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隧道施工组织设计本段设天坪丘隧道一座,位于篆塘镇大坝村一社,全长185m,进口桩号为K93+165,出口桩号为K93+350,交通不便,距最近乡村道路约2km。(一)地形地貌及地质概况隧道区属红层深丘地貌,地势较高,覆盖层厚度小,岩层倾角大,地下水贫乏且不稳定,区内无不良地质现象;洞身穿过III类、IV类、V类围岩,岩体稳定性良好,裂隙不发育,主要地质特征以中~厚层和厚层泥岩、砂岩为主。(二)工期安排接到中标通知书后,立即进行隧道施工的准备工作,一方面对机械、人员进行调配及水电路布置,另一方面进行进出口施工场地的平整和施工场地的布置,全部施工准备为2002年3月24日~2002年5月5日。2002年5月5日~5月31日完成进出口边坡及仰坡开挖施工2002年5月20日~2003年3月10日完成隧道开挖和二次衬砌施工2003年2月10日~2003年5月1日完成仰拱混凝土及排水沟、电缆槽与收尾施工。具体施工进度详见“天坪丘隧道施工计划表”(三)劳动力组织及主要机械配备和施工用料1、劳动力组织(1)从隧道出口安排施工队伍掘进,其施工人员约100人,其组织机构如下:2、主要机械设备天平丘隧道长185m,设计为新型M型连拱隧道,隧道施工难度较大,是本合同段的关键工程之一,准备投入使用的主要机械设备如下:主要机械设备配备表序号隧道机械设备名称数量1装载机ZLM30E22压风机4L20/823混凝土捣固器HZ-5084混凝土输送泵HBT60C15柴油发电机120GF-W16喷浆机27注浆机28混凝土搅拌机JSJ50029电动水泵310钢筋切断机GQ40111木工圆盘锯112木工刨床113变压器315KVA13、主要施工用料主要施工材料计划表序号材料名称单位数量1拱架榀1002高压风管M6003高压水管M8004电缆M250(四)施工准备1、施工场地①隧道作业队驻地租用当地闲置的民房,配电房、压风机房设在出口路基上、混凝土搅拌站、钢筋车间等生产房屋设在进口洞口处路基上。②隧道施工用电由附近乡镇高压电引接,接线长约2.5km,在隧道出口安装一台315KVA变压器,另外配备一台120KW发电机以作备用。③施工用水:根据现场条件,天坪丘隧道出口附近水源较丰富,就近自建泵站,采用高位水池供水,在天坪丘隧道出口设蓄水池一座,在山顶上建一座高山水池,高山水池建于施工工作面40米以上,以保证隧道开挖时的水压力,容量50m3,高山水池在隧道开挖前修建完工。④施工用风:在隧道出口设供风站一处,内设电动空压机1台。⑤三管两线布置:综合施工现场实际情况,将高压风管、高压水管、通风管布置在洞口右侧,动力线和照明线布置在左侧,三管两线布置见“三管两线布置图”。照明线面成洞地段采用220V,掌子面附近采用36V安全电压。⑥砼工厂在隧道进口设2台JS500强制式拌合机,混凝土由混凝土输送泵输送。(五)施工方案1、总体方案和部署①天坪丘隧道较短,但是该隧道设计为M型新型隧道,开挖及支护施工难度较大,隧道开挖必须采用光面爆破,控制好爆破用药量,减少对围岩的扰动,保证开挖轮廓圆顺,减少超挖,不允许欠挖。②初次支护紧跟开挖面,爆破以后立即对围岩进行初喷、打设锚杆、挂钢筋网、初喷厚度不小于4mm,喷射砼分1~3次复喷达到设计要求,并覆盖钢筋网和锚杆露头。中空锚杆施工采用专门设备和专用工艺。要求注浆饱满。③钢筋网不允许预扎成片挂设,必须单根现场绑扎,并随岩面起伏,贴岩面。④初期支护达到设计要求后的地段距开挖面的距离不得大于10m。⑤二次衬砌砼浇筑采用机械泵送,一次成型。⑥加强施工监控量测工作,成立专门的监控量小组,及时掌握围岩衬砌的应力、应变状态。量测信息应及时反馈,施工、监理、设计随时掌握围岩和结构的工作状态,以便及时调整设计参数,制定合理的施工措施和支护手段,节约工程费用,保证施工安全。2、洞身施工天坪丘隧道按新奥法设计,采用复合式衬砌,初次支护以喷射砼、锚杆和钢筋网为主要手段,部分辅以格栅拱架加强支护,以超前锚杆作为施工的辅助措施;二次衬砌采用整体式现浇砼或钢筋砼。根据隧道进出口的围岩情况,决定从隧道出口向进口方向掘进,在开挖过程中,严格遵守新奥法施工的基本原则:“少扰动,早喷锚,勤量测,紧封闭”。(1)暗挖法施工暗洞施工采用上下导坑法开挖,先从隧道左线出口端开挖进洞,待上半断面开挖、支护完成后,再进行下半断面的开挖。在上下断面的开挖中,连同隧道设计中隔墙部分一次开挖成型,在隧道的初期支护中,对中隔墙顶部范围,采用加密φ22锚杆、钢筋网和喷射混凝土进行加固。初次支护紧跟掌子面及时施作,控制围岩变形,最大限度地发挥围岩的自承能力,喷射砼标号为20号,采用湿喷工艺,增加密实性,减少回弹量,改善作业环境。锚杆采用MAIR25中空注浆锚杆,锚杆露头加设配套钢垫板,施工时采用专用注浆设备和注浆工艺,确保注浆饱满,保证锚杆与围岩全粘结,垫板安装时应紧贴岩面,钢筋网采用φ6.5钢筋,III型衬砌初次支护中以格栅拱作为加强措施,格栅拱用Φ20钢筋和φ10钢筋加工而成。二次衬砌中墙采用钢筋砼,III类围岩段拱部和边墙采用C25钢筋砼,其余围岩段采用C25素砼,拱部、边墙二次衬砌施工时采用全断面模板台车施作,以提高砼的整体性,减少施工缝。对于超挖部分用同级砼或同级片石砼回填,明洞衬砌为C25钢筋砼。每衬砌类型变化处应设沉降缝,沉降缝宜设在施工缝处;隧道洞身段围岩为III类、IV类、V类,其衬砌类型为III型、IV型、V型,支护参数如下所示,隧道开挖过程中应加强监控量测,掌握围岩变化情况,保证施工安全。复合衬砌支护参数表(2)防止右线开挖时对中隔墙砼的破坏,待中隔墙混凝土达到设计强度后,在中隔墙右侧表面用装满锯沫的草袋覆盖,在草袋外侧用7.5号浆片进行防护。进行仰拱开挖时,在开挖前应对中隔墙用草袋进行保护。在仰拱施工完成并达到设计强度后,进行二次衬砌施工。(3)在左线隧道衬砌完成40米后,右洞开始掘进,右洞开挖时,中隔墙部分提供了临空面,可进行弱爆破上下断面开挖。隧道施工期间应进行以下量测工作:围岩地质衬砌支护观测、地表沉降观测、周边收敛观测、拱顶下沉观测等必测项目量测,加强信息反馈。3、隧道洞口施工洞口施工时结合洞口地质及地形条件,尽量使洞口简洁、美观、衬砌类型锚杆喷射砼预留变形量二次衬砌厚度初次支护加强备注III型3.5m,@100×10022cm10cm50cm格栅拱,1榀/米除仰拱外,其余衬砌均为钢筋砼IV型3.0m,@100×10010cm3cm40cm中墙为钢筋砼V型3.0m,@100×10010cm3cm35cm中墙为钢筋砼超高缓和3.0m,@100×10010cm3cm40cm中墙为钢筋砼自然,与环境协调。①隧道进口为端墙式洞门,洞门墙后设有5m明洞,洞口侧墙及洞门端墙采用C20素砼,墙面采用釉面砖镶面,表面镶缝应顺直、均匀、美观;明洞拱背以土石回填,在靠近明洞拱背30cm范围内以粘土回填,明洞端部及其上仰坡均采用喷、锚、网作为临支护,喷锚网应及时施作,坡面开挖面不宜暴露过久,锚杆采用MAIR25中空注浆锚杆。②出口地形较陡且围岩很好,为拱翼式洞门,施工时采用仰坡面喷射砼、锚杆、钢筋网防护,洞门墙采用10号浆砌块石砌筑,条石镶面,表面砌缝应顺直、均匀、美观。洞口路堑开挖时应采用控制爆破技术,尽量减少对边、仰坡的振动。4、防排水施工①洞身防排水天坪丘隧道为山岭隧道,地下水量不大,隧道防排水施工的原则量“以排为主,防排结合”。洞身衬砌防水是在喷射砼和二次衬砌之间设不复合SLQ-PVC防水板和无纺布作为防水层,施工缝设BW-96型膨胀型止水条,沉降缝设沥青木丝板夹E型橡胶止水带。无纺布为300g/m2,防水板厚度不小于1.2mm。防水板必须粘接牢固,搭接宽度不小于10cm。无纺布不须搭接,但需连续铺设。无纺布与防水板局部粘接。衬砌排水是在喷射砼和防水层之间设φ116打孔波纹管作纵、横向盲沟。纵向盲沟设在边墙基脚部位和中墙顶,边墙部盲沟标高稍高于侧沟沟底,在隧道两侧均应布设。横向盲沟沿拱背布设,并下伸与纵向盲沟连通,横向盲沟每10m设一道,在集中出水地段可适当增加,边墙部在纵向盲沟与侧沟之间设φ116打孔波纹管将纵向盲沟中的水排入侧沟中,泄水盲沟每4m设一道,中墙顶预埋φ80镀锌钢管将纵向盲沟中的水排入右洞右侧排水沟,同样每4m设一道,洞内排水沟采用现浇20号砼,其盖板为钢筋砼预制板,路面两侧每25m设铸铁篦子进水口一个。②洞口防排水洞口明洞防水层是在衬砌外壁抹2cm厚的10号水泥砂浆,刷一层热沥青后再铺防水板无纺布防水层,回填时在靠近明洞拱背20~30cm范围内以粘土回填,明洞墙脚设φ116打孔波纹管排水盲沟将水排出洞外。洞口端墙、侧墙中以2×2间距敷设φ116打孔波纹管及泄水孔,明洞背设排水沟,洞顶设洞顶截水沟。5、路面隧道路面为钢性路面,宽度为8.0m,面层为C35水泥砼,厚度为25cm,垫层为16cm厚C15素砼。(六)施工方法本隧道长为185m,采用从出口单口掘进,使用大型机械施工,III类围岩地段根据地质情况,采用超短台阶法施工,IV、V类围岩地段采用微台阶法施工,隧道支护按先拱部后边墙的顺序实施,初次支护采用喷锚支护,衬砌全断面整体式衬砌,并采用复合衬砌,在施工过程中加强监控量测,施工工艺详见:隧道总体施工程序图;洞口段、洞身段施工方法图。1、洞口施工(1)土石方开挖施工,土方采用人工刷坡,装载机挖装,自卸汽车运输。(2)洞口仰坡、截水沟及排水沟施工首先施工洞口边仰坡外的截水沟及排水沟,以稳定坡面和防止地面水影响洞口的稳定,边仰坡开挖采用人工、风钻由上而下,坡面进行挂网喷砼加固坡面或防挡措施处理,以达到良好的防护效果。2、洞内施工开挖爆破(1)爆破设计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、测量放线:a、隧道中线测桩之间距,直线上不超过20米、曲线上不超过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,中硬岩达85%以上,软岩开挖轮廓要圆顺、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:根据设计围岩类别不同,采用不同的爆破方案。A、钻爆方案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”或“六眼掏槽”型;c、其它炮眼采用深孔微差控制爆破,在保证爆破效果的前提下,尽量减少炮眼的炸药用量。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。e、超爆器材与起爆网络:利用非电导爆系统起爆,在掏槽眼采用毫秒雷管,其余炮眼采用间隔为100~200ms的等差雷管,其振动速度为毫秒雷管采用振速的60%,并利用雷管自身的误差进行降振。为了将振心5m处的围岩质点振动速度控制在10cm/s,用V=41.52(Q1/3/R)1.67确定最大单段用药量。B、钻爆参数的确定a、炮眼深度(L)1、对III类围岩按小进尺循环考虑,L=1.0~1.5米。2、对IV、V类围岩按2.0~2.5米。b、爆破参数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。周边眼参数为:间距:E=(8~12)d(d为炮眼直径)抵抗线:W=(1~1.5E)装药集中度:
本文标题:隧道施工组织设计
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