1、方家灣隧道實施性施工組織設計一、 隧道概況方家灣隧道位于清水縣方家灣村后,樊河寬谷區,所處地貌單元為黃土梁峁區,地形起伏大,黃土梁峁區發育,溝梁相間,進出口交通相對便利。隧道起訖里程為IDK43+138IDK43+640,全長502m。隧道最大埋深約5060m,本隧道為全線唯一的一座雙線隧道位于方家灣車站內。隧道洞身均位于直線上,洞內線路縱坡為+10.0、1的單面上坡。二、 工程地質特征和水文地質特征(一) 工程地質特征隧道經過范圍地層主要有第四系全新統坡積砂質黃土、粗角礫土,上更新統風積砂質黃土,基巖為上第三系泥巖及華力西期閃長巖。巖性特征詳述如下:1砂質黃土(Q4dl3):分布于隧道進出口
2、,厚度11.919.7m,黃褐色,土質較均,稍濕,稍密中密。級普通土,0=120kPa。2粗角礫土(Q4dl6):出口端砂質黃土層以下,厚約910m,雜色,礫石成分以砂巖、閃長巖、片麻巖為主,顆粒呈圓棱角狀,稍濕潮濕,中密,級硬土,0=450kPa。3砂質黃土(Q3eol3):廣泛分布于隧道頂部地表,厚度約57m不等,隧道進出口處黃土層較厚。黃褐色,土質較均,巖芯餅狀、散狀。稍濕,稍密中密,級普通土,0=150kPa。4泥巖(NMs):棕紅色,泥質結構,中厚層狀構造,成巖作用差,強風化,級硬土,0=300kPa。5閃長巖(4):褐紅色,顯晶質結構,塊狀構造,主要礦物成分為角閃石、長石、云母為主
3、,節理裂隙發育,強風化,級軟石,0=300kPa ;弱風化基巖,級次堅石,0=1200kPa。(二) 地質構造 經地表調查及鉆探顯示工點范圍內地質構造不發育,未發現有明顯的地質構造行跡。(三) 水文地質 地下水主要為基巖裂隙水,依據工點附近水質分析報告顯示,地下水及地表水水質良好,對圬工無侵蝕性。(四) 不良地質及特殊巖土1不良地質工點范圍內無不良地質存在2特殊巖土(1)濕陷性黃土 工程范圍內廣泛分布第四系全新統坡積砂質黃土、上更新統風積砂質黃土、具級自重濕陷性,濕陷土層厚約510m。(2)膨脹巖 隧道范圍內分布的上第三系泥巖為膨脹巖,遇水易軟化、變形。三、 地震烈度及氣象資料(一) 地震烈度
4、根據中華人民共和國國家標準(GB183062001)公布的中國地震動峰值加速度區劃圖及中國地震動反應譜特征周期區劃圖,本區地震動峰值加速度0.20g(相當地震基本烈度八度),地震動反應譜特征周期0.45s。(二) 氣象資料本區屬于中溫帶亞濕潤氣候區,冬無嚴寒,夏無酷暑,春溫高于秋溫。四季分明,夏短冬長,降水季節分配不勻,冬春干旱多風,夏秋陰濕多雨,季風氣候明顯。年平均氣溫9,極端最低氣溫-24.9,極端最高氣溫36.2;最冷月平均溫度為-2.8;年平均降水量564.7mm、年最大降水量860.1mm;年平均蒸發量1259.3mm;最大風速16m/s;最大積雪厚度15cm。最大季節凍結深度77c
5、m。四、 施工組織安排(一) 施工指導思想積極響應和遵守招標文件中的安全、質量、工期、環保、文明施工等的規定。積極響應和遵守招標文件中的鐵路建設工程施工合同條件、合同協議條款及補充協議內容。突出重點項目和關鍵工序的原則。以隧道正洞開挖、襯砌施工為關鍵工序,重點編制。整個工程統籌組織,超前計劃,合理安排工序銜接。尊重設計、結合現場的原則。以設計圖為依據,結合現場具體情況和本單位的施工能力、經濟實力、技術水平進行編制,堅持科學組織、合理安排,盡量做到平行作業、均衡生產,力求資源合理配置。加強過程統籌安排及監控管理,實行快速施工的原則。實行動態施工,積極采用新技術、新工藝、新材料以確保工程質量。以質
6、量創優、安全無事故,執行ISO9001標準,確保質量第一,確保隧道洞身開挖及施工人員人身安全的原則,來編制質量、安全保證措施的原則。文明施工、重視環保、確保環境衛生的原則。臨時工程布置,以滿足快速施工為主,力求整潔、有序,減少土地占用,同時注重環境保護。嚴格執行環境管理體系,整個施工過程安排在保護自然生態、施工環境,保護職工健康,創建文明標準工地的原則。以確保水土保持、保護地下管線和既有構筑物且減少擾民、公共交通配合的原則,指導施工,切實維護業主及地方群眾的利益。(二) 總體部署根據隧道施工總工期計劃安排,結合洞口地形條件、隧道長度等情況,安排隧道架子隊組織施工。架子隊伍按照高度專業化、機械化
7、作業的原則配備,調遣有豐富施工經驗的隧道施工專業隊伍承擔本隧道工程的施工任務,組成鉆爆、支護、襯砌、運輸等機械化作業線,實行彈性編制,按24小時三班制安排施工。(三) 施工準備1施工便道根據現場實際情況在清水至張家川公路中段四合村處改建原有便道及新修便道、便橋進入方家灣隧道出口施工場地。便道寬56米。2施工用電本工程外部電源條件相對較好,電力資源豐富。附近電力電網發達,10kV農用電網通到附近村落,主要為清水110/35/10kV變電站,能為施工負荷供電,且變電站向施工供電的電源較可靠。在橫洞洞口附近設置配電房,一臺630kW的變壓器設在洞口左方的廟附近。3施工用水本工程途經地區水資源較為豐富
8、。沿線分布有樊河,均為常年流水河,水量隨季節而變化,水質對混凝土大多不具侵蝕性,施工用水可就近取用。四合村生活用水均采用地下水,水質良好,地下水主要接受大氣降水和地表水補給,無侵蝕性,生活用水可就地打井取用。4棄碴本隧道棄碴量6.9萬方(實方),均被路基填方利用,運距路基以已計入。5施工平面布置方家灣隧道洞口較平坦,洞口設混凝土攪拌站1座,為隧道施工提供備用混凝土。(1)施工場地施工場地布置滿足無軌運輸施工要求。隨著施工進一步完善臨時設施,形成設備配套、功能完善、井然有序的施工場地。(2)防水排水系統施工場地四周設排水溝,洞口路塹地段兩側排水溝與洞口門上方天溝形成閉合排水系統。洞內外施工污水修
9、建沉淀池,經過處理達標后排放。洞內排水,在進入反坡施工時,隧道排水將成為施工過程中需特別注意的工作內容,現場必須備足大功率抽水設備,以備突水時使用。每隔50m設置集水坑,使用潛水泵外排。(四) 施工方法及注意事項1修建洞門及洞口排水設施,洞口排水系統應在施工期的雨季之前完成;加強洞內施工用水管理,防止積水浸泡墻基。2開挖邊、仰坡坡面應加強防護,邊坡開挖應自上而下分層開挖,層高1.5m左右,并隨挖隨護,防止邊坡失穩,引起山體滑塌。3級圍巖土質段采用弧形型導坑留核心土法開挖,石質段采用段臺階法施工,每環節開挖完成后應對掌子面進行封閉,及時施做初期支護,及時封閉仰拱,以確保安全;級圍巖采用臺階法開挖
10、,控制臺階的開挖長度;石質圍巖施工中應堅持“光面爆破、支護緊跟、監控量測、及時反饋修正”的原則。4采用臺階法施工分步加設鋼架時,鋼架拱腳要設鎖腳錨桿,防止拱腳下沉引起初期支護開裂。5隧道采取“短進尺、弱爆破、強支護、襯砌緊跟”的施工方法,開挖面距離二襯不宜過長,控制在30m左右。施工中初期支護施做應及時可靠,以避免坍塌,確保施工安全。初支采用先拱部后邊墻自上而下的順序施工,二襯采用先墻后拱法施工,洞口范圍內的襯砌與洞門結構整體澆筑。6噴混凝土采用濕噴工藝,施工中應設置噴射混凝土的標志。噴射作業應分段、分片、分層,由上而下交錯進行,當巖面有較大凹洼時,應先填平。當受噴面有滴水、淋水、集中出水點時
11、,應進行處理。7錨桿桿體的抗拉力不應小于150KN,錨桿用的水泥砂漿,其強度不應低于M20。孔內灌注砂漿應飽滿密實。錨桿必須安裝墊板,墊板與噴混凝土面密貼。8系統錨桿應與鋼架焊接,以增強初期支護的整體性,對于V級圍巖加強地段,施工中在不減少錨桿總數的情況下,根據鋼架的設置間距,以保證鋼架與錨桿的連接。9鋼架應在初噴混凝土后及時架設。沿鋼架外緣每隔2m應用鋼楔或混凝土預制塊楔緊。鋼架應與噴混凝土形成一體,鋼架與圍巖間的間隙必須用噴混凝土充填密實;鋼架應全部被噴混凝土覆蓋,保護層厚度不得小于40mm。上臺階使用鋼架時,應施做鎖腳錨桿防止拱部下沉變形。10應根據對圍巖和支護量測得變形規律,確定二次襯
12、砌的施做時間。一般情況下,二次襯砌應在圍巖和初期支護變形其本穩定后施做,淺埋、偏壓及特殊地段應及早施做二次襯砌。11灌筑混凝土應振搗密實,防止收縮裂開,振搗時不應破壞防水層。二次襯砌拆模時,混凝土強度應達到有關規范要求。12仰拱宜超前拱墻二次襯砌,其超前距離宜保持3倍以上襯砌循環作業長度。仰拱施工前,必須將隧底虛碴、雜物、積水等清除干凈,超挖應采用同級混凝土回填。仰拱施做應優先選擇各段一次成型,避免分部灌筑。仰拱施工縫應作防水處理,其工藝及要求同襯砌拱墻的施工縫。13襯砌混凝土的攪拌、運輸、澆筑、振搗、養護應嚴格按鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定操作,確保施工質量。14施工過程中加強監測,及時
13、處理分析數據,調整支護參數。開挖前根據圍巖情況采取相應的施工方案。15襯砌背后的排水盲管應配合襯砌一次施工,施工中應防止襯砌混凝土或壓漿漿液浸入盲溝內堵塞水路。16在冬季施工時噴射和灌筑混凝土施工,應嚴格按照嚴寒地區有關混凝土施工的規范辦理,確保施工質量。17防水板在施工中應注意:(1)防水板鋪設前,應先割除初期支護表面外露的錨桿頭、鋼筋頭等堅硬物,凹凸不平處需補噴、抹平,局部漏水處先行進行處理。二次襯砌灌筑混凝土時,不得損壞防水板。(2)在清理好的基面上,先鋪設土工織物緩沖層宜用鋼釘,打釘時應加墊圈并垂直于噴混凝土表面,釘與釘之間不得繃緊,緩沖層與噴混凝土表面應密貼。(3)兩環防水板的搭接寬
14、度不小于15cm,搭接焊縫宜為雙焊縫,若有漏焊,當有烤焦、焊穿時應采用塑料或橡膠片焊粘覆蓋。(4)鋪設防水板時應按隱蔽工程辦理,二次襯砌施做前應檢查質量,并填寫質量檢查記錄。防水材料的材質應滿足隧規(TB100032005)規定及鐵路隧道施工規范的施工要求,確保防排水的效果。18隧道進、出口段埋深較淺,坡積層較厚,施工中應遵循“短進尺,弱爆破,勤量測,弱支護,早襯砌”的原則,避免隧道塌方,確保隧道施工及地表道路安全。19監控量測應作為施工組織設計的一個重要組成部分,監控量測工作必須緊接開挖、支護作業,按設計要求進行布點和監測,并根據現場情況及時進行調整或增加量測的項目和內容。量測數據應及時分析
15、處理,并將結果反饋到施工過程中。20隧道進洞前應核對地形及地質情況,確保進洞安全及洞口穩定,洞內施工應分段仔細核對地質情況,如發現與設計資料不符,及時與設計單位聯系,以便進行變更設計。(五) 物資設備供應方案本工程施工使用的設備、材料采用公路運輸方式進入現場。軌料通過清水至張家川公路利用汽車運至工地,各種地材根據施工進度計劃要求進場。施工機械同樣采用汽車運到工地。材料供應:本隧道物資的采購、供應和管理將嚴格執行業主的物資管理辦法,工程所需材料均嚴格按三位一體認證程序采購、供應和管理。(六) 工程試驗為保證工程質量,確保施工進度,方家灣隧道的試驗工作由設在紅堡鎮的中心試驗室承擔,負責工程需要的各
16、種材料的抽檢、取樣、試驗等工作,和必要檢測,以指導及控制施工,確保工程創優。(七) 施工程序洞口施工場地及邊仰坡的征地拆遷邊仰坡的清理地表洞口投點現場核對開工報告地質超前預報隧道洞身開挖斷面的檢測超欠挖確定報監理工程師簽證封閉掌子面初期支護施工試驗檢測質量評定報驗監理簽認二次襯砌施工施工自檢報檢簽認電纜溝施工鋪底及填充施工附屬施工施工自檢報檢簽認試驗檢測質量評定工程驗收土地復耕工程保修。五、 隧道施工工藝及要點(一) 施工測量1交接樁及復測在完成交接樁后按規定要求和標準完成本隧道的中線和水平貫通測量的復測,并對控制點埋設護樁。為了確保隧道精確貫通,采用精密導線網取代傳統的三角網作為洞內外的平面
17、控制;沿著導線點采用光電測距三角高程方法控制隧道高程。根據設計圖紙及設計部門提供的隧道控制樁位和平面控制網等測控資料進行詳細的復核,編制詳細的測量放線實施方案,制定詳細的施工控制測量措施。2洞外控制測量利用設計提供的洞外坐標點和高程控制點,對洞口處洞外坐標點和高程控制點進行復測,證明其是否可靠。3洞內控制測量及洞內施工放樣洞內測量是洞外控制點向洞內導線點的引測,主要內容為施工中線測量,水準測量及施工斷面測量。洞內控制點的布設采用沿線路方向布設光電測距導線網的方式。布設導線時,盡量使導線靠近兩洞口連線,以減少測距誤差對橫向貫通的影響;增加導線閉合環的個數,以減少環中導線點的個數,增加檢核條件。為
18、了減少測角誤差對橫向貫通精度的影響,要盡量減少導線轉折點的數量。為了提高測角精度,維護邊、角等權觀測的原則,使平差計算簡單化,布網時相鄰導線邊的長度不宜相差懸殊。洞內控制測量采用徠卡8002全站儀和水準儀。正洞開挖放樣用J2Y-5三維激光斷面儀或J2激光經緯儀直接設站于洞內中線點上,將掌子面里程和儀器高程輸入編程計算機后即可確定掌子面中心線和輪廓線,據此再放出開挖斷面,確定炮眼位置,檢查襯砌臺車的位置。(二) 洞口、洞門及明洞工程本隧道進、出口為級圍巖,施工時應先做好洞口段的地層加固和洞口的防排水設施,再進行洞口開挖,并及時做好洞口邊仰坡防護,盡早修建洞門及洞口段襯砌,以確保洞口穩定和施工安全
19、。洞口明洞及棚洞段采用明挖法施工,明挖施工避開雨季,以免臨時開挖邊坡受雨水沖刷而坍塌。明挖段本著開挖一段,襯砌一段,回填一段的方法施工,防止長段落暴露。1洞口土石方開挖洞口土石方開挖前,準確放出開挖邊線,根據洞口地形情況,在開挖線以外510m開挖并施作截水天溝,做好臨時截排水設施,待洞門結構澆筑并回填完成后及時施作永久排水系統,防止積水長時間浸泡墻腳和隧底,造成邊墻圍巖失穩。洞口段土石方開挖,采挖掘機縱向分段、自上而下分層開挖,分層高度35m,巖體堅硬時,采用人工打眼淺孔松動爆破。挖掘機直接裝車,自卸車運碴,或由裝載機配合裝車,自卸車運碴。開挖后及時對邊、仰坡實施噴錨網加固防護。明洞段隧底開挖
20、完畢后進行檢查基底承載力,必要時進行地基處理,保證地基承載力滿足要求,然后進行仰拱施工。施工過程中對坡面穩定、基底穩定等進行監測,以便及時掌握坡面動態和支護工作狀態,保證基坑穩定和施工安全。2明洞及洞門施工(1)明洞與洞門結構混凝土澆筑:明洞段結構澆筑混凝土施工由明暗交接處向洞口方向進行;明洞襯砌采用襯砌臺車分段澆筑,鋼筋集中下料制作,現場綁扎。混凝土由拌和站集中拌合,輸送車運輸,泵送入模,機械振搗。洞門邊緣挑起部分加工異型鋼拱架,與明洞一次澆注。隧道進出口襯砌均按戰備要求進行加強。(2)明洞回填:明洞襯砌混凝土強度達到設計強度的70%后方可拆模,外模拆除后及時施工洞頂防水層。明洞襯砌兩側回填
21、對稱分層進行,并分層夯填密實,每層厚度不大于0.3m,兩側回填土的高差不大于0.5m。回填土石頂面鋪設粘土隔水層,粘土隔水層應結合地形縱向貫通,避免出現斷層或錯臺,隔水層縱坡做成單面坡,以利排水,隔水層與邊坡、防水層與邊坡等均應良好搭接。明洞回填完成后對坡面與回填表面均采用漿砌片石骨架與植草相結合的手段進行防護。(3)明洞與暗洞的銜接:明洞開挖及邊坡防護完成后及時做好坡面防護措施,并盡快施作套拱與大管棚,然后進行暗洞開挖,暗洞掘進一段長度后,及時施做明洞襯砌。明洞段襯砌與暗洞襯砌之間設寬度2cm變形縫一道。(三) 淺埋及黃土地層地段施工本隧道進、出口埋深較淺,且處于黃土地層中。施工過程中應嚴格
22、按照“管超前、短開挖、強支護、勤量測、早封閉”的原則進行施工,確保隧道施工安全。1超前支護根據設計要求該黃土地層地段隧道進出口30m拱部150范圍內設108超前大管棚,環向間距40cm,外插角510,管內壓注水泥漿,洞身段拱部設42超前小導管預支護,以保證隧道施工安全。2開挖及初期支護隧道采用弧形導坑留核心土法開挖,開挖應在保證土體相對穩定的前提下進行,應盡量減少工序,縮短工序循環時間,減少開挖面暴露的時間和施工對土體的擾動。隧道施工采用人工配合機械開挖,嚴禁放炮,盡量減少對圍巖穩定性的破壞。隧道開挖完畢之后立即進行錨網噴初期支護及3榀/2m的20b型鋼鋼架加強支護。(四) 洞身開挖石質隧道開
23、挖采用光面爆破,嚴格控制超欠挖,以達到開挖輪廓圓順,開挖表面平整。該隧道、級圍巖開挖時,以多功能臺架配備多臺氣腿式風動鑿巖機為主要鉆孔設備。爆破的關鍵控制點是提高炮眼利用率、保證光面爆破效果、改善工作環境,縮短裝藥時間,為達到以上目的,將根據本隧道的巖石特性在進尺確定、炮眼布置、裝藥方法和工藝以及爆破方法等方面進行專題研究優化。黃土隧道主要采用機械開挖、人工修整的方式進行,以格柵鋼架間距為循環進尺控制進度,以挖掘機作為挖裝碴機械,減少對隧道底部的重復碾壓。1正洞開挖(1)工法選擇本隧道巖石地段隧道開挖按“新奧法”組織施工,級圍巖開挖采用光面爆破,、級圍巖開挖采用預裂爆破法或者人工配合機械開挖,
24、嚴格控制超欠挖,以達到開挖輪廓圓順,開挖面平整,減少對圍巖的擾動。黃土地段采用人工配合機械進行開挖。根據隧道地質情況,本隧道洞身級圍巖段采用全斷面法或臺階法施工,級、級圍巖地段采用短臺階法或CD法施工。短臺階法級圍巖洞口風化地段采用短臺階法施工,臺階長度控制在5m以內。在鉆進式注漿錨桿超前預支護下,上臺階以人工風鎬開挖為主。開挖后及時噴混凝土封閉巖面,及早施作拱部噴錨網、鋼架初期支護,噴混凝土采用濕噴工藝。中、下臺階開挖時與上臺階開挖循環進尺相同,開挖后立即噴混凝土封閉巖面,及時施作邊墻噴錨網、鋼架初期支護。左右側槽須錯開23m。每循環進尺0.61.2m。臺階法級圍巖上臺階高度約3.5m,下臺
25、階高度約5m,臺階長度610m;級圍巖淺埋段上臺階高度可適當降低,臺階長度可適當縮短。弧形導坑法級圍巖洞口風化段或砂性黃土段在超前大管棚和超前小導管的預支護下,采用弧形導坑預留核心土法開挖,以人工風鎬開挖為主。開挖后及時噴混凝土封閉巖面及核心土,及早施作拱部噴錨網、鋼架初期支護,噴混凝土采用濕噴工藝。上部弧形導坑開挖面與兩側邊墻開挖面拉開一段距離,各開挖面循環進尺基本相同。開挖后立即噴混凝土封閉巖面,及時施作邊墻噴錨網、鋼架初期支護。左右側槽不能對稱開挖,須錯開23m。每循環進尺0.61.2m。 CD法本線隧道級和級圍巖段采用CD法開挖,整個斷面分為左右2塊6部開挖,先挖左側部,后挖右側部,縱
26、向臺階長度約3m,左右錯開68m,中隔壁支撐隨開挖進行。見CD法施工工序橫斷面示意圖。(2)循環時間安排在進行過充足論證的情況下,結合歷年來在鐵路和高速公路施工中的類似施工經驗,優化開挖、掘進、出碴施工方案,優化通風方案,合理安排循環時間。級圍巖開挖與支護工作循環時間計算級圍巖開挖與支護工作循環時間計算詳見級圍巖開挖與支護循環時間表。級圍巖開挖與支護循環時間表序號項 目時間(min)1測量302超前地質預報303鉆眼(開挖)1204裝藥、起爆255通風排煙706初噴混凝土257出 碴1008格柵及初期支護1009循環時間合計50010日循環(次)2.8811循環進尺(m)2.512日進尺(m)
27、7.213月進尺(m)21614采用月進尺(m)190備注:1、超前地質預報的長度和內容詳見有關章節,本表所列時間為分攤到每個循環中的時間。2、實際施作過程中錨桿及掛網、安裝格柵鋼架以及復噴混凝土作業可以平行作業。級圍巖開挖與支護工作循環時間計算級圍巖開挖與支護工作循環時間計算詳見級圍巖開挖與支護循環時間表。級圍巖開挖與支護循環時間表序號項 目時間(min)1測量302超前地質預報303超前錨桿支護704鉆眼(開挖)805裝藥、起爆206通風排煙307初噴混凝土308出 碴1009格柵及初期支護10010循環時間合計49011日循環(次)2.9412循環進尺(m)2.013日進尺(m)5.88
28、14月進尺(m)176.415采用月進尺(m)150備注:1、超前地質預報的長度和內容詳見有關章節,本表所列時間為分攤到每個循環中的時間。2、上、下臺階間形成平行流水作業,循環進度受上臺階控制,臺階長610m。3、實際施作過程中錨桿及掛網、安裝格柵鋼架以及復噴混凝土作業可以平行作業,下臺階工序作業時間有富余;上下臺階間平行作業。級圍巖開挖與支護工作循環時間計算級圍巖開挖與支護工作循環時間計算詳見級圍巖開挖與支護循環時間表。級圍巖開挖與支護循環時間表序號項 目時間(min)1測 量302超前地質預報303超前錨桿支護904鉆眼(弱爆破)或機械人工開挖805裝藥、起爆206通風排煙307初噴混凝土
29、508出 碴1009格柵及初期支護10010循環時間合計53011日循環(次)2.7112循環進尺(m)113日進尺(m)2.7114月進尺(m)81.515采用月進尺(m)70備注:1、開挖以機械為主,必要時輔以微震動爆破。2、超前地質預報的長度和內容詳見有關章節,本表所列時間為平均時間。3、錨桿、掛網及復噴混凝土與右側壁的開挖前后錯開同時進行。襯砌混凝土工作循環時間計算本隧道正洞各類圍巖襯砌斷面均為復合式襯砌斷面,隧道施工洞口配1臺12m長的整體液壓襯砌臺車,輸送泵澆筑混凝土,考慮到隧道內混凝土的養護溫度條件較好,復合式襯砌段混凝土養護3天后即可達到設計拆模強度,因此復合式襯砌按3.5天一
30、循環安排施工。每循環各工序時間安排詳見復合式襯砌各工序工作循環時間計算表。復合式襯砌各工序工作循環時間計算表項目工序名稱循環時間(h)備 注防排水工程凈空測量,臺架就位1含排水盲管埋設固定,防水板鋪設工序對襯砌作業影響較小,只需領先襯砌工序一個循環即可。其施工時間可與二次襯砌平行作業,不占用二次襯砌施工時間噴層清理與修補2防水板鋪掛4小 計7混凝土襯砌測量放線1折合3.5天襯砌一個循環,施工中可根據襯砌與開挖工作面的距離,適當進行調整。模板臺車就位2澆灌混凝土6養 護72拆 模3小 計84復合式襯砌與掘進的進度時間關系正洞各工作面仰拱、防排水、二次襯砌與掘進平行作業,進度與掘進基本一致;仰拱先
31、行,襯砌緊跟,其開始時間滯后掘進1個月左右;完工時間滯后掘進1個月左右。2避車洞開挖(1)小避車洞距掌子面40m后開始開挖,級圍巖地段一次爆破成型,、級圍巖地段先超前支護后開挖,必要時增設鋼架支護。(2)大避車洞級圍巖地段,開挖前沿開挖輪廓外1.0m打設超前錨桿,開挖進尺控制在1.5m左右,開挖后及時進行噴錨支護;、級圍巖地段,隨該處隧道下斷面的支護施工提前完成超前支護,并將該處的支護鋼架采用異型鋼架連接(型鋼所連成的弧形在避車洞的開挖輪廓以外),待避車洞開挖時拆除支護,支護情況結合圍巖設置。3鉆爆作業鉆爆作業是隧道施工控制工期、保證開挖輪廓的關鍵。為了充分發揮圍巖的自承能力,減輕對圍巖的振動
32、破壞,本隧道采用微振動控制光面爆破技術,并根據圍巖情況及時修正爆破參數,達到最佳爆破效果,形成整齊圓順的開挖斷面,減少超挖,杜絕欠挖。根據要求周邊眼殘眼率硬巖達到80%以上,中硬巖達到60%以上。隧道除明洞采用明挖法施工外,其余均采用臺階法開挖,光面爆破施工。光面爆破施工工藝見光面爆破施工工藝流程圖。(1)設計原理炮孔布置要適合機械鉆孔。提高炸藥能量利用率,以減少炸藥用量。減少對圍巖的破壞,周邊采用光面爆破,控制好開挖輪廓。控制好起爆順序,提高爆破效果。在保證安全前提下,盡可能提高掘進速度,縮短工期。按爆破設計施工,控制炸藥量,減少對初期支護及臨時支護影響。(2)爆破參數眼直徑d:選用42mm
33、的鉆孔直徑。炮眼深度L:級圍巖炮眼深度約2.7m。抵抗線W:當炮眼直徑在3542mm的范圍內時,抵抗線W與炮眼深度有如下關系:W=(1525)d或W=(0.30.6)L。據此級圍巖取W=50cm。炮眼間距a:同一排兩炮眼之間的距離與抵抗線之間的關系式為: W =(1.11.8)E。根據以往的施工經驗取W=1.25E,級圍巖取E=62cm。堵塞長度:不小于20cm。光面爆破施工工藝流程圖光面爆破設計測量放線臺架就位鉆 孔鉆孔質量驗收裝藥與堵塞連接起爆網絡起 爆通 風危石處理清理鉆孔裝藥計算與結構爆破材料準備網路檢查設置警戒炮泥制作光爆效果與質量檢查(3)掏槽眼形式掏槽眼采用菱形直眼掏槽,為滿足鉆
34、孔臺車鉆眼鑿掏槽眼方便,達到要求的精度,將掏槽眼設置在偏中線一側(左右均可)1.51.8m, 距底板線1.51.8m處。炮眼布置詳見下頁掏槽眼布置圖。掏槽眼布置圖(4)光面爆破參數的確定方案采用工程類比法,參考國內相似地質條件隧道光面爆破施工的資料及鐵路隧道施工規范進行設計。在施工時根據實際情況進行適當的調整。(5) 雷管與起爆順序隧道內爆破選用非電毫秒雷管,分多段起爆。起爆順序:先掏槽后擴槽從低段到高段逐段起爆,周邊眼最后起爆。(6) 爆破網絡爆破振動與同段起爆的炸藥量密切相關,采用非電微差起爆技術不但控制單段雷管的起爆藥量,又能有效控制每段雷管間的起爆時間,使爆破震動波減少疊加。消除爆破震
35、動的有害效應。在施工中采用孔外同段,孔內微差的網絡起爆。(7) 爆破器材的選擇采用塑料導爆管、毫秒雷管起爆系統,毫秒雷管采用15段別毫秒雷管,引爆采用火雷管。炸藥采用2#巖石銨銻炸藥或乳化炸藥(有水地段),選用40、32、25三種規格,周邊眼采用導爆索綁小藥卷的空氣間隔不連續裝藥結構。其中25為周邊眼使用的光爆藥卷,40為掏槽眼及底板眼用藥卷,32為掘進眼用藥卷。(8)鉆爆參數的設計裝藥結構見裝藥結構示意圖,圖中藥卷數量為示意。施工中鉆爆參數將根據實際情況進行調整。 裝藥結構示意圖(五) 隧道出碴運輸本隧道出碴采用無軌運輸方案,由挖掘機、側卸式裝載機、扒爪裝巖機、自卸汽車組成裝運系統,設專人指
36、揮車輛通行,確保行車安全。(六) 隧道支護1超前小導管注漿(1)超前小導管加工超前小導管采用42無縫鋼管制作,管長采用3.5m(預留止漿段不小于0.3cm),導管加工在現場專業車間進行,其注漿孔采用鉆床成孔,先將導管一端做成尖形,另一端加焊6管箍,并經質檢人員檢驗合格方可交付使用。(2)鉆孔、插入小導管小導管鉆孔前,先進行孔位測量放樣,做到位置準確,鉆孔嚴格按放樣進行,孔位外插角度符合設計要求,避免造成串孔,影響注漿效果。鉆孔完成后,先用高壓風(或水)清孔,然后進行注漿。(3)注漿級、級圍巖地段壓注水泥砂漿進行圍巖加固,必要時可注水水泥-水玻璃漿。注漿壓力控制在0.40.6Mpa。注漿前認真做
37、好機具設備的檢修工作,并加入清水進行試運轉,發現問題及時排除和修復,使其處于良好工作狀態。對注漿管路系統包括接頭、閥門等進行認真檢查,如有破損予以更換,不好用的接頭、閥門不使用,防止注漿時在較高壓力下發生脫扣。注漿過程中隨時注意檢測所注漿液的凝結時間是否與要求相一致,否則及時找出原因予以排除,注漿作業前后配合,統一指揮。注漿管的止漿和固定:在注漿管預定的位置,用沾有膠泥的麻絲纏繞成不小于鉆孔直徑的紡錘形柱塞,把管子插入孔內,再用臺車把管頂入孔內,使麻絲柱塞與孔壁充分擠壓緊,然后在麻絲與孔口空余部分填充膠泥。注漿作業完畢后,對所有的機具設備,特別是攪拌機、注漿管、接頭、閥門、貯漿桶等認真清洗干凈
38、,收好后撤出洞外,并定期進行檢查、保養,保證其處于良好狀態,以備下段注漿使用。見超前小導管注漿施工工藝流程圖、注漿工藝流程圖。拌漿準備工作封 閉工作面制 作鋼插管安 裝鋼插管鉆 孔注漿聯接管路及密封管口機具設備檢查壓水檢查達到要求壓力流量達到要求結 束否否是超前小導管注漿施工工藝流程圖注漿工藝流程圖2超前大管棚隧道進、出口地段巖體較破碎,為確保進洞安全,洞口級圍巖段需進行108大管棚超前支護,大管棚施工方法和工藝如下:(1)施工導向墻在洞口巖壁上施工混凝土套拱作為大管棚導向墻,內設型鋼鋼架,按設計管棚位置埋設套管并與鋼架焊接。套拱采用型鋼鋼架支設模板澆筑。(2)搭設腳手架混凝土達一定強度后,在
39、洞口搭設腳手架,鉆機就位對中后固定,然后開始鉆孔,鉆孔過程中由專人測定鉆孔精度,確保孔位準確。(3)鉆孔與頂管利用管棚鉆機作為鉆孔機械。鉆機就位后,由測量工按設計圖準確畫出鉆孔位置。施鉆深孔時,鉆機大臂頂緊在掌子面上,當第一節鉆桿鉆入巖層,尾部剩余2030cm時停止鉆進,接長第二根鉆桿,用聯接套把兩根鉆桿連接牢固,又重新鉆孔,直至鉆孔達到要求深度(比管棚長0.5m以上)后,按同樣方法拆卸鉆桿。用鉆機將大管棚逐節頂入孔內,連接管路并密封孔口,進行壓水檢查達到要求后,進行注漿。(4)大管棚注漿根據設計壓注水泥砂漿,進行圍巖加固。注漿參數符合設計要求。管棚施工見大管棚施工工藝流程圖。(5)保證施工工
40、藝的技術措施施工前根據設計洞門的里程和標高刷好洞門仰坡,如果邊仰坡石質不良或為土質時,應根據地質情況用水平錨桿、掛網、噴砼加固,保證其穩定。設置兩榀臨時鋼支撐工字鋼拱架,焊好縱向連接,并注意預留保護層。在兩榀鋼拱架上,按管棚設計位置(間距和水平標高、仰角),準確的焊上套管,套管外端焊一個法蘭盤,用來平衡鉆孔和壓漿的后座力,里面一端用膠紙封口,以防砂漿流入。導管的導向直接影響管棚的質量,必須嚴格按設計安裝、焊牢。導管全部焊好后即可灌注套拱砼,邊墻部分不影響管棚施工,可以在洞身開挖后一并施作。大管棚施工工藝流程圖是否是否測量布孔鉆機就位鉆 孔鉆桿分節退出卸下頂管棚連接管路及密封孔口壓水檢查達到要求
41、管內注漿施工準備管節接長拌 漿壓漿質量檢查達到要求壓漿結束鉆孔時應隨時檢查孔眼的方向與仰角,以免超過誤差限度。鉆眼達到設計長度后,檢查管內鉆碴是否沖洗干凈,否則再用較小鉆頭加高壓水在管內鉆除余碴。壓漿時注意將壓漿管伸入孔底,保證壓漿飽滿。待水泥砂漿達到70%設計強度即可進行洞身拱部開挖。3錨桿施工本隧道初期支護設計用的錨桿主要為22砂漿錨桿錨桿。巖石地段錨桿孔鉆孔使用錨桿臺車或YT-28風動鑿巖機,黃土地段的錨桿(管)孔,采用煤電鉆無水鉆設。錨桿預先在洞外按設計要求加工制作,施工時錨桿鉆孔位置及孔深必須精確,錨桿要除去油污、鐵銹和雜質。按設計要求鉆鑿錨桿孔眼,達到標準后,用高壓風清除孔內巖屑,
42、用注漿泵注漿,然后將加工好的桿體打入孔內,并將錨桿與鋼筋網聯為整體。砂漿錨桿施工工藝框圖見砂漿錨桿施工工藝框圖。布設孔位鉆 孔清 孔注 漿砂漿拌制機具調試錨桿入孔錨桿加工安設墊板砂漿錨桿施工工藝框圖施工工藝說明:(1)鉆孔:采用錨桿臺車或風槍。孔位偏差不大于10mm,孔深偏差不大于50mm,采用“先注漿后安裝錨桿”的程序施工,鉆頭直徑大于錨桿直徑15mm。(2)安裝:系統錨桿在圍巖開挖和初噴混凝土后打設,鉆孔時確保孔口巖面平整,使巖面與鉆孔方向垂直,局部隨機錨桿的孔軸方向與可能滑動面的傾向方向相反,其與滑動面的交角大于45,間距1.01.5m,梅花形布置。錨桿注漿后,在砂漿凝固前,不敲擊、碰撞
43、和拉拔。(3)質量檢查:注漿密實度試驗:選取與現場錨桿直徑和長度、錨孔孔徑和傾斜度相同的錨桿和塑料管,采用與現場注漿相同的材料和配比拌制的砂漿,并按現場施工相同的注漿工藝進行注漿,養護7天后檢查其密實度。(4)拉拔力試驗:每300根錨桿中抽查3根進行拉拔試驗。砂漿錨桿養護28天后,安裝拉拔設備,逐級加載至錨桿拔出或拉斷為止,拉力方向與錨桿軸線一致。4鋼筋網安設掛鋼筋網在系統錨桿施作后安設。隧道鋼筋網預先在洞外構件加工場加工成型,鋼筋表面不得有裂紋、油污、顆粒或片狀銹蝕,網格間距嚴格按設計要求施作。鋼筋網根據被支護巖面的實際起伏形狀沿環向鋪設,鋼筋網與受噴面的間隙一般不大于3cm,網片間搭接長度
44、為12個網格,采用焊接,并與錨桿間采用鐵絲綁扎或點焊連接牢固,之后復噴混凝土。混凝土開始噴射時,縮短噴頭至受噴面的距離,并調整噴射角度,鋼筋保護層厚度不得小于5cm。噴射中如有脫落的石塊或混凝土塊被鋼筋網卡住時,應及時清除。5鋼架施工本隧道級圍巖地段局部拱墻設1榀/m的H125型鋼鋼架加強支護。雙線隧道級圍巖采用4肢22格柵鋼架加強支護,級圍巖采用鋼架18型鋼或20b型鋼鋼架加強支護。鋼架在洞外按設計加工成型,洞內安裝在初噴混凝土之后進行,與定位系筋、錨桿聯接。鋼架間設縱向連接筋,鋼架間用噴混凝土填平。鋼架拱腳安放在牢固的基礎上,架立時垂直隧道中線,當鋼架和圍巖之間間隙過大時要用噴混凝土填補。
45、(1)現場制作加工鋼架按設計要求預先在洞外結構件廠加工成型。先將加工場地用C15混凝土硬化,按設計放出1:1的加工大樣。放樣時根據工藝要求預留焊接收縮余量及切割的加工余量。將型鋼冷彎成形,要求尺寸準確,弧形圓順。鋼架加工后進行試拼,允許誤差:沿隧道周邊輪廓誤差不大于3cm;鋼架由拱部、邊墻各單元鋼構件拼裝而成。各單元用螺栓連接,螺栓孔眼中心間距誤差不超過0.5cm;鋼架平放時,平面翹曲小于2cm。(2)鋼架安裝為保證鋼架能架設在穩固的地基上,施工中在鋼架基腳部位預留0.150.2m原地基,架立鋼架時挖槽就位,軟弱圍巖地段在鋼架基腳處設鎖腳錨桿和墊槽鋼以增加基底承載力。鋼架平面垂直于隧道中線,傾
46、斜度不大于2。鋼架橫向和高程偏差不大于5cm。為保證鋼架的穩定性、有效性,兩拱腳處和兩邊墻腳處加設鎖腳錨桿,鎖腳錨桿由24根錨桿組成。鋼架按設計位置安設,在安設過程中,當格柵鋼架和初噴層之間有較大間隙時設騎馬墊塊,鋼架與圍巖(或墊塊)之間的間隙不大于50mm。為增強鋼架的整體穩定性,將鋼架與錨桿聯接在一起。沿鋼架設直徑為22mm的縱向連接鋼筋,連接筋的間距不大于100cm。為使鋼架準確定位,鋼架架設前均需預先打設定位系筋。系筋一端與鋼架聯接在一起,另一端錨入圍巖中0.51m并用砂漿錨固,當鋼架架設處有錨桿時盡量利用錨桿定位。鋼架架立后盡快噴混凝土作業,并將鋼架全部覆蓋,使鋼架與噴混凝土共同受力
47、,噴射混凝土分層進行,每層厚度56cm左右,先從拱腳或墻腳處向上噴射以防止上部噴射料虛掩拱腳(墻腳)不密實,造成強度不夠,拱腳(墻腳)失穩。后附鋼架施工工藝框圖。6濕噴混凝土本隧道噴砼設計為C25混凝土,采用濕噴機噴混凝土。在作業時,混凝土在洞外由混凝土拌合站拌和,混凝土攪拌運輸車向洞內送料,空壓機供風。施工工藝見噴射混凝土施工程序圖。濕噴混凝土工藝具有粘結性能好、一次噴射厚度可達10cm,且回彈率小的優點,能夠保證初期支護和施工支護的質量,充分發揮圍巖的自承能力。原材料的選擇:R32.5級普通硅酸鹽水泥;細度模數為2.53.0中砂,潔凈質硬;粒徑為510mm的碎石,要求級配良好;液體速凝劑。
48、濕噴混凝土參考配合比:水泥:砂:碎石:水=1:2.47:1.53:0.4,速凝劑的摻量為水泥用量的4%。施工工藝:混凝土噴射機安裝調試好后,在料斗上安裝振動篩(篩孔10mm),以避免超粒徑骨料進入噴射機;用高壓水將受噴面沖洗干凈,而后即可開始噴射混凝土。拱部和邊墻高處用遙控噴射混凝土機器人進行噴射,送風之前先打開計量泵(此時噴嘴朝下,以免速凝劑流入輸送管內),以免高壓混凝土拌合物堵塞速凝劑環噴射孔;送風后調整風壓,使之控制在0.450.7MPa之間,若風壓過小,粗骨料則沖不進砂漿層而脫落,風壓過大將導致回彈量增大。因此,按混凝土回彈量小、表面濕潤、易粘著力度來掌握。噴射壓力與噴射機機械手調配適
49、當,根據噴射儀表反饋的信息及時調整風壓和計量泵,控制好速凝劑摻量。和定位錨桿焊連定位鋼架施工工藝框圖初 噴 砼定位錨桿施工中線標高測量清除底腳浮渣臺架上安裝鋼拱架拱架加工、質量驗收鋼拱架預拼安裝縱向連接筋加設鞍形墊塊隱蔽工程檢查驗收包裹底腳連板復噴混凝土至設計厚度 濕噴式砼噴射機水泥 中粗砂 碎石水 砼拌和風壓控制在0.450.7MPaTX-1型液體速凝劑水泥用量的4%受噴面噴射混凝土施工程序圖(篩網10mm(濾出超徑石子)濕噴施工順序圖噴嘴與巖面的距離按規范執行,噴射方向盡量與受噴面垂直,拱部盡可能以直徑方向噴射。一次噴射厚度不宜超過10cm,若需噴第二層,兩層噴射的時間間隔為1520min
50、。為提高工效和保證質量,噴射作業分片進行,可按照先邊墻后拱腳,最后噴射拱頂的順序施噴。噴前先找平受噴面的凹處,再將噴頭沿螺旋形路線緩慢均勻移動,每圈壓前面半圈,繞圈直徑約30cm,力求噴出的砼層面平順光滑。(七) 防排水設施施工隧道的防排水遵循“防、排、截、堵結合,因地治宜,綜合治理”的原則,采取切實可靠的施工措施,達到防水可靠、排水暢通、經濟合理的目的。1洞內防水本隧道一般地段二次襯砌采用抗滲等級不低于P8的混凝土,地下水發育地段采用抗滲等級不低于P10。隧道拱墻初期支護和二次襯砌之間防水采用防水板和無紡布,防水板厚度不小于1.5mm,無紡布質量不小于300g/m2。拱墻環向、墻腳縱向設盲溝
51、,并與側溝連通。環向盲溝間距為6-12m。二次襯砌施工縫、變形縫采用外貼式止水帶、中埋式止水帶、遇水膨脹止水條、鋼邊橡膠止水條、嵌縫材料等復合防水結構。本隧道全部設雙側普通水溝。2洞外防排水洞口工程設置完備的排水系統。洞外水不得通過隧道引排,當隧道為單面坡時,高洞口端洞外2m設一道橫向盲溝,以攔截路面水,洞外側溝做成不小于2的反坡排水溝。洞頂刷坡線5-10m外設截水溝一道,以攔截地表水,截水溝與路基排水溝順接。3防排水設施施工(1)防水板的鋪設防水板的鋪設采用無釘鋪設技術。防水板的鋪設方法防水板準備:防水板先在洞外拼接。防水板須在洞外寬敞平整的硬化場地上,將幅面較窄的防水卷材拼接成大幅面防水板
52、。防水板采用雙焊縫搭接,搭接寬度為10cm,可膠粘也可熱焊粘結。拼接前須對防水板進行外觀檢查,檢查防水板是否有變色、波紋(厚薄不均)、斑點、刀痕、撕裂、小孔等缺陷,并抽檢進行張拉試驗、防水試驗和焊縫抗拉強度試驗。大副面防水板焊接好以后,可根據要求對焊縫進行充氣檢查,否則要補焊以確保焊接質量。吊掛防水板的臺車就位后,用氧焊將初期支護外露的錨桿頭、鋼筋網頭等鐵件齊根切除,并抹砂漿遮蓋,以防刺破防水板。對于初期支護噴混凝土層表面嚴重凹凸不平的部位須進行修鑿和找平。防水板鋪設和錨固:用射釘槍將土工布緩沖層及吊掛肋條錨固在噴錨支護上,防水板利用小型卷揚機提升到臺車上,以防水板的全幅中部對準隧道中線,根據
53、防水板幅面大小,將防水板托起貼著噴錨支護表面鋪設,松緊適度并用粘接或熱焊機將防水板連結在吊掛肋條上,拱部吊掛肋條間距0.5m左右,邊墻吊掛肋條間距1m左右。焊接防水板搭接縫:上下循環兩幅大幅面的防水板接頭處留10cm搭接,采用熱合焊機進行焊接,無條件用機焊的特殊部位手工焊接,認真檢查,焊接牢固。防水板焊接見防水板搭接焊縫示意圖。防水板鋪設施工順序見防水板鋪設施工工藝流程圖。附屬洞室處鋪設防水板時,先按照附屬洞室的大小和形狀加工防水板,將其連接在洞室內壁的噴錨支護上,并與邊墻防水板連接成一個整體。防水板搭接焊縫示意圖防水板鋪設施工工藝流程圖復合防水板就位準 備 工 作聯接防水板搭接縫防水板固定移
54、走吊掛臺車質 量 檢 查結 束臺車就位、切除外露鐵件頭、砂漿找平補強否合格合格防水板質量檢查、拼接防水板用射釘槍固定土工布和吊掛肋條將防水板焊接在吊掛肋條上,松緊適度施工要點固定防水板時,視噴錨支護面的平整度將防水板預留一定的富余量,以防過緊而被二襯混凝土擠破。為使防水板接頭聯接良好,防水板每環鋪設長度比襯砌長度長0.51m,以利接頭聯接施工。防水板接縫和襯砌施工縫錯開0.51m為宜。防水板鋪設好后,盡快灌注混凝土。軟巖地段混凝土襯砌緊跟開挖面時,對襯砌端部預留防水板接頭須采取防護措施,防止掌子面爆破飛石砸破防水板。襯砌施工在安裝鋼筋、設置各種預埋件、安裝擋頭模板等工序作業中要防止防水板被損壞
55、。防水板焊接質量檢查焊縫質量檢查方法:用5號注射針頭與壓力表相接,用打氣筒進行充氣檢查,將雙焊縫間加壓至0.10.15MPa時,停止充氣,保持該壓力2分鐘,若漏氣說明有未焊好之處,用肥皂水涂在焊縫上,產生氣泡的地方重新焊接。可用熱合焊機或電烙鐵補焊,直到不漏氣為止。檢查數量根據隨機抽樣的原則,每4條焊縫抽試一條。要做好抽檢記錄,注明取樣位置、焊接操作者及日期。附防水板主要質量標準及檢驗方法表。防水板主要質量標準及檢驗方法表序號項 目質 量 標 準備注一原材料1外觀表面光滑無波紋、無破損、無孔洞有破損及孔洞焊接修補2抗拉強度符合設計要求及相關技術標準3伸長率不小于200%二防水板固定1與基面密貼
56、用手托起防水板,各處均與基面密貼不密貼處小于10%三防水板焊接1直觀檢查焊縫寬度2cm,搭接寬度10cm,焊縫平順、無波紋、顏色均勻透明、無焊焦、燒糊或夾層2充氣檢查充氣壓力1.01.5MPa,穩定時間2min壓力降低找出滲漏點,焊接修補3破壞性檢查1.截開斷面無漏焊、烤焦等缺陷2.試件檢查,抗剪強度母材的70%(2)施工縫施工根據襯砌厚度及襯砌形式自制拼裝式擋頭模板,每塊模板寬度為襯砌厚度的一半,同時將鋼模根據安裝順序編號。全斷面液壓鋼模襯砌臺車就位后,按照擋頭模板按其編號進行安裝,同時將橡膠止水帶沿隧道環向夾在擋頭板中間,并用U形鋼筋卡固定,一半橡膠止水帶打入上一循環襯砌混凝土中,預留的一
57、半橡膠止水帶澆筑在下一循環襯砌混凝土中。施工縫、變形縫按設計要求進行處理。橡膠止水帶與盲溝交錯設置,并結合地下水情況適當調整。(八) 隧道通風與防塵1施工通風本隧道各工作面均采用壓入式通風。隧道掘進100m以內,采用自然通風,超過100m以后啟動通風設施。本隧道采用單管路通風,風管徑采用1.5m。2施工降塵爆破后和裝碴時會產生許多粉塵,為了保護工人身體健康,把粉塵含量降低到規范要求范圍內。隧道爆破時采用水炮泥,以降低粉塵。水炮泥就是用裝水的塑料袋填于炮眼內來代替一部分炮泥,裝完藥后將其填于炮眼內,不要搞破,然后用黃泥封堵炮眼。實踐表明,此法降塵效果很好。另外在施工中采用水幕降塵。水幕降塵是一種
58、比較傳統且常用的降塵方法,其優點是工藝簡單,施做方便,但是傳統水幕發生器大多為風水混合型,實際使用起來并不方便。因為大多時候在放炮后或出碴時,空壓機已不再運轉,無法提供高壓風。如果專為水幕發生器供風而使空壓機運轉,又造成巨大的能源浪費。由此,我們的做法是采取節水無風水幕降塵。采取的方法是:只使用高壓水、多噴頭交叉、在水中加入濕潤劑。水幕降塵器見水幕降塵器示意圖。水幕降塵器示意圖水幕降塵原理:高壓水經噴頭霧化成微小水滴散射到空氣中,與塵粒充分接觸,塵粒附著在水滴上,或與被濕潤的塵粒碰撞而凝聚成較大的顆粒,從而加速沉降,達到降塵的目的。濕潤劑降塵原理:濕潤劑降塵是由親水基和疏水基兩種不同的基團組成
59、的化合物。濕潤劑溶于水時。其分子完全被水分子包圍,親水基一端被水分子吸引,疏水基一端被水分子排斥,于是濕潤劑分子在微小水滴表面形成緊密定向排列,形成界面吸附層。界面吸附層的存在使水的表面張力降低,同時朝向空氣中的疏水基與塵粒之間有吸附作用而把塵粒帶入水滴中。濕潤劑選用普通洗衣粉,洗衣粉水溶液濃度在2510635106之間。水幕發生器安裝在距掌子面40m和90m處,水幕發生器由爆破人員撤離掌子面時開啟,一般放炮后30min或出碴后關閉。另外在裝碴前先對碴堆灑水將碴堆噴濕,在裝碴時減少粉塵的產生。(九) 二次襯砌施工本隧道二次襯砌根據設計要求采用C35鋼筋混凝土、C25混凝土、C30混凝土。1拱墻
60、二次襯砌(1)襯砌鋼筋襯砌鋼筋在洞外加工場集中下料加工,運至洞內利用軌行式作業平臺現場人工綁扎、焊接成型。確保鋼筋表面潔凈,無損傷、油漆和銹蝕等。鋼筋的安裝位置、間距、保護層厚度及各部鋼筋規格尺寸等嚴格按有關規程、規范及設計圖紙要求施工。施工時防止損壞防水層并注意預埋件安裝。(2)拱墻襯砌混凝土澆筑拱墻二次襯砌施作時間根據圍巖量測結果確定,一般情況下須同時滿足以下條件時方可施作二次襯砌:當位移周邊收斂,拱頂下沉量達到最終設計值的80%90%,拱頂下沉速率小于0.070.15mm/d,凈空變化速度小于0.10.2mm/d,噴射混凝土面無裂縫或少量微裂縫,可以認定圍巖基本穩定。同時二次襯砌混凝土的
61、施作時間須滿足鐵路隧道噴錨構筑法技術規范的有關要求。拱墻襯砌混凝土采用整體式液壓鋼模臺車澆筑,混凝土由洞外拌和站集中拌制,混凝土攪拌運輸車運輸,泵送入模,插入式振搗器與附著式振搗器聯合振搗。本隧道每個施工洞口二次襯砌施工各配備9m或12m長全斷面液壓襯砌臺車1臺,下錨段配備組合式襯砌臺車1臺。混凝土自臺車模板窗口澆筑,由下向上,兩側對稱、分層、連續澆筑并振搗密實。二次襯砌工藝流程見襯砌施工作業程序圖。二襯與初期支護拱部不密貼一直是隧道襯砌施工的質量通病,為保證二次襯砌混凝土施工質量,采用高壓泵送混凝土進行澆筑,以保證二襯拱部與初支輪廓的密貼性。在二次襯砌混凝土澆筑至拱頂,混凝土自擋頭板擠出漿時
62、,穩壓持續幾分鐘繼續灌筑,如穩定壓力不能再灌入時,說明拱頂已灌滿,若穩定壓力仍能灌入,則穩壓持續到不能灌入為止。見泵送擠壓灌注混凝土示意圖。制作試件中線水平檢查施工準備襯砌臺車就位凈空檢查涂脫模劑灌注混凝土脫模養生拌制混凝土混凝土運輸泵送入模襯砌施工作業程序圖泵送擠壓灌注混凝土示意圖(3)回填注漿為確保襯砌對圍巖的支護效果,襯砌超挖回填應符合設計要求,墻腳以上1米的范圍內和拱部的超挖應采用同級混凝土一次性灌注,其他部位可用與襯砌同級混凝土或M10水泥砂漿砌片石回填。(4)襯砌混凝土施工注意事項襯砌施工前,對中線、高程、斷面尺寸和凈空大小進行仔細檢查核對,準確無誤符合設計要求后,方可灌筑混凝土。
63、施工前做好地下水的封堵、引排,仰拱及基礎部位的浮碴、積水必須清理干凈,襯砌混凝土必須在無水情況下進行施作,以保證混凝土質量。混凝土灌筑前,對模板、支架、鋼筋、預埋件和止水帶進行仔細檢查,符合要求后方能灌筑。為保證砼具有良好的密實性、耐腐蝕性、耐久性,達到設計要求的抗壓、抗滲等指標,在開工前,嚴格進行混凝土配合比的選配,確定最優配合比方案。根據試驗結果,在混凝土中摻入適量粉煤灰和抗裂高效防水劑等外加劑,通過控制混凝土的水灰比與水泥用量等措施,增加混凝土的密實性并減小因水化熱引起的混凝土溫度應力和收縮。混凝土從臺車兩側對稱分層灌注,保證臺車兩側灌注高差不超過1m,混凝土灌注過程中要保證振搗質量,避
64、免過搗或漏搗,并避免振動棒碰撞鋼筋、模板、預埋件和止水帶等,保證混凝土密實,表面光滑,無蜂窩麻面。澆筑時混凝土自由傾落高度不超過2.0m,澆筑作業連續進行,因故中斷不得超過2小時,否則按施工縫處理。砼灌注完成后,按規范要求進行養生。2仰拱及隧底填充(1)仰拱二次襯砌施工仰拱先行,以利于襯砌結構的整體受力。仰拱鋼筋施工同拱墻鋼筋,混凝土澆注橫向由隧道中心線向兩側對稱施工,縱向分段整幅澆注。各段仰拱澆筑完成后,在未達到規定強度前,利用仰拱棧橋為出碴車輛與其他運輸車輛提供通行道路,以便對達不到規定強度的仰拱混凝土進行保護。仰拱棧橋采用型鋼鋼架拼裝成型,縱向主梁采用6根18號工字鋼,次梁采用10號槽鋼
65、間距50cm,仰拱棧橋長10m,兩端均有搭接板延伸至地面。工藝說明:清底:人工配合挖掘機清除隧道底部虛碴,并抽干積水。斷面檢查:測量仰拱斷面,檢查是否欠挖,并進行處理。仰拱棧橋的支承和平臺架設:用洞內的挖掘機吊、裝、拼移動式工作平臺。然后在工作平臺上鋪設鋼板,并在鋼板上鋪設防滑條,以利行車。立模及混凝土澆筑:架立側向及端頭模板,澆注砼。澆筑時混凝土輸送車直接傾倒,放置兩塊竹夾板在扣軌梁上,作為人工施工平臺,對仰拱混凝土進行攤平、搗固、抹面。養護:混凝土澆筑完成后,按規范要求進行養護。(2)仰拱填充隧道仰拱填充與仰拱所用混凝土不是同一標號,待仰拱混凝土強度達到設計標號的85%以后,一次澆注填充混
66、凝土到設計標高。3水溝及電纜槽水溝及電纜槽施工在拱墻襯砌施工完成后進行。水溝及電纜槽施工采用組合模板,立模嚴格控制尺寸、標高。水溝及電纜槽蓋板采用預制構件,蓋板鋪設平穩,蓋板與溝沿的縫隙用砂漿填平,避免出現“三條腿”現象。(十) 施工排水隧道為順坡施工時,采用自然排水,利用兩側水溝排出洞外至洞口污水處理廠;隧道為反坡施工時,采用機械排水,由邊墻架設管道排至洞外或順坡段邊溝中。涌水排水:本標段隧道在施工中若遇斷層破碎帶或穿過隔水地層,有突然涌水時。施工中,一方面采用地質超前預報技術探明前方水文地質情況,提前疏排或注漿止水;另一方面還要做好應急準備,配足大功率抽水設備,一旦發生涌水,盡快安裝抽水設
67、施,迅速排水,確保施工安全。當隧道出現涌水,水量超出高壓水泵排水能力時,采取以下措施應急排水。即把高壓供水管和高壓風管臨時改成排水管,安裝高壓水泵排水。高壓供水管和高壓風管設有專用接口,如果需要時可馬上接泵排水。(十一) 施工監控量測1監控項目及量測點的布置原則上將拱頂下沉及周邊收斂位移量測布置在同一個斷面,斷面間距為級3050m,級20m,級10m。拱頂下沉量測測點布置在拱頂。周邊位移量測以量測初期支護上各點的絕對位移炙主,同時增加水平及斜向收斂量測,以便校核水平位移結果。周邊位移量測在級、級、級圍巖中進行,級、級每個斷面布置約2個測點,級圍巖每個斷面布置約4個測點。拱頂下沉及收斂量測在整個
68、隧道中進行。圍巖與支護間的接觸應力及初期支護的格柵主筋應力量測布置:圍巖與支護間的接觸應力量測可在級圍巖中進行,斷面間距為10m一個(約10個斷面即可),斷面上測點可對稱布置,每個斷面可設約15個測點。初期支護的格柵主筋應力量測可在級圍巖中進行,測點可布置在圍巖與支護間的接觸應力量測的斷面上,以利校對,每個斷面上布設約1520個測點,采取對稱布置,選擇有代表性的斷面進行。2按變形管理等級指導施工將量測數據進行處理和分析,繪制時間位移曲線。一般情況會出現如下兩種時間位移特征曲線,見位移特征曲線圖。tt(mm)(mm)位移特征曲線圖反常曲線正常曲線正常曲線圖表示絕對位移值逐漸減小,位移、周邊收斂、
69、拱頂下沉量達到預測終極值的80-90%,收斂速度0.5mm/d,拱頂下沉速率0.5-0.3mm/d時,可以認為圍巖基本穩定,可施作二次混凝土襯砌。反常曲線圖表示位移變化異常,出現反彎點噴錨支護出現嚴重變形,每天相對的凈空變化15mm時,對支護加強觀測;當初期支護收斂量達到100mm,或鋼筋應力接近其計算抗拉強度時,或位移變化仍超過1mm/d時,對該段支護采取加強措施,確保隧道不坍方;嚴重時施工人員須迅速撤離施工現場,保證人身安全。變形管理按照變形管理等級表進行。變形管理等級表管理等級管理位移施工狀態0 /3可正常施工0 /3U0 2/3加強支護0 2/3停工,采取特殊措施后方可施工注:U為實測
70、位移值;0為最大允許位移值(預留變形量)3判別標準和方法(1)根據位移變化速度判別凈空變化速度持續大于5.0mm/d時,圍巖處于急劇變形狀態,應加強初期支護。水平收斂(拱腳附近)速度小于0.2mm/d時,拱頂下沉速度小于0.15mm/d,圍巖基本達到穩定。(2)根據位移時態曲線的形態來判別當圍巖位移速率不斷下降時(du2/d2t0),圍巖趨于穩定狀態;當圍巖位移速率保持不變時(du2/d2t=0),圍巖不穩定,應加強支護;當圍巖位移速率不斷上升時(du2/d2t0),圍巖進入危險狀態,必須立即停止掘進,加強支護。4確保監測質量的措施為確保施工監測質量,真正做到信息化指導施工,確保施工安全,必須
71、嚴格按照以下措施進行操作。成立監測管理小組,實行監測質量專人責任制,由有經驗的專業監測人員組成,制定實施性計劃使監測按計劃有步驟地進行;工程開工前,充分調查施工現場的地質狀況,并確定合理的警戒值,匯編成資料,上報監理部門審批。施工中當發現被測對象接近或超過警戒監測值時,應立即報告監理,并提出應急補救措施;觀測前,對所有儀器設備必須按有關規定進行檢驗和校核,確保儀器的穩定可靠和觀測的精度;觀測中,采用增加測回數的辦法,保證初始值的準確性;制定各點位的保護措施。定期對使用的基準點或工作基點進行穩定性檢測,有懷疑時立即進行復核,如有問題應及時處理,監測時采用相同的觀測路徑及方法;建立監測復核制度,確
72、保監測數據的真實可靠;每個工程項目的監測資料必須保持有完整、清晰的監測記錄、圖表、曲線及監測文字報告;建立監測成果反饋制度,對大量的監測信息使用計算機繪圖和分析,及時將監測信息及監測成果反饋給監理、設計和施工現場,指導施工。5工程動態管理本標段隧道洞身地質復雜,因此采用信息化設計、動態管理方式,靈活、及時處理施工中出現的各種問題,確保工程質量和進度。(1)在隧道施工過程中,對圍巖和支護系統的穩定狀態進行監測,為噴錨支護和二次砼襯砌的參數調整提供依據,把量測的數據經整理和分析得到信息及時反饋到設計和施工中,進一步優化設計和施工方案。(2)隧道施工對地質的變化又非常敏感,特別是復雜地層施工,更要求
73、準確預報施工前方的工程地質和水文地質條件。因此,隧道施工把地質超前預報作為一個工序納入生產過程。根據超前地質預報情況和設計部門意見,采取具體措施。(十二) 隧道安全設施施工本工程施工用電通過變壓器接入,油庫和雷管、炸藥庫設在遠離施工區的地方,為確保施工安全,本工程配備的主要安全設施有防觸電設施、防火設施和防雷擊設施。六、 隧道工程安全施工及過渡措施(一) 突發事件、緊急情況及風險分析隧道施工過程中可能遇到一些不確定因素,應結合本工程水文地質特征,并充分考慮至施工技術難度和困難、不利條件等,經多方討論和分析,確定本項止的突發事件、風險或緊急情況事件,并確定相應風險點,針對不同的安全危險源分別編制
74、安全專項施工方案。(二) 超前探測系統在施工過程中,應根據安全風險點的等級,并按設計文件或相關技術規范、遠見定對前方存在安全風險點的地段實施超前地質預報,為可能發生的安全隱患提拱及時、準確的地質預報導,避免安全事故發生。超前探 測可采用物探 或地質鉆機鉆孔探測。(三) 監測系統在籬工過程中,按照設計文件中的監控量測要求對洞內圍巖和支護結構的位移、變形、受力情況及既有建筑實施全過程的完整監測,提供及時、可靠的信息用以分析施工期間圍巖和支護結構的穩定性及對周邊環境的影響,避免支護結構破壞和施工安全事故的發生。(四) 應急預案在隧道施工至風險較大的段落時,提前預制一些18的型鋼鋼架,當初期支護變形或
75、收斂過快,立即采用剛度較大的18型鋼鋼架支撐。施工過程中需預先準備一些較長的中空鋼管,如果洞身發生坍塌,可以通過中空鋼管,給受困在掌子面附近的施工人員輸入新鮮空氣和食物。加強通風管路設置,確保在洞身發生坍塌時不致損壞通風管,使隧道施工通風暢通無阻。七、 超前地質預報本隧道地質情況復雜,隧區發育有斷層帶,有砂巖夾頁巖蝕變帶,地下水較發育,隧道開挖過程中可能有涌水產生。在施工中建立超前地質預測預報系統,采用綜合超前地質預報手段探明掌子面前方地質條件,以便采用有效的施工措施,避免施工突發災害的發生。在隧道的施工中,設立專門的超前地質預報組織機構、抽調具有豐富施工經驗的地質工程師、配備TSP203地質
76、超前預報儀、HSP水平聲波反射儀、地質雷達、紅外探水儀、超前水平地質鉆機、數碼相機、數碼攝像機等先進儀器以組成完善的超前地質預測預報體系,全面實施本標段隧道的超前地質預測預報工作。(一) 預報的重點內容預測開挖面前方的地質情況,圍巖整體性、含水量大小、軟弱破碎帶在前方的位置和對施工的影響,地下水活動情況等。(二) 預報的程序(1)在接近斷層破碎帶富水區時,采用地震波探測儀對掌子面前方30m100m范圍內的不良地質體的位置、規模、性質作較為詳細的預報,粗略的預報圍巖級別和地下水情況,每100m施作一次,當有異常情況時適當加密。(2)在地震波探測儀的基礎上采用超前探測驗證。對掌子面前方30m左右范
77、圍的地質情況作更準確的預報,先進行紅外超前探測(每掘進循環一次),然后每個斷面布設5個探測孔(其中一孔取巖芯),對掌子面前方地下水、地溫及圍巖情況進行探測,探測孔25m一個循環,單孔長度為30m左右,相鄰探測孔之間的搭接長度為5m。當有異常情況時,結合預測結果判釋,可加密鉆孔或加深部分爆眼孔,鉆孔布置應針對物探異常進行調整。(3)對多項預測預報手段所得的資料進行綜合分析與評判,相互印證,并結合掌子面揭示的地質條件、發展規律、趨勢及前兆進行預測、判斷,根據超前地質預測預報結果,相應優化調整措施,以確保施工安全及結構安全。(三) 預報的方式TSP-203超前地質預報、SIR-2000地質雷達、工程
78、地質類比、掌子面超前鉆孔預報等。1TSP-203超前地質預報TSP-203超前地質預報系統是專門為隧道和地下工程超前地質預報研制開發的目前世界上在這個領域先進的設備,它能準確預報隧洞施工前方150m范圍內地質條件和巖石特性的情況,為隧道施工變更施工工藝提供依據,大大減少了隧道施工坍方帶來的危險性,減少了人員和機械損傷,對保證隧洞施工順利進行具有直接的指導意義。2地質雷達地質雷達作為TSP-203超前地質預報的補充,在地質復雜地段對TSP-203預報的異常點,比如確定異常體的規模、性質及危害性判斷有困難時采用地質雷達作為補充手段。3紅外探水紅外探水測量速度快,基本不占用生產時間;資料分析快,測量
79、完畢即可得出初步結論,室內整理和編寫報告可在h內完成;有較高的準確率,但對水量、水壓等重要參數無法預測。4掌子面超前鉆孔預報用地質鉆機超前鉆出40-60m的水平鉆孔,根據鉆孔的巖屑、鉆速、水質等的變化情況,綜合判斷預報前方地質、水文條件。預報效果檢查:開挖到預報位置時,將實際地質進行素描,和預報地質資料進行對比,以此來評價預報的準確性,積累經驗,為以后的預報提供參考,并及時將預測數據、結果反饋至設計院。5超前探水在用TSP203超前地質預報儀和紅外線探水儀探測預報的基礎上,采用超前水平地質鉆機鉆孔進行超前探水,探水孔直徑55mm,每次超前探水鉆孔5個。采用水平鉆機鉆孔,每次探水段長度4050m
80、,開挖保留2.5m再進行下一循環探水。鉆孔完畢,采用LQ-10B數顯流量計測量出水點水量,采用DY-120孔隙水壓測試儀測量水壓,并做好記錄。探水鉆孔前,要根據預計的水量、水壓,對探水眼孔口進行加固,安裝套管可控制閥門;為了防止高承壓水突然涌出,鉆孔一定要在高壓滯水層前面預留1520m的不透水層作為防護。當隧道前方接近可能和地表水系相連通的斷層、裂隙發育的巖層破碎帶時,以及隧道掘進中發現將有涌水的跡象時,停止掘進,進行探水作業,摸清情況并確定施工方案后再進行掘進。八、 施工環境保護措施(一) 合理規劃施工用地嚴格按設計要求的征地范圍和數量進行用地,嚴禁超出征地范圍進行施工。進行施工總平面布置時
81、,小臨設施在滿足工程需要的前提下盡量少占地,特別是農田,各種臨時房屋堅持因地制宜、簡易方便的原則就近設置,充分利用荒山、荒坡,發揮線路附近的現有道路和房屋場地條件。(二) 臨時工程環境保護合理布置大型臨時設施及施工營地,生活垃圾定點存放,掩埋覆蓋或集中處理,生活污水處理設置化糞池,處理后達標排放,杜絕焚燒有毒廢料,避免污染水源,節約用水。臨時工程占地完工后及時恢復,植樹綠化。工程竣工后對生活、生產用地及施工便道等按照當地環保部門的要求進行整治,同時修筑好排水系統,防止水土流失。(三) 植被保護施工期間對施工人員加強保護自然資源及野生動植物的教育,嚴禁偷獵和隨意砍伐,限制施工人員和車輛的活動范圍
82、,在劃定的區域內作業。保護原有植被。便道選線、營地選址盡量少占或繞避林地、耕地,對合同規定的施工界限內外的植物、樹木等盡力維護,砍伐樹木和其他經濟植物時,應事先征得所有者和管理者的批示同意,嚴禁超范圍砍伐。工程完工后及時進行現場清理,復墾或綠化。(四) 生活區環境保護措施生活區臨時工程的修建本著節約用地、方便生活、利于生產、保護植被的原則。統籌安排,合理選址,并經監理、業主、當地環保部門審批,主動接受監督檢查。生活區的設置要相對集中,選擇避風向陽、交通方便、距水源近的地段,設置必要的公共衛生設施,集中建立垃圾處理設施、廢水凈化池、化糞池,按照環保部門的要求定期清理,避免生活垃圾污染環境。臨時工程的修建、拆除時,產生的廢棄物,按照環保部門的要求棄于指定地點處理九、 附錄1方家灣隧道出口平面布置圖2施工進度橫道圖3主要施工機械設備使用計劃表4主要工程數量表