雷家河隧道施工组织设计

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雷家河隧道施工组织设计

3、铁道部现行的设计、施工《规范》和工程《质量检验评定标准》。

6、 我单位可投入本工程的人力、机械设备、测试仪器等各种资源状况。

7、 我单位在相似工程施工中的施工经验。

DB44/T 2137-2018 并联审批实施规范.pdf8、 我单位综合管理体系相关要求。

9、集团公司现行质量、环境和职业健康管理体系。

1、贯彻执行国家和当地政府制订的方针、政策及相关的工程施工规范、规定,积极响应和遵守招投标文件中的工期、质量、安全、环境保护、文明施工等的规定及公路建设工程施工合同、施工合同条款内容。

2、突出重点项目和关键工序,统筹组织,合理安排,确保节点工期及总工期。

3、发挥专业优势,充分发挥专业人员和专用设备的优势,科学安排各项施工顺序,运用网络技术,组织连续、均衡、紧凑有序地施工。

4、积极采用先进的施工技术、施工机械及施工工艺。

5、文明施工,重视环保,珍惜土地,合理利用。确保水土保持、保护地下管线和既有构筑物,减少扰民,切实维护建设单位及地方群众的利益。

6、执行GB/T28001—2001职业健康安全管理体系,关心职工健康安全。

第二章 工程概况与特点、重点、难点分析

雷家河隧道位于陕北黄土高原梁峁沟壑区,地表植被一般,第四系覆盖层较厚,地势陡峻,地形起伏较大,高程范围563~,最大埋深。隧道起讫里程为里程DK678+221~ DK680+448,隧道总长2223m,为双线隧道。雷家河隧道进口单面掘进1111.5米,起讫里程为里程DK678+221~ DK679+332.5。全隧道除出口位于R=5000的曲线上外其余均位于直线段上,线路分别为5.4‰和5.2‰的下坡。隧道按喷锚构筑法技术要求设计,均采用曲墙带仰拱复合式衬砌;Ⅲ级围岩初期支护采用喷锚支护,Ⅳ、Ⅴ级围岩采用超前小导管注水泥浆加固围岩,拱墙设型钢钢架。

隧道范围内地表水主要为岩基裂隙水渗出形成的沟内地表径流以及降雨和冰雪融化期的季节性地表漫流。地下水主要为基岩裂隙水,该隧道岩体比较完整,但勘察表明,隧道围岩裂隙水较丰富,山沟内均有基岩裂隙水渗出形成的地表径流,水量一般。

3、气象资料及地震烈度

4.1.1前期所需砂、石料

可从沿线采石场就近采购,今年冬季准备施工前期所需的砂石料。

本项目施工用水较便利,经检验沟溪水,水质纯净,对砼无腐蚀性,满足施工要求。

本项目变压器拟采用630KVA二台,另备250KW发电机两台。

4.1.4水泥、钢材、防水卷材、外加剂等材料

路线所经区域交通条件欠佳,距公路较远,运输条件受限。

以开挖掘进为控制工序,安排总体工期和阶段工期,统筹安排各专业工期的衔接。

按投标文件施工总工期11个月,实际开工日期2008年03月01日,拟于2009年1月30日完工。

二、工程特点、重点、难点分析

2、工程重点、难点及对策

雷家河隧道进口DK678+221~DK+236为洞口浅埋段。是施工的重点、难点。

2.2.1洞口施工避开雨季,做好边仰坡的防护及洞顶排水,将洞门基础加深至基岩。

2.2.2进入洞身前先施作超前支护措施,再进行洞身开挖。

2.2.3.控制隧道开挖进尺,加强监控量测与超前地质预报工作。

第三章 施工方案及施工方法

施工测量→洞口刷坡、防护→超前支护→开挖→通风→清帮、找顶→初期支护→出碴→仰拱及填充、砼垫层→边墙基础→防水层铺设→二次衬砌砼施工→沟槽施工→路面施工→洞内装饰。

施作钢架砼导向墙→钻机就位→钻孔→清孔→插入钢管→孔口密封处理→管棚钢管注浆。

3、隧道结构防排水施工顺序

隧道开挖→初期支护→设置纵环向透水盲管→防水板铺设→设置橡胶止水条、带→二次衬砌防水砼浇注。

4、洞身二次衬砌施工顺序

测量放线→铺设轨道→台车就位→调整并锁定→涂刷脱模剂→安装止水条、端模→泵送砼入模、捣固→养护→脱模→养护。

断层破碎带施工坚持“先预报、短进尺、弱爆破、紧支护、快封闭、勤量测”的原则。初期支护及时成环,根据围岩量测结果及时施做二次衬砌。为保证开挖断面尺寸,采用激光导向仪和激光断面仪等辅助手段确定开挖轮廓线和炮孔位置。

洞内采用无轨运输,装碴用挖掘机配合装载机,自卸汽车运输。

防水板采用移动式工作平台铺设复合防水板。

洞内衬砌采用9m全断面液压衬砌台车,每循环9m。砼采用自动计量砼拌合站集中拌合,砼罐车运输,输送泵入仓灌注砼。

仰拱和填充超前施工,仰拱一次施工长度控制在4~6m,施工采用无干扰架空栈桥,以保证掌子面施工正常进行。

隧道通风采用110KW可调轴流式通风机压入式通风,供风管采用Φ1500mm 的软管。

隧道洞内排水:本隧道包头端施工方向为下坡,施工中在掌子面附近开挖集水坑,然后用抽水泵将积水排至洞外。

隧道洞口排水:采用永临结合的截水沟排水。污水须通过洞外沉淀池净化方可排放。

1、隧道开挖及初期支护施工

1.1.1.1洞口开挖前,先做洞顶截水天沟,处理洞顶危石天沟采用人工开挖,孤石采用小药量解体,禁止大爆破扰动边仰坡稳定,开挖后及时进行砌筑,要求如下:

1.1.1.1.1所选用的片石应质地坚硬,不易风化,无裂纹,中部厚度不得小于15cm,表面应清洁,如遇有泥垢应用高压水冲洗干净。

1.1.1.1.2浆砌片石时,底层应大面朝下,相互交错衔接在一起,搭接紧密。

1.1.1.1.3具体做法:基底夯实或座于坚实岩层,底层先铺设3~4cm砂浆,然后安放高度大致相等的片石,用手压浆,空隙处先填满较稠的砂浆,再用适当的小石块卡填紧实,做到砂浆密实、饱满;然后再铺上层砂浆,以同样的方法再铺砌上层片石。

1.1.1.2洞门边、仰坡土石方施工采用明挖法施工,土方用挖掘机挖装,石方用风钻打眼弱爆破,挖掘机装碴,自卸汽车运碴。自上而下分层开挖、分层防护,分层高度2~。按设计要求施做防护。

1.1.1.3洞门混凝土施工结束后,选择晴朗干燥天气施作外层防水层。外防水层采用2.5mmSBS型改性沥青防水卷材,铺设前先对混凝土表面找平,防水板现场拼焊铺设,铺设完后施作水泥砂浆保护层,然后进行回填。

1.1.2主要技术措施

1.1.2.1洞口施工避开雨天进行。如确需在雨天施工采取以下措施:对工地进行防洪检查,完善排水设施,保持排水系统畅通;指定专人巡视,发现积水或水沟阻塞的地方,及时疏通放水;加强与气象部门联系,时刻注意气候变化;开挖土石方边坡自上而下按设计坡度分层开挖刷坡,并及时对边坡进行覆盖,避免边坡受雨水冲刷,损坏边坡。

1.1.2.2进洞的各个桩点进行复核,准确无误。

1.1.2.3处理好洞顶危石,加固好边仰坡,确保其稳定。

1.1.2.4在洞口低洼处设集水井及抽水机、准备一些沙袋等。

1.1.2.5开工前进行详细技术交底;人员、机具、设备、材料等及时到位。

1.1.2.6施工浆砌石时,片石宜放在沟内,防止滚落伤人。

1.1.2.7砌筑时严禁在截水沟内用水,确保边坡稳定。

1.2 V级围岩段施工

1.2.1 V级围岩分布在洞口浅埋部位,围岩整体性很差,为确保进洞安全,在拱部开挖轮廓线外打设超前大管棚,进行超前预注浆加固,在大管棚超前支护下采用环形开挖留核心土法进行暗洞开挖,该段围岩严格按照“管超前,严注浆,小断面,短进尺,强(紧)支护,早封闭,勤量测”的原则组织施工。洞口V级围岩段结合护拱一次打入长度15m的φ108超前大管棚。

1.2.2 Φ108大管棚施工方法

在洞门洞身交界处架立三榀20号工字钢套拱,用连接筋焊接成一个整体,套拱紧贴掌子面施作。在钢支撑上以40cm大管棚间距安装Φ127mm,长2m的孔口导向钢管,与管棚位置方向一致,然后浇注100cm厚的C25砼包裹钢支撑和导向管。套拱完成后,喷射15cm厚C20砼封闭周围仰坡面,作为注浆时的止浆墙。

1.搭设钻孔平台架、安装钻机

用方木搭设钻孔平台架,平台上满铺木板,搭设牢固,以防钻孔时钻机晃动。施工时可保留洞口或洞内下半部分土石方,减少平台架设高度,具体方法根据现场施工实际情况选定。

采用水平地质钻机,从导向管向内钻入。

管棚钢管由机械顶进,钢管节段间用丝扣连接,顶进时,钢管接头错开。管棚顶到位后,钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它堵塞严密,以防注浆冒出。堵塞时预留进浆孔和排气孔。

1.施工过程中,为了防止注浆过程中发生串浆,每钻完一个孔,随即就安设该孔的钢管并注浆,然后再进行下一孔的施工。

1.注浆结束后打设检查,以检查注浆质量,达不到设计要求处补孔重注。

1.2.3在大管棚超前预注浆支护下,采用环形开挖留核心土法开挖

1.环形开挖留核心土法施工顺序

① 上半断面环形导坑开挖→②拱部初期支护施作→③核心土开挖→④下半断面及仰拱开挖→⑤下半断面仰拱初期支护→⑥仰拱二次衬砌浇筑、仰拱填充→⑦铺设防水层、拱部及侧墙二次衬砌施作→⑧沟槽、路面垫层施作→⑨连续循环。

V级围岩一般采用人工开挖,口部3榀拱架每循环进尺,其后每循环进尺,如遇块石采用风镐或风钻打眼小药量弱爆破,导坑上部采用人工出碴,下部可以适当考虑机械出碴,施工方法见图《雷家河隧道V级围岩施工方法示意图》。

拱架、锚杆及喷射砼施工方法详见本节第9部分内容。

1.2.3.3.1施作小导管前,先在开挖面初喷约4cm厚砼,确保小导管注浆浆液不外溢。

1.2.3.3.2严格按设计施作小导管,确保外插角、打设深度和注浆压力等。

1.2.3.3.3导坑拱部严禁采用机械开挖,遇孤石严禁大爆破,确保周边围岩稳定。

1.2.3.3.4必须严格控制超欠挖,孤石个别突出部分(每平方米不大于0.1m2)侵入衬砌应小于5cm,拱脚和墙脚以上1m内不得欠挖。隧底无欠挖,超挖控制在10cm以内。

1.2.3.3.5施工中必须加强监控量测,断面布设按设计及规范执行。

1.开挖过程中,要密切注意周边围岩稳定程度,发现异常情况及时将人员和设备撤离至安全地方;

1.在注浆及喷射砼过程中,要确保高压管路及接头位置牢靠,以免爆管伤人;

1.架立拱架时,如底板较松软则须加设纵向工字钢托梁或增大托板面积,以增加拱脚的承载能力,减小拱架下沉量,另外拱架加工及架设须满足精度要求,横向联接钢筋严格按设计要求进行。

1.3 IV级围岩段施工

IV级围岩段采用上下台阶法施工,光面爆破,台阶长度为15~,各台阶采用人工手持风钻开挖;施工方法及施工顺序见图《雷家河隧道IV级围岩施工方法示意图》。

1.4 III级围岩段施工

1.4.2锚杆及喷射砼施工方法详见本节第9部分内容。

1.5 各类围岩钻爆破设计

1.5.1各级围岩开挖方法

V级围岩采用环形开挖留核心土法开挖,该类围岩一般采用人工配风镐开挖,个别孤石采用微药量解体;IV级围岩采用台阶法开挖, III级围岩采用全断面法开挖,另外对于IV级围岩地段为确保控制洞身爆破对周边围岩的影响,爆破采用减震控制爆破技术措施及控爆设计,其它一般地段采用光面控制爆破。

1.5.2减震控制爆破技术措施及控爆设计

1.5.2.1利用萨氏公式Qmax=R3min(V安全/K)3/a,以及对已浇注好的砼结构及初期支护结构规范允许安全震速,反算出单段最大装药量,必要时适当增加雷管段数,减少单段最大装药量。

1.5.2.2根据《爆破技术规程》并结工程合工程实际情况,既要保证施工半成品的安全,又要消除附近村民的恐惧心理,以质点允许振速控制在[Vmax]=/s为计算依据,检算最大装药量(Q)的合理性,确保振速得以控制。

1.5.2.3控制爆破设计

1.5.2.3.1循环进尺

1.5.2.3.2爆破器材选择

1.5.2.3.4单段允许药量的限制

利用萨氏公式Qmax=R3min(V安全/K)3/a,

式中Qmax为最大一段允许用药量;

V安全为振速控制标准,这里采用/s;

R为爆源中心到振速控制点的距离,这里取;

K与爆破技术、地震波传播途径介质的性质有关的系数,这里根据岩性经验值取250;

α爆破振动衰减指数,这里取1.9。

将上述参数代入公式得出单段最大允许用药量为167kg,本隧道各级围岩单段最大装药量为71.3Kg,远远小于167kg,满足控制震速要求。

1.5.2.3.5掏槽方式选择

IV级围岩台阶法开挖时采用直眼掏槽, III级围岩全断面法开挖时采用楔形掏槽,掏槽眼比其它眼深10~。

1.5.2.3.6炮眼布置形式

周边眼间距45~50cm,抵抗线50~60cm,其它眼距70~90cm。

周边眼采用不耦合间隔装药,为实现间隔装药,使药卷居中在孔内,采取预先加工周边眼药串的办法,按设计将药卷用传爆线串联在竹片上,让药串架空居中于钻孔中心。

周边眼参数经验计算式如下:

间距: E=(8~12)d  (d为炮眼直径),cm;

抵抗线:W=(1.0~1.5)E,cm;

装药集中度:q= 0.04~0.19Kg/m。

1.5.2.3.7掘进眼、内圈眼及底板眼的装药结构及装药量计算

孔眼直径为42mm,周边眼装药采用间隔不耦合装药,其它眼采用集中装药。掘进眼、内圈眼及底板眼的装药量可按下式计算:

   q=K×a×W×L×λ   (Kg)

式中   q 单眼装药量,kg;

    K 比装药量,可参考其它类似工程统计数据,这里可选取0.47~0.61之间;

    a 炮眼间距,m;

W 炮眼爆破方向的抵抗线,m;

    L 炮眼深度,m;

    λ 炮眼所在部位系数,可参考下表选取。

掏槽眼→掘进眼→内圈眼→周边眼→底板眼。

1.5.2.3.9爆破参数表及设计图

1.5.2.4爆破效果检查

每次爆破后,对爆破效果进行仔细检查2010版强制性条文,分析爆破参数的合理性,以确定出适合本岩层最佳爆破参数。一般从以下各方面进行检查、核定及分析:

1.5.2.4.1超欠挖情况。

1.5.2.4.2开挖轮廓圆顺,开挖面平整。

1.5.2.4.3爆破进尺是否达到爆破设计要求。

1.5.2.4.4爆出石碴块是否适合装碴要求。

1.5.2.4.5炮眼痕迹保存率,III级围岩≥90%T/CPSS 1009-2020标准下载,IV级围岩≥70%,并在开挖轮廓面上均匀分布。

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