厦门环岛路鳌山路高殿二号路段工程Ⅱ标浅埋暗挖隧道专项施工方案Word格式文档下载.docx
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(11)《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》 (JTG/TB07-01-2006)
(12)《混凝土泵送施工规程》 (JGJ/T10-95)
(13)《钢结构工程施工质量验收规范》 (GB50205-2001)
(14)《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》(TB10108-2002)
(15)《混凝土结构防火涂料》(GA98~2005)
(16)《电力工程电缆设计规范》(GB50217-2007)
(17)《铁路技术管理规程》
第二章工程概况及施工特点
1.工程概况
1.1工程简介
环岛路(鳌山路-高殿二号路段)工程Ⅱ标起点位于海堤路下,终点往长岸路方向接杏林大桥左右线辅道,桩号范围为ZK1+738~ZK2+870,YK1+740~YK2+892.270,线路总长1.152km。
本项目隧道工程是整个项目的控制性工程,是制约整个项目工期的节点工程。
隧道工程可分为明挖回填施工段(ZK2+038~ZK2+229,YK2+050~YK2+211)和暗挖浅埋施工段(ZK1+738~ZK2+050,YK1+740~YK2+038)。
其中,暗挖浅埋施工段是隧道施工的难点。
暗挖隧道具有地质条件差,地下水丰富、埋深浅、下穿铁路线多等特点。
图2.1环岛路工程Ⅱ标平面示意图
通过临时竖井进入隧道正洞进行开挖的下穿铁路货场段为从ZK1+780~ZK1+860(YK1+787~YK1+860)段从既有铁路货场下方近距离穿越,平面交角约72度,铁路共有3股道,隧道顶板与铁路的最小竖向距离约13.6m,穿越地层主要为砂质粘性土及全风化花岗岩。
加固范围铁路里程为:
K0+552~K0+643(货1线,K0+000为H4道岔尖轨尖处),K0+504~K0+595(货2线,K0+000为H4道岔尖轨尖处),K0+413~K0+506(货4线,K0+000为H10道岔尖轨尖处)。
采用暗挖法开挖的下穿鹰厦铁路段为ZK1+860~ZK1+955(YK1+860~YK1+938)段从既有鹰厦铁路下方近距离穿越,与鹰厦铁路平面交角约58度,铁路共有2股道,加固范围铁路里程为:
K683+773~K683+872(I道),K683+775~K683+879(II道);
与高崎II场4(6、8)道平面交角约49度~57度,铁路共有3股道,加固范围内铁路里程为:
K683+758~K683+859(4道),K683+759~K683+822(6道),K683+484~K683+588(8道),下穿段管线共计2股道,加固范围内铁路里程为:
K683+509~K683+615(I道),K683+514~K683+620(II道)。
隧道顶板与铁路的最小竖向距离约9.45m,穿越地层主要为砂质粘性土及全风化花岗岩。
图2.2隧道下穿铁路货场段示意图
图2.3隧道下穿高崎II场段示意图
1.2地质概况
本项目工程区位于“闽东燕山断坳带”东侧与闽东沿海变质带相接触的中部,主要经历了燕山期与喜马拉雅二期构造运动,并奠定了本区地质构造基本格局。
从区域资料分析,外围主要受三条断裂带控制:
NNE向长乐~南澳断裂带、滨海断裂带和近EW向南靖~厦门断裂带。
受其影响,主要以线性构造为主,其特征为动力变质和挤压破碎明显。
福建省东南沿海区域性新构造运动特征是以断块差异升降运动为主,断裂、裂隙走向主要呈NNE向、高角度产出,并伴随较多的辉绿岩脉侵入,晚更新世以来运动逐渐减弱。
根据《厦门岛地壳稳定性评价》,拟建工程区域未见活动性构造,本勘也未见活动性断层和新构造活动痕迹,场地构造条件稳定。
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)有关条文规定,拟建工程位于抗震设防烈度Ⅶ度区,设计地震分组属第二组,设计基本地震加速度值为0.15g。
本标段道路沿线地层主要由填土层、海积层、残积及下部燕山晚期中粗粒花岗岩构成。
根据钻探揭露,拟建场地岩土体的分布及特征按埋藏顺序分述如下:
(1)填筑土:
该层根据其成分不同大致可分为四个亚层。
(a)杂填土:
拟建场区沿线大部分钻孔有揭露,厚度变化较大为1.1~14.3m。
多呈灰褐等杂色,成分主要由粘性土、较多的碎石土及局部植物根系、生活垃圾等有机物质构成,硬杂质含量一般在≥30%左右。
该层回填时间整体较长,一般约≥5年,松散~稍密状为主,其密实度及均匀性总体仍较差,力学强度低。
(b)填石:
拟建场区部分钻孔有揭露,厚度变化较大约1.0~4.8m。
整体呈浅灰色等杂色,成份主要由中风化花岗岩碎石块回填而成,块径一般在20~100cm之间,石英砂及粘性土填充其间。
该层回填时间较长,一般约≥5年,稍密状为主,其密实度及均匀性总体较差,力学强度低。
(c)素填土:
勘探期间仅个别钻孔有揭露,厚度变化较大约0.8~4.1m。
整体呈浅灰、灰黄色,成份主要由粘性土构成,含碎砖、碎石等硬杂质约25%~30%范围。
(d)填砂:
揭露厚度为1.2~5.3m。
整体呈灰黄色,成分主要由石英砂回填而成,泥质含量较少(一般少于20%),颗粒级配一般~较差。
该层回填时间整体较长,约≥5年,稍密状为主,其密实度及均匀性总体仍较差,力学强度低。
(2)残积砂质粘性土:
拟建工程沿线大多钻孔有揭露。
其顶板埋深1.0~18.3m,顶板标高-13.41~10.36m,揭露厚度变化较大为0.6~20.5m(部分钻孔未揭穿)。
呈灰白、灰黄等花斑色,可塑状为主。
成分主要由长石风化而成的粘、粉粒、石英颗粒及少量云母碎屑等组成,>2mm的石英颗粒一般为5.5~19.8%(颗分结果),原状芯样摇震无反应,切面稍有光泽,干强度及韧性中等。
系花岗岩风化残积而成。
该层实测标贯击数为9.0~29.0击,平均为20.2击。
该层天然状态下力学强度一般~较高,但该层属特殊性土,具有泡水易软化、崩解的不良特性。
(3全风化花岗岩:
该层沿线钻孔多有揭露,其顶板埋深为3.2~23.0m,顶板标高-15.80~6.18m,揭露厚度变化较大为1.9~13.8m。
呈灰白、灰黄等色,主要成分为长石、石英,长石大部分已高岭土化,为土状结构,岩体极破碎,属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ级。
压缩性低,力学强度较高,但该层与上述残积土呈渐变关系,亦具有泡水易软化,崩解的不良性质。
(4)强风化花岗岩:
该层根据其风化程度不同,可分为以下两个亚层。
(a)砂砾状强风化花岗岩:
该层主要揭露于隧道地段的钻孔,其顶板埋深5.8~27.3m,顶板标高-18.29~2.95m,揭露厚度变化较大为0.7~26.3m(部分钻孔未揭穿)。
呈灰白、褐黄色,原岩矿物中长石少量风化变异,岩芯呈砂砾为主。
泡水容易软化,为散体状结构。
该层岩石质量指标属极差的,RQD指标为0,属极软岩,岩石完整程度极易破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级。
该层实测标贯击数≥50击,压缩性低,力学强度较高,但与上部全风化岩呈渐变过渡关系,没有明显的地质分界线,开挖暴露后如遭受长时间的泡水作用仍会较快软化,使其强度降低。
(b)碎块状强风化花岗岩:
该层主要揭露于隧道地段的钻孔,其顶板埋深12.7~51.6m,顶板标高-40.19~-3.72m,揭露厚度0.8~22.4m(部分钻孔未揭穿)。
呈灰黄、浅灰等色,岩体极破碎,为碎裂状结构,岩芯呈碎块状,手折可断,岩石点荷载抗压强度R=7.9~14.8MPa,属软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ级,压缩性低,力学强度较高,工程性较好。
但该层与砂状强风化岩仍呈渐变过渡关系,无明显界线。
(5)中风化花岗岩:
该层主要揭露于隧道地段的钻孔,其顶板埋深为7.1~53.5m,岩顶标高-47.46~1.72m,揭露厚度1.6~27.2m(均未揭穿)。
该层呈浅灰黄、灰白色为主,岩石结构整体较破碎~较完整,裂隙较发育~发育一般,岩芯呈短柱状为主,多属裂隙块状~镶嵌碎裂状结构,RQD多在60~90%范围,属较硬岩。
岩石饱和抗压强度为39.8~57.6MPa,力学强度较高,工程性能好。
左、右线隧道的地质纵断面见下图。
图2.4暗挖隧道左线地质纵断面图
图2.5暗挖隧道右线地质纵断面图
1.3水文地质
(1)地表水
拟建工程场地原始地貌位于海湾滩涂及残积台地路段,后经人工建设改造,现状仅在主线右洞与A匝道隧道间分布有一池塘(水深约1~3m)外,其余路段未见有其它池塘、河流或海水等分布,整个场区地表水系、水体总体不发育。
(2)地下水
拟建工程场地地下水位受地形、地貌及后期人工回填影响,变化较大。
勘察期间为降雨期,测得钻孔中水位在原海湾滩涂路段的初见水位一般为2.0~3.8m,混合稳定水位一般为2.2~4.0m;
在残积台地路段的初见水位一般为3.1~5.1,混合稳定水位为3.3~5.5m。
根据区域水文地质资料,拟建场区地下水年水位变化幅度在原海湾滩涂路段一般约2~3m,在残积台地路段一般约1~2m范围。
另据了解,近年内沿线场地最高水位约在1~2m范围。
1.4气候条件
厦门是典型的亚热带海洋性气候,年均气温为20℃左右。
年平均降雨量在1200毫米左右,每年5至8月份雨量最多,风力一般3至4级,常向主导风力为东北风。
由于太平洋温差气流的关系,每年平均受4至5次台风的影响,且多集中在7至9月份。
为了保证整个工程的顺利进行,我单位将防台风防汛作为安全防范重点,专门成立防台防汛组织机构,明确防台防汛重点和目标,全面负责防台防汛抢险预案的制定与实施;
负责施工过程中的安全隐患检查,监督落实整改措施;
负责防台防汛抢险设备、物资的准备,以及实施中的应用管理;
负责台风期间和抗洪期间的生活、食品保障;
负责突发事件紧急情况下的救护工作;
负责突发事件的调度指挥,对内对外的协调工作。
1.5地震烈度
厦门地区位于闽东南沿海变质带,拟建线路区域上处于闽东燕山断裂带的长乐-诏安断裂带中段。
区内构造主要受新华夏构造体系控制,道路沿线大多被第四系地层所覆盖。
据《厦门地区区域地壳稳定性评价报告》,上述断裂自第四纪以来活动渐减弱,现处于相对稳定状态,不必考虑活动性断裂的影响。
1.6工程环境
我标段暗挖隧道施工段从起点至洞口段依次要下穿特区供水管、轨道一号线、铁路货场、中浦路、鹰厦铁路、到发线及铁路检查线。
暗挖隧道施工段具有地质条件差、埋深浅、地下水丰富、下穿线路段结构物复杂、周围环境复杂、协调难度大等特点。
整个暗挖隧道施工段要做到精心规划,科学管理,在整个施工过程中要实现安全与质量管理目标。
2.施工特点
(1)实现暗挖隧道工期目标是实现整个项目工期节点要求的保证,面对当前的实际情况,更要加大施工投入,科学组织,有效管理,争取一切可利用的条件去实现工期目标。
(2)隧道施工的方案审批、交通疏解等问题,均需要与铁路部门协调,协调问题复杂,难度大。
(3)暗挖隧道周边地质条件差,穿越地层多为素填土、粉质粘土、残积砂质粘性土、全风化花岗岩、砂砾状强风化花岗岩,在施工过程中要加强监控量测工作。
(4)暗挖隧道所处周边为海域杂填区,地下水位较高,在隧道的施工过程中,需做好降排水工作,同时,也将隧道的防水处理措施作为施工的重点。
(5)隧道施工区位于厦门岛内市区,要重点做好环保、水保、文明施工、交通疏解等方面的工作。
第三章总体施工部署及施工方案
1.总体管理目标
(1)暗挖隧道开工日期:
2014年11月15日(以横通道开始施工为开始时间),计划完工日期:
2015年11月5日,工期356天。
(2)分项、分部工程合格且综合评分不小于90分。
(3)施工过程中,封闭围挡,文明施工,创建文明施工管理标准化工地。
在整个隧道施工过程中,严格按制定的施工方案进行施工,安全可控,无安全责任事故发生,无职业病危害事故、无较大及以上环境污染事故。
2.总体施工概述
本标段暗挖隧道部分埋深浅,地下水位高,隧道主要穿越残积砂质粘性土和全风化花岗岩,V级围岩,CRD法、双侧壁导坑法施工,属特殊环境浅埋富水软弱围岩隧道,施工安全风险和工期风险极高,施工过程中需严格控制洞周收敛变形。
为加快施工进度,左、右线暗挖隧道通过修建平交道从暗挖隧道出口(ZK2+050,YK2+038)和竖井(ZK1+770~YK1+780之间)两个方向施工。
隧道施工采用新奥法原理,施工过程严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则,加强施工监控量测。
3.施工组织机构及资源配置
3.1施工组织机构
浅埋暗挖隧道施工是本标段的施工重点与难点,为确保隧道施工的能够安全、高质量、高效地进行,暗挖隧道人员设置如下:
现场经理2名,主管工程师2名,技术员2人;
试验工程师2人;
专职安全员2人;
测量工程师2人;
普工20人;
电焊工:
20人;
钢筋工25人;
模板工20人;
机械操作手10人,现场值班人员2人。
项目经理
总工程师
现场经理
主管工程师
试验工程师
专职安全员
测量工程师
技术员
各专业施工队
图3.1暗挖隧道施工的组织机构图
3.2机械设备的投入
暗挖浅埋隧道的主要机械设备配备情况见下表:
表3.1主要施工机械配备表
序号
机械或
设备名称
型号规格
数量
国别产地
制造
年份
额定功率(KW)
生产
能力
自有或租借或拟购
1
挖掘机
PC220
2
小松山推
2011
114
1.25m3
自有
PC35
日本小松
2010
0.18m3
3
PC55
2012
0.22m3
4
自卸车
1941.280
5
中国邢台
12t
奔驰3250
15t
6
CQ3260
中国重庆
19t
7
装载机
ZL50
中国徐州
161
3.0m3
8
内燃压风机
VY-12/7
中国湖北
112
12m3
9
空压机
4L-20/8
10
发电机组
GF500
中国扬州
500kw
11
混凝土输送泵
HTB60
60m3/h
12
吊车
QY50
中国湖南
191
25t
13
QY16
160
16t
14
变压器
630KVA
中国兰州
15
附着式振动器
16
污水泵
4ZX-14
中国上海
17
泥浆泵
BW-250
18
交流电焊机
BX1-500-1
19
钢筋调直机
CT4*10
中国浙江
1.1
20
钢筋弯曲机
CW40B
中国山东
3.0
21
钢筋切割机
CQW32
22
混凝土喷锚机
TK-961
中国成都
10m3/h
23
锚杆钻机
MYT-120
中国河北
120
24
风动凿岩机
YT28
50
中国天水
25
衬砌台车
自制
26
管棚钻机
KR80412
德国
27
注浆钻机
SJ-180
中国北京
57
28
超前地质预报仪
TSP203
瑞士
2009
29
轴流式通风机
SDF(C)-No13
中国山西
55
30
全站仪
GTS701
日本
31
水准仪
DS3
32
精密水准仪
DSZ-2
中国天津
33
土工试验设备
34
混凝土试验设备
4.暗挖隧道结构设计
暗挖隧道结构设计见下表:
表3.2浅埋暗挖隧道复合式衬砌支护参数表
项目
衬砌类型
里程
初期支护
二次衬砌C40防水耐腐蚀混凝土
拱墙锚杆
钢筋网
喷射混凝土
钢拱架
隧道标准段
主线隧道下穿公路段
ZK1+970-ZK2+050,80m;
Ф25中空注浆锚杆L=4.5m,100×
50cm
双层Ф8钢筋网20×
20cm
28cmC25
拱墙、仰拱I22a工字钢间距50cm
拱墙60cm仰拱60cm
主线隧道下穿铁路段
ZK1+780~ZK1+813,ZK1+828~ZK1+955;
YK1+787~YK1+817,YK1+832~YK1+938
拱墙、仰拱I22b工字钢间距50cm
主线隧道下穿轨道一号线段
ZK1+738-ZK1+768,
左侧共计30m;
YK1+740-YK1+775,
右侧共计35m。
拱墙80cm仰拱80cm
隧道管棚工作室段
ZK1+768-ZK1+780,ZK1+813-ZK1+828,ZK1+955-ZK1+970,YK1+775-YK1+787,YK1+817-YK1+832,YK1+938-YK1+953
26cmC25,导向墙80cm
拱墙、仰拱I20b工字钢间距50cm
拱墙55cm仰拱55cm
隧道加宽段
隧道三车道段
YK1+953-YK1+993,
右侧共计40m
拱墙65cm仰拱65cm
A匝道加宽段
YK1+993-YK2+038,右侧共计45m
28cm25+
16cmC25
拱墙、仰拱I22b工字钢+Ф22格栅钢间距50cm
表3.3浅埋暗挖隧道辅助施工措施一览表
超前支护
长管棚
中管棚
小导管
加钢筋笼单排Ф159×
6(环向间距0.3m)
/
单排Ф42×
3.5(L=4.5m,300×
30cm)
6超前长管棚(环向间距0.3m)
ZK1+768-ZK1+780,ZK1+813-ZK1+828,ZK1+955-ZK1+970;
YK1+775-YK1+787,YK1+817-YK1+832,YK1+938-YK1+953
双排Ф89×
6超前中管棚(环向间距0.25m)
加钢筋笼双排Ф159×
6超前长管棚(间距0.3m)
5.暗挖隧道施工方案
5.1施工步序
暗挖隧道主要采用CRD法施工,A匝道加宽段(YK1+99