1.编制依据 ................................................................. 1 2.编制原则 ................................................................. 1 3.工程概况 ................................................................. 1
3.1地质、水文情况 ....................................................... 1 3.2设计参数 ............................................................................................. 2 4.人员及机械配置 ........................................................... 3
4.1人员配置 ............................................................................................. 3 4.2.机械及设备配置 ................................................................................... 3
5.施工工艺 .................................................................................................... 4
5.1.洞身开挖 ............................................................................................. 4
5.1.1隧道开挖总体施工方案 .................................................................. 4
5.1.2.CD法 ......................................................................................... 4 5.1.3.三台阶七步开挖法 ............................................... 7
5.2.爆破设计 ........................................................................................... 11
5.2.1. CD法爆破设计 ..................................................................... 11 5.2.2.三台阶七步开挖法 ................................................................. 16 5.2.3爆破设计的优化 ..................................................................... 21 5.2.4.爆破施工控制要点 ................................................................. 22
5.3.超前支护 ......................................................................................... 22
5.3.1.大管棚 ................................................................................ 22 5.3.2.超前小导管 .......................................................................... 23
5.4.初期支护 ........................................................................................... 25
5.4.1.锚杆 ................................................................................... 25 5.4.2 钢筋网 ................................................................................ 26 5.4.3型钢钢架 .............................................................................. 27 5.4.4湿喷砼 ................................................................................. 30
5.5.二次衬砌 ........................................................................................... 33
5.5.1仰拱施工 .............................................................................. 33 5.5.2拱墙二次衬砌施工 .................................................................. 35 5.5.3衬砌钢筋 .............................................................................. 37 5.5.4.防排水 ............................................................................... 38
6.安全保证体系 ............................................................ 39
6.1.安全方针 ........................................................................................... 39 6.2.安全目标 ........................................................................................... 40 6.3.安全管理体系..................................................................................... 40
6.3.1.安全管理组织机构 ................................................................. 40 6.3.2.落实安全生产责任制 .............................................................. 40 6.3.3.施工道路旁施工安全措施 ........................................................ 41 6.3.4.全员安全保证体系 ........................................... 41 7.质量保证体系 ..................................................... 42 7.1.质量目标 ........................................................................................... 42
7.2.质量检查程序..................................................................................... 42 7.3.质量保证措施..................................................................................... 43 7.4.质量保证体系机构 .............................................................................. 43 7.5.质量保证体系框图 .............................................................................. 44 8.文明施工保证措施 ........................................................ 45
8.1.文明施工组织机构框架 ........................................................................ 45 8.2.文明施工保证措施 .............................................................................. 45 9.环保体系 ................................................................ 46
9.1.环境保护及水土保持管理体系 ............................................................... 46 9.2.环境保护及水土保持措施 ..................................................................... 46
9.2.1.防止水土流失措施 ................................................................. 46
9.2.2.废料废方的处理措施 .............................................................. 46 9.2.3.水环境保护措施 .................................................................... 47 9.2.4.保护绿色植被措施 ................................................................. 48
XXX隧道V级围岩专项施工方案
1.编制依据 1)XXX至XXX公路扩建工程工程招标文件、两阶段施工图设计; 2)交通部现行相关的技术规范及质量评定标准; 3)同类工程施工资料及相关工法;
4)国家、行业及青海省有关工程建设的法律、法规、标准、条例等; 5)我公司进行的施工调查;
6)公司拥有的施工工艺、施工方法成果、机械设备、管理水平、技术装备及多年积累的类似工程施工经验。
2.编制原则
1)严格遵守招标文件明确的设计规范,遵循工程建设规律和技术规律,围绕质量目标,合理安排工艺流程和施工顺序。
2)技术先进性,科学合理性,经济适用性,安全可靠性、实事求是相结合。 3)对现场坚持全员、全方位、全过程严密监控,动态控制,科学管理的原则。
4)充分利用现有设备,做到配套、实用,合理安排冬、雨季施工。尽量减少临时工程及物资运输量,科学布置施工平面图,统筹安排各单项工程进度。
3.工程概况 3.1地质、水文情况
XXX隧道位于果洛州XXX县下XXX乡,隧道穿越XXX山,进口处位于XXX垭口西北侧山体斜坡坡脚处,出口位于XXX垭口东南侧斜坡坡脚。
隧道右线全长4495m,起讫里程为K58+505-K63+000,本标段施工右线起讫里程为K60+750-K63+000,全长2250m,其中有V级围岩段250m,IV级围岩段2000m。
主要围岩、衬砌分级长度如下表所示: 类别 SJ-Vb V级 SJ-Vd SJ-IVa IV级 SJ-IVb 合计 250 2000 2250 围岩 200 40 1015 975 2230 衬砌 20 明洞 隧道左线全长4570m,起讫里程ZK58+440-ZK63+010,本标段施工左线起讫里程为ZK60+750-ZK63+010,全长2260m,其中有V级围岩段260m,IV级围岩段2000m。
主要围岩、衬砌分级长度如下表所示: 类别 SJ-Vb V级 SJ-Vd SJ-IVa IV级 SJ-IVb 合计 260 2000 2260 围岩 205 50 1063 927 2245 衬砌 15 明洞 隧址区地貌类型属冰缘水流构造侵蚀中高山地貌,山体呈西北-东南向展布,地形起伏较大。山体坡麓处主要为冰渍堆积物,自然坡面植被发育,向上植被逐渐减少,基岩出露,岩体较破碎,坡面多见寒冻碎屑流。隧道轴线通过路段地面标高4808.05-4401.83m,相对高差约为407m,最大埋深约346m。
隧址区地处青藏高原腹地,属高原亚寒带半干旱-半湿润气候区。高原空气稀薄缺氧、气压低、日温差变化大、降水量受海拔高程影响明显,四季不分明为其特点。
V级围岩主要为崩坡积碎块石,大小混杂,分选差,空隙填充角砾、砂及粉土,呈散体结构,块石间存在架空结构。围岩埋深较浅,稳定性差,开挖后,初期支护不及时会产生洞顶掉块甚至塌方,侧壁坍塌。地下水较为发育,水文地质条件较复杂,基岩裂隙水主要接受大气降水及冰雪融水补给。
3.2设计参数
本标段V级围岩衬砌类型分为SJ-Vb型衬砌和SJ-Vd型衬砌。
SJ-Vb型采用CD法开挖,主洞采用Φ42超前小导管4.5m/根,每环41根,环向间距35cm;I20a工字钢架,间距50cm;Φ42锁脚导管4.5m/根,每环12根;Φ22连接钢筋环向间距100cm;铺挂Φ6.5钢筋网片,规格20*20cm,喷射C25混凝土26cm;二次衬砌主筋为HRB400Φ25钢筋,分布筋为HRB400Φ12钢筋,间距20cm(环)*30cm(纵),C30钢筋混凝土50cm。导洞支护采用Φ42超前小导管4.5m/根,每环9根;I16工字钢架,间距50cm;Φ42锁脚导管3.5m/根,每环4根;Φ22连接钢筋环向间距100cm;铺挂Φ6.5钢筋网片,规格20*20cm,喷射C25混凝土18cm。
SJ-Vd型采用三台阶七步法开挖,采用Φ42超前小导管4m/根,每环33根,环向间距40cm;I20a工字钢架,间距80cm;Φ25中空注浆系统锚杆3.5m/根,
间距100*100cm;Φ25中空注浆锁脚锚杆3.5m/根,每环8根;Φ22连接钢筋环向间距100cm;铺挂Φ6.5钢筋网片,规格20cm*20cm,喷射C25混凝土26cm;二次衬砌主筋为HRB400Φ22钢筋,分布筋为HRB400Φ12钢筋,间距25cm(环)*30cm(纵),C30钢筋混凝土45cm。
4.人员及机械配置 4.1人员配置
现场人员配置表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 项 目 队长 技术主管 技术员 安全员 施工员 工班长 开挖班 二衬班 综合班 机械队 电工 空压机司机 总人数 2 2 6 2 6 2 26 14 32 30 4 2 备注 负责现场工作 负责技术工作 负责测量放样工作 负责施工安全工作 负责现场施工管理 负责所属工班工作 负责开挖、初支工作 负责二衬仰拱施工 负责配合施工 负责车辆使用 负责现场施工用电工作 负责空压机设备的正常运转 4.2.机械及设备配置
现场机械配备表
序号 1 2 3 4 5 设备名称 发电机 电动空压机 通风机 多功能开挖台车 多功能作业台架 型号 400KW LU280DA SDF(c)-NO12.5 自制 自制 单位 台 台 台 台 台 数量 6 6 2 2 2 备注 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 风钻 挖掘机 装载机 自卸汽车 潜孔钻机 注浆机 电焊机 自动上料喷浆机 衬砌台车 仰拱栈桥 砼输送泵 砼运输车 YT-28 PC220-8MO WA380Z 15t HWX-90B GZJB TK-600 12m 13m 60KW 8m3 台 台 台 辆 台 台 台 台 台 套 台 辆 16 2 2 6 2 2 10 4 2 2 2 4 5.施工工艺 5.1.洞身开挖
5.1.1隧道开挖总体施工方案
隧道开挖应采用“光面爆破”或“预裂爆破”等低震动控制爆破技术,爆破进尺根据围岩条件确定,控制炮眼装药量和质点震动速度,以最大限度保护周边岩体的完整性,控制超欠挖。对于洞口段、软弱围岩及不良地质地段,应遵循“少扰动,快加固,勤量测,早封闭”的原则,有效控制围岩变形,保证隧道结构安全,当发现围岩变形不收敛或其他异常情况时需采取加强措施。
开挖过程中还需结合地层情况采取超前长、短管棚注浆、超前锚杆、地表预注浆等辅助施工措施,注浆一般采用单液浆,地下水丰富时采用双液浆,施工前应进行注浆试验。
施工过程中应严格控制超、欠挖,初期支护应及时可靠,对于软弱围岩段在施工过程中要坚持“弱爆破、短开挖、强支护、早闭合”的原则,防止岩体坍塌,在施工中各工序紧跟,不能脱节。
隧道暗洞均采用新奥法施工, V级围岩洞口段、浅埋偏压段、浅埋段、冰水堆积层段采用CD法施工,V级围岩深埋段采用三台阶七步开挖法施工。
5.1.2.CD法
1)施工工艺
CD法施工工艺流程如下:
(1)导洞及部分主洞拱部超前导管注浆预支护; (2)导洞上半断面开挖;
(3)导洞及部分主洞上半断面初期支护,包括安装钢拱架、挂钢筋网、安装锚杆、喷射混凝土;
(4)导洞下半断面开挖;
(5)导洞及部分主洞下半断面、仰拱初期支护;
(6)主洞拱部超前导管注浆预支护; (7)主洞上半断面开挖; (8)主洞上半断面初期支护; (9)主洞下半断面开挖;
(10)主洞下半断面、仰拱初期支护; (11)浇注仰拱及仰拱填充;
(12)敷设防水板,采用模板台车全断面一次模筑二衬衬砌混凝土。 主要流程如下图所示:
主洞上半断面长度≥主洞上半断面长度二次衬砌滞后主洞长度≥导洞下半断面长度导洞上半断面长度≥导洞拱架主洞上半断面长度隧道中心线CD法开挖立面图
隧道中心线开挖线CD法开挖立面图
2)CD法开挖施工注意事项:
(1)施工时严格控制导洞和主洞上台阶长度,并根据监控量测结果合理调整主洞和导洞掌子面的距离,如若拱顶下沉或周边收敛过大应增加临时仰拱;
(2)隧道初期支护应开挖一榀拱架的距离支护一榀拱架,每循环最大进尺不应大于50cm,并尽早施作仰拱初期支护和浇筑仰拱,使支护系统封闭成环,二次衬砌应根据监控量测结果综合分析,适时施做;
(3)施工过程中应严格遵循“管超前、浆严注、短进尺、弱爆破、强支护、早成环、勤量测”的原则,控制最大临界震动速度v≤15cm/s。
5.1.3.三台阶七步开挖法
三台阶七步开挖法施工应符合以下要求: 1)以机械开挖为主,必要时辅以弱爆破;
2)弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖,预留核心土,开挖后及时支护; 3)其他分步平行开挖,平行施做初期支护,各分部初期支护衔接紧密,及时封闭成环;
4)仰拱紧跟下台阶,及时闭合构成稳固的支护体系;
5)施工过程通过监控量测,掌握围岩和支护的变形情况,及时调整支护参数和预留变形量,保证施工安全;
6)完善洞内临时防排水系统,防止地下水浸泡拱墙脚基础。
三台阶七步开挖法的施工工艺流程如下: 超前支护 测量放样
施做仰拱填充 分段开挖隧底,施做初期支护 施做仰拱 错开开挖下台阶,施做初期支护 开挖上、中、下台阶预留核心土 否 上部弧形导坑开挖,施做初期支护 断面检查 错开开挖中台阶,施做初期支护 围岩参数评判、修正支护参数 七步三台阶开挖法施工工艺流程
隧道洞口段V级围岩浅埋段采用三台阶七步开挖法施工,施工步骤见图2,开挖透视图见3,施工工序见图4。
桥栈76 6 53 643 33 623 1土心5 核 9 3..345414 1238 -1-9-5.1 ..26 . 464657 13 .24491..44 3.66 3.503.12 10.28
充拱填仰拱仰m:7位单76533- 64353332- 6231-1 615 图骤步挖开 2图 拱仰 桥7栈6 53- 63 2-645 31-61 211 心核 留预。,;;环 坑护护成导支支;闭形期期土封 弧初初心护部做做核支拱施施阶期
挖并并台初开阶阶下拱,台台、仰 后;中下中做护护侧侧、施支支右右上并
前期左左挖底超初部挖挖开隧:做拱开开别挖
骤施做::分开步:施步步::35工步.步步1,.2467
施第土第第第第
桥栈653视43透33挖开23m0 .:13≥位单15护支期初护支前超35113-2--1 6 667124序工工施 4图
第1步 上部弧形导坑开挖:拱部超前支护后进行,环向开挖上部弧形导坑,预留核心土,核心土长度为5 m ,宽度宜为隧道开挖宽度的1/3。开挖循环进尺1.2m,开挖后立即初喷3~5㎝混凝土。及时架设钢架、锚网系统,在钢架拱脚以上30㎝高度处 ,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢架牢固焊接,复喷混凝土至设计厚度。
第2、3步 左、右侧台阶开挖:开挖进尺1.2m,左、右侧台阶错开2~3m,开挖后立即初喷3~5㎝混凝土,及时接长钢架并进行喷、锚、网系统支护,在钢架墙脚以上30㎝高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢架牢固焊接,复喷混凝土至设计厚度。
第4、5步 左、右侧台阶开挖: 开挖进尺1.2m,左、右侧台阶错开2~3m,开挖后立即初喷3~5㎝混凝土,及时接长钢架并进行喷、锚、网系统支护,接长钢架,在钢架墙脚以上30㎝高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30° 打设锁脚锚杆,锁脚锚杆与钢架牢固焊接,复喷混凝土至设计厚度。
第6步 上、中下台阶预留核心土开挖:各台阶分别开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。
第7步 隧底开挖:每循环开挖长度宜为2~3m,开挖后及时施做仰拱初期支护,完成两个隧底开挖、支护循环后,及时施做仰拱,仰拱分段长度为6m。
5.2.爆破设计
爆破方案的选择以如何提高炮眼的利用率和如何控制开挖轮廓和爆破振动对地层的扰动为指导思想。
5.2.1. CD法爆破设计
1、导洞上台阶部分爆破参数计算: 1)炮眼直径d
隧道的掘进,一般都采用小直径的钻孔机械,所以光面爆破的周边眼直径选为35-48毫米时,以便与掘进作业的其他炮眼直径一致。本设计中d=42mm。
2)炮眼深度L
根据要求,洞口段V级围岩CD法进尺控制不大于0.5m,本设计L=0.5m。 3)炮眼数目
按经验公式N=3.3(f.S2)1/3估算
f-岩石坚固性系数,较软岩取5 S-掘进断面积,25.71m2
N=3.3(f.S2)1/3=3.3×(5×25.712)1/3=49(个) 本设计取N=69个 4)装药集中度q
在光面层单独爆落时,一般取0.15~0.25公斤/米;在全断面一次起爆时,为了尽量减少残眼,需要适量增加,可达0.35公斤/米,本设计取q=0.15Kg/m。
5)周边眼单孔装药量
根据经验公式Q=ql=0.15×1=0.15Kg,本设计取Q=0.15Kg 6)周边眼孔距E
根据《公路隧道施工技术规范》及设计图可知,本合同段隧道V级围岩均为软岩、较软岩,岩层破碎。根据经验数据,软岩周边眼间距为0.3~0.5m、中硬岩周边眼间距为0.45~0.6m,本设计取E=0. 5m
7)抵抗线W
按经验公式W=(10~20)d=420~840 mm。在大多数公路及铁路隧道中,炮眼密集在数K值一般取0.7~1.0比较合适,同时一般大断面隧洞炮眼密集系数应适当减小,小断面隧洞应适当增大;岩石坚韧,炮眼密集系数应增大,岩石松软破碎,应适当减小,因此本设计中K取0.75,根据公式K=E/W(K为周边眼密集系数),W=E/K=0.45/0.75=0.60m。
8)辅助眼的间距估算
根据总断面积扣除光爆层面积及掏槽区面积后所剩余面积来布置辅助眼的原则确定。
(1)光爆层面积及炮眼数
A=20.19×0.6=12.11m2 N=20.19/0.5=41(个) (2)掏槽区面积及炮眼数 掏槽采用契形布置
A=0.6*1.8=1.08 m2 N =8 (个)
(3)辅助眼间距
a.w=(25.71-12.11-1.08)/(69-41-8)=0.63 m
a.w的尺寸应在60~80cm左右,布置时按大致均匀、局部适当调整的原
则布置。
2、其他部分炮眼布置原则
布置正洞上台阶炮眼时原理参照导洞上台阶炮眼,布置导洞及正洞下台阶炮眼时,周边眼按照0.5m的间距布置,辅助眼按照0.65米间距布置,其余炮眼均按照1m间距且炮眼间距均小于最小抵抗线的原则布置。
3、爆破眼药量分配表
开挖炮眼药量分配
炮眼 分类 掏槽眼 导 洞 上 台 阶 辅助眼 内圈眼 周边眼 底板眼 合计 开挖断面积(m2) 比炮眼数(个/m2) 比耗药量(kg/m3) 导 洞 下 台 阶 掘进眼 内圈眼 周边眼 合计 3 4 14 23 44 1 3 5 7 炮眼数 雷管段数 个 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8 5 21 29 6 69 段 1 3 5 7 9 炮眼长度 Cm 72 50 50 50 50 3626 25.71 2.68 1.51 50 50 50 50 2200 19.05 2.31 0.99 8 4 16 23 1 3 5 7 72 50 50 50 0.8 0.39 0.31 0.26 6.4 1.56 4.96 5.98 0.4 0.4 0.31 0.1 1.2 1.6 4.34 2.3 9.44 炮眼装药量 单孔装药量 合计药量 Kg/孔 0.8 0.39 0.31 0.1 0.27 Kg 6.4 1.95 6.51 2.9 1.62 。6 19.4 序号 部位 开挖断面积(m2) 16 比炮眼数(个/m2) 17 比耗药量(kg/m3) 18 19 20 21 正 洞 上 台 掏槽眼 辅助眼 内圈眼 22 23 24 25 阶 周边眼 底板眼 合计 22 7 80 9 11 50 50 4176 37.83 2.115 1.215 0.1 0.27 2.2 1.89 22.99 开挖断面积(m2) 26 比炮眼数(个/m2) 27 比耗药量(kg/m3) 24 25 27 28 30 31 正 洞 下 台 阶 掘进眼 内圈眼 周边眼 合计 4 4 16 18 42 1 3 5 7 50 50 50 50 2100 23.78 1.766 0.745 0.4 0.4 0.31 0.1 1.6 1.6 4.96 0.7 8.86 开挖断面积(m2) 32 比炮眼数(个/m2) 33 比耗药量(kg/m3) 说明:堵塞长度不小于20cm。 主要经济技术指标表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 项 目 开挖断面积 预计每循环进尺 每循环爆破石方 炮眼总数 钻孔总数 炸药用量 比钻眼数 比钻眼量 比装药量 单 位 M M M 个 M Kg 个/m m/m Kg/m 33232数 量 106.37 0.5 53.19 235 121.02 60.69 2.21 2.275 1.14 4、周边炮眼装药结构
周边眼采用间隔装药结构,药卷直径采用?25mm,为克服底部炮眼的阻力,在炮眼底部放半个标准药卷,使光爆层易于脱离岩体。其他眼采用连续装药结构,药卷直径采用?32mm,具体装药结构示意图见下图。
起爆顺序为:掏槽眼—辅助眼—内圈眼—周边眼-底板眼。采用多段微差起爆(由内向外),其中主爆区的周边眼比辅助眼眼跳2段起爆,并用同一段雷管。主爆区使用非电毫秒雷管,光爆眼用导爆索一次同时起爆。
具体炮眼布置见下图:
雷管连续装药结构图脚线或传爆管药卷炮泥雷管导暴索及竹片周边眼装药结构图炮泥脚线或传爆管 7#7#5050507#50655#65855#653#7#7#50857#65859#5050 5#7#653#655#5#507#505#655#657#507#5#7#8565507#505#655#8565507#50内圈眼657#507#505#7#507#9#7#50657#657#507#内圈眼657#9#50657#657#657#9#50657#509#9#509#9#50导洞开挖线5050509#509#9#9#9#5#655#7#65859#501#1#7#505#655#657#507#7#503#1#1#5#657#507#7#505#653#1#1#5#7#50隧道65中心65线657#659#5050851#5#1#851#5#859#50657#9#1#3#1#5#1#5#857#65507#505#65 3#3#掏槽眼657#9#501#1#5#7#507#505#657#50 5#内圈眼5#5#5#5#7#657#6585掏槽眼1#1#5#3#857#659#509#507#5#5#5#5#5#65507#505#65 1007#507#659#507#9#9#9#9#9#7#5#7#3#1003#1003#5#7#5#5#11#开挖线7#50609#11#6511#11#11#11#7#659#507#7#507#50505#3#5#653#1003#1003#1003#7#507#657#50 5#7#507#507# 5#1#1001#1001#5#7#657#1#1001#1001#1001#65655#657#507#5#7#507#50 5#5#5#5#5#5#5#7#5#65655#655#655#655#7#507#50507#7#507#5#655#655#655#507#7#507#507#507#507#507#507#507#507#507#507#507#507#507#507#507#507#507#50CD法开挖炮眼布置图
5.2.2.三台阶七步开挖法 1)炮眼直径d
地下隧洞掘进,一般采用小直径的钻孔机械,所以光面爆破周边眼直径选为35-48毫米时,为与其他炮眼直径一致,本设计取d=42mm。
2)炮眼深L
根据要求,洞口段V级围岩上台阶进尺控制在0.5~1.0m之间,本设计取L=1m。
3)炮眼数目
按经验公式N=3.3(f*s2)1/3估算 f-岩石坚固性系数,较硬岩取6 s-掘进断面面积,35m2
N=3.3(f*s2)1/3 =3.3×(6×352)1/3=64(个) 本设计取N=91个 4)装药集中度q
在光面层单独爆落时,一般取0.15~0.25公斤/米,全断面一次起爆时,为尽量减少残眼,需要适量增加,可达0.35公斤/米,本设计取q=0.15kg/m。 5)周边眼单孔装药量
根据经验公式Q=qL=0.15×1=0.15kg,本设计取0.15kg。 6)周边眼孔距E
根据《公路隧道施工技术规范》及设计文件可知,本合同段隧道V级围岩均为软岩、较软岩,岩层破碎。根据经验数据,软岩周边眼间距为0.3~0.5m、中硬岩周边眼间距为0.45~0.6m,本设计取E=0.45m。 7)抵抗线W
按照经验公式W=(10~20)d=420~840mm。在大多数公路及铁路隧道中,炮眼密集数值K一般取0.7~1.0比较合适,同时一般大断面隧洞炮眼密集系数应适当减小,小断面隧洞应适当增大;岩石坚韧,炮眼密集系数应增大,岩石松软破碎,应适当减小,因此本设计中K取0.75,根据公式K=E/W,W=E/K=0.45/0.75=0.6m。 8)辅助眼的间距估算
根据总断面面积扣除光爆层面积及掏槽区面积后所剩余面积来布置辅助眼的原则来确定。
(1)光爆层面积及炮眼数
A=15.045×0.6=9.03m2 N=15.045/0.45=33(个) (2)掏槽区面积及炮眼数 掏槽采用三级复式契形布置
A=(4.2+2)×1.1/2=3.41 m2 N =14 (个) (3)辅助眼间距
a.w=(35-9.03-3.41)/(88-33-16)=0.58 m2
a.w的尺寸应在70~80cm左右,布置时按大致均匀、局部适当调整的原
则布置。
布置中下台阶炮眼时,周边眼按0.45m的间距布置,辅助眼按照0.65米间距布置,其余炮眼均按照1m间距且炮眼间距均小于最小抵抗线的原则布置。
9)具体炮眼布置见下图:
预留核心土法爆破布置图
9)周边炮眼装药结构
周边眼采用间隔装药结构,药卷直径采用?25mm,为克服底部炮眼的阻力,在炮眼底部放半个标准药卷,使光爆层易于脱离岩体。其他眼采用连续装药结构,药卷直径采用?32mm,具体装药结构示意图见下图。
雷管连续装药结构图脚线或传爆管药卷雷管导暴索及竹片周边眼装药结构图炮泥脚线或传爆管炮泥起爆顺序为:掏槽眼—辅助眼—底板眼及内圈眼—周边眼。采用多段微差起爆(由内向外),其中主爆区的周边眼比辅助眼眼跳2段起爆,并用同一段雷管。主爆区使用非电毫秒雷管,光爆眼用导爆索一次同时起爆。
爆破眼药量分配及主要经济技术指标表见下表
开挖炮眼药量分配
上下 台阶 炮眼 分类 解炮眼 掏槽眼 上 台 阶 辅助眼 内圈眼 周边眼 底板眼 炮眼数 雷管段数 个 1 2 3 4 7 8 9 10 2 6 4 2 12 17 34 11 段 1 3 5 7 9 11 13 炮眼长度 Cm 130 143 138 135 100 100 100 100 炮眼装药量 单孔装药量 合计药量 Kg/孔 1.3 1.2 1.1 0.7 0.7 0.15 0.8 Kg 7.8 4.8 2.2 8.4 11.9 5.1 8.8 序号 11 合计 88 9340 35 2.5 1.4 49 12 开挖断面积(m2) 比炮眼数(个/m2) 13 比耗药量(kg/m3) 14 15 16 17 18 19 20 21 中 台 阶 掘进眼 内圈眼 底 眼 周边眼 合计 开挖断面积(m2) 10 11 8 12 14 55 1 3 5 7 9 100 100 100 100 100 5500 38.06 1.46 0.93 0.8 0.8 0.7 0.9 0.15 8 8.8 5.6 10.8 2.1 35.3 22 比炮眼数(个/m2) 23 比耗药量(kg/m3) 24 25 27 28 29 30 31 下 台 阶 掘进眼 内圈眼 周边眼 底 眼 合计 开挖断面积(m2) 11 11 8 12 17 53 1 3 7 9 5 100 100 100 100 100 5300 34.84 1.52 1.16 0.8 0.8 0.7 0.15 0.9 8.8 8.8 5.6 1.8 15.3 40.3 32 比炮眼数(个/m2) 33 比耗药量(kg/m3) 说明:堵塞长度不小于20cm。 5.2.3爆破设计的优化 爆破效果检查项目主要有: (1) 断面周边超欠挖检查;
(2) 开挖轮廓圆顺度,开挖面平整检查; (3) 爆破进尺是否达到爆破设计要求; (4) 爆出石碴块是否适合装碴要求;
(5) 炮眼痕迹保存率,硬岩≥80%,中硬岩≥60%,并在开挖轮廓面上均
匀分布。
爆破设计优化:每次爆破后检查爆破效果,分析原因及时修正爆破参数,提高爆破效果,改善技术经济指标。根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况,修正眼距,用药量,特别是周边眼。
炮眼布置优化:根据爆破后石碴的块度大小修正炮眼及装药参数。若爆破后石碴块度较大则曾密炮眼数量、并相应减少每炮孔用量。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,使爆破眼底基本落在同一断面上。
5.2.4.爆破施工控制要点
1)采用光面爆破技术和微震控制爆破技术,严格控制装药量,以减小对围岩的扰动,控制超欠挖,控制洞碴粒径以利于挖堀装载机装碴。
2)隧道开挖每个循环都进行施工测量,控制开挖断面,在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置,误差不超过5cm。并采用激光准直仪控制开挖方向。
3)钻眼按设计方案进行。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5cm,以便钻孔时的岩粉自然流出,周边眼外插角控制3°~4°以内。掏槽眼严禁互相打穿相交,眼底比其它炮眼深20cm。
4)装药前炮眼用高压风吹干净,检查炮眼数量。装药时,专人分好段别,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。每眼装药后用炮泥堵塞。
5)起爆采用复式网络、非电起爆系统,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。
6)开挖过程中注意观察围岩的变化情况及爆破效果,及时调整钻爆设计参数。
7)控制隧道底超欠挖,保证隧道开挖轮廓圆顺。及时排除隧道内的积水,减少积水浸泡围岩。
5.3.超前支护 5.3.1.大管棚
XXX隧道右线出口上部边仰坡防护完毕,隧道掌子面上部基本成形,并采用喷砼封闭之后,方可紧贴掌子面施工导向墙,再采用30m长管棚间距40cm打入一环Φ108钢花管并注浆加固围岩,形成牢固的棚状支护结构,以便开挖进洞。
施工工艺及方法:
导向墙及大管棚施工工艺有钻机平台开挖、导向墙型钢安装、导向管焊接、导向墙施工,搭设平台,安装钻机,钻孔清孔、安装管棚钢管、注浆等。
施工工艺流程见下图: 钻 孔 安装导向管、浇筑套拱 施工准备 测量放线 搭设工作平台、钻机就位
5.3.2.超前小导管 1)施工安排
(1)先将掌子面顶部危石清除干净。
(2)超前小导管(锚杆)施工在工作面初喷完成且工字钢钢架架立完成后,初期支护喷射砼施工前施作。施工时,小导管(锚杆)以工字钢钢架为支点,从
结束 连接注浆管路、调试 压水试验 注浆作业 注浆效果分析 合格 封孔、连接钢架结构 初配浆液试验注浆 确定浆液配合比 管棚加工 顶入管棚、安装止浆塞 喷混凝土封闭工作面 原材料进场检验 初选浆液配合比 清 孔 补 孔 钻孔验收 浆液制备 不合格 调整注浆参数 洞口大管棚施工工艺流程图 两榀型钢中间穿过,尾部可与型钢钢架焊接以增加稳定性。超前支护施工时钢管与隧道中线平行打入拱部围岩。
3)小导管(锚杆)安设方式一般地段采用钻机顶入,特殊地段采用插管顶入方式。
(4)小导管(锚杆)安设完成后先封尾端,再进行注浆。
(5)小导管(锚杆)注浆浆液必须充满钢管及周围的空隙并密实,其注浆量和压力根据试验确定。
2)小导管工艺流程
(1)工作面封闭、清理干净,检查钻孔机具、注浆机是否正常,注浆机注浆前应进行压水试验,检查设备是否正常,管路连接是否正确。
(2)小导管制作:小导管采用热轧无缝钢管,长度、规格按设计要求选用,钢管一端呈尖头形,长度5mm,尾端1米范围内不钻孔,底端焊φ6的铁箍,注浆孔沿管壁呈梅花形布设,间距150mm。
(3)浆液配合比选定:小导管(锚杆)注浆采用水泥浆液,浆液水灰比1:1,注浆压力为0.5~1.0Mpa,开挖后拱部基本无渗漏水、无坍塌。
(4)布孔:环向间距安设计要求布孔,并用红油漆对各个孔位进行标记。 (5)钻孔:钻孔采用TY-28 凿岩机,钻头对准孔位标记,外插角10~15°,钻孔直径比钢管直径大3~5mm。钻孔深度达到设计后,停止施钻,将钻头、钻杆拔出。清孔直至管内不再有积水、积粉及岩碴。
(6)顶入钢管:将钢管前端插入孔内人工锤击顶入,顶入长度不小于钢管长度的90%,并用高压风管将钢管内的砂石吹出。
(7)封端止浆:钢管安设完成后用塑胶泥封堵孔口及周围裂缝,在钢管附近及工作面喷射砼,以防浆液从工作面外冒。
(8)注浆:浆液按配合比配制,注浆采用注浆机注浆。
(9)效果检查: 压浆过程中应注意量测及对裂缝发展情况的观察,并作好记录。
(10)注浆结束:当注浆量和注浆压力达到设计注浆量和设计终压时结束注浆。
工艺流程图如下:
小导管制作 施工准备 浆液配合比选定 测量布孔 钻孔 双液注浆机 清孔 顶入钢管 封端止浆 小导管注浆 效果检查 结束 超前小导管施工工艺流程
5.4.初期支护
每循环开挖找顶、撬帮后应进行湿喷砼封闭岩面,充分发挥围岩的自稳能力。初期支护是隧道稳定的主要承载结构,它是密贴与围岩的柔性结构与控制围岩变形松弛的主要支护手段。主要包括喷锚支护、型钢钢架等。
5.4.1.锚杆
锚杆是隧道施工过程中维护围岩稳定、保证施工安全的重要手段之一,施工完成后可以作为永久支护的一部分。锚杆的主要作用是将松弛的围岩和稳固的基岩联系起来共同受力,还可以通过对锚杆施加预应力来改善围岩的节理、裂隙,提高围岩的整体性和承载能力。因此,锚杆施工的技术关键是保证锚杆与围岩的充分密贴和固结,防止锚杆灌浆的空洞。锚杆施工应在初喷混凝土后进行,以保证锚杆垫板有较平整的基面。
在SJ-Vd型衬砌系统锚杆采用Φ25中空注浆锚杆。 中空注浆锚杆施工工艺
系统支护采用的中空注浆锚杆主要设在开挖断面的拱部及围岩较差地段的拱墙部分,部分地段的超前支护也采用超前中空注浆锚杆,其具体施工工艺流程见图“中空注浆锚杆施工工艺框图”。
中空注浆锚杆施工工艺框图
进入下道工序 合格 安装杆头封堵帽 注浆质量综合检查 不合格 注 浆 浆液配制 钻锚杆孔、锚杆安装 锚杆孔位布置 施工准备 首先按设计要求,在开挖面上准确画出需施设的锚杆孔位。钻孔方式同砂浆锚杆施工。检查导管孔达到标准后,安装锚杆并按设计比例配浆,采用注浆机注浆,注浆压力符合设计要求;一般按单管达到设计注浆量或达到设计压力要求作为结束标准,并保证锚杆孔浆液注满。最后在综合检查判定注浆质量合格后,用专用螺帽将锚杆头封堵,以防浆液倒流管外。
5.4.2 钢筋网
钢筋网的作用在于通过钢筋网和喷射混凝土一起受力,提高了混凝土抗弯、
抗折性能,保证了喷射混凝土能承受一定的局部应力而不至于开裂、折断,从而提高喷射混凝土的整体支护效果。钢筋网支护施工在锚杆支护施工完成后进行。钢筋网支护可以分为现场编网和半成品网片现场拼接两种方式。现场编网需占用较长的循环作业时间,质量也难以控制。考虑到施工进度及质量要求,该段所有隧道的钢筋网支护均采用半成品网片现场拼接的方法施工。
1、钢筋网预制
钢筋网片的宽度应按钢架的间距预制,但不能太大,也不能太小。太大会给现场拼装带来困难,太小,现场搭接焊工作量大,循环施工时间长,影响工程施工进度,同时材料消耗增加。钢筋网预制见下图:
2、钢筋网安装
(1)挂网:挂网在初喷砼及施作锚杆后进行。通过多功能作业台架,采用人工沿开挖岩面一环一环铺设,钢筋网片之间用焊接连接,施工中可以通过锚杆辅助固定钢筋网,使其尽量与岩面密贴。
(2)焊联:挂好网片后,将网片之间的接头以及网片钢筋和锚杆头、钢架等焊接牢固,避免网片超出喷砼厚度和喷砼时网片晃动。
(3)质量要求
A加工钢筋网的原材料要有出厂合格证,其力学性能试验要符合规定。 B钢筋网的规格、型号、外观质量要满足设计和规范要求。
C钢筋网保护层要符合设计和验标要求,底层混凝土保护层不得小于4cm,表层混凝土保护层不得小于3cm。
D钢筋网加工时,网眼尺寸要符合设计要求,允许偏差不得大于±10mm。 E钢筋网安装时搭接长度应为1~2个网孔,允许偏差为±50 mm。 5.4.3型钢钢架
SJ-Vb型衬砌采用全环形型钢钢架,间距50cm;SJ-Vd型衬砌采用半环型钢
钢??筋??网?初喷砼岩面?钢??筋??网?钢架(仰拱内不施做),间距80cm。隧道各部开挖完成及初喷砼后,分单元及时安装钢架,采用与定位锚杆、径向锚杆以及双侧锁脚锚杆(注浆小导管)固定,纵向采用Φ22钢筋连接。
1、施工程序及工艺流程 1)施工程序
施工准备→型钢钢架加工→型钢钢架运输→初喷混凝土→挂设钢筋网→型钢钢架安装→型钢钢架中线水平检查→型钢钢架联结加固→复喷射混凝土
2)工艺流程
型钢钢架工艺流程图如下:
初 喷 定位锚杆施工 清除底脚浮碴 型钢架加工、质量验收 钢架预拼 分部安装钢架 与定位锚杆焊连定位 设锁脚锚管锁定 中线标高测量 加设鞍形垫块 安装纵向连接筋 挂钢筋网 复喷混凝土 围岩监控量测 型钢钢架施工工艺流程图
2、施工要求 1)施工准备
(1)开挖净空断面的测量检查超欠挖情况,对欠挖超出规范规定的,需进行欠挖部分的清理;
(2)型钢拱架加工所用的原材料必须满足设计及规范要求;
(3)型钢拱架应按分部开挖情况分段、分节制作加工,在加工场地按1:1放样,型钢钢架宜采用冷弯成型。型钢格架不得在拱顶等剪应力较大或弯矩最大的地方分段、分节,型钢钢架加工的焊接不得有假焊,焊缝表面不得有裂纹焊瘤等缺陷;
(4)型钢钢架安装前,根据设计断面尺寸及预留沉降量要求,对开挖净空尺寸进行检查。
2)型钢钢架加工 (1)型钢钢架加工
加工场地用混凝土硬化,精确抹平,按设计放出加工大样。型钢钢架弯制方法采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制,弯制完成后,先在加工场地上进行试拼。各节型钢钢架拼装,要求尺寸准确,弧形圆顺,要求沿隧道周边轮廓误差不大于3cm,连接底板螺栓孔眼中间误差不超过±5mm;型钢钢架平放时,平面翘曲小于2cm。
2)型钢钢架运输
根据隧道掌子面每循环安装型钢钢架榀数,人工在型钢钢架加工场选型、配号,装载机或汽车运输型钢钢架至洞内,再由人工抬运型钢钢架至掌子面设计位置安装就位。
4)型钢钢架安装
(1)型钢钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。
(2)根据测设的位置,各节型钢钢架在掌子面以螺栓连接,连接板应密贴。为保证各节型钢钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上,安装前应清除各节型钢钢架底脚下的虚碴及杂物。同时每侧安设两根锁脚锚杆将其锁定,底部开挖完成后,底部初期支护及时跟进,将钢架全环封闭。钢架脚趾超挖太大或围岩过于破碎,需在拱部钢架基脚处设置槽钢以增加基地承载力,减小型钢变形。
(3)为保证钢架位置安设准确,隧道开挖时在钢架的各连接处预留连接凹槽。初喷砼时,在凹槽处打入木楔,为架设钢架留出连接板(和槽钢)位置。在钢架安装过程中,当钢架和初喷层之间有较大间隙应每隔1m用砼预制块楔紧,钢架背后用喷砼填充密实。钢架纵向用纵向连接钢筋连接,间距严格按照设计要求施做,以便形成整体受力结构。
5)型钢钢架中线水平测量
钢架初步就位后,加固前,现场架设测量仪器检查型钢钢架各节点处设计高程和支距,达到要求后才能进行钢架加固。
型钢钢架安装尺寸容许偏差,具体数值见表“钢架安装位置允许偏差表”。
钢架安装位置允许偏差表
序号 1 2 3 4 5 偏差种类 钢架间距 钢架横向偏差 高程允许偏差 垂直度允许偏差 钢架保护层厚度允许偏差 允许偏差(mm) ±100mm ±50mm ±50 mm ±2° -5 mm 备 注 背后保证喷射混凝土密实 5.4.4湿喷砼 1、施工程序
施工准备→混凝土搅拌和运输→喷射作业→养生→检验验收 2、工艺流程
隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺,喷射混凝土采用自动计量拌合站拌合,由混凝土搅拌运输车运至洞内,采用湿喷机喷射作业。在隧道开挖完成后,立即喷射不小于4cm厚混凝土封闭岩面,然后打设锚杆、架立钢架、挂钢筋网,对初喷岩面进行清理后复喷至设计厚度。
喷射混凝土工艺流程如下图所示:
施工准备 受喷面处理 埋设喷层厚度标钉 机具到位 原材料进尺检验 接通风水电、试机 自动计量搅拌混凝土 初喷混凝土作业 搅拌车运输喷料 复喷混凝土作业 补喷、调整配合比 隐蔽检查 合格 结 束 不合格
隧道喷射混凝土施工工艺流程图
3.施工要求 1)施工准备
(1)检查开挖断面净空尺寸,撬去表面危石和欠挖部分。一般岩面可用高压水冲洗受喷岩面的浮尘、岩屑,当岩面遇水容易潮解、泥化时,宜采用高压风吹净岩面。设置控制喷混凝土厚度的标准,按照设计厚度利用原有部件如锚杆外露长度等,也可采用埋设钢筋头作标志。
(2)检查供风、供水、供电管线路的布置是否合理,是否安全,检查管路是否有堵塞现象,接头是否安全可靠。
(3)搅拌机、拌合运输车、喷射机等机械设备,使用前应进行调试并排除故障,严禁机械带病作业。
(4)保证受喷面,各种机械设备操作场所具有良好通风及照明条件,作业环境温度不得低于5℃。
(5)受喷面表面水量较大时,采取措施将水集中引排,使之在初期支护背后形成永久性排水孔。
4、喷射混凝土施工工艺 1)混凝土搅拌和运输
(1)湿喷砼搅拌采取全自动计量强制式搅拌机,施工配料应严格按配合比进行操作,拌合时间不小于1min,速凝剂在喷射机喂料时加入。
(2)运输采用混凝土运输车,随运随拌。喷射混凝土作业时,多台运输车应交替运料,以满足湿喷砼的供应。在运输过程中,要防止混凝土离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝等现象。
2)喷射作业
混凝土喷射三联机安装调试好后,在料斗上安装振动筛(筛空10mm),以避免超粒径骨料进入喷射机。
(1)喷射操作程序应为:打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加混凝土。
(2)喷射混凝土作业应采用分段、分片、分层依次进行,喷射顺序应自下而上,分段长度不宜大于6m。喷射时先将低洼处大致喷平,再自下而上顺序分层、往复喷射。
喷射混凝土分段施工时,上次喷混凝土应预留斜面,斜面宽度为200~300mm,斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土。
分片喷射要自下而上进行并先喷钢架与壁面间混凝土,再喷两钢架之间混凝土。边墙喷混凝土应从墙脚开始向上喷射,使回弹不致裹入最后喷层。
分层喷射时,一次喷射混凝土厚度不小于40mm,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行,若终凝1h后再进行喷射时,应先用风水清洗喷层表面。复喷时边墙一次喷射混凝土厚度控制在70~150mm,拱部控制在50~100mm,并保持喷层厚度均匀。顶部喷射混凝土时,为避免产生堕落现象,两次间隔时间宜为2~4h。
(3)喷射速度要适当,以利于混凝土的压实。风压过大,喷射速度增大,回弹增加;风压过小,喷射速度过小,压实力小,影响喷混凝土强度。因此在开机后要注意观察风压,起始风压达到0.5MPa后,才能开始操作,并据喷嘴出料情况调整风压,按混凝土回弹量小、表面湿润有光泽、易粘着度来掌握喷射压力,
这里要求喷射机司机与喷射手配合好,根据喷射手反馈的信息及时调整风压和计量泵,控制好速凝剂的用量。
(4)喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离,一般为80~150cm,喷射角度尽可能接近90°,以使获得最大压实和最小回弹;若受喷面被钢架、钢筋覆盖时,可将喷咀稍加偏斜,但不宜小于70°。如果喷嘴与受喷面的角度太小,会形成混凝土物料在受喷面上的滚动,产生出凹凸不平的波形喷面,增加回弹量,影响喷混凝土的质量。
为提高工效和保证质量,喷射作业应分片进行,一般为2m长、1.5m宽的小片。为防止回弹物附着在未喷的岩面上而影响喷层与岩面的粘结力,按照从下到上施喷,成“S”形运动;喷前先找平受喷面的凹处,再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动,每圈压前面半圈,绕圈直径约30cm,力求喷出的混凝土层面平顺光滑。
5.5.二次衬砌
隧道衬砌遵循“仰拱超前、墙拱整体衬砌”的原则,初期支护完成后,为有效地控制其变形,仰拱尽量紧跟开挖面施工,仰拱填充采用栈桥平台以解决洞内运输问题,并进行全幅一次性施工。仰拱及仰拱填充施作完成后,利用多功能作业平台人工铺设防水板,绑扎钢筋后,采用液压整体式衬砌台车进行二次衬砌,采用拱墙一次性整体灌注施工。混凝土在洞外采用自动计量拌和站集中拌和,混凝土搅拌运输车运至洞内,混凝土输送泵泵送入模。
5.5.1仰拱施工 1、施工要求
仰拱及填充施工必须符合下列要求:
1)施工前,隧底虚渣、杂物、泥浆等清除干净,并用高压风吹洗干净,超挖采用同级混凝土回填。
2)仰拱要求超前拱墙二衬,其超前距离宜保持2倍以上衬砌循环作业长度。 3)仰拱、填充必须分别浇筑,填充前仰拱须满足强度要求。
4)仰拱施工缝和变形缝必须做防水处理,膨胀岩性地段,开挖后要求及时施做仰拱。
5)仰拱填充施工时,须注意排水管道、管件的埋设,有中心排水沟、排水管及沉砂池等。
6)仰拱及填充混凝土强度达到设计强度的90%以上时方可通行施工车辆。 2、仰拱施工工艺流程:
1) 测量放样,由内轨顶标高,反算仰拱基坑底标高;
2) 采用挖掘机一次性开挖到位(个别困难部位进行控制爆破),机械辅以人工清理底部浮碴杂物;
3) 将上循环仰拱混凝土接头凿毛处理,按设计要求安装仰拱钢筋,并预留与边墙衬砌连接筋;
4) 自检合格后,报监理工程师隐蔽检查并签证,混凝土输送车运输灌筑,插入式振动棒捣固。
仰拱施工工艺流程见下图。 测 量 开 挖 清 浮 碴 隐 检 灌 筑 砼 捣 固 养 护 设置安装仰拱钢筋 混凝土生产、运输 抽排水 接缝处理 设槽形挡头模
仰拱施工工艺流程图
为保证施工质量,仰拱混凝土采用仰拱栈桥进行全幅整体浇筑,同时解决出碴、进料运输与仰拱施工干扰及仰拱混凝土在未达到要求强度之前承受荷载的问题。仰拱移动栈桥示意图见下图。
1 3 2 45cm 4 5 VII VI 4m 12m 4m 移动式仰拱栈桥立面示意图 5.5.2拱墙二次衬砌施工 1、施工方法
拱墙二次衬砌采用全断面整体钢模衬砌台车、混凝土搅拌运输车运输、泵送砼灌注,振捣器捣固,挡头模采用钢模或木模。混凝土浇筑要左右对称进行,防止钢模台车偏移。砼生产采用自动计量拌合站拌合,砼拌合站设置应满足冬季施工要求。
2、施工程序
1)拱墙二次衬砌施作应符合以下要求:
(1)深埋隧道拱墙二次衬砌施作一般情况下应在围岩和初期支护变形基本稳定后进行,变形基本稳定应符合:隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和;或水平收敛(拱脚附近7d平均值)小于0.2mm/d,拱顶下沉速度小于0.15mm/d;或施作二次衬砌前的累积位移值,已达到极限相对位移值的80%以上;或初期支护表面裂隙(观察)不再继续发展。
(2)围岩及初期支护变形过大或变形不收敛,又难以及时补强时,可提前施作二次衬砌,以改善施工阶段结构的受力状态,此时二次衬砌应予以加强。
2)测量工程师和隧道工程师共同进行中线、高程测量放样。
3)根据中线和标高铺设衬砌台车轨道,要求使用标准枕木和鱼尾板;轨距与台车轮距一致,左右轨面高差<10mm。起动电动机使衬砌台车就位,并涂刷脱模剂。
4)起动衬砌台车液压系统,根据测量资料使钢模定位,保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致,拱墙模板成型后固定,测量复核无误。
5)清理基底杂物、积水和浮碴;装设钢制或木制挡头模板,按设计要求装设橡胶止水带、止水胶以及挡头模板止水胶凹槽预留,并自检防水系统设置情况。
6)自检合格后报请监理工程师隐蔽检查,经监理工程师签证同意后灌注砼。 拱墙二次衬砌主要施工机械见下图。
隧道拱墙模筑混凝土衬砌施工程序及工艺流程见下图。 混凝土运输 混凝土泵送 台车定位 混凝土拌制 安设防排水材料 1、安装纵向、环向盲管 2、挂设防水层 3、设置纵向止水带 1、清理基层,涂脱模 2、水平定位立模 3、拱部中心线定位立模 4、边墙模板净空定位 整改 不合格 施工准备 1、中线水平放样检查 2、铺设衬砌台车轨道 砼输送车、砼输送泵整体液压钢模衬砌台车、 台车移位 隐蔽检查 合格 灌筑混凝土 脱模、台车退出 养 护 地质雷达检测
隧道拱墙模筑混凝土衬砌施工工艺流程图
3、施工注意事项
1)衬砌不得侵入隧道建筑限界,衬砌施工放样时将设计的轮廓线扩大5cm。 2)混凝土灌注前及灌注过程中,应对模板、支架、钢筋骨架、预埋件等进行检查,发现问题应及时处理,并做好记录。
3)混凝土振捣时不应破坏防水层。
4)衬砌施工缝端头必须进行凿毛处理,用高压水冲洗干净。 5)按设计要求预留沟、槽、管、线及预埋件。
6)衬砌浇筑段有检查孔时,先安装检查孔模板,模板必须牢固可靠。 7)在浇筑段前面有检查孔时,衬砌浇筑长度应适当调整,尽量让检查孔位于一循环衬砌的中间。
8)砼衬砌灌注自下而上,先墙后拱,对称浇筑。在施工过程中,如发生停电应立即起动备用电源,确保砼浇筑作业连续进行。
9)混凝土振捣时,不得碰撞模板、钢筋和预埋件。
10)泵送砼结束时,应对管道进行清洗,但不得将洗管残浆灌入到已浇筑好的砼上。
11)钢筋混凝土二次衬砌地段,必须用与二次衬砌混凝土相同配合比的细石混凝土或砂浆制作垫块,确保钢筋保护层的厚度,主筋保护层尺寸不小于30mm、迎水面主筋保护层不小于50mm。
5.5.3衬砌钢筋
钢筋加工弯制前应调直,并将表面油渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净;加工后的钢筋表面不应有削弱钢筋截面的伤痕;利用冷拉方法矫直伸长率:Ⅰ级钢筋不得超过2%,Ⅱ级钢筋不得超过1%。
1)钢筋的加工应符合设计要求,其允许偏差和检验方法符合下表规定。
钢筋加工允许偏差和检验方法
序号 1 2 3 名称 受力钢筋顺长度方向的全长 弯起钢筋的弯折位置 箍筋内净尺寸 允许偏差(mm) ±10 20 ±3 尺量 检验方法 检验数量:施工单位按钢筋编号各抽检10%,并各不少于3件。 2)钢筋安装及保护层厚度允许偏差和检验方法应符合下表规定。
钢筋安装及保护层厚度允许偏差(mm)和检验方法
序号 1 2 3 4 5 名 称 双排钢筋,上排钢筋与下排钢筋间距 同一排中受力钢筋水平间距 分布钢筋间距 箍筋间距 钢筋保护层厚度 允许偏差 ±5 ±20 ±20 尺量连续3处 ±20 +10、-5 尺量两端、中间各2处 检验方法 尺量两端、 中间各1处 检验数量:施工单位全部检查。
3)钢筋接头应设置在承受应力较小处,并应分散布置。配制在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积,占受力钢筋总截面面积的百分率,应符合设计要求。当设计未提出要求时,应符合下列规定:
(1)焊(连)接接头在受弯构件的受拉区不得大于50%,轴心受拉构件不得大于25%;
(2)在构件的受拉区,绑扎接头不得大于25%,在受压区不得大于50%; (3)钢筋接头应避开钢筋的弯曲处,距离弯曲点的距离不得小于钢筋直径的10倍。
(4)在同一根钢筋上应少设接头。“同一截面”内,同一根钢筋上不得超过一个接头。
4)采用电弧焊焊接,单面搭接焊,其搭接长度不得小于10 d,双面搭接焊,其搭接长度不得小于5 d,焊缝宽度不小于0.8d且不小于10㎜,焊缝高度不小于0.3d且不小于4mm。
5.5.4.防排水
隧道防排水设计原则采用防、截、堵、排相结合,形成完整的防排水体系,使隧道防水可靠,排水畅通,保证运营期间隧道内不渗不漏,隧道建成后达到洞内干燥的要求,以保证结构、设备的正常使用和行车安全。通过洞外、明洞、暗洞各防排水系统形成完善且可维修养护的洞内、外防排水系统。
防水系统组成
1)在二次衬砌与初期支护之间敷设一层1.5mm厚EVA防水板+400kg/㎡无纺土工布;
2)模筑衬砌采用C30混凝土,要求抗渗等级不小于S10;
3)施工缝、变形缝处分别设置带注浆管止水条、中埋式橡胶止水带、背贴式橡胶止水带进行止水;
排水系统组成
1)由环向排水盲管、墙背纵向排水盲管、横向导水管、中心排水沟组成的排水系统。
2)洞口500m范围设置防寒泄水洞,不设中心排水沟,在两侧墙背纵向排水盲管每50m设置竖向泄水孔,在隧底原来的中心排水沟位置每10m设置竖向泄水孔,将水引至防寒泄水洞中;
3)环向排水盲沟采用Φ100半圆排水管,一般情况沿初期支护表面纵向均匀铺设,IV、V级围岩普通段平均8m设置一环,赋水段平均6m设置一环,局部水量大时可酌情增加;隧道开挖后有股状渗水部位,沿岩面铺设1~3根Φ100半圆排水管进行引排,为使半圆排水管与岩面密贴,隧道开挖后先喷2~5cm厚混凝土在铺设半圆排水管;对股状渗水特别严重部位,可采用Φ50PE单壁无孔波纹管直接引排至中心排水沟;
4)衬砌两侧墙背纵向排水盲管采用Φ160PE双壁波纹管,波纹管半边打孔,沿隧道衬砌底部通长设置,其坡度与隧道纵坡一致,各横洞与主洞交叉口处应断开并设置堵头;纵向排水盲管在设中心排水沟段每50m布置一个纵向管检查井,两侧交错布置;
5)横向导水管采用Φ160PE双壁波纹管,不打孔,连接墙背纵向排水盲管至中心排水沟,沿隧底20m设置一道。
6)纵、环向排水盲沟以及纵、横向排水盲沟均采用三通接头连接。 7)中心排水沟采用内径Φ50cmC30钢筋混凝土预制管,环、纵、横向盲沟外均缠绕无纺土工布,以防止水泥或泥土堵塞管道,确保排水通畅;
8)中心排水沟检查井沿隧道纵向每100m设置一处,路面两侧设置矩形盖板式路侧边沟,用于引排运营清洗污水、消防及路面积水,路侧边沟每50m设置沉砂池一处。
6.安全保证体系 6.1.安全方针 安全第一,预防为主。
6.2.安全目标
(1)“三无”:无工伤死亡和重伤事故、无交通死亡事故、无火灾、水灾事故。
(2)“一控”:年负伤频率控制在2‰以下。
(3)“三消灭”:消灭违章指挥、消灭违章操作、消灭惯性事故。 6.3.安全管理体系 6.3.1.安全管理组织机构
(1)建立健全安全生产管理机构,成立以项目经理为组长的安全生产领导小组,全面负责并领导本项目的安全生产工作,项目总工程师为安全生产的技术负责人。
(2)机构配置
项目部设安全质量室,安质室下设安全组,设专职安全员。施工队设安全室,配置专职安全员。
6.3.2.落实安全生产责任制
1)本项目实行安全生产三级管理,即:一级管理由经理负责,二级管理由专职安全员负责,三级管理由班组长负责,各作业点设共青团安全监督岗。
2)完善各项安全生产管理制度,针对各工序及各工种的特点制定相应的安全管理制度,并由各级安全组织检查落实。
3)建立安全生产责任制,落实各级管理人员和操作人员的安全职责,做到纵向到底,横向到边,各自作好本岗位的安全工作。
4)项目开工前,由项目经理部编制实施性安全技术措施,对土方开挖、运输等作业要编制专项安全技术措施,领导小组同意后实施。
5)严格执行逐级安全技术交底制度,施工前由项目经理部组织有关人员进行详细的技术安全交底。项目施工队对施工班组及具体操作人员进行安全技术交底。各级专职安全员对安全措施的执行情况进行检查、督促并作好记录。
6)加强施工现场安全教育
(1)针对工程特点,定期进行安全生产教育,重点对专职安全员、安全监督岗岗员、班组长及从事特种作业的起重工、爆破工、电工、焊接工、机械工、机动车辆驾驶员进行培训和考核,学习安全生产必备的基本知识和技能,提高安
全意识。
(2)未经安全教育的管理人员及施工人员不准上岗,未进行三级教育的新工人不准上岗。变换工种或参加采用新工艺、新工法、新设备及技术难度较大的工序的工人必须经过技术培训,并经考试合格者才准持证上岗。
(3)特殊工种的安全教育和考核,严格按照《特种作业人员安全技术考核管理规则》执行。经过培训考核合格,获取操作证方能持证上岗。对已取得上岗证者,要进行登记存档规范管理。对上岗证要按期复审,并要设专人管理。
(4)通过安全教育,增强职工安全意识,树立“安全第一,预防为主”的思想,提高职工遵守施工安全纪律的自觉性,认真执行安全操作规程,做到:不违章指挥、不违章操作、不伤害自己、不伤害他人,不被他人伤害,确保自身和他人安全,提高职工整体安全防护意识和自我防护能力。
7)认真执行安全检查制度
项目经理部要保证检查制度的落实,按规定定期检查日期、参加检查的人员。经理部每10日检查一次,项目队安检部门每7日检查一次,作业班组实行每班班前、班中、班后三检制,不定期检查视工程进展情况而定。对检查中发现的安全隐患,建立登记、整改制度,按照“三不放过”的原则制定整改措施。如有危及人身安全的险情,必须立即停工,处理合格后方可施工。
6.3.3.施工道路旁施工安全措施
1)在施工作业区与道路相邻处设专人防护,并设立醒目施工标牌,提醒行人及车辆注意。
2)在上述施工作业区与施工标牌处设置标示灯,夜间打开以利于行人、车辆注意并保证施工作业区内的安全。
3)做好施工道路及施工地点内的排水设施,并做好人员及工具的准备。 4)施工作业用的机械、设备、料具及电和水管等设施等应尽量远离原有道路,并加强针对此方面的日常管理,以免发生意外事故。
5)加强职工安全教育,从思想上保证施工安全。 6.3.4.全员安全保证体系
安全方针: 安全第一 预防为主 全员安全管理保证体系框图
安全领导小组 组长:项目经理 副组长:项目副经理 总工程师 安全目标: “三无”、“一控” “三消灭” 安全责任制 安安 全全活 奖动惩经 条费 例 安全管理措施 安全教育 安全工作体系 安全控制 安全检查 安全教育 三工教育 各业 务室 正、 副队长 防防防防机触 火 淹械电 灾 亡 伤害 防高空坠落 防交通事故 定期检查 不定期检查 队安全员、正副班长 各工班安全员、安全监督 岗岗员 现场安 全生产 消除事 故隐患 奖惩 兑现 提高安 全意识 提高预防、预测能力 7.质量保证体系 7.1.质量目标
确保全部工程达到国家、交通部现行的工程质量验收标准。 本合同段全部工程创优良工程。 7.2.质量检查程序
为确保工程质量,我们着重对生产过程和原材料质量进行检查和控制。质量
确保施工全过 程安全目标实现 检查程序为:质检员检查合格后,报队质检工程师;质检工程师检查合格后,报项目部质检工程师合格并签认后,报监理工程师,以层层把关,确保工程质量。质量控制按施工准备阶段、施工过程中和竣工收尾阶段三个阶段进行。
7.3.质量保证措施
1)建立完善的质量管理体系及质量保证体系
项目成立以项目经理和总工程师为核心的TQC领导小组, 建立严格的质量承包责任制,同经济挂钩,加强对工程质量的全面管理的指导。建立质量检查机构,制定严格的工程质量内部监理制度,严格执行自检、互检与专业检查相结合的质量“三检”制度和工前试验、工中检查、工后检测的试验工作制度。质量工程师行使质量一票否决权,项目经理、总工程师对质量工作全权负责。
2)严格实行质量责任制
实行项目经理、总工、各级技术人员及工班负责人对工程质量负相应责任,层层签订质量终身责任书,做到责任落实到位、责任落实到人,从而提高全员的质量意识。坚决做到奖优罚劣,规范化施工,实行持证上岗。使各级参建人员在实施组织指挥施工中始终坚持“质量第一”的方针,确保工程质量。
(1)实行施工质量责任挂牌制,注明管理者、操作者,谁施工谁负责。 (2)严格材料采购,检验制度,无检验材料严禁进入全体工程。 (3)坚持施工过程的三检制度,做到“检查上道工序,做好未班工序,服务下道工序”。
(4)工序间实行质量否决制,确保每道工序100%合格。 3)施工控制中的技术保证
(1)施工前,施工技术负责人组织技术人员和施工管理人员仔细阅读设计文件,了解设计意图,明确施工技术重点、难点,进行技术交底。
(2)严格测量放线工作,测量要求准确,放线及时,做到正确指导施工。 (3)严格按设计边线布置周边线,控制一次起爆药量,控制开挖深度,减小超挖量和炸药对围岩的挠动破坏。
7.4.质量保证体系机构
成立质量管理和创优领导小组,项目经理担任组长,项目总工程师任副组长,有关职能部门负责人、质检工程师为组员。
项目部设安全质量室,安质室下设质检组,施工队设置工地质检员,所有质
检人员均持证上岗。
7.5.质量保证体系框图
质量保证体系模式详见下图《质量保证体系框图》。 质量第 一 为用户服务 下道工序施工 制定教育计划 TQC教育 队QC小组 掌握规范标准 技术交底 图纸交底 测量复核 推广新技术工艺 思想保证 质量保证 技术保证 施工保证 经济保证
质量保证体系 提高质项目部TQC领导小组 加强技术培训,实行计算机网络计划技术,推行全面质量管理,强化ISO9001系列标准 创优质 工程 经济法规 成果发表 工班QC小组 检查创优效果 制定创优措施 明确创优工点 经济责任制 检查落实 改进工作质量 总结表彰先进 技术岗位责任 质量责任 接受工程师监察 进期行不自定检期互质检量交检接查 检 定利用现代化检测手段加强试验控制 优质优价 完善计量支付手续 定奖罚制度 责任包干 签订包保责任状 经济兑现 提高施 工技能 奖优罚劣 提高经济效益 质量评定 反 馈 确保质量目标和创优目标的实现 8.文明施工保证措施 8.1.文明施工组织机构框架
项目副经理 文明施工管理小组 施工技术部安全质量部物资设备部综合办公部8.2.文明施工保证措施
(1)主要管理人员佩戴岗位证,各工区设立施工标志牌。标段起、终点设立明显标志牌。
(2)设立标牌,标明工程项目名称、范围、开竣工期限、工地负责人。 (3)对进场施工的施工队伍签订文明施工协议书,建立健全岗位责任制,把文明施工责任落到实处,提高全体施工人员文明施工自觉性。
(4)采用有效措施处理生产、生活废水不得超标排放,并确保施工现场无积水现象。在多雨季节配备应急的抗洪抢险器材与突击人。
(5)现场布局合理,材料、物品、机具存放符合要求。
(6)组建近10人的文明施工小分队、排除场内积水及路障,确保平整、畅通、清洁。
(7)办公室内安要求布置各类图表,及时反映现场状况及工程进度状况。 (8)加强夜间的安全保卫工作,设夜间巡逻值班人员。
(9)创建美好环境。在工地现场和生活区设置足够的临时卫生措施,每天清
文明施工管理组织机构
创建文明工地 各施工作业队
扫处理,同时,在生活区周围种植花草、树木、美化生活环境。
(10)生活垃圾要集中堆放,统一运至指定地点废弃。
(11)施工期间,经常对施工机械车辆道路进行维修,确保晴雨畅通,方便沿线居民的生产、生活。
(12)车辆在运料工程中,对易飞扬的物料用篷布覆盖严密,装料适中,不得超限。
(13)合理安排施工作业时间,夜间不安排噪音大的机械施工。 (14)开展多种便民、爱民活动,搞好与驻地政府、群众之间的关系。 9.环保体系
9.1.环境保护及水土保持管理体系
在项目经理部成立施工环保、水土保持领导小组,项目经理主抓施工环保、水土保持工作,结合现场实际情况制定施工环保、水土保持管理细则,上报业主及监理工程师同意后实施。环境保护及水土保持管理体系见下页图。
9.2.环境保护及水土保持措施 9.2.1.防止水土流失措施
(1)做好边仰坡、弃碴场地的植被恢复与绿化、临时施工场地的复耕还田工作。
(2)在洞口段施工时要及时清运,不能对河流、水道、灌溉渠或排水系统产生淤积或堵塞。
(3)采取有效预防措施,防止施工场所占用的土地或临时使用的土地受到冲刷。
(4)施工中的临时排水系统,能最大限度地减少水土流失及对水文状态的改变。
9.2.2.废料废方的处理措施
(1)按图纸规定或工程师的指示在适当地点设置弃土场,有条件时,力求少占土地,并结合改地造田。
(2)弃渣场坡脚采用浆砌片石防护,以防止水土流失。及时对弃方进行压实,并在其表面进行植被覆盖,可以种植草皮、灌木或树木,即可防止水土流失,又能美化环境。
法 规指 导教 育、 控制法定制度、监督教育教育、贯彻、执行自我控制、落实措施环境监督 环境保护领导小组 环境保护及水土保持管理体系框图
项目经理 当地有 关部门 监督 公司 定期 检查 经理部 例行 检查 办公室 工废水、生活污水经污水池处理后,达到规范设计标准后方排入附近山谷。
2)本标段施工需大量的机械设备,其清洗、维修产生的废水、废油等有害
安质环保部 施工队 作业班 环境教育 环保法 规学 习统一思想、提高意识噪音控制环保措施 奖罚措施 水土保持尘埃控制环境卫生市环卫部门奖公司年评奖罚经理部月评奖工程队自评奖 9.2.3.水环境保护措施
1)靠近自然水源的施工,用壕沟或堤坝同其隔开,避免污染生活水源。施
物质,要按有关规定集中存放、统一处理。
3)施工废水、泥浆经预先处理(如沉淀池)后排放,采用专用运输车辆进行废水的运输;生活污水要进行集中处理,达标后排放入指定的受纳水体。严禁流入河内或水库污染水源。
9.2.4.保护绿色植被措施
(1)尽量保护公路用地范围之外的现有绿色植被。若因修临时工程破坏了现有的绿色植被,在拆除临时工程时予以恢复。
(2)施工期间工程破坏植被的面积严格控制,除了不可避免的工程占地、砍伐以外,不发生其它形式的人为破坏。
(3)对施工人员加强保护自然资源及野生动物的教育,在雇用合同中规定严禁偷猎和随意砍伐树木。
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