山岭隧道施工组织设计.docx
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山岭隧道施工组织设计.docx
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山岭隧道施工组织设计
3、设计内容
3.1编制说明
3.1.1程概况:
。
隧道左线进口桩号K3+410,出口桩号K3+585,隧道长175.00m;隧道右线进口桩号YK3+353,出口桩号YK3+540,隧道长187.00m,均属短隧道。
本次勘察布置物探剖面两条,共完成地质调绘0.2km2。
一、地形、地貌:
隧址区地形坡面上陡下缓,上部近直立,易造成崩塌。
隧道进出口山坡坡度41°~46°,地面标高介于439.00~519.00m之间,相对高差80.00m。
植被灌木密刺,左线隧道最大埋深92.67m。
右线隧道最大埋深131.49m。
二、地层、岩性:
隧址区分布的地层主要为寒武中统页岩(∈2)。
页岩(∈2X):
灰绿~紫红色,钙质、泥质胶结,页理发育。
局部夹薄层灰岩,垂直节理较发育,微张,裂隙充填方解石,岩体较破碎。
三、地质、构造:
隧址区未发现断层、褶皱。
岩层产状平缓,产状90°∠3°。
岩体节理较发育,主要发育有两组剪切节理,产状分别为:
1)走向93°~98°,倾向NE,倾角78~85°,
2)走向175°~180°,倾向E倾角88°~90°。
此两组节理与隧道走向斜交。
平均密度7条/m,微张状。
节理属剪节理,连通性好。
节理等结构面组合易在拱顶及侧壁形成不稳定楔形体。
四、地质、水文:
隧址区位置较高,地形陡峻,储存及接受大气降水补给条件差。
隧道右线进口下方高程约425m处,沿裂隙出露一下降泉,水量甚微。
五:
地震
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),隧址区的地震动峰值加速度为0.10g,地震基本烈度为Ⅶ度。
根据《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)第1.0.5条,按Ⅷ度区采取抗震措施。
∙3.1.2施工目标
一、安全目标
1)无因公死亡事件,重伤率小
2)无工程事故和设备安装工程事故
3)洞内屋塔房冒顶事故
4)无重大机电设备事故、重大交通事故及火灾事故
5)无爆破飞石造成人员、建筑物受损事故
6)消灭违章指挥
7)消灭违章作业
8)消灭违章事故
二、质量目标
全部工程项目达到国家、省、部规范要求以及技术规范及验评表准要求,分项工程一次验收合格率为100%,优良率达95%以上,确保省部优
三、工期目标
计划工期195天
建议施工进度计划的时间分配:
施工准备15天、开挖90天、衬砌60天、隧洞其他设施安装20天、施工验收10天
∙3.1.3施工条件
隧址区地形坡面上陡下缓,上部近直立,易造成崩塌。
隧道进出口山坡坡度41°~46°,地面标高介于439.00~519.00m之间,相对高差80.00m。
植被灌木密刺,左线隧道最大埋深92.67m。
右线隧道最大埋深131.49m。
施工所需的水、电线路,开工前,由甲方接至施工现场,供应办法及要求按照规定办理。
∙3.1.4主要技术指标
∙3.1.5编制依据
(1)国家现行设计规范、施工技术规范、安全技术规程、验收标准及有关文件。
(2)课程设计提供的XXX1隧道的施工设计文件、平面图、横断面设计图、纵断面图、标准环衬砌断面图等。
(3)课程设计提供的现场施工调查所获得的地质、水文、气象资料等。
(4)课程设计提供的XXX1隧道地层主要物理力学指标表。
(5)类似的隧道工程施工经验、工法等
3.2施工方案
∙3.2.1总体施工方案
凤凰台XXX1隧道复合式衬砌设计,按喷锚构筑法施工。
施工过程中,主体采用“单头掘进,分部开挖,仰拱超前,衬砌完善配套”的施工方案。
总体实施掘进(钻爆、无轨运输出渣)、支护(超前导管、拌、运、锚、喷)、衬砌(拌、运、灌、振捣)机械化作业。
隧道组织施工,严格遵循“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤测量、紧衬砌”的原则。
(1)Ⅱ类围岩采用YT28风动凿岩机打眼,Ⅲ类围岩采用三臂液压钻孔台车打眼,非电毫秒雷管微震控制光面爆破
(2)超前支护采用液压台车及ZTGZ-60/120注浆机施做超前导管,初期支护选用YSP45锚杆钻机打注浆锚杆,喷射混凝土采用湿式喷射法,由泵送机和喷射机联合作业,人工架设钢支撑,出渣运输采用无轨运输和自卸装运
(3)衬砌混凝土采用商品混凝土,混凝土搅拌运输车,混凝土输送泵,大模板整体衬砌台车完成全断面衬砌一次成型
3.2.2洞口施工(明洞开挖)
由于凤凰台1#隧道位于河南省济源市东逯寨北部山区,位于强风化页岩夹薄层灰岩中,呈碎石松散结构,稳定性差,开挖易坍塌。
根据这种情况,进洞前先完成地表排水系统,在边坡顶部设置排水沟,采取分层开挖,分布支护,自上而下,边挖边护的洞口加固处理方法;
施工时先清理洞口上方和侧方可能滑塌的石块、不稳定的孤石,及时施做洞口边、仰坡顶的排水沟;其次进行路堑开挖,将洞口上方一定距离内的覆盖过薄段挖除,开挖至设计图纸所设计的标高。
对于洞口上方采用注浆锚杆和钢筋挂网喷射混凝土进行加固。
明洞开挖满足机械开挖时使用机械开挖,装载及配合自卸车装运弃渣至指定弃渣位置,人工辅助修坡,必要时采用定向弱爆破,并采用台阶法施工,采用分离式衬砌结构。
左右线隧道济源方向都先进行机械开挖路堑,对左线洞口上方的仰坡进行设置注浆锚杆的施工,加固边坡。
出口要对边坡进行削坡处理,在进行加固。
3.2.3洞身开挖作业
隧道开挖作业根据不同的围岩类别采用不同的开挖方法
Ⅱ类围岩采用段台阶法施工,分三个台阶进行
Ⅲ类围岩采用正台阶法施工
Ⅱ类围岩的施工
(1)施工过程中应严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早成环、勤测量”的原则
(2)钢筋网全断面布设,锚杆按梅花形布置,并结合岩层产状适当调整锚杆位置和打入方向
(3)隧道设计预留变形量12cm,施工过程中应根据围岩监控量测结果及时调整预留变形量
(4)施工中视围岩的真实情况进行加固的调整
Ⅱ类围岩的施工的流程
(1)施做φ50超前注浆小导管,超前注浆小导管长4.5m,环向距离35cm,Аmax10,施做预注浆加固围岩
(2)开挖1部,施做φ25中空注浆锚杆,锚杆长度3.5m,@75x100cm,纵向@=75cm,按梅花形布置,再喷早强混凝土22cm
(3)挂φ6钢筋网15x15cm,架设拱部型钢支撑Ⅰ18,@75cm,开挖2部,施做φ25中空注浆锚杆,锚杆长度3.5m,@75x100cm,纵向@=75cm,按梅花形布置,再喷早强混凝土22cm
(4)挂φ6钢筋网15x15cm,架设拱部型钢支撑Ⅰ18,@75cm,开挖3,施做φ25中空注浆锚杆,锚杆长度3.5m,@75x100cm,纵向@=75cm,按梅花形布置,再喷早强混凝土22cm,封闭成环
(5)挂防水层(防水板+水工布)
(6)用钢模衬砌车施做二次衬砌
Ⅱ类围岩的施工过程图
序号
工序名称
1
测量
2
超前小导管施工
3
钻孔
4
钻爆开挖1部
5
施做中空注浆锚杆并喷混凝土
6
挂钢筋网、架设钢拱架
7
钻爆开挖2部
8
施做中空注浆锚杆并喷混凝土
9
挂钢筋网、架设钢拱架
10
钻爆开挖3部
11
施做中空注浆锚杆并喷混凝土
12
封闭成环
13
挂防水层
14
二次衬砌
15
回填底部路基
Ⅲ类围岩施工
(1)施工过程中应严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早成环、勤测量”的原则
(2)钢筋全断面布置,锚杆按梅花形布置,并结合岩层产状适当调整锚杆位置和打入方向
(3)隧道设计预留变形量12cm,施工过程中应根据围岩监控量测结果及时调整预留变形
(4)施工中视围岩的真实情况进行加固的调整
Ⅲ类围岩施工流程
(1)测设开挖轮廓线
(2)施做φ22超前砂浆锚杆,锚杆长度4.3m,环向间距40cm,打入最大角度6
(3)开挖上部,施做φ22砂浆锚杆,锚杆长度4.3m,@=100x100cm,纵向距离100cm。
喷射早强混凝土18cm。
(4)挂φ6钢筋网,15x15cm,架设H13x15格栅钢架,纵向距离100cm
(5)开挖下部,施做φ22砂浆锚杆,锚杆长度4.3m,@=100x100cm,纵向距离100cm。
喷射早强混凝土18cm。
(6)挂φ6钢筋网,15x15cm,架设H13x15格栅钢架,纵向距离100cm
(7)封闭成环
(8)挂防水层(防水板+水工布)
(9)用钢模衬砌车施做二次衬砌
Ⅲ类围岩施工流程图
序号
工序名称
1
测量
2
施做超前砂浆锚杆
3
钻孔
4
爆破上部
5
施做中空注浆锚杆并喷混凝土
6
挂钢筋网、H13x15格栅钢架
7
爆破下部
8
施做中空注浆锚杆并喷混凝土
9
封闭成环
10
挂防水层
11
二次衬砌
12
回填路基
3.2爆破设计
光面爆破施工工艺
放样布眼:
钻眼前,测量人员要用红铅油准确绘出开完面的中线和轮廓线,标出炮眼位置
定位开眼:
采用钻孔台车钻眼时,台车要与隧道轴线保持平行。
台车就位后按炮眼图打眼
钻眼:
钻工要熟悉炮眼布置图,要熟练地使用钻研台车,特别是周边眼谨慎施工
清空:
装药前,必须用钢筋弯制的炮钩清理炮眼
装药:
按设计方法装药,所有炮眼以炮泥堵塞
起爆:
用正确的方法起爆
光面爆破的技术要求
(1)根据围岩特点合理选择周边眼间距和周边眼的最小抵抗线。
为了保证周边眼孔之间贯通裂缝优先形成,须使周边眼的最小抵抗线大于炮眼间距,通常去E/V=0.8为宜。
(2)严格控制周边眼的装药量,应使药量沿炮眼全场合理分布,并合理选择炸药品种和装药结构。
不耦合系数控制在1.25-2.0
(3)采用周边眼同时起爆,起爆顺序是掏槽眼→辅助眼→周边眼→底板眼
(4)严格控制钻研作业,使三种炮眼的位置和方向准确无误
(5)各光面爆破参数如周边眼间距E、最小抵抗线V、相对距E/A和装药集中度q等,应采用工程类比法或根据爆破漏斗及成缝试验确定,爆破成缝试验可按照《公路隧道施工技术规范》选用
光面爆破参数
岩石种类
饱和当轴抗压试验
Rb
装药不耦合系数D
周边眼间距E
周边眼最小抵抗线V
相对距离
E/V
周边眼装药集中度
q
硬岩
>60
1.25-1.5
55-70
70-85
0.8-1.0
0.3-0.35
中硬岩
>30-60
1.5-2.0
45-60
60-75
0.8-1.0
0.2-0.3
软岩
<30
2.0-2.5
30-50
40-60
0.5-0.8
0.07-0.15
关于表说明如下:
软岩隧道采用光面爆破技术的相对距宜取表小值
·关于Ⅱ类围岩的爆破参数确定如下:
炮眼名称
炮眼直径
间距
最小抵抗线
药卷直径
装药集中度
单位耗药量
掏槽眼
45
60
60
32
0.5
辅助眼
45
80
80
32
0.3
周边眼
45
40
60
20
0.15
·
关于Ⅲ类围岩的爆破参数确定如下:
炮眼名称
炮眼直径
间距
最小抵抗线
药卷直径
装药集中度
单位耗药量
掏槽眼
45
60
60
32
0.6
辅助眼
45
80
80
32
0.45
周边眼
45
50
60
20
0.2
3.3隧洞支护方案
超前支护
a)超前小导管
本隧道Ⅱ类围岩段采用φ50超前注浆小导管超前支护,小导管长4.5m,环向间距35cm,最大打入叫10度,每环24根。
喷射混凝土封闭岩面,用风动凿岩机沿拱部开挖轮廓线外施钻,成孔后安装小导管,小导管与钢架焊接牢固,沿小导管布置线喷混凝土形成止浆盘,采用注浆泵进行注浆作业。
超前小导管施工工序流程图
b)超前砂浆锚杆的施工
本隧道Ⅲ类围岩设置φ22超前砂浆锚杆,锚杆长度4.3m,环向间距40cm,最大打入叫6度,每环22根,锚杆预先在洞外钢构件厂按设计要求加工制作,锚杆的末端支撑在格栅拱架上
施工流程为:
钻孔→清空→注浆→插入杆体→安装锚杆垫板
施工采用风动凿岩机或锚杆台车,按设计要求钻孔,用高压风清孔,用注浆泵注浆,砂浆填满锚杆孔体积2/3后,及时将加工好的杆体插入孔内,安装锚杆垫板。
初期支护
(1)系统锚杆
本隧道Ⅱ类围岩段采用φ25中空注浆锚杆,锚杆长度3.5m,@=75x100cm,纵向间距75cm,
Ⅲ类围岩采用φ22砂浆锚杆,锚杆长度3.0m,@=100x100cm,纵向间距100cm,锚杆尾部均设置钢垫板,锚杆砂浆中加入防腐蚀剂,
(2)钢筋网
钢筋网预先在洞外钢筋加工厂加工成型,钢筋类型和网格间距分别是φ6钢筋,15x15cm,全断面布置
(3)格栅网架和工字钢钢架
本隧道Ⅲ类围岩采用H13x15格栅钢架,纵向间距100cm,Ⅱ类围岩段采用I18型钢拱架,纵向间距75cm
(4)喷射混凝土
隧道采用耐腐蚀性的混凝土喷射,位C25早强混凝土。
Ⅱ类围岩段喷射厚度位22cm,Ⅲ类围岩段喷射18cm,喷射工艺选择湿喷,混凝土采用洞外自动计量站拌和站拌和,由混凝土运输车运输到隧道内,初喷在开挖后立即进行,以尽早封闭暴露的开挖面,复喷在系统锚杆,钢筋网,钢拱架安装后进行,尽快闭合支护整体受力,
二次衬砌
本隧道为复合式整体衬砌,二次衬砌施工前,要求围岩和初期支护基本是稳定的。
并具备以下条件时才可以施工,
深埋段(或硬质岩段)
(1)随到周边位移速率明显减缓趋势
(2)水平收敛速度小于0.15mm/d或者拱顶位移速度小于0.1mm/d
(3)施做二次衬砌前收敛量已经达到总收缩量的80%-90%
(4)初期支护表面无在发展明显裂缝
浅埋段(或若破碎岩段)应加强监控量测力度,充分可考虑在超前支护下基本稳定后,才可施做二次衬砌
Ⅱ类围岩段采用C25混凝土,喷射厚度为40cm,Ⅱ类围岩段采用C25混凝土,喷射厚度为45cm。
混凝土衬砌采用全断面液压台车,衬砌混凝土一次施工完成。
混凝土采用混凝土输送车运输,混凝土输送泵作业,自上而下,对称分层,先墙后拱灌注。
机械振捣,混凝土采用自动计量拌和站生产,混凝土灌注前要做好钢筋网的布设,做好防水层的施工,预留孔,沟,槽,管路的设置。
二次衬砌混凝土施工流程
隧道的监控与量测
一.监测的任务与目的
(1)确保安全。
为此需要掌握围岩和支护状态,进行动态管理,根据量测信息,科学施工。
(2)指导施工。
量测数据经过分析处理,预测和确认隧道围岩最终稳定时间,指导施工顺序和施做二次衬砌的时间。
(3)修正设计。
根据隧道开挖后所获取的量测信息,进行综合分析,检验和修正施工预设计。
(4)积累资料。
已有工程的量测结果可以间接的应用到类是工程中,作为设计和施工的参考资料。
二.量测要求
(1)能快速埋设测点。
隧道在开挖过程中,开挖工作面两倍洞径范围内受开挖面影响大,测点应尽快埋设,一般设置在开挖面2m范围内,开挖后24h内,下次爆破前测取读数。
(2)每一次量测数据所需时间应尽可能短
(3)测量元件应该具有良好的防震、防冲击波能力
(4)测试数据应准确可靠
(5)测试数据直观,不必复杂计算即可直接应用
(6)测试元件在埋设后能长期有效工作
(7)测试元件应有足够的精度
量测点得布置图
洞内量测点布置应注意:
(1)量测点的安设应能保证初读数在爆破24小时内下一循环爆破前完成,并测取初读数;
(2)测点安设在距开挖面2m范围内,且不大于一个循环进尺,并细心保护,不受破坏;
(3)各项位移的测点,一般布置在同一段内面,测设结果应互相应正,协同分析及应用
(4)围岩压力量测除应与锚杆轴力量测孔对应布置外,还要在有代表性的部位设置测点,以便了解支护体系在整个断面上的受力状态与支护效果
(5)在局部加强锚杆地段,锚杆轴力量测要有代表性的设量测点。
3.3施工进度计划及资源计划
编制依据
(1)隧道工程施工的合同工期。
即合同规定的开工时间和竣工时间,必须在规定的时间内保质、保安全的完成隧道施工
(2)按设计图纸计算的工程量为依据,安排施工进度
(3)根据施工进度安排计算投入隧道工程施工的人力,材料,机械设备等数量
(4)隧道工程的各工序循环作业时间制定的依据
(5)隧道所在地自然条件如天气、水文地质情况,在安排施工进度时应该考虑
(6)紧紧围绕施工关键线路组织施工,在确保重点项目的同时,兼顾一般工程,使工程整体协调进行
(7)充分了解工程特点,强调安全施工的同时,按规定时间完成工程
(8)采用适度的施工强度安排施工。
要对工期留有余地
施工进度计划
(1)施工准备15天
(2)主体施工阶段150天
(3)隧洞及其他设施安装20天
(4)施工验收10天
(5)隧道开挖技术指标:
Ⅱ类围岩:
45m/月
Ⅲ类围岩:
90m/月
左线洞身开挖各类围岩开挖时间表:
围岩类别
明洞
Ⅱ类
Ⅲ类
Ⅱ类
明洞
长度(m)
11
29
97
26
4
工期
8
19.5
32.5
17.5
2
右线洞身开挖各类围岩开挖时间表:
围岩类别
明洞
Ⅱ类
Ⅲ类
Ⅱ类
明洞
长度(m)
11
34
97
35
5
工期
8
23
32.5
23.5
2
Ⅱ类围岩台阶法开挖作业循环时间:
序号
工序名称
Ⅱ类
1
测量
60min
2
超前小导管施工
240min
3
钻孔
240min
4
装药起爆
150min
5
通风排烟
30min
6
清理危石
30min
7
初喷
90min
8
出渣
240min
9
支护
300min
10
循环进尺
1.5m
11
日进尺
1.5m
12
月均进尺
45m
Ⅲ类围岩台阶法开挖作业循环时间:
序号
工序名称
Ⅱ类
1
测量
60min
2
超前锚杆施工
150min
3
钻孔
180min
4
装药起爆
120min
5
通风排烟
30min
6
清理危石
30min
7
初喷
60min
8
出渣
180min
9
支护
240min
10
循环进尺
2.2m
11
日进尺
3m
12
月均进尺
90m
循环开挖网络图:
施工网络图:
代号
工序名称
持续时间
代号
工序名称
持续时间
①
施工准备
⑧
仰拱开挖
②
上班断面开挖
⑨
仰拱及填充混凝土
③
上班断面初期支护
⑩
压浆
④
下班断面开挖
⑾
水沟及电缆沟
⑤
下班断面初期支护
⑿
⑥
边墙二次衬砌
⒀
明洞
⑦
拱部二次衬砌
⒁
地表床够加固
主要材料需要表:
设备名称
单位
数量
凿岩台车
锚杆钻机
钢模台车
喷射机器人
泵送湿喷机
注浆泵
挖掘机
装载机
混凝土搅拌机
混凝土运输车
自卸车
通风机
防水板焊接机
混凝土摊铺机
主任材料表:
材料名称
单位
数量
φ22超前砂浆锚杆
φ50超前注浆小导管
φ25中空注浆锚杆
φ6钢筋
I18型钢拱架
C25早强混凝土
C25混凝土
C15混凝土
I级钢筋
II级钢筋
防水布、土工布
3.4施工平面图
(1)施工平面图设计说明
在两隧道的进口,用洞口上方的挖土来填平洞口下方的低洼地势,填平的标准为标高413m。
在洞口进口处分别设置有消防设施,通风设施,在两洞口之间设置的分别是生活区间和机械加工间,在远离生活区间的得放设置炸药库,在炸药库附近设置消防装置,在生活区间的对面设置的是弃渣堆场,用来临时堆砌弃渣弃土,场地的设置延山的走势,南高北低。
3.5质量、安全文明施工措施
1、质量施工措施
(1)现场技术员填写施工任务单,对每班进行安全、施工质量交底。
(2)由料管员做好管片、螺栓、橡胶止水带、衬垫的进场验收记录。
看管片的外观尺寸、型号是否符合要求。
(3)由拌浆工、施工员负责对拌浆的控制比把关。
(4)由压浆工控制好注浆时注浆压力及压浆量。
(5)由盾构司机负责做好盾构推进记录。
对一些推进参数,如推进速度、设定土压力、出土量、刀盘扭矩等作好记录。
(6)由测量工做好隧道轴线测量记录汇总。
2、安全施工措施
(1)施工时严格执行国家强制性标准,必须遵守有关安全生产的法规。
(2)施工前做好职工及施工队伍的安全管理及安全三级教育。
(3)每道工序施工前,安全员对施工班进行专项安全技术交底。
(4)始发施工时,专职安全员进行全过程监控,指挥人员站位安全可靠,督促安全措施落实情况。
(5)吊装作业中,吊车司机和吊装指挥必须有上岗证,在吊装时,要统一指挥,司机与指挥配合一致。
吊运大型的机械设备、重物时要配备相应的起重索具,严格禁止人员在吊臂下作业和走动。
(6)及时处理流失于地面的浆液和土渣,保持施工场地整洁。
3、文明施工措施
(1)工程项目开工前做好详细的实施性施工组织设计,制定文明施工管理细则和各工序作业规程、标准程序,施工现场统一规划管理。
(2)制定各种规章制度,主要包括:
质量控制制度、施工安全制度、岗位责任制度、现场管理制度、职工管理制度等。
(3)定期开展职业思想、职业纪律、职业责任、职业技能为主要内涵的思想教育和劳动竞赛活动,提高职工的技术素质。
(4)临时房屋的布置要符合防火安全和工地卫生规定。
(5)施工现场要设置醒目、整洁的施工标牌。
现场建筑材料按指定的区域范围分类堆放。
现场施工人员一律要戴安全帽,遵守现场的各项规章制度。
(6)尊重地方政府,服从各级地方政府的指导。
根据需要,邀请当地政府及有关部门参加施工例会、施工调度会,加强沟通联系,取得地方政府的理解和支持。
(7)处理好和当地人民群众的关系。
3.6施工措施
施工技术、组织、质量、安全措施
3.7现场管理体系及组织协调
(1)现场组织结构
(2)岗位责职及分工
(3)总包及分包组织协调管理(合同结构、管理制度等)
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- 山岭 隧道 施工组织设计