隧道三台阶法施工左、右侧台阶错开 2 ~ 3m为什么?

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他一定是哪里做的不够好,别替他瞒着了,告诉我们吧~
隧道施工方案
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铁炉隧道施工组织设计一、总则1.1 编制依据(1)新建铁路长昆客专隧道施工图;(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)主要的工程技术标准、规程:1)《铁路工程建设项目环境影响评价技术标准》(TB 1)2)《铁路隧道监控量测技术规程》(TB 1)3)《铁路建设项目现场管理规范》(TB 1)4)《铁路混凝土工程施工技术指南》(TZ210—2005)5)《铁路隧道超前地质预报技术指南》铁建设〔号6)《新建铁路工程测量规范》(TB 1)7)《铁路隧道超前地质预报技术指南》铁建设〔号8)《铁路工程施工安全技术规程》(上册)(TB 03)9)《铁路工程施工安全技术规程》(下册)(TB 03)10)《铁路隧道瓦斯技术规程》11)《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204—2008)12)《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB)13)《爆破安全规程实施手册》14)《高速铁路隧道工程施工质量暂行验收标准》(TB)1.2 编制原则(1)节约资源和可持续发展的原则。贯彻“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的基本国策,依法用地、合理规划、科学设计、少占土地;搞好环境保护、水土保持和地质灾害防治工作;维持既有交通秩序。(2)科学、经济、合理的原则。合理安排施工顺序,组织均衡、连续生产;以关键工序为中心,建立数学模型进行工期、资源优化;管理目标明确,指标量化、措施具体、针对性强。(3)引进、创新、发展的原则。积极采用、鼓励研发旨在提高工程技术和施工装备水平、保证施工安全和工程质量、加快施工进度、降低工程成本的新技术、新材料、新工艺、新设备。(4)“六位一体”管理的原则。结合建设项目特点,建立建设项目管理的目标体系、责任体系、分级控制系统和评价评估体系,按照计划、组织、指挥、协调、控制等基本环节,将质量、安全、工期、投资效益、环境保护和技术创新分解细化为最佳匹配的实施目标,以标准化管理为基础,全面实现“六位一体”管理要求。(5)符合性原则。满足建设工期和工程质量标准,符合施工安全。1.3 编制范围本施组的编制范围为长沙至昆明铁路客运专线铁炉隧道DK180+154(设计起点)~DK182+340(设计终点), 线路正线全长2186m。1.4 设计概况(1)建筑限界、衬砌内轮廓该双线隧道轨面以上净空横断面面积约为100m2 ,隧道左右线间距为5m(曲线地段及锚段衬砌断面不考虑加宽)。隧道内采用CRTSI型双块式无碴轨道,轨道结构高度515mm(内轨顶面至支撑层底面)。(2) 洞门及洞口工程⑴隧道进、出口均为斜切式帽檐洞门。⑵进出口仰坡坡率1:1.25,坡面采用喷锚支护进行防护,并植草及灌木绿化,与路基、桥梁段过渡顺接。⑶洞顶截水天沟排水引至地势低洼沟谷处或路基侧沟内。(3) 衬砌支护⑴全隧采用复合式衬砌,由初期支护、防水隔离层与二次衬砌组成,⑵隧道施工全过程采用监控量测、超前地质预报。支护采用超前支护、超前周边注浆、上半掌子面注浆、径向注浆等加强支护措施。(4) 防、排水隧道防排水采取“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则。由于本隧道地下水丰富,防排水采用“以堵为主,限量排放”的原则,达到防水可靠、经济合理的目的。(5) 弃碴铁炉隧道弃碴总量约34.6万方(实方),线路或站场调配14.4万方,隧道设弃碴场2座,设计总容量62.2万方,总计占地114.0亩,占林地92.8亩,耕地21.2亩,占水塘3处。进口弃碴场位于DK180+200线路右侧约200m,设计容量28.9万方,占用林地72.0亩,水塘3处。出口弃碴场位于DK182+200线路右侧约250m,设计容量23.8万方,占用林地20.8亩,耕地21.2亩。隧道总出碴量:隧道开挖断面为126m2,隧道总长度为2186m。总出碴量为:126*m3≈27.54万方设计弃碴总量为34.6万方大于27.54万方,所以弃碴场容量满足隧道弃碴场建设要求。出碴时人工配合机械出碴。二、工程概况2.1 铁炉隧道概况铁炉隧道位于湖南省邵阳市新邵县坪上镇双石村村后的山坡上进入隧道,下穿岩山岭,隧道出口位于杨桥村附近的山坡上。隧道进口里程DK180+154,出口里程DK182+340,隧道全场2186m,为双线隧道;隧道内最大埋深149m。隧道全长位于直线上;隧道内纵坡为3%的单面上坡。隧道穿越低山区,地貌形态复杂,沿线地形起伏较大,所经之处山势陡峻,冲沟发育,山体植被繁茂,相对高差约165m。地势总体呈西高东低,进口坡度15~25之间,出口自然坡度20°~40°之间。全隧Ⅲ围岩段采用台阶法施工,Ⅳ围岩段采用弧形导坑预留核心土法施工,Ⅴ级围岩采用三台阶七步作业法或大拱脚台阶法施工,明洞采用明挖法施工。2.2 主要技术标准铁路等级:客运专线。正线数目:双线。速度目标值:250km/h,基础设施预留进一步提速条件。最小曲线半径:4000m。最大坡度:20‰,特殊地段30‰牵引种类:电力。机车类型:动车组。到发线有效长度:650m。行车指挥方式:综合调度集中。列车运行控制方式:自动控制。2.3工程重点及难点2.3.1 工程特点⑴工期较紧,施工任务比较重。⑵工程地质及水文地质条件复杂。富水断层破碎带多,围岩破碎软弱,地下水丰富,易坍塌、突泥涌水,施工风险高。2.3.2 工程重、难点⑴地形条件复杂,尤其是隧道洞口到弃碴场的道路,临建规划坚持高标准,一次到位,保证使用安全,确保不制约生产。⑵隧道工程穿越多条富水断层破碎带,采用先进的综合地质预报技术,避免坍塌、突水突泥的发生,做好隧道施工安全风险管理与控制是重点所在。⑶隧道进口为反坡地段施工,探、治、排水是关键;隧道单工作面掘进距离长,施工通风难度较大。⑷在确保安全的前提下,抓好施工进度保证工期是关键。2.3.3 主要施工风险所在铁炉隧道穿越岩溶地质,岩溶形态以线状、缝状的溶隙、溶洞为主岩溶发育中等,容易出现塌方、冒顶、水涌等地质灾害。隧道存在断层带有断层泥分部,其结构呈散体状,胶结程度差,遇水软化,崩解,易引起该段塌方,涌水、涌流现象。三、工程及水文地质条件3.1工程地质隧道区地质构造复杂,岩相变化较大。根据区域地质资料,并结合地质调查;隧道区有一压性逆断层F1通过,与线路相交于DK180+654处,产状为129°∠80°,该断层为非活动性断层,延伸长度较大,破碎带宽约10~20m,节理裂隙铰发育,节理多呈微张状,裂面平直,局部泥质充填,节理面有溶蚀显现。隧道区发育以褶皱,整体表现为西高东低的向斜构造。向斜轨迹北东—南西,轴长>0.4m,和线路相交,交角约为40°—60°,其核部为泥盆系上统锡矿山组中段钙质砂岩。DK180+170~DK180+888岩层产状:115°<70°;DK181+211~DK181+501段岩层产状:110°<44°;DK181+501~DK182+280D段层产状:112°<42°。3.2 水文地质⑴地表水系隧道区内地表水系不发育,主要地表水系体为沟谷中季节性溪流,受季节和气候影响,水位有所变幅;区内沟谷坡降较大,利于地表水向下游排泄。⑵地下水特征隧道区地下水主要赋存于石炭系和泥盆系基岩裂隙及岩溶裂隙溶隙溶中,该隧道区洞身内地下水分布,水量受赋存介质,地质构造、地层岩性等地质条件控制。地下水按赋存条件的不同,可分为如下几种类型:①第四系松散岩类孔隙潜水 主要赋存于土石界面以上及区内碎石类土中,地下水主要由大气降水补给。该层透水性、含水性好,雨季含水丰富,通过基岩节理裂隙、地质构造带等通道传输补给到下伏岩层中,该层水对隧道洞身无直接影响。②主要赋存于石炭系和泥盆系基岩中裂隙岩溶水隧道内该层水主要靠大气降水补给,排泄方式通过裂隙渗透径流向低处补给,或以泉的形式排泄。③断裂构造带水 隧道区内构造水主要为断层破碎带内水及褶皱带内水。a层破碎带内水:F1断层破碎带及其影响带内,岩层破碎,地下水发育。其中F1断层经测绘,物探、钻探表明溶蚀十分发育,溶洞大部分在断层F1上,为导水构造。对隧道洞身影响较大。b褶皱带内水:隧道区内褶皱带内水主要分布于背斜两翼的次级向斜核部,该部位地下水富集区,地下水丰富。隧道区域内有断层F1斜穿隧道,断层F1及向斜核部岩层节理裂隙发育,具较强透水性,且该区富水条件较好,并且雨季裂隙水易于下渗。⑶隧道区地下水对普通混凝土不具侵蚀性。⑷本隧道正常涌水量2917m3/d,最大涌水量6988m3/d。3.3 气象条件湖南省属中亚热带湿润气候区,具有气候温和、热量丰富、雨量集中、雨热同季,四季分明的特点,多年平均气温16~18℃,一般东南部高于西北部1.5~2℃,1月气温最低,7月气温最高,4~6月为雨季,7~8月高温多暴雨,9月至次年3月为旱季。月平均气温为3.29℃。四、工期安排4.1总工期铁炉隧道计划开工日期:日,计划完工日期:日,工期14个月。4.2阶段工期分阶段工期安排为:日进场准备,日隧道洞口开挖,隧道主体施工总工期14个月,隧道结束日期 日。施工准备:日~日。洞门及明洞施工:日~日;洞身掘进及支护:日~日;洞身防水及衬砌:日~日;隧道附属工程及洞门绿化:日~日;沉降时间:日~`日。4.3节点工期进洞施工:日。全隧贯通:日。衬砌完工:日。4.4 施工进度计划图表总体施工进度计划网络图见附图3;总体施工进度计划横道图见附图4。五、施工组织安排5.1 建设管理目标5.1.1建设总体目标 以科学发展观为指导,全面推行项目标准化管理,落实“六位一体”管理要求,坚持“高标准、讲科学、不懈怠”,落实质量方针,主体工程质量零缺陷。按照建设优质铁路、平安铁路、绿色铁路、和谐铁路的要求,加强组织领导和协调配合,加强质量管理,强化施工安全,注重技术创新,把铁炉隧道建设成为质量上的精品工程、安全上的样板工程、管理上的示范工程。5.1.2 质量目标工程实体质量满足国家和铁道部有关标准、规范、规定及设计文件要求,其施工过程或实体工程质量满足如下要求:⑴各检验批、分项、分部工程质量检验合格率达到100%;单位工程一次验收合格率100%。⑵实车最高检测速度实现设计速度110%,开通速度达到设计速度目标值。⑶在合理使用和正常维护条件下,隧道工程结构的施工质量,满足设计使用寿命期内正常运营要求。⑷杜绝工程质量等级事故。5.1.3安全生产目标⑴杜绝较大及以上施工安全事故;⑵杜绝较大及以上火灾爆炸事故;⑶杜绝因建设引起的较大及以上铁路交通事故;⑷遏制一般生产安全事故;⑸遏制因建设引起的一般铁路交通安全事故。5.1.4 工期目标铁炉隧道计划于日开工,日完成隧道主体工程施工,主体工程工期14个月,沉降3个月。5.1.5环境保护目标沿线水体功能、耕地资源得到有效保护,土石方工程的水土流失得到有效防止,噪声、振动的环境影响得到有效控制,高速铁路设施、建筑与沿线城市环境、自然景观和谐相容,努力建设一条资源节约型、环境友好型的高速铁路。环境保护、水土保持设施与主体工程“同时设计、同时施工、同时投入使用”。5.1.6 投资控制目标在保证工程安全、质量、工期、环保、科技创新目标前提下,严格把总投资控制在国家和铁道部批准的数额内,取得最佳的投资效益和社会效益。5.1.7技术创新目标按照《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和“铁路科技发展十一五规划”目标,从我国铁路实际出发,结合工程特点,大力推进原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新。(1)完善时速350km客运专线铁路隧道安全防护、防排水设计、施工技术标准;(2)编制隧道地段时速350km客运专线铁路建设工程技术总结。(3)更新旧设备,采用新设备,全面实现机械化施工。5.1.8 职业健康目标注重职工的职业健康,保证文明施工,保障劳动保护,杜绝职业病发生;加强卫生监控,确保无大的疫情,无传染病流行。5.2 管理机构设置、施工任务划分及资源配备5.2.1施工组织管理机构设置根据《建设标准化管理体系》要求,铁炉隧道施工管理应分三个层次:局级项目经理部、项目分部、隧道专业架子队。项目经理部和分部对应设置“五部一室一队”,即工程管理部、安全质量部、计划财务部、设备物资部、综合部、工地试验室和测量队。隧道专业架子队设置专职队长、技术负责人、配备技术员、质量员、安全员、试验员、材料员,领工员和工班长。项目经理谢瑾瑜:执行与有关本工程的实施、完成与缺陷修复等方面的有关事务。对本工程安全保证、质量保证、工期保证、环境保护、水土保持、劳动卫生等工作负责。认真贯彻落实中央提出的有关科学发展观和铁路跨越式发展的总体要求,以人为本、协调发展,做好本工程的建设。项目部管理组织机构见图5-1项目副经理崔凤起:协助管理施工生产。在施工中严把安全质量生产关,抓好施工中安全质量工作,把安全质量责任落实到位。抓好施工生产计划的落实,处理施工中出现的具体问题。负责处理现场的一些日常工作。总工程师吴清强:对本工程质量、施工技术、计量测试等负直接技术责任,带领并指导所有技术人员开展扎实有效的技术管理工作。提出并贯彻改进工程质量的技术措施。负责组织图纸会审,组织重大技术方案的审查,组织对施工组织设计的审查及批准,负责质量计划的编制,检测标准方案的制定。负责新技术、新工艺、新设备、新材料及先进科技成果的推广和应用。具体负责组织对本标段施工方案、施工组织设计及质量计划进行编制及批准后的实施。对施工中可能出现的质量通病及其纠正、预防措施进行审核。组织科研攻关项目,
图5-1 项目经理部组织机构图解决工程施工中的关键施工技术和重大技术难题。对本工程的环境保护、劳动保护和安全生产的技术工作负责,结合本工程的作业环境和施工特点,科学周密地制定并下达安全生产的技术方案、劳动保护措施和环境保护的具体措施,并认真贯彻落实。安全总监张科:依据安全目标制定本标段的安全管理规划,负责安全综合管理,编制和呈报安全计划、安全技术方案等具体的安全措施,并认真贯彻落实。组织定期安全检查和安全抽查,发现事故隐患,及时监督整改。负责安全检查督促,对危险源提出预防措施,制定抢险预案。定期组织对所有参建员工进行安全教育。工程管理部(部长陈玉兵)负责本工程的施工技术工作。编制实施性施工组织设计和施工方案。对施工测量室进行指导并检查工作。负责对设计图纸进行核对、技术交底、过程监控,解决施工技术疑难问题。负责编制竣工资料和进行技术总结,组织实施工程竣工后保修和后期服务。组织推广应用“四新”技术,开发新成果。按照合同规定,与业主协作配合,协调各作业工区做好与其他各承包单位、前后专业工序之间的联系与配合。测量室(队长:梁玉海)负责控制测量、放线定位测量和对工程进行复核、检查及其它抽查性测量工作,负责测量点的交接,根据建设单位和设计部门给定的控制点,布置施工阶段的测量控制网,负责实施竣工测量,并按规定做好相关的测量记录。安全质量部(安质部长:李巨峰)依据质量方针和质量目标,制定质量管理规划,负责质量综合管理,行使质量监察职能。按照质量检验评定标准,对本项目全部工程质量进行检查指导。负责全面质量管理,指导工程项目的QC小组活动。计划财务部(部长:李士寰)负责本工程项目的财务管理、承包合同、成本控制、成本核算工作。参与合同评审,组织开展成本预算、计划、核算、分析、控制、考核工作;按照会计法负责本工程的资金管理,确保项目建设资金的安全和专款专用。负责向业主办理验工计价和合同管理,按时向业主报送有关报表和资料,负责内部承包合同的制定、签定和管理,指导各工区开展责任成本核算工作。负责本工程进度目标的分析和论证、编制进度计划、定期跟踪进度计划的执行情况、采取纠偏措施,并根据施工进度计划和工期要求,适时提出计划修正意见报项目经理批准执行。对本工程各工序进行定额测定及分析,适时算出各工序定额并分析各项目定额单价。物资设备部(部长:贾占金) 根据工程特点及工程量完成设备物资采购和管理,并制定本标段的设备物资管理办法。联系厂家完成重大型机械设备的操作与维修保养培训工作,检查指导和考核各作业工区的物资采购和管理工作。负责本工程全部施工设备的管理工作,制定施工机械、设备管理制度。根据业主的物资供应方案,积极配合做好“统一采购、集中配送”的物资采购工作,按时上报主要物资申请计划,按招标结果和配送中心的分配数量与中标厂商签订供货合同,在现场进行物资的验收、现场物资信息的反馈,确保施工生产需要。综合管理部(部长:李燕伟)负责处理经理部一切日常工作,负责党政、文秘、接待及对外关系协调等工作。下设治安室配合当地公安部门做好本工程的安全保卫工作;卫生所负责工地的消毒、员工医疗、事故救治及流行病的预防。负责项目信息管理、视频电话会议和工程视频监控网络等系统的建立和维护,负责处理经理部在施工过程中必须记录的数据管理工作,包括施工记录、各种项目管理信息、图片和录象等资料的收集、整理和提供。按业主要求对需要的所有数据以电子文档的形式通过互联网或其他介质传送给业主。实验室(主任:李宗华)负责本项目的检验、试验,按检验评定标准对施工过程实施监督并对检验结果负责。指导工地试验室做好现场各种原材料试件和混凝土试件的样品采集。审批各种混和料的施工配合比等试验数据。负责现场各种原材料试件和混凝土试件的测试、检验及质量记录。根据现场试验资料,提出各种混和料的施工配合比等试验数据,并在施工过程中提出修正意见报批准执行。配合各科研项目完成试验工作,做好资料整理及分析。架子队组织机构见附图5-2,架子队管理人员名单见附表5-3
附图5-1 架子队组织机构图附表5-1架子队管理人员名单姓名职务姓名职务姚年斌架子队长高仁盛材料员蒋金鹏技术负责人林文领工员吴正旺副队长刘兵用试验员谢涛技术员林君峰工班长王君辉安全员李广质量员5.2.2施工任务划分铁炉隧道总长2186米,本隧道划分为2个施工作业面同时组织施工,每个作业面承担的施工任务及围岩分级情况如下表:
表5-2任务划分表序号工区任务里程段围岩级别及数量(m)ⅢⅣⅤ合计1进口DK180+154~DK181+3083487456111542出口DK181+308~DK182+34026565711010325.2.3资源配置(1)人力资源投入计划铁炉隧道由两个隧道作业班组承担施工任务。根据标准化管理体系文件要求,架子的专职队长、技术负责人、配备技术员、质量员、安全员、试验员、材料员,领工员和工班长均由中交一公局正式职工担任。具体安排见《附表7 铁炉隧道劳动力配备计划表》。因隧道所需要的砼、钢构件均采用工厂化生产,由相应的专业架子完成,附表7中不含混凝土拌合人员和钢构件加工人员。(2)机械设备配置计划具体见《附表6铁炉隧道机械配置计划表》。表中不含砼、钢构件生产设备。(3)主要材料供应计划按生产计划情况编制材料供应计划,提前订货加工,及时供货,并备有足够的库存量,保证物资供应。抓好物资进场质量检验,防止因材料原因导致返工而耽误工期。物资供应计划分别见:《附表3铁炉隧道甲供材料清单》;《附表4铁炉隧道甲控材料清单》;《附表5铁炉隧道分年度主要材料计划表》。5.3 总体施工原则与顺序5.3.1总体施工原则针对铁炉隧道工程特点,确立施工原则:“施工科学,管理规范,队伍专业,设备精良,关系协调,保护环境,保证安全,保证质量,保证工期”。5.3.2总体施工顺序铁炉隧道分为两个工点,分别由两个作业班组组织施工,根据施工准备工作的难易程度不同,确定进洞施工先后顺序为:隧道出口工点→交汇点←隧道进口工点。每个工点的施工顺序:施工准备→边、仰坡开挖→洞口预加固处理或超前支护→洞身开挖→初期支护→仰拱及填充→系统防排水→拱墙衬砌→沟槽及其他附属工程。5.3.3主要工效指标⑴隧道开挖指标铁炉隧道采用双侧壁导坑法、三台阶七步法、预留核心土法、台阶法等方法进行施工,隧道施工中根据不同地质情况拟采用TSP203超前预报、超前水平钻探、全断面地质素描等不同手段进行检测,将超前地质预报所用的时间纳入到隧道各级围岩开挖循环中。隧道每个开挖支护工序循环时间见表5-3。表5-3 隧道开挖支护作业循环时间表(以(单位:h) 围岩项目Ⅲ(2.5m)Ⅳ(1.5m)Ⅴ(0.8m)备注地质预报0.50.50.5 测量放线0.50.50.5 超前支护 2.53.0平均到每循环钻爆及出碴94.54.5 通风排烟、排险10.50.5 初期支护24.04.5 循环时间总计1312.513.5 ①隧道Ⅲ级围岩开挖支护进度计算如下:720小时/月×2.5m/循环≈138m/月13小时/循环考虑工序衔接及其它非正常因素的影响,正线隧道开挖支护进度指标一般取135m/月。②隧道Ⅳ级围岩开挖支护进度计算如下:720小时/月×1.5m/循环≈86m/月12.5小时/循环考虑工序衔接及其它非正常因素的影响,正线隧道Ⅳ级围岩开挖支护进度指标一般取85m/月。③隧道Ⅴ级围岩开挖支护进度计算如下:720小时/月×0.8m/循环≈43m/月13.5小时/循环考虑工序衔接及其它非正常因素的影响,正线隧道Ⅴ级围岩开挖支护进度指标一般取40m/月。⑵ 隧道衬砌指标衬砌平均按每2天完成1循环,台车长度12m,进口段、出口段各1台二衬台车同步作业,日进尺各为12m,考虑均衡施工,进出口衬砌作业面月进度为236m计算(每月按20个循环,每个循环20cm搭接长度),由于二衬月进度大于开挖进度,所以受掌子面进度影响,二衬进度与开挖进度一致。5.3.4主要技术要素在工序衔接上要充分考虑质量要求对技术条件的控制时间。无砟轨道施工前,线下工程的工后沉降和CPⅢ网满足要求。表5-5 主要技术要素表工程名称要素技术条件无砟道床隧道沉降观测期3个月CPⅢ网隧道:二衬完成后1个月内完成5.3.5 分工作面施工进度计划表5-6铁炉隧道正洞围岩级别及开挖进度指标一览表 进口端(反坡)起讫桩号围岩设计级别设计长度(m)月计划计划日期备注m/月DK180+154DK180+181V2740 DK180+181DK180+200V1940 DK180+200DK180+640IV44085 DK180+640DK180+655V1540 DK180+655DK180+685III30135 DK180+685DK180+740III55135 DK180+740DK180+980IV24085 DK180+980DK181+045IV6585 DK181+045DK181+308III263135 施工工效(m/月) IIIIVV 1358540 出口端(正坡)起讫桩号围岩设计级别设计长度(m)月计划计划日期 m/月DK182+321DK182+340V1940 DK182+295DK182+321V2640 DK182+230DK182+295V6540 DK181+810DK182+230IV42085 DK181+745DK181+810IV6585 DK181+715DK181+745IV3085 DK181+590DK181+715IV12585 DK181+325DK181+590III265135 DK181+308DK181+325IV1785 施工工效 IIIIVV 1358540 5.3.6工期检算
总工期=施工准备+进口工作面2(出口工作面2)+沉降=2+14+3=19个月。施工总工期19个月 注:施工工期包括洞口工程、洞身开挖、初衬、仰拱、二衬、附属设施。5.4 施工准备5.4.1现场准备⑴组建现场管理机构建立精干高效的现场指挥机构,集中曾经参加过隧道及轨道施工等方面的主要技术力量和设备,安排曾参加过国内大型铁路项目施工的专业化队伍施工,并抽调整体素质高、施工能力强、有突出业绩的专业队伍担负重点工程的施工任务。⑵地质核查进场后组织专业人员对地质进行全面核查,发现与设计有出入之处,及时与业主、设计及监理等单位联系解决。⑶施工场地调查调查施工场地地形地貌、场地临时征用平整及排水设施状况、地表障碍物及架空线路、地下管线等构筑物的分布情况及产权人,掌握现场的第一手资料,施工安排和布置时结合现场调查综合考虑各种因素的不利影响并进行必要的防护。⑷施工条件调查对工程施工条件进行调查,掌握当地气象、水文、供水、供电、通讯、排水、道路以及铁路、公路交通运输等施工条件,以及各种工程构件、材料和工程物资的供应情况。⑸周边环境调查调查工程现场周边建筑设施、村庄、交通、人流等情况,施工安排时充分考虑给沿线群众带来的不便和干扰,把施工对环境的影响降到最低限度;调查民风、民俗、民情,以便对作业班组伍进行宣传教育和开展工作。⑹临时工程建设在现场调查的基础上,选择距离线路近,场地开阔平坦部位布置临时施工设施。先进行四通一平工作,改造地方道路,充分利用可利用道路地段,及时新建施工便道。架设供电线路、搭建变配电室,铺设供水管道,修建蓄水池。同时修建混凝土搅拌站等生产和临时生活设施,为全面开工做好准备。⑺人员岗前培训所有参建人员进场后先进行既有线安全教育培训,使上场人员充分认识工程的特点、重难点、强化质量意识。在正式工程开工前,组织全体施工人员进行岗位技术培训,掌握技术要点、标准、操作程序,确保施工质量和安全。⑻工程机械调集、进场最大化满足本工程所需的机械设备。第一批施工机械设备在接到中标通知书后5天内进场,满足施工准备和工程开工需要;第二批机械设备在施工准备期间内完成进场,确保隧道按期开工;其余施工机械设备根据施工进展情况陆续进场。⑼工程材料调查、采购我单位将在接到中标通知后,立即派员考察料源,需要组织招标采购的材料尽快招标,并与生产供应商签订供应合同,择优选择材料供应商。其他自购料分批择优采购,确定材料的运输和交付方式,确保施工准备及正式工程的材料供应。5.4.2 技术准备⑴图纸复核得到施工图后,组织技术人员复核设计图纸,正确领会设计意图。如发现设计有误或设计不明确或不能满足要求时,及时与设计单位联系解决。⑵交接桩及施工复测进场后尽快进行现场交接桩工作,交接桩完成后按照“双检制”原则,复测控制桩,并与相邻隧道闭合。根据施工需要设置加密导线点和水准点,复测成果报监理工程师审批后用于施工放样。⑶编制实施性施工组织设计在熟悉设计图纸的基础上,根据招标文件、施工合同、施工技术规范等资料,编制详尽的实施性施工组织设计,优化施工方案,以确保各项目标的实现。实施性施工组织设计要特别对本工程的重难点、施工方案、施工方法、设备配套、人员做详细安排。报监理工程师和业主代表批准后用于组织施工。⑷初步技术交底上场后,根据施工任务划分,项目部对各作业班组进行技术交底。技术交底包括:测量桩交接、施工图纸、技术标准、施工进度计划、施工方案和作业流程。技术交底结合隧道图纸和相关技术规范,准确、详细,能指导各架子队和作业班组的施工。⑸试验室组建铁炉隧道进口属项目一分部管段,出口属项目二分部管段。试验室按国家规定的二级标准组建工地试验室,根据工程规模配备足够数量的试验人员和仪器设备,工地试验室具备的试验检验能力有:①水泥、矿物掺合料、外加剂、骨料、水的品质检验;②钢筋和预应力钢筋(丝)的品质检验;③混凝土拌和物性能检验;④混凝土力学性能检验;⑤混凝土耐久性能检验;⑥实体混凝土质量检验;⑦设计要求的其它检验。试验室建立仪器设备档案和周期检定计划,定期校验试验设备,培训试验人员;建立完善的质量保证体系,根据施工质量管理体系文件要求编写试验室质量手册,内容包括仪器设备管理制度、样品管理制度、工作制度、程序文件、作业指导书等。采用规定的标准进行规范的试验,保证数据准确、科学,并按规定的表格清晰、完整地填写试验记录和试验报告。建立良好的档案管理体系。对于部分因条件所限无法开展的检验项目,委托有相应资质的单位检验。5.4.3 三电迁改(1)按照与地方政府签订的征地拆迁实施协议,地方政府是征地拆迁的责任主体。公司明确专人分段包保,确保满足工程需要。(2)提前做好用地计划和有关文件上报工作。开工前办理完报件审批工作,保证开工的需要。(3)对全段三电、地下管线进行调查,提出明确的迁改方案,并编制预算,为与产权单位谈判创造条件。三电及地下管线迁改纳入站前隧道具体实施。(4)根据总体施工进度安排,编制各管段内房屋拆迁、三电及地下管线迁改时间表,依序解决影响工程施工的迁改问题。要一次到位,杜绝二次征迁、重复征迁。5.5施工接口界面协调配合措施接口界面包括相邻隧道的施工接口、土建工程与后续工程的施工接口,如测量控制网互用,预埋件(或预留孔洞)位置和尺寸的控制,施工信息互通,控制桩点贯通测定,水准点相互闭合等在施工中作为重点进行管理。⑴成立现场施工协调小组,由项目副经理、项目总工程师任组长,各专业部门(或技术)负责人任组员的现场施工协调小组。全面负责施工过程中出现的各种问题。⑵协调小组成员共同熟悉设计文件、施工图纸及相关规范,了解设计意图,小组成员首先在技术方面达成共识。⑶施工前,参照设计施工文件与图纸,认真了解和熟悉各种专业接口。⑷熟悉施工接口部位及主要内容,制定各种可能引起接口部位发生质量问题的预防措施。⑸每一接口界面施工过程中,设专人负责接口施工协调,充分了解自身的职责和权限,确保业主及监理工程师的指令有效实施。5.6施工总平面规划5.6.1 交通运输⑴ 铁路该隧道可利用的铁路站有:娄底火车站、冷水江火车东站、新化火车站。⑵公路我隧道主要由县道X043与乡道构成的公路网。县乡道及村级道路等级较低,为4~5m宽碎石路,且砼路面厚度在10cm左右,重车通过对路面的损坏很大。一些等级较低的县乡道及村级道路在施工时需要进行改扩建之后加以利用。(3)施工便道为方便铁炉隧道车辆、人员通行,铁炉隧道需连接既有省、县、乡路修建施工便道。i.施工便道修建标准①便道尽可能靠近管段各主要工点,满足施工车辆的行车速度、密度、载重量等要求,高填深挖地段的路基应作好防护。②便道做到排水畅通,路面无淤泥、无积水。③双车道:路面宽6.5m(重点区域进出场主要便道路面宽为7m),路基宽7.5m,路基填高≥ 0.2m 且高于自然地面0.2m。④单车道:路面宽3.5m,路基宽4.5m,路基填高>0.2m 且高于自然地面0.2m,每300m 左右设30m 长的会车道。⑤弯道:根据各自工点进出场最大设备的转弯条件设置,一般转弯半径不小于20m,特殊条件下为15m。⑥坡道:一般情况下不大于8%,特殊地段坡度不大于10%。⑦路面:便道底基层为片石,在软土或水田地带,基底抛填片石换填处理并做必要的防护。 ⑧排水:路面设置4%横向排水坡;便道单侧(靠山坡侧)设置0.2×0.3排水沟,沟底纵坡不小于0.1%,保证排水畅通。排水沟根据实际情况接入现有沟渠,防止冲刷水田,房屋等。ii.修建方案在资江桥20#墩处修建1400m便道至铁炉隧道出口拟建便道具体情况见表5-7。 表5-7 拟建便道设置情况表便道编号便道位置便道类型便道长度(m)备注1号隧道出口处5#便道新建1400 5.6.2建筑材料⑴工程用砂本隧道施工用砂采用资江砂,距离我项目部搅拌站约200km,采用汽车运输。⑵工程用石料本隧道施工采用凤凰山石料场和高庄石料场碎石。(3)水泥本隧道水泥采用湖南邵峰南方水泥有限公司和湖南海螺水泥有限公司生产的水泥。(4)粉煤灰本隧道粉煤灰使用金竹山电厂和耒阳生产的粉煤灰。(5)外加剂 本隧道使用外加剂为河北铁园科技发展有限公司TY-6A聚羧酸减水剂。(6)速凝剂本隧道使用河北铁园科技发展有限公司TY-3A速凝剂。5.6.3 施工用水及排水铁炉隧道周边地表水和地下水均发育,地表沟渠交错,水源丰富、水质良好。生活用水电可引入山泉或抽取山间溪水。隧道进口施工用水在取之当地居民生活用水塔,直接接管引入。隧道出口施工用附近井水,与4#混凝土拌合站共用。在隧道洞口附近设置循环水池一座,通过增压泵提供洞内高压施工用水,架设钢管引至洞内,满足施工生产用水要求。通过和空压机的循环水共用水池,充分利用空压机的循环热量,保证水温恒定。现场施工用水主要为以下几项:──-------------------───────────────── 序号 用水额定N1 工程量Q1 用水名称 1 200.0L/m3
混凝土自然养护 2 10.0L/m2
模板浇水湿润 ──-------------------───────────────── 根据计算公式
其中 q1 ── 施工工程用水量 (L/s); K1 ── 未预见的施工用水系数,取1.10; Q1 ── 年(季)度工程量 (以实物计量单位表示),取值见上表; N1 ── 施工用水定额,取值列见上表; T1 ── 年(季)度有效工作日(d),取200天; b ── 每天工作班数(班),取2; K2 ── 用水不均匀系数,取1.50。q1=1.27 L/S施工用水选用IS65-40-315C的电动单机泵泵送水,额定功率为25t/h,也即是6.94L/S,可以满足施工用水要求。水管选用φ65的胶皮管,进口端1154米,出口端1032米。洞内施工排水不良会造成支撑基底下沉,开挖断面不易稳定,作业效率低下,隧道环境恶劣,道路泥泞,影响路面施工质量。因此,无论是顺坡排水还是反坡排水都要求开挖面不积水,隧底无水漫流。 本隧道进口端为至DK181+308,为顺坡排水,DK181+308至隧道出口为反坡排水。①顺坡排水段洞内设置两侧排水边沟顺坡排水,坡度与路线坡度一致,施工中要做到:水沟断面满足排除隧道最大渗涌水和施工废水的需要。水沟位置宜结合结构排水工程设在隧道两侧,并避免妨碍施工。经常清理排水设施,确保水路畅通。②洞内排水为反坡排水时,采用集水坑分段收集,集水坑每50m设置一处,方便积水抽水。掌子面排水采用潜水泵抽到集水坑,集水坑设置污水泵。在本隧道中反坡排水为DK181+308~DK182+340段,反坡排水高度为100*3.998‰=0.3998m。选用IS65-40-315C型号抽水泵排水,额定功率为25t/h,额定扬程为125m,满足施工排水要求。排水时接φ65的胶管至顺坡排水处,在隧道两侧排水沟顺流而出。反坡排水施工中要做到:A、必须采用机械排水。B、排水方式根据距离、坡度、水量和设备等情况选用排水管路,采取分段接力将水排出洞外。C、排水管断面、集水坑的容积按实际排水量确定。D、抽水机的功率应大于排水量所需功率的20%以上,并有备用抽水机。E、做好停电时的应急排水准备工作。③洞外设污水处理站,经处理达到排放标准后排入河道。5.6.4 施工用电在隧道出口安装2台400KVA的变压器,供洞内机械设备和生活照明用电,同时在铁炉隧道出口配备1台300KW内燃发电机,备用1台280KW和1台250KW的发电机。临时供电线路应采用220/380v 三相五线系统。动力设备采用380v。照明电压作业地段宜为36v,成洞和未作业地段可采用220v。线路末端的电压降不得大于10%,当供电距离大于500m时选择高压进洞,洞内变压器时应在一定距离内设分离开关。隧道施工作业地段必须有足够亮度的照明。作业地段采用普通光源施工照明时应符合下列规定:⑴必须使用安全变压器,其容量不宜过大,输入电压220V,输出电压有四个等级:36、32、24、12V,输出端不应高出额定电压的105%,防止烧坏灯泡。⑵在有渗漏水、滴水地段应用胶皮电缆,开挖工作面附近应用防水灯头。⑶曲线地段和洞室拐弯处应增加照明灯头。⑷洞内每隔100m顺隧道线路设应急照明灯一盏。本隧道施工用电具体实施见《铁炉隧道临时用电专项方案》5.6.5 砼拌合站I.修建标准⑴拌合站建设应综合考虑施工生产情况,合理划分拌合站拌合作业区、材料计量区、材料库及运输车辆停放区等。站内道路和材料存储区必须硬化,站界用砖砌围墙封闭。⑵拌合站应根据具体情况相对集中合理设置,宜采用封闭式管理,并在站内设置试验室。⑶在站内醒目位置设置公示栏、宣传栏、标语条幅,其制作标准见《标准化管理形象手册》。⑷挂设混凝土配合比、司机岗位职责、岗位安全操作规程牌;在拌合站架子楼下的醒目位置,挂设“施工重地、注意安全”警示牌。配合比牌设置标准:尺寸大小为2m×1.5m。岗位职责、操作规程牌、警示牌设置标准:尺寸大小为0.8m×0.6m。⑸场内需设置集水池、沉淀池、污水过滤池和洗车区,四周应设置排水系统。沉淀池设置标准:尺寸大小为3m×2m×1.5m。⑹水泥、粉煤灰等材料采用筒仓储存;碎石分级配存放,砂和碎石的合格区和待检区分开存放,用隔墙隔开,隔墙高度不低于2m,保证各种材料不得混仓;砂石料必须在设有顶棚的场地内存放。各种存料区挂设材料区域牌,各种材料挂设材料标识牌。材料区域牌设置标准:尺寸大小为0.8m×0.6m;材料标识牌设置标准:尺寸大小为0.3m×0.4m。⑺作业人员按规定佩戴防护用品,严格按照操作规程作业。⑻每次混凝土拌合作业完成后,及时清洗机具,清理现场,做到场地整洁。⑼拌合站应配备满足施工生产需要的备用发电机组。⑽液态外加剂采用罐装储存,须作出明确标识。⑾受潮、过期、变质的水泥、掺合料、外加剂不得随意丢弃,应运送到指定地点集中处理。⑿拌合站的生产能力最低不得小于60m3/h,操作系统符合两个界面两级加密的要求。搅拌机的计量系统精度值精确到0.1%。胶凝材料、水、外加剂的上料误差控制在1%以内;砂石料的上料误差控制在2%以内。II.设置方案铁炉隧道所有砼均采用拌合站集中供应方式。隧道进口工作面砼来自3#拌合站,同附近桥隧共用。隧道出口砼来自设于4#拌合站,同附近桥隧共用。拌合站主机采用HZS90型,每台生产能力90m3/h。每台搅拌主机分别配备4个100t的水泥(粉煤灰)储存罐,其中两个已检罐,两个待检罐。拌合站设置方案如表5-7所示。表5-7 拌合站设置及供应范围统计表序号型号数量设置地点生产能力(m3/h)拌和站位置备注1HZS9024#搅拌站120DK182+900铁炉隧道出口5.6.6构件加工厂铁炉隧道所需要的格栅钢架、钢拱架均由钢结构加工场(位于冷水江市毛易镇天宝紧固件有限公司生产场区)生产供应。管棚、小导管等分别在4#钢筋加工场制作,隧道洞口设置构件存放库。钢筋半成品制作及存放均在4#钢筋加工场进行。5.6.7 钢筋加工场 铁炉隧道钢筋场设置4#钢筋加工场位于隧道出口位置,3#钢筋加工场位于隧道进口位置。5.6.8其他生产设施炸药库主要根据各隧道架子队工作面分布结构布置,在隧道进口、出口附近处选择较为隐蔽安全的地方修建。炸药库的设计要符合国家和地方相关规范,通过公安部门验收。隧道进口和出口炸药库同附近工点共用,各工作面需要时安排专人采用专用运输车领取,未用完的火工品及时退库。通风机选用轴流通风机每个隧道口布置一台在进出口位置,轴流风机选用型号为110kw,射流风机每个隧道口两台型号均为37KW。均布置在线路右侧。空压机房、沉淀池等其他辅助生产设施就近设于隧道洞口合理位置。工地试验室结合拌合站设置。施工现场应设置临时围挡,实行封闭式管理,高度不得小于2.5m。因特殊情况不能设置围挡的,应当设置安全警示标志,并在工地险要处采取隔离措施。施工场地本着“因地制宜、功能齐全、方便管理”的原则进行,铁炉隧道施工总平面规划详见 “附图5铁炉隧道施工总平面布置图”。六、主要施工方案及方法根据本隧道围岩特点和现场实际情况,采用新奥法进行施工,施工过程中严格遵循“少扰动、早支护,勤量测、紧封闭”的原则。铁炉隧道区段地质情况复杂,围岩级别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,道开挖掘进按照设计文件明洞采用明挖法、暗洞按照围岩级别,由强到弱依次:Ⅲ级围岩采用台阶法施工,Ⅳ级围岩采用三台阶法施工,Ⅴ级围岩采用三台阶临时仰拱法、三台阶七步开挖法。 各里程段采用施工工法见表6-1铁炉隧道施工工法表。初期支护及二次衬砌设计参数表见表6-2初期支护及二次衬砌设计参数表。 .表6-1铁炉隧道施工工法表起讫桩号围岩设计级别设计长度(m)施工工法DK180+154DK180+181V27明挖法DK180+181DK180+230V49三台阶七步法DK180+230DK180+610IV380弧形导坑预留核心土法DK180+610DK180+655V15三台阶七步法DK180+655DK180+685III30弧形导坑预留核心土法DK180+685DK180+740III55台阶法DK180+740DK180+980IV240弧形导坑预留核心土法DK180+980DK181+045IV65弧形导坑预留核心土法DK181+045DK181+270III225台阶法DK181+270DK181+325III55弧形导坑预留核心土法DK181+308DK181+325IV17弧形导坑预留核心土法DK181+325DK181+590III265台阶法DK181+590DK181+715IV125弧形导坑预留核心土法DK181+715DK181+745IV30DK181+745DK181+810IV65弧形导坑预留核心土DK181+810DK182+230IV420DK182+230DK182+295V65三台阶七步开挖法DK182+295DK182+321V26明挖法DK182+321DK182+340V19
表6-2初期支护及二次衬砌设计参数表
6.1施工测量6.1.1控制测量根据本隧道工程量及工程分布特点在各施工洞口各配备一个测量班,每个测量班均由1名测量工程师、4名测量技工组成,共同完成测量工作。测量班依据工作内容配置测量仪器。测量作业程序流程见图6-3。
图6-4 测量作业程序流程图6.1.2施工前平面控制网复测施工前根据设计院和建设单位技术部门现场进行的交接测量控制桩橛点及办理的相关手续,组织测量人员对交接的导线网点和水准基点进行反复复核测量,复核导线点的坐标和水准基点高程的准确性,测量结果经过平差后与所交的控制点结果进行对比,完全无误后作为施工用控制点。隧道每掘进1km或雨季前后各进行洞内外导线控制点联测一次。6.1.3平面控制附合导线测设洞内布置双导线,形成闭合导线,利用全站仪、精密水准仪等测量仪器,精确控制隧道施工。洞口导线点位使用钢筋(钢筋顶上刻十字线)埋于洞口附近坚固稳定的地面上,并用混凝土固定桩位,点与点之间通视良好。点位布置完毕后,利用设计院交接的导线网GPS点(已知)作基准点,以三维坐标法,使用全站仪引测附合导线上各点的精确坐标值(并经平差),使用精密水准仪从高等级的2个BM点测定导线上各点的准确高程(并经平差)。水平角的观测正倒镜六个测回中误差≤±2.5″,每条附合导线长度必须往返观测各三次读数,在允许值内取均值,导线全长闭合差≤±1/30000。6.1.4高程控制高程控制点的布设利用平面控制点的埋石作为高程控制点,每个洞口引3个高程控制点,如特殊需要时进行加密,加密的水准点精度不低于高程控制点的精度,其布置形式为附合水准线路。精密水准点的复测采用S1等级水准仪对所交精密水准点进行复测,往返测量。观测精度符合偶然误差±2mm,全中误差±4mm,往返闭合差≤±8(L为往返测段路线段长,以km计)。两次观测误差超限时重测。当重测结果与原测成果比较不超过限值时,取三次成果的平均值。6.1.5 施工测量(1)洞口测量根据隧道洞口的设计结构和洞口地形标高,详细计算洞口边仰坡开挖边线的坐标和各桩中心坐标。利用附合导线与以上计算坐标的相对关系,使用全站仪在地面上放出洞口边仰坡开挖轮廓线,十米桩中心坐标点位,以放出的坐标点为中心放出开挖边线桩,控制洞口边仰坡的开挖。(2)洞身测量隧道洞身施工测量根据隧道设计文件,精确计算出线路百米桩的坐标及结构的相关尺寸和标高,并按每10m编制出所有隧道标高表。测量工程师利用洞内测量控制点,及时向开挖面传递中线和高程;由测量班用断面测量仪测设隧道开挖轮廓线、支护钢架架立前后和二次衬砌立模前后轮廓尺寸,进行复核,确认准确后方可进行下道工序施工,并对混凝土净空断面应用激光隧道限界检测仪检查。在洞内进行施工放样时随时配带气压标、温度计,随时根据实际情况对仪器进行气压、温度的修正。在洞内设立主副导线环,测角以方位观测为主,测边以光电测距仪为主,洞内中线点根据洞内平面控制点来测定;在洞内曲线要素、直线150m,特殊时不小于100m、曲线通视情况不小于60m 须设立一个导线点,水准点每120m 设立一个。洞内导线点布设示意图为了提高测量精度,洞内导线形式采用直伸型光电测距,全闭合导线环,用电子全站仪测设,角度平差采用简易平差法,坐标闭合差采用坐标严密平差法。洞内的水准测量由洞口高程控制点,向洞内布置,洞内水准测量根据洞口高程控制点测定洞内各水准点的高程,以此作为施工的依据,并须定期复核。A根据洞内导线测量成果,测设隧道施工中线,用于指导洞内断面开挖和衬砌施工。b施工中线的测设,用高精度全站仪进行测设。c隧道中线和高程在使用中须定期进行复测检查。检查中线点时,其点位横向偏差不得大于5mm;检查高程点时,往返测高程闭合差要符合水准测量的规定。①、洞内平面控制点的选点、埋石洞内控制点应选在通视良好,顶板或底板岩石坚固的地方,以使工作安全和控制点便于保存。洞内导线点兼作水准点使用,埋石方法、要求与洞外导线点相同。由于洞内施工和运输特别繁忙,光线较差,露出地面的标志易被破坏,导线点选择在中线的一侧,标石顶面应埋入地下10~20cm处,以坚固稳定、便于利用为原则,上面盖上铁板或厚木板,并注意不要压在金属标志上。埋石后,在边墙上以红油漆作为标志,标明点号、里程等,并以箭头指明埋点位置。②、洞内导线测量洞内导线测量全部由全站仪完成,其施测方法与洞外相同,但由于洞内测量条件恶劣,为了减少折光误差的影响,应尽量选择在较凉爽的夜间和阴天进行,测站和目标都要严格对中,同时可以采用两次照准,两次读数的方法,减弱仪器、觇标置中和照准读数误差。③、洞内高程控制测量A、洞内水准测量精度地面与地下控制测量对贯通误差的影响,采取等影响分配原则,铁路隧道的贯通限差为50mm,其中误差为35mm,则洞内高程贯通中误差为mh=0.71×35=24.8mm,由于水准线路小于5Km,采用等外水准测量即满足精度要求。B、洞内水准测量施测洞内水准测量利用平面控制点、主要导线点设置为永久水准点,施工导线点设置为临时水准点。洞内水准点在隧道没有贯通之前,只能布设支水准线路,为增加检核条件必须进行多次观测和往返观测。随着隧道的掘进和水准点的延长,为满足施工放样和贯通精度的要求,先设置较低精度的水准点在施工导线点上,然后设置精度较高的水准点在主要导线点上。由于洞内通视条件差,仪器到水准尺的距离不应超过50m。C、洞内测距三角高程测量洞内测距三角高程测量在全站仪导线测量时一并完成,即导线水平角测量,导线边长测量和导线高差测量一并完成。为了减少测量误差积累,导线点高程的传递通过主导线进行,施工导线点高程则由其附近的主导线点对其观测求得。④、洞内中线测设在隧道开挖初期,以洞口控制点为依据,放样临时隧道中线,指导隧道的开挖方向。当隧道掘进到一定距离,洞内控制点逐步建立以后,再测设正式中线点指导隧道的衬砌施工。由于隧道位于平曲线上,临时中线点每5-10m设一点;正式中线点每50m设一点。中线的测设可用极坐标法进行,为防止错误和提高精度,应以分中法测设中桩桩位。⑤、洞内其它结构物的测设洞内水平横洞、排水沟及其它结构物的测量放样,可根据这些结构物与中线的相对位置和设计高程进行测设。(3)竣工测量每20m对已衬砌段隧道净空采用激光限界检测仪进行洞身净空检查,隧道洞身开挖贯通后,及时组织测量人员进行贯通测量。依据铁路有关测量规范及测量结果,调整贯通误差,并将结果及时上报监理和建设单位有关部门。依据设计图纸检查完工后的结构物尺寸,如实填写检查结果,并将检查资料作为竣工资料的一部分存档。(4) 测量质量的保证措施测量桩点的交接,必须双方参与,持交桩表逐桩核对,交接确认,遗失的坚持补桩,无桩名者视为废桩,资料与现实不符的应予以更改。执行有关测量技术规范,按照规范技术要求进行测量作业检测,保证各项测量成果的精度和可靠性。测量放样的依据是施工图纸及相关规范,要求使用的图纸及规范必须盖“受控”章,确保其有效。定期组织测量人员与相邻架子队共同进行洞内外控制点联测,保证控制点的准确性。所有现场测量原始记录,必须将观测者、记录者、复核者记录清楚且须是各岗位操作人员自己的签名。加强仪器的维修和保养,保持其良好状态,制定仪器维修和保养制度及周检计划,按时送检。6.2洞口边仰坡开挖洞口段施工时应避开雨季,施工前先施工好洞顶截水沟,然后自上而下分层逐段拉槽开挖,并按照设计逐层进行边坡防护。施工时应根据现场实际地质、水文、地形等诸多因素,遵循早进洞原则,综合选定洞口端开挖进洞方法和边仰坡防护措施,严禁对山体大刷大挖,开挖过程中应加强坡面稳定监测,保证边坡稳定和施工安全。洞口临时边坡需根据地质情况采用喷锚支护防护,支护参数为:锚杆采用φ22砂浆锚杆,L-4.0m,间距1.5*1.5m,梅花型布置;喷混凝土采用15cm厚C25网喷混凝土,钢筋采用φ8钢筋,网格间距25*25cm。 ①地表水拦截和预加固洞口开挖前前,先施作洞顶截、排水沟,完善临时排水系统,使开挖面不积水、排水顺畅。对于围岩稳定性差、滑坡、浅埋或偏压地段应先采取预加固措施进行加固处理。②拉槽开挖根据测量放线,采用挖掘机进行自上而下分层逐段拉槽施工,局部岩石采用钻孔松动爆破,装载机装碴,自卸车配合运输。开挖时边、仰坡要一次开挖到位,边挖边刷及时防护。仰坡开挖采用上半断面小切口开挖,确保安全进洞及仰坡的稳定,施工时遵循“少刷坡、少扰动、强支护”的原则。③边、仰坡防护根据设计及现场地质情况,每开挖一个台阶要及时对边、仰坡进行防护处理,以防坍塌或滑坡。施工过程中在边坡顶部设置监测点,及时反馈边坡稳定信息,根据反馈信息必要时要加强边坡支护措施。6.3明洞及洞门施工为确保洞口在施工过程中不坍塌,保证施工安全,需要在洞口和明洞施工时进行地表加固注浆处理。隧道明洞及洞门在进洞施工正常后,尽早安排洞门衬砌混凝土施工,混凝土达到设计强度后,两侧先挡护,然后回填碎石土,自下而上,按设计对称分层回填。回填土应分层夯实,最后回填50cm厚黏土隔水层。施工过程中确保防水层不被破坏。当回填完成后,及时进行洞口及洞顶的绿化和防护工作,避免雨水冲刷,洞门力争在雨季前完成,以增强洞口稳定。洞口段施工工艺流程见图6-4。
图6-4 洞口段施工工艺流程6.4 洞口管棚施工(1)、洞口段超前防护根据设计和具体围岩情况,当仰坡开挖至拱架安装位置时,测量放线,开挖改为人工开挖风镐辅助的方式进行,开挖完成后进行暗洞超前支护。(2)、导向墙施工铁炉隧道设计采用C20混凝土套拱做管棚导向墙,导向墙宽度和高度均为1米。套拱在明洞外轮廓线以外,紧贴掌子面施做,套拱内埋设两榀16号工字钢制作而成的钢拱架作为横架,与管棚钢管焊接成整体,支撑稳固后,内外摸采用5 cm木摸安装,按设计布筋和安装孔口管,保证布筋、孔口管的位置和角度准确,然后进行套拱的施工,待套拱强度达到85%时开始长管棚的施工。 (3)、平台设置在隧道仰坡开挖至拱顶位置时,先标出隧道中心线及拱顶标高,开挖预留核心土,作为施工套拱和管棚施钻的工作平台。工作平台宽度宜为2.5m,高度宜为2.0m,平台两侧宽度宜为1.5m。洞口大管棚施工工艺流程见图6-5。(4)、钻孔和安装管棚a.配备管棚跟管钻机,用以保证钻孔成孔率,防止塌孔。钻孔前先检查钻机各部位运转是否正常。洞口土体钻孔时最好采用干钻,防止影响边坡稳定。b.管棚应按设计位置施工,钻机立轴方向必须准确控制,每钻完一孔便顶进一根长钢管。拱部管棚施工前必须架设拱部管棚施工平台,管棚施作时应按要求在钢管上预先钻孔,方便注浆;并将钢管端部制作成尖头,方便顶进。。 c.为保证钻孔方向准确,应运用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度。d.钢管接头采用丝扣连接,管棚单序孔第一节长6(9)m,双双序孔第一节长3(4.5),其余管节长度均为6(9)m 。e.各钻孔应做好施工记录。(5)、注浆a.注浆机械:每个管棚工作面配备注浆机1台。b.灌注砂液:注砂浆前应进行现场注砂浆实验,根据实际情况调整注砂浆参数,取得钢管棚注砂浆施工经验。c.注砂浆前先检查管路和机械状况,确认正常后做压浆试验,确定合理的注浆参数据以施工。 图6-5 洞口大管棚施工工艺流程图d.注砂浆压力初压宜控制在0.5-1.0MPa为宜,终压宜控制在2.0MPa。e.注浆过程中随时检查孔口、邻孔、河沟、覆盖较薄部位有无串浆现象,如发现串浆,立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口,也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵,直至不再串浆时再继续注浆。f.如水泥浆压力突然升高,可能发生堵管,应停机检查;如水泥浆压力长时间不升高,应调整为双浆液注浆,缩短凝胶时间或进行小量低压力注浆或间歇式注浆,使浆液在裂隙中有相对停留时间,以便凝结,但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间,才能避免产生注浆不饱满。(6)管棚工艺性试验 管棚注浆前,宜先做管棚注浆工艺性试验。管棚工艺性试验按以下步骤进行:I.钻孔首先定孔位,根据设计要求标出注浆孔位置,并进行复测。注浆孔采用2.2*2.2m正方形布置。注浆孔位标定后,移动钻机至钻孔位置,完成钻机就位。钻孔用φ108钻头开孔钻进,钻孔采用循环水分节钻进,在先导勘探时,每一节钻杆钻进结束后,将钻取芯样取出,留作与设计地质情况做核对,在正常的钻孔注浆时,只需要将岩芯取出,并以此控制入岩深度。根据钻取岩芯的形态,并结合钻进时钻机的状态确认具体的地质情况,并以此判定入岩的深度及注浆方案。钻孔应以实际钻探深度为准,加固厚度满足设计要求。加固深度为岩土界面以下2m。钻至设计孔深度,经专业工程师自检后,报请现场监理工程师检查,同意后方可提钻,再用清水洗孔直至返清水,如不返水,冲洗时间不少于30分钟。然后拧紧孔口盖准备压浆。在钻孔结束后,要及时进行清孔,将孔中碎石等破碎岩芯取出,确保注浆时水泥浆能顺利的充填基岩中破碎岩层和裂隙。II.注浆①注浆采用单液浆或双液浆。单液浆采用纯水泥浆液,水灰比为1:1~0.8:1。渗水地段采用水泥水玻璃浆双液浆,水泥浆:水玻璃=1:0.1~1:0.05。②所用浆液采用搅拌机拌合随拌随用,搅拌时间不少于2min。将配制好的浆液送入搅拌式储浆桶内备用。③在确定注浆管内无阻塞物后,即可进行注浆管安装。把管子插入孔内,再将管顶入孔内到设计要求深度,使橡胶栓塞与孔壁充分挤压紧实,注浆管和止浆塞固定。注浆管外露的长度不小于30~40cm,以便连接孔口阀门和管路。注浆管安放好后,在注浆管管口加上孔口盖,以防止杂物进入。④注浆管路系统的试运转:用1.5~2倍于注浆终压的压力对系统进行吸水试验检查,并接好水、电;检查管路系统能否耐压,有无漏水;检查管路连接是否正确;检查设备状况是否正常;使设备充分热身,试运转时间为20min。⑤注浆顺序:遵循先边排,后内排、跳孔、由疏至密注浆顺序;自路基坡脚向中心的顺序进行,先两侧后中间,以保证注浆质量。注浆方式采用分段前进方式,即先钻孔后注浆。⑥灌浆压力控制根据受灌地层的地质条件和渗透性、灌浆时吸浆量,以及对浆液稠度变换等一并考虑。一般情况下,当吸浆量较小时,可尽快地达到规定的灌浆压力;而在吸浆量较大时,则可较缓慢的升到规定的灌浆压力。灌浆过程中,灌浆压力的控制采用“一次升压法”。“一次升压法”,就是在灌浆开始后,将压力尽快的升高到规定的压力,使整个灌浆过程尽量是在规定的压力下进行。其优点是裂隙不至于在低压下提前被堵塞,能较多地灌进一些浆液,使一些较小的裂隙也能得到充分地灌实。⑦提管、回填注浆完成后应立即拔管,若拔管不及时,浆液会把注浆管凝固住而造成拔管困难。拔管时使用拔管机。每次上拔高度为500mm。拔出管后,及时刷洗注浆管,以便保持清洁、通畅。⑧封孔注浆结束拔出套管后,用C15砼封孔,封孔时必须边灌边插捣,确保孔内密实。严禁不封孔或假封孔,以致人为形成竖向水力通道,加重隧道岩溶病害。封孔完成后,在原孔位处标注注浆孔号,要求字迹工整、清晰。⑨注浆原始记录整编I每个注浆作业工班在注浆施工过程中,都必须边施工边记录,当天的注浆施工记录必须当天整理完成,不得积压或遗漏。II注浆原始记录是竣工文件的重要组成部分,各记录人员应本着认真负责的态度,做到字迹工整、资料整洁无误,填写规范齐全。 III应及时按要求做好注浆资料的统计与汇总(包括注浆孔号、孔数及注浆量等)。⑩试验检测为正确的检测注浆效果,准确验证各项施工参数,在试验段检测时加大检测项目与力度,注浆前后,物探成果资料对比,检查注浆效果;注浆前后,钻孔注水试验的单位长度吸水量对比,检查注浆效果,注浆后单位吸水量小于注浆前吸水量的3~5%,且没有明显漏水现场;钻孔检查,检查孔数的5%,根据取芯浆液充填情况直观判断注浆效果;注浆观察,冒浆点在注浆点范围之外3~5m时,可视隧道范围岩溶通道堵塞完毕。6.5 隧道开挖6.5.1隧道开挖施工工艺隧道开挖按照新奥法原理施工,根据不同的围岩选择不同的开挖方法,对于软弱围岩及断层破碎带地段,严格按照“早预报、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测,步步为营,稳步前进”的原则,施工则由人工配合机械开挖或弱爆破进行开挖,稳扎稳打。⑴台阶法Ⅲ级采用台阶法开挖,即将设计断面分两次或三次开挖,其中上台阶超前一定距离后,上下台阶同时并进。台阶法施工示意图见图6-6,台阶法施工施工工艺流程见图6-7。施工要点:根据围岩条件,合理确定台阶长度,一般不超过1倍孔径,以确保开挖、支护质量及施工安全。台阶高度应根据地质情况、开挖方法确定。上台阶按设计要求控制围岩和初期支护变形。下台阶施工当岩体不稳定时,应采取缩短进尺,必要时下台阶可分左、右两部错开开挖,并及时施做初期支护和仰拱。施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题,下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。上台阶开挖超前一个循环后,上下台阶可同时开挖。
图6-6台阶法施工示意图
图6-7台阶法施工工艺流程⑵三台阶七步法部分Ⅴ级围岩采用三台阶七步法施工。施工时将隧道分为三个台阶、七个步骤进行开挖。施工方法:第1步,上部弧形导坑开挖:在拱部超前支护后进行,环向开挖上部弧形导坑,预留核心土,核心土长度宜为3~5m,宽度宜为隧道开挖宽度的1/3~1/2。开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定,开挖后立即初喷3~5cm混凝土进行封闭,上台阶开挖矢跨比应大于0.3,开挖后及时进行架设钢拱架、锚杆、钢筋网系统支护,在钢架拱脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30?打设锁脚锚管,锁脚锚管与钢架牢固连接,复喷混凝土至设计厚度。第2、3步,左、右侧中台阶开挖:开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过1.5m,开挖高度一般为3~3.5m,左、右侧台阶错开2~3m,开挖后立即初喷3~5cm厚混凝土,及时进行施工接长钢架、锚杆、钢筋网系统支护,在钢架拱脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30?打设锁脚锚管,锁脚锚管与钢架牢固连接,复喷混凝土至设计厚度。第4、5步,左、右侧下台阶开挖:开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定,最大不得超过1.5m,开挖高度一般为3~3.5m,左、右侧台阶错开2~3m,开挖后立即初喷3~5cm厚混凝土,及时进行施工接长钢架、锚杆、钢筋网系统支护。在钢架拱脚以上30cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角30?打设锁脚锚管,锁脚锚管与钢架牢固连接,复喷混凝土至设计厚度。第6步,上、下、中台阶预留核心土:各台阶分别开挖预留的核心土,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,及时施做仰拱和仰拱填充,仰拱分段长度不宜超过3m。初喷完,施工仰拱模板,仰拱模板制作按设计图纸和规范要求进行制作。仰拱模板采用大块钢模,减少施工变形。施工要点:a.开挖方式应以人工配合机械开挖,必要时辅以弱爆破,爆破时严格控制炮眼深度及装药量。b.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。c.钢架安装完成后立即施做锁脚锚管,以确保钢架稳定,必要时在钢架下部垫以30cm长型钢。d.钢架之间纵向连接钢筋及时施做,并连接牢固。e.仰拱紧跟下台阶,及时闭合构成稳固的支护体系。f.开挖过程中确保初期支护及核心土的稳定性,必要时利用核心土体加设全断面环形临时支撑。g.施工过程通过监控量测,根据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。h.完善洞内临时防排水系统,防止地下水浸泡拱墙脚基础。三台阶七步法步骤见图6-8,施工工艺流程见图6-9。图6-8 三台阶七步法施工步骤图
图6-9三台阶七步法施工工艺流程(3)弧形导坑预留核心土法先开挖上部导坑成环形,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分的施工方法。主要应用于Ⅳ级围岩、岩质较好地段的施工。工艺流程见图6-10, 施工工序见图6-11。
图6-10 隧道弧形导坑预留核心土施工工艺流程
图6-11 隧道弧形导坑预留核心土施工工艺流程图隧道弧形导坑预留核心土施工工序说明:弧形导坑预留核心土法,将开挖断面分为上、中、下及底部四个部分逐级掘进施工。上部宜超前中部3~5m,中部超前下部3~5m,下部超前底部10m左右。为方便机械作业,上部开挖高度控制在4.5m左右,中部台阶高度也控制在4.5m左右,下部台阶控制在3.5m左右。开挖前拱部施作φ42或φ50超前小导管对拟开挖岩体进行注浆预加固,待浆液达到一定强度后,采用小型挖掘机开挖,预留一定厚度由人工持风镐修边到位。每一台阶开挖完成后,及时喷射4cm厚微纤维混凝土对围岩进行封闭,设立型钢钢架及锁脚锚杆,施作系统锚杆,最后铺设钢筋网,分层复喷微纤维混凝土到设计厚度,必要时各台阶设临时仰拱加强支护,完成一个开挖循环。⑷三台阶临时仰拱法三台阶临时仰拱法施工工艺流程见图6-12,三台阶临时仰拱法施工示意图见图6-13三台阶临时仰拱法施工方法如下: I.a、利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护;b、开挖1台阶阶;c、施作1部洞身结构的初期支护,即初喷4cm厚混凝土,架立钢架,并设锁脚锚(管)杆;d、钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度,底部架立临时钢架封闭,则在掌子面喷10cm混凝土封闭。  II.上台阶施工至适当距离后,开挖2部台阶,接长钢架,施作洞身结构的初期支护及封底,参照工序①进行。  III.a、开挖3部台阶,及时封闭衬期支护。参照工序②进行;b、灌注该段仰拱;c、灌注该段隧底填充。  IV.根据量测结果分析,待初期支护收敛后,利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
图6-12三台阶临时仰拱法施工工艺流程
图6-13三台阶临时仰拱法施工示意图6.5.2钻爆掘进本隧道采用钻爆掘进的方式进行开挖。a.设计原则根据地质条件、开挖断面、开挖进尺等编制光面爆破设计方案。根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽眼应加深10~20cm。
图6-14 光面爆破施工工艺流程图严格控制周边眼装药量,间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。选用低密度低爆速、低猛度的炸药;本工程采用硝铵炸药,在渗水地段活有水地段选用乳化炸药。采用毫秒雷管起爆,能达到较好效果。光面爆破施工工艺详见图6-14b.钻爆设计要求爆破作业由爆破工程师根据地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破器材等进行爆破设计。编制详细的爆破作业指导书,并负责进行试验、数据收集分析、参数调整、指导施工。采用光面爆破,合理选择爆破参数,根据围岩情况合理选择中空直眼或斜眼掏槽。爆破后要求炮眼痕迹保存率:硬岩≥80%,中硬岩≥60%,并在开挖轮廓面上均匀分布,两次爆破衔接台阶不大于15cm。每次爆破后通过爆破效果检查,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。洞口附近爆破施工严格控制每循环最大装药量,降低震速,确保周边民房及其他构筑物的安全。c.掏槽方式采用中空直眼或斜眼掏槽。直眼掏槽操作较简单,钻孔方向易掌握;当石质较硬、断面较大时,采用斜眼掏槽,以便减少钻眼数量。d.放样布眼钻眼前,测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线,标出炮眼位置,其误差不得超过5cm。在直线段,可用3~5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。每次测量放线的同时,对上次爆破断面进行检查,利用《隧道开挖断面量测系统》对测量数据进行处理,及时调整爆破参数,以达最佳爆破效果。e.定位开眼按炮眼布置图正确钻孔,对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高,开眼误差要控制在5cm以内。f.钻眼铁炉隧道围岩为III、IV、V级围岩,铁炉隧道采用YT—28型凿岩机,钻孔直径为38~42mm。钻孔深度为L为4.25~4.75m。钻工要熟悉炮眼布置图,严格按钻爆设计方案实施。定人定位,周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻,以确保周边眼有准确的外插角(眼深3m时,外插角小于3°;眼深5m时,外插角小于2°),尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时,应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度,以保证炮眼底在同一平面上。同类炮眼钻孔深度达到钻爆设计要求,眼底保持在一个铅垂面上。g.清孔装药前,必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。h.装药结构及堵塞方式装药采用分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行,雷管“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞,封泥长度不小于炮眼深度的1/2。周边眼装药结构是实现光面爆破的重要条件,严格控制周边眼装药量,采取分段非连续装药结构。施工时采用不耦合装药结构,不耦合装药系数控制在1.4~2.0范围内。根据岩石强度选用不同猛度、爆速的炸药,有水地段及周边眼选用乳化炸药。周边眼用φ25×200小药卷,不耦合装药,其余炮眼用φ40×500药卷。装药作业采取定人、定位、定段别,做到装药按顺序进行;装药前,所有炮眼全部用高压风吹洗;严格按爆破设计的装药结构和药量施作;严格按设计的联接网络实施,控制导爆索的连接方向和连接点的牢固性。所有装药炮眼用炮泥堵塞,炮眼深度小于1m时,封泥长度不宜小于炮眼深度的1/2,炮眼深度超过1m时,封泥长度不得小于0.5m。炮眼深度超过2.5m时封泥长度不小于1m。光面爆破周边眼赌泥长度不宜小于0.3m。i.联结起爆网路起爆网路为复式网路,以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意:导爆管不能打结和拉细;各炮眼雷管连接次数应相同;引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。网路联好后,专人负责检查。j.光面爆破控制标准根据技术规范,采用严格的光面爆破控制标准。隧道允许超挖值见表6-3。表6-3 隧道允许超挖值 III~IⅤV、VI拱部平均线性超挖量101510最大超挖202515边墙线性超挖101010仰拱、隧底平均线性超挖量10最大超挖25K.a值是针对隧道的具体情况,在多次试爆基础上进行K、a值回归分析后确定。根据爆破物距爆心的安全距离要求,并由此推出的每段的最大装药量。k.微震爆破施工参数控制a不良地质地段采用微震控制光面爆破。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为最大一段爆破药量,kg;Vkp为安全速度,cm/s,取Vkp=2cm/s;R为爆破安全距离,m;K为地形、地质影响系数;a为衰减系数。b微震控制爆破参数参考表见表6-4、表6-5。具体实施时,结合试验确定。 表6-4 上半断面微震爆破参数表周边眼间距E(cm)抵抗线W(cm)眼深(m)辅助眼间排距(cm)线装药密度(kg/m)最大段控制药量(kg)30-4040-501.580-900.15-0.25≯4.5表6-5 下半断面微震爆破参数表周边眼间距E(cm)孔排距(m)眼深(m)线装药密度(kg/m)最大段控制药量(kg)60-800.8-0.920.2-0.3≯4.5l.光面爆破和预裂爆破参数控制光面爆破和预裂爆破参数控制见表6-6、表6-7。表6-6 光面爆破参数表岩石类别周边眼间距E(cm)周边眼抵抗线W(cm)相对距离E/W装药集中度q(kg/m)极硬岩50-6055-750.8-0.850.25-0.3硬岩40-5050-600.8-0.850.15-0.25软质岩35-4545-600.75-0.80.07-0.12表6-7 预裂爆破参数表岩石类别周边眼间距E(cm)至内排崩落眼间距(cm)装药集中度q(kg/m)极硬岩45-50400.3-0.4硬岩40-45400.2-0.25软质岩35-40350.07-0.12m.爆破效果监测及爆破设计优化a爆破效果检查检查项目主要有:断面周边超欠挖检查;开挖轮廓圆顺度,开挖面平整检查;爆破进尺是否达到爆破设计要求;爆出石碴块是否适合装碴要求;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;两次爆破衔接台阶不大于15cm。b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。根据爆破后石碴的块度大小修正装药参数。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,使爆破眼底落在同一断面上。n.控制超欠挖的技术措施①根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况,修正爆破孔距,用药量,特别是周边眼。②根据爆破振速监测,调整单段起爆炸药量及雷管段数分布。③根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,尽量使除掏槽眼外的所有炮孔底部落在同一横断面上。④钻眼前画出开挖轮廓线,标出炮眼位置,安装激光指向仪,保证测量精度,严格控制周边眼外插角和装药量,使开挖轮廓圆顺,炮眼痕迹保存率符合光爆技术要求。O.火工用品管理制度①领取使用炸药人员必须经过上级部门进行操作规程,考核合格发给证者。② 严格按公司制定的审批手续领取炸药,领药单各项名称必须填写清楚,并有领药人及开票人的亲笔签字。③不准把火雷管和炸药混装在一个矿车内运送。④运送雷管和炸药时,都要有保管人员随车运送。⑤必须由人员持证搬运爆破器材,搬运时、要把炸药和雷管分开装入两个背包内,严禁混装在一个背包内搬运。⑥ 爆破工身背炸药不得超过10公斤,多人搬运时,人距要在10米以上。⑦禁止在衣袋中携带爆破器材。⑧爆破工领到爆破器材后,要及时搬运工作面,不得中途停留,不准转交给他人带运。在爆破器材搬运途中禁止吸烟。 ⑨要设立专门用来装炸药的木箱并加锁。⑩装药前应将爆破器材放在安全地点、并由爆破工或安全负责人看管,钥匙不准转交他人。⑽雷管、炸药要分开保管,存放雷管、炸药的箱内不准存放其它物品,禁止在动力,照明线附近及顶邦不好处做药或保管炸药雷管。 ⑿在装有爆破器材包的附近10米内严禁吸烟,也不准进行其它作业。 6.6 初期支护隧道初期支护施工工艺流程见图6-15 图6-15 隧道初期支护施工工艺流程图6.6.1 钢架(1)、钢拱架钢支撑作为刚性拱架,支撑的刚度和强度大,可作临时支撑并单独承受较大的围岩压力,在软弱破碎围岩中需要立即承载的场合使用。所以钢支撑施工质量的好坏直接影响到结构的安全和稳定,要把好各道加工工序的质量关。钢拱架施工工艺流程见图6-16。 图6-16钢拱架施工工艺流程图施工准备钢支撑所用钢材进场时按批量和型号分批试验。检验内容包括对规格、厂家、品种、数量、外观检查,并按规定抽样做力学性能试验。电焊工必须持证上岗,以保证加工产品的质量。拱架加工制作钢架按设计尺寸在钢构件场下料分节焊接制作,制作时按设计图纸要求进行,保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求,根据设计尺寸在钢拱架冷弯机上先试加工1-2榀,加工时调整千斤顶检验钢拱架半径满足设计要求后,将千斤顶固定,进行批量生产加工。冷弯完成的钢拱架,在实地放样的地坪上进行现场拼装,每节两端均焊连接板,节点间通过连接板用螺栓连接牢固,保证钢拱架不扭曲,尺寸满足设计要求,如质量有问题,及时解决处理,保证产品质量。根据拱架拼装顺序进行编号,安装时按原编号进行安装。钢拱架的运输在加工好的钢拱架运至掌子面过程中,要轻搬轻放,不能乱放或用重物敲打,注意保护,防止发生拱架扭曲变形。钢拱架的安装拱架应按设计要求安装,安装允许偏差应满足规范要求。当拱脚开挖超深时,加设钢板或混凝土垫块,安装后利用锁脚锚杆定位;超挖较大时,拱背喷填与初支同级砼,以使支护与围岩密贴,控制围岩变形的进一步发展。两排钢架间用连接钢筋拉杆纵向连接牢固,以便形成整体受力结构。在架立时应注意的事项:a.钢拱架按设计分节运至开挖面,就地拼装。b.钢拱架应架设在隧道轴线垂直面内,与纵向连接钢筋连接牢固。c.钢拱架分节之间采用钢板和螺栓连接。d.钢拱架在初喷混凝土后架设,架设完毕后再喷混凝土,保护层厚度不得小于4cm。e.为防止钢拱架拱脚下沉、变形,拱脚要落在坚实的基础上,标高不足时采用钢板进行调整。(2)、钢格栅钢格栅严格按照设计要求在钢构件加工场分单元加工,汽车运至洞内分段拼装。钢格栅安装前先初喷一层混凝土,按照设计间距固定在稳固的地基上,当基底强度不足时,采用加设槽钢的办法增强基脚的承载力。拱架安装后在拱脚处打锁脚锚杆固定钢格栅。钢架平面应垂直于隧道中线,其倾斜度不大于2°,钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。钢格栅与系统锚杆焊接连成整体,钢格栅间设纵向连接筋。采用分部开挖时,应及时将钢格栅连接成为整体,以提高钢格栅受力的整体性能。架立钢格栅后尽快进行复喷混凝土至设计厚度。6.6.2砂浆锚杆(1)工艺流程砂浆锚杆施工工艺流程见图6-17。 图6-17砂浆锚杆施工工艺流程图 (2)施工方法利用风动凿岩机钻孔,锚杆孔位与岩面垂直,与设计孔位偏差不大于100mm,钻孔偏差不大于±150mm。钻孔后用高压风清除孔内石屑,然后安装锚杆,插入长度不小于设计长度的95%。成孔后用高压风清孔,先将内径4~5mm,壁厚1~1.5mm的软塑料排气管同锚杆一起送入钻孔至孔底,并在孔外留0.5m左右的富余长度,然后将注浆管固定在孔口位置,并将锚杆孔口堵塞,确认排气管畅通后,采用双管排气法注浆,直到排管气不排气或溢出稀浆时停止,拔出排气管,待砂浆达到强度后安装垫板拧紧螺帽。6.6.3中空注浆锚杆 (1)工艺流程根据设计,隧道拱部范围采用组合式中空注浆锚杆,施工工艺流程见图6-18。 图6-18中空注浆锚杆施工工艺流程图(2)施工方法a.钻孔中空锚杆钻孔方法同砂浆锚杆钻孔方法。施工中应按设计要求并结合围岩实际情况定出位置,孔位准确,深度符合设计要求。b.锚杆安设钻孔完毕,安装锚杆前,先用高压风清洗锚杆孔内石屑,再将中空锚杆插入锚杆孔,锚杆插入深度应符合设计规定,锚杆外露10~20cm,以便于与压浆机出浆管连接。c.压浆压浆前,锚杆孔处预装锚杆专用止浆塞,压浆时,锚杆头与注浆机出浆管连接,开始压浆。当孔内水泥浆压满后,立即顶紧止浆塞,防止浆液流出。d.垫板安装压浆完毕,待达到额定强度后,开始安装锚杆专用垫板,拧紧螺帽。垫板应保证与支护面岩面密贴。6.6.4 钢筋网片钢筋网采用HPB235级钢筋加工而成,钢筋直径为6~8mm。网眼尺寸为150~300mm,为方便施工,事先在洞外加工成1×2m的方片,施工时运至工作面进行安装。钢筋网加工制作及安装时应注意:除锈、去油污、确保钢筋质量符合要求。钢筋网铺设时,应随混凝土初喷面起伏敷设,并与壁面接触紧密,每片钢筋网搭接长度不小于1~2个网格。钢筋网应在初喷混凝土后安装,钢筋网应与锚杆连接牢固,防止喷射混凝土时晃动。砂层地段应先铺挂钢筋网,沿环向压紧后再喷混凝土。6.6.5 喷射混凝土⑴工艺流程喷射混凝土采用湿喷工艺施工,施工工艺流程见图6-19。 图6-19喷射混凝土施工工艺流程图 ⑵施工方法喷射前将岩面的松动石块进行清理,并埋设喷层厚度控制标志钉,每1~2m设一根。混凝土采用拌合站集中拌合,拌和料采用混凝土专用输送车运送到作业点。为减少回弹量,降低粉尘,提高喷层质量,采用混凝土湿喷工艺。喷射混凝土施工分初喷和复喷二次进行,初喷在开挖(或分部开挖)完成后立即进行,以尽早封闭岩面,防止表层剥落。复喷混凝土在锚杆、挂网和钢架安装后进行,尽快形成联合支护体系,以抑制围岩变形。钢架间用混凝土喷平,保护层为4cm。混合料要随拌随喷,供料连续;喷射作业分段、分片、分层,由下而上依次进行。分层喷射时,后一层应在前一层混凝土终凝后进行,若终凝后1h再行喷射,需先用风水清洗喷层面。喷射机工作风压稳定,喷头与受喷面的距离保持在0.8~1.5米范围内,喷射的角度最好保持与受喷面垂直,喷头操作应连续不断地做圆周运动,并形成螺旋状,喷射的路线应自下而上,做“S”形运动,喷射混凝土终凝3h后方可进行下一循环作业。6.7 超前支护Ⅳ、Ⅴ级围岩施工中超前支护是保证围岩稳定,开挖施工安全的主要措施,是保证顺利开挖的关键工序。管棚施工时利用导向架,沿着开挖轮廓线,以较小的外插角。向开挖面前打入钢管,形成对开挖面前方围岩的预支护。(1)、洞内大管棚洞内大管棚施工工艺流程见图6-20。 图6-20 洞内大管棚施工工艺流程图管棚工作室为避免洞内大管棚施工侵入隧道净空,洞内应该增设管棚工作室,管棚工作室应比设计断面大30~50cm,长度应满足钻机作业要求。安设导向架施工导向架,安装导向管,导向管长度为1m,管径应大于管棚直径20~30mm。施钻工作平台必须牢固可靠,能够承受钻机的活载。钻孔、顶管、注浆洞内大管棚施工应选择体积小、效率高、带有自动纠偏功能的钻机,以减少工作室开挖量,提高施工效率和管棚施工精度。钻孔、顶管、注浆的方式和要求与洞口段大管棚施工相同。(2)、超前注浆小导管钻孔的控制先将小导管的孔位用红油漆标出,钻孔的方向垂直于开挖面,仰角根据设计要求10~15°。采用风动凿岩机钻孔,钻头采用梅花形钻头,钻头直径应比导管直径大2cm,钻孔钻进要避免钻杆摆动,保证孔位顺直。钻至设计成孔深度后,用吹管将碎渣吹出。钢管加工将钢管加工成钢花管,钢管顶部切割加工成尖梭状,使钢管更容易插入孔内,顶管完成后尾段焊接闸阀,闸阀口与注浆管连接。小导管加工示意图见图6-21。
图6-21顶管小导管加工示意图在钻好的孔内插入加工合格的钢花管,在管尾后一段30cm处,将麻丝缠绕在管壁上成纺锥状,并用胶带缠紧。开动钻机,利用钻机的冲击力将钢花管顶入围岩中,钢管顶进钻孔长度≥90%管长。顶管至设计孔深后,将孔口用水泥+水玻璃胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口应露出喷射混凝土面15cm,安装钢拱架后与拱架焊接在一起。管路连接后应进行压水试验,以检查管路及工作面有无渗漏现象。注浆采用砂浆搅拌机经加工后拌合水泥浆,注浆压力应达到1.0MPa且注浆量也达到设计时,即可停止注浆。注浆异常现象处理:施工工艺流程见图6-22。 图6-22 小导管超前支护施工工艺流程图 a.发生串浆现象,即液浆从其他孔中流出时,采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔注浆。b.浆液压力突然升高,可能发生了堵管,停机检查。c.浆液注浆量很大,压力长时间不升高,则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小量低压力注浆或间歇式注浆,使浆液在裂隙中有相对停留时间,以便凝胶,但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间,才能避免产生注浆不饱满。6.8 仰拱及填充仰拱施工应超前拱墙衬砌,并尽量紧跟开挖工作面,围岩软弱不稳定时,仰拱距开挖面不宜超过35m。仰拱、填充应分开浇筑,且全幅灌注,仰拱和底板混凝土达到设计强度100%后车辆方可通行,为使掌子面开挖不因此而中断,运输车辆在仰拱施工位置采用移动式栈桥通过。施工工艺流程见图6-24。仰拱开挖进尺控制在3m内。仰拱施工采用大块模板制作而成的挡头板施工,仰拱变形缝空隙采用填缝料填塞密实。仰拱开挖后要在2~6小时内及时浇筑混凝土。采用插入式振捣器,加强振捣,从仰拱模板中心往两侧浇筑,保证混凝土施工质量。浇筑仰拱时,应在两侧预留足够的钢筋接头,以便进行拱墙衬砌时连接。仰拱上填充混凝土施工前先清洗仰拱上虚碴及杂物,排除积水。填充混凝土表面要求平整,横坡、纵坡与设计一致。移动式仰拱施工栈桥见图6-23。 图6-23 移动式仰拱施工栈桥示意图
图6-24仰拱施工工艺流程图 6.9 防排水工程隧道防排水遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜、综合治理”的原则。施做防水层前应先进行物探,检查周边围岩径向10m范围内有无空洞。在富水断层带处开挖前采用超前注浆或帷幕注浆的方法进行堵水;开挖后,在渗水严重处采用注浆堵水和排水管引入排水沟的办法减小渗水量;剩余的少量渗水在二次衬砌前安装各种排水盲管保证排水系统通畅;施工二衬时采用洞内防水板吊挂台架无钉铺设,接缝采用背贴式橡胶止水带止水,防止地下水渗入二衬内形成漏水,二衬采用抗渗混凝土。①排水盲沟为减小衬砌背后水压力,及时将围岩少量渗水排出洞外,在二次衬砌背后墙角纵向设置Ф100mmHDPE带孔波纹管。环向排水盲沟间距按8m设置一道,地下水发育地段增设1~2道。纵、环向盲沟及泄水孔均直接与隧道侧沟连通,将地下水引入洞内侧沟。环向盲沟采用Ф50mm带孔波纹管加工而成,水管加工下料时应考虑接头预留长度,保证环向盲管端能与纵向排水管连接;盲管与喷射混凝土表面密贴,并保持一定的松弛度,不宜张拉过紧;固定盲管的外露锚钉应切除或以砂浆抹平,防止刺破防水板;纵、环向盲沟、泄水管采用变径三通接头连接牢固,泄水管的出口应离开水沟内壁一定距离,不得紧贴沟壁表面;施工中要做好水管接头处理工作,防止杂物进入管道。②排水沟隧道内排水采用双侧沟和中心沟的方式,侧沟主要用于汇集地下水,并将地下水引入中心沟,同时起到沉淀和兼顾部分排水的作用。隧道内两侧水沟与中心管沟通过横向引水管连接,横向导向管每30m设一处中心沟检查井。中心沟主要用于排水,同时汇集道床内部积水,疏干底板下积水。③防水层工艺流程在隧道拱墙初期支护与二次衬砌之间铺设防水板,防水板与土工布结合使用,防水板厚度不小于1.5mm,土工布重量大于400g/m2。为确保防水层施工质量,采用无钉铺设工艺施工。施工工艺流程见图6-25。施工方法a.铺设准备 图6-25 防水板施工工艺流程图 在洞外检查、检验缓冲层材料及防水板质量,防水板宜选用高分子材料,其材料标准应符合防水板技术条件。幅宽一般为2~4m,厚度不小于1.5mm,耐刺穿性、柔性、耐久性好且应符合设计要求。对检查合格的防水板,用特种铅笔划焊接线、拱顶分中线,并按每循环设计长度截取,对称卷起备用;洞内在铺设基面标出拱顶中线,画出隧道中线第一环及垂直隧道中线的横断面线。b.缓冲层铺设对于设计为分离式的防水板,先进行土工布缓冲层铺设。缓冲层材料根据设计选用,一般采用射钉固定。固定点间距:一般拱部位为0.5~0.8m,边墙为0.8~1.0m,底部为1~1.5m,呈梅花形排列,并左右、上下成行固定。在凹凸较大的基面上,在断面变化处增设固定点,保证其与混凝土表面密贴。c.防水板铺设防水板铺设应超前二次衬砌施工,并设临时挡板防止机械损伤和电火花灼伤防水板,同时与开挖面应保持一定的安全距离。防水板采用环向铺设,从拱部向两侧边墙展铺,下部防水板应压住上部防水板,松紧应适应并留有余量(一般实铺长度与喷射混凝土面弧长的比值为1.1~1.2),保证防水板全部面积均能抵到喷射混凝土面。分段铺设的卷材的边缘部位预留不少于50cm的搭接余量,并对预留部分边缘部位进行有效的保护。附属洞室处铺设防水板时,先按照附属洞室的大小和形状加工防水板,并与边墙防水板焊接成一个整体。3层以上的塑料防水板的搭接形式采用T形接头。防水板的搭接宽度不应小于150mm。d.防水板固定分离式防水板,可用热风焊枪或热合器,使其防水板融化与塑料垫圈粘结牢固。无钉铺设防水板施工方法见图6-26。图6-26 无钉铺设防水板施工方法示意图e.防水板焊接焊接时,接缝处必须擦洗干净,且焊缝接头应平整,不得有气泡、褶皱及空隙。防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式双焊缝热合机热熔焊接,细部处理或修补采用手持焊枪。开始焊接前,应在小块塑料片上试焊,以掌握焊接温度和焊接速度。单条焊缝的有效焊接宽度不应小于15mm。在焊缝搭接的部位焊缝必须错开,不允许有3层以上的焊缝重叠。焊缝搭接处必须用刀刮成缓角后拼接,使其不出现错台。防水板纵向搭接与环向搭接处,除按正常施工外,应再覆盖一层同类材料的防水板材,用热焊焊接。焊缝应无漏焊、假焊、烤焦、焊穿

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