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隧道施工组织方案.doc中隔墙上方的围岩是薄弱环节,施工过程中在中导洞开挖及两侧正洞拱部开挖时有多次扰动,同时伴有不利的偏压、变位和不平衡推力都要作用在中隔墙上,故中隔墙施工是双连拱隧道施工的重点和难点。
由于中隔墙要提供施工时抗滑移和结构抵抗收敛变位的能力,对基底的要求很高,故必须对基底进行认真处理。
首先清除基底浮碴、杂物和积水,喷射砼,施作找平层,检测基底的承载能力,由于Ⅴ级及Ⅳ级围岩地段为地层较软弱或围岩较破碎,必须进行砂浆锚杆加固。具体施作方式请参看辅助施工措施。
采用5mm厚热轧钢板制作大块中隔墙模板,拐角处设异形定型钢模,模板间螺栓连接;模板采用槽钢和对拉钢筋固定牢靠并辅以外撑加固;钢筋现场绑扎、焊接;砼按先基础,后墙身顶帽的顺序进行施工,砼采用拌和站集中拌制,输送车运输,输送泵泵送入模,机械捣固密实。
5000m3球形储罐安装工程施工组织设计C、中隔墙顶部围岩加固和填充
a.根据以往施工经验及弹塑性有限元分析表明,中隔墙顶部的岩体和稳定性至关重要,由于施工过程中频繁的扰动,较早出现塑性破坏,岩体单元变位较大,如不及时补强,塑性区迅速扩展,围岩压力呈不平衡分布,对未完成的结构将构成很大威胁,故此必须对中隔墙顶部围岩进行加固。具体方法是:
在中隔墙顶两侧主拱拱脚位置沿拱架边缘径向各布设2根注浆导管,初期支护完成后压注单液纯水泥浆进行加固。
b.保证中隔墙和支护间的间隙填充密实,对中隔墙上部围岩稳定和墙身承受侧压力有很大作用。采取的措施一是中墙混凝土采用泵送封顶;二是沿墙顶每5~10米预埋注浆管,用注浆泵分次压注高标号水泥砂浆回填密实。
D、正洞洞身开挖过程中隔墙防偏压侧回填
隧道施工过程中左右主洞初期支护和二衬不可能同时同步进行,故中隔墙防偏压侧回填处理必须在先行主洞开挖前进行,目的是使中墙受力状态在先行主洞开挖过程中由于存在辅助衡压力而趋于平衡,有效防止中墙侧移、倾覆和下沉。防偏压侧回填方式有:
根据不同的围岩类型确定回填方式,当导洞为软弱的Ⅴ或者Ⅳ级围岩时,先在加固的墙身一侧垫一层土工布或者三层油毛毡防止损坏中墙墙面,然后回填土并夯实,直至达到中墙顶部下推3米的高度再浇注150cm厚的C10砼压制土层防止拱起;对于Ⅲ级围岩地段则采用圆木支撑方式,就是用直径为25cm左右的圆实木按50cm排距支撑5排并沿隧道轴线按80cm的间距呈梅花型布设,如果在施工过程中发现此方式效果不好,也可奏报监理工程师采用工字钢支撑或者回填密实碎石方式确保中墙安全。
(3)正洞洞身开挖方法及其施工工艺
Ⅴ级围岩地段采用三台阶分部法开挖;Ⅳ级围岩地段采用上下台阶法开挖,Ⅲ级围岩地段采用全断面开挖法,施工工艺见 《光面爆破施工工艺框图》。
Ⅴ级围岩于进出口地段共计36米的范围内出现。采用三台阶法分部开挖;该地段开挖前采用40米长管棚对隧道进出口围岩进行预支护,可以利用挖掘机和风镐开挖掘进,必要时采用弱爆破进行松动。正洞上台阶开挖采用预留核心土法进行,台阶长度在5米以内,开挖高度约为3~4米,开挖单循环进尺控制在100cm以内,预留核心土,以确保围岩结构稳定及施工安全。中台阶首先开挖曲边墙部分,完毕后架设钢拱架落脚抵到基岩以防止不均匀沉降,锚喷支护后可以开挖剩余核心围岩,中台阶距离长度不宜过长,保持在5~7米。下台阶施工也要紧跟掘进,尽快开挖并浇注基础和仰拱使隧道拱圈尽早闭和,洞口存在偏压地段要施作仰拱钢支撑。施工顺序见《Ⅴ级围岩施工顺序图》。
B、IV级围岩开挖方法
本隧道IV级类围岩长度共计59米,正洞采用采用超短正台阶法开挖,拱部采用周边眼隔孔装药方式的光面爆破,其余围岩采用松动或预裂爆破。开挖必须在超前支护施工结束后才能进行,开挖后立即进行锚喷支护紧跟到掌子面。台阶长度控制在4~6m,每次开挖循环进尺控制在1~1.2m,施工时左洞先掘进,当进洞开挖100米以上,待左洞二次衬砌施工达40米以上且和围岩成为整体受力结构后再开挖右洞。施工顺序见《Ⅳ级围岩施工顺序图》。
本隧道大部分地段为Ⅲ级围岩,长度约90米并处于隧道中部,覆盖层较厚,岩性为微风化花岗岩,自稳能力强,整体性较好。正洞可采用全断面法开挖,如遇地层破坏带或围岩节理较发育,也可采用超短台阶开挖;Ⅲ级围岩拱部采用光面爆破,边墙和仰拱进行预裂爆破后用挖掘机挖除。施工顺序见《Ⅲ级围岩施工顺序图》。
D、隧道洞内施工防止塌方及事故处理预案
由于本隧道开挖断面大,浅埋段较长,地质情况不良且围岩多次受到爆破扰动,极易发生塌方事故,故必须从开挖手段和事故处理过程中着手:首先,塌方事故是可以尽量避免的,这就要求我们严格控制施工工艺、循环进尺以及避免过多爆破装药量,对暴露的围岩要及时进行初喷保护等措施;其次,塌方事故处理要及时,避免塌孔继续扩大,查明塌方原因,对坍塌段的形态、规模、围岩岩性和地质构造等进行详细观测和分析,制定合理、科学的治理方案。具体治理措施有:①及时锚喷支护加固周边未坍塌地段,做好周边防排水工作,同时通知相关部门到场商议增强治理方案;②施作超前支护,稳固拱顶;③边清除碴体边施作钢支撑以及初期支护;④用泵送的方式将混凝土回填塌孔并做好生态和环保工作。
掏槽采用垂直中空直眼和楔形斜眼掏槽形式,中空眼使用φ80钻头钻成。
隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩光面爆破及预裂爆破技术措施
(2)减少循环进尺,依次减少爆破装药量,和单响药量。
(3)根据围岩的实际情况减少或加大周边孔间距,隔孔装药,以减弱对围岩的爆破应力。孔内采取不偶合装药,减少线装药密度。
(4)必要时改变掏槽方式,加大掏槽孔装药量,增加掏槽孔的效果。
隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩采用掘进台车作业,在施工中根据光面爆破设计结合现场地质变化情况进行爆破试验,不断修正爆破参数以达到最优爆破效果。
钻眼前,放出开挖断面中线、水平和断面轮廓线,并根据爆破设计标出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻眼。
钻眼时,掏槽眼、周边眼按设计的深度、角度施工,误差控制在设计要求的允许范围内。
钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查,并做好记录,对不符合要求的炮眼重钻,经检查合格后方可装药爆破。
①装渣采用ZLC50型侧卸式装载机进行,2036K载重汽车运输。
②出碴时,掌子面与弃碴场均安排一名指挥员,指导机械的作业。并保证施工的安全。
③确保洞内道路平坦,坑洼不平地段可铺设碎石进行修整,不得影响运输车辆的通行。出碴时,掌子面不得有其他人员。
④如遇台阶路段,采用人工斗车将碴推运至下台阶,挖掘机配合钩挖;下台阶采用装载机装碴,自卸汽车运出洞外。
本隧道设计考虑预留变形量数值为:Ⅴ级围岩10cm,Ⅳ级围岩7cm,Ⅲ级围岩3cm。
各种类别围岩的支护与衬砌类型号如下表:
主洞及中导洞复合衬砌各类支护参数表:
注:初期支护喷射砼均采用湿喷法喷射。
初期支护要紧跟开挖面及时施工,减少围岩暴露时间,控制围岩变形,防止围岩短期内松弛。对于Ⅴ、Ⅳ级围岩由型钢支架、系统锚杆、锁脚锚杆、钢筋网、C25喷射混凝土组成,而对于Ⅲ级围岩则由系统锚杆,钢筋网及喷射混凝土组成。型钢拱架具有刚度大,发挥作用快的特点。每榀型钢钢架之间用φ22钢筋连接,并与系统锚杆焊为一体,与围岩密贴,形成承载结构。当应力较大时,初期支护在径向设置伸缩缝,以控制作用在初期支护之上的变形荷载。在拱架连接处锁脚锚杆必须施工到位并焊牢,使拱架连接处刚度加大并和锁脚锚杆成整体受力结构。
①锚杆开孔定位,严格按设计和规范要求进行,锚杆与网片或拱架应焊接牢固,以充分发挥锚杆悬吊岩体,达到整体加固和支撑岩体的作用。
②用风和水冲洗锚杆孔,确保孔内不留石粉和石碴,使砂浆或锚固剂充分发挥加固围岩与锚杆的紧密接触,达到加强支护作用。
③如果是使用药卷锚杆,则应先将药卷侵入清水软化后用炮棍逐个送入孔内,并捣实,再用机械缓慢旋转打入锚杆。锚杆孔内装药长度不得小于眼深的80%。
④如果是砂浆锚杆,则在清孔后先注入砂浆,然后打入锚杆,最后安装挡头板。
在喷射砼之前,用水或风将受喷面粉尘和杂物清除干净。
拌料时严格掌握规定的速凝剂掺量、防腐掺加剂量和砼配合比,其水灰比一般控制在0.4~0.5,喷射距离一般为0.8~1.2m,且垂直于岩面。初喷厚度3~4cm找平,复喷每次5~8cm,直至设计厚度。两次喷射间隔时间为15~30分钟。需要注意的是,喷射混凝土完成时间距下次爆破时间的间隔不得小于4h。
喷射顺序是自上而下,先墙后拱,分区分段依S型进行,分段长度不宜大于6m;喷射料束运动轨迹采用环形旋转和水平移动,并一圈压一圈,环形旋转直径约为0.3m。喷射第二行时,依顺序由第一行起点上方开始,行间搭接2~3cm。
漏水地段先用塑料管将水引出,并根据实际情况调整砼配合比,增加水泥用量,再喷射砼。
本隧道为双车道连拱隧道,最大开挖宽度达到26.14米(断面净宽),在洞口浅埋地段及Ⅴ级软弱围岩地段施工难度较大,施工时采取强有力的辅助施工措施与初期支护相结合。本隧道采用的辅助施工措施有:进出洞口40米长管棚、超前小导管、超前锚杆和中隔墙顶部、地基加固。
在隧道开始进洞掘进开挖前必须施作40米长管棚作为超前支护,管棚材料采用φ108钢花管,壁厚为6mm,总长度由节长3m、4m、6m、7m的钢花管组合而成,管棚的施工工艺如下:
①首先在明洞外轮廓线外测量放样导向墙位置,导向墙整体由C25砼浇注而成,里边埋设有3榀I14工字钢和长度为2米的φ133导向钢管,环向间距为50cm;
③孔深到位后马上顶进钢管,管节连接头采用15cm长厚壁箍,上满丝扣,且务必保证多根钢管在同一横段面上接头数不大于50%,相邻钢管的接头至少错开1米距离以上;
⑤在每根钢管注浆完成后,及时用压力水冲洗钢管内的浆液,紧接着在全部钢管内注满30号水泥砂浆,达到增强钢管的刚度和强度的目的。
超前锚杆设置在主洞及中导洞Ⅳ级围岩地段。锚杆采用直径22mm,长350cm的20MnSi锚杆,环向间距约40cm,纵向间距170cm,梅花形布置,外插角5~17度。实际施作时锚杆方向应根据岩体结构面产状确定,以尽量使锚杆穿透更多的结构面为原则,每排锚杆的纵向搭接长度也要求不小于1.0m,每打完一排锚杆后,开挖拱部,架设钢拱架,锚杆尾部与钢拱架相焊接,以加强整体受力。
无论采用何种开挖方式,中隔墙底部始终均为受力最大的基础点,尤其是白鹅隧道Ⅴ、Ⅳ级围岩地段,岩层破碎,中墙部位地面沉降最大,因此必须对中墙顶部和底部进行加固:
中墙顶部采用3根3米长的药卷锚杆向上张开布设,施工时先在中导洞顶进行中轴线测量放样,然后垂直中轴线按设计网度施打药卷锚杆,并保证预留50cm嵌入中墙砼中。
中墙地基加固前对地基标高以及锚杆孔位进行测量放样,钻孔后施打7根2米长的砂浆锚杆,二根外侧锚杆向外倾施作,外插脚为15度(其中Ⅴ级围岩地段外插锚杆孔位距相邻直立锚杆为70cm,Ⅵ级围岩地段为60cm),中部锚杆直立向下按间距为60cm打入,施工完毕后用高压水把污泥冲洗干净,然后将锚杆尾部绑扎入中墙基础钢筋中。如地基加固后仍不能解决地层破碎或者承载力问题,可上报监理工程师建议改变支护方式为注浆小导管加固地层。
衬砌作业采用12m长液压式全断面整体钢模台车、混凝土输送泵和混凝土输送车等机械化施工模式。混凝土的生产采用洞外拌合站集中拌制,混凝土运输车运输,浇筑采用混凝土输送泵。
衬砌台车下留有一定空间以利于车辆的通行,以保证衬砌施工的同时,其他工序的施工能正常进行。衬砌台车采用I24号工字钢及厚度为8mm的钢板加工制作而成,拱架采用工字钢或轻型钢轨制作,模板采用大块组合钢模板并与拱架焊接牢固。衬砌台车模板长12m。台车就位后,依靠台车的伸缩装置,调整拱架,使拱架断面形式符合衬砌断面形式,并确保其位置正确。砼浇灌完成,强度达到拆模条件时,收缩拱架,使模板脱离混凝土,然后行走台车,达到新的位置,灌筑下一段混凝土。
1、二次衬砌的施工时间控制:监控量测各测试项目所显示的位移率明显减缓并已基本稳定。
在初期支护基本稳定的条件下:严格清除锚杆及钢筋网露头,被喷混凝土使其表面平整圆顺,凹凸量不得超过3cm,然后铺设无纺土工布,1.5mm厚聚氯乙烯防水板与喷层密贴,防水板间采用专用熔接器扣焊焊接,搭接长度不得小于100mm。当上述条件满足时,则要尽快施作二次衬砌。二次衬砌施作前,应做好防排水的施工,当防排水系统经检查符合要求后,方可进行二次衬砌的施工。
2、二次衬砌施工工艺流程图见表《衬砌施工工艺框图 》。
①根据测量的隧道中线及标高,铺设台车运行轨道。台车运行轨道中心与隧道中心线一致,其误差不得大于3cm。
②将钢模台车运行到待浇混凝土地段,调整就位。
③钢模台车就位后,锁定卡轨器,交替启动垂直油缸和侧向油缸,使模板立于设计要求位置。
④调整基脚千斤顶使其支顶于垫木和木楔上。然后安装并固定基脚模板。
⑤检查模板的位置,如发现有偏差,采用千斤顶进行调整,如偏差过大,则需移走台车,重新定位运行轨道,重新立模。
⑥安装并固定挡头板和接缝模板。
基坑支护(地下连续墙+内支撑)施工工艺卡.docx①所有钢筋的截断及弯曲均在工地现场内进行。
②钢筋要按图示的形状尺寸进行弯曲。所有钢筋均采用冷弯。
③所有钢筋要准确安设,当浇筑混凝土时,用支承将钢筋牢牢固定。钢筋要可靠地系紧在一起,不允许在浇注混凝土时安设或插入钢筋。
④环向钢筋需在加工棚先弯制成形,然后搬到待浇筑地段进行绑扎。纵向钢筋与环向钢筋间采用焊接连接,内外层钢筋与架立筋之间也采用焊接连接。
⑤钢筋安装加工时不得损坏防水卷材TB 10054-2010标准下载,如防水板出现划破,需立即进行补焊。
①混凝土灌筑采用泵送浇筑的方法进行施工,且应对称分层连续进行。