国道嵊州段改建工程第七合同彭山隧道施工方案.doc
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中天路桥有限公司
104国道嵊州段改建工程第七合同彭山隧道
专
项
施
工
方
案
(技术、安全)
中天路桥有限公司104国道嵊州段改建工程第七合同段
项目经理部
2011年5月8日
目录
一、工程概况--------------------------------------------------------------------------3
二、隧道施工总体方案--------------------------------------------------------------3
三、隧道施工基本方案--------------------------------------------------------------4
四、隧道施工的基本原则-----------------------------------------------------------5
五、施工方法
1、洞口工程-------------------------------------------------------------------5
2、进洞方案-------------------------------------------------------------------6
3、明洞工程-------------------------------------------------------------------6
4、洞身掘进-------------------------------------------------------------------7
5、施工支护-------------------------------------------------------------------8
6、洞口段大管棚施工-------------------------------------------------------9
7、超前锚杆施工----------------------------------------------------------12
8、型钢钢架制作与安装-------------------------------------------------12
9、喷混凝土----------------------------------------------------------------13
10、洞身衬砌----------------------------------------------------------------15
11、衬砌设备配置----------------------------------------------------------17
12、工艺流程-----------------------------------------------------------------17
13、隧道结构渗漏技术-----------------------------------------------------18
14、洞内施工辅助作业-----------------------------------------------------19
15、施工防尘方案----------------------------------------------------------21
16、施工风、水、电布置-------------------------------------------------21
六、现场监控量测
1、地质超前预报-----------------------------------------------------------22
2、洞内外施工监控量测-------------------------------------------------22
3、三维非接触量测-------------------------------------------------------24
七、路面工程施工-----------------------------------------------------------------26
八、水沟电缆槽施工--------------------------------------------------------------29
九、保证隧道工程质量的措施
1、隧道施工质量保证措施--------------------------------------------------29
2、爆破质量保证措施-----------------------------------------------------------29
3、超前支护质量保证措施----------------------------------------------------35
4、初期支护质量保证措施-----------------------------------------------------36
5、隧道防水质量保证措施----------------------------------------------------36
6、衬砌质量保证措施-----------------------------------------------------------37
十、隧道安全保证措施
1、总体安全保证措施-------------------------------------------------------------40
2、钻孔作业安全保证措施-------------------------------------------------------41
3、爆破作业安全保证措施-------------------------------------------------------41
4、装渣运输作业安全保证措施-------------------------------------------------42
5、临时支护作业安全保证措施------------------------------------------------42
6、衬砌作业安全保证措施------------------------------------------------------43
7、洞内通风、照明、防尘与降温安全保证措施-----------------------------43
8、洞内防火与防水安全保证措施----------------------------------------------44
9、洞内电气设备安全保证措施-------------------------------------------------44
10、围岩量测监控安全保证措施----------------------------------------------45
11、隧道施工防坍塌预警方案及防坍塌措施---------------------------------45
12、隧道危险源分析---------------------------------------------------------------54
13、隧道安全应急预案及各项特有事故应急预案---------------------------54
14、隧道施工环保及文明措施---------------------------------------------------73
十一、工期---------------------------------------------------------------------------------79
十二、施工场地平面布置图-----------------------------------------------------------81
附:
施工工艺框图
一、工程概况
本合同段共有两座隧道,分左洞、右洞,左洞桩号ZK52+773~ZK53+866,洞长1093M,其中明洞80M,暗洞1013M。
暗洞围岩类别为Ⅱ类100M,Ⅲ类232M,Ⅳ类681M。
右洞桩号YK52+777~YK53+862,洞长1085M,其中明洞76M,暗洞1009M。
暗洞围岩类别为Ⅱ类101M,Ⅲ类240M,Ⅳ类668M。
洞中间设汽车通道一座,紧扩道左、右洞各设一处,人行道设二条,隧道穿越地质属泥质粉砂岩,开挖及支护应认真施作。
二、隧道施工总体方案
本隧道施工设置一个工区,二个施工队,分别为上虞进口端和新昌出口端,共二条隧道四个洞口同时向相开挖施工,总体实施掘进钻爆、运输出碴、支护、拌运、锚喷网、钢架、衬砌、灌振捣,三条机械化作业线,隧道通风采用压力式供风技术。
临建工程设置在进出口洞口距离30M左右处,住房、仓库、机房等二头各使用面积400m2,共800m2,为了少征地,砼搅拌楼设置在进出口,从洞口开始利用路基长50M,进出口各设一处,根据土石方调配因填方材料不足,隧道洞渣在优先满足填方材料的需求后分别弃至弃土场设置在K53+930左侧,进口端弃土场设置在K52+400右侧。
离洞口30M处二头各安装变压器400KW×2台,供施工用电以及应急用电,同时安装200KW发电机两台,做为应急电源。
离洞顶高程30M处各设20m3高压水池一个,供施工用水。
进口端由王坎头分离桥下道路通过红线内路基修筑便道直接进入隧道进口处,出口端在YK53+980处修筑施工便道进入洞口施工。
隧道施工人员、主要设备配置如下:
隧道施工主要管理人员
管理人员
职责
人数
备注
项目经理(陈明德)
对隧道工程安全、质量、进度负总责
1
项目总工(惠纯刚)
负责隧道施工总体方案和处理重大变更
1
隧道工程师(李新建)
现场负责隧道施工过程质量控制,技术交底
工区长(蔡槐灿)
全面负责隧道生产进度质量安全
1
副工区长(蔡得怀)
协助工区长工作
1
技术员(王滕州)
全面负责隧道施工现场技术
1
兼测量负责
测量员(张伟)
负责测量
2
安全员(蔡玉伟)
负责安全
2
质检员(陈先忠)
负责质检工作
2
财务(蔡丽君)
会计
1
采购员(吴玉光)
材料采购
1
资料员(蔡岳君)
负责资料填写
1
隧道工区主要施工人员
施工作业
岗位
人数
备注
工人
钻眼
46
爆破员
爆破
2
持证
电工
电力管理
2
持证
钢材加工
制作安装
12
初期支护
喷锚网
16
砼二衬
20
出渣运输班
挖装运
12
持证
普工
8
仓工
2
焊工
2
炊事员
2
主要设备配置如下:
设备名称
型号及规格
数量
单位
设备名称
型号及规格
数量
单位
风动凿岩机
YT28
45
套
混凝土湿喷机
PJK-961
4
台
装载机
Z450
2
台
注浆泵
UB-3
2
台
自卸汽车
T815
8
辆
电动压风机
L22/7
6
台
衬砌台车
自制
2
台
隧道通风机
88-1
4
台
混凝土运输车
GZ5270
4
辆
挖掘机
WY902
2
台
砼拌合站
HZG750
2
台
备用电源
200KW
2
台
隧道断面检测仪
1
2台
拓普康全站仪
1
台
水准仪
3
台
三、隧道施工基本方案
控制网测量:
隧道进出口控制点采用高精度GPS测量,并进行了闭合平差,精度满足要求,资料已经批复。
洞口处理:
现阶段作好明洞边仰坡开挖;作好进洞准备工作及排水边沟、天沟开挖。
条件成熟,及时安排边仰坡防护、防排水工程,同时尽早安排修建洞口,以策安全。
开挖:
Ⅱ类围岩开挖采用光面爆破上下台阶法,每循环进尺控制在0.5~1.0m,Ⅱ类围岩下半断面采用左右交错开挖,采用弱爆破,初期支护及仰拱封闭。
Ⅲ类围岩采用台阶分步开挖法,每循环进尺控制在1~1.5m,下半断面采用下半断面采用左右交错开挖。
Ⅳ类围岩采用全断面开挖,每循环开挖进尺控制在3~4m,初期支护紧跟掌子面。
衬砌:
整体支护施工完成之后,初期支护趋于稳定,及时施作。
隧道衬砌采用大模板整体钢模衬砌台车完成全断面衬砌,泵送砼,输送泵接封顶器直接封顶施工方法。
衬砌混凝土采用混凝土自动计量拌和站,混凝土搅拌运输车。
隧道施工阶段的地质工作:
把隧道地质工作纳入施工程序。
围岩的监控测量是隧道新奥法设计施工的核心。
在施工中加强地质预测预报(采用超前钻探法和掌子面地质和支护状态观测法),做好信息发馈,以便及时采取防范措施,杜绝事故的发生。
四、隧道施工的基本原则
先防护后施工的原则:
优先作好地面排水系统,优先作好洞口工程,先支护后施工;及时调整施工方案,以满足围岩地质变化。
稳扎稳打均衡进度控制的原则:
施工中求“稳”,稳中求快。
综合支护的原则:
切实作好超前钻探、预测预报,采取注浆管棚、系统锚杆、网喷砼、拱架支护等综合手段实现安全开挖。
五、施工方法
1、洞口工程
本合同段隧道进出口场地较狭窄。
为了尽量少征地,以进出口各留60M,路基作为场地。
施工准备以洞口为中心布置施工场地,本工程隧道洞口以布置压风机站、变压器站和施工通风设施为主,同时考虑与施工便道、预留衬砌台车组装空间不冲突。
(隧道临建设施布置图见后附)。
按设计要求进行边坡、仰坡放线,洞外拉槽要从上至下分层开挖与支护。
洞口仰坡采用砂浆锚杆、双层钢筋网喷混凝土防护。
在满足机械开挖的条件下,使用挖掘机开挖,装载机配合自卸车装运弃碴至指定弃碴位置,人工辅助修坡。
采用挖机开挖次坚石和松动弱爆破,严格禁止飞石,采取相应的爆破安全措施,避免对周围建筑物、高压线造成伤害,同时施工中及时清除松动石块。
隧道洞口段挖方路堑(明洞段以外)开挖至设计路基顶面高程,明洞段挖至暗洞进洞管棚护拱型钢拱架脚高程。
洞口开挖随时检查边坡和仰坡的稳定性。
洞口开挖原则以尽量减少刷坡,争取早进洞的原则,根据坡面的稳定性和施工安全需要以及和周围环境相协调性,进行因地制宜开挖,可适当调整开挖进洞位置(报监理工程师,设计单位现场确定)。
在进洞前及时组织进行隧道洞口排水系统施工,洞门的排水、截水设施与洞门工程配合施工,并于路堑排水系统连通。
2、进洞方案
首先处理危石,并施作洞口边仰坡截水沟,以截排地表水,截水天沟距边仰坡开挖边缘不小于5m,沟底纵坡不小于3‰。
排水沟与路基排水系统相联通。
明洞开挖至暗挖桩号,边仰坡防护完成后,将掌子面开挖呈垂直面,检查复核测量后支立型钢拱架。
第一榀型钢拱架紧贴掌子面施作。
三榀型钢拱架采用施焊纵向连接筋,使其成为一个稳固的框架,同时施作地锚杆固定。
以型钢拱架外沿为支点焊接Ф127×4mm孔口管,间距为42cm,作为管棚施作的导向管,检查其位置、角度符合要求后,吊模施工砼护拱,拆模后施作Ф108×6管棚,其环向间距42cm、外露5cm并注浆。
确定Ⅱ类围岩上台阶开挖高度,上台阶开挖掘进前利用高精度全站仪准确放样隧道外轮廓,进行布眼掘进,第一排炮进尺控制在0.5~1m,按光面爆破技术要求组织施工,并根据爆破效果,及时总结施工过程中隧道围岩的可钻性和可爆性,调整钻眼深度和其他爆破参数。
3、明洞工程
在洞口拉沟及隧道顺利进洞后,选择合理时间开始洞门施工,一般明洞施工时间安排在隧道衬砌台车组合完成后,经校核进行1~2模暗洞衬砌后组织实施明洞衬砌。
明洞结构为现浇钢筋混凝土结构,现浇C30泵送自防水混凝土,抗渗标号S8。
明洞施工注意事项:
①、按设计要求明洞基础应落在稳固基础上,如遇基础不稳,应进行处理,具体方法视实际情况确定,明洞基础承载力要求≥300Kpa。
②、当明洞结构基础一侧落在基岩上,另一侧在土层上,对防止不均匀沉降,土层区段的明洞基础、路基床均应挖到基岩面,且基岩面应挖成台阶形,在砌筑浆砌片石基础后,方可做明洞结构及路基基层。
③、混凝土浇筑前将基础内的浮渣、风化软弱层和积水清理干净。
④、混凝土浇筑前进行高程、中线复核测量,确保其轮廓符合设计轮廓线。
⑤、拱圈按断面要求制作定型号挡头板、外模和骨架,并采取相应防走模措施。
⑥、浇筑混凝土达到设计强度的70%以上时,方可拆除内外模板。
⑦、明洞背后防水层采用2.5mm厚的SBS型改性沥青防水卷材,选择晴朗干燥天气施工,防水层外部作2~3cm水泥砂浆保护层在填土。
⑧、回填土填土坡度率不大于1:
1.25,锥坡部分1:
1至自然坡度。
回填土石(石径不大于10cm),分层人工夯实,压实度≥70%;施工工艺严格按照施工技术规范要求执行。
4、洞身掘进
(1)开挖方法及步骤:
Ⅱ、Ⅲ类围岩采用台阶分步开挖法,下半断面采用左右交错开挖及时封闭的施工方法,Ⅳ类围岩采用全断面开挖。
各类围岩开挖步骤见图。
根据地质勘探资料,彭山隧道不大可能遇到Ⅰ类围岩,如果在施工过程中根据超前预报遭遇I类围岩,则马上停止开挖,报监理工程师和指挥部,请设计方进行专门设计后再行施工(施工前报专项方案,并取得审批),I类围岩施工时候遵循“短开挖,禁爆破,快支护,勤量测,紧衬砌,早成环”的原则,用风镐配合挖掘机开挖施工(施工前报详细专项方案,并取得审批)。
各类围岩开挖顺序图
(
2)光面爆破施工
钻爆设计根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出渣能力等因素综合考虑。
本工程隧道钻爆设计因素一览表
地质条件
开挖断面
开挖方法
掘进循环进尺
钻眼机具
爆破材料
出渣能力
Ⅱ类围岩
软岩
105.26m3/m
上下导坑
1m
YT28凿岩机
2号岩石炸药
无轨运输50m3/h
Ⅲ类围岩
软岩
95.75m3/m
上下导坑
1.5m
YT28凿岩机
2号岩石炸药
无轨运输50m3/h
Ⅳ类围岩
次坚石
86.72m3/m
全断面
3.5m
YT28凿岩机
2号岩石炸药
无轨运输50m3/h
爆破设计施工工艺流程见《光面爆破施工工艺流程图》。
爆破设计施工工艺要点:
①、钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
②、钻眼前,测量人员要用红油漆准确绘出开挖面的中线和轮廓线,标出炮眼位置,其误差不得超过5cm。
③、钻眼完毕后,按钻眼布置图进行检查做好记录,有不符合要求的炮眼应重钻,经检验合格后才能装药爆破。
④、装药前,必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。
装药需必须配熟练技术工人进行,并严格按照《爆破安全操作规程》作业。
⑤、起爆网路为复式网路,以保证起爆的可靠性和准确性。
联结时要注意:
导爆管不能打结和拉线;各炮眼雷管连接次数应相同;引爆雷管用黑胶布扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。
网路联好后,要配专人负责检查。
⑥、发现瞎炮,首先查明原因。
如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮,则切去损坏部分重新连接导爆管即可;但此时的接头尽量靠近炮眼。
如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮,参照《公路隧道爆破安全规程》有关条款处理。
⑦质量检验标准:
超欠挖—爆破后的围岩面应圆顺平整无欠挖,超挖量控制在设计规范规定的范围以内。
超欠挖检测采用隧道断面测量仪进行。
超挖部分Ⅱ、Ⅲ类地段采用喷射混凝土回填,Ⅳ类地段采用衬砌同标号混凝土回填。
半眼痕保存率—围岩为整体性好的坚硬岩石时,半眼痕保存率应大于70%,中硬岩石应大于60%,软岩应大于30-50%。
对围岩的破坏程度—爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝,也不应有浮石(岩性不好时应无大浮石),炮眼利用率应大于90%。
⑧、爆破参数调整:
根据检测的情况适时调整爆破参数,为下一循环光面爆破提供理想的参数。
(3)出渣与运输
本工程隧道采用装载机装渣、自卸卡车运输(所有运输车辆均采用柴油车辆)。
采用无轨运输应注意事项:
运输车辆必须性能良好,操作时应符合有关的安全管理规定。
特别是洞内行车速度,应严格控制在作业段和错车段时不应大于10km/h,成洞地段不宜大于20km/h。
本工程洞渣主要利用为路基填筑,施工期间应合理组织,协调好隧道出渣与路基填筑的关系,另在保证路基填料的情况下,多余洞渣或不适宜路基填筑材料弃运至弃土场(弃土场的使用应符合环境保护要求)。
5、施工支护
本隧道超前支护形式主要采用管棚注浆、超前小导管和超前锚杆支护,初期支护形式采用中空注浆锚杆、喷射混凝土及钢架、钢筋网支护。
6、洞口段大管棚施工
(1)超前大管棚采用水平地质钻机造孔,钢管采用钻机推机器顶进,高压注浆泵注浆。
(2)施作套拱
在洞口里程外起拱线以下明洞段留一长约5m平台,然后在洞外交界外架立钢架,间距按施工图要求,用连接筋焊接成一整体。
在钢支撑上安设导向钢管,数量、环向间距和外插角与大管棚一致。
导向钢管的安装要测量精确定位,使钢管位置与方向准确无误,护拱与钢架焊为整体。
然后灌筑护拱。
护拱完成后,喷射混凝土封闭周围仰坡面,以防止浆液从周围仰坡渗漏。
搭设钻孔平台。
(3)搭钻孔平台安装钻机
①钻机平台用钢管脚手架搭设,搭设平台应一次性搭好,钻孔由1~2台钻机由高孔位向低孔位进行。
②平台要支撑于稳固的地基上,脚手架连接要牢固、稳定,防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。
③钻机定位:
钻机要求与已设定好的孔口管方向平行,必须精确核定钻机位置。
用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法,反复调整,确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。
(4)钻孔
①为了便于安装钢管,钻头直径采用127mm。
②岩质较好的可以一次成孔。
钻进时产生坍孔、卡钻时,需补注浆后再钻进。
③钻机开钻时,应低速低压,待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
④钻进过程中经常用测斜仪测定其位置,并根据钻机钻进的状态判断成孔质量,及时处理钻进过程中出现的事故。
⑤钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
⑥认真作好钻进过程的原始记录,及时对孔口岩屑进行地质判断、描述,作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料,从而指导洞身开挖。
(5)清孔验孔
①用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔,清除浮渣,确保孔径、孔深符合要求,防止堵孔。
②用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
③用全站仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。
(6)安装管棚钢管
②棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺,即先钻大于棚管直径的引导孔(Φ127mm),然后用装载机在人工配合下顶进钢管。
③接长钢管应满足受力要求,相邻钢管的接头应前后错开。
同一横断面内的接头数不大于50%,相邻钢管接头至少错开1m。
(7)注浆
①注浆前进行现场注浆试验,根据实际情况调整注浆参数,取得管棚注浆施工经验。
注浆结束后用水泥砂浆充填
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