紫木檀湾隧道进口进洞专项施工方案Word格式.docx
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5.2.1施工方法6
5.2.2施工工艺流程9
5.3洞身开挖及支护9
5.3.1开挖方法9
5.3.2喷射混凝土10
5.3.3锚杆施工13
5.3.4钢筋网及格栅拱架安装14
6.劳动力组织17
7.机械设备配备17
8.质量控制措施17
8.1超前小导管施工质量保证措施17
8.2分项验收标准18
8.2.1主控项目18
8.2.2一般项目18
9.施工注意事项19
新建铁路巴中至达州站前工程Ⅰ标段
紫木檀湾隧道进口专项施工方案
1.编制依据及范围
1.1编制依据
(1)国家有关方针政策,国家和铁道部有关法规和条例、规定等。
(2)成都铁路局颁发的有关铁路工程施工的现行有效法规、规范、标准。
(3)达州建设指挥部制定下发的相关管理办法。
(4)招标文件工程招标图纸及部分施工图、本工程中标通知书及施工总承包合同书等。
(5)现行铁路施工、材料、机具设备等定额。
(6)自行踏勘本标段现场及调查周边环境所获得的资料。
(7)我方拥有的科学技术成果、机械设备装备情况、施工技术与管理水平以及多年来在铁路工程实践中积累的施工、科研及管理经验。
1.2编制范围
紫木檀湾隧道里程DK31+205~DK32+588,长1383米。
2.工程概况
紫木檀湾隧道起讫里程:
DK31+205~DK33+905,长2766米,单线隧道,本隧道按新奥法施工,采用光面爆破及湿喷技术,Ⅳ、Ⅴ级围岩地段均采用台阶法开挖;
锚、网、喷初期支护,拱墙一次衬砌。
2.1工程概况
紫木檀湾隧道设计为单线隧道,全长2766m,中心里程DK32+588。
进口里程为DK31+205,出口里程为DK33+971。
我分部负责隧道出口段1383m的施工。
本隧道内坡度为-7‰单一纵坡。
隧道出口段围岩分为Ⅲ~Ⅴ级:
其中Ⅲ级围岩64.68m,占施工长度的64.68%;
Ⅳ级围岩803m,占施工长度的29.03%;
Ⅴ级围岩174m,占总长度的6.29%。
进口设计采用耳墙式洞门,施工段设大避车洞18个,绝缘梯车洞5个,。
全隧弃碴共计19.58万方(实方),其中进口弃碴9.79万方,弃于D1K31+415左侧400米处旱地;
出口弃碴9.79万方,弃于DK33+000左侧550m处旱地。
运距1000米。
出口需先清除孤石,边仰坡采用锚网喷防护。
按新奥法施工,采用光面爆破及湿喷技术。
Ⅲ级围岩地段采用全断面法开挖,Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用台阶法开挖。
锚网喷初期支护,拱墙一次衬砌。
2.2工程水文地质情况
2.2.1地形地貌
该隧道所经地区属低山侵蚀地貌,地面高程334~612m,相对高差20~280m,自然横坡10°
~40°
。
进口端接王母沟,地势陡峭,便道施工困难,出口端地形较陡峭,左侧50m处有乡村道路可达,交通较为方便。
2.2.2地质构造
(1)地质状况
测区为单斜构造,岩石倾角平缓,近于水平,陡倾节理较发育,岩层产状:
N20°
E/10°
NW;
主要节理产状:
EW/90°
N40°
E/60°
SE。
地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。
(2)地层岩性
隧道范围上覆第四系全新统坡残积(Q4dl+el)粉质粘土,厚0~3m,崩坡积(Q4dl+col)粉质粘土夹孤块石,下伏基岩为白垩系下统苍溪组(K1c)砂岩夹泥岩。
其岩性特征分述如下:
<
4-1>
粉质黏土(Q4dl+el):
棕红色,灰红色,硬塑状,局部夹有灰黄色,手捻具滑腻感,厚0~3m。
主要分布于丘坡表层,属Ⅱ级普通土。
5-2>
粉质粘土夹孤块石(Q4col+dl)
灰黄色,硬塑,块石Ф0.5~2m,少数达3m以上,砂质岩,分部于隧道出口上方,厚0~4m,属Ⅲ级硬土,部分为Ⅳ级软石。
10-3>
砂岩夹泥岩(K1C)
泥岩程紫红色,泥质,粉砂质结构,泥质胶结,质软,抗风化能力弱,属Ⅳ级软石。
砂岩呈浅灰色、灰黄色,中~巨厚层状,钙质、泥质胶结,细粒结构,泥质胶结砂岩抗风化能力弱,差异风化较大。
岩层节理裂隙较发育,据钻孔揭示:
DK33+980,标高347.38~347.68为一透镜体弱夹层,岩石风化呈土状。
全风化带(W4)属Ⅲ级硬土;
强风化带(W3)属Ⅳ级软石。
弱风化带(W2)属Ⅴ级次坚石。
隧道所属地为亚热带湿润季风气候,年平均气温16.9℃,1月份平均气温5.2℃,8月份平均气温27.3℃,年平均降雨量约1150mm,早春夏热秋凉冬暖四季分明,雨热同季,光照同步,无霜区长,光照适宜,雨量充沛,气候温和,适宜于农林牧渔业发展,但秋多雨冬多雾霜,雪较少,降雨时空分布差异大,常有夏伏旱秋霪雨及风雹灾害天气发生。
(一)地下水类型及地下水的补给、径流、排泄。
测区地下水类型主要有第四系孔隙水及基岩裂隙水两种。
孔隙水赋存于坡残积、崩坡积土层中。
因区内土层厚度不大,降水多沿坡面汇集于冲沟外泄,补给水量有限,含水量甚微。
基岩裂隙水赋存于泥岩、砂岩节理裂隙中。
泥岩裂隙水多见于地表及浅部,深部含水甚微,可视为相对隔水层,富水性及导水性均微弱;
砂岩裂隙水则主要赋存于构造裂隙发育带,节理裂隙既是地下水运移的通道,亦是地下水赋存的空间。
区内大气降水是地下水的主要补给水源,但因地形坡度大,雨后地表水多数沿坡面汇集于冲沟外泄,补给条件差。
地表分水岭山脊两侧排泄基准面均低于隧道洞底标高。
隧道开挖形成积水廊道后,由于砂岩节理裂隙较发育,地下水将通过裂隙通道进入隧道。
但本区含水层富水性弱~中等,沿裂隙排泄入隧道的水量有限,不会对隧道构成威胁。
综上所述,本区地下水补给条件差,排泄条件好,地下水贫乏,水文地质条件简单。
(二)地下水化学特征
经附近采样分析,地下水水质类型为HCO3----Co2+型水,无侵蚀性CO2,该地下水对砼无侵蚀性。
(三)隧道涌水量预测
隧道平常用水量Q平常=1839m3/d,雨季最大涌水量Q雨季=3678m3/d。
3.风险评估
隧道洞口段存在埋深浅、围岩质软、岩层平缓、崩塌堆积等地质,隧区出露地层基本为泥岩、砂岩,泥岩易风化剥落成细粒及碎片状,对洞口边坡稳定性有一定影响,易造成塌方等风险事件,隧道洞口施工初始风险为塌方。
隧道风险评估表
序号
隧道名称
里程
地质及埋深状况
存在风险
1
DK31+205~DK31+290
浅埋、岩层平缓、低瓦斯
塌方、瓦斯
4.隧道进洞施工方案
本隧道进洞施工方法采用Φ42小导管加固,V级加强型衬砌,0.8m/榀,全环格栅钢架加强支护,短台阶法开挖,加强支护,加强通风、加强超前地质预报。
5.隧道进洞施工方法及工艺
5.1洞口及边仰坡施工
开挖前清除洞口仰坡及以上的悬浮土体,在距仰坡刷坡线5m以外施作截水沟,水沟与路堑、路堤侧沟连接,沟身用砂浆抹面。
洞口边、仰坡段施工采用挖掘机纵向分段自上而下分层开挖,人工整修边仰坡,按设计要求一次到位,挖掘机配合自卸车装运弃渣。
洞口段边仰坡整修到位后,按设计进行防护,进暗洞前洞口采用超前加强支护。
5.2超前小导管施工方法
开挖前沿拱部开挖轮廓线外10cm施作超前小导管,预注水泥浆加固地层。
超前小导管为φ42mm热轧无缝钢管,长3.5m,外插角5°
~10°
,水平搭接长度不小于1.0m,采用ZM-12T型煤电钻钻孔,安装超前小导管,并将其尾部与型钢钢架焊接固定,KBY50-70型高压注浆泵注浆。
施工前进行钻孔试验,并根据试验结果及时调整小导管的参数及施工方法。
5.2.1施工方法
施工顺序:
测量定位→钻机就位→钻孔→安装小导管→注浆→检查效果→下一根。
5.2.1.1制作钢花管:
φ42mm超前小导管在构件加工厂制作。
前端做成尖锥形,尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍,管壁上每隔15cm交错布置注浆孔,孔眼直径为6~8mm。
图5—1小导管加工大样图
5.2.1.2、钻孔、安装:
采用ZM-12T型煤电钻施钻,干钻钻孔,成孔后压力风清碴,并按设计要求将小导管插入孔中,外露端支撑于开挖面后方的钢架上,钢管尾部和钢架焊接成整体,与钢架共同组成预支护体系。
0.4m
图5—2拱部超前小导管布置图
图5—3拱部超前小导管外插角
5.2.1.3、注浆:
根据围岩情况进行注浆。
采用水泥单液浆,设备采用KBY50-70型高压注浆泵。
注浆压力根据试验确定,在孔口处设止浆塞。
注浆前先喷射混凝土3cm封闭掌子面作止浆盘,注浆时先注无水孔,从拱顶向下注,当单孔注浆量达到设计注浆量时,可以结束注浆。
如遇窜浆或跑浆,则间隔一孔或几孔进行注浆。
注浆参数要根据注浆试验结果及现场情况调整。
注浆作业中认真填写注浆记录,随时分析和改进,并注意观察施工支护工作面的状态,试挖掌子面,无明显渗水时,即可进行开挖作业。
注浆前要充分准备,机具要进行调试并试运转,使机具处于良好状态。
注浆结束后尽快冲洗管路、机具,以免因管路中的残液凝结而堵塞管路。
5.2.2施工工艺流程
小导管施工工艺流程图
5.3洞身开挖及支护
5.3.1开挖方法
隧道正洞施工总体方案:
“先探后掘、超前支护、缩短进尺、快速封闭、加强通风、随时检测”的施工方法。
洞口段采用台阶法施工,严格控制装药量,开挖完成立即进行初期支护及搭设锚杆。
隧道中空锚杆采用φ22组合中空锚杆和φ22砂浆锚杆。
5.3.2喷射混凝土
采用湿喷施工,分初喷、复喷和终喷(保护层)三阶段进行,喷射机选用防爆型湿喷机。
湿喷混凝土施工工艺流程详见《湿喷混凝土施工工艺流程图》。
砂选用颗粒坚硬、干净的中、粗砂;
碎石选用坚硬耐久、最大粒径不大于10mm的豆石;
水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。
速凝剂、减水剂等外加剂均选择质优、性能优良的产品。
速凝剂在使用前,做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验,控制初凝时间小于5min,终凝时间小于10min。
施工配合比按现场实际情况根据试验数据进行调整确定。
喷射混凝土施工工艺流程图
喷射混凝土前应做好如下准备工作
检查开挖断面净空尺寸,清除松动岩块和拱、墙脚处的岩屑等杂物,对个别欠挖突出部分进行凿除,对个别超挖部分用混凝土补平;
采用高压风吹净受喷面,保证混凝土与围岩粘结良好;
当岩面有渗漏水时,应采用凿槽、埋管等方法将水引导疏干;
设置控制喷射混凝土厚度的标志;
检查机具设备和风、水、电等管线路,并试运转,保证作业区内具有良好通风和照明条件。
喷射混凝土作业的过程控制基本要求
喷射混凝土应紧跟开挖工作面及时施工,并应分段、分片、分层,由下而上顺序进行,当岩面有较大凹洼时,应先填平;
一次喷射混凝土厚度拱部不大于8cm,墙部不大于10cm,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行;
在喷射结束后4h内不得进行下一循环的爆破作业;
严格按配合比掺加速凝剂,添加均匀,不得随意增加或减少;
喷嘴应与岩面垂直,同时应保持与受喷面距离为1.5~2.0m;
喷射采用人工掌握喷头时,喷头的后座力大,风压变化也较大,喷头需要不断旋转运动,为保证施工安全,应使用两人合力操作或采用简易支架;
供料必须连续均匀,并经常检查速凝剂管是否畅通,喷在岩面上的混凝土是否凝结,机械正常运转时,料斗内应保持足够的存料,添加速凝剂时要停风,然后加速凝剂;
洞内喷射作业时温度宜在15℃以上;
采用钢筋网喷射混凝土时,钢筋网应在先初喷厚4~6cm一层混凝土后铺挂,而后再进行复喷,如围岩比较平整时,亦可先铺挂钢筋网后喷射混凝土,开始喷射时,应减小喷头至受喷面的距离,并调整喷射角度,保证钢筋保护层不小于2cm,当有脱落的岩块被钢筋网架住时,应及时清除后再喷射;
采用钢架喷射混凝土时,钢架与围岩间的间隙必须用混凝土预制块进行填塞,再用喷射混凝土充填密实,喷射顺序应从下向上对称进行,先喷射钢架与围岩间的空隙,后喷射钢架与钢架间的混凝土,钢架应被喷射混凝土覆盖,其保护层不得小于4cm;
在有水地段喷射混凝土时,应先对渗漏水进行处理,当渗漏水范围大时,可设树枝状排水导管或导水槽将水引离岩面后再进行喷射;
当渗漏水严重时,设置泻水孔,边排水边喷射,盲沟宽度应小于10cm,间距5~10m;
喷射时应先从远离渗漏出水处开始,逐渐向渗漏水逼近,将散水集中,安设导管,使水引出,再向导管逼近喷射;
在特殊情况下,可由现场技术人员现场调整,改变混凝土配合比,增加水泥用量,先喷干混合料,待其与渗水融合后,再逐渐加水喷射。
外加剂
水
水泥
粗细骨料
搅拌机
压缩空气
喷射机
速凝剂
岩壁检查
喷头
核定断面尺寸
初喷
终凝
复喷
检验厚度
湿喷法喷射混凝土工艺框图
5.3.3锚杆施工
锚杆采用风钻钻孔,人工配合风钻入孔。
Φ22普通砂浆锚杆采用螺纹钢筋现场制作,长度根据围岩状况及设计确定。
砂浆拌合均匀,随拌随用,注浆时注浆管要插至距孔底5~10cm处,开始注浆后,均匀地将注浆管抽出,并始终保持注浆管口埋在砂浆内,以免砂浆出现空洞,随即迅速将杆体插入,锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%,实际粘结长度亦不应短于设计长度的95%,若孔口无砂浆流出,应将杆体拔出重新注浆;
灌浆工作连继不中断,保证锚杆、砂浆、围岩间的粘结力。
Φ22中空组合锚杆由中空锚杆体经连接套与钢筋连接组合而成,连接套上设出浆口,出浆口不少于2个,直径不应小于16mm。
连接套与中空锚杆体、钢筋间的连接应采用直螺纹机械连接。
图12砂浆锚杆施工工艺流程图
5.3.4钢筋网及格栅拱架安装
钢筋网片、格栅钢架及型钢钢架的钢材种类、型号等符合设计要求。
钢筋网在加工场加工成型,现场人工安装,网片大小按1.5m×
1.0m加工,安装时应随受喷面的起伏铺设,用电焊点焊固定在钢架及锚杆外露头上,以防喷射混凝土时晃动。
需电焊时严格遵守低低瓦斯低瓦斯隧道动火制度。
在焊接、切割等工作地点前后各20m范围内,有检测人员现场检测,瓦斯浓度必须小于0.5%。
由值班工区长、现场值班员签字确认后方可施工,并不得有可燃物,两端各设一个供水阀门和灭火器,并在作业完成前由专人检查,对焊接部位进行降温,确认无残火后方可结束作业。
网片间搭接长度不小于25cm。
根据设计要求,格栅和型钢钢架在洞外加工厂利用台架按设计加工制作成型,经检查加工拱度满足要求后存放于构件场内备用,利用汽车运到洞内,现场机械配合人工架设。
钢格栅安装在初喷混凝土之后进行,钢架拱脚必须放在牢固的基础上,安设时钢架垂直隧道中线,其倾斜度不大于±
2°
,钢架的任何部位偏离铅垂面不大于±
10cm;
中线、高程和垂直度由测量技术人员现场控制,为保证钢架置于稳固地基上,施工中在钢架基脚部位预留0.15~0.2m的原地基,架立钢架时挖槽就位,需要时可在钢架基脚处设置刚性“托板”,以防止钢架下沉。
当钢架和初喷面之间有较大间隙时应加设混凝土垫块;
为增强钢架的整体稳定性,将钢架与锚杆焊接在一起,钢架间按环向间距1.0m设置φ22mm的纵向连接钢筋。
钢架安设好后尽快施喷混凝土,并将其全部覆盖,使钢架与喷混凝土共同受力;
喷射混凝土分层进行,每层厚度5~6cm左右,先从拱(墙)脚处向上喷射,以防止上部喷射混凝土虚掩拱(墙)脚,造成拱(墙)脚喷射不密实,强度不够而失稳。
当采用台阶法施工时,下台阶落底开挖后钢架及时落底接长,封闭成环,应根据围岩条件沿低瓦斯隧道两侧交错进行,每次每侧接长2榀;
拱部钢架与边墙钢架使用螺栓连接,当有困难时,可采用焊接。
并不得有可燃物,两端各设一个供水阀门和灭火器,并在作业完成前由专人检查,对焊接部位进行降温,确认无残火后方可结束作业。
回风巷道内不准进行焊接作业。
钢架施工工艺流程图
6.劳动力组织
单口小导管施工劳动力组织表
工作内容
人数
备注
技术人员
2
钻机操作工
4
3
搭设导管
注浆
共计
11
7.机械设备配备
机械设备配置表
数量
空压机
1台
注浆机
高速制浆机
切割机
5
弯曲机
6
电焊机
2台
8.质量控制措施
8.1超前小导管施工质量保证措施
⑴钻孔前,精确测定孔的平面位置、倾角、外插角,并对每个孔进行编号。
⑵钻孔外插角5°
~10°
为宜,根据实际情况作调整。
施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。
⑶严格控制钻孔平面位置,超前小导管不得侵入隧道开挖线内,相邻的钢管不得相撞和立交。
⑷经常量测孔的斜度,发现误差超限及时纠正,至终孔仍超限者应封孔,原位重钻。
⑸掌握好开钻与正常钻进的压力和速度,防止断杆。
8.2分项验收标准
8.2.1主控项目
小导管所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能(屈服强度、抗拉强度和伸长率)和工艺性能(冷弯)试验,其质量必须符合国家有关规定及设计要求。
检验数量:
以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管,每60t为一批,不足60t按一批计。
施工单位每批抽检一次;
监理单位按施工单位抽检次数的20%进行见证取样检测或按施工单位抽检次数的10%进行平行检验,至少一次。
检验方法:
施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验;
监理单位检查全部质量证明文件和试验报告,并进行见证取样检测或平行试验。
8.2.2一般项目
小导管钻孔的允许偏差应符合下表的规定:
钻孔允许偏差
项目
允许偏差
方向角
1o
孔口距
±
50mm
孔深
9.施工注意事项
超前小导管必须在洞身开挖前完成。
洞口开挖时应预留拱顶施工台阶,在软弱围岩地段,钻机底应加设垫板或垫梁。
在施作超前小导管预支护的过程中应设置必要的监测项目,根据监测反馈信息及时采取相应的措施以保证施工安全和施工质量。