净,注浆时将注心管插至孔底,随浆体注入匀速拔出注浆管。
c、注浆后立即插入杆体,位置居中:
孔口可用木楔临时固定:
钢筋尾端外露长度稍小于喷层厚度:
及时安装垫板,垫板应密贴岩面,安装好后不得敲击和碰撞。
2.2.4注意事项
a、砂浆应拌合均匀,随拌随用,一次拌合的砂浆应在初凝前用完。
b、灌浆前应将钻孔吹洗干净。
c、注浆管应插至孔底5~10cm处,随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出,随即插入杆体。
d、注浆孔口压力必须大于0.4Mpa。
e、注浆开始或中途停止超过30分钟时,应用水润滑灌浆罐及其管路。
f、严格控制水灰比和机械拌合砂浆,保证砂浆强度。
2.3砼喷护施工
本隧道初期支护的砼喷护采用湿喷工艺,以减少粉尘和回弹。
2.3.1原材料、配合比
水泥:
32.5普通硅酸盐水泥
速凝剂:
固态速凝剂,掺量为水泥重量的4.5%。
砂:
中粗砂,细度模数大于2.5,用5mm筛网过筛。
碎石:
粒径不大于15mm,级配良好。
水:
水质符合工程用水的有关标准。
配合比:
通过试验选定。
2.3.2喷射砼的机具:
强制式砼搅拌机、砼湿喷机。
2.3.3施工工艺
湿喷工艺过程主要有原材料、拌合、运输、上料和喷射等工序连续作业,其工艺流程图如下:
(湿喷砼配合比水泥:
机制砂:
碎石:
水:
外加剂=1:
1.93:
1.88:
0.51:
0.043)先送风,后打开速凝剂,然后开始进料。
根据受喷面部位和岩面光滑潮湿情况,适当调节风压和速凝剂掺量,以尽量减少回弹量为宜。
配合比以现场技术交底为准。
2.3.4喷射作业基本要求
喷射作业分段、分片由下而上顺序进行,岩面有较大洼时,应先喷处找平。
喷射混凝土前,埋设标志或利用锚杆外露长度以控制喷射混凝土的厚度。
隧道开挖后立即对岩面喷射砼,以防岩体发生松弛。
后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行,若终凝后间隔1h以上再次喷射时,受喷面应用风、水清洗。
喷嘴应与受喷面保持垂直,同时与受喷面保持一定的距离,一般取1.0~1.5m。
湿喷工艺流程图
2.4挂网支护
钢筋网的材料采用A3ф8钢筋。
钢筋网的铺设在岩面喷射一层砼后进行,网格间距25×25厘米,如有锚杆则在锚杆安装后进行(视现场情况而定)。
具体要求如下:
2.4.1钢筋网的制作:
按设计及规范要求将钢筋拉直、除锈、下料。
2.4.2钢筋网应随受喷面的起伏铺设,与受喷面的间距一般为3cm,钢筋网的砼喷射保护层厚度不小于2cm。
2.4.3钢筋网应与锚杆或其它固定装置连接牢固,在喷射时钢筋不得晃动。
2.5超前小导管施工
本隧道的进出洞口共设计有137米超前小导管,分别为单双层,管内注水泥浆。
钢管采用外径为φ50mm,壁厚4.0mm或外径为φ42mm,壁厚3.5mm轧无缝钢尖管,钢管前端呈尖锥状,管壁四周钻两排φ16mm压浆孔,施工时钢管沿隧道周边以10-15度的外插角打入围岩,再灌注水泥浆。
钢管利用套拱进行固定,环向布置间距0.4m。
1、隧道暗洞口土石方开挖至洞顶标高时,暂停土石方开挖,精确放出套拱位置,安装18工字钢钢架,并在钢架上焊接φ133×5mm孔口管,立模浇筑套拱混凝土。
套拱自二衬外轮廓线起厚度0.6米,焊接φ133×5mm孔口管时应严格控制好其仰角,仰角控制在10-15度。
2、该段地质为强风化安山岩,风钻钻孔,人工配合挖掘机顶进钢管,边钻孔边装入Φ50mm的钢管。
施工时,钻杆由套拱的孔口管伸入,钢管沿周边以10-15度的外插角打入围岩。
3、首先每隔一孔位钻一孔,采用人工配合挖掘机机顶进钢花管,顶进到位后,先清理孔内杂物,再采用水泥浆进行注浆。
4、在钢管间隔设置并注浆完成后,进行剩余孔位的钻孔并管内注水泥浆,以提高刚度。
拱圈小导管示意图
(二)隧道模筑衬砌施工方案
1隧道模筑衬砌
钢筋在洞外钢筋棚加工、弯制,在洞内进行焊接绑扎。
钢筋加工弯制前,应符合下列规定:
1钢筋表面的油渍、漆污、水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮、铁锈等均应清除干净;2钢筋应平直,无局部折曲;3加工后的钢筋,表面不应有削弱钢筋截面的伤痕。
受力钢筋采用搭接焊满焊形式,焊缝采用错缝设置,并且尽量设置在边墙位置,避开拱顶受力部位。
钢筋焊接除满足抗拉强度大于390MPa外,还应符合下列要求:
1钢筋接头的搭接长度不得小于20厘米(大于10d);2搭接接头钢筋的端部应预弯,搭接钢筋的轴线应位于同一直线上;3当采用帮条电弧焊时,宜采用与被焊钢筋同等级、同直径的钢筋,帮条直径不得小于0.9d;4焊缝高度不得小于0.3的d,并不得小于4毫米,焊缝宽度b不得小于0.7d,并不得小于8毫米;5在施工场地进行焊接时,均应采用双面焊,仅当在脚手架上施焊时,方可采用单面焊接;6钢筋焊接接头的焊缝表面应平顺,无缺口、裂纹和较大的金属焊瘤。
钢筋焊缝示意图
钢筋安装完毕,去除锈迹,并用高压水冲冼干净,经监理工程师检查合格后,将衬砌台车移至衬砌部位,测定中线及标高后,通过台车上的液压系统将台车精确定位,锁定行走装置,将台车固定稳固,安装混凝土输送管道,每隔1.5~2m在骨架钢筋的节点处加设一混凝土小垫块,以防止混凝土浇筑时钢筋外露,准备灌注混凝土。
隧道模筑衬砌,采用轨行式液压衬砌台车全断面拱墙一次浇筑,采用仰拱(铺底)先行,边墙脚紧跟(边墙下部先施作至内轨面以下25cm),衬砌台车将上部墙拱一次灌注。
这样能保证与边墙密贴,接缝不外露。
混凝土由混凝土拌和站集中拌和,由搅拌运输车或轨行式搅拌运输车运输,HBT60型输送泵泵送入模,插入式振捣棒和附着式振捣器联合振捣。
为防止出现偏压,从两侧对称分层灌注,每层浇注厚度小于0.5m,混凝土灌注应连续进行,不得中断,其间歇时间不得超过1h,混凝土捣固时不得撞击钢筋及模板,在拱顶封顶时,将混凝土泵送管口置于混凝土面以下,保证拱顶所有空间全部填满、填实,必要时采用衬砌背后压浆回填使之密实。
在混凝土达到一定强度后,退下模板,混凝土进入养生阶段。
混凝土连续养护时间不得少于14d。
所有大小避车洞、中继器、电力变压器等附属洞室均采用钢制整体式模板与洞身混凝土衬砌同时灌注,并按设计要求挂设防水板和埋设预埋构件。
混凝土浇筑时必须注意以下事项:
衬砌前,先检查、复核开挖断面,确认断面满足设计要求后方可施工;衬砌施工缝端头必须进行凿毛处理,用高压水冲冼干净;台车就位后,准确测定中线、标高,台车固定稳固,涂刷脱模剂;衬砌部位要清理干净,衬砌前先以水泥砂浆润湿基面;模板接头应整齐平顺,挡头板与岩面间缝隙应嵌堵密实;运输途中必须边行走边搅拌,防止混凝土产生离析或凝固。
混凝土初凝时间根据运输距离调整,但最短不得小于1.5h;灌注混凝土时,灌注速度不宜过快,控制好输送泵泵送压力,防止因压力过大引起模板变形;工缝、洞门端墙接缝处,加设短钢筋或设置榫头、增强结构整体性;施工缝接头处要严防漏浆,确保接缝处质量;对于施工缝、挡头等边角部位,加强振捣,保证混凝土密实。
振捣过程中不得碰撞钢筋和挡头板;按设计要求预留沟、槽、管、线及预埋件,并同时施作附属洞室混凝土衬砌;严格按规范要求控制拆模时间,不可提前拆模。
模筑衬砌工艺流程图如下
不合格
砼采用集中拌合站进行拌合,用混凝土泵泵送混凝土,进行灌注。
衬砌工序循环作业时间表
序号
项目
时间(小时)
1
铺设台车轨道
1
2
台车校正,装模,监理检查
13
3
砼浇灌注时间
24
4
砼养护
24
合计
62
注:
1、每循环62小时,每循环进尺10m。
六、质量目标、质量保证体系及措施
(一)质量目标
由于长岭隧道施工难度大,工程地质条件差,已是我项目部施工地段的重点控制工程,要创局优工程,争部优产品,质量必须达到全优。
质量目标是:
确保全部工程达到国家、铁道部现行的工程质量验收标准,工程一次验交合格率达到100%,优良率达到98%以上,确保创部级优质工程,并满足全标段创优规划要求。
(二)质量保证措施
2.1加强工序质量控制:
严格按ISO9002质量标准组织生产,贯彻各工序、各环节的操作标准、工艺标准和检查标准。
施工中严格依照标准及工法施工,对工序标准的执行情况做出记录,确保各个工序的质量。
对重点工程项目建立质量控制点,进行重点控制。
2.2工程试验:
施工人员对成品、半成品和原材料严格检验控制确保材料质量合格、资料齐全、严格按照施工配合比施工。
2.3根据工艺要求,配齐配足各类机械设备和检验检测设备,尤其是混凝土拌合和运输设备。
加强对机械设备的保养维修,使机械设备始终保持良好的状态。
2.4洞口土石方严格按设计要求进行,边坡仰坡自上向下开挖,保证平顺稳定;洞门及端翼墙砌筑时精心操作,做到线条流畅、美观;洞门排水、截水设施通顺,无弃碴堵塞;挡、翼墙上泄水孔泄水良好。
2.5开挖隧道时加强地质预报,对围岩较差的隧道采用超前小导管预注浆及超前锚杆法进行超前支护,并以喷锚为主,结合钢格栅、钢支撑,加强支护。
2.6立模前复核隧道中线、水平、断面厚度、净空尺寸,模型牢固、内壁光滑;砼捣固密实,起拱线顺直,大面平整。
2.7洞内水沟符合设计要求,盖板合格、平顺、铺设平稳;排水盲沟设施可靠,进水孔无堵塞现象,排水通畅;做到拱部不滴水、边墙不淌水、安装设备的孔眼不渗水、隧底不涌水、道床不积水。
七、施工环保、水土保持措施
本隧道所经地段为居民区与山岭重丘区,进口正处居民区,沿线植被茂密、环境优美,施工过程中环保、水保工作显得尤为重要。
为此,施工现场成立环保组织机构负责环保、水保的统一领导部署。
施工中全面规划,严格控制,合理利用,化害为利,为保护沿线生态环境,防止水土流失,实现绿色样板工程的规划,营造一个清洁、适宜的生活和劳动环境。
严格按照“三同时”原则及ISO14000环境管理体系对工程施工过程中的污染源重点进行监控。
制定方案,落实责任。
八、安全目标,安全保证体系及措施
(一)安全目标
1.1.无行车和人身安全的重大、大事故及行车险性事故。
1.2.轻伤率控制在4‰以内。
1.3.无机械及交通事故。
1.4.无等级火警及爆炸事故。
3.2安全技术措施
3.2.1钻眼
3.2.1.1钻眼人员到达工作地点时,首先检查工作面是否处于安全状态,如支护、顶板及两帮是否牢固,如有松动岩石,立即加以支护或清除。
3.2.1.2凿岩钻眼时,采用湿式凿岩机或带有捕尘器的凿岩机。
3.2.1.3认真检查钻孔台车进洞经过的道路和临时台架安全限界,并有专人指挥,就位后不得倾斜。
3.2.2爆破
3.2.2.1装药连线按设计方案执行,并经过严格检查后方可进行下一步工序。
3.2.2.2起爆前,所有人员撤至洞外安全地带确认危险区无人方可起爆。
3.2.2.3爆破后,检查有无瞎炮,如有请专业人员处理。
3.2.2.4爆破后,待烟尘消散后方可进洞作业。
3.2.3装碴
3.2.3.1人力装碴前,斗车停稳并制动,解除制动应使用工具。
起动前鸣笛或吹哨。
3.2.3.2.人力卸碴时,将车停稳制动,严禁站在车斗内扒碴。
3.2.3.3.机械装碴时,坑道断面尺寸应能满足装载机械安全运转。
3.2.4支护
3.2.4.1.隧道各部开挖后根据围岩情况,选用有效支护。
施工期间现场施工负责人会同有关人员对各部支护进行定期的检查,在不良地质段,每班责成专人检查,发现支护有变异或损坏时,立即加固修整。
3.2.4.2.当喷射砼尚未达到一定强度即趋失稳的围岩,或喷锚后变形量超过设计值,以及发生突变的围岩,立即用钢架支撑进行支护。
3.2.4.3.对开挖后自稳程度很差的围岩,采用超前锚杆和挂网喷砼的办法进行临时支护。
3.2.4.4.在不良地质隧道中采用喷锚支护时,备有钢架支撑等物品,以备急需。
3.2.5衬砌施工
3.2.5.1.衬砌工作台上搭设不低于1m的栏杆,跳板设防滑条,梯子安装牢固,不得有钉子露头和突出尖角。
3.2.5.2.模板台车作业地段距开挖作业面距离不应小于260m。
3.2.6其它
3.2.6.1.施工中的通风符合铁道部现行铁路隧道设计和施工规范的要求。
3.2.6.2.隧道施工中采用综合防尘措施,定期检查粉尘浓度,喷射砼采用湿喷。
如采用干喷,应加强通风与照明,并采取防尘措施以减低粉尘浓度。
3.2.6.3.各洞口、井口的施工区均设置有效而足够的消防器材,并放在明显易取的位置上,设立明显标志。
各种器材定期检查补充和变换,不得挪做他用。
3.2.6.4.洞内照明的灯光保证亮度充足,均匀及不闪烁。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 分水岭 隧道 开挖 施工 方案 教材