铁索关隧道施工方案

隧道施工方案１.工程概况本合同段内有1座隧道（铁锁关隧道），为带中墙的整体式双连拱结构隧道。隧道全长257m，隧道净空（宽×高）：2×9.75×5m，隧道位于半径R=3435.91m的圆曲线内，该隧道为泥质粉砂岩夹砂质泥岩，围岩类别为Ⅱ类。隧道的地下水主要来源于大气降水，补给量受地形、地貌、岩性、构造和降水方式的控制。隧道区内地下水补给条件较差，地下水贫乏。隧道涌水量不大，但分布不均匀，一般呈渗水滴水状态，局部可能形成富水地段，如断层破碎带，裂隙发育地带等，会出现淋水或股流状态。本隧道为Ⅱ类围岩，地质条件较差，施工中以“弱爆破、少扰动、强支护、早封闭、适时衬砌”为原则，并根据围岩监测结果及时调整施工方案，确保施工安全，保证工程质量。２.施工组织及主要施工方法隧道由有经验的专业化施工队伍负责施工，根据洞内不同工序，隧道施工队分为：测量班、掘进班、锚喷班、衬砌班等工班，分别负责各工序的施工。本隧道是本合同段控制工期的主要工程，拟配备性能良好的机械设备,主要机械设备有：电动压风机、装载机、自卸汽车、砼喷射机、水平钻机、钻孔（衬砌）台车等。详见拟投入本合同工程的主要施工机械表（表3）。隧道按新奥法施工，出碴采用无轨运输方式，自制简易钻爆台车配合7655型风动凿岩机钻孔，实施掘进（钻、爆）、出碴（装、运）、锚喷（拌、运、锚、喷）和衬砌（拌、运、灌、捣）等四条机械化作业线。３.施工进度安排根据现场调查和招标文件工期要求,拟采用单口掘进的施工方法,从隧道进口开始掘进。隧道路面为2%的纵向上坡，从进口端掘进也有利于洞内排水。根据隧道的结构特点及地质情况采用三导坑半断面，先墙后拱法施工（隧道开挖采用中导洞+侧壁导洞+上下导坑开挖法）。本工程拟2001年1月10日开工，2002年2月10日完工，施工时间为13个月。4.临时工程4.1施工便道施工便道按7m宽、0.2m厚泥结碎石路面新建和整修。施工便道主要利用原有乡间道路，对旧路进行调直，加宽整修，以保证施工运输的需要。4.2施工用电隧道进口端安装一台500KVA电力变压器，保证生活及生产用电，同时配备一台250KW的柴油发电机以备电网停电时使用。4.3施工用水隧道进口紧邻玉带河,安装二组变频恒压供水装置，利用河水，供施工使用。4.4高压供风隧道进口建压风站一座，安装2台20m3/min电动空压机，供应进口施工用风。4.5三管两路及洞内排水隧道内通风管采用软质风管，通风方式采用压入式通风。风管悬挂于一侧边墙，高压风管、水管安装在通风管同侧临时水沟上方。隧道动力线、照明线安装在另侧边墙顶部。隧道两侧分别设置排水沟，排水沟不得侵入砼衬砌基础，并防止基础被积水浸泡。施工道路做好横向排水，确保道路不积水，保证道路畅通。4.6施工通讯采用有线与无线对讲机相结合的联络方式。4.7生产和生活用房生产及生活用房在拟洞口附近自建，由于本地区雨量较大,因此采用砖石结构，临时房屋位置见施工总平面布置（表4）。4.8挡护及防、排水工程在施工过程中为保证安全，在进洞前根据现场情况,做好引水、截水、排水和挡护设施，防止水害及山体滚石危及安全。5.主要施工方法5.1明洞施工隧道进出口处各设有一段明洞，采用明挖法施工。开挖时要根据现场工程地质和水文地质条件,本着“早进、晚出”的原则进行开挖。开挖后及时进行明洞钢筋砼施工，以保证进洞施工安全。明洞土方采用机械开挖，石方采用7655风枪钻孔，控制爆破。施工过程中对洞门仰坡及边坡尽量避免扰动，并加强对该处坡面的观测，如在开挖过程中有滑坡迹象应及时采取加固措施，并采取保留核心土的办法，先将明洞和洞门衬砌好，再挖除核心土。5.２进洞施工待洞口边坡防护及初期支护完成，明洞浇注完成后，砼达到允许强度时，进行中墙导洞开挖及边墙导洞开挖。5.3掘进开挖方法：本隧道为Ⅱ类围岩拟采用三导坑先墙后拱法施工,具体施工方法为:隧道开挖时先挖中隔墙,完成初期支护后,浇筑中隔墙砼;再挖两边墙,完成初期支护后,浇筑边墙二次衬砌砼;最后开挖拱顶部分,完成初期支护后,浇筑拱顶部分二次衬砌砼。5.3.1钻孔钻孔施工在导洞开挖时采用人工搭建施工平台配多台7655型风动凿岩机钻孔，正洞开挖时，使用自制简易台车配多台7655型风动凿岩机钻孔。钻孔前，先进行钻爆设计，钻工要熟悉炮眼布置图，施工时严格按钻爆设计实施，钻工要熟悉炮眼布置图，定人、定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻确保位置和角度的正确。严格控制炮眼间距，误差不得大于5cm，特别是掏槽眼和周边眼，采用斜眼掏槽时，外插角必须控制好，严禁相互交错穿孔。采用直眼掏槽时，钻孔要相互平行，且垂直于开挖断面。周边眼数量，间距要严格按照钻爆设计施作。爆破后要求硬岩残眼率达80%以上，中硬岩达到70%以上，软岩开挖轮廓要圆顺，符合设计轮廓，周边眼外插角应严格控制，并根据钻孔深度进行调整，使相应邻两茬炮之间错台不大于15cm。钻孔施工时，应满足以下要求：a.掏槽眼眼口间距和眼底间距误差控制在5cm以内。b.辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于5cm。c.周边眼沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不大于5cm，外斜率不大于5cm/m，眼底不超出开挖轮廓线10cm，最大不得超过15cm。d.内圈炮眼到周边眼的排距误差不得大于5cm，炮眼深度超过2.5m时，内圈炮眼与周边眼应采用相同斜率。e.当开挖面凹、凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度和装药量，力求除掏槽眼外的所有炮眼底部处于同一垂直面上。5.3.2爆破采用预裂爆破，并按微震控制爆破设计，塑料导爆管非电起爆。施工中根据预裂爆破设计，结合现场地质情况进行爆破试验，并不断修正设计参数，以达到最佳爆破效果。成立爆破小组，实行定人、定位、定标准的岗位责任制，精细正规实施，其具体措施如下：钻眼完成后，按炮眼布置图进行检查，并做好记录有不符要求的炮眼应重钻，经检验合格后才可装药爆破。装药作业要定人、定位、定段别。装药前应将所有炮眼内泥浆、石屑用高压风、水吹洗干净。严格按设计的装药结构和药量装药，装药时应使用专门的炮棍装药，炮棍可选用木制、竹制或塑料材料。炮棍要直顺、顶端要齐平，直径比炮孔直径稍小，并保证装药时不损坏导爆管或雷管脚线。为满足不同部位的爆破要求，装药的密度要求不同，当需提高装药密度时，药卷可一节一节的装并随即捣实，使药与眼壁间不留缝隙。要降低装药密度时，可采用间隔装药、小直径药卷或几个药卷同时装入后再推进。已装好药的炮眼要及时用炮泥封堵，周边眼的封堵长度不宜小于20cm，封堵材料可应地取村，但要求其不可燃并要有可塑性，易于密实，与炮孔壁摩擦作用大，能结成一个整体。可选用一部分石屑、石粉、或粗砂配粘土加适量水混合配制。装炮泥时开始要慢用力、轻捣，以后炮泥须依次捣实至孔口，捣炮泥时要用手拉住雷管脚线，导爆管要拉直，但不得过紧。潮湿有水的炮孔应最后排除积水、岩粉后及时装药，药卷可加防水套或使用防水炸药。装药后及时起爆，避免时间过长或因其它原因使防水作用破坏，造成爆破效果降低或失效拒爆。接线、联接网络应严格按钻爆设计实施，注意导爆索的连接方向和连接点的牢固性。装药前将主要的钻孔器具收集整理好，移至安全地段后方可起爆。5.3.3出碴隧道出碴采用无轨运输方式,装载机装碴,自卸汽车运输。5.3.4测量放线洞内施工测量采用中线法，中线测桩间距不短于50m，每100m设一水准点，根据需要适当加密。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。每次测量放线的同时，对上一次爆破断面进行检查,利用我局自行开发的计算机软件，《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，以达到最佳爆破效果。5.4支护a.喷砼按半湿裹砂喷射砼工法实施，并掺用我局自行研制并通过铁道部鉴定获国家专利的STC粘稠剂。工艺流程喷射砼工艺流程见下图（半湿法喷射砼工艺流程图）拌和物运送用的空气，0.8m喷砼机械空气流运送压缩空气空气运送用空气量计STC粘稠剂+水＋空气STC粘稠剂液体STC粘稠剂1000L900L877L反弹10％压实3％料斗中的砼粘到隧道壁上的砼半湿法喷砼工艺流程图在含砂量大的土质地层喷射砼时，先低压喷射，同时加大STC掺量，待喷好一层后再按常规喷射。施工要点如下：①选用425号普通硅酸盐水泥，细度模数大于2.5的硬质洁净砂，粒径5～12mm的级配碎石（或卵石），经化验合格的拌合用水。喷射砼严格按设计配合比拌和，配合比及搅拌的均匀性每班检查不少于两次。②喷射前，认真检查隧道断面尺寸,对欠挖部分及所有开裂、破碎、水溶崩解的破碎岩石进行清除和处理，清除浮石和墙角虚碴，并用高压水或风冲洗岩面。③喷射机安装调试后先注水后通风，清通机筒及管路投料。连续喂料，经常保持料斗内料满，料斗上设12mm孔径的筛网一道，避免超径骨料进入机内，造成堵管。喷射时，先注水（注意喷嘴要朝下，避免水流入输料管），后送风，然后上料，根据受喷面和喷出的拌和物情况调整注水量，以喷后易粘着，回弹小和表面呈湿润光泽为度。喷射顺序：采取分段、分块，先墙后拱，自下布上的顺序，进行喷射作业。隧道内沿纵向3～4m为一段，每2m宽为一片。喷射时，喷嘴做缓慢的螺旋形运动，使喷射料束运动轨迹呈环形螺旋式移动，旋转直径约20～30cm，自喷射面的下部开始，水平旋转喷射，喷料要一圈压半圈，喷至段尾时上移返回，同时要求一排压排，如此往复喷射。喷射时如有个别受喷面凹洼不平应先喷该处，大致找平。为保证喷射砼密实度，减少回弹量，对于风压、水压及喷头的喷射距离、喷射角度都应合理调整。喷嘴至受喷面距离以0.6～1.0m为宜，料束以垂直于喷射面为佳。喷射料束放置速度及一次喷射厚度，以每2秒左右转动一圈为宜，一次喷厚以不回落时的临界厚度或达到设计要求厚度时向前移动，每次喷射厚度一般不小于5cm。若喷射要求厚度较大，一次不能达到时，第二次喷射应在第一层砼终凝1小时后进行。两次喷射注意找平岩面，以便于铺设防水层。风压和喂料量，应根据喷射部位不同，以及采用的喷射机型号进行调整。④喷射砼的养护：喷射砼终凝2小时后，进行喷水养护，养护时间不少于14天。爆破作业距喷射砼完成时间不小于4小时。有水地段喷射砼采取如下措施：当水点不多时，可设导管引排水后再喷射砼；当涌水量范围较大时，可设小导管注浆止水，然后再喷砼；当涌水严重时可设置泄水孔，边排水边喷砼。增加水泥用量，改变配合比，喷砼由远而近逐渐向涌水点逼近，然后在涌水处安设导管，将水引出再在导管附近喷砼。施工注意事项:喷射前仔细检查机具情况，提前处理危石，喷射机应布置在安全地带，并尽量靠近喷射部位，便于掌机人员与喷射手联系，随时调整工作风压。经常检查喷射机出料弯头，输料管和管路接头，发现问题要及时处理。开始喷射时一定要先注水，后送风，再开机上料。喷射作业结束时，将机内和管中的拌合料用完后再停机、关水、断风。每班完成施工作业后都要对喷射机进行清理、检修，保证下一班机器工作状态良好。施工过程中，拌料严格按设计配合比及拌和方法拌和，计量要准确，特别是外加剂的用量，必须满足设计要求。运输道路保证畅通，照明用电要有保证，风压、水压要稳定。质量控制和检查喷射砼强度及抗渗性：通过工地喷大板，切割制取试件检查，或直接喷到无底试模中制成试件检查。与岩面的粘结力检测：在工地预留试件，用直接拉拔法试验或喷大板切割试块做劈裂试验求得强度值。喷射厚度控制：以锚杆外露部分作为标记进行检查或喷射时插入长度比设计值厚度长5cm的铁丝、纵横向1～2m设一根作施工控制。b.锚杆采用Ф22砂浆锚杆，施工程序如下图：开挖后先进行第一层喷射砼施工，待该层砼终凝并形成一定强度后，按设计要求布置锚杆位置，用红油漆标示清楚。进行钻孔施工，钻孔完成后将安装好锚头的锚杆插入孔内至设计深度，打紧后安装止浆塞。注浆:注浆压力控制在0.5～1.0MPa，并随时排除孔中空气，保证锚钻孔插入锚杆孔道注浆安装止浆塞注浆设备就位杆砂浆饱满。c.挂网按设计要求加工钢筋网，随受喷面起伏铺设，并将钢筋网同定位锚杆固定牢固，钢筋网与受喷面的间隙以3cm左右为宜。砼保护层厚度应大于2cm。d.钢架安装工艺流程见下图。钢拱架安装工艺流程图初喷定位锚杆施