客塘隧道实施性施工组织设计

1桂林至梧州高速公路钟山至马江第三合同段K181+635-K181+880客塘隧道实施性施工组织设计中铁三局集团有限公司钟山至马江高速公路第三合同段项目经理部2004年12月20日2施工组织设计一、编制依据1．桂林至梧州高速公路钟山至马江段第三合同段招投标文件；2．桂林至梧州高速公路钟山至马江段第三合同段两阶段施工设计图；3．《公路隧道施工技术规范》。二、编制原则⒈满足工期要求，上足相应劳力及设备，确保工期。⒉按照建指要求，确立质量目标，制定相应措施，确保质量目标实现。⒊结构施工划分流水段，实施流水作业。三、编制范围桂林至梧州高速公路钟山至马江段第三合同段K181+635-K181+880客塘隧道工程。四、工程概况本隧道工程位于桂林至梧州高速公路钟山至马江段第三合同段K181+635-K181+880处，进口里程K181+635，出口里程K181+880，全长245m。隧道为双跨连拱结构，每跨两车道，单向行车，中隔墙为曲墙，边墙侧为曲线，单跨为单心圆断面，端墙式洞门，洞身分别穿过Ⅲ类-Ⅳ-Ⅴ-Ⅳ-Ⅲ类围岩。隧道净宽10.5m，净高7.08m，其横断面布置为：2×0.75m(检修道)+1.0m(路缘带)+2×3.75m(行车道)+0.5m(路缘带)设计行车速度：100km/h；设计荷载：公路-I级。本隧道主要工程数量为：开挖土石方51171m3，C25初期支护喷射砼1636.3m3,C25二次衬彻砼9535.98m2,超前支护Ф50×5钢管21505.2kg，二次衬砌I级钢筋65287kg，II级钢筋171926.45kg，C40路面砼4410m2，EVA复合防水板11517.52m2，Ф22砂浆锚杆13796.2kg，Ф25中空注浆3锚杆17285kg，Ф6钢筋网21494.72kg，H150型钢21808.4kg。五、施工准备施工准备时间：2004.12.25～2004.12.31,负责本隧道工程施工的主要人员在进入现场后已在隧道进口修建驻地及各种临时设施。已完成平整场地、修筑临时道路、架设施工电线路、铺设施工水管路、解决施工通讯问题，已达到“四通一平”。同时组织精测队，对线路中线、导线点及高程进行复测，并形成成果。施工技术人员认真熟悉设计文件，进行图纸会审。根据工程进度需要调配数量充足、适用的各类机械设备及测量、试验、检测仪器。施工前对各种机械设备认真进行维修、保养，可以满足工程施工需要。对各种测量检测仪器进行检测、校正后进入现场。施工用电由附近高压电线路T接引入，在K181+500左设400kVA变压器1台，供隧道施工用电。项目经理部租借当地房屋，驻地设在昭平县黄姚镇。隧道工程队住地设在隧道进口处，搭建临时房屋五幢。施工驻地内设置排水沟及降解池，处理生活污水。设专人负责收集生活垃圾，按环保要求予以处置。详见“客塘隧道施工场地平面布置图”。六、隧道工程施工方案及工艺施工工期安排：2005.1.15～2006.6.15（一）总体施工方案客塘隧道采用单向掘进新奥法施工，采用柔性初期支护，结构的衬砌型式为曲墙复合式衬砌，即以锚杆、喷射砼、H型钢、超前导管高压注浆、超前预支护等为初期支护，模筑砼或钢筋砼为二次防水衬砌。锚杆采用φ25中空注浆锚杆，带垫板和预紧螺帽，塑料锚头，注浆压力不小于1MPa。初期支护与二次衬砌间铺设EVA复合防水板，环缝之间加BW膨胀橡胶止水条和E6561型止水带。4由进口向出口方向掘进。明洞段采用明挖法施工，正洞开挖采用“三导洞”法，即中导洞先行贯通，先施工完中隔墙，再施工两侧导洞，左、右导洞拉开一定距离。掘进采用YT-28凿岩机钻孔，拱部采用光面爆破，边墙采取控制爆破，非电毫秒雷管起爆，侧卸装载机装碴，自卸汽车运输。二次衬砌采用模板台车，砼在拌和站集中拌制，砼泵泵送入模，机械振捣。通风采用自然式通风。（二）施工方法及施工工艺1洞口及明洞施工首先结合洞顶地形在洞顶做好截水沟。截水沟设在边仰坡顶以上10米外。截水沟与路堑天沟顺接或引至隧道以外或路基边沟中来，以拦截地表水，避免地表水冲刷边仰坡及洞门，截水沟用浆砌片石砌筑。1.1洞口刷方先按设计对边仰坡放样。洞口路堑及明洞采用中间超前拉槽的施工方法，两侧严格按设计坡度自上而下进行刷坡，尽量减少对原地层的扰动，保证边仰坡稳定。同时结合洞外相关工程、施工条件及环保要求，贯彻“早进洞晚出洞”的原则，尽量减小对原地貌的破坏。清除边、仰坡上的浮石、危石，将坡面整修平顺，采取打设φ25长3.5米、间距200*200厘米的中空注浆锚杆、挂φ6(25*25)钢筋网、喷射10厘米厚C25砼等防护措施对坡面进行防护，随时监测，检查山坡稳定情况。表面覆土由人工配合挖掘机挖除。仰坡采用光面爆破，自上而下分层进行。断面中部采用风动凿岩机钻浅孔小爆破，非电毫秒雷管导爆。开挖后的土石方采用挖掘机、装载机挖装，自卸汽车外运至指定地点弃置，人工配合清理松散危石并整修边坡。1.2明洞施工明洞土石方开挖与洞口边仰坡开挖同时进行。开挖采用挖掘机自上而下分层进行。石方开挖人工配合，YT-28风钻开孔，光面爆破。按设计要求一次到位。挖掘机配合自卸车装运弃碴。明洞开挖到位后，按设计要求进5行加固、防护。明洞衬砌及早施工，以增强洞口稳定。明洞拱墙衬砌内外模均采用自制衬砌台架配组合钢模板施工。台架采用工字钢制作，对口支撑采用钢管。模板采用特制组合钢模板。衬砌台架间距1.0m，安装时垂直衬砌面。钢模板与台架连接采用U型卡环，模板之间的连接采用穿销和卡件。明洞与洞门端、翼墙同时施工，连成整体。混凝土浇筑采用泵送入模，插入式振捣器振捣，两侧对称分层浇筑，保证两侧灌注面高差不超过0.5m。明洞衬砌完成后，按设计要求，施工甲种防水层，并及时进行回填，明洞两侧回填同时施工，防止对衬砌产生偏压。明洞顶部的排、截水设施与洞门配合施工，并与路堑排水系统连通。1.3洞门施工洞门在开挖、支护后及早修建，并在雨季来临前施工完成。施工放样位置必须准确，洞门基础开挖后视工程地质条件采取相应的地基加固措施，基础置于稳固基岩上。洞门型式均为端墙式，端墙为C20片石砼浇注，在明暗洞交界处设2cm宽施工变形缝，砼的表面用深色瓷砖饰面。洞门完工后，对洞门地形修整，并植草、种树，美化洞门环境。2洞身开挖2.1开挖方法洞身采用三导洞半断面分步开挖。Ⅲ类围岩段施工开挖用中导洞先行，主洞上下断面正台阶法施工；Ⅳ类围岩段施工开挖采用中导洞先行，主洞上下断面正台队法施工。为减少对围岩扰动并控制超欠挖量，采用光面爆破技术。坚持“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、勤量测”的原则，挖后迅速进行初期支护，支护紧跟开挖面，第二次衬砌自下而上全断面整体浇注，减少工作缝，确保结构稳定与施工安全。施工中严格控制超、欠挖，初期支护及时可靠，二次衬砌采用泵送砼和整体式模板台车的机械化配套6施工技术，确保二次衬砌质量达到内实外美。施工中加强量测，及时处理分析数据，并根据分析结果调整支护参数。施工顺序为：首先开挖中导洞。中导洞的临时支护以挂网、喷砼、系统锚杆为主，钢格栅及超前管棚根据设计及地质条件适当选用。待中导洞贯通，中隔墙的衬砌砼施工完毕后，再施工两侧导洞，左、右导洞拉开一定距离。右洞先行，施工中需衬砌的一侧边墙的初期支护严格按设计要求安装工字钢架支撑、打设径向锚杆、挂网、喷砼，拱部及另一侧边墙以挂网、喷砼为主，待右洞开挖完成30～50m后，开始左侧壁导洞施工。当右侧壁导洞开挖30m左右时，开始开挖右洞的拱部，施工时严格遵循“弱爆破、短开挖、强支护、早闭合、衬砌紧跟”的原则，随时保证开挖的人员及设备都在超前管棚的保护之下，并根据量测结果和爆破效果不断调整支护参数和爆破参数，确保施工安全。确认上部安全后，同时考虑上台阶的进尺及施工情况，进行下台阶开挖。开挖仰拱，施工仰拱砼。左洞施工顺序同左洞。洞内开挖时，边开挖边在两侧做好临时排水沟，将洞内施工废水及洞内渗水及时排出洞处临时排水沟内，保持洞内干燥。2.2钻爆作业钻爆采用光面爆破法，以减少超欠挖量和对围岩的扰动，保证开挖轮廓线符合设计要求。光面爆破参数见下表：岩石种类装药不偶合系数D周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线V(cm)相对距离E/V周边眼装药集中度q(kg/m)坚石6055-7070-850.8-1.00.30-0.35次坚石30-6045-6060-750.8-1.00.20-0.30软石≤3030-5040-600.5-0.80.07-0.15钻孔采用凿岩台架，YT-28风钻钻眼,钻孔孔径38mm。钻孔前，首先7进行测量放样，测出隧道中线和高程，用五寸台法画出轮廓线，标出炮眼位置后钻孔台架就位开始钻眼。钻眼符合下列要求：掏槽眼：布置在开挖断面的中央稍靠下部，以使底部岩石破碎，减少飞石。深度、角度根据围岩类型施工，眼口间距误差和眼底间距误差不大于5cm。辅助眼：交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，并垂直于开挖面打眼，力求爆下的石渣块大小体积适合装运。眼口排距、行距误差不大于6cm。开挖断面底部两隅处应合理布置辅助眼，适当增加药量，消除爆破死角。断面顶部控制装药量，防止出现超挖。周边眼：周边眼沿设计开挖轮廓线布置，间距根据围岩情况按上表选用。沿隧道轮廓线的炮眼间距误差不大于5cm，外斜角为2-3°，外斜率不大于5cm/m，与内圈眼间最小抵抗线误差不大于10cm。除内圈眼的孔深比周边眼深5-10cm外，其他各类炮眼深度相差不宜大于10cm。炮眼深度中硬及以上完整围岩可采用深孔(3-3.5米)，在软岩段开挖一次进尺控制在1-2米之内。当开挖面凹凸不平时，按实际情况调整炮眼深度和装药量，力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一垂直面上。钻眼完毕，按炮眼布置位置进行检查并做好记录，不符合要求的炮眼重钻。2.3装药作业采用2号岩石硝铵炸药。装药前，将炮眼内的泥浆、石粉吹洗干净，检查炮眼达到设计要求后装药。装药时严格按设计药量进行，所有炮眼均堵塞炮泥。周边眼的堵塞长度不宜小于20cm。装药结构：光爆周边眼采用间隔装药，炮眼内敷设导爆索连接所有药卷。其它孔采用集中装药。82.4起爆作业非电毫秒雷管正向插入炸药内装入炮孔。导爆管引线采用一把抓联结方式，联接线采用同组同种秒段导爆管。2.5出碴运输隧道出碴采用侧卸装载机装碴，自卸汽车运至洞外181+000～181+600段作为路基填筑方。2.6施工作业流程如下：超前导管支护→开挖→初喷→安设格栅钢架→锚杆→挂网→复喷→下一循环。3洞内三管两线布置及排水导坑内分别布置φ100mm高压风管、φ80mm供水管、动力线及照明线。考虑作业面的电压，动力线用电缆引入。在开挖地段及衬砌地段采用36V照明，成洞地段采用220V。洞内排水：在掌子面附近挖积水坑，污水泵抽排于洞外。4锚喷支护4.1超前小导管小导管采用钢管制成，前端封闭并制成尖状，以便顺利插入已钻好的孔内。在管壁梅花型布置注浆孔，管尾端1.0m不设注浆孔。超前小导管沿开挖轮廓线布置，其外插角在10-30°范围内。每一循环预留1.5～2.0m的止浆墙。在掌子面施喷10～20cm厚砼进行封闭，并对后部5m范围内初期支护加喷砼5～10cm。压力为0.5～1.0MPa，必要时可在孔口设置止浆塞。先用YT-28风钻开孔。开孔直径为50mm，并用吹管将砂石吹出。然后用带冲击的YT-28风钻将小导管顶入孔中，或直接用锤击插入钢管。最后用塑胶泥（35Be'水玻璃拌合MC型超细水泥或P.O42.5水泥）封堵导管周围及孔口，同时封堵工作面上的裂缝。小导管外露20cm，安装注浆管路。采用定量注浆，控制进浆速度，一9般每根导管控制在30L/min以内，即每孔注入0.30m3浆液。注浆配比为水泥砂浆1:1，水灰比0.38～0.45。在施工中，根据地质情况现场试验调整参数。注浆最高压力严格控制在1.0MPa以内，以防压裂工作面。每根导管内注浆量由计算确定，若压力上升，流量减少，虽然注浆量未达到计算值，但孔口压力已达到1.0MPa也结束注浆。注浆结束后及时清洗泵、阀门和管路，保证机具完好，管路畅通。每环注浆完成，钻2～3个孔检查注浆效果，未达预期效果时采用小导管压