月亮堰隧道施工组织设计

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月亮堰隧道施工组织设计

目录

月亮堰隧道实施性施工组织设计

(1)兰州至重庆新建铁路工程施工资料月亮堰隧道施工设计图纸、工程量清单。

天然气管道定向钻穿越工程施工组织设计(2)现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。

(3)国家有关政策方针和国家铁道部有关技术标准规范规程和技术标准。

(4)主要的工程技术规范、标准、规则、规程:

(1)坚持科学性、先进性、经济性、技术可靠性、工期保障原则、风险可控性原则、以人为本原则、合理性与实用性相结合原则;

(2)整体推进,均衡生产,确保总工期的原则;

(3)保证重点,突破难点,质量至上的原则;

(4)保持施组设计严肃性与动态控制相结合的原则;

(5)强化组织指挥,加强管理,保工期、保质量、保安全;

(6)优化资源配置,实行动态管理;

(7)文明施工,保护环境;

(8)按照“技术领先、装备先进、施工科学、组织合理、措施得力、突出重点、兼顾一般、稳中求快、预案在先、规避风险、争创第一”原则进行月亮堰隧道施工组织设计的编制。

2.1主要设计技术指标

旅客列车速度目标值:;

最小曲线半径: 一般5,困难4500m;

标准线间距:4.6m; 牵引种类:电力;

机车类型:客机SS7E、货SS7、动车组;

月亮堰隧道按200km/h双线隧道设计,并预留提速条件,满足开行双层集装箱列车运输的要求,轨道类型为有碴轨道。隧道衬砌设计使用年限级别为一级,设计使用100年。洞内采用重型轨道碎石道床,铺设Ⅲ型轨枕及60kg/m钢轨,轨道结构高度77cm 。此隧道位于合川区大石镇,施工位置距212国道约2000米。全长2635m,进口桩号为DK875+665,出口桩号为DK878+290,本隧道为于半径为5500m的缓和曲线上,纵坡坡度5.6‰。隧道围岩等级为级、IV级、级,最小埋深4m,最大埋深135m。隧道进口DK875+675~DK875+695段采用25m长大管棚进行超前支护,出口DK878+265~DK878+290段采用30m长大管棚进行超前支护。

级围岩采用大拱脚台阶法施工,超前支护采用φ42超前小导管支护,一环布设38根每根长度3.5m,搭接长度1.1m,钢架采用I20b型钢架全环施工,级I型加强复合衬砌段钢架间距为0.8m, 级II型加强复合衬砌段钢架间距为0.6m。IV级A型复合衬砌段采用台阶法施工,超前支护采用φ42超前小导管支护,一环布设30根每根长度3.5m,搭接长度1.5m,拱墙采用格栅钢架,间距为1m,IV级B型复合衬砌段采用台阶法施工,超前支护采用φ42超前小导管支护,一环布设30根每根长度3.5m,搭接长度1.5m,拱墙采用格栅钢架,间距为1m,级A型复合衬砌段采用台阶法施工,超前支护采用φ42超前小导管支护,一环布设31根每根长度3.5m,搭接长度1.5m,拱墙采用格栅钢架,间距为1m,级加强复合衬砌段采用台阶法施工,超前支护采用φ22超前锚杆支护,一环布设30根每根长度3.5m,搭接长度不小于1m,拱部1800采用三肢格栅钢架支护,间距为2m。

进口采用斜切式洞门,出口采用台阶式洞门,斜切及斜切延伸段采用明挖法施工,暗挖段采用锚喷构筑法施工。

弃碴应定点堆放;弃碴场的选择至关重要,选择不当,将会诱发新的环境地质问题,如:滑坡、泥石流等。

2.3地质地貌及水文条件:

本段内动峰值加速<0.05g,动反应谱特征周期0.35s,地震烈度小于VI级。

本隧位于重庆市大石镇境内,为四川盆地,属湿热气候带:气候温和湿润,年平均气温14~18℃。最高温度,最低温度,年平均降雨量900~1400mm,6、7、8月为雨季,相对湿度70~80%。

最大风速可达17~26m/s。风向为西风、西北风。

2.6工程重点和主要对策:

主要对策;<<按铁路瓦斯隧道技术规范>>、<<煤矿安全规程>>和<<防治煤与瓦突出细则>>组织施工。聘请煤矿行业瓦斯防治专家对隧道施工人员进行安全培训,组织隧道瓦斯防治专业组,制定紧急预案,措施到位,责任落实到人。按规范、规程、细则要求配置隧道有害气体超前预报仪设备及施工设备,在施工过程中按规定对有害气体进行严格检测,根据检测数据,适时对施工方案、方法及施工工艺进行调整,确保施工安全。

3施工组织机构设置及临时工程建设

3.1施工组织机构设置

3.2临时工程及临时设施

I为便于施工,修建贯通连接本隧道洞口的施工便道。

II施工便道采用泥结碎石路面,路基面宽4.5m,层厚20cm,路面设置横向排水坡,坡度2%,便道纵向单侧设50cm宽排水沟。最大纵坡控制在8%以内满足运输大型设备和大宗材料的需要,对于挖方较大的地段,进行必要的防护并设置交通标识、标志,以保证运输安全。

(2)施工用电:施工前期,隧道进口采用250KW的发电机组,出口采用350KW的发电机组,等永临大电架设好后在进口设一台800kvA变压器1座,在出口设一台600kvA变压器1座。

(3)施工用水:隧道进出口施工用水均采用泵送井水解决,为保证高压水头满足开挖所需的压力要求,在隧道附近修建高位蓄水池供应生产用水。

为满足环保要求,施工时在隧道进出口均按设计要求设置污水沉淀池一座,洞内的施工废水需经沉淀净化后排放,排放水质为II级标准。

(5)施工通信:现场管理人员手机24小时开机,方便信息沟通。

(6)生产、生活用房:

为方便施工,钢筋加工厂设置在变压器附近,架子队在附近村落居住。

(7)混凝土拌和站:混凝土由3#拌合站供应。

本隧道施工平面图见附件1:《月亮堰隧道施工平面布置图》

3.3临时工程用地计划

施工便道宽4.5米,长度约4400米,共计占地大约30亩;进口钢筋加工场地为25 *14米,约占地 0.54亩,出口钢筋加工厂场地为24*15,约占地 0.54亩。

4.1施工工艺流程图:

本隧道进口采用斜切式洞门,出口耳墙式洞门,衬砌与洞口环节衬砌采用10m衬砌台车整体浇筑。本隧道掘进采用单向掘进方式施工。

明洞施工工序流程表如下:

明挖 大管棚导向墙 大管棚施作 明作衬砌 回填

4.2.1洞口及明洞开挖方法

隧道进口施工前先进行测量放线,根据测量放线做好边坡开挖轮廓线和截水天沟,以利截排水,同时将洞口段开挖线以外10~30米范围的漏斗、洼地、危石等进行处理,防止地表水向下渗漏或陷穴等继续扩大影响隧道安全,确保边仰坡稳定。明洞段施工避开雨季,施工前在边仰坡开挖边沿5~10米范围内施作截水天沟,保证排水顺畅,截水天沟宽40 cm,深60cm,采用M10浆砌片石。洞口段土石方开挖采用明挖法施工,开挖逐段向暗洞方向自上而下横向分层、纵向分段的方法进行施工;采用挖掘机开挖,必要时采取浅孔小台阶爆破和人工配合机械刷坡,装载机装碴,自卸汽车出碴。开挖后坡面应稳定,平整,美观。

4.2.2边仰坡刷坡与支护

临时边仰坡开挖后应及时施作锚喷挂网支护:进口边仰坡直立开挖时采用8cm厚C25砼湿喷防护,放坡开挖时喷射砼厚度为5cm;锚杆采用φ22,L=3m砂浆锚杆,间距按1.0m*1.0m梅花型布置;铺设单层φ8钢筋网,网格间距25cm*25cm。出口不设临时边仰坡。施工前应清理洞口的危岩,施工期间注意危岩落石的影响。

永久性边仰坡采用C20砼人字形骨架护坡,植草防护,骨架施工应自下而上逐条修筑骨架并应先修筑骨架衔接处,再修筑其他部位骨架,两骨架衔接处应在同一高度。

明洞开挖后,洞口采用φ89长管棚进行超前支护,长管棚采用6mm厚φ89热轧无缝钢。隧道进口管棚长度为25m,隧道出口管棚长度30m,在拱部120°范围内设置32根环向长管棚,间距为50cm。在施作长管棚前,先施工管棚导向墙,导向墙截面尺寸为1m*1m,采用C20砼施作。在导向墙内按设计预埋5mm厚φ127钢管,外插角为1°~3°,可根据实际情况作调整。管棚支护包括封面、布孔、钻孔安管、注浆四道工序。

封面:注浆前喷射砼封闭掌子面,防止漏浆。

布孔:按设计图纸,将注浆管孔位正确测放在工作面上。

钻孔安管:长管棚采用钻机将钢管分节套钻进,管棚设计角度钻进。为了增大管棚的刚度,在长管棚钢管内放置钢筋笼,最后注入水泥浆,并封端。

超前大管棚施工工艺(见图4.2)

图4.2管棚注浆施工工艺

4.2.4明洞衬砌及洞门施工

衬砌施工工艺流程如下表:

图4.3衬砌施工工艺流程

仰拱采用C35混凝土施作且采用全幅施工工艺,基础采用机械开挖,自卸汽车运输出渣。明洞基础应设置在稳固的地基上,基础埋设宽度和深度应符合设计要求;当两侧壁地基松软或软硬不均匀时,应采取措施加以处理。仰拱采用浮式模板整体浇注,仰拱灌注时应抽干基坑内的集水并彻底清除隧底部的全部虚渣。仰拱立模时要准确放出仰拱填充面标高,每板仰拱衔接处不允许出现高低不平现象。仰拱施工缝和变形缝应作防水处理。仰拱施作完后应填充C20混凝土且仰拱及填充应分开浇筑,先浇筑衬砌然后再填充混凝土,填充采取分段整体浇筑,确保仰拱及底部施工质量。施工中应将中心沟槽提前预留出来。

明洞衬砌采用C35钢筋混凝土,浇筑采用整体10米台车一次成型,砼利用泵送入模,插入式振捣器振捣。洞口衬砌与隧道洞门整体灌筑后再进行洞顶回填施工。明洞衬砌砼浇筑施工应符合下列规定:

I、明洞浇筑混凝土前应复测中线,高程和模板的外轮廓尺寸,确保衬砌不侵入设计轮廓线;

II、明洞拱墙混凝土应整体浇筑;

III、明洞混凝土达到的设计强度的70%以上,且拱顶回填土高度达到0.7m 时,方可拆除明洞内模板

斜切段和斜切延伸段衬砌浇注完成且强度达到设计强度100%后在衬砌结构外侧施做2cm厚聚合物水泥砂浆保护层。将混凝土基面整平后,然后再施作厚1.5mm的EVA防水板及无纺布,斜切延伸衬砌拱脚处设置Φ80纵向盲沟,每隔3~5m采用Φ50竖向盲管引入衬砌侧沟,拱脚处设置50cm沙夹乱石反滤层,夯填土表面设置50cm厚粘土隔水层。(注:明洞盲管不得与暗洞排水系统相连接)

隧道进口采用斜切式明洞门,出口采用耳墙式洞门,洞门施工在隧道洞身开挖一段距离后完成,避开冬季和雨季。统一采用衬砌台车立内模,外模采用组合钢木模,拉杆内撑。洞门施工应满足以下要求。

I、洞门构造、尺寸以及基础埋深允许偏差要符合设计要求;

II、洞门及洞口明洞附近的排水、截水设施施工尽早做好,并与洞外排水系统连通,以免地表水冲刷坡面;

III、洞门混凝土达到设计强度后,及时回填边仰坡超挖部分,恢复自然地形坡面。

IV、洞门及洞口明洞衬砌施做完成后,洞口边仰坡与衬砌外缘相交处须填塞密实,以防积水。

回填施工在洞门施工完毕,砼强度达设计强度100%后进行。先施工两侧,回填M10浆砌片石,然后回填碎石土,从下至上,按设计对称分层进行。回填土分层夯实,采用人工配合机械进行分层夯实,每层厚度不宜大于0.3m,其两侧回填土面高差不宜大于0.5m。回填至拱顶齐平后,再分层铺满至设计高度,严禁任意抛填。施工过程中确保防水层不被破坏。当明洞回填完成后,及时进行洞口及洞顶的绿化及防护工作,避免雨水冲刷。回填至设计标高后,需填筑一层50cm厚的粘土隔水层,隔水层应与边仰坡搭接平顺,防止地下水下渗。

隧道暗挖段按照“新奥法”原理组织施工,严格遵循“先预报、管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则,组织机械按照掘进、支护、装运、衬砌多条平行(流水)机械化平行交叉作业,以防塌和瓦斯为防范重点,实现隧道施工的快速、安全、连续生产,全面实现工程预定目标。

施工过程中全面贯彻新奥法施工原则,充分利用围岩的自承能力和开挖面的约束作用,采用锚杆及钢架和喷混凝土为主要施工支护手段,及时对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导施工。

本隧道根据围岩情况,采用锚喷构筑法及光面爆破法开挖,为确保开挖质量,减少对围岩的扰动,对于不同地段采用不同的开挖方法。其中DK875+900~DK877+350、DK877+650~DK878+000采用台阶法开挖,其余地段采用大拱脚台阶开挖法。开挖过程中根据围岩情况,及时修正爆破参数,以期达到最佳爆破效果,并形成整齐准确的开挖面,施工过程中严格控制超挖,杜绝欠挖。

(一)大拱脚台阶法施工工序

(1)利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部φ42超前小导管。开挖上台阶周边,施作初期支护, 即初喷4cm厚砼,铺设钢筋网,架立钢架,施作大拱脚,并设两根锁脚锚杆,锚杆长3.5米。钻设径向锚杆后复喷砼。

(2)在滞后于上台阶周边开挖一段距离后,开挖中台阶部份。初喷4cm厚砼,铺设钢筋网,接长钢架。钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。

(3)在滞后中台阶一段距离后,开挖隧底剩余部份。安设仰拱钢架,后复喷砼至设计厚度。

(4)灌筑仰拱衬砌与矮边墙。

(6)利用衬砌模板台车一次性灌筑拱墙衬砌。

(1)隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。

(2)工序变化处之钢架应设锁脚锚杆,以确保钢架基础稳定。

(3)导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。

(4)钢架之间采用Ø22纵向连接筋及时施作并连接牢固。

(5)复合式衬砌段在施工时,须按有关规范及标准图的要求,进行监控量测,根据监控量测的结果进行分析,确定灌筑二次衬砌的时机及调整支护参数。

(6)当变形和沉降较大时,增设临时抑拱。

4.4大拱脚台阶法开挖及工艺

(二)台阶法开挖及工艺

台阶法开挖施工方法:先进行上部开挖且及时喷锚支护,再进行中部开挖且及时喷锚支护,最后底部开挖施作隧底喷混凝土,台阶长度应控制在10~50m左右,围岩稳定性差时,应控制在3~10m。

(1)台阶法施工工艺流程见图4.5;

(2)台阶法施工工序见图4.6;

图4.6台阶法施工工序

本隧采用Φ42mm超前小导管预支护加固岩层。

超前小导管采用Ф42无缝钢花管,壁厚3.5mm。小导管设置在没有长管棚支护的地段,在前部管壁按梅花形布置注浆孔,孔径6~8 mm, 孔间距10~20 cm。壁厚为3.5mm,前端加工成锥形, 尾部外露长度不小于30cm。

小导管注浆采用压浆泵注水泥浆。小导管的布置见“小导管超前支护布置(见图4.7)”。

图4.7小导管超前支护布置

小导管注浆:注浆前进行压水试验,检查机械设备是否正常,管路连接是否正常。压注水泥浆时注浆压力依据地层致密程度决定,一般为0.2~0.3MPa。具体浆液配合比和注浆压力由现场试验确定。注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压时可结束注浆。小导管注浆后,用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙。

小导管注浆工艺流程见“小导管注浆施工工艺流程见图4.8”。

图4.8小导管注浆施工工艺流程

本隧道均采用光面爆破技术开挖。光面爆破施工顺序(见图4.9)。

①钻孔:钻孔采用风动凿岩机进行钻孔作业。

②爆破:进行爆破试验并不断修正设计爆破参数,以达到最佳爆破效果。成立爆破作业小组,实行定人、定位、定标准的岗位责任制,确保正常实施,其具体措施如下:

a、隧道中线测桩之间距,不超过10米,每50米设一水准(BM)点,并在每排炮开钻前准确绘出开挖轮廓线、周边眼、掏槽眼的位置。

b、每次测量放线时,对上次爆破断面进行检查,及时调整爆参数,以达到最佳爆破效果。

B、钻孔作业方法步骤:

a、钻孔前,钻工要熟悉炮眼布置图,严格按照钻爆设计实施。

b、定人、定位、对周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。

c、严格控制炮眼间距,误差不得大于6cm,方向相互平行,严禁相互交错,硬岩炮眼利用率达90%以上,开挖轮廓要圆顺、符合隧道设计轮廓线尺寸的要求。

d、严格控制周边眼钻孔外插角度,相邻两茬炮之间错台不大于10cm。

C、爆破作业的技术要求

a、装药作业要定人、定位、定段别。

b、装药前,所有炮眼必须用高压风吹净尘沫。

c、严格按设计的装药结构和药量装药。

d、严格按钻爆设计的联接网络实施。

(2)光面爆破的施工方法:

a.为减少对围岩的扰动及降低爆破振动的强度,周边眼选用光爆小直径药卷装药,其余炮眼用集中装药。

b、掏槽眼用直眼掏槽,“四眼掏槽”型;

d、选用合理装药不偶合系数,提高光爆效果,不偶合系数选用1.8。

对V类围岩按小进尺循环考虑,L=1.5~2.0米。

①隧道周边眼按预裂爆破设计,以减少掏槽眼,掘进眼爆破对周围的振动效应。

间距:E=(8~12)d (d为炮眼直径)

抵抗线:W=(1~1.5E)

装药集中度:δ=0.1~0.4(kg)

②掏槽眼、底板眼爆破的段装药量,一般取最大允许装药量的70%。

③合理地选择段间隔时差:为避免振动波的叠加作用,软岩采取100~200毫秒,硬岩100毫秒。

钻孔深度按2.5米计算

钻孔设备:风动气腿式凿岩机6台。

炮眼设计:采用双临空平行直眼掏槽,眼深2.5米计算。

微震爆破作业段最大一段允许装药量:

Qmax=R3×(Vkp/K)3/a 式中:Qmax—最大一段爆破药量,kg;Vkp—安全速度,cm/s;取Vkp=/s;R—爆破安全距离,m;K—地形、地质影响系数;a—衰减系数。K、a值是针对隧道的具体情况,通过多次试爆进行K、a值回归分析后确定。

GB 50166-2019标准下载图4.9光面爆破施工工艺

本隧道洞身初期支护由挂钢筋网、喷射砼、型钢钢架、拱部中空锚杆和边墙砂浆锚杆组成。支护紧跟开挖面及时施作,以减少围岩暴露时间,抑制围岩变形,防止围岩在短期内松弛剥落。

初期支护施工程序(见图4.10)。

图4.10初期支护施工程序

本隧道采用湿喷砼工艺。

喷射砼分段、分片、分层进行,由下向上,从无水、少水向有水、多水地段集中,多水处安放导管将水排出。施喷时喷头与受喷面基本垂直,距离保持1.5~2.0m。设钢架时,钢架与岩面之间的间隙用喷射砼充填密实,喷射顺序先下后上对称进行:先喷钢架与围岩之间空隙,后喷钢架之间。钢架应被喷射砼所覆盖,保护层不得小于4cm。喷前先找平受喷面的凹处,使喷出的砼层面平顺光滑。具体施工工艺(见图4.11).

市政工程污水管道顶管施工方案-secret图4.11喷射砼施工工艺

喷射混凝土的厚度和表面平整度应满足:平均厚度大于设计厚度;检查点数的60%及以上大于设计厚度;最小厚度不小于设计厚度1/2,且不小于3cm。喷射混凝土表面做到密实、平整,无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓和渗漏水,锚杆头钢筋无外露。

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