1、橫梁子隧道實施性施工組織設計一、編制依據1國家、鐵道部和湖北省的有關政策、法規和條例、規定。2宜萬鐵路W21標招投標文件、參考資料、施工圖紙。3業主及監理下發的各類管理性文件及管理辦法等。4國家、鐵道部頒布的現行有關鐵路工程施工的規范、標準、規程和規則。5現行鐵路施工、材料、機具設備等定額。6現場調查所獲得的資料。7我單位鐵路施工經驗及擁有的科技工法成果。8我單位現有的企業管理水平、勞力設備、技術能力、以及長期從事鐵路建設所積累的豐富的施工經驗。二、編制范圍橫梁子隧道起訖里程為DK375+845.7DK376+418,隧道全長572.3m。三、工程概況及主要工程數量(一)工程概況及地質概況1、
2、工程概況隧道全長572.3m,位于直線段,坡度為17.1/1060;主要工程:洞內開挖、洞內襯砌及支護、防排水、水夠電纜槽、洞門、截水天溝、棄碴及環保等。2、隧道地質概況橫梁子隧道位于低中山區,地形起伏陡峭,斜坡坡度3050,巖質狀況表層為Qcol+dl4含塊石粉質粘土,褐黃色、灰黃色,硬塑,分布于進口附近,厚35m;下為J2s泥質粉砂巖與長石砂巖互層,紫紅色、灰綠色,強風化層厚4m左右,地層產狀8611047,節理產狀:26070、17585,寬230mm,延伸長2025m ,0.53m/條,無充填隧道進出口節理發育,巖體破碎,洞身地段,巖體完整.地下水不發育,主要是基巖裂隙水。基巖裂隙水不
3、發育,溝谷匯集地表水,水質清澈,地表水及地下水對隧道工程無侵蝕性。隧道DK375+845.7DK376+400巖層為級圍巖, DK376+400DK376+418為級圍巖。受風化層理面和卸荷長大節理切割作用,易形成危巖、落石。施工中必須加強通風,及時進行天然氣檢測,并根據檢測結果及時決定處理措施。(二)主要工程數量橫梁子隧道主要工程數量表序號項目名稱單位數量備注1洞內開挖m3462模板襯砌m36421.63噴混凝土m315674系統錨桿m27694.55超前錨桿m5929(三)結構形式及支護參數四、施工組織安排(一)施工組織機構1、施工組織機構按照施工組織安排,橫梁子隧道配備第一工程隊進行施工
4、,從出口一個工作面掘進施工。項目部分配一名副經理、一名技術員、一名安全員進行專門的施工、技術、質量、環保、安全等管理,項目部相關部室進行服務和監督。施工隊下設工程隊長、副隊長、技術員、質檢員、安全員、環保員以及開挖、支護、襯砌、水電保障等工班。(二)施工工期安排橫梁子隧道施工工期為9個月,即開工時間2004年11月1日,完工時間2005年8月31日。詳見橫梁子隧道施工形象進度圖。(三)施工設備勞力、材料計劃及機械設備的配備1、勞動力使用計劃a.勞動力組織原則突出施工重點,確保施工中技術力量到位,技術工種配套、齊全、數量充分,并略有富裕;根據工期目標和進度計劃安排,確保各工序施工技術工種適當、數
5、量滿足進度要求;抽調精兵強將,確保工程質量;人員的分配及搭配合理、均衡。b.勞動力計劃根據本工程屬于、級圍巖,工程風險大、技術難度大的特點,為確保工程質量和工期達到預期目標,施工隊伍全部由技術水平高、專業熟練、經驗豐富、工種齊全的施工人員組成。人員配備上考慮了一定的富余量。隧道工程施工隊(104人/隊);按本工程施工計劃安排采取分期、分批就近調遣施工人員搭乘火車和汽車到達施工現場。勞動力組織詳見勞動力組織計劃表,勞動力計劃詳見勞動力動員周期表。勞動力組織計劃表 及電線路盡可能短,以減少風、水阻力損失及電壓降。3、材料堆放便于汽車運輸,盡可能減少運輸干擾。常用材料如砂石、序號名稱人 數職 責1工
6、班長13負責施工組織指揮工作2安全員13負責安全工作,發現和排除事故苗頭3電工23負責電路4鉆孔63負責鉆孔工作5爆破53負責制作起爆藥卷、運送炸藥、裝藥、聯線、起爆6裝碴23負責裝碴7扒碴(洞內)23負責洞內扒碴8出碴運輸23負責出碴運輸9支護15負責支護、注漿堵水加固地層等10守庫員2看守雷管、炸藥庫、保管發放火工材料11調度1312汽車司機4313機修工6一般維修工作14輔助工4負責洞外裝卸、道路維修及其他輔助工作合計105單口掘進勞力組織及分 表四 單口襯砌勞力組織及分工表 表五序號名稱人數職 責1工班長13負責施工組織指揮工作2裝料工33砂石料及外加劑上料3砼泵司機和輔助工43操作砼
7、輸送泵及裝拆管和砼輸送車運輸砼4防水板工63安設防水板鋪設盲溝5臺車就位和輔助工73臺車的移動,定位及模板輪廓尺寸6砼震搗工23搗固砼7模板工23避人、車洞模板架立8安全員13負責安全工作9電工13負責設備供電10修理工3負責設備維修11電焊工3負責焊接作業12鍋爐工3負責暖棚供氣合計90 單口綜合工班(風、水、電設備及洞外保障)勞力組織 表六序號名稱人數職 責1工班長3負責組織指揮2風水電15高壓風水電的供給管理,高壓風水管的安裝3通風排煙等15通風機、風管、排水管路安裝維修4修理工15作業區的主要維修工作5機加工15作業區的所有機加工工作6電焊工7焊接作業合計70勞動力動員周期表序號施工隊
8、伍人數勞動力安排(人)2004年2005年10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月8月1隧道工程施工一隊1041850104104104104104104104104942隧道地質預測預報與監控量測隊555555555555小 計2286235510910910910910910910910999勞動力動態分布圖(人)11010090807060504030201002、主要工程機械設備配備 按照“上場時間提前,保證上場機械設備完好率,有足夠的維修調試周期”的原則,根據施工計劃安排,分期、分批組織機械設備上場。隧道施工機械設備到位情況表。隧道工程施工機械到位情況表挖掘機1臺小松常林工程機
9、械有限公司PC400、206KW、1.8m32000現場自有側卸式裝載機1臺柳工集團ZLC50B、154kw、3.1m31999現場自有電動空壓機4臺西安壓縮機廠4L-20/8,20m3/min1998、2001現場自有風動鑿巖機12臺沈陽氣動機具廠YT-281999現場自有自卸汽車5臺重慶大江車輛廠鐵馬3260、15t1998現場自有砼攪拌機2臺四川勤宏工程機械廠JSY5001999現場自有砼輸送泵1臺三一重工集團有限公司HBT60C、75kw、60 m3/h1998、2001現場自有混凝土攪拌運輸車1臺重慶平山機械廠XC1190,6m32001現場自有混凝土濕噴機1臺成都巖峰機械廠TK-9
10、61,5.5kW2001現場自有施工機械設備使用計劃表設備名稱數量制造商名稱型號和功率制造年份目前放置地點設備來源液壓鋼模襯砌臺車1臺北京裕龍建設公司非標件(12m)2000現場自有超前水平地質鉆機1臺重慶煤科分院ZYG-1502002現場自有軸流式通風機1臺天津通風機廠2DT-160,1602kw2000現場自有抽水機1臺河南抽水機廠D85-4542002現場自有潛水泵2臺上海水泵廠QW65-10-32002現場自有可調式高壓注漿泵2臺葫蘆島市雙液注漿泵廠2TGZ-60/210,7.5kw2003現場自有鋼筋彎曲機1臺山西建筑機械廠G40C、40mm1996現場自有鋼筋切斷機1臺山西建筑機械
11、廠GW40C、40mm1996現場自有鋼筋調直機1臺山西建筑機械廠GT4/10、410mm1996現場自有電焊機4臺南昌電器設備廠BX-500、42KVA1998現場自有油罐車1臺長春車輛廠CA1431999現場自有3、主要材料供應計劃開工前落實材料的供應渠道,選擇履約信譽好、產品質量優的正規企業的材料及產品,按規范規定要求對材料及產品進行檢查驗收。鋼材、水泥、土工材料、隧道防水材料由業主組織招標采購,并與供貨方簽訂供貨合同,由業主設在萬州的物資倉儲基地供應,其它材料在重慶市萬州區自行購買;工程用碎石、中粗砂優先在當地符合要求的砂石料場購買。工程材料做到超前計劃、及時到場,滿足施工現場的需要,
12、保證各種工程材料有計劃的供應,作到不積壓、不短缺、不過期;同時作好各種材料的取樣、試驗和保管工作,把住進料質量關。供應計劃詳見主要材料供應計劃表。主要材料供應計劃表序號材料名稱單位數量2004年2005年10月11月12月1月2月3月4月5月6月8月一木材1原木m333二水泥t2802260317.8317.8317.8317.8317.8317.8317.8317.80三鋼材1鋼筋t286.29115.721.321.321.321.321.321.321.321.32型鋼t24.29.781.81.81.81.81.81.81.81.8四火工產品1炸藥t22.232.42.42.42.42
13、.42.42.42.42雷管發39000527480948094809480948094809480948093導火索km31.344.243.893.893.893.893.893.893.893.89五油料1柴油t48855555555六地材1碎石m368966507817817817817817817817812砂m334493253903903903903903903903903片石m3122005006071130(四)臨時設施布置1、現場布置隧道施工由橫梁子隧道出口往進口方向單向開挖。施工便道由百勝施工主便道沿山盤山而上,修至隧道出口。 施工現場布置見:橫梁子隧道出口施工平面布置圖
14、3、施工用水規劃橫梁子隧道采取從出口開挖進洞,在沖溝內均有流水,且根據現場考察,流水在枯水季節均可滿足施工用水要求,因此計劃施工采用抽水泵抽取溝內流水,并洞口以上60米處修建一座200m3高山水池作為每個工作面的施工用水。路基、涵洞及其附屬工程的施工用水采用水溝泉水。泵站至高位水池的供水管采用DN150無縫鋼管,隧道洞內供水管道采用DN150高壓無縫鋼管鋪設在隧道的一側。3、施工用電規劃施工用電從業主沿線架設的高壓輸電線路接入,經變壓后作為工程施工用電,同時配備一臺75kw低噪音柴油發電機,以確保主體工程施工用電。橫梁子隧道出口設置一臺500KVA的變壓器作為施工用電。4、工程試驗在現場建立工
15、地中心試驗室負責本項目的工程試驗工作,試驗人員持證上崗,配備相應的試驗、檢測設備。在橫梁子隧道出口建立工地試驗站,工地試驗站主要負責原材料的送樣報檢、砼試件的制作及送樣報檢、砼配合比的現場把關等相關試驗工作。4.1 現場試驗項目試驗項目主要包括:鋼筋(原材、焊件)、水泥、粗集料、細集料、混凝土配合比及混凝土、砂漿試件抗壓強度試驗,抗滲試驗,水質分析;土壤擊實試驗、CBR承載比試驗、土壤滲透試驗、土壤液塑限測定、泥漿指標測定。4.3 試驗工作(1)按照國家有關規定,遵循企業自檢、社會監理、政府監督的原則,有序開展試驗工作。(2)做到材料有試驗,配料有選擇,施工有控制,檢查有試驗,試驗有報告,資料
16、有分析,分析有結論,嚴格執行工前試驗,工中檢查,工后檢驗的試驗工作制度。(3)工程材料試驗 凡發往施工現場的工程材料必須具有出廠合格證,并按規定在開工前根據設計文件和施工技術規范、規則和驗交評定標準要求進行檢驗和試驗,合格后才準使用。如遇特殊情況,對不符合技術要求的材料,可提出試驗結果和意見,報送領導會同現場設計、監理人員共同處理。 對于具有出廠合格證的建筑材料,仍應抽樣檢驗。 工程材料的取樣,應按有關試驗規程進行并詳細填寫試驗委托單位,對樣品及檢驗結果有爭議時,由上一級試驗機構取樣仲裁。 材料試驗應按委托單試驗內容進行,并如期提交數據準確、結論明晰、簽證齊全的試驗報告。5、材料供應材料供應路
17、線利用既有鄉村便道進行石碴加固加寬處理,每200m進行加寬設置錯車道,保證施工現場與外界連接暢通,自修的便道保證5米寬度,設置排水溝,保證流水暢通;路面鋪一層20cm片石做底層,然后鋪一層510cm厚的泥結碎石以保證路面即使在雨季也能正常使用,保證材料運輸的暢通。水泥、剛才采用業主指定的廠家供貨,地材由試驗室配合物質部門選定。根據材料計劃供應。6、隧道施工通風規劃隧道出口洞口35m處各設置一臺軸流式通風機,以避免洞內流出的污濁空氣重新進洞,通風管道采用PVC軟管。隧道施工通風均采用壓入通風方式,依據最大通風長度、一次爆破最大用藥量、洞內作業內燃機械總功率和洞內同時工作人數,并滿足隧道所需要的風
18、量、風速、風壓要求,隧道通風機采用2DT-160型軸流式通風機,通風管采用1500mm管徑的PVC軟管。風管與風機連接段50m范圍內選用硬質管,以承受風機啟動的瞬時氣錘壓力。風管出風口離工作面一般地段15m,天然氣地段不大于5m,風管懸于拱頂。在臺車頂部設1.6m的硬管解決襯砌臺車處風管的阻風和風管順利穿行問題,避免軟管縮徑及彎曲。隧道洞內管線布置詳見隧道洞內管線布置圖。7、施工用高壓風規劃出口設置一處壓風機站,每個壓風機站內安裝4臺20m3/min電動空壓機為隧道施工提供高壓風;隧道洞內高壓風管道均采用100mm高壓鍍鋅鋼管鋪設。8、臨時生活及生產房屋規劃臨時生活和辦公用房規劃:項目經理部設
19、于百勝鄉中心村,采用租用改造當地住房;施工隊伍的臨時生活和辦公用房全部采用租地新建,新建房屋全部采用磚木結構。臨時生產用房規劃:臨時生產用房采用租地新建和搭設臨時活動板房相結合的方式解決。隧道洞內管線布置圖消防設施規劃:根據施工現場臨時生活和生產設施的類型,修建時按照防火要求,安裝消防供水管道和掛置防火標志,并配備一定數量的不同用途的滅火設備。9、混凝土拌合場規劃在隧道出口設置一處混凝土拌合場,為本隧道及涵洞集中拌制混凝土。10、鋼筋加工場在隧道左側設置一處鋼筋加工場,為本隧道工程和涵洞工程集中加工鋼筋和型鋼構件。11、施工污水和垃圾處理設施在施工駐地設置化糞池、沉淀池、廁所、垃圾處理場等公共
20、衛生場所及糞便、污水凈化設施,對本合同段轄區內的所有駐地的糞便、污水、垃圾、泥漿、工程廢料等隨時運走或收集處理,并符合環保的要求。在工程完工后,自動拆除相關設施,恢復現場原有面貌,并作適當的綠化處理或復耕、還田、還林。對隧道洞口和混凝土拌合場等處的施工泥漿、污水,采取在施工點設置沉淀池進行沉淀和凈化后排放,并定期清理沉淀池內的沉淀物。在油料庫、機修庫等場所設置廢油儲備設施,定期將廢油進行回收;同時在油料庫、機修庫等地設置積油槽,以防止廢油向外擴散。12、隧道洞內、外施工排水規劃隧道洞外排水:由洞內排水至洞口附近修建的沉淀池內,經沉淀后實行定向、定點排放。13、施工通訊采用移動通訊、有線程控電話
21、及無線對講機相結合的方式配置現場通訊網絡,以滿足項目經理部對外聯絡及現場生產的指揮、調度的需要。14、棄碴場規劃橫梁子隧道的棄碴棄于隧道出口線路左側的河谷內,設計了一個棄碴為4.6萬立方的棄碴場,棄碴場的坡腳采用漿砌擋土墻,進行防護;棄碴場頂設置排水,擋墻上設置跌水,作好防、排水設施,并對表面進行平整、加固和防滲透水處理及植被恢復,以免被山洪沖垮發生泥石流而造成危害。15、水環境的監測為保護自然生態環境,盡量少破壞植被,疏通水道,加強現場文明施工。確保地表自然生態環境不受破壞。16、臨時火工品庫項目部設臨時炸藥庫,布置在遠離民房及其他設施以外至少500米的距離,施工現場不在設置炸藥庫,從臨時炸
22、藥庫領取,隨領隨用。(五)施工方案、技術措施、施工工藝和方法橫梁子隧道進口里程DK375+845.7,出口里程為DK376+418,隧道全長572.3m。隧道位于直線上,設計坡度為17.1的單面下坡。隧道主要通過泥質粉砂巖與長石砂巖互層,進出口節理發育,巖體破碎,洞身地段巖體完整,主要為、級圍巖,全段地下水不發育,主要為基巖裂隙水。1、隧道工程施工總體部署(1)橫梁子隧道施工總體部署橫梁子隧道的風、水、電、路見施工用隧道施工通風規劃、施工用水規劃、施工用電規劃、運輸便道布置,棄碴場設在隧道出口端線左側的山溝內。橫梁子隧道施工工期為9個月,即開工時間2004年11月1日,完工時間2005年7月3
23、1日。詳見橫梁子隧道施工形象進度圖。橫梁子隧道施工形象進度圖2、施工方案超前地質預測預報由隧道地質預測預報與監控量測隊負責施工,主要采用隧道洞內觀察與地質描述、TSP-203地震波探測儀、HY-303型紅外線探測儀、地質雷達和超前水平地質鉆探方法,建立隧道綜合超前地質預報體系,在隧道開挖前先行施工。對隧道內斷層、軟弱巖層及煤系地層、高壓富水等不良地質,主要采用超前地質預報、隧道涌水量和水壓的觀測、水質的化驗、水環境監測、圍巖物理力學特性實驗、超前支護及臺階法施工(短進尺、弱爆破、快支護、勤量測、仰拱及二次襯砌緊跟)。施工采取流水作業進行施工。隧道采取從出口向進口單向掘進,采取無軌運輸方式,充分
24、利用洞內的大、小避車洞作會車及運料、出碴車輛調頭位置,會車道按150250m設置一處,每處會車道長度為8m。隧道按新奧法原理組織施工,級圍巖地段,采取在超前錨桿的預支護下采用短臺階法施工,級圍巖地段采用臺階法施工。 臺階法地段的上半斷面采用鉆孔臺架配合風動鑿巖機鉆孔,其它地段和部位采用鑿巖鉆孔臺車鉆孔,全隧道開挖采用光面控制爆破;側卸式裝載機裝碴,自卸汽車運碴至洞外;錨桿采用錨桿鉆孔臺車鉆孔,錨桿專用注漿機注漿,用濕噴機按濕噴工藝進行噴射混凝土施工;隧道二次襯砌采用穿行式液壓鋼模襯砌臺車立模,混凝土在混凝土拌合場集中拌制,混凝土運輸車運送至洞內的灌筑點,由混凝土輸送泵泵送入模,插入式振搗器配合
25、附著式振動器振實。橫梁子隧道施工方案概述表、橫梁子隧道施工方法及主要施工措施表橫梁子隧道施工方案概述表項目名稱施工方案施工工期開工時間2004年11月1日,完工時間2005年8月31日,施工工期為9個月。工區劃分采用由出口向進口單向掘進。施工方法1隧道開挖采用光面爆破控制措施,初期支護混凝土采用濕噴工藝。2隧道、級圍巖地段采取臺階法施工。3超前錨桿和系統錨桿采用錨桿臺車鉆孔,混凝土濕噴機噴射混凝土;采用鑿巖臺車鉆孔,光面控制爆破;液壓鋼模襯砌臺車立模現澆,混凝土拌合站集中拌制混凝土,混凝土運輸車運輸,混凝土輸送泵泵送入模。4隧道施工過程中進行監控量測,必須加強通風并隨時監測天然氣的濃度,及時掌
26、握圍巖動態和支護工作狀態,保證圍巖穩定和施工安全,確保二次襯砌施作時機。運輸方式采用側卸式裝載機裝碴、自卸汽車運碴的無軌運輸方式。施工排水在洞內較低側設流水溝,使水自然沿側溝流出至洞外排水系統。施工通風采用壓入式通風。不良地質地段1加強隧道圍巖的監控量測,確保隧道結構穩定。2地下水及地表水對混凝土有侵蝕性地段進行水質觀測并采用耐腐蝕混凝土。3加強通風并監測天然氣的濃度。橫梁子隧道施工方法及主要施工措施表序號施工地段里 程長度(m)圍巖級別襯砌斷面類 型施工方法不良地質及主要施工措施1DK375+845.7K375+8549.7單線隧道臺階法節理較發育,巖體破碎。采用超前錨桿預支護,拱部格柵鋼架
27、加強,并加強洞口仰坡支護。2DK375+854376+400546單線隧道臺階法巖體完整,局部采用超前錨桿預支護并設置格柵鋼架加強支護。基巖裂隙水有弱侵蝕性,混凝土選擇水泥品種,調整水灰比或采取其他措施,以防侵蝕。加強圍巖監控量測和對天然氣的濃度監測,發現問題,及時提出設計變更。3DK376+400376+41818單線隧道臺階法節理較發育,巖體破碎,采用超前錨桿預支護,格柵鋼架加強支護。混凝土選擇水泥品種,調整水灰比或采取其他措施,以防侵蝕。3、施工技術措施(1)控制超欠挖的技術措施根據隧道圍巖級別和巖層結構做好鉆爆設計,重點控制好周邊眼間距、抵抗線和裝藥集中度,嚴格按鉆爆設計掌握好施鉆精度
28、。每一循環爆破后,采用激光斷面儀對開挖輪廓線進行檢測,根據檢測結果及時分析爆破效果,調整優化爆破參數,使周邊眼炮眼痕跡保存率硬巖達到80以上,中硬巖達到60以上,爆破輪廓圓順,盡量減少超過規范的超挖和欠挖。(2)保證隧道襯砌結構內實外光措施隧道襯砌結構內實主要體現以下方面:噴混凝土本身密實及噴混凝土層與圍巖密貼;錨桿孔灌漿飽滿密實;防水板與噴混凝土層之間及防水板與二次襯砌之間密貼;二次襯砌混凝土本身密實等。其主要措施有:噴混凝土采用濕噴工藝,濕噴混凝土的配比、濕噴機的選型和噴射工藝嚴格按設計要求和施工規范施作。對于設有鋼架和鋼筋網的地段,除垂直于巖面施噴外,可以適當斜噴以消除鋼架、鋼筋與巖面之
29、間的空隙。對于超挖形成的凹洼部位,也用同級噴混凝土填實找平;拱部錨桿設計采用中空錨桿,施作時采用與中空錨桿相配表的注漿機向錨孔壓注砂漿,直到壓滿為止;邊墻砂漿錨桿,可以水平向下方向施鉆錨孔至設計位置,再灌注流動性適中的砂漿,插入錨桿;防水板鋪設采用無釘鋪設工藝,自隧道拱頂向兩側鋪放。防水板的環向長度留有余量,吊掛時逐段用木棍頂壓檢查,防水板是否能接觸到噴層面,不能滿足要求時增大富余量。防水板的材、質要符合強度伸展率要求,不符合要求的堅決退回。這樣就可防止由于防水板余長不足,柔性不夠產生的背后空隙出現;二次襯砌的模筑混凝土,采用自動計量攪拌站供料,輪式混凝土運輸車運料,混凝土泵灌筑,振搗器振搗。
30、混凝土拌合時,嚴格按試驗確定的配合比配料攪拌,必要時摻加粉煤灰或微硅粉,以增加混凝土本身的密實度。拱頂部位灌筑困難容易留下空隙,施灌時從已灌筑段一端沿縱向斜壓灌混凝土,直至封口處,封口部位改用垂直擠壓灌注,直至混凝土泵壓不動為止;二次襯砌施工時,對于容易產生空隙的部位,尤其是拱頂一定范圍須預留壓漿孔。二次襯砌達到設計強度后進行充填壓漿,消除可能出現的空隙;二次襯砌采用鋼模臺車灌筑混凝土。臺車的模板長度12m,以減少節段縫,模板表面光滑、接縫嚴密,檔頭板按襯砌斷面制作。每個循環作業前,指定專人清理模板及節段之間的表面,檢查平整度,均勻涂刷脫模劑。施灌時,泵送混凝土兩側對稱進行,卸料的下落高度控制
31、在1.5m以內。插入式振搗器移動間距不大于其作用半徑的1.5倍,與模板的距離不大于其作用半徑的1/2,每點的振搗時間以混凝土不再明顯下沉,不再出現氣泡、混凝土表面呈水平狀為準。只要認真按以上要點施工,就可以避免出現錯臺,蜂窩麻面現象,使二次襯砌表面光滑美觀。(3)保證隧道襯砌不滲不漏措施隧道襯砌出現滲漏現象,主要原因是地下水處理不當和襯砌質量存在問題。針對本合同段隧道處于巖溶富水地區,地下水豐富的特點,防止襯砌滲漏主要措施有以下方面:a.做好洞口、洞頂地表排水系統按設計要求做好洞口和洞頂地表排導水溝,保證水溝暢通,減少或避免地表水滲入地層影響隧道;盡可能封堵地表洞穴,避免地表水滲透對洞身可能產
32、生的水壓。b.確保洞內襯砌背后的排導系統暢通嚴格按照設計要求檢查軟式排水盲管的材質和性能指標,不符合要求的產品不進場;環向、縱向排水盲管按設計規定的間距布設,尤其要做好盲管交叉接頭的連接質量,防止脫節堵塞,確保整個排導系統暢通無阻,以此減少或避免由于排導系統不暢引起水壓增大,對襯砌結構產生過大的水壓力,導致襯砌開裂漏水。c.保證隧道防水層的施工質量嚴格選定專業防水材料供貨廠家,確保防水材料的強度、伸展性滿足設計要求;防水板采用無釘鋪設工藝,鋪設前清除突出噴混凝土層表面的錨桿頭鋼筋斷頭等雜物,施工中控制好防水板吊點的固定和接縫粘接,防水板連接采用雙縫,充氣檢查接縫質量;防水板自拱頂向兩側鋪設時,
33、吊點之間均應留足夠的余量,并逐段用木棒頂壓,凡頂不到噴混凝土面的重新再鋪,以防止二次襯砌混凝土灌筑時擠破防水板出現漏水。d.處理好二次襯砌的自身防水和“三縫”防水混凝土厚度和密實度不夠以及工作縫、沉降縫、伸縮縫處理不當,是滲漏水的最主要原因。為確保混凝土自防水性能和“三縫”質量,采取以后主要措施:采用密實級配,必要時摻加微硅粉、粉煤灰等外摻劑,以提高混凝土的和易性、密實度和補償收縮等性能;“三縫”灌筑前,認真鑿毛徹底清洗,接縫止水帶無裂口脫膠居中固定牢固,混凝土灌筑時隨時檢查,發現止水帶移位、卷曲及時糾正,并加強接縫部位的搗固。(4)防止隧道二次襯砌混凝土開裂措施洞口地段存在明顯偏壓時,視巖體
34、穩定情況,可采取刷方減載方法避免偏壓過大引起襯砌開裂;二次襯砌施作時間應在初期支護變形基本穩定后進行,防止襯砌過早承受圍巖和初期支護的變形壓力,導致開裂;襯砌灌筑段不能緊跟爆破開挖工作面,應留足夠的爆破安全距離,防止爆破振動、沖擊波和飛石對襯砌混凝土的危害,鋼模臺車拆模時間,嚴格按施工規范規定,防止拆模過早、混凝土強度不足引起開裂;噴混凝土層、防水層及二次襯砌要按上述方法與措施施工,互相之間密貼,不留空隙,真正做到“內實”,以避免因局部空洞存在而改變襯砌結構的受力狀態而出現裂紋。(5)預防隧道塌方的技術措施隧道塌方的原因有地質和施工方法、措施兩個方面的原因。地質因素主要有隧道穿過松散巖體、構造
35、發育地帶、地下水發育地帶;施工方法、措施方面的原因主要有:施工方法不當或工序間距拉得太長,地層暴露時間過長,引起巖體失穩;支護施工不及時或質量不合格;爆破規模過大。針對以上兩方面產生隧道塌方的原因,預防隧道塌方的主要技術措施為加強地質預報和監控量測、選擇合理的施工方法和施工措施。通過各種超前地質預測預報手段,探明前方巖體的地質情況,針對前方巖體的情況,制定合理的施工方法和措施。當量測信息反應的圍巖變形速度或數值超過規定值,加強工作面日常觀察,發現隧道初期支護變形、巖層層理、節理縫或裂隙變大、掉塊、坑道內滲水和滴水突然加劇等塌方前征兆時,采取增加臨時支撐的方法加強支撐,并及時消除塌方隱患。在施工
36、前和施工中均采取有力的防排水措施,反坡施工地段備足抽排水設備防止工作面積水;開挖和支護施工的時間盡可能縮短以減少圍巖暴露時間;在爆破時要淺眼、密眼、嚴格控制裝藥量或用微差爆破;圍巖破碎地帶的支護應保證施工質量,襯砌工作緊跟開挖工作面,并盡快成環。(6)隧道通風除塵措施隧道在整個施工過程中,作業環境粉塵允許含量:空氣中含游離二氧化硅在10%以上時,不得超過2mg/m3,含游離二氧化硅在10%以下時,不超過10mg/m3,水泥粉塵則不超過6mg/m3。隧道施工中,應采取綜合防塵措施,確保隧道施工中粉塵濃度在允許值以下,因此在隧道施工中的鉆眼作業必須采用濕式鑿巖方式、噴射混凝土采用濕噴機械及工藝、爆
37、破后必須噴霧與灑水、出碴前采用水淋濕全部碴和附近巖壁。(7)隧道內瓦斯地段施工技術措施a.瓦斯監測體系詳見隧道施工瓦斯監測體系圖。隧道施工瓦斯監測體系圖防瓦斯突揭煤領導小組施工總調度項目部衛生監測站施工隊與班組監測員瓦斯濃度監測H2S及可燃氣體監測通風效果監測煤與瓦斯突出危險預測供電系統供風系統施工隊救護隊指令b.瓦斯監測警報系統設置隧道內必須設置瓦斯監測警報系統,全面監測隧道內瓦斯濃度,以便采取相應的施工與安全措施,確保工程進度和施工安全。詳見瓦斯監測警報系統設置圖。c.瓦斯地段隧道施工安全措施d.綜合措施建立健全瓦斯隧道施工安全保證體系,項目經理部成立以副經理為首的瓦斯監測警報系統設置燃機
38、械作業CH4濃度為1.01.5%(1.5%第二次警報)應監測洞口瓦斯檢測安全員室值班室開挖面邊墻開挖面及裝碴面襯砌工作面數據分析、值比較,發全員待避令CH4濃度為0.51.0%(0.5%第一次預警)值班室檢安室CH4為0CH40.25%O220%CH40.25%CH40.5%CH4=1.0%CH41.0%正常施工可施工可施工但停止焊接作業可施工但停止內可施工但停止放炮作業繼續施工全員待避責人要對機械進行使用前的檢查。定,并要確認其值正常。作業開始,操作負指揮員進行項測瓦斯檢測安全員通風后按順序測定按順序測定開挖面自動報警按順序測定鉆孔后鉆孔中施工前爆破后開始施工指 揮 員發布停止作業命令限制開
39、挖面處人員稀釋瓦斯濃度,清點作業人數,引導作業人員躲避。瓦斯檢測安全員瓦斯檢測安全員在現場對瓦斯進行監測,依順序測定。作 業 人 員停止使用機械,放高壓風,佩帶自救器。列隊順序躲避。CH4=1.5%通風、防爆、瓦斯檢測管理領導小組,瓦斯隧道工地設瓦斯檢測站,配齊瓦斯專業檢測人員,配備先進的瓦斯檢測儀器,對瓦斯隧道每隔30分鐘一次進行檢測。開工前對從事瓦斯隧道施工的全體施工人員、管理人員進行瓦斯知識、瓦斯隧道施工安全教育和根據設計進行技術交底,由瓦斯含量、瓦斯壓力、瓦斯的涌出力等參數制定相應措施。對從事通風、瓦斯檢測、爆破、電氣操作人員進行崗前專業培訓,考試合格后持證上崗。建立健全瓦斯隧道施工安
40、全的各項管理制度和規定,并使全體人員嚴格執行。瓦斯隧道施工前,對附近的煤礦、油氣田進行調查,收集鄰近煤礦、油氣田有關瓦斯的既有資料,借鑒防瓦斯的施工經驗,施工期間隨時進行地質復查工作。已揭露的煤層,應取樣復測煤層的瓦斯含量和有關參數,必要時鉆孔埋管實測瓦斯壓力和瓦斯涌出量,根據檢測結果采取相應措施。加強瓦斯預測預報,施工中每次開挖前采用水平鉆機鉆探眼,并進行檢測、探明煤層和瓦斯含量,及時進行預報。e.加強通風系統的管理加強瓦斯隧道的通風,通風機的內壓、風速、風量按瓦斯隧道設計,配備各項指標滿足施工需要的通風機,并有一套同等性能的備用通風設備。風管用抗靜電、阻燃風管,并對其加強管理和維修,確保通
41、風設備的正常運轉和降低漏風量,任何情況下未經負責人同意不得隨意停止機械通風;瓦斯隧道必須在施工管理上采取有效措施,并加強通風,防止瓦斯積聚。當發生瓦斯積聚時,必須及時處理。由于停電或檢修,使主要通風機停止運轉,或通風系統遭到損傷以后,必須有恢復通風、排除瓦斯和送電的安全措施。恢復正常通風后,所有受到停風影響的地段,必須經過通風和瓦斯監測人員檢查,確認無危險后方可恢復工作。所有安裝電動機和開關地點的20m范圍內,必須檢查瓦斯,符合規定后才可啟動機器。因臨時停電或其他原因,局部通風機停止運轉,在恢復通風前,首先必須檢查瓦斯。證實風區內瓦斯與二氧化碳都不超過1%時,方可開動局部通風機,恢復正常通風;
42、臨時停工地段不宜停風。否則必須切斷電源,設置柵欄與警告牌,嚴禁人員進入;一般情況下,每人每分鐘需要的風量不得小于3m3。如瓦斯滲出量很大,需要的風量和風速應根據瓦斯的逸出量和空氣中的瓦斯含量不超過0.5%配備通風設備;有瓦斯和有害氣體的隧道,當主通風機發生故障停止通風時,立即通知全隧道停工,洞內全體工作人員撤至洞外,并停止供電。局扇停風時,局扇通風范圍內的工作人員須全部撤至主扇供風范圍的坑道內。f.加強機電管理有瓦斯時,隧道內使用的機電設備參照隧道有關規范的要求選用,否則必須制訂有效的安全措施,報上級批準后方能實施;通風設備、排水設備及通訊、信號、安全等設備的電源均應考慮自成回路;為防止地面雷
43、電波的影響,隧道內應做好三管兩線的洞外避雷裝置,并應采取防靜電和控制雜散電流等措施;瓦斯隧道施工用的所有電氣設備和作業機械全部配備礦用防爆型,隧道用電配置兩套專用電源,其電源上不準分接隧道以外的任何負荷,各級配電電壓和各種設備的額定電壓及電纜的敷設,符合瓦斯隧道施工的規定;掘進作業面風流中瓦斯濃度達到1.5%時,必須停止工作,切斷電源,進行處理;電動機附近20m以內風流中的瓦斯濃度達到2%時,附近20m內,必須停止工作,切斷電源,進行處理;超過瓦斯濃度規定而切斷電源的電氣設備,須在瓦斯濃度降到1%以下,方可開動。使用瓦斯自動檢測報警斷電裝置掘進工作面,只準人工復電;在洞內裝設各種電器設備和進行
44、檢測、維修時,須先切斷電源。嚴禁在洞內已敷設電纜上臨時接裝電燈或其他設備;電纜互接或分路時,必須在洞外進行錫焊和絕緣包扎并熱補;電纜在洞內接頭時,應在特制的防爆接線盒內或有防爆接線盒的電氣設備內進行連接。g.加強瓦斯監測自上而下建立瓦斯、煤塵檢查體系,并設立經過培訓的專職瓦斯檢查員,建立定時、定點的瓦斯檢查制度;備齊瓦斯檢測儀器,如瓦斯檢定燈、光學瓦斯檢定器、瓦斯微型數字報警器、瓦斯報警斷電控制儀以及瓦斯遙測報警儀等。選擇時應根據工程需要,備足需要品種;對于可能突出煤和瓦斯的工作面,要設專人隨時監測,并必須安設瓦斯自動檢測報警斷電裝置;有瓦斯時,每個洞口須設專職瓦斯檢查員,一般情況下每隔60m
45、in進行一次檢測,并將結果記入施工日志。瓦斯檢查員必須挑選工作認真負責、有一定業務能力、經過專業培訓、考試合格者,方可進行監測工作。瓦斯檢測器必須每一季度校對一次;在施工現場配備專職監測人員。從鉆孔直到放炮前的全過程中,專職監測人員均應現場監測瓦斯濃度,當開挖面及其后方的瓦斯濃度達到0.5%時,則應發出警報,隧道內便處于警戒防爆作業狀態;當瓦斯濃度上升到1%時,警報系統中的防瓦斯自控系統便自動切斷開挖面處除風機以外一切設備的電源,隧道則處于警戒防爆監視作業狀態;當洞內瓦斯濃度達到1.5%時,警報系統便發出第二次警報,指揮員立即下達停工和全員撤出待避的命令。為了能及時發現和處理情況,要求指揮員、
46、工班長、瓦斯檢測安全員、爆破工配備便攜式瓦斯檢測儀和瓦斯報警礦燈。h.爆破作業與安全規定瓦斯隧道鉆爆作業工作面附近要隨時進行瓦斯檢測,其濃度不得大于0.5%,鉆孔時必須采用濕式鉆孔,炮眼深度不小于0.6m,炸藥采用煤礦用的安全炸藥,用煤礦許用的安全雷管,起爆線路采用串連方式連接,一個工作面只能用一臺起爆器起爆。不使用遲發雷管,若采用毫秒雷管時,最后一段的延期時間不得超過130ms;使用安全炸藥;瓦斯濃度超過1%時嚴禁放炮。隧道放炮時,所有人員必須撤出隧道之外;若隧道過長時,應撤至300m以外;嚴禁使用火花及塑料導爆管起爆。必須嚴格采用濕式鑿巖。洞內使用的金屬錘及錘頭必須鑲有不產生火花的合金。裝
47、碴使用的金屬器械,不得猛力與石碴碰擊,鏟裝前必須將石碴澆濕。瓦斯隧道嚴禁一切可以導致高溫與發生火花的作業,嚴禁明火照明,嚴禁火源進洞,任何人進隧道前必須經檢查,人員檢查嚴禁帶打火機、火柴、手電筒及其他可能自燃的物品入洞內,嚴禁穿易于產生靜電的服裝進入瓦斯隧道。作業面出現瓦斯突出預兆時或空氣中瓦斯含量超標時應立即報警,停止作業,切斷電源,撤出人員,并上報有關部門。在洞外設置必要的消防設施,清除洞口附近的一切易燃物,切斷一切火源。在瓦斯隧道每個洞口設置救護組,進行專門的搶救訓練,使其深知在搶救中可能發生的各種不安全現象及預防方法,非救護組的成員不得在事故發生后進洞搶救。備齊急救和搶險設備,并指定專
48、人保管,經常保持其良好狀態,不得挪作它用。(8)確保隧道噴射混凝土質量的主要技術措施a.確保隧道噴射混凝土密實的技術措施嚴格控制噴射混凝土施工配合比,配合比經試驗確定,混凝土的各項指標必須滿足設計及施工規范要求,混凝土拌合用料的計量精度必須符合規范要求。嚴格控制原材料的質量,原材料各項指標要滿足規范要求。噴射混凝土施工時應確定混凝土噴射機合理的風壓,以保證噴料均勻和連續;同時加強對設備的保養與維修工作,以保證其工作性能。噴射作業由有經驗、技術熟練的噴射手操作,保證噴射混凝土各層之間銜接緊密。b.隧道有水地段噴射混凝土的技術措施改變配合比,增加水泥用量;先噴干混合料,待其與水隔離后,逐漸加水噴射
49、,噴射時由遠而近,逐漸向涌水點逼近,然后在涌水點處安設導管,將股水引出,再在導管附近噴射;當涌水地點不多時,采用開縫摩擦錨桿進行導水處理后再噴射混凝土;涌水嚴重時,可設置泄水孔,邊排水邊噴射;嚴格控制噴射機的工作風壓;合理選擇噴射混凝土配合比,適當減少最大骨料的數量,使砂石料具有一定的含水率,呈潮濕狀;掌握好噴頭處用水量,提高噴射操作熟練程度和技術水平;摻入粉塵抑制劑和采用特殊結構的噴頭。(9)確保隧道二次襯砌結構精度的技術措施a.加強監控量測與保持圍巖穩定隧道二次襯砌必須在圍巖和初期支護結構基本穩定并符合下列條件后進行施工:隧道二次襯砌在圍巖和初期支護變形基本穩定后施作,變形基本穩定應符合隧
50、道周邊位移有明顯減緩趨勢,拱腳水平相對凈空變化速度小于0.2mm/d,拱頂相對下沉速度小于0.15mm/d時方可進行施工。b.模板襯砌臺車拱部模板應預留沉落量1030mm,其高程允許偏差為設計高程加預留沉落量(+10mm,0mm);變形縫及垂直施工縫端頭模板應支立垂直、牢固,變形縫必須在同一法向斷面上。邊墻與拱部模板應預留混凝土灌注及振搗孔口。模板襯砌尺寸要嚴格符合隧道二次襯砌尺寸要求,每次拆模后,必須進行襯砌臺車設計尺寸校正。c.確保混凝土厚度精度的保證措施隧道開挖必須按設計尺寸進行,嚴格控制鉆爆設計,確保開挖凈空尺寸符合設計和施工要求;隧道開挖后,必須嚴格保證初期支護噴射混凝土厚度符合設計
51、尺寸要求,避免多噴或漏噴;格柵拱架必須嚴格按設計尺寸集中統一加工,并安放至設計位置,確保初期支護和二次襯砌的設計尺寸;二次襯砌鋼筋的加工和綁扎必須嚴格按設計尺寸和施工要求進行,鋼筋加工要求在鋼筋制作場統一加工,綁扎前測設隧道中線和標高,并按測設的位置和圖紙的要求進行。d.混凝土澆筑隧道襯砌施工采用集中拌制混凝土,采用混凝土輸送泵泵送入模。在灌注拱部混凝土時,必須對稱進行,混凝土垂直下落高度不得大于2m,要連續灌注,灌注速度不宜太快,以10m3/h為宜,并按混凝土的要求選擇配合比,并加強振搗,振搗時間為1030s。混凝土采用輸送泵輸送,坍落度應為:墻體100150mm,拱部160210mm;振搗
52、不得觸及防水層、鋼筋、預埋件和模板;混凝土強度達到2.5Mpa時方可拆模。e.混凝土養護隧道結構混凝土的養護要嚴格按規范和混凝土配制時的條件進行,在混凝土強度未達到80%前,禁止拆模。f.隧道測量控制的技術措施采用高精度的測量儀器,進行控制測量和施工測量。測量儀器和鋼尺必須定期和不定期地送國家法定計量部門的檢定,禁止使用不合格的測量儀器和鋼尺。測量過程必須換手多次復測,確定無誤后方可進行下步工序施工。誤差較大的測點不得使用。施工中所有平面控制測量、高程測量完全作到測回閉合并經換手復測后,方可使用其測量成果。對易產生位移的控制點要多設護樁加以保護,使用前逐點進行校核無誤后方可采用。選擇產生誤差較
53、小的時間進行測量工作。氣候、季節變化或溫差較大時會引起測量誤碼率差,要經常對地面控制點進行校核和進行誤差改正。定期對高程、中線控制點進行復核。精心測放隧道段結構物軸線以及線型,確保結構尺寸誤差符合規范要求。g.混凝土澆筑過程控制混凝土運輸平臺與模板支架應分離搭設,以減少施工中的動荷和模板支架的變形。吊裝混凝土時,混凝土吊斗不能碰撞模板和支架,混凝土輸送泵管道口不能對著模板輸送混凝土。振搗混凝土時,振動棒應距模板一定距離,不能接觸模板進行振搗。澆筑混凝土過程中,派人進行測量控制和對支架進行檢查,一旦發現變形,應立即采取有效措施進行校正,校正符合要求后方可繼續澆筑混凝土。h.加強質量教育建立健全質
54、量保證體系,強化各種形式的宣傳教育,實行分項、分工序專項質量意識教育,明確標準,層層負責、責任到人,確保每一道工序、每一個環節達到規范標準。執行“三工三查”制,強化工序、工種和施工工藝質量控制,對施工過程進行全面和多方位監控,將質量事故和超偏誤差消滅在萌芽狀態。挑選技術精、等級較高、有豐富施工經驗技術人工操作。(10)隧道高壓富水地段施工技術處理措施按照“以堵為主、限量排放”的原則,制定隧道施工止水方案,達到確保隧道防、導水系統的暢通,以改善水壓力對襯砌結構的受力狀況,減少襯砌結構混凝土的開裂,有效提高襯砌混凝土的抗滲漏能力。隧道微承壓水地段,采用超前小導管注漿固結巖體,以達到止水的效果;隧道
55、高壓富水地段,采用深孔超前全封閉帷幕注漿固結巖體止水;對于圍巖結構整體性較好地段,采取在隧道開挖輪廓線外設置環向止水注漿帷幕;在注漿后流量仍大于控制排水量,注漿固結圈綜合滲透系數大于設計控制值或仍有局部出水點時,實施補注漿;在高壓富水地段采取減震控制爆破,以減少圍巖裂隙。a.鉆孔作業與鉆孔方法鉆孔作業布孔:用紅油漆在掌子面上按設計布孔圖準確地標出鉆孔的位置及孔位編號。鉆孔:采用ZYG-150型地質鉆機鉆孔。鉆機盡量緊貼巖面,以防止過大顫動。因地層破碎卡鉆時,則停止鉆進,先注漿后再進行布孔鉆眼;鉆機開鉆采用低速,鉆進100cm后采用正常鉆孔速度,采用清水鉆進,開孔時輕加壓、慢速、大水量,以保證開
56、孔質量;第一根鉆桿鉆進完畢后,鉆機與鉆桿脫離,使用聯接套接第二根鉆桿,依次接桿直到鉆進達到設計深度;鉆孔深度達到設計要求后,鉆機后退帶出鉆桿,采用卡鉗或大板手人工卡緊前桿,鉆機反轉松開連接套卸下鉆桿,按此法鉆桿依次全部拆卸鉆桿退出孔外。開孔孔徑:注漿孔采用102mm鉆頭開孔,孔內放置89mm的鋼管作孔口管,掏孔清碴采用76mm鉆頭,注漿長度27m。鉆孔深度控制:ZYG-150型地質鉆機按設計布孔位置對正,采用角度尺調整鉆桿仰角,校正調整至設計角度,并在鉆桿上安裝導向指示器,以控制鉆孔偏角。鉆孔參數確定:ZYG-150型地質鉆機鉆孔的推進壓力控制在3.55.0Mpa,回轉壓力控制在5.56.5M
57、pa,沖擊壓力控制在2.53.0Mpa。鉆孔方法鉆機定位:將鉆機高度和到作業面的距離定為常數,鉆孔在機高的水平面上成幅射狀分布;將鉆孔方向計算好,在支承橫梁上相應位置定好位置,固定好鉆機即可開鉆;按設計要求準確定位,開孔時輕加壓、慢速、大水量,防止把鉆孔開斜,鉆錯方向。鉆進:先用比開孔直徑較大的鉆頭鉆進一定深度,安裝好孔口管,再用鉆機開孔直徑的鉆頭鉆進一定深度,改用較小直徑鉆頭鉆至終孔。鉆鑿深孔應防止壓彎鉆具甩打孔壁,造成塌孔或斷桿事故;鉆孔中如遇破碎帶巖層,可停止鉆進,先行壓漿,再繼續鉆進;為取得破碎帶或軟泥夾層的地質資料,采用干鉆、小水量或雙層巖芯管鉆進,鉆孔后將巖粉沖洗干凈。詳細作好鉆孔
58、記錄,其內容包括鉆進進尺、起止深度、鉆具尺寸、變徑位置、巖石名稱、裂隙發育程度及分布位置、出水量、出水位置、處理事故和時間、終孔深度等。巖芯按順序作好編號并記錄。4隧道工程施工工藝和方法(1)隧道工程施工程序詳見隧道工程施工程序圖。(2)超前地質預測預報采用隧道洞內觀察與地質描述、TSP-203地震波探測儀、HY-303型紅外線探測儀、地質雷達和超前水平地質鉆探,建立隧道綜合超前地質預報體系,通過多種超前探測方法的相互驗證,準確地預報隧道掌子面前方圍巖構造及富水情況,以準確判斷掌子面前方地質狀況,制定出相應的突泥、突水地段有效止水方法、破碎帶與巖溶等特殊地質地段的隧道開挖方式、穩定圍隧道工程施
59、工程序圖巖的輔助措施和調整初期支護參數或修改襯砌結構類型。在現場成立施工超前地質預報小組,由從事多年隧道施工和地質工作的專業技術人員組成,并聘請富有實際經驗和地質資料判釋能力的專家作指導。重點施工地段多種預報手段并用,一般地段以TSP-203地震波探測儀和超前地質水平鉆探為主。隧道綜合超前地質預報的工作內容和流程詳見綜合超前地質預報工作內容和流程圖。綜合超前地質預報工作內容和流程圖補充地質調查掌子面地質調查與素描長距離操測TSP-203地震波探測儀預報距離100m左右短距離操測地質雷達預報距離30m,HY-303紅外線探水儀預報距離30m,水平超前鉆孔預報距離3050m。探測資料判釋,提出預報
60、意見和工程措施建議(3)補充地質調查 在設計圖紙提供的地質資料的基礎上進行實地調查核實,以確定不同地層、巖性、巖層產狀在隧道地表出露及接觸情況,地表巖溶發育位置、規模及其分布,構造在隧道地有的出露、分布、性質及產狀。a.洞內外觀察與地質描述觀察掌子面狀態、圍巖變形、圍巖風化變質情況、節理裂隙、斷層分布和形態、地下水分布情況、高壓富水段涌水的位置、水量和水壓以及止水后的止水效果,同時對開挖工作面附近初期支護狀況的觀察和裂縫描述,作為判斷圍巖的穩定性和支護參數的檢驗的重要依據,觀察已作初期支護地段的噴射混凝土、錨桿、鋼架的受力狀況,同時觀察已襯砌地段的隧道襯砌結構的開裂與滲漏水情況。根據洞內外觀察
61、與地質描述對出現的異常情況制定相應的處理措施。b. TSP-203地震波探測儀探測 TSP-203地震波探測儀探測原理TSP-203超前地質預報技術是利用地震波在不均勻地質體中產生的反射波特性來預報隧道工作面前方及周圍臨近區域的地質情況,即采用在隧道掘進面后方一定距離內的鉆孔中進行微型爆破來發射聲波信號,爆破引發的地震波在巖體中以球面的形式向四周傳播,其中一部分地震波向隧道前方傳播,經隧道前方的界面反射回來,反射信號經接收傳感器轉換成電信號并放大。從起爆到反射信號被接收的這段時間是與反射面的距離成比例的。通過反射時間與地震波傳播速度的換算就可以將反射面的位置、與隧道軸線的夾角以及與隧道掘進面的
62、距離確定下來,同時將隧道中存在的巖性變化帶的位置方便地探測出來。TSP-203地震波探測系統由數據采集系統和處理系統兩部分組成。詳見TSP-203地震波探測儀探測原理圖。 TSP-203地震波探測儀數據處理與分析數據處理過濾出巖性反射波:在TSP-203地震波探測系統的記錄的各種波當中,從掌子面前方和隧道旁邊反射過來的攜帶巖石性質的反射波通過濾波器能從其它反射波里分離出來。分離P波和S波:把X、Y和Z方向上的記錄轉換成P波、SH波和SV波。P波為壓縮波(縱波),S波為剪切波(橫波),其中SV波表示質點在垂直面內運動的橫波,SH波表示質點在水平面內運動的橫波。圖形顯示地震數據處理完畢以后,在2D
63、或3D窗口察看選擇的反射面。巖性反射波的分析TSP-203地震數據處理由測得的從震源直接到達傳感器的縱波傳波時間換算地震波的傳播速度Vp,并運用圖像處理和分割,提取P波和S波反射面。反射界面巖石的性質通過以下方法加以判斷:出現較高的反射振幅、較大的反射系數和較小的彈性阻抗,表示反射界面的巖石密度和波速較高;波形中央出現正的反射振幅,表示反射界面的巖石是堅硬的。如果是負的反射振幅,表示反射界面是軟弱巖石。S波反射比P波反射更強表示反射界面富含水。Vp/Vs增大或突然增大表明流體存在,Vp下降則表明巖石裂隙或空隙度增大。c.地質雷達探測TSP-203地震波探測儀探測原理圖地質雷達是基于電磁波在有耗
64、介質中的傳播性工作的。發射天線發出微波頻段的電磁波后,遇到不均勻介質或介質常數有差異時會發生反射,反射信號由接收天線接收記錄,經微機處理形成雷達剖面圖。解譯人員對雷達剖面圖進行解譯分析,提出掌子面前不良地質體的具體位置和規模。該法對30m范圍內的不良地質體,尤其是含水地質體探測效果最好。本隧道采用地質雷達主要在臨近含水構造地段使用,近距離探測富水溶洞、暗河、含水斷層等。d.HY-303型紅外線探測儀探水采用HY-303型紅外線探測儀探測隧道隱伏含水構造,利用不同物體輻射場場強差異,對隧道前方的隱伏含水構造進行跟蹤探測。即采用紅外測溫儀跟蹤測量隧道開挖面的巖石溫度,連續地獲取巖石的溫度信息,從溫
65、度異常點判斷含水構造。在各次測定完成后,立即將數據進行分析處理,按照工程平面圖的比例繪制探成果圖。采用圖解法和電探三極裝置解析法進行分析處理,算出含水構造的部位及出水面積,并最終求出含水構造至工作面的距離。根據數據處理,準確測定正常輻射場和區域背景場的T-S特征曲線,并以此作為超前探測隱伏含水構造體的判釋標準。紅外線探測儀主要在TSP-203地震波探測儀和超前水平鉆孔初步確定含水地段30m左右開始探測,以進一步確定含水體位置、規模。e.超前水平地質鉆探通過洞內外觀察與地質描述、TSP-203地震波探測儀、HY-303型紅外線探測儀探水等有關地質與水文資料分析,配合采用超前水平地質鉆探加以驗證。
66、通過超前水平鉆孔巖芯的分析,進一步探明掌子面前方的隧道圍巖地質狀況與水文地質的具體情況,根據探孔鉆進的時間、速度、壓力、成分以及卡鉆力、鉆芯和巖性構造性質及地下水情況,掌握隧道前方的地質條件與水文條件。采用ZYG-150型地質鉆機在洞內工作面向隧道正前方鉆三個深3550m的水平超前地質探孔,進行取樣和注水試驗。(3)不良地質地段施工工藝和方法a.侵蝕性水質地段施工方法根據設計提供的地質資料,本合同段所有隧道的地下水及地表水均對混凝土有侵蝕性,在施工中對隧道的地下水及地表水進行水質監測和檢驗,當檢測證實水質對混凝土有侵蝕性時,采用抗腐蝕性混凝土進行支護、襯砌施工。b.水質檢驗環境水的性質必須在開
67、工前及施工中進行抽樣檢驗,按環境水的測定項目及測定方法表對環境水進行水化定量分析。環境水的測定項目及測定方法序號測 定 項 目測 定 方 法1PH值(氫離子濃度)按現行GB8538.7進行2游離二氧化碳(CO2)含量按現行GB8538.48進行3重碳酸根(HCO3-)離子含量,當PH9時,應測定碳酸根離子(CO2-3)含量按現行GB8538.44進行4氯離子(Cl)含量按現行GB8538.37進行5鈣離子(Ca2+)含量按現行GB8538.13進行6鎂離子(Mg2+)含量按現行GB8538.14進行7硫酸根離子(SO2-4)含量按現行GB8538.45進行8鈉(Na+)、鉀(K+)離子含量按現
68、行GB8538.12進行9溶解固體(溶解鹽或蒸發殘碴)或礦化度按現行GB8538.8進行10腐植土、淤泥中有機物含量封存土樣,室內重鉻酸鉀法分析c.環境水對混凝土侵蝕性判定環境水對混凝土的侵蝕,根據水中硫酸根離子(SO2-4)、鎂離子(Mg2+)、重碳酸根離子(HCO3-)、氫離子濃度(PH值)、溶解固體(溶解鹽或蒸發殘碴)等含量及相應的環境條件特征,按附后環境水對混凝土侵蝕類型及侵蝕程度的判定表的規定判定侵蝕類型和侵蝕程度,并據以采取防護措施。環境水對混凝土具有硫酸鹽型、鹽類結晶型或溶出型侵蝕時,應根據侵蝕類型、侵蝕程度按混凝土受硫酸鹽、鹽類結晶或溶出型侵蝕的防護措施表采取下列防護措施:選用
69、適宜的水泥品種及摻合料,保證最小水泥用量,控制最大水灰比,并滿足混凝土的抗滲等級要求。當最大水灰比小于或等于0.5時,均應摻用減水劑。如不摻用,則水泥用量應比表列數量增加10%;當水灰比大于0.5,且無抗凍性要求而摻外加劑(減水劑或引氣劑)時,水泥用量可減少10%。當具有高水頭壓力又有耐腐蝕要求時,不宜選用礦碴硅酸鹽水泥。環境水對混凝土侵蝕類型及侵蝕程度的判定序號侵蝕類型環境條件特征判定項目侵蝕程度地質條件水質HP值弱侵蝕中等侵蝕強侵蝕1硫酸鹽侵蝕石膏地層7.08.0SO2-4(mg/L)5001000100120002000含鹽地層7.59.0100020002001400040002鎂鹽侵
70、蝕含鎂鹽漬土、鹽湖、鹽田、海水8.010.0Mg2+(mg/L)100030003001750075003鹽類結晶侵蝕干旱地區鹽漬土、堿土、濱海平原鹽漬土10.012.0溶解鹽類(g/L)10151630304硫酸型酸性侵蝕煤系地層、黑色巖層、有色金屬礦田、礦脈1.56.5PH值6.56.16.05.04.5SO2-4(mg/L)250251100010005溶出型侵蝕(含碳酸型侵蝕)富含有機質的淤泥和土壤,低礦化度河水和地下水5.06.5PH值6.56.16.05.0HCO-3(mmol/L)1.50.70.7混凝土受硫酸鹽、鹽類結晶或溶出型侵蝕的防護措施侵蝕程度宜用的水泥品種及摻合料最大水
71、灰比最小水泥用量(kg/m3)抗滲等級弱侵蝕火山灰質硅酸鹽水泥,礦碴硅酸鹽水泥,粉煤灰硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥(C3A8%)(摻20%粒比高爐礦碴或粉煤灰,或摻5%硅灰)。0.55300S6普通抗硫酸鹽水泥(C3A5%)0.60300中等侵蝕火山灰質硅酸鹽水泥、礦碴硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥(C3A8%)摻30%、粒化高爐礦碴或粉煤灰,或摻10%硅灰0.50330S8普通抗硫酸鹽水泥(C3A5%)0.55300高級抗硫酸鹽水泥(C3A2.5%)0.60300強侵蝕普通抗硫酸鹽水泥(C3A5%)0.45360S10高級抗硫酸鹽水泥(C3A2.5%)0.50330環境水對混凝土具有硫酸型酸性侵蝕時
72、,采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,其最大水灰比分別不大于0.50(弱侵蝕)、0.45(中等侵蝕)和0.40(強侵蝕);最小水泥用量分別不低于330kg/m3(弱侵蝕)、360kg/m3(中等侵蝕)和390kg/m3(強侵蝕)。遭受侵蝕的鋼筋混凝土中鋼筋的保護層厚度,不得小于5cm。耐腐蝕混凝土所用的材料必須符合下列規定:普通抗硫酸鹽水泥的礦物成分為:3CaOAl2O3小于或等于5%;3CaOSi2O3小于或等于5%;4CaOAl2O3Fe2O3+3CaOAl2O3小于或等于22%;高級抗硫酸鹽水泥的礦物成分為:3CaOAl2O3小于或等于2.5%;3CaOSi2O3小于或等于50%;4CaOA
73、l2O3Fe2O3+3CaOAl2O3小于或等于22%。粗骨料的技術要求應符合規范對大于或等于C30混凝土的規定,其堅固性指標不得大于8%,最大粒徑不得大于40mm,特細砂不得配制耐腐蝕混凝土,骨料不得受當地腐蝕介質污染,使用的外加劑及摻合料應具有抗腐蝕性能。耐腐蝕混凝土宜使用三乙醇胺為主要成分的外加劑,對PH4.5的酸性侵蝕,可使用鐵鹽類密實劑;減水劑和加氣劑宜用鈣鹽系列的有機鹽類,如木質素磺酸鈣等。耐腐蝕混凝土必須采用機械拌制和機械振搗。當混凝土坍落度有明顯變異時,須及時分析和調整施工配合比。耐腐蝕混凝土的質量,應符合規范要求并必須符合抗滲要求。當環境水具有侵蝕作用時,臨時防護措施應延續到
74、混凝土到達設計強度75%以上為準,并不得少于21d。當拌合用水和養護用水不符合規定要求時,應另取合格水源。施工過程中再次對環境水質進行化驗,發現有較大出入時,上報設計單位,以便采取處理措施。d.抗侵蝕性混凝土的配制根據以上判定,由項目經理部工地試驗室選定合適的材料和配合比,并根據需要選用合適的外加劑,以滿足抗侵蝕性要求,并報送監理單位、設計單位及業主審批。審批通過后方可作為現場拌制混凝土的依據。混凝土在拌制過程中加強控制,確保質量。(4)斷層破碎帶地段施工方法通過綜合超前地質預報,切實掌握斷層破碎帶的情況,包括破碎帶的寬度、填充物、地下水以及隧道軸線與斷層構造線方向的組合關系,施工前根據有關施
75、工技術和機具設備條件,確定通過斷層地段的施工方法。當斷層破碎帶內充填軟塑狀的斷層泥或特別松散的顆粒時,則采用超前初期支護加固后施工,墻部的首輪馬口,采用挖井法施工;如斷層破碎帶特別破碎,則二、三輪馬口以擴井法施工,最后挖去核心土,隨即澆筑仰拱;斷層破碎帶地段出現大量涌水時,則采取排堵結合的治理措施;通過斷層破碎帶地段的各施工工序之間的距離盡量縮短,盡快地使斷層破碎帶地段全斷面襯砌封閉,以減少巖層暴露、松動和地壓增大;采用爆破掘進通過斷層破碎帶時,嚴格掌握炮眼數量、深度和裝藥量,盡量減小爆破對圍巖的震動;采用上下導坑掘進施工時,其下導坑不超前過多,掘進后隨即將下導坑予以臨時襯砌;斷層破碎帶地帶的
76、支護應寧強勿弱,并應經常檢查加固;斷層破碎帶地帶的襯砌應緊跟開挖面完成,襯砌斷面盡早封閉。(5)軟弱圍巖地段施工方法按照“化大為小、短進尺、多循環、弱爆破、強支護、快襯砌”的原則通過軟弱圍巖地段。為此采用短正臺階法預留核心土法掘進、拱墻整體襯砌法施工,必要時采取雙側壁導坑法施工;采用小導管超前支護和中空注漿錨桿并配以型鋼鋼架加強支護;開挖時采用弱爆破盡量減少對圍巖的擾動;采用帶有仰拱的隧道結構形式,及早封閉成環,以確保隧道施工的安全。軟弱圍巖地段可能發生大變形,采用增大預留變形量和噴射混凝土、錨桿、鋼筋網和可縮性的U型鋼拱架復合式襯砌。采用分部開挖方法,初期支護實行及時封閉,分23次進行噴射混
77、凝土施工。施工中加強監控量測,充分利用反饋信息來指導施工;合理組織分部開挖與支護臺階長度,開挖后及時進行初期支護。對困難施工地段增設環向中空注漿錨桿,加速圍巖固結,增強圍巖的自穩能力;及時監測隧道各部變形情況,并根據監測結果及時調整支護參數,以保證支護結構滿足圍巖變形要求;組織熟練技術和有經驗的技術人員上場施工,確保各工序質量;科學合理地安排施工順序,協調工序間的關系,提高施工效率,加快開挖與支護的施工進度;嚴格按“先排管、后注漿、再開挖、注漿一段、開挖一段、支護一段、封閉一段”的作業程序進行施工。(6)瓦斯地段施工方法a.瓦斯地段鉆爆作業開挖時,根據瓦斯監測系統測定結果,若出現瓦斯,則按下列
78、要求及方法進行施工:在上部掘進工作面和邊墻兩側,采用地質鉆機(130mm)鉆孔,探明是否有斷層、裂縫和溶洞及其分布位置,以及瓦斯貯存情況,以便采取相應措施,即:排放瓦斯;瓦斯含量不大時,使其自然排放,亦可用風筒或管子將瓦斯引至回風流或距工作面20m以外的坑道中,以保證工作面開挖放炮的安全;當瓦斯量大、噴出強度大,持續時間長時,則可插管排放;當開挖面瓦斯含量較大時,而且裂隙多、分布廣時,可暫停開挖,封閉坑道,抽放瓦斯。在裂隙小、瓦斯含量小時,可用粘土、水泥漿或其它材料堵塞裂隙,防止瓦斯噴出。在開挖工作面接近煤層時,按下列措施進行處理:在開挖工作面前方接近煤層2m左右,向煤層打若干75mm300m
79、m的超前鉆孔排放瓦斯,鉆孔周圍形成卸壓帶,使集中應力移向煤體深部,達到防止突出的目的。水力沖孔:在進行開挖之前,使用高壓水射流,在突出危險煤層中,沖出若干直徑較大的孔洞,使瓦斯解吸和排放,降低煤層瓦斯含量和瓦斯壓力。震動性放炮誘導突出:在工作面布置較多的炮眼并裝較多的炸藥,撤出人員后遠距離起爆,利用爆破時強大的震動力一次揭開有突出危險性的煤層。深孔松動爆破:在開挖工作面向煤體深部的應力集中帶內布置幾個長炮眼進行爆破。其目的在于利用炸藥的能量破壞煤體前方的應力集中帶,在工作面前方造成較長的卸壓帶,從而預防瓦斯突出的發生。煤層注水:在有煤塵爆炸危險的煤系地層中,通過鉆孔注入0.5Mpa1Mpa(淺
80、孔注水)或2Mpa4Mpa(深孔注水)的壓力水,使壓力水沿煤層層理、節理和裂縫滲入并濕潤煤體,以減少煤塵發生量。深孔注水孔深為3m5m,100mm127mm;淺孔注水孔深為2m3.5m,42mm。通過鉆孔將壓力水注入煤層,使煤體濕潤以改變煤的物理機械性質,減少或消除突出的危險性。爆破器材:在煤層瓦斯地段,采用水泡泥即用裝水塑料袋代替炮泥填于炮眼內,以降低因爆破而引起的煤塵飛揚;炸藥采用煤礦許用炸藥,雷管采用煤礦許用雷管一次性起爆。b.煤層瓦斯預測采用超前挖探方法,對開挖工作面前方進行探測,通過探測所獲得的資料,分析是否存在瓦斯和煤層瓦斯的狀況。當瓦斯濃度較低,無突出可能時采用一般防瓦斯措施進行
81、施工,即加強通風和加強監測;當瓦斯濃度較高,有突出可能時,采取相應的防突和穿越煤層支護措施,采取一定的安全技術措施和安全組織管理,保證煤層瓦斯地段的順利施工。c.瓦斯的防爆限值當瓦斯濃度達到1.5%時,開挖面自動發生報警,撤出施工人員,停止一切作業,加速通風,同時打開高壓風;當瓦斯濃度超過1.0%時,警戒預防,指揮員、安全員隨時監測,禁止放炮,切斷掌子面電源,加速通風;瓦斯濃度超過0.5%時,發出第一次報警,加強監測和通風;瓦斯濃度低于0.3%時,正常通風和施工作業。d.煤層瓦斯的預測方法及預測鉆孔布置預測煤層層位及產狀的鉆孔布置在隧道開挖工作面距煤層10m垂直距離時停止掘進,布置4個鉆孔,鉆
82、孔直徑為5075mm,分上下兩層水平鉆孔,上層鉆孔距設計頂部1.5m,兩孔間距為3.0m,鉆孔后,根據長度計算出煤層的準確位置的傾角走向。各鉆孔進入底板0.5m以上,所有鉆孔詳細記錄其巖芯資料,探明煤層的相對位置,確切掌握其煤層的傾角、厚度、走向及地質構造和瓦斯情況等,并在鉆孔過程中,仔細觀察是否有噴孔、卡鉆、頂鉆等現象,及時作好記錄,為下部施工提供分析資料。為節省在防突措施中鉆孔的工作量,在布孔時本著一孔多用的原則,在探孔布置時考慮兼顧作首次取煤樣進行預測參數測定的同時也起到瓦斯排放及卸壓的作用。煤層危險性預測預測位置及預測參數的選定在隧道工作面距煤層5m垂直距離時,停止掘進,進行煤層瓦斯壓
83、力測定和打鉆取樣,進行瓦斯有關參數的全面測定,如:煤層的瓦斯放散初速度、煤層的堅固系數、鉆屑瓦斯解吸指針、鉆孔時瓦斯涌出初速度、煤層噸煤瓦斯可解吸量、煤層噸煤瓦斯含量等參數的測定,并觀察在打鉆孔過程是否有瓦斯噴孔、卡鉆和頂鉆現象,為綜合評估煤層突出危險提供依據,從而作到有針對性地選用防突及安全技術措施。預測鉆孔布置及預測方法揭煤的開挖方式采用上、下半斷面分二次揭煤,所以預測鉆孔和測壓孔均布置在上半斷面內,布置3個預測鉆孔和1個測壓孔,其預測鉆孔終點控制在隧道斷面周邊23m以外,鉆孔穿透煤層全層,并進入煤層底板0.5m,測壓孔75mm,在測定鉆孔瓦斯涌出初速度后及時封孔。預測鉆孔施工中,各鉆孔在
84、見煤時停鉆,換上取煤芯管,取樣時其鉆桿內不能供水,取出干煤樣以便進行有關瓦斯參數的測定。各參數的測定方法按防止煤與瓦斯突出細則進行。煤層瓦斯施工監測設備與監測地點檢測儀器與設備根據隧道瓦斯濃度配備一定數量的瓦斯監測專用設備,以確保施工安全。檢測儀器與設備為:瓦斯濃度測定儀、瓦斯自動檢測報警斷電裝置、便攜式沼氣檢測報警儀、光干涉甲烷測定器、煤層瓦斯壓力測定裝置、瓦斯放散初速度指針測定儀、真空泵、甲烷瓶(濃度大于95%)、分樣篩(孔徑0.2mm)、分樣篩(孔徑0.25mm)、天平等。瓦斯檢測地點開挖工作面風流,回風流中,爆破地點附近20m內的風流中,坑道總回風流中;局扇前、后10m內的風流中;各種
85、作業臺車和機械附近20m內的風流中;電動機及其開關附近20m內的風流中;煤線或附近地質破碎帶處。明洞及洞口工程施工工藝和方法詳見明洞及洞口工程施工工藝流程圖。洞口土石方采用明挖法開挖,自上而下分層開挖,巖石地層采用風動鑿巖機鉆孔,淺孔控制爆破開挖,反鏟挖掘機裝碴、自卸汽車運輸,洞口邊、仰坡修整坡面后進行錨噴網等坡面防護施工; 洞門與暗洞拱墻襯砌同時澆筑以連成整體。洞口工程施工工藝流程圖臨時截排水設施測量放樣洞口土石方開挖開挖側墻基礎立模澆筑側墻砼,并預留與仰拱、拱圈連接的鋼筋仰拱開挖 仰拱鋼筋綁扎仰拱砼澆筑拱頂防水層邊仰坡修整仰坡防護施工天溝及排水溝施工砼配合比設計砼拌制砼運輸邊墻施工洞門端墻
86、施工洞外附屬工程施工拱圈鋼筋砼施工a.隧道洞身施工作業程序洞身施工作業程序詳見隧道、級圍巖地段臺階法開挖作業程序圖。b.洞身開挖方法與鉆爆設計(8)洞身開挖方法a.短臺階法開挖方法在錨桿預支護后開挖上臺階土石方,再進行拱部初期支護,拱部采用人工風鎬或弱爆破開挖;短臺階的臺階長度定為1.54.5m;下臺階土石方采用鑿巖鉆孔臺車鉆孔爆破開挖,兩邊側墻50100cm預留層進行人工開挖和修整,開挖后立即進行初期支護作業,以盡早封閉成環。b.臺階法開挖方法上半斷面采用鉆孔臺架、風動鑿巖機鉆孔、控制爆破開挖,下半斷面采用鑿巖鉆孔臺車鉆孔,上、下臺階開挖后及時進行初期支護,臺階長度為10.020.0m。c.
87、洞身開挖鉆爆設計與鉆爆作業采用非電毫秒雷管,隔段使用,炸藥采用2號巖石硝銨炸藥;有水地段采用乳化炸藥。周邊眼使用25mm藥卷間隔裝藥,其余炮眼采用32mm藥卷連續裝藥、密集堵塞。詳見單線隧道級圍巖地段臺階法鉆爆設計圖、單線隧道級圍巖地段短臺階法鉆爆設計圖。放出開挖斷面中線、水平和斷面輪廓線、根據爆破設計圖標出炮眼位置,符合設計要求后進行鉆孔;鉆孔后再按炮眼布置圖進行檢查,合格后裝藥連線爆破;爆破后進行清邦找頂、檢查險情或隱患,對險情或隱患采取措施及時處理。d.鉆爆作業循環時間及進度指標詳見隧道級圍巖臺階法開挖作業循環時間表和隧道級圍巖短臺階法開挖作業循環時間表隧道級圍巖臺階法開挖作業循環時間表
88、隧道級圍巖短臺階法開挖作業循環時間表單線隧道級圍巖地段短臺階法鉆爆設計圖各級圍巖月施工進度指標分別為:級圍巖臺階法85m100m/月;級圍巖短臺階法60m75m/月。e.隧道出碴方式采取無軌運輸方式出碴,即側卸式裝載機裝碴,自卸汽車運碴至棄碴場。臺階法上半斷面部分開挖的土石方采用裝載機翻碴至下半斷面,再采用側卸式裝載機裝碴,自卸汽車運輸;下半斷面及全斷面法開挖的土石方直接側卸式裝載機裝碴,自卸汽車運輸。在隧道襯砌施工時,緊鄰掘進工作面的大避車洞或絕緣梯車洞、水溝及電纜槽暫不施工,以保證運碴汽車洞內調頭。隧道洞內運碴汽車會讓點每兩百米設置一處,長度為15m,該段二次襯砌及水溝電纜槽均暫不施工,并
89、在開挖時根據車輛寬度加寬。f.隧道基底保護方法采取在出碴時預留基底保護層厚度,以防止車輪碾壓對基底造成破壞,在最低處設置側溝并及時疏通,保證基底處于無水狀態,實行、級圍巖的仰拱緊跟,在澆筑仰拱混凝土前及時進行清理基底。(9)超前預支護施工工藝和方法a.超前砂漿錨桿預支護施工工藝和方法詳見超前砂漿錨桿支護施工工藝流程圖。超前預支護的砂漿錨桿桿體由22mm螺紋鋼筋制作,采用風動鑿巖機鉆孔,用高壓風吹凈孔內巖屑,再采用注漿機將早強水泥砂漿注入錨孔。向下的錨桿孔,將注漿管插入孔底,邊注漿、邊向外拔,向上的錨桿采用排氣注漿法施工。超前砂漿錨桿預支護施工工藝流程圖測量放線定出孔位鉆 孔安裝錨桿調整風槍鉆桿
90、角度安裝排氣管桿體加工原材料檢驗清 孔孔口密封(預留注漿孔)注 漿封 孔檢查注漿密實度砂漿配比選定漿液拌制及運輸b.初期支護施工工藝和方法系統錨桿采用25中空注漿錨桿和22砂漿注漿錨桿; 初期支護的鋼筋網采用Q235鋼筋,鋼架采用20MnSi鋼筋和Q235鋼筋,噴射混凝土采用C20C25混凝土。(10)系統錨桿施工工藝和方法a.砂漿錨桿施工工藝和方法其施工方法與超前砂漿錨桿預支護的方法相同,詳見“超前砂漿錨桿預支護施工工藝和方法”。b.中空注漿錨桿施工工藝和方法詳見中空注漿錨桿施工工藝流程圖。中空注漿錨桿采用風動鑿巖機鉆孔,用高壓風吹凈孔內巖屑,安裝中空錨桿后用注漿機采用排氣注漿法將早強水泥砂
91、漿注入錨孔。中空注漿錨桿施工工藝流程圖檢查錨桿錨桿連接標出錨桿位置錨桿鉆進檢查孔眼、并裝止漿塞備 料注水泥漿制備水泥漿封 口清洗整理(11)鋼筋網施工方法鋼筋網使用前清污除銹,現場預點焊成網片,在圍巖表面噴射一層混凝土后,隨受噴面起伏鋪設,鋼筋網與錨桿聯結牢固。(12)型鋼及格柵鋼架制作與安裝方法型鋼及格柵鋼架按設計要求在鋼筋加工場分段制作。錨桿完成并掛網后噴一層混凝土后,安裝型鋼及格柵鋼架并用高強螺栓牢固連接,與錨桿焊接成整體后按設計要求厚度分層噴射混凝土。(13)噴射混凝土施工工藝和方法詳見噴射混凝土施工工藝流程圖。噴射混凝土施工工藝流程圖細骨料粗骨料水泥水外加劑攪拌機噴射機噴頭速凝劑壓縮
92、空氣待噴面采用TK-961型濕式噴射機噴射混凝土,工作風壓大于0.5Mpa,水壓比風壓大0.1Mpa,噴頭與受噴面的距離為1.52.0m,噴頭與受噴面保持垂直,噴射路線自下而上,呈“S”形運動。(14)隧道結構防水施工工藝和方法隧道二次襯砌拱墻后采用橡膠防水板、復合防水板,在二次襯砌背后環向采用50透水管盲溝;縱向在洞內兩側側溝泄水孔標高處設置貫通的80透水管盲溝,該盲溝與環向盲溝及泄水孔連通;全部二次襯砌施工縫采用膨脹止水條和橡膠止水帶。(15)施工縫、伸縮縫及沉降縫防水施工方法施工縫采用橡膠止水帶防水,且增設遇水膨脹橡膠止水條,伸縮縫及沉降縫增設45cm排水止水槽。在先澆端的主筋上焊接懸臂
93、筋固定擋頭板和外側止水帶,止水帶置于擋頭板中間,擋頭板用方木和鋼筋固定且位于垂直于軸線方向的同一平面上。在主筋上焊止水帶鋼筋夾,用鐵絲和鋼筋將止水帶與鋼筋夾固定,止水條及排水止水槽均采用木條預留。(16)隧道結構襯砌防水施工工藝和方法詳見防水層施工工藝流程圖。防水層施工工藝流程圖隧道開挖初期支護施工噴射砼基面修整防水砂漿找平吊掛孔測量定位打設吊掛孔孔內塞木楔及掛釘防水板掛設臺車防水層掛設隧道二次襯砌結構施工防水板焊接焊接質量檢驗采用型鋼焊制成防水板掛設臺架,按照施工規范和設計要求鋪設防水板。防水板先在洞外拼接,接縫采用熱熔焊接法進行連接,并在連接后充氣檢查焊接質量,防水板間搭接寬度和焊縫寬度不
94、小于設計要求,按無釘法進行鋪設。(17)隧道二次襯砌施工工藝和方法a.隧道空隙回填施工方法邊墻和拱部的局部超挖部分采用噴射混凝土填補圓順,普遍存在超挖地段采用襯砌混凝土進行澆筑、增加二次襯砌厚度;隧道二次襯砌施工時,在拱頂預埋注漿管,待二次襯砌混凝土施工完畢后,采用壓注水泥漿充填拱頂板后的空隙。b.仰拱及鋪底施工方法設計有仰拱的地段,采取仰拱先行施工。灌注仰拱長度及滯后開挖根據鉆爆時間確定,以仰拱施工不影響開挖及出碴為原則。施工仰拱時,隧道出碴暫時存放在離掌子面一段距離的位置,待仰拱混凝土強度達到設計強度的80%時,再用翻斗車運出洞外。在混凝土施工時參入一定量的早強劑,以縮短混凝土達到強度時間
95、,加快施工速度。施工工藝為:邊墻基底及水溝底混凝土施工拖清理底部虛碴測量放線立模仰拱及填充混凝土施工混凝土養護進入下一個循環。邊墻基底及水溝底混凝土施工:人工清底后立模進行混凝土現澆施工。清底、立模及混凝土施工:進行人工清底,將仰拱底部虛碴清理干凈并抽出積水。然后架立仰拱堵頭模板。澆注仰拱及隧道填充混凝土時,采用混凝土輸送車運送混凝土,向中間及兩側傾倒或直接用混凝土輸送泵送至仰拱模板內,混凝土采用插入式振動棒振搗密實。混凝土養護:混凝土澆注完畢后,進行自然養護或灑水養護達到可通行運輸車輛的強度后,進入下一節仰拱施工。施工注意事項:兩側邊墻底及水溝底混凝土施工時預留不小于3.8m的中間距離,以滿
96、足車輛通行寬度要求;仰拱混凝土澆筑完后立即澆注隧道底填充混凝土;車輛通過平臺時限速5km/h。 c.隧道二次襯砌施工方法隧道二次襯砌在圍巖和初期支護變形基本穩定后施作,變形基本穩定以符合隧道周邊位移有明顯減緩趨勢為準,拱腳水平相對凈空變化速度小于0.2mm/d,拱頂相對下沉速度小于0.15mm/d時進行施工。鋼筋在加工場集中制作、襯砌工作面進行綁扎與焊接,二次襯砌混凝土采用自行式液壓鋼模襯砌臺車立模,一次澆筑段長度為9m,在本隧道施工點配置一臺,出碴與進料車輛通過模板臺車時,派專人負責指揮,保證臺車下部無施工人員逗留,并同時保證臺車下部有充足的照明,混凝土攪拌站集中拌制混凝土,混凝土運輸車運輸
97、,混凝土輸送泵泵送入模,澆筑順序從兩側拱腳向拱頂對稱、連續進行,兩側邊墻采用插入式振搗器振實、拱部混凝土采用附著式振動器振實。詳見隧道二次襯砌施工工藝流程圖。(18)隧道控制測量與施工測量a.隧道洞內外控制測量采用高精度的全球定位系統和全站儀布設導線網進行隧道洞外控制復測與控制測量,隧道內導線按等邊直伸導線布置成導線網,采用二等導線測角精度進行施測,平均邊長600m,洞內、洞外高程按三等水準要求施測。b.隧道洞內施工測量隧道洞內施工測量采用經緯儀延伸與激光導向相結合。水平角觀測912測回,測距采用對向觀測,豎直角兩個測回,測距四次。采用往返不同路線進行施測,洞內控制測量采用閉合導線環,每個導線
98、環邊數不大于6條。水平角采用方向觀測法觀測,J1級儀器觀測6個以上測回,測距、水準測量與洞外部分相同。隧道每進尺50100m,根據業主測量的結果進行洞內導線延伸,聯測三個以上同等級控制點。c.隧道監控量測隧道二次襯砌施工工藝流程圖混凝土配合比選定混凝土拌制混凝土運輸車運輸仰拱底部處理鋪設仰拱防水層仰拱鋼筋綁扎與砼澆筑拱墻初期支護表面處理鋪設拱墻防水層綁扎拱墻鋼筋液壓鋼模襯砌臺車就位仰拱及填充混凝土澆筑二次襯砌混凝土澆筑混凝土養護拆模與液壓鋼模襯砌臺車移位混凝土輸送泵泵入模防水層與二次襯砌之間隧道頂板的回填注漿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
99、整或增加量測的項目和內容。量測數據應及時分析處理,并將結果反饋到施工過程中,以達到及時獲得圍巖穩定性和支護、襯砌可靠性的作息與二次襯砌合理的施作時間,為施工中調整圍巖級別、修改支護系統設計和變更施工方法提供依據。隧道監控量測項目根據工程特點、規模大小和設計要求綜合選定隧道監控量測的項目。量測項目分為必測項目和選測項目,詳見監控量測必測項目。監控量測必測項目序號監測項目測試方法和儀表測試精度備注1洞內、外觀察現場觀察、地質羅盤2凈空變化隧道凈空變化測定儀(收斂計)0.1mm一般進行水平收斂量測3拱頂下沉水準測量的方法,水準儀、鋼尺1mm4地表下沉水準測量的方法,水準儀、塔尺1mm淺埋隧道必測(H
100、02b)5地表下沉水準測量的方法,水準儀、塔尺1mmH02b時6隧底隆起水準測量的方法,水準儀、塔尺1mm7圍巖內部位移多點位移計0.1mm8圍巖壓力壓力盒0.001Mpa9二次襯砌接觸壓力壓力盒0.001Mpa10鋼架受力鋼筋計0.1Mpa11噴混凝土受力混凝土應變計1012錨桿桿體應力鋼筋計0.1Mpa13二次襯砌內應力混凝土應變計0.1Mpa14爆破振動觀測爆破振動記錄儀臨近建筑物15圍巖彈性波速度彈性波測試儀必測項目在采用噴錨構筑法施工時必須進行;選測項目應根據工程規模、地質條件、隧道埋深、開挖方法及其他特殊要求,有選擇地進行。量測點的布置詳見隧道監控量測測點布置示意圖。隧道監控量測作
101、業洞內外觀察觀察工作面狀態、圍巖變形、圍巖風化變質情況、節理裂隙、斷層分布和形態、地下水情況及噴射混凝土的效果,對已施工區段觀察噴射混凝土、錨桿、鋼架的狀況,每天至少進行一次,對洞外的洞口地表情況、地表沉陷、邊坡及仰坡的穩定以及地表水滲透等進行觀察。隧道施工過程中應進行洞內、外觀察,洞內觀察分開挖工作面觀察和已施工地段觀察兩部分。開挖工作面觀察在每次開挖后進行。觀察中發現圍巖條件惡化時,立即采取相應處理措施;觀察后及時繪制開挖工作面地質素描圖、填寫開挖工作面地質狀態記錄表和施工階段圍巖級別判定卡。對已施工地段的觀察每天至少應進行一次,主要觀察噴射混凝土、錨桿和鋼架等的工作狀態。隧道監控量測測點
102、布置示意圖洞外觀察重點應在洞口段和洞身埋置深度較淺地段,其觀察內容應包括地表開裂、地表沉陷、邊坡及仰坡穩定狀態、地表水滲透情況等。周邊位移量測凈空變化、拱頂下沉和地表下沉(淺埋地段)等必測項目設置在同一斷面,其量測斷面間距及測點數量根據圍巖級別、隧道埋深、開挖方法等按必測項目量測斷面間距和每斷面測點數量規定進行。必測項目量測斷面間距和每斷面測點數量圍巖級別斷面間距(m)每斷面測點數量凈空變化拱頂下沉51012條基線13點10301條基線1點30501條基線1點各選測項目量測斷面的數量,在每級圍巖內選有代表性的12個。凈空變化、拱項下沉量測在每次開挖后12h內取得初讀數,最遲不得大于24h,且在
103、下一循環開挖前必須完成;測點應牢固可靠、易于識別,并注意保護,嚴防爆破損壞;拱頂下沉和地表下沉量測基點應與洞內、外水準基點建立聯系。隧道淺埋地段地表下沉的量測與洞內凈空變化和拱頂下沉量測在同一橫斷面內。當地表有建筑物時,在建筑物周圍增設地表下沉觀測點;橫斷面方向在隧道中心及兩側間距25m處設地表下沉測點,每個斷面設711點,監測范圍在隧道開挖影響范圍以外;地表下沉量測在開挖工作面前方,隧道埋深與隧道開挖高度之和處開始,直到襯砌結構封閉、下沉基本停止時為止;地表下沉量測率應與拱頂下沉和凈空變化的量測頻率相同。各項量測項目量測頻率根據位移速度和量測斷面距開挖面距離,分別按量測頻率(按位移速度)和量
104、測頻率(按距開挖面距離)確定。量測頻率(按位移速度)位移速度(mm/d)量測頻率52次/d151次/d0.511次/d3d0.20.51次/3d0.21次/7d量測頻率(按距開挖面距離)量測斷面距開挖面距離(m)量測頻率(01)b2次/d(12)b1次/d(25)b1次/23d5b1次/7d當選擇量測頻率出現較大差異時,宜取量測頻率較高的作為實施的量測頻率。各項量測作業均應持續到變形基本穩定后23周結束。對于膨脹性和擠壓性圍巖,位移長期沒有減緩趨勢時,應適當延長量測時間。地表下沉量測及數據處理量測數據整理、分析與反饋必須符合下列要求:每次量測后及時進行數據整理,并繪制量測數據時態曲線和距開挖面
105、關系圖;對初期的時態曲線進行回歸分析,預測可能出現的最大值和變化速度;數據異常時,根據具體情況及時采取加厚噴層、加密或加長錨桿、增加鋼架等加固措施。量測數據處理和應用及時對現場量測數據繪制時態曲線(或散點圖)和空間關系曲線,當位移時間曲線趨于平緩時,進行數據處理或回歸分析,以推算最終位移和掌握位移變化規律;位移時間曲線出現反彎點時,表明圍巖和支護已呈不穩定狀態,則密切監視圍巖動態,并加強支護或暫停開挖;隧道周壁任意點的實測相對位移值或用回歸分析推算的總相對位移值均小于設計要求數值,當位移速率無明顯下降,而此時實測位移值已接近表列數值,或噴層表面出現明顯裂縫時,立即采取補強措施、調整支護設計參數
106、或開挖方法。圍巖穩定性的綜合判別,根據量測結果按下列指標進行:實測最大位移值或回歸預測最大位移值不大于單線隧道初期支護極限相對位移所列指標,并按變形管理等級指導施工。根據位移變化速度判別:凈空變化速度持續大于1.0mm/d時,圍巖處于急劇變形狀態,應加強初期支護系統;凈空變化速度小于0.2mm/d時,圍巖達到基本穩定;在淺埋特別是特淺埋地段,以及膨脹性和擠壓性圍巖等情況下,應采用其他指標判別。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/d2
107、t0),圍巖進入危險狀態,必須立即停止掘進,加強支護。單線隧道初期支護極限相對位移(%)圍巖級別埋深(m)5050300300500拱腳水平相對凈空變化值0.301.000.803.503.005.000.200.700.502.602.403.500.100.500.400.700.601.500.200.60拱項相對下沉0.060.120.100.600.501.200.030.070.060.150.100.600.010.040.030.110.100.250.010.050.040.08注:1 硬巖取下限,軟巖取上限; 2拱腳水平相對凈空變化指兩測點間凈空水平變化值與其距離之比;拱頂相對下沉指拱頂下沉值減去隧道下沉值后與原拱頂至隧底高度之比; 3 墻腰水平相對凈空變化極限值可按拱腳水平相對凈空變化值乘以1.21.3后采用。變形管理等級管理等級管理位移(mm)施工狀態UU0/3可正常施工U0/3U2U0/3應加強支護U(2U0/3)應采取特殊措施(19)隧道工程質量要求隧道開挖爆破炮眼殘留率要求硬巖達到80%以上、中硬巖達到60%以上。軟弱破碎圍巖地段支護及早封閉成環。隧道襯砌內實外光,結構輪廓線條順直美觀,襯砌混凝土不滲不漏不裂。巖溶處理、徑向注漿、帷幕注漿符合設計和規范要求。洞內外防排水系統配套,排水通暢,無堵塞淤積。