1、洞身为灰岩,可能揭穿暗河,洞内平时涌水量达7 万T/d, 雨洪期会成倍增加。DK192+090+110 段,地下水具硫酸盐侵蚀,该段含瓦斯,可能存在大股状涌水。 (3)DK193+230DK195+790 段: 洞身绝大部分为灰岩,涌水量5000T/d 。DK193+230+580 段P2W底部含煤,瓦斯含量高,有产生瓦斯突出的威胁。DK193+240 +270 段地下水具硫酸盐侵蚀性。DK193+230280段P2W/P1M 及DK194+000+280 段T1f/P2C地层分界线附近可能存在大股涌水。DK192+100DK195+050段埋深大于500m, 应注意岩爆及高地温。 (4)DK
2、195+790DK196+210 段:围岩以盐溶角砾岩为主,钙、泥质胶结,易塌落,地下水具硫酸盐侵蚀性。 (5)DK196+210DK198+085 段:出口段岩层风化层厚,为顺坡层。DK197+466 +730 段钻孔揭示有煤层,含瓦斯,地下水具硫酸盐侵蚀性。4、地震基本烈度:六度 5、气象特征:本标段属亚热带湿润气候。冬暖夏热,湿度大,无霜期达11 个月。年平均气温17.4,极端最低气温-3.5,极端最高气温41.7,年平均降雨量1087.2 毫米,年平均风速4.6m/s。最冷月为12 月,最热月为78 月,58月降雨量约占年降雨量的40%。(四) 工程设计隧道进口至横洞段长3 213m。
3、其中进口段1773 米,起讫里程DK188+687DK190+460, 隧道埋深较浅,均为、级围岩,地质条件差,采用25 中空注浆锚杆、喷砼、喷钢纤维砼、格栅钢架施工支护,模注砼、钢筋砼衬砌。洞口段DK188+690+765 段进行地表注浆加固,设长管棚注浆超前支护进洞。隧道出口至横洞段长6185 米。出口段70m 采取旋喷桩加固,明挖法施工。除洞口段约300m 围岩较差外,其余地段大多为II、III级围岩。横洞长约396m,洞口270m 断面为696580cm,之后分别向隧道进、出口开辟工作面。其中向进口方向按无轨运输,断面为53 0573cm;向出口方向按有轨运输,断面为平导断面。在喇叭口
4、段,有轨及无轨车道各设50m 会车道。横洞进洞拱部采取大管棚、小导管注浆超前支护措施。平导设计: 、级围岩单车道及级错车道衬砌采用锚喷衬砌,级(错车道)、级单车道采用模筑砼衬砌。净空(宽高):单车道300325cm,错车道442 379cm。开挖断面尺寸(宽级模筑380385cm,级模筑370380cm,级锚喷310343cm, 级锚喷310340cm, 级错车道模筑502429cm, 级错车道模筑462409cm。每500m 设一长65m 的错车道。施工支护措施:施工支护采取锚、网、喷支护,锚杆类型为砂浆锚杆、中空注浆锚杆,超前支护有小导管注浆、中空注浆锚杆、大管棚注浆、格栅钢架、喷砼、喷钢
5、纤维砼。级围岩地段拱部设小导管注浆、拱墙格栅钢架支护,隧道进、出口部分地段采用自进式超前锚杆。岩爆地段采用锚网喷防护。隧道采取砼整体衬砌,其中部分地段地下水有硫酸盐侵蚀,衬砌采用耐腐蚀砼,抗渗等级不小于S6。局部地段设复合防水板、止水条、软式透水管防排水。、级围岩地段进行衬砌背后压浆。隧道施工支护、衬砌形式见下表。隧道施工支护、衬砌形式(六) 施工条件 1、交通运输:武隆某隧道各洞口所需的工程物资可以通过武隆至丰都、武隆至仙女山公路运输。乌江常年通航,在隧道进口、横洞附近各修建码头一座,主材由涪陵通过乌江水运至工地。隧道进、出口洞口段施工均需改移道路。2、水源工程紧邻乌江,需用多级泵提水。也可
6、利用地表水。3、电力用电取自沿线架设10KV 线路,各施工点可就近取电以满足施工用电。4、建筑材料工程用砂可以在附近乌江边的砂场采购,亦可利用洞碴加工机制砂,经试验合格后,用于土建工程的施工。5、场地隧道施工场地狭窄,场地布置困难。其中:横洞口在乌江右岸,无场地,完全靠填碴以形成场地,由于坡度陡、高差大,其挡护工程量很大。隧道进、出口、横洞都下穿公路。出口及出口平导需从建筑物(包括制药厂、楼房、地下油库)下通过,楼房的桩基已达洞顶。隧道进、出口都需改移道路。施工管理目标1、质量目标确保全部工程达到国家、铁道部现行的工程质量验收标准。工程一次验收合格率达到100%,优良率达到90%以上,隧道工程
7、达到不渗不漏,房建工程优良率达到40%以上,并满足渝怀总指“开工必优,一次成优,确保部优,争创国优”质量总目标要求。其中武隆某隧道、杨家坝隧道创国优工程,本标段与二十局施工的十一标段联合创部级综合优质工程。2、安全目标杜绝职工因工死亡事故和安全等级事故,年负伤率、重伤率分别控制在5 和0.6以内,争创安全生产先进单位。3、工期目标线下工程于2004 年8 月14 日完工,提前1 个月达到铺架条件,全部工程于2005年元月10 日完工。任务划分及队伍安排1、任务划分各洞口工作面担负施工区段划分如下:2、队伍安排 根据渝怀铁路第十二标段工程特点,组建“中铁第十四工程局渝怀铁路工程指挥部”。其中武隆
8、某隧道由所属三、四、五公司施工。施工队伍从已竣工的株六线和内昆线等工点成建制调入。各公司劳动力组织如下:四、工期安排 (一) 洞身开挖进度主要指标 (二) 工期安排 全隧施工工期为36.5 个月(不含施工准备时间),其中: 1、施工准备: 2001.7.31 前完成 2、洞口工程:进口地表注浆、改移道路、洞口开挖防护:2001.8.12001.10.31 出口旋喷、路堑开挖防护、基底旋喷、明洞:2001.8.12001.11.30 平导洞口处理: 2001.8.12001.8.16 3、横洞施工: 2001.8.12002.1.28 4、横洞平导:2001.12.112002.12.2 出口平
9、导: 2001.8.172003.7.31 5、开挖:隧道进口至横洞施工段:2001.11.12003.12.14 隧道出口至横洞施工段:2001.12.12004.3.3 6、衬砌:2001.12.152004.2.14 隧道出口至横洞施工段:2002.1.152004.5.3 7、沟槽、压浆、整修: 隧道进口至横洞施工段2002.4.12004.5.14, 隧道出口至横洞施工段2002.5.12004.7.3 8、预铺道碴: 隧道进口至横洞施工段2004.6.12004.7.14, 隧道出口至横洞施工段2004.7.102004.8.14 注:进度安排详见附图-1武隆某隧道施工进度横道,图
10、-2施工形象进度图。临时工程及平面布置(一) 临时设施 1、码头:在隧道进口和横洞附近修建码头一座,出口利用巷口镇码头。 2、施工便道:隧道进口新修一条长3.7km、宽7 米的运输主便道至隧道进口位置。横洞处新修主便道2.2km,修一座20 米的便桥。出口需新建主便道2.5km。大堰沟设14 米长便桥。另外各洞口均需进行引入线及整修便道施工。3、高位水池:隧道进口设100m3 的高压水池,横洞设140m3 高压水池。隧道出口对面山顶设一100m3 高位水池,水源在大堰沟上设拦河坝解决。4、变压器:管区内新架10KV 纵向贯通电力线外。在洞口附近设置变压器,高压进洞,洞内设315KVA 变压器。
11、另外,在洞口各配备不小于250KW 发电机作为备用电源。洞外变压器设置如下表:5、空压机站:隧道进口设60m空压机站一座。横洞处设100m空压机站一座。出口正洞与平导之间,靠近平导侧设一90m空压机站,供正洞与平导用高压风。 6、临时住房 进口三公司采用租用民房和自建工房解决。 横洞三、五公司租用钙肥厂房屋,并沿乌江右岸自建部分工房。 出口四公司因隧道紧靠县城生活房屋租用当地房屋解决。 7、弃碴场:按标准修建碴场挡护墙及排水设施,并按设计指定的碴场弃碴。运距:进口3.0km,横洞7.0km,出口3.0km。(二)施工平面布置 参见图-35武隆某隧道进口、横洞、出口场地平面布置图。总体施工方案(
12、一)概述隧道设计的围岩级别见下表。武隆某隧道围岩级别划分表(单位m) (二)施工方案采用钻爆法施工,风枪钻孔,光面爆破开挖;进口采用无轨运输,横洞向进、出口两个工作面、出口及平导采用有轨运输,电瓶车牵引梭式矿车出碴;全自动液压衬砌台车全断面泵送砼衬砌。施工支护采用锚、网、喷支护,喷射砼采用湿喷工艺。洞外设砼自动计量拌合站,砼轨道输送车运输。开挖方法:为了便于隧道机械化施工,以及遇特殊地质施工方法转换方便, 、级围岩采用光面爆破全断面开挖;、级围岩采用正台阶法开挖,台阶长度以5m 为宜。级围岩地段分二部台阶,级分三部台阶。施工程序见图-68。采用非电毫秒雷管微差爆破。、级围岩采用直眼掏槽,、级围
13、岩采用斜眼掏槽。周边眼采用小药卷间隔装药。爆破参见图-9图-12。瓦斯地段爆破,最后一段延期时间不得超过130ms; 采用煤矿专用炸药,不得使用硬化或水分超过0.5%的铵梯炸药。其爆破器材、母线、炮泥成分和堵塞长度、爆破方向、爆破网络等做专门设计。开挖进尺:级围岩每循环进尺采用3m, 级2.5m, 级为1.5m, 级为1.0m。出碴:武隆某隧道进口采取无轨运输。横洞、出口正洞及平导为有轨运输。无轨运输主要采取挖掘机、装载机、自卸汽车相配合;有轨运输主要采用立爪装载机、电瓶3车牵引梭式矿车出碴。采用14m梭矿,12吨电瓶车牵引。衬砌:衬砌采用全断面液压衬砌台车。IV、V 级围岩地段仰拱超前施做,
14、衬砌紧跟。通风:分前期和后期两种方案考虑。前期隧道进口、横洞出口及平导采用压入式通风方案;后期隧道进口、横洞向进口方向采用压入式通风方案,横洞向出口、出口(平导与正洞贯通后)采用管道压入和巷道排出的混合式通风方案。具体安排见“十、施工通风及防尘”。洞口段施工根据现场实地踏勘、设计文件、技术规范要求及现有机械设备和拟添置的设备,确定施工方案。(一) 进口段施工根据现场实地探勘、设计文件、技术规范要求、现有设备和拟添置的设备,确定施工方案。1、洞口施工程序。洞口施工程序如下图2、进口地表注浆加固(1)注浆工艺流程如下图(下页)(2)注浆设计注浆范围:D2K188+690+726 线路中线左右侧各7
15、 米注浆断面:按设计图注浆管:89 钢花管间距:1m1m 梅花形布置注浆孔:108 个水灰比:0.5:12:1注浆压力:2Mpa 左右注浆方式:前进式注浆(3)施工机具:地质钻机、水灰搅拌机、孔口器、TBW250 注浆泵(4)施工要求:a、钻孔采用泥浆护壁b、严格控制钻孔深度,避免钢管侵入隧道开挖轮廓以内c、孔口段钢管缠水泥麻丝注浆,孔口设孔口套管以防跑浆,孔口管径为108 管,长1.0 米。d、初始注浆水灰比稍大,而后逐渐减小e、公路地段采取半幅施工,以免公路断道f、注浆顺序采取先两侧(从1、15 孔开始)后中间的顺序进行g、在注浆过程中,作好各种资料记录,并对所作的记录进行分析,看注浆压力
16、和浆量变化是否合理,是否达到设计要求。注浆结束后,对注浆效果采取钻孔取芯或压水实验检查,如果发现注浆有不合格的部位,要对此部位重新注浆,一直达到设计要求。3、大管棚注浆武隆某隧道进口下穿公路进洞,设大管棚超前注浆加固。大管棚施工工艺参见大管棚施工工艺参见“八、主要工序施工工艺(四)超前支护”。4、人工开挖进洞洞口超前支护完成后,非爆破人工开挖进洞。人工开挖进洞施工工艺流程如下图。施工要点:(1)挖进洞时,先用挖掘机进行初挖,再辅以人工用风镐和铁锹等工具将开挖轮廓线附近的围岩挖除。(2)施工过程中要随挖随护。(3)上台阶格栅拱架立好后,为防止拱顶下沉,除施加锁脚锚杆外,在两拱脚间焊连一钢横梁,并
17、在拱顶与钢横梁中点间连一竖向中支撑。钢横梁、中支撑、钢拱架之间一定要焊接牢固。(4)底注浆与下台阶初期支护可同时进行。(5)初期支护与基底注浆完成后,要及时施作仰拱。(6)仰拱施工完毕且砼达到一定强度后,方可拆除钢横梁和中支撑。附: 开挖进洞工艺流程图见下图(二) 横洞口段施工横洞口位于公路下的坡积层上,岩体松散,自稳能力及成拱能力差,极易产生坍塌。横洞采取暗挖法穿过公路,埋深5.5m,因公路正在运营,动载作用较大。施工过程以“短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”为原则加强超前支护,分三部开挖,上台阶预留核心土。1、施工顺序2、仰坡防护仰坡的开挖应视边坡的稳定情况,确定边坡,清除浮土。在仰坡面进行
18、锚喷网防护,锚杆采用22 钢管,长度4m ,间距1.51.5m;钢筋网采用8 钢筋,间距20cm20cm;喷射砼厚度20cm.3、管棚注浆、超前小导管大管棚施工工艺参见“八、主要工序施工工艺(四)超前支护”。4、台阶法开挖小导管注浆结束后,即进行上台阶开挖,预留核心土,洞口围岩破碎段可采用弱爆破和人工风镐开挖相结合的方法施工;尽量减少对围岩的扰动,每循环衬砌后,应立即进行初期支护的施工。掘进每循环进尺0.5m,18#工字钢拱架间隔0.5m 一榀。中、下台阶开挖时,采用双侧交错开挖,下台阶边墙支护完成后,尽快封闭仰拱初期支护。(三) 出口段施工洞口段开挖设计采用高压旋喷桩加固边坡,直立开挖,然后
19、施作明洞。明洞下穿武仙公路段,采用改移道路通过。明洞施工完成,正洞采用上半断面先进,用42 超前小导管预注浆进行超前支护,架设格栅钢架锚、网、喷支护,随挖随支护的施工方法,待上半断面掘进35 米围岩趋于稳定后,下半断面跟进,随挖随护,对应上半断面设立钢格栅,锚、网、喷支护,及时进行围岩量测,根据量测数据调整支护参数,在围岩稳定后,再进行整体式衬砌。1、明洞地段高压旋喷桩施工(1)加固范围;DK198+015+085,纵向长70m,每侧3 排;(2)注浆目的:加固边坡;(3)注浆设计:见设计图布置:每侧3 排45 水灰比:1:注浆压力:20MPA 左右注浆方式:单管(4)高压旋喷桩工艺流程(见工
20、艺流程图)(5)施工机具钻孔设备:工程地质钻机(液压)灰浆系统:WJG-80 型搅拌机,排量80-100L/minY-Z 型液压泵(6)施工工艺:a钻机就位钻机放在设计孔位上并保持垂直,旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%。b钻孔采用硬质合金钻钻进,优质泥浆护壁,在钻进过程中控制钻孔倾斜率,钻孔位置与设计位置偏差不得大于50 。c插管使用地质钻机,钻孔完毕提出岩芯管,换上旋喷管,插入到设计深度,插管时可边插管边射水,水压力一般不超过1MPa。d.喷射自下而上进行喷射,使用参数见下表。时刻注意浆液初凝时间、注浆流量、旋转提升速度等参数,并做好记录。高压旋喷桩工艺流程图高压喷射注浆技术参数 高压旋喷
21、注浆的种类 单管法 浆液材料及其配方以水泥为主要材料,水灰比1:1 注浆压力(MPa) 20 浆液流量(L/min) 80-120 注浆喷嘴孔径()及个数 23(2 个) 注浆管外径() 45 提升速度(cm/min) 2025 旋转速度(r/min) 约20 e.冲洗 喷射施工完毕,把浆液换成水,在地面上喷射,把注浆泵、注浆管和软管内的浆液全部冲洗干净。f.移动钻机 将钻机移到新孔位上就位。2、明洞明挖法施工 本方法适用于DK198+015+085 段明洞 (1)明洞施工工艺(DK198+040+085) (2)明洞下穿武仙公路施工工艺(DK198+015+040)(3)施工安排a. 施工准
22、备:改移道路,测量放样,技术交底等。b. 旋喷桩加固边坡。c. 拱部开挖:采用机械开挖,基岩部分放小炮并用炮被覆盖。d. 拱圈灌注:采用立拱架,小模板灌注混凝土。e. 暗挖下部,拉中槽挖马口,施作边墙。f. 明洞落底。g. 防水层施作做到不渗漏水。h. 路面恢复,公路恢复。i. 及时施作洞门,做好洞顶排水。3、明洞施工完后,于DK198+015 处往里以小导管超前支护暗挖进洞。小导管施做参见“八、主要工序施工工艺”。主要工序施工工艺(一) 隧道施工总工艺流程(二) 隧道开挖1、开挖作业工序流程2、光面爆破设计(1)光面爆破设计钻爆设计见图912。(2)参数选择(3)周边炮眼装药结构周边炮眼采用
23、25mm小药卷间隔装药,导爆索连接,导爆索用竹片和电工胶布与炸药卷绑在一起。(4)爆破顺序 3、光爆质量标准:平均线性超挖 10 厘米以内, 炮眼痕迹保存率:硬岩90% 中硬岩80% 软岩60% 炮眼利用率: 90% 4、施工要求 (1) 放样布眼。隧道开挖每一个循环都要进行施工测量,控制开挖断面,在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线,标出炮眼位置,误差不超过5 厘米。(2) 定位钻孔。钻眼按设计指定的位置进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行,除底眼外,其它炮眼口比眼底低5 厘米,以便钻孔时的岩粉自然流出,周边眼外插角控制在2 度到3 度以内。掏槽眼严禁互相打穿相交,眼底比其他炮眼深20 厘米
24、。(3) 清孔装药。装药前炮眼用高压风吹干净,检查炮眼数量。装药时派专人分好雷管段别,按爆破设计顺序装药,装药作业分组分片进行,定人定位,确保装药作业有序进行,防止雷管段别混乱,影响爆破效果。每眼装好药后用炮泥堵塞。(4)网络连接。起爆网采用复式网络,联接时每组控制在12 根以内;联接雷管使用相同的段别,且使用低段别的雷管。雷管联接好后有专人负责检查,检查雷管的连接质量及是否有漏联的雷管,检查无误后起爆。(5) 调整控制。开挖过程中经常观察石质的变化情况及爆破效果,及时调整钻爆设计。严格控制周边眼的装药量,减少对围岩的扰动,控制超欠挖。(6) 排水。控制隧底超欠挖,保证底面平整。保持临时排水系
25、统畅通不积水,防止浸泡围岩。(三) 施工支护 1、砂浆锚杆 (1 ) 砂浆锚杆施工工艺流程 d、注浆完成,卸下注浆管和锚杆接头,转入下一孔注浆。 3、钢筋网 钢筋网在洞外预先按设计焊接绑扎成片,运至洞内随围岩起伏铺设,并与锚杆、(2)原材料及配合比a、锚杆杆体采用直径22 毫米的螺纹钢,使用前调直、除油,砂浆采用中砂和425号水泥拌制,砂最大粒径不大于2.5 毫米,使用前过筛清洗。b、砂浆配合比控制在(水泥:砂子)1:11:0.5 之间,水灰比控制在0.450.5 之间。c、砂浆拌合均匀,随拌随用,在砂浆初凝前使用完毕。(3)钻孔a、采用手持凿岩机、锚杆台车钻孔。b、钻孔的深度、方向和布置严格
26、按设计施工。c、孔深误差不超过5 厘米,孔径大于杆体直径15 毫米。d、钻孔完毕吹净孔内积水、积粉和岩碴。(4)注浆a、采用牛角泵注浆。灌浆开始或中途停止超过30 分钟,用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路。b、注浆时注浆管插入距孔底5-10 厘米处,随砂浆的注入缓慢均匀拔出,灌浆压力不大于0.4MPa。避免孔中砂浆漏灌,保证锚杆全长锚固。c、锚杆的插入长度不小于设计长度的95%,锚杆安装后不得随意敲击。2、中空注浆锚杆(2)钻孔将凿岩机对准孔位,直接钻孔。(3)安装锚杆钻至设计深度后,清孔、安装锚杆,确认杆体通畅,锚杆外露10-15 厘米。a、将止浆塞通过锚杆打入孔口30cm 左右。b、连接锚杆、
27、注浆管、注浆泵。c、注浆,直至浆液从孔口周围溢出。d、注浆完成,卸下注浆管和锚杆接头,转入下一孔注浆。3、钢筋网钢筋网在洞外预先按设计焊接绑扎成片,运至洞内随围岩起伏铺设,并与锚杆、钢支撑焊牢,钢筋网与围岩间距3-4cm,喷砼后钢筋网片不外露,最小保护层厚度2cm。4、格栅钢架支撑(1)钢架加工:按照设计尺寸在平面上放出1:1 大样,并把整个钢架分成若干个单元,并焊好连接法兰,法兰的焊接准确周正,孔眼对应。(2)钢架架立:首先要测量准确,架立后并复核,钢架尽可能与围岩贴靠紧密,两侧底脚使用垫块支垫牢固。(3)连接:法兰之间对正,用螺栓连接牢固,钢架与锚杆焊牢,钢架与钢架之间用22 螺纹钢焊接连成整体,起到整体支护效果。5、喷射砼(或钢纤维砼)采用TK-961 型喷射砼机湿喷作业(1)湿喷砼工艺流程见右图(2)配合比设计: 水泥: 砂: 石子:速凝剂:水灰比初选湿喷砼配合比为: 1 2.47 1.53 0.04 0.45水泥:钢纤维:初选喷钢纤维砼配比: 1 1.81 1.96 0.03 0.1 0.50施工时钢纤维掺量按设计及规范要求掺加。为425 或525 普通硅酸盐水泥。粗细骨料:石子最大粒径为10 毫米;砂子细度模数
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